DE3879884T2

DE3879884T2 - Magnetooptischer Aufzeichnungsträger.

Info

Publication number: DE3879884T2
Application number: DE88119496T
Authority: DE
Inventors: Inc Saito; Inc Takenouchi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1988-11-23
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2008-11-24
Also published as: EP0317982A2; EP0317982B1; US5545477A; JPH01138640A; EP0317982A3; DE3879884D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger zur Verwendung in einem magnetooptischen (thermischen) Aufzeichnungsprozeß, mit dem Information durch Einstrahlen z. B. eines Laserstrahls aufgezeichnet wird und die aufgezeichnete Information unter Verwendung des magnetooptischen Kerreffekts aufgrund des Faradayeffekts aus dem Aufzeichnungsabschnitt des Trägers ausgelesen wird.
Magnetooptisches Aufzeichnen wird angesichts hoher Aufzeichnungsdichte als aussichtsreich angesehen.
Es ist zu beachten, daß in einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger ein als magnetooptischer Aufzeichnungsfilm dienender magnetischer Film aus einer amorphen, magnetischen Legierungsschicht aus Seltenerd- und Übergangsmetallen, wie einer amorphen Tb-Fe-Legierungsschicht, einer amorphen Gd- Fe-Legierungsschicht oder dergleichen, besteht, die einfach durch eine Technik wie Vakuumaufdampfung oder Sputtern hergestellt werden kann und den Vorteil hoher Aufzeichnungsdichte ohne Störungen aufgrund von Kristallkorngrenzen aufweist.
Obwohl derartige amorphe Legierungen verschiedene Vorteile haben, bestehen auch verschiedene Probleme hinsichtlich ihrer Antikorrosionseigenschaft, da Anfälligkeit zu selektiver Oxidation der Seltenerdelemente, zu Lochfraßkorrosion usw. besteht.
Als Kunstgriff, wie er bei einem Versuch zum Verbessern der Antikorrosionseigenschaften eines derartigen magnetooptischen Aufzeichnungsträgers angewendet wurde, ist ein Beispiel bekannt, wie es im US-Patent Nr. 4,693,943 offenbart ist, gemäß dem Cr zur Aufzeichnungsschicht selbst hinzugefügt wird. Beim obigen Aufzeichnungsträger tritt jedoch leicht ein Nachteil hinsichtlich einer Verschlechterung der magnetooptischen Eigenschaften auf, und zwar wegen der Tatsache, daß die Zusammensetzung der als Aufzeichnungsschicht dienenden magnetischen Schicht selbst verschieden von derjenigen Zusammensetzung ausgebildet wird, die optimale magnetooptische Eigenschaften ergibt.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit verbesserter Antikorrosionseigenschaft anzugeben, bei dem die Bildung von Korrosionsbrüchen ohne Verschlechterung der magnetooptischen Eigenschaften vermieden ist.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung wird ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium angegeben, das eine auf einem Substrat ausgebildete magnetooptische Aufzeichnungsschicht aufweist, die aus einer durch ein Übergangsmetall und ein Seltenerdmetall gebildeten magnetischen Schicht besteht und durch folgendes gekennzeichnet ist: eine dünne Schicht aus einem Übergangsmetall und eine Schicht aus einem Seltenerdmetall, die in dieser Reihenfolge auf der Aufzeichnungsschicht überlagert sind, wodurch ein verbesserter Aufzeichnungsträger gebildet ist, der ausgezeichnete elektrooptische Eigenschaften und ausreichende Antikorrosionseigenschaften aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt eines erfindungsgemäßen magnetooptischen Aufzeichnungsträgers;
Fig. 2 und 3 zeigen graphisch die Ergebnisse von Messungen betreffend Änderung magnetischer Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers; und
Fig. 4A und 4B zeigen graphisch die Ergebnisse von Messungen des Verhaltens des Potentials E zum Strom I.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bei der Erfindung überlagert eine Seltenerdmetallschicht 4 eine Übergangsmetallschicht 3 auf einer Magnetlegierungsschicht 2 aus Seltenerd- und Übergangsmetallen, die auf einer Grundplatte 1 ausgebildet sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Beim erfindungsgemäßen magnetooptischen Aufzeichnungsträger ist keines der Metalle für Antikorrosionszwecke der Magnetlegierungsschicht 2 selbst, die aus Seltenerd- und Übergangsmetallen besteht und im wesentlichen als Aufzeichnungsschicht dient, hinzugefügt, und stattdessen sind eine Seltenerdmetallschicht und eine Übergangsmetallschicht der Magnetlegierungsschicht überlagert, wodurch die Antikorrosionseigenschaften verbessert werden, ohne daß die magnetooptischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht verschlechtert werden. Es wurde ferner bestätigt, daß Verbesserungen hinsichtlich selektiver Oxidation des Seltenerdelements in der Magnetlegierungsschicht 2 erzielt werden können, die aus Seltenerd- und Übergangsmetallen besteht und im wesentlichen als Aufzeichnungsschicht dient. Es wird angenommen, daß selektive Oxidation des Seltenerdmetalls vom Effekt herrührt, daß ein Seltenerdelement, wie Tb, wie es in der Magnetlegierung aus Seltenerd- und Übergangsmetallen enthalten ist, von Sauerstoff angezogen wird und dadurch zur Oberfläche bewegt wird, um infolgedessen selektiv oxidiert zu werden. Für die erfindungsgemäße Struktur, bei der eine Seltenerdmetallschicht, wie die Tb-Schicht 4, vorab auf der Oberfläche ausgebildet wird, wird jedoch angenommen, daß, obwohl die Tb-Schicht 4 selbst Sauerstoff stark anzieht und dadurch oxidiert wird, die FeCoCr-Legierungsschicht, die zum Beispiel als Übergangsmetallschicht für die erste Metallschicht 3 zwischen der Tb-Schicht 4 und der Magnetlegierungsschicht 2 aus Seltenerd- und Übergangsmetallen (nachfolgend als MO-Schicht bezeichnet) ausgebildet ist, so wirkt, daß sie das Eindringen von Sauerstoff in die MO-Schicht 2 verhindert.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind eine Seltenerdmetallschicht 4, eine Übergangsmetallschicht 3, eine MO-Schicht 2, eine Übergangsmetallschicht 3 sowie eine Seltenerdmetallschicht 4 in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend einander auf einem Substrat 1 überlagert, das z. B. aus Objektträgerglas, einer Glasplatte, einem Siliziumwafer oder einer Kunststoffplatte aus PMMA(Polymethylmethacrylat)-Harz oder Polykarbonatharz besteht.
Die MO-Schicht 2, die eine Magnetlegierungsschicht aus amorphen Seltenerd- und Übergangsmetallen ist, wird bis zu einer Dicke von etwa 100 nm (1000 Å) durch eine Aufdampf- oder Sputtertechnik oder dergleichen abgeschieden, und jede der Metallschichten 3 und 4 wird mit einer Dicke von 1 bis 5 nm (10 bis 50 Å) mit demselben Prozeß abgeschieden.

Ausführungsbeispiel 1

Auf einer aus Objektträgerglas bestehenden Grundplatte 1 werden aufeinanderfolgend eine 2 nm (20 Å) dicke Seltenerdmetallschicht 4 auf Tb, eine 2 nm (20 Å) dicke Übergangsmetallschicht 3 aus einer FeCoCr-Legierung, eine 90 nm (900 Å) dicke MO-Schicht 2 der Zusammensetzung Tb16,5, Fe73,8, Co3,9 und Cr5,8, eine 2 nm (20 Å) dicke Übergangsmetallschicht 3 aus einer FeCoCr-Legierung und ferner eine 2 nm (20 Å) dicke Übergangsmetallschicht 4 auf Tb ausgebildet. Derartige Schichten 2, 3 und 4 können durch die Technik des kontinuierlichen Sputterns auf Grundlage eines Sputterprozesses mit einem Gleichspannungsmagnetron abgeschieden werden. In diesem Fall werden zwei Targets in Form einer FeCoCr-Legierungsscheibe und einer Tb-Scheibe für das Sputtern verwendet. Der Ablauf zum kontinuierlichen Abscheiden der Schichten in Aufeinanderfolge wird dadurch ausgeführt, daß zunächst Material von einem Target alleine abgegeben wird, um die Tb-Schicht 4 zu bilden, anschließend das andere Target alleine Material abgibt, um darauf die FeCoCr-Legierungsschicht 3 auszubilden, dann die zwei Targets gleichzeitig verwendet werden, um gleichzeitiges Sputtern zum Ausbilden der MO-Schicht 2 auszuführen, anschließend wiederum alleine Material nur von einem Target abgegeben wird, um die FeCoCr- Schicht 3 zu bilden, und ferner Material vom anderen Target alleine ausgegeben wird, um darauf die Tb-Schicht 4 auszubilden. Die Sputterbedingungen für den obigen Ablauf sind die folgenden:
Restgasdruck: 0,13 10&supmin;³ Pa (1,0 x 10&supmin;&sup6; Torr)
Ar-Gasdruck: 0,39 Pa (3,0 x 10&supmin;³ Torr)
Materialaustragsleistung: FeCoCr-Target: 600 W
Tb-Target: 450 W
Vorsputterzeit: 5 Minuten

Vergleichsbeispiel 1

Bei diesem Beispiel ist die Positionsbeziehung zwischen den FeCoCr-Schichten 3 und den Tb-Schichten 4 in der Struktur des Ausführungsbeispiels 1 umgekehrt, so daß die Tb-Schichten 4 in Kontakt mit der MO-Schicht 2 stehen und die FeCoCr- Schichten den zwei Oberflächen der MO-Schichten 2 über die Tb-Schichten 4 überlagert sind.
Tabelle 2 und die Fig. 2 bis 4 zeigen die Ergebnisse einer Auswertung, wie sie hinsichtlich der jeweiligen magnetooptischen Eigenschaften und Antikorrosionseigenschaften des Ausführungsbeispiels 1, des Vergleichsbeispiels 1 und eines herkömmlichen Beispiels mit einer einzigen MO-Schicht ausgeführt wurden. Tabelle 2 Koerzitivkraft Hc kA/cm) (cOe) Kerrdrehwinkel Θa (Grad) Polarisationswiderstand (kX cm²) Ausführungsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 1 herkömmliches Beispiel 1
Gemäß den in der obigen Tabelle 2 aufgelisteten Ergebnissen sind in der Struktur des Vergleichsbeispiels 1, bei dem die Tb-Schicht in Kontakt mit der MO-Schicht 2 ausgebildet ist und die FeCoCr-Schicht an der Gegenseite der letzteren ausgebildet ist, die Eigenschaften der magnetischen Schicht hinsichtlich sowohl des Kerrdrehwinkels Θk als auch des Polarisationswiderstandes derselben verschlechtert. Indessen kann beim Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung, bei dem die Tb-Schicht 4 auf der Gegenseite der MO-Schicht 2 über die FeCoCr-Schicht 3 ausgebildet ist, der Polarisationswiderstand etwa vierfach vergrößert werden, ohne daß eine Verschlechterung des Kerrdrehwinkels Θk im Vergleich zu dem beim herkömmlichen Beispiel verschlechtert wird, das nur alleine die einzige MO-Schicht aufweist.
Die Fig. 2 und 3 zeigen graphisch die Ergebnisse von Versuchen, wie sie ausgeführt wurden, um selektive Oxidation in trockener Atmosphäre bei 120ºC zu testen. Die erstere stellt die Beziehung zwischen der Verringerungsrate Hc/Hco (wobei Hco die Anfangskoerzitivkraft ist) der Koerzitivkraft (Hc) und der Zeit eines Regaltests an Umgebungluft dar, und die letztere repräsentiert die Beziehung zwischen der Verringerungsrate des Winkels (Θk) und der Zeit eines Regaltests an Umgebungluft. Die Umgebung für derartige Messungen war trockene Luft bei 120ºC. In den Fig. 2 und 3 entsprechen Kurven 21 und 31 dem Ausführungsbeispiel 1, Kurven 22 und 32 dem Vergleichsbeispiel 1 bzw. Kurven 23 und 33 dem herkömmlichen Beispiel.
Wie es aus Fig. 2 offensichtlich ist, ist die Veränderung der Koerzitivkraft Hc beim Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung kleiner als diejenige beim Vergleichsbeispiel 1 und beim herkömmlichen Beispiel, was anzeigt, daß selektive Oxidation wirkungsvoll abgewehrt wird. Dies bedeutet, daß beim Ausführungsbeispiel 1 das Eindringen von Sauerstoff in die MO-Schicht 2 verhindert wird, wie oben angemerkt. Im Vergleichsbeispiel 1 jedoch, bei dem die FeCoCr-Schicht durch die Tb-Schicht auf der MO-Schicht 2 ausgebildet ist, wie auch beim herkömmlichen Beispiel mit der einzigen MO- Schicht, übt die als Zwischenschicht dienende TB-Schicht eine große anziehende Kraft auf Sauerstoff aus, was es ermöglicht, daß Sauerstoff über die FeCoCr-Übergangsmetallschicht in die Tb-Schicht eindringt und weiter an die MO- Schicht 2 geliefert wird, was anschließend zu selektiver Oxidation führt.
Wenn die Verringerungsrate für den Kerrdrehwinkel Θk betrachtet wird, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, fallen Verbesserungen sowohl beim Ausführungsbeispiel 1 als auch beim Vergleichsbeispiel 1 im Vergleich zum herkömmlichen Beispiel mit nur einer einzigen MO-Schicht auf.
Die Fig. 4A und 4B zeigen die Ergebnisse der Messung jeweiliger Korrosionspotentiale und Lochfraßpotentiale beim Ausführungsbeispiel 1 und beim Vergleichsbeispiel 1 in graphischer Weise. Wie es aus dem Vergleich zwischen den Fig. 4A und 4B offenkundig ist, ist das Lochfraßpotential (jeder Wert, darüber hinaus geht, ruft Lochfraß hervor) beim Vergleichsbeispiel 1 im wesentlichen derselbe, jedoch ist das Korrosionspotential beim Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung ausgrund der Struktur, bei der die Tb-Schicht auf der Gegenseite ausgebildet ist, um etwa 400 mV niedriger. Grundsätzlich wird höhere Stabilität gegen Korrosionsreaktionen erzielt, wenn das Korrosionspotential höher wird. Wenn jedoch die Differenz zwischen dem Korrosionspotential und dem Lochfraßpotential klein ist, besteht eine Neigung dahingehend, daß Lochfraß mit außerordentlicher Leichtigkeit auftritt. Das heißt, daß dann, wenn die Oberflächenschicht eine Tb- Schicht ist, wie beim Ausführungsbeispiel 1, das Korrosionspotential niedrig ist, wodurch die Differenz zwischen dem Korrosionspotential und dem Lochfraßpotential groß ist, was schließlich leichtes Auftreten von Lochfraß verhindert. Es hat sich herausgestellt, daß die Beziehung zwischen dem Korrosionspotential und dem Lochfraßpotentials beim Vorliegen einer einzigen MO-Schicht dieselbe ist wie die in Fig. 4B.
Zusätzlich zum obigen Musterausführungsbeispiel, bei dem die Schichten 2, 3 und 4 jeweils durch eine Sputtertechnik hergestellt werden, können solche Schichten auch durch Vakuumaufdampfung hergestellt werden.
Es ist auch zu beachten, daß eine Schutzschicht, eine Reflexionsschicht oder dergleichen auf der obersten Schicht oder der Übergangsmetallschicht 3 und der Grundplatte 1 abgeschieden werden können.
Mit der oben beschriebenen, bei der Erfindung verwendeten Struktur kann die Antikorrosionseigenschaft verbessert werden, ohne daß es zu einer Verschlechterung der magnetooptischen Eigenschaften in der zum Aufzeichnen dienenden Magnetlegierungsschicht aus Seltenerd- und Übergangsmetallen kommt, wo Schwierigkeiten hinsichtlich der Antikorrosionseigenschaft bestanden, wodurch demgemäß bemerkenswert große Vorteile bei der praktischen Anwendung erzielt werden.

Claims

1. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger mit:

- einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht (2), die aus einer amorphen Legierung eines Übergangsmetallelements und eines Seltenerdmetallelements gebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß er ferner folgendes aufweist:

- eine erste Schicht (3), die auf der magnetooptischen Aufzeichnungsschicht aus einem Übergangsmetallelement ausgebildet ist; und

- eine zweite Schicht (4), die auf der ersten Schicht aus einem Seltenerdmetallelement gebildet ist.

2. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, bei dem die magnetooptische Aufzeichnungsschicht (2) aus einer amorphen TbFeCo-Legierung gebildet ist.

3. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, bei dem die erste Schicht (3) aus einer FeCoCr-Legierung gebildet ist.

4. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, bei dem die zweite Schicht (4) aus Tb gebildet ist.

5. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 3, bei dem die erste Schicht (3) eine Dicke zwischen 1 nm und 5 nm (10 und 50 Å) aufweist.

6. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 4, bei dem die zweite Schicht eine Dicke zwischen 1 nm und 5 nm (10 und 50 Å) aufweist.