DE69836571T2

DE69836571T2 - Magnetooptisches Speichermedium und dazugehöriges Wiedergabeverfahren

Info

Publication number: DE69836571T2
Application number: DE69836571T
Authority: DE
Inventors: Akira Takahashi; Michinobu Mieda; Naoyasu Iketani; Go Mori; Junsaku Nakajima; Yoshiteru Murakami; Junji Hirokane
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2018-03-07
Also published as: KR19980079926A; EP1420400A1; EP0863504A3; CN1201227A; CN100338672C; CN1577557A; DE69836571D1; EP1422708A1; CN1187746C; EP1420400B1; EP0863504A2; KR100334413B1; US6147939A; US6272077B1; DE69839787D1; EP0863504B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Speichermedium, z.B. eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Band oder eine magnetooptische Karte, welches in einem magnetooptischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät verwendet wird. Die Erfindung betrifft weiter ein Wiedergabeverfahren dafür.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Vergangenheit wurden magnetooptische Speichermedien als wiederbeschreibbare optische Speichermedien verwendet. Bei dieser Art magnetooptischer Speichermedien wird auf dem magnetooptischen Speichermedium aufgezeichnete Information dadurch wiedergegeben, dass ein durch einen Halbleiterlaser projizierter Lichtstrahl darauf fokussiert wird. Ein Problem bei dieser Art magnetooptischer Speichermedien ist, dass die Wiedergabecharakteristika sich verschlechtern, falls der Durchmesser und der Zwischenraum oder das Intervall zwischen Aufzeichnungsbits, welche magnetische Domänen zum Aufzeichnen sind, zu gering ausfallen, und zwar im Hinblick auf den Durchmesser des verwendeten Lichtstrahls.
Dieses Problem wird dadurch verursacht, dass es dann nicht mehr möglich ist, die individuellen Aufzeichnungsbits voneinander zu unterscheiden und wiederzugeben, weil benachbarte Aufzeichnungsbits innerhalb desselben Durchmessers des Lichtstrahls, der auf ein Zielaufzeichnungsbit gerichtet wird, liegen.
Um das vorangehend beschriebene Problem zu lösen, schlägt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 6-150418/1994 (Tokukaihei 6-150418, korrespondierend zur US-Patentanmeldung Nr. 08/147,373), (nachfolgend als herkömmliches Beispiel 1 bezeichnet) vor, ein magnetooptisches Speichermedium mit einer nichtmagnetischen Zwischenschicht zwischen einer Wiedergabeschicht auszubilden, welche bei Raumtemperatur eine Magnetisierung in der Ebene aufweist, jedoch zu einem Zustand mit senkrechter Magnetisierung übergeht, wenn die Temperatur ansteigt. Des Weiteren ist dort eine Aufzeichnungsschicht vorgeschlagen, bei welcher die Wiedergabeschicht und die Aufzeichnungsschicht magnetostatisch miteinander gekoppelt sind.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, dass individuelle Aufzeichnungsbits voneinander unterschieden und wiedergegeben werden können, und zwar selbst dann, falls benachbarte Aufzeichnungsbits innerhalb eines Durchmessers des fokussierten Lichtstrahls liegen, weil Bereiche der Wiedergabeschicht, welche in der Ebene magnetisiert sind, in den magnetischen Domänen der Aufzeichnungsschicht aufgezeichnete Informationen maskieren.
Die Publikation "Magnetic domain expansion readout for amplification of an ultra high density magneto-optical recording signal,", Appl. Phys. Lett. 69(27), S. 4257-59 (nachfolgend als herkömmliches Beispiel 2 bezeichnet) offenbart eine Struktur oder einen Aufbau, bei welchen zwischen einer Wiedergabeschicht und einer Aufzeichnungsschicht eine nichtmagnetische Zwischenschicht vorgesehen ist. Bei diesem Aufbau wird mittels eines durch die Aufzeichnungsschicht erzeugten Magnetfeldes die Information der Aufzeichnungsschicht in eine Domäne der Wiedergabeschicht kopiert, welche größer ist als die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht. Bei dieser herkömmlichen Technik wird also ein Expansionsverfahren für magnetische Domänen offenbart, bei welchem durch Kopieren der Information aus der Aufzeichnungsschicht in eine größere magnetische Domäne der Wiedergabeschicht die Wiedergabe über die Wiedergabeschicht ausgeführt wird.
Es wurde jedoch bei dem herkömmlichen Beispiel 1 bestätigt, dass die Stärke des Wiedergabesignals sinkt, wenn noch kleinere Aufzeichnungsbits und geringere Intervalle oder Abstände zwischen diesen beim Durchführen des Aufzeichnens und Wiedergebens verwendet werden, und dass ein ausreichendes Wiedergabesignal nicht erzielt werden kann.
Ferner besteht beim Vergleichsbeispiel 2 ein Problem darin, dass mit hoher Aufzeichnungsdichte, wenn viele Aufzeichnungsbits in der Nähe einer magnetischen Domäne der Wiedergabeschicht liegen, die Magnetfelder einer Vielzahl Aufzeichnungsbits auf die Wiedergabeschicht einwirken und es unmöglich machen, dass die Magnetisierung eines einzelnen Zielaufzeichnungsbits in korrekter Art und Weise auf die Wiedergabeschicht übertragen wird. Dies führt dazu, dass sich die Qualität des Wiedergabesignals verschlechtert.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-143041/1989 (Tokukaihei 1-143041) offenbart ein magnetooptisches Speichermedium, bei welchen in eine Aufzeichnungsschicht eingeschriebene Information wiedergegeben wird durch Kopieren in eine magnetische Domäne in der Wiedergabeschicht. Bei diesem Medium kann durch Wiedergabe mittels der Expansion oder Aufweitung magnetischer Domänen das Wiedergabesignal verstärkt werden. Zusätzlich schlagen die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-7350/1996 (Tokukaihei 8-7350) und die Veröffentlichung Abstracts of Papers of Twentieth Japan Applied Magnetics Conference (1996), 22pE-4, S. 313 ein magnetooptisches Speichermedium vor, bei welchem während der Wiedergabe ein magnetisches Pulsfeld in Synchronizität mit dem Aufzeichnungssignal verwendet wird, um während der Wiedergabe die magnetische Domäne aufzuweiten oder zu expandieren und danach wieder zu reduzieren, wodurch die Stärke des Wiedergabesignals erhöht wird.
Jedoch bestehen bei dem vorangehend beschriebenen Stand der Technik bei diesem herkömmlichen Verfahren gemäß der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-143041/1989, der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-7350/1996 und bei der Veröffentlichung Abstracts of Papers of Twentieth Japan Applied Magnetics Conference (1996), 22pE-4, S. 313 Probleme dahingehend, dass, wenn ein Intervall oder ein Zwischenraum zwischen Aufzeichnungsbits klein genug wird, benachbarte Bits innerhalb eines Durchmessers des auf ein Zielbit fokussierten Strahls liegen, die Vorgänge der Expansion der magnetischen Domänen und deren Wiedergabe instabil werden, wie das auch im Zusammenhang mit den Fällen der herkömmlichen Beispiele 1 und 2 beschrieben wurde. Dadurch kann ein ausreichendes Wiedergabesignal mit einer ausreichenden Qualität nicht erhalten werden.
Das Dokument JP-A-08-273223 offenbart ein magnetooptisches Speichermedium mit einer Aufzeichnungsschicht, die von einer senkrecht magnetisierten Schicht gebildet wird, mit einer Wiedergabeschicht, die zumindest in nerhalb einer Signalwiedergabedomäne eine senkrechte Magnetisierung aufweist und die magnetisch mit der Aufzeichnungsschicht gekoppelt ist, sowie mit einer magnetischen Maskierungsschicht, die neben der Wiedergabeschicht ausgebildet ist und welche zumindest bei Raumtemperatur eine magnetische Kopplung der Aufzeichnungsschicht mit der Wiedergabeschicht unterdrückt, wobei die magnetische Maskierungsschicht eine Schicht mit einer gesamten Magnetisierung ist, deren Richtung zumindest bei Raumtemperatur der Richtung der gesamten Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht entgegengesetzt ausgerichtet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um die vorangehend beschriebenen Probleme zu lösen. Ihre Zielsetzung ist, ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium und ein Widergabeverfahren dafür zu schaffen, welche in der Lage sind, eine ausreichende Wiedergabesignalqualität selbst dann bereitzustellen, wenn unter der Verwendung kleiner Wiedergabebitdurchmesser und eines noch kleineren Intervalls oder Zwischenraums zwischen Wiedergabebits aufgezeichnet und wiedergegeben wird.
Zur Erreichung dieser Zielsetzungen weist ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine Aufzeichnungsschicht aus einer senkrecht magnetisierten Schicht, eine Wiedergabeschicht mit einer senkrechten Magnetisierung zumindest innerhalb einer Signalwiedergabedomäne, welche magnetisch an die Aufzeichnungsschicht gekoppelt ist, sowie eine magnetische Maskierungsschicht getrennt von der Wiedergabeschicht auf, welche zumindest bei Raumtemperatur eine magnetische Kopplung der Aufzeichnungsschicht mit der Wiedergabeschicht unterdrückt, wobei die magnetische Maskierungsschicht eine magnetische Schicht mit einer Gesamtmagnetisierung ist, deren Richtung zumindest bei Raumtemperatur der Richtung der Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht entgegengesetzt ist, wobei die magnetische Maskierungsschicht eine Curietemperatur aufweist, welche geringer ist als die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht.
Aufgrund der vorangehend beschriebenen Struktur oder des vorangehend beschriebenen Aufbaus unterdrückt die magnetische Maskierungsschicht einen magnetischen Leckfluss von der Aufzeichnungsschicht zur Wiedergabeschicht zumindest bei Raumtemperatur, so dass es möglich wird, den Einfluss der Magnetisierung benachbarter magnetischer Domänen während der Wiedergabe zu eliminieren und Informationen ausschließlich aus einer gewünschten magnetischen Domäne auszuwählen, wodurch sich eine erhöhte Aufzeichnungsdichte realisieren lässt.
Aufgrund dieser Maßnahmen und mit der vorangehend beschriebenen Struktur wird es möglich, Aufzeichnungsvorgänge und Wiedergabevorgänge unter Verwendung eines kleinen Aufzeichnungsbitdurchmessers und eines Aufzeichnungsbitabstandes durchzuführen, wobei eine ausreichende Wiedergabesignalqualität bestehen bleibt.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß einer Ausführungsform weist eine Aufzeichnungsschicht aus einer senkrecht magnetisierten Schicht, eine Wiedergabeschicht mit einer senkrechten Magnetisierung zumindest innerhalb Signalwiedergabedomäne auf, welche magnetisch gekoppelt ist (z.B. mittels einer magnetostatischen Kopplung) zur Wiedergabeschicht und welche eine stabile magnetische Wiedergabedomäne aufweist, die größer ist als die magnetische Wiedergabedomäne in der Aufzeichnungsschicht, wobei diese durch Projektion eines Lichtstrahls erzeugt wird. Daneben ist getrennt von der Wiedergabeschicht eine magnetische Maskierungsschicht vorgesehen, welche zumindest bei Raumtemperatur die magnetische Kopplung der Aufzeichnungsschicht und der Wiedergabeschicht unterdrückt. Die oben erwähnte Signalwiedergabedomäne ist eine Domäne des Mediums, welche auf eine Wiedergabetemperatur aufgeheizt wird, und zwar mittels Projektion eines Lichtstrahls.
Bei der vorangehend beschriebenen Struktur kann die Stärke des Wiedergabesignals gesteigert und somit die Wiedergabesignalqualität verbessert werden, indem in der Wiedergabeschicht eine magnetische Wiedergabedomäne größer ausgebildet wird als eine magnetische Aufzeichnungsdomäne in der Aufzeichnungsschicht.
Dabei wird bevorzugt, dass die magnetische Markierungsschicht von einer Schicht mit einer Magnetisierung in der Ebene gebildet wird, deren Magnetisierung mit höheren Temperaturen absinkt.
Bei dieser Struktur kann durch Verwendung der Schicht mit der Magnetisierung in der Ebene für die magnetische Maskierungsschicht bei Raumtemperatur die magnetische Schicht mit der Magnetisierung in der Ebene das von der Aufzeichnungsschicht erzeugte Magnetfeld einfangen oder halten, wodurch die magnetische Wiedergabeschicht vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht isoliert wird.
Dies bedeutet andererseits, dass, wenn durch Projektion eines Lichtstrahls von einem Wiedergabelaser eine Aufheizung oder dergleichen stattfindet, der oben beschriebene Isolationseffekt verloren geht, weil die Magnetisierung der Schicht mit der in der Ebene ausgebildeten Magnetisierung absinkt. Der magnetische Fluss der Aufzeichnungsschicht leckt durch die Wiedergabeschicht hindurch, und zwar im aufgeheizten Bereich. Dadurch wird der Wiedergabeschicht eine senkrechte Magnetisierung in Konformität mit derjenigen der Aufzeichnungsschicht gegeben.
Da nur die Information kleiner aufgeheizter Bereiche auf die Wiedergabeschicht übertragen wird, wird hier eine ausreichende Wiedergabesignalqualität selbst dann erreicht, wenn das Aufzeichnen und Wiedergeben mit kleinen Aufzeichnungsbitdurchmessern und -intervallen erfolgt.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass bei Raumtemperatur die Magnetisierung der magnetischen Maskierungsschicht (der Schicht mit der Magnetisierung in der Ebene) größer ist als diejenige der Aufzeichnungsschicht.
Bei diesem Aufbau kann der oben beschriebene Isolationseffekt mit größerer Sicherheit erreicht werden, wenn die Magnetisierung der magnetischen Maskierungsschicht bei Raumtemperatur größer ist als diejenige der Aufzeichnungsschicht. Gemäß dieser Erfindung ist die Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht geringer ausgebildet als diejenige der Aufzeichnungsschicht.
Bei diesem Aufbau wird während des Aufheizens während des Wiedergabevorgangs die magnetische Maskierungsschicht oberhalb der Curietemperatur aufgeheizt, bei welcher dann die magnetische Maskierungsschicht ihre Magnetisierung verliert. In diesem Fall kann die aufgezeichnete Information der Aufzeichnungsschicht in stabiler Art und Weise gehalten werden, weil es sichergestellt werden kann, dass die Aufzeichnungsschicht unterhalb ihrer Curietemperatur verbleibt, wenn die magnetische Maskierungsschicht ihre Maskierung verliert.
Es wird bevorzugt, dass die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht geringer ausgebildet ist als diejenige der Wiedergabeschicht.
Bei diesem Aufbau ist es vorteilhaft, dass die Wiedergabeschicht eine Curietemperatur aufweist, die höher ausgebildet ist als diejenige der Aufzeichnungsschicht, weil überragende Wiedergabecharakteristika in der Wiedergabeschicht notwendig sind.
Es wird bevorzugt, dass das magnetooptische Speichermedium aufeinander folgend auf einem Substrat aufgeschichtet ausgebildet wird, nämlich mit folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: einer transparenten dielektrischen Schicht, einer Wiedergabeschicht, einer nichtmagnetischen Zwischenschicht, einer magnetischen Maskierungsschicht, einer Aufzeichnungsschicht und einer Schutzschicht.
Mit diesem Aufbau kann ein Teil der Information, welcher in kleinen Aufzeichnungsbits der Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet ist, über die magnetische Maskierungsschicht ausgewählt und durch Expansion oder Aufweitung in eine große magnetische Domäne in der Wiedergabeschicht wiedergegeben werden. Daher kann auf diese Art und Weise ein ausreichend starkes Wiedergabesignal erreicht werden, und zwar selbst bei hohen Aufzeichnungsdichten.
Darüber hinaus kann gemäß der vorangehend beschriebenen Struktur die nichtmagnetische Zwischenschicht eine Austauschkopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht komplett ausschließen oder kurzschließen. Ferner kann eine gute magnetostatische Kopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der Aufzeichnungsschicht realisiert werden.
Es wird ferner bevorzugt, dass die Stärke der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer als 2 nm und nicht mehr als 40 nm beträgt.
Mit diesem Aufbau kann ein guter Zustand beim Maskieren der Aufzeichnungsschicht mittels der magnetischen Maskierungsschicht erzeugt und gehalten werden. Ferner ist auf stabile Art und Weise eine Expansion oder Aufweitung der magnetischen Domänen und damit eine entsprechende Wiedergabe möglich.
Vorzugsweise wird die magnetische Maskierungsschicht aus oder mit einer der folgenden Verbindungen oder Legierungen ausgebildet: GdFe-Legierung, GdFeAl-Legierung, GdFeTi-Legierung, GdFeTa-Legierung, GdFePt-Legierung, GdFeAu-Legierung, GdFeCu-Legierung, GdFeAlTi-Legierung, GdFeAlTa-Legierung, NdFe-Legierung, NdFeAl-Legierung, DyFe-Legierung und DyFeAl-Legierung.
Die Verwendung der vorangehend beschriebenen Verbindungen und Legierungen ermöglicht ein stabiles Ausbilden einer magnetischen Domäne in der Wiedergabeschicht und eine geeignete Antwort auf das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht. Somit kann eine gute Expansion oder Aufweitung der magnetischen Domänen und somit eine entsprechende Wiedergabe realisiert werden.
Die magnetische Maskierungsschicht kann auch eine Zusammensetzung aufweisen, wie sie durch die Formel (Gd_0.11Fe_0.89)_xAl_1-x gezeigt ist, wobei X (Atomverhältnis) nicht geringer ist als 0,30 und nicht größer als 1,00.
Bei dieser Zusammensetzung kann bei der Wiedergabe eine gute Austauschkopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Wiedergabeschicht realisiert werden, weil die magnetische Maskierungsschicht eine sehr gut geeignete magnetische Charakteristik aufweist. Eine Wiedergabe unter stabiler magnetischer Domänenexpansion ist somit möglich.
Es wird bevorzugt, dass die Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer ist als 60°C und nicht mehr beträgt als 220°C.
Mit diesem Aufbau blockiert oder maskiert auf magnetische Art und Weise die magnetische Maskierungsschicht die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht, da die magnetische Maskierungsschicht eine besonders geeignete Curietemperatur aufweist, und zwar bei Temperaturen unterhalb der Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht. Bei Temperaturen oberhalb der Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht kann eine gute magnetostatische Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Wiedergabeschicht erreicht werden, und es ist eine stabile Wiedergabe auf der Grundlage der Expansion magnetischer Domänen möglich.
Alternativ dazu kann die magnetische Maskierungsschicht auch eine magnetische Schicht sein, bei welcher bei Raumtemperatur die Richtung der gesamten Magnetisierung entgegengesetzt ist zur Richtung der gesamten Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht.
Bei dieser Struktur wird die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht ausschließlich aufgrund des Einflusses des Aufzeichnungsbits im Zentrum oder in der Mitte des Lichtstrahlflecks bestimmt, weil das magnetische Feld, welches von der Aufzeichnungsschicht erzeugt wird und welches die Wiedergabeschicht beeinflusst, reduziert werden kann. Dadurch wird es möglich, eine stabile Wiedergabe unter Verwendung kleiner Aufzeichnungs- bitabstände oder -intervalle und kleiner Aufzeichnungsbitdurchmesser zu erreichen.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Aufzeichnungsschicht aus einer Schicht aus seltenen Erden-Übergangsmetalllegierungen besteht, welche reich sind an Übergangsmetallen und zwar in einem Bereich von der Raumtemperatur zur Curietemperatur. Ferner wird bevorzugt, dass die magnetische Maskierungsschicht (magnetische Schicht) eine Schicht mit einer senkrechten Magnetisierung ist, die aus einer seltenen Erden-Übergangsmetalllegierung besteht, die zumindest bei Raumtemperatur reich ist an seltenen Erden-Metallen. Die Aufzeichnungsschicht wird so geschaffen, dass die Richtung der Magnetisierung ihres Übergangsmetalluntergitters konform ist zur Richtung der Magnetisierung des Übergangsmetalluntergitters der Aufzeichnungsschicht.
Mit diesem Aufbau kann die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht während des Wiedergebens bestimmt werden ausschließlich durch den Einfluss des Aufzeichnungsbits in der Mitte oder im Zentrum des Lichtstrahlflecks, und zwar durch Reduzieren des von der Aufzeichnungsschicht erzeugten Magnetfelds in den Bereichen niedriger Temperatur, weil die an Seltenerden-Metall reiche magnetische Maskierungsschicht benachbart vorgesehen ist zur an Übergangsmetall reichen Aufzeichnungsschicht, wodurch es möglich wird, eine stabile Wiedergabe unter Verwendung kleiner Aufzeichnungsbitabstände oder -intervalle und kleiner Aufzeichnungsbitdurchmesser zu erreichen.
Es wird auch bevorzugt, dass die magnetische Maskierungsschicht eine magnetische Schicht ist, deren Magnetisierung bei hohen Temperaturen reduziert ist.
Bei diesem Aufbau kann im Bereich niedriger Temperaturen das Lecken des magnetischen Flusses von der Aufzeichnungsschicht zur Wiedergabeschicht unterdrückt werden. Es ist auch möglich, im Bereich hoher Temperaturen den magnetischen Fluss der Aufzeichnungsschicht leckend zur Wiedergabeschicht auszubilden. Entsprechend diesem Aufbau kann die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht mit einiger Sicherheit bestimmt werden auf der Grundlage der Information eines einzelnen Aufzeichnungsbits der Aufzeichnungsschicht. Daher kann die Wiedergabesignalqualität verbessert werden.
Es wird bevorzugt, dass die Gesamtmagnetisierung der magnetischen Maskierungsschicht bei Raumtemperatur im Wesentlichen gleich ist zur Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht bei Raumtemperatur.
Mit diesem Aufbau kann die Wirkung des magnetischen Feldes der Aufzeichnungsschicht auf die Wiedergabeschicht im Bereich niedriger Temperaturen unterdrückt werden. Folglich kann die Wiedergabesignalqualität weiter verbessert werden.
Es wird bevorzugt, dass die Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht niedriger liegt als diejenige der Aufzeichnungsschicht.
Bei diesem Aufbau kann während des Wiedergabevorgangs die magnetische Maskierungsschicht in den Bereich ihrer Curietemperatur hin aufgeheizt werden, um dadurch ihre Magnetisierung abzusenken, während bei derselben Temperatur die Aufzeichnungsschicht die auf ihr aufgezeichnete Information beibehält.
Es wird bevorzugt, dass die Ausgleichstemperatur oder Kompensationstemperatur der magnetischen Maskierungsschicht niedriger liegt als die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht.
Durch diesen Aufbau kann während des Wiedergabevorgangs erreicht werden, dass die magnetische Maskierungsschicht, welche eine isolierende Schicht ist, bis in den Bereich ihrer Kompensationstemperatur hin aufgeheizt wird, wodurch ihre Magnetisierung abgesenkt wird oder reduziert wird, während bei derselben Temperatur die Aufzeichnungsschicht die in ihr aufgezeichnete Information hält.
Es wird bevorzugt, dass das magnetooptische Speichermedium mit einer aufeinander folgenden Aufschichtung auf dem Substrat in folgender Form ausgebildet ist: eine transparente dielektrische Schicht, eine Wiedergabeschicht, eine nichtmagnetische Zwischenschicht, eine magnetische Maskierungsschicht, eine Aufzeichnungsschicht und eine Schutzschicht, und zwar in dieser Reihenfolge.
Bei diesem Aufbau kann ein Bereich des in kleinen Aufzeichnungsbits in der Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Informationsinhalts durch die magnetische Maskierungsschicht (isolierende Schicht) ausgewählt und in größere magnetische Domänen in der Wiedergabeschicht expandiert und somit in stabiler Art und Weise wiedergegeben werden. Darüber hinaus kann die nichtmagnetische Zwischenschicht die Austauschkopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht vollständig ausschließen oder kurzschließen. Es ist eine gute magnetostatische Kopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht möglich.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Schichtstärke der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer ist als 10 nm und nicht mehr beträgt als 60 nm.
Mit diesem Aufbau kann die Wirkung oder der Effekt der magnetischen Maskierungsschicht (isolierende Schicht) des Maskierens der Wiedergabeschicht in Bezug auf das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht weiter verbessert werden. Da die Schichtstärke der Wiedergabeschicht besonders geeignet ist, ergibt sich ein besonders geeignetes Wiedergabesignal.
Alternativ wird bevorzugt, dass das magnetooptische Speichermedium mit einer aufeinander folgenden Abfolge von Schichten auf einem Substrat wie folgt ausgebildet ist: eine transparente dielektrische Schicht, eine Wiedergabeschicht, eine nichtmagnetische Zwischenschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine magnetische Maskierungsschicht (die magnetische Schicht, welche eine isolierende Schicht ist) und eine Schutzschicht, und zwar in dieser Reihenfolge.
Mit diesem Aufbau kann ein Bereich oder Teil der in keinen Aufzeichnungsbits in der Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Information durch die magnetische Maskierungsschicht (isolierende Schicht) ausgewählt, in größere magnetische Domänen in der Wiedergabeschicht expandiert oder aufgeweitet und in stabiler Art und Weise wiedergegeben werden. Darüber hinaus kann die nichtmagnetische Zwischenschicht, die Austauschkopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht vollständig ausschließen oder kurzschließen. Es ist eine gute magnetostatische Kopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht möglich.
Ferner kann mit diesem Aufbau erreicht werden, dass die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht auf einfachere Art und Weise in die Wiedergabeschicht kopiert wird, nämlich durch Vorsehen der magnetischen Maskierungsschicht in der vorangehend beschriebenen Anordnung oder Reihenfolge, und zwar in Bezug auf die das Signal wiedergebende Domäne. Dadurch kann der Bereich möglicher Schichtstärken für die magnetische Maskierungsschicht erweitert werden.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Schichtstärke der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer ist als 10 nm und nicht mehr beträgt als 80 nm.
Bei diesem Aufbau kann die Wirkung oder der Effekt der magnetischen Maskierungsschicht, nämlich das Maskieren der Wiedergabeschicht vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht, verbessert werden und es ergibt sich eine gute Wiedergabesignalqualität.
Bevorzugt wird die magnetische Maskierungsschicht mit oder aus einer der folgenden Verbindungen oder Legierungen gebildet: GdDyFe-Legierung, TbFe-Legierung, DyFe-Legierung, GdFe-Legierung, GdTbFe-Legierung, DyFe-Co-Legierung und TbFeCo-Legierung.
Durch Verwenden dieser Verbindungen oder Legierungen wird die Wirkung oder der Effekt der magnetischen Maskierungsschicht, nämlich das Maskieren der Wiedergabeschicht vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht, verbessert und es ergibt sich eine gute Wiedergabesignalqualität.
Es wird weiter bevorzugt, dass die Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer als 80°C und nicht über 220°C eingestellt wird.
Im Bereich niedriger Temperaturen kann durch diesen Aufbau weiter die Wirkung oder der Effekt der magnetischen Maskierungsschicht, welche eine isolierende Schicht ist, nämlich das Maskieren der Wiedergabeschicht von dem Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht verbessert werden. Des Weiteren kann im Bereich höherer Temperaturen (im Bereich der Wiedergabetemperatur) das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht zur Wiedergabeschicht hindurch lecken. Aus diesen Gründen kann gemäß diesem Aufbau eine gute Wiedergabesignalqualität erreicht werden.
Bevorzugt wird, dass die Ausgleichstemperatur oder Kompensationstemperatur der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer als 80°C und nicht oberhalb von 220°C eingestellt wird.
Im Bereich niedriger Temperaturen kann diese Struktur weiter die Wirkung oder den Effekt der magnetischen Maskierungsschicht, welche eine isolierende Schicht ist, nämlich das Maskieren der Wiedergabeschicht vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht, verbessert. Ferner kann im Bereich hoher Temperatur (im Bereich der Wiedergabetemperatur) das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht zur Wiedergabeschicht hindurch lecken. Aus diesen Gründen kann mit diesem Aufbau eine gute Wiedergabesignalqualität erreicht werden.
Alternativ dazu kann die magnetische Maskierungsschicht eine magnetische Schicht sein, welche eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung bei Raumtemperatur aufweist und eine senkrecht ausgebildete Magnetisierung oberhalb einer vorbestimmten Temperatur, welche die Temperatur ist, oberhalb der während des Wiedergabevorgangs aufgeheizt wird.
Bei diesem Aufbau kann bei Raumtemperatur die magnetische Maskierungsschicht das Magnetfeld, welches von der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, absorbieren und die Wiedergabeschicht vom Magnetfeld, welches von der Aufzeichnungsschicht erzeugt wird, isolieren.
Darüber hinaus wird der durch Projektion des Lichtstrahls vom Wiedergabelaser aufgeheizte Bereich der magnetischen Maskierungsschicht in den Bereich um seine Kompensationstemperatur herum aufgeheizt und zeigt dort eine senkrechte Magnetisierung und verliert somit die oben beschriebene isolierende Wirkung. Im Ergebnis davon wird im aufgeheizten Bereich er reicht, dass der magnetische Fluss von der Aufzeichnungsschicht zur Wiedergabeschicht hindurch leckt. Die Wiedergabeschicht kann mit einer senkrechten Magnetisierung konform zu derjenigen der Aufzeichnungsschicht ausgebildet werden.
Dabei wird dann eine ausreichende Wiedergabesignalqualität erhalten, selbst dann, wenn kleine Aufzeichnungsbitdurchmesser und ein kleiner Abstand zwischen Aufzeichnungsbit verwendet werden, weil ausschließlich Information in dem kleinen Bereich, welcher aufgeheizt wird, an die Wiedergabeschicht übertragen wird.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Curietemperatur der magnetischen Maskierungsschicht (magnetische Schicht) niedriger eingestellt wird als diejenige der Aufzeichnungsschicht.
Bei diesem Aufbau kann während des Aufzeichnens der Information der Einfluss der magnetischen Maskierungsschicht auf die Aufzeichnungsschicht verhindert werden und folglich kann die Information in der Aufzeichnungsschicht mit einiger Sicherheit aufgezeichnet werden.
Es wird bevorzugt, dass die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht geringer ist als diejenige der Wiedergabeschicht.
Bei diesem Aufbau ist es vorteilhaft, dass die Wiedergabeschicht eine Curietemperatur aufweist, die höher liegt als diejenige der Aufzeichnungsschicht, da überragende Wiedergabecharakteristika in der Wiedergabeschicht benötigt werden.
Es wird bevorzugt, dass das magnetooptische Speichermedium mit einer aufeinander folgenden Schichtung auf einem Substrat wie folgt ausgebildet ist: eine transparente dielektrische Schicht, eine Wiedergabeschicht, eine nichtmagnetische Zwischenschicht, eine magnetische Maskierungsschicht (die magnetische Schicht, welche eine isolierende Schicht ist), eine Aufzeichnungsschicht und eine Schutzschicht, und zwar in dieser Reihenfolge.
Mit diesem Aufbau kann ein Teil oder ein Bereich der in kleinen Aufzeichnungsbits der Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Information durch die magnetische Maskierungsschicht (isolierende Schicht) ausgewählt, in größere magnetische Domänen in der Wiedergabeschicht expandiert oder aufge weitet und in stabiler Art und Weise wiedergegeben werden. Im Ergebnis davon kann mit diesem Aufbau ein ausreichend starkes Wiedergabesignal selbst bei hohen Aufzeichnungsdichten erhalten werden.
Darüber hinaus kann die nichtmagnetische Zwischenschicht die Austauschkopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht vollständig ausschließen oder kurzschließen. Eine gute magnetische Kopplung zwischen der Wiedergabeschicht und der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht kann realisiert werden.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Stärke der magnetischen Maskierungsschicht nicht geringer ist als 2 nm und nicht mehr beträgt als 40 nm.
Bei diesem Aufbau kann die Wirkung der magnetischen Maskierungsschicht (der in der Ebene magnetisierten Schicht), nämlich das Maskieren, auf die Aufzeichnungsschicht optimiert werden. Des Weiteren ist eine stabile Wiedergabe auf der Grundlage der Expansion oder Aufweitung magnetischer Domänen möglich.
Bevorzugt wird, dass die magnetische Maskierungsschicht aus einer der vorliegenden Verbindungen oder Legierungen hergestellt wird: GdDyCo-Legierung, GdNdFe-Legierung, GdNdFeCo-Legierung, GdTbFe-Legierung, GdTbFeCo-Legierung, GdDyFeCo-Legierung, GdyFe-Legierung und GdFe-Legierung.
Mit diesem Aufbau ist es möglich, in der Wiedergabeschicht eine stabile magnetische Domäne zu generieren. Entsprechend ist es möglich, auf das magnetische Feld der Aufzeichnungsschicht in korrekter Art und Weise zu reagieren. Es ergibt sich somit eine gute Wiedergabemöglichkeit auf der Grundlage der Aufweitung oder Expansion magnetischer Domänen.
Es wird bevorzugt, dass die Zusammensetzung der magnetischen Maskierungsschicht auf der Grundlage von Gd_x(Fe_0.80Co_0.20)_1-x gewählt wird, wobei X (Atomverhältnis) nicht geringer ist als 0,22 und nicht mehr beträgt als 0,35.
Mit dieser Zusammensetzung können eine gute Austauschkopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht und der magnetischen Maskierungsschicht sowie eine gute Wiedergabe auf der Grundlage der Aufweitung oder Expansi on magnetischer Domänen erreicht werden, weil die magnetische Maskierungsschicht dann die am geeignetsten ausgebildeten magnetischen Charakteristiken aufweist.
Bei einem magnetooptischen Speichermedium mit einer Schicht mit einer in der Ebene gegebenen Magnetisierung als magnetischer Maskierungsschicht und mit einer nichtmagnetischen Zwischenschicht wird bevorzugt, dass die Schichtstärke der Wiedergabeschicht nicht geringer ist als 10 nm und nicht mehr beträgt als 80 nm.
Durch Einstellen der Schichtstärke der Wiedergabeschicht innerhalb des vorangehend beschriebenen Bereiches kann mit diesem Aufbau die magnetische Domäne in der Wiedergabeschicht stabilisiert werden. Der Interferenzeffekt des Lichts kann dadurch maximiert werden. Es ergibt sich somit eine gute Wiedergabesignalqualität.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht nicht geringer ist als 1 nm und nicht mehr beträgt als 80 nm.
Da die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht den geeignetsten Wert aufweist, kann mit diesem Aufbau ein guter Zustand der magnetischen Kopplung realisiert werden, wodurch eine magnetische Wiedergabe mit extrem hoher Auflösung ermöglicht wird. Ferner ist auch der optische Interferenzeffekt gesteigert.
In diesem Fall kann auch eine reflektive Schicht benachbart zur nichtmagnetischen Zwischenschicht und auf der Oberfläche davon, die der Aufzeichnungsschicht gegenübersteht, vorgesehen sein.
Bei diesem Aufbau kann durch Vorsehen der reflektiven Schicht zusätzlich zum Kerr-Effekt aufgrund der Reflexion des Wiedergabelichtstrahls von der Wiedergabeschicht der Faraday-Effekt aufgrund der Reflexion des durch die Wiedergabeschicht passierenden Lichts genutzt werden. Im Ergebnis davon ergibt sich bei diesem Aufbau eine bessere Wiedergabesignalqualität. Diese kann garantiert werden, selbst dann, wenn die Schichtstärke der Wiedergabeschicht weiter vermindert wird.
Da das Wiedergabelicht, welches durch die Wiedergabeschicht hindurch passiert durch die Reflexionsschicht reflektiert wird, kann bei diesem Aufbau die Wiedergabe von Information von der Aufzeichnungsschicht, welche für die Signalwiedergabe unnötig ist, optisch ausgeschlossen werden und die Signalwiedergabecharakteristika werden verbessert.
In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die Reflexionsschicht aus Al gebildet wird und dass die Schichtstärke nicht geringer als 2 nm und nicht mehr als 40 nm ist.
Durch Einstellen der Schichtstärke der Reflexionsschicht oder reflektiven Schicht in den vorangehend beschriebenen Wertebereich ist bei diesem Aufbau die Al-Reflexionsschicht mit einer besonders geeigneten Schichtstärke ausgebildet. Entsprechend wird der Wiedergabelichtstrahl von der Reflexionsschicht reflektiert und dadurch werden die Signalwiedergabecharakteristika der Wiedergabe mit besonders hoher magnetischer Auflösung verbessert. Es wird möglich, die magnetostatische Kopplungskraft zwischen der Wiedergabeschicht und der Aufzeichnungsschicht in einem guten Zustand zu halten.
Es wird bevorzugt, dass die Reflexionsschicht aus einer Verbindung oder Legierung von Aluminium mit einem magnetischen Metall ausgebildet wird.
Da die Verbindung und die Legierung eine geringere Wärmeleitfähigkeit hat als Aluminium allein, kann bei diesem Aufbau die Temperatur des Mediums, wenn es durch den Lichtstrahl (Laserstrahl) aufgeheizt wird, mit einer steilen Verteilung ausgebildet werden. Aus diesem Grund kann eine gute magnetische Verstärkung mit einer entsprechenden Wiedergabe realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der reflektiven Schicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht werden verbessert, so dass ein magnetooptisches Speichermedium bereitgestellt werden kann, welches in der Lage ist, ein Löschen unter Verwendung eines geringeren magnetischen Löschfeldes durchzuführen.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Zusammensetzung der Reflexionsschicht gemäß Al_1-xFe_x mit X (Atomverhältnis) nicht weniger als 0,2 und nicht mehr als 0,50 ausgebildet wird.
Mit diesem Aufbau kann eine Wiedergabe mit guter magnetischer Verstärkung realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der Reflexionsschicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht sind verbessert, so dass es möglich ist, ein magnetooptisches Speichermedium zu schaffen, welches in der Lage ist, das Löschen mit einem geringeren magnetischen Löschfeld zu realisieren.
Die Reflexionsschicht kann auch eine Zusammensetzung gemäß der Formal Al_1-xNi_x besitzen, wobei X (Atomverhältnis) nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,50 beträgt.
Mit diesem Aufbau kann eine Wiedergabe mit guter magnetischer Verstärkung realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der Reflexionsschicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht sind verbessert, so dass es möglich ist, ein magnetooptisches Speichermedium zu schaffen, welches in der Lage ist, das Löschen mit einem geringeren magnetischen Löschfeld zu realisieren.
Alternativ dazu kann die Reflexionsschicht gebildet werden von einer Verbindung oder einer Legierung aus Al und einem nichtmagnetischen Metall.
Mit diesem Aufbau kann eine Wiedergabe mit guter magnetischer Verstärkung realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der Reflexionsschicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht sind verbessert, so dass es möglich ist, ein magnetooptisches Speichermedium zu schaffen, welches in der Lage ist, das Löschen mit einem geringeren magnetischen Löschfeld zu realisieren.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das oben beschriebene nichtmagnetische Metall eines der chemischen Elemente der folgenden Aufzählung ist: Ti, Ta, Pt, Au, Cu und Si.
Mit diesem Aufbau kann eine Wiedergabe mit guter magnetischer Verstärkung realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der Reflexionsschicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht sind verbessert, so dass es möglich ist, ein magnetooptisches Speichermedium zu schaffen, welches in der Lage ist, das Löschen mit einem geringeren magnetischen Löschfeld zu realisieren.
Dabei wird auch bevorzugt, dass die oben beschriebene Verbindung oder Legierung von Al mit einem nichtmagnetischen Metall eine Zusammensetzung gemäß der Formel Al_1-xTi_x besitzt, wobei X (Atomverhältnis) nicht geringer ist als 0,02 und nicht mehr als 0,98.
Mit diesem Aufbau kann eine Wiedergabe mit guter magnetischer Verstärkung realisiert werden und die magnetischen Charakteristika der auf der Reflexionsschicht ausgebildeten Aufzeichnungsschicht sind verbessert, so dass es möglich ist, ein magnetooptisches Speichermedium zu schaffen, welches in der Lage ist, das Löschen mit einem geringeren magnetischen Löschfeld zu realisieren.
Bei einem magnetooptischen Speichermedium mit einem in der Ebene magnetisierten Schicht als Maskierungsschicht und mit einer nichtmagnetischen Zwischenschicht kann eine Wärmeverteilungs- oder Wärmedissipationsschicht auf der Oberfläche der protektiven oder Schutzschicht vorgesehen sein, welche vom Substrat selbst abgewandt ist.
Durch Vorsehen der Wärmedissipationsschicht wird bei diesem Aufbau die Temperaturverdrängung des magnetooptischen Mediums, wenn es durch den Lichtstrahl (Laserstrahl) aufgeheizt wird, steiler. Im Ergebnis davon kann bei diesem Aufbau durch die steile Temperaturverteilung die Wirkung oder der Effekt der magnetischen Maskierungsschicht, nämlich des Maskierens der Wiedergabeschicht vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht verstärkt werden, so dass dadurch die Wiedergabecharakteristika weiter verbessert werden.
Bei einem magnetooptischen Speichermedium mit einer Wiedergabeschicht, einer Aufzeichnungsschicht und einer magnetischen Maskierungsschicht wird bevorzugt, dass die Wiedergabeschicht eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung bei Raumtemperatur besitzt und eine senkrechte Magnetisierung bei einer höheren Temperatur.
Da die Wiedergabeschicht bei Raumtemperatur eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung besitzt, kann bei diesem Aufbau die Wiedergabe unnötiger Signale von der Wiedergabeschicht unterdrückt werden, wodurch die Wiedergabesignalqualität verbessert wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass es möglich ist, den gesamten Bereich der Wiedergabeschicht außerhalb der magnetischen Domäne, die darin ausgebildet ist, als Rauschkomponente zu behandeln. Falls aber, wie das hier der Fall ist, eine Wiedergabeschicht eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung bei Raumtemperatur besitzt, hat nur die magnetische Domäne, die von der Aufzeichnungsschicht kopiert wird, eine senkrechte Magnetisierung, und es ist möglich, ausschließlich das Signal des Bereichs mit der senkrechten Magnetisierung wiederzugeben.
Es wird auch bevorzugt, dass die Wiedergabeschicht eine mehrschichtige Schicht ist, die von alternierenden Schichten von Co und Pt gebildet wird.
Mittels dieser mehrschichtigen Schicht wird bei diesem Aufbau ein guter CNR-Wert (carrier-to-noise ratio; Trägersignal-zu-Rauschverhältnis) selbst dann erhalten, wenn als Lichtstrahl ein Strahl eines Lasers mit kurzer Wellenlänge verwendet wird.
Ein Wiedergabeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Wiedergeben von Information von dem vorangehend beschriebenen magnetooptischen Speichermedium, welches mit einer Wiedergabeschicht, einer Aufzeichnungsschicht und einer magnetischen Maskierungsschicht ausgebildet ist, wobei das Verfahren einen Schritt aufweist, während dessen ein Lichtstrahl in Pulsform auf das magnetooptische Speichermedium projiziert wird.
Um zu einer sanften und kontinuierlichen Wiedergabe und entsprechenden Wiedergabeoperationen beizutragen, und zwar beim Wiedergeben und dem nachfolgenden Löschen jeder magnetischen Domäne, die in der Wiedergabeschicht während der Wiedergabe von Information vom magnetooptischen Speichermedium ausgebildet wird, wird bei dem vorangehend beschriebenen Verfahren der wiedergebende Lichtstrahl oder Wiedergabelichtstrahl (Laserstrahl) in Pulsform imitiert. Dadurch ist es möglich, die magnetische Domäne zu löschen, wenn der Lichtstrahl ausgeschaltet ist und, wenn der Laserstrahl eingeschaltet ist, die Temperatur des Mediums anzuheben und die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht auf die Wiedergabeschicht zu kopieren und das Signal wiederzugeben. Dadurch wird die Wiedergabesignalqualität gesteigert.
Das erfindungsgemäße Wiedergabeverfahren kann des Weiteren einen Schritt aufweisen, bei welchem während der Wiedergabe ein Lichtstrahl auf das magnetooptische Speichermedium projiziert wird und die magnetische Maskierungsschicht oberhalb ihrer Curietemperatur aufgeheizt wird. Dieses Wiedergabeverfahren ist insbesondere bevorzugt, wenn die magnetische Maskierungsschicht des magnetooptischen Speichermediums von einer Schicht mit einer Magnetisierung in der Ebene ausgebildet wird, deren Magnetisierung bei hohen Temperaturen absinkt.
Bei dem vorangehend beschriebenen Verfahren verliert die magnetische Maskierungsschicht, beim Wiedergeben von Information vom magnetooptischen Speichermedium ihre Magnetisierung, wenn die magnetische Maskierungsschicht oberhalb ihrer Curietemperatur aufgeheizt wird und die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht kann in sanfter und kontinuierlicher Art und Weise während es Wiedergabevorgangs auf die Wiedergabeschicht kopiert werden.
Das erfindungsgemäße Wiedergabeverfahren kann auch einen Schritt aufweisen, bei welchem während des Wiedergabeprozesses ein Lichtstrahl auf das magnetooptische Speichermedium projiziert und die magnetische Maskierungsschicht oberhalb einer vorbestimmten Temperatur aufgeheizt wird. Dieses Wiedergabeverfahren wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die magnetische Maskierungsschicht des magnetooptischen Speichermediums aus einer magnetischen Schicht gebildet wird, die bei Raumtemperatur eine Magnetisierung in der Ebene und oberhalb der vorbestimmten Temperatur eine senkrechte Magnetisierung aufweist.
Bei dem vorangehend beschriebenen Verfahren kann die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht sanft und in kontinuierlicher Art und Weise während des Wiedergebens, wenn Information vom magnetooptischen Speichermedium wiedergegeben werden soll, wiedergegeben werden, wenn die magnetische Maskierungsschicht oberhalb der vorbestimmten Temperatur aufgeheizt wird, bei welcher ein Übergang zu einer senkrechten Magnetisierung stattfindet.
Bevorzugt wird, dass das magnetooptische Speichermedium aufeinander folgend geschichtet auf einem Substrat folgende Bestandteile aufweist: eine transparente dielektrische Schicht, eine Wiedergabeschicht, eine erste nichtmagnetische Zwischenschicht, eine magnetische Maskierungsschicht, eine zweite nichtmagnetische Maskierungsschicht, eine Aufzeichnungsschicht und eine schützende Schicht oder Schutzschicht und zwar in dieser Reihenfolge.
Bei diesem Aufbau kann ein Bereich der Information oder Anteil der Information, welcher in der Aufzeichnungsschicht in kleinen Aufzeichnungsbits aufgezeichnet ist, über die magnetische Maskierungsschicht ausgewählt und über eine Expansion in eine größere magnetische Domäne in der Wiedergabeschicht wiedergegeben werden.
Des Weiteren können durch Vorsehen der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht zwischen der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht eine Austauschkopplung zwischen der magnetischen Maskierungsschicht und der Aufzeichnungsschicht blockiert werden und somit ein stärkerer Maskierungseffekt und eine gute Signalstärke erreicht werden.
Bevorzugt wird, dass die Schichtstärke der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht nicht geringer ist als 2 nm und nicht mehr als 80 nm.
Durch Einstellen der Schichtstärke der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht in einem Bereich von 2 nm bis 80 nm kann bei diesem Aufbau eine gute Übertragung der Bitinformation von der Aufzeichnungsschicht in die Wiedergabeschicht erreicht werden und der Maskierungseffekt der magnetischen Maskierungsschicht wird optimiert.
Weitere Zielsetzungen, Eigenschaften und Stärken der vorliegenden Erfindung werden klar anhand der folgenden Beschreibung. Des Weiteren ergeben sich in evidenter Art und Weise Vorteile der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine Zeichnung zur Erklärung des Wiedergabeprinzips magnetooptischer Platten gemäß des ersten bis sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
2(a) ist eine Zeichnung zur Erläuterung einer herkömmlichen magnetooptischen Platte, die in der Lage ist, expandierte oder aufgeweitete magnetische Domänen wiederzugeben.
2(b) ist eine Zeichnung zur Erläuterung von Problemen der herkömmlichen magnetooptischen Platte aus 2(a).
3 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten einer magnetooptischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Zeichnung, welche die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika der magnetooptischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des Wiedergabeprinzips der magnetooptischen Platten gemäß der siebten bis zehnten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Zeichnung, welche die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika einer magnetooptischen Platte gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des Wiedergabeprinzips der magnetooptischen Platten gemäß der elften bis vierzehnten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist eine Zeichnung, welche die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika einer magnetooptischen Platte gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist eine Zeichnung zur Erklärung des Wiedergabeprinzips eines herkömmlichen Speichermediums mit Ultrahochauflösung.
17 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 ist eine schematische Querschnittszeichnung, welche den Aufbau der Schichten in einer magnetooptischen Platte gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
(ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 ist eine Querschnittsansicht eines magnetooptischen Speichermediums, welche das Wiedergabeprinzip bei einer magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 16 ist eine Querschnittsansicht eines magnetooptischen Speichermediums, welche das Wiedergabeprinzip einer herkömmlichen magnetooptischen Platte zeigt.
Zunächst werden die Vorgänge in Bezug auf ein herkömmliches Wiedergabeverfahren mit Ultrahochauflösung erklärt. Wie in 16 dargestellt ist, wird bei einem herkömmlichen Wiedergabeverfahren durch eine Aufzeichnungsschicht 24 ein Magnetfeld erzeugt und einer Wiedergabeschicht 21 aufgeprägt und dort kopiert. Aus diesem Grund wird eine nichtmagnetische Zwischenschicht 22 vorgesehen zwischen der Wiedergabeschicht 21, welche aus einer Seltenerden-Übergangsmetalllegierung besteht, die zumindest dann eine senkrechte Magnetisierung aufweist, wenn ihre Temperatur ansteigt, und einer Aufzeichnungsschicht 24, welche aus einer Seltenerden-Übergangsmetalllegierung besteht, welche eine Kompensationstemperatur im Bereich der Raumtemperatur aufweist. Des Weiteren werden die Aufzeichnungsschicht 24 und die Wiedergabeschicht 21 magnetostatisch gekoppelt.
Wenn von Seite der Wiedergabeschicht 21 aus ein Lichtstrahl 25 auf das Medium fokussiert und projiziert wird, wird in dem Medium eine Temperaturverteilung mit einer Gaußschen Verteilung gemäß der Intensitätsverteilung des Lichtstrahls 25 ausgebildet. Dadurch wird das erzeugte Magnetfeld gesteigert, und dieses Magnetfeld bestimmt die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht 21. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 24 in die Wiedergabeschicht 21 kopiert wird. Wiedergabevorgänge mit ultrahoher Auflösung werden durch wiedergebende Information in dem kopierten Bereich realisiert.
Bei dieser Wiedergabemethode wird das durch die Wiedergabeschicht 21 während der Wiedergabe wiedergegebene Signal gesteigert, wenn die Größe der magnetischen Domäne, die in der Wiedergabeschicht 21 vorliegt, so wie das in 2(a) dargestellt ist in den Bereich der Größe des Strahlflecks des Wiedergabelaserstrahls eingestellt wird (ungefähr 1 μm für einen Laser mit einer Wellenlänge von 680 nm) und auf eine Größe, die größer ist als diejenige der magnetischen Domänen der Aufzeichnungsschicht 24.
Da jedoch die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht 21 durch das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht 24 bestimmt ist, funktioniert das Kopieren der Magnetisierung aus diesem Bereich nicht in geeigneter Weise, wie das unten beschrieben wird, wenn die Information in der Aufzeichnungsschicht 24 mit hoher Schreibdichte aufgezeichnet wurde. Die beschriebene Struktur oder der beschriebene Aufbau funktionieren dann sehr wirkungsvoll, wenn, wie das in 2(a) dargestellt ist, ein isoliertes Bit auf einer ansonsten leeren Aufzeichnungsschicht 24 ausgebildet wird, weil die Richtung der senkrechten Magnetisierung der Wiedergabeschicht 21 nur durch das Magnetfeld des isolierten Bits 100 beeinflusst wird. Bei einem Aufzeichnungsvorgang mit hoher Schreibdichte ergibt sich jedoch, wie das in 2(b) dargestellt ist auch ein Einfluss von benachbarten Bits 101. Da die Richtung der Magnetisierung benachbarter Bits 101 entgegengesetzt ausgerichtet sein kann zu derjenigen des Aufzeichnungsbits 100, kann dadurch die Zielmagnetisierung, die wiedergegeben werden soll, abgeschwächt werden. Es gibt Fälle, bei welchen es erstaunlich schwierig ist, die Zielmagnetisierung zu kopieren und zu expandieren oder aufzuweiten. Im Ergebnis davon kann die Information des Zielbits nicht richtig wiedergegeben werden und das Medium wird auf einfache Art und Weise durch externe fluktuierende Magnetfelder und dergleichen beeinflusst.
Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße magnetooptische Speichermedium mit der Expansion magnetischer Domänen, wie das in 1 dargestellt ist, mit einer in der Ebene magnetisierten Schicht 3 (diese wird nachfolgen und in den Ansprüchen als magnetische Maskierungsschicht bezeichnet) in der Nähe zur Aufzeichnungsschicht 4 ausgebildet. Die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 maskiert die Magnetisierung von Bereichen 11 mit niedriger Temperatur der Aufzeichnungsschicht 4, welche nicht auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wurden (die nachfolgend als kritische Temperatur bezeichnet wird). Dabei verhindert die in der Ebene magnetisierte Schicht 3, dass die Magnetisierung der Bereiche 11 der Aufzeichnungsschicht 4 mit niedriger Temperatur von der Wiedergabeschicht 3 beeinflusst werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass verhindert wird, dass der magnetische Fluss, der durch Bereiche 11 mit niedriger Temperatur erzeugt wird, in die Wiedergabeschicht 1 hineinleckt. Dies bedeutet kurz gesagt, dass die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 die magnetische Kopplungskraft der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 unterdrückt.
Der Maskierungseffekt oder die Maskierungswirkung der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 kann selbst dann verwendet werden, wenn die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 nicht zwischen der Wiedergabeschicht 1 und der Aufzeichnungsschicht 4 vorgesehen ist. Dies ergibt sich wegen des folgenden Effekts oder der folgenden Wirkung. Da die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 benachbart ist zur Aufzeichnungsschicht 4 und innerhalb eines Temperaturbereichs von Raumtemperatur bis zu einer Temperatur genau unterhalb der Wiedergabetemperatur eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung besitzt, kann ein geschlossener magnetischer Kreis auf einfache Art und Weise zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 ausgebildet werden. Entsprechend passiert innerhalb dieses vorangehenden Temperaturbereichs das magnetische Feld der Aufzeichnungsschicht 4 fast vollständig durch die in der Ebene magnetisierte Schicht 3, so dass verhindert werden kann, dass dieses magnetische Feld die Wiedergabeschicht 1 erreicht.
Durch Realisation des Magnetisierungseffektes oder der magnetischen Magnetisierung auf diese Art und Weise ist es möglich, die Maskierung ausschließlich von denjenigen Bereichen zu entfernen, die oberhalb der kritischen Temperatur aufgeheizt wurden. Entsprechend ist es selbst dann möglich, ausschließlich die Information eines gewünschten magnetischen Bereichs oder einer gewünschten magnetischen Domäne auf der Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur wiederzugeben, wenn, wie das in 1 dargestellt ist, die magnetische Domäne, die in oder auf der Wiedergabeschicht 1 vorliegt, größer ist als die magnetischen Domänen der Aufzeichnungsschicht 4.
Um die magnetostatische Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 in dem Bereich, der über die kritische Tempe ratur aufgeheizt wurde, in wirkungsvoller Art und Weise einzusetzen, wird es dabei bevorzugt, dass die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 bei Temperaturen oberhalb der kritischen Temperatur keine Magnetisierung aufweist oder dass ihre Magnetisierung bei solchen Temperaturen geringer ist als ihre Magnetisierung unterhalb der kritischen Temperatur. Es wird ferner bevorzugt, dass die Curietemperatur der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 geringer ist als diejenige der Aufzeichnungsschicht 4. Ferner ist es bevorzugt, dass bei Raumtemperatur die Magnetisierung der in der Ebene magnetisierten Schicht größer ist als die der Aufzeichnungsschicht, um zu verhindern, dass der magnetische Schluss von der Aufzeichnungsschicht 4 die Wiedergabeschicht 1 bei Raumtemperatur beeinflusst.
Es wird bevorzugt, dass die Größe der magnetischen Domäne in der Wiedergabeschicht 1 während des Wiedergebens mittels des Laserstrahls groß ist, weil die Signalstärke dadurch erhöht wird und daher weniger Ursachen für Rauschen entstehen. Des weiteren ist eine niedrige Koerzitivkraft vorteilhaft, weil die Wände der magnetischen Domäne in der Wiedergabeschicht 1 sich in Reaktion auf das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht 4 bewegen müssen.
Wenn Information vom vorliegenden magnetooptischen Speichermedium wiedergegeben wird, kann zusätzlich ein glatterer oder sanfterer Wiedergabevorgang durch aufeinander folgendes Ausbilden, Wiedergeben und Löschen magnetischer Domänen der Wiedergabeschicht 1 erreicht werden. Aus diesem Grund ist es möglich, eine magnetische Domäne zu löschen, wenn der Laser ausgeschaltet ist, falls der Wiedergabelaserstrahl pulsweise imitiert. Andererseits ist es in diesem Fall möglich, die Temperatur des Mediums zu erhöhen, wenn der Laser Licht emittiert, und dadurch die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht 4 zur Wiedergabeschicht 1 zu kopieren und das Signal wiederzugeben. Auf diese Art und Weise kann die Signalqualität des Wiedergabesignals gesteigert werden.
Nachfolgend wird die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf 3 erläutert. Die nachfolgende Beschreibung erläutert einen Fall, bei welchem das magnetooptische Speichermedium als magnetooptische Platte ausgebildet ist.
Wie in 3 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß der vorliegenden Erfindung ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Abdeckschicht 9 auf, die insgesamt in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet ausgebildet sind, um den Hauptkörper oder Hauptbestandteil der Platte zu bilden.
Bei einer magnetooptischen Platte dieses Typs wird als Aufzeichnungsverfahren ein Verfahren verwendet, welches auf der Grundlage der so genannten Curietemperatur funktioniert. Eine Objektivlinse wird verwendet, um einen Lichtstrahl 5, der von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, auf die Wiedergabeschicht 1 zu fokussieren. Das Aufzeichnen und das Wiedergeben werden mittels eines magnetooptischen Effekts ausgeführt, der als polarer Kerreffekt bekannt ist. Dieser polare Kerreffekt beschreibt ein Phänomen, bei welchem die Magnetisierung, welche senkrecht steht zu einer Oberfläche, auf welche Licht projiziert wird, bewirkt, dass die Richtung der Umkehrung der Polarisationsebene von an dieser Ebene reflektierten Lichts umgekehrt wird, wobei die Richtung der Umkehrungsänderung abhängig ist von der Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht 1.
Das Substrat 6 wird von einem transparenten, d. h. Licht transmittierenden, Grundmaterial gebildet, z.B. Polykarbonat, wobei das Material plattenförmig vorgesehen wird.
Die transparente dielektrische Schicht 7 wird vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex gebildet, z.B. von AlN, SiN, AlSiN, TiO₂ oder dergleichen. Die Stärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 muss so eingestellt werden, dass sie einen geeigneten Interferenzeffekt in Bezug auf den Lichtstrahl 5 derart bewirkt, dass der Umkehrungskerrwinkel des Mediums gesteigert wird. Entsprechend wird die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 im Bereich von etwa (λ/4n) eingestellt, wobei λ die Wellenlänge des Lichts des Lichtstrahls 5 (Wiedergabelicht) bezeichnet und wobei n der Brechungsindex des Materials der transparenten dielektrischen Schicht 7 bezeichnet. Wenn z.B. die Wellenlänge des Laserlichts 680 nm beträgt, kann die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht im Bereich von etwa 30 nm bis etwa 100 nm eingestellt werden.
Die Wiedergabeschicht 1 ist eine magnetische Schicht, die von einer Verbindung oder von eine Legierung eines Seltenerdenmetalls und eines Über gangsmetalls ist. Ihre Zusammensetzung wird so eingestellt, dass sie magnetische Charakteristika aufweist, durch welche sich bei Raumtemperatur eine Magnetisierung in der Ebene einstellt und durch welche mit einem Anstieg in der Temperatur sich diese Magnetisierung in eine senkrechte Magnetisierung umwandelt, und zwar bei gleichzeitiger Steigerung der Magnetisierung.
Die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 wird von einer einzelnen Schicht eines dielektrischen Materials gebildet, z.B. von AlN, SiN oder AlSiN oder die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 wird gebildet von einer einzelnen Schicht eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. aus Al, Ti oder Ta oder von zwei Schichten, nämlich einer aus einem dielektrischen Material und einer aus einem nichtmagnetischen Metall. Die Gesamtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 wird im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 80 nm derart eingestellt, dass die Wiedergabeschicht 1 und die Aufzeichnungsschicht 4 magnetostatisch gekoppelt werden.
Die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 ist eine magnetische Schicht die aus einer Seltenerdenmetall-Übergangsmetalllegierung, Seltenerdenmetall oder Übergangsmetall aufgebaut ist. Sie wird in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Schicht magnetisiert (einer in der Ebene liegenden Richtung). Die Zusammensetzung der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 wird so eingestellt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind, die im Zusammenhang mit der Erklärung der 1 oben gegeben wurden. Es soll nämlich erfüllt sein, dass bei Temperaturen unterhalb der kritischen Temperatur die Magnetisierung in der Ebene der in der Ebene magnetisierten Schicht das magnetische Feld maskiert, das von der senkrechten Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 erzeugt wird, so dass dadurch verhindert wird, dass das Magnetfeld zur Wiedergabeschicht 1 hinüberleckt. Bei Temperaturen oberhalb der kritischen Temperatur verliert die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 ihre magnetische Maskierungswirkung, so dass es für den magnetischen Fluss, der durch die Aufzeichnungsschicht 4 erzeugt wird, leichter ist, durch die Wiedergabeschicht 1 hindurchzupassieren.
Die Aufzeichnungsschicht 4 ist eine senkrecht magnetisierte Schicht, die aus einer Legierung oder einer Verbindung eines Seltenerdenmetalls und eines Übergangsmetalls besteht und deren Stärke im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 80 nm eingestellt ist.
Die protektive Schicht oder Schutzschicht 8 wird von einem dielektrischen Material gebildet, z.B. von AlN, SiN, AlSiN oder SiC, oder von einer Legierung eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. von Al, Ti, Ta. Die Schutzschicht 8 dient dazu, eine Oxidation der Seltenerdenmetalle-Übergangsmetalllegierungen zu verhindern, die bei der Wiedergabeschicht 1, der Aufzeichnungsschicht 4 usw. verwendet werden. Ihre Schichtstärke wird im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 60 nm eingestellt.
Die Überdeckungsschicht 9 wird von einem UV-gehärteten Harz oder von einem wärmegehärteten Harz gebildet, welches auf dem übrigen Plattenkörper durch so genanntes Spin Coating aufgeschichtet und dann durch das Anwenden ultravioletten Lichts oder von Wärme gehärtet wird.
Nachfolgend werden (1) das Verfahren des Ausbildens und (2) das Aufzeichnen und Wiedergeben und deren Charakteristika bei einem konkreten Beispiel einer magnetooptischen Platte mit der vorangehend beschriebenen Struktur erläutert.
(1) Herstellungsverfahren
Zunächst wird ein Substrat 6, welches vorab mit Ausnehmungen und Erhebungen (Pits) ausgebildet wurde und welches aus einem scheibenförmigen Polykarbonat besteht, auf einen oder in einen Substrathalter einer Sputteranlage mit einem Al-Target, einem GdFeCo-Legierungstarget, einem GdFeAl-Legierungstarget oder einem GdDyFeCo-Legierungstarget platziert. Nach dem Evakuieren des Innenraums der Sputteranlage auf etwa 1 × 10^–6 Torr wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine transparente dielektrische Schicht 7 aus AlN mit einer Schichtstärke von 80 nm auf dem Substrat 6 ausgebildet. Ein Torr ist 133,3 Pa.
Danach wird nach erneutem Evakuieren des Innenraums der Sputteranlage auf 1 × 10^–6 Torr Argongas eingeleitet. Es wird eine Spannung an das GdFeCo-Legierungstarget angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Wiedergabeschicht 1 aus Gd_0.30(Fe_0.80Co_0.20)_0.70 mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der transparenten dielektrischen Schicht 7 ausgebildet. Die Wiedergabeschicht 1, die so hergestellt wurde, besitzt Charakeristika, durch welche sich bei Raumtemperatur eine in der Ebene liegende Magnetisierung einstellt, die bei 120 °C in eine senkrechte Magnetisierung übergeht. Die Wiedergabeschicht 1 besitzt eine Kompensations- oder Ausgleichstemperatur von 300 °C sowie eine Curietemperatur von 320 °C.
Nachfolgend wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet und es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird dann eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 aus AlN mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Wiedergabeschicht 1 ausgebildet.
Nachfolgend wird eine Spannung an das GdFeAl-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10–3 Torr wird eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 aus (Gd_0.11Fe_0.89)_0.75Al_0.25 mit einer Schichtstärke von 30 nm auf der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 ausgebildet. Die so ausgebildete in der Ebene magnetisierte Schicht 3 hat eine Curietemperatur von 120 °C und ist in der Ebene magnetisiert, das bedeutet, in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Schicht, und zwar in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zur Curietemperatur.
Nachfolgend wird nach einem erneuten Evakuieren des Innenraums des Sputtergeräts auf 1 × 10^–6 Torr Argongas eingeleitet. Es wird dann eine Spannung an das GdDyFeCo-Legierungstarget angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Aufzeichnungsschicht 4 aus (Gd_0.50Dy_0.50)_0.23(Fe_0.80Co_0.20)_0.77 mit einer Schichtstärke von 40 nm auf der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 4, die so hergestellt wurde, besitzt eine Ausgleichs- oder Kompensationstemperatur von 25 °C an eine Curietemperatur von 275 °C. Nachfolgend wird dann ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Schutzschicht 8 aus AlN mit einer Schichtstärke 20 auf der Aufzeichnungsschicht 4 ausgebildet. Nachfolgend erfolgt dann das Abschalten eines UV-härtenden Harzes mittels Spin Coating auf der Schutzschicht 8 und das nachfolgende Projizieren von ultraviolettem Licht darauf, so dass eine Überdeckungsschicht oder Abdeckschicht 9 ausgebildet wird.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Die Abhängigkeit des CNR-Werts (Carrier-to-Noise ratio) von der Markierungslänge bei der vorangehend beschriebenen magnetooptischen Platte wird mittels einer Lichtaufnahme bestimmt oder gemessen, welche einen Halbleiterlaser bei 680 nm verwendet. 4 zeigt die Ergebnisse dieser Messung. Dabei ist das magnetooptische Speichermedium eine Ausführungsform gemäß dem konkreten Beispiel 1.
Zu Vergleichszwecken wurde zusätzlich die Abhängigkeit des CNR-Werts von der Markierungslänge bei einer magnetooptischen Platte ermittelt, bei welcher eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 nicht vorgesehen ist, so wie dies in 4 als Vergleichsbeispiel 1 dargestellt ist. Das Medium der nicht mit einer in der Ebene magnetisierten Schicht ausgebildeten magnetooptischen Platte besitzt die Struktur der vorliegenden Ausführungsform, wobei jedoch beim Schritt des Ausbildens der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 kein Ausbilden einer derartigen Schicht erfolgt. Die Abhängigkeit des CNR-Werts von der Markierungslänge ist, wie das in 4 dargestellt ist, die Träger-zu-Rausch Charakteristik bei magnetischen Aufzeichnungsdomänen, die mit einer Länge ausgebildet sind, welche mit der Markierungslänge und einem Pitch korrespondieren, welcher doppelt so lang ist wie die Markierungslänge.
Ein Vergleich der CNR-Werte dieser beiden Beispiele bei einer Markierungslänge von 0,3 μm zeigt, dass der CNR-Wert des Vergleichsbeispiels 1 34,0 dB beträgt, und dass der entsprechende Wert des konkreten Beispiels 1 41,5 dB beträgt: Dies bedeutet einen Anstieg um 7,5 dB. Dieser ergibt sich aufgrund des magnetischen Maskierungseffekts der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 auf die Aufzeichnungsschicht 4, wodurch sich eine Verbesserung in der Wiedergabeauflösung einstellt.
Die nachfolgend gezeigte Tabelle 1 zeigt die Messergebnisse für die CNR-Werte mit einer Markierungslänge von 0,3 μm bei verschiedenen Schichtstärken für die Wiedergabeschicht 1 und für die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 des konkreten Beispiels 1. (TABELLE 1)
In Tabelle 1 zeigt die Zeile mit der Schichtstärke für die in der Ebene magnetisierte Schicht von 0 nm die Ergebnisse für das Vergleichsbeispiel 1, welches nicht mit einer in der Ebene magnetisierten Schicht 3 ausgebildet ist. Selbst bei sehr dünnen in der Ebene magnetisierten Schichten 3 von 2 nm ergibt sich eine Verstärkung des Maskierungseffekts durch die in der Ebene gelegene Magnetisierung, wodurch sich beim CNR-Wert ein Anstieg um 1 dB ergibt. Das Verstärken der Maskierung durch die in der Ebene gelegene Magnetisierung wurde realisiert über in der Ebene magnetisierte Schichten 3 mit bis zu 30 nm Schichtstärke, wobei jedoch bei Schichtstärken von mehr als 30 nm der CNR-Wert abfiel. Es wird daher angenommen, dass dies darauf beruht, dass die Aufzeichnungsschicht 4 und die Wiedergabeschicht 1 zu weit von einander entfernt waren. Des weiteren kann auch noch die Tatsache dafür verantwortlich sein, dass die Magnetisierung mit einem Magnetfeld in der Ebene zu stark ausgebildet ist, so dass es sich als schwierig gestaltet, die magnetische Appertur zu öffnen, wobei in Folge ein Zustand mit vollständiger senkrechter Magnetisierung bei der Wiedergabeschicht 1 nicht erreicht werden kann. Aus Tabelle 1 ergibt sich auch, dass ein größerer CNR-Wert als beim Vergleichsbeispiel 1 erreicht werden konnte, wenn in der Ebene magnetisierte Schichten 3 mit Schichtstärken im Bereich von 2 nm bis 40 nm und vorzugsweise im Bereich von 5 nm bis 38 nm und weiter vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 35 nm vorgesehen wurden.
Unter erneuter Verwendung einer Wiedergabeschicht 1 mit einer Schichtstärke von 8 nm reduziert sich das Wiedergabesignal, wodurch sich ein CNR-Wert ergibt, der kleiner ist als der beim Vergleichsbeispiel 1. Wenn des weiteren eine Wiedergabeschicht 1 von einer 20 nm Schichtstärke verwendet wird, erhöht sich die Energie der Wände der in der Wiedergabeschicht 1 erzeugten magnetische Domäne. Eine vollständige senkrechte Magnetisierung kann in einem Bereich mit erhöhter Temperatur nicht erreicht werden, wodurch sich ein geringerer CNR-Wert ergibt als beim Vergleichsbeispiel 1. Aus Tabelle 1 kann entnommen werden, dass ein CNR-Wert erreicht werden kann, der größer ist als derjenige des Vergleichsbeispiels 1, wenn Wiedergabeschichten 1 verwendet werden, die Schichtstärken aufweisen im Bereich von 10 nm bis 80 nm.
Nachfolgend zeigt Tabelle 2 die Ergebnisse von Messungen des CNR-Werts und des benötigten Magnetfeldes zum Löschen (Löschfeld) mit einer Markierungslänge von 0,3 μm bei verschiedenen Schichtstärken der nichtmagnetischen Zwischenschichten 1 des konkreten Beispiels 1. (TABELLE 2)
Aus Tabelle 2 ergibt sich, dass unter Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von 0,5 nm sich ein markierter Abfall im CNR-Wert einstellt. Es wird angenommen, dass dies aufgrund der Tatsache erfolgt, dass ein guter Zustand der magnetischen Kopplung nicht erreichbar ist, weil die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 zu dünn ausgebildet ist. Unter Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von 1 nm ergibt sich ein maximaler CNR-Wert. Es kann weiter gesehen werden, dass ein weiterer Anstieg der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 in einem Abfall der magnetostatischen Kopplungskraft und in einem Abfall des CNR-Werts resultiert. Es ergibt sich daraus, dass es notwendig ist, die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 innerhalb eines Bereiches von 1 nm bis 80 nm einzustellen, um einen CNR-Wert zu erreichen, der höher liegt als derjenige des Vergleichsbeispiels 1.
Des weiteren kann gesehen werden, dass ein Anstieg der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 einen Abfall der magnetostatischen Kopplung der Wiedergabeschicht 1 und der Aufzeichnungsschicht 4 bewirkt, wodurch sich eine Verminderung des Löschfeldes ergibt. Um zu erreichen, dass das Löschfeld in einem für die Praxis geeigneten Bereich von 31 kA/m oder darunter liegt wird die Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von nicht weniger als 4 nm bevorzugt.
(ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Erfindung erläutert auch Beispiele unter der Verwendung in der Ebene magnetisierter Schichten 3, die sich in ihrer Zusammensetzung von denjenigen des konkreten Beispiels der magnetooptischen Platte unterscheiden, die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel oben erläutert wurde.
Das oben zuerst diskutierte erste Ausführungsbeispiel setzte Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika zugrunde, wenn eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 aus (Gd_0.11Fe_0.89)_0.75Al_0.25 verwendet wurde, wobei eine Curietemperatur von 120 °C eingestellt wurde. Das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel diskutiert jedoch die Ergebnisse von Untersuchungen des Aufzeichnens und Wiedergebens und deren Charakteristika unter Verwendung von Schichten 3 mit einer in der Ebene liegenden Magnetisierung, wobei diese Schichten unterschiedliche Anteile oder Proportionen an Aluminium aufweisen.
Tabelle 3 zeigt die Curietemperaturen T_C2 der Schichten 3 mit einer in der Ebene liegenden Magnetisierung aus (Gd_0.11Fe_0.89)_XAl_1-X mit einer Schichtstärke von 30 nm sowie die Resultate der Messungen des CNR-Werts, und zwar bei einer Markierungslänge von 0,3 μm und unter Verwendung eines Lichtaufnahmegeräts, welches einen Halbleiterlaser bei einer Wellenlänge von 680 nm verwendet, wobei ebenfalls verschiedene Werte für das Atomverhältnis X vorgesehen sind. (TABELLE 3)
Tabelle 3 zeigt, dass ein CNR-Wert, der größer ist als beim Vergleichsbeispiel 1 (34,0 dB), welcher sich ergab ohne dass eine in der Ebene magnetisierte Schicht vorgesehen war, erreicht werden kann in einem Bereich von 0,30 ≤ X ≤ 1,00. Die Wiedergabeschicht 1 des vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Daher wird diese Schicht bei 120 °C senkrecht magnetisiert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass es ausreichend ist, dass die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht 4 bei Temperaturen unterhalb von 120 °C maskiert. Entsprechend liegt eine geeignete Curietemperatur für die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 im Bereich von etwa 120 °C. Wie jedoch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel auch gezeigt ist, wird ein CNR-Wert erhalten, der größer ist als derjenige des Vergleichsbeispiels 1, erhalten bei in der Ebene magnetisierten Schichten 3 mit Curietemperaturen von nicht weniger als 60 °C und nicht mehr als 220 °C. Daher kann eine magnetische Maske erreicht werden durch entsprechendes Einstellen der Curietemperatur der in der Ebene magnetisierten Schicht von nicht weniger als 60 °C und nicht mehr als 220 °C.
Des weiteren erläutert das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel Ergebnisse, die im Zusammenhang mit der Verwendung von in der Ebene magnetisierten Schichten 3 aus GdFeAl erhalten wurden. Solange eine in der Ebene liegende Magnetisierung innerhalb des vorangehend beschriebenen Bereichs für die Curietemperatur (60 °C – 220 °C) beibehalten wird, kann die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 auch aus einem der Materialien GdFe, GdFeAl, GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeCu, GdFeAlTi, GdFeAlTa, NdFe, NdFeAl, DyFe oder DyFeAl ausgebildet sein und verwendet werden.
(DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Erfindung erläutert auch Beispiele bei welchen in der Ebene magnetisierte Schichten 3 aus Materialien gebildet sind, die sich von denje nigen der konkreten Beispiele für die magnetooptische Platte, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, verwendet.
Die erste Ausführungsform, die oben diskutiert wurde, erläuterte Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika, wenn eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 aus (Gd_0.11Fe_0.89)_0.75Al_0.25 verwendet wird und eine Curietemperatur von 120 °C aufweist. Jedoch erläutert das vorliegende dritte Ausführungsbeispiel diejenigen Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn in der Ebene magnetisierte Schichten 3 verwendet werden, welche anstelle von Aluminium andere metallische Elemente verwenden und aufweisen.
Tabelle 4 zeigt die Curietemperaturen T_C2 der in der Ebene magnetisierten Schichten 3 aus (Gd_0.11Fe_0.89)_0.75Al_0.25 mit einer Schichtstärke von 20 nm und die Ergebnisse der Messung der CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung eines Lichtaufnahmegeräts, welches einen Halbleiterlaser im Bereich von einer Wellenlänge von 680 nm verwendet. Bei diesem Experiment waren die Metalle, die für Z verwendet wurden Ti, Ta, Pt, Au, Cu, Al_0.5Ti_0.5 und Al_0.5Ta_0.5. (TABELLE 4)
Tabelle 4 zeigt, dass ein CNR-Wert erhalten wird, der höher liegt als derjenige des Vergleichsbeispiels 1 (34,0 dB) und zwar in jedem der Fälle, wenn Ti, Ta, Pt, Au, Cu, Al_0.5Ti_0.5 und Al_0.5Ta_0.5 für Z verwendet wurde. Wie im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform oben erwähnt wurde, ist es ausreichend, dass die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 eine Curietemperatur im Bereich von 60 °C bis 220 °C aufweist und dass die in der Ebene magnetisierten Schichten 3 gebildet werden von NdFeTi, NdFeTa, DyFeTi oder DyFeTa.
(VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel erläutert in dem Fall, bei welchem eine magnetooptische Platte als magnetooptisches Speichermedium verwendet wird. Jedoch sind die Erklärungen im Hinblick auf die einzelnen Bestandteile und Elemente äquivalent zu denjenigen im Zusammenhang mit dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel. Diese Erklärungen werden an dieser Stelle fortgelassen.
Wie in 5 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß der vierten Ausführungsform ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine reflektive Schicht oder Reflexionsschicht 10, eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 sowie eine Überdeckungsschicht oder Abdeckungsschicht 9 auf, die allesamt in dieser Reihenfolge übereinander liegend vorgesehen sind, um den Hauptteil der Platte zu bilden.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde dargelegt, dass, wenn eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 mit einer Schichtstärke von weniger als 10 nm verwendet wird, der Lichtstrahl 5, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 und die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 passiert, von der Aufzeichnungsschicht 4 reflektiert wird und somit in unnötiger Art und Weise Informationen von der Aufzeichnungsschicht 4 das Wiedergabesignal verfälscht.
Die vierte Ausführungsform schafft jedoch eine Reflexionsschicht 10 zwischen der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 und der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 der magnetooptischen Platte, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde. Mittels dieses Aufbaus wird der Lichtstrahl 5, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 passiert, durch die reflektive Schicht oder Reflexionsschicht 10 reflektiert, so dass verhindert werden kann dass unnötige Information von der Aufzeichnungsschicht 4 in das Wiedergabesignal hineingemischt wird.
Die nachfolgenden Passagen erklären (1) das Verfahren zum Ausbilden und (2) das Aufzeichnen und Wiedergeben und deren Charakteristika in Bezug auf eine konkrete Ausführungsform einer magnetooptischen Platte gemäß der vierten Ausführungsform.
(1) Herstellungsverfahren
Bei einer magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden vierten Ausführungsform wird eine Reflexionsschicht 10 aus Al zwischen der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 und der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen. Des weiteren wird das Substrat 6, eine dielektrische transparente Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 wie bei dem Verfahren zum Ausbilden einer magnetooptischen Platte gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen, außer dass die Wiedergabeschicht 1 mit einer Schichtstärke von 17,5 nm und die in der Ebene magnetisierte Schicht mit einer Schichtstärke von 7,5 nm ausgebildet werden.
Nach dem Ausbilden der nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 wird die Sputtereinrichtung wieder auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Dann wird Argon eingeführt. Es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr werden die Reflexionsschichten 10 aus Aluminium mit einer Schichtstärke im Bereich von etwa 2 nm bis etwa 80 nm auf den nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 ausgebildet.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 5 zeigt die Messergebnisse für die CNR-Werte einer magnetooptischen Platte gemäß der vierten Ausführungsform mit Reflexionsschichten 10 mit variierender Schichtstärke, wobei die Messungen mittels einer Lichtaufnahme durchgeführt werden, welche unter Verwendung eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 680 nm operiert und bei einer Markierungslänge von 0,3 μm.
Die Tabelle 5 zeigt die Zeile mit der Reflexionsschicht mit der Stärke 0 nm die Resultate für eine magnetooptische Platte, welche nicht mit einer Reflexionsschicht 10 ausgebildet ist. Selbst in dem Fall einer sehr dünnen Reflexionsschicht 10 mit einer Schichtstärke von 2 nm ergibt sich, dass das Wiedergeben von Information von der Aufzeichnungsschicht 4 verhindert werden kann, wodurch sich im CNR-Wert ein Anstieg um 1,0 dB ergibt. (TABELLE 5)
Wenn die Reflexionsschicht 10 stärker ausgebildet wird, erhöht sich der große CNR-Wert schrittweise, bis er seinen Maximalwert erreicht, wenn die Reflexionsschicht 10 20 nm stark ist. Dies ergibt sich, weil mit stärker werdender Reflexionsschicht die Wirkung oder der Effekt des Verhinderns des Wiedergebens von Information von der Aufzeichnungsschicht 4 markanter ausgebildet ist. Mit Schichtstärken von 30 nm und darüber wird der CNR-Wert schrittweise abgesenkt. Dies ergibt sich, weil ein Abschwächen der magnetostatischen Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 aufgrund des gesteigerten Abstandes zwischen diesen beiden Elementen einsetzt.
Aus Tabelle 5 kann man erkennen, dass es notwendig ist, die Schichtstärke der Reflexionsschicht 10 innerhalb eines Bereiches von etwa 2 nm bis etwa 50 nm einzustellen, um einen CNR-Wert zu erhalten, der größer ist als derjenige bei magnetooptischen Platten, die keine Reflexionsschicht 10 aufweisen.
(FÜNFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Ausführungsform erläutert Beispiele unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 die auf der Grundlage von Materialien ausgebildet wurden, die sich von denjenigen der konkreten Ausführungsbeispiele der magnetooptischen Platte unterscheiden, die im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform oben diskutiert wurden.
Die oben diskutierte vierte Ausführungsform beinhaltete Wiedergabecharakteristika, bei welchen die Verwendung einer Reflexionsschicht 10 aus Al wesentlich war. Um jedoch die Aufzeichnungscharakteristika zu verbessern, werden im Zusammenhang mit der fünften Ausführungsform diejenigen Resultate diskutiert, die man erhält, wenn Reflexionsschichten auf der Grundlage von Verbindungen oder Legierungen von Al und anderen Metallen außer Al verwendet werden.
Unter der Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XFe_X mit einer Schichtstärke von 20 nm ergeben sich Resultate, die in der Tabelle 6 im Zusammenhang mit der Messung der CNR-Werte erhalten werden, wobei eine Markierungslänge von 0,3 μm wesentlich war und wobei eine Lichtaufnahme verwendet wurde, die auf der Grundlage eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 680 nm operierte. Das Löschfeld wurde im Zusammenhang mit variierenden Werten für das Atomverhältnis X durchgeführt. (TABELLE 6)
Wie Tabelle 6 zeigt, wird der CNR-Wert schrittweise abgesenkt, wenn der Anteil von Fe, der in den Legierungen enthalten ist, ansteigt, d.h. wenn der Wert X oberhalb des Wertes 0,10 ansteigt. In jedem Fall jedoch war jeder CNR-Wert größer als derjenige einer magnetooptischen Platte bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Dies zeigt also den Effekt und die Wirkung des Vorsehens einer Reflexionsschicht.
Andererseits war im Zusammenhang mit dem Löschfeld unter Verwendung einer Reflexionsschicht 10 allein auf der Grundlage von Al ein hohes Löschfeld von 50 kA/m notwendig. Es war jedoch möglich, das Löschfeld abzusenken durch Einstellen von X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,50.
Als nächstes ist in Tabelle 7 gezeigt, welche Ergebnisse man bei der Verwendung einer Reflexionsschicht 10 aus Al_1-XNi^X von 20 nm Schichtstärke im Ergebnis bei der Messung des CNR-Werts bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm bei einer Messung des Löschfeldes für verschiedene Werte des Atomverhältnis X erhält. (TABELLE 7)
Tabelle 7 zeigt, dass wie beim Fall des Einschlusses von Fe die Möglichkeit besteht, das Löschfeld durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,50 zu reduzieren.
Ein Löschfeld kann auch reduziert werden durch Aufnehmen eines magnetischen Metalls wie z.B. Co, Gd, Tb, Dy, Nd zusätzlich zu Al anstelle von Fe oder Ni.
(SECHSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Ausführungsform erläutert Beispiele unter Verwendung reflektiver Schichten 10 aus Materialien, die sich von denjenigen der konkreten Ausführungsbeispiele der magnetooptischen Platten, die im Zusammenhang mit dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel oben erläutert wurden, unterscheiden.
Die fünfte Ausführungsform diskutierte oben Ergebnisse, die mit Reflexionsschichten 10 erhalten wurden, welche magnetische metallische Elemente und Al aufwiesen. Das vorliegende sechste Ausführungsbeispiel diskutiert jedoch die Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristika, wenn nicht magnetische metallische Elemente zusätzlich mit Al vorgesehen werden.
Unter Verwendung reflektiver Schichten 10 oder Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XTi_X mit einer Schichtstärke von 20 nm ergeben sich Messergebnisse für den CNR-Wert, die in Tabelle 8 dargestellt sind. Dabei wurde eine Markierungslänge von 0,3 μm verwendet. Die Messung wurde durchgeführt unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung unter Verwendung eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 680 nm. Die Messung des Löschfeldes wurde durchgeführt unter variierenden Werten für den Wert X (Atomverhältnis). (TABELLE 8)
Wie in Tabelle 8 dargestellt ist, ergibt sich ein leichter gradueller Anstieg des Wertes CNR, wenn die Menge an Ti, die enthalten war, angehoben wurde. Dies entspricht einem Anstieg im Wert X oberhalb von 0,95. In jedem Fall jedoch war der CNR-Wert größer als derjenige einer magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Aus diesem Grund zeigt dieses Ergebnis den Effekt und die Wirkung, wenn eine Reflexionsschicht 10 vorgesehen wird.
Dies bedeutet auf der anderen Seite, dass in Bezug auf das Löschfeld Reflexionsschichten 10 allein auf der Grundlage von Al oder allein auf der Grundlage von Ti jeweils hohe Löschfelder im Bereich von 50 kA/m und 48 kA/m notwendig machen, wobei es jedoch möglich war, das Löschfeld durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,89 zu reduzieren.
Nachfolgend zeigt die Tabelle 9 den Effekt des Reduzierens des Löschfeldes durch Aufnehmen nichtmagnetischer Elemente außer Ti zum Al. Unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_0.5Z_0.5 zeigt Tabelle 9 die Messergebnisse für die CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm auf der Grundlage des Einsatzes eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei für Z nichtmagnetische Metalle außer Ti, wie sie in Tabelle 9 dargestellt sind, verwendet werden. (TABELLE 9)
Wie Tabelle 9 zeigt ist in jedem Fall von Ta, Pt, Au, Cu und Si für Z der CNR-Wert größer als bei einer magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen ist. Daher zeigt dies die Wirkung und den Effekt des Vorsehens einer Reflexionsschicht. Andererseits war es im Hinblick auf das Löschfeld wie in dem Fall des Einführens von Ti mit dem Al möglich, das Löschfeld zu reduzieren.
Jedes der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele, die oben diskutiert wurden, verwendete eine Wiedergabeschicht 1 mit einer magnetischen Schicht, welche bei Raumtemperatur eine in der Ebene liegende Magnetisierung aufwies und welche bei höheren Temperaturen eine senkrechte Magnetisierung aufwies, wobei die höhere Temperatur während des Wiedergabevorgangs erreicht wurde. Dabei war jedoch jegliche Schicht zumindest im Signalwiedergabebereich senkrecht magnetisiert (wobei der Bereich gemeint ist, welcher oberhalb der vorbestimmten Temperatur (der Wiedergabetemperatur) während des Wiedergabevorgangs aufgeheizt wird).
Die ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele verwenden in der oben beschriebenen Form eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3, es können jedoch andere Schichten anstelle dieser Schicht verwendet werden und vorgesehen sein: (1) eine magnetische Schicht, die bei Raumtemperatur eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung aufweist und bei höherer Tempe ratur in eine senkrechte Magnetisierung übergeht (siehe Ausführungsbeispiele 11 bis 15 unten). (2) eine senkrecht magnetisierte Schicht, bei welcher ein Übergangsmetalluntergitter in der selben Richtung magnetisiert ist wie die Aufzeichnungsschicht 4 und die Summe der Magnetisierungen des Übergangsmetalluntergitters und eines Seltenerdenmetalluntergitters eine Richtung aufweist, die zu der der Aufzeichnungsschicht 4 entgegengesetzt gerichtet ist (siehe Ausführungsbeispiel 7 bis 10 unten). Zusätzlich kann die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 der Ausführungsbeispiele 1 bis 6 oder die senkrecht magnetisierte Schicht in (2) oben nicht notwendigerweise benachbart zur Aufzeichnungsschicht 4 liegen, sondern stattdessen (3) magnetostatisch Wiederaufzeichnungsschicht 4 gekoppelt sein.
(SIEBTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für ein magnetooptisches Speichermedium im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
6 zeigt das Betriebsprinzip der Wiedergabe mittels einer Expansion oder Aufweitung magnetischer Domänen gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel.
Bei der vorliegenden magnetooptischen Speichereinrichtung ist das durch die Aufzeichnungsschicht erzeugte magnetische Feld in einem Bereich niedriger Temperatur durch das Magnetfeld mit entgegen gesetzter Richtung ausgelöscht. Bei dem magnetooptischen Speichermedium, das in 6 dargestellt ist und welches ein Wiedergabeverfahren mittels der Expansion oder Aufweitung magnetischer Domänen verwendet, ist eine Isolationsschicht 3' (die in den Ansprüchen als magnetische Maskierungsschicht bezeichnet wird) aus einer Legierung eines Seltenerdenmetalls und eines Übergangsmetalls in der Nachbarschaft zu und in Austauschkopplung mit der Aufzeichnungsschicht 4 vorgesehen. Im Bezug auf die Isolationsschicht 3' verhält es sich so, dass bei Raumtemperatur das Moment seiner Seltenerdenmetalluntergitterstruktur größer ist als dasjenige seiner Übergangsmetalluntergitterstruktur (es ist reich an Seltenerdenmetall). In Bezug auf die Aufzeichnungsschicht 4 verhält es sich so, dass innerhalb eines Bereiches von Raumtemperatur bis zur Curietemperatur das Moment seiner Übergangsmetalluntergitterstruktur größer ist als dasjenige seiner Seltenerdenmetalluntergitterstruktur (es ist reich an Übergangsmetall).
Bei dem vorliegenden magnetooptischen Speichermedium ergibt sich mit der vorangehend beschriebenen Struktur, das bei Raumtemperatur die Richtung der Gesamtmagnetisierung der Isolationsschicht 3' (die Richtung des Moments ihrer Seltenerdenmetalluntergitterstruktur) entgegengesetzt ausgerichtet ist zur Richtung der Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 (der Richtung des Moments einer Übergangsmetalluntergitterstruktur), weil die Richtungen der Momente der Übergangsmetalluntergitterstruktur dieselben sind. Bei dem magnetooptischen Speichermedium gemäß dem vorliegenden siebten Ausführungsbeispiel wird die die Wiedergabeschicht beeinflussende Richtung des Magnetfelds bestimmt durch die Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 und der Isolationsschicht 3'. Wenn entsprechend die vorangehend beschriebene Isolationsschicht 3' verwendet wird, kann das magnetische Feld der Aufzeichnungsschicht 4 durch das Magnetfeld der Isolationsschicht 3' reduziert werden, und zwar zumindest bei Raumtemperatur. Das bedeutet kurz gesagt, dass die magnetische Kopplung der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 verhindert werden kann.
Es wird ferner bevorzugt, dass in einem Bereich niedrigerer Temperaturen um die Raumtemperatur herum die Gesamtmagnetisierung der isolierenden Schicht 3' und die Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 im Wesentlichen gleich und damit ausgeglichen sind, weil durch diese Maßnahme der magnetische Fluss, der zur Wiedergabeschicht 1 hinüberleckt, nahezu auf Null abgesenkt werden kann.
Im Gegensatz dazu ergibt sich, wenn die Temperatur von der Raumtemperatur ausgehend ansteigt, dass bei der Isolationsschicht 3' der Unterschied zwischen den Momenten der Seltenerden- und Übergangsmetalluntergitterstrukturen absinkt, so dass in Folge die Gesamtmagnetisierung der Isolationsschicht 3' absinkt, wogegen bei der Aufzeichnungsschicht 4 der Unterschied zwischen den Momenten der Seltenerden- und der Übergangsmetalluntergitterstrukturen zeitweise ansteigt, so dass insgesamt die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 ansteigt. Entsprechend ergibt sich wegen der während der Wiedergabe zugeführten Wärme, dass der Ausgleich und die Balance der Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 und der Isolationsschicht 3' aufgehoben wird und das die Wiedergabeschicht 1 von dem Magnetfeld, welches von der Aufzeichnungsschicht 4 erzeugt wird, beeinflusst wird. Aufgrund dieser Umstände wird die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 auf die Wiedergabeschicht 1 kopiert.
Wie oben diskutiert wurde ergibt sich bei dem magnetooptischen Speichermedium gemäß dem vorliegenden siebten Ausführungsbeispiel während der Wiedergabe, dass das Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht 4 von der Isolationsschicht 3' maskiert wird, und zwar in einem Bereich niedrigerer Temperaturen, und dass nur im Bereich höherer Temperaturen (das Zentrum des Lichtstrahlflecks) der magnetische Fluss der Aufzeichnungsschicht 4 durchleckt und das Aufzeichnungssignal auf die Wiedergabeschicht 1 kopiert wird. Im Ergebnis davon ergibt sich, dass selbst dann, wenn der Zwischenraum zwischen Aufzeichnungsbits klein ist, und benachbarte Aufzeichnungsbits unterhalb oder innerhalb einer expandierten magnetischen Domäne der Wiedergabeschicht 1 fallen die Magnetfelder dieser benachbarten Bits nicht die Wiedergabeschicht 1 erreichen können, und zwar aufgrund der Wirkung der Isolationsschicht 3'. Folglich wird die Richtung der Magnetisierung der Wiedergabeschicht 1 ausschließlich durch das Aufzeichnungsbit in dem Bereich bestimmt, welcher im Zentrum des Lichtstrahls auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird. Folglich ergibt sich eine gute Wiedergabecharakteristik.
Wenn Information von dem vorliegenden magnetooptischen Speichermedium wiedergegeben wird, können zusätzlich gleichmäßigere Wiedergabevorgänge erreicht werden durch aufeinander folgendes Ausbilden, Wiedergeben und Löschen magnetischer Domänen der Wiedergabeschicht 1 falls der Lichtstrahl 5 (der Wiedergabelaserstrahl) Pulse aussendet, ist es aus diesem Grund möglich, die magnetische Domäne zu löschen, wenn der Laser ausgeschaltet ist. Wenn der Laserstrahl Licht aussendet ist es ferner möglich, die Temperatur des Mediums anzuheben und die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht 4 auf die Wiedergabeschicht 1 zu kopieren und damit das Signal wiederzugeben. Folglich kann damit die Wiedergabesignalqualität gesteigert werden.
Unter Bezugnahme auf 7 werden nun konkrete Beispiele gemäß der vier siebten Ausführungsform erläutert. Es werden nachfolgend Fälle erläutert, bei welchem das magnetooptische Speichermedium von einer magnetooptischen Platte gebildet wird.
Wie in 7 dargestellt ist weist die magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden siebten Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Isolationsschicht 3', eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet auf, um den Hauptkörper der Platte zu bilden.
Bei einer magnetooptischen Platte von diesem Typ wird als Aufzeichnungsverfahren ein Aufzeichnungsverfahren auf der Grundlage der Curietemperatur verwendet. Eine Objektivlinse wird verwendet, um auf die Wiedergabeschicht 1 einen Lichtstrahl 5, welcher von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird, zu fokussieren. Das Aufzeichnen und das Wiedergeben werden mittels des magnetooptischen Effekts durchgeführt, welcher als polarer Kerreffekt bezeichnet wird, wie das oben beschrieben wurde.
Das Substrat 6 wird aus einem transparenten Material gebildet, z.B. von einem Polykarbonat in Plattenform.
Die transparente dielektrische Schicht 7 ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, welches keinen Sauerstoff enthält, z.B. AlN, SiN, AlSiN usw. Die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 muss so eingestellt werden, dass ein geeigneter Interferenzeffekt in Bezug auf den Lichtstrahl 5 ausgebildet werden kann, um so den Kerrumkehrwinkel des Mediums zu steigern. Entsprechend wird die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 auf einen Wert von ungefähr (λ/4n) eingestellt, wobei λ die Wellenlänge des Lichtstrahls 5 (Wiedergabelicht) ist und wobei n den Brechungsindex der transparenten dielektrischen Schicht 7 bezeichnet. Falls z.B. die Wellenlänge des Lichtstrahls 5 (welcher Laserlicht darstellt) 680 nm ist, wird die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 auf ungefähr 30 nm bis ungefähr 100 nm eingestellt.
Die Wiedergabeschicht 1 ist eine magnetische Schicht, die zusammengesetzt ist aus einer Legierung oder einer Verbindung aus Seltenerdenmetallen und Übergangsmetallen, aus Seltenerdenmetallen oder aus Übergangsmetallen. Die Zusammensetzung wird so angepasst, dass sich die magnetischen Charakteristika entsprechend ausbilden, wodurch die Koerzitivkraft bei Temperaturen im Bereich der Wiedergabetemperatur reduziert.
Die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 wird von einem dielektrischen Material gebildet, z.B. von AlN, SiN oder AlSiN, oder von einer Legierung oder Verbindung nichtmagnetischer Metalle, z.B. von Al, Ti, oder Ta. Die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 wird im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 80 nm derart eingestellt, dass die Wiedergabeschicht 1 magnetostatisch an die Isolationsschicht 3' und an die Aufzeichnungsschicht 4 gekoppelt ist.
Die Zusammensetzung der Isolationsschicht 3' wird so angepasst, dass bei Raumtemperatur das Moment des Seltenerdenmetalluntergitters größer ist als dasjenige des Übergangsmetalluntergitters, so dass das vom Aufzeichnungsfeld erzeugte magnetische Feld bei Raumtemperatur maskiert ist. Ferner entspricht im Bereich von Raumtemperatur bis zur Curietemperatur die Richtung des Moments des Übergangsmetalluntergitters der Isolationsschicht 3' immer der Richtung des Moments des Übergangsmetalluntergitters der Aufzeichnungsschicht 4, wie das unten beschrieben wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Zusammensetzung der Isolationsschicht 3' so angepasst wird, dass die Richtung des Moments seines Übergangsmetalluntergitters bestimmt wird durch die Richtung des Moments des Übergangsmetalluntergitters der Aufzeichnungsschicht 4.
Die Aufzeichnungsschicht 4 ist eine senkrecht magnetisierte Schicht aus einer Legierung oder Verbindung von Seltenerdenmetallen und Übergangsmetallen. Innerhalb eines Bereiches von Raumtemperatur bis zur Curietemperatur ist das Moment seiner Übergangsmetalluntergitterstruktur größer als dasjenige seiner Seltenerdenmetalluntergitterstruktur. Die Schichtstärke der Aufzeichnungsschicht 4 wird innerhalb eines Bereichs von etwa 20 nm bis etwa 80 nm eingestellt. Des weiteren wird der Bereich oder das Gebiet der magnetischen Aufzeichnungsdomäne so eingestellt, dass es geringer ausgebildet ist als das Gebiet der magnetischen Domäne, die in der Wiedergabeschicht 1 während der Wiedergabe ausgebildet wird.
Die Schutzschicht 8 wird von einem dielektrischen Material gebildet, z.B. von AlN, SiN oder AlSiN, oder von einer Legierung oder Verbindung eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. von Al, Ti, Ta etc. Die Schutzschicht dient dem Verhindern der Oxidation der Seltenerden-Übergangsmetalllegierungen oder -verbindungen in der Wiedergabeschicht 1, der Aufzeichnungsschicht 4. usw. Ihre Schichtstärke wird innerhalb eines Bereiches von 5 nm bis 60 nm eingestellt.
Die Überdeckungsschicht 9 wird von einem UV-härtenden Harz oder von einem wärmehärtenden Harz gebildet, welches mittels Spin Coating auf den Rest des Hauptkörpers der Platte aufgebracht und dann durch Anwenden ultravioletten Lichts oder von Wärme gehärtet wird.
Die folgende Beschreibung erläutert (1) das Verfahren zum Ausbilden und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika in Bezug auf ein konkretes Beispiel gemäß dem vorliegenden siebten Ausführungsbeispiel.
(1) Herstellungsverfahren
Zunächst wird ein vorab mit Ausnehmungen und Erhebungen (pits) ausgebildetes Substrat 6 aus einem plattenförmigen Polykarbonat in einen Substrathalter einer Sputteranlage eingebracht. Es sind ein Al-Target, ein GdFeCo-Legierungstarget, ein GdDyFe-Legierungstarget und ein GdDyFeCo-Legierungstarget vorgesehen. Nach dem Evakuieren des Innenraums der Sputteranlage auf 1 × 10^–6 Torr wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird die dielektrische Schicht 7 aus AlN mit einer Schichtstärke von 80 nm auf dem Substrat 6 ausgebildet.
Nachfolgend wird der Innenraum der Sputteranlage erneut auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Es wird Argongas eingeführt. Es wird eine Spannung an das GdFeCo-Legierungstarget angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10–3 Torr wird dann die Wiedergabeschicht 1 aus Gd_0.30(Fe_0.80Co_0.20)_0.70 mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der transparenten dielektrischen Schicht 7 ausgebildet. Die so erzeugte Wiedergabeschicht 1 zeigt entsprechende Charakteristika, wobei sie bei Raumtemperatur eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung und bei 120 °C eine senkrechte Magnetisierung zeigt. Die Wiedergabeschicht 1 besitzt eine Kompensationstemperatur von 300 °C und eine Curietemperatur von 320 °C.
Dann wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 aus AlN mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Wiedergabeschicht 1 ausgebildet.
Nachfolgend wird eine Spannung an das GdDyFe-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Isolationsschicht 3' aus (Gd_0.50Dy_0.50)_0.28Fe_0.72 mit einer Schichtstärke von 30 nm auf der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 ausgebildet. Die Isolationsschicht 3' hat eine Curietemperatur von 140 °C und ist eine senkrecht magnetisierte Schicht, die an Seltenerdenmetallen reich ist innerhalb eines Bereiches von Raumtemperatur bis zur Curietemperatur.
Nachfolgend wird an das GdDyFeCo-Legierungstarget eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Aufzeichnungsschicht 4 aus (Gd_0.50Dy_0.50)_0.23(Fe_0.80Co_0.20)_0.77 mit einer Schichtstärke von 40 nm auf der Isolationsschicht 3' ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 4 hat eine Curietemperatur von 275 °C.
Nachfolgend wird ein gemischtes Gas von Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine Schutzschicht 8 aus AlN mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Aufzeichnungsschicht 4 ausgebildet.
Nachfolgend wird dann mittels Spin Coating ein UV-härtendes Harz auf der Schutzschicht 8 ausgebildet und mittels Projektion ultravioletten Lichts darauf als Überdeckungsschicht 9 abgeschlossen.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Die Abhängigkeit des CNR-Wertes von der Markierungslänge bei der vorangehend beschriebenen Platte wurde mittels eines Lichtaufnahmegeräts gemessen, welches einen Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm verwendet. 8 zeigt die Ergebnisse dieser Messung. In 8 sind die Ergebnisse für die magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden siebten Ausführungsbeispiel als konkretes Beispiel 2 dargestellt.
Zusätzlich sind zu Vergleichszwecken die Abhängigkeiten der CNR-Werte von der Markierungslänge bei einer vergleichenden magnetooptischen Platte dargestellt, bei welcher keine Isolationsschicht 3' vorgesehen war. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in 8 als Vergleichsbeispiel 1 gezeigt. Das Medium der magnetooptischen Platte, welche keine Isolationsschicht aufwies, hatte ansonsten einen Aufbau, wie er der vorliegenden siebten Ausführungsform entspricht, wobei jedoch der Schritt des Ausbildens der Isolationsschicht 3' fortgelassen wurde. Die Abhängigkeit des CNR-Werts von der Markierungslänge gemäß 8 zeigt das Carrier-zu-Rausch-Verhältnis der magnetischen Aufzeichnungsdomänen mit einer Länge, welche zur ausgebil deten Markierungslänge korrespondiert, und zwar mit einem Abstand oder Pitch, der doppelt so groß ist wie der der Markierungslänge.
Ein Vergleich des CNR-Werts dieser beiden Beispiele bei einer Markierungslänge von 0,3 μm zeigt, dass der CNR-Wert des Vergleichsbeispiels 1 34,0 dB und der des konkreten Beispiels 2 41,5 dB betrug: Dies entspricht einem Anstieg von 7,5 dB. Dies ergibt sich aufgrund des Markierens benachbarter Aufzeichnungsbits durch die Isolationsschicht 3', wodurch sich eine Verbesserung der Wiedergabeauflösung ergibt. Nachfolgend werden die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika diskutiert, und zwar wenn die Bedingungen für jede Schicht des vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiels geändert wurden.
(a) Schichtstärken der Wiedergabeschicht und der Isolationsschicht 3'
Nachfolgend zeigt Tabelle 10 die Messergebnisse für die CNR-Werte, und zwar bei einer Markierungslänge von 0,3 μm, wenn die Schichtstärken der Wiedergabeschicht 1 und der Isolationsschicht 3' des konkreten Beispiels 2 geändert wurden. (TABELLE 10)
In Tabelle 10 zeigt die Zeile mit einer Isolationsschicht von 0 nm diejenigen Ergebnisse, die im Zusammenhang mit dem Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurden, bei welchem eine Isolationsschicht 3' nicht vorgesehen wurde. Der Maskierungseffekt ergibt sich in evidenter Art und Weise mit Isolationsschichten 3' mit einer Schichtstärke von 10 nm oder darüber, wobei auch der CNR-Wert angehoben wurde wobei jedoch die CNR-Werte wieder abfielen bei Schichtstärken von 60 nm oder darüber. Es wird davon ausgegangen, dass dies an dem Abfall des Leckens des Magnetfeldes bei Bereichen höherer Temperaturen liegt wodurch das Kopieren der magnetischen Domäne von der Aufzeichnungsschicht 4 behindert wird. Aus dem oben Genannten ergibt sich, dass ein höherer CNR-Wert erreicht werden kann als beim Vergleichsbeispiel 1, wenn eine Isolationsschicht 3' vorgesehen wird, die mit einer Schichtstärke im Bereich von etwa 10 nm bis etwa 60 nm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 nm bis etwa 50 nm, und weiter vorzugsweise in einem Bereich von 20 nm bis etwa 40 nm ausgebildet ist.
Ferner ergab sich wieder, dass mit einer Wiedergabeschicht 1 mit einer Schichtstärke von 8 nm das Wiedergabesignal vermindert wurde, wodurch sich ein CNR-Wert einstellte, der geringer war als derjenige des Vergleichsbeispiels 1. Des weiteren ergab sich mit einer Wiedergabeschicht 1 mit einer Schichtstärke von 100 nm, dass das Aufweiten und Kopieren des Magnetfeldes schwierig wurde, wodurch sich CNR-Werte ergaben, die niedriger lagen als diejenigen des Vergleichsbeispiels 1. Aus dem oben Genannten kann abgeleitet werden, dass ein CNR-Wert erhalten werden kann, der höher liegt als derjenige des Vergleichsbeispiels 1, wenn eine Wiedergabeschicht 1 verwendet wird, deren Schichtstärke innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 80 nm liegt.
(b) Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht
Nachfolgend erläutert Tabelle 11 Messergebnisse in Bezug auf den CNR-Wert bei einer Markierungslänge von 0,3 μm. Dabei wird auch die Messung des magnetischen Feldes erläutert, welches zum Löschen notwendig ist (Löschfeld). Dabei wurden die Schichtstärken der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 beim konkreten Beispiel 2 geändert. (TABELLE 11)
Wie Tabelle 11 darstellt, sinken die CNR-Werte merklich ab, wenn eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 mit 0,5 nm Schichtstärke verwendet wird. Es wird angenommen, dass dies aufgrund des Unvermögens, einen guten Zustand magnetostatischer Kopplung zu erreichen, erfolgt, weil die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 zu dünn ausgebildet ist. Es ergibt sich weiter, dass eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von 1 nm eine maximalen CNR-Wert liefert. Ferner ergab sich, dass bei weiterhin steigender Schichtstärke die CNR-Werte absanken. Aus dem oben Genannten ergibt sich, dass zum Erreichen eines CNR-Wertes oberhalb derjenigen Werte für das Vergleichsbeispiel 1 die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 innerhalb eines Bereiches von etwa 1 nm bis etwa 80 nm eingestellt werden muss.
Es ergibt sich des weiteren, dass ein Steigern der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 zu einem Absinken der magnetostatischen Kopplung der Wiedergabeschicht 1 und der Aufzeichnungsschicht 4 führt, wodurch sich ein Absinken des Löschfeldes einstellt. Um zu gewährleisten, dass das Löschfeld innerhalb eines praktikablen Bereichs von 31 kA/m oder geringer ergibt, ist es bevorzugt, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 zu verwenden, welche nicht weniger als 4 nm stark ausgebildet ist.
(c) Curietemperatur der Isolationsschicht 3'
Die vorangehende Beschreibung zeigte Resultate, die erhalten wurden, wenn eine Isolationsschicht 3' aus (Gd_0.50Dy_0.50)_0.28Fe_0.72 mit einer Curietemperatur von 140 °C verwendet wurde. Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Ergebnisse von Untersuchungen von Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgängen und deren Charakteristika bei der Verwendung von Isolationsschichten 3' welche Gd in unterschiedlichen Anteilen enthielten.
Tabelle 12 zeigt die Curietemperaturen T_C3 von Isolationsschichten 3' aus (Gd_XDy_1-X)_0.28Fe_0.72 mit einer Schichtstärke von 30 nm. Die Ergebnisse der Messungen für die CNR-Werte wurden bei einer Markierungslänge von 0,3 μm erhalten. Es wurde eine Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm verwendet. Es wurden verschiedene und variierende Werte für X (Atomverhältnis) eingestellt. (TABELLE 12)
Wie Tabelle 12 zeigt konnte ein CNR-Wert erhalten werden, der größer ist als derjenige des Vergleichsbeispiels 1 (34,0 dB), wobei letzteres nicht mit einer Isolationsschicht 3' ausgebildet wurde. Diese Ergebnisse ergaben sich für Fehler! Es ist nicht möglich, durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen..
Die bei der Messung aus Tabelle 12 verwendete Aufzeichnungsschicht 4 hatte eine maximale Magnetisierung bei einer Temperatur von 140 °C (die Temperatur des Aufheizens während der Wiedergabe). Entsprechend des Ausreichen, wenn die isolierende Schicht 3' in der Lage ist, ein Leck des magnetischen Feldes von der Aufzeichnungsschicht 4 bei Temperatur unterhalb von 140 °C zu maskieren. Daher ist die geeignetste Curietemperatur für die Isolationsschicht 3' eine Temperatur, die im Wesentlichen gleich ist zu der der Aufzeichnungsschicht 4 oder im Bereich von etwa 140 °C. Wie jedoch in Tabelle 12 dargestellt ist, kann ein CNR-Wert erhalten werden, der höher liegt als derjenige des Vergleichsbeispiels 1, wenn Isolationsschichten 3' vorgesehen werden, die Curietemperaturen von nicht weniger als 80 °C und nicht mehr als 220 °C aufweisen. Daher kann durch Einstellen der Curietemperatur der Isolationsschicht 3' von nicht weniger als 80 °C und nicht mehr als 220 °C ein Maskierungseffekt bei tiefen Temperaturen erreicht werden.
Erneut erklären die vorangehend beschriebenen Umstände die Resultate, die mit einer Isolationsschicht 3' aus GdDyFe erhalten werden. Dies jedoch nur solange der oben erwähnte Curietemperaturbereich (80 °C bis 220 °C) erfüllt ist. Die Isolationsschicht 3' kann dabei von einer senkrechten magnetisierten Schicht aus einer Verbindung oder Legierung der folgenden Art bestehen: TbFe-Legierung, DyFe-Legierung, GdFe-Legierung, GdTbFe-Legierung, DyFeCo-Legierung und TbFeCo-Legierung.
(d) Kompensations-Ausgleichstemperatur der Isolationsschicht 3'
Des weiteren erklären die vorangehend beschriebenen Umstände, dass vorzugsweise eine Isolationsschicht 3' verwendet wird, welche eine Curietemperatur im Bereich von 80 ° bis etwa 220 ° aufweist. Aber selbst dann, wenn die Kompensationstemperatur im Bereich von 80 ° bis 220 °C liegt können die Wirkungen und Effekte des vorliegenden siebten Ausführungsbeispiels (das Maskieren des magnetischen Feldes der Aufzeichnungsschicht 4 bei Raumtemperatur) erhalten werden. Die nachfolgende Beschreibung erläutert diese Art Beispiel.
Unter Verwendung einer Isolationsschicht 3' aus (Gd_0.80Dy_0.20)_0.26Fe_0.74 mit einer Schichtstärke von 30 nm wurde die CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm durchgeführt. Eine Isolationsschicht 3' mit dieser Zusammensetzung zeigte eine Kompensationstemperatur von 140 °C und eine Curietemperatur von 200 °C. In diesem Fall wurden CNR-Werte mit 41,5 dB gemessen. Die Charakteristika waren im Wesentlichen zu denjenigen des konkreten Beispiels 2 gleich. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Wirkung und der Effekt des Maskierens des magnetischen Feldes der Aufzeichnungsschicht 4 auch bei einer Isolationsschicht 3' mit einer Kompensationstemperatur erhalten werden kann. Es wird bevorzugt, die Kompensationstemperatur bei 140 °C (also im Bereich der Temperatur des Aufheizens während der Wiedergabe) einzustellen, aus einer Temperatur, bei welcher die Aufzeichnungsschicht 4 ihre maximale Magnetisierung besitzt. Jedoch kann der Maskierungseffekt erhalten werden, solange die Kompensationstemperatur sich innerhalb eines Bereichs von etwa 80 °C bis etwa 220 °C bewegt. Solange die Temperatur innerhalb des Bereiches von 80 °C bis 220 °C liegt, kann die Isolationsschicht 3' aus einer senkrecht magnetisierten Schicht und einer Verbindung oder Legierung bestehen, welche irgendeine der folgenden Legierungen oder Verbindungen enthält: GdDyFe-Legierung, TbFe-Legierung, DyFe-Legierung, GdFe-Legierung, GdTbFe-Legierung, DyFeCo-Legierung und TbFe Co-Legierung.
(ACHTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die nachfolgende Beschreibung erläutert das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9. Das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert einen Fall, bei welchem das magnetooptische Speichermedium als magnetooptische Platte ausgebildet ist.
Wie in 9 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß der achten Ausführungsform ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Isolationsschicht 3', eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen, um den Hauptkörper der Platte zu bilden.
Die magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden achten Ausführungsbeispiel besitzt eine Aufbau, bei welchem die Reihenfolge des Ausbildens der Isolationsschicht 3' und der Aufzeichnungsschicht 4 gemäß der magnetooptischen Platte gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel umgekehrt ist.
Nachfolgend werden erklärt (1) ein Verfahren zum Herstellen und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels gemäß der achten Ausführungsform.
(1) Herstellungsverfahren
Unter Verwendung des Herstellungsverfahrens, welches im Zusammenhang mit der magnetooptischen Platte der siebten Ausführungsform oben diskutiert wurde, wird die magnetooptische Platte gemäß der achten Ausführungsform durch Umkehren der Reihenfolge des Ausbildens der Isolationsschicht 3' und der Aufzeichnungsschicht 4 ausgeführt. Das Substrat 6, die transparente dielektrische Schicht 7, die Wiedergabeschicht 1, die nichtmagnetische Zwischenschicht 2, die Schutzschicht 8 und die Überdeckungsschicht 9 wurden wie bei der zweiten Ausführungsform oben ausgebildet.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse einer Messung der CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei unterschiedliche Schichtstärken für die Wiedergabeschicht 1 und die Isolationsschicht 3' verwendet wurden. (TABELLE 13)
In Tabelle 13 bezeichnet die Zeile mit einer Isolationsschichtstärke von 0 nm diejenigen Resultate, die im Zusammenhang mit dem Vergleichsbeispiel 1 erzielt wurden, bei welchem eine Isolationsschicht 3' nicht vorgesehen war. Zusätzlich sind in Tabelle 13 diejenigen Resultate gezeigt, die sich ergeben durch mehr oder weniger Umkehren der Reihenfolge der Aufzeichnungsschicht 4 und der Isolationsschicht 3' im Hinblick auf das konkrete Beispiel 2 welches in Zusammenhang mit der siebten Ausführungsform oben erläutert wurde. Dies ist als konkretes Beispiel 3 aufgeführt.
Der aufgrund der Isolationsschicht 3' erhaltene Maskierungseffekt bei einer Schichtstärke von 10 nm oder mehr für die Isolationsschicht 3' wird auch hier erhalten, wodurch sich ein Anstieg im CNR-Wert ergab. Für Schichtstärken von 100 nm oder darüber wurden jedoch die CNR-Werte abgesenkt. Es wird angenommen, dass dies auf den Einfluss benachbarter Aufzeichnungssignale wegen eines verminderten Maskierungseffekts zurückgeht. Aus den oben beschriebenen Umständen kann abgeleitet werden, dass ein CNR-Wert erhalten werden kann, der höher liegt als derjenige des Vergleichsbeispiels 1, und zwar mit einer Isolationsschicht 3', bei je Schichtstärken im Bereich von etwa 10 nm bis etwa 80 nm aufweist.
Auf diese Art und Weise ergibt sich, dass die Isolationsschicht 3' eine senkrecht magnetisierte Schicht ist mit einer Austauschkopplung zur Aufzeichnungsschicht 4. Das gesamte magnetische Moment der Aufzeichnungsschicht 4 und der Isolationsschicht 3' kann so eingestellt werden, dass es bei Raumtemperatur den Wert 0 annimmt. Dem Ergebnis davon kann das Magnetfeld, welches durch die Aufzeichnungsschicht 4 generiert wird, magnetisch maskiert werden durch Auslöschen über die Isolationsschicht 3'. Dir relativen Positionen oder Lagen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Isolationsschicht 3' beeinflussen die jeweiligen magnetischen Felder, die durch diese Schichten erzeugt werden, nicht. Folglich spielt es keine Rolle, auf welcher Seite der Aufzeichnungsschicht 4 die Isolationsschicht 3' angeordnet ist oder wird.
Im Vergleich mit der siebten Ausführungsform oben ergab sich ein schwächerer Maskierungseffekt, weil die Isolationsschicht 3', welche auf der Seite der Aufzeichnungsschicht 4 gegenüberliegend zur Seite, von welcher der Lichtstrahl 5 her projiziert wurde, angeordnet war. Die CNR-Werte fielen bei dieser achten Ausführungsform vergleichsweise niedriger aus, es lag jedoch ein weiterer Bereich der Schichtstärken für die Isolationsschicht 3' vor, der geeignet war, CNR-Werte zu erhalten, die über denjenigen lagen, die für das Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurden.
Im Hinblick auf (a) die Schichtstärke der Wiedergabeschicht 1, (b) die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2, (c) die Curietemperatur der Isolationsschicht 3' und (d) die Kompensationstemperatur der Isolationsschicht 3' waren die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erhaltenen Ergebnisse äquivalent zu denjenigen des oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiels.
(NEUNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 erläutert. Das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert einen Fall, bei welchem das magnetooptische Speichermedium als magnetooptische Platte ausgebildet ist.
Wie in 10 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden neunten Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Reflexionsschicht 10, eine Isolationsschicht 3', eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen und so den Hauptteil der Platte bilden.
Bei den oben beschriebenen siebten und achten Ausführungsbeispielen, bei welchen Wiedergabeschichten 1 mit einer Schichtstärke von unterhalb von 40 nm verwendet wurden, wurde der Lichtstrahl 5, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 passierte, von der Isolationsschicht 3 oder der Aufzeichnungsschicht 4 reflektiert, so dass Information von benachbarten Aufzeichnungsbits der Aufzeichnungsschicht 4 mit dem Wiedergabesignal gemischt wurden. Im Ergebnis davon ergab sich eine Durchmischung der Wiedergabesignalcharakteristika und damit deren Verschlechterung.
Bei dem vorliegenden neunten Ausführungsbeispiel jedoch ist eine Reflexionsschicht 10 zwischen der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 und er Isolationsschicht 3' der magnetooptischen Platte vorgesehen, die im Zusammenhang mit dem siebten Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde. Mittels dieses Aufbaus wird selbst dann, wenn eine dünne Wiedergabeschicht 1 von weniger als 40 nm Schichtstärke verwendet wird, der Lichtstrahl, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 passierte, durch die Reflexionsschicht 10 reflektiert, so dass unnötige Information von benachbarten Aufzeichnungsbits der Aufzeichnungsschicht 4 daran gehindert werden kann, mit dem Wiedergabesignal gemischt zu werden. Dadurch kann das Wiedergabeverfahren auf der Grundlage der Expansion oder Aufweitung magnetischer Domänen mittels der Wiedergabeschicht 1 verbessert werden.
Nachfolgend werden erläutert (1) ein Herstellungsverfahren und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels einer magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden neunten Ausführungsbeispiel.
(1) Herstellungsverfahren
Bei einer magnetooptischen Platte gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel wird eine Reflexionsschicht 10 aus Al zwischen der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 und der Isolationsschicht 3' der siebten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, eingefügt. Das Substrat 6, die transparente dielektrische Schicht 7, die Wiedergabeschicht 1, die nichtmagnetische Zwischenschicht, die Isolationsschicht 3', die Aufzeichnungsschicht 4, die Schutzschicht 8 und die Überdeckungsschicht 9 werden wie bei dem konkreten Beispiel 2 vorgesehen. Die Wiedergabeschicht 1 wird mit einer Schichtstärke von 25 nm ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 wurde die Sputteranlage wiederum auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Dann wurde Argongas eingeleitet. Es wurde eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurde reflektive Schichten oder Reflexionsschichten 10 aus Al mit einer Schichtstärke im Bereich von etwa 2 nm bis etwa 80 nm auf den nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 ausgebildet.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 14 zeigt die Ergebnisse von Messungen der CNR-Werte von magnetooptischen Platten gemäß dem vorliegenden neunten Ausführungsbeispiel mit Reflexionsschichten 10 mit variierender Schichtstärke. Dabei wurde ein Lichtaufnahmegerät unter Verwendung eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 680 nm verwendet. Die Markierungslänge betrug 0,3 μm. (TABELLE 14)
In Tabelle 14 zeigt die Zeile mit einer Reflexionsschichtstärke von 9 nm Ergebnisse im Hinblick auf eine magnetooptische Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Selbst beim Verwenden sehr dünner Reflexionsschichten 10 von 2 nm Schichtstärke ergab sich, dass das Wiedergeben von Information von der Aufzeichnungsschicht 4 verhindert werden konnte, wodurch sich ein Anstieg in den CNR-Werten von 0,5 dB einstellte. Mit stärker ausgebildeten Reflexionsschichten 10 ergaben sich schrittweise ansteigende CNR-Werte, bis diese ihren Maximalwert bei einer Schichtstärke von 20 nm für die Reflexionsschicht 10 einnahmen. Dies ergab sich wegen der stärker werdenden Reflexionsschichten. Die Wirkung oder der Effekt des Verhinderns des Wiedergebens von Information von der Aufzeichnungsschicht 4 war dabei markanter ausgebildet.
Mit Schichtstärken im Bereich von 20 nm oder darüber sanken die CNR-Werte. Dies ergab sich wegen der Abschwächung der magnetostatischen Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 aufgrund eines Absinkens des Abstandes oder der Distanz zwischen diesen beiden Elementen.
Aus der oben gegebenen Beschreibung ergibt sich, dass es notwendig ist, die Schichtstärke der Reflexionsschicht 10 in einen Bereich von etwa 2 nm bis etwa 40 nm einzustellen, um CNR-Werte zu erhalten, die über denjenigen liegen, die bei magnetooptischen Platten erhalten werden, bei denen eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen ist.
Die vorangehende Diskussion im Hinblick auf die Wiedergabecharakteristika wurde im Bezug auf Reflexionsschichten 10 aus Aluminium geführt. Jedoch können auch Reflexionsschichten aus Verbindungen oder Legierungen von Al und von anderen Metallen außer Al verwendet werden.
Unter der Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XFe_X mit einer Schichtstärke von 20 nm zeigt die Tabelle 15 Messergebnisse im Hinblick auf CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm, wobei eine Lichtaufnahmeeinrichtung verwendet wurde mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm. Dabei wurde auch das Löschfeld für verschiedene Werte von X (Atomverhältnis) gemessen. (TABELLE 15)
Wie Tabelle 15 zeigt, werden die CNR-Werte schrittweise abgesenkt, wenn die Menge an eingesetztem Fe ansteigt, d.h. wenn X über einen Wert von 0,10 angehoben wird. Jedoch war in jedem Fall der CNR-Wert größer als derjenige bei einer magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Dies zeigt den Effekt und die Wirkung des Vorsehens einer Reflexionsschicht 10. Andererseits zeigte sich im Hinblick auf das Löschfeld, dass eine Reflexionsschicht 10 aus reinem Al ein starkes Löschfeld von 50 kA/m notwendig machte. Es war jedoch möglich, das Löschfeld dadurch abzusenken, dass der Werte X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,50 eingestellt wurde.
Nachfolgend zeigt Tabelle 16 unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XNi_X mit einer Schichtstärke von 20 nm die Messergebnisse im Hin blick auf gemessene CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei auch das Löschfeld bei verschiedenen Werten von X (Atomverhältnis) gemessen wurde. (TABELLE 16)
Wie Tabelle 16 zeigt war es wie beim Fall der Aufnahme von Fe möglich, das Löschfeld durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und auf nicht mehr als 0,50 möglich, das Löschfeld zu reduzieren.
Das Löschfeld kann auch dadurch reduziert werden, indem mit dem Al ein magnetisches Metall eingebracht wird, z.B. Co, Gd, Tb, Dy, Nd usw., und zwar anstelle von Fe oder Ni.
Nachfolgend wird eine Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristika diskutiert, und zwar für den Fall, dass nichtmagnetische metallische Elemente mit Al verwendet werden.
Tabelle 17 zeigt unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XTi_X mit einer Schichtstärke von 20 nm Messergebnisse im Hinblick auf CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei ebenfalls das Löschfeld für verschiedene Werte von X (Atomverhältnis) gemessen wurde. (TABELLE 17)
Wie Tabelle 17 zeigt ergab sich ein leichter schrittweiser Rückgang in den CNR-Werten, sobald die Menge an Ti, welche eingesetzt wurde, angehoben wurde, d.h. mit einem Wert X oberhalb von 0,95. Jedoch war in jedem Fall der CNR-Wert größer als derjenige einer magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Dies zeigt die Wirkung des Vorsehens einer Reflexionsschicht 10. Auf der anderen Seite ergab sich, dass im Bezug auf das Löschfeld Reflexionsschichten 10 rein aus Al oder rein aus Ti hohe Löschfeldstärken von 50 kA/m bzw. 48 kA/m notwendig machten. Es war jedoch möglich, die Löschfeldstärke durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,98 zu reduzieren.
Nachfolgend zeigt Tabelle 18 den Effekt des Reduzierens des Löschfeldes durch Einbringen nichtmagnetischer Elemente mit dem Al außer Ti. Unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_0.5Z_0.5 zeigt Tabelle 18 die Messergebnisse für CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei für Z nichtmagnetische Metalle außer Ti verwendet werden, wie dies in Tabelle 18 dargestellt ist. (TABELLE 18)
Wie in Tabelle 18 dargestellt ist, war in jedem der Fälle, bei welchem für Z Ta, Pt, Au, Cu und Si verwendet wurden, der CNR-Wert größer als derjenige bei einer magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Dies zeigt die Wirkung des Vorsehens einer Reflexionsschicht 10. Andererseits war es im Hinblick auf das Löschfeld möglich, wie im Fall des Vorsehens von Ti mit Al das Löschfeld zu reduzieren.
Die vorangehend diskutierten Ergebnisse wurden gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der magnetooptischen Platte durch Vorsehen einer Reflexionsschicht erzielt. Die selben Ergebnisse können jedoch erhalten werden durch Vorsehen einer Reflexionsschicht beim achten Ausführungsbeispiel.
Im Bezug auf (a) die Schichtstärke der Wiedergabeschicht und der Isolationsschicht, (c) die Curietemperatur der Isolationsschicht 3' und (d) die Kompensationstemperatur der Isolationsschicht 3' waren die erhaltenen Resultate bei der vorliegenden neunten Ausführungsform äquivalent zu denjenigen, die bei den siebten und achten Ausführungsformen oben erhalten wurden.
(ZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform erklärt einen Fall, bei welchem das magnetooptische Speichermedium von einer magnetooptischen Platte gebildet wird.
Wie in 11 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß der vorliegenden zehnten Ausführungsform ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Isolationsschicht 3', eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8, eine Wärmedissipationsschicht 110 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen und den Hauptkörper der Platte bilden.
Eine magnetooptische Platte gemäß dieser vorliegenden zehnten Ausführungsform besitzt einen Aufbau, bei welchem eine Wärmedissipationsschicht 110 zwischen der Schutzschicht 8 und der Überdeckungsschicht 9 der magnetooptischen Platte gemäß der siebten Ausführungsform von oben vorgesehen ist.
Nachfolgend wird erklärt (1) das Verfahren zum Herstellen und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels der magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden zehnten Ausführungsform.
(1) Herstellungsverfahren
Bei einer magnetooptischen Platte gemäß der zehnten Ausführungsform ist eine Wärmedissipationsschicht 110 aus Al zwischen der Schutzschicht 8 und der Überdeckungsschichten 9 der magnetooptischen Platte des konkreten Beispiels 2 vorgesehen. Des weiteren sind das Substrat 6, die transparente dielektrische Schicht 7, die Wiedergabeschicht 1, die nichtmagnetische Zwischenschicht 2, die Isolationsschicht 3', die Aufzeichnungsschicht 4, die Schutzschicht 8 und die Überdeckungsschicht 9 wie bei der siebten Ausführungsform oben ausgebildet. Die Schutzschicht 8 ist mit einer Schichtstärke von 5 nm ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der Schutzschicht 8 wird die Sputteranlage erneut auf 1 × 10–6 Torr evakuiert. Es wird Argon eingeführt. Es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10–3 Torr wird die Wärmedissipationsschicht 110 aus Al mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Schutzschicht 8 ausgebildet.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Die Messung der CNR-Werte bei der magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden zehnten Ausführungsform wird mittels eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm durchgeführt, wobei die Markierungslänge 0,3 μm beträgt. Es ergab sich dabei ein CNR-Wert von 52,5 dB, dies entspricht gegenüber dem konkreten Beispiel 2 eine Verbesserung von 1 dB.
Falls wie beim vorliegenden zehnten Ausführungsbeispiel eine Wärmedissipationsschicht 110 aus einem hoch wärmeleitfähigen Al vorgesehen wird, kann horizontal ausgestrahlte Wärme vertikal dissipiert werden, d.h. in einer Richtung der Schichtstärke der Wärmedissipationsschicht 110, wodurch sich eine Reduktion des Ausstrahlens oder Verbreitens von Wärme in einer horizontalen (in der Ebene) Richtung ergibt. Entsprechend ergibt sich im Lichtstrahlfleck eine steilere Temperaturverteilung. Dadurch wird die Wirkung der Isolationsschicht 3' im Hinblick auf das Maskieren der Wiedergabeschicht 1 vom Magnetfeld der Aufzeichnungsschicht 4 verbessert oder verstärkt. Folglich können die Wiedergabecharakteristika weiter verbessert werden.
Das Al, welches zur Ausbildung der Wärmedissipationsschicht 110 verwendet wird, besitzt eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Seltenerden-Übergangsmetallverbindungen oder -legierungen, die im Hinblick auf die Wiedergabeschicht 1 und auf die Aufzeichnungsschicht 4 verwendet werden. Daher ist dies ein geeignetes Material zum Ausbilden der Wärmedissipationsschicht. Zusätzlich ist Al sehr preisgünstig.
Anstelle von Al kann ein Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der der Wiedergabeschicht 1 und der der Aufzeichnungsschicht 4 für die Wärmedissipationsschicht 110 verwendet werden, z.B. Au, Ag, Cu, SUS, Ta, Cr, etc.
Die Langzeitzuverlässigkeit und -stabilität kann durch Verwendung von Au, verbessert werden, welches eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation, Luftfeuchtigkeit und Abrieb hat.
Die Langzeitzuverlässigkeit und -stabilität kann durch Verwendung von Ag, verbessert werden, welches eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation, Luftfeuchtigkeit und Abrieb hat.
Die Langzeitzuverlässigkeit und -stabilität kann durch Verwendung von Cu, verbessert werden, welches eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation, Luftfeuchtigkeit und Abrieb hat.
Wieder kann eine der Substanzen SUS, Ta oder Cr verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine magnetooptische Platte mit einer noch besseren Langzeitzuverlässigkeit, weil diese Materialien eine noch bessere Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation, Luftfeuchtigkeit und Abrieb besitzen.
Das vorliegende zehnte Ausführungsbeispiel verwendet eine Wärmedissipationsschicht 110 mit einer Schichtstärke von 20 nm. Je größer jedoch die Schichtstärke ist, desto größer ist der Wärme dissipierende Effekt, und auch die Langzeitzuverlässigkeit wird dadurch verbessert. Jedoch muss auch die Schichtstärke gemäß der Wärmeleitfähigkeit und der spezifischen Wärmeka pazität der verwendeten Materialien eingestellt werden, da dies auch die Aufzeichnungsempfindlichkeit der magnetooptischen Platte beeinflusst. Eine Schichtstärke im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 200 nm ist geeignet, noch besser geeignet ist jedoch eine Schichtstärke im Bereich von 10 nm bis etwa 100 nm. Falls das verwendete Material eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit und eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion aufweist, ist auch eine dünne Schicht im Bereich von 10 nm bis etwa 100 nm Stärke ausreichend. Folglich ist dabei diejenige Zeit, die nötig ist, um die Schichtstärke auszubilden merklich reduzierbar.
Die vorangehend diskutierten Resultate wurden im Zusammenhang mit dem Bereitstellen einer Wärmedissipationsschicht bei einer magnetooptischen Platte gemäß der siebten Ausführungsform erhalten. Die selben Resultate ergeben sich jedoch auch durch Bereitstellen einer Reflexionsschicht in einer magnetooptischen Platte der ersten bis sechsten, des achten und des neunten Ausführungsbeispiels, wie diese oben beschrieben wurden, oder auch im Zusammenhang mit dem elften bis fünfzehnten Ausführungsbeispiel, die unten beschrieben werden.
Im Bezug (a) auf die Schichtstärke der Wiedergabeschicht und der Isolationsschicht, (b) der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2, (c) der Curietemperatur der Isolationsschicht 3', (d) der Kompensationstemperatur der Isolationsschicht 3' und (e) der Schichtstärke und des Materials der Reflexionsschicht 10 waren die in dem vorliegenden zehnten Ausführungsbeispiel erhaltenen Resultate äquivalent zu denjenigen der siebten bis neunten Ausführungsformen, wie sie oben beschrieben wurden.
Des weiteren wurden bei den siebten bis zehnten Ausführungsformen, wie sie oben beschrieben wurden, als Wiedergabeschicht 1 magnetische Schichten verwendet, die einer in der Ebene liegende Magnetisierung bei Raumtemperatur und eine senkrechte Magnetisierung bei höheren Temperaturen aufwiesen. Es können jedoch sämtliche Schichten verwendet werden, solange sie nur in einem Signalwiedergabebereich eine senkrechte Magnetisierung aufweisen (nämlich im Bereich, welcher während des Vorgangs des Wiedergebens auf oberhalb einer vorbestimmten Temperatur erhitzt werden).
(ELFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird ein elftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert.
12 zeigt das Prinzip der Wiedergabe auf der Grundlage der Aufweitung oder Expansion magnetischer Domänen gemäß dem vorliegenden elften Ausführungsbeispiel.
Bei einem magnetooptischen Speichermedium gemäß dem vorliegenden elften Ausführungsbeispiel sind eine Kopierschicht 3'' (die nachfolgend und in den Ansprüchen als magnetische Maskierungsschicht bezeichnet wird), welche magnetostatisch zur Wiedergabeschicht 1 gekoppelt ist, zwischen der Wiedergabeschicht 1 und der Aufzeichnungsschicht 4 vorgesehen. Die Kopierschicht 3'' zeigt bei Raumtemperatur eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung und oberhalb einer vorgegebenen oder vorbestimmten Temperatur eine senkrechte Magnetisierung. Des weiteren maskiert die Kopierschicht 3'' die Magnetisierung der Niedrigtemperaturbereiche 11 der Aufzeichnungsschicht 4, welche nicht oberhalb der vorbestimmten Temperatur aufgeheizt werden (welche nachfolgend als kritische Temperatur bezeichnet wird). Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Kopierschicht 3'' verhindert, dass die Magnetisierung der Niedrigtemperaturbereiche 11 der Aufzeichnungsschicht 4 auf die Wiedergabeschicht 3 übertragen werden.
Durch das Ausbilden einer derartigen magnetischen Maskierung zeigt die Kopierschicht 3'' in dem Bereich, der auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur aufgeheizt wird, eine senkrechte Magnetisierung, so dass eine Maskierung entfernt werden kann und es somit möglich wird, ausschließlich Informationen eines gewünschten Bereichs der Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur wiederzugeben.
Falls diejenige Temperatur, auf welche die Kopierschicht 3'' während des Wiedergebens aufgeheizt wird, derart eingestellt wird, dass der Kopierschicht 3'' ermöglicht wird, den magnetischen Fluss eines einzelnen oder einzigen Aufzeichnungsbits in der Aufzeichnungsschicht 4 hindurchlecken zu lassen und die Kopierschicht 3'' den magnetischen Fluss der anderen Aufzeichnungsbits maskiert, ist es selbst dann möglich, den Einfluss der umgebenden Bits (Niedrigtemperaturbereiche 11) zu unterdrücken und die Information ausschließlich eines einzelnen oder einzigen Aufzeichnungsbits auf die Wiedergabeschicht 1 zu kopieren, wenn ein nur geringer Abstand zwischen den Aufzeichnungsbits verwendet wird. Auf diese Art und Weise ergeben sich gute Wiedergabecharakteristika.
Um dabei in wirkungsvoller Art und Weise die magnetostatische Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 in einem auf oberhalb der kritischen Temperatur aufgeheizten Bereich zu verwenden, besitzt die Kopierschicht 3'' eine Curietemperatur, die höher eingestellt ist als die kritische Temperatur. Durch Einstellen der Curietemperatur der Kopierschicht 3'' auf eine Temperatur unterhalb der Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht 4 ergibt sich weiter, dass die magnetische Beeinflussung zum Zeitpunkt des Aufzeichnens vermieden werden kann, wodurch ermöglicht wird, dass sich ein stabiler Aufzeichnungsvorgang einstellt.
Es wird des weiteren bevorzugt, dass die Größe der magnetischen Domäne in der Aufzeichnungsschicht 1 während des Wiedergebens mittels Laserstrahl (Lichtstrahl) groß ist, weil die Signalstärke dadurch verstärkt wird und dadurch die Ursachen für Rauschen vermindert werden. Da die Wände der magnetischen Domänen der Wiedergabeschicht 1 sich in Antwort auf das magnetische Feld der Aufzeichnungsschicht 4 bewegen müssen, sind niedrige Koerzitivkräfte von Vorteil.
Wenn Informationen von vorliegenden magnetooptischen Speichermedium wiedergegeben werden sollen können zusätzlich sanftere und gleichmäßigere Wiedergabevorgänge erhalten werden, wenn aufeinander folgend die magnetischen Domänen der Wiedergabeschicht 1 ausgebildet, wiedergegeben und gelöscht werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die magnetische Domäne zu löschen, wenn der Laser ausgeschaltet ist, falls der Wiedergabelaserstrahl pulsweise emittiert wird. Falls dabei der Laser Licht emittiert, kann die Temperatur des Mediums angehoben werden, wodurch dann die magnetische Domäne der Aufzeichnungsschicht 4 auf die Wiedergabeschicht 1 kopiert und das Wiedergabesignal wiedergegeben wird. Folglich kann die Wiedergabesignalqualität gesteigert werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 13 ein konkretes Beispiel des vorliegenden elften Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei welchem das magnetooptische Speichermedium von einer magnetooptischen Platte gebildet wird.
Wie in 13 dargestellt wird, weist eine magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden elften Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Kopierschicht 3'', eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen und den Hauptkörper der Platte bilden.
Bei einer magnetooptischen Platte von diesem Typ wird ein Aufzeichnungsverfahren verwendet, welches ein Aufzeichnungsverfahren auf der Grundlage einer Curietemperatur ist. Eine Objektivlinse wird verwendet, um auf die Wiedergabeschicht 1 einen Laserstrahl 5 zu fokussieren, der von einem Halbleiterlaser emittiert wird. Das Aufzeichnen und das Wiedergeben werden mittels des magnetooptischen Effekts realisiert, welcher als polarer Kerreffekt bekannt ist, wie dies oben im Detail beschrieben und diskutiert wurde.
Das Substrat 6 wird von einem transparenten, d.h. Licht transmittierendem Basismaterial gebildet, z.B. von einem Polykarbonat, welches in Plattenform vorliegt.
Die transparente dielektrische Schicht 7 wird vorzugsweise von einem Material mit einem hohen Brechungsindex gebildet, z.B. von AlN, SiN, AlSiN, TiO₂ usw. Die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 muss so eingestellt werden, dass eine geeignete Interferenz oder dass ein geeigneter Interferenzeffekt in Bezug auf den Lichtstrahl 5 entsteht und dass der Kerrumkehrwinkel des Mediums gesteigert ist oder wird. Entsprechend wird die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 so eingestellt, dass sie einen Wert im Bereich von (λ/4n) annimmt, wobei λ die Wellenlänge des Lichtstrahls 5 (Wiedergabelicht) ist und wobei n den Brechungsindex der transparenten dielektrischen Schicht 7 bezeichnet. Falls eine Wellenlänge von 680 nm für das Laserlicht verwendet wird, wird die Schichtstärke der transparenten dielektrischen Schicht 7 z.B. in einem Bereich von etwa 30 nm bis etwa 100 nm eingestellt.
Die Wiedergabeschicht 1 ist eine magnetische Schicht, welche von einer Verbindung oder einer Legierung eines Seltenerdenmetalls und eines Übergangsmetalls gebildet wird. Ihre Zusammensetzung wird so angepasst, dass die nachfolgend beschriebenen magnetischen Charakteristika vorliegen. Es ist hiermit gewünscht, dass bei Raumtemperatur eine Magnetisierung in der Ebene vorliegt und dass mit einem Anstieg in der Temperatur eine Ausgleichs- oder Kompensationszusammensetzung erhalten wird, wobei die Gesamtmagnetisierung absinkt. Die Wirkung des entmagnetisierenden Feldes soll sich dabei abschwächen und es soll sich dabei ein Übergang zu einer senkrechten Magnetisierung einstellen.
Die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 wird von einer einzelnen Schicht eines dielektrischen Materials gebildet, z.B. von AlN, SiN oder AlSiN, oder von einer Einzelschicht eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. von Al, Ti oder Ta, oder von zwei Schichten, nämlich einer eines dielektrischen Materials und einer eines nichtmagnetischen Metalls wie oben angegeben. Die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 wird derart ausgebildet und vorgesehen, dass die Wiedergabeschicht 1 und die Aufzeichnungsschicht 4 miteinander magnetostatisch gekoppelt sind.
Die Kopierschicht 3'' ist eine magnetische Schicht, welche gebildet wird von einer Seltenerden-Übergangsmetalllegierung oder von Seltenerdenmetallen oder von Übergangsmetallen. Es sollen dabei Charakteristika vorliegen, welche sich darin manifestieren, dass bei Raumtemperatur eine in der Ebene liegende Magnetisierung und bei einer Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Temperatur (die kritische Temperatur) eine senkrechten Magnetisierung vorliegt. Die Zusammensetzung der Kopierschicht 3'' wird so angepasst und eingestellt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind, die im Zusammenhang mit der Erklärung zu 12 diskutiert wurden. Bei Temperaturen unterhalb der kritischen Temperatur soll nämlich die in der Ebene liegende Magnetisierung der Kopierschicht 3'' das von der senkrechten Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 erzeugte Magnetfeld maskieren, um so ein Lecken des magnetischen Feldes zur Wiedergabeschicht 1 zu verhindern. Bei Temperaturen oberhalb der kritischen Temperatur soll jedoch der magnetische Maskierungseffekt verschwinden, und zwar wegen der senkrechten Magnetisierung der Kopierschicht 3'', so dass es einfacher ist, das der durch die Aufzeichnungsschicht 4 erzeugte magnetische Fluss zur Wiedergabeschicht 1 hindurch passiert.
Die Aufzeichnungsschicht 4 ist eine senkrecht magnetisierte Schicht aus einer Verbindung oder einer Legierung von Seltenerdenmetallen und Übergangsmetallen. Ihre Schichtstärke wird innerhalb eines Bereichs von etwa 20 nm bis etwa 80 nm eingestellt. Die Schutzschicht 8 besteht aus einem dielektrischen Material, z.B. aus AlN, SiN, AlSiN oder SiC, oder aus einer Verbindung oder einer Legierung nichtmagnetischer Metalle, z.B. aus Al, Ti, Ta usw. Die Schutzschicht 8 dient dazu, die Oxidation der Seltenerden-Übergangsmetalllegierungen zu verhindern, welche bei der Wiedergabeschicht 1, der Aufzeichnungsschicht 4 usw. verwendet werden. Ihre Schichtstärke wird im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 60 nm eingestellt.
Die Überdeckungsschicht 9 wird von einem UV-härtenden Harz oder von einem wärmehärtenden Harz gebildet, welches auf den Rest des Hauptkörpers der Platte mittels Spin Coating aufgebracht und dann durch Beaufschlagen mit ultraviolettem Licht oder mit Wärme gehärtet wird.
Nachfolgend werden erklärt (1) das Verfahren zum Herstellen und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels einer magnetooptischen Platte mit der vorangehend beschriebenen Struktur.
(1) Herstellungsverfahren
Nachfolgend wird das Verfahren zum Ausbilden einer magnetooptischen Platte mit der vorangehend beschriebenen Struktur erläutert.
Zunächst wird ein vorab mit Ausnehmungen und Erhebungen (pits) versehenes Substrat aus einem plattenförmigen Polykarbonat auf einem Substrathalter in einer Sputteranlage mit einem Al-Target platziert. Des weiteren sind zwei GdFeCo-Typ-Legierungstargets (korrespondierend zu der Wiedergabeschicht 1 und zur Kopierschicht 3'') vorgesehen. Ferner ist ein GdDyFe-Co-Legierungstarget vorgesehen. Nach dem Evakuieren des Innenraums der Sputteranlage auf einen Druck von 1 × 10^–6 Torr wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine transparente dielektrische Schicht 7 aus AlN mit einer Schichtstärke von 80 nm auf dem Substrat 6 ausgebildet.
Nachfolgend wird nach nochmaligem Evakuieren des Inneren der Sputteranlage auf einen Druck von 1 × 10^–6 Torr Argongas eingeleitet. Es wird eine Spannung an die GdFeCo-Verbindungstargets angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10–3 Torr wird eine Wiedergabeschicht 1 aus Gd_0.30(Fe_0.80Co_0.20)_0.70 mit einer Schichtstärke von 40 nm auf der transparenten dielektrischen Schicht 7 ausgebildet.
Die dabei hergestellte Wiedergabeschicht 1 hatte Charakteristika, welche sich darin äußerten, dass bei Raumtemperatur eine in der Ebene liegende Magnetisierung vorlag, welche bei 120 °C in eine senkrechte Magnetisierung überging. Die Wiedergabeschicht 1 hatte eine Kompensations- oder Ausgleichstemperatur von 300 °C und eine Curietemperatur von 320 °C.
Nachfolgend wurden Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wurde dann eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurde eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2 aus AlN mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Wiedergabeschicht 1 ausgebildet.
Nachfolgend wurde dann eine Spannung an das andere GdFeCo-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurde dann eine Kopierschicht 3'' aus Gd_0.30(Fe_0.85Co_0.15)_0.70 mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 ausgebildet. Die Kopierschicht 3'' hat in der so ausgebildeten Art und Weise folgende Charakteristika, die sich darin äußerten, dass bei Raumtemperatur eine in der Ebene vorliegende Magnetisierung gegeben war, die sich bei 120 °C in eine senkrechte Magnetisierung umwandelte, wobei die ausgebildete Schicht eine Curietemperatur von 250 °C aufwies.
Danach wurde nach erneutem Evakuieren des Inneren der Sputteranlage auf einen Druck von 1 × 10^–6 Torr Argongas eingeleitet. Es wurde eine Spannung an das GdDyFeCo-Legierungstarget angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurde dann eine Aufzeichnungsschicht 4 aus (Gd_0.50Dy_0.50)_0.23(Fe_0.80Co_0.20)_0.77 mit einer Schichtstärke von 40 nm auf der Kopierschicht 3'' ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 4 hatte in der so ausgebildeten Form eine Kompensationstemperatur von 25 °C und eine Curietemperatur von 275 °C.
Nachfolgend wurde dann ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wurde dann eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurde dann eine Schutzschicht 8 aus AlN mit einer Schichtstärke von 20 nm auf der Aufzeichnungsschicht 4 ausgebildet.
Nachfolgend wurde dann mittels eines Spin Coating Verfahrens ein UV-härtendes Harz auf der Schutzschicht 8 aufgebracht und mittels Projektion ultravioletten Lichts darauf ausgehärtet, um so eine Überdeckungsschicht 9 auszubilden.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Wie unter Bezugnahme auf 14 gezeigt ist, wurden die Abhängigkeit von CNR-Werten von der Markierungslänge bei der vorangehend beschriebenen magnetooptischen Platte unter Verwendung eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm gemessen. Hier ist das magnetooptische Speichermedium gemäß dem vorliegenden elften Ausführungsbeispiel als konkretes Beispiel 4 dargestellt.
Zusätzlich ist zu Vergleichszwecken die Abhängigkeit der CNR-Werte von der Markierungslänge bei einem Vergleichsbeispiel in Form einer magnetooptischen Platte ohne Kopierschicht 3'' ebenfalls in der 14 als Vergleichsbeispiel 1 genannt. Das Medium der nicht mit einer Kopierschicht versehenen magnetooptischen Platte besaß einen Aufbau wie beim vorliegenden elften Ausführungsbeispiel, wobei jedoch der Schritt des Ausbildens der Kopierschicht 3'' fortgelassen wurde. Die Abhängigkeit der CNR-Werte von der Markierungslänge ist, wie das 14 zeigt, ein Carrier-zu-Rausch-Verhältnis mit magnetischen Aufzeichnungsdomänen, die mit einer Länge ausgebildet wurden, welche zur Markierungslänge und zu einem Pitch korrespondieren, welcher doppelt so lang ist wie die Markierungslänge.
Ein Vergleich der CNR-Werte für diese beiden Beispiele bei einer Markierungslänge von 0,3 μm zeigt, dass die CNR-Werte für das Vergleichsbeispiel 1 34,0 dB betrug. Der entsprechende Wert für das konkrete Beispiel 4 war 41,0 dB: Dies bedeutet einen Anstieg von 7,0 dB. Dies ergab sich aufgrund des magnetischen Maskierungseffekts der Kopierschicht 3'' im Hinblick auf die Aufzeichnungsschicht 4, wodurch sich eine Verbesserung der Wiedergabeauflösung einstellte.
Nachfolgende Tabelle 19 zeigt die Messergebnisse für die CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm und verschiedenen Schichtstärken für die Wiedergabeschicht 1 und für die Kopierschicht 3'' für das konkrete Beispiel 4. (TABELLE 19)
In Tabelle 19 bezeichnet die Zeile mit einer Kopierschichtstärke von 0 nm Ergebnisse für das Vergleichsbeispiel 1, bei welchem eine Kopierschicht 3'' nicht vorgesehen war. Selbst bei sehr dünnen Kopierschichten 3'', von z.B. 2 nm Stärke, konnte eine Verstärkung der in der Ebene liegenden Magnetisierung und der entsprechenden Maskierung im Bereich von 1,5 dB Anstieg in den CNR-Werten ermittelt werden. Das Verstärken der in der Ebene liegenden Magnetisierung und deren Maskierungseffekt ergab sich somit auf der Grundlage der Kopierschichten 3'' mit einer Schichtstärke von bis zu 30 nm. Dabei stellte sich jedoch bei Schichtstärken oberhalb von 30 nm der Effekt ein gemäß welchem die CNR-Werte wieder absanken.
Es wird angenommen, dass dies sich aufgrund des Umstands einstellte, dass die Aufzeichnungsschicht 4 und die Wiedergabeschicht 1 voneinander zu weit entfernt vorlagen, und auch wegen der Tatsache, dass die in der Ebene liegende Magnetisierung und die damit im Zusammenhand stehende Magnetisierung zu stark waren, so dass es zu schwierig war, eine magnetische Öffnung auszubilden. Folglich konnte ein Zustand vollständiger senkrechter Magnetisierung der Wiedergabeschicht nicht erreicht werden. Es ergibt sich aus Tabelle 19 des weiteren, dass ein größerer CNR-Wert erhalten werden konnte als beim Vergleichsbeispiel 1, sofern die Kopierschichten 3'' Schichtstärken im Bereich von 2 nm bis 40 nm und vorzugsweise im Bereich von 5 nm bis 38 nm und weiter vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 35 nm aufwiesen.
Unter der Verwendung einer Wiedergabeschicht 1 im Bereich von 10 nm Schichtstärke ergab sich eine Reduzierung des Wiedergabesignals, wodurch sich CNR-Werte einstellten, die kleiner waren als beim Vergleichsbeispiel 1. Des weiteren stellte sich heraus, dass unter der Verwendung einer Wiedergabeschicht 1 von 120 nm Schichtstärke die Energie der Domänenwände der magnetischen Domänen, die von der Wiedergabeschicht 1 erzeugt wurden, verstärkt wurden. Folglich konnte eine vollständige senkrechte Magnetisierung im Bereich einer erhöhten Temperatur nicht erreicht werden, wodurch sich CNR-Werte einstellten, die kleiner waren als beim Vergleichsbeispiel 1. Aus Tabelle 19 ergibt sich weiter, dass ein CNR-Wert erhalten werden konnte, der größer war als beim Vergleichsbeispiel 1, falls die Wiedergabeschichten 1 eine Schichtstärke im Bereich von 10 nm bis etwa 80 nm aufwiesen.
Nachfolgend zeigt Tabelle 20 die Messergebnisse für CNR-Werte und für das Magnetfeld, welches benötigt wird, um einen Löschvorgang auszuführen (Löschfeld), und zwar bei einer Markierungslänge von 0,3 μm und verschiedenen Schichtstärken für die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 beim konkreten Beispiel 4. (TABELLE 20)
Aus der Tabelle 20 ergibt sich, dass sich unter Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von 0,5 nm ein merklicher Abfall im CNR-Wert einstellt. Es wird angenommen, dass dies damit zusammenhängt, dass ein guter Zustand der magnetostatischen Kopplung hier nicht erreicht werden konnte, weil die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 zu dünn ausgebildet war. Unter Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 mit einer Schichtstärke von 1 nm ergab sich ein maximaler CNR-Wert, und es kann bei einem weiteren Anstieg der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 beobachtet werden, dass sich ein Abfall in der magnetostatischen Kopplungskraft und somit ein Abfall im CNR-Wert einstellt. Es ergibt sich, dass zum Reichen eines CNR-Wertes, der höher ist als beim Vergleichsbeispiel 1, die Notwendigkeit besteht, die Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 im Bereich zwischen etwa 1 nm und 80 nm einzustellen.
Des weiteren kann abgeleitet werden, dass ein Erhöhen der Schichtstärke der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 die magnetostatische Kopplung der Wiedergabeschicht 1 und der Aufzeichnungsschicht 2 absenkt, wodurch sich eine Reduktion des Löschfeldes einstellt. Um zu gewährleisten, dass das Löschfeld sich in einem praktikablen Bereich von 31 kA/m oder darunter einstellt, wird die Verwendung einer nichtmagnetischen Zwischenschicht von nicht weniger als 4 nm Schichtstärke bevorzugt.
(ZWÖLFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Ausführungsform erläutert Beispiele unter Verwendung von Kopierschichten 3'', die sich in ihrer Zusammensetzung von denjenigen der konkreten Beispiele der magnetooptischen Platte unterscheiden, die im Zusammenhang mit dem obigen elften Ausführungsbeispiel diskutiert wurden.
Die oben diskutierte elfte Ausführungsform erläuterte die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika, falls eine Kopierschicht 3'' aus Gd_0.30(Fe_0.85Co_0.15)_0.70 verwendet wurde, und zwar mit einer Curietemperatur (nachfolgend bezeichnet als "T_trans") von 120 °C. Das vorliegende elfte Ausführungsbeispiel diskutiert jedoch die Ergebnisse von Untersuchungen der Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika unter der Verwendung von Kopierschichten 3'' mit unterschiedlicher Zusammensetzung.
Tabelle 21 zeigt die Curietemperaturen T_trans der Kopierschichten 3'' aus Gd_X(Fe_0.85Co_0.15)_1-X mit einer Schichtstärke von 30 nm. Des weiteren sind Messergebnisse im Hinblick auf CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm für verschiedene Werte für X (Atomverhältnis) dargestellt. (TABELLE 21)
Wie Tabelle 21 zeigt konnte ein CNR-Wert erhalten werden, der größer ist als derjenige des Vergleichsbeispiels 1 (34,0 dB), wobei das Vergleichsbeispiel 1 keine Kopierschicht 3'' aufwies. Dabei erfüllte der Wert X die Beziehung Fehler! Es ist nicht möglich, durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen.. Die Wiedergabeschicht 1 des vorliegenden zwölften Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie im Zusammenhang mit dem konkreten Beispiel 4. Folglich wird diese Schicht bei einer Temperatur von 120 °C senkrecht magnetisiert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass es ausreichend ist, wenn die Kopierschicht 3'' in der Lage ist, die Maskierung durch eine in der Ebene ausgebildete Magnetisierung der Wiedergabeschicht 1 bei Temperaturen unterhalb von 120 °C zu verstärken.
Da jedoch der Maskierungseffekt abgeschwächt wird, wenn T_trans zu niedrig ist, wird ein Zusammenhang Fehler! Es ist nicht möglich, durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen. bevorzugt. Obwohl das Kopieren auch bei hohen Werten für T_trans zu einem gewissen Maß in die Wiedergabeschicht 1 möglich ist, bleibt es oder wird es unmöglich, in ausreichender Art und Weise die aufgezeichnete Information in die Wiedergabeschicht 1 hineinzukopieren, wenn der Wert T_trans zu hoch ist. Falls die Kopierschicht 3'' bei Temperaturen in eine senkrechte Magnetisierung übergeht, die höher liegt als diejenige Temperatur, bei welcher die Wiedergabeschicht 1 in eine senkrechte Magnetisierung übergeht, wird entsprechend die Maskierung beibehalten oder aufrechterhalten. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Kopierschicht 3'' bei der Wiedergabetemperatur eine senkrechte Magnetisierung aufweist.
Des weiteren ist es bei den elften und zwölften Ausführungsbeispielen ausreichend, dass die Werte T_trans der Kopierschicht 3'' die vorangehend beschriebenen Bedingungen erfüllen. Falls jedoch die Curietemperatur der Kopierschicht 3'' auf eine Temperatur eingestellt wird, die geringer ist als diejenige der Aufzeichnungsschicht 4, kann zum Zeitpunkt des Aufzeichnens eine magnetische Beeinflussung vermieden werden, wodurch sich eine stabile Aufzeichnung einstellt.
Die elften und zwölften Ausführungsbeispiele diskutierten Ergebnisse im Zusammenhang mit der Verwendung von Kopierschichten 3'' aus GdFeCo. Solange jedoch die Größe T_trans die vorangehend beschriebenen Bedingungen erfüllt, können auch Kopierschichten 3'' aus GdNdFe, GdNdFeCo, GdTbFe, GdTbFeCo, GdDyFeCo, GdDyFe, GdFe etc. verwendet werden.
Im Bezug auf die Schichtstärken der Wiedergabeschicht 1 der Kopierschicht 3'' und der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 wurden dieselben Ergebnisse erhalten wie bei der siebten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde.
(DREIZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird das dreizehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform erläutert einen Fall, bei welchem eine magnetooptische Platte als magnetooptisches Speichermedium verwendet wird. Jedoch werden diejenigen Elemente, die im Zusammenhang mit dem elften und zwölften Ausführungsbeispiel äquivalent sind, hinsichtlich ihrer Erläuterung fortgelassen.
Wie in 15 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden dreizehnten Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Reflexionsschicht 10, eine Kopierschicht 3'', eine Wiedergabeschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen und den Hauptteil der Platte bilden.
Bei dem oben beschriebenen elften Ausführungsbeispiel wurde, wenn eine Kopierschicht 3'' mit einer Schichtstärke von weniger als 10 nm verwendet wurde, der Lichtstrahl 5, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 und die nichtmagnetische Zwischenschicht 2 passierte, von der Aufzeichnungsschicht 4 reflektiert, so dass die Information der Aufzeichnungsschicht 4 mit dem Wiedergabesignal gemischt würde, so dass sich in der Folge davon eine Verschlechterung oder Überlagerung des Maskierungseffekts durch die in der Ebene ausgebildete Magnetisierung der Kopierschicht 3'' auf der Wiedergabeschicht 1 einstellte. Bei dem vorliegenden dreizehnten Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Reflexionsschicht 10 zwischen der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 und der Kopierschicht 3'' der magnetooptischen Platte vorgesehen, die im Zusammenhang mit dem elften Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde. Mittels dieser Struktur wird der Lichtstrahl 5, welcher durch die Wiedergabeschicht 1 hindurchpassierte, durch die Reflexionsschicht 10 reflektiert. Folglich kann verhindert werden, dass unnötige Information von der Aufzeichnungsschicht 4 mit dem Wiedergabesignal gemischt wird.
Nachfolgend werden erklärt (1) ein Herstellungsverfahren und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels einer magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden dreizehnten Ausführungsbeispiel.
(1) Herstellungsverfahren
Bei einer magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden dreizehnten Ausführungsbeispiel wurde eine Reflexionsschicht 10 aus Al zwischen der magnetischen Zwischenschicht 2 und der Kopierschicht 3'' der elften Ausführungsform, so wie sie oben beschrieben wurde, vorgesehen. Des weiteren wurden das Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine nichtmagnetische Zwischenschicht 2, eine Kopierschicht 3'', eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 wie beim konkreten Beispiel 4 ausgebildet, außer, dass die Wiedergabeschicht 1 mit einer Schichtstärke von 25 nm und die Kopierschicht 3'' mit einer Schichtstärke von 20 nm ausgebildet wurden.
Nach dem Ausbilden der nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 wurde das Sputtergerät erneut auf einen Druck 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Es wurde Argon zugeführt. Dann wurde eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wurden dann die Reflexionsschichten 10 aus Al mit einer Schichtstärke im Bereich von etwa 2 nm bis etwa 80 nm auf den nichtmagnetischen Zwischenschichten 2 ausgebildet.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 22 zeigt Messergebnisse im Bezug auf die CNR-Werte von magnetooptischen Platten gemäß dem vorliegenden dreizehnten Ausführungsbeispiel mit Reflexionsschichten 10 mit variierender Schichtstärke, wobei die Messungen mittels eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 680 nm durchgeführt wurden, und zwar bei einer Markierungslänge von 0,3μm.
In Tabelle 22 zeigt die Zeile mit einer Reflexionsschichtstärke von 0 nm Ergebnisse für eine magnetooptische Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht ausgebildet war. Selbst mit einer sehr dünnen Reflexionsschicht 10 von 2 nm konnte die Wiedergabe von Information von der Aufzeichnungsschicht 4 verhindert werden, wodurch ein Anstieg in den CNR-Werten um 1,0 dB ergab. Mit einer Zunahme der Schichtstärke der Reflexionsschicht wurden die CNR-Werte schrittweise gesteigert, und zwar bis sie ihren Maximalwert erreichten, wenn die Reflexionsschicht eine Schichtstärke von 20 nm erreichte. Dies ergab sich, weil mit stärkeren Schichtstärken für die Reflexionsschichten der Effekt des Verhinderns des Wiedergebens von Information aus der Aufzeichnungsschicht 4 markanter wurde. Mit Schichtstärken von 30 nm oder darüber schwächten sich die CNR-Werte schrittweise ab. Dies ergab sich aufgrund des Abschwächens der magnetostatischen Kopplung zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 aufgrund eines Anstiegs im Abstand zwischen diesen beiden Elementen. Aus den vorangehend beschriebenen Umständen ergibt sich, dass, um einen CNR-Wert zu erhalten der größer ist als derjenige der magnetooptischen Platte, bei welcher eine Reflexionsschicht nicht vorgesehen ist, es notwendig ist, die Schichtstärke der Reflexionsschicht 10 in dem Bereich von 2 nm bis etwa 50 nm einzustellen. (TABELLE 22)
(VIERZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Das oben beschriebene dreizehnte Ausführungsbeispiel diskutierte Wiedergabecharakteristika unter der Verwendung einer Reflexionsschicht 10 aus Al. Um jedoch die Aufzeichnungscharakteristika zu verbessern diskutiert das vorliegende Ausführungsbeispiel Ergebnisse, die erhalten wurden unter der Verwendung von Reflexionsschichten aus Legierungen aus Al und Metallen außer Al. Unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XFe_X mit einer Schichtstärke von 20 nm ergaben sich die in Tabelle 23 gezeigten Messergebnisse für die CNR-Werte, und zwar bei einer Markierungslänge von 0,3 μm und unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei ebenfalls das Löschfeld gemessen wurde und zwar unter der Verwendung unterschiedlicher Werte für X (Atomverhältnis). (TABELLE 23)
Tabelle 23 zeigt, dass die CNR-Werte schrittweise absinken, wenn der Anteil an Fe, welcher enthalten ist, steigt, d.h. wenn die Werte X oberhalb von 0,10 ansteigen. In jedem Fall jedoch waren die CNR-Werte größer als diejenigen die man bei einer magnetooptischen Platte erhält, die nicht einer Reflexionsschicht 10 ausgebildet ist. Dies zeigt die Wirkung und den Einfluss des Vorsehens einer Reflexionsschicht 10. In Bezug auf das Löschfeld ergab sich jedoch, dass das Vorsehen einer Reflexionsschicht 10 rein aus Al ein ver gleichsweise hohes Löschfeld von 50 kA/m notwendig machte. Das Löschfeld konnte jedoch reduziert werden durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und auf nicht mehr als 0,50.
Nachfolgend zeigt Tabelle 24 unter Verwendung von Reflexionsschicht 10 aus Al_1-XNi_X mit einer Schichtstärke von 20 nm, und zwar im Zusammenhang mit Messergebnissen für CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei auch das entsprechende Löschfeld gemessen wurde, und zwar für variierende Werte für X (Atomverhältnis). (TABELLE 24)
Tabelle 24 zeigt, dass beim Fall des Aufnehmens von Fe es möglich war, die Löschfeldstärke durch Einstellen des Wertes von X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,50 zu reduzieren.
Das Löschfeld kann auch durch Aufnahme eines magnetischen Metalls mit dem Al reduziert werden, z.B. durch Aufnahme von Co, Gd, Tb, Dy, Nd usw., und zwar anstelle von Fe oder Ni.
(FÜNFZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Die vorliegende Ausführungsform erläuterte Beispiele unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Materialien, die sich von denjenigen der konkreten Beispiele für die magnetooptischen Platten im Zusammenhang mit dem dreizehnten und vierzehnten Ausführungsbeispiel, die oben diskutiert wurden, unterscheiden.
Das vierzehnte Ausführungsbeispiel diskutierte oben Ergebnisse, die mit Reflexionsschichten 10 erhalten wurden, welche magnetische metallische Elemente und Al enthielten. Das vorliegende fünfzehnte Ausführungsbeispiel diskutiert jedoch einer Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristika, wenn nicht magnetische metallische Elemente mit dem Al aufgenommen werden.
Unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_1-XTi_X mit einer Schichtstärke von 20 nm zeigt die Tabelle 25 Messergebnisse für die CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei ebenfalls das Löschfeld gemessen wurde, und zwar unter variierenden Werten für X (Atomverhältnis).
25 zeigt, dass es einen sanften schrittweisen Abfall in den CNR-Werten gab, wenn ein Anteil an enthaltenem Ti gesteigert wurde, d.h. für steigende Werte X oberhalb von 0,25. Jedoch war in jedem Fall der CNR-Wert größer als derjenige, der bei einer magnetooptischen Platte ohne Reflexionsschicht 10 erhalten wurde, wodurch die Wirkung des Vorsehens einer Reflexionsschicht demonstriert wurde.
Im Zusammenhang mit dem Löschfeld bedeutet dies jedoch, dass das Vorsehen von Reflexionsschichten 10 allein aus Al oder allein aus Ti ein starkes Löschfeld von 50 kA/m bzw. von 48 kA/m notwendig machte. Es war jedoch möglich, das Löschfeld durch Einstellen des Wertes X auf nicht weniger als 0,02 und nicht mehr als 0,98 zu reduzieren. (TABELLE 25)
Nachfolgend beschreibt Tabelle 26 die Wirkung des Reduzierens des Löschfeldes durch Aufnahme nichtmagnetischer Elemente außer Ti mit dem Al.
Unter Verwendung von Reflexionsschichten 10 aus Al_0.5Z_0.5 zeigt Tabelle 26 Messergebnisse für CNR-Werte bei einer Markierungslänge von 0,3 μm unter Verwendung einer Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm, wobei für Z die in Tabelle 26 gezeigten nichtmagnetischen Metalle außer Ti verwendet wurden. (TABELLE 26)
Tabelle 26 zeigt, dass in all denjenigen Fällen, bei welchem TA, Pt, Au, Cu und Si für Z verwendet wurden, die CNR-Werte größer waren als diejenigen die man bei einer magnetooptischen Platte erhielt, bei welcher eine Reflexionsschicht 10 nicht vorgesehen war. Dies zeigt den Einfluss des Vorsehens einer Reflexionsschicht 10. Andererseits ergab sich im Zusammenhang mit dem Löschfeld, dass in dem Fall des Aufnehmens von Ti mit dem Al sich die Möglichkeit ergab, das Löschfeld zu reduzieren.
Im Zusammenhang mit den Schichtstärken der Wiedergabeschicht 1, der Kopierschicht 3'' und der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 konnten die selben Resultate bei den Ausführungsbeispielen 13 bis 15 erhalten werden wie bei den Ausführungsbeispielen 11 und 12, die oben beschrieben wurden.
Jedes der Ausführungsbeispiele 11 bis 15, die oben beschrieben wurden, verwendete als Wiedergabeschicht 1 eine magnetische Schicht, welche bei Raumtemperatur eine in der Ebene liegende Magnetisierung und bei höheren Temperaturen, wie sie z.B. während des Wiedergabevorgangs erreicht werden, eine senkrechte Magnetisierung aufwies. Es kann jedoch irgendeine Schicht, die zumindest im Signalwiedergabebereich (dem Bereich, welcher während des Wiedergebens oberhalb der vorbestimmten Temperatur (Wie dergabetemperatur) aufgeheizt wird) senkrecht magnetisiert wird, verwendet werden.
Des weiteren ist bei den oben beschriebenen elften bis fünfzehnten Ausführungsbeispielen die Kopierschicht 3'' benachbart zur Aufzeichnungsschicht 4 ausgebildet. Sie kann jedoch auch magnetostatisch mit der Aufzeichnungsschicht 4 gekoppelt sein. Durch Vorsehen einer nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 zwischen der Kopierschicht 3'' und der Aufzeichnungsschicht 4 kann der Maskierungseffekt verbessert werden.
(SECHZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 17 ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform erläutert einen Fall, bei welchem eine magnetooptische Platte als magnetooptisches Speichermedium verwendet wird.
Wie in 17 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden sechzehnten Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transparente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine erste nichtmagnetische Zwischenschicht 20 (welche mit der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele korrespondiert), eine in der Ebene magnetisierte Schicht 3 (magnetische Maskierungsschicht), eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet angeordnet sind, um den Hauptteil der Platte zu bilden. Die grundlegenden Charakteristika jeder der einzelnen Schichten außer der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 sind äquivalent zu denjenigen der entsprechenden Schichten, die unter Bezugnahme auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele erläutert wurden. Die entsprechend Detailbeschreibungen dieser Schichten werden an dieser Stelle fortgelassen.
Die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 wird von einer einzelnen Schicht aus einem dielektrischen Material gebildet, z.B. von AlN, SiN, AlSiN oder SiO₂, oder von einer einzelnen Schicht eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. von Al, Ti oder Ta oder einer Kombination aus einer oder mehr Schichten eines dielektrischen Materials und eines nichtmagnetischen Metalls. Die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 wird vorgesehen, um die Austauschkopplung zwischen der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 und der Aufzeichnungsschicht 4 zu blockieren, und zwar derart, dass diese beiden Elemente magnetostatisch gekoppelt sind. Nachfolgend werden erläutert (1) ein Herstellungsverfahren und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels einer magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden sechzehnten Ausführungsbeispiel.
(1) Herstellungsverfahren
Unter Bezugnahme auf das Herstellungsverfahren für die magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden sechzehnten Ausführungsbeispiel werden Erklärungen im Hinblick auf Schritte, die äquivalent sind zu denjenigen der Verfahren der vorangehenden Ausführungsbeispiele, fortgelassen. Es werden ausschließlich Schritte erläutert, die in Bezug auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele unterschiedlich sind.
Die Verfahren zum Ausbilden der transparenten dielektrischen Schicht 7, der Wiedergabeschicht 1, der ersten nichtmagnetischen Zwischenschicht 20 und der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 sind die selben wie bei den vorangehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 wird wie folgt beschrieben ausgebildet.
Nach dem Ausbilder der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 wird die Sputteranlage erneut auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Dann wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird eine Spannung an das Al-Target angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr wird eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 aus AlN auf der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 ausgebildet. Nachfolgend wird die Sputteranlage erneut auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Es werden eine Aufzeichnungsschicht 4 und eine Schutzschicht 3 aus AlN auf der zweiten nichtmagnetischen Schicht 30 in dieser Reihenfolge wie bei den vorangehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Nachfolgend wird mittels Spin Coating ein UV-härtendes Harz auf die Schutzschicht 8 abgeschieden und mittels Projizierens ultravioletten Lichts darauf ausgehärtet, so dass auf diese Art und Weise eine Überdeckungsschicht 9 entsteht.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 27 zeigt Messergebnisse im Hinblick auf CNR-Werte von magnetooptischen Platten gemäß dem vorliegenden sechzehnten Ausführungsbeispiel mit einer zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 mit unterschiedlichen Schichtstärken, wobei eine Lichtaufnahmeeinrichtung mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm verwendet wurde und wobei die Markierungslänge 0,3 μm betrug. (TABELLE 27)
In Tabelle 27 zeigt die Zeile mit einer zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht mit einer Stärke von 0 nm die Ergebnisse für ein konkretes Beispiel 1, welches nicht mit einer zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 ausgebildet war. Das Vorsehen einer zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 von nicht mehr als 80 nm führte zu einem hohen CNR-Wert. Dies wird nachfolgend unten beschrieben.
Falls eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 nicht vorgesehen wird, ändert sich die Magnetisierung der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 auf einfache Art und Weise zu einer senkrechten Magnetisierung hin, und zwar aufgrund der Austauschkopplung mit der Aufzeichnungsschicht 4. Falls während des Wiedergabevorgangs die Temperatur ansteigt, wird die Magnetisierung der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 reduziert. Aufgrund der Austauschkopplungskraft der Aufzeichnungsschicht 4geht die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 in eine senkrechte Magnetisierung über. Selbst im Bereich unterhalb der vorbestimmten Temperatur, in welchem die in der Ebene magnetisierte Schicht 3 als Maskierung fungiert, treten Fälle ein, bei welchen die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 zur Wiedergabeschicht 1 durchleckt.
Im Gegensatz dazu wird die Austauschkopplungskraft zwischen der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 und der Aufzeichnungsschicht 4 durch die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 blockiert, wenn die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 vorgesehen wird. Selbst wenn die Temperatur während des Wiedergabevorgangs ansteigt, bleibt in Bereichen unterhalb der vorbestimmten Temperatur die Magnetisierung der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 in der Richtung in der Ebene ausgebildet. In konsequenter Art und Weise wird in Bereichen mit einer Temperatur unterhalb der vorbestimmten Temperatur der Maskierungseffekt weiter verbessert.
Falls jedoch die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 zu stark ausgebildet ist, wird die magnetostatische Kopplungskraft zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 abgeschwächt. Dann kann die Bitinformation, die in der Aufzeichnungsschicht 4 aufgezeichnet ist, nicht in die Wiedergabeschicht 1 kopiert werden.
Wie aus Tabelle 27 ersichtlich ist, ist es entsprechend bevorzugt, dass die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht eine Schichtstärke von nicht weniger als 2 nm und nicht mehr als 80 nm aufweist. Solange die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 in der Lage ist, die Austauschkopplungskraft zwischen der in der Ebene magnetisierten Schicht 3 und der Aufzeichnungsschicht 4 zu blockieren, bestehen hinsichtlich des Materials der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 keine besonderen Einschränkungen. Falls dieses Material jedoch das gleiche Material ist, wie es bei der transparenten dielektrischen Schicht 7 oder der ersten nichtmagnetischen Zwischenschicht 20 verwendet wird (z.B. AlN), vereinfacht sich der Herstellungsprozess.
(SIEBZEHNTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
Nachfolgend wird ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 18 erläutert. Das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert einen Fall, bei welchem eine magnetooptische Platte als magnetooptisches Speichermedium verwendet wird.
Wie in 18 dargestellt ist, weist eine magnetooptische Platte gemäß dem vorliegenden siebzehnten Ausführungsbeispiel ein Substrat 6, eine transpa rente dielektrische Schicht 7, eine Wiedergabeschicht 1, eine erste nichtmagnetische Zwischenschicht 20, welche mit der nichtmagnetischen Zwischenschicht 2 der vorangehenden Ausführungsbeispiele korrespondiert), eine Kopierschicht 3'' (magnetische Maskierungsschicht), eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine Schutzschicht 8 und eine Überdeckungsschicht 9 auf, die in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet vorliegen und den Hauptteil der Platte bilden. Die grundlegenden Charakteristika jeder der Schichten außer der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht sind äquivalent mit denen der Schichten, die im Zusammenhang mit den vorangehenden Ausführungsbeispielen diskutiert wurden. Ihre detaillierte Erläuterung wird an dieser Stelle fortgelassen.
Die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 besteht aus einer einzelnen Schicht aus einem dielektrischen Material, z.B. aus AlN, SiN, AlSiN oder SiO₂, oder aus einer einzelnen Schicht eines nichtmagnetischen Metalls, z.B. aus Al, Ti oder Ta, oder einer Kombination von zwei oder mehr Schichten eines dielektrischen Materials und eines nichtmagnetischen Metalls. Die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 wird vorgesehen, um die Austauschkopplung zwischen der Kopierschicht 3'' und der Aufzeichnungsschicht 4 zu blockieren, so dass diese beiden Elemente magnetostatisch gekoppelt sind. Nachfolgend wird erläutert warum in (1) ein Herstellungsverfahren und (2) die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika eines konkreten Beispiels einer magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden siebzehnten Ausführungsbeispiel.
(1) Herstellungsverfahren
In Bezug auf das Herstellungsverfahren der magnetooptischen Platte gemäß dem vorliegenden siebzehnten Ausführungsbeispiel werden Erläuterungen im Hinblick auf Schritte, die äquivalent sind zu denjenigen, die im Bezug auf Verfahren zu den herkömmlichen Ausführungsbeispielen erläutert wurden, fortgelassen und es werden ausschließlich diejenigen Schritte erläutert, die sich von denjenigen der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden.
Die Verfahren zum Herstellen einer transparenten dielektrischen Schicht 7, einer Wiedergabeschicht 1, einer ersten nichtmagnetischen Zwischenschicht 20 und einer Kopierschicht 3'' sind dieselben wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die zweite magnetische Zwischenschicht 30 wird wie nachfolgend beschrieben ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der Kopierschicht 3'' wird die Sputteranlage erneut auf 1 × 10^–6 Torr evakuiert. Dann wird ein gemischtes Gas aus Argon und Stickstoff eingeleitet. Es wird an das Al-Target eine Spannung angelegt. Unter einem Gasdruck von 4 × 10^–3 Torr eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 aus AlN auf der Kopierschicht 3'' ausgebildet.
Nachfolgend wird nach erneutem Evakuieren der Sputteranlage auf 1 × 10^–6 Torr eine Aufzeichnungsschicht 4 und eine Schutzschicht aus AlN auf der zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 in dieser Reihenfolge wie bei den vorangehenden Ausführungsformen ausgebildet. Nachfolgend wird mittels Spin Coating ein UV-aushärtendes Harz auf der Schutzschicht 8 ausgebildet und mittels Projizierens ultravioletten Lichts darauf ausgehärtet, so dass auf diese Art und Weise eine Überdeckungsschicht 9 ausgebildet wird.
(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika
Tabelle 28 zeigt Messergebnisse im Hinblick auf CNR-Werte von magnetooptischen Platten gemäß dem vorliegenden siebzehnten Ausführungsbeispiel mit zweiten nichtmagnetischen Zwischenschichten 30 mit variierender Schichtstärke, wobei die Messung mittels eines Lichtaufnahmegeräts mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 680 nm bei einer Markierungslänge von 0,3 μm durchgeführt wurde. (TABELLE 28)
In Tabelle 28 zeigt die Zeile mit einer Schichtstärke von 0 nm für die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht diejenigen Ergebnisse für ein konkretes Beispiel 4, bei welchem eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 nicht vorgesehen wurde. Das Vorsehen einer zweiten nichtmagnetischen Zwischenschicht 30 von nicht mehr als 80 nm Schichtstärke führte zu hohen CNR-Werten. Dies wird nachfolgend unten beschrieben.
Wenn eine zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 nicht vorgesehen wird, kann sich die Magnetisierung der Kopierschicht 3'' auf einfache Art und Weise in eine senkrechte Magnetisierung umwandeln, und zwar aufgrund der Austauschkopplung mit der Aufzeichnungsschicht 4. Wenn während des Wiedergabevorgangs die Temperatur steigt, wird die Magnetisierung der Kopierschicht 3'' vermindert oder reduziert und es ergibt sich aufgrund der Austauschkopplungskraft der Aufzeichnungsschicht 4, dass die Kopierschicht 3'' zu einer senkrechten Magnetisierung übergeht. Aus diesem Grund liegen Fälle vor, bei welchen die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 zur Wiedergabeschicht 1 durchleckt, und zwar selbst in Bereichen unterhalb der vorbestimmten Temperatur, bei welchem die Kopierschicht 3'' als Maskierungsschicht fungiert.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 vorgesehen wird, die Austauschkopplungskraft zwischen der Kopierschicht 3'' und der Aufzeichnungsschicht 4 durch die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 blockiert. Entsprechend verbleibt die Magnetisierung der Kopierschicht 3'' in einer Richtung in der Ebene, und zwar selbst in Bereichen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und auch dann, wenn die Temperatur während des Wiedergabevorgangs ansteigt. In Bereichen oberhalb der vorbestimmten Temperatur geht die Magnetisierung in eine senkrechte Magnetisierung über. Folglich wird in Bereichen mit einer Temperatur unterhalb der vorbestimmten Temperatur der Maskierungseffekt weiter verbessert.
Falls jedoch die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 zu stark ausgebildet ist, wird die magnetostatische Kopplungskraft zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Wiedergabeschicht 1 abgeschwächt. In der Aufzeichnungsschicht 4 aufgezeichnete Bitinformation kann dann nicht in die Wiedergabeschicht 1 kopiert werden.
Wie sich aus Tabelle 28 ergibt, ist es entsprechend bevorzugt, dass die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 eine Schichtstärke von nicht weniger als 2 nm und nicht mehr als 80 nm aufweist. Solange die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht 30 in der Lage ist, die Austauschkopplungskraft zwischen der Kopierschicht 3'' und der Aufzeichnungsschicht 4 zu blockieren, ist die Wahl des Materials für die zweite nichtmagnetische Zwischenschicht nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. Falls jedoch dieses Material ein Material ist, welches im Zusammenhang mit der transparenten dielektrischen Schicht 7 oder der ersten nichtmagnetischen Zwischenschicht 20 (z.B. AlN) verwendet wird, vereinfacht sich der Herstellungsprozess.
In den Ausführungsbeispielen eins bis siebzehn, die oben beschrieben wurden, kann eine Aufzeichnungsunterstützungsschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der Schutzschicht 8 vorgesehen sein. Z.B. kann ein Material verwendet werden, durch welches die Aufzeichnungsunterstützungsschicht eine senkrechte Magnetisierung erhält, wobei eine Curietemperatur ausgebildet wird, die höher liegt als diejenige der Aufzeichnungsschicht 4. Ferner kann es vorgesehen sein, dass sich die Magnetisierung dabei bei einem geringeren Magnetfeld als bei der Aufzeichnungsschicht 4 umkehrt. In diesem Fall kann während des Aufzeichnens durch zunächst Umkehren der Magnetisierung der Aufzeichnungsunterstützungsschicht und dadurch Umkehren der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 4 mittels der Austauschkopplungskraft ein Aufzeichnen mit einem niedrigen Magnetfeld bewirkt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen eins bis siebzehn, die oben beschrieben wurden, können Wiedergabeschichten 1 aus alternierenden Schichten aus Co und Pt verwendet werden. Z.B. kann eine Gesamtheit von 30 alternierenden Schichten aus Co (mit einer Schichtstärke von 0,4 nm) und Pt (mit einer Schichtstärke von 0,9 nm) übereinander geschichtet werden (Gesamtschichtstärke 19,5 nm; Curietemperatur 300 °C). Unter Verwendung einer derartigen Struktur mit alternierenden Schichten aus Co und Pt kann eine Steigerung des Kerrumkehrwinkels erreicht werden, wenn ein Laser mit einer geringen Wellenlänge verwendet wird, wodurch sich weiter die Wiedergabesignalqualität steigern lässt.
Die Ausführungsbeispiele und konkreten Beispiele der Implementation, wie sie vorangehend in den Detailbeschreibungen der vorliegenden Erfindung diskutiert wurden, dienen ausschließlich der Illustration der technischen Details der vorliegenden Erfindung und nicht dazu, eng ausgelegt und interpretiert zu werden, soweit dies die Grenzen der konkreten Beispiele angeht. Es sind vielmehr viele Variationen und Abwandlungen denkbar, ohne dass der Geist der vorliegenden Erfindung und der Schutzbereich der Ansprüche verlassen werden.

Claims

Magnetooptisches Speichermedium, mit: – einer Aufzeichnungsschicht (4), die von einer senkrecht magnetisierten Schicht gebildet wird, – einer Wiedergabeschicht (1), welche zumindest in einer Signalwiedergabedomäne eine senkrechte Magnetisierung aufweist und welche magnetisch an die Aufzeichnungsschicht (4) gekoppelt ist, und – einer magnetischen Maskierungsschicht (3), welche zusätzlich zu der Wiedergabeschicht (1) vorgesehen ist und welche zumindest bei Raumtemperatur die magnetische Kopplung der Aufzeichnungsschicht (4) und der Wiedergabeschicht (1) unterdrückt, – wobei die magnetische Maskierungsschicht (1) eine magnetische Schicht ist mit einer Gesamtmagnetisierung, deren Richtung zumindest bei Raumtemperatur der Richtung der Gesamtmagnetisierung der Wiedergabeschicht (4) entgegengesetzt ist, und – wobei die magnetische Maskierungsschicht (1) eine Curietemperatur aufweist, die niedriger ist als die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht (4).
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, – wobei die Aufzeichnungsschicht (4) von einer Schicht gebildet wird aus einer Legierung aus Seltenerdenmetallen und Übergangsmetallen, wobei die Aufzeichnungsschicht (4) reich an Übergangsmetall ist, innerhalb eines Bereiches von der Raumtemperatur zur Curietemperatur davon und ein Übergangsmetalluntergitter aufweist, – wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) eine senkrecht magnetisierte Schicht aus einer Legierung von Seltenerdenmetallen und Übergangsmetallen ist und wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) reich ist an Seltenerdenmetall zumindest bei Raumtemperatur und ein Übergangsmetalluntergitter aufweist, und – wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) derart vorgesehen ist, dass eine Magnetisierungsrichtung des Übergangsmetalluntergitters konform ausgebildet ist zur Magnetisierungsrichtung des Übergangsmetalluntergitters der Aufzeichnungsschicht (4).
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) eine magnetische Schicht ist, deren Magnetisierung bei hohen Temperaturen reduziert ist.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, wobei bei Raumtemperatur die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Gesamtmagnetisierung aufweist, die im Wesentlichen übereinstimmt mit der Gesamtmagnetisierung der Aufzeichnungsschicht (4).
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Kompensationstemperatur aufweist, die geringer ist als die Curietemperatur der Aufzeichnungsschicht (4).
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, bei welchem eine transparente dielektrische Schicht (7), die Wiedergabeschicht (1), eine nicht-magnetische Zwischenschicht, die magnetische Maskierungsschicht (3), die Aufzeichnungsschicht (4) und eine Schutzschicht (8) in dieser Reihenfolge auf einem Substrat (6) vorgesehen sind.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 6, bei welchem die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Schichtstärke von nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 60 nm aufweist.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 1, bei welchem eine transparente dielektrische Schicht (7), die Wiedergabeschicht (1), eine nicht-magnetische Zwischenschicht, die Aufzeichnungsschicht (4), die magnetische Maskierungsschicht (3) und eine Schutzschicht (8) in dieser Reihenfolge auf einem Substrat (6) vorgesehen sind.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 8, bei welchem die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Schichtstärke von nicht weniger als 10 nm und nicht mehr als 80 nm aufweist.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 6, bei welchem die magnetische Maskierungsschicht (3) von einer Legierung gebildet wird aus der Gruppe, die besteht aus: GdDyFe-Verbindungen, TbFe-Verbindungen, DyFe-Verbindungen, GdFe-Verbindungen, GdTbFe-Verbindungen, DyFe Co-Verbindungen und TbFeCo-Verbindungen.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 6, wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Curietemperatur aufweist von nicht weniger als 80°C und nicht mehr als 220°C.
Magnetooptisches Speichermedium nach Anspruch 6, wobei die magnetische Maskierungsschicht (3) eine Kompensationstemperatur aufweist von nicht weniger als 80°C und nicht mehr als 220°C.
Wiedergabeverfahren zum Wiedergeben von Information von einem magnetooptischen Speichermedium nach Anspruch 1, wobei während einer Signalverarbeitung ein Lichtstrahl in Pulsen auf das magneto-optische Speichermedium projiziert wird.