JPH02223044A - 光熱磁気記録媒体 - 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］ この発明は記録層とカー回転角を増大させるためのエン
ハンス層とを有する光熱磁気記録媒体に関し、特に、カ
ー回転角及び性能指数が大きい光熱磁気記録媒体に関す
る。

［従来の技術］ 光熱磁気記録媒体においては、記録層にレーザビームを
照射してその照射部分の磁化を外部磁界により反転させ
て情報を記録し、記録層の磁気光学効果に基く情報記録
部と非記録部とでのカー回転角又はファラデー回転角の
相違を光電変換素子を介して電気信号に変換することに
より情報を再生している。しかし、従来このような記録
層として使用されている一般的な磁性薄膜、例えば希土
類・遷移金属合金の磁性薄膜は、カー回転角等が小さい
ためＳ／Ｎ比が小さいという欠点を有している。

このような欠点を解消する方法として、光熱記録媒体を
多層構造にすることが試みられている。

すなわち、基板上に、記録層の他にカー回転角をエンハ
ンスする層を設けて上述の欠点を解消しようとしている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このようなエンハンス層によりカー回転角を有
効にエンハンスするためには、積層数を増加させるか、
又はエンハンス層の厚みを大きくする必要があり、構造
が複雑になると共に薄型化に反する。また、このような
エンハンス層を設けたとしてもカー回転角が高々１″程
度であり、更に高い値が望まれている。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、カーエンハンス層が極めて薄く且つ一層であっても
カー回転角を大きくすることができ、結果として再生特
性が良好な光熱磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光熱磁気記録媒体は、磁性薄膜で形成さ
れた記録層と、スパッタリング蒸着により形成され、か
つＺｎ及びＳを含むエンハンス層とを有することを特徴
とする。この場合に、記録層を基板上に形成し、その上
にエンハンス層を形成することができ、また、エンハン
ス層を基板上に形成し、その上に記録層を形成してもよ
い。この場合には、記録層の上に更にエンハンス層を形
成して記録層がエンハンス層で挟まれるように構成する
こともできる。また、記録層とエンハンス層とを交互に
積層した多層構造にしてもよい。更に、最外側に表面保
護層が形成されていることが好ましい。記録層を形成す
る磁性薄膜は、希土類−遷移金属非晶質合金、特にＦｅ
−Ｔｂ−Ｃｏ系合金であることが好ましい。前記基板は
、ガラス又は高分子体で形成することができる。保護層
は透明で且つ屈折率がエンハンス層よりも小さい酸化物
、窒化物、弗化物、又は硫化物で形成することが好まし
い。

［作　用］ この発明においては、カー回転角をエンハンスする層と
してスパッタリング蒸着により形成され、Ｚｎ及びＳを
含む層を用いた。Ｚｎ及びＳを含むエンハンス層は、記
録層の材料に応じてその厚みと照射光の波長を調節する
ことによりカー回転角をエンハンスする効果を著しく大
きくすることができ、また、性能指数（カー回転角×反
射率）を大きくすることもできる。従って、極めて良好
な再生特性を得ることができる。更に、エンハンス層に
含まれるＺｎ及びＳの化合物であるＺｎＳは、その透明
領域における光の屈折率が２．３より大きく、希土類−
遷移金属非晶質合金等からなる記録層とのマツチングが
良好となり、エンハンス層の厚みが小さくてもカー回転
角及び性能指数を向上させることができ、極めて良好な
再生特性を得ることができる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して、この発明の実施例について
具体的に説明する。第１図は、この発明の一実施例に係
る光熱磁気記録媒体を示す断面図である。この実施例に
おいて、光熱磁気記録媒体は、基板１と、基板１上に形
成された記録層２と、その上に形成されたエンハンス層
としてのＺｎＳ層３とを具備している。

基板ｌは透明で安定な材料、例えばガラス又はポリカー
ボネート等の高分子体で形成されている。

記録層２は希土類−遷移金属非晶質合金で形成されてい
る。この記録層２は、層面に垂直な磁化容易軸を有して
いることが好ましく、例えばＦｅＴｂＣｏ合金で形成さ
れている。この記録層の厚みは、情報の再生にカー効果
のみを利用する場合には５００乃至２０００人、ファラ
デー効果を併用する場合には２００乃至５００人である
ことが好ましい。Ｚｎ３層３は記録層２のカー回転角を
エンハンスすることを目的として形成された層であり、
ＺｎＳターゲットを用いたスパッタリングにより好適に
形成することができる。このＺｎ３層３は、透明領域の
光、例えば波長６３３ｒｖの光の屈折率が２．３より大
きい。このような高屈折率は例えば後述するような対向
ターゲットスパッタリングにより達成することができる
。このＺｎ３層３の厚みは５０乃至４５００人であるこ
とが好ましく、１８０乃至９００人であることが一層好
ましい。なお、スパッタリングにより形成されたＺｎＳ
層は、ターゲット又はスパッタリング雰囲気中からの若
干の不純物を含んでいることがあり、例えば１０原子％
以下程度のＯを含んでいる。

このような光熱磁気記録媒体に情報を記録する場合には
、ＺｎＳ層側から記録層２に所定波長のレーザビームを
照射してその部位の温度をキュリー温度近傍まで上昇さ
せ、外部磁界によりこの部位の磁化を反転させて記録ビ
ットを形成する。情報の再生は、記録層に比較的低出力
のレーザビームを照射し、その反射光を検光子を介して
光電変換素子で受けて電気信号に変換することによって
なされる。つまり、記録層の記録ビットと非記録部分と
でカー回転角の向きが逆になるから検光子を通過する反
射光の光量異なり、これを光電変換することにより記録
した情報を再生することができる。再生信号のＳ／Ｎ比
は、カー回転角と反射率との積に比例するが、光電変換
素子の感度が良くなれば良くなるほど、カー回転角が大
きいほうがより再生信号のＳ／Ｎ比が大きくなる。情報
の消去は、記録ビットにレーザビームを照射しつつ外部
磁界を印加することにより磁化反転を生じさることによ
りなされる。

このような光熱磁気記録媒体においては、記録層の材料
に応じてＺｎＳ層の厚み及び照射光の波長を適切にする
ことにより、カー回転角を著しく大きくすることができ
る。例オば、記録層２として例えばＦｅＴｂＣｏ合金（
Ｆ　ｅ　６９Ｔ　ｂ　２１ＣＯ１０）を用いた場合、Ｚ
ｎＳ層の厚みを２００人程度にし、照射光（レーザビー
ム）の波長を従来の半導体レーザーの８３０　ｒｖより
も短い３７０　ｎｍ付近にすることにより極めて大きい
カー回転角が得られる。

以下、第６図を参照しながら説明する。第６図は、ガラ
ス基板上に、１６５０人のアモルファスＦｅＴｂＣｏ合
金膜（Ｆ　ｅ　６９Ｔ　ｂ　２１ＣＯ１０）を形成し、
その上に厚°みが２００〜８９０人のＺｎＳ層を形成し
た複数のサンプルにおいて、ＺｎＳ層の各厚みについて
、カー回転角が最大になる際の照射光の波長、及びその
際の最大カー回転角を示すグラフである。なお、これら
の層は対向スパッタリングにより形成した。また、この
際に形成されたＺｎＳ層の組成をニス力（ＥＳＣＡ；Ｅ
ｌａｃｔｒｕＩＩＳｐｃｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｆｏｒ　
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　）によって分析
した。その結果、あるサンプルではＩＭ子％でＺｎが４
７％、Ｓが４６％、０が７％、他のサンプルではＺｎが
４６％、Ｓが４６％、Ｏが８％であり、不純物として０
が若干含まれていることが確認された。

この第６図に示すように、ＺｎＳ層の厚みが２００人付
近でカー回転角が急激に大きくなり１３″にも達する。

第７図は、上記サンプルの一つである厚みが約２１０人
のサンプルにおけるカー回転角の波長分散を示したグラ
フであり、上下のグラフはしれぞれ磁場を逆転して測定
したものである。この図から、２ｎＳ層の厚みが約２１
０人の場合には、照射光の波長が３６３　ｒ＋ａｍであ
る時、カー回転角は最大となり、正磁場で９６５°　逆
磁場で１３．５’　　平均で１１．５°となることが確
認された。比較のためにガラス基板側からレーザビーム
を照射した結果、カー回転角は０．２’であった。すな
わち、ＺｎＳエンハンス層の存在によりカー回転角を５
７〜６５倍にもエンハンスできることが確認された。

なお、第８図は、上述のＺｎＳ層の厚みが２１０人のサ
ンプルにおいて、カー回転角が最大を示す場合のカーヒ
ステリシスループを示すグラフであり、これにより、極
めて良好な角形比が得られることがわかる。

また、このＺｎＳ層は屈折率が大きく、例えば波長６３
３　ｎｍの光における屈折率をエリプソメタでＭ１定し
た結果２．３５という大きな値を示した。

従って、ＺｎＳ層は、第６図に示すように、波長が３７
０ｎｍよりも長波長側であっても、カー回転角が２．４
’程度（照射光波長８４０ｎ＋ｇにおける実測カー回転
角は２，４°）あり、従来の光熱磁気記録媒体における
カー回転角よりも大きいことがわかる。すなわち、この
ようなＺｎＳ層を設けることにより、照射光の波長によ
らず、カー回転角を高く維持することができる。

この実施例においては、Ｓ／Ｎ比の目安となる性能指数
（カー回転角×反射率）についても極めて大きくするこ
とができる。第９図は、横軸に照射光の波長をとり、縦
軸に性能指数をとって、これらの関係を示すグラフであ
る。この際のＺｎＳ層の厚みは約２１０人である。この
図から、性能指数が最大２４となり従来よりも著しく大
きいことが確認された。なお、第９図では低波長側で性
能指数が小さくなる傾向にあるが、ＺｎＳ層の厚みを適
切に調整することにより短波長側でも性能指数を大きく
することができる。すなわち、照射光の波長によらず、
性能指数を大きくすることができる。

次に、この実施例に係る光熱磁気記録媒体を対向スパッ
タリング装置で製造する方法について具体的に説明する
。第５図はこの実施例の光熱磁気記録媒体を製造するた
めの対向スパッタリング装置を示す概略構成図である。

図示しないチャンバー内に、二対の対向ターゲットが並
設されている（一対のみ図示）　即ち、ＦｅＣｏ合金（
Ｆ　ｅ　９０ＣＯｔｏ）とＴｂとからなる一対の複合タ
ーゲット１２及びＺｎＳ焼結体からなる一対の２０Ｓタ
ーゲツト１２゛が夫々相対向するようにして配設されて
いる。ターゲット１２または１２−間の上方には、基板
１１が図示しない回転支持部材によっていずれの位置に
も移動できるように支持されている。各ターゲットの両
端には、マグネット１４が設けられており、ターゲット
間に磁場Ｈが存在している。各ターゲットには交流電源
１６が接続されており、この電源１６からターゲット１
２又は１２″に電力が投入されるようになっている。な
お、各ターゲット１２の上下にはターゲットカバー１５
が設けられている。

このような装置においては、チャンバー内をＡｒ雰囲気
の減圧下の保持しつつ、各ターゲ・ソト１２に電力を投
入して、アルゴンプラズマ中のスパッタリングを実施す
る。この際に、マグネット１４によりターゲット而に対
し垂直に磁場を印加しているので、この磁場によりＡｒ
＋の発生率が高まり、スパッタリング速度を上昇させる
ことができる。

先ず、複合ターゲット１２を用いて ＦｅＴｂＣｏ合金のスパッタリングを行う。

この際に、ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子が
プラズマから離隔したガラス基板１１上で急冷され、非
晶質のＦｅＴｂＣｏ合金（Ｆｅ６ｇＴｂ２□Ｃｏ、。）
からなる記録層が形成される。次いで、回転支持部材を
１８０°回転させて、ＦｅＴｂＣｏ９金がスパッタリン
グ蒸着された基板１１をＺｎＳターゲット１２−間の上
方に位置させ、しかる後にＺｎＳのスパッタリングを行
なう。これにより、記録層上に非晶質のＺｎＳ薄膜が形
成される。この際に、基板１１は磁場によりプラズマフ
リーの状態であるから、基板は室温付近に保持される。

なお、このようにして形成されたＺｎＳ薄膜は、Ｘ線回
折により多結晶の弱い回折ピークををする薄膜であるこ
とが確認された。また、前述したように、このＺ　ｎ　
Ｓ薄膜は不純物として７〜８％程度のＯを含む場合があ
る。

このように、対向スパッタリング装置による成膜では、
基板が室温に保持されているので、基板上昇に伴う記録
層の結晶化を引起す虞れがない。

しかも、ＺｎＳ層の密度を高くすることができ、ＺｎＳ
の屈折率を２．３より大きくすることができる。このよ
うに、ＺｎＳ層の屈折率が２．３よりも大きくなること
により、ＦｅＴｂＣｏ合金記録層とのマツチングが良好
となり、ＺｎＳ層の厚みが小さくてもカー回転角及び性
能指数を向上させることができ、極めて良好な再生特性
を得ることができる。

なお、この発明に係る光熱磁気記録媒体は以上のような
構造に限るものではない。例えば、第２図に示すように
、基板１上にＺｎ３層３を形成し、その上に記録層２を
形成することもできる。この場合には、基板側からレー
ザビームを照射する。

この場合に、媒体の寿命向上を目的として、ＳｉＯ，Ａ
ｌ２Ｏ３ＡＩＮ、Ｓｉ３Ｎ。

Ｙ２Ｏ３、ＺｎＳ等で形成された保護層４を設けてもよ
い。

この第２図に示す構造を有する直径１３０■Ｉの光磁気
ディスクを作製して、試験を行った結果について示す。

プラスチック基板上に、厚さ８００人のＺｎＳエンハン
ス層、１１００人のＴｂＦｅＣｏ記録層、及び厚さ８０
０人でＺｎＳにＮを添加した組成の保護層をこの順に形
成した。

なお、保護層は、チャンバー内にアルゴンガスと窒素ガ
スとの混合ガスを導入しなからＺｎＳターゲットをスパ
ッタリングして形成した。また、ＺｎＳエンハンス層及
び保護層には７％程度の０が含まれていた。

このディスクに対して、基板側からレーザービームを入
射させ、ディスクを１８００　ｒｐｍで回転させて、半
径３５ｍｍのランドにおいて、記録・消去及び再生を行
った。なお、記録周波数はＩ　Ｍ　Ｈｚとした。その結
果、バイアス磁界が２０００ｅ、最適記録パワーが５．
ＯｍＷ。

消去パワーが７．ＯｍＷ、再生信号のＣ／Ｎが’５７．
６ｄＢであり、Ｃ／Ｎが極めて高いことが確認された。

すなわち、ＺｎＳ層のカー回転角エンハンス効果が確認
された。また、バイアス磁界も比較的小さいので、磁界
変調オーバーライドを行い安いという利点を有する。更
に保護層をエンハンス層と同じ材料系で構成したので、
成膜が容易であり、ＺｎＳにＮを含ませているので耐環
境性に優れている。

ま・た、光熱磁気記録媒体を第３図のように構成するこ
ともできる。この場合には、記録層２を光が透過する程
度の厚みにして記録層２の両側をＺｎ３層３で挟んでい
る。このようにすることにより、カー効果とファラデー
効果とが重畳して一層再生特性が良好になる。この場合
にも外側に保護層４を設けることが好ましい。この場合
には、レーザビームの照射は基板側からでも保護層側か
らでもよいが、基板側から行なう場合には、保護層４を
反射機能を有する膜にするか、あるいは保護層４の内側
に反射層を設け、また保護層４側から行なう場合には１
．！！仮を反射機能を有する部材にするか、基板１の内
側に反射層を設けることが望ましい。

更に、第４図に示すように構成することもできる。ここ
では、基板１上に記録層２とＺｎ３層３とを交互に複数
回積層して光熱磁気記録媒体を構成している。これによ
り、更に一層大きなカーエンハンメント層果を得ること
ができる。なお、この場合にも表面に保護層４を形成す
ることが好ましい。

第１図には、保護層４が図示されていないが、この場合
にも保護層を設けることにより媒体寿命を向上させるこ
とができることは勿論である。

〔発明の効果］ この発明によれば、カーエンハンスメント層としてスパ
ッタリング蒸着により形成されたＺｎＳ層を設けたので
、記録層の材料に応じてその厚みと照射光の波長を調節
することによりカー回転角をエンハンスする効果を著し
く大きくすることができ、また、性能指数（カー回転角
Ｘ反射率）を大きくすることもできる。従って、極めて
良好な再生特性を得ることができる。更に、ＺｎＳ層の
透明領域における光の屈折率も２，３より大きくするこ
とができ、希土類−遷移金属非晶質合金等からなる記録
層とのマツチングが良好となり、ＺｎＳ層の厚みが小さ
くてもカー回転角及び性能指数を向上させることができ
、極めて良好な再生特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの１発明の実施例に係る光熱磁気
記録媒体を示す断面図、第５図はこの発明に係る光熱磁
気記録媒体を製造するための対向スパッタリング装置を
示す概略構成図、第６図はＺｎＳ層の各厚みについてカ
ー回転角が最大になる原の照射光の波長及びその際の最
大カー回転角を示すグラフ、第７図はこの発明の光熱磁
気記録媒体におけるカー回転角の波長分散を示すグラフ
、第８図はこの発明に係る光熱磁気記録媒体が最大のカ
ー回転角を示した際のカーヒステリシスループを示すグ
ラフ、第９図は性能指数と波長との関係を示すグラフで
ある。 設層。 基板、 記録層、 Ｈ２ｎＳ層、 ４：保 特許用願人 オ計算機株式会 や−回耳ミ屁

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性薄膜で形成された記録層と、スパッタリング
   蒸着により形成され、かつＺｎ及びＳを含むエンハンス
   層とを有することを特徴とする光熱磁気記録媒体。
2. （２）前記記録層は基板上に形成され、前記エンハンス
   膜は記録層の上に形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の光熱磁気記録媒体。
3. （３）前記エンハンス層は基板上に形成され、前記記録
   層はエンハンス層の上に形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の光熱磁気記録媒体。
4. （４）前記記録層の上に更にエンハンス層が形成されて
   いることを特徴とする請求項３に記載の光熱磁気記録媒
   体。
5. （５）前記記録層と前記エンハンス層とを交互に積層し
   た多層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の
   光熱磁気記録媒体。
6. （６）最外側に表面保護層が形成されていることを特徴
   とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の光熱磁気記
   録媒体。
7. （７）前記記録層を形成する磁性薄膜は、希土類−遷移
   金属非晶質合金であることを特徴とする請求項１乃至６
   いずれか１項に記載の光熱磁気記録媒体。
8. （８）前記希土類−遷移金属非晶質合金はＦｅ−Ｔｂ−
   Ｃｏ系合金であることを特徴とする請求項７に記載の光
   熱磁気記録媒体。
9. （９）前記基板は、ガラス又は高分子体で形成されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至８項いずれか１項に記
   載の光熱磁気記録媒体。
10. （１０）前記表面保護層は、透明で且つ屈折率が前記コ
    ーティング層よりも小さい酸化物、窒化物、弗化物、又
    は硫化物で形成されていることを特徴とする請求項６に
    記載の光熱磁気記録媒体。