JP2558011B2 - 磁気光学記憶媒体 - Google Patents
磁気光学記憶媒体Info
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- JP2558011B2 JP2558011B2 JP2323429A JP32342990A JP2558011B2 JP 2558011 B2 JP2558011 B2 JP 2558011B2 JP 2323429 A JP2323429 A JP 2323429A JP 32342990 A JP32342990 A JP 32342990A JP 2558011 B2 JP2558011 B2 JP 2558011B2
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は磁気光学記憶媒体に関し、詳細に言えば磁気
光学記憶媒体に用いる誘電体の層の屈折率、濃度および
化学的な耐久性の調整に関する。
光学記憶媒体に用いる誘電体の層の屈折率、濃度および
化学的な耐久性の調整に関する。
B.従来の技術 磁気光学記録媒体は放射エネルギーに対応する記憶媒
体即ちメモリ素子に関連し、記録及び読取りのためにレ
ーザー・ビームのような前記エネルギー供給源の使用を
可能にする。該媒体は入射偏光ビームの特性を変更し、
該変更がフォトダイオードのような電子デバイスにより
検出できるようにする。磁気光学記録媒体は既知の磁気
記録媒体に比し幾つかの利点を有する。即ち、該媒体と
記録ヘッドの間の間隔が大きくなるので、両者の間の接
触電位差を減らし、書込み手段としてパルス・レーザー
・ビームの使用は非常に高い密度のデータ記憶を生じ
る。磁気光学記憶媒体の使用並びに該媒体へのデータの
書込み及び該媒体からのデータの読取りはどちらも当業
者には周知である。
体即ちメモリ素子に関連し、記録及び読取りのためにレ
ーザー・ビームのような前記エネルギー供給源の使用を
可能にする。該媒体は入射偏光ビームの特性を変更し、
該変更がフォトダイオードのような電子デバイスにより
検出できるようにする。磁気光学記録媒体は既知の磁気
記録媒体に比し幾つかの利点を有する。即ち、該媒体と
記録ヘッドの間の間隔が大きくなるので、両者の間の接
触電位差を減らし、書込み手段としてパルス・レーザー
・ビームの使用は非常に高い密度のデータ記憶を生じ
る。磁気光学記憶媒体の使用並びに該媒体へのデータの
書込み及び該媒体からのデータの読取りはどちらも当業
者には周知である。
希土類元素転移金属非結晶合金は、磁気光学的に能動
的であり、室温で大きな値の保磁力および磁気的異方性
を有する磁性材料の等級を構成する、従って光学記録に
基づいた取消可能記憶技術の能動的な媒体として見込み
がある。典型的なディスク記憶媒体の構造では、該能動
的な磁気光学的な層は、第１の薄い誘電体層が予め付着
されている溝付き基板にスパッタ付着され、次いで第２
の薄い誘電体層が該磁気光学的な層に付着され、それに
よって薄い誘電体層の対の間に該磁気光学的な層がはさ
まれる。該誘電体層は磁気光学的な媒体への光学的な結
合を最大にするように整合する適切な屈折率、熱的分離
及び磁気光学的な層の環境の安全性を与える。
的であり、室温で大きな値の保磁力および磁気的異方性
を有する磁性材料の等級を構成する、従って光学記録に
基づいた取消可能記憶技術の能動的な媒体として見込み
がある。典型的なディスク記憶媒体の構造では、該能動
的な磁気光学的な層は、第１の薄い誘電体層が予め付着
されている溝付き基板にスパッタ付着され、次いで第２
の薄い誘電体層が該磁気光学的な層に付着され、それに
よって薄い誘電体層の対の間に該磁気光学的な層がはさ
まれる。該誘電体層は磁気光学的な媒体への光学的な結
合を最大にするように整合する適切な屈折率、熱的分離
及び磁気光学的な層の環境の安全性を与える。
ZrO2、SiO2、Al2O3、Ta2O5及びNb2O3のような単純な
酸化物を含む誘電体層が試験されているが、１つの等級
として受入可能な信号向上および環境保護を与えるに
は、これらの材料は一般に適切ではない、これは、場合
によっては、それらが熱サイクル中に結晶化し且つ（又
は）磁気光学的な層に大気汚染物質が浸透するのを許す
傾向によるものである。窒化物、酸窒化物のような他の
化合物及び非結晶炭素も、磁気光学記憶媒体で誘電体層
として使用されたとき、薄膜内の受入れできない応力レ
ベル及び不十分な表面被覆のような種々の要素により同
様な欠点を示す。また、これら後者の場合には、該使用
された化合物は離散値の屈折率しか提供しないので、磁
気光学記憶ディスクの光学設計は当該離散値に基づく必
要がある。
酸化物を含む誘電体層が試験されているが、１つの等級
として受入可能な信号向上および環境保護を与えるに
は、これらの材料は一般に適切ではない、これは、場合
によっては、それらが熱サイクル中に結晶化し且つ（又
は）磁気光学的な層に大気汚染物質が浸透するのを許す
傾向によるものである。窒化物、酸窒化物のような他の
化合物及び非結晶炭素も、磁気光学記憶媒体で誘電体層
として使用されたとき、薄膜内の受入れできない応力レ
ベル及び不十分な表面被覆のような種々の要素により同
様な欠点を示す。また、これら後者の場合には、該使用
された化合物は離散値の屈折率しか提供しないので、磁
気光学記憶ディスクの光学設計は当該離散値に基づく必
要がある。
米国特許第4680742号明細書に記載されている磁気光
学記録素子は基板、磁性層及び誘電体層を含み、該誘電
体層はSi3N4及び屈折率改良剤、例えばAl2O3又はY2O3を
含む合成物の付着により形成される。媒体を含むこのよ
うな窒化物は、付着中に、真空装置中にある残留気体不
純物に敏感である。例えば、もし反応室に不十分な量の
酸素があれば、誘電体層に珪素酸窒化物が形成されるこ
とがあり、該誘電体層の屈折率を大幅に減少させる。
学記録素子は基板、磁性層及び誘電体層を含み、該誘電
体層はSi3N4及び屈折率改良剤、例えばAl2O3又はY2O3を
含む合成物の付着により形成される。媒体を含むこのよ
うな窒化物は、付着中に、真空装置中にある残留気体不
純物に敏感である。例えば、もし反応室に不十分な量の
酸素があれば、誘電体層に珪素酸窒化物が形成されるこ
とがあり、該誘電体層の屈折率を大幅に減少させる。
米国特許第4569881号明細書に記載されている磁気光
学記憶媒体は、磁気光学材料への読取／書込レーザー光
線の結合を高める少なくとも１つの誘電体層を含む。該
誘電体層は酸化物又は窒化物を含む。該誘電体層が与え
る屈折率の調整又は環境保護の程度については何も言及
されていない。
学記憶媒体は、磁気光学材料への読取／書込レーザー光
線の結合を高める少なくとも１つの誘電体層を含む。該
誘電体層は酸化物又は窒化物を含む。該誘電体層が与え
る屈折率の調整又は環境保護の程度については何も言及
されていない。
C.発明が解決しようとする課題 本発明の目的は従来の磁気光学記憶媒体にある制約を
克服し且つ信号対雑音比及び環境安定性の改良を達成す
るために合成酸化物ガラスを誘電体層に含ませることで
ある。
克服し且つ信号対雑音比及び環境安定性の改良を達成す
るために合成酸化物ガラスを誘電体層に含ませることで
ある。
本発明の主たる目的は安定し、保護され、高く且つ精
密制御及び調整可能な屈折率の誘電体層を磁気光学記憶
装置に提供することである。
密制御及び調整可能な屈折率の誘電体層を磁気光学記憶
装置に提供することである。
本発明のもう１つの目的は合成酸化物ガラスを含む少
なくとも１つの誘電体層を含む磁気光学記憶媒体を提供
することである。
なくとも１つの誘電体層を含む磁気光学記憶媒体を提供
することである。
本発明の更にもう１つの目的はＭがZr、Ti、Al、Nb、
Ｙ、Sn、In、Ta及びSbから選択され且つそれらに限定さ
れない化学式SiO2−MO2又はSiO2−M2O3又はSiO2−M2O5
並びにそれらの組合せを持つ合成酸化物ガラスを含む少
なくとも１つの誘電体層を含む磁気光学記憶媒体を提供
することである。
Ｙ、Sn、In、Ta及びSbから選択され且つそれらに限定さ
れない化学式SiO2−MO2又はSiO2−M2O3又はSiO2−M2O5
並びにそれらの組合せを持つ合成酸化物ガラスを含む少
なくとも１つの誘電体層を含む磁気光学記憶媒体を提供
することである。
D.課題を解決するための手段 本発明に従って、前述の磁気光学記憶媒体にある制約
を克服し且つ信号対雑音比及び環境安定性の改良を達成
するために、誘電体層は合成酸化物ガラスを含む。良好
なガラスは化学式SiO2−MO2又はSiO2−M2O3及びSiO2−M
2O5を持っている。ここではＭはZr、Ti、Al、Nb、Ｙ、S
n、In、Ta又はSbから選択される。特にＭはTi、Zr又はA
lであることが望ましい。
を克服し且つ信号対雑音比及び環境安定性の改良を達成
するために、誘電体層は合成酸化物ガラスを含む。良好
なガラスは化学式SiO2−MO2又はSiO2−M2O3及びSiO2−M
2O5を持っている。ここではＭはZr、Ti、Al、Nb、Ｙ、S
n、In、Ta又はSbから選択される。特にＭはTi、Zr又はA
lであることが望ましい。
E.実施例 第１図は基板10、該基板に配置された第１のプラスチ
ック層12（2P層とも呼ばれる）、該2P層に配置された第
１の誘電体層14（D1層とも呼ばれる）、該D1層に配置さ
れた磁気光学材料薄膜層16、及び該磁気光学材料の層に
配置された第２の誘電体層18（D2層とも呼ばれる）を含
む多重層のスタックの形式で作られた良好な磁気光学記
憶媒体の部分断面図を示す。これらの層12、14、16及び
18は保護層20によって覆われる。
ック層12（2P層とも呼ばれる）、該2P層に配置された第
１の誘電体層14（D1層とも呼ばれる）、該D1層に配置さ
れた磁気光学材料薄膜層16、及び該磁気光学材料の層に
配置された第２の誘電体層18（D2層とも呼ばれる）を含
む多重層のスタックの形式で作られた良好な磁気光学記
憶媒体の部分断面図を示す。これらの層12、14、16及び
18は保護層20によって覆われる。
磁気光学記憶は基板に付着されている磁気光学薄膜材
料の選択部分の磁化方向を変えるレーザー光源を用いて
行われる。
料の選択部分の磁化方向を変えるレーザー光源を用いて
行われる。
該磁気光学薄膜の選択部分（ビット）の温度を垂直磁
化がもはや維持されない温度に上げる熱源として集束さ
れたレーザー放射を使用し、次いで加熱された材料の部
分（ビット）を加熱されない薄膜部分の方向と逆の方向
に変えることにより、実際の情報記憶が行われる。これ
は、方向を変えた材料の部分が低い強度の読取りレーザ
ー・ビームと異なる相互作用をするようにし、それによ
って２進記憶状態が生じる。記憶に用いられる磁気光学
効果には、偏光が磁気光学薄膜の表面から反射し該反射
ビームの回転が測定されるカー効果、及び磁気光学薄膜
を通過する偏光面の回転が測定されるファラデー効果の
２つのタイプがある。第２の方法の僅かな変化は第１図
に示す層18と層20の間の反射層を利用するか、代りに保
護層20が選択されて反射作用を実行する。このような層
は磁気光学薄膜を通る光の多重経路を生じ、それによっ
てファラデー信号を強める。ファラデー・モードでは、
磁気光学層及びD2層は、光ビームがそれらを通過しなけ
ればならないので、カー・モードの場合よりも薄い。層
16及び層18の最適屈折率及び厚さはあらゆる場合に同じ
とは限らない。従って、所与の記憶媒体設計で信号対雑
音比、光学的な効率、熱処理等について最大の性能が取
得できるように誘電体層の屈折率を調整する能力を持つ
ことが望ましい。磁気光学記憶媒体をつくる方法及び前
記各層を含む良好な材料について以下に説明する。
化がもはや維持されない温度に上げる熱源として集束さ
れたレーザー放射を使用し、次いで加熱された材料の部
分（ビット）を加熱されない薄膜部分の方向と逆の方向
に変えることにより、実際の情報記憶が行われる。これ
は、方向を変えた材料の部分が低い強度の読取りレーザ
ー・ビームと異なる相互作用をするようにし、それによ
って２進記憶状態が生じる。記憶に用いられる磁気光学
効果には、偏光が磁気光学薄膜の表面から反射し該反射
ビームの回転が測定されるカー効果、及び磁気光学薄膜
を通過する偏光面の回転が測定されるファラデー効果の
２つのタイプがある。第２の方法の僅かな変化は第１図
に示す層18と層20の間の反射層を利用するか、代りに保
護層20が選択されて反射作用を実行する。このような層
は磁気光学薄膜を通る光の多重経路を生じ、それによっ
てファラデー信号を強める。ファラデー・モードでは、
磁気光学層及びD2層は、光ビームがそれらを通過しなけ
ればならないので、カー・モードの場合よりも薄い。層
16及び層18の最適屈折率及び厚さはあらゆる場合に同じ
とは限らない。従って、所与の記憶媒体設計で信号対雑
音比、光学的な効率、熱処理等について最大の性能が取
得できるように誘電体層の屈折率を調整する能力を持つ
ことが望ましい。磁気光学記憶媒体をつくる方法及び前
記各層を含む良好な材料について以下に説明する。
基板10は、当業者には明らかなように、完成した媒体
構造に構造的及び機械的な完全性を与えるように、ガラ
ス又はプラスチックを含み且つ十分な厚さを持つことが
望ましい。通常は溝のあるプラスチック層12は大抵は感
光性の重合体材料である。該材料は標準的な写真平版及
びエッチング技術によりパターン化され、一般に１〜２
μｍの厚さである。溝の機能は該媒体での読取り及び
（又は）書込み中にレーザー・ヘッドを正しいトラック
に保持することである。
構造に構造的及び機械的な完全性を与えるように、ガラ
ス又はプラスチックを含み且つ十分な厚さを持つことが
望ましい。通常は溝のあるプラスチック層12は大抵は感
光性の重合体材料である。該材料は標準的な写真平版及
びエッチング技術によりパターン化され、一般に１〜２
μｍの厚さである。溝の機能は該媒体での読取り及び
（又は）書込み中にレーザー・ヘッドを正しいトラック
に保持することである。
誘電体層14及び18は、通常は、予め電気的に絶縁され
た材料、例えばシリコン酸化物、炭化物、窒化物、酸化
アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウムから作
られているが、それらに限定されるものではない。誘電
体層の屈折率は、２つの誘電体層14及び18の間に配置さ
れた磁気光学材料薄膜層16に結合される光の量を最適化
する点から重要であり、正確なスタック構成による最適
値を仮定する、即ちデータ記憶のためにカー効果又はフ
ァラデー効果等を利用する。消去できる磁気光学記憶媒
体の信号対雑音比はθ（Ｒ）1/2に比例する。この場
合、Ｒは媒体の反射率であり、θは回転角である。
た材料、例えばシリコン酸化物、炭化物、窒化物、酸化
アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウムから作
られているが、それらに限定されるものではない。誘電
体層の屈折率は、２つの誘電体層14及び18の間に配置さ
れた磁気光学材料薄膜層16に結合される光の量を最適化
する点から重要であり、正確なスタック構成による最適
値を仮定する、即ちデータ記憶のためにカー効果又はフ
ァラデー効果等を利用する。消去できる磁気光学記憶媒
体の信号対雑音比はθ（Ｒ）1/2に比例する。この場
合、Ｒは媒体の反射率であり、θは回転角である。
記憶媒体は下記の手順によって作ることが望ましい。
プラスチック層12は基板10に写真食刻され、該基板の表
面の予め選択された位置に複数の溝をつくる。第１の誘
電体層14は合成ターゲットから直に又は基本ターゲット
から反応してプラスチック層12にスパッタ付着され、そ
の厚さは一般に1000Å未満である。磁気光学材料薄膜層
16は第１の誘電体層14に付着される。そして第２の誘電
体層18は第１の誘電体層14の付着と同じ方法で磁気光学
材料薄膜層16に付着される。
プラスチック層12は基板10に写真食刻され、該基板の表
面の予め選択された位置に複数の溝をつくる。第１の誘
電体層14は合成ターゲットから直に又は基本ターゲット
から反応してプラスチック層12にスパッタ付着され、そ
の厚さは一般に1000Å未満である。磁気光学材料薄膜層
16は第１の誘電体層14に付着される。そして第２の誘電
体層18は第１の誘電体層14の付着と同じ方法で磁気光学
材料薄膜層16に付着される。
一般に同じ構成内容を含む第１の誘電体層14及び第２
の誘電体層18は、一定の使用例では、Ｍを含む成分及び
適切なパーセンテージのSiO2に関してどちらも異なる構
成内容を含むことがある。
の誘電体層18は、一定の使用例では、Ｍを含む成分及び
適切なパーセンテージのSiO2に関してどちらも異なる構
成内容を含むことがある。
前述の媒体の誘電体層及び磁気光学材料薄膜は前記媒
体のスタックを形成するために複製することができる。
体のスタックを形成するために複製することができる。
一層の環境の安定性を与えるために前記スタックに保
護層（即ち被覆層）20が付着される。
護層（即ち被覆層）20が付着される。
薄膜形式で誘電体層を製造する良好な方法は酸素含有
プラズマで個々の即ち合金基本ターゲットのスパッタ付
着及び（又は）合成物自体のスパッタ付着を順次に又は
同時に又はその組合せで行う方法である。物理的な蒸発
及び化学的な蒸気付着方法を用いて誘電体層をつくるこ
ともできる。誘電体層は30〜200nmの厚さが望ましく、
屈折率は1.4から2.4までの範囲内にあり、カー・モード
の動作の場合の屈折率はおよそ2.2であり、ファラデー
・モードの動作の場合はおよそ1.8であることが望まし
い。多結晶状態の材料で見つかつた粒界を除去するため
にも誘電体層は非結晶状態であることが望ましい。粒界
の存在により、媒体が加熱されるか環境的に応力が加わ
ると、磁気光学材料層に大気汚染物質が拡散し又は磁気
光学材料成分が外部に拡散する。
プラズマで個々の即ち合金基本ターゲットのスパッタ付
着及び（又は）合成物自体のスパッタ付着を順次に又は
同時に又はその組合せで行う方法である。物理的な蒸発
及び化学的な蒸気付着方法を用いて誘電体層をつくるこ
ともできる。誘電体層は30〜200nmの厚さが望ましく、
屈折率は1.4から2.4までの範囲内にあり、カー・モード
の動作の場合の屈折率はおよそ2.2であり、ファラデー
・モードの動作の場合はおよそ1.8であることが望まし
い。多結晶状態の材料で見つかつた粒界を除去するため
にも誘電体層は非結晶状態であることが望ましい。粒界
の存在により、媒体が加熱されるか環境的に応力が加わ
ると、磁気光学材料層に大気汚染物質が拡散し又は磁気
光学材料成分が外部に拡散する。
磁気光学記録分野の当業者には知られているように、
磁気光学材料薄膜層16は希土類元素転移金属合金のよう
な既知の能動的な磁気光学材料、例えば特にTbFe、TbFe
Co、GdCoを含む。磁気光学材料薄膜層の厚さは、記録モ
ード及びスタック設計により一般に2nmから200nmまでの
範囲にある。
磁気光学材料薄膜層16は希土類元素転移金属合金のよう
な既知の能動的な磁気光学材料、例えば特にTbFe、TbFe
Co、GdCoを含む。磁気光学材料薄膜層の厚さは、記録モ
ード及びスタック設計により一般に2nmから200nmまでの
範囲にある。
保護層20はアルミニウムのような安価で、付着するの
が容易な材料であることが望ましく、厚さは一般に2000
Åよりも大きい。保護層20は無塵で密封された環境を磁
気光学記憶媒体に提供する。
が容易な材料であることが望ましく、厚さは一般に2000
Åよりも大きい。保護層20は無塵で密封された環境を磁
気光学記憶媒体に提供する。
本発明は誘電体層の材料として化学式SiO2−MO2又はS
iO2−M2O3又はSiO2−M2O5及びその組合せを持つ合成ガ
ラスの利用に関する。要素ＭはZr、Ti、Al、Nb、Ｙ、S
n、In、Ta及びSbから選択され、できればTi、Zr又はAl
が望ましい。合成ガラス誘電体層の利用による明白な利
点はＭを含む合成物の結晶する性質がSiO2を形成するガ
ラスにより抑制されることである。更に、物理的、化学
的及び構造上の特性、特に屈折率が該合成ガラス成分の
相対的な率の適切な調整により制御できる。
iO2−M2O3又はSiO2−M2O5及びその組合せを持つ合成ガ
ラスの利用に関する。要素ＭはZr、Ti、Al、Nb、Ｙ、S
n、In、Ta及びSbから選択され、できればTi、Zr又はAl
が望ましい。合成ガラス誘電体層の利用による明白な利
点はＭを含む合成物の結晶する性質がSiO2を形成するガ
ラスにより抑制されることである。更に、物理的、化学
的及び構造上の特性、特に屈折率が該合成ガラス成分の
相対的な率の適切な調整により制御できる。
下記の実施例はSiO2−ZrO2及びSiO2−TiO2の２値方式
の成分合成がそれによって作られたスパッタ薄膜の屈折
率及び密度に及ぼす効果を示す。
の成分合成がそれによって作られたスパッタ薄膜の屈折
率及び密度に及ぼす効果を示す。
実施例１ 構成内容を変える混合SiO2−ZrO2の薄膜は従来のよう
に二重ソース反応形マグネトロン・スパッタリングによ
って作られた。Zr及びSiの２つの高純度の基本ターゲッ
トは、各々の付着実行中に合成内容の傾斜の設定を可能
にする共直線形式で配列されたソースをスパッタするマ
グネトロン内の真空室に取付けられた。真空室は、少な
くとも1x10-5Tまで排気された。純度99.99％のAr及び02
の混合物はスパッタ・ガスとして使用された。適切なガ
スの定量は一定のアルゴン流量率測定のために一連の全
圧力対酸素流量率により設定された。これらの測定はタ
ーゲットが金属性を保持し且つ該ターゲットを酸化させ
る圧力範囲を設定した。付着率が高まるときターゲット
が金属状態に近い間に混合薄膜を付着することが望まし
い。これらの測定に基づいて、薄膜は一般に5mTと7mTの
間の全圧力と酸素のおよそ0.1の部分圧力で作られた。
これらの値は便宜上選択されたものであり、プロセスの
限界を示すものではない。スパッタリング・パワーは、
Zr及びSiのスパッタの歩留まりの差異を補償し且つ構成
内容を制御するために、ターゲット毎におよそ50W/cm2
から10W/cm2まで変えられた。ZrO2からSiO2への構成及
び10Å/mから750Å/mまでの付着率の全範囲はターゲッ
ト・パワー・レベル及びソースから基板までの距離の調
整によって取得することができた。完全に酸化された混
合構成の薄膜はこの方法により容易に作ることができ
た。第２図は、前述の方法で作られた薄膜の２つのラザ
フォード後方散乱（RBS）スペクトルを示すグラフであ
り、該薄膜は完全に酸化されるが、各薄膜の構成内容は
異なることを示す。実線で示す薄膜は0.94ZrO2−0.06Si
O2の構成内容を持ち、破線で示す薄膜は0.83ZrO2−0.17
SiO2の構成内容を持つ。第３図は反応形スパッタ付着に
より個々の基本ターゲットから作られたSiO2−ZrO2薄膜
の付着率及び構成内容に依存する、830nmで測定された
屈折率を示す。破線は計算によって決められた十分に濃
密なバルク・サンプル及び高率のSiO2のバルク・ガラス
・サンプルの公表されたデータで予想され、論文M.Noga
mi,“ゾル・ゲル方法による金属アルコイドからのZrO2
−SiO2方式のガラス製造（Glass Preparation of the Z
rO2−SiO2 System by the Sol−Gel Process from Meta
l Alkoides）",非結晶固体ジャーナル（Journal of Non
−Crystalline Solid）69,（1985）415−423に報告され
た屈折率の理論値を表わす。このプロセスでたとえd.c.
スパッタがSiに使用され該ターゲットは十分に低い抵抗
率を持つように不純物を添加すべきであってもr.f.又は
d.c.スパッタのどちらかを用いることができる。光学及
び物理特性の測定を容易にするために、薄膜の厚さは一
般に50〜900nmの範囲であったが、決して当該範囲に限
定されるものではない。薄膜が完全に非結晶であること
を保証するために、これらの混合酸化物薄膜には、およ
そ９原子％のSiO2が必要である。
に二重ソース反応形マグネトロン・スパッタリングによ
って作られた。Zr及びSiの２つの高純度の基本ターゲッ
トは、各々の付着実行中に合成内容の傾斜の設定を可能
にする共直線形式で配列されたソースをスパッタするマ
グネトロン内の真空室に取付けられた。真空室は、少な
くとも1x10-5Tまで排気された。純度99.99％のAr及び02
の混合物はスパッタ・ガスとして使用された。適切なガ
スの定量は一定のアルゴン流量率測定のために一連の全
圧力対酸素流量率により設定された。これらの測定はタ
ーゲットが金属性を保持し且つ該ターゲットを酸化させ
る圧力範囲を設定した。付着率が高まるときターゲット
が金属状態に近い間に混合薄膜を付着することが望まし
い。これらの測定に基づいて、薄膜は一般に5mTと7mTの
間の全圧力と酸素のおよそ0.1の部分圧力で作られた。
これらの値は便宜上選択されたものであり、プロセスの
限界を示すものではない。スパッタリング・パワーは、
Zr及びSiのスパッタの歩留まりの差異を補償し且つ構成
内容を制御するために、ターゲット毎におよそ50W/cm2
から10W/cm2まで変えられた。ZrO2からSiO2への構成及
び10Å/mから750Å/mまでの付着率の全範囲はターゲッ
ト・パワー・レベル及びソースから基板までの距離の調
整によって取得することができた。完全に酸化された混
合構成の薄膜はこの方法により容易に作ることができ
た。第２図は、前述の方法で作られた薄膜の２つのラザ
フォード後方散乱（RBS）スペクトルを示すグラフであ
り、該薄膜は完全に酸化されるが、各薄膜の構成内容は
異なることを示す。実線で示す薄膜は0.94ZrO2−0.06Si
O2の構成内容を持ち、破線で示す薄膜は0.83ZrO2−0.17
SiO2の構成内容を持つ。第３図は反応形スパッタ付着に
より個々の基本ターゲットから作られたSiO2−ZrO2薄膜
の付着率及び構成内容に依存する、830nmで測定された
屈折率を示す。破線は計算によって決められた十分に濃
密なバルク・サンプル及び高率のSiO2のバルク・ガラス
・サンプルの公表されたデータで予想され、論文M.Noga
mi,“ゾル・ゲル方法による金属アルコイドからのZrO2
−SiO2方式のガラス製造（Glass Preparation of the Z
rO2−SiO2 System by the Sol−Gel Process from Meta
l Alkoides）",非結晶固体ジャーナル（Journal of Non
−Crystalline Solid）69,（1985）415−423に報告され
た屈折率の理論値を表わす。このプロセスでたとえd.c.
スパッタがSiに使用され該ターゲットは十分に低い抵抗
率を持つように不純物を添加すべきであってもr.f.又は
d.c.スパッタのどちらかを用いることができる。光学及
び物理特性の測定を容易にするために、薄膜の厚さは一
般に50〜900nmの範囲であったが、決して当該範囲に限
定されるものではない。薄膜が完全に非結晶であること
を保証するために、これらの混合酸化物薄膜には、およ
そ９原子％のSiO2が必要である。
実施例２ 実施例１に引用された同じ真空室ならびにイオン・ビ
ーム・スパッタ付着システムを用いて、混合された構成
内容の薄膜は基本合金ターゲットからも作られた。スパ
ッタリング・ターゲットの構成内容は（ｉ）87.4％Zr−
12.6％Si、（ii）73.5％Zr−26.5％Si及び（iii）30％Z
r−70％Si（実際の原子％）であった。46％Zr−54％Si
のターゲットは反応形イオン・ビーム・スパッタ付着に
用いられた。十分に酸化された薄膜を１つの構成内容の
ターゲットを用いて作るのにスパッタリング・ガス中の
酸素対アルゴンの比が十分である条件が再び決められ
た。第４図に示すように屈折率も変化した。
ーム・スパッタ付着システムを用いて、混合された構成
内容の薄膜は基本合金ターゲットからも作られた。スパ
ッタリング・ターゲットの構成内容は（ｉ）87.4％Zr−
12.6％Si、（ii）73.5％Zr−26.5％Si及び（iii）30％Z
r−70％Si（実際の原子％）であった。46％Zr−54％Si
のターゲットは反応形イオン・ビーム・スパッタ付着に
用いられた。十分に酸化された薄膜を１つの構成内容の
ターゲットを用いて作るのにスパッタリング・ガス中の
酸素対アルゴンの比が十分である条件が再び決められ
た。第４図に示すように屈折率も変化した。
実施例３ 本発明の重要な特性は、SiO2を前記Ｍを含む合成物と
の混合による非結晶薄膜の熱安定性である。これは、第
５図に示す、アニーリング時間を関数とする20SiO2−80
ZrO2の薄膜の屈折率のグラフである。同様な条件の下
で、純粋なZrO2の薄膜は結晶体及び屈折率の変化を示
す。
の混合による非結晶薄膜の熱安定性である。これは、第
５図に示す、アニーリング時間を関数とする20SiO2−80
ZrO2の薄膜の屈折率のグラフである。同様な条件の下
で、純粋なZrO2の薄膜は結晶体及び屈折率の変化を示
す。
実施例４ 環境保護が改良された磁気光学記憶媒体の領域で本発
明が提供する利点を下記に示す。およそ1000Åの厚さの
幾つかのTbFe薄膜は、反応形スパッタ付着されたZr
0.854Si0.146O2の700〜900Åの厚さの薄膜で被覆され、
被覆されないTbFe及び同等の厚さのZrO2で被覆されたTb
Feと比較して腐食耐性が試験された。その結果は第６図
に示す。この試験で使用された溶剤、イオンを除去され
た水では、被覆されず且つ保護されないTbFeは最高の腐
食率を有し、およそ６分で完全に溶解される。それに対
して、ZrO2及びSiO2−ZrO2で被覆された薄膜はどちらも
ずっと低い腐食率を有し、混合酸化物薄膜は２者のうち
最低の腐食率を与える。この改善は、ZrO2にSiO2を付加
することによって誘電体層を多結晶状態から非結晶状態
に変更し、それによって磁気光学層への粒界拡散を除去
することによる。
明が提供する利点を下記に示す。およそ1000Åの厚さの
幾つかのTbFe薄膜は、反応形スパッタ付着されたZr
0.854Si0.146O2の700〜900Åの厚さの薄膜で被覆され、
被覆されないTbFe及び同等の厚さのZrO2で被覆されたTb
Feと比較して腐食耐性が試験された。その結果は第６図
に示す。この試験で使用された溶剤、イオンを除去され
た水では、被覆されず且つ保護されないTbFeは最高の腐
食率を有し、およそ６分で完全に溶解される。それに対
して、ZrO2及びSiO2−ZrO2で被覆された薄膜はどちらも
ずっと低い腐食率を有し、混合酸化物薄膜は２者のうち
最低の腐食率を与える。この改善は、ZrO2にSiO2を付加
することによって誘電体層を多結晶状態から非結晶状態
に変更し、それによって磁気光学層への粒界拡散を除去
することによる。
実施例５ 非結晶SiO2−ZrO2薄膜の光学的な品質も幾つかのシリ
カ基板を４分の１波長の厚さ（およそ950Å）のZr0.854
Si0.146O2構成の薄膜そしてTbFeCo磁気光学薄膜で被覆
することによって検査された。第7A図は混合酸化物層の
ない媒体の代表的なカー・ループを示し、第7B図は混合
酸化物層のある媒体の代表的なカー・ループを示す。ル
ープは全てバックウォール（backwall）モードで測定さ
れ、磁気光学媒体は、挿入図形に示すように基板及びD1
層を通してアドレス指定された。期待された光学的な改
善は、記録されたカー回転の21.8分から42.9分への増加
によって得られる。
カ基板を４分の１波長の厚さ（およそ950Å）のZr0.854
Si0.146O2構成の薄膜そしてTbFeCo磁気光学薄膜で被覆
することによって検査された。第7A図は混合酸化物層の
ない媒体の代表的なカー・ループを示し、第7B図は混合
酸化物層のある媒体の代表的なカー・ループを示す。ル
ープは全てバックウォール（backwall）モードで測定さ
れ、磁気光学媒体は、挿入図形に示すように基板及びD1
層を通してアドレス指定された。期待された光学的な改
善は、記録されたカー回転の21.8分から42.9分への増加
によって得られる。
実施例６ Ti及びSiの一連の基本合金ターゲットが反応的にスパ
ッタされたときも前述と同様な結果が得られた。この実
施例では、TiO2に加えられたおよそ３原子％のSiO2は、
熱安定した混合酸化物の非結晶薄膜を作るのに十分であ
ることがわかった。第８図はSiO2−TiO2薄膜方式の屈折
率及び濃度が構成内容の関数によって決まることを示
す。
ッタされたときも前述と同様な結果が得られた。この実
施例では、TiO2に加えられたおよそ３原子％のSiO2は、
熱安定した混合酸化物の非結晶薄膜を作るのに十分であ
ることがわかった。第８図はSiO2−TiO2薄膜方式の屈折
率及び濃度が構成内容の関数によって決まることを示
す。
BaO、ZnO及びPbOのような、しかしそれに限定されな
い、ガラス・ネットワーク修飾剤を合成ガラスに加え、
特定の状況で必要とする光学的又は他の特性を更に制御
することができる。該ガラス・ネットワーク修飾剤は誘
電体層14、18のどちらか又は両方に加えられる。
い、ガラス・ネットワーク修飾剤を合成ガラスに加え、
特定の状況で必要とする光学的又は他の特性を更に制御
することができる。該ガラス・ネットワーク修飾剤は誘
電体層14、18のどちらか又は両方に加えられる。
F.発明の効果 本発明に従って誘電体層に合成酸化物ガラスを含ませ
ることにより従来の電気光学記憶媒体の制約が克服され
且つ信号対雑音比及び環境安定性が改良される。
ることにより従来の電気光学記憶媒体の制約が克服され
且つ信号対雑音比及び環境安定性が改良される。
第１図は本発明に従って作られた良好な磁気光学記憶媒
体の部分断面図である。 第２図は異なる構成によるSiO2−ZrO2フィルムのRBSス
ペクトルを示す図である。 第３図は個々の基本ターゲットから反応形スパッタ付着
により作られたZrO2−SiO2薄膜の付着速度及び合成で
（663nmにおける）屈折率の依存を示す図である。 第４図はZr−Si基本合金ターゲットから反応形スパッタ
付着により作られたZrO2−SiO2薄膜の付着速度及び合成
で（663nmにおける）屈折率の依存を示す図である。 第５図は20％SiO2を含むフィルムのアニーリング関数と
して屈折率を表わすグラフを示す図である。 第６図は非結晶混合SiO2−ZrO2フィルムにより提供され
た高い腐食防護を表わすグラフを示す図である。 第7A図及び第7B図は混合SiO2−ZrO2フィルムの使用によ
り提供されたカー回転の改善を表わすグラフを示す図で
ある。 第８図は種々の合金ターゲットから反応形スパッタ付着
により作られたTiO2−SiO2薄膜の合成で（663nmにおけ
る）屈折率の依存を示す図である。 10……基板、12……第１のプラスチック層、14……第１
の誘電体層、16……磁気光学材料薄膜層、18……第２の
誘電体層、20……保護層。
体の部分断面図である。 第２図は異なる構成によるSiO2−ZrO2フィルムのRBSス
ペクトルを示す図である。 第３図は個々の基本ターゲットから反応形スパッタ付着
により作られたZrO2−SiO2薄膜の付着速度及び合成で
（663nmにおける）屈折率の依存を示す図である。 第４図はZr−Si基本合金ターゲットから反応形スパッタ
付着により作られたZrO2−SiO2薄膜の付着速度及び合成
で（663nmにおける）屈折率の依存を示す図である。 第５図は20％SiO2を含むフィルムのアニーリング関数と
して屈折率を表わすグラフを示す図である。 第６図は非結晶混合SiO2−ZrO2フィルムにより提供され
た高い腐食防護を表わすグラフを示す図である。 第7A図及び第7B図は混合SiO2−ZrO2フィルムの使用によ
り提供されたカー回転の改善を表わすグラフを示す図で
ある。 第８図は種々の合金ターゲットから反応形スパッタ付着
により作られたTiO2−SiO2薄膜の合成で（663nmにおけ
る）屈折率の依存を示す図である。 10……基板、12……第１のプラスチック層、14……第１
の誘電体層、16……磁気光学材料薄膜層、18……第２の
誘電体層、20……保護層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・アレン・ルーザツク アメリカ合衆国ニユーヨーク州ブリユス ター、ジエムス・ドライブ５番地 (56)参考文献 特開 平１−308847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153739（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226531（ＪＰ，Ａ)
Claims (13)
- 【請求項１】２つの表面を有する磁気光学薄膜と、 前記磁気光学薄膜の少なくとも１つの前記表面上に形成
された誘電体層と を含む、磁気光学記憶媒体であって、 前記誘電体層は、SiO2−MO2、SiO2−M2O3又はSiO2−M2O
5の合成ガラスからなり、前記Ｍは、Ti、Zr、Al、Nb、
Ｙ、Sn、In、Ta及びSbからなるグループから選択され、
前記合成ガラスは有機物を含まず、前記SiO2と前記Ｍの
酸化物との相対量は、誘電体層の屈折率が1.4乃至2.4の
範囲にあるように調整され、かつ前記SiO2の相対量は、
前記合成ガラスが非晶質状態であるために十分な量であ
ることを特徴とする、 磁気光学記憶媒体。 - 【請求項２】前記ＭはZrである、請求項１記載の磁気光
学記憶媒体。 - 【請求項３】前記誘電体層は、ガラス・ネットワーク修
飾剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の磁
気光学記憶媒体。 - 【請求項４】前記ガラス・ネットワーク修飾剤は、Ba
O、ZnO及びPbOからなるグループから選択される、請求
項３記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項５】前記磁気光学薄膜の両表面上に前記誘電体
層が形成された、請求項１記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項６】前記磁気光学薄膜の第１の表面上に形成さ
れた誘電体層と、前記磁気光学薄膜の第２の表面上に形
成された誘電体層とは異なる構成成分からなる、請求項
５記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項７】前記磁気光学薄膜の第１の表面上に形成さ
れた誘電体層と、前記磁気光学薄膜の第２の表面上に形
成された誘電体層とが同じ構成成分からなる、請求項５
記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項８】基板と、 前記基板上に形成された、SiO2−MO2、SiO2−M2O3又はS
iO2−M2O5の合成ガラスからなり、前記Ｍは、Ti、Zr、A
l、Nb、Ｙ、Sn、In、Ta及びSbからなるグループから選
択され、前記合成ガラスは有機物を含まず、前記SiO2と
前記Ｍの酸化物との相対量は、誘電体層の屈折率が1.4
乃至2.4の範囲にあるように調整され、かつ前記SiO2の
相対量は、前記合成ガラスが非晶質状態であるために十
分な量であることを特徴とする、第１誘電体層と、 前記第１の誘電体層上に形成された磁気光学薄膜と、 前記磁気光学薄膜上に形成された、SiO2−MO2、SiO2−M
2O3又はSiO2−M2O5の合成ガラスからなり、前記Ｍは、T
i、Zr、Al、Nb、Ｙ、Sn、In、Ta及びSbからなるグルー
プから選択され、前記合成ガラスは有機物を含まず、前
記SiO2と前記Ｍの酸化物との相対量は、誘電体層の屈折
率が1.4乃至2.4の範囲にあるように調整され、かつ前記
SiO2の相対量は、前記合成ガラスが非晶質状態であるた
めに十分な量であることを特徴とする、第２誘電体層と を含む磁気光学記憶媒体。 - 【請求項９】前記ＭはZrである、請求項８記載の磁気光
学記憶媒体。 - 【請求項１０】前記第１誘電体層と前記第２誘電体層の
少なくとも一方は、ガラス・ネットワーク修飾剤を含む
ことを特徴とする、請求項８記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項１１】前記ガラス・ネットワーク修飾剤は、Ba
O、ZnO及びPbOからなるグループから選択される、請求
項10記載の磁気光学記憶媒体。 - 【請求項１２】前記第１誘電体層と前記第２誘電体層と
は異なる構成成分からなる、請求項８記載の磁気光学記
憶媒体。 - 【請求項１３】前記第１誘電体層と前記第２誘電体層と
は同じ構成成分からなる、請求項８記載の磁気光学記憶
媒体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US47301390A | 1990-01-31 | 1990-01-31 | |
| US473013 | 1990-01-31 |
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|---|---|
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| JPS6150236A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-12 | Canon Inc | 磁気記録媒体の製造方法 |
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| JPS62289946A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 | Konica Corp | 光磁気記録媒体 |
| JPS6352351A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 保護膜部材及びそれを用いた光磁気デイスク媒体 |
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- 1994-04-07 US US08/224,067 patent/US6214482B1/en not_active Expired - Lifetime
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