JP2674132B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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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、例えば垂直磁気記録媒体,
長手磁気記録媒体等に係わる。
〔発明の概要〕 本発明は、CoPt系、或いはCoPtO系で、それぞれBを
含む磁性薄膜を有する磁気記録媒体において、磁性薄膜
を、下記元素Mの1種以上より成り、厚さ1×10〜1×
105Åの下地膜上に形成することによって、垂直保磁力H
c ないしは面内保磁力Hc或いは垂直磁気異方性HK
の向上をはかる。
Mは、Ti,Zr,V,Cr,Nb,Mo,Ta,W,Hf,Mn,Re,Fe,Ru,Os,Co,R
h,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au,Zn,Cd,B,Al,Ga,In,Tl,C,Si,G
e,Sn,Pb,P,As,Sb,Bi,S,Se,Te,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Sc,Y及び
希土類元素のうちの一種以上。
〔従来の技術〕
従来の薄膜磁気記録媒体として用いられる磁性薄膜
の、等方性、すなわち面内磁化による磁性薄膜として
は、CoNi,CoP,CoPt等の合金磁性薄膜が知られている。
これらCoNi及びCoPによる各磁性薄膜は、柱状構造を利
用した硬磁気特性で、その飽和磁束密度Bsは約10kG,保
磁力Hcは、約1(kOe)ないしはそれ以下である。ま
た、CoPt磁性薄膜については、例えば特開昭58−200513
号公報にその開示があるが、この場合、その膜厚が300
Å以下においては1.5(kOe)以上に及ぶ高い保磁力Hcを
示すものの、その膜厚が大となると、Bsは10kG前後で、
Hcは高々700(Oe)である。
また、一方垂直磁化による磁性薄膜としては、CoCr,C
oMo,CoV,CoRu等の合金磁性薄膜が知られている。この場
合、これら合金のうち、最も磁気特性の優れているCoCr
系についてその代表的な磁気特性をみると、Bsが4(k
G)〜6(kG)であり、垂直保磁力Hcは、この合金膜
のスパッタリング等の被着成膜時の基板温度が150℃加
熱の場合は、約1.5(kOe)に及ぶ値を示すものの、その
成膜時の基板温度が、室温程度である場合は、約300(O
e)である。そして、垂直方向の角型比(Mr/Ms)は約
0.2,異方性磁界HKは約4〜6(kOe)である。この場
合、そのBsが比較的低いという課題と共にそのHcは、
成膜時の基板温度を高くしないと高い値を得ることがで
きないことから、その基板としては耐熱性の低い安価な
ポリエチレンテレフタレート(PET)基板を用いること
ができないという課題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は上述の課題を解決して成膜時の基板温度を高
めることなく充分高い飽和磁束密度或いは(及び)高い
保磁力を得ることができる磁性薄膜を提供する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、第1図に示すように、CoPt系、或いはCoPt
O系で、それぞれBを含む磁性薄膜(1)を有する磁気
記録媒体において、その磁性薄膜(1)を、下記元素M
の1種以上より成り、厚さ1×10〜1×105Åの下地膜
(2)上に形成する。
Mは、Ti,Zr,V,Cr,Nb,Mo,Ta,W,Hf,Mn,Re,Fe,Ru,Os,Co,R
h,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au,Zn,Cd,B,Al,Ga,In,Tl,C,Si,G
e,Sn,Pb,P,As,Sb,Bi,S,Se,Te,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Sc,Y及び
希土類元素のうちの一種以上。
〔作用〕
上述の本発明構成によれば、その磁性薄膜(1)とし
て、Bを含むCoPtB系、或いはCoPtBO系の構成としたこ
とと、上述のMを含む下地膜(2)を設けたことが相俟
って例えば室温程度の基板温度で、これの上に各膜
(1)及び(2)をスパッタリングによって形成して高
い垂直保磁力Hcないしは面内保磁力Hc、或いは垂直
磁気異方性HKの向上をはかることができた。
〔実施例〕
第1図に示すようにスライドガラス基板(3)上に、
マグネトロン型スパッタ装置によって下地膜(2)と磁
性薄膜(1)を作製した。そのスパッタ条件は、 とした。この場合のターゲットは、直径4インチ,厚さ
3mmのCo系の合金ターゲット上にその中心から、所要の
広がり角を有する厚さ1mmのPtの扇形チップを3枚から
6枚置いたターゲットを用いる。或いは例えば直径4イ
ンチ,厚さ3mmの所要組成の合金ターゲットを用いる。
実施例1 合金ターゲットを用いて前記スパッタ方法及び条件で
Co71Pt22B7の磁性薄膜を作製した。しかしながら、この
場合、スパッタの開始に先立って行われるスパッタ室内
の排気によって得るバックグラウンド真空度PBGを変え
た。そして各バックグラウンド真空度PBGでのそれぞれ
得られた磁性薄膜Co76Pt22B7中の酸素濃度を測定した。
また、この各PBGに等価な酸素分圧を、磁性薄膜中の酸
素濃度との対応によって求めた。これらを、表1に示
す。
この実施例においては、Co71Pt22B7膜についての膜中
の酸素濃度と、PBG及びPo2との関係をみたものである
が、他の組成のCoPtB系の磁性薄膜についても、これの
酸素濃度と、PBG及びPo2との関係は殆んど同等の関係と
なった。
実施例2 前記スパッタ方法及び条件でPBG=4μTorrとして、
前記各金属Mを1500Åの厚さにスパッタして下地膜
(2)を形成し、これの上に各種合金ターゲットを用い
て各種組成の磁性薄膜(1)を作製した。第2図A及び
Bにこれら各磁性薄膜(1)についてその使用した合金
ターゲットの組成(原子%)と、得られた薄膜の組成
と、その膜厚と、用いた下地膜の種類と、このような構
成の各磁気記録媒体の各特性Hc,Hc,HK ,HK,4πM
s,Mr/Mrの測定結果を示す。尚、これら各磁気特性
は、第3図にその面内磁化曲線と垂直磁化曲線のモデル
図上で示した各値、つまり、垂直保磁力Hc,面内保磁
力Hc,異方性磁界HK ,HK,飽和磁束密度4πMs,残
留磁化比Mr/Mrの測定結果である。尚、このように
して得た磁性薄膜中には、実施例1による表1から明ら
かなように、酸素が4.2〜10.7原子%含まれる。
実施例3 それぞれ前記スパッタ方法及び条件により、厚さ1500
ÅのPt下地膜(2)を形成し、これの上にCoPtB合金タ
ーゲットを用いて各種磁性薄膜(1)を形成した。この
場合の磁性薄膜(1)の形成時のアルゴンガスPArを変
えて作製した各磁気記録媒体の垂直保磁力Hcの測定し
た結果を第4図に示す。第4図において○印及び□印は
磁性薄膜(1)の厚さを5000Åとした場合で、○印は磁
性薄膜(1)の形成時にPBG=4μTorrとした場合であ
り、□印は、PBG=1μTorrとした場合である。また、
●印及び■印はそれぞれ磁性薄膜(1)の厚さを500Å
とし、●印はPBG=4μTorr,■印はPBG=1μTorrとし
た場合の各測定値をプロットしたものである。
比較例1 実施例3において下地層(2)の形成を省略した。こ
の場合の同様のHc−PArの測定結果を第10図に示す。
第10図においても、○印及び□印はCoPtB磁性薄膜
(1)の厚さを5000Åとした場合で、○印は磁性薄膜
(1)の形成時にPBG=4μTorrとした場合であり、□
印は、PBG=1μTorrとした場合である。また、●印及
び■印はそれぞれCoPtB磁性薄膜(1)の厚さを500Åと
し、●印はPBG=4μTorr,■印はPBG=1μTorrとした
場合の各測定値をプロットしたものである。
実施例4 実施例3において、PBG=4μTorrとして、Pt下地膜
の厚さを変えて、これの上にCoPtB合金ターゲットを用
いて400Åの厚さのCoPtB磁性薄膜を形成し、各試料につ
いてHcの測定を行った。その測定結果を第5図に●印
及び○印としてプロットした。すなわち●印は面内膜,
○印は垂直異方性膜となった。
実施例5 実施例3において、それぞれPBG=4μTorrとしてPt
下地膜(2)を、厚さ1500Åと400Åとし、CoPtB合金タ
ーゲットを用いてCo77Pt16B7のそれぞれ異る厚さtの磁
性薄膜(1)を形成した。この場合の磁性薄膜(1)の
膜厚tに対するHcの測定結果を第6図に示す。第6図
において、○印及び●印はそれぞれPt下地膜(2)の厚
さを1500Å及び400Åとした場合を示す。
実施例6 実施例3においてそれぞれPBG=4μTorrとして、各
金属による下地膜(2)とこれの上に膜厚500Åをもっ
てCo77Pt16B7の磁性薄膜(2)を作製した。各下地膜
(2)においてその厚さtulを変えてHcを測定した結
果を第7図に示す。曲線(71)(72)及び(73)はそれ
ぞれ下地膜(2)をGe,Pt,Taとした場合で、いずれも厚
さtul>10ÅでHcの向上がみれらた。尚、同図におい
て○印,△印は垂直異方性膜、●印,▲印は面内膜の性
状を示したものである。また、この場合Ge下地膜は非晶
質膜で、これと同様の性状のSi,C各下地膜についてもこ
の曲線(71)と同等の特性を示し、Pt下地膜は、fcc膜
で、これと同様の性状を示す例えばPd下地膜についても
この曲線(72)と同等の特性を示し、Ta下地膜はbcc膜
で、これと同様の性状を示す例えばNb,W,Mo,Cr,Vの各下
地膜についても曲線(73)と同等の特性を示す。
実施例7 実施例3において、それぞれPBG=1μTorrとして150
0Åの厚さのPt下地膜とこれの上に、Co77Pt16B7の磁性
薄膜をこの場合のスパッタ中の酸素分圧Po2を変えて得
た。この場合のPo2とHcの関係の測定結果を第8図に
□印をもってプロットした。
比較例2 実施例7において下地膜を省略した。この場合のスパ
ッタ中のPo2とHcの関係を第8図○印でプロットし
た。
第8図でわかるように、下地膜を設ける場合、特に低
いPo2領域でのHcの向上がみられる。
実施例8 実施例3において1500ÅPt下地膜上に(Co71Pt20B7Ti
295O5の組成による磁性薄膜を作製した。この場合の
磁化M−磁界H曲線を第9図に示す。同図中実線曲線は
垂直方向のM−H曲線,破線曲線は面内方向のM−H曲
線を示す。
尚、上述したところにおいて磁気特性は、試料振動型
磁力計によって測定されたものであり、膜組成は電子線
プローブマイクロアナリシス(EPMA)と、IPC(Inducti
vely Coupled Plasma Analysis)発光分析の併用により
測定し、表1の膜中の酸素濃度は、酸素ドース量の明確
な標準試料との比較で2次イオン質量分析SIMS(Second
ary Ion Mass Spectrometer)法とEPMA法とを併用して
測定した。
尚、上述の各実施例においては、基板としてスライド
ガラス板を用いた場合であるが、そのほかポリイミド樹
脂基板,結晶化ガラス基板を始めとして、PET基板等各
種基板を用いることもできる。
〔発明の効果〕
上述の本発明による磁気記録媒体は、成膜時の基板温
度を高めることなくまた、例えば5000Åという膜厚にお
いても、下地膜の形成によって、より垂直磁気記録媒体
として、また長手磁気記録媒体としてすぐれた磁気特性
を示す媒体を得ることができた。
更にまた、室温程度での成膜が可能であることから、
PET等の低廉な基板を用いることができるなど、実用上
大きな利益を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による磁気記録媒体の断面図、第2図A
及びBは磁気記録媒体の各組成に対する磁気特性の測定
結果を示す表図、第3図は記号定義の説明に供する磁化
曲線のモデル図、第4図はスパッタ中のアルゴン分圧と
垂直保磁力との関係の測定結果を示す図、第5図は下地
膜厚と垂直保磁力の関係の測定結果を示す図、第6図は
磁性薄膜の厚さと垂直保磁力の関係の測定結果を示す
図、第7図は下地膜の厚さと垂直保磁力の関係の測定結
果を示す図、第8図はスパッタ中の酸素分圧と垂直保磁
力の関係の測定結果を示す図、第9図は本発明による磁
性薄膜の一例のM−H曲線図、第10図は比較例のスパッ
タ中アルゴン分圧と垂直保磁力との関係の測定結果を示
す図である。 (1)は磁性薄膜、(2)は下地膜、(3)は基板であ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CoPt系、或いはCoPtO系で、それぞれBを
    含む磁性薄膜を有する磁気記録媒体において、 上記磁性薄膜を、下記元素Mの一種以上より成り、厚さ
    1×10〜1×105Åの下地膜上に形成することを特徴と
    する磁気記録媒体。 Mは、Ti,Zr,V,Cr,Nb,Mo,Ta,W,Hf,Mn,Re,Fe,Ru,Os,Co,R
    h,Ir,Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au,Zn,Cd,B,Al,Ga,In,Tl,C,Si,G
    e,Sn,Pd,P,As,Sb,Bi,S,Se,Te,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Sc,Y及び
    希土類元素のうちの一種類以上。
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