JP3095827B2 - 光磁気メモリ素子 - Google Patents

光磁気メモリ素子

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JP3095827B2 JP03260592A JP26059291A JP3095827B2 JP 3095827 B2 JP3095827 B2 JP 3095827B2 JP 03260592 A JP03260592 A JP 03260592A JP 26059291 A JP26059291 A JP 26059291A JP 3095827 B2 JP3095827 B2 JP 3095827B2
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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、レーザ光等の光を利用
して情報の記録、消去、および再生が行われる光磁気メ
モリ素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光磁気ディスク等の光磁気メモリ素子
は、通常、基板上に第1の誘電体層、記録層、第2の誘
電体層、反射層、およびオーバコート層が順次積層され
た構造を有している。すなわち、記録層を第1の誘電体
層と第2の誘電体層とで挟むことにより、記録層の酸化
防止と、多重反射によるカー回転角(θK )の増大とを
図っている。
【0003】従来の記録層には、例えばDyFeCo、
GdTbFe、TbFeCoのような希土類−遷移金属
アモルファス合金が用いられているが、近年、短波長領
域でθK が大きく、しかも耐酸化性に優れていることか
ら、Co層とPt層とを交互に積層したCo/Pt多層
膜が記録層として注目されている。
【0004】ところで、希土類−遷移金属アモルファス
合金はフェリ磁性なので、希土類金属の磁化と遷移金属
の磁化とが互いに等しくなるような組成、すなわち補償
組成になると、その保磁力(Hc)の値が10kOeを
超える程に非常に大きくなる。したがって、室温付近で
補償組成となる希土類−遷移金属アモルファス合金を記
録層として用いれば、Hcの値を充分に大きくでき、安
定した記録ビットを形成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Co/Pt
多層膜は強磁性体であるため、上記のような補償組成が
存在せず、室温におけるHcの値は高々数百Oe程度で
あり、1kOeにも達していない。このため、Co/P
t多層膜を記録層として用いた光磁気記録媒体に安定な
記録ビットを形成するには、Co/Pt多層膜の保磁力
を向上させねばならないという問題点を有している。
【0006】この問題点に対して、第13回日本応用磁
気学会(1989)22PF−12において、記録層の
下地層としてCoO膜を使用することによる保磁力の増
大が報告されている。しかしながら、CoO膜は完全な
透明体ではないため、多重反射によるカー効果の増大を
図っても、透明膜に比べて反射率が低下する。その結
果、信号強度が低下するという問題点を有している。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
磁気メモリ素子は、上記の課題を解決するために、基板
上に、第1の誘電体膜、Co層とPt層とを交互に繰り
返し積層したCo/Pt多層膜、第2の誘電体膜、およ
び反射膜を順次形成した光磁気メモリ素子において、上
記第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成ることを特徴
としている。
【0008】請求項2の発明に係る光磁気メモリ素子
は、上記の課題を解決するために、基板上に、反射膜、
第1の誘電体膜、Co層とPt層とを交互に繰り返し積
層したCo/Pt多層膜、第2の誘電体膜を順次形成し
た光磁気メモリ素子において、上記第1の誘電体膜が
結晶のMgOから成ることを特徴としている。
【0009】請求項3の発明に係る光磁気メモリ素子
は、上記の課題を解決するために、基板上に、反射膜、
第1の誘電体膜、Co層とPt層とを交互に繰り返し積
層したCo/Pt多層膜、第2の誘電体膜を順次形成し
た光磁気メモリ素子において、上記反射膜がPt、A
l、Ag、Pdのうち少なくとも1種の元素を含む多結
晶の合金膜から成り、かつ、上記第1の誘電体膜が多結
晶のMgOから成ることを特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1の構成によれば、記録膜としてのCo
/Pt多層膜を積層する前に成膜された第1の誘電体膜
が、透光性に優れた多結晶のMgOから成っている。す
なわち、基板上に、第1の誘電体膜/(Co/Pt)多
層膜/第2の誘電体膜がこの順に成膜されていくとすれ
ば、第1の誘電体膜は、Co/Pt多層膜を積層させる
下地層となる。光磁気メモリ素子をこのような構成とす
ることにより、Co/Pt多層膜の室温付近における保
磁力が著しく向上する。この結果、安定な記録ビットが
形成され、光磁気メモリ素子の信頼性が向上する。ま
た、MgO膜は透明体なので、信号強度を低下させるこ
ともない。
【0011】なお、MgO膜が多結晶の誘電体膜として
成膜され、その多結晶性がCo/Pt多層膜の成膜に反
映されることが、上記した保磁力の増大に関与している
と考えられる。
【0012】また、請求項2の構成によっても、請求項
1の構成による作用と同様の作用によって、Co/Pt
多層膜の保磁力が増大する。また、MgO膜は透明体な
ので、反射膜における光の多重反射に起因したエンハン
ス効果を損なうこともない。
【0013】したがって、請求項2の構成による光磁気
メモリ素子は、信頼性をさらに向上させることができ
る。
【0014】さらに、請求項3の構成によれば、上記反
射膜をPt、Al、Ag、Pdのうち少なくとも1種の
元素を含む多結晶の合金膜とすることで、請求項1およ
び2の構成による光磁気メモリ素子以上に、Co/Pt
多層膜の室温付近における保磁力を増大させることがで
きる。したがって、請求項3の構成による光磁気メモリ
素子は、信頼性をより一層向上させることができる。
【0015】なお、上記反射膜に使用する合金膜の多結
晶性およびMgO膜の多結晶性の双方が、Co/Pt多
層膜の成膜に反映されることが、上記した保磁力の一層
の増大に関与していると考えられる。
【0016】また、Co層とPt層とは、MgOから成
る誘電体層上に、どちらから先に積層されても同様の効
果が得られる。
【0017】
【実施例】本発明に係る光磁気メモリ素子は、図5
(a)に示すように、ガラスまたはポリカーボネート等
の透光性樹脂から成る基板1上に、誘電体膜2/記録膜
3/誘電体膜4/反射膜5がこの順に成膜された4層構
造を有している。あるいは、図5(b)に示すように、
ガラスまたはポリカーボネート等の透光性樹脂から成る
基板6上に、反射膜7/誘電体膜8/記録膜9/誘電体
膜10がこの順に成膜された4層構造であってもよい。
【0018】上記記録膜3および9は、Co層とPt層
とを交互に繰り返し積層したCo/Pt多層膜から成っ
ている。また、第1の誘電体膜としての誘電体膜2およ
び8は、Co/Pt多層膜を形成するための下地層にな
っており、酸化マグネシウム(MgO)から成ってい
る。さらに、誘電体膜8の下地層となる反射膜7は、P
t、Al、Ag、Pdのうち少なくとも1種の元素を含
む合金膜から成っている。第2の誘電体膜としての誘電
体膜4および10は、透光性の誘電体であればよい。
【0019】なお、図5(a)の構成を有する光磁気メ
モリ素子の場合、記録/再生のための光は、基板1側か
ら照射される。一方、図5(b)の構成を有する光磁気
メモリ素子の場合には、記録/再生のための光は、誘電
体膜10側から照射される。
【0020】本発明に係る光磁気メモリ素子におけるC
o/Pt多層膜の保磁力が従来より向上していることを
顕著に示すために、3種類の比較実験を実施した。比較
例1には、ガラス基板上に直接Co/Pt多層膜を形成
した場合が示されており、比較例2には、ガラス基板上
にAlN膜を形成し、その上にCo/Pt多層膜を形成
した場合が示されている。また、比較例3には、ガラス
基板上にSiN膜を形成し、その上にCo/Pt多層膜
を形成した場合が示されている。
【0021】〈比較例1〉 図6(a)に示すように、ガラス基板11に対し、スパ
ッタリング法を用いて、厚さが16ÅのPt層12aと
厚さが3.3ÅのCo層12bとを10層ずつ交互に積層
し、Co/Pt多層膜を作製した。このCo/Pt多層
膜において、カーヒステリシスループをガラス基板11
と反対側から(図6(a)中に矢印13にて示す)測定
した結果を図6(b)に示す。保磁力Hcは、およそ2
70Oeであった。なお、測定に用いられたレーザ光の
波長は450nmであって、以下の全ての測定において
共通である。
【0022】〈比較例2〉 図7(a)に示すように、ガラス基板11に対し、スパ
ッタリング法を用いて、厚さが500ÅのAlN膜14
を形成し、その上に上記比較例1と同様の膜厚および層
数のPt層12aとCo層12bとから成るCo/Pt
多層膜を積層した。このCo/Pt多層膜において、カ
ーヒステリシスループをガラス基板11と反対側から
(図7(a)中に矢印15にて示す)測定した結果を図
7(b)に示す。この場合、保磁力Hcは、およそ45
0Oeであり、ガラス基板11上に直接Co/Pt多層
膜を形成した上記比較例1に比べて大きくなっている。
【0023】カー回転角θk もまた比較例1より増大し
ているが、これは、AlN膜14における光の多重反射
に起因したエンハンス効果が生じているためである。
【0024】〈比較例3〉 図8(a)に示すように、ガラス基板16に対し、スパ
ッタリング法を用いて、厚さが500ÅのSiN膜17
を形成し、その上に上記比較例1と同様の膜厚および層
数のPt層12aとCo層12bとから成るCo/Pt
多層膜を積層した。このCo/Pt多層膜において、カ
ーヒステリシスループをガラス基板16と反対側から
(図8(a)中に矢印18にて示す)測定した結果を図
8(b)に示す。この場合、保磁力Hcは、およそ43
0Oeであり、ガラス基板11上に直接Co/Pt多層
膜を形成した上記比較例1に比べて大きくなっている。
【0025】カー回転角θk もまた比較例1より増大し
ているが、これは、SiN膜17における光の多重反射
に起因したエンハンス効果が生じているためである。
【0026】〈実施例1〉 図1(a)に示すように、ガラス基板19上に、厚さが
400ÅのMgO層20をスパッタリング法にて形成
し、その上に上記比較例1と同様の膜厚および層数のP
t層12aとCo層12bとから成るCo/Pt多層膜
を積層した。
【0027】本実施例のCo/Pt多層膜のカーヒステ
リシスループをガラス基板19と反対側から(図1
(a)中に矢印21にて示す)測定した結果を図1
(b)に示す。保磁力Hcは、およそ550Oeであ
り、上記比較例1〜3における保磁力Hcに比べて増大
していることがわかる。
【0028】〈実施例2〉 図2(a)に示すように、ガラス基板22上に、厚さが
300ÅのPt層23をスパッタリング法にて形成し、
その上に厚さが400ÅのMgO層24を形成した。さ
らに、その上に、上記比較例1と同様の膜厚および層数
のPt層12aとCo層12bとから成るCo/Pt多
層膜を積層した。
【0029】本実施例のCo/Pt多層膜のカーヒステ
リシスループをガラス基板22と反対側から(図2
(a)中に矢印25にて示す)測定した結果を図2
(b)に示す。保磁力Hcはおよそ1200Oeであ
り、上記比較例1〜3における保磁力Hcに比べて著し
く増大していることがわかる。
【0030】〈実施例3〉 図3(a)に示すように、ガラス基板26上に、厚さが
300ÅのPd層27をスパッタリング法にて形成し、
その上に厚さが400ÅのMgO層28を形成した。さ
らに、その上に、上記比較例1と同様の膜厚および層数
のPt層12aとCo層12bとから成るCo/Pt多
層膜を積層した。
【0031】本実施例のCo/Pt多層膜のカーヒステ
リシスループをガラス基板26と反対側から(図3
(a)中に矢印29にて示す)測定した結果を図3
(b)に示す。保磁力Hcはおよそ1600Oeであ
り、上記比較例1〜3における保磁力Hcに比べて著し
く増大していることがわかる。
【0032】〈実施例4〉 図4(a)に示すように、ガラス基板30上に、厚さが
300ÅのPtAg合金(Ag20atom%)層31
をスパッタリング法にて形成し、その上に厚さが400
ÅのMgO層32を形成した。さらに、その上に、上記
比較例1と同様の膜厚および層数のPt層12aとCo
層12bとから成るCo/Pt多層膜を積層した。
【0033】本実施例のCo/Pt多層膜のカーヒステ
リシスループをガラス基板30と反対側から(図4
(a)中に矢印33にて示す)測定した結果を図4
(b)に示す。保磁力Hcはおよそ1400Oeであ
り、上記比較例1〜3における保磁力Hcに比べて著し
く増大していることがわかる。
【0034】実施例1に示したように、本発明に係る光
磁気メモリ素子の保磁力Hcが著しく増大したのは、比
較例2、3におけるAlN膜14やSiN膜17が非晶
質膜であるのに対して、MgO層20が多結晶膜である
ことが関与していると考えられる。すなわち、Co/P
t多層膜の成膜に、MgO層20の結晶性が反映される
のである。
【0035】実施例2、3、4における保磁力Hcの増
大は、MgO層24、28、32の各結晶性に、その下
地となっているPt層23、Pd層27、およびPtA
g合金層31の結晶性が反映されており、Co/Pt多
層膜の結晶性には、これら2層の結晶性が反映されてい
るからと考えられる。
【0036】なお、MgO層20、24、28、または
32の上に、Pt層12aを形成し、以降、Co層12
b/Pt層12a…の順で交互に積層してもよいし、こ
れとは逆に、先に、Co層12bを形成し、以降、Pt
層12a/Co層12b…の順で交互に積層してもよ
い。
【0037】
【発明の効果】請求項1の発明に係る光磁気メモリ素子
は、以上のように、Co層とPt層とを交互に繰り返し
積層したCo/Pt多層膜を挟む第1の誘電体膜および
第2の誘電体膜のうち、Co/Pt多層膜を積層させる
下地層となる第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成っ
ている構成である。
【0038】それゆえ、光磁気メモリ素子の室温付近に
おける保磁力が従来より増大するため、安定な記録ビッ
トが形成されると共に、第1の誘電体膜が透明膜となる
ため信号強度も低下することがなくなる。この結果、光
磁気メモリ素子の信頼性が向上するという効果を奏す
る。
【0039】請求項2の発明に係る光磁気メモリ素子
は、以上のように、請求項1の構成に加えて、基板と第
1の誘電体膜との間に反射膜を備えた構成である。
【0040】それゆえ、反射膜における光の多重反射に
起因したエンハンス効果によって、光磁気メモリ素子の
室温付近における保磁力が一層増大するため、光磁気メ
モリ素子の信頼性がさらに向上するという効果を奏す
る。
【0041】請求項3の発明に係る光磁気メモリ素子
は、以上のように、Co/Pt多層膜を積層させる下地
層となる上記第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成っ
ていると共に、さらに第1の誘電体膜を積層させる下地
層となる反射膜が、Pt、Al、Ag、Pdのうち少な
くとも1種の元素を含む多結晶の合金膜から成っている
構成である。
【0042】それゆえ、光磁気メモリ素子の室温付近に
おける保磁力が従来より著しく増大するため、より安定
な記録ビットが形成されるため、光磁気メモリ素子の信
頼性がより一層向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光磁気メモリ素子における(a)
は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒステリシスル
ープを示すグラフである。
【図2】本発明に係る他の光磁気メモリ素子における
(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒステリ
シスループを示すグラフである。
【図3】本発明に係るさらに他の光磁気メモリ素子にお
ける(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒス
テリシスループを示すグラフである。
【図4】本発明に係るさらに他の光磁気メモリ素子にお
ける(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒス
テリシスループを示すグラフである。
【図5】本発明に係る光磁気メモリ素子の膜構成を概略
的に示す縦断面図である。
【図6】比較例としての光磁気メモリ素子における
(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒステリ
シスループを示すグラフである。
【図7】他の比較例としての光磁気メモリ素子における
(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒステリ
シスループを示すグラフである。
【図8】さらに他の比較例としての光磁気メモリ素子に
おける(a)は膜構成を示す縦断面図、(b)はカーヒ
ステリシスループを示すグラフである。
【符号の説明】
12a Pt層 12b Co層 19 基板 20 MgO層(第1の誘電体膜) 22 基板 23 Pt層(反射膜) 24 MgO層(第1の誘電体膜) 26 基板 27 Pd層(反射膜) 28 MgO層(第1の誘電体膜) 30 基板 31 PtAg合金層(反射膜) 32 MgO層(第1の誘電体膜)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 平1−251356(JP,A) 特開 平2−56752(JP,A) 特開 平3−183046(JP,A) 特開 平4−351733(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 11/105

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、第1の誘電体膜、Co層とPt
    層とを交互に繰り返し積層したCo/Pt多層膜、第2
    の誘電体膜、および反射膜を順次形成した光磁気メモリ
    素子において、 上記第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成ることを特
    徴とする光磁気メモリ素子。
  2. 【請求項2】基板上に、反射膜、第1の誘電体膜、Co
    層とPt層とを交互に繰り返し積層したCo/Pt多層
    膜、第2の誘電体膜を順次形成した光磁気メモリ素子に
    おいて、 上記第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成ることを特
    徴とする光磁気メモリ素子。
  3. 【請求項3】基板上に、反射膜、第1の誘電体膜、Co
    層とPt層とを交互に繰り返し積層したCo/Pt多層
    膜、第2の誘電体膜を順次形成した光磁気メモリ素子に
    おいて、 上記反射膜が、Pt、Al、Ag、Pdのうち少なくと
    も1種の元素を含む多結晶の合金膜から成り、かつ、上
    記第1の誘電体膜が多結晶のMgOから成ることを特徴
    とする光磁気メモリ素子。
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