JPH04228105A - 高保磁力の薄膜記録媒体とその製造方法 - Google Patents
高保磁力の薄膜記録媒体とその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は高保磁力の薄膜磁気
記録媒体と、その製造方法に関するものであり、例えば
下記文献に関連技術が開示されている。 ハワード、Ｊ．Ｋ 、日本真空科学技術学会、Ａ４（１
）：１（１９８６） ヒューズ、Ｇ．Ｆ 、日本応用物理学会、５４：５３０
６（１９８３） キタカ、Ｍ．他、日本応用物理学会、
５４（１２）：７０８９（１９８３） ミウラ、Ｓ．他
、１ＥＥＥ磁気部門会報、２４（６）：２７１８（１９
８８）サンダース、Ｉ．Ｌ．他 １ＥＥＥ 磁気部門会
報、２５（５）：３８６９（１９８９） シロイシ、Ｙ．他、１ＥＥＥ磁気部門会報、２４：２７
３０（１９８８） 【０００２】 【従来の技術】 薄膜ハード・ディスク磁気媒体はコ
ンピュータの読み取り／ 書き込み記憶装置で広範に利
用されている。薄膜媒体産業では記録密度を一層高くす
る努力に拍車をかけている。高度な記録密度にとって重
要な磁気特性には次が含まれる。 【０００３】 （１ ）残留磁束を０ まで減少する
ために必要な磁界、すなわち記録された情報ビットを消
去するのに必要な磁界として定義される保磁力。媒体の
保磁力が高いと隣接する記録ビットを相互に取り消さな
くても互いにより密接して配することができる。従って
保磁力が高いことは情報記録密度が高いことに繋がる。 【０００４】 （２ ）媒体に記憶された絶縁パルス
から再生することができる信号の出力を決定する残留磁
気。 残留磁気が多いほど再生動作で検出できる信号出力が大
きくなる。 【０００５】 （３ ）ループ角形比、すなわち飽和
磁界に対する保磁力の比率。飽和磁界が小さくなるほど
（保磁力に接近）、媒体の切り換え又は媒体への「書き
込み」に必要な磁界強度が少なくなると考えられる。実
際的にはこのことは新たな信号が古い信号の上に書き込
まれた場合、古い信号の新しい信号に対する残留比が比
較的小さいことを意味する。この比率はオーバーライト
比と呼ばれ、オーバーライト比が小さいことは書き込み
性能が良好であることを意味する。 【０００６】 （４ ）ビット・シフト、もしくはピ
ーク・シフト。これは電圧ピーク間の拡大及び再生電圧
波形に生ずるピーク出力の縮小を意味する現象であり、
波高拡大時間は一般に約２５ナノ秒未満である。ビット
・シフトは隣接するピーク値を再生可能な分解能を制限
し、ひいては記録密度の上限を規定するので、低いビッ
ト・シフトを達成することが望ましい。 【０００７】 （５ ）記録周波数の関数としての信
号出力、すなわち信号パルスの波高値出力。媒体の記録
密度は記録周波数が上昇した場合の信号出力の低下と関
連する。 【０００８】 （６ ）低周波数トラック出力で割っ
た高周波数トラック平均出力の比率として定義される信
号分解能。７０％ の分解能が達成される記録周波数は
ディスクへの情報記録密度の一つの尺度を示す。 【０００９】 薄膜媒体、あるいはディスクは通常は
アルミ基板表面にＮｉ−Ｐ メッキを行い、テクスチャ
ー加工を行った基板上に薄い磁性体膜をスパッタするこ
とによって製造される。ディスクは、一般に基板表面に
クロム下地層のような下地層をスパッタし、次に下地層
上にコバルトを主にした磁性体薄膜をスパッタすること
によって製造される。薄膜層上にスパッタにより防護、
潤滑用の炭素被覆を施してもよい。 【００１０】 前述の形式の薄膜媒体用には多様な磁
性体膜用合金が報告されている（例えば木高、三浦、サ
ンダース、白石）。米国特許明細書第４，８８８，５１
４ 号はクロム下地層上にコバルト− ニッケル層をス
パッタした薄膜ディスクを開示しており、保磁力６５０
Ｏｅ（エルステッド）、飽和磁化１０，０００ガウス
以上、ループ角形比０．９ 以上が報告されている。ク
ロム下地層にコバルト− ニッケル又はコバルト− ク
ロム合金の磁性体層をスパッタした磁気薄膜媒体が米国
特許明細書第４，８３３，０４４ 号、４，８１６，１
１２７号及び４，７３５，８４０号にも開示されている
。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】 本発明の基本的課
題は保磁力、残留磁気及びループ角形比が高い薄膜媒体
を提供することである。本発明の別の課題はこのような
媒体を製造するスパッタ方法を提示することである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 本発明による磁気記
録媒体は基板と、基板上にスパッタされた結晶状下地部
と、クロム下地層にスパッタされた原子量比７０−８０
％のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原
子量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ の
タンタルとを含有する合金から成る磁性体層を備えてい
る。 【００１３】本発明における好ましい例では、スパッタ
された結晶状下地層の厚さは約３００−３，０００ Å
であり、好ましくは約３００−１，０００Åである。こ
の実施例の磁性体層の厚さは約２００−１，０００ Å
であり、好ましくは約２００−８００ Åである。この
媒体の特徴は （ａ ）保磁力が約１，８００ エルステッド以上であ
り、（ｂ ）３１キロフラックス変化／ インチでの信
号分解能が約８５％ 以上であり、 （ｃ ）５．１１ＭＨｚ の記録周波数で測定した信号
の出力が約３４０ マイクロボルト以上であり、 （ｄ ）ビット・シフトが約１８ナノ秒未満、好ましく
は、約１６ナノ秒以下であり、 （ｅ ）ループ角形比が約０．８５以上であることであ
る。 【００１４】また本発明は、（ａ ）保磁力が約１，８
００ エルステッド以上であり、（ｂ ）３１ｋｆｃｉ
での信号分解能が約８５％ 以上であり、（ｃ ）５．
１１ＭＨｚ の記録周波数で測定した信号の出力が約
３４０ マイクロボルト以上であり、（ｄ ）ビット・
シフトが約１８ナノ秒未満であり、（ｅ ）ループ角形
比が約０．８５以上であることを特徴とする磁気記録デ
ィスクの製造方法を含んでいる。このディスクは最終下
地層の厚さが約３００−３，０００ Åになるまで基板
上にクロム下地層をスパッタし、下地層上に厚さが約２
００−１，０００ Åになるまで原子量比７０−８０％
のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原子
量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ のタ
ンタルとを含有する合金から成る磁性体層をスパッタす
ることによって製造することができる。 【００１５】本発明の前述の、及びその他の課題と特徴
を添付図面を参照した本発明の以下の詳細な説明によっ
て一層明らかにする。 【００１６】 【実施例】 Ｉ． 薄膜媒体 図 １は本発明に従って製造された薄膜記録媒体３０の
断片の横断面図である。ディスクは基本的に堅い基板３
２と、基板上に連続的に形成された薄膜層、即ち、結晶
状下地層３４と、磁性体薄膜層３６と防護用炭素被覆３
８とから成っている。 【００１７】基板はテクスチャーが加工された基板、例
えば一般にディジタル記録媒体で使用されている形式の
従来型の表面被覆加工済アルミニウム基板、又は共同出
願人により１９９０年２ 月２０日出願の米国特許出願
第４７５，７１５ 号「被制御低摩擦表面を有するガラ
ス基板」に開示されているようなテクスチャー済ガラス
又はセラミックのような基板でもよい。 【００１８】結晶状下地層は厚さが約３００−３，００
０ Åのスパッタされたクロム下地層であることが好ま
しい。クロム下地層の厚さにより左右される薄膜媒体の
磁気記録特性については以下のＩＩ及びＩＩＩ 節で記
述する。周知のように、高度の保磁力、残留磁気及びル
ープ角形比の値は下地層の厚さを約３００−１，０００
Åにした場合に達成される。またＣｒＶ 、ＣｒＧｄ
及びＣｒＳｉのようなクロム含有合金、タングステン下
地層も同様に適している。 【００１９】本発明の重要な特徴に基づいて、磁性体薄
膜層は下地層上に原子量比７０−８０％のコバルトと、
原子量比１０−２０％のクロムと、原子量比３−２０％
の白金と、原子量比２−１０％ のタンタルとを含有
するターゲット合金をスパッタすることによって製造さ
れる。以下のＩＩ及びＩＩＩ 節で明らかになるように
、この合金はコバルト− クロム− タンタル合金のよ
うな広範に利用されている公知の合金よりも高い保磁力
を有している。同時に、コバルト／ クロム／ 白金／
タンタルの４元系合金の残留磁力、ループ角形比及び
ビット・シフト特性は公知の薄膜合金以上に良好である
。 【００２０】磁性体層の厚さは約２００−１，０００
Åであることが好ましく、約２００−８００ Åである
ことが一層好ましい。磁性体層の厚さに左右される薄膜
媒体の磁気記録特性については後述する。薄膜媒体の炭
素被覆は、炭素が主としてｓｐ２ 、ダイアモンドライ
ク構造である条件下で磁性体層に炭素をスパッタするこ
とによって形成された炭素層であることが望ましい。炭
素被覆の厚さは、約２５０−５００ Åであることが望
ましい。 【００２１】ＩＩ． 媒体の製造方法 図 ２はＩ節で述べた薄膜記録媒体を製造するための本
発明の方法で使用されるスパッタ装置４０の一部の概略
図である。この装置はスパッタもしくは加熱工程が行わ
れる少なくとも４ つのステーションを有する真空室４
２を備えている。真空室の上流端部の加熱ステーション
（図示せず）は、ステーションを経て真空室のディスク
保持器４６に搬送される基板４４のような基板の両側を
加熱するように配列された複数個の赤外線光源を有して
いる。 【００２２】加熱ステーションのすぐ下流には、後述す
る方法で結晶状下地層が形成される第 １スパッタ・ス
テーション４８がある。このステーションには基板の反
対側にクロムをスパッタするのに有用なターゲット５０
のような一対のターゲットが備えてある。ステーション
４８内のターゲットは純粋なクロムのターゲット、又は
主としてクロムを含有するクロム合金であることが好ま
しい。 【００２３】真空室４８の下流の第 ２スパッタ・ステ
ーション５２は下地層上に磁性体膜をスパッタするよう
に設計されている。このステーションは基板上に下地層
を形成した後、基板上に磁性体膜合金をスパッタするた
めのターゲット５４のようなターゲットを備えている。 このステーション内のターゲットは原子量比７０−８０
％のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原
子量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ の
タンタルとを含有する合金から形成されている。合金は
スパッタターゲットとして使用するために従来の冶金方
法によって形成され、成形されている。 【００２４】装置には更に磁性体ディスクの両側に炭素
被覆がスパッタされる最終の下流ステーション（図示せ
ず）が備えられている。基本スパッタ装置は好ましくは
バリアン社（カリフォルニア州サンタ・クララ）、サー
キット・プロセッシング・アパレイタス社（カリフォル
ニア州フレモント）、ＵＬＶＡＣ 社（日本）、レイバ
ルト・ヘラウス（ドイツ）、ＶＡＣＴＥＣ（ボルダー社
）又はマテリアル・リサーチ・コーポレーション（ニュ
ーヨーク州アルバニィ）から購入できるような市販のシ
ステムである。これらのシステムはロード及びアンロー
ド用に２ つの連動システムを備えた両面、インライン
、高処理能力の装置である。 【００２５】動作時にはスパッタ室は約１０−７トール
の負圧まで排気され、アルゴンガスが室内に導入されて
５ 〜２０ミリトールの最終圧にされる。５ 〜１３．
５ミリトールの範囲のスパッタ圧が保磁力に及ぼす作用
は以下の表１ に示してある。表１ の媒体Ｎｏ１ は
８００ Åの下地層上に、原子量比７５％ のコバルト
と、原子量比１２％ のクロムと、原子量比１０％ の
白金と、原子量比３％のタンタルとから成る厚さ２００
Åの磁性体層（Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金）を設
けた本発明の薄膜媒体である。表１ の媒体Ｎｏ２ は
原子量比８４．５％ のコバルトと、原子量比１２．５
％ のクロムと、原子量比３％のタンタルとを含有する
合金の標準型の磁性体膜合金（Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ 合
金）から成る厚さ２００ Åの磁性体層を設けた薄膜媒
体である。表に示すように、媒体Ｎｏ１ の保磁力は検
査されたアルゴン圧範囲ではスパッタ圧に比較的左右さ
れない。後述する本発明の大幅に高い保磁力をここにみ
ることができる。 【００２６】 【表 １】 【００２７】基板は２ つのスパッタ室に進む前に選定
された温度まで加熱ステーションで加熱される。装置内
の加熱条件は基板温度が約２００ ℃前後に、好ましく
は約２７０ ℃になるように調整することが好ましい。 下記の表 ２は２００ ℃と２７０ ℃の基板スパッタ
温度で形成された薄膜媒体で測定された保磁力を示して
いる。媒体１ 及び２ はそれぞれ前述の磁性体膜合金
である。表に示すように、検査された各ディスクでは２
７０ ℃での方が高い保磁力が達成された。各々の温度
及び磁性体膜の厚さにおいて、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体層は対応するＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体層よりも
約３５−７０％高い保磁力を示した。 【００２８】 【表２】 【００２９】 薄膜媒体において保磁力に対して
微結晶構造が及ぼす作用の研究によれば、保磁力は粒子
サイズの増大及び境界分離の高まりと共に増大すること
が明らかになっている（木高、ヒューズ）。これらの発
見と前掲の結果とを総合すると、基板温度を一層高くす
ると、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 膜の粒子サイズと境界
分離が大幅に増大することを示唆している。前述の研究
で使用されたＮｉ／Ｐめっきの基板には約２９０−３０
０ ℃の温度上限があるが、シリコン基板のような別の
基板はスパッタ中に大幅に高い温度まで加熱することが
でき、従ってディスクにより高い保磁力が必要な場合に
使用することができる。 【００３０】加熱された基板は第 １スパッタ室に移送
され、クロム下地層はテクスチャー処理済のディスク表
面上に（１１０）あるいは（２００）結晶面が基板表面
と平行にスパッタされる。即ち、基板表面に対するＣｒ
層の結晶異方性は大きい。このＣｒ層の異方性は磁性層
のＣ軸が基板表面と平行に結晶配位を確立する上で重要
であり、ひいては、このことは基板表面に平行の保磁力
を高める上で重要である。 【００３１】前述のように、下地層は約３００−３，０
００ Åの厚さに蒸着される。図３ 〜９ は代表的な
下地層の厚さ３００ Å、８００ Å、及び２，１００
Å、磁性体層の厚さ６００ Åの時のクロム下地層の
厚さと磁気ディスク特性との相関を示すプロットである
。プロットの幾つかには下地層の厚さが１，７００ Å
のデータ・ポイントも含まれる。▲記号は前述の合金Ｎ
ｏ． １ （Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ ）の磁性体膜で
形成されたディスクを示し、四角形記号は合金Ｎｏ．
２ （Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ ）の磁性体膜で形成された
ディスクを示している。 【００３２】
サンプルのバルク状での磁気
特性はＶＳＭ法により求めた。磁気記録検査はギャップ
長が１４μインチ、ギャップ幅が４７２ μインチ、ヘ
ッド浮上高さが４．５ μインチの薄膜誘導性再生・記
録ヘッドを用いて、Ｇｕｚｉｋ モデル ＲＷＡ２２１
を使用して実施された。ヘッドのインダクタンスは１
．１ μヘンリーであり、抵抗は３０オームであった。 記録電流は、２５−３０ ｍアンペアで飽和した。 【００３３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は
磁性体層の厚さが２００ Å（図３（ａ））及び６００
Å（図３（ｂ））の双方の場合で、下地層の厚さが２
，１００ Åまで増大すると共に保磁力が増大すること
を示している。 【００３４】図５（ａ）に示したループ角形比は図４
に示すようなＭ−Ｈ ヒステリシス・ループのＭ ｃ／
Ｍ ｓ 比から決定されたものである。図５（ｂ）に示
した保磁力角形比もＭ−Ｈ ヒステリシス・ループから
決定されたものである。本発明のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 磁性体膜を有する薄膜によって下地層の厚さが８０
０ Åにおいて最大のループ角形比及び保磁力角形比が
達成された。あらゆる厚さの下地層においてＣｏ／Ｃｒ
／Ｔａ膜の媒体よりもＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 膜の方
がループ角形特性と保磁力角形比の双方が高いことに留
意されたい。 【００３５】図６ は下地層の厚さを増し、それぞれ高
い記録周波数が５．１１ＭＨｚ 、低い周波数が１．２
８ＭＨｚ で測定されたＩＤ信号の解像度のプロットで
ある。厚さ８００ Åにおける解像度はＣｏ／Ｃｒ／Ｔ
ａ磁性体膜を備えた薄膜媒体の場合が約８０％ である
のに対して、本発明のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 磁性体
膜を備えた薄膜の場合は▲約８９％ であった。 【００３６】 図 ７は下地層の厚さを増した場合の
薄膜媒体のオーバーライト特性の変化を示している。オ
ーバーライト値はオーバーライト後の残留信号値と元の
信号との比率から判定されたものである。Ｃｏ／Ｃｒ／
Ｐｔ／Ｔａ ディスクはＣｏ／Ｃｒ／Ｔａディスクより
もオーバーライト比が高い（低い−ｄＢ 値）。これは
Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ ディスクの高い保磁力を反映
したものであり、ひいては前述の厚さに左右される度合
が強くなっている。 【００３７】 図 ８に示したビット・シフト値は下
地層の厚さが８００ Åで最高のビット・シフト特性が
得られることを示している。Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体薄膜ではＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体薄膜によるより
も大幅に低いビット・シフト比が達成された。 【００３８】 図９ に示した信号振幅測定は３１キ
ロフラックス変化インチ（ｋｆｃｉ）を有する５．１１
ＭＨｚ の記録周波数で行われた。下地層の厚さが８０
０ Å、磁性体層の厚さが６００ Åで、３６０ マイ
クロボルト以上の最高の信号出力が達成された。図示の
ように、本発明の磁性体膜合金で得られる信号出力は従
来のＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ合金磁性体膜の場合よりも大幅に
大きい。 【００３９】表３ に残留磁気と下地層との相関を示す
。 周方向及び径方向で測定された残留磁気は下地層の厚さ
を増大した場合の６００ ÅのＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体膜（４ 列目）、又は６００ ÅのＣｏ／Ｃｒ
／Ｔａ磁性体膜（７ 列目）を有する磁気媒体の配向比
（Ｍｒ−ｃｉｒ ／Ｍｒ−ｒａｄ ）を計算するため
に用いられた。表３ に示すように、下地層の厚さが３
００ 及び８００ Åで最高の配向比が達成された。最
適な配向比は２ つの磁性体膜の種類で比較することが
できる。 【００４０】 【表３】 【００４１】前述のことから、本発明の薄膜媒体で所望
の磁気特性を達成するには下地層の厚さを選定できるこ
とが理解されよう。特に、下地層の厚さが２，１００
Åで最高の保磁力と分解能が達成され、一方、オーバー
ライト及びビット・シフト特性は厚さ８００ Å前後で
向上し、又は最適である。基本的に、下地層の厚さ約６
００−１，０００ Åの間で最適な全般的ディスク特性
が達成される。 【００４２】下地層の厚さはスパッタ圧、ターゲット電
力、電圧、スパッタ時間等の従来のスパッタ蒸着パラメ
タによって制御することができる。所望の下地層の厚さ
を達成するためにこれらのパラメタは従来のように調整
される。 【００４３】下地層の形成後、基板はディスク保持器上
で第 ２スパッタ室へと下流に移送され、そこで磁性体
層が下地層上にスパッタされる。磁性体薄膜は米国特許
明細書第４，８１６，１２７ 号に記載されているよう
に公知の条件下で下地層上にスパッタされる。圧力及び
基板の温度条件は前述の場合と同様である。 【００４４】磁性体層の厚さは約２００−１，０００
Åであることが好ましく、２００−８００ Åであるこ
とが一層好ましい。 図１０〜１６は下地層の厚さが代表的に８００ Åであ
る場合の、磁性体層の厚さを１２０ Å、２００ Å、
６００ Å及び８００ Åとした場合の関数として示し
た幾つかの磁気ディスク特性のプロットである。図中の
記号は前述の図３ 〜９ の記号と同様である。 【００４５】図 １０ は磁性体層の厚さが２００ Å
である場合の最大保磁力値を示している。図示されてい
るとおり、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 磁性体膜媒体の保
磁力は磁性体膜の全ての厚さにおいてＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ
磁性体膜媒体の保磁力よりも約４００−６００Ｏｅ だ
け高い。 【００４６】Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 媒体の残留磁気
・膜厚（Ｍｒ・ｔ ）は、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ媒体の残留
磁気・膜厚とほぼ同一であり、図１１に示すように磁性
体膜の厚さに同じように左右される。 【００４７】図１２（ａ） に作図されたループ角形比
及び図１２（ｂ） に作図された保磁力角形比はＣｏ／
Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金ディスク（▲） の最大ルー
プ角形比が膜の厚さ６００ Åで達成されることを示し
ており、一方、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ薄膜媒体は膜の厚さ８
００ Åで最大ループ角形比を達成することを示してい
る。保磁力角形比の場合は厚さが及ぼす作用は逆である
。（図１２（ｂ） ） 【００４８】前述のように測定された分解能及びオーバ
ーライト特性は図１３及び図１４に示すように膜の厚さ
が２００ Åの場合に最高であった。 【００４９】図１５のビット・シフト値は磁性体層の厚
さが６００ Åで最良のビット・シフト特性を示してお
り、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体膜でのビット・シフトの場
合よりも大幅に向上した。高周波出力は磁性体膜の厚さ
が増すと共に増大し（図１６）、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 磁性体膜の特性がやや優れている。 【００５０】前述の薄膜の厚さ特性は、本発明の薄膜媒
体の所望の磁気特性を達成するため、磁性体膜の厚さを
如何に選定するべきかを示している。最高の保磁力、保
磁力角形比、分解能及びオーバーライト特性は２００
Å前後で達成される。一方、最高の残留磁気、ループ角
形比及びビット・シフト特性はより厚い磁性体膜、例え
ば６００ 又は８００ Åで達成される。本発明の媒体
は好適に所望の磁気記録特性に応じて薄膜の厚さ２００
−８００ Åで形成される。磁性体膜の厚さは従来と同
様にスパッタ蒸着パラメタによって制御される。薄膜媒
体の保磁力は周知のように粒子サイズ、薄膜面でのＣ
軸の良好な配向及びｈｃｐ 及びｆｃｃ 結晶構造の相
対混合比に左右される。 【００５１】 従って、本発明の一つの重要な側面に
基づいて、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ の四元系の一合金
によって微小結晶特性の保磁力が高く（例えば１，８０
００ｅ 以上）、同時にループ角形比が高く、ビット・
シフトが低いスパッタ結晶構造が製造されることが発見
された。 【００５２】 本発明に従って原子量比が７ 及び５
％のｐｔを含有するＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金磁性
体膜で形成された薄膜で同様のディスク特性が得られた
。図１７は基板と８００ Åのクロム下地層上へのスパ
ッタにより形成されたディスクの磁性体膜の厚さの関数
としての保磁力のプロットを示している。すなわち、７
５％ のＣｏ、１２％ のＣｒ、３％のＴａ、及び１０
％ のＰｔを含有する合金１ （白三角形記号で示す）
又は７９．８％ のＣｏ、１２．２％ のＣｒ、３％の
Ｔａ、及び５％のＰｔを含有する合金である（▲記号で
示す）。後者の薄膜は両面のターゲット領域からのスパ
ッタによって形成され、片側のターゲットは８４．５％
のＣｏ、１２．５％ のＣｒ、３％のＴａ及び０％の
Ｐｔを含有しており、別の側のターゲットは７５％ の
Ｃｏ、１２％ のＣｒ、３％のＴａ及び１０％ のＰｔ
を含有している。ターゲットの各側から同量の材料がス
パッタされ、それがＸ線蛍光で確認された。 【００５３】 図１７に示すように、５％のＰｔを含
有する媒体の保磁力は１０％ のＰｔを含有するディス
クの保磁力の約１０％ 以内の値である。７ ％のＰｔ
を含むＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ／Ｐｔ を持つディスクの保磁
力は１０％Ｐｔ品に比べて同等あるいは若干大きかった
。対照的にＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ合金をクロム層にスパッタ
して形成した薄膜媒体の保磁力値は一般に１０％ のＰ
ｔを含有する磁性体膜の場合よりも約３５−７０％低い
。（例えば表 １、表 ２及び図 ３） 【００５４】５％Ｐｔ 媒体の残留磁気・膜厚（Ｍｒ・
ｔ ）は１０％Ｐｔ の媒体の場合とほぼ同一であり、
図１８に示すように磁性体膜の厚さに同様に左右される
。２ つの媒体の角形比もほぼ同一であり、磁性体膜の
厚さに同様に左右される。 【００５５】 Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金で達成
される高保磁力の結晶構造は、原子量比で７０−８０％
のＣｏと、１０−２０％のＮｉと、３−２０％ のＰｔ
と、２−１０％ のＴａとからなるＣｏ／Ｎｉ／Ｐｔ／
Ｔａ 合金においても達成される。 磁性体薄膜の形
成後、基板はディスク保持器上で第 ３スパッタ・ステ
ーション（図示せず）の方向に移送され、そこで炭素被
覆が従来のスパッタ方法によって実施される。 【００５６】 ＩＩＩ． 媒体の特性前記のデータ
から本発明の薄膜媒体は高度な保磁力と、ループ角形比
と、分解能とビット・シフト特性を備えた信号出力とを
合わせ備えていることが分かる。特に、この媒体の特徴
は、（ａ ）保磁力が約１，８００ エルステッド以上
であり、（ｂ ）３１ｋｆｃｉでの信号分解能が約８５
％ 以上であり、（ｃ ）５．１１ＭＨｚ の記録周波
数で測定した信号の出力が約３４０ マイクロボルト以
上であり、 （ｄ ）ビット・シフトが約１８ナノ秒未満であり、（
ｅ ）ループ角形比が約０．８５以上であることである
。 【００５７】 図１９は８００ Åの磁性体薄膜を有
する市販の薄膜ディスク（ｓｔｄ ８９）と、前述の合
金成分を有するＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ のスパッタタ
ーゲット（ａｂ）又はＣｏ／Ｃｒ／Ｔａのスパッタター
ゲット（ｃｄ）のいずれかを使用して作成された３組の
ディスク、ディスク３５２１、３５１１及び３５１３の
信号出力値を示している。この図から本発明に従って形
成された３つの媒体（ａｂ）の全てが市販のディスクよ
りも大きい信号出力を有し、比較されたＣｏ／Ｃｒ／Ｔ
ａ媒体（ｃｄ）よりも大幅に大きいことが分かる。 【００５８】市販のディスクｓｔｄ ８９と、３５２１
、３５１１及び３５１３の３組のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 及びＣｏ／Ｃｒ ／Ｔａ 媒体とを前述の方法で比
較した原子量比の分解能の同様の比較によっても図２０
の棒グラフに示した結果が得られた。各々の場合におい
て、本発明の媒体（ａｂ）の分解能は約８５％ 以上で
あった。他のディスクの分解能の値は約７０−８３％で
あった。 【００５９】同一の市販のディスクｓｔｄ ８９と３５
２１、３５１１及び３５１３の３組のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ
／Ｔａ 及びＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ媒体とについて比較した
ビット・シフト値の結果は図２１の棒グラフに示されて
いる。本発明の媒体のビット・シフト値は全て１８ナノ
秒未満であり、ディスクのうちの２つの値は１６ナノ秒
未満であった。検査された（ｃｄ）ディスクのビット・
シフト値は、全て比較された（ａｂ）ディスクよりも１
−３ ナノ秒だけ高かった。図２２は７ 個の検査用デ
ィスクでの−ｄＢ で表されたオーバーライト比を示し
ている。本発明の（ａｂ）ディスクは全て別のディスク
よりもオーバーライト比が良好であった。本発明をこれ
まで特定の実施例に従って説明してきたが、当業者には
本発明から逸脱することなく種々の変更と修正が可能で
あることが明らかであろう。 【００６０】 【発明の効果】 最終下地層の厚さが約３００−３，
０００ Åになるまで基板上にクロム下地層をスパッタ
し、下地層上に厚さが約２００−１，０００ Åになる
まで原子量比７０−８０％のコバルトと、原子量比１０
−２０％のクロムと、原子量比３−２０％ の白金と、
原子量比２−１０％ のタンタルとを含有する合金から
成る磁性体層をスパッタすることによって保磁力、残留
磁気及びループ角形比が高い薄膜媒体が得られる。
記録媒体と、その製造方法に関するものであり、例えば
下記文献に関連技術が開示されている。 ハワード、Ｊ．Ｋ 、日本真空科学技術学会、Ａ４（１
）：１（１９８６） ヒューズ、Ｇ．Ｆ 、日本応用物理学会、５４：５３０
６（１９８３） キタカ、Ｍ．他、日本応用物理学会、
５４（１２）：７０８９（１９８３） ミウラ、Ｓ．他
、１ＥＥＥ磁気部門会報、２４（６）：２７１８（１９
８８）サンダース、Ｉ．Ｌ．他 １ＥＥＥ 磁気部門会
報、２５（５）：３８６９（１９８９） シロイシ、Ｙ．他、１ＥＥＥ磁気部門会報、２４：２７
３０（１９８８） 【０００２】 【従来の技術】 薄膜ハード・ディスク磁気媒体はコ
ンピュータの読み取り／ 書き込み記憶装置で広範に利
用されている。薄膜媒体産業では記録密度を一層高くす
る努力に拍車をかけている。高度な記録密度にとって重
要な磁気特性には次が含まれる。 【０００３】 （１ ）残留磁束を０ まで減少する
ために必要な磁界、すなわち記録された情報ビットを消
去するのに必要な磁界として定義される保磁力。媒体の
保磁力が高いと隣接する記録ビットを相互に取り消さな
くても互いにより密接して配することができる。従って
保磁力が高いことは情報記録密度が高いことに繋がる。 【０００４】 （２ ）媒体に記憶された絶縁パルス
から再生することができる信号の出力を決定する残留磁
気。 残留磁気が多いほど再生動作で検出できる信号出力が大
きくなる。 【０００５】 （３ ）ループ角形比、すなわち飽和
磁界に対する保磁力の比率。飽和磁界が小さくなるほど
（保磁力に接近）、媒体の切り換え又は媒体への「書き
込み」に必要な磁界強度が少なくなると考えられる。実
際的にはこのことは新たな信号が古い信号の上に書き込
まれた場合、古い信号の新しい信号に対する残留比が比
較的小さいことを意味する。この比率はオーバーライト
比と呼ばれ、オーバーライト比が小さいことは書き込み
性能が良好であることを意味する。 【０００６】 （４ ）ビット・シフト、もしくはピ
ーク・シフト。これは電圧ピーク間の拡大及び再生電圧
波形に生ずるピーク出力の縮小を意味する現象であり、
波高拡大時間は一般に約２５ナノ秒未満である。ビット
・シフトは隣接するピーク値を再生可能な分解能を制限
し、ひいては記録密度の上限を規定するので、低いビッ
ト・シフトを達成することが望ましい。 【０００７】 （５ ）記録周波数の関数としての信
号出力、すなわち信号パルスの波高値出力。媒体の記録
密度は記録周波数が上昇した場合の信号出力の低下と関
連する。 【０００８】 （６ ）低周波数トラック出力で割っ
た高周波数トラック平均出力の比率として定義される信
号分解能。７０％ の分解能が達成される記録周波数は
ディスクへの情報記録密度の一つの尺度を示す。 【０００９】 薄膜媒体、あるいはディスクは通常は
アルミ基板表面にＮｉ−Ｐ メッキを行い、テクスチャ
ー加工を行った基板上に薄い磁性体膜をスパッタするこ
とによって製造される。ディスクは、一般に基板表面に
クロム下地層のような下地層をスパッタし、次に下地層
上にコバルトを主にした磁性体薄膜をスパッタすること
によって製造される。薄膜層上にスパッタにより防護、
潤滑用の炭素被覆を施してもよい。 【００１０】 前述の形式の薄膜媒体用には多様な磁
性体膜用合金が報告されている（例えば木高、三浦、サ
ンダース、白石）。米国特許明細書第４，８８８，５１
４ 号はクロム下地層上にコバルト− ニッケル層をス
パッタした薄膜ディスクを開示しており、保磁力６５０
Ｏｅ（エルステッド）、飽和磁化１０，０００ガウス
以上、ループ角形比０．９ 以上が報告されている。ク
ロム下地層にコバルト− ニッケル又はコバルト− ク
ロム合金の磁性体層をスパッタした磁気薄膜媒体が米国
特許明細書第４，８３３，０４４ 号、４，８１６，１
１２７号及び４，７３５，８４０号にも開示されている
。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】 本発明の基本的課
題は保磁力、残留磁気及びループ角形比が高い薄膜媒体
を提供することである。本発明の別の課題はこのような
媒体を製造するスパッタ方法を提示することである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 本発明による磁気記
録媒体は基板と、基板上にスパッタされた結晶状下地部
と、クロム下地層にスパッタされた原子量比７０−８０
％のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原
子量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ の
タンタルとを含有する合金から成る磁性体層を備えてい
る。 【００１３】本発明における好ましい例では、スパッタ
された結晶状下地層の厚さは約３００−３，０００ Å
であり、好ましくは約３００−１，０００Åである。こ
の実施例の磁性体層の厚さは約２００−１，０００ Å
であり、好ましくは約２００−８００ Åである。この
媒体の特徴は （ａ ）保磁力が約１，８００ エルステッド以上であ
り、（ｂ ）３１キロフラックス変化／ インチでの信
号分解能が約８５％ 以上であり、 （ｃ ）５．１１ＭＨｚ の記録周波数で測定した信号
の出力が約３４０ マイクロボルト以上であり、 （ｄ ）ビット・シフトが約１８ナノ秒未満、好ましく
は、約１６ナノ秒以下であり、 （ｅ ）ループ角形比が約０．８５以上であることであ
る。 【００１４】また本発明は、（ａ ）保磁力が約１，８
００ エルステッド以上であり、（ｂ ）３１ｋｆｃｉ
での信号分解能が約８５％ 以上であり、（ｃ ）５．
１１ＭＨｚ の記録周波数で測定した信号の出力が約
３４０ マイクロボルト以上であり、（ｄ ）ビット・
シフトが約１８ナノ秒未満であり、（ｅ ）ループ角形
比が約０．８５以上であることを特徴とする磁気記録デ
ィスクの製造方法を含んでいる。このディスクは最終下
地層の厚さが約３００−３，０００ Åになるまで基板
上にクロム下地層をスパッタし、下地層上に厚さが約２
００−１，０００ Åになるまで原子量比７０−８０％
のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原子
量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ のタ
ンタルとを含有する合金から成る磁性体層をスパッタす
ることによって製造することができる。 【００１５】本発明の前述の、及びその他の課題と特徴
を添付図面を参照した本発明の以下の詳細な説明によっ
て一層明らかにする。 【００１６】 【実施例】 Ｉ． 薄膜媒体 図 １は本発明に従って製造された薄膜記録媒体３０の
断片の横断面図である。ディスクは基本的に堅い基板３
２と、基板上に連続的に形成された薄膜層、即ち、結晶
状下地層３４と、磁性体薄膜層３６と防護用炭素被覆３
８とから成っている。 【００１７】基板はテクスチャーが加工された基板、例
えば一般にディジタル記録媒体で使用されている形式の
従来型の表面被覆加工済アルミニウム基板、又は共同出
願人により１９９０年２ 月２０日出願の米国特許出願
第４７５，７１５ 号「被制御低摩擦表面を有するガラ
ス基板」に開示されているようなテクスチャー済ガラス
又はセラミックのような基板でもよい。 【００１８】結晶状下地層は厚さが約３００−３，００
０ Åのスパッタされたクロム下地層であることが好ま
しい。クロム下地層の厚さにより左右される薄膜媒体の
磁気記録特性については以下のＩＩ及びＩＩＩ 節で記
述する。周知のように、高度の保磁力、残留磁気及びル
ープ角形比の値は下地層の厚さを約３００−１，０００
Åにした場合に達成される。またＣｒＶ 、ＣｒＧｄ
及びＣｒＳｉのようなクロム含有合金、タングステン下
地層も同様に適している。 【００１９】本発明の重要な特徴に基づいて、磁性体薄
膜層は下地層上に原子量比７０−８０％のコバルトと、
原子量比１０−２０％のクロムと、原子量比３−２０％
の白金と、原子量比２−１０％ のタンタルとを含有
するターゲット合金をスパッタすることによって製造さ
れる。以下のＩＩ及びＩＩＩ 節で明らかになるように
、この合金はコバルト− クロム− タンタル合金のよ
うな広範に利用されている公知の合金よりも高い保磁力
を有している。同時に、コバルト／ クロム／ 白金／
タンタルの４元系合金の残留磁力、ループ角形比及び
ビット・シフト特性は公知の薄膜合金以上に良好である
。 【００２０】磁性体層の厚さは約２００−１，０００
Åであることが好ましく、約２００−８００ Åである
ことが一層好ましい。磁性体層の厚さに左右される薄膜
媒体の磁気記録特性については後述する。薄膜媒体の炭
素被覆は、炭素が主としてｓｐ２ 、ダイアモンドライ
ク構造である条件下で磁性体層に炭素をスパッタするこ
とによって形成された炭素層であることが望ましい。炭
素被覆の厚さは、約２５０−５００ Åであることが望
ましい。 【００２１】ＩＩ． 媒体の製造方法 図 ２はＩ節で述べた薄膜記録媒体を製造するための本
発明の方法で使用されるスパッタ装置４０の一部の概略
図である。この装置はスパッタもしくは加熱工程が行わ
れる少なくとも４ つのステーションを有する真空室４
２を備えている。真空室の上流端部の加熱ステーション
（図示せず）は、ステーションを経て真空室のディスク
保持器４６に搬送される基板４４のような基板の両側を
加熱するように配列された複数個の赤外線光源を有して
いる。 【００２２】加熱ステーションのすぐ下流には、後述す
る方法で結晶状下地層が形成される第 １スパッタ・ス
テーション４８がある。このステーションには基板の反
対側にクロムをスパッタするのに有用なターゲット５０
のような一対のターゲットが備えてある。ステーション
４８内のターゲットは純粋なクロムのターゲット、又は
主としてクロムを含有するクロム合金であることが好ま
しい。 【００２３】真空室４８の下流の第 ２スパッタ・ステ
ーション５２は下地層上に磁性体膜をスパッタするよう
に設計されている。このステーションは基板上に下地層
を形成した後、基板上に磁性体膜合金をスパッタするた
めのターゲット５４のようなターゲットを備えている。 このステーション内のターゲットは原子量比７０−８０
％のコバルトと、原子量比１０−２０％のクロムと、原
子量比３−２０％ の白金と、原子量比２−１０％ の
タンタルとを含有する合金から形成されている。合金は
スパッタターゲットとして使用するために従来の冶金方
法によって形成され、成形されている。 【００２４】装置には更に磁性体ディスクの両側に炭素
被覆がスパッタされる最終の下流ステーション（図示せ
ず）が備えられている。基本スパッタ装置は好ましくは
バリアン社（カリフォルニア州サンタ・クララ）、サー
キット・プロセッシング・アパレイタス社（カリフォル
ニア州フレモント）、ＵＬＶＡＣ 社（日本）、レイバ
ルト・ヘラウス（ドイツ）、ＶＡＣＴＥＣ（ボルダー社
）又はマテリアル・リサーチ・コーポレーション（ニュ
ーヨーク州アルバニィ）から購入できるような市販のシ
ステムである。これらのシステムはロード及びアンロー
ド用に２ つの連動システムを備えた両面、インライン
、高処理能力の装置である。 【００２５】動作時にはスパッタ室は約１０−７トール
の負圧まで排気され、アルゴンガスが室内に導入されて
５ 〜２０ミリトールの最終圧にされる。５ 〜１３．
５ミリトールの範囲のスパッタ圧が保磁力に及ぼす作用
は以下の表１ に示してある。表１ の媒体Ｎｏ１ は
８００ Åの下地層上に、原子量比７５％ のコバルト
と、原子量比１２％ のクロムと、原子量比１０％ の
白金と、原子量比３％のタンタルとから成る厚さ２００
Åの磁性体層（Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金）を設
けた本発明の薄膜媒体である。表１ の媒体Ｎｏ２ は
原子量比８４．５％ のコバルトと、原子量比１２．５
％ のクロムと、原子量比３％のタンタルとを含有する
合金の標準型の磁性体膜合金（Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ 合
金）から成る厚さ２００ Åの磁性体層を設けた薄膜媒
体である。表に示すように、媒体Ｎｏ１ の保磁力は検
査されたアルゴン圧範囲ではスパッタ圧に比較的左右さ
れない。後述する本発明の大幅に高い保磁力をここにみ
ることができる。 【００２６】 【表 １】 【００２７】基板は２ つのスパッタ室に進む前に選定
された温度まで加熱ステーションで加熱される。装置内
の加熱条件は基板温度が約２００ ℃前後に、好ましく
は約２７０ ℃になるように調整することが好ましい。 下記の表 ２は２００ ℃と２７０ ℃の基板スパッタ
温度で形成された薄膜媒体で測定された保磁力を示して
いる。媒体１ 及び２ はそれぞれ前述の磁性体膜合金
である。表に示すように、検査された各ディスクでは２
７０ ℃での方が高い保磁力が達成された。各々の温度
及び磁性体膜の厚さにおいて、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体層は対応するＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体層よりも
約３５−７０％高い保磁力を示した。 【００２８】 【表２】 【００２９】 薄膜媒体において保磁力に対して
微結晶構造が及ぼす作用の研究によれば、保磁力は粒子
サイズの増大及び境界分離の高まりと共に増大すること
が明らかになっている（木高、ヒューズ）。これらの発
見と前掲の結果とを総合すると、基板温度を一層高くす
ると、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 膜の粒子サイズと境界
分離が大幅に増大することを示唆している。前述の研究
で使用されたＮｉ／Ｐめっきの基板には約２９０−３０
０ ℃の温度上限があるが、シリコン基板のような別の
基板はスパッタ中に大幅に高い温度まで加熱することが
でき、従ってディスクにより高い保磁力が必要な場合に
使用することができる。 【００３０】加熱された基板は第 １スパッタ室に移送
され、クロム下地層はテクスチャー処理済のディスク表
面上に（１１０）あるいは（２００）結晶面が基板表面
と平行にスパッタされる。即ち、基板表面に対するＣｒ
層の結晶異方性は大きい。このＣｒ層の異方性は磁性層
のＣ軸が基板表面と平行に結晶配位を確立する上で重要
であり、ひいては、このことは基板表面に平行の保磁力
を高める上で重要である。 【００３１】前述のように、下地層は約３００−３，０
００ Åの厚さに蒸着される。図３ 〜９ は代表的な
下地層の厚さ３００ Å、８００ Å、及び２，１００
Å、磁性体層の厚さ６００ Åの時のクロム下地層の
厚さと磁気ディスク特性との相関を示すプロットである
。プロットの幾つかには下地層の厚さが１，７００ Å
のデータ・ポイントも含まれる。▲記号は前述の合金Ｎ
ｏ． １ （Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ ）の磁性体膜で
形成されたディスクを示し、四角形記号は合金Ｎｏ．
２ （Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ ）の磁性体膜で形成された
ディスクを示している。 【００３２】
サンプルのバルク状での磁気
特性はＶＳＭ法により求めた。磁気記録検査はギャップ
長が１４μインチ、ギャップ幅が４７２ μインチ、ヘ
ッド浮上高さが４．５ μインチの薄膜誘導性再生・記
録ヘッドを用いて、Ｇｕｚｉｋ モデル ＲＷＡ２２１
を使用して実施された。ヘッドのインダクタンスは１
．１ μヘンリーであり、抵抗は３０オームであった。 記録電流は、２５−３０ ｍアンペアで飽和した。 【００３３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は
磁性体層の厚さが２００ Å（図３（ａ））及び６００
Å（図３（ｂ））の双方の場合で、下地層の厚さが２
，１００ Åまで増大すると共に保磁力が増大すること
を示している。 【００３４】図５（ａ）に示したループ角形比は図４
に示すようなＭ−Ｈ ヒステリシス・ループのＭ ｃ／
Ｍ ｓ 比から決定されたものである。図５（ｂ）に示
した保磁力角形比もＭ−Ｈ ヒステリシス・ループから
決定されたものである。本発明のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 磁性体膜を有する薄膜によって下地層の厚さが８０
０ Åにおいて最大のループ角形比及び保磁力角形比が
達成された。あらゆる厚さの下地層においてＣｏ／Ｃｒ
／Ｔａ膜の媒体よりもＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 膜の方
がループ角形特性と保磁力角形比の双方が高いことに留
意されたい。 【００３５】図６ は下地層の厚さを増し、それぞれ高
い記録周波数が５．１１ＭＨｚ 、低い周波数が１．２
８ＭＨｚ で測定されたＩＤ信号の解像度のプロットで
ある。厚さ８００ Åにおける解像度はＣｏ／Ｃｒ／Ｔ
ａ磁性体膜を備えた薄膜媒体の場合が約８０％ である
のに対して、本発明のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 磁性体
膜を備えた薄膜の場合は▲約８９％ であった。 【００３６】 図 ７は下地層の厚さを増した場合の
薄膜媒体のオーバーライト特性の変化を示している。オ
ーバーライト値はオーバーライト後の残留信号値と元の
信号との比率から判定されたものである。Ｃｏ／Ｃｒ／
Ｐｔ／Ｔａ ディスクはＣｏ／Ｃｒ／Ｔａディスクより
もオーバーライト比が高い（低い−ｄＢ 値）。これは
Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ ディスクの高い保磁力を反映
したものであり、ひいては前述の厚さに左右される度合
が強くなっている。 【００３７】 図 ８に示したビット・シフト値は下
地層の厚さが８００ Åで最高のビット・シフト特性が
得られることを示している。Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体薄膜ではＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体薄膜によるより
も大幅に低いビット・シフト比が達成された。 【００３８】 図９ に示した信号振幅測定は３１キ
ロフラックス変化インチ（ｋｆｃｉ）を有する５．１１
ＭＨｚ の記録周波数で行われた。下地層の厚さが８０
０ Å、磁性体層の厚さが６００ Åで、３６０ マイ
クロボルト以上の最高の信号出力が達成された。図示の
ように、本発明の磁性体膜合金で得られる信号出力は従
来のＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ合金磁性体膜の場合よりも大幅に
大きい。 【００３９】表３ に残留磁気と下地層との相関を示す
。 周方向及び径方向で測定された残留磁気は下地層の厚さ
を増大した場合の６００ ÅのＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ
磁性体膜（４ 列目）、又は６００ ÅのＣｏ／Ｃｒ
／Ｔａ磁性体膜（７ 列目）を有する磁気媒体の配向比
（Ｍｒ−ｃｉｒ ／Ｍｒ−ｒａｄ ）を計算するため
に用いられた。表３ に示すように、下地層の厚さが３
００ 及び８００ Åで最高の配向比が達成された。最
適な配向比は２ つの磁性体膜の種類で比較することが
できる。 【００４０】 【表３】 【００４１】前述のことから、本発明の薄膜媒体で所望
の磁気特性を達成するには下地層の厚さを選定できるこ
とが理解されよう。特に、下地層の厚さが２，１００
Åで最高の保磁力と分解能が達成され、一方、オーバー
ライト及びビット・シフト特性は厚さ８００ Å前後で
向上し、又は最適である。基本的に、下地層の厚さ約６
００−１，０００ Åの間で最適な全般的ディスク特性
が達成される。 【００４２】下地層の厚さはスパッタ圧、ターゲット電
力、電圧、スパッタ時間等の従来のスパッタ蒸着パラメ
タによって制御することができる。所望の下地層の厚さ
を達成するためにこれらのパラメタは従来のように調整
される。 【００４３】下地層の形成後、基板はディスク保持器上
で第 ２スパッタ室へと下流に移送され、そこで磁性体
層が下地層上にスパッタされる。磁性体薄膜は米国特許
明細書第４，８１６，１２７ 号に記載されているよう
に公知の条件下で下地層上にスパッタされる。圧力及び
基板の温度条件は前述の場合と同様である。 【００４４】磁性体層の厚さは約２００−１，０００
Åであることが好ましく、２００−８００ Åであるこ
とが一層好ましい。 図１０〜１６は下地層の厚さが代表的に８００ Åであ
る場合の、磁性体層の厚さを１２０ Å、２００ Å、
６００ Å及び８００ Åとした場合の関数として示し
た幾つかの磁気ディスク特性のプロットである。図中の
記号は前述の図３ 〜９ の記号と同様である。 【００４５】図 １０ は磁性体層の厚さが２００ Å
である場合の最大保磁力値を示している。図示されてい
るとおり、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 磁性体膜媒体の保
磁力は磁性体膜の全ての厚さにおいてＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ
磁性体膜媒体の保磁力よりも約４００−６００Ｏｅ だ
け高い。 【００４６】Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 媒体の残留磁気
・膜厚（Ｍｒ・ｔ ）は、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ媒体の残留
磁気・膜厚とほぼ同一であり、図１１に示すように磁性
体膜の厚さに同じように左右される。 【００４７】図１２（ａ） に作図されたループ角形比
及び図１２（ｂ） に作図された保磁力角形比はＣｏ／
Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金ディスク（▲） の最大ルー
プ角形比が膜の厚さ６００ Åで達成されることを示し
ており、一方、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ薄膜媒体は膜の厚さ８
００ Åで最大ループ角形比を達成することを示してい
る。保磁力角形比の場合は厚さが及ぼす作用は逆である
。（図１２（ｂ） ） 【００４８】前述のように測定された分解能及びオーバ
ーライト特性は図１３及び図１４に示すように膜の厚さ
が２００ Åの場合に最高であった。 【００４９】図１５のビット・シフト値は磁性体層の厚
さが６００ Åで最良のビット・シフト特性を示してお
り、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｔａ磁性体膜でのビット・シフトの場
合よりも大幅に向上した。高周波出力は磁性体膜の厚さ
が増すと共に増大し（図１６）、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 磁性体膜の特性がやや優れている。 【００５０】前述の薄膜の厚さ特性は、本発明の薄膜媒
体の所望の磁気特性を達成するため、磁性体膜の厚さを
如何に選定するべきかを示している。最高の保磁力、保
磁力角形比、分解能及びオーバーライト特性は２００
Å前後で達成される。一方、最高の残留磁気、ループ角
形比及びビット・シフト特性はより厚い磁性体膜、例え
ば６００ 又は８００ Åで達成される。本発明の媒体
は好適に所望の磁気記録特性に応じて薄膜の厚さ２００
−８００ Åで形成される。磁性体膜の厚さは従来と同
様にスパッタ蒸着パラメタによって制御される。薄膜媒
体の保磁力は周知のように粒子サイズ、薄膜面でのＣ
軸の良好な配向及びｈｃｐ 及びｆｃｃ 結晶構造の相
対混合比に左右される。 【００５１】 従って、本発明の一つの重要な側面に
基づいて、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ の四元系の一合金
によって微小結晶特性の保磁力が高く（例えば１，８０
００ｅ 以上）、同時にループ角形比が高く、ビット・
シフトが低いスパッタ結晶構造が製造されることが発見
された。 【００５２】 本発明に従って原子量比が７ 及び５
％のｐｔを含有するＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金磁性
体膜で形成された薄膜で同様のディスク特性が得られた
。図１７は基板と８００ Åのクロム下地層上へのスパ
ッタにより形成されたディスクの磁性体膜の厚さの関数
としての保磁力のプロットを示している。すなわち、７
５％ のＣｏ、１２％ のＣｒ、３％のＴａ、及び１０
％ のＰｔを含有する合金１ （白三角形記号で示す）
又は７９．８％ のＣｏ、１２．２％ のＣｒ、３％の
Ｔａ、及び５％のＰｔを含有する合金である（▲記号で
示す）。後者の薄膜は両面のターゲット領域からのスパ
ッタによって形成され、片側のターゲットは８４．５％
のＣｏ、１２．５％ のＣｒ、３％のＴａ及び０％の
Ｐｔを含有しており、別の側のターゲットは７５％ の
Ｃｏ、１２％ のＣｒ、３％のＴａ及び１０％ のＰｔ
を含有している。ターゲットの各側から同量の材料がス
パッタされ、それがＸ線蛍光で確認された。 【００５３】 図１７に示すように、５％のＰｔを含
有する媒体の保磁力は１０％ のＰｔを含有するディス
クの保磁力の約１０％ 以内の値である。７ ％のＰｔ
を含むＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ／Ｐｔ を持つディスクの保磁
力は１０％Ｐｔ品に比べて同等あるいは若干大きかった
。対照的にＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ合金をクロム層にスパッタ
して形成した薄膜媒体の保磁力値は一般に１０％ のＰ
ｔを含有する磁性体膜の場合よりも約３５−７０％低い
。（例えば表 １、表 ２及び図 ３） 【００５４】５％Ｐｔ 媒体の残留磁気・膜厚（Ｍｒ・
ｔ ）は１０％Ｐｔ の媒体の場合とほぼ同一であり、
図１８に示すように磁性体膜の厚さに同様に左右される
。２ つの媒体の角形比もほぼ同一であり、磁性体膜の
厚さに同様に左右される。 【００５５】 Ｃｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金で達成
される高保磁力の結晶構造は、原子量比で７０−８０％
のＣｏと、１０−２０％のＮｉと、３−２０％ のＰｔ
と、２−１０％ のＴａとからなるＣｏ／Ｎｉ／Ｐｔ／
Ｔａ 合金においても達成される。 磁性体薄膜の形
成後、基板はディスク保持器上で第 ３スパッタ・ステ
ーション（図示せず）の方向に移送され、そこで炭素被
覆が従来のスパッタ方法によって実施される。 【００５６】 ＩＩＩ． 媒体の特性前記のデータ
から本発明の薄膜媒体は高度な保磁力と、ループ角形比
と、分解能とビット・シフト特性を備えた信号出力とを
合わせ備えていることが分かる。特に、この媒体の特徴
は、（ａ ）保磁力が約１，８００ エルステッド以上
であり、（ｂ ）３１ｋｆｃｉでの信号分解能が約８５
％ 以上であり、（ｃ ）５．１１ＭＨｚ の記録周波
数で測定した信号の出力が約３４０ マイクロボルト以
上であり、 （ｄ ）ビット・シフトが約１８ナノ秒未満であり、（
ｅ ）ループ角形比が約０．８５以上であることである
。 【００５７】 図１９は８００ Åの磁性体薄膜を有
する市販の薄膜ディスク（ｓｔｄ ８９）と、前述の合
金成分を有するＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ のスパッタタ
ーゲット（ａｂ）又はＣｏ／Ｃｒ／Ｔａのスパッタター
ゲット（ｃｄ）のいずれかを使用して作成された３組の
ディスク、ディスク３５２１、３５１１及び３５１３の
信号出力値を示している。この図から本発明に従って形
成された３つの媒体（ａｂ）の全てが市販のディスクよ
りも大きい信号出力を有し、比較されたＣｏ／Ｃｒ／Ｔ
ａ媒体（ｃｄ）よりも大幅に大きいことが分かる。 【００５８】市販のディスクｓｔｄ ８９と、３５２１
、３５１１及び３５１３の３組のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔ
ａ 及びＣｏ／Ｃｒ ／Ｔａ 媒体とを前述の方法で比
較した原子量比の分解能の同様の比較によっても図２０
の棒グラフに示した結果が得られた。各々の場合におい
て、本発明の媒体（ａｂ）の分解能は約８５％ 以上で
あった。他のディスクの分解能の値は約７０−８３％で
あった。 【００５９】同一の市販のディスクｓｔｄ ８９と３５
２１、３５１１及び３５１３の３組のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ
／Ｔａ 及びＣｏ／Ｃｒ／Ｔａ媒体とについて比較した
ビット・シフト値の結果は図２１の棒グラフに示されて
いる。本発明の媒体のビット・シフト値は全て１８ナノ
秒未満であり、ディスクのうちの２つの値は１６ナノ秒
未満であった。検査された（ｃｄ）ディスクのビット・
シフト値は、全て比較された（ａｂ）ディスクよりも１
−３ ナノ秒だけ高かった。図２２は７ 個の検査用デ
ィスクでの−ｄＢ で表されたオーバーライト比を示し
ている。本発明の（ａｂ）ディスクは全て別のディスク
よりもオーバーライト比が良好であった。本発明をこれ
まで特定の実施例に従って説明してきたが、当業者には
本発明から逸脱することなく種々の変更と修正が可能で
あることが明らかであろう。 【００６０】 【発明の効果】 最終下地層の厚さが約３００−３，
０００ Åになるまで基板上にクロム下地層をスパッタ
し、下地層上に厚さが約２００−１，０００ Åになる
まで原子量比７０−８０％のコバルトと、原子量比１０
−２０％のクロムと、原子量比３−２０％ の白金と、
原子量比２−１０％ のタンタルとを含有する合金から
成る磁性体層をスパッタすることによって保磁力、残留
磁気及びループ角形比が高い薄膜媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づき形成された薄膜媒体の
断面図である。 【図２】 本発明の媒体を形成するのに利用されるス
パッタ装置の概略図である。 【図３】 本発明に基づくコバルト／ クロム／ タ
ンタル／ 白金の合金（▲）（合金１ ）で形成したス
パッタ磁性体膜と、公知のコバルト／ クロム／ タン
タル合金（白四角形）（合金２ ）で形成されたスパッ
タ磁性体膜で、磁性体膜の厚さを２００ Åの場合（ａ
）、及び６００ Åの場合（ｂ）の下地層の厚さの関数
としての保磁力のプロットである。 【図４】薄膜媒体の実施例のＭ−Ｈ ヒステリシス・ル
ープを示すグラフである。 【図５】合金１ （▲）と合金２ （黒四角形）で形成
された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体の下
地層の厚さの関数としてのループ角形比のプロット（ａ
）と、保磁力角形比のプロット（ｂ）のである。 【図６】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としての分解能のプロットである
。 【図７】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としての−ｄＢ 単位のオーバー
ライト比のプロットである。 【図８】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としてのナノ秒単位のビット・シ
フトのプロットである。 【図９】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としてのマイクロボルトで表した
２Ｆ出力のプロットである。 【図１０】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層とを
有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての保磁力
Ｈｃのプロットである。 【図１１】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層とを
有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての残留磁
気・膜厚（Ｍｒ・ｔ）プロットである。 【図１２】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åの下地層とを有する
薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての角形比のプロ
ット（ａ）と、保磁力角形比のプロット（ｂ）である。 【図１３】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての分
解能のプロットである。 【図１４】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としてのオ
ーバーライトのプロットである。 【図１５】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としてのナ
ノ秒単位のビット・シフトのプロットである。 【図１６】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての高
周波出力のプロットである。 【図１７】 ８００ Åのクロム下地層と合金１ （
白三角形）と、原子量比５％の白金を含有するＣｏ／Ｃ
ｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金から形成された磁性体膜とを有す
る薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての０ｅ単位の
保磁力のプロットである。 【図１８】 ８００ Åのクロム下地層と合金１ （
白三角形）と合金２ と、原子量比５％の白金を含有す
るＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金から形成された磁性体
膜とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての
Ｍ ｒ ・ｔの保磁力のプロットである。 【図１９】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均高周波出力を示すグ
ラフである。 【図２０】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定されたＩＤ分解能を示すグラフ
である。 【図２１】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均ピーク・シフトを示
すグラフである。 【図２２】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均ＯＤオーバーライト
を示すグラフである。 【符号の説明】 ３０ ディスク ３２ 基板 ３４ 下地層 ３６ 磁性体薄膜層 ３８ 炭素被覆 ４０ スパッタ装置 ４２ 真空室 ４４ 基板 ４６ ディスク保持器 ４８ スパッタ・ステーション ５０ ターゲット ５２ 第２スパッタ・ステーション５４
ターゲット
断面図である。 【図２】 本発明の媒体を形成するのに利用されるス
パッタ装置の概略図である。 【図３】 本発明に基づくコバルト／ クロム／ タ
ンタル／ 白金の合金（▲）（合金１ ）で形成したス
パッタ磁性体膜と、公知のコバルト／ クロム／ タン
タル合金（白四角形）（合金２ ）で形成されたスパッ
タ磁性体膜で、磁性体膜の厚さを２００ Åの場合（ａ
）、及び６００ Åの場合（ｂ）の下地層の厚さの関数
としての保磁力のプロットである。 【図４】薄膜媒体の実施例のＭ−Ｈ ヒステリシス・ル
ープを示すグラフである。 【図５】合金１ （▲）と合金２ （黒四角形）で形成
された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体の下
地層の厚さの関数としてのループ角形比のプロット（ａ
）と、保磁力角形比のプロット（ｂ）のである。 【図６】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としての分解能のプロットである
。 【図７】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としての−ｄＢ 単位のオーバー
ライト比のプロットである。 【図８】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としてのナノ秒単位のビット・シ
フトのプロットである。 【図９】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で
形成された厚さ６００ Åの磁性体膜を有する薄膜媒体
の下地層の厚さの関数としてのマイクロボルトで表した
２Ｆ出力のプロットである。 【図１０】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層とを
有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての保磁力
Ｈｃのプロットである。 【図１１】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層とを
有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての残留磁
気・膜厚（Ｍｒ・ｔ）プロットである。 【図１２】合金１ （▲）と合金２ （白四角形）で形
成された磁性体膜と厚さ８００ Åの下地層とを有する
薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての角形比のプロ
ット（ａ）と、保磁力角形比のプロット（ｂ）である。 【図１３】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての分
解能のプロットである。 【図１４】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としてのオ
ーバーライトのプロットである。 【図１５】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としてのナ
ノ秒単位のビット・シフトのプロットである。 【図１６】 合金１ （▲）と合金２ （白四角形）
で形成された磁性体膜と厚さ８００ Åのクロム下地層
とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての高
周波出力のプロットである。 【図１７】 ８００ Åのクロム下地層と合金１ （
白三角形）と、原子量比５％の白金を含有するＣｏ／Ｃ
ｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金から形成された磁性体膜とを有す
る薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての０ｅ単位の
保磁力のプロットである。 【図１８】 ８００ Åのクロム下地層と合金１ （
白三角形）と合金２ と、原子量比５％の白金を含有す
るＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ 合金から形成された磁性体
膜とを有する薄膜媒体の磁性体膜の厚さの関数としての
Ｍ ｒ ・ｔの保磁力のプロットである。 【図１９】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均高周波出力を示すグ
ラフである。 【図２０】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定されたＩＤ分解能を示すグラフ
である。 【図２１】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均ピーク・シフトを示
すグラフである。 【図２２】市販の薄膜媒体（ｓｔｄ ８９）及び３ 組
のＣｏ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ｔａ （ａｂ）及びＣｏ／Ｃｒ／
Ｔａ（ｃｄ）媒体で判定された平均ＯＤオーバーライト
を示すグラフである。 【符号の説明】 ３０ ディスク ３２ 基板 ３４ 下地層 ３６ 磁性体薄膜層 ３８ 炭素被覆 ４０ スパッタ装置 ４２ 真空室 ４４ 基板 ４６ ディスク保持器 ４８ スパッタ・ステーション ５０ ターゲット ５２ 第２スパッタ・ステーション５４
ターゲット
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| US07/567598 | 1990-08-15 |
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- 1991-07-24 JP JP3206236A patent/JPH04228105A/ja active Pending
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