JPH02103715A

JPH02103715A - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02103715A
Application number: JP7357887A
Authority: JP
Inventors: Takao Suzuki; 孝雄鈴木; Yoshiaki Ko; 黄　義明; Tsutomu Kobayashi; 力小林
Original assignee: NIPPON DIGITAL EQUIP KK
Current assignee: NIPPON DIGITAL EQUIP KK
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1990-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、情報を磁気的に記録する磁気記録方式におい
て使用する磁気記録媒体に関するものであり、特に、媒
体の厚さ方向に磁化容易軸を有する、すなわち、垂直磁
気異方性を有する垂直磁気記録媒体およびその製造方法
に関するものである。

従来の技術従来、垂直磁気異方性を有する磁性薄膜としては、Ｍｈ
Ｂｌ、ＣｏＣｒ等の結晶質膜及びＧ。

ｃｏ等に代表される希土類−遷移金属合金非晶質膜があ
った。垂直磁気記録媒体においては、一般に高い記録密
度を得るために高い飽和磁化、高い垂直磁気異方性を有
することが必要とされている。

これらの量は、微小磁区が安定に存在するために大変重
要である。従来のＣｏ−Ｃｒ合金膜では、Ｃｒ　の含有
量が重量％で約１８％のもので、飽和磁化Ｍｓ　が３５
０から４００ｅｍｕ／ｃｃ、垂直磁気異方性定数Ｋｕが
（０，５−１）　ｘ　１０６ｅｒｇ／ｃｃ程度であった
。

発明が解決しようとする問題点最近の情報の記録の高密度化に対処するには、前述した
従来のＣ３−Ｃｒ合金膜で得られる飽和磁化ＭＳ　およ
び垂直磁気異方性定数に、の値は、必ずしも充分高い値
であるとは言えず、さらに高い飽和磁化ＭＳ　および垂
直磁気異方性定数Ｋｕを有する垂直磁気記録媒体が要望
されている。一方、このＣｏ−Ｃｒ　磁性膜は、いわゆ
るパ柱状構造″を膜厚方向に有しており、情報記録の最
小単位である磁区の移動において、柱状構造間の境界の
不規則および結晶粒の不規則的配列は好ましいものでは
なく、記録再生の際のノイズの原因となるものである。

このような媒体の微細構造は、作製条件に敏感に依存し
、これを制御することは非常に困難とされてきた。

本発明の目的は、このような要求に答え得て従来の問題
点を解消しろる垂直磁気記録媒体およびその製造方法を
提供することである。

問題点を解決するための手段本発明の垂直磁気記録媒体は、ｃｏ−Ｏｒ金合金主体と
して少なくとも１種類の添加希土類元素を含むことを特
徴とする。

また、本発明による垂直磁気記録媒体の製造方法によれ
ば、１００℃から２００℃の範囲内のある温度とした下
地基板の上に、Ｃ，−Ｃ，合金を主体として少なくとも
１種類の添加希土類元素を含む堆積膜を形成することに
より垂直磁気記録媒体が製造される。

実施例次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明による垂直磁気記録媒体の一実施例を
示す部分断面図である。この垂直磁気記録媒体は、ガラ
ス、ポリイミド系樹脂等の下地基板１の上面に磁性層２
を形成してなるもので、本発明によれば、その磁性層は
、Ｃｏ−Ｃ，合金を主体として少なくとも１種類の添加
希土類元素を含む。その添加希土類元素としては、Ｙ、
Ｌ。

ＣｅＸＮ＝＋　、Ｐｒ、　Ｇａ　　　ＳＩＩ、　Ｔｂ　
、　Ｄｙ　。

Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｙ、があり、本発明では、これら元素
のうちの１種またはそれ以上を含むとよい。

次に、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法の例につい
て説明する。

先ず、ガラスの下地基板を用意して、これを、アルゴン
圧力８Ｘ１０−２Ｔｏｒｒ　の雰囲気内において、その
下地基板を１００℃から２００℃までの範囲内のある温
度に維持する。この状態において、下地基板の上面に、
Ｃｒ　が１８．５重量％、希土類元素としてＰｒ　が０
．５重歯％、残部がＣ８を含有する合金である磁性層を
高周波スパッタ法による膜堆積によって膜厚１から２μ
ｍに形成することにより、垂直磁気記録媒体を製造した
。この場合における、堆積速度は、１μｍ／ｈｒとした
。この磁性層の形成は、蒸着法によることもできる。

このようにして製造した垂直磁気記録媒体の磁性膜のＣ
軸方向は、はぼ膜面に垂直方向に向いており、そのＣ軸
分数の大きさは、約５から１０゜であった。また、飽和
磁化Ｍ５＝　５５　Ｑｅｍｕ／ｃｃ。

垂直磁気異方性定数Ｋｕ　＝　１．３　Ｘ　１０６ｅｒ
ｇ／ｃｃであった。

次に、本発明による効果を確認するために、ｃｏ−Ｃｒ
　合金に希土類元素であるＰ、を全く含まない場合、ま
た、Ｐ、の含有量を種々変えた場合、さらにまた、下地
基板の温度を種々変えた場合について、種々実験を試み
た結果について説明する。

第２図は、希土類元素であるＰｒ　を含まないＣｒが１
８８５重世％、Ｃｏ　が８１．５重量％の含有量である
Ｃｏ−Ｃ，合金膜の磁界中における磁気トルク曲線の一
例を示している。これは、下地基板の温度Ｔｓ＝７２℃
で形成した試料を室温で測定した場合である。第２図（
Ａ）　　は、そのトルク曲線の磁場依存性を示しており
、第２図（Ｂ）　　は、１／Ｉ］プロツトを示している
。これらのトルク曲線をそれぞれフーリエ解析しそれぞ
れの成分２θ、４θに分けることにより、垂直磁気異方
性定数Ｋｕ　を、Ｋｕ　＝Ｌ　（１／Ｈ−０）　＋２π
ＭＳ２の式を用いて算出した。ここて、Ｌ（１／Ｈ−０
）は、トルク曲線の２θ成分の磁界が無限大における値
であり、Ｍｓ　は、飽和磁化の値であり、振動試料型磁
力計により最大磁界２０ＫＯ，、により測定した値であ
る。

このようにして測定したＫｕ　Ｏ値の下地基板温度（Ｔ
５）依存性を示す曲線を第３図に示している。この第３
図には、飽和磁化Ｍｓおよび抗磁力Ｈｃ上の結果も併せ
て示している。この第３図の曲線から、垂直磁気異方性
定数に、および飽和磁化Ｍｓ　は、下地基板温度ＴＳ　
が１００℃から２００℃の範囲内にあるとき、最大とな
る傾向にあることがわかる。したがって、本発明によっ
て、高飽和磁化および高垂直磁気異方性定数を有する磁
気記録媒体を得るためには、下地基板温度Ｔ５を１００
℃から２００℃までのある温度に維持して磁性層形成す
ることが望ましいことがわかる。

第４図は、本発明によるＣｏ−Ｃｒ−Ｐｒ合金膜の飽和
磁化ＭＳ、垂直磁気異方性定数Ｋｕおよび抗磁力ＨＣ上
のＰ、組成依存性を示す曲線を示している。すなわち、
第４図の各曲線は、縦軸にそれぞれ飽和磁化ＭＳ、垂直
磁気異方性定数Ｋ。

および抗磁力１（ＣＪＬの値をとり、横軸に希土類元素
Ｐｒ　の重量％での含有量をとって表したものである。

この第４図に示した試料の膜は、すべて下地基板温度Ｔ
５　を１００℃から２００℃の範囲に（約１８０℃）維
持して製造したものである。この第４図の曲線から、希
土類元素であるＰｒ　を含まない時は、飽和磁化Ｍｓ　
＝　４００ｅｍｕ／ｃｃ、垂直磁気異方性定数に、　　
−Ｉ　　Ｘ　１０６ｅｒｇ／ｃｃであるが、Ｐ、を０８
５重量％添加した時は、飽和磁化Ｍｓ５５０　ｅｍｕ／
ｃｃ　、垂直磁気異方性定数Ｋｕ　＝　１．３　×１０
６ｅｒｇ／ｃｃと増加していることがわかった。更に、
Ｐｒ　の添加量を増すと、飽和磁化Ｍｓおよび垂直磁気
異方性定数Ｋｕ　は、次第に減少することがわかり、希
土類元素Ｐｒ　の添加量は、本発明の効果を得るために
は、１０重量％未満が好ましいことがわかった。一方、
抗磁力ＨＣ上は、単調に減少していく。

最後に、このようにして製造されたＣ３−Ｃｒ合金膜の
膜断面構造を確認するために、冬服の断面を走査型電子
顕微鏡法により観察した結果を、第５図に示しており、
これについて説明する。第５図（Ａ）　　は、Ｃｒが１
８．５重量％、Ｃｏ　が８１．５重量％であって、希土
類元素Ｐ、を含まない従来のＣｏ−Ｃｒ　合金膜の断面
構造を示しており、この従来のＣ８−Ｃｒ　合金膜の断
面構造では、図中白く見える部分である、膜厚方向に成
長している柱状構造３Δは、比較的幅が広くまた、規則
性もあまりない。これに対し、第５図（Ｂ）　　は、Ｃ
ｒカ１８．５重量％、希土類元素Ｐ、が０．５重量％で
、残部がＣ８であるような本発明によるＣｏ−ＣｒＰｒ
　合金膜の断面構造を示しており、この膜においては、
その柱状構造３Ｂは、第５図（Ａ）　　の従来の膜の柱
状構造３Ａに比較して、幅が狭く且つ真っ直ぐに伸びて
おり、規則性も増していることがわかる。第５図（Ｃ）
　　は、同様に、Ｃｒ　が１８．５重量％、希土類元素
Ｐｒ　が１．０重量％で、残部がＣｏ　であるような本
発明によるＣｏ−ｃｒ−Ｐｒ合金膜の断面構造における
柱状構造３Ｃを示しており、また、第５図り０）は、Ｃ
ｒが１８．５重量％、希土類元素Ｐｒ　が２．０電型％
で、残部がＣｏであるような本発明によるＣ３−Ｃ，−
Ｐ、合金膜の断面構造における柱状構造３Ｄを示してい
る。このように、膜断面の微細構造が希土類元素である
Ｐ、の添加により大きく変化することは、飽和磁化ＭＳ
および垂直磁気異方性定数Ｋｕの増加の結果と共に、本
発明の一つの特徴である。また、膜断面の微細構造は、
高分解能電子顕微鏡によっても調べられ、Ｐ、添加によ
り膜の柱状構造の規則化が実現されていることが明らか
となった。

前述した実施例は、希土類元素としてＰｒ　を添加した
場合であったが、希土類元素としては、その他に、ＹＸ
Ｌａ、Ｃｅ、Ｎ、　、Ｇ、　、Ｓ、、Ｔ５、Ｄｙ５Ｈｏ
ＳＥｒ１Ｙｂのうちのいずれか１種以上のものを添加し
ても、同様の効果を得ることができ、本発明は、この場
合をも含むものである。

発明の詳細な説明したように、本発明による垂直磁気記録媒体は、
高飽和磁化および高垂直磁気・異方性定数を有し、且つ
微細で規則正しい柱状構造の断面構造を有するので、高
い記録密度での情報記録に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による垂直磁気記録媒体の一実施例を
示す部分断面図、第２図は、希土類元素であるＰ、を含
まないＣｏ−Ｃｒ　合金膜の磁界中における磁気トルク
曲線の一例を示す図、第３図は、垂直磁気記録媒体の垂
直磁気異方性定数Ｋ。の下地基板温度依存性を示す図、第４図は、本発明によ
るＣ３−Ｃ，”−Ｐ、合金膜の飽和磁化、垂直磁気異方
性定数および抗磁力のＰ、組成依存性を示す曲線を示す
図、第５図は、垂直磁気記録媒体のＣ３−Ｃｒ合金膜ま
たはＣ３−Ｃ，−Ｐ、合金膜の走査型電子顕微鏡法によ
って観察した膜断面構造を示す図である。１・・・・・・下地基板、２・・・・・・磁性層、３Ｂ
、３Ｃ１３Ｄ・・・・・・柱状構造。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｏ−Ｃｒ合金を主体として少なくとも１種類の
添加希土類元素を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒
体。
（２）前記希土類元素は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ
、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂのうちの
いずれか１種以上である特許請求の範囲第（１）項記載
の垂直磁気記録媒体。
（３）Ｃｒ元素の含有量は、５から２０重量％であり、
前記希土類元素の含有量は、１０重量％未満であり、残
部がＣｏ元素である特許請求の範囲第（１）項または第
（２）項記載の垂直磁気記録媒体。
（４）断面構造が厚み方向に成長している規則正しい微
細な柱状構造である特許請求の範囲第（１）項または第
（２）項または第（３）項記載の垂直磁気記録媒体。
（５）１００℃から２００℃の範囲内のある温度とした
下地基板の上に、Ｃｏ−Ｃｒ合金を主体として少なくと
も１種類の添加希土類元素を含む堆積膜を形成すること
を特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（６）前記堆積膜は、スパッタ法或いは蒸着法によって
形成される特許請求の範囲第（５）項記載の垂直磁気記
録媒体の製造方法。
（７）前記希土類元素は、Ｙ、Ｌｄ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ
、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂのうちの
いずれか１種以上である特許請求の範囲第（５）項また
は第（６）項記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（８）Ｃｒ元素の含有量は、５から２０重量％であり、
前記希土類元素の含有量は、１０重量％であり、残部が
Ｃｏ元素である特許請求の範囲第（５）項または第（６
）項または第（７）項記載の垂直磁気記録媒体の製造方
法。