JPH03201510A

JPH03201510A - 薄膜磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH03201510A
Application number: JP34214589A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Nishihara; 西原　敏和; Toshio Ando; 敏男安藤; Makoto Mizukami; 誠水上; Toshio Kato; 敏雄加藤
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-03

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、ハードディスク用磁気記録媒体・フロッピー
ディスク用磁気記録媒体・ビデオ用磁気記録媒体・オー
ディオ用磁気記録媒体として使用して好適な薄膜磁気記
録媒体に係り、特に、薄膜磁気記録媒体に固有なノイズ
を大幅に低減させた薄膜磁気記録媒体を提供するもので
ある。

（技術的背景）磁気記録媒体には、その作成プロセスから大別して塗布
型磁気記録媒体と薄膜型磁気記録媒体とがある。

塗布型磁気記録媒体は、磁気記録を担う磁性層とこれを
支持する非磁性基体よりなる。磁性層は、強磁性の微粉
末を有機のポリマよりなるバインダ中に分散し、これを
基体上にμｍ（１，０−Ｂｍ）オーダの厚さで塗布した
ものである。

塗布型磁気記録媒体の磁気特性は、主に強磁性の微粉末
の特性により決定され、微粉末として酸化鉄を使用した
時は１５００〜２０００　Ｇａｕｓｓ程度の飽和磁束密
度８ｓが得られ、微粉末として金・属を使用した時は、
３０００〜４０００　Ｇａｕｓｓ程度の飽和磁束密度Ｂ
ｓが得られる。

一方、薄膜型磁気記録媒体は、非磁性基体（ベース）上
に、スパッタ法・真空蒸着法・メツキ法などにより磁性
材の薄膜を形成したものであり、磁性膜はＸ　（１０”
”０ｍ）オーダの厚さで形成されている。

薄膜型磁気記録媒体は、強磁性の微粉末が分散した塗布
型磁気記録媒体と異なり、いわゆる磁区構造からなる連
結媒体であると考えられている。

（従来の技術）一般に、薄膜型磁気記録媒体の特性は磁性膜の材料及び
薄膜形成過程（プロセス）により左右される。特に、薄
膜型磁気記録媒体では固有のノイズ対策が重要視されて
いた。

薄膜型磁気記録媒体の磁性膜は磁区構造であり、その磁
化過程は磁壁移動型であるので、安定磁区を形成した時
に磁壁が第５図に示すようなジグザグ構造をとり、この
ジグザグ構造が固有のノイズを大きくする要因であると
考えられていた。

論文ｒＯＢｓＥＲＶＡＩＯＮ　ＯＦ　ＲＥＣＯＲＤＥＤ
　ＭＡＧＵＮＥＴＩ−ＺＡＴＩＯＮ　　ＰＡＴＴＥＲＮ
Ｓ　　ＢＹ　　ＥＬＥＣＴＲＯＮ　　ＨＯＬＯＧＲＡＰ
ＩＩＹＪ（ＩＨＥＰ、Ｔｒａｎｓ、　Ｍａｇｎ、　１９
Ｈ）によれば、磁壁のジグザグ構造の刃高Ｗは、磁性膜
の残留磁束密度Ｄｒ。

厚さδ、抗磁力（保磁力）１１Ｃとの間にｃの関係があるど報告されている。

上記のような研究報告をもとに、従来ではもっばら抗磁
力Ｈｅを増大させたり、厚さδを小さく（薄く）シて、
ノイズを減少させる努力が払われていた。特に、磁性膜
は薄いほど隣接間の磁気的影響が少なくなり総合的な特
性も良好となると考えられ、磁性膜のＪｊｊｉさδを小
さく　（薄く）する薄膜形成過程が盛んに開発された。

ところが、薄膜型磁気記録媒体（磁性膜）の出力レベル
Ｐは、残留磁束密度Ｒｒと厚さδとの積Ｂｒ・δに平方
根に比例して、ＰｃＪ酊τ１である。

したがって、ノイズを小さくしようとして厚さδを小さ
く　（薄く）すると出力レベルが低下してしまう。その
結果、薄膜型磁気記録媒体には、比較的残留磁束密度Ｂ
ｒの高い磁性膜が使用されて、飽和磁束密度Ｂｓが７０
００〜１３０００　Ｇａｕｓｓの磁性膜が一般的であっ
た。

（発明が解決しようとする課題）しかし、実際には、出力レベルを一定に保つため残留磁
束密度Ｂｒを大きくして残留磁束密度と厚さとの積Ｂｒ
・δを一定としたまま、厚さδを小さく　（薄＜）１７
てもノイズレベルはあまり低くならず、ノイズレベルが
低く、かつ、高出力レベルの薄膜型磁気記録媒体はなか
った。

（課題を解決するための手段）そこで、本出願人は、磁性金属膜の飽和磁束密度Ｂｓの
大きさに着目してノイズの低い薄膜磁気記録媒体の研究
開発を進めたものである。出力レベルを一定に保つため
膜厚δを大きく　（厚く）シて残留磁束密度と厚さとの
積Ｂｒ・δを一定としたまま、飽和磁束密度Ｂｓを従来
の値（前述した７０００〜１３０００　Ｇａｕｓｓ　）
より大幅に低くした。すると、残留磁束密度と厚さとの
積Ｂｒ・δと、飽和磁束密度Ｂｓとの特定の組み合せ（
Ｂｒ・δ、　Ｂｓ）からなる磁性金属膜で薄膜型磁気記
録媒体を形成した時には、出力レベルが一定に保持され
たまま、ノイズのみが大幅に低減されることを見出した
。

すなわち、本発明は前記課題を解決するため、第１図に
示すように、飽和磁束密度Ｂｓ［Ｇａｕｓｓｌ　ｒ残留
磁束密度Ｂｒ［Ｇａｕｓｓｌ　、膜厚δ　［μｍＩ］の
磁性金属膜で形成された薄膜磁気記録媒体において、前
記残留磁束密度と前記膜厚との積Ｂｒ・δ［Ｇａｕｓｓ
・μＩｌ］を横軸・とじ、前記飽和磁束密度Ｂｓ［Ｇａ
ｕｓｓｌを縦軸とした座標群（Ｂｒ・δ、　！３ｓ）中
で、座標（２４０，９１００）、座標（３９０，７５０
０）、座標（４８０゜８０００）　、座標（７２０，３
２００）の各点からなる近似線分ａと、前記座標（２４
０，９１００）を通り前記縦軸に平行な線分すと、前記
座標（７２０，３２００）を通り前記縦軸に平行な線分
Ｃと、前記横軸Ｘとで囲繞された範囲内であって、かつ
、前記横軸Ｘ上を除外した座標（Ｂｒ・δ、　Ｂｓ）上
の組み合せからなる磁性金属膜で形成した薄膜磁気記録
媒体を提供するものである。

（作用）上記のように構成された薄膜型磁気記録媒体では、飽和
磁束密度Ｂｓを従来より大幅に小さくしたことにより磁
気の相互作用が小さくなり、磁性金属膜が薄膜型特有の
ジグザグの磁壁構造から塗布型特有の遷移構造に近くな
り、薄膜型固有のノイズが低減する。

（実施例）本発明になる薄膜磁気記録媒体の一実施例を以下図面と
ともに詳細に説明する。

く薄膜磁気記録媒体とノイズレベル測定の概要〉第４図
はハードディスク用とした薄膜磁気記録媒体を示す図で
あり、１は３．５インチ径のＡｌ１（アルミニウム）媒
体上にＮｉＰ　にッケル、リン）を１０μ麟前後の厚さ
でメツキしたベース（基体）であり、円周方向にテクス
チャー処理が施されている。ベース１上には、スパッタ
法によりＣｒ（クロム）膜からなる下地２が形成され、
この下地２上に磁性金属膜３が薄膜形成されている。な
お、本発明にいう薄膜とは、厚さの如何を問わずスパッ
タ法・真空蒸着法・メツキ法など薄膜形成過程で成膜さ
れたものをいう。

さらに、磁性金属膜３上にはカーボンの保護層４が２５
０Ａ程度形成され、この保護層４上には潤滑剤５がコー
ティングされている。

この薄膜磁気記録媒体に対して、トラック幅が２０μｍ
、ギャップ０．４５μ讃、浮上量０，２０μ薩のウィン
チエスタ−型磁気ヘッドでハードディスクを構成し、回
転数２３２２ＲＰＭ　、記録再生位置は半径２５ｍ１１
、記録密度は２７．５ＫＰＣＰＩ　　−：［ＫＰＣＰＩ
　　−４１ＮＰＣＰＴでノイズレベルを測定した。

く磁性金属膜の飽和磁束密度ＢｓとＣ「の組成比〉前記
磁性金属膜３の金属材料としては、ＣＯ（コバルト）、
Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）の三元媒体を用いた
。磁性金属膜３の飽和磁束密度Ｂｓを変化させるため、
Ｃｒの組成比を約１０％〜３０％の範囲で変化させた。

なお、Ｃ「の組成比の変化により同一作成温度では、磁
性金属膜３の抗磁力１［ｃが変化するが、本実施例では
、スパッタ時の基板温度を約１５０６Ｃ〜２４０’　Ｃ
の範囲内で変化させて、抗磁力ｔｌｃ　−１３０００ｅ
と一定とした。

第３図は飽和磁束密度ＢｓとＣｒの組成比との関係を示
す実験例であり、Ｔａの組成比は４％である。同図に示
すように、Ｃｒの組成比を約１１％とすると飽和磁束密
度Ｂｓ約９１００Ｇａｕｓｓの磁性金属膜からなる薄膜
型磁気記録媒体（以下、単に媒体と称する）、間約１４
％では同７５００Ｇａｕｓｓの媒体間約１８％では同６
０ＱＯＧａｕｓｓの媒体、同約２１％内では３２００Ｇ
ａｕｓｓの媒体、同２８％では同１５００Ｇａｕｓｓの
媒体となる。

なお、Ｔａの組成比を２〜６％の範囲で変化させても飽
和磁束密度ＢｓとＣｒの組成比の関係は第３図と略同様
であった。

く具体例１〉この実験例は、磁性金属膜の残留磁束密度Ｒ「と厚さδ
との積Ｄｒ・δが約４８０　Ｇａｕｓｓ　・μ讃と一定
となるようにして、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚δを変化さ
せてノイズレベルを測定したものである。飽和磁束密度
Ｂｓは前述したようにＣ「の組成比をかえて変化させた
。

Ｃｒの組成比を約２８％〜１１％で変化させて飽和磁束
密度Ｂｓを１５００．３２００．６０００，７５００．
９１００Ｇａｕｓｓとした媒体のノイズレベルを測定し
た結果を第２図に示す。同図から以下の（ア）（イ）の
点が明らかとなった。

（ア）飽和磁束密度Ｂｓを小さくするに従ってノイズレ
ベルは低下する。

（イ）残留磁束密度Ｂｒと厚さδとの積Ｂｒ・δが約４
８０　Ｇａｕｓｓ　・μ申の媒体では、飽和磁束密度Ｂ
ｓが６０００Ｇａｕｓｓ以下で記録密度４１にＰＣＰ　
＋でのノイズレベルが２．５　ｄＢ以下となり、飽和磁
束密度Ｂｓが少なくともｌ５００〜６０００Ｇａｕｓｓ
範囲では著しくノイズが減少する。

この飽和磁束密度Ｂｓが１５００〜８０００Ｇａｕｓｓ
の範囲（なお、この範囲は後に詳述する第１図中の線分
ｍ上の座標（残留磁束密度と前記膜厚との積Ｂｒ・δ、
飽和磁束密度Ｂｓ）上の組み合せからなる磁性金属膜で
ある）は、前記第３図よりＣ「の組成比的１８％〜２８
％で実現される（Ｔａの組成比は２〜６％）。なお、飽
和磁束密度Ｂｓの８割〜９割の値を残留磁束密度Ｂｒの
値とすると、上記範囲の磁性金属膜は、残留磁束密度Ｂ
ｒと厚さδとの積Ｂｒ・δが約４８０　Ｇａｕｓｓ　・
μ■であるので、磁性金く具体例２〉前記具体例１では、残留磁束密度Ｂｒと厚さδとの積Ｂ
ｒ・δ−４８０Ｇａｕｓｓ　・μ■で実験したが、さら
にＢｒ・δ−２４０，３９０，７２０Ｇａｕｓｓ・μ■
各値で、それぞれＣｒの組成比を変えて飽和磁束密度Ｂ
ｓ変化させ、飽和磁束密度Ｂｓとノイズレベルとの関係
を追実験した。

その結果、ノイズレベルが十分に低くなる（具体例１と
同様に４１　ＫＦＣＰ＋で２．５ｄＢ以下となる）飽和
磁束密度Ｂｓのは、Ｂｒ・δ−２４０ＧａｕＳＳ・μ四
の時はＢｓ　−９１００Ｇａｕｓｓ以下、Ｂｒ・δ−３
９０の時はＢｓ−７５００以下、Ｂｒ・δ−４８０では
６０００以下（これは前記具体例１である）、Ｂｒ・δ
−７２０では３２００以下であった。

第１図は上記実験結果にもとづいて、ノイズレベルが十
分に低くなる磁性金属膜（薄膜磁気記録媒体）の残留磁
束密度と膜厚との積Ｂｒ・δと、飽和磁束密度Ｂｓの組
み合せ範囲を斜線で図示したものである。すなわち、残
留磁束密度と膜厚との積Ｂｒ・δ［Ｇａｕｓｓ・μＩｍ
］を横軸とし、飽和磁束密度ＩＩｓ［Ｇａｕｓｓ］を縦
軸とした座標群（Ｂｒ・δ、　Ｏｓ）中で、座標（２４
０，９１００）、座標（３９０，７５００）、座標（４
８０，６０００）、座標（７２０，３２００）の各点か
らなる近似線分ａと、前記座標（２４０，９１００）を
通り前記縦軸に平行な線分すと、前記座標（７２０，３
２００）を通り前記縦軸に平行な線分Ｃと、前記横軸Ｘ
とで囲繞された斜線範囲内であって、かつ、前記横軸上
を除外した座標（Ｂｒ・δ、　Ｂｓ）上の組み合せ範囲
である。なお、横軸Ｘ上の組み合せではＢｓ＝０．　　
δ−無限大となるので範囲から除外した。

以上の具体例１及び具体例２から明かなように、出力レ
ベルを一定に保つため膜厚δを大きく（厚く）シて残留
磁束密度と厚さとの積Ｂｒ・δを一定としたまま、飽和
磁束密度Ｂｓを従来の値（前述した７０００〜１３００
０　Ｇａｕｓｓ　）より大幅に低くすると、第１図の斜
線部にした残留磁束密度と厚さとの積Ｂｒ・δと、飽和
磁束密度Ｂｓとの特定の組み合せ（Ｂｒ・δ、　Ｂｓ）
からなる磁性金属膜で薄膜型磁気記録媒体を形成した時
には、出力レベルが低下することなく、ノイズのみが大
幅に低減された薄膜型磁気記録媒体が実現される。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、出力レベルを低
下させることなく低ノイズの薄膜磁気記録媒体が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる薄膜磁気記録媒体の磁性金属膜の
組み合せ範囲を示す図で、残留磁束密度と膜厚との積Ｂ
ｒ・δと飽和磁束密度Ｂｓとの組み合せ範囲で示した図
、第２図は残留磁束密度と膜厚との積Ｂｒ・δが約４８
０　　Ｇａｕｓｓ・μ区である磁性金属膜からなる薄膜
磁気記録媒体の飽和磁束密度Ｂｓとノイズレベルとの関
係を示す図、第３図はＣｒの組成化と飽和磁束密度Ｂｓ
との関係を示す図、第４図は薄膜磁気記録媒体の構造図
、第５図は薄膜（型）磁気記録媒体のノイズ理論を説明
するための模式図である。１・・・ベース（基体）、２・・・下地、３・・・磁性
金属膜、４・・・保護層、５・・・潤滑剤、Ｂｓ・・・
磁性金属膜の飽和磁束密度［Ｇａｕｓｓ］、口「・・・
磁性金属膜の残留磁束密度［Ｇａｕｓｓ］、δ・・・磁
性金属膜の膜厚［μ−２［Ａ］、Ｂｒ・δ・・・磁性金
属膜の残留磁束密度と膜厚との積［Ｇａｕｓｓ　・ｕ　
ｓ］。［ＧａｕＳＳ］ ■ 図−の浄書（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】（１）飽和磁束密度Ｂｓ［Ｇａｕｓｓ］、残留磁束密度
Ｂｒ［Ｇａｕｓｓ］、膜厚δ［μｍ］の磁性金属膜で形
成された薄膜磁気記録媒体において、前記残留磁束密度と前記膜厚との積Ｂｒ・δ［Ｇａｕｓ
ｓ・μｍ］を横軸とし、前記飽和磁束密度Ｂｓ［Ｇａｕ
ｓｓ］を縦軸とした座標群（Ｂｒ・δ、Ｂｓ）中で、座
標（２４０、９１００）、座標（３９０、７５００）、
座標（４８０、６０００）、座標（７２０、３２００）
の各点からなる近似線分と、前記座標（２４０、９１０
０）を通り前記縦軸に平行な線分と、前記座標（７２０
、３２００）を通り前記縦軸に平行な線分と、前記横軸
とで囲繞された範囲内であって、かつ、前記横軸上を除
外した座標（Ｂｒ・δ、Ｂｓ）上の組み合せからなる磁
性金属膜で形成したことを特徴とする薄膜磁気記録媒体
。（２）請求項第１項において、磁性金属膜をＣｏ（コバ
ルト）、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）からなる金
属材で形成したことを特徴とする薄膜磁気記録媒体。（３）残留磁束密度と薄膜との積Ｂｒ・δが略４８０［
Ｇａｕｓｓ・μｍ］で、かつ、飽和磁束密度Ｂｓが略１
５００〜６０００［Ｇａｕｓｓ］である磁性金属膜で形
成したことを特徴とする薄膜磁気記録媒体。（４）非磁性基体上に下地Ｃｒ（クロム）層を有し、こ
の下地Ｃｒ層上に磁性金属膜を形成した薄膜磁気記録媒
体であって、前記磁性金属膜がＣｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）、
Ｔａ（タンタル）からなる金属材で形成され、その組成
Ｃｏ＿ｘＣｒ＿ｙＴａ＿ｚが０．６６≦ｘ≦０．８００．１８≦ｙ≦０．２８０．０２≦ｚ≦０．０６（ただし、ｘ、ｙ、ｚは原子比で、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で
あり、かつ、前記磁性金属膜の膜厚が略９００〜４０００［Å
］であることを特徴とする薄膜磁気記録媒体。