JPH0430731B2

JPH0430731B2 -

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Publication number: JPH0430731B2
Application number: JP59173175A
Authority: JP
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1984-08-22
Publication date: 1992-05-22
Also published as: JPS6151814A

Description

【発明の詳細な説明】

［利用分野］本発明は、パーマロイ薄膜及びパーマロイ薄膜
を低保磁力層とすると共に膜面に垂直方向の磁化
容易軸を有する垂直磁化層を磁気記録層とした垂
直磁気記録媒体の夫々の製造方法の改良に関す
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
−10764公報等に提案されている。この提案され
た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極スパツタ法で
作成され、低保磁力層をパーマロイで垂直磁化層
をCo（コパルト）−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、記録感度面、再生出
力面等でより一層の改善が望まれている。［発明の目的］本発明は上述の二層膜媒体の特性が低保磁力層
すなわちNi（ニツケル）、Fe（鉄）を主成分とする
パーマロイ薄膜の特性に左右されることに着目し
なされたもので、異方性の小さいパーマロイ薄膜
及び垂直磁気媒体の製造方法を目的としたもので
ある。［発明の構成，作用効果］上述の目的は、以下の本発明により達成され
る。すなわち本発明は、前述のパーマロイ薄膜の
製造方法において、PVD法により酸素を0.3％
（容量％）以上10％（容量％）以下含む雰囲気下
で形成することを特徴とするパーマロイ薄膜の製
造方法を第一発明とし、パーマロイ薄膜を低保磁
力層とした二層膜構成の垂直磁気記録媒体の製造
方法において、低保磁力層のパーマロイ薄膜を、
酸素を0.3％以上10％以下含む雰囲気下のPVD法
により形成することを特徴とする垂直磁気記録媒
体の製造方法を第二発明とするものである。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、そこで
5Oe（エルステツド）以下の小さな保磁力のパー
マロイ薄膜を低保磁力層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
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。すなわち、面内の再生出力を一様にするために
は、低保磁力層全体としての面内磁気異方性を減
少させ、再生出力の最低点を上昇させエンベロー
プを面内で一様とすることが必要である。その結
果記録密度が高く、記録再生特性が面内で一様な
デイスク方式に適した磁気記録媒体が得られる。なお、面内磁気異方性とは膜面に平行な面内で
の磁気異方性のことである。しかしながら、面内の磁気異方性を一様にする
ことは通常の方法では困難であり、とくに基板を
一方向に移送して低保磁力層を形成するような場
合には異方性が大きく発現するのが普通であつ
た。本発明者らは以上の知見にもとづき鋭意研究し
た結果、前記パーマロイ薄膜の形成を0.3％以上
10％以下の酸素を含む雰囲気中で行えば、磁気異
方性が一様になることを見出し本発明に想到し
た。本発明の酸素雰囲気中で形成したパーマロイ薄
膜においては、その保磁力は無酸素雰囲気の場合
に比べて若干大きくなるのが普通であるが、異方
性が大巾に改善され、したがつて磁気特性が面内
で一様な優れた軟磁性膜が得られる。そして、面内異方性が小さいという点からは不
活性ガスの酸素濃度は0.3Vol以上とする必要があ
る。又、低保磁力、具体的には後述する垂直磁気
記録媒体の再生出力面から該酸素濃度は10Vol％
以下が好ましい。上述の点から本発明の第２発明の垂直磁気記録
媒体は、その低保磁力層が、上述の酸素濃度の不
活性ガス下で形成したパーマロイ（Mo（モリブ
デン）、Cu（銅）等の第３成分を含んで良い）薄
膜であるので、保磁力の小さい領域でも面内磁気
異方性が小さく、デイスクの場合にモジユーレー
シヨンが小さく、再生出力が比較的大きいという
大きな効果を奏する。なお、パーマロイ薄膜の透
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。また、磁気記録層としては後述の製造例のCo
−Cr合金膜らなる垂直磁化層は勿論、Ｗ（タング
ステン）Ta（タンタル）等の第３元素を添加した
Co−Cr合金、その他公知等の垂直磁化層に適用
できることは本発明の趣旨から明らかである。以下、上述の本発明の詳細を製造例に基いて説
明する。なお、この発明は、対向ターゲツト式スパツタ
法によりなされたものであるが、発明の主旨から
して、明らかに他の方法、たとえば蒸着、スパツ
タリング、イオンプレーテイングなどのいわゆる
物理的堆積法（PVD法）にも適用できることは
明らかである。なお、上述の対向ターゲツト式スパツタ法は、
特開昭57−158380号公報等で公知のスパツタ法
で、一対の対向配置され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にプラズマ捕
促用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。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造図である。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対のターゲツト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、冷水パイプ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極が対向するよ
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，
１４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た繰り出しロ
ール４１ａ，支持ロール４１ｂ、巻取ロール４１
ｃ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
ースとアノードとし、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
堆積速度が増し高度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
ツト周囲のみに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
り実施した本発明による製造例を比較のための製
造例及び従来法による製造例と共にを説明する。なお、得られた合金膜の結晶構造は理学電機製
計数Ｘ線回析装置を用いて同定し、垂直配向性は
六方最密構造かつ（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
Δθ₅₀で評価した。膜厚及び組成については、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。［製造例］下記条件により基板上にパーマロイ薄膜をスパ
ツタガスの酸素濃度を変えて形成した種々の試料
を作成し、その磁気異方性を評価すると共に、
夫々の試料のパーマロイ薄膜上にCo−Crからな
る垂直磁化層を順次形成して二層膜媒体を作成
し、その再生特性を評価した。Ａ装置条件Ａ−１低保磁力層ａターゲツトT₁，T₂材：T₁，T₂共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×150mmＷ
×12mmｔの矩形ｆ基板４０とターゲツトT₁，T₂端部の距離：
20mm Ａ−２ Co−Cr垂直磁化層ａターゲツト材：T₁，T₂共にCo−80wt％，Cr
−20wt％の合金ターゲツト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×150mmＷ
×12mmｔの矩形ｆ基板４０とターゲツト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ガスを所定の圧力まで導入し、３〜５分間の
プレススパツタを行ない、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、
スパツタ時のガス圧は４×10^-3Torrとした。ガスはＡ−１の場合Ar（アルゴン）100％お
よびO₂（酸素）を0.1，0.3，１，３，５，10，
15，20％混入したArガスを用いた。またＡ−
２の場合はAr100％（3N）を用いた。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図に従来法のAr100％の雰囲気下で形成し
たパーマロイ薄膜（表−１、試料No.８参照）の特
徴的な磁化特性を示す。基板の走行方向（MD方
向）と基板の幅方向（TD方向）それぞれの磁化
特性が異なり、面内で磁気異方性が生じており、
MD方向は磁化容易軸、TD方向は磁化困難軸で
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。前述のArガスの酸素濃度を変えた各製膜例で
得られた試料のパーマロイ薄膜の保磁力の測定結
果を表−１に示す。なお、表−１でHCE，HCHは磁化容易軸、磁
化困難軸方向のそれぞれの保磁力である。又、垂直磁気記録媒体を得るために表−１の特
性を有する各試料のパーマロイ薄膜上にＡ−２の
条件で形成されたCo−Cr層からなる垂直磁化層
の特性を表−２に示す。

【表】

【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、保磁力の測定は二層膜媒
体の低保磁力層を分離して行つた。半値幅Δθ₅₀
は、二層膜媒体のまま測定した。Ｄ電磁変換特性前述の各製膜例で得られた表−１の特性を有す
る各パーマロイ薄膜を低保磁力層とする前述の二
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、
記録密度50KFRPIにおいてそれぞれの電磁変換
特性を評価した。表−３及び第４図に測定結果を示す。表−３に
おいて試料No.は、表−１の各No.の試料上にCo−
Cr層を形成した試料は表−１と同じNo.とした。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。又、測定値は試料No.６を基準とした相対値で示
してある。表−３及び第４図から判るように試料No.１〜７
ように酸素濃度が0.3％以上のアルゴン雰囲気中
でスパツタして形成したパーマロイ薄膜を低保磁
力層としてもつ二層媒体は磁化容易軸方向および
磁化

【表】困難軸方向の再生出力の大きさの比が１に近く、
したがつてフロツピーデイスク形状にしたときに
モジユレーシヨンが従来法の試料No.８に比べて大
巾に改良されていることが判る。また、表−３よりパーマロイ薄膜形成時の不活
性ガス中の酸素濃度の増加に伴ない再生出力が低
下することがわかる。従つて、前記酸素濃度は再
生出力が大巾に低下しない範囲、実用的には
10Vol以下であることが好ましく、更に好ましく
は、従来法の試料No.８最低出力と同じレベルの再
生出力レベルが得られる、5Vol％以下である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
式スパツタ装置の説明図、第２図は磁気特性の説
明図、第３図はサンプル切り出しの説明図、第４
図はパーマロイ薄膜形成時の酸素濃度と再生出力
のMD方向、TD方向の比を示すグラフである。 T₁，T₂……ターゲツト、１０……真空槽、２
０……排気系、３０……ガス導入系、４０……基
板、５０……スパツタ電源。

Claims

【特許請求の範囲】１ Ni，Feを主成分としたパーマロイ薄膜を物
理堆積法により形成するパーマロイ薄膜の製造方
法において、酸素を0.3％以上10％以下含む雰囲
気下で形成することを特徴とするパーマロイ薄膜
の製造方法。２前記物理堆積法がスパツタリング法である特
許請求の範囲第１項記載のパーマロイ薄膜の製造
方法。３前記スパツタリング法が対向ターゲツト式ス
パツタリング法である特許請求の範囲第２項記載
のパーマロイ薄膜の製造方法。４非磁性の基板上にパーマロイ薄膜からなる低
保磁力層と膜面に垂直方向の磁化容易軸を有する
磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体の製造方法
において、前記低保磁力層のパーマロイ薄膜を、
酸素を0.3％以上10％以下含む雰囲気下の物理堆
積法により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。５前記物理堆積法の製造方法がスパツタリング
法である特許請求の範囲第４項記載の垂直磁気記
録媒体の製造方法。６前記スパツタリング法が対向ターゲツト式ス
パツタ法であ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。