JPH03156754A - 光磁気記録媒体の製造方法 - 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、基板上に希土類−遷移金属合金膜（以下、Ｒ
Ｅ−ＴＭ膜と称する。）を記録層として積層する光磁気
記録媒体の製造方法に関し、特に小さい外部磁界下にお
いても良好な磁界変調記録が可能な光磁気記録媒体を製
造する方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上にＲＥ−ＴＭ膜を記録層として積層す
る光磁気記録媒体の製造方法において、前記ＲＥ−ＴＭ
膜の表面に希土類金属層を成膜した後、基板を３０分以
上保持するか、３Ｘ１０−’〜Ｉ　Ｘ　１０−　１Ｔｏ
ｒｒなる酸素分圧を存する雰囲気中、或いは３　Ｘｌ０
−”　〜Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧及びｌＸ
　１０−　’〜Ｉ　Ｘ　１０−　１Ｔｏｒｒなる水蒸気
分圧を存する雰囲気中に基板を保持することにより、小
さい外部磁界下においても良好な記録再生特性を発揮す
る光磁気記録媒体の製造を可能とするものである。

〔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（ｎ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６ｎ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、Ｃ
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譬合金欣。

すなわちＲＥ−ＴＭ膜が代表的なものである。ＲＥ−Ｔ
Ｍ膜は、■フェリ磁性であるために、キュリー点よりか
なり低い温度領域でも磁化が小さくまた垂直磁気異方性
エネルギーが大きいので高密度記録に必要な垂直磁化膜
となり易い、■非晶質であるため媒体ノイズが小さい、
■カー回転角が比較的大きい、■キュリー点が低く　（
１５０〜２００　’Ｃ）。

記録・消去パワーを市販の半導体レーザー（２０〜４０
ｍＷ）で実現できる等の数々の利点を有している。特に
、希土類元素としてＴｂを含むＴｂＦｅＣｏ膜、ＧｄＴ
ｂＦｅ膜等は垂直磁気異方性が大きく、実用化に向けて
研究が進められているものである。

（発明が解決しようとする課題］ ところで、光磁気記録媒体の記録方式には、常に直流外
部磁界を印加し、信号の有無に応してレーザー光を照射
する光変調方式と、常に一定強度のレーザー光を照射し
、信号に応して外部磁界を反転させる磁界変調方式があ
る。光変調方式については、装置構成が比較的簡単で済
むため早くから研究が行われてきた。しかし、既に記録
された部分に再記録を行う場合にオーバライドが不可能
であり、磁化の向きを一定方向に揃えるための消去動作
が必要となる分だけ書き込み速度が遅くなるという欠点
を有している。一方の磁界変調方式は、装置構成はやや
複雑となるものの、オーバライドが可能でコンピュータ
用ハードディスクに匹敵する高速記録が可能となり、実
用上の期待も大きい。

ところが、従来主として光変調方式用に開発されてきた
光磁気記録媒体に磁界変調方式をそのまま適用しようと
しても、弱い外部磁界下における記録再生特性が不十分
であり実用に耐えない。そもそも磁界変調方式の場合、
磁気記録と比較して磁界を小さく絞り込む必要がないた
めに媒体表面とヘンドの間のスペーシングは磁気記録と
比べて１桁以上も大きく確保することができるが、その
分、有効記録磁界は弱くなる。さらに、高記録密度化を
目上して高周波変調を行おうとする場合には、発生磁界
の強さは一層弱くなる。このような弱い磁界中で十分な
記録再生特性を得るためには、光磁気記録媒体がより磁
化の反転を起こし易いものに改良されることが必須であ
る。

そこで本発明は、上述の問題点を解決し、弱い外部磁界
下においても良好な磁界変調記録が可能な光磁気記録媒
体の製造方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる光磁気記録媒体の製造方法は、上述の目
的を達成するために堤案されるものである。

すなわち本発明の第１の発明にかかる光磁気記録媒体の
製造方法は、基板上にＲＥ−ＴＭ膜を積層する光磁気記
録媒体の製造方法であって、前記ＲＥ−ＴＭ膜の表面に
希土類金属層を成膜した後、７ｉを３０分以上保持する
ことを特徴とするものである。

また、本発明の第２の発明にかかる光磁気記録媒体の製
造方法は、前記ＲＥ−ＴＭ膜の表面に希土類金属層を成
膜した後、３Ｘ１０−’〜１×１０川Ｔ。

ｒｒなる酸素分圧を存する雰囲気中に基板を保持するこ
とを特徴とするものである。

さらに、本発明の第３の発明にかかる光磁気記録媒体の
製造方法は、前記ＲＥ−ＴＭ膜の表面に希土類金属層を
成膜した後、３Ｘ１０−’〜ｌＸｌ０−Ｔｏｒｒなる酸
素分圧及びＩ　Ｘｌ０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒな
る水蒸気分圧を有する雰囲気中に基板を保持することを
特徴とする。

光ｉｆｆ気記録媒体を構成するＲＥ−ＴＭ膜および希土
類金属層は、スパッタリング１分子線エピタキシー、真
空蒸着等の真空薄膜形成技術により基板上に成膜するこ
とができる。

また、基板の材料としては、ガラス、ポリカーボネート
、ＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリレート）。

セラミクス、シリコンウェハ等が使用可能である。

ここで、特に基板としてポリカーボネート基板を使用す
る場合には、３　Ｘｌ０−’−Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒ
なる酸素分圧を有する雰囲気中に基板を保持することが
好ましい。即ち、本発明の第２の発明にかかる光磁気記
録媒体の製造方法を適用することが好ましい。同様に、
基板としてガラス２ｐ（ガラス基板上に光重合法により
グループやビット等の凹凸を有する光硬化樹脂層が形成
された基板）を使用する場合には、３　Ｘｌ０−’〜Ｉ
　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧及び１×ｌＯ−？〜
Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる水蒸気分圧を有する雰囲気
中に基板を保持することが好ましい。即ち、本発明の第
３の発明にかかる光磁気記録媒体の製造方法を適用する
ことが好ましい。

一方、上記ＲＥ−ＴＭ膜は、光磁気記録媒体における記
録層として機能する膜である。

この膜を例えばスパッタリングにより成膜する方法とし
ては、希土類金属ターゲットと遷移金属ターゲットを使
用した二元同時スパッタリングを行う方法が便利である
。

この二元同時スパッタリングの他にも、希土類金属と遷
移金属の２元系合金をターゲ７）として用いたスパッタ
リングを行っても良い。この場合、単に静止対向型のス
パッタリング装置としてもよいが、生産性等を考慮する
と、所謂通過型のスパッタリング装置とすることが好ま
しい。通過型のスパッタリング装置は、各成膜工程を行
うスバ・７り室を連続的に配置し、これらスパッタ室を
順次通過させることによって基板上に各膜を成膜するも
のである０例えば、第１のＳ’＋ｙＮａ膜を成膜する第
１のスパンタ室、ＲＥ−ＴＭ膜を成膜する第２のスパッ
タ室、希土類金属層を成膜する第３のスパッタ室、第２
の５ｉｚＮａ膜を成膜する第４のスパッタ室を順次配置
すれば、基板上には４層構造の記録層が形成される。そ
して、前記第３のスパッタ室と第４のスパッタ室の間に
前記酸素分圧を有する処理室、或いは前記酸素分圧及び
水蒸気分圧を有する処理室を設ければ、基板に対する処
理を一連の工程の中で行うことが可能となる。或いは、
生産性を考えた場合には、回転型のスパッタリング装置
も有利である。この回転型のスパッタリング装置は、多
角柱形状を有する基板ホルダーの各側面に基板を取り付
け、該基板ホルダーを回転し、各側面の基板に順次成膜
するというものである。従って、例えば基板ホルダーが
六角柱であれば、６枚の基板を一度に処理できることに
なり、処理が済んだ基板は、そのまま前述の雰囲気中に
保持することも可能となる。

また、このＲＥＴＭ膜の膜厚は、実用的な磁気光学特性
を達成する観点から、１００〜１０００人程度に選ぶこ
とが望ましい。

上記希土類金属層の膜厚は製造される光磁気記録媒体の
記録再生特性に影響を与え、１人よりも小さい場合には
低外部磁界下における記録・再生が困難となり、３０人
より大きい場合にはノイズが増大し易くなる。従って、
該希土類金属層の膜厚は１〜３０人程度に選ぶことが望
ましい。

本発明の製造方法は、これらＲＥ−ＴＭ膜および希土類
金属層を形成した後、基板を３０分以上保持するか、３
　Ｘｌ０−６〜ｌ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧を
有する雰囲気中に基板を保持するか、もしくは３　ＸＩ
Ｆ’〜ｌ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧及び１×１
０１〜Ｉ　Ｘ　１０−１Ｔｏｒｒなる水蒸気分圧を有す
る雰囲気中に基板を保持することを最大の特徴としてい
る。

希土類金属層を成膜した後に３０分以上保持する場合に
は、該雰囲気の圧力を５ＸＩＯ弓Ｔｏｒｒ以下としてお
くことが特に好ましい。たとえば成膜をスパッタリング
により行った場合には、スパッタリング雰囲気中にその
まま保持しておけば良い。

また、酸素分圧を有する雰囲気中に保持する場合には、
酸素分圧は３　Ｘｌ０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒと
され、より好ましくは、Ｉ　Ｘｌ０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−
３Ｔｏｒｒとされる。なお、成膜時の雰囲気が当初から
上述の酸素分圧に設定されていれば問題はないが、そう
でない場合には外部から酸素を適宜導入して上述の酸素
分圧を達成しても良い。また、保持時間は任意であるが
、酸素分圧を一定とした場合に、ＣＮ比が最大となる最
適保持時間があること、更に、最適保持時間は酸素分圧
が大きいほど短くなる蛍光にあることから、酸素分圧に
応じて保持時間を設定することが好ましい。例えば、酸
素分圧を９Ｘ　１０”５Ｔｏｒｒとした場合には、保持
時間は３〜５分であり、酸素分圧を１．８　Ｘ　１０−
１Ｔｏｒｒとした場合には、保持時間は１．５〜２分で
ある。いずれの場合でも、１０分以下と短く設定するこ
とが特に好ましい。これは、保持時間が１０分を越える
と、ＣＮ比の劣化が見られる（外部磁界の強さを±７５
０Ｃとした場合）という実験結果にもとづくものである
。

また、３　Ｘｌ０−”　Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸
素分圧及びｌＸｌ０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる
水蒸気分圧を存する雰囲気中に基板を保持する場合、成
膜時の雰囲気が当初から上述の水蒸気分圧に設定されて
いれば問題はないが、そうでない場合には外部から水蒸
気を適宜導入して上述の水蒸気分圧を達成しても良い。

本発明の光磁気記録媒体の製造方法においては、上記Ｒ
Ｅ−ＴＭ膜および希土類金属層の成膜工程に引き続き、
さらに誘電体膜および反射膜の成膜工程を実施すること
とする。これらの膜は、通常はいずれも同一装置内で行
われる一連の工程により成膜されるが、上述のような基
板の保持が特に希土類金属層の成膜工程と誘電体膜の成
膜工程の間で行われることによって、記録時の必要外部
磁界の低減が可能となるからである。

上記誘電体膜は、耐蝕性の同士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１００〜２０
００人の膜厚に成膜することにより得られる。この誘電
体膜は、基板とＲＥ−ＴＭ膜の間に介在させても、ＲＥ
−ＴＭ膜の上に積層しても、あるいはその両方であって
も良い。

上記反射膜は、ＲＥ−ＴＭ膜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０
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。

本発明の製造方法では、これら真空薄膜形成技術による
種々の成膜工程が終了した後に、さらに紫外線硬化樹脂
の塗布等による保護膜の形成を行っても良い。

〔作用） 本発明の光磁気記録媒体の製造方法によれば、基板−ヒ
に希土類−遷移金属合金膜および希土類金属層を順次成
膜した後、基板を３０分以上放置するか、３×１０°ｈ
〜ｌ　Ｘ　１０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧を存する雰囲
気中に短時間保持するか、もしくは３×１０−’〜ｌ　
Ｘｌ０−１Ｔｏｒｒなる酸素分圧及びｌＸｌ０−’〜Ｉ
　Ｘ　１０−　１Ｔｏｒｒなる水蒸気分圧を有する雰囲
気中に保持する。いずれの場合にも希土類金属層の成膜
が終了した段階で基板が微量の酸素が存在する雰囲気中
に所定の時間だけ保持されることにより、小さい外部磁
界下においても良好な記録再生特性を発揮する光磁気記
録媒体の製造が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもとづ
き説明する。

実施例１ 本実施例は、基板上に誘電体膜、ＲＥ−ＴＭ膜、および
希土類金属層をスパッタリングにより順次積層した後、
３時間保持した例である。

まず、本実施例において作成された光磁気記録媒体の概
略的な構成を第１回に示す。この光磁気記録媒体は、記
録・再生が基板側から行われることを前提としており、
基板（１）上に５ｉｚＮｎからなる第１の誘電体膜（２
ａ）、ＲＥ−７Ｍ膜として機能するＴｂＦｅＣｏ膜（３
）、希土類金属層として機能するＴｂ層（４）、５ｉｚ
Ｎｎからなる第２の誘電体膜（２ｂ）、Ａ１反射膜（５
）、保３Ｉｔ改（６）がこの順序にて積層されたもので
ある。

かかる光磁気記録媒体は、以下のようにして作成した。

まず、上記第１の誘電体膜（２ａ）、ＴｂＦｅＣ。

膜（３）　、Ｔ　ｂ層（４）、第２の誘電体膜（２ｂ）
、反射膜（５）を連続工程により成膜するため、４元ス
パッタリング装置のチャンバー内にＳｉ、Ｔｂ、ＦｅＣ
ｏ合金、Ａ！の各ターゲットを載置した。

この装置によれば、各ターゲットに対応して設けられた
シャッターを開閉することにより、所望の膜を成膜する
ことができる。基板装着後、チャンバー内を排気し、バ
ックグラウンド真空度を１．０ＸＩＯ−１Ｔｏｒｒとし
た。

次に、１％の窒素ガスを含有するアルゴンガス雰囲気中
でガス圧３　Ｘｌ０−３ＴｏｒｒにてＳｉターゲットを
使用して高周波反応性スパッタリングを行い、所定の膜
厚の第１の誘電体膜（２ａ）を成膜した。

次に、ＴｂクーゲットとＦｅＣｏ合金ターゲットを使用
して直流同時二元スパッタリングを行い、所定の膜厚の
ＴｂＦｅＣｏ膜（３）を成膜した。

続いて、ＦｅＣｏ合金ターゲットに対応するシャッター
を閉じ、Ｔｂクーゲットのみを使用して直流スパッタリ
ングを行い、膜厚５人のＴｂ層（４）を成膜した。

以上、第１の誘電体膜（２ｂ）、ＴｂＦｅＣｏ膜（３）
、Ｔｂ層（４）の成膜終了後、上述の真空度に保ったま
まアルゴンガス圧を１．５　Ｘｌ０−’　Ｔｏｒｒとし
て基板をチャンバー内で３時間保持した。

次に、再びＳｉターゲットを使用して高周波反応性スパ
ッタリングを行い、所定の膜厚の第２の誘電体膜（２ｂ
）を成膜し、さらにＡｆｆｉターゲットを使用して直流
スパッタリングにより、所定の膜厚のＡ１反射膜（５）
を成膜した。

最後に、上記Ａ２反射Ｍ（５）の表面に紫外線硬化樹脂
を塗布することにより保護膜（６）を形成し、光磁気記
録媒体を完成した。

実施例２ 本実施例は、基板上に誘電体膜、ＲＥ−７Ｍ膜、および
希土類金属層をスパッタリングにより順次積層した後、
所定の酸素分圧下に５分間保持した例である。

本実施例において作成した光磁気記録媒体の構成は実施
例１と同様であり、製造方法もほぼ実施例１の記載に準
じた。ただし、第１の誘電体膜（２ｂ）、ＴｂＦｅＣｏ
膜（３）　、Ｔ　ｂ層（４）の成膜が終了した後、３　
Ｘ　ｌｏ−５Ｔｏｒｒの酸素分圧下で基板を５分間保持
した。

以上の実施例１．実施例２および比較例１において作成
された各光磁気記録媒体について、磁界変調方式による
記録再生試験を行った。即ち、外部磁界の強さを±５０
〜２５００ｅの範囲で６通りに変化させ、これら各条件
下において線速度１．４ｍ／秒２周波数７５０ｋＨｚ、
半導体レーザーパワー４．５ｍＷにて記録を行った後、
半導体レーザーパワーを０．６　ｍＷとして再生を行っ
た。その再生波形の全周波数帯域について１０ｋＨｚの
解像帯域で周波数スペクトラム分析を行い、ＣＮ比を求
めた。

結果を第１表に示す。

比較例１ ここでは比較のために、第１の誘電体膜（２ｂ）、Ｔｂ
ＦｅＣｏ膜（３）の成膜が終了した後、ただちに連続工
程により第２の誘電体膜　（２ｂ）、Ａ２反射膜（５）
を成膜し、Ｔｂ層（４）を除いて実施例と同し構成の光
磁気記録媒体を作成した。

高品位のデジタル記録再生を行うために必要なＣＮ比を
一般に４５ｄＢ以上と考えて第１表をみると、比較例で
はこの値を達成するのに±１５００ｅの強さの外部磁界
を要するのに対し、実施例１及び実施例２ではいずれも
±７５０ｅで十分であることがわかる。つまり、各実施
例では比較例に比べて必要外部磁界が半減できたことが
明らかである。

実施例３〜５ 実施例３〜５は、ガラス２２基板を用い、該基板上に誘
電体膜、ＲＥ−ＴＭ膜、および希土類金属層をスパッタ
リングにより順次積層した後、所定の酸素分圧及び水蒸
気分圧をそれぞれ存する雰囲気中にて３分間保持した例
である。

実施例３〜５において作成した光磁気記録媒体の構成は
実施例１と同様であり、製造方法もほぼ実施例１の記載
に準じた。但し、第１の誘電体膜（２ｂ）、ＴｂＦｅＣ
ｏ膜（３）　、Ｔ　ｂｌ（４）の成膜が終了した後、酸
素分圧及び水蒸気分圧をそれぞれ第２表に示す通りに調
節した雰囲気中にて基板を３分間保持した。

以上の実施例３〜５において作成された各光磁気記録媒
体について上述の磁界変調方式による記録再生試験と同
様の方法により各ＣＮ比を調べた。

但し、外部磁界の強さは±７５０ｅとした。結果を第２
表に示す。

第２表 われる磁界変調方式においても、良好な記録再生特性を
確保することができる。

〔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、極
めて簡単な操作により、従来の光磁気記録媒体に比べて
必要外部磁界が半減できる。したがって、比較的弱い外
部磁界下で記録が行われる磁界変調方式においても、良
好な記録再生特性を発揮する光磁気記録媒体の製造が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用して製造される光磁気記録媒体の
一構成例を示す概略断面図である。 第２表に示すように、外部磁界の強さを±７５０ｅとし
た場合でも、実施例３〜５では、高品位のデジタル記録
再生を行うために必要とされる４５ｄＢ以上のＣＮ比を
十分に達成していることが判った。従って、比較的弱い
外部磁界下で記録が行革板 第１の誘電体膜 第２の誘電体膜 ＴｂＦｅ（、ｏ膜 ４　・・・　Ｔｂ層 ５　・・・　Ａ２反射膜 ６　・・・　保護膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に希土類−遷移金属合金膜を積層する光磁
   気記録媒体の製造方法において、 前記希土類−遷移金属合金膜の表面に希土類金属層を成
   膜した後、基板を３０分以上保持することを特徴とする
   光磁気記録媒体の製造方法。
2. （２）基板上に希土類−遷移金属合金膜を積層する光磁
   気記録媒体の製造方法において、 前記希土類−遷移金属合金膜の表面に希土類金属層を成
   膜した後、３×１０＾−＾６〜１×１０＾−＾１Ｔｏｒ
   ｒなる酸素分圧を有する雰囲気中に基板を保持すること
   を特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
3. （３）基板上に希土類−遷移金属合金膜を積層する光磁
   気記録媒体の製造方法において、 前記希土類−遷移金属合金膜の表面に希土類金属層を成
   膜した後、３×１０＾−＾６〜１×１０＾−＾１Ｔｏｒ
   ｒなる酸素分圧及び１×１０＾−＾７〜１×１０＾−＾
   ４Ｔｏｒｒなる水蒸気分圧を有する雰囲気中に基板を保
   持することを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。