JPH0130219B2

JPH0130219B2 -

Info

Publication number: JPH0130219B2
Application number: JP57207676A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Nakajima; Takashi Hatauchi; Koichi Mukasa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1982-11-29
Filing date: 1982-11-29
Publication date: 1989-06-16
Also published as: JPS5998322A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は磁気記録媒体に係り、特に垂直磁気記
録ができる磁気記録媒体に関するものである。

近年、磁気記録媒体の記録密度を高めるため、
垂直磁気記録方式が検討されている。この記録方
式に用いられる磁気記録媒体は、基材と、その基
材の表面に形成された第１の磁性材薄膜と、その
第１の磁性材薄膜の表面に形成された第２の磁性
材薄膜とから構成されている。そしてこの第２の
磁性材薄膜の膜厚方向、すなわち垂直方向に磁化
されることにより、所望のデータが記録されるよ
うになつている。

前記第１の磁性材薄膜は第２の磁性材薄膜を磁
化するときに磁路の一部を形成する役割を有して
おり、保磁力が低く、しかも透磁率ならびに飽和
磁束密度がともに高いことが要求される。一方、
第２の磁性材薄膜としては、特に垂直方向に異方
性を有することが要求され、この要求に応えるも
のとして、コバルト―クロムの２成分系合金ある
いはこれにロジウムなどの第３金属を添加した３
成分系合金などのコバルト―クロム系合金薄膜が
ある。

従来のこの種の磁気記録媒体では第１の磁性材
薄膜として、鉄―ニツケル合金からなるパーマロ
イが用いられている。ところがこのものは透磁率
ならびに飽和磁束密度が十分に高くなく、しかも
前記コバルト―クロム系合金からなる第２の磁性
材薄膜との磁気特性上の所謂相性が良くない。す
なわち、結晶構造が面心立方晶系のパーマロイか
らなる第１の磁性材薄膜の上に、コバルト―クロ
ム系合金の第２の磁性材薄膜を形成した場合、そ
れの下層にあたるパーマロイ薄膜の影響を受けて
（特に第２の磁性材薄膜が薄いことも関係して）、
そのコバルト―クロム系合金薄膜の結晶構造が正
規の六方晶系になり難い。そのためクロム―コバ
ルト系合金の特長である優れた垂直異方性が十分
に発揮されない。

このようにパーマロイはコバルト―クロム系合
金との磁気特性上の相性が良くないことと、前述
のように透磁率ならびに飽和磁束密度が十分に高
くないことが原因で、折角、磁機特性の優れたコ
バルト―クロム系合金からなる第２の磁性材薄膜
を用いても、その特性が十分に発揮できない欠点
があつた。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、磁気特性の優れた磁気記録媒体を提供す
るにある。

本発明者らは、スパツタリングなどによつて得
られるアモルフアス合金薄膜について種々研究し
た結果、コバルト（Co）を主成分とし、少量の
ジルコニウム（Zr）とタンタル（Ta）を添加し
たCo―Zr―Taの３成分系のアモルフアス合金、
ならびにコバルト（Co）を主成分とし、少量の
ジルコニウム（Zr）とタンタル（Ta）とニオブ
（Nb）を添加したCo―Zr―Ta―Nbの４成分系
アモルフアス合金が、それぞれ第１の磁性材薄膜
として優れた特性を有していることを見出した。

最初、Co―Zr―Ta系アモルフアス合金につい
て説明する。

基板に結晶化ガラスを用い、コバルトデイスク
（直径４インチ、厚さ５mm）上にジルコニウムの
ペレツトとタンタルのペレツト（いずれのペレツ
トも縦、横10mm、厚さ１mm）を中心より放射状に
交互に配置し、ターゲツト上のペレツトの数を調
整することにより合金組成が変えられるようにす
る。そしてアルゴンによる置換前の真空度が１×
10^-6Torr以下の高真空にし、アルゴンの雰囲気
中で、高周波電力2.0W／cm²でスパツタリングを
行ない、基板上にコバルトを主成分とするCo―
Zr―Taの３成分系のアモルフアス合金薄膜を作
成する。このようにして作成された各種組成の合
金試料が後述の各特性試験に使用される。

第１図は、合金中のZr含有率が常に６重量％
になるようにして、Taの含有率を種々変えた場
合の保磁力Hcの変化を測定した結果を示す特性
図である。従つてこの図においてTaの含有率が
０重量％の場合は、Co94重量％―Zr6重量％の２
成分系合金となる。この合金も前述とほぼ同様な
条件で作成される。

この図から明らかなように、CoにZrを添加し
た２成分系合金ではまだHcが高いが、これにさ
らにTaを少量添加することにより、すなわちCo
―Zr―Taの３成分系合金になるとHcは急に低下
する。特にTa含有率が約２重量％以上、好まし
くは約５重量％以上になるとHcを0.1（Oe）付近
まで下げることができる。Taの含有率が５重量
％以上になるとHcの値はほとんど一定であり、
含有率が17重量％を越えると３成分系合金の飽和
磁束密度Bsが低くなるため好ましくない。従つ
て合金中におけるTaの含有率を約２〜17重量％、
好ましくは約５〜15重量％の範囲に規制する方が
良い。このような傾向は、Zrの含有率が多少変
化しても同様であることが実験で確認されてい
る。このようにCo―Zr―Taの３成分系合金にす
ることにより、Co単独あるいはCo―Zrの２成分
系合金よりもHcを極端に低く抑えることができ
る。またZrとTaの添加は透磁率μにも大きく影
響する。

第２図はZrとTaのトータル含有率とμとの関
係を測定した結果を示す特性図で、ZrとTaとの
重量比が常にZr：Ta＝6.5：10.1になるよう調整
されている。この図から明らかなように、Co中
にZrとTaを添加することによりμが急激に高く
なり、特のZrとTaとのトータル含有率が約５〜
20重量％の範囲ではμを4000以上にすることがで
き、その中でも特にZrとTaのトータル含有率が
約８〜17重量％の範囲のものはμが一定してお
り、品質の安定した高透磁率のアモルフアス合金
が得られる。第２図に示すような特性は、Zrと
Taの重量比を多少変化しても同様の傾向を示す。

第３図はZrとTaのトータル含有率とBsとの関
係を測定した結果を示す特性図で、第２図の場合
と同様にZrとTaとの重量比が常にZr：Ta＝
6.5：10.1になるように調整されている。この図
から明らかなように、ZrとTaのトータル含有率
が高くなるに従つてBsは低くなる傾向にあり、
特にZrとTaのトータル含有率が約20重量％を越
えるとBsは10KG以下になつてしまう。この特性
は、ZrのTaの重量比が多少変化しても同様の傾
向を示す。

この第２図および第３図の特性曲線から明らか
なように、μならびにBsの高いアモルフアス合
金を得るためには、ZrとTaのトータル含有率を
約５〜20重量％の範囲に規制するとよい。

このようにZrとTaのトータル含有率を約５〜
20重量％の範囲に規制しても、その中のZr含有
率が低く過ぎるとHcの高いアモルフアス合金と
なる。第４図は、合金中のTa含有率が常に10重
量％になるようにして、Zrの含有率を種々変え
た場合のHcの変化を測定した結果を示す特性図
である。従つてこの図においてZrの含有率が０
重量％の場合は、Co90重量％―Ta10重量％の２
成分系合金となる。この合金も前述とほぼ同様の
条件で作成される。

この図から明らかなように、CoにTaを添加し
た２成分系合金ならびにZrの含有率が２重量％
までのCo―Zr―Taの３成分系合金は、Hcが高
い。ところがZrの含有率が約2.5重量％を越える
とHcは急激に低下し、約５重量％以上になると
Hcは0.1（Oe）以下にすることができる。このよ
うにCo―Zr―Taの３成分系アモルフアス合金に
おいて、Zrを約2.5重量％以上含有することによ
り、Hcを低く抑えることができるが、Zrの含有
率が余り高くなつてもHcを低く抑える効果は同
じであり、かえつてBsが低くなるため好ましく
ない。従つてHcを低く抑えしかもBsを高く維持
するためにはZrの含有率を約2.5〜6.6重量％、好
ましくは約５〜6.5重量％の範囲に規制する方が
よい。

本発明に係るCo―Zr―Ta系のアモルフアス合
金において、Taの一部をNbと置換した、Co―
Zr―Ta−Nbの４成分系アモルフアス合金も前述
したCo―Zr―Taの３成分系アモルフアス合金と
同様に優れた磁気特性を有している。

第５図は、Coを84重量％、Zrを６重量％含有
し、残部の10重量％がTaとNbからなり、Taに
対するNbの置換割合を種々変えた場合、すなわ
ちCo₈₄―Zr₆―（Ta_100-X―Nb_X）₁₀においてＸ値
を種々変えた場合の磁気特性を示す図である。こ
の図において曲線ＡはHc特性、曲線Ｂはμ特性、
曲線ＣはBs特性をそれぞれ示す。この図から明
らかなように、Co―Zr―Ta―Nbの４成分系ア
モルフアス合金もCo―Zr―Taの３成分系アモル
フアス合金とほぼ同様の優れた磁気特性を有し、
むしろHc特性（曲線Ａ）ならびにBs特性（曲線
Ｃ）は若干ではあるがCo―Zr―Ta系アモルフア
ス合金よりも良好である。このような傾向は、
CoならびにZrの含有率が多少変化しても同様で
ある。

このCo―Zr―Ta―Nbの４成分系アモルフア
ス合金においても、Zr―Ta―Nbのトータル含有
率を約５〜20重量％の範囲に規制することによ
り、μおよびBsの高いアモルフアス合金を得る
ことができる。また、この４成分系アモルフアス
合金においてもZrの含有率を約2.5重量％以上に
規制することにより、Hcを極端に低く抑えるこ
とができる。

第６図は、本発明の実施例に係る磁気記録媒体
を説明するための図である。ポリエステル樹脂、
ポリイミド樹脂などの合成樹脂あるいは陽極酸化
したアルミニウム板などからなる基材１の表面
に、第１の磁性材薄膜２と第２の磁性材薄膜３と
がスパツタリングによつてそれぞれ形成される。

前記第１の磁性材薄膜２としては、Co含有率
が83.4重量％、Zr含有率が6.5重量％、Ta含有率
10.1重量％で、ZrとTaのトータル含有率が16.5重
量％の３成分系アモルフアス合金が用いられる。
また、第１の磁性材薄膜２の他の例としては、
Co含有率85重量％、Zr、Ta、Nbの各含有率が
それぞれ５重量％で、ZrとTaとNbのトータル含
有率が15重量％のCo―Zr―Ta―Nbの４成分系
アモルフアス合金が用いられる。これら基材１と
第１磁性材薄膜２と第２の磁性材薄膜３とからテ
ープ状あるいはデイスク状の磁気記録媒体が構成
される。前記磁性材薄膜２，３は基材１の両面に
設ける場合もある。

この磁気記録媒体を間に挾むようにして、主磁
極５と補助磁極６とが配置されている。主磁極５
は厚さ約1μ程度のもので、ガラスやポリイミド
樹脂などからなる非磁性材の基板４上にスパツタ
リングによつて形成される。補助磁極６には、コ
イル７が所定ターン数だけ巻回されている。この
コイル７に記録されるべき信号電流を流して主磁
極５を補助磁極６側から励磁すると、主磁極５の
先端付近に強い垂直磁界が発生する。これによつ
て主磁極５の先端付近にある磁性材薄膜２，３が
厚さ方向に磁化され、第２の磁性材薄膜３にデー
タが記録される。第１の磁性材薄膜２は第２磁性
材薄膜３にデータを磁気記録する際、磁路の一部
を構成するのに役立つ。

本発明は前述したように、基材と、その基材の
表面に形成された第１の磁性材薄膜と、その第１
の磁性材薄膜の表面に形成されて垂直異方性を有
する第２の磁性材薄膜とを備え、前記第２の磁性
材薄膜が膜厚方向に磁化される磁気記録媒体にお
いて、前記第１の磁性材薄膜が、コバルトを主成
分とし、それにトータル含有率として５〜20重量
％のジルコニウムとタンタルを添加した３成分系
のアモルフアス合金およびコバルトを主成分と
し、それに少量のジルコニウムとタンタルとニオ
ブを添加した４成分系のアモルフアス合金から構
成されていることを特徴とするものである。

前述のアモルフアス合金は、保磁力が低く、透
磁率ならびに飽和磁束密度が高く、しかもコバル
ト―クロム系合金との磁気特性がよく似通つてお
り、コバルト―クロム系合金の優れた磁気異方性
がそのまま発揮できる。そのため優れた記録、再
生特性を有し、また第２の磁性材薄膜を可及的に
薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はニオブの含有率と保磁力との関係を示
す特性図、第２図はジルコニウムとニオブのトー
タル含有率と透磁率との関係を示す特性図、第３
図はジルコニウムとニオブのトータル含有率と飽
和磁束密度との関係を示す特性図、第４図はジル
コニウムと保磁力との関係を示す特性図、第５図
はタンタルに対するニオブの置換量を種々変えた
場合の磁気特性図、第６図は本発明の実施例に係
る磁気記録媒体を説明するための説明図である。１……基材、２……第１の磁性材薄膜、３……
第２の磁性材薄膜。

Claims

【特許請求の範囲】１基材と、その基材の表面に形成された第１の
磁性材薄膜と、その第１の磁性材薄膜の表面に形
成されて垂直異方性を有する第２の磁性材薄膜と
を備え、前記第２の磁性材薄膜が膜厚方向に磁化
される磁気記録媒体において、前記第１の磁性材
薄膜が、コバルトを主成分とし、それにトータル
含有率が５〜20重量％のジルコニウムとタンタル
を添加した３成分系のアモルフアス合金から構成
されていることを特徴とする磁気記録媒体。２特許請求の範囲第１項記載において、前記３
成分系アモルフアス合金中におけるジルコニウム
の含有率が2.5重量％以上に規制されていること
を特徴とする磁気記録媒体。３特許請求の範囲第１項および第２項記載にお
いて、前記第２の磁性材薄膜がコバルトおよびク
ロムを含むコバルト―クロム系合金薄膜から構成
されていることを特徴とする磁気記録媒体。４基材と、その基材の表面に形成された第１の
磁性材薄膜と、その第１の磁性材薄膜の表面に形
成された垂直異方性を有する第２の磁性材薄膜と
を備え、前記第２の磁性材薄膜が膜厚方向に磁化
される磁気記録媒体において、前記第１の磁性材
薄膜が、コバルトを主成分とし、それにトータル
含有率が５〜20重％のジルコニウムとタンタルと
ニオブを添加した４成分系アモルフアス合金から
構成されていることを特徴とする磁気記録媒体。５特許請求の範囲第４項記載において、前記４
成分系アモルフアス合金中におけるジルコニウム
の含有率が2.5重量％以上に規制されていること
を特徴とする磁気記録媒体。６特許請求の範囲第４項ならびに第５項記載に
おいて、前記第２の磁性薄膜がコバルトおよびク
ロムを含むコバルト―クロム系合金薄膜から構成
されていることを特徴とする磁気記録媒体。