JPH04142008A

JPH04142008A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH04142008A
Application number: JP26534290A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Osato; 陽一大里
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-15

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、大容量メモリ、電子ファイルシステム等を構
成する光磁気記録再生装置に用いられる光磁気記録媒体
に関する。

［従来の伐術］光磁気記録媒体は、高密度で情報が記録でき、しかも、
書き換え可能な媒体として、近年盛んに開発が行われて
いる。このような媒体としては、例えば特開昭５８−７
３７４６号に記載されているように、希土類−遷移金属
非晶質合金薄膜から成る磁気記録層を備えたものが多く
用いられている。

上記光磁気記録媒体は、一定方向の磁界を印加しながら
情報に応じて強度変調された光ビームを照射する、或は
、光ビームを連続照射しながら情報に応じて変調された
磁界を印加する等の方法によって、磁化方向の変化とし
て情報が記録される。また、このように記録された情報
は、スポット状に集光された直線偏光の光ビームを媒体
に昭射し、その反射光を検光子を通して光検出器で受光
することによって再生される。これは、反射光の偏光方
向が、磁気光学カー効果によって、磁気記録層の磁化方
向に応じて互いに逆回りに回転し、検光子を通すことに
よって、この回転を光強度の変化に変換して検出できる
からである。従って、磁気記録層が有するカー効果によ
る回転角（カー回転角）が大きいほど、高いＳ／Ｎ比で
情報の再生が出来ることになる。

上記媒体の記録密度は、光ビームのスポット径によって
制限を受ける。これは、記録層に形成された情報を示す
磁区（記録ビット）がピムスポットよりも極端に小さく
なると、連続する記録ビットをこのビームスポットで判
別して読み出すことが出来なくなるからである。従って
、より高い記録密度を実現するためには、光ビームのス
ポット径をどんどん小さくしていく必要がある。

一方、光ビームのスポット径は、このビームを媒体上に
集光する対物レンズの有効Ｆナンバーと、光ビームの波
長とによって決まり、波長が短いほど、スポット径を小
さくすることが出来る。このため、現在は発振波長８０
０　ｎｍ程度の半導体レーザを光源として用いているが
、更に短い波長の光ビームを発する光源の開発が盛んに
行われている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記のようにより波長の短い光ビームが
用いられるようになった場合、従来の希土類−遷移金属
合金単層の記録媒体においては、カー回転角が小さくな
るといった問題があった。例えば、従来の媒体は、４０
０〜６００　ｎｍの波長域の光に対するカー回転角は、
８００　ｎｍの波長を有する光に対するカー回転角より
、３０〜５０％はど小さくなってしまう。

これに対し、日本金属学会会報第２８巻第９号第７１７
〜７２２頁　（１９８９）には、遷移金属の薄膜と、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属から成る薄膜とを交互に積層し
た周期構造膜において、カー回転角が増大する現象が記
載されている。

本発明は、上記周！ｔｌ′ｌ構造膜を更に改良すること
によって、短波長域の光に対しても大きなカー回転角を
示し、Ｓ／Ｎ比の高い情報再生が可能な光磁気記録媒体
を提供することを目的とする。

［問題点、を解決するための手段］本発明の上記目的は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉがら選択される
１種以上の元素から成る第１の薄膜層と、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ以外の所定の波長に薄膜における吸収端を有する元
素から成る第２の薄膜層とを交互に、夫々２層以上積層
して成る磁気記録層を備えた光磁気記録媒体において、
前記第２の薄膜層を、５００　ｎｍより短い波長域に薄
膜における吸収端を有する元素と、５００ｎｍより長い
波長域に薄膜における吸収端を有する元素とを組み合わ
せた材料から形成することによって達成される。

即ち、本発明は、磁気記録層を周期構造とすることによ
って、短波長域におけるカー回転角を増大させるもので
ある。また、第２の薄膜層を、互いに異なる吸収端を有
する元素を組み合わせた材料から形成したので、これら
の元素の比率を調整することによって、所望の波長の読
み取りビームに対して、高いＳ／Ｎ比で情報の再生を行
うことが可能と成った。

［実施例１第１図は、本発明の光磁気記録媒体の一実施例を示す略
断面図である。図中、１はガラス、プラスチック等から
成る透明基板を示す。この基板１上には、第１の薄膜層
２．．２２、・・・２ｏおよび第２の薄膜層３０．３２
、・・・　３ｎカ交互に積層されている。

第１の薄膜層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉがら選択される１種
以上の元素から形成される。一方、第２の薄膜層は、１
００　ｎｍ−１ｆｌｌ）Ｏｎｍの波長範囲に薄膜におけ
る吸収端を有する元素の内、５（ＩＤ　ｎｍより短い波
長域に薄膜における吸収端を有する元素と、　５００　
ｎｍより長い波長域に薄膜における吸収端を有する元素
とを組み合わせた材料から形成される。上記５００　ｎ
ｍより短い波長域に薄膜における吸収端を有する元素と
しては、Ａ１、Ｚｎ、ＭＯｌＳｉ、Ｇｅ等を挙げること
ができる。また、５００　ｎｍより長い波長域に薄膜に
おける吸収端を有する元素としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ
、Ｃｒ、Ｃｕ等が挙げられる。これらの元素の光の吸収
端（反射率、透過率の変化が起こる波長）を、表１に示
す。

表１前記第１の薄膜層は、各々２〜５０人の厚さに形成され
るのが望ましい。一方、第２の薄膜層も、各々２人〜５
０人の厚さに形成されるのが良い。また、第１の薄膜層
の厚さをｄｌ、第２の薄膜層の厚さをｄ２としたときに
、これらの膜厚比ｄ　＋　／　ｄ　２は、１／３〜３の
範囲に設定されるのが望ましい。

第１の薄膜層２．．２．、・・・、２□および第２の薄
膜層３１．３□、・・・、３ｏを合わせた磁気記録層の
総膜厚は、１００〜１０００人に形成されるのが良い。

ただし、この記録層の基板ｌと反対側に金属膜等から成
る反射層を設けた場合には、記録層の総膜厚は、１００
〜３００人とされるのが好ましい。

本発明に用いられる磁気記録層は通常、膜面内方向に磁
化し易い膜となる。このため、本発明の光磁気記録媒体
への情報の記録は、磁気ヘッドで情報に応じた磁区を形
成することによって行われる。このように記録された情
報は、磁気記録層に直線偏光した光ビームを印射し、磁
化方向が面内方向の場合の磁気光学力効果（縦カー効果
）によって偏光状態の変化した反射光を検光子を介して
検出することによって再生される。また、本発明のよう
な周期構造膜の総膜厚を１０〜５０人とし、これに接し
てＴｂＦｅＣｏ合金膜などの垂直磁気異方性の大きな膜
を設けることによって、周期構造膜に交換相互作用によ
る垂直磁気異方性を与えても良い。この場合には、磁化
方向が垂直方向の場合の磁気光学カー効果（極力−効果
）を利用して情報の再生が行われる。

本発明のような薄膜層の周期的構造（超格子構造）は、
例えばマグネトロンスパッタリング装置を用いて作成す
ることが出来る。マグネトロンスパッタリング装置は、
第２図のような構成を有している。第２図において、真
空槽１０内には、回転する基台１１が設けられている。

この基台１１の下面には、記録媒体の基板１２が保持さ
れる。基台１１に対内した位置には、基台の回転軸を中
心に等間隔に複数個のスパッタ源１３．１４が設けられ
ている。１５は、スパッタ源からの薄膜材料の放射範囲
を規制するマスクである。また、１６はスパッタ源から
の放射を制御するシャッター　１７．１８はマグネット
を示す。

上記のような構成において、基台１１を回転させながら
、スパッタ源１３．１４より第１の薄膜層の材料及び第
２の薄膜層の材料をそれぞれ放射させ、基板１２上に交
互に堆積させる。

この際、真空槽ｌｏ中の残留ガス圧は、１．０ｘｌＯ−
５Ｐａ以下、スパッタリング中のＡｒガス圧は、１〜５
Ｘ１０−’Ｐａとされている。また、スパッタ源は負極
側とされている。スパッタ源に置かれるターゲットは、
単一元素のターゲット、合金ターゲット或いは、これら
を組み合わせたものなど、様々なものを用いて、薄膜層
の組成を所要のものとすることが出来る。

以下に、本発明の更に具体的な実施例を示す。

１里」Ｌユニ第２区々示のようなスパッタリング装置を用いて、第１
図のような光磁気記録媒体を作製した。基板ｌとしては
、スライドガラスを用いた。スパッタ源１３としては第
１の薄膜層を形成するＦｅを用い、スパッタ源１４とし
て第２の薄膜層を形成するＡ　１−Ｃｕ合金を用いた。

第２の薄膜層におけるＡＩとＣｕとの比率は、Ａ１が７
５％、Ｃｕが２５％とした。

第１の薄膜層の厚さは各４人、第２の薄膜層の厚さは各
５人とし、これらの薄膜層を、記録層全体の厚さが約６
００人となるように交互に積層した。更に、この記録層
の上に５ｉ３Ｎ−から成る保護層を４００人の厚さに形
成した。

支１鮭ユ≦ スパック源１４として異なる合金組成のターゲットを用
いることにより、第２の薄膜層におけるＡ１とＣｕとの
比率を、Ａ１が２５％、Ｃｕが７５％とした以外は、実
施例１−１と同様にして、記録媒体を作製した。

比較例１−１および　較例１−２実施例１−１と同一の装置を用い、スパッタ源１４のタ
ーゲットとしてＡ１を用いて、第２の薄膜層がＡｌが１
００％の膜から成る比較例１−１を作製した。また、ス
パッタ源１４のターゲットとしてＣｕを用いて、第２の
薄膜層がＣｕが１００％の膜から成る比較例１−２を作
製した。これらの比較例において、第２の薄膜層以外の
構成は、実施例１−１と全（同一とした。

上記実施例１、比較例１および比較例２のカー回転角の
波長依存性を、基板を通して測定した。この結果を第３
図および第４図に示す。

ここで、第３図は磁化の内きが膜面に垂直な方向のカー
回転角、第４図は磁化の回きが膜面に平行な方向のカー
回転角を示す。これらの図において、横軸は読み出し光
の波長、縦軸はその波長におけるカー回転角を示す。こ
れらの図から、第２の薄膜層の材料を合金とし、この合
金の組成を変化させることによって、所望の波長で、大
きなカー回転角を示す媒体が得られることがわかる。

上記カー回転角は、第５図のような装置を用いて測定し
た。第５図において、モノクロメータ２１から発した単
色光は、偏光子２２を通して直線偏光とされた後、サン
プル２３に照射される。そして、サンプル２３で反射さ
れた光は、検光子２４を通って受光素子２５で検知され
る。サンプル２３には、マグネット２６によって、膜面
に垂直あるいは膜面に平行な磁界が印加される。

測定は、次のような過程で行われた。まず、磁化方向が
膜面に垂直な方向のカー回転角を測定するため、サンプ
ル２３にマグネット２６より、磁気記録層が上向きに飽
和磁化するのに必要な磁界（例えば、５にガウス程度）
を印加しながら、検光子２４を受光素子２５に入射する
光量が極小になる（消光する）角度に調整した。次に、
サンプル２３が下向きに飽和磁化するのに必要な磁界を
印加しながら検光子２４を消光状態となる角度まで回転
させた。この回転角度の半分がカー回転角となる。磁化
方向が膜面に平行な方向のカー回転角は同様に、サンプ
ル２３に１〜２にガウス程度の膜面に平行な磁界を印加
しながら測定した。

支ＩｆヨＬヒ」」第１の薄膜層および第２の薄膜層の材料を表２に示すよ
うに種々に変化させ、実施例１−１と同様の方法で周期
構造膜を有する光磁気記録媒体を作製した。

１晩１」」二」」第１の薄膜層および第２の薄膜層の材料を表２に示すよ
うに種々に変化させ、実施例１−１と同様の方法で周期
構造膜を有する光磁気記録媒体を作製した。

上記実施例２−１〜２−５および比較例２−１〜２−３
の波長４００　ｎｍの光に対するカー回転角を測定した
。結果を表２に示す。表２から、第２の薄膜層を合金と
することによって、波長４００ｎｍの光に対するカー回
転角を増大させることが８来ることがわかる。

本発明は、以上説明した実施例の他にも様々な応用が可
能である。例えば、前述のように記録層の基板とは反対
側に反射層を設けたり、記録層と基板との間に５ｉａＮ
４等の誘電体から成る保護層を設けても良い。また、第
１の薄膜層および／または第２の薄膜層にＦｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｃｕ以外の元素を添加しても構わない。ただ
し、この場合に添加元素は、薄膜層の特性を損なわない
ように、全体の組成に対して３０　ａｔｍｉｃ％以下と
されるのが好ましい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明は光磁気記録媒体の記録層
を、遷移金属から成る第１の薄膜層と、　５００　ｎｍ
より短い波長域に吸収端を有する元素と、５００　ｎｍ
より長い波長域に吸収端を有する元素とを組み合わせた
材料から成る第２の薄膜層との周期構造としたので、短
い波長の読み出し光に対するカー回転角を増大させ、情
報再生におけるＳ／Ｎ比を向上させる効果が得られた。

また、第２の薄膜層を形成する複数の元素の組成を調整
することによって、所望の波長において、大きなカー回
転角を示す媒体を作製することが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気記録媒体の一実施例を示す略断
面図、第２図は本発明の媒体を作製するための装置を示
す概略図、第３区および第４図は実施例と比較例のカー
回転角の波長依存性を示す図、第５図はカー回転角を測
定するための装置を示す概略図である。ｌ　・・・　透明基板２＋、２２．・・１２ｎ・・・　第１の薄膜層３３，３
□、・・、３ゎ・・・　第２の薄膜層第１図第２図第３図波長　（ｎｍ）第４図波長　（ｎｍ）実施例１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される１種以上の元素
から成る第１の薄膜層と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ以外の所定
の波長に薄膜における吸収端を有する元素から成る第２
の薄膜層とを交互に、夫々２層以上積層して成る磁気記
録層を備えた光磁気記録媒体において、前記第２の薄膜層が、５００ｎｍより短い波長域に薄膜
における吸収端を有する元素と、５００ｎｍより長い波
長域に薄膜における吸収端を有する元素とを組み合わせ
た材料から形成されたことを特徴とする光磁気記録媒体
。
（２）前記第２の薄膜層が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、
Ｇｅから選択される１種以上の元素と、Ａｕ、Ａｇ、Ｂ
ｉ、Ｃｒ、Ｃｕから選択される１種以上の元素とを組み
合わせた材料から成る特許請求の範囲第１項記載の光磁
気記録媒体。