JP2609407B2 - 磁気光学記憶素子 - Google Patents

磁気光学記憶素子

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JP2609407B2
JP2609407B2 JP4294266A JP29426692A JP2609407B2 JP 2609407 B2 JP2609407 B2 JP 2609407B2 JP 4294266 A JP4294266 A JP 4294266A JP 29426692 A JP29426692 A JP 29426692A JP 2609407 B2 JP2609407 B2 JP 2609407B2
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magnetic
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賢司 太田
順司 広兼
博之 片山
明 高橋
秀嘉 山岡
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Sharp Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の熱エネル
ギーで情報を記録あるいは消去し光と磁気の相互作用を
利用して情報を再生する磁気光学記憶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度,大容量,高速アクセスを
狙いとした光メモリ装置の研究開発が精力的に行われて
いる。中でも、情報の消去が可能な光磁気メモリ装置は
文字・画像等のファイルメモリや書き換え可能なビデオ
ディスク等の応用が考えられ光メモリ装置の中でもとり
わけ有望視されているものである。
【0003】光磁気メモリ用材料としては1960年代
から1970年代にかけMnBiを中心とする多結晶性
薄膜が検討されたが材料の作成が困難な事、記録エネル
ギーが多くいる事、結晶粒界によるノイズが無視できな
い事等により、現在はGdTbFe,TbDyFe,G
dCo等、希土類と遷移金属の合金薄膜が材料検討の中
心となっている。これらの材料はアモルファスであるた
め、記録に利用するレーザパワーに応じた記録スレッシ
ョルドを有する膜を作ることが可能であること、粒界ノ
イズがないため再生信号の品質が良いこと等の利点があ
る。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】しかし、この種の希土
類と遷移金属の合金薄膜は希土類が酸化しやすく最初所
定の組成比を有する膜を作っても時間と伴に希土類の酸
化が進み遷移金属リッチの組成に移り、極端な場合は高
密度メモリに必要な垂直異方性がなくなり、又そうでな
い場合でも保磁力の変化により記録特性が変化する等酸
化の点で問題がある。
【0005】また、カー回転角が小さく、信号の再生が
困難であるという問題がある。
【0006】そこで、本発明は上述の問題点に鑑みてな
されたものであって、希土類と遷移金属の合金薄膜で構
成される磁性体膜の酸化を防止することができると共
に、カー回転角を増大することのできる構成を備えた磁
気光学記憶素子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、透明基板と、カー回転角を増大するために設
けられた第1の誘電体膜と、希土類と遷移金属の合金か
らなる膜面に垂直な方向に磁気異方性を有する記録媒体
としての磁性体薄膜と、反射膜と、該反射膜を保護する
ための前記第1の誘電体膜と同材質の第2の誘電体膜と
が、この順で形成されてなることを特徴とする。
【0008】また、前記誘電体膜の膜厚は50nm以上
であることが好ましい。
【0009】
【作用】反射膜上にこの反射膜を保護するため、カー回
転角を増大するために設けられた第1の誘電体膜と同材
質の第2の誘電体膜を有しているので、構成を簡単にし
て、カー回転角の増大とともに、反射膜の劣化を防止す
ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照
しながら詳説する。
【0011】図1は本発明の磁気光学記憶素子の一実施
例の一部側面断面図である。図中1はソーダライム石英
等のガラス板であり、該ガラス板1には巾0.5〜1.
5μm,ピッチ1.0〜3.0μm,深さ40〜90n
mの案内溝が形成されている。この案内溝は記録・消去
時に光ビームを所定位置に案内する為に必要なものであ
る。
【0012】2はTiO2 の誘電体膜である。該誘電体
膜2は屈折率が2,4で上記ガラス板1の屈折率より大
きい。該誘電体膜2はカー回転角を増大する為に設けら
れるものである。3はGdTbFe磁性体膜であり希土
類と遷移金属の合金からなる膜面に垂直な方向に磁気異
方性を有する磁性体膜である。
【0013】4はTiO2 の誘電体膜である。該誘電体
膜4はカー回転角を増大するため、及び上記磁性体膜3
と後述する反射膜5の間の断熱、及び上記磁性体膜3と
後述する反射膜5の間の原子,電子の移動を防ぐ為等に
設けられるものである。
【0014】5はGdTbFe磁性体膜であり希土類と
遷移金属の合金からなる磁性体(即ち上記磁性体膜3と
同一材質)から構成される反射膜である。この反射膜5
はカー回転角を増大させる作用(例えば特願昭55−8
5695を参照)と上記磁性体膜3の酸化を防ぐ作用と
を合わせ持つ。即ちこの反射膜5の成分であるGd,T
bの希土類金属は極めて酸化されやすいので外部から侵
入した酸素が上記磁性体膜3に達する前に反射膜5が先
に酸化され、よって磁性体膜3に達する酸素の量を極力
減少せしめるものである。6は上記反射膜5の保護のた
めのTiO2 の誘電体膜である。
【0015】次に上述した磁気光学記憶素子の一実施例
の製法について説明する。上記ガラス板1は円板形状で
厚さは0.5〜2mm程度であり、このガラス板1にレ
ジスト膜を塗布し、該塗布状態にてガラス板1を回転さ
せながらArレーザ,HeCdレーザ等のレーザを用い
てレジスト膜に所定の巾の案内溝を潜像として記録レジ
スト膜を現像後CCl4,CF4+H2 等のガスによりド
ライエッチングする事により上記所定形状の案内溝をガ
ラス板1に形成する。
【0016】以上の案内溝形成方法によれば案内溝形成
後に基板を構成するものはガラス板のみであるので湿気
等に対して強い。以上の案内溝形成方法以外に基板の材
質をPMMAやポリカーボネート等の樹脂材料とし射出
成形や圧縮成形によって案内溝を形成する方法、あるい
はガラスやPMMA樹脂の基板上に紫外線硬化樹脂を用
いて案内溝を形成する方法(2P法)があるがこれらの
形成方法はいずれも樹脂材料を仲立ちとしている為、そ
の樹脂材料の透湿性あるいは吸湿性あるいは酸素透過性
により樹脂材料を通じて酸素が侵入し記録媒体である希
土類・遷移金属合金薄膜が酸化されることによって特性
劣化する現象があった。
【0017】次に上記案内溝を形成したガラス板1上に
上述したTiO22,GdTbFe3,FiO24,Gd
TbF5,TiO26を順に被覆する。これらの各膜の
被覆形成は蒸着,スパッタリング,イオンプレーチィン
グ等の手段によって行い得るが、GdTbFe3は膜面
に垂直な方向に磁気異方性を有することが必要であり、
このGdTbFe希土類・遷移金属合金膜に垂直磁気異
方性を持たせる容易さ、及び膜形成の再現象性、均一性
の得やすさから高周波スパッタリングにて上記各膜の形
成を行なうのが良い。
【0018】この際上記多層膜構造の場合、TiO
22,GdTbFe3,TiO24,GdTbFe5,T
iO26の各膜を形成するものであるからスパッタリン
グターゲットとしてTiO2,GdTbFeの2種類だ
けでよいのでスパッタリング装置の小型簡略化を計る事
ができる。尚、GdTbFe3の層は記録媒体であるの
でこの膜は膜面に垂直な方向に磁化容易軸を持たねばな
らないが一方GdTbFe5の層は反射膜であるので記
録ヒットの安定性から垂直磁化膜でない方が良い。この
GdTbFe3とGdTbFe5の膜の違いを持たせる
為に次の方法を採る。図2はターゲットを一定の組成の
GdTbFeとしスパッタリング時のAr圧力を変化さ
せた時の形成膜の保磁力の変化を示している。同図に示
される様にターゲットが一定の組成のGdTbFeであ
ってもAr圧力を変化させるだけで保磁力が変化(即ち
膜の組成が変化)するものである。実際にはAr圧の低
い時にはFeリッチ(A部分)に、Ar圧の高い時には
希土類(Gd,Tb)リッチ(B部分)になっている。
更に図示していないがAr圧のかなり低い所では垂直磁
気異方性の無いFeリッチの組成膜が出来、Ar圧のか
なり高い所では垂直磁気異方性の無い希土類(Gd,T
b)リッチの組成膜が出来る。反射膜5としては希土類
リッチの方が酸化防止の点から好ましい。
【0019】こうして上記TiO22,GdTbFe
3,TiO24,GdTbFe5,TiO26 の多層膜
の形成時にはスパッタリングターゲットとしてTi
2,GdTbFeの2種類のみを用いAr圧を適宜調
整して膜面に垂直な方向に磁化容易軸を持つGdTbF
e3,及び膜面に平行な方向に磁化容易軸を持つGdT
bFe5を作成する。尚TiO22 の膜厚は50〜10
0nm,GdTbFe3の膜厚は10〜30nm、Ti
24 の膜厚は30〜100nm、GdTbFe5の膜
厚は100nm以上、TiO26 の膜厚は50nm以上
であれば適切な素子構造を得る。
【0020】以上の実施形態以外に次の実施形態が可能
である。即ち上記誘電体膜2の材質としてSi34,S
iO,ZnS,CeO2,ZrO2,Sb23,Nd
23,CeF3 の何れかを用いる。これらは屈折率が
1.7〜2.5とTiO2(屈折率2.4)と同程度の
ため膜厚は上記の値と同等である。又上記磁性体膜3及
び反射膜5の材質としてGdTbDyFe,TbDyF
e,GdCo等他の希土類−遷移金属合金あるいはこれ
らの希土類−遷移金属合金に不純物元素が加わったもの
を用いてもよい。
【0021】又図3に示すように案内溝を形成したガラ
ス板1の上面にPMMAの樹脂基板7を貼り合わせても
よい。これによりガラス板1の割れ等が防止できるので
素子の取り扱いが容易になる。上記樹脂基板7はフォト
ポリマー法によって形成してもよい。この場合同図に示
す如く裏面にも上記樹脂基板7と同様の製法にて樹脂基
板8を形成すればより効果的である。又本発明の要旨は
透明基板と、希土類と遷移金属の合金からなる膜面に垂
直な方向に磁気異方性を有する磁性体膜と、該磁性体膜
と同一材質からなる反射膜とがこの順に積層されて構成
される磁気光学記憶素子にあり、この構成によって裏面
よりの酸素及び水分の透過を防止する事を可能としたも
のである。
【0022】
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によればカー回転
角を増大することができるとともに、反射膜を効果的に
保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気光学記憶素子の一実施例の一部側
面断面図である。
【図2】製膜時のアルゴン圧と磁性体膜の保磁力との関
係を示す図である。
【図3】本発明の磁気光学記憶素子の他の実施例の一部
側面断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス板 2,4,6 誘電体膜 3 磁性体膜 5 反射膜 7,8 樹脂基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山岡 秀嘉 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−66549(JP,A) 特開 昭57−12428(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板と、カー回転角を増大するために設けられた第1の誘電体膜
    と、 希土類と遷移金属の合金からなる膜面に垂直な方向に磁
    気異方性を有する記録媒体としての磁性体薄膜と、 反射膜と、 該反射膜を保護するための前記第1の誘電体膜と同材質
    の第2の誘電体膜とが、この順で形成されてなることを
    特徴とする磁気光学記憶素子。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の誘電体膜はTiO
    であることを特徴とする請求項1に記載の磁気光学記憶
    素子。
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JPS5712428A (en) * 1980-06-23 1982-01-22 Sharp Corp Magnetooptic storage element
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