JPH10233333A

JPH10233333A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH10233333A
Application number: JP3576797A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Suzuki; 俊治鈴木; Tomohisa Suzuki; 友久鈴木
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気記録層とヨーク層とを一体の層により構成
することができ、かつ磁気効率の向上を図った磁気記録
媒体の製造方法を提供しようとすること。【解決手段】初期に不活性ガスと窒素及び／又は炭素を
含有するガス雰囲気中、もしくは不活性ガスのみの雰囲
気中で希土類金属と鉄の合金を成膜し、引き続き窒素及
び／又は炭素を含有するガス濃度を上げて希土類金属と
鉄との合金を成膜することにより、膜上層の窒素及び／
又は炭素濃度を膜下層より大きくして、下層側を軟磁性
層に形成し、該下層の上層にこれと一体不可分に硬磁性
層を形成し、それらの接する部分で、いずれか一方の層
に向かって他方の層の組成が漸減する構成により両者の
境界部分５が形成され、下層をヨーク層３とし上層を磁
気記録層４として形成する磁気記録媒体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの外
部記憶装置である磁気記録装置に使用される磁気記録媒
体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置には、従来
から磁気記録媒体が使用されている。該記録媒体はその
トラックに対して水平方向に磁化してデータを記録する
長手記録方式が広く用いられているが、この方式の磁化
反転領域では隣り合う磁化同士が反発しあうため、高い
記録密度を達成させることはできない。

【０００３】近年、コンピュータの外部記憶装置はアク
セス速度を高速化し、更に記憶容量を急激に大きくする
試みがなされており、この試みを可能にするため、垂直
磁気記録方式が提唱されている。この方式は、磁性膜面
に垂直方向に異方性を有する垂直記録層を設けたもので
ある。また、この方式において記録再生効率や信号対ノ
イズ比を高めるために、垂直記録層の下層に面内異方性
を有する磁性膜を形成した二層膜構造の媒体も提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、磁気記
録媒体の基板上に、下層となる、面内異方性を有するパ
ーマロイ等の磁性層を被着形成し、その上に、媒体面に
対して垂直方向に異方性を有するＣｏーＣｒ系の硬磁性
層を形成し、磁気記録層を形成する垂直磁気記録媒体の
場合、硬磁性層が下層の結晶性や磁性の影響を受け記録
媒体の基板面に対して垂直異方性をもちにくいために、
スパッタリング諸条件を厳しく管理して成膜をしてい
る。或いは、このような下層の影響を除くために上層と
下層の界面に薄いバッファ層を設けることが行われてい
るが、工程数が増えるだけでなく磁気的な効率を著しく
下げることになり、記録再生効率や信号対ノイズ比の低
下や記録磁化状態の安定性を損なう要因となっている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目
的は、磁気記録媒体の基板上に、該基板面と同方向に磁
束を通過させるヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成さ
れ該基板に対して垂直方向に異方性を有する磁気記録層
とを具備する磁気記録媒体において、磁気記録層とヨー
ク層とを一体の層により構成することができ、かつ磁気
効率の向上を図った磁気記録媒体の製造方法を提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は、磁気記録媒体の基板上に軟磁性
層からなるヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成される
磁気記録層とを具備する磁気記録媒体の製造方法におい
て、初期に不活性ガス雰囲気中で希土類金属と鉄の合金
を基板上にスパッタリング成膜し、引き続き窒素、炭
素、ボロンの内少なくとも１つの元素を含むガスを不活
性ガスに含有せしめて希土類金属と鉄との合金中に上記
元素を含有せしめた合金膜を成膜することにより、下層
側を軟磁性層に形成し、該下層の上層にこれと一体不可
分に硬磁性層を形成し、それらの接する部分で、いずれ
か一方の層に向かって他方の層の組成が漸減する構成に
より両者の境界部分が形成され、下層をヨーク層とし上
層を磁気記録層として形成してなることを特徴とする磁
気記録媒体の製造方法と、磁気記録媒体の基板上に軟磁
性層からなるヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成され
る磁気記録層とを具備する磁気記録媒体の製造方法にお
いて、初期に不活性ガスと窒素、炭素、ボロンの内の少
なくとも１つの元素を含むガスを含有するガス雰囲気中
で希土類金属と鉄の合金をスパッタリング成膜し、引き
続き上記窒素、炭素、ボロンの内の少なくとも１つの元
素を含むガスの濃度を上げて希土類金属と鉄との合金中
に上記元素を下側の層よりも多くを含有せしめた合金膜
を成膜することにより、下層側を軟磁性層に形成し、該
下層の上層にこれと一体不可分に硬磁性層を形成し、そ
れらの接する部分で、いずれか一方の層に向かって他方
の層の組成が漸減する構成により両者の境界部分が形成
され、下層をヨーク層とし上層を磁気記録層として形成
してなることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を提
供する。

【０００６】上記窒素元素は窒素ガスまたはアンモニア
ガスを用いることによって得ることを特徴とし、炭素元
素ガスは炭化水素ガスを用いることによって得ることを
特徴とする。また、上記磁気記録媒体を構成する希土類
金属は、希土類元素３ー１５ａｔ％、炭素、窒素、ボロ
ンのうちの少なくとも１種類の元素０．０５−２５ａｔ
％および残り鉄から構成することを特徴とする。

【０００７】また上記製造方法において、磁気記録層の
厚みを、磁気記録層、境界部分、ヨーク層全体の厚みの
ほぼ２〜５０％に形成するものであり、炭素、窒素、ボ
ロンのうちの少なくとも１種類の元素は上記ヨーク層内
に垂直方向の異方性を発生させないため２ａｔ％未満と
する。

【０００８】基板上に希土類金属と鉄の合金膜を形成す
る際、Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの
内のいずれか一種以上を、０．０２−２０ａｔ％含め
る。

【０００９】基板上に希土類金属と鉄の合金膜を形成す
る際、この合金膜にＴｈ₂ Ｚｎ₁₇、Ｔｈ₂ Ｎｉ₁₇、Ｔｂ
Ｃｕ₇ 、ＴｈＭｎ₁₂、Ｒ₃ ( Ｆｅ、Ｍ）₂₉型の、いずれ
か１つの結晶構造を保持せしめる。

【００１０】また、上記磁気記録層を形成した後、この
上面に保護膜を被着するとよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態を詳細に
説明する。図１は、本発明に係る磁気記録媒体の製造方
法を用いて形成した磁気記録媒体の部分断面図である。
図１において、１はガラスやアルミニウム等からなる基
板である。該基板１の上面には、磁気媒体層２が形成さ
れている。該磁気媒体層２は基板上に被着されたヨーク
層３と表面の磁気記録層４とその間に形成されている境
界部分５とから形成される。

【００１２】基板１は、機械的強度が高く、温度変化に
より膨張収縮が小さいＳｉＯ₂ 系のガラスを用いるとよ
い。ヨーク層３は、軟磁性体からなるか、あるいは基板
１の平面方向に軸が揃い、いずれも該基板１の平面と同
方向に磁束を通過させることができるように構成されて
いる。磁気記録層４は、基板１の平面に対して垂直方向
の異方性を持ち、且つ優れた硬磁気特性を示す磁気記録
層である。境界部分５は明確にヨーク層３と磁気記録層
４とが、明確な境界面で隔離されているわけではなく、
双方が入り交った状態となっており、それらの境界部分
５において、いずれか一方の層に向かって他方の層の組
成が漸減する構成により両者の境界部分５が形成されて
いるが、その詳細については後に詳細に説明する。

【００１３】基板１は上述のようにガラスにより構成す
ることもできるが、図２に示すように、基板６をアルミ
ニウムにより構成することもできる。この場合、基板６
と磁気記録層２との間に非磁性の金属からなる下地膜７
を形成し、基板表面の欠陥を補修すると同時に磁気記録
層２と基板６間に生じる物理的ひずみを吸収させるよう
に構成するとよい。

【００１４】本発明の、単一磁性膜内の上層部と下層部
に異なる磁気的性質を付与する原理は次のようである。
例えば、スパッタリングによって成膜したＳｍ₂ Ｆｅ₁₇
化合物の場合、膜面内に六方晶の最密充填な（００１）
面＝Ｃ面が堆積し、面内に小さな異方性をもつために軟
磁気特性を示す。しかし、この膜の上層部に窒化や炭化
処理などを施してその結晶格子内にＮ又はＣ又はＢ原子
が侵入すると、飽和磁化の上昇と共にＣ軸方向に大きな
結晶磁気異方性が誘起され、その結果膜面に垂直方向の
異方性を持ち、且つ優れた硬磁気特性を示す磁気記録層
が得られる。従って、膜内の窒素又は炭素又はボロンの
組成比を変えることにより、異方性と硬軟両磁性を制御
した磁性膜の製作が可能となる。

【００１５】本発明の製造方法については、例えばガラ
ス基板上に直接或いは非磁性の下地膜を設けたアルミ基
板上に、スパッタリングによって希土類金属と鉄の合金
膜を形成する。この際、成膜初期はアルゴンガス等の不
活性ガス雰囲気中で成膜し、引き続き合金膜形成中に窒
素ガスやアンモニアガスの濃度を上げ、或いは侵入速度
を制御するために水素ガスを併用して窒素を侵入させ
る、或いはアセチレンやメタンガス等の炭化水素ガスを
用いて炭素を侵入させる。また、他の製造方法では、成
膜初期にも不活性ガスと併用して少量の窒素或いは炭素
ガスを用いて成膜し、成膜後期に多量の窒素或いは炭素
ガスを用いて成膜することによっても所望の合金膜を得
ることが出来る。

【００１６】窒素又は炭素を侵入させる合金膜の上層の
厚さ或いは下層の厚さは、磁気記録層としての役割と磁
束を効率よく通すための軟磁性下層の役割を勘案して決
まる。一般にハードディスク用媒体では、磁気記録層は
薄く数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲にあり、軟磁性下層の厚
さはその数倍〜十数倍になる。本発明においても、窒素
又は炭素を侵入させる上層の記録層の厚さをその程度と
するのがよい。その理由は、薄すぎると磁性膜全体にお
ける軟磁性層の厚さが過剰となり、成膜上の負担とな
る。また厚すぎると、記録層から発生する磁束が軟磁性
層を全て通ることが出来ずに外部空間に漏れてしまい磁
気効率の低下を招く。

【００１７】本発明による合金膜の成分組成について
は、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒ等ランタナイド族の希土類
元素の単独又は複合と、鉄を必須元素として含む。希土
類元素は３−１５ａｔ％であり、窒素及び炭素は０．０
５−１０ａｔ％，残りが鉄で構成される。希土類元素が
３ａｔ％未満では、保磁力が小さく記録層に必要な保磁
力が得られず、１５ａｔ％を越えると飽和磁化の低下が
著しくなり、また希土類含有率の多い不純物層が生成し
て膜の耐酸化性が損なわれる。窒素及び炭素は少量の侵
入によって磁性を変化する働きがあるが、０．０５ａｔ
％未満では膜の極一部層のみの侵入に留まり必要な記録
層の厚さが得られない。１０ａｔ％を越えると合金膜の
かなりの厚さまで侵入して軟磁性層の減少を引き起こす
か、或いは侵入量が過剰となって磁気特性が損なわれ
る。

【００１８】さらに希土類元素と鉄以外に、強磁性のＣ
ｏ，Ｎｉ或いはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの一種以
上の添加により、合金の結晶構造の安定化や磁気特性の
調整が行われる。但し、これら元素の総添加量が０．０
５ａｔ％未満では磁気特性の調整効果がほとんど見られ
ず、一方２０ａｔ％を越えると合金本来の結晶構造が維
持できなくなって所望の磁気特性が得られなくなる。ま
た、本発明合金膜はＴｈ₂ Ｚｎ₁₇、Ｔｈ₂ Ｎｉ₁₇、Ｔｂ
Ｃｕ₇ 、ＴｈＭｎ₁₂、Ｒ₃ （Ｆｅ、Ｍ）₂₉型いずれかの
結晶構造をもつことにより、いずれの合金においても窒
素や炭素の侵入によって所望の磁気的性質を得ることが
できる。

【００１９】本発明における合金膜の構成については、
例えばＳｍ₂ Ｆｅ₁₇やＳｍ（Ｆｅ、Ｖ）₇ 組成の合金を
その結晶のＣ面が膜面内にあるように形成することによ
り、下層膜の磁気異方性が膜面に並行になり、その結果
下層膜は軟磁性を有する。また、この合金膜上層に窒素
又は炭素が侵入することにより、膜面に凡そ垂直に強い
磁気異方性が誘起され、その結果として上層膜は磁気記
録層として必要な硬磁性を有するようになる。

【００２０】なお、上記希土類鉄系合金膜は一般に活性
であるために、実用においては基板上に形成された希土
類金属と鉄の合金膜上に、酸化を防止する為の酸化珪素
やカーボン、或いは高分子等の保護膜を形成する事は有
効である。

【００２１】上記のように構成した、面内異方性をもつ
軟磁性膜と垂直異方性を有する記録層とから成る磁気記
録媒体は、硬軟両磁性膜界面での結晶学的な乱れがない
ために、平滑性に優れるだけでなく従来の二層膜に見ら
れる磁気的なギャップも生じないために、記録再生特性
や信号対ノイズ比が高く、かつ記録磁化状態の安定性に
も優れる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例１対向ターゲット型のスパッタリング装置に１２ａｔ％Ｓ
ｍ−残Ｆｅ組成の合金ターゲットを装着し、厚さ０．７
ｍｍ径３．５インチのガラス基板上にＳｍ−Ｆｅ薄膜を
形成した。初期成膜条件は基板面に平行に磁界を作用さ
せ、ターゲットと基板間に８Ｗ／ｃｍ² の電力パワー密
度を加え、５０ｃｃ／分のアルゴンガスを流しながら、
基板加熱温度４００度の下で行い、６００ｎｍの膜厚を
有する１０．６ａｔ％Ｓｍ−残Ｆｅ組成の磁性膜を形成
した。後期成膜は、引き続き装置内に４０ｃｃ／分のア
ルゴンガスと１０ｃｃ／分の窒素ガスを流しながら、同
一条件で窒素を侵入させたＳｍ−Ｆｅ薄膜を形成して本
発明試料（Ａ）とした。

【００２３】また別途、測定用に窒化処理を施さない膜
のみの参考試料（Ｂ）と、比較用にガラス基板上に厚さ
６００ｎｍのパーマロイ膜と８０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔ
ａ膜を形成した試料（Ｃ）を製作した。得られた各試料
を１０ｘ１０ｍｍに切断してＸ線回折による結晶構造解
析と、振動試料型磁力計による磁気測定を行った。

【００２４】下層膜だけの参考試料（Ｂ）は、Ｔｈ₂ Ｚ
ｎ₁₇型の結晶構造を有し且つ原子の最密充填面である
（００１）面が膜面に平行に堆積していた。また、本発
明試料（Ａ）は上記の結晶構造を維持したまま膜上層部
に窒素が侵入し、その厚さは電子線プローブマイクロア
ナライザーによる分析結果より凡そ７０ｎｍであった。
また合金膜全体の成分組成は１０．１ａｔ％Ｓｍ−８．
２ａｔ％Ｎ−残Ｆｅであった。さらに本発明試料の磁気
測定の結果、上層は磁化容易軸が膜面に垂直であること
が明らかになった。これら試料の保磁力の結果を図３の
表に示す。

【００２５】図３の表から明らかなように、本発明試料
は下層膜が軟磁気的性質を示し、上層は比較例試料より
高保磁力特性を示しており、高記録密度に好適な膜が得
られた。次に試料（Ａ）（Ｃ）の膜表面にフロロカーボ
ン膜を５ｎｍ塗布した後、垂直磁気ヘッドを用いて記録
再生特性を測定した。なお、一般に保護膜としてはダイ
ヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や酸化珪素が、また
潤滑膜としてはグラファイトや摩擦係数の小さい各種の
高分子膜が用いられる。

【００２６】本発明試料（Ａ）、比較例試料（Ｃ）を媒
体に用いた記録再生特性を示す。測定には垂直磁気記録
で一般的に使用される単磁極ヘッドを使用した。トラッ
ク幅は１０μｍ、コイル巻き数は２６ターン、周速は１
０ｍ／ｓとした。図４にその周波数特性を示す。（Ａ）
は（Ｃ）と比較して再生出力が高い。また、高記録密度
の目安となるＤ₅₀も（Ａ）は高い。Ｄ₅₀は最大再生出力
の半値を示す記録密度を指し、この値が高いほどより記
録密度特性が優れていることがわかる。再生出力やＤ₅₀
を高くするためには保磁力が高いことも必要ではある
が、磁化遷移領域を狭くすることが重要であると考えら
れている。媒体において磁化遷移領域が狭くするために
は、保磁力の分散を少なくすることが要求される。よっ
て（Ａ）は保磁力の分散が少ない媒体であることがわか
る。また、ＳＮ比も（Ａ）は−４５ｄＢ、（Ｃ）は−３
４ｄＢとなった。ＳＮ比は信号とノイズの比であるため
に、その差は大きいことが望まれているため（Ａ）は従
来品（Ｃ）よりも良好な値を示している。この要因とし
ては、本発明の媒体は、下層の軟磁性膜から上層の記録
層までが連続した工程で成膜されているために静磁的結
合が従来品（Ｃ）よりも強いことが予想される。

【００２７】実施例２実施例１と同様に、初期にＳｍ−Ｆｅ合金膜を形成し
た。後期成膜は、引き続き装置内に３５ｃｃ／分のアル
ゴンガスと１５ｃｃ／分のアンモニアと水素の混合ガス
を流しながら、窒素を侵入させたＳｍ−Ｆｅ薄膜を形成
したもの（Ｄ）、および３５ｃｃ／分のアルゴンガスと
１５ｃｃ／分のアセチレンと水素の混合ガスを流しなが
ら、炭素を侵入させたＳｍ−Ｆｅ薄膜を形成したもの
（Ｅ）を作成して、本発明試料とした。また別途、比較
用にガラス基板上に厚さ６００ｎｍのパーマロイ膜と８
０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ膜を形成した試料（Ｃ）を製
作した。

【００２８】本発明試料（Ｄ）（Ｅ）は、Ｔｈ₂ Ｚｎ₁₇
型の結晶構造を維持したまま膜上層部に窒素或いは炭素
が侵入し、その厚さは電子線プローブマイクロアナライ
ザーによる分析結果よりそれぞれ１００ｎｍ、７０ｎｍ
であった。また、それぞれの合金膜全体の成分組成は、
９．８ａｔ％Ｓｍ−１０．２ａｔ％Ｎ−残Ｆｅ及び１
０．１ａｔ％Ｓｍ−７．９ａｔ％Ｃ−残Ｆｅであった。
なお、水素は窒化或いは炭素侵入促進の役割を持ち成膜
後には膜内から離脱することが明らかになっている。さ
らに、（Ｄ）（Ｅ）共に磁気測定の結果、上層は磁化容
易軸が膜面に垂直であることが明らかになった。これら
試料の保磁力の測定結果を図５の表に示す。

【００２９】図５の表から明らかなように、本発明試料
は下層膜が軟磁気的性質を示し、上層は窒素或いは炭素
の侵入に係わらず磁気記録層に好適な高保磁力特性を示
した。本発明試料（Ｄ）、（Ｅ）を媒体に用いた記録再
生特性を示す。測定には垂直磁気記録で一般的に使用さ
れる単磁極ヘッドを使用した。トラック幅は１０μｍ、
コイル巻き数は２６ターン、周速は１０ｍ／ｓとした。
図６にその周波数特性を示す。本発明試料（Ｄ）、
（Ｅ）は図３の（Ｃ）と比較して再生出力が高い。高記
録密度の目安となるＤ₅₀も高い。（Ｄ）、（Ｅ）は保磁
力が高いだけでなく、保磁力の分散が少ない媒体である
ことがわかる。また、ＳＮ比も（Ｄ）は−４６ｄＢ、
（Ｅ）は−４３ｄＢとなった。ＳＮ比は信号とノイズの
比であるために、その差は大きいことが望まれているた
め（Ｄ）、（Ｅ）は（Ｃ）よりも良好な値を示してい
る。この要因としては、本発明の媒体は、仮想の軟磁性
膜から上層の記録層までが連続した工程で成膜されてい
るために静磁的結合が従来品（Ｃ）よりも強いことが予
想される。

【００３０】実施例３実施例１と同様のスパッタリングによって、無電解ニッ
ケルメッキを下地層として有するアルミ基板上に１１ａ
ｔ％Ｓｍ−７ａｔ％Ｖ−残Ｆｅ組成の合金膜を４００ｎ
ｍ形成した。引き続き、窒素ガスを加えて同合金膜を成
膜して本発明試料（Ｆ）とした。得られた試料は、Ｔｂ
Ｃｕ₇ 型の結晶構造と少量のα−Ｆｅを有し且つ（００
１）面が膜面に平行に堆積していた。また、窒素が侵入
した上層厚さは凡そ８０ｎｍであり、上層の磁化容易軸
は膜面に垂直であった。この試料の保磁力は、下層が
２．０Oeで上層が２８４０Oeであった。

【００３１】本発明試料（Ｆ）を媒体に用いた記録再生
特性を示す。測定には垂直磁気記録で一般的に使用され
る単磁極ヘッドを使用した。トラック幅は１０μｍ、コ
イル巻き数は２６ターン、周速は１０ｍ／ｓとした。図
７にその周波数特性を示す。本発明試料（Ｆ）は図３の
（Ｃ）と比較して再生出力が高い。高記録密度の目安と
なるＤ₅₀も高い。（Ｆ）は保磁力が高いだけでなく、保
磁力の分散が少ない媒体であることがわかる。また、Ｓ
Ｎ比も（Ｆ）は−４２ｄＢとなった。ＳＮ比は信号とノ
イズの比であるために、その差は大きいことが望まれて
いるため（Ｆ）は（Ｃ）よりも良好な値を示している。
この要因としては、本発明の媒体は、仮想の軟磁性膜か
ら上層の記録層までが連続した工程で成膜されているた
めに静磁的結合が従来品（Ｃ）よりも強いことが予想さ
れる。

【００３２】実施例４９．６ａｔ％Ｎｄ−１１．５ａｔ％Ｍｏ−残Ｆｅ組成の
合金を溶解し、平板状に研削した合金塊を対向ターゲッ
ト型のスパッタリング装置に装着し、ガラス基板上にＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｍｏ薄膜を８００ｎｍの厚さで形成した。引
き続き、窒素ガスを加えて同合金膜を成膜して本発明試
料（Ｇ）とした。得られた試料は、ＴｈＭｎ₁₂型の結晶
構造と少量のα−Ｆｅを有し且つ（００１）面が膜面に
平行に堆積していた。また、窒素が侵入した上層厚さは
凡そ１２０ｎｍであり、上層の磁化容易軸は膜面に垂直
であった。この合金膜全体の成分組成は８．７ａｔ％−
１０．１ａｔ％Ｍｏ−６．５ａｔ％Ｎ−残Ｆｅであっ
た。またその保磁力は、下層が１．３Oeで上層が２２３
０Oeであった。

【００３３】本発明試料（Ｇ）を媒体に用いた記録再生
特性を示す。測定には垂直磁気記録で一般的に使用され
る単磁極ヘッドを使用した。トラック幅は１０μｍ、コ
イル巻き数は２６ターン、周速は１０ｍ／ｓとした。図
８にその周波数特性を示す。本発明試料（Ｇ）は図３の
（Ｃ）と比較して再生出力が高い。高記録密度の目安と
なるＤ₅₀も高い。（Ｇ）は保磁力が高いだけでなく、保
磁力の分散が少ない媒体であることがわかる。また、Ｓ
Ｎ比も（Ｇ）は−４２ｄＢとなった。ＳＮ比は信号とノ
イズの比であるために、その差は大きいことが望まれて
いるため（Ｇ）は（Ｃ）よりも良好な値を示している。
この要因としては、本発明の媒体は、仮想の軟磁性膜か
ら上層の記録層までが連続した工程で成膜されているた
めに静磁的結合が従来品（Ｃ）よりも強いことが予想さ
れる。

【００３４】実施例５２０ａｔ％Ｃｏ−残Ｆｅ組成の合金ターゲット上にＳｍ
チップを各種枚数載せて、スパッタリングによってガラ
ス基板上にＳｍ−Ｆｅ薄膜を６００ｎｍの厚さで形成し
た。引き続き窒素ガスを加えて同合金膜を８０ｎｍの厚
さで形成し、各種組成のＳｍ−Ｆｅ薄膜を得て本発明試
料（Ｉ）〜（Ｌ）と比較例試料（Ｈ）（Ｍ）とした。図
９の表に、合金膜全体の成分組成と上下層の保磁力測定
結果を示す。

【００３５】図９に示す表から明らかなように、いずれ
の試料も下層膜は軟磁気的性質を示したが、本発明試料
（Ｉ）〜（Ｌ）においてのみ磁気記録に好適な高保磁力
を持つ上層が得られた。一方、比較例試料（Ｈ）と
（Ｍ）はＳｍ量が過小或いは過大なため、良質のＳｍ₂
Ｆｅ₁₇相が得られずに、充分な保磁力が得られなかった
と考えられる。

【００３６】次に、以上に述べた試料を媒体に用いた記
録再生特性を示す。測定には垂直磁気記録で一般的に使
用される単磁極ヘッドを使用した。トラック幅は１０μ
ｍ、コイル巻き数は２６ターン、周速は１０ｍ／ｓとし
た。図１０にその周波数特性を示す。図１０から再生出
力、Ｄ₅₀（最大再生出力の半値になるところの記録密
度）ともにＳｍ量１０．１ａｔ％（本発明試料：Ｋ）で
ピーク値を示している。これは、Ｓｍ量が過小或いは過
大な場合は充分な保磁力が得られず、記録磁化遷移領域
が拡がったためと考えられる。本発明の媒体においては
Ｓｍ量１０．１ａｔ％が適当な量であることがわかる。

【００３７】実施例６実施例１と同様に、スパッタリング装置を用いて基板面
に平行に磁界を作用させながら６Ｗ／ｃｍ² の電力パワ
ー密度を加え、５０ｃｃ／分のアルゴンガスを流しなが
ら基板加熱温度３５０度の下でスパッタリングを行い、
４０分間で５００ｎｍの膜厚を有する１０．６ａｔ％Ｓ
ｍ−４．４ａｔ％Ｃｏ−残Ｆｅ組成の合金膜を形成し
た。引き続き、装置内に３５ｃｃ／分のアルゴンガスと
１０ｃｃ／分の窒素ガスと５ｃｃ／分のメタンガスを加
えて３、１２、１８、３０、４５、６０分間流しながら
上記合金膜を形成し、本発明試料（Ｎ）〜（Ｒ）および
比較例試料（Ｓ）とした。これら試料について、窒素と
炭素が侵入した上層厚さを電子線プローブマイクロアナ
ライザーにより測定し、また振動試料型磁力計により保
磁力を測定した。その結果を図１１の表に示す。

【００３８】図１１に示す表から明らかなように、窒素
及び炭素は磁性膜の上層に侵入し、本発明および比較例
試料ともに高い保磁力が得られた。次に、以上に述べた
試料を媒体に用いた記録再生特性を示す。測定には垂直
磁気記録で一般的に使用される単磁極ヘッドを使用し
た。トラック幅は１０μｍ、コイル巻き数は２６ター
ン、周速は１０ｍ／ｓとした。

【００３９】図１２に周波数特性を示す。図１１から再
生出力、Ｄ₅₀ともに上層膜の厚さ１１０ｎｍ（本発明試
料：Ｐ）でピーク値を示している。これは、記録層が薄
いと磁気的結合が強くなる反面、記録層の磁化量が減少
するためだと思われる。本発明の媒体においては上層膜
の厚さ１１０ｎｍが適当な厚さであることがわかる。

【００４０】図１３に上層膜の厚さとＳＮ比の関係を示
す。図１２と同様、上層膜の厚さ１１０ｎｍ（本発明試
料：Ｐ）でピークを持つが本発明の媒体は総じてＳＮ比
が高いこともわかる。しかし、上層膜の厚さ２９０ｎｍ
でＳＮ比が大きく減少しているが、軟磁性層とヘッドの
磁気的結合が弱いことに起因するものと考えられる。ま
た、上層膜の厚さ１７ｎｍでＳＮ比が大きく減少してい
るが、記録層が薄すぎるため記録ビットが持つ総磁化量
が減少したためと考えられる。

【００４１】以上、本発明を上述のように詳細に説明し
たが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能
であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明は、初
期に不活性ガスと窒素及び／又は炭素を含有するガス雰
囲気中、もしくは不活性ガスのみの雰囲気中で希土類金
属と鉄の合金を成膜し、引き続き窒素及び／又は炭素を
含有するガス濃度を上げて希土類金属と鉄との合金を成
膜することにより、膜上層の窒素及び／又は炭素濃度を
膜下層より大きくして磁気記録媒体を形成しているの
で、単一磁性膜内の異方性と保磁力を制御することが実
現出来た。またその結果として、再生出力やＳＮ比の高
い優れた記録再生特性が得られ、さらに従来のような２
種の磁性層を成膜する必要がないために製造プロセスの
簡略化に寄与する。

【００４３】また、本発明の製造方法により製造された
面内異方性をもつ軟磁性層と垂直異方性を有する磁気記
録層とから成る磁気記録媒体は、硬軟両磁性膜界面での
結晶学的な乱れがないために、平滑性に優れるだけでな
く従来の二層膜に見られる磁気的なギャップも生じない
ために、記録再生特性や信号対ノイズ比が高く、かつ記
録磁化状態の安定性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の磁気記録媒体の部分断面図で
ある。

【図２】図２は、本発明の他の磁気記録媒体の部分断面
図である。

【図３】図３は、本発明と従来例との比較を示す図表図
である。

【図４】図４は、本発明の実施例１と従来例の磁気記録
媒体の周波数特性図である。

【図５】図５は、本発明の実施例２の特性を示す図表図
である。

【図６】図６は、本発明の実施例２の磁気記録媒体の周
波数特性図である。

【図７】図７は、本発明の実施例３の磁気記録媒体の周
波数特性図である。

【図８】図８は、本発明の実施例４の磁気記録媒体の周
波数特性図である。

【図９】図９は、本発明の実施例５と従来例との比較を
示す図表図である。

【図１０】図１０は、実施例５と従来例の磁気記録媒体
の周波数特性図である。

【図１１】図１１は、本発明の実施例６の特性を示す図
表図である。

【図１２】図１２は、本発明の実施例６の磁気記録媒体
の周波数特性図である。

【図１３】図１３は、本発明の実施例６において、上層
膜の厚さとＳＮ比との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１・・・・・基板２・・・・・磁気媒体層３・・・・・ヨーク層４・・・・・磁気記録層５・・・・・境界部分６・・・・・基板７・・・・・下地膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体の基板上に軟磁性層からなる
ヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成される磁気記録層
とを具備する磁気記録媒体の製造方法において、初期に不活性ガス雰囲気中で希土類金属と鉄の合金を基
板上にスパッタリング成膜し、引き続き窒素、炭素、ボ
ロンの内少なくとも１つの元素を含むガスを不活性ガス
に含有せしめて希土類金属と鉄との合金中に上記元素を
含有せしめた合金膜を成膜することにより、下層側を軟
磁性層に形成し、該下層の上層にこれと一体不可分に硬
磁性層を形成し、それらの接する部分で、いずれか一方
の層に向かって他方の層の組成が漸減する構成により両
者の境界部分が形成され、下層をヨーク層とし上層を磁
気記録層として形成してなることを特徴とする磁気記録
媒体の製造方法。
【請求項２】磁気記録媒体の基板上に軟磁性層からなる
ヨーク層と、該ヨーク層の上面に形成される磁気記録層
とを具備する磁気記録媒体の製造方法において、初期に不活性ガスと窒素、炭素、ボロンの内の少なくと
も１つの元素を含むガスを含有するガス雰囲気中で希土
類金属と鉄の合金をスパッタリング成膜し、引き続き上
記窒素、炭素、ボロンの内の少なくとも１つの元素を含
むガスの濃度を上げて希土類金属と鉄との合金中に上記
元素を下側の層よりも多くを含有せしめた合金膜を成膜
することにより、下層側を軟磁性層に形成し、該下層の
上層にこれと一体不可分に硬磁性層を形成し、それらの
接する部分で、いずれか一方の層に向かって他方の層の
組成が漸減する構成により両者の境界部分が形成され、
下層をヨーク層とし上層を磁気記録層として形成してな
ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】窒素元素を含むガスは窒素ガスまたはアン
モニアガスを用いることによって得ることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方
法。
【請求項４】炭素元素を含むガスは炭化水素ガスを用い
ることによって得ることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】上記磁気記録媒体を構成する軟磁性層と磁
気記録層は、希土類元素３ー１５ａｔ％、炭素、窒素、
ボロンのうちの少なくとも１種類の元素０．０５−２５
ａｔ％および残り鉄から構成することを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】磁気記録層の厚みを、磁気記録層、境界部
分、およびヨーク層全体の厚みのほぼ２〜５０％に形成
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】ヨーク層内に含有せしめる炭素、窒素、ボ
ロンのうちの少なくとも１種類の元素は垂直方向に異方
性を発生させないため２ａｔ％未満とすることを特徴と
する請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】基板上に希土類金属と鉄の合金膜を形成す
る際、Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの
内のいずれか一種以上を、０．０２−２０ａｔ％含める
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気
記録媒体の製造方法。
【請求項９】基板上に希土類金属と鉄の合金膜を形成す
る際、この合金膜にＴｈ₂ Ｚｎ₁₇、Ｔｈ₂ Ｎｉ₁₇、Ｔｂ
Ｃｕ₇ 、ＴｈＭｎ₁₂、Ｒ₃ ( Ｆｅ、Ｍ）₂₉型の、いずれ
か１つの結晶構造を保持せしめることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】上記磁気記録層を形成した後、この上面
に保護膜を被着することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。