JP2796511B2 - 薄膜垂直磁気記録媒体の製造方法および薄膜垂直磁気記録媒体 - Google Patents
薄膜垂直磁気記録媒体の製造方法および薄膜垂直磁気記録媒体Info
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Description
スク装置、フロッピーディスク装置、磁気テープを用い
た音声、画像、ディジタル情報信号の記録装置に用いら
れる薄膜磁気記録媒体に関し、特にスパッタリングによ
り成膜されるコバルト・クロム系合金薄膜磁気記録媒体
の第3元素添加による磁気特性の改良に関する。
いては、スパッタリング法により成膜したコバルト・ク
ロム系合金薄膜磁気記録媒体が多用されている。これら
の用途においては、長手磁気記録媒体および垂直磁気記
録媒体のいずれでも、コバルト・クロム系合金の磁気特
性を改善するために通常1〜5原子パーセントの高純度
タンタルが添加されている( R.D.Fisher,
J.C.Allan and J.L.Presses
ky;IEEE Trans.on Magn.,vo
l.22,352(1986):B.J.Langla
nd and P.A.Albert;IEEE Tr
ans.on Magn.,vol.17,2547
(1981)およびM.Naoe,M.Matsuok
a and Y.Hoshi;J.of Appl.P
hys.,vol.57,4019(1985)な
ど)。しかし、タンタルはニオブとの分離精製が困難で
あり、純度の高いタンタルは高価であるため、結果的に
Co−Cr−Ta系薄膜磁気記録媒体の製品コストが上
昇する。
原子パーセント以上添加した薄膜磁気記録媒体も知られ
ている(N.Watanabe,Y.Ishizuk
a,K.Kimura and E.Imaoka;I
EEE Trans.on Magn.,vol.2
1,1368(1985))。この論文では、ポリイミ
ド基板上に直接Co−Cr−Nb薄膜をスパッタ堆積し
た場合に、100Oe以下の低い抗磁力を持つ初期層が
50nm程度もの厚さで形成されるため、100nm以
下の薄膜では高抗磁力が得られないことが報告されてい
る。このように、従来のCo−Cr−Nb系薄膜磁気記
録媒体では、特にスパッタリングによる成膜初期におい
て結晶配向性が低下していると思われる低抗磁力の初期
層が形成されるため、Nb添加による磁気特性の改善効
果を得ることができず、高出力を達成することができな
かった。
を解決するためになされたものであり、一般的に用いら
れているCo−Cr−Ta系薄膜磁気記録媒体と同等あ
るいはそれ以上の磁気特性を有するCo−Cr−Nb系
薄膜磁気記録媒体を提供することを目的とする。
薄膜磁気記録媒体の製造方法は、基板の表面を逆スパッ
タリングにより表面処理する工程と、該基板上にスパッ
タリングによりニオブを2〜5原子パーセント含有する
膜厚100nm以下のコバルト・クロム系磁気記録層を
成膜する工程とを具備したことを特徴とするものであ
る。
板と、該基板上に形成された、hcp結晶のc軸の膜面
垂直配向分散角が7度以下である結晶配向促進層と、該
結晶配向促進層上に成膜された、ニオブを2〜5原子パ
ーセント含有する膜厚100nm以下のコバルト・クロ
ム系磁気記録層とを具備したことを特徴とするものであ
る。
により表面処理され清浄化された基板、および本願第2
の発明におけるhcp結晶のc軸の膜面垂直配向分散角
が10度以下である結晶配向促進層は、いずれもその上
にスパッタ成膜されるCo−Cr−Nb薄膜の結晶配向
性を改善する作用を有する。なお、本願第2の発明にお
いても逆スパッタリングにより表面処理された基板を用
いてもよい。この場合、結晶配向促進層の結晶配向性を
改善することができるので、その上にスパッタ成膜され
るCo−Cr−Nb薄膜の結晶配向性を改善するのに有
利になる。
ばアルゴン圧力1Pa、投入電力500W程度の一般的
な条件で、300秒以上より好ましくは600秒以上行
うことが好ましい。これは逆スパッタリングの時間が短
すぎると、基板の清浄化が不十分となり、その上に成膜
される薄膜の結晶配向性を改善する作用が不十分となる
ためである。
の材料としてはチタンまたはチタン・クロムなどを用い
ることができる。結晶配向促進層のhcp結晶のc軸の
膜面垂直配向分散角は、結晶配向促進層自体の結晶配向
性の指標となる値である。この値が10度を超えると、
その上にスパッタ成膜されるCo−Cr−Nb薄膜の結
晶配向性を改善する作用が不十分となる。結晶配向促進
層のhcp結晶のc軸の膜面垂直配向分散角は、7度以
下、さらには5度以下であることがより好ましい。
0nm以下、好ましくは50〜100nmに設定され
る。磁気記録層を構成するCo−Cr−Nb薄膜のNb
含有量を8原子パーセント以下としたのは、Nb含有量
が8原子パーセントを超えると、高抗磁力が得られない
ためである。Co−Cr−Nb薄膜のNb含有量は2〜
5原子パーセントであることがより好ましい。
面処理され清浄化された基板またはhcp結晶のc軸の
膜面垂直配向分散角が10度以下である結晶配向促進層
を有する場合には、その上にスパッタ成膜されるCo−
Cr−Nb薄膜の結晶配向性は成長初期から良好である
ため、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体を提供でき
る。
電アネルバ社製)を用い、強化ガラスディスク基板(旭
硝子製)およびターゲットを設置した。ターゲットとし
ては、19原子%のクロムを含むコバルト・クロム合金
ターゲット(直径10cm)上にニオブのペレットを設
けたものを用い、ニオブペレットの個数を調節すること
により、成膜すべきCo−Cr−Nb薄膜中のNb添加
量を調節するようにした。
ゴン圧力1Pa、投入電力500Wの条件で10分間に
わたって逆スパッタリングして基板の表面処理を行っ
た。次に、基板温度を150℃に設定し、合金ターゲッ
トをスパッタリングして、基板上に膜厚100nmのC
o−Cr−Nb薄膜を成膜した。
1と同様にして基板上に膜厚100nmのCo−Cr−
Nb薄膜を成膜した。
クロム合金ターゲット(直径10cm)上にタンタルの
ペレットを設けたものを用いた以外は実施例1と同様に
して基板上に膜厚100nmのCo−Cr−Ta薄膜を
成膜した。
1と同様にして基板上に膜厚100nmのCo−Cr−
Ta薄膜を成膜した。
比較例1で得られたそれぞれの磁気記録層について、試
料振動型磁力計を用いて膜面垂直方向の抗磁力を測定し
た。磁気記録層中の第3成分(NbまたはTa)の含有
量と膜面垂直方向の抗磁力との関係を図1に示す。図1
において実施例1と比較例1とを比較すると、Co−C
r−Nb薄膜のNb含有量が8原子パーセント以下であ
れば、基板の逆スパッタリングを行った場合(実施例
1)の方が、基板の逆スパッタリングを行っていない場
合(比較例1)よりも高い垂直抗磁力が得られることが
わかる。また、実施例1と参照例1とを比較すると、本
発明に係るCo−Cr−Nb薄膜(実施例1)では従来
一般的に使用されているCo−Cr−Ta薄膜(参照例
1)とほとんど同等の抗磁力が得られることがわかる。
い、実施例1と同一の強化ガラスディスク基板および磁
気記録層用のターゲットに加えて、結晶配向促進層用の
チタンターゲットを設置した。この場合も、コバルト・
クロム合金ターゲット(直径10cm)上にニオブのペ
レットを設けたものを用い、ニオブペレットの個数を調
節することにより、成膜すべきCo−Cr−Nb薄膜中
のNb添加量を調節するようにした。
ゴン圧力1Pa、投入電力500Wの条件で逆スパッタ
リングして基板の表面処理を行った。次に、基板温度を
室温のままでチタンターゲットをスパッタして膜厚70
nmの結晶配向促進層を形成した。さらに、合金ターゲ
ットをスパッタリングして、基板上に膜厚100nmの
Co−Cr−Nb薄膜を成膜した。
クロム合金ターゲット(直径10cm)上にタンタルの
ペレットを設けたものを用いた以外は実施例2と同様に
して基板上に膜厚100nmのCo−Cr−Ta薄膜を
成膜した。
々変化させ、基板上に成膜される結晶配向促進層(T
i)のhcp結晶c軸の膜面垂直配向分散角を測定し、
逆スパッタリング時間がc軸の膜面垂直配向分散角に及
ぼす影響を調べた。図2に逆スパッタリング時間とX線
(002)面回折線のロッキング曲線の半値幅として測
定したc軸膜面垂直配向分散角Δθ50との関係を示す。
この図から、結晶配向促進層のc軸膜面垂直配向分散角
を10度以下にするには、逆スパッタリング時間を30
0秒(5分)以上に設定すればよいことがわかる。
ッタリング時間を600秒(10分)に設定した場合に
ついて説明する。実施例2および参照例2で得られたそ
れぞれの磁気記録層について、試料振動型磁力計を用い
て膜面垂直方向の抗磁力を測定した。磁気記録層中の第
3成分(NbまたはTa)の含有量と膜面垂直方向の抗
磁力との関係を図3に示す。図3において実施例2と参
照例2とを比較すると、本発明に係るCo−Cr−Nb
薄膜(実施例2)では従来一般的に使用されているCo
−Cr−Ta薄膜(参照例2)と同等の抗磁力が得ら
れ、特に第3成分の添加量が4原子パーセントまでなら
ば両者の抗磁力はほぼ同等であることがわかる。
Msが600kA/m以上になったものについて、垂直
抗磁力を比較した結果を下記表1に示す。この表から、
高飽和磁化を有する磁気記録層では、Co−Cr−Nb
系の方がCo−Cr−Ta系よりも垂直抗磁力が大きい
ことがわかる。
デンまたはクロム・チタン合金などbcc構造を有し、
そのbcc結晶の<100>軸が膜面垂直配向したもの
に代えれば、磁気記録層のhcp結晶のc軸が面内配向
した長手記録媒体への応用も可能である。また、結晶配
向促進層とCo−Cr−Nb薄膜との間にパーマロイ膜
のような高透磁率磁性膜を設けた、いわゆる複合膜媒体
(S.Iwasaki,Y.Nakamura and
K.Ouchi;IEEE Trans.on Ma
gn.,vol.15,1456(1979)への応用
も可能である。
来の技術では実現できなかった、高抗磁力および高飽和
磁化を兼ね備えたCo−Cr−Nb系の磁気記録層を有
する薄膜磁気記録媒体を提供できる。また、高価なタン
タルの代わりにニオブを用いたり、タンタルの精製が不
要なタンタルとニオブとの合金を用いることにより、低
廉な磁気記録媒体を提供することができる。
例1の磁気記録層について、磁気記録層中の第3成分
(NbまたはTa)の含有量と膜面垂直方向の抗磁力と
の関係を示す特性図。
て、逆スパッタリング時間と結晶配向促進層(Ti)の
c軸膜面垂直配向分散角との関係を示す特性図。
て、磁気記録層中の第3成分(NbまたはTa)の含有
量と膜面垂直方向の抗磁力との関係を示す特性図。
Claims (2)
- 【請求項1】 基板の表面を逆スパッタリングにより表
面処理する工程と、該基板上にスパッタリングによりニ
オブを2〜5原子パーセント含有する膜厚100nm以
下のコバルト・クロム系磁気記録層を成膜する工程とを
具備したことを特徴とする薄膜垂直磁気記録媒体の製造
方法。 - 【請求項2】 基板と、該基板上に形成された、hcp
結晶のc軸の膜面垂直配向分散角が7度以下である結晶
配向促進層と、該結晶配向促進層上に成膜された、ニオ
ブを2〜5原子パーセント含有する膜厚100nm以下
のコバルト・クロム系磁気記録層とを具備したことを特
徴とする薄膜垂直磁気記録媒体。
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