JPH0642282B2 - 垂直磁気記録再生方法 - 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再生方法に係り、特に記録再生出
力を増大し得る垂直磁気記録再生方法に関する。

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って減磁界が大き
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
直磁気記録再生方法が提案されている。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再生方法は、垂直磁気記録媒体を
挟んで主磁極及び補助磁極よりなる磁気ヘツドを設け、
主磁極先端付近に強い垂直磁界を発生させて、これによ
り垂直磁気記録媒体を垂直磁化する構成とされていた。
また垂直磁気記録媒体としては、ベースフィルム上にＣ
ｏ−Ｃｒ膜をスパツタリングにより被膜形成したものが
あった。周知の如く、Ｃｏ−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。しかるにＣｏ−Ｃｒ膜は
その磁化容易軸がＣｒの添加によりＣｏの磁化容易軸
（最密六方晶のＣ軸）が垂直に近い配向を有しているも
のの十分には垂直方向に配向しておらず強い垂直磁気異
方性を得ることができなかつた。このため従来、Ｃｏ−
Ｃｒにニオブ（Ｎｂ）及びタンタル（Ｔａ）等の第三元
素を添加することによりＣｏの磁化容易軸を垂直方向に
強く配向させた構成の垂直磁気記録媒体があつた。また
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
透磁率層内で拡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せることに
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 上記従来の垂直磁気記録再生方法では、垂直磁気記録媒
体のＣｏの磁化容易軸を強く垂直方向へ配向させるため
に、ＣｏにＣｒ及びＮｂ，Ｔａ等を添加していた。しか
るにＣｒ及びＮｂ，Ｔａの添加によりＣｏの磁化容易軸
は強く垂直方向へ配向するものの、強磁性体であるＣｏ
に非磁性体であるＣｒ及びＮｂ，Ｔａを添加することに
より垂直磁気記録媒体としての飽和磁化Ｍｓが低下して
しまい高い再生出力を得ることができないという問題点
があった。また磁気ヘッドとしてリングコアヘッドを用
いようとした場合、リングコアヘッドは発生する磁界に
面内方向成分を多く含むため、上記のように垂直方向の
みに強い異方性のみを有する垂直磁気記録媒体では効率
良く垂直磁気記録を行なうことができないという問題点
があった。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−Ｃｒ膜の抗磁力Ｈｃ（700Oe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、衝撃性のバルクハ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、このバルクハウ
ゼンノイズを防止するには少なくとも10Oe以上の抗磁力
を有することが必要となるが、この条件を満たしかつ裏
打ち層としての機能を有する適当な素材が無いという問
題点もあつた。

そこで本発明では、コバルト，クロムにニオブ及びタン
タルのうち少なくとも一方を加えてなる磁性材をコーテ
ィングした際、磁性層が抗磁力の異なる二層に分かれて
形成されることに注目し、この二層の内抗磁力の小なる
下層を垂直磁気記録に積極的に利用すると共にリングコ
アヘッドにより垂直磁気記録再生を行なうことにより上
記問題点を解決した垂直磁気記録再生方法を提供するこ
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、コバルト及び
クロムに、ニオブ及びタンタルのうち少なくとも一方を
添加してなる磁性材によりベース上に抵抗磁力の、原点
近傍で急激に立ち上がる曲線で表わされる面内Ｍ−Ｈヒ
ステリシス特性である磁化ジャンプを有する層を形成す
ると共に、該層上に、該層のニオブ又はタンタルの添加
量より小なる量で、該磁化ジャンプを生じない量のニオ
ブ及びタンタルのうち少なくとも一方をコバルト及びク
ロムに添加した磁性材よりなる垂直磁化層を形成してな
る垂直磁気記録媒体に、リングコアヘッドを用いて記録
／再生する構成とした。

実施例 本発明になる垂直磁気記録再生方法に用いる垂直磁気記
録媒体（以下単に記録媒体という）は、まずベースとな
るポリイミド基板上にコバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃ
ｒ）にニオブ（Ｎｂ）及びタンタル（Ｔａ）のうち少な
くとも一方を加えた磁性材をターゲットとしてスパッタ
リングし、続いてその上にＣｏ，Ｃｒにニオブ（Ｎｂ）
及びタンタル（Ｔａ）のうち少なくとも一方を上記添加
量より少量加えた磁性材をターゲツトとしてスパツタリ
ングすることにより得られる。

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）により明らかになってきている
（Edward R.Wuori and Professor J.H.Judy：“ＩＮＩ
ＴＩＡＬ ＬＡＹＥＲ ＥＦＦＥＣＴ ＩＮ ＣＯ−Ｃ
Ｒ ＦＩＬＭＳ”，ＩＥＥＥ Ｔrans．，ＶＯＬ．ＭＡ
Ｇ−２０，No.５，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ 1984，Ｐ774〜
Ｐ775またはWilliam G.Haines：“ＶＳＭＰＲＯＦＩＬ
ＩＮＧ ＯＦ Ｃｏ Ｃｒ ＦＩＬＭＳ：Ａ ＮＥＷ
ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ“ＩＥＥＥ
Ｔrans．，ＶＯＬ，ＭＡＧ−２０，No.５，ＳＥＰＴ
ＥＭＢＥＲ 1984，Ｐ812〜Ｐ814）。

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、第三
元素としてＮｂまたはＴａを添加した場合、小粒径結晶
層の抗磁力が大粒径結晶層よりも非常に小でありかつ垂
直方向と面内方向の抗磁力には極端な差が生じてないこ
とがわかつた。本発明ではこの抵抗磁力を有すると共に
垂直方向及び面内方向の抗磁力差の少ない小粒径結晶層
を等方性層として用い、この小粒径結晶層上にＮｂ及び
差ａの添加量の少ない高い飽和磁化Ｍｓを有すると共に
磁化容易軸が強く垂直方向へ配向したＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ
薄膜またはＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜を形成し、これを垂直
磁化層として用いると共にリングコアヘッドを用いて垂
直磁気記録再生を行なうことを特徴とする。

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Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｂ及びＴａのうち少なくとも一方を添
加してなる磁性材の小粒径結晶層と、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合金を使用し、Ｎｂ及びＴａの添加は正方形
状のＮｂ板及びＴａ板を所要枚数Ｃｏ−Ｃｒ合金上に配
置することにより行なつた。

＊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の膜厚でスパッ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磁界がゼロ
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
行なったと仮定した場合、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図で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
の面内方向の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
化ジャ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、この初期槽は走査型電子顕微鏡
写真で確かめられている（前記試料参照）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ャンプが生ずる理由を第３図から
第５図を用いて以下述べる。なお後述する如く、磁化ジ
ャンプは組成比率及びスパツタリング条件に関し全ての
Ｃｏ−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ャンプが現われた
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ャ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
厚寸法をスパッ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⊥，磁化ジャンプ量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。これに加え垂直方向の抗磁力Ｈｃ⊥と面内方向の
抗磁力Ｈｃの値を比較するに相方とも150Oe以下とな
つておりその差は小で、いわゆる等方性を有した層とな
つている。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なことはない。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900Oe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0.075μｍ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，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（0.075μｍ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（0.07
5μｍ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３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を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
−Ｃｒ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
，Ｈｃ⊥が低い（Ｈｃ，Ｈｃ⊥共に170Oe以下）、
いわゆる低抗磁力層となつている。これに加えて垂直方
向及び面内方向抗磁力Ｈｃ⊥，Ｈｃの値の差は小でい
わゆる等方性を有した層となつている。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（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薄膜及びＣｏ−Ｃｒ
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−Ｃｒ−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Ｍ
ｒ_Ｃよりも大であるため、両結晶層を含む残留磁化Ｍ
ｒ_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薄膜に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した場合、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
なると従来考えられていた（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Ｈｃ⊥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に磁束の面
内成分を多く含む磁気ヘツドにおいては顕著である。

しかるに本発明における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
率及び磁気的な等方性を有しており、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る
ことが可能であると考えられる。

従つてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜
の単一膜がスパツタリングされる際形成される小粒径結
晶層を裏打ち層として機能させ、また大粒径結晶層を垂
直磁化層として機能させることが考えられる。しかるに
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜の単一
膜では、Ｃｏ−Ｃｒに添加されるＮｂ，Ｔａの添加量は
磁化ジヤンプが発生する所定量に規制されてしまう。ま
た強磁性材であるＣｏに非磁性材であるＮｂ，Ｔａを添
加することにより飽和磁化Ｍｓが低下してしまい高出力
の垂直磁気記録が行なえない。

この点に鑑み本発明では上記磁化ジヤンプが生ずる条件
下で、まずベース上にＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜またはＣｏ
−Ｃｒ−Ｔａ薄膜の小粒径結晶層を形成させ（約0.1μ
ｍ以下）、その上にＮｂ及びＴａの添加量を磁化ジヤン
プの生ずる条件値より小として飽和磁化Ｍｓを大とした
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜またはＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜をス
パツタリングし垂直磁気記録に直接寄与する大粒径結晶
層を形成した。上記構成の垂直磁気記録媒体において小
粒径結晶層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜を用いた場合の
各種磁気特性をＮｂの添加量を小としたＣｏ−Ｃｒ−Ｎ
ｂ単層薄膜及び磁気ジヤンプの生じているＣｏ−Ｃｒ−
Ｎｂ単層薄膜と比較して第９図に、この垂直磁気記録媒
体にセンダスト（登録商標）よりなるリングコアヘツド
で垂直磁気記録再生した時の第９図に示す各薄膜の記録
波長と再生出力の関係を第１０図に、また小粒径結晶層
としてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜を用いた場合の各種磁気特
性をＴａの添加量を小としたＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ単層薄膜
及び磁化ジヤンプの生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｔａの単層
薄膜と比較して第１１図に、更にこの垂直磁気記録媒体
にセンダストよりなるリングコアヘツドで垂直磁気記録
再生した時の第１１図に示す夫々の薄膜の記録波長と再
生出力の関係を第１３図に夫々示す。第９図及び第１１
図より磁化ジヤンプの生ずる条件下で形成したＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｂ及びＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ（以下Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ
とＣｏ−Ｃｒ−Ｔａを総称する場合Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ
（Ｔａ）と示す）の小粒径結晶層上に磁化ジヤンプの生
ずる条件値より小なる量のＮｂまたはＴａを添加したＣ
ｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）の大粒径結晶層を形成させた垂
直磁気記録媒体（以下二層媒体という）は、磁化ジヤン
プの生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜の各単層
垂直磁気記録媒体よりも飽和磁化Ｍｓが大となつてお
り、かつ垂直方向の抗磁力Ｈｃ⊥も高い値となつており
垂直磁化に適した特性を有している。一方、第１０図に
示される如く、再生出力と記録波長特性は磁化ジヤンプ
の生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜の垂直磁気記録媒体
（以下磁化ジヤンプ単層媒体という）及びＮｂの添加量
を小としたＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜の垂直磁気記録媒体
（以下低添加単層媒体と略称する）に比較して二層媒体
は全ての記録波長領域で高い値を示しており強い再生出
力が得られる。

特に短波長領域（記録波長が１μｍ〜0.2μｍの領域）
においては、磁化ジヤンプ単層媒体及び低添加単層媒体
もその再生出力を増大させているものの二層媒体は更に
対し効率で再生出力が増大している。従つて二層媒体は
特に短波長領域での垂直磁気記録再生に適しているとい
える。なおＣｏ−Ｃｒ−Ｔａの二層媒体でも第１３図に
示す如く同様の結果が得られた。

上記現象の生ずる理由を第１２図を用いて以下推論す
る。ポリイミド等のベース１上に磁化ジヤンプの生ずる
条件を満足させてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）磁性材を約
0.1μｍの膜厚寸法でスパツタリングすると、前述の如
く被膜されたＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜は略その全
体において小粒径結晶層２が形成されているものと考え
られる。この小粒径結晶層２は面内方向の抗磁力Ｈｃ
が小で、かつ垂直方向の抗磁力Ｈｃ⊥との差が少ない等
方性を有した層となつている。従つて小粒径結晶層２に
いわゆる裏打ち層と略同様な機能を行なわせることがで
きる。

小粒径結晶層２の上部には、Ｎｂ及びＴａの添加量を磁
化ジヤンプの生ずる条件値より小としたＣｏ−Ｃｒ−Ｎ
ｂ（Ｔａ）磁性材が約0.1μｍの膜厚寸法でスパツタリ
ングされる。小粒径結晶層２よりＮｂ及びＴａの添加量
の小なるＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）磁性材が小粒径結晶
層２上にスパツタリングされる際、両者は結晶構造及び
組成において似た特性を有しているため両磁性材の境界
部分においてＮｂ及びＴａの添加量の小なるＣｏ−Ｃｒ
−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜材の小粒径結晶層はほとんど発生せ
ず（発生したとしても垂直磁気記録特性に影響を与える
厚さまで到らないと考えられる）、高い飽和磁化Ｍｓを
有すると共に垂直方向に強い抗磁力を有し、垂直磁化に
直接寄与する大粒径結晶層３が直ちに成長すると考えら
れる。また大粒径結晶層３を形成するＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ
（Ｔａ）薄膜において、Ｎｂ及びＴａの添加量は小粒径
結晶層２の如く磁化ジヤンプが生ずる条件値に規制され
ることなく任意に選定することができる。前述の如くＮ
ｂ及びＴａの添加によりＣｏの飽和磁化Ｍｓは低下する
ものの、Ｃｏの磁化容易軸は垂直方向に強く配向する。
従つてＮｂ及びＴａの添加量を適宜選定することによ
り、Ｃｏの磁化容易軸を強く垂直方向に配向させつつ高
飽和磁化Ｍｓを維持することができる。小粒径結晶層２
上に形成されるＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜のＮｂ及
びＴａの添加量は上記適宜量に選定されている。よつて
二層媒体４に摺接してリングコアヘツド５から放たれた
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、抵抗磁力でかつ等方性を有する小粒径結晶層２内で
磁束は面内方向に進行し、リングコアヘツド５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
となり所定垂直磁気記録位置において高い飽和磁化Ｍｓ
を有する大粒径結晶層３に磁束が集中して鋭く貫通する
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。すなわち面内方向成分を多く含む磁界を発
生するリングコアヘッド５においても、残留磁化の大な
る強い垂直磁気記録を行なうことが可能となり、磁気記
録再生効率を向上させることができる。これに加え、Ｎ
ｂ及びＴａを添加することにより記録媒体の熱膨張率を
調整できることが知られており、よつてＮｂ及びＴａの
添加量を適宜選定することが可能となることにより熱膨
張率を調整し得、カールの少ない記録媒体を容易に製造
することができる。また小粒径結晶層２の面内方向の抗
磁力Ｈｃは第６図，第７図より10Oe〜50Oe程度であり
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再生方法によれ
ば、コバルト及びクロムに、ニオブ及びタンタルのうち
少なくとも一方を添加してなる磁性材によりベース上に
抵抗磁力の、原点近傍で急激に立ち上がる曲線で表わさ
れる面内Ｍ−Ｈヒステリシス特性である磁化ジャンプを
有する層を形成すると共に、該層上に、該層のニオブ又
はタンタルの添加量より小なる量で、該磁化ジャンプを
生じない量のニオブ及びタンタルのうち少なくとも一方
をコバルト及びクロムに添加した磁性材よりなる垂直磁
化層を形成してなる垂直磁気記録媒体に、リングコアヘ
ツドを用いて記録／再生する構成とすることにより、垂
直磁気記録媒体はベース上に面内方向の抗磁力が小さく
かつ等方性を有する下層と、高い飽和磁化を有しかつ垂
直方向の抗磁力が大である上層との二層を形成された構
成となるため、リングコアヘツドより放たれた磁束は容
易に抵抗磁力を有すると共に等方性を有する下層に進入
し水平方向へ進行した後高い飽和磁化を有すると共に高
抗磁力を有する上層を貫通してリングコアヘツドの磁極
に急激にかつ鋭く吸い込まれるため、上層には強い残留
磁化が生じ面内成分を多く含む磁界を発生するリングコ
アヘッドにおいても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、これに加え特に短い記録
波長に対し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る、
すなわち面内方向に対する抗磁力が小で、かつ等方性有
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不要に小
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が行なうこと
ができ、更に上層のＮｂ及びＴａの添加量は任意に選定
することが可能で、その添加量をＣｏの磁化容易軸を強
く垂直方向に配向させつつ高飽和磁化を維持し得る適宜
量に選定することにより再生出力の大なる良好な垂直磁
気記録再生を実現でき、かつ熱膨張率を調整できるので
カールの少ない垂直磁気記録媒体を容易に製造すること
ができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる垂直磁気記録再生方法に用いられ
る垂直磁気記録媒体の一実施例の磁性膜であるＣｏ−Ｃ
ｒ−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
−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８図は磁化ジヤンプが生じていないＣ
ｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜のヒステリシス曲線の一例を示す
図、第９図は小粒径結晶層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜
を用いた場合の各種磁気特性をＮｂの添加量を小とした
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ単層薄膜及び磁化ジヤンプの生じてい
るＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ単層薄膜と比較して示す図、第１０
図は第９図に示した各薄膜の記録波長と再生出力の関係
を示す図、第１１図は小粒径結晶層としてＣｏ−Ｃｒ−
Ｔａ薄膜を用いた場合の各種磁気記録特性をＴａの添加
量を小としたＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ単層薄膜及び磁化ジヤン
プの生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ単層薄膜と比較して示
す図、第１２図は本発明になる垂直磁気記録再生方法に
用いられる垂直磁気記録媒体の結晶成長状態を概略的に
示すと共に磁束が形成する磁気ループを示す図、第１３
図は第１１図で示した各薄膜の記録波長と再生出力の関
係を示す図である。 １……ベース、２……小粒径結晶層、３……大粒径結晶
層、４……二層媒体、５……リングコアヘツド。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コバルト及びクロムに、ニオブ及びタンタ
   ルのうち少なくとも一方を添加してなる磁性材によりベ
   ース上に低抗磁力の、原点近傍で急激に立ち上がる曲線
   で表わされる面内Ｍ−Ｈヒステリシス特性である磁化ジ
   ャンプを有する層を形成すると共に、該層上に、該層の
   ニオブ又はタンタルの添加量より小なる量で、該磁化ジ
   ャンプを生じない量のニオブ及びタンタルのうち少なく
   とも一方をコバルト及びクロムに添加した磁性材よりな
   る垂直磁化層を形成してなる垂直磁気記録媒体に、リン
   グコアヘッドを用いて信号を記録／再生することを特徴
   とする垂直磁気記録再生方法。
2. 【請求項２】該リングコアヘッドは、センダスト（登録
   商標）よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の垂直磁気記録再生方法。