JPS6015818A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に利用され
る磁気記録媒体に関する。

（口〉　従来技術 テレビジョ／信号のような高周波信号を高密度記録する
ためテープ状基台に金属膜を真空蒸着法、イオンブレー
ティング法、スパッタリング法等で付設することが研究
されている。

スパッタリング法を用いて上靴基台の表面上に例えばコ
バルト膜を面内磁化を呈するように付設した場合、膜の
付着力が強い、表面平滑性に優れる等の長所を有する反
面、磁気的に面内等方的であるため斜め蒸着法（蒸着物
質を基台前に対して斜めから付設するもの）による膜に
比へ千床磁カー（Ｈｃ）が小さい、角形比（Ｓ、Ｓ″）
が悪い等の欠点があるとされている。

そこでコバルト含有合金（例えはＣｏ−Ｎｉ、Ｃ。

−Ｃｒ等）を膜材として用いかつ膜面内に磁化容易軸を
形成するため、基台に対して組成蒸気を斜めから入射し
て（；Ｉ設することも考えられている。しかし、この方
法による面内の異方性は一１ハルトの結晶異方性に因る
ものが支配的で、その為膜の異方性定数（Ｋｕ）はコバ
ルトの結晶異カ性定数と同し傾向の温度依存性を持つ〕
とになる。第１図の特性（Ｐ）で示す如く、１００’Ｃ
付近にお（プるＫｕは液体窒素温度におけるもののおよ
そ半分になってしまい、実用上問題がある。

尚、スパッタリング法を用いて作製したＣｏ−Ｐｔ合金
膜は耐蝕性に優れ高密度記録が可能である、と報告され
ている（１高密度記録用耐蝕性Ｃ。

−ｐｔ合金磁性薄膜」日本応用磁気学会誌Ｖ　ｏ１７゜
Ｎ　０２．　Ｐ　８７（１９８３））。しかし、これは
Ｐｔの添加量が２０ａｔ、％と多いものを示しでおり、
結晶構造が不安定であるという欠点がある。また、従来
より永久磁石、光磁気記録材料として研究されているａ
Ｉ成はＰｉの添加量が５（ｌａｔ、％のもので、ｐ（処
理を行なわなければ高い保磁力が得られず、かつ高価に
なる欠点もある。

〈ハ〉　発明の目的 本発明は以上の諸点に鑑みなされたもので、高密度記録
に適する高保磁力、高角形比を呈する磁気記録媒体を提
供しようとするものである。

く二〉　発明の構成 本発明はテープ状基台の表面にＣｏ−Ｐ、を系合金の金
属膜を（＝１設してなるもので、該基台の面内における
イ」設合金の磁化容易軸が該基台の長手方向に実質的に
一致するように配向きれていることを特徴とｊるもので
ある。ここで、′実質的に、とは、磁化容易軸が例えば
ヘリカルスキャンＶＴＲのビデオトラックの延在方向に
一致するように配向されている場合（これは上記長手方
向に対して約５〜６°傾斜している）をも含む意味があ
る。

又、ト記合金は上記配向方向に付与されたプラズマ収束
磁界の環境下で組成金属を混合し１なるものであること
を特徴とするものである。

（ポ）　実施例 先ず本発明に係る磁気記録媒体を製造りる装置の１１要
を第２図の構成略図を参考、にし−〔説明する。図にお
い工、（１）は真空槽、（２）（２）は対向する１ａ１
のターゲット、（３）−４よテープ状基台装置である。

真空槽（１）はアルゴンカス等（カス圧は例えば０．２
〜２０ミリトール）を導入する給気孔（１１）と、所定
の真空度（例えば４’　Ｘ　１０−’　トール以−ト）
を得るためのＵ［気孔（１２）とを備え、さらに図示省
略したがテープ状基台の表面温度を適温（例えは７０℃
）かこ制御する温度制御系を備えている。また、この真
空槽（１）はその中に、上記両ターゲット（２）（２）
及びテープ状基台装置（３）の一部を絶縁物（４〉を介
して内挿しており、該真空槽自身は接地されている。

Ｌ、ｆｌのターゲット（２）（２）はシバルトと白金を
所定の比率（例えはＣ０１ｙＰｔｔ、すなわちＰｔが１
０．５ａｔ、％）で混合してなる合金プレート或いはこ
の合金の主成分たるコバルト基板の上に所定量のＰｔベ
レットを配備したものであり、実験室規模で、直径が１
００ｍｍ、対向間隔が１’５０　ｍ　ｍとしている。

各ターゲット（２’＞（２）は両ターゲット間に直流磁
界（５）を生ずるように、図示方向に着磁された永久磁
石（２１〉を裏当てしている。また、シールド力’−（
２２）を配備して放電がターゲット間のみで起こるよう
に制限している。さっに、各ターゲット（２）（２）に
負の電圧（例えば５００〜９００■ｊをイ」与ずべく電
源（６〉が付設されている。この電源はＲＦｉ［ｔＡで
あっても構わない。この時は、２枚のターゲットに同位
相、同電圧のＲＦ電圧が印カロきれる。テープ状基台装
置（３）は、回転軸がターゲラｔ・主面と平行なキャン
ロール（３１ンと、該キャンロールの外周に案内され乍
ら供給リール（３２）から巻取リール（３３）に向けて
移送きれるテープ状基台（３４）とを備えており、この
移送中、テープ状基台（３４）はその長手方向が直流磁
界（５）の向きと一致するように配備されている。しか
し、この直流磁界の向きを、ヘリカルスキャンＶＴＲに
おいてビデ第１−ラックが磁気テープの長手方向に対し
て採る角度（例えはβ方式の約５°ンたけ該長手方向に
傾け、ビデオトラックに一致きせるようにしでも良い。

これは、ターゲット（２）（２）とキャンロール（３１
）の相対位置関係を制御することによって容易に可能で
ある。尚、実験室では、このテープ状基台装置（３）に
代えて、支柱（７１）によって支持された矩形状の基板
（７２〉を、両ターゲッｈ（２）（２）の中心線から７
５ｍｍの位置に垂直に配備している。

第３図は仝の基板（７２〉の正面図を示し、方向Ｘ、Ｙ
はそれぞれこの基板（７２）の面内方向を示している。

そして、方向Ｘは磁界（５）の方向に一致しかつ上記長
手方向に一致する。また、方向Ｙはこの方向Ｘに直交す
る方向を示している。

この製造装置によるスパッタ法は通常のスパンタ法（基
板をターゲットに体面させプラズマ中に配備させる一ｈ
法）に対し、ターゲットが対向しかつ基板がプラズマの
外におかれる（プラズマフリーという）構成であるので
対向ターゲット式スパッタ法と呼称できる。そして、こ
の対向ターゲット式スパック法は通常のスパッタ法に比
へて次の様な特徴を有する。すなわら、■高エネルギー
粒子の基板衝撃が少なくプラズマフリーの状態で膜形成
ができる為、基板の温度上昇が少なく、耐熱性の低い基
板上にも膜が作成できる。■プラスマフラーであるため
得られる膜の結晶性が良い。■得られる膜の結晶配向性
の制御が容易である。■ターゲットの利用効率が高い。

■スパッタ法の中では最も膜の形成速度が速く、生産性
が良い。特に、磁性材料を高速形成できる唯一の方法で
ある。

この製造装置′によってスパッタリングを行なうと、基
板（７２）の表面上にＣｏ−Ｐｔ系合金の金属膜（８）
を１分間当り例えば投入電力５００Ｗのとき６００人の
スピードで堆積することができる。

また、投入電力を上げるごとにより１分間当り１μｍ程
度の堆積速度も可能であるとされ一〇いる。この堆積中
、基板（７２）のＸ方向に絶えｊ直流磁界（５）が付与
されていて、合金の異方性がとのＸ方向に誘導されてい
る。換贋ずれは、この合金の磁化容易軸がこのＸ方向に
配向され乍ら堆積されている（−軸異方性をもっている
）と言える。

第７図（ａ）（ｂ）と第８図（ａン（ｂ）はアルゴンガ
ス圧がそれぞれ５ミリトール（ｍトール）以上、１゜Ｉ
ｎトール以上の条件で形成した膜中の１つの結晶の結晶
配向を示す模式図と基台に付設された膜の模式図である
。図中、斜線を付した面、即ち、第７図（ａ）では（０
０２）而が、メ第７図（ｂ）では（１０１）而が膜面に
平行に配向する。即ち、Ｃ軸は（ａ）では膜面に爪面、
（ｂ）ではほぼ平行に配向している。但し、（ｂ）では
面内でランタムな方向に向いている。そして、いずれの
場合も結晶配向性は膜面内では等方向である。しかし、
膜はすべてプラズマ収束磁界方向に磁気的異方性をもつ
。この原因としては第９図に示した様にＰｔ原子（斜線
で示ず、尚、白丸はＣｏ原子を模式する〉が２原子ずつ
対になり磁界方向に配列することが考えられる。

第４図は、上記基板（７２）上に堆積した金属膜（８〉
の磁化特性図である。特性（Ｒ）はＸ方向に、また特性
＜Ｔ）はＹ方向にそれぞれ印加磁場を配した場合のＢ−
Ｈ曲線である。図より明らかなように、保磁力（Ｈｃ）
及び角形比（Ｓ、Ｓ″）に関して特性（Ｒ）が優れ工い
る。すなわち、Ｘづゴ向に一軸異方性をもっていると認
められる。尚、このデータはアルゴン氏２０ｍトール、
白金含有率１１ａｔ％、膜圧３０００人での金属膜に付
いてであり、この金属１１には、磁束密度１２．５にガ
ウス、保磁力１１１０エルステッド、角形比Ｓ＝０．８
７、ｓ”　＝ｏ、９８を示し、またトルクメータによる
異方性定数の測定では２．５Ｘ　１１０６ｅｒ／　ｃｃ
という大きい値を示した。さらζこ、温度固在性につい
ては、第１図の特性（Ｑ）で示す如＜　、ｉ’ｌｌｌ：
体窒素の温度（７７°Ｋ）から４００°Ｋ　マチ殆んと
変化を認められない。尚、図中の縦軸は流体窒素の異方
性定数で規格化した上記金属膜の異ｊｊ性定数を示し、
横軸は温度（°Ｋ）を示してし）る。

第５図は金属膜（８〉を構成するＣｏ−Ｐｔ合金中の白
金金山比率をθ〜２０ａｔ、％にわ）こって変化させた
場合の、磁束密度（４ＸＭＳ＞、保磁力（ＨＣ）。

角形比（Ｓ、Ｓ”）を示すものである。但し、アルゴン
ガス等のガス圧は２０ｍトールに、また膜厚は３０００
人にそれぞれ設定され一〇いる。白金の混合比率を制御
することにより保磁力（Ｈｃ　）をは父直線的に変えら
れる。ここで、白金含山皐か３ａＬ％より少ないと保磁
力が小さくなり高密度記録に適さなくなるし、また２０
ａｔ、Ｘより大きいと結晶構造がｈ　ｃ　ｐ　（ｈｅｘ
ａｇｏ’ｎａｌ　ｃｌｏｓｅ　ｐａｃｋｅｄ）とｆｃｔ
（ｆａｃｅ　ｃｅｎｔｅｒｅｄ　ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ
）の混相にわたり安定性に欠ける（ｈ　ｃ　ｐ単相構造
でなくなる）ので適当でない。

第６図は真空槽に導入するカス圧と、テープ上基台に形
成された結晶のＣ軸の配向関係を示すＸ線回折パターン
図で、（ａ）図はガス圧２ｍトール、（ｂ）図はガス圧
２０ｍトールでスバ・／〃シた場合を示している。何れ
も白金の含有比率は１ｌａｔ。

％である。各図とも横軸にＢｒａｇｇ角の２倍を示し縦
軸に回折されたＸ線の強度を示している。

（ａ＞図では、結晶の（（ＩＱ　２　）面で強度のピー
クを持っており、Ｃ軸が基台表面に対して垂直に形成さ
れていることを示し、（ｂ）図では結晶の（１０１）面
でピークを持っており、Ｃ軸が基台表面に対し鋭角を為
すように形成されていることを示している。よっソ、ガ
ス圧を大きくすることによって、結晶のＣ軸を基台の面
内方向に傾斜させることができ、該面内に磁化容易軸を
配向させることができることがわかる。これはまた、基
台に垂直に磁化容易軸を形成するにはガス圧を低くく例
えば５ｍ　トール以下）設定し、一方面内方向に磁化容
易軸を形成するにはガス圧を高く（例えば１０ｍ　ｂ　
−ル以上）設定してスパッタリングを行なえばよいと言
える。尚、白金含有率の範囲は後者に付いては上述の通
り３〜２０ａｔ、％が適当であるが、前者に付いでは６
〜１５ａｔ、％が必要な保磁力を呈するのに適当である
ことを確認している。

（へ）発明の効果 本発明の磁気記録媒体はＣｏ−Ｐｔ合金よりなる金属膜
（＠外体膜）が基台の面内における超合金の磁化容易軸
を、基台の長手方向（或いはこれに対して一定の角度（
例えば５〜６°程度）傾斜する方向）に沿って配向する
ように構成されているので高保磁力及び高角形比を呈す
る。又、この金属膜の磁化容易軸は前記配向方向に（＝
ｆ与されたグラスマ収束磁界によって誘導されていて磁
気異方性の温度依存性を極めて小さくできる。さらに、
合金中の白金含有率を３〜２０ａ　ｔ　、％の範囲で選
択１−ることによりそれに応じた保磁力を持つものを容
易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は異方性定数の温度依存性を示す特性図、第２図
はスパッタリング装置の概略構成図、第３図は基板（テ
ープ状基台に相当する）の正面図、第４図はこの基板上
に堆積きれた合金の、磁化特性曲線図、第５図は各種磁
気特性の白金金打率に対する依存性を示す特性図、第６
図（ａ）（ｂ）はＸ線回折パターン図、第７図（ａ）（
ｂ）はガス圧がそれぞれ５ｍトール以下、１０ｍ１−−
ル以上の条件で形成した膜中の１つの結晶の結晶配向の
模式図、第８図（ａ）（ｂ）は第７図（ａ）（ｂ）に対
向する膜の模式図、第９図は第８図（ｂ）の膜内の原子
配列の模式図である。 主な図番の説明 （８）・・・金属膜、（３４〉・・・テープ状基台。 第６図 （ａ　）　（ｂ　） 第７図 （ａ　、　（ｂ） ｔｓ９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テープ状基台の表面にＣｏ−Ｐｔ系合金の金属膜
   が、該基台の面内における前記合金の磁化容易軸が該基
   台の長手方向に実質的に一致するように配向されて付設
   されていることを特徴とする磁気記録媒体。 （２〉前記合金は前記配向方向に付与きれたプラズマ収
   束磁界の下で組成金属を混合してなるものである特許請
   求の範囲第（１）項記載の磁気記録媒体。