JP2727582B2 - 垂直磁化膜 - Google Patents
垂直磁化膜Info
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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、垂直磁気記録媒体や光磁気記録媒体の記録
層として有用な垂直磁化膜に関する。
層として有用な垂直磁化膜に関する。
近年、磁気記録の分野における短波長化，狭トラック
化による記録密度の向上には目覚ましいものがあり、よ
り一層の高密度記録化に対応するものとして垂直磁気記
録方式が提案されている。
化による記録密度の向上には目覚ましいものがあり、よ
り一層の高密度記録化に対応するものとして垂直磁気記
録方式が提案されている。
あるいは、前記垂直磁気記録方式と同様、書換え可能
な高密度記録方式であり、しかも半導体レーザー等のレ
ーザー光により非接触記録・再生が可能な光磁気記録方
式も注目されている。
な高密度記録方式であり、しかも半導体レーザー等のレ
ーザー光により非接触記録・再生が可能な光磁気記録方
式も注目されている。
これらの記録方式においては、磁気モーメントが膜面
に垂直に配向した垂直磁化膜が使用され、たとえば垂直
磁気記録媒体の記録層としてはCo−Cr合金膜等が、光磁
気記録媒体の記録層としてはTbFeCoに代表されるような
希土類元素と遷移金属元素とを組み合わせた非晶質合金
膜等が、それぞれ実用化に向けて各方面で盛んに研究さ
れている。
に垂直に配向した垂直磁化膜が使用され、たとえば垂直
磁気記録媒体の記録層としてはCo−Cr合金膜等が、光磁
気記録媒体の記録層としてはTbFeCoに代表されるような
希土類元素と遷移金属元素とを組み合わせた非晶質合金
膜等が、それぞれ実用化に向けて各方面で盛んに研究さ
れている。
ところで、これまでに研究されている垂直磁化膜は、
ある程度の垂直磁気特性や光磁気特性を示すものの、特
に耐久性や耐蝕性の実用特性の点で問題が多く、未だ実
用に至っていないのが実情である。
ある程度の垂直磁気特性や光磁気特性を示すものの、特
に耐久性や耐蝕性の実用特性の点で問題が多く、未だ実
用に至っていないのが実情である。
たとえば、垂直磁気記録媒体の記録層として期待され
るCo−Cr合金膜は、非常に硬質であることからクラッチ
の発生やヘッド磨耗等の問題を起こし易い。また、この
合金膜を記録層とする垂直磁気記録媒体の磁気特性を測
定しても、たとえば垂直方向の角形比は0.3〜0.4に過ぎ
ず、理想的な値である１には遠く及ばない。
るCo−Cr合金膜は、非常に硬質であることからクラッチ
の発生やヘッド磨耗等の問題を起こし易い。また、この
合金膜を記録層とする垂直磁気記録媒体の磁気特性を測
定しても、たとえば垂直方向の角形比は0.3〜0.4に過ぎ
ず、理想的な値である１には遠く及ばない。
一方、光磁気記録媒体の記録材料である前記非晶質合
金は、希土類元素やFeを含むことから、空気中の酸素と
容易に結合して酸化物となる性質があり、酸化が進行し
て腐食や孔食に至ると信号の脱落を誘起するという問題
を有する。特に上記希土類元素が選択的に酸化を受ける
と、保磁力や残留磁気カー回転角が減少し、C/N比が劣
化するという問題が生ずる。
金は、希土類元素やFeを含むことから、空気中の酸素と
容易に結合して酸化物となる性質があり、酸化が進行し
て腐食や孔食に至ると信号の脱落を誘起するという問題
を有する。特に上記希土類元素が選択的に酸化を受ける
と、保磁力や残留磁気カー回転角が減少し、C/N比が劣
化するという問題が生ずる。
このような状況から、本願出願人は先に特願昭63−17
8135号明細書においてCo−Pt系人工格子膜が所定の組成
および層厚において良好な垂直磁気特性あるいは磁気光
学特性を示し、垂直磁気記録媒体あるいは孔磁気記録媒
体の記録層として有用であることを開示した。このCo−
Pt系人工格子膜は、磁気カー回転角が大きく磁化曲線の
角形に優れるが、保磁力が数十〜200Oeと比較的小さい
ために記録再生装置内の漏洩磁場の影響を受ける虞れが
あった。
8135号明細書においてCo−Pt系人工格子膜が所定の組成
および層厚において良好な垂直磁気特性あるいは磁気光
学特性を示し、垂直磁気記録媒体あるいは孔磁気記録媒
体の記録層として有用であることを開示した。このCo−
Pt系人工格子膜は、磁気カー回転角が大きく磁化曲線の
角形に優れるが、保磁力が数十〜200Oeと比較的小さい
ために記録再生装置内の漏洩磁場の影響を受ける虞れが
あった。
上記Co−Pt系人工格子膜の保磁力を向上させるため、
Ptをはじめとする各種の金属薄膜を下地膜として被着形
成することも提案されている。しかし、一般に光磁気記
録媒体からの記録情報の読み出しが基板側から行われる
ことを考えると、たとえばPt下地膜は780nmにおける吸
収係数αおよそ50×104cm-1と高く不透明であるため、
光磁気記録媒体の下地膜としては使用しにくいという欠
点があった。
Ptをはじめとする各種の金属薄膜を下地膜として被着形
成することも提案されている。しかし、一般に光磁気記
録媒体からの記録情報の読み出しが基板側から行われる
ことを考えると、たとえばPt下地膜は780nmにおける吸
収係数αおよそ50×104cm-1と高く不透明であるため、
光磁気記録媒体の下地膜としては使用しにくいという欠
点があった。
本発明はかかるCo−Pt系人工格子膜よりなる垂直磁化
膜のより一層の特性改善を図るもので、耐蝕性，耐久性
遠の実用特性に優れるとともに、良好な垂直磁気特性，
磁気光学特性を発揮する垂直磁化膜を提供することを目
的とする。
膜のより一層の特性改善を図るもので、耐蝕性，耐久性
遠の実用特性に優れるとともに、良好な垂直磁気特性，
磁気光学特性を発揮する垂直磁化膜を提供することを目
的とする。
本発明者らは上述の目的を達成するために鋭意検討を
行った結果、先のCo−Pt系人工格子膜の下にFe,Co,Niの
いずれかの酸化物あるいは任意の組合せによる複合酸化
物からなる下地膜を所定の層厚に設けることにより垂直
磁気特性および磁気光学特性が向上すること、さらに上
述のような下地膜を有するCo−Pt系人工格子膜の上にさ
らに該下地膜と同様の材料からなる上部誘電層を設けて
も良好な特性が得られることを見出し、本発明に至った
ものである。
行った結果、先のCo−Pt系人工格子膜の下にFe,Co,Niの
いずれかの酸化物あるいは任意の組合せによる複合酸化
物からなる下地膜を所定の層厚に設けることにより垂直
磁気特性および磁気光学特性が向上すること、さらに上
述のような下地膜を有するCo−Pt系人工格子膜の上にさ
らに該下地膜と同様の材料からなる上部誘電層を設けて
も良好な特性が得られることを見出し、本発明に至った
ものである。
すなわち、本発明にかかる垂直磁化膜は、Fe,Co,Niの
いずれかの酸化物あるいは任意の組合せによる複合酸化
物からなる層厚50〜3000Åの下地膜の上に全厚50〜800
ÅのCo−Pt人工格子膜が積層されてなることを特徴とす
るものである。
いずれかの酸化物あるいは任意の組合せによる複合酸化
物からなる層厚50〜3000Åの下地膜の上に全厚50〜800
ÅのCo−Pt人工格子膜が積層されてなることを特徴とす
るものである。
まず、本発明で使用される下地膜は、Fe,Co,Niの各酸
化物あるいはこれらの複合酸化物である。これらの材料
は、主として光磁気記録媒体の下地膜としての使用を念
頭におき、吸収系数αあるいは消衰係数ｋを考慮して選
ばれたものである。
化物あるいはこれらの複合酸化物である。これらの材料
は、主として光磁気記録媒体の下地膜としての使用を念
頭におき、吸収系数αあるいは消衰係数ｋを考慮して選
ばれたものである。
ここで消衰係数ｋとは、多層構造を有する光磁気記録
媒体の磁気カー回転角のエンハンスメント効果を論ずる
際に常用される数値である。一般に光磁気ディスク等の
光磁気記録媒体では、記録層に書き込まれた情報を基板
側から読み出しているため、基板と記録層の間に下地層
が形成されている場合は、該下地膜を通して記録層を見
ることになる。したがって、光学的に不透明な材料は下
地膜として不適切である。消衰係数ｋは、吸収係数αと
次式のような関係にある。
媒体の磁気カー回転角のエンハンスメント効果を論ずる
際に常用される数値である。一般に光磁気ディスク等の
光磁気記録媒体では、記録層に書き込まれた情報を基板
側から読み出しているため、基板と記録層の間に下地層
が形成されている場合は、該下地膜を通して記録層を見
ることになる。したがって、光学的に不透明な材料は下
地膜として不適切である。消衰係数ｋは、吸収係数αと
次式のような関係にある。
ただし、λは光の波長である。
本発明者らは、Co−Pt人工格子膜を記録層とする光磁
気記録媒体について期待される磁気カー回転角の増大効
果（エンハンスメント効果）を計算機シミュレーション
により検討した結果、消衰係数ｋが0.1以下であれば良
好な効果が得られることを見出した。したがって、吸収
係数αの好適な範囲は1.6×104cm-1以下となる。吸収係
数αは各下地膜の成膜時の酸素分圧によって変化する
が、780nmにおける測定値はおおよそFe3O4で、0.6×104
cm-1,CoOで0.1×104cm-1,NiOで0.06×104cm-1であり、
いずれも透明度の高い良好な下地膜となり得ることがわ
かる。
気記録媒体について期待される磁気カー回転角の増大効
果（エンハンスメント効果）を計算機シミュレーション
により検討した結果、消衰係数ｋが0.1以下であれば良
好な効果が得られることを見出した。したがって、吸収
係数αの好適な範囲は1.6×104cm-1以下となる。吸収係
数αは各下地膜の成膜時の酸素分圧によって変化する
が、780nmにおける測定値はおおよそFe3O4で、0.6×104
cm-1,CoOで0.1×104cm-1,NiOで0.06×104cm-1であり、
いずれも透明度の高い良好な下地膜となり得ることがわ
かる。
また、50〜300Åという上述の層厚の範囲は、Co−Pt
人工格子膜と積層された場合の垂直磁気特性あるいは磁
気光学特性を最適化し、また実用的な透明度を維持する
観点から選ばれたものであり、上記範囲より小さい場合
には下地膜としての効果が不十分となり、また上記範囲
を越えると保磁力が飽和に達するためにこれ以上の効果
は望めない上、光学特性も劣化する虞れがある。
人工格子膜と積層された場合の垂直磁気特性あるいは磁
気光学特性を最適化し、また実用的な透明度を維持する
観点から選ばれたものであり、上記範囲より小さい場合
には下地膜としての効果が不十分となり、また上記範囲
を越えると保磁力が飽和に達するためにこれ以上の効果
は望めない上、光学特性も劣化する虞れがある。
上記Co−Pt人工格子膜は、スパッタリング，真空蒸
着，分子線エピタキシー（MBE）等の手法によりCo層とP
t層とを原子層レベルで積層したものである。上記Co層
は２〜８Å,Pt層は３〜40Å，全厚は50〜800Åとするこ
とが望ましく、かかる範囲で良好な垂直磁気異方性を発
揮する。上記範囲外では面内磁化成分が発生し、垂直方
向の角形比等が劣化する。
着，分子線エピタキシー（MBE）等の手法によりCo層とP
t層とを原子層レベルで積層したものである。上記Co層
は２〜８Å,Pt層は３〜40Å，全厚は50〜800Åとするこ
とが望ましく、かかる範囲で良好な垂直磁気異方性を発
揮する。上記範囲外では面内磁化成分が発生し、垂直方
向の角形比等が劣化する。
なお、Co−Pt人工格子膜を構成するCo層およびPt層の
界面は、互いに入り乱れずに平坦に形成され、いわゆる
超格子構造とされてることが理想的であるが、界面にや
や乱れを生じながらも全体としては一定の周期を保って
組成が変動するいわゆる変調構造（組成変調構造）を有
するものであっても良い。
界面は、互いに入り乱れずに平坦に形成され、いわゆる
超格子構造とされてることが理想的であるが、界面にや
や乱れを生じながらも全体としては一定の周期を保って
組成が変動するいわゆる変調構造（組成変調構造）を有
するものであっても良い。
また上記Co−Pt人工格子膜には、熱安定性を高めたり
キュリー点を下げる等の目的で各種元素を添加元素とし
て適宜添加しても良い。この場合、Co層とPt層のどちら
に添加するかによって、添加元素の種類や添加量がやや
異なる。
キュリー点を下げる等の目的で各種元素を添加元素とし
て適宜添加しても良い。この場合、Co層とPt層のどちら
に添加するかによって、添加元素の種類や添加量がやや
異なる。
まずCo層に添加元素を加える場合、当該Co層の組成は
Co100-xMx（ただし、ｘは置換量を原子％で表し、Ｍは
添加元素を表す。）で表され、添加元素ＭとしてはB,C,
Al,Si,P,Ti,V,Fe,Ni,Cu,Ga,Ge,Zr,Nb,Mo,In,Sn,Sb,Gd,T
b,Dy,Taの少なくとも一種であることが好ましい。最適
な置換量は添加元素によって若干異なり、Ｍ＝Alの場合
0.1≦ｘ≦7,M＝Zrの場合0.1≦ｘ≦14,M＝Si,Mo,Taの場
合0.1≦ｘ≦20,M＝Feの場合0.1≦ｘ≦25,M＝B,C,Ti,V,C
u,Ga,Ge,Nb,I,Snの場合0.1≦ｘ≦30,M＝Ｐの場合0.1≦
ｘ≦35,M＝Gd,Tb,Dyの場合0.1≦ｘ≦40,M＝Sbの場合0.1
≦ｘ≦45,M＝Niの場合0.1≦ｘ≦70である。
Co100-xMx（ただし、ｘは置換量を原子％で表し、Ｍは
添加元素を表す。）で表され、添加元素ＭとしてはB,C,
Al,Si,P,Ti,V,Fe,Ni,Cu,Ga,Ge,Zr,Nb,Mo,In,Sn,Sb,Gd,T
b,Dy,Taの少なくとも一種であることが好ましい。最適
な置換量は添加元素によって若干異なり、Ｍ＝Alの場合
0.1≦ｘ≦7,M＝Zrの場合0.1≦ｘ≦14,M＝Si,Mo,Taの場
合0.1≦ｘ≦20,M＝Feの場合0.1≦ｘ≦25,M＝B,C,Ti,V,C
u,Ga,Ge,Nb,I,Snの場合0.1≦ｘ≦30,M＝Ｐの場合0.1≦
ｘ≦35,M＝Gd,Tb,Dyの場合0.1≦ｘ≦40,M＝Sbの場合0.1
≦ｘ≦45,M＝Niの場合0.1≦ｘ≦70である。
上記各添加元素の置換量ｘの下限は0.1原子％とされ
ているが、これより低い場合にはキュリー点の低減効果
が現れない。また、上限は添加元素によって７〜40原子
％とされているが、これらの値より高い場合には垂直磁
気特性あるいは磁気光学特性をかえって劣化させる虞れ
がある。
ているが、これより低い場合にはキュリー点の低減効果
が現れない。また、上限は添加元素によって７〜40原子
％とされているが、これらの値より高い場合には垂直磁
気特性あるいは磁気光学特性をかえって劣化させる虞れ
がある。
一方、上述の添加元素をPt層に添加し、当該Pt層の組
成Pt100-xMx（ただし、ｘは置換量を原子％で表し、０
≦ｘ≦15であり、Ｍは添加元素を表す。）とすることが
考えられるが、この場合は垂直磁気特性，磁気光学特性
あるいは熱安定性を改善することを目的とするのではな
く、むしろキュリー点の調節を主目的とすべきである。
それは、添加元素をPt層に添加すると、一部の例外を除
いてキュリー点が上昇するとともに磁気カー回転角が低
下するからである。ただし、キュリー点は記録情報の保
護の観点から無制限に低ければ良いという性質のもので
はないので、もともと記録層のキュリー点が著しく低い
場合はこのような手段により実用的な範囲までこれを高
めることが可能である。上記Pt層に添加し得る元素とし
ては、Co層に添加できる元素の他、Cr,Mn,Co,Zn,Y,Rh,A
g,La,Nd,Sm,Eu,Ho,Hf,W,Ir,Au,Pb,Bi等が挙げられる。
さらには、上記Pt層は任意の割合でPdに置き換わってい
ても良い。
成Pt100-xMx（ただし、ｘは置換量を原子％で表し、０
≦ｘ≦15であり、Ｍは添加元素を表す。）とすることが
考えられるが、この場合は垂直磁気特性，磁気光学特性
あるいは熱安定性を改善することを目的とするのではな
く、むしろキュリー点の調節を主目的とすべきである。
それは、添加元素をPt層に添加すると、一部の例外を除
いてキュリー点が上昇するとともに磁気カー回転角が低
下するからである。ただし、キュリー点は記録情報の保
護の観点から無制限に低ければ良いという性質のもので
はないので、もともと記録層のキュリー点が著しく低い
場合はこのような手段により実用的な範囲までこれを高
めることが可能である。上記Pt層に添加し得る元素とし
ては、Co層に添加できる元素の他、Cr,Mn,Co,Zn,Y,Rh,A
g,La,Nd,Sm,Eu,Ho,Hf,W,Ir,Au,Pb,Bi等が挙げられる。
さらには、上記Pt層は任意の割合でPdに置き換わってい
ても良い。
上述のような下地膜およびCo−Pt人工格子膜から構成
される垂直磁化膜は、ガラス，ポリカーボネート,PMMA
（ポリメチルメタクリレート）等の基板の上に成膜され
て垂直磁気記録媒体あるいは光磁気記録媒体として使用
されるが、上記Co−Pt人工格子膜の上にさらに下地膜と
同じ材料を使用して上部誘電層を形成しても良い。これ
は、本発明で使用される下地膜の材料が概して高い屈折
率を有しており、このような材料が記録層の上でさらに
積層されることによりエンハンスメント効果が期待され
るからである。
される垂直磁化膜は、ガラス，ポリカーボネート,PMMA
（ポリメチルメタクリレート）等の基板の上に成膜され
て垂直磁気記録媒体あるいは光磁気記録媒体として使用
されるが、上記Co−Pt人工格子膜の上にさらに下地膜と
同じ材料を使用して上部誘電層を形成しても良い。これ
は、本発明で使用される下地膜の材料が概して高い屈折
率を有しており、このような材料が記録層の上でさらに
積層されることによりエンハンスメント効果が期待され
るからである。
さらに、上述のような垂直磁化膜には必要に応じて最
上部に金属反射膜等を設けても良い。
上部に金属反射膜等を設けても良い。
このような垂直磁化膜に対する書き込み方法として
は、光ビームの他、針型磁気ヘッド，熱ペン，電子ビー
ム等、反転磁区を生じさせるのに必要なエネルギーを供
給できるものであれば、いかなるものでも良いことは言
うまでもない。
は、光ビームの他、針型磁気ヘッド，熱ペン，電子ビー
ム等、反転磁区を生じさせるのに必要なエネルギーを供
給できるものであれば、いかなるものでも良いことは言
うまでもない。
本発明にかかる垂直磁化膜は、Co−Pt系人工格子膜の
下にFe,Co,Niのいずれかの酸化物あるいは任意の組合せ
による複合酸化物からなる下地膜が設けられており、磁
化曲線の角形を劣化させることなく高い保磁力が達成さ
れている。これら下地膜の材料は、実用上十分な透明度
を有しているため、Pt等の不透明な金属下地膜を使用す
る場合と比べてエンハンスメント効果を得るのに有利で
ある。さらに、これらの材料は概して大きな屈折率を有
しており、上部誘電層として記録層の上に積層された場
合にもエンハンスメント効果を期待することができる。
下にFe,Co,Niのいずれかの酸化物あるいは任意の組合せ
による複合酸化物からなる下地膜が設けられており、磁
化曲線の角形を劣化させることなく高い保磁力が達成さ
れている。これら下地膜の材料は、実用上十分な透明度
を有しているため、Pt等の不透明な金属下地膜を使用す
る場合と比べてエンハンスメント効果を得るのに有利で
ある。さらに、これらの材料は概して大きな屈折率を有
しており、上部誘電層として記録層の上に積層された場
合にもエンハンスメント効果を期待することができる。
上記垂直磁化膜を構成する下地膜,Co−Pt人工格子
膜，上部誘電層はいずれも層厚が極めて薄いので、書き
込み，読み出し，オーバライト等の速度の向上に極めて
有効である。
膜，上部誘電層はいずれも層厚が極めて薄いので、書き
込み，読み出し，オーバライト等の速度の向上に極めて
有効である。
以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
実施例１ 本実施例は、Co−Ｏからなる下地膜の上にCo−Pt人工
格子膜を積層した垂直磁化膜の例である。
格子膜を積層した垂直磁化膜の例である。
上記垂直磁化膜は、以下のようにして作成した。
まず、高周波マグネトロンスパッタリング装置のチャ
ンバー内に10cm径の純Coターゲットを設置し、このター
ゲットと対向配置された水冷装置付きの基台にガラス基
板を載置した。次に、純アルゴンガスと10％酸素含有ア
ルゴンガスをそれぞれ流量50SCCM,17SCCMにて上記チャ
ンバー内に導入し、ガス圧4mTorr（すなわち酸素分圧は
0.1mTorr）、投入パワー300W,堆積速度7.5Åにて反応ス
パッタリングを行い、所定の層厚のCo−Ｏ下地膜を形成
した。
ンバー内に10cm径の純Coターゲットを設置し、このター
ゲットと対向配置された水冷装置付きの基台にガラス基
板を載置した。次に、純アルゴンガスと10％酸素含有ア
ルゴンガスをそれぞれ流量50SCCM,17SCCMにて上記チャ
ンバー内に導入し、ガス圧4mTorr（すなわち酸素分圧は
0.1mTorr）、投入パワー300W,堆積速度7.5Åにて反応ス
パッタリングを行い、所定の層厚のCo−Ｏ下地膜を形成
した。
次に、同一チャンバー内に10cm径のCoおよびPtの各タ
ーゲットを設置し、Co−Ｏ下地膜が形成された上記ガラ
ス基板をこれらのターゲットの上に交互に移動させなが
ら、ガス圧4mTorrのアルゴンガス雰囲気中における二元
同時マグネトロンスパッタリングを行った。このとき、
Coについては直流スパッタリング（投入パワー:0.40
A）、Ptについては高周波スパッタリング（投入パワー:
360W）を行い、層厚6.3ÅのCo層と層厚11.8ÅのPt層を
交互に５層ずつ積層して全厚90ÅのCo−Pt人工格子膜を
積層し、垂直磁化膜を作成した。
ーゲットを設置し、Co−Ｏ下地膜が形成された上記ガラ
ス基板をこれらのターゲットの上に交互に移動させなが
ら、ガス圧4mTorrのアルゴンガス雰囲気中における二元
同時マグネトロンスパッタリングを行った。このとき、
Coについては直流スパッタリング（投入パワー:0.40
A）、Ptについては高周波スパッタリング（投入パワー:
360W）を行い、層厚6.3ÅのCo層と層厚11.8ÅのPt層を
交互に５層ずつ積層して全厚90ÅのCo−Pt人工格子膜を
積層し、垂直磁化膜を作成した。
なお、上記Co−Pt人工格子膜の周期は、Ｘ線小角散乱
におけるピーク角度から求めた。
におけるピーク角度から求めた。
このようにして作成された垂直磁化膜について、カー
曲線測定装置により最大印加磁界3kOe、測定波長780nm
にてガラス基板側から磁気光学特性を評価した。この結
果を第１図（Ａ）ないし第１図（Ｃ）に示す。図中、縦
軸は磁気カー回転角（゜）、横軸は外部磁界の強さ（kO
e）表し、第１図（Ａ）はCo−Ｏ下地膜の層厚が100Åの
場合、第１図（Ｂ）は500Åの場合、第１図（Ｃ）は比
較例としてCo−Ｏ下地膜を設けなかった場合に該当す
る。これらの図によると、Co−Ｏ下地膜を設けなかった
場合の保磁力が170Oeであるのに対し、層厚100ÅのCo−
Ｏ下地膜を設けた場合は420Oe、500ÅのÅ場合は820Oe
と保磁力が大幅に向上し、しかも角形は良好に維持され
ていた。
曲線測定装置により最大印加磁界3kOe、測定波長780nm
にてガラス基板側から磁気光学特性を評価した。この結
果を第１図（Ａ）ないし第１図（Ｃ）に示す。図中、縦
軸は磁気カー回転角（゜）、横軸は外部磁界の強さ（kO
e）表し、第１図（Ａ）はCo−Ｏ下地膜の層厚が100Åの
場合、第１図（Ｂ）は500Åの場合、第１図（Ｃ）は比
較例としてCo−Ｏ下地膜を設けなかった場合に該当す
る。これらの図によると、Co−Ｏ下地膜を設けなかった
場合の保磁力が170Oeであるのに対し、層厚100ÅのCo−
Ｏ下地膜を設けた場合は420Oe、500ÅのÅ場合は820Oe
と保磁力が大幅に向上し、しかも角形は良好に維持され
ていた。
このように保磁力がCo−Ｏ下地膜の層厚に依存して変
化する様子をより詳しく調べた結果を第２図に示す。図
中、縦軸は保磁力（Oe）、横軸はCo−Ｏ下地膜の層厚
（Å）を表す。これより、垂直磁化膜の保磁力はCo−Ｏ
下地膜の層厚の増大にともなって800Oe付近まで増加す
るが、その変化は層厚400Å付近までが特に顕著であ
り、その後は徐々に飽和に向かう傾向が明らかとなっ
た。
化する様子をより詳しく調べた結果を第２図に示す。図
中、縦軸は保磁力（Oe）、横軸はCo−Ｏ下地膜の層厚
（Å）を表す。これより、垂直磁化膜の保磁力はCo−Ｏ
下地膜の層厚の増大にともなって800Oe付近まで増加す
るが、その変化は層厚400Å付近までが特に顕著であ
り、その後は徐々に飽和に向かう傾向が明らかとなっ
た。
次に、Co−Ｏ下地膜の作成時の酸素分圧による諸特性
の変化について調べた。
の変化について調べた。
すなわち、ガス圧4mTorr,投入パワー460W,堆積速度25
〜28Åの条件下で酸素分圧を変化させて反応スパッタリ
ングを行い、層厚400〜600ÅのCo−Ｏ下地膜を形成し
た。ここで、堆積速度にある程度の幅があるのは、酸素
分圧によって若干の変動があるからである。
〜28Åの条件下で酸素分圧を変化させて反応スパッタリ
ングを行い、層厚400〜600ÅのCo−Ｏ下地膜を形成し
た。ここで、堆積速度にある程度の幅があるのは、酸素
分圧によって若干の変動があるからである。
まず、Co−Ｏ下地膜自身の780nmにおける屈折率ｎお
よび吸収係数αの変化について調べた結果を第３図に示
す。図中、縦軸は屈折率ｎあるいは吸収係数αを、また
横軸は酸素分圧（mTorr）を表し、黒丸（●）のプロッ
トは屈折率ｎを、白丸（○）のプロットは吸収係数をそ
れぞれ表す。この図より、Co−Ｏ下地膜は酸素分圧0.29
〜0.33mTorrで作成された場合に透明度が特に高くな
り、下地膜として極めて好適であることが分かる。ま
た、屈折率が概して大きく、酸素分圧依存性もそれほど
顕著でないことから、このCo−Ｏ下地膜を後述の上部誘
電層として使用する上でも有利である。
よび吸収係数αの変化について調べた結果を第３図に示
す。図中、縦軸は屈折率ｎあるいは吸収係数αを、また
横軸は酸素分圧（mTorr）を表し、黒丸（●）のプロッ
トは屈折率ｎを、白丸（○）のプロットは吸収係数をそ
れぞれ表す。この図より、Co−Ｏ下地膜は酸素分圧0.29
〜0.33mTorrで作成された場合に透明度が特に高くな
り、下地膜として極めて好適であることが分かる。ま
た、屈折率が概して大きく、酸素分圧依存性もそれほど
顕著でないことから、このCo−Ｏ下地膜を後述の上部誘
電層として使用する上でも有利である。
さらに、上記Co−Ｏ下地膜の上に前述と同一の組成，
全厚を有するCo−Pt人工格子膜を積層して垂直磁化膜を
作成し、その保磁力を測定した結果を第４図に示す。図
中、縦軸は保磁力（kOe）、横軸はCo−Ｏ下地膜作成時
の酸素分圧（mTorr）を表す。この図によると、保磁力
は概して400Oe以上に増大している。これは、Co−Ｏ下
地膜を設けなかった場合〔たとえば第１図（Ｃ）参
照。〕に保磁力が150〜250Oeであったのに比べて顕著な
増大である。特に、酸素分圧0.29〜0.33mTorr付近で得
られた透明度の高い下地膜を使用した場合には、保磁力
が800〜1000Oeと高く、このような酸素分圧の領域は良
好な光学特性と磁気特性の両方が達成できる実用上有効
な適正領域であると言える。
全厚を有するCo−Pt人工格子膜を積層して垂直磁化膜を
作成し、その保磁力を測定した結果を第４図に示す。図
中、縦軸は保磁力（kOe）、横軸はCo−Ｏ下地膜作成時
の酸素分圧（mTorr）を表す。この図によると、保磁力
は概して400Oe以上に増大している。これは、Co−Ｏ下
地膜を設けなかった場合〔たとえば第１図（Ｃ）参
照。〕に保磁力が150〜250Oeであったのに比べて顕著な
増大である。特に、酸素分圧0.29〜0.33mTorr付近で得
られた透明度の高い下地膜を使用した場合には、保磁力
が800〜1000Oeと高く、このような酸素分圧の領域は良
好な光学特性と磁気特性の両方が達成できる実用上有効
な適正領域であると言える。
しかし、上述のような酸素分圧の適正領域は普遍的な
ものではなく、実際は種々の条件によって変化する。た
とえば、上述の第４図のデータを得るために採用された
条件は投入パワー460W,堆積速度25〜28Å／秒であった
が、投入パワーを300Wとした場合には堆積速度が７Å／
秒となり、透明でかつ保磁力を大きく増大させ得る下地
膜は酸素分圧0.10mTorrで得られた。これは、投入パワ
ーが大きくなると単位時間当たりに基板に飛来する金属
原子の数が多くなり、それらを十分に酸化するためには
高い酸素分圧が必要になるからであると説明される。こ
の他、ガス圧や電極間距離等によっても最適な酸素分圧
が存在する。
ものではなく、実際は種々の条件によって変化する。た
とえば、上述の第４図のデータを得るために採用された
条件は投入パワー460W,堆積速度25〜28Å／秒であった
が、投入パワーを300Wとした場合には堆積速度が７Å／
秒となり、透明でかつ保磁力を大きく増大させ得る下地
膜は酸素分圧0.10mTorrで得られた。これは、投入パワ
ーが大きくなると単位時間当たりに基板に飛来する金属
原子の数が多くなり、それらを十分に酸化するためには
高い酸素分圧が必要になるからであると説明される。こ
の他、ガス圧や電極間距離等によっても最適な酸素分圧
が存在する。
実施例２ 本実施例は、実施例１におけるCo−Ｏ下地膜の代わり
にFe−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜の例である。
にFe−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜の例である。
Fe−Ｏ下地膜は、10cm径の純Feターゲットを用い、投
入パワー300W、アルゴン中における酸素分圧0.18mTor
r、ガス圧4mTorr、堆積速度14.5Å／秒にて高周波スパ
ッタリングを行うことにより、ガラス基板の上に所定の
層厚に作成した。
入パワー300W、アルゴン中における酸素分圧0.18mTor
r、ガス圧4mTorr、堆積速度14.5Å／秒にて高周波スパ
ッタリングを行うことにより、ガラス基板の上に所定の
層厚に作成した。
上記Fe−Ｏ下地膜の上には、さらに実施例１に記載し
た条件にしたってCo−Pt人工格子膜を積層し、垂直磁化
膜を作成した。
た条件にしたってCo−Pt人工格子膜を積層し、垂直磁化
膜を作成した。
まず、Fe−Ｏ下地膜の層厚による垂直磁化膜の保磁力
の変化について検討した結果を第５図に示す。図中、縦
軸は保磁力（Oe）、横軸はFe−Ｏ下地膜の層厚（Å）を
示す。この図により、保磁力はFe−Ｏ下地膜の層厚が40
0〜800Åである場合に著しく向上することがわかる。
の変化について検討した結果を第５図に示す。図中、縦
軸は保磁力（Oe）、横軸はFe−Ｏ下地膜の層厚（Å）を
示す。この図により、保磁力はFe−Ｏ下地膜の層厚が40
0〜800Åである場合に著しく向上することがわかる。
そこで、上記Fe−Ｏ下地膜の層厚を600Åに固定し、
作成時の酸素分圧を変化させた場合の垂直磁化膜の保磁
力の変化について検討した。なお、このときの堆積速度
は酸素分圧の変化に伴って８〜14.5Å／秒と変化した。
この結果を第６図に示す。図中、縦軸は保磁力（Oe）、
横軸は酸素分圧（mTorr）を示す。この図より、垂直磁
化膜の保持力は下地膜の作成条件に依存することが明ら
かであり、酸素分圧0.18mTorr付近で極大値を示した。
作成時の酸素分圧を変化させた場合の垂直磁化膜の保磁
力の変化について検討した。なお、このときの堆積速度
は酸素分圧の変化に伴って８〜14.5Å／秒と変化した。
この結果を第６図に示す。図中、縦軸は保磁力（Oe）、
横軸は酸素分圧（mTorr）を示す。この図より、垂直磁
化膜の保持力は下地膜の作成条件に依存することが明ら
かであり、酸素分圧0.18mTorr付近で極大値を示した。
実施例３ 本実施例は、実施例１におけるCo−Ｏ下地膜の代わり
にNi−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜の例である。
にNi−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜の例である。
Ni−Ｏ下地膜は、10cm径の純Niターゲットを用い、投
入パワー300W、アルゴン中における酸素分圧0.088mTor
r、ガス圧4mTorr、堆積速度5.5Å／秒にて高周波スパッ
タリングを行うことにより、ガス基板の上に所定の層厚
に作成した。
入パワー300W、アルゴン中における酸素分圧0.088mTor
r、ガス圧4mTorr、堆積速度5.5Å／秒にて高周波スパッ
タリングを行うことにより、ガス基板の上に所定の層厚
に作成した。
上記Ni−Ｏ下地膜の上には、さらに実施例１に記載し
た条件にしたがってCo−Pt人工格子を積層し、垂直磁化
膜を作成した。
た条件にしたがってCo−Pt人工格子を積層し、垂直磁化
膜を作成した。
まず、Ni−Ｏ下地膜の層厚による垂直磁化膜の保磁力
の変化について検討した結果を第７図に示す。図中、縦
軸は保磁力（Oe）、横軸はNi−Ｏ下地膜の層厚（Å）を
示す。この図より、保磁力はNi−Ｏ下地膜の増加にした
がって増大しており、検討された範囲では飽和に達して
いない。
の変化について検討した結果を第７図に示す。図中、縦
軸は保磁力（Oe）、横軸はNi−Ｏ下地膜の層厚（Å）を
示す。この図より、保磁力はNi−Ｏ下地膜の増加にした
がって増大しており、検討された範囲では飽和に達して
いない。
次に、上記Ni−Ｏ下地膜の層厚を500Åに固定し、作
成時の酸素分圧を変化させた場合の垂直磁化膜の保磁力
の変化について検討した。なお、このときの堆積速度は
酸素分圧の変化に伴って4.2〜5.7Å／秒と変化した。こ
の結果を第８図に示す。図中、縦軸は保磁力（Oe）、横
軸は酸素分圧（mTorr）を示す。この図より、垂直磁化
膜の保磁力は下地膜の作成条件に依存しているが、その
程度はFe−Ｏ下地膜を使用した場合ほど顕著ではなかっ
た。
成時の酸素分圧を変化させた場合の垂直磁化膜の保磁力
の変化について検討した。なお、このときの堆積速度は
酸素分圧の変化に伴って4.2〜5.7Å／秒と変化した。こ
の結果を第８図に示す。図中、縦軸は保磁力（Oe）、横
軸は酸素分圧（mTorr）を示す。この図より、垂直磁化
膜の保磁力は下地膜の作成条件に依存しているが、その
程度はFe−Ｏ下地膜を使用した場合ほど顕著ではなかっ
た。
実施例４ 本実施例は、上述の実施例１に示した垂直磁化膜の上
にさらに下地膜と同一の材料を使用して上部誘電層を形
成した垂直磁化膜の例である。
にさらに下地膜と同一の材料を使用して上部誘電層を形
成した垂直磁化膜の例である。
この上部誘電層は、多層構造を有する垂直磁化膜内に
おける光の多重反射と干渉を利用するため設けられるも
のである。これらの効果を十分に発揮させ、かつ垂直磁
化膜全体としての反射率を高めるために、従来は透明な
誘電体材料についてのみ検討が行われており、たとえば
本発明者らは先にAl2O3,SiO2,Ta2O5等の酸化物系化合
物、およびSi3N4,ZrN,NB,AlN,TiN等の窒化物系化合物に
ついて検討を行ってきた。本発明において上部誘電層と
して使用される材料は、これらの化合物に比べるとやや
光吸収は高いものの、Pt等の金属よりは１〜３桁低い。
また、これらの物質は従来検討されてきた材料に比べて
大きな屈折率を有しているので、Co−Pt人工格子膜の上
に堆層された場合により薄い層厚で磁気カー回転角の増
大効果が得られるものと期待される。
おける光の多重反射と干渉を利用するため設けられるも
のである。これらの効果を十分に発揮させ、かつ垂直磁
化膜全体としての反射率を高めるために、従来は透明な
誘電体材料についてのみ検討が行われており、たとえば
本発明者らは先にAl2O3,SiO2,Ta2O5等の酸化物系化合
物、およびSi3N4,ZrN,NB,AlN,TiN等の窒化物系化合物に
ついて検討を行ってきた。本発明において上部誘電層と
して使用される材料は、これらの化合物に比べるとやや
光吸収は高いものの、Pt等の金属よりは１〜３桁低い。
また、これらの物質は従来検討されてきた材料に比べて
大きな屈折率を有しているので、Co−Pt人工格子膜の上
に堆層された場合により薄い層厚で磁気カー回転角の増
大効果が得られるものと期待される。
このような垂直磁化膜は、以下のように作成した。
まず、純アルゴンガスと10％酸素含有アルゴンガスを
それぞれ流速20SCCM,18SCCMにてチャンバー内に導入
し、ガス圧1.5mTorr,投入パワー300W,堆積速度7.5Åに
て反応スパッタリングを行い、層厚400ÅのCo−Ｏ下地
膜を形成した。
それぞれ流速20SCCM,18SCCMにてチャンバー内に導入
し、ガス圧1.5mTorr,投入パワー300W,堆積速度7.5Åに
て反応スパッタリングを行い、層厚400ÅのCo−Ｏ下地
膜を形成した。
次に、実施例１に記載した条件にしたがって層厚90Å
のCo−Pt人工格子膜を作成した。
のCo−Pt人工格子膜を作成した。
さらに、上記Co−Pt人工格子膜の上に上述のCo−Pt下
地膜と同一の作成条件にてCo−Ｏ上部誘電層を所定の層
厚に作成した。
地膜と同一の作成条件にてCo−Ｏ上部誘電層を所定の層
厚に作成した。
ここで、Co−Ｏ上部誘電層の層厚を種々変化させた場
合の垂直磁化膜の磁気カー回転角の変化について検討し
た結果を第９図に示す。図中、縦軸は磁気カー回転角
（゜）、横軸はCo−Ｏ上部誘電層の層厚（Å）を示す。
この図より、磁気カー回転角はCo−Ｏ上部誘電層の層厚
600Åにて1.35゜と極めて高い値を示した。
合の垂直磁化膜の磁気カー回転角の変化について検討し
た結果を第９図に示す。図中、縦軸は磁気カー回転角
（゜）、横軸はCo−Ｏ上部誘電層の層厚（Å）を示す。
この図より、磁気カー回転角はCo−Ｏ上部誘電層の層厚
600Åにて1.35゜と極めて高い値を示した。
第10図には、Co−Ｏ上部誘電層の層厚が600ÅのÅ倍
の磁気カー曲線を示す。この垂直磁化膜は角形，保磁
力，磁気カー回転角ともに優れていることが明らかであ
る。
の磁気カー曲線を示す。この垂直磁化膜は角形，保磁
力，磁気カー回転角ともに優れていることが明らかであ
る。
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、
耐蝕性，耐久性等の実用特性に優れるとともに、垂直磁
気特性，磁気光学特性に優れる垂直磁化膜を提供するこ
とが可能である。
耐蝕性，耐久性等の実用特性に優れるとともに、垂直磁
気特性，磁気光学特性に優れる垂直磁化膜を提供するこ
とが可能である。
このような垂直磁化膜を垂直磁気記録媒体あるいは光
磁気記録媒体に適用すれば、高密度かつ高品質の磁気記
録が可能となる。
磁気記録媒体に適用すれば、高密度かつ高品質の磁気記
録が可能となる。
第１図（Ａ）ないし第１図（Ｃ）はCo−Ｏ下地膜の層厚
による垂直磁化膜の保磁力の変化を示す磁気カー曲線で
あり、第１図（Ａ）はCo−Ｏ下地膜の層厚が100Åの場
合、第１図（Ｂ）は500Åの場合、第１図（Ｃ）は比較
としてCo−Ｏ下地膜を設けなかった場合にそれぞれ該当
する。第２図は同じ垂直磁化膜について保磁力とCo−Ｏ
下地膜の層厚との関係を示す特性図である。第３図およ
び第４図はCo−Ｏ下地膜作成時の酸素分圧による諸特性
の変化を表す特性図であり、第３図は該Co−Ｏ下地膜の
屈折率と吸収係数の変化、第４図は該Co−Ｏ下地膜を有
する垂直磁化膜の保磁力の変化をそれぞれ示す。第５図
はFe−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜において保磁力と該
Fe−Ｏ下地膜の層厚の関係を示す特性図であり、第６図
は同じ垂直磁化膜における保磁力とFe−Ｏ下地膜作成時
の酸素分圧との関係を示す特性図である。第７図はNi−
Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜において保磁力と該Ni−Ｏ
下地膜の層厚の関係を示す特性図であり、第８図は同じ
垂直磁化膜における保磁力とNi−Ｏ下地膜作成時の酸素
分圧との関係を示す特性図である。第９図はCo−Ｏ下地
膜とCo−Ｏ上部誘電層を有する垂直磁化膜における磁気
カー回転角とCo−Ｏ上部誘電層の層厚との関係を示す特
性図であり、第10図は同じ垂直磁化膜においてCo−Ｏ上
部誘電層の層厚を600Åとした場合の磁気カー曲線であ
る。
による垂直磁化膜の保磁力の変化を示す磁気カー曲線で
あり、第１図（Ａ）はCo−Ｏ下地膜の層厚が100Åの場
合、第１図（Ｂ）は500Åの場合、第１図（Ｃ）は比較
としてCo−Ｏ下地膜を設けなかった場合にそれぞれ該当
する。第２図は同じ垂直磁化膜について保磁力とCo−Ｏ
下地膜の層厚との関係を示す特性図である。第３図およ
び第４図はCo−Ｏ下地膜作成時の酸素分圧による諸特性
の変化を表す特性図であり、第３図は該Co−Ｏ下地膜の
屈折率と吸収係数の変化、第４図は該Co−Ｏ下地膜を有
する垂直磁化膜の保磁力の変化をそれぞれ示す。第５図
はFe−Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜において保磁力と該
Fe−Ｏ下地膜の層厚の関係を示す特性図であり、第６図
は同じ垂直磁化膜における保磁力とFe−Ｏ下地膜作成時
の酸素分圧との関係を示す特性図である。第７図はNi−
Ｏ下地膜を有する垂直磁化膜において保磁力と該Ni−Ｏ
下地膜の層厚の関係を示す特性図であり、第８図は同じ
垂直磁化膜における保磁力とNi−Ｏ下地膜作成時の酸素
分圧との関係を示す特性図である。第９図はCo−Ｏ下地
膜とCo−Ｏ上部誘電層を有する垂直磁化膜における磁気
カー回転角とCo−Ｏ上部誘電層の層厚との関係を示す特
性図であり、第10図は同じ垂直磁化膜においてCo−Ｏ上
部誘電層の層厚を600Åとした場合の磁気カー曲線であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿蘇 興一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−194625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−64413（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Fe,Co,Niのいずれかの酸化物あるいは任意
の組合せによる複合酸化物からなる層厚50〜3000Åの下
地膜の上に全厚50〜800ÅのCo−Pt人工格子膜が積層さ
れてなる垂直磁化膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22182288A JP2727582B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 垂直磁化膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22182288A JP2727582B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 垂直磁化膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269907A JPH0269907A (ja) | 1990-03-08 |
| JP2727582B2 true JP2727582B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16772730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22182288A Expired - Fee Related JP2727582B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 垂直磁化膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727582B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602621B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-08-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium, method for producing the same, and magnetic storage apparatus |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP22182288A patent/JP2727582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602621B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-08-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium, method for producing the same, and magnetic storage apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0269907A (ja) | 1990-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |