JPH0370363B2 - - Google Patents

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JPH0370363B2
JPH0370363B2 JP57174871A JP17487182A JPH0370363B2 JP H0370363 B2 JPH0370363 B2 JP H0370363B2 JP 57174871 A JP57174871 A JP 57174871A JP 17487182 A JP17487182 A JP 17487182A JP H0370363 B2 JPH0370363 B2 JP H0370363B2
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JP
Japan
Prior art keywords
film
magnetic
target
substrate
sputtering
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57174871A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5965417A (en
Inventor
Mamoru Sugimoto
Satoshi Nehashi
Akihiko Kawachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Priority to JP57174871A priority Critical patent/JPS5965417A/en
Publication of JPS5965417A publication Critical patent/JPS5965417A/en
Publication of JPH0370363B2 publication Critical patent/JPH0370363B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • 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、磁気記録媒体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)の条件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、直線的に減少するのに対し、その直線よりや
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析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持力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 3.5×10-8torr 投入電力 2KV 127mA 時間 10min における膜特性は、 Cr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
三元素として周期律表第A〜第A族、第6周
期の金属のうち少なくとも一種を添加することに
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、ハフニウム(以下、
Hfと略す。)を10〜40wt%(3.5〜17.8at%)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。 Hfの添加量が40wt%を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、Hfの添加量が10wt%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、
本発明の周期律表第A〜第A族、第6周期の
金属の添加によつて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Hf,Wを例にして示す。表中の数字
は、Co中CrとHf,W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、イオンプレーテイング電子ビーム蒸着、メツ
キ等薄膜作製法あるいはポリエチレンテレフタラ
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
周期律表第A〜第A族、第6周期の金属の添
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―Hf垂直磁化膜を形成した。 ターゲツトは、Co―13wt%Cr、Co―16wt%
Cr、Co―20wt%Crの3種類のCo―Cr合金ター
ゲツトを用いた。Co―Cr―Hf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Hfペレツトを分布が均一に
なるように配置して各種のHf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(水冷)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Hfペレツトを置
いた場合を第1表に示す。同様に、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。
More specifically, the present invention relates to a cobalt chromium perpendicular magnetic recording medium. 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, adding chromium reduces saturation magnetization and
By strongly aligning the C-axis of the close-packed hexagonal crystal in the direction perpendicular to the substrate, it becomes possible to create a perpendicular magnetic anisotropic film. However, if ultra-high-density magnetic recording is realized, the demagnetizing field for one bit should be considerably smaller than the maximum demagnetizing field of 4πMs (Ms is the saturation magnetization) for thin films, and it is not necessarily the case that Ku > 2πMs 2 (Ku is It is considered that it is not necessary to satisfy the condition (the crystal anisotropy constant of the magnetized film). On the other hand, in the case of a bulk Co-Cr perpendicularly magnetized film, the saturation magnetization of cobalt decreases linearly as the chromium content increases, but this shows that the saturation magnetization decreases slightly higher than that straight line. It is predicted that chromium is segregated at grain boundaries, and this was recently demonstrated by Auger electron spectroscopy of a cross section of the film. In other words, in order to lower the saturation magnetization and reduce the demagnetizing field, an appropriate amount of chromium is mixed into the crystal grains, and chromium is segregated at the grain boundaries.
The ideal perpendicular magnetic recording medium is to reduce the magnetization mechanism caused by domain wall movement by forming a nonmagnetic layer, magnetically separate crystal grains, and only rotate the magnetization of single domain grains. It will be done. 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: Cr content 22 (wt%) △θ 50 3.9 (deg) Hc (⊥) 1600 ( Oe) Hc (〃) 350 (Oe) Hk 5700 (Oe). This is an example of changing the input power,
A similar tendency is shown when the substrate is heated. In other words, due to the heat applied during film formation,
Both the coercive force Hc and the anisotropy 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, the write current and overwrite characteristics are improved, but because the original perpendicular anisotropy field of perpendicular magnetic recording is small, the magnetization reversal in high-density recording is sharp. Instead, the recording density characteristics deteriorate. In view of these points, the present invention solves these difficulties by further adding at least one of the metals of Groups A to A of the Periodic Table and Period 6 as a third element to the Co-Cr system. be. 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. In the present invention, in addition to Co-Cr, hafnium (hereinafter referred to as
Abbreviated as Hf. ) is clearly effective by containing 10 to 40 wt% (3.5 to 17.8 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 Hf added exceeds 40 wt%, the crystallinity of the film decreases significantly and the perpendicular anisotropy of the film drops sharply. Furthermore, if the amount of Hf added is less than 10 wt%, there is almost no effect of increasing the perpendicular anisotropy of the film. Conventional
In CoCr binary system, it was said that both magnetic properties and crystal orientation are good when Cr is in the range of 12 to 30 wt%.
By adding the metals of Groups A to A of the periodic table and period 6 of the present invention, the lower limit of the amount of Cr was widened, and better characteristics were exhibited than in the case of a binary system. FIG. 1 shows the effect of the present invention using Hf and W as examples. The numbers in the table represent the contents of Cr, Hf, and W in Co in weight percent. The shaded area is the area where the perpendicular magnetic anisotropy is improved by the present invention, and the other areas are areas where the effect of the present invention is not exhibited. Specific examples include thin film fabrication methods such as DC sputtering, RF sputtering, magnetron sputtering, opposed target sputtering, ion plating, electron beam evaporation, and plating, or substrate materials such as polyethylene terephthalate, polyimide, glass, and alumite-treated aluminum substrates. Regardless, there is an effect of adding the metals of Groups A to A of the periodic table and period 6 of the present invention. In general, perpendicular magnetic recording media have a single perpendicular magnetic recording layer and a high magnetic permeability layer is provided thereunder as a backing layer. Even if various changes are made to the Co-based or Fe-based amorphous high permeability thin film, it will still work. 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-Hf perpendicular magnetization film was formed. Target is Co-13wt%Cr, Co-16wt%
Three types of Co-Cr alloy targets were used: Cr and Co-20wt%Cr. For Co-Cr-Hf ternary perpendicular magnetization film, 5×
Thin films with various amounts of Hf were prepared by arranging Hf pellets with a size of 5 x 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 (water-cooled) 50μm polyimide Baking and baking of bell jar before sputtering , the polyimide substrate was degassed. 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 Hf pellets are placed on a Co-13wt%Cr target. Similarly, 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】 本データは、それぞれ3回の実験の平均をとつ
たもので、Hf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。 Γ Hfを40wt%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。 Γ Cr量が増加するにつれ、異方性磁界Hkの
最大値をとるHf量が低い方へずれている。
即ちCo100-xCrxのxの値によりHf添加の
最適量は変わる。 Γ Hfを40wt%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 電子ビーム蒸発源を三個備え、基板を電子ビー
ム蒸発源の間に高周波を印加するコイルを備えた
イオンプレーテイング装置によりポリイミドテー
プにCo―Cr―W3元系メデイアを作製した。 各電子ビーム蒸発源にはそれぞれCo,Cr,W
を充填し各電子ビームのパワーをコントロールす
ることにより付着膜の組成を変えることが可能で
ある。成膜速度は約5000Å/secであつた。 実験はCoとCrの蒸発源のパワーの比を三段階
に変更して生成膜のCoとCrの重量比が90:10,
85:15,80:20のものに付してWのパワーを変動
させて三種の元素の組成を変更した。いずれの場
合においてもWの量が40重量%を越えるとHkは
急激に低下した。その様子を第2図に示す。〇印
はCoとCrの比が90:10、△印はCoとCrの比が
85:15、×印はCoとCrの比が80:20である。 実施例 3 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図に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電源を記す)2とそれに対向
して設けられたCo―Cr―Hf3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
と運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 (Co84Cr1686Hf14 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 5cm ターゲツト基板間距離 4cm 基板(水冷)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Hf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4図に、Hf量を変えたときの△θ50と、Hk
の変化を示す。Hfが40wt%以下の範囲ではHkが
Hf添加によつて急激に上昇している。ただし、
Hfが40wt%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 4 カウフマン型イオン源から引き出されたアルゴ
ンイオンビームをターゲツトに照射するイオンビ
ームスパツタ装置を用いガラス基板上にCo―Cr
―W3元系メデイアを作制した。 Co―10wt%Cr、Co―15wt%Cr、Co―20wt%
Crの三種のターゲツト上に5mm角で厚さ1mmの
Wペレツトを載せてイオンビームを照射しスパツ
タした。Wペレツトの個数及び配置によりガラス
基板上に付着するCo―Cr―Wの組成が変つた。
いずれのターゲツトを用いた場合でもWが微量混
入することにより結晶配向性及び垂直異方性磁界
が向上するが、Wの量が40wt%を超えると結晶
配向性及び垂直異方性磁界のいずれも極端に悪化
した。 実施例 5 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
(Co84Cr1696Hf4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ラートを用いた。 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
(Co84Cr1696Hf4膜を0.6μm作製した。後でメデイ
アにソリがないよ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 0.4A 240V スパツタ時間 ・CoZr……10min ・Co―Cr,Co―Cr―Hf…20min ターゲツト−基板間距離 50mm 基 板 50μmマイラ (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アモルフア軟磁性膜9と
0.6μm厚の(Co84Cr1696Hf4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。ただし、Co84Cr15膜と(Co84Cr1696Hf4
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] This data is the average of three experiments, and the Hf amount has an error of ±1%. This data reveals the following: By adding 40 wt% or less of Γ Hf, the perpendicular magnetic anisotropy increases by nearly 20%. As the amount of Γ Cr increases, the amount of Hf that takes the maximum value of the anisotropic magnetic field Hk shifts toward the lower side.
That is, the optimum amount of Hf addition changes depending on the value of x in Co 100- xCrx. When 40 wt% or more of Γ Hf is added, the crystal orientation deteriorates rapidly and the perpendicular magnetic anisotropy also decreases rapidly. Example 2 A Co--Cr--W ternary media was produced on a polyimide tape using an ion plating apparatus equipped with three electron beam evaporation sources and a coil for applying high frequency waves between the substrate and the electron beam evaporation sources. Each electron beam evaporation source has Co, Cr, and W.
By controlling the power of each electron beam, it is possible to change the composition of the deposited film. The film formation rate was about 5000 Å/sec. In the experiment, the power ratio of the Co and Cr evaporation sources was changed in three stages, and the weight ratio of Co and Cr in the produced film was 90:10,
The composition of the three elements was changed by varying the W power for the 85:15 and 80:20. In any case, when the amount of W exceeded 40% by weight, Hk decreased rapidly. The situation is shown in Figure 2. ○ mark indicates a ratio of Co to Cr of 90:10, △ mark indicates a ratio of Co to Cr
85:15, × indicates the ratio of Co to Cr is 80:20. Example 3 A video tape was produced and image processed using a facing target sputtering device. FIG. 3 shows a schematic diagram of a facing target type sputtering apparatus. A Co-Cr binary target 1, a dedicated DC power supply (hereinafter referred to as DC power supply) 2, and a Co-Cr-Hf ternary target 3 installed opposite it.
and a dedicated DC power supply 4 to generate a magnetic field of approximately 300 Gauss between the opposing targets, and an electromagnet 6 is provided outside the bell gear to prevent the substrate 5 from being exposed to plasma. The substrate 5 is
It is designed to be rolled up in a roll manner, and is movable up and down by a substrate holder 7 that can be heated and water cooled at the rear and a guide rod that moves with it. Sputtering conditions Target 1 Co 84 Cr 16 alloy target Target 2 (Co 84 Cr 16 ) 86 Hf 14 alloy target Initial vacuum 1.5×10 -7 torr Argon gas pressure 3×10 -3 torr Power 0 to 2.5KW Distance between targets 5cm Distance between target substrates: 4 cm Substrate (water-cooled) 1/2 inch width: 12.5 μm thick Mylar Film thickness: 0.4 μm This facing target type sputtering device has an independent power supply for each electrode, so the Co
- To change the amount of Hf in the Cr film, it was enough to change the power applied to each target, and the variation in film thickness distribution due to changing the power was controlled by the substrate holder and the top and bottom of the substrate. Figure 4 shows △θ 50 and Hk when changing the amount of Hf.
shows the change in When Hf is below 40wt%, Hk is
It increases rapidly due to Hf addition. however,
It is thought that when 40 wt% or more of Hf was added, Δθ 50 became abnormally large and the crystallinity and orientation deteriorated. Figure 4 is exactly the same as the trend in Figure 2,
There is no difference depending on the film forming apparatus and substrate. Example 4 Co-Cr was deposited on a glass substrate using an ion beam sputtering device that irradiates a target with an argon ion beam extracted from a Kauffman ion source.
- Created W3 original media. Co-10wt%Cr, Co-15wt%Cr, Co-20wt%
W pellets of 5 mm square and 1 mm thick were placed on three types of Cr targets and spattered by ion beam irradiation. The composition of Co--Cr--W deposited on the glass substrate changed depending on the number and arrangement of W pellets.
Regardless of which target is used, the crystal orientation and perpendicular anisotropy magnetic field improve by mixing a small amount of W, but when the amount of W exceeds 40 wt%, both the crystal orientation and the perpendicular anisotropy magnetic field improve. It got extremely worse. Example 5 Using the 8-inch magnetron sputtering device described above, a 5-inch collapsible medium for recording/reproduction 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 %), 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 Hf 4 . The board is
50 μm thick polyethylene terephthalate was used. 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. The sputtering order was to form a 0.3 μm Co 85 Zr 15 film on separate substrates under the same conditions, then a 0.6 μm Co 84 Cr 16 film on one substrate, and a (Co 84 Cr 16 ) 96 film on another substrate. A 0.6 μm Hf 4 film was fabricated. Later, a film was formed on the opposite side under the same conditions to prevent warping on the media. Sputtering conditions Initial degree of vacuum <3×10 -7 torr Argon pressure 3×10 -3 torr Power 0.4A 240V Sputtering time ・CoZr...10min ・Co-Cr, Co-Cr-Hf...20min Target-substrate distance 50mm group Plate: 50 μm Mylar (PET manufactured by Dupont) FIG. 5 shows the configuration 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 is a 50 μm Mylar 8 film. Co 85 Zr 15 amorphous soft magnetic film 9 with a thickness of 0.3 μm on both sides
A (Co 84 Cr 16 ) 96 Hf 4 perpendicularly magnetized film 11 having a thickness of 0.6 μm is formed. Table 4 shows the characteristics of each film. However, Co 84 Cr 15 film and (Co 84 Cr 16 ) 96 Hf 4
The film has the characteristics of the underlying CoZr amorphous film that has been removed by etching.

【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。このときは、CoCr
膜にHfを添加したCo−Cr―Hf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 6 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
(Co84Cr1696W4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 are 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). From the figure, it can be seen that the second peak and third peak outputs of media B are considerably larger. At this time, CoCr
A Co-Cr-Hf ternary perpendicular magnetization film in which Hf is added to the film is superior to a CoCr binary film in practical use, and can sufficiently enable ultra-high density magnetic recording of 100 KFRPI or more. Example 6 Using a magnetron sputtering device with an 8-inch target, non-magnetic amorphous amorphous 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 W 4 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
(Co84Cr1695W5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―Zr―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。W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。
Co―Cr―Hf,Co―Cr―W等の3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
装置、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、Co―Cr―W3元合金で最良の垂直
磁気異方性を有する成分組成が決定されれば対向
する二個のターゲツトともに同一3元材質を用
い、同一の直流もしくは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3は基板を水冷しているが基板加熱を行な
うとCo―Cr2元合金膜は例えば、Hk=6800と高
くなるが、Hf,W添加によりHk=7800〜8500と
更に高くなる。 以上説明したように、本発明は、垂直磁化膜が
形成された磁気記録媒体において、前記垂直磁化
膜は、コバルト・クロム系合金であつて、ハフニ
ウムが3.5〜17.8at%含有されていることを特徴と
する磁気記録媒体であるから、垂直磁化膜の垂直
方向の保持力をあまり増大させずに垂直磁気異方
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 provide the Co 84 Cr 16 and (Co 84 Cr 16 ) 95 W above 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.
From the standard 3600 rpm to reduce the flying height.
I dropped it to 1000rpm. The flying height is about 0.2 μm. The magnetic head was a standard Mn-Zr-ferrite with a gap of 1 μm. Figure 8 shows the recording density characteristics when using disks C and D. The vertical axis is the relative output, and the horizontal axis is the recording density (unit:
KFRPI). Disc D with 4% W 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 ternary alloys such as Co--Cr--Hf, Co--Cr--W, etc., such as electron beam equipment, plating, and roll methods, may also be used. In addition, in Example 2, an example was given in which an improved device of the facing target method was used. There is nothing wrong with using the same ternary material for both targets and using the same DC or high frequency power source. In addition, in Examples 1 and 3, the substrate was water-cooled, but if the substrate was heated, the Co-Cr binary alloy film would have a high Hk = 6,800, but by adding Hf and W, the Hk = 7,800 to 8,500. It gets even higher. As explained above, the present invention provides a magnetic recording medium on which a perpendicularly magnetized film is formed, in which the perpendicularly magnetized film is a cobalt-chromium alloy containing 3.5 to 17.8 at% hafnium. Because it is a magnetic recording medium with the following characteristics, it is possible to increase the perpendicular magnetic anisotropy without significantly increasing the perpendicular coercive force of the perpendicularly magnetized film, making it possible to create an ultra-high-density recording medium with excellent recording density characteristics. It has the effect of being achievable.

【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2を説明するるもので、W添加
量に対する異方性磁界Hkの変化を示した図であ
る。第3図及び第4図は、実施例3を説明するた
めのもので、それぞれ装置の構成図、Hf量に対
する膜特性の変化を示したものである。第5図、
第6図は実施例5を説明するためのもので、メデ
イアの構成図及びそれぞれのメデイアの記録密度
特性を示す図である。第7図、第8図は実施例6
を説明するためのもので、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を示
す図である。 1…CoCr合金ターゲツト、2…直流電源、3
…CoCrHf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…CoCrHf膜(0.6μm)、12
…アルミデイスク(1.9mm)、13…アルマイト、
14…CoTa膜(0.5μm)、15…CoCr膜あるい
はCoCrHf膜(0.3μm)。
FIG. 1 is a diagram illustrating the effects of the present invention. FIG. 2 explains Example 2, and is a diagram showing changes in the anisotropic magnetic field Hk with respect to the amount of W added. FIG. 3 and FIG. 4 are for explaining Example 3, and show the configuration of the apparatus and the change in film characteristics with respect to the amount of Hf, respectively. Figure 5,
FIG. 6 is for explaining Example 5, and is a diagram showing the configuration of the media and the recording density characteristics of each media. Figures 7 and 8 are Example 6
1 is a diagram showing a configuration diagram of a magnetic disk and recording density characteristics of each magnetic disk. 1...CoCr alloy target, 2...DC power supply, 3
...CoCrHf 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
Membrane (0.6μm), 11...CoCrHf membrane (0.6μm), 12
...Aluminum disk (1.9mm), 13...Alumite,
14...CoTa film (0.5 μm), 15...CoCr film or CoCrHf film (0.3 μm).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 垂直磁化膜が形成された磁気記録媒体におい
て、前記垂直磁化膜は、コバルト・クロム系合金
であつて、ハフニウムが3.5〜17.8at%含有されて
いることを特徴とする磁気記録媒体。
1. A magnetic recording medium on which a perpendicularly magnetized film is formed, wherein the perpendicularly magnetized film is a cobalt-chromium alloy containing 3.5 to 17.8 at% hafnium.
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JPS58169331A (en) * 1982-03-31 1983-10-05 Teijin Ltd Magnetic recording medium
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