JPH0453045A - 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、レーザ光と外部印加磁界を用いて情報の記録
・再生・消去を行う光磁気記録媒体に係り、特に短波長
光を用いた高密度記録に有効な光磁気記録媒体の構造に
関する。

［従来の技術］ 従来、光磁気デ゛イスクの記録膜にはＴｂ　　ＦｅＣ’
ｏ膜に代表される希土類−遷移金属非晶質膜が用いられ
ていた。しかし、この膜では光の波長が短くなるほど磁
気光学効果（カー回転角）が減少し再生信号のＳＮ比が
劣化するため、短波長光による高密度記録及び再生に用
いることはできない。

これに対して、ＰｔとＣｏの膜を交互に積層したＰ　ｔ
　／　Ｃｏ多層膜は短波長領域でのカー回転角が大きく
、短波長光対応の光磁気膜として注目されている。これ
を解決した公知な例として、特開平１−２５１３５６号
公報をあげることができる６［発明が解決しようとする
課題］ 従来のＰ　ｔ　／　Ｇ　ｏ多層膜では保磁力がＩＫ、Ｏ
ｅ以下と／、ｈさいために、直径１μｍ以下の微小な磁
区を安定に形状よく記録することが困難であった。

本発明の目的は、微小な磁区が安定に形状よく記録でき
、しかも、短波長光対応で十分に大きなカー回転角を持
つ光磁気記録媒体を提供し、短波長光による高密度記録
及び再生を実現することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、記録膜として希土類−遷移金属系膜と白金
族−遷移金属多層膜とを磁気的に交換結合させた２層膜
を用い、かつ白金族と遷移金属多層膜の膜厚比を２＝１
から５：１の範囲とすることによって達成することがで
きる。特に、膜厚比を白金属：遷移金属＝４：１とした
場合が、最も有効である。Ｐ　ｔ　／　Ｃｏ交互積層多
層膜のみで垂直磁気異方性エネルギー：Ｋｕ及び保磁力
Ｈｅを測定するとＰ　ｔ　／　Ｃｏ　＝　４　／　１　
（２０λ１５人）がＫｕ、Ｈｅともに最大でそれぞれ７
　Ｘ　ｉ　Ｏ’（ｅｒｇ／ｃｅ）ＩＫＯｅであり、その
他Ｐｔ／Ｃｏ＝２／１（１０人７５人）〜５／１　（２
５人１５人）の間では、５Ｘ１０’ｅｙ／ｃａ以上の値
で希土類−鉄族非晶質合金と交換結合させることでＫｕ
、Ｈｅを増大させることができた。ここで、希土類−遷
移金属膜を構成する元素としては。

希土類としてＴ　ｂ　ｔ　Ｄ　Ｖ　ｇ　Ｈｏの少くとも
一種以上、遷移金属としてＦｅ、Ｃｏの少くとも一種以
上がよい、また、白金族−遷移金属多層膜を構成する元
素としては白金族としてＰｔ、Ｐｄ、、Ｒｈの少くとも
一種以上、遷移金属としてＦｅ、Ｃｏ。

Ｍｎの少くとも一種以上が良い。

上述した白金族−遷移金属多層膜において、遷移金属膜
の膜厚を１０Å以下とすることによって白金族−遷移金
族多層膜白身の保磁力が大きくなり、形状のよい微小磁
区をより安定に記録することができる。さらに、上述し
た交換結合２層膜の全膜厚を５００λ以下と薄くし、記
録膜を透過した光が再び記録膜に戻るように金属反射膜
を設けることにより、光の多重干渉の効果によってカー
回転角が大きくなりＳＮ比を増大させることができる。

本発明の特徴は、レーザ光および／または外部印加磁界
を用いて情報の記録・再生・消去を行う光磁気記録媒体
において、該記録媒体の記録膜が磁気的に交換結合した
２種類の層から成り、一方の層がＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏから
選ばれる少くとも１種の元素とＦ　６　＊　Ｃｏから選
ばれる少くとも１種の元素からなる合金膜であり、もう
一方の層が白金族元素から選ばれる少くとも１種の元素
より成る膜と鉄族元素から選ばれる少くとも１種の元素
よりなる膜とを交互に積層した多層膜からなる光磁気記
録媒体にある。

Ｃ作用〕 白金族−遷移金属多層膜は、短波長領域でのカー回転角
が大きいが、保磁力が小さいために形状の良い微小磁区
を記録することができない。一方、従来の希土類−遷移
金属膜は、カー回転角は小さいが安定した微小磁区を記
録することができる。

この２つの膜を磁気的に交換結合させることにより、保
磁力が大きく、しかも短波長領域でのカー回転角が大き
い膜を得ることができる。ここで、２つの膜の交換結合
力を強くするためには、白金族−遷移金属多層膜の飽和
磁化が小さい方が良い。

しかし、飽和磁化を小さくするとカー回転角が減少する
ため適当な値の飽和磁化とする必要がある。

この飽和磁化の大きさは、白金族と遷移金属の膜厚比を
調整することによって変えることができる。

適当な大きさの飽和磁化となる膜厚比は白金族：遷移金
属＝２：１〜５：１の範囲が好ましい、特に４：１の膜
厚比が最も優れている。さらに、遷移金属の膜厚を１０
Å以下とすることにより、多層膜自身の保磁力が増大し
、また、交換結合力も大きくなる。具体的な膜厚として
は、例えばｐｔ：　Ｃｏ　＝　２０人：５人が最も良い
。

［実施例］ 以下、本発明の詳細を実施例１〜２を用いて説明する。

［実施例１］ 本実施例で作製した光磁気記録媒体の断面構造を示す模
式図を第１図に示す、凹凸の案内溝を有する基板（１）
上に、窒化シリコンの第１誘電体膜（２）をスパッタ法
により５５０人の膜厚に作製した。スパッタの条件は、
Ｓｉをターゲットに、放電ガスにＡ　ｒ／Ｎ５（−９０
／　ｌ　Ｏ）を用い、放電ガス圧カニ４ｘｌＯ−″”Ｔ
ｏｒｒｐ投入ＲＦ電カニ３００Ｗ／３’φである。ひき
つづき、二元同時スパッタ法により光磁気記録膜Ｉ　（
３−１）・を形成した。ターゲットはｐｔとＣｏを用い
、投入した電力密度はｐｔが３００Ｗ／３’φ　、Ｃ。

が１５０Ｗ／３’φ　である、スパッタ中は基板を５０
ｒｐｍにて回転させた。その結果得られたｐｔとＣｏの
１層当りの膜厚はそれぞれ２０人及び５人で、光磁気記
録媒体全体で１５０人となるように膜厚を制御した。と
ころで、Ｐ　ｔ　／　Ｃｏ交互積層多層膜においてｐｔ
とＣｏの膜厚比を１０人：５人、１５人：５人、２０人
＝５人、２５人＝５人と変化させた時の保磁力及び垂直
磁気異方性エネルギーの膜厚比依存性を第２図に示す、
ここで膜厚は１５０人である。この図にり、Ｐｔ／Ｃｏ
　＝　２　ＯＡ　／　５人でＫｕ、Ｈｅともに最大とな
り、また垂直磁気異方性が発現しているのが、Ｐ　ｔ；
　／　Ｃｏ　＝　１０人１５人〜２５人１５人の間であ
り、５人７５人及び３０人７５人は異方性が著しく小さ
く交換結合力を用いても層全体としての“みかけ”の垂
直磁気異方性エネルギーの増大ははかれなかった。

つづいて光磁気記録膜ＩＮ　（３−２）としてＴ　ｂｚ
ｓ、ｓ　Ｆ　ａ、、、Ｃｏ、、Ｎ　ｂ３膜をスパッタ法
により１５０人の膜厚に形成した。スパッタの条件は、
ターゲットにＴｂ　　Ｆａ　　Ｃｏ　　Ｎｂ合金ターゲ
ットを、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧
カニ　５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力＝２０
０Ｗ／３’φである。光磁気記録膜Ｉ及び■の磁気特性
は以下のとおりである。

光磁気記録膜■　光磁気記録膜■ 飽和磁化　　　　　３００ｅ園ｕ／ｅｅ　　　　１５０
　ｓ■ｕ／ｃｃ保磁力　　　　　　　Ｉ　ＫＯｅ　　　
　　　　１０　ＫＯｅ季撃縣二方性　７Ｘ１０’ｅｒｇ
／ｅｅ　　　８Ｘ１０’ｅｒｇ／ｃｅそして、光磁気記
録膜全体でキュリー温度：Ｔｃ＝２５０℃補償温度：　
Ｔｃｏｍｐ＝　８０℃、保磁カニＨｃ＝＝１４ＫＯａ、
Ｋｅｒｒ回転角：θに＝０．６０（λ＝　５３　Ｑ　ｎ
　ｍ　、記録膜のみ）である。ひきつづき、窒化シリコ
ンの第２誘電体膜（４）を形成した１作製の条件は、第
１誘電体膜と同様で。

膜厚は２００人である。そして最後に、Ａρ□Ｔｉ□金
属反射膜（５）をスパッタ法により５００人の膜厚に形
成した。スパッタの条件は、ターゲットとしてＡＱ円板
上にＴｉチップ（４ｍｒｎＸ４ｍｍＸ１ｍｍｔ）を１２
枚均一に配置した複合体ターゲットを、放電ガスにＡｒ
をそれぞれ使用し、放電ガス圧カニ　Ｉ　Ｘ　１０−”
Ｔｏｒｒ。

投入ＲＦ電カニ１５０Ｗ／３’φである。

このようにして作製した光磁気ディスクのＫ　ｅｒｒ回
転角の波長特性を第３図に示す、この図より、５００ｎ
ｍ〜６００ｎｍの間にＫ　ｅｒｒ回転角のピークが存在
し、その時の値はほぼ１度であった。しかし１反射率は
１８％と大きかった。このディスクに、λ＝５３０ｎｍ
の光を用いて記録した０条件は、ディスク位置３０ｍｍ
φ、記録レーザーパワーは７ｒｎＷ、ディスク回転数：
２４００ｒｐｎｎ、パルス帽：　５　Ｑｎｓｅｅ、記録
周波数８　Ｍ　Ｈｚである。こうして記録したディスク
の記録磁区を偏光顕微鏡にて観察したところ、直径約０
．４５μｍの良好な形状の微小記録磁区が形成されてい
た。また、搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ）は４９ｄＢが得ら
れ、コードデータを記録するのに十分であった。

この効果は、光磁気記録膜■においてｐｔの代りにＰｄ
やＲｈを用いても良く、またＦｅの代りにＣｏやＭｎを
用いても良い。本実施例では膜厚比としてＰｔニーＣｏ
＝：２Ｑ人＝５人としたが、１５人：５人、１２人：５
人、１０人：５人でも良い、この中で、Ｐｔ；　：　Ｃ
ｏ＝２０　：　５は、保磁力も膜単独でＩＫＯｅと最も
大きく、光磁気記録膜■との交換結合も最も強い。これ
は、膜厚比を変えると飽和磁化は、　３００ｅｍｕ／ｅ
ｃが４００ｅｍｕ／ｅｅ、　５００ｅｍｕ／ｃｅ％６５
０ｅ＋＋＋ｕ／ｃｅと制御することができ、結果として
光磁気記録膜■と光磁気記録膜■との交換結合力を変化
させることができるからである。また、光磁気記録膜■
に用いたＴｂの代りにＤｙ、Ｈｏを用いてもＴｂと同様
の磁気特性が得られた。また、光磁気記録膜１の飽和磁
化の制御法は膜厚比を変化させる以外に、ＣＯ中にＮｂ
、Ｔｊ、、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏといった非磁性金属元
素を添加しても良い、そして添加濃度を変えることで飽
和磁化が制御できる。この構造とすることにより、第１
及び第２誘電体膜ではＫ　ｅｒｒエンハンス効果で、そ
して光磁気記録膜ではＫ　ｅｒｖ効果とＦ　ａｒａｄａ
ｙ効果に加えでＫｅｒｒ　、：ｒ：ンハンス効果の両効
果により　Ｋｅｒｒ回転角は大幅に増大された。また、
光磁気記録膜■と光磁気記録膜■の順序はいずれでも良
く、少くとも再生及び記録光の入射側に短波長の光に対
して大きな磁気光学効果を有する材料をもってくれば良
い。

［実施例２］ 本実施例で作製した光磁気記録媒体の構造を第４図に示
す。凹凸の案内溝を有する基板（１）上に、窒化シリコ
ンの第１誘電体膜（２）を５５０人の膜厚に形成した。

その時の条件は、実施例１と同様である。ひきつづき、
光磁気記録膜Ｘ　　（３−１）としてＰｔとＧｏとを交
互に積層した多層膜を２５０人の厚さに形成した。ｐｔ
とＣＯの膜厚比及び作製方法とその条件はすべて実施例
］と同様である。次に、光磁気記録膜ＩＮ　（３−２）
としてＴ　ｂ２４．、Ｆ　ｅｓａ、、Ｃｏｉ２Ｔ　ａ、
膜を７５０人の膜厚に形成した。この光磁気記録膜の磁
気的特性は、キュリー温度：　Ｔｅ＝２００℃、補償温
度：　Ｔｅｏｍｐ　＝　８０℃、保磁カニ　Ｈｃ　＝　
１４　Ｋ　Ｏｅ、Ｋ　ｅｒｒ回転角：θ１ｃ＝０．５６
＠である。つづいて窒化シリコンの第２誘電体Ｉｌｌ　
（４）を２０００人の膜厚に形成した０作製条件は、実
施例１における条件と同じである。

このようにして作製した光磁気記録媒体のＫ　ｅｒｒ回
転角の波長特性を第５に示す。この図より、４５０ｎｍ
〜５５０ｎｍの間にＫ　ｅｒｒ回転角がピークとなる位
置があり、その値はθに＝０．８７°であった。その時
の反射率はＲ＝１５％であった。このディスクにλ＝４
８０ｉｍｍのレーザー光を用いて記録した１条件は、デ
ィスク位置３０ｍｍφ、記録レーザーパワー：８ｍＷ、
ディスク回転数：２４００ｒｐｒｎ、パルス幅＝５０ｎ
、ｓｅｅ、記録周波数８　Ｍ　Ｈｚである。こうして記
録したディスクの記録磁区を偏光顕微鏡にて観察したと
ころ、約０６４５μｍの微小記録磁区が形成されていた
。また、搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ）は４８ｄＢが得られ
、コードデータを記録するのに十分であった。本実施例
では、光磁気記録膜■で多重干渉しており、Ｋ　ｅｒｒ
回転にＦ　ａｒａｄａｙ回転も加わり、磁気光学効果の
増大が観測された。これに第１誘電体膜（２）でのＫ　
ｅｒｒエンハンス効果も加わり、結果として大きなＫ　
ｅｒｒ回転角が得られた。

この効果は、光磁気記録膜■としてＰｔ以外にＰｄやＲ
ｈを用いても、ＣＯの代りにＦｅ、Ｍｎを用いても同様
の効果が得られた。さらにＣｏやＦｅにＮｂ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｗ、ＭｏさらにはＰｄ、ＰｔやＲｈを添加し
ても磁気特性特に飽和磁化の制御ができる。また、白金
族元素層と鉄族元素層との膜厚の比を本実施例では２０
人：５人としたが、この他、１５人＝５人、１２人：５
人、１０人＝５人でも良い、このように、鉄族元素層に
元素を添加したり、膜厚比を変えたりすることで飽和磁
化が炙り、結果として交換結合力の制御が可能となった
。また、光磁気記録膜■に用いたＴｂの代りにＤｙ、Ｈ
ｏを用いてもＴｂと同様の磁気特性が得られた。また、
光磁気記録膜■にＴａを添加したのは、この膜の耐食性
を向上させるためで、Ｔａ以外にＣｒ　ｔ　Ｎ　ｂ　！
　Ｔ　ｉを添加しても同様の効果が得られた。

［発明の効果］ 本発明によれば、短波長領域でカー回転角が大きく、か
つ保磁力が大きな光磁気記録媒体を得ることができる。

これによって、短波長光によって微小な磁区を形状よく
安定に記録することができ、しかも再生時のＳＮ比を十
分に大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は作製したディスクの断面構造を示す模
式図、第３図、第５図は光磁気記録媒体のＫｅｒｒ回転
角の波長依存性を示す線図、第２図は保磁力及び垂直磁
気異方性エネルギーのＰｔ／Ｃｏ膜厚比依存性を示す線
図である。 符号の説明 １・・・基板、２・・・第１誘電体膜、３−１・・・光
磁気記録膜■、３−２・・・光磁気記録膜■、４・・・
第２誘電体膜、５・・・金属反射膜。 竿　ｉ　ｌ ／・・・を枚 ２・・・Ｓ１…宏先 ３−／・・・　ｐとるａｇ乙４シｐ８１１工３−２−・
・Ｉ謀罠誌辱紅 ４・・・第２Ｍ用液 ３・・・様楳祇 りの、ｔ？ｚ （ｎ／ｎ） 茹 殴 １ＪＩｊ；＆ｉ＜　（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光および／または外部印加磁界を用いて情報
   の記録・再生・消去を行う光磁気記録媒体において、該
   記録媒体の記録膜が磁気的に交換結合した２種類の層か
   ら成り、一方の層がＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏから選ばれる少く
   とも１種の元素とＦｅ、Ｃｏから選ばれる少くとも１種
   の元素からなる合金膜であり、もう一方の層が白金族元
   素から選ばれる少くとも１種の元素より成る膜と鉄族元
   素から選ばれる少くとも１種の元素よりなる膜とを交互
   に積層した多層膜からなることを特徴とする光磁気記録
   媒体。 ２、上記白金族元素がＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈであることを特
   徴とする請求項１記載の光磁気記録媒体。 ３、上記鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎであることを特徴
   とする請求項１記載の光磁気記録媒体。 ４、上記白金族元素と上記鉄族元素との膜厚比が２：１
   から５：１であることを特徴とする請求項１〜３までの
   いずれかに記載の光磁気記録媒体。 ５、上記白金族元素と上記鉄族元素との膜厚比が４：１
   であることを特徴とする請求項１〜３までのいずれかに
   記載の光磁気記録媒体。 ６、上記鉄族元素よりなる膜の膜厚を１０Å以下とした
   ことを特徴とする請求項１〜５までのいずれかに記載の
   光磁気記録媒体。 ７、上記２種類の層を合わせた記録膜の全膜厚を５００
   Å以下とし、該記録膜を透過した光が再び該記録膜に入
   射するように金属反射膜を設けたことを特徴とする請求
   項１〜６までのいずれかに記載の光磁気記録媒体。