JPH0315260B2 - - Google Patents

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JPH0315260B2
JPH0315260B2 JP58016760A JP1676083A JPH0315260B2 JP H0315260 B2 JPH0315260 B2 JP H0315260B2 JP 58016760 A JP58016760 A JP 58016760A JP 1676083 A JP1676083 A JP 1676083A JP H0315260 B2 JPH0315260 B2 JP H0315260B2
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JP
Japan
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magnetic
film
magnetic recording
magnetization
recording medium
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JP58016760A
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JPS59142736A (ja
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Masahiko Naoe
Shozo Ishibashi
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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Publication of JPH0315260B2 publication Critical patent/JPH0315260B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/65Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
    • G11B5/658Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing oxygen, e.g. molecular oxygen or magnetic oxide

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気記録層のほぼ厚さ方向に沿う方
向の磁化によつてその記録を行う、いわゆる垂直
磁気記録用として新規な構成を有する薄膜型磁気
記録媒体の製造方法に関する。従来より磁気記録
は、ビデオ、オーデイオ、デイジタルなどの各種
電気信号の記録に幅広く利用されている。これら
は、基体上に被着形成された、磁気記録層の面内
長手方向の磁化を用いる方式により発達してきた
が、近年、磁気記録の高密度化が進展するに伴
い、媒体面内長手方向の磁化を用いる記録方式で
は、記録信号が短波長になるにつれ、媒体内の反
磁界が増して残留磁化の減衰と回転を生じ、再生
出力が著しく減少する。このため、その記録波長
をサブミクロン以下にすることは極めて困難であ
る。 一方最近開発された、磁気記録媒体の磁気記録
層の厚さ方向の磁化、いわゆる垂直磁化を用いる
垂直磁化記録方式(例えば〔日経エレクトロニク
ス〕1978年8月7日号(No.192号)に記載されて
いる。)は、記録波長が短くなるにつれ、該媒体
内の残留磁化に作用する反磁界が減少するという
高密度化にとつて好ましい性質があり、本質的に
高密度記録に適した方式であると考えられる。 ところでこのような垂直記録を能率良く行う磁
気記録媒体としては垂直方向(磁性膜の厚さ方
向)に磁化容易軸を有していなければならない。 このような垂直磁化記録ができる磁気記録媒体
には、支持体上に磁性粉末とバインダーとを主成
分とする磁性塗料を塗布し、磁性膜の垂直方向に
磁化容易軸が向くように配向させている塗布型媒
体がある。この媒体にはCo,Fe3O4,γ−
Fe2O3,Co添加Fe3O4,Co添加γ−Fe2O3、六方
晶フエライト(例えばバリウムフエライト)、
MnBiなどが磁性粉末として用いられたものが、
特開昭52−46803号、同53−67406号、同52−
78403号、同55−86103号、同52−78403号、同54
−87202号各公報に開示されている。このような
磁気記録媒体は、磁性層中に非磁性のバインダー
が存在しているため、磁性体の充填密度を高める
ことに限度があり充分高いSN比がとれなかつた
し、さらに信号が記録できる大きさは磁性粒子の
寸法に制限されるなど磁性塗膜による磁性層を有
する磁気記録媒体は垂直磁化記録用磁気記録媒体
として不十分であつた。 そこで、垂直磁化する磁性膜自体を、例えばバ
インダーを用いずに、支持体上に被着した連続薄
膜型磁気記録媒体があり、高記録密度に適してい
るものとして注目されている。 この連続薄膜型垂直磁化記録用磁気記録媒体に
は、(例えば特公昭57−17282号公報に開示されて
いるように、)コバルトとクロムの合金膜よりな
る磁気記録層を有するものがあり、特にクロム含
有量が、5〜25重量%のコバルト−クロム合金膜
が優れていることが示されている。 さらにコバルト−クロム合金膜に30重量%以下
のロジウムを含有している磁化記録媒体が、特開
昭55−111110号公報に開示されているし、またコ
バルト−バナジウム合金膜(例えば米国電気電子
通信学会、略称IEEE刊行の学会誌
“Transaction on Magnetism”1982年第18巻No.
−6,1116頁)、コバルト−ルテニウム合金膜
(例えば、1982年3月開催のダ18回東北大通研シ
ンボジウム「垂直磁気記録」論文集を参照)が知
られている。このうちコバルト−クロム系合金膜
は垂直磁化用磁気記録媒体として、有望視されて
いるが磁性膜面に垂直に磁化容易軸を配向させる
には10-7torr以上の高真空中で媒体を作成し、か
つ、基体の高度な洗浄度、低スパツタ速度など垂
直配向制御要因が非常に複雑である。さらに信号
の記録、再生においては磁気記録媒体と、垂直記
録用ヘツドを相対的に移動させるため、ヘツドと
該媒体間の界面での状態が悪く、磁気記録媒体に
きずの発生、ヘツドの破損、等が起こり、さらに
膜質が硬いため可撓性ある基板上に作製した膜は
き裂が入りやすく、また磁気記録媒体の耐触性も
充分でなく保護膜の賦与が必要であり、さらに原
料のコバルトの安定供給が難しく価格高にもつな
がつていた。 この欠点を補う磁気記録媒体として、酸化物磁
性薄膜を有する磁気記録媒体が考えられているが
その理由は、酸化物故に機械的強度と化学的安定
性に富んでおり、合金薄膜の記録媒体に必要とさ
れる保護膜を必要としないのでその結果、磁気ヘ
ツドと媒体間をより小さく出来るので高密度な記
録ができ、又、低価格化に適しているという利点
ゆえにであるが、しかし従来この酸化物磁性薄膜
磁気記録媒体は、磁気記録層の面内長手方向の磁
化を用いる方式では、よく知られているが、磁性
膜面の垂直方向に磁化容易軸をもつた磁気記録媒
体としては、未だ得られていなかつたし、従来、
その製造は不可能と考えられていた。 本発明者等は鋭意研究の結果、連続薄膜型垂直
磁化膜を酸化鉄を主成分とした膜で得られること
を見い出し本発明に到達した。 本発明の目的は、磁性膜の垂直方向に磁化容易
軸を持ち残留磁化並びに保磁力の優れた磁気特性
を有する磁気記録媒体の製造方法を提供すること
にあり、前記目的は、コバルトを含む鉄を対向タ
ーゲツトとして用いた、対向ターゲツト式スパツ
ター装置によつて磁性膜の面内方向の残留磁化
Mhと垂直方向の残留磁化Mvの比Mv/Mhが0.5
以上である。Fe3O4、γ−Fe2O3あるいはFe3O4
とγ−Fe2O3の中間状態の酸化鉄を主成分とした
コバルトを含有している連続磁性薄膜の製造方
法、によつて達成される。 以下、本発明にかかる磁気記録媒体における連
続磁性薄膜を単に磁性膜と称す。 本発明にかかる磁気記録媒体は、酸化鉄を主成
分(鉄と酸素の総和が磁性膜の50重量%以上、好
ましくは、70重量%以上である。)とし、(酸素と
鉄)の原子の組成比(酸素の原子数/鉄の原子
数)の範囲が(1)から(3)であり、特に好ましくは、
(4/3)から(2)である。例えばFe3O4,γ−Fe2O3, Fe3O4とγ−Fe2O3の中間状態の酸化鉄等をあげ
ることができる。 基体上に形成された磁性膜は、鉄と酸素及びコ
バルト以外の金属、非金属などを含んでいてもよ
い。 前記金属、非金属さらには金属の酸化物等の化
合物、半金属およびその化合物、非金属の化合物
等は、磁性膜の磁気特性(例えば保磁力、飽和磁
化量、残留磁化量)および磁性膜を構成している
ユニツトの例えば結晶性の向上や、また、結晶の
特定軸方向の配向性の向上等を改善するのが可能
である。なお、これらの向上をはかるうえでは前
記諸々の添加または含有する元素としては希土類
元素以外であることが望ましい。 また本発明にかかる磁気記録媒体の磁気特性は
試料振動型磁力計(東英工業製)で測定し、磁性
膜の面内方向の残留磁化(これをMhと称す)と
磁性膜の垂直方向の形状による反磁界の効果を補
正しない残留磁化(これをMvと称す)の比
(Mv/Mh)が0.5%以上であれば、磁気モーメン
トは、膜面内より30度程度膜面の垂直方向に立ち
上つており、垂直磁化記録としての効果がある。
好ましくは、Mv/Mh>1である。0.5より小さ
ければ、垂直磁化記録としての感度が実用に耐え
ない。 以下に本発明についてさらに詳細に説明する。 本発明においては真空ポンプ、その他の真空排
気系に連なる処理室内に磁性材料の蒸発源と、そ
の磁性材料を被着する基体とを用意し、該基体に
前記磁性材料を真空槽内において磁性膜を構成す
る原子を飛翔させて連続薄膜を形成する。 本発明に用いる基体としては、磁性材料が被着
可能な材料であればいずれでもよく、例えばポリ
エチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、三酢
酸セルロース、ポリカーボネート、ポリイミド、
ポリアミド、ポリメチルメタクリレートのような
プラスチツクの基体の他、ガラス等の各種セラミ
ツクスや金属等が基体として用いられる。 基体の形状については、シート、カード、デイ
スク、ドラムの他、長尺テープ状基体でも良く、
基体を固定設置できるような支持板に密着支持さ
せて磁性材料を被着させるか、基体を走行させつ
つ磁性材料を被着させることにより、本発明の磁
気記録媒体を得ることができる。 前記磁性材料を基体上に被着させる方法として
は真空槽内において磁性膜を構成する原子を飛翔
させる方法があげられ、前記飛翔方法としては、
真空蒸着法(電界蒸着、イオンプレーテング法を
含む)。スパツタリング法等の方法がよく知られ
ているが、好ましくは対向ターゲツトスパツタ法
を用いるのが良い。以下、対向ターゲツトスパツ
タ法を用いた実施例に基づき詳細に説明する。 第1図は、対向ターゲツトスパツタ装置の説明
図である。図において1は真空槽、2は真空槽1
を排気する真空ポンプ等かなる排気系、3は真空
槽1内に所定のガスを導入してガス圧力を10-1
10-4torr程度に設定するガス導入系である。とこ
ろでターゲツト電極はターゲツトホルダー4によ
り1対のターゲツトT1、並びにT2を空間を隔て
て平行に対面させた対向ターゲツト型電極として
ある。ターゲツト材料は、Fe,Fe3O4,γ−
Fe2O3、ベルトライド化合物(Fe3O4とσ−
Fe2O3との中間組成のもの)等からなつていてよ
い。この対面させたターゲツト間には、磁界発生
手段(図示していない。)を用いて、ターゲツト
間に磁界を形成する。 一方磁性薄膜が形成される基体6は、基体ホル
ダー5により支持されている。以上のように構成
されているので、二枚の平行に向い合つたターゲ
ツト、T1とT2の表面に垂直な方向に印加した磁
界により、陰極降下部の電界で加速されたスパツ
タガスイオンのターゲツト表面の衝撃により放出
されたγ電子は、ターゲツト空間に束縛され、反
対側のターゲツト表面の方へ移動する。そして他
方のターゲツト表面に移動したγ電子は、他方の
陰極降下部で反射される。このようにしてγ電子
は、ターゲツト、T1,T2間で磁界に束縛されな
がら往復運動を繰返す。このようなγ電子の運動
の間に、γ電子は中性の雰囲気ガスと衝突して雰
囲気ガスのイオン化と電子を生成し、それらが、
ターゲツトからのγ電子の放出と、雰囲気ガスの
イオン化を促進させる。従つてターゲツトT1
T2の空隙には高密度プラズマが形成され、それ
に伴つて、ターゲツト物質のスパツターが可能と
なり、基体面に磁性材料が堆積する。対向ターゲ
ツトスパツター法は他の飛翔手段にくらべて、高
速スパツター、高堆積速度制膜が可能であり、基
体がプラズマに直接さらされることがなく、又、
低い基板温度で製膜ができる等のことから、垂直
磁化膜を有する磁気記録媒体を得るのに有利であ
る。又、特に対向ターゲツトスパツター法によつ
て飛翔する磁性膜材料の基体への入射エネルギー
は、通常のスパツター法よりも小さいので垂直磁
化記録に適した秩序正しい膜が出来易い。 次に以上の装置を用いて磁気記録媒体の作製を
行い得られた磁性膜の評価は、X線回折法による
物質の同定並びに酸化鉄の状態の評価と、試料振
動型磁力計による磁気記録媒体としての磁気特性
の評価を行つた。作製に用いた装置の条件を示
す。 装置条件 1 ターゲツト材:鉄(Coを1原子パーセント
含有) 2 基 体 :ガラス 3 ターゲツト間隔:100mm 4 スパツタ空間の磁界:140エーテルステツド 5 ターゲツト形状:100mm直径円盤5mm厚 6 基板とターゲツト端部の間隔:30mm スパツターは真空槽内を10-6torrに排気後、ア
ルゴンと酸素との混合ガスを全土4m torr導入し
て行つた。スパツター投入電力は420Wであつた。 このようにして得られた磁気記録媒体について
の磁気特性を第2図に示す。Mv/Mhは0.5以上
であつた。(保磁力Hcは垂直方向の保磁力Hvが
920エルステツド、面内方向のものHhが750エル
ステツドであつた。)なお第2図において縦軸は
磁化量(単位:ガウス)、横軸は印加磁界の強さ
(単位:キロエルステツド)である。又、この磁
気記録媒体の組成をXMA(X線マイクロアナリ
シス)装置(日立製作所製「X−556」KEVEX
−7000型)で測定したところFeが主ピークであ
り、少量のCoが含まれていた。又、酸化鉄の状
態を調べるためにX線回折装置(日本電子製
「JDX−10RA」)を用いて測定したところ第1表
に示すように酸化鉄を主成分とするものであるこ
とが判つた。また磁性膜は、膜面と垂直方向に秩
序正しい構造を有していることが電子顕微鏡で観
察された。このように酸化鉄を主成分とする連続
薄膜型磁気記録媒体においてMv/Mhが0.5以上
の該媒体が得られたことは驚くべきことである。
【表】
【表】 (比較例) 先に述べた作成の条件(第10′頁〜第11頁)の
うち、ターゲツト材を純鉄に変えた以外は、同じ
にして、磁気記録媒体をつくつた。得られた媒体
のMv/Mhは0.2であつた。(保磁力Hcは、垂直
方向の保磁力Hvが600エルステツド、面内方向の
保磁力Hhは750エルステツドであつた。)
【図面の簡単な説明】
第1図は対向ターゲツト式スパツター装置の概
略を示したものである。 図において、T1,T2はターゲツト、1は真空
槽、2は排気系、3はガス導入系、4はターゲツ
ト電極ホルダー、5は基体ホルダー、6は基体
T1,T2はターゲツトを示し、第2図は実施例の
磁気記録媒体のヒステリス曲線であり、aは磁性
面の面内方向磁気特性曲線、bは磁性面に垂直な
方向の軸気特性曲線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コバルトを含む鉄を対向ターゲツトとして用
    いた、対向ターゲツト式スパツター装置によつて
    磁性膜の面内方向の残留磁化Mhと垂直方向の残
    留磁化Mvの比Mv/Mhが0.5以上である、
    Fe3O4,γ−Fe2O3あるいはFe3O4とγ−Fe2O3
    中間状態の酸化鉄を主成分としたコバルトを含有
    している連続磁性薄膜の製造方法。
JP58016760A 1983-02-03 1983-02-03 連続磁性薄膜の製造方法 Granted JPS59142736A (ja)

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JP58016760A JPS59142736A (ja) 1983-02-03 1983-02-03 連続磁性薄膜の製造方法
EP84101074A EP0116881A3 (en) 1983-02-03 1984-02-02 Magnetic recording medium and process of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5434205A (en) * 1977-08-22 1979-03-13 Canon Inc Magnetic recording medium
JPS57158380A (en) * 1981-03-26 1982-09-30 Teijin Ltd Counter target type sputtering device

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JPS59142736A (ja) 1984-08-16

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