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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- magnetic
- target
- substrate
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/65—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
- G11B5/656—Record 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
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。
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。
【表】
【表】
【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 （Co84Cr16）86Hf14 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
（Co84Cr16）96Hf4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
（Co84Cr16）96Hf4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（Co84Cr16）96Hf4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（Co84Cr16）96Hf4
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。
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 （Co84Cr16）86Hf14 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
（Co84Cr16）96Hf4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
（Co84Cr16）96Hf4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（Co84Cr16）96Hf4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（Co84Cr16）96Hf4
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。
【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
（Co84Cr16）96W4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。
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
（Co84Cr16）96W4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。
【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と
（Co84Cr16）95W5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。
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と
（Co84Cr16）95W5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。
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）。
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）。
Claims (1)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174871A JPS5965417A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 磁気記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174871A JPS5965417A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 磁気記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5965417A JPS5965417A (ja) | 1984-04-13 |
| JPH0370363B2 true JPH0370363B2 (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=15986111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174871A Granted JPS5965417A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 磁気記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5965417A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60101709A (ja) * | 1983-11-05 | 1985-06-05 | Alps Electric Co Ltd | 垂直磁気記録媒体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773913A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-08 | Teijin Ltd | Vertical magnetic recording medium |
| JPS58169331A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | Teijin Ltd | 磁気記録媒体 |
| JPS6056412B2 (ja) * | 1982-04-27 | 1985-12-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 磁気記録媒体用Ｃｏ基合金 |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP57174871A patent/JPS5965417A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5965417A (ja) | 1984-04-13 |
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