JPH03156755A - 光メモリ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 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の製造方法に関する。

〈従来技術〉 近年、光メモリ素子は高密度・大容量なメモリとなる為
、多方面で種々の研究開発か行われている。

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。

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、　ＧｄＴｂ
ＤｙＦｅ、　ＴｂＦｃ等がある。

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為、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。

次に従来の光メモリ素子の構造を説明する。

第２図は２枚の基板１．２の間にスペーサ３によって空
間４を設置ジ、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を設すたサンドイッチ構
造の光メモリ素子（特公昭５７−３２４１３号公報）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。

又、第３図は基板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５７−１４９８０６参
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。

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。

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。

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。

本発明者はガラス基板上にＧｄＴｂＦｅと５ｉＯｚとＣ
ｕ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。

第４図はその磁気光学記憶素子である。

ｌＯはガラス基板、１１は膜厚１００人〜２００人のＧ
ｄＴｂＦｅ膜、１２は膜厚３００人〜４００人の５ｉｄ
ｅ膜、１３は膜厚３００人〜５００人のＣｕ膜である。

そしてこの磁気光学記憶素子を７０°Ｃで保存した場合
の保磁力の経時変化を第５図に示す。

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。

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、第６図のような結
果を得ることができた。

同図に示ず結果はＧｄＴｂＦｅ膜と５ｉＯｚ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。

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、ＧｄＴｂＦｅ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５ｒＯｔから分
離した酸素がＧｄＴｂＦｅ膜中に取り込まれた為と考え
られる。即ち、素子形成時点において既にＧｄＴｂＦｅ
膜は酸化されているのである。

く目的〉 本発明は上述した如き光メモリ素子形成時に混入する酸
素を回避し得る新規な先メモリ素子の製造方法を提供す
ることを目的とする。

〈実施例〉 以下、本発明に係る光メモリ素子の製造方法の実施例に
ついて図面を用いて詳細に説明する。

第１図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説明図である。

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Ａｔの窒化膜１５が形成され、該Ａ１の窒化膜
１５上に希土類遷移金属合金薄膜（例えばＧｄＴｂＦｅ
、　ＴｂＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＤｙＦｅ、　ＴｂＦｅ、　
ＧｄＰｅＣｏ。

ＧｄＣｏ若しくはそれらの中にＳｎ、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ＡＩの窒化膜１７が形成され、該ＡＩの窒化膜１７
の上にＣｕ、Ａｇ、ＡＩ、Ａｕ等の反射膜！８が形成さ
れる。

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
分析したところ第７図のような結果を得ることができた
。同図に示す結果はＡＩの窒化膜とＧｄＴｂＦｅ膜とＡ
Ｉの窒化膜との３層膜におけるＡＩ、Ｆｅ。

０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＜　ＧｄＴｂＦｅ膜中には酸素は入っておらず
、表面と＾ｌの窒化膜との界面及びＡＩ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ＡＩの窒化膜に侵入した酸素とガラス基板か
らＡＩの窒化膜に侵入した酸素が存在することを示して
いる。

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ＡＩ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鵠膜とは異な
り、ＡＩ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ＭｇＦｔ、ＺｎＳ、ＣｅＦ
ａ。

Ａ　ＩＦ　、　、　３ＮａＦ）で挟持する構造としても
構わない。しかし、上記能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離
しいのである。それに比してＡ１の窒化膜であればター
ゲットがＡＩのみである為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為にその孔中に酸素
や水分をとり込む虞れがないのである。この点からすれ
ばＳｔターゲットを用いて窒化雰囲気中で反応性スパッ
タリングして膜形成するＳｉ３Ｎ＋を透明誘電体膜とし
てもよい。

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１００人必要である。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第１の透明誘電体膜中に混入する深
さが５０人程度である為、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か考えられ
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為に設けられ
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、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ等の反射膜を形成しても良い。

尚、上記第１図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、Ｄｙ、Ｈｏ、
Ｙ等）希土類遷移金属合金（ＧｄＴｂＦｅ、ＴｂＤｙＦ
ｅ、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。

く効果〉 以上の本発明に上れば、希土類遷移金属合金薄膜からな
る記録媒体と、該記録媒体と接する窒化物からなる透明
誘電体膜とを備えた光メモリ素子の製造方法において、
酸素を含有しない物質をターゲットとした窒素雰囲気中
での反応性スパッタリングによって上記窒化物からなる
透明誘電体膜を膜形成するようにしたので、透明誘電体
膜形成時に希土類遷移金属合金薄膜が酸素に接すること
か無く、よって酸素が希土類遷移金属合金薄膜に混入す
ることを防止でき、その為光メモリ素子の信頼性が大き
く向上するものである。

そして、上記ターゲット用の物質をアルミニウムとし、
透明誘電体膜として窒化アルミニウムを形成するように
すれば、アルミニウムは金属であり、シリコンのような
物質と比べ導電性が高いので反応性スパッタリングのス
ピードを大きく高めることができる。スパッタリングに
よる成膜法は蒸着による成膜法に比べて成膜速度が遅い
ことが大きな欠点であり、その為に生産性が悪かったが
、上記のようにスパッタリングのターゲットとしてアル
ミニウムを用いることでそれが大きく改善できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る先メモリ素子の製造方法による光
メモリ素子の実施例の構成説明図、第２図。 第３図及び第４図は従来の光メモリ素子の構成説明図、
第５図は従来の光メモリ素子による保磁力の経時変化を
示すグラフ図、第６図は従来の光メモリ素子によるオー
ジェ電子分光分析の結果を示すグラフ図、第７図は本発
明に係る光メモリ素子の製造方法による光メモリ素子の
オージェ電子分光分析の結果を示すグラフ図である。 図中、ｌ、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 ＩＯごガラス基板　１１　：　ＧＤＴｂＦｅ膜１２　：
５ｉＯｙ　　　ｌ　３　：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　　Ｉ８：反射膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、希土類遷移金属合金薄膜からなる記録媒体と、該記
   録媒体と接する窒化物からなる透明誘電体膜とを備えた
   光メモリ素子の製造方法であって、 前記窒化物からなる透明誘電体膜を、酸素を含有しない
   ターゲットを用いて窒素雰囲気中での反応性スパッタリ
   ングによって膜形成することを特徴とする光メモリ素子
   の製造方法。 ２、前記ターゲットがアルミニウムであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光メモリ素子の製造方
   法。