JPH05274728A - Production of garnet type oxide magneto-optical recording medium - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the process for production of the garnet type oxide magneto-optical recording medium by sputtering. CONSTITUTION:This medium is a thin film formed by sputtering a target consisting of oxides of plural metals Bi, R, M, Fe (where R is >=1 kinds of rare earth elements including yttrium, M denotes Ga or Al) to form an amorphous thin film and further subjecting the film to a heat treatment, then to crystallization. Presputtering is previously executed in an oxygen atmosphere prior to sputtering of the above-mentioned target and in succession, the sputtering is executed under desired conditions in the process for production of the garnet type oxide magneto-optical recording medium. The garnet type oxide medium is formed with good reproducibility by this method, by which the uniform medium is formed on the large-area substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガーネット型酸化物薄膜
を用いた高密度光磁気記録媒体の製造法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high density magneto-optical recording medium using a garnet type oxide thin film.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在実用化されている希土類−遷移金属
アモルファス合金の光磁気媒体で用いられている記録再
生光の波長は約８００nmである。ガーネット型酸化物薄
膜を用いた光磁気媒体は、上記の波長よりも短い５００
nm程度の波長を用いて記録再生をすることができ、高密
度の光磁気記録が可能である。2. Description of the Related Art The wavelength of a recording / reproducing light used in a magneto-optical medium of a rare earth-transition metal amorphous alloy which is currently in practical use is about 800 nm. A magneto-optical medium using a garnet type oxide thin film has a wavelength shorter than the above wavelength of 500.
Recording and reproduction can be performed using a wavelength of about nm, and high density magneto-optical recording is possible.

【０００３】以前より、単結晶基板上に成膜した同薄膜
で、信号雑音比（Ｃ／Ｎ比）が６０dBという非常に高性
能の記録再生特性が報告されてきた（Ｈ．Ｋａｎｏ ｅ
ｔａｌ．：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．ＭＡＧ２
５（５），３７３７（１９８９））。しかし、せいぜい
２インチ程度の比較的小さな単結晶基板上に作成した膜
で、しかもスパッタで成膜しながら結晶化させた膜であ
る（成膜中結晶化）。Previously, it has been reported that the thin film formed on a single crystal substrate had a very high performance of recording and reproducing with a signal noise ratio (C / N ratio) of 60 dB (H. Kano e.
tal. : IEEE Trans. Magn. MAG2
5 (5), 3737 (1989)). However, it is a film formed on a relatively small single crystal substrate having a size of about 2 inches at most, and is a film which is crystallized while being formed by sputtering (crystallization during film formation).

【０００４】成膜中結晶化はスパッタ中に基板温度を高
温に保つ必要があり技術的に難しく、しかも大面積基板
の得にくい単結晶基板を用いる必要がある。Crystallization during film formation is technically difficult because it is necessary to maintain the substrate temperature at a high temperature during sputtering, and it is necessary to use a single crystal substrate which is difficult to obtain a large area substrate.

【０００５】それに対し室温基板上にアモルファス膜を
形成した後熱処理を行って結晶化させる方法（成膜後熱
処理法）は、５インチ程度の比較的大きなガラス基板上
に成膜が可能である。しかし、５インチ程度の比較的大
きな基板上に一様に薄膜を作成することは非常に困難で
あり、現在のところ記録再生特性に関する報告はない。On the other hand, a method of forming an amorphous film on a room temperature substrate and then performing heat treatment to crystallize it (post-film formation heat treatment method) can form a film on a relatively large glass substrate of about 5 inches. However, it is very difficult to uniformly form a thin film on a relatively large substrate having a size of about 5 inches, and there are currently no reports on recording / reproducing characteristics.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明はガーネット型
酸化物光磁気媒体を再現性良く、大面積に均一に製造す
る製造方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a manufacturing method for manufacturing a garnet-type oxide magneto-optical medium with good reproducibility and uniformly over a large area.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のガーネット型酸
化物光磁気媒体は、Ｂｉ，Ｒ，Ｍ，Ｆｅ（ここでＲはイ
ットリウムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａあ
るいはＡｌを表す）の複数金属の酸化物からなるターゲ
ットをスパッタして、ガラス基板上にアモルファス薄膜
を形成し、さらにそれに大気中で熱処理を施し、結晶化
させるものである。上記アモルファス薄膜を成膜する過
程において、膜作成の前に酸素含有雰囲気中でプリスパ
ッタを行い、それに引き続いて所望の条件でスパッタを
行い膜作成するものである。The garnet-type oxide magneto-optical medium of the present invention comprises Bi, R, M and Fe (wherein R is at least one rare earth element containing yttrium and M is Ga or Al). The target composed of an oxide of a plurality of metals is sputtered to form an amorphous thin film on a glass substrate, which is then heat-treated in the atmosphere to be crystallized. In the process of forming the above-mentioned amorphous thin film, pre-sputtering is performed in an oxygen-containing atmosphere before forming the film, and subsequently, sputtering is performed under desired conditions to form the film.

【０００８】上記アモルファス薄膜に含まれる酸素量は
条件によって異なり、同酸素量に依存して結晶生成物が
必ずしもガーネットになるものではない。よって、上記
アモルファス薄膜に再現性良く同じ濃度の酸素を含有さ
せることが肝要である。また媒体として大面積に均一の
ガーネット膜を結晶化させるためには、酸素濃度量を基
板上なるべく均一にする必要がある。The amount of oxygen contained in the amorphous thin film varies depending on the conditions, and the crystal product does not necessarily become garnet depending on the amount of oxygen. Therefore, it is important that the amorphous thin film contains oxygen at the same concentration with good reproducibility. Further, in order to crystallize a uniform garnet film over a large area as a medium, it is necessary to make the oxygen concentration as uniform as possible on the substrate.

【０００９】[0009]

【作用】上記アモルファス膜はＢｉ，Ｒ，Ｍ，Ｆｅ（こ
こでＲはイットリウムを含む１種類以上の希土類元素、
ＭはＧａあるいはＡｌを表す）の金属イオンと酸素から
成る。スパッタ法によって膜形成した後、大気中で６０
０から７００℃、１５分から数時間の熱処理によってＢ
ｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ₁₂（ここで、０≦ｘ≦
３、０≦ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種類以上の
希土類元素、ＭはＧａあるいはＡｌを表す）の組成を有
するガーネット結晶に変化させる。The amorphous film is made of Bi, R, M, Fe (where R is at least one rare earth element containing yttrium,
M represents Ga or Al) and oxygen. After forming a film by the sputtering method, 60 in the atmosphere
B by heat treatment from 0 to 700 ° C for 15 minutes to several hours
i _x Dy _3-x Gay _y Fe _5-y O ₁₂ (where 0 ≦ x ≦
3, 0 ≦ y ≦ 5, R is one or more rare earth elements including yttrium, and M is Ga or Al).

【００１０】そのときのアモルファス状態の酸素組成
は、上記組成から欠乏あるいは過剰の状態になってい
る。よって、大気中での熱処理によって酸素を吸収また
は放出して結晶化する。そのアモルファス膜の酸素量に
よって同じ熱処理を加えてもガーネット構造にならない
場合となる場合がある。At this time, the oxygen composition in the amorphous state is deficient or excessive from the above composition. Therefore, it is crystallized by absorbing or releasing oxygen by heat treatment in the atmosphere. Depending on the amount of oxygen in the amorphous film, the garnet structure may not be formed even if the same heat treatment is applied.

【００１１】酸素欠乏量が大きいとペロブスカイト構造
を持つ結晶が析出することが解っている。また、６イン
チ程度の大きなターゲットを用いて、比較的大きな５イ
ンチ程度の基板上に膜を形成する場合には酸素欠乏の割
合に大きな分布を生じる。それに対し十分長時間酸素雰
囲気中でスパッタし、ターゲット表面を多くの酸素を含
むように改質することが非常に有効である。It has been found that crystals having a perovskite structure are precipitated when the oxygen deficiency is large. When a large target of about 6 inches is used to form a film on a relatively large substrate of about 5 inches, a large distribution of oxygen deficiency occurs. On the other hand, it is very effective to modify the target surface so that it contains a large amount of oxygen by sputtering for a sufficiently long time in an oxygen atmosphere.

【００１２】以下本発明の詳細を記述する。本発明にか
かるガーネット型酸化物薄膜は、成膜後結晶化の方法で
結晶薄膜を形成する。かかるガーネット型酸化物結晶の
化学量論組成はＢｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ₁₂（こ
こで、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含
む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａあるいはＡｌを表
す）で表される。The details of the present invention will be described below. The garnet-type oxide thin film according to the present invention is formed by a crystallization method after film formation. The stoichiometry of such garnet-type oxide crystal _{Bi x Dy 3-x Ga y} Fe 5-y O 12 ( where, 0 ≦ x ≦ 3,0 ≦ y ≦ 5, R is 1 or more including yttrium Is a rare earth element, and M represents Ga or Al).

【００１３】スパッタ法によって形成されたアモルファ
ス膜は一般にガーネット型酸化物結晶の化学量論組成よ
り酸素の過剰あるいは欠乏した状態である。その組成は
Ｂｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ_12+z（ここで−１２≦
ｚ）で表される。その酸素量の化学量論組成からのズレ
ｚは、実際にはＡｒ＋Ｏ₂ のスパッタガスにおけるＡｒ
とＯ₂ の分圧比を変化させることで−１．０＜ｚ＜０．
３程度の差異を生ずる。そのような膜を熱処理すると、
−１＜ｚ＜−０．３の場合にペロブスカイト構造の結晶
が析出し、−０．３＜ｚ＜０．５の時にのみガーネット
結晶となる。The amorphous film formed by the sputtering method is in a state where oxygen is excessive or deficient in the stoichiometric composition of garnet-type oxide crystals. Its composition _{Bi x Dy 3-x Ga y} Fe 5-y O 12 + z (-12 ≦ here
z). The deviation z of the oxygen amount from the stoichiometric composition is actually Ar + O _{2 in} the sputtering gas of Ar + O _2.
By changing the partial pressure ratio of O ₂ and O ₂ , -1.0 <z <0.
A difference of about 3 is produced. When heat treating such a film,
Crystals having a perovskite structure are precipitated when -1 <z <-0.3, and garnet crystals only when -0.3 <z <0.5.

【００１４】よって酸素量をコントロールすることがガ
ーネット薄膜を生成する上で重要である。しかし通常の
スパッタ法ではそれが非常に困難であり、同じ条件で複
数回スパッタを行っても再現性良く同じ結晶性の膜を作
ることができなかった。それに対し純酸素ガス中で３時
間以上のプレスパッタしたターゲットを用いてスパッタ
すると、同じ条件でスパッタすればいつも同じ酸素量の
アモルファス膜を生成することができる。さらに酸素量
をコントロールするためには本スパッタ時のＡｒ＋Ｏ₂
の割合をコントロールすることで対応できる。またター
ゲットの同処理によって、基板上の位置による酸素量の
差異を少なくより均一な膜を作成することが可能にな
る。Therefore, controlling the amount of oxygen is important in forming a garnet thin film. However, it is very difficult with the ordinary sputtering method, and even if the sputtering is performed a plurality of times under the same conditions, it is not possible to form a film having the same crystallinity with good reproducibility. On the other hand, if the target is pre-sputtered in pure oxygen gas for 3 hours or more, an amorphous film having the same oxygen content can be always formed by sputtering under the same conditions. Furthermore, in order to control the oxygen amount, Ar + O ₂ at the time of main sputtering
It can be handled by controlling the ratio of. Further, the same treatment of the target makes it possible to form a more uniform film with less difference in oxygen amount depending on the position on the substrate.

【００１５】[0015]

【実施例】【Example】

実施例１ スパッタは高周波マグネトロンスパッタ装置を用いた。
ターゲットは円形で、直径は１８５mmである。ターゲッ
ト基板間距離を７３mmとして、１３０mmφの基板に膜を
形成する。標準スパッタ条件は、Ａｒガス３０mTorr 、
導入電力３００Ｗである。ターゲットはＢｉ，Ｄｙ，Ｄ
ａ，Ｆｅの酸化物の焼結体を用いている。生成した膜は
Ｂｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ_12+zで表されるアモル
ファスの酸化物膜であり、それを６００〜７００℃、１
５分から数時間熱処理してガーネット結晶薄膜を作製す
る。一様なガーネット薄膜を作製するためには、作用の
項で述べたようにｚの量をコントロールすることが肝要
である。作成した膜についてはＲＢＳ（ラザフォード後
方散乱法）を用いて、基板半径方向の数カ所における局
所的な組成（酸素量を含む）を決定した。Example 1 For the sputtering, a high frequency magnetron sputtering device was used.
The target is circular and has a diameter of 185 mm. A film is formed on a substrate having a diameter of 130 mm with a distance between target substrates of 73 mm. Standard sputtering conditions are Ar gas 30 mTorr,
The introduced power is 300W. Targets are Bi, Dy, D
A sintered body of oxides of a and Fe is used. The resulting film is an oxide film of amorphous represented by _{Bi x Dy 3-x Ga y} Fe 5-y O 12 + z, it 600 to 700 ° C., 1
Heat treatment is performed for 5 minutes to several hours to produce a garnet crystal thin film. In order to produce a uniform garnet thin film, it is important to control the amount of z as described in the section of action. For the formed film, the local composition (including oxygen content) was determined at several points in the radial direction of the substrate using RBS (Rutherford backscattering method).

【００１６】上記標準条件、すなわち純Ａｒガス中での
１時間のスパッタを十回繰り返し、それぞれのスパッタ
で堆積させた膜の酸素量を決定した。測定位置は基板中
心から３５mmである。酸素のガーネット酸化物の化学量
論組成からのズレｚは図１のように減少してゆく。同じ
条件でスパッタしたにも関わらず、酸素量が変化してい
る。これは純Ａｒガス中でスパッタした場合、スパッタ
延べ時間が増えるに従い、ターゲット表面から酸素がよ
り脱離した状態に遷移するためである。The above standard conditions, that is, sputtering for 1 hour in pure Ar gas was repeated ten times to determine the oxygen content of the film deposited by each sputtering. The measurement position is 35 mm from the center of the substrate. The deviation z from the stoichiometric composition of oxygen garnet oxide decreases as shown in FIG. The amount of oxygen changes despite spattering under the same conditions. This is because when sputtering is performed in pure Ar gas, oxygen is more desorbed from the target surface as the sputtering total time increases.

【００１７】しかし、スパッタ回数が８回（すなわち、
スパッタ延べ時間が８時間）を超えると酸素の脱離量が
飽和することが解る。作用の項でも述べたように、熱処
理後ｚに依存して、−１＜ｚ＜−０．３の場合にペロブ
スカイト構造の結晶が析出し、−０．３＜ｚ＜０．５の
時にのみガーネット結晶となる。逆にターゲット表面の
酸素含有量を一定に保てなければ、膜の生成を制御でき
ない。However, the number of times of sputtering is 8 times (that is,
It can be seen that the oxygen desorption amount becomes saturated when the total sputtering time exceeds 8 hours. As described in the action section, depending on z after the heat treatment, crystals having a perovskite structure are precipitated when -1 <z <-0.3, and only when -0.3 <z <0.5. It becomes a garnet crystal. On the contrary, unless the oxygen content on the target surface can be kept constant, the film formation cannot be controlled.

【００１８】上記のスパッタを行ったのち引き続き同じ
ターゲットを用いて、上記標準条件での本スパッタする
前に、毎回Ｏ₂ ガス３０mTorr 中、導入電力３００Ｗの
プレスパッタを１時間行うようにする。そのような手順
のスパッタを８回繰り返し、中心から３５mmの基板位置
での膜の酸素量ｚを求め図２に示す。回数が増える毎に
ｚが増大してゆく。After the above sputtering, the same target is continuously used, and before the main sputtering under the above standard conditions, presputtering with an introduced power of 300 W is performed for 1 hour in O ₂ gas of 30 mTorr each time. The sputtering in such a procedure was repeated 8 times to obtain the oxygen amount z of the film at the substrate position of 35 mm from the center, and the result is shown in FIG. As the number of times increases, z increases.

【００１９】すなわち、純酸素ガス中でのスパッタによ
ってターゲット表面に酸素を含有させることができる。
また、ｚは３回目以降で飽和している。すなわち、純Ｏ
₂ ガス中で少なくとも延べ３時間以上スパッタすればタ
ーゲット表面に含有する酸素量が飽和すると考えられ
る。プレスパッタ条件については、Ｏ₂ ガス５及び６０
mTorr の場合についても同様の評価を試みたがやはり３
時間で十分であった。That is, the target surface can be made to contain oxygen by sputtering in pure oxygen gas.
Further, z is saturated after the third time. That is, pure O
_It is considered that the amount of oxygen contained in the target surface is saturated if sputtering is performed for at least 3 hours in total in _two gases. The pre-sputtering conditions are O ₂ gas 5 and 60.
The same evaluation was tried for the case of mTorr, but after all 3
Time was enough.

【００２０】以上をまとめると、ターゲット表面の酸素
が最も脱離している状態からでも、純酸素中で３時間以
上スパッタすれば、ターゲット表面を酸素が最も含有し
た状態に改質できた。そのような処理をスパッタ前に毎
回行うことで、再現性よく膜生成ができると考えられ
る。In summary, even if the oxygen on the target surface was most desorbed, the target surface could be modified to the most oxygen-containing state by sputtering for 3 hours or more in pure oxygen. It is considered that a film can be formed with good reproducibility by performing such a process each time before sputtering.

【００２１】また基板上の位置によるｚの変位量を、図
１における１０回目のスパッタで生成したｚ＝−１．０
の膜（サンプルＡ）と、図２における８回目のスパッタ
で生成したｚ＝０．２の膜（サンプルＢ）について示す
（図３）。サンプルＡの場合−１．２＜ｚ＜０．１とな
り、熱処理してガーネット結晶の生成するｚ＞−０．３
の領域が少ない。またｚの変位量も大きい。一方Ｂにつ
いては−０．２＜ｚ＜０．３となり、全域でガーネット
結晶を生じ、ｚの変位量も小さい。すなわち、基板上で
より均一に膜形成した。The displacement amount of z depending on the position on the substrate is z = -1.0 generated by the 10th sputtering in FIG.
2 (sample A) and the film of z = 0.2 (sample B) produced by the eighth sputtering in FIG. 2 (FIG. 3). In the case of sample A, -1.2 <z <0.1, and z> -0.3 in which garnet crystals are generated by heat treatment.
Area is small. The displacement amount of z is also large. On the other hand, for B, -0.2 <z <0.3, garnet crystals are generated in the entire region, and the amount of displacement of z is small. That is, the film was formed more uniformly on the substrate.

【００２２】[0022]

【発明の効果】本発明のガーネット型酸化物光磁気媒体
のスパッタによる製造方法によりＢｉＤｙＧａＦｅガー
ネット結晶薄膜を再現性良く、大面積に均一に、成膜後
結晶化の方法で作製することができる。よって大面積の
高密度光磁気記録媒体の製造に道を開くものである。The BiDyGaFe garnet crystal thin film can be produced with good reproducibility and uniformly over a large area by the post-crystallization crystallization method by the method for producing a garnet-type oxide magneto-optical medium of the present invention by sputtering. Therefore, it opens the way to the production of large-area high-density magneto-optical recording media.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】Ａｒガス３０mTorr 、導入電力３００Ｗという
標準条件で１時間スパッタすることを１０回繰り返した
ときに生成したアモルファス膜中の酸素量を測定し、そ
れをガーネット型酸化物の化学量論組成からのずれ量ｚ
として、スパッタ回数に対して示した図表である。FIG. 1 shows the amount of oxygen in an amorphous film formed by repeating sputtering for 1 hour under standard conditions of Ar gas of 30 mTorr and an introduction power of 300 W for 10 times. Deviation from z
Is a chart showing the number of times of sputtering.

【図２】図１と同じく標準条件で１時間のスパッタを行
う前に、Ｏ₂ ガス３０mTorr 、導入電力３００Ｗで１時
間のプレスパッタを毎回行い、その手順を８回繰り返
し、ｚをスパッタ回数に対して示した図表である。FIG. 2 is the same as FIG. 1, but before performing sputtering for 1 hour under the standard conditions, presputtering is performed for 1 hour each time with O ₂ gas of 30 mTorr and introduced power of 300 W, and the procedure is repeated 8 times, and z is the number of sputtering It is the chart shown to the contrary.

【図３】図１における１０回目のスパッタで生成した試
料（サンプルＡ）及び図２の８回目の試料（サルプル
Ｂ）について、ｚのディスク型基板上の半径方向の分布
を示した図表である。FIG. 3 is a chart showing a radial distribution of z on a disk-shaped substrate for a sample (sample A) generated by the 10th sputtering in FIG. 1 and an 8th sample (sarple B) in FIG. ..

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成４年５月１５日[Submission date] May 15, 1992

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【０００８】上記アモルファス薄膜に含まれる酸素量は
スパッタ条件によって異なり、同酸素量に依存して結晶
生成物が必ずしもガーネットになるものではない。よっ
て、上記アモルファス薄膜に再現性良く同じ濃度の酸素
を含有させることが肝要である。また媒体として大面積
に均一のガーネット膜を結晶化させるためには、酸素濃
度量を基板上なるべく均一にする必要がある。The amount of oxygen contained in the amorphous thin film is
Depending on the sputtering conditions, the crystal product does not necessarily become garnet depending on the amount of oxygen. Therefore, it is important that the amorphous thin film contains oxygen at the same concentration with good reproducibility. Further, in order to crystallize a uniform garnet film over a large area as a medium, it is necessary to make the oxygen concentration as uniform as possible on the substrate.

【手続補正２】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００１３】スパッタ法によって形成されたアモルファ
ス膜は一般にガーネット型酸化物結晶の化学量論組成よ
り酸素の過剰あるいは欠乏した状態である。その組成は
Ｂｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ_12+z（ここで−１２≦
ｚ）で表される。その酸素量の化学量論組成からのズレ
ｚは、実際にはＡｒ＋Ｏ₂ のスパッタガスにおけるＡｒ
とＯ₂ の分圧比を変化させることで−１．０＜ｚ＜０．
５程度の差異を生ずる。そのような膜を熱処理すると、
−１＜ｚ＜−０．３の場合にペロブスカイト構造の結晶
が析出し、−０．３＜ｚ＜０．５の時にのみガーネット
結晶となる。The amorphous film formed by the sputtering method is in a state in which oxygen is excessive or deficient with respect to the stoichiometric composition of garnet-type oxide crystals. Its composition _{Bi x Dy 3-x Ga y} Fe 5-y O 12 + z (-12 ≦ here
z). The deviation z of the oxygen amount from the stoichiometric composition is actually Ar + O _{2 in} the sputtering gas of Ar + O _2.
-1.0 by changing the partial pressure ratio of O ₂ and <z <0.
A difference of about 5 is produced. When heat treating such a film,
Crystals having a perovskite structure are precipitated when -1 <z <-0.3, and garnet crystals are formed only when -0.3 <z <0.5.

【手続補正３】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００１５】[0015]

【実施例】 実施例１ スパッタは高周波マグネトロンスパッタ装置を用いた。
ターゲットは円形で、直径は１８５mmである。ターゲッ
ト基板間距離を７３mmとして、１３０mmφの基板に膜を
形成する。標準スパッタ条件は、Ａｒガス３０mTorr 、
導入電力３００Ｗである。ターゲットはＢｉ，Ｄｙ，Ｇ
ａ，Ｆｅの酸化物の焼結体を用いている。生成した膜は
Ｂｉ_x Ｄｙ_3-x Ｇａ_y Ｆｅ_5-y Ｏ_12+zで表されるアモル
ファスの酸化物膜であり、それを６００〜７００℃、１
５分から数時間熱処理してガーネット結晶薄膜を作製す
る。一様なガーネット薄膜を作製するためには、作用の
項で述べたようにｚの量をコントロールすることが肝要
である。作成した膜についてはＲＢＳ（ラザフォード後
方散乱法）を用いて、基板半径方向の数カ所における局
所的な組成（酸素量を含む）を決定した。Example 1 A high frequency magnetron sputtering apparatus was used for sputtering.
The target is circular and has a diameter of 185 mm. A film is formed on a substrate having a diameter of 130 mm with a distance between target substrates of 73 mm. Standard sputtering conditions are Ar gas 30 mTorr,
The introduced power is 300W. Targets are Bi, Dy, G
a , a sintered body of an oxide of Fe is used. The resulting film is an oxide film of amorphous represented by _{Bi x Dy 3-x Ga y} Fe 5-y O 12 + z, it 600 to 700 ° C., 1
Heat treatment is performed for 5 minutes to several hours to produce a garnet crystal thin film. In order to produce a uniform garnet thin film, it is important to control the amount of z as described in the section of action. For the formed film, the local composition (including oxygen content) was determined at several points in the radial direction of the substrate using RBS (Rutherford backscattering method).

【手続補正４】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００１６】上記標準条件、すなわち純Ａｒガス中での
１時間のスパッタを十回繰り返し、それぞれのスパッタ
で堆積させた膜の酸素量を決定した。測定位置は基板中
心から３５mmである。酸素のガーネット酸化物の化学量
論組成からのズレｚは図１のように減少してゆく。同じ
条件でスパッタしたにも関わらず、酸素量が変化してい
る。これは純Ａｒガス中でスパッタした場合、スパッタ
延べ時間が増えるに従い、ターゲット表面が酸素がより
脱離した状態に遷移するためである。The above standard conditions, that is, sputtering for 1 hour in pure Ar gas was repeated ten times to determine the oxygen content of the film deposited by each sputtering. The measurement position is 35 mm from the center of the substrate. The deviation z from the stoichiometric composition of oxygen garnet oxide decreases as shown in FIG. The amount of oxygen changes despite spattering under the same conditions. This is because when sputtering is performed in pure Ar gas, the target surface changes to a state in which oxygen is more desorbed as the sputtering total time increases.

【手続補正５】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００１７[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００１７】しかし、スパッタ回数が８回（すなわち、
スパッタ延べ時間が８時間）を超えると酸素の脱離量が
飽和することが解る。作用の項でも述べたように、熱処
理後、ｚに依存して、−１＜ｚ＜−０．３の場合にペロ
ブスカイト構造の結晶が析出し、−０．３＜ｚ＜０．５
の時にのみガーネット結晶となる。逆にターゲット表面
の酸素含有量を一定に保てなければ、膜の生成を制御で
きない。However, the number of times of sputtering is 8 times (that is,
It can be seen that the oxygen desorption amount becomes saturated when the total sputtering time exceeds 8 hours. As mentioned in the section of the action, after heat treatment, depending on z, the crystal of the perovskite structure is deposited in the case of -1 <z <-0.3, -0.3 < z <0.5
It becomes a garnet crystal only when. On the contrary, unless the oxygen content on the target surface can be kept constant, the film formation cannot be controlled.

【手続補正６】[Procedure Amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００２１[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００２１】また基板上の位置によるｚの変位量を、図
１における１０回目のスパッタで生成したｚ＝−１．０
の膜（サンプルＡ）と、図２における８回目のスパッタ
で生成したｚ＝０．２の膜（サンプルＢ）について示す
（図３）。サンプルＡの場合−１．２＜ｚ＜０．１とな
り、熱処理してガーネット結晶の生成する−０．３＜ｚ
＜０．５の領域が少ない。またｚの変位量も大きい。一
方Ｂについては−０．２＜ｚ＜０．３となり、全域でガ
ーネット結晶を生じ、ｚの変位量も小さい。すなわち、
基板上でより均一に膜形成した。The displacement amount of z depending on the position on the substrate is z = -1.0 generated by the 10th sputtering in FIG.
2 (sample A) and the film of z = 0.2 (sample B) produced by the eighth sputtering in FIG. 2 (FIG. 3). In the case of sample A, -1.2 <z <0.1, and heat treatment produces garnet crystals -0.3 <z
There are few areas of <0.5 . The displacement amount of z is also large. On the other hand, for B, -0.2 <z <0.3, garnet crystals are generated in the entire region, and the amount of displacement of z is small. That is,
A film was formed more uniformly on the substrate.

【手続補正７】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図１[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図１】Ａｒガス３０mTorr 、導入電力３００Ｗという
標準条件で１時間スパッタすることを１０回繰り返した
ときに生成したアモルファス膜中の酸素量を測定し、そ
れをガーネット型酸化物の化学量論組成からのズレ量ｚ
として、スパッタ回数に対して示した図表である。FIG. 1 shows the amount of oxygen in an amorphous film formed by repeating sputtering for 1 hour under standard conditions of Ar gas of 30 mTorr and an introduction power of 300 W for 10 times. Deviation from z
Is a chart showing the number of times of sputtering.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 成膜しない状態で酸素含有雰囲気中でプ
リスパッタしたのち、スパッタを行い、さらに熱処理を
施すことによって結晶化を行い、Ｂｉ_x Ｒ_{3- x} Ｍ_y Ｆｅ
_5-y Ｏ₁₂（ここで、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦５、Ｒはイッ
トリウムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａある
いはＡｌを表す）の組成で代表されるガーネット型酸化
物から成る光磁気媒体の製造方法。1. A After pre-sputtering in an oxygen-containing atmosphere while no deposition, Sputtering was performed, perform crystallization by further heat _{treatment, Bi x R 3- x M y} Fe
Garnet-type oxidation represented by the composition of _5-y O ₁₂ (where 0 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 5, R is one or more rare earth elements including yttrium, and M is Ga or Al) A method of manufacturing a magneto-optical medium made of a material.