JPH071536B2 - 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Hc⊥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Hc⊥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、Hc⊥は500〜1000Oe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 この目的を達成するため本発明は基板上にCo,Cr,Ni,Al
あるいはCo,Cr,Ni,Al,Cu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Hc⊥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−0.4重量
％Al,Co−19重量％Cr−６重量％Al,Co−20重量％Cr−19
重量％Ni−04重量％Al,Co−18重量％Cr−18重量％Ni−
３重量％Al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Msをそれぞれ2500Å及び320〜360emu/ccとした。な
お、膜中のCr濃度及びAl濃度は、蒸着時に粒状のCr及び
Al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Hc⊥、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Δθ₅₀を測定し評価した。Δθ₅₀も第１表
にまとめてある。なおΔθ₅₀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Δθ₅₀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−2
3重量％Cr膜を基準、すなわち0dB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Hc⊥
が120Oeと非常に低く、さらにHcの方がHc⊥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。1
50μV_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−23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Hc⊥は多少大きくなるが、Δθ₅₀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。Δθ₅₀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Alを添加した膜について説明する。Co−23
重量％Cr−0.4重量％Al膜は、Hc⊥はCo−23重量％Crに
比べわずかに高くなっているが、Δθ₅₀も多少大きくな
っている。S/Nの改善は2dB程度である。またAl添加量を
増加させたCo−19重量％Cr−６重量％Al膜は、Hc⊥は30
0Oeと高くなっているが、Δθ₅₀が25°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−6dBと低くなっている。以上の様にCo
−CrにAlを添加しただけでは、S/Nの改善はあまり見ら
れない。Al添加量を４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Alを添加した膜について説明す
る。Co−20重量％Cr−19重量％Ni−0.4重量％Al膜及びC
o−18重量％Cr−18重量％Ni−３重量％Al膜ともに、Hc
⊥は500Oeを越えており、かつΔθ₅₀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6dB高く、
ノイズは7dB低くなっている。その結果S/Nは13dB高くな
っている。120KFRPIにおける再生出力の絶対値は300μV
_P-P/mm.T.m/秒と非常に高い値である。また、Hc⊥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。

Co−Cr−Ni−AlにさらにCuを４重量％以下添加すると、
Hc⊥が増加し600〜700Oeになる。この様な膜では、120K
FRPIにおける再生出力は、Cuを添加しない膜とほぼ同程
度であるが、ノイズが１〜3dB低下し、S/Nが向上する。
４重量％を越える量のCuを添加するとΔθ₅₀は10°以上
になってしまい、短波長領域における再生出力が大幅に
低下する。

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表を比較するとわかる様に、Co−CrにNi及
びAl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、Δθ
₅₀はCo−CrにNi及びAl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−Al膜あるいはCo−Cr−Ni−Al−Cu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、Ms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添加量が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。Al添
加量が0.1重量％未満の場合には、Alの効果は見られな
い。Al添加量が４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下
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例につ
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−Al,Co−Cr
−Ni−Al,Co−Cr−Ni−Al−Cu膜との間にパーマロイ膜
等の軟磁性膜、Ti,Ge,Si,Al₂O₃等の非磁性膜を設けて
も、上記と同様の効果が得られた。

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にCo,Cr,Ni,AlあるいはCo,Cr,Ni,A
   l,Cu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％,Alが
   0.1〜４重量％,Cuが４重量％以下，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。