JPH06103555A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録媒体

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JPH06103555A
JPH06103555A JP24975792A JP24975792A JPH06103555A JP H06103555 A JPH06103555 A JP H06103555A JP 24975792 A JP24975792 A JP 24975792A JP 24975792 A JP24975792 A JP 24975792A JP H06103555 A JPH06103555 A JP H06103555A
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JP
Japan
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layer
recording
magnetic
film
recording medium
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Withdrawn
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JP24975792A
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English (en)
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Hiroaki Wakamatsu
弘晃 若松
Kenji Sato
賢治 佐藤
Kenichi Aoshima
賢一 青島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は垂直磁化記録方式の磁気ディスク装
置に用いる軟磁性裏打ち層上に垂直記録層を積層した二
層膜構造の垂直磁気記録媒体に関し、NiFe膜からなる軟
磁性裏打ち層上に、成長初期層から優れた垂直な結晶配
向性と高保磁力、高残留磁化を有する垂直記録層を設け
て記録再生特性を向上させることを目的とする。 【構成】 非磁性基板11上にNiFe膜からなる軟磁性裏打
ち層12と垂直記録層21とを順に積層してなる垂直磁気記
録媒体であって、前記垂直記録層21がCoCrTa膜からな
り、かつ該垂直記録層21の成膜時における該軟磁性裏打
ち層12側の成長初期層21a から中間層21b 、表面層21c
へと成膜するに従ってCoの組成量は徐々に増加し、Crと
Taの組成量を徐々に減少するように変化させた構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は垂直磁化記録方式の磁気
ディスク装置に用いられる垂直磁気記録媒体に係り、特
に高密度記録化に好適な二層膜構造の垂直磁気記録媒体
に関するものである。
【0002】近年、コンピュータシステムにおける情報
処理量の増大により、磁気ディスク装置への記録情報も
増加し、より小型で大容量化が進められ、高記録密度化
が要求されている。
【0003】それに伴って磁気記録媒体においては、従
来の水平磁化記録方式の記録媒体に比べてより高密度記
録が可能とされる垂直磁化記録方式の記録媒体、即ち、
高透磁率な軟磁性裏打ち層上に垂直磁気異方性を有する
垂直記録層を積層した二層膜構造の垂直磁気記録媒体が
提案され、実用化が進められている。
【0004】このような垂直磁気記録媒体では軟磁性裏
打ち層上に形成したCoCr膜からなる垂直記録層の成長初
期層の保磁力が小さく、また垂直な結晶配向性が悪いこ
とから記録再生特性が劣化する傾向にある。このため、
そのような垂直記録層の成長初期層の保磁力及び垂直な
結晶配向性を高め、記録再生特性を向上させた媒体構造
が必要とされている。
【0005】
【従来の技術】従来、アルミニウム等の非磁性基板上に
バインダと混練した磁性粉を塗布した塗布型の磁気記録
媒体が広く用いられていたが、その後、より高密度記録
が可能となるスパッタ法による連続薄膜磁気記録媒体が
用いられるようになってきた。しかし、その磁性記録膜
の水平方向に磁化を残して記録する水平記録方式では、
記録密度が高くなると記録磁化の自己減磁の影響が強く
なって再生出力が低下し、高密度記録に限界が生じてく
る。
【0006】そこで高密度記録においても記録磁化の自
己減磁がなく、しかも磁性記録膜の垂直方向に磁化を残
す垂直記録方式が提案され、実用化に向けて開発が進め
られている。
【0007】そのような従来の二層膜構造の垂直磁気記
録媒体は、図2の要部断面図に示すようにNiPめっき等
の表面処理を施したアルミニウム円板からなる非磁性基
板11上に、スパッタリング法により、例えば1μmの膜
厚のNiFe膜からなる高透磁率な軟磁性裏打ち層12と0.13
μmの膜厚のCoCr膜からなる垂直記録層13とを積層した
構成からなり、必要に応じて該垂直記録層13の表面に潤
滑保護膜14が被覆されている。
【0008】そしてこの構成の垂直磁気記録媒体に対し
て記録・再生を行う垂直磁気ヘッドからの記録磁界は前
記垂直記録層13を垂直に磁化して通過し、その直下の前
記軟磁性裏打ち層12を水平に通って再び該垂直記録層13
を垂直に通過して前記垂直磁気ヘッド側へ帰還する磁気
回路により情報記録が行われ、また、既に記録された前
記垂直記録層13からの記録磁界を受けた垂直磁気ヘッド
の主磁極が磁化され、その主磁極と鎖交するコイルに生
じる電圧を再生信号として取り出すことによって再生を
行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記した二層
膜構造の垂直磁気記録媒体では、前記非磁性基板11上に
形成されたNiFe膜からなる軟磁性裏打ち層12上にスパッ
タリング法によりCoCr膜からなる垂直記録層を成膜する
際に、Coが80at%,Crが20at%の比率となる完全なCoCr
膜として成長するまでに40〜50nm程度の成長初期層が
必要となる。またこの成長初期層の保磁力は小さく、更
に磁気的な垂直配向性が悪いことから当該磁気記録媒体
の書込み性や再生出力が低下する等、記録再生特性を劣
化させるという問題があった。
【0010】そこで、そのような問題を解決するため
に、例えば前記軟磁性裏打ち層12上に、CoCrに対して第
3元素としてTa等を添加したCoCrTa膜 (Co:78at%,C
r:17at%,Ta:5at%) からなる垂直記録層を積層し
た媒体構成とすることにより、該垂直記録層の成長初期
層の磁気特性を向上させることが可能となるが、前記第
3元素の添加により、残留磁化に寄与するCoの量が相対
的に減少するため、残留磁化量が低下し、再生出力の低
下を引き起こすという問題があった。
【0011】なお、上記のTaを添加したCoCrTa膜からな
る垂直記録層を有する垂直磁気記録媒体については、例
えばMasayuki Sagoiらの論文(J.Appl.Phys.67(10),15 M
ay 1990)にB−Hループの角張り性が良く、垂直方向の
保磁力Hc⊥が高く、結晶学的な垂直配向性を示す指数Δ
θ50が小さくなることが記載されている。
【0012】本発明は上記した従来の問題点に鑑み、軟
磁性裏打ち層上に、成長初期層から優れた垂直な結晶配
向性と高保磁力、高残留磁化を有する垂直記録層を設け
て記録再生特性の向上を図った新規な垂直磁気記録媒体
を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、非磁性基板上に軟磁性裏打ち層と垂直記
録層とを順に積層してなる垂直磁気記録媒体であって、
前記垂直記録層がCoCrTa膜からなり、該垂直記録層を構
成するCo,Cr,Taの各組成量の内の少なくとも一つ以上の
元素の組成量を膜厚方向に変化させた構成とする。
【0014】また、前記垂直記録層を構成するCo,Cr,Ta
の内のCoの組成量は軟磁性裏打ち層との界面から表面に
向かって徐々に増加し、CrとTaの組成量は該軟磁性裏打
ち層との界面から表面に向かって徐々に減少するように
変化させた構成とする。
【0015】更に、前記垂直記録層を構成するCo,Cr,Ta
の膜厚方向への変化量は、Coが76〜84at%、Crが14〜20
at%及びTaが0〜8at%とした構成とする。
【0016】
【作用】本発明では、非磁性基板上に設けたNiFe膜から
なる軟磁性裏打ち層上に、CoCrTa膜からなる垂直記録層
としてCo,Cr,Taの内のCoの組成量を軟磁性裏打ち層との
界面から表面に向かって徐々に増加させ、CrとTaの組成
量は該軟磁性裏打ち層との界面から表面に向かって徐々
に減少するように変化させて成膜することにより、該垂
直記録層の成長初期層ではCrとTaの組成量が多いことに
より垂直な結晶配向性の向上が可能となり、その中間部
より表面層にかけてはCrとTaの組成量が減少していく
が、これまでに既に垂直配向性の優れた結晶が成長され
てきているので、それに引き続いてCrとTaの組成量が少
なくても垂直配向性の良い結晶膜が成長され、しかもCo
の組成量増加することにより高保磁力で、高飽和磁束密
度の垂直記録層が得られる。
【0017】従って、再生出力の増加に寄与する垂直磁
気ヘッドの主磁極に近い垂直記録層の表層部での磁気特
性の向上と書込み易さと、記録密度の向上に寄与する前
記主磁極より遠く離れた垂直記録層の深層部での垂直配
向性の改善がなされた優れた記録特性を有する垂直磁気
記録媒体を得ることができる。
【0018】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。図1は本発明に係る垂直磁気記録媒体の
一実施例を示す要部断面図である。
【0019】図において、11は中心に支持孔が設けら
れ、NiPめっき等の表面処理を施したアルミニウム円板
からなる非磁性基板11上に、スパッタリング法により、
例えば1μmの膜厚のNiFe膜からなる高透磁率な軟磁性
裏打ち層12を設け、その軟磁性裏打ち層12上にCoCrTa膜
からなる垂直記録層21として、例えば最初にCo:78at
%,Cr:17at%,Ta:5at%の組成を有する0.04μmの
膜厚の成長初期層21a と、次にCo:80at%,Cr:16.5at
%,Ta:3.5 at%の組成を有する0.04μmの膜厚の中間
層21b と、更にCo:82at%,Cr:16at%,Ta:2at %の
組成を有する0.04μmの膜厚の表面層21c とを順に積層
状に設けた構成とする。なお、必要に応じて前記垂直記
録層21の表面に潤滑保護膜14を被覆する。
【0020】このような構成の垂直磁気記録媒体とする
ことにより、前記軟磁性裏打ち層12上に設けた垂直記録
層21としては、CrとTaの組成量の多い成長初期層21a で
は垂直配向性の優れた結晶が成長され、該成長初期層21
a よりCrとTaの組成量が徐々に減少していく中間層21b
から表面層21c にかけては、これまでに既に垂直配向性
の優れた結晶が成長されているのに引き続いて、垂直配
向性の良い結晶膜が成長され、しかもCoの組成量の増加
に比例して高保磁力で、高飽和磁束密度の膜となり、磁
気記録再生特性の向上した垂直磁気記録媒体を容易に得
ることできる。
【0021】なお、上記した構成の垂直磁気記録媒体を
製造する方法としては、前記非磁性基板11上に、スパッ
タ用供給電力のパワー密度を 5.5W/cm2 、スパッタガ
ス圧を1mTorr 、基板温度を250 ℃とするスパッタ条件
によるスパッタリング法により、1μmの膜厚のNiFe膜
からなる高透磁率な軟磁性裏打ち層12を形成し、その軟
磁性裏打ち層12上に前記したスパッタ条件と、例えばC
o:76〜84at%,Cr:14〜20at%,Ta:0〜8at%の組
成範囲内で、形成する前記成長初期層21a 、中間層21b
及び表面層21c の各Co,Cr,Taの組成に合わせた3種類
のターゲットを用いたスパッタリング法により、垂直記
録層21としてCo:78at%,Cr:17at%,Ta:5at%の組
成を有する0.04μmの膜厚の成長初期層21a と、次にC
o:80at%,Cr:16.5at%,Ta:3.5 at%の組成を有す
る0.04μmの膜厚の中間層21b と、更にCo:82at%,C
r:16at%,Ta:2at %の組成を有する0.04μmの膜厚
の表面層21c とを順に積層状に形成し、更に、必要に応
じてその垂直記録層21の表面にスパッタカーボン膜等の
潤滑保護膜14を被覆することによって図1に示す所望の
垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【0022】前記垂直記録層21としては、成長初期層21
a 、中間層21b 及び表面層21c の順に積層成膜時に各層
間での相互拡散により層内での成長初期層21a から表面
層21c への各元素組成の変化は、或る程度は連続的とな
るが、より連続的に変化させるためには各元素組成を小
さく変化させた層を多数に積層することによって実現で
きる。
【0023】また、軟磁性裏打ち層12もスパッタリング
法によりNiFe膜からなる軟磁性裏打ち層を設けた場合の
例について説明したが、めっき法や他の方法を用いても
良く、また軟磁性裏打ち層としてNiFe膜に限定するもの
ではなく、例えばCoZrNb膜、FeN膜等の軟磁性膜を用い
てもよいことはいうまでもない。
【0024】表1に、本発明の垂直磁気記録媒体 (本実
施例) と従来の垂直磁気記録媒体 (従来例) との保磁力
及び飽和磁束密度の磁気特性を試料振動型磁束計(VS
M)とカー効果により測定した結果を示している。
【0025】該試料振動型磁束計(VSM)により垂直
記録層全体の保磁力及び飽和磁束密度の平均値か測定で
きるのに対して、カー効果により垂直記録層の表面層の
保磁力を測定することができる。
【0026】
【表1】
【0027】この表1によって明らかなように、本発明
の垂直磁気記録媒体(本実施例)では、VSMで測定し
た垂直記録層の保磁力及び飽和磁束密度が従来例に比べ
て高い値が得られており、カー効果により測定した垂直
記録層の表面層の保磁力と飽和磁束密度に相当するカー
回転角も従来例に比べて更に大きい値が得られ、該表面
層の磁気特性が著しく改善されている。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る垂直磁気記録媒体によれば、高透磁率な軟磁性裏
打ち層上に設けたCoCrTa膜からなる垂直記録層として、
Co,Cr,Taの内のCoの組成量を軟磁性裏打ち層との界面か
ら表面に向かって徐々に増加させ、CrとTaの組成量は逆
に軟磁性裏打ち層との界面から表面に向かって徐々に減
少するように変化させた膜構造とすることにより、該垂
直記録層全体として高保磁力、高残留磁化及び高垂直配
向性の膜が得られ、更に、垂直記録層の記録再生に大き
く寄与する垂直磁気ヘッドの主磁極近傍の表面層の磁気
特性が改善されるため、優れた磁気記録再生特性を有す
る垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる等、実用上
の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の垂直磁気記録媒体の一実施例を示す
要部断面図である。
【図2】 従来の垂直磁気記録媒体を説明するための要
部断面図である。
【符号の説明】
11 非磁性基板 12 軟磁性裏打ち層 14 潤滑保護膜 21 垂直記録層 21a 成長初期層 21b 中間層 21c 表面層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板(11)上に軟磁性裏打ち層(12)
    と垂直記録層(21)とを順に積層してなる垂直磁気記録媒
    体であって、 前記垂直記録層(21)がCoCrTa膜からなり、該垂直記録層
    (21)を構成するCo,Cr,Taの各組成量の内の少なくとも一
    つ以上の元素の組成量を膜厚方向に変化させたことを特
    徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記垂直記録層(21)を構成するCo,Cr,Ta
    の内のCoの組成量は軟磁性裏打ち層(12)との界面から表
    面に向かって徐々に増加し、CrとTaの組成量は該軟磁性
    裏打ち層(12)との界面から表面に向かって徐々に減少す
    るように変化させたことを特徴とする請求項1の垂直磁
    気記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記垂直記録層(21)を構成するCo,Cr,Ta
    の膜厚方向への変化量は、Coが76〜84at%、Crが14〜20
    at%、Taが0〜8at%であることを特徴とする請求項1
    の垂直磁気記録媒体。
JP24975792A 1992-09-18 1992-09-18 垂直磁気記録媒体 Withdrawn JPH06103555A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7862913B2 (en) 2006-10-23 2011-01-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Oxide magnetic recording layers for perpendicular recording media
US8580409B2 (en) 2009-11-09 2013-11-12 HGST Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording media having a dual onset layer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7862913B2 (en) 2006-10-23 2011-01-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Oxide magnetic recording layers for perpendicular recording media
US8580409B2 (en) 2009-11-09 2013-11-12 HGST Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording media having a dual onset layer

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Effective date: 19991130