JP2860085B2 - 光メモリ素子 - Google Patents
光メモリ素子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により
情報の記録・再生・消去等を行う光メモリ素子に関す
る。 【0002】 【従来の技術】近年、光メモリ素子は高密度・大容量な
メモリとなるため、多方面で種々の研究開発が行われて
いる。 【0003】特に使用者が情報の追加記録をなし得るメ
モリ、あるいは使用者が情報の追加記録及び消去をなし
得るメモリは幅広い応用分野があり種々の材料やシステ
ムが発表されている。 【0004】前者の材料としてはTeOx、TeSe、
TeC等があり、後者の材料としてはGdTbFe、G
dTbDyFe、TbFe等がある。 【0005】しかし、これら情報の追加記録できるメモ
リ、あるいは情報の追加記録及び消去ができるメモリの
基本となる記憶材料の大半は酸化等の耐食性に欠けるた
め、その対策としてメモリ素子の構造には色々な工夫が
なされている。 【0006】次に従来の光メモリ素子の構造を説明す
る。 【0007】図2は2枚の基板1,2の間にスペーサ3
によって空間4を設け、その中に不活性ガスを充填し、
上記2枚の基板1,2の内面に記録層5を設けたサンド
イッチ構造の光メモリ素子(特公昭57−32413号
公報参照)である。この構造の光メモリ素子は記録層を
密封することによって酸化を防止している。 【0008】又、図3は基板6上において記録層7を酸
化に対して安定な透明膜8で挟み、更にその上に酸化し
易い膜9を被覆した光メモリ素子(特願昭57−149
806参照)である。この構造の光メモリ素子は酸化し
易い膜で酸素を吸収することによって酸素が記録層に到
達しないように配慮しているものである。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の光メモ
リ素子はいずれも外部からの酸素等の腐食性物質の混入
を避ける為には有効な構造であるが、光メモリ素子形成
時に混入する酸素等には効力を有しないものである。 【0010】しかるに光メモリ素子の中には素子形成時
に酸素等が混入してしまうものがあった。 【0011】次に、使用者が情報の追加記録及び消去を
なし得る光メモリ素子である磁気光学記憶素子の酸化の
問題について説明する。 【0012】本発明者はガラス基板上にGdTbFeと
SiO2とCuを順次スパッタリングして形成した磁気
光学記憶素子について調査を行った。 【0013】図4はその磁気光学記憶素子である。 【0014】10はガラス基板、11は膜厚100Å〜
200ÅのGdTbFe膜、12は膜厚300Å〜40
0ÅのSiO2膜、13は膜厚300Å〜500ÅのC
u膜である。 【0015】そしてこの磁気光学記憶素子を70℃で保
存した場合の保磁力の経時変化を図5に示す。 【0016】同図によれば400〜500時間の経過時
点での保磁力Hcは初期の保磁力Hcoの半分以下に変
化していることが判る。この傾向はGdTbFe膜の膜
厚が薄い程、又保存温度が高い程顕著である。 【0017】一方、上記製造方法による形成時点の磁気
光学記憶素子をオージェ電子分光分析したところ、図6
のような結果を得ることができる。 【0018】同図に示す結果はGdTbFe膜とSiO
2膜との2層膜におけるSi,Fe,Oについてのオー
ジェ電子強度を示している。 【0019】同図に示される如く2層膜の表面からガラ
ス基板に進む程、酸素の含有量が増加しており、GdT
bFe膜中に多くの酸素が混入していることが判る。こ
れは素子形成時のスパッタリング中にSiO2から分離
した酸素がGdTbFe膜中に取り込まれたためと考え
られる。すなわち、素子形成時点において既にGdTb
Fe膜は酸化されているのである。 【0020】本発明は上述した如き、形成時に混入する
酸素を回避し得、且つ、外部からの酸素の侵入を防止で
きる新規な光メモリ素子構造を提供することを目的とす
る。 【0021】 【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明は、基板と、希土類−遷移金属非晶質薄膜か
らなる記録媒体と、反射膜と、がこの順に形成された光
メモリ素子において、前記基板と前記記録媒体との間
に、前記希土類−遷移金属非晶質薄膜からなる記録媒体
成膜中の基板側からの酸素の侵入を防止するための、1
00Å以上の厚みを有するスパッタリングより形成され
た窒化シリコン膜を備えてなることを特徴とする。 【0022】以下に、本発明の作用を説明する。 【0023】本発明によれば、光メモリ素子形成時に記
録媒体に混入する酸素を防止することができるため、酸
素の含有量の少ない信頼性の高い光メモリ素子を得るこ
とができる。 【0024】 【0025】 【実施例】以下、本発明に係る光メモリ素子について図
面を用いて詳細に説明する。 【0026】図1は本発明に係る光メモリ素子の製造方
法の実施例を説明するための光メモリ素子の構成図であ
る。 【0027】14はガラス、ポリカーボネート、アクリ
ル等の透明基板であり、該透明基板14上に第1の透明
誘電体膜である透明なAlの窒化膜15が形成され、該
Alの窒化膜15上に希土類遷移金属合金薄膜(例えば
GdTbFe,TbDyFe,GdTbDyFe,Tb
Fe,GdFeCo,GdCo若しくはそれらの中にS
n,Zn,Si,Bi,B等を添加含有させた膜)16
が形成され、該希土類遷移金属合金薄膜16上に第2の
透明誘電体膜である透明なAlの窒化膜17が形成さ
れ、該Alの窒化膜17の上にCu,Ag,Al,Au
等の反射膜18が形成される。 【0028】この構造の磁気光学記憶素子についてオー
ジェ電子分光分析したところ図7のような結果を得るこ
とができる。同図に示す結果はAlの窒化膜とGdTb
Fe膜とAlの窒化膜との3層膜におけるAl,Fe,
Oについてのオージェ電子強度を示している。同図に示
される如くGdTbFe膜中には酸素は入っておらず、
表面とAlの窒化膜との界面及びAlの窒化膜と透明基
板との界面に僅かに酸化が見られる。これは膜形成後、
外部からAlの窒化膜に侵入した酸素とガラス基板から
Alの窒化膜に侵入した酸素が存在することを示してい
る。 【0029】この実験結果から判断されるように、希土
類遷移金属合金薄膜16をAlの窒化膜にて挟持する構
造とすれば、膜形成時における上記希土類遷移金属合金
薄膜16の酸化を防止することができる。この理由はS
iO2膜とは異なり、Alの窒化膜は酸素を含有しない
為、例えばAlターゲットを用いて窒素雰囲気中で反応
性スパッタリングして膜形成すれば、その膜形成時にお
いて希土類遷移金属合金薄膜に酸素が進入する虞れがな
い。この点に鑑みれば希土類遷移金属合金薄膜を他の酸
素を含有しない透明誘電体膜(例えばMgF2,Zn
S,CeF3,AlF3,3NaF)で挟持する構造とし
ても構わない。しかし、上記他の透明誘電体膜は誘電体
膜用ターゲットが多く多孔質でありその孔中にとり込ま
れた酸素や水分がスパッタリング中に放出されて希土類
遷移金属合金薄膜を酸化する場合があるので真に酸素を
含まない希土類遷移金属合金薄膜を作成することが比較
的難しい。それに比してAlの窒化膜であればターゲッ
トがAlのみであるためターゲットの節約にもなり、更
にAlターゲットが多孔質でないためにその孔中に酸素
や水分をとり込む虞れがない。この点からすればSiタ
ーゲットを用いて窒素雰囲気中で反応性スパッタリング
により透明誘電体膜を形成しても、Alの窒化膜を透明
誘電体膜とした場合と同様に、希土類遷移金属合金薄膜
の酸化を防止することができる。 【0030】ここで、上記光メモリ素子の第1の透明誘
電体膜の膜厚は、少なくとも100Å必要である。その
理由は、例えばガラス基板上に第1の透明誘電体膜を作
成する場合、ガラス基板中の酸素が上記1の透明誘電体
膜中に混入する深さが50Å程度である為、上記第1の
透明誘電体膜の膜厚が100Å以下の場合は、上記第1
の透明誘電体膜上に希土類遷移金属合金薄膜をスパッタ
リングする際に希土類遷移金属合金薄膜に酸素が入って
くる場合が考えられるのである。上記第2の透明誘電体
膜は、主として磁気光学回転角を高め、再生信号の品質
を向上するために設けられるものであるが、再生信号の
品質が十分な場合はそれを省略して、希土類遷移金属合
金薄膜16上に直接Cu,Ag,Al,Au等の反射膜
を形成してもよい。 【0031】なお、上記図1の構造の光メモリ素子の反
射膜18の上にTi,Mg希土類金属(Gd,Tb,D
y,Ho,Y等)、希土類遷移金属合金(GdTbF
e,TbDyFe,GdCo,GdTbDyFe等)等
の酸化容易性金属からなる膜を被覆すれば、外部からの
酸素の混入も防ぐことができる完璧な素子構造となる。 【0032】 【発明の効果】本発明の光メモリ素子は、基板と、希土
類−遷移金属非晶質薄膜からなる記録媒体と、反射膜
と、がこの順に形成された光メモリ素子において、前記
基板と前記記録媒体との間に、前記希土類−遷移金属非
晶質薄膜からなる記録媒体成膜中の基板側からの酸素の
侵入を防止するための、100Å以上の厚みを有するス
パッタリングより形成された窒化シリコン膜を備えてな
るものであり、基板と記録媒体との間にスパッタリング
により形成される窒化シリコン膜を備えるものにおい
て、記録媒体成膜中の基板側から記録媒体中に酸素が侵
入することを抑制でき、光メモリ素子の信頼性を大きく
向上できる。 【0033】 【0034】
情報の記録・再生・消去等を行う光メモリ素子に関す
る。 【0002】 【従来の技術】近年、光メモリ素子は高密度・大容量な
メモリとなるため、多方面で種々の研究開発が行われて
いる。 【0003】特に使用者が情報の追加記録をなし得るメ
モリ、あるいは使用者が情報の追加記録及び消去をなし
得るメモリは幅広い応用分野があり種々の材料やシステ
ムが発表されている。 【0004】前者の材料としてはTeOx、TeSe、
TeC等があり、後者の材料としてはGdTbFe、G
dTbDyFe、TbFe等がある。 【0005】しかし、これら情報の追加記録できるメモ
リ、あるいは情報の追加記録及び消去ができるメモリの
基本となる記憶材料の大半は酸化等の耐食性に欠けるた
め、その対策としてメモリ素子の構造には色々な工夫が
なされている。 【0006】次に従来の光メモリ素子の構造を説明す
る。 【0007】図2は2枚の基板1,2の間にスペーサ3
によって空間4を設け、その中に不活性ガスを充填し、
上記2枚の基板1,2の内面に記録層5を設けたサンド
イッチ構造の光メモリ素子(特公昭57−32413号
公報参照)である。この構造の光メモリ素子は記録層を
密封することによって酸化を防止している。 【0008】又、図3は基板6上において記録層7を酸
化に対して安定な透明膜8で挟み、更にその上に酸化し
易い膜9を被覆した光メモリ素子(特願昭57−149
806参照)である。この構造の光メモリ素子は酸化し
易い膜で酸素を吸収することによって酸素が記録層に到
達しないように配慮しているものである。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の光メモ
リ素子はいずれも外部からの酸素等の腐食性物質の混入
を避ける為には有効な構造であるが、光メモリ素子形成
時に混入する酸素等には効力を有しないものである。 【0010】しかるに光メモリ素子の中には素子形成時
に酸素等が混入してしまうものがあった。 【0011】次に、使用者が情報の追加記録及び消去を
なし得る光メモリ素子である磁気光学記憶素子の酸化の
問題について説明する。 【0012】本発明者はガラス基板上にGdTbFeと
SiO2とCuを順次スパッタリングして形成した磁気
光学記憶素子について調査を行った。 【0013】図4はその磁気光学記憶素子である。 【0014】10はガラス基板、11は膜厚100Å〜
200ÅのGdTbFe膜、12は膜厚300Å〜40
0ÅのSiO2膜、13は膜厚300Å〜500ÅのC
u膜である。 【0015】そしてこの磁気光学記憶素子を70℃で保
存した場合の保磁力の経時変化を図5に示す。 【0016】同図によれば400〜500時間の経過時
点での保磁力Hcは初期の保磁力Hcoの半分以下に変
化していることが判る。この傾向はGdTbFe膜の膜
厚が薄い程、又保存温度が高い程顕著である。 【0017】一方、上記製造方法による形成時点の磁気
光学記憶素子をオージェ電子分光分析したところ、図6
のような結果を得ることができる。 【0018】同図に示す結果はGdTbFe膜とSiO
2膜との2層膜におけるSi,Fe,Oについてのオー
ジェ電子強度を示している。 【0019】同図に示される如く2層膜の表面からガラ
ス基板に進む程、酸素の含有量が増加しており、GdT
bFe膜中に多くの酸素が混入していることが判る。こ
れは素子形成時のスパッタリング中にSiO2から分離
した酸素がGdTbFe膜中に取り込まれたためと考え
られる。すなわち、素子形成時点において既にGdTb
Fe膜は酸化されているのである。 【0020】本発明は上述した如き、形成時に混入する
酸素を回避し得、且つ、外部からの酸素の侵入を防止で
きる新規な光メモリ素子構造を提供することを目的とす
る。 【0021】 【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明は、基板と、希土類−遷移金属非晶質薄膜か
らなる記録媒体と、反射膜と、がこの順に形成された光
メモリ素子において、前記基板と前記記録媒体との間
に、前記希土類−遷移金属非晶質薄膜からなる記録媒体
成膜中の基板側からの酸素の侵入を防止するための、1
00Å以上の厚みを有するスパッタリングより形成され
た窒化シリコン膜を備えてなることを特徴とする。 【0022】以下に、本発明の作用を説明する。 【0023】本発明によれば、光メモリ素子形成時に記
録媒体に混入する酸素を防止することができるため、酸
素の含有量の少ない信頼性の高い光メモリ素子を得るこ
とができる。 【0024】 【0025】 【実施例】以下、本発明に係る光メモリ素子について図
面を用いて詳細に説明する。 【0026】図1は本発明に係る光メモリ素子の製造方
法の実施例を説明するための光メモリ素子の構成図であ
る。 【0027】14はガラス、ポリカーボネート、アクリ
ル等の透明基板であり、該透明基板14上に第1の透明
誘電体膜である透明なAlの窒化膜15が形成され、該
Alの窒化膜15上に希土類遷移金属合金薄膜(例えば
GdTbFe,TbDyFe,GdTbDyFe,Tb
Fe,GdFeCo,GdCo若しくはそれらの中にS
n,Zn,Si,Bi,B等を添加含有させた膜)16
が形成され、該希土類遷移金属合金薄膜16上に第2の
透明誘電体膜である透明なAlの窒化膜17が形成さ
れ、該Alの窒化膜17の上にCu,Ag,Al,Au
等の反射膜18が形成される。 【0028】この構造の磁気光学記憶素子についてオー
ジェ電子分光分析したところ図7のような結果を得るこ
とができる。同図に示す結果はAlの窒化膜とGdTb
Fe膜とAlの窒化膜との3層膜におけるAl,Fe,
Oについてのオージェ電子強度を示している。同図に示
される如くGdTbFe膜中には酸素は入っておらず、
表面とAlの窒化膜との界面及びAlの窒化膜と透明基
板との界面に僅かに酸化が見られる。これは膜形成後、
外部からAlの窒化膜に侵入した酸素とガラス基板から
Alの窒化膜に侵入した酸素が存在することを示してい
る。 【0029】この実験結果から判断されるように、希土
類遷移金属合金薄膜16をAlの窒化膜にて挟持する構
造とすれば、膜形成時における上記希土類遷移金属合金
薄膜16の酸化を防止することができる。この理由はS
iO2膜とは異なり、Alの窒化膜は酸素を含有しない
為、例えばAlターゲットを用いて窒素雰囲気中で反応
性スパッタリングして膜形成すれば、その膜形成時にお
いて希土類遷移金属合金薄膜に酸素が進入する虞れがな
い。この点に鑑みれば希土類遷移金属合金薄膜を他の酸
素を含有しない透明誘電体膜(例えばMgF2,Zn
S,CeF3,AlF3,3NaF)で挟持する構造とし
ても構わない。しかし、上記他の透明誘電体膜は誘電体
膜用ターゲットが多く多孔質でありその孔中にとり込ま
れた酸素や水分がスパッタリング中に放出されて希土類
遷移金属合金薄膜を酸化する場合があるので真に酸素を
含まない希土類遷移金属合金薄膜を作成することが比較
的難しい。それに比してAlの窒化膜であればターゲッ
トがAlのみであるためターゲットの節約にもなり、更
にAlターゲットが多孔質でないためにその孔中に酸素
や水分をとり込む虞れがない。この点からすればSiタ
ーゲットを用いて窒素雰囲気中で反応性スパッタリング
により透明誘電体膜を形成しても、Alの窒化膜を透明
誘電体膜とした場合と同様に、希土類遷移金属合金薄膜
の酸化を防止することができる。 【0030】ここで、上記光メモリ素子の第1の透明誘
電体膜の膜厚は、少なくとも100Å必要である。その
理由は、例えばガラス基板上に第1の透明誘電体膜を作
成する場合、ガラス基板中の酸素が上記1の透明誘電体
膜中に混入する深さが50Å程度である為、上記第1の
透明誘電体膜の膜厚が100Å以下の場合は、上記第1
の透明誘電体膜上に希土類遷移金属合金薄膜をスパッタ
リングする際に希土類遷移金属合金薄膜に酸素が入って
くる場合が考えられるのである。上記第2の透明誘電体
膜は、主として磁気光学回転角を高め、再生信号の品質
を向上するために設けられるものであるが、再生信号の
品質が十分な場合はそれを省略して、希土類遷移金属合
金薄膜16上に直接Cu,Ag,Al,Au等の反射膜
を形成してもよい。 【0031】なお、上記図1の構造の光メモリ素子の反
射膜18の上にTi,Mg希土類金属(Gd,Tb,D
y,Ho,Y等)、希土類遷移金属合金(GdTbF
e,TbDyFe,GdCo,GdTbDyFe等)等
の酸化容易性金属からなる膜を被覆すれば、外部からの
酸素の混入も防ぐことができる完璧な素子構造となる。 【0032】 【発明の効果】本発明の光メモリ素子は、基板と、希土
類−遷移金属非晶質薄膜からなる記録媒体と、反射膜
と、がこの順に形成された光メモリ素子において、前記
基板と前記記録媒体との間に、前記希土類−遷移金属非
晶質薄膜からなる記録媒体成膜中の基板側からの酸素の
侵入を防止するための、100Å以上の厚みを有するス
パッタリングより形成された窒化シリコン膜を備えてな
るものであり、基板と記録媒体との間にスパッタリング
により形成される窒化シリコン膜を備えるものにおい
て、記録媒体成膜中の基板側から記録媒体中に酸素が侵
入することを抑制でき、光メモリ素子の信頼性を大きく
向上できる。 【0033】 【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光メモリ素子の構成図である。
【図2】従来の光メモリ素子の構成図である。
【図3】従来の光メモリ素子の構成図である。
【図4】従来の光メモリ素子の構成図である。
【図5】従来の光メモリ素子の保磁力の経時変化を示す
図である。 【図6】従来の光メモリ素子のオージェ電子分光分析の
結果を示す図である。 【図7】本発明に係る光メモリ素子のオージェ電子分光
分析の結果を示す図である。 【符号の説明】 1,2 基板 3 スペーサ 4 空間 5 記録層 6 基板 7 記録層 8 透明膜 9 酸化しやすい膜 10 ガラス基板 11 GDTbFe膜 12 SiO2 13 Cu膜 14 透明基板 15 第1の透明誘電体膜 16 希土類遷移金属合金薄膜 17 第2の透明誘電体膜 18 反射膜
図である。 【図6】従来の光メモリ素子のオージェ電子分光分析の
結果を示す図である。 【図7】本発明に係る光メモリ素子のオージェ電子分光
分析の結果を示す図である。 【符号の説明】 1,2 基板 3 スペーサ 4 空間 5 記録層 6 基板 7 記録層 8 透明膜 9 酸化しやすい膜 10 ガラス基板 11 GDTbFe膜 12 SiO2 13 Cu膜 14 透明基板 15 第1の透明誘電体膜 16 希土類遷移金属合金薄膜 17 第2の透明誘電体膜 18 反射膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 片山 博之
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 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57−169996(JP,A)
特公 平3−35734(JP,B2)
特許2511230(JP,B2)
特許2656007(JP,B2)
(58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名)
G11B 11/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.基板と、希土類−遷移金属非晶質薄膜からなる記録
媒体と、反射膜と、がこの順に形成された光メモリ素子
において、前記基板と前記記録媒体との間に、前記希土類−遷移金
属非晶質薄膜からなる記録媒体成膜中の基板側からの酸
素の侵入を防止するための、100Å以上の厚みを有す
るスパッタリングより形成された窒化シリコン膜を備え
てなること を特徴とする光メモリ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25787896A JP2860085B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光メモリ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25787896A JP2860085B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光メモリ素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058879A Division JP2656007B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光メモリ素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09163880A Division JP3083781B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 光メモリ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115198A JPH09115198A (ja) | 1997-05-02 |
| JP2860085B2 true JP2860085B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17312445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25787896A Expired - Lifetime JP2860085B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光メモリ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860085B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2511230B2 (ja) | 1992-12-25 | 1996-06-26 | シャープ株式会社 | 光メモリ素子 |
| JP2656007B2 (ja) | 1995-03-17 | 1997-09-24 | シャープ株式会社 | 光メモリ素子 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25787896A patent/JP2860085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2511230B2 (ja) | 1992-12-25 | 1996-06-26 | シャープ株式会社 | 光メモリ素子 |
| JP2656007B2 (ja) | 1995-03-17 | 1997-09-24 | シャープ株式会社 | 光メモリ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09115198A (ja) | 1997-05-02 |
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