JPS5980911A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録媒体

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Publication number
JPS5980911A
JPS5980911A JP57192222A JP19222282A JPS5980911A JP S5980911 A JPS5980911 A JP S5980911A JP 57192222 A JP57192222 A JP 57192222A JP 19222282 A JP19222282 A JP 19222282A JP S5980911 A JPS5980911 A JP S5980911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
magnetic
substrate
recording medium
sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57192222A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Sugimoto
守 杉本
Satoshi Nehashi
聡 根橋
Akihiko Kawachi
河内 明彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP57192222A priority Critical patent/JPS5980911A/ja
Publication of JPS5980911A publication Critical patent/JPS5980911A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/65Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
    • G11B5/656Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing Co

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

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、磁気記録材料、より詳しく述べるならば、コ
バルト・レニウム垂直磁気記録媒体に関するものである
磁気記録媒体は、コンピー−ターの記憶装置に用いられ
一般に記録媒体の長手方向に磁化させている。しかしな
がらこのような磁化方式では記録密度の高密度化に限界
があり、はるかに高密度化が可能となる記録媒体の面に
垂直な方向に磁化する方式が提案されている。そして、
磁性薄膜に対して垂直方向に磁化可能な垂直磁気記録媒
体には、コバルト・レニウムが使用され、スパッタリン
グによって基板上に薄膜を形成している。垂直記録媒体
の作成には、膜面垂直方向の反磁界に打勝つ垂直磁気異
方性を付与することが必要である。最密六方晶コバルト
はC軸方向に大きい結晶磁気異方性を有しているが、磁
化が大きいために形状磁気異方性エネルギーが大きく、
垂直磁気異方性膜は得られない。そのため、レニウム(
以下leeと略す)を添加することにより飽和磁化を減
少させるとともに、最密六方晶のC軸を基板垂直方向に
強く配向させることにより、垂直磁気異方性膜を作成す
ることが可能になる。ところが、超高密度磁気記録を実
現させた場合、1つのビットにおける減磁界は、薄膜時
の最大の減磁界47CMB(Meは飽和磁化)−より相
当域る筈であり、必ずしもKu:>2”KMs2 rKuは磁化膜の結晶異方性定数である)の条件を満た
す必要はないと考えられる。
一方、Oo −Re垂直磁化膜は、バルクの場合コバル
トの飽和磁化が、Re含有量が増えるに従い、直線的に
減少するのに対し、その直線よりやや高い飽和磁化の減
少傾向を示していることから、結晶粒界にReが偏析し
ていることが予想され、最近、膜の断面のオージェ電子
分光分析によって実証された。つまり、飽和磁化を下げ
、減磁界を小さくするために、結晶粒中に適度にReが
混合するこ・とと、結晶粒界にReが偏析し、非磁性層
を形成することによって、磁壁移動による磁化機構を減
少させ、結晶粒間を磁気的に分類させて、単磁区粒子の
磁化回転のみにすることが、理想的な垂直磁気記録媒体
と考えられる。
従来のOo −Re垂直磁化記録媒体は、膜の垂直異方
性(特にここでは垂直異方性磁界Hkで表わす)を上げ
ると垂直方向の保磁力Ha(土)も上昇してしまう。
4インチOoターゲットにReペレットをおいて、12
.5μ惰厚のポリイミドにRFマグネトロンスパッタ形
成させた例を以下に記す。
例1. 初期真空度  3X 10−8torr投入電
力   IKV  70mA 時間     1hour における膜特性は、 例2  初期真空度  3.5 X 1O−8torr
投入電力   2 K V  127 m A時間  
   10m における膜の特性は、 であった。これは、投入電力を変えた場合の例であるが
、基板加熱した場合も同様の傾向を示す。
つまり、熱が膜形成時にかかることによって、保磁力H
aも、異方性磁界Hkも上昇する。ところがこれは、現
実に非常に不都合である。垂直記録媒体は、例2のよう
に高Hkが当然望ましいのであるが、HO(1)が大き
くなりすぎると、フェライト、パーマロイ、センダスト
、アモルファス軟磁性体等を用いた磁気ヘッドでは、飽
和させる為に、ヘッドに流す電流を非常に大きくしなけ
ればならない。たとえ、飽和記録できても消去が困難で
あったりオーバーライド特性が劣化してしまうという欠
点が生じる。一方、例1のような場合には、書き込み電
流及び、オーバーライドの特性は改善されるが、垂直磁
気記録本来の垂直異方性磁界が小であるため、高密度記
録における磁化反転がシャープでなく、記録密度特性が
悪化してしまう。
本発明はかかる点を鑑み、Oo −Re系に更に第三元
素としてハフニウム、タンタル、タングステンのうち少
なくとも一種を添加することによりこれらの難点を解決
したものである。
本発明の目的は、結晶粒間を磁気的に分離させ、超高密
度磁気記録媒体を提供することにある。
本発明の他の目的は100KFRP工以上の超高密度記
録媒体における出方及び分解能を飛躍的に高めることに
ある。
本発明はC! o −Reに更に10重量%(以下wt
%と略す)までのハフニウム(以下Hfと略す)タンタ
ル(以下Taと略す)、タングステン(以下Wと略す)
のうち少なくとも一種を加えることにより明らかに効果
を発揮する。Hf、TQ、Wの添加量が40wt%を越
えると膜の結晶性が著しく低下し、膜の垂直磁気異方性
が急激に落ちる。
従来Oo −Re 2元系では、Reが12〜30wt
%の範囲で磁気特性、結晶配向とも良好であるとされて
いたが、本発明のHf 、TQ 、W添加によってRe
量の下限が広がり二元系の場合よりも良い特性を示した
。第1図に本発明の効果を示す。
表中の数字は、Co中のReとHf、Tff、Wの含有
量を重量%で表示した。斜線部が本発明によって垂直磁
気異方性が改善された領域で、その他は本発明の効果を
示さない領域である。
具体例として、Dcスパッタ、RIPスパッタ。
マグネトロンスパッタ、対向ターゲット方式スパッタ、
イオンビームスパッタ、イオンブレーティング電子ビー
ム蒸着、メッキ等薄膜作製法あるいはポリエチレンテレ
フタラート、ポリイミド、ガラス、アルマイト処理した
アルミ基板等の基板材質にかかわらず、本発明のHf 
、TQ 、W添加効果がある。一般に、垂直磁気記録媒
体として、垂直磁気記録層単層の場合とその下に裏うち
層として高透磁率層を設ける場合があるが、本発明は、
裏うち高透磁率層の材質、例えばパーマロイ。
Co系、Fe系、アモルファス高透磁率薄膜を各種変更
してもなりたつ。
以下、実施例にもとづいて、本発明を説明する。
実施例1、 ポリイミド基板にRF電源でOo −Re及び、Co 
 Re−Hf垂直磁化膜を形成した。ターゲラ トは、
Co−15v1%Re、Co−1 (5wt%Re、O
o−20wt%Reと3種類のCo −Re合金ターゲ
ットを用いた。Oo −Re −Hf三元系垂直磁化膜
については、Q O−R9合金ターゲツト上に5X5X
IMのサイズのHfペレットを分布が均一になるように
配置して各種のHf量σ)薄膜を作成した。各成分の含
有量はXMAにて定量を行った。
スパッタ条件 イミド基板のガス出しを行った。スノくツタ中は、基板
ホルダーを水冷した。スパッタ時間は、15分で膜厚は
約06μmであった。
この結果40wt%までのHfを添加することにより、
垂直磁気異方性が約20%向上した。
又Re量を増加させると異方性磁界Hkが最大となるH
f量は少なくなった。更にHf量が4[)wt%を越え
ると結晶配向性は急速に悪化すると共じ、垂直磁気異方
性も急激に低くなった。
実施例2゜ 電子ビーム蒸発源を三個備え、基板と電子ビーム蒸発源
の間に高周波を印加するコイルを備えたイオンブレーテ
ィング装置によりポリイミドテープにOo −Re −
T a三元系メディアを作製した。
各電子ビーム蒸発源にはそれぞれCo 、Rs 。
Taを充填し各電子ビームのパワーをコントロールする
ことにより付着膜の組成を変えることが可能である。成
膜速度は約5ooX/8ecであった。
実験はCoとReの蒸発源のパワーの比を三段階に変更
して生成膜のoOとReの重量比が、90:10,85
:15,80:20のものに対してTQのパワーを変動
させて、三種の元素の組成を変更した。いずれの場合に
おいてもTQの量カ40 wt%を越えるどHkは急激
に低下した。その様子を第2図に示す。○印はCo、:
Reの比が90:10、Δ印はcoとReの比が135
:15、X印はOoとReの比が80720である。
実施例3゜ 対向ターゲット方式スパッタ装置を用い、ビデオ用テー
プを作製し画像処理を行った。
第6図Gこ対向ターゲット方式スパッタ装置の概略図を
示す。Oo −Re 2元系ターゲット1と専′ハ]の
直流電源(以下DC電源と記す)2とそれに対向して設
けられたO o −Re −W三元系ターゲット3と専
用のDO電源4からなり、この対向したターゲット間に
約300ガウスの磁界を発生させ、基板5がプラズマに
さらされないようにペルジャーの外側に電磁石6を備え
た構成である。基板5は、ロール方式で巻き取れるよう
に設計してあり、後方の加熱及び水冷可能な基板ホルダ
ー7及びそれと連動したガイド俸によって上下に可動に
なっている。
スパッタ条件 この対向ターゲット方式スパッタ装置は、それぞれの電
極に電源を独立に設けているため、0O−Re膜中のW
量を変えるにはそれぞれターゲットに加えるパワーを変
えればよく、パワーを変えたことによる膜厚分布の変動
は、基板ホルダー及び基板の上下によって制御した。
第4図に、W量を変えたときのにθ、。と、Hkの変化
を示す。Wが40wt%以下の範囲では、HkがMu添
加によって急激に上昇している。ただしWが40wt%
以上添加されるとNθ、。が異常に大となり結晶性及び
その配向性が悪化したと思われる。
第4図は、第2図の傾向と全く同様であり、膜形成装置
及び、基板による差はない。
実施例4゜ カウフマン型イオン源からぢ1き出されたアルゴンイオ
ンビームをターゲットに照射するイオンビームスパッタ
装置を用いガラス基板上に0o−Re −T a三元系
メディアを作製した。
Co−10wt%Re、Co−15wt%Re。
Co−20wt%Reの三種のターゲット上に5謁角で
厚さ1語のハフニウムペレットを載せてイオンビームを
照射し、スパッタした。ハフニウムペレットの個数及び
配置によりガラス基板上に付着するO o −Re −
Hfの組成が変った。いずれのターゲットを用いた場合
でもハフニウムが微量混入することにより結晶配向性及
び垂直異方性磁界が向上するが、ハフニウムの量が40
wt%を越えると結晶配向性及び垂直異方性磁界のいず
れも極端に悪化した。
実施例5゜ 前記8インチマグネトロンスパッタ装置を用い、記録再
生評価用5インチフロッピーメディアを作製した。本ス
パッタ装置は、3基の8インチターゲットを備えており
、電極1には、COメタ−ゲット上膜組成がc o、、
 Z r、、 (重量%表示)となるようにZrペレッ
トを置いたもの、1!極2には、Oo−16wt%Re
ターゲット、電極3にはOo−16wt%Reターゲッ
ト上にTaペレットを膜組成が(C084Re16 )
96 T 1”4となるように配置した。基板は、50
μ渭厚ポリエチレンテレフタラートを用いた。一般にp
m’rとか、マイラといわれているものであり、耐熱性
に乏しいため、Do電源により膜を形成した。スパッタ
の順序としては、別々の基板にo 0115 zr+!
膜を03μ毒同−条件で形成後、一つの基板にはC08
4Re、6膜を0.6μ常、別の基板には(Oog4R
e16 )416 T Q4膜を0.6μ常作製した。
後でメディアにソリがないように反対面にも同一条件で
膜を形成した。
スパッタ条件 の構成を示す。メディアAは、50μmマイラ8の両面
に03μm厚のOo85Z r、、アモルファス軟磁性
膜9と0.6 II rn厚のCo84Re、6垂直磁
化膜10を形成したものであり、メディアB L150
μmマイラ8の両面に03μm厚のCo6゜Zr、!ア
モルファス軟磁性膜9と06μm厚の(0084Re1
6 )116 T Q4垂直磁化膜11を形成したもの
である。
メディアAとメディアBを、1.3μ??+厚パーマロ
イ主磁極−補助磁極タイプヘッドで記録再生したときの
記録密度特性を第6図に示す。第6図は両対数グラフ上
でプロットL7である。縦軸は、相対出力、横軸は、記
録密度を(KFRP工)の単位で記しである。同図から
、メディアBの方が、セカンドビーク、サードビークの
出力がかなり大きくなっている。このことは、Co−R
e膜K T aを添加したO o −Re−Ta三元系
垂直磁化膜が、実用上においても、0o−Re二元系膜
よりも優れており、100KFRP工以上の超高密度磁
気記録を十分可能ならしめうる。
実施例6゜ 8インチターゲットを有するマグネトロンスパッタ装置
を用い、5インチのアルマイト処理したアルミディスク
上に、非磁性アモルファス00,0Ta、。(重量%)
を0,5μ情形成させ、ディスクOKは0o114Re
teを0.5 II 飛作製した。構成図は、第7図に
示した。
05μ儒非a性アモルファスCog。Ta、oを下層に
設けたのは、アルマイト処理したディスク表面の粗さを
緩和させることと、その上の00841”Illと(0
084R”16 )96 T (’4の磁気特性を上昇
させるためである。
1紀2種のディスクを用い、5インチウィンチェスター
ディスクドライブで記録再生を行った。
浮上量を小さくするため、標準の3600 rpmから
、11000rpに”落とした。浮上量は、0.2μ青
程度である。磁気ヘッドは、標準のMn−Z n −7
エライトで、ギャップは1μ常でありだ。ディスクCと
ディスクDを用いた場合の記録密度特性を第8図に示す
。縦軸は相対出力、横軸は記録密度(単位はK]lI’
RP工)である。Taを4%添加したディスクっけ、デ
ィスクCに較べ、セカンドビーク値で倍の出力を得てい
る。
なお、本発明は前記実施例に制約されない。
Co−Re−Hf、0n−Re−Ta 、Co−Re−
W等の三元合金を作製しうるスパッタ以外の他の手段、
例えば、電子ビーム蒸着、メッキ、ロール法等でもよい
。また、実施例2では、対向ターゲット方式の改良装置
を用いた例を挙げたが、Oo ’−Re −T a三元
合金で最良の垂直磁気異方性を有する成分組成が決定さ
れれば、対向する二個のターゲットともに同一三元材質
を用い、同一の直流もしくは高周波電源を使用する方式
でもよい。また、実施例1及び実施例3は、基板水冷し
ているが、基板加熱を行なうとOo −Re 2元合金
の特性は、Hk=6800と高くなるが、If、Ta、
W添加により、Hkは更に高くなる。
本発明は、以上説明したように、co −Re膜K H
f 、 T a、 Wを10M景弾以下含有させ、Oo
 −Re二元合金における垂直磁気異方性の限界を大き
く上回る垂直磁気記録媒体を作り出し、現在の記録密度
特性を大幅に改善した超高密度記録媒体を作り出すもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する図である。 第2図は実施例2を説明するためのもので、Ta添加量
に対する異方性磁界Hkの変化を示したもの。 第3図及び第4図は、実施例3を説明するためのもので
、それぞれ、装置の構成図、Wfiに対する膜特性の変
化を示したもの。・− 第5図・第6図は、実施例5を説明するためのもので、
メディアの構成図及びそれぞれのメディアの記録密度特
性。 第7図・第8図は、実施例6を説明するためのもので、
磁気ディスクの構成図及びそれぞれの磁気ディスクの記
録密度特性である。 1・・・Co−Re合金ターゲット 2・・・直流電源 3・・・Oo −Re −W合金ターゲット4・・・直
流電源 5・・・基板 6・・・電磁石 7・・・基板ホルダー 8−・・マイラ(SOμfn) 9− (1! o −Z r膜(03μm)10・・・
Oo −Re膜(06μ?7I)11−−− Oo −
Re −T a膜(0,6μm)12、・・・アルミデ
ィスク(1,9M)13・・・アルマイト 14− Oo −T a膜(0,5μm)15− Oo
 −Re膜あるいはQ o −Re −W膜(0,3μ
惰) !f、II¥l Ta  CwtX) $ 3 図 W  (vJ力幻 ピr  1、 1n 第5V¥1 記a智に 卒 ら 品 多  ワ  唱 !i、 #−@六L (1cFRP1ン茅 8ω

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コバルトとレニウムに加えて、ノ飄フニウム、タンタル
    、タングステンのうち少なくとも一種を含有したことを
    特徴とする垂直記録媒体。
JP57192222A 1982-11-01 1982-11-01 垂直磁気記録媒体 Pending JPS5980911A (ja)

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JP57192222A JPS5980911A (ja) 1982-11-01 1982-11-01 垂直磁気記録媒体

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JP57192222A JPS5980911A (ja) 1982-11-01 1982-11-01 垂直磁気記録媒体

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JPS5980911A true JPS5980911A (ja) 1984-05-10

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ID=16287688

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