DE3811684A1

DE3811684A1 - Verfahren zur herstellung eines magneto-optischen aufzeichnungsmediums

Info

Publication number: DE3811684A1
Application number: DE19883811684
Authority: DE
Inventors: Takashi Yamada; Masaaki Nomura; Ryoichi Yamamoto; Satoshi Matsubaguchi; Akira Nahara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1988-10-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ei nes magneto-optischen Aufzeichnungsmediums, wie z. B. ei ner magneto-optischen Scheibe bzw. Platte, wie sie für Datenspeicher mit großer Kapazität oder dgl. verwendet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Bildung der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmediums durch Anwen dung eines Zerstäubungsverfahrens.

Optische Aufzeichnungsmedien bieten verschiedene Vorteile, wie z. B. den, daß die Informationen in einer hohen Dichte aufzeichnen können, eine große Kapazität aufweisen und nicht mit einem Kopf in Kontakt gebracht werden müssen. Unter diesen optischen Medien hat das magneto-optische Aufzeichnungsmedium besondere Aufmerksamkeit erregt, weil es ein leichtes Löschen und erneutes Aufzeichnen erlaubt.

Das magneto-optische Aufzeichnungsmedium besteht aus einem magnetischen Material als Aufzeichnungsmediummaterial und zeichnet Informationen auf auf der Basis von Änderungen der Magnetisierung des magnetischen Materials. So wird beispielsweise ein amorphes magnetisches Material, be stehend aus einer Kombination aus einem Metall der Selte nen Erden, wie Gd, Tb oder Dy, und einem Übergangsmetall, wie Fe, Co oder Ni, als magnetisches Material verwendet. Das magnetische Material wird in Form einer Schicht als Aufzeichnungsschicht verwendet.

Die Aufzeichnungsschicht wurde bisher durch Anwendung von Zerstäubungsverfahren hergestellt. Unter den Zerstäubungs verfahren wird ein Gleichstrom-Zerstäubungsverfahren als wirksam angesehen, da das Verfahren den Vorteil hat, daß es leicht ist, die Filmbildungsgeschwindigkeit zu erhöhen, und da die Filmbildung bei niedrigen Temperaturen möglich ist und da es leicht ist, ein magnetisches Material im amorphen Zustand zu halten.

Das Gleichstrom-Zerstäubungsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Moleküldichte der bei dem Verfahren ge bildeten Aufzeichnungsschicht niedriger ist als die Mole küldichte einer unter Anwendung des Radiofrequenz-Zer stäubungsverfahrens gebildeten Aufzeichnungsschicht und daß die Haftung der Aufzeichnungsschicht an einem Substrat ebenfalls gering ist.

Andererseits kann dann, wenn die vertikale magnetische Anisotropie erhöht werden soll, eine Aufzeichnungsschicht gebildet werden durch alternierendes Übereinanderlegen von dünnen Schichten aus einem Seltenen Erdmetall und dünnen Schichten aus einem Übergangsmetall. In diesem Fal le ist die Bildung sowohl der dünnen Seltenen Erdmetall schichten als auch der dünnen Übergangsmetallschichten durch Gleichstrom-Zerstäubung vorteilhaft gegenüber der Bildung durch Radiofrequenz-Zerstäubung insofern, als die Filmbildung bei niedrigen Temperaturen erfolgen kann und es leicht ist, die Filmbildungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei der Bildung durch Gleichstrom-Zerstäubung treten je doch die obengenannten Probleme sowie zusätzliche Probleme in bezug auf die Verschlechterung (Beeinträchtigung) des Quadratverhältnisses und des Ausgangs-C/N-Verhältnisses sowie eine weitere Verschlechterung (Beeinträchtigung) der Eigenschaften mit dem Ablauf der Zeit auf.

Primäres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein erstes Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums zu schaffen, das eine Erhöhung der Filmbildungsgeschwindigkeit und das Halten des Substrats bei niedrigen Temperaturen während der Filmbildung erlaubt.

Ziel der Erfindung ist es ferner, ein erstes Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums zu schaffen, das die Bildung einer magneto-optischen Aufzeich nungsschicht mit einer hohen Moleküldichte und einer hohen Haftung an dem Substrat erlaubt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein zweites Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeich nungsmediums zu entwickeln, das eine Erhöhung der Filmbil dungsgeschwindigkeit, das Halten des Substrats bei niedrigen Temperaturen während der Filmbildung und die Bildung einer magneto-optischen Aufzeichnungsschicht mit einer hohen Mole küldichte und einer hohen Haftung an dem Substrat in dem Fal le erlaubt, wenn die magneto-optische Aufzeichnungsschicht aus alternierend übereinanderliegenden dünnen Seltenen Erdmetall schichten und dünnen Übergangsmetallschichten besteht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein zweites Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeich nungsmediums zu entwickeln, das die Filmbildung bei niedri gen Temperaturen, eine Erhöhung der Filmbildungsgeschwindig keit und die Verbesserung des Quadratverhältnisses, des An fangs-C/N-Verhältnisses und der Beeinträchtigung (Verschlechte rung) der Eigenschaften mit dem Ablauf der Zeit erlaubt.

Gegenstand der Erfindung ist ein erstes Verfahren zur Her stellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine magneto-optische Auf zeichnungsschicht auf einem Substrat gebildet wird durch gleichzeitige Durchführung einer Gleichstrom-Zerstäubung, mit deren Hilfe es möglich ist, eine hohe Filmbildungsge schwindigkeit zu erzielen und das Substrat während der Film bildung bei tiefen Temperaturen zu halten, und einer Radio frequenz-Zerstäubung, mit deren Hilfe es möglich ist, die Aufzeichnungsschicht mit einer hohen Moleküldichte und einer hohen Adhäsion an dem Substrat zu bilden.

Das Substrat besteht aus einem Material, das eine hohe Durch lässigkeit für das Aufzeichnungslicht und das Wiedergabelicht aufweist, beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoffmaterial (wie PMMA, PC oder einem Epoxyharz), einem Metall, wie Al oder Duralumin, oder einem keramischen Material, wie CaO, MgO oder SrO. Das Substrat wird hergestellt bis zur einer Dicke von bei spielsweise etwa 1 mm. Das Substratmaterial wird ausgewählt aus transparenten Materialien und opaken (undurchsichtigen) Materialien entsprechend dem jeweils gewünschten Verwendungs zweck.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Gleichstrom-Zerstäubung (direct current sputtering)" ist generell eine Zerstäubung zu verstehen, die durchgeführt wird durch Anlegen einer Gleich spannung an ein Target und ein Substrat, wie z. B. ein Gleich strom-2-Pol-Zerstäubungsverfahren oder ein Vorspannungs-Zer stäubungsverfahren.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Radiofrequenz-Zerstäu bung (radio frequency sputtering)" ist eine Zerstäubung zu verstehen, die durchgeführt wird durch Anlegen einer Wechsel spannung an ein Target und ein Substrat. In einem typischen Radiofrequenz-Zerstäubungsverfahren wird beispielsweise eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angewendet.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "gleichzeitige Durchfüh rung der Gleichstrom-Zerstäubung und Radiofrequenz-Zerstäu bung" ist zu verstehen, daß die magneto-optische Aufzeich nungsschicht gebildet wird durch gemeinsame Anwendung der Gleichstrom-Zerstäubung und der Radiofrequenz-Zerstäubung. Die gemeinsame Anwendung kann in jeder beliebigen Weise er folgen, solange der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht dadurch die Vorteile der Gleichstrom-Zerstäubung und die Vor teile der Radiofrequenz-Zerstäubung verliehen werden können. So können beispielsweise Metallatome, die aus oberhalb des Substrats angeordneten Targets zerstäubt werden zur Durchfüh rung der Gleichstrom-Zerstäubung und der Radiofrequenz-Zerstäu bung etwa gleichmäßig in Richtung der Dicke miteinander ge mischt werden zur Bildung der Aufzeichnungsschicht. Alternativ kann die Gleichstrom-Zerstäubung auch für eine der beiden einan der gegenüberliegenden Halbregionen auf einer Oberfläche des Substrats durchgeführt werden, während für die andere der bei den einander gegenüberliegenden Halbregionen die Radiofrequenz- Zerstäubung durchgeführt wird, und das Substrat kann in bezug auf beide Targets, die der Gleichstrom-Zerstäubung und der Ra diofrequenz-Zerstäubung entsprechen, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit gedreht werden, so daß eine Aufzeichnungs schicht gebildet wird, die aus Radiofrequenz-Zerstäubungs schichten und Gleichstrom-Zerstäubungsschichten, die wechsel seitig übereinander liegen, gebildet wird. Die Targets für die Gleichstrom-Zerstäubung und die Radiofrequenz-Zerstäubung können aus dem gleichen Material (z. B. TbFeCo) oder aus unter schiedlichen Materialien (wie z. B. TbFe und TbCo oder Tb und FeCo) bestehen.

Das einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildende zweite Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeich nungsmediums ist dadurch gekennzeichnet, daß eine magneto- optische Aufzeichnungsschicht, bestehend aus dünnen Seltenen Erdmetallschichten und dünnen Übergangsmetallschichten, die auf einem Substrat alternierend übereinander liegen, gebildet wird durch Durchführung der Radiofrequenz-Zerstäubung unter Verwendung eines Targets aus einem Seltenen Erdmetallmaterial und der Gleichstrom-Zerstäubung unter Verwendung eines Targets aus einem Übergangsmetallmaterial.

Die hier in bezug auf das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums verwendeten Ausdrücke "Substrat", "Gleichstrom-Zerstäubung" und "Radiofrequenz-Zerstäubung" sind in der gleichen Weise zu ver stehen wie für das erfindungsgemäße erste Verfahren zur Herstel lung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums definiert.

Der Schichtaufbau aus den dünnen Seltenen Erdmetall-Schich ten und den dünnen Übergangsmetall-Schichten kann erzielt werden durch alternierende Durchführung der Radiofrequenz- Zerstäubung und der Gleichstrom-Zerstäubung oder er kann auf andere Weise erzeugt werden. So kann beispielsweise die Gleichstrom-Zerstäubung für eine der beiden einander gegen überliegenden Halbregionen auf einer Oberfläche des Substrats durchgeführt werden, die Radiofrequenz-Zerstäubung kann für die andere der beiden einander gegenüberliegenden Halbregio nen durchgeführt werden und das Substrat kann in bezug auf beide Targets, die der Gleichstrom-Zerstäubung und der Radio frequenz-Zerstäubung entsprechen, mit einer vorgegebenen Ge schwindigkeit gedreht (rotiert) werden. Bei dieser Methode wird, obgleich die dünnen Übergangsmetallschichten und die dünnen Seltenen Erdmetallschichten jeweils in spiralförmigem Zustand in Richtung ihrer Dicken gebildet werden, der Quer schnittsaufbau der gesamten Aufzeichnungsschicht in Richtung ihrer Dicke so gebildet, daß die dünnen Übergangsmetallschich ten und die dünnen Seltenen Erdmetallschichten alternierend übereinander liegen.

Die Dicke jeder dünnen Übergangsmetallschicht und die Dicke jeder dünnen Seltenen Erdmetallschicht werden jeweils so ein gestellt, daß sie innerhalb des Bereiches von einigen Å bis einigen 10 Å liegen.

Bei dem erfindungsgemäßen ersten Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums, bei dem die magneto-optische Aufzeichnungsschicht gebildet wird durch gleichzeitige Durchführung der Gleichstrom-Zerstäubung und der Radiofrequenz-Zerstäubung, die voneinander verschiedene Vorteile bieten, kann die magneto-optische Aufzeichnungs schicht auf dem Substrat gebildet werden unter Ausnutzung der Vorteile beider Zerstäubungsverfahren.

Insbesondere ist es möglich, die Geschwindigkeit der Bildung der Aufzeichnungsschicht zu erhöhen und das Substrat während der Bildung der Aufzeichnungsschicht bei einer tiefen Tempe ratur zu halten durch Anwendung der Gleichstrom-Zerstäubung. Da das Substrat während der Bildung der Aufzeichnungsschicht bei einer niedrigen Temperatur gehalten werden kann, ist es möglich, die Kristallisation der die Aufzeichnungsschicht bildenden Moleküle zu verhindern, so daß ein amorpher Zu stand erzielt wird, der gute Aufzeichnungseigenschaften auf weist, und die thermische Verformung des Substrats zu verhindern. Außerdem ist es möglich, die Aufzeichnungsschicht mit einer hohen Mo leküldichte und einer hohen Haftung an dem Substrat zu bil den unter Ausnutzung der Vorteile der Radiofrequenz-Zerstäu bung. Da die so gebildete Aufzeichnungsschicht eine hohe Haftung an dem Substrat aufweist, ist das nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte magneto-optische Aufzeichnungsmedium frei von dem Mangel der Ablösung der Aufzeichnungsschicht von dem Substrat.

Die obengenannten Effekte sind besonders groß dann, wenn die Aufzeichnungsschicht so gebildet wird, daß die bei bei den Zerstäubungsverfahren zerstäubten Metallatome etwa gleichmäßig in Richtung der Dicke der Aufzeichnungsschicht miteinander gemischt werden. Wenn die bei beiden Zerstäu bungsverfahren zerstäubten Metallatome jeweils in Form von Schichten vorliegen, kann der Schichtaufbau makroskopisch als identisch mit dem Schichtaufbau angesehen werden, bei dem die bei beiden Zerstäubungsverfahren zerstäubten Me tallatome in Richtung der Dicke der Aufzeichnungsschicht etwa gleichmäßig miteinander gemischt sind, und die obenge nannten Effekte der gemeinsamen Anwendung beider Zerstäu bungsverfahren können erzielt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen zweiten Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums werden beide Zerstäbungsverfahren gemeinsam angewendet und die Seltenen Erdmetallschichten und die Übergangsmetallschichten, die al ternierend übereinander liegen, werden als dünne Schichten gebildet. Daher kann dieser Fall makroskopisch als identisch mit dem Fall angesehen werden, bei dem die in beiden Zerstäu bungsverfahren zerstäubten Metallatome in Richtung der Dicke der Aufzeichnungsschicht etwa gleichmäßig miteinander ge mischt werden, und es können die gleichen Effekte erzielt werden wie bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums. Auch bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die dünnen Seltenen Erdmetallschichten durch Radiofrequenz-Zer stäubung und die dünnen Übergangsmetallschichten durch Gleich strom-Zerstäubung gebildet werden, können auch die mikro skopischen Effekte in der Einheit jeder dünnen Schicht er zielt werden. Da die dünnen Übergangsmetallschichten durch Gleichstrom-Zerstäubung gebildet werden, können insbesonde re eine Filmbildung bei tiefen Temperaturen und eine schnelle Filmbildung erzielt werden. Da die dünnen Seltenen Erdmetall schichten durch Radiofrequenz-Zerstäubung gebildet werden, können außerdem das Quadratverhältnis und das Anfangs-C/N- Verhältnis erhöht werden und die Beeinträchtigung (Ver schlechterung) der Eigenschaften mit dem Ablauf der Zeit kann minimal gehalten werden.

Dank der Filmbildung bei tiefen Temperaturen und der schnel len Filmbildung ist es auch möglich, das Problem zu vermei den, das darin besteht, daß die dünnen Schichten zuviel restlichen Sauerstoff und Feuchtigkeit für einen langen Zeitraum ausgesetzt werden, und es ist möglich, dünne Schichten zu bilden, die eine hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen, und als Folge davon erhält man eine magneto-opti sche Aufzeichnungsschicht, die eine hohe Witterungsbeständig keit aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen ersten Verfahrens zur Herstel lung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums;

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweiten Verfahrens zur Herstel lung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums; und

Fig. 3 eine Schnittansicht des Schichtaufbaus eines magneto- optischen Aufzeichnungsmediums, das nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform hergestellt worden ist.

In der Fig. 1 wird ein scheibenartiges transparentes Substrat 1 in einer vorgegebenen Richtung, d. h. in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung, in einer Vakuumkammer gedreht. Eine Gleichstrom-Zerstäubung (nachstehend als DC-Zerstäubung bezeichnet) unter Verwendung eines unmittelbar oberhalb des transparenten Substrats 1 angeordneten Targets 2 und eine Radiofrequenz-Zerstäubung (nachstehend als "RF-Zerstäubung" be zeichnet) unter Verwendung eines Targets 3 werden gleichzei tig durchgeführt. Auf diese Weise wird eine dünne Metall schicht als magneto-optische Aufzeichnungsschicht auf dem transparenten Substrat 1 gebildet.

Das transparente Substrat 1 kann aus irgendeinem Material be stehen, solange es eine hohe Durchlässigkeit für das Auf zeichnungslicht und das Wiedergabelicht aufweist. Für diesen Zweck kann beispielsweise Glas oder ein Kunststoffharz, wie PC, PMMA oder ein Epoxyharz, verwendet werden.

Die Drehgeschwindigkeit des transparenten Substrats 1 wird eingestellt unter Berücksichtigung der Zerstäubungsgeschwin digkeit auf einen solchen Wert, daß auf dem gesamten trans parenten Substrat 1 eine Aufzeichnungsschicht mit einer ein heitlichen Dicke gebildet wird. Die Drehgeschwindigkeit wird beispielsweise auf 30 UpM eingestellt.

Die Drehrichtung des transparenten Substrats 1 kann auch ent gegengesetzt zur Richtung des Pfeils A sein.

Das DC-Zerstäuben wird durchgeführt durch Anlegen einer vor gegebenen Gleichspannung an das transparente Substrat 1 (Anode) und das Target 2 (Kathode) und Erzeugung eines Plasmas zur Bildung der Aufzeichnungsschicht auf dem trans parenten Substrat 1. Die DC-Zerstäubung kann eine solche verschiedener Typen sein, beispielsweise eine solche vom Gleichstrom-Zwei-Pol-Typ, vom Vorspannungs-Typ und vom Getter- Typ. Die Gleichspannung wird so eingestellt, daß die elektrische Energie innerhalb des Bereiches von beispielswei se 100 bis 500 W liegt.

Die RF-Zerstäubung wird durchgeführt durch Anlegen einer vor gegebenen Radiofrequenz-Spannung an das transparente Substrat 1 und das Target 3 und Erzeugen eines Plasmas zur Bildung der Aufzeichnungsschicht auf dem transparenten Substrat 1. Die Radiofrequenz-Spannung wird so eingestellt, daß die elektri sche Energie innerhalb des Bereiches von beispielsweise 100 W bis 1 kW liegt, je nach Höhe der obengenannten Gleichspan nung. Als Frequenz der Radiofrequenz-Spannung wird im all gemeinen 13,56 MHz verwendet. Die Frequenz der Radiofrequenz- Spannung kann aber auch höher oder niedriger als dieser Wert sein.

Die Materialien, aus denen die Targets 2 und 3 bestehen, wer den festgelegt durch das Material der Aufzeichnungsschicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet werden soll. Als Material für die Aufzeichungsschicht kann irgendein beliebiges Material verwendet werden, solange eine magneto- optische Aufzeichnung mit dem Material möglich ist, beispiels weise eine amorphe Legierung aus einem Seltenen Erdmetall und einem Übergangsmetall, wie GdFe, TbFe, DyFe, GdTbFe, TbDyFe, TbFeCo, GdFeCo, GdTbCo oder GdTbFeCo.

Für den Fall, daß die Aufzeichnungsschicht beispielsweise aus der TbFeCo-Legierung gebildet werden soll, muß daher mindestens eines der Targets 2 und 3 die Metalle Tb, Fe und Co als Bestandteile enthalten. Die Bestandteile der Targets 2 und 3 können jedoch in beliebiger Kombination ausgewählt werden. So können beispielsweise beide Targets 2 und 3 aus der TbFeCo-Legierung bestehen. Das Target 2 kann aber auch aus dem Eisenmetall bestehen und das Target 2 kann aus einer TbCo-Legierung bestehen. Alternativ kann das Target 2 aus TbFe bestehen und das Target 3 kann aus TbCo bestehen.

Die Positionen, die Größen und die Zerstäubungsrichtungen der Targets 2 und 3 kann in beliebiger Weise ausgewählt werden, um einen hohen Zerstäubungswirkungsgrad zu erzielen.

Die gleichzeitige Durchführung der DC-Zerstäubung und der RF-Zerstäubung wird erzielt durch nahezu gleichzeitiges An legen von Spannungen an beide Targets 2 und 3 und die da durch aus den Targets 2 und 3 zerstäubten Metallmoleküle werden gleichmäßig miteinander gemischt in Richtung der Dicke unter Ausbildung der Aufzeichnungsschicht auf dem transparenten Schicht 1. Wenn die Dicke der Aufzeichnungs schicht bis auf den vorgegebenen Wert angestiegen ist, wird das Anlegen der Spannungen an die Targets 2 und 3 gestoppt. Wenn die dem Target 2 zugeführte elektrische Energie 300 W beträgt, die dem Target 3 zugeführte elektrische Energie 1 kW beträgt und die Bedingungen, wie z. B. die Positionen, die Größen und die Zerstäubungsrichtungen, der Targets 2 und 3 auf geeignete Bedingungen eingestellt werden, müssen die DC-Zerstäubung und die RF-Zerstäubung beispielsweise 5 Minu ten lang durchgeführt werden, um eine Aufzeichnungsschicht einer Dicke von 1000 Å zu bilden. Die Vakuumkammer wird zu erst auf etwa 10^-5 Torr evakuiert und dann wird Ar-Gas bis zu einem Vakuum von etwa 10^-3 Torr in diese eingeführt.

Wenn die DC-Zerstäubung und die RF-Zerstäubung gleichzeitig wie vorstehend angegeben durchgeführt werden, ist es möglich, die Mängel beider Zerstäubungsverfahren durch geeignete Kom bination der Vorteile der Zerstäubungsverfahren zu kompen sieren.

Die Anzahl der Targets 2 und 3 ist nicht auf die Anzahl in der obengenannten Ausführungsform beschränkt. So kann bei spielsweise zur Erhöhung der Filmbildungsgeschwindigkeit die Anzahl der Targets erhöht werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die gleichzeitige Zerstäubung auf das transparente Substrat 1 durchgeführt durch Einstellen bzw. Kontrollieren der an die Targets 2 und 3 angelegten Spannungen. Das gleichzeitige Zerstäuben kann aber auch auf verschiedene andere Weise er zielt werden. So kann beispielsweise das gleichzeitige Zer stäuben durchgeführt werden durch Anbringen eines Verschlu ßes zwischen dem transparenten Substrat 1 und den Targets 2, 3 und Starten der Filmbildung zu der gewünschten Zeit, wo bei die Zerstäubungsbedingungen durch Kontrolle (Steuerung) des Öffnens/Schließens des Verschlusses erzielt werden.

Nachstehend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweiten Verfahrens zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert.

In der Fig. 2 wird ein scheibenartiges transparentes Substrat 11 in einer vorgegebenen Richtung, d. h. in der durch den Pfeil B angezeigten Richtung, gedreht. Die DC-Zerstäubung wird durchgeführt unter Verwendung eines Übergangsmetall- Targets 12, das unmittelbar oberhalb des transparenten Sub strats 11 angeordnet ist, und die RF-Zerstäubung wird durch geführt unter Verwendung eines Seltenen Erdmetall-Targets 13. Auf diese Weise werden dünne Übergangsmetallschichten und dünne Seltene Erdmetallschichten alternierend auf das trans parente Substrat 11 aufgebracht unter Bildung einer magneto- optischen Aufzeichnungsschicht.

Die Drehgeschwindigkeit des transparenten Substrats 11 wird eingestellt unter Berücksichtigung der Zerstäubungsgeschwin digkeit, so daß die Dicke jeder der dünnen Metallschichten den gewünschten Wert erreicht.

Die Drehrichtung des transparenten Substrats 11 kann auch umgekehrt zu der durch den Pfeil B angezeigten Richtung sein.

Das Übergangsmetall-Target 12 und das Seltene Erdmetall-Tar get 13 sollten außerdem in solchen Positionen angeordnet sein, daß die Zerstäubung wirksam durchgeführt werden kann, und sie sollten vorzugsweise so angeordnet sein, daß eine Zerstäubung durch das Übergangsmetall-Target 12 und eine Zerstäubung durch das Seltene Erdmetall-Target 13 etwa die einander gegenüberliegenden halbkreisförmigen Regionen des transparenten Substrats 11 jeweils bedecken.

Das Übergangsmetall-Target 12 kann aus einem Übergangsmetall der Gruppe 3d oder einer ein Übergangsmetall der Gruppe 3d enthaltenden Legierung bestehen. Das Übergangsmetall-Target 12 sollte jedoch besonders bevorzugt aus Fe_{1 -} _xCo_x bestehen, worin 0,02 x 0,50, vorzugsweise 0,02 x 0,30. Das Seltene Erdmetall-Target 13 kann aus einem Seltenen Erdmetall oder einer das Seltene Erdmetall enthaltenden Legierung bestehen. Das Seltene Erdmetall-Target 13 sollte jedoch besonders be vorzugt aus einem Material bestehen, das mindestens ein Seltenes Erdmetall enthält, das ausgewählt wird aus der Gruppe Tb, Dy, Gd, Nd, Pr und Sm.

Die Zerstäubungsbedingungen, wie z. B. die angelegte Energie und der Gasdruck, können etwa gleich denjenigen sein, wie sie bei der obengenannten ersten Ausführungsform beschrieben sind.

Das Übergangsmetall-Target 12 kann ein Seltenes Erdmetall in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 20 Atom-%, vor zugsweise in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 10 Atom-% und insbesondere in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 5 Atom-%, enthalten. Das Seltene Erdmetall-Target 13 kann auch ein Übergangsmetall in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 20 Atom-%, vorzugsweise in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 10 Atom-% und insbesondere in einem Verhältnis von nicht mehr als etwa 5 Atom-%, enthalten. Das Übergangsmetall-Target 12 und das Seltene Erdmetall-Target 13 können auch Metalle, wie Bi, Mo, Pt, Pd, Si, W und V in einem Verhältnis innerhalb des obengenannten Bereiches enthalten.

Die Dicke der gesamten magneto-optischen Aufzeichnungsschicht wird beispielsweise auf einen Wert innerhalb des Bereiches von etwa 500 bis etwa 3000 Å eingestellt.

Die Fig. 3 zeigt in schematischer Form den Schichtaufbau des nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren hergestellten magneto-optischen Aufzeichnungsmediums. Das magneto-opti sche Aufzeichnungsmedium umfaßt das transparente Substrat 11 und eine auf das transparente Substrat 11 aufgebrachte magneto-optische Aufzeichnungsschicht 14. Zwischen dem trans parenten Substrat 11 und der magneto-optischen Aufzeichnungs schicht kann außerdem eine Schutzschicht 15, bestehend aus einer dielektrischen Schicht oder dgl., vorgesehen sein. Die Schutzschicht 15 kann auf dem transparenten Substrat 11 gebildet werden durch Zerstäuben oder Vakuumverdampfen vor der Bildung der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht.

Die magneto-optische Aufzeichnungsschicht 14 umfaßt dünne Seltene Erdmetallschichten 16, 16 . . ., von denen jede die Dicke d 1 hat, sowie dünne Übergangsmetallschichten 17, 17 . . ., von denen jede die Dicke d 2 hat. Die dünnen Seltenen Erdme tallschichten 16, 16 . . . und die dünnen Übergangsmetall schichten 17, 17, . . . liegen alternierend übereinander. Die Dicke d 1 jede der dünnen Seltenen Erdmetallschichten 16, 16, . . . sollte vorzugsweise auf einen Wert eingestellt sein, der der Bedingung 5 Å d 1 50 Å genügt unter Berück sichtigung des Umstandes, daß eine Dicke von nicht weniger als der Dicke einer monomolekularen Schicht für das Vorlie gen eines Films erforderlich ist und daß die Dicke einen Wert haben sollte, der eine Erhöhung der vertikalen magne tischen Anisotropie ermöglicht. Die Dicke d 2 jeder der dünnen Übergangsmetallschichten 17, 17, . . . sollte ebenfalls vorzugsweise auf einen Wert eingestellt werden, welcher der Bedingung 0,9 d 2/d 1 1,8 genügt unter Berücksichtigung des Mengenanteils des Übergangsmetalls in der gesamten Aufzeichnungsschicht.

Wenn die aus den obengenannten Schichten bestehende magneto- optische Aufzeichnungsschicht 14 makroskopisch als Gesamt- Aufzeichnungsschicht betrachtet wird, ist die magneto-opti sche Aufzeichnungsschicht 14 eine Schicht aus einem Gemisch aus dem Seltenen Erdmetall und dem Übergangsmetall. Wenn andererseits die magneto-optische Aufzeichnungsschicht 14 mikroskopisch betrachtet wird, wobei man jede der dünnen Schichten 16, 16 . . . und der dünnen Schichten 17, 17, . . . als eine Einheit nimmt, kann die magneto-optische Aufzeich nungsschicht 14 als eine Schicht angesehen werden, in der das Seltene Erdmetall und das Übergangsmetall übereinander liegen, ohne deren Eigenschaften zu verlieren.

Insbesondere kann die magneto-optische Aufzeichnungsschicht 14 makroskopisch als eine Schicht angesehen werden, die aus einer Legierung aus einem Seltenen Erdmetall und einem Übergangsmetall besteht, die gebildet worden ist durch Anwen dung der DC-Zerstäubung und der RF-Zerstäubung. Daher können eine schnelle Filmbildung und die Filmbildung bei niedrigen Temperaturen durch Ausnutzung der Eigenschaften der DC-Zer stäubung erzielt werden. Auch eine Erhöhung der Dichte der Aufzeichnungsschicht 14 und einer Erhöhung der Haftung der Aufzeichnungsschicht 14 an dem Substrat 11 können er zielt werden durch Ausnutzung der Eigenschaften der RF- Zerstäubung. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Fläche, mit der die dünne Seltene Erdmetallschicht 16, die durch RF-Zerstäubung gebildet worden ist, direkt mit dem Substrat 11 in Kontakt steht, nahezu die Hälfte der Fläche des Substrats 11. Auf der anderen Hälfte der Fläche des Substrats 11 steht die dünne Seltene Erdmetall schicht 16 über die dünne Übergangsmetallschicht 17 mit dem Substrat 11 in Kontakt. Die dünne Übergangsmetallschicht 17 ist jedoch, wie oben erwähnt, sehr dünn und der Effekt der Anwendung der RF-Zerstäubung auf eine Erhöhung der Haftung der Aufzeichnungsschicht 14 an dem Substrat 11 wird eben falls an der obengenannten anderen Hälfte der Fläche des Substrats 11 erhalten.

Andererseits können dann, wenn die magneto-optische Aufzeich nungsschicht 14 mikroskopisch betrachtet wird, indem man jede der obengenannten dünnen Schichten als eine Einheit nimmt, die dünnen Übergangsmetallschichten 17, 17, . . . schnell gebildet werden bei niedrigen Temperaturen aufgrund der für die Bildung derselben angewendeten DC-Zerstäubung. Da die Bildung der dünnen Seltenen Erdmetallschichten 16, 16, . . . durchgeführt wird durch RF-Zerstäubung, können dünne Seltene Erdmetallschichten, 16, 16, . . . gebildet wer den, die in der Lage sind, das Quadratverhältnis und das Anfangs-C/N-Verhältnis zu verbessern und die Beeinträchti gung (Verschlechterung) der Eigenschaften mit dem Ablauf der Zeit minimal zu halten. Da die dünnen Übergangsmetallschich ten 17, 17, . . . bei niedrigen Temperaturen schnell gebil det werden können, kann die Aufzeichnungsschicht 14 schnell bei niedrigen Temperaturen gebildet werden, die Erzeugung von Sauerstoff aus dem Nachbarbereich kann minimal gehalten werden und die Zeit, für die die Aufzeichnungsschicht 14 dem restlichen Sauerstoff ausgesetzt ist, kann abgekürzt werden. Im allgemeinen werden die dünnen Übergangsmetall schichten 17, 17, . . . dicker gemacht als die dünnen Seltenen Erdmetallschichten 16, 16, . . ., so daß der Effekt der Verminderung der nachteiligen Einflüsse des Sauerstoffs durch Durchführung der Bildung der dünnen Übergangsmetall schichten 17, 17, . . . durch Anwendung der DC-Zerstäubung groß ist.

Die Dicke jeder der dünnen Übergangsmetallschichten 17, 17, . . . und die Dicke jeder der dünnen Seltenen Erdmetall schichten 16, 16, . . . sind nicht auf die Werte begrenzt, die in bezug auf die obengenannte Ausführungsform erwähnt sind und sie können größer sein als die in bezug auf die obenge nannte Ausführungsform angegebenen Werte, so lange die Eigenschaften der Legierung aus dem Seltenen Erdmetall und dem Übergangsmetall nicht verloren gehen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläu tert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Als primäre Schutzschicht wurde auf einem Polycarbonatharz (PC-Harz)-Substrat ein Siliciumnitrid-Film mit einer Dicke von etwa 800 Å bei eine RF-Energie von 1 kW und bei einem Ar-Gas-Druck von 5 × 10^-3 Torr gebildet. Die RF-Zerstäu bung wurde für eine vorgegebene Zeitspanne auf dem sich drehenden Substrat durchgeführt unter Anlegen einer RF- Energie von 700 W an ein Target aus Tb und dann wurde eine DC-Zerstäubung für eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt durch Anlegen einer DC-Energie von 1 kW an ein Target aus FeCo. Dieses Verfahren wurde wiederholt, um alternierend dünne Tb-Schichten und dünne FeCo-Schichten auf dem Sub strat übereinanderliegend abzuscheiden, so daß eine magneto- optische Aufzeichnungsschicht gebildet wurde. Zu diesem Zeit punkt wurde die Drehgeschwindigkeit des Substrats auf etwa 30 UpM eingestellt. Unter diesen Bedingungen betrug die Dicke jeder der Tb-Schichten etwa 5 Å, die Dicke jeder der Schichten, gebildet aus 90 Atom-% Fe und 10 Atom-% Co, be trug etwa 6 Å und die gesamte Filmdicke der TbFeCo-Schicht betrug etwa 800 Å. Dann wurde ein Siliciumnitrid-Film als obere Schutzschicht in einer Dicke von etwa 800 Å auf der Oberfläche bei einer RF-Energie von 1 kW und bei einem Ar-Gas-Druck von 5 × 10^-3 Torr gebildet.

Die Kerr-Hystereseschleife der nach dem vorstehend beschrie benen Verfahren hergestellten magneto-optischen Scheibe (Platte) wurde gemessen unter Verwendung eines Kerr-Schlei fentracers mittels eines Halbleiterlasers, der einen Laser strahl mit einer Wellenlänge von 830 nm erzeugt, und das Quadratverhältnis wurde aus der Hysterese-Kurve errechnet. Außerdem wurden das Anfangs-C/N-Verhältis der magneto-opti schen Scheibe (Platte) und das Ausmaß der Änderung des C/N- Verhältnisses nach Verstreichen von 3000 Stunden bei 60°C und 90% relativer Feuchtigkeit (RH) gemessen unter Verwen dung einer C/N-Meßvorrichtung. Die Meßergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle unter (1) angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde eine magneto- optische Scheibe (Platte) hergestellt, wobei diesmal jedoch die DC-Zerstäubung durchgeführt wurde durch Anlegen einer DC-Energie von 420 W an das Target aus Tb. Die Bewertungstests wurden mit der dabei erhaltenen magneto-optischen Scheibe (Platte) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Meßergebnisse sind unter (2) in der nachstehenden Tabel le angegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde eine magneto-optische Scheibe (Platte) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei diesmal das RF-Zerstäuben durchgeführt wurde durch Anlegen einer RF-Energie von 2,2 kW an das Target aus FeCo. Die Bewer tungstests wurden mit der dabei erhaltenen magneto-opti schen Scheibe (Platte) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Meßergebnisse sind unter (3) in der folgenden Tabelle angezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde eine magneto- optische Scheibe (Platte) hergestellt, wobei diesmal jedoch die DC-Zerstäubung durchgeführt wurde durch Anlegen einer DC-Energie von 420 W an das Target aus Tb und das RF-Zer stäuben durchgeführt wurde durch Anlegen einer RF-Energie von 2,2 kW an das Target aus FeCo. Die Bewertungstests wurden mit der dabei erhaltenen magneto-optischen Scheibe (Platte) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durch geführt. Die Meßergebnisse sind unter (4) in der nachste henden Tabelle angegeben.

Tabelle

Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß es in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 möglich war, eine magneto- optische Scheibe (Platte) herzustellen, die ein gutes Quadratverhältnis, ein gutes Kerr-Schleifen-Quadrat-Verhält nis und ein gutes Anfangs-C/N-Verhältnis aufwies und frei von einer Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Eigen schaften mit dem Ablauf der Zeit war.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums durch Bildung einer magneto-opti schen Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat unter An wendung eines Zerstäubungsverfahrens, dadurch ge kennzeichnet, daß die magneto-optische Auf zeichnungsschicht gebildet wird durch gleichzeitige Durch führung einer Gleichstrom-Zerstäubung und einer Radio frequenz-Zerstäubung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat während der Bildung der magneto-opti schen Aufzeichnungsschicht in einer vorgegebenen Richtung gedreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Durchführung der Gleichstrom-Zerstäu bung an ein Target eine elektrische Energie innerhalb des Bereiches von 100 bis 500 W angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Radiofrequenz- Zerstäubung an ein Target eine elektrische Energie inner halb des Bereiches von 100 W bis 1 kW angelegt wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums durch Bildung einer magneto-optischen Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat unter Anwendung eines Zerstäubungsverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht, bestehend aus alternierend übereinanderliegenden dünnen Seltenen Erdme tallschichten und dünnen Übergangsmetallschichten auf dem Substrat gebildet wird durch Durchführung einer Radiofre quenz-Zerstäubung unter Verwendung eines Targets aus einem Seltenen Erdmetall-Material und einer Gleichstrom-Zerstäu bung unter Verwendung eines Targets aus einem Übergangs metall-Material.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat während der Bildung der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht in einer vorgegebenen Richtung ge dreht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Durchführung der Gleichstrom-Zerstäu bung an das Target eine elektrische Energie innerhalb des Bereiches von 100 bis 500 W angelegt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Radiofrequenz- Zerstäubung an das Target eine elektrische Energie inner halb des Bereiches von 100 W bis 1 kW angelegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetallmaterial Fe_{1 -} _xCo_x, worin 0,02 x 0,50, verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetallmaterial Fe_{1 -} _xCo_x, worin 0,02 x 0,30, verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß das Seltene Erdmetallmaterial mindestens ein Metall der Seltenen Erden enthält, das aus gewählt wird aus der Gruppe Tb, Dy, Gd, Nd, Pr und Sm.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Dicke d 1 jeder der Selte nen Erdmetallschichten auf einen Wert eingestellt wird, der der Bedingung 5 Å d 1 50 Å genügt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Dicke d 2 jeder der dünnen Übergangsmetallschichten auf einen Wert einge stellt wird, der der Bedingung 0,9 d 2/d 2 1,8 genügt, worin d 1 die Dicke jeder der dünnen Seltenen Erdmetall schichten bedeutet.