专利名称：：具有由氧化钇分隔的磁光膜层的磁光记录介质的制作方法
技术领域：
：本发明一般涉及磁光记录介质，更准确地说，涉及在此介质中使用的介电材料。现行的许多磁光(MO)介质的构造是四个层次(四层)的薄膜叠层，通过在一块透明基片上依次沉积各个层而形成。这些层次包括一个第一介电层，一个稀土过渡金属(RE-TM)磁光层，它呈现垂直磁性异向，一个第二介电层，以及一个金属反射器层。RE-TM层具有很高的活性，必须与周围环境分开而实现稳定。两相邻介电层的一个作用就是作为MO膜与周围环境之间的一种阻挡层。此外，介电层还必须显示出适当的光学性能和与相邻RE-TM磁光层的合格的低反应性。在现行介质中的稀土过渡金属磁光层典型的厚度是20nm至60nm。然而，业已表明采用多层MO层的介质结构可能有利于，例如多层记录操作或者标志边缘不稳定性减少(mark-edgejitterreduction)。前述多层MO方案的功能一般依赖于激光器相当大部分入射光能量与每个MO层的相互作用。然而，对于一种典型的铽-铁-钴(Tb-Fe-Co)MO四层结构来说，在一个30nm厚的FeTbCo层与相邻第二介电层之间的界面只出现少于5％的入射能量。因此，虽然实际厚度可以随具体材料和介质结构变化，但显然在实际多层结构中的整个MO层厚度不能变成任意大。如果整个MO层厚度是限定的，则很清楚每个单层的厚度必须随层数的增加而减少。可归因于多磁层结构的益处(例如，增加存储密度，减少不稳定性等)，一般随层数N的增加而增加；因此，包含许多非常薄的MO层的结构是所希望的。通过采用两个或更多由薄介电膜分隔的MO层结构(即“断层”结构)，也可以极大的改善MO介质的偏移场响应。对于在写期间采用磁场调制的记录操作，这种改进的偏移场响应是很需要的。尽管产生一种具有几个很薄的MO层是所希望的，但这种结构的构造是复杂的，这是由于这样的事实，即随着MO层厚度的减少，MO层与相邻介电层之间的界面面积(1)与MO层的体积(2)的比率增加。因此，对于这些很薄的MO层，相邻介电层与MO层的界面反应性和/或相互作用越来越大，而且对MO层的磁性能有不利影响。我已经发现，使用基本上由氧化钇YOx如Y2O3组成的介电材料，解决了这个难题。因此，本发明提供了一种磁光记录介质，它包括一个在一块透明基片上的磁光叠层。叠层包括至少两层MO膜，每层小于10nm厚。相邻层的MO膜由包括Y2O3的介电层分隔。MO层可以是稀土过渡金属合金，如铽-铁-钴(TbFeCo)。介电层最好是至少1nm厚。MO膜层可以是大约4nm厚。磁光叠层可以包括3或6或更多的MO膜层。可以选择在MO叠层上提供一层保护层。本发明的另一个实施例包括一种磁光记录介质，它包括在一块基片上的至少两个氧化钇/MO层/氧化钇多层结构。多层结构由一个基本上透明的分隔层彼此分开。本发明还包括一个MO记录系统，它包括以上讨论的MO记录介质和一个聚焦激光束，激光束被配置成经过基片进入介质。激光束必须能够将至少一个MO层加热至足够的温度，而让这个MO层(多层)反磁化。一个光测器被放置成检测从介质出来的反射激光束。这里公开的以YOx为基础的介电层优先取包含至少50％的Y2O3，至少70％更好，至少90％最好。图1是根据本发明的一个实施例的磁光记录系统的简略侧视图。图2是根据本发明的另一个实施例的磁光记录介质的简略侧视图。根据本发明的一个实施例的磁光(MO)记录系统如图1所示。记录系统10包括MO记录介质12，激光器80，以及光检测器90。介质12包括透明基片14和在其上的MO叠层。MO叠层包括交替的介电层15，25，35，45，55，65，和75以及MO膜层20，30，40，50，60，和70。当可能选用保护层78(例如密封涂层)时，还可包括一个反射器层76。MO膜层最好包括一种稀土过渡金属合金，例如TbFeCo。MO膜层优选小于约10nm的厚度，并且更好是小于4nm的厚度。介电层25，35，45，55和65主要由氧化钇(Y2O3)组成，优选至少1nm厚，至少3nm厚更好。基片14由对激光透明度高的任何材料形成，它还是无磁的和尺寸稳定的。基片通常由具有良好冲击强度的聚合树脂制成，如聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，丙烯酸盐，或者环氧树脂。虽然其它已知的介电材料可以使用，但是介电层15和75最好是包括如氧化钇，氧化铝，碳化硅，氮化硅或者二氧化硅的介电材料。介电层15和75具有的典型厚度是在约5至100nm范围内。反射器层76一般包括一种高反射性金属，如铝，金，银或者它们的合金。反射器层典型的厚度范围是约20-100nm。选择的保护层78被沉积在反射器层76上，补充保护MO层的薄膜材料不与周围环境的元素反应。保护层78最好包括大于3μm厚的光固化聚合物。本发明的另一实施例如图2所示。MO记录介质100包括透明基片102和在其上的MO叠层。MO叠层包括MO层106和116，介电层104，108，114和118，透明间隔层110，例如光致聚合物，选择的反射器层120，以及选择的保护层122(例如密封涂层)。MO层，介电层，和选择的反射及保护层最好与上述参考图1所叙述的相同。如参考图1所述，介电层是氧化钇，但优选至少5nm厚，至少10nm更好。图2中，介电材料104，MO层106，及介电材料108的第一多层结构，由透明间隔层110与介电材料114，MO层116，及介电材料118的第二多层结构分隔开。透明间隔层110的目的，是物理上以至少大于用来从MO介质记录和读取数据的光学系统聚焦深度的几倍的距离，来分隔两介电层-MO层-介电层多层结构。如果透明间隔层110足够厚，就可能从两者之中的任何一个介电层/MO层/介电层多层结构中记录和重现信息，而与另一个介电层-MO层-介电层多层结构上的数据无关，从而增加了介质100的数据存储能力。透明间隔层110应该至少约10μm厚，但最好是低于50μm的厚度。透明间隔层110的优选材料包括这样的材料，例如光聚合物，它对于可用于记录和重现介电层/MO层/介电层多层结构中的信息的450nm至850nm波长范围内的激光基本上是透明的；用于透明间隔层110的优选光聚合物的一类是光固化丙烯酸盐。虽然在图2中仅一个分隔介电层/MO层/介电层多层结构的光聚合物层，但是通过夹入更多的分隔多层结构的光聚合物层可以增加更多的介电层/MO层/介电层多层结构。通过下面无局限的实例，将进一步说明本发明。实例1利用计算机控制的离子沉积系统，在可以买到的硅(100)薄片上沉积介电层/MO层/介电层的多层结构。利用了225mA，900eVXe+的初级激光束，它产生3-6nm/min的沉积速度。多层结构包含一个≈24nm厚的TbFeCo膜，它被夹在两个40nm厚介电层之间。从一个Fe-5.3at.％Co合金靶和一个Tb靶交替沉积TbFeCoMO膜。Fe-Co和Tb沉积时间是按程序进行的，以产生具有所需构造的层状结构和1nm的标称重复周期性，即包含24nmTbFe-Co层状对的MO膜结构。Si，SiCx，Si3N4，SiO，HfO2，和Y2O3靶被用来产生相邻于MO膜的介电膜。因为在沉积期间没有采用易反应的气体，所以从包含挥发性成分(即氧和氮)的复合靶沉积的膜，相对于原始靶成分来说多半稍微缺乏O和N。因为沉积的介电材料的精确化学计量是未知的，所以表1中的材料是指SiNx，HfOx等。所有除Si之外的介电材料靶是从加热压缩粉末坯块形成的。Si靶是一种致密的多晶物质。所有的靶都是可从市场上买到的。每个介电层/MO膜/介电层多层结构的MO膜成分是用X-射线荧光分析法测定的。表1中所述样品的平均MO膜成分是77at.％Fe，3.5at.％Co，和19，5at.％Tb。膜中Tb含量的标准偏差是大约0.5at.％。表1</tables>一个具有样品温度控制的振动抽样磁强计被用来确定磁特性。垂直于膜平面的饱和磁化强度Ms和磁能积MsHc是在30C时从磁滞环确定的。通过测量作为温度函数的垂直磁化强度，居里温度Tc被测定。一种普通的做法是在测量时，施加一个小垂直磁场(500-1000Oe)，以在接近Tc时保持垂直磁化强度。Td被定义为剩磁强度Mr变成小于同样温度时Ms一半的温度。通过使样品在30C时在垂直方向饱和，检测剩磁强度随温度的变化，并记下剩磁强度突然下降时的温度，而确定Td。与用来确定Tc的磁场强度-温度数据相比较，能够估算出Td。推测Td大致相应于在磁光记录操作中发生自发消除的温度。因此，在传统介质构造中，结构具有大大低于Tc的Td值，从而很可能呈现差的记录性能。表1揭示出，虽然有些可观察到的差别，≈24nm厚MO膜的磁特性是比较一致的，而且不受相邻介质膜结构的影响。实例2在实例2中，以实例1中同样的方式沉积由3nm厚介电材料分隔层分隔的6个4nm厚TbFeCo膜的光学叠层。注意6个4nm厚TbFeCo膜具有的总厚度等于实例1中的单个24nm厚TbFeCo膜的厚度。用上述参照表1讨论的同样的变量Ms，MsHc，Td和Tc，对实例2中的膜进行测量，其结果如表2所示。对于几个结构，1000Oe的磁场不足以防止显著的去磁。因此，Tc也在施加5,000Oe的磁场中确定。表2中所述样品的X-射线荧光测量得出平均MO膜成分是77.1at.％Fe，3.4at.％Co，和19.5at.％Tb。这些膜中Tb含量的标准偏差是大约0.8at.％。表2</tables>比较表1和表2的数据得出，对于给定的介电材料，包含6个4nm厚MO膜(6×4nm)样品的磁特性一般明显不同于包含单个24nm厚MO膜(1×24nm)样品的磁特性。例如，包含SiNx，SiOx，和HfOx介电材料的Ms值以6×4nm结构样品的两倍以上的值增加。表1和2之间能量乘积的比较还显示，与采用同样介电材料的1×24nm构造相比，6×4nm构造的能量乘积急剧减少。表1和2进一步的检查表明，在1×24nm和6×4nm构造之间，由在此研究中检测的介电材料中，以YOx造成的磁特性变化最小。YOx是在6×4nm构造的能量乘积检测中仍然大于1×105erg/cm3的仅有的介电材料，并且也是在6×4nm构造中Td大于120C的仅有材料。比较起来，由采用任何其它介电材料的6×4nm构造呈现的低得多的MsHc和Td值，将很可能使这些结构不能用于高性能记录操作。权利要求1.一种磁光记录介质(12，100)，包括一个透明基片(14)和在其上的磁光叠层，该叠层包括许多层小于10nm厚的磁光膜(20，30，40，50，60，和70)，其中相邻层是由一个基本上由YOx组成的介电层(25，35，45，55，和65)分隔的。2.根据权利要求1所述的介质，其中每个介电层至少为1nm厚。3.根据权利要求2所述的介质，其中磁光膜包括TbFeCo。4.根据权利要求2所述的介质，其中磁光膜层厚度小于约4nm。5.根据权利要求4所述的介质，其中磁光叠层包括至少6个磁光膜层。6.根据权利要求1所述的介质，其中YOx接近Y2O3。7.根据权利要求1所述的介质，其中在磁光叠层与基片之间和叠层的对端上进一步提供介电层(15和75)。8.根据权利要求7所述的介质，其中相邻磁光膜层又被一个透明间隔层(110)相互分开。9.一种磁光记录介质(12)，按序包括一个透明基片(14)；一个磁光膜叠层，至少包括三个包含TbFeCo的磁光层(20，30，和40)，每层厚度小于约10nm，其中相邻层是由一个基本上由Y2O3组成的厚度至少为1nm的介电层分隔的；以及一个保护层(78)。10.一个磁光记录系统(10)，包括一个磁光记录介质(12，100)，包括一块透明基片(14)和在其上的磁光叠层，叠层包括许多厚度小于10nm的磁光膜层(20和30)，其中相邻层是由一个基本上由Y2O3组成的介电层(25)分隔的；一个聚焦激光器(80)，其激光束被配置成通过基片进入介质；其中激光束能够将至少一个磁光层加热至足够高的温度，而让所述的至少一个磁光层可以反磁化；以及一个光检测器(90)，被放置成检测从介质出来的反射激光束。全文摘要磁光记录介质(12，100)包括一个透明基片(14)和一个装于其上的磁光叠层。该叠层包含多个小于10nm厚的磁光膜层(2，30，40，50，60和70)。用一些基本上由Y文档编号G11B11/10GK1158667SQ9519531公开日1997年9月3日申请日期1995年7月18日优先权日1994年9月27日发明者迈克尔斯·B·欣茨申请人:伊美申公司