JPH10247607A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JPH10247607A
JPH10247607A JP6746497A JP6746497A JPH10247607A JP H10247607 A JPH10247607 A JP H10247607A JP 6746497 A JP6746497 A JP 6746497A JP 6746497 A JP6746497 A JP 6746497A JP H10247607 A JPH10247607 A JP H10247607A
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JP
Japan
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magnetic recording
layer
magnetic
recording medium
substrate
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JP6746497A
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English (en)
Inventor
Tomohisa Suzuki
友久 鈴木
Toshiharu Suzuki
俊治 鈴木
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Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気効率の向上と製造プロセスの簡略化を図っ
た磁気記録媒体の製造方法を提供すること。 【解決手段】磁気記録媒体の基板上に、該基板面と概ね
同方向に磁束を通過させるヨーク層3と、該ヨーク層3
の上面に形成される磁気記録層4とを具備する磁気記録
媒体の製造方法において、成分組成の異なる2種以上の
合金ターゲットを装着したスパッタ装置を用い、時間の
経過に従って各々のターゲットからのスパッタ率を変え
て、該基板1上に一体不可分のヨーク層3と磁気記録層
4とから成る合金膜を形成する磁気記録媒体の製造方法
であって、上記磁気記録層4とヨーク層3とから成る合
金膜が、Th2 Zn17,Th2 Ni17、TbCu7 ,T
hMn12,R3 (Fe、M)29型いずれか1つの結晶構
造をもつ。さらに、上記磁気記録層の上面に保護膜8が
被着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの外
部記憶装置である磁気記録装置や音楽、画像の記憶に使
用される磁気記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体は、音楽や画像のデータの
記録媒体のみならず、コンピュータの外部記憶装置とし
ても広く用いられている。例えばコンピュータの外部記
憶装置について考察してみると、近年磁気記録装置にお
いて高密度記録を可能にするため、記録方式や記録媒体
において様々な工夫がなされている。一例として、記録
方式では従来の長手記録に対して垂直記録方式が提案さ
れている。また、記録媒体では材質と磁気特性の異なる
2層或いは3層の媒体が一部に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】下層に軟磁性のパーマ
ロイ等の磁性膜を形成して、その上層に硬磁性のCoー
Cr系膜を形成してなる垂直記録媒体の場合、硬磁性膜
が下層の結晶性の影響を受け、膜面に対して垂直異方性
を持ちにくいために、合金組成やスパッタリング諸条件
を厳しく管理して成膜している。或いは、このような下
層の影響を除くために上層と下層の界面に薄いバッファ
層を設けることが行われているが、いずれの場合にも、
工程数が増えるだけでなく磁気的な効率を著しく下げる
ことになり、記録再生効率や信号対ノイズ比の低下や記
録磁化状態の安定性を損なう要因となっている。本発明
は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、
磁気効率の向上と製造プロセスの簡略化を目的とした新
規な磁気記録媒体の製造方法を提供しようとするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、磁気記録媒体の基板上に、該基板面と概
ね同方向に磁束を通過させるヨーク層と、該ヨーク層の
上面に形成される磁気記録層とを具備する磁気記録媒体
の製造方法において、成分組成の異なる2種以上の合金
ターゲットを装着したスパッタ装置を用い、時間の経過
に従って各々のターゲットからのスパッタ率を変えて、
該基板上に一体不可分のヨーク層と磁気記録層とから成
る合金膜を形成する磁気記録媒体の製造方法を提供す
る。
【0005】本発明の、磁気記録層とヨーク層とが一体
不可分に形成された磁気記録媒体の構造原理は以下のよ
うである。例えば、スパッタリングによって、初期にS
m−Feターゲットを用いてSm2 Fe17膜を形成し、
途中でFe−Tiターゲットを追加してSm−Feとの
2元同時スパッタを行い、上層にSmFe11Ti膜を形
成する。このとき、軟磁性Sm2 Fe17結晶のC軸が基
板面と垂直になるよう形成すると、硬磁性のSmFe11
Ti上層は結晶C軸が基板面と平行になるよう形成さ
れ、従って硬磁性記録層の磁化容易方向は膜面と平行方
向になる。この他にも、合金の結晶構造と成分組成を適
切に選定することによって、硬軟両磁性と異方性を制御
した磁性膜の製作が可能となる。
【0006】本発明の成膜方法については、2元スパッ
タリング法を用いる。また合金膜の成分については、ラ
ンタナイド属の希土類元素一種以上と鉄、および元素M
(Co,Ni,Al,Si,Ti,V,Cr,Mn,Z
r,Nb,Mo,Ga,Sn,Hf,Ta,W)のいず
れか一種以上を必須元素として含み、その組成範囲につ
いては、希土類元素が3%未満では保磁力が小さく、磁
気記録層に必要な保磁力が得られない。一方、15%を
越えると飽和磁化が低下し、また希土類含有率が多くな
るために膜の耐酸化性が損なわれる。また、元素Mの一
種以上の添加により合金の結晶構造の安定化や磁気特性
の調整をすることができる。但し、元素Mの総量が0.
02%未満では磁気特性の調整効果がほとんど見られ
ず、一方20%を越えると合金本来の結晶構造が維持で
きなくなって、磁気特性が著しく損なわれる。
【0007】また、本発明の合金膜はTh2 Zn17,T
2 Ni17,TbCu7 ,ThMn12,R3 (Fe,
M)29型などの化合物を種々選定して構成される。例え
ばTh2 Zn17結晶構造を持つSm2 Fe17組成の合金
のC面(001)上に、Tiを添加したSm2 Fe17Ti2
組成の上層合金膜を形成すると、結晶積み重ねの有利さ
から、上層はThMn12型結晶構造をもちそのC軸は膜
面と平行になる。他の例では、ThMn12構造を持つN
dFe11V組成の合金のC面(001) 上に、同じ結晶構造
のNdFe10VMo組成の上層膜を形成する。この場合
には、下層は軟磁性と硬磁性との中間的な磁性を示し、
上層は硬磁性を示して膜面と垂直方向の磁化容易軸をも
つ。
【0008】なお、一般に希土類鉄系合金は化学的に活
性であるために、実用においては合金膜上部に酸化や磨
耗を防止するための酸化ケイ素やカーボン、あるいは高
分子等の保護膜を被着させている。上記のように構成し
た磁気記録媒体は、上下層境界面での乱れがないため
に、平滑性に優れるだけでなく、従来の二層膜にみられ
る磁気的なギャップも生じないために、記録再生特性や
信号ノイズ比が高く、かつ記録磁化状態の安定性にも優
れる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態を、図面
を用いて詳細に説明する。図1は、本発明に係る磁気記
録媒体の部分断面図である。図1において、1はガラス
等からなる基板である。該基板1の上面には、磁気媒体
層2が形成されている。該磁気媒体層2は基板上に被着
されたヨーク層3と表面の磁気記録層4とその間に形成
されている境界部分5とからなる。
【0010】基板1は、機械的強度が高く、温度変化に
より膨張収縮が小さいSiO2 系のガラスが使用され
る。ヨーク層3は、軟磁性体からなるか、あるいは基板
1の平面方向に磁気異方性の容易軸が揃った強磁性体か
らなり、いずれも該基板1の平面と同方向に磁束を通過
させることができるように構成されている。磁気記録層
4は、ヨーク層3が軟磁性体からなるときあるいは基板
1の平面方向に軸が揃った強磁性体からなるときには、
基板1の平面に対して垂直方向の異方性を持たせること
ができ、また、ヨーク層3が軟磁性体からなるときには
基板1の平面方向に異方性を持たせることもでき、いず
れにせよ優れた硬磁気特性を示す磁気記録層である。境
界部分5は明確にヨーク層3と磁気記録層4とが面で隔
離されているわけではなく、双方が入り交った状態とな
っており、それらの境界部分において、いずれか一方の
層に向かって他方の層の組成が漸減する構成により両者
の境界部分が形成されているが、その詳細については後
に詳細に説明する。なお、磁気記録層の厚みは、磁気記
録層境界部分ヨーク層全体の厚みのほぼ2〜50%であ
る。
【0011】基板1は上述のようにガラスにより構成す
ることもできるが、図2に示すように、基板6をアルミ
ニウムにより構成することもでき、この場合、基板6と
磁気媒体層2との間に非磁性の金属からなる下地膜7を
形成し、アルミ基板表面の欠陥を補修すると同時に、磁
気媒体層2と基板6間に生じる物理的ひずみを吸収させ
るように構成するとよい。更に基板1はシリコンにより
構成することもできる。
【0012】
【実施例】
実施例1.Sm−Feターゲットを用いてアルゴンガス
中で初期スパッタリングを行った後、さらにFe−Ti
ターゲットを追加し、磁場を加えずにSm−Feとの2
元同時スパッタを行い、シリコン基板上に8.3at%
Sm−5.4at%Ti−残Fe組成の合金膜を形成し
て、本発明試料(1)とした。また、別途シリコン基板
上にNi−Feターゲットを用いてパーマロイ膜を成膜
した後、Co−Cr−Taターゲットを用いてCo−C
r−Ta合金膜を成膜して比較例試料(3)としたこの
膜は下層がTh2 Zn17型の結晶構造をもち、およその
組成がSm2Fe17であり、その結晶のC軸が基板面と
垂直に形成されていた。一方、上層はThMn12型の結
晶構造をもち、およその組成がSmFe11Tiであり、
その結晶のC軸が基板面と平行に形成されていた。また
上層部の微細組織の観察結果、20−50nm径のSm
−Ti−Fe主相周辺に約10nmのFe2 Ti非磁性
副相が認められた。さらに下層は軟磁性を示す一方、上
層は硬磁性を示してその異方性方向は膜面に平行であっ
た。この試料(1)の保磁力は、図5に示すとおり、上
層が2630Oeで下層が1.1Oeであった。
【0013】試料(1)を媒体に用い、垂直磁気記録で
一般的に使用される単磁極ヘッドを使用して、記録再生
特性の評価を行った。トラック幅は10μm、コイル巻
き数は26ターン、周速は10m/sとした。この結
果、試料(1)は従来の比較例試料(3)と比較して再
生出力が74%高く、また高記録密度の目安となるD50
も38%高いことがわかった。さらに、SN比は−44
dBで良好な値を示した。
【0014】この実施例では、図3に示すように、下層
膜は、軟磁性を示して磁束を通すヨーク層3となる。ま
た、上層膜は、硬磁性で膜面と平行方向の異方性を持っ
た磁気記録層4を形成する。また、ヨーク層3と磁気記
録層4とは一体不可分に形成され、それらの境界部分5
では、いずれか一方の層に向かって他方の層の組成が漸
減する構成を持っている。8は保護膜である。
【0015】実施例2.Nd−FeとFe−Bの2種タ
ーゲットを用いてアルゴンガス中で初期スパッタリング
を行う際に、時間の経過に従って、Fe−Bタ−ゲット
からのスパッタ率を上げて成膜をし、ガラス基板上に1
3.4at%Nd−8.5at%B−残りFe組成の合
金膜を形成して、本発明試料(2)とした。この膜は、
下層がTbCu7 型の結晶構造をもち、そのC軸が基板
面と垂直に形成されていた。一方、硼素を含有した上層
膜はNd2 Fe14B型の結晶構造を持ち、そのC軸が基
板面と垂直に形成されていた。また、下層膜は軟磁性を
示し、上層膜は硬磁性を示して膜面と垂直方向の異方性
を有していた。この試料(2)の保磁力は、上層が24
10Oeで下層が0.8Oeであった。
【0016】この実施例では、図4に示すように、上層
膜は硬磁性となり膜面と垂直方向の異方性を示す磁気記
録層4が形成され、下層膜は軟磁性のヨーク層3とな
る。そして、これらの中間の境界部分5では、いずれか
一方の層に向かって他方の層の組成が漸減する構成を持
っている。
【0017】実施例3、スパッタでNd−Feターゲッ
トを用いて基板面上にNdFe7 膜を形成し、途中でF
e−Bターゲットを追加して2元同時スパッタを行っ
て、上層にNd2Fe14B膜を形成する。このとき、軟
磁性NdFe7 結晶のC面(001)が、基板面と平行
になるように形成する。硬磁性のNd2 Fe14B上層
は、結晶のC軸が基板面と垂直となるように形成するこ
とにより、基板面と垂直方向に異方性を示す。よって、
図4に示すように、最下層は軟磁性のヨーク層3が形成
され、最上層は基板面に対して垂直方向に異方性を示す
強磁性体の磁気記録層4が形成される。そして、これら
の中間の境界部分5では、いずれか一方の層に向かって
他方の層の組成が漸減する構成を持っている。この試料
の保磁力は上層が2530Oeで下層が0.9Oeであっ
た。
【0018】以上、本発明を上述の実施形態ないし実施
例により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変
形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の
範囲から排除するものではない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、磁気記
録媒体の基板上に、該基板面と概ね同方向に磁束を通過
させるヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成される磁気
記録層とを具備する磁気記録媒体の製造方法において、
成分組成の異なる2種以上の合金ターゲットを装着した
スパッタ装置を用い、時間の経過に従って各々のターゲ
ットからのスパッタ率を変えて、該基板上に一体不可分
のヨーク層と磁気記録層とから成る合金膜を形成したの
で、従来の製法のように、磁気記録層とヨーク層との間
にバッファ層を設け得る必要がない。そのため、従来の
二層膜構造にない優れた磁気的性質を具備し、境界面で
の乱れがなく平滑性に優れ、磁気的なギャップも生じな
いために、記録再生特性や信号対ノイズ比の向上に効果
ある。さらに、二種の磁性層を成膜する必要がないため
に製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の磁気記録媒体の部分断面図で
ある。
【図2】図2は、本発明の他の磁気記録媒体の部分断面
図である。
【図3】図3は、本発明の第1の実施例を示す断面図で
ある。
【図4】図4は、本発明の第2と第3の実施例を示す断
面図である。
【図5】図5は、本発明と従来例の比較図表図である。
【符号の説明】
1・・・・・基板 2・・・・・磁気媒体層 3・・・・・ヨーク層 4・・・・・磁気記録層 5・・・・・境界部分 6・・・・・基板 7・・・・・下地膜 8・・・・・保護膜

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体の基板上に、該基板面と概ね
    同方向に磁束を通過させるヨーク層と、該ヨーク層の上
    面に形成される磁気記録層とを具備する磁気記録媒体の
    製造方法において、 成分組成の異なる2種以上の合金ターゲットを装着した
    スパッタ装置を用い、時間の経過に従って各々のターゲ
    ットからのスパッタ率を変えて、該基板上に一体不可分
    のヨーク層と磁気記録層とから成る合金膜を形成する磁
    気記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】上記2種以上の合金ターゲットの内の少な
    くとも1の合金組成は、希土類金属と鉄の合金であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方
    法。
  3. 【請求項3】上記合金に含まれる希土類金属はSmであ
    ることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製
    造方法。
  4. 【請求項4】上記合金に含まれる希土類金属はNdであ
    ることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製
    造方法。
  5. 【請求項5】上記合金ターゲットの内の少なくとも1の
    合金ターゲットには、Co,Ni,Al,Si,Ti,
    V,Cr,Mn,Zr,Nb,Mo,Ga,Sn,H
    f,Ta,Wのいずれか一種以上を0.02ー20at
    %を含めることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録
    媒体の製造方法。
  6. 【請求項6】上記磁気記録層とヨーク層とからなる合金
    膜が、Th2 Zn17,Th2 Ni17,TbCu7 ,Th
    Mn12,R3 (Fe,M)29型のいずれか1つの結晶構
    造を有することを特徴とする請求項1に記載の磁気記録
    媒体の製造方法。
  7. 【請求項7】上記磁気記録層の上面に保護膜が被着され
    ていることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体
    の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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