DE69032931T2

DE69032931T2 - Magneto-optischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69032931T2
Application number: DE69032931T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Ebina-Shi Kanagawa-Ken 243-04 Kurebayashi; Harukazu Hachioji-Shi Tokyo 192 Miyamoto; Toshio Sayama-Shi Saitama-Ken 350-13 Niihara; Norio Kitasoma-Gun Ibaraki-Ken 302-01 Ohta; Motoyasu Nishitama-Gun Tokyo 190-01 Terao
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Ltd
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2010-11-14
Also published as: DE69032931D1; EP0428128A2; US6200673B1; EP0428128B1; EP0428128A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6. Ein derartiges Medium und ein derartiges Verfahren sind aus der EP-A-0282356 bekannt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit doppelten magnetischen Schichten, das mit einem einzigen Laserstrahl überschrieben werden kann.
Ein herkömmliches magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit doppelten Magnetschichten ist in der DE-A-3619618 offenbart. Es hat den in Fig. 2 dargestellten Aufbau. Es ist aus einem transparenten Substrat 1 (aus Glas oder dergleichen) mit Spurrillen und vier nacheinander darauf gebildeten Dünnschichten zusammengesetzt, die jeweils als eine erste dielektrische Schicht 2 aus Siliciumnitrid (mit einer Dicke von ca. 90 nm), eine Aufzeichnungsschicht 3 aus TbFeCo (mit einer Dicke von ca. 100 nm), eine Unterstützungsschicht 4 aus TbDyFeCo (mit einer Dicke von ca. 150 nm) und eine zweite dielektrische Schicht 5 aus Siliciumnitrid (mit einer Dicke von ca. 200 nm) bezeichnet sind.
Die vier Dünnschichten haben die folgenden Funktionen. Die erste dielektrische Licht veranlaßt eine mehrfache Reflexion des auf das transparente Substrat 1 auftreffenden Laserlichts in der Schicht, um den Drehwinkel (die Kerr-Drehung) der Ebene des polarisierten Lichts durch die Aufzeichnungsschicht 3 zu steigern. Die Aufzeichnungsschicht 3 ist dick genug (ca. 100 nm), um die Übertragung von Licht zu verhindern, so daß das Licht die Unterstützungsschicht 4 nicht erreicht und die Ebene des polarisierten Lichts entsprechend der Richtung der Magnetisierung in der Aufzeichnungsschicht 3 rotiert. Die zweite dielektrische Schicht 5 schützt die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 vor Korrosion (beispielsweise Oxidation). Die Unterstützungsschicht 4 befindet sich durch Austauschwechselwirkung in Austauschkopplung mit der Aufzeichnungsschicht 3.
Die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 sind derart ausgebildet, daß die zuletzt genannte eine höhere Curie-Temperatur als die zuerst genannte und die zuerst genannte bei Raumtemperatur eine größere Koerzitivkraft als die zuletzt genannte aufweist. Aus diesem Grund kann die Richtung 14a der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 nur durch Anlegen des Initialisierungsfelds durch einen Dauermagneten unabhängig von der Richtung 14b der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 ausgerichtet werden, wie in den Fig. 8(a) und (b) dargestellt.
Wird das Aufzeichnungsmedium dieses Typs mit einem Laserstrahl von vergleichsweise niedriger Intensität bestrahlt, wird die Aufzeichnungsschicht 3 auf eine Temperatur (T) erwärmt, die höher als die Curie-Temperatur ist (Fig. 8(c)). Daher richtet sich bei dem anschließenden Kühlvorgang die Richtung 14a der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht an der Richtung 14b der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 aus (Fig. 8(e)). Andererseits erwärmt sich bei einer Bestrahlung des Aufzeichnungsmediums mit einem Laserstrahl von vergleichsweise hoher Intensität die Unterstützungsschicht 4 auf eine Temperatur (T), die höher als die Curie-Temperatur ist (Fig. 8(d)). Daher richtet sich bei dem anschließenden Kühlvorgang die Richtung 14a der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 an der Richtung 13 des mittels eines Dauermagneten extern aufgebrachten Aufzeichnungsfelds aus (Fig. 8(f)). Bei einer weiteren Abkühlung richtet sich die Richtung 14b der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 an der Richtung 14a der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 aus (Fig. 8(g)). Dadurch kann die Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 entsprechend einer Modulation der Intensität des Laserstrahls wie gewünscht umgekehrt werden. Dies ist der grundlegende Mechanismus, der ein Überschreiben mit einem einzigen Laserstrahl gestattet. Eine detaillierte Beschreibung dieses Verfahrens ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 175948/1987 zu finden.
Das vorstehend beschriebene herkömmliche Aufzeichnungsmedium hat mehrere Nachteile, deren Ursache die dicke Aufzeichnungsschicht 3 ist. Die dicke Aufzeichnungsschicht 3 erfordert aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität zum Aufzeichnen einen Laserstrahl von hoher Intensität. Ebenso wird die dicke Aufzeichnungsschicht 3 genau in ihrer Mitte heiß, wenn sie mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wie in Fig. 9 dargestellt. Diese lokale Erwärmung verschlechtert die magnetischen Eigenschaften und Auslesecharakteristika der Aufzeichnungsschicht 3 und der Unterstützungsschicht 4 nach einem wiederholten Überschreiben. Überdies läßt die dicke Aufzeichnungsschicht 3 nur die Verwendung einer Kerr-Drehung aufgrund einer Oberflächenreflexion als magnetooptischen Effekt zu. (Die Kerr-Drehung ist nicht groß genug, um ein hinreichendes Träger-Rausch-Verhältnis sicherzustellen.)
Andererseits verursacht eine Verringerung der Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 eine Erzeugung reflektierter Strahlen durch die Unterstützungsschicht 4, die das Herauslesen nachteilig beeinflussen. Anders ausgedrückt verändert die Unterstützungsschicht 4 den Drehwinkel der Ebene der Polarisierung von Laserlicht abhängig von der Richtung ihrer Magnetisierung. Daher könnte die Verwendung doppelter Magnetschichten zum Überschreiben eine Situation zur Folge haben, in der die Richtung der Magnetisierung in der Unterstützungsschicht 4 zum Zeitpunkt der Wiedergabe der unmittelbar nach dem Überschreiben entgegengesetzt ist. Diese Situation macht es schwierig, unmittelbar nach dem Überschreiben unter Verwendung doppelter Strahlen ein Herauslesen zur Überprüfung auszuführen. Das Herauslesen zur Überprüfung ist nur möglich, nachdem die Platte eine Umdrehung ausgeführt hat, während derer sich die Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 ausrichtet. Anders ausgedrückt erfordert das Herauslesen zur Überprüfung eine zusätzliche Drehung der Platte (und daher erfordert das Aufzeichnen insgesamt zwei Drehungen der Platte). Dies führt zu einer langsamen Datenverarbeitungsgeschwindigkeit.
Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Aufzeichnungsmediums ist es, daß die Unterstützungsschicht dicker als die Aufzeichnungsschicht sein sollte, wobei die Gesamtdicke der magnetischen Schichten 150-300 nm beträgt. Dies führt zu einer niedrigen Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Ferner ist ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Aufzeichnungsmediums, daß die Curie-Temperatur der Aufzeichnungsschicht 3 niedriger als die der Unterstützungsschicht 4 sein sollte. Dadurch wird es unmöglich, die Kerr-Drehung zu steigern, die auftritt, wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit einem Laserstrahl bestrahlt wird. Daher weist das herkömmliche Aufzeichnungsmedium ein niedriges Signal-Rausch-Verhältnis auf. (Es wird darauf hingewiesen, daß eine Beziehung zwischen dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Curie-Temperatur besteht, wie in Fig. 22 dargestellt). Wenn die Curie-Temperatur der Aufzeichnungsschicht 3 erhöht werden soll, ist es erforderlich, auch die Curie-Temperatur der Unterstützungsschicht 4 zu steigern. Eine Unterstützungsschicht 4 mit einer übermäßig hohen Curie-Temperatur verringert jedoch die Aufzeichnungsempfindlichkeit.
In der EP-A-0282356 und der EP-A-0258978 sind magnetooptische Aufzeichnungsmedien mit einer ersten und einer zwei ten Magnetschicht offenbart. Verschiedene Dicken dieser Schichten und Kombinationen dieser werden angesprochen und auf ihre Eigenschaften hin untersucht.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das zur Ausführung des Herauslesens zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht, die der mit der Unterstützungsschicht in Kontakt stehenden Oberfläche gegenüberliegt, kann sich eine erste dielektrische Schicht befinden, und auf der Oberfläche der Unterstützungsschicht, die der mit der Aufzeichnungsschicht in Kontakt stehenden Oberfläche gegenüberliegt, kann sich eine zweite dielektrische Schicht befinden.
Auf der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht, die der mit der Unterstützungsschicht in Kontakt stehenden Oberfläche gegenüberliegt, kann eine Metallschicht angeordnet sein.
Die Aufzeichnungsschicht und die Unterstützungsschicht können eine Gesamtdicke im Bereich von 20 bis 100 nm aufweisen.
Die (in Fig. 1 dargestellte) Aufzeichnungsschicht 3 ist dünn genug für ein Eindringen des Laserstrahls für die Informationswiedergewinnung. Die dünne Aufzeichnungsschicht erzeugt einen hervorgehobenen magnetooptischen Effekt. Im allgemeinen weist eine dünne Magnetschicht, die das Eindringen eines Laserstrahls zuläßt, ein geringes Reflexionsvermögen auf oder erzeugt einen verminderten magnetooptischen Effekt (Kerr-Drehung). Die Aufzeichnungsschicht 3 gemäß der vorliegenden Erfindung verursacht mehrfache Reflexionen, wobei ein gesteigerter magnetooptischer Effekt erzeugt wird, wenn sie eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 nm aufweist. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Licht, das in die Aufzeichnungsschicht 3 eingedrungen ist, einer Faraday-Drehung unterzogen wird.
Eine Verringerung der Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 führt zu einer Verringerung der Gesamtdicke der beiden magnetischen Schichten. Bei einer Bestrahlung mit einem Laserstrahl erzeugen die dünnen Magnetschichten mehr Hitze pro Volumeneinheit, als wenn sie dick wären. Anders ausgedrückt erfordern die dünnen Magnetschichten lediglich einen Laserstrahl mit niedrigerer Intensität als die dicken Magnetschichten, wenn sei auf die gleiche Temperatur erwärmt werden sollen. Dies bedeutet, daß die dünnen Magnetschichten eine verbesserte Empfindlichkeit aufweisen. Aus diesem Grund ermöglicht das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ein Neuschreiben und Überschreiben mit einem Laserstrahl von geringer Intensität. Dadurch, daß die beiden Magnetschichten dünn sind, erzeugen sie aufgrund ihrer Magnetisierung lediglich ein kleines diamagnetisches Feld. Dadurch wird ein stabiles Aufzeichnen mit einem kleinen Aufzeichnungsfeld ermöglicht.
Im übrigen spielt es keine Rolle, ob die Aufzeichnungsschicht oder die Unterstützungsschicht an das Substrat angrenzen. Grenzt die Aufzeichnungsschicht an das Substrat an, muß sie durch das Substrat mit einem Laserstrahl zur Informationswiedergewinnung bestrahlt werden. Wenn die Unterstützungsschicht an das Substrat angrenzt, muß die Aufzeichnungsschicht in der dem Substrat entgegengesetzten Richtung mit einem Laserstrahl zur Informationswiedergewinnung bestrahlt werden.
Die Magnetschicht weist, wie vorstehend erwähnt, eine spezifische Dicke auf. Dies bietet den Vorteil, daß der durch das Herauslesen zur Überprüfung, das unmittelbar nach dem Überschreiben ausgeführt wird, erhaltene Ausgang mit dem durch die Wiedergewinnung erhaltenen zusammenfällt. Anders ausgedrückt kann das Herauslesen zur Überprüfung innerhalb einer Umdrehung des Aufzeichnungsmediums (der magnetischen Platte) ausgeführt werden. Dies führt zu einer Beschleunigung der Datenverarbeitung.
Es ist nicht immer erforderlich, daß der Winkel der Drehung der Ebene der Polarisierung des Laserlichts unabhängig davon, ob die Unterstützungsschicht 4 aufwärts oder abwärts magnetisiert ist, gleich bleibt. Im Gegenteil, es ist eine Differenz zulässig, die kleiner als 20% ist. Der Grund dafür wird nachstehend erläutert. Eine Differenz des Drehwinkels der Ebene der Polarisierung des Laserlichts von 20% ist äquivalent zu einer Differenz des Signal-Rausch-Verhältnisses von 2 dB. Weicht der Ausgang beim Herauslesen zur Überprüfung um nicht mehr als 2 dB von dem Ausgang bei der Wiedergewinnung ab, bestünde lediglich eine sehr kleine Differenz zwischen dem Ergebnis des Herauslesens zur Überprüfung und dem Ergebnis der tatsächlichen Wiedergewinnung. Die Differenz würde in Begriffen der Fehlerrate im Bereich von 10&supmin;&sup6; liegen. Dieser Wert ist bei der praktischen Verwendung zulässig. Daher ist es zweckmäßig, wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 derart eingestellt wird, daß die Differenz zwischen den Drehwinkeln der Ebene der Polarisierung des Laserlichts kleiner als 20% ist.
Überdies sollte bei einer Hochleistungs-Aufzeichnung mit hoher Dichte dafür gesorgt werden, daß die Differenz zwischen den Drehwinkeln der Ebene der Polarisierung des Laserlichts, die sich abhängig davon verändern, ob die Unterstützungsschicht abwärts oder aufwärts magnetisiert ist, kleiner als 5% ist. Unter dieser Bedingung ist es möglich, die Wirkung der vorliegenden Erfindung selbst bei einem Loch-Kanten- Aufzeichnungssystem (das zur Aufzeichnung von Informationen mittels Aufzeichnungsdomänen von unterschiedlicher Länge kon struiert ist) zu erzeugen. Das Loch-Kanten-Aufzeichnungssystem steigert die Aufzeichnungsdichte im Vergleich zum herkömmlichen um einen Faktor von ca. 1,5. Bei der Loch-Kanten- Aufzeichnung durch das 2-7-Modulationsverfahren beträgt die kürzeste Bitlänge ca. das 0,4-fache des Durchmessers eines Lichtspots. Hierbei beträgt das zum Aufzeichnen mit einer Fehlerrate von weniger als 10&supmin;&sup6; zulässige Zittern (die Standardabweichung) ein Achtel der Bitlänge. Dies liegt daran, daß die Längeneinheit der Aufzeichnungsdomäne bei der 2-7- Modulation die Hälfte der Bitlänge beträgt und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Versatzes vom Vierfachen der Standardabweichung 10&supmin;&sup6; beträgt. Daher liegt das zulässige Zittern bei ca. einem Zwanzigstel des Durchmessers des Lichtspots. Schwankt andererseits der Drehwinkel der Polarisation von Laserlicht um 5%, wird die Position der Kante um ca. 5% (oder 1/20) des Durchmessers des Lichtspots verschoben. Dies bedeutet, daß es möglich ist, jede in bezug auf den Drehwinkel der Ebene der Polarisation des Laserlichts auftretende Schwankung bis zu 5% zu ignorieren.
Die Aufzeichnungsschicht sollte eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 nm aufweisen. Bei einer Dicke von weniger als 10 nm läßt die Aufzeichnungsschicht ein fast vollständiges Passieren des Laserlichts zur Informationswiedergewinnung zu, wodurch das reflektierte Licht durch den magnetooptischen Effekt nur wenig beeinflußt wird. Andererseits läßt die Aufzeichnungsschicht bei einer Dicke von mehr als 50 nm kein Passieren des Laserlichts zu, wodurch die Drehung der Ebene der Polarisierung in der Aufzeichnungsschicht aufgrund des Faraday-Effekts nicht stattfindet.
Die geeignete Dicke der Aufzeichnungsschicht liegt im Bereich von 10 bis 50 nm, wobei sie sich abhängig von der Dicke der Unterstützungsschicht und der zweiten dielektrischen Schicht ändert. Bei dieser Dicke wird das reflektierte Licht unabhängig von der Richtung der Magnetisierung der Un terstützungsschicht unveränderlich von dem magnetooptischen Effekt beeinflußt.
Die Dicke der Aufzeichnungsschicht betrifft das Signal- Rausch-Verhältnis, wie in Fig. 11 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 50 nm, vorzugsweise von 20 bis 40 nm, ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis verursacht. Bei einer Dicke von weniger als 20 nm läßt die Aufzeichnungsschicht ein Passieren eines großen Teils des Laserlichts zur Informationswiedergewinnung zu, wodurch die Aufzeichnungsschicht nur einen geringen magnetooptischen Effekt erzeugt. Bei einer Dicke von mehr als 40 nm läßt die Aufzeichnungsschicht kein leichtes Passieren des Laserlichts zur Informationswiedergewinnung zu, wodurch die Unterstützungsschicht lediglich einen geringen magnetooptischen Effekt erzeugt.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium sollte zwei zwischen zwei dielektrische Schichten geschichtete magnetische Schichten aufweisen, wie in Fig. 5 dargestellt. Anders ausgedrückt sollte das magnetooptische Medium aus einem Substrat, einer ersten dielektrischen Schicht, einer Aufzeichnungsschicht, einer Unterstützungsschicht und einer zweiten dielektrischen Schicht konstruiert sein, die aufeinander geschichtet sind. Die Schichten können in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein.
Die erste dielektrische Schicht veranlaßt eine mehrfache Reflexion des Laserlichts, wodurch sie den magnetooptischen Effekt (die Kerr-Drehung) offensichtlich verbessert, der erzeugt wird, wenn am Übergang zwischen der dielektrischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht eine Reflexion auftritt. Die zweite dielektrische Schicht schützt die Aufzeichnungsschicht und die Unterstützungsschicht von einer Korrosion, wie einer Oxidation.
Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, wie in Fig. 5 dargestellt, verändert wird, verändert sich der Winkel der Kerr-Drehung wie in Fig. 6 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer Dicke der Aufzeichnungsschicht von 22 nm der Winkel der Kerr- Drehung aufgrund einer aufwärts gerichteten Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 mit dem Winkel der Kerr-Drehung aufgrund einer abwärtsgerichteten Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 zusammenfällt.
Die gewünschte Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 ist derart, daß der Drehwinkel der Ebene der Polarisierung des Laserlichts (innerhalb einer Schwankung von 20%) unabhängig von der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 annähernd konstant ist. Eine derartige Dicke ist am zweckmäßigsten für die Ausführung des Herauslesens zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben.
Die zweite dielektrische Schicht sollte vorzugsweise mit einer Schicht 6 aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit beschichtet sein. Die Metallschicht verhindert eine Überhitzung des mit einem Laser bestrahlten Teils und damit eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht und der Unterstützungsschicht nach einem wiederholten Überschreiben.
Zudem fungiert die Metallschicht auch als reflektierende Schicht, die das Licht reflektiert, das die Aufzeichnungsschicht und die Unterstützungsschicht passiert hat. Dadurch wird eine effektive Nutzung des magnetooptischen Effekts (der Faraday-Drehung) ermöglicht, der auftritt, wenn das Licht die Aufzeichnungsschicht durchdringt. Daher verbessert die Metallschicht die Qualität von Signalen und steigert die Anzahl der möglichen Wiederholungen des Überschreibens.
Das in Fig. 1 dargestellte magnetooptische Aufzeichnungsmedium (das eine Metallschicht 6 auf der zweiten dielektrischen Schicht 5 aufweist) bietet den Vorteil, daß sich seine Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften nach einem wiederholten Einschreiben und Überschreiben nicht verschlechtern.
Bei einem herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsmedium, wie dem in Fig. 2 dargestellten, diffundiert die durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl erzeugte Wärme stärker in der zu dem Substrat parallelen Richtung in die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 als in der zur Schicht senkrechten Richtung in die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 5. Eine Wärmediffusion dieser Art verhindert eine leichte Erhitzung des den Lichtspot umgebenden Teils und veranlaßt dadurch eine übermäßige Erhitzung des mittleren Teils des Lichtspots, wenn eine Aufzeichnungsdomäne mit einem Durchmesser erzeugt wird, der der Hälfte des Lichtspots entspricht. Diese Situation ist in Fig. 9 dargestellt. In dieser Situation werden Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums nach einem wiederholten Einschreiben und Überschreiben verschlechtert.
Das vorstehend beschriebene magnetooptische Aufzeichnungsmedium läßt eine Diffusion der durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl erzeugten Wärme in die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 in der zu den magnetischen Schichten senkrechten Richtung zu, wodurch die Metallschicht erreicht wird. Da Wärme in der Metallschicht rasch diffundiert, ist die Temperatur in der Metallschicht niedriger und gleichmäßiger verteilt als in den Magnetschichten. Überdies erfolgt die rascheste Wärmediffusion in der Mitte des Laserspots, in der die Temperatur der Magnetschicht aufgrund der Bestrahlung mit einem Laserstrahl am höchsten ist, da die Wärme bei einer gesteigerten Temperaturdifferenz rascher diffundiert. Daraus folgt, daß der mittlere Teil keine extrem hohe Temperatur erreicht. Dies ist in Fig. 9 dargestellt. Dank dieses Merkmals verschlechtern sich die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften des vorstehend beschriebenen ma gnetooptischen Aufzeichnungsmediums selbst nach einem wiederholten Einschreiben und Überschreiben nicht.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium besteht aus einem transparenten Substrat 1, einer ersten dielektrischen Schicht 2, einer Aufzeichnungsschicht 3, einer Unterstützungsschicht 4, einer zweiten dielektrischen Schicht 5 und einer Metallschicht 6, die übereinander angeordnet sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Dieser Aufbau bietet den Vorteil, daß der Winkel der Kerr-Drehung durch die mehrfache Reflexion des Lichts in der ersten dielektrischen Schicht 2 gesteigert wird, der Faraday-Effekt in der Aufzeichnungsschicht 3 und der Unterstützungsschicht 4 verbessert wird und der Winkel der Kerr-Drehung durch die mehrfache Reflexion in der zweiten dielektrischen Schicht 5 gesteigert wird. All dies führt zu einem gesteigerten Drehwinkel der Ebene der Polarisierung des reflektierten Lichts. Dementsprechend hat das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (Träger-Rausch-Verhältnis).
Der Winkel der Kerr-Drehung des in Fig. 1 dargestellten magnetooptischen Aufzeichnungsmediums verändert sich mit der Dicke der Aufzeichnungsschicht 3. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Kurve repräsentiert den Winkel der Kerr-Drehung, die stattfindet, wenn die Unterstützungsschicht 4 aufwärts magnetisiert ist, und die andere Kurve repräsentiert den Winkel der Kerr-Drehung, die stattfindet, wenn die Unterstützungsschicht 4 in abwärts magnetisiert ist. Bei einer Dicke von weniger als 10 nm läßt die Aufzeichnungsschicht 3 ein Passieren des Lichts ohne eine wesentliche Absorption zu, und daher ergibt sich ein Winkel der Kerr-Drehung, der ausschließlich von der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 bestimmt wird. Bei einer Dicke von mehr als 50 nm hingegen läßt die Aufzeichnungsschicht 3 kein Passieren des Lichts zu, und daher ergibt sich ein Winkel der Kerr-Drehung, der unabhängig von der Magnetisierung der Un terstützungsschicht 4 bestimmt wird. Bei diesem Beispiel ergibt die Aufzeichnungsschicht 3 mit einer Dicke von 20 nm einen Winkel der Kerr-Drehung, der unabhängig von der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 bestimmt wird. Dies ergibt sich aus der mehrfachen Interferenz des Lichts, die in der Aufzeichnungsschicht 3 stattfindet. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um ein Aufzeichnungsmedium herzustellen, das eine Ausführung des Herauslesens zur Überprüfung unmittelbar nach einem Überschreiben zuläßt. Anders ausgedrückt verändert sich die Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 abhängig davon, ob es sich um den Zeitpunkt unmittelbar nach dem Überschreiben oder um den Zeitpunkt der Wiedergewinnung handelt, der Winkel der Kerr- Drehung ändert sich jedoch nicht; daher ist es möglich, ein Herauslesen zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben auszuführen.
Bei diesem Beispiel beträgt die optimale Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 20 nm; tatsächlich variiert sie jedoch abhängig von der Dicke und dem Material der Unterstützungsschicht 4, der zweiten dielektrischen Schicht 5 und der Metallschicht 6.
Unter bestimmten Bedingungen weist die Aufzeichnungsschicht 3 eine Dicke auf, bei der der Drehwinkel der Ebene der Polarisierung eines Laserstrahls unabhängig von der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 annähernd konstant ist. Sie liegt, abhängig von der Unterstützungsschicht 4 und der zweiten dielektrischen Schicht 5, im Bereich von 10 bis 50 nm. Fig. 10 zeigt die Abhängigkeit der Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 von der Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 5 und der Dicke der Unterstützungsschicht 4.
Die Gesamtdicke der vorstehend beschriebenen Magnetschicht und der Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 nm liegen. Bei einer Dicke von weniger als 10 nm ist eine Oxidation der Unterstützungsschicht sehr wahrscheinlich, und es ist schwierig, eine gesteuerte Dicke zu fertigen. Daher sollte die Gesamtdicke der Aufzeichnungsschicht und der Unterstützungsschicht größer als 20 nm sein.
Wenn die Gesamtdicke der Aufzeichnungsschicht und der Unterstützungsschicht größer als 100 nm ist, diffundiert die durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl erzeugte Hitze stärker in die Aufzeichnungsschicht und die Unterstützungsschicht als in die erste und zweite dielektrische Schicht. Eine Wärmediffusion dieser Art verhindert eine leichte Erwärmung des den Lichtspot umgebenden Teils und verursacht daher eine übermäßige Erhitzung des mittleren Teils des Lichtspots, wenn eine Aufzeichnungsdomäne gebildet wird, die einen Durchmesser aufweist, der der Hälfte des Durchmessers des Lichtspots entspricht. Hierbei sind die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums nach einem wiederholten Einschreiben und Überschreiben anfällig für eine Verschlechterung. Dies ist der Grund dafür, daß die Gesamtdicke der Aufzeichnungsschicht und der Unterstützungsschicht weniger als 100 nm betragen sollte.
Das magnetooptische Aufzeichnungen kann die im folgenden ausgeführten Merkmale aufweisen.
(1) Aus einem Substrat und mindestens einer darauf ausgebildeten magnetischen Schicht zusammengesetztes magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, bei dem die Magnetschicht aus einer Aufzeichnungsschicht, einer ersten Unterstützungsschicht und einer zweiten Unterstützungsschicht mit jeweiligen Curie-Temperaturen T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; zusammengesetzt ist, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
T&sub1; < T&sub2; und T&sub2; ≥ T&sub3;.
(2) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem die erste Unterstützungs schicht und die zweite Unterstützungsschicht jeweils die Curie-Temperaturen T&sub2; und T&sub3; aufweisen, die die folgende Bedingung erfüllen:
T&sub2; > T&sub3;.
(3) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) oder (2) definiert, bei dem die Aufzeichnungsschicht, die erste Unterstützungsschicht und die zweite Unterstützungsschicht jeweils die Curie-Temperaturen T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; aufweisen, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
100ºC ≤ T&sub1; ≤ 250ºC,
150ºC ≤ T&sub2; ≤ 350ºC und
100ºC ≤ T&sub3; ≤ 300ºC.
(4) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie in vorstehend unter (1), (2) oder (3) definiert, bei dem die erste und die zweite Unterstützungsschicht bei Raumtemperatur zusammen einer Umkehrung der Magnetisierung unterliegen und die erste und die zweite Unterstützungsschicht in diesem Zustand eine kleinere Koerzitivkraft als die Aufzeichnungsschicht aufweisen.
(5) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (4) definiert, bei dem sich die Zusammensetzung der zweiten Unterstützungsschicht über ihre Dicke kontinuierlich verändert.
(6) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (4) definiert, bei dem die zweite Unterstützungsschicht aus mehreren Schichten zusammengesetzt ist, die jeweils eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen.
(7) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (4) definiert, bei dem die zweite Unterstützungs schicht eine kleinere Koerzitivkraft als die erste Unterstützungsschicht hat.
(8) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, das aus einem Substrat und mindestens einer darauf ausgebildeten Magnetschicht zusammengesetzt ist und bei dem die Magnetschicht aus einer Aufzeichnungsschicht, einer ersten Unterstützungsschicht und einer zweiten Unterstützungsschicht zusammengesetzt ist, die jeweils die Curie- Temperaturen T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; aufweisen, die die folgende Bedingung erfüllen:
T1 < T2,
wobei T&sub2; im wesentlichen mit T&sub3; übereinstimmt und die zweite Unterstützungsschicht in der Nähe der Curie- Temperatur eine geringere Koerzitivkraft als die erste Unterstützungsschicht aufweist.
(9) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (8) definiert, bei dem die erste und die zweite Unterstützungsschicht bei Raumtemperatur zusammen einer Umkehrung der Magnetisierung unterliegen und die erste und die zweite Unterstützungsschicht in diesem Zustand eine kleinere Koerzitivkraft als die Aufzeichnungsschicht aufweisen.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium kann daher eine aus drei Schichten zusammengesetzte Magnetschicht aufweisen, wie in Fig. 13 dargestellt. Die drei Schichten sind jeweils als Aufzeichnungsschicht 3 (an das Substrat angrenzend), erste Unterstützungsschicht 4a und zweite Unterstützungsschicht 4b bezeichnet. Zudem weist jede der drei Schichten eine Curie-Temperatur auf, die die vorstehend aufgeführten Bedingungen erfüllt.
Die Aufzeichnungsschicht sollte vorzugsweise eine Curie-Temperatur T&sub1; im Bereich von 100ºC bis 250ºC aufweisen, so daß sie einen Winkel der Kerr-Drehung von einer bestimmten Größe ergibt. Die erste Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise eine Curie-Temperatur T&sub2; im Bereich von 150ºC bis 350ºC aufweisen, da T&sub2; höher als T&sub1; sein sollte. Die zweite Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise eine Curie-Temperatur T&sub3; im Bereich von 100ºC bis 300ºC aufweisen, da T&sub3; niedriger als T&sub2; sein sollte. Die Curie-Temperaturen sollten vorzugsweise in dem durch 150ºC ≤ T&sub1; ≤ 210ºC, 200ºC ≤ T&sub2; ≤ 300ºC und 150ºC ≤ T&sub3; ≤ 250ºC definierten Bereich liegen.
Die Aufzeichnungsschicht sollte vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10 bis 80 nm (100 bis 800 Å) aufweisen. Die erste Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 40 bis 150 nm (400 bis 1500 Å) aufweisen. Die zweite Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10 bis 100 nm (100 bis 1000 Å) aufweisen.
Die Magnetschicht, die erste Unterstützungsschicht und die zweite Unterstützungsschicht werden durch eine magnetische Verbindungskraft miteinander verbunden, und die erste und die zweite Unterstützungsschicht werden bei Raumtemperatur zusammen einer Umkehrung der Magnetisierung unterzogen, wie in Fig. 14 (Magnetisierungsfeldkurve) dargestellt. In einem derartigen Zustand sollte die Koerzitivkraft 25 vorzugsweise kleiner als die Koerzitivkraft 26 der Aufzeichnungsschicht sein.
Die Magnetschicht sollte vorzugsweise aus einem durch die Formel (RxT1-x)1-yMy repräsentierten Material gefertigt sein (wobei R ein Seltenerdelement, T eines oder mehrere aus Fe, Co und Ni ausgewählte Elemente und M ein Übergangsmetall bezeichnen und x und y durch 0,1 ≤ x ≤ 0,4 und 0 ≤ y ≤ 0,2 definiert sind). Beispiele des Materials umfassen TbFe, TbFe- Co, TbDyFeCo und GdTbFe mit oder ohne eine kleine Menge mindestens eines aus Cu, W, Ti, V, Cr, Sn, Pb, Mo, Nb, Pt, Pd und Rh ausgewählten Elements. Die Zusammensetzung des Materials sollte derart ausgewählt sein, daß die resultierende Aufzeichnungsschicht einen großen Winkel der Kerr-Drehung ergibt (wobei dies für die Informationsaufzeichnung und -wiedergewinnung entscheidend ist). Diesbezüglich bevorzugte Zusammensetzungen sind TbFeCo, GdTbFe und TbDyFeCo.
Die erste Unterstützungsschicht sollte vorzugsweise aus einem Material gefertigt sein, das bei Raumtemperatur eine vergleichsweise kleine Koerzitivkraft aufweist, da ihre Magnetisierung durch das Initialisierungsfeld leicht umkehrbar sein muß. Bevorzugte Materialien zur Erfüllung dieser Anforderung sind TdDyFeCo, GdDyFeCo und GdTbFe, die jeweils eine kleine Menge an Sn und Pb enthalten. Die zweite Unterstützungsschicht sollte aus einem Material mit einer durch TbFe- Co, GdTbFe, GdFeCo, TbDyFeCo oder GdDyFeCo repräsentierten Zusammensetzung gefertigt sein. Es ist zweckmäßig, wenn sowohl die erste als auch die zweite Unterstützungsschicht aus den gleichen Elementen aufgebaut sind. Wenn beispielsweise die erste Unterstützungsschicht aus TbDyFeCo besteht, sollte die zweite Unterstützungsschicht ebenfalls aus TbDyFeCo gefertigt werden, wobei die zuletzt genannte eine niedrigere Curie-Temperatur als die zuerst genannte aufweist. Es ist jedoch ebenso möglich, die erste und die zweite Unterstützungsschicht aus unterschiedlichen Elementen zu fertigen. So kann beispielsweise die erste Unterstützungsschicht aus TbFe und die zweite Unterstützungsschicht aus DyFe gefertigt sein. Selbst in diesem Fall unterliegen die erste und die zweite Unterstützungsschicht bei Raumtemperatur zusammen einer Umkehrung der Magnetisierung.
Zudem kann die zweite Unterstützungsschicht derart aufgebaut sein, daß sich ihre Zusammensetzung über ihre Dicke kontinuierlich verändert. Ebenso kann die zweite Unterstützungsschicht aus mehreren aufeinander geschichteten Filmen zusammengesetzt sein. Auf alle Fälle sollte die zweite Unterstützungsschicht eine Curie-Temperatur aufweisen, die im wesentlichen mit der der ersten Unterstützungsschicht übereinstimmt oder niedriger als diese ist.
Das Substrat für das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist aus Glas, Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat gefertigt. Es ist zweckmäßig, wenn die Magnetschicht aus einer dreilagigen Struktur auf einer oder beiden Seiten mit einer dielektrischen Schicht versehen ist. Die dielektrische Schicht kann aus Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen gefertigt sein.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium kann die Informationsaufzeichnung und -wiedergewinnung auf die folgende Weise ausführen. Wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wird die Magnetschicht erhitzt, was zu einer Temperaturverteilung 27 führt, wobei die Aufzeichnungsschicht eine höhere Temperatur und die zweite Unterstützungsschicht eine niedrigere Temperatur aufweist, wie in Fig. 15 dargestellt. Wenn sich der Laserstrahl auf einem hohen Intensitätspegel (dem Pegel PH) befindet, ist die Temperaturverteilung derart, daß die Temperatur der Aufzeichnungsschicht höher als die Curie-Temperatur T&sub1; der Magnetschicht, die Temperatur der ersten Unterstützungsschicht höher als die Curie-Temperatur T&sub2; der Magnetschicht und die Temperatur der zweiten Unterstützungsschicht höher als die Curie-Temperatur T&sub3; der Magnetschicht ist. Diese Temperaturverteilung verursacht die folgende Magnetisierung, obwohl die Temperatur der zweiten Unterstützungsschicht nicht so hoch ist. Durch die Erwärmung verlieren die jeweiligen erwärmten Teile in der Aufzeichnungsschicht 3, der ersten Unterstützungsschicht 4a und der zweiten Unterstützungsschicht 4b die Magnetisierung 19, 29 bzw. 30, wie in Fig. 17 dargestellt. Wenn die Bestrahlung mit einem (durch die Objektivlinse 21 konzentrierten) Laserstrahl 20 eingestellt wird und der Kühlvorgang einsetzt, werden die demagnetisierten Teile in der Richtung des durch den Aufzeichnungsmagneten 22 angelegten Aufzeichnungsmagnetfelds 13 erneut magnetisiert, wie in Fig. 17b dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Richtung der Magnetisierung der im Ausgangszustand entgegengesetzt ist. Die gleiche Ma gnetisierung wie vorstehend ausgeführt tritt selbst dann auf, wenn für die Temperaturverteilung (wie in Fig. 15 dargestellt) anstelle von T&sub3; < T&sub1; < T&sub2; T&sub1; < T&sub3; < T&sub2; gilt.
Die bisherige Beschreibung betrifft die durch die Bestrahlung auf einem hohen Intensitätspegel (dem Pegel PH) ausgeführte Aufzeichnung. Das gleiche Prinzip wie vorstehend beschrieben wird auf die Initialisierung der Magnetschicht und die Aufzeichnung (genauer, das Löschen) durch Bestrahlung mit einem niedrigen Intensitätspegel (dem Pegel PL) angewendet. Vor der Aufzeichnung werden die erste und die zweite Unterstützungsschicht 4a und 4b durch den Initialisierungsmagneten 31 in der zu dem Magnetfeld 17 für die Initialisierung parallelen Richtung (29 bzw. 30) magnetisiert, wie in Fig. 16 dargestellt. Das Magnetfeld 17 zur Initialisierung sollte bei Raumtemperatur stärker als die Koerzitivkraft 25 der ersten und der zweiten Unterstützungsschicht, aber schwächer als die Koerzitivkraft 26 der Aufzeichnungsschicht sein, wie in Fig. 8 dargestellt. Daher bleibt die Aufzeichnungsschicht in der gleichen Richtung 19 magnetisiert, selbst wenn sie dem Initialisierungsmagnetfeld 17 ausgesetzt wird.
Bei einer Bestrahlung mit einem Laserstrahl auf einem niedrigen Intensitätspegel (dem Pegel PL) erwärmt sich der mit dem Laserstrahl 20 bestrahlte Teil (wie in Fig. 18(a) dargestellt) auf eine Temperatur nahe der Curie-Temperatur T&sub1; der Aufzeichnungsschicht. Bei diesem Erwärmungsschritt bleiben die erste und die zweite Unterstützungsschicht in der gleichen Richtung wie zuvor magnetisiert, da ihre Koerzitivkraft größer als das Magnetfeld 13 zur Aufzeichnung ist, wie dies bei einem herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der Fall ist. Kühlt sich die Magnetschicht nach der Bestrahlung mit einem Laserstrahl ab, wird die Aufzeichnungsschicht 3 in der Richtung 19 magnetisiert, die der des Aufzeichnungsmagnetfelds 13 entgegengesetzt ist, wie in Fig. 13(b) dargestellt, da die Magnetisierung 19 der Aufzeich nungsschicht und die Magnetisierung 29 der ersten Unterstützungsschicht eine größere Austauschkopplungskraft als das Aufzeichnungsmagnetfeld 13 aufweisen.
Im übrigen wird die Größe der Austauschkopplungskraft wie folgt in Begriffen eines Magnetfelds Hexc ausgedrückt:
auf die Aufzeichnungsschicht einwirkende Austauschkopplungskraft:
Hexc1 = σw&sub1;/2Ms&sub1;h&sub1;,
auf die erste Unterstützungsschicht einwirkende Austauschkopplungskraft:
Hexc21 = σw&sub1;/2Ms&sub2;h&sub2; (auf die Aufzeichnungsschicht),
Hexc23 = σw&sub2;/2Ms&sub2;h&sub2; (auf die zweite Unterstützungsschicht),
auf die zweite Unterstützungsschicht einwirkende Austauschkopplungskraft:
Hexc3 = σw&sub2;/2Ms&sub3;h&sub3;,
wobei Ms&sub1;, Ms&sub2; und Ms&sub3; die Sättigungsmagnetisierung der jeweiligen Magnetschichten, h&sub1;, h&sub2; und h&sub3; die Dicke der jeweiligen Magnetschichten und σw&sub1; und σw&sub2; die magnetische Wandenergie am Übergang zwischen der Aufzeichnungsschicht und der ersten Unterstützungsschicht bzw. zwischen der ersten Unterstützungsschicht und der zweiten Unterstützungsschicht repräsentieren.
Daher wird die Größe der Austauschkopplungskraft gesteuert, wenn die magnetische Wandenergie σw oder die Sättigungsmagnetisierung Ms und die Dicke h der Aufzeichnungsschicht und der ersten und der zweiten Unterstützungsschicht gesteuert werden. Die Steuerung der magnetischen Wandenergie kann erfolgen, indem die Schichten (zur Verringerung der magnetischen Wandenergie) über einen bestimmten Zeitraum in einer Stickstoff enthaltenden Argonatmosphäre gehalten werden oder indem die Schichtoberfläche (zur Steigerung der magneti schen Wandenergie) einem Sputterätzen unterzogen wird. Die Steuerung der Sättigungsmagnetisierung kann durch Hinzufügen von V, Cr, Mn, Cu, Sn oder Sb in sehr geringen Mengen erfolgen.
Selbst wenn die erste und die zweite Unterstützungsschicht aus Materialien mit identischen Curie-Temperaturen gefertigt sind, kann der gleiche Effekt wie vorstehend erwähnt erzeugt werden, wenn Sorge getragen wird, daß die Koerzitivkraft der ersten Unterstützungsschicht in der Nähe der Curie-Temperatur die der zweiten Unterstützungsschicht übersteigt.
Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium kann die im folgenden definierten Merkmale aufweisen:
(1) Zum Überschreiben geeignetes magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, das aus einem Substrat und mindestens einer darauf ausgebildeten Magnetschicht zusammengesetzt ist, bei dem die Magnetschicht aus einer Aufzeichnungsschicht und einer Unterstützungsschicht zusammengesetzt ist und die Aufzeichnungsschicht eine höhere Curie- Temperatur als die Unterstützungsschicht aufweist.
Dieser Aufbau veranlaßt, daß die Aufzeichnungsschicht 3 einen großen Kerr-Drehwinkel ergibt, so daß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium zum Zeitpunkt der Informationswiedergewinnung verbesserte Ausgaben erzeugt und dadurch eine gute Aufzeichnung und Wiedergabe ausführt.
(2) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem die Aufzeichnungsschicht bei Raumtemperatur eine größere Koerzitivkraft als die Unterstützungsschicht aufweist.
Diese Maßnahme macht es möglich, die Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht durch das Aufbringen eines Initialisierungsmagnetfelds mit einer geeigneten Größe auszurichten.
(3) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem die Unterstützungsschicht 4 vor dem Überschreiben von Informationen aufwärts oder abwärts magnetisiert wird.
Diese Maßnahme ermöglicht ein Überschreiben, da die Unterstützungsschicht 4 unabhängig von der Richtung der zuvor aufgezeichneten Magnetisierung eine erneuerte Magnetisierungsinformation aufweist.
(4) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (3) definiert, bei dem die Aufzeichnungsschicht 3 in der zu der Richtung, in der die Unterstützungsschicht vor dem Überschreiben von Informationen magnetisiert wurde, parallelen oder entgegengesetzten Richtung magnetisiert wird, wenn das magnetooptische Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität bestrahlt wird, so daß eine starke Austauschkopplung zwischen der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 und der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 erzeugt wird.
Diese Maßnahme ermöglicht eine Ausrichtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 in einer Richtung, um dadurch Informationen unabhängig von den zuvor aufgezeichneten Informationen zu löschen, wenn das magnetooptische Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität bestrahlt wird.
(5) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (4) definiert, bei dem die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität in der zu der Richtung des extern angelegten Aufzeichnungsmagnetfelds parallelen oder dieser entgegengesetzten und ebenso der Richtung, in der die Aufzeichnungsschicht 3 magnetisiert wird, wenn das magnetooptische Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität bestrahlt wird, entgegengesetzten Richtung magnetisiert wird.
Diese Maßnahme ermöglicht die Ausführung einer Aufzeichnung durch einfaches Einstellen der Richtung des Aufzeichnungsmagnetfelds entweder aufwärts oder abwärts.
(6) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem die Informationswiedergewinnung unter Ausnutzung des magnetooptischen Effekts erfolgt, der die Polarisierung des reflektierten Lichts eines Laserstrahls verändert, wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
Der magnetooptische Effekt bezeichnet den Kerr-Effekt oder den Faraday-Effekt. Der magnetooptische Effekt ist proportional zur Curie-Temperatur (Tc1) der Aufzeichnungsschicht 3 deutlicher. Ein guter magnetooptischer Effekt wird in dem vorstehend beschriebenen Fall (1) erzeugt. Das Ergebnis sind ein gesteigerter Signalausgang und eine verbesserte Signalqualität.
(7) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem sich die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität lediglich auf eine Temperatur erwärmen, die niedriger als die Curie-Temperatur (Tc1) der Aufzeichnungsschicht 3 und die Curie-Temperatur (Tc2) der Unterstützungsschicht 4 ist.
Diese Maßnahme erzeugt den folgenden Effekt. Wenn das magnetooptische Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität bestrahlt wird, erwärmt sich die Unterstützungsschicht nicht über ihre Curie- Temperatur (Tc2) hinaus; daher bleibt die Unterstützungsschicht 4 in der zu der Richtung, in der die Un terstützungsschicht 4 vor dem Überschreiben von Informationen magnetisiert wurde, parallelen Richtung magnetisiert. Daher wird die Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3, die durch die starke Austauschkopplung zwischen der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 und der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 ausgerichtet wird, in der zu der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4, die vor dem Überschreiben von Informationen in einer Richtung (aufwärts oder abwärts) ausgerichtet wurde, parallelen oder dieser entgegengesetzten Richtung ausgerichtet. Daher wird die Aufzeichnungsschicht 3 bei einer Bestrahlung mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität unabhängig von den zuvor auf der Aufzeichnungsschicht 3 aufgezeichneten Informationen entweder aufwärts oder abwärts magnetisiert.
(8) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (1) definiert, bei dem die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher als die Curie-Temperatur (Tc2) der Unterstützungsschicht 4 ist. Diese Maßnahme verursacht bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität eine Erwärmung der Unterstützungsschicht 4 auf eine Temperatur, die höher als ihre Curie-Temperatur (Tc2) ist. Daher wird die Unterstützungsschicht 4 demagnetisiert, und ausschließlich die Aufzeichnungsschicht 3 wird durch das Aufzeichnungsschicht beeinflußt. Dies ermöglicht unabhängig von der vorherigen Magnetisierung das Ausrichten der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität entweder aufwärts oder abwärts.
Das wie vorstehend beschrieben aufgebaute magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist zum Überschreiben geeignet, wenn das Aufzeichnungsmagnetfeld vorab in einer derartigen Richtung eingestellt wird, daß die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität in der der Richtung, in der die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität magnetisiert wird, entgegengesetzten Richtung magnetisiert wird.
(9) Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie vorstehend unter (3) definiert, bei dem die Unterstützungsschicht 4 bei der Abkühlung der Aufzeichnungsschicht 3 und der Unterstützungsschicht 4 nach der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität durch die Austauschkopplung mit der Aufzeichnungsschicht 3 in der zu der Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 parallelen oder dieser entgegengesetzten Richtung oder in der der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4, die vor dem Überschreiben der Informationen eingestellt wird, entgegengesetzten Richtung magnetisiert wird.
Diese Maßnahme erzeugt den folgenden Effekt. Obwohl die Magnetschicht 3 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität unter dem Einfluß des Aufzeichnungsmagnetfelds in der Richtung magnetisiert wird, bleibt sie selbst dann in der der Richtung, in der die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität magnetisiert wird, entgegengesetzten Richtung magnetisiert, wenn die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 auf die Temperatur abkühlen, die die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl von niedriger Intensität erreichen. Dadurch wird unabhängig von der Richtung der vorherigen Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 eine Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl von hoher Intensität entweder aufwärts oder abwärts ermöglicht. Auf diese Weise ermöglicht das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ein Überschreiben.
Das vorstehend beschriebene Aufzeichnungsmedium bietet die folgenden Vorteile. Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist aus einem Substrat sowie einer Aufzeichnungsschicht 3 und einer Unterstützungsschicht 4 zusammengesetzt, die auf das Substrat geschichtet sind. Die Aufzeichnungsschicht 3 weist bei Raumtemperatur eine hohe Koerzitivkraft (Hc1) auf, und die Unterstützungsschicht 4 hat bei Raumtemperatur eine verhältnismäßig niedrige Koerzitivkraft (Hc2). Sie stehen miteinander in magnetischer Austauschkopplung. Vor der Informationsaufzeichnung wird die Unterstützungsschicht 4 vorab in nur einer Richtung (aufwärts oder abwärts) magnetisiert. Wenn die Aufzeichnungsschicht beim Anlegen eines in bezug auf das Aufzeichnungsmedium aufwärts oder abwärts gerichteten Aufzeichnungsmagnetfelds (Hw) mit einem Laserstrahl (PL) von niedriger Intensität bestrahlt wird, werden aufwärts oder abwärts magnetisierte Markierungen in der Aufzeichnungsschicht erzeugt. Wird die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl (PH) von hoher Intensität bestrahlt, werden in der Aufzeichnungsschicht entgegengesetzt magnetisierte Markierungen erzeugt. Auf diese Weise erfolgt das Überschreiben von Informationen. Zur Wiedergewinnung der überschriebenen Informationen wird die Aufzeichnungsschicht 3 mit einem Laserstrahl bestrahlt. Das reflektierte Licht des Laserstrahls wird aufgrund des von der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 erzeugten magnetooptischen Effekts einer Polarisierung unterzogen. Diese Polarisierung wird für die Informationswiedergewinnung genutzt. Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist, daß die Curie-Temperatur (Tc1) der Magnetschicht 3 höher als die Curie-Temperatur (Tc2) der Unterstützungsschicht 4 ist. Dadurch wird es möglich, daß die Aufzeichnungsschicht 3 eine hohe Curie-Temperatur aufweist. Da der Winkel der Kerr- Drehung proportional zu der Curie-Temperatur zunimmt, erzeugt die Aufzeichnungsschicht (in Begriffen des Drehwinkels der Ebene der Polarisierung des reflektierten Lichts) einen gesteigerten Signalausgang. Daher werden durch die vorliegende Erfindung ein magnetooptisches Aufzeichnungssystem und ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, die zum Überschreiben mit einem hohen Signal-/Rauschverhältnis geeignet sind, wie in Fig. 22 dargestellt.
Die magnetische Austauschkopplung bei Raumtemperatur (TR) ist vergleichsweise derart schwach, daß die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 unabhängig voneinander magnetisiert werden. Die magnetische Austauschkopplung bei einer Temperatur (TL), auf die die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PL) von niedriger Intensität erhitzt werden, wird jedoch derart stark, daß die Aufzeichnungsschicht 3 in der zu der Richtung, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist, parallelen Richtung magnetisiert wird. Überdies werden bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PL) von niedriger Intensität die Magnetschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 auf eine Temperatur (TH) erwärmt, die höher als die Curie-Temperatur der Unterstützungsschicht 4 ist. Diese Maßnahme veranlaßt eine Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 in nur eine Richtung, wenn das magnetooptische Aufzeichnungsmedium bei Raumtemperatur einem Initialisierungsmagnetfeld (HINI) von geeigneter Größe ausgesetzt wird.
Zudem wird die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PL) von niedriger Intensität in der zu der Richtung, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert wird, parallelen oder dieser entgegengesetzten Richtung magnetisiert. Überdies wird die Aufzeichnungsschicht 3 bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PH) von hoher Intensität in der zu der Richtung des Aufzeichnungsmagnetfelds (HW) parallelen Richtung magnetisiert, da die Unterstützungsschicht 4 aufgrund ihrer Temperatur (TH), die höher als ihre Curie-Temperatur (Tc2) ist, bereits demagnetisiert ist. Daher werden, wenn bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PH) von hoher Intensität ein Aufzeichnungsmagnetfeld in der der Richtung, in der die Magnetschicht 3 magnetisiert ist, entgegengesetzten Richtung angeordnet wird, bei der Bestrahlung mit Laserlicht (PH) von hoher Intensität aufwärts oder abwärts magnetisierte Markierungen in der Aufzeichnungsschicht erzeugt, und bei einer Bestrahlung mit Laserlicht (PL) von niedriger Intensität werden entgegengesetzt magnetisierte Markierungen erzeugt. Auf diese Weise erfolgt das Überschreiben von Informationen.
Ein zum Überschreiben geeignetes magnetooptisches Aufzeichnungsmedium umfaßt ein Substrat und eine darauf ausgebildete Magnetschicht, die mindestens aus einer Aufzeichnungsschicht und einer Unterstützungsschicht zusammengesetzt ist. Dieses magnetooptische Aufzeichnungsmedium bietet die folgenden Eigenschaften.
(1) Die Aufzeichnungsschicht ist dünn genug, daß das Laserlicht sie durchdringen kann, so daß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium zum Einschreiben und Überschreiben mit hoher Empfindlichkeit durch einen Laserstrahl von geringer Intensität geeignet ist. Dies liegt daran, daß die Verringerung der Gesamtdicke der Magnetschicht die Menge der von dem Laserlicht pro Volumeneinheit der Magnetschicht abgegebenen Hitze steigert.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium weist ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis auf, da es einen großen Drehwinkel der Ebene der Polarisierung des reflektierten Lichts ergibt. Die Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses im Vergleich zu dem herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsmedium ist in den Fig. 7 und 11 dargestellt. Zudem ermöglicht das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ein Herauslesen zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben. Dadurch wird die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit erheblich gesteigert.
Zudem behält das magnetooptische Aufzeichnungsmedium aufgrund der zusätzlichen Metallschicht selbst nach einem wiederholten Einschreiben und Überschreiben seine zuverlässigen Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften ohne eine Verschlechterung, wie in Fig. 7 gezeigt.
(2) Die Unterstützungsschicht ist in zwei Schichten unterteilt; d. h. das erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsmedium weist eine Aufzeichnungsschicht, eine erste Unterstützungsschicht und eine zweite Unterstützungsschicht auf. Die drei Schichten weisen jeweilige Curie-Temperaturen T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; auf, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
T&sub1; < T&sub2; und T&sub2; ≥ T&sub3;.
Aufgrund dieses Aufbaus ist das magnetooptische Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen und Löschen mit einem Laserstrahl von geringerer Intensität als dem für das herkömmliche erforderlichen geeignet. Dies ermöglicht die Ausführung eines Aufzeichnens mit einer linearen Geschwindigkeit von 44 m/sec mit dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmedium. (Bei dem herkömmlichen war die maximale lineare Geschwindigkeit aufgrund des maximalen Ausgangs des Halbleiterlasers auf 20 m/sec begrenzt.) Diese lineare Geschwindigkeit entspricht der an der äußersten Spur erzeugten, wenn ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem Durchmesser von 9,5 Zoll mit 3600 min&supmin;¹ gedreht wird. Auf einem derart großen magnetooptischen Aufzeichnungsmedium kann eine große Menge an Informationen, wie sich rasch bewegende bewegte Bilder, gespeichert werden. Es existiert eine magnetische Kopplungskraft zwischen der Aufzeichnungsschicht und der ersten Unterstützungsschicht und ebenso zwischen der ersten Unterstützungsschicht und der zweiten Unterstützungsschicht. Überdies unterliegen die erste und die zweite Unterstützungsschicht bei Raumtemperatur zusammen einer Umkehrung der Magnetisierung, und ihre Koerzitivkraft ist nach der Umkehrung der Magnetisierung kleiner als die der Aufzeichnungsschicht. Diese Maßnahme ermöglicht die Ausführung eines Überschreibens durch Modulation der Lichtintensität mit dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium.
Weist die zweite Unterstützungsschicht eine kleinere Koerzitivkraft und eine größere Sättigungsmagnetisierung als die erste Unterstützungsschicht auf, weisen die erste und die zweite Unterstützungsschicht eine kleinere Koerzitivkraft als die auf, die sie hätten, wenn sie einzeln vorgesehen wären. Dadurch wird die Wirkung einer Verringerung des Initialisierungsmagnetfelds erzeugt.
Selbst wenn die erste und die zweite Unterstützungsschicht aus Materialien gefertigt sind, die die gleiche Curie-Temperatur aufweisen, erzeugen sie die Wirkung einer Steigerung der Aufzeichnungsempfindlichkeit, wenn dafür gesorgt wird, daß die zweite Unterstützungsschicht in der Nähe der Curie-Temperatur eine kleinere Koerzitivkraft als die erste Unterstützungsschicht aufweist. Für eine hinreichende Empfindlichkeit ist es zweckmäßig, wenn die Differenz zwischen der Curie- Temperatur (T&sub2;) der ersten Unterstützungsschicht und der Curie-Temperatur (T&sub3;) der zweiten Unterstützungsschicht mehr als 3ºC, vorzugsweise mehr als 5ºC beträgt.
(3) Die Aufzeichnungsschicht weist eine höhere Curie- Temperatur als die Unterstützungsschicht auf. Dadurch wird ein großer Winkel der Kerr-Drehung erzeugt, ohne daß die Aufzeichnungsempfindlichkeit vermindert wird, und dies führt zu einem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium, das zum Überschreiben mit einem hohen Signal- Rausch-Verhältnis geeignet ist. Dies liegt daran, daß die Aufzeichnungsschicht 3 (von der die Informationen wiederbeschafft werden) eine hohe Curie-Temperatur aufweist, und im allgemeinen gilt, je höher die Curie- Temperatur, desto größer der Winkel der Kerr-Drehung.
Die Fig. 1 und 5 sind Teilschnittansichten, die das erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsmedium zeigen;
Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht, die ein herkömmliches magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zeigt;
die Fig. 3, 6 und 10 sind Diagramme, die das Prinzip veranschaulichen, auf dem die vorliegende Erfindung basiert;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das das Prinzip darstellt, gemäß dem das Herauslesen zur Überprüfung durch zwei Strahlen ausgeführt wird;
die Fig. 7 und 11 sind Diagramme, die die Wirkung der vorliegenden Erfindung darstellen;
die Fig. 8(a)-8(g) sind Diagramme, die das Prinzip des Überschreibens darstellen;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilung in den Aufzeichnungsschichten zeigt;
Fig. 12 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums zeigt;
Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das das Prinzip eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums zeigt;
die Fig. 14 und 15 sind schematische Diagramme, die die Charakteristika eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums zeigen;
die Fig. 16, 17 (a), 17 (b), 18 (a) und 18 (b) sind schematische Diagramme, die das Prinzip der bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium angewendeten Modulation der Lichtintensität darstellen;
die Fig. 19, 20(a) und 20(b) sind Schnittansichten, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums zeigen;
Fig. 21 ist ein Diagramm, das die charakteristischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht und der Unterstützungsschicht zeigen, die für das magnetooptische Aufzeichnungsmedium verwendet werden; und
die Fig. 22 und 23 sind erläuternde Diagramme.

Beispiel 1-1

Das gemäß diesem Beispiel hergestellte Aufzeichnungsmedium ist in Fig. 1 im Teilschnitt dargestellt. Es wurde auf die folgende Weise hergestellt. Als erstes wird ein transparentes Glassubstrat 1 (Durchmesser 5,25 Zoll) mit Führungsrillen zum Spurhalten in einer Hochfrequenz-Magnetron- Sputtervorrichtung angeordnet. Nach einer Entleerung unter 0,1 mPa wurde die Sputtervorrichtung mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Bei einem Druck von 1,3 Pa wurde unter Verwendung eines Si-Target ein reaktives Sputtern ausgeführt. Dadurch wurde ein 70 nm dicker SiNx-Film als erste dielektrische Schicht 2 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbFeCo-Legierung wurde bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern ausgeführt. Dadurch wurde ein 20 nm dicker amorpher Film aus der TbFeCo-Legierung als Aufzeichnungsschicht 3 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbDyFeCo-Legierung wurde bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon ausgeführt. Dadurch wurde ein 35 nm dicker amorpher Film aus der TbDyFeCo-Legierung als Unterstützungsschicht 4 erzeugt. (Die derart erzeugte Aufzeichnungsschicht 3 und Unterstützungsschicht 4 stehen in magnetischer Austauschkopplung miteinander.) Die Sputtervorrichtung wurde erneut unter 0,1 mPa entleert und dann mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target wurde bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern ausgeführt. Dadurch wurde ein 40 nm dicker SiNx-Film als zweite dielektrische Schicht 5 gebildet. Unter Verwendung eines Target aus einer AlTi-Legierung wurde bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon ausgeführt. Dadurch wurde ein 60 nm dicker Film aus AlTix als Metallschicht 6 erzeugt.
Das gemäß diesem Beispiel erzeugte magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist zum Überschreiben mit einem einzigen Strahl geeignet. Anders ausgedrückt weist die Aufzeichnungsschicht 3 eine niedrigere Curie-Temperatur als die Unterstützungsschicht 4 auf, und die Unterstützungsschicht 4 weist bei Raumtemperatur eine geringere Koerzitivkraft als die Aufzeichnungsschicht 3 auf. Daher kann ausschließlich die Unterstützungsschicht 4 in einer Richtung magnetisiert werden, wenn bei Raumtemperatur durch einen Dauermagneten das Initialisierungsmagnetfeld angelegt wird. Wenn ein derartiges Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstahl mit einer verhältnismäßig niedrigen Intensität bestrahlt wird, wird die Aufzeichnungsschicht 3 über ihre Curie-Temperatur erwärmt, wodurch die Aufzeichnungsschicht 3 in der gleichen Richtung magnetisiert wird, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist. Andererseits wird die Unterstützungsschicht 4 bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl mit einer vergleichsweise hohen Intensität über ihre Curie-Temperatur erwärmt, wodurch die Unterstützungsschicht 4 in der zu der Richtung des durch einen Dauermagneten extern angelegten Magnetfelds parallelen Richtung magnetisiert wird. Beim Kühlvorgang wird die Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht 3 mit der der Unterstützungsschicht 4 ausgerichtet. Dies ist der Grund dafür, daß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium zum Über schreiben mit einem einzelnen Strahl durch Modulation der Intensität des Laserlichts geeignet ist.
Der Kerr-Drehwinkel des auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugten magnetooptischen Aufzeichnungsmediums verändert sich entsprechend, wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht 3 verändert wird, wie in Fig. 3 dargestellt. (Die beiden Kurven entsprechen der Aufwärts- und der Abwärtsrichtung, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist.) Bei einer Dicke von weniger als 10 nm läßt die Aufzeichnungsschicht 3 bei sehr geringer Absorption ein Passieren des Lichts zu und zeigt einen Winkel der Kerr-Drehung, der lediglich durch die Richtung bestimmt wird, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist. Dagegen läßt die Aufzeichnungsschicht 3 bei einer Dicke von über 50 nm lediglich ein sehr geringes Passieren von Licht zu und zeigt einen Winkel der Kerr-Drehung, der nicht von der Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 abhängt. Ebenso zeigt die Aufzeichnungsschicht 3 bei einer Dicke von 20 nm einen Winkel der Kerr-Drehung, der nicht von der Richtung abhängt, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist. Dies liegt an dem Effekt der mehrfachen Interferenz von Licht, der in der Aufzeichnungsschicht 3 stattfindet.
Bei diesem Beispiel weist die Aufzeichnungsschicht 3 eine Dicke von 20 nm auf. Sie ermöglicht die Ausführung eines Herauslesens zur Überprüfung unmittelbar nach einem Überschreiben, da die Richtung, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist, sich abhängig davon verändert, ob die Magnetisierung unmittelbar nach dem Überschreiben oder zum Zeitpunkt der Wiedergewinnung erfolgt, der Winkel der Kerr- Drehung jedoch unverändert bleibt. Eine detaillierte diesbezügliche Beschreibung erfolgt nachstehend.
Wird davon ausgegangen, daß der optische Kopf wie in Fig. 4 dargestellt angeordnet ist, werden ein Lichtspot 8 zur Aufzeichnung und ein Lichtspot 9 zum Lesen nach dem Scheiben durch die Linse 10 auf das wie vorstehend beschreiben hergestellte Aufzeichnungsmedium 7 fokussiert. Die beiden Lichtspots liegen 40 um auseinander. Der Lichtspot 8 zur Aufzeichnung führt ein Überschreiben aus, und der Lichtspot 9 zum Lesen nach dem Schreiben liest die überschriebenen Informationen zur Überprüfung. Dieses System ermöglicht eine Datenverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit, da das Überschreiben und das Herauslesen zur Überprüfung (die der Aufzeichnungsvorgang umfaßt) während einer Umdrehung des Aufzeichnungsmediums ausgeführt werden können. Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium (die Platte) gemäß diesem Beispiel erzielt bei einer Drehzahl von 2400 min&supmin;¹ eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1,8 MB/s. Zum Aufzeichnen ist lediglich ein Laserstrahl mit einer Leistung von weniger als 10 mW erforderlich. Zudem weist es eine hohe Zuverlässigkeit auf, wobei die Fehlerrate beim Herauslesen zur Überprüfung niedriger als 10&supmin;&sup6; ist.
Überdies ergibt das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Es behielt sein hohes Signal-Rausch-Verhältnis selbst nach einem wiederholten Überschreiben, wie in Fig. 7 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß das Signal-Rausch-Verhältnis des herkömmlichen Aufzeichnungsmediums nach einem mehr als 10&sup4;- maligen Überschreiben abnimmt, wogegen das Signal-Rausch- Verhältnis des Aufzeichnungsmediums gemäß diesem Beispiel selbst nach einem 10&sup6;-maligen wiederholten Überschreiben unverändert bleibt.

Beispiele 1-2 bis 1-4

Magnetooptische Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Weise wie gemäß dem Beispiel 1-1 erzeugt, außer daß die Dicken der Aufzeichnungsschicht 3 und der Unterstützungsschicht 4 verändert wurden, wie in Tabelle 1 dargestellt. Sie sind zum Herauslesen zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben geeignet. Sie ermöglichen eine Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 1,8 MB/s, wenn sie mit 2400 min&supmin;¹ gedreht werden. Zur Aufzeichnung erfordern sie lediglich einen Laserstrahl mit einer Leistung von weniger als 10 mW. Sie weisen eine hohe Zuverlässigkeit auf, wobei die Fehlerrate beim Herauslesen zur Überprüfung weniger als 10&supmin;&sup6; beträgt. Zudem weisen sie, wie das Beispiel 1-1, ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis auf, und sie behalten ihr hohes Signal-Rausch-Verhältnis selbst nach einem 10&sup6;-maligen wiederholten Überschreiben. Tabelle 1

Beispiel 1-5

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, dessen Teilschnittansicht in Fig. 5 dargestellt ist, wurde auf die folgende Weise hergestellt. Zunächst wurde ein transparentes Glassubstrat 1 (Durchmesser 5,25 Zoll) mit Führungsrillen zum Spurhalten in einer Hochfrequenz-Magnetron-Sputtervorrichtung angeordnet. Nach der Entleerung unter 0,1 mPa wurde die Sputtervorrichtung mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target erfolgte bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern. Dadurch wurde ein 80 nm dicker SiNx-Film als erste dielektrische Schicht erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 22 nm dicker amorpher Film aus der TbFeCo-Legierung als Aufzeichnungsschicht 3 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbDyFeCo- Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 55 nm dicker amorpher Film aus der TbDyFeCo-Legierung als Unterstützungsschicht 4 erzeugt. (Die dadurch erzeugte Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 stehen in magnetischer Austauschkopplung miteinander.) Die Sputtervorrichtung wurde erneut unter 0,1 mPa entleert und dann mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target erfolgte bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern. Dadurch wurde ein 100 nm dicker SiNx-Film als zweite dielektrische Schicht 5 erzeugt.
Das gemäß diesem Beispiel erzeugte magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist, wie das gemäß dem Beispiel 1-1 erzeugte, zum Überschreiben mit einem einzigen Laserstrahl geeignet.
Der Winkel der Kerr-Drehung des gemäß diesem Beispiel erzeugten magnetooptischen Aufzeichnungsmediums verändert sich entsprechend einer Veränderung der Dicke der Aufzeichnungsschicht 3, wie in Fig. 6 dargestellt. (Die beiden Kurven entsprechen der aufwärts- bzw. abwärtsgerichteten Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4.) Bei einer Dicke von weniger als 10 nm läßt die Aufzeichnungsschicht bei sehr geringer Absorption ein Passieren des Lichts zu und zeigt einen Kerr- Drehwinkel, der ausschließlich durch die Richtung der Magnetisierung der Unterstützungsschicht 4 bestimmt wird. Bei einer Dicke von mehr als 50 nm läßt die Aufzeichnungsschicht 3 hingegen ein sehr geringes Passieren von Licht zu und zeigt einen Kerr-Drehwinkel, der nicht von der Richtung abhängt, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist. Ebenso zeigt die Aufzeichnungsschicht 3 bei einer Dicke von 22 nm einen Kerr-Drehwinkel, der nicht von der Richtung abhängt, in der die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert ist. Dies ist auf den Effekt der mehrfachen Interferenz des Lichts zurückzuführen, die in der Aufzeichnungsschicht 3 stattfindet.
Bei diesem Beispiel weist die Aufzeichnungsschicht 3 eine Dicke von 22 nm auf. Sie ermöglicht das Ausführen eines Herauslesens zur Überprüfung unmittelbar nach dem Überschreiben. Dieses System ermöglicht eine Datenverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit, da das Überschreiben und das Herauslesen zur Überprüfung (die der Aufzeichnungsvorgang umfaßt) während einer Umdrehung des Aufzeichnungsmediums erfolgen können. Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium (die Platte) gemäß diesem Beispiel erreicht bei einer Drehung mit 2400 min&supmin;¹ eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1,8 MB/s. Zum Aufzeichnen ist lediglich ein Laserstrahl mit einer Leistung von weniger als 10 mW erforderlich. Zudem weist es eine hohe Zuverlässigkeit auf, wobei die Fehlerrate beim Herauslesen zur Überprüfung weniger als 10&supmin;&sup6; beträgt, und es weist ein hohes Signal- Rausch-Verhältnis auf.
Überdies hat das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Es behält sein hohes Signal-Rausch-Verhältnis selbst nach einem wiederholten Überschreiben, wie in Fig. 7 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß das Signal-Rausch-Verhältnis des herkömmlichen Aufzeichnungsmediums nach einem mehr als 10&sup4;- maligen Überschreiben abnimmt, wogegen das Signal-Rausch- Verhältnis des Aufzeichnungsmediums gemäß diesem Beispiel selbst nach einem 10&sup6;-malig wiederholten Überschreiben unverändert bleibt.

Beispiel 2-1

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, dessen Teilschnittansicht in Fig. 12 dargestellt ist, wurde auf die folgende Weise hergestellt. Ein scheibenförmiges Glassubstrat 1 mit in einem Abstand von 1,6 um ausgebildeten Rillen, das mit einer 30 um dicken, in UV-Licht ausgehärteten Harzschicht 28 beschichtet war, wurde durch Sputtern mit Filmschichten versehen. Zuerst wurde unter Verwendung eines Silicium-Target und eines aus Argon und Stickstoff zusammengesetzten dünnen Gasgemischs (eines Sputtergases) bei einem Druck von 1,33 Pa (1 · 10&supmin;² Torr) ein 85 nm (850 Å) dicker Siliciumnitridfilm erzeugt. Das resultierende Siliciumnitrid weist entsprechend dem Mischverhältnis von Argon und Stickstoff einen gesteuerten Refraktionsindex auf. Bei diesem Beispiel enthält das Gasgemisch 10% Stickstoff, so daß das resultierende Siliciumnitrid einen Refraktionsindex von 2,0 aufweist. Anschließend wurden nacheinander drei Schichten erzeugt. Dies bedeutet, daß als Aufzeichnungsschicht 3 ein 40 nm (400 Å) dicker Tb&sub2;&sub0;Fe&sub7;&sub2;Co&sub8;-Film mit einer Curie-Temperatur T&sub1; von 170ºC, als erste Unterstützungsschicht 4a ein 100 nm (1000 Å) dicker Tb&sub1;&sub7;Dy&sub1;&sub6;Fe&sub5;&sub0;Co&sub1;&sub7;-Film mit einer Curie-Temperatur T&sub2; von 250ºC und als zweite Unterstützungsschicht 4b ein 50 nm (500 Å) dicker Tb&sub1;&sub5;Dy&sub2;&sub0;Fe&sub5;&sub5;Co&sub1;&sub0;-Film mit einer Curie-Temperatur T&sub3; von 200ºC erzeugt wurden. Zur Erzeugung dieser Schichten erfolgte ein Sputtern unter Verwendung eines aus einer Eisenplatte und darauf angeordneten Spänen aus Tb, Dy und Co zusammengesetzten Verbund-Target. (Das Verbund-Target kann durch ein Target aus einer Legierung ersetzt werden.) Schließlich wurde die oberste Schicht zum Schutz der magnetischen Schichten 3, 4a und 4b vor Korrosion (Oxidation) mit einem (100 nm (1000 Å) dicken) Siliciumnitridfilm 24 beschichtet.
Das wie vorstehend beschrieben hergestellte magnetooptische Aufzeichnungsmedium wurde durch das Aufbringen von Laserlicht hinsichtlich seiner Aufzeichnungsleistung überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Bei einem Vergleichsbeispiel wurde ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium hergestellt, das (als Unterstützungsschicht) einen 150 nm (1500 Å) dicken Tb&sub1;&sub7;Dy&sub1;&sub6;Fe&sub5;&sub0;Co&sub1;&sub7;-Film mit einer Curie-Temperatur von 250ºC auf der Aufzeichnungsschicht aufwies. Beide gemäß dem Beispiel 2-1 und dem Vergleichsbeispiel hergestellte magnetooptischen Aufzeichnungsmedien wiesen eine 190 nm (1900 Å) dicke Magnetschicht auf, sie unter schieden sich jedoch hinsichtlich der Mindestleistung des zum Aufzeichnen erforderlichen Laserlichts und des Signal-Rausch- Verhältnisses zum Zeitpunkt der Signalwiedergabe voneinander. Das zuerst genannte erfordert zum Aufzeichnen von Signalen von 1 MHz (50% Leistung) bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/s Laserlicht von 8 mW und weist bei der Wiedergabe von mit Laserlicht von 13 mW aufgezeichneten Signalen ein Signal-Rausch-Verhältnis von 55 dB auf. Dagegen erfordert das zuletzt genannte Laserlicht von 10 mW und weist ein Signal- Rausch-Verhältnis von 55 dB auf. Daher ist das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel (hinsichtlich der Aufzeichnungsleistung) um 2 mW empfindlicher als das gemäß dem Vergleichsbeispiel. Die hohe Empfindlichkeit ermöglicht die Erzeugung einer größeren Aufzeichnungsdomäne (Markierung) mit der gleichen Aufzeichnungsleistung (13 mW) und führt daher zu einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis. Tabelle 2

Beispiele 2-2 bis 2-6

Magnetooptische Aufzeichnungsmedien wurden auf die gleiche Weise wie gemäß dem Beispiel 2-1 erzeugt, außer daß die Aufzeichnungsschicht und die erste und die zweite Unterstützungsschicht aus den in Tabelle 3 aufgeführten Materialien hergestellt wurden. (Gemäß dem Beispiel 2-2 ist die Aufzeichnungsschicht beispielsweise ein Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub8;Co&sub9;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub1;) von 200ºC und einer Dicke (h&sub1;) von 50 nm (500 A)), die erste Unterstützungsschicht ist ein Gd&sub2;&sub4;Fe&sub6;&sub8;Co&sub8;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub2;) von 300ºC und einer Dicke (h&sub2;) von 50 nm (500 Å)), und die zweite Unterstützungsschicht ist ein Gd&sub1;&sub0;Tb&sub1;&sub2;Fe&sub7;&sub4;Co&sub4;-Film (mit einer Curie- Temperatur (T&sub3;) von 170ºC und einer Dicke (h&sub3;) von 50 nm (500 Å)).) Gemäß dem Beispiel 2-2 weisen sowohl die Aufzeichnungsschicht als auch die erste Unterstützungsschicht eine hohe Curie-Temperatur auf, so daß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium unabhängig von Schwankungen der Umgebungstemperatur stabile Überschreibmerkmale aufweist. Gemäß dem Beispiel 2-3 ist die Aufzeichnungsschicht aus Gd&sub1;&sub0;Tb&sub9;Fe&sub7;&sub1; gefertigt, was einen großen Kerr-Drehwinkel ergibt, so daß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium eine verbesserte Wiedergabeleistung aufweist. Gemäß dem Beispiel 2-4 enthält die Aufzeichnungsschicht Nb, so daß die Magnetschicht eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Idealer Weise kann das Nb durch Cr ersetzt werden.
Der Aufbau des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums kann verändert werden. Die erste und die zweite Unterstützungsschicht können beispielsweise durch eine einzige Magnetschicht ersetzt werden, bei der sich die Zusammensetzung über ihre Dicke kontinuierlich verändert. Gemäß dem Beispiel 2-5 ist die Aufzeichnungsschicht ein Tb&sub1;&sub9;Fe&sub7;&sub0;Co&sub8;Cr&sub3;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub1;) von 190ºC und einer Dicke (h&sub1;) von 30 nm (300 Å), die erste Unterstützungsschicht (nahe der Aufzeichnungsschicht) ist ein Tb&sub2;&sub4;Fe&sub6;&sub4;Co&sub1;&sub2;-Film (mit einer Curie- Temperatur (T&sub2;) von 220ºC), und die zweite (von der Aufzeichnungsschicht entfernte) Unterstützungsschicht ist ein Tb&sub2;&sub2;Dy&sub2;Fe&sub6;&sub6;Co&sub1;&sub0;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub3;) von 200ºC). (Anders ausgedrückt existiert ein Zusammensetzungsgradient in der ersten und der zweiten Unterstützungsschicht.) Die Gesamtdicke der ersten und der zweiten Unterstützungsschicht beträgt 110 nm (1100 Å). Gemäß dem Beispiel 2-6 ist die Aufzeichnungsschicht ein Tb&sub1;&sub0;Gy&sub8;Fe&sub7;&sub8;Co&sub6;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub1;) von 210ºC und einer Dicke (h&sub1;) von 20 nm (200 Å)), die erste Unterstützungsschicht ist ein Tb&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub9;Cu&sub4;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub2;) von 260ºC und einer Dicke (h&sub2;) von 50 nm (500 Å)), und die zweite Unterstützungsschicht ist aus zwei Filmen zusammengesetzt, von denen einer ein Tb&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub9;Co&sub1;&sub5;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub3;) von 250ºC und einer Dicke (h&sub3;) von 30 nm (300 Å)) und der andere ein Tb&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub8;Co&sub1;&sub4;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub4;) von 230ºC und einer Dicke (h&sub4;) von 30 nm (300 Å)) ist. Gemäß dem Beispiel 2-5 war der Zusammensetzungsgradient derart ausgebildet, daß die Konzentration an Dy über die Dicke vom Substrat zu der obersten Schicht allmählich zunimmt und die Konzentration an Co abnimmt. Der Zusammensetzungsgradient erzeugt die Wirkung einer Verringerung des Initialisierungsmagnetfelds. Bei dem Beispiel 2-6 ist es möglich, das Aufzeichnen mit Laserlicht von geringerer Leistung auszuführen. Tabelle 3

Beispiel 2-7

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium wurde auf die gleiche Weise wie gemäß dem Beispiel 2-1 hergestellt, außer daß die Aufzeichnungsschicht ein Tb&sub1;&sub8;Fe&sub7;&sub4;Co&sub8;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub1;) von 190ºC, einer Dicke (h&sub1;) von 40 nm (400 Å) und einer für die einzelne Schicht gemessenen Koerzitivkraft (Hc) von 15 kOe), die erste Unterstützungsschicht ein Tb&sub1;&sub8;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub3;&sub7;Co&sub2;&sub8;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub2;) von 290ºC, einer Dicke (h&sub2;) von 40 nm (400 Å) und einer für die einzelne Schicht gemessenen Koerzitivkraft (Hc) von 4 kOe) und die zweite Unterstützungsschicht ein Tb&sub2;&sub0;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub4;&sub3;Co&sub2;&sub0;-Film (mit einer Curie-Temperatur (T&sub3;) von 250ºC, einer Dicke (h&sub3;) von 60 nm (600 Å) und einer für die einzelne Schicht gemesse nen Koerzitivkraft (Hc) von 2 kOe) waren. Die erste und die zweite Unterstützungsschicht als Ganzes weisen (bei einer Dicke von 100 nm (1000 Å)) eine Koerzitivkraft (Hc) von 1 kOe auf, wogegen die allein auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete erste Unterstützungsschicht (bei einer Dicke von 100 nm (1000 Å)) eine Koerzitivkraft (Hc) von 3 kOe aufweist. Die Tatsache, daß die zweite Unterstützungsschicht eine niedrigere Koerzitivkraft als die erste Unterstützungsschicht aufweist, trägt zu einer großen Verringerung des Initialisierungsmagnetfelds bei.

Beispiel 3-1

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem geschichteten Aufbau, wie in Fig. 19 dargestellt, wurde auf die folgende Weise hergestellt. Zunächst wurde ein transparentes Glassubstrat 1 (mit einem Durchmesser von 5,25 Zoll) mit Führungsrillen zum Spurhalten in einer Hochfrequenz-Magnetron- Sputtervorrichtung angeordnet. Nach einer Entleerung unter 0,1 mPa wurde die Sputtervorrichtung mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target erfolgte bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern. Dadurch wurde ein 70 nm dicker SiNx-Film als dielektrische Schicht 32 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein (an Übergangsmetall reicher) 50 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub2;&sub1;Fe&sub6;&sub1;Co&sub1;&sub8; als Aufzeichnungsschicht 3 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbDyFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein (an Seltenerden reicher) 100 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub1;&sub6;Dy&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub0;Co&sub8; als Unterstützungsschicht 4 erzeugt. (Die derart erzeugte Aufzeichnungsschicht 3 und Unterstützungsschicht 4 stehen in magnetischer Austauschkopplung miteinander.) Die Sputtervorrichtung wurde erneut unter 0,1 mPa entleert und dann mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target wurde bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern ausgeführt. Dadurch wurde ein 100 nm dicker SiNx-Film als Schutzschicht 35 erzeugt.
Das magnetooptische Aufzeichnungssystem gemäß diesem Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht 3 eine Curie-Temperatur (Tc1) von 300ºC und die Unterstützungsschicht 4 eine Curie-Temperatur (Tc2) von 250ºC hat und daß bei Raumtemperatur die Aufzeichnungsschicht 3 eine Koerzitivkraft von 10 kOe und die Unterstützungsschicht 4 eine Koerzitivkraft von 3 kOe aufweist (siehe Fig. 20(a)). Die Austauschkopplungskraft zwischen den beiden Lagen ist nicht sehr groß. Gemäß diesem Beispiel sind die Aufzeichnungsschicht 3 und die Unterstützungsschicht 4 sind Filme aus amorphen Legierungen (Seltenerdelementen und Übergangsmetallen), und daher wird jede Schicht in einer Richtung magnetisiert, die von dem Moment der Seltenerdelemente oder dem Moment der Übergangsmetalle bestimmt wird, je nachdem, welches größer ist. Ein Film aus einer amorphen Legierung, bei dem das Moment der Seltenerdelemente groß ist, wird als "reich an Seltenerdelementen" bezeichnet, und ein Film aus einer amorphen Legierung, in denen das Moment der Übergangsmetalle groß ist, wird als "reich an Übergangsmetallen" bezeichnet. Im allgemeinen wird der an Seltenerdelementen reiche Film bei hohen Temperaturen zu einem an Übergangsmetallen reichen.
Der Mechanismus des Überschreibens wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 beschrieben. Beim Anlegen des Initialisierungsmagnetfelds (HINI) 17 durch einen Dauermagneten bei Raumtemperatur kann ausschließlich die Unterstützungsschicht 4 magnetisiert werden, wie in Fig. 21(a) und (b) dargestellt. Die Unterstützungsschicht 4, die reich an Seltenerdelementen ist, wird bei Raumtemperatur in der der Richtung des Moments 36 des Übergangsmetalls entgegengesetzten Richtung magneti siert. Das Moment 36 des Übergangsmetalls in der Aufzeichnungsschicht 3 wird jedoch bei einer Temperatur (TL), die bei einer Bestrahlung des Aufzeichnungsmediums mit einem Laserstrahl (PL) von vergleichsweise geringer Intensität erreicht wird, aufgrund der Austauschkopplung mit dem Moment des Übergangsmetalls in der Unterstützungsschicht 4 ausgerichtet (siehe Fig. 21(d)). Wenn das Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl (PH) von vergleichsweise hoher Intensität bestrahlt wird, wird die Unterstützungsschicht 4 auf eine Temperatur (TH) erwärmt, die höher als die Curie-Temperatur (Tc2) ist. Daher ist die Richtung der Magnetisierung (die Richtung des Moments des Übergangsmetalls) der Aufzeichnungsschicht 3 parallel zu der des Aufzeichnungsmagnetfelds 13 (des durch einen Dauermagneten extern aufgebrachten Magnetfelds) (siehe Fig. 21(f)). Bei dem anschließenden Abkühlungsschritt wird die Richtung der Magnetisierung (die Richtung des Moments des Übergangsmetalls) der Unterstützungsschicht 4 parallel zu der Richtung der Magnetisierung (der Richtung des Moments des Übergangsmetalls) der Aufzeichnungsschicht 3 (siehe Fig. 21(e)). Wenn die Abkühlung zu einer Temperatur fortschreitet, die erreicht wird, wenn das Aufzeichnungsmedium mit einem Laserstrahl (PL) von verhältnismäßig niedriger Intensität bestrahlt wird, bleibt die Richtung der Magnetisierung unverändert (siehe Fig. 21(c)). Auf diese Weise kann durch Modulation der Intensität des Laserlichts ein Überschreiben mit einem einzigen Laserstrahl erfolgen.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel wurde auf seine Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften hin untersucht. Das Signal-/Rauschverhältnis für die Länge einer Aufzeichnungsmarkierung von 5 um beträgt, wie in Fig. 22 dargestellt, 62 dB. Bei einer Drehgeschwindigkeit von 3600 min&supmin;¹ ist zum Aufzeichnen auf der äußersten Spur ist (bei einem Durchmesser von 5 Zoll) eine Laserleistung von ca. 14 mW erforderlich.

Beispiel 3-2

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem geschichteten Aufbau wie in Fig. 19 dargestellt, wurde auf die folgende Weise hergestellt. Zuerst wurde ein transparentes Glassubstrat 1 (mit einem Durchmesser von 5,25 Zoll) mit Führungsrillen zum Spurhalten in einer Hochfrequenz-Magnetron- Sputtervorrichtung angeordnet. Nach einer Entleerung unter 0,1 mPa wurde die Sputtervorrichtung mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target wurde bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern ausgeführt. Dadurch wurde ein 80 nm dicker SiNx-Film als dielektrische Schicht 32 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 22 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub2;&sub8;Fe&sub5;&sub2;Co&sub2;&sub0; als Aufzeichnungsschicht 3 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbDyFeCo-Legierung wurde bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon ausgeführt. Dadurch wurde ein 55 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub1;&sub7;Dy&sub1;&sub5;Fe&sub6;&sub0;Co&sub8; als Unterstützungsschicht 4 erzeugt. (Die derart erzeugte Aufzeichnungsschicht 3 und Unterstützungsschicht 4 standen in magnetischer Austauschkopplung miteinander.) Die Sputtervorrichtung wurde erneut unter 0,1 mPa entleert und dann mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target erfolgte bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern. Dadurch würde ein 100 nm dicker SiNx-Film als Schutzschicht 35 erzeugt.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht 3 eine Curie-Temperatur (Tc1) von 300ºC und die Unterstützungsschicht 4 eine Curie-Temperatur (Tc2) von 250ºC hat und daß bei Raumtemperatur die Aufzeichnungsschicht 3 eine Koerzitivkraft von 8 kOe und die Unterstützungsschicht 4 eine Koerzitivkraft von 3 kOe aufweist (Siehe Fig. 20(b)). Die Austauschkopplungskraft zwischen den beiden Schichten ist nicht sehr groß. Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist ebenso wie das gemäß dem Beispiel 3-1 zum Überschreiben geeignet.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel weist ein Signal-Rausch-Verhältnis von ca. 60 dB auf, wodurch es dem gemäß dem Beispiel 3-1 unterlegen ist. Nichtsdestotrotz ist dieses Signal-Rausch-Verhältnis noch immer höher als das des zum Überschreiben geeigneten magnetooptischen herkömmlichen Aufzeichnungsmediums (57 dB). Diese Verbesserung resultiert aus der Tatsache, daß die Aufzeichnungsschicht eine höhere Curie-Temperatur aufweist. Überdies erfordert es bei einer Geschwindigkeit von 3600 min&supmin;¹ eine Laserleistung von nur 8 mW zum Aufzeichnen auf der äußersten Spur (mit einem Durchmesser von 5 Zoll). Diese Verbesserung ist auf die Verminderung der Gesamtdicke der Aufzeichnungsschicht zurückzuführen.

Beispiel 3-3

Ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem geschichteten Aufbau wie in Fig. 23 dargestellt wurde auf die folgende Weise hergestellt. Zunächst wurde ein transparentes Glassubstrat 1 (mit einem Durchmesser von 5,25 Zoll) mit Führungsrillen zum Spurhalten in einer Hochfrequenz-Magnetron- Sputtervorrichtung angeordnet. Nach einer Entleerung unter 0,1 mPa wurde die Sputtervorrichtung mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Bei einem Druck von 1,3 Pa erfolgte unter Verwendung eines Si-Target ein reaktives Sputtern. Dadurch wurde ein 70 nm dicker SiNx-Film als dielektrische Schicht 32 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 20 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub2;&sub2;Fe&sub5;&sub6;Co&sub2;&sub2; als Auf zeichnungsschicht 3 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer TbDyFeCo-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 35 nm dicker Film aus einer amorphen Legierung aus Tb&sub2;&sub0;DY&sub1;&sub2;Fe&sub5;&sub8;Co&sub1;&sub0; als Unterstützungsschicht 4 erzeugt. (Die derart erzeugte Aufzeichnungsschicht 3 und Unterstützungsschicht 4 stehen in magnetischer Austauschkopplung miteinander.) Die Sputtervorrichtung wurde erneut unter 0,1 Pa entleert und dann mit einem dünnen Gasgemisch aus Argon und Stickstoff gefüllt. Unter Verwendung eines Si-Target erfolgte bei einem Druck von 1,3 Pa ein reaktives Sputtern. Dadurch wurde ein 40 nm dicker SiNx-Film als Schutzschicht 35 erzeugt. Unter Verwendung eines Target aus einer AlTi-Legierung erfolgte bei einem Druck von 0,7 Pa ein Sputtern in Argon. Dadurch wurde ein 60 nm dicker Film aus AlTix als Metallschicht 6 erzeugt. (Diese Metallschicht 6 fungierte als Reflexionsschicht, die den Winkel der Kerr- Drehung durch optische Interferenz steigerte, und sie fungierte auch als Wärmediffusionsschicht, die die Aufzeichnungsschicht vor extrem hohen Temperaturen schützte, wodurch die Anzahl der verfügbaren Überschreibzyklen gesteigert wurde.
Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gemäß diesem Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht 3 eine Curie-Temperatur (Tc1) von 320ºC und die Unterstützungsschicht 4 eine Curie-Temperatur (Tc2) von 270ºC hat und daß bei Raumtemperatur die Aufzeichnungsschicht 3 eine Koerzitivkraft von 12 kOe und die Unterstützungsschicht 4 eine Koerzitivkraft von 4 kOe aufweist. Überdies weist die Aufzeichnungsschicht 3 eine an Übergangsmetall reiche Zusammensetzung auf, und die Unterstützungsschicht 4 hat eine an Seltenerdelementen reiche Zusammensetzung, wie in Fig. 20(a) dargestellt. Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ist, wie die gemäß den beiden vorhergehenden Beispielen, ebenfalls zum Überschreiben geeignet. Es weist bei einer Länge der Aufzeichnungsmarkierungen von 5 um ein Signal-Rausch-Verhältnis von 64 dB auf, welches besser als daß gemäß dem Beispiel 3-1 ist.

Claims

1. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat (1) und einer magnetischen Schicht, die zumindest aus einer Aufzeichnungsschicht (3) und einer Unterstützungsschicht (4) besteht und dazu geeignet ist, Information auszulesen, indem die Tatsache genützt wird, daß sie, wenn sie mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, einen magnetooptischen Effekt erzeugt, der das reflektierte Licht beeinflußt, wobei die Aufzeichnungsschicht (3) eine Dicke im Bereich von 10 nm bis 50 nm hat und eine höhere Koerzitivkraft als die Unterstützungsschicht (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (3) so dünn ist, daß der Laserstrahl eindringen kann, und die Dicke der Aufzeichnungsschicht (3) so eingestellt ist, daß der Drehwinkel der Polarisationsebene des reflektierten Lichts in einem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht (4) in die gleiche Richtung wie die Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, sich um weniger als 20% vom Drehwinkel in einem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht in die entgegengesetzte Richtung der Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, unterscheidet.

2. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Aufzeichnungsschicht eine Dicke von 20 bis 40 nm hat.

3. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, die eine erste dielektrische Schicht (2) auf derjenigen Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (3) hat, die der Oberfläche gegenüberliegt, die sich in Kontakt mit der Unterstützungsschicht (4) befindet, und die eine zweite dielektrische Schicht (5) auf der Oberfläche der Unterstützungsschicht (4) hat, die gegenüber der Oberfläche in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht (3) liegt.

4. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, das eine Metallschicht (6) auf der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht (5) hat, die gegenüber der Oberfläche liegt, die sich in Kontakt mit der Unterstützungsschicht (4) befindet.

5. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Aufzeichnungsschicht (3) und die Unterstützungsschicht (4) eine Gesamtdicke im Bereich von 20 nm bis 100 nm haben.

6. Verfahren zum Herstellen eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das dazu geeignet ist, Information durch Verwendung der Tatsache auszulesen, daß es dann, wenn es mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, einen magnetooptischen Effekt erzeugt, der das reflektierte Licht beeinflußt, mit Bilden einer magnetischen Schicht auf einem Substrat (1), die zumindest aus einer Aufzeichnungsschicht (3) und einer Unterstützungsschicht (4) besteht, wobei die Aufzeichnungsschicht (3) eine Dicke im Bereich von 10 nm bis 50 nm hat und eine höhere Koerzitivkraft als die Unterstützungsschicht (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (3) so dünn gebildet wird, daß der Laserstrahl eindringen kann, und die Dicke der Aufzeichnungsschicht (3) so eingestellt wird, daß der Drehwinkel der Polarisationsebene des reflektierten Lichts in einem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht (4) in die gleiche Richtung wie die Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, sich um weniger als 20% vom Drehwinkel in dem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht in die entgegengesetzte Richtung zur Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, unterscheidet.

7. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drehwinkel der Polarisationsebene des reflektierten Lichts in einem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht (4) in die gleiche Richtung wie die Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, um weniger als 5% vom Drehwinkel in einem Zustand unterscheidet, in dem die Unterstützungsschicht in die entgegengesetzte Richtung zur Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel der Polarisationsebene des reflektierten Lichts in einem Zustand, in dem die Unterstützungsschicht (4) in die gleiche Richtung wie die Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist, sich um weniger als 5% vom Drehwinkel in einem Zustand unterscheidet, in dem die Unterstützungsschicht in die entgegengesetzte Richtung zur Aufzeichnungsschicht magnetisiert ist.