JPH0573877A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH0573877A
JPH0573877A JP23442591A JP23442591A JPH0573877A JP H0573877 A JPH0573877 A JP H0573877A JP 23442591 A JP23442591 A JP 23442591A JP 23442591 A JP23442591 A JP 23442591A JP H0573877 A JPH0573877 A JP H0573877A
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JP
Japan
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recording
magnetic recording
film
magnetic
recording medium
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Withdrawn
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JP23442591A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Yoshida
和悦 吉田
Takanobu Takayama
孝信 高山
Masaaki Futamoto
正昭 二本
Yukio Honda
幸雄 本多
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Hitachi Ltd
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】リング型磁気ヘッドを用いて記録再生を行う場
合において、磁気記録層の膜厚が0.10μmから0.
40μmと厚くても、記録密度特性を損なうことなく高
い再生出力を有する磁気記録媒体を提供する。 【構成】基体と記録層となるCo系磁性膜と、その間に
設けた、Cr、V、Sn、Nb、Pt、Ru、Bi、Z
r、Hf、Ni、Fe、Alの薄い中間層から構成され
る。これらの中間層は、六方晶の結晶構造をもつCo系
磁性膜のC軸を膜面垂直方向に優先的に配向させるが、
またその配向の程度を適当に分散させる機能を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は強磁性薄膜を記録層とし
て用いた磁気記録媒体に係り、高密度記録においても高
い再生出力を有する磁気記録媒体に係る。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の増大には目覚ましいもの
があり、ファイルメディアとして用いられる磁気ディス
クやフロッピィディスク、磁気テープの記憶容量の飛躍
的な向上が強く望まれている。このような情勢の中で、
磁気記録媒体は従来の塗布型媒体から高密度記録特性を
もつ強磁性薄膜を用いた薄膜型媒体へと移行しつつあ
る。
【0003】ところで、磁気記録においては、情報の記
録は媒体となる強磁性層の微小領域における磁化の向き
を変化させることによって行われるのであるが、その向
きを媒体面に平行に書き込む、いわゆる長手記録方式が
広く用いられている。薄膜型磁気記録媒体においては、
その高密度化は媒体の保磁力を高めるか、磁性層の厚さ
を薄くすることによって進められている。しかし現行の
薄膜媒体においては既に50nmの極薄膜層が用いられ
ており、さらに薄膜化するには高度な薄膜技術が必要と
なるだけでなく、記録・再生特性の面から見ても、薄膜
化による再生出力の低下は避けることが出来ず、さらな
る高密度化への大きな障害となっている。
【0004】一方、上記したような欠点を解決する方法
として、記録磁化を媒体膜面の垂直方向に記録する垂直
記録方式が提案されている。この方式では膜面に強い垂
直磁気異方性をもつ磁性層を用いる必要があり、Co−
Crに代表される厚さ0.1〜0.5μmの比較的厚め
の合金磁性層が広く用いられており、かつ記録密度を高
める場合においても、膜厚を薄くする必要がない。しか
し、この垂直記録方式においても、通常の磁気記録装置
に用いられる、リング型磁気ヘッドを用いて、情報の記
録・再生を行うと、リングヘッドから発生する強い斜め
の磁界によって、効率的な記録が出来ず垂直記録の長所
を活かせないという欠点がある。
【0005】一方、上記した長手記録、垂直記録の弱点
を補強する方法として、長手記録と垂直記録の特性を合
わせ持った磁気記録媒体の提案(例えば特公平2−48
966)もなされている。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上
記した長手記録と垂直記録の特性を合わせ持った磁気記
録媒体の記録再生を向上させる別の方法を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、基体と
記録層となる強磁性層との間に、非磁性層もしくは強磁
性層の中間層を設け、強磁性層を構成する磁性粒子の磁
化容易軸方向を膜の法線方向に対して適度に分散させる
ことによって達成される。
【0008】
【作用】六方晶の結晶構造をもつCoを主成分とする合
金薄膜を、スパッタリング法あるいは真空蒸着法等で形
成すると、その結晶軸の1つであるC軸は膜面垂直方向
に成長しやすい性質を持っているため、通常はC軸が膜
面垂直方向に配向した膜が得られることが多い。一方、
結晶軸の配向を意図的にコントロールする方法として、
基体と磁性層の間に中間層を設ける方法がある。これは
結晶軸の配向が基体表面の物理的、化学的な性質に大き
く影響されことを利用したものである。例えば六方晶C
oの基底面である002面(c面)と似た原子配列をも
つ基体の上にCoを成膜すると、002面が基体と平行
に並ぶように成長し、また100面と似た原子配列をも
つ基体上に成長するCo膜は100面が優先的に配向し
て成長するようになる。したがって、目的に合った結晶
配向性は、この中間層をうまく選ぶことによって実現で
きる可能性がある。
【0009】本発明はこのような結晶学的な性質を利用
して、六方晶構造をもつCo合金薄膜のC軸の分散の程
度をコントロールするものであり、基体と磁性層との間
に適当な中間層を挿入し、基体表面の物理的・化学的な
性質を改質することによって、適度なC軸方向の分散を
持たせるものである。このC軸はCo系合金の磁化容易
軸に相当しており、斜めに向いたC軸を存在させること
によって、リングヘッドの斜めの磁界に効率よく磁化さ
れ易い性質を媒体に付与させ、きわめて高い再生出力を
もつ媒体を実現することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下本発明の詳細を実施例をもって説明する
ことにする。
【0011】〔実施例1〕図2に示す多元RFマグネト
ロンスパッタリング装置を用いて磁気記録媒体試料を作
製した。ターゲットホルダ1には中間層用のターゲッ
ト、ホルダ2には記録層となるCo合金ターゲット、さ
らにホルダ3には保護膜用のカーボンターゲットがセッ
トされている。ターゲットの大きさはいずれも100m
mφである。また基板4には厚さ50μmのポリイミド
フィルムを用い、以下の方法で試料の作製を行った。ベ
ルジャー内の真空度を5×10~7Torrにした後、Arガ
スを導入して真空度を5mTorrとし、ホルダ1にRFパ
ワーをかけ、まず中間層の成膜を行った。この時の設定
基板温度は100℃であり、ヒータ5を用いて温度のコ
ントロールを行った。膜の堆積速度を0.5nm/sと
して、厚さ50nmの中間層を形成した。実験において
は、ターゲットの種類を変えて、種々の元素からなる中
間層を成膜した。ターゲットの種類によってスパッタ効
率が変わるため、膜の堆積速度が0.5nm/sとなる
ようにRFパワーを調整した。
【0012】その後、基板4をターゲットホルダ2の真
上に移動し、記録層となるCo−Cr−Ta膜(12a
t%Cr、2at%Ta、残Co)の成膜を行った。こ
の時のArガス圧、基板温度は中間層の場合と同じであ
ったが、RFパワーは300W、膜の堆積速度を1nm
/sとして、膜厚200nmのCo−Cr−Ta膜を成
膜した。
【0013】さらに、最後にCo−Cr−Ta膜の表面
に保護膜として厚さ20nmのカーボン膜を形成した。
【0014】このようにして作製した試料の磁気特性
を、試料振動型磁力計(VSM)で測定し、飽和磁化
(Ms)、保磁力(Hc)、角形比(Mr/Ms)を求
めた。磁場は膜面内、または膜面垂直方向に掛けてお
り、それぞれの条件で測定した磁気特性を区別するため
に、面内の場合には‖、垂直の場合には⊥の添字を用い
た。
【0015】また、Co−Cr−Ta膜のC軸の配向の
程度を測定するために、X線回析測定装置を用いてロッ
キング曲線の測定を行い、その半値幅(ΔΘ50)をもっ
てC軸の配向の目安とした。すなわち、ΔΘ50の値が小
さいほどC軸が膜面垂直方向に優先的に配向しているこ
とを意味している。
【0016】表1に中間層の材料として、Cr、V、S
n、Nb、Pt、Ru、Bi、Zr、Hf、Ni、F
e、Al等の単体元素、及びCr−50V、Ni−20Fe
合金を用いて作製した試料(試料番号101〜114)
の磁気特性と、ΔΘ50の値を示した。なお、表1の中で
比較試料R1とR2は、従来の垂直磁気記録媒体であ
り、R1はポリイミドフィルム上に、直接Co−Cr−
Ta膜を形成した膜、R2はC軸の配向を向上させるた
めに、Tiを介した後に、Co−Cr−Ta膜を形成し
た試料である。これらの試料では、他の本発明による試
料よりもΔΘ50が小さく、C軸配向が優れていることが
分かる。
【0017】さらに、これらの試料を切り抜いて3.
5″のフロッピーディスクを作製し、ディスクドライブ
装置を用いて記録・再生特性の測定を行った。使用した
磁気ヘッドはギャップ長が0.25μmのMIG(meta
l in gap)タイプヘッドである。
【0018】表1に各種試料の記録再生特性を示した。
表の中でEとは規格化再生出力を意味しており、1kF
CI(Flux Changes per Inchの略)の記録密度におけ
るヘッドの再生出力を媒体の相対速度(m/s)とヘッ
ドトラック幅(m)、ヘッドのコイルの巻数で割った値
である。またD50とは、1kFCIにおける再生出力が
半減する記録密度である。
【0019】
【表1】
【0020】表1の結果から明らかなように、本発明に
よる試料はいずれも比較試料R1、R2より高い再生出
力をもっており、またD50値もほぼ同等となっている。
図1に本発明の代表的な例として、VとPtを中間層と
して用いた試料の記録再生特性を、曲線102と105
をもって示したが、高い再生出力を高い記録密度まで保
持していることが分かる。これらの試料においては、Δ
Θ50の値は10〜40°の間にあり、また面内と垂直の
残留磁化の比Mr‖/Mr⊥は、2から4の間にあるこ
とが表1から分かる。
【0021】また中間層として、NiやFe膜等の強磁
性材料を用いた場合は、再生出力が他の試料に比較して
高くなっている。これは記録磁性層の裏面に現れる表面
磁荷を打ち消すためと考えられる。
【0022】〔実施例2〕本実施例においては、膜厚が
記録再生特性におよぼす効果を示すことにする。中間層
としては、実施例1に用いたVを代表例として説明する
ことにする。中間層とCo−Cr−Ta層の作製条件は
実施例1と同じであるが、Co−Cr−Ta層を形成す
る時のスパッタリング時間を種々変化させ、Co−Cr
−Ta層の厚さが、100nm、150nm、200n
m、300、500nmの6種類の試料(試料番号21
〜25)を作製した。また比較試料としてCo−Cr−
Ta層の厚さが50nmの試料R3と厚さ0.5μmの
Cr層の上に、厚さ50nmのCo−Cr−Ta層を設
けた試料R4を作製した。比較試料R4は長手記録媒体
として用いられている代表的なものである。これらの試
料の磁気特性、ΔΘ50、記録再生特性の測定を実施例1
と同様な方法で行った。その結果を表2と図3に示す。
【0023】
【表2】
【0024】これらの結果から、膜厚には最適な領域が
存在することが分かる。すなわち、50nmとあまり薄
い場合には、低記録密度における再生出力も、記録密度
特性も著しく劣っていることが分かる。しかし、100
nm以上になると記録再生特性は次第に向上し、200
と300nmの試料では、比較試料に比べても全記録密
度領域において高い再生出力を持っていることが明らか
となった。なお500nmの試料において、再生出力の
値が若干低下しているのは、膜厚が厚いため磁気ヘッド
の磁場が基板に近い領域で弱くなり、十分に磁化されな
いためと考えられる。
【0025】一方、これらの試料の磁気特性を見た場
合、優れた特性の得られている試料23、24、25に
おいて、Mr‖/Mr⊥は2から4の間にある。一方、
比較試料R3とR4において、Mr‖/Mr⊥それぞれ
17、7、と4より大きくなっている。また、ΔΘ50
値について見た場合、本発明の試料では試料21を除いて
全て10°から40°の間にあり、かつC面からの反射
である002回析線しか観察されなかった。しかし比較
試料R3においては、002回析線の他に、100と1
01面からの強い回析線が観測され、C軸が優先配向し
ておらず、他の結晶軸も膜面垂直方向に配向した結晶粒
も含んだ膜となっていることが分かった。
【0026】なお本発明の実施例として、記録層の例と
してCo−Cr−Ta膜の例のみを示したが、Co−C
r、Co−Ni−Zr、Co−Ni−P、Co−P、C
o−CoO、Co−Cr−Pt等の、磁気記録媒体用の
材料に対しても、本発明は効果を有していることを確認
している。また、成膜法としてスパッタリング法のみを
取り上げたが、真空蒸着法やイオンビームスパッタリン
グ法、めっき法等でも同様な効果があることは言うまで
もない。
【0027】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、基体上に形成した中間層の上にCoを主成
分とする磁気記録層を形成して、その結晶軸の1つであ
るC軸を優先的に配向させ、かつその配向の程度をΔΘ
50値として10°から40°の範囲内で分散をもたせ、
かつその膜厚を0.10μm以上、0.4μm以下にす
ることにより、高密度記録状態においても高い再生出力
をもつ媒体を作製することができる。その結果、極端に
薄い膜を用いる必要がなくなり、その機械的な強度を保
証することが容易となる上に、腐食の影響も小さくなり
信頼性の高い媒体を得ることが可能となる。また、その
保磁力も余り高くするする必要がなくなるため、現行の
磁気ヘッドがそのまま使えるという大きな長所も合わせ
持っており、本発明はその実用的かつ経済的な価値は非
常に高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】VとPtを中間層として用いた試料及び比較試
料の再生出力の記録密度依存性を示す図である。
【図2】本発明の実施例に用いたスパッタリング装置の
概略図である。
【図3】磁性層の厚さと記録再生特性の関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
1…中間層用のターゲットホルダ、2…磁気記録層用の
ターゲットホルダ、3…保護膜用ターゲットホルダ、4
…基板、5…基板加熱用ヒータ、102…Vを中間層に
用いた媒体の記録再生特性グラフ、105…Ptを中間
層に用いた媒体の記録再生特性グラフ、R1…中間層を
用いなかった比較試料の記録再生特性グラフ、R2…中
間層にTiを用いた比較試料の記録再生特性グラフ、2
2…Co−Cr−Taの厚さを150nmとした試料の
記録再生特性グラフ、24…Co−Cr−Taの厚さを
300nmとした試料の記録再生特性グラフ、R3…C
o−Cr−Taの厚さを50nmとした比較試料の記録
再生特性グラフ、R4…厚さ0.5μmのCr層の上に
厚さを50nmのCo−Cr−Taを形成した比較試料
の記録再生特性グラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 本多 幸雄 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体と、該基体上に形成されたCr、V、
    Sn、Nb、Pt、Ru、Bi、Zr、Hf、Ni、F
    eおよびAlからなる群の中から選ばれた少なくとも1
    種からなる中間層と、該中間層上に形成されたCoを主
    成分とする強磁性磁気記録層を有することを特徴とする
    磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】上記磁気記録層の厚さは0.1〜0.5μ
    mの範囲にある請求項1記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】上記磁気記録層の厚さは0.15〜0.3
    μmの範囲にある請求項2記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】上記磁気記録層は稠密六方晶構造をもち、
    そのC軸は膜面垂直方向に優先的に配向しており、X線
    回析装置を用いてC面のロッキング曲線を測定した時の
    半値幅が10°から40°の間にある請求項1又は2記
    載の磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】上記磁気記録層の面内方向に磁場をかけて
    測定した磁化曲線から求めた残留磁化の値Mr‖と、垂
    直方向に測定した磁化曲線から求めた残留磁化の値Mr
    ⊥の比が2≦Mr‖/Mr⊥≦4である請求項1又は2記
    載の磁気記録媒体。
JP23442591A 1991-09-13 1991-09-13 磁気記録媒体 Withdrawn JPH0573877A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6663988B2 (en) 2000-04-27 2003-12-16 Showa Denko Kabushiki Kaisha Magnetic recording medium, production process thereof, magnetic recording and reproducing apparatus, and method for evaluating inclination distribution of crystal planes on the magnetic film surface
US8179642B2 (en) 2009-09-22 2012-05-15 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP structure and magnetic disk device

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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203