JPS62114141A - 磁気光学記憶素子 - 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】 （発明の技術分野） 本発明はレーザー等の光を、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ィ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、記録ビッ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亙って比較的容易に
作成することが可能であること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
合金薄膜を翔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、ファラデー効果）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
であった。

これに対する対応策として既に本発明者等は例えば特開
昭５７−１２４２８号公報に示される反射膜構造と呼ば
れる素子構造の改良を提案した。

この素子構造の一例として、ガラス、ポリカーボネート
、アクリル、エポキシ等の透明基板上に第１の透明誘電
体膜である透明なＳｉＯ膜（膜厚１２０　ｎｍ）が形成
され、該ＳｉＯ膜上に希土類遷移金属膜であるＧｄＴｂ
Ｆｅ合金薄膜（膜厚１５ｎｍ）が形成され、更に該Ｇｄ
ＴｂＦｅ合金薄膜上に第２の透明誘電体膜である透明な
５ｈｏｔ膜（膜厚５０ｎｍ）が形成され、該５ｉｎｓ膜
上に反射膜であるＣｕ膜（膜厚５０ｎｍ）が形成された
ものが存在する。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。

しかしながら、この構造の場合、希土類遷移金属合金薄
膜がＳｉＯ膜および５ｉｆｔ膜（透明誘電体膜）中に存
在する酸素により酸化され、該合金膜の磁気記録媒体と
しての能力を著しく阻害される。

この酸化の問題を解決するために、上記ＳｉＯ膜および
５ｌｏｚ膜に代わる保護膜として本発明者等は窒化アル
ミニウム等の酸素を含まないものが適当である事を提案
した（特開昭５１−１１００５２号公報）。

しかしながら、窒化アルミニウムは熱伝導率が高く、記
録時に高いレーザーパワーを必要とする。

（発明の目的） 本発明は以−１−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、信頼性を高め、目つ
、記録感度を向−Ｌせしめる新規な磁気光学記憶素子を
提供することを目的とする。

即ち、本発明は透明基板上に順次第１透明誘電体膜、希
土類遷移金属合金膜、第２透明誘電体膜および反射膜を
被覆した磁気光学記憶素子において、両透明誘電体膜が
窒化アルミニウムシリコンにより形成され、かつ第１透
明誘電体膜の屈折率が第２透明誘電体膜のそれより大き
いことを特徴とする磁気光学記憶素子を提供する。

（発明の実施例） 以下、図面を用い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、エポキシ等
からなる透明基板であり、該透明基板（１）上に透明誘
電体膜である透明な窒化アルミニラ１２ンリコン（Ａ（
！５ｉＮ）膜（２）（膜厚８０ｎｍ）を形成し、このＡ
θＳｊＮ膜（２）Ｊ−、に希土類遷移金属合金薄膜であ
るＧｄＴｂＦｅ合金薄膜（３）（膜厚２０　ｎｍ）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アルミニウムシリコン（Ａ（
！５ｉＮ）膜（４）（膜厚２５　ｎ’ｍ）を形成し、こ
のＡＱＳｉＮ膜（４）上に反射膜であるＡＱ膜（５）（
膜厚４０ｎｍ以上）を形成している。

窒化アルミニウムシリコンＣＡＱＳ　ｉＮ）膜（２，４
）は通常スパッタリング法により形成する。スパッタリ
ング法による窒化アルミニウムシリコン膜の作製方法に
於いて、ターゲットとしては、高純度のＡＱをベースと
し、該ＡＱ上に高純度のＳｔを所望の膜組成となる分量
だけ並べた謂ゆる複合ターゲットを使用しスパッタガス
はＡｒとＮ、の混合ガスあるいはＮ、のみを使用し、反
応性スパッタにより窒化アルミニウムシリコン膜を作製
する。

上記作製方法の実施例においてはターゲットとして組成
コントロールの容易な簡便タイプの複合ターゲットを用
いたが、所望の組成が満足されれば、ＡＱとＳｉの合金
ターゲットを用いても良い。

又、ここでは、反応性スパッタ法を用いた実施例を示し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、
・例えば膜作製は蒸着であっても良く、窒化アルミニウ
ムシリコンターゲットからスパッタリングで製膜しても
良い。つまり成膜時の条件により形成された膜の屈折率
を変化させることが可能な製膜方法であれば、本発明に
適用することが出来る。

ＧｄＴｂＦｅ合金薄膜（３）と反射膜であるＡＱ膜（５
）は通常、スパッタリングあるいは蒸着等の方法で形成
される。

本発明によれば、第１の透明誘電体膜（２）として高い
屈折率を有する窒化アルミニウムシリコン膜を用い、第
２の透明誘電体膜（４）として低い屈折率を有する窒化
アルミニウムシリコン膜を用いる。

屈折率はスパッタリング製造時のＡｒとＮ、のガスの圧
力を変化させることにより（ガス比率は一定とした）、
変える事ができることか解った。第２図にＡｒとＮ、の
ガス比率は一定で、ガス圧力を変化させたときの製膜さ
れた窒化アルミニウム膜の屈折率変化を示す。この図か
ら明らかなように、屈折率はガス圧力の低い条件で製膜
した場合には屈折率が大きく、ガス圧力が高い条件で製
膜した場合には、屈折率が低くなる。

第１の透明誘電体膜（２）の屈折率を高くすると、カー
回転角の増大が大きくなるからである。これは透明基板
側からレーザー光が入射した場合、入射レーザー光は第
１の透明誘電体膜内部で反射を繰り返し、干渉した結果
、見かけ上カー回転角が増大することによる。

一方、第２の透明誘電体膜（４）は屈折率が小さい方が
よい。これは希土類遷移金属合金薄膜（３）を通過した
入射光により生起されるファラデー効果がカー効果と合
わされることにより、見かけ上のカー回転角が増大する
ことによる。

上記構造の磁気光学記憶素子に於いては、」−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。ファラデー効果のみについて謂えば記録媒体の
膜厚を厚くすれば回転角を大きくできるが、入射レーザ
ー光が記録媒体に吸収され、透過光の減少が生じる為、
初期の目的を達成し得ない。よって上記記録媒体の適切
な膜厚は概ねｌＯ〜５０ｒ＋ｍであり、その値は使用す
るレーザー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。

言い換えると入射レーザー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の透明誘電体膜十
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
百つ虚数部の値が０であり、更に反射膜の実数部の値が
小さいことが必要である。

本発明の特徴点は以下の通りである。

■窒化アルミニウムシリコンは極めて安定であり、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（２）である窒化アルミニウムン
リコン膜を屈折率が２．０程度となるように製模し、一
方、第２の透明誘電体膜である窒化アルミニウムシリコ
ン膜を屈折率が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監の透明誘電体膜によっ
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（４）によっ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窒化アルミニウ
ムシリコン膜の組合わせは極めて都合が良いことになる
。尚、」〕記構造において窒化アルミニウムシリコン膜
（２）は８０ｎｍをピークとして±ｌＯ％程度の膜厚で
あれば良好であり、又、窒化アルミニウムシリコン膜（
４）は２５ｎｍをピークとして±１０％程度の膜厚であ
れば良好である。

■上記窒化アルミニウムシリコン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。

■窒化アルミニウムシリコンは耐湿耐酸性膜として有用
な窒化アルミニウムに比べ熱伝導率が低く記録媒体への
記録感度を向上せしめる効果をもたらす。第３図はこの
効果について行なった実験結果を示すもので、第１図に
構成を示した磁気光学記憶素子に於いて、第１１第２の
誘電体膜である窒化アルミニウムンリコン膜のシリ　　
　　　　。

コン組成（ｗｔ％）を０〜８％の範囲で変化させ、記録
感度の変化を見たものである。

記録感度は一定パワーで記録した時のビットの大きさで
判断した。

第３図から明らかなように誘電体として窒化アルミニウ
ムを用いた時（シリコン組成Ｏｗｔ％）よりも窒化アル
ミニウムシリコン膜を用いた方が記録感度が向−卜して
いる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、屈折率の異なる窒化アル
ミニウムシリコン膜を組合わせて用いることにより記録
媒体の耐蝕性及び記録感度を共に良好に確保せしめるこ
とができる。

【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図は反応性スパッタ法
によって作製される膜の屈折率とガス圧力の関係を示す
特性図、第３図は窒化アルミニウムシリコン膜中のシリ
コン組成と記録感度の関係を示す特性図である。 図中、番号は以下の通りである： ｌ・・・透明基板、 ２・・・第１の透明誘電体膜（Ａｌ！ＳｉＮ膜）、３・
・・希土類遷移金属合金薄膜、 ４・・・第２の透明誘電体膜（１！Ｓ　ｉＮ膜）、５・
・・反射膜ＣＡＱ膜）、 ６・・・レーザー光。 第１図 区 Ｃ，Φ叫ｙ 滅 医 ０７　　　　　　　（都１ドヲジにン〕し−瞥’＄２扁
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明基板上に順次第１透明誘電体膜、希土類遷移金
   属合金膜、第２透明誘電体膜および反射膜を被覆した磁
   気光学記憶素子において、両透明誘電体膜が窒化アルミ
   ニウムシリコンにより形成され、かつ第１透明誘電体膜
   の屈折率が第２透明誘電体膜のそれより大きいことを特
   徴とする磁気光学記憶素子。 ２、透明誘電体膜がスパッタリングにより形成される第
   １項記載の磁気光学記載素子。 ３、第１透明誘電体膜の屈折率が約２．０であり、第２
   透明誘電体膜の屈折率が約１．９〜約１．８である第１
   項記載の磁気光学記憶素子。 ４、屈折率の差がスパッタリング時のスパッタガス圧力
   の差により得られる第３項記載の磁気光学記憶素子。