JPH03256305A - 垂直磁気記録膜およびその製造方法 - Google Patents

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、新しい垂直磁気記録膜に関するものである。

（従来の技術） 垂直磁気記録膜は従来の長手記録方式に比べ磁気記録密
度を飛躍的に高める記録方式として注目され盛んに研究
されている。特に磁気記録媒体材料としては、コバルト
・クロム（Ｃｏ−Ｃｒ）合金の研究が進んでいる。また
、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜よりも更に飽和磁化の値の大きな垂
直磁気記録膜を作製する一つの方法として、２つの金属
を交互に積層した組成変調構造を有する膜の垂直磁気記
録膜の研究も行われている（例えばジャーナルオブアプ
ライドフイジックス（Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、）
第６１巻、第８号４３１７頁から４３１９頁参照）。

（発明が解決しようとする課題） Ｇｏ−Ｃｒ合金膜は垂直磁気特性がコバルトの濃度が２
０％の近傍のみでしか得られず、飽和磁化の値が５００
ｅｍｕ／ｃｍ３程度と必ずしも大きくないために、読み
出し時のＳ／Ｎ等を考えた場合磁気記録密度に限界があ
る。

本発明の目的は飽和磁化の値の大きなコバルトｌアルミ
ニウム組成変調構造の垂直磁気記録膜の製造方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、コバルトとバナジウムが交互に積層された多
層構造を有する薄膜に於て、コバルト層の厚さが５Ａか
ら３０Ａで、バナジウム層の厚さがＩＯＡから７ＯＡの
範囲内であることを特徴とする垂直磁気記録膜、および
蒸着装置のベース真空度を１０−７ｔｏｒｒ、あるいは
これより高真空にした後、基板温度が一５０’Ｃ以上＋
３００℃以下で、基板上にコバルトとバナジウムを交互
に積層して形成したことを特徴とする前記垂直磁気記録
膜の製造方法、およびコバルトとバナジウムを交互に積
層して形成したコバル）／バナジウム組戒変調膜を１５
０℃以上４５０℃以下の温度で熱処理する行程を備えた
ことを特徴とする前記垂直磁気記録膜の製造方法である
。

（実施例） 以下本発明について実施例により説明する。第１図は、
本発明の垂直磁気記録膜断面の模式図である。基板２上
にバナジウム層９とコバルト層８が交互に積層されてい
る。本発明の実施にあたっては第２図に示した交互蒸着
装置を用いて底膜を行った。

第２図の蒸着装置の真空チャンバー内には、コバルト及
びバナジウムのインゴットを充填した２つの電子ビーム
蒸着源１，１′、基板２、基板加熱ヒーター３、二つの
電子ビーム蒸着源の蒸着レーザをモニターするための水
晶振動子膜厚計４，４′、二つの蒸着源がら出た分子線
束の開閉を行うためのシャッター５．５′、真空ゲージ
６があり、ゲートバルブ７を通して、図示していない真
空ポンプにより排気される。また、１０８ｔｏｒｒより
高い真空度を得るためにチャンバーの外周にはヒーター
が取り付けられ、ベーキングが出来るようになっている
。１０−８ｔｏｒｒより高い真空度のもとての底膜は、
チャンバーを１５０’Ｃで１０時間ベーキングした後行
ったが、１ｏ−８ｔｏｒｒより低い真空度のもとての底
膜は、チャンバーベークをせずに行った。組戒変調膜は
、二つの電子ビーム蒸着源からの蒸着レートが一定とな
るよう電子ビーム蒸着源のパワーを調整した後、２つの
シャッターを交互に開閉することによって、コバルトと
バナジウムを所望の膜厚で交互に積層して形成される。

まず、蒸着前の真空度２．０Ｘ１０−８ｔｏｒｒ、基板
温度ｉｏｏ℃１蒸着レート１．ＯＡ／ｓｅｅの条件のも
とで、シリコン基板上にコバルトおよびバナジウムの膜
厚を変えた膜を作製し、室温下で飽和磁化、垂直磁気異
方性エネルギーを測定した。作製した膜の全体の膜厚は
３０００Ａである。飽和磁化・垂直磁気異方性エネルギ
ーの大きさは振動試料型磁力形、およびトルク磁力計を
用いて測定した。その結果を第１表に示す。なお、垂直
磁気異方性の認められなかったものについては、垂直磁
気異方性エネルギーの欄は単に（−）の符号を、同じく
非磁性のものについては（×）の符号を付すにとどめた
。なお、比較例としてＣｏｄ□Ｃｒ２ｏの組成を持つ合
金膜を蒸着前の真空度が２．０Ｘ１０−８ｔｏｒｒ、基
板温度１００℃１蒸着レート１、ＯＡ／ｓｅｅの条件で
作製した。この膜は飽和磁化４１０ｅｍｕ／ｃｍ　、垂
直磁気異方性エネルギー４Ｘ　１１０５ｅｒ／ａｍの垂
直磁化膜であった。

第１表 第１表 第１表かられかるように、垂直磁気異方性を有する膜は
、コバルト層の厚さが２．５Ａから３０Ａの範囲内であ
るときに得られ、この領域内でバナジウム層の厚さが５
Ａ〜？ＯＡのとき、飽和磁化の値が比較例として作製し
たＣｏｇ□Ｃｒ２Ｏ合金膜よりも大きく、ＣｏＢ□Ｃｒ
２Ｏ合金膜に比べ磁気記録密度を高くすることが出来る
。

次に蒸着基板としてシリコンウェハーを用い、基板温度
を一１００℃から４００℃の条件でコバルト１５Ａ、バ
ナジウム１０Ａ、・繰り返し数１００回、すなわち総膜
厚２５０ＯＡのコバルト／バナジウム組成変調膜を作製
し、ＶＳＭにより、それぞれの膜の飽和磁化と垂直磁化
膜かどうかを調べた。第３図から第７図は、それぞれチ
ャンバーのベース真空度が２Ｘ１０　’ｔｏｒｒ、ｌＸ
１０−７ｔｏｒｒ、３Ｘ１０８ｔｏｒｒ、５Ｘ１０−９
ｔｏｒｒ、７　Ｘ　１０−１０ｔｏｒｒの場合の基板温
度と飽和磁化の関係を示している。○印は垂直磁化膜、
Ｘ印は面内磁化膜を意味する。これらの結果からベース
真空度が１０−７ｔｏｒｒ又はこれより高い真空度で、
基板温度が一５０℃以上＋３００℃以下の場合に、比較
例の共蒸着Ｃｏ８０Ｃｒ２０膜より大きな飽和磁化を持
つ垂直磁化膜が得られることがわかる。ここではコバル
ト層が２．５Ａ〜４０Ａ、バナジウム層が５Ａ〜９０Ａ
の範囲で試料を作製し、コバルト層が２．５Ａ〜３０Ａ
、バナジウム層が５Ａ〜７０Ａの範囲で基板温度が一５
０６Ｃ以上＋３００℃以下の場合に、比較例の共蒸着Ｃ
ｏ８０Ｃｒ２０膜より大きな飽和磁化を持つ垂直磁化膜
が得られることを確認した。

つぎに、チャンバーの真空度が２Ｘ１０−９ｔｏｒｒの
もとでシリコンウェハー基板上に、コバルト１５Ａ、バ
ナジウムＩＯＡ、繰り返し１２０回、総膜厚３０００Ａ
、基板温度Ｏ０Ｃで作製したコバルトｌバナジウム組成
変調膜を１００℃から５００℃の温度で３０分間の熱処
理をｌＸ１０−７ｔｏｒｒの真空中で行い、ＶＳＭによ
り飽和磁化とそれぞれの膜が垂直磁化膜かどうかを調べ
た。

熱処理前のコバル）／バナジウム組成変調膜の飽和磁化
は６１７ｅｍｕ／ｃｍ３の垂直磁化膜であった。第８図
に、熱処理温度と飽和磁化の関係を示している。

図中○印は垂直磁化膜、×印は面内磁化膜を意味する。

これらの結果から熱処理温度を１５０℃以上４５０℃以
下で行うことに依って熱処理以前よりも飽和磁化が上が
り、熱処理を行わずに作製した膜より大きな飽和磁化を
持つ垂直磁化膜が得られることが分かる。ここでは基板
温度０℃で作製したコバルト／バナジウム組成変調膜に
ついて述べたが、基板温度が一５０℃以上、２５０℃以
下で作製したコバルト／バナジウム組成変調膜において
、１５０℃以上４５０℃以下で熱処理を行うことに依っ
て熱処理以前よりも飽和磁化が上がった。第８図は熱処
理時間を３０分としたが、１時間ないし２時間の場合も
同様の結果を得た。また、熱処理の雰囲気は真空の場合
について述べたが、窒素あるいはアルゴンガスでも同様
の結果を得た。

以上、シリコン基板について説明したが、サファイア基
板やＡＩ等の金属基板でも同様にＣｏ−Ｃｒ合金膜より
も飽和磁化の大きな垂直磁化膜が得られた。

（発明の効果） 以上実施例にて説明したように本発明によれば、従来の
コバルト・クロム合金膜より大きな飽和磁化を持つ垂直
磁化膜が得られ、そのために従来のコバルト・クロム合
金より読み出し時のシグナルが大きく取れるばかりでな
く、磁気記録密度を高くすることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の垂直磁気記録膜の構造を示す模式図。 第２図は本発明を実施するために用いた蒸着装置の模式
図。図において、１．ｖは蒸着源、２は基板、５，５′
はシャッター、８はコバルト層、９はバナジウム層。 第３図から第７図は、コバルトｌバナジウム組成変調膜
の飽和磁化と基板温度の関係を示す図。第８図はコバル
）／バナジウム組成変調膜の飽和磁化と熱処理温度の関
係を示す図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コバルトとバナジウムが交互に積層された多層構
   造を有する薄膜において、コバルト層の厚さが２．５Ａ
   から３０Ａで、バナジウム層の厚さが５Ａから７０Ａの
   範囲内であることを特徴とする垂直磁気記録膜。
2. （２）蒸着装置のベース真空度を１０＾−＾７ｔｏｒｒ
   、あるいはこれより高真空にした後、基板温度が−５０
   ℃以上、＋３００℃以下の基板上にコバルトとバナジウ
   ムを交互に蒸着し積層して形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の垂直磁気記録膜の製造方法。
3. （３）コバルト／バナジウム組成変調膜を１５０℃以上
   ４５０℃以下の温度で熱処理する工程を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂直磁気記録膜の
   製造方法。