JPH0619861B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、レーザー光を使用して情報の記録、再生及
び消去を行うことが出来る光磁気記録媒体に関するもの
である。

「従来の技術」 例えばＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏなどで代表される希土類
遷移金属の非晶質磁性体で作成した薄膜は、膜面に垂直
な方向に磁気異方性を持たせることが可能である。従っ
てこの種の希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜を透明基
板上に形成した光磁気記録媒体は、その記録密度を大幅
に向上させることが出来る。

一方非晶質磁性体薄膜を光磁気記録媒体に用いると磁性
体自体が書き換え可能な記録媒体であるために、書き換
え可能な光磁気記録媒体を構成可能で、且つ非晶質磁性
体薄膜を使用しているために結晶粒界に起因する雑音の
発生がない光磁気記録媒体が構成し得るという利点をも
具備している。このために、この種の希土類遷移金属の
非晶質磁性体薄膜は、書き換え可能な高密度光磁気記録
媒体として、例えばビデオデスクなどへの利用が従来か
ら望まれていた。

しかし、この種の希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜
は、その再生ＳＮ比が小さいという欠点を有する。光磁
気記録媒体において再生ＳＮ比を向上させるためには、
磁気カー効果による偏光面の回転角が大きく且つカーヒ
ステリシスループの角形性が可能な限り１に近づくこと
が必要である。即ち、磁界零における残留カー回転角が
飽和値におけるカー回転角に出来る限り近いことが望ま
れる。

従来から、この種の希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜
に対して、磁性体薄膜の組成や薄膜形成時のスパツタリ
ング条件がその再生ＳＮ比に与える影響が研究され、そ
の条件が色々と論じられている。

発明者等も、希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜に対し
てその組成やスパツタリングが条件の面からその再生Ｓ
Ｎ比を向上させようとして研究及びこの研究に基づく実
測を進めていたが、充分な再現性のある満足すべき結果
は得られなかった。

発明者等の研究の結果、透明基板上に希土類遷移金属の
非晶質磁性体薄膜を形成した光磁気記録媒体において
は、カーヒステリシスループの角形性を決定する重要な
因子の一つとして、薄膜の膜面部分と薄膜と透明基板と
の界面部分に分布形成される磁化方向が膜面に平行な面
内磁化層の存在があることが確認されていた。

しかし、この面内磁化層の存在が、カーヒステリシスル
ープの角形性に対してどのように定量的な影響を及ぼす
かについては従来は、明確には把握されていなかつた。

「発明の解決すべき問題点」 この発明では、透明基板上に希土類遷移金属の非晶質磁
性体薄膜が形成された光磁気記録媒体において、薄膜の
表面部分と薄膜と透明基板との界面部分に存在する面内
磁化層の再生ＳＮ比に対する定量的な関係を明確にし、
再生ＳＮ比を向上させるための透明基板上に形成される
希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜とこの面内磁化層と
の間の定量的な構成条件を提案する。

このようにして得られた希土類遷移金属の非晶質磁性体
薄膜と面内磁化層との定量的な関係を基にして構成され
たこの発明によると、磁気カー効果による偏光面の回転
角が大きく、且つカーヒステリシスループの角形性が優
れた光磁気記録媒体が得られる。

「発明の構成」 この発明では、透明基板上に希土類遷移金属の非晶質磁
性体薄膜が形成され、この非晶質磁性体薄膜の膜厚は８
００〜１０００Åに設定される。またこの発明では、非
晶質磁性体薄膜の表面及び非晶質磁性体薄膜と透明基板
との界面に形成される、磁化方向が膜面に平行な面内磁
化層部分の厚みが全体として４０Å乃至８０Åの範囲に
設定される。

非晶質磁性体薄膜の膜厚及び膜表面部分及び非晶質磁性
体薄膜と基板との境界面部分に形成される面内磁化層の
厚みをそれぞれ前述の範囲に設定することにより、この
発明ではカー回転角が増大し且つカーヒステリシスルー
プの角形性が向上する。

「実施例」 以下、この発明の光磁気記録媒体を、その実施例に基づ
き、図面を使用し、その製造法に従つて詳細に説明す
る。

透明基板上に希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜が形成
され、この非晶質磁性体薄膜の膜厚が８００〜１０００
Åに選定される。

透明基板としては、実施例では一例としてソーダケイ酸
ガラスが使用され、この透明基板上に希土類遷移金属と
して第１の実施例においてはＴｂＦｅを用い、このＴｂ
Ｆｅの非晶質磁性体薄膜を高周波スパツタリング法によ
りソーダケイ酸ガラスの透明基板上に作成する。この場
合のスパツタリング法に使用するターゲツトにはＦｅ基
板上にＴｂのチツプを載置した複合ターゲツトが使用さ
れる。非晶質磁性体薄膜の作成雰囲気はアルゴンガスの
不活性気体雰囲気とし、このアルゴンガスの圧力は３〜
８Ｐａに保持される。

このような作成雰囲気下でスパツタ中に基板表面温度を
ほゞ３００゜K〜６００゜K０に保持し、供給電力を５０
Ｗ〜１００Ｗとして高周波スパツタリング法により、透
明基板上にＴｂＦｅの薄膜を最初その膜厚が２０００Å
になるように形成する。

このように透明基板上にＴｂＦｅの薄膜をその膜厚が２
０００Åになるように形成した状態から、逆スパツタリ
ング法によつてＴｂ−Ｆｅ薄膜の膜厚を減少させて行
き、膜厚がそれぞれ１６８０Å、１３５０Å、１１６０
Å、８９０Å及び７００Åの非晶質磁性体薄膜を形成す
る。この場合における膜厚の測定には、幅がほゞ１mmの
エツジを作成し、接針式の膜厚計を使用して膜厚の測定
を行つた。

このようにして得られたそれぞれの膜厚を有するＴｂ−
Ｆｅ非晶質磁性体薄膜に対して、カーヒステリシスルー
プを実測すると、それぞれ第１図(A)乃至(E)に示すよう
な結果が得られる。第１図(A)乃至(E)は、それぞれＴｂ
−Ｆｅ非晶質磁性体薄膜の膜厚が、１６８０Å、１３５
０Å、１１６０Å、８９０Å及び７００Åの場合に得ら
れるカーヒステリシスループである。

膜厚１６８０Åでは、、カーヒステリシスループの角形
性は良好とは言えないが、逆スパツタリングによりＴｂ
−Ｆｅ非晶質磁性体薄膜の厚みが減少させて行くと、膜
表面に存在する、磁化方向が膜面に平行な面内磁化部分
が減少して行き、第１図(B)、(C)、(D)では、図示のよ
うにカーヒステリシスループの角形性が向上して行く。

しかし、さらにＴｂ−Ｆｅ非晶質磁性体薄膜の膜厚を減
少させて、第１図(E)に示すように７００Åにすると、
再び角形性の劣化が任められる。これは、透明基板との
界面部分に存在する磁化方向が膜面に平行な面内磁化層
部分の影響が現われるものである。

Ｔｂ−Ｆｅ非晶質磁性体薄膜の表面と非晶質磁性体薄膜
と基板との界面にこのように角形性を劣化させる面内磁
化層が比較的多く形成されるのは、膜面及び非晶質磁性
体薄膜と基板との界面において酸化が生じているためと
考えられる。

この酸化の度合は、希土類遷移金属の非晶質磁性体にお
いては希土類元素が遷移金属に先立つて酸化されるため
発明者等の実測の結果では希土類元素の遷移元素に対す
る割合に依存することが確認されている。第１図に示す
実施例においては酸化の度合はＴｂＦｅのＴｂの割合に
依存し、この場合のＴｂＦｅ中のＴｂの比率である１５
〜３０原子％程度となつている。

第１図(A)乃至(E)に対応する膜厚のＴｂ−Ｆｅ非晶質磁
性体薄膜に対して発明者等により実測された非晶質磁性
体薄膜の膜厚とカー回転角との関係は第３図の曲線Ｃ₁
乃至Ｃ₄のようになる。第３図において測定の対象とし
た非晶質磁性体薄膜の組成はＴｂ₁₅Ｆｅ₈₅である。ここ
でＣ₁乃びＣ₂は非晶質磁性体薄膜の表面に薄膜の作成当
初から膜厚がほゞ４００Åの面内磁化層を形成した場合
であり、Ｃ₃及びＣ₄は薄膜の作成当初には、このような
面内磁化層を形成しない場合である。またＣ₁及びＣ₄は
非晶質磁性体薄膜の膜厚を当初ほゞ１２００Åとし、こ
の状態から膜厚を減少させ、Ｃ₂及びＣ₃は非晶質磁性体
薄膜の膜厚を当初ほゞ２０００Åとし、この状態から膜
厚を減少させそれぞれ測定を行つたものである。即ちＣ
₁及びＣ₂においてはＴｂ−Ｆｅ非晶質磁性体薄膜の表面
に当初形成されていた膜厚が４００Åの面内磁化層が次
第に削り取られた状態で、それぞれの膜厚ｔに対するカ
ー回転角θ_kが測定されている。

第３図において、曲線Ｃ₃，Ｃ₄は表面に面内磁化層部分
を積極的に形成せず、薄膜が均一に作成されたＴｂ−Ｆ
ｅ非晶質磁性体薄膜に対して同様に膜厚を減少させなが
ら、それぞれの膜厚に対して得られた膜厚とカー回転角
との関係を示す曲線である。

第３図の実測結果から明らかなように、表面に面内磁化
層部分を積極的に形成する場合もまた表面にこの面内磁
化層部分を積極的に形成しない場合のいずれにおいて
も、膜厚が１０００Å〜７００Åの範囲においてカー回
転角に極大値が存在する。このようにカー回転角に対し
て極大値が存在するのは、この膜厚部分において、反射
率の低下により生ずる干渉によるエンハンス効果が影響
するものと考えられる。

第４図は、発明者等により実測されたＴｂ−Ｆｅ非晶質
磁性体薄膜の膜厚ｔに対する反射率Ｒの関係を示すもの
で、第３図のＣ₂に対応するものを対象とし、その組成
はＴｂ₁₅Ｆｅｂ₈₅である。明らかに膜厚が1000Åを越え
た位置において反射率Ｒの極小値が認められる。

この場合の反射率の測定に際しては、被検体であるＴｂ
−Ｆｅ非晶質磁性薄膜に対して、５mwのレーザー光を入
射レーザー光として照射させ、被検体から反射して出射
される反射レーザー光の電力を測定し、入射レーザー光
に対する反射レーザー光の電力比を測定し、これらの電
力比から反射率を算定したものである。

発明者等の実測によると、第１図(A)に示す最初の状態
では、薄膜表面と基板との境界面にそれぞれ形成される
面内磁化層の全体の厚みが１６０Å程度であつた。第１
図(B)及び(C)の状態では、薄膜表面と基板との境界面に
それぞれ形成される面内磁化層の全体の厚みは８０Å〜
５０Å程度であつた。

各種の希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜についての実
測の結果、薄膜表面と基板との境界面にそれぞれ形成さ
れる面内磁化層の全体の厚みが、非晶質磁性体薄膜の膜
厚の１０％以上になるとカーヒステリシスループの角形
性が劣化することが確認された。

基板に対して洗滌処理を施して基板との界面での酸化を
可能な限り減少させても、この境界部分では酸化が生じ
面内磁化層が形成される。また非晶質磁性体薄膜の表面
には、積極的に面内磁化層を形成しなくても、酸化によ
つて面内磁化層が形成される。従つて、これらの面内磁
化層は全く除去することは出来ず、発明者等の実測によ
ると最も面内磁化層も減少させた状態でも、全体で２０
Å程度の厚みの面内磁化層が形成されることが確認され
た。

一方、発明者等の実測の結果、この面内磁化層が僅かに
存在すると垂直磁化の記録保持が安定化することが確認
されている。これは、垂直磁化の記録が磁界がループ化
することにより安定に保持されるためと考えられてい
る。発明者等の実測によると非晶質磁性体薄膜の膜厚が
８００Å乃至１０００Åに対して、面内磁化層全体の厚
みが４０Å乃至８０Åであると磁気カー効果による偏光
面の回転角が大きく且つカーヒステリシスループの角形
性が優れた希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜が得られ
ることが確認された。

第２図(A)乃至(E)に示すのは、この発明の第２の実施例
であり、この第２の実施例では希土類遷移金属としてＴ
ｂＦｅＣｏを用い、このＴｂＦｅＣｏの非晶質磁性体薄
膜をソーダケイ酸ガラスの透明基板上に高周波スパツタ
リング法により作成する。

この第２の実施例における希土類遷移金属の非晶質磁性
体薄膜の作成条件は、すべに説明した第１の実施例の場
合と同様なのでその重複説明は省略する。なお、第２図
(A)乃至(E)は、それぞれＴｂＦｅＣｏ非晶質磁性体薄膜
の膜厚が１６００Å、１３００Å、１０４０Å、９５０
Å及び７１０Åの場合にそれぞれ得られるカーヒステリ
シスループである。

この第２の実施例においても第１の実施例と同様の特性
が認められ、膜厚１６００Åではカーヒステリシスルー
プの角形性は良好とは言えないが逆スパツタリングによ
り膜厚を減少させて行くと、膜表面部分に存在する磁化
方向が膜面に平行な面内磁化層が減少して、第２図(B)
(C)(D)にそれぞれ示すように、カーヒステリシスループ
の角形性が向上して行く。

しかし、さらにＴｂＦｅＣｏ非晶質磁性体薄膜の膜厚を
減少させると、膜厚７１０Åに対応する第２図(E)で明
らかなように再び角形性が劣化する。これは、第１の実
施例の場合と同様に非晶質磁性体薄膜と透明基板との界
面に存在する磁化方向が面に平行な面内磁化層部分の影
響が現われているからである。

膜表面部分及び非晶質磁性体薄膜と透明基板との界面部
分で生じ易い酸化により、これらの部分に面内磁化層が
存在すること、この酸化の度合が希土類元素の遷移元素
に対する割合に依存していることも、第１の実施例の場
合と同様に発明者等により確認されている。

また、面内磁化層全体の厚みが非晶質磁性体薄膜の膜厚
の１０％を越えると、カーヒステリシスループの角形性
が劣化することも第１の実施例と同様に確認されてい
る。

さらに発明者等の実測の結果、非晶質磁性体薄膜の膜厚
とカー回転角との関係、非晶質磁性体薄膜の膜厚と反射
率との関係のいずれにおいても、第２の実施例は第１の
実施例と同様の傾向にあることが確認されている。

「発明の効果」 各実施例において確認されたように、この発明によると
透明基板上に形成される希土類遷移金属の非晶質磁性体
薄膜の膜厚８００Å〜１０００Åに設定し、薄膜の表面
及び透明基板との界面に形成される面内磁化層部分の厚
みを４０Å乃至８０Åを越えないようにして薄膜を形成
することにより、所望の特性を有する光磁気記録媒体が
得られる。

即ち、このようにすると再生カー回転角が大となり、し
かもカーヒステリシスループもその角形性が優れたもの
となり、優れた動作特性を有し再生ＳＮ比が向上した光
磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)乃至(E)は、この発明の光磁気記録媒体の第１
の実施例における希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜の
各膜厚にそれぞれ対応するカーヒステリシスループ曲線
を示す図、第２図(A)乃至(E)はこの発明の光磁気記録媒
体の第２の実施例における希土類遷移金属の非晶質磁性
体薄膜の各膜厚にそれぞれ対応するカーヒステリシスル
ープ曲像を示す図、第３図は第１の実施例と同一組成の
希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜に対する膜厚とカー
回転角との関係を示す図、第４図は第１の実施例と同一
組成の希土類遷移金属の非晶質磁性体薄膜に対する膜厚
と反射率との関係を示す図である。 ｔ：膜厚、θ_k：カー回転角、Ｒ：反射率。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に希土類遷移金属の非晶質磁性
   体薄膜が形成され、前記非晶質磁性体薄膜の表面及び前
   記非晶質磁性体薄膜と前記透明基板との界面に磁化方向
   が前記膜面に平行な面内磁化層が形成された光磁気記録
   媒体において、前記非晶質磁性体薄膜の膜厚が８００Å
   乃至１０００Åに設定され、前記面内磁化層全体の厚み
   が４０Å乃至８０Åに設定されてなることを特徴とする
   光磁気記録媒体。