JPS6015819A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はビテオテーブレコーダ（ＶＴＲ）等に利用され
る磁気記録媒体に関する。

（ロ）従来技術 テレビジョン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、イ詞ンブレー
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。

スパックリング法を用いて上記基台の表面上に例えはコ
ハル！・膜を市内磁化を呈するように付設した場合、膜
のｉ＝ｆ　Ｍ力が強い、表面平滑性に優れる等の長所を
有する反面、磁気的に面内等力的であるため斜め蒸着法
（蒸着物質を基台面に７４’　Ｌ　ｃ斜めから付設する
もの）による膜に比へて保磁力（Ｈｃ　）か小さい、角
形比（Ｓ、Ｓ″）が悪い等の欠点があるとされでいる。

そこでコバルト含有合金（例えばＣｏ−Ｎｉ、Ｃ。

−Ｃｒ等）を１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、基台に苅して組成蒸気を斜めから入射
して付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コバ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
の結晶異方性定数と同し傾向の温度依存性を持つことに
なる。第１図の特性（Ｐ）で示す如く、１００°Ｃ付近
における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Ｇｏ−Ｐｔ合金
膜は耐蝕性に憂れ高密度記録かｉｒ能である、と報告さ
れている（ｒ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Ｖｏ’１７゜
Ｎ　ｏ２．　Ｐ　８７（１９８，３））。しかし、これ
はＰｔの添加量が２０ａｔ、％と多いものを示しており
、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Ｉ７
）る組成はＰｔの添加量が５０ａｔ％のもので、熱処理
を行なわなりれは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。

（ニ）発明の構成 本発明はテープ或いはティスフ状等の基台表面にＣｏ−
Ｐｔ系合金の金属膜であって白金の金山比率が３〜２０
ａ　ｔ　、％であるものを付設してなることを特徴とす
るものである。また、この金属膜は、基台の面内方向に
付与されたブラスマ収束磁界の下で、スパッタされた組
成金属を混合し１構成することを特徴とするものである
。さらに、金属膜を構成する合金のＣ軸を基台表面に垂
直な方向に一致するように、或いは上記プラスマ収束磁
界の方向に磁気異方性を持つように配向していることを
特徴とするものである。

（ホ）実施例 先ず本発明に係る磁気記録媒体を製造する装置の概髪を
第２１．５！Ｊの構成略図を参考にして説明する。図に
おいて、（１）は真空槽、（２）（２）は対向する１組
のターゲット、（３）はテープ状基台装置である。真空
槽（１）はアルコンカス等（カス圧は例えば０．２〜２
０ミリト−ル）を導入４る給気孔り１１）と、所定の真
空度（例えば４Ｘ１０−’）−−ル以上）を得るための
排気孔（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り例えは７０°Ｃ）に制御する
温度制御系を備え工いる。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−Ｃ内挿して
おり、該真空槽自身は接地されている。

ＩＭｉのクーゲット＜２）（２）はコバルトと白金を所
定の比率（例えはＣ（Ｊｌ、Ｐ　ｔｚ、すなわちＰｉが
１０．５ａｔ、％）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一ヒに所定量のＰ
ｔベレットを配備したものであり、実験室規模で、直径
が１００ｍｍ、対向間隔が１５０ｍｍ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、シールドカバー（２
２）を配備し工放電がターゲ／ト間のみで起こるように
制限している。さらに、各ターゲラ１〜（２）（２）に
負の電圧（例えは５００〜９００Ｖ）を付与すへく電１
（６）かけ設されている。この電源はＲＦｔ源であって
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電圧が印加される。テープ状基台装置（３）
は、回転軸がクーケラト主面と平行なキャンロール（３
１）と、該キルンロールの外周に案内され乍し供給リー
ル（３２）から巻取り−ル（３３）に向けて移送される
テープ状基台（３４）とを傭人ており、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−Ｃ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ＪＵい
てビテオトシソクが磁気テープの長手方向に対して採る
角度（例えばβ’３５式の約５°）たけ該長手方向に傾
け、ビデ第１〜ラツクに一致させるようにしても良い。

これは、ターゲット（２）（２＞とキヘ・ンロール（３
１）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、両ターゲット（２）（２）の中心線から
７５ｍｍの位置に垂直に配備してい乙。

第３図はこの基板（７２）の正面区を示し、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ッタ法（基
板をターゲットに体面させプラズマ中に配備さゼる方法
）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
列内ターゲット式スパッタ法は通常のスパッタ法に比へ
て次の様な特徴を有する。すなわち、■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。■プラズマフリーであるため得
られる膜の結晶性が良い。■得られる膜の結晶配向性の
制御か容易である。■ターゲットの利用効率が高い。■
スバ・／り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バ・／タリ／グを行なうと、永
板＜７２）の表面上ｉ：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かできる。

また、投入電力を上げることにより１分間当り１μｍ程
度の堆積速度もβｆ能であるとされている。この堆積中
、基板り７２）のＸ方向に絶えず１θ流磁界（５）が付
与されていて、合金の異方性が二のＸづｊ向に誘導され
ている。換言１れは、この合金の磁化容易軸がこのＸ方
向に配向きれ乍ら堆積され工いる（−軸異方性をもつで
いる）と３゛える。

第７図（ａ＞（ｂ）と第８図＜ａ）（ｂ）はアｌｌ＝　
ｉ”７ガス圧がそれぞれ５ミリトール＜ｍトール）舅、
ド、ｌＯｍ　ｔ−−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イｆ設された膜
の模式図である。図中、斜線を伺した而、即ち、第７図
（ａ）では（００２）而が、メ第７１ｆｆｌ＜ｂ）ては
＜１０１＞而が膜面に平行に配向する。即ち、Ｃ軸は（
ａ）では膜面に垂直、（ｂ）ではほぼ平行に配向してい
る。但し、（ｂンでは面内でラソ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。この原因としでは第９図に示し
た様にＰｔ原子（斜線で示す、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）が優れでい
る。すなわち、Ｘ方向に一軸異方性をもっていると認め
られる。尚、このデータはアルボ〉・圧２０ｍトール、
白金含有率１１ａｔ％、膜Ｉｆ、３０００人での金属膜
にイτ１いてであり、この金属膜は、磁束密度１２５に
カラス、保磁力１１１０エルスデツド、角形比Ｓ＝０．
８７、Ｓ″＝０．９８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。きらに、温度依存性について
は、第１図の特性（Ｑ）で示す如く、流体窒素の温度（
７７°Ｋ）から４００°Ｋまで殆んと変化をｄμ、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」二記金属膜の異方性定数を示し、横軸は温度（
°Ｋ）を示している。

第５図は金属膜（８）を構成するＣｕ−Ｐｔ台金中の白
金含有比率を０〜２０ａｔ、％にわたって変化させた場
合の、磁束密度（４πＭｓ）、保磁力（Ｈｃ＞、角形比
（Ｓ、Ｓ”）を示すものである。但し、アルコンツＪス
等のガス圧は２０ｍ１・−ルに、よた膜厚は３０００人
にそれぞれ設定されている。白金の混合比率を制御する
ことにより保磁力（Ｈ（〉をはｙ゛直線的に変えられる
。ここで、白金含有率が３ａｔ％より少ないと保磁力が
小きくなり高密度記りまに適さなくなるし、また２０ａ
　ｔ、　Ｚより大きいと結晶構造がｈ　ｃ　ｐ　（ｂｅ
ｘａｇｏｎａｌ　ｃｌｏｓｅ　ｐａｃｋｅｄ）と　ｆｃ
ｔ（ｆａｃｅ　ｃｅｎｔｅｒｅｄ　ｔｅｔｒａｇｏｎａ
ｌ＞の混和にわたり安定性に欠げる（）ｌ　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メ圧と、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）区はガス圧２ｍトール、（ｂ）図はガス圧
２０’ｍ　トールでスパッタした場合を示している。回
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、結晶のり００２）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号−よ
うに形成されでいることを示し又いる。よって、カス圧
を大きくすることによって、結晶のＣ軸を基台の面内男
向に傾斜きせることか−Ｃき、該面内に磁化容易軸を配
向させることか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（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１０ｍｂ−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工は上述の通り３〜２
０ａ　ｔ％が適当てめるか、目１１者に付いては６〜１
５ａｔ、％が必要を保磁力を呈するのに適当であること
を確認、シている。

（へ）発明の効果 本発明は基台上の磁性金属膜とし−ＣＣｏ−Ｐｔ系合金
を用い、しかも白金の含有率を３〜２０ａｔ、％とした
のでｈｃｐ構造の安定な結晶とすることができまた、残
留磁束をそれ程低−トさせることなく保磁力を約３００
〜１６００−Ｌルステソドの範囲℃任意に選択でさ、さ
らに角形比＜Ｓ、Ｓつを大きくすることかできるという
著しい効果を得られる。また、スパックリンクにおける
ガス圧を制御することで磁気異ノＪ性を基台表面に直交
する方向、或いは面内方向に向けることができ垂直磁気
記録或いは長子磁気記録の何れの方式にも対応させるこ
とかできイ１用である。そし゛〔、長手磁気記録方式の
場合、トジソク延在方向に磁化容易軸を配向することが
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
はスパッタリンク装置の概略構成図、第３図は基板（〕
−−ブ状基台に相当する）の正面区、第４図はこの基板
上に堆積された合金の磁化性外曲線図、第５図は各種磁
気特性の白金含廂率に対Ｊる１衣存性を示す特性図、第
６図（ａ）（ｂ）はＸ線回折パターン図、第７図（ａ）
（ｂ）はカス圧がそれぞれ５ｎ１１・−ル以下、１０ｍ
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
向の模式図、第８図（ａ）（ｂ）は第７図（ａＸｂ）に
ス・ｊ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。 王な図番の説明 （８〉・金属膜、（３４）・テープ状基台。 １０２ 第Ｒ図　第８図 第２図 第４図　硝刺Ｅ席（ＫＧ） ＋１５ ＰＩ　５ｆｇ力Ｄｆ　（ａｊ、Ｄん） 第６図 （ａ）　（ｂ） 第７図　（ａ）　（ｂ） 矛８図 ａ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基自表面にＣｏ−Ｐｔ系合金の金属膜で白金の金
   山率が３〜２０ａｔ、％であるものをイ」設してなる磁
   気記録媒体。
2. （２）前記金属膜は、前記基台の面内方向に付与された
   プラスマ収束磁界の下で、スパッタされた組成金属を混
   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。
3. （３）ｉｉｉｉ記金属膜は前記合金のＣ軸を前記基台表
   面に垂直な方向に形成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。
4. （４）前記金属膜は自ｉｊ記合金のＣ軸を前記プラズマ
   収束磁、界の方向に傾斜してなるものである特許請求の
   範囲第（２）項記載の磁気記録媒体。