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    公开号:WO1985002292A1
    申请号:PCT/JP1984/000547
    申请日:1984-11-15
    公开日:1985-05-23
    发明作者:Manabu Gomi；Masanori Abe
    申请人:Nippon Sheet Glass Co., Ltd.；
    IPC主号:G03G5-00
    专利说明:
    [0001] 明 糊 光熱磁気記録膜の製造方法 技術分野
    [0002] 本発明は、 Bi置換希土類鉄ガーネ ッ 卜から成る垂直磁化膜を基板 上に形成するようにした光熱磁気記録膜の製造方法に関する。
    [0003] 冃 景技
    [0004] 近年、 希土類鉄ガーネ ッ ト J 3(Fe,M) 50, 2の Rの一部を Biで置換し た鉄ガーネ ッ ト R3-xBix (Fe,M)s012が光熱磁気記録材料として注目 されている。 こ こで、 Rは希土類元素を、 Mは Al3 +、 Ga3 +、 Sc3 +、 Tl3 +、 (Co2+ +Ti4+) その他の 3価の原子又は 3価と等価な原子価 となるような原子の組合'せを意味する。 この Bi置換希土類鉄ガー'ネ トは、 Rの一部を Biで置換するこ とにより 、 吸収係数 をあまり 大き く することな く ファ ラデー回転角 F を大き く する ことができ るという性質を有し、 光熱磁.気記録材料として一般に優れたもので ある。
    [0005] このよ う な性質を有する Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト の光熱磁気記 録材料としての性能を高めるためには、 Bi置換量 Xを大き く してフ ァ ラデー回転角 eF を大き く すればよい。 従来、 希土類鉄ガーネ ッ トの焼結体においては、 Biの固溶限界はその結晶構造の十二面体位 置の 5 0 %であるこ とが知られており、 Bi置換量 Xの大きな単結晶 膜を得るこ とが試みられてきた。
    [0006] 即ち、 上述の高濃度 Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄膜は、 例えば J . J . A . P . 、 1 9 ヽ 2 1 0 5 ( 1 9 8 0 ) に述べられている ように、 通常、 液相ェビタキシ ャ ル法 （ L P E法） によって製造さ
    [0007] OMPI
    [0008] WIPO れていた。 しかしながら、 上記液相ェビタキシャル法によって製造 されかつ組成式が Bi。. n .2ΕΓι.2Gaし。 Fe"。。 と推定された磁性 薄膜のファ ラデー回転角 F は、 その値が最大になると思われる波 長ス = 5 0 0 n m程度の光に対しても約 2. 4度/ mと実用に適 さない低い値であつた。
    [0009] また、 従来、 Bi置換希土類鉄ガーネッ ト薄膜を形成するための基 板としては、 単結晶のガ ドリ ニゥム ' ガリ ウムガーネ フ ト Gd3Gas01 : 基板 （以下 G G G基板と称する） が通常用いられているが、 より生 産性の良好なガラス基板等の非晶質基板上にも高濃度 Bi置換希土類 鉄ガーネッ ト薄膜を形成することのできる製造方法が望まれていた 。 このような要求を満たすために、 従来より種々の試みがなされて いるが、 非晶質基板を用い'て現在までに得られている Bi置換希土類 线ガーネッ ト薄膜はその表面と平行な方向に磁化が存在する多結晶 の面内磁化膜であり、 光熱磁気記録材料として好ま しい ¾直磁化膜 は未だ得られていない。 ' 究明の開示
    [0010] 本発明は、 従来法における上逑のような種々の欠点を是正した光 熟磁気記録膜の製造方法を提供することを目的とする。
    [0011] 本発明は、 従来の L P E法においては 8 0 0 で程度の高 で薄膜 の成長を行う必要があるが、 Biの蒸気圧は 8 0 0 'Cにおいては 1 Torr程度と極めて高いために L P E法による薄膜形成時に融液から Biが選択的に蒸発してしまう という問題があり、 このため Biを高濃 度に含ませた Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄膜の作製には L P E法は 適さないという考えに基づいてなされたものである。 事実、 本発明 者等の推定によると、 G G G基板を用いる通常の L P E法により現 在までに得られている单結晶薄膜中の Bi置換量 Xは、 希土類鉄ガー ネ ッ トの十二面体位置の高々 2 Q %程度であった。
    [0012] 本発明に係る光熱磁気記錄膜の製造方法は、 Bi置換希土類鉄ガー ネ ツ 卜から成る垂直磁化膜を基板上に形成するようにした光熱磁気 記録膜の製造方法において、 少な く とも Bi原子、 Fe原子及び希土類 原子を含む酸化物から成るターゲッ トをスパック し、 このスパフ タ により前記ターゲッ トより離脱した前記酸化物の構成原子を 7 0 0 で以下に保持された前記基板上に被着させるこ とによって前記 Bi置 換希土類鉄ガーネ ッ 卜から成る垂直磁化膜を形成するようにしたこ とを特徴としている。 このようにす.ることによって、 Bi置換量 Xが 大き く 、 このためフ ァ ラデー回転角 F が極めて大きいと共に保磁 力 He が十分に大き く'、 また吸収係数 が十分小さい Bi置換希土類 鉄ガーネ ッ ト垂直磁化膜耷得ることが きるので、 極めて良好な光 熱磁気記録特性を有する光熱磁気記録膜を.製造することができる。
    [0013] しかも光熱磁気記録膜を形成すべき基板の材質を種々に選ぶこ とが できるので、 製造上極めて有利である。
    [0014] 上記少な く とも Bi原子、 Fe原子及び希土類原子を含む酸化物から 成るターゲッ ト としては、 一般的には組成式 （Bi 203 )x (R 203 ) y
    [0015] (Fe 203) z (M 203) u で示されるターゲッ トを例示することができる。 こ こで上記式中 0 < X ≤3/2 、 0 < y ≤ 3/2 s 0 < z < 5/2 . 0 ≤ u ≤ 5/2 であり、 Rは Y、 Sm等の希土類元素であり、 Mは Al3 +、
    [0016] Ga3 + s Sc3 +、 Tl3 +、 (Coz+ +Ti") 等である。 ·
    [0017] 上記ターゲッ トのう ち、 0 < y ≤3/2 かつ 1 く （2/3 ) χ + y ≤ 3/2 かつ 3/2 < z ≤5/2 かつ z + u = 5/2 で示されるターゲッ トが 好まれる。
    [0018] また上記ターゲッ ト としては、 取扱いが容易な焼結体であること が好まれるが、 焼結体に限らず例えば上述の組成式で示される元素
    [0019] Ο ΡΙ をそれぞれ舍む混合物であってもよい。
    [0020] ここで、 上記スパフ タ法により形成される薄膜がガ一ネ フ ト構造 の Bi置換希土類鉄ガーネ ッ トとなるためには、 一般的に言って薄膜 組成が Bia R b (Fe,i1) 50i 2 ( 0 < a ≤ 3 2 < a + b ≤ 3 ) と表さ れることが必要とされる。 ここで、 a + bが 2以下となると欠陥が 多すぎてガーネ ッ ト構造とならない。 一方、 上記スパフ タ法により 形成される薄膜中の Biは、 スパフ タ時に生ずる Biの飛散により、 タ ーゲッ ト中の Bi含有量より も低い値となる.。 本発明奢等が行つてい るスパッタ法の条伴においては、 膜中に取り込まれる B iの量はター ゲッ ト中に含有されている Biの量の約 2 / 3 と推定された。
    [0021] そこで、 従来報告された固溶限界以上にまで Biを含んだ薄膜を得 るためには、 3iを多 ぐ含んだターゲッ トを使用することにより Biを 多く含んだ薄膜が得られるので、 Biをより多く含んだターゲッ ト、 例えば Bia R b (Fe, Μ) 5θ! 2 ( 1.5< a ≤ 9/2 , 2 < (2/3 ) a '+ b ≤ 3 ) 等を用いることが好まれる。 上記組成式で示されるターゲッ トは、 多锆晶焼結体の形態にしょう とする場合は、 ガーネ フ ト構造
    [0022] 0単一相とはならず、 多相共存の形態となるが、 Bi含有量が多いの で好まれて使用される。 なかでも希土類元素 Rに対する Bi置換量 X は 2以上であることが好まれる。
    [0023] 本発明に係る光熱磁気記録膜の製造方法は、 上記ターゲツ トをス パッタし、 このターゲッ トの搆成原子を 7 0 0 'C以下に保持された 基板上に被着させるものであるが、 7 0 O 'cより も高い温度に基板 を保持すると Biの蒸気圧が高く なるために本発明の目的とする Bi置 換量 Xの大きな薄膜を得ることができない。 '
    [0024] 本発明に係る光熱磁気記録膜の製造方法についてさ らに詳し く述 ぺると、 光熱磁気記録膜の製造に使用する基板の材質及び製造され
    [0025] ( . _C PI る薄膜の性質により、 次の 2 つの場合に分けられる。 すなわち、 第 1 に基板として（111 ) 方位の G G G基板を使用して、 この G G G基 板上に B i置換希土類鉄ガーネ ッ ト単結晶薄膜を形成する場合、 第 2 にガラス等の非晶質基板を舍めた任意の基板を使用してこの基板上 に B i置換希土類鉄ガーネ ッ トの多結晶の垂直磁化膜を形成する場合 に分けられる。
    [0026] 上記 G G G基板を用いて単結'晶薄膜を得る場合、 基板温度は
    [0027] 3 5 0 〜 7 ひ 0 でであることが必要とされる。 こ こで、 基板温度が 3 5 0 でより も低いと、 形成される薄膜が非晶質となってしまって 単转晶薄膜を得ることができない。 また上記範囲の基板温度におい て B i a R b (Fe , M ) 50 , 2 ( 0 < a ≤ 9/2' , 2 < ( 2/3 ) a + b ≤ 3 ) 等で示されるターゲッ トをスパッタするこ とにより B i置換希土寧鉄 ガーネ ッ ト単結晶薄膜を得ることができるが、 得られた単結晶薄膜 の磁気特性をさらに良好なものとするために例えば再加熱及び徐冷 といった熱処理を行う ことも可能である。
    [0028] 上記基板としてガラス等の非晶質基板や金属、 半導体、 絶緣体等 の任意の基板を用いて多結晶の B i置換希土類鉄ガーネ ッ ト垂直磁化 膜を製造するためは、 基板温度を 5 0 0 で以下と して一旦、 B i置換 希土類鉄ガーネ ッ ト相当の組成を有する非晶質の薄膜 （結晶化によ つて B i置換希土類鉄ガーネ "ノ ト となる組成を有する非晶質薄膜） を 形成し、 次いで熱処理を行う こ とによつてこの非晶質薄膜を結晶化 させることが必要である。
    [0029] こ こで上記単結晶基板以外の任意の基板 （例えばガラス基板） に
    [0030] 5 0 0 でより高い基板溫度でスパッタを行う と、 非晶質薄膜が得ら れず、 表面荒れを起こ した結晶性の磁性薄膜が直接形成されてしま う。 しかし、 非晶質薄膜を一旦形成し、 次いで熱処理を行ってこの
    [0031] C PI WIPO 、 薄膜を结晶化させると表面荒れの少ない多結晶の Μ置換希土類鉄ガ ーネ ッ ト垂直磁化膜を得ることができる。
    [0032] 次に上記多結晶の Bi置換希土類鉄ガーネッ ト垂直磁化膜の製造方 法についてさらに詳し く述べると、 上記非晶質薄膜を形成後にこの 非晶質薄膜上に保護膜を形成する場合及び保護膜を形成しない場合 の 2通り の場合が考えられる。
    [0033] 上記非晶質薄膜上に保護膜を形成せずに熱処理を行う場合は、 非 晶質薄膜形成時の基板温度を 3 0 0 〜 5 0 0 で、 さらに望ましく は 4 0 0 〜 4 5 0 で とすることが好まれる。 こ こで、 基板温度を
    [0034] 3 0 0 未満として形成した非晶質薄膜は、 熱処理によって表面荒 れを起こした磁性薄膜が得られ易いので好まし く ない。
    [0035] また上記非晶質薄膜上に保護膜 設けることは、 熱処理による結 晶化の際の表面荒れ及び Biの蒸発等を防止し、 より平滑な表面の垂 ·· 直磁化膜が得られる。
    [0036] ここで、 基板温度は 5 0 0 で以下である ことが前記理由により必 要である。 また上記保護膜としては、 例えば 7 0 0 程度の熱処理 温度で薄膜と反応しない膜であれば種々の膜を使用することができ、 例えば Si02, ZnO ,Ti02, Ce02等の酸化物膜， Si3N4 等の窒化物膜、 BaF2)CaFE 等のフ ッ化物膜等が挙げられる。 また保護膜の膜厚は、 5 0 0 A以上であることが好まれる。
    [0037] 上記非晶質薄膜の結晶化のために行う熱処理は、 5 0 0 〜 9 0 0 'cの温度で行う ことが好ましい。 熱処理温度が 5 0 0 でより低いと、 結晶化が起こり にく いために好ま し く な く 、 熱処理温度が 9 0 0 'c より も高いと薄膜中の Biの蒸発が起きたり、 基板と薄膜との反応が 起きたりするので好まし く ない。
    [0038] 図面の簡単な説明 第 1 図は本発明の第 1 実施例をその実施に用いた高周波スパッタ リ ング装置と共に示す断面図である。
    [0039] 第 2図及び第 3図は本発明の第 1実施例により製造された（Y,Bi) 3 (Fe,Al) 5012 単結晶薄膜のファ ラデー回転角 F 及び保磁力 He の 基板温度依存性をそれぞれ示すグラフである。
    [0040] 第 4図及び第 5図は第 2図及び第 3図の試料 5及び 3についての ファ ラデー回転角 の光の波長依存性をそれぞれ示すグラフであ る
    [0041] 第 6図は第 2図及び第 3図の試料 5 についての吸収係数 の光の 波長依存性を示すグラフである。
    [0042] S 7図は第 2図及び第 3図の試料 5についてのファ ラデー回転角 Θ F の温度依存性を示すグラフである。
    [0043] 第 8図は第' 2図及び第 3図の試 4·についてのヒステリ シス特性 を示すグラフである。
    [0044] 第 9図〜第 1 1 図は第 2図及び第 3図の試料 5 における 3種類の 異なる膜厚についてのヒステリ シス特性を示すグラフである。
    [0045] 第 1 2図は本発明の第 2実施例をその実施に用いた高周波スパッ タ リ ング装置と共に示す断面図である。
    [0046] 第 1 3図は本発明の第 2実施例により製造された （Y,Bi)3(Fe,Al) 5 012 薄膜のヒステリ シス特性を示すグラフである。
    [0047] 第 1 4図は本発明の第 3実施例をその実施に用いた高周波スパッ タ リ ング装置と共に示す断面図である。
    [0048] 発明を実施するための最良の形態
    [0049] 以下本発明に係る光熱磁気記錄膜の製造方法を （Y, Bi) 3(Fe， Al) 5 0,2 で表される Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄膜の製造に適用した実 施例につき図面を参照しながら説明する。 なおこの （Y,Bi) 3(Fe, Al) 5 Gi 2 は、 イ ッ ト リ ウ ム鉄ガーネ ッ ト Y-FesO (Y I G) において、 Yの一部を Biで置換すると共に Feの一部を A1で置換したものである《 なおこの場合、 Yの一部を Biで置換することによって、 吸収係数《 をあまり増大することな く ファ ラデー回転角 F を高めることがで き、 Feの一部を A1で置換する ことによって、 吸収係数 αを減少させ ると共に飽和磁化を小さ く して垂直磁化膜を得られやすく し、 また キュ リー温度も下げることができる。 - まず本発明の第 1実施例を第 1図に基づいて説明する
    [0050] 第 1図に示すように、 高周波スパッタ リ ング装置の試料台を兼用 するステンレス製の電極板 1 の上に（111) 方位の单結晶 G G G基板 2を載置すると共に、 電極板 3にターゲッ ト 4を取り付ける。 なお このターゲッ ト 4は、 組成式 Bi2.0Ϊし 。 Fe3. it.20 で表される 多相共存の多結晶の鉄ガーネ ッ トの円盤状焼結体から成っている。 また上記電極板 1 にはヒータ 5が設けられているので、 上記 G G G 基板 2はこの電極板 1を介して上記ヒータ 5によって所定'温度に加 熱される。
    [0051] 次にスパッ タ リ ング装置內を所定の真空度に排気した後、 このス ノヽ'ッタ リ ング装置内に と 02との混合ガス （Ar ： 02 = 9 ： 1 ) を 7 Pa程度まで導入する。 真空度が安定した状態で、 電極板 1 と電極板 3 との間に所定の高周波電圧を印加してグロ一放電を開始させる。 この放電で生じた Ar+ イ オ ンはターゲッ ト 4の表面をスパッタし、 このスパッタにより上記ターゲッ ト 4から Bi , Y , Fe, iU , 0等の原 子が離脱する。 これらの離脱した原子は、 所定温度に加熱された上 記 G G G基板 2上に被着し、 この G G G基板 2'上に（Υ, Bi) 3(Fe, A1) 0ι2 の单結晶薄膜 Sがェピタキシャル成長する。 なおスパッタに用 いる電力を 1 1 0 Wとし、 またスパッタ時間を 5時間とした場合、 得られた薄膜 6 の厚さは 1 . 5 mであった。
    [0052] 次に上記薄膜 6をこの薄膜 6が被着した上記 G G G基板 2 と共に 所定条件でァニールしてこの薄膜 6中の歪みを除去する。 なお上述 のよう にして得られた薄膜 6が単結晶であることは、 X線回折によ て確認された。
    [0053] 上述の第 1 実施例により製造された単結晶薄膜 6 は、 光学顕微鏡 による観察の結果、 唐草模様状の磁区.構造を有し、 極めて良好な磁 性薄膜である ことが明らかにされ、 また第 2図〜第 1 1図に示すよ うな優れた特性を有することが測定によって明らかにされた。 以下 順を追ってこれらの測定結果について述べる。 なお第 2図、 第 7図 〜第 1 1 図に示されているファ ラデー回転角 F を測定するに際し、 光源としては H e- N e レーザー （波長 6 3 2 8 A ) を用いた。 また 測定は、 上記薄膜 6 に光を.透過させて行った。 なお、 第 7図のキュ リ ー点の測定は、 薄膜 6上に反射膜としての A 1膜を形成して成る G G G基板 2 の三層構造の試料について行った。
    [0054] 第 2図及び第 3図は 4 2 0 て， 4 7 0 。c , 4 9 0 °c , 5 1 0 。c , 5 5 0 。c , 6 2 0 。cの各基板温度で製造した薄膜 6 (各々の試料に 1 〜 6 の番号を付す） のファ ラデー回転角 ^ F 及び保磁力 H e をそ れぞれ示したグラフである。 第 2図に示すように、 G G G基板 2 の 温度が 4 2 0 〜 6 2 0 での場合に製造された薄膜 6 のファ ラデー回 転角 ^ F は、 ァニール後の値で 1 〜 2. 75度であった。 なおァニール は空気中で行い、 試料 1 , 2 については 6 4 0 で、 5時間、 試料 3 〜 6 については 7 4 0 。c , 5時間とした。 このよ う に、 本実施例に より製造された薄膜 6 のフ ァ ラデー回転角 F ' の値は、 既述の L P E法により製造された B i置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄膜のフ ァ ラデー 回転角 f が例えば 0. 5度程度であるのに比べて極めて大きい。 また X線による薄膜 6 の結晶格子定数の測定锆果より、 本実施例 の薄膜 6 には固溶限界 （十二面体位置の 5 0 % ) まで Biが固溶して いる こ とが判明したので、 Biの大量置換により大きなフ-ァ ラデー回 転角 が得られていることが明らかとなった。
    [0055] また本実施例の薄膜 6 の保磁力 H e は、 第 3図に示すように 1 4 0 〜 3 5 0 O e と十分に大きな値であった。
    [0056] なお第 2図及び第 3図には、 ァニール後の薄膜 6 のファ ラデー回 転角 5 F 及び保磁力 H e のデーダの他に、 参考データとしてスパッ タ直後の薄膜 6 のファ ラデー回転角 S F 及び保磁力 H e の値も示し てある。 なおこれらの第 2図及び第 3図中の試料 6 (基板温度 6 2 0 で） の膜厚は 2.0 m (スバッタ時間は 7時間） であり、 そ れ以外の 5つの試料 （¾板温度 4 2 0〜 5 5 0 V ) の膜厚は 1.5 <u mである。
    [0057] 第 4図に試料 5 (基板温度 5 5 0 で） のファ ラデー回転角 F の 波長依存性を、 また第 5図に試料 3 (基板温度 4 9 0 で） のフ ァ ラ デ一回転角 5 F の波長依存性を示す。 これらの図に示すように、 波 長 0.4〜 0.7 mの光に対するファ ラデー回転角 5 F はァニール後 の値で、 試料 5 で 1 〜 1 0度、 試料 3 で 1 〜 2 0度であって、 いず れも極めて大きい。 また両試料とも、 特に 0.5 m付近においてフ ァ ラデー回転角 F が著し く大き く なつていること^わかる。 なお 第 4図においては、 スパッタ直後の薄膜 6 についての測定結果を参 考データ として併せて示した。
    [0058] 次に前記試料 5 について光の波長に対する薄膜 6 の吸収係数 orの 依存性を第 6図に示す。 この図より試料 5 の吸収係数 は波長 0.55 β m以上の可視光に対して十分小さ く 、 この波長領域の光に対して はほとんど透明であること及び 0.5 m付近に吸収端が存在するこ とがわかる。
    [0059] 第 7図に前記試料 5 のファ ラデー回転角 F の温度依存性のデー タを示す。 この図より試料 5 のファ ラデー回転角 ^ F は室温から 1 7 0 で付近まで、 温度 Tの増加と共に単調に減少することがわか る。 そしてこの第 7 図からキュ リ ー温度 Tc が 1 6 4 てである こ と もわかる。 なお T = l 6 0 2 0 0 でにおいてファ ラデー面転角 5 F がなだらかに変化しているのは、 薄膜 6 の内部の残留歪や Fe, A1 原 子の無秩序配列等に起因するものと考えられる。
    [0060] 第 8図に試料 4 (基板温度 5 1 0 'C ) のファ ラデー回転角 F の 膜面に垂直な方向の磁界 Hに対するヒステリ シス特性を測定した結 果を示す。' この図に示すよう に、 ヒステリ シス特性はァニール前後 で変化し、 またァニールによ り フ ァ ラデー回転角 F が増加してい る こ とがわかる。 ' '
    [0061] 次に第 9図〜第 1 1図は、 試料 5 の中央部 （膜厚 と試 料周辺の膜厚の低下部分 （膜厚 1.2 111及び O m) の 3種類の 異なる膜厚、 即ち膜厚 1.5, 1.2, 0.9 mのァニール後の薄膜 6 に ついてそれぞれのヒ ステリ シス特性を測定した結果であり、 これら の図から膜厚が小さい程ループの角形性が良く なり、 特に膜厚が 1 m以下の場合には光熱磁気記錄材料として極めて好ましいヒ ステ リ シス特性を示すこ とがわかる。
    [0062] 以上の種々の測定データから明らかなように、 上述の第 1 実施例 により製造された（Y,Bi) 3(Fe, A1) 501 Z単結晶薄膜 6 はフ ァ ラデー回 転角 6 F が極めて大きいと共に保磁力 He も十分大き く 、 また吸収 係数 も十分小さ く 、 光熱磁気記録材料として極めて好ま しい性質 を有している。 ― 次に本発明の第 2実施例を第 1 2図に基づいて説明する。 まず第 1 2図に示すように、 基板として非晶質の石英ガラス基 扳 7を用い、 この石英ガラス基板 7を 4 4 0 でに加熱した扰態にお いて、 第 1実施例と同様のターゲッ ト 4を用い、 第 1実施例と同様 の条件でこのターゲッ ト 4のスパッタを行う ことにより この石英ガ ラス基板 7上に（¥ , 8 3 41 ) 5 0 1 2の薄膜 6を形成する。 この扰態 においては、 この薄膜 6 は非晶質である。 なおスパッタに用いる電 力を 1 1 0 Wとし、 またスパッタ時間を 2時間 3 0分とした場合、 . 得られた薄膜 6 の厚さは であった。
    [0063] 次に上述のように形成された薄膜 6を石英ガラス基板 7 と共に空 気中.において 7 0 0 で、 3時間熱処理し、 薄膜 6 の結晶化を行った。
    [0064] 上述の第 2実施例により製造された薄膜 6の結晶性を X線面折に より調べたところ、 優勢方位のない多結晶であることが判明した。 、 しかし、 光学顕微鏡による 察の結果、 多結晶であるにもかかわら ず薄膜 6 は唐草模様状及びバブル状の磁区構造を有し、 また次のよ うな優れた特性を有する極めて良好な垂直磁化膜であることが測定 によって明らかにされた。
    [0065] 即ち、 第 1 3図に示すように、 膜面に垂直な方向の磁界 Ηに対す る薄膜 6 のファ ラデ一回転角 3 F のヒステリ シス特性を測定したと ころ、 角形性が良好なループが得られ、 磁気 トルク測定から垂直磁 化膜であることが判明した。 またファ ラデー回転角 F は約 1 , 5度 と極めて大き く 、 また保磁力 H e も約 2 0 0 O e と十分に大きい。
    [0066] このよう に、 薄膜 6 は光熱磁気記録材料として極めて好ましい性質 を有していることがわかる。 なお第 1 3図に示すような優れた特性 を有する垂直磁化膜が得られていることから、'薄膜 S中にはより大 きな垂直磁気異方性を付与する B iが固溶限界程度まで囿溶している ことが推定される。 なお第 1 3図において、 ファ ラデー回転角 β F
    [0067] ΟΜΡΙ 一, 測定用の光源としては、 He - Ne レーザー （波長 6 3 2 8 A ) を 用いた。 また測定は、 上記薄膜 6に光を透過させて行った。
    [0068] またこのよ'うにして作製された薄膜 6 は表面の荒れが比較的少な く 、 光熱磁気記録膜として使用するに耐える表面状態 あった。
    [0069] このように、 この第 2実施例によれば、 生産性の良好な石英ガラ ス基板を用いて、 多結晶であるにもかかわらず良好な垂直磁化特性 を有する高漶度 Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄膜を得ることができる。
    [0070] またこの第 2実施例により製造された磁性薄膜は、 この磁性薄膜 上に反射膜を直接形成することができるため、 比較的低い強度の光 で書込みが可能な光熱磁気記録体とするこ とが可能である。
    [0071] 次に本発明の第 3実施例を第 1 2図及び第 1 4図に基づいて説明 する。
    [0072] まず第 2実施例と同様なスパッタ法により、 4 0 でに加熟され ている石英ガラス基板 7上に第 1 2図に示すように（Y, Bi) 3 (Fe, Al) s 012 の膜厚 0.8 mの非晶質薄膜 6を形成する。
    [0073] 次に第 1 4図に示すように、 電極板 1 に取り付けられているター ゲッ ト 4を S i 02から成るターゲッ ト 8 と交換した後、 このターゲッ ト 8を用いて上述と同様のスバッタを行う こ とにより、 上記薄膜 6 上に Si 0Z膜 9を形成する。 なおこの際、 石英ガラス基板 7 は室温に 保持しておく 。 またスパッタに用いる電力を 2 0 0 Wとし、 スパッ タ時間を 3 0分とした場合、 得られた Si 02膜 9 の厚さは 0.5 mで あった。
    [0074] 次に上述のように形成された石英ガラス基板 7、 薄膜 6及び Si 02 膜 9から成る三層構造の試料を空気中において 7 0 0 。c、 3時間の 条件で熱処理する。
    [0075] このよう にして製造された薄膜 6 は、 第 2実施例により製造され一
    [0076] (ノ. 一0 M £. WlPO た薄膜 6 と同様に、 優勢方位のない多結晶であることが X線回折に より判明し、 また多結晶であるにもかかわらずこの薄膜 6 は唐草模 様状及びバブル状の磁区構造を有することが光学顕微鏡による観察 により確認され、 さらに第 1 3図と実質的に同一の優れた特性を有 する極めて良好な垂直磁化膜である.ことが測定により明らかとなつ た。 また本実施例においては、 S i 02膜 9から成る保護膜の存在によ つて上記熱処理中に薄膜 6 中に含有されている B i等の薄膜構成原子 が外方拡散 （ァゥ，トディ フュージョ ン） すること及び薄膜 6 の表面 の荒れを防止することができると共に、 薄膜 6 の結晶粒の成長を抑 - える ことができる。
    [0077] このように、 上述の第 3実施例によれば、 第 2実施例と同様に特 性が極めて良好な多結晶の垂直磁化膜を生産性の良好な石英ガラス 基板 7上に得ることができるのみな'らず、 保護膜としての Si O z膜 9 により、 結晶化のための熱処理による薄膜 6 の表面の荒れ等の悪影 響を第 2実施例より も効果的に防止することができるという利点が ある。 また S i 02膜 9 により熱処理時に薄膜 6から B iが蒸発するのが 防止されるので、 この分だけ第 2実施例に比べて熱処理温度を高く することもできる。
    权利要求:
    Claims

    - -—■■. — -. … 一.. PCT/JP84/0054-7
    1 5 請 求 の 範 囲-
    1 Bi置換希土類鉄ガーネ ッ 卜から成る垂直磁化膜を基板上に形 成するようにした光熱磁気記録膜の製造方法において、 少な く とも Si原子、 Fe原子及び希土類原子を舍む酸化物から成るターゲッ トを スパッタ し、 このスバッタによ り前記ターゲッ トより離脱した前記 酸化物の構成原子を 7 0 0 C以下に保持された前記基板上に被着さ せるこ とによって前記 Bi置換希土類鉄ガーネ ツ 卜から成る垂直磁化 膜を形成するよ う にしたことを特徴とする光熱磁気記録膜の製造方 法。
    2、 前記ターゲッ 卜が （Bi 203)x ( 203) y (Fe 203) 3 (M 203)u
    { R ： Y, Sm又は希土類元素、 M ： 3価の原子又は 3価と等価 原. 子価となるよう な原子の組合.せ、 0 < X ≤3/2 , 0 < y ≤ 3/2 , 0 < z <5/2 , 0 ≤ u ≤5/2 } で示される特許請求の範囲第 1 項に記 載の光熱磁気'記録膜の製造方法。 '
    3 、 前記ターゲッ トが （Bi 203)x (R 203 ) y ( Fe 203 ) 2 (M 203)u
    { R ： Y , Sni又は希土類元素、 M : 3価の原子又は 3価と等価な原 子価となるような原子の組合せ、 0 < y ≤3/2 , 1 < (2/3)x + y ≤
    3/2,3/2 < z ≤5/2 , z + u =5/2 } で示される特許請求の範囲第 1 項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    4、 前記ターゲッ ト力く Bia R b (Fe,M)5012 { R ： Y , Sm又は希土 類元素、 M ： 3価の原子又は 3価と等価な原子価となるような原子 の組合せ、 1.5 < a ≤ 9/2 , 2 < (2/3) a + b ≤ 3 } で示される多 相共存の焼結体である特許請求の範囲第 1 項に記載の光熱磁気記録 膜の製造方法。
    5、 前記 Mで示される 3価の原子又は 3価と等価な原子価となる W085T¾)22-92- -. - ·+ - - ¾≤¾¾^-：：-= -r-； PGT/JPS4/00547
    1 6 ような原子の組合せが Al3 + , Ga3 + , Sc + ,T13+ , (Co2+ +Τ14+) か ら成る群より選ばれたいずれか一つである特許請求の範囲第 2項な いし第 4項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    6、 前記基板が（111) 方位の単結晶 G G G基板である特許請求の 範囲第 1項ないし第 5項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    7、 前記基板温度が 3 5 0 〜 7 0 0 でである特許請求の範囲第 6 項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    8、 結晶化することにより Bi置換希土類鉄ガーネッ トとなる非晶 質の薄隳を前記基板上に前記スパッタにより形成し、 次いで熱処理 を行う ことにより前記非晶質の薄膜を結晶化させるようにした特許 請求の範囲第 1項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    9 、 前記基板がガラス基板である特許請求の範西第 8項に記載の 光熱磁気記録膜の製造方法。 - "
    1 0、 前記基板温度が 3 0 (3 〜 5 0 0 でである特許請求の範囲第 8 項に記載の光熱磁気記錄膜の製造方法。
    1 1 、 前記基板温度が 4 0 0 〜 4 5 0 'Cである特許請求の範囲第 8 項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    1 2、 前記熱処理温度が 5 0 0 〜 9 0 0 'Cである特許請求の範囲第 8項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    1 3 、 結晶化するこ とにより Bi置換希土類鉄ガーネ ッ トとなる非晶 質の薄膜を前記基板上に前記スパッタにより形成し、 次いで前記非 晶質の薄膜上に Biの蒸発を防止するための保護膜を形成し、 この後 熱処理を行う ことにより前記非晶質の Bi置換希土類鉄ガーネ ッ ト薄 膜を結晶化させるようにした特許請求の範囲第 8項に記載の光熟磁 気記録膜の製造方法。
    1 4、 前記保護膜が、 Si02膜、 ZnO膜、 Ti02膜、 Ce02膜、 Si3N4 膜. BaF2膜及び CaF2膜から成る群より選ばれたいずれか一つである特許 請求の範囲第 1 3項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    1 5、 前記保護膜の膜厚が 5 0 O A以上である特許請求の範囲第
    1 3項に記載の光熱磁気記録膜の製造方法。
    , ―. Ο ΡΙ
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0196332A4|1987-09-22|
    DE3482886D1|1990-09-06|
    EP0196332B1|1990-08-01|
    EP0196332A1|1986-10-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS5020300A|1973-06-27|1975-03-04|||
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    法律状态:
    1985-05-23| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1985-05-23| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE |
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    1986-10-08| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1984904169 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP58/216750||1983-11-17||
    JP58216750A|JPH0558251B2|1983-11-17|1983-11-17||
    JP59/6134||1984-01-17||
    JP613484A|JPH0354454B2|1984-01-17|1984-01-17||
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    JP59055787A|JPH0457637B2|1984-03-23|1984-03-23||DE19843482886| DE3482886D1|1983-11-17|1984-11-15|Verfahren zur herstellung photothermomagnetischer aufzeichnungsfilme.|
    US06/763,789| US4608142A|1983-11-17|1984-11-15|Method of manufacturing magneto-optic recording film|
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