JPH056738B2 - - Google Patents

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JPH056738B2
JPH056738B2 JP58012992A JP1299283A JPH056738B2 JP H056738 B2 JPH056738 B2 JP H056738B2 JP 58012992 A JP58012992 A JP 58012992A JP 1299283 A JP1299283 A JP 1299283A JP H056738 B2 JPH056738 B2 JP H056738B2
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JP
Japan
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film
magnetic
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measured
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JP58012992A
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JPS59140629A (ja
Inventor
Kazuyoshi Yoshida
Hideo Tanabe
Yasutaro Kamisaka
Hideo Fujiwara
Toyoji Okuwaki
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/85Coating a support with a magnetic layer by vapour deposition

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、所定の形状を有する非磁性基体上に
被着したCoを主成分とした垂直磁化膜に係り、
特にかかる垂直磁化膜を用いた垂直磁気記録に好
適な垂直磁気記録媒体の製造方法に関する。
〔従来技術〕 磁気記録の分野における記録密度の向上は著し
いものがある。特に、東北大の岩崎等により提案
された垂直磁気記録方式は、現在実用化されてい
る面内記録方式と異なり、記録密度が高くなるほ
ど、自己減磁作用が小さくなな特徴を有し、将来
の高密度磁気記録方式として注目を集め、精力的
な研究がなされている。
この垂直磁気記録を実現するには、記録媒体と
して、磁性膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を
有する垂直磁化膜が必要である。現在、そのよう
な磁気特性をもつ磁性膜としては、スパツタ法、
あるいは真空蒸着法で作製したCo−Cr、Co−Cr
−Rh、またはCo−V系の合金膜が知られてい
る。
しかし、このような合金系垂直磁化膜は、その
膜厚が0.1μm以下では良好な垂直磁気異方性が得
られない欠点を有するとともに、合金であるため
に磁性膜自身の曲げ剛性率が大きく、特にテープ
状の垂直磁気記録媒体を作製した場合には、磁気
ヘツドとの良好なタツチが得られないという欠点
があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、Co−CrあるいはCo−V系合
金のような合金材料を用いることなく、膜厚
0.1μm以下においても良好な垂直磁化膜となり、
かつ曲げ剛性率がCo−Cr系合金膜に比較して小
さい、新規な垂直磁化膜を用いた垂直磁気記録媒
体の製造方法を提供することにある。
〔発明の概略〕
Co−Cr膜において垂直磁化膜となる理由につ
いてはつぎのように考えられている。スパツタ法
あるいは真空蒸着法で作製したCo−Cr膜の断面
をSEMで観察すると、膜面に垂直方向に結晶粒
子が成長した柱状構造が観察される。垂直磁気異
方性の優れたCo−Cr膜は、この柱状方向に沿つ
てCoのc軸が配向していることが、X線回折法
により解析されている。Co−Cr膜の垂直磁気異
方性は、このc軸が垂直配向していることに一つ
の原因があるが、さらに、その垂直磁気異方性の
大きさ(Ku)が、膜面に垂直方向に磁化が向い
た時の静磁エネルギ、2πM2 s(Ms:飽和磁化)よ
り大となるという下記(1)式の関係が満たされてい
ることが二番目の理由である。
Ku>2πM2 s ……(1) 普通、Co薄膜の場合、Coのc軸が理想的に膜
に垂直に配向したとしても、Ku、Msにバルクの
値を用いるとして、(1)式の左辺、右辺の値はそれ
ぞれ5×106erg/c.c.、1.2×107erg/c.c.となり、
(1)式の関係を満足することはできない。
このように、Crを添加する効果は、Coのc軸
が膜面に垂直に配向することを促し、かつ飽和磁
化を(1)式が成立する程度にまで低下させることに
ある。
したがつて、Crと同様な効果を有する元素を
Co磁性膜に添加するならば、Co−Cr系合金薄膜
以外においても、垂直磁化膜を実現できる可能性
がある。
本発明者らは、上記のような考えに基づき、検
討を重ねた結果、添加元素として金属元素を用い
ることなく、適当な分圧の酸素雰囲気と基板温度
の条件下において、基板面に垂直にCoの蒸着を
行なうと、良好な磁気特性を有する垂直磁化膜が
得られることを見出した。その原因は必ずしも明
らかではないが、垂直蒸着によつて基板面に垂直
方向に生成される針状のCo結晶粒子の表面が
CoO等の酸化物によつて覆われ、薄膜の形状によ
る面内磁気異方性を緩和するとともに、酸化物層
が存在するために、金属Co粒子のc軸方向が針
状方向に配向しやすくなるためと考えられる。
このように、Coへの金属以外の添加元素によ
つて垂直磁化膜が得られたことは予期しなかつた
ことであり、その作製法が簡単であること、原料
としてはCo金属だけですむことを考えると、そ
の実用上の利点は大きい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を比較例をまじえ、実施例によつ
て詳細に説明する。
実施例 1 第1図に示した抵抗加熱型蒸着装置を用い、光
学研磨されたガラス基板上にCoの蒸着を行なつ
た。第1図において、1はガラス基板、2は蒸着
源、3はニードルバルブ、4は基板加熱用ヒータ
ーである。
上記の装置を用い、Co蒸気流と基板法線のな
す角度θを0゜に設定し、基板温度100℃、蒸着速
度300Å/minの一定条件で、酸素分圧を種々変
化させ、膜厚0.1μmのCo蒸着膜を作製した。蒸着
は酸素分圧が0×10-5、2.1×10-5、3.5×10-5
4.4×10-5、5.1×10-5、6.0×10-5、6.5×10-5、7.0
×10-5Torrの8通りの場合について行ない、合
計8種類のCo蒸着膜を得た。
これら8種類のCo蒸着膜中の平均の酸素含有
量の測定結果とVSM(試料振動型磁力計)によ
り、前記膜の面内方向および面に垂直な方向に磁
場を印加した時の同膜の磁気特性を測定した。そ
の結果を第2図に図表で示す。図中、⊥、はそ
れぞれ印加磁界が膜面に垂直方向、膜面内方向で
あることを示している。
第2図からわかるように、酸素分圧が高く、す
なわち酸素含有量が多くなるに従い、Co蒸着膜
の飽和磁束密度4πMsは減少して行く。これに対
して、膜面に垂直方向に測定した時の角型比
Mr1/Ms、保磁力Hc1はともにはじめは増加し、
飽和磁束密度が6500G、5300Gにおいては、垂直
方向に測定した角型比は面内で測定した角型比よ
りかなり大きくなつている。(試料No.,A−4,
A−5)。このことは明らかに垂直磁化膜が実現
したことを示している。さらに、酸素含有量が増
加し、飽和磁性密度が減少して行くと、垂直方向
で測定した角型比、保磁力ともに減少して行く傾
向を示すが、飽和磁束密度が3500G程度までは垂
直方向と面内方向に測定した角型比が同程度であ
り、(試料No.,A−6,A−7)、また垂直磁化膜
となつていることがわかる。
なお、膜面に垂直方向で測定した角型比、保磁
力の両方共が面内方向で測定した値よりも小さい
場合が(試料No.A−2)、面内磁化膜である。ま
た、試料No.A−3は、角型比は膜面に垂直方向で
測定した値の方が面内方向で測定した値より小さ
いが、保磁力は垂直方向で測定した値の方が面内
方向で測定した値よりも大きいので垂直磁化を十
分に実現できる垂直磁化膜である。
なお、前記Co蒸着における、基板に対するCo
蒸気の実際の入射方向は、基板表面の垂線方向に
対して5度以内であつた。
実施例 2 垂直磁化膜の得られる作製条件、酸素分圧5.1
×10-5Torr、蒸着速度約300Å/minの一定条件
で、基板温度を50〜200℃の範囲で変化させて膜
厚0.1μmのCo蒸着膜の作製を行なつた。基板温度
を変化させたこと以外は実施例1の試料A−5と
同じである。基板温度は200℃、130℃、100℃、
50℃と4通りに変化させ、4種類のCo蒸着膜を
作製し、実施例1と同様な方法で、それらの磁気
特性を測定した。その結果を第3図に図表で示
す。
同図表から、垂直磁化膜を得るには基板温度が
非常に重要な作製条件となつていることがわか
る。すなわち、基板温度が130℃以下の低温にお
いては、膜面に垂直方向で測定した角型比は、膜
面内方向で測定した値に等しいか、あるいは大き
くなる。同様に、保磁力は垂直方向で測定した方
が面内方向で測定した値より大きくなり、垂直磁
化膜が実現していることがわかつた。これに反し
て、基板温度が200℃になると、膜面に垂直方向
で測定した角型比、保磁力ともに膜面内方向で測
定した値より低下し、磁化容易軸方向はすでに膜
面配向となつてしまうことがわかつた。
実施例 3 垂直磁化膜の得られる条件、酸素分圧4.4×
10-5Torr、蒸着速度約300Å/min、基板温度を
100℃において、膜厚を0.02μm〜0.2μmの範囲で
変化させ、Co蒸着膜の作製を行なつた。膜厚を
変化させたこと以外は実施例1の試料A−4と同
じである。膜厚は0.02μm、0.05μm、0.1μm、
0.2μmと4通りに変化させ、4種類のCo蒸着膜を
作製し、実施例1と同様な方法で、それらの磁気
特性を測定した。その結果を第3図に図表で示
す。
同図表から明らかなように、膜厚が0.02μmの
場合には、その磁化容易軸は膜面内にあるが、膜
厚が0.05μm以上になると良好な垂直磁化膜とな
る。また、膜厚の上限は実用上0.5μm程度が好ま
しい。
なお、以上の実施例で述べたCo蒸着膜の作製
条件、例えば、酸素分圧はCoの蒸着速度との相
対的な関係によつて定まるものであり、以上の実
施例の制限を受けるものではない。また、蒸着膜
の作製は真空蒸着法以外に電子ビーム蒸着法を用
いても同様の結果が得られる。
また、本発明によつて得られるCo蒸着膜は金
属Coとその酸化物の混存したものとなつており、
Co−Cr合金膜に比較して、曲げ剛性率は小さく
なり、テープ状あるいはフロツピイデイスク状の
柔軟性が必要とされる記録媒体としても好ましい
機械的特性を有している。
なお、蒸着用の基体としては、従来用いられて
いる有機ポリマー、例えばポリエステル、あるい
は表面に絶縁膜を形成した金属板、例えばAl板
等が用いられる。また、基体の形状は通常、長尺
状もしくは円板状とするが、必要に応じて任意の
形状としてよい。
さらに基体表面にパーマロイ等の高透磁率特性
を有する薄膜を形成し、その上にCo系垂直磁化
膜を被着した、2層垂直磁気記録媒体にも本発明
が適用できることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したところから明らかように、本発明
による垂直磁化膜は製造方法が簡単であり、原料
としてはCo金属だけですみ、しかも特性も良好
なものを得ることができるので、実用上の利点は
大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の蒸着膜の作製に用いた抵抗加
熱型蒸着装置の概略断面図、第2図は分圧の異な
る酸素雰囲気中で、基板温度100℃、蒸着速度約
300Å/minとして基板に垂直に蒸着した膜厚
0.1μmのCo蒸着膜の酸素含有量と磁気特性を示す
図表、第3図は分圧5.1×10-5Torrの酸素雰囲気
中で、蒸着速度約300Å/minとして基板温度を
変えて基板に垂直に蒸着した膜厚0.1μmのCo蒸着
膜の磁気特性を示す図表、第4図は分圧4.4×
10-5Torr、蒸着速度約300Å/min、基板温度100
℃として膜厚を変えて基板に垂直に蒸着したCo
蒸着膜の磁気特性を示す図表である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 非磁性基体上に、Co磁性膜を真空蒸着法に
    よつて形成する際に、上記非磁性基体の温度を
    130℃以下とし、金属Co蒸気の上記非磁性基体へ
    の入射方向を、上記非磁性基体表面に対して実質
    上垂直方向となし、かつ微量の酸素を含む雰囲気
    下において真空蒸着によつて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。 2 上記非磁性基体は有機ポリマーからなること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の垂直磁
    気記録媒体の製造方法。
JP1299283A 1983-01-31 1983-01-31 垂直磁気記録媒体の製造方法 Granted JPS59140629A (ja)

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