JPS6273413A

JPS6273413A - 磁気記録媒体とその製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPS6273413A
Application number: JP21021685A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kishigami; 順一岸上; Yasuhiro Koshimoto; 越本　泰弘; Akio Tago; 田子　章男; Yoshimitsu Otani; 佳光大谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1987-04-04

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】［産業上の利用分野］本発明は高密度記録特性にすぐれた垂直磁気記録用媒体
およびその製造方法と製造装置に関するものである。

［従来の技術］媒体の膜面に対しその垂直方向が磁化容易軸となる媒体
を用いて記録する垂直記録方式は、膜面に平行な磁化容
易軸を有する媒体を用いて行う従来の長手記録方式に比
し、特に記録信号の短波長域において優れた特性を有す
る。また、従来より垂直磁化層と媒体基板との中間に低
保磁力の軟磁性層を設けることにより、媒体の磁化が容
易となり、再生時の信号出力も高くなるという特徴を有
する二層媒体が考えられている。第３図は磁気ディスク
装置などに用いられる垂直磁気記録用二層リジッド媒体
の模式図である。１は基板であり、基板としては、アル
ミニウム板やガラス、シリコン等が用いられる。２は低
保磁力の磁性体下地層であり、パーマロイ、ＣｏＺ　ｒ
等の軟磁性膜が用いられる。３はＧｏＯｒ等からなる垂
直磁化膜である。この二層媒体を用いる場合の主要な問
題点は単層媒体に比し媒体雑音が大きいことにある。こ
れは下地層に発生する磁壁をヘッドが横切ることが主な
原因となっている。従来は磁化容易方向を特に制御して
いなかったため、スパッタなどによる下地層形成時に、
下地層に自然に印加される磁場によって、下地層には不
規則な磁壁をもつ磁区の発生がさけられなかったためで
ある。下地層に印加される磁場は装置の構成、下地層形
成条件などによって変化する０例えば基板を加熱しなが
らＲＦスパッタする装置では、スパッタ槽の外周に巻か
れたコイルによって、下地層にはその面内方向に交番磁
界が印加される。その結果、下地層の軟質磁性膜は冷却
過程で磁場中冷却処理を施されたと同じ結果となり１面
内に一軸異方性が誘起され、第４図に模型的に示すよう
な磁区をもつようになる０図において４は磁区、５は磁
壁であり、矢印は磁化の方向を示す、信号読取りに際し
、第３図に示すような磁区構造の下地層を持つ二層媒体
上をヘッドが走行すると、ヘッド走行方向が磁区内の磁
化の向きと平行に近い所では、横切る磁壁の数が少ない
ので殆ど媒体雑音を発生しないが、磁化の向きと±９０
度の方向では１８０度磁壁を数多く横切るので大きな媒
体雑音が発生する。また、第３図に示したような１８０
°磁壁の少ない、ランダムな磁区構造であっても一般的
に磁化容易方向を特に制御していない磁性膜に発生する
磁壁は動き易いことからランダムな雑音が発生し易い、
このような雑音を低減し、磁区の動きを抑えるため下地
層の保磁力を増大せしめること等が提案されている（国
中、大向、岩崎「二層膜垂直磁気記録の裏打ち層に起因
するノイズ」信学会昭和８０年全国大会予稿Ｎｏ、２１
８．１９８５）が、保磁力を大きくしすぎると下地層の
透磁率が下がり、記録感度が低くなる等の欠点があった
。二層媒体をリジッド媒体に適用した場合には記録磁場
を発生するへ一２ドの位置が媒体の片面だけになり、そ
のため媒体を両面から挟むことのできる可撓媒体に比し
媒体内における垂直磁場成分が小さくなるため、信号対
雑音比がさらに劣化するという欠点を有することになる
。

［発明が解決しようとする問題点］この発明は、上述した従来の２層媒体を用いた垂直磁気
記録媒体における、下地層の磁区構造に由来する媒体雑
音を大幅に減少せしめ、信号対雑音比の良い垂直磁気記
録媒体およびその製造方法ならびに製造装置を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］かかる目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体は
、基板と、該基板上に形成され円周方向を磁化容易方向
とする軟磁性下地層と、軟磁性下地層上に形成された垂
直磁化膜とを有することを特徴とする。

また本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に軟磁
性下地層を形成する工程と、軟磁性下地層に磁場中冷却
処理を施して下地層に円周方向を磁化容易方向とする誘
導磁気異方性を付与する工程と、軟磁性下地層上に垂直
磁化膜を形成する工程とからなることを特徴とする。

さらに本発明の磁気記録媒体の製造装置は、基板を保持
し回転する手段と、基板上に薄膜を形成する手段と、薄
膜を加熱する手段と、薄膜にその面内でかつ円周の接線
方向の磁界を印加する手段と、磁界を印加する手段の移
動機構を備えたことを特徴とする。

［作　用］第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説明する
。

第１図は誘導磁気異方性を利用して、下地層に円周方向
の磁化を与える方法と装置の概要を示す図である０図に
おいて、６は円板状の基板１の中心部から周縁部へ延在
するＵ字形の永久磁石、１０は基板１の回転方向、１１
は永久磁石６による磁力線を示す、基板１上に軟質磁性
材料からなる下地層２を形成する。その後、基板１を回
転させ、磁界を印加しながら図示しない加熱手段によっ
て下地層２を加熱する。２００〜３００℃で数分〜８０
分間加熱した後、磁界中で下地層を冷却すると、下地層
２の円周の接線方向と平行な磁界による磁場中冷却効果
によって、下地層２には、円周方向を磁化容易方向とす
る誘導磁気異方性が生じ、第２図に示すように、円周方
向に磁化をもつ磁区４が形成される。このような下地層
２上に垂直磁化膜を形成し、垂直磁気記録を行うと、信
号読取りに際してヘッドが下地層２の磁壁を横切ること
がないので、下地層２の磁区構造に由来する媒体雑音の
発生を防ぐことができ、信号対雑音比を改善できる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

Ｓｉ基板１上に、円周方向を磁化容易方向とする軟磁性
下地層２として９０％Ｇｏ−１０％Ｚｒ合金を、垂直磁
化膜３として８０％Ｃｏ−２０％Ｃｒ合金を用い、第３
図に示したような２層媒体の垂直磁気記録媒体を作製し
た。

まず、Ｓｉ基板１上に、Ａｒ雰囲気８　Ｘ　１０””　
Ｔｏｒｒ、基板温度常温、電力８０〜１００誓のスパッ
タ条件で９０％Ｇｏ−１０％Ｚｒ合金をＲＦスパッタし
テ０．３　ｇｍ　（７）軟磁性下地層２を形成した。

ついで第５図に示す装置を用いて下地層２に誘導磁気異
方性を与えた。第５図において、６１Ａ。

８１Ｂは基板１を挟んで同極を対向させた２個の永久磁
石で、それぞれの磁石は基板１の中心部から周縁部まで
延在する形をもっている。磁石６１Ａ。

８１Ｂの磁力線は互いに反発して軟磁性下地層２の面内
を下地層２の円周の接線方向に走る。このように対向す
る２個の磁石を用いると、第１図に示した１個の磁石に
よるよりも、下地層２内に磁力線を強く集中できる。２
個の加熱器７．７は、この実施例では、電気抵抗線ヒー
タを用い、基板１の上下に設けられている。加熱器７．
７の長さは、下地層２の半径を十分におおう長さとする
。基板１を回転させながら、加熱器７．７を昇温させる
と下地層２は一様に加熱される。基板加熱温度は２００
〜３００℃で十分である０本実施例の場合、基板を５Ｏ
ｒｐｍで回転させながら２５０℃に１０分保持した後加
熱を中止し、基板を回転させながら、磁界中で自然冷却
させた。Ｉａ界の強さは５００エルステツドであった。

この結果軟磁性下地層２には、下地層２の円周方向を磁
化容易方向とする誘導磁気異方性が付与された。

次にこの下地層２を１００℃に加熱しながら、Ａ「雰囲
気２　Ｘ　１ｏ−２Ｔｏｒｒ、　を力８０〜１００１１
１で８０％Ｃｏ　−２０％Ｃｒ合金からなる垂直磁化膜
を０．３　ｇｒｎ厚にＲＦスパッタした。

垂直磁化膜の形成過程で、下地層２の磁気異方性は乱さ
れることなく保存されるので、垂直磁化■りを形成して
も下地層２内には、信号読取り時にヘッドが横切る磁壁
が非常に少ない、そのために従来の２層膜に見られる下
地層の不安定な磁壁に由来する広い周波数にわたるホワ
イトノイズを大幅に減少させることができた。

第６図、第７図は磁場中冷却処理手段である磁石と加熱
器のそれぞれ他の構成例を示す図である。第６図におい
て、８２Ａ、１３２Ｂは、それぞれ基板１を挟んで同極
を対向させたＵ字形の永久磁石で、各磁石は下地層２の
中心部から周縁部まで延在する形状となっている。７．
７は下地層２０半径を十分におおう畏さの加熱器である
。

第７図において、６３Ａ、８３Ｂはそれぞれ３個の磁極
をもつ山字形の永久磁石である。磁石８３Ａ、８３Ｂお
よび加熱器が下地層２の中心部から周縁部まで延在して
いる点はこれまでの例と同じである。磁石の構成を第６
図、第７図に示した例のように複数極を対向させること
によって、第５図の例より磁束の集中をよくすることが
できる。

これまでの例において、磁場中冷却のための磁場の発生
に永久磁石を用いた例を示したが電磁石を用いても効果
が同じことは言うまでもない、また下地層の加熱のため
の熱源は電気抵抗加熱器に限らず、赤外線加熱器その他
任意のものを用いることができる。

さらに、下地層２の磁場中冷却処理は、下地層２を形成
した後に、スパッタ装置などから基板を取り出して別の
装置によって行うことも、スパッタ装置などの中で真空
を破らずに、下地層２の形成に引きつづき、連続して行
うこともできる。第８図は基板上の下地層形成→磁場中
冷却処理→垂直磁化膜形成を連続して行う装置の例を示
す断面図である。

真空槽１２内には、基板上に磁性膜を形成する手段と、
基板を保持し回転する手段と、磁場中冷却のための手段
とが納められている０図において８は基板を回転させる
モータ、６４は第５図ないし第７図に示したような永久
磁石で、そのうち基板の下部に位置するもののみを示し
た。７は電気抵抗加熱器で、磁石６４．加熱器７は図示
しない移動機構によって基板１の面上および面外へ移動
できるようになっている。　１３は回転ホルダで下地層
用。

垂直磁化膜用、保護膜用など複数のターゲット９を取り
つけられるようになっている。１４はターゲット９を照
射してスパッタを行わせるためのイオンビーム源である
。

この装置の操作は次のとおりである。まず磁石８４、加
熱器７を基板の面外に位置せしめて、基板上にＧｏ−Ｚ
ｒ合金などの軟磁性膜下地層を所定の厚さに形成する０
次に磁石６４．加熱器７を基板の面上に位置せしめ、下
地層の磁場中冷却処理を行う、そして磁石６４．加熱器
７を再び基板１の面外に去らしめ１回転ホルダ１３を回
転させて例えばＣｏＣｒ合金にイオンビームを照射して
、磁場中冷却処理の終了した下地層上にＣｏＧ　ｒ垂直
磁化膜を形成する。必要があれば、垂直磁化膜の上にさ
らに保護膜として５１０２膜を形成する。このように真
空を破ることなく、下地層の形成、磁場中冷却処理、垂
直磁化膜の形成を連続して行うことができる。

永久磁石６４を電磁石におきかえてもよいし、加′熱器
７を赤外線加熱器にかえ、さらに赤外線源を基板から離
して設け、加熱器７の移動機構を省略してもよい、また
、磁性Ｈりを形成する手段は、図示した例に限らず、通
常用いられる膜形成手段を適用することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、円周方向を磁化
容易方向とする下地層をもつ２層媒体構造の垂直磁気記
録媒体を容易に作製でき、この垂直磁気記録媒体を用い
れば下地層の磁壁を起源とじて媒体より発生する雑音が
大幅に減少するため、高効率でかつ信号対雑音比の良い
垂直記録が実現できる。また、本発明の装置を用いれｔ
’ｉ、この２層媒体構造の垂直磁気記録媒体を連続して
作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誘導磁気異方性の付与を説明するため
の概略斜視図、第２図は本発明にかかる磁気記録媒体の下地層の磁区を
説明する斜視図、第３図は２層媒体構造の磁気記録媒体の一部破断斜視図
、第４図は従来の下地層の磁区を示す斜視図、第５図、第
６図、第７図はそれぞれ本発明の磁場中冷却手段の実施
例を示す断面図、第８図は本発明の磁気記録媒体製造装置の実施例の概略
を示す断面図である。１・・・基板、２・・・軟磁性下地層、３・・・垂直磁化膜、４・・・磁区、５・・・磁壁、［ｉ、８１Ａ、８１Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ、ｅ３Ａ、８３
Ｂ、６４・・・永久磁石、７・・・加熱器、８・・・モータ、９・・・ターゲット、１１・・・磁力線、１２・・・真空容器、１３・・・回転ホルダ、１４・・・イオンビーム源。特許出願人　　　日本電信電話株式会社代　　理　　人
　　　　　弁理士　　谷　　　義　　−第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１）基板と、該基板上に形成され円周方向を磁化容易方
向とする軟磁性下地層と、該軟磁性下地層上に形成され
た垂直磁化膜とを有することを特徴とする磁気記録媒体
。２）基板上に軟磁性下地層を形成する工程と、前記軟磁
性下地層に磁場中冷却処理を施して該下地層に円周方向
を磁化容易方向とする誘導磁気異方性を付与する工程と
、前記軟磁性下地層上に垂直磁化膜を形成する工程とからなることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。３）基板を保持し回転する手段と、前記基板上に薄膜を
形成する手段と、前記薄膜を加熱する手段と、前記薄膜
にその面内でかつ円周の接線方向の磁界を印加する手段
と、前記磁界を印加する手段の移動機構を備えたことを
特徴とする磁気記録媒体製造装置。