JPH02156445A - 光磁気記録媒体およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光磁気記録媒体に関し、詳しくは基板上に光
磁気記録磁性膜と共に積層する被覆膜に関するものであ
る。

（従来の技術） 光記録媒体の中でも書き込み消去のできる書き換え可能
型として従来知られるものとして、相変化型、フォトク
ロミック型、光磁気型等の媒体がある。これらの書き換
え可能型の中でも光磁気型が書き込み速度や繰返し耐性
に優れており、注！１されている。

ところで、この光磁気型の光記録媒体の光磁気配Ｓｉ磁
性膜（以下この膜を単に磁性膜という）には、例えば希
土類−遷移金属薄膜（以下、ＲＥＴ〜１膜という）ある
いはＭｎＢ１系薄膜を用いたものが従来提案されており
、このうちＲＥ−ＴＭ股を用いたものが総合特性に優れ
ている。しかしながら、これら膜は耐食性に劣るという
欠点を有し、１１４食に伴い保磁力の変化、カー回転角
の減少、孔食の発生等の劣化を生じるために、記録媒体
としてＣ／Ｎ値（ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　ｎｏｉｓｅ　
ｒａｔｌｏ）の低下やにり率の増加につながる。

この対策としては被覆膜を磁性膜の両面あるいは１１面
に形成して耐食性を向上させることが知られている。

上記ｍ　ｓ膜を磁性膜の光入射側に設ける場合は、磁性
膜のカー回転角を大きくするカー効果エンハンスメント
の作用を持たせることができるが、力効果エンハンスメ
ントの機能を得るためには披瓜股の屈折率が大きいこと
が必要である。一方、光磁気記録媒体は合成樹脂やガラ
ス等を基板として用い、これに磁性膜と被覆膜を設けた
構造であるが、［膜には化学的に安定で、酸素や水分を
遮蔽し、基板や磁性膜との親和性が良いことが望まれ、
特に基板としてポリカーボネイトやアクリル樹脂等の合
成樹脂を用いた場合、基板や磁性膜との親和性かよく、
基板に含有されたあるいは基板を透過してくる酸素や水
分等を透過しないことが強く要求される。更に、保護膜
を磁性膜の光入射側に設ける場合は入射光が磁性膜に充
分に達するだけの透明性が必要である。

磁性膜保護とカー効果エンハンスメ′ントの機能の一つ
あるいは二つを有する被覆膜として従来、ＳｉＯ、Ａｌ
２Ｏ３等の酸化物あるいはＡＩＮ。

Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物等が報告されている。しかし上記
のような被覆膜を磁性膜とともに積層した光磁気記録媒
体にも次のような欠点が指摘される。

すなわち、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物を用いた光磁
気記録媒体は、酸化物が酸素を放出し、希土類金属を酸
化し易くなり、ＲＥ−ＴＭ膜の特性劣化が起り易いとい
う欠点があり、ＡＩＮを用いたものは水分に対し安定性
に欠けるという問題を有し、ＳｉＮを用いたものは基板
との密着性が悪く剥離するという欠点がある。

（発明か解決しようとする課題） 本発明は上記の従来技術に鑑みなされたものであり、磁
性膜の腐蝕からの保護あるいはカー効果エンハンスメン
トの機能を備えた被覆膜で磁性膜を被覆してなる光磁気
記録媒体の提供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明音らは上記課題を解決するために鋭意検討をｊ゛
１なった結果、光磁気記録媒体における磁性膜の１１４
食からの保護あるいはカー効果エンハンスメントの機能
を備えた被覆膜を見出だし本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、基板上で、光磁気記録磁性膜と共に
その表裏面に磁性膜保護及び／又はカー効果エンハンス
メントのための被覆膜を積層して構成される光磁気記録
媒体であって、上記被覆膜の少なくとも一方が少なくと
もＳｉ、Ｃ，Ｎ及びＨを構成元素として含有することを
特徴とする光磁気記録媒体及びその製法である。

本発明の光磁気記録媒体における磁性膜としては、上記
したＭ　ｎ　Ｂ　ｉ糸材料あるいはＲＥ　−Ｔ　Ｍ膜を
挙げることができる。また、ＲＥ−ＴＭ膜としてはＴｂ
ＦｅＣｏ系の膜やＧｄＦｅＣｏ。

ＧｄＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ。

ＮｄＤｙＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ等を例示することがで
きる。更に、プラスチック中のモノマーや水分、あるい
は外部からの水分等により劣化をうける記録材を用いた
他の記録材料、例えばＷＯＲＭ　（ｗｒｉｔｅ　ｏｎｃ
ｅ　ｒｅａｄ　ｍａｎｙ）用のカルコゲン等の全てにも
適用可能である。

基υにとしてはポリカーボネイト、ガラス、エポキン樹
脂等の透明な基板を用いることができ、記ＳｉＡ媒体の
形状は一般的なディスク状のものの他、カード、テープ
、シート、ドラムその他任意の形状のものが採用され得
る。

本発明の光磁気記録媒体における被覆膜は、力効果エン
ハンスメントと磁性膜を腐蝕等から保護する機能の少な
くとも一方の効果を得る目的のためには磁性膜と基板と
の間に介挿され、また磁性膜を腐蝕等から保護する目的
のためには磁性膜背面に被覆される。例えば磁性膜がＲ
Ｅ−ＴＭ膜やＭ　ｎ　Ｂ　ｉ系膜である場合には、基板
と磁性膜の間に介挿された股は上記２つの効果を満足さ
せる。

なお本発明の光磁気記録媒体は、前記構成元素を含Ｈす
る被覆膜が磁性膜の表裏両面に積層されるもの、敵性膜
の片側のみに形成され他側の面は被覆を施さない、ある
いは他の膜により被覆されるものを含む。

本発明の光磁気記録媒体における特徴的な要素は、被覆
膜が少なくとも構成元素としてＳｉ、Ｎ。

Ｃ及びＨの４つを含有することである。

被覆膜中にＣ原子が含有されることにより、被覆膜と基
板との親和性が良くなり密着性が向上するために、被覆
膜の剥離やクラックの発生が抑制される。特に、被覆膜
のＣ原子含有量が３０原子％を越え、６０原子％以下で
ある場合、被覆膜と基板との密着性が向上し、応力の低
減を図ることができる。また、ＳｉとＨが結合すること
によりＳｉの未結合手が結合され透明性が向上し、更に
被覆膜が水素を含むことにより基板との親和性が向上す
ると考えられる。上記被覆膜の基本的な骨格は安定なＳ
　ｉ　−Ｎ、　Ｓ　ｉ　−Ｃ結合により構築され、化学
的に安定で酸素、水分の遮蔽にも優れたものである。

本発明の光磁気記録媒体の被覆膜は、構成元素として少
なくともＳｔ、Ｎ、Ｃ及びＨの４つを含有するものであ
るが、被覆膜の透明性は水素の自白°により向上してい
る。しかしながら、水素含有量が多い場合、屈折率は低
下するため、透明性を維持しつつ高い屈折率を得ること
が被覆膜のカー効果エンハンスメントの機能をもたせる
場合の一つのポイントとなる。本発明によれば、水素が
適度に被覆膜に導入されるために、透明性が高く、屈折
率の大きいカー効果エンハンスメントに適した被覆膜を
Ｈする光磁気記録媒体が？りられる。

本発明の媒体における被覆膜が基板と磁性膜の間′に介
挿される場合は、カー効果エンハンスメントを効果的に
利用するために被覆膜の厚みを６０〜１０　（ｌ　ｎ　
ｍとすることが好ましく、また被覆膜が磁性１１／Ｊの
背面保護として用いられる場合は、薄過ぎると保護効果
が低下し厚過ぎると成膜時間が長くなる等の問題から例
えば５０〜１５０ｎｍ程度とすることが好ましい。

本発明の光磁気記録媒体の製法において、特に被覆膜を
形成する方法として、例えば金属シリコンをターゲット
とし不活性ガスにアンモニアと炭化水素ガス（好ましく
はメタンガス）、あるいはアンモニアと炭化水素（好ま
しくはメタンガス）と水素ガスを混合したガスを用いた
反応性スパッタリング法を挙げることができる。更にシ
ラン系ガス、アンモニアガス、炭化水素ガス（水素ガス
でｆｃ釈してもよい）等を用いてＣＶ　Ｄ　（ｃｈｅＩ
ｌｉｃａｌｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によ
っても形成することができる。

反応性スパッタリングにより被覆膜を形成する場合、用
いる装置としては特に制限はないが、樹脂基板のときは
低温作製が必要であり、ガラス基板等において加熱を行
う場合にもスパッタリングによる温度上昇のないことが
好ましいことから、Ｊ！仮湿温度制御がし易すく、形成
速度が大きいマグネトロン装置が特に好ましく使用され
る。スパッタリングを行なう際の予備排気は残留ガスの
影響を除くためできるだけ高真空まで行うのがよい。

ターゲットとしては金属シリコンを用いるか、数９６の
不純物が含まれていてもよい。また、仝スパッタガス圧
は０．１５〜ＩＰａ、アンモニアガスの割合いは２〜４
０％、炭化水素ガスあるいは水素ガス割合は７〜４０％
であることが好ましい。

この様に被覆膜を作製することにより、量産性か良好と
なり、密行性が強い被覆膜がｉすられる。

（実施例） 以下本発明を図面を参照しつつ実施態様に基づいて説明
する。

第１図は、光磁気記録媒体の実施態様の概要をその厚み
断面で示した図であり、この図において１はガラス、ポ
リメチルメタアクリレート、ポリカーボネイト等で形成
された透明な基板を示している。この基板にはトラッキ
ング案内用の図示しない溝が形成される。

２はカー効果エンハンスメントと保護機能を兼ねて基板
１と磁性膜の間に介挿された第１の被覆膜てあり、３の
磁性膜は例えばＴｂＦｅＣｏ系のＲＥ−ＴＭ膜を示して
いる。

４は保護機能を持つ第２の（背面）保護膜である。

これらの第１の保護膜１および第２の保護膜４か、例え
ば構成元素に特徴をもつ被覆膜とされて本発明の光磁気
記録媒体が形成される。

第２図は光磁気記録媒体の他の実施態様の概要をその厚
み断面で示した図である。

この例では基板５と磁性膜８間の被覆膜を２層に形成さ
せており、例えばこれらの２層を保護作用を１７１的と
するＳ　ｉＯ２膜６とカー効果エンハンスメント作用を
目的とするＺｎＳ膜７として形成することができる。８
は磁性膜、９は背面保護膜である。

実施例１〜８．比較例１ 本発明の光磁気記録媒体の特徴的な被覆膜の特性を７Ｉ
Ｉ１１定するため石英ガラス、円形カバーガラス、ｎ型
シリコンウェハー基板の上に本発明による被覆膜と比較
のための本発明によらない被覆膜を約２４０ｎｍの厚さ
に形成した。

なお、本発明の光磁気記録媒体における被覆膜を試料１
〜８（各々実施例１〜８に相当）及び比較のために本発
明の光磁気記録媒体と構成元素の異なる被覆膜を試料９
（比較例１に相当）として形成した。

被覆膜の形成は高周波電源（周波数１３．５６Ｍ　Ｈｚ
　）と直流電源を有した２極マグネトロンスパッタ装置
（ＣＦＳ−４ＥＳ徳１１１製作所）を用いて金属シリコ
ンをターゲットとして設置し、予備排気２Ｘ１０−’Ｐ
ａ以下とし、基板を加熱なして２Ｏｒ　ｐｍで回転して
、高周波スパッタリングにより電力３００Ｗで、導入ガ
スを表１に示す条件て゛形成した。

シリコンウェハー上に形成した膜の組成をＥＰＭＡ　（
ｃｌｃｓｔｒｏｎ　ｐｒｏｖｅ　ｍ１ｃｒｏ　ａｎａｌ
ｙｓｉｓ　）により定量分ｔｌｉ　した結果を表１に示
す。

表１より、メタンガス導入量が２ｓｅｃｍを越えるとＣ
原子含ａ量が３０原子％を越えることが４）かる。

また、第３図に触針式膜厚計で求めた試料１〜９の膜の
成膜速度をＣ原子含有量に対して示す。

同図より成膜速度はＣ原子が含有される場合は大きく、
試料９の５ｉＮＩ１％に比べ１．７〜２倍程度になって
おり、特にＣ原子含有量が５０原子％以上のものは大き
い値をもつことがわかる。この大きな成膜速度は媒体生
産の時間短縮に貢献することかできる。

シリコンウェハー基板上に形成した試料４の被覆膜の赤
外透過スペクトルをフーリエ変換赤外光度旧（Ｊ　ＩＲ
−１００日本電子（株）製）を用いて測定した。その結
果を第４図に示す。なお結果は基板のシリコンウェハー
の吸収を補正して示しである。同図より２１７０ｃｍ−
１近辺に５ｉ−Ｈ結合、１１６０ｃｍ’近辺にＮ−Ｈ結
合による吸収が認められ、膜にＨが含有されていること
がわかった。

第５図にシリコウェハー上に形成した膜の屈折率をエリ
プソメーターで測定した結果をＣ原子含ｈ−量に対し示
す。同図より本発明の光磁気記録媒体に用いられる被覆
膜の屈折率は１．９以上あり、カー効果エンハンスメン
トの機能が期待できることがわかる。なお、石英ガラス
基板上に形成した１〜９の保護膜の透過率（波長８３０
ｎｍ）を分光光度計でａｌｌ定した結果、全て９０％以
上の透過率を示した。

第６図に円形カバーグラス上に膜を形成してカバーグラ
スの反り量の変化から算出した応力の値をＣ原子含有量
に対して示す。同図より、Ｃ原子含有量の増加により応
力は低下し、特に３０原子％を越えると著しく小さい値
となることがわかる。

このことから、本発明の光磁気記録媒体に用いられる被
覆膜のうち、特にＣ原子含有量が３０原子％を越えるも
のを用いることにより、被覆膜の剥離、クラックの発生
の抑制が期待されることがわかる。

実施例９〜１３．比較例２．３ 第１図に示した構成の光磁気記録媒体（試料１０〜１５
）をポリカーボネイト基板（直径１３ｃｍ、ｌｌｊ厚１
．２ｍｍの円盤、１．６μｍピッチの案内溝付（溝幅０
．６μｍ）の上に、７５ｎｍ厚のＴｂ　　Ｆｅ　　　Ｃ
ｏ　　　磁性膜３と、この磁２４　　　Ｇ４．５　　１
１．５ 性膜を挟む形態で本発明による保護膜を表裏面に積層し
て形成し製造した。

光磁気記録媒体の製造は、前記のスパッタリング装置を
用いて保錘膜は高周波スパッタにより、磁性膜は直流ス
パッタにより下記に従い行った。

保護膜の形成は表２に示す条件で行った。試料１０〜１
５（各々実施例９〜１３．比較例２に相当）の全てで保
護膜２の厚さは８５ｎｍ、背面保１穫膜４の厚さは１０
１００ｎ定とした。また試料１６（比較例３に相当）は
保護膜２を設けておらず、背面保護膜４は試料１５の条
件で形成し膜厚は１１００ｎとした。

また磁性膜はターゲットをＴｂＦｅＣｏとし直流スパッ
タにより上記と同様の条件で形成した。

５・「価試験１ 上記酸ｆ、′１１０〜１５の光磁気記録媒体について膜
の密６性を評価した。

密る性のΔｐ１定法は、背面保護膜の表面にナイフてｌ
ｒｎｍ角のゴバンメを１００個作り、そこにセロハンテ
ープを貼りつけ、ついで引き剥がすことにより、基板上
に残った部分の個数で表し、１０回の測定の平均値を求
めた。その結果を表３に示す。同表より保護膜の密着性
はＳｉＮ膜より格段に優れるとともに、膜中のＣ原子含
有量の増大により被覆膜の密着性が向上し、特に３０原
子％を越えると優れた密着性を有することがわかる。

表３ 評価試験２ 上記試料１０〜１６の光磁気記録媒体について、ドライ
ブ装置を用いてその記録再生特性を測定した。

使用したドライブ装置の諸元は、波長；８３０ｎ　ｍ、
レンズのＮＡ、０．５であり、測定条件は線速；　４　
ｍ　／　ｓ　、外部磁場；　５０００ｅ、記録周波数；
ＩＭＨｚ、デユーティ比；５０％、リードパワー＋０．
８ｍＷとした。

記録パワーを３ｍＷから８ｍＷの範囲で０．２１１’ｌ
ＸＶ間隔て変えて記録を行い第２高調波が最低となる時
のＣ／ＮＵと最適記録パワーを求めた。その結果を表４
に示す。

本評価試験においてＣ／Ｎ値は試料１０〜１５の全てで
エンハンスメントの膜を持たない試１′４１６比べ４〜
５ｄＢ向上している。本発明の光磁気記録媒体のＣ／Ｎ
値はカー効果エンハンスメントの機能のため大きい値と
なっているが、特にＣ原子含ａ量が５０原子％以上の試
料１１と１２は大きなＣ／　Ｎ　１ｌｆｉが得られてい
ることがわかる。従って本発明による保護膜のカー効果
エンハンスメントの機能は充分なものであることがわか
った。

また最適記録感度は試料１０〜１５においてカ効果エン
ハンスメントの膜を持たない試料１６よりも向上してい
ることがわかり、最適記録感度は膜中にＣ原子を含んだ
膜の感度はＳｉＮ膜のものよりも向上していることがわ
かる。よって本発明の光磁気記録媒体は記録感度に優れ
たものであることがわかる。

表４ 更に、記録感度の詳細な比較のために試料１０（実施例
９）と試料１５（比較例２）の媒体について、記録ビッ
ト長１．４μｍと一定になるように線速と記録周波数を
変えて、線速と最適記録感度の関係を求めた。用いたド
ライブ装置、デユーティ−比は上記と同じとし、記録パ
ワーを３〜１０ｍＷの範囲で０．２ｍＷ間隔で変え、第
２高調波が最低となる記録パワーを最適記録感度とした
。その結果を第７図に示す。

同図より、本発明の媒体はＳｉＮ被覆膜を施した媒体と
比較して１〜１．５ｍＷ程度記録感度に優れ、線速が速
くなるに従い両者に差が広がることかわかる。

２０００時間保持でも肉眼による観察では変化は認めら
れないが光学顕微鏡による観察で極住かの円周方向のク
ラックが確認された。また、試料１０．１１．１２の光
磁気記録媒体は２０００時間の保持でもクラック、剥離
や孔食が発生しなかった。

また孔食が発生せず反射率が変化していないことから、
本発明による保護膜は応力が小さく密着性に優れてクラ
ックや剥離の発生が抑制されているばかりか、水分や酸
素の遮蔽にも優れていることがわかる。

評価試験３ 上記試料１０〜１５の光磁気記録媒体を６５℃９０％ｌ
（Ｉλ・１湿度雰囲気に保持してその状態を観察した。

試料１５（比較例２）のＳｉＮ膜を設けた光磁気記録媒
体は３００時間の保持で膜に円周方向にクラックが発生
じた。試料１３．１４のＣ原子金白“量か３０原子％以
下の被覆膜を設けた媒体は本発明の光磁気記録媒体の耐
久性は前記の密着性による違いと、応力の値によるもの
と考えられる。づまり、本発明の媒体における被覆膜は
ＳｉとＨの結合、ＮとＨの結合により、ＳｔとＮの未結
合手がＨにより結合されることにより、より柔軟で応力
の小さい膜になって、密着性の向上と間伐ってクラック
や剥離の発生が起こらものであると考えられる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の光磁気記録媒体は、その被
覆膜に特徴のあるものであり、その被覆膜は応力が小さ
く２ＪＩＭと磁性膜との密着性に優れ光磁気記録膜のＩ
ｉ４蝕からの保護、及び／又は磁気光学エンハンスメン
トが得られ、信頼性に優れ、読みたし性能に優れたもの
となる。更に、本発明の光磁気記録媒体は記録感度に優
れたものとなる。

１：基板〜 第１図

【図面の簡単な説明】

図面第１図および第２図は本発明の対象である光磁気記
録媒体の構成概要を示した図、第３図は試料１〜９の薄
膜の成膜速度を膜のＣ含有量に対して示した図である。 第４図はシリコンウェハー上に形成した試料１の赤外透
過スペクトルを示す図、第５図は試料１〜９の屈折率を
膜のＣ含有量に対して示した図、第６図は試料１〜９の
膜の応力をＣ含有量に対して示した図、第７図は試料１
０と１５の媒体の線速と最適記録感度の関係を示した図
である。 ５〜 第２図 第３図 Ｃ含有量／原子０／。 第５図 Ｃ含有量／原子０／。 第６図 Ｃ含有量／原子”／ｅ 第７図 線 速／ｍ、ｓ’１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上で、光磁気記録磁性膜と共にその表裏面に
   磁性膜保護及び／又はカー効果エンハンスメントのため
   の被覆膜を積層して構成される光磁気記録媒体であって
   、上記被覆膜の少なくとも一方が少なくともＳｉ、Ｃ、
   Ｎ及びＨを構成元素として含有することを特徴とする光
   磁気記録媒体。
2. （２）被覆膜のＣ原子含有量がＨを除く構成元素の３０
   原子％を越え、６０原子％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の光磁気記録媒体。
3. （３）被覆膜を、金属シリコンをターゲットとし、不活
   性ガスにアンモニアガスと炭化水素ガスを混合した雰囲
   気中で反応性スパッタリングを行ないして形成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の光磁気記録媒体の製法。
4. （４）被覆膜を、金属シリコンをターゲットとし、不活
   性ガスにアンモニアガスと炭化水素ガスと水素ガスを混
   合した雰囲気中で反応性スパッタリングを行ない形成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の光磁気記録媒体の製法。