JPH03283111A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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〕 本発明は主として固定型磁気記録装置等に用いられる磁
気記録媒体、特に保磁力の大きい強磁性薄膜を有する磁
気記録媒体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に磁気記録装置としては磁気テープ装置、固定型磁
気記録装置（ハードディスク装置）、フロッピー装置が
あるが、いずれも高密度記録化に対する要求が極めて強
い。

ところで高密度記録の実現には保磁力の大きな媒体と書
込み磁場の大きいヘッドが必要とされることは広く知ら
れている。

通常、薄膜ヘッド、或いはＭＩＧヘッドを用いる場合、
磁気記録媒体の保磁力は１２０００ｅ以下、またＭｎＺ
ｎフェライトヘッドを用いる場合は９０００ｅ以下であ
れば飽和記録を行い得るが、保磁力がこれ以上になると
未飽和記録状態が発生するとされている。

第５図は従来の磁気記録媒体の断面図であり、磁気記録
媒体は基板１１上にスパッタ法等を用いてＣｒ層１２、
強磁性薄膜１３をこの順序に積層し、その上に保護膜１
４を形成して構成される。このような磁気記録媒体に対
する書込みは第６図に示す如くに行われる。第６図は磁
気記録媒体への書込み時の態様を示す模式図であり、磁
気記録媒体２０を回転させつつこれに対向させた磁気ヘ
ッド２１の電流方向を切換えると、磁気記録媒体２０に
はその周方向に磁区２２が形成され、書込みが行われる
こととなる。

第７図は記録媒体の書込み部分１ビット分を拡大して示
す模式図であり、２３は磁壁、２４は磁化遷移領域を示
している。

このような磁化遷移領域２４においては反磁界の影響に
よって第７図（ａ）に示す如く鋸歯状をなし、境界線の
不規則な磁壁が２３形成され、ビット長を短縮してゆく
と第７図（ａｌに示す如くビット長内に占める磁化遷移
領域２４の面積が相対的に大きくなり、読み出し信号の
出力波形が第８図（ａ）に示す如く不規則となって変調
雑音比が低下し、また半価幅が大きくなって出力電圧値
を低下させる原因となる。

この磁化遷移領域２４の長さ（Ｗ）は保磁力（Ｈｃ）に
反比例し、また強磁性薄膜の膜厚δに比例し、下式で示
される如き関係があり、保磁力の増大により磁化遷移領
域２４の長さ（Ｗ）が第７図（ｂ）に示す如く短縮され
、それだけ記録密度を高め得、第８図（ｂ）に示す如く
変調雑音比９重ね書きＳＮ比を高め得ることとなる。

Ｗ＝に−Ｂｒ−δ／ＨＣ−・−・・−・（１１ところで
保磁力の増大には強磁性薄膜の形成時にその加熱温度を
高め、またバイアス電圧を負荷するのが有効である。し
かし保磁力のみを大きくするとヘッドの書込み磁場は保
磁力の３倍程度必要とされることから未飽和記録状態が
発生し、変調雑音比１重ね書きＳＮ比が低下するという
不都合が生じる。

従って強磁性薄膜の保磁力と磁気ヘッドの書込み磁場強
度とは相応した関係が必要とされることになる。

本発明者等は記録密度を高めるべく実験、研究を行った
結果、次のような事実を知見した。

即ち、ヘッドによる書込み磁場はヘソドギャンブ付近で
大きく、ここから離れるに従って小さくなるから、この
書込み磁場の大きさに対応させて保磁力もヘッドに近く
位置する側、即ち磁気記録媒体の表面側で大きく、ヘッ
ドから離れた部分で小さくすれば、保磁力がヘッド書込
み磁場の大きさに対応することとなり、保磁力が厚さ方
向に均一な磁気記録媒体と比較して変調雑音比１重ね書
きＳＮ比が改善されると推測される。

そこで磁気記録媒体の材料を変えて表面上部で保磁力が
大きく、内部で小さくなるよう形成し、変調雑音比１重
ね書きＳＮ比を調べた結果、強磁性薄膜を単層膜構造と
した場合よりも低下するという結果を得た。

この要因は第９図に示すＢ−Ｈカーブに見られる如く、
記録媒体を２層構造で構成すると表面部と内部とで独立
に磁化されていることにあると考えられ、このことから
記録媒体の上部では保磁力を強く、下部では保磁力を低
（設定し、しかもＢ−Ｈカーブにおいて保磁力の高い領
域、低い領域の両領域は独立には磁化されない構成とす
るのが変調雑音比１重ね書きＳＮ比の向上に効果的であ
ることを知見した。

本発明はかかる知見に基づきなされたものであって、そ
の目的とするところは磁気記録媒体の表面部と内部とで
保磁力が異なり、しかもＢ−Ｈカーブにおいて独立に磁
化されることのない磁気記録媒体の製造方法を提供する
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法は、基板上にス
パッタにより形成された強磁性薄膜を備える磁気記録媒
体の製造方法において、スパッタにより強磁性薄膜を成
膜する過程で基板側に実効電圧値が時間的に変化するバ
イアス電圧を印加することを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあってはこれによって、強磁性薄膜の保磁力が
内部から表面側に向かって変化することとなる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の実施
状態を示す模式図であり、図中１は基板、２は支持台、
３．４はターゲットを示している。基板１は、例えば八
１合金にＮｉＰをメツキした円板形に形成されており、
周面の複数箇所を支持台２の導電部分２ａに支持されて
縦置き状態で支持されている。支持台２は絶縁ペデスタ
ル２ｂ上に導電部分２ａを設けて構成されており、導電
部分２ａには電極５及びフィードスルー６を介して電源
７が接続され、制御部８にてバイアス用の電源７からの
給電制御を行うようになっている。電源７としては直流
電源又は高周波（ＲＦ）電源が用いられる。また各ター
ゲット３．４は基板１の両面と対向するよう配設されて
おり、夫々にはスパッタ用電源９，９が接続されている
。

而して本発明方法にあっては、第２図に示すように基板
１の両面に下地層としてＣｒ層１２を堆積し、次いでス
パッタにより強磁性薄膜１３を、更に保護膜１４を順次
的に堆積するが、前記強磁性薄膜１３の成膜に際しては
、基板１に制御部８にて負のＲＦ電圧、又は直流バイア
ス電圧を印加し、しかも成膜の進行に伴ってこのバイア
ス電圧値を変化させる。

基板１側から順次成膜の進行に従ってバイアス電圧値を
段階的に（又は連続的に）大きくして第２図に示すよう
に保磁力の小さい強磁性薄膜１３ａ、保磁力の大きい強
磁性薄膜１３ｂを形成する。バイアス電圧としては−３
０〜−１０００Ｖの範囲内が望ましい。バイアス電圧が
−１０００Ｖを越えると異常放電現象が発生し、また−
３０Ｖ以上では保磁力の増大に実質的な効果がないこと
による。このようなバイアス電圧を印加しつつスパッタ
を行うことによって、結晶内における転位が広がり、 磁壁ピンニングに寄与することとなる。

写真Ａはバイアス電圧を印加した場合の、また写真Ｂは
バイアス電圧を印加しない場合における各強磁性薄膜の
ＴＥＭによる結晶構造を表す写真（２０００００倍）で
ある。これから明らかなように、バイアス電圧を印加し
た場合には積層欠陥が増大し、結晶粒が小さく、保磁力
を増大せしめ得ることが解る。

〔数値例〕

次に本発明方法について具体的数値を掲げて説明する。

直径５．２５　’のアルミ合金上にＮｉＰメツキを施し
て基板を形成し、周方向に対する保磁力の形状異方性を
高めるべくその表面にチーブチキスチャ機を用いて円周
方向に表面粗さがＲａ　：　５０人の凹凸状研磨底を形
成した後、２５０℃に加熱した基板１に、先ず下地層と
して膜厚５００人のＣｒ層を形成する。このＣｒ層につ
いてＸ線極点図を用いて結晶配向を調査した結果、（２
００）面が基板に垂直となっていることが確認された。

次にＣｏ、、Ｃｒ、Ｔａ、。

Ｃｏｔｚ、５Ｃｒｔ、５Ｎｉｚｏ＋　Ｃｏ８ａ　Ｎ１ｚ
ｏ　（原子数％）等を、バイアス電圧を第３図に示す如
く時間と共に連続的に、又は段階的に変化させつつ強磁
性薄膜をスパッタ成膜し、更にカーボン製の保護膜を堆
積して磁気記録媒体を製造し、その磁気特性、電磁変換
特性を調べた。

なお参照のためバイアス電圧を強磁性薄膜の形成開始か
ら終了まで一定に維持して製造した磁気記録媒体につい
ての特性を比較例として示す。

第３図はバイアス電圧の印加モードを示すグラフであり
、横軸に時間（Ｔ／Ｔｏ、Ｔｏ　ニスバッタ時間）を、
また縦軸にバイアス電圧値（Ｖ）をとって示しである。

グラフ中のバイアスモードＡは強磁性薄膜の形成開始時
点から形成開始時点迄、所定の時間的比率によってバイ
アス電圧値を高くするよう印加モードを設定した場合を
示し、またバイアスモードＢは強磁性薄膜の形成終了迄
に要する時間の前半部５０％の間はバイアス電圧値を零
に近い値に、また後半部ではバイアス値を一５４０■に
設定する印加モードとした場合を示し、更にバイアスモ
ードＣは強磁性薄膜の形成に要する時間の前半部５０％
においてはバイアス電圧値を略零に近い値に、また後半
部はバイアス電圧値を一２９５■に設定する印加モード
とした場合を示している。

一方バイアスモードＤ、Ｅ、Ｆは強磁性薄膜の形成期間
中、夫々バイアス電圧を零Ｖ、　−２００Ｖ。

−４００Ｖに一定にした場合を示している。

他の成膜条件は記録媒体の磁気特性、電磁変換特性と共
に表２に示す。なお電磁変換特性の評価条件は表１に示
すとおりである。

（以下余白） 表２から明らかな如く、強磁性薄膜の形成過程でバイア
ス電圧を変化させて印加する本発明方法にあっては、重
ね書きＳＮ比、変調雑音比が高く、しかも）ＩＦ出力、
分解能は従来と変わらぬレベルを維持し得ていることが
解る。

第４図は表２に示す本発明例と従来例とについてのノイ
ズスペクトルを示すグラフであり、横軸に周波数（ＭＨ
ｚ）を、また縦軸にノイズレベルをとって示しである。

第４図（ａ）は本発明例の、また第４図（ｂｌは従来例
の結果を示している。このグラフから明らかなように従
来例に比較して本発明例は変調雑音比及び重ね書きＳＮ
比を同時に低減し得ていることが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては強磁性薄膜の成膜過程
で、バイアス電圧値を時間的に変化させるから、保磁力
が強磁性薄膜の厚さ方向において異ならせ得ることとな
り、２層分離を生じることなく、記録密度の大幅な向上
を図れる等本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図は
本発明方法により製造した磁気記録媒体の断面構造図、
写真Ａは本発明方法によって製造した強磁性薄膜表面部
のＴＥＭによる結晶の構造を表す写真、写真Ｂはは従来
方法によって製造した強磁性薄膜表面部のＴＥＭ　４こ
よる結晶の構造を表す写真、第３図は実施例におけるバ
イアス電圧印加モードを示すグラフ、第４図（ａ）は本
発明例のノイズスペクトル図、第４図（ｂ）は従来例の
ノイズスペクトル図、第５図は一般的な磁気記録媒体の
断面構造図、第６図は磁気記録媒体への書込み時の態様
を示す模式図、第７図は書込まれた部分の部分拡大図、
第８図は第７図の書込み部分からの読取り信号を示す波
形図、第９図は２層記録媒体のＢ−Ｈ曲線である。 １・・・基板　２・・・支持台　３，４・・・ターゲッ
ト５・・・電極　６・・・フィードスルー　１１・・・
ＣｒＨ１３・・・強磁性薄膜　　１３ａ・・・保磁力が
小さい強磁性薄膜１３ｂ・・・保磁力の大きい強磁性薄
膜　　１４・・・保護膜糖 第 図 Ｔ／Ｔ。 峙間 第 図 ７ｉｌｌ＆ （ＭＨ２） 周　５度　数 （ＭＨＩ） 第 図 第 図 第 図 第 図 （ｆ−１１１ｒｊがＬ鳴） 第９図 千′Ｉｆｔ′４正ａ（方式） 平成２年８月６日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．基板上にスパッタにより形成された強磁性薄膜を備
   える磁気記録媒体の製造方法において、 スパッタにより強磁性薄膜を成膜する過程 で基板側に実効電圧値が時間的に変化するバイアス電圧
   を印加することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。