JPS6231051A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPS6231051A
JPS6231051A JP61052113A JP5211386A JPS6231051A JP S6231051 A JPS6231051 A JP S6231051A JP 61052113 A JP61052113 A JP 61052113A JP 5211386 A JP5211386 A JP 5211386A JP S6231051 A JPS6231051 A JP S6231051A
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JP
Japan
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layer
magnetic
substrate
magneto
recording medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP61052113A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Nakamura
均 中村
Yujiro Kaneko
裕次郎 金子
Yasuo Sawada
康雄 沢田
Hajime Machida
元 町田
Fumiya Omi
文也 近江
Atsuyuki Watada
篤行 和多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
    • H01F10/20—Ferrites
    • H01F10/205—Hexagonal ferrites
    • G—PHYSICS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 夜権分互 本発明は六方晶金属酸化物磁性体の垂直磁気異方性薄膜
を有する光磁気記録媒体に関する。
灸末叫皮断 近年、光の熱効果を利用して垂直磁化された磁性薄膜に
磁区を書込んで情報を記録し、磁気光学効果を利用して
情報を読み出すようにした光磁気記録媒体が注目されて
いる。
従来、光磁気記録媒体に用いられる磁性体としては希土
類金属と遷移金属との非晶質合金からなるものが知られ
ている。このような非晶質合金磁性体を用いた光磁気記
録媒体は、一般にガラス板のような基板上に磁性体、例
えばTb−Fe合金を真空蒸着、スパッタリング等の方
法で厚さ0.1〜1μm程度に付着させて磁性体を形成
することにより作製されている。この光磁気記録媒体へ
の情報の記録は、磁性体のキューリ一温度または補償温
度近傍における温度変化に対応した保磁力の急激な変化
特性を利用して実施され、具体的には2値信号で変調さ
れたレーザー光を磁性膜に照射、加熱して磁化の向きを
反転させることにより行われる。また再生はこうして反
転記録された磁性膜の磁気光学効果の差を利用して読出
すことにより行われる。前述のような非晶質合金磁性体
を用いた光磁気記録媒体は、真空蒸着やスパッタリング
で容易に作製でき、かつキューリ一温度が70〜200
℃と比較的低く、記録感度が高いため、半導体レーザー
光によって高速度で記録できるという利点はあるが、非
晶質合金磁性体、特に希土類金属成分は酸化腐食を受は
易いので、経時と共に磁性膜の磁気光学特性が劣化する
という大きな欠点がある。これを防止するため、非晶質
磁性膜上にSiO,SiO□等の保護膜を設けることも
知られているが、真空蒸着、スパッタリングなどによる
磁性膜あるいは保護膜の形成時に真空中に残存する02
.基板面に吸着された02゜H2O等および合金磁性体
のターゲット中に含まれる02.H,○等により、経時
と共に磁性膜が酸化腐食されるうえ、記録時の光および
熱によりさらにこの酸化腐食が促進される。また、非結
晶質磁性体は熱によって結晶化され易く。
そのために磁気特性の劣化を来たし易いという欠点を有
する。
また、この磁性膜はレーザーの発信波長領域での透過率
が低いため、磁性膜表面での反射による磁気光学効果、
即ちカー効果により記録情報を読み出しているが、カー
回転角は一般に小さいため再生感度が低いという問題が
あった。
一方、本発明者らは金属酸化物磁性層の垂直磁化膜を用
いた光磁気記録媒体について開発した(特開昭59−4
5644号、特開昭59−168950号)。
従来より以下の一般式(A)で表わされる六方晶マグネ
トブランバイトが磁気バブル材料として用いられること
は知られている。
M e O・n (F e、O,)         
(A)(Me:Ba、Sr、Pbから選ばれる1種また
は2種以上の金属。
n:5≦n≦6) 本発明者らは、このような磁性体が安定な酸化物である
ため酸化劣化の恐れがなく、しかも。
膜厚を厚くしてもレーザー波長領域で透光性を備えてお
り、ファラデー効果を有効に利用しうろことに着目した
。しかし、上記一般式(A)の六方晶マグネトブランバ
イトをそのまま光磁気記録媒体の磁性膜として用いよう
としても、キューリ一温度が高すぎる、保磁力の値が適
当でない、ファラデー効果が小さいなどの問題があり、
メモリーとしての書込み性、読出し性、感度などの点で
問題があった。本発明者らは上記一般式(A)のFe原
子の一部をCOやNiのような2価の金属あるいはGa
、In、Alのような3価の金属など、さらにはT i
t G e y W sMo等の4価の金属で置換し上
記問題点を解決することも先に提案し、これにより六方
晶マグネトブランバイトを光磁気記録媒体の磁性膜とし
て利用することが可能となった。
また、このような六方晶酸化物磁性膜を光磁気記録媒体
に用いる場合には、六方晶のC軸が基板面に配向したい
わゆる垂直磁化膜であることが必要である。
本発明者らは基板と磁性層からなる光磁気記録媒体にお
いて、支持体の特定の結晶面と酸化物磁性体の0面との
ミスフィツトを所定範囲内とすることにより垂直磁気異
方性を有する磁性層が形成されることを先に見い出した
(特開昭60−175229号公報)。そして、この発
明の基板にはZn○、AINなどの下地層を設けてもよ
い旨を提案したが、このようにして得られる光磁気記録
媒体の磁気光学効果、ピット数の増加。
再現性、高密度記録再生可能性は酸化物磁性層のC軸配
向性の微妙な差異に大きく左右され、結果的にこの酸化
物磁性層が形成される下地としての基板もしくは下地層
の結晶配向性が極めて大きな影響を有するものなのであ
る。しかし、この発明では基板もしくは下地層の結晶配
向性を常に所定範囲に維持することは困難であり。
その上に形成される酸化物磁性層のC軸配向性、すなわ
ち垂直磁気異方性にバラツキが見られ。
光磁気記録媒体そのものの上記したような効果が十分発
揮されないものであった。
見匪立l奴 本発明は、六方晶金属酸化物磁性体を磁性層とする光磁
気記録媒体における磁性層の垂直磁気異方導電性を良好
ならしめた光磁気記録媒体を提供することにある。
本発明の他の目的は、六方品金属酸化物磁性体のもつ良
好な光透過性に有効に利用して大きなファラデー効果を
得るため基板/反射層/誘電体下地層/磁性層の構成と
し、磁性層側から光を照射することにより多重反射を利
用してファラデー効果を増大せしめ、磁気光学効果が優
れた光磁気記録媒体を提供することにある。
本発明の別の目的は、基板上に順次積層した反射層、誘
電体下地層および磁性層の1反射層と誘電体下地層、お
よび、誘電体下地層と磁性層との各層の結晶面を特定の
関係とすることにより、確実にC面配向した垂直磁化膜
とした磁性層を形成し、ビット数が増大でき再現性が飛
薙的に向上し、高密度記録再生可能な光磁気記録媒体を
提供することにある。
見豆夏青玖 本発明の光磁気記録媒体は、基板上に反射層、誘電体下
地層および六方晶金属酸化物磁性層が順次積層され、前
記反射層とその上に形成された誘電体下地層との結晶ミ
スフィツトが±30%以内であり、かつ、前記誘導体下
地層とその上に形成された六方晶金属酸化物磁性層との
結晶ミスフィツトが±30%以内であることを特徴とす
る。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
第1図は本発明の光磁気記録媒体の実施例を示す断面図
であり、ガイドトラックのための凹凸を設けたプレグル
ーブ基板11上に、反射層13、誘電体下地層15、六
方晶金属酸化物の磁性層17が順次積層され、さらにそ
の上に保護板19が設けられている。
反射層13と誘電体下地層15との結晶ミスフィツトは
±30%以内であり、好ましくは±15%以内である。
ミスフィツトが上記範囲を逸脱すると、磁性層17の垂
直磁気異方性にバラツキを生じ、所期の特性を有する光
磁気記録媒体が得られる。
ここでミスフィツトf、とは、2つの適当に選ばれた境
界面の方向をfl=1.2.・・・とし。
成長層とその基材結晶の原子間隔をそれぞれbQt a
llとすると。
f、=上に上’−X100(%) a 区 として示されるものである。より具体的に言えば、ミス
フィツトfとは、基板の原子面間隔をa、成長する側の
原子面間隔をbとすると。
f=エニ”xtoo(%) として示されるものである。
第1表に、いくつかの反射層と誘電体下地層との結晶方
位の関係と、ミスフィツトとの関係を示す。
(以下余白) 第1表 (002)fi Ω10 %  の軟磁性スピネルフェ
ライト Au(111)面 12.7 8.0 3.3 −6.
5   3.0Pt(111)面 17.1 12.3
 7.4 −2.7   7.0Al(111)面 1
3.5 8.8 4.1 −5.8   3.7Ag(
111面 12.5 7.8 3.1 −6.6   
2.8Rh(111)面 20.8 15,8 10.
8  0.3   10.4即Ω旦)   18.1 
13.2 8.3 −1.9   8.0このように、
誘電体下地層が配向するためには、反射層結晶面とのエ
ピタキシャル成長によっている。たとえばA u (1
11)/ Z n○(002) 。
A u (111)/ A I N (002)などで
あり、反射層でAuの(III)面が配向していない場
合は(これを無配向とよぶ)、Zn○やAINの(00
2)面は成長しなかったか、成長しても次の磁性層のC
軸配向性が極端に悪くなるものであった。
反射層としてはA u 、 P t 、 Rh 、 P
 d 、 A g 。
A1が好ましく、基板と平行方向にこれら金属の(11
1)の結晶面が配向したことが好ましい。
このような配向は、たとえば、電子ビーム蒸着などの薄
膜形成法により基板上に反射層を形成する場合に、基板
温度を例えば200〜300℃に制御するなどによって
達成できる。反射層の膜厚は0.01〜5μm程度が適
当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
誘電体下地層は、さらに、その上に形成されるマグネト
ブランバイト型の六方晶酸化物磁性層の0面とのミスフ
ィツトが±30%以内であることが必要であり、好まし
くは±15%以内である。このような誘電体下地層とし
ては、たとえば、Zn○(002) 、 A I N 
(002) 、 M g○(111)。
BaO(002) 、 N i −Z nフェライト(
111)等の軟磁性層を示すスピネルフェライト等が挙
げられる。これらの結晶面とバリウムフェライト(前記
一般式AのM e = B aのもの)の結晶面C面の
ミスフィツト率を示せば次の通りである。
12表 Z n O(002)              −
9,37%A I N(002)          
     1.29%Mg○(111)       
       −0,93%N i −Z nフェライ
ト(111)等のスピネルフェライト     0.3
5%B e O002)             9
.14%誘電体下地層は、たとえば、スパッタリングや
、CVD、蒸着法により、反射層上にエピタキシャル成
長せしめて形成することができる。
誘電体下地層の膜厚は0.02〜0.5μm程度が適当
であり、好ましくは0.05〜0.3μmである。
また、反射層13と基板11上にTiまたはCrからな
る中間層を形成することが好ましい。このような中間層
を設けることにより、Δθ5oを小さくすることができ
る。Δθ、。(デルタ・シータ・50:配向分散角)は
、反射層の結晶面がどのくらい良く配向しているかを示
す基準、即ち配向度を示すものであり、小さいほど良好
な配向性を示す。この中間層の膜厚は0.001〜0.
5μm程度が適当であり、好ましくは0.02〜0.3
μmである。
また、中間層を形成しない場合であっても、反射層を蒸
着などにより形成した直後に400〜600℃でアニー
リングすることによりΔθ5oを小さくすることもでき
る。
本発明は、反射層と誘電体下地層、および誘電体下地層
と六方晶酸化物磁性層のミスフィツト率を制御すること
を骨子とするものであり、光磁気記録媒体の構造やその
使用材料は適宜のものを採用しうる。
たとえば、基板11としてはプレグルーブ基板以外の基
板を用いることができるし、また、必ずしも保護板19
は必要としない。また、六方晶酸化物磁性体も特に限定
されず、要求される特性によって選択しうるが、たとえ
ば、次のものがあげられる。
Me○・n (MaxMbyMczFe2− (x +
iy +jz) O,)  (1)(式中、Me、Ma
、Mb、Mc、x、y、z、nはそれぞれ以下の通りで
ある。
Me : Ba、Sr、Pb、La、Caから選ばれる
1種または2種以上の2価の金属 Ma :Ga、AI2.Cr、Rhから選ばれる1種ま
たは2種以上の3価の金属 Mb:CoまたはNiから選ばれる1種または2種以上
の2価の金属 Me : Ti、Mn、I r、Sn、V、Ta、Hf
。
Pd、Nb、Re、Pt、○S HZ r HT C*
Rh、Ge、Ru、W、Te、Pr、Ce。
pbから選ばれる1種または2種以上の4価の金属 x:0≦X≦0.5 y:0<y≦0.5 z:0≦2≦0.5.但し、Xと2は同時に零ではない
。また、O< x + y + z≦1.0n:5≦n
≦6) 本発明の金属酸化物磁性体を用いて磁性膜を作るには、
たとえば、基板温度400〜700℃で真空蒸着、スパ
ッタリング、イオンブレーティング等の方法で膜厚0.
1〜10μm程度に付着させればよい。こうして得られ
た磁性膜は垂直配向している。また、500℃未満の基
板温度で磁性膜を形成することもできるが、この場合に
垂直配向させるためには磁性膜形成後、500〜800
℃の熱処理を、必要により磁界を印加しながら行う。
このような磁性膜の形成に際しては耐熱性基板が用いら
れる6基板の材料としては一般にアルミニウム、ステン
レス、銅、ニッケルのような金属;石英ガラス; GG
G(ガリウム・ガドリウム・ガーネット);サファイア
;リチウムタンタレート;結晶化透明ガラス;パイレッ
クスガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダガラス;表
面を酸化処理したまたは処理しない単結晶シ’J :I
 ン; A Q 203 + A Q z O:l ・
M g O、M g O・LIF、Y2O,・LiF、
Beo、ZrO,・Y、03.Th○2・CaO等の透
明セラミック材;無機シリコン材(例えば東芝シリコン
社製トスガード、住人化学社製スミセラムP)等の無機
材料或いはポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の有機材
料が使用できる。
本発明の光磁気記録媒体への記録、再生は従来と同じく
磁性膜に変調または偏向されたレーザー光を照射して行
うことができる。たとえば、垂直磁化された磁性膜に磁
界の印加下に選択的にレーザービームを照射し、照射部
をキューリ一温度以上に加熱し保磁力を減少させて磁気
反転させ、記録ビットを形成して情報を記録する。
この情報の読み出しはレーザーの偏光を磁性膜に照射し
、ファラデー回転角の差から検出することにより行われ
る。
見豆勿麦来 本発明によれば、反射層、誘電体下地層および磁性層の
結晶の配晶面の配向性を制御することにより、磁気的均
一性に優れ、垂直磁気異方性が良好で、高密度記録が可
能な光磁気記録媒体を得ることができる。
実施例 あらかじめプレグルーブを形成したガラス基板(100
mmφ)上に1次の方法により、中間層(形成しない場
合もある)、反射層、誘電体下地層および磁性層を形成
して、本発明の光磁気記録媒体を形成した。
(1)中間層の形成 電子ビーム蒸着により、基板温度27〜100℃で、C
rまたはTiを0.01〜1.Op m蒸着した。
(2)反射層の形成 基板上または中間層上に、Au、Pt、Pd。
Rh、AgまたはAIを、基板温度を制御して電子ビー
ム蒸着し、基板面と平行に(111)面を形成した。基
板温度はAgの場合が300℃、他の場合は400℃で
あった。(111)配向膜であることはX線回折により
確認した。
膜厚は、その上に形成される誘電体下地層によって、次
の通りとした。
反m       誘」[荘二LIJLO,5μn+ 
           ZnO0,2μm      
     A I No、2μm          
 M g 00.2μm            Be
0O,2μo       Nu−Znフェライト0.
2  rs       Mn−Znフェライト(3)
誘電体下地層の作成 反射層の上にDCおよびRFマグネトロンスパッタリン
グ法により、以下の条件でZn0(膜厚0.1〜0.5
pm) 、 A I N(膜厚0.1−0.2μm) 
t M g O(膜厚0.02〜1゜Oμ耐B e O
、Ni−ZnあるいはMn−Znフェライト膜を形成し
た。ZnO,BeOおよびAINの場合は反射層金属の
(111)面上に、六方晶C面。
つまり(002)面が優先配向し、また、MgO。
Ni−ZnまたはMn−Znフェライトの場合は(11
1)面が優先配向した。
(i)  ZnO,MgO,BeO ターゲット: ZnO,MgO,Be○膜厚:0.1μ
m 放電型カニ 400V 、 0.35A基板温度:30
0℃ 導入ガス圧: 2.OX 10−2丁orr導入ガス:
02: Ar=1 : 1 (ii)  AIN ターゲット:A1 膜厚: 0.20μm 放電型カニ 400V 、 0.5OA基板温度=35
0℃ 導入ガス圧: 1.0X10−3Torr導入ガス:A
r:N2=2:1 (iii)  Ni−Znフェライト、M n −Z 
nフェライト ターゲット: N i −Z nまたはM n −Z 
nフェライト 膜厚:0.2μm 放電型カニ 120W 基板温度:300℃ 導入ガス圧: 6.0X10−’Torr導入ガス: 
Oz : A r ” 1 : 1(4)磁性層の形成 焼結により、以下の組成のターゲット(300X to
o X 5 mm)を作成し、対向ターゲットスパッタ
により磁性層を形成した。
(i)  ターゲット組成 Nα成 T−I    Ba0・6(Fe1,9゜Go。、、T
io、o50.)T−2Ba0・6(Fe、s、Gao
2.Ti、、、O,)T−3Ba0・6(Fe、□、C
oo、5Tin、、503)T−4Ba0・6(Fet
soCo6.osTio、asOJT−s    Ba
O’ 6 (Fe17g C0615r、LO,i H
03)T−6Ba(16(Fen、s、Co、、□Ti
o、、Gao、tgOa)T−7Ba0・6[Fen、
toCOo、osTlo、osAlo、zOi]TJ 
   Sr0 ・6 (Fez、e o Co、、T1
01o3)TJ    Pb0 ・6 (Fet、i 
o GOo、2 TIo、20a )T−10BaQs
LaO,sO”6(Fe1.12GO,、、Q803)
T−11Bao2.La、、zsO’6(Fe1.5s
co。o40z)T−12La0・6(Fe  Co 
 0(ii)  スパッタ条件 膜厚:0.2〜0.3μm 放電型カニ 400V 、 0.2A 基基板塵:550〜700℃ 導入ガス圧: 2 X 1O−3Torr導入ガス:0
2:Ar=1:6〜1;1以上のようにして得られた記
録媒体についての測定結果を第3表に示した。
また、これらの光記録媒体を一方向に磁化させ、この磁
化方向とは逆に5000 eの磁界を印加しながら出力
20++I+lのレーザー光を、記録媒体表面での強度
10mV、周波数IMHzのパルスで照射反転せしめ記
録したところ、いずれもビット1.5μIの記録ビット
が形成された。
(以下余白)
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光記録媒体の構成例を示す断面図であ
る。 11・・・基    板   13・・・反 射 層1
5・・・誘電体下地層   17・・・磁 性 層19
・・・保 護 板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、基板上に反射層、誘電体下地層および六方晶金属酸
    化物磁性層が順次積層され、前記反射層とその上に形成
    された誘電体下地層との結晶ミスフィットが±30%以
    内であり、かつ、前記誘導体下地層とその上に形成され
    た六方晶金属酸化物磁性層との結晶ミスフィットが±3
    0%以内であることを特徴とする光磁気記録媒体。
JP61052113A 1985-03-11 1986-03-10 光磁気記録媒体 Pending JPS6231051A (ja)

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