DE3832655A1 - Magneto-optical recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einer magnetischen Schicht aus Magnetoplumbit-Ferrit.The present invention relates to a magneto-optical Recording medium with a magnetic layer Magnetoplumbite ferrite.
Neuerdings ist ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium entwickelt worden, bei dem Informationen mittels eines magnetischen dünnen Films aufgezeichnet werden unter Verwendung der Wärmewirkung eines Halbleiter-Laserstrahls, und worin die Informationen unter Verwendung des magneto optischen Effekts reproduziert und abgelesen werden. Amorphe Seltenerden-Übergangsmetall-Legierungen, wie z.B. GdCo, GdFeCo, und TbFeCo, wurden entwickelt und zur Ver wendung als magnetisches Material des magnetooptischen Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen, und einige davon wurden kommerzialisiert. Die amorphen Legierungen sind zur Ver wendung als magnetisches Medium geeignet, weil die Legie rungen keine vom kristallinen Feld abhängigen Geräusche verursachen und es relativ einfach ist, einen vertikal magnetisierten Film zu erhalten, in dem Hk < 4 π Ms ist (Hk: anisotropes magnetisches Feld, Ms: Sättigungsmagne tisierung), weil die Sättigungsmagnetisierung durch Ände rung des Zusammensetzungsverhältnisses gesteuert werden kann.Recently, a magneto-optical recording medium has been developed in which information is recorded by means of a magnetic thin film using the thermal effect of a semiconductor laser beam, and in which the information is reproduced and read using the magneto-optical effect. Rare earth transition metal amorphous alloys such as GdCo, GdFeCo, and TbFeCo have been developed and proposed for use as the magnetic material of the magneto-optical recording medium, and some of them have been commercialized. The amorphous alloys are suitable for use as a magnetic medium because the alloys do not cause noise dependent on the crystalline field and it is relatively easy to obtain a vertically magnetized film in which Hk <4 π Ms (Hk: anisotropic magnetic field , Ms: saturation magnetization), because the saturation magnetization can be controlled by changing the composition ratio.
Die amorphen Legierungen, und insbesondere die Seltenerd metall-Komponenten davon, unterliegen jedoch leicht der Oxidationskorrosion, die ihre magnetischen Eigenschaften verschlechtert. Es ist bekannt, daß eine solche Korrosion vermieden werden kann, indem man eine Schutzschicht aus SiO₂, AlN oder dergleichen auf der Oberfläche der amorphen Legierung durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder Sputtern aufbringt. Eine solche Schutzschicht wird jedoch auch durch den Sauerstoff und die Feuchtigkeit korrodiert, die in der magnetischen Legierung enthalten sind und/oder in der Vakuumkammer und Kontakt zu der Substratoberfläche zurückbleiben. Die Korrosion wird außerdem durch die Wärme während des Aufzeichnungsprozesses begünstigt. Die amorphen Legierungen unterliegen auch leicht der Kristalli sation durch Wärme, was auch ihre magnetischen Eigen schaften nachteilig beeinflußt.The amorphous alloys, and especially the rare earth metal components thereof, however, are easily subject to the Oxidation corrosion affecting their magnetic properties worsened. It is known that such corrosion can be avoided by taking a protective layer off SiO₂, AlN or the like on the surface of the amorphous Alloy by a vacuum evaporation process or Sputtering. However, such a protective layer also corroded by oxygen and moisture, which are contained in the magnetic alloy and / or in the vacuum chamber and contact to the substrate surface stay behind. The corrosion is also caused by the Heat favors during the recording process. The Amorphous alloys are also easily subject to crystallization sation by heat, which is also its magnetic property shafts adversely affected.
Um die vorstehend genannten Probleme zu verringern, wurde in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) No. 59-45 644 vorgeschlagen, als magnetisches Material des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums Magneto plumbit-Ferrit, wie z.B. Barium-Ferrit, zu verwenden, weil der Magnetoplumbit-Ferrit eine bemerkenswerte kristallomagnetische Anisotropie-Charakteristik besitzt, die es möglich macht, leicht einen stabilen Film mit vertikaler Magnetisierung zu erhalten, und weil der Magnetoplumbit-Ferrit selbst ein Oxid ist, was die Garan tie verleiht, daß die hohe und nützliche Charakteristik unverändert bleibt. Die Kristallisationstemperatur des Magnetoplumbit-Ferrits ist jedoch sehr hoch und es muß ein spezielles hitzebeständiges monokristallines Material, das gegenüber ca. 600°C oder mehr beständig ist, als Substrat für das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ver wendet werden. Ein billiges Material, wie z.B. Glas, kann deshalb als Substrat nicht verwendet werden.In order to alleviate the problems mentioned above, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 59-45 644 proposed as a magnetic Material of the magneto-optical recording medium Magneto plumbite ferrite, e.g. Barium ferrite, to use because the magnetoplumbite ferrite is a remarkable one has crystallomagnetic anisotropy characteristics, which makes it possible to easily use a stable film to get vertical magnetization, and because of that Magnetoplumbite ferrite is itself an oxide, which is the guarantee tie gives that the high and useful characteristic remains unchanged. The crystallization temperature of the However, magnetoplumbite ferrite is very high and it has to a special heat-resistant monocrystalline material, which is resistant to approx. 600 ° C or more than Ver substrate for the magneto-optical recording medium be applied. An inexpensive material such as Glass, can therefore not be used as a substrate.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein magneto optisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, mit dem die vorstehend genannten Probleme verringert werden können, und welches es möglich macht, ein billiges Substrat zu verwenden, indem man die Kristallisationstemperatur des Magnetoplumbit-Ferrits, der eine stabile und hohe Charak teristik besitzt, erniedrigt, und die durch das kristalline Feld hervorgerufenen Geräusche zu minimieren.An object of the present invention is a magneto provide optical recording medium with which the problems mentioned above can be reduced and which makes it possible to have a cheap substrate use by adjusting the crystallization temperature of the Magnetoplumbite ferrite, which has a stable and high character teristik possesses, degraded, and that through the crystalline To minimize field-induced noise.
Erfindungsgemäß wird die vorstehend genannte Aufgabe er reicht durch ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, um fassend ein Substrat und eine auf diesem Substrat aufge brachte magnetische Schicht, hergestellt aus Magnetoplumbit- Ferrit, wobei das Magnetoplumbit-Ferrit eine Pb-Komponente aufweist.According to the invention the above-mentioned object reaches through a magneto-optical recording medium summarizing a substrate and one on this substrate brought magnetic layer made of magnetoplumbite Ferrite, the magnetoplumbite ferrite being a Pb component having.
Erfindungsgemäß enthält die magnetische Schicht des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums einen Magnetoplumbit- Ferrit-Film, in dem Pb als eine Komponente enthalten ist. Dadurch wird es möglich, die Herstellungstemperatur der magnetischen Schicht zu erniedrigen, und dies macht es möglich, billiges Glas als Substrat dafür zu verwenden. Außerdem kann ein relativ kleines und gleichförmiges Kristallkorn erhalten werden, weil die Kristallisation bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, was das Ge räusch des Aufzeichnungsmediums verringert und das C/N- Verhältnis davon vergrößert.According to the magnetic layer of the magneto-optical recording medium a magnetoplumbite Ferrite film in which Pb is contained as a component. This makes it possible to control the manufacturing temperature lower magnetic layer and this makes it possible to use cheap glass as a substrate for it. It can also be a relatively small and uniform one Crystal grain can be obtained because of the crystallization is carried out at low temperature, which is the Ge noise of the recording medium and the C / N Ratio of which increased.
Die vorliegende Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen bedeuten:The present invention will now be further described with reference to the drawings, in which:
Fig. 1 eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau eines Beispiels eines erfindungsgemäßen mangetooptischen Auf zeichnungsmediums zeigt; und Fig. 1 is an explanatory view showing the structure of an example of a mangeto-optical recording medium according to the invention; and
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi schen der Substrattemperatur und der Sättigungsmagnetisie rung, die den Effekt der Pb-Komponente in der Magnetschicht zeigt. Fig. 2 is a graph showing the relationship between the substrate temperature and saturation magnetization, showing the effect of the Pb component in the magnetic layer.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen magneto optischen Aufzeichnungsmediums im Schnitt. Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß diese Ausführungsform ein Substrat 11, eine Grundschicht 13, eine magnetische Schicht 15, und eine Reflexionsschicht 17 umfaßt, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. In diesen Aufbau wird ein Halbleiter-Laserstrahl für Reproduktion oder Ablesung aufgezeichneter Information von der Seite des Substrats 11 aus eingeführt, der durch die Grundschicht 13 und Magnetschicht 15 hindurchtritt und dann durch die Refle xionsschicht 17 reflektiert wird. Dieser reflektierte Strahl wird ausgewertet, um die aufgezeichnete Information abzulesen, unter Verwendung des Faraday-Effekts (Faradayscher magnetischer Rotationseffekt), der in der magnetischen Schicht 15 von Magnetoplumbit-Ferrit indu ziert wird. Fig. 1 shows an example of a magneto-optical recording medium according to the invention in section. From Fig. 1 it can be seen that this embodiment comprises a substrate 11 , a base layer 13 , a magnetic layer 15 , and a reflection layer 17 , which are arranged one above the other in this order. In this structure, a semiconductor laser beam for reproducing or reading recorded information is introduced from the side of the substrate 11 , which passes through the base layer 13 and the magnetic layer 15 and is then reflected by the reflection layer 17 . This reflected beam is evaluated in order to read the recorded information using the Faraday effect (Faraday magnetic rotation effect), which is induced in the magnetic layer 15 by magnetoplumbite ferrite.
Das Magnetoplumbit-Ferrit wird allgemein durch die nach folgende Formel (I) dargestellt.The magnetoplumbite ferrite is generally represented by the following formula ( I ).
MeO · n Fe₂O₃ . . . (I)MeO · n Fe₂O₃. . . (I)
(Me: zweiwertiges Metallion, wie z. B. Barium und Strontium; 4 n 6).(Me: divalent metal ion such as barium and strontium; 4 n 6).
Die erfindungsgemäße magnetische Schicht 15, die vertikal magnetisiert ist, umfaßt Magnetoplumbit-Ferrit der Formel (I) oder Magnetoplumbit-Ferrit, worin ein Teil des Me und/oder Fe durch ein anderes Element, wie z.B. Co und/oder Ti, ausgetauscht ist, wobei die vorliegende Erfindung da durch charakterisiert ist, daß das Ferrit eine kleine Menge an Pb (Blei) als eine Komponente davon enthält.The magnetic layer 15 according to the invention, which is magnetized vertically, comprises magnetoplumbite ferrite of the formula ( I ) or magnetoplumbite ferrite, in which part of the Me and / or Fe is replaced by another element, such as Co and / or Ti, the present invention being characterized in that the ferrite contains a small amount of Pb (lead) as a component thereof.
Der Faradaysche magnetische Rotationswinkel wird vergrößert, wenn die Magnetschicht 15 verdickt wird, was die Signal intensität erhöht. Wenn jedoch die magnetische Schicht unangemessen dick ist, wachsen große Kristallkörner in der Schicht, was die Bildung von Geräusch verursacht und das C/N-Verhältnis erniedrigt. Die optimale Dicke der magnetischen Schicht beträgt ungefähr 0,05 bis 1,0 µm. und vorzugsweise 0,1 bis 0,5 µm. Die magnetische Schicht 15 kann gebildet werden durch ein Sputterverfahren, wie z.B. fokussierendes Target-Sputtern und Magnetron-Sputtern, oder durch ein Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films, wie z.B. durch Ionplating, Vakuumverdampfung oder Plating.The Faraday magnetic rotation angle is increased when the magnetic layer 15 is thickened, which increases the signal intensity. However, if the magnetic layer is inappropriately thick, large crystal grains grow in the layer, causing noise to be generated and lowering the C / N ratio. The optimal thickness of the magnetic layer is approximately 0.05 to 1.0 µm. and preferably 0.1 to 0.5 µm. The magnetic layer 15 can be formed by a sputtering method, such as focusing target sputtering and magnetron sputtering, or by a method for depositing a thin film, such as by ion plating, vacuum evaporation or plating.
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Substrattempera tur während des Beschichtungsverfahrens und der Sätti gungsmagnetisierung (Ms), die der Kristallisation der magnetischen Schicht entspricht, im Hinblick auf gewöhn liche Magnetoplumbit-Ferrit-Filme (Ba-Ferrit-Film und Sr-Ferrit-Film) im Vergleich zu Pb-enthaltenden Ferrit- Filmen. Als Substrat wird ein Si-Plättchen verwendet. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Kristallisations temperatur von jedem der Pb-enthaltenden Ba- und Sr-Ferrit- Filme gegen die Seite niedriger Temperatur verschoben ist im Vergleich zu der, die üblichen Ba- und Sr-Ferrit-Filmen entspricht. Für den üblichen Ba-Ferrit-Film fällt der Wert von Ms z.B. unterhalb die Temperatur von 600°C, während für den Pb-enthaltenden Ba-Ferrit-Film der Wert von Ms unter die Temperatur von ca. 480°C sinkt. Das be deutet, daß die Abscheidungstemperatur durch Zusatz von Pb zu gewöhnlichem Ferrit erniedrigt wird, und deshalb Glas als Substrat verwendet werden kann. Das meiste des zugegebenen Pb ersetzt Ba2+ des Ferrits, und ein Teil des Pb wird im Korn oder an der Filmoberfläche positio niert. Es wird angenommen, daß das Pb, das Ba2+ im Ferrit ersetzt, die Erniedrigung der Abscheidungstemperatur verur sacht. Der Effekt der Erniedrigung der Abscheidungs temperatur kann erhalten werden, wenn die Menge an Pb 3 bis 60 Gew.%, als Gewichtsverhältnis bezogen auf Fe, beträgt. Das bedeutet also, daß der erfindungsgemäße magne tische Film Pb-Ferrit enthält. Fig. 2 shows the relationship between the substrate temperature during the coating process and the saturation magnetization (Ms), which corresponds to the crystallization of the magnetic layer, with respect to ordinary magnetoplumbite ferrite films (Ba ferrite film and Sr ferrite Film) compared to Pb-containing ferrite films. An Si plate is used as the substrate. It can be seen from the drawing that the crystallization temperature of each of the Pb-containing Ba and Sr ferrite films is shifted toward the low temperature side compared to that of the conventional Ba and Sr ferrite films. For the conventional Ba ferrite film, the value of Ms falls below the temperature of 600 ° C., for example, while for the Pb-containing Ba ferrite film the value of Ms drops below the temperature of approximately 480 ° C. This means that the deposition temperature is lowered by adding Pb to ordinary ferrite, and therefore glass can be used as a substrate. Most of the added Pb replaces Ba 2+ of the ferrite, and part of the Pb is positioned in the grain or on the film surface. It is believed that the Pb replacing Ba 2+ in the ferrite causes the lowering of the deposition temperature. The effect of lowering the deposition temperature can be obtained when the amount of Pb is 3 to 60% by weight as a weight ratio based on Fe. So this means that the magnetic table according to the invention contains Pb ferrite.
Ein Verfahren der Zufügung von Pb zu dem Magnetoplumbit- Ferrit, wie z.B. Ba-Ferrit (wobei das Abscheidungsver fahren durch fokussierendes Target-Sputtern bewirkt wird), ist es, die chemische Zusammensetzung des aus einem ge sinterten Material hergestellten Targets so vorzubereiten, daß das Pb durch Ba innerhalb des Kristalls zersetzt wird, oder Pb in dem Target im Übermaß vorhanden ist. Eine andere Methode der Zufügung von Pb zum Ferrit ist es, ein Pb- Teilchen auf die Fläche aufzubringen, die das Ferrit-Target ist.A method of adding Pb to the magnetoplumbite Ferrite, e.g. Ba ferrite (the deposition ver drive is caused by focusing target sputtering), is the chemical composition of a ge to prepare sintered material for manufactured targets that the Pb is decomposed by Ba within the crystal or Pb is present in excess in the target. Another The method of adding Pb to the ferrite is to add a Pb Apply particles to the area that the ferrite target is.
Im Hinblick auf das Magnetoplumbit-Ferrit, wie z.B. Ba- Ferrit, kann ein vertikal magnetisierter Film hoher Quali tät erhalten werden, wenn die C-Achse des Kristalles senkrecht zu der Substratoberfläche orientiert ist, weil die Kristallanisotropie davon in dieser Anordnung ver größert ist. Die vorstehend genannte senkrechte Orien tierung der C-Achse ist jedoch nur an einem speziellen Substrat, wie z.B. einem GGG-Einkristallsubstrat, möglich. Es ist schwierig, die senkrechte C-Achsen-Orientierung direkt an einem amorphen Substrat, wie z.B. Glas, zu er reichen. Aus diesem Grund wird die Grundschicht 13 auf dem Glassubstrat vorgesehen, um eine epitaktische C-Ober fläche zu bilden, worin die C-Achse senkrecht zur Sub stratoberfläche auf der Magnetoplumbit-Ferrit-Schicht, die auf dem billigen Glassubstrat aufgebracht ist, ist. Die Grundschicht 13 kann aus einem ZnO-Film zusammenge setzt sein, der eine senkrechte C-Achsen-Orientierung besitzt, oder aus einem NiZn-Ferrit-Film mit der (111) Orientierung.With respect to the magnetoplumbite ferrite such as Ba ferrite, a vertically magnetized film of high quality can be obtained when the C axis of the crystal is oriented perpendicular to the substrate surface because the crystal anisotropy thereof is increased in this arrangement. However, the aforementioned vertical orientation of the C axis is only possible on a special substrate, such as a GGG single crystal substrate. It is difficult to achieve the vertical C-axis orientation directly on an amorphous substrate such as glass. For this reason, the base layer 13 is provided on the glass substrate to form an epitaxial C surface, wherein the C axis is perpendicular to the substrate surface on the magnetoplumbite ferrite layer which is deposited on the inexpensive glass substrate. The base layer 13 can be composed of a ZnO film which has a vertical C-axis orientation, or of a NiZn ferrite film with the (111) orientation.
Die Dicke der Grundschicht 13 hängt im wesentlichen von ihrem Material ab. Solange die Schicht wie oben beschrie ben funktioniert ist es jedoch umso besser, je dünner die Schicht ist. Die optimale Dicke der Grundschicht 13 be trägt 0,05 bis 0,5 µm, und wünschenswerterweise 0,05 bis 0,2 µm. Die Grundschicht 13 kann nach der gleichen Methode gebildet werden, nach der die Magnetschicht 15 gebildet wird.The thickness of the base layer 13 essentially depends on its material. However, as long as the layer works as described above, the thinner the layer, the better. The optimal thickness of the base layer 13 be 0.05 to 0.5 µm, and desirably 0.05 to 0.2 µm. The base layer 13 can be formed by the same method by which the magnetic layer 15 is formed.
Die Reflexionsschicht 17 kann Au, Al, Ag, Pt, Cr, Nd, Ge, Rh, Cu oder Ti umfassen, und kann durch ein Verdampfungs verfahren, wie z.B. nach der Methode der Elektronenstrahl verdampfung oder der Methode der Abscheidung dünner Filme, wie z.B. Sputtern, gebildet werden.The reflective layer 17 may include Au, Al, Ag, Pt, Cr, Nd, Ge, Rh, Cu or Ti, and may be by an evaporation method such as the electron beam evaporation method or the thin film deposition method such as Sputtering.
Das Substrat 11 kann aus Quarzglas (Silicaglas), Bor silicatglas oder Aluminosilicatglas hergestellt werden.The substrate 11 can be made of quartz glass (silica glass), boron silicate glass or aluminosilicate glass.
Es sind viele verschiedene Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung möglich, ohne die Idee und den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung ist auch nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen begrenzt, sondern allein durch die Ansprüche definiert.There are many different embodiments of the present Invention possible without the idea and the framework to leave the present invention. The present Invention is also not based on those described here limited specific embodiments, but alone defined by the claims.
Claims (8)
ein Substrat; und
eine auf diesem Substrat aufgebrachte magnetische Schicht, hergestellt aus Magnetoplumbit-Ferrit, wobei das Magnetoplumbit-Ferrit Pb als eine Komponente ent hält.1. Magneto-optical recording medium containing:
a substrate; and
a magnetic layer applied to this substrate, made of magnetoplumbite ferrite, the magnetoplumbite ferrite containing Pb as a component.
Applications Claiming Priority (1)
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