JPH0785512A

JPH0785512A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0785512A
Application number: JP25248393A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Kaneko; 裕治郎金子; Kenichi Aihara; 謙一相原; Tatsuya Sato; 達哉佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】外部磁界が小さくても記録・消去を良好に行
える光磁気記録媒体を得る。【構成】透明基板上に少なくともＴｂ、Ｄｙ、Ｆｅ、
Ｃｏを含む合金からなる記録層を設けた光磁気記録媒体
において、前記記録層に２〜８原子％のＯを含有するこ
とを特徴とする光磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体、特に
低磁界で高Ｃ／Ｎの得られる光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクは、レーザ光を用いて情
報の記録、再生および消去を行うため、従来からの光デ
ィスクと同様に記憶容量が大きく、しかも記録層に磁性
体を用いているため書き換えが可能である。また、排接
触で記録および再生ができ、塵埃の影響も受けないこと
から信頼性にも優れているなど、数年前に商品化されて
以来、光ファイルシステム等への展開が急速に進んでお
り、より高い性能への向上を目指して活発な研究が行わ
れている。

【０００３】この光磁気記録層（以下、記録層と略記
す）の材料としては、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦ
ｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ等の希土類−遷移金属（以
下、ＲＥ−ＴＭと略記す）非晶質合金が粒界ノイズがな
く、スパッタリングを用いることによって容易に垂直磁
化膜が得られることから現在最も多く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今後、光磁気ディスク
を用いた光ファイルシステムは、さらに大容量化および
高速転送レート化が進み、そのため記録層はＣ／Ｎを左
右するかカー回転角（θｋ）が大きく、記録感度に影響
が深いキュリー点（Ｔｃ）が低く、かつ直径１μｍ以下
のビット（磁区）を安定に保持するための保磁力（Ｈ
ｃ）が大きい材料であることが要求される。

【０００５】これらの要求を満足させる一つの方法とし
て、記録層を交換結合力を利用した多層膜化する方法が
あり、いろいろと提案されている。例えば記録層を二層
にして記録用と再生用に機能を分離し、記録用をキュリ
ー点（Ｔｃ）が低く、かつ保磁力（Ｈｃ）の大きな材料
とし、また、再生用としてカー回転角（θｋ）が大き
く、かつ保磁力（Ｈｃ）の小さな材料を用い、高Ｃ／
Ｎ、かつ高感度化を図ることが一般に知られている。ま
た、さらに、記録層を三層あるいは四層にして大容量化
を図ったり、ダイレクトオーバーライトを可能にして高
速転送レート化を図ったりすることも提案されている。

【０００６】ここで光磁気記録媒体の消去・記録原理を
まず一般に採用されている光変調方式について説明す
る。データの消去は外部から磁界を与えた状態でレーザ
光を連続照射して熱し、外部磁界と同じ方向に記録層の
磁化をそろえる。データの記録は外部磁界を消去時から
反転させた状態にし、データマークを記録するところだ
けレーザ光の出力を大きくして、記録層を熱し、記録層
の磁化を反転させる。

【０００７】一方、磁界変調方式は光変調方式とは逆
で、記録時にレーザ光を連続照射した状態にして、デー
タマークを記録するところだけ記録方向に磁界を印加す
る方式で、光変調方式と違ってダイレクトオーバーライ
トが可能であるため将来の記録方式として盛んに開発が
進められている。これら外部磁界は大き過ぎると光磁気
記録再生装置内の磁界発生部（電磁石）が大きくなって
しまったり、また、消費電力が多くなってしまったりす
る。特に磁界変調方式の場合、この問題は重要である。
よって外部磁界はなるべく小さい方がよい。しかし、現
在の光磁気記録媒体は少なくとも３００Ｏｅ以上の磁界
を印加しないと十分なＣ／Ｎが得られていない。

【０００８】本発明はこのような従来の光磁気記録媒体
の欠点を解消するためになされたもので、外部磁界が小
さくても良好な記録・消去が可能な光磁気記録媒体を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、透明基板上に少なくともＴｂ、Ｄ
ｙ、Ｆｅ、Ｃｏを含む合金からなる記録層を設けた光磁
気記録媒体において、前記記録層に２〜８原子％のＯを
含有することを特徴とする光磁気記録媒体が提供され
る。

【００１０】以下に本発明の光磁気記録媒体の構成を図
１の構成例に基いて説明する。図１において、１はプリ
グレーブ付きの透明基板、２は干渉層、３は記録層、４
は保護層、５は反射層である。

【００１１】透明基板１としては、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ア
モルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等の樹脂からなる
溝付き紫外線硬化樹脂（エポキシアクリレート等）層を
形成した基板等が挙げられる。これらの基板はディスク
形状で、厚みは０．６〜１．２ｍｍ程度である。

【００１２】図１においては、上記基板１と記録層３と
の間に干渉層２が設けられている。この干渉層２は設け
なくても本発明の効果が損なわれることはないが、設け
ることによって次のような作用と効果が得られる。すな
わち、干渉層２には屈折率の高い（１．８以上）透明な
膜を用い、この層における再生光の多重反射を利用して
見かけのカー回転角（θｋ）を増大させ、それによって
Ｃ（キャリア）レベルを上げ、また、反射率を小さくす
ることでＮ（ノイズ）レベルを下げてトータルでＣ／Ｎ
を向上させる。

【００１３】さらに、ＲＥ−ＴＭ非晶質合金のように酸
化等による腐食を起こしやすい材料を記録層３に用いて
いるため、この干渉層２は記録層３の腐食を防止する保
護膜としての役割も備える必要がある。それには基板１
からの酸素の侵入を防ぎ、それ自身の耐食性が高く、か
つ、記録層３との反応性が小さい材料が要求される。こ
のような要求を適えられる材料としては、ＳｉＯ、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の金属酸化物、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｚｒ、Ｇｅ等の金属窒化物、ＺｎＳ等の金属硫化物
が挙げられるが、特にＳｉ、Ｂ、Ｏ、Ｎから選択される
２種以上の原子からなり、かつ少なくともＳｉとＮを含
む化合物（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＢＮ、ＳｉＢＯＮ）
が適している。また、干渉層２は多層膜であっても良
く、膜厚は屈折率によっても異なるが、通常、トータル
で５００〜２０００Å、好ましくは８００〜１２００Å
である。

【００１４】次に記録層３としては、粒界ノイズがな
く、スパッタリングを用いることによって容易に垂直磁
化膜が得られるＲＥ−ＴＭ非晶質合金が適している。中
でもＴｂ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏを含有する合金はカー回転
角（θｋ）が大きく（０．２５〜０．３５度程度）、か
つ、キュリー温度（Ｔｃ）が低い（１４０〜１８０℃）
ため、高Ｃ／Ｎで高感度な記録媒体を実現できる材料で
あるといえる。好ましい組成比は下記一般式（Ｉ）で示
す通りである。

【化１】（Ｔｂ_XＤｙ_1-X）_Z（Ｆｅ_YＣｏ_1-Y）_1-Z （Ｉ）（式中、０．０＜Ｘ＜１．０、０．７≦Ｙ＜１．０及び
０．１＜Ｚ≦０．３である）この点については特開昭５
９−６１０１１号公報に記載がある。しかるに、このよ
うな合金薄膜中に酸素（Ｏ）を一定量、すなわち、２〜
８原子％含有させると低磁界で高Ｃ／Ｎが得られる。含
有されるＯが干渉層２との界面から１００Åまでに６０
％以上集中していると一層の効果が得られる。ＲＥ−Ｔ
Ｍ非晶質合金にＯを含有させるには記録層３の成膜中に
Ｏ₂ガスを導入したり、成膜後、Ｏが含まれる雰囲気中
で熱処理することによって記録層中に取り込むことがで
きる。

【００１５】また、記録層３には耐食性を向上させるた
めに、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄを少量（１〜５原
子％）含有させてもよい。中でもＣｒの添加の効果は著
しい。記録層３は、多層膜で構成しそのうち少なくとも
１層を上記一定量の酸素を含有する記録層としてもよ
い。記録層３の膜厚は１０００Å以下であり、図１に示
したような反射層５を設けた構成の記録媒体では１５０
〜３００Åが適当である。反射層５を設けた構成の記録
媒体は、記録層３のカー効果とファラデー効果の両方が
利用できるためＣ／Ｎやジッター特性に優れている。

【００１６】通常、記録層３の上には保護層４が設けら
れる。保護層４は設けなくても本発明の効果が損なわれ
ることはない。この保護層４は空気中（片面仕様の場
合）、また、接着剤（両面仕様の場合）からの水分や酸
素またはハロゲン元素のように記録層３に有害な物質の
侵入を防止し、記録層３を保護する目的で設けられるた
め、干渉層２と同様、それ自身の耐食性が高く、記録層
３との反応性が小さいことが必要である。具体的な材料
は干渉層２として挙げたものと同様である。ただ、その
内でも作りやすさや熱伝導率の点からＳｉ、Ｂ、Ｏ、Ｎ
のうちから選択される２種以上の原子からなる化合物
で、少なくともＳｉとＮを含む化合物（ＳｉＮ、ＳｉＯ
Ｎ、ＳｉＢＮ、ＳｉＢＯＮ）が適している。この保護層
４の膜厚はＣ／Ｎや記録感度にも大きな影響を及ぼす
が、通常、０〜６００Åが好ましい。

【００１７】反射層５は記録層３の上に直接もしくは保
護層４を介して設けてもよい。記録媒体の高Ｃ／Ｎ、高
感度化のために、この反射層５は再生光に対して反射率
が高く、熱伝導率は小さい方がよい。また、当然、耐食
性がなければならない。具体的な材料としてＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａの１種以上を
含むＡｌ合金が好ましい。この反射層５の膜厚は薄過ぎ
るとＣ／Ｎが低下し、厚過ぎると記録感度が悪くなるた
め３００〜６００Åが適当である。

【００１８】基板上に各層を形成する手段としては、ス
パッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、
プラズマＣＶＤのような化学蒸着法等が用いられる。

【００１９】また、層構成は図１に示した以外に、保護
層４あるいは反射層５の上にさらに５〜１０μｍの有機
保護層（カバー層）等を設けたり、また、それらの膜ど
うしを接着剤によって貼り合わせた構成でも本発明の効
果は損なわれない。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明する。

【００２１】直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのポリカ
ーボネートからなるプリグルーブ付き基板をスパッタリ
ング装置の真空槽内にセットし、５×１０^-7Ｔｏｒｒ以
下になるまで真空排気した。次いでＡｒとＮ₂の混合ガ
スを真空槽内に導入し、圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒに調
整し、Ｓｉをターゲット材として放電電力２ＫＷ（４Ｗ
／ｃｍ²）で高周波マグネトロンスパッタリングを行
い、干渉層としてＳｉＮ膜を１０００Å堆積した。次い
で記録層としてＴｂＤｙＦｅＣｏ合金をターゲット材と
して直流マグネトロンスパッタリングによって（Ｔｂ₆
Ｄｙ₁₅Ｆｅ₇₀Ｃｏ₉）₉₄Ｏ₆膜を２００Åの厚さに形成し
た。さらに保護層として干渉層と同様の方法によってＳ
ｉＮ膜を３００Å、反射層としてＡｌＴｉ膜を５００Å
に順次形成して本発明の光磁気記録媒体を得た。この媒
体のオージェ電子分光法による深さ方向の組成分布を図
２に示す。図２より記録層中に酸素が含まれていること
が分かる。

【００２２】実施例２〜４（Ｔｂ₆Ｄｙ₁₅Ｆｅ₇₀Ｃｏ₉）_100-xＯ_x、（Ｘ＝２、４、
８）である組成の記録層を形成した以外は実施例１と同
様にして、Ｏ含有量が異なる３種類の光磁気記録媒体を
作成した。

【００２３】実施例５〜８（Ｔｂ₆Ｄｙ₁₅Ｆｅ₆₈Ｃｏ₉Ｃｒ₂）_100-xＯ_x、（Ｘ＝
２、４、８）である組成の記録層を形成した以外は実施
例１と同様にして、Ｏ含有量が異なる３種類の光磁気記
録媒体を作成した。

【００２４】比較例１〜２Ｔｂ₆Ｄｙ₁₅Ｆｅ₇₀Ｃｏ₉およびＴｂ₆Ｄｙ₁₅Ｆｅ₆₈Ｃｏ₉
Ｃｒ₂をそれぞれ記録層とした以外は実施例１と同様に
して２種類の光磁気記録媒体を作成した。

【００２５】以上のように作製した実施例および比較例
の光磁気記録媒体の保磁力と角形比を図３および図４
に、また、消去磁界とノイズレベルとの関係を図５に示
す。保磁力と角形比は対称角振動法の磁気光学測定器で
測定した。また、ディスクの信号評価条件は以下の通り
である。記録半径：３０ｍｍ、レーザ波長：７８０ｎｍ、記録周
波数：４．９ＭＨｚ、ディスクの回転数：２４００ｒｐ
ｍ（ｃａｖ）、記録レーザパワー：６ｍＷ、再生レーザ
パワー：１ｍＷ、記録磁界：３００Ｏｅ。

【００２６】図３および図４より、酸素含有量は、Ｔｂ
ＤｙＦｅＣｏ膜の場合、８原子％、ＴｂＤｙＦｅＣｏＣ
ｒ膜の場合、６原子％を超えると、保磁力と角形比が急
激に小さくなり、垂直磁気異方性が低下してしまうこと
がわかる。また、比較例に比べて実施例の方がいずれも
低磁界でも高Ｃ／Ｎが得られるが、それは図５より明ら
かなように低磁界で完全に消去されてノイズレベルが低
くなるためである。

【００２７】以上においては光変調方式用の光磁気記録
媒体として説明を行ったが、磁界変調方式を用いたダイ
レクトオーバーライト用光磁気記録媒体としても十分効
果が発揮される。

【００２８】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、記録層と
してＴｂ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏを含有する記録膜に一定量
の酸素を含有させることによって高感度で、かつ、低磁
界においても高Ｃ／Ｎを有する光磁気記録媒体が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる光磁気記録媒体の断面図であ
る。

【図２】本光磁気記録媒体の深さ方向の組成分布を示す
グラフである。

【図３】記録層中の酸素含有量と保磁力および角形比と
の関係を示すグラフである。

【図４】記録層中の酸素含有量と保磁力および角形比と
の関係を示すグラフである。

【図５】光磁気記録媒体の消去磁界とノイズレベルとの
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１透明基板２干渉層３記録層４保護層５反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に少なくともＴｂ、Ｄｙ、Ｆ
ｅ、Ｃｏを含む合金からなる記録層を設けた光磁気記録
媒体において、前記記録層が２〜８原子％のＯを含有す
ることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】透明基板上に少なくともＴｂ、Ｄｙ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｃｒを含む合金からなる記録層を設けた光磁
気記録媒体において、前記記録層が２〜６原子％のＯを
含有することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項３】前記記録層に含有されるＯが基板側界面
より１００Åまでの領域に約６０％以上含有されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光磁気記録媒
体。
【請求項４】前記記録層が２層以上から構成され、そ
の内の少なくとも１層が上記特定の記録層からなる請求
項１〜３のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】透明基板上に少なくとも干渉層、記録
層、保護層が順次設けられた構成を有することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光磁気記録媒
体。