JPH02152049A - 光磁気デイスクの構造 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザー光により記録、再生、或いは消去を行
う光磁気記録に係り、特にディスク構造の簡素化、さら
にはディスクの低価格化に好適な光磁気ディスクの構造
に関する。

〔従来の技術〕

近年の高度情報化社会の進展はめざましく、高密度・大
容量でしかも書換えやランダムアクセスが可能なファイ
ルメモリに対するニーズが高まっている。可逆光ディス
クはこれに応えるものとして各所で研究開発が活発化し
ている。光ディスクの用途は、コンピューター用のファ
イルメモリーの他に、民生用１例えば書換え型コンパク
トディスク用として使えれば大きなインパクトを与える
ことができる。そのためには、低価格であることが第１
条件となる。これを実現するのに、基板には安価なプラ
スチック等の材料を用い、ディスク構造も可能な限り簡
素化する必要がある。これは、（１）基板作製技術、（
２）高耐食性光磁気記録膜の開発、（３）ディスク構造
の最適化、等各要素技術の積重ねがあってはじめて実現
できる。特に（２）に上記の光磁気記録膜の高耐食化技
術は重要である。なお、本発明に関連する従来技術とし
て例えば、特開昭５６−４０９０等を挙げることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、積層構造の十分な簡素化がはかられ
ておらず、量産性に劣り、さらには低価格化がはかりに
くいため民生用に不向きであった。

さらに、無機物を主体とした下地膜は光学的効果を考慮
すると７５０Å以上の膜厚が必要で、媒体全体のストレ
スを増大させ、膜の剥離の原因の一つになっていた。さ
らに、先に挙げた特開昭５６−４０９０では、カー回転
角増大に対する配慮がなされていなかった。

本発明の目的は、ディスク特性を低下させることなく積
層構造の簡素化を図ることにより量産性に優れ、低価格
の光ディスクを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ディスクの構造として基板上に高耐食化し
た光磁気記録膜を直接或いは薄い窒化物層を介して形成
し、その上に光学効果増大層、金属反射層を順次積層し
て光磁気ディスクを形成することにより達成される。

このようにして作製したディスクは、信頼性及び性能と
も従来のディスクと大差ない。つまり、磁性膜固有のＯ
ｋより増大し、その分反射率は低下する。

本発明によれば、製造プロセス的に最も時間を要する下
地膜形成を省略でき、生産効率を大きく向上させること
ができる。これは高耐食性を有する光磁気記録膜が開発
されたためである。この、記録材料の高耐食化は、希土
類元素と鉄族元素との合金に０．５〜１５ａｔ％の元素
を添加することで達成できる。

上記記録材料を構成する希土類元素は、Ｄ　ｙ＋Ｈｏ、
Ｔｂ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍの内の１種もしくは２種以上の
元素、鉄族元素は、Ｆθ、Ｃｏ。

Ｎｉの内の１種もしくは２種の元素である。これにＰｔ
、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕの中から選ばれる１種、とＡＱ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒの中から選ばれる１種の２群の内
の一方或いは両方の元素を含有させることで光磁気記録
膜の高耐食化がはかられる。この記録膜は、湿食、酸化
、孔食といった典型的な腐食を同時に抑制できた。

また光反射膜を構成する材料としては、ＡＱ。

Ｃｕ　ｔ　Ａ　ｕ　＋　Ｐ　ｔあるいはＲｈをベースと
し、これにＮｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｉ
の内から選ばれる少なくとも１種或いは２種以上の元素
を０．５〜４０ａｔ％の範囲で添加した材料を用いるこ
とができる。これら添加元素で膜の熱伝導率の調節を行
うことができる。

また、光学効果増大層としては、金属窒化物或いは金属
酸化物を用いることができる。具体的には、窒化シリコ
ン２窒化アルミニウム、酸化硅素。

酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化タンタル。

酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化アルミニウム
、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化スズ等である。さらに耐
食性を向上させるために、光磁気記録膜のいずれか一方
の界面或いは両方の界面に７０Å以下の窒化物層を形成
させると良い。

〔作用〕

本発明のディスクの構造は、基板／光磁気記録膜／光学
効果増大膜／金属反射膜からなっている。

従来のディスク構造では、上記基板と光磁気記録膜との
間に下地膜が介在している。下地膜形成プロセスは、デ
ィスク作製工程の中で最も時間を費やす工程であり、本
発明ではこの工程を省略できるので、製造時間を大幅に
短縮できる。また、ディスク価格の低下が可能となる。

信頼性的には、記録膜の高耐食化をはかり、さらに記録
膜界面に窒化処理等を施すことにより従来と同等以上に
できる。また、ディスク特性も、層構成（膜厚や物性値
）を最適化することで従来と同等以上にできる。

〔実施例〕

本発明の詳細を、実施例１〜４を用いて説明する。

［実施例１］ 第１図は本発明の一実施例で作製した光ディスクの断面
構造を示す。基板１として表面に案内溝を有するポリカ
ーボネート基板を使用し、その上に光磁気記録膜２とし
てＴｂｚａ、ｌ５Ｆｅａａ、託ｏｘ４ＮｂｇＰｔｓをス
パッタリング法にて形成した。膜の形成はターゲットに
前述の組成の合金ターゲットを使用し、投入ＲＦ電力密
度：　４．２　Ｗ／ａｊ、放電ガス圧＝５　Ｘ　１０”
−”Ｔｏｒｒで、まず純ＮＺガスを放電ガスに用いて４
０人のスパッタ膜を形成した。ひきつづき放電ガスを純
Ａｒに切換えてスパッタを行い、２５０人の膜厚に形成
し、その上に再び放電ガスを純Ｎ２に切換え、４０人の
スパッタ膜を形成した。全スパッタ時間は、２．５分で
ある。このようにして光磁気記録膜の周界面を窒化処理
することで耐食性を向上させ、かつ接着性の悪いプラス
チック基板に対しての、接着性を向上させた。

次に光学効果増大膜３として窒化シリコン膜をスパッタ
法により形成した。すなわち、ターゲットに５ｉｓＮ４
焼結体を、放電ガスに純Ａｒをそれぞれ使用し、放電ガ
ス圧２　Ｘ　１０−”（Ｔｏｒｒ）、投入ＲＦ電力密度
：　４．２Ｗ／ｃｄにて１．５分間スパッタを行ない、
厚さ２００人の５ｉａＮａ膜を形成した。

最後に金属反射膜４としてＡＱ−Ｔｉ（ＡＱ：８５ａ　
ｔ％、Ｔｉ１５ａｔ％）からなる。非晶質合金膜を形成
した。この膜４はターゲットにＡＱ−Ｔｉ合金を用い、
放電ガスにＡｒを使用し、放電ガス圧Ｉ　Ｘ　１０−２
Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度３．ＩＷ／ｄにて２分間ス
パッタを行なって厚さ５００人とした。

上記により作製した光磁気ディスクの評価を次のように
行なった。比較例として第１表に示す構造の光磁気ディ
スクを用いた。

第　　　１　　　表 基板及び記録膜の組成は同じで、界面の窒化処理は施し
ていない。まず、第２図に基板を介して光を入れて測定
したときの再生出力のレーザーパワー依存性を示す。測
定は、ディスク中心から３０Ｉの位置、ディスク回転速
度１８００　（ＲＰＭ）レンズ開口比Ｎ　ａ　＝　０　
、５５　、パルス幅７０　ｎ　ｓｅｅで行なった。本発
明の構造を有するディスクは、最小記録パワーが４ｍＷ
と、比較例６ｍＷに比べ低いパワーで書き込み可能であ
ることから感度が高いことを示す。また、得られたＣ／
Ｎは、記録条件として最も厳しいが、本発明のディスク
で４９ｄＢであったのに対し、比較例では４４ｄＢと約
５ｄＢ大きかった。このように本実施例のディスクは下
地膜を設けていないが、従来の構造と同等以上の性能を
有している。

上記実施例で得られたディスクを８０℃−８５％ＲＨ中
に放置したときの欠陥レートの経時変化を測定して信頼
性テストを行なった。第３図は上記テストの結果を示し
たものである。図示のように、本実施例のディスクは、
作製初期において４ＸＩＯ−８（件／ｂｉｔ）、８０℃
−８５％ＲＨ中に１０００時間放置後まで一定、その後
わづかづつ上昇し、２０００時間放置後で７Ｘ１０−６
（件／ｂｉｔ）の欠陥レートとなった。一方、比較例の
ディスクは、５００時間後で、Ｉ　Ｘ　１０−Ｐ′（件
／ｂｉｔ）、１０００時間後で１Ｏ−３（件／ｂｉｔ）
と急激に上昇した。また、はく離も発生した。このよう
に下地膜を有さず、ディスク構造を簡素化した本実施例
のディスクは、記録再生特性を低下させずかつ長寿命を
有しており、しかもディスクの作製時間も従来の１／３
以下に短縮できるなど大きな利点を有している。しかも
、各層の作製時間がほぼ等しいので量産化する場合に、
律速となる工程がないためスムーズなディスク作製が行
える。

また、ディスク寿命及び特性に関し、光磁気記録膜を形
成する元素の内、Ｎｂの代わりにＡＱ。

Ｔｉ、Ｔａ、或いはＣｒを、或いはｐｔの代わりにＲｈ
、Ｐｂ、或いはＡｕを用いたディスクを作成したが、そ
れらにおいても上記実施例と同等であった。このように
本発明の光ディスクは、安価なポリカーボネート基板を
用い簡単でかつ長寿命を有するディスクの作製が可能で
あることから民生用の書換え型コンパクトディスクとし
ての用途も十分に満足できる。

一方、静特性的には、カー回転角：０糎は記録膜のみ（
厚さ１０００人）の場合が０．３４°　であったのに対
して本発明の構造をとると０．６５″″と２倍近くまで
増大した。しかし反射率：Ｒは、５０％であったものが
２４％と１７２以下に減少した。

［実施例２］ 本実施例において作製したディスクの構造は実施例１と
同様で、その断面模式図は第１図に示すとおりである。

まず凹凸の案内溝を有するガラス基板１上に＋　（Ｇｄ
ｏ、ｅＤｙｏ、４）ｚｔＦｅ４ｅｃｏｘ７（Ｒｈｏ、７
ｃ　ｒｏ、δ）１０をターゲットとした他は実施例１と
同様の手法を用いて光磁気記録膜２を形成した。その上
にＳｉ○光学効果増大膜３をスパッタ法により形成した
。この他、Ｓ　ｉ　Ｎ、　Ａ　Ｑ　Ｎ。

Ｓ　ｉ　０２．　Ａ　Ｑｘ、Ｏｎ、　Ｓ　ｎ○２或いは
９５ＺｒＯｚ−５ＹｚＯδ膜を用いたディスクも同時に
作製した。

作製の条件は各酸化物が化学論組成となるように放電ガ
スにＡ　ｒｌｏｘ（９０／　１０）混合ガスを用いた他
、実施例１と同様とした。そして、Ａ　ｆｌ　ｏ、ｅＮ
　ｉ　Ｏ，１をターゲットに用いたスパッタ法により実
施例１と同一条件で光反射膜４を作製した。

このようにして作製したディスクの記録感度を次の手法
にて比較した。すなわちディスクにある出力の連続光に
よりディスク中心から６０＋＋＋ｍの位置に記録し、偏
光顕微鏡にて記録した磁区を観察しその幅を測長して、
完全消去に必要な１．３μｍ幅が得られるレーザのパワ
ーを求めた。ここで、ディスクの回転数は２４０Ｏｒｐ
ｍである。

第２表は上記の測定結果を示したものである。

ディスクの構造は同じであっても光学効果増大膜に用い
る材質を変化させることにより熱伝導率を変化させるこ
とができ、これにより、１．３μｍの磁区幅を形成する
ための所要パワーを調整することができた。この効果は
、Ｗ　ｏ　ａ、　Ｔ　ａ　ｘｏ　ｓ。

ＴｉＯ２，Ｍｏ○ｓ、　Ｎ　ｂｚｏｓ、　Ｐ　ｂ　Ｏ，
Ｐ　ｂ　ｏｘ等の酸化物を用いた場合においても、それ
ら物質固有の熱伝導率に従ってディスクの記録感度を変
化させることができる。

第　　２　　表 ［実施例３］ 本実施例において作製したディスクの構造は実施例と同
様で、その模式図は第１図に示したとおりである。まず
凹凸の案内溝をホトポリマー法（２ｐ法）によりガラス
円板上に形成したものを基板１として用い、その上にＴ
ｂ２ｔＦｅ＋ｅＣｏｚｚＮｂ！Ｉ組成の光磁気記録膜２
をスパッタ法により形成した。

その時の条件は、ターゲットに上記組成の合金ターゲッ
トを使用した以外は、実施例１と同様である。次に、窒
化シリコン光学効果膜３をスパッタ法により実施例１と
同一の条件で形成した。そして最後に、光反射膜４とし
て、ＡＩ、Ａｌｏ、ａａＴｉｏ、ｔ３゜或いはＡ　Ｑ　
０．７０Ｔ　ｉ　ｏ、δ０の３種類を実施例１と同一の
条件のスパッタ法により形成した。この他、Ａ　ｕ　、
　Ａ　ｕ　ｏ、ａｃ　ｒ　ｏ、ｔ、或いはＡ　ｕｏ、ｓ
ｃ　ｒｏ、ｚの３種類の膜を同様に形成した。このよう
にして作製したディスクについて、実施例２と同様の手
法により磁区幅の測定を行なった。第３表は上記測定結
果である。ここでＡＱやＡｕをベースに、これにＴｉ、
Ｃｒ等の元素を添加し、その濃度を制御することにより
熱伝導率を制御するとディスクへの書き込み感度を所望
の値に自由に選択できる。

これは、記録膜上の温度分布が変化するためである。こ
の効果は、ＣｕやＲｈ、或いはｐｔをベースとして、こ
れにＮｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ。

Ｚｒ、Ｓｉ等を加えて熱伝導率を制御しても同様の効果
が得られた、Ａｌ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｔ。

Ｃｕ等をベースとして、これにベース元素以外の元素や
Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ。

Ｓｉ等を添加することにより熱伝導率が大きく低下する
。この現像を利用して熱伝導率の制御さらにはディスク
への記録或は消去感度が制御できるのである。

第　　　３　　　表 ［実施例４］ 本実施例において用いたディスクは、実施例１と同様の
構造で、模式図は第１図に示すとおりである。実施例に
記述した手法にて形成した表面にＵＮ（紫外ａ）硬化性
樹脂を用いてオーバコート層５を形成した。このディス
クを用いて第４１図の如く、浮上型の磁気ヘッド８を用
い、ディスクにレンズ６によりしぼり込んだレーザー光
を照射しておき磁界を変調させてＣＤ信号を記録した。

ディスクの回転数は９ＱＯｒｐｎ＋である。記録した信
号を再生したところ、良好な再生信号が得られ、ノイズ
も小さかった。このように、本ディスクは。

書換え型コンパクトディスクとして用いることができた
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基板上に光磁気記録膜、光学効果増大
膜及び光反射膜の三層のみで下地膜なしでも、下地膜を
有するディスクと同様のキャリア対ノイズ比が得られ、
かつプラスチック基板のディスクであっても寿命が著し
く長い光ディスクを得ることができた。さらに、各層の
作製したプロセスに要する時間が等しくかつ短いので量
産化が容易となった。さらに光学効果増大層及び光反射
層の熱伝導率を制御することにより、光磁気記録膜の温
度分布を変えることができ、ディスクの記録或いは消去
の感度設定を自由に選択できるという利点を有している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光磁気ディスクの断面模式
図、第２図は本発明の実施例および従来例のディスクの
記録レーザーパワー一対再生出力の関係を示す特性図、
第３図は本発明および従来例の光磁気ディスクの耐食性
テストにおける欠陥レートの経時変化を示す測定図、第
４図は磁界変調記録方式を用いたときのディスク装置の
概略断面図である。 １・・・基板、２・・・光磁気記録膜、３・・・光学効
果増大膜、４・・・金属反射膜、５・・・オーバーコー
ト層、６・・・レンズ、７・・・レーザー光、８・・・
磁気ヘッド。 −Ｎ　（Ｔ’）母１．０’−ｏ　ｈ笥 ■ Ｚ 図 記抹し−ブーハ゛フー（ｍＷジ 第 図 放置時間ζｈｗ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー光を用いて記録、再生或いは消去を行う光
   磁気記録において、凹凸の案内溝を有するディスク基板
   上に、光磁気記録層、光学効果増大層及び光反射層の順
   に３層を順次積層した層構造を有することを特徴とする
   光磁気ディスクの構造。 ２、上記光磁気記録層として希土類元素と鉄属元素を主
   体とした合金を用い、さらに優位にはその合金が非晶質
   であることを特徴とする請求項第１項記載の光磁気ディ
   スクの構造。 ３、上記希土類元素として、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｇｄ、
   Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍの内から選ばれる少なくとも１種類或
   いは２種類の元素、上記鉄族元素としてＦｅ、Ｃｏの内
   から選ばれる少なくとも１種類或いは２種類の元素を主
   体とする合金を用い、さらに優位にはその合金が非晶質
   であることを特徴とする請求項第１項記載の光磁気ディ
   スクの構造。 ４、上記希土類元素と鉄族元素を主体とした光磁気記録
   材料中に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌの内から選ば
   れる少なくとも１種類の元素とＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ
   の内から選ばれる少なくとも１種類の元素の内のいずれ
   か一方或いは両方の元素を含んだことを特徴とする請求
   項第２項もしくは第３項記載の光磁気ディスクの構造。 ５、上記光学効果増大層は窒化シリコン、窒化アルミニ
   ウム等の金属窒化物或いは酸化硅素、酸化ジルコニウム
   、酸化チタン、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化
   モリブデン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化亜鉛
   、酸化鉛、酸化スズ等の金属酸化物の内いずれか１種類
   或いは２種類の化合物を主体として形成されることを特
   徴とする請求項第１項記載の光磁気ディスクの構造。 ６、光学効果増大層に用いる材料の材質、さらにはその
   熱伝導率を制御することにより光磁気記録層の温度分布
   を変え、ディスクの記録や消去の感度を調整したことを
   特徴とする請求項第１項もしくは第５項記載の光磁気デ
   ィスクの構造。 ７、上記光反射層として、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒ
   ｈを主体とした元素或いはこれら金属の合金を用い、さ
   らに優位にはこれらの金属層が非晶質であることを特徴
   とする請求項第１項記載の光磁気ディスクの構造。 ８、上記光反射層として、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎ
   ｂ、Ｚｒ、Ｓｉの内から選ばれる少なくとも１種或いは
   ２種以上の元素を０．５ａｔ％以上４０ａｔ％以下含ん
   だことを特徴とする請求項第１項もしくは第７項記載の
   光磁気ディスクの構造。 ９、上記光反射層において、その材料の材質、さらには
   その熱伝導率を制御することにより光磁記録層の温度分
   布を変え、ディスクの記録や消去の感度を調整したこと
   を特徴とする請求項第１項、第７項もしくは第８項記載
   の光磁気ディスクの構造。 １０、上記光磁気記録層において、該記録層のいずれか
   一方或いは両方の界面近傍に窒化物層を設け、さらに優
   位にはその厚さが３０Å以上であることを特徴とする請
   求項第１項乃至第４項のいずれかに記載の光磁気ディス
   クの構造。 １１、光磁気記録材料として希土類元素と鉄族元素の合
   金系に添加する元素の統量を０．５ａｔ％以上１５ａｔ
   ％以下の濃度としたことを特徴とする請求項第２項乃至
   第４項のいずれかに記載の光磁気ディスクの構造。 １２、磁界変調記録方式により情報の記録がなされてい
   ることを特徴とする請求項第１項乃至第１１項のいずれ
   かに記載の光磁気ディスク。