JPH01130320A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録媒体

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JPH01130320A
JPH01130320A JP62290172A JP29017287A JPH01130320A JP H01130320 A JPH01130320 A JP H01130320A JP 62290172 A JP62290172 A JP 62290172A JP 29017287 A JP29017287 A JP 29017287A JP H01130320 A JPH01130320 A JP H01130320A
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JP
Japan
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film
magnetic
magnetization
anisotropy
dependence
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JP62290172A
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English (en)
Inventor
Hideaki Matsuyama
秀昭 松山
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録媒体面に対して垂直方向での残留磁化を
利用して信号の記録・再生を行う、いわゆる垂直磁気記
録方式において使用される垂直磁気記録媒体に関するも
のであり、特にCo−Cr系垂直磁気記録媒体に代わる
新規な垂直磁気記録媒体に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、垂直磁化膜をCo−0N系材料により構成す
ることにより、垂直磁気異方性、保磁力等の磁気特性に
優れるとともに機械的特性、潤滑性等の実用特性にも優
れた垂直磁気記録媒体を実現しようとするものである。
〔従来の技術〕
従来、例えばコンピュータの記憶媒体やオーディオテー
プレコーダ、ビデオテープレコーダ等の記録媒体として
使用される磁気記録媒体に対して記録再生を行うには、
基体上に被着形成される磁性層を基体面と平行な方向に
磁化(面内方向磁化)し、その面内方向での残留磁化に
より記録再生を行うのが一般的であ葛。
ところが、この面内方向磁化による記録の場合、記録信
号が短波長になるにつれ、すなわち記録密度が高まるに
つれ、媒体内の減磁界が増して残留磁束密度が減衰し、
再生出力が減少するという欠点を有する。
そこでさらに従来、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方向の
磁化により記録再生を行う垂直磁気記録方式が提案され
ており、この垂直磁気記録方式によれば記録波長が短波
長になるにしたがい減磁界が小さくなり、特に高密度記
録において上述した面内方向磁化による記録よりも有利
であることから、盛んに研究が進められている。
ところで、この種の記録方式に用いられる垂直磁気記録
媒体としては、非磁性支持体上にCo−Cr系合金材料
等により垂直磁化膜を記録層として形成したものが主に
研究されている。これは、このCo−Cr系垂直磁化膜
が垂直磁気異方性や保磁力等の磁気特性の点で非常に優
れたものであるためである。
しかしながら、Co−Cr系垂直磁化膜は膜が硬く内部
応力が非常に大きい等、機械的特性に問題点が多く、実
用化に至っていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、Co−Cr系垂直磁化膜は磁気特性には優
れる反面、磁気記録媒体とするための実用特性に劣り、
したがってCo−Cr系垂直磁化膜に代わる新たな垂直
磁化膜の実現が待たれるところである。
そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであり、垂直磁気異方性等の磁気特性は勿論のこと
、機械的特性や潤滑性等の実用特性にも優れた垂直磁気
記録媒体を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上述のCo−Cr系垂直磁化膜が硬い原因の一つとして
Crが多量に含まれていることが挙げられる。
そこで本発明者は、Crを用いずに良好な垂直磁気異方
性を示す垂直磁化膜を開発せんものと鋭意研究を重ね、
GoとBN(窒化ボロン)を含むCo−BN系材料が所
定の組成範囲で垂直磁化膜として機能することを見出し
た。
本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであっ
て、基体上にCO+−x(B N)x (但しXは重量
比を表し、0.08≦x≦0.74である。)なる組成
を有する垂直磁化膜(以下、Co−BN系垂直磁化膜と
称する。)が形成されたことを特徴とするものである。
本発明の垂直磁気記録媒体において、上記G。
−BN系垂直磁化膜中にBNの占める割合Xは、0.0
8≦x≦0.74の範囲内であることが必要で、この範
囲を外れると垂直磁気異方性を示さず、特にXの値が0
.75を越えると非磁性となる。
上述のCo−BN系垂直磁化膜の成膜方法としては、C
oターゲット及びBNターゲットを用いたスパッタリン
グ法が採用される。ここで、BNターゲットの面積を増
減することにより得られるCo−BN系垂直磁化膜の組
成Xを制御することができ、目的に応じて磁気特性等を
コントロールすることができる。この場合、垂直磁化膜
として機能させるためには、垂直異方性磁場Hkが20
0 (Oe)以上となるように制御することが好ましい
なお、成膜方法としては、この他に窒素雰囲気中での反
応スパッタも考えられるが、この場合には所定のmi特
性等を確保することが難しく、好ましい方法とは言えな
い。
このような手法で形成されるCo−BN系垂直磁化膜は
、X線回折を行った際にピークが見られないこと、結晶
化温度を有すること等から、非晶質膜であると考えられ
る。
一方、基体の材質としては何ら制約されるものではなく
、従来この種の媒体の基体材料として用いられているも
のがいずれも使用でき、例示するならばポリエステル頻
、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂
、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等に
代表されるような高分子材料により形成される高分子支
持体や、アルミニウム合金、チタン合金等からなる金属
基板、アルミナガラス等からなるセラミクス基板、ガラ
ス基板等である。
〔作用〕
本発明の垂直磁気記録媒体において、記録層となるCo
−BN系垂直磁化膜は、組成によって良好な垂直磁気異
方性を示すとともに、C「を含有しないことから膜が比
較的軟らかく内部応力も小さい。
また、垂直磁化膜の構成要素として′潤滑性を有するB
Nが含まれることから、重要な実用特性の一つである走
行性が確保される。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
以下に示す成膜条件を基本条件として種々の実験を行っ
た。
底皿条註 成膜方法  j R−Fマグネトロンスパッタ法ターゲ
ット :Co(直径3インチ)+BNペレット(5■角
) スパッタガス=Ar スパッタ圧カニ 1.5 X 10−”〜3 X 10
−’TorrRF出力  150W(一部55W〜27
0W)基板冷却  :水冷(一部加熱 24〜300℃
)ターゲット基板間距ill:約5.7 cm到達圧力
  : 5 X 10−’Torr以下基板    ニ
ガラス 膜厚    :1000〜2000人 先ず、BN組成及びスパッタ圧力を変えてC。
−BN系垂直磁化膜を作製した。第1図は、BN組成及
びスパッタ圧力をそれぞれ縦軸、横軸にとり、そのとき
に得られた膜の磁気特性を示すものである0図中、O印
が各測定点で、Fは強磁性を示すもの、Nは非磁性であ
るものをそれぞれ表す。
また、図中斜線領域が垂直異方性を示す領域である。
この第1図より、Go−BN系垂直磁化膜中のBNの占
める割合Xが0.08≦x≦0.74の範囲内である場
合で特に低スパツタ圧力側で、強磁性で且つ垂直磁気異
方性を示すことが理解できる。
次に、垂直磁気異方性を示す膜の代表的なヒステリシス
ループを第2図に示す、この膜の組成はCOts、 1
ss(B N)o、 s4s (但し数値4;!組成ヲ
1量比で表す、以下同じ、)であり、成膜時のスパッタ
圧力は1.5 X 10−”Torrである。
第2図中、//は面内方向でのヒステリシスループ(面
内ヒステリシスループ)を表し、土は垂直方向でのヒス
テリシスループを表す。
これらヒステリシスループより求めた飽和磁化Msは4
70 emu/cc、面内方向の保磁力Hcは50 (
Oe)、垂直方向の保磁力Hcは350 (Oe)であ
った、また、面内ヒステリシスループより求めた垂直異
方性磁場Hk = 1880 (Oe)であり、垂直磁
化膜として良好な値を示すことが確認された。
先のヒステリシスループにおいて、特に面内ヒステリシ
スループより、Co−BN系垂直磁化膜には、垂直異方
性を持つ部分と垂直異方性を持たない部分があることが
示唆された。すなわち、第3図に模式的に示すヒステリ
シスループにおいて、磁化が飽和する前の傾斜箇所は垂
直異方性を持つ部分由来し、保磁力付近の磁化ジャンプ
箇所は垂直異方性を持たない部分に由来するものと考え
られる。
そこで、第5図中0印で示す飽和磁気モーメントとΔ印
で示す面内磁気モーメントの膜厚依存性を調べた。なお
、膜組成はCOo、 ass(B N)o、 sasで
あり、成膜時のスパッタ圧力は3 X 10−’Tor
rである。
その結果、第4図に示すように、膜厚が増えても面内磁
気モーメントが増加しないのに対して、膜厚の増加とと
もに飽和磁気モーメントが次第に大きくなることが明ら
かとなった。
さらに、面内方向での保磁力Hcと垂直異方性磁場Hk
に関しても膜厚依存性を調べた。第5図中0印でプロッ
トした曲線が保磁力Hcの膜厚依存性を示し、Δ印でプ
ロットした曲線が垂直異方性磁場Hkの膜厚依存性を示
す、この第5図によれば、保磁力には膜厚依存性はほと
んど見られず、垂直異方性磁場のみが膜厚の増加ととも
に上昇している。
したがって、これら第4図及び第5図より、垂直異方性
を持たない部分の磁気モーメント及び保磁力には膜厚依
存性がないことになり、このことからスパッタ初期層(
約300人)は垂直異方性を持たないとの結論を得た。
次に、Co−BN系垂直磁化膜を成膜する際のスパッタ
圧力が得られる膜の磁気特性に及ぼす影響を調べた。な
お、この実験においても膜組成はC001is(BN)
。、、4Sとした。
第6図は飽和磁化Ms及び初期層磁気モーメントのスパ
ッタ圧力依存性を示すもので、第7図は垂直異方性磁場
Hk及び保磁力Hcのスパッタ圧力依存性を示すもので
ある。
これら第6図及び第7図より、スパッタ圧力が低いほど
磁気特性、特に垂直異方性磁場Hkが向上し、また垂直
異方性を持たない初期層の厚さも薄くなることがわかる
さらに、BN組成による磁気特性の相違を調べた。スパ
ッタ圧力は3 X 10−’Torrである。  、第
8図は垂直異方性磁場Hk及び初期層厚のBN組成依存
性を示すもので、第9図は飽和磁化Ms及び面内方向の
保磁力HcのBN組成依存性を示すものである。
その結果、先ず第8図より、BN組成が51重量%のと
きに垂直異方性磁場Hkが極大値(1900(Oe) 
)となり、同時に初期層厚が極小となることが判明した
。一方、第9図からは、BN!成が75重量%を越える
と磁性が消失し、非磁性膜となることがわかった。
次にスパッタ条件の最適値を決定するべく、スパッタの
際のRF比出力基板バイアス電圧、基板温度等による磁
気特性の変化を調べた。なお、これら実験における膜組
成はCOo、4ss(B N)o、s4s、成膜時のス
パッタ圧力は3 X 10−”Torrである。
先ず、RF比出力ついて言えば、第10図及び第11図
から明らかなように、RF比出力小さいほど垂直異方性
磁場Hkが大きくなり、同時に初期層磁気モーメント(
すなわち初期層厚)が小さくなる。したがって、RF比
出力できるだけ小さい方が有利である。
基板バイアス電圧V、は、第12図に示す如く飽和磁化
Msや保磁力Haにはほとんど影響を与えないが、第1
3図に示すように垂直異方性磁場Hkには大きな影響を
与える。すなわち、基板バイアス電圧■8を約100V
としたときに垂直異方性磁場Hkは極大値2900 (
Oe)となる、同時に第13図に示すように、初期層磁
気モーメントは、基板バイアス電圧V、を50V以上と
したときに消失する。
第14図は基板バイアス電圧V、を約100vとしたと
きに得られるCo−BN系垂直磁化膜のヒステリシスル
ープである0図中、実線が面、内ヒステリシスループ、
破線が垂直方向でのヒステリシスループであり、飽和磁
化Msは400 el+u/cc、垂直方向の保磁力は
250 (Oe)、垂直異方性磁場Hkは2900(O
e)である。
得られる膜の保磁力Hcは250 (Oe)と小さいが
、垂直方向での残留磁化M 、 1と面内方向での残留
磁化M、の比(M、I/M、りは1.6であり、垂直磁
化膜であることが確認された。
基板温度については、第15図及び第16図に示す測定
結果より、飽和磁化Ms及び保磁力Hcに関してはさほ
ど影響を及ぼさないことがわかるが、垂直異方性磁場T
(kに関しては基板温度が高いほど大きくなり、基板温
度200℃でほぼ飽和する。一方、初期層磁気モーメン
トは、基板温度100°Cまでは大きくなり、さらに高
温になるにつれ小さくなる。
最後に、Co−BN系垂直磁化膜を形成する際の下地膜
の影響について調べた。
本実験例では下地膜材料としてTiを選び、このTI下
地膜上に膜組成C001ss(BN)。、、43、成膜
時のスパッタ圧力3 X 10−’Torrなる条件で
Go−BN系垂直磁化膜を成膜し、Ti下地膜の膜厚に
よる磁気特性の変化を調べた。
第17図は飽和磁化Ms及び初期層磁気モーメントのT
f下地Wl!膜厚依存性を示す特性図であり、第18図
は垂直異方性磁場Hk及び保磁力HcのTi下地膜膜厚
依存性を示す特性図である。
これら第17図及び第18図より明らかなように、飽和
磁化Ms、初期層磁気モーメント、保磁力Hcに関して
はT?下地膜の膜厚による影響はほとんど見られず、T
i下地膜の膜厚が7000Å以上の場合に垂直異方性磁
場Hkの若干の上昇が見られる。
以上、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明したが
、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明においてはC
「を含まないCo−BN系材料よりなる垂直磁化膜を記
録層としているので、垂直磁気異方性等の磁気特性に優
れるとともに、機械的特性に優れた垂直磁気記録媒体を
提供することが可能である。
また、本発明においては、垂直磁化膜中に潤滑剤として
使用されるBNが含まれてセリ、摩擦係数が低減され走
行性、耐久性に優れた垂直磁気記録媒体の提供が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はBN組成及びスパッタ圧力による膜特性の分布
を示す特性図であり、第2図は垂直磁気異方性を有する
Co−BN系垂直磁化膜のヒステリシスループの一例を
示す特性図、第3図はC0−BN系垂直磁化膜のヒステ
リシスループの模式図、第4図はCo−BN系垂直磁化
膜における飽和磁気モーメントと面内磁気モーメントの
膜厚依存性を示す特性図、第5図は保磁力Hc及び垂直
異方性磁場Hkの膜厚依存性を示す特性図、第6図は飽
和磁化Ms及び初期層磁気モーメントのスパッタ圧力依
存性を示す特性図、第7図は垂直異方性磁場Hk及び保
磁力Heのスパッタ圧力依存性を示す特性図、第8図は
垂直異方性磁場Hk及び初期層厚のBNf[成依存性を
示す特性図、第9図は飽和磁化Ms及び面内方向での保
磁力HcのBN組成依存性を示す特性図、第10図は飽
和磁化Ms及び初期層磁気モーメントのRF出力依存性
を示す特性図、第11図は垂直異方性磁場Hk及び面内
方向での保磁力HcのRF出力依存性を示す特性図、第
12図は飽和磁化Ms及び保磁力Hcの基板バイアス電
圧依存性を示す特性図、第13図は垂直異方性磁場Hk
及び初期層磁気モーメントの基板バイアス電圧依存性を
示す特性図、第14図は基板バイアス電圧100Vとし
たときに得られるCo−BN系垂直磁化膜のヒステリシ
スループを示す特性図、第15図は飽和磁化Ms及び初
期層磁気モーメントの基板温度依存性を示す特性図、第
16図は垂直異方性磁場Hk及び面内方向での保磁力H
cの基板温度依存性を示す特性図、第17図は飽和磁化
Ms及び初期層磁気モーメントのTi下地膜膜厚依存性
を示す特性図、第18図は垂直異方性磁場Hk及び面内
方向での保磁力HcのTi下地膜膜厚依存性を示す特性
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基体上にCo_1_−_x(BN)_x(但しxは重量
    比を表し、0.08≦x≦0.74である。)なる組成
    を有する垂直磁化膜が形成されたことを特徴とする垂直
    磁気記録媒体。
JP62290172A 1987-11-17 1987-11-17 垂直磁気記録媒体 Pending JPH01130320A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009071040A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Ulvac Japan Ltd 半導体装置の製造装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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