JP2619384B2 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents
垂直磁気記録媒体Info
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- JP2619384B2 JP2619384B2 JP8473287A JP8473287A JP2619384B2 JP 2619384 B2 JP2619384 B2 JP 2619384B2 JP 8473287 A JP8473287 A JP 8473287A JP 8473287 A JP8473287 A JP 8473287A JP 2619384 B2 JP2619384 B2 JP 2619384B2
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- magnetic recording
- perpendicular magnetic
- recording medium
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
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が可能な垂直磁気記録媒体に係
り、特に磁気ヘツドによる読み出し時に大きな再生出力
が得られる垂直磁気記録媒体に関する。
り、特に磁気ヘツドによる読み出し時に大きな再生出力
が得られる垂直磁気記録媒体に関する。
垂直磁気記録方式は高密度記録の実現を可能ならしめ
る方式として注目され、記録媒体としてCoに合金元素
（Cr,Re,Ru,Ti,Mo,V,Nb,Zr,Hf,Feのいずれかあるいは複
数種）を添加したCo基合金膜が知られている。このCo基
合金膜は稠密六方晶（h.c.p）構造を持ち、膜は磁化容
易軸のＣ軸を膜面に垂直に保有し易く、垂直方向に磁化
し易い性質を有する。垂直磁気記録媒体としては、高密
度記録が可能であることとともに、磁気ヘツドで読み出
しをする際に、十分な再生出力が得られることが必要で
ある。再生出力は媒体の飽和磁化（Ms）が大きくなるほ
ど増大することは、例えばアイ・イー・イー・イー・ト
ランザクシシン オン マグネチツクス・エム・エー
ジ20,ナンバー５（1984年）第657頁から662頁（IEEE Tr
ans.MAG−20 NO.5（1984）pp657−662），あるいは同雑
誌エム・エー・ジー22,ナンバー５（1986年）第1182頁
から1184頁（IEEE Trans,MAG−22,NO.5（1986）pp1182
−1184）で述べられている。Msを大きくするためにはCo
に添加する合金元素の量を減らす必要がある。しかし、
合金元素の量を減らすと、垂直異方性および媒体の磁化
容易軸の垂直配向性が減少することは、例えば、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 エー ジ16 ナンバー５（1980年）第11
11頁から1113頁（IEEE Trans.MAG−16 NO.5（1980）pp1
111−1113）に述べられた通りである。媒体の垂直配向
性が減少すると、高密度磁気記録が困難になる。
る方式として注目され、記録媒体としてCoに合金元素
（Cr,Re,Ru,Ti,Mo,V,Nb,Zr,Hf,Feのいずれかあるいは複
数種）を添加したCo基合金膜が知られている。このCo基
合金膜は稠密六方晶（h.c.p）構造を持ち、膜は磁化容
易軸のＣ軸を膜面に垂直に保有し易く、垂直方向に磁化
し易い性質を有する。垂直磁気記録媒体としては、高密
度記録が可能であることとともに、磁気ヘツドで読み出
しをする際に、十分な再生出力が得られることが必要で
ある。再生出力は媒体の飽和磁化（Ms）が大きくなるほ
ど増大することは、例えばアイ・イー・イー・イー・ト
ランザクシシン オン マグネチツクス・エム・エー
ジ20,ナンバー５（1984年）第657頁から662頁（IEEE Tr
ans.MAG−20 NO.5（1984）pp657−662），あるいは同雑
誌エム・エー・ジー22,ナンバー５（1986年）第1182頁
から1184頁（IEEE Trans,MAG−22,NO.5（1986）pp1182
−1184）で述べられている。Msを大きくするためにはCo
に添加する合金元素の量を減らす必要がある。しかし、
合金元素の量を減らすと、垂直異方性および媒体の磁化
容易軸の垂直配向性が減少することは、例えば、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 エー ジ16 ナンバー５（1980年）第11
11頁から1113頁（IEEE Trans.MAG−16 NO.5（1980）pp1
111−1113）に述べられた通りである。媒体の垂直配向
性が減少すると、高密度磁気記録が困難になる。
すなわち、従来の垂直磁気記録媒体では高密度記録が
可能でしかも十分な再生出力を得るのには困難がともな
つていた。
可能でしかも十分な再生出力を得るのには困難がともな
つていた。
本発明の目的は、大きな再生出力が得られ、しかも高
密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供することにあ
る。
密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供することにあ
る。
上記目的は、Co基合金から成る垂直磁化膜を基板上に
形成する際に、添加合金元素の濃度を基板から媒体の表
面上に向つて減少せしめることによつて容易に達成され
るものである。
形成する際に、添加合金元素の濃度を基板から媒体の表
面上に向つて減少せしめることによつて容易に達成され
るものである。
上記減少は連続的であつても、ステップ状であつても
よい。
よい。
本発明者らの実験によれば、h.c.p構造を持つCo基合
金膜のＣ軸配向性、すなわち、合金膜を構成する結晶粒
の磁化容易軸であるＣ軸を膜面に垂直に持つている程度
は同一膜形成条件で成膜した場合、合金元素の添加量が
多い膜の方が優れていることがわかつた。膜の微細構造
を調べた結果、合金元素の添加量の多い膜の方が、成長
初期過程で既に大部分の結晶粒がＣ軸に配向し易いため
であることが判明した。これはCoに合金元素を添加する
ことにより、結晶の表面エネルギーの結晶面による差が
大きくなり、結晶の核生成の階段で、h.c.p構造の最稠
密面である（001）面を基板に接した方がエネルギー的
により安定になつたためと解釈された。Co基合金膜は幅
広い組成範囲でh.c.p構造をとり（例えばCo−Cr系では
スパツタ法で成膜した場合30wt％Cr程度までh.c.p構造
を示す。）、その組成範囲で格子定数はほとんど変化し
ない。
金膜のＣ軸配向性、すなわち、合金膜を構成する結晶粒
の磁化容易軸であるＣ軸を膜面に垂直に持つている程度
は同一膜形成条件で成膜した場合、合金元素の添加量が
多い膜の方が優れていることがわかつた。膜の微細構造
を調べた結果、合金元素の添加量の多い膜の方が、成長
初期過程で既に大部分の結晶粒がＣ軸に配向し易いため
であることが判明した。これはCoに合金元素を添加する
ことにより、結晶の表面エネルギーの結晶面による差が
大きくなり、結晶の核生成の階段で、h.c.p構造の最稠
密面である（001）面を基板に接した方がエネルギー的
により安定になつたためと解釈された。Co基合金膜は幅
広い組成範囲でh.c.p構造をとり（例えばCo−Cr系では
スパツタ法で成膜した場合30wt％Cr程度までh.c.p構造
を示す。）、その組成範囲で格子定数はほとんど変化し
ない。
基板上にh.c.p構造を持つCo基合金膜を形成する際、
膜の形成初期には添加元素の多い膜を形成し、膜厚方向
で添加元素を減少させれば、Ｃ軸配向性が良くてしかも
飽和磁化の大きい垂直磁化膜を実現することができる。
つまり、膜形成の初期にはＣ軸配向性の良い結晶粒が形
成される。続いて添加元素量を減らしても膜を構成する
結晶粒の成長はエピタキシ的に連続して進行するので、
膜全体のＣ軸配向性が優れ、かつ膜の中，上部では添加
元素量が得ることによつて飽和磁化の大きい垂直磁化膜
が実現されるものである。
膜の形成初期には添加元素の多い膜を形成し、膜厚方向
で添加元素を減少させれば、Ｃ軸配向性が良くてしかも
飽和磁化の大きい垂直磁化膜を実現することができる。
つまり、膜形成の初期にはＣ軸配向性の良い結晶粒が形
成される。続いて添加元素量を減らしても膜を構成する
結晶粒の成長はエピタキシ的に連続して進行するので、
膜全体のＣ軸配向性が優れ、かつ膜の中，上部では添加
元素量が得ることによつて飽和磁化の大きい垂直磁化膜
が実現されるものである。
添加元素量の減少は膜の成長につれて、連続的に行な
つても良いし、階段的に行なつても良い。膜厚方向で変
化させる添加元素の変化量は、本発明で目的としている
効果を顕著に生じせしめるためには２％以上であること
が望ましい。最大の許容変化量は、考慮している成膜法
で膜形成したときにCo基合金膜がh.c.p構造をとり得る
最大の添加量となり、Co基合金膜系では約30％である。
実用的に最も望ましい変化量は３〜15％である。また、
Co基合金膜の形成において基板に対してＣ軸を垂直方向
に所有するＣ軸配向性の良い結晶粒を基板表面に形成さ
れるためには、少なくとも50Å、望ましくは100〜200Å
の初期厚さの部分の添加元素の割合を高く保つことが必
要である。Ｃ軸配向性の良い結晶粒が一度形成されれ
ば、その膜厚以上の部分では添加元素の量を減少させ、
膜の飽和磁化を大きくしても、Ｃ軸配向性の良い、垂直
磁気異方性の大きい垂直磁気記録媒体が得られる。
つても良いし、階段的に行なつても良い。膜厚方向で変
化させる添加元素の変化量は、本発明で目的としている
効果を顕著に生じせしめるためには２％以上であること
が望ましい。最大の許容変化量は、考慮している成膜法
で膜形成したときにCo基合金膜がh.c.p構造をとり得る
最大の添加量となり、Co基合金膜系では約30％である。
実用的に最も望ましい変化量は３〜15％である。また、
Co基合金膜の形成において基板に対してＣ軸を垂直方向
に所有するＣ軸配向性の良い結晶粒を基板表面に形成さ
れるためには、少なくとも50Å、望ましくは100〜200Å
の初期厚さの部分の添加元素の割合を高く保つことが必
要である。Ｃ軸配向性の良い結晶粒が一度形成されれ
ば、その膜厚以上の部分では添加元素の量を減少させ、
膜の飽和磁化を大きくしても、Ｃ軸配向性の良い、垂直
磁気異方性の大きい垂直磁気記録媒体が得られる。
垂直磁化膜を形成する基板としては、表面を酸化処理
したり、Co−Ｐ層を形成したアルミニウムデイスク，ガ
ラスデイスクなどのリジツド基板、あるいはポリイミド
フイルムやポリエチレンテレフタレートフイルムなどの
フレキシブル基板が可能である。また、垂直磁化膜と基
板の間にFe−Ni,Co−Nb−Zrなどの軟磁性膜や、Ge,C,B,
Si,Tiなどの下地膜が設けられている場合にも適用でき
る。垂直磁化膜の成膜法として、真空蒸着法，スパツタ
法，メツキ法，イオンビームデボジシヨン法などのいず
れでも適用できる。
したり、Co−Ｐ層を形成したアルミニウムデイスク，ガ
ラスデイスクなどのリジツド基板、あるいはポリイミド
フイルムやポリエチレンテレフタレートフイルムなどの
フレキシブル基板が可能である。また、垂直磁化膜と基
板の間にFe−Ni,Co−Nb−Zrなどの軟磁性膜や、Ge,C,B,
Si,Tiなどの下地膜が設けられている場合にも適用でき
る。垂直磁化膜の成膜法として、真空蒸着法，スパツタ
法，メツキ法，イオンビームデボジシヨン法などのいず
れでも適用できる。
以下、本発明を実施例で説明する。
実施例 基板として50μｍ厚のポリイミドフイルムを用いて、
真空蒸着法により、第１図，第２図に示す断面構造を持
つ垂直磁気記録媒体を作製した。膜形成には、第３図に
示す構成の２元蒸着装置を用いた。第１図に示す垂直磁
気記録媒体は、ポリイミド基板１の上に厚さ150ÅのCr
に富んだCo−Cr合金膜（Co−27wt％Cr）2,その上に厚さ
2000ÅのCo−19wt％Cr層３を設けた構成を持つ。第２図
に示した垂直磁気記録媒体は、ポリイミド基板１上に設
けた厚さ2000ÅのCo−Cr合金膜４のCr組成が膜の形成初
期から終期にかけて26wt％から15wt％までほぼ直線的に
変えられている。これらの膜の作製は、第３図に示す真
空蒸着装置内を10-6Torr以下に排気した後、ポリイミド
フイルム５をヒータ６で180℃に加熱し、Co蒸着源７とC
r蒸着源８を同時に作動させ、両者の蒸着量の比を調整
することによつて行なつた。Co−Cr膜の形成速度は約50
Å/Sとした。また、第1,2図に示した構造を持つ媒体の
他に、ポリイミド基板上に2000Åの膜厚を持つCo−21wt
％Crの膜厚方向で一様な組成を持つ垂直磁気記録媒体
を、前記と類似の条件で作製し、比較試料とした。
真空蒸着法により、第１図，第２図に示す断面構造を持
つ垂直磁気記録媒体を作製した。膜形成には、第３図に
示す構成の２元蒸着装置を用いた。第１図に示す垂直磁
気記録媒体は、ポリイミド基板１の上に厚さ150ÅのCr
に富んだCo−Cr合金膜（Co−27wt％Cr）2,その上に厚さ
2000ÅのCo−19wt％Cr層３を設けた構成を持つ。第２図
に示した垂直磁気記録媒体は、ポリイミド基板１上に設
けた厚さ2000ÅのCo−Cr合金膜４のCr組成が膜の形成初
期から終期にかけて26wt％から15wt％までほぼ直線的に
変えられている。これらの膜の作製は、第３図に示す真
空蒸着装置内を10-6Torr以下に排気した後、ポリイミド
フイルム５をヒータ６で180℃に加熱し、Co蒸着源７とC
r蒸着源８を同時に作動させ、両者の蒸着量の比を調整
することによつて行なつた。Co−Cr膜の形成速度は約50
Å/Sとした。また、第1,2図に示した構造を持つ媒体の
他に、ポリイミド基板上に2000Åの膜厚を持つCo−21wt
％Crの膜厚方向で一様な組成を持つ垂直磁気記録媒体
を、前記と類似の条件で作製し、比較試料とした。
この様にして作製した３種類の垂直磁気記録媒体の特
性を比較した結果を表１に示す。ここで、第１図，第２
図に示す構造を持つ媒体をそれぞれ試料1,試料２と略記
する。膜厚方向がCo−21wt％Crの一様な組成を持つ試料
は、比較例として示してある。媒体の評価項目は、飽和
磁化Ms,X線回析法で測定した（002）反射のロツキング
曲線の半値幅Δθ50,磁気ヘツドで記録再生特性を評価
したときの100KFCI（Kiro Flux Change per Inch）の記
録密度における再生役力E100K,出力が半分に減少する記
録密度D50とした。
性を比較した結果を表１に示す。ここで、第１図，第２
図に示す構造を持つ媒体をそれぞれ試料1,試料２と略記
する。膜厚方向がCo−21wt％Crの一様な組成を持つ試料
は、比較例として示してある。媒体の評価項目は、飽和
磁化Ms,X線回析法で測定した（002）反射のロツキング
曲線の半値幅Δθ50,磁気ヘツドで記録再生特性を評価
したときの100KFCI（Kiro Flux Change per Inch）の記
録密度における再生役力E100K,出力が半分に減少する記
録密度D50とした。
表１の結果より明らかなように、本発明による試料1,
2では従来法で作製した比較例に比べ、再生出力
（E100K）と記録密度（D50）で大きく改良されているこ
とが確認された。
2では従来法で作製した比較例に比べ、再生出力
（E100K）と記録密度（D50）で大きく改良されているこ
とが確認された。
実施例２ 実施例１において、Crの代りにRe,Ru,Ti,Mo,V,Nb,Zr,
Hf,Feをそれぞれ用いて、真空蒸着法により、Re,Ru,Mo,
V,Nb,Hf,Feの場合においては成膜速度を５Å/Sとした以
外は同様の条件で試料を作製し、それぞれのCo−Ｍ（Ｍ
＝Re,Ru,Ti,Mo,V,Nb,Zr,Hf,Fe）系垂直磁気記録媒体の
特性比較を行なつた。この結果、Co−Ｍ系のいずれの場
合においてもＭの添加量を膜厚方向で階段状（第１図相
当）および連続的（第２図相当）に減少させた試料の方
が膜厚方向で一様な組成を持つ比較例に比べ、飽和磁化
Msが大きく、膜のＣ軸配向性が良くて（Δθ50値が小さ
い）、再生出力，記録密度のいずれも向上することが確
認された。
Hf,Feをそれぞれ用いて、真空蒸着法により、Re,Ru,Mo,
V,Nb,Hf,Feの場合においては成膜速度を５Å/Sとした以
外は同様の条件で試料を作製し、それぞれのCo−Ｍ（Ｍ
＝Re,Ru,Ti,Mo,V,Nb,Zr,Hf,Fe）系垂直磁気記録媒体の
特性比較を行なつた。この結果、Co−Ｍ系のいずれの場
合においてもＭの添加量を膜厚方向で階段状（第１図相
当）および連続的（第２図相当）に減少させた試料の方
が膜厚方向で一様な組成を持つ比較例に比べ、飽和磁化
Msが大きく、膜のＣ軸配向性が良くて（Δθ50値が小さ
い）、再生出力，記録密度のいずれも向上することが確
認された。
実施例３ 実施例１において、ポリイミドフイルム基板上に300
Å厚のGe膜を設け、ついで実施例１に述べたのと同様の
成膜を行ない、垂直磁気記録媒体の特性を比較した。Co
−Cr膜の膜厚方向でCrの量を減少させた試料の方が、一
様な組成を持つ比較例に比べて再生出力，記録密度とも
80％以上向上することが確認された。
Å厚のGe膜を設け、ついで実施例１に述べたのと同様の
成膜を行ない、垂直磁気記録媒体の特性を比較した。Co
−Cr膜の膜厚方向でCrの量を減少させた試料の方が、一
様な組成を持つ比較例に比べて再生出力，記録密度とも
80％以上向上することが確認された。
実施例４ 基板として表面にNi−Ｐを２μｍ厚コーテイングした
厚さ2mm,直径3.5インチのAl基板９を用いて高周波スパ
ツタ法で垂直磁気記録媒体を作成した。媒体の構成を第
４図に示す。膜の形成条件は以下の通りである。
厚さ2mm,直径3.5インチのAl基板９を用いて高周波スパ
ツタ法で垂直磁気記録媒体を作成した。媒体の構成を第
４図に示す。膜の形成条件は以下の通りである。
初期真空排気 １〜２×10-7Torr Ar圧力 5mTorr 投入電力 1kw 基板温度 70℃ 膜の形成速度 パーマロイ（Fe−Ni）膜 100Å/min Co−Cr膜 250Å/min 上記条件でAl基板９上に5000Åのパーマロイ膜10を、
ついで100Å厚のCo−25wt％Cr膜11、その上に1900ÅのC
o−20wt％Cr膜12を形成した。この垂直磁気記録媒体の
再生出力と記録密度は、Co−Cr合金膜に膜厚方向でCrの
組成が一様なCo−20wt％Cr膜（厚さ2000Å）を設けた比
較例に比べそれぞれ50,80％優れていた。
ついで100Å厚のCo−25wt％Cr膜11、その上に1900ÅのC
o−20wt％Cr膜12を形成した。この垂直磁気記録媒体の
再生出力と記録密度は、Co−Cr合金膜に膜厚方向でCrの
組成が一様なCo−20wt％Cr膜（厚さ2000Å）を設けた比
較例に比べそれぞれ50,80％優れていた。
以上述べたように本発明によれば、（１）Co基合金膜
の磁化容易軸の垂直配向性を良く保つて、しかも膜の飽
和磁化を大きくした垂直磁気記録媒体が得られる。この
結果、（２）磁気ヘツドによる記録再生時の再生出力増
大，記録密度の向上が可能となる。本発明は、高密度磁
気記録を実現するのに極めて有用な記録媒体を提供する
ものである。
の磁化容易軸の垂直配向性を良く保つて、しかも膜の飽
和磁化を大きくした垂直磁気記録媒体が得られる。この
結果、（２）磁気ヘツドによる記録再生時の再生出力増
大，記録密度の向上が可能となる。本発明は、高密度磁
気記録を実現するのに極めて有用な記録媒体を提供する
ものである。
第１図は本発明の一実施例による垂直磁気記録媒体の断
面図、第２図は他の実施例による垂直磁気記録媒体の断
面図、第３図は垂直磁気記録媒体を作るための真空蒸着
装置の構成図、第４図は他の実施例による垂直磁気記録
媒体の断面図である。 １……ポリイミド基板、２……Co−27wt/％Cr膜、３…
…Co−19wt/％Cr膜、４……Co−Cr合金膜、５……ポリ
イミドフイルム、６……ヒータ、７……Co蒸着源、８…
…Cr蒸着源、９……Al基板、10……パーマロイ膜、11…
…Co−25wt％Cr膜、12……Co−20wt％Cr膜。
面図、第２図は他の実施例による垂直磁気記録媒体の断
面図、第３図は垂直磁気記録媒体を作るための真空蒸着
装置の構成図、第４図は他の実施例による垂直磁気記録
媒体の断面図である。 １……ポリイミド基板、２……Co−27wt/％Cr膜、３…
…Co−19wt/％Cr膜、４……Co−Cr合金膜、５……ポリ
イミドフイルム、６……ヒータ、７……Co蒸着源、８…
…Cr蒸着源、９……Al基板、10……パーマロイ膜、11…
…Co−25wt％Cr膜、12……Co−20wt％Cr膜。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上にCoに合金元素を添加して得られる
Co基合金から成る垂直磁化膜を設けた垂直磁気記録媒体
において、膜を構成する結晶粒が膜厚全体に渡ってエピ
タキシャル的に連続して成長しており、かつCoに添加さ
れた合金元素の濃度が該Co基合金の結晶粒の内部におい
て基板から膜の表面に向う方向で減少していることを特
徴とする垂直磁気記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8473287A JP2619384B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 垂直磁気記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8473287A JP2619384B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 垂直磁気記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63251913A JPS63251913A (ja) | 1988-10-19 |
| JP2619384B2 true JP2619384B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13838866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8473287A Expired - Lifetime JP2619384B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 垂直磁気記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619384B2 (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP8473287A patent/JP2619384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63251913A (ja) | 1988-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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