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Dokumentenidentifikation DE69020393T2 21.12.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0388852
Titel Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung.
Anmelder Tosoh Corp., Shinnanyo, Yamaguchi, JP
Erfinder Asano, Mutsumi, Ayase-shi, Kanagawa, JP;
Kasai, Kiyoshi, Atsugi-shi, Kanagawa, JP;
Misaki, Hidehiko, Ebina-shi, Kanagawa, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69020393
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 19.03.1990
EP-Aktenzeichen 901051375
EP-Offenlegungsdatum 26.09.1990
EP date of grant 28.06.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.1995
IPC-Hauptklasse G11B 11/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial und auf ein Verfahren zur Herstellung des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials. Insbesondere bezieht sie sich auf ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial, umfassend einen Träger mit einem magneto-optischen magnetischen Aufzeichnungsfilm und einem Beschichtungsfilm auf dem Träger.

Photo-Aufzeichnungsmaterialien, die herkömmlich als wiederbeschreibbare Photo-Aufzeichnungsmaterialien bekannt sind, mit der Eigenschaft, zu schreiben und auszulöschen, umfassen Photo-Aufzeichnungsmaterialien vom Phasenübergangs- Typ, vom photochromen Typ und vom magneto-optischen Typ. Von diesen wiederbeschreibbaren Photo-Aufzeichnungsmaterialien sind die Aufzeichnungsmaterialien vom magneto-optischen Typ durch eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit und ausgezeichnete Beständigkeit bei wiederholtem Gebrauch gekennzeichnet.

Herkömmliche magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien umfassen einen Träger mit einem magneto-optischen magnetischen Aufzeichnungsfilm (nachstehend einfach als magnetischer Film bezeichnet) auf dem Träger, umfassend einen Seltenerdmetall-Übergangsmetallfilm (nachstehend als RE-TM- Film bezeichnet) oder einen Film vom MnBi-Typ auf dem Träger, und solche unter Verwendung eines RE-TM-Films sind in den allgemeinen Eigenschaften ausgezeichnet. Diese Filme haben jedoch schlechtere Korrosionsbeständigkeit, und sie neigen dazu, aufgrund von Korrosion beeinträchtigt zu werden, wie beispielsweise Veränderung der Koerzitivkraft, Verringerung des Winkels bei Kerr-Drehung und Lochfraß, was zu einer Verrigerung des C/N (Träger zu Rauschen-)Verhältnisses und zu einem Anstieg des Fehlerverhältnisses führt, wenn es als ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird.

Um dieses Problem zu lösen, ist bekannt, einen Beschichtungsfilm auf einer oder beiden Seiten des Magnetfilms bereitzustellen, wobei die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.

Wenn ein Beschichtungsfilm auf der Licht-Einfallsseite des magnetischen Films gebildet ist, bringt er auch eine Verstärkung des Kerr-Effektes des magnetischen Films mit sich, d.h., einen Anstieg des Kerr-Drehwinkels, aber der Beschichtungsfilm muß einen großen Brechungsindex haben, bevor die Verstärkung des Kerr-Effekts erreicht werden kann.

Andererseits ist es erwünscht, daß der auf einem magnetischen Film und/oder einem Träger, das aus einem synthetischen Harz, Glas usw. hergestellt ist, gebildete Beschichtungsfilm chemisch stabil ist und die Eigenschaft haben sollte, Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu blockieren und eine gute Affinität zu dem Träger oder den magnetischen Film zu zeigen. Wenn insbesondere ein synthetisches Harzes, z.B. Polycarbonat und Acrylharze, als Träger verwendet wird, wird stark gefordert, daß der Beschichtungsfilm gegenüber Sauerstoff, Feuchtigkeit usw., die in dem Träger vorhanden sind oder durch den Träger durchdringen, undurchdringbar ist, während er eine gute Affinität zu dem Träger und den magnetischen Film zeigt. Wenn ein schützender Beschichtungsfilm auf der Licht-Einfallsseite des magnetischen Films bereitgestellt ist, ist es auch erforderlich, daß er genügend Transparenz für einfallendes Licht hat, so daß es ausreichend den magnetischen Film erreicht, ebenso wie einen hohen Brechungsindex, um den Vorteil der vorstehend beschriebenen Verstärkungsfunktion des Kerr-Effekts auszunutzen.

Zusätzlich wird auch für magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien verlangt, daß sie bei einer höhren Geschwindigkeit arbeiten, um die Geschwindigkeit der Informationsübertragung zu erhöhen.

Herkömmlich beschriebene Beschichtungsfilme, die entweder einen oder beide Zwecke des Schutzes des magnetischen Films und den Zweck der Verstärkung des Kerr-Effekts erfüllen, umfassen Filme aus Oxiden, z.B. SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; und Filme aus Nitriden, z.B. AlN und Si&sub3;N&sub4;. Es ist jedoch dargelegt worden, daß magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien mit solch einem Beschichtungsfilm auf einem magnetischen Film die folgenden Nachteile haben. Das heißt, Beschichtungsfiline aus einem Oxid, z.B. SiO&sub2; oder Al&sub2;O&sub3; setzen Sauerstoff frei, welches schnell das Seltenerdmetall oxidiert, wobei eine Beeinträchtigung der Eigenschaften des RE-TM-Films verursacht wird. Andererseits enthalten Nitride, z.B. AlN und Si&sub3;N&sub4; keinen Sauerstoff und haben daher zufriedenstellende Schutzeigenschaft, ohne daß eine Oxidation des magnetischen Films verursacht wird. Beschichtungsfilmen aus AlN fehlt jedoch Stabilität gegenüber Feuchtigkeit und solche unter Verwendung von SiN zeigen schlechte Haftfähigkeit an einem Träger und neigen dazu, abgeschält zu werden.

Somit ist unter der vorliegenden Situation ein Beschichtungsfilm, der zahlreiche Anforderungen, die vorstehend erwähnt wurden, erfüllt, noch nicht entwickelt wurden. Darüber hinaus haben Aufzeichnungsmaterialien unter Verwendung der herkömmlichen Beschichtungsfilme eine unzureichende Empfindlichkeit bei dem Betrieb bei einer hohen Geschwindigkeit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial mit einem hohen Kerr-Effekt und ausgezeichneter Schreib-Einpfindlichkeit bereitzustellen, ohne daß er von Korrosion eines magnetischen Films begleitet wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials bereitzustellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger, auf dem sich ein magneto-optischer Aufzeichnungsfilm und mindestens ein Beschichtungsfilm, der auf einer Licht-Einfallsseite und/oder einer dieser Seite entgegensetzten Seite des magnetooptischen Aufzeichnungsfilms bereitgestellt ist, befinden, bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsfilm aus Silizium, Stickstoff und Wasserstoff als bestandteilbildende Elemente besteht und der Wasserstoffgehalt 1,0 x 10²¹ bis 1,0 x 10²³ Wasserstoffatome pro cm³ ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung solch eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials bereitgestellt.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen jeweils einen schematischen Querschnitt des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der linearen Geschwindigkeit und der optimalen Aufzeichnungsleistung in den magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien darstellt, die in den Beispielen 10 und 11 erhalten werden.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der linearen Geschwindigkeit und der optimalen Aufzeichnungsleistung in den magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien darstellt, die in den Beispielen 12 und 13 erhalten werden.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der linearen Geschwindigkeit und der optimalen Aufzeichnungsleistung in den magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien darstellt, die in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhalten werden.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderungen des Reflexionsvermögens mit der Zeit der magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien zeigt, die in den Beispielen 10 und 11 erhalten werden.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderungen des Reflexionsvermögens mit der Zeit der magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien zeigt, die in den Beispielen 12 und 13 erhalten werden.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderungen des Reflexionsvermögens mit der Zeit der magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien zeigt, die in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhalten werden.

Magnetische Filme, die in den magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen RE-TM-Filme und Filme auf MnBi-Basis. Die RE-TM-Filme umfassen Filme auf Tb-Fe-Co- Basis, Filme auf Gd-Fe-Co-Basis, Filme auf Gd-Tb-Fe-Basis, Filme auf Tb-Co-Basis, Filme auf Tb-Dy-Fe-Co-Basis, Filme auf Nd-Dy-Fe-Co-Basis und Filme auf Dy-Fe-Co-Basis.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf weitere Aufzeichnungsmaterialien unter Verwendung von Aufzeichnungsmaterialien, die gegenüber Beeinträchtigung aufgrund von Monomeren oder Feuchtigkeit in synthetischen Harzen oder atmosphärischer Feuchtigkeit anfällig sind, z.B., Elementen der Sauerstoffamilie für Aufzeichnungsmaterialien vom WORM (write once read many - einmal schreiben, viele Male lesen)-Typ anwendbar. Es ist auch möglich, den Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung für Zwecke außer dem Schutz eines magnetischen Films auszunutzen. Zum Beispiel kann ein Beschichtungsfilm mit einer reflexionsverhindernden Struktur zur Verbesserung der Empfindlichkeit bereitgestellt werden, wobei man ein Aufzeichnungsmaterial erhält, das ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit hat.

Geeignete Träger, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen transparente Träger aus Polycarbonat, Glas, Epoxyharzen usw. Die Aufzeichnungsmaterialien der vorliegenden Erfindung können eine beliebige Form haben und umfassen Karten, Bänder, Folien, Trommeln ebenso wie allgemeine Scheiben.

Die magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien der Erfindung sind auf sowohl eine Ausführungsform, in der Licht von einer Trägerseite einfällt, als auch eine Ausführungsform, in der Licht von der dem Träger entgegengesetzten Seite einfällt, anwendbar. In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung jedoch im Detail unter Bezugnahme auf die an erster Stelle stehende Ausführungsform erklärt.

Ein erfindungsgemäßer Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, ist zwischen einem magnetischen Film und einem Träger für den Zweck bereitgestellt, daß man mindestens entweder die Verstärkung des Kerr-Effekts oder den Schutz der magnetischen Aufzeichnungsschicht vor Korrosion usw. erhält, oder solch ein Beschichtungsfilm ist auf der entgegengesetzten Seite (nachstehend einfach als "Rücken" oder "Rückseite" bezeichnet) des magnetischen Films gegenüber dem Träger bereitgestellt, für den Zweck, daß der magnetische Film gegenüber Korrosion usw. geschützt wird. Zum Beispiel in Fällen, in denen ein magnetischer Film ein RE-TM-Film oder ein Film auf Mn-Bi-Basis ist, erzeugt der Beschichtungsfilm, der zwischen den magnetischen Film und der Träger bereitgestellt ist, beide der vorstehend erwähnten zwei Effekte. Die Effekte des Schutzes des magnetischen Films und/oder der Verstärkung des Kerr-Effekts können unabhängig davon erlangt werden, ob der Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, auf beiden Seiten des magnetischen Films oder nur auf einer Seite des magnetischen Films bereitgestellt ist. In dem letzteren Fall kann die andere Seite des magnetischen Films keinen Beschichtungsfilm oder einen anderen Beschichtungsfilm haben.

Wenn eine Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit angestrebt wird, wird der Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, zwischen einem magnetischen Film und einem Träger und/oder auf der Rückseite des magnetischen Films bereitgestellt.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Beschichtungsfilm im wesentlichen die bestandteilbildenden Elemente Si, N und H umfaßt. Insbesondere zeigt der vorstehend beschriebene Beschichtungsfilm mit Absorptionsstellen im Infrarotbereich bei 850 ± 50 cm&supmin;¹, 2250 ± 50 cm&supmin;¹ und 3350 ± 50 cm&supmin;¹ bessere Transparenz, Affinität zu dem Träger und thermische Leitfähigkeit. Die Gründe sind nicht immer klar, aber werden wie folgt erachtet. Das heißt, in dem Beschichtungsfilm sind freie Bindungen von Si an H gebunden und freie Bindungen von N sind an H gebunden, wodurch die Transparenz verbessert wird, und die Anwesenheit von H verbessert die Affinität zu dem Träger.

Ferner hat in dem Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, da Si- und N-Atome teilweise an H gebunden sind, wobei eine Netzwerkstruktur mit Unstetigkeit in den Teilen gebildet wird, der Film eine verringerte thermische Leitfähigkeit im Vergleich mit Si&sub3;N&sub4;. Somit zeigen magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien, die solche Beschichtungsfilme enthalten, ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit.

Der erfindungsgemäße Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, enthält vorzugsweise 1,0 x 10²¹ bis 1,0 x 10²³, bevorzugt 5,0 x 10²¹ bis 5,0 x 10²² Wasserstoffatome pro cm³. Wenn der Wasserstoffatom-Gehalt zu hoch ist, besteht die Neigung, daß der Beschichtungsfilm porös ist, was in ähnlicher Weise zu Brechen des Films, Erzeugung von Lesefehlern und einer Verringerung des C/N-Verhältnisses führt. Andererseits wird, wenn der Wasserstoffatom-Gehalt zu niedrig ist, die Haftfähigkeit des Beschichtungsfilms an dem Träger in ähnlicher Weise beeinträchtigt, und die Empfindlichkeit des Materials wird in ähnlicher Weise verringert.

Ferner hat der erfindungsgemäße Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, vorzugsweise einen Stickstoffgehalt von mindestens 10 Atom-%, bevorzugter 10 bis 60 Atom-%, bezogen auf die Summe der bestandteilbildenden Elemente außer Wasserstoff. Wenn der Stickstoffgehalt zu hoch ist, nimmt die Absorption von Licht zu, wodurch der Kerr-Effekt in ähnlicher Weise verringert wird, während, wenn der Stickstoffgehalt zu niedrig ist, die Herstellung schwierig ist.

Die Dicke des Beschichtungsfilms, der Si, N und H enthält, ist nicht speziell kritisch, aber der Beschichtungsfilm sollte einen Brechungsindex von mindestens 1,9 haben. In den Fällen, in denen der Beschichtungsfilm zwischen einem Träger und einem magnetischen Film dazwischengeschoben ist, hat der Beschichtungsfilm bevorzugt eine Dicke zwischen 50 nm und 150 nm, damit der Vorteil der Verstärkungswirkung des Kerr- Effekts effektiv ausgenutzt werden kann. In den Fällen, in denen der Beschichtungsfilm für den Rückseitenschutz eines magnetischen Films verwendet wird, hat ein zu dünner Film eine verringerte Schutzwirkung und ein zu dicker Film erfordert eine längere Zeit für die Filmbildung. Entsprechend wird eine passende Dicke in diesen Fällen aus einem Bereich von beispielsweise 30 bis 200 nm ausgewählt.

Bei der Herstellung des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung umfassen Verfahren zur Bildung des Beschichtungsfilms Sputtern bzw. Zerstäuben unter Verwendung von metallischem Silizium als Target und eines Gasgemischs aus einem inerten Gas, Stickstoffgas und Wasserstoffgas; Sputtern bzw. Zerstäuben unter Verwendung von metallischem Silizium als Target und eines Gasgemischs aus einem inerten Gas und Ammoniakgas oder eines Gasgemischs aus einem inerten Gas, Ammoniakgas und Wasserstoffgas; und Sputtern bzw. Zerstäuben unter Verwendung von metallischen Silizium als Target und eines Gasgemischs aus inertem Gas, Stickstoffgas und Ammoniakgas. Das inerte Gas, das verwendet werden kann, ist vorzugsweise Argongas.

Der Beschichtungsfilm kann auch durch CVD (chemisches Dampfphasen-Beschichten) unter Verwendung von Silangas, Stickstoffgas, Wasserstoffgas usw. hergestellt werden. Das vorstehend beschriebene Sputterverfahren ist jedoch unter Berücksichtigung, daß ein magnetischer Film von einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial im allgemeinen durch Sputtern gebildet wird und daß eine Temperaturerhöhung eines Trägers aus, in vielen Fällen, einem synthetischen Harz vorzugsweise minimiert wird, bevorzugt.

Unter Rücksichtnahme darauf, daß die Sputtertemperatur in dem Fall, daß ein Harzträger verwendet wird, niedrig gehalten werden sollte und daß auch selbst dann eine Temperaturerhöhung vorzugsweise vermieden werden sollte, wenn Erwärmung in dem Fall, daß ein Glasträger usw. verwendet wird, durchgeführt wird, ist es bevorzugt, ein Magnetron- Gerät zum Durchführen des Sputterns zu verwenden, wodurch die Trägertemperatur leicht gesteuert werden kann und eine hohe Rate der Filmbildung erreicht werden kann. Vorbereitende Evakuierung, die dem Sputterverfahren vorangeht, wird vorzugsweise zu einem Vakuumgrad, der so hoch wie möglich ist, durchgeführt, um Einflüsse von jeglichen Restgasen zu beseitigen.

Metallisches Silizium, das als ein Target zu verwenden ist, kann bis zu mehrere Gewichtsprozent Verunreinigungen enthalten, ohne daß es nachteilige Einflüsse auf das Leistungsvermögen des gebildeten Beschichtungsfilms ergibt. Der gesamte Sputter-Gasdruck ist vorzugsweise 0,15 bis 1 Pa. Ein Anteil an Ammoniakgas liegt, falls verwendet, in dem Gasgemisch vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 40 Volumen- %. Der Gehalt an Wasserstoff und Stickstoff in dem Beschichtungsfilm kann gesteuert werden, indem man die Konzentration der jeweiligen Gase in dem Gasgemisch steuert.

Somit wird ein Beschichtungsfilm bereitgestellt, der bei guter Massen-Herstellbarkeit starkes Haftvermögen an einem magnetischen Film oder einem Träger zeigt.

Weitere Schichten des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials, wie beispielsweise eine magnetischen Aufzeichnungsschicht und ein weiterer Beschichtungsfilm können durch ein Sputterverfahren gebildet werden.

Die magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem vorstehend beschriebenen spezifischen Beschichtungsfilm oder -Filmen haben ausgezeichnete Zuverlässigkeit und Aufzeichnungsempfindlichkeit.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt von einer der Ausführungsformen des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 1 gibt einen transparenten Träger an, der aus Glas, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat usw. hergestellt ist, auf dem Einkerbungen (nicht gezeigt) zur Spurführung gebildet sind. Bezugszeichen 2 ist ein erster Beschichtungsfilm, der zwischen dem Träger 1 und dem magnetischen Film 3 dazwischen geschoben ist, der eine Wirkung der Verstärkung des Kerr-Effekts, kombiniert mit einer Schutzfunktion hat. Der magnetische Film 3 ist beispielsweise ein RE-TM-Film auf Tb-Fe-Co-Basis. Bezugszeichen 4 bezeichnet einen zweiten (rückseitigen) Beschichtungsfilm mit einer Schutzfunktion.

Mindestens einer von dem ersten Beschichtungsfilm 1 und dem zweiten Beschichtungsfilm 4 baut einen Beschichtungsfilm, der Si, H und N enthält, auf, wodurch das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.

In dieser Ausführungsform ist die Dicke des magnetischen Films 3 in dem Bereich von 30 bis 120 nm. Wenn ein Beschichtungsfilm, der Si, H und N enthält, als erster Beschichtungsfilm 2 verwendet wird, ist die Dicke des Beschichtungsfilms in dem Bereich von 50 bis 120 nm, während, wenn ein Beschichtungsfilm, der Si, H und N enthält, als zweiter Beschichtungsfilm 4 verwendet wird, die Dicke des Beschichtungsfilms in dem Bereich von 70 bis 110 nm ist.

Fig. 2 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist der Beschichtungsfilm zwischen dem Träger 5 und dem magnetischen Film 8 aus zwei Schichten 6 und 7 zusammengesetzt. Zum Beispiel kann die Schicht 6 ein SiO&sub2;-Film für einen Schutzzweck sein, und seine Dicke ist in dem Bereich von 10 bis 100 nm, während die Schicht 7 ein ZnS-Film für die Verstärkung des Kerr-Effekts sein kann, und die Dicke dieses Films ist in dem Bereich von 50 bis 120 nm. Bezugszeichen 8 und 9 geben jeweils einen magnetischen Film und einen rückseitigen Beschichtungsfilm an.

Ferner ist das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung auf ein Material vom Reflexionstyp anwendbar. Das Material vom Reflexionstyp hat eine reflektierende Schicht, die von dem Beschichtungsfilm verschieden ist, über der Rückseite des Aufzeichnungsfilms. In dieser Ausführungsform ist die Dicke des magnetischen Films in dem Bereich von 10 bis 50 nm und, wenn ein Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, auf einer Licht- Einfallsseite des magnetischen Films bereitgestellt ist, ist die Dicke des Beschichtungsfilms in dem Bereich von 70 bis 150 nm, während, wenn ein Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, auf einer der Licht-Einfallsseite des magnetischen Films entgegengesetzten Seite bereitgestellt ist, die Dicke des Beschichtungsfilms in dem Bereich von 10 bis 80 nm ist. Die reflektierende Schicht sollte aus einem relflektierenden Material wie beispielsweise Aluminium, Titan, Chrom oder weiteren reflektierenden Metallen oder Legierungen aus diesen hergestellt sein, und die Dicke der reflektierenden Schicht ist in dem Bereich von 20 bis 100 nm.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in größerem Detail durch Beispiele beschrieben, aber es ist klar, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiele 1 bis 9

Ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke in dem Bereich von 110 bis 140 nm und einem charakteristischen Element, das das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung aufbaut, wurde auf einem Quarzglas-Träger oder einem Silizumwafer vom n-Typ gebildet, und die Eigenschaften des Beschichtungsfilms wurden ausgewertet.

Die Bildung des Beschichtungsfilms wurde durch ein DC- Magnetronsputtergerät mit einer Radiofrequenz-Energiequelle (Frequenz: 13,56 Mhz) und einer Gleichstromquelle ("CFS-4ES" hergestellt von Tokuda Seisakusho) durchgeführt. Metallisches Silizium wurde als ein Target eingesetzt. Nachdem die Sputterkammer vorbereitend auf einen Vakuumgrad von 2 x 10&supmin;&sup4; Pa oder weniger evakuiert worden war, wurde der Träger ohne Erwärmen bei 20 U/min gedreht, und Radiofrequenz- Sputtern wurde bei einer elektrischen Leistung von 300 W durchgeführt, während ein Gasgemisch eingeleitet wurde, das die nachstehend in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung hatte.

Der Brechungsindex des Schutzfilms, der auf dem Siliziumwafer gebildet wurde, wie mit einem Ellipsometer gemessen, und das Transmissionsvermögen (bei einer Wellenlänge von 830 nm) des Beschichtungsfilms, der auf dem Quarzglas-Träger gebildet wurde, wie mit einem Spektrophotometer gemessen, sind auch in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1
Beispiel Nr. Gasflußrate (sccm) Transmissionsvermögen (%) Brechungsindex

Man kann aus den Ergebnissen von Tabelle 1 sehen, daß der Beschichtungsfilm gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur ausreichende Transparenz sondern auch einen hohen Brechungsindex hat, der 1,9 oder höher erreicht, wodurch eine zufriedenstellende Verstärkung des Kerr-Effekts erwartet werden kann.

Ferner wurde das Infrarot-Absorptionsspektrum von jedem der Beschichtungsfilme, die auf dem Silizium-Wafer gebildet waren, mit einem Fouriertransformations- Infrarotspektrophotometer ("JIR-1000", hergestellt von JEOL Ltd.) bestimmt. Als Ergebnis wurde Absorption bei 3350 ± 50 cm&supmin;¹ und 2200 ± 50 cm&supmin;¹, die jeweils der N-H- Bindung und der Si-H-Bindung zugeordnet werden, gefunden, und die Anwesenheit von H wurde somit ebenso bestätigt, wie eine weitere Absorption bei 850 ± 50 cm&supmin;¹, die der Si-N-Bindung zugeordnet wird, gefunden wurde. Der H-Gehalt (Anzahl an H- Atomen pro cm³) wurde durch Analyse des Infrarot- Absorptionsspektrums der Beschichtungsfilme gemäß den Verfahren bestimmt, von dem im Journal of Applied Physics, Band 49, Seite 2473 (1978) berichtet wird. Die erhaltenen Ergebnisse werden nachstehend in Tabelle 2 gezeigt. Zusätzlich wurde die Zusammensetzung des Beschichtungsfilms durch Elektronenstrahl-Microanalyse (ESMA) bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse werden auch in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2
Beispiel Nr. H-Gehalt (Anzahl/cm³) ESMA-Zusammensetzung * Bemerkung: * H-Atom ist ausgeschlossen

Vergleichsbeispiele 1 bis 2

Zum Vergleich wurde ein Beschichtungsfilm auf einem Quarzglas-Träger oder einem Siliziumwafersubstrat vom N-Typ wie folgt gebildet.

In derselben Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 wurde die Bildung des Beschichtungsfilms durch ein Dioden- Magnetronsputtergerät "CFS-4ES" mit einer Radiofrequenz- Leistungsquelle (Frequenz: 13,56 MHz) und einer Gleichstromquelle durchgeführt. Metallisches Silizium wurde als ein Target eingesetzt. Nachdem die Sputterkammer vorbereitend auf einen Vakuumgrad von 2 x 10&supmin;&sup4; Pa oder weniger evakuiert worden war, wurde der Träger bei 20 U/Min ohne Erwärmen gedreht, und Radiofrequenz-Sputtern wurde bei einer elektrischen Leistung von 300 W durchgeführt, während ein Gasgemisch mit der nachstehend in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzung eingeleitet wurde.

Brechungsindex, Transmissionsvermögen (bei einer Wellenlänge von 830 nm) und Zusammensetzung des somit gebildeten Beschichtungsfilms wurden in derselben Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 bestimmt, und die erhaltenen Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.

Ferner wurde das Infrarot-Absorptionsspektrum von jedem Beschichtungsfilm, der auf dem Silizium-Wafer gebildet war, durch ein Fouriertransformations-Spektrophotometer bestimmt. Als ein Ergebnis zeigte sich, daß diese Beschichtungsfilme keinen Wasserstoff enthielten.

Tabelle 3
Vergleichsbeispiel Gasflußrate (sccm): Transmissionsvermögen (%) Brechungsindex ESMA-Zusammensetzung* Bemerkung: * H-Atom ist ausgeschlossen

Beispiele 10 bis 13

Ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial mit der Struktur von Fig. 1 wurde hergestellt, wobei ein 75 nm dicker magnetischer Film 3 mit einer Zusammensetzung von Tb&sub2;&sub4;Fe64,5Co11,5 (Atom-%) auf einem Polycarbonat- Scheibenträger (Durchmesser: 13 cm; Dicke: 1,2 mm) mit einer Führungseinkerbung (Abstand: 1,6 um; Einkerbungsbreite: 0,6 um) gebildet wurde, wobei ein Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthielt, auf beiden Seiten des magnetischen Films 3 gebildet wurde.

Die Herstellung wurde unter Verwendung desselben Sputtergeräts wie in den vorstehenden Beispielen durchgeführt. Die Beschichtungsfilme wurden durch Radiofrequenz-Sputtern gebildet, und der magnetische Film wurde durch Gleichstrom-Sputtern unter Verwendung von TbFeCo als Target gebildet. Die Bedingungen für die Bildung des Beschichtungsfilms in den Beispielen 10, 11, 12 und 13 waren jeweils dieselben wie in den Beispielen 3, 4, 7 und 8. Die Dicke des Beschichtungsfilms 2 und die des rückseitigen Schutzfilms 4 waren fest bei 85 nm bzw. 100 nm.

Vergleichsbeispiele 3 bis 5

Zum Vergleich wurde ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial mit der Struktur von Fig. 1 hergestellt, wobei ein 75 nm dicker magnetischer Film 3 mit einer Zusammensetzung von Tb&sub2;&sub4;Fe64,5Co11,5 (Atom-%) auf einem Polycarbonat-Scheibenträger (Durchmesser: 13 cm; Dicke: 1,2 mm) mit einer Führungs-Einkerbung (Abstand: 1,6 um; Einkerbungsbreite: 0,6 um) gebildet wurde, wobei ein Beschichtungsfilm auf einer oder beiden Seiten des magnetischen Films 3 wie vorstehend beschrieben gebildet wurde.

Die Herstellung wurde unter Verwendung desselben Sputtergerätes, wie in dem vorstehenden Beispielen verwendet, durchgeführt. Der Beschichtungsfilm wurde durch Radiofrequenz-Sputtern gebildet, und der magnetische Film wurde durch Gleichstrom-Sputtern unter Verwendung von TbFeCo als Target gebildet. Die Bedingungen für die Bildung des Beschichtungsfilms waren dieselben wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2. Die Bedingungen der Vergleichsbeispiele 3 und 4 entsprachen denen der Vergleichsbeispiele 1 und 2. In den Vergleichsbeispielen 3 und 4 waren die Dicken des Beschichtungsfilms 2 und die des rückseitigen Schutzfilms 4 bei 85 nm bzw. 100 nm fest. Im Vergleichsbeispiel 5 wurde der Schutzfilm 2 nicht gebildet, und der rückseitige Schutzfilm 4 wurde in einer Dicke von 100 um unter denselben Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 2 gebildet.

Bewertungstest 1:

Jedes der Aufzeichnungsmaterialien der Beispiele 10 bis 13 und der Vergleichsbeispiele 3 und 4 wurde hinsichtlich der Abhängigkeit der Aufzeichnungsleistung von der linearen Geschwindigkeit unter Verwendung eines Antriebsgeräts wie folgt bewertet.

Das verwendete Antriebsgerät hatte eine Wellenlänge von 830 nm und eine Linse mit einer NA von 0,5. Die Bestimmungen wurden mit einer linearen Geschwindigkeit und einer Aufzeichnungsfrequenz durchgeführt, die variiert wurden, so daß man eine Aufzeichnungs-Bitlänge von 1,4 um erhielt. Die Aufzeichnungsleistung wurde innerhalb eines Bereichs von 3 mW bis 10 mW variiert, und die optimale Aufzeichnungsleistung, bei der die zweite Harmonische minimal wurde, wurde erhalten. Weitere Meßbedingungen waren 500 Oe äußeres Magnetfeld; 50% Auslastungsverhältnis; und 0,8 mW Leseleistung.

Die Ergebnisse der Beispiele 10 und 11 sind jeweils in Fig. 3 gezeigt; Beispiele 12 und 13 in Fig. 4; und Vergleichsbeispiele 3 und 4 in Fig. 5. Man kann aus diesen Ergebnissen sehen, daß das Material der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit hat.

Bewertungstest 2:

Jedes der in den Beispielen 10 bis 13 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien wurde bei einer Temperatur von 65ºC und bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% gehalten, und die Veränderungen des Erscheinungsbildes und des Reflexionsvermögens mit der Zeit wurden beobachtet.

Die Veränderungen des Reflexionsvermögens (durch den Anfangswert standardisiert) in den Beispielen 10 und 11 sind in Fig. 6 gezeigt; solche in den Beispielen 12 und 13 sind in Fig. 7 gezeigt; und solche in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 sind in Fig. 8 gezeigt. Die Aufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele 3 und 4 litten an Rißbildung und Verringerung des Reflexionsvermögens in 400 bis 500 Stunden. Im Gegensatz litten die Aufzeichnungsmaterialien der Beispiele 10 bis 13 weder an Rißbildung noch an Lochfraßbildung und zeigten im wesentlichen keine Veränderung des Reflexionsvermögens, selbst, wenn sie 1500 Stunden lang erhalten wurden, wobei sie ausgezeichnete Zuverlässigkeit zeigten. Die Freiheit von Lochfraßbildung und Verringerung des Reflexionsvermögens beweisen auch ausgezeichnete Eigenschaften zum Blockieren von Feuchtigkeit und Sauerstoff.

Der Unterschied der Dauerhaftigkeit zwischen dem magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein Beschichtungsfilm, der Si, N und H enthält, verwendet wird, und dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial der Vergleichsbeispiele liegt, wie man glaubt, darin, daß der Film, der Si, N und H enthält, verbesserte Affinität zu dem Polycarbonat-Träger aufgrund der Anwesenheit von H hat und dadurch verbesserte Haftfähigkeit an dem Substrat zeigt. Ferner sind Si und N teilweise an H gebund wobei ein Film mit verbesserter Weichheit und einer verringerten Beanspruchung bereitgestellt wird, der, in Kombination mit der verbesserten Haftfähigkeit, bewirkt, daß der Film weder Rißbildung noch Abschälen zeigt.

Bewertungstest 3:

Jedes der Aufzeichnungsmaterialien der Beispiele 12 und 13 und der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 wurde hinsichtlich der Wiedergabe-Eigenschaften durch Verwendung desselben Antriebsgeräts, wie in den vorstehenden Test verwendet, bewertet. Die Bedingungen für die Messungen ware 4 m/s lineare Geschwindigkeit, 500 Oe äußeres Magnetfeld; 1 MHz Aufzeichnungsfrequenz; 50% Auslastungsverhältnis; und 0,8 mW Leseleistung. Die Aufzeichnung wurde mit einer Aufzeichnungsleistung durchgeführt, die innerhalb eines Bereichs von 3 mW bis 8 mW bei Abständen von 0,2 mW variiert wurde, und das C/N-Verhältnis wurde an dem Punkt erhalten, an dem die zweite Harmonische minimal wurde. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4
Beispiel Nr. C/N-Verhältnis (dB) Vergleichsbeispiel

Man kann aus den Ergebnissen von Tabelle 4 sehen, daß jedes der in den Beispielen 10 und 12 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien um 4 bis 5 dB ein höheres C/N-Verhältnis als das Material von Vergleichsbeispiel 5 hat, welches keinen Beschichtungsfilm für die Verstärkung des Kerr-Effekts hat. Entsprechend hat der Schutzfilm gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Funktion der Verstärkung des Kerr-Effekts.

Wie vorstehend beschrieben hat das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem mindestens ein Beschichtungsfilm für den Schutz eines magnetischen Films und/oder die Verstärkung des Kerr-Effekts bereitgestellt ist, eine hohe Zuverlässigkeit, ausgezeichnete Eigenschaften des Auslese-Verhaltens und eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit, wobei hohe magneto-optische Effekte und Freiheit des magnetischen Films von Korrosion gezeigt werden.

Während die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf ihre spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es den Fachleuten klar, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen in der Erfindung gemacht werden können, ohne von ihrem Geist und Umfang abzuweichen.


Anspruch[de]

1. Magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger (1), auf dem sich ein magneto-optischer Aufzeichnungsfilm (3) und mindestens ein Beschichtungsfilm (4), der auf einer Licht-Einfallsseite und/oder einer dieser Seite entgegengesetzten Seite des magneto-optischen Aufzeichnungsfilms bereitgestellt ist, befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsfilm aus Silizium, Stickstoff und Wasserstoff als bestandteilbildende Elemente besteht und der Wasserstoff-Gehalt 1,0 x 10²¹ bis 1,0 x 10²³ Wasserstoffatome pro cm³ ist.

2. Magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei der Silizium, Stickstoff und Wasserstoff enthaltende Beschichtungsfilm einen Stickstoffgehalt von mindestens 10 Atom-% bezogen auf die Summe der bestandteilbildenden Elemente außer Wasserstoff hat.

3. Magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Silizium, Stickstoff und Wasserstoff enthaltende Beschichtungsfilm Adsorptionsstellen im Infrarot-Bereich bei 850±50 cm&supmin;¹, 2250±50 cm&supmin;¹ und 3350±50 cm&supmin;¹ hat.

4. Verfahren zur Herstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials mit einem Träger, auf dem sich ein magneto-optischer Aufzeichnungsfilm und mindestens ein Beschichtungsfilm, der auf einer Licht-Einfallsseite und/oder einer dieser Seite entgegengesetzten Seite des magnetooptischen Aufzeichnungsfilms bereitgestellt ist, befinden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Silizium, Stickstoff und Wasserstoff als bestandteilbildende Elemente enthaltende Beschichtungsfilm durch Sputtern unter Verwendung von metallischem Silizium als Target in einem Gasgemisch, umfassend ein inertes Gas und entweder:

- Stickstoffgas und Wasserstoffgas oder

- Ammoniakgas oder

- Ammoniakgas und Wasserstoffgas oder

- Stickstoffgas und Ammoniakgas

gebildet wird.







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