JPH04177639A

JPH04177639A - 光磁気記録膜

Info

Publication number: JPH04177639A
Application number: JP30244590A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Junko Nakamura; 純子中村; Makoto Suzuki; 良鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Ltd
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-06-24

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、レーザー光を用いて記録、再生或いは消去す
る光記録において、特に超高密度光記録に好適な光磁気
記録材料に関する。

〔従来の技術〕

近年の高度情報化社会の進展により高密度、大容量のフ
ァイルメモリーへのニーズが高まっている。その中で、
これに応えるものとして光記録カニ注目されている。現
在、再生専用型、追加型、そして置換型が相次いで製品
化され、各々のタイプを生かせる分野で広く用いられて
いる。この中で書換え型として光磁気記録が実用化され
、現在次世代以降の製品化をめざし光磁気ディスクの高
性能化に向は研究開発が強力に進められてしする。その
１つに、情報の記録密度の向上がある。その手法として
、波長の短いレーザー光を用し）微／ＪＸ記録ビットを
形成する手法が最も有望視されてし）る。

しかし、現在量も広く用いられているＴｂ−Ｆｅ−Ｇｏ
系先光磁気材料、用いる光の波長が短くなるとともに、
磁気光学効果例えばＫｅｒｒ回転力１減少し、十分大き
な再生出力が得られずノイズやエラーの原因となる場合
があった。これを解決した公知な例として特開平２−６
９９０７号をあげることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、短波長レーザー光に対して必ずしも
十分大きな磁気光学効果を有しておらす再生信号が必ず
しも十分な大きさといえず、エラーやノイズの原因とな
っていた。

本発明の目的は、短波長の光に対して十分大きな磁気光
学効果を有する光磁気記録膜を提供することにより、超
高密度光磁気記録を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

近年の高度情報化社会の進展を反映し高密度、大容量フ
ァイルメモリーへのニーズが高まっておりこれに応える
メモリーとして光メモリーが注目されている。最近では
、書換え型光ディスクとして光磁気ディスクが実用化さ
れた。そして現在ではその性能向上かはから九でいる。

その１つに記録密度の向上を図ることが各所で研究され
ている。

現在のところ５最も有望な手法が短波長のレーザー光を
用いて記録、再生を行うことである。しかし、現在広く
用いられているＴ　ｂ　−Ｆ　ａ　−Ｇ　ｏに代表され
る光磁気記録材料では、用いる光の波長が短くなるのに
つれて磁気光学Ｋｅｒｒ効果が小さくなり、結果として
再生出力が小さくなりエラーやノイズの原因となってい
た。

これを解決する手法の１つにＰｔとＣｏとを交互に積層
した多層膜が有望であることから多くの研究機関で盛ん
に研究されている。さらに安定した再生を行うにはＫｅ
ｒｒ効果など十分大きな磁気光学効果を示すことである
。それには、Ｃｏ層中にＮｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｓｍなどの
軽希土類元素を添加することにより磁気光学効果が増大
することを見出した。具体的には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、
Ａｕの内より選ばれる少なくとも１種類の元素よりなる
層とＦｅ、Ｃｏの内より選ばれる少なくとも１種類の元
素とＮｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅの内より選ばれる少なくと
も１種類の元素とからなる合金層を交互に積層した多層
膜を記録膜として用いることが有効であることを見出し
た。そして、各層の比を１：１〜５：１とすることが垂
直磁化膜として安定に存在している。そして、さらに磁
気光学効果の増大をはかるには、記録膜厚全体の厚さを
光が透過する膜厚とする。さらに具体的にはその厚さは
５００Å以下であることが望ましい。それと同時に光の
入射方向と反対の側に光を反射するための層を設ける。

用いる材料はＡｌ、Ｃｕ。

Ａ　ｇ　ｒ　Ａ　ｕ　＋　Ｐ　ｔ　＋　Ｒｈ　ｒ　Ｃｒ
　＋　Ｐ　ｄ　＋　Ｐ　ｂ等が良い。ここで重要なのは
反射膜の熱伝導率の制御で、そのために母元素以外の先
に示した元素もしくはＮ　ｂ　＋　Ｔ　ｘ　ｔ　Ｔ　ａ
　ｔ　Ｗ　ｔ　Ｍ　ｎ　ｔ　Ｍ　ｏ等の内から選ばれる
少なくとも１種類の元素を添加しても良い。これにより
、Ｋｅｒｒ効果に加え、Ｆａｒａｄａｙ効果も加わり、
総合的に磁気光学効果の増大がはかれ、再生出力の増加
が図れる。また、記録磁区の更なる安定性を確保するの
にＴｂ、Ｄｙ、ＨＯ。

Ｇｄの内より選ばれる少なくとも１種類の元素とＦｅ、
Ｃｏの内より選ばれる少なくとも１種類の元素と、Ｎｂ
、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒの内から選ばれる少なくとも１種類
の元素とからなる合金層と磁気的に結合するように先の
Ｐ　ｔ　／　Ｎ　ｄ　Ｃｏに代表される交互積層多層膜
上に形成する。このような構造とすることにより、記録
膜全体の見かけ上の垂直磁気異方性エネルギーが増大し
、記録した情報を更に安定に存在させることができる。

〔作用〕

貴金属元素層と鉄族元素よりなる層とを交互に積層した
多層構造の光磁気記録膜において、鉄族元素層にＮｄ、
Ｐｒ、Ｃｅ、Ｓｍのような軽希土類元素を添加すること
により、短波長光に対する磁気光学効果をさらに増大す
るので、再生出力が大きくなりエラーが減少しＳ／Ｎが
良くなり、ディスクの性能向上及び信頼性の向上を図る
ことができた。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を、実施例１〜３を用いて説明する
。

［実施例１］本実施例において形成した光磁気記録膜の断面構造を示
す模式図を第１図に示す。記録膜の作製はプラスチック
もしくはガラス製の基板（１）上に、まず、金属層（１
）としてＣｏ、、Ｎｄ２．を金属層（ｎ）としてｐｔを
それぞれ交互に積層した多層構造を有する光磁気記録膜
を５００人の膜厚に形成した。膜形成は、二元同時スパ
ッタ法を用い、また、各層の厚さをＰｔ　：ＣｏＮｄ＝
１５人、９人とした。

この記録膜の磁気光学効果の波長特性を第２図に示す。

比較例としてＰｔとＣＯを本実施例と同一の各層の比及
び全膜厚に形成した膜の波長特性を合わせて示した。そ
の結果、用いる光の波長が短くなる程１本実施例の膜の
磁気光学効果と比較例のそれとの差は大きくなり、λ＝
４５０ｎｍではθに＝０．６７″′テソノ差は０．１５
″　と広がった。次に、この記録膜を用いたディスクを
作製した。その断面構造の模式図を第３図に示した。デ
ィスクの作製は、ガラスもしくはプラスチックの基板（
１）上に、スパッタ法により窒化シリコンの誘電体層（
４）を５００人の膜厚（屈折率：η＝２．１０）に形成
した。こきつづき、第１図に示すのと同様の構造を有す
る光磁気記録膜（５）を５００人の膜厚に二元同時スパ
ッタ法により形成した。

この光磁気ディスクに光変調記録方式により記録した。

その時の条件はレーザー光の波長は４５０ｎｍ、記録周
波数：２５ＭＨｚ、記録レーザーパワー：５．５ｍＷ、
ディスク回転数：２４００ｒｐｍである。そして、再生
レーザー光：　１．５ｍＷでデータを読出した。搬送波
対雑音比を測定するとＣ／Ｎ＝５１ｄＢ（ディスク位置
：ｒ＝３０ｍ）であった。偏光顕＊＊にて記録磁区サイ
ズを求めると０．３５μｍであり、その形状も良好であ
った。

この効果はこの材料系に限らず、Ｐｔの代りにＰｄ、Ｒ
ｈ、Ａｕを用いても良く、またＣＯの代りにＦｅを用い
ても、またＮｄに代えてＰｒ。

Ｃｅ、Ｓｍを用いても同様の効果が得られた。また軽希
土類元素濃度も２５ａｔ％に限らず１５ａｔ％〜３５ａ
ｔ％の範囲であれば良い。また、各層の膜厚も１５人＝
９人の組合せに限らず、ｐｔ層は１ｏ人〜３０人の間で
あれば良く、ＮｄＣ。

層は５人〜２０人の間で良い。この範囲以外では、垂直
磁気異方性エネルギーが小さくなり、記録した情報を安
定に保存することができない場合があり、信頼性の低下
をきたすことがあった。

［実施例２］本実施例において作製した光磁気ディスクの断面構造を
示す模式図を第４図に示した。ディスクの作製は、まず
プラスチックもしくはガラス基板（１）上に、窒化シリ
コンよりなる誘電体層（４）を５ｏＯ人の膜厚にスパッ
タ法により形成した。つづいて、第１図に示す構造の多
層構造の光磁気記録膜（５）を３００人の膜厚に形成し
た。膜の作製法として実施例１と同様二元同時スパッタ
法である。次に、窒化シリコンの誘電体層（４）を１０
０人の膜厚にスパッタ法により形成した。そして最後に
、Ａｌ、。Ｔｉユ。の光反射層（６）を４００人の膜厚
にスパッタ法により形成した。

このようにして作製した光磁気ディスクの特性を測定し
た。記録条件は、レーザー光の波長＝４５０ｎｍ、レー
ザーパワー６．５ｍＷ、記録周波数２５ＭＨｚ、ディス
ク回転数：２４０Ｏｒｐｍである。再生レーザーパワー
を１．５ｍＷにて再生したところ、Ｃ／Ｎ＝５３ｄＢ　
（ディスク位置ｒ＝３０ｍ）であった。記録磁区サイズ
は、偏光顕微ｆＲ観察より０．３μｍであった。また、
磁区形状も良好でそのサイズも安定しており、ノイズや
エラーの原因はみられなかった。また、ビットエツジ記
録方式を用いることにより、さらに記録密度の向上が図
れた。また、磁界変調記録方式を用いるとオーバーライ
ドも可能となる。特にピットエツジ記録においては、エ
ツジ部分の制御が重要で、そのためには光反射層の熱伝
導率をコントロールしなければならない。ＡＱをはじめ
Ｐｔ。

Ｐｄ、　Ｒｈ、　Ｃｕ、　Ａｇ、Ａｕ、　Ｃｒ、　Ｐｂ
、等は反射膜材料として有望であるが、熱伝導率が高す
ぎる。そこで母元素以外の先に示した元素もしくは、Ｔ
　ｘ　ｇ　Ｔ　ａ　ｔ　Ｎ　ｂ　＋　Ｍ　ｎ　＋　Ｗ　
ｒ　Ｍ　ｏを添加して調整しても良い。

［実施例３コ本実施例において作製した光磁気ディスクの断面構造を
示す模式図を第５図に示す。ディスクの作製は、実施例
２と同様にプラスチックまたはガラスの基板（１）上に
、窒化シリコンの誘電体層（４）を５００人の膜厚にス
パッタ法により形成した。次に、第１図に示す構造及び
材質の光磁気記録膜（５）を二元同時スパッタ法により
２００人の膜厚に形成した後に、これと磁気的に結合す
るように垂直磁化膜（７）としてＴｂ２Ｓ−５ＦｅＧ９
　”５ＣＯ１２”３膜（キュリー温度２００’Ｃ１補償
温度１２０℃）を２００人の膜厚にスパッタ法により形
成した。

つづいて、窒化シリコンの誘電体層（４）を１００人の
膜厚にスパッタ法により形成し、最後に光反射膜（６）
としてへ〇、ｇＴｉ、、膜を４００人の膜厚にスパッタ
法により形成した。

この光磁気ディスクの記録−再生特性を測定した。記録
条件は、レーザー光の波長：　４５０ｎｍ、レーザーパ
ワーニアｍＷ、記録周波数２５　Ｍ　Ｈｚ、ディスク回
転数：２４００ｒｐ■である。再生レーザーパワー：１
，５ｍＷにて再生したところ、Ｃ／Ｎ＝５３ｄＢ　（デ
ィスク位置：３０ｍ）であった、また、記録−再生−消
去を繰返したところ（ディスク位置ｒ＝３０■、消去レ
ーザーパワー８ｍＷにて）１０７回以上繰返しても再生
出力の変化は生ぜず、またエラー等も生じながった。ま
た、光磁気記録膜（５）と磁気的に結合した垂直磁化膜
（７）２つの部分よりなる記録膜は、見かけの垂直磁気
異方性エネルギー：Ｋｕは、８ｘｌＱ’（ｅｒｇ／　ｍ
　Ｑ　）が５　Ｘ　１０’　（ｅｒｇ／ｍ　（１）に増
大した。ＴｂＦｅＣｏＮｂ膜がＫｕ増大し、記録した情
報を安定に存在するためのサポートを果している。

〔発明の効果〕

貴金属元素／鉄族元素の交互積層多層膜にＰｒ。

Ｎｄ、Ｃｅ、Ｓｍ等の軽希土類元素を添加することによ
り、短い波長の光に対する磁気光学効果が増大する。そ
の結果、短波長光を用い微小記録磁区の形成及び、記録
した情報の再生が可能であり、超高密度光磁気記録が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気記録膜の断面構造を示す模式図、第２図
はＫｅｒｒ回転角の光波長依存性を示す図、第３図、第
４図、第５図は光磁気ディスクの断面構造を示す模式図
である。１・・・基板、２・・・金属層■、３・・・金属層■、
４・・・誘電体層、５・・・光磁気記録膜、６・・・光
反射層、７・・・垂直磁化膜。竿　２　面シ皮長゛入Ｃ謔）　　′ ′ｆＪ　３　口第４　口２　九反別層 ’７　　１！ｉ＆４ｂＭｊ！

Claims

【特許請求の範囲】

１．レーザー光と外部磁界を用いて記録、再生或いは消
去を行う光磁気記録において、その記録膜としてＰｔ、
Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕの内より選ばれる少なくとも１種類の
元素よりなる層とＦｅ、Ｃｏの内より選ばれる少なくと
も１種類の元素とＮｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｓｍの内より選ば
れる少なくとも１種類の元素との合金よりなる層とを交
互に積層した多層構造を有する光磁気記録膜を用いたこ
とを特徴とする光磁気記録膜。
２．特許請求の範囲第１項記載の多層構造を有する光磁
気記録膜において、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕの内より選
ばれる少なくとも１種類の元素よりなる層とＦｅ、Ｃｏ
の内より選ばれる少なくとも１種類の元素とＮｄ、Ｐｒ
、Ｃｅ、Ｓｍの内より選ばれる少なくとも１種類の元素
との合金よりなる層とを交互に積層するのに各層の比を
１：１〜５：１としたことを特徴とする光磁気記録膜。
３．特許請求の範囲第１項及び第２項記載の多層構造を
有する光磁気記録膜において、その記録膜の膜厚を光が
透過する膜厚とし、さらに優位にはその膜厚が５００Å
以下とし、光と入射する側と反対の側に光を反射するた
めの層を設けたことを特徴とする光磁気記録膜。
４．特許請求の範囲第１項から第３項記載の多層構造を
有する光磁気記録膜を形成した後に、その記録膜より大
きな垂直磁気異方性エネルギーを有する垂直磁化膜を磁
気的に結合するように形成したことを特徴とする光磁気
記録膜。
５．特許請求の範囲第４項記載の大きな垂直磁気異方性
エネルギーを有する垂直磁化膜として、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｇｄの内より選ばれる少なくとも１種類の元素と、
Ｆｅ、Ｃｏの内より選ばれる少なくとも１種類の元素と
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒの内より選ばれる少なくとも１
種類の元素とからなる合金膜を用いたことを特徴とする
光磁気記録膜。
６．特許請求の範囲第３項記載の光を反射するための層
において、光を反射する他に光磁気記録膜の温度分布を
制御したことを特徴とする光磁気記録膜。
７．特許請求の範囲第３項及び第６項記載の光反射層と
して、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、の内より選ばれる少なくとも１種類の元素或
いは母元素以外の先の元素またはＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ
、Ｍｎ、Ｍｏの内より選ばれる少なくとも１種類の元素
との合金を用いたことを特徴とする光磁気記録膜。