JPH0628091B2 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は垂直磁気記録媒体に係り、特に垂直磁気特性を
向上し得る垂直磁気記録媒体に関する。

従来の技術 一般に、磁気ヘツドにより磁気記録媒体に記録，再生を
行なうには、磁気ヘツドにより磁気記録媒体の磁性層に
その媒体長手方向（面内方向）の磁化を行なわせて記録
し、これを再生するものが汎用されている。しかるに、
これによれば記録が高密度になるに従つて減磁界が大き
くなり減磁作用が高密度記録に悪影響を及ぼすことが知
られている。そこで近年上記悪影響を解消するものとし
て、磁気記録媒体の磁性層に垂直方向に磁化を行なう垂
直磁気記録方式が提案されている。これによれば記録密
度を向上させるに従い減磁界が小さくなり理論的には残
留磁化の減少がない良好な高密度記録を行なうことがで
きる。

従来この垂直磁気記録方式に用いる垂直磁気記録媒体と
しては、ベースフイルム上にＣo −Ｃr 膜をスパツタリ
ングにより被膜形成したものがあつた。周知の如く、Ｃ
o −Ｃr 膜は比較的高い飽和磁化（Ｍs ）を有し、かつ
膜面に対し垂直な磁化容易軸を持つ（すなわち膜面に対
し垂直方向の抗磁力Ｈc ⊥が大である）ため垂直磁気記
録媒体としては極めて有望な材質であることが知られて
いる。ただし上記の如くスパツタリングによりＣo −Ｃ
r 膜を単層形成した構造の垂直磁気記録媒体の場合、垂
直磁気記録媒体上の所定磁気記録位置に磁束を集中させ
ることができず（特にリングコアヘツドを用いた場合顕
著である）、垂直磁気記録媒体に分布が鋭くかつ強い垂
直磁化ができないという問題点があつた。

また上記問題点を解決するため、Ｃo −Ｃr 膜とベース
フイルムとの間に、いわゆる裏打ち層である高透磁率層
（すなわち抗磁力Ｈc が小なる層。例えばＮi −Ｆe）
を別個形成して二層構造とし高透磁率層内で広がつてい
る磁束を所定磁気記録位置にて磁気ヘツドの磁極に向け
集中させて吸い込まれることにより分布が鋭くかつ強い
垂直磁化を行ない得る構成の垂直磁気記録媒体があつ
た。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記従来の垂直磁気記録媒体，例えばＣo −Ｃ
r 単層媒体にリングコアヘツドで記録する場合、その磁
界分布は面内方向成分をかなり有しているので記録時に
磁化が傾きやすい。磁化を垂直に維持するために、垂直
磁気記録媒体は高い垂直異方性磁界（Ｈk ）を有し、飽
和磁化（Ｍs ）はある程度小さい値に抑える必要があつ
た。また高い再生出力を実現しようとすると垂直方向の
抗磁力（Ｈc _⊥）を大きくし垂直磁気記録媒体の厚さ寸
法を大とする必要があつた。また厚さ寸法を大とした場
合には垂直磁気記録媒体の磁気ヘツドのいわゆる当たり
（垂直磁気記録媒体と磁気ヘツドの摺接部における摺接
条件）が悪くなり、垂直磁気記録媒体を損傷したり磁気
ヘツドに悪影響が生じ良好な垂直磁気記録再生ができな
いという問題点があつた。

またＣo −Ｃr 膜に加え高透磁率層を裏打ち層として形
成された二層構造の垂直磁気記録媒体の場合、Ｃo −Ｃ
r 膜の抗磁力Ｈc （700 Ｏe 以上）に対して高透磁率層
の抗磁力Ｈc は極めて小（10Ｏe 以下）となつていたた
め、衝撃性のバルクアウゼンノイズが発生するという問
題点があつた。これに加えて二層構造の垂直磁気記録媒
体を得るには、まず高透磁率層を形成するに適した所定
条件にてベースフイルム上に例えばＦe −Ｎi／アモル
フアス等をスパツタリングにより被膜し、次にＣo −Ｃ
r 膜を形成するに適した所定条件にてＣo −Ｃr をスパ
ツタリングにより被膜する必要があり、各層の形成毎に
スパツタリング条件及びターゲツトを変える必要があり
連続スパツタリングを行なうことができず、製造工程が
複雑になると共に量産性にも劣るという問題点があつ
た。

そこで本発明では、上層と下層とにより形成された磁性
層の各層の有する抗磁力の比を所定範囲内に選定するこ
とにより上記問題点を解決した垂直磁気記録媒体を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明では、上層と下層と
により形成された磁性層を有する垂直磁気記録媒体の、
上層の垂直方向の抗磁力をＨc _⊥とし、該下層の面内方
向の抗磁力をＨc とした際、比 の値が となるよう選定した。

実施例 本発明になる垂直磁気記録媒体（以下単に記録媒体とい
う）は、ベースとなるポリイミド基板上に例えばコバル
ト（Ｃo ），クロム（Ｃr ）にニオブ（Ｎb ）及びタン
タル（Ｔa ）のうち少なくとも一方を加えてなる磁性材
をターゲツトとしてスパツタリングすることによつて得
られる。

従来より金属等（例えばＣo −Ｃr 合金）をベース上に
スパツタリングした際、被膜形成された薄膜はその膜面
に垂直方向に対して同一結晶構造を形成するのではな
く、ベース近傍の極めて薄い部分にまず小粒径の第一の
結晶層を形成し、その上部に続いて大粒径の第二の結晶
層が形成されることが各種の実験（例えば走査型電子顕
微鏡による写真撮影）により明らかになつてきている
（Ｅdward Ｒ．Ｗuori and Ｐrofessor Ｊ．Ｈ．Ｊ
udy：“ＩＮＩＴＩＡＬ ＬＡＹＥＲ ＥＦＦＥＣＴ
ＩＮ ＣＯ−ＯＲ ＦＩＬＭＳ”，ＩＥＥＥ Ｔran
s.，ＶＯＬ．ＭＡＧ−２０，No.５，ＳＥＰＴＥＭＢＥ
Ｒ 1984，Ｐ 774〜Ｐ 775またはＷilliam Ｇ．Ｈaine
s：“ＶＳＭＰＲＯＦＩＬＩＮＧ ＯＦ Ｃo ＣrＦＩＬ
ＭＳ：Ａ ＮＥＷ ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮ
ＩＱＵＥ”ＩＥＥＥ Ｔrans.，ＶＯＬ，ＭＡＧ−２
０，No.５，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ1984，Ｐ 812〜Ｐ 81
4）。本発明者は上記観点に注目しＣo −Ｃr 合金を基
とし、またこれに第三元素を添加した金属を各種スパツ
タリングし、形成される小粒径の結晶層とその上部に形
成された大粒径の結晶層との物理的性質を測定した結
果、特に第三元素としてＮb またはＴa を添加した場
合、小粒径結晶層の抗磁力か大粒径結晶層よりも非常に
小であることがわかつた。本発明ではこの低抗磁力を有
する小粒径結晶層を高透磁率層として用い高抗磁力を有
する大粒径結晶層を垂直磁化層として用いることを特徴
とする。

以下本発明者が行なつたスパツタリングにより形成され
た小粒径結晶層及び大粒径結晶層の抗磁力を測定した実
験結果を詳述する。Ｃo −Ｃr 薄膜，Ｃo −Ｃr −Ｎb
薄膜及びＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜をスパツタリングするに
際し、スパツタリング条件は下記の如く設定した（Ｎb
またはＴa を添加した各場合においてスパツタリング条
件は共に等しく設定した）。

＊スパツタ装置 ＲＦマグネトロンスパツタ装置 ＊スパツタリング方法 連続スパツタリング。予め予備排気圧１×10^-6Ｔorrま
で排気した後Ａr ガスを導入した１×10^-3Ｔorrとした ＊ベース ポリイミド（厚さ20μｍ） ＊ターゲツト Ｃo −Ｃr 合金上にＮb あるいはＴa の小片を載置した
複合ターゲツト ＊ターゲツト基板間距離 110mm なお薄膜の磁気特性は振動試料型磁力計（理研電子製，
以下ＶＳＭと略称する）にて、薄膜の組成はエネルギー
分散型マイクロアナライザ（ＫＥＶＥＸ社製，以下ＥＤ
Ｘと略称する）にて、また結晶配向性はＸ線回折装置
（理学電機製）にて夫々測定した。

Ｃo −Ｃr に第三元素としてＮb を添加（２〜１０at％
添加範囲において同一現象が生ずる）し、ポリイミドベ
ースに 0.2μｍの膜厚でスパツタリングした記録媒体に
１５ＫＯe 磁界を印加した場合の面内方向のヒステリシ
ス曲線を第１図に示す。同図より面内方向の抗磁力（記
号Ｈc で示す）がゼロ近傍部分でヒステリシス曲線は
急激に変則的に立ち上がり（図中矢印Ａで示す）、いわ
ゆる磁化ジヤンプが生じていることがわかる。スパツタ
リングされたＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜がスパツタリング時
に常に均一の結晶成長を行なつたと仮定した場合、第１
図に示された磁化ジヤンプは生ずるはずはなく、これよ
りＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜内に磁気的性質の異なる複数の
結晶層が存在することが推測される。

続いて第１図に示した実験条件と同一条件にてＣo −Ｃ
r −Ｎb をポリイミドベースに 0.05μｍの膜厚でスパ
ツタリングした記録媒体に１５ＫＯeの磁界を印加した
場合の面内方向にヒステリシス曲線を第２図に示す。同
図においては第１図に見られたようなヒステリシス曲線
の磁化ジヤンプは生じておらず 0.05μｍ程度の膜厚に
おけるＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜は略均一な結晶となつてい
ることが理解される。これに加えて同図より 0.05μｍ
程度の膜厚における抗磁力Ｈc に注目するに、抗磁力
Ｈc は極めて小なる値となつており面内方向に対する
透磁率が大であることが理解される。上記結果よりスパ
ツタリングによりベース近傍位置にはじめに成長する初
期層は抗磁力Ｈc が小であり、この初期層は走査型電
子顕微鏡写真で確かめられている（前記資料参照）ベー
ス近傍位置に成長する小粒径の結晶層であると考えられ
る。また初期層の上方に成長する層は、初期層の抗磁力
Ｈc より大なる抗磁力Ｈc を有し、この層は同じく
走査型電子顕微鏡写真で確かめられている大粒径の結晶
層であると考えられる。

小粒径結晶層と大粒径結晶層が併存するＣo −Ｃr −Ｎ
b 薄膜において磁化ジヤンプが生ずる理由を第３図から
第５図に用いて以下述べる。なお後述する如く、磁化ジ
ヤンプは組成率及びスパツタリング条件に関し全てのＣ
o −Ｃr −Ｎb 薄膜に対して発生するものではない。所
定の条件下においてＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜をスパツタリ
ングにより形成しこの薄膜のヒステリシス曲線を測定に
より描くと第３図に示す如く磁化ジヤンプが現われたヒ
ステリシス曲線となる。また小粒径結晶層のみからなる
ヒステリシス曲線は膜厚寸法を小としたスパツタリング
（約 0.075μｍ以下、これについては後述する）を行な
い、これを測定することにより得ることができる（第４
図に示す）。また大粒径結晶層は均一結晶構造を有して
いると考えられ、かつ第３図に示すヒステリシス曲線は
小粒径結晶層のヒステリシス曲線と大粒径結晶層のヒス
テリシス曲線を合成したものと考えられるため第５図に
示す如く抗磁力Ｈc が小粒径結晶層よりも大であり、
磁化ジヤンプのない滑らかなヒステリシス曲線を形成す
ると考えられる。すなわち第３図において示されている
磁化ジヤンプの存在は、磁気特性の異なる二層が同一の
薄膜内に形成されていることを示しており、従つて第１
図に示されたＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜にも磁気特性の異な
る二層が形成されていることが理解できる。なお大粒径
結晶層の抗磁力は、小粒径結晶層と大粒径結晶層が併存
するＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜のヒステリシス曲線から小粒
径結晶層のみのＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜のヒステリシス曲
線を差引いて得られるヒステリシス曲線より求めること
ができる。上記各実験結果によりＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜
のヒステリシス曲線に磁化ジヤンプが生じている時、磁
気特性の異なる二層が形成されていることが証明された
ことになる。

続いてＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜のベース上へのスパツタリ
ングの際形成される上記二層の夫々の磁気的性質をＣo
−Ｃr −Ｎb 薄膜の厚さ寸法に関連させつつ第６図を用
いて以下説明する。第６図はＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜の膜
厚寸法をスパツタリング時間を変えることにより制御
し、各膜厚寸法における面内方向の抗磁力Ｈc ，垂直
方向の抗磁力Ｈc _⊥，磁化ジヤンプ量σｊを夫々描いた
ものである。

まず面内方向の抗磁力Ｈc に注目するに、膜厚寸法が
0.08μｍ以下においては極めて小なる値（150Ｏe以
下）となつており、面内方向に対する透磁率は高いと考
えられる。また膜厚寸法が大となつても抗磁力Ｈc は
大きく変化するようにことはない。また磁化ジヤンプ量
σｊに注目すると、磁化ジヤンプ量は膜厚寸法が 0.075
μｍにて急激に立ち上がり、 0.075μｍ以上の膜厚にお
いては滑らかな下に凸の放物線形状を描く。更に垂直方
向の抗磁力Ｈc _⊥に注目すると、抗磁力Ｈc _⊥は膜厚寸
法 0.05μｍ〜 0.1μｍで急激に立ち上がり、 0.1μｍ
以上の膜厚寸法では900 Ｏe 以上の高い抗磁力を示す。
これらの結果より小粒径結晶層と大粒径結晶層の境は略
0.075μｍの膜厚寸法のところにあり、膜厚寸法が 0.0
75μｍ以下の小粒径結晶層は面内方向及び垂直方向に対
する抗磁力Ｈc ，Ｈc _⊥が低い、いわゆる低抗磁力層
となつており、また膜厚寸法が 0.075μｍ以上の大粒径
結晶層は面内方向の抗磁力Ｈc は低いものの垂直方向
に対する抗磁力Ｈc _⊥は非常に高い値を有する、いわゆ
る高抗磁力層となつており垂直磁気記録に適した層とな
つている。更に磁化ジヤンプが生じない膜厚寸法（ 0.0
75μｍ以下）においては、面内方向及び垂直方向に対す
る抗磁力Ｈc ，Ｈc _⊥は低く、これより大なる膜厚寸
法（ 0.075μｍ以上）においては垂直方向に対する抗磁
力Ｈc _⊥が急増する。これによつても磁化ジヤンプが生
じている場合、Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜に磁気特性の異な
る二層が形成されていることが推測される。

次にＣo −Ｃr に第三元素としてＴa を添加（１〜１０
at％添加範囲において同一現象が生ずる）し、上記した
Ｎb 添加した場合と同一の実験を行なつた結果を第７図
に示す。第７図はＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜の膜厚寸法をス
パツタリング時間を変えることにより制御し、各膜厚寸
法における面内方向の抗磁力Ｈc ，垂直方向の抗磁力
Ｈc _⊥，磁化ジヤンプ量σｊを夫々描いたものである。
同図よりＣo −Ｃr にＴa を添加した場合も、Ｃo −Ｃ
r にＮb を添加した場合と略同様な結果が得られ、小粒
径結晶層と大粒径結晶層の境は略 0.075μｍの膜厚寸法
のところにあり、膜厚寸法が 0.075μｍ以下の小粒径結
晶層は面内方向及び垂直方向に対する抗磁力Ｈc ，Ｈ
c _⊥が低い（Ｈc ，Ｈc _⊥共に170Ｏe 以下）、いわ
ゆる低抗磁力層となつており、また膜厚寸法が 0.075μ
ｍ以上の大粒径結晶層は面内方向の抗磁力Ｈc は低い
ものの垂直方向に対する抗磁力Ｈc _⊥は非常に高い値
（750Ｏe以上）となつている。

なお上記実験で注意すべきことは、スパツタリング条件
及びＮb ，Ｔa の添加量を前記した値（Ｎb ：２〜１０
at％，Ｔa ：１〜１０at％）より変えた場合磁化ジヤン
プは生じないが、しかるに磁化ジヤンプが生じないＣo
−Ｃr −Ｎb 薄膜，Ｃo −Ｃr −Ｔa 薄膜においても小
粒径結晶層及び大粒径結晶層が形成されていることであ
る（前記資料参照）。磁化ジヤンプが生じないＣo −Ｃ
r −Ｎb 薄膜のヒステリシス曲線の一例を第８図に示
す。第８図（Ａ）は小粒径結晶層及び大粒径結晶層を含
む面内方向のヒステリシス曲線であり、第８図（Ｂ）は
小粒径結晶層のみの面内方向のヒステリシス曲線，第８
図（Ｃ）は大粒径結晶層のみの面内方向のヒステリシス
曲線である。各図より小粒径結晶層の面内方向の残留磁
化Ｍr Bは大粒径結晶層の残留磁化Ｍr Cよりも大で
あるため、両結晶層を含む残留磁化Ｍr Aは大粒径結
晶層の残留磁化Ｍr Cのみの時よりも不利となり異方
性磁界Ｈk が小さくなる。また小粒径結晶層は配向が悪
いこと（Δθ50が大）が知られており、また面内方向の
抗磁力Ｈc も大で垂直磁気記録には適さない。

ここで上記の如く小粒径結晶層と大粒径結晶層を有する
Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜を垂直
磁気記録媒体として考えた場合、Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜
及びＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜をその膜面に対し垂直方向に
膜厚の全てに亘つて垂直磁化を行なおうとすると、小粒
径結晶層の存在は垂直磁化に対し極めて不利な要因とな
る（磁化ジヤンプが生じている場合及び磁化ジヤンプが
生じていない場合の相方において不利な要因となる）。
すなわち磁化ジヤンプが生じている場合の小粒径結晶層
は、面内方向及び垂直方向に対する抗磁力Ｈc ，Ｈc
_⊥が共に極めて低く（170Ｏe以下）、この層においては
垂直磁化はほとんどされないと考えられる。また磁化ジ
ヤンプが生じていない場合の小粒径結晶層においても、
面内方向の抗磁力Ｈc は磁化ジヤンプの生じている場
合の抗磁力Ｈc よりは大であるが垂直方向の抗磁力Ｈ
c _⊥は垂直磁気記録を実現し得る程の抗磁力はなくやは
り良好な垂直磁化は行なわれないと考えられる。従つて
膜面に対して垂直方向に磁化を行なつても小粒径結晶層
における垂直磁化はほとんど行なわれず、磁性膜全体と
しての垂直磁化効率が低下してしまう。この影響はリン
グコアヘツドのような磁束の面内成分を多く含む磁気ヘ
ツドにおいては顕著である。また膜厚寸法に注目するに
上記Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜を
垂直磁気記録媒体として実用に足る膜厚寸法（約 0.3μ
ｍ以下）にすると、小粒径結晶層の厚さ寸法は 0.1μｍ
以下で略一定であるため（実験においては小粒径及び大
粒径結晶層を含む膜厚寸法を小とすると小粒径結晶層の
厚さ寸法は若干大となる傾向を示す）、薄膜の膜厚寸法
に対する小粒径結晶層の相対的厚さ寸法が大となり更に
垂直磁化特性が劣化してしまう。

しかるに小粒径結晶層の磁気特性は、面内方向に対する
抗磁力Ｈc が小であり比較的高い透磁率を有してお
り、これは従来Ｃo −Ｃr 薄膜とベース間に配設した裏
打ち層（例えばＦe −Ｎi 薄膜）と似た特性を有してい
る。つまりＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr −Ｔa
薄膜の単一磁性膜において、低抗磁力Ｈc を有する小
粒径結晶層をいわゆる裏打ち層である高透磁率層として
用い、垂直方向に高抗磁力Ｈc _⊥を有する大粒径結晶層
を垂直磁化層として用いることにより単一膜構造におい
て二層膜構造の垂直磁気記録媒体と等しい機能を実現す
ることが可能であると考えられる。

この点に鑑み、Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr −
Ｔa 薄膜の組成率を変化させた場合、各薄膜の厚さ寸法
を変化させた場合における磁気特性の変化及び再生出力
の相異を第９図から第１６図を用いて以下説明する。第
９図はＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜の組成率を変化させた場合
における各種磁気特性を示す図で、第１０図及び第１１
図は第９図に示した各薄膜に垂直磁気記録再生を行なつ
た時の記録波長と再生出力の関係を示したものである。
なお第９図に示した各薄膜を区別して第１０図及び第１
１図に示すのに、第９図の左端に記載したＮo.を第１０
図，第１１図に付することにより区別した。第９図より
Ｃo −Ｃr に第三元素としてＮb またはＴa を添加した
際、磁化ジヤンプが生じている時は垂直磁化に寄与する
垂直方向の抗磁力Ｈc _⊥は高い値となるが磁化ジヤンプ
が生じていない時は抗磁力Ｈc _⊥は低い値となつてい
る。また磁化ジヤンプが生じている時は垂直異方性磁界
Ｈk が小さく、Ｍr ／Ｍs はＣo −Ｃr 薄膜に比べて
大であるこれは面内方向に磁束分布が大であるリングコ
アヘツドを用いる際不利な条件と考えられていた。しか
るに上記各Ｃo −Ｃr −Ｎb 及びＣo −Ｃr Ｔa 薄膜
（以下Ｃo −Ｃr −Ｎb 薄膜とＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜を
総称する場合Ｃo −Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜という）を
垂直磁気記録媒体として用いた際の記録波長−再生出力
特性（第１０図及び第１１図に示す）を見ると、磁化ジ
ヤンプが生じているＣo −Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜の再
生出力の方が磁化ジヤンプの生じていないＣo −Ｃr −
Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr 薄膜の再生出力よりも良好とな
つており、特に記録波長の短波長領域において顕著であ
る。短波長領域（記録波長が 0.2μｍ〜 1.0μｍ程度の
領域）においてはＣo −Ｃr 薄膜及び磁化ジヤンプの生
じていないＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜においても再生出力は
増加している。しかるに磁化ジヤンプの生じているＣo
−Ｃr Ｎb （Ｔa ）薄膜は、上記各薄膜の再生出力増加
率に対して、それよりも高い再生出力増加率を示してお
り、磁化ジヤンプの生じているＣo −Ｃr −Ｎb （Ｔa
）薄膜は特に記録波長の垂直磁化に適しているという
ことができる。特にＮo.III，IVに示すＣo −Ｃr −Ｎb
薄膜においては第９図に示す如く、磁化ジヤンプが生
じていないＮo.Ｖ，VIに示す薄膜に対して飽和磁化Ｍs
が100emu／cc以上も小さいにもかかわらず、短波長領域
における出力特性が良好である。上記短波長領域におい
ては再生出力曲線は上に凸の放物線形状をとるが、その
全域において磁化ジヤンプの生じているＣo −Ｃr −Ｎ
b 薄膜はＣo −Ｃr 薄膜及び磁化ジヤンプの生じていな
いＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜より大なる再生出力を得ること
ができた。

上述の如く、短波長領域における出力特性の向上は磁化
ジヤンプの発生に起因していると考えられる。磁化ジヤ
ンプが生じている磁性層に形成される小粒径結晶層の面
内方向の抗磁力Ｈc は、磁化ジヤンプの生じていない
磁性層に形成された小粒径結晶層の抗磁力Ｈc より小
である。

ここで大粒径結晶層の垂直方向の抗磁力Ｈc _⊥に対する
小粒径結晶層の面内方向の抗磁力Ｈc の比 （以下この比 を抗磁力比という）に注目する。第９図に示す如く磁化
ジヤンプの生じている磁性層を有する薄膜は抗磁力比 の値が１／５以下となつている。しかるに磁化ジヤンプ
の生じていない磁性層を有する薄膜においては、抗磁力
比 の値が１／ 1.6程度の大なる値となつている。本発明者
の実験によれば、磁化ジヤンプが発生する抗磁力比 の上限値は１／５近傍の値であると思われる。また一般
に垂直磁気記録再生を行なうに適当な垂直磁化層の垂直
方向の抗磁力Ｈc _⊥は約 1500 Ｏe 程度までであり、ま
た磁化ジヤンプの発生している小粒径結晶層がいわゆる
裏打ち層として適宜に機能する面内方向の抗磁力Ｈc
は平均して 30 Ｏe 程度であると考えられるため抗磁力
比 の下限値は１／５０近傍の値であると思われる。すなわ
ち磁性層を形成する際、抗磁力比 の値が となるよう選定することにより、磁化ジヤンプが生じ
る、従つて短波長領域において特に再生出力の良好な垂
直磁気記録媒体を実現することができる。なお抗磁力比 の値は、磁性材の組成率を変化させることにより、また
スパツタリング条件を適宜選定することにより調整する
ことが可能である。

次に磁化ジヤンプが発生している磁性層において、再生
出力が向上する理由を以下説明する。

Ｃo −Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜はスパツタリングによる
磁性層の薄膜形成時に第１２図に示す如くベース１近傍
に低抗磁力を有する小粒径結晶層２とその上方に特に垂
直方向に高い抗磁力を有する大粒径結晶層３と二層構造
を形成し、かつ各層２，３の抗磁力比 の値は となるように選定されていため、各層２，３より形成さ
れる磁性層は磁化ジヤンプの生じた磁性層となる。よつ
て、磁気ヘツド４から放れた磁束線は大粒径結晶層３を
貫通して小粒径結晶層２に到り、低抗磁力でかつ高透磁
率を有する小粒径結晶層２内で磁束は面内方向に進行
し、磁気ヘツド４の磁極部分で急激に磁束が吸い込まれ
ることにより大粒径結晶層３に垂直磁化がされると考え
られる。よつて磁束が形成する磁気ループは第１２図に
矢印で示す如く、馬蹄形状となり所定垂直記録位置にお
いて大粒径結晶層３に磁束が鋭く貫通するため、大粒径
結晶層３には残留磁化の大なる垂直磁化が行なわれる。
ここで磁化ジヤンプが生じている場合と生じていない場
合における小粒径結晶層２の面内方向の抗磁力Ｈc に
注目すると、第９図に示される如く磁化ジヤンプが生じ
ている場合の面内方向の抗磁力Ｈc は磁化ジヤンプが
生じていない場合の抗磁力Ｈc より小なる値となつて
いる。周知の如く小粒径結晶層２がいわゆる裏打ち層と
して機能するためには抵抗磁力，高透磁率を有すること
が望ましく、よつて磁化ジヤンプの生じているＣo −Ｃ
r −Ｎb （Ｔa ）薄膜の方が再生出力が良好であると推
測される。また小粒径結晶層２は、その有する抗磁力Ｈ
c が完全にゼロではなく所定の抗磁力は有しているた
め、この抗磁力に対応する磁化を行なうことができる。
垂直磁気記録が行なわれると大粒径結晶層３には第１４
図に示す如く所定ビツト間隔に対応し磁化方向を逆にし
た複数の磁石が交互に形成される。そして、この形成さ
れた複数の磁石下端部の小粒径結晶層２には、相隣接し
て形成された磁石の上記下端部を連通する磁束（第１４
図中矢印で示す）が形成されこれが磁化される。これに
より各隣接する磁石の減磁作用はなくなり、特にこの現
象は各隣接する磁石の密度の高い、すなわち記録波長の
小なる垂直磁気記録において顕著であるため短波長領域
における再生出力を増加させることができる。更にＣo
−Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜の膜厚寸法に注目すると、膜
厚寸法を大とすることは大粒径結晶層３の厚さ寸法を大
とすることであり（小粒径結晶層２の厚さ寸法は略一定
である）、これを大とすることにより磁気ヘツド４と小
粒径結晶層２の距離が大となり、小粒径結晶層２による
磁束の吸込み効果はわずかで第１３図に矢印で示す如く
磁気ヘツド４から放れた磁力線は小粒径結晶層２に到る
ことなく大粒径結晶層３を横切つて磁気ヘツド４の磁極
に吸い込まれる。従つて垂直方向に対する磁化は分散さ
れた弱いものとなり良好な垂直磁化は行なわれない。し
かるにＣo −Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜の膜厚寸法を小と
すると、磁気ヘツド４と小粒径結晶層２の距離が小とな
り、小粒径結晶層２による磁束の吸込み効果が大となり
磁気ヘツド４から放れた磁束は小粒径結晶層２に確実に
進行し上記馬蹄形の磁気ループを形成する。即ち、垂直
磁化に寄与する磁束は馬蹄形の極めて鋭い磁界であるの
で残留磁化は大となり良好な垂直磁化が行なわれると考
えられる。すなわちＣo −Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜の膜
厚寸法を小とした方が（記録媒体の厚さを薄くした方
が）良好な垂直磁化を行なうことができ、これにより磁
気ヘツド４とのいわゆる当たりの良好な薄い記録媒体を
実現することができる（本発明者の実験によると膜厚寸
法が 0.1μｍ〜 0.3μｍ程度の寸法まで高出力を保持で
きた）。これに加えて上記の如く高抗磁力を有する層と
低抗磁力を有する層を形成するＣo −Ｃr −Ｎb （Ｔa
）薄膜は連続スパツタリングにより形成されるため、
二層構造を形成させるためにわざわざスパツタリング条
件を変えたりターゲツトを取換える作業等は不用でＣo
−Ｃr −Ｎb （Ｔa ）薄膜の形成工程を容易にし得ると
共にスパツタリング時間を短くし得、低コストでかつ量
産性をもつて垂直磁気記録媒体を製造することができ
る。更に抗磁力比 の値は に選定されており小粒径結晶層２の面内方向の抗磁力Ｈ
c は大粒径結晶層３の抗磁力Ｈc _⊥に対して極端に小
なる値ではないため衝撃性のバルクハウゼンノイズが発
生することもなく良好な垂直磁気記録再生を行ない得
る。

発明の効果 上述の如く本発明になる垂直磁気記録媒体によれば、上
層と下層とにより形成された磁性層を有する垂直磁気記
録媒体の、上記上層の垂直方向の抗磁力をＨc _⊥とし、
下層の面内方向の抗磁力をＨc とした際、比 の値が となるよう選定することにより、垂直磁気記録媒体の有
する磁性層は磁化ジヤンプを有する磁性層となり磁気ヘ
ツドより放れた磁束は容易に低抗磁力を有する下層に進
入した水平方向へ進行した後磁気ヘツドの磁極にて急激
にかつ鋭く高抗磁力を有する上層を貫通して磁気ヘツド
の磁極に吸い込まれるため、上層には強い残留磁化が生
じ高い再生出力を実現し得る垂直磁気記録再生を行なう
ことができ、これに加え記録波長が短い時に特にすぐれ
た垂直磁化が行なわれ良好な再生出力を得ることがで
き、また下層は磁化ジヤンプが生じている、すなわち面
内方向に対する抗磁力が小で、かつ高透磁率を有する層
であるため、いわゆる裏打ち層として確実に機能すると
共にその抗磁力は上層の抗磁力に対して極端に小なる値
ではないため衝撃性のバルクハウゼンノイズが発生する
こともなく良好な垂直磁気記録再生を行うことが、でき
ると等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる垂直磁気記録媒体の一実施例の磁
性膜であるＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜のヒステリシス曲線を
示す図、第２図は小粒径結晶層のヒステリシス曲線を示
す図、第３図から第５図は磁化ジヤンプが生ずる理由を
説明するための図、第６図はＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜が二
層構造となつていること及び各層の磁気特性を示す図、
第７図はＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜が二層構造となつている
こと及び各層の磁気特性を示す図、第８図は磁化ジヤン
プが生じていないＣo −Ｃr −Ｎb の薄膜のヒステリシ
ス曲線の一例を示す図、第９図は磁化ジヤンプが生じて
いるＣo −Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr −Ｔa 薄膜に
おける各種磁気特性を磁化ジヤンプの生じていないＣo
−Ｃr −Ｎb 薄膜及びＣo −Ｃr 薄膜の磁気特性と比較
して示す図、第１０図及び第１１図は第９図に示した各
薄膜に垂直磁気記録再生を行なつた時の記録波長と再生
出力の関係を示す図、第１２図は本発明記録媒体の厚さ
寸法を小とした場合に磁束が形成する磁気ループを示す
図、第１３図は本発明記録媒体の厚さ寸法を大とした場
合に磁束が形成する磁気ループを示す図、第１４図は小
粒径結晶層に形成され大粒径結晶層に磁化形成された複
数の磁石の下端部間を連通する磁束を説明するための図
である。 １……ベース、２……小粒径結晶層、３……大粒径結晶
層、４……磁気ヘツド。

フロントページの続き (72)発明者 今岡 英一郎 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−21507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−98321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101710（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上層と下層とにより形成された磁性層を有
   する垂直磁気記録媒体であつて、該上層の垂直方向の抗
   磁力をＨc _⊥とし、該下層の面内方向の抗磁力をＨc
   とすると、比 の値が であるよう選定されていることを特徴とする垂直磁気記
   録媒体。