JPH0562835A - 光磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光磁気記録媒体およびその製造方法

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JPH0562835A
JPH0562835A JP3219695A JP21969591A JPH0562835A JP H0562835 A JPH0562835 A JP H0562835A JP 3219695 A JP3219695 A JP 3219695A JP 21969591 A JP21969591 A JP 21969591A JP H0562835 A JPH0562835 A JP H0562835A
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JP
Japan
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film
bismuth
magneto
recording medium
optical recording
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Withdrawn
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JP3219695A
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English (en)
Inventor
Keiji Shono
敬二 庄野
Sumio Kuroda
純夫 黒田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光磁気記録媒体およびその製造方法に関し、
スパッタ法により、安価で容易にビスマス置換ガーネッ
ト膜が得られる光磁気記録媒体およびその製造方法の提
供を目的とする。 【構成】 ガラス基板1上にガーネット構造を有する下
地層2を設け、該下地層2上にビスマス置換ガーネット
より成る記録膜3を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光磁気記録媒体とその製
造方法に係り、特に基板にガラス基板を用い、その上に
スパッタ法によりビスマス置換ガーネット膜を記録膜と
して形成した光磁気記録媒体およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】スパッタ法で形成されたビスマス置換ガ
ーネット膜は、ファラデー回転角が大きく、また保磁
力、角形比の大きい垂直磁気特性を示すために、短波長
レーザ光を用いて高密度に光磁気記録するための高密度
光磁気記録用媒体として最近、注目されている。
【0003】ところで、このスパッタ法で形成されるビ
スマス置換ガーネット膜のスパッタ用基板として、従来
よりチョクラルスキ法で形成される単結晶のガドリニウ
ム・ガリウム・ガーネット(GGG;Gd3Ga5O12)基板
や、耐熱性の高いガラス基板が用いられてきた。
【0004】このような単結晶のGGG基板を用いてそ
の上にビスマス置換ガーネット膜を高温で成膜すると、
単結晶と同等な膜が成膜され、このようなビスマス置換
ガーネット膜は媒体ノイズの発生が少なく、良好な記録
再生特性が得られる。然し、この単結晶のGGG基板は
極めて高純度な原料を用いる必要から高価であり、その
ため、形成される光磁気記録媒体の製造コストが大とな
り実用的でない欠点を有する。
【0005】一方、ガラス基板を用いてその上にビスマ
ス置換ガーネット膜を成膜する場合には、このビスマス
置換ガーネット膜の誘導体である非晶質膜をまず形成し
た後、これを熱処理によって結晶化する方法が取られ
る。
【0006】然し、この熱処理によって結晶化する場合
は、優勢方位の無い多結晶膜となり、この多結晶膜を構
成する結晶粒が大きく成り、また結晶粒界も顕著に形成
される。このため、これを光磁気記録媒体として用いる
と光散乱が生じ、記録再生すると大きい媒体ノイズが発
生する。
【0007】GGG基板を用いた場合のように、成膜中
に結晶化することができると結晶粒界が顕著に形成され
ず、媒体ノイズが小さく成ることが期待されるが、ガラ
ス基板上へ直接ビスマス置換ガーネット膜を成膜中に結
晶化する技術は現在のところ確立されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
点を解決し、安価なガラス基板上に媒体ノイズの小さい
結晶化したビスマス置換ガーネット膜が形成され得るよ
うな光磁気記録媒体およびその製造方法の提供を目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録媒体
は、ガラス基板上にガーネット構造を有する下地層を設
け、該下地層上にビスマス置換ガーネットより成る記録
膜を設けたことを特徴とする。
【0010】更に前記ビスマス置換ガーネットより成る
記録膜が、スパッタ法で成膜中に結晶化する高温成膜法
により形成されていることを特徴とする。また前記ビス
マス置換ガーネット膜が、一般式のBix R3-xM YFe5-Y O
12 (O≦X ≦3 、0 ≦Y <2)で表され、R はイットリウ
ム、或いは希土類元素の中より選択した元素の内の少な
くとも1 元素を、また上記Aは鉄元素と置換し得る元素
であることを特徴とする。
【0011】更に前記下地層が、一般式のA x R3-xM Y
Fe5-Y O12 (O≦X <1 、0 ≦Y <5)で表され、A はビス
マス、或いは鉛元素を示し、R はイットリウム、或いは
希土類元素の中より選択した元素の内の少なくとも1 元
素を、また上記Mは鉄元素と置換し得る元素であること
を特徴とする。
【0012】また前記ガラス基板が、アルカリ金属を含
有しない硼珪酸系ガラスであることを特徴とする。更に
本発明の光磁気記録媒体の製造方法は、ガラス基板上に
スパッタ法でガーネット構造の誘導体である非晶質膜を
成膜後、該基板を700 ℃以下の温度で熱処理して前記非
晶質膜を結晶化して下地層を形成し、該結晶化した下地
層上にビスマス置換ガーネット膜の多結晶膜を、成膜中
に結晶化する高温成膜法によるスパッタ法で形成するこ
とを特徴とするものである。
【0013】
【作用】ガラス基板上に形成された非晶質のビスマス置
換ガーネット膜を、熱処理によって結晶化すると結晶粒
が大きく結晶粒界も顕著に形成されるが、この傾向はビ
スマスの置換量を少なくするか、或いは全くビスマスを
含有しない状態にすると、熱処理に依る結晶化を行って
も良好なガーネット膜が形成される。
【0014】そこで、ガラス基板上にビスマスを全く含
まない、或いは多少ビスマスで置換した薄いガーネット
膜を結晶化し、次いでビスマス置換量の多いガーネット
膜を成膜中に結晶化することで良好なビスマス置換ガー
ネット膜が得られる。
【0015】そのため、ガラス基板上にビスマスを含有
しない、或いはビスマス置換量の少ないガーネット構造
の薄膜を結晶化して得ることが必要となる。ところで、
スパッタ法で形成した非晶質の膜を熱処理によって結晶
化する場合、この結晶化の温度はビスマス置換量に依存
する。
【0016】一分子式当たりのビスマス置換ガーネット
膜でビスマス原子を2原子程度含む場合は、結晶化温度
は650 ℃であるが、ビスマス原子を全く含まないガーネ
ット膜はその結晶化の温度は700 ℃以上であり、この間
の結晶化温度はビスマスの置換量によって略比例して低
下する。
【0017】基板材料として用いるガラスは、アルカリ
金属を含まない硼珪酸系ガラスであると、耐熱性が大で
あるが、それでも700 ℃以上の温度で長時間( 数10分以
上)熱処理すると軟化する。そのため、ビスマス原子を
全く含有しない非晶質膜を通常の電気加熱炉で熱処理し
て結晶化しようとすると、該非晶質膜とガラス基板の間
で拡散が生じ、結晶化された記録膜には顕著な凹凸が生
じ、下地膜としては不適当となる。
【0018】そのため、この非晶質膜を結晶化する場合
は赤外線ランプ等を用いて急速に基板を加熱して結晶化
するのが効果的である。この方法によると、素早く結晶
化できるので、基板のガラスの軟化や、非晶質膜と基板
との間の拡散が抑えられ、良好な結晶質膜を得ることが
できる。
【0019】そしてこのように結晶化されたYIG膜よ
りなる下地層の上に、本出願人が以前に特開平2-239448
号に於いて開示した高温成膜方法のスパッタ法によって
成膜中に結晶化する方法を用いてビスマス置換ガーネッ
ト膜を形成した。
【0020】このようにすることで、単結晶のGGG基
板をスパッタ用基板として用いた場合と同様な光磁気記
録特性を有する光磁気記録媒体が形成でき、ファラデー
回転角が大きく、また保磁力、角形比の大きい垂直磁気
特性を示す光磁気記録媒体を安価で容易に得ることがで
きるのを確認した。
【0021】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳
細に説明する。図1(a) に示すように、無アルカリ金属
ガラスより成る硼珪酸系ガラス基板1上には、請求項4
で表示した一般式のA x R3-xM Y Fe5-Y O12 に於いて、
x =0、Y =0 でR をイットリウムとした場合のYIG
(イットリウム鉄ガーネット,Y3Fe5O12) の誘導体であ
る非晶質膜がスパッタ法により形成され、これが700 ℃
以下の温度で熱処理されて結晶化され、結晶質のYIG
膜よりなる下地層2が形成されている。
【0022】この下地層2の上に基板温度を550 ℃とし
てスパッタ法により、請求項3に於いて表示された一般
式のBix R3-xM Y Fe5-Y O12 (0≦x ≦3 、0 ≦Y <2)に
於いてx =2 、R はジスプロシウム(Dy)、M を鉄元素と
置換し得るGa元素、Y =0.8としたビスマス置換ガーネ
ット膜(Bi2DyGa0.8Fe4.2O12)より成る記録膜3が形成さ
れている。このようにして形成されたビスマス置換ガー
ネット膜は、X線回折法を用いて検査した処、優勢方位
の無い多結晶膜で有った。
【0023】また図1(b)に示すようにこの多結晶膜の記
録膜3を構成する結晶は、稠密なコラム状( 柱状) 微結
晶4で構成されており、この構造はGGG基板上に成膜
中に結晶化した膜と全く同じものである。そのため、光
散乱が非常に小さく、光磁気記録特性の良好な記録膜と
成る。
【0024】またこの記録膜3は、従来の単結晶のGG
G基板をスパッタ用基板として用いた場合と同様な温度
で高温成膜ができ、この記録膜3の表面を400 倍の微分
干渉顕微鏡で観察した処、下地層のYIG膜と同様に表
面が平滑であり、また結晶粒の存在が殆ど見られない高
品位な記録膜が得られた。
【0025】このような本発明のガラス/YIG/ビス
マス置換ガーネット膜の構造を有する光磁気記録媒体の
ファラデーヒステリシスループを測定した処、図2に示
すように角形比が1で保磁力が2KOeの垂直磁化膜が
得られた。
【0026】この値は、単結晶GGG基板の上に直接に
ビスマス置換ガーネット膜を成膜中に結晶化させた従来
の方法により形成した光磁気記録媒体と同様な結果が得
られた。
【0027】このような本発明の光磁気記録媒体の製造
方法について述べる。前記したアルカリ金属を含有しな
い硼珪酸系ガラス(HOYA株式会社製、商品名;NA-40、旭
硝子株式会社製、商品名;AN 、Corning 社製、商品名;7
059)) よりなるガラス基板1を用いて、高周波マグネト
ロンスパッタ法により、スパッタガスとしてアルゴン
(Ar) ガスを用い、基板温度を300 ℃としてYIG(イ
ットリウム鉄ガーネット,Y3Fe5O12) の誘導体である非
晶質を0.1 μm の厚さに形成する。
【0028】この場合、上記した無アルカリ金属の硼珪
酸系ガラスの軟化点は約700 ℃程度と高く、前記した下
地層を結晶化する温度に耐え、かつ熱膨張率が5 ×10-6
/ ℃と高く、YIG膜に近接しているので、YIG膜を
熱処理後、冷却する際にクラックが入らない。
【0029】石英ガラスはYIG膜と熱膨張率が異なり
過ぎるので、該YIG膜を熱処理後、冷却する際にクラ
ック等が発生するので不適当である。次いで、この非晶
質膜を付けたガラス基板1を、窒素ガス雰囲気で昇温速
度を10℃/secとし、最高到達温度700 ℃としてこの温度
で2分間保持し、次いで窒素ガスで急冷することで、上
記非晶質膜を結晶化して下地層2を形成した。
【0030】この下地層の熱処理の加熱手段としては、
基板の温度を急速に上昇させるために赤外線ランプを用
い、かつ該基板をカーボン製のサセプタ上に設置して赤
外線の吸収効率を高め、ガラス基板の軟化を防止した。
【0031】この結晶化された下地層のYIG膜をX線
回折法で検査した処、YIGが単一相の状態で結晶化し
ており、異相は見られなかった。また400 倍の微分干渉
顕微鏡でYIG膜の表面を観察した処平滑な表面であっ
た。
【0032】次いでこの下地層2を形成したガラス基板
1を550 ℃の温度に保持し、該基板1上に高周波マグネ
トロンスパッタ法を用いて記録膜としてのビスマス置換
ガーネット膜よりなる記録膜3を形成した。このビスマ
ス置換ガーネット膜よりなる記録膜3は、本発明者が以
前に特開平2-239448号に於いて開示した方法を用いて形
成した。
【0033】つまり高周波2極マグネトロンスパッタ法
により、ターゲットとして見かけ上の組成がBi2DyGa0.7
Fe4.3O12のものを用い、スパッタガスとして酸素ガスを
容量で10%混入したアルゴンガスを用い、1Pa のガス圧
で成膜した。
【0034】このようにすることで、単結晶GGG基板
の上に直接にビスマス置換ガーネット膜を成膜中に結晶
化させた従来の方法により形成した光磁気記録媒体と同
様な光磁気記録媒体が得られた。
【0035】なお、本実施例の他に記録膜としてビスマ
ス置換ガーネット膜(Bi2DyGa0.8Fe4 .2O12)の代わりに、
Bi2DyGaFe4O12 の組成のビスマス置換ガーネット膜を用
いても良いし、また下地層としてYIG(イットリウム
鉄ガーネット,Y3Fe5O12) 膜の代わりに、Y3Ga2Fe3O12
のようなイットリウムガリウム鉄ガーネット膜や、YI
G膜の希土類元素のイットリウムを、他の希土類元素と
置換したRIG膜(Rは希土類元素)を用いても良い。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、記録
再生特性が良好で、かつ製造コストの低いビスマス置換
ガーネットの光磁気記録媒体が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光磁気記録媒体の断面図である。
【図2】 本発明の光磁気記録媒体の特性図である。
【符号の説明】
1 硼珪酸系ガラス基板 2 下地層 3 記録膜 4 コラム状微結晶

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板(1) 上にガーネット構造を有
    する下地層(2) を設け、該下地層(2) 上にビスマス置換
    ガーネットより成る記録膜(3) を設けたことを特徴とす
    る光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のビスマス置換ガーネット
    より成る記録膜(3)が、スパッタ法で成膜中に結晶化す
    る高温成膜法により形成されていることを特徴とする光
    磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の記録膜(3) のビスマス置
    換ガーネット膜が、一般式のBix R3-xM Y Fe5-Y O12 (O
    ≦X ≦3 、0 ≦Y <2)で表され、R はイットリウム、或
    いは希土類元素の中より選択した元素の内の少なくとも
    1 元素を、また上記Mは鉄元素と置換し得る元素である
    ことを特徴とする光磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の下地層(2) が、一般式の
    A x R3-xM Y Fe5-Y O12 (O≦X <1 、0 ≦Y <5)で表さ
    れ、A はビスマス、或いは鉛元素を示し、Rはイットリ
    ウム、或いは希土類元素の中より選択した元素の内の少
    なくとも1 元素を、また上記Mは鉄元素と置換し得る元
    素であることを特徴とする光磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のガラス基板(1) が、アル
    カリ金属を含有しない硼珪酸系ガラスであることを特徴
    とする光磁気記録媒体。
  6. 【請求項6】 ガラス基板(1) 上にスパッタ法でガーネ
    ット構造の誘導体である非晶質膜を成膜後、該基板を70
    0 ℃以下の温度で熱処理して前記非晶質膜を結晶化し、
    該結晶化した下地層(2) 上にビスマス置換ガーネット膜
    よりなる記録膜(3) を、スパッタ法を用い、かつ成膜中
    に結晶化する高温成膜法で形成することを特徴とする光
    磁気記録媒体の製造方法。
JP3219695A 1991-08-30 1991-08-30 光磁気記録媒体およびその製造方法 Withdrawn JPH0562835A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068485A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Fujitsu Limited 光磁気記録媒体およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068485A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Fujitsu Limited 光磁気記録媒体およびその製造方法

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Effective date: 19981112