JPS61204821A - 垂直磁気記録媒体 - 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】 産業上の利用分野 本発明は却直磁気記録媒体に係り、特に磁性層の膜厚寸
法を薄くし得ると共に垂直磁気記録特性を向上し得る垂
直磁気記録媒体に関する。

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く面内方向）の磁化をｔ’＋４
’ｊわせで記録し、これを自生ずるものが汎用されてい
る。しかるに、これによれは記録が高密度にイｒるに従
って減磁界が大きくイｒり減磁作用が高密度記録に悪影
響を及ばＪことが知られている。そこで近年上記悪影響
をｖＲ浦づるものどじて、磁気記録媒体の磁性層に垂直
方向に磁イヒを行なう卸直磁気記録方式が提案されてい
る。これにＪこれば記録音Ｉ虻を向ｊＺさぜるに従い減
磁Ｗが小さくイ１り理論的には残留磁化の減少が／、１
い良好４１高密度記録を行イようことができる。

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、ペースフィルムードにＣ０−Ｃｒ膜をスパッタ
リングにより被膜形成したちのかあつＩこ。周知の如く
、Ｃｏ−０ｒ膜は比較的高い飽和磁化（Ｍｓ　）を有し
、かつ膜面に対し垂直’ｃｌ磁化容易軸を持つ（すなわ
ち膜面に対し垂直方向の抗磁力］」ｃ上が人である）た
め垂直磁気記録媒体どしては極めて有望な祠質であるこ
とが知られている。ただし上記の如くスパッタリングに
よりＣＯＱ　ｒ股を単層形成した構造の卸直磁気記録媒
体の場合、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く特にリング」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＜＞いという問題点があった
。

また上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、いわゆる裏口ち層である高透磁率層
（１４Ｔわち抗磁力ＨＣが小なる層１゜例えばＮｉ　−
Ｆｅ　）を別個形成して二層構造とし高透磁率層内で広
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
極に向は集中させて吸い込まれることにより分布が鋭く
かつ強い垂直磁化を行ない得る構成の垂直磁気記録媒体
があった。

発明が解決しようどする問題点 しかるに上記従来の垂直磁気記録媒体１例えばｃｏ−ｃ
ｒ単層媒体にリング」アヘッドで記録する場合、その磁
界分布は面内方向成分をかなり有しているので記録時に
磁化が傾ぎや１−い。磁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貸方１４磁界（１−１ｋ）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」：うとす
ると垂直り向の抗磁力（＋−１’Ｃ、Ｌ　）を大きくし
垂直磁気記録媒体のルさ寸法を大とづ−る必要があった
１、また＋＝さ寸法を人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ける摺接部ｆｌ−）が悪り４丁
り、垂直磁気記録媒体を損傷したり磁気ヘッドに悲影響
が生じ良好な垂直磁気記録再生ができ４１いという問題
点があった。

またｃｏ−Ｃｒ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、Ｃ０−０
ｒ膜の抗磁力）−１ｃ　　（７００Ｑｅ以上）に対して
高透磁率層の抗磁力１−ＩＣ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げンノイズが
発生伎るという問題点があった。これに加えて二層構造
の垂直磁気記録媒体を得るには、まず高透磁率層を形成
するに通した所定条ｆ［にてベースフィルム十に例えば
Ｆｅ　−Ｎｉ／アモルファス等をスパッタリングにより
被膜し、次にＣｏ　　Ｃｒ膜を形成するに適した所定条
件にてＣｏ−０ｒをスパッタリングにより被膜する必要
があり、各層の形成毎にスパッタリング条件及びターゲ
ットを変える必要があり連続スパッタリングを行なうこ
とかできず、製造■稈が複雑になると共に量産性にｂ劣
るという問題点があった。

そこで本発明では、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をコーテ
ィングした際、磁性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
直磁気記録に積極的に利用することにより上記問題点を
解決した垂直磁気記録媒体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及び作用 上記問題点を解決するために本発明では、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
てなる磁性材をベース上にコーティングした際形成され
る抵抗磁力を有する層とその上に形成される高抗磁力を
有する層を、低抗磁力を有する層を高透磁率層どして用
い高抗磁力を有り−る層を垂直磁化層として用いた。

上記各手段を構することにより、乗°直磁気記録媒体は
ベース上に連続形成された単−薄膜内に高透磁率層と垂
直磁化層が併存する（１４成どなり、単一膜で二層構造
の垂直磁気記録媒体と同様の機能を実現することが可能
となる。

実施例 本発明になる垂直磁気記録媒体（以下単に記録媒体とい
う）は、ベースとなるポリイミド基板上に］バルト（Ｃ
ｏ　）　、り［１ム（Ｃｒ、）にニオブ（Ｎｂ　）及び
タンタル（Ｔａ　）のうち少なくとも一方を加えて４す
る磁性材をターゲットどし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Ｃ０−Ｃｒ合金）をベース上に
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
、ベース近傍の極めで薄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−　６　＝ ことが各種の実験（例えば走査型電子顕微鏡ににる写真
撮影）により明らかになってきている（　Ｅ　ｄｗａｒ
ｄ　　Ｒ、Ｗｕｏｒｉ　　ａｎｄ　　Ｐ　ｒｏｆｅｓｓ
ｏｒ　　Ｊ　。

ト１．　　　ＪｕｄＶ　　　：　　　”ＩＮＴＴＩＡＩ
　　　　　ＬＡＹＦＲＥＦＦＦＣＴ　　ＩＮ　　Ｇｏ−
ＣＲＦＩＬＭＳ”。

ＩＦＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、、ＶＯＬ、ＭＡＧ−２０゜Ｎ
ｏ、５．ＳＦＰＴＥＭＢＥＲ，１９８４，Ｐ　７７４〜
Ｐ７７５またはＷｉｌｌｉａｍ　　Ｇ、　Ｈａｉｎｃｓ
　：　”ＶＳＭＰＲＯＦ　Ｉ　Ｌ　ＩＮＧ　　ＯＦ　　
Ｃｏ　ＣｒＦＩＬＭＳ：Ａ　　ＮＥＷ　　ＡＮＡＩＹＴ
ＩＣ△１−ＴＥＣＩ−ＩＮ　ＩＱＬＪＥ”　ＩＥＥＥ　
　Ｔｒａｎｓ、、ＶＯｌ　、ＭＡＧ　　２０．Ｎｏ、５
．ＳＥＰＴＥＭＢ［Ｒ１９８４、Ｐ　８１２〜ｐ　８１
４）。本発明者は１２１８２点に注目しＣ０−Ｃｒ合金
を基どし、またこれに第三元素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との物理的性質を測定した
結果、第三元素としてＮｂまたは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よりも非常に小で
あることがわかった。本発明ではこの抵抗磁力を有り−
る小粒径結晶層を高透磁′４Ｖ、層どして用い高抗磁力
を右り−る大粒径結晶層を！ｐ直（涜灸化層どして用い
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より形成され
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。Ｇｏ−ＣｒＡ’＋’膜、　Ｇｏ　−
Ｃｒ−Ｎｌ〕％ＨＭ及びＣｏ　−Ｃｒ　−Ｔａ薄膜をス
パッタリングするに際（）、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ｆ’ｌは共に等しく設定した）。

＊スパッタ装「ゴ ＲＦマグネＩ〜ロンスパック装置 ＊スパッタリング方法 連続スパッタリング。予め予備排気ＪＴ１×１ｏ−”Ｈ
ｏｒｒ　：ｌ：でυ１気しＩＣ後Δｒガスを導入し１　
ｘ　１Ｏ−３Ｔ　ｏｒｒ　トＬ　タネベース ポリイミド（厚さ２０μｍ） ；トターゲツ１〜 Ｇｏ−Ｏｒ金合金上Ｎｂあるいはｌａの小片を載置した
複合ターゲット ＊ターゲット基板間距離 １０ｍｍ なお薄膜の磁気性↑１は振動試料型磁力片１（理研電子
製、以下ＶＳＭと略称する）にて、薄膜の組成はエネル
ギー分散型マイクロアナライザ（Ｋ　’Ｆ　ＶＥＸ着製
、以下ＦＤＸと略称する）にて、また結晶配向↑（１は
Ｘ線回折装置（理学電機製）にて夫々測定した。

Ｃｏ　　Ｃｒに第三元素としてＮｂを添加（２〜１０ａ
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０２μｍｎ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図に示す。同図Ｊ：り面内方向の
抗磁力（記号ＨＣ／で示す）がゼ［１近傍部分でヒステ
リシス曲線は急激に変則的に立ち上がり（図中矢印Ａで
示す）、いわゆる磁化ジャンプが生じていることがわか
る。スパッタリングされたＣｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜がス
バツタリング時に常に均一の結晶成長を行４丁゛つたと
仮定した場合、第１図に示されＩζ二磁化ジψンブは生
ずる【、１ずはなく、これよりＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎｌｌ
　訪膜内に磁気的１ノＩ質の異なる複数の結晶層が存在
号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Ｇｏ　
−Ｃｒ−Ｎｂをポリイミドベースに０．０５μ川の膜厚
でスパッタリングした記録媒体に１５ＫＯｅの１６界を
印加した場合の面内り向のヒステリシス曲線を第２図に
示す１．同図においては第１図に見られたようなヒステ
リシス曲線の１６化ジ入ノンプは生じておらず０，０５
μ川稈度の膜厚にお４ＪるＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎｂ　”ａ
ｌ膜は１均−な結晶とイｒつていることが理解される。

これに加えて同図より０．０５μｍ１程度の膜厚にお【
Ｊる抗磁力１−１ｃ／に注目づ−るに、抗磁ノ］１−１
ｃ／は極めて小イ【る値と４１つており面内方向に対Ｊ
る透（１１１率が人で′あることが理解される。上記結
果よりスパッタリングによりベース近傍位ｄにはじめに
成良づる初期層は抗（６力１Ｎ〕が小であり、この初期
層は走査ヘリ電ｆ窮１−’１０− 微粒写真で確かめられている（前記資お１参照）ベース
近傍位置に成長する小粒径の結晶層であるととえられる
。また初期層の上方に成長する層は、初期層の抗磁力Ｈ
ｃｚ、Ｊ：り大なる抗磁力１−ＩＣ／を右し、この層は
同じく走査型電子顕微鏡写真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併存するＣｏ−Ｃｒ　　
Ｎ　ｂ　”７１）膜において磁化ジャンプが生ずる理由
を第３図から第５図を用いて以下述べる。なお後述する
如く、磁化ジＡ７ンプは組成率及びスパッタリング条件
に関し全てのＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎｂ　薄膜に対して発生
するものではない。所定の条件下においてＣｏ　−Ｃｒ
−Ｎｂ　ｎ４Ｊ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Ｊ：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０．０７５μ■以
下、これについては後述Ｊ−る）を行ない、これを測定
することにより１ｑることができる（第４図に示り−）
。また大粒径結晶層は均一結晶構造を右しでいると考え
られ、かつ第３図に示すヒスプリシス曲線は小粒径結晶
層のヒス１１９７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／ｊめ第５図に示す如く
抗磁力＋−＋ＣＺ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。ツイ了わち第３図において示されている磁
化ジャンプのひ在は、磁気特性の異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Ｃｏ’−Ｃｒ　−Ｎｂ　肋膜にム磁気持刊の
異なる二層が形成されていることが即問でさる。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
イＪ１存するＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎｂ　ｉｌｌ膜上ヒステ
リシス曲線ら小粒径結晶層のみのＧｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜
のヒステリシス曲線を差引いて得られるヒスプリシス曲
線より求めることができる。上記各実験結果によりＣｏ
　−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、磁気持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Ｃｏ　−Ｃｒ　−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Ｃｏ　−Ｃｒ　−Ｎｂ　Ｎ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Ｇｏ−Ｃｒ　
−Ｎｂ　Ｎ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１−ＩＣ／、垂直方向の抗磁力）−１ｃＩ、磁化ジャ
ンプ量σｊを夫々描いたものである。

まず面内方向の抗磁力ＨＣ／に注目するに、膜厚寸法が
０．０８μｍ以下においては極めて小なる値（１５００
ｅ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。また膜厚寸法が大となっても抗磁力Ｈｃ
／は大きく変化するようにことはない。また磁化ジャン
プ量σｊに注目づ−ると、ＩＮヒジＡ７ンプ聞は膜厚寸
法が０．０７５μｍにて急激に立ち十がり０．０７５μ
ｍ以上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ツノ１１ｃ上に注目すると、
抗磁力Ｈｃ上は膜厚寸法０．０５μｍへ・０．１μｍで
急激に立ち上がり０１μｍ以上の膜厚寸法では９０００
６以上の高い抗磁力を示す。これらの結果より小粒径結
晶層ど大粒径結晶層の境は略０．０７５μｍの膜厚寸法
のところにあり、膜厚寸法が０．０７５μｍ１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−
１ｃ　／、　１−１ｃ上が低い、いわゆる抵抗磁力層と
なっており、また膜厚寸法が０．０７５μｍ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
方向に対する抗磁力Ｈｃ土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
となっている。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ＨＣ／、）−１ｃ上は低く、これより
大なる膜厚寸法（０，０７５μｍ以上）においては垂直
方向に対する抗磁力ＨＣＩ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）Ｉ
ｔ　７１１！Ｉされる。

次にＧｏ−（：ｒに第三元素どじてＴａを添加（１〜１
０ａｔ％添加範囲において同一現象が生ずる）し、上記
したＮ　１１添加した場合と同一の実験を行なった結果
を第７図に示す。第７図はＧＯ−’Ｃｒ−７ａ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ノＩＨＣ７，垂直
方向の抗磁カＨｃ上、　ｔｉｆｉ化ジＡ７ンブ量σＪを
夫々描いたものである。同図よりＣｏ−ｃｒにＴａ（！
−添加した場合も、Ｃ０−０ｒにＮｂを添加した場１合
と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の膜厚寸法のところにあり、膜
厚寸法が００７５μｍ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（６カｌ−１ｃｚ、１−１ｃ土が
低い（ＨＣ／、　Ｈｃ　土共に１７００ｅ以下）、イわ
ユる抵抗１６力層どなっており、また膜厚寸法が０．０
７５！Ｉｍ以上の大粒径結晶層は面内方向の抗磁力ＨＣ
／は低い乙のの垂直方向に対する抗磁カＨｃ土は非常に
高い値（７５００ｅ以−Ｌ）どなっている。

なお上記実験で注意すべきことは、スパッタリング条件
及びＮｂ、Ｔａの添加Ｉｆを前記した値（Ｎｌｌ　：　
２〜１０ａｔ％、　Ｔａ　：　１　・−１０ａｔ％）よ
り変えた場合磁化ジャンプは生じ＜−Ｈいが、しかるに
磁化ジＡ７ンプが午じイｒいｃ　ｏ　　ｃ　ｒ　　−Ｎ
ｌｌ　ｉ９膜。

ＧＯ−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Ｃ０−Ｃｒ　−Ｊｌｂ　薄膜
のヒステリシス曲線の一例を第８図に示７１−ｏ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１ｙｌｒ
　Ｂ　／は大粒径結晶層の残留磁化Ｍｒｃ／Ｊ：りも人
であるため、両結晶層を含む残留磁化Ｍｒ　Ａ　／は大
粒径結晶層の残留磁化Ｍ　ｒ　に　／のみの時よりも不
利どなり異方性磁界１−１ｋが小さくな＝　１６− る。また小粒径結晶層は配向が悪いこと（八〇５゜が大
）が知られており、また面内方向の抗磁力１−１ｃ／’
ｂ犬で垂直磁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１−
るｃＯ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びＣｏ　−Ｃｒ　−Ｔａ簿膜
を垂直磁気記録媒体として考えた場合、Ｇｏ　−Ｃｒ　
−Ｎｂ　１に膜及びｃｏ−Ｏｒ−ＴａＮ膜にその膜面に
対し垂直方向に膜厚の全てに亘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
不利な要因となる（１ｆ化ジヤンプが生じている場合及
び磁化ジャンプが生じていない場合の相方において不利
な要因となる）。ずなわら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ＨＣ／、ＨＣ、、Ｌが共に極めて低（（１７００ｅ
以下）、この層においては垂直磁化はほとんどされない
と考えられる。また磁化ジャンプが生じていない゛場合
の小粒径結晶層においても、面内方向の抗磁カドＩｃ／
は磁化ジャンプの生じている場合の抗磁力１」Ｃ／より
は大であるが垂直方向の抗磁ノノ１−ＩＣ土は手直磁気
記録を実現し得る稈の抗磁力はなくやはり良好な垂直磁
化は行／、ｆゎれイ１いと考えられる。従って膜面に対
して垂直り向に磁化を行なっても小粒径結晶層におりる
垂直１ｌｎｉ化はほとんど行なわれず、磁１り膜全体と
しての＋ｒｉイ磁化効率が低下してしまう。この影響は
リング−］アヘッドのように１６末の面内成分を多く含
む磁気ヘッドにおい−Ｃは顕著である。また膜厚寸法に
注目するに上記ＧＯ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びｃｏ−Ｏｒ−
Ｔａ薄膜を垂直磁気記録媒体として実用に足る膜厚寸法
（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どすると
小粒径結晶層の厚さｑ払は若干大となる傾向を示す）　
、Ｍ＋膜の膜厚寸法に対する小粒径結晶層の相対的厚ざ
寸法が人と４ｆ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時Ｈは、面内方向に対する
抗磁力１」ｃノが小であり比較的高い透（］録率を有し
ており、これは従来Ｃｏ−Ｏｒスリ膜とべ−ス間に配設
した裏打ち層（例えばＦｅ−ＮｉＲ１膜）と似た特性を
召している。つまりＣｏ　　Ｃｒ−ＮｂｉｔＵ膜及びｃ
ｏ　−Ｃｒ　−Ｔａ　’；ｔ９膜の単一般において、抵
抗磁力１」Ｃ／を右ケる小粒径結晶層をいわゆる裏打ち
層である高透磁率層として用い、垂直方向に高抗磁力１
−１ｃ土をイｊする大粒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
気記録媒体と等しい機能を実現することが可能であると
考えられる３゜この点に鑑み、Ｃｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ　薄
膜及びＧ。

−Ｃｒ−Ｔａ薄膜の組成率を変化させた場合、各薄膜の
厚さ寸法を変化させた場合における磁気時↑１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’Ｎｂ薄膜の組成率及び
膜厚寸法を変化させた場合にお（）る各種磁気特性を示
す図で、第１０図（Ａ）〜（［）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Ｃ
ｏ−Ｃｒに第三元素どしてＮｂを添ＩＪ口した場合でも
、磁化ジャンプ（第１０図（Ａ＞、（Ｄ）に矢印Ｂ、Ｃ
で示（Ｊ）が生じている１１５Ｉま垂直磁化に６　り（
）る垂直方向の抗磁力日Ｃ土は高い１「１と４Ｔるが磁
化ジ＼ｌンプが生じていない時は抗磁力１１Ｃ１は低い
値となっている。またＣｏ　−Ｃｒ　−Ｎｌｌ　Ｋ’Ｊ
膜の膜厚寸法が小（データでは約１／２）の方が抗磁力
１−ＩＣ」−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庫直＋７ｙ方杓Ｉｉ１　！；
’；ｌ　１１　ｋが小ざく、Ｍｒ　／／ＭＳはｃｏ−ｃ
ｒ薄薄膜比べて人でありか゛つ膜１−」寸法δが薄くな
るに従って人なる値とイする。これは面内方向に磁束分
イ１が大であるリングコアヘッドを用いる際不利な条イ
′４と考えられていた。しかるに上記各Ｃｏ　−Ｃｒ　
　Ｎ　ｂ　ｉｌｌ＆！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１／Ｉ（第１１図に示す）を
見ると、磁化ジャンプが生じているＧｏ−Ｃｒ−４Ｊｂ
薄股の再生出力の方がＩＩ目ヒジャンブの生じていない
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及びＣＯ−Ｃｒ　薄膜の再生出力
、」；りも良好と４１つており、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０２
μｍ〜１．０μｍ１程度の領域）においてはＣｏ−＝　
２０− Ｃｒ薄１１ＪＩ及び磁化ジャンプの生じていないＣ０−
Ｃｒ−Ｎｂ（ｉＤ膜においても再生出力は増加している
。しかるに磁化ジＡ７ンプの生じているＣｏ−Ｃｒ−Ｎ
ｂ薄膜ｔよ、上−２各薄膜の再生出力増加率に対して、
それＪ：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　−Ｎｂｉｔ？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。上記短波長領域においては再生出力曲線は上に凸
の放物線形状をどるが、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Ｃ’０−ｃｒ薄膜
及び磁化ジャンプの仕じていないＣＯ−Ｃｒ　−Ｎｂ　
Ｎ膜より人なる再仕出力を得ることかできた。なおＣｏ
　−Ｃｒ　−Ｔａ　薄膜においてもＧｏ　−Ｃｒ　−Ｎ
ｂ　薄膜と略同様な結束を得られた。第１２図に膜厚寸
法の責なるＧｏ−Ｃｒ薄膜に対するＣｏ　　Ｃｒ−Ｔａ
薄膜の磁気特性を示し、第１３図（Ａ）〜（Ｃ）に各薄
膜の形成する面内方向ヒステリシス曲線を、また第１４
図に配録波長−再生出力特性を示す。

上記現象は以下に示す理由に起因して牛ジ゛ると考えら
れる。Ｃｏ　−Ｃｒ−Ｎ　ｂ　？４９膜及びＧＯ−Ｏｒ
−Ｔａ薄膜（以下Ｃｏ　−Ｃｒ　−Ｎｂ　Ｈ膜とＧｏ　
−Ｃｒ　−Ｔａ　’ｆｉ’Ｊ膜を総称してＣｏ−Ｃｒ　
−Ｎｂ（Ｔａ）薄膜という）（３１スパツタリングに３
１：る薄膜形成時に第１５図に示す如くベース１近傍に
抵抗磁力を右する小粒径結晶＠２とその上方に特に垂直
方向に高い抗磁力を右する大粒径結晶層３ど二層構造を
形成する。９ｔｌ気ヘツド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
でかつ高透磁率を右する小粒径結晶層２内で磁束は面内
方向に進行し、磁気ヘッド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。よって磁束が形成リ−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
磁気記録位胃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には残留磁化の大なる垂直磁
化が行なわれる。ここで磁化ジャンプが生じている場合
どＩＡ：じていない場合にお（）る小粒径結晶層２の面
内方向の抗磁力ＨＣ／に注目づ−ると、第９図及び第１
２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１−ＩＣ／は磁化ジャンプが生じていな
い場合の抗磁力１−１ｃ／より小なる値どなっている。

周知の如く小粒径結晶層２がいわゆる裏拐ち層として機
能するためには低抗磁ツノ、高透磁率を有Ｊ−ることが
望ましく、よって磁化ジャンプの生じているＧｏ−Ｃｒ
　−Ｎｂ　　（Ｔａ　）ｎ膜の方が再生出力が良好であ
ると推測される。またＣｏ　　Ｃｒ　　’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の厚さ寸法を大とすることであり（
小粒径結晶層２の厚ざ寸法は略一定である）、これを大
とすることにより磁気ヘッド４と小粒径結晶層２の距離
が人どなり、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磁気ヘッド４がら放
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を横切って磁気ヘッド４の磁極に吸い込まれる。

従って垂直方向に対する磁化は分散された弱いものと４
すり良好な垂直磁化は行なわれない。しかるにＣｏ　−
Ｏｒ　−Ｎｂ　　（Ｔａ　）薄膜の膜厚寸法を小どり“
ると、磁気ヘッド４と小粒径結晶層２の距隙が小どなり
、小粒径結晶層２による磁束の吸込み効果が大となり磁
気ヘッド４から放Ｉこれた磁束は小粒径結晶層２に確実
に進１ｊシト記馬蹄形の磁気ループを形成する１、叩ら
、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
ると考えられる。すなわちｃｏ−Ｃｒ−Ｊｌ［１（Ｔａ
　）薄膜の膜厚寸法を小としたｈ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
れにより磁気ヘッド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
ると膜厚寸法が０．１μｍ〜０．３μｍｆｌｉ！痕の寸
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低抗磁力を有する層を形成するＣ
０−Ｃｒ−Ｎｂ（王ａＮｔ？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ットを取換え
る作業等は不用でＣ０−Ｃｒ−Ｎｂ（Ｔａ）１膜の形成
工程を容易にし得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
を製造することができる。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１００ｅ〜５０
００程度であり大粒径結晶層３の抗磁力１−１ｃ上に対
して極端に小なる値ではないため衝撃性のバルクハウゼ
ンノイズが発生することもなく良好な垂直磁気記録再生
を行ない得る。

発明の効果 上述の如く本発明になる垂直磁気記録媒体によれば、コ
バルト（ＧＯ）、クロム（Ｃｒ　）にニオブ（Ｎｂ　）
及びタンタル（Ｔａ　）のうち少なくとも一方を加えて
なる磁性材をベース上にコーティングした際形成される
抵抗磁力を有する小粒径結晶層とその上に形成される高
抗磁力を有する大粒径結晶層を、低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
として用いることにＪ、す、垂直磁気記録媒体の厚さを
薄くした場合高抗磁力を有する層におりる磁気抵抗は小
となり磁気ヘッドより放たれた磁束は容易に抵抗磁力を
有する層に進入し水平方向へ進行した後磁気ヘッドの１
１（１極にＣ急激にかつ鋭く高抗磁力を有Ｊ−る層を貝
通して（Ｕ気ヘッドの磁極に吸い込まれるｌこめ、高抗
磁力を右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Ｉこ低い抗磁
力を有する層は磁化ジャンプが生じている、ずイｒわち
面内方向に対する抗）６カが小で、かつ高透磁率を有す
る層であるため、いわゆる裏打ら層どして確実に機能す
ると共にその抗磁力は高抗ｔ１１ｉ力を右する層の抗磁
力に対して極端に小４′ｉ′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な垂直
磁気記録再生が行なわれ、更にはＧｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ　
薄ＩＦＪ及びｃｏ　　ｃ　ｒ　　−ｌａ　ｉ膜は連続ス
パッタリングにより形成されるため、二ｆＹｉＪｆｉｔ
造を形成させるためのスパッタリング条件の調整やター
ゲットの取換え作業は不用となり垂直磁気記録媒体の製
造工程を容易にできるど共にスパッタリング時間の短縮
を行ない得、上記の如く種々の効果を有する垂直磁気記
録媒体を量産性をもってかつ低］ス］・で製造すること
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ｃｏ　　−Ｃｒ　　Ｎ　ｂ薄膜のじステリシ
ス曲線を示す図、第２図は小粒径結晶層のヒスプリシス
曲線を示す図、第３図から第５図は磁化ジャンプが生ず
る理由を説明するための図、第６図はＣｏ　−Ｃｒ−Ｎ
ｂ薄膜が二層構造となっていること及び各層の磁気時１
４を示す図、第７図はＧＯ−Ｃｒ−Ｔａ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８図
は磁化ジャンプが生じていないＣｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ　ｔ
ｉｌｌ膜のヒステリシス曲線の一例を示す図、第９図は
ＣＯ−Ｃｒ薄膜及びＣｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜の組成率及
び膜厚寸法を変化させた場合における各種磁気特性を示
す図、第１０図は第９図に示した各薄膜のヒステリシス
曲線を示づ−Ｈ、第１１図はＣｏ　−Ｃｒ−Ｎｂ薄膜及
びＣｏ−ＣｒＥ９膜に垂直磁気記録再生を行なった時の
記録波長と再生出力の関係を示す図、第１２図はＣＯ−
ｃｒ　ｕ膜及びＣ０−Ｃｒ−Ｔａ薄膜の所定膜厚寸法に
お（）る磁気特性を示す図、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す図、第１４図（Ｊ第
１２図におりるＣｏ８４．８０ｒ１３．４　Ｔａ１．８
ｉＪ膜及びＣ０８１Ｃｒ１９薄膜（δ−０，１０μｍ１
）に垂直磁気記録再生を行なった時の記録波長ど再生出
力の関係を示す図、第１５図は本発明記録媒体の厚さ寸
法を小とした場合に磁束が形成する磁気ループを示す図
、第１６図は本発明記録媒体の厚さ寸法を人とした場合
に磁束が形成する磁気ループを示す図である。 １・・・ベース、２・・・小粒径結晶層、３・・・大粒
径結晶層、４・・・磁気ヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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をベース上にコーティングし
   低抗磁力を有するとその上に高抗磁力を有する層を形成
   してなり、該低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装置を垂直磁化層として用いること
   を特徴とする垂直磁気記録媒体。