JPS59142736A - 連続磁性薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録層のほぼ厚さ方向に沿う方向の磁化
によってその記録を行う、いわゆる垂直磁気記録用とし
て新規な構成を有する薄膜型磁気記録媒体に関する。従
来より磁気記録は、ビデオ、オーディオ、ディジタルな
どの各種電気信号の記録に幅広く利用されている。これ
らは、基体上に被着形成された、磁気記録層の面内長手
方向の磁化を用いる方式により発達してきたが、近年、
磁気記録の高密度化が進展するに伴い、媒体面内長手方
向の磁化を用いる記録方式では、記録信号が短波長にな
るにつれ、媒体内の反磁界が増して残留磁化の減衰と回
転を生じ、再生出方が著しく減少する。このため、その
記録波長をサブミクロす ン以下に各ることは極めて困難である。

一方最近開発された、磁気記録媒体の磁気記録層の厚さ
方向の磁化、いわゆる垂直磁化を用いる垂直磁化記録方
式（例えば〔日経エレクトロニクス）　１９７８年　８
月７日号（屋１９２号）に記載されている。）は１記録
波長が短くなるにつれ、該媒体内の残留磁化に作用する
反磁界が減少するという高密度化にとって好ましい性質
があり、本質的に高密度記録に適した方式であると考え
られる。

ところでこのような垂直記録を能率良く°行５磁気記録
媒体としては垂直方向（磁性膜の厚さ方向）に磁化容易
軸を有していなければならない。

このような垂直磁化記録ができる磁気記録媒体には、支
持体上に磁性粉末とバインダーとを主成分とする磁性塗
料を塗布し、磁性膜の垂直方向に磁化容易軸が向くよう
に配向させている塗布型媒体がある。この媒体にはＣ６
、Ｆｅ２Ｏ２、ｒ　Ｆｅ１０Ｂ　、　Ｃｏ添加Ｆｓ３０
４　、　Ｃｏ添加７　Ｆｅ２Ｏ３＊六方晶７エライト　
（例えばバリウムフェライト）　％　ＭｎＢ１　などが
磁性粉末として用いられたものが、特開昭５２−４６８
０３号。

４５３−６７４０６号、同５２−７８４０３号、同５５
−８６１０３号、同５２−７８４０３号、同５４−８７
２０２申テ開示されている。このような磁気記録媒体は
、磁性層中に非磁性のバインダーが存在しているため、
磁性体の充填密度を高めることに限度があり充分高いＳ
Ｎ比がとれなかったし、さらに信号が記録できる大きさ
は磁性粒子の寸法に制限されるなど磁性塗膜による磁性
層を有する磁気記録媒体は垂直磁化記録用磁気記録媒体
として不十分であった。

θ そこで、垂直磁化する磁性農相７体を、例えばバインダ
ーを用いずに、支持体上に被着した連続薄膜型磁気記録
媒体があり、高記録密度に適しているものとして注目さ
れている。

この連続薄膜型垂直磁化記録用磁気記録媒体には、（例
えば特公昭５７−１７２８２４開示されているように、
）コバルトとクロムの合金膜よりなる磁気記録層を有す
るものがあり、特にクロム含有量が、５〜２５重量％の
コバルト−クロム合金膜が優れていることが示されてい
る。

さらにコバルト−クロム合金膜に加重量％以下ルトーバ
ナジウム合金膜（例えば米国電気電子通信学会、略称Ｉ
　ＥＥＥ　刊行の学会誌’　Ｔｒａｎａａｃｔｉｏｎ　
ｏｎの第１８回東北大通研シンポジウム「垂直磁気記録
」論文集を参照）が知ら′れている。このうちコバルト
−クロム系合金膜は垂直磁化用磁気記録媒体として、有
望視されているが磁性膜面に垂直に磁化容易軸を配向さ
せるには１Ｏ−７ｔｏｒｒ以上の高真空中イネ で媒体を作成し、かつ、基条の高度な洗浄度、低スパツ
タ速度な“ど垂直配向制御要因が非常に複雑である。さ
らに信号の記録、再生においては磁気記録媒体と、垂直
記録用ヘッドを相対的に移動させるため、ヘッドと該媒
体間の界面での状態が悪く、磁気記録媒体にきすの発生
、ヘッドの破損、等が起こり、さらに膜質が硬いため可
撓性ある基板上に作製した膜はき裂が入りやす（、また
磁気記録媒体の耐触性も充分でなく保護膜の賦与が必要
であり、さらに原料のコバルトの安定供給が難しく価格
高にも？なかっていた。

この欠点を補う磁気記録媒体として、酸化物磁性薄膜を
有する磁気記録媒体が考えられているがその理由は１酸
化物故に機械的強度と化学的安定性に富んでおり、合金
薄膜の記録媒体に必要とされる保護膜を必要としないの
でその結果、磁気ヘッドと媒体間をより小さく出来るの
で高密度な記録ができ、又、低価格化に適しているとい
う利点ゆえにであるが、しかし従来この酸化物磁性薄膜
磁気記録媒体は、磁気記録層の面内長手方向の磁化を用
いる方式では、よ（知られているが、磁性膜面の垂直方
向に磁化容易軸をもった磁気記録媒体としては、未だ得
られていなかったし、従来、不可能と考えられていた。

本発明者等は鋭意研究の結果、連続薄膜型垂直磁化膜を
酸化鉄を主成分とした膜で得られることを見い出し本発
明に到達した。

本発明の目的は、磁性膜の垂直方向に磁化容易軸を持ち
残留磁化並びに保磁力の優れた磁気特性を有する磁気記
録媒体の提供にあり、前記目的は＼基体上に＝磁性膜を
有する磁気記録媒体において、該磁性膜が酸化鉄を主成
分とした連続薄膜であり、前記磁性膜の面内方向の残留
磁化Ｍｈと垂直方向の残留磁化ＭＹの比Ｍｖ　／　Ｍｈ
が０．５以上であることを特徴とする磁気記録媒体によ
って達成される。、以下、本発明にかかる磁気記録媒体
における連続磁性薄膜を単に磁性膜と称す。

本発明にかかる磁気記録媒体は、酸化鉄を主成分〔鉄と
酸素の総和が磁性膜の関重量％以上、好ましくは、７０
重量％以上である。）とし、（酸素と鉄）の原子の組成
比（酸素の原子数／鉄の原子の中間状態の酸化鉄等をあ
げることができる。

基体上に形成された磁性膜は、鉄と酸素以外の金属、非
金属などを含んでいてもよい。

前記金属、非金属さらには金属の酸化物等の化合物、半
金属およびその化合物、非金属の化合物等は、磁性膜の
磁気特性（例えば保磁力、飽和磁化量、残留磁化量）お
よび磁性膜を構成しているユニットの例えば結晶性の向
上や、また、結晶の特足軸方向の配向性の向上等を改善
するのが可能また本発明にかかる磁気記録媒体の磁気特
性は試料振動型磁力計Ｃ束英工業製）で測定し、磁性膜
の面内方向の残留磁化（これをＭｈと称す）と磁性膜の
垂直方向の形状による反磁界の効果を補正しない残留磁
化（これをＭｖと称す）の比（Ｍマ／Ｍｈ　）が０．５
以上であれば、磁気モーメントは、膜面内より関度程度
膜面の垂直方向に立ち上っており・垂直磁化記録として
の効果がある。好ましくは、Ｍｖ　／　Ｍｈ　）　１で
ある。０．５より小さければ、垂直磁化記録としての感
度が実用に耐えない。

以下に本発明についそさらに詳細に説明する。

本発明においては真空ポンプ、その他の真空排気系に連
なる処理室内に磁性材料の蒸発源と１その磁性材料を被
着する基体とを用意−１該基体に前記磁性材料を真空槽
内において磁性膜を構成する原子を飛翔さ”せて連続薄
膜を形成する。

沼」 本発明に用いる基体としてはζ磁性材料が要１可能な材
料であればいずれでもよ（、例えばポリエチレンテレフ
タレート、ポリ塩化ビニル、三酢酸セルロース、ポリカ
ーボネート、ポリイミド。

ポリアミド、ポリメチルメタクリレートのような基体の
形状につ（ミては、シート、カード、ディスク、ドラム
の他、長尺テープ状基体でも良く一基体を固定設置でき
るような支持板に密着支持させて磁性材料を被着させる
か、基体を走行させつつ磁性材料を被着させることによ
り、本発明の磁気記録媒体を得ることができる。

前記磁性材料を基体上に被着させる方法としては真空槽
内において磁性膜を構成する原子を飛翔させる方法があ
げられ、前部飛翔方法としては、真空蒸着法（電門蒸着
、イオンプレーテ・グ法を含む。）、スパッタリング法
等の方法がよく知られているが、好ましくは対向ターゲ
ットスパッタ法を用いるのが良い。以下、対向ターゲッ
トスパッタ法を用いた実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は、対向ターゲットスパッタ装置の説明図であ、
る。図において（１）は真空槽、（２〕は真空槽（１）
を排気する真空ポンプ等からなる排気系、（３）は真空
槽（１）内に所定のガスを導入してガス圧力をｉｏ−″
１〜１０−’ｔｏｒｒ程度に設定するガス導入系である
。ところでターゲット電極はターゲットホルダー（４）
により１対のターゲラ）Ｔ１．並びにＴ２を空間を隔て
て平行に対面させた対向夕２−ゲツ）Ｗ電極としである
。この対面させたターゲット間には、磁界発生手段（図
示していない。）を用いて、ターゲット間−（５）によ
り支持されている。以上のように構成されているので、
二枚の平行に向い合ったターゲット、Ｔ１とＴ２の表面
に垂直な方向に印加した磁界により、陰極降下部の電界
で加速されたスパッタガスイオンのターゲット表面の衝
撃により放出されたγ電子は・ターゲット空間に束縛さ
れ、反対側のターゲット表面の方へ移動する。そして他
方のターゲット表面に移動したγ電子は、他方の陰極降
下部で反射される。このようにしてγ電子は、ターゲッ
ト、Ｔ１．　Ｔ、間で磁界に束縛されな力）ら往復運動
を繰返す。このようなγ電子の連動のｍ」に・γ電子は
中性の雰＠気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオン化と電
子を生成し、それらが・ターゲットからのγ電子の放出
と、雰囲気ガスのイオン化を促進させる。従ってターゲ
ットＴ１とＴ、の空隙には高密度プラズマが形成され、
それに伴２て・りＡ本 一ゲット物質のスパッターが可能となり、基−板−面に
磁性材料が堆積する。対向ターゲットスパッター法は他
の飛翔手段にくらべて、高速スパッター、−ＩＦ 高堆積速度製膜か可能であり、基妥がプラズマに直接さ
らされることがなく、又、低い基板温度で製膜ができる
等のことから、垂直磁化膜を有する磁気記録媒体を得る
のに有利である。又、特に対向ターゲットスパッター法
によって飛翔する磁性膜材料の基体への入射エネルギー
は、通常のスパッター法よりも小さいので垂直磁化記録
に適した秩序正しい膜が出来易い。

次に以上の装置を用いて磁気記録媒体の作製を用いた装
置の条件を示す。

装置条件 １）ターゲツト材　　　：　鉄（Ｃｏをｌｌ１Ｘ子２）
基−＃−：　　ガラス ３）ターゲット間隔　　：　　１００ｍ６）基板とター
ゲット端部の間隔：　　　３０ｍｍスパッターは真空槽
内を１０　’　ｔｏｒｒに排気後、アルゴンと酸素との
混合ガスを全圧４ｍｔｏｒｒ導入して行った。スパッタ
ー投入電力は４２０Ｗであった。

このようにして得られた磁気記録媒体についての磁気特
性を第２図に示す。Ｍｖ　／　Ｍｈは０．５以上であっ
た。（保磁力Ｈｅは垂直方向の保持力Ｈｖが９２０エル
ステツド、面内方向のものＨｈが７５０エルステツドで
あった。）なお第２図において縦軸は磁化つ 量（単位ニガ亭ス）、横軸は印加磁界の強さく単位二キ
ロエルステッド）である。又、この磁気記録媒体の組成
をＸｍ（Ｘ＠マイクロアナリシス）装置　ｃｓ立ａ作所
製ｒＸ−５５６Ｊ　ＫＥＶＥＸ−７０００型）で測定し
たところＦｅが主ピークであり、少量のＣ。

が含まれていた。又、酸化鉄の状態を調べるためにＸ線
回折装置（日本電子製ｒ、ｙｎｘ−１０ＲＡ」）を用い
て測定したところ第１表に示すように酸イヒ鉄を主成分
とするものであることか判った。また磁性膜は、膜面と
垂直方向に秩序正しく・構造を有していることか電子顕
微鏡で観察された。このように酸化鉄を主成分とする連
続薄膜型磁気記録媒体においてＭｖ　／　Ｍｈが０，５
以上の該媒体が得られたことは驚くべきことである。

【図面の簡単な説明】

′第１図は対向ターゲット式ス、（ツタ−装置の概略を
示したものである。 図において、Ｔ１　＋　％はターゲット、１は真空槽、
ターゲットを示し、第２図は実施例の磁気記録媒体のヒ
ステリス曲線であり、ａは磁性面の面内方向磁気特性曲
線、ｂは磁性面に垂直な方向の磁気特性曲線である。 代理人　　桑　原　禮　美 第１区 手続補正書 昭和５８年５１１１３ヒ１ ↑１腎ト１）長゛１°−若杉和夫殿 １　事件の表示 昭和５８イ１１１、“ｊ許願第　１６７６０　　号２　
発明の名称 磁気配録媒体 、３　補１１．をする名 Ｕ＜（〆１との関係　１、￥γ［出願人件　所　　東原
都新宿区西新宿１丁目２６番２す名　称　（１２７）小
西六フｊ：真工業株式会ｒ１代ｌＬ取締役用本信彦 Ｊ：＋：　　所　　東京都１：ｌ　’Ｊ’ｆ　ｒｌさく
ら町Ｉｉ！；地６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 「発明の詳細な説明」を以下の如く訂正する。 １、第９頁第６行目の「る。この対面させ学舎た・・・
・・・」を「る。ターゲット材料は、Ｆ＠５Ｆｅ３０４
　、ｒ　　Ｆｅ２Ｏ３、ベルトライド化合物（Ｆ＠３０
４とσ−Ｆｅ２０３との中間組成のもの）等からなって
いてよい。この対面させた・・・・・・」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体上に磁性膜を有する磁気記録媒体において、該磁性
   膜が酸化鉄を主成分とした連続薄膜であり、前記磁性膜
   の面内方向の残留磁化Ｍｈと垂直方向の残留磁化Ｍｖの
   比Ｍｖ　／　Ｍｈが０．５以上であることを特徴とする
   磁気記録媒体。