DE3382672T2

DE3382672T2 - Magneto-optischer speicher.

Info

Publication number: DE3382672T2
Application number: DE8888104160T
Authority: DE
Inventors: Junji Hirokane; Hiroyuki Katayama; Kenji Ohta; Akira Takahashi; Hideyoshi Yamaoka
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2003-04-29
Also published as: DE3382671D1; DE3382702T2; DE3382791T2; US5714251A; CA1209698A; DE3382671T2; DE3382672D1; DE3382702D1; US5738765A; EP0111988A1; EP0111988B1; EP0111988B2; DE3382791D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magneto-optische Speichereinrichtung auf die und von der Information mit Hilfe von Lichtwellen, wie etwa Laserstrahlen, aufgezeichnet, reproduziert und gelöscht werden kann.
In den letzten Jahren wurden erhebliche Bemühungen in die Untersuchung und Entwicklung von optischen Speichereinrichtungen gesteckt, da ihre möglichen Fähigkeiten für hohe Speicherdichten und -kapazitäten erkannt wurden. Insbesondere wurde große Aufmerksamkeit auf diejenigen optischen Speichereinrichtungen gerichtet, bei denen zusätzliche Informationen durch den Benutzer aufgezeichnet werden können (wobei die aufgezeichnete Information nicht löschbar ist), und auch diejenigen optischen Speichereinrichtungen, bei denen Information durch den Benutzer aufgezeichnet und gelöscht werden kann. Verschiedene Aufzeichnungsmedien und optische Speichersysteme wurden für solche Speicheranordnungen vorgeschlagen. Die bekannten Aufzeichnungsmedien der früheren optischen Speichereinrichtungen enthalten TeOx, TeSe, TeC, etc. Unter den bekannten Aufzeichnungsmedien für die letztgenannten optischen Speichereinrichtungen sind GdTbFe, GdTbDyFe, TbFe, etc. Die meisten dieser Aufzeichnungsmedien sind hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Korrosion ungenügend, und die bislang unternommenen Bemühungen, dieses Problem zu lösen, waren zumeist ohne Erfolg.
Die Schwierigkeiten, die sich ergeben, wenn das optische Speichermedium korrodiert oder oxidiert, wird im folgenden beschrieben. Der Erfinder hat optische Speichereinrichtungen (sogenannte "magneto-optische Speichereinrichtungen") untersucht, die ein Speichermedium aus einer Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung aufweisen und auf die Information durch den Benutzer aufgezeichnet und gelöscht werden kann. Fig. 1 zeigt im Detail die Anordnung einer solchen herkömmlichen magneto-optischen Speichereinrichtung. Die dargestellte magneto-optische Speichereinrichtung enthält ein Glas-Substrat 1, eine dünne Schicht 2 (Aufzeichnungsmedium) einer amorphen GdTbFe-Legierung mit einer Dicke im Bereich von 100 bis 200·10&supmin;¹&sup0; m (100 bis 200 Å), die durch Sputtern auf das Glas-Substrat 1 aufgebracht ist, eine Schicht 3 aus SiO&sub2;(durchsichtige dielektrische Schicht) mit einer Dicke im Bereich von 300 bis 400·10&supmin;¹&sup0;m (300 bis 400 Å), die durch Sputtern auf die dünne Schicht 2 aufgebracht ist, und eine Schicht 4 aus Cu (Reflexionsschicht) mit einer Dicke im Bereich von 300 bis 500·10&supmin;¹&sup0;m (300 bis 500 Å), die auf die Schicht 3 durch Sputtern aufgebracht ist.
Die Eigenschaften der magneto-optischen Speichereinrichtung mit dem obigen Aufbau wurden mit einem in Fig. 2 gezeigten optischen System gemessen, um den Grad der Abhängigkeit des magnetooptischen Drehwinkels von dem Magnetfeld zu bestimmen. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird ein monochromatischer Lichtstrahl, wie etwa ein von einer Lichtquelle 5 abgestrahlter Laserstrahl, durch einen Polarisator 6 in einen linear polarisierten Lichtstrahl umgewandelt, der durch einen Halbspiegel 7 läuft und auf eine magneto-optische Speichereinrichtung 8 senkrecht zu deren Oberfläche fällt. Der Lichtstrahl tritt in das Aufzeichnungsmedium 2 der magneto-optischen Speichereinrichtung 8 durch das Glas-Substrat ein. Ein von der magneto-optischen Speichereinrichtung 8 reflektierter Lichtstrahl wird durch den Halbspiegel 7 zu einem Licht-Detektor 9 abgelenkt, der den Winkel nachweist, um den die Polarisationsebene des Lichtes gedreht ist. Das Magnetfeld wird durch den Elektromagneten 10 variabel eingestellt.
Fig. 3 zeigt die Ergebnisse einer solchen Messung des Grades der Abhängigkeit des magneto-optischen Drehwinkels vom Magnetfeld, die mit dem dargestellten optischen System erhalten wurde. Der Graph in Fig. 3 hat eine horizontale Achse, die die Stärke eines Magnetfelds H anzeigt, und eine vertikale Achse, die einen Kerr-Drehwinkel Rk anzeigt. Bei Hc ist der Wert einer Koerzitivkraft (magnetische Feldstärke, bei der die Magnetisierung umgekehrt wird) angezeigt. Der Wert der Koerzitivkraft ist für die magneto-optische Speichereinrichtung von großer Bedeutung. Wenn die Koerzitivkraft zu groß wäre, wäre ein übermäßiger Betrag an Wärme erforderlich, um Information aufzuzeichnen, und es könnte keine Information mit einem kleinen Läser, wie beispielsweise einem Halbleiterlaser, aufgezeichnet werden. Die Magnetfeldstärke, die zur Aufzeichnung von Information anzulegen wäre, wäre übermäßig groß. Wenn demgegenüber die Koerzitivkraft zu klein wäre, könnte die aufgezeichnete Information leicht durch einen relativ geringfügigen Anstieg in der äußeren Temperatur oder dem äußeren Magnetfeld gelöscht werden. Wenn sich die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsmediums mit der Zeit verändert, verändern sich grundsätzlich auch die Werte der Temperatur und des Magnetfelds, die zur Informationsaufzeichnung notwendig sind. Es ist daher wünschenswert, die Koerzitivkraft konstant zu halten.
Wenn das Aufzeichnungsmedium der obigen magneto-optischen Speichereinrichtung aus einer Legierung aus Selten-Erdmetallen und Übergangsmetallen hergestellt ist, variiert die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsmediums erheblich mit dem Mischungsverhältnis der Selten-Erdelemente. Fig. 4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Mischungsverhältnis der Selten-Erdelemente (Gd, Tb) und der Koerzitivkraft in einer dünnen Schicht einer amorphen GdTbFe-Legierung zeigt. Der Graph hat eine horizontale Achse, die ein Flächenverhältnis der auf ein Eisen-Target beim Sputtern aufgebrachten Selten-Erdelemente anzeigt. Die Elemente Gd, Tb sind in ihren Anteilen gleich. Fig. 4 zeigt, daß der Prozentsatz der Selten-Erdelemente in einer dünnen Schicht einer amorphen GdTbFe-Legierung etwa 26,3% am Kompensationspunkt bei Raumtemperatur beträgt. Der magneto-optische Effekt (der Kerr-Drehwinkel ist in Fig. 3 gezeigt) ändert sich an dem Punkt, wo der Prozentsatz der Selten-Erdelemente etwa 26,3% beträgt. Wo der Prozentsatz von Selten-Erdelementen größer als 26,3% ist, d. h. die Selten-Erdelemente haben einen relativ hohen Anteil, wird der magneto-optische Effekt links in Fig. 4 zunehmend größer. Wo der Prozentsatz der Selten-Erdelemente geringer als 26,3% ist, d. h. der Eisenanteil relativ hoch ist, wird der magnetooptische Effekt links in Fig. 4 zunehmend größer.
Der Erfinder hat eine magneto-optische Speichereinrichtung mit einem Aufzeichnungsmedium mit einer Zusammensetzung, wie an dem Punkt A in Fig. 4 gezeigt, vorbereitet. Die vorbereitete magneto-optische Speichereinrichtung wurde für 42 Stunden bei 70ºC aufbewahrt, um seine Stabilität zu studieren. Die Zusammensetzung des Aufzeichnungsmediums änderte sich zu der bei Punkt B gezeigten, wo die Koerzitivkraft Hc etwa 2,4·10&sup5; A/m (3 koe) beträgt, und zwar in einer Weise, wie sie durch die Pfeile angezeigt ist. Es wird angenommen, daß dies durch den Umstand verursacht wird, daß die Selten-Erdelemente (Gd, Tb) in der dünnen Schicht der amorphen GdTbFe-Legierung durch Sauerstoff oxidiert werden, der sich von der benachbarten dielektrischen SiO&sub2;-Schicht absondert, und die oxidierten Selten-Erdelemente nicht mehr zu den magneten Eigenschaften beitragen.
Wie oben beschrieben, vermag der Aufbau herkömmlicher magnetooptischer Speichereinrichtungen eine zeitabhängige Änderung in der Zusammensetzung des Aufzeichnungsmediums aufgrund von Oxidation nicht zu verhindern und vermag daher auch keine konstante Koerzitivkraft aufrechtzuerhalten.
Dementsprechend können herkömmliche magneto-optische Speichereinrichtungen Information nicht stabil aufzeichnen.
In unserer veröffentlichten französischen Patentanmeldung Nr. 2485241 beschreiben wir ein magneto-optisches Speichermedium, in dem eine Schicht eines optisch speichernden Aufzeichnungsmediums aus einer amorphen Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung auf einem durchsichtigen Substrat gebildet ist, eine dielektrische Schicht über diese Aufzeichnungsschicht gelegt und eine Reflexionsschicht auf die dielektrische Schicht gelegt ist. Im Betrieb wirkt die dielektrische Schicht dahingehend zu verhindern, daß Wärme aus der Aufzeichnungsmedium-Schicht in die Reflexionsschicht dringt, wobei die letztere dazu dient, den Kerr- Drehwinkel zu erhöhen. Eine weitere Erhöhung des Kerr-Drehwinkels kann erreicht werden, indem eine weitere dielektrische Schicht zwischen dem Substrat und der Aufzeichnungsmedium- Schicht vorgesehen wird. In diesem Stand der Technik wir das zuvor erwähnte Problem der Verschlechterung der opto-magnetischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums aufgrund von Oxidation nicht erkannt und entsprechend die Auswahl von Materialien für die dielektrische Schicht oder Schichten, um insbesondere dieses Problem zu vermeiden, nicht gelehrt.
Im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 5, Oktober 1973, Seite 1442, wird die Verwendung von Antireflexionsbeschichtungen zur Verstärkung von magneto-optischen Effekten in amorphen Selten-Erdmetall-Legierungen offenbart. Obwohl diese Referenz das Erfordernis erwähnt, daß eine solche Antireflexionsbeschichtung die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Schicht nicht beeinträchtigen sollte, wird nicht offenbart, daß die Oxidation der Selten-Erdmetall/Übergangsmetall- Legierung die wahrscheinliche Ursache für die Beeinträchtigung ist. Der Auswahlbereich der in dieser Druckschrift aus dem Stand der Technik angegebenen Materialien für die Antireflektionsbeschichtung, wobei einige von ihnen Sauerstoff enthalten, zeigt eindeutig, daß die Ursache des Problems, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, nicht erkannt ist.
Die offengelegte europäische Patentanmeldung 0 062 075 diskutiert das Problem der Oxidation durch atmosphärischen Sauerstoff eines optischen Aufzeichnungsmediums von dem Typ, bei dem Information mit einem Laserstrahl aufgezeichnet werden kann, indem Löcher in der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht gebildet werden. Das für die Aufzeichnungsschicht speziell offenbarte Material ist Tellur, und das Problem wird durch Zusatz von Kohlenstoff in die Aufzeichnungsschicht gelöst. Die Aufzeichnungsschicht kann in zwei Unterschichten aufgeteilt sein, wobei ein Kohlenstoffanteil nur in einer davon vorgesehen ist. In einer Anordnung ist die Te-Schicht zwischen eine Te-C-Schicht und eine Te-O-Schicht geschichtet. Da dieser Stand der Technik sich nur auf die Aufzeichnung durch Schmelzdeformation in der Aufzeichnungsschicht bezieht, ist das Problem der Oxidation eines magneto-optischen Speichermediums durch Sauerstoff aus einer benachbarten dielektrischen Schicht nicht erkannt.
Demgemäß zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine verbesserte magneto-optische Speichereinrichtung zu schaffen, die ein vor Oxidation geschütztes Aufzeichnungsmedium aufweist, um eine stabilisierte Koerzitivkraft und stabile Informations-Aufzeichnungseigenschaften zu bieten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine magneto-optische Speichereinrichtung geschaffen mit einem Substrat, einer dielektrischen Schicht, einer Schicht eines optisch speichernden Aufzeichnungsmediums, welches eine amorphe Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung aufweist, und einer Reflexionsschicht, wobei die dielektrische Schicht zwischen der Schicht aus dem Aufzeichnungsmedium und dem Substrat zwischengeschichtet ist und wobei die Reflexionsschicht auf derjenigen Seite der Schicht aus dem Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist, die von der dielektrischen Schicht abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht aus einem Nitridmaterial hergestellt ist und im wesentlichen keinen Sauerstoffgehalt aufweist, um dadurch die selektive Oxidation der Selten-Erdmetall-Komponente der Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung der Aufzeichnungsmedium-Schicht von der Substratseite im wesentlichen zu verhindern.
Vorzugsweise ist eine weitere dielektrische Schicht zwischen der optisch speichernden Aufzeichnungsmedium-Schicht und der Reflexionsschicht angeordnet.
Das Substrat kann aus einem aus der Gruppe Glas, Polycarbonat, Acrylharz und Epoxidharz ausgewählten Material hergestellt sein.
Die zuerst erwähnte dielektrische Schicht ist vorzugsweise wenigstens 100·10&supmin;¹&sup0;m (100 Å) dick, um dadurch zu verhindern, das Sauerstoff aus dem Substrat die optisch speichernde Aufzeichnungsmedium-Schicht erreicht.
Vorzugsweise ist die oder jede der dielektrischen Schichten aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe bestehend aus Aluminium- und Siliciumnitrid ausgewählt ist. Ein Beispiel für eine für die optisch speichernde Aufzeichnungsmedium-Schicht verwendete Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung ist GdTbFe. Es kann eine Deckschicht vorgesehen sein, die auf der Reflexionsschicht ausgebildet ist, wobei diese Deckschicht aus einem leicht oxidierbaren Metall oder einem Selten-Erdmetall oder einer Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung hergestellt ist.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beispielhaft mit bezug auf die Fig. 5 bis 9 der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Teilansicht im Querschnitt einer bekannten magneto-optischen Speichereinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines optischen Meßsystems;
Fig. 3 ein Graph, der das Maß der Abhängigkeit des magnetooptischen Drehwinkels von dem angelegten Magnetfeld zeigt;
Fig. 4 ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von Selten-Erdelementen in einer dünnen amorphen GdTbFe-Legierungsschicht und der Koerzitivkraft zeigt;
Fig. 5 eine Teilansicht im Querschnitt einer magneto-optischen Speichereinrichtung, die nicht selbst eine Ausführungsform der Erfindung ist, aber im folgenden beschrieben wird, um das volle Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern;
Fig. 6 ein Graph, der das Ergebnis eines Speichertests an der in Fig. 5 dargestellten magneto-optischen Speichereinrichtung darstellt;
Fig. 7 eine Teilansicht im Querschnitt einer magneto-optischen Speichereinrichtung, die wiederum nicht selbst eine Ausführungsform der Erfindung ist, aber im folgenden beschrieben wird, um das volle Verständnis der Erfindung zu erleichtern;
Fig. 8 eine Teilansicht im Querschnitt einer magneto-optischen Speichereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 9 ein Graph, der das Ergebnis einer Auger-Elektronenspektroskopie der in Fig. 8 gezeigten magneto-optischen Speichereinrichtung zeigt.
Die magneto-optische Speichereinrichtung aus Fig. 5, die wie erwähnt nicht selbst eine Ausführungsform der Erfindung ist, enthält eine dünne Schicht 12 (die als Aufzeichnungsmedium
dient), die als amorphe GdTbFe-Legierung mit einer Dicke im Bereich von etwa 150 bis etwa 200·10&supmin;¹&sup0; m (150 bis 200 Å) durch Sputtern auf einem Glas-Substrat 11 abgelagert ist. Auf der GdTbFe-Schicht 12 ist eine Schicht 13 (die als durchsichtige dielektrische Schicht dient) aufgebracht, die als AlN (Aluminiumnitrid) mit einer Dicke im Bereich von etwa 400 bis etwa 500 ·10&supmin;¹&sup0;m (400 bis 500 Å) durch reaktives Sputtern von Aluminium in Stickstoffgas aufgebracht ist. Eine Schicht 14 (die als Reflexionsschicht dient) aus Edelstahl (wie etwa SUS 304) mit einer Dicke im Bereich von etwa 500 bis etwa 600·10&supmin;¹&sup0;m (500 bis 600 Å) ist durch Sputtern auf die AlN-Schicht 13 auf gebracht.
Der Erfinder hat vier magneto-optische Speichereinrichtungen der obigen Bauart vorbereitet und einen Speichertest an den Speichereinrichtungen bei einer Temperatur von 70ºC durchgeführt. Fig. 6 zeigt das Resultat eines solchen Speichertests, wobei die Testresultate für die vier Speichereinrichtungen mit den Zeichen o, x, , Δ bezeichnet sind. In einigen Fällen ist das Zeichen Δ über das Zeichen gelegt. Wie in Fig. 6 gezeigt, wächst die Koerzitivkraft leicht an um etwa 3,2·10&sup4; A/m (0,4 kOe) gegenüber der anfänglichen Koerzitivkraft (im Bereich von etwa 1,4 bis etwa 1,7·10&sup5; A/m (1,8 bis etwa 2,2 kOe)) nach etwa 100 Tagen des Speichertests der magneto-optischen Speichereinrichtung. Der Anstieg der Koerzitivkraft ist extrem klein verglichen mit dem einer magneto-optischen Speichereinrichtung herkömmlicher Struktur. Das liegt daran, daß die durchsichtige dielektrische Schicht aus Aluminiumnitrid keinen Sauerstoffgehalt in sich trägt, während herkömmliche durchsichtige dielektrische Schichten aus SiO&sub2;einen Sauerstoffgehalt aufweisen. Anders gesagt, wenn die durchsichtige dielektrische Schicht durch reaktives Sputtern in Stickstoffgas unter Verwendung eines Aluminium-Targets gebildet wird, besteht keine Tendenz, daß Sauerstoff während des Zeitraums, in dem die Schicht gebildet wird, in das Aufzeichnungsmedium eindringt.
Obwohl man annehmen könnte, daß die durchsichtige dielektrische Schicht aus anderen Materialien, die keinen Sauerstoffgehalt haben wie MgF&sub2;, ZnS, CeF&sub3;, AIF&sub3;3 NaF, hergestellt werden kann, kann die Verwendung solcher Materialien ein Problem bieten.
Insbesondere sind die meisten Targets, die diese Materialien aufweisen, porös, so daß, wenn diese Materialien zur Herstellung der durchsichtigen dielektrischen Schicht durch herkömmliches Sputtern eingesetzt werden, Sauerstoff und Wasser, die in die Poren dieser Materialien eindringen, zur Oxidation des Aufzeichnungsmediums während des Sputterns führen. Wenn die durchsichtige dielektrische Schicht jedoch aus Aluminiumnitrid hergestellt wird, besteht das verwendete Target ausschließlich aus Aluminium und ist unter dem Gesichtspunkt von Materialersparnis vorteilhaft. Das Aluminium-Target ist nicht porös und enthält daher keine Einschlüsse von Sauerstoff und Wasser. Aufgrund seiner strukturellen Eigenschaften kann Aluminiumnitrid sehr dichte Schichten bilden, die für Sauerstoff und Wasser undurchdringlich sind, eine Eigenschaft, die weiterhin die Oxidation des Aufzeichnungsmediums verhindert.
Es ist äußerst vorteilhaft, die Reflexionsschicht 14 in der magneto-optischen Speichereinrichtung aus Edelstahl herzustellen. Die Vorteile der Herstellung der Reflexionsschicht aus Edelstahl werden im folgenden beschrieben.

(1) Korrosionsbeständigkeit

Wie wohlbekannt ist, weist Edelstahl ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit auf. Zum Beispiel werden sich keine kleinen Löcher in einer Reflexionsschicht aus Edelstahl bilden, wenn ein Fingerabdruck auf die Schicht gelegt ist, wohingegen sich in einer Reflexionsschicht aus Cu nach einiger Zeit ein feines Loch bildet, nachdem ein Fingerabdruck auf die Schicht gedrückt worden ist. (In einem Experiment bildete sich kein kleines Loch in einer Reflexionsschicht aus Ni). Die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl kann zu der Korrosionsbeständigkeit des Aufzeichnungsmediums beitragen.

(2) Wärmeleitfähigkeit

Edelstahl hat verglichen mit Cu, Au, Ag, Al eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Aus diesem Grund reduziert sich, wenn das Aufzeichnungsmedium durch einen darauf einstrahlenden Laserstrahl auf gewärmt wird, die Wärmeleitfähigkeit und die zur Informationsaufzeichnung erforderliche Laserstrahl-Energie. Aluminiumnitrid, woraus die durchsichtige dielektrische Schicht hergestellt ist, hat eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit und erlaubt daher, daß viel Wärme abgeführt wird. Wenn daher die durchsichtige dielektrische Schicht aus Aluminiumnitrid gebildet ist, so ist in Kombination damit die Verwendung von Edelstahl für die Reflexionsschicht besonders geeignet.

(3) Einfache Schichtherstellung

Da das Sputtern von Edelstahl relativ einfach ist, kann eine Edelstahlschicht leicht hergestellt werden, was für Herstellungszwecke vorteilhaft ist.
Während in der oben beschriebenen Einrichtung das Substrat 11 aus Glas hergestellt ist, kann es auch in Form eines durchsichtigen Substrats, beispielsweise aus Polycarbonat, Acrylharz oder Epoxidharz vorgesehen sein. Die dielektrische Schicht kann aus Siliciumnitrid anstelle von Aluminiumnitrid hergestellt werden. Die Reflexionsschicht 14 kann aus Ni, Ti oder TiN anstelle von Edelstahl hergestellt werden.
Eine Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird erzeugt, indem die oben beschriebene Einrichtung durch Einsetzen einer anderen durchsichtigen dielektrischen Schicht ohne Sauerstoffgehalt zwischen das Substrat und die Aufzeichnungsmedium-Schicht weitergebildet wird.
Fig. 7 stellt in einer teilweisen Querschnittsansicht eine magneto-optische Speichereinrichtung dar, die wiederum nicht selbst eine Ausführungsform der Erfindung ist, die aber einfach weitergebildet werden kann, um, wie später beschrieben, eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die dargestellte magneto-optische Speichereinrichtung enthält eine dünne Schicht 12 (die als Aufzeichnungsmedium dient), die als amorphe GdTbFe-Legierung mit einer Dicke im Bereich von etwa 150 bis etwa 200·10&supmin;¹&sup0; m (150 bis 200 Å) durch Sputtern auf ein Glas-Substrat 11 aufgebracht ist. Auf der GdTbFe-Schicht 12 ist eine Schicht 13 abgelagert (die als durchsichtige dielektrische Schicht dient), die aus AlN (Aluminiumnitrid) mit einer Dicke im Bereich von etwa 400 bis etwa 500·10&supmin;¹&sup0; m (400 bis 500 Å) durch reaktives Sputtern von Aluminium in Stickstoffgas hergestellt ist. Eine Schicht 15 (die als Reflexionsschicht dient) aus Ti (Titan) oder TiN (Titannitrid) ist durch Sputtern auf die AlN- Schicht 13 aufgebracht.
Die Reflexionsschicht aus Titan oder Titannitrid zeigt die folgenden Vorteile:
Wenn die dielektrische Schicht aus Aluminiumnitrid hergestellt ist, so bereitet es Schwierigkeiten, die dielektrische Schicht einer herkömmlichen Reflexionsschicht aus Cu, Al oder ähnlichem mit einer hohen Reflektivität im Laserwellenlängenbereich (etwa 800 um) zu beschichten. Diese Schwierigkeit wird der Tatsache zugeschrieben, daß die Wirkung des Stickstoffs in Aluminiumnitrid auf Cu oder Al erheblich ist. Die Reflexionsschicht aus Titan oder Titannitrid kann jedoch einfach auf einer durchsichtigen dielektrischen Schicht aus Aluminiumnitrid mit einer hohen Reflektivität im Laserwellenlängenbereich abgelagert werden. Dies ermöglicht, daß eine große Lichtmenge von der Reflexionsschicht reflektiert wird, was zu einer Verbesserung des abgelesenen Signals führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß, wenn eine Reflexionsschicht aus Titan oder Titannitrid durch Sputtern abgelagert wird, das verwendete Target aus Ti besteht, das relativ billig und leicht erhältlich ist.
Die Weiterbildung der in Verbindung mit Fig. 7 beschriebenen magneto-optischen Speichereinrichtung durch Einfügen einer durchsichtigen dielektrischen Schicht aus Aluminiumnitrid zwischen dem Glas-Substrat 11 und der dünnen Schicht 12 aus amorpher GdTbFe-Legierung, so daß die letztere Schicht zwischen zwei durchsichtige dielektrische Schichten aus Aluminiumnitrid zwischengeschichtet werden kann, erzeugt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Glas-Substrat kann durch ein Substrat aus Polycarbonat, Acrylharz, Epoxidharz oder ähnliches ersetzt werden.
Fig. 8 zeigt eine magneto-optische Speichereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Schicht 17 aus Aluminiumnitrid (die als erste durchsichtige dielektrische Schicht dient) ist auf einem durchsichtigen Substrat 16 abgelagert, das aus Glas, Polycarbonat, Acrylharz oder ähnlichem hergestellt ist. Auf der Schicht 17 ist eine dünne Schicht 18 einer Selten-Erdinetall/Übergangsmetall-Legierung wie etwa GdTbFe, TbDyFe, GdTbDyFe, TbFe, GdFeCo, GdCo, oder aus solchen Legierungen mit einem Anteil von Sn, Zn, Si, Bi, B oder ähnliches gebildet. Zusätzlich ist eine durchsichtige Schicht 19 aus Aluminiumnitrid (die als zweite durchsichtige dielektrische Schicht dient) auf der dünnen Schicht 18 abgelagert. Eine Reflexionsschicht 20 aus Cu, Ag, Al, Au oder ähnlichem ist auf der durchsichtigen Schicht 19 gebildet. Die magneto-optische Speichereinrichtung der obigen Struktur wurde mit Auger-Elektronenspektroskopie untersucht. Fig. 9 zeigt das Resultat einer solchen Auger-Elektronenspektroskopie, wobei die Auger-Elektronenintensitäten in Al, Fe, O der drei Schichten, d. h. der Schicht aus Aluminiumnitrid, der Schicht aus GdTbFe und der Schicht aus Aluminiumnitrid gezeigt ist. Wie dargestellt, ist in der GdTbFe- Schicht kein Sauerstoff enthalten und ein geringfügiger Sauerstoffgehalt im Übergangsbereich zwischen der Oberfläche und der Schicht aus Aluminiumnitrid und im Übergangsbereich zwischen der Schicht aus Aluminiumnitrid und dem durchsichtigen Substrat vorhanden. Dies deutet darauf hin, daß Sauerstoff in die Schicht aus Aluminiumnitrid von außen eingedrungen ist und in die Schicht aus Aluminiumnitrid aus dem Glas-Substrat eingedrungen ist, nachdem die Schichten hergestellt wurden. Dieses experimentelle Ergebnis zeigt, daß die Schichtungsstruktur der dünnen Schicht 18 aus der Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung zwischen den Schichten aus Aluminiumnitrid dahingehend wirkt zu verhindern, daß die dünne Schicht 16 während des Herstellungsvorgangs der Schichten oxidiert wird.
Anstelle von Aluminiumnitrid können die durchsichtigen dielektrischen Schichten aus Si&sub3;N&sub4;(Siliciumnitrid) durch reaktives Sputtern unter Verwendung eines Si-Targets in Stickstoffgas gebildet werden.
Die erste durchsichtige dielektrische Schicht in der obigen magneto-optischen Speichereinrichtung sollte aus folgenden Gründen von einer Dicke von wenigstens 100·10&supmin;¹&sup0;m (100 Å) sein: Wenn die erste durchsichtige dielektrische Schicht auf dem Glas- Substrat abgelagert ist, dringt Sauerstoff aus dem Glas-Substrat in die erste durchsichtige dielektrische Schicht bis zu einer Tiefe von etwa 50·10&supmin;¹&sup0; m (50 Å) ein. Wenn die Dicke der ersten durchsichtigen dielektrischen Schicht geringer als 100·10&supmin;¹&sup0; m (100 Å) wäre, so wäre es möglich, das Sauerstoff einen Weg in die dünne Schicht aus der Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung findet, wenn die letztere auf die erste durchsichtige dielektrische Schicht gesputtert wird. Die zweite durchsichtige dielektrische Schicht wird hauptsächlich deswegen aufgebracht, um den magneto-optischen Drehwinkel zu vergrößern und die Qualität der abgelesenen Signale zu verbessern.
Die Reflexionsschicht 20 in der magneto-optischen Speichereinrichtung in Fig. 8 kann durch eine Schicht eines leicht oxidierbaren Metalls abgedeckt sein, wie etwa Ti, Mg, einem Selten- Erdmetall (Gd, Tb, Dy, Ho, Y, etc.), oder eine Legierung aus einem Selten Erdelement und einem Übergangsmetall (GdTbFe, TbDyFe, GdCo, GdTbDyFe, etc.), um einen kompletten Aufbau der Einrichtung zu schaffen, der den Eintritt von Sauerstoff von außen verhindert.
Die Schicht aus Aluminiumnitrid, die als durchsichtige dielektrische Schicht dient, kann durch Ablagerung oder andere Herstellungsverfahren gebildet werden. Die Dicken der Schichten in der magneto-optischen Speichereinrichtung sind nicht auf die in Verbindung mit den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen beschränkt.
Es wird hiermit auf das europäische Patent Nr. 0 111 988 verwiesen, von dem dieses Patent durch Teilung abgetrennt ist, und auf die europäischen Patente 0 314 859 und 0 316 508, die ebenfalls durch Teilung aus dem europäischen Patent Nr. 0 111 988 abgetrennt wurden. Es wird auch auf die anhängige europäische Patentanmeldung Nr. 92110340.4 hingewiesen, die durch Teilung aus dem Patent 0 314 859 abgetrennt wurde.

Claims

1. Magneto-optische Speichereinrichtung mit einem Substrat (16), einer dielektrischen Schicht (17), einer Schicht eines optischen speichernden Aufzeichnungsmediums, welches eine amorphe Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung aufweist, und einer Reflexionsschicht, wobei die dielektrische Schicht zwischen der Schicht aus dem Aufzeichnungsmedium und dein Substrat zwischengeschichtet ist und wobei die Reflexionsschicht (20) auf derjenigen Seite der Schicht aus dem Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist, die von der dielektrischen Schicht (17) abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht aus einem Nitridmaterial hergestellt ist und im wesentlichen keinen Sauerstoffgehalt aufweist, um dadurch die selektive Oxydation der Selten-Erdmetall-Komponente der Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung der Aufzeichnungsmedium-Schicht von der Substratseite im wesentlichen zu verhindern.

2. Magneto-optische Speichereinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine weitere dielektrische Schicht (19) zwischen der optisch speichernden Aufzeichnungsmedium-Schicht (18) und der Reflexionsschicht (20) angeordnet ist.

3. Magneto-optische Speichereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Reflexionsschicht (20) unmittelbar an die weitere dielektrische Schicht (19) angrenzt.

4. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Substrat (16) aus einem aus der Gruppe Glas, Polycarbonat, Acrylharz und Epoxidharz ausgewählten Material hergestellt ist.

5. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zuerst erwähnte dielektrische Schicht (17) wenigstens 100·10&supmin;¹&sup0; m (100 Å) dick ist, um dadurch zu verhindern, daß Sauerstoff aus dem Substrat (16) die optisch speichernde Aufzeichnungsmedium-Schicht erreicht.

6. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oder jede der dielektrischen Schichten aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe bestehend aus Aluminium- und Siliciumnitrid ausgewählt ist.

8. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung GdTbFe ist.

9. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionsschicht (20) aus einem aus der Gruppe bestehend aus Cu, Ag, Al und Au ausgewählten Material hergestellt ist.

10. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Reflexionsschicht (20) aus wenigstens einem von Edelstahl, Ni, Ti und TiN hergestellt ist.

11. Magneto-optische Speichereinrichtung nach Anspruch 2 oder einem davon abhängigen Anspruch, wobei die weitere dielektrische Schicht (13) aus Aluminiumnitrid hergestellt ist und die Reflexionsschicht (14) aus Edelstahl hergestellt ist.

12. Magneto-optische Speichereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Speichereinrichtung weiterhin eine auf der Reflexionsschicht gebildete Deckschicht aufweist.

13. Magneto-optische Speichereinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem leicht oxidierbaren Metall, einem Selten-Erdmetall oder einer Selten-Erdmetall/Übergangsmetall-Legierung hergestellt ist.