【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】
【問題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明は、透明基板上に、第１の、酸素を含有しない
透明誘電体膜と、希土類遷移金属薄膜と、第２の、酸素
を含有しない透明誘電体膜と、金属反射膜と、酸化容易
性金属からなる膜がこの順に形成されてなることを特徴
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】また、酸化容易性金属からなる膜で外部か
らの酸素を吸収することにより、外部から光記録媒体に
まで到達することを抑制でき、更に酸化されにくく、信
頼性の高い光メモリ素子を得ることができる。さらに
は、反射膜の金属と同様の金属により形成するので、反
射膜からの積層および酸化容易性膜の形成が容易である
とともに、金属の反射膜とあいまって記録媒体に対する
放熱効果を更に向上できる利点がある。
【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の酸化を防止し得るものである。この理由はＳｉ
Ｏ2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侵入する虞れがな
いのである。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Ｍｇ
Ｆ2，ＺｎＳ，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のである。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おそれがないので
ある。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して膜形成するＳｉ3Ｎ4
を透明誘電体膜としてもよい。
【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。
このように反射膜１８上に酸化防止膜を設けておけば、
それが無い場合に比べて製造後の光メモリ素子の反射膜
１８ひいては希土類遷移金属合金薄膜１６に経時的に酸
素が混入することを防止できる。
【００３２】また、上記酸化容易性金属からなる膜は、
更に、反射膜１８の金属と同様の金属により形成される
ので、反射膜１８からの積層および酸化容易性膜自身の
形成が容易であるとともに、金属の反射膜１８とあいま
って記録媒体である希土類遷移金属合金薄膜１６に対す
る放熱効果を更に向上できる利点がある。
【００３３】
【発明の効果】本発明の光メモリ素子は、透明基板上
に、第１の、酸素を含有しない透明誘電体膜と、希土類
遷移金属薄膜と、第２の、酸素を含有しない透明誘電体
膜と、金属反射膜と、酸化容易性金属からなる膜がこの
順に形成されてなるものであり、光メモリ素子の形成時
記録媒体に酸素が混入せず、また、製造後にも外部から
酸素を混入することを防止、抑制する構造となり、光メ
モリ素子の信頼性を一層向上できる。さらに、酸化容易
性の膜は金属膜からなり、反射膜上へ形成が容易でまた
金属反射膜と同じ金属膜で記録媒体からの放熱効果向上
にも都合がよい構造である。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical memory device for recording, reproducing, and erasing information using light from a laser or the like. 2. Description of the Related Art In recent years, various researches and developments have been carried out in various fields since optical memory devices have become high-density and large-capacity memories. In particular, a memory in which a user can additionally record information or a memory in which a user can additionally record and erase information has a wide range of application fields and various materials and systems have been announced. The former materials include TeOx, TeSe,
TeC and the like, and the latter material is GdTbFe, G
There are dTbDyFe, TbFe and the like. [0005] However, most of the memories capable of additionally recording such information or the memories capable of additionally recording and erasing information lack the corrosion resistance such as oxidation. Have been devised. Next, the structure of a conventional optical memory device will be described. FIG. 2 shows a spacer 3 between two substrates 1 and 2.
To provide a space 4 and fill it with an inert gas,
This is an optical memory element having a sandwich structure in which a recording layer 5 is provided on the inner surfaces of the two substrates 1 and 2 (see Japanese Patent Publication No. 57-32413). The optical memory element having this structure prevents the oxidation by sealing the recording layer. FIG. 3 shows an optical memory device in which a recording layer 7 is sandwiched on a substrate 6 by a transparent film 8 which is stable against oxidation, and a film 9 which is easily oxidized is further coated thereon (Japanese Patent Application No. 57-149).
806). The optical memory element having this structure is designed to prevent oxygen from reaching the recording layer by absorbing oxygen with a film that is easily oxidized. [0009] However, the above optical memory elements have an effective structure in order to avoid the intrusion of corrosive substances such as oxygen from the outside. However, the optical memory elements are mixed when forming the optical memory element. It has no effect on oxygen and the like. However, in some optical memory elements, oxygen or the like is mixed during the formation of the element. Next, the problem of oxidation of a magneto-optical storage element, which is an optical memory element that allows a user to additionally record and erase information, will be described. The present inventor investigated a magneto-optical storage element formed by sequentially sputtering GdTbFe, SiO 2 and Cu on a glass substrate. FIG. 4 shows the magneto-optical storage element. Reference numeral 10 denotes a glass substrate, 11 denotes a film thickness of 100 mm or more.
GdTbFe film of 200Å, 12 is 300Å to 40４０
0 ° SiO 2 film, 13 is a C film having a thickness of 300-500 ° C.
u film. FIG. 5 shows the change over time in the coercive force when this magneto-optical storage element is stored at 70 ° C. According to FIG. 1, it can be seen that the coercive force Hc after 400 to 500 hours has changed to less than half of the initial coercive force Hco. This tendency is more remarkable as the thickness of the GdTbFe film is smaller and the storage temperature is higher. On the other hand, when the magneto-optical storage element at the time of formation by the above-described manufacturing method was analyzed by Auger electron spectroscopy, FIG.
Can be obtained. The results shown in FIG. 1 show that the GdTbFe film and the SiO
It shows Auger electron intensities for Si, Fe, and O in the two-layer film and the two-layer film. As shown in the figure, the oxygen content increases from the surface of the two-layer film to the glass substrate, and the GdT
It can be seen that much oxygen is mixed in the bFe film. This is presumably because oxygen separated from SiO 2 was taken into the GdTbFe film during sputtering during element formation. That is, GdTb has already been formed at the time of element formation.
The Fe film has been oxidized. It is an object of the present invention to provide a novel optical memory device structure which can avoid oxygen mixed in at the time of formation and can prevent invasion of oxygen from the outside as described above. In order to achieve the above object, the present invention provides a first, oxygen-free , transparent substrate.
A transparent dielectric film , a rare earth transition metal thin film, and a second oxygen
-Free transparent dielectric film , metal reflective film, and easy oxidation
A film made of a conductive metal is formed in this order. The operation of the present invention will be described below. According to the present invention, it is possible to prevent oxygen from entering a recording medium when an optical memory element is formed, so that a highly reliable optical memory element having a low oxygen content can be obtained. Further , a film made of an easily oxidizable metal is
By absorbing these oxygens, external
Can be suppressed, and it is hardly oxidized.
A highly reliable optical memory element can be obtained. further
Is formed of the same metal as the metal of the reflective film.
Easy to form laminated and easily oxidizable film from projection film
With the metal reflective film,
There is an advantage that the heat radiation effect can be further improved. Hereinafter, an optical memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural view of an optical memory device for explaining an embodiment of a method of manufacturing an optical memory device according to the present invention. Reference numeral 14 denotes a transparent substrate made of glass, polycarbonate, acrylic, or the like. On the transparent substrate 14, a transparent Al nitride film 15, which is a first transparent dielectric film, is formed. Rare earth transition metal alloy thin films (eg, GdTbFe, TbDyFe, GdTbDyFe, Tb
Fe, GdFeCo, GdCo or S in them
n, Zn, Si, Bi, B, etc.)
Is formed on the rare earth transition metal alloy thin film 16, a transparent Al nitride film 17 as a second transparent dielectric film is formed, and Cu, Ag, Al, Au is formed on the Al nitride film 17.
Is formed. When Auger electron spectroscopy is performed on the magneto-optical storage element having this structure, the result shown in FIG. 7 can be obtained. The results shown in the figure show that the Al nitride film and GdTb
Al, Fe, in a three-layer film of an Fe film and an Al nitride film
The Auger electron intensity for O is shown. As shown in the figure, no oxygen is contained in the GdTbFe film,
Slight oxidation is observed at the interface between the surface and the Al nitride film and at the interface between the Al nitride film and the transparent substrate. This is after film formation
This indicates that there is oxygen that has entered the Al nitride film from the outside and oxygen that has entered the Al nitride film from the glass substrate. As can be determined from the experimental results, the structure in which the rare earth transition metal alloy thin film 16 is sandwiched between Al nitride films can prevent oxidation of the rare earth transition metal alloy thin film 16 during film formation. It is. This is because Si
Unlike an O 2 film, an Al nitride film does not contain oxygen. For example, if a film is formed by reactive sputtering in a nitrogen atmosphere using an Al target, oxygen is added to the rare earth transition metal alloy thin film during the film formation. There is no danger of intrusion. In view of this point, a rare-earth transition metal alloy thin film is converted into another oxygen-free transparent dielectric film (for example, Mg).
F 2 , ZnS, CeF 3 , AlF 3 , 3NaF). However, since the other transparent dielectric films described above have many porous dielectric film targets and are porous, oxygen and moisture trapped in the pores may be released during sputtering to oxidize the rare earth transition metal alloy thin film. It is relatively difficult to produce a rare earth transition metal alloy thin film that does not really contain oxygen. On the other hand, in the case of an Al nitride film, since the target is only Al, the target can be saved. Further, since the Al target is not porous, there is no danger of taking in oxygen or moisture into the pores. From this point, Si 3 N 4 is formed by reactive sputtering in a nitrogen atmosphere using a Si target.
May be a transparent dielectric film. Here, the thickness of the first transparent dielectric film of the optical memory element needs to be at least 100 °. The reason is that, for example, when a first transparent dielectric film is formed on a glass substrate, the depth at which oxygen in the glass substrate is mixed into the first transparent dielectric film is about 50 °, so that When the thickness of the transparent dielectric film is less than 100 °, the first
When the rare earth transition metal alloy thin film is sputtered on the transparent dielectric film described above, oxygen may enter the rare earth transition metal alloy thin film. The second transparent dielectric film is provided mainly for increasing the magneto-optical rotation angle and improving the quality of the reproduced signal. However, when the quality of the reproduced signal is sufficient, the second transparent dielectric film is omitted and the rare-earth element is omitted. A reflection film of Cu, Ag, Al, Au or the like may be formed directly on the transition metal alloy thin film 16. Incidentally, Ti, Mg rare earth metals (Gd, Tb, D) are formed on the reflection film 18 of the optical memory device having the structure shown in FIG.
y, Ho, Y, etc.), rare earth transition metal alloys (GdTbF
e, TbDyFe, GdCo, GdTbDyFe, etc.), a complete element structure can be obtained by coating a film made of an easily oxidizable metal, such that the intrusion of oxygen from the outside can be prevented.
By providing an antioxidant film on the reflective film 18 in this way,
Oxygen can be prevented from being mixed into the reflection film 18 and the rare earth transition metal alloy thin film 16 of the manufactured optical memory element over time, as compared with the case without the above. Also, the film made of the easily oxidizable metal is
Further, the reflection film 18 is formed of the same metal as the metal.
Therefore, the lamination from the reflective film 18 and the easy oxidation film itself
It is easy to form and is compatible with the metal reflective film 18.
To the rare earth transition metal alloy thin film 16 as a recording medium.
There is an advantage that the heat radiation effect can be further improved. According to the optical memory device of the present invention, a first transparent dielectric film containing no oxygen , a rare earth transition metal thin film, and a second transparent dielectric film containing no oxygen are formed on a transparent substrate. body
This film , a metal reflective film, and a film made of an easily oxidizable metal
Are formed in order, and when forming an optical memory element.
Oxygen is not mixed into the recording medium.
The structure prevents and suppresses the incorporation of oxygen,
The reliability of the memory element can be further improved. Furthermore, easy oxidation
The conductive film is made of a metal film and is easy to form on the reflective film.
Improves heat dissipation from recording media with the same metal film as the metal reflective film
This is a convenient structure.
【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BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an optical memory device according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional optical memory device. FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional optical memory element. FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional optical memory element. FIG. 5 is a diagram showing a change over time of a coercive force of a conventional optical memory element. FIG. 6 is a diagram showing a result of Auger electron spectroscopy analysis of a conventional optical memory element. FIG. 7 is a diagram showing a result of Auger electron spectroscopy analysis of the optical memory device according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Substrate 3 Spacer 4 Space 5 Recording layer 6 Substrate 7 Recording layer 8 Transparent film 9 Film easily oxidized 10 Glass substrate 11 GDTbFe film 12 SiO 2 13 Cu film 14 Transparent substrate 15 First transparent dielectric Body film 16 Rare earth transition metal alloy thin film 17 Second transparent dielectric film 18 Reflective film
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フロントページの続き
(72)発明者 広兼 順司
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
(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)
特開 昭57−141034（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−181443（ＪＰ，Ａ)
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Continuation of front page
(72) Inventor Junji Hirokane
22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Sharp Corporation
(72) Inventor Hiroyuki Katayama
22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Sharp Corporation
(72) Inventor Hideyoshi Yamaoka
22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Sharp Corporation
(56) References JP-A-57-169996 (JP, A)
JP-A-57-141034 (JP, A)
JP-A-57-181443 (JP, A)