JPH05303778A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH05303778A
JPH05303778A JP4130196A JP13019692A JPH05303778A JP H05303778 A JPH05303778 A JP H05303778A JP 4130196 A JP4130196 A JP 4130196A JP 13019692 A JP13019692 A JP 13019692A JP H05303778 A JPH05303778 A JP H05303778A
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JP
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layer
film
magneto
recording
recording medium
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Application number
JP4130196A
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English (en)
Inventor
Hajime Yuzurihara
肇 譲原
Yujiro Kaneko
裕治郎 金子
Hitoshi Nakamura
均 中村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録消去時の外部磁界(Hex)が小さく、R
E−TM(希土類遷移金属)非晶合金の耐酸化腐食性を
向上し、経時と共に膜の保磁力(Hc)や垂直磁気異方
性等の磁気特性の劣化がない光磁気記録体を提供するこ
と。 【構成】 透明な基板上に少なくとも干渉層、記録層、
保護層が順次形成された光磁気記録媒体において、該記
録層を特定の組成を下記一般式(I)で表わされる記録
層とする。 【化1】 また、前記干渉層及び保護層が少なくともSiまたはN
を含むSi、B、O、Nの2種以上の元素の組合せた化
合物から成ること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を用いて情報の
記録、再生、消去を行う光磁気ディスク等の光磁気記録
媒体に関するものであり、特に高感度化、低磁界での高
C/N化、及び高寿命化を目的とした光磁気記録媒体に
関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気ディスクはレーザ光を用いて情報
の記録、再生及び消去を行うため記憶容量が大きく、し
かも記録層に磁性膜を用いているため書換え可能であ
る。また、非接触で記録再生が出来、塵埃の影響も受け
ないことから信頼性に優れている。よって現在盛んに研
究開発が行われており、また、数年前に商品化されて以
来、光ファイルシステム等へ急速に展開されている。こ
の光磁気録記層(以下記録層と記す)の材料としてはT
bFeCo、NdDyFeCo、TbDyFeCo等の
希土類−遷移金属(以下TE−TMと記す)非晶質合金
が粒界ノイズが無く、スパッタリングを用いることによ
って容易に垂直磁化膜が得られることから現在最も多く
用いられている。また、光磁気記録媒体の構成として
は、レーザ光の記録再生効率を向上させるために記録層
上に反射層を設ける方式が提案されている(特公昭62-2
7458号公報)。この構成はカー効果とファラデー効果の
両方が利用出来るためC/Nやジッターマージンが大き
くとれるという点で優れている。
【0003】光磁気ディスクを用いた光ファイルシステ
ムは、主として大容量及び高速転送性が要求される。よ
って記録層はC/Nを左右するカー回転角(θk)が大
きく、記録感度に影響が深いキュリー点(Tc)が低い
ことが必要である。さらに1μm以下のビット(磁区)
を安定に保持するための保磁力(Hc)が大きい材料で
なければならない。これらを満足する具体的な材料とし
て我々はTE−TM非晶質合金の中でもMDyFeCo
(但し、MはTbまたはGd)合金が適していることを
見出し、以前に提案している(特開昭59-961011号公報
など)。
【0004】MDyFeCo(MはTbまたはGd)は
各元素の含有量を調整することでカー回転角(θk)や
キュリー点(Tc)を自由にコントロールすることがで
きる(図1〜図3参照)。例えば、TbDyFeCo膜
について述べると特にDy含有量の調整によってキュリ
ー点(Tc)を130℃前後までに低くでき(図1参
照)、かつ保磁力(Hc)の大きな垂直磁化膜が得られ
る組成の範囲が広い(図3参照)。これはTbFeCo
等の他のRE−TM非晶質合金には見られない特徴であ
る。
【0005】しかしながらTbDyFeCo膜はTbF
eCo膜等に比べて一般に記録や消去時の外部磁界(H
ex)が300Oe以上と大きくなければ充分なC/Nが得
られない。充分な記録、消去を行うための外部磁気(H
ex)が大きいと、磁界発生装置が大きくなってしまった
り、あるいは外部磁界(Hex)の変動に対して充分な対
応のとれない光磁気記録媒体となってしまう。また、磁
界変調方式を用いたダイレクトオーバーライトに対して
もこの外部磁界(Hex)は小さい方が好ましい。
【0006】また、RE−TM非晶質合金のRE成分
(Gd、Tb、Dy)は酸化腐食を受け易く、経時と共
に膜の保磁力(Hc)や垂直磁気異方性等の磁気特性が
劣化するという大きな欠点がある。この酸化腐食は記録
層や保護層の形成時に真空槽内に残存する酸素、ガラス
やプラスチック基板の表面に吸着された酸素及び水、タ
ーゲット材(スパッタリングの場合)等の材料中に含ま
れる酸素、大気中の酸素及び水が原因している。この酸
化腐食は記録再生時、レーザ光による温度上昇によって
さらに促進される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】記録消去時の外部磁界
(Hex)が小さく、RE−TM非晶合金の耐酸化腐食性
を向上し、経時と共に膜の保磁力(Hc)や垂直磁気異
方性等の磁気特性の劣化がない光磁気記録体を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決しようとする手段】本発明者らは上述の欠
点を克服すべく鋭意検討した結果、透明な基板上に少な
くとも干渉層、記録層、保護層が順次形成された光磁気
記録媒体において記録層を特定の組成のMDyFeCo
Cr(但し、MはTbまたはGd)膜にすることによっ
て高感度で、低磁界でのC/Nが高く、しかも高寿命な
光磁気記録媒体が得られることを見い出した。本発明の
特徴は図4に示す記録層3にあり、下記の一般式(I)
で表わされるMDyFeCoCr膜である。
【0009】
【化1】
【0010】また、前記干渉層及び保護層が少なくとも
SiまたはNを含むSi、B、O、Nの2種以上の元素
の組合せた化合物から成ることにより、より効果を発揮
する。
【0011】まず本発明の光磁気記録媒体の構成につい
て図4に沿って説明する。図4に示したようにプリグル
ープ付透明基板1上に干渉層2、記録層3、保護層4、
反射層5を順次形成した構成をとる。 (基板)本発明に用いる透明基板1としては、ポリカー
ボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)、アモルファスポリオレフィン(APO)等の樹脂
からなる溝付き成形基板、またはアルミノケイ酸、バリ
ウム硼珪酸等のガラス表面に溝付き紫外線硬化樹脂(エ
ポキシアクリレート等)層を形成した基板等が挙げられ
る。これらの基板はディスク形状をしており、厚みは
0.6〜1.2mm程度である。図1の1Aはガラス基板、
1Bは紫外線硬化樹脂膜を示したものである。
【0012】(干渉層)本発明においては、上記基板1
と、記録層3との間に干渉層2を設けている。この干渉
層2には屈折率の高い(1.8以上)透明な膜を用い、
この層における再生光の多重反射を利用して見掛けのカ
ー回転角(θk)を増大させ、それによってC(キャリ
ア)レベルを上げ、また反射率を小さくすることでN
(ノイズ)レベルを下げて、トータルでC/Nを向上さ
せることを目的としている。また、RE−TM非晶質合
金のように酸化等による腐食を起こしやすい材料を記録
層に用いているため、この干渉層2は記録層の腐食を防
止する保護膜としての役割りも兼ね備えていなければな
らない。それには基板1からの水や酸素の侵入を防ぎ、
それ自身の耐食性が高く、かつ記録層との反応性が小さ
いことが必要である。具体的な材料としてはSiO、S
iO2、Al23、Ta25等の金属酸化物、Si、A
l、Zr、Ge等の金属窒化物、ZnS等の金属硫化物
が挙げられるが、特にSi、B、O、Nのうち少なくと
もSiまたはNを含むSi、B、O、Nの2種以上の元
素の組合せた化合物(SiN、SiON、SiBN、S
iBON)が適している。尚、これらは多層膜であって
もよく、膜厚は屈折率によっても異なるが、通常トータ
ルで500〜2000Åで好ましくは800〜1200Åである。
【0013】(記録層)記録層3は前述一般式(I)で
示されるMDyFeCoCr(但しMはTbまたはG
d)膜である。
【0014】(保護層)通常記録層3上に保護層4を設
ける。但し、設けなくても本発明の効果は損なわれな
い。この保護層4は空気中(片面仕様の場合)、または
接着剤(両面仕様の場合)からの水分や酸素またはハロ
ゲン元素のように記録層に有害な物質の侵入を防止し、
記録層を保護する目的で設けられるため、干渉層同様そ
れ自身の耐食性が高く、記録層との反応性が小さいこと
が必要である。具体的な材料は干渉層として挙げたもの
と同様である。この保護層の膜厚はC/Nが記録感度に
も大きな影響を及ぼすが、通常膜厚は0〜600Å程度が
好ましい。
【0015】(反射層)記録層3上に直接、もしくは保
護層4を介して反射層5を設けてもよい。記録媒体の高
C/N、高感度化のためにこの反射層5は再生光に対し
て反射率が高く、熱伝導率は小さい方が良い。また、当
然耐食性がなければならない。具体的な材料として、S
i、Ti、Cr、Zr、Mo、Pd、Ptの1種以上を
含むAl合金が好ましい。膜厚は薄すぎるとC/Nが低
下し、厚すぎると記録感度が悪くなるため300〜600Åが
適当である。基板1上に、干渉層2、記録層3、保護層
4及び反射層5を形成する手段としては、スパッタリン
グ、イオンプレーティング等の物理蒸着法、プラズマC
VDのような化学蒸着法等が用いられる。また、層構成
は図4に示した以外に、保護層または反射層上にさらに
5〜10μmの有機保護膜(カバー層)等を設けたり、ま
たそれらの膜面どうしを接着剤によって貼り合わせた構
成でも本発明の効果は損なわれない。
【0016】
【実施例】
〔実施例1〜3〕直径130mm、厚さ1.2mmのポリカーボ
ネート(Pc)基板をスパッタ装置の真空槽内にセット
し、5×10-7Torr以下になるまで真空排気する。まずA
rとN2の混合ガスを真空槽内に導入し、圧力を3×10
-3Torrに調整し、Siをターゲットとして放電電力2K
W(4W/cm2)で高周波マグネトロンスパッタリングを行
い干渉層としてSiNx膜を1000Å堆積した。続いてG
dDyFeCoCr合金をターゲットとして直流マグネ
トロンスパッタリングによって記録層であるTbDyF
eCoCr膜を200Å形成した(実施例1〜3の組成は
表1を参照)。更に保護層としてSiNx膜を300Å、
反射層としてAlTi膜を500Å順次成形した後、真空
槽から大気中へ搬出し、本発明の実施に沿った光磁気記
録媒体を得た。
【0017】〔比較例1〜5〕実施例1〜3と同様な方
法を用いて干渉層、記録層、保護層、反射層を形成した
が記録層のみ本発明で限定した組成外のTbDyFeC
oCr膜(組成は表1を参照)を用いたもの(比較例1
〜4)、及びCrの含まれていないTbDyFeCo膜
(比較例5の組成は表1を参照)を比較例として用意し
た。
【0018】
【表1】表1
【0019】〔実施例4〜6〕実施例1〜3において記
録層のTbDyFeCoCrをGdDyFeCoCrに
変え、その組成を表2示すように変えて、実施例4〜6
の本発明に沿った光磁気記録媒体を得た。
【0020】〔比較例6〜10〕実施例4〜6と同様な
方法を用いて干渉層、記録層、保護層、反射層を形成し
たが記録層のみ本発明で限定した組成外のGdDyFe
CoCr膜(比較例1〜10の組成は表2を参照)を用い
たものと、Crの含まれていないGdDyFeCo膜
(組成は表2を参照)を比較例として用意した。
【0021】
【表2】表2
【0022】実施例1〜3及び比較例1〜4の光磁気記
録媒体についての記録/消去時の外部磁界(Hex)とC
/Nとの関係を図5、6に示す。尚、測定条件は以下の
通りである。 ・記録半径 30mm ・レーザ波長 780nm ・記録周波数 4.9MHz ・記録レーザパワー 6mW ・ディスクの回転数 2400rpm(CAV) ・再生レーザパワー 1mW 図5、6より、比較例1〜4に比べて本発明の実施例1
〜3の方がいずれも300Oe以下の低磁界でも高C/N
を維持している。これは記録膜中の希土類(Tb+D
y)の含有量が大きく影響したもので、本発明で限定し
ている範囲内だと低磁界でも高C/Nが得られる。
【0023】また、実施例1〜3と比較例5の光磁気記
録媒体を80℃85%RHの環境下で寿命加速試験を行った
結果を図7に示す。その結果、比較例5の方は2,000時
間経過後ビットエラーレート(BER)が約1桁増加し
たのに対して実施例(1〜3)はいずれも4,000時間経
過してもBERに大きな変化は認められなかった。これ
は記録膜中に含まれているCrの効果である。
【0024】実施例4〜6及び比較例6〜9の光磁気記
録媒体についての記録/消去時の外部磁界(Hex)とC
/Nとの関係を実施例1〜3、及び比較例1〜4の場合
と同様な測定法で調べた。結果はほぼ実施例1〜3、及
び比較例1〜4と同様で比較例6〜9に比べて本発明の
実施例4〜6の方がいずれも300Oe以下の低磁界でも
高C/Nを維持していた。これは記録膜中の希土類(G
d+Dy)の含有量が大きく影響したもので、本発明で
限定している範囲内だと低磁界でも高C/Nが得られ
る。
【0025】また、実施例4〜6と比較例10の光磁気記
録媒体を80℃85%RHの環境下で寿命加速試験を行った
結果、比較例5の方は2,000時間経過後ビットエラーレ
ート(BER)が約1桁増加したのに対して実施例4〜
6はいずれも4,000時間経過してもBERに大きな変化
は認められなかった。これは記録膜中に含まれているC
rの効果である。
【0026】
【発明の効果】以上、本発明によれば記録層に特定の組
成のMDyFeCoCr(Mは、TbまたはGd)膜を
用いることによって高感度で、低磁界でのC/Nが高
く、しかも高寿命の光磁気記録媒体が得られる。また、
本発明では具体的な実施例として光変調方式用の媒体と
して説明を行ったが、磁界変調方式を用いたダイレクト
オーバーライト用光磁気記録媒体としても効果が充分発
揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はTbDyFeCo膜記録層光磁気記録媒
体のCo含有量をパラメータとしたDy含有量〜キュリ
ー点(Tc)の関係を示す。
【図2】図2はTbDyFeCo膜記録層光磁気記録媒
体のFe、Co含有量のキュリー点(Tc)及びカー回
転角の関係を示す。
【図3】図3はTbDyFeCo膜記録層光磁気記録媒
体のTbDy含有量と保磁力Hc(kOe)の関係を示
す。
【図4】図4は本発明の光磁気記録媒体の構成図であ
る。
【図5】図5は本発明実施例1〜3のTbDyFeCo
Cr膜記録層光磁気記録媒体の記録/消去時の外部磁界
(Hex)とC/Nとの関係を示す。
【図6】図6は本発明の比較例1〜4のTbDyFeC
oCr膜記録層光磁気記録媒体の記録/消去時の外部磁
界(Hex)とC/Nとの関係を示す。
【図7】図7は本発明の実施例1〜3及び比較例5の光
磁気記録媒体に80℃85%RH環境下での寿命加速試験の
結果を示す。
【符号の説明】
図4における符号は下の通りである。 1 基板 2 干渉層 3 記録層 4 保護層 5 反射層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な基板上に少なくとも干渉層、記録
    層、保護層が順次形成された構成で、前記記録層が下記
    の一般式(I)で表わされる組成であることを特徴とす
    る光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記干渉層及び保護層が少なくともSi
    またはNを含むSi、B、O、Nの2種以上の元素の組
    合せた化合物から成ることを特徴とする請求項1に記載
    の光磁気記録媒体。
JP4130196A 1992-04-23 1992-04-23 光磁気記録媒体 Pending JPH05303778A (ja)

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