JPH0422291B2 - - Google Patents

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JPH0422291B2
JPH0422291B2 JP14623484A JP14623484A JPH0422291B2 JP H0422291 B2 JPH0422291 B2 JP H0422291B2 JP 14623484 A JP14623484 A JP 14623484A JP 14623484 A JP14623484 A JP 14623484A JP H0422291 B2 JPH0422291 B2 JP H0422291B2
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film
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dielectric film
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alloy thin
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Yoshiteru Murakami
Junji Hirokane
Hiroyuki Katayama
Akira Takahashi
Hideyoshi Yamaoka
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    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10582Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
    • G11B11/10589Details
    • G11B11/10593Details for improving read-out properties, e.g. polarisation of light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
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Description

【発明の詳細な説明】 <発明の技術分野> 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・消去等を行なう磁気光学記憶素
子に関するものである。
<発明の技術的背景とその問題点> 近年、情報の書換えが可能な光デイスクとして
磁気光学記憶素子の研究が活発に行なわれてい
る。中でも記憶媒体として希土類遷移金属非晶質
合金薄膜を用いて構成したものは、記録ビツトが
粒界の影響を受けない点及び記録媒体の膜を大面
積に亘つて作成することが比較的容易である点か
ら特に注目を集めている。
しかし上記記録媒体として希土類遷移金属非晶
質合金薄膜を用いて磁気光学記憶素子を構成した
ものでは、一般に光磁気効果(カー効果,フアラ
デー効果)が十分に得られず、その為再生信号の
S/Nが不十分なものであつた。
これに対する対応策として既に本発明者等は次
の如き素子構造の改良を試みた。
第3図は既に改良を試みた素子構造の磁気光学
記憶素子の一部側面断面図を示す。
第3図において、1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1
上に第1の透明誘電体膜である透明なSio膜2
(膜厚120nm)が形成され、該Sio膜2上に希土類
遷移金属膜であるGdTbFe合金薄膜3(膜厚
15nm)が形成され、該GdTbFe合金薄膜3上に
第2の透明誘電体膜である透明なSiO2膜4(膜
厚50nm)が形成され、該SiO2膜4上に反射膜で
あるCu膜5(膜厚50nm)が形成されている。以
上の構造では見かけのカー回転角が1.75゜もの大
きな値が得られた。
以上の素子構造の採用によつてカー回転角が著
しく大きなものを得ることのできた理由を次に説
明する。
第3図に示す如く透明基板1側からレーザ光6
を希土類遷移金属合金薄膜3に照射した場合、入
射レーザ光が第1の透明誘電体膜2の内部で反射
が繰り返され、干渉した結果見かけ上のカー回転
角が増大するものであり、この際上記第1の透明
誘電体膜2の屈折率が大きい程、カー回転角の増
大効果は大きい。
又、第3図に示す如く希土類遷移金属合金薄膜
3の背面に反射膜5を配置したことで見かけ上の
カー回転角を増大させており、希土類遷移金属合
金薄膜3と反射膜5との間に第2の透明誘電体膜
4を介在させることで、見かけ上のカー回転角を
更に増大させている。
次にこの作用の原理について定性的に説明を行
なう。
上記第2の透明誘電体膜4と反射膜5との複合
膜を一つの反射層Aとして考える。
第3図に於て、透明基板1側から入射し、希土
類遷移金属合金薄膜3を通過し、上記反射層Aに
て反射された後上記希土類遷移金属合金薄膜3を
再び通過した光と、透明基板1側から入射し希土
類遷移金属合金薄膜3の表面で反射された光とが
合成されるが、この場合入射光が希土類遷移金属
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、入射光が希土類遷移金属合金薄膜
3の内部を通過することにより生起されるフアラ
デー効果とが合わされることにより、見かけ上の
カー回転角が増大するものである。
上記構造の磁気光学記憶素子に於ては上記フア
ラデー効果を如何にしてカー効果に加えるかが極
めて重要になる。フアラデー効果について謂えば
記録媒体の層厚を厚くすれば回転角を大きくでき
るが、入射レーザ光が記録媒体に吸収される為、
所期の目的を達成し得ない。よつて上記記録媒体
の適切な層厚の値は概ね10〜50nmであり、その
値は使用するレーザ光の波長や上記反射層の屈折
率等により決定される。上記反射層に対して求め
られる条件は上記の説明から判るように反射率が
高いことにある。言い替えると入射レーザ光を反
射層内に入れないことであり、光学的に見れば反
射層(第2の透明誘電体膜+反射膜)の等価的な
屈折率が0に近いことが必要である。この為には
第2の透明誘電体膜の実数部の値が小さく且つ虚
数部の値が0で、更に反射膜の実数部の値が小さ
いことが必要である。
以上の如く透明基板1と希土類遷移金属合金薄
膜3との間に介する第1の透明誘電体膜2、及び
希土類遷移金属合金薄膜3の背面の反射層Aの構
成を付加することによつてカー回転角の増大の効
果を得ることができる。
しかし、上述の効果が得られる反面で、第1の
透明誘電体膜2としてSiO膜を選択し、第2の透
明誘電体膜4としてSiO2膜を選択した場合、希
土類遷移金属合金薄膜3が酸化されるという問題
が発生した。本発明者はこの原因が上記SiO膜及
びSiO2膜の中に含有される酸素にあることを確
認した。即ち上記SiO膜及びSiO2膜の成膜時、あ
るいは成膜後に内部の酸素成分が分離等して希土
類遷移金属合金薄膜3が酸化されるものである。
しかるに、希土類遷移金属合金薄膜3は酸化され
ることによつて磁気記録媒体としての能力を著し
く阻害されるものであるから、上記酸化の問題は
極めて重大である。又、上記希土類遷移金属合金
薄膜3の膜厚が薄い場合は、僅かの酸化であつて
も影響が大きいので非常な注意が必要である。
<発明の目的> 本発明は以上の問題点を解消する為になされた
ものであり、磁気光学特性を充分に確保し得ると
共に希土類遷移金属合金薄膜の酸化を防止した新
規な磁気光学記憶素子を提供することを目的とす
るものであり、この目的を達成するために、本発
明は透明基板上に窒化シリコンからなる第1の透
明誘電体膜、希土類遷移金属合金薄膜、窒化シリ
コンからなる第2の透明誘電体膜、反射膜をこの
順に形成してなる磁気光学記憶素子の製造方法に
おいて、前記第1の透明誘電体膜をガス圧の低い
条件のスパツタリングによつて形成し前記第2の
透明誘電体膜をガス圧の高い条件のスパツタリン
グによつて形成することによつて前記第1の透明
誘電体膜の屈折率が前記第2の透明誘電体膜の屈
折率より大であるようにすることを特徴とする磁
気光学記憶素子の製造方法である。
<発明の実施例> 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
第1図は本発明に係る磁気光学記憶素子の一実
施例の構成を示す一部側面断面図である。
同図において、1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1
上に第1の透明誘電体膜である透明な窒化シリコ
ン(Si3N4)膜7(膜厚90nm)を形成し、この
Si3N4膜7上に希土類遷移金属合金薄膜である
GdTbFe合金薄膜3(膜厚35nm)を形成し、こ
のGdTbFe合金薄膜3上に第2の透明誘電体膜で
ある透明な窒化シリコン(Si3N4)膜8(膜厚
40nm)を形成し、このSi3N4膜8上に反射膜で
あるAl膜9(膜厚40nm以上)を形成している。
以上の構造の磁気光学記憶素子に於て、特に注
目すべき点は第1の透明誘電膜として高い屈折率
を有するSi3N4膜を用い、第2の透明誘電膜とし
て低い屈折率のSi3N4膜を用いた事である。
この構造の有利な点について以下説明する。
Si3N4は高融点の材料であり極めて安定であ
り、又窒化物である為酸化物の膜に比較して緻
密な膜が形成できる。
第1の透明誘電体膜であるSi3N4膜を屈折率
が2.0程度となるように製膜し、一方、第2の
透明誘電体膜であるSi3N4膜を屈折率が1.9〜
1.8程度となるように製膜することにより、相
対的に第1の透明誘電体膜の屈折率を第2の透
明誘電体膜の屈折率より大きくし、その結果、
前述した如く屈折率の大きい第1の透明誘電体
膜によつてカー回転角の増大効果が得られ、一
方、屈折率の小さい第2の透明誘電体膜によつ
て反射率を高くすることができる。即ち上記屈
折率の異なるSi3N4膜の組合せは極めて都合が
良いことになる。尚、上記構造においてSi3N4
膜7は90nmをピークとして±10%程度の膜厚
であれば良好であり、又、Si3N4膜8は40nm
をピークとした±10%程度の膜厚であれば良好
である。
上記Si3N4はその成分として酸素を含有しな
いので希土類遷移金属合金薄膜が酸化される危
険性を極度に減少せしめ得る。
次に同一の窒化物の膜であるSi3N4膜の屈折率
を異ならせて製膜する方法についてスパツタ法に
よる作製方法を例に挙げて説明する。
スパツタリング法によるSi3N4膜の作製方法に
おいて、ターゲツトには高純度のSiを使用し、ガ
スはArとN2の混合ガス、あるいはN2ガスのみを
使用し、反応性スパツタによりSi3N4膜を作製す
る。
種々のスパツタ条件で作製したSi3N4膜の屈折
率を第2図に示す。この第2図から明らかなよう
に屈折率はArとN2の比率と、ガスの圧力に依存
しており、ガス圧が低い条件で製膜した場合には
屈折率が大きく、ガス圧が高い条件で製膜した場
合には屈折率が低くなる。したがつてスパツタ条
件により、目的の屈折率を有する透明誘電体膜を
得ることが出来る。
なお、上記実施例においては窒化シリコン膜と
してSi3N4膜を例にして説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
即ち、窒化シリコン膜は必ずしもSi3N4なる多
結晶膜でなくとも良く、例えば、SiをN2あるい
はN2+Arガス中でスパツタリングしてできるSi
の窒化物であれば良い。
また、上記実施例においてはSi基板による反応
性スパツタリングによつて説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば蒸着でも
良く、またSi3N4のターゲツトからスパツタリン
グしても良い。要は成膜条件によつて形成される
膜の屈折率を変化することが可能な成膜方法であ
れば、本発明に適用することが出来る。
上記の如き第1及び第2の窒化シリコン膜にお
ける屈折率の相違は主として作製される膜の密度
及びまたは窒素とシリコンの構成比の相違に起因
しているものと推測される。
<発明の効果> 以上説明したように、本発明に係る磁気光学記
憶素子の製造方法によれば、第1の透明誘電体膜
をガス圧の低い条件のスパツタリングによつて形
成し、第2の透明誘電体膜をガス圧の高い条件の
スパツタリングによつて形成することによつて第
1の透明誘電体膜の屈折率が第2の透明誘電体膜
の屈折率より大であるようになすので、記録媒体
の耐蝕性を確保できると共に良好な情報再生特性
を得ることができる屈折率の異なる窒化膜を組み
合わせた構成の磁気光学記憶素子を得ることがで
きるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る磁気光学記憶素子の一実
施例の構成を示す一部側面断面図、第2図はスパ
ツタ法によつて作製される膜の屈折率とガス圧の
関係を示す特性図、第3図は従来の磁気光学記憶
素子の構成を示す一部側面断面図である。 1…透明基板、3…希土類遷移金属合金薄膜、
6…レーザ光、7…第1の透明誘電体膜(Si3N4
膜)、8…第2の透明誘電体膜(Si3N4膜)、9…
反射膜(Al膜)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明基板上に窒化シリコンからなる第1の透
    明誘電体膜、希土類遷移金属合金薄膜、窒化シリ
    コンからなる第2の透明誘電体膜、反射膜をこの
    順に形成してなる磁気光学記憶素子の製造方法に
    おいて、 前記第1の透明誘電体膜をガス圧の低い条件の
    スパツタリングによつて形成し前記第2の透明誘
    電体膜をガス圧の高い条件のスパツタリングによ
    つて形成することによつて前記第1の透明誘電体
    膜の屈折率が前記第2の透明誘電体膜の屈折率よ
    り大であるようにすることを特徴とする磁気光学
    記憶素子の製造方法。
JP14623484A 1983-09-16 1984-07-13 磁気光学記憶素子の製造方法 Granted JPS6124042A (ja)

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CA000462506A CA1224270A (en) 1983-09-16 1984-09-05 Magneto-optic memory element
US06/648,741 US4610912A (en) 1983-09-16 1984-09-10 Magneto-optic memory element
EP84306341A EP0139474B1 (en) 1983-09-16 1984-09-17 Magneto-optic memory element
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