JP2846872B2 - 磁気光学記憶素子の製造方法 - Google Patents
磁気光学記憶素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ等の光を照射
することにより情報の記録、再生、消去を行う磁気光学
記憶素子の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来技術】近年、情報の記録、再生、消去が可能な光
メモリとして磁気光学記憶素子の研究が活発に行われて
いる。中でも記憶媒体として非晶質希土類遷移金属合金
薄膜を用いて構成したものは、記録ビットが結晶粒界の
影響を受けない点及び記憶媒体膜を大面積に亘って比較
的容易に作成できることが可能であることなどから特に
注目を集めている。 【０００３】しかしながら、上気の如く記録媒体として
非晶質希土類遷移金属薄膜を用いて構成された磁気光学
記憶素子は、一般に光磁気効果（カー効果あるいはファ
ラデー効果）が小さく、再生信号のＳ／Ｎが不十分であ
った。したがって、この光磁気効果を増大せせるべく、
以下に述べるようないわゆるエンハンス効果を持たせた
多層膜構造の磁気光学記憶素子が提案されている。 【０００４】上記エンハンス効果は、非晶質希土類遷移
金属合金薄膜と隣接する一方あるいは両側の添う層とし
て記録、再生、消去に用いるレーザ光波長に対して透明
である誘電体膜を形成し、該透明誘電体膜中での光の干
渉、合成を利用し見かけ上の光磁気効果を増大させるも
のである。 【０００５】図１は本発明者等が提案した上記エンハン
ス効果を持たせた磁気光学記憶素子の一例を示す一部側
面断面図である。 【０００６】図１において、１はガラス、アクリル、ポ
リカーボネート等の透明基板であり、該透明基板１上に
第１の透明誘電体膜であるＡｌＮ膜２（膜厚９０ｎｍ）
が形成され、該ＡｌＮ膜２上に非晶質希土類遷移金属合
金薄膜であるＧｄＴｂＦｅ膜（膜厚３５ｎｍ）を形成
し、該ＧｄＴｂＦｅ膜３上に第２の透明誘電体膜である
ＡｌＮ膜４（膜厚４０ｎｍ）が形成され、該ＡｌＮ膜２
上に反射膜であるＡｌ膜５（膜厚４０ｎｍ以上）が形成
されている。 【０００７】以上の磁気光学記憶素子においては前述の
エンハンス効果に加え、非晶質希土類遷移金属合金薄膜
３の背面に反射膜５を設けたことで、さらにエンハンス
効果を増大させている。 【０００８】定常的に説明すると、入射レーザ光が非晶
質希土類遷移金属合金薄膜３の表面で反射することによ
り生起されるカー効果と、非晶質希土類遷移金属合金薄
膜３を通過することにより生起されるファラデー効果と
が合成されることにより、見かけ上の光磁気効果である
カー回転角が１．５°と大きな値が得られた。 【０００９】以上のエンハンス効果を持たせるために形
成された透明誘電体膜は同時に非常に酸化されやすい非
晶質希土類遷移金属合金薄膜の耐湿耐酸素性保護膜とし
ても重要な役割を果たしている。したがって、上記のよ
うに非晶質希土類遷移金属合金薄膜に隣接して一方ある
いは両側に誘電体層を形成することは磁気光学記憶素子
の磁気光学効果を増大させ、又素子の信頼性寿命を高
め、磁気光学素子の性能を大幅に向上せしめる。 【００１０】ここで薄膜形成を行う手段としては一般に
真空蒸着（抵抗加熱法、ＥＢ（電子ビーム）法等）、ス
パッタリング等種々あるが、大面積にかつ均一な特性を
もつ薄膜が形成できる点、高融点、誘電体材料であって
も容易に薄膜形成が可能である等の理由でスパッタリン
グを利用した薄膜形成が盛んに行われている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
スパッタリングによる製膜工程だけでは、磁気光学記憶
素子の性能を決定する因子であるカー回転角、保持力、
カーヒステリシスループの角型性が不十分なものしか得
られなかった。図３は上記磁気光学記憶素子におけるヒ
ステリシスループをの一例を模式的に示す図であり、縦
軸にカー回転角、横軸に外部磁界を示している。図示に
明らかなように、磁区が外部磁界に対し均一に反転せ
ず、外部磁界に対しだれて反転し、面内磁化成分を生じ
ている部分が存在している。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、以上の問題点
を解決するためになされたものであり、透明基板上に、
反応性スパッタリングによる第１の透明誘電体膜と、非
晶質希土類遷移金属合金薄膜と、該第２の透明誘電体膜
の背面にさらに反射膜を設けた磁気光学記憶素子の製造
方法において、第１の誘電体膜の製膜後、第１の誘電体
膜に対しＡｒガスあるいはＮガス中で逆スパッタリング
（スパッタエッチ）を施して、非晶質希土類遷移金属合
金薄膜以降の膜を製膜することを特徴とする。 【００１３】 【発明の実施の態様】スパッタリング装置により、前述
の図１に示す磁気光学記憶素子を作成する場合の製造方
法を例に挙げて説明する。 【００１４】図１の透明基板１上にＡｌターゲットを用
いた反応性スパッタリングにより第１の透明誘電体膜で
あるＡｌＮ膜２（膜厚９０ｎｍ）を形成し、該ＡｌＮ膜
２上に非晶質希土類遷移金属合金薄膜であるＧｄＴｂＦ
ｅ膜３を形成する。反応性スパッタリングガスとしては
ＡｒとＮ２の混合ガスあるいはＮ２ガスのみを用いる。
次に、該Ａｌ膜２上にＧｄＴｂＦｅ膜３（膜厚３５ｎ
ｍ）を形成し、該ＧｄＴｂＦｅ膜３上に再び反応性スパ
ッタリングにより第２の透明誘電体膜であるＡｌＮ膜４
（膜厚４０ｎｍ）を形成し、該ＡｌＮ膜２上に反射膜で
あるＡｌ膜５（膜厚４０ｎｍ以上）を形成する。以上の
製膜工程は真空を破らず連続して行う。 【００１５】以上の製膜工程だけでは、前述したよう
に、磁気光学記憶素子の性能を決定する因子であるカー
回転角、保持力、カーヒステリシスループの角型性が不
十分なものしか得られない。特にカーヒステリシスルー
プについては図３に示すとおりであり、磁区が外部磁界
に対し均一に反転せず外部磁界に対しだれて反転し、面
内磁化成分を生じている部分が存在している。 【００１６】本発明者等は、この問題について種々の検
討を行った結果、上記第１のＡｌＮ膜２とＧｄＴｂＦｅ
膜３との界面の状態が性能低下の原因となっていること
が判明した。本発明では、この界面状態を変化させるた
めに、前記第１のＡｌＮ膜２の製膜後、一般にいわれる
逆スパッタリング（スパッタエッチ）をＡｒガスあるい
はＮ 2 ガス中で任意時間施してから、ＧｄＴｂＦｅ膜３
以後の膜を製膜している。図２は、ヒステリシスループ
の角型性が良好な本実施例のものを示し、磁区がある外
部磁界のところでいっせいに反転し、垂直磁化状態が非
常に良好であることを示している。このように、透明誘
電体膜を反応性スパッタリングを用いて製膜するものに
おいて良好な結果を得た。 ちなみに、透明誘電体膜を非
反応性スパッタリングにより形成した場合は、前記のよ
うに逆スパッタリングを施しても、安定して、カー回転
角、保磁力、カーヒステリシスループの角型性のいずれ
についても良好なものが得られていない。特にカーヒス
テリシスループの角型性についての改善が不充分であっ
た。 【００１７】 【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、透明基板
上に、反応性スパッタリングによる第１の透明誘電体膜
と、非晶質希土類遷移金属合金薄膜と、反応性スパッタ
リングによる第２の透明誘電体膜と、該第２の透明誘電
体膜の背面にさらに反射膜を設けた磁気光学記憶素子あ
って、非晶質希土類遷移金属合金薄膜を形成する前に、
その下地となる第１の透明誘電体膜をＡｒガスあるいは
Ｎ２ガスにより逆スパッタリングを行うものであり、カ
ー回転角、保持力、カーヒステリシスループの角型性の
いづれについても良好な実用価値の高い有用な磁気光学
記憶素子が得られる。
することにより情報の記録、再生、消去を行う磁気光学
記憶素子の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来技術】近年、情報の記録、再生、消去が可能な光
メモリとして磁気光学記憶素子の研究が活発に行われて
いる。中でも記憶媒体として非晶質希土類遷移金属合金
薄膜を用いて構成したものは、記録ビットが結晶粒界の
影響を受けない点及び記憶媒体膜を大面積に亘って比較
的容易に作成できることが可能であることなどから特に
注目を集めている。 【０００３】しかしながら、上気の如く記録媒体として
非晶質希土類遷移金属薄膜を用いて構成された磁気光学
記憶素子は、一般に光磁気効果（カー効果あるいはファ
ラデー効果）が小さく、再生信号のＳ／Ｎが不十分であ
った。したがって、この光磁気効果を増大せせるべく、
以下に述べるようないわゆるエンハンス効果を持たせた
多層膜構造の磁気光学記憶素子が提案されている。 【０００４】上記エンハンス効果は、非晶質希土類遷移
金属合金薄膜と隣接する一方あるいは両側の添う層とし
て記録、再生、消去に用いるレーザ光波長に対して透明
である誘電体膜を形成し、該透明誘電体膜中での光の干
渉、合成を利用し見かけ上の光磁気効果を増大させるも
のである。 【０００５】図１は本発明者等が提案した上記エンハン
ス効果を持たせた磁気光学記憶素子の一例を示す一部側
面断面図である。 【０００６】図１において、１はガラス、アクリル、ポ
リカーボネート等の透明基板であり、該透明基板１上に
第１の透明誘電体膜であるＡｌＮ膜２（膜厚９０ｎｍ）
が形成され、該ＡｌＮ膜２上に非晶質希土類遷移金属合
金薄膜であるＧｄＴｂＦｅ膜（膜厚３５ｎｍ）を形成
し、該ＧｄＴｂＦｅ膜３上に第２の透明誘電体膜である
ＡｌＮ膜４（膜厚４０ｎｍ）が形成され、該ＡｌＮ膜２
上に反射膜であるＡｌ膜５（膜厚４０ｎｍ以上）が形成
されている。 【０００７】以上の磁気光学記憶素子においては前述の
エンハンス効果に加え、非晶質希土類遷移金属合金薄膜
３の背面に反射膜５を設けたことで、さらにエンハンス
効果を増大させている。 【０００８】定常的に説明すると、入射レーザ光が非晶
質希土類遷移金属合金薄膜３の表面で反射することによ
り生起されるカー効果と、非晶質希土類遷移金属合金薄
膜３を通過することにより生起されるファラデー効果と
が合成されることにより、見かけ上の光磁気効果である
カー回転角が１．５°と大きな値が得られた。 【０００９】以上のエンハンス効果を持たせるために形
成された透明誘電体膜は同時に非常に酸化されやすい非
晶質希土類遷移金属合金薄膜の耐湿耐酸素性保護膜とし
ても重要な役割を果たしている。したがって、上記のよ
うに非晶質希土類遷移金属合金薄膜に隣接して一方ある
いは両側に誘電体層を形成することは磁気光学記憶素子
の磁気光学効果を増大させ、又素子の信頼性寿命を高
め、磁気光学素子の性能を大幅に向上せしめる。 【００１０】ここで薄膜形成を行う手段としては一般に
真空蒸着（抵抗加熱法、ＥＢ（電子ビーム）法等）、ス
パッタリング等種々あるが、大面積にかつ均一な特性を
もつ薄膜が形成できる点、高融点、誘電体材料であって
も容易に薄膜形成が可能である等の理由でスパッタリン
グを利用した薄膜形成が盛んに行われている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
スパッタリングによる製膜工程だけでは、磁気光学記憶
素子の性能を決定する因子であるカー回転角、保持力、
カーヒステリシスループの角型性が不十分なものしか得
られなかった。図３は上記磁気光学記憶素子におけるヒ
ステリシスループをの一例を模式的に示す図であり、縦
軸にカー回転角、横軸に外部磁界を示している。図示に
明らかなように、磁区が外部磁界に対し均一に反転せ
ず、外部磁界に対しだれて反転し、面内磁化成分を生じ
ている部分が存在している。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、以上の問題点
を解決するためになされたものであり、透明基板上に、
反応性スパッタリングによる第１の透明誘電体膜と、非
晶質希土類遷移金属合金薄膜と、該第２の透明誘電体膜
の背面にさらに反射膜を設けた磁気光学記憶素子の製造
方法において、第１の誘電体膜の製膜後、第１の誘電体
膜に対しＡｒガスあるいはＮガス中で逆スパッタリング
（スパッタエッチ）を施して、非晶質希土類遷移金属合
金薄膜以降の膜を製膜することを特徴とする。 【００１３】 【発明の実施の態様】スパッタリング装置により、前述
の図１に示す磁気光学記憶素子を作成する場合の製造方
法を例に挙げて説明する。 【００１４】図１の透明基板１上にＡｌターゲットを用
いた反応性スパッタリングにより第１の透明誘電体膜で
あるＡｌＮ膜２（膜厚９０ｎｍ）を形成し、該ＡｌＮ膜
２上に非晶質希土類遷移金属合金薄膜であるＧｄＴｂＦ
ｅ膜３を形成する。反応性スパッタリングガスとしては
ＡｒとＮ２の混合ガスあるいはＮ２ガスのみを用いる。
次に、該Ａｌ膜２上にＧｄＴｂＦｅ膜３（膜厚３５ｎ
ｍ）を形成し、該ＧｄＴｂＦｅ膜３上に再び反応性スパ
ッタリングにより第２の透明誘電体膜であるＡｌＮ膜４
（膜厚４０ｎｍ）を形成し、該ＡｌＮ膜２上に反射膜で
あるＡｌ膜５（膜厚４０ｎｍ以上）を形成する。以上の
製膜工程は真空を破らず連続して行う。 【００１５】以上の製膜工程だけでは、前述したよう
に、磁気光学記憶素子の性能を決定する因子であるカー
回転角、保持力、カーヒステリシスループの角型性が不
十分なものしか得られない。特にカーヒステリシスルー
プについては図３に示すとおりであり、磁区が外部磁界
に対し均一に反転せず外部磁界に対しだれて反転し、面
内磁化成分を生じている部分が存在している。 【００１６】本発明者等は、この問題について種々の検
討を行った結果、上記第１のＡｌＮ膜２とＧｄＴｂＦｅ
膜３との界面の状態が性能低下の原因となっていること
が判明した。本発明では、この界面状態を変化させるた
めに、前記第１のＡｌＮ膜２の製膜後、一般にいわれる
逆スパッタリング（スパッタエッチ）をＡｒガスあるい
はＮ 2 ガス中で任意時間施してから、ＧｄＴｂＦｅ膜３
以後の膜を製膜している。図２は、ヒステリシスループ
の角型性が良好な本実施例のものを示し、磁区がある外
部磁界のところでいっせいに反転し、垂直磁化状態が非
常に良好であることを示している。このように、透明誘
電体膜を反応性スパッタリングを用いて製膜するものに
おいて良好な結果を得た。 ちなみに、透明誘電体膜を非
反応性スパッタリングにより形成した場合は、前記のよ
うに逆スパッタリングを施しても、安定して、カー回転
角、保磁力、カーヒステリシスループの角型性のいずれ
についても良好なものが得られていない。特にカーヒス
テリシスループの角型性についての改善が不充分であっ
た。 【００１７】 【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、透明基板
上に、反応性スパッタリングによる第１の透明誘電体膜
と、非晶質希土類遷移金属合金薄膜と、反応性スパッタ
リングによる第２の透明誘電体膜と、該第２の透明誘電
体膜の背面にさらに反射膜を設けた磁気光学記憶素子あ
って、非晶質希土類遷移金属合金薄膜を形成する前に、
その下地となる第１の透明誘電体膜をＡｒガスあるいは
Ｎ２ガスにより逆スパッタリングを行うものであり、カ
ー回転角、保持力、カーヒステリシスループの角型性の
いづれについても良好な実用価値の高い有用な磁気光学
記憶素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す磁気光学記憶素子の一
部側面断面図である。 【図２】一実施例に係る磁気光学記憶素子の特性図であ
る。 【図３】従来の磁気光学記憶素子の特性図である。 【符合の説明】 １ 透明基板 ２ 第１の透明誘電体膜 ３ 非晶質希土類遷移金属合金薄膜 ４ 第２の透明誘電体膜 ５ 反射膜
部側面断面図である。 【図２】一実施例に係る磁気光学記憶素子の特性図であ
る。 【図３】従来の磁気光学記憶素子の特性図である。 【符合の説明】 １ 透明基板 ２ 第１の透明誘電体膜 ３ 非晶質希土類遷移金属合金薄膜 ４ 第２の透明誘電体膜 ５ 反射膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三宅 知之
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 太田 賢司
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63−16439（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
G11B 11/10 541
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．透明基板上に、反応性スパッタリングによる第１の
透明誘電体膜と、非晶質希土類遷移金属合金薄膜と、反
応性スパッタリングによる第２の透明誘電体膜と、該第
２の透明誘電体膜の背面にさらに反射膜を設けた磁気光
学記憶素子の製造方法において、第１の誘電体膜の製膜
後、第１の誘電体膜に対しＡｒガスあるいはＮガス中で
逆スパッタリング（スパッタエッチ）を施して、非晶質
希土類遷移金属合金薄膜以降の膜を製膜することを特徴
とする磁気光学記憶素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10283297A JP2846872B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 磁気光学記憶素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10283297A JP2846872B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 磁気光学記憶素子の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8734086A Division JP2662389B2 (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 磁気光学記憶素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1049924A JPH1049924A (ja) | 1998-02-20 |
| JP2846872B2 true JP2846872B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=14337989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10283297A Expired - Fee Related JP2846872B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 磁気光学記憶素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846872B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP10283297A patent/JP2846872B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1049924A (ja) | 1998-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |