JPH0721888B2 - Method for manufacturing magneto-optical recording medium - Google Patents
Method for manufacturing magneto-optical recording mediumInfo
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- JPH0721888B2 JPH0721888B2 JP60022935A JP2293585A JPH0721888B2 JP H0721888 B2 JPH0721888 B2 JP H0721888B2 JP 60022935 A JP60022935 A JP 60022935A JP 2293585 A JP2293585 A JP 2293585A JP H0721888 B2 JPH0721888 B2 JP H0721888B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、希土類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄
膜を記録層に用いた光磁気記録媒体の製造方法に関し、
特にその記録・消去の繰り返し回数を高めた光磁気記録
媒体の製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a magneto-optical recording medium using a rare earth-transition metal amorphous ferrimagnetic alloy thin film as a recording layer,
In particular, it relates to a method for manufacturing a magneto-optical recording medium in which the number of times of recording / erasing is increased.
記録層に希土類−性金属非晶質フェリ磁性合金薄膜(以
下、RE−TM膜という)を用いた光磁気記録媒体は、書き
換え可能な光記録媒体の中で最も実用に適したものとし
て注目されている。A magneto-optical recording medium using a rare-earth-metal amorphous ferrimagnetic alloy thin film (hereinafter referred to as RE-TM film) for a recording layer is noted as the most practical rewritable optical recording medium. ing.
ところで堆積したままの状態(as−deposition)の非晶
質物質には、熱処理を施すとより安定な非晶質構造に移
行する,若しくは結晶化するといった、特有の熱的不安
定性がある。実際、RE−TM膜についても熱処理によって
磁気特性等の性状が変化することが、文献 T.Katayam
a,K.Hasegawa,K.Kawanishi,T.Tsushima:J.Appl,Phys.49
(1978)1759、文献 片山利一,長谷川光洋,牛窪
孝,対馬立郎:電総研彙報42(1978)559,H.Hoffmann,
R.Winkler:J.Mag.&Mag.Mater.13(1979),89、文献
M.Kajiura,Y.Togami,K.Kobayashi:Jan.J.Appl.Phys.20
(1981),L389、文献S.Yoshino,H.Takaji,S.Tsunashi
ma,M.Masuda,S.Uchiyama:Jpn.J.Appl.Phys.23(1984)1
88等に報告されている。By the way, the as-deposited amorphous substance has a peculiar thermal instability such that it shifts to a more stable amorphous structure or crystallizes when heat-treated. In fact, the properties of the RE-TM film, such as magnetic properties, also change due to heat treatment.
a, K.Hasegawa, K.Kawanishi, T.Tsushima: J.Appl, Phys. 49
(1978) 1759, References R. Katayama, M. Hasegawa, T. Ushikubo, T. Tsushima: The Institute of Electrical Engineers of Japan 42 (1978) 559, H. Hoffmann,
R. Winkler: J. Mag. & Mag. Mater. 13 (1979), 89, literature.
M.Kajiura, Y.Togami, K.Kobayashi: Jan.J.Appl.Phys. 20
(1981), L389, S. Yoshino, H. Takaji, S. Tsunashi.
ma, M.Masuda, S.Uchiyama: Jpn.J.Appl.Phys. 23 (1984) 1
It was reported to 88 mag.
光磁気記録媒体においては、光ビームの照射により記録
層を加熱することが記録・消去動作の基本となっている
ため、RE−TM膜のこうした熱的不安定性は記録・消去の
可逆可能回数に関連してくる。すなわち、記録媒体の同
一個所について記録・消去を繰り返してゆくと、その個
所は熱処理をしたと同様の変化をきたし、保磁力Hc等の
磁気特性が変化してくる。保磁力Hcが変化すると、安定
に存在するバブル磁区、すなわち書き込まれた記録単位
(ビット)の大きさや形状の変化、及びレーザビームと
外部磁場印加による書き込み特性の変化が起こる。従っ
て、これらは同一条件で記録・再生を多数回繰り返して
いった場合に、再生信号のS/N(以下、キャリア・ノイ
ズ比でC/Nと記す)が低下するという問題点を生じる。
実際、発明者らがアズデポ膜による記録媒体で、記録・
消去を繰り返し行ない、逐次再生信号を読み取ってみた
ところ、記録・消去繰り返し回数の増加に伴って再生信
号のC/Nの低下が見られた。この現象は、熱による記録
層自身の磁気特性の変化に起因するものである。In a magneto-optical recording medium, heating the recording layer by irradiation of a light beam is the basis of the recording / erasing operation, so such thermal instability of the RE-TM film affects the reversible number of times of recording / erasing. It is related. That is, when recording and erasing are repeated at the same location on the recording medium, that location undergoes the same change as that after heat treatment, and the magnetic characteristics such as the coercive force Hc change. When the coercive force Hc changes, the bubble domains that exist stably, that is, the size and shape of the written recording unit (bit) change, and the writing characteristics change due to the application of the laser beam and the external magnetic field. Therefore, when recording / reproducing is repeated a number of times under the same conditions, the S / N of the reproduced signal (hereinafter referred to as C / N in terms of carrier noise ratio) decreases.
In fact, the inventors recorded and recorded on an as-deposited film recording medium.
When erasing was repeated and the reproduced signal was read sequentially, the C / N of the reproduced signal decreased as the number of recording / erasing repetitions increased. This phenomenon is due to a change in magnetic characteristics of the recording layer itself due to heat.
このようにRE−TM膜は、光磁気記録媒体の記録層として
有望視されながらも、記録・消去の繰り返し回数が多数
回に及ぶと熱によって磁気特性が変化するという問題が
あり、その対策が望まれていた。As described above, the RE-TM film is promising as a recording layer of a magneto-optical recording medium, but there is a problem that the magnetic characteristics change due to heat when the number of times of recording and erasing is repeated many times. Was wanted.
この発明は、上記の問題点を克服するためになされたも
のであり、多数回の記録・消去の繰り返しに対しても磁
気特性が安定に保持されるRE−TM膜を記録層とする光磁
気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned problems, and a magneto-optical recording medium having a RE-TM film as a recording layer, whose magnetic characteristics are stably maintained even when recording and erasing are repeated many times. It is an object to provide a method for manufacturing a recording medium.
本発明による光磁気記録媒体の製造方法は、RE−TM膜か
らなる記録層を成膜後、結晶化温度未満の温度で熱処理
することにより、磁気特性が安定な状態に移行させるこ
とを特徴とする。The method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to the present invention is characterized in that after the recording layer made of the RE-TM film is formed, it is heat-treated at a temperature lower than the crystallization temperature to shift the magnetic characteristics to a stable state. To do.
すなわち、発明者らはRE−TM膜について熱処理とその繰
り返しによる磁気特性の変化を詳細に調べ、記録・消去
時に光ビームの照射による加熱によって記録層が達する
と思われる温度で熱処理をすると、保磁力の低下等の磁
気特性が変化すること、及び一回熱処理をすれば、その
後の熱処理の繰り返しに対して保磁力や磁化の大きさ,
カー回転角等の磁気特性の変化が無くなることを見いだ
した。That is, the inventors examined in detail the changes in the magnetic properties of the RE-TM film due to the heat treatment and the repetition of the heat treatment, and when the heat treatment was performed at a temperature at which the recording layer is considered to be reached by heating by irradiation with a light beam during recording / erasing, Changes in magnetic properties such as a decrease in magnetic force, and if heat treatment is performed once, the coercive force and the magnitude of magnetization will be reduced with repeated heat treatments.
We have found that there is no change in magnetic characteristics such as car rotation angle.
本発明はこのような知見に基き、従来のようにRE−TM膜
を成膜したままの状態で記録層とするのではなく、成膜
後に一旦熱処理を施して上記したような特性とすること
によって、磁気特性の熱的安定性を飛躍的に高めるもの
である。Based on such knowledge, the present invention does not form a recording layer in a state where a RE-TM film is formed as in the conventional case, but heat-treats once after forming the film to obtain the characteristics as described above. This dramatically improves the thermal stability of magnetic properties.
本発明において、この熱処理の温度をRE−TM膜の結晶化
温度未満とするのは、結晶化温度以上とすると光磁気記
録媒体としての基本的な特性が損われるためである。ま
た、この熱処理温度の最適値は記録層の材質、特に記録
時に記録層を構成するRE−TM膜をどの程度の温度まで加
熱するかによって異なる。例えばRE−TM膜が記録層をキ
ューリー点近傍まで加熱する、いわゆるキューリー点記
録方式の材料である場合には、熱処理温度をキューリー
点以上とする。また、本発明者等は、本願発明とは関係
ないが、参考としてRE−TM膜が記録層をその補償温度ま
で加熱する補償温度記録方式の材料について調べた結
果、この場合には、熱処理温度を記録層の保磁力が500
[Oe]以下に低下する温度以上とすればよいことを確認
した。In the present invention, the temperature of this heat treatment is set to be lower than the crystallization temperature of the RE-TM film because if it is set to the crystallization temperature or higher, the basic characteristics of the magneto-optical recording medium are impaired. Further, the optimum value of the heat treatment temperature varies depending on the material of the recording layer, in particular, the temperature to which the RE-TM film forming the recording layer is heated at the time of recording. For example, when the RE-TM film is a so-called Curie point recording type material that heats the recording layer to the vicinity of the Curie point, the heat treatment temperature is set to the Curie point or higher. Further, although the present inventors have examined the material of the compensation temperature recording method in which the RE-TM film heats the recording layer to the compensation temperature, as a reference, which is not related to the present invention, the heat treatment temperature The coercive force of the recording layer is 500
It was confirmed that the temperature should be higher than or lower than [Oe].
本発明によれば、光磁気記録媒体の記録層の磁気特性を
熱的に安定な状態にすることができるので、記録・消去
の繰り返しによる再生信号のC/Nの低下が抑制され、記
録・消去繰り返し可能回数が増大するという効果が得ら
れる。According to the present invention, since the magnetic characteristics of the recording layer of the magneto-optical recording medium can be brought into a thermally stable state, the decrease in C / N of the reproduced signal due to repeated recording / erasing is suppressed, It is possible to obtain the effect that the number of erasable repetitions increases.
第1図に本発明の一実施例に係る光磁気記録媒体の製造
工程を示す。まず、第1図(a)に示すように基板1、
例えばガラス基板あるいは熱酸化膜付きのSi基板の上に
記録層2として1000Å程度の厚さのRE−TM膜(希土類−
遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄膜)をスパッタリング
により成膜する。次に、第1図(b)に示すように記録
層2の上に酸化防止のための保護層3として、例えば厚
さ1000ÅのSi3N4膜を同様にスパッタリングにより形成
する。そして、第1図(c)に示すように、例えば無誘
導ヒータ4を用いて全体を加熱し、記録層2を熱処理す
る。FIG. 1 shows a manufacturing process of a magneto-optical recording medium according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), the substrate 1,
For example, on a glass substrate or a Si substrate with a thermal oxide film, a RE-TM film (rare earth-
A transition metal amorphous ferrimagnetic alloy thin film) is formed by sputtering. Next, as shown in FIG. 1B, a Si 3 N 4 film having a thickness of 1000 Å, for example, is similarly formed on the recording layer 2 as a protective layer 3 for preventing oxidation by sputtering. Then, as shown in FIG. 1C, the whole is heated by using, for example, the non-inductive heater 4, and the recording layer 2 is heat-treated.
このようにして製造された光磁気記録媒体について、種
々の温度,時間,および繰り返し回数の熱処理を行な
い、熱処理前後の特性変化を磁気特性についてVSMで、
また光磁気特性についてカー効果でそれぞれ調べた。熱
処理は上記のように無誘導ヒータ上にサンプルをセット
し、10-6Torr以下の高真空中で行なった。The magneto-optical recording medium manufactured in this manner is subjected to heat treatment at various temperatures, times and repetition times, and the change in the characteristics before and after the heat treatment is measured by VSM with respect to the magnetic characteristics.
The Kerr effect was used to examine the magneto-optical characteristics. The heat treatment was performed by setting the sample on the non-induction heater as described above and in a high vacuum of 10 -6 Torr or less.
以下では、RE−TM膜としてTbCo膜を形成したサンプルに
ついて実験した結果について詳細に述べる。第2図は種
々の温度で1時間熱処理した場合の,熱処理しない成膜
したままの膜に対する保磁力Hc,カー回転角θKおよびM
10⊥/M10″の変化の一例を示したものである。ここで、
M10⊥は膜面に対して垂直な方向の,外部から10[kOe]
の磁場を印加した場合の磁化、またM10″は膜の面内方
向の,外部から10[kOe]の磁場を印加した場合の磁化
であり、M10⊥/M10″は膜の垂直磁気異方性の目安とな
る量である。この図に示したように、熱処理をするとθ
Kや垂直方向の磁化は変化しないが、Hcが低下して面内
方向の磁化が増加する。In the following, the results of experiments conducted on a sample having a TbCo film formed as a RE-TM film will be described in detail. Figure 2 shows the coercive force Hc, Kerr rotation angle θ K, and M for the as-deposited film that was not heat-treated when heat-treated at various temperatures for 1 hour.
This is an example of the change of 10 ⊥ / M10 ″ . Here,
M10 ⊥ is 10 [kOe] from the outside in the direction perpendicular to the film surface.
Magnetization and M10 in the case of applying a magnetic field for "in-plane direction of the film, a magnetization when a magnetic field is applied from the outside 10 [kOe], M10 ⊥ / M10" perpendicular magnetic anisotropy of the film It is a standard amount of. As shown in this figure, when heat treatment is performed, θ
Although the K and the magnetization in the perpendicular direction do not change, Hc decreases and the magnetization in the in-plane direction increases.
第3図は300℃で1時間の熱処理を繰り返し行なった場
合の,熱処理しない成膜したままの膜に対するHc,θK
の変化の一例を示したものである。この図からわかるよ
うに、1回熱処理をすれば、それ以上繰り返し熱処理し
てもHcは変化しないことが明らかである。Fig. 3 shows Hc, θ K for the as-deposited film without heat treatment after repeated heat treatment at 300 ° C for 1 hour.
It shows an example of the change of. As can be seen from this figure, it is clear that once the heat treatment is performed, Hc does not change even if the heat treatment is further repeated.
第4図は熱処理時間を変化させた場合の,熱処理しない
成膜したままの膜に対するHc,θKの変化の一例を示し
たものである。この図からわかるように、Hc,θKの変
化量は熱処理時間に依存せず、15分の熱処理をすればそ
れ以降は熱的に安定であることが明らかである。FIG. 4 shows an example of changes in Hc, θ K with respect to the as-deposited film without heat treatment when the heat treatment time is changed. As can be seen from this figure, the amount of change in Hc, θ K does not depend on the heat treatment time, and it is clear that after the heat treatment for 15 minutes, it is thermally stable.
これら熱処理による特性変化が何に起因するかを調べる
ために、発明者らはオージェ電子分光法により熱処理前
後の膜厚方向の組成分布を調べた。第6図はその結果の
一例を示したもので、横軸にスパッタリング時間を、縦
軸にオージェピーク強度をとっている。第5図で(a)
が熱処理しない膜の膜厚方向組成分布,(b)が300℃
の,1時間の熱処理をした膜の膜厚方向組成分布を示して
いる。試料は第1図に示す構造で、基板1は熱酸化膜付
Si基板を用いた。この第5図から明らかなように、熱処
理前後で膜自身の組成に有意差は見られない。従って、
熱処理による特性変化は記録層としてのRE−TM膜と、基
板あるいは保護層との反応や、RE−TM膜の酸化等による
ものではないことが明らかである。In order to investigate what causes the characteristic change due to these heat treatments, the inventors investigated the composition distribution in the film thickness direction before and after the heat treatment by Auger electron spectroscopy. FIG. 6 shows an example of the results, in which the horizontal axis represents the sputtering time and the vertical axis represents the Auger peak intensity. In Fig. 5 (a)
Is the composition distribution in the film thickness direction of the film that is not heat treated,
The composition distribution in the film thickness direction of the film after the heat treatment for 1 hour is shown. The sample has the structure shown in FIG. 1, and the substrate 1 has a thermal oxide film.
A Si substrate was used. As is clear from FIG. 5, there is no significant difference in the composition of the film itself before and after the heat treatment. Therefore,
It is clear that the characteristic change due to the heat treatment is not due to the reaction between the RE-TM film as the recording layer and the substrate or the protective layer, or the oxidation of the RE-TM film.
この他に、発明者らは成膜したままの状態のRE−TM膜の
熱的不安定性をさらに詳しく調べるために、電気抵抗の
温度変化測定を試みた。電気抵抗の温度変化を測定する
ことは、例えば文献 M.Kajiura,Y.Togami,K.Kobayash
i,T.Teranishi:Jpn,J.Appl.Phys.20(1981)L389に報告
されているように、非晶質膜の構造緩和等の変化を調べ
るのに有効な手段である。In addition to the above, the inventors have attempted to measure the temperature change of the electric resistance in order to further investigate the thermal instability of the as-deposited RE-TM film. Measuring the change in electrical resistance with temperature is described, for example, in the literature M. Kajiura, Y. Togami, K. Kobayash.
As reported in i, T.Teranishi: Jpn, J.Appl.Phys.20 (1981) L389, it is an effective means for investigating changes such as structural relaxation of amorphous films.
この場合、試料としては前記と同様に第1図の構造のも
のを用い、測定は1KHzの交流四端子法によりAr気流中で
サンプルを10[℃/min]の速度で昇温しながら測定し
た。第6図にその測定結果の一例を示す。図において線
AはRE−TM膜の成膜したままの状態(as−depo.)から2
40℃までの昇温時の電気抵抗の温度変化であり、曲線B
はその後に240℃から室温までの冷却・昇温を繰り返し
た場合の電気抵抗の温度変化である。この図に示すよう
に成膜したままの状態から昇温時にのみ、ほぼ190℃で
ピークPを生ずるという特異な振る舞いをし、240℃か
らの1回目の冷却以降は、昇温・冷却サイクルを繰り返
してもPのようなピークは生ぜず、直線的な同じ経路を
たどる。従って、RE−TM膜は成膜したままの状態から加
熱したときにのみ、電気抵抗に変化を与えるようなミク
ロな非可逆的変化が生じることが明らかとなった。In this case, the sample having the structure shown in FIG. 1 was used in the same manner as described above, and the measurement was carried out by an AC four-terminal method at 1 KHz while the sample was heated at a rate of 10 [° C./min] in an Ar stream. . FIG. 6 shows an example of the measurement result. In the figure, the line A indicates 2 from the as-deposited state of the RE-TM film (as-depo.).
It is the temperature change of the electric resistance when the temperature is raised up to 40 ° C.
Is the temperature change of the electric resistance when the cooling / heating from 240 ° C. to room temperature is repeated thereafter. As shown in this figure, there is a peculiar behavior that peak P is generated at about 190 ° C only from the as-deposited state when the film is heated, and after the first cooling from 240 ° C, the heating / cooling cycle is performed. Even if repeated, a peak like P does not occur and follows the same linear path. Therefore, it was clarified that the RE-TM film undergoes a micro-irreversible change that changes the electric resistance only when heated from the as-deposited state.
これらの熱処理による非可逆変化がどのようなものであ
るかを調べるため、さらに発明者らは熱処理前後の非晶
質構造をX線回折と電子線回折で調べた。第7図は第1
図に示した構造の試料で、基板1にガラスを用いた場合
のX線回析の結果の一例であり、(a)は熱処理前の成
膜したままの状態での結果、(b)は300℃,1時間の熱
処理を行なった後での結果である。図に示されるよう
に、熱処理前後で有意差はない。In order to investigate what kind of irreversible change is caused by these heat treatments, the inventors further investigated the amorphous structure before and after the heat treatment by X-ray diffraction and electron beam diffraction. Figure 7 shows the first
In the sample having the structure shown in the figure, it is an example of the result of X-ray diffraction when glass is used for the substrate 1, where (a) is the result in the as-deposited state before heat treatment, and (b) is The results are obtained after heat treatment at 300 ° C for 1 hour. As shown in the figure, there is no significant difference before and after the heat treatment.
この他に第1図に示した構造の試料において基板1にNa
Cl基板を用い、試料作成後、基板を除去し、透過型電子
顕微鏡内で200kVの電子線による回折パターンと透過電
子顕微鏡像を撮影したが、やはり熱処理前後で有意差は
なかった。以上より、熱処理によって生じる非可逆変化
は、X線や電子線の回折現象が大きく変化する程の顕著
な構造変化ではないことがわかった。In addition to this, in the sample having the structure shown in FIG.
After the sample was prepared using a Cl substrate, the substrate was removed, and a diffraction pattern by a 200 kV electron beam and a transmission electron microscope image were photographed in a transmission electron microscope, but again there was no significant difference before and after the heat treatment. From the above, it was found that the irreversible change caused by the heat treatment was not a remarkable structural change to the extent that the diffraction phenomenon of X-rays and electron beams changed significantly.
以上、RE−TM膜の熱処理による非可逆変化の様子を、Tb
Co膜を具体的に取り上げて詳細に述べてきたが、他のRE
−TM膜でも同様の現象が見られる。例えばTbFe膜につい
て第2図と同様に種々の温度で1時間熱処理した場合
の,熱処理をしない堆積したままの膜に対する保磁力H
c,力一回転角θKおよび垂直方向と面内方向の磁化の比
M10⊥/M10″の変化を第8図に示す。TbFe膜もTbCo膜と
同様に熱処理によってHcが低下し、面内方向の磁化が増
加することが明らかである。この他の種々のRE−TM膜に
ついては、後述する。As described above, the irreversible change of the RE-TM film due to the heat treatment is
We have specifically described the Co film and described it in detail.
-The same phenomenon is observed in the TM film. For example, when the TbFe film is annealed at various temperatures for 1 hour as in Fig. 2, the coercive force H for the as-deposited film without the heat treatment is shown.
c, force one rotation angle θ K and ratio of magnetization in the vertical direction and in-plane direction
The change in M10 ⊥ / M10 "Hc decreases by the same heat treatment as .TbFe film also TbCo film shown in FIG. 8, it is evident that the magnetization in the plane direction is increased. This other various RE- The TM film will be described later.
このようなRE−TM膜の熱による非可逆変化は通常、光ビ
ームで記録・消去する場合に記録媒体が上昇する温度
(150〜350℃)においても起こる。従って、記録・消去
を繰り返す場合、この熱による非可逆変化が生じ、記録
・消去特性が変化する。書き込まれたビットの大きさ・
形状が変化するといった大きな問題となる。しかしなが
ら、発明者らは第3図,第4図に示したようにRE−TM膜
に対して所定の温度で例えば15分間程度の熱処理を施し
たものを最終的に光磁気記録媒体として使用すれば、そ
の後に記録,消去時等に与えられる熱に対して記録媒体
として全く問題とならない程度の変化しかせず、磁気特
性が熱的に非常に安定となることを発見したのである。Such an irreversible change due to heat of the RE-TM film usually occurs even at a temperature (150 to 350 ° C.) at which the recording medium rises when recording / erasing with a light beam. Therefore, when recording and erasing are repeated, this heat causes an irreversible change, which changes the recording and erasing characteristics. Size of written bit
There is a big problem that the shape changes. However, as shown in FIGS. 3 and 4, the inventors finally used a RE-TM film, which was heat-treated at a predetermined temperature for about 15 minutes, as a magneto-optical recording medium. For example, it was discovered that the magnetic characteristics are thermally very stable without being changed to such a degree that there is no problem as a recording medium with respect to the heat given at the time of recording or erasing.
なお、第2図に示したように、熱処理をすると熱処理し
ないRE−TM膜と比較して保磁力Hcが低下するが、膜形成
条件により熱処理前の膜の保磁力を調整することで、熱
処理後の保磁力を光磁気記録媒体として十分な値にする
ことができる。また、前記したように熱処理によりM10
⊥/M10″が低下、すなわち垂直磁気異方性が低下するの
であるが、第2図に示したようにカー回転角θKは変化
しておらず、M10⊥/M10″が1以上であれば、光磁気記
録媒体としての機能は何ら損なわれず、本発明に基く熱
処理を行なうことによる幣害はない。As shown in FIG. 2, the coercive force Hc is lower when the heat treatment is performed than the RE-TM film that is not heat treated, but by adjusting the coercive force of the film before the heat treatment depending on the film forming conditions, The coercive force after that can be made a sufficient value for the magneto-optical recording medium. Also, as described above, M10 is formed by heat treatment.
⊥ / M10 ″ decreases, that is, the perpendicular magnetic anisotropy decreases, but the Kerr rotation angle θ K does not change as shown in FIG. 2, and if M10 ⊥ / M10 ″ is 1 or more. For example, the function as the magneto-optical recording medium is not impaired at all, and the heat treatment according to the present invention does not cause damage.
ところで、第7図に示したように300℃以下の熱処理で
はX線や電子線回折現象に大きな変化は生じない。しか
しながら、RE−TM膜は組成によって異なるが、およそ35
0〜500℃の熱処理で結晶化する。結晶化するとRE−TM膜
としての特徴が失われ、光磁気記録媒体としては不適当
となるので、熱処理温度は結晶化温度以下であることが
必要である。また、本発明におけるRE−TM膜に対する熱
処理温度の上限はこのように結晶化温度未満であるが、
下限についてはRE−TM膜の材料によって異なる。By the way, as shown in FIG. 7, the heat treatment at 300 ° C. or lower does not cause a great change in the X-ray and electron beam diffraction phenomena. However, the RE-TM film has a compositional difference of about 35
Crystallized by heat treatment at 0-500 ° C. When crystallized, the characteristics of the RE-TM film are lost and it becomes unsuitable as a magneto-optical recording medium, so the heat treatment temperature must be below the crystallization temperature. Further, although the upper limit of the heat treatment temperature for the RE-TM film in the present invention is thus lower than the crystallization temperature,
The lower limit depends on the RE-TM film material.
この熱処理の下限温度を確認するために、本発明者らは
次の実験を行なった。すなわち、各RE−TM膜材料につい
て2種類の熱処理温度で30分間熱処理した後に、記録時
の同一温度(以下、記録温度という)で1時間熱処理を
行ない、この記録温度下における熱処理前後のサンプル
の保磁力変化を測定した。その結果をまとめたのが表1,
表2である。表1は記録層であるRE−TM膜がキューリー
点記録方式の材料の場合、表2は補償温度記録方式の材
料の場合である。そこで、記録温度としてはキューリー
点記録方式の材料についてはそのキューリー点とし、補
償温度記録方式の材料については膜保磁力が500[Oe]
以下に低下する温度とした。The present inventors conducted the following experiment in order to confirm the lower limit temperature of this heat treatment. That is, each RE-TM film material was heat-treated at two different heat-treatment temperatures for 30 minutes, and then heat-treated at the same temperature during recording (hereinafter referred to as recording temperature) for 1 hour. The coercive force change was measured. Table 1 summarizes the results.
It is Table 2. Table 1 shows the case where the RE-TM film as the recording layer is the material of the Curie point recording system, and Table 2 shows the case of the material of the compensation temperature recording system. Therefore, for the recording temperature, the Curie point is set for the Curie point recording material, and the film coercive force is 500 [Oe] for the compensation temperature recording material.
The temperature was set below.
なお、試料Aの熱処理温度は記録温度より低く設定し、
試料Bの熱処理温度は記録温度より高く設定した。表1,
2においてTaは常温(20℃〜30℃)を表わす。また表1
において、>Tcは補償温度がキューリー点より高い(即
ち現われない)ことを表わす。さらに表2においては、
補償温度記録方式のRE−TM膜材料はキューリー点が結晶
化温度より高いので示していない。 The heat treatment temperature of Sample A was set lower than the recording temperature,
The heat treatment temperature of the sample B was set higher than the recording temperature. table 1,
In 2, Ta represents normal temperature (20 ° C to 30 ° C). Table 1
At,> Tc indicates that the compensation temperature is higher (ie, does not appear) above the Curie point. Furthermore, in Table 2,
The Curie point of the compensation temperature recording type RE-TM film material is higher than the crystallization temperature, so it is not shown.
表1より明らかなように、試料Bのごとく成膜後に記録
温度以上の温度で熱処理を行なった光磁気記録媒体で
は、その後の記録温度における熱処理で保磁力は変化し
ないのに対して、試料Aのごとくより低温で熱処理を行
なった光磁気記録媒体では、その後の記録温度における
熱処理で保磁力が低下してしまう。As is clear from Table 1, in the case of the magneto-optical recording medium which was heat-treated at a temperature equal to or higher than the recording temperature after the film formation like the sample B, the coercive force does not change by the heat treatment at the recording temperature thereafter. As described above, in a magneto-optical recording medium which has been heat-treated at a lower temperature, the coercive force is lowered by the subsequent heat treatment at the recording temperature.
従って、成膜後において磁気特性を熱的に安定な状態に
するためには、以下のような温度以上で熱処理すること
が望ましい。すなわち、キューリー点記録方式の材料で
はキューリー点以上が望ましい。補償温度記録方式の材
料では表2に見られるように補償温度+100[℃]以上
が望ましいが、さらにに実用的な光磁気ディスクシステ
ムを考えると、膜保磁力が500[Oe]以下に低下する温
度以上が望ましい。Therefore, in order to make the magnetic characteristics in a thermally stable state after the film formation, it is desirable to perform the heat treatment at the following temperature or higher. That is, a Curie point recording material is preferably a Curie point or higher. As shown in Table 2, it is desirable to have a compensation temperature of +100 [° C] or higher for the material of the compensation temperature recording method, but when considering a more practical magneto-optical disk system, the coercive force drops to 500 [Oe] or less. It is desirable to be above the temperature.
以上の検討結果を踏まえ、光磁気ディスクとしての記録
・消去の繰り返しによる特性変化を調べた実験結果を以
下に示す。第9図は実験に供した光磁気ディスクの構成
を示す断面図である。基板11は例えば200mmφ、1.5mm厚
のプリグルーブ付ガラス基板であり、この上に第1の保
護層12としてスパッタリングにより成膜した厚さ1000Å
のSi3N4膜が形成されている。この第1の保護層12の上
に記録層13を構成するRE−TM膜として、スパッタリング
により成膜した厚さ1000ÅのTbCo膜が形成され、この記
録層13の上に第1の保護層12と同様の第2の保護層14が
形成されている。Based on the above examination results, the following are the experimental results for examining the characteristic changes due to repeated recording / erasing as a magneto-optical disk. FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the magneto-optical disk used in the experiment. The substrate 11 is, for example, a glass substrate with a pre-groove having a diameter of 200 mm and a thickness of 1.5 mm, on which a first protective layer 12 is formed by sputtering to have a thickness of 1000 Å
Si 3 N 4 film is formed. On the first protective layer 12, a TbCo film having a thickness of 1000Å formed by sputtering is formed as a RE-TM film constituting the recording layer 13, and the first protective layer 12 is formed on the recording layer 13. A second protective layer 14 similar to the above is formed.
この第9図に示されるような構造の光磁気ディスクを2
種類用意した。第1の光磁気ディスクは、基板11上に保
護層12.,14および記録層13をスパッタリング成膜したま
まの状態であり、第2の光磁気ディスクはスパッタリン
グ成膜後、基板11ごと200℃,13分間の熱処理をした本発
明に基くものである。熱処理は磁界の発生しない電気炉
で行ない、もちろん酸化の影響が無いよう配慮した。The magneto-optical disk having the structure shown in FIG.
I prepared a kind. The first magneto-optical disk is in a state in which the protective layers 12. and 14 and the recording layer 13 are formed on the substrate 11 by sputtering, and the second magneto-optical disk is formed on the substrate 11 at 200 ° C. after sputtering. It is based on the present invention which has been heat-treated for 13 minutes. The heat treatment was performed in an electric furnace that does not generate a magnetic field, and of course, consideration was given to the effect of oxidation.
こうして作製された第1および第2の光磁気ディスク
は、いずれも初期状態として回転数600[r.p.m.],外
部印加磁場300[Oe]、盤面でのレーザービームパワー3
mWで良好な記録・消去特性が得られた。そして、2種類
の光磁気ディスクシステムを用意して上記2種の光磁気
ディスクを装填し、上記の条件で特定の1トラックにつ
いての1回転毎の記録・消去サイクルを、2種類同時に
開始し繰り返した。1000サイクルの記録・消去サイクル
毎に、記録された信号をパワー0.7mWのレーザビームを
用いて再生したところ、スパッタリング成膜したままの
状態の第1の光磁気ディスクでは、徐々にC/Nの低下が
見られるのに対して、熱処理後の第2の光磁気ディスク
ではC/Nの低下が見られなかった。Each of the first and second magneto-optical disks thus manufactured has an initial state of a rotation speed of 600 [rpm], an externally applied magnetic field of 300 [Oe], and a laser beam power of 3 on the surface.
Good recording / erasing characteristics were obtained at mW. Then, two types of magneto-optical disc systems are prepared, the above-mentioned two types of magneto-optical discs are loaded, and two types of recording / erasing cycles per rotation for a specific one track are simultaneously started and repeated under the above conditions. It was When the recorded signal was reproduced using a laser beam with a power of 0.7 mW every 1000 recording / erasing cycles, the C / N gradually increased in the first magneto-optical disk in the state where the sputtering film was formed. While the decrease was observed, the C / N was not decreased in the second magneto-optical disk after the heat treatment.
以上に述べたように、本発明に基いて記録層の成膜後に
熱処理を行なった光磁気ディスクは、従来に比べて記録
・消去の繰り返しによる再生信号のC/Nの低下が抑制さ
れ、記録・消去の繰り返し可能回数が増大することが確
認された。As described above, according to the present invention, the magneto-optical disk subjected to the heat treatment after the formation of the recording layer suppresses the decrease in the C / N of the reproduced signal due to the repeated recording and erasing as compared with the conventional one, and -It was confirmed that the number of times erasing can be repeated increases.
以上の説明では、ガラス基板を用いた光ディスクの場合
について記述したが、さらに実用的にはコスト面および
トラッキング用のプリグループの形成のし易さ等の観点
から、アクリル,エポキシ,ポリカーボネイト等の有機
樹脂基板を用いることが望ましい。しかし、有機樹脂基
板は電気炉中で200℃に加熱すると変形をきたす。この
ような場合、以下に述べるように光ビームを用いて基板
を昇温させずにRE−TM膜からなる記録層のみを昇温さ
せ、熱処理する方法が有効である。In the above description, the case of an optical disk using a glass substrate is described, but from the viewpoint of cost and ease of forming a pregroup for tracking, it is more practical to use an organic material such as acrylic, epoxy, or polycarbonate. It is desirable to use a resin substrate. However, the organic resin substrate is deformed when heated to 200 ° C in an electric furnace. In such a case, as described below, a method of heat-treating only the recording layer made of the RE-TM film without raising the temperature of the substrate using a light beam is effective.
第10図はRE−TM膜からなる記録層を光ビームを用いて熱
処理する装置の構成図である。21は第9図に示したよう
な光磁気ディスク、22は回転軸、23はHe−Neレーザ,Ar
レーザあるいは半導体レーザからなるレーザ光源、24は
反射鏡、25は対物レンズ、27は磁場発生装置である。28
は光磁気ディスク21を装填した空間を密閉する容器、29
は排気口またはガス導入口である。対物レンズ25の調整
により、記録・消去・再生時よりも太いビーム径、例え
ばディスク21の盤面上で約3μmφのレーザービーム26
が光磁気ディスク21上に照射されるようになっている。FIG. 10 is a block diagram of an apparatus for heat-treating a recording layer made of a RE-TM film by using a light beam. 21 is a magneto-optical disk as shown in FIG. 9, 22 is a rotation axis, 23 is a He-Ne laser, Ar
A laser light source composed of a laser or a semiconductor laser, 24 a reflecting mirror, 25 an objective lens, and 27 a magnetic field generator. 28
Is a container for sealing the space filled with the magneto-optical disk 21, 29
Is an exhaust port or a gas inlet. By adjusting the objective lens 25, a laser beam 26 having a beam diameter larger than that at the time of recording / erasing / reproducing, for example, about 3 μmφ on the surface of the disk 21
Are irradiated onto the magneto-optical disk 21.
このような構成で光磁気ディスク21を回転軸22を中心に
回転させ、レーザービーム26を連続照射して、1トラッ
ク毎にディスク21の盤面全域にわたって熱処理をする。
ディスク21の回転数は200[r.p.m.]程度,照射するレ
ーザービーム26のパワーは盤面上で12mW程度が適当であ
る。また、熱処理を確実にするためには、1トラックに
つき数十回転連続してレーザビーム26を照射することが
望ましい。例えばRE−TM膜からなる記録層単層で保護層
が無いディスク等の場合は、熱処理中の酸化が問題とな
るので、容器28を密閉し排気口29より排気して真空とす
る。あるいは孔29より窒素ガスやアルゴンなどの不活性
ガスを流した状態で熱処理をすることにより、RE−TM膜
の酸化を防ぐことができる。With such a configuration, the magneto-optical disk 21 is rotated about the rotation axis 22 and the laser beam 26 is continuously irradiated to heat-treat the entire disk surface of the disk 21 for each track.
The rotation speed of the disk 21 is about 200 [rpm], and the power of the laser beam 26 for irradiation is about 12 mW on the board surface. Further, in order to ensure the heat treatment, it is desirable to irradiate the laser beam 26 continuously for several tens of revolutions per track. For example, in the case of a disk or the like having a single recording layer made of a RE-TM film and having no protective layer, oxidation during heat treatment poses a problem, so the container 28 is closed and evacuated from the exhaust port 29 to create a vacuum. Alternatively, the RE-TM film can be prevented from being oxidized by performing heat treatment in a state where an inert gas such as nitrogen gas or argon is flown through the holes 29.
このように、レーザビームの照射によりRE−TM膜からな
る記録層を熱処理すれば、基板が樹脂等の熱に弱い材質
であっても基板を加熱・損傷させることなく、磁気特性
が熱的に非常に安定な光磁気記録媒体を得ることができ
る。As described above, when the recording layer made of the RE-TM film is heat-treated by the irradiation of the laser beam, even if the substrate is made of a material that is weak against heat, such as resin, the substrate is not heated and damaged, and the magnetic characteristics are thermally improved. A very stable magneto-optical recording medium can be obtained.
第1図は本発明の一実施例に係る光磁気ディスクの製造
工程の要部を示す図、第2図は記録層でRE−TM膜の熱処
理温度に対する光磁気特性の変化をTbCo膜について実験
した結果の一例を示す図、第3図はRE−TM膜の熱処理の
繰り返し回数による光磁気特性の変化を実験した結果の
一例を示す図、第4図はRE−TM膜の光磁気特性の熱処理
時間依存性を実験した結果の一例を示す図、第5図
(a)(b)は光磁気記録媒体の熱処理前および熱処理
後の膜厚方向における組成分布をオージェ電子分光法に
より調べた一例を示す図、第6図はRE−TM膜の電気抵抗
の温度変化を示した図、第7図(a)(b)は光磁気記
録媒体の熱処理前および熱処理後のX線回折パターンを
示す図、第8図はRE−TM膜の熱処理温度による光磁気特
性の変化をTbFe膜について実験した結果の一例を示す
図、第9図は本発明の他の実施例を説明するための光磁
気ディスクの断面図、第10図はRE−TM膜を光ビームによ
り熱処理する装置の構成を示す図である。 1,11……基板、2,13……希土類−遷移金属非晶質フェリ
磁性合金膜からなる記録層、3,12,14……保護層、4…
…無誘導ヒータ、21……光磁気ディスク、23……レーザ
光源、25……対物レンズ、26……レーザビーム、27……
磁場発生装置。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a manufacturing process of a magneto-optical disk according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an experiment on a TbCo film for a change in magneto-optical characteristics with respect to a heat treatment temperature of a RE-TM film in a recording layer. FIG. 3 is a diagram showing an example of the result of the experiment, FIG. 3 is a diagram showing an example of the result of the experiment of the change in the magneto-optical characteristic of the RE-TM film depending on the number of times of heat treatment, and FIG. 4 is a diagram showing the magneto-optical characteristic of the RE-TM film. FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) are diagrams showing an example of the results of an experiment on the heat treatment time dependence, and FIG. 5 (a) and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the temperature change of the electric resistance of the RE-TM film, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are X-ray diffraction patterns of the magneto-optical recording medium before and after the heat treatment. Figures and 8 show the changes in magneto-optical properties of the RE-TM film depending on the heat treatment temperature for the TbFe film. FIG. 9 shows an example of the results obtained, FIG. 9 is a sectional view of a magneto-optical disk for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the constitution of an apparatus for heat-treating a RE-TM film with a light beam. It is a figure. 1,11 ...... Substrate, 2,13 ...... Recording layer made of rare earth-transition metal amorphous ferrimagnetic alloy film, 3,12,14 ...... Protective layer, 4 ...
… Inductive heater, 21 …… Magneto-optical disk, 23 …… Laser light source, 25 …… Objective lens, 26 …… Laser beam, 27 ……
Magnetic field generator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 修朗 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−34618(JP,A) 特開 昭61−113151(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuro Yasuda No. 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute, Inc. (56) Reference JP-A-59-34618 (JP, A) JP-A-61-113151 (JP, A)
Claims (1)
希土類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄膜を記録層と
して具備する光磁気記録媒体の製造方法において、前記
希土類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄膜はキューリ
ー点記録方式の記録層材料であり、前記記録層を成膜
後、磁界を印加することなく結晶化温度未満かつキュー
リー点以上の温度で熱処理することにより、前記記録層
を磁気特性が熱的に安定な状態に移行させることを特徴
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 rare earth-transition metal amorphous ferrimagnetic alloy thin film having an easy magnetic domain in a direction perpendicular to a film surface as a recording layer, wherein the rare earth-transition metal amorphous. The ferrimagnetic alloy thin film is a Curie point recording type recording layer material, and after the recording layer is formed, the recording layer is heat-treated at a temperature below the crystallization temperature and above the Curie point without applying a magnetic field. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium, characterized in that the magnetic property is shifted to a thermally stable state.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP60022935A JPH0721888B2 (en) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Method for manufacturing magneto-optical recording medium |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPS61182652A JPS61182652A (en) | 1986-08-15 |
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Family
ID=12096485
Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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| JPS61113151A (en) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Processing method of amorphous photomagnetic recording medium |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP60022935A patent/JPH0721888B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS61182652A (en) | 1986-08-15 |
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