JPH02249156A - オーバーライト可能な光滋気記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はオーバーライト可能な光磁気記録媒体、特に、
その記録補助層用磁気材料に関するものである。

［従来の技術］ 最近、情報化社会に進むに従って、大量の情報が蓄えら
れ、適時情報を取出すことが可能な記録媒体が要求され
てきた。注目を集めているのが記録容量が大きく、かつ
書換えてきる光磁気材料である。

光磁気記録材料は磁化容易軸がディスク基板上に垂直に
向いており、垂直磁気記録ができるものである。このデ
ィスク上にレーザー光を照射し、磁性体のキューリー点
付近まで加熱すると、キューリー点付近では磁化の向き
がバラバラになる。同磁化層は前もって一方向に磁化が
揃えられており、キューリー点付近に加熱した時に弱い
逆磁場を加えると、加熱された部分だけ磁化の方向が反
転する。室温まで冷却すると情報が保存される。読み取
りはレーザー光が磁性面に反射、もしくは透過したとき
に、偏光面が回転するカー効果（反射）、ファラデー効
果（透過）を利用する方式である。消去時も書き込み時
と同様に、行われる。

光磁気記録材料としては、ＴｂＦｅＣｏ。

ＧｄＴｂＦｅ−などの希土類、遷移金属とのアモルファ
ス合金材料が公知である。これらの材料はキューリー温
度か１３０〜２２０°Ｃ前後の材料が殆どである。また
、保磁力は室温では記録情報が安定である数ｋＯｅ〜１
５ｋＯｅ程度の材料である。

アモルファス合金媒体は酸化され易いため、ＳｉＯ２、
Ｓｉ３Ｎ４などが保護膜として使われ、膜はこれらを含
めた多層膜構造になっているものが公知材料である。

公知の光磁気ディスクの構造はオーバーライト（重ね書
き）ができず、−度消去した後に記録したい情報を記録
しなければならず、高速応答、転送速度が上がらないこ
とか問題点となっている。

これらの問題点を解決するために、オーバーライド可能
な光磁気記録方式が特開昭６２１７５９４８号などで開
示されている。これは、光強度変調方式のオーバーライ
ト可能な光磁気記録方式を開示している。この公開公報
にはＴｂＦｅＣｏ合金などを用いた記録再生層とＧｄＴ
ｂＦｅ合金な出を用いた記録補助層を有する光磁気記録
媒体へ高、低二つのレベルのレーザービームをパルス状
に照射し、媒体の温度を媒体を構成する磁性体のキュー
リー点以上に上昇させ、記録磁界中で冷却し、記録再生
層の磁化の向きを上下に変化させオーバーライトする方
法が開示されている。ここに記録再生層の保持力ＨＢは
記録補助層の保持力Ｈ７、より太きく　　（Ｈｎ　＞　
ＨＡ　）　、記録再生層のキューリー点Ｔ１１は記録補
助層のキューリー点ＴＡより低い（Ｔｏ＜ＴＡ）。記録
再生層の上向きの磁化を１信号、下向きの磁化をＯ信号
とする。０信号または１信号にオーバーライトするには
、当該媒体の記録点に初期化磁界を上向きに印加する。

ただし、ＨＢ＞ｌＨ＋　　ｌ＞ＨＡｏ記録補助層の磁化
が上向きになる。ここで高レベルレーザーを記録点照射
し、記録点の温度をほぼＴＡにすると、記録再生層、記
録補助層とも磁界を失う。

記録磁界Ｈｏ　　（ただしＨＡ　＞　ｌ　Ｈｏ　　ｌ）
を下向きに印加しつつ、冷却すると、記録再生層、記録
補助層共下向きに磁化される。さらに、初期化磁界Ｈｉ
（上向き）を印加すると記録補助層のみ磁化が上向きに
変る（０信号記録）。上記過程で高レベルレーザを照射
するかわりに低レベルレーザーを照射し、記録点の温度
をほぼＴＢにする。記録再生層のみが磁化を失う（記録
補助層の上向きの磁化は保存されている）。

このまま冷却すると、記録補助層の磁界により記録再生
層は上向きに磁化する（１信号記録）。

かくして、レーザー強度の変調によりオーバーライトさ
れる。

しかし、公知の希土類合金系磁性材料を記録補助層に用
いたのでは酸化により劣化し易い、透光性が低いため伝
熱が不均一になるのでエラーか多い、温度か低いなとの
問題点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、酸化による劣化がなく、かつ、透光性の優れ
た記録補助層を有するオーバーライト可能な光磁気記録
媒体を提供しようとするものである。

上記課題を解決するための本発明の構成は、記録再生層
と記録補助層とを有するオーバーライト可能な光磁気記
録媒体であって、その記録補助層が、平均結晶子サイズ
７０〜８００人のフェライト結晶を含有し、かつ、下記
一般式で表わされる組成を有する磁気材料から成るもの
であるオーバーライト可能な光磁気記録媒体である。

一般式　Ｃｏ　ｘ　Ｆ　ｅ　ｙ　Ｂ　！　Ｏｈただし、
０．０１≦ｘ≦０．９５ ０．０５≦ｙ≦０，９５ ０．０１≦ｚ≦０．２０ １．０≦ｋ≦１．５ Ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ である。

本発明の記録補助層（以下、補助層という）は、オーバ
ーライト可能型の光磁気材料の補助層用磁気材料として
優れたものである。本発明の補助層磁気媒体を用いるオ
ーバーライト型光磁気記録媒体の記録１再生層（以下メ
モリー層という）は、公知の飼料、例えば希土類−遷移
金属を組合わせたアモルファス合金、ガーネット型酸化
物材料等がある。

本発明の補助用磁性飼料は７０〜８００人のフェライト
粒子を含み、Ｃｏ、Ｆ　ｅｙＢ、Ｏｈ（０，０１≦ｘ≦
０．９５．０．０５≦ｙ≦０９５．０．旧≦ｚ≦０．２
０．１．０≦ｋ≦１．５　、ｘ　＋　ｙ　十ｚ　＝　１
）で表わされるが、Ｘが０．１未満てはキューリー温度
が高すぎ、また保持力が小さい。Ｘが０９５を越える場
合は、キューリー温度が低すぎる。０．１≦ｘ≦０．９
が好ましい範囲である。

ｙが０．０５未満ではキューリー温度か低すぎるし、ｙ
が０．９５を越える場合は、キューリー温度か高すぎる
し、また保磁力も小さい。好ましくは、０．２≦ｙ≦０
．６である。

また、２か０，０１未満の場合は、透光性か小さすぎる
し、２が０．２０を越える場合は、透光性か大きすぎ、
媒体の温度が上昇しない。好ましくｋか１．０未満の場
合はフェライト含有量が少なく、ｌ（が］、５を越える
場合はフェライ！・構造か安定でなくなる。好ましくは
１，４≦ｌ（≦１，５である。

本発明の補助層用磁気材料はフェライト含有量を含むが
、結晶子サイズが、７０λ未満では垂直磁化膜になり難
く、８００人を越えると媒体ノイスが生じ易い。好まし
くは１００〜６００人である。また、フェライト結晶の
含有量は１０％以上が好ましくは、さらに３０％以上９
５％以下が好ましい。

本発明の補助層用磁気材料の作製法は、光磁気記録媒体
の膜組成により、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング法等の
方法が用いられる。特に生産性、コストの面からスパッ
タリング法が好ましい。本発明の補助層磁気媒体を補助
層に用いたオーバーライト可能な光磁気ディスクの膜構
成は、例えば基板の上に補助層、さらにメモリー層とい
う多層膜構成が可能である。メモリ層を保護膜（例えば
、ＳｉＯ２、Ｓｉ：＋Ｎ４）でサンドイッチ型にした構
成でもよい。

本発明の補助層磁気媒体は、可視光から赤外領域にわた
り透光性を有する。透光性かあるため、基板、補助層、
メモリー層の順にレーザビームを入射させることができ
る。その様にした場合には、補助層を透過した光によっ
てもメモリー層が加熱昇温されるために、感度も優れて
いる。また、酸化物であるため、補助層の耐酸化性保護
膜を必要としない利点かある。透光率は使用されるレー
サービーム波長において、透光率が高すぎると、記録補
助層の温度がキューリー点まで上昇せず、低すぎると、
戻り光量が著しく低下し、感度が悪くなる。好ましくは
透光率３０％以上８０％以下である。

本発明の補助層磁気媒体を補助層としてスパッタリング
で基板上に形成する場合、基板としては、透明な飼料が
用いられ、例えば、ガラス、プラスチック等が好ましい
。スパッタリングパワー密度は基板上へ適当な膜を形成
するのに必要なパワー密度が好ましい。好ましくは０．
５ｗ／ｃｍ２〜３Ｄｗ／ｃｍ２（ターゲットの単位面積
当りの印加パワー）のパワー密度が良い。

スパッタリング雰囲気としてはアルゴンガス、あるいは
反応性スパッタリングを用いる場合は、酸素、アルゴン
の混合ガスを用いるのが好ましい。後者の場合、酸素含
有量としては５０モル％以下が好ましい。圧力はスパッ
タ効率、スパッタ速度の点から１０’　Ｔｏｒｒ　〜１
Ｏ−３Ｔｏｒｒが好ましい。

スパッタリングターゲットとしては、本発明の光磁気記
録媒体の補助層を）１４成する金属成分、それらの合金
あるいはそれらの酸化物の混合物が好ましく、合金とし
てはＦｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ。

Ｆｅ−Ｃｏ合金か挙げられる。上記原料、例えば酸化鉄
、酸化コバルト、酸化ホウ素の所定量をよ（混合し、焼
結する。焼結温度は５００℃以上１２００℃以下が均一
な焼結体を作製する上で好ましい。

この焼結体をスパッタリングのターゲツト材として用い
る場合、形状としては角板状、円板状等いずれでも良く
、基板以上の大きさが好ましい。その成型された焼結体
をターゲットとし、基板上へ本発明の光磁気記録材料を
スパッタ成膜する。

また、スパッタリングの際、基板に対して垂直な外磁場
を印加するのが垂直磁化膜を得るのに好ましい。印加の
方法として、永久磁石、電磁石いずれでも良く、例えば
基板ホルダーに対しターゲットとは反対側に板状の磁石
を設置し、基板に垂直方向に磁場を発生させる方法が挙
げられる。

垂直磁場を印加した場合は、磁化容易軸の記録面に対す
る垂直配向度が増加する。この時の外磁場の大きさは基
板上で５０〜５００ガウスあれば充分である。

上記結晶子サイズのコントロール因子としては、組成、
スパッタリングパワー密度、スパッタリング時間が特に
重要である。

例えばコバルト量ｘ　−０，６４４鉄量ｙ−０，３３９
、ホウ素量ｚ　＝　０．０１７の股を作製する際、スパ
ッタ時間かＩｈｒの場合、スパッタリングパワー密度は
４．５〜Ｂ、Ｏｖ／ｃｍ’が１００〜６００人の結晶子
サイズを得るのに好ましい。

ホウ素量をさらに前記範囲内で増加させる場合は、さら
にスパッタリングパワーが高いことが好ましく、また、
スパッタリング時間が短くなった場合はスパッタリング
速度の点からさらに大きなパワー密度が必要となる。

基板へ前記補助層用磁気材料をスパッタ成膜後、さらに
その上に直接、あるいは保護膜を挾んでメモリー層をス
パッタ成膜する。メモリー層は公知の飼料、例えば、Ｔ
ｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ等のアモルファス合金で構わ
ない。

また、スパッタリング条件としては、ターゲットは前記
成分の合金、あるいは単体を混合したものを使用するの
が好ましい。また、圧力はアルゴンガス１０−３〜１Ｏ
−２Ｔｏｒｒｓスパツタリングパワ一密度５ｖ／ｃｍ　
２で２００−２０００人程度０膜がアモルファス化、垂
直磁化膜、大きな光磁気効果、良好な感度を得る上で好
ましい。

さらに、耐環境性の面から、メモリー層の保護膜（例え
ば５ｉＯｘＳＳｉＮ等）をスパッタリング、蒸着等で成
膜するのが好ましい。

補助層のキューリー温度はメモリー層のキューリー温度
より高くなければならない。しかし、補助層のキューリ
ー温度が高すぎると磁化反応が起こり難くオーバーライ
トか困難であり、メモリー層のキューリー温度にあまり
に接近しすぎてもオーバーライトが困難になる。補助層
のキューリー温度はメモリー層のキュリー温度より３０
ないし　１００℃高いことが好ましい。補助層のキュリ
ー温度は補助層用磁気材料の組成を変えることにより制
御できる。

補助層の常温における保磁力はメモリー層の保磁力より
小さくなければならず、かつ０．４ないし１０ｋＯｅが
好ましい。０．４ｋＯｅ未満では常温における磁化が不
安定である。メモリー層の保磁力との差はｌ　ｋＯｅ以
上が好ましい。補助層の保磁力は補助層の組成を制御す
ることにより磁化することができる。

以下実施例によって、本発明を具体的に説明する。

［実施例］ 実施例１〜３において、平均結晶子サイズの算出法とし
ては、（４００）ピーク（フェライトの磁化容易軸）に
着目して、シェラ−の式％式％ ｄ；平均結品小サイズ（ム） λ；入射Ｘ線波長１．５４Ｘ　（銅ターゲツト）ｋ、０
．９ Ｂ；ピーク半値幅（ラジアン） θ；ピーク角度 また、フェライト含有率は、ハロ一部分とピーク部の面
積比より求めた。ハロ一部／（ハロ一部十ピーク部） 実施例１ 酸化ホウ素（純度９９．９％以上）　　１．７３４ｇ酸
化コバルト（純度９９．９％以上）　１４４．９ｇ酸化
第二鉄（純度９９．９％以上）　　　８１．２ｇ上記原
料を混合してよく磨砕した後、７００℃、５時間空気中
で焼成した。焼成体調製後、１３０ｍｍφ×　１〜２ｍ
ｍ厚にプレス成形した。この焼結体をターゲットとし、
高周波スパッタリング装置（島津Ｈ８Ｒ［１２ＬＡ）を
用いてガラス基板（直径８９ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）へ
成膜した。膜厚は１５００人であった。

スパッタリング条件はアルゴン（９９，９９％以上）１
、ＯＸ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒｓ流量１ＯＮＴＰｍｌ／ｍｉ
ｎ　、スパッタリングパワー６００Ｗ、　０．　３時間
とした。また、スパッタリング時、フェライト磁石（直
径１５０ｍ１ｌｌＸ厚さ３０ＩＩＩＩ１１）を基板の裏
側（ターゲットの反対側）に平行に設置した。作製した
膜の保磁力、キューリー点を振動式磁化率測定装置ＶＳ
Ｍ（理研電子製）により測定した。室温での保磁力は５
０００ｅ　、キューリー温度２１０℃であった。

また、透過率は自記記録分光光度計Ｍ　Ｐ　Ｓ　２００
０を用いて８３０ｎｍで測定した。透過率は５０％であ
った。平均結晶子サイズは、Ｘ線回折に従った。

条件は銅をターゲットとし、作製した膜面に対して入射
角０．５度、電流２００ｍＡ、電圧ｅｏｋｖである。第
１図として示したＸ線回折図より平均結晶子サイズは１
４０人、フェライト結晶含有量３０％であった。

またＩＣＰ測定よりｘ　＝０．８４４　、Ｙ−０，３３
９、ｚ　＝０．０１７　、ｋ−１，３３６であった。

作製された記録補助層の上にさらに、メモリー層をスパ
ッタリングで成膜した（膜厚１０００人）、スパッタリ
ング条件は公知のスパッタリング条件（３Ｘ　１Ｏ−３
Ｔｏｒｒ、パワー密度０．８ｖ／ｃ＋ｎ２１、．４ｍ１
ｎ）　ターゲットＴｂＯ，：＋　　Ｆ　ｅｏ、４　　Ｃ
Ｏｏ、３合金を用いた。さらに保護膜として５ｉｓＮ４
を公知の方法でメモリー層上ヘスバッタ成膜した。成膜
された多層膜の特性は以下の様であった。

補助層保磁力５０００ｅ　、キューリー点２１０℃、メ
モリー層保磁力１０ｋｏｅ　、キューリー点１４０℃。

以上の結果、初期化磁界７０００ｅ、記録外部磁界３０
００ｅ、レーザーパワー１ＯＩＩＩＷ、５１で記録可能
なオーバーライト型多層膜が得られた。

実施例２ 酸化ホウ素　　　　　　　　　　　１．７３ｇ酸化コバ
ルｌ−１１２，５ｇ 酸化第二鉄　　　　　　　　　　１１５．５ｇを用いて
実施例１と同様な手段でターゲットを作製した。

実施例１と同じ大きさのガラス基板（直径８９ｍｍ％厚
さ１．２ｍｍ　）上へ実施例１と同じスパッタリング条
件でスパッタ成膜した。

作製した膜の保磁力、キューリー点をＶＳＭにより測定
した。室温での保磁力ＨＯＯｅ、キューリー点２００℃
であった。また、透過率は８３０ｎＩ１１波長で６０％
であった。

平均結晶子サイズはＸ線回折の結果、２０ＯＡフェライ
ト結晶含有量６０％であり、また膜組成はＩＣＰ分析計
により、ｘ　＝０．５　、ｙ−０，４８３、ｚ　−０，
０１７、ｋ　＝　１．４５であった。

作製された補助層の上に、メモリー層を実施例１と同条
件でスパッタ成膜した。組成は］７ Ｔｂｏ、ｓ　Ｆ　ｅｏ、ａ　ＣＯｏ、３　、さらに保護
膜として、Ｓｉ３Ｎ４を公知の方法で成膜した。成膜さ
れた多層膜の特性は以下の様であった。

補助層；保磁力８０００ｅ、キューリー点２００℃、メ
モリー層；保磁力８ｋＯｅ、キューリー点１５０℃、以
上の結果、実施例１に示される条件下でのオーバーライ
ト可能型多層膜となった。

実施例３ 酸化ホウ素　　　　　　　　　　０．０８ｇ酸化コバル
ト　　　　　　　　　　　６０ｇ酸化第二鉄　　　　　
　　　　　１４．３ｇを実施例１．２と同様に、ガラス
基板（ｍ径８９■、厚さ１．２＋ｎ＋ｎ）上ヘスバッタ
成膜した。スパッタリング条件は実施例１．２と同じで
あった。

作製した膜の室温での保磁力は４０００ｅ、キューリー
温度１９０℃であり、透過率は８３０ｎｍで４５％であ
った。また、平均結晶子サイズは２５０人、フェライト
結晶含有量５５％であった。膜組成はＩＣＰ分析の結果
、ｘ−０，８、ｙ−０，１８，２−〇、０２、ｋ　−１
，４であった。

さらに、補助層の上にメモリー層をスパッタ製膜した。

（ターケラト組成Ｔｂｏ３Ｆｅｏ４・Ｃ００，３） 次にメモリー層上へ５ｉａＮ４の保護膜をスパッタ成膜
した。

多層膜の特性は以下の様であった。

記録補助層：保磁力４５’００ｅ、キューリー点１８５
Ｃ１ メモリー層、保磁力９　ｋ　Ｏ（！　％キューリー点１
３５℃とオーバーライト可能型多層膜であ った。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明はメモリー層と補助層を有
する光変調方式によるオーバーライト可能な光磁気記録
のための耐久性が優れ、エラーが少なく、感度が高い記
録媒体である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例］で形成した補助層のＸ線回折
パターンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　記録再生層と記録補助層とを有するオーバーライト可
   能な光磁気記録媒体であって、その記録補助層が、平均
   結晶子サイズ７０〜８００Åのフェライト結晶を含有し
   、かつ、下記一般式で表わされる組成を有する磁気材料
   から成るものであることを特徴とするオーバーライト可
   能な光磁気記録媒体。 一般式　Ｃｏ＿ｘＦｅ＿ｙＢ＿ｚＯ＿ｋ ただし、０．０１≦ｘ≦０．９５ ０．０５≦ｙ≦０．９５ ０．０１≦ｚ≦０．２０ １．０≦ｋ≦１．５ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１