JPH06111404A - 遷移金属/貴金属人工格子多層膜記録媒体の成膜方法 - Google Patents

遷移金属/貴金属人工格子多層膜記録媒体の成膜方法

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JPH06111404A
JPH06111404A JP28241992A JP28241992A JPH06111404A JP H06111404 A JPH06111404 A JP H06111404A JP 28241992 A JP28241992 A JP 28241992A JP 28241992 A JP28241992 A JP 28241992A JP H06111404 A JPH06111404 A JP H06111404A
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JP
Japan
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gas pressure
film
noble metal
transition metal
recording medium
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Application number
JP28241992A
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Inventor
Akira Kuno
章 久野
Kazunari Takahashi
一成 高橋
Yuichiro Nakamura
祐一郎 中村
Takeo Ohashi
建夫 大橋
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐食性や膜構造の格別な劣化なく高保磁力(H
c)を備えた記録媒体用遷移金属/貴金属人工格子多層膜
を容易かつ安定に成膜し得る方法を確立する。 【構成】 スパッタリングにより光磁気又は垂直磁気記
録媒体用の遷移金属(Co,Fe,Ni 等)/貴金属(Pt,Pd等) 人
工格子多層膜を成膜するに当って、図1に例示した如
く、多層膜の内の“少なくとも貴金属層を含む一部分の
複数の層を成膜する際のスパッタガス圧”を“他の部分
の複数の層を成膜する際のスパッタガス圧”よりも高く
することにより、保磁力の高い遷移金属/貴金属人工格
子多層膜を成膜する。好ましくは、前記高ガス圧成膜時
のスパッタガス圧を 0.5〜5.0 Paに、そして低ガス圧成
膜時のスパッタガス圧を0.01〜1.0 Paに設定したり、
“低ガス圧成膜時のスパッタガス圧”に対する“高ガス
圧成膜時のスパッタガス圧”の比を 1.2〜100 に設定す
ることによって膜特性や成膜安定性を一段と向上させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光磁気記録媒体又は
垂直磁気記録媒体用の遷移金属/貴金属人工格子多層膜
を成膜する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術とその課題】近年、CDやレ−ザ−ディスク
等の再生専用型光ディスクシステムに代わるものとし
て、“レ−ザ−光を使って書き換えが可能な機能”をも
備えた次世代の光磁気ディスクシステムの開発が行わ
れ、一部商品化されるまでになってきた。
【0003】そして、このような高記録密度と書き換え
可能機能を有した市販の光磁気ディスクの記録媒体に
は、現在、TbFeCoに代表される希土類/遷移金属アモル
ファス合金膜が使用されている。これは、希土類/遷移
金属アモルファス合金膜が、 a) 赤外レ−ザ−ディスク光源の波長に対しカ−回転角
が 0.3°以上と高い, b) 垂直磁気異方性が大きい, c) アモルファス(非晶質)なので表面ノイズが小さ
い, d) 組成比の制御で保磁力等を調節できる, e) スパッタリングで作成できるため量産性が高い, 等の多くの利点を持っているからである。
【0004】しかし、この希土類/遷移金属アモルファ
ス合金膜には、レ−ザ−ディスク光源を高密度化に一段
と有利なように短波長化するとカ−回転角が徐々に小さ
くなり、このため読み出し特性が悪くなるという問題が
あった。
【0005】このようことから、次世代の記録媒体とし
て、短波長域のレ−ザ−ディスク光源に対しても優れた
光磁気特性を示すと共に耐食性も良好な、Co/Pt膜やCo
/Pd膜のような“遷移金属/貴金属人工格子多層膜”が
注目されるようになった。即ち、この遷移金属/貴金属
人工格子多層膜、例えばCo/Pt多層膜は 非磁性層のPt膜厚に対するCo膜厚の比率: 1/1〜 1/4, Co膜厚: 15Å以下, 全層数: 10層以上 が一般的構造であるが、現在市販されている光磁気記録
媒体材料である希土類/遷移金属アモルファス合金膜と
比較して耐食性に優れていることは勿論、最近開発され
た短波長のレ−ザ−を用いた場合でもカ−回転角
(θk )が大きく、また光の反射率(R)も高い{即ち
光磁気性能指数(θk ・ √R)が高い}という非常に好
ましい特性を有していることが明らかになったためであ
る。
【0006】しかしながら、一方で、上記遷移金属/貴
金属人工格子多層膜には希土類/遷移金属アモルファス
合金膜に比べると保磁力が小さく、きれいなピットを描
くのが難しいという欠点があり、実用化に向けてはまず
この欠点の克服が不可欠な課題となっていた。
【0007】もっとも、Co/Pt人工格子多層膜の保磁力
向上策として、これまでにも次のような提案が見られ
る。 (A) Co/Pt人工格子多層膜を形成する際のスパッタガ
スとしてXeガスを使用する〔 「Appl. Phys. Lett.」 56
(1990), 第2345頁ヨリ〕,(B) Co/Pt人工格子多層膜に
保磁力の大きいTbFeCoを結合させる、TbFeCoとの交換結
合化〔 「J. Magn. Soc. Jpn.」 15 (1991), 第49頁ヨ
リ〕,(C) スパッタリングにてCo/Pt人工格子多層膜を
形成する際に、スパッタガス圧 (Arガス圧) を増加させ
る〔 「J.Appl. Phys.」70 (1991), 第6044頁ヨリ〕。
【0008】しかし、何れの方策にも一長一短があり、
それぞれ下記のような評価がなされていた。 (A) Xeガスでのスパッタ 得られる多層膜の保磁力は高くなり、光磁気ディスク用
としての特性に優れるようにはなるが、Xeが非常に高価
であるため量産には向かない。 (B) TbFeCoとの交換結合化 現用の記録材料であるTbFeCoに保磁力特性を担わせ、短
波長レ−ザ−使用時のカ−回転角特性をCo/Pt人工格子
多層膜に担わせたものであり、これによっても保磁力を
高めることができるが、腐食されやすいTbFeCoが結合し
ているのでCo/Pt多層膜の特徴である高耐食性を生かす
ことができなくなることのほか、膜構造が複雑となるた
め成膜や取り扱いが面倒である。 (C) スパッタガス圧 (Arガス圧) の増加 スパッタリング時のArガス圧を比較的高くしてCo/Pt人
工格子多層膜を成膜すると保磁力を高めることができる
ものの、膜の密度が粗になり、そのためカ−回転角が低
下するほか、反射率の点でも悪影響が懸念されるように
なって、結局は高い光磁気性能指数(θk ・ √R)の確
保が望めない。また、膜構造も凹凸が激しいものとな
り、ノイズの面からも好ましくない。例えば、図2は、
Co/Pt多層膜の保磁力及びカ−回転角とスパッタガス圧
(Arガス圧) との関係について調査した結果を示すグラ
フであるが、スパッタガス圧が高くなるに従って保磁力
は上昇するものの、カ−回転角は低下傾向となることが
窺える。また、図3は、Co/Pt多層膜の表面粗さとスパ
ッタガス圧 (Arガス圧) との関係について調査した結果
を示すグラフであるが、スパッタガス圧が高くなると凹
凸の激しい膜構造となることが分かる。
【0009】このようなことから、本発明が目的とした
のは、耐食性や膜構造の格別な劣化を伴うことなく、高
い保磁力(Hc)を備えた記録媒体用の遷移金属/貴金属人
工格子多層膜を容易かつ安定に成膜し得る方法を確立す
ることであった。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、次のような
知見を得るに至った。
【0011】即ち、遷移金属/貴金属人工格子多層膜、
例えばCo/Pt人工格子多層膜の成膜には、通常、純Co及
び純Ptのスパッタリングタ−ゲットを使用し、ガス圧が
0.01〜1.0Pa(0.08〜7.52mTorr)のArガス中で基板上に 1) Co(或いはPt)をスパッタリングし、Co(或いはP
t)の薄層を形成する, 2) Pt(或いはCo)をスパッタリングし、Pt(或いはC
o)の薄層を形成する, なる操作を積層回数分だけ繰り返す処理が行われるが、
このスパッタリングによる成膜時のスパッタガス圧を、
多層膜の内の一部Pt薄層を形成する際のみ、或いは少な
くともPt薄層を含む一部分の層を形成する際のみ高目に
調整すると、他の特性にそれほどの悪影響を及ぼすこと
なく高保磁力を示すCo/Pt多層膜が簡単かつ安定に得ら
れることや、このように成膜されたCo/Pt多層膜は、垂
直磁気記録媒体として使用しても優れた性能を有してい
ることを見出したのである。
【0012】本発明は、上記知見事項等に基づく更なる
検討の末に完成されたものであり、「スパッタリングに
よって光磁気又は垂直磁気記録媒体用の遷移金属/貴金
属人工格子多層膜を成膜するに当り、 多層膜の内の“少
なくとも貴金属層を含む一部分の複数の層を成膜する際
のスパッタガス圧”を“他の部分の複数の層を成膜する
際のスパッタガス圧”よりも高くすることによって、 保
磁力の高い遷移金属/貴金属人工格子多層膜記録媒体の
成膜を安定かつ容易に行えるようにした点」に特徴を有
しており、更には、「前記高ガス圧成膜時のスパッタガ
ス圧を 0.5〜5.0 Paに、 そして低ガス圧成膜時のスパッ
タガス圧を0.01〜1.0 Paにそれぞれ設定したり、 “低ガ
ス圧成膜時のスパッタガス圧”に対する“高ガス圧成膜
時のスパッタガス圧”の比を 1.2〜100 に設定すること
によって膜特性や成膜安定性を一段と向上した点」をも
特徴とするものである。
【0013】ここで、磁性層たる遷移金属層の構成材料
としてはCoが好ましいが、その他の材料としてFe,Ni,
Co−Pt合金等が挙げられる。また、非磁性層たる貴金属
層の構成材料としてはPt又はPaが好ましいが、その他の
白金族金属やパラジウム族金属でも良好な成績が得られ
る。従って、本発明法による成膜対象の遷移金属/貴金
属人工格子多層膜を例示すると、Co/Pt,Fe/Pt, Ni/
Pt, Co/Pd,Fe/Pd, Ni/Pd, Co-Pt/Pt等の各多層膜が
挙げられる。
【0014】一方、本発明において適用されるスパッタ
ガスとしては一般的に使用されるArが好ましいが、Ne,
He,Xe,Kr,N等の不活性ガスは何れも使用することが
できる。
【0015】なお、本発明での特に好ましいスパッタガ
ス圧として、比較的高圧での成膜時:0.5〜5.0 Pa,比較
的低圧での成膜時:0.05〜1.0 Paなる数値を挙げたの
は、以下の理由による。まず、高ガス圧での成膜を 0.5
Pa未満で行うと十分に高い保磁力が得られず、一方、5.
0 Paを超えた条件で成膜すると逆に保磁力低下の問題が
無視できなくなる。そして、低ガス圧での成膜を0.01Pa
未満で行うと連続して安定にスパッタリングを継続する
ことができず、逆に1.0 Paを超えた条件で成膜すると、
反射率ひいては光磁気性能指数低下の問題が無視できな
くなる。
【0016】また、“低ガス圧成膜時のスパッタガス
圧”に対する“高ガス圧成膜時のスパッタガス圧”の特
に好ましい比率として「 1.2〜100」という数値を挙
げたのは、前記比率が 1.2未満の条件で成膜を行うとガ
ス圧に差を持たせない従来の方法による膜特性と殆ど変
わらなくなってしまい高い光磁気性能指数が得られず、
一方、この比率が100を超えた条件で成膜すると、連
続して安定にスパッタリングを継続することができなく
なったり、反射率ひいては光磁気性能指数の低下という
問題が無視できなくなるためである。
【0017】ところで、図1は、本発明に係る“遷移金
属(Co)/貴金属(Pt)人工格子多層膜記録媒体”の層構造
例の概要説明図である。勿論、図1において、Co薄層と
Pt薄層との積層順序が逆であっても差支えはないし、高
保磁力部分(高ガス圧でスパッタリングした部分)で低
保磁力部分(低ガス圧でスパッタリングした部分)を挟
み込む構造や、高保磁力部分と低保磁力部分とが交互に
重なり合う構造としても差支えはない。更に、反射率等
の点で多少の不利は認められるものの、高保磁力部分と
低保磁力部分の順序が図1で示すものとは逆の層構造
(基板側に高保磁力部分が位置する層構造)としても相
応の効果を得ることができる。
【0018】そして、このような本発明法によると、一
部層の成膜時におけるスパッタガス圧を相対的に高くす
るだけで、カ−回転角や反射率を格別に犠牲にすること
なく保磁力を実用レベルにまで向上させることができる
ので、 a) 処理・操作が簡単であり、成膜コストも比較的低廉
である, b) 膜構造も一般的な遷移金属/貴金属人工格子多層膜
と変わらないため高耐食性が維持される, 等の、工業的に極めて好ましい効果が確保できる。
【0019】続いて、本発明の効果を実施例により更に
具体的に説明する。
【実施例】下記の「共通条件」及び「表1」で示す条件
のスパッタリングによって基板上にCo/Pt人工格子多層
膜を成膜した。
【0020】〔共通のスパッタ条件〕 電力: 50W(0.274W/cm2) DCスパッ
タ, スパッタガス: Ar, スパッタガス流量:100SCCM, 基板: コ−ニング7059ガラス(0.7mm厚) , Co膜厚: 1層当り5Å, Pt膜厚: 1層当り10Å, 全膜厚: 310Å (Ptで始まりPtで終了で、 計
41層)。
【0021】次に、得られたCo/Pt多層膜について、
"磁気特性" 並びに "光学特性" を調査した。なお、
「カ−回転角」 及び 「反射率」 については、波長が50
0nmの光源を用いて測定した。これらの結果を「表1」
に併せて示す。
【0022】「表1」に示される結果からも明らかなよ
うに、本発明法に従って得られたCo/Pt多層膜は、 "磁
気特性", "光学特性" が共に優れていて光磁気記録媒体
や垂直磁気記録媒体として優れた特性を有することが分
かる。
【0023】
【表1】
【0024】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、高い保磁力を有する上、その他の磁気特性,光学特
性並びに耐食性にも優れた光磁気記録媒体或いは垂直磁
気記録媒体用の“遷移金属/貴金属人工格子多層膜”を
簡単にかつ安定して形成することが可能になるなど、産
業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る“遷移金属(Co)/貴金属(Pt)人工
格子多層膜記録媒体”の層構造例についての概要説明図
である。
【図2】Co/Pt多層膜の保磁力及びカ−回転角とスパッ
タガス圧 (Arガス圧) との関係について調査した結果を
示すグラフである。
【図3】Co/Pt多層膜の表面粗さとスパッタガス圧 (Ar
ガス圧) との関係について調査した結果を示すグラフで
ある。
フロントページの続き (72)発明者 大橋 建夫 神奈川県高座郡寒川町倉見三番地 日本鉱 業株式会社倉見工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スパッタリングによって光磁気又は垂直
    磁気記録媒体用の遷移金属/貴金属人工格子多層膜を成
    膜するに当り、多層膜の内の“少なくとも貴金属層を含
    む一部分の複数の層を成膜する際のスパッタガス圧”を
    “他の部分の複数の層を成膜する際のスパッタガス圧”
    よりも高くすることを特徴とする、保磁力の高い遷移金
    属/貴金属人工格子多層膜記録媒体の成膜方法。
  2. 【請求項2】 高ガス圧成膜時のスパッタガス圧を 0.5
    〜5.0 Paに、そして低ガス圧成膜時のスパッタガス圧を
    0.01〜1.0 Paにそれぞれ設定することを特徴とする、請
    求項1に記載の保磁力の高い遷移金属/貴金属人工格子
    多層膜記録媒体の成膜方法。
  3. 【請求項3】 “低ガス圧成膜時のスパッタガス圧”に
    対する“高ガス圧成膜時のスパッタガス圧”の比を 1.2
    〜100 に設定することを特徴とする、請求項1又は2に
    記載の保磁力の高い遷移金属/貴金属人工格子多層膜記
    録媒体の成膜方法。
  4. 【請求項4】 遷移金属がCoである、請求項1乃至3の
    何れかに記載の保磁力の高い遷移金属/貴金属人工格子
    多層膜記録媒体の成膜方法。
  5. 【請求項5】 貴金属がPt又はPdである、請求項1乃至
    4の何れかに記載の保磁力の高い遷移金属/貴金属人工
    格子多層膜記録媒体の成膜方法。
JP28241992A 1992-09-28 1992-09-28 遷移金属/貴金属人工格子多層膜記録媒体の成膜方法 Pending JPH06111404A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002157730A (ja) * 2000-09-11 2002-05-31 Univ Waseda 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002157730A (ja) * 2000-09-11 2002-05-31 Univ Waseda 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置

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