JPH05166164A

JPH05166164A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH05166164A
Application number: JP33210491A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsubaguchi; 敏松葉口; Akira Nahara; 明名原
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1993-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】製造適性に優れ、磁気特性に優れた面内磁化
型の、特に回転記録媒体に好適な磁気記録媒体を提供す
る。【構成】Ｃｏに少量のＰｄ及び特定量のＣｒを含有さ
せたＣｏ−Ｐｄ−Ｃｒの三元系の金属薄膜をその膜厚を
１５００オンク゛ストローム以下と薄く非磁性基板上に成膜し
た、前記非磁性基板を加熱することなく成膜できる面内
磁気特性に優れた回転記録用媒体に最適な磁気記録媒
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜を磁性層とす
る磁気記録媒体に関し、特に磁性層の組成並びに膜厚を
限定することにより、製造適性が良好で優れた磁気特性
を示す磁気記録媒体を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録にあっては、近年、益々記録密
度の向上への要求が高まっている。この高密度記録化の
要求に応えるべく磁気記録媒体の改良が鋭意進められて
いる。中でも記録密度の向上が最も期待される媒体とし
て、磁性層に金属薄膜を使用したいわゆる金属薄膜型媒
体がある。一方、記録方式の面からは、磁気記録は磁性
層の面内方向に磁化容易軸を有する面内磁化型、および
膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直磁化型に大
別されるが、金属薄膜を磁性層とする磁気記録媒体にお
いても各々の記録方式に応じた各種の磁気材料組成、磁
性層の構成及び成膜方法の改良が提案されている。垂直
磁化型の記録方式は、ディジタル記録に適した方式とし
て有望視されているが、一方において磁気ヘッドの構造
及び特性面に問題が多くいまだ本格的な実用に至ってい
ない。それに対して、面内磁化型にあっては、磁気ヘッ
ドの改良も進み、システムとしての記録性能が一段と向
上している。面内磁化型用の金属薄膜型媒体としては、
例えば、ＣｏとＮｉを主体とする金属薄膜を斜方真空蒸
着法により成膜された磁性層を有する磁気記録媒体が、
一部、実用化されている。斜方真空蒸着法は、真空成膜
法の中でも成膜速度が大きく、また、特性も比較的良好
な磁気記録媒体を得ることができる。ところが、この方
法で得られた金属薄膜は磁性層面内での異方性が大きく
磁気記録媒体の形状がテープのように走行方向が一定で
ある場合はその異方性が出力の変動となるなどの問題は
ないが、回転記録体のようにディスク状となると、磁気
異方性の影響が円周方向の出力の変動となるのが問題で
あった。また、真空蒸着法では、通常、被蒸着成分の各
々の蒸気圧が相違するので多成分系の金属薄膜の組成比
を自由に調節しにくいという問題もあった。そのような
理由から金属薄膜型磁気記録媒体がディスク状媒体に使
用される場合の磁性層の成膜法は、通常、スパッタリン
グで行われている。そして、例えば、特開昭６１ー１２
０３３０号公報に開示されているようにＣｏＮｉ、Ｃｏ
ＮｉＣｒ等の組成の薄膜が、通常のマグネトロンスパッ
タリング方式にて成膜されるが、抗磁力を高くするため
には、非磁性基板を１００〜３５０℃程度に加熱しつつ
スパッタリング等で成膜することが必要であった。

【０００３】磁性金属薄膜を成膜する際に、非磁性基板
を加熱するためには、成膜装置の構造が複雑となるとと
もに、使用可能な非磁性基板の種類が限定され、例え
ば、ポリエチレンテレフタレエートフィルム等のプラス
チック材料の使用が困難であった。一方、低温度での成
膜でも高抗磁力が得られる材料として、ＣｏＰｔ系の面
内磁化膜、ＣｏＰｔＢＯ系垂直磁化膜（特開平２ー７４
０１２号公報など）が知られているが、Ｐｔ材料は高価
であるという実用上の問題があった。Ｐｔより安価な材
料で、且つ低温度の成膜でも高抗磁力が得られる材料と
してＣｏＰｄ系の金属薄膜が特開平１ー１９１３１８号
公報、特開平２ー３０１０４号公報に開示されている
が、Ｐｄ量が６０％以上必要であり材料コスト的にもま
だ高価であり、更に、これらの金属薄膜は、垂直磁気異
方性は優れているが、面内磁化型の記録方式には特性の
面で余り良好な媒体ではなかった。以上のように、製造
適性に優れ且つ特性の良好な面内磁化型のディスク状の
磁気記録媒体は、いまだ提案されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点に鑑みなされたものであり、非磁性基板の温
度を高めることなく成膜が可能であり、且つ高抗磁力、
高飽和磁化である優れた磁気特性を有する特にディスク
状媒体として最適な金属薄膜型磁気記録媒体を得ること
を目的としている。また、本発明の別の目的は、材料コ
ストが比較的安価である金属薄膜型磁気記録媒体を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記本発明の目的は、非
磁性基板上に磁性層を有する磁気記録媒体において、該
磁性層は（Ｃｏ100-xＰｄx）100-yＣｒy （１０≦ｘ≦
４０、５≦ｙ≦２５、ｘ及びｙは、ａｔ.％（原子％）
である。）で表される組成を主成分とする金属薄膜で
あり、その膜厚が１５００Ａ（オンク゛ストローム）以下である
ことを特徴とする磁気記録媒体により達成される。

【０００６】本発明の磁気記録媒体においては、磁性層
の組成をＣｏを主体とすることにより飽和磁化を高い状
態に確保し、さらにＣｏに比較的少量のＰｄを加えるこ
とにより発生する磁歪の逆効果が磁気異方性を誘起する
ために、非磁性基板を高めなくとも磁気異方性に優れた
磁性膜を得ることができると考えられる。更に、Ｃｒを
添加するとその偏析効果により粒界分離性が高まるの
で、抗磁力などの磁気特性が改良できると推定される。

【０００７】即ち、本発明の磁気記録媒体は、特定の組
成範囲にあるＣｏ−Ｐｄ系合金にＣｒを特定範囲の組成
比加えることにより、得られる金属薄膜磁性層の磁気特
性を改良しまた、Ｃｏ−Ｐｄ系合金を主体とした組成で
あるために、成膜の際に加熱して非磁性基板の温度を高
める必要がないので、製造方法が簡易なものでよいの
で、製造コストが比較的安価であり、また非磁性基板に
要求される耐熱性が軽減されるのでその選択の幅を広く
することができる。そして、更に、磁性層の膜厚を１５
００オンク゛ストローム以下と比較的薄くすることにより、前記
の組成にあって、面内磁化特性としての飽和磁化Ｍｓが
増大し、また磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）の角型比が向上
させることができるのである。また、磁気特性が面内で
等方的であるので、フロッピーディスクやハードディス
ク等の回転記録体である磁気ディスクの様な媒体に本発
明の磁気記録媒体を使用しても円周方向で出力の変動が
すくなくすることができる。本発明の磁気記録媒体にお
ける前記金属薄膜の組成は（Ｃｏ100-xＰｄx）100-yＣ
ｒyと表示されるものであり、（Ｃｏ−Ｐｄ）系合金に
対するＣｒの組成比ｙ（ａｔ.％）は５乃至２５ａｔ.％
であり、好ましくは１０乃至２０ａｔ.％である。Ｃ
ｒの添加量が多すぎると飽和磁化Ｍsが低下し好ましく
なく、また少なすぎると充分な面内の抗磁力Ｈｃが得ら
れない。本発明の前記磁性層の組成のうち（Ｃｏ−Ｐ
ｄ）系合金のＣｏに対するＰｄの組成比ｘ（ａｔ.％）
は、１０乃至４０ａｔ.％であり、好ましくは１０乃至
３０ａｔ.％である。Ｐｄの添加量が多すぎると面内の
抗磁力Ｈcが低くなり、また少なすぎるとＣｒ組成の変
動に対する面内の抗磁力Ｈｃの安定性が損なわれ好まし
くない。本発明の磁性層の膜厚は、１５００オンク゛ストローム
以下、望ましくは１０００オンク゛ストローム以下である。膜厚
が厚くなりすぎると面内方向の角型比が０．５以下にも
なるので好ましくない。以上のように、本発明の磁気記
録媒体における磁性層の金属薄膜の組成をＣｏ−Ｐｄ−
Ｃｒの３元系合金となし、且つその組成比を前記の範囲
に特定し、磁性層の膜厚を限定することにより、製造上
利点の多い磁気特性に優れた面内磁気記録媒体を提供す
ることを可能にしたものである。なお、本発明の磁気記
録媒体の金属薄膜の磁性層中に、更に特性の向上を図る
ため、前記合金組成に加えてＰｄ，Ｃｒ添加効果を損な
わない範囲で、１０ａｔ.％以下の酸素、窒素、炭素、
不活性ガス、金属、あるいは半金属等の添加元素を加え
ても良い。

【０００８】また、本発明の磁気記録媒体においては、
前記組成の磁性層と非磁性基板との間に非磁性層を設け
ることにより、抗磁力が更に向上した磁性層を得ること
ができる。前記非磁性層の組成としては、例えば、Ｃ
ｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｔｉ，な
どの金属、酸化物、窒化物、あるいは炭化物などの薄膜
を用いることができる。この非磁性基板上に設ける非磁
性層の効果は、エピタキシャルな効果、もしくは非磁性
基板からの不純物の磁性薄膜中への混入が防止されて、
磁気特性に優れた構造の磁性層の形成を容易にするため
ではないかと考えられる。非磁性層の膜厚としては、２
００〜１０、０００Ａであればよい。非磁性層の成膜方
法としては、磁性層と同じくスパッタリングでもよい
し、また真空蒸着等の真空成膜法を採用することが非磁
性層の効果を薄膜磁気記録層に反映させる上で好まし
い。

【０００９】本発明の磁気記録媒体の金属薄膜磁性層の
成膜は、スパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法にて
形成することができるが、スパッタリングが最も好まし
い。スパッタリングにより、前記本発明の磁性層の金属
薄膜の組成が均一に得ることができ、また、面内方向に
磁気的に等方的な金属薄膜とすることができる。スパッ
タリングで所定の組成の合金薄膜を得るには、薄膜組成
に近い組成の合金ターゲットにてスパッタリング成膜を
行ってもよいし、また複数のターゲットを同時にスパッ
タリング（多元同時スパッタ）することにより、非磁性
基板上に所定の組成の合金薄膜を形成してもよい。特
に、後者の多元同時スパッタは、粒界の分離性を高める
ので磁気異方性を誘起し易く、本発明の磁気記録媒体を
得るのに望ましい方法である。例えば、ＣｏＰｄ合金タ
ーゲットとＣｒターゲットを組み合わせた２元同時スパ
ッタリングすることによりＣｒの偏析効果を更に高め
て、磁気異方性の優れた金属薄膜を得ることができる。
本発明においては、薄膜磁気記録層の内部応力に起因す
る磁歪の効果が効いていると考えられ、スパッタリング
時の成膜室の真空槽内の不活性ガスの圧力により、得ら
れる磁気特性が変化するので製造の際にはガス圧に留意
することが、特に望ましい。例えば、不活性ガスにＡｒ
を使用する場合、Ａｒガス圧は、５×１０^-3Ｔｏｒｒ以
上にすることが望ましい。また、薄膜磁気記録層の特性
をより向上させるため、例えばスパッター成膜時の真空
中の残留ガス雰囲気、基板温度、基板表面の吸着物除
去、基板からの脱ガスの低減、成膜速度、などのついて
の最適化が望ましいのは勿論である。

【００１０】本発明の磁気記録媒体における非磁性基板
としては、Ａｌ，Ａｌ合金などの金属、ガラス、セラミ
ックス、合成樹脂などから形成される非磁性基板、ある
いは表面処理、下地層を有する非磁性基板が用いられ
る。例えば，Ａｌ系合金，Ｎｉ−Ｐ下地付きＡｌ基板、
各種強化ガラス、各種セラミクス、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、無機・有
機複合材料などが用いられる。

【００１１】特に、本発明においては、成膜時に非磁性
基板を高温度に加熱する必要がないから、プラスチック
等の耐熱性の低い材料への適用が可能である。非磁性基
板の形態としては、ディスク状形態のほかに、テープ状
形態にも勿論適用できる。また、本発明をより効果的に
実施するため、薄膜磁性層の上に、保護層および潤滑層
を設けても良い。例えば、保護層としては、カーボン
薄膜、酸化膜、窒化膜、炭化膜、金属薄膜、合金薄膜、
などが用いられる。潤滑層としては、金属薄膜型磁気記
録媒体用の潤滑剤として知られている各種の化合物を使
用することができる。中でもパーフロロカーボン系潤滑
剤は、潤滑効果の上で望ましい。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）マグネトロン・スパッタ装置の真空槽内
に１２５ｍｍ径のＣｏ80Ｐｄ20ａｔ.％の組成を有する
合金ターゲットとＣｒターゲットを設置した。次いで前
記真空槽内にアルゴンガスを導入し１０×１０^-3Ｔｏｒ
ｒの雰囲気下で２元同時スパッタリングを行い、ガラス
基板上に１０００オンク゛ストロームの膜厚のＣｏ−Ｐｄ−Ｃｒ
３元系合金からなる金属薄膜を形成した。この際、前記
ガラス基板は特に加熱をしなかった。ここでＣｏ80Ｐ
ｄ20ターゲットには２．０ＫＷのＲＦ電力を、Ｃｒター
ゲットには０〜３００ＷのＤＣ電力をそれぞれ投入する
ことにより、得られる金属薄膜の組成を変化させた。こ
のようにして作成された、１０００Ａの膜厚の金属薄膜
の組成をＩＣＰ（Inductively Coupled PlasmaAnalysi
s）で較正したＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）によって定量し
た。その定量結果を下記の表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】本定量結果より、成膜されたＣｏＰｄＣｒ
系合金の薄膜には、ターゲット組成であるＣｏ：Ｐｄ＝
８０：２０の原子比率を保ちながら、Ｃｒの成膜パワー
に比例した組成のＣｒが金属薄膜中に取り込まれている
ことが分かった。

【００１５】（実施例２〜４）実施例１に於いて、Ｃｏ
80Ｐｄ20 のターゲットをＣｏ90Ｐｄ10（実施例２），
Ｃｏ70Ｐｄ30（実施例３），Ｃｏ60Ｐｄ40（実施例４）
に替えた以外は、実施例１と同一の条件でそれぞれの組
成の磁性層を前記ガラス基板の上に成膜して実施例２、
実施例３及び実施例４の磁気記録媒体の試料を得た。

【００１６】（比較例１）実施例１に於いて、Ｃｏ80Ｐ
ｄ20 のターゲットをＰｄのないＣｏに替えた以外は、
実施例１と同一の条件で磁気記録媒体の試料を得た。以
上のようにして得られた磁気記録媒体の試料の磁気特性
を、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を使用して、角試料の
飽和磁化Ｍs及び磁性層面内の抗磁力Ｈcを測定した結果
が図１及び図２である。

【００１７】図１は、ＣｏＰｄＣｒ金属薄膜の三元系の
各組成と飽和磁化Ｍsとの関係図である。縦軸は飽和磁
化Ｍs（ｅｍｕ／ｃｃ），横軸はＣｒ濃度（ａｔ.％）で
あり、パラメータとしてはＣｏＰｄ組成比である。図１
からＰｄの添加によるＭsの低下は、Ｃｒ添加のＭsの低
下に比べて、はるかにその影響が小さいことが分かっ
た。

【００１８】図２は、ＣｏＰｄＣｒ金属薄膜の三元系の
各組成と面内の抗磁力Ｈｃとの関係図である。縦軸は面
内の抗磁力Ｈｃ（Ｏｅ），横軸はＣｒ濃度（ａｔ.％）
であり、パラメータとしてはＣｏＰｄ組成比である。図
２からＨｃのピークを与えるＣｒ濃度は、Ｐｄ含有量が
増えるほど、低い方へシフトすることが判る。また、Ｐ
ｄの添加量が多すぎると面内の抗磁力Ｈcが低くなり、
また少なすぎるとＣｒ組成の変動に対する面内の抗磁力
Ｈｃの変動が大きい。また、Ｐｄがない系であると面内
の抗磁力が低下してしまうことも分かった。

【００１９】（実施例５）前記マグネトロン・スパッタ
装置の真空槽内に１２５ｍｍ径のＣｏ80Ｐｄ20ａｔ.
％の組成を有する合金ターゲットとＣｒターゲットを設
置した。次いで真空槽内にアルゴンガスを導入して、５
×１０^-3Ｔｏｒｒの雰囲気下でＣｏ80Ｐｄ20ターゲット
には２．０ＫＷのＲＦ電力を、Ｃｒターゲットには１５
０ＷのＤＣ電力をそれぞれ投入することにより、ガラス
基板上に１００Ａ〜６０００Ａの範囲の膜厚で（Ｃｏ80
Ｐｄ20）86Ｃｒ14なる合金薄膜を形成し、磁気記録媒体
の試料を得た。以上のようにして得られた金属薄膜の磁
気特性を、振動試料型磁力計を用いて飽和磁化Ｍs及び
面内方向の角型比を測定した結果を図３及び図４に示
す。

【００２０】図３は（Ｃｏ80Ｐｄ20）86Ｃｒ14合金薄膜
の、膜厚と飽和磁化Ｍｓの関係を表すグラフである。膜
厚１５００Ａ以下で急激にＭｓが増加することが判っ
た。この実施例においては、（Ｃｏ80Ｐｄ20）86Ｃｒ14
合金薄膜の膜厚と飽和磁化の関係をみたものであるが、
他の組成のＣｏＰｄＣｒ系の磁性薄膜でも、殆ど同様の
傾向が得られた。

【００２１】図４は（Ｃｏ80Ｐｄ20）86Ｃｒ14合金薄膜
の、膜厚と磁化曲線（Ｍ−Ｈ曲線）の角型比（残留磁化
／飽和磁化＝Ｍｒ／Ｍｓ）の関係を表すグラフである。
膜厚１５００Ａ以下で急激に角型比が向上していること
が判った。この実施例においては、（Ｃｏ80Ｐｄ20）86
Ｃｒ14合金薄膜の膜厚と飽和磁化の関係をみたものであ
るが、他の組成のＣｏＰｄＣｒ系の磁性薄膜でも、殆ど
同様の傾向が得られた。

【００２２】これらの結果から明らかなように、ＣｏＰ
ｄＣｒ合金磁性薄膜の膜厚を１０００Ａ以下に限定する
ことにより、良好な磁気特性を得ることができた。

【００２３】（実施例６）前記マグネトロン・スパッタ
装置の真空槽内に１２５ｍｍ径のＣｏ80Ｐｄ20ａｔ．％
の組成を有する合金ターゲットとＣｒターゲットを設置
した。次いで真空槽内にアルゴンガスを導入して、５×
１０^-3Ｔｏｒｒの雰囲気下で、５００ＷのＤＣ電力でＣ
ｒターゲットのスパッタリングを行い、ガラス基板上に
１０００Ａの膜厚のＣｒの非磁性層を作成した。さらに
その上にＣｏ80Ｐｄ20ターゲットには２．０ＫＷのＲＦ
電力を、Ｃｒターゲットには１５０ＷのＤＣ電力をそれ
ぞれ投入することにより、５００Ａの膜厚のＣｏＰｄＣ
ｒ系合金薄膜を形成し、磁気記録媒体の試料を得た。

【００２４】（実施例７）実施例６に於いて非磁性層の
形成を省略した以外は、実施例６と同一の条件で磁気記
録媒体の試料を作成した。以上のようにして得られた金
属薄膜の磁気特性を、振動試料型磁力計を使用して測定
した結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】これらの結果から明らかなようにＣｏＰｄ
Ｃｒ系薄膜磁気記録層に、非磁性層を設けることによっ
て、面内の抗磁力がさらに向上した。

【００２７】

【発明の効果】Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｄ系合金の薄膜を磁性層
とする磁気記録媒体において、各元素の組成比を（Ｃｏ
100-xＰｄx）100-yＣｒy （１０≦ｘ≦４０、５≦ｙ≦
２５、ｘ及びｙは、ａｔ.％である。）と特定し、また
その膜厚を１０００Ａ以下と限定することによって、成
膜時の非磁性基板の温度を高めることなく高抗磁力の
磁気記録媒体、特に面内の角型比に優れた磁気記録媒体
が得られる。そして、比較的安価なＰｄの使用により、
上記の低温成膜と合わせて、経済性にも優れた磁気記録
媒体の提供を可能するもことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣｏＰｄＣｒ三元系金属薄膜の組成比と飽和磁
化Ｍsとの関係を表すグラフ。

【図２】ＣｏＰｄＣｒ三元系金属薄膜の組成比と抗磁力
Ｈcとの関係を表すグラフ。

【図３】ＣｏＰｄＣｒ三元系金属薄膜の膜厚と飽和磁化
Ｍsとの関係を表すグラフ。

【図４】ＣｏＰｄＣｒ三元系金属薄膜の膜厚とＭ−Ｈ曲
線の角型比との関係を表すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に磁性層を有する磁気記録
媒体において、該磁性層は（Ｃｏ100-xＰｄx）100-yＣ
ｒy （１０≦ｘ≦４０、５≦ｙ≦２５、ｘ及びｙは、ａ
ｔ.％（原子％）である。）で表される組成を主成分と
する金属薄膜であり、その膜厚が１５００Ａ（オンク゛ストロー
ム）以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記非磁性基板と前記磁性層との間に非
磁性層を有する請求項１の磁気記録媒体。