Brevet FR2746206A1 — publié le 19970919

SUIPPORT D' ENPGIST.qfENT MAGIMP.TO-OPTIQUE E T PROCEDE DE IALIISATION DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour objet un support d'enregistrement magnéto-optique et un procédé de réalisation de ce support. L'invention trouve une application dans l'enregistrement magnéto-optique, que ce soit sur disque, sur bande ou sur tout autre substrat. Etat de la technique antérieure L'enregistrement magnéto-optique consiste à créer dans une couche magnétique appropriée des domaines magnétiques orientés perpendiculairement au plan de la couche (opération d'écriture) et à mesurer ensuite la rotation du plan de polarisation subie par un faisceau lumineux à la traversée de cette couche (operation de lecture). Dans les premières versions de ces dispositifs d'enregistrement, pour ré-écrire une information dans une zone déjà décrite, il fallait commencer par effacer ladite zone. Pour éviter cette étape intermédiaire, qui entraînait un allongement du temps d'accès, il a été suggéré d'utiliser des empilements de diverses couches magnétiques dont les propriétés magnétiques (notamment la temperature de Curie et le champ coerci.ttif) sont telles qu'un processus dit de "sur-écriture directe", soit possible (en anglais "Direct Over Writing" ou DOW en abrégé). La figure 1 montre un exemple d'empilement connu de ce type. Cet empilement comprend une couche de lecture CL, une couche d'écriture CE, une couche de basculement CB et une couche d'initialisation CI. L'empilemernt repose sur un substrat 10, par exemple en verre. Un faisceau laser 12 vient lire et/ou éc:rire des informations dans la couche CL. Les matériaux utilisés dans de tels empilements sont des composés de terre-rare (notée par la suite TR) et de métal de transition (MT) avec, éverltuellement, un métal supplémentaire. La terre-rare et le métal de transition sont choisis de telle sorte que les températures de Curie des composés s'étagent comme indiqué sur la figure 2 o To est la tempeérature ambiante, (Tc)13 la température de Curie de la couche de basculement CB, (TC)L la température de Curie de la couche de lecture CL, (Tc)E la température de Curie d.e la couche d'écriture CE] et enfin (Tc)I la température de Curie de la couche d'initialisation CI. Quant au champ coercitif Hc des couches, il varie en fonction de la température comme indiqué sur la figure 3. L'ordonnée Hi représente le champ d'initialisation du lecteur. On peut montrer alors qu'en portant les couches successivement à des températures appropriées, d'abord comprises entre (Tc)B et (Tc)L, puis, le cas échéant, entre (Tc)L et (Tc)E, on peut ré--écrire dans la couche CL tout élément: binaire d'information (0 ou 1), quel que soit l'élément binaire qui s'y trouvait déjà. Les variations de température nécessaires sont obtenues en modulant l'intensité du faisceau lumineux. Ce processus se déroule en présence d'un champ magnétique de polarisation fourni par le lecteur. On peut trouver une description de ces structures et de ce processus par exemple dans l'article intitulé "Exchange- Coupl)ed Multilayer Films for Direct Ovèrwrite in Magneto-Optical Disk" de K. TSUTSUMI publié dans IEEE Translation Journal on Magnetics in Japan, vol. 7, n 8, August 1992, pp. 645--653. D'autres empilements sont également connus qui utilisent six couches au lieu de quatre. Les couches supplémentaires permettent de s'affranchir du champ magnétique extérieur de polarisation. Diverses couches de diélectrique, de résine, de matériau réfléchissant, etc... peuvent être ajoutées à l'empilement magnétique de base. Bien que donnant satisfaction à certains égards, ces supports d'enregistrement connus présentent des inconvénients, en raison de la complexité de leur compcsition (changement de terre-rare et/ou de métal de transition d'une couche à l'autre. En effet, cette co.plexité entraîne des difficultés de réalisation car, de telles couches étant obtenues, en général, par pulvérisation cathodique, il est nécessaire de prévoir, dans la machine de pulvérisa:ion, plusieurs cibles différentes (autant que de corrposés souhaités). La présente invention a justement pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un empilement dans lequel le réglage des propriétés magnétiques des couches notarrinent la température de Curie et le champ 3C coercitif) est obtenu par un moyen très simple qui permet de réduire le nombre de composés terre- rare/métal de transition (TR-MT), donc le nombre de cibles dans la machine de pulvérisation. Exposé de l'invention A cette fin, l'invention propose d'ajouter au composé de base terre-rare/métal de transition (TR-MT) du fluor ou de l'oxygène et de régler la proportion de fluor ou d'oxygène pour obtenir les propriétés sounaitees. De façcn précise, l'invention a donc pour objet un support d'enregistrement magnéto-optique comprenant un 1Ci empilement de couches magnétiques en composé (TR-MT) d'au moins une terre-rare (TR) et d'au moins un métal de transition (MT)t ce support étant caractérisé par le ait qu'au moins une des couches de l'empilement est en un composé (TR-MT-Ax) o A est pris dans le groupe comprenant le fluor et l'oxygène et o x est une proportion inférieure à 10%. Selon le plus simple des modes de réalisation, les couches magnétiques sont toutes à base d'un seul et même composé (TR-MT) d'au moins une terre-rare et d'au moins un métal de transition, la composition des différentes couches ne différant que par la proportion de A qu'elles contiennent. Selon un autre mode de réalisation, on utilise deux composés de base différents. Une première catégorie de couches est à base d'un premier composé (TR-MT)l de terre-rare et de métal de transition, certaines couches comprenant en outre le corps A et une seconde catégorie de couches est à base d'un second composé (TR-MT)2 de terre-rare et de métal de transition, certaines couches comprenant en outre le corps A. Touz type d'empilement peut être utilisé selon l'invention, notamment des empilements à 2, 4 ou 6 couches. S'agissant des matériaux, tout matériau connu ou à venir peut être utilisé. De préférence, la terre-rare (TR) est prise dans le groupe comprenant Tb, Gd, Dy, Nd et Pr. Ufn composé peut comprendre une ou plusieurs terre-rares (par exemple Tb et Dyc)k Le métal de transition (MT) est également 1C quelconque et peut être Fe ou Co par exemple. Le composé peut comprendre en outre un métal comme Cr, Ti, Mo. La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un support d'enregistrement tel qu'il vient d'être défini. Dans ce procédé, et de manière connue, on dépose sur un substrat des couches magnétiques en procédant par pulvérisation cathodique c'au moins un compcsé (TR-MT: a base de terre-rare (TR) et de métal de transition (MT, en présence d'un gaz inerte. Le procédé de l'invention est caractérisé par le fait que, pour dépcser certaines des couches de l'empilement, on ajoute au gaz inerte le corps A en porportLon inférieure à 5%. Le nombre de cibles utilisé dans le procédé de l'invention esr réduit par rapport aux procédés de l'art antérieur. Il peut même être réduit jusqu'à l'unité dans les cas oL l'on n'utilise qu'un seul composé (TR-M4T) avec plus ou moins du corps A. La simplification est donc considérable. Lorsque le corps A est le fluor, celui-ci peut être introduit dans l'enceinte de pulvérisation sous forme ce CF4 par exemple ou même ce fluor pur. Lorsque le corps A est de -'oxygène, il peut être introduit sous forme de CO2, ou de NO2 ou même d'oxygène pur. La proportion de fluor ou d'oxygène, qui est de toute façon Inférieure à 10%, peut être inférieure à 1% et peut même être, dans certains cas, inférieure à 0,5%. On observera que, dans l'invention, l'introduction de fluor ou d'oxygène n'est pas destinée à produire une réaction chimique d'un matériau déjà déposé mais C d'ajouter à un composé une certaine quantité de fluor ou d'oxygène, au moment même o ce composé est déposé. Selon l'invention, on ne traite pas chimiquement la surface d'une couche, mais on répartit le fluor ou l'oxygène de manière homogèr.e dans la totalité du volume de la couche. Brève description des dessins - la figure 1, déjà décrite, représente un empilement connu; - la figure 2, déjà décrite, montre la répartition des températures de Curie des différentes couches de l'empilement précédent; - la figure 3, déjà décrite, montre les variations du champ coercitif des couches en fonction de la température; - la figure 4 illustre un exemple de réalisation c'un support d'enregistrement conforme a l'invention; - la figure 5 montre la répartition des températures de Curie dans le cas de l'exemple précédent; - la figure 6 montre les variations de la température de Curie et ce la température de cDmpensaticn; - la figure 7 montre un premier cas de variations du champ coercitif Hc en fonction de la température pour difféerentes proportions de CF4; - la figure 8 montre un second cas de variations du champ coercitif Hc en fonction de la température pour différentes proportions de CF4; - la figure 9 montre les variations de la température de Curie et de la température de compensation en fonction du pourcentage d'oxycène; - la figure 13 montre les variations du champ coercitif en fonction de la température pour différentes proportions d'oxygène; - la figure 11 montre schématiquement un empilement 1! à deux compositions de base différentes. Exposé détaillé de modes de réalisation La figure 4 monire un exemple de réalisation d'un support d'enregistrement conforme à l'invention. Dans cet exemple, l'empilement ccmprend quatre couches déposées sur un substrat 23: une couche de lecture CL, une couche d',criture CE, une couche de basculement CB et une couche d'initialisation CI. Des couches éventuelles de d:electrique, de résine, etc... ne sont pas représentées. Le support est lu et écrit par un faisceau laser 22. Un tel support peut être obtenu en disposant, dans un: installation de pulvérisation cathodique, une seule cible ce composé (TR-MT,. Une arrivée de fluor ou d'oxygène à débit réglable s'ajoute à l'entrée d'argon habituelle. A titre d'exemple, le demandeur a utilisé une cible de Tb24Fe68Co8. Les pourcentages de CF4 dans l'argon étaient les suivants selon les couches déposées: Depôt de la couche d'initialisation (CI): 0% Dépôt de la couche de basculement (CB): 0,5% Dépôt de la couche d'écriture (CE): 0,25% Dépôt de la couche de lecture (CL): 0,375% Les températures de Curie obtenues pour les couches obtenues sont représentées le long de l'axe de la figure 5. Ces températures sont respectivement de150 C, 160cC, 165 C, 180 C. On constate qu'elles sont biend ans l'ordre requis pour la sur-écriture directe, à savoir: (Tc)B ou SIMS en abrégé. La figure 6 montre les variations de la température de Curie (courbe 30) et de la température de compensation 'courbe 32) en fonction du pourcentage de CF4 introduit dans l'enceinte, pour le composé Tb24FeCo8. La figure 7 montre les variations du champ coercitif Hc en fcnction de la température pour différentes proportions de CF4 introduites dans l'enceirnte, pour le composé Tb24FeCo8. La correspondance entre les courbes et les pourcentages de CF4 est la suivante: * courbe 34: D % * courbe 36: 0,025 % * courbe 38: 0,05 % * courbe 40: 0,125 % * courbe 42 0,25 % * courbe 44: 0,375 % 53* courbe 46: 0,5 % La figure 8 montre les variations du champ coercitif Hc en fcnction de la température pour différentes proportions de CF4 introduites dans l'enceinte, pour le compcsé Dy22,SFe5C,5Co22. À ccurbe 53: 0 % * courbe 52: 0,125 % * courbe 54: 0,25 % * couroe 56: 0, 5 % La figure 9 montre les variations de la température de Curie (courbe 60) et de la température de ccmpensation (courbe 62) en fonction du pourcentage d'oxygène introduit dans l'enceinte, pour le composé Tb24FeCo. La ficure 10 montre les variations du champ coercitif Hc en fcnction de la température pour différentes prcportions d'oxygène introduites dans l'enceinte, pour le composé Tb24FeCo. 2L * ccurbe 73: 0 * courbe 72: 0,005 % * courbe 74: 0,2 % * courbe 76: 0,5 % La figure 11 montre un empilement à six couches. Une première catéccrie de trois couches est à base d'un premier composé (?R-MT) 1 avec des proportions de fluor cu d'oxygène variables x(1), y(l), z(1), et une seconde catégorie de trois autres couches à base d'un second composé (TR-Mr'')2 avec encore des proportions de fluor ou d'oxygène variable x'2), y(2), z(2}. A titre d'exempLe, le premier composé peut être TbFeCo et le second GdFeCo. Les supports qui viennent d'être décrits se prêtent naturellement à toutes les techniques de lecture et d'écriture connues avec les autres types de support, par exemple à la technique dite de "super résolution magnétique" (ou "Magnetic Super Resolution" en anglais, ou MSR en abrégé). 1! REVENDICATIONS 1. Support d'enregistrement magnéto-optique comprenant un empilement de couches magnétiques en composé (TR-MT; d'au moins une terre-rare (TR) et d'au moins un métal de transition (MT', caractérisé par le fait qu'au moins une des couches de l'empilement est en un composé (TR-MT-Ax), o A est pris dans le groupe constitué par le fluor et -'oxygène et x une proportion inférieure à 10%. 2. Support d'enregistrement selon La revendication 1, caractérisé par le fait que toutes les couches magnétiques sont à base d'un même composé (TR-MT) d'au moins une terre-rare et d'au moins un métal de transition, leurs compositions ne différant que par la proportion de A. 3. Support d'enregistrement selon la revendication 23 1, caractérisé par le fait qu'une première catégorie de couches est à base d'un premier composé (TR-MT)l de terre-rare et de métal de transition, avec certaines couches comprenant en outre le corps A et une seconde catégorie de couches à base d'un second composée (TR- MT)2 de terre-rare et de métal de transition avec cer:aines couches comprenant en outre le corps A. 4. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'empilement comprend au moins quatre couches, avec successivement une couche de lecture (CL), une couche d'écriture (CE), une couche de basculement (CB; et une couche d'initialisation (CI). 5. Support d'enregistrement selon les revendications 2 et 4, les quatre couches (CL, CE, CB, CI) étant en un même composé (TR-MT) de terre-rare et de métal de transition, caractérisé par le fait que la couche d'initialisation (CI) a une proportion en corps A inférieure à celle de la couche de lecture (CL), cette couche de lecture CL) ayant elle-même une proportion en corps A inférieure à celle de la couche de basculement (CB). 1C) 6. Support d'enregistremen: se'on la revendication O caractérisé oar le fait que la couche d'initialisation ICI) ne consient pas de corps A(x=0). 7. Support d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la terre-rare (TR) est prise dans le groupe constitué par Tb, Gd, Dy, Nd et Pr. 8. Support d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le métal de transition (MT) est pris dans le groupe cDnstitué par Fe er Co. 9. Support d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le composé (TR-MT] à base de terre-rare (TRI et de metal de transition (MT) comprend en outre un métal pris dans le groupe constitue par Cr, Ti, Mo. 10. Procédé de réalisation d'un support c'enregistremer.t conforme a la revendication 1, dans lequel cn dépose sur un substrat des couches magnétiques, en procédant par pulvérisation cathodique d'au moins un composé (TR-MT) comprenant au moins une terre- rare (TR) et au moins un métal de transition (MT), en présence d'un gaz inerte, caractérisé par le fait que, pour déposer au moins certaines des couches de l'empilement, on ajoute au gaz inerte un corps A Dris dans le groupe constitué par le fluor et l'oxygèrne, en proportion inférieure à 5%. 11. Procéde selon la revendication 10, caractérisé par ie faút que la proportion du corps A dans le gaz inerte est inférieure à 1%. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la proportion de A dans le gaz inerte est infé--reure à 0,5%. 13. Prccédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'on utilise une seule cible d'un composé dé erminé (TR-MT) comprenant au moins une terre-rare (TR] et au moins un métal de transition (MT). 14. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le corps A étant le fluor, on ajoute au gaz inerte du CF4. 15. ?rocédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le corps A étant l'oxygène, on ajoute au gaz inerte du CO2. 3r' 16, Procédé selon la revendication 10, caractérlsé par le fai- que le corps A étant l'oxygène, on ajoute au gaz inerte du NO2.