JPH023102A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

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、磁気モーメントが膜面に対して垂直に配向し
た垂直磁気異方性膜を記録層とする垂直磁気記録媒体に
関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、ＣＯとＰｄおよび／またはＰＬが交互に積層
された人工格子膜を記録層とし、該記録層の全厚を５０
〜８００人とすることにより、耐蝕性並びに垂直方向で
の磁気特性に優れた垂直磁気記録媒体を提供しようとす
るものである。

さらに本発明は、前記人工格子膜を記録層とする垂直磁
気記録媒体において、所定膜厚を有する金属膜を下地膜
として形成することにより、保磁力、角形性のより一層
の向上を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録の分野における短波長化、狭トラツク化
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。

この垂直磁気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気異方性膜を記録層とする垂
直磁気記録媒体を使用する必要があり、したがって実用
化に向けて記録層材料について各方面で盛んに研究され
ている。

このような状況から、従来より代表的な垂直磁気異方性
膜の一つとしてＣｏ−Ｃｒ合金磁性膜が提案されており
、その研究が進められている。

しかしながら、Ｃｏ−Ｃｒ合金磁性膜はその物理的性質
、特に膜が非常に硬いことから耐久性へ、ド摩耗等の実
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。また、Ｃ。

Ｃｒ合金磁性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、例えば垂直方向の角形比は０．３〜
０．４にすぎず、理想的な値であるｌには遠く及ばない
。

一方、Ｃｏ−Ｃｒ合金以外の材料よりなる垂直磁気記録
媒体に関する研究も行われており、例えば光磁気記録媒
体としての用途が期待される希土類−遷移金属非晶質膜
はほぼ角形比１を示す。

しかしながら、前述の非晶質膜は希土類元素を含むため
耐蝕性に著しく劣るという問題を抱えており、電磁誘導
型磁気ヘッドにより記録再生を行う垂直磁気記録方式に
適用することは難しい。

あるいは、希土類元素の代わりにＰＬ、Ｐｄ等の貴金属
を使用したＣｏ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｐｄ系の材料が耐食性
に優れた記録材料としてその応用が期待されているが、
これらＣｏ−Ｐｔ系、Ｃ。

Ｐｄ系の材料については、米国特許第４５８７１７６号
公報や米国特許第４６７８７２１号公報等に記載される
ように、約２０００人もの比較的厚い膜厚領域においで
ある程度の垂直磁気異方性が見出されているに過ぎず、
例えば角形比等の点で不満が多い。また、垂直異方性を
示す条件（例えばＣｏ層、２１層、Ｐｄ層のそれぞれの
膜厚等、）についても狭い範囲に限られ、制約が多いの
が現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであり、保磁力、角形比等の垂直磁気特性の点でＣ
ｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体を上回る特性を有する垂直
磁気記録媒体を提供することを目的とする。さらに本発
明は、耐蝕性に優れ広い範囲で垂直磁気異方性を発揮す
る垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。

１課題を解決するための手段〕 本発明者らは上述の目的を達成するために鋭意検討を重
ねた結果、Ｃｏ層とＰｄ層および／またはＰｔ層を超格
子的に積層した人工格子膜が、掻めて全厚の薄い領域で
良好な垂直磁気異方性を示すことを見出し、本発明に至
ったものである。

すなわち、本発明にかがる垂直磁気記録媒体は、Ｃｏと
Ｐｄおよび／またはＰｔとが交互に積層された人工格子
膜を記録層とし、該記録層の全厚が５０〜８００人であ
ることを特徴とするものである。

まず、本発明にかかる垂直磁気記録媒体において記録層
として利用できる人工格子膜は、Ｃｏａｌと２１層とを
積層したＣｏ−ＰＬ系人工格子膜、Ｃｏ層とＰｄ層とを
積層したＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜、およびＣｏＪｉ、２
１層、Ｐｄ層の三者を積層したＣｏ−Ｐｔ−Ｐｄ系人工
格子膜である。

Ｃｏ−Ｐｔ−Ｐｄ系人工格子膜の場合、積層構造としで
は、Ｃｏ層とＰＬ−Ｐｄ合金層とを交互に積層したもの
であってもよいし、Ｃｏ層−Ｐｔ層−Ｃｏ層−Ｐｄ層−
１あるいはＣｏ層−Ｐｔ層Ｐｄ層−Ｃｏ層−の順に積層
したものであってもよい。

いずれの場合にも、記録層となる人工格子膜の全厚は、
５０〜８００人の範囲とすることが好ましい。

特にＧｏ−ＰＬ系人工格子膜の場合には、Ｃｏ層２〜８
人、２１１３〜４０人、全Ｗ、５０〜８００人であるこ
とがより好ましく、かかる範囲で良好な垂直磁気異方性
を発揮する。

同様に、Ｃｏ−Ｐｄ系人工格子膜の場合には、ＣｏＮ１
〜９人、Ｐｄ層２〜４０人、全厚５（１〜８００人で良
好な垂直磁気異方性を発揮する。

以上の膜厚の範囲は垂直磁気異方性を最適化する観点か
ら設定されたものであり、いずれの場合も上記範囲外で
は面内磁化成分が発生して垂直方向の角形比等が劣化す
る。

なお、上述の各人工格子膜を構成する金属層の界面は、
異種金属原子が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い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（＆［ｌ成
変調構造）を有するものであっても良い。

上記の人工格子膜は、スパッタリング、真空蒸着あるい
は分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等によって形成するこ
とができる。

このときの蒸発源は、Ｇｏ−Ｐｄ系あるいはＣｏ−Ｐｔ
系のような２成分系の場合には各成分金属について独立
に用意する必要がある。また、Ｃｏ−Ｐｄ−Ｐｔ系のよ
うな３成分系の場合には、各成分金属について独立に蒸
発源を用意する方法の他、特にＰｄおよびＰｔに関して
はこれらを組み合わせて合金蒸発源とする方法、あるい
は少ない成分金属の蒸発源を他の金属の蒸発源の上に置
くなどの方法も可能である。たとえば上述のような３成
分系の垂直磁気記録媒体をスパッタリングにより作成す
る場合、Ｐｔチップを載置したＰｄターゲットとＣｏタ
ーゲットとを使用した同時二元スパッタリング、Ｃｏタ
ーゲット、Ｐｄターゲ、７トおよびＰｔツタ−ットを使
用した同時三元スパッタリング、あるいはＣｏターゲッ
ト、Ｐｔターゲットおよび２個のＰｄターゲットを使用
してＣｏ−Ｐｄ−Ｐｔ−Ｐｄ　−・・・　　の順番で各
金属層を積層する同時四元スパッタリング等の方法が可
能である。

さらに、上述のような人工格子膜を記録層として形成す
るに先立って、ガラス等の適当な基板の上にまず金属膜
を下地膜としてスパッタリング真空蒸着あるいはＭＢＥ
等により形成してもよい。

この下地膜となる金ｉｓを構成する元素としては特に面
心立方構造（ｆｃｃ構造）を有する金属が好ましく、Ｃ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、ｌ　ｒＰｔ、Ａｕ、Ａｌの少な
くとも１種が使用されるが、さらには体心立方構造（ｂ
ｃｃ構造）を有するＷ等も使用可能である０、これらの
元素は単独で使用しても良いし、あるいは２種以上を組
合わせて使用しても良い。

上記金属膜の膜厚は２００〜２０００人とすることが望
ましい、当該金属膜の膜厚が２００人未満であると所定
の効果が期待できず、逆に２０００人を越えてもそれ以
上の効果が期待できず、生産性等の点で不利である。

［作用］ ＣｏとＰｔあるいはＰｄの少なくとも１種を交互に積層
した人工格子膜を記録層とする垂直磁気記録媒体は、希
土類元素を含まないため耐蝕性に優れるものである。そ
して、特に全厚を５０〜８００人とすることにより、極
めて良好な垂直磁気異方性が達成される。

このような垂直磁気記録媒体において、所定の膜厚を有
する金属膜を下地膜として形成すると、保磁力が大幅に
向上され、同時に磁気特性の膜厚依存性、ガス圧依存性
が改善される。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。な
お、本発明がこれらの実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

先ず、各実施例の説明に先立って、記録層である垂直磁
化膜の成膜方法について説明する。

ＣｏとＰｔあるいはＰｄを原子レベルで積層し人工格子
（あるいは変調）構造を有する垂直磁化膜は、マグネト
ロンスパッタにより作製した。

ターゲットとしては直径１００閣のＣＯディスクＰＬデ
ィスク、Ｐｄディスクをそれぞれ用い、Ｃ。

については直流スパッタ（投入パワー＝０．２〜ｌＡ、
３００　Ｖ）　、Ｐ　Ｌ、Ｐｄについては直流スパッタ
（投入パワー＝０．２〜Ｉ　Ａ、　３００　Ｖ）あるい
は高周波スパッタ（投入パワー：２００〜５００Ｗ）を
採用した。

以上の条件に従い、種々のアルゴン圧下５水冷基板上に
成膜した。なお、人工格子構造の周期は、ターゲットの
付着速度並びに基板の回転速度を変えることで行った。

また、得られた膜について、その人工格子構造の有無は
Ｘ線の小角散乱実験により確認し、さらにその周期を小
角散乱のピークより求めた。

作製した垂直磁化膜は、振動試料型磁力計（■ＳＭ）で
その垂直磁気異方性の有無を調べ、種々の磁気特性を評
価した。

実Ｊ［ 本例は、Ｃｏ層とＰｔ層を積層したＣｏ−Ｐｔ膜を垂直
磁化膜とする実施例である。

ここで、Ｃｏ−Ｐｔ膜は、アルゴンガス圧ＳｍＴｏｒｒ
下で成膜し、膜ｒ￥（全厚）１００人とした。

先ず、Ｃｏ層とＰＬ層の厚さを変えたサンプルを作製し
、垂直磁気異方性を示す範囲を調べた。

第１図はＣｏ層の層厚を縦軸に、ＰＬ層の層厚を横軸に
とったもので、図中斜線で囲まれた領域がＣｏＰｔ系人
工格子膜において垂直ｉｆｔｆｔ気性方性す領域である
。

このＣｏＰｔ系人工格子膜においては、各原子の適当な
層厚の組み合わせの時に垂直磁化膜となり、この条件下
ではＣｏ層２〜８人、ＰＬ層３〜４０人である。

第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）にそれぞれ第１図中点Ａ
及び点Ｂで示される人工格子膜の垂直方向の磁化曲線（
Ｍ−Ｈループ）を示す。

第１図で明示された垂直磁気異方性を与える条件下での
人工格子膜（点Ａ）は、第２図（Ａ）に示すように角形
比が１であり、角形性も良好な垂直磁化膜であった。

これに対して、前記の範囲を外れた人工格子膜（点Ｂ）
は、第２図（Ｂ）に示すように、垂直磁気異方性は示さ
なかった。

そこで次に、垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃの値
を第３図にまとめて示す。なお、第３図中の数値は各点
の保磁力Ｈｃを表すもので、その単位はエルステッド（
Ｏｅ）である。

この第３図からも明らかなように、各試料とも数十から
２００　（Ｏｅ）程度の保磁力Ｈｃを示した。

また、同様に垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、第４図に飽和磁化Ｍｓ（単位：　ｅｍｕ
／ｃｆｆｌ　）の値を示す。

飽和磁化の値は、各原子の層厚比によって若干異な４も
のの、垂直磁気異方性を示す領域のものはいずれも数十
〜６００　（ｅｍｕ／ｃ＋１　）程度の値を示した。

これは、飽和磁束密度Ｂｓに換算すると数百〜７．５ｋ
　Ｇ　（ｋＧａｕｓｓ）に相当し、垂直磁気記録媒体と
して充分な飽和磁束密度Ｂｓを有していることが明らか
となった。

次に、成膜時のアルゴンガス圧依存性（特に角形比及び
保磁力のアルゴンガス圧依存性）を調べた。成膜したＣ
ｏＰｔ系人工格子膜は、全厚１００人、ＣｏＪｉ６人、
ＰＬ層１７．２人である。結果を第５図に示す。

ＣｏＰｔ系人工格子膜では、アルゴンガス圧２５ｍ　Ｔ
ｏｒｒ程度の高ガス圧下では面内異方性が現れるものの
、これ以下のガス圧下ではほぼ角形比１と角形性も極め
て優れたものとなる。保磁力の大小まで考慮すると、Ｃ
ｏＰｔ系人工格子膜成膜の際のアルゴンガス圧は比較的
低ガス圧（１１ｍＴｏｒｒ以下）であることが好ましい
。

最後に、成膜時のアルゴンガス圧を固定して、ＣｏＰｔ
系人工格子膜の膜厚を変えた場合の磁気特性の変化を調
べた。

ＣｏＰｔ系人工格子膜は、Ｃｏ層６人、ＰＬ層１７．２
人とし、成膜時のアルゴンガス圧は５ｎＩＴｏｒｒとし
た。

第６図は、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃと角形比
の膜厚依存性を示すもので、保磁力Ｈｃは膜厚が薄い場
合に極大を示すことがわかる。この試料では、膜厚１６
０人付近に極大のピークを示したが、総じて１００〜３
００人の膜厚で保磁力Ｈｃは最大となった。

第３図に示した保磁力Ｈｃの値は、膜厚１００人のＣｏ
Ｐｔ系人工格子膜の値を示すものであるが、第６図に示
すように、膜厚１００Å以上で著しく高い保磁力Ｈｃが
得られることもあり、ここで調べた試料ではおよそ３５
０　（Ｏｅ）にも達している。保磁力Ｈｃが最大となる
膜厚並びにアルゴンガス圧で作製されたＣｏＰｔ系人工
格子膜においては、ここで示したように最大４００　（
Ｏｅ）　　もの保磁力Ｈｃまで実現可能であることが示
唆される。

また、角形比については、第６図に示すように４００Å
以下では概ね１を示すが、それ以上の膜厚ではその増加
とともに徐々に低下し、１０００Å以上の領域では０．
１−０．１５と非常に小さなものとなる。第７図（Ａ）
及び第７図（Ｂ）にそれぞれ膜厚１６０人、膜厚１４５
０人のもののＭ−Ｈループを示したが、これら図からも
明らかなように、１０００Å以上の膜厚では角形比が著
しく低いため実用的でない。

垂直磁気記録媒体として研究されているＣＯＣｒＭ性膜
の角形比は一般に０．１〜０．３程度であるが、第６図
及び第７図（Ａ）で示したように、ＣｏＰｔ系人工格子
膜は総じて１０００Å以下の膜厚特に８００Å以下の膜
厚でこのＣｏ−Ｃｒ磁性膜よりも優れた角形比を有する
媒体であると言える。

さらには、４００Å以下の膜厚の場合には、角形比ｌと
非常に優れた垂直磁気記録媒体の捷供が可能である。

以上述べたＣｏＰｔ系人工格子膜は、いずれも８０’Ｃ
，相対１２度８５％の恒温恒温下に１００時間放置して
も特性に変化はなく、耐蝕性については全く問題のない
ことがｆｉｌ認されている。

１隻斑主 本例は、Ｃｏ層とＰｄ層を積層したＣｏ−Ｐｄ膜を垂直
磁化膜とする実施例である。

ここで、Ｃｏ　−Ｐ　ｄ　ＩＩＩは、アルゴン圧１１ｍ
Ｔｏｒｒ下で成膜し、膜厚（全厚）１５０人とした。

先ず、Ｃｏ層とＰｄｊｉの厚さを変えたサンプルを作製
し、垂直磁気異方性を示す範囲を調べた。

第８図はＣｏ層の層厚を縦軸に、Ｐｄ層の層厚を横軸に
とったもので、図中斜線で囲まれた領域がＣｏＰｄ系人
工格子膜において垂直磁気異方性を示す領域である。

このＣｏＰｄ系人工格子膜においては、各原子の適当な
層厚の組み合わせの時に垂直磁化膜となり、この条件下
ではＣｏ層１〜９人、Ｐｄ層２〜４０人である。

第９図（Ａ）及び第９図（Ｂ）にそれぞれ第８図中点Ｃ
及び点りで示される人工格子膜の垂直方向の磁化曲線（
Ｍ−Ｈループ）を示す。

第８図で明示された垂直磁気異方性を与える条件下での
人工格子１１Ａ（点Ｃ）は、第９図（Ａ）に示すように
角形比が１であり、角形性も良好な垂直磁化膜であった
。

これに対して、前記の範囲を外れた人工格子膜（点Ｄ）
は、第９図（Ｂ）に示すように、垂直磁気異方性は示さ
なかった。

そこで次に、垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃの値
を第１Ｏ図にまとめて示す。なお、第１０図中の数値は
各点の保磁力Ｈｃを表すもので、その単位はエルステン
ド（Ｏｅ）である。

この第１Ｏ図からも明らかなように、各試料とも数百か
ら二千数百エルステッド程度の保磁力Ｈｃを示した。

また、同様に垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、第１１図に飽和磁化Ｍｓ（単位：　ｅ＋
ｓｕ／ｃ＋ｄ　）の値を示す。

飽和磁化の値は、各原子層の層厚比によって若干異なる
ものの、垂直磁気異方性を示す領域のものはいずれも数
十〜６００（ｅｍｕ／ｃＩＩｌ）程度の値を示した。こ
れは、飽和磁束密度Ｂｓに換算すると数百〜７．５　ｋ
　Ｇ　（ｋ　Ｇａｕｓｓ）に相当し、Ｃｏ−Ｐｔ系人工
格子膜と同様、垂直磁気記録媒体として充分な飽和磁束
密度Ｂｓを有していることが明らかとなった。

次に、本実施例においても成膜時のアルゴンガス圧依存
性（特に角形比及び保磁力のアルゴンガス圧依存性）を
調べた。成１りしたＣｏＰｄ系人工格子膜は、全厚１５
０人、Ｃｏ層３．８人、Ｐｄ層７．８人である。結果を
第１２図に示す。

ＣｏＰｄ系では、実験した全てのガス圧で角形比１とほ
ぼ完全な垂直磁化膜が得られたが、保磁力Ｈｃは高ガス
圧である方が高い値を示し、ＩＱｍＴｏｒｒ以上では数
キロエルステッドにも及ぶことがわかった。先の第１０
図に示した保磁力Ｈｃの値はアルゴンガス圧１１ｍＴｏ
ｒｒでの値であるが、ここで示されたようにより高ガス
圧（例えば２５ｍＴｏｒｒ）で作製すれば、全ての試料
で第１０図で示す値の数倍の保磁力Ｈｃが得られるもの
と考えられる。ただし、著しく高ガス圧下では角形比は
維持されるものの角形性の低下が見られることから、自
ずと限度があるものと考えられる。

さらに、Ｃｏ−ＰＬ系と同様に、成膜時のアルゴンガス
圧を固定して、ＣｏＰｄ系人工格子膜の膜厚を変えた場
合の磁気特性の変化を調べた。

ＣｏＰｄ系人工格子膜は、ＣｏＪｉ３．８人、ＰｄＮ７
．８人とした。

第１３図及び第１４図は、Ｍ−Ｈループから求めた保磁
力Ｈｃと角形比の膜厚依存性を示すもので、第１３１ｆ
ｆｌは成膜時のアルゴンガス圧が５　ｍＴｏｒｒの場合
、第１４図は成膜時のアルゴンガス圧が１１ｍＴｏｒｒ
の場合をそれぞれ示す。

ＣｏＰｄ系人工格子膜の場合には、その磁気特性がアル
ゴンガス圧によりかなり異なることは前述した通りであ
る。

したがって、磁気特性の膜厚依存性も成膜時のアルゴン
ガス圧によって異なり、低ガス圧の場合、先のＣｏＰｔ
系人工格子膜とほぼ同様の振る舞いをし、膜厚の増加と
ともに角形比の低下が認められる。保磁力Ｈｃが向上す
る高ガス圧の場合には、少なくとも膜厚８００Å以下で
は角形比１が保たれ、かつ高い保磁力Ｈｃを与える。こ
のように高ガス圧下（例えば１１ｍＴｏｒｒ以上）でほ
の試料の作製は保磁力Ｈｃの向上のみならず、磁気特性
の膜厚依存性も良好なものとする。

第１５図（Ａ）及び第１５図（Ｂ）に、それぞれ膜厚３
７０人、膜厚１５００人のもの（アルゴンガス圧１１ｍ
　Ｔｏｒｒ　）のＭ−Ｈループを示すが、ＣｏＰｄ系の
場合にはＣｏＰｔ系と異なり、高ガス圧下で作製した場
合には１０００人を越す膜厚でも０．５以上の角形比を
有する磁性膜が得られることがわかる。ただし、角形比
１を達成することは難しい。

垂直磁気記録方式において、磁気記録媒体の角形比はよ
り大きい方が残留磁束密度が増大して再生時のＳＮ比の
良さにつながるため、理想的には１であることが望まし
い、したがって、膜厚８００Å以下のＣｏＰｄ人工格子
膜はあらゆる垂直記録材料として最適であると言える。

なお、以上述べたＣｏＰｄ系人工格子膜は、いずれも８
０°Ｃ２相対温度８５％の恒温恒温下に１００時間放置
しても全く特性に変化はなく、耐蝕性については全く問
題のないことが確認されている。

以上、ＣｏＰｔ系人工格子膜並びにＣｏＰｄ系人工格子
膜の実施例について説明したが、例えば飽和もｆｉ化Ｍ
ｓや保磁力Ｈｃ等についてはＣｏ層。

ＰＬ層、Ｐｄ層への他種元素の添加によってコントロー
ルすることが可能であろう。

また、ＰｔとＰｄとが完全固溶系を形成することを考慮
すると、ＣｏとＰｔＰｄ合金との人工格子膜や・・・Ｃ
ｏ−Ｐ　Ｌ−Ｃｏ−Ｐｄ・・・のようにＣ。

ＰＬ、Ｐｄを交互に積層するような人工格子膜等につい
ても、上記の各実施例と同様な特性を有することは明ら
かである。

次に、下地膜の効果を調べるための実施例について述べ
る。

ス新１１走 本実施例はＣｏＰｔ系人工格子膜に下地膜としてＰＬ下
地膜を形成した例である。

Ｐｔ下地膜は、アルゴンガス圧１１ｍＴｏｒｒ、投入電
力３００Ｗにて高周波スパッタリングすることにより成
膜し、その膜厚は１０００人とした。

一方、Ｇｏ−ＰＬ膜は、アルゴン圧５　ｍＴｏｒｒ下で
成膜し、膜厚（全厚）１００人とした。

先ず、Ｃｏ層とＰｔ層の厚さを変えたサンプルを作製し
、垂直磁気異方性を示す範囲を調べた。

第１６図はＣｏ層の層厚を縦軸に、ＰＬ層の層厚を横軸
にとったもので、図中斜線で囲まれた領域がＣｏＰｔ系
人工格子膜において垂直磁気異方性を示す領域である。

また、図中黒丸印・は作製したサンプルを示すものであ
る。

このＣｏＰｔ系人工格子膜においては、各原子の適当な
ＮＷ−の組み合わせの時に垂直磁化膜となり、この条件
下ではＣｏ層２〜１１人、Ｐｔ７１３〜４０人である。

第１７図に第１６図中点Ｅで示される人工格子膜の垂直
方向の６ｆＩ化曲線（Ｍ−Ｈループ）を示す。

第１６図で明示された垂直磁気異方性を与える条件下で
の人工格子ＩＩＩ　（点Ｅ）は、第１７図に示すように
角形比が１であり、角形性も良好なものである。

垂直磁気異方性を示す各原子の層厚について下地膜のな
い場合と比べると、下地膜を設けることにより垂直異方
性を示す範囲が広がり、特に００層の厚さが厚い方向で
垂直磁化膜が得られるようになる。

そこで、この−例として、第１６図中点Ｆで示される人
工格子膜について、Ｐｔ下地膜がある場合とＰｔＴ地膜
が無い場合について、そのＭ　−Ｈループをそれぞれ第
１８図（Ａ）、第１８図（Ｂ）に示す。これら図面より
、下地膜により垂直磁気異方性が誘起されることは明ら
かである。

次に、垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に試料に
ついて、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃの値を第１
９図にまとめて示す。なお、第１９図中の数値は各点の
保磁力Ｈｃを表すもので、その単位はエルステッド（Ｏ
ｅ）である。

この第１９図からも明らかなように、各試料とも数百〜
約１ｋ（Ｏｅ）程度の保磁力Ｈｃを示した。

これは下地膜のない場合と比べて数倍〜数十倍程度向上
している。

また、同様に垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、第２０図に飽和磁化Ｍｓ（単位：ｅｍｕ
／ｃｄ）の値を示す。

飽和磁化の値は、各原子の層厚比によって若干界なるも
のの、垂直磁気異方性を示す領域のものはいずれも数百
〜９００（ｅｍｕ／ｃｄ　）程度の値を示した。

すなわち、下地膜を設けることにより下地膜を設けない
場合に比べて飽和磁化の値は５〜ＩＯ％増加する。例え
ば、第１６図中Ｅ点で示すサンプルの飽和磁化の値は、
下地膜のない場合１９０　（ｅｍｕ／ｃｄ　）であった
ものが、下地膜のある場合２０３　（ｅ＋ｗｕ／ｃｄ　
）となった。

これは、下地膜を設けることで、磁性膜であるＣｏＰｔ
系人工格子膜の結晶性が向上したためであると考えられ
る。

そこで次に、下地膜の膜厚を固定してＣｏＰｔ系人工格
子膜の膜厚を変えた場合の磁気特性の変化を調べた。

ＣｏＰｔ系人工格子膜は、Ｃｏ層６人、Ｐｔ層１７．２
人とし、ＰＬ下地膜の膜厚は１０００人とした。

第２１図は、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃと角形
比の膜厚依存性を示すもので、下地膜を設けない場合と
比べると、下池膜を設けた試料ではいずれの場合にも明
らかに保磁力Ｈｃが向上し、角形比１がより厚い膜厚ま
で保たれるようになる。

例えば、下地膜がないと角形比ｌが得られる膜厚は４０
０Å以下であるのに対して、下地膜を設けると膜厚５０
０人まで角形比ｌが保たれ、それ以上の膜厚での角形比
も向上する。ただし、磁性層の膜厚を１０００Å以上に
した場合には下地膜を設けてもやはり角形比の低下は著
しい。

次に、成膜時のアルゴンガス圧依存性（特に角形比及び
保磁力のアルゴンガス圧依存性）を調べた。下地膜の膜
厚はこの場合も１０００人である。結果を第２２図に示
す。

下地膜を形成した場合、２０　ｍ　Ｔｏｒｒ以上の高ガ
ス圧下でも角形比ｌの垂直磁化膜となり、磁気特性のガ
ス圧依存性も改善された。

最後に、下地膜の膜厚依存性（保磁力Ｈｃの膜厚依存性
）について調べた。成膜したＣｏＰｔ人工格子膜は、第
１６図中点Ｇで示す各原子層厚を有し、全厚１００人、
成膜時のアルゴンガス圧５ｍＴｏｒｒである。結果を第
２３図に示す。

この第２３図より、下地膜の膜厚の増加に伴って保磁力
Ｈｃが向上することが確認されたが、その効果は７００
〜８００人で充分飽和に達する。

また、下地膜による保磁力Ｈｃ向上は数十入厚の下地膜
でも効果があり、したがってこの下地膜の膜厚を適宜設
定することで最適な保磁力Ｈｃへのコントロールも可能
である。

ス、ｌＬ± 本実施例はＣｏＰｄ系人工格子膜に下地膜としてＰｄ下
地膜を形成した例である。

Ｐｄ下地膜は、アルゴンガス圧１１ｍＴｏｒｒ、投入電
力３００　Ｗにて高周波スパッタリングすることにより
成膜し、その膜厚は１０００人とした。

一方、Ｃｏ−Ｐｄ膜は、アルゴン圧１１ｍＴｏｒｒ下で
成膜し、膜Ｗ−（全厚）１５０人とした。

先ず、Ｃｏ層とＰｄ層の厚さを変えたサンプルを作製し
、垂直磁気異方性を示す範囲を調べた。

第２４図はＣｏ層の層厚を縦軸に、Ｐｄ層のＮ厚を横軸
にとったもので、図中斜線で囲まれた領域がＣｏＰｄ系
人工格子膜において垂直磁気異方性を示す領域である。

また、図中黒丸印・は作製したサンプルを示すものであ
る。

このＣｏＰｄ系人工格子膜においても、各原子の適当な
層厚の組み合わせの時に垂直磁化膜となり、この条件下
ではＣｏ層１〜９．５人、ＰｄＪｉｌ、５〜４０人であ
る。

第２５図に第２４図中点Ｈで示される人工格子膜の垂直
方向の磁化膜！！ｉｌ（Ｍ−Ｈループ）を示す。

第２４図で明示された垂直磁気異方性を与える条件下で
の人工格子膜（点Ｈ）は、第２５図に示すように角形比
が１であり、角形性も良好なものである。

このことから、ＣｏＰｄ系人工格子膜についても、下地
膜を設けることにより垂直異方性を示す範囲が広がり、
特にＣｏＮの厚さが厚い方向で垂直磁化膜が得られるよ
うになることがわかる。

次に、垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に試料に
ついて、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力ＨｃＯ値を第２
６回にまとめて示す。なお、第２６図中の数値は各点の
保磁力Ｈｃを表すもので、その単位はエルステッド（Ｏ
ｅ）である。

この第２６図からも明らかなように、各試料とも５００
〜約６ｋ（Ｏｅ）程度の保磁力Ｈｃを示した。

これは下地膜のない場合と比べて数倍〜数十倍程度向上
している。

また、同様に垂直磁気異方性を示す試料のうち代表的に
試料について、第２７図に飽和磁化Ｍｓ（単位：ｅｍｕ
／ｃ＋＋ｔ）の値を示す。

飽和磁化の値は、各原子の層厚比によって若干具なるも
のの、垂直磁気異方性を示す領域のものはいずれも数百
〜７００（ｅｍｕ／ｃｊ　）程度の値を示した。

すなわち、ＣｏＰｄ系人工格子膜においても、下地膜を
設けることにより下地膜を設けない場合に比べて飽和磁
化の値は５〜ｌＯ％増加することがわかる。

そこで次に、下地膜の膜厚を固定してＣｏＰｄ系人工格
子膜の膜厚を変えた場合の磁気特性の変化を調べた。

ＣｏＰｔ系人工格子膜は、Ｃｏ層３．８人、ＰＬＬ１２
８人とし、Ｐｄ下地膜の膜厚は１０００人とした。

第２８図は、Ｍ−Ｈループから求めた保磁力Ｈｃと角形
比の膜厚依存性を示すもので、下地膜を設けない場合と
比べると、やはり下地膜を設けた試料ではいずれの場合
にも明らかに保６５３力Ｈｃが向上し、角形比１がより
厚い膜厚まで保たれるようになった。

次に、成膜時のアルゴンガス圧依存性（特に角形比及び
保磁力のアルゴンガス圧依存性）を調べた。下地膜の膜
厚はこの場合も１０００人である。結果を第２９図に示
す。

下地膜を形成した場合、ガス圧依存性そのものは下地膜
のない場合と定性的に同じものの、下地膜のある場合は
保磁力Ｈｃの向上が極めて著しく、アルゴンガス圧２５
ｍＴｏｒｒ以上では最大６．１　ｋ　Ｏｅにも達した。

さらに、下地膜の膜厚依存性（保磁力Ｈｃの膜厚依存性
）について調べた。成膜したＣｏＰｄ人工格子膜は、第
２４図中点Ｉで示す各原子層厚を有し、全厚１００人、
成膜時のアルゴンガス圧５　ｍＴｏｒｒである。結果を
第３０図に示す。

この第３０図より、下地膜の膜厚の増加に伴って保磁力
Ｈｃが向上することが６育認されたが、その効果は７０
０〜８００人で充分飽和に達する。

また、下地膜による保磁力Ｈｃｎ上は数十大要の下地膜
でも効果があり、したがってこの下地膜の膜厚を適宜設
定することで最適な保磁力Ｈｃへのコントロールも可能
である。

以上、下地膜の効果について説明したが、いずれの場合
にも下地膜を設けることでＣＯグリッチ領域で垂直異方
性が得られるため、飽和磁化Ｍｓが著しく高い垂直磁化
膜の実現が可能となる。例えば飽和磁束密度Ｂｓに換算
すると最大１０ｋＧ程度の非常に高い飽和磁束密度Ｂｓ
を有する垂直磁化膜が得られ、これは垂直磁気記録媒体
として非常に有望である。

最後に、下地膜による特性向上効果がどのような種類の
金属元素の場合に全厚されるのかを調べた。

災施貫五 第１６図中点Ｇで示されるＣｏＰｔ系人工格子膜（全厚
１００人、成膜時のアルゴンガス圧５　ｍＴｏｒｒ）と
、第２４図中点！で示されるＣｏＰｄ系人工格子膜（全
厚１５０人３成膜時のアルゴンガス圧１１ｍＴｏｒｒ）
について、下地膜として次表に示す元素の膜（ＩＩ！厚
ｌ０００人）を設けた場合の磁気特性を調べた。

次表に下地元素による保磁力Ｈｃの変化をまとめてボし
た。

この表からも明らかなように、ＣｏＰｔ人工格子膜やＣ
ｏＰｄ人工格子膜の磁気特性の向上に、ＰＬ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｈの各元素の下地膜が有
効である。

上記以外にＡ１等についても同様の効果が認められ、総
じて面心立方金属元素の下地膜が上記のような効果を有
することが確認された。

〔発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の垂直磁気記
録媒体は、Ｃｏ−ＰＬ系　あるいはＣ。

Ｐｄ系の人工格子膜（変調構造膜を含む。）の膜厚が小
さい領域での優れた垂直磁気異方性を利用したもので、
耐蝕性に優れ、特に角形比に非常にイ憂れたものである
。

したがって、本発明によれば、優れた角形比や保磁力を
有するとともに、膜特性等の実用特性にも優れた垂直磁
気記録媒体の提供が可能となり、高品質かつ高密度の垂
直磁気記録が可能となる。

また、本発明は、垂直磁気記録の分野において磁性材料
の選択の幅を広げるという点でもその技術的意義は大き
いと言える。

さらに、本発明の垂直磁気記録媒体は、所定の膜厚を有
する下地膜を形成することで、保磁力の一層の改善を図
ることができ、より一層の高密度記録、高品質記録が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜において垂直磁気異方
性を示す領域を表す特性図である。第２図（Ａ）及び第
２図（Ｂ）は代表的なＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の垂直方
向の磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）を示す特性図であり、第
２図（Ａ）は第１図中点Ａで示される人工格子膜の磁化
曲線を、第２図（Ｂ）は第１図中点Ｂで示される人工格
子膜の磁化曲線をそれぞれ示す。第３図は代表的なＣ。 −Ｐｔ系人工格子膜の保磁力を示す特性図であり、第４
図は代表的なＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の飽和磁化を示す
特性図である。第５図はＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の角形
比及び保磁力のアルゴンガス圧依存性を示す特性図、第
６図はＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の保磁力及び角形比のＭ
厚依存性を示す特性図である。第７図（Ａ）及び第７図
（Ｂ）は膜厚の異なるＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の垂直方
向の磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）の相違を示す特性図であ
り、第７図（Ａ）は膜厚１６０人の人工格子膜のＭ−Ｈ
ループ、第７図（Ｂ）は膜厚１４５０人の人工格子膜の
Ｍ−Ｈループである。 第８図はＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜において垂直磁気異方
性を示す領域を表す特性図である。第９図（Ａ）及び第
９図（Ｂ）は代表的なＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜の垂直方
向の磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）を示す特性図であり、第
９図（Ａ）は第８図中点Ｃで示される人工格子膜の磁化
曲線を、第９図（Ｂ）は第８図中点りで示される人工格
子膜の磁化曲線をそれぞれ示す。第１０図は代表的なＣ
ｏ−Ｐｄ系人工格子膜の保磁力を示す特性図であり、第
１１図は代表的なＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜の飽和磁化を
示す特性図である。第１２図はＧｏ−Ｐｄ系人工格子膜
の角形比及び保磁力のアルゴンガス圧依存性を示す特性
図、第１３図及び第１４図はＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜の
保磁力及び角形比の膜厚依存性を示す特性図であり、第
１３図はアルゴンガス圧５ｍＴｏｒｒの場合を、第１４
図はアルゴンガス圧１１ｍＴｏｒｒの場合をそれぞれ示
す。 第１５図（Ａ）及び第１５図（Ｂ）はＪＩ＊厚の異なる
Ｃｏ−Ｐｄ系人工格子膜の垂直方向の磁化曲線（Ｍ−Ｈ
ループ）の相違を示す特性図であり、第１５図（Ａ）は
膜厚３７０人の人工格子膜のＭ−Ｈループ、第１５図（
Ｂ）は膜ｆｆ、１５００人の人工格子膜のＭ−Ｈループ
である。 第１６図はＰｔＴ地膜を設けたＣｏ−ｐｃ系人工格子膜
の垂直磁気異方性を示す領域を表す特性図である。第１
７図は第１６図中点Ｅで示される人工格子膜の垂直方向
の磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）を示す特性図である。第１
８図（Ａ）及び第１８図（Ｂ）はＰＬ下地膜の有無によ
るＧｏ−ＰＬ系人工格子膜の磁化曲線（Ｍ−１４ループ
）の相違を示す特性図であり、第１８図（Ａ）はＰｃ下
地膜がある場合を、第１８図（Ｂ）はＰＬ下地膜が無い
場合をそれぞれ示す、第１９図はＰｔ下地膜を設けたＣ
ｏ−ＰＬ系人工格子膜の代表例の保磁力を示す特性図で
あり、第２０図はＰｔ下地膜を設けたＣｏ−ＰＬ系人工
格子膜の代表例の飽和磁化を示す特性図である。第２１
図はＰＬ下地膜を設けたＣｏ−ＰＬ系人工格子膜の保磁
力及び角形比の膜厚依存性を示す特性図であり、第２２
図はＰｃ下地膜を設けたＣｏ−ＰＬ系人工格子膜の保磁
力及び角形比のアルゴンガス圧依存性を示す特性図であ
る。第２３図はＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜における保磁力
の下地膜膜厚依存性を示す特性図である。 第２４図はＰｄ下地膜を設けたＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜
の垂直磁気異方性を示す領域を表す特性図である。第２
５図は第１７図中点Ｈで示される人工格子膜の垂直方向
の磁化曲線（Ｍ−Ｈループ）を示す特性図である。第２
６図はＰｄ下地膜を設けたＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜の代
表例の保磁力を示す特性図であり、第２７図はＰｄ下地
膜を設けたＣｏ−Ｐｄ系人工格子膜の代表例の飽和磁化
を示す特性図である。第２８図はＰｄ下地膜を設けたＣ
ｏ−Ｐｄ系人工格子膜の保磁力及び角形比の膜厚依存性
を示す特性図であり、第２９図はＰｄ下地膜を設けたＣ
ｏ−Ｐｄ系人工格子膜の保磁力及び角形比のアルゴンガ
ス圧依存性を示す特性図である。第３０図はＣｏ−Ｐｄ
系人工格子膜における保磁力の下地膜膜厚依存性を示す
特性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣｏとＰｄおよび／またはＰｔとが交互に積層さ
   れた人工格子膜を記録層とし、該記録層の全厚が５０〜
   ８００Åであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. （２）ＣｏとＰｄおよび／またはＰｔとが交互に積層さ
   れ全厚が５０〜８００Åである人工格子膜を記録層とし
   、 膜厚１００〜２０００Åの金属膜が下地膜として形成さ
   れたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。