JPS59193529A - 磁気記録媒体及びその製造法 - 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、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の磁化容易軸をイｊ？Ｉる垂直磁化
層からなる磁気記録層とを有する磁気記録媒体の改良と
改良された磁気記録媒体の製造法に関する。

し従来技術］ 上述の低保磁力層と垂直磁化層と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できる垂直磁気記録媒体として特公
昭５８−９１号公報、特公昭５８−１０７６４公報等に
提案されている。この提案された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
Ｆ２極スパッタ法で作成され、低保磁力層をパーマロイ
で垂直磁化層をＣｏ（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、記録感度面、再生
出力面等でより一層の改善が望まれている。

し発明の目的］ 本発明は上述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、特にＮｚ　にッケル）　、　
Ｆｅ　（鉄）を主成分とするパーマロイ薄膜からなる低
保磁力層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及び広い面積
に亙って均質な特性を有する磁気記録媒体及びその製造
法を提供するものである。

［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
非磁性の基板不にパーマロイ等の軟磁性材の磁性薄膜か
らなる低保磁力層と膜面に垂直方向の磁化容易軸を有す
る磁気記録層を有する磁気記録媒体において、前記低保
磁力層が積層された複数の磁性薄膜からなり、各磁性薄
膜はその磁化困難軸の方向が全体として面内の記録・再
生特性が一様になるような互いに異なる方向になるよう
に積層され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力は小さい程記録感度
等の面で有利と思われ、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、種々検討の結果、その原因が低
保磁力層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磁力層とした上述の磁
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力層全体としての面内磁
気異方性は減少するので、再生出力の最低点が上昇しエ
ンベロープも面内で一様となり安定する。その結果記録
密度が高く、記録再生特性が面内で一様なディスク方式
に適した磁気記録媒体が得られる。

なお、面内磁気異方性とは膜面に平行な面内での磁気異
方性のことである。

上述の点から本発明は、その低保磁力層を構成する薄膜
が、上述の５ｏｅ以下という保磁力の小さいパーマロイ
（ＭＯ（モリブデン）、Ｃｕ（銅）等の第３成分を含ん
で良い）の如く、保磁力の小さい領域で面内磁気異方性
を示づ軟磁性材の場合に大きな効果を奏する。また、磁
化困難軸方向の保磁ノ］　ｈ＜磁化容易軸方向の保磁力
より小さい薄膜が効果的である。また薄膜の透磁率につ
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、各薄膜は同じ軟磁性材からなるもの
が製造面から好ましいが、異なった軟磁性月の薄膜を組
合せて低保磁力層としても良いことは上述の点から明ら
かである。

また、磁気記録層としては実施例のω−Ｃｒ合金膜らな
る垂直磁化層は勿論、Ｗ（タングステン）Ｔａ　　（タ
ンタル）等の第３元素を添加したＣｏ−Ｃｒ合金、その
他公知等の垂直磁化層に適用できることは本発明・、の
趣旨から明らかである。また、各層間に接着層等形成し
たものにも適用できることは同様に明らかである。

ところで、上述の磁気記録媒体の低保磁力層は、送配す
る本発明の第２発明より単に低保磁力層の各薄膜形成時
の基板移送方向を規制するのみで製造することができる
。すなわち、第２発明（ま、前記各薄膜を対向ターゲッ
ト式スパッタ法により基板をターゲットの対向方向と形
成する前記薄膜の磁化困難軸方向が直交する方向に移送
しつつＩＩＩ形成づることを特徴とするものである。

この第２発明は、対向ターゲット式スパッタ法で膜形成
した場合、ターゲットの対向方向と直交する方向に磁化
困難軸が形成されることを見出しなされたものである。

なお、上述の対向ターゲット式スパッタ法は、特開昭５
７−１５８３８０号公報等で公知のスパッタ法で、一対
の対向配置されたターゲットの側方に基板を配し、ター
ゲット間に垂直方向にプラズマ捕捉用の磁界を印加して
スパッタし、基板上に膜を形成覆るスパッタ法を云う。

以下、上ｊホの本発明の詳細を実施例に基いて説明する
。

第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲット式スパッ
タ装置の構造図である。

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ンタ装置
と基本的に同じ構成となっている。

すなわち、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容器１０内の圧力を
１吋１〜１０−４　Ｔ　ｏｒｒ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１５．１６により１対のターグツｌ
−Ｔ＋、Ｔ２が、そのスパッタされる面ＴＩＳ。

Ｔ２Ｓ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とそれに対応覆る
ターグツ、トボルダ−１５，１６は、冷水パイプ１５１
，１６１を介して冷却水によりターゲット−「１゜Ｔ２
、永久磁石１５２，１６２が冷却される。磁石１５２．
１６２はターゲットＴ＋　、Ｔ２を介してＮ極、Ｓ極が
対向す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、かつターグツ１−間のみに
形成される。なお、１７．１８は絶縁部材１３、１’４
及びターゲットホルダー１５．１６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だめのシールドである。

また、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、真空槽１０内のターゲットＴ＋。

］−２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ＴＩＳ、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Ｔ＋　、Ｔ２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をカソードどして、アノード、カ
ン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ＴＩ’、Ｔ２との間に出入覆るシャッタ
ー（図示省略）が設けである。

以上の通り、前述の特開昭５７−１５８３８０弓公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高速低温
スパッタが可能となる。ターなわら、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た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４０上への堆積速
度が増し高度スパッタが出来るーＪム基板４０がターグ
ツ１〜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、ターゲット
間に垂直方向の磁界を印加しでスパッタし、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
のみに発生させた場合も含む。なお、第１図で基板４０
０走行方向（ＭＯ）は、ターグツｈＴ＋。

Ｔ２の対向方向Ｊなわち永久磁石１５２，１６２からな
る磁界発生装置により生ずる磁束φの方向とほぼ同じ方
向になる。

第２図のものは基板保持手段４１のみが第１図と異なる
実施例℃あり、磁束φの方向すなわちターグツ１〜ｒ−
＋、Ｔ２の対向方向と基板４０の走行方向（ＭＤ）とが
ほぼ直交するように基板保持手段４１は構成されている
。従って、基板４０の幅方向をＴＤと呼ぶと磁束φと幅
方向ＴＤとはほぼ平行の関係となる。

次に上述の対向ターゲット式スパルタ装肖により実施し
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、臂られた合金膜の結晶構造は理学電機製ｈ（数Ｘ
線回析装置を用いて１６１定し、垂直配向性は六方最密
構造かつ（００２）面ピークのロツギング７Ｊ−ブを前
記Ｘ線回析装置で求め、その半値幅△θ（７）で評価し
ノｃ０ 膜厚及び組成については、理学電機製螢光Ｘ線装置を用
いて予め較正した曲線から求めた。

媒体の磁気特性は振動試料型磁力槽（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５８−９
１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 下記条件により基板上にパーマＩ］イからなる低保磁力
層を作成したのち、ω−針からなる重置磁化層を順次形
成して二層膜媒体を作成した。

△、装置条件 Δ−１．低保磁力層 ａ、ターゲットＴ＋　、Ｔ２材：ｌ−＋、Ｔ２共Ｍ０−
４Ｗｔ　　％、　　Ｎｉ　　−７８Ｗｔ　　％、　　Ｆ
ｅ　　−１８Ｗｌ：％のパーマロイ ｂ−基４ｆ４０：　５０μｍ厚のポリエヂレンテレフタ
レ−１へ（Ｐ［丁）フィルム Ｃ，ターグツ１へ丁１．Ｔ２間隔：　　１２０ｍｍ（１
，ターゲット表面の磁界：１００〜２００カウス０、タ
ーグツ１へＴＩ、１−２形状 ：　　１００ｍｍＬ、Ｘ　　１５０ｍｍＷＸ１２ｍｍｔ
の矩形［、基板４０とターグツｈ−１−＋、Ｔ２端部の
距離：２０ｍｍ △−２．Ｃｏ−Ｃｒ垂直磁化層 ａ、ターグツｌ−４Ｊ　ニー丁１．Ｔ２共にＣｏ　−８
０Ｗ　ｔ％。

ＣＴ　−２０Ｗ　ｔ％の合金ターゲット０、ターグツｈ
ｌ−＋　、　１−２間隔：　　１６０ｍｍｄ、ターゲラ
１〜表面の磁界：　　１００〜２００カウスｅ、ターグ
ツ１−ｒ’＋、Ｔ２形状 ：　　１００ｍｍＬ　Ｘ　　１５０ｍｍＷＸ１２ｍｍｔ
の矩形［、基板４０とターゲットＴ＋　、Ｔ２端部の距
離：２ｏｍｍ Ｂ、操作手順 Ａ−１，△−２の条件のもとて順次次の如く行なった。

ａ、基板を設置後、真空槽１０内を到達真空度が１　ｘ
　１０’　Ｔ　ｏｒｒ以下まで排気づる。

ｂ、Ａｒ（アルゴン）ガスを所定の圧力まて゛導入し、
３〜５分間のプレスパツタを行ない、シ１７ツターを開
ぎ、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。なお、スパッタ
時のＡｒガス圧は４　ｘ　４Ｏ−３Ｔ　ｏｒｒとした。

Ｃ，スパッタ時投入電力はＡ−１，△−２ともに３ＫＷ
で行なった。

実施例 第３図に低保磁１３層の特徴的な磁化特性を示１゜基板
の走行方向（ＭＤｈ向）と基板の幅方向（１−Ｄ方向）
それぞれの磁化特性が異なり、面内で磁気異方性が生じ
ており、ＭＤ力方向骨目し容易軸、Ｔ　Ｉ）方向は磁化
困難軸であった。また、表−１にその代表特性を示づ。

なお、第３図で１」は印加磁界の強さを示し、Ｂは低保
磁力層の磁化を示づ。

表−１低保磁力層の特性 表−１で１−ＩＣＥ、ＨＣｌ−１は磁化容易軸、磁化困
難軸方向のそれぞれの保磁力である。

表−１の特性を有する低保磁力層上にＡ−２の条件Ｃ形
成された□□□−Ｃｒ層からなる垂直磁化層の特性を表
−２に示ず。

表−２垂直磁化層の特性 表−２において保磁力の垂直とは媒体膜面と垂直方向の
保磁ノｊを、水平とは媒体膜面と平行方向の保磁力を示
す。なお、保磁力の測定は二層膜媒体の低保磁力層を分
離して行った。半値幅△θ切は、二層膜媒体のまま測定
した。

Ｄ、電磁変換特性 表−１，２の特性を有する二層膜媒体について、第４図
に示すように、ＭＤ力方向ＴＤ方向に長方形のザンプル
を切り出して、それぞれの電磁変換特性を評価した。

表−３，及び第５図に測定結果を示づ。第５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（
ＨＦＲＰＩ）を、縦軸は再生出力電圧Ｅｐを示ず。

なお、電磁変換特性は記録時にはテープ走行を１１．７
５ｃｍ／秒、再生時には９．５ｃｍ／秒で行なった。

表−３電磁変換特性 表−３に示す如く、低保磁力層の磁化困難軸方向に記録
・再生することにより、磁化容易軸方向の場合と比較し
て、再生出力が１，３〜１．５倍と大ぎくなっているこ
とが判った。

また、第６図は第３図に示す切り出し方向θを変えたザ
ンブルの５０Ｋ　Ｆ　ＲＰ　Ｉ及び１００Ｋ　Ｆ　ＲＰ
ｌの再生出力を示したもので、同図よりＭＤｈ向に対し
約６０度以上の角度であればＴＤ方向と同等の再生出力
が得られることがわかる。

実施例２゜ 第２図に示したスパッタ装置で実施例１の条件Ａ−１に
準じて低保磁力層を形成した。

得られた低保磁力層は基板４０の走行方向（ＭＤ力方向
が磁化囲動軸、基板４ｏの幅方向（ＴＤ方向）が磁化容
易軸であった。

次いで、実施例１と同様上記低保磁力層を形成した後に
、第１図に示したスパッタ装置で実施例１の条件Ａ−２
でＣｏ−Ｃｒ層を形成した。

実施例１と同様にして電磁変換特性を評価したところ、
磁化困難軸方向に記録・再生Ｊ゛る方が磁化容易軸方向
にした場合に比較して再生出力Ｅｐは大きく、実施例１
と同様に改善が顕著であった。

なお、低保磁力層の特性は表−４に示ずようにトＩ　Ｃ
Ｅ　／　ｔ−Ｉ　ＣＶ　＞　１であった。

表−４低保磁力層の特性 実施例３゜ 低保磁力層としてまず第１図に示したスパッタ装置を用
いて実施例１のパーマロイ層を形成した後、第２図に示
したスパッタ装置によりその上に同じパーマロイ層を実
施例２に順じて形成し、各層の磁化困難軸が直交した２
層の低保磁力層とした。次いで第１図に示したスパッタ
装置により実施例１に順じてω−針層よりなる垂直磁化
層を形成した。

かくして、得た媒体についてＭＤ力方向びＴＤ力方向れ
ぞれの電磁変換特性を評価したところ、はぼＭＤ及びＴ
Ｄの方向性ない一様な再生出力Ｅｐを得た。又、再生出
力Ｅｐは、実施例１に示したＭＤ、ＴＤ力方向再生出力
Ｅｐの中間値であった。従って、磁気異方性を有する薄
膜をその磁化困難軸が互いに異なる適当な方向になるよ
うに積層づることにより、全体として、記録・再生の異
方性を減することができることがわかる。又、積層した
場合の再生出力Ｅｐが中間値であることから、各層は加
算的寄与をなすと考えられる。よって、積層する場合の
各層の磁化困難軸の方向は、第６図の切り出し方向θと
再生出力の関係を参考に、記録・再生の一様になるよう
に選定すれば良いことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施に用いた対向ターゲラ］
・式スパッタ装置の説明図、第３図は磁気特性の説明図
、第４図はサンプル切り出しの説明図、第５図は実施例
１の電磁変換特性の測定結果を示すグラフ、第６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であ
る。 Ｔ＋　、Ｔ２　　：ターゲラ１へ　　１０：真空槽２０
：排気系　　　３０：ガス導入系

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　非磁性の基板上に磁性７ａ膜からなる低保磁力層
   と膜面に垂直方向の磁化容易軸を有する磁気記録層を右
   Ｊる磁気記録媒体において、前記低保磁力層が積層され
   た複数の磁性薄膜からなり、各磁性薄膜はその磁化困難
   軸の方向が全体として面内の記録・再生特性が一様にな
   るような互いに異なる方向になるように積層されている
   ことを特徴とづる磁気記録媒体。 ２）　前記低保磁力層が各磁性薄膜の磁化困難軸が互い
   に直交するように積層された二層膜である特許請求の範
   囲第１項記載の磁気記録媒体。 ３）　前記各磁性薄膜の磁化困難軸方向の保磁力か磁化
   容易軸方向の保磁力より小さい特許請求の範囲第１項若
   しくは第２項記載の磁気記録媒体。 ４）　非磁１１の基板上にその磁化困難軸の方向が仝休
   とじＣ面内異方性を減するような互いに異なる方向に積
   層された複数の磁性薄膜からなる低保磁力層と膜面に垂
   直方向の磁化容易軸を右する磁気記録層を有づ−る磁気
   記録媒体の製造法において、前記低磁力層の各磁性薄膜
   を対向ターゲット式スパッタ法ににり前記基板をターゲ
   ットの対向方向と形成′？１″る磁性薄膜の磁化困難軸
   方向とが直交りる方向に移送しつつ膜形成することを特
   徴とする磁気記録媒体の製造法。 ５）　前記低保磁力層が各磁性薄膜の磁化層１軸が互い
   に直交するように積層された２層膜からなり、その一層
   をターゲットの対向方向と同方向に基板を移送して形成
   し、他の層をターゲラ１−の対向方向と直交する方向に
   基板を移送して形成覆る特許請求の範囲第４項記載磁気
   記録媒体の製造法。