JPH04188450A - 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】 く利用分野〉 本発明はレーザー等の光ビームを用い磁気光学効果によ
り、情報の記録・再生を行なう光磁気記録媒体に関し、
更に詳しくは光磁気記録層の背後に金属反射層を設けた
光磁気記録媒体の改良に関する。

〈従来技術〉 光記録媒体は高密度・大容量の情報記録媒体として種々
の研究開発が行なわれている。特に情報の書替えが可能
な光磁気記録媒体は、応用分野が広く、種々の材料・シ
ステムが発表されており、注目されている。

その基本構成は、透明基板上に、膜面に対し垂直な方向
に磁化容易軸を有する、希土類−遷移金属非晶質合金磁
性膜からなる光磁気記録層を設けたものである。

該非晶質合金磁性膜の光磁気記録層は、単独ではＭ磁性
が悪く、また、カー回転角か小さいため、再生時に満足
なＣ／Ｎが得られないなどの問題点を有する。そのため
、それらの特性を改善すべく、さまざまな提案が既にな
されている。

例えば、基板／金属窒化物透明誘電体層／記録層／金属
窒化物透明誘電体層／金属反射層の順に積層した４層構
成は、カー効果とファラデー効果の併用と、誘電体によ
るエンハンス効果で高Ｃ／Ｎ値が得られ、さらに誘電体
として金属窒化物をを用いることにより、耐久性面でも
優れている。

なお、金属反射層を設けたことによりそれが無い場合に
比べて記録感度か低下するが、適当な記録感度を得る方
法として、金属反射層の膜厚調整もしくは、金膜反射層
に添加物を加えるなどして、金属反射層の熱伝導を低く
する方法か提案されている。

しかしながら、本発明者らの検討では、前記４層構成で
、金属反射層の熱伝導を低くすると、記録感度は良くな
るが記録層からの熱の逃げが悪くなるため、さまざまな
問題が生じる事かわかった。

例えば、情報の記録時には、隣接ビット同志か熱的に影
響し合い、ビットの書き込もうとする位置からのずれが
大きくなるという現象が生ずる。この位置のずれは、再
生信号のピークシフトとして検出することができる。ビ
ットのずれが大きいとピークシフトが増大し、再生時の
エラーか増大するという間Ｕがある。さらに、情報の消
去時には、高パワーのレーサー光が照射されるため、熱
の逃げの悪い構成では、記録層が過熱により劣化する恐
れがある。実際、発明者らの検討では、高パワーのレー
ザー光を連続で照射した場合、Ｃ／Ｎか低下することが
あった。つまり、レーザー光に対する長期安定性に間Ｕ
が生じるのである。

〈発明の目的〉 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、前述の金属
窒化物透明誘電体層と金属反射層との特性を生かし、高
Ｃ／Ｎで、記録感度がよく、しかも、再生信号のエラー
率が低く、レーザー光に対する長期安定性に優れた光磁
気記録媒体を堤供することを目的としたものである。

〈発明の構成及び作用〉 上述の目的は、以下の本発明により達成される。

すなわち、本発明は、基板上に光磁気記録層、金属反射
層が順次積層された光磁気記録媒体において、前記光磁
気記録層と金属反射層の間に、原子番号が４９以上であ
る金属元素（タンタルは除く）の酸化物もしくは窒酸化
物からなる透明断熱層を少なくとも有し、かつ前記金属
反射層が膜厚２００人の銀薄膜と同等以上の熱伝導性を
有する金填膜からなることを特徴とする光磁気記録媒体
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

前述した記録時のビットの位置のずれ、換言すればピー
クシフトの生じる原因の一つには、隣接ビット間の熱的
干渉か考えられる。つまり、光磁気記録層が、書き込み
に必要な温度より過度に加熱された場合、その熱が隣接
ビットに影響すると考えられる。さらに、高パワーのレ
ーザーを連続で照射した場合のＣ／Ｎの低下の原因も、
光磁気記録層が消去に必要な温度よりも過度に加熱され
るためと考えられる。

従って、それらを防止するためには、熱の逃げを良くす
る構成が必要であるが、単に金属反射層の熱伝導率を高
くしたり、膜厚を厚くしただけでは、記録感度が低下し
てしまう、よって、記録感度を考慮に入れれば、ピーク
シフトが小さく、高パワーのレーザー光に対する長期安
定性に優れた媒体には、ある程度の温度（記録温度）ま
では、温度が上昇し易いが、それ以上では、温度が上昇
しに＜＜、過度の加熱が防止される構成が必要であると
考えられる。

そして、かかる構成を実現するものとして、熱の逃げの
よい金属反射層を用いて光磁気記録層の過熱を防止する
一方、記録感度が低下しないだけ充分に断熱性のよい透
明断熱層を金属反射層の前面に設ける組合せ構成に着目
した。

断熱性の良い透明断熱層について、鋭意検討した結果、
原子番号が４９以上である金属元素の酸化物もしくは窒
酸化物が好ましいことを見い出した。

しかしその中でも酸素元素との結合力が小さいものは、
膜形成時に透明になりにくいという問題がある。また、
この透明断熱層を光磁気記録層と接触させる構造にした
場合、酸素元素との結合力が弱い断熱層の場合には、酸
素原子が光磁気層内に移動し、光磁気層例えばＴｂＦｅ
Ｃ０が酸化され、特性が低下するという問題を生じる６
本発明者は、この酸素元素との結合力と前述した特性と
の関係について鋭意検討した結果、金属元素１原子あた
りのギブスの酸化物生成自由エネルギーの絶対値が６０
０にＪ／ｉｏ１以上であれば、問題はなく良好な特性が
得られることを見い出した。ここで金属元素Ｍ１原子あ
たりのギブスの酸化物生成自由エネルギーとは、例えば
Ｈｘ＋　（ｙ／２）０２−ＨｘＯｙの反応の自由エネル
ギー変化がΔＧの場合、ΔＧ／ｘを意味する。Ｈｆｏ２
の場合ΔＧは−１０２７にＪ／ｎｏｔであるので、一原
子あたりは−１０２７にＪ／１０１　となる、またＥ「
２０３のΔＧは一１１３０９ＫＪ／　＋１０１であるが
、Ｘ＝２なので、１原子あたりの値は−９０５にＪ／ｍ
ｏｌとなる。はとんどの元素のΔＧは負であるが、本発
明で言う絶対値とはこの符号を除いた値を意味する。以
下、ΔＧは絶対値で示す、またある元素がいくつかの酸
化物の形態をとりうる場合もあるが、この場合には標準
状態（大気中１　ａｔｎ　、　２５°Ｃ）で最も安定な
形態での値で評価する。なお、媒体の初期特性、耐久性
面からは９００　ＫＪ／ｎｏｔ以上の金属元素が更に好
ましい。

この原子番号と、自由エネルギー変化の２条件を満足す
る元素としては、タンタルは除いてＣｅ。

Ｓｒａ、釘、　Ｔｎ、　Ｈｆなどがあり、これらの酸化
物もしくは酸窒化物が断熱層として用いられる。これら
以外の元素が耐久性などの改善の目的で添加されていて
も良いのは言うまでもない、またこれらの形成方法とし
ては、公知の真空蒸着法、スパッタリング法等のＰＶＤ
法、あるいはＣ〜′Ｄ法等、種々の薄膜形成法が適用で
きる。スパッタリング法の場合、酸化物は金属もしくは
酸化物ターゲットと、Ａｒ＋０２もしくはＡｒなとのガ
スの選択を組み合わせることにより形成できる。また酸
窒化物の場合には、酸化物ターゲットとＡｒ／Ｎ２混合
ガス、金属ターゲットとＡ「／Ｎ２１０２混合ガスの組
み合わせにより形成できる。

なお、透明断熱層の膜厚は、厚い方が断熱性が良くなる
が、この層によるファラデー効果のエンハンスメントら
考えると、１００〜５００人が好ましい。

なお、光磁気記録層と透明ＵＴ熱層が直接接した場合、
作製方法によっては光磁気記録層が酸化を受ける（例え
ば、プレスパツタ等の影響）恐れがあり、それを防止す
る意味で、光磁気記録層と透明断熱層の間に、金属窒化
物からなる透明？４電体層を介在させる事がさらに望ま
しい。

本発明での金属反射層は、熱の放散を行なうという重要
な役割を有する。そこでその材料としては熱伝導性の良
い金属が好ましく、ＡＱ、Ａｌ、Ａ１、Ｃｕ又はこれを
主体とした合金が好適に用いられる。

これらの金属では光の反射率も高いため、高いＣ／　Ｎ
　（信号／ノイズ）か得られるいう利点も有する。中で
もＡｇ＾Ｕ合金、ＡｌＡｕ合金は高反射率、熱伝導率、
耐久性といった観点から優れており、特に更にＴｉを添
加した反射層はこの点で更に好ましい。

この金属反射層の膜厚は、熱の放散を適当な範囲に制御
するということがら決定される。金属の熱伝導率が低い
場合には厚い膜厚を要するし、逆に高い場合には薄くて
良い、いずれにしても熱の放散という立場から、２００
人の銀薄膜と同等以上の熱伝導性を有していることが必
要である。これらの金属反射層は公知の真空蒸着法、ス
パッタリング法によって形成される。

また本発明の光磁気記録層としては、光熱磁気効果によ
り記録・再生・消去できるもの、具体的には膜面に垂直
な方向に磁化容易方向を有し、任意の反転磁区を作るこ
とにより光磁気効果に基いて情報の記録・再生・消去が
可能な磁性金属薄膜であればよく、例えばＴｂＦｅ、　
ＴｂＦｅＣｏ、　ＧｄＴｂＦｅ、　ＧｄＦｅＣｏ、　Ｎ
ｄＤｙＦｅＣｏ、　Ｎｄ［１ｙＴｂＦａＣｏ、　ＮｄＦ
ｅ、　ＰｒＦｅ、　ＣｅＦｅ等の希土類元素と遷移金属
元素との非晶質合金膜、交換結合を利用したそれらの二
層膜、Ｃｏ／Ｐｔ、　Ｃ。

／Ｐｄ等の人工格子多層膜等が使用できる。

基板の材料としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、４−メチル−ペンテン樹脂などま
たそれらの共重合体等の高分子樹脂、アモルファスポリ
オレフィンもしくはガラスなどが適用できる。中でも機
械強度、耐候性、耐熱性、透湿性の点でポリカーボネー
ト樹脂が好ましい。

以上本発明の基本構成を説明したが、本発明の光磁気記
録媒体の構成は、前述のものに限定されない、特に公知
の基板と光磁気記録層の間にカー効果のエンハンスメン
トを目的とした第２の透明誘電体層を有する構成が好ま
しい。

この透明誘電体としては、前述した透明断熱層を用いて
も良いが、金属窒化物を用いることにより、光磁気記録
層との接触によるその酸化の影響を考えなくても良いと
いう利点を有する。これにはシリコン窒化物、アルミニ
ウム・シリコン窒化物が好適に用いられる。

更に、通常は金属反射層上に、前述の誘電体等からなる
無機保護層を介して又は直接に機械的保護、更なる耐久
性の向上環の目的で有機の光及び熱硬化型樹脂あるいは
熱可塑性樹脂からなる有機保護層を設けるのが一般であ
る。

以上の構成の光磁気記録媒体は、公知の通り上記構成の
ままで、更にｇＡ護平板、保護フィルム等必要な保護を
付加して片面記録媒体として、あるいはその２枚を金属
反射層側で貼り合わせた両面記録媒体として使用される
。

以上の通り、本発明は透明断熱層と熱伝導の良い金属反
射層との組み合わせにより、ピットエラーレイトに関係
するピークシフトと記録感度の相反する両特性を向上せ
しめ、且つ高Ｃ／Ｎで、レーザー光に対する長期安定性
にも優れた光磁気記録媒体を実現したものである。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。以
下の通り、実施例１〜６、比較例１，２の光磁気ディス
クを作成し、その′！に週記録レーザーパワー、Ｃ／Ｎ
及びピークシフトを評価した。

さらに、レーザー光に対する長期安定性は、ディスクの
回転数を低くして、レーザー光を連続照射した後Ｃ／Ｎ
の変化を測定する方法により評価した。

〈実施例１〉 第１図に示す基板１上に、透明誘電体層２、光磁気記録
層３、窒化物透明誘電体層４、透明断熱層５、金属反射
層６、を順次積層し、更に有機保護層７を積層した構成
の光磁気ディスクを以下のように作製した。

直径１３０１′１１１、厚さ１．２ｎＩｍの円盤で１．
６μｍピッチのグループを有するポリカーボネート樹脂
（ＰＣ）製のディスク基板１を、３ターゲツト設置可能
なマグネトロンスパッタ装置の真空槽内に配置し、４×
１叶’　Ｔｏｒｒになるまで排気した。

次にＡｒ、Ｎ２の混合オス（Ａｒ：　Ｎ２＝７０：　３
０ｖｏ１％）を真空槽内に導入し、圧力１０１ＩＴｏｒ
ｒになるように調整した。ターゲットとしては直径１０
０Ｉｎ、厚さ５１１のＡ１３ｏＳニアｏ　（以下、添数
字はことわり書のない限り、組成（原子％）を示す）の
焼結体からなる円盤を用い、放電電力５００Ｗ、放電周
波数１３．５６ＭＨｚで高周波スパッタリングを行ない
、ＰＣ基板を回転（自転）させながら、透明誘電体層２
としてＡｌ５ｉＮ膜を１２００人堆槓した。

形成したＡｌ５ｉＮ膜の組成は、オージェ電子分光装置
（ＰＨＩ社、　５ＡＨ６１０）を用いて分析したところ
Ａ１１９Ｓ’３９Ｎ４２であった。

続いて光磁気記録層３として、直径１００ｎｕｉ、４、
５１１厚（７）　ＴＩ］１゜Ｆｅ７２．５ＣＯｇ、　ｓ
合金ターゲットを用い、Ａｒガス圧４１　Ｔｏｒｒ、放
電電力１５０讐の条件でＤＣスパッタリングを行ない、
膜厚２２５人の１ｂ２０．５Ｆｅ７０．９００８．６非
晶質合金膜を堆積した。

合金膜の組成は、誘導結合高周波プラズマ分光分析（ｒ
ｃＰ）により求めた。以下に挙げるその他の合金膜の組
成も全てＩＣＰによるものである。

更に引続いて、前記と同様の条件で、Ａｌ５ｉＮ膜を窒
化物透明誘電体層４として５０人堆積した０次にＡＩ　
　Ｓｉ　　ターゲットをＨｆＯ２（添字は化学量論比）
ターゲットに取り替え、再び４　ｘ　１０’Ｔｏｒｒに
なるまで排気後、Ａ「ガスを真空槽内に導入し、圧力１
０ｔａ　Ｔｏｒｒになるように調節した。ターゲットは
直径１００ｔｉｎ　、厚す５１１′ＩノＨｆＯ２ノ焼結
体からなる円盤で、放電電力４００１４．放電周波数１
３．５６ＭＨｚで高周波スパッタリングを行ない、Ｈｆ
Ｏ２膜を透明断熱層５として３００人堆積しな。

さらに、金属反射層６として直径１００ｎｎ　、３ｎｎ
厚のＡｇターゲットを用い、Ａ「ガス圧２１ＴＯｒｒ、
放電電力６０Δの条件でＤＣスパッタリングを行ない、
５００　人のへｇ膜を堆積したに れら各層の形成時において、ＰＣ基板は２０ｒｉｌｌで
回転させた。

続いて、金属反射層６上に、スピンコーターで紫外線硬
化型のフェノールノボラックエボキシアクリレート！Ｍ
脂を塗布し、その後紫外線照射により硬化させ、約１０
μｍの有機保護層７を設けた。

く実施例２〉 実施例１の金属反射層６を、直径１００１ｉ　、３ｎｌ
厚のＡｇ９４．５Ａｕ４．４１１１．１合金ターゲツト
を用いて、Ａｒガス圧２’ｌ　Ｔｏｒｒ、放電電力６０
−で、ＤＣスパッタリングを行ない、１００ＯＡの”９
５．０Ａｕ４．１　”０．９合金膜にした以外は、実施
例１と同様の条件で光磁気ディスクを作製した。

〈実施例３〉 実施例１の金属反射層６を直径１０Ｃｎｎ　、３１ｎ厚
のＡ１９１Ａｕ６Ｔｉ３合金ターゲットを用いて、Ａｒ
ガス圧１．５１　Ｔｏｒｒ　、放電電力１２５１４の条
件でＤＣスパッタリングを行ない、２０００人の”９０
．７Ａｕ７．２１１２．１合金膜にした以外は、実施例
１と同様の条件で光磁気ディスクを作製した。

〈実施例４〉 実施例２におけるＨｆＯ２膜のかわりに、ＳｎＯ２ター
ゲットを用い、Ｓｎ０２ｇをスパッタリング法により３
０（ｌ　Ａ設けた以外は、実８１例２と同様の条件で光
磁気ディスクを作製した。

〈実施例５〉 実施例２におけるＨｆＯ２膜のかわりに、［ｒ２０３タ
ーゲットを用い、［「２０３をスパッタリング法により
３００Ａ設けた以外は実施例２と同様の条件で光磁気デ
ィスクを作製した。

〈実施例６〉 実施例２において、窒化物透明誘電体層４のＡｌ５ｉＮ
　Ｍを形成せずに、他は同じ構成とした第２図の光磁気
ディスクを作製しな。

く比較例１〉 第３図に示す基板１上に、透明誘電体層２．光磁気記録
層３．透明誘電体層４．金属反射層６を順次積層し、さ
らに有機保護層７を積層した構成の光磁気ディスクを以
下のように作製した。

実施例１と同様の基板１上に、実施例１と同様の条件で
透明誘電体層２としてＡｌ５ｉＮ　Ｍを１２０ＯＡ　。

光磁気記録層３としてＴｂＦｅＣｏ非晶質合金膜を２２
５人、透明誘電体層４としてＡｌ５ｉＮ　Ｍを４２０人
、金属反射層６として八ｇ９４．５Ａｕ４．４１”１．
１　”　４００人を順次積層した。さらに、金属反射層
６上に実施例１と同様の有機保護１７を設けた。

く比較例２〉 実施例２におけるＨｆＯ２膜のかわりに３１０２１１！
！！を３０ＯＡ設けた以外は、実施例２と同様の条件で
光磁気ディスクを作製した。

次に実施例１〜６、比較例１，２で得られた光磁気ディ
スクを光磁気記録再生装置（パルステック工業製、ＤＤ
Ｕ−１０００型）を用い、下記条件でＣ／Ｎと最適記録
レーザーパワーを評価した。書込み時の半導体レーザー
パワーを変化させ、再生信号の二次高調波が最小となる
時がｉ＆適記録レーザーパワーとした。

［記録条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐ■、記録トラック位
置：半径３０ｒＱｕｎ位置、記録周波数：３．７ＭＨｚ
、記録時の願力ｒＪｍ界：　３００エルステツド、記録
パルス幅：Ｑｎｓｅｃ 「再生条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐ１．読忠レーザーバ
ワー：　１．５Ｆ＃イ さらに、実施例１〜６．比較例１．２で得られた光磁気
ディスクについて、ピークシフトを測定した。ここでい
うピークシフトは、第４図に示す信号を記録、再生した
時に、記録しようとした信号のパルス間の時間Ｔ２と、
実際に再生された信号のピーク間の時間Ｔ２′の差の絶
対値とした。

従って、 ピークシフト−ＩＴ　　−Ｔ　　′　１である、記録再
生には、前記光磁気再生装置を用いた。記録再生条件は
下記する。再生信号のピーク間の時間Ｔ２′は、ヒユー
トレッド　パラカード（ｌ（ＥイＬＥＴＴ　ＰＡＣＫＡ
ＲＯ）製、フリクエンシーアンドインターバル　アナラ
イザー（ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ　ＡＮＤ１１４ＴＥＲＶＡ
Ｌ　ＡＮＡＬＹＺＥＲ）を用イテ測定した。

［記録条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐｉ　、記録トラック
位置：半径３０１１位置、記録レーザーバフー：６１、
記録時の印加磁界：３００エルステツド、記録パルスＩ
ｈｈ：　９０ｎｓｅｃ 「再生染件コ ディスク回転速度；　１８００ｒｌ）ＩＩ　、　読出レ
ーザーパワー：　１．５ｎＷ さらに、実施例１〜６、比較例１，２で得られた光磁気
ディスクについて、レーザー光に対する長期安定性を測
定した０判断基準は、回転させたディスクの半径３０１
１位置の特定トラックにレーザーを連続照射しながら、
ディスクを１ｃｃｏ回転させた後Ｃ／Ｎを測定し、初期
値からのＣ／　Ｎの低下が小さいもの程安定であると考
えた。レーザーの連続照射時のディスクの回転速度は、
光磁気記録層の温度上昇を加速する意味で３００ｒｐｎ
とし、連続照射するレーザーパワーは５１とした。Ｃ／
Ｎ測定の方法及び記録・再生条件は前述した通りである
。

最適記録レーザーパワー、Ｃ／Ｎ、ピークシフト、１０
００回転レーザ一連続照射後のＣ／Ｎの測定結果、並び
に透明断熱層を構成する金属元素の原子番号、金属１原
子あたりの酸化物生成自由エネルギー変化を表１に示す
。

実施例２．６の媒体を、８０″Ｃ−８５％ＲＨ下で１０
００ｈｒ促進テストを行ないバイトエラーレートを測定
したが、いずれも初期値の１．２倍以下の増加であった
。しかしΔＧが５２０にＪ／ｌｏｌのＳｎの酸化物の５
ｎ０２ＷＡを３００人設けた実施例４は１．７＠のバイ
トエラーレートの増加がみられた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、本発明の実施例及び比較例
の積層構成の説明図である。第４図は、ピークシフト測
定の説明図である。 に基板 ２：透明誘電体層 ３：光磁気記録層 ４：窒化物透明誘電体層 ５：透明断熱層 ６：金属反射層 ７：有機保護層 特許出願人　帝　人　株　式　会　社 第１図 ・＝３図 弔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に光磁気記録層、金属反射層が順次積層さ
   れた光磁気記録媒体において、前記光磁気記録層と金属
   反射層の間に、原子番号が４９以上である金属元素（タ
   ンタルを除く）の酸化物もしくは窒酸化物からなる透明
   断熱層を少なくとも有し、かつ前記金属反射層が膜厚２
   ００Åの銀薄膜と同等以上の熱伝導性を有する金属膜か
   らなることを特徴とする光磁気記録媒体。
2. （２）前記金属元素が１原子あたりのギブスの酸化物生
   成自由エネルギーが絶対値で６００ＫＪ／ｍｏｌ以上の
   金属元素である請求項第１項記載の光磁気記録媒体。
3. （３）前記金属元素が１原子あたりのギブスの酸化物生
   成自由エネルギーが絶対値で９００ＫＪ／ｍｏｌ以上の
   金属元素である請求項第２項記載の光磁気記録媒体。
4. （４）前記透明断熱層の膜厚が少なくとも１００Åから
   ５００Åの範囲である請求項第１項、第２項又は第３項
   記載の光磁気記録媒体。
5. （５）前記光磁気記録層と透明断熱層との間に金属窒化
   物からなる透明誘電体層を介在させた請求項第１項から
   第４項記載のいずれかの光磁気記録媒体。
6. （６）前記金属反射層がＡｇＡｕ合金またはＡｌＡｕ合
   金である請求項第１項から第５項記載のいずれかの光磁
   気記録媒体。
7. （７）光磁気記録層の他方の側にも金属窒化物からなる
   第２透明誘電体層が設けられた請求項第１項から第６項
   記載のいずれかの光磁気記録媒体。