JPS58169331A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、′高書度装置ができる金属薄膜からなる磁気
配置媒体に関し、更に詳しくは近年実用化研究Ｏ盛んｉ
垂直磁気装置方式に好適な非磁性基板上に低抗磁力（保
磁力ともいう）層と膜面に垂直方向の磁気異方性を有す
る磁気記録層（以下＠垂直磁化層”という）とを順次積
層した磁気装置媒体に関する。

上述の低抗磁力層と垂直磁化鳩とからなる二層膜の磁気
記録媒体は、垂直磁気配縁方式において拳極渥ヘッドに
よって勧皐良く配置できる垂直磁気記脅媒体として４１
１１１１１！！４−５１１１０４号公報に提案されてい
る。この提案された二層膜構成の磁気装置媒体（以下に
層膜媒体”という）は、異体的にはｌＦ２極スパッタ法
で作成され、低抗磁力層をパーマロイで垂直磁化層を（
・（コパル）　）　−Ｃｒ（クロム）合金膜で構成しえ
ものであり、高い記―感度と大なる再生出力を得られる
優れたもＯであるが、実用藺から下記の問題がある。

すなわち、上述した従来の二層膜媒体ＫＴｈいては、記
録密度と関係する垂直磁化層の垂直配向性を示すロッキ
ングカーブの半値巾Δ＃ＳＯ０値が、低抗磁力層を設け
ない垂直磁化層のみからなる単層膜に比べて悪くなり、
それだけ垂直磁気異方性が低下する問題がある（昭和ｓ
４年度電気関係学金東北支部連合大金ＩＦ６．昭和５６
年度電子通信学会半導体・材料部門全一大会８７−１参
照）。

本発明は、かかる現状Ｋｌｉみなされたもので、従来の
単層膜と同程度の−１配向性を有すると共に従来の二層
膜媒体の高い配置感度と大なる再生出力という優れた特
性を一有する新規な構成の磁気記録媒体を提供するもの
である。

すなわち、本発明は、非磁性の基板上ＫＣ・−Ｔａ（タ
ンタル）合金膜か′らなる低抗磁力層と膜面Ｋｌｉ直方
肉方向気異方性を有するＣ・−Ｃｒ−７１合金膜からな
る磁気記録層とを順次形成したことを特徴とする磁気配
縁媒体である。

以下、本発明の詳細な説明 上述の通り本発明の磁気記脅媒体は、低抗磁力層と垂直
磁化層とを積層した二層膜構成である点では前述した従
来の二層膜媒体と同じであるが、各層の合金が従来のも
のとは全く興なり、Ｃｏ−Ｔａ合金膜とＣｏ−Ｃｒ−Ｔ
ａ合金膜という全く新規なものとなっている．そして、
この構成κより、その垂直配向性が従来のＣｏ−Ｃｒ　
ＩＩ＃層膜と同程度の前述の半値巾Δ＃ｓＯで４゜程度
という優れたものとなると共κ、その抗磁力，残留磁化
等の磁気特性の垂直異方性も大巾に改善された垂直磁化
層を有する二層膜媒体が実現された。

＊に．低抗磁力層ＯＣ●ーＴａ合金膜がアモルファス合
金の場合κは、その抗磁力が５０●（エルステッド）以
７１常に小さくなると共κアモルファス合金特有の高抵
抗を示し、高周波数領域での高透磁性が□保証され、高
感度，高書度配鎌κ有利である．更κ、この場合、アモ
ルファス合金κより基板面が数オングストロームの範囲
で均一に一旦覆われるので、基板面からのガス放出が纏
断され、耐ガスによる耐腐蝕性が大巾に＆養される。

又、Ｃ（１−Ｃｒ−Ｔａ合金膜の垂直磁化層は、従来の
Ｃｏ−Ｃｒ合金膜のものκ比し、直向方向の残冑磁化勢
Ｏｌ１気特性の減少が著しく、それだけ垂直異方性が顕
著κ改善され、高密度配置，高周波装置特性が改善され
る。

更に低抗磁力層のＣｏ−Ｔａ合金膜と垂直磁化層のＣｏ
−Ｃｒ−Ｔａ合金膜とは、共ＫＣｅ，Ｔａを有し且つＣ
ｏを主成分としたものであるので、両層の境界κおいて
は固溶体を形成し易く、゛従って両層の接着性が大巾κ
改善される．よって、配置媒体として耐久性が着しく向
上する．なお、上記の点から両層のＣｏ，Ｔｌの成分比
、％ＫＣ）１１度は近くするζとが好ましい。

また、低抗磁力層として、Ｃｏ−Ｔａ合金膜を用い、垂
直磁化層としてＣ６−Ｃｒ−’ｒａＴａ合金膜いる場合
に１両層の境界層はほｙ連続Ｋかつ一様κ形成される．
このため、垂直方向の残留磁化Ｍｒ▼がＣｏ−Ｔｍ層を
介して馬蹄形に保持される場合、両層境界部における磁
束通路の連続性が保たれると考えられる。Ｃ６−’ｒａ
層のアモルファス性は、このＣ●一！ａ合金に２〜３１
程度のＣｒｔ添加して膜作製しても臂もなかった。

従来、低抗磁力層としてパーマロイなどの結晶性膜を用
いる場合κは、磁束の変化に対応して、パーマロイ層の
磁壁移動によるノイズが見られることがある。これは、
結晶粒界層の異質磁気成分で磁気抵抗が変化し微少領域
でのノイズ発生になると推定される。これに対して、本
Ｍｒｖは、アモルファス鳩に磁壁移動が生じても、それ
に伴う磁束の微少領域でのノイズが生じＫくいといえる
。

なお、本発明の垂直磁化層は、六方最密構造でＣ軸配向
による垂直磁気異方性を有するＣｏを主成分としたＣｏ
−Ｃｒ−Ｔａ合金であれば良く、通常ＣｏとＴａの含量
が合計で１　０　〜２　５　ｖｔ％で、Ｔａ含量が２〜
１０　ａｔ−となるように選定する。

又、本発明の磁気配縁媒体の基板は、非磁性材であれば
良く、実用面からは安価なポリエステルフィルム等の高
分子フィルムが好ましい。

一方、本発明の磁気配縁媒体の各層の厚みは、実用上の
見地から決定され、公、知の範囲で適宜設計する必要が
あるが、通常両・層は０．１〜Ｏ，Ｓμｍ　の範囲にあ
る。ところで、本ＩＪ１．ｔ１４においては、低抗磁力
層のＣｏ−Ｔａ合金膜がアモルファス合金の場合、その
上に設ける垂直磁化層のＣ・−Ｃｒ−Ｔａ合金膜は０．
１μ講以下の薄膜でも前述の半値巾Δ＃５０が小さく垂
直配向性に優れている。

従って、ｏ、ｌＰ＠以下の薄膜でも実用化可能で６９、
製膜速度が大きくなシ工業生童時の経済性の著しい向上
が期待できる。

本発明の磁気配縁媒体は、前述の各層を基板の片側勿論
両側に設けても良く、その使用態様も磁気テープ、フｐ
ツピディス“り等任意の態様に適用できるものであるこ
とは云うまでもない。

次に本発明の実施例を説−する、オす、本発明の実施に
用い九対向ターゲット式スパッタ装置を纂１図により説
明する。図において、１０は真空容器、２０は真空容器
１０を排気する真空ポンプ等からなる排気系、ＳＯは真
空容器１０内に所定のガスを導入して真空容器ｌｏ内の
圧力を１０−１〜１０１〒ｅｒｒ程度の所定のガス圧力
に設定するガス導入系である。

ところで、真空容器１０内には、図示の如く真空容器１
０の側板１１．１２に絶縁部材１３゜１４を介して固着
されたターゲットホルダー１１．１６により１対ｃｖｐ
−ゲット”ｌ　ｅ−が、そのスパッタされる面％　ｓ、
　％　Ｉ　　を空間を隔てて平行に対面するように配設
しである。そして、ターゲット〒１．ちとそれに対応す
るターゲットホルダーＩｓ、１ｇは、　　　　　　　　
　−妻４苓水冷パイプ１８１，１６１を介して冷却水に
よりターゲットＩＴ、　＃　”ｌ　＊永久磁石１．５４
２．：１　ｇ　２カ冷却１ＥｔＬｂ＠　磁石１　！１２
．　１６２ハ／−ゲット−１−を介してＮ極、Ｓ極が対
向するように設計てあ砂、従って磁界はターゲット”１
　ｅＴｓＫｌｌｌ直な方向Ｋかつターゲット間のみに形
成される。なお、ｘ３ｘｓは絶縁部材１１゜１４及びタ
ーゲットホルダー１５，１−をスパッタリング時のプラ
ズマ粒子から保饅するえめとターゲット表面以外の部分
の異常放電を紡止する丸めのシールドである。

一方、磁性薄膜が形成される基板４０を保持する基板保
持手段４１は、真空客１１１０内のターゲット”１ｍ−
の側方に設けである。基板保持手段４１は、基板４０を
ターグツ）”Ｉｓ−閏の空間に対面するようにスパッタ
＠ｒ　Ｔｌｍ、　％ａ　　Ｋ対して略直角方向に保持す
るように配置しである。

一方、スパッタ電力を供給する直流電源からなる電力供
給手段５０はプラス儒をアースに、マイナス側をターゲ
ットテ、、″ｒｓＫ夫々接続する。

従って電力供給手段６Ｇからのスパッタ電力は、アース
をアノードとし、ターゲット−１Ｔｓ　をカソードとし
て、アノード、カソード間に供給される。

なお、プレスパッタ時基＠４０を保験するえめ、基板４
０とターゲット”１　＊　”Ｍとの間に出入するジャツ
ー−（図示省略）が設けである。

以上の通シ、対向ターゲット式スブ／ツタ装置では、一
対の対向させたターゲット”１　＋　”雪の側方に基板
４０を配し、ターゲット間に磁界を印加してスパッタし
基板４０上に所望の膜を作製するようになしであるので
、以下の通に高速低温スパッタが可能となる。すなわち
、ターゲット−１１間の空間に１磁界の作用によりスパ
ッタガスイオン、スパッタにより放出され九γ電子勢が
束縛され高密度プラズマが形成される。

従って、ターグツ）　ｔ、　ｅ　”１のスパッタが促進
されて前記空間よシ析出量が増大し基板４０上への堆積
速度が増し高速スパッタが出来る上、基板４０がターゲ
ット１．−の側方ＫＴｏるので偲゛温スパッタも出来る
。すなわち、上述の対向ターゲット式スパッタ装置によ
れば高速低温スパッタが可能である。

上述の対向ターゲット式スパッタ装置は、前述の装置に
限定されるものでなく、一対の対面させえターゲットの
側方に基板を配し、ターゲット間に’ｌｋ直方肉方向界
を印加し゛てスパッタし基板上に膜を形成するスパッタ
装置を云う。従って、基板は固定である必要はなくロー
ラ等によ抄容送可能に保持されても良く、磁界発生手段
も永久磁石てなく、電磁石を用いても良い拳磁界もター
ゲット間の空間ＫＴ電電子管閉じ込めるものであれば良
く、従ってターゲット全面でなく、ターゲット周囲のみ
に発生させた鳩舎も含む。

次に上述の対向ターゲット式スパッタ装置により実施し
た本発明の実施例を゛説明する。

なお、得られた合金膜の結晶構造社理学電機製計数ｘ１
１回折装置を用いて同定し、垂直配向性は六方最密構造
かつ（ｏｏｇ）面ビークの四ツキングカーブを前記ｘ１
１回析回折装求めその半値幅Δ０ｓＯで評価した。アモ
ルファス性は上記ＸｌｌＷＡｊＩｔ俵置により回折ビニ
）Ｏ有無を調べ回折ピークがなく且つ電気比抵抗を一定
し、そＯ値によ抄確認した。

実施例１゜ 低抗磁力層のＣ・−１１合金膜の特性を把握するえめ、
第１図のスパッタ装置を用いて膜形成を行ない評価−し
た、なお、その一方のターゲット−を第３−に示すよう
に、円形の１０Ｇ−のＣＯ板■上に斜線で１す扇形の１
００％のＴａ板■を放射状に配置し九複合ターゲツ）１
用い、丁１板の面積を変えるととＫよりＴａ一度の調整
をした・Ａ、装置条件 ａ、　ターゲット材： 〒ｉ：Ｃ・１００’ｊ及び表面に一部Ｔａ１００％配置 ％　：　Ｃｏ　１００　％ ｂ、基　板： カプトン（デエポン社１ｍ）フィルム　　　２Ｂｐ鋼ポ
リエチレンテレ７タレー）（ＰＩＴ）フィルムｍｐｍ Ｃ０ターゲジトー、１間隔ニアｓ％　　　　　　ｄ、　
スパッタ表面の磁界　：　１＠０〜８００ガウス・、　
ターゲット形状　　　　：１１６ｍ−の円形ｆ、基板と
ターゲット端部の距離：３０１１、操作手順 以下の手順で膜形成を行った。

ａ、基板を設置後、真空容＠１（１内を刺違真空度がＩ
　Ｘ　１０−’テａｒｔ以下まで排気する。

ｂ、アルゴン（ムｒ）ガスを所定の圧力まで導入し、３
〜５分間のプレスパツタを行ない、シャッターを開き、
基板に膜形成を行なった。なお、スパッタ時のムｒガス
圧は４　Ｘ　１０−３↑・ｒｒとした。

Ｃ，スパッタ時投入電力は２５０ｗ、！１ｏＯＷで行な
い、Ｃｏ−Ｔａ合金の密度膜厚で約・Ｊ６ｐｗａ壕で形
成した。

Ｃ１実施結果 第１ｇＫ％Ｔａ濃度（ｖｔ％）Ｋ対するＣ（１−Ｔａ會
全金薄膜面内方向の抗磁力Ｈｅ（ａ＠）　、飽和磁化Ｍ
ｅ　（・ｍ−ｍ／ｅｃ　）　　の結果を示す、又代表サ
ンプルの特性データを第１ｍ１Ｋ示す。

Ｔａ１１度がＩ　Ｓ　ｗｔ％以下では、Ｈｅ）　１００
＊＊。

Ｍｌ≧１１０　＠　ｅｍｕ／ａｓ　　どなる。そしてＴ
ａ濃度の増加に従いＩＩ＠、Ｍｌは低下する。なお、Ｔ
ａ濃度が２２　ｖｔ−以下ではＤＸ回回折−クが２θ＝
４３．１０〜４４．Ｏ鵞（度）で表われる。

Ｔａ濃度が２３　ｗｉｇ６以上では、Ｈｅが急激に低下
しＨｅ（５・・となり、良好な軟磁性特性を示す。なお
、’Ｔａｊ度が２３　ｖ＊％以上では、ＤＸ１析ビーク
が消滅し、Ｃ・−Ｔ１合金膜はア毫ルファス合、金と唸
る、なお、この点は電気比抵抗の測定によっても確認し
た。

第　　１　　表 実施例２ 実施例１でＣ（１−Ｔａ合金膜の低抗磁力層を作成した
サンプルを真空中で常温まで冷却後、大気Ｋｌｌ放し１
１出し、下記条件の第１図の構成のスパッタ装置にセッ
トし、Ｃ・−Ｔａ合金膜上ｋＣ・−Ｃｒ−Ｔａ合金膜の
垂直磁化層を形成して二層膜媒体を作成し評価した。同
時に％Ｃ・−Ｃｒ−合金膜のみからなる琳層膜媒体を作
成し比較した・なお、Ｃ・−Ｃｒ−Ｔａ合金膜の組成調
整は、ターゲット１．−を所定組成比のＣ・−Ｃｒ合金
板とし、実施例１と同様に、ターゲツト！、上Ｋｌ　Ｏ
＠［のＴａ板を組成比に対応する面積比になるように配
電して行なった。

ム、ｉ装置条件 ａ、ターゲット材： ＴＩ：Ｃｏ−Ｃｒ合金板（Ｃｒ量：１ｙａｔ−）上に一
部１００９１０Ｔａ板配置 ％：Ｃｏ−Ｃｒ合金、１ｊ（合金量１ｊ７１ｔ％）１＝
、　ｂ＋　Ｉ＋ｉ、基板：実施例１のサンプル及び１６
−厚のＰＩＣＴフィルム ＋　　　　ｅ、ターゲット’１　ｓ　”１間隔：１２Ｏ
％ｄ、スパッタ表面近傍の磁界：　Ｚｏｏ〜重ｏ　ｏ駆
・、　ターゲット形状：　１６０％ＬＸ　１００％ｖＸ
　１０％ｔの矩形板、２枚 ｔ、基板とターゲット端部の距離：５０％３、操作手順 以下の手順で膜形成した。

ａ、基板を設置彼、真空容器１０内を到達真空度がＩＸ
Ｉ”０−”　Ｔｏｒ・以下まで排気する。

ｂ、　　Ａｒガスを所定の圧力まで導入し、３〜５分間
のプレスパツタを行ないシャッタを開き基板に膜形成を
行なった。なお、膜形成は、Ａｒガス圧４　Ｘ　１０　
　Ｔｏｒｒで行なった。

Ｃ，スパッタ時投入電力は１０００ｗで行ない膜厚は約
ｏ、ｓμｓＫ形成した。

Ｃ２実總結果 第２表に得られた結果を示す。同表において、Ｈｅマは
膜面に垂直方向の抗磁力、　　Ｈｅｈは膜面に水平方向
の抗磁力、　Ｍｒｖは膜面に垂直方向の残留磁化、　Ｍ
ｒｂは膜面に水平方向の残＊磁化、Ｈｋｄ異方性磁界で
ある。また、サンプル４１−８は比較の九めの従来のＣ
ｏ−Ｃｒ単層膜の例である。

同表から低抗磁力層のＣ０−Ｃｒ合金膜上に形成し九〇
（１−Ｃｒ−７ｍ合金膜の垂直配向性はΔ０ｓＯにおい
てはＣｏ−Ｃｒ勢層膜に比し若干低下するが＃ｔソ同程
度であ抄、従来の二層膜媒体のように大巾に低下するこ
とはない。

ところで、抗磁力、残留磁化の磁気特性の垂直異方性に
ついて見ると、同表のｆｉｅｆとＨｃｈＯ比Ｈｅｗ／Ｈ
ｅｈ及びＭｒｖとＭｒｋの比１＆ｖ、４［ｒｋの値から
明らかな通抄、従来の導層１１Ｋ比験して大巾に向上し
ていることがわかる。そして、Ｔａ濃度３　＊ｔ％〜１
０　ａｔ−の範囲で従来の単層膜と同程度以上のＩＩ直
磁気異方特性を呈し、配置密度、記録感度の向上が期待
で龜る。

４１　Ｋ　％”濃度がｓ、ｓ　ａｔ−〜ｓ、ｓ　ａｔ％
　においては―電磁気異方性〆従来の単層膜の数倍以上
に改善され、記録密度、装置感度の面においても大巾な
向上が可能である。

以上の通り、本発明は、ｇ１＊の尋層膜と同程度の垂直
配向性を示し、垂直磁気異方性が格段に優れた一直磁化
層を有する二層膜構成の磁気記録媒体を提供するもので
あり、磁気記録の高書度装置化、特ＫＩ＆直磁気配縁方
式の実用化に大きな寄与をなす、非常に有用なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲット式スパッ
タ装置ＯＩＩ！明図、第２図はＣｏ−Ｔ＊合金展作成に
用いた複合ターゲットの説明図、第ｓＷＪ＃ｉ実施例１
の結果を示すグラフである。 〒１，１はターゲット、１０は真空容器、４０社基板、
１６２，１＠２　　は永久磁石である。 矛１図 オ　　　ど　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　非磁性の基板上６ｃｃ・−１１合金膜からなる低
   抗磁力層と膜面Ｋｌｌ直方向の磁気異方性を有するＣ・
   −Ｃｒ−Ｔａ合金膜からなる磁気記―層とを順次形成し
   、たことを特徴とする磁気装置媒体。 １　前記Ｃ・−Ｔａ合金膜がア’ｔｔｋ７アス合金膜で
   ある特許請求の範Ｉ！ｌ第１項記載の磁気配置媒体・ 龜　前記Ｃ（１−Ｃｒ−Ｔａ合金膜０？ａ組成が１〜１
   ０ａｔ−である特許請求の範１１項若しくは第２項記載
   の磁気装置媒体。 表　前記基板が高分子フィルムである特許請求の範囲第
   １項、第２項若しくは第３項記載の磁気記録媒体。 親　前記低抗磁力層及び磁気配置層が対向ターゲット式
   スパッタ法で作成したスパッタ膜である特許請求の範囲
   第１項、第意項、第３項着しくは露４項記載の磁気記録
   媒体。