JPS59193528A - 磁気記録媒体の製造法 - 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】 ［利用分野］ 本発明は高密度記録でさる垂直磁気記録方式に適した磁
気記録媒体に関し、更に詳しくは非磁性の基板上に、磁
性薄膜からなる低保磁力層及び膜面に垂直な方向に磁化
容易軸を有する垂直磁化層からなる磁気記録層を順次形
成した磁気記録ＩＲ体の改良及び改良された磁気記録媒
体の製造法に関する。

［従来技術］ 上述の低保磁力層と垂直磁化層どからなる二層膜の磁気
記録媒体は、垂直磁気記録方式において単極型ヘッドに
よって効率良く記録Ｃきる垂直磁気記録媒体として特公
昭５８−９１号公報、特公昭５８−，１０７６９号公報
等により公知である。この公知の二層膜構成の磁気記録
媒体（以下゛″二層膜媒体″という）は、具体的にはＲ
Ｆ２ＦＭスパッタ法で作成され、低保磁力層をＮｉ　に
ッケル）　、　Ｆｅ　（鉄）を主成分とするパーマロイ
で、垂直磁化層をら（コバルト）　−Ｃｒ（クロム）合
金膜で構成したものであり、高い記録感度と大なる再生
出力を得られる優れたものであるが、高周波領域での出
力が低下し、より一層の改善が望まれている。

［発明の目的］ 本発明は上体の二層膜媒体の特性を改善することを目的
とするもので、低保磁力層を構成する磁性膜の特性に着
目し、その特性と垂直磁化層の組合せによって、さらに
改善された高い記録感度と大なる再生出力を得ることの
できる磁気記録媒体及びその製造法を提供するものであ
る。

し発明の構成２作用効果］ 本発明の磁気記録媒体は、前述の二層膜媒体、すなわち
非磁性の基板上に磁性薄膜からなる低保磁力層と膜面に
垂直方向に磁化容易軸を有する磁気記録層とを有する磁
気記録媒体において、前記低保磁力層が面内磁気異方性
を有し、その磁化困難軸が記録・再生時の基板走行方向
に配向していることを特徴とするものである。

上述の本発明は、以下のようにしてなされたものである
。二層膜媒体の低保磁力層の保磁ノ〕は小さい程記録感
度等の面で有利と思われる。そこで５０ｅ（エルステッ
ド）以下の小さな保磁力のパーマロイの薄膜とした磁気
記録媒体でディスクを作成し評価したところ、その再生
出力のエンベロープが変化して、安定な再生という点か
らは、結局その最低点に制約され、再生出力はあまり向
上しない問題に遭遇し、種々検問の結果、その原因が低
保磁ノｊＭを構成するパーマロイ薄膜の面内磁気異方性
にあることを見出しなされたものである。

すなわち、パーマロイ薄膜を低保母ツノ層とした上述の
磁気記録媒体は、パーマロイ薄膜の磁化困難軸の方向に
走行させて記録・再生した時の方がその磁化容易軸の方
向の時に比べて、再生出力が大きく、特に高密度記録の
高周波領域で良好な特性を示すことを見出しなされたも
ので、従って、上記構成により低保磁ツノ層の磁気特性
が再生出力の大きな方向に統一されるので、再生出力は
大きく、そのエンベロープも安定する。その結果記録密
度が向上する。

なお、面内磁気異方性とは膜面に平行方向に測定した磁
気特性の異方性のことである。

上述の点から本発明の低保磁力層を構成する薄膜は、上
述のパーマロイ（ＭＯ（モリブデン）。

Ｃｕ　　（銅）等の第３成分を含んで良い）は勿論、他
の保磁力の小さい、具体的には面内最大保磁力が５　ｏ
ｅ　（エルステッド）以下の軟磁性材が好ましく用いら
れる。特に、磁化困難軸方向の保磁力が磁化容易軸方向
の保磁力以下の薄膜が効果的である。また透磁率につい
ては大きいものが記録感度・再生出力面から好ましく用
いられる。

なお、低保磁力層の保磁カ、膜厚は公知の範囲で適宜選
定することは当然である。

また、上述の垂直磁化層は、膜面に垂直な方向に磁化容
易軸を有し、特公昭５Ｌ−９１号公報等で公知の磁気特
性を有する磁性膜が適用できる。従って、特公昭５８−
１０７６４号公報等で公知のＣｏ　−Ｃｒ合金膜、膜面
に垂直配向したγ−Ｆｅ　２０３塗膜等種々の磁性膜が
適用できるが、ω−針金合金膜びこれにＷ（タングステ
ン）、Ｔａ（タンタル）等の第３成分を添加したものは
安定した特性が得られる点で好ましい。

更に、低保磁力層と垂直磁化層とは直接接づる必要はな
く、接着層等をその間に介在させても良く、基板の両側
にあっても良い。

一方、本発明の第２発明は、上記第１発明の磁気記録媒
体の製造法に関し、対向ターグツ１〜式スパッタ法によ
り基板を記録・再生時の基板移送方向がターゲットの対
向方向と直交する方向になるように移送しつつ、前述の
低保磁力層を形成づることを特徴とするものである。

ここで、対向ターゲット式スパッタ法とは、特開昭５７
−１５８３８０号公報等で公知のもので、対向した一組
のターゲット間にプラズマ（電子）捕捉のための磁界を
形成して、ターゲットの側方に配置された基板上に膜形
成するスパッタ法を云う。

ところで、前述の垂直磁化層も同じ対向ターゲット式ス
パッタ法で作成すると、共に低温膜形成が可能で耐熱性
の低いポリエステルフィルム等が基板として利用できる
上、両層を１つの真空槽内で連続して作成できる。なお
、垂直磁化層を形成する場合の基板の移送方向は任意で
ある。

特にターゲットの対向方向に直交する方向に基板を移送
しつつ低保磁力層を形成するものでは、基板の長手方向
に低保磁力層の磁化困難軸が配向した磁気テープに適し
た長尺の磁気記録媒体が得られ、最産化面で特に有利で
ある。

なお、本発明で配向とは磁化困難軸が実質的に目的方向
に配向していれば良く、後述のパーマロイの例では約３
０度まで位の偏向は許容される。

以下、上述の本発明の詳細を実施例に基いて説明する。

第１図は本発明の実茄に用いた対向ターゲット式スパッ
タ装置の構成図である。

図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭５７−１５
８３８０号公報で公知の対向ターゲット式スパッタ装置
と基本的に同じ構成となっている。

づなわち、図において１０は真空槽、２０は真空槽１０
を排気する真空ポンプ等からなる排気系、３０は真空槽
１０内に所定のガスを導入して真空槽１０内の圧力を１
０−１〜１０’　Ｔｏｒｒ程度の所定のガス圧力に設定
するガス導入系である。

そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽１０の側
板ｉｉ、　１ｚ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１５．１６により１体のターゲッ
トＴＩ、Ｔ２が、そのスパッタされる面Ｔ＋ｓ。

Ｔ　２Ｓ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Ｔ＋　、Ｔ２とそれに対応す
るターゲットホルダー１５．１６は、冷却パイプ１５１
，１６１を介して冷却水によりターゲットＴ＋。

丁２、永久磁石１５２．１６２が冷却される。磁石１５
２゜１６２はターゲットＴ＋　、Ｔ２を介してＮ極、Ｓ
極が対抗づるように設けてあり、従って磁界はターゲッ
トＴ＋　、Ｔ２に垂直な方向に、かつターゲット間のみ
に形成される。なお、１７．　ｉａは絶縁部材１３、１
４及びターゲットホルダー１５．４６をスパッタリング
時のプラズマ粒子から保護するためとターゲット表面以
外の部分の異常放電を防止するためのシールドである。

また、磁性薄膜が形成される基板４ｏを保持する基板保
持手段４１は、真空４１１０内のターゲットＴ＋。

Ｔ２の側方に設けである。基板保持手段４１は、図示省
略した支持ブラケットにより夫々回転自在かつ互いに軸
平行に支持された繰り出しロール４１ａ。

支持ロール４１ｂ９巻取ロール４１ｃの３個のロールか
らなり、基板４０をターゲットＴ＋　、Ｔ２間の空間に
対面するようにスパッタ面Ｔ＋ｓ、Ｔ２ｓに対して略直
角方向に保持するように配置しである。従って基板４０
は巻取りロール４１ｃによりスパッタ面ＴＩＳ、Ｔ２Ｓ
に対して直角方向に移動可能である。

なお、支持ロール４１ｂはその表面温度が調節可能とな
っている。

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はプラス側をアースに、マイナス側をターゲ
ットＴ１．゛丁２に夫々接続する。従って電力供給手段
５０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Ｔ＋　、Ｔ２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、プレスパッタ時基板４０を保護するため、基板４
０とターゲットＴ＋　、Ｔ２との間に出入するシャッタ
ー（図示省略）が設（プである。

以上の通り、前述の特開昭５７−１５８３８０号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高速低温
スパッタが可ＯＬとなる。すなわち、ターゲットＴ＋　
、Ｔ２間の空間に、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）こγ電子等が束縛され高
密度プラズマが形成される。

従って・ターゲットＴ＋　、Ｔ２のスパッタが促進され
て前記空間より析出量が増大し、基板４ｏ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Ｔ＋　、Ｔ２の側方にあるので低温スパッタも出来る
。

なお、本発明の対向ターゲット式スパッタ法は、前述の
装置のものに限定されるものでなく、前述の通り一対の
対面させたターゲットの側方に基板を配し、ターゲラ１
〜間に垂直方向の磁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法を云う。従って、磁界発生手段
も永久磁石でなく、電磁石を用いても良い。また、磁界
もターゲット間の空間にγ電子等を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
囲にのみ発生さゼた場合も含む。

次に」−）本の対向ターゲット式スパッタ装置により実
施した本発明に係わる垂直磁気記録媒体の実施例を説明
づる。

なお、得られた合金膜の結晶構造は理学電機性８１数Ｘ
線回析装置を用いて同定し、垂直配向性は六方ＩＩ密構
造かつ（００２）面ピークのロッキングカーブを前記Ｘ
線回析装薗で求め、その半値幅ΔθＪで評価した。

膜厚及び組成については、理学電機製螢光Ｘ線装賄を用
いて予め較正し１こ曲線から求めた。

媒体の磁気特性は振動試料型磁力翳１（東英工業に、に
、）で測定して求めた。

二層膜媒体の記録・再生特性は前述の特公昭５８−９１
号公報等で公知のものと同様な垂直型磁気ヘッドを用い
て評価した。

実施例１ 下記条イ」により基板上にパーマロイならなる低保磁力
層を作成したのちＣｏ　−Ｃｒからなる重置磁化層を第
１図のスパッタ装置を用いて順次形成し−Ｃ二層膜媒体
を作成した。

Ａ、装置条件 Ａ−１，低保磁力層 ａ、ターゲラｈＴ＋　、Ｔ２　’Ａ　：共ニＭｏ−４ｗ
ｔ％。

ＮＩ−７８ｗｔ％、Ｆｅ−１８ｖｔ％のパーマロイｂ、
１板４０：５０μ了几厚のポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム Ｃ，ターゲッｈＴ＋、Ｔ２間隔：　　１２０ｍｍｄ、タ
ーゲラ１へ表面の磁界−１００〜２００ガウスｅ、ター
ゲッｌ−Ｔ＋、Ｔ２形状 ：　　１００ｍｍＬ　Ｘ　　１５０ｓＷ　Ｘ　１２ｍｍ
　ｔの矩形ｆ０％板４０どターゲットＴ＋、Ｔ２端部の
距離：２０Ｍ Ａ　　２．　Ｃｏ　　Ｃｒ垂直磁化層 ａ、ターゲラｌ”Ｔ＋、Ｔ２材：共にＣｏ　−８０ｗｔ
％。

Ｃｒ　−２０ｗｔ％の合金 Ｃ，ターグツｈｌ−＋、Ｔ２間隔：１６０ｍｍｄ、ター
ゲット表面の磁界：１００〜２００ガウスｅ、ターゲラ
１−１゛１１丁２形状 ：　　１００ｇ　ｌ　Ｘ　１５０ｓＷ　Ｘ　＋２ｍｍｔ
の矩形［、基板４０どターゲッｈＴ＋、Ｔ２端部の距離
：２０ｍｍ Ｂ、操作手順 Ａ−１，Ａ−２の条件のもとて順次次の如く行４１　つ
　１こ　。

ａ、基板を設置後、真空４ｆ１１０内を到達真空度が１
ｘ　１０’　７　ｏｒｒ以下まで排気する。

ｂ、△１゛＜アルゴン〉カ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４０を図示の通りターゲットＴ＋。

Ｔ２の対向方向に移送しつつ膜形成を行なった。

な；Ｊ３、スパッタ時のＡｒガス圧は４　Ｘ　１０’　
ｌ−ｏｒｒとした。

Ｃ、スパッタ時投入電力は△−１．八−２ともに３ＫＷ
で行なった。

実施例 第２図に低保磁力層の特徴的な磁化特性を示す。

基板の走行（ＭＤ）方向に測定した面内磁化特性とこの
ＭＤ力方向直角（ＴＤ）方向に測定した面内磁化特性と
には磁気異方性があり、ＭＯ力方向磁化容易軸、ＴＤ力
方向磁化困難軸であった。また表−１にその代表特性を
示す。

なお、低保磁力層が面内磁気異方性を示１のは保磁力１
−１　ｃの値が約１００ｅ以下の場合で透磁率が高くな
る軟磁性の領域であった。

な（１５、第２図でＩ」は印加磁界の強さを示し、Ｂは
低保磁力層の磁化を示ず。

表−１低保磁力層の特性 表−１の特性を有する低保磁力層上にＡ−２の条例で形
成されたＣｏ　−Ｃｒ層の特性を表−２に示す。

表−２において、保磁力の垂直とは媒体膜面と垂直方向
の保磁力を、水平とは媒体膜面と平行方向の保磁力を示
す。なお、保磁力の測定には二層膜媒体の低保磁力層を
分離して行った。半値幅△θ（資）は、二層膜媒体のま
ま測定した。

Ｄ、電磁変換特性 表−１，２の特性を有する２層膜媒体について、第３図
に示すように、ＭＤ力方向ＴＤ力方向長方形のサンプル
を切り出して、それぞれの電磁変換特性を評価した。

測定結果を第４図及び表−３に示す。第４図において、
横軸は記録密度りとして、１インチ当りの磁束反転数（
ＦＲＰＩ）を、縦軸は再生出力電圧Ｅｐを示ず。

なあ、電磁変換特性は、記録時にはテープ走行を４．７
５ｃｍ／秒、再生時には９．５ｃｍ／秒で行なっＩこ。

表−３及び第４図から、ＴＤ方向従って低保磁力層の磁
化容易軸方向に記録・再生することにより、Ｍ　ｌ）方
向すなわち低保磁力層の磁化容易軸方向の場合に対して
、再生出力が１．３〜１．５倍大きく改善していること
がわかる。

また、第５図は第３図に示す切り出し方向θを変えたサ
ンプルの５０Ｋ　Ｆ　ＲＰ　Ｉ及び１００Ｋ　Ｆ　ＲＰ
Ｉの再生出力を示したもので、同図よりＭＤ力方向対し
て約６０度以上の角度であればＴＤ力方向同等の再生出
力か得られることがわかる。

なお、前記再生出力の大［１］な改善が低保磁力層の面
内磁気異方性に基づくものであることは、以下の結果か
らも明らかである。

第３図の媒体の中央部を直径５　ｃｍの円板状に切り出
し、円周方向の記録・再生特性を評価した。

再生信号のエンベロープ（包絡線）を調べたところ、Ｍ
Ｄ、ＴＤ力方向それぞれ谷、山とする再生出力の変化が
二層膜媒体には観測された。一方、同じＰＥＴフィルム
の基板にＡ−２の条件て直接Ｃｏ　−Ｃｒの垂直磁化層
を形成し、媒体の中央部を直径５　ｃｍの円板状に切り
出し、円周方向の記録・再生特性を評価した。再生信号
のエンベロープは円周方向に一様であり均一であった。

従って、垂直磁化層は面内磁気異方性を有せず、前）小
の再生出力の大巾な向上は、低保磁力層の面内磁気異方
性に基づくものであることがわかる。

実施例２ 第１図に示した対向ターゲラ１〜式スパッタ装置のうち
、基板４０の搬送系のみを変更し、第６図に示り°よう
に基板４０の移送方向がターゲラ１〜の対向方向と直交
するようにした。そして、第６図の装置を用いて実施例
１と同条イ１で同様な磁気記録媒体を作成した。

低保磁力層は面内磁気賃方性を示し、その磁化層ｊｉ＠
はＭＤ力方向磁化容易軸はＴＤ力方向あっ１こ　。

第６図に示すように、低保磁力層を形成する際に、基板
４０の走行方向と、永久磁石１５２．　１６２のような
磁界発生手段から形成される磁束の方向すなわちターゲ
ットの対向方向とが直交する場合には、基板４０の走行
方向に低保磁力層の磁化回動軸か形成される。

以上の説明から明らかな通り、本発明の磁気記録媒体に
よれば、低保磁力層の磁化困難軸が記録・再生時の走行
方向に配向されているので、従来のものに比べて大巾に
記録再生感度が向上し、より一層の高密度記録が可能と
なるという大きな効果が得られる。特に低保磁力層とし
てＮ□、　Ｆｅ合金（その他ＭＯ１ＣＵなどを第３元素
として添加しても良い〉を用いる場合、面内磁気異方性
を発現するには保磁））ＨＣが５ｏｅ以下が望ましい。

この場合、保磁力Ｈｃが小さい場合には透磁率が大きく
なり、垂直磁気記録においては表−１１表−３に示すよ
うに透！ｉ率に依存して記録再生感度が増大していると
考えられる。そして、磁化困難軸方向に記録再生を行う
場合には、磁化容易軸方向に較べて、低密度から５０Ｋ
ＦＲＰ［を越す高密度領域でも１．５倍の再生出力の向
上が可能なる驚くべき効果が得られた。

又、上記低保磁力層を対向ターゲット式スパッタ法によ
り基板をその記録・再生時の走行方向がターゲットの対
向方向に直交する方向になるように移送しつつ形成する
ことにより、低保磁力層の磁化困難軸が記録・再生時の
移送方向に配向された磁気記録媒体が得られ、磁気テー
プ等に適した長尺の磁気記録媒体等の量産化が可能であ
る。

このように本発明は磁気記録の高密度化、特に垂直磁気
記録方式の性能向上に大きな寄与をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に関係する対向ターゲット式スパ
ッタ装置の説明図、第２図は磁気特性の説明図、第３図
は実施例の試料の説明図、第４図は実施例２の電磁変換
特性の測定結果を示すグラフ、第５図はサンプル切り出
し方向と、再生出力の関係を示すグラフ、第６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の説明
図である。 １−＋　、　Ｔ２　：ターゲット、１０：真空槽。 ２０；排気系、３０：カス導入系。 ４０：基板、５０ニスバツタ電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非磁性の基板上に、磁性薄膜からなる低保磁力層及
   び膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する磁気記録層を順
   次形成してなる磁気記録媒体において、前記低保磁力層
   が面内磁気異方性を有し、その磁化困り（１軸が記録・
   再生時の基板走行方向に配向していることを特徴とづる
   磁気記録媒体。 ２）前記低保磁力層の磁化困難軸方向の保磁力がその磁
   化容易軸方向の保磁力以下である特許請求の範囲第１項
   記載の磁気記録媒体。 ３）非磁性の基板上に、面内磁気異方性を有する磁性薄
   膜からなりその磁化困九軸が記録・再生時の基板走行方
   向に配向された低保磁力層及び膜面に垂直な方向に磁化
   容易軸を右する磁気記録層を順次形成した磁気記録媒体
   の製造法において、対向ターゲット式スパッタ法により
   前記基板を前記記録・再生時の基板走行方向がターゲッ
   トの対向方向と直交する方向になるように移送しつつ前
   記低保磁力層を形成することを特徴とする磁気記録媒体
   の製造法。 ４）前記磁気記録層を対向ターゲット式スパッタ法によ
   り形成づ−る特許請求の範囲第３項記載の磁気記録媒体
   の製造法。