JPS61113122A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録媒体

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JPS61113122A
JPS61113122A JP23321184A JP23321184A JPS61113122A JP S61113122 A JPS61113122 A JP S61113122A JP 23321184 A JP23321184 A JP 23321184A JP 23321184 A JP23321184 A JP 23321184A JP S61113122 A JPS61113122 A JP S61113122A
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Norikazu Tsumita
積田 則和
▲吉▼田 和悦
Kazuyoshi Yoshida
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は垂直磁気記録方式に適した磁気記録媒体に関す
る。
【発明の背景〕
垂直磁気記録方式は、記録媒体膜面に垂直方向に記録を
行なうものであり、高密度記録の際の各ビット内の反磁
界が小さいため記録密度を上げるのに適した方式である
。この目的のために使用される磁気記録媒体としては、
Co −Cr 、 G o −V、Co−Mo、Co−
W、Co−R5,Co−0、Co−Or−Rh、Co−
Cr−Ru、C。
−N i−0膜などのCo基合金膜がある。これら’G
 o基合金はKyQyP構造を持ち、薄膜を構成する微
結晶粒がC軸配向し易いという特長を持つ。
磁気記録特性を上げるためには、これら薄膜のC軸配向
度を上げることが必要である。また、IEEEτran
s、 Magnetics、 Mag−151456(
1979)におけるIvasakiらの“Perpen
dicular Magnatic Recordin
gwith Co5posit Anisotropy
 Fi1m+”と題する文献において論じられているよ
うに、磁気記録の感度を上げるためにはCo基合金膜の
下部にパーマロイなどの軟磁性材料層を設けることが有
効である。
現在用いられている垂直磁気記録媒体は、ポリイミド、
ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルム
類、あるいはAQ、ガラス板などの非磁性基板上に直接
Co基合金膜を付着せしめるか、もしくは磁気記録の感
度を向上する目的から前記基板上にパーマロイ等の軟磁
性薄膜を介してCo基合金膜を付着せしめたものである
。しかし、非磁性基板上に直接付着したCo基合金膜の
C軸配向環はΔθ、。=8〜9°で高密度磁気記録用媒
体としては良くない。前記Co基合金膜のC軸配向環を
向上する目的から、杉田らは非磁性基板上にTiなどの
)ltc+P構造の薄膜層を介してCo基合金薄膜を形
成することを提案した(特開報昭58−77025号″
磁気記録媒体の製造方法″)。
この方式によりAQ5゜=6〜8aのCo基合金簿膜を
得ることができるが、さらに高密度磁気記録用媒体とし
てはより高配向の薄膜が要求されている。また、磁気記
録の感度の向上のためにCo基合金膜の下部に軟磁性層
薄膜を設けた場合、G。
基合金膜のC軸配向環は、非磁性基板上に直接付着した
ときのCo基合金膜のcm配向度より一般的に悪い、f
、c、c結晶構造を持つパーマロイ等の軟磁性層が(1
11)面内配向しておれば、その上に付着するCo基合
金膜のC軸配向環も改善できるが、実現には軟磁性金属
薄膜の(111)面配向性はそれ程良くないため、前記
のCo基合金膜のC軸配向環が悪化するという問題があ
る。
この問題に対し、杉田らは信学技報MR82−23P2
3″゛真空蒸着法による垂直二層膜媒体”において、非
磁性基板上にTi@l[層を介してパーマロイ薄膜を形
成することにより、パーマロイの(111)面配向度を
改善し、前記パーマロイ薄膜上のCo −Cr薄膜のC
軸配向環をΔθ。=7〜8度まで改善する方法を提案し
ている。しかし、より高密度記録においては、さらに高
度のC軸配向環をもったCo基合金薄膜が要求されてい
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、非磁性基板上に付着したCo基合金膜
のC軸配向環を改善する方法と、パーマロイ等の軟磁性
金属薄膜上のCo基合金膜のC軸配向環を改善した垂直
磁気記録媒体を提供することにある。
(発明の概要〕 h*QeP構造のCoは、そのC軸方向に大きな結晶磁
気異方性を有し、これにCr、V、M。
等を添加して非磁性基板上に薄膜を形成すれば、C軸を
膜面に垂直方向に配向させた垂直磁化膜ができる。しか
し、非磁性基板上に付着したCo基合金膜のC軸配向性
を良くするには0.3 μm以上の厚みのCo基合金膜
を必要とする。Co基合金膜のC軸配向性を向上させる
一方法として。
COと同じhe Q* P構造をもったTi、Zn。
Sc、Ru等の中間層膜をあらかじめ非磁性基板上に形
成しておき、前記hga*p構造の中間層膜上にCo基
合金膜を付着せしめる。中間層膜としてTiを例にあげ
れば、Tiの(001)面における原子間距離は2.9
5 人であり、これに対しKpQ+P構造のCoの(O
O2)面における原子間距離は2.49 人と近い、こ
のためCo基合金膜はTi中間層膜上に多少の格子のミ
スマツチはあるもののエピタキシャル成長し易い、した
がってCo基合金膜のC軸配向環を上げるためには、h
v Q、pH造の中間層膜のC軸配向環を向上させる必
要がある。
薄膜の成長は、その薄膜が付着すべき基板の表面状態に
大きく左右されるa T x Wt膜をC軸配向させる
ためには、基板の表面状態を制御する必要がある0本発
明者らは、プラスチックやガラス。
AQ等の非磁性基板の表面に、まず非常に薄い非磁性材
料から成る第1の中間層膜を形成し、ついでTi薄膜を
形成してそのCm配向度を調べた。
薄い非磁性材料の中間層膜を形成する目的は、TiのC
軸配向をし易い下地表面状態を実現することにある。各
種の非磁性材料について検討した結果、5iyGa、S
nもしくはその合金から成る薄膜を形成した後Tiff
@を付着すると、Ti薄膜のC軸配向度が著しく改善さ
れることを見出した。Si、Ge、Snもしくはその゛
合金膜から成る中間層膜を付着した場合のTi薄膜のC
軸配向度は基板の種類によらず、はぼ一定の値になる傾
向があった。同様の効果はTi薄膜以外の他のh+Q*
P構造薄膜、例えばZn、Sc、Ru等の薄膜でも確認
できた。また、前記傾向は、蒸着法、高周波スパッタ法
、イオンビームスパッタ法のいずれでも認められた。
本発明者らは、Co基合金薄膜の下層にパーマロイ等の
軟磁性金属膜を形成した磁気記録媒体でも前記中間層膜
の形成によりCo基合金薄膜のC軸配向度が向上するこ
とを確認した。すなわち、パーマロイ(F s −80
w t%Ni)の結晶構造はf、c、cであり、(11
1)面の原子配列は)1+cyP構造を持つCO基合金
の(OO2)面の原子配列と同様である。さらに、パー
マロイの(111)面上における原子間距離は2.50
 人であり、h+ C,pm造のCOの(OO2)面上
の原子間距離2.49 人と非常に近い。このためCo
基合金膜は下地のパーマロイの(111)面上にエピタ
キシャル成長し易い。したがってC0基合金膜のC軸配
向度を上げるためには、下地のパーマロイ薄膜を(11
1)配向させる必要がある。しかるに、パーマロイ薄膜
の(111>配向性は、C軸配向したTi等のhyc+
p構造の下地の上では向上することが知られている。本
発明者らは、前記に述べたように、プラスチックやガラ
ス、A塁等の非磁性基板の表面に、まずsi。
Ge、Snもしくはその合金から成る薄膜を形成してお
き、この上にTi薄膜を付着すると前記のごとくC軸配
向性の良いTi薄膜ができる。これら2種の中間層膜を
介してパーマロイ薄膜を付着すると<111>配向性が
著しく改善され、またCO基合金薄膜のC軸配向性が向
上することを見出した。
また、Si、Oe、Snもしくはこれらの合金薄膜の上
にTi、Zn、Sc、Ru等のり、c。
p構造の薄膜を付着した中間層膜は、Co基合金膜と軟
磁性金属膜の間設けてもCo基合金膜のC軸配向性を向
上することを見出した。
X線回折法でSi、Ge、Snもしくはその合金膜の構
造を調べた結果、いずれも非晶質的であった。S x 
r G e * S nはダイヤモンド構造をもち、4
面体配位を示し、最隣接原子間距離はそれぞれ2.35
 人、2.45  人、2.80 人である。
2.35〜2.80 人の値はh+ Q+ P構造のT
i、Sc、Zne Ru等のMt隣接原子間距離に近い
ためC軸配向の良い薄膜が成長したものと解釈できる。
C軸配向の良いTi、Sc、Zn。
Ru等の膜上に、Co基合金膜を付着した場合C軸配向
の良い膜が得られた。また、C軸配向の良いTi、Sc
、Zn、Ru等の膜上には、  (111)配向の良い
パーマロイ膜を形成でき、その結果、その上のCo基合
金膜のC軸配向性も良い膜が得られた。
なお、Si、Ge、Snもしくはその合金膜の膜厚が1
00人未満のときは基板材料の影響の除去が不十分とな
るので、100A以上とすることが必要である。前述の
効果は膜厚が1μm以上と大きくなっても同様であるが
、膜形成のための時間が長くなったり、あるいはプラス
チックフィルム上に膜を形成する場合は膜にクラックが
入り易くなる。したがって、膜厚は1μm以下が望まし
く、実用的にさらに望ましい第1の中間層の膜厚の範囲
は150A以上3000Å以下である。また、第2の中
間層膜となるhe Qt P構造のTi。
Sc、Zn* Ru等は、前記第1の中間層膜上に極め
てC軸配向し易いため、実用的に望ましい膜厚の範囲は
100Å以上3000Å以下である。
また、軟磁性材料はパーマロイ(F e −80wt%
Ni)に限られることなく、f、Q、Q構造をもつ材料
なら、いずれも同等の効果がある。。
さらには、前記中間H膜を軟磁性材料とCo基合金膜の
間に形成して用いれば、下層の軟磁性材料はアモルファ
スであっても良い、Ti、Sc。
Zn、Ru等の下層に形成する第1の中間層の材料は、
Si、Ge、Sn及びこれらの合金(組成比は特に制限
はない)であり、またこれらを主成分としてさらに他の
元素を加えてもよい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例1゜ ポリイミドフィルムを基板にして、第1図に示す構造の
膜を以下の手順で作製した。2X10°6Torrの真
空中で基板を180℃に加熱し、まず第1の中間層とし
てCoを10人/Sの速度で300人蒸着し、ついで第
2の中間層としてTiを10人/Sの速度で300人蒸
着した。さらに同一真空容器中で100人/Sの速度で
Co−23wt%Crを2500人の厚さ蒸着し、第1
図に示す構造の膜を得た。
以下、同様の条件で第1の中間層材料として、Geの代
りにSi、Ge−20wt%Sn、G。
−20wt%Snを用いてそれぞれ第1図に示す構造の
膜を作製した。
比較試料として、180℃の基板温度に保ったポリイミ
ドフィルム上に100人/Sの速度で直接Co −23
w t%Crを2500人蒸着した試料、及びポリイミ
ドフィルム上にTiを10人/Sの速度で300人蒸着
したのち、100人/Sの速度でG o −23w t
%Crを2500人蒸着した試料を作製した。
第1表に各々の膜の配向度を比較して示す。薄膜の配向
度は、Xa回折のロッキング曲線の半値幅Δθso (
度)によって評価した。Δθ5oの値が小さい程、配向
性が良い、Tiなどのり、cyp構造の第2の中間層の
下に、Geなどの第1の中間層を設けることによって、
C軸配向塵の良いCo −Cr膜を製造することができ
た。
なお、第1の中間層はいずれもxm回折により非晶質と
認められた。
第1表 実施例2゜ 直径5インチのAQ基板を用いて第2図に示す構造の膜
を以下の手順で作製した。2 X 10−@Torrの
真空中で基板を150℃に加熱して、まず第1の中間層
としてSiを10人/Sの速度で300人蒸着し、つい
で第2の中間層としてZnを10人/Sの速度で300
人蒸着した。さらに同一真空容器中で軟磁性材料のパー
マロイ(Fa−80wt%Ni)を30人/8の速度で
5000人付着し、さらにこの上にCo−23wt%C
rを100人/Sの速度で2500人の厚さ蒸着し、第
2図に示す構造の膜を得た。
以下、同様の条件で第2の中間層材料として、Znの代
りにTi、Sc、Ruを用いてそれぞれ第2図に示す構
造の膜を作製した。
比較材料として同様の条件で中間層を省いた膜と、中間
層膜としてTiのみを300人形成したのちパーマロイ
、Co−Crを付着した膜を作製した。第2表に、パー
マロイ膜の<111>配向度、Co−Cr膜のC軸配向
塵を比較して示すつ配向度の評価は実施例1と同様に行
った6第2表 第2表より明らかなように、h、c、p構造の第2の中
間層の下層にSi等の第1の中間層を設けた場合は、パ
ーマロイ薄膜の<111>配向度が改善され、C軸配向
塵の良いG o −Cr垂直磁化膜が得られていること
がわかる。第1の中間層膜としては、Siの他にGe、
Sn、及びSi。
Ge、Snの合金膜を用いて実験したが、同様の改善効
果が確認された。
実施例3゜ 直径3インチのガラス基板を用いて第3図に示す構造の
膜を以下の手順で作製した。高周波スバツタ装置を用い
て、基板温度150℃、Ar圧力5mTorr、スパッ
タの高周波出力4w′/a#の条件で、軟磁性材料のC
o−0,2at%Zr−7at%MOから成る非晶質の
膜を5ooo人付着した。
さらにこの膜の上に、Ar圧力3mTorr、スパッタ
の高周波出力4w/cJの条件でislの中間層として
Ge、及び第2の中間層としてTiの順に各各500人
付着した。ついで、Co−18wt%CrをAr圧力3
mTorr、高周波出力8w/a#で3000人付着し
た。
以下、同様の条件で第1の中間層としてGeの代りにS
i、Sn、G5−20wt%Si、G。
−10w t%Sn、及び第2の中間層としてTi0代
りにZn、Sc、Ruを用いて同様な構造の膜を作製し
た。
比較材料として作製した中間層を設けない場合のCo 
 Cr膜のC軸配向度を示すΔθ5゜の値が8〜15度
であったのに対し、中間層を設けた場合はいずれも4.
5〜6度の範囲にあった。
以上の実施例では、CO基合金の一例としてG o −
Cr合金の場合について述べたが、他のCo基合金Co
 −Ru 、 Co −V 、 G o −M o 。
G o −Cr −Rh 、 G o −Cr −Ru
などを用いても同等の効果が得られた。また、軟磁性材
料としてはf、c、c構造を持つ材料であれば良く、本
実施例で述べた材料に限定されるものではない。
また軟磁性材料としては、本実施例以外の他の非晶質材
料でも同等の効果を得ることができた。
〔発明の効果〕
これまでの説明から明らかなように、Co基合金膜のC
軸配向度を上げ、垂直磁気特性を改善するには、CO基
合金膜の形成に先立ってり、Q。
p構造の’rrt Zn、Sc、Ru及びS l t、
 G e 。
Sn、もしくはその合金から成る中間層を設けることが
有効である。この場合、下地層に軟磁性層があっても、
また非磁性基板であっても有効である。
また、f、c、c結晶構造を持つ軟磁性材料から成る下
地層を持つCo基合金膜のC軸配向度を改善するには、
軟磁性材料の形成に先立て前記り。
Q+P構造のTi+ Zn、Scy Ru及びSi。
Co、Sn、もしくはその合金から成る中間層を設ける
ことが有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例による垂直磁気記録媒体の
断面構造を示す図、第2図および第3図は、それぞれ本
発明の他の実施例による垂直磁気記録媒体の断面構造を
示す囚である。 1・・・基板、2・・・第1の中間層、3・・・第2の
中間層、第10 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上にSiおよびGeから成る群より選択した少
    なくとも1元素を主成分とする材料から成る第1の中間
    層を設け、この層の上にTi、Zn、Ru、Scから選
    択した少なくとも1元素からなるh、c、p構造の第2
    の中間層を設け、該中間層の上にCo基合金からなる垂
    直磁化膜を設けてな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項において、基板上に軟磁性材
    料から成る下地層を設けた後、SiおよびGeから成る
    第1の中間層、及びh、c、p構造から成る第2の中間
    層を設けることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 3、特許請求の範囲第1項において、h、c、p構造か
    らなる第2の中間層の上に軟磁性材料から成る層を設け
    た後、Co基合金膜を形成することを特徴とする垂直磁
    気記録媒体。
JP59233211A 1984-11-07 1984-11-07 垂直磁気記録媒体 Expired - Lifetime JPH0658734B2 (ja)

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