JPH0357539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［利用分野］ 本発明は高密度記録できる垂直磁気記録方式に
適した磁気記録媒体の製造法に関し、更に詳しく
は非磁性の基板上に、磁性薄膜からなる低保磁力
層及び膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂
直磁化層からなる磁気記録層を順次形成した磁気
記録媒体の製造法に関する。 ［従来技術］ 上述の低保磁力層と垂直磁化層とからなる二層
膜の磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式において
単極型ヘツドによつて効率良く記録できる垂直磁
気記録媒体として特公昭58−91号公報、特公昭58
−10769号公報等により公知である。この公知の
二層膜構成の磁気記録媒体（以下“二層膜媒体”
という）は、具体的にはRF2極スパツタ法は作成
され、低保磁力層をNi（ニツケル）、Fe（鉄）を主
成分とするパーマロイで、垂直磁化層をCo（コバ
ルト）−Cr（クロム）合金膜で構成したものであ
り、高い記録感度と大なる再生出力を得られる優
れたものであるが、高周波領域での出力が低下
し、より一層の改善が望まれている。 ［発明の目的］ 本発明は上体の二層膜媒体の特性を改善するこ
とを目的とするもので、低保磁力層を構成する磁
性膜の特性に着目し、その特性と垂直磁化層の組
合せによつて、さらに改善された高い記録感度と
大なる再生出力を得ることのできる磁気記録媒体
の製造法を提供するものである。 ［発明の構成、作用効果］ 本発明は、非磁性の基板上に、面内磁気異方性
を有する磁性薄膜からなりその磁化困難軸が記
録・再生時の基板走行方向に配向された低保磁力
層及び膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁
気記録層を順次形成した磁気記録媒体の製造法に
おいて、対向ターゲツト式スパツタ法により前記
基板を前記記録・再生時の基板走行方向がターゲ
ツトの対向方向と直交する方向になるように移送
しつつ前記低保磁力層を形成することを特徴とす
る磁気記録媒体の製造法である。 上述の本発明は、以下のようにしてなされたも
のである。二層膜媒体の低保磁力層の保磁力は小
さい程記録感度等の面で有利と思われる、そこで
5oe（エルステツド）以下の小さな保磁力のパー
マロイの薄膜とした磁気記録媒体でデイスクを作
成し評価したところ、その再生出力のエンベロー
プが変化して、安定な再生という点からは、結局
その最低点に制約され、再生出力はあまり向上し
ない問題に遭遇し、種々検討の結果、その原因が
低保磁力層を構成するパーマロイ薄膜の面内磁気
異方性にあることを見出しなされたものである。 すなわち、パーマロイ薄膜を低保磁力層とした
上述の磁気記録媒体は、パーマロイ薄膜の磁化困
難軸の方向に走行させて記録・再生した時の方が
その磁化容易軸の方向の時に比べて、再生出力が
大きく、特に高密度記録の高周波領域で良好な特
性を示すことを見出しなされたもので、従つて、
上記構成により低保磁力層の磁気特性が再生出力
の大きな方向に統一されるので、再生出力は大き
く、そのエンベロープも安定する。その結果記録
密度が向上する。 なお、面内磁気異方性とは膜面に平行方向に測
定した磁気特性の異方性のことである。 上述の点から本発明の低保磁力層を構成する薄
膜は、上述のパーマロイ（Mo（モリブデン）、Cu
（銅）等の第３成分を含んで良い）は勿論、値の
保磁力の小さい、具体的には面内最大保磁力が
5oe（エルステツド）以下の軟磁性材が好ましく
用いられる。特に、磁化困難軸方向の保磁力が磁
化容易軸方向の保磁力以下の薄膜が効果的であ
る。また透磁率については大きいものが記録感
度・再生出力面から好ましく用いられる。 なお、低保磁力層の保磁力、膜厚は公知の範囲
で適宜選定することは当然である。 また、上述の垂直磁化層は、膜面に垂直な方向
に磁化容易軸を有し、特公昭58−91号公報等で公
知の磁気特性を有する磁性膜が適用できる。従つ
て、特公昭58−10764号公報等で公知のCo−Cr合
金膜、膜面に垂直配向したγ−Fe₂O₃塗膜等種々
の磁性膜が適用できるが、Co−Cr合金膜及びこ
れにＷ（タングステン）、Ta（タンタル）等の第３
成分を添加したものは安定した特性が得られる点
で好ましい。 更に、低保磁力層と垂直磁化層とは直接接する
必要はなく、接着層等をその間に介在させても良
く、基板の両側にあつても良い。 また、本発明において、対向ターゲツト式スパ
ツタ法とは、特開昭57−158380号公報等で公知の
もので、対向した一組のターゲツト間にプラズマ
（電子）捕捉のための磁界を形成して、ターゲツ
トの側方に配置された基板上に膜形成するスパツ
タ法を云う。 ところで、前述の垂直磁化層も同じ対向ターゲ
ツト式スパツタ法で作成すると、共に低温膜形成
が可能で耐熱性の低いポリエステルフイルム等が
基板として利用できる上、両層を１つの真空槽内
で連続して作成できる。なお、垂直磁化層を形成
する場合の基板の移送方向は任意である。 特にターゲツトの対向方向に直交する方向に基
板を移送しつつ低保磁力層を形成するものでは、
基板の長手方向に低保磁力層の磁化困難軸が配向
した磁気テープに適した長尺の磁気記録媒体が得
られ、量産化面で特に有利である。 なお、本発明で配向とは磁化困難軸が実質的に
目的方向に配向していれば良く、後述のパーマロ
イの例では約30度まで位の偏向は許容される。 以下、上述の本発明の詳細を実施例に基いて説
明する。 第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
式スパツタ装置の構成図である。 図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭57
−158380号公報で公知の対向ターゲツト式スパツ
タ装置と基本的に同じ構成となつている。 すなわち、図において１０は真空槽、２０は真
空槽１０を排気する真空ポンプ等からなる排気
系、３０は真空槽１０内に所定のガスを導入して
真空槽１０内の圧力を10^-1〜10^-4Torr程度の所
定のガス圧力に設定するガス導入系である。 そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽
１０の側板１１，１２に絶縁部材１３，１４を介
して固着されたターゲツトホルダー１５，１６に
より１体のターゲツトT₁，T₂が、そのスパツタ
される面T_1S，T_2Sを空間を隔てて平行に対面す
るように配設してある。そして、ターゲツトT₁，
T₂とそれに対応するターゲツトホルダー１５，
１６は、冷却パイプ１５１，１６１を介して冷却
水によりターゲツトT₁，T₂、永久磁石１５２，
１６２が冷却される。磁石１５２，１６２はター
ゲツトT₁，T₂を介してＮ極、Ｓ極が対抗するよ
うに設けてあり、従つて磁界はターゲツトT₁，
T₂に垂直な方向に、かつターゲツト間のみに形
成される。なお、１７，１８は絶縁部材１３，１
４及びターゲツトホルダー１５，１６をスパツタ
リング時のプラズマ粒子から保護するためとター
ゲツト表面以外の部分の異常放電を防止するため
のシールドである。 また、磁性薄膜が形成される基板４０を保持す
る基板保持手段４１は、真空槽１０内のターゲツ
トT₁，T₂の側方に設けてある。基板保持手段４
１は、図示省略した支持ブラケツトにより夫々回
転自在かつ互いに軸平行に支持され繰り出しロー
ル４１ａ、支持ロール４１ｂ、巻取ロール４１ｃ
の３個のロールからなり、基板４０をターゲツト
T₁，T₂間の空間に対面するようにスパツタ面
T_1S，T_2Sに対して略直角方向に保持するように
配置してある。従つて基板４０は巻取りロール４
１ｃによりスパツタ面T_1S，T_2Sに対して直角方
向に移動可能である。なお、支持ロール４１ｂは
その表面温度が調節可能となつている。 一方、スパツタ電力を供給する直流電源からな
る電力供給手段５０はプラス側をアースに、マイ
ナス側をターゲツトT₁，T₂に夫々接続する。従
つて電力供給手段５０からのスパツタ電力は、ア
ースをアノードとし、ターゲツトT₁，T₂をカソ
ードとして、アノード、カソード間に供給され
る。 なお、プレスパツタ時基板４０を保護するた
め、基板４０とターゲツトT₁，T₂との間に出入
するシヤツター（図示省略））が設けてある。 以上の通り、前述の特開昭57−158380号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高
速低温スパツタが可能となる。すなわち、ターゲ
ツトT₁，T₂間の空間に、磁界の作用によりスパ
ツタガスイオン、スパツタにより放出されたγ電
子等が束縛され高密度プラズマが形成される。従
つて、ターゲツトT₁，T₂のスパツタが促進され
て前記空間より析出量が増大し、基板４０上への
堆積速度が増し高速スパツタが出来る上、基板４
０がターゲツトT₁，T₂の側方にあるので低温ス
パツタも出来る。 なお、本発明の対向ターゲツト式スパツタ法
は、前述の装置のものに限定されるものでなく、
前述の通り一対の対面させたターゲツトの側方に
基板を配し、ターゲツト間に垂直方向の磁界を印
加してスパツタし、基板上に膜を形成するスパツ
タ法を云う。従つて、磁界発生手段も永久磁石で
なく、電磁石を用いても良い。また、磁界もター
ゲツト間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであ
れば良く、従つてターゲツト全面でなく、ターゲ
ツト周囲にのみ発生させた場合も含む。 次に上述の対向ターゲツト式スパツタ装置によ
り実施した本発明の垂直磁気記録媒体の実施例を
説明する。 なお、得られた合金膜の結晶構造は理学電機性
計数Ｘ線回析装置を用いて同定し、垂直配向性は
六方細密構造かつ（002）面ピークのロツキング
カーブを前記Ｘ線回析装置で求め、その半値幅△
θ₅₀で評価した。 膜厚及び組成については、理学電機製螢光Ｘ線
装置を用いて予め較正した曲線から求めた。 媒体の磁気特性は振動試料型磁力計（東英工業
K.K.）で測定して求めた。 二層膜媒体の記録・再生特性は前述の特公昭58
−91号公報等で公知のものと同様な垂直型磁気ヘ
ツドを用いて評価した。 比較例 下記条件により基板上にパーマロイならなる低
保磁力層を作成したのちCo−Crからなる垂直磁
化層を第１図のスパツタ装置を用いて順次形成し
て二層膜媒体を作成した。 Ａ 装置条件 Ａ−１ 低保磁力層 ａ ターゲツトT₁，T₂材：共にMo−4wt％，
Ni−78wt％，Fe−18wt％のパーマロイ ｂ 基板40：50μm厚のポリエチレンテレフタ
レート（PET）フイルム ｃ ターゲツトT₁，T₂間隔：120mm ｄ ターゲツト表面の磁界：100〜200ガウス ｅ ターゲツトT₁，T₂形状：100mmＬ×150mm
ｗ×12mmｔの矩形 ｆ 基板40をターゲツトT₁，T₂端部の距離：
20mm Ａ−２ Co−Cr垂直磁化層 ａ ターゲツトT₁，T₂材：共にCo−80wt％，
Cr−20wt％の合金 ｃ ターゲツトT₁，T₂間隔：160mm ｄ ターゲツト表面の磁界：100〜200ガウス ｅ ターゲツトT₁，T₂形状：100mmＬ×150mm
ｗ×12mmｔの矩形 ｆ 基板40をターゲツトT₁，T₂端部の距離：
20mm Ｂ 操作手順 Ａ−１，Ａ−２の条件のもとで順次次の如く
行なつた。 ａ 基板を設置後、真空槽１０内を到達真空度
が１×10^-6Torr以下まで排気する。 ｂ Ar（アルゴン）ガスを所定の圧力まで導入
し、３〜５分間のプレスパツタを行ない、シ
ヤツターを開き、基板４０を図示の通りター
ゲツトT₁，T₂の対向方向に移送しつつ膜形
成を行なつた。なお、スパツタ時のArガス
圧は４×10^-3Torrとした。 ｃ スパツタ時投入電力はＡ−１，Ａ−２とも
に3KWで行なつた。 Ｃ 実施結果 第２図に低保磁力層の特徴的な磁化特性を示
す。基板の走行（MD）方向に測定した面内磁
化特性とこのMD方向の直角（TD）方向に測
定した面内磁化特性とには磁気異方性があり、
MD方向が磁化容易軸、TD方向が磁化困難軸
であつた。また表−１にその代表特性を示す。 なお、低保磁力層が面内磁気異方性を示すの
は保磁力Hcの値が約10oe以下の場合で透磁率
が高くなる軟磁性の領域であつた。 なお、第２図でＨは印加磁界の強さを示し、
Ｂは低保磁力層の磁化を示す。

【表】 表−１の特性を有する低保磁力層上にＡ−２
の条件で形成されたCo−Cr層の特性を表−２
に示す。

【表】 表−２において、保磁力の垂直とは媒体膜面
と垂直方向の保磁力を、水平とは媒体膜面と平
行方向の保磁力を示す。なお、保磁力の測定に
は二層膜媒体の低保磁力層を分離して行つた。
半値幅△θ₅₀は、二層膜媒体のまま測定した。 Ｄ 電磁変換特性 表−１，２の特性を有する２層膜媒体につい
て、第３図に示すように、MD方向、TD方向
に長方形のサンプルを切り出して、それぞれの
電磁変換特性を評価した。 測定結果を第４図及び表−３に示す。第４図
において、横軸は記録密度Ｄとして、１インチ
当りの磁束反転数（FRPI）を、縦軸は再生出
力電圧Epを示す。

【表】 なお、電磁変換特性は、記録時にはテープ走
行を4.75cm／秒、再生時には9.5cm／秒で行な
つた。 表−３及び第４図から、TD方向従つて低保
磁力層の磁化困難軸方向に記録・再生すること
により、MD方向すなわち低保磁力層の磁化容
易軸方向の場合に対して、再生出力が1.3〜1.5
倍大きく改善していることがわかる。 また、第５図は第３図に示す切り出し方向θ
を変えたサンプルの50KFRPI及び100KFRPI
の再生出力を示したもので、同図よりMD方向
に対して約60度以上の角度であればTD方向と
同等の再生出力が得られることがわかる。 なお、前記再生出力の大巾な改善が低保磁力
層の面内磁気異方性に基づくものであること
は、以下の結果からも明らかである。 第３図の媒体の中央部を直径５cmの円板状に
切り出し、円周方向の記録・再生特性を評価し
た。再生信号のエンベロープ（包絡線）を調べ
たところ、MD，TD方向をそれぞれ谷、山と
する再生出力の変化が二層膜媒体には観測され
た。一方、同じPETフイルムの基板にＡ−２
の条件で直接Co−Crの垂直磁化層を形成し、
媒体の中央部を直径５cmの円板状に切り出し、
円周方向の記録・再生特性を評価した。再生信
号のエンベロツプは円周方向に一様であり均一
であつた。従つて、垂直磁化層は面内磁気異方
性を有せず、前述の再生出力の大巾な向上は、
低保磁力層の面内磁気異方性に基づくものであ
ることがわかる。 実施例 第１図に示した対向ターゲツト式スパツタ装置
のうち、基板４０の搬送系のみを変更し、第６図
に示すように基板４０の移送方向がターゲツトの
対向方向と直交するようにした。そして、第６図
の装置を用いて実施例１と同条件で同様な磁気記
録媒体を作用した。 低保磁力層は面内磁気異方性を示し、その磁化
困難軸はMD方向、磁化容易軸はTD方向であつ
た。 第６図に示すように、低保磁力層を形成する際
に、基板４０の走行方向と、永久磁石１５２，１
６２のような磁界発生手段から形成される磁束の
方向すなわちターゲツトの対向方向とが直交する
場合には、基板４０の走行方向に低保磁力層の磁
化困難軸が形成される。 以上の説明から明らかな通り、本発明の磁気記
録媒体によれば、低保磁力層の磁化困難軸が記
録・再生時の走行方向に配向されているので、従
来のものに比べて大巾に記録再生感度が向上し、
より一層の高密度記録が可能となるという大きな
効果が得られる。特に低保磁力層としてNi，Fe
合金（その他Mo，Cuなどを第３元素として添加
しても良い）を用いる場合、面内磁気異方性を発
現するには保磁力Hcが5oe以下が望ましい。この
場合、保磁力Hcが小さい場合には透磁率が大き
くなり、垂直磁気記録において表−１，表−３に
示すように透磁率に依存して記録再生感度が増大
していると考えられる。そして、磁化困難軸方向
に記録再生を行う場合には、磁化容易軸方向に較
べて、低密度から50KFRPIを越す高密度領域で
も1.5倍の再生出力の向上が可能なる驚くべき効
果が得られた。 又、上記低保磁力層を対向ターゲツト式スパツ
タ法により基板をその記録・再生時の走行方向が
ターゲツトの対向方向に直交する方向になるよう
に移送しつつ形成することにより、低保磁力層の
磁化困難軸が記録・再生時の移送方向に配向され
た磁気記録媒体が得られ、磁気テープ等に適した
長尺の磁気記録媒体等の量産化が可能である。 このように本発明は磁気記録の高密度化、特に
垂直磁気記録方式の性能向上に大きな寄与をなす
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例に関係する対向ターゲツト式ス
パツタ装置の説明図、第２図は磁気特性の説明
図、第３図は試料の説明図、第４図は比較例の電
磁変換特性の測定結果を示すグラフ、第５図はサ
ンプル切り出し方向と、再生出力の関係を示すグ
ラフ、第６図は本発明の実施例に用いた対向ター
ゲツト式スパツタ装置の説明図である。 T₁，T₂：ターゲツト、１０：真空槽、２０：
排気系、３０：ガス導入系、４０：基板、５０：
スパツタ電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性の基板上に、面内磁気異方性を有する
   磁性薄膜からなりその磁化困難軸が記録・再生時
   の基板走行方向に配向された低保磁力層及び膜面
   に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁気記録層を
   順次形成した磁気記録媒体の製造法において、対
   向ターゲツト式スパツタ法により前記基板を前記
   記録・再生時の基板走行方向がターゲツトの対向
   方向と直交する方向になるように移送しつつ前記
   低保磁力層を形成することを特徴とする磁気記録
   媒体の製造法。 ２ 前記磁気記録層を対向ターゲツト式スパツタ
   法により形成する特許請求の範囲第１項記載の磁
   気記録媒体の製造法。