JPH071535B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高密度記録特性の優れた垂直記録用の薄膜型磁
気記録媒体に関する。

従来の技術 従来、短波長記録特性の優れた磁気記録方式として、垂
直記録方式がある。この方式においては垂直磁気異方性
を有する垂直磁気記録媒体が必要となる。このような媒
体に信号を記録すると、残留磁化は媒体の膜面に略垂直
方向を向く。従って信号が短波長になる程媒体内反磁界
は減少し、優れた再生出力が得られる。垂直磁気記録媒
体として、従来、最も優れていると考えられているもの
は、高分子材料あるいは非磁性金属等の非磁性基板上
に、直接に、あるいはパーマロイ膜等の軟磁性層を介し
て、CoとCrを主成分とし垂直磁気異方性を有する磁性層
（以下この磁性層をCo−Cr垂直磁気異方性膜と呼ぶ）を
スパッタ法あるいは真空蒸着法により形成したものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 スパッタ法や真空蒸着法で満足な記録再生特性を有する
Co−Cr垂直磁気異方性膜を作製する際には、基板温度を
200℃程度にする必要がある。200℃以下でも垂直磁気異
方性膜が得られるが、膜面に垂直方向の保磁力H_c⊥が小
さい。特に、量産に最適と考えられている真空蒸着法で
は、200℃以下の基板温度では、H_c⊥は200Oe以下であ
る。また磁化機構も、垂直磁気記録媒体として適してい
る磁化回転のみによらず、磁壁移動による割合が多い。
その結果、再生出力が低く、またノイズも高くなり、高
いS/Nが得られない。一方、200℃程度の基板温度で、Co
−Cr垂直磁気異方性膜を形成すると、H_c⊥は500〜1000O
e程度になり、磁化機構は磁化回転が主になる。この場
合には再生出力が高く、ノイズは低くなり、高いS/Nが
得られる。

以上の様に、高いS/Nを有する垂直磁気異方性膜を作製
するためには、基板温度を200℃程度にする必要があ
る。このことは、現在磁気テープやフロッピーディスク
に大量かつ安定に使用されている安価なポリエチレンテ
レフタレートフィルム等の耐熱性の悪い基板を使用する
ことが困難であることを意味する。ポリエチレンテレフ
タレートフィルム等の耐熱性の悪い基板を使用出来ない
と、実際に垂直磁気異方性膜を量産することは非常に困
難である。ポリエチレンテレフタレートフィルムを基板
として使用する際には、基板温度を100℃以下にする必
要があり、このための条件を見い出すことが、現時点に
おいて最大の課題である。

問題点を解決するための手段 本発明は基板上にCo,Cr,Ni,P及び微量不純物から成る磁
性層を形成するものである。

作用 従来のCo−Cr垂直磁気異方性膜に対し、本発明の組成を
有する膜は、基板としてポリエチレンテレフタレートフ
ィルムが使用可能な100℃以下の基板温度で、高H_c⊥に
なりうる。すなわち100℃以下の基板温度においても、
高いS/Nを有する垂直磁気異方性膜が得られる。

実施例 以下に本発明の実施例について説明する。真空蒸着法に
より、膜厚10μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に、Co−23重量％Cr,Co−20重量％Cr−20重量％Ni,
Co−19重量％Cr−30重量％Ni,Co−23重量％Cr−0.5重量
％P,Co−19重量％Cr−６重量％P,Co−20重量％Cr−19重
量％Ni−0.5重量％P,Co−18重量％Cr−18重量％Ni−３
重量％Ｐなる組成の膜を形成し、これらの膜の静磁気特
性、結晶配向性及び記録再生特性を調べた。膜を作製す
る際に用いた真空蒸着装置の内部構造の概略を第１図に
示す。基板１は円筒状キャン２に沿って矢印Ａの向きに
走行する。蒸発源６と円筒状キャン２との間にはマスク
５が配置されており、蒸発原子はスリットＳを通って基
板１に付着する。3,4はそれぞれ基板１の供給ロール及
び巻取りロールである。第１図に示される様な真空蒸着
装置を用いて磁性層を形成すると、テープ状の垂直磁気
記録媒体が非常に生産性良く得られる。蒸着の際には、
磁性薄膜の堆積速度を6000Å／秒とし、膜厚，飽和磁化
M_Sをそれぞれ2500Å及び320〜360emu/ccとした。なお、
膜中のCr濃度及びＰ濃度は、蒸着時に粒状のCr及びCo−
Ｐ合金を蒸発源の中に供給することにより調整した。ま
た、蒸着時の円筒状キャン表面の温度は60℃とした。

蒸着膜の静磁気特性は振動試料型磁力計で測定し、膜面
に垂直方向の保磁力H_c⊥、膜面内の保磁力Hcを求め
た。結果を第１表にまとめてある。

結晶配向性はＸ線分析装置によりΔ₅₀を測定し評価し
た。Δ₅₀も第１表にまとめてある。なおΔ₅₀は稠密六方
構造を有する磁性薄膜の002面に関するロッキング曲線
の半値幅であり、ｃ軸の膜面に垂直方向への配向度合い
を示す。一般にΔ₅₀の小さい膜程、ｃ軸が膜面に垂直方
向に良く配向しており垂直磁気異方性エネルギーが大き
く、垂直磁気記録媒体として優れている。記録再生特性
はMn−Znフェライトから成るギャップ長0.14μｍのリン
グ形ヘッドを用いて測定した。120KFRPIの信号の再生出
力、ノイズ及びS/Nを第１表に示す。なお120KFRPIとは
１インチ当たり120000回磁化反転のあるディジタル信号
の記録密度である。また、再生出力，ノイズ及びS/Nと
もに、Co−23重量％Cr膜を基準、すなわちOdBとして相
対値で示してある。

第１表から、従来の組成であるCo−23重量％Cr膜はH_c⊥
が120Oeと非常に低く、さらにHcの方がH_c⊥よりも大
きく、磁壁移動が磁化 機構にかなりの割合を占めていることがわかる。また、
Co−23重量％Cr膜の120KFRPIにおける再生出力の絶対値
は150μＶ_P-P/mm・Ｔ・m/秒である。150μＶ_P-P/mm・Ｔ
・m/秒とは、ヘッドのトラック幅を1mm、ヘッドのコイ
ル巻数を１ターン、ヘッドと媒体間の相対速度を1m/秒
と換算した場合の出力が150μＶ_P-Pということである。
Co−20重量％Cr−20重量％Ni膜及びCo−19重量％Cr−30
重量％Ni膜の特性を見ると、NiをCo−Crに入れるとH_c⊥
は多少大きくなるが、Δ₅₀が大きくなり結晶配向性が劣
化してしまうことがわかる。Δ₅₀が10°以下であれば、
記録再生特性の劣化は殆どないが、10°を越えると再生
出力、特に短波長領域における再生出力が低下する。Co
−CrにNiを添加しただけでは再生出力、ノイズ及びS/N
の改善はあまり見られない。

次にCo−CrにＰを添加した膜について説明する。Co−23
重量％Cr−0.5重量％Ｐ膜は、H_c⊥はCo−23重量％Crに
比べ約２倍に高くなっている。S/Nの改善は4dB程度であ
る。またＰ添加量を増加させたCo−19重量％Cr−６重量
％Ｐ膜は、H_c⊥は470Oeと高くなっているが、Δ₅₀が28
°と非常に大きくなっており、膜面の垂直方向に記録す
ることが困難になっている。その結果120KFRPIの再生出
力は、Co−23重量％Cr膜に対して−7dBと低くなってい
る。Ｐ添加量を５重量％よりも多くすると、膜面に垂直
方向へのｃ軸の配向が大幅に乱れてしまい、垂直磁気異
方性膜ではなくなってしまう。

最後にCo−CrにNi及びＰを添加した膜について説明す
る。Co−20重量％Cr−19重量％Ni−0.5重量％Ｐ膜及びC
o−18重量％Cr−18重量％Ni−３重量％Ｐ膜ともに、H
_c⊥は700Oeを越えており、かつΔ₅₀は10°以下である。
これらの膜の記録再生特性はほぼ同様であり、Co−23重
量％Cr膜に対し、120KFRPIの再生出力が６〜7dB高く、
ノイズは7dB低くなっている。その結果S/Nは13〜14dB高
くなっている。120KFRPIにおける再生出力の絶対値は約
300μＶ_P-P/mm・Ｔ・m/秒と非常に高い値である。ま
た、H_c⊥がHcよりも大きくなっており、磁化回転が磁
化機構の主な要因になっている。

比較のために、円筒状キャン表面の温度を200℃とし
て、第１表に示された膜と全く同様の方法で、膜厚12μ
ｍのポリイミドフィルム上に形成した、膜厚2500ÅのCo
−23重量％Cr膜の、第１表と同様の特性を第２表に示
す。

第１表と第２表と比較するとわかる様に、Co−CrにNi及
びＰを添加した膜は、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムが使用可能な、60℃というキャン表面温度で作製し
たにもかかわらず、耐熱性のあるポリイミドフィルム上
に、キャン表面温度200℃で作製したCo−Cr膜とほぼ同
様の静磁気特性及び記録再生特性を有する。なお、Δ₅₀
はCo−CrにNi及びＰを添加した膜の方がCo−Cr膜よりも
大きくなっているが、10°以下であれば記録再生特性に
は殆ど影響を及ぼさない。

Co−Cr−Ni−Ｐ膜において、Cr添加量が７重量％未満の
場合には、垂直磁気異方性が不十分であり、垂直記録が
出来ない。その結果短波長領域の出力は非常に低い。Cr
添加量が26重量％より多い場合も、M_Sが小さくなり過ぎ
て出力が非常に低い。従ってCr添加量は７〜26重量％の
範囲にする必要がある。Ni添加量に関しては、Ni添加量
から５重量％未満ではNiの効果は見られない。また30重
量％を越えると、垂直磁気異方性が不十分になり、垂直
記録が不可能になる。Ｐ添加量が0.1重量％未満の場合
には、Ｐの効果は見られない。Ｐ添加量が５重量％を越
えると、垂直磁気異方性が不十分になり短波長領域にお
ける再生出力は大幅に低加する。

以上においては、ポリエチレンテレフタレートフィルム
あるいはポリイミドフィルムを基板として用いた側につ
いて説明したが、これら以外の高分子フィルムあるいは
非磁性金属基板を用いても結果は変わらない。また、高
分子フィルムとCo−Cr,Co−Cr−Ni,Co−Cr−P,Co−Cr−
Ni−Ｐ膜との間にパーマロイ膜等の軟磁性膜、Ti,Ge,S
i,Al₂O₃等の非磁性膜を設けても、上記と同様の結果が
得られた。

発明の効果 本発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルム
等の耐熱性の悪い基板を用いても、短波長領域において
高いS/Nを有する垂直記録用の薄膜型磁気記録媒体が得
られる。

【図面の簡単な説明】

図は真空蒸着装置の内部構造の概略図である。 １……基板、２……円筒状キャン、３……供給ロール、
４……巻取りロール、５……マスク、６……蒸発源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南部 太郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−17215（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にCo,Cr,Ni,P及び微量不純物から成
   る磁性層が形成された磁気記録媒体。
2. 【請求項２】Crが７〜26重量％、Niが５〜30重量％、Ｐ
   が0.1〜５重量％、残部がCo及び微量不純物である特許
   請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。