JPH0630182B2 - Manufacturing method of magneto-optical recording element - Google Patents
Manufacturing method of magneto-optical recording elementInfo
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- JPH0630182B2 JPH0630182B2 JP11934285A JP11934285A JPH0630182B2 JP H0630182 B2 JPH0630182 B2 JP H0630182B2 JP 11934285 A JP11934285 A JP 11934285A JP 11934285 A JP11934285 A JP 11934285A JP H0630182 B2 JPH0630182 B2 JP H0630182B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光磁気記録素子、特に書き換え型素子の再生性
能指数を向上させると共に光磁気記録媒体の耐環境特性
を改善し、更にスパッタリングによる膜形成において生
産性を向上せしめた光磁気記録素子の製法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention improves the reproducing performance index of a magneto-optical recording element, especially a rewritable element, and improves the environment resistance of a magneto-optical recording medium, and further, a film formed by sputtering. The present invention relates to a method for manufacturing a magneto-optical recording element with improved productivity in formation.
(先行技術) 近年、光磁気記録素子を用いた高密度記録が盛んに研究
されており、これはレーザー光を投光して記録媒体を局
部加熱することによりピットを書き込み、磁気光学効果
を利用して読み出すという大量の情報を高密度に記録す
る方式である。この光磁気記録媒体は希土類元素−遷移
金属から成る非晶質金属垂直磁化膜を主にスパッタリン
グ法によって成膜することによって得られる。(Prior Art) In recent years, high-density recording using a magneto-optical recording element has been actively researched. This is to write pits by projecting a laser beam to locally heat the recording medium and utilize the magneto-optical effect. This is a method of recording a large amount of information that is read out in high density. This magneto-optical recording medium can be obtained by forming an amorphous metal perpendicular magnetization film composed of a rare earth element-transition metal mainly by a sputtering method.
この光磁気記録方式によれば、光磁気特性を向上させる
ために記録媒体の改善と共に基板と記録媒体との間に誘
電体層を設けることが提案されている。According to this magneto-optical recording method, it has been proposed to provide a dielectric layer between the substrate and the recording medium together with the improvement of the recording medium in order to improve the magneto-optical characteristics.
即ち、透明基板上に透明誘電体層を介して光磁気記録媒
体から成る磁性層を形成した光磁気記録素子において、
レーザー光を基板側から投光して再生するに際して誘電
体層の膜厚tを多重反射が起きるような条件、 t=λ/4n・(2m+1)(但し、λ:レーザー光の再生
波長、n:誘電体層の屈折率、m=0,1,2,3…
…)に設定することで極カー効果のエンハンスメントを
得ることが出来、再生性能が顕著に向上する。That is, in a magneto-optical recording element in which a magnetic layer made of a magneto-optical recording medium is formed on a transparent substrate via a transparent dielectric layer,
Conditions for causing multiple reflection of the film thickness t of the dielectric layer when the laser light is projected from the substrate side and reproduced, t = λ / 4n · (2m + 1) (where λ: reproduction wavelength of laser light, n : Refractive index of dielectric layer, m = 0, 1, 2, 3 ...
...), the enhancement of the extreme car effect can be obtained, and the reproduction performance is remarkably improved.
かかる誘電体材料にはCeO2,ZrO2,TiO2,Al2O3,SiOな
どの酸化物、Si3N4,AlN,ZnS などの非酸化物があり、
この非酸化物については非晶質金属垂直磁化膜の界面に
誘電体材料に起因する酸素が存在せず、酸素の拡散によ
る磁性層の劣化が少ないという利点があり、また水や大
気中の酸素などの遮断性に優れている輸誘体材料を選択
することにより長期安定性且つ高信頼性の誘電体層と成
り得る。Such dielectric materials include oxides such as CeO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and SiO, and non-oxides such as Si 3 N 4 , AlN and ZnS,
This non-oxide has the advantage that oxygen originating from the dielectric material does not exist at the interface of the amorphous metal perpendicular magnetization film, and the deterioration of the magnetic layer due to diffusion of oxygen is small. A dielectric layer having long-term stability and high reliability can be obtained by selecting an importer material having excellent barrier properties such as.
また、この高密度記録に用いられる光ディスク用の基板
には軽量、低価格、耐久性及び安全性、並びに射出成型
によるガイドトラック入り基板を大量に複製できること
からプラスチック材料が使用されるようになり、とりわ
け、優れた透光性を有する高分子材料、例えばポリカー
ボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂などを用
いて光磁気記録用基板が製作されている。In addition, a plastic material has come to be used for a substrate for an optical disc used for this high-density recording because it is lightweight, low priced, durable and safe, and a substrate with a guide track by injection molding can be reproduced in a large amount. In particular, a magneto-optical recording substrate is manufactured by using a polymer material having excellent translucency, such as polycarbonate resin or polymethylmethacrylate resin.
また、斯様な現況のなかで、このプラスチック基板上に
非酸化物系誘電体層を介して磁性層を形成した光磁気記
録素子について、基板側からレーザー光を投光して再生
する場合、誘電体層の屈折率が基板のものに比べて大き
いほどエンハンスメント効果が大きくなると言える。Further, in such an existing situation, when reproducing by emitting a laser beam from the substrate side of a magneto-optical recording element in which a magnetic layer is formed on this plastic substrate via a non-oxide type dielectric layer, It can be said that the enhancement effect is increased as the refractive index of the dielectric layer is larger than that of the substrate.
高屈折率の非酸化物系誘電体層にはZnS(n=2.3
5)があるが、これらは比較的耐環境特性に劣り、長期
間高温高湿の環境下に置かれるとその誘電体層の成膜プ
ロセス中に生じた多数のピンホールを通して大気中の酸
素、水分等が磁性層へ供給され、磁性層の酸化等種々の
劣化現象が発生する。然るにSi4N4は屈折率が1.9
〜2.1であるがピンホールのない緻密な膜質となり、
耐環境特性に著しく優れる。そこで、この耐環境特性を
有効にすると共にSi3N4誘電体層自体の屈折率を改善
することが望まれるが、この点については未だ何ら提案
されていない。ZnS (n = 2.3) is used for the non-oxide dielectric layer with a high refractive index.
5), they are relatively inferior in environmental resistance, and when exposed to a high temperature and high humidity environment for a long period of time, oxygen in the atmosphere passes through a large number of pinholes generated during the process of forming the dielectric layer, Water or the like is supplied to the magnetic layer, and various deterioration phenomena such as oxidation of the magnetic layer occur. However, Si 4 N 4 has a refractive index of 1.9.
~ 2.1, but a dense film quality without pinholes,
Excellent environmental resistance. Therefore, it is desired to make the environment resistant property effective and to improve the refractive index of the Si 3 N 4 dielectric layer itself, but this point has not been proposed yet.
本発明者等は既に特願昭59年第143079号にて出願して
いる通り、Si3N4誘電体自体に着目し、このSi3N4
に特定の添加物を所定量入れることにより耐酸化特性に
優れた長期安定性及び高温高湿等の耐環境特性という利
点を有するのに加えて、Si3N4誘電体層の屈折率を大
きくして光磁気記録媒体の再生性能を向上させることが
できた。As the present inventors has already filed in Japanese Patent Application No. Sho 59 years No. 143,079, focusing on Si 3 N 4 dielectric itself, the Si 3 N 4
In addition to having the advantages of long-term stability with excellent oxidation resistance and environment resistance characteristics such as high temperature and high humidity, the specific refractive index of the Si 3 N 4 dielectric layer can be increased. Thus, the reproducing performance of the magneto-optical recording medium could be improved.
(発明の目的) 本発明の目的はかかる光磁気記録素子を製造するに際し
て、高品質な光磁気記録特性を維持しながらも生産性良
く行われ、且つ光磁気記録特性に好適な優れた誘電体層
をスパッタリングにより効率的に形成することが可能な
光磁気記録素子の製法を提供するにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to manufacture such a magneto-optical recording element with good productivity while maintaining high quality magneto-optical recording characteristics, and an excellent dielectric material suitable for magneto-optical recording characteristics. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magneto-optical recording element capable of efficiently forming a layer by sputtering.
(発明の目的を達成する手段) 本発明によれば、基体上に磁性層及び誘電体層を形成さ
せる光磁気記録素子の製法において、窒化珪素に酸化ア
ルミニウム及び酸化イットリウムの添加成分を含有した
組成物から成るターゲットをスパッタリングして前記誘
電体層を形成することを特徴とする光磁気記録素子の製
法が提供される。(Means for Achieving the Object of the Invention) According to the present invention, in a method of manufacturing a magneto-optical recording element in which a magnetic layer and a dielectric layer are formed on a substrate, a composition containing an additive component of aluminum oxide and yttrium oxide in silicon nitride. A method for manufacturing a magneto-optical recording element is provided, which comprises sputtering a target made of a material to form the dielectric layer.
本発明において、磁性層の被着素地となる基体は種々の
形状に取り得るが、以下、ディスク用基板の例にとって
詳細に説明する。In the present invention, the substrate to be the adherend of the magnetic layer may have various shapes, which will be described in detail below as an example of a disk substrate.
第1図は本発明に係る光磁気記録素子の典型的な層構成
を示し、ディスク用基板1の上に第1のSi3N4系誘電
体層2を介して磁性層3を積層し、更にその上に第2の
Si3N4系誘電体層4が設けられ、その上に保護層5を
形成している。FIG. 1 shows a typical layer structure of a magneto-optical recording element according to the present invention, in which a magnetic layer 3 is laminated on a disk substrate 1 with a first Si 3 N 4 system dielectric layer 2 interposed therebetween. Furthermore, a second Si 3 N 4 based dielectric layer 4 is provided thereon, and a protective layer 5 is formed thereon.
ディスク用基板1の表面上にSi3N4系誘電体層2,4
及び磁性層3をPVD(物理蒸着)やCVD(化学蒸着)によ
り形成することができ、量産性に相応しくするため、例
えばスパッタリング法など同一の薄膜形成技術を用いる
ことができる。スパッタリング法によりSi3N4系誘電
体層2を形成するにはターゲットに本発明の添加成分を
含有したSi3N4焼結体などを用いたり、Si3N4ター
ゲット以外に添加成分ターゲットを用いた複合ターゲッ
トとしたり、更にSi 添加成分を加えた合金ターゲット
の窒素雰囲気中の反応性スパッタリング法によってもよ
い。On the surface of the disk substrate 1, Si 3 N 4 system dielectric layers 2, 4
The magnetic layer 3 can be formed by PVD (physical vapor deposition) or CVD (chemical vapor deposition), and the same thin film forming technique such as the sputtering method can be used for suitability for mass production. In order to form the Si 3 N 4 based dielectric layer 2 by the sputtering method, a target is a Si 3 N 4 sintered body containing the additive component of the present invention, or an additive component target other than the Si 3 N 4 target is used. The composite target used may be used, or the reactive sputtering method in the nitrogen atmosphere of the alloy target to which the Si additive is further added may be used.
本発明においては、Si3N4系誘電体層をスパッタリン
グにより形成するが、磁性層は他の薄膜形成技術、例え
ば電子ビーム蒸着法、化学メッキ法などを用いてもよ
い。In the present invention, the Si 3 N 4 system dielectric layer is formed by sputtering, but the magnetic layer may be formed by using other thin film forming techniques such as electron beam evaporation and chemical plating.
次に上記した本発明に係る光磁気記録素子を製作するに
当り、種々のスパッタリングで製作できるが、第3図の
マグネトロンスパッタリング装置を用いた製作方法を詳
述する。Next, when manufacturing the above-described magneto-optical recording element according to the present invention, various kinds of sputtering can be used. The manufacturing method using the magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 3 will be described in detail.
図中、真空槽6の内部には、Si3N4焼結体から成る第
1ターゲット7、磁性体合金から成る第2ターゲット
8、回転駆動されることにより組合せ薄膜が形成される
円板状の基板9が配置されている。In the figure, inside the vacuum chamber 6, a first target 7 made of a Si 3 N 4 sintered body, a second target 8 made of a magnetic alloy, and a disk shape on which a combined thin film is formed by being rotationally driven. Substrate 9 is arranged.
第1ターゲット7と基板9の間には高周波スパッタリン
グが、そして第2ターゲット8と基板9の間には高周波
電圧もしくは直流電圧の印加によるスパッタリングが行
われる。High frequency sputtering is performed between the first target 7 and the substrate 9, and sputtering is performed between the second target 8 and the substrate 9 by applying a high frequency voltage or a DC voltage.
この第1,2ターゲット7,8の下側には、プレーナー
マグネトロン型カソードが備えつけられ、これにより電
場と磁場の直交するペニング効果現象を利用して放電ガ
ス分子のイオン化効率が高められ、量産に適した高速成
膜が可能となる。Below the first and second targets 7 and 8, a planar magnetron type cathode is provided, which enhances the ionization efficiency of discharge gas molecules by utilizing the Penning effect phenomenon in which an electric field and a magnetic field are orthogonal to each other, and is suitable for mass production. Suitable high-speed film formation becomes possible.
本発明によれば、上述した装置内で、Si3N4系誘電体層
の形成と磁性層の形成とを任意の積層順で行う。先ず、
装置内を1×10-5Torr以下の高真空に脱気した後、ス
パッタリング用の不活性気体、例えばアルゴン、窒素等
を所定の圧力になるように導入する。雰囲気ガス圧が1
×10-3Torr未満では安定な放電状態が得られず、成膜
が困難となり、50×10-3Torrを越えると、磁性薄膜
中に含まれるアルゴン(Ar)や酸素(O)が増加して膜特
性が劣化し、本発明の目的を達成することがむずかし
く、また均一性、安定性も得にくくなるため、1×10
-3〜50×10-3Torr、好適には3×10-3〜20×1
0-3Torrの範囲に設定される。According to the present invention, the formation of the Si 3 N 4 based dielectric layer and the formation of the magnetic layer are performed in an arbitrary stacking order in the above-mentioned apparatus. First,
After degassing the inside of the apparatus to a high vacuum of 1 × 10 −5 Torr or less, an inert gas for sputtering, such as argon or nitrogen, is introduced so as to have a predetermined pressure. Atmospheric gas pressure is 1
If it is less than × 10 -3 Torr, a stable discharge state cannot be obtained and film formation becomes difficult, and if it exceeds 50 × 10 -3 Torr, argon (Ar) and oxygen (O) contained in the magnetic thin film increase. Film characteristics are deteriorated, it is difficult to achieve the object of the present invention, and it is difficult to obtain uniformity and stability.
-3 to 50 x 10 -3 Torr, preferably 3 x 10 -3 to 20 x 1
It is set in the range of 0 -3 Torr.
第1図に示す記録要素の場合、第1ターゲット7と基板
9との間に高周波電力を印加し、Si3N4系誘電体層を
形成させ所定の膜厚が得られた後、スパッタリングを停
止させる。次いで、第2ターゲット8と基板9との間に
も同様に高周波電力もしくは直流電圧を印加して磁性層
を形成し、所定の膜厚になったとき、このスパッタリン
グを停止して、再度Si3N4系誘電体層のスパッタリン
グを行う。In the case of the recording element shown in FIG. 1, a high frequency power is applied between the first target 7 and the substrate 9 to form a Si 3 N 4 system dielectric layer and a predetermined film thickness is obtained, and then sputtering is performed. Stop. Next, high frequency power or DC voltage is similarly applied between the second target 8 and the substrate 9 to form a magnetic layer, and when the predetermined thickness is reached, this sputtering is stopped and Si 3 The N 4 -based dielectric layer is sputtered.
本発明によれば、この際、Si4N4に前述した添加成分
を配合した複合Si3N4焼結体を第1ターゲット7とし
て用いることにより、次の利点が達成される。According to the present invention, the following advantages are achieved by using, as the first target 7, the composite Si 3 N 4 sintered body in which Si 4 N 4 is mixed with the above-mentioned additive component.
アルゴンや窒素などの不活性気体導入前に装置内部
の到達真空度を所定範囲に設定する必要がある。この範
囲に満たない場合、装置内の残留ガス(水、酸素、窒素
など)が誘電体層に取り込まれ、シリコンの酸窒化物
(Si−N−O)ができ、そのために屈折率が小さくなって
nがSiO2に近くなるためである。Before the introduction of an inert gas such as argon or nitrogen, it is necessary to set the ultimate vacuum inside the apparatus within a predetermined range. If it is less than this range, residual gas in the device (water, oxygen, nitrogen, etc.) will be taken into the dielectric layer and form silicon oxynitride (Si-N-O), which reduces the refractive index. This is because n becomes close to SiO 2 .
本発明によれば到達真空度が1×10-5Torr(1.3×
10-3Pa)以下に設定することができる。従来法による
無添加の高純度Si3N4ターゲットを用いると、この到
達真空度が1×10-6Torr以下の高真空度が要求された
のに比べて、本発明においては約10倍条件を緩和する
ことができ、その結果、真空にするための排気時間を短
くすることができ、生産効率の向上が期待できる。According to the present invention, the ultimate vacuum is 1 × 10 −5 Torr (1.3 ×
It can be set to 10 -3 Pa) or less. When a high-purity Si 3 N 4 target containing no additive by the conventional method is used, the ultimate vacuum is required to be a high vacuum of 1 × 10 −6 Torr or less. Can be relaxed, and as a result, the evacuation time for evacuating can be shortened, and improvement in production efficiency can be expected.
従来のSi3N4ターゲットはポーラスで約30%以
上の気孔率を有するが、本発明のターゲットは、後述す
る通り窒化ケイ素焼結体の焼結助剤を添加成分に用いて
いることから、気孔率5%以下のSi3N4ターゲットに
でき、次の作用効果がある。即ち、従来のターゲットに
は大きな気孔が多く存在するため内部に存在する close
dな気孔に不純物ガスが含有してことに起因して安定し
た品質が得られるのを妨げる要因となっている事実を確
かめた。The conventional Si 3 N 4 target has a porosity of about 30% or more in porosity, but the target of the present invention uses a sintering aid of a silicon nitride sintered body as an additive component as described later, A Si 3 N 4 target having a porosity of 5% or less can be obtained, and the following effects can be obtained. In other words, the conventional target has many large pores, so there is a close
The fact that impurity gas is contained in d-shaped pores has been confirmed as a factor that prevents stable quality from being obtained.
又、ターゲットの温度コントロールに冷却を必要とする
が、従来のターゲットでは気孔の存在により冷却効果が
十分に達成できず、そのため、基板温度の上昇が大きく
プラスチック基板に十分厚い保護膜を形成する場合の障
害となっていた。Moreover, although cooling is required to control the temperature of the target, the conventional target cannot achieve a sufficient cooling effect due to the presence of pores. Therefore, when the substrate temperature rises significantly and a sufficiently thick protective film is formed on the plastic substrate. Had been an obstacle.
従って本発明は叙上の問題を解決できる有効な手段であ
ることは明らかである。Therefore, it is obvious that the present invention is an effective means for solving the above problems.
本発明の製法によれば、前述した効果に加えて、次に述
べる通りの効果も得られることは特願昭59年1430
79号に述べた通りである。According to the production method of the present invention, in addition to the effects described above, the following effects can be obtained.
As described in No. 79.
本発明に係るSi3N4系誘電体層2にはSi3N4自体の
屈折率を向上せしめるような添加成分、即ち屈折率向上
剤を含有して屈折率を2.15を越えるようにすること
が重要である。The Si 3 N 4 based dielectric layer 2 according to the present invention contains an additive component that improves the refractive index of Si 3 N 4 itself, that is, a refractive index improver so that the refractive index exceeds 2.15. It is important to.
斯様な添加成分には種々の単体及び化合物があると考え
られるが、本発明者等は酸化アルミニウム(Al2O3)及
び酸化イットリウム(Y2O3)を含む窒化珪素質組成物をタ
ーゲットに用いることがよいことが判った。Although it is considered that such additional components include various simple substances and compounds, the present inventors target a silicon nitride composition containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and yttrium oxide (Y 2 O 3 ). It turned out that it is good to use.
本発明において、屈折率向上剤として、Si3N4系誘電
体層に含まれる成分には、従来Si3N4の焼結助剤とし
て知られている成分と同一のものが用いられる。しかし
ながら、本発明の誘電体層においては、Si3N4が焼結
状態とは全く異なる状態、即ち一般に非晶質状態で含ま
れていることから、これらの添加成分の配合によって、
Si3N4誘電体層の屈折率が向上することは全く予想外
の知見であった。In the present invention, as the refractive index improver, the same components as those conventionally known as sintering aids for Si 3 N 4 are used as the components contained in the Si 3 N 4 based dielectric layer. However, in the dielectric layer of the present invention, Si 3 N 4 is contained in a completely different state from the sintered state, that is, in general, it is contained in an amorphous state.
It was a completely unexpected finding that the refractive index of the Si 3 N 4 dielectric layer was improved.
勿論、本発明においては、スパッタリングにより誘電体
層を形成させるためのターゲットとして、Si3N4の焼
結体を使用することにより前述する顕著な利点も達成さ
れるものである。Of course, in the present invention, the above-mentioned remarkable advantages can be achieved by using a sintered body of Si 3 N 4 as a target for forming a dielectric layer by sputtering.
用いる誘電体層用ターゲットの組成と、実際に形成され
る誘電体層の組成との間には相違が認められる場合があ
る。一般に、誘電体層のSi3N4の含有量は、ターゲッ
トにおけるSi3N4の含有量よりも高くなる傾向が認め
られる。A difference may be observed between the composition of the dielectric layer target used and the composition of the dielectric layer actually formed. In general, the content the Si 3 N 4 dielectric layer has a high tendency is observed than the content the Si 3 N 4 in the target.
しかしながら、Si3N4系誘電体層中にAl2O3が0.
1乃至5モル%、好適は0.5乃至1モル%、またY2O
3が0.1乃至3モル%、好適には0.2乃至0.5モ
ル%含有されていれば屈折率の点で満足すべき結果が得
られる。一方、ターゲット組成としてはAl2O3が4乃
至10モル%、好適には7乃至9モル%、Y2O3が
0.5乃至10モル%、好適には1乃至3モル%で含有
するのがよい。However, if Al 2 O 3 is less than 0.03 in the Si 3 N 4 -based dielectric layer.
1 to 5 mol%, preferably 0.5 to 1 mol%, and Y 2 O
When 3 is contained in an amount of 0.1 to 3 mol%, preferably 0.2 to 0.5 mol%, satisfactory results can be obtained in terms of refractive index. On the other hand, the target composition contains Al 2 O 3 in an amount of 4 to 10 mol%, preferably 7 to 9 mol%, and Y 2 O 3 in an amount of 0.5 to 10 mol%, preferably 1 to 3 mol%. Is good.
本発明に係るSi3N4系誘電体層は上述した添加成分を
必須不可欠のものとしているが、前記添加成分の効果を
失しない限り、それ以外の成分が含有されることを排除
するものではない。例えば、若干のSiO2、WC等が含有
することは何等差支えない。The Si 3 N 4 -based dielectric layer according to the present invention essentially includes the above-mentioned additional components, but does not exclude the inclusion of other components unless the effects of the additional components are lost. Absent. For example, it does not matter that a small amount of SiO 2 , WC, etc. is contained.
本発明に係るターゲット用添加成分の含有量について
は、種々の実験を繰り返し行なった結果このSi3N4系
誘電体層の最高屈折率は磁性層の光学定数や基板材料に
も関連するが、反射率が下がり過ぎず、ディスク回転時
のフォーカシング用光量が十分にとれる範囲内で決定さ
れるのが望ましく、基板にPC樹脂、PMMA樹脂及びガラ
スを用いた場合、それぞれの屈折率が1.59,1.5
及び1.5であるため、この屈折率は実用上3.5を越
えない範囲で大きくするのがよい。Regarding the content of the target additive component according to the present invention, as a result of repeating various experiments, the maximum refractive index of the Si 3 N 4 system dielectric layer is related to the optical constant of the magnetic layer and the substrate material. It is desirable that it is determined within a range where the reflectance does not drop too much and the amount of focusing light at the time of disk rotation is sufficiently taken. When PC resin, PMMA resin and glass are used for the substrate, the respective refractive indexes are 1.59. , 1.5
Since it is 1.5 and 1.5, it is preferable that the refractive index be practically increased within a range not exceeding 3.5.
また、Si3N4系誘電体層の屈折率を大きくするとエン
ハンスメント効果が向上すると共にこの層厚tがエンハ
ンスメント効果を得んがための式t=λ4n・(2m+1)に
基いて層厚を小さくすることができる。その結果、層の
成膜時間を数10%短縮することができるのに伴って基
板上の層厚分布の不均一に由来したエンハンスメント効
果のバラツキを小さくすることができる。Further, when the refractive index of the Si 3 N 4 system dielectric layer is increased, the enhancement effect is improved and the layer thickness t is reduced based on the equation t = λ4n · (2m + 1) for obtaining the enhancement effect. can do. As a result, it is possible to reduce the film formation time of the layer by several tens of percent, and to reduce the variation in the enhancement effect due to the non-uniformity of the layer thickness distribution on the substrate.
更に本発明によれば、Si3N4系誘電体層用ターゲット
中にSi3N4を主成分として80モル%以上含有すると
緻密でピンホールのない膜が形成され、これにより、長
期間高温高湿の環境に置かれてもこの誘電体層に何ら酸
化等の劣化現象が発生しなくなりSi3N4本来の優れた
耐環境特性を維持することができる。Further, according to the present invention, when Si 3 N 4 is contained as a main component in the target for Si 3 N 4 based dielectric layer in an amount of 80 mol% or more, a dense and pinhole-free film is formed. Even if the dielectric layer is placed in a high-humidity environment, no deterioration phenomenon such as oxidation will occur in the dielectric layer, and the excellent environment resistance characteristic of Si 3 N 4 can be maintained.
本発明の光磁気記録素子はガラス基板やプラスチック基
板の上に上述した通りのSi3N4系誘電体層2を介して
磁性層3として非晶質金属垂直磁化膜、例えばTbFe,
GdCo,TbFeCo,DyFeCo,GdTbFeCo,GdDy
FeCo等を形成し、更にその上に磁性層3の酸化等の防
止のために第2のSi3N4系誘電体保護層4を形成する
のがよい。この保護層4にも本発明に係るSi3N4系誘
電体層にするのがよく、これにより、共通の同一ターゲ
ットを用いることができる。In the magneto-optical recording element of the present invention, an amorphous metal perpendicular magnetization film, such as TbFe, is used as a magnetic layer 3 on a glass substrate or a plastic substrate via the Si 3 N 4 system dielectric layer 2 as described above.
GdCo, TbFeCo, DyFeCo, GdTbFeCo, GdDy
It is preferable to form FeCo and the like, and further to form a second Si 3 N 4 based dielectric protective layer 4 thereon in order to prevent oxidation of the magnetic layer 3 and the like. This protective layer 4 is also preferably made of the Si 3 N 4 system dielectric layer according to the present invention, whereby the same common target can be used.
尚、本発明の光磁気記録素子においては、光磁気特性を
効果的に向上させるために基板1とSi3N4系誘電体層
2、この誘電体層2と磁性層3の間に何らかの介在層を
設けても何ら差支えない。In the magneto-optical recording element of the present invention, in order to effectively improve the magneto-optical characteristics, the substrate 1 and the Si 3 N 4 -based dielectric layer 2 are interposed between the dielectric layer 2 and the magnetic layer 3. There is no problem even if layers are provided.
本発明の記録素子においては、必要により、第2の誘電
体層4の上に更に樹脂保護層5を形成させることができ
る。樹脂保護層5としては、それ自体公知の紫外線硬化
型のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタ
ン樹脂等を用いることができる。In the recording element of the present invention, a resin protective layer 5 can be further formed on the second dielectric layer 4 if necessary. As the resin protective layer 5, a UV-curable acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin or the like known per se can be used.
第2図に示すように、第1図における第2の誘電体層4
を省略し、磁性層3の表面に直接紫外線硬化型樹脂保護
層5を設けてもよい。As shown in FIG. 2, the second dielectric layer 4 in FIG.
Alternatively, the ultraviolet curable resin protective layer 5 may be provided directly on the surface of the magnetic layer 3.
(実施例) 次に本発明の実施例を述べる。(Example) Next, the Example of this invention is described.
(例1) 高周波2元マグネトロンスパッタリング装置にて、9
9.9%純度のSi3N4原料にAl2O3及びY2O3を添
加したものを成形、焼結して6インチ×5mm厚に加工
し、複合Si3N4ターゲットとした。ディスク用基板1
としてガラス基板、DC基板、PMMA基板のいずれか一つ
を備えつけ、5×10-6Torrまで十分に真空排気した
後、99.999%純度のAr ガスを導入し、5×10
-3Torrとした。次いで、前記基板1に50Wの電力を印
加してエッチングした後、この基板1の上にRFパワー
1kWで5分間プレスパッタした後、Si3N4系誘電体層
2を成膜した。かくして出来たSi3N4系誘電体層2の
膜厚がλ/4n (但し、λは再生用レーザー光の波長で
あり、本実施例においては8000Åとし、そして、n
はSi3N4系誘電体層2の屈折率である)となるように
成膜条件を設定した。然る後、RFパワー200Wにて
60分間プレスパッタし、いずれの素子についても同一
のDyFeCo 層を膜厚約1500Åで形成した。(Example 1) With a high frequency binary magnetron sputtering device,
A mixture of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 added to a 9.9% pure Si 3 N 4 raw material was molded, sintered and processed into a thickness of 6 inches × 5 mm to obtain a composite Si 3 N 4 target. Disk substrate 1
A glass substrate, a DC substrate, or a PMMA substrate is provided as a substrate, and after sufficiently evacuating to 5 × 10 −6 Torr, Ar gas having a purity of 99.999% is introduced and 5 × 10 5
-3 Torr. Then, after applying a power of 50 W to the substrate 1 for etching, pre-sputtering was performed on the substrate 1 at an RF power of 1 kW for 5 minutes, and then a Si 3 N 4 based dielectric layer 2 was formed. The thickness of the Si 3 N 4 system dielectric layer 2 thus formed is λ / 4n (where λ is the wavelength of the reproducing laser beam, and in this embodiment, 8000Å, and n
Is the refractive index of the Si 3 N 4 system dielectric layer 2). After that, pre-sputtering was performed for 60 minutes at an RF power of 200 W, and the same DyFeCo layer was formed in each element with a film thickness of about 1500 Å.
更に、この磁性層3の上に前記Si3N4系誘電体層2と
同一の製作条件でSi3N4系保護層4を被覆した。Further, a Si 3 N 4 based protective layer 4 was coated on the magnetic layer 3 under the same manufacturing conditions as the Si 3 N 4 based dielectric layer 2.
尚、Si3N4系誘電体層2及びSi3N4系保護層用ター
ゲットはケイ光X線分析によりSi3N4(90モル%)
−Al2O3(6モル%)−Y2O3(4モル%)であるこ
とが判明した。The target for the Si 3 N 4 system dielectric layer 2 and the Si 3 N 4 system protective layer was Si 3 N 4 (90 mol%) by fluorescent X-ray analysis.
-Al 2 O 3 (6 mol%) - it was found to be Y 2 O 3 (4 mol%).
かくして得られた本発明の光磁気記録素子について、再
生性能指数及び耐環境特性のそれぞれをテストした。The magneto-optical recording element of the present invention thus obtained was tested for reproduction performance index and environmental resistance.
(1)再生性能指数テスト ガラス基板(屈折率1.5)上に積層して成る光磁気記
録素子について、再生用レーザー光(波長8000Å)
を基板側から投光した場合、力−回転角θK、反射率R
を測定して再生性能指数 を求めた。(1) Reproduction performance index test Reproducing laser light (wavelength 8000Å) for magneto-optical recording element laminated on glass substrate (refractive index 1.5)
Is projected from the substrate side, force-rotation angle θK, reflectance R
Measure the playback performance index I asked.
この結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.
第1表中には比較例として何ら添加成分のないSi3N4
系誘電体層及びSi3N4系保護層を本実施例と同一の条
件により成膜し、他も本実施例と全く同じにして製作し
た光磁気記録素子を記載してある。In Table 1, as a comparative example, Si 3 N 4 containing no added components was used.
A magneto-optical recording element manufactured by forming the system dielectric layer and the Si 3 N 4 system protective layer under the same conditions as in the present embodiment, and otherwise making the same as in the present embodiment is described.
また、エンハンスメント効果を数値表示するために第2
図に示す通り前述したSi3N4系保護層4がなく他は全
く同一のSi3N4系誘電体層2及び磁性層3から成り、
保護層5を形成しない光磁気記録素子を本実施例以外に
製作し、この素子の磁性層側から再生用レーザー光(波
長8000Å)を投光して磁性層本来の再生性能指数
η′を求めた。そして、比較例も同様にしてエンハンス
メント効果を求めた。In addition, the second to display the enhancement effect numerically.
As shown in the figure, the above-mentioned Si 3 N 4 system protective layer 4 is absent, and the others are completely the same Si 3 N 4 system dielectric layer 2 and magnetic layer 3,
A magneto-optical recording element in which the protective layer 5 was not formed was manufactured in addition to this example, and a reproducing laser beam (wavelength 8000Å) was projected from the magnetic layer side of this element to obtain the reproduction index η ′ inherent to the magnetic layer. It was Then, in the comparative example, the enhancement effect was similarly obtained.
第1表によれば、本実施例の素子は比較例のものに比
べ、誘電体層の屈折率が大きくなるのに伴ってエンハン
スメント効果がより大きくなり、再生性能指数が約12
%大きくなったことが判る。 According to Table 1, in the device of this example, the enhancement effect becomes larger as the refractive index of the dielectric layer becomes larger than that of the comparative example, and the reproducing performance index is about 12.
You can see that it has become bigger.
(ii)耐環境特性テスト ガラス基板上に積層して成る光磁気記録素子について、
65℃の温度及び90〜95%相対湿度の高温高湿雰囲
気に設置し、製作直後からのカー回転角及び保磁力の経
時変化を追ったところ、それぞれ、第4図及び第5図に
示す通りの結果となった。尚、これらの結果は日本分光
(株)製カー効果測定装置を用いてカーヒステリシスル
ープから求め、この再生用レーザー光の波長は6328
Åである。(ii) Environmental resistance test A magneto-optical recording element laminated on a glass substrate,
It was installed in a high temperature and high humidity atmosphere of 65 ° C. and 90 to 95% relative humidity, and changes over time of the Kerr rotation angle and coercive force immediately after production were traced. As shown in FIGS. 4 and 5, respectively. The result was. These results were obtained from a Kerr hysteresis loop using a Kerr effect measuring device manufactured by JASCO Corporation, and the wavelength of this reproducing laser beam was 6328.
It is Å.
第4図においては、経時時間tに対するカー回転角θkr
(t)とカー回転角θkr(0)の比を示しており、θkr(0)は
製作直後の値である。但し、θkrは残留カー回転を表わ
す。●印は本実施例のプロットであり、(イ)はその時間
依存特性曲線である。▲印は何ら添加成分のないSi3N
4系誘電体層及びSi3N4系保護層を本実施例と同一の
条件により成膜し、他も本実施例と全く同じにして製作
した比較例の素子を用いた場合のプロットであり、(ロ)
はその時間依存特性曲線である。In FIG. 4, the Kerr rotation angle θkr with respect to the elapsed time t
The ratio between (t) and the Kerr rotation angle θkr (0) is shown, where θkr (0) is the value immediately after fabrication. However, θkr represents the residual Kerr rotation. The mark ● is the plot of this embodiment, and (a) is its time-dependent characteristic curve. ▲ indicates Si 3 N with no added ingredients
4 is a plot in the case where a 4 system dielectric layer and a Si 3 N 4 system protective layer were formed under the same conditions as in this example, and the other comparative element manufactured in exactly the same manner as this example was used. , (B)
Is the time-dependent characteristic curve.
本発明の素子は500時間経過後も比較例と比べほとん
ど変化せず、Si3N4系誘電体層は光磁気記録用磁性薄
膜を保護層として従来周知のSi3N4保護層と同様に優
れた性能を有している。The device of the present invention shows almost no change after 500 hours compared with the comparative example, and the Si 3 N 4 based dielectric layer uses the magnetic thin film for magneto-optical recording as a protective layer similarly to the conventionally known Si 3 N 4 protective layer. It has excellent performance.
第5図においては、経過時間tに対する保磁力Hc(t)と
保磁力Hc(0)の比を示しており、Hc(0)は製作直後の値で
ある。図中、●印は本実施例のプロットであり、(ハ)は
その時間依存特性曲線である。▲印は上述した比較例の
素子のプロットであり、(ニ)はその時間依存特性曲線で
ある。FIG. 5 shows the ratio of the coercive force Hc (t) and the coercive force Hc (0) with respect to the elapsed time t, where Hc (0) is the value immediately after fabrication. In the figure, ● marks are plots of this embodiment, and (C) is a time-dependent characteristic curve thereof. The symbol ▴ is a plot of the element of the comparative example described above, and (d) is its time-dependent characteristic curve.
第5図によれば本発明の素子は第4図の結果と同様に、
500時間経過後も周知のSi3N4層と同様に優れた性
能を有している。According to FIG. 5, the device of the present invention is similar to the result of FIG.
Even after 500 hours, it has excellent performance as well as the well-known Si 3 N 4 layer.
本発明においては、比較例と比べて同一電力量にて成膜
速度を大きくすることができ、尚且つ、その成膜時の基
板温度を小さくすることができた。斯様な低温高速成膜
技術は、特に熱変形温度が低いプラスチック基板を用い
るに際して格別に重要な技術であり、基板への二次電子
入射の防止並びにターゲットの熱輻射を極力低下させる
ことにより達成できる。実施例によれば、電力効率(成
膜速度/投入電力)の大きいことは低温成膜にとって有
効であり、更にプラスチック基板への熱影響を及ぼさな
いように低い基板温度で高速成膜が可能となるSi3N4
誘電体層を提供することができる。尚、この基板温度に
ついてはエンハンスメント効果が得られる膜厚に設定し
て比較した。 In the present invention, the film formation rate could be increased with the same amount of electric power, and the substrate temperature during the film formation could be decreased, as compared with the comparative example. Such low-temperature and high-speed film formation technology is a particularly important technology when using a plastic substrate with a low heat distortion temperature, and is achieved by preventing the incidence of secondary electrons on the substrate and reducing the thermal radiation of the target as much as possible. it can. According to the example, high power efficiency (film formation speed / input power) is effective for low-temperature film formation, and high-speed film formation is possible at a low substrate temperature so as not to have a thermal effect on the plastic substrate. Naru Si 3 N 4
A dielectric layer can be provided. The substrate temperature was set to a film thickness at which an enhancement effect was obtained and compared.
(例2) 本実施例においては、実施例1のうち複合Si3N4ター
ゲット(気孔率2%)の組成がSi3N4(89.2モル
%)−Al2O3(8.7モル%)−Y2O3(2.1モル
%)であるものを用いて、そしてスパッタリング前の到
達真空度を5×10-7乃至1.5×10-5Torrまで変え
て他の条件は実施例1と同じにして基板上にSi3N4系誘
電体層を成膜した。比較例として純度99.9%のSi3N4
焼結体(気孔率28%)をターゲットにして同様の実験
を行った。Example 2 In this example, the composition of the composite Si 3 N 4 target (porosity 2%) in Example 1 was Si 3 N 4 (89.2 mol%)-Al 2 O 3 (8.7). Mol%)-Y 2 O 3 (2.1 mol%) and changing the ultimate vacuum before sputtering from 5 × 10 −7 to 1.5 × 10 −5 Torr under other conditions. In the same manner as in Example 1, a Si 3 N 4 based dielectric layer was formed on the substrate. As a comparative example, Si 3 N 4 having a purity of 99.9%
The same experiment was conducted using a sintered body (porosity 28%) as a target.
この結果は第6図に示す通りである。The result is shown in FIG.
(ホ)は本実施例で製作したSi3N4系誘電体層であり、
(ヘ)は比較例である。(E) is the Si 3 N 4 system dielectric layer manufactured in this example,
(F) is a comparative example.
同図より明らかな通り、本発明によれば到達真空度が1
×10-5Torr以下に設定することが判る。As is clear from the figure, the ultimate vacuum is 1 according to the present invention.
It can be seen that the value is set to × 10 -5 Torr or less.
尚、到達真空度が悪い場合、その残留ガスの主成分は四
重極型質量分析計の測定結果より、水分であることが判
明した。When the ultimate vacuum was poor, it was found from the measurement results of the quadrupole mass spectrometer that the main component of the residual gas was water.
(発明の効果) 以上の通り、本発明に係る光磁気記録素子によれば、磁
性層に対する耐酸化特性に優れたSi3N4系誘電体層を
用いるに際して、高温高湿等の耐還境特性を維持しつつ
その屈折率を大きくし、その結果、再生性能指数が向上
して密着性の改善した光磁気記録素子が提供される。(Effect of the Invention) As described above, according to the magneto-optical recording element of the present invention, when the Si 3 N 4 system dielectric layer having excellent oxidation resistance to the magnetic layer is used, the resistance against high temperature and high humidity is increased. There is provided a magneto-optical recording element having a high refractive index while maintaining the characteristics, resulting in an improved reproducing performance index and improved adhesion.
また本発明の製法においては光磁気記録特性に好適なS
i3N4系誘電体層をスパッタリングにより効率的に形成
でき、製造歩留り及び生産性の向上が期待できる。Further, in the manufacturing method of the present invention, S suitable for magneto-optical recording characteristics is used.
The i 3 N 4 -based dielectric layer can be efficiently formed by sputtering, and improvement in manufacturing yield and productivity can be expected.
第1図は本発明に係る光磁気記録素子の代表例の層構成
を示す断面図、第2図は層構成の異なる光磁気記録素子
の断面図、第3図は本発明の実施例に用いられるマグネ
トロンスパッタリング装置の模式図、第4図は本発明に
係る光磁気記録素子におけるカー回転角θkr(t)とカー
回転角θkr(0)の比の時間依存特性を示した線図であ
り、第5図は本発明に係る光磁気記録素子における保磁
力Hc(t)と保磁力Hc(0)の比の時間依存特性を示した線図
であり、第6図はSi3N4系誘電体層の屈折率における到
達真空度依存特性を示した線図である。 1……ディスク用基板、 2,4……Si3N4系誘電体層、 3……磁性層、5……保護層。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer structure of a typical example of a magneto-optical recording element according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a magneto-optical recording element having a different layer structure, and FIG. 3 is used in an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a magnetron sputtering apparatus to be used, and FIG. 4 is a diagram showing a time-dependent characteristic of the ratio of the Kerr rotation angle θkr (t) and the Kerr rotation angle θkr (0) in the magneto-optical recording element according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the time-dependent characteristics of the ratio of the coercive force Hc (t) and the coercive force Hc (0) in the magneto-optical recording element according to the present invention, and FIG. 6 is a Si 3 N 4 system dielectric. FIG. 4 is a diagram showing the ultimate vacuum degree-dependent characteristics in the refractive index of the body layer. 1 ... Disk substrate, 2, 4 ... Si 3 N 4 system dielectric layer, 3 ... Magnetic layer, 5 ... Protective layer.
Claims (1)
光磁気記録素子の製法において、窒化珪素に酸化アルミ
ニウム及び酸化イットリウムの添加成分を含有した組成
物から成るターゲットをスパッタリングして前記誘電体
層を形成することを特徴とする光磁気記録素子の製法。1. A method of manufacturing a magneto-optical recording element in which a magnetic layer and a dielectric layer are formed on a substrate, the target comprising a composition containing silicon oxide and an additive component of aluminum oxide and yttrium oxide is sputtered to form the dielectric layer. A method of manufacturing a magneto-optical recording element, which comprises forming a body layer.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11934285A JPH0630182B2 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Manufacturing method of magneto-optical recording element |
| US06/752,927 US4680742A (en) | 1984-07-07 | 1985-07-08 | Magneto-optical recording element |
| NL8501963A NL192964C (en) | 1984-07-09 | 1985-07-09 | Magneto-optical element and method of manufacturing it. |
| US07/042,273 US4851096A (en) | 1984-07-07 | 1987-04-24 | Method for fabricating a magneto-optical recording element |
| US07/358,554 US4954232A (en) | 1984-07-07 | 1989-05-26 | Magneto-optical recording element and method for fabrication thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP11934285A JPH0630182B2 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Manufacturing method of magneto-optical recording element |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS61278062A JPS61278062A (en) | 1986-12-08 |
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|---|---|---|---|
| JP11934285A Expired - Fee Related JPH0630182B2 (en) | 1984-07-07 | 1985-05-31 | Manufacturing method of magneto-optical recording element |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5571629A (en) * | 1987-07-10 | 1996-11-05 | Tdk Corporation | Optical recording medium |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11934285A patent/JPH0630182B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPS61278062A (en) | 1986-12-08 |
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