JPS63201912A - 垂直磁気記録媒体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体とくに垂直磁気記録方式に適し
た磁気記録媒体とその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

まず垂直磁気記録方式について説明する。この方式は磁
気記録媒体膜面に垂直方向に磁気記録を行うものであり
、高密度磁気記録に際して各ビット内の反磁界が小さい
ために磁気記録密度を上げるのに適した方式である。こ
の目的のために使用される磁気記録媒体としては、Ｃｏ
−Ｃｒ、Ｃ。

−Ｖ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｒｎ、Ｃ。

−Ｒｅ、Ｃｏ−０，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｈ、Ｃｏ　−Ｃｒ−
Ｒｕ、Ｃｏ−Ｎｉ−０などのＣｏ基合金薄膜を用いたも
のがある。これらの磁性薄膜を構成するＣｏ基合金は、
最密六方格子（ｈａｐ）構造　。

を持ち、薄膜を構成する微結晶粒がＣ軸配向し易いとい
う特徴がある。そしてこれらＣｏ基合金薄膜はＣ軸方向
に強い結晶磁気異方性をもつ。そして、これら垂直磁気
記録媒体を用いて、磁気記録特性（例えば、記録密度、
記録再生の感度）を上げるためには、簿膜のＣ軸配向度
を向上すると共に、膜の保磁力（膜の垂直方向）を大き
くすることが必要である。磁気記録感度を上げるために
は、アイ・イー・イー・イー、・トランザクション　オ
ン　マグネチツクス、エム　ニー　ジー１５、（Ｉ　Ｅ
　Ｅ　Ｅ　　Ｔｒａｎｓ、　Ｍａｇｎｓｔｉｃｓ、　Ｍ
ＡＧ−１５）。

１４５６　（１９７９）における岩崎らの“垂直磁気記
録媒体”と題する文献において論じられているように、
Ｃｏ基合金薄膜の下部にパーマロイなどの軟磁性材料の
薄膜層を設ける方法が知られている。

フ現在用いられている垂直磁気記録媒体は、ポリイミド
、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィ
ルム類、あるいはＡＱ、ガラス板などの非磁性基板上に
、直接Ｃｏ基合金薄膜を付着せしめるか、もしくは上記
基板上にパーマロイなどの軟磁性薄層を介してＣｏ基合
金薄膜を形成せしめたものである。またＣｏ基合金薄膜
の形成方法においても、薄膜形成時の基板温度、形成速
度、およびＣｏ基合金の組成もできるだけ一定に保つ工
夫がなされている。

磁気記録用媒体を高密度にするためには、媒体の膜厚は
できるだけ薄く、Ｃ軸配向度が優れており、また柱状晶
粒径の大きさも一様に揃っていることが望ましい、また
、磁気記録再生感度を向上するには、Ｃｏ基合金薄膜の
垂直方向の保磁力を大きくシ、媒体の膜厚を厚くする必
要がある。しかし、この場合、磁気ヘッドによる記録再
生が極めて困難になるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はＣｏ基合金薄膜の垂直方向の保磁力の大
きさについては配慮がされていなかった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消したも
のであって、垂直磁気記録用媒体の垂直磁化膜として、
非磁性基板上、あるいは軟磁性薄膜層を設けた非磁性基
板上に形成させるＣｏ基合金薄膜のＣ軸配向度と柱状結
晶粒径をを制御し。

特にＣｏ基合金薄膜の膜厚方向の保磁力の大きさを制御
してＣｏ基合金薄膜を形成することによって、磁気記録
再生感度に優れた高密度磁気記録に好適な垂直磁気記録
媒体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、以下に示す知見に基づいて完成されたもので
ある。すなわち、最密六方格子構造（以下ｈｃｐ構造と
いう）のＣｏは、そのＣ軸方向に大きな結晶磁気異方性
を有し、これにｃｒｔｖｔＭｏなどの元素を添加して非
磁性基板上にＣｏ基合金薄膜を形成すれば、Ｃ軸を膜面
に垂直方向に配向させた垂直磁化膜が得られ、また添加
元素の組成や、膜の形成温度を変化することにより、飽
和磁化や保磁力の大きさを変化できることは知られてい
る。いま、Ｃｏ基合金薄膜として、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜を
例に上げて本発明の詳細な説明する。

非磁性基板上にＣｏ−Ｃｒ合金磁性膜を形成し５磁性膜
の磁気特性、組成と微細構造の関係について、振動試料
型磁力計やカー回転角の測定、Ｘ線マイクロアナライザ
やオージェ電子分光法及び電子ｉ＊ｇｉによる断面Ｒ察
などにより調べた。その結果、Ｃｏ−Ｃｒ合金磁性膜の
垂直方向の保磁力と膜組成の間には、Ｃｒ添加物濃度の
組成によって保磁力の大きさを制御でき、１５〜２８ｗ
ｔ％Ｃｒの範囲のＧ　ｏ　−Ｃｒ合金組成において、垂
直方向の保磁力の大きさをほぼ比例的に制御でき、Ｃｒ
添加量を少なくすることにより保磁力を大きくできるこ
とを見出した。また、Ｃｏ−Ｃｒ合金磁性膜の垂直方向
の保磁力と膜の微細構造の関係について調べた結果、Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金膜の柱状結晶の粒径と保磁力の大きさに相
関があり１粒径の大きさを大きくすると保磁力が大きく
なることを見出した。さらに、柱状結晶の粒径は、磁性
膜の形成温度や形成速度を変化することによって制御で
き、形成温度を高く、また形成速度を遅くすると柱状結
晶粒径は大きくなることがわかった。

上記知見をもとに１本発明者らは、非磁性基板上にＣｏ
−Ｃｒ合金磁性膜の垂直方向の保磁力を連続的に又は、
段階的に変化させ基板界面側の保磁力を小さくし、磁性
膜の表面側の保磁力を大きくなるように形成した垂直磁
気記録媒体を用いれば、磁気ヘッド、特にリング型磁気
ヘッドを用いた時の記録再生効率を向上でき、高密度磁
気記録が可能であることを見出した。保磁力を段階的に
変化させるには保磁力の異なる多層膜を積層すればよい
。

さらに本発明者らは、垂直磁化膜であるＣｏ基合金とし
て、Ｃｏ−Ｃｒ以外に、例えばＣｏ−Ｖ。

Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗｅ　Ｃｏ−Ｒｕなどを用いても同
様の効果を確認している。

また、本発明者らは、垂直磁化膜であるＣｏ基合金薄膜
の下層に、Ｃｏ系の非晶質軟磁性薄膜、例えばＧ　ｏ　
−Ｍ　ｏ　−Ｚ　ｒ　、　Ｃｏ　−Ｍ　ｏ　−Ｎ　ｂ　
。

Ｃｏ−Ｗ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ薄膜、または他の高
透磁率磁性薄膜を形成させた磁気記録媒体においても、
上述のＣｏ基合金垂直磁化膜の保磁力を変化させるよう
に膜を形成することにより、記録再生効率を向上できる
ことを確認した。

本発明において、多層化したＣｏ基合金磁性膜とすると
き、その１層の厚さは、２０人未満では１層ごとの連続
膜を形成するには不十分であり、２０Å以上とすること
が望ましい、１層の膜厚が５０００Å以上となっても１
本発明の効果は同じであるが、垂直磁気記録用媒体とし
ては全体の膜厚が３０００人程度で用いられることから
、その膜厚は３０００Å以下が望ましく、実用的にいっ
て、さらに望ましい１層の膜厚の範囲は、５０〜１００
０人である。

本発明の磁気記録媒体における薄膜の形成方法は、真空
蒸着法、高周波スパッタリング法、イオンビームスパッ
タリング法などの物理蒸着法を用いることができ、また
磁性薄膜の保磁力の制御法としては、磁性膜の組成の他
に薄膜形成時の基板温度の制御および薄膜の形成速度の
調整の他に。

例えばスパッタリング法で形成させる場合には、スパッ
タリングの出力やＡｒ圧力などを変化させても保磁力の
大きさは制御できる。

〔作用〕

ヘッドの磁界の強さは、端面からの距離に反比例して弱
くなる。このためヘッドの磁界強度に比べて、大きな保
磁力を持つ記録媒体では、媒体の表面部分でのみしか磁
気記録がされないので記録再生特性が悪い６一方、小さ
な保磁力の媒体では、媒体の表面から下面まで磁気記録
されるが、十分な再生出力が得られない０本発明のごと
く、ヘッド磁界強度の分布に対応して、媒体の表面側の
保磁力を大きくし、下面に向って順次保磁力を低下した
媒体を用いることにより、媒体の表面から下面部まで十
分な磁気記録が行われるため、記録再生特性を向上でき
る。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面を参照しながらさ
らに詳細に説明する０図において同一符号を付したもの
は、同じ性能特性を有する部分を示す。

実施例１ ガライ基板を用いて、第１図に示す構造の多層の磁性膜
から成るＣ　ｏ　−Ｃｒ垂直磁気記録媒体を、高周波ス
パッタリング法により、以下に示す手順で作製した。

本実施例に用いた高周波スパッタ袋層では、各各組成の
異なる４種類のＣｏ−Ｃｒ合金ターゲットを設置でき、
本実施例では、Ｃｏ−２７ｗｔ％Ｃｒ、Ｃｏ−２４ｗｔ
％Ｃｒ、Ｃｏ−２１ｗｔ％Ｃｒ、Ｃｏ−１８ｗｔ％Ｃｒ
から成るＣｏ−Ｃｒ、合金ターゲットを用いた。まず基
板１を温度１２０℃に設定し・Ａｒ圧力５ｍＴｏｒｒｐ
スパッタリングにおける高周波出力４Ｗ／ａ＃の条件で
Ｃｏ−２７ｗｔ％Ｃｒから成る第１の磁性層２を厚さ５
００人に形成した。つぎに同一雰囲気中で前記と同一の
条件でＣｏ−２４ｗｔ％Ｃｒから成る第２の磁性層３を
、ついでＣｏ−２１ｗｔ％Ｃｒから成る第３の磁性層４
を、ついでＣｏ−１８ｗｔ％Ｃｒから成る第４の磁性層
５を各々３００人の厚さ形成し、全膜厚１４００人の多
層の磁性膜から成るＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体６を作
製した。

また、４層の磁性膜から成Ｃｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体
６において、各々第１．第２．第３の磁性層の上層の磁
性膜を形成しない媒体を作製して、カー効果を利用して
各々の磁性層の垂直方向の保磁力を測定し、その結果の
一例を第１表に示した。

第　　１　　表 第１表に示すごとく、各々組成を変化した多層のＣｏ　
−Ｃｒ磁性膜を形成することにより、各磁性層において
垂直方向の保磁力を制御した膜を形成できた。

また、比較用として前記と同様の条件で、Ｃ。

−’２１ｗｔ％Ｃｒの合金ターゲットを用いて、第２図
に示すような膜厚１４００人の単−屑から成るＣ　ｏ　
−Ｃｒ垂直磁気記録媒体６を作製した。この磁性膜の垂
直方向の保磁力は８５００ｅであった。

第２表に１本実施例で作製した組成変化により保磁力を
変化した多層のＧ　ｏ　−Ｃｒ垂直磁気記録媒体と、単
一層から成る媒体の記録再生特性を測定した結果の一例
を示す。

第　　２　　表 第２表に示すごとく、各々組成を変化し、下層に比べて
上層の保磁力を大きくしたり多層のＣ０−Ｃｒ磁性膜を
形成することにより、垂直磁気記録における記録再生特
性を大幅に向上できた。

実施例２ ポリイミドフィルムを基板１にして、第１図と同様の構
造の多層の磁性膜から成るＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体
を、第３図に示す真空蒸着法により、以下の手順で作製
した。

Ｉ　Ｘ　：Ｌ　０−ＢＴｏｒｒの真空中で、第１のキャ
ンローラ７を１１０℃に加熱して、第１の蒸着源８から
Ｃｏ−２２ｗｔ％Ｃｒを１０００人／Ｓの速度で５００
人の厚さに蒸着した。ついで同一真空中で第２のキャン
ローラ７を１５０℃に加熱して第２の蒸発源８からＣｏ
−２２，ｗｔ％Ｃｒを１０００人／Ｓの速度で３００人
の厚さに蒸着した。さらに同一真空中で第３のキャンロ
ーラ７を１９０℃に加熱して、第３の蒸発源８からＣｏ
−２２ｗｔ％Ｃｒを１０００人／Ｓの速度で３００人の
厚さに蒸着した。最後に同様の真空中で第４のキャンロ
ーラ７を２３０℃に加熱して、第４の蒸発源８からＣｏ
−２２ｗｔ％Ｃｒを１０００人／Ｓの速度で３００人の
厚さ蒸着し、全膜厚１４００人のＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記
録媒体６を作製した。

本実施例におけるＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体６の断面
試料をＡｒイオンシニング法により作製して、透過電子
顕微鏡観察によりＣｏ　−Ｃｒ柱状結晶の粒径を測定し
た。また実施例１と同様の方法で第１〜第４層の各々の
保磁力の大きさをカー効果を利用して測定し、その結果
の一例を第３表に示した。

第　　３　　表 形成した多層のＣｏ−Ｃｒ磁性膜は、各々の磁性膜にお
いて柱状結晶粒径を順次制御でき、また、保磁力の大き
さを制御した膜を形成できた。

また、比較用として前記と同様の蒸着装置を用いて、キ
ャンローラ７を１９０’Ｃに加熱して、蒸発源８からＣ
ｏ−２２ｗｔ％Ｃｒを１０００人／Ｓの速度で１４００
人の厚さ蒸着した単一層のＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体
６を作製した。この磁性膜の垂直方向の保磁力は、８２
００ａであった。

第４表に、本実施例で作製した柱状結晶粒径の変化によ
り保磁力を変化した多層のＣｏ−Ｃｒ垂直磁化膜と、単
一層から成る媒体の記録再生特性を測定した結果の一例
を示す。

第　　４　　表 より上層で大きくシ、下層に比べて上層の保磁力を大き
くした多層のＣｏ−Ｃｒ磁性膜を形成することにより、
垂直磁気記録における記録再生特性を大幅に向上できた
。

実施例３ 第４図に示すごとく、多層のＧ　ｏ　−Ｃｒ磁性膜６の
下層（基板１の上層）に、Ｇ　ｏ　−Ｍ　ｏ　−Ｚ　ｒ
合金の非晶質軟磁性薄膜９を設けた垂直磁気記録媒体を
、高周波スパッタリング装置により、基板温度１５０℃
、Ａｒ圧力５ｍＴｏｒｒ、スパッタリングにおける高周
波出力４　Ｗ／ａ＃の条件で、Ｃｏ　−０，２ａｔ％Ｚ
ｒ−０．７ａｔ％Ｍｏからなる非晶質の軟磁性Ｍ［９を
５０００人の厚さに形成させた以外は上述の実施例１と
同じ手順によって作製した。

この場合においても、各層のＣｏ−Ｃｒ磁性膜の保磁力
、及び記録再生特性は実施例１における第１．第２表に
示した結果とほぼ同等の性能特性を得ることができた。

以上の実施例では、Ｃｏ基合金磁性膜の一例として、Ｃ
ｏ−Ｃｒ磁性ＷＩＩＩｉの場合について述べたが、他の
Ｃｏ基合金磁性薄膜であるＧ　ｏ−Ｒｕ　ｅＣｏ−Ｖ、
Ｃｏ−Ｍｏｗ　Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｒｅ。

Ｃｏ−０ｓ　Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｈ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｕ。

Ｃｏ−Ｎｉ−０などを用いても同等の効果を得ることが
できた。

また、軟磁性！［としては、Ｃｏ　−Ｍ　ｏ　−Ｚ　ｒ
の非晶質簿膜の他に、他のＣｏ系非晶Ｉｘ′ｆａ膜、例
えばＣｏ−Ｍｏ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｗ−Ｎｂ、Ｃｏ　−Ｎｂ
−Ｚｒなど、およびその他の高透磁率の材料であっても
同等の効果を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明の磁気記録媒体にお
いては、垂直磁化膜であるＣｏ基合金薄膜を形成するに
あたって、Ｃｏ基合金薄膜の保磁力が下層部に比べて上
層部が大きくなった多層のＣｏ基合金薄膜とすることに
より、垂直磁気記録における線記＊＊度や再生出力など
の磁気記録再生効率が大幅に改善される。この場合、下
地層として軟磁性薄膜があっても、あるいは非磁性基板
であっても有効であり、高密度磁気記録に適した垂直磁
気記録媒体を得ることができ、工業上の利用価値は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１における垂直磁気記録体の
構造を示す断面図、第２図は比較用の垂直磁気記録媒体
の構造を示す断面図、第３図は本発明の実施例２におけ
る製造方法の説明図、第４図は本発明の実施例３におけ
る垂直磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性基板上、もしくは軟磁性薄膜を設けた非磁性
   基板上に、強磁性金属薄膜を形成してなる磁気記録媒体
   において、前記強磁性金属薄膜の表面側の保磁力が、膜
   の下層の保磁力より大きいことを特徴とする磁気記録媒
   体。 ２、特許請求範囲第１項において、強磁性金属薄膜の保
   磁力が、表面から下層に向って順次低下した積層膜とな
   つていることを特徴とする磁気記録媒体。 ３、非磁性基板上又は軟磁性薄膜を有する非磁性基板上
   に、Ｃｏと他の金属とからなるＣｏ基合金の強磁性金属
   薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、上記
   Ｃｏの他の金属に対する比率を増加させて上記強磁性金
   属薄膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造
   方法。