JPS59140629A - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

垂直磁気記録媒体の製造方法

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JPS59140629A
JPS59140629A JP1299283A JP1299283A JPS59140629A JP S59140629 A JPS59140629 A JP S59140629A JP 1299283 A JP1299283 A JP 1299283A JP 1299283 A JP1299283 A JP 1299283A JP S59140629 A JPS59140629 A JP S59140629A
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Yasutaro Kamisaka
保太郎 上坂
Hideo Fujiwara
英夫 藤原
Toyoji Okuwaki
奥脇 東洋治
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/85Coating a support with a magnetic layer by vapour deposition

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

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】 〔発明の利用与野〕 本発明は、所定の形状を有する非磁性基体上に被着した
coを主成分とした垂直磁化膜に係り、特にかかる垂直
磁化膜を用いた垂直磁気記録に好適な垂直磁気記録媒体
とその製造方法に関する。
〔従来技術〕
磁気記録の分野における記録密度の向上は著しいものが
ある。特に、東北大の岩崎等により提案された垂直磁気
記録方式は、現在実用化されている面内記録方式と異な
り、記録密度が高くなるほど、自己減磁作用が小さくな
る特徴を有し、将来の高密度磁気記録方式として注目を
集め、精力的な研究がなされている。
この垂直磁気記録を実現するには、記録媒体として、磁
性膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する垂直磁化
膜が必要である。現在、そのような磁気特性をもつ磁性
膜としては、スパッタ法、あるいは真空蒸着法で作製し
たCo−0r、 Co−Cr−Rh、またはCo−V系
の合金膜が知られている。
しかし、このような合金系垂直磁化膜は、その膜厚が0
.1μm以下では良好な垂直磁気異方性が得られない欠
点を有するとともに、合金であるために磁性膜自身の曲
げ剛性率が大きく、特にテープ状の垂直磁気記録媒体を
作製した場合には、磁気ヘッドとの良好なタッチが得ら
れないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、Co −OrあるいはCo−V系合金
のような合金材料を用いることなく、膜厚0.1μm以
下においても良好な垂直磁化膜となり、かつ曲げ剛性率
がCo −Cr系合金膜に比較して小さい、新規な垂直
磁化膜を用いた垂直磁気記録媒体を提供することにある
〔発明の概略〕
Co −Cr膜において垂直磁化膜となる理由について
はつぎのように考えられている。スパッタ法あるいは真
空蒸着法で作製したCo−Cr膜の断面をSEMで観察
すると、膜面に垂直方向に結晶粒子が成長した柱状構造
が観察される。垂直磁気異方性の優れたCo −Cr膜
は、この柱状方向に沿ってcoのC軸が配向しているこ
とが、X線回折法により解析されている。Co −Cr
膜の垂直磁気異方性は、このC軸が垂直配向しているこ
とに一つの原因があるが、さらに、その垂直磁気異方性
の大きさくK、)が、膜面に垂直方向に磁化が向いた時
の静磁エネルギ、2rMs” (Ms :飽和磁化)よ
り大となるという下記(1)式の関係が満たされている
ことが二番目の理由である。
K、、>2rMs  ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(1)普通、CO薄膜の
場合、COのC軸が理想的に膜に垂直に配向したとして
も、Kll、MSにバルクの値を用いるとして、(1)
式の左辺、右辺の値はそれぞれ5 X 1106er/
cc、1,2 X IQ7erg/ccとなり、(1)
式の関係を満足することはできない。
このように、Orを添加する効果は、COのC軸が膜面
に垂直に配向することを促し、かつ飽和磁化を(1)式
が成立する程度にまで低下させることにある。
したがって、Crと同様な効果を有する元素をCO磁性
膜に添加するならば、Co −Or系合金薄膜以外にお
いても、垂直磁化膜を実現できる可能性がある。
本発明者らは、上記のような考えに基づき、検討を重ね
た結果、添加元素として金属元素を用いることな(、適
当な分圧の酸素雰囲気と基板温度の条件下において、基
板面に垂直にCOの蒸着を行なうと、良好な磁気特性を
有する垂直磁化膜が得られることを見出した。その原因
は必ずしも明らかではないが、垂直蒸着によって基板面
に垂直方向に生成される針状のCO結晶粒子の表面がC
o。
等の酸化物によって覆われ、薄膜の形状による面内磁気
異方性を緩和するとともに、酸化物層が存在するために
、金属00粒子のC軸方向が針状方向に配向しやすくな
るためと考えられる。
このように、COへの金属以外の添加元素によって垂直
磁化膜が得られたことは予期しなかったことであり、そ
の作製法が簡単であること、原料としてはCO金金属け
ですむことを考えると、その実用−ヒの利点は大きい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を比較例をまじえ、実施例によって詳細に
説明する。
実施例 1゜ 第1図に示した抵抗加熱型蒸着装置を用い、光学研磨さ
れたガラス基板上にCoの蒸着を行なった。
第1図において、1はガラス基板、2は蒸着源、3はニ
ードルバルブ、4は基板加熱用ヒーターである。
上記の装置を用い、Co蒸気流と基板法線のなす角度θ
をOoに設定し、基板温度100℃、蒸着速度300 
A/minの一定条件で、酸素分圧を種々変化させ、膜
厚0.1μmのCo蒸着膜を作製した。蒸着は酸素分圧
が0×10−5.2.lX10−5.3.5 X 10
=、4.4 X 10−5.5.1刈0−5.6.OX
 10−5.6.5 X 10−5.7.OX 10 
” Torrの8通りの場合について行ない、合計8種
類のCo蒸着膜を得た。
これら8種類のCo蒸着膜中の平均の酸素含有量の測定
結果とVSM (試料振動型磁力計)により、前記膜の
面内方向および面に垂直な方向に磁場を印加した時の同
腹の磁気特性を測定した。その結果を第2図に図表で示
す。図中、土、7はそれぞれ印加磁界が膜面に垂直方向
、膜面内方向であることを示している。
第2図かられかるように、酸素分圧が高く、すなわち酸
素含有量が多くなるに従い、Co蒸着膜の飽和磁束密度
4πMsは減少して行く。これに対して、膜面番こ垂直
方向に測定した時の角型比Mr□7メM5、保磁力Hc
1はともにはじめは増加し、飽和磁束密度が6500 
G、5300 Gにおいては、垂直方向に測定した角型
比は面内で測定した角型比よりかなり大きくなっている
。このことは明らかに垂直磁化膜が実現したことを示し
ている。さらに、酸素含有量が増加し、飽和磁束密度が
減少して行くと、垂直方向で測定した角型比、保磁力と
もに減少して行く傾向を示すが、飽和磁束密度が350
0 G程度までは垂直方向と面内方向に測定した角型比
が同程度であり、まだ垂直磁化膜となっていることがわ
かる。
以上の実施例から明らかなように、Coを主体とした垂
直磁化膜を得るためには、Co蒸気流を基板に対して垂
直に入射させるとともに、酸素分圧が4.4X10 ’
〜6.5X10−5Torrの範囲の真空雰囲気中で蒸
着を行ない、蒸着膜中の平均の酸素含有量を30〜40
原子%の範囲とし、得られたCo蒸着膜の飽和磁束密度
を6500 G以下、より好ましくは6500〜350
0 Gの範囲となるように制御することが重要である。
なお、前記Co蒸着における、基板に対するC。
蒸気の実際の入射方向は、基板表面の垂線方向に対して
5度以内であった。
実施例 2゜ 垂直磁化膜の得られる作製条件、酸素分圧5、I X 
10=Torr、蒸着速度約300 A/minの一定
条件で、基板温度を50〜200℃の範囲で変化させて
膜厚0.1μmのCo蒸着膜の作製を行なった。基板温
度を変化させたこと以外は実施例1の試料A−5と同じ
である。基板温度は200℃、130℃、100℃、5
0℃と4通りに変化させ、4種類のCo蒸着膜を作製し
、実施例1と同様な方法で、それらの磁気特性を測定し
た。その結果を第3図に図表で示す。
同図表から、垂直磁化膜を得るには基板温度が非常に重
要な作製条件となっていることがわかろうすなわち、基
板温度が130℃以下の低温におい゛ては、膜面に垂直
方向で測定した角型比は、膜面内方向で測定した値に等
しいか、あるいは太き(なる。同様に、保磁力は垂直方
向で測定した方が面内方向で測定した値より大きくなり
、垂直磁化膜が実現していることがわかった。これに反
して、基板温度が200℃になると、膜面に垂直方向で
測定した角型比、保磁力ともに膜面内方向で測定した値
より低下し、磁化容易軸方向はすでに膜面配向となって
しまうことがわかった。
実施例 3 垂直磁化膜の得られる条件、酸素分圧4.4 X ’1
O−5Torr、蒸着速度約30〜し頒in、基板温度
100℃において、膜厚を00゛2〜0,2μmの範囲
で変化させ、c。
蒸着膜の作製を行なった。膜厚を変化させたこと以外は
実施例1の試料A−4と同じである。膜厚は002μm
、0゜65μm、0.1μm、02μmと4通りに変化
させ、4種類のCo蒸着膜を作製し、実施例1と同様な
方法で、それらの磁気特性を測定した。その結果を第3
図に図表で示す。
同図表から明らカ)なように、膜厚が002μmの場合
には、その磁化容易軸は膜面内にあるが、膜厚が0.0
5μm以上になると良好な垂直磁化膜となる。
また、膜厚の上限は実用上0.5μm程度が好ましい。
以上詳述した実施例から、Co蒸着膜において垂直磁化
膜を実現する条件は次の四点にまとめることができる。
すなわち、 ill  Co蒸気流は基板に対し垂直方向から入射さ
せること、 (2)  適当な酸素分圧、すなわち、44×10−5
〜6.5 X 1O−5Torrの範囲でCoの蒸着を
行ない、得られるCo蒸着膜中の酸素含有量を30〜4
0原子%の範囲とするとともに蒸着膜の飽和磁束密度を
6500〜3500ガウスとすること、 (3)  蒸着時における基板温度を130℃以下とす
ること、 +41  Co蒸着膜の厚さを0.05μm以上とする
こと、 にある。
なお、以上の実施例で述べたCo蒸着膜の作製条件、例
えば、酸素分圧はCOの蒸着速度との相対的な関係によ
って定まるものであり、以上の実施例の制限を受けるも
のではない。また、蒸着膜の作製は真空蒸着法以外に電
子ビーム蒸着法を用いても同様の結果が得られる。
また、本発明によって得られるCo蒸着膜は金属COと
その酸化物の混存したものとなっており、Co−Cr合
金膜に比較して、曲げ剛性率は小さくなり、テープ状あ
るいはフロッピィディスク状の柔軟性が必要とされる記
録媒体としても好ましい機械的特性を有している。
なお、蒸着用の基体としては、従来用いられている有機
ポリマー、例えばポリエステル、あるいは表面に絶縁膜
を形成した金属板、例えばAt板等が用いられる。また
、基体の形状は通常、長尺状もしくは円板状とするが、
必要に応じて任意の形状としてよい。
さらに基体表面にパーマロイ等の高透磁率特性を有する
薄膜を形成し、その上にco系垂直磁化膜を被着した、
2層膜垂直磁気記録媒体にも本発明が適用できることは
言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したところから明らかなように、本発明による
垂直磁化膜は製造方法が簡単であり、原料としてはCo
金属だけですみ、しかも特性も良好なものを得ることが
できるので、実用上の利点は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の蒸着膜の作製に用いた抵抗加熱型蒸着
装置の概略断面図、第2図は分圧の異なる酸素雰囲気中
で、基板温度100℃、蒸着速度約300 A/min
として基板に垂直に蒸着した膜厚0.1μmのCo蒸着
膜の酸素含有量と磁気特性を示す図表、第3図は分圧5
.I X 10 ’ Torrの酸素雰囲気中で、蒸着
速度約300 A/minとして基板温度を変えて基板
に垂直に蒸着した膜厚0.1μmのCo蒸着膜の磁気特
性を示す図表、第4図は分圧4.4 X 10 ’ T
orr、蒸着速度約300 A/min、基板温度10
0℃として膜厚を変えて基板に垂直に蒸着したCo蒸着
膜の磁気特性を示す図表である。 代理人弁理士 中村純之助 第1図 十3図 米4間 国分寺市東恋ケ窪−丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 /

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)非磁性絶縁物層を少なくとも表面上に有する所定
    形状の非磁性基体と、該基体表面に被着された表面を酸
    化物層で覆われたCOの針状結晶粒子群から構成された
    多結晶薄膜磁性体とからなり、該磁性体を構成するCO
    の針状結晶粒子の長軸方向が前記基体表面に対して平均
    的に垂直方向に配向していることを特徴とする垂直磁気
    記録媒体。 (2、特許請求の範囲第1項記載の垂直磁気記録媒体に
    おいて、前記多結晶薄膜磁性体中の酸素含有量が30〜
    40原子%であることを特徴とする垂直1磁気記録媒体
    。 (3)特許請求の範囲第1項記載の垂直磁気記録媒体に
    おいて、前記多結晶薄膜磁性体の飽和磁束密度が350
    0〜6500 Gであることを特徴とする垂直磁気記録
    媒体。 (4)特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載
    の垂直磁気記録媒体において、前記多結晶薄膜磁性体の
    膜厚が0.05〜0.5μmであることを特徴とする垂
    直磁気記録媒体。 (5)非磁性絶縁物層を少なくとも表面上に有する所定
    形状の非磁性基体上にCO磁性膜を蒸着法で被着する際
    に、CO蒸気の前記基体への入射方向を該基体表面に対
    して垂直方向となるようにし、微量の酸素を含む雰囲気
    下で真空蒸着することを特徴とする垂直磁気記録媒体の
    製造方法。 (6)特許請求の範囲第5項記載の垂直磁気記録媒体の
    製造方法において、前記基体の温度を130℃以下とす
    ることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
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