JPH0752528B2 - 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〕 本発明は、映像記録や大容量データフアイル等に使用さ
れる光磁気記録媒体に関し、光磁気記録媒体のC/N及び
保存安定性を向上させることに関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕 高密度で大容量であること、記録再生ヘツドと非接触で
あることさらに消去、再記録が容易であること等多くの
特徴を有する光磁気記録媒体は大容量データフアイルや
映像記録の記録媒体として、近年その開発実用化が活発
に進められている。そしてその形態は、基板上に希土類
金属及び遷移金属等を主体とする薄膜の記録層を設けた
ものが光磁気記録特性が優れており、希土類金属と遷移
金属との合金の薄膜を記録層とするもの希土類金属薄膜
と遷移金属薄膜とを交互積層膜を記録層とするものが提
案されている。

ところが、希土類及び遷移金属の薄膜は特に希土類金属
が極めて酸化され易いために、記録層の特性が経時で劣
化し易いという問題があつた。この問題を改良するため
に、従来から多くの提案がなされており、例えば、特開
昭57−27495号公報、特開昭62−28753号公報、特開昭59
−121368号公報、特開昭60−80144号公報等に開示され
ているようにSiN,Al₂O₃,SiO₂,ZnS,AlN,AlSiNもしくはこ
れらの素材の混合物等の誘電体の薄膜を希土類金属や遷
移金属を主体とする記録層の上下に保護層として誘電体
の薄膜を設けて希土類金属及びや遷移金属を主体とする
薄膜の酸化を防止し光磁気記録媒体の保存安定性を確保
する方法、あるいは、実務表面技術、32巻（No.5）、22
8頁（1985）、日本応用磁気学会誌、11巻（No.2）、197
頁（1987）、特開昭49−60643号公報、特開昭59−96714
号公報、特開昭58−199456号公報、特開昭62−293537号
公報に開示されているように希土類遷移金属の薄膜中に
Pt,Cr,Al,Ti等の金属を添加する方法等が提案されてい
る。

しかしながら、前記誘電体保護層においては、経時によ
つて保護層内を酸素や水が透過して記録層を腐食してし
まつたり、また保護層中にできたピンホールやクラツク
から酸素や水が侵入して記録層を腐食してしまうことも
あつた。

また、前記誘電体保護層を厚くすることにより保護層と
しての効果は増大するが、光磁気記録媒体に反りやクラ
ツクを発生させる原因となつたりした。

他方、記録層中にCr,Al,Ti等の金属を添加する方法にお
いては、金属の添加により、記録層の耐腐食性は増大し
上記の誘電体保護層と併用することによつて、かなりの
効果を挙げることができる。

しかしながら、耐腐食性に効果が認められるほど金属を
添加すると、記録層の静磁気特性が劣化してカー回転角
（θｋ）がかなり低下し、C/Nの優れた光磁気記録媒体
を得ることができないという問題があつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であり、特に記録層を改良することによつて耐腐食性と
C/Nのともに優れた光磁気記録媒体を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記本発明の目的は、基板上に主として希土類金属と遷
移金属とよりなる記録層を有する光磁気記録媒体であっ
て、該記録層は希土類金属薄膜と遷移金属薄膜とが夫々
２層以上交互に積層された交互積層膜であり且つ該遷移
金属薄膜中には、Cr,Al,Tiの中から選ばれた少なくとも
１種の金属が含有されるようにした光磁気記録媒体にお
いて、上記記録層の最上層と最下層を遷移金属薄膜によ
り構成したことを特徴とする光磁気記録媒体により達成
される。

本発明の光磁気記録媒体の構成の一例を以下に説明す
る。第１図の基板１上に希土類金属薄膜２及び遷移金属
薄膜３とが夫々２層以上交互に積層した交互積層膜の記
録層４が成膜されている。そして、記録層４の上下には
記録層４を挾むかたちで誘電体保護層５及び６が設けら
れる。第１図には、図示していないが、更に記録層４誘
電体保護層５及び６の全体を覆つて、樹脂の保護層が設
けられることもある。

そして、本発明においては、記録層４の耐腐食性を改良
するためにCr,Al,Ti等の金属が前記遷移金属薄膜３の中
に含有されている。そのため、記録層４の耐腐食性を増
大させることができる。さらに、なお好ましいことには
従来の技術のように例えば合金となつて希土類金属と遷
移金属が一層に共存している記録層にCr,Al,Tiを添加す
る場合よりも少量で記録層の耐腐食性を高めることがで
きるので、従来問題であつた、静磁気特性の劣化がほと
んどなく、Cr,Al,Tiの金属を添加してもカー回転角（θ
ｋ）の低下は少なく、保存安定性、C/Nともに優れた光
磁気記録媒体を得ることができる。

本発明においては、Cr,Al,Ti中から選ばれた少なくとも
１種の金属を前記遷移金属薄膜３に添加するだけで前記
希土類金属薄膜２の方に添加しなくとも充分に耐腐食性
を向上させることができる。前記遷移金属薄膜３自身の
耐腐食性を向上させているだけではなく、前記遷移金属
薄膜３と隣接している前記希土類金属薄膜２の保護層と
しても作用してその耐腐食性を高めているものと考えら
れる。

本発明の光磁気記録媒体の遷移金属薄膜中に含有するC
r,Al,Tiの中でもCrが特に優れている。

本発明の光磁気記録媒体は、スパツタ法により基板上に
記録層を形成する光磁気記録媒体の製造方法において、
前記基板を所定の真空度に保たれたスパツタ室内でスパ
ツタ粒子の混ざり合いをできるだけ防止するために互い
に隔てられて配置されている希土類金属からなる第１タ
ーゲツトと遷移金属及びCr,Al,Tiの中から選ばれた少な
くとも１種の元素とからなる第２ターゲツトの上を所定
の距離で対向させて一定の速度で連続的に且つ交互に通
過させ、前記第１のターゲツトと前記第２のターゲツト
を同時に且つ連続してスパツタすることにより希土類金
属薄膜と遷移金属薄膜とが夫々２層以上交互に積層され
た交互積層膜であり且つ該遷移金属薄膜中には、Cr,Al,
Tiの中から選ばれた少なくとも１種の元素が含有されて
いる記録層を形成することを特徴とする光磁気記録媒体
の製造方法で得ることができる。

すなわち、第２図において、スパツタ室７内に希土類金
属からなる第１ターゲツト８から発生するスパツタ粒子
９と遷移金属及びCr,Al,Tiの中から選ばれた少なくとも
１種の元素とからなる第２ターゲツト10から発生するス
パツタ粒子11の混ざり合いをできるだけ防止するために
互いに隔てられた配置されている前記第１ターゲツト８
と第２ターゲツトの上を前記の２種のターゲツト10と対
向し且つ平行した位置関係で配設されている基板ホルダ
ー12に固定された基板13が前記基板ホルダー12の回転に
よつて一定の速度で且つ交互に通過することによつて、
前記スパツタ室７内を所定の真空度にし且つスパツタ用
電源14及び15から所定の電力を前記ターゲツト８及び10
に印加して前記第１ターゲツト８と前記第２ターゲツト
10を同時に且つ連続してスパツタすることで、前記基板
13上に希土類金属薄膜２と前記遷移金属薄膜３とが交互
に積層された交互積層膜の記録層を形成することができ
る。

本発明の前記記録層４をその厚み方向に沿つて組成が周
期的に変化していることがＸ線散乱強度を測定すること
で確認できる。そのとき測定される周期を記録層の積層
周期λとする。また、前記希土類金属薄膜及び前記遷移
金属薄膜夫々１層の厚さは、別途ターゲツト８又はター
ゲツト10を単独に働かせて、希土類金属薄膜の単一層及
び遷移金属薄膜の単一層を作成したときのスパツタ条件
（基板ホルダーの回転数、ターゲツトへの投入電力及び
スパツタ時間等）と膜厚の関係から求めることもできる
し、また得られた交互積層膜の組成分析から求めること
もできる。

本発明の光磁気記録媒体の積層周期λは、６乃至60Aが
望ましく、特に望ましくは、10A乃至30Aである。積層周
期λがあまり小さくなると交互積層膜にした効果が小さ
くなり、Cr,Al,Tiの金属をかなり添加しないと耐腐食性
が改良されず、耐腐食性に効果が表われるほど添加する
と静磁気特性が低下する。すなわち、耐腐食性と静磁気
特性とが両立しなくなる。逆にあまり大きくなると、遷
移金属単一層の存在による面内成分を現れ始めて垂直磁
化膜が得られなくなるので好ましくない。

前記希土類金属薄膜及び前記積層周期の厚さは、３乃至
30Aであることが好ましい。3Aより小さいと積層周期の
場合と同様に交互積層膜にして且つ一方の遷移金属薄膜
の層だけにCr,Al,Tiから選ばれる少なくとも１種の金属
を添加することによつて前記記録層の耐腐食性と静磁気
特性とを両立させ、保存安定性、C/Nともに優れた光磁
気記録媒体の提供という本発明の目的が達成できなくな
る。30Aよりも大きくなると、垂直磁気異方性が低下し
て角型性の優れた垂直磁化膜ができなくなる。前記希土
類金属薄膜のさらに望まいし膜厚は５乃至15Aであり、
前記遷移金属薄膜の膜厚は５乃至20Aである。

ところで、本発明の光磁気記録媒体においては記録層の
最上層と最下層にCr,Al,Tiの中から選ばれた少なくとも
１種の金属が含有されている前記遷移金属薄膜が配置さ
れた構成の交互積層膜記録層としている。このような態
様の記録層とすることによつて本発明の目的である光磁
気記録媒体の保存安定性をより一層効果的に高めること
ができる。

遷移金属薄膜中に含有されるCr,Al,Ti等の金属の添加量
は、記録層全体の0.5乃至15原子％であることが望まし
く、特に望ましくは、５乃至10原子％である。0.5原子
％未満では、記録層の耐腐食性改良の効果はあまりな
く、15原子％を越えるとカーヒステリシスループでみた
ときの角型性が低下し、カー回転角（θｋ）の減少もみ
られた。Cr,Al,Tiの含有量は、記録層を蛍光Ｘ線法、IC
P発光分光分析法等によつて求められる。

そして、Cr,Al,Tiの金属の添加量のコントロールは、前
記第２のターゲツト中におけるCr,Al,Tiの含有量を調節
することによつてなされる。すなわち、遷移金属との合
金にしてその中の組成を調節したり、遷移金属ターゲツ
ト上に適当量のCr,Al,Ti金属のチツプを配して調節す
る。

本発明における、希土類金属薄膜用の組成として、Tb,G
d,Dy,Nd,Sm等の重希土類金属もしくは軽希土類金属の単
独もしくは合金である。なかでも、Tb,Gd,Dy,Nd,TbDy,T
bNd,TbGd,NdDy等が好ましい。遷移金属薄膜の組成は、
通常は、FeCr,CoCr,FeCoCr合金でありNiが含まれていて
もよい。

本発明の光磁気記録媒体は、保存安定性を優れたものと
するために記録層の上下に記録層と隣接させて誘電体保
護層を設けることが望ましい。例えばSiOx,SiNx,AlNx,S
iAlON及びAlNOx等の酸化物、窒化物及び硫化物等の誘電
体が好ましい。

この誘電体保護層の厚さは通常400A乃至2000Aである。

本発明で用いる前記基板としては、通常ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、エポキシ、ガラス等が
用いられる。

本発明の光磁気記録媒体は、前記基板上に通常スパツタ
リング法によつて誘電体保護層、記録層が積層される順
に従つて成膜される。スパツタリング法としては、公知
の種々の方法を用いることができるが、マグネトロンス
パツタリング法が最も一般的である。

以下の、実施例をもつて、本発明の新規な特徴をさらに
具体的に説明する。

〔実施例−１〕 真空ポンプにより排気を行い、第２図のスパツタ室７内
の真空度を3X10^-7Torrにし、次いでアルゴンガスを所定
の圧になるまでガス導入口16より前記スパツタ室７内に
導入した。別途、案内溝付きの130φ、厚さ1.2mmのポリ
カーボネート基板を基板ホルダー12上に固定し、前記基
板ホルダー12を13rpmで回転させる。次いで、SiAlNO焼
結体のターゲツトに1kWのRFの電力を印加して、前記基
板上にまず誘電体保護層５として900Aの膜厚のSiAlNOの
薄膜を成膜した。次に、Tbの希土類金属の第１ターゲツ
ト８にRF390Wの電力を、（Fe₈₅Co₁₅）₉₃Cr7合金の第２
ターゲツト10にDC1300Wの電力を同時に印加して２元同
時スパツタを行い、希土類金属薄膜２及び遷移金属薄膜
３の交互積層膜の記録層４を900Aの厚さで上記SiAlNOの
薄膜の誘電体保護層５の上に形成した。この交互積層膜
の記録層の成膜の際前記基板ホルダー12の回転数を第１
表のように変えることによつて積層周期λの値を変え
た。さらに、前記記録層の上に前記誘電体保護層５の成
膜と同一の条件で誘電体保護層６を1000A形成して、本
発明の光磁気記録媒体の試料を得た。

なお、積層周期λは、小角Ｘ線散乱法により、また希土
類金属薄膜及び遷移金属薄膜の厚さは夫々単一の層にお
いてスパツタ速度と基板の回転数との関係を求めてお
き、スパツタ速度と基板の回転数を制御することにより
設計値として求めた。

〔比較例−１〕 実施例−１において、遮蔽板12を取り除き且つ記録層４
の成膜時の基板ホルダー12の回転数を60rpmとした。そ
れ以外の条件は実施例−１と同一にして、試料Ｄを得
た。

このとき、記録層には、積層周期が認められず従つて希
土類金属と遷移金属均一に混合した単一層になつている
と考えられる。

〔実施例−２〕 実施例−１において、第２ターゲツトを第２表に示す組
成の合金に変えた。それ以外の条件は実施例−１と同一
にして光磁気記録媒体の試料を得た。

〔比較例−２〕 実施例−１において、第２ターゲツトの合金組成からCr
を除きFe₈₅Co₁₅の組成の合金に変えた。それ以外の条件
は実施例−１と同一にして光磁気記録媒体の試料Ｇを得
た。

〔実施例−３〕 実施例−１において、誘電体保護層５を形成した後、ま
ず第２ターグツトだけを働かせて遷移金属薄膜を約12A
の厚さで形成した後に希土類金属薄膜の膜厚が8A、遷移
金属薄膜の膜厚が12Aとなるようにターゲツトに印加す
る電力及び回転数を選択して希土類金属薄膜と遷移金属
薄膜の交互積層膜を形成し、しかる後、再び第２ターゲ
ツトだけを働かせて遷移金属薄膜を約12Aの厚さで形成
し記録層の最上層とした。その他の条件は実施例−１と
同一にして、本発明の光磁気記録媒体の試料Ｈを得た。

なお、試料Ｈの積層周期λは、20.3AであることがＸ線
回折図形より確認できた。

以上のようにして得られた、光磁気記録媒体の試料につ
いて、静磁気特性及びC/N、BER等の動特性の評価、並び
に80℃90％RHの高温高湿の条件下に2000時間放置したと
きの動特性の変化を測定することによつて保存安定性を
評価した。

なお、静磁気特性の測定は、波長830nmのレーザーダイ
オードによるカーループヒステリシストレーサーによつ
て、動特性の測定は、1800rpm、3.7MHzのＲ＝30乃至35m
mの条件で行つた。

評価結果を第２表及び第３表に示す。

〔発明の効果〕 記録層が交互積層膜となつていない比較例−１の試料Ｄ
では、本発明の実施例−１の試料ＡからＣの光磁気記録
媒体に比較して静磁気特性、保存安定性ともに劣つてい
た。また、遷移金属薄膜中にCr,Al,Ti等の金属がない場
合も（試料Ｇ）性磁気特性は本発明の光磁気記録媒体と
同程度の特性であつたが、保存安定性がかなり劣つてい
た。特にBERの増大が著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光磁気記録媒体の断面図である。 第２図は、本発明の光磁気記録媒体の製造装置を示す図
である。 １、13……基板 ２……希土類金属薄膜 ３……遷移金属薄膜 ４……記録層 ５、６……誘電体保護層 ７……スパツタ室 ８……第１ターゲツト ９、11……スパツタ粒子 10……第２ターゲツト 12……基板ホルダー 14、15……スパツタ用電源 16……ガス導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−108112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−77155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−23443（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に主として希土類金属と遷移金属と
   よりなる記録層を有する光磁気記録媒体であって、該記
   録層は希土類金属薄膜と遷移金属薄膜とが夫々２層以上
   交互に積層された交互積層膜であり且つ該遷移金属薄膜
   中には、Cr,Al,Tiの中から選ばれた少なくとも１種の金
   属が含有されてなる光磁気記録媒体において、 前記記録層の最上層と最下層が遷移金属薄膜であること
   を特徴とする光磁気記録媒体。