JPH08190741A - Method for manufacturing magneto-optical recording medium - Google Patents

Method for manufacturing magneto-optical recording medium

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JPH08190741A
JPH08190741A JP1641395A JP1641395A JPH08190741A JP H08190741 A JPH08190741 A JP H08190741A JP 1641395 A JP1641395 A JP 1641395A JP 1641395 A JP1641395 A JP 1641395A JP H08190741 A JPH08190741 A JP H08190741A
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JP
Japan
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garnet
recording layer
magneto
recording medium
optical recording
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Application number
JP1641395A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Shimokawa
川 健 二 下
Toshio Mukai
井 俊 夫 向
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス基板上の低ノイズガーネット光磁気記
録媒体の製造方法を提供する。 【構成】 ガラス基板上に下地層と記録層からなるガー
ネット光磁気記録媒体を形成し、記録層を熱処理結晶化
させる際に昇温速度を3℃/秒以上、50℃/秒以下に
設定する。 【効果】 ガラス基板上に低媒体ノイズの微細粒ガーネ
ット膜を短時間で均一に形成できる。
(57) [Summary] [Object] To provide a method for manufacturing a low noise garnet magneto-optical recording medium on a glass substrate. [Structure] A garnet magneto-optical recording medium composed of an underlayer and a recording layer is formed on a glass substrate, and a heating rate is set to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less when heat-treating and crystallizing the recording layer. . [Effect] A fine-grained garnet film with low medium noise can be uniformly formed on a glass substrate in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多結晶ガーネット膜を
利用した高密度光磁気記録媒体およびディスクの製造方
法に関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high density magneto-optical recording medium using a polycrystalline garnet film and a method for manufacturing a disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】現行の光磁気記憶装置では、媒体に非晶
質の希土類遷移金属合金を採用し、光源に800nm付
近の半導体レーザーを使用して、5.25インチ片面で
約300MBの容量を実現している。しかしながら、画
像等の大容量ファイルの記録再生を可能とするために
は、さらなる高密度化が必要である。高密度化の方法に
は種々あるが、最も有効なものは500nm付近の短波
長レーザー光でより小さなビットの記録再生を行うこと
である。
2. Description of the Related Art In a current magneto-optical storage device, an amorphous rare earth transition metal alloy is used as a medium, a semiconductor laser having a wavelength of about 800 nm is used as a light source, and a capacity of about 300 MB on one side of 5.25 inches. Has been realized. However, in order to record and reproduce a large-capacity file such as an image, it is necessary to further increase the density. There are various methods for increasing the density, but the most effective method is to record / reproduce smaller bits with a short wavelength laser beam near 500 nm.

【0003】現行の非晶質希土類遷移金属合金材料は、
再生に使用する磁気光学効果が短波長において減少する
ため再生信号が小さくなり、短波長レーザーを使用する
高密度光磁気記録での使用は極めて不利である。一方、
Biで希土類元素を置換したBi置換希土類鉄ガーネッ
ト膜は、短波長でその磁気光学効果が現行材よりも一桁
大きく、高密度光磁気記録用の有力な媒体の一つとされ
てきた。
Current amorphous rare earth transition metal alloy materials are
Since the magneto-optical effect used for reproduction decreases at a short wavelength, the reproduction signal becomes small, which is extremely disadvantageous for use in high density magneto-optical recording using a short wavelength laser. on the other hand,
The Bi-substituted rare earth iron garnet film in which the rare earth element is replaced with Bi has a magneto-optical effect that is an order of magnitude larger than that of the existing material at a short wavelength, and has been regarded as one of the promising media for high density magneto-optical recording.

【0004】Bi置換希土類鉄ガーネットの組成は、
(BiR)(FeM)12なる一般式で表され
る。ここで、Rは、Yを含む希土類元素であり、Mは、
Feと置換可能な3価の金属である。Biの役割は、磁
気光学効果を増大することである。また、熱磁気書き込
みが可能なように、GaやAlで鉄のサイトを置換して
キュリー温度を調節している。本発明に関わるガーネッ
トは、上記組成で代表されるものとする。
The composition of the Bi-substituted rare earth iron garnet is
It is represented by a general formula of (BiR) 3 (FeM) 5 O 12 . Here, R is a rare earth element containing Y, and M is
It is a trivalent metal that can replace Fe. The role of Bi is to increase the magneto-optical effect. Further, the Curie temperature is adjusted by substituting the iron site with Ga or Al so that thermomagnetic writing can be performed. The garnet according to the present invention is represented by the above composition.

【0005】ガラス基板上に形成したガーネット膜は、
数μmの大きな結晶粒からなる多結晶体で、その粒界に
起因する媒体ノイズが大きいという課題があった。この
媒体ノイズを克服するにはレーザー波長(500nm)
に比べ十分に結晶粒を微細化し、レーザー光の分解能で
は粒界が認識できないようにする必要があった。
The garnet film formed on the glass substrate is
A polycrystalline body composed of large crystal grains of several μm has a problem that medium noise caused by the grain boundaries is large. To overcome this medium noise, laser wavelength (500 nm)
It was necessary to make the crystal grains finer than in the above, so that the grain boundaries could not be recognized by the resolution of the laser beam.

【0006】ガラス基板上に形成したガーネット膜の結
晶粒を微細化する方法としては、高速昇温法(T.Suzuk
i: J.Appl. Phys.,69(8), 4756(1991) )、Rbを添加
する方法(A.Itoh and K.Nakagawa:Jpn. J.Appl. Phy
s.,31L790(1992) )および2層化する方法(特開平5−
101935号公報)がある。
As a method for refining the crystal grains of the garnet film formed on the glass substrate, a high temperature heating method (T. Suzuk
i: J. Appl. Phys., 69 (8), 4756 (1991)), a method of adding Rb (A. Itoh and K. Nakagawa: Jpn. J. Appl. Phy.
s., 31L790 (1992)) and a method of forming a two-layered structure (Japanese Patent Laid-Open No. 5 (1994)
No. 101935).

【0007】2層化して微細化したガーネット膜のノイ
ズをさらに低減するためには、下地の膜厚を100nm
以下にすることが有効である(特願平5−60884
号)。また、キュリー温度を室温以下に設定して室温で
光磁性化すると、ノイズを低減できる(特願平5−96
718号)。さらに、2層構造の記録層にCuを添加し
て保磁力を増大すると、1μm以下の微少なビットの書
き込みができる(特開平3−178105号公報)。
In order to further reduce the noise of the garnet film which has been made into two layers and has been miniaturized, the film thickness of the underlying layer is 100 nm.
The following is effective (Japanese Patent Application No. 5-60884).
issue). Further, noise can be reduced by setting the Curie temperature to room temperature or lower and photomagnetizing at room temperature (Japanese Patent Application No. 5-96).
718). Furthermore, if Cu is added to the recording layer having a two-layer structure to increase the coercive force, it is possible to write a minute bit of 1 μm or less (JP-A-3-178105).

【0008】上記のように結晶粒の微細化とその改良に
よる低ノイズ化の方法は種々提案されているが、微細結
晶粒からなる低ノイズのガーネット膜を均一、かつ短時
間に形成する方法は今まで未検討の課題であった。
As described above, various methods have been proposed for reducing the noise by miniaturizing the crystal grains and improving it. However, a method for uniformly forming a low noise garnet film made of the fine crystal grains in a short time is proposed. It has been an issue that has not been examined until now.

【0009】最近、ガラス基板上あるいはガラス基板上
に非晶質膜を形成し、その上にガーネット膜を熱処理に
よって均一、かつ60秒以内に結晶化させる方法が開示
されている(特開平5−347039号公報、特開平6
−20317号公報)。しかし、このようにして形成さ
れたガーネット膜は大きな結晶粒からなり、それ単独で
は光磁気記録媒体には適用できない。そこで基板温度を
高温に保ったままその上に製膜中に結晶化し、微細な結
晶粒からなる記録層を形成することが提案されている。
Recently, a method has been disclosed in which an amorphous film is formed on a glass substrate or on a glass substrate, and a garnet film is uniformly heat-treated on the glass substrate and crystallized within 60 seconds (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5 (1993) -58). Japanese Patent No. 347039, JP-A-6
-20317). However, the garnet film thus formed is composed of large crystal grains and cannot be applied to a magneto-optical recording medium by itself. Therefore, it has been proposed to form a recording layer composed of fine crystal grains on the substrate while keeping it at a high temperature and crystallizing it during film formation.

【0010】しかし、基板温度を高温に保ったまま製膜
を実行することは工業的生産装置にとって極めて負担が
大きい。このため下地と同様の製造法である熱処理結晶
化により、媒体を短時間で生産することが望ましい。し
かしながら、多結晶ガーネット下地上に微細結晶粒から
なるガーネット記録層を均一、かつ短時間に熱処理結晶
化によって製造する方法は依然として未検討の課題であ
った。
However, it is extremely burdensome for an industrial production apparatus to carry out film formation while keeping the substrate temperature high. Therefore, it is desirable to produce the medium in a short time by heat treatment crystallization, which is the same manufacturing method as for the base. However, a method for uniformly producing a garnet recording layer made of fine crystal grains on a polycrystalline garnet underlayer by heat treatment crystallization in a short time has not yet been studied.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガーネット
光磁気記録媒体の工業的生産性を高めるため、ガーネッ
ト下地上に微細な結晶粒からなる記録層ガーネット膜を
熱処理結晶化により短時間で、かつ均一に形成する製造
方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to improve the industrial productivity of a garnet magneto-optical recording medium, the present invention provides a recording layer garnet film consisting of fine crystal grains on a garnet underlayer by heat treatment crystallization in a short time, In addition, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method for uniformly forming.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その特徴としている。 ガラス基板上でガーネット下地層とその上に形成し
た粒径100nm以下のガーネット記録層とを構成単位
とする光磁気記録媒体の製造方法において、ガーネット
記録層を非晶質状態でガーネット下地上に積層し、3℃
/秒以上、50℃/秒以下の昇温速度で熱処理結晶化し
て形成する光磁気記録媒体の製造方法。 格子定数が±0.3%以上異なるガーネット下地上
にガーネット記録層を形成する前記の光磁気記録媒体
の製造方法。 格子定数が±0.3%以上異なり、かつその膜厚が
100nm以下であるガーネット下地上にガーネット記
録層を形成する前記の方法。 前記のガーネット記録層を、格子定数が±0.3
%以上異なり、その膜厚が100nm以下で、かつキュ
リー温度が室温以下であるガーネット下地上にガーネッ
ト記録層を形成する前記の方法。 酸素を除く残余の組成でCuを5at%以下添加し
たガーネット記録層を、上記〜のいずれかの方法で
形成する光磁気記録媒体の製造方法。
The present invention is characterized by the following items. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, comprising a garnet underlayer on a glass substrate and a garnet recording layer formed thereon having a grain size of 100 nm or less, wherein a garnet recording layer is laminated in an amorphous state on the garnet underlayer. And 3 ℃
A method for producing a magneto-optical recording medium, which is formed by heat treatment and crystallization at a temperature rising rate of not less than / sec and not more than 50 ° C / sec. The method for producing a magneto-optical recording medium as described above, wherein a garnet recording layer is formed on a garnet underlayer having a lattice constant different by ± 0.3% or more. The above-mentioned method of forming a garnet recording layer on a garnet underlayer having a lattice constant of ± 0.3% or more and a film thickness of 100 nm or less. The garnet recording layer has a lattice constant of ± 0.3.
%, The film thickness is 100 nm or less, and the Curie temperature is room temperature or less, the garnet recording layer is formed on the garnet underlayer. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, which comprises forming a garnet recording layer containing Cu at 5 at% or less with the remaining composition excluding oxygen by any one of the above methods.

【0013】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
者らは、昇温速度を特定の範囲に設定することにより、
結晶化したガーネット下地上にガーネット記録層を極め
て短時間の内に熱処理結晶化によって製造する方法を実
験的に見い出した。すなわち、種々の昇温速度を試した
結果、例えば20℃/秒の昇温速度で記録層を結晶化さ
せると、記録層を完全に結晶化するのに要した時間は約
20秒という極めて短い時間であった(図1)。昇温速
度が3℃/秒以上で結晶化下地上の記録層は結晶化が急
激に始まり、5℃/秒以上の昇温速度で記録層は30分
以内の熱処理で完全に結晶化した(図3)。通常、数時
間を要していた記録層の熱処理結晶化による製造時間
が、結晶化下地上において昇温速度を3℃/秒以上に選
ぶことにより極めて短時間になる。
The present invention will be described in detail below. The present inventors set the temperature rising rate to a specific range,
We have experimentally found a method for producing a garnet recording layer on a crystallized garnet substrate by heat treatment crystallization within an extremely short time. That is, as a result of trying various heating rates, for example, when the recording layer is crystallized at a heating rate of 20 ° C./second, the time required to completely crystallize the recording layer is about 20 seconds, which is extremely short. It was time (Figure 1). When the temperature rising rate was 3 ° C./sec or more, the crystallization of the recording layer on the underlayer suddenly started, and at the temperature rising rate of 5 ° C./sec or more, the recording layer was completely crystallized by the heat treatment within 30 minutes ( (Figure 3). Normally, it takes a few hours, but the manufacturing time by heat treatment crystallization of the recording layer becomes extremely short by selecting a temperature rising rate of 3 ° C./sec or more on the crystallization base.

【0014】また、本発明者らは、ガーネット下地上に
ガーネット記録層を熱処理結晶化する際に、この記録層
の結晶粒の均一性も昇温速度に敏感に依存することを実
験的に見い出した。すなわち、種々の昇温速度で記録層
を結晶化させたところ、100nmの粒径の微細粒から
なる記録層を結晶化下地上に熱処理によって均一に形成
するには、記録層の熱処理結晶化する際の昇温速度を1
℃/秒以上に設定する必要があった。
Further, the present inventors have experimentally found that when heat-treating and crystallizing a garnet recording layer on a garnet base, the uniformity of the crystal grains of this recording layer also sensitively depends on the temperature rising rate. It was That is, when the recording layer is crystallized at various heating rates, in order to uniformly form a recording layer made of fine particles having a particle diameter of 100 nm on the crystallization base by heat treatment, the heat treatment of the recording layer is crystallized. The rate of temperature rise is 1
It was necessary to set it to ℃ / sec or more.

【0015】従って、100nm以下の結晶粒からなる
ガーネット記録層を、大面積基板に形成した結晶化ガー
ネット下地上に熱処理結晶化によって均一、かつ短時間
に製造するには少なくとも昇温速度を3℃/秒以上に設
定する必要がある。
Therefore, in order to produce a garnet recording layer consisting of crystal grains of 100 nm or less uniformly on a crystallized garnet underlayer formed on a large area substrate by heat treatment crystallization in a short time, at least a temperature rising rate of 3 ° C. It is necessary to set it to / seconds or more.

【0016】本発明においては昇温速度が3℃/秒以上
であれば、均一かつ短時間にガーネット記録層を結晶化
したガーネット下地上に形成できる。実際、100℃/
秒までの昇温速度でこの事を確認した。しかしながら、
工業的な生産性を考慮すると昇温速度の上限は、50℃
/秒程度と考えられる。すなわち、本発明によれば、昇
温速度を3℃/秒以上、50℃/秒以下に設定すること
で、粒径100nm以下の微細粒記録層を結晶化下地上
に熱処理結晶化によって均一かつ短時間に製造できる。
In the present invention, if the heating rate is 3 ° C./sec or more, the garnet recording layer can be formed uniformly and in a short time on the crystallized garnet base. In fact, 100 ° C /
This was confirmed by the heating rate up to seconds. However,
Considering industrial productivity, the upper limit of the heating rate is 50 ° C.
/ Sec. That is, according to the present invention, by setting the heating rate to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less, a fine-grained recording layer having a grain size of 100 nm or less is uniformly formed on the crystallization base by heat treatment crystallization. It can be manufactured in a short time.

【0017】微細粒からなるガーネット記録層を形成す
るには種々の結晶化したガーネット下地を使用できる。
前述したようなRbを添加する場合、あるいは高速昇温
によって微細化した下地を使用する場合は、記録層の格
子定数に制限はない。通常の方法で作製した数μmの粒
径からなる下地を使用した場合、記録層を微細化するた
めには下地層と記録層の格子定数の間に±0.3%以上
の差が必要である。いずれの場合においても昇温速度を
3℃/秒以上、50℃/秒以下に設定することにより粒
径100nm以下の記録層を結晶化下地上に熱処理結晶
化によって均一に、かつ短時間に製造できる。
Various crystallized garnet bases can be used to form the garnet recording layer composed of fine grains.
When Rb is added as described above, or when an underlayer made fine by high-speed heating is used, the lattice constant of the recording layer is not limited. When an underlayer having a grain size of several μm prepared by a normal method is used, a difference of ± 0.3% or more is required between the underlayer and the recording layer in order to miniaturize the recording layer. is there. In any case, by setting the heating rate to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less, a recording layer having a grain size of 100 nm or less can be uniformly produced in a short time on the crystallization base by heat treatment crystallization. it can.

【0018】大きな結晶粒からなるガーネット下地を使
用した光磁気記録媒体では下地の結晶粒によるノイズが
問題となる。このノイズを解消するためには下地の膜厚
を100μm以下にし、下地結晶粒界を無害化する必要
がある。下地層が磁性を示す時、2層膜の磁気特性は下
地層とガーネット記録層の重ね合わせとなる。このよう
な2層膜からなる光磁気記録媒体では書き込んだビット
の形状が乱れ、書き込みノイズが大きくなる場合があ
る。このような場合には、下地の組成を調整してキュリ
ー温度を室温以下にして非磁性化することが有効であ
る。
In a magneto-optical recording medium using a garnet underlayer composed of large crystal grains, noise due to the underlying crystal grains becomes a problem. In order to eliminate this noise, it is necessary to make the underlayer film thickness 100 μm or less to render the underlayer crystal grain boundaries harmless. When the underlayer exhibits magnetism, the magnetic properties of the two-layer film are a superposition of the underlayer and the garnet recording layer. In the magneto-optical recording medium composed of such a two-layer film, the shape of the written bit may be disturbed and the write noise may increase. In such a case, it is effective to adjust the composition of the underlayer so that the Curie temperature is room temperature or lower to render it non-magnetic.

【0019】1μm以下の微少なビットを書き込むには
記録層の保磁力が大きいほど有利である。記録層に酸素
を除く残余の組成でCuを5at%以下添加すると保磁
力を増大することができる。いずれの場合も、昇温速度
を3℃/秒以上、50℃/秒以下に設定することにより
粒径100nm以下の記録層を結晶化下地上に熱処理結
晶化によって均一、かつ短時間に形成し、媒体ノイズの
低い光磁気記録媒体を高い生産性で製造できる。
It is advantageous that the coercive force of the recording layer is large in order to write a minute bit of 1 μm or less. The coercive force can be increased by adding Cu to the recording layer in a composition other than oxygen in an amount of 5 at% or less. In either case, by setting the rate of temperature rise to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less, a recording layer having a grain size of 100 nm or less is uniformly formed in a short time on the crystallization base by heat treatment crystallization. A magneto-optical recording medium with low medium noise can be manufactured with high productivity.

【0020】本発明における熱処理温度の範囲は、40
0〜750℃である。Biを置換したガーネット膜の結
晶化温度は組成に依存するが、その下限は400℃であ
った。また、無アルカリガラス等の耐熱ガラス基板を使
用するためにはガラス基板が軟化変形しない750℃以
下の温度にする必要がある。なお、スパッタ等でガーネ
ット膜を作製すると、組成は前述したガーネットの化学
量論組成からずれた非化学量論組成となることが知られ
ている。本発明は、このような非化学量論組成のガーネ
ット膜にも適用できる。
The range of heat treatment temperature in the present invention is 40.
It is 0-750 degreeC. The crystallization temperature of the Bi-substituted garnet film depends on the composition, but the lower limit was 400 ° C. Further, in order to use a heat-resistant glass substrate such as non-alkali glass, it is necessary to set the temperature to 750 ° C. or lower at which the glass substrate does not soften and deform. It is known that when a garnet film is formed by sputtering or the like, the composition becomes a non-stoichiometric composition deviating from the stoichiometric composition of garnet described above. The present invention is also applicable to such a non-stoichiometric garnet film.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。製膜は高周波マグネトロンスパッタで実行
した。スパッタ条件は、アルゴンガス圧:2〜10mT
orr、高周波パワー:3〜6W/cm2 である。膜厚
の均一度を確保するため製膜中は基板を回転させた。ガ
ーネット膜は非晶質の状態で形成され、アルゴンあるい
は窒素と酸素の混合雰囲気中にて熱処理結晶化させた。
その時の酸素濃度は20〜100%であり、熱処理には
赤外線ランプ加熱炉を使用した。膜を形成したガラス基
板あるいはディスクを支持台上に置いて400〜750
℃の温度範囲で熱処理した。
The present invention will be described in more detail based on the following examples. The film formation was performed by high frequency magnetron sputtering. Sputtering conditions are argon gas pressure: 2 to 10 mT
orr, high frequency power: 3 to 6 W / cm 2 . The substrate was rotated during film formation to ensure the uniformity of film thickness. The garnet film was formed in an amorphous state and was heat-treated and crystallized in an atmosphere of argon or a mixture of nitrogen and oxygen.
The oxygen concentration at that time was 20 to 100%, and an infrared lamp heating furnace was used for the heat treatment. Place the glass substrate or the disc on which the film is formed on the support table to measure 400 to 750.
It heat-processed in the temperature range of (degreeC).

【0022】ガラス基板上に、まず非晶質の下地層を形
成し、熱処理結晶化させた。その結晶化下地上に非晶質
状態の記録層を積層し、熱処理結晶化して2層膜を作製
した。記録再生評価をする際には、記録層上にさらにC
rやAl等の反射膜を積層した。ガーネット組成の非晶
質膜は、非磁性でファラデー回転角がゼロである。結晶
化に比例してファラデー回転角が増大するため、回転角
から結晶化率が見積もれる。結晶粒径は電子顕微鏡で、
また異相の有無はX線回折法で調べた。
An amorphous underlayer was first formed on a glass substrate and heat-treated for crystallization. A recording layer in an amorphous state was laminated on the crystallized underlayer, and heat-treated to crystallize to form a two-layer film. When evaluating the recording / reproducing, C is further added on the recording layer.
A reflective film such as r or Al was laminated. An amorphous film having a garnet composition is nonmagnetic and has a Faraday rotation angle of zero. Since the Faraday rotation angle increases in proportion to crystallization, the crystallization rate can be estimated from the rotation angle. The crystal grain size is an electron microscope,
The presence or absence of a different phase was examined by X-ray diffraction.

【0023】実施例1 表1に示す組合せパターンAの2層膜について検討し
た。下地層と記録層の格子定数の差は1.2%であり、
下地層のキュリー温度は室温以下に設定している。結晶
化下地上に記録層を非晶質の状態で形成した2層膜と、
ガラス基板上に同じ記録層のみを非晶質の状態で形成し
た単層膜を同じ条件で熱処理結晶化した。熱処理条件
は、昇温速度が20℃/秒、熱処理温度が550℃であ
る。この条件で熱処理時間を5秒から4時間(7200
秒)まで変えてファラデー回転角を測定した。2層膜の
場合は下地が非磁性であるので、回転角は記録層のみの
寄与による。その結果を、図1に示す。
Example 1 A two-layer film of combination pattern A shown in Table 1 was examined. The difference between the lattice constants of the underlayer and the recording layer is 1.2%,
The Curie temperature of the underlayer is set to room temperature or lower. A two-layer film in which a recording layer is formed in an amorphous state on a crystallization base,
A single layer film in which only the same recording layer was formed in an amorphous state on a glass substrate was heat-treated and crystallized under the same conditions. The heat treatment conditions are a heating rate of 20 ° C./sec and a heat treatment temperature of 550 ° C. Under this condition, the heat treatment time is 5 seconds to 4 hours (7200
Second) and the Faraday rotation angle was measured. In the case of a two-layer film, the underlayer is nonmagnetic, so the rotation angle is due to the contribution of only the recording layer. The result is shown in FIG.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】図1に示すように、2層膜の場合の記録層
は20秒程度でファラデー回転角が1.0°で飽和す
る。この時、記録層はガーネット相のみからなり、結晶
化したガーネット下地上の記録層は20秒程度で完全に
結晶化した(結晶化率100%)。一方、ガラス基板上
に直接形成した同組成の記録層は4時間後においても回
転角は小さく、0.25°であった。ここで、結晶化率
をファラデー回転角の飽和値との比から見積もると25
%である。
As shown in FIG. 1, the recording layer in the case of the two-layer film is saturated at the Faraday rotation angle of 1.0 ° in about 20 seconds. At this time, the recording layer consisted only of the garnet phase, and the crystallized recording layer on the garnet base was completely crystallized in about 20 seconds (crystallization rate 100%). On the other hand, the recording layer of the same composition formed directly on the glass substrate had a small rotation angle of 0.25 ° even after 4 hours. Here, when the crystallization rate is estimated from the ratio with the saturation value of the Faraday rotation angle, it is 25
%.

【0026】図2に2800倍の光学顕微鏡で観察した
金属組織写真を示す。ガラス基板上の記録層は数μmの
結晶粒が明確に観察された(図2(a))。一方、2層
膜は記録層が顕微鏡の分解能以下の50μmまで微細化
しており、結晶粒は観察できない(図2(b))。典型
的な高速昇温法の昇温速度である250℃/秒の場合に
おいては、2層膜の記録層は図2(b)と同様に微細な
結晶粒で100%結晶化したが、ガラス基板上に記録層
のみを形成した単層膜の場合は、図2(a)と同様に結
晶化率が低く、微細化もしていなかった。
FIG. 2 shows a photograph of a metal structure observed with an optical microscope at 2800 times. Crystal grains of several μm were clearly observed in the recording layer on the glass substrate (FIG. 2A). On the other hand, in the two-layer film, the recording layer is miniaturized to 50 μm, which is less than the resolution of the microscope, and crystal grains cannot be observed (FIG. 2 (b)). At a heating rate of 250 ° C./sec, which is a typical high-speed heating method, the recording layer of the two-layer film was 100% crystallized with fine crystal grains as in FIG. In the case of the single-layer film in which only the recording layer was formed on the substrate, the crystallization rate was low as in the case of FIG. 2A, and the film was not miniaturized.

【0027】実施例2 表1に示す組合せパターンAの2層膜について検討し
た。結晶化下地上に記録層を非晶質の状態で形成した2
層膜と、ガラス基板上に同じ記録層のみを非晶質の状態
で形成した単層膜のファラデー回転角を0.5℃/秒〜
20℃/秒の昇温速度で比較した。熱処理条件は、熱処
理温度550℃、熱処理時間30分である。その結果
を、図3に示す。
Example 2 A two-layer film of combination pattern A shown in Table 1 was examined. A recording layer was formed in an amorphous state on a crystallization base 2
The Faraday rotation angle of the single layer film in which only the same recording layer is formed on the glass substrate in an amorphous state on the glass substrate has a Faraday rotation angle of 0.5 ° C./sec.
The comparison was made at a heating rate of 20 ° C./sec. The heat treatment conditions are a heat treatment temperature of 550 ° C. and a heat treatment time of 30 minutes. The result is shown in FIG.

【0028】2層膜の記録層は昇温速度が3℃/秒以上
で結晶化が急激に進み、5℃/秒以上では結晶化率が1
00%であった。一方、単層膜の記録層はほとんど結晶
化していなかった。
In the recording layer of the two-layer film, crystallization rapidly progresses at a temperature rising rate of 3 ° C./sec or more, and a crystallization rate of 1 at 5 ° C./sec or more.
00%. On the other hand, the recording layer of the single-layer film was hardly crystallized.

【0029】実施例3 表1に示す組合せパターンAの2層膜からなる光磁気デ
ィスク(5インチ)を作製した。結晶化下地上に非晶質
の記録層を形成し、1分以内に100%結晶化させた。
熱処理条件は、昇温速度が30℃/秒、熱処理温度が5
50℃である。記録再生特性を評価するために、この記
録層の上に100nmのCr反射層を積層した。このデ
ィスクの記録再生特性を短波長レーザーを搭載した評価
装置で調べた(波長488nm)。その結果、0.5μ
mのビット長でC/Nは、45dB以上であり、高密度
デジタル記録再生に十分な特性を示した。
Example 3 A magneto-optical disk (5 inches) composed of a two-layer film of combination pattern A shown in Table 1 was prepared. An amorphous recording layer was formed on the crystallization base, and 100% crystallization was performed within 1 minute.
The heat treatment conditions are a heating rate of 30 ° C./sec and a heat treatment temperature of 5
50 ° C. In order to evaluate the recording / reproducing characteristics, a 100 nm Cr reflective layer was laminated on this recording layer. The recording / reproducing characteristics of this disk were examined by an evaluation device equipped with a short wavelength laser (wavelength 488 nm). As a result, 0.5μ
The C / N at a bit length of m is 45 dB or more, which is a sufficient characteristic for high-density digital recording / reproduction.

【0030】実施例4 表1に示す組合せパターンBの2層膜について検討し
た。下地層と記録層の間の格子定数差は、0.6%であ
る。結晶化下地上に非晶質の記録層を形成して100%
結晶化し、微細粒の均一性を調べた。昇温速度は0.1
〜50℃/秒、熱処理温度は560℃である。昇温速度
が0.2℃/秒の場合(図4(a))は、数μmの結晶
粒も観察され不均一であるが、30℃/秒の場合(図4
(b))は、均一な100nm以下の微細粒からなる記
録層となるため光学顕微鏡では何も構造は観察されなか
った。
Example 4 A two-layer film of combination pattern B shown in Table 1 was examined. The lattice constant difference between the underlayer and the recording layer is 0.6%. 100% by forming an amorphous recording layer on the crystallization base
It was crystallized and the homogeneity of the fine grains was investigated. Temperature rising rate is 0.1
˜50 ° C./sec, heat treatment temperature is 560 ° C. When the rate of temperature rise is 0.2 ° C./sec (FIG. 4 (a)), crystal grains of several μm are also observed, which is non-uniform, but when it is 30 ° C./sec (FIG. 4).
In (b), since the recording layer is made of uniform fine particles of 100 nm or less, no structure is observed by an optical microscope.

【0031】実施例5 上記したガーネット膜の組成の他に、Dyの代わりに
Y、Gd、Tb等の他の希土類元素を置換したガーネッ
トや、Gaの代わりにAやlnを置換したガーネットに
ついても調べた。何れも場合にも昇温速度を3℃/秒以
上、50℃/秒以下に設定すると、結晶化下地上に微細
な結晶粒からなるガーネット記録層を短時間で均一に形
成できた。
Example 5 In addition to the composition of the garnet film described above, garnet in which other rare earth elements such as Y, Gd and Tb are substituted for Dy, and garnet in which A and In are substituted for Ga Examined. In any case, when the temperature rising rate was set to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less, the garnet recording layer composed of fine crystal grains could be uniformly formed on the crystallization base in a short time.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明方法により、ガラス基板上に微細
な結晶粒からなる低ノイズガーネット記録層が製造可能
となる。すなわち、結晶化した下地上に非晶質の記録層
を形成し、3℃/秒以上、50℃/秒以下の昇温速度で
熱処理結晶化するにより均一かつ短時間に100nm以
下の結晶粒からなるガーネット記録層を形成できる。
According to the method of the present invention, a low noise garnet recording layer composed of fine crystal grains can be manufactured on a glass substrate. That is, an amorphous recording layer is formed on a crystallized underlayer, and heat treatment is performed at a temperature rising rate of 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less to crystallize the grains from 100 nm or less in a short time. The garnet recording layer can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ファラデー回転角の熱処理時間依存性を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a heat treatment time dependency of a Faraday rotation angle.

【図2】熱処理後の本発明記録層ガーネットの2800
倍の光学顕微鏡で観察した金属結晶組織写真である。
FIG. 2 shows the recording layer garnet 2800 of the present invention after heat treatment.
It is a metal crystal structure photograph observed with a 2 times optical microscope.

【図3】ファラデー回転角の昇温速度依存性を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature rise rate dependency of a Faraday rotation angle.

【図4】昇温速度を変えて熱処理した本発明記録層ガー
ネットの2800倍の光学顕微鏡で観察した金属結晶組
織写真である。
FIG. 4 is a photograph of a metal crystal structure of a recording layer garnet of the present invention which was heat-treated while changing the temperature rising rate, which was observed with an optical microscope at 2800 times.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年3月10日[Submission date] March 10, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項4[Name of item to be corrected] Claim 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0006】ガラス基板上に形成したガーネット膜の結
晶粒を微細化する方法としては、高速昇温法(T.Su
zuki:J.Appl.Phys.,69(8),4
756(1991))、Rbを添加する方法(A.It
oh and K.Nakagawa:Jpn.J.A
ppl.Phys.,31,L790(1992))お
よび2層化する方法(特開平5−101935号公報)
がある。
As a method for refining the crystal grains of the garnet film formed on the glass substrate, a high-speed temperature rising method (T. Su.
zuki: J. Appl. Phys. , 69 (8), 4
756 (1991)), a method of adding Rb (A. It.
oh and K. Nakagawa: Jpn. J. A
ppl. Phys. , 31, L790 (1992)) and a method of forming two layers (Japanese Patent Laid-Open No. 5-101935).
There is.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その特徴としている。 ガラス基板上でガーネット下地層とその上に形成し
た粒径100nm以下のガーネット記録層とを構成単位
とする光磁気記録媒体の製造方法において、ガーネット
記録層を非晶質状態でガーネット下地上に積層し、3℃
/秒以上、50℃/秒以下の昇温速度で熱処理結晶化し
て形成する光磁気記録媒体の製造方法。 格子定数が±0.3%以上異なるガーネット下地上
にガーネット記録層を形成する前記の光磁気記録媒体
の製造方法。 格子定数が±0.3%以上異なり、かつその膜厚が
100nm以下であるガーネット下地上にガーネット記
録層を形成する前記の方法。 前記のガーネット記録層を、格子定数が±0.3
%以上異なり、その膜厚が100nm以下で、かつキュ
リー温度が室温以下であるガーネット下地上に形成する
前記の方法。 酸素を除く残余の組成でCuを5at%以下添加し
たガーネット記録層を、上記〜のいずれかの方法で
形成する光磁気記録媒体の製造方法。
The present invention is characterized by the following items. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, comprising a garnet underlayer on a glass substrate and a garnet recording layer formed thereon having a grain size of 100 nm or less, wherein a garnet recording layer is laminated in an amorphous state on the garnet underlayer. And 3 ℃
A method for producing a magneto-optical recording medium, which is formed by heat treatment and crystallization at a temperature rising rate of not less than / sec and not more than 50 ° C / sec. The method for producing a magneto-optical recording medium as described above, wherein a garnet recording layer is formed on a garnet underlayer having a lattice constant different by ± 0.3% or more. The above-mentioned method of forming a garnet recording layer on a garnet underlayer having a lattice constant of ± 0.3% or more and a film thickness of 100 nm or less. The garnet recording layer has a lattice constant of ± 0.3.
%, The film thickness is 100 nm or less, and the Curie temperature is room temperature or less. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, which comprises forming a garnet recording layer containing Cu at 5 at% or less with the remaining composition excluding oxygen by any one of the above methods.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】大きな結晶粒からなるガーネット下地を使
用した光磁気記録媒体では下地の結晶粒によるノイズが
問題となる。このノイズを解消するためには下地の膜厚
を100nm以下にし、下地結晶粒界を無害化する必要
がある。下地層が磁性を示す時、2層膜の磁気特性は下
地層とガーネット記録層の重ね合わせとなる。このよう
な2層膜からなる光磁気記録媒体では書き込んだビット
の形状が乱れ、書き込みノイズが大きくなる場合があ
る。このような場合には、下地の組成を調整してキュリ
ー温度を室温以下にして非磁性化することが有効であ
る。
In a magneto-optical recording medium using a garnet underlayer composed of large crystal grains, noise due to the underlying crystal grains becomes a problem. In order to eliminate this noise, it is necessary to make the underlayer film thickness 100 nm or less to render the underlayer crystal grain boundaries harmless. When the underlayer exhibits magnetism, the magnetic properties of the two-layer film are a superposition of the underlayer and the garnet recording layer. In the magneto-optical recording medium composed of such a two-layer film, the shape of the written bit may be disturbed and the write noise may increase. In such a case, it is effective to adjust the composition of the underlayer so that the Curie temperature is room temperature or lower to render it non-magnetic.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】図2に2800倍の光学顕微鏡で観察した
金属組織写真を示す。ガラス基板上の記録層は数μmの
結晶粒が明確に観察された(図2(a))。一方、2層
膜は記録層が顕微鏡の分解能以下の50nmまで微細化
しており、結晶粒は観察できない(図2(b))。典型
的な高速昇温法の昇温速度である50℃/秒の場合にお
いては、2層膜の記録層は図2(b)と同様に微細な結
晶粒で100%結晶化したが、ガラス基板上に記録層の
みを形成した単層膜の場合は、図2(a)と同様に結晶
化率が低く、微細化もしていなかった。
FIG. 2 shows a photograph of a metal structure observed with an optical microscope at 2800 times. Crystal grains of several μm were clearly observed in the recording layer on the glass substrate (FIG. 2A). On the other hand, in the two-layer film, the recording layer is miniaturized to 50 nm, which is less than the resolution of the microscope, and crystal grains cannot be observed (FIG. 2 (b)). At a heating rate of 50 ° C./sec, which is a typical high-speed heating method, the recording layer of the two-layer film was 100% crystallized with fine crystal grains as in FIG. In the case of the single-layer film in which only the recording layer was formed on the substrate, the crystallization rate was low as in the case of FIG. 2A, and the film was not miniaturized.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】実施例5 上記したガーネット膜の組成の他に、Dyの代わりに
Y、Gd、Tb等の他の希土類元素を置換したガーネッ
トや、Gaの代わりにAlやlnを置換したガーネット
についても調べた。何れも場合にも昇温速度を3℃/秒
以上、50℃/秒以下に設定すると、結晶化下地上に微
細な結晶粒からなるガーネット記録層を短時間で均一に
形成できた。
Example 5 In addition to the composition of the garnet film described above, a garnet in which other rare earth elements such as Y, Gd and Tb are substituted for Dy, and a garnet in which Al or ln is substituted for Ga are also used. Examined. In any case, when the temperature rising rate was set to 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less, the garnet recording layer composed of fine crystal grains could be uniformly formed on the crystallization base in a short time.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ファラデー回転角の熱処理時間依存性を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a heat treatment time dependency of a Faraday rotation angle.

【図2】熱処理後の本発明記録層ガーネットの2800
倍の光学顕微鏡で観察した結晶組織写真である。
FIG. 2 shows the recording layer garnet 2800 of the present invention after heat treatment.
It is a crystal structure photograph observed with a double optical microscope.

【図3】ファラデー回転角の昇温速度依存性を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature rise rate dependency of a Faraday rotation angle.

【図4】昇温速度を変えて熱処理した本発明記録層ガー
ネットの2800倍の光学顕微鏡で観察した結晶組織写
真である。
FIG. 4 is a crystal structure photograph of a garnet of the recording layer of the present invention, which was heat-treated while changing the temperature rising rate, observed with an optical microscope at 2800 times.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラス基板上でガーネット下地層とその上
に形成した粒径100nm以下のガーネット記録層とを
構成単位とする光磁気記録媒体の製造方法において、ガ
ーネット記録層を非晶質状態でガーネット下地上に積層
し、3℃/秒以上、50℃/秒以下の昇温速度で熱処理
結晶化して形成することを特徴とする、光磁気記録媒体
の製造方法。
1. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium comprising a garnet underlayer on a glass substrate and a garnet recording layer formed thereon having a grain size of 100 nm or less as a constituent unit. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, which is characterized in that the magneto-optical recording medium is laminated on a garnet base and heat-treated and crystallized at a heating rate of 3 ° C./sec or more and 50 ° C./sec or less.
【請求項2】格子定数が±0.3%以上異なるガーネッ
ト下地上にガーネット記録層を形成する、請求項1に記
載の光磁気記録媒体の製造方法。
2. The method of manufacturing a magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein a garnet recording layer is formed on a garnet underlayer having a lattice constant different by ± 0.3% or more.
【請求項3】格子定数が±0.3%以上異なり、かつそ
の膜厚が100nm以下であるガーネット下地上にガー
ネット記録層を形成する、請求項1に記載の光磁気記録
媒体の製造方法。
3. The method of manufacturing a magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein a garnet recording layer is formed on a garnet underlayer having a lattice constant different by ± 0.3% or more and a film thickness of 100 nm or less.
【請求項4】請求項1に記載のガーネット記録層を、格
子定数が±0.3%以上異なり、膜厚が100nm以下
で、かつキュリー温度が室温以下であるガーネット下地
上にガーネット記録層を形成する、請求項1に記載の光
磁気記録媒体の製造方法。
4. The garnet recording layer according to claim 1, which has a lattice constant different by ± 0.3% or more, a film thickness of 100 nm or less, and a Curie temperature of room temperature or less. The method of manufacturing a magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein the magneto-optical recording medium is formed.
【請求項5】酸素を除く残余の組成でCuを5at%以
下添加したガーネット記録層を、請求項1〜4に記載の
いずれかの方法により形成する光磁気記録媒体の製造方
法。
5. A method of manufacturing a magneto-optical recording medium, which comprises forming a garnet recording layer containing Cu at 5 at% or less with the remaining composition excluding oxygen by any one of claims 1 to 4.
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