JPH059849B2 - - Google Patents

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JPH059849B2
JPH059849B2 JP20798083A JP20798083A JPH059849B2 JP H059849 B2 JPH059849 B2 JP H059849B2 JP 20798083 A JP20798083 A JP 20798083A JP 20798083 A JP20798083 A JP 20798083A JP H059849 B2 JPH059849 B2 JP H059849B2
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Japan
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targets
sputtering
magnetic
substrate
target
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Masahiko Naoe
Shozo Ishibashi
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Konica Minolta Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はバリウムフエライト層、例えば磁気テ
ープ、磁気デイスク等の磁気記録媒体に用いるバ
リウムフエライト層の形成方法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a barium ferrite layer, for example, a barium ferrite layer used in magnetic recording media such as magnetic tapes and magnetic disks.

2 従来技術 従来、この種の磁気記録媒体は、ビデオ、オー
デイオ、デイジタル等の各種電気信号の記録に幅
広く利用されている。これらは、基体上に被着形
成された磁性層(磁気記録層)の面内長手方向に
おける磁化を用いる方式として発達してきた。と
ころが、近年、磁気記録の高密度化に伴ない、面
内長手方向の磁化を用いる記録方式では、記録信
号が短波長になるにつれ、媒体内の反磁界が増大
して残留磁化の減衰と回転が生じ、再生出力が著
しく減少する。このため、記録波長をサブミクロ
ン以下にすることは極めて困難である。
2. Prior Art Conventionally, this type of magnetic recording medium has been widely used for recording various electrical signals such as video, audio, and digital signals. These have been developed as a system that uses magnetization in the in-plane longitudinal direction of a magnetic layer (magnetic recording layer) formed on a substrate. However, in recent years, with the increase in the density of magnetic recording, in recording systems that use magnetization in the longitudinal direction in the plane, as the wavelength of the recording signal becomes shorter, the demagnetizing field within the medium increases, resulting in attenuation and rotation of the residual magnetization. occurs, and the playback output decreases significantly. For this reason, it is extremely difficult to reduce the recording wavelength to submicron or less.

一方、磁気記録媒体の磁性層の厚さ方向の磁化
(いわゆる垂直磁化)を用いる垂直磁化記録方式
が、最近になつて提案されている(例えば、「日
経エレクトロニクス」1978年8月7日号No.192)。
この記録方式によれば、記録波長が短かくなるに
伴なつて媒体内の残留磁化に作用する反磁界が減
少するので、高密度化にとつて好ましい特性を有
し、本質的に高密度記録に適した方式であると考
えられる。
On the other hand, a perpendicular magnetization recording method that uses magnetization in the thickness direction of the magnetic layer of a magnetic recording medium (so-called perpendicular magnetization) has recently been proposed (for example, "Nikkei Electronics" August 7, 1978 issue No. .192).
According to this recording method, as the recording wavelength becomes shorter, the demagnetizing field that acts on the residual magnetization in the medium decreases, so it has favorable characteristics for increasing density, and is essentially suitable for high-density recording. This method is considered to be suitable for

ところで、このような垂直記録を能率良く行な
うには、磁気記録媒体の記録層が垂直方向(磁性
層の厚さ方向)に磁化容易軸を有していなければ
ならない。こうした磁気記録媒体としては、基体
(支持体)上に、磁性粉末とバインダーとを主成
分とする磁性塗料を塗布し、磁性層の垂直方向に
磁化容易軸が向くように配向させた塗布型の媒体
が知られている。この塗布型媒体には、Co、
Fe3O4、γ−Fe2O3、Co添加Fe3O4、Co添加γ−
Fe2O3、六方晶フエライト(例えばバリウムフエ
ライト)、MnBi等が磁性粉末として用いられる
(特開昭52−46803号、同53−67406号、同52−
78403号、同55−86103号、同54−87202号各公
報)。しかしながら、これらの塗布型媒体は、磁
性層中に非磁性のバインダーが存在しているため
に、磁性粉末の充填密度を高めることには限界が
あり、従つてS/N比を充分高くすることができ
ない。しかも、記録される信号の大きさは磁性粒
子の寸法で制限される等、磁性塗膜からなる磁性
層を有する媒体は垂直磁化記録用としては不適当
である。
Incidentally, in order to perform such perpendicular recording efficiently, the recording layer of a magnetic recording medium must have an axis of easy magnetization in the perpendicular direction (thickness direction of the magnetic layer). Such a magnetic recording medium is a coated type in which a magnetic coating mainly composed of magnetic powder and a binder is coated on a substrate (support), and the axis of easy magnetization is oriented in the perpendicular direction of the magnetic layer. The medium is known. This applied media includes Co,
Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , Co-added Fe 3 O 4 , Co-added γ-
Fe 2 O 3 , hexagonal ferrite (e.g. barium ferrite), MnBi, etc. are used as magnetic powders (JP-A-52-46803, JP-A-53-67406, JP-A-52-
Publications No. 78403, No. 55-86103, and No. 54-87202). However, in these coated media, there is a limit to increasing the packing density of magnetic powder due to the presence of a non-magnetic binder in the magnetic layer, and therefore it is difficult to increase the S/N ratio sufficiently. I can't. Moreover, the magnitude of the recorded signal is limited by the size of the magnetic particles, and thus a medium having a magnetic layer made of a magnetic coating is unsuitable for perpendicular magnetization recording.

そこで、垂直磁化する磁性層を、例えばバイン
ダーを用いることなく磁性体を支持体上に連続的
に被着したもので形成した連続薄膜型磁気記録媒
体が、高密度記録に適したものとして注目されて
いる。
Therefore, continuous thin film magnetic recording media, in which a perpendicularly magnetized magnetic layer is formed by continuously depositing a magnetic material on a support without using a binder, are attracting attention as suitable for high-density recording. ing.

本発明者は、これまでに提案された垂直磁気記
録用の磁性層の製膜について検討を加えた結果、
極めて有用な方法を見出し、本発明に到達した。
As a result of studying the film formation of magnetic layers for perpendicular magnetic recording proposed so far, the present inventor found that
We have discovered a very useful method and have arrived at the present invention.

3 発明の目的 本発明の目的は、安定なスパツタリングを継続
して行なうことが可能であり、特に垂直磁気記録
用として好適なバリウムフエライト層を非常に効
果的に形成できる方法を提供するものである。
3. Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to provide a method that allows stable sputtering to be performed continuously and is particularly effective in forming a barium ferrite layer suitable for perpendicular magnetic recording. .

4 発明の構成 即ち、本発明は、互いに対向したターゲツト間
の側方に基体を配置せしめ、前記ターゲツトに高
周波電力を供給して前記ターゲツトをスパツタ
し、生じた粒子を前記基体上に堆積させてバリウ
ムフエライト層を形成する方法であつて、前記供
給される高周波電力密度Pavは8W/cm2以上であ
り、かつ、全ガス圧Ptotalが10mTorr以上であ
り、さらにスパツタは前記両ターゲツト間にほぼ
位相差が生じないようにして行うことを特徴とす
るバリウムフエライト層の形成方法に係るもので
ある。
4. Structure of the Invention That is, the present invention comprises disposing a substrate on the side between targets facing each other, sputtering the targets by supplying high frequency power to the targets, and depositing the generated particles on the substrate. A method for forming a barium ferrite layer, wherein the supplied high-frequency power density Pav is 8 W/cm 2 or more, the total gas pressure Ptotal is 10 mTorr or more, and the sputter is placed approximately between the two targets. The present invention relates to a method for forming a barium ferrite layer, which is characterized in that it is carried out in such a manner that no phase difference occurs.

5 実施例 以下、本発明の実施例を図面参照下に詳細に説
明する。
5 Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の方法は特に、高周波放電方式の対向タ
ーゲツトスパツタ装置を用いる方法で実施され
る。
The method of the invention is particularly carried out using a high-frequency discharge type opposed target sputtering device.

第1図は、高周波放電型対向ターゲツトスパツ
タ装置を示すものである。
FIG. 1 shows a high frequency discharge type facing target sputtering device.

図面において、1は真空槽、2は真空槽1を排
気する真空ポンプ等からなる排気系、3は真空槽
1内に所定のガスを導入してガス圧力を10-1
10-4Torr程度に設定するガス導入系である。
In the drawing, 1 is a vacuum chamber, 2 is an evacuation system consisting of a vacuum pump etc. for evacuating the vacuum chamber 1, and 3 is an exhaust system that introduces a predetermined gas into the vacuum chamber 1 to raise the gas pressure to 10 -1 ~
This is a gas introduction system set at approximately 10 -4 Torr.

ターゲツト電極は、ターゲツトホルダー4によ
り一対のターゲツトT1,T2(化学量論組成の
BaO・6Fe2O3)を互いに隔てて平行に縦に対向
配置した対向ターゲツト電極として構成されてい
る。これらのターゲツト間には、磁界発生手段で
ある永久磁石10による磁界(例えば150Oeのプ
ラズマ収束磁界)が形成される。一方、磁性薄膜
を形成すべき基体6は両ターゲツト間の両方(図
面では上方)に配され、ヒーター7によつて所定
温度に加熱される。両ターゲツトT1,T2には、
整合回路を有する高周波電源Rfが接続され、真
空槽1が接地されている。なお、第1図中の14
はシールド用の絶縁体、15は冷却導入管、及び
同導出管である。
The target electrode is connected to a pair of targets T 1 and T 2 (with stoichiometric composition) by a target holder 4.
The electrodes are configured as opposed target electrodes in which electrodes (BaO.6Fe 2 O 3 ) are arranged vertically and in parallel to each other and separated from each other. A magnetic field (for example, a plasma convergence magnetic field of 150 Oe) is formed between these targets by a permanent magnet 10 serving as a magnetic field generating means. On the other hand, a substrate 6 on which a magnetic thin film is to be formed is placed between both targets (upper side in the drawing) and heated to a predetermined temperature by a heater 7. For both targets T 1 and T 2 ,
A high frequency power source R f having a matching circuit is connected, and the vacuum chamber 1 is grounded. In addition, 14 in Figure 1
15 is an insulator for shielding, and 15 is a cooling inlet pipe and an outlet pipe.

なお、使用可能な基体6の材料は、磁性材料が
被着可能なものであれば種々のものが採用可能で
ある。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リ塩化ビニル、三酢酸セルロース、ポリカーボネ
ート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタ
クリレートの如きプラスチツクス、ガラス等のセ
ラミツクス等が使用可能である。さらにMg、
Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、
Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Te、Ta、Co、Wなど
の金属、半金属およびその合金等も使用可能であ
る。
Note that various materials can be used for the base body 6 as long as a magnetic material can be attached thereto. For example, plastics such as polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, cellulose triacetate, polycarbonate, polyamide, polyimide, polymethyl methacrylate, ceramics such as glass, etc. can be used. Furthermore, Mg,
Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn,
Metals such as Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Te, Ta, Co, and W, semimetals, and alloys thereof can also be used.

上記のように構成されたスパツタ装置におい
て、平行に対向し合つた両ターゲツトT1,T2
各表面と垂直方向に磁界を形成し、この磁界によ
り陰極降下部(却ち、ターゲツトT1−T2間に発
生したプラズマ雰囲気と各ターゲツトT1及びT2
との間の領域)での電界で加速されたスパツタガ
スイオンのターゲツト表面に対する衝撃で放出さ
れたγ電子をターゲツト間の空間にとじ込め、対
向した他方のターゲツト方向へ移動させる。他方
のターゲツト表面へ移動したγ電子は、その近傍
の陰極降下部で反射される。こうして、γ電子は
ターゲツトT1−T2間において磁界に束縛されな
がら往復運動を繰返すことになる。この往復運動
の間にγ電子は中性の雰囲気ガスと衝突して雰囲
気ガスのイオンと電子とを生成させ、これらの生
成物がターゲツトからのγ電子の放出と雰囲気ガ
スのイオン化を促進させる。従つて、ターゲツト
T1−T2間の空間には高密度のプラズマが形成さ
れ、これに伴なつてターゲツト物質が充分にスパ
ツタされ、上方の基体6上にバリウムフエライト
として堆積してゆくことになる。
In the sputtering apparatus configured as described above, a magnetic field is formed perpendicularly to the surfaces of both the targets T 1 and T 2 facing each other in parallel, and this magnetic field causes the cathode falling part (or rather, the target T 1 - Plasma atmosphere generated between T 2 and each target T 1 and T 2
The γ electrons emitted by the impact of the sputtering gas ions accelerated by the electric field on the target surface (area between the two targets) are trapped in the space between the targets and moved toward the other opposing target. The γ electrons that have moved to the other target surface are reflected by the cathode fall section nearby. In this way, the γ electrons repeatedly move back and forth between the targets T 1 and T 2 while being constrained by the magnetic field. During this reciprocating motion, the γ electrons collide with the neutral atmospheric gas to generate ions and electrons of the atmospheric gas, and these products promote the release of the γ electrons from the target and the ionization of the atmospheric gas. Therefore, the target
A high-density plasma is formed in the space between T 1 and T 2 , and the target material is sufficiently sputtered and deposited on the upper substrate 6 as barium ferrite.

この対向ターゲツトスパツタ装置は、他の飛翔
手段に比べて、高速スパツタによる高堆積速度の
製膜が可能であり、また基体がプラズマに直接曝
されることがなく、低い基体温度での製膜が可能
でである等のことから、垂直磁化膜を形成するの
に有利である。しかも、対向ターゲツトスパツタ
装置によつて飛翔した磁性膜材料の基板への入射
エネルギーは、通常のスパツタ装置のものよりも
小さいので、材料が所望の方向へ方向性を以つて
堆積し易く、垂直磁化記録に適した構造の膜を得
易くなる。
Compared to other flying methods, this facing target sputtering device enables film formation at a high deposition rate using high-speed sputtering, and the substrate is not directly exposed to plasma, allowing film formation at low substrate temperatures. This is advantageous for forming a perpendicularly magnetized film. Moreover, the incident energy of the magnetic film material sputtered onto the substrate by the facing target sputtering device is smaller than that of a normal sputtering device, so the material is easily deposited directionally in the desired direction, and the material can be deposited vertically. It becomes easier to obtain a film with a structure suitable for magnetization recording.

この対向ターゲツトスパツタ装置を用いるスパ
ツタ法で注目すべきことは、スパツタに際して高
周波電源Rfによる高周波電力を供給しているこ
とである。これを次に詳述する。
What should be noted in the sputtering method using this opposed target sputtering device is that high frequency power is supplied by a high frequency power source R f during sputtering. This will be explained in detail next.

例えば、電子通信学会論文誌VOL.J66−C
No.1p9−p16に示されている如く、直流電源を用
いたDC対向ターゲツト式スパツタが用いられる
場合、ターゲツト間に高電圧を印加して両者間に
グロー放電を発生させ、これを継続させてプラズ
マ中のイオンによるスパツタを行なうが、高速度
でスパツタを行なうときには特に、通常の異常グ
ロー放電からアーク放電への移行が頻に起こり、
安定なスパツタを継続できないことが多い。特に
バリウムフエライトからなるターゲツトを用いる
際に、上記のアーク放電への移行が顕著となる。
この対策として、直流電源内に電子ヒユーズ回路
を設けて、アーク放電に移行した場合にターゲツ
ト印加電圧を自動的に減少させてアーク放電を止
め、その後再び電圧を元の状態に戻すという特別
の操作を行なわばならない。
For example, IEICE Journal VOL.J66-C
As shown in Nos. 1p9-16, when a DC facing target sputter using a DC power source is used, a high voltage is applied between the targets to generate a glow discharge between them, and this continues. Sputtering is performed using ions in plasma, but especially when sputtering is performed at high speeds, a transition from normal abnormal glow discharge to arc discharge frequently occurs.
It is often impossible to maintain a stable spat. Particularly when a target made of barium ferrite is used, the above transition to arc discharge becomes noticeable.
As a countermeasure, an electronic fuse circuit is installed in the DC power supply to automatically reduce the applied voltage to the target to stop the arc discharge when it transitions to an arc discharge, and then a special operation is carried out in which the voltage is returned to its original state. must be carried out.

これに対し、本実施例の如き高周波電源Rf
用いると、1周期の間にターゲツトの表面は必ず
正の電圧となるために、直流電源を用いる場合の
上記対策は全く必要でなく、かつ安定なスパツタ
を継続させることができる。
On the other hand, when a high frequency power source R f as in this embodiment is used, the surface of the target is always at a positive voltage during one cycle, so the above measures when using a DC power source are not necessary at all, and Stable spattering can be continued.

なお、高速スパツタを目的として上記スパツタ
装置を設計する場合、スパツタ領域以外で消費さ
れる電力損を低く抑えることが望ましい。こうし
た電力損としては、(1)電磁放射損 (2)マツチング
回路損 (3)中間径由損等が考えられるが、このう
ち電磁放射損をできるだけ小さくするためには、
装置のアースを十分にとること、アースレベル以
外の部分はアース電位のもので完全に遮蔽するこ
とが必要である。
In addition, when designing the above-mentioned sputtering apparatus for the purpose of high-speed sputtering, it is desirable to suppress power loss consumed in areas other than the sputtering area. These power losses can include (1) electromagnetic radiation loss, (2) matching circuit loss, and (3) intermediate diameter loss, among which, in order to minimize electromagnetic radiation loss,
It is necessary to ensure that the equipment is sufficiently grounded, and that all parts other than the ground level be completely shielded with ground potential.

また、一方のターゲツトから放出されたγ電子
に対し他方のターゲツトが反射板として働く必要
があるので、このために両ターゲツト間に位相差
が生じない状態でスパツタするとよい。これを実
現するため、第1図に示した如く、両ターゲツト
ホルダー4を完全に左右対称形にし、マツチング
回路も両ターゲツト間の中央位置にくるように配
置する。このように左右のターゲツトを対称形に
配置することによつて、ほぼ位相差のない状態で
スパツタが可能となる。
Further, since it is necessary for the other target to act as a reflector for the γ electrons emitted from one target, it is preferable to perform sputtering in a state where no phase difference occurs between the two targets. In order to realize this, as shown in FIG. 1, both target holders 4 are made completely symmetrical, and the matching circuit is also arranged at the center position between the two targets. By symmetrically arranging the left and right targets in this manner, sputtering can be performed with almost no phase difference.

次に、上記のスパツタ装置を用いて磁気記録媒
体を作成する具体例を説明する。
Next, a specific example of producing a magnetic recording medium using the above sputtering apparatus will be described.

この作成条件は以下の通りであつた。 The preparation conditions were as follows.

ターゲツト材
1300℃で焼結したバリウムフエライト
(BaO・6Fe2O3) 基 体 ガラス 対向ターゲツト間隔 100mm スパツタ空間の磁界 150Oe ターゲツト形状 85mm直径の円盤(5mm厚) 基体とターゲツト端との間隔 40mm 真空槽内の予備排気圧力 8×10-7Torr 導入ガス Ar+O2(10:1) 導入ガス圧 0.7×10-3Torr〜20×10-3Torr スパツタ投入電力
電力密度0〜20W/cm2(高周波13.56MHz) このようにして、第2図に示す如く、ベースフ
イルム6上にバリウムフエライトからなる磁性層
21を有する磁気記録媒体が得られた。この媒体
について、磁性層の厚みは例えば1500Å(触針式
の膜厚計:タリステツプ、ランクテーラーホブソ
ン社製による)であり、EPMAによりその組成
を同定した。
target material
Barium ferrite (BaO・6Fe 2 O 3 ) sintered at 1300℃ Substrate Distance between glass facing targets 100 mm Magnetic field in sputtering space 150 Oe Target shape 85 mm diameter disk (5 mm thickness) Distance between substrate and target end 40 mm In vacuum chamber Pre-exhaust pressure 8×10 -7 Torr Introduced gas Ar+O 2 (10:1) Introduced gas pressure 0.7×10 -3 Torr~20×10 -3 Torr Sputter input power Power density 0~20W/cm 2 (High frequency 13.56MHz) In this way, a magnetic recording medium having a magnetic layer 21 made of barium ferrite on the base film 6 was obtained, as shown in FIG. The thickness of the magnetic layer of this medium was, for example, 1500 Å (by a stylus-type film thickness meter: Talystep, manufactured by Rank-Taylor-Hobson), and its composition was identified by EPMA.

第3図には、上記したスパツタに際するプラズ
マポテンシヤルVpと、基板表面に誘起される電
位Vwとの供給電力密度Pav依存性示す。
FIG. 3 shows the dependence of the plasma potential V p and the potential V w induced on the substrate surface on the supplied power density P av during the sputtering described above.

これによれば、本例の如き高周波(Rf)放電
の場合、Vp及びVwともPavの増大に伴なつてその
絶対値は単調に減少するが、直流(dc)放電に
よる場合はVp及びVwはいずれも非常に小さくな
り、あまりPavによつて変化はしない。また、高
周波放電では、VpとVwの差Vd(=Vp−Vw)なる
ポテンシヤルで衝撃を受けているので、de放電
に比べて衝撃電位Vdが大きいことが分る。この
Vdは高Pavになるほど小さくはなるが、電力密度
範囲;Pav≧8W/cm2でほぼ一定値に達している。
According to this, in the case of high frequency (R f ) discharge as in this example, the absolute values of both V p and V w decrease monotonically as P av increases, but in the case of direct current ( dc ) discharge, Both V p and V w become very small and do not change much with P av . Furthermore, in the high-frequency discharge, the impact potential V d is larger than that in the de discharge because the impact is applied at the potential of the difference V d (=V p −V w ) between V p and V w . this
Although V d becomes smaller as P av becomes higher, it reaches a nearly constant value in the power density range; P av ≧8W/cm 2 .

第4図には、Vp及びVwのガス圧依存性を示す
が、これによれば、de放電の場合は全般的にVd
が小さいが、Rf放電ではVdが大きい(但、高Pav
になる程小さくはなる)ことが分る。
Figure 4 shows the dependence of V p and V w on gas pressure. According to this, in the case of de discharge, V d
is small, but V d is large in R f discharge (however, high P av
It turns out that the smaller the value becomes, the smaller it becomes.

以上の事実から、衝撃電位Vdはスパツタ条件
に大きく依存し(即ち膜質も同条件に大きく依存
し)、その特性を有効に利用することが必要であ
る。
From the above facts, the impact potential V d largely depends on the sputtering conditions (that is, the film quality also largely depends on the same conditions), and it is necessary to effectively utilize this characteristic.

次に、スパツタによる膜(バリウムフエライト
膜)のBa組成XのPav依存性を第5図に、ガス圧
依存性を第6図に示す。バリウムフエライト層を
BaxFe12Oyで表わすと、Ba組成XはPav、ガス圧
に大きく依存することが分る。これは、第3図及
び第4図に示した変化曲線によく対応している。
Next, FIG. 5 shows the P av dependence of the Ba composition X of the sputtered film (barium ferrite film), and FIG. 6 shows the gas pressure dependence. barium ferrite layer
When expressed as Ba x Fe 12 O y , it can be seen that the Ba composition X largely depends on P av and gas pressure. This corresponds well to the change curves shown in FIGS. 3 and 4.

即ち、化学量論組成(X=1.0)のバリウムフ
エライト膜を得ることが磁化膜として望ましい
が、これを実現するには第5図の結果から、Pav
を8W/cm2以上(特に12W/cm2以上)とするのが
望ましいことが明らかである。この場合、高Pav
にするほどVdが小さくはなる(第3図及び第4
図参照)が、これはRf放電によるスパツタは本
質的にに高速形成法であるためである。
That is, it is desirable to obtain a barium ferrite film with a stoichiometric composition (X = 1.0) as a magnetization film, but in order to achieve this, from the results shown in Figure 5, it is clear that P av
It is clear that it is desirable to set the power to 8 W/cm 2 or more (particularly 12 W/cm 2 or more). In this case, high P av
V d becomes smaller as the value increases (see Figures 3 and 4).
This is because sputtering by R f discharge is essentially a high-speed formation method.

また、第6図から、全ガス圧Ptotalを
11mTorr以上とすれば、Ba組成Xを1.0にできる
ことも分る。
Also, from Figure 6, the total gas pressure Ptotal is
It can also be seen that the Ba composition X can be made 1.0 if it is 11 mTorr or more.

なお、上述の例(第1図参照)では基板6を平
板状で位置固定したが、基板の配置については
種々変更を加えることができる。
In the above-mentioned example (see FIG. 1), the substrate 6 is fixed in position as a flat plate, but various changes can be made to the arrangement of the substrate.

例えば第7図のように、基板6がフイルム状に
形成されて、上記両ターゲツト間の上方にて巻出
しロール11からバツクアツプロール12の周面
を巡つて巻取りロール13上に順次巻取られ、こ
の間に磁性材料が順次表面に堆積せしめられるよ
うにしてもよい。これによつて、基板上にバリウ
ムフエライトを連続的に堆積させることができ
る。
For example, as shown in FIG. 7, the substrate 6 is formed into a film and is sequentially wound onto the take-up roll 13 from the unwind roll 11 to the circumferential surface of the back-up roll 12 above the two targets. During this time, the magnetic material may be sequentially deposited on the surface. This allows barium ferrite to be continuously deposited on the substrate.

なお、上記のバツクアツプロール12は第8図
及び第9図に示す如き構造からなつていてよく、
その壁部は冷温媒17を周面に沿つて一方向へ導
びくことのできる2重壁となつていてよい。外周
側へ冷温媒17を均一に分配するために、その導
入口18(例えば回転軸中を貫通して設けられて
いてよい:導出口19も同様)は、径方向に放射
状に延びて外周側の円筒状通路20に連通せしめ
られている。使用する冷温媒としては、基板6が
耐熱性に乏しいとき(例えば高分子フイルム場
合)には例えば−数10℃のエチレングリコール等
が、磁化膜の結晶成長を促進させるときには例え
ば250℃の油等が挙げられる。なお、後述の例に
おいても、第8図、第9図に示したと同様の構造
で冷温媒を流してもよい。
Note that the above-mentioned backup roll 12 may have a structure as shown in FIGS. 8 and 9,
The wall portion may be a double wall that can guide the cold/hot medium 17 in one direction along the circumferential surface. In order to uniformly distribute the coolant/hot medium 17 to the outer circumferential side, the inlet port 18 (for example, it may be provided through the rotating shaft; the same applies to the outlet port 19) extends radially in the outer circumferential direction. The cylindrical passage 20 communicates with the cylindrical passage 20 of the The coolant to be used is, for example, ethylene glycol at -several tens of degrees Celsius when the substrate 6 has poor heat resistance (for example, in the case of a polymer film), and oil, etc. at 250 degrees Celsius when promoting the crystal growth of the magnetized film. can be mentioned. In addition, also in the example described later, the cooling/heating medium may be caused to flow in a structure similar to that shown in FIGS. 8 and 9.

なお、スパツタ用のガスは上記のAr以外にも、
Kr、Ne、He等があるが、このスパツタ用ガス
は単独で導入してよいし、上記のO2やN2、H2O
等との混合ガスを用いてもよい。
In addition to the above-mentioned Ar gas, there are also other gases for spatsuta.
There are Kr, Ne, He, etc., but this sputtering gas can be introduced alone, or the above-mentioned O 2 , N 2 , H 2 O
A mixed gas with the like may also be used.

次に、比較のために、第1図のスパツタ装置に
おいて直流電力(300V×0.4A)を供給した結果、
アーク放電のない安定なスパツタを維持できる時
間は5分と短かくなつた。これに対し、本実施例
の高周波放電による場合は安定なスパツタの継続
時間は数時間に延長することができた。
Next, for comparison, as a result of supplying DC power (300V x 0.4A) to the sputtering device shown in Figure 1,
The time that stable spatter without arcing can be maintained has become as short as 5 minutes. On the other hand, when using the high frequency discharge of this example, the duration of stable sputtering could be extended to several hours.

第10図は、他の例を示すものであつて、第7
図の例と異なり、ローール12に対するターゲツ
トT1,T2の配置を変えている(90度だけ回転さ
せた位置に配している)上に、図面左左側のター
ゲツトT1の上端の上方にマスク板22を張設せ
しめている。このマスク板22の存在によつて、
ターゲツト間からの粒子のうち、基板6上へ斜め
に入射しようとする成分23がマスク板22で遮
蔽され、その垂直入射成分23′のみが基板6上
に入射して垂直方向に堆積することになる。こう
して、まず基板6上に粒子が垂直に結晶成長した
後、基板6が移動すると、次に粒子成分23″が
斜めに入射したとしても、既に垂直に結晶成長し
た粒子上に堆積するためにエピタキシヤル的に成
長する。この結果、基板6上に形成される磁性膜
は、粒子が垂直方向に揃えられた良好な膜とな
り、垂直異方性に優れたものとなる。
FIG. 10 shows another example, and shows the seventh
Unlike the example shown in the figure, the locations of targets T 1 and T 2 with respect to the roll 12 are different (they are rotated by 90 degrees), and the targets T 1 and T 2 are placed above the upper end of target T 1 on the left side of the drawing. A mask plate 22 is stretched. Due to the existence of this mask plate 22,
Among the particles from between the targets, the component 23 that is about to enter the substrate 6 obliquely is blocked by the mask plate 22, and only the vertically incident component 23' enters the substrate 6 and is deposited in the vertical direction. Become. In this way, when the substrate 6 is moved after the grains have grown vertically on the substrate 6, even if the next grain component 23'' is incident obliquely, it will be deposited on the grains that have already grown vertically, resulting in epitaxy. As a result, the magnetic film formed on the substrate 6 becomes a good film in which the grains are aligned in the vertical direction, and has excellent perpendicular anisotropy.

第11図は、ターゲツトT1をロール12の中
心位置近傍下に配することによつて、ターゲツト
間のプラズマ粒子をまず垂直方向23′に堆積さ
せる例である。これによつても、第11図で述べ
たと同様に垂直方向のエピタキシヤル成長が可能
である。また、矢印24で示すように、ターゲツ
トT1,T2を移動させることによつて、スパツタ
条件をコントロールできる。或いは、一点鎖線で
示すようにターゲツトT2を回動させて条件をコ
ントロールしてもよい。
FIG. 11 shows an example in which plasma particles between the targets are first deposited in the vertical direction 23' by placing the target T1 below the center of the roll 12. This also allows epitaxial growth in the vertical direction as described in FIG. 11. Furthermore, by moving the targets T 1 and T 2 as shown by arrows 24, the spatter conditions can be controlled. Alternatively, the conditions may be controlled by rotating the target T2 as shown by the dashed line.

なお、上述した各例は本発明の技術的思想に基
いて更に変形が可能である。
Note that each of the above-mentioned examples can be further modified based on the technical idea of the present invention.

例えば、高周波を加える部分はターゲツトT1
T2に直接加えなくても例えば冷却水導入管及び
導出管15であつてもよい。また、ターゲツトの
配置、個数をはじめ、基板の配置及び形状等は
様々に変更してよい。
For example, the part to which high frequency is applied is the target T 1 ,
The cooling water does not need to be added directly to T 2 , for example, it may be added to the cooling water inlet pipe and the outlet pipe 15 . Further, the arrangement and number of targets, the arrangement and shape of the substrate, etc. may be varied in various ways.

6 発明の作用効果 本発明によれば、垂直磁気記録に適した高性能
なバリウムフエライト層が効率良く形成される。
6 Effects of the Invention According to the present invention, a high performance barium ferrite layer suitable for perpendicular magnetic recording can be efficiently formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
1図はスパツタ装置の概略断面図、第2図は磁気
記録媒体の断面図、第3図はプラズマポテンシヤ
ル及び基板表面の誘起電位の電力密度依存性を示
すグラフ、第4図はプラズマポテンシヤル及び基
板表面の誘起電位のガス圧依存性を示すグラフ、
第5図はバリウムフエライトのBa組成の電力密
度依存性を示すグラフ、第6図は同Ba組成の全
ガス圧依存性を示すグラフ、第7図は他のスパツ
タ装置の要部正面図、第8図はバツクアツプロー
ルの断面図、第9図は第8図のX−X線断面図、
第10、第11図は更に他のスパツタ装置の各概
略図である。 なお、図面に示した符号において、1……真空
槽、2……排気系、3……ガス導入系、4……ホ
ルダー、6……基板、10……永久磁石、21…
…バリウムフエライト層、T1,T2……ターゲツ
ト、Rf……高周波電源である。
The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a sputtering device, Fig. 2 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium, and Fig. 3 is a diagram showing the plasma potential and the power of the induced potential on the substrate surface. A graph showing the density dependence, FIG. 4 is a graph showing the gas pressure dependence of the plasma potential and the induced potential on the substrate surface,
Figure 5 is a graph showing the power density dependence of the Ba composition of barium ferrite, Figure 6 is a graph showing the total gas pressure dependence of the same Ba composition, Figure 7 is a front view of the main parts of another sputtering device, and Figure 7 is a graph showing the dependence of the Ba composition on the power density. Figure 8 is a cross-sectional view of the backup roll, Figure 9 is a cross-sectional view taken along line X-X in Figure 8,
10 and 11 are schematic diagrams of still other sputtering devices. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...vacuum chamber, 2...exhaust system, 3...gas introduction system, 4...holder, 6...substrate, 10...permanent magnet, 21...
... Barium ferrite layer, T 1 , T 2 ... Target, R f ... High frequency power source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 互いに対向したターゲツト間の側方に基体を
配置せしめ、前記ターゲツトに高周波電力を供給
して前記ターゲツトをスパツタし、生じた粒子を
前記基体上に堆積させてバリウムフエライト層を
形成する方法であつて、前記供給される高周波電
力密度Pavは8W/cm2以上であり、かつ、全ガス
圧Ptotalが10mTorr以上であり、さらにスパツ
タは前記両ターゲツト間にほぼ位相差が生じない
ようにして行うことを特徴とするバリウムフエラ
イト層の形成方法。
1. A method of forming a barium ferrite layer by disposing a substrate on the side between mutually facing targets, sputtering the targets by supplying high frequency power to the targets, and depositing the generated particles on the substrate. The supplied high frequency power density Pav is 8 W/cm 2 or more, the total gas pressure Ptotal is 10 mTorr or more, and the sputtering is performed so that there is almost no phase difference between the two targets. A method for forming a barium ferrite layer characterized by:
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