JPH0370362B2 - - Google Patents

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JPH0370362B2
JPH0370362B2 JP57123335A JP12333582A JPH0370362B2 JP H0370362 B2 JPH0370362 B2 JP H0370362B2 JP 57123335 A JP57123335 A JP 57123335A JP 12333582 A JP12333582 A JP 12333582A JP H0370362 B2 JPH0370362 B2 JP H0370362B2
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JP
Japan
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film
magnetic
target
substrate
sputtering
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JP57123335A
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Japanese (ja)
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JPS5914617A (en
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Mamoru Sugimoto
Satoshi Nehashi
Akihiko Kawachi
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPS5914617A publication Critical patent/JPS5914617A/en
Publication of JPH0370362B2 publication Critical patent/JPH0370362B2/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
    • G11B5/656Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing Co

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  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、磁気記録材料、より詳しく述べるな
らば、コバルト・クロム垂直磁気記録媒体に関す
るものである。 磁気記録媒体は、コンピユーターの記憶装置に
用いられ一般に記録媒体の長手方向に磁化させて
いる。しかしながらこのような磁化方式では記録
密度の高密度化に限界があり、はるかに高密度化
が可能となる記録媒体の面に垂直な方向に磁化す
る方式が提案されている。そして、磁性薄膜に対
して垂直方向に磁化可能な垂直磁気記録媒体には
コバルト・クロム(以下Co−Crと略記する)が
使用され、スパツタリングによつて基板上に薄膜
を形成している。 垂直記録媒体の作成には、膜面垂直方向の反磁
界に打勝つ垂直磁気異方性を付与することが必要
である。最密六方晶コバルトはC軸方向に大きい
結晶磁気異方性を有しているが、磁化が大きいた
めに形状磁気異方性エネルギーが大きく、垂直磁
気異方性膜は得られない。そのため、クロムを添
加することにより飽和磁化を減少させるととも
に、最密六方晶のC軸を基板垂直方向に強く配向
させることにより垂直磁気異方性膜を作成するこ
とが可能になる。ところが、超高密度磁気記録を
実現させた場合、1つのビツトにおける減磁界
は、薄膜時の最大の減磁界4πMs(Msは飽和磁化)
より相当減る筈であり、必ずしも Ku>2πMs2(Kuは磁化膜の結晶異方性定数
である。) の条計を満たす必要はないと考えられる。 一方、Co−Cr垂直磁化膜は、バルクの場合コ
バルトの飽和磁化が、クロム含有量が増えるに従
い、直続的に減少するのに対し、その直続よりや
や高い飽和磁化の減少傾向を示していることか
ら、結晶粒界にクロムが偏折していることが予想
され、最近、膜の断面のオージエ電子分光分析に
よつて、実証された。つまり、飽和磁化を下げ、
減磁界を小さくするために、結晶粒中に適度にク
ロムが混入することと、結晶粒界にクロムが偏析
し、非磁性層を形成することによつて、磁壁移動
による磁化機構を減少させ、結晶粒間を磁気的に
分離させて、単磁区粒子の磁化回転のみにするこ
とが、理想的な垂直磁気記録媒体と考えられる。 従来のCo−Cr垂直磁化記録媒体は、膜の垂直
異方性(特にここでは垂直異方性磁界HKで表わ
す。)を上げると垂直方向の保磁力Hc(⊥)も上
昇してしまう。 4インチCoターゲツトにCrペレツトをおいて、
12.5μm厚のポリイミドにRFマグネトロンスパツ
タ形成させた例を以下に記す。 例 1 初期真空度 3×10-8torr 投入電力 1KV 70mA 時 間 1hour における膜特性は Cr量 21(wt%) △θ50 3.8(deg.) Hc(⊥)750(Oe) Hc()200(Oe) HK 4000(Oe) 例 2 初期真空度 3.5×108torr 投入電力 2KV 127mA 時 間 10min における膜特性は Cv量 22(wt%) △θ50 3.9(deg) Hc(⊥)1600(Oe) Hc() 350(Oe) HK 5700(Oe) であつた。これは、投入電力を変えた場合の例で
あるが、基板加熱した場合も同様の傾向を示す。
つまり、熱が膜形成時にかかることによつて、保
磁力Hcも、異方性磁界HKも上昇する。ところ
がこれは、現実に非常に不都合である。垂直記録
媒体は、例2のように高HKが当然望ましいので
あるが、Hc(⊥)が大きくなりすぎると、フエラ
イト、パーマロイ、センダスト、アモルフアス軟
磁性体等を用いた磁気ヘツドでは飽和させる為
に、ヘツドに流す電流を非常に大きくしなければ
ならない。たとえ、飽和記録できても消去が困難
であつたり、オーバーライト特性が劣化してしま
うという欠点が生じる。一方、例1のような場合
には、書き込み電流及び、オーバライトの特性は
改善されるが垂直磁気記録の本来の垂直異方性磁
界が小であるため、高密度記録における磁化反転
がシヤープでなく、記録密度特性が悪化してしま
う。 本発明はかかる点を鑑み、Co−Cr系に更に第
三元素としてチタンを添加することによりこれら
の難点を解決したものである。 本発明の目的は、結晶粒間を磁気的に分離さ
せ、超高密度磁気記録媒体を提供することにあ
る。 本発明の他の目的は100KFRPI以上の超高密度
磁気記録における出力及び分解能を飛躍的に高め
ることにある。 本発明は、Co−Crに更に、チタン(以下、Ti
と略す。)を2〜10wt%(2.4〜11.9at%)含有さ
せることにより明らかに効果を発揮する。 ここで、wt%は重量%を示し、at%は原子%
を示す。また、wt%とat%は、お互いに1対1
に対応し、簡単に換算することができること、及
び、本願の実施例の実験は重量%単位で行なつた
ことから、以下、本発明の詳細な説明中では、元
素の含有率はwt%で統一する。 Tiの添加量が10wt%ご超えると膜の結晶性が
著しく低下し、膜の垂直異方性が急激に落ちる。 また、Tiの添加量が2wt%に満たないと膜の垂
直異方性の増大の効果がほとんどない。従来
CoCr2元系では、Crが12〜30wt%の範囲で磁気
特性、結晶配向とも良好であるとされていたが、
本発明のTi添加によつてCr量の下限が広がり二
元系の場合よりも良い特性を示した。第1図に本
発明の効果を示す。表中の数字は、Co中のCrと
Tiの含有量を重量%で表示した。斜線部が本発
明によつて垂直磁気異方性が改善された領域で、
その他は本発明の効果を示さない領域である。 具体例として、DCスパツタ、RFスパツタ、マ
グネトロンスパツタ、対向ターゲツト方式スパツ
タ、電子ビーム蒸着、メツキ等薄膜作製法あるい
はポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ガ
ラス、アルマイト処理したアルミ基板等の基板材
質にかかわらず、本発明のTi添加効果がある。
一般に、垂直磁気記録媒体として、垂直磁気記録
層単層の場合とその下に裏うち層として高透磁率
層を設ける場合があるが、本発明は、裏うち高透
磁率層の材質、例えばパーマロイ、Co系、Fe系
アモルフアス高透磁率薄膜を各種変更してもなり
たつ。 以下、実施例にもとずいて、本発明を説明す
る。 実施例 1 ポリイミド基板にRF電源でCo−Cr及び、Co
−Cr−Ti垂直磁化膜を形成した。 ターゲツトは、Co−13wt%Cr、Co−16wt%
CrCo−20wt%Crと3種類のCo−Cr合金ターゲ
ツトを用いた。Co−Cr−Ti三元系垂直磁化膜に
ついてはCo−Cr合金ターゲツト上に、5×5×
1mmのサイズのTiペレツトを分布が均一になる
ように配置して各種のTi量の薄膜を作製した。 各成分の含有量はXMAにて定量を行つた。 スパツタ条件 初期真空度 <3×10-7torr アルゴンガス圧 3×10-3torr パワー 400w(0.26A 2.2KV) スパツタ時間 15min ターゲツト基板間距離 50mm 基 板 50μmポリイミド スパツタ前にベルジヤーのベーキング及び、ポ
リイミド基板のガス出しを行つた。スパツタ中は
基板ホルダーを水冷した。スパツタ時間は、15分
で、膜厚は約0.6μmであつた。以下に、作製した
膜のロツキングカーブの半値幅△θ50と磁気特性
を示す。 Co−13wt%Crターゲツト上にTiペレツトを置
いた場合を第1表に示す。同時にCo−16wt%
Cr,Co−20wt%Crターゲツトを用いた場合をそ
れぞれ第2表、第3表に示す。
The present invention relates to magnetic recording materials, and more particularly to cobalt chromium perpendicular magnetic recording media. Magnetic recording media are used in computer storage devices and are generally magnetized in the longitudinal direction of the recording medium. However, such a magnetization method has a limit in increasing the recording density, and a method has been proposed in which magnetization is performed in a direction perpendicular to the surface of the recording medium, which makes it possible to achieve a much higher density. Cobalt chromium (hereinafter abbreviated as Co-Cr) is used for a perpendicular magnetic recording medium that can be magnetized in a direction perpendicular to a magnetic thin film, and a thin film is formed on a substrate by sputtering. To create a perpendicular recording medium, it is necessary to provide perpendicular magnetic anisotropy that overcomes the demagnetizing field in the direction perpendicular to the film surface. Close-packed hexagonal cobalt has large magnetocrystalline anisotropy in the C-axis direction, but because of its large magnetization, the shape magnetic anisotropy energy is large, making it impossible to obtain a perpendicular magnetic anisotropic film. Therefore, by adding chromium, it is possible to reduce the saturation magnetization and to strongly orient the C axis of the hexagonal close-packed crystal in the direction perpendicular to the substrate, thereby making it possible to create a perpendicular magnetic anisotropic film. However, when ultra-high-density magnetic recording is realized, the demagnetizing field for one bit is the maximum demagnetizing field in a thin film, 4πMs (Ms is saturation magnetization).
Therefore, it is considered that it is not necessary to satisfy the condition Ku>2πMs 2 (Ku is the crystal anisotropy constant of the magnetized film). On the other hand, in the case of a Co-Cr perpendicularly magnetized film, the saturation magnetization of cobalt decreases continuously as the chromium content increases in the case of bulk, but the saturation magnetization tends to decrease at a rate slightly higher than that of the chromium content. Therefore, it is predicted that chromium is polarized at the grain boundaries, and this was recently demonstrated by Auger electron spectroscopy analysis of a cross section of the film. In other words, lower the saturation magnetization,
In order to reduce the demagnetizing field, a moderate amount of chromium is mixed into the crystal grains, and chromium is segregated at the grain boundaries to form a nonmagnetic layer, thereby reducing the magnetization mechanism due to domain wall movement. An ideal perpendicular magnetic recording medium is considered to be one in which the crystal grains are magnetically separated so that only the magnetization rotation of single domain grains occurs. In conventional Co--Cr perpendicular magnetization recording media, when the perpendicular anisotropy of the film (particularly represented here by the perpendicular anisotropy magnetic field HK) is increased, the coercive force Hc (⊥) in the perpendicular direction also increases. Place a Cr pellet on a 4 inch Co target,
An example of forming RF magnetron spatter on 12.5 μm thick polyimide is described below. Example 1 Initial degree of vacuum 3×10 -8 torr Input power 1KV 70mA Time 1 hour Film properties are Cr content 21 (wt%) △θ 50 3.8 (deg.) Hc (⊥) 750 (Oe) Hc () 200 ( Oe) HK 4000 (Oe) Example 2 Initial degree of vacuum 3.5×10 8 torr Input power 2KV 127mA Time 10min Film properties are Cv amount 22 (wt%) △θ 50 3.9 (deg) Hc (⊥) 1600 (Oe) Hc () 350 (Oe) HK 5700 (Oe). This is an example when the input power is changed, but the same tendency is shown when the substrate is heated.
In other words, as heat is applied during film formation, both the coercive force Hc and the anisotropic magnetic field HK increase. However, this is actually very inconvenient. For perpendicular recording media, it is naturally desirable to have a high HK as shown in Example 2, but if Hc (⊥) becomes too large, magnetic heads using ferrite, permalloy, sendust, amorphous soft magnetic materials, etc. will be unable to reach saturation. , the current flowing through the head must be very large. Even if saturation recording is possible, there are drawbacks such as difficulty in erasing and deterioration of overwrite characteristics. On the other hand, in a case like Example 1, although the write current and overwrite characteristics are improved, the original perpendicular anisotropy field of perpendicular magnetic recording is small, so the magnetization reversal in high-density recording is not sharp. Therefore, the recording density characteristics deteriorate. In view of these points, the present invention solves these difficulties by further adding titanium as a third element to the Co-Cr system. An object of the present invention is to magnetically separate crystal grains and provide an ultra-high density magnetic recording medium. Another object of the present invention is to dramatically increase the output and resolution in ultra-high density magnetic recording of 100 KFRPI or more. The present invention further adds titanium (hereinafter, Ti) to Co-Cr.
It is abbreviated as ) is clearly effective by containing 2 to 10 wt% (2.4 to 11.9 at%). Here, wt% indicates weight% and at% is atomic%
shows. Also, wt% and at% are 1:1 with each other.
In the detailed explanation of the present invention, the content of elements will be expressed in wt% because it can be easily converted and the experiments in the examples of this application were conducted in wt%. Unify. When the amount of Ti added exceeds 10wt%, the crystallinity of the film decreases significantly, and the vertical anisotropy of the film drops sharply. Further, if the amount of Ti added is less than 2 wt%, there is almost no effect of increasing the perpendicular anisotropy of the film. Conventional
In the CoCr binary system, it was said that both magnetic properties and crystal orientation are good when the Cr content is in the range of 12 to 30 wt%.
The addition of Ti in the present invention broadened the lower limit of the amount of Cr and showed better properties than the binary system. FIG. 1 shows the effects of the present invention. The numbers in the table are Cr in Co and
The Ti content was expressed in weight%. The shaded area is the region where the perpendicular magnetic anisotropy is improved by the present invention,
Other areas are areas in which the present invention does not show any effects. Specific examples include DC sputtering, RF sputtering, magnetron sputtering, opposed target sputtering, electron beam evaporation, plating, and other thin film fabrication methods, and regardless of the substrate material, such as polyethylene terephthalate, polyimide, glass, or alumite-treated aluminum substrates, this method can be used. There is an effect of adding Ti according to the invention.
In general, perpendicular magnetic recording media may have a single perpendicular magnetic recording layer or a high permeability layer provided thereunder as a backing layer. , Co-based, and Fe-based amorphous amorphous high permeability thin films can be modified in various ways. Hereinafter, the present invention will be explained based on Examples. Example 1 Co-Cr and Co were applied to a polyimide substrate using an RF power supply.
-A Cr-Ti perpendicular magnetization film was formed. Target is Co-13wt%Cr, Co-16wt%
CrCo-20wt%Cr and three types of Co-Cr alloy targets were used. For Co-Cr-Ti ternary perpendicular magnetization film, 5×5×
Thin films with various amounts of Ti were prepared by arranging Ti pellets with a size of 1 mm so that the distribution was uniform. The content of each component was determined by XMA. Sputtering conditions Initial degree of vacuum <3×10 -7 torr Argon gas pressure 3×10 -3 torr Power 400w (0.26A 2.2KV) Sputtering time 15min Distance between target substrates 50mm Substrate 50μm polyimide Baking of Bergier and polyimide before sputtering I vented the gas from the board. During sputtering, the substrate holder was cooled with water. The sputtering time was 15 minutes, and the film thickness was about 0.6 μm. The half width Δθ 50 of the rocking curve and the magnetic properties of the fabricated film are shown below. Table 1 shows the case where Ti pellets were placed on a Co-13wt%Cr target. At the same time Co−16wt%
Tables 2 and 3 show the cases in which Cr and Co-20wt% Cr targets were used, respectively.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 異方性磁界HKとTi量の関係を示した図を第2
図に示す。 本データは、それぞれ3回の実験の平均をとつ
たもので、Ti量は±1%の誤差をもつている。
本データにより、次のことがわかる。 ΓTiを10wt%以下添加することにより、垂直
磁気異方性が20%近く上昇する。 ΓCr量が増加するにつれ、異方性磁界HKの最
大値をとるTi量が低い方へずれている。即
ち、CoA100−x Crxのxの値によりTi添
加の最適量は変わる。 ΓTiを10wt%以上添加すると結晶配向性が急
に悪化し、垂直磁気異方性も急激に低くな
る。 実施例 2 対向ターゲツト方式スパツタ装置を用い、ビデ
オ用テープを作製し画像処理を行つた。 第3図の対向ターゲツト方式スパツタ装置の概
略図を示す。Co−Cr2元系ターゲツト1と専用の
直流電源(以下DC電源と記す)2とそれに対向
して設けられたCo−Cr−Ti3元系ターゲツト3と
専用のDC電源4からなり、この対向したターゲ
ツト間に約300ガウスの磁界を発生させ、基板5
がプラズマにさらされないようにベルジヤーの外
側に電磁石6を備えた構成である。基板5は、ロ
ール方式で巻き取れるように設計してあり、後方
の加熱及び水冷可能な基板ホルダー7及びそれと
連動したガイド棒によつて上下に可動になつてい
る。 スパツタ条件 ターゲツト1 Co84Cr16合金ターゲツト ターゲツト2 (Co84Cr1686Ti14合金タ
ーゲツト 初期真空度 1.5×10-7torr アルゴンガス圧 3×10-3torr パ ワ ー 0〜2.5KW ターゲツト間距離 50cm ターゲツト基板間距離 4cm 基 板 1/2インチ幅 12.5μm厚マイラ 膜 厚 0.4μm この対向ターゲツト方式スパツタ装置は、それ
ぞれの電極に電源を独立に設けているため、Co
−Cr膜中のTi量を変えるにはそれぞれターゲツ
トに加えるパワーを変えればよく、パワーを変え
たことによる膜厚分布の変動は、基板ホルダー及
び基板の上下によつて制御した。 第3図に、Ti量を変えたときの△θ50と、HK
の変化を示す。Tiが10%以下の範囲では、HK
が、Ti添加によつて急激に上昇している。ただ
しTiが10%以上添加されると△θ50が異常に大と
なり結晶性及びその配向性が悪化したと思われ
る。 第4図は、第2図の傾向と全く同様であり、膜
形成装置及び、基板による差はない。 実施例 3 前記8インチマグネトロンスパツタ装置を用
い、記録再生評価用5インチコロツピーメデイア
を作製した。本スパツタ装置は、3基の8インチ
ターゲツトを備えており、電極1には、Coター
ゲツト上に膜組成がCo85Zr15(重量%表示)とな
るようにZrペレツトを置いたもの、電極2には、
Co−16wt%Crターゲツト、電極3にはCo−16wt
%Crターゲツト上にTiペレツトを膜組成が
(Co84Cr1696Ti4となるように配置した。 基板は50μm厚ポリエチレンテレフタレートを
用いた。一般にPETとか、マイラといわれてい
るものであり、耐熱性に乏しいため、DC電源に
より膜を形成した。スパツタの順序としては、
別々の基板にCo85Zr15膜を0.3μm同一条件で形成
後、1つの基板にはCo84Cr16膜を0.6μm別の基板
には(Co84Cr1696Ti4膜を0.6μm作製した。後で
メテイアにソリがないうに反対面にも同一条件で
膜を形成した。 スパツタ条件 初期真空度 <3×10-7torr アルゴン圧力 3×10-3torr パ ワ ー 0.4A240V スパツタ時間 ・CoZr…10min ・Co−Cr,Co−Cr−Ti…20min ターゲツト基板距離 50mm 基 板 50μmマイラー(Dupont製
PET) 第5図に、本実施例によつて作製したメデイア
の構成を示す。メデイアAは、50μmマイラ8の
両面に0.3μm厚のCo85Zr15アモルフアス軟磁性膜
9と0.6μm厚のCo84Cr16垂直磁化膜10を形成し
たものであり、メデイアBは、50μmマイラ8の
両面に0.3μm厚のCo85Zr15アモルフアス軟磁性膜
9と0.6μm厚の(Co84Cr1696Ti44垂直磁化膜11
を形成したものである。第4表にそれぞれの膜の
特性を示す。たゞし、Co84Cr16膜と
(Co84Cr1696Ti4膜は、下層のCoZrアモルフアス
膜をエツチング除去したものの特性である。
[Table] The second figure shows the relationship between the anisotropic magnetic field HK and the amount of Ti.
As shown in the figure. This data is the average of three experiments, and the Ti content has an error of ±1%.
This data reveals the following: By adding 10 wt% or less of ΓTi, the perpendicular magnetic anisotropy increases by nearly 20%. As the amount of ΓCr increases, the amount of Ti that takes the maximum value of the anisotropic magnetic field HK shifts toward the lower side. That is, the optimum amount of Ti to be added changes depending on the value of x in CoA 100 -x Crx. When ΓTi is added in an amount of 10 wt% or more, the crystal orientation deteriorates rapidly, and the perpendicular magnetic anisotropy also decreases rapidly. Example 2 A video tape was produced using a facing target sputtering device and subjected to image processing. 4 is a schematic diagram of the facing target sputtering apparatus of FIG. 3; FIG. It consists of a Co-Cr binary target 1, a dedicated DC power supply (hereinafter referred to as DC power supply) 2, a Co-Cr-Ti ternary target 3 provided opposite to it, and a dedicated DC power supply 4. A magnetic field of about 300 Gauss is generated between the substrates 5 and 5.
An electromagnet 6 is provided outside the bell jar so that the bell gear is not exposed to plasma. The substrate 5 is designed to be rolled up in a roll manner, and is movable up and down by a substrate holder 7 at the rear that can be heated and cooled by water, and a guide rod interlocked with the substrate holder 7. Sputtering conditions Target 1 Co 84 Cr 16 alloy target Target 2 (Co 84 Cr 16 ) 86 Ti 14 alloy target Initial vacuum 1.5×10 -7 torr Argon gas pressure 3×10 -3 torr Power 0 to 2.5KW Between targets Distance: 50cm Distance between target substrates: 4cm Substrate: 1/2 inch width, 12.5μm thick Mylar Film thickness: 0.4μm This facing target type sputtering device has an independent power supply for each electrode, so the Co
- To change the amount of Ti in the Cr film, it was sufficient to change the power applied to each target, and the variation in film thickness distribution caused by changing the power was controlled by the substrate holder and the upper and lower positions of the substrate. Figure 3 shows △θ 50 and HK when the Ti amount is changed.
shows the change in In the range of Ti below 10%, HK
However, it increases rapidly with the addition of Ti. However, when Ti was added in an amount of 10% or more, Δθ 50 became abnormally large, and it seems that the crystallinity and orientation deteriorated. The tendency in FIG. 4 is exactly the same as that in FIG. 2, and there is no difference depending on the film forming apparatus and substrate. Example 3 Using the 8-inch magnetron sputtering device, a 5-inch collapsible medium for recording/reproducing evaluation was produced. This sputtering device is equipped with three 8-inch targets. Electrode 1 has Zr pellets placed on the Co target so that the film composition is Co 85 Zr 15 (expressed in weight percent), and Electrode 2 for,
Co-16wt%Cr target, Co-16wt for electrode 3
Ti pellets were placed on the %Cr target so that the film composition was (Co 84 Cr 16 ) 96 Ti 4 . The substrate used was polyethylene terephthalate with a thickness of 50 μm. The film is generally made of PET or mylar, which has poor heat resistance, so we used a DC power source to form the film. As for the order of spatuta,
After forming 0.3 μm Co 85 Zr 15 films on separate substrates under the same conditions, a 0.6 μm Co 84 Cr 16 film was formed on one substrate, and a 0.6 μm (Co 84 Cr 16 ) 96 Ti 4 film was formed on another substrate. did. Later, a film was formed on the opposite side under the same conditions to ensure that there was no warping on the metal. Sputtering conditions Initial degree of vacuum <3×10 -7 torr Argon pressure 3×10 -3 torr Power 0.4A240V Sputtering time ・CoZr…10min ・Co−Cr, Co−Cr−Ti…20min Target substrate distance 50mm Substrate 50μm Mylar (made by Dupont)
PET) FIG. 5 shows the structure of the media produced in this example. Media A has a 0.3 μm thick Co 85 Zr 15 amorphous soft magnetic film 9 and a 0.6 μm thick Co 84 Cr 16 perpendicular magnetization film 10 formed on both sides of a 50 μm Mylar 8. Media B has a 50 μm Mylar 8. 0.3 μm thick Co 85 Zr 15 amorphous soft magnetic film 9 and 0.6 μm thick (Co 84 Cr 16 ) 96 Ti 44 perpendicular magnetization film 11 on both sides of the
was formed. Table 4 shows the characteristics of each film. However, the properties of the Co 84 Cr 16 film and the (Co 84 Cr 16 ) 96 Ti 4 film are obtained by etching away the underlying CoZr amorphous film.

【表】 以上の様な磁気特性を示す膜から構成されたメ
デイアAとメデイアBを、1.3μm厚パーマロイ主
磁極−補助磁極タイプヘツドで記録再生したとき
の記録密度特性を第6図に示す。第6図は、両対
数グラフ上でプロツトしてある。縦軸は、相対出
力、横軸は記録密度を(KFRPI)の単位で記し
てある。同図から、メデイアBの方が、セカンド
ピーク、サードピークの出力がかなり大きくなつ
ている。このことは、CoCr膜にTiを添加した
CoCrTi三元系垂直磁化膜が、実用上においても、
CoCr二元系膜よりも優れており、100KFRPI以
上の超高密度磁気記録を十分可能ならしめうる。 実施例 4 8インチターゲツトを有するマグネトロンスパ
ツタ装置を用い、5インチのアルマイト処理した
アルミデイスク上に、非磁性アモルフアス
Co50Ta50(重量%)を0.5μm形成させ、デイスク
CにはCo84Cr16を0.3μm、デイスクDには
(Co84Cr1696Ti14を0.3μm作製した。 構成図は、第7図に示した。上記2種デイスク
の磁気特性を第5表に示す。
[Table] Figure 6 shows the recording density characteristics when recording and reproducing media A and B, which were constructed from films exhibiting the above magnetic properties, using a 1.3 μm thick permalloy main pole-auxiliary pole type head. FIG. 6 is plotted on a log-log graph. The vertical axis represents relative output, and the horizontal axis represents recording density in units of (KFRPI). As can be seen from the figure, the second peak and third peak outputs of media B are considerably larger. This shows that when Ti is added to the CoCr film,
In practical use, the CoCrTi ternary perpendicular magnetization film
It is superior to CoCr binary films and can fully enable ultra-high density magnetic recording of 100 KFRPI or more. Example 4 Using a magnetron sputtering device with an 8-inch target, non-magnetic amorphous amorphous material was sputtered onto a 5-inch anodized aluminum disk.
Co 50 Ta 50 (weight %) was formed to a thickness of 0.5 μm, Co 84 Cr 16 was formed to a thickness of 0.3 μm for disk C, and (Co 84 Cr 16 ) 96 Ti 14 was formed to a thickness of 0.3 μm for disk D. The configuration diagram is shown in FIG. Table 5 shows the magnetic properties of the above two types of disks.

【表】 0.5μm非磁性アモルフアスCo50Ta50を下層に設
けたのは、アルマイト処理したデイスク表面の粗
さを緩和させることと、その上のCo84Cr16
(Co84Cr1695Ti5の磁気特性を上昇させるためで
ある。 上記2種のデイスクを用い、5インチウインチ
エスターデイスクドライブで記録再生を行つた。
浮上量を小さくするため、標準の3600rpmから、
1000rpmに落とした。浮上量は、0.2μm程度であ
る。磁気ヘツドは、標準のMn−Zn−フエライト
で、ギヤツプは1μmであつた。デイスクCとデイ
スクDを用いた場合の記録密度特性を第8図に示
す。縦軸は相対出力、横軸は、記録密度(単位は
KFRPI)である。Tiを4%添加したデイスクD
は、デイスクCに較べ、セカンドピーク値で倍の
出力を得ている。 なお、本発明は前記実施例に制約されない。 CoCrTi3元合金を作製しうるスパツタ以外の他
の手段、例えば電子ビーム蒸着、メツキ、ロール
法等でもよい。また、実施例2では、対向ターゲ
ツト方式の改良装置を用いた例を挙げたが、
CoCrTi3元合金で最良の垂直磁気異方性を有する
配分が決定されれば、2種のターゲツトともに同
一3元材質を用い、共通の直流及び高周波電源を
使用することはなんらさしつかえない。また、実
施例1及び実施例2のデータは、基板水冷のとき
のものでCo−Cr2元合金膜の特性、例えばHK=
6800と高くなる作製条件においては、Ti添加に
より、He=7800〜8500とより高くなる効果は、
全く変わりない。 以上説明したように、本発明は、垂直磁化膜が
形成された垂直磁気記録媒体において、前記垂直
磁化膜は、三元素からなる合金であつて、前記合
金は、コバルト・クロム二元系合金に第3成分と
してチタンが2.4〜11.9at%含有されたものである
ことを特徴とするから、垂直磁化膜の垂直方向の
保持力をあまり増大させることなく、垂直磁気異
方性を増大させることができ、記録密度特性の優
れた、超高密度記録媒体を実現できるという効果
がある。
[Table] The reason why 0.5 μm non-magnetic amorphous Co 50 Ta 50 was provided as the lower layer was to reduce the roughness of the alumite-treated disk surface, and to layer Co 84 Cr 16 and (Co 84 Cr 16 ) 95 Ti on top of it. This is to increase the magnetic properties of 5 . Recording and reproduction were performed using the above two types of disks with a 5-inch Winchester disk drive.
In order to reduce the floating height, from the standard 3600 rpm,
I dropped it to 1000rpm. The flying height is about 0.2 μm. The magnetic head was a standard Mn-Zn-ferrite with a 1 μm gap. FIG. 8 shows the recording density characteristics when disk C and disk D are used. The vertical axis is relative output, and the horizontal axis is recording density (unit:
KFRPI). Disc D with 4% Ti added
Compared to disk C, the second peak value obtained twice the output. Note that the present invention is not limited to the above embodiments. Other means than sputtering that can produce the CoCrTi ternary alloy, such as electron beam evaporation, plating, and roll methods, may also be used. In addition, in Example 2, an example was given in which an improved device with a facing target method was used.
Once the distribution with the best perpendicular magnetic anisotropy in the CoCrTi ternary alloy is determined, there is nothing wrong with using the same ternary material for both targets and using a common DC and high frequency power source. In addition, the data of Example 1 and Example 2 are those when the substrate is water-cooled, and the characteristics of the Co-Cr binary alloy film, for example, HK=
Under the production conditions where He=6800 is higher, the effect of increasing He=7800 to 8500 by adding Ti is as follows.
No change at all. As explained above, the present invention provides a perpendicular magnetic recording medium in which a perpendicular magnetization film is formed, wherein the perpendicular magnetization film is an alloy consisting of three elements, and the alloy is a cobalt-chromium binary alloy. Since it is characterized by containing 2.4 to 11.9 at% of titanium as the third component, it is possible to increase the perpendicular magnetic anisotropy without significantly increasing the coercive force in the perpendicular direction of the perpendicularly magnetized film. This has the effect of realizing an ultra-high density recording medium with excellent recording density characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の効果を説明する図である。第
2図は、実施例1を説明するための図で、Ti添
加量に対する異方性磁界HKの変化を示したも
の、第3図及び第4図は、実施例2を説明するた
めの図で、それぞれ、装置の構成図、Ti量に対
する膜特性の変化を示したもの、第5図、第6図
は実施例3を説明するための図で、メデイアの構
成図及びそれぞれのメデイアの記録密度特性、第
7図、第8図は、実施例4を説明するための図で
磁気デイスクの構成図及びそれぞれの磁気デイス
クの記録密度特性である。 1…CoCr合金ターゲツト、2…直流電源、3
…CoCrTi合金ターゲツト、4…直流電源、5…
基板、6…電磁石、7…基板ホルダー、8…マイ
ラ(50μm)、9…CoZr膜(0.3μm)、10…CoCr
膜(0.6μm)、11…CoCrTi膜(0.6μm)、12…
アルミデイスク(1.9mm)、13…アルマイト、1
4…CoTa膜(0.5μm)、15…CoCr膜あるいは
CoCrTi膜(0.3μm)。
FIG. 1 is a diagram illustrating the effects of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining Example 1, showing the change in anisotropic magnetic field HK with respect to the amount of Ti added, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining Example 2. 5 and 6 are diagrams for explaining Example 3, respectively, and a diagram showing the configuration of the device and changes in film properties with respect to the amount of Ti, and a diagram showing the configuration of the media and records of each media. Density Characteristics FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining Example 4, showing the configuration of the magnetic disk and the recording density characteristics of each magnetic disk. 1...CoCr alloy target, 2...DC power supply, 3
...CoCrTi alloy target, 4...DC power supply, 5...
Substrate, 6... Electromagnet, 7... Substrate holder, 8... Mylar (50 μm), 9... CoZr film (0.3 μm), 10... CoCr
Film (0.6 μm), 11...CoCrTi film (0.6 μm), 12...
Aluminum disk (1.9mm), 13...Alumite, 1
4...CoTa film (0.5μm), 15...CoCr film or
CoCrTi film (0.3μm).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 垂直磁化膜が形成された垂直磁気記録媒体に
おいて、 前記垂直磁化膜は、三元素からなる合金であつ
て、前記合金は、コバルト・クロム二元系合金に
第3成分としてチタンが2.4〜11.9at%含有された
ものであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
[Claims] 1. A perpendicular magnetic recording medium in which a perpendicular magnetization film is formed, wherein the perpendicular magnetization film is an alloy consisting of three elements, and the alloy is a cobalt-chromium binary alloy with a third component. A perpendicular magnetic recording medium characterized by containing 2.4 to 11.9 at% of titanium.
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JPS6056410B2 (en) * 1982-04-27 1985-12-10 三菱マテリアル株式会社 Co-based alloy for magnetic recording media

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