JPH076417A - 光磁気記録媒体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】基板上に誘電体層、磁性体からなる記録層をス
パッタ法により順次積層する際、誘電体層の記録層側部
分の成膜を、基板側部分の成膜時より低いガス圧下で成
膜する光磁気記録媒体の製造法。 【効果】この製造法によって、Ｃ／Ｎ比の磁場依存性が
良く、基板の反り角の小さな良好な光磁気記録媒体を効
率良く製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザー光を用い情報の
記録、再生、消去を行う光磁気記録媒体の製造法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増大にともないコンピュ
ータの外部メモリーとしての書換え可能型記録媒体の大
容量化が進んでいる。そのひとつの手段として情報の記
録及び消去をレーザー光による加熱と外部磁場の印加に
より磁性体層の磁化方向を変えることで行い、記録され
た情報を磁気カー効果による光の偏光面の回転を利用し
て読み出す方式を用いた光磁気ディスクが実用化されて
いる。

【０００３】この光磁気記録媒体は、記録層として用い
られる希土類金属−３ｄ遷移金属合金の磁気光学効果を
光の干渉効果により大きくするため誘電体保護層及び反
射層を組み合わせたディスク構造が一般に用いられてい
る。上記の目的に用いられる誘電体保護層は、屈折率が
大きく光の透過率が大きいことと共に、記録層を保護す
る効果に優れていることが求められ、その様な材質とし
てＳｉＮ、ＳｉＮＨ、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等が知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、光磁気ディスク
装置の磁気ヘッドの小型化や省電力化のために、又、磁
界変調ダイレクトオーバーライトへの対応のため、記録
媒体にはより一層の磁界感度の向上が求められている。
この問題点の解決法の一つとして、成膜条件を制御し下
地誘電体層が緻密でかつ表面が平滑なものとすることが
有効である。

【０００５】ここで問題となるのは、このような条件で
誘電体層を形成すると膜の内部応力が大きくなるため、
成膜後の基板に反りが生じる点にある。基板の反りが大
きいと情報記録再生時のトラッキングやフォーカシング
が困難になる。又、膜の内部応力が適正でない場合は膜
の剥離やクラックが発生しやすくなる等、記録媒体の耐
久性にも問題が生じる。すなわち下地誘電体の成膜条件
は磁気媒体の耐久性やトラッキング、フォーカシング特
性に密接に関連し、磁界感度の見地のみから条件等を選
ぶことは出来ず、高磁界感度かつ耐久性に優れ、しかも
基板の反り角を低減した光磁気記録媒体を効率良く製造
することは困難であった。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、高磁界
感度と高Ｃ／Ｎ比を有し、かつ基板の反り角が小さい良
好な機械特性を有する光磁気記録媒体を効率良く製造す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】種々のガス圧でスパッタ
成膜した誘電体保護膜の膜表面形状をＳＥＭやＡＦＭで
観察すると、低いガス圧で成膜したものの表面は平滑で
あり、高いガス圧で成膜したものは表面に凹凸が見られ
る。このような凹凸のある下地の上に記録層を成膜した
記録媒体では磁壁のスムーズな移動が妨げられるため磁
界感度が悪化し、低磁界で記録したときにＣ／Ｎ比の低
下が大きくなる。

【０００８】一方、誘電体層を低いガス圧でスパッタ成
膜したものは表面が平滑で良好な磁界感度が得られるも
のの、膜応力が大きいため基板の反り角が増大し、フォ
ーカシングやトラッキング特性を悪化させる。

【０００９】本発明者らは上記した性質について種々検
討した結果、基板上に誘電体からなる保護層、磁性体か
らなる記録層（磁性層）、および反射層とからなる多層
構造の記録膜を有する光磁気記録媒体をスパッタ法によ
り製造する際、ガス圧力を調節することにより高磁界感
度と良好なフォーカシング、トラッキング特性を併せ持
つ光磁気記録媒体を製造できることを見出した。

【００１０】即ち本発明は、基板上に少なくとも誘電体
からなる保護層及び磁性体からなる記録層をスパッタ法
により積層して成膜する光磁気記録媒体の製造法におい
て、前記保護層の記録層（磁性層）側部分の成膜を、同
じく基板側部分の成膜時より低いガス圧下で成膜するこ
とを特徴とする光磁気記録媒体の製造法に関する。

【００１１】次に、本発明をさらに詳細に説明する。図
１は本発明で得た光磁気記録媒体の断面を示す図であ
る。この光磁気記録媒体は記録・再生が基板側から行わ
れることを前提としており、透明基板１上に第１誘電体
層２、３、記録層４、第２誘電体層５および反射層６が
この順序に積層されたものである。

【００１２】次に本発明の成膜方法について説明する。
透明基板上に第１誘電体層を成膜するが、この層は、通
常ＳｉＮ層で構成される。成膜は、例えばＳｉターゲッ
トを用いＡｒ＋Ｎ₂ ガスを用いたＲＦ反応スパッタ法な
どの通常の方法で行う。第１誘電体層中の２は、後述す
る比較的高いガス圧のもとに成膜した層で、同３はそれ
よりも低いガス圧のもとに成膜した層である。

【００１３】前記真空槽中のガス圧の設定はＡｒガス流
量を固定し排気系のバルブ開度の調整で行い、成膜する
誘電体層膜の屈折率はＮ₂ ガス流量を調整して行う。

【００１４】第２誘電体層は、例えばＳｉターゲットを
用いＡｒ＋ＮＨ₃ ガスを用いたＲＦ反応スパッタ法でＳ
ｉＮＨ膜を形成するなどして成膜することができる。
又、反射層は、通常ＡｌターゲットをＡｒガスを用いＤ
Ｃスパッタすることで形成することができる。

【００１５】本発明で用いる誘電体層の材質は上記した
ものに限定されるものではなく、第１誘電体層としてＳ
ｉＮＨ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＡｌＯＮ等、或いは
それ以外の酸化物を用いても同様の効果が得られ、また
第２誘電体層に関しても同様である。

【００１６】本発明は、前記した成膜方法において、第
１誘電体層の成膜の際、基板側部分（図１の２の部分）
の成膜時のガス圧と、記録層側部分（図１の３の部分）
の成膜の際のガス圧とで差を持たせて、即ち後者の成膜
の際のガス圧を前者の成膜の際のガス圧より低いガス圧
下で成膜することが必須である。

【００１７】第１誘電体層の基板側部分（図１の２の部
分）の成膜は、まず前記したようにＳｉターゲットを用
いＡｒおよびＮ₂ ガスを用いたＲＦ反応スパッタ法など
の通常の方法で行なうが、この際のガス圧は成膜装置や
成膜速度にもよるが、例えば０．４〜２Ｐａ、好ましく
は０．５より高い圧力〜２Ｐａである。

【００１８】次いで、第１誘電体層の記録層側部分（図
１の３の部分）の成膜を行うが、この場合基板側部分の
成膜時より低いガス圧で成膜を行う。この際の成膜圧力
は０．０５〜０．５Ｐａが好ましく、この範囲より低い
と、通常のスパッタ装置ではスパッタリングが不安定に
なることがあり、また、この範囲より高いと磁界感度が
不充分なものとなり好ましくない。

【００１９】第１誘電体層の全体の膜厚は５００〜１５
００Ａ、又、第２誘電体層の全体の膜厚は１５０〜５０
０Ａである。

【００２０】本発明では第１誘電体層の低ガス圧成膜部
分（図１中の３の部分）の厚みは１００オングストロー
ム程度以上あれば磁界感度向上の効果が見られる。しか
し、この部分の厚みが第１誘電体層全体の厚みの３分の
２以上になると積層による基板反り角の低減効果が少な
くなるので、図１中の３の部分の厚みとしては１００オ
ングストロームから第１誘電体層全体の厚みの３分の２
以下が一つの目安となる。

【００２１】又、本発明では第１誘電体層の形成を２分
割ではなく３分割以上に分けて成膜する事も可能であ
る。ただし、その場合においても誘電体層のうち記録層
に接する部分が他の部分よりも低いガス圧下で成膜され
ることが必須である。

【００２２】記録層の成膜は、記録層を構成する成分、
例えば、ＴｂとＦｅＣｏの各ターゲットをＡｒガスを用
いて同時にＤＣスパッタを行い、基板が各ターゲット上
を交互に通過するように回転することでＴｂＦｅＣｏ合
金膜を形成することができる。

【００２３】記録層としては、上に例示したＴｂＦｅＣ
ｏの他にＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、
ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣ
ｏ等の組成の希土類金属−３ｄ遷移金属合金を用いるこ
とができ、更に耐蝕性向上のためにＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ等
に代表される不動態元素を微量添加した系においても同
様に有効である。またそれ以外にもＭｎＢｉ等の金属間
化合物や、Ｃｏ／Ｐｔ系の人工格子薄膜などの垂直磁化
膜を用いたときにも同様な効果が得られる。

【００２４】記録層の膜厚は１００〜５００Ａである。

【００２５】本発明では、第一誘電体層を前記したよう
な積層構造とした光磁気記録媒体の製造に際し、インラ
イン型成膜装置（複数の真空槽が並べて配置され、真空
を破らずに各層を連続して成膜できる）を用い、この第
１誘電体層を２つ以上の別個の真空槽中で分割して成膜
することで各真空槽で成膜する層厚、言い換えれば各真
空槽中での成膜時間が均一化され製造装置全体のスルー
プットを向上させることができる。

【００２６】本発明で、反射膜の成膜は、通常のＡｌタ
ーゲットを用いＡｒガスを用いてＤＣスパッタして行う
ことができる。反射膜の膜厚は３００〜１０００Ａであ
る。

【００２７】

【実施例】各層の成膜は次の方法で行った。なお、本実
施例において作製した光磁気記録媒体の概略的な構成を
図１に示した。

【００２８】３．５インチ径のポリカーボネート製基板
を用いた。第１誘電体層としてのＳｉＮ層の成膜は、Ｓ
ｉターゲットを用い、Ａｒ＋Ｎ₂ ガスを用いたＲＦ反応
スパッタで行った。真空槽中のガス圧の設定はＡｒガス
流量を固定し排気系のバルブ開度の調整で行い、まず基
板側の第１誘電体層（図１中の２の部分）を厚さ約７０
０Ａとなるまで成膜した。形成するＳｉＮ膜の屈折率
は、スパッタ時のＮ₂ ガス流量を調整することで約２．
０５に合わせた。次いで、第１誘電体層の磁性層側（図
１中の３の部分）を厚さ約３００Ａとなるまで成膜し
た。この際の夫々のガス圧は表１に示した。これら図１
中の２、３の部分はそれぞれ別の真空槽中で分割して成
膜した。

【００２９】次に記録層（磁性層 図１中４）を、Ｔｂ
のターゲットとＦｅＣｏ合金ターゲットを用い、基板が
各ターゲット上を交互に通過するように回転させながら
Ａｒガスを用いて同時にＤＣスパッタを行い、厚さ約２
５０ＡのＴｂＦｅＣｏ合金膜を形成した。第２誘電体層
（図１中５）はＳｉターゲットを用い、Ａｒ＋ＮＨ_{3 ガ}
スを用いたＲＦ反応スパッタで、屈折率約２．０５、膜
厚約３００ＡのＳｉＮＨ膜を形成した。反射層（図１中
６）は、Ａｌターゲットを用いＡｒガスを用いてＤＣス
パッタし膜厚約６００Ａに形成した。

【００３０】又、比較例として約７００オングストロー
ム厚の部分（図中２）と約３００オングストローム厚の
部分（図中３）とを同じ成膜ガス圧で実施例と同様に２
つの真空槽中で分けて成膜した試料を用意した。第１誘
電体層以外の部分の成膜条件は実施例と同一である。

【００３１】基板の反り角に関する試験は、スパッタ成
膜前の基板の反り角を０とし、成膜前後での変化量（ミ
リラジアン）で評価し、実施例、比較例ともに各５枚の
ディスクの測定値の平均を用いた。又、それぞれの成膜
条件で作成したＳｉＮ膜の表面形状は原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）を用いて測定した。ＡＦＭでの測定に際し、
基準長さＬ（測定長さ）は３３０ｎｍとし、測定された
粗さ曲線ｆ（ｘ）の標高中心線からの変位を｜ｆ（ｘ）
｜とした時に下式で表される中心線平均粗さＲａの値を
用いて平滑性の比較を行った。

【００３２】

【化１】

【００３３】実施例及び比較例それぞれの第１誘電体層
の成膜圧力と、上述したような方法で得られた基板反り
角の変化量および下地ＳｉＮ膜の表面粗さの測定結果を
表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】第１誘電体層を単層のＳｉＮ膜とした場合
は、誘電体層を低いガス圧で成膜したディスクは基板反
り角が大きくなり（比較例Ａ、Ｂ）、フォーカシングや
トラッキング特性の面で好ましくない。そこで、これら
の試料のうちで基板の反り角が比較的小さい実施例ａ〜
ｄおよび比較例Ｃ、Ｄのディスクについて外部磁界強度
とＣ／Ｎ比の関係を検討した。Ｃ／Ｎ比は波長７８０ｎ
ｍのレーザー光を用いて測定し、測定結果を図２、３に
示す。

【００３６】なお、図２、３は縦軸にＣ／Ｎ比、横軸に
外部磁場を示した。又、図中（１）〜（６）は夫々順に
実施例ａ〜ｄ、および比較例Ｃ、Ｄの結果を示した。

【００３７】図２、３から明らかなように比較例Ｃ、Ｄ
のディスクは磁界感度が不十分であり、記録および消去
時に大きな外部磁界が必要となる。一方、実施例ａ〜ｄ
で示したディスクは記録及び消去時に必要な外部磁場が
低減され、磁界感度が大幅に改善されていることが判
る。又、表１に示したＡＦＭによる表面粗さの測定結果
からディスクの磁界感度が下地ＳｉＮ表面の平滑性に支
配されており、本発明による磁界感度の向上が下地Ｓｉ
Ｎの平滑化によるものであることが判る。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、Ｃ／Ｎ比の磁場依存性が
良く、言い換えれば高磁界感度で、基板の反り角の小さ
な良好な光磁気記録媒体を効率良く製造することができ
る。この光磁気記録媒体は、磁界変調ダイレクトオーバ
ーライトにも対応が可能であり、反り角の減少はトラッ
キングやフォーカシングを容易にし安定した記録再生を
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で得た光磁気記録媒体の一実施態様の断
面を示す図

【図２】本発明の実施例ａ、ｂ、比較例Ｃで得た光磁気
記録媒体のＣ／Ｎの外部磁場依存性を示す図

【図３】本発明の実施例ｃ、ｄ、比較例Ｄで得た光磁気
記録媒体のＣ／Ｎの外部磁場依存性を示す図

【符号の説明】

１：透明基板 ２：第１誘電体層 ３：第１誘電体層 ４：記録層 ５：第２誘電体層 ６：反射層

フロントページの続き (72)発明者 近藤 昭夫 愛知県江南市東野土手５番地10号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に少なくとも誘電体からなる保護層
   及び磁性体からなる記録層をスパッタ法により積層して
   成膜する光磁気記録媒体の製造法において、前記保護層
   の記録層側部分の成膜を、同じく基板側部分の成膜時よ
   り低いガス圧下で成膜することを特徴とする光磁気記録
   媒体の製造法。
2. 【請求項２】保護層の磁性層側部分を０．５Ｐａ以下の
   ガス圧で成膜する請求項１記載の製造法。