JPS61204804A - 垂直磁気記録再生方式 - 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】 産業上の利用分野 本発明は垂直磁気記録再生方式に係り、特に磁気ヘッド
としてリングコアヘッドを用いる垂直磁気記録再生方式
に関する。

従来の技術 一般に、磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録。

再生を行なうには、磁気ヘッドにより磁気記録媒体の磁
性層にその媒体長手方向（面内方向）の磁化を行イ【わ
せで記録し、これを再生するものが汎用されている。し
かるに、これににれば記録が高密度になるに従って減磁
界が大きくなり減磁作用が高密度記録に悪影響を及ぼす
ことが知られている。そこで近年上記悪影響を解潤する
ものとして、磁気配録媒体の磁性層に垂直方向に磁化を
行なう垂直磁気記録方式が提案されている。これによれ
ば配録南欧を同士させるに従い減磁界が小さくなり理論
的には残留磁化の減少がない良好な高密度記録を行なう
ことができる。

従来この垂直磁気記録方式に用いる垂直磁気記録媒体と
しては、ベースフィルム上にＣｏ　　Ｃｒ膜をスパッタ
リングにより被膜形成したものがあらた。周知の如く、
Ｇｏ’−Ｃｒ膜は比較的高い飽和磁化（Ｍｓ）を有し、
かつ膜面に対し垂直な１社化容易軸を持つぐずなわち膜
面に対し垂直方向の抗磁力）−１ｃ上が大である）ＩＣ
め垂直磁気記録媒体としては極めて有望な材質であるこ
とが知られている。ただし上記の如くスパッタリングに
ｊ；すＣｏ−Ｃｒ膜を単層形成した構造の垂直磁気記録
媒体の揚台、垂直磁気記録媒体上の所定磁気記録位置に
磁束を集中させることができず（特にリングコアヘッド
を用いた場合顕著である）、垂直磁気記録媒体に分布が
鋭くかつ強い垂直磁化ができないという問題点があった
。

また。Ｊ二記問題点を解決するため、ｃｏ−Ｃｒ膜とベ
ースフィルムどの間に、いわゆる裏打ち層である高透磁
率層（すなわち抗磁力１−ＩＣが小なる層。

例えばＮ　１−Ｆｅ）を別個形成して二層構造と１ノ高
透磁率層内で広がっている磁束を所定磁気記録位置にて
磁気ヘッドの磁極に向１プ集中ざけて吸い込まれること
にＪ：り分イ［ｌが鋭くかつ強い垂直磁化を行４丁い得
る構成の垂直磁気記録媒体があった。

一方、垂直磁気記録再」一方式に用いる磁気ヘッドとし
てｌ；Ｌ　、垂直磁気記録媒体を補助磁極と４二磁極と
の間に挾んで垂直磁気記録再生を行なう補助１１１極励
磁型ヘツド、補助磁（Ｃを必要とＩＪｆ垂直り１気記録
媒体の１）側のみに磁気ヘッドを配設したｊ１側配置型
磁気ヘッド及び従来の磁気ヘッド（長手方向記録に用い
ていた磁気ヘッド）と略同−構成のリングコアヘッドが
あった。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記従来の垂直磁気記録媒体９例えばＣｏ　　
Ｃｒ単層媒体にリングコアヘッドで配録する場合、その
磁界分布は面内方向成分をかイ１り有しているので記録
時に磁化が傾きやすい。ｕｉ化を垂直に維持するために
、垂直磁気記録媒体は高い垂直異方性磁界＜　１１ｋ　
）を有し、飽和磁化（Ｍｓ）はある程度小さい値に抑え
る必要があった。また高い再生出力を実現しようとする
と垂直り向の抗磁力（１−（Ｃ１）を大ぎくし垂直磁気
記録媒体の厚さ寸法を人とηる必要があった１、まｌこ
厚さ寸法を大とした場合には垂直磁気記録媒体と磁気ヘ
ッドのいわゆる当たり（垂直磁気記録媒体と磁気ヘッド
の摺接部にお（Ｊる摺接条件）が悪くなり、垂直磁気記
録媒体を損傷したり磁気ヘッドに悪影響が生じ良好４１
垂直磁気記録再生ができないという問題点があった。

またＣｏ−０ｒ膜に加え高透磁率層を裏打ち層として形
成された二層構造の垂直磁気記録媒体の場合、ＧＯ−Ｃ
ｒ膜の抗磁力）１ｃ（７０００ｅ以上）に対ｔＪで高透
磁率層の抗磁力１−Ｉ　Ｃは極めて小（１００ｅ以下）
となっていたため、衝撃性のバルクハウゼンノイズが発
生ずるという問題点があった。更に磁気ヘッドとしてリ
ングコアヘッドを用いた場合リングコアヘッドの磁界分
布は面内方向に多くその成分を有しているため、」−記
垂直磁気記録媒体に磁化方向を垂直に記録するためには
、垂直磁気記録媒体の垂直異方性磁界）１ｋをある程度
大ぎくし、リングコアヘッドの飽和磁束密度を大とづる
ことか必要である。また高い再生出力を＝　５− （ｎるためには垂直磁気記録媒体の垂直方向の抗磁力ｌ
−Ｉ　Ｃｌを大きくし、垂直磁気記録媒体の厚さ４法を
人とする必要がある。しかるに垂直磁気記録媒体の厚さ
寸法を大とすると磁気ヘッドへの当たりが悪＜＜ｒるば
かりでなく、リング」アヘッドの面内方向に多くその成
分を有づる磁束が、垂直磁化層を貝通しないで面内方向
に進み磁気ヘッドの１蝕極に吸込まれるため十分な垂直
磁気記録が行なわれないという問題があった。

そこで本発明では磁性ｌをコーティングした際、磁１（
１層が抗磁力の異なる二層に分かれて形成されることに
注目し、この抗磁力の異なる各層を垂直磁化に積極的に
利用すると共に金属を用いたリングコアヘッドにＪ：り
垂直磁気記録再生を行なうことにより上記問題点を解決
した垂直磁気記録再生方式を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 」二記問題点を解決するために本発明では、低い抗磁ノ
］を有する層とその上に高抗磁力を有する層を形成して
なる垂直磁気記録媒体に、金属を用いたリングコアヘッ
ドににり上記低い抗磁力を有する層を高透磁率層として
用い高抗磁力を有する層を垂直磁化層として用い信号を
記録／再生する構成とした。

実流例 本発明になる垂直磁気記録再」方式に用いる垂直磁気記
録媒体（以−ト単に記録媒体という）は、ベースとなる
ポリイミド旦板十に例えばコバルト（Ｃｏ）、クロム（
Ｃｒ゛）に二Ａブ（Ｎｂ）及びタンタル（Ｔ　ａ’）の
うち少なくとも一方を加えてなるＩ（’Ｉ材をターゲッ
トとじてスパッタリングすることによって得られる。

従来より金属等（例えばＣｏ−Ｃｒ合金）をペース干に
スパッタリングした際、被膜形成された薄膜はその膜面
に垂直方向に対して同一結晶構造を形成するのではなく
、ベース近傍の極めて簿い部分にまず小粒径の第一の結
晶層を形成し、その上部に続いて大粒径の第二の結晶層
が形成されることが各種の実験（例えば走査型電子顕微
鏡による写真踊影）により明らかになってぎている（　
Ｆ　ｄｗａｒｄ　　　Ｒ、Ｗｕｏｒｉ　　ａｎｄ　　　
Ｐ　ｒｏｆｅｓｓｏｒ　　Ｊ　。

Ｈ，Ｊｕｄｙ　　：　　”　ＩＮ　ＩＴ　ＩΔｌ　　　
ＩＡＹＥＲＦＦＦＦＣＴ　　　ＩＮ　　　Ｃｏ−ＣＲＦ
ＩＩＭＳ”。

Ｉ　ＦＥＥ　　　Ｔｒａｎｓ、、ＶＯＩ　　、ＭＡＧ−
２０゜ＮＯ，５，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ１９８４，Ｐ　７
７４〜Ｐ　　７７５ま　ｌご　は　Ｗｉｌｌｉａｍ　　
　　Ｑ、　　　ｌ−１ａｉｎｅｓ　　　：　　　”ＶＳ
ＭＰＲＯＦＩＩＩＮＧ　　　ＯＦ　　　ＣｏＣｒＦＩＩ
ＭＳ：　八　　ＮＥＷ　　ΔＮＡＩ−ＹＴＩＣ△ＩＴＥ
ＣＨＮＩＱＵＦ”　　ＩＥＥＥ　　　Ｔｒａｎｓ、、Ｖ
ＯＬ、ＭＡＧ−２０，Ｎｏ、５．ＳＥＰＴＥＭＢＦＲ１
９８４、ｌ）　８１２〜Ｐ　８１４）。本発明省は１記
観点に注目しＧ、ｏ　　Ｃｒ含金を基どし、まＩここれ
に第三元系を添加した金属を各種スパッタリングし、形
成される小粒径の結晶層とその上部に形成された大粒径
の結晶層どの物理的性質を測定した結果、特に第三元素
としてＮｂよＩこはＴａを添加した場合、小粒径結晶層
の抗磁力が大粒径結晶層ｊこり−し非常に小であること
がわかった。本発明ではこの抵抗磁力を右−づ−る小粒
径結晶層を高透磁率層どして用い高抗磁力を右する大粒
径結晶層を垂直磁化層として用いることを特徴とする。

以下本発明者が行なったスパッタリングにＪζり形成さ
れた小粒径結晶層と、大粒径結晶層の抗磁力を測定した
実験結果を詳述する。Ｃｏ　　Ｃ：ｒｉ？膜、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｂ１膜及びＧｏ−Ｃｒ−７ａ薄膜をスパッタリン
グするに際し、スパッタリング条件は下記の如く設定し
た（ＮｂまたはＴａを添加した各場合においてスパッタ
リング条件は共に等しく設定した）、。

＊スパッタ装置 ＲＦマグネ１−ロンスパッタ装置 ＊スパッタリング方法 連続スパッタリング。予め予備す１気圧１×１０’Ｔ　
ｏｒ　ｒまで排気した後へｒガスを導入し１　ｘ　１０
””’Ｔｏｒｒとした ＊ベース ポリイミド（厚さ２０Ｉ１ｍ） ＊ターゲット Ｇｏ−Ｏｒ金合金上ＮｂあるいはＴａの小片を載置した
複合ターゲット ＊ターゲラ１〜基板間距離 １１０ｎ＋ｍ なお薄膜の磁気性↑ノ１は振動試料へ′２　Ｉｌｌ力Ｒ
ｔ　（理研電子製、以下ＶＳＭと略称する）にて、ａ躾
の組成はエネルギー分散型マイク［ｌアブライザ（ＫＥ
ＶＥＸネＩ：　＠Ｉ　、以下ＥＤＸと略称する）にて、
また結晶配向性はＸ線回折装置（Ｉ」学電機製）にて夫
々測定した。

ＧＯ＝Ｏｒに第三元素どしてＮｂを添加（２・〜１Ｑａ
ｔ％添加範囲において同一現象が生ずる）し、ポリイミ
ドベースに０．２μｍの膜厚でスパッタリングした記録
媒体に１５ＫＯｅの磁界を印加した場合の面内方向のヒ
ステリシス曲線を第１図に示′ｔＪ。同図にり面内方向
の抗磁力（記号１−Ｉ　Ｃ／で示Ｊ−）がゼロ近傍部分
でヒステリシス曲線は急激に変則的に立も上がり（図中
矢印Ａで示づ）、いわゆる磁化ジャンプが生じているこ
とがわかる１、スパッタリングされたＣ０−Ｃｒ−Ｎｂ
薄膜がスパッタリング時に常に均一の粘晶成艮を行４Ｔ
つたと仮定した場合、第１図に示された磁化ジャンプは
生ずるはずはなく、これよりＧｏ−Ｃ，ｒ−Ｎｂ薄膜内
に磁気的性質の異なる複数の結晶層が存在することが推
測される。

続いて第１図で示した実験条件と同一条件にてＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｂをポリイミドベースに００５μｍの膜厚でスパ
ッタリングした記録媒体に１５ＫＯｅの磁界を印加した
場合の面内方向のヒステリシス曲線を第２図に示す。同
図においては第１図に見られたＪ：うなヒステリシス曲
線の磁化ジャンプは生じておらず０．０５μｍ程度の膜
厚にお（）るＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜は略均−な結晶とな
っていることが理解される。これに加えて同図より００
５μｍ１稈度の膜厚における抗磁力１−Ｉ　Ｃ／に注目
するに、抗磁力［ＩＣ／は極めて小なる値となっており
面内方向に対する透ｌ１ｌｉ率が大であることが叩解さ
れる。上記結果よりスパッタリングによりベース近傍位
置にはじめに成長する初期層は抗磁力ＨＣ／が小であり
、この初期層は走査型電子顕微錆写真で確かめられてい
る（前記資料参照）ベース近傍位置に成長する小粒径の
結晶層であると考えられる。また初期層の１方に成長覆
る層は、初期層の抗磁力１−Ｉ　Ｃ／より大なる抗＋ａ
力！ｌ／を右し、この層は同じく走査型電子顕微鏡写貞
で確かめられている大粒径の結晶層であると考えられる
。

小粒径結晶層と大粒径結晶層が（）ｌ存するＣｏ−０ｒ
−Ｎｂ薄膜において磁化ジャンプが生ずる叩出を第３図
から第５図を用いて以下述べる。１なお後述する如く、
磁化ジャンプは組成率及びスパッタリング条！ｔに関し
全てのＣｏ　　Ｃｒ　　Ｎｂ１Ｉ膜に対して発生ずるも
のではない。所定の条件下においてＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ１
膜をスパッタリングにより形成しこの薄膜のヒステリシ
ス曲線を測定により描くと第３図に示す如く磁化ジャン
プが現われたヒステリシス曲線となる。また小粒径結晶
層層のみからなるヒステリシス曲線は膜厚寸法を小とし
たスパッタリング（約００７５μ…以下、これについて
は後述する）を行ない、これを測定することににり得る
ことができる（第４図に示す）。

また大粒径結晶層は均一結晶構造を有していると考えら
れ、かつ第３図に示すヒステリシス曲線は小粒径結晶層
のヒスプリシス曲線と大粒径結晶層のヒステリシス曲線
を合成したものと考えられるため第５図に示す如く抗磁
力１１Ｃ／が小粒径結晶層よりも大であり、磁化ジャン
プのない滑らかなヒステリシス曲線を形成すると考えら
れる。すなわち第３図において示されている磁化ジャン
プの存在は、磁気特性の責なる二層が同一の薄膜内に形
成されていることを示しており、従って第１図に示され
たＧｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜にも磁気特性の異なる二層が形
成されていることが理解できる。

なお大粒径結晶層の抗磁力は、小粒径結晶層と大粒径結
晶層が併存するＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜のヒステリシス曲
線から小粒径結晶層のみのＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜のヒス
テリシス曲線を差引いて得られるヒステリシス曲線より
求めることができる。

上記各実験結果によりＧｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜のヒステリ
シス曲線に磁化ジャンプが生じている時、磁気特性の異
なる二層が形成されていることが証明されたことになる
。

続いてＣ０−０ｒ−Ｎｂ薄膜のベース上へのスパッタリ
ングの際形成される上記二層の夫々の磁気的性質をＧＯ
−Ｏｒ−Ｎｂ薄膜の厚さ寸法に関連させつつ第６図を用
いて以下説明する。第６図はＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎ　ｂ薄
膜の膜厚寸法をスパッタリング時間を変えることにより
制御し、各膜厚寸法における面内方向の抗磁力）１ｃ／
、垂直り向の抗磁力ＨＣ１，１１化ジャンプ腿σｊを夫
々描いたものである。

まず面内方向の抗磁力１−Ｉ　Ｃ／に注目するに、膜厚
寸法が０．Ｏ８ｌ１ｍ以下においては極めて小なる値（
１５００８以下）どなっており、面内方向に対する透磁
率は高いと考えられる。また膜厚１法が人となっても抗
磁力１１ｃ／は大きく変化するよう【こことはない。ま
／ｊｌａ化ジ１フジ１フンプ量σン↑ｌ］づるど、磁化
ジャンプ量は膜厚寸法が００７５μｌにて急激に立ち一
トがり０．０７５μｍ以−Ｖの膜厚においては滑らかな
下に凸の放物線形状を描く。更に垂直方向の抗磁力Ｈａ
上に注目すると、抗磁力ＨＣｌは膜厚寸法０，０５μｍ
〜０．１μｍで急激に立ち上がり０．１μｍ以上の膜厚
寸法では９００Ｑｅ以上の高い抗磁力を示す。これらの
結果より小粒径結晶層と大粒径結晶層の境は略０．０７
５μＩａ）膜厚寸法のところにあり、膜厚寸法が００７
５μｍ以下の小粒径結晶層は面内方向及び垂直方向に対
づ−る抗磁り月−ＩＣ／、１−１ｃ土が低い、いわゆる
抵抗磁力層となっており、また膜厚寸法がｏ：ｏｚｓμ
ｍ以上の大粒径結晶層は面内方向の抗磁力１」Ｃ／は低
いものの垂直方向に対する抗磁ノ］ＨＣ上は非常に高い
値を有する、いわゆる高抗磁力層となっており垂直磁気
記録に適した層どなっている１、更に磁化ジャンプが生
じない膜厚寸法（０，０７５μｍ以下）においては、面
内方向及び垂直方向に対する抗磁力Ｉ」ｃ／、１−ＩＣ
上は低く、これより大なる膜厚用法（０，０７５μｍ以
上）においては垂直方向に対する抗磁力１」Ｃ土が急増
する。これによっても磁化ジャンプが生じている場合、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜に磁気特性の異なる二層が形成さ
れていることが推測される。

次にＧＯ−Ｃｒに第三元素としてＴａを添加＝　１５− （１−１０ａｆ％添加範囲において同一現象が生ずる）
し、上記したＮｂ添加した場合と同一の実験を行＜Ｚつ
だ結果を第７図に示？ｉｏ第７図はＣｏ−Ｃｒ−ｒａｗ
膜の膜厚寸法をスパッタリング時間を変えることにより
制御し、各膜厚寸法におＧ′Ｊる面内方向の抗磁力１１
Ｇ　／　、垂直り向の抗磁力Ｌｌ　ｃ土、Ｉｌ化ジャン
プ量σ、ｊを夫々描いたものである。同図よりＣｏ−０
ｒにｌ’−ａを添加しＩ、：場合も、Ｃｏ　−ＣｒにＮ
ｂを添加した場合ど略同様な結果が得られ、小粒径結晶
層と大粒径結晶層の境は略０．０７５μｍの膜厚用法の
どころにあり、膜厚寸法が０．０７５μｍ以下の小粒径
結晶層は面内方向及び垂直方向に対する抗磁力１−Ｉ　
Ｃ／、　ＬＩ　Ｃ上が低い（１−Ｉ　Ｃ／、　ｌ−（Ｃ
ｌ共に１７０Ｑｅ以下）、いわゆる低抗磁力層どなって
おり、また膜厚寸法が００１５μｍ以］−の大粒径結晶
層は面内り向の抗磁力ＨＣ／は低いものの垂直方向に対
する抗磁力ＨＣ土は非常に高い値（７５０Ｑｅ以上）ど
なっている。

なお上記実験で注意サベきことは、スパッタリング条件
及びＮｂ、ｌａの添加量を前記した値（Ｎ　ｂ　：　２
〜１０ａｔ％、　Ｔａ　：　１〜１０ａｔ％）より変え
た場合磁化ジャンプは生じないが、しかるに磁化ジャン
プが生じないＣｏ　　Ｃｒ　　Ｎ　ｂ　薄膜。

Ｃ０−０ｒ−Ｔａ薄膜においても小粒径結晶層及び大粒
径結晶層が形成されていることである（前記資料参照）
。磁化ジャンプが生じないｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜のヒス
テリシス曲線の一例を第８図に示す。第８図（Ａ）は小
粒径結晶層及び大粒径結晶層を含む面内方向のヒステリ
シス曲線であり、第８図（Ｂ）は小粒径結晶層のみの面
内方向のヒステリシス曲線、第８図（Ｃ）は大粒径結晶
層のみの面内方向のヒステリシス曲線である。各図より
小粒径結晶層の面内方向の残留磁化ＭｒＢ／は大粒径結
晶層の残留磁化Ｍｒｃ／よりも大であるため、両結晶層
を含む残留磁化ＭｒＡ／は大粒径結晶層の残留磁化Ｍｒ
ｃ／のみの時にりも不利となり異方性磁界１−４ｋが小
さくなる。また小粒径結晶層は配向が悪いこと（八〇５
０が大）が知られており、また面内方向の抗磁力ＩＣ，
／も大Ｃ重直（６気記録には適さない。

ここで上記の如く小粒径結晶層と大粒径結晶層を有する
Ｇ　ｏ　−Ｃｒ　−Ｎ　ｂ薄膜及びＣ０−０ｒ−−［ａ
薄膜を垂直磁気記録媒体どし−Ｃ考えた場合、Ｇｏ−Ｃ
ｒ−ＮｂｉＷ膜及びｃｏ−Ｃｒ　−Ｔ　ａ　ｆｔ’Ｊ膜
にその膜面に対し垂直方向に膜厚の全てに口って垂直磁
化を行なおうとすると、小粒径結晶層の存在は垂直磁化
に対し極めて不利４ｒ要囚となる（磁化ジャンプが生じ
でいる場合及び磁化ジＡ７ンプが生じていない場合の相
方において不利な要因と４する）。すなわち磁化ジャン
プが生じている場合の小粒径結晶層は、面内方向及び垂
直方向に対する抗磁力１−（Ｃ／、１−１ｃ上が共に極
めて低（（１７０Ｑｅ以下）、この層においては垂直磁
化ははと／υどされないと考えられる。また磁化ジＡ７
ンプが生じていない場合の小粒径結晶層においても、面
内り向の抗磁力１−Ｉ　Ｃ／は磁化ジャンプの生じてい
る場合の抗磁力［」Ｃ／よりは人であるが垂直方向の抗
磁力１」Ｃ１は垂直磁気記録を実現し得る程の抗磁力は
なくやはり良好４ｆ垂直磁化は行なわれないと考えられ
る。従って膜面に対して垂直方向に磁化を行なっても小
粒径結晶層における垂直磁化はほどんど行なわれず、磁
性膜全体どしての垂直磁化効率が低下してしまう。この
影響はリングコアヘッドのように磁束の面内成分を多く
含む磁気ヘッドにおいては顕著である。また膜厚寸法に
注目するに上記（’、ｏ−Ｃｒ−ＮｂＭ膜及びｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｔａ薄膜を垂直磁気記録媒体として実用に屋る膜厚
寸法（約０．３μ■以下）にすると、小粒径結晶層の厚
さ寸法は０．１μｍ以下で略一定であるため（実験にお
いては小粒径及び大粒径結晶層を含む膜厚寸法を小とす
ると小粒径結晶層の厚さＫｌ法は若干人となる傾向を示
す）、薄膜の膜厚寸法に対する小粒径結晶層の相対的厚
さ寸法が人となり更に垂直磁化特性が劣化してしまう。

しかるに小粒径結晶層の磁気特性は、面内方向に対する
抗磁力１−Ｉ　Ｃ／が小であり比較的高い透磁率を有し
ており、これは従来Ｃｏ　　Ｃｒ薄膜どベース間に配設
した裏打ち病（例えばＦｅ−Ｎ１Ｋ！膜）と似た特性を
有している。つまりＣ０−０ｒ＝　１９− −　Ｎ　ｂ　ＡＩ膜及びＧ　ｏ　−Ｃｒ−Ｔ　ａ　薄膜
の単一膜において、低抗磁力ｊ−Ｉ　Ｃ／を有づる小粒
径結晶層をいわゆる夷打ち層である高透磁率層どして用
い、垂直方向に高抗磁力］１ｃ土を有する人ネイ１径結
晶層を垂直磁化層どして用いることにより単一膜構造に
おいて二層膜構造の垂直磁気記録媒イ４、ど等しい機能
を実現Ｊることが用能であるど考えられる。

この点に鑑み、Ｃｏ　−Ｃｒ−Ｎ　ｂ　Ｋ’ｊ　肱及び
Ｇ。

−Ｃｒ−Ｔ　ａ薄膜の組成率を変化さ１！Ｉこ場合、各
薄膜の厚さＭ法を変化さ口だ場合にお【ノる磁気特性の
変化及び再生出力の相異を第９図から第１６図を用いて
以下説明する。第９図はＣｏ　　Ｃｒ−Ｎｂ１ｔ！膜の
組成率及び膜厚寸法を変化させＩこ場合にお【ノる各種
磁気時↑１を示す図で、第１０図（Ａ）〜（Ｆ）は第９
図に示した各薄膜のヒステリシス曲線を描いたものであ
る。両図よりＧｏ−Ｃｒに第三元素としてＮｂを添加し
た場合でも、磁化ジャンプ（第１０図（Ａ）、（Ｄ）に
矢印Ｂ、Ｃで示Ｊ）が生じでいる時は垂直磁化に寄与す
る垂直方向の抗磁力ｔ−Ｉ　Ｃ上は高い値どなるが磁化
ジャンプが生じていない時は抗磁力Ｈ’Ｃ土は低い値と
なっている。またＧｏ−Ｃｒ−Ｎｂｉｌ膜の膜厚寸法が
小（データでは約１／２）の方が抗磁力ＨＣ土は高い値
となっている。これに加えて磁化ジャンプが生じている
時は垂直異方性磁界Ｈｋが小さく、Ｍ　ｒ　／／Ｍ　Ｓ
はＧｏ−Ｃｒ薄膜に比べて大でありかつ膜厚司法δが簿
くなるに従って大なる値となる。これは面内方向に磁束
分布が大であるリングコアヘッドを山いる際不利な条件
と考えられていた。しかるに上記各Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄
膜を垂直磁気記録媒体として用いた際の記録波長−再生
出力特性（第１１図に示す）を見ると、磁化ジャンプが
住じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜の再生出力の方が磁化
ジャンプの生じていないＣ０−０ｒ−Ｎｂｌ膜及びＣｏ
−Ｃｒ薄膜の再生出力よりも良好となっており、特に記
録波長が短波長領域において顕著である。短波長領域（
記録波長が０．２μｍ’〜１．０μｍ′程度の領域）に
おいてはＣＯ−Ｃｒｌ膜及び磁化ジャンプの生じていな
いＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜においても再生出力は増加して
い＝　２１− る。しかるに磁化ジャンプの生じているｃｏ−Ｃｒ−Ｎ
ｂ薄膜は、上記各薄膜の再生出力増加率に対して、それ
よりも高い再生出力増加率を示しており、磁化ジャンプ
の生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎ１）薄膜は特に短い記録波
長の垂直磁化に適しているということができる。ト記知
波長領域においては再生出力曲線は上に凸の放物線形状
をとるが、その全域において磁化ジャンプの生じている
Ｃ０−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜はｃｏ−ＣｒＭｉ膜及び磁化ジＡ
７ンプの生じていないＣＯ−Ｃｒ−Ｎｂｌ膜より人なる
再生出力を得ることができた。なおｃｏ−Ｃｒ−Ｔａｉ
Ｑ膜におイテもＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂｌ膜と略同様な結果を
得られた。第１２図に膜厚寸法の異なるＣｏ−ＬＣｒｉ
ｌ膜に対するＧｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜の磁気特性を示し、
第１３図（Ａ）〜（Ｃ）に各簿膜の形成する面内方向ヒ
ステリシス曲線を、また第１４図に記録波長−再生出力
特性を示す。

上記現象は以下に示寸理由に起因して生ずると考えられ
る。Ｇｏ−Ｃｒ−Ｎｂｌ膜及びｃｏ−Ｃｒ−Ｔａｕ膜（
以下ＧＯ−Ｃｒ−’Ｎｂ１ｉ膜とＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜
を総称してＣＣ０−０ｒ−Ｎｂ（Ｔａ）膜という）はス
パッタリングによる薄膜形成時に第１５図に示ず如くベ
ース１近傍に抵抗磁力を右づる小粒径結晶層２とそのＦ
方に特に垂直方向に高い抗磁力を有する大粒径結晶層３
と二層構造を形成する。リングコアヘッド４から放たれ
た磁束線は大粒径結晶層３を貫通して小粒径結晶層２に
到り、抵抗磁力でかつ高透磁率を有する小粒径結晶層２
内で磁束は面内方向に進行し、リングコアヘッド４の磁
極部分で急激に磁束が吸い込まれることにより大粒径結
晶層３に垂直磁化がされると考えられる。よって磁束が
形成する磁気ループは第１５図に矢印で示す如く、馬蹄
形状となり所定垂直磁気記録位置において大粒径結晶層
３に磁束が鋭く貫通するため、大粒径結晶層３には残留
磁化の大（２６垂直磁化が行なわれる。

ここで磁化ジャンプが生じている場合と生じていない場
合における小粒径結晶層２０面内方向の抗磁力）−Ｉ　
Ｃ／に注目覆ると、第９図及び第１２図に示される如く
磁化ジャンプが生じている場合の面内方向の抗磁力１１
Ｃ／は磁化ジャンプが生じていない場合の抗磁力Ｉ　Ｃ
／より小なる値となっている。周知の如く小粒径結晶層
２がいわゆる裏打ら層として機能するためには抵抗磁力
、高透磁率を右することが望ましく、よって磁化ジＸ７
ンブの生じティるＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ　（、Ｔａ）薄膜の
方が再生出力が良好であると推測される。またＧｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜の膜厚寸法に注目すると、膜厚
寸法を大とすることは大粒径結晶層３の厚さ寸法を人と
することであり（小粒径結晶層２の厚さ寸法は略一定で
ある）、これを人とすることによりリング」アヘッド４
と小粒径結晶層２の距離が大どなり、小粒径結晶層２に
よる磁束の吸込み効果はわずかで第１６図に矢印で示す
如くリングコアヘッド４から放たれた磁力線は小粒径結
晶層２に到ることなく大粒径結晶層３を横切ってリング
コアヘッド４の磁極に吸い込まれる。従って垂直り向に
対する磁化は分散された弱いものとなり良好な垂直磁化
は行なわれない。しかるにＣＯ−Ｃｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）
薄膜の膜厚寸法を小とすると、リングコアヘッド４と小
粒径結晶層２の距離が小となり、小粒径結晶層２にＪ：
る磁束の吸込み効果が犬となりリングコアヘッド４から
放たれた磁束は小粒径結晶層２に確実に進行し上記馬蹄
形の磁気ループを形成する。即ち垂直磁化に寄与する磁
束は馬蹄形の極めて鋭い磁界であるので残留磁化は大と
なり良好な垂直磁化が行なわれるど考えられる。すイ１
わちＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜の膜厚用法を小と
した方が（記録媒体の厚さを薄くした方が）良好な垂直
磁化を行なうことができ、これによりリングコアヘッド
４とのいわゆる当たりの良好な薄い記録媒体を実現する
ことができる（本発明者の実験によると膜θ寸法が０１
μｍ〜０．３μｍ程度の寸法まで高出力を保持できた）
。

これに加えて上記の如く高抗磁力を有する層と抵抗磁力
を有する層を形成するＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜は
連続スパッタリングにより形成されるため、二層構造を
形成させるためにわざわざスパッタリング条件を変えた
りターゲラｉ−を取換える作業等は不用でＣｏ−Ｃｒ−
Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜の形成工程を容易にし１すると共に
スパッタリング時間を短くし得、低コス１〜でかつ量産
性をもって垂直磁気記録媒体を製造り−ることができる
。更に小粒径結晶層２の面内方向の抗磁力ＨＣ／は第６
図、第７図より１０　Ｑｅ　−！ｉｏ　Ｑｅ稈１ηであ
り大粒径結晶層３の抗磁力ｔ−１ｃ土に対して極端に小
なる値ではないため衝撃性のバルクハウピンノイズが発
生することもなく良好ｔ７垂直磁気記録再生を行ない得
る。

ここでリングコアヘッド４に注目するに、第１１図及び
第１４図に示す実験においては金属系コア月利であるセ
ンダスト（登録商標）よりなるリングコアヘッドを用い
た。リングコアヘッドは構造が簡単であり比較的安価に
製造し得る磁気ヘッドであり、かつ垂直磁気記録媒体に
りＪ　シ）４面９みに摺接するよう配設されるため、高
密度記録化が望まれる多くの機器（例えばビデオチープ
レ］−ダ等）に用いることができる。またセンダス１〜
は周知の如く高飽和磁束密度（８０００Ｇ以上）を右し
＝　２６− 従って鋭い垂直磁化が期待ぐきる。磁化ジＡ７ンブの生
じティるＧｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びＣＯ−Ｃｒ薄膜にセ
ンゲスｌ−リングコアヘッド４にて記録再生を行なった
場合の記録波長と再生出力の関係を第１７図、第１９図
に（第１７図にＧＯ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜を第１９図Ｌ：Ｃ
ｏ−０ｒ−Ｔａ薄膜を示す）、また磁化ジャンプの生じ
ているＣ。

−Ｃｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜にセンダストリングコアヘ
ッド及びフ１ライ１〜リングコアヘッドにて記録再生を
行なった場合の記録波長と再生出力の関係を第１８図、
第２０図に示す（第１８図にＣ０−Ｃｒ−Ｎｂ１Ｊ膜を
第２０図にＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄膜を示す）。第１７図、
第１８図、第１９図及び第２０図より磁化ジャンプの生
じているＣｏ−０ｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜とセンダスト
リングコアヘッドの組合せて記録再生を行なった再生出
力の方が他の組合「の場合よりも全記録波長域において
高い値となっている。特に記録波長が１μｍ〜・０２μ
ｍの短波長領域において上記現象は顕著である。第９図
、第１２図に示す如くｃｏ−Ｏｒ薄＝　２７− 膜ど（Ｊ’、　ｏ　−Ｃｒ−Ｎ　ｂ　（１−ａ　）　ｍ
膜は、イの磁気性１４（飽和磁化ＭＳ、垂直方向の抗磁
力ｌ−Ｉ　Ｃｌ　）がさほど変わらないにも係わらず、
再生出力に人なる差が生ずるの【ま磁化ジＡ７ンブの１
−しているＣ’０−Ｃｒ−Ｎｂ　（Ｔａ）薄膜が前述の
如く、抵抗磁力を有する小粒径結晶層と高抗磁力を右す
る大粒径結晶層の二層構造をどり、低抗磁力を有する小
粒径結晶層がセンダストリングコアヘッドの垂直方向磁
束成分を強め、かつ高抗磁力を有する大粒径結晶層の内
部の減磁Ｗを減少さけるためと考えられる。またリング
コアヘッドの材質に注目すると第１８図及び第２０図よ
り、フェライトリングコアヘッドを用いた場合は記録波
長のλ（ｌ波長領域においても再生出力の向上は児られ
ず廿ンダストリング］アヘッドに比較し短波長領域の出
力劣化が目立つ。これはフエライ１−がセンダスｉ〜に
比較し飽和磁束密度が低いため小粒径結晶層の磁束の吸
込み効果が不十分で磁束が小粒径結晶層に到っていない
ことに起因すると推測される。

すなわち磁化ジャンプの生じているｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ　
（Ｔａ）薄膜と高飽和磁束密度を有するセンダストリン
グコアヘッドが効果を発揮するのは、小粒径結晶層が面
内方向の抗磁力（」Ｃ／が小さい層として有効に機能す
る時、すなわちセンダストリングコアヘッドの磁界が十
分に小粒′４￥結晶層に届く時であると考えられる。従
ってセンダストリングコアヘッドのギャップ幅に対して
Ｇｏ−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜の膜厚寸法が薄い時、ま
たリングコアヘッドの飽和磁束密度が１分に大である場
合に再生出力は犬どなる。上記押出により垂直磁気記録
媒体として磁化ジャンプの生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎｂ
　（Ｔａ）１膜を用い、かつ磁気ヘッドとして高飽和磁
束密度を有するセンダス１へリングコアヘッドを用いる
ことは垂直磁気記録再生に極めて有効であるばかりでな
く、垂直磁気記録媒体の厚さを薄くすることが再生出力
を向上させるための要件となり、磁気ヘッドとの当たり
の面からも再生出力向上の面からも有利となる。なお１
記実施例においてはリングコアヘッドの材質としてセン
ダス１〜を用いたが、これに限るもので＝　２９− はなく、例えばパーマロイ、アｔルファス合金等の他の
金属コア材料よりなるリングコアヘッド及び金属コア４
４利を用いた複合リング」アヘッドを用いてｂ良いこと
は勿論である。

発明の効果 上述の如く本発明になる垂直磁気配録再生方式によれば
、低い抗磁力を右する層とその上に高抗磁力を有する層
を形成してなる垂直磁気記録媒体に、金属を用いたリン
グヘッドにより十記低い抗磁力を有する層を高透磁率層
として用い高抗磁力を有する層を垂直磁化層として用い
信号を記録／再生する構成とすることにより、垂直磁気
記録媒体の厚さを簿＜シた場合、高抗磁力を有する層に
お（」る磁気抵抗は小となりリングコアヘッドより放た
れた磁束は容易に抵抗磁力を右り−る層に進入し水平方
向へ進行した後リングコアヘッドの磁極にて急激にかつ
鋭く高抗磁力を有する層を貫通してリングコアヘッドの
磁極に吸い込まれるため、高抗磁力を有する層には強い
残留磁化が生じ高い再生出力を実現し得る垂直磁気記録
再生を行なう＝　３０− ことができ、これに加え記録波長が短い時に特にすぐれ
た垂直磁化が行なわれ良好な再生出力を得ることができ
、また低い抗磁力を有Ｊ−る層は磁化ジャンプが生じて
いる、すなわら面内方向に対Ｊる抗磁力が小で、かつ高
い透磁率を有する層であるため、いわゆる裏丁Ｉち層と
して確実に機能すると共にその抗磁力は高抗磁力を有す
る層の抗磁力に対して極端に小なる値ではないため衝撃
性のバルクハウぜンノイズが発ＩＡ：′？ｌ−ることも
なく烏好な垂直磁気記録再生が行なわれ、更に低い抗磁
力を有する層は面内方向の抗磁力の小さい層として有効
に機能するため高飽和磁束密度を有する金属を用いたリ
ングコアヘッドの垂直方向磁束成分は強められ低い抗磁
力を右する層に容易に到り、この密度の高い磁束はリン
グコアヘッドの磁極にて急激に吸い込まれるため高抗磁
ノコを有する層に強い残留磁化が生じ高い再生出力を実
現できる垂直磁化を行ない得、これに加えてリングコア
ヘッドから放たれる磁束を有効に低い抗磁力を有する層
に確実に進入さ１！るには高抗磁力を有する層を垂直磁
化層として機能Ｊる範囲において極力静くする必要があ
り、従って高抗磁力を有１−る層を薄くした方が再生出
力が向１＝−ａるため垂直磁気記録媒体の厚さ寸法を小
とＪることができリング」アヘッドとの当たりをｂ良好
イ１らのとすることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる垂直磁気記録媒体の一実施例の磁
性膜であるＣ０−０ｒ−Ｎｂ薄膜のヒステリシス曲線を
示Ｊ−図、第２図は小粒径結晶層のヒステリシス曲線を
示す図、第３図から第５図は磁化ジャンプが生ずる理由
を説明Ｊ−るための図、第６図はｃ　ｏ　　ｃ　ｒ　　
Ｎ　ｂ薄膜が二層構造となっていること及び各層の磁気
特性を示す図、第７図はＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ薄薄膜二層構
造となっていること及び各層の磁気特性を示す図、第８
図は磁化ジャンプが生じていないＧＯ−Ｏｒ−Ｎｂ薄膜
のヒステリシス曲線の一例を示す図、第９図はＣ０−０
ｒ薄膜及びＧ　ｏ　−Ｃｒ　　Ｎ　ｂ薄膜の組成率及び
股厚刈法を変化させた場合におＩＪる各種磁気性４４を
示Ｊ−図、第１０図は第９図に示した各７！？膜のヒス
テリシス曲線を示す図、第１１図は（’、　ｏ　−Ｃｒ
　−Ｎ　ｂ薄膜及びｃｏ−ｃｒ薄膜に小直磁気記録再」
を行なった時の記録波長とｆｉｒ　１１−出力の関係を
承り図、第１２図はＣＯ−Ｃｒ　ｅ膜及びＣ０−Ｃｒ−
Ｔ　ａ薄膜の所定膜厚へ１法にお（Ｊる磁気性１〕１を
示り図、第１３図は第１２図に示した各薄膜のヒステリ
シス曲線を示づ−Ｈ、第゛１４図は第１２図にお（）る
Ｃｏ８４．８　Ｃｒ１３．４　Ｔ’ａ１．８ｉ１膜及び
Ｃｏ８１Ｃｒ１９Ｌ９膜（δ＝　０．１０　μｍ　）に
ヰ直磁気記録ＩＩＩ引を行４丁つた１１．１の記録波長
と再生出力の関係を示す図、第１５図は本発明記録媒体
の厚さ寸法を小としだ場合に磁束が形成づ−る磁気ルー
プを示す図、第１６図は本発明記録媒体の厚ざ寸法を人
としＩζ場合に磁束が形成する磁気ループを示１図、第
１７図はＣｏ−Ｃｒ−Ｎ　ｂ　ｕ膜及びＣＯ−Ｃｒ　Ｆ
ＪＩ膜にセンダスＩ〜リング］アヘッドにて垂直磁気記
録再生を行なった際の記録波長と再」−出力の関係を示
す図、第１８図はＧ　ｏ−Ｃｒ−Ｎ　ｂ　’ｆｄＪ膜に
［ンダス１へリングコアヘッド及びフＴライドリング」
アヘッドにて垂直磁気記録Ｉｆ　４＋を？１なつｌ、二
層の記録波長と相生出力の関係を承り図、第１９図はＣ
，　Ｏ　−　Ｃ　ｒ−丁Ｆｉ薄膜及びＣ〕Ｏ　　Ｃ　ｒ
　薄膜にセンダストリング」アヘッドにて重置Ｉｆｉ＆
気配録１１■牛を行りつ！，：際の記録波長と＋１１／
１出力の関係を丞すー図、第２０図１；−Ｌ　ｃ　ｏ　
　ｃ　ｒ　−　Ｔ　ａ　ｋ’ｉ　ｌＩ’）にセンダスト
リング］アヘ゛ンド及て１７丁ライ１−リンダニ１アヘ
゛ンドにて重直脅ｌ気記録再１−を行ｔ−１つだ際の記
録波長と再生出力の関係を示１図である。 １・・・ベース、２・・・小粒径結晶層、３・・・大粒
径結晶層、１・・・リングコアヘッド。 １４Ｋ［出願人　日本ビクター株式会ネ１−３７１．− −（ｄ−ｄＡｌ）峙ｌｖ （ｄ−ｄΔ明ｕＷｊ王量 −（ｄ−ｄΔ明Ｕη量 （ｄ−ｄ△山）Ｕ■■匍

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低い抗磁力を有する層とその上に高抗磁力を有す
   る層を形成してなる垂直磁気記録媒体に、金属を用いた
   リングコアヘッドにより上記低い抗磁力を有する層を高
   透磁率層として用い高抗磁力を有する層を垂直磁化層と
   して用い信号を記録／再生することを特徴とする垂直磁
   気記録再生方式。
2. （２）該磁性材はコバルト、クロムにニオブ及びタンタ
   ルのうち少なくとも一方を加えてなる磁性材であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂直磁気記録
   再生方式。 ３　該リングコアヘッドに用いる金属は、アモルファス
   合金、センダスト（登録商標）、パーマロイのいずれか
   を用いてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の垂直磁気記録再生方式。