JPH03122846A - 光磁気記録媒体 - 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〕 本発明は、磁気光学効果を利用してレーザー光等により
情報の記録・再生を行う光磁気記録媒体に関し、特に高
保磁力と冑磁気カー回転角を有する光磁気記録媒体に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｃｏ層とＰＬＮおよび／またはＰｄ層とが交
互に積層された人工格子膜を含む記録層を有する光磁気
記録媒体において、基板として予め表面を不活性ガスを
主体とする雰囲気中における逆スパッタリングにより改
質して水に対する接触角を１０°以下としたものを使用
することにより、その上に形成される記録層の膜質を向
上させ、磁気光学特性の改善を図るものである。

〔従来の技術〕

近年、書換え可能な高密度記録方式として、半導体レー
ザー光等の熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き
込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を
読み出す光磁気記録方式が注目されている。

この光磁気記録方式に使用される記録材料としては、Ｇ
ｄ、Ｔｂ’、　　Ｄｙ等の希土類元素とＦｅＣｏ等の遷
移元素とを組み合わせた非晶質合金が従来の代表例であ
った。しかし、これらの非晶質合金を構成している希土
類元素やＦｅは非常に酸化され易く、空気中の０□とも
容易に結合して酸化物を形成する性質がある。このよう
な酸化が進行して腐食や孔食に至ると信号の脱落を誘起
し、また特に希土類元素が選択酸化を受けると保磁力と
残留磁気カー回転角の減少に伴ってＣ／Ｎ比が劣化する
という問題が生ずる。このような問題は、希土類元素を
使用する限り免れることができないものである。

一方、これに代わる記録材料として、本願出願人は先に
特願昭６３−１７８１３５号明細書において、Ｃｏ層と
ｐｔｌおよび／またはＰｄ層とが交互に積層された人工
格子膜を記録膜とし、該記録膜の全厚が５０〜８００人
である光磁気記録媒体を提案している。上記人工格子膜
は、通常、誘電体膜、全屈反射膜、保護膜等のいくつか
の機能性薄膜と共に記録層を構成し、基板上に形成され
る。このような光磁気記録媒体は、記録層に希土類元素
を含まないために耐蝕性に極めて優れ、また高い磁気カ
ー回転角を有するものである。

ところで、光磁気記録媒体においては、基板の性能も磁
気光学特性に大きな影響を及ぼすことが従来から指摘さ
れている。基板に要求される性能としては、■偏光信号
を乱さないように複屈折が小さいこと、■記録膜を腐食
させないように吸水率、透水率が小さいこと、■温度や
湿度が変化しても反り等の変形を起こさないこと、■記
録層形成時のスパッタリングや記録消去光の照射等に長
時間耐えられる耐熱性を有していること、■ガイド溝や
ＩＤ用の信号ピットをディスク全面にわたって忠実に形
成できること、等が挙げられる。これまでのところ、こ
れらの要求をすべて満足できる材料はガラスに反応性イ
オンエツチング法により直接にガイド溝を形成した基板
、あるいはガラス板上に転写用の紫外線硬化樹脂を塗布
したいわゆる２Ｐ基板等、ガラスを主体としたごく少数
の種類のものに限られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述のようなガラス基板あるいは２Ｐ基板で
は、ナノメータ精度でガイド溝やピットを安定に大量に
形成するためのコストがかさむ他、必然的に大量生産性
にも劣る。近年のコンピュータの大幅な普及により拡大
したメモリー市場へ光磁気ディスクが浸透するためには
、低価格で大量生産が可能な基板材料の適用は必須であ
る。

このような事情から、特に射出成形が可能な樹脂基板材
料が注目されている。しかし、樹脂基板上では、同じ記
録層を形成した場合でもガラス系基板を使用した場合と
比べて良好な磁気光学特性が得られにくり、特に記録層
の厚さが薄い場合に大きな問題となる。

そこで本発明は、樹脂基板上においても良好な磁気光学
特性が達成され、コスト性、量産性にも優れる光磁気記
録媒体の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上述の目的を達成するために鋭意検討を行
った昏果、基板材料として樹脂を使用した場合にも、何
らかの方法で表面エネルギーを向上させればガラス基板
上と同等の磁気光学特性が達成され、その手段としては
逆スパッタリングが好適であることを見出し、本発明を
完成するに至ったものである。

すなわち、本発明にかかる光磁気記録媒体は、不活性ガ
スを主体とする雰囲気中における逆スパッタリングによ
り水に対する接触角が１０’以下とされた基板上に、Ｃ
ｏ層とｐｔ層および／またはＰｄ層が交互に積層されて
なる人工格子膜を含む記録層が形成されてなることを特
徴とするものである。

まず、本発明で行われる逆スパッタリングとは、基板側
に高周波バイアスを印加して負電位を大とし、通常の高
周波スパッタリングであれば対向配置される基板とター
ゲットを交互に叩くはずの陽イオンを、強制的に基板側
に引き寄せる方法である。このときのスパッタリング装
置の構成を模式的に示すと第１面のようになる。スパッ
タリング装置のチャンバー（１）内は所定の真空度に維
持されており、その中に所定のガス圧でアルゴン等の不
活性ガスが必要に応じて混合される添加ガスと共に封入
されている。上記チャンバー（１）内には基板（２）と
成膜材料のターゲット（３）が対向配置されており、基
板（２）側には高周波電源（４）が接続されてこちらに
負バイアスが印加されるようになされている。特に、タ
ーゲット（３）が絶縁体からなる場合には、通常の高周
波スパッタリングでは電子の蓄積により該ターゲット（
３）に負バイアスがかかるので、これより大きい負バイ
アスを基板（２）側に与える必要がある。かかる装置構
成によれば、高周波放電により不活性ガスが解離して生
じた陽イオンは、基板（２）側に引き寄せられてその表
面を叩き、一種の照射損傷を起こして表面エネルギーを
増大させる。

一般に表面エネルギーγは、双極子開力にもとづくエネ
ルギーを表す極性項ｒＰと、ファンデルワールス力にも
とづくエネルギーを表す分散項Ｔ４の和（＝γｐ＋γ′
）として表される。これは基板表面に滴下した液体の接
触角の測定から求めることができ、本発明では光磁気記
録媒体の基板として好適な値の目安として水に対する接
触角を１０゜以下と規定した。接触角が１０″′より大
きい場合には、表面エネルギーが不足してその上に形成
される機能性薄膜に対する親和性が低くなり、磁気光学
特性も向上しない。

上記の接触角が満足され、また基板表面に形態変化を生
ずるほどの過度の損傷を生じさせない限り、逆スパック
リング時の相互依存関係にある諸条件、すなわち高周波
パワー、ガス圧、処理時間等は一概に限定されるもので
はなく、通常の条件を適用することができる。

本発明において逆スパッタリングの対象となる基板の材
料は特に限定されるものではなく、ガラス系基板、樹脂
基板のいずれも適用可能である。

特に、樹脂基板の逆スパッタリングを行う場合には、不
活性ガスに酸素ガスを添加することが有効である。この
ときの酸素ガスの添加量は、不活性ガスに対するモル比
で０．１〜０．６、より好ましくは０．２〜０．５に選
ばれる。

本発明の光磁気記録媒体は、上述のような表面改質が行
われた基板上に、記録層が形成されてなるものである。

上記記録層は幾つかの機能性薄膜から構成されるもので
あるが、このうち記録情報を保持し、記録・再生に直接
関与するのが人工格子膜である。

本発明において使用可能な人工格子膜は、Ｃｏ層とｐｔ
層を交互に積層したＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜、Ｃｏ１Ｊ
とＰｄｌを交互に積層したＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜、お
よびＣｏＦｆｉ、ＰＬ層、Ｐｄ層（ただし、後二者はＰ
Ｌ−Ｐｄ合金層としても良い。）を任意の順序にて積層
したＣｏ−Ｐｔ−Ｐｄ系人工格子膜のいずれかである。

いずれの場合にも人工格子膜の全厚は、実用上必要十分
な磁気光学特性を達成する観点から、５０〜８００人と
することが望ましく、特に４００Å以下とすることが好
ましい。

さらに、Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜においてはＣｏ層の層
厚を２〜８人、ｐｔｌの層厚は３〜４０人、またＣｏ−
Ｐｄ系人工格子膜においてはＣ。

層の層厚を１〜９人、Ｐｄ層の層厚を２〜４０人に選ぶ
ことが望ましい。これらの層厚の範囲は、磁気光学特性
を最適化する観点から設定されたものであり、いずれの
場合にも上記範囲外では満足な特性は得られない。

なお、上述の各人工格子膜は各金属層の界面が互いに入
り乱れずに平坦に形成された、いわゆる超格子構造とさ
れていることが理想的であるが、界面にやや乱れを生じ
ながらも全体としては一定の周期を保って組成が変動す
る組成変調構造を有するものであっても良い。たとえば
、上述の金属層の層厚の範囲をみると、各金属の金属結
合半径（Ｃｏ　＝１．２５人、Ｐｄ層１．３８人、Ｐ　
ｔ　−１，３９人）から考えて下限カ月原子分に満たな
い場合があるが、これも組成変調構造を考慮した結果で
ある。

上記人工格子膜は、スパッタリング、真空蒸着。

イオンビーム蒸着６分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等の
手法により成膜することができる。なかでも、本発明で
はスパッタリングが特に有効である。それは、基板の表
面改質として逆スパッタリングが行われるため、基板側
に接続される高周波電源のオン・オフ切替えにより同一
チャンバー内における連続作業が可能となるからである
。

上述のような基板および人工格子膜を有する光磁気記録
媒体の代表的な構成を第２図に示す。ここに示す光磁気
記録媒体は、記録・再生が基板側から行われることを想
定したものであり、基板（１０）上に誘電体下地膜（１
１）、人工格子膜（１２）、上部誘電体膜（１３）、金
属反射膜（１４）、保護膜（１５）がされた構成を有す
る。もちろん、光磁気記録媒体の構成はこれに限られる
ものではない。

上記誘電体下地膜（１１）および上部誘電体膜（１３）
は、耐蝕性の向上や多重反射によるカー回転角の増大（
カー効果エンハンスメント）を目的として設けられるも
のであり、酸化物、窒化物、オキシナイトライド等の材
料を真空薄膜形成技術により５〜５０００人の膜厚に成
膜することにより得られる。

上記金属反射膜（１４）は、人工格子膜（１２）を透過
したレーザー光をも反射させることによりカー効果にフ
ァラデー効果を相乗させ、回転角を拡大するために設け
られるものである。通常、Ａｌ。

Ａｕ、ＰＬ、Ｃｕ等の金属材料を真空薄膜形成技術にて
成膜することにより得られる。

上記保護膜（１５）は、一般に紫外線硬化樹脂の塗布等
により形成される。

なお、上記誘電体下地膜（１１）の代わりに金属下地膜
を成膜し、人工格子膜の膜質を制御しても良い。この場
合の金属下地膜としては、面心立方構造を有し、格子定
数が人工格子膜を構成する金属層に近似しているものが
特に好ましい。

ところで、本発明において行われる逆スパッタリングは
、基板の表面改質に適用された場合に特に顕著な効果を
発揮するものであるが、本質的に人工格子膜の膜質を向
上させ得る部分であればあらゆる部分に適用することが
でき、たとえば前記第２図に示す誘電体下地膜（１１）
の表面に適用されても良い。

さらに、上記逆スパッタリングは光磁気記録媒体の基板
に限らず、一般に異なる機能性薄膜が接する界面におい
て随時適用することができる。

〔作用〕

一般にある下地上に薄膜を形成する場合、界面付近には
表面エネルギーのアンバランス等に起因して膜質に劣る
初期層〔デッド・レイヤー（ｄｅａｄｌａｙｅｒ）とも
呼ばれる。〕が形成され、その層厚や性質は、その後の
膜成長に大きな影響を与える。

したがって、薄膜の膜厚が初期層の層厚を無視し得る程
度に大きい場合以外は、初期層は薄膜の膜質を通して種
々の特性に影響を及ぼす。特に、本発明において記録膜
となる人工格子膜は、４００Å以下の極めて薄い膜厚領
域において良好な磁気光学特性を発揮することが本願出
願人の先の研究から明らかとなっており、このような薄
膜を下地（この場合は基板）上に直接に成膜したのでは
、人工格子膜の全厚中に占める初期層の層厚の割合が大
きくなって、十分な性能を引き出すことができない。

本発明においては、予め逆スパッタリングにより表面が
改質された基板が使用される。かかる基板の表面は、陽
イオンの衝突により一種の照射損傷を受けて表面エネル
ギーが増大し、その上に成膜される各種の機能性薄膜に
対する親和性が高められた状態となっている。しかし、
上記照射損傷は決してイオン・ボンバードメントのよう
に形態上の変化を伴うほどの物理的変化ではなく、むし
ろ化学的変化に近いものと考えられる。かかる表面に機
能性薄膜を成膜すると、早い時期から膜質が良好に制御
されるために初期層の層厚が減少され、全体としての改
質が改善される。光磁気記録媒体の場合、基板上に直接
成膜される機能性薄膜は一般に誘電体下地膜あるいは人
工格子膜であるが、いずれの場合にも記録・再生に直接
関与する人工格子膜の膜質が直接的もしくは間接的に改
善され、磁気光学特性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について実験結果にもとづき説明
する。

実施例工 本実施例は、各種の基板上に人工格子膜を直接成膜する
場合において、基板の逆スパッタリング処理が上記人工
格子膜の膜質および磁気光学特性に及ぼす影響を検討し
たものである。

まず、以下に示すガラス系、樹脂系の計８種類の基板を
用意し、これらの表面に逆スパツタング処理を行った場
合と行わなかった場合について、その上に成膜されるＣ
ｏ−Ｐｔ人工格子膜の磁気光学特性を比較した。

左ｊノＭ仮 ■スライドガラス基板（マツナミガラス社製）■ガラス
基板Ａ（Ａ社製〕 ■ガラス基板Ｂ［Ｂ社製］ ■ガラス基板Ｃ（Ｃ社製］ 皿胆是基板 ■ポリカーボネート（Ｐ　Ｃ）基板〔自社製〕■２２基
板 〔ガラス基板上にエポキシ樹脂の光硬化によリガイド溝
を形成したもの、当社製〕 ■ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基！反１７５
μｍ厚、東し社製〕 ■ポリイミド（ＰＩ）基板〔宇部興産社製〕ここで、上
記２Ｐ基板は、本体の大部分はガラスであるが、本発明
では表面の性質を論する都合上、樹脂系基板として分類
した。

また、上記樹脂系基板は市販のディスク基板としていず
れも予めガイド溝が形成されているものであるが、ガラ
ス系基板との実験条件を統一するため、逆スパッタリン
グやＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の形成はガイド溝の形成され
ていない面上で行った。

逆スパッタリングの条件は、高周波パワー３００Ｗ、全
ガス圧４　ｍＴｏｒｒ、雰囲気ガス組成０２／Ａｒ＝０
．５　（モル比）、　処理時間３０秒である。

Ｃｏ−Ｐｔ人工格子膜の成膜は以下のようにして行った
。まず、マグネトロン・スパッタリング装置のチャンバ
ー内に１００ｍｍ径のＣｏターゲットとＰｔターゲット
、およびこれらのターゲットと対向する位置に逆スパッ
タリング処理済みの基板または未処理の各基板を設置し
た。続いてバックグラウンド真空度を５　Ｘｌ０−’Ｔ
ｏｒｒ＋　アルゴンガス圧を５　Ｘｌ０−３Ｔｏｒｒと
し、基板を水冷しながらＣｏについては直流スパッタリ
ング（投入パワー：０．２〜ＩＡ、　３００　Ｖ）　、
Ｐ　ｔについては直流スパッタリング（投入パワー；０
．２〜Ｉ　Ａ、　３００　Ｖ）もしくは高周波スパッタ
リング（投入パワー：２００〜５００　Ｗ）を行い、層
厚５人ＯＣＯ層と層厚８人のｐｔ層を交互に積層して全
厚約１００人のＣＯ〜Ｐｔ人工格子膜を成膜した。

なお、未処理の基板上にＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を成膜す
る場合には、基板表面に吸着した水分を除去するために
、成膜に先立って真空中８０°Ｃ１２４時間のベーキン
グを行った。

また、逆スパッタリングを行った基板に対しては、連続
工程によりＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を成膜した。

このようにして各基板上に成膜されたＣｏ−Ｐｔ人工格
子膜の磁気光学特性を、ポーラーカーループ測定装置に
より測定した。

第３図（Ａ）〜第３図（Ｈ）には、未処理の基板上に成
膜されたＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の磁気カー曲線を示す。

第３図（Ａ）はスライドガラス基板、第３図（Ｂ）はガ
ラス基板Ａ、第３図（Ｃ）はガラス基板Ｂ、第３図（Ｄ
）はガラス基板Ｃ１第３図（Ｅ）はＰＣ基板、第３図（
Ｆ）は２Ｐ基板、第３図（Ｇ）はＰＥＴ基板、第３図（
Ｈ）は１’！基板を使用した場合にそれぞれ対応する。

これらの図をみると、概してガラス系基板を使用した場
合に樹脂系基板を使用した場合よりも良好な磁気光学特
性が達成されていることが明らかである。中でも、スラ
イドガラス基板は優れた特性を示している。しかし、ガ
ラス系基板にも種類による差異が認められ、ガラス基板
Ａおよびガラス基ＦｉＢでは垂直磁気異方性が若干低下
し、ガラス基板Ｃでは著しく低下していた。樹脂系基板
ではすべて垂直磁気異方性が劣化し、特に角形比の劣化
が目立った。

一方、第４図（Ａ）〜第４図（Ｈ）には、逆スパンクリ
ング処理を行った基板上に成膜されたＣｏ−Ｐｔ人工格
子膜の磁気カー曲線を示す。各図に対応する基板の種類
は、前述の第３図（Ａ）〜第３図（Ｈ）と同様である。

この結果より、すべての基板において磁気光学効果は改
善され、特にガラス基板Ｃおよび樹脂系基板において著
しく改善されたことが明らかである。もともと特性が良
好であったスライドガラス基板においても、保磁力およ
び角形比が若干向上した。

このように、基板の逆スパッタリング処理はその上に成
膜されるＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の磁気光学特性の改善に
有効であり、特に樹脂系基板にとって極めて有効である
ことが明らかとなった。そこで、この逆スパッタリング
処理の条件、および処理により変化する諸物性について
、以下の各実験により検討を行った。

まず、上記ガラス基板Ｃについて高周波パワー３００　
Ｗ、全ガス圧４１ｌＴｏｒｒの条件で、雰囲気ガスの組
成および処理時間を変えながら逆スパッタリングを行い
、表面エネルギーＴの変化を調べた。

上記表面エネルギーγは、水およびヨウ化メチレンを基
板表面に滴下した際に形成される液滴の接触角の測定値
にもとづいて極性項γｐおよび分散項Ｔ４を算出し、こ
れらの項の和として求めた。

結果を第５図に示す。図中、縦軸はエネルギー（ｅｒｇ
／ｃｍ”）　、横軸は逆スパッタリングによる処理時間
（分）をそれぞれ表し、白丸（０）のプロットは雰囲気
ガスの組成がＡｒ単独の場合、白三角（Δ）のプロット
は○、／Ａ　ｒ　＝０．５の場合、白画角（ロ）のプロ
ットはＮ　Ｚ／　Ａ　ｒ　＝　０．７の場合をそれぞれ
表す。３本の線は、図中に記入されているとおり、下か
ら順に分散項ｒ’、ｈ性項γｐ２表面エネルギーＴを表
す。さらに、比較のため点ａにて未処理状態のスライド
ガラス基板の分散項Ｔ４点すにて同じく極性項ＴＺ点Ｃ
にて同じく表面エネルギーγを示した。この図より、ガ
ラス基板Ｃの表面エネルギーは３０秒間の逆スパッタリ
ングにより顕著に増大してスライドガラス基板の値（点
Ｃ参照。）と同等となるが、それ以降は処理時間を延長
してもほとんど変化せず、また雰囲気ガスの組成にもほ
とんど影響されないことがわかる。同様の傾向が、ガラ
ス基板Ａ（未処理状態のγ’＝３１．　　ｒ’＝２３．
　　ｒ＝５４：単位ｅｒｇ／ｃｓ＋”）およびガラス基
板Ｂ（未処理状態のｒ　’＝３１．　　ｒ　”２３γ＝
５４：単位ｅｒｇ／　ｃｍ”）においても認められた。

次に、上述と同様の条件で２Ｐ基板について実験を行っ
た結果を第６図に示す。この図をみると、上述のガラス
基板では雰囲気ガスの組成による差がほとんど見られな
かったのに対し、この２Ｐｉ仮では０□を添加した場合
に３０秒間の処理により顕著な表面エネルギーγの増大
が達成され、スライドガラス基板と同等の値（点Ｃ参照
。）が達成されていることがわかる。この増大は、分散
項ｒｄの若干の低下と極性項γｐの顕著な増大によりも
たらされたものである。これに対し、Ｎ２を添加した場
合はＡ「単独の場合とほとんど差がなく、しかも両方の
場合とも表面エネルギーγの増大傾向が処理時間を２分
間としても飽和しなかった。

長時間の処理は基板表面に損傷や着色等の弊害をもたら
し好ましくないことから、短時間で所定の効果の得られ
るｏ２添加は、２Ｐ基板にとって有効な手段であると言
える。

そこで、雰囲気ガスの組成を０□７Ａ　ｒ　＝０．５に
固定し、上記２Ｐ基板以外の樹脂系基板についても同様
の実験を行った。結果を第７図に示す。図中、白丸（０
）のプロントはＰＣ基板、白三角（Δ）のプロットはＰ
ＥＴ基板、白画角（ロ）のプロットはＰＩ基板にそれぞ
れ対応している。この図より、これら各樹脂系基板にお
ける表面エネルギーγの増大傾向はいずれも極性項γｐ
の顕著な増大を反映したものであり、３０秒間の処理に
よりほぼスライドガラス基板と同等の値（点Ｃ参照。）
が達成されていることがわかる。

次に、２Ｐ基板、ＰＣ基板、ＰＥＴ基板について、逆ス
パッタリングによる処理時間を１分間に固定し、雰囲気
ガス中の０２混合比を変化させた場合の表面エネルギー
の変化を調べた。結果を第８図に示す。図中、縦軸はエ
ネルギー（ｅｒｇ／ｃｍＪ、横軸はＯｘ／Ａｒ　　（モ
ル比）をそれぞれ表し、黒丸（・）のプロットは２Ｐ５
＋反、白丸（０）のプロットはＰＣＩ板、白三角（△）
のプロットはＰＥＴｌ板にそれぞれ対応している。この
結果、樹脂系基板に対しては雰囲気ガス中への０２の添
加が有効であるものの、その０□の混合比には最適な範
囲があり、余り０２が多いとかえって高周波放電の効率
が低下し、処理効果が現れにくくなる傾向が認められた
。最適な０２混合比（Ｏｚ／Ａｒ）の範囲は０．１〜０
．６であり、より好ましくは０．２〜０．５であること
がわかった。

以上の結果から、逆スパッタリング時の高周波パワーを
３００Ｗ、全ガス圧を４　ｍＴｏｒｒとした場合には、
−例としてＡｒに対する０２混合比を０．５、処理時間
を３０秒とすれば、まず十分な表面エネルギーｒの増大
が達成されることがわかった。そこで、この条件におけ
る処理を行った基板の水に対する接触角１表面エネルギ
ーＴ、極性項γ′、および分散項γ４を、それぞれ未処
理の場合の値と比較しながら第１表に示す。

この第１表のデータと前述の第３図（Ａ）ないし第３図
（Ｈ）、および第４図（Ａ）ないし第４図（Ｈ）を照ら
し合わせてみると、水に対する接触角の大小あるいは表
面エネルギーγの大小と磁気光学特性の良否は、極めて
良い対応関係にあることがわかる。逆スパッタリング処
理の有無にかかわらず良い磁気光学特性が達成されるの
は、もともと水に対する接触角が小さく表面エネルギー
Ｔの大きいスライドガラス基板上であるが、他のいずれ
の基板も逆スパッタリング処理により水に対する接触角
が大幅に減少し、また表面エネルギーγの値が増大して
スライドガラス基板の値と同等になった。水に対する接
触角はいずれも３〜６６となっているが、実用上は１０
″以下であればＣ０−Ｐｔ人工格子膜のＩＩＩ質が十分
に改善され、良好な磁気光学特性が達成されるものと考
えられる。

表面エネルギーＴの増大は、主として極性項γｐの増大
によるところが大きい。特に樹脂系基板の場合、未処理
の状態では表面エネルギーＴへの極性項ＴＩ′の寄与が
ほとんどなかったのに対し、処理後にはこの項が大幅に
増大した。

次に、基板の表面エネルギーとその上に成長するＣｏ−
Ｐｔ人工格子膜の膜質との関係を調べるため、スライド
ガラス基板とＰＣ基板を使用して電気抵抗率ρの測定を
行った。

まず、予備実験として、未処理のスライドガラス基板に
５人のＣｏ層と８人のＰｔ層を交互に積層して全厚５０
〜１２５０人のＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を成膜し、それぞ
れについて電気抵抗率ρを測定した。結果を第９図に示
す。図中、縦軸は電気抵抗率ρ　（μΩ・ｃｍ）、横軸
はＣｏ−ｐＬ人工格子膜の全厚（人）を表し、本予備実
験の結果は黒丸（・）のプロットで表す。この結果より
、電気抵抗率ρは全厚が１００Å以下の領域で急激に増
大し、記録層が薄膜化されると磁気光学特性が劣化する
という従来の観察結果と対応している。これは、全厚が
小さい領域では膜構造として電気抵抗率ρの大きい島状
構造が、また全厚が大きい領域では電気抵抗率ρの小さ
い連続構造が卓越しており、これらの移行点が全厚１０
０人付近に存在するためであると考えられる。つまり、
初期層として形成される層は島状構造を有しており、こ
れが膜厚の増大と共に連続構造に移行するのであるが、
全厚が小さい場合には初期層の影響がそれだけ強く現れ
、膜全体としての電気抵抗率ρが上昇するのである。

また、未処理のＰＣ基板についても同様の実験を行った
ところ、同しく第９図中の白丸（０）のプロットで示す
ように、スライドガラス基板を使用した場合よりも約２
０％高い値が得られた。この事実は、人工格子膜の全厚
が同じであってもＰＣ基板上においてはより島状構造が
より形成されやすいことを示している。したがって、表
面エネルギーγの低い基板上では初期層の影響が現れや
すく、この影響を軽減するためには初期層の層厚を無視
し得るほど全厚を大きくしなければならない。

しかし、雰囲気ガス組成をＯｚ／　Ａ　ｒ　＝　０．５
とし、ガス圧４　ｍＴｏｒｒ、処理時間１分の条件で上
記ＰＣ基板の逆スパッタリングを行ったところ、Ｃｏｐ
ｔ人工格子膜の電気抵抗率ρは白三角（△）のプロット
で示すようにほぼスライドガラス基板上における値と同
程度まで低下した。これは、逆スパッタリングにより基
板の表面エネルギーが増大してＣｏ−Ｐｔ人工格子膜に
対する親和性が向上し、膜質が改善されたためである。

上述の膜質の変化は、視覚的にも明瞭に確認された。第
１０図（Ａ）および第１０図（Ｂ）には、ＰＣ基板上に
成膜された全厚７０人のＣｏ−ＰＬ系人工格子膜を走査
型トンネル電子顕微鏡により観察したときの表面プロフ
ァイルを示す。第１０図（Ａ）は未処理のＰＣ基板、第
１０図（Ｂ）は逆スパッタリング処理を行ったＰＣ基板
を使用した場合にそれぞれ対応し、第１０図（Ａ）では
膜厚方向寸法は面内方向寸法に対して約３．８倍に、ま
た第１０図（Ｂ）では約５．５倍に強調されている。未
処理のＰＣ基板上では、Ｃｏ−Ｐｔ人工格子膜にその全
厚に相当する最大７０人の段差が発生しており、膜構造
が不連続となっていることがわかる。これに対し、処理
後の基板では段差の最大値は約４０人であることから膜
構造は連続的であり、逆スパッタリングによる基板の表
面改質がＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の膜質の改善をもたらし
たことは明らかである。

実施例２゜ 上述の実施例１では、各種の基板上に逆スパッタリング
を施した後Ｃｏ−Ｐｔ人工格子膜を成膜した場合につい
て、磁気光学特性の改善を種々の側面から検討してきた
が、本実施例では逆スパッタリングが誘電体下地膜の成
膜性に及ぼす影響について検討した。

ここで、基板としてはＰＣ基板を使用し、この表面に誘
電体下地膜として５ｉ３Ｎｎ膜を以下の方法により成膜
した。まず、スパッタリング装置のチャンバー内に１０
０ｍｍ径の８１＊Ｎａ焼結ターゲツトを設置し、このタ
ーゲフトと対向配置された水冷装置付きの基台に未処理
あるいは逆スパッタリング処理済みのＰＣ基板を載置し
た。次に、１％のＮ２ガスを含有するＡｒガス雰囲気中
でガス圧２．５　ｍＴｏｒｒにて反応性スパッタリング
を行い、それぞれ膜厚３００人の５ｉｚＮａ膜を成膜し
た。

これらのＳ’ｒ３Ｎａ膜について粘着テープによる付着
力試験を行ったところ、未処理のＰＣ基板からは粘着テ
ープと共にＳｉｓＮｍ膜が一部剥離したのに対し、０２
／　Ａ　ｒ　＝　０．５．　　ガス圧４　ｍＴｏｒｒ＋
処理時間Ｉ分の条件で逆スパッタリング処理を行ったＰ
Ｃ基板からは５ｉｚＮ４膜がほとんど剥離しなかった。

したがって、逆スパッタリング処理は人工格子膜のみな
らず、誘電体下地膜の膜質改善にも有効であることがわ
かる。

なお、誘電体下地膜の材料として上述のＳｉ３Ｎ、以外
にＡ　ｌ　ｚ　Ｏ３＋　Ｔ　ａ　ｚ○、＋　ＡｆＮ、Ｚ
ｒＮＴｉＮ等を使用した場合にも、同様の結果が得られ
た。

実施例３ 本実施例では、基板上に誘電体下地膜を介して人工格子
膜を成膜する場合において、基板の逆スパッタリング処
理が磁気光学特性に及ぼす影響について検討した。

ここで、基板としては未処理および逆スパッタリング処
理済みのＰＣ基板を使用し、これらの表面に誘電体下地
膜として５ｉｙＮ４膜を実施例２に述べた条件にて２０
０人の膜厚にそれぞれ成膜し、さらに実施例１に述べた
条件にてＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を全厚１００人にそれぞ
れ成膜した。第１１図（Ａ）および第１１図（Ｂ）に、
これらのＣｏ−ＰＬ系人工格子膜の磁気カー曲線を示す
。第１１図（Ａ）は未処理のＰＣ基板、第１１図（Ｂ）
は逆スパッタリング処理済みのＰＣ基板をそれぞれ使用
した場合に対応する。この結果より、逆スパッタリング
処理を行ったＰＣ基板を使用した場合には磁気カー曲線
の角形と保磁力が向上している様子が明らかである。こ
れは、基板の表面改質の効果が誘電体下地膜の膜質の改
善を通じてＣ。

ｐｔ人工格子膜の膜質改善にも好影響をもたらしたため
であると考えられる。

上述のように誘電体下地膜を含む上述の記録層の構成は
、光磁気記録媒体の実用形態として重要なものである。

本実施例ではＰＣ基板の表面のみに逆スパッタリング処
理を施したが、さらに誘電体下地膜の表面についても逆
スパッタリングを行うことにより、人工格子膜の膜質を
一層改善し、極めて優れた磁気光学特性を実現すること
が可能である。

なお、上述の各実施例の説明は、すべて人工格子膜とし
てＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を成膜した場合について行って
きたが、Ｃｏ−Ｐｄ人工格子膜やＣｏ−ＰＬ−Ｐｄ人工
格子膜を成膜した場合についても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。

〔発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明によれば基板
の表面が逆スパッタリング処理により水に対する接触角
が１０″以下となるように改質されることにより、その
上に成膜される種々の機能性薄膜に対する親和性が向上
し、膜質に劣る初期層の形成が抑制され、全体として膜
質が改善される。

このことは、機能性薄膜の膜厚が薄い場合にも良好なＩ
Ｉ！ｆが達成されることを意味している。

したがって、従来はガラス系基板以外の基板上において
良好な磁気光学特性を達成することは困難であったが、
本発明を適用すればあらゆる種類の基板上において良好
な磁気光学特性を改善することが可能となる。特に量産
性、経済性に優れる樹脂系基板を使用して、ガラス系基
板を使用した場合と同等の磁気光学特性を達成すること
が可能となり、その産業上の価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は逆スパッタリング処理に使用される装置構成を
概略的に示す模式図である。第２図は光磁気記録媒体の
代表的な構成例を示す模式的断面図である。第３図（Ａ
）ないし第３図（Ｈ）は未処理の各種の基板上に成膜し
たＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の磁気光学特性を示す磁気カー
曲線図であり、第３図（Ａ）はスライドガラス基板、第
３図（Ｂ）はガラス基板Ａ、第３図（Ｃ）はガラス基板
Ｂ１第３図（Ｄ）はガラス基板Ｃ１第３図（Ｅ）はＰＣ
基板、第３図ＣＦ）は２Ｐ基板、第３図（Ｃ）はＰＥＴ
基板、第３図（Ｈ）はＰＩ基板をそれぞれ使用した場合
に対応する。第４図（Ａ）ないし第４図（Ｈ）は逆スパ
ッタリング処理を施した各種の基板上に成膜したＣｏ−
Ｐｔ人工格子膜の磁気光学特性を示す磁気カー曲線図で
あり、各図は上述の第３図（Ａ）ないし第３図（Ｈ）と
同様の種類の基板を使用した場合に対応する。第５図は
ガラス基板Ｃにおける表面エネルギーと逆スパッタリン
グによる処理時間との関係を示す特性図である。第６図
は２２基板における表面エネルギーと逆スパッタリング
による処理時間との関係を示す特性図である。第７図は
ＰＣ基板、ＰＥＴ基板およびＰＩ基板における表面エネ
ルギーと逆スパッタリングによる処理時間との関係を示
す特性図である。第８図は２Ｐ基板、ＰＣ基板、および
ＰＥＴ基板における表面エネルギーと雰囲気ガス中のＣ
ｈｖＲ合比との関係を示す特性図である。第９図は未処
理のスライドガラス基板、未処理のＰＣ基板、および処
理済みのＰＣ基板上におけるＣ。 −Ｐｔ人工格子膜の電気抵抗率と全厚との関係をある。 第１１図（Ａ）および第１１図（Ｂ）は未処理および処
理済みのＰＣ基板上にＳｉ、Ｎａ膜を介して成膜された
Ｃｏ−Ｐｔ人工格子膜の磁気光学特性を示す磁気カー曲
線図であり、第１１図（Ａ）は未処理のＰＣ基板、第１
１図（Ｂ）は処理済みのＰｃｌ板をそれぞれ使用した場
合に対応する。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不活性ガスを主体とする雰囲気中における逆スパッタリ
   ングにより水に対する接触角が１０゜以下とされた基板
   上に、Ｃｏ層とＰｔ層および／またはＰｄ層が交互に積
   層されてなる人工格子膜を含む記録層が形成されてなる
   ことを特徴とする光磁気記録媒体。