JPS62234307A - 垂直磁気異方性薄膜 - Google Patents
垂直磁気異方性薄膜Info
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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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。
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］
本発明は強磁性薄膜に係り、より詳細には、膜面に垂直
方向に優れた磁気異方性を有し、又、磁化も大きく、垂
直磁気記録媒体として好適な強磁性薄膜に関する。
方向に優れた磁気異方性を有し、又、磁化も大きく、垂
直磁気記録媒体として好適な強磁性薄膜に関する。
［従来の技術］
現在、磁化記録方式としては、塗布型および蒸看型磁気
記録媒体を用いた面内記録方式が一般に採用されている
。しかし、この方式では平面内での磁化記録であるため
、その記録密面には原理的に限界がある。
記録媒体を用いた面内記録方式が一般に採用されている
。しかし、この方式では平面内での磁化記録であるため
、その記録密面には原理的に限界がある。
一方、これに対し、原理的により一層の高記録密度が可
能な垂直磁化記録方式が精力的に研究されている。この
方式は垂直ヘッドと垂直磁気異方性をもつ媒体とを組み
合わせることにより、超高密度記録を可能にしようとす
るものであり、最近はフロッピーディスクのみならず、
ハードディスクへの応用が期待されている。
能な垂直磁化記録方式が精力的に研究されている。この
方式は垂直ヘッドと垂直磁気異方性をもつ媒体とを組み
合わせることにより、超高密度記録を可能にしようとす
るものであり、最近はフロッピーディスクのみならず、
ハードディスクへの応用が期待されている。
上記垂直磁気記録媒体として、代表的な強磁性薄膜とし
ては、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜や、Ｂａフェライト薄膜な
どが知られている。
ては、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜や、Ｂａフェライト薄膜な
どが知られている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記Ｇｏ−Ｃｒ系合金薄膜は、耐摩耗性に問題があり、
又比較的高価な元素であるコバルトやクロムを含むため
に高価となり、また原材料とし工のこれらの元素の供給
に不安定性があるという問題点がある。
又比較的高価な元素であるコバルトやクロムを含むため
に高価となり、また原材料とし工のこれらの元素の供給
に不安定性があるという問題点がある。
又、Ｂａフェライト薄膜では、垂直磁気異方性と密接な
関係のある高配向結晶をつくる際に、薄膜作製条件が厳
しいという問題点がある。
関係のある高配向結晶をつくる際に、薄膜作製条件が厳
しいという問題点がある。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決するため、本発明者等は、まず、上記
従来の垂直磁気異方性薄膜の欠点が、作製条件の厳しさ
および高価な材料の使用の点に起因する事実に鑑み、こ
れらの欠点を解消するために鉄酸化物又は鉄酸化物を主
原料として、これに第３元素を添加した薄膜であって、
垂直磁気異方性の優れた磁性薄膜を見出すべく基礎実験
を試みた。
従来の垂直磁気異方性薄膜の欠点が、作製条件の厳しさ
および高価な材料の使用の点に起因する事実に鑑み、こ
れらの欠点を解消するために鉄酸化物又は鉄酸化物を主
原料として、これに第３元素を添加した薄膜であって、
垂直磁気異方性の優れた磁性薄膜を見出すべく基礎実験
を試みた。
すなわら、試料を鉄酸化物と鉄酸化物にシリコンを含む
組成のものとを一例として、ＲＦ２極スパッタ法で作製
した。
組成のものとを一例として、ＲＦ２極スパッタ法で作製
した。
なおターゲットは、Ｆｅ、Ｓ ！ １Ｓ ｉ０２シート
、Ｆ ｅ ２０ ］焼結ペレットのうち１種又は２種の
シート又はペレットをＦｅ２Ｏ３又はＦｅからなるター
ゲットの上に乗せた複合ターゲットとし、組成は複合タ
ーゲットの組合せによって変化させた。試料作製の条件
としては、アルゴン圧２Ｐａ、電極電圧１．３ｋＶで、
水冷されたパイレックスガラスを基板に用いた。
、Ｆ ｅ ２０ ］焼結ペレットのうち１種又は２種の
シート又はペレットをＦｅ２Ｏ３又はＦｅからなるター
ゲットの上に乗せた複合ターゲットとし、組成は複合タ
ーゲットの組合せによって変化させた。試料作製の条件
としては、アルゴン圧２Ｐａ、電極電圧１．３ｋＶで、
水冷されたパイレックスガラスを基板に用いた。
得られた試料の磁性薄膜は、
８・Ｆ ００．５６２００．４３８・
ｂ・Ｆ ００．５２Ｂ Ｓ ’ ０．０５８００．４１
４と０・Ｆ ００．４３２ Ｓ ’ ０．０Ｂ９００．
４７９の組成を有し、撮動試料型磁力計によって測定し
た磁化曲線は、それぞれ第３図、第４図および第５図゛
に示すとおりであった。なお、飽和磁化（ＭＳ）、異方
性磁界（１１ｋ）、面内の保磁力（ＨＣｏ＞と垂直方向
の保磁力（ＨＣ上）、面内と垂直方向に磁化させた場合
の残留磁化の比（Ｍｒｕ／Ｍｒ工）、膜厚等の諸全は、
下記第１表に示すとおりである。
４と０・Ｆ ００．４３２ Ｓ ’ ０．０Ｂ９００．
４７９の組成を有し、撮動試料型磁力計によって測定し
た磁化曲線は、それぞれ第３図、第４図および第５図゛
に示すとおりであった。なお、飽和磁化（ＭＳ）、異方
性磁界（１１ｋ）、面内の保磁力（ＨＣｏ＞と垂直方向
の保磁力（ＨＣ上）、面内と垂直方向に磁化させた場合
の残留磁化の比（Ｍｒｕ／Ｍｒ工）、膜厚等の諸全は、
下記第１表に示すとおりである。
第１表
また、薄膜の組成はＥＰＭＡによって定量分析した。
第３図、第５図より明らかなように、これらの磁性薄膜
は、膜面に垂直方向に大きな磁気異方性を有しており、
更には一般に垂直磁化膜としての必要な条件 Ｈｋ ≧４πＭＳ を満足しており、垂直磁化記録方式を可能にするＮ１１
ａであることが判明した。更に軟磁性層を裏打ちした二
層構造にした垂直磁気記録媒体では、必ずしも上記必要
条件を満足する必要もなく、条件は更に穏やかとなる。
は、膜面に垂直方向に大きな磁気異方性を有しており、
更には一般に垂直磁化膜としての必要な条件 Ｈｋ ≧４πＭＳ を満足しており、垂直磁化記録方式を可能にするＮ１１
ａであることが判明した。更に軟磁性層を裏打ちした二
層構造にした垂直磁気記録媒体では、必ずしも上記必要
条件を満足する必要もなく、条件は更に穏やかとなる。
第４図はｌ−１ｋ ＜ ４πＭＳであるが、垂直方向の
異方性磁界は５．３ｋＱｅあり、磁化も５４０ｅｍｕ／
ＣＣと大さく、垂直磁気記録媒体として優れた磁性薄膜
である。
異方性磁界は５．３ｋＱｅあり、磁化も５４０ｅｍｕ／
ＣＣと大さく、垂直磁気記録媒体として優れた磁性薄膜
である。
また、垂直方向の保磁力としても、試料ａで８３０Ｑｅ
を示し、試料すで９２０ｏｅを示し、試料Ｃで９６０Ｑ
ｅを示し、十分な値を有しており、更に飽和磁化も試料
ａが２４０ｅｍｕ／ｃｃ、試料すが５４０ｅｍｕ／ ｃ
ｃ １試料Ｃが３００ｅｍｕ／ＣＣと大きく、優れた垂
直磁化膜であることが判明した。
を示し、試料すで９２０ｏｅを示し、試料Ｃで９６０Ｑ
ｅを示し、十分な値を有しており、更に飽和磁化も試料
ａが２４０ｅｍｕ／ｃｃ、試料すが５４０ｅｍｕ／ ｃ
ｃ １試料Ｃが３００ｅｍｕ／ＣＣと大きく、優れた垂
直磁化膜であることが判明した。
また、一般に薄膜の組成の変化は、磁気特性の変化を伴
う・ものであるが、上記薄膜の場合、第１図における点
Ａ （−Ｘ ＝ ０．４８、Ｖ ＝ ０．５２）Ｚ＝０
）と点Ｇ （ｘ＝０ 、 ｙ＝０．６６７ 、ｚ＝０．
３３３）を結ぶ線分ＡＧより左側では、つまり低酸素側
では酸素の減少に伴い磁化は増加する傾向にある。
う・ものであるが、上記薄膜の場合、第１図における点
Ａ （−Ｘ ＝ ０．４８、Ｖ ＝ ０．５２）Ｚ＝０
）と点Ｇ （ｘ＝０ 、 ｙ＝０．６６７ 、ｚ＝０．
３３３）を結ぶ線分ＡＧより左側では、つまり低酸素側
では酸素の減少に伴い磁化は増加する傾向にある。
第６図はシリコンの原子割合を５．５〜６％に固定して
、酸素′ａ度を変化させた試料の磁化と異方性磁界との
関係を表わしたものであるが、Ｍ Ｓ ｚ５４０ｅｍｔ
Ｊ／ＣＣまで磁化の増加に伴って異方性磁界は単調に増
加し、５４０ｅｍｕ／ｃｃ以上では逆に磁化の増加にと
もない異方性磁界は減少する傾向にある。
、酸素′ａ度を変化させた試料の磁化と異方性磁界との
関係を表わしたものであるが、Ｍ Ｓ ｚ５４０ｅｍｔ
Ｊ／ＣＣまで磁化の増加に伴って異方性磁界は単調に増
加し、５４０ｅｍｕ／ｃｃ以上では逆に磁化の増加にと
もない異方性磁界は減少する傾向にある。
このように、上記基礎試験によって得た知見・に基づき
、更に試験研究を干ねた結果、ここに本発明をなしたも
のでおる。
、更に試験研究を干ねた結果、ここに本発明をなしたも
のでおる。
すなわち、本発明はＦｅｘ０．ｓ＋７の組成式を有し、
第１図において、 点Ａ（ｘ＝０．４８、Ｖ ＝ ０．５２．２＝０）点Ｂ
（ｘ＝０．６５、Ｖ ＝ ０．３５、ｚ＝０）点Ｃ（ｘ
＝０．６５、ｙ＝０．３０． ｚ＝０．０５）点Ｄ （
ｘ＝０．５０． ｙ＝０．３０、ｚ＝０．２０）点Ｅ
（ｘ＝０．３０１ｙ＝０．５０． Ｚ＝０．２０）点Ｆ
（ｘ＝０．３０． ｙ＝０．５７２ 、ｚ＝０．１２
８）を順次直線で結んだ範囲内の組成を有し、膜面に垂
直方向に有することを特徴とする垂直磁気異方性源Ｉｌ
Ｑである。例えば、これらの薄膜は垂直異方性磁界は２
ｋ（：） ｅ以上、磁化は１００ｍｕ／ＣＣ以上をもつ
。
第１図において、 点Ａ（ｘ＝０．４８、Ｖ ＝ ０．５２．２＝０）点Ｂ
（ｘ＝０．６５、Ｖ ＝ ０．３５、ｚ＝０）点Ｃ（ｘ
＝０．６５、ｙ＝０．３０． ｚ＝０．０５）点Ｄ （
ｘ＝０．５０． ｙ＝０．３０、ｚ＝０．２０）点Ｅ
（ｘ＝０．３０１ｙ＝０．５０． Ｚ＝０．２０）点Ｆ
（ｘ＝０．３０． ｙ＝０．５７２ 、ｚ＝０．１２
８）を順次直線で結んだ範囲内の組成を有し、膜面に垂
直方向に有することを特徴とする垂直磁気異方性源Ｉｌ
Ｑである。例えば、これらの薄膜は垂直異方性磁界は２
ｋ（：） ｅ以上、磁化は１００ｍｕ／ＣＣ以上をもつ
。
また、特に第２図に示した範囲の組成（特許請求の範囲
第（２）項に示す）とすることにより、異方性磁界から
３ｋＯｅ以上の垂直磁気異方性を有するか、またはＨ（
≧４πＲｓの条件を満す垂直磁気異方性薄膜とするもの
である。
第（２）項に示す）とすることにより、異方性磁界から
３ｋＯｅ以上の垂直磁気異方性を有するか、またはＨ（
≧４πＲｓの条件を満す垂直磁気異方性薄膜とするもの
である。
本発明の磁性薄膜は、上記構成とすることによって、優
れた垂直磁気異方性又は垂直磁化特性を有するが、ぞの
主だった点は、 ■ 膜面に垂直な磁化曲線における高角型性（例、角型
比０．９以上を有する） ■ 大きな保磁力を有する（例、１００＜５８から１１
００υｅである。） ■ 垂直磁気異方性が大きいく例、５．５ｋ＜１５ ｅ
以上である。） ■ 飽和磁化が大きい（例、異方性磁界５．５ｋＯｅの
磁性薄膜が５３０ｅｍｕ／ｃｃを有する。）などであり
、垂直磁化記録媒体としては理想的な材料である。
れた垂直磁気異方性又は垂直磁化特性を有するが、ぞの
主だった点は、 ■ 膜面に垂直な磁化曲線における高角型性（例、角型
比０．９以上を有する） ■ 大きな保磁力を有する（例、１００＜５８から１１
００υｅである。） ■ 垂直磁気異方性が大きいく例、５．５ｋ＜１５ ｅ
以上である。） ■ 飽和磁化が大きい（例、異方性磁界５．５ｋＯｅの
磁性薄膜が５３０ｅｍｕ／ｃｃを有する。）などであり
、垂直磁化記録媒体としては理想的な材料である。
次にＦｅｘＯｙＳ＋７における成分ｌｘ 、ｙ、２の範
囲限定理由について述べる。
囲限定理由について述べる。
鉄濃度（ｘ）、酸素濃度（ｙ）、シリコン濃度（２）が
第１図に示した枠内の範囲であれば、垂直磁気異方性磁
界が例えば２に５８以上で、飽和磁化が１０ｅｍｕ／ｃ
ｃ以上の垂直磁気異方性薄膜となる。
第１図に示した枠内の範囲であれば、垂直磁気異方性磁
界が例えば２に５８以上で、飽和磁化が１０ｅｍｕ／ｃ
ｃ以上の垂直磁気異方性薄膜となる。
特に、ｘ、ｙ、ｚが第２図の範囲であれば、垂直磁気異
方性磁界が更に大きい２．５に５ｅ以上の垂直磁気異方
性磁性薄膜又は形状による反磁界より大ぎな垂直磁気異
方性を０する垂直磁化膜となる。そして磁化は１０１０
０ｅ／ｃｃ以上である。
方性磁界が更に大きい２．５に５ｅ以上の垂直磁気異方
性磁性薄膜又は形状による反磁界より大ぎな垂直磁気異
方性を０する垂直磁化膜となる。そして磁化は１０１０
０ｅ／ｃｃ以上である。
したがって、本発明では、垂直磁気異方性領域として、
第１図に示した枠内の範囲に限定するものである。そし
て特に、異方性磁界２．５に００以上の垂直磁気異方性
を有する領域として、あるいはＨｋ≧４πＭＳの条件を
満す垂直磁化領域として、第２図に示した枠内の範囲が
良い。
第１図に示した枠内の範囲に限定するものである。そし
て特に、異方性磁界２．５に００以上の垂直磁気異方性
を有する領域として、あるいはＨｋ≧４πＭＳの条件を
満す垂直磁化領域として、第２図に示した枠内の範囲が
良い。
以下に、本発明の実施例を示す。なお、上記の基礎試験
で示した例も、本発明の実施例でおることはいうまでも
ない。
で示した例も、本発明の実施例でおることはいうまでも
ない。
［実施例］
Ｒ「スパッタ法により、第２表に示す
ＦｅｘＯｙＳｉ２からなる組成の磁性薄膜１〜１３を作
製した。作製条件はＦｅ ２０３円板（８０はφＸ５ｔ
、単位ｍｍ以下同じ）とその上のＦｅシート（５ｘ５
ｘ１２）と、Ｓｉ （５Ｘ５ ｘ１５） 、又はＳ ｉ
Ｏ２シート（５ｘ５ ｘ１５）とよりなる接合ターゲ
ットと、Ｆｅ円板（８０φ×５１）とその上のＦｅ ２
Ｑ ３焼結ペレツト（８φ×５ｔ）とＳ！ ０２シー
ト（５Ｘ５ Ｘ１ｔ）よりなる複合ターゲットを用いた
。
製した。作製条件はＦｅ ２０３円板（８０はφＸ５ｔ
、単位ｍｍ以下同じ）とその上のＦｅシート（５ｘ５
ｘ１２）と、Ｓｉ （５Ｘ５ ｘ１５） 、又はＳ ｉ
Ｏ２シート（５ｘ５ ｘ１５）とよりなる接合ターゲ
ットと、Ｆｅ円板（８０φ×５１）とその上のＦｅ ２
Ｑ ３焼結ペレツト（８φ×５ｔ）とＳ！ ０２シー
ト（５Ｘ５ Ｘ１ｔ）よりなる複合ターゲットを用いた
。
又、本実施例では、パイレックスガラスの基板を水冷式
とし、アルゴン圧２ ｐａ、陽極電圧１．３〜１．８ｋ
Ｖ、印加磁場５０ｔｊｅ、電極間距離４０ｍｍとした。
とし、アルゴン圧２ ｐａ、陽極電圧１．３〜１．８ｋ
Ｖ、印加磁場５０ｔｊｅ、電極間距離４０ｍｍとした。
得られた磁性薄膜の磁気特性、膜厚および成膜時におけ
る陽極電圧を第２表に併記フる。
る陽極電圧を第２表に併記フる。
なお、比較例として組成が本発明外のもの並びに従来例
としてｃｏ−Ｃｒｉ膜についても併記した。ただし比較
例は実施例と同様の条件で薄膜を作製したものである。
としてｃｏ−Ｃｒｉ膜についても併記した。ただし比較
例は実施例と同様の条件で薄膜を作製したものである。
［発明の効果１
上記第２表に示した結果から明らかなように、本発明の
磁性薄膜はいずれも優れた垂直磁気異方性を示し、従来
優れているといわれているＣｏ−Ｃｒ薄膜と同様ないし
はそれ取上の特性を示している。そして、原材料はＦｅ
、３ｉおよびＯであるから元素の供給は安定しており、
ざらに薄膜作製条件も比較的容易である。そしてＧｏ−
Ｃｒ合金にくらべて耐摩耗性にもすぐれている。一方、
本発明範囲外の比較例では十分な垂直磁気異方性が得ら
れていない。
磁性薄膜はいずれも優れた垂直磁気異方性を示し、従来
優れているといわれているＣｏ−Ｃｒ薄膜と同様ないし
はそれ取上の特性を示している。そして、原材料はＦｅ
、３ｉおよびＯであるから元素の供給は安定しており、
ざらに薄膜作製条件も比較的容易である。そしてＧｏ−
Ｃｒ合金にくらべて耐摩耗性にもすぐれている。一方、
本発明範囲外の比較例では十分な垂直磁気異方性が得ら
れていない。
第１図は本発明の組成範囲を示す三元組成図、第２図は
同実施態様を示す三元組成図、第３〜５図は３つの実施
例の磁化曲線を示すグラフ、第６図は３ｉ５．５〜６％
の場合にＯ濃度を変化させた試料の磁化と異方性磁界と
の関係を表わしたグラフである。 舛 Ｏ ３社 区
同実施態様を示す三元組成図、第３〜５図は３つの実施
例の磁化曲線を示すグラフ、第６図は３ｉ５．５〜６％
の場合にＯ濃度を変化させた試料の磁化と異方性磁界と
の関係を表わしたグラフである。 舛 Ｏ ３社 区
Claims (2)
- （１）Ｆｅ＿ｘＯ＿ｙＳｉの組成式を有し、第１図にお
いて、 点Ａ（ｘ＝０．４８、ｙ＝０．５２、ｚ＝０）点Ｂ（ｘ
＝０．６５、ｙ＝０．３５、ｚ＝０）点Ｃ（ｘ＝０．６
５、ｙ＝０．３０、ｚ＝０．０５）点Ｄ（ｘ＝０．５０
、ｙ＝０．３０、ｚ＝０．２０）点Ｅ（ｘ＝０．３０、
ｙ＝０．５０、ｚ＝０．２０）点Ｆ（ｘ＝０．３０、ｙ
＝０．５７２、ｚ＝０．１２８）を順次直線で結んだ範
囲内の組成を有し、膜面に垂直方向に磁気異方性を有す
ることを特徴とする垂直磁気異方性薄膜。 - （２）特許請求の範囲第（１）項において組成範囲が第
２図に示すように、下記点を順次結んだ範囲である垂直
磁気異方性薄膜。 点Ａ（ｘ＝０．４９、ｙ＝０．５１、ｚ＝０）点Ｂ（ｘ
＝０．５８、ｙ＝０．４２、ｚ＝０）点Ｃ（ｘ＝０．５
８、ｙ＝０．３７、ｚ＝０．０５）点Ｄ（ｘ＝０．５２
、ｙ＝０．３７、ｚ＝０．１１）点Ｅ（ｘ＝０．３３、
ｙ＝０．５６、ｚ＝０．１１）
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071047A JPS62234307A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 垂直磁気異方性薄膜 |
| DE3710477A DE3710477C2 (de) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | Dünne Schicht mit senkrechter Magnetisierungsisotropie |
| NL8700756A NL8700756A (nl) | 1986-03-31 | 1987-03-31 | Voor loodrechte magnetisatie bestemde anisotrope dunne film. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071047A JPS62234307A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 垂直磁気異方性薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234307A true JPS62234307A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0519966B2 JPH0519966B2 (ja) | 1993-03-18 |
Family
ID=13449217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071047A Granted JPS62234307A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 垂直磁気異方性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62234307A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956707A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-04-02 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | コバルトでエピタキシ−的に被覆された磁気記録用酸化鉄の製造法 |
| JPS59147422A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-23 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 磁性層の形成方法 |
| JPS6155484A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-19 | N T C Kogyo Kk | 止水弁付きの自動混合水栓 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61071047A patent/JPS62234307A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956707A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-04-02 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | コバルトでエピタキシ−的に被覆された磁気記録用酸化鉄の製造法 |
| JPS59147422A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-23 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 磁性層の形成方法 |
| JPS6155484A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-19 | N T C Kogyo Kk | 止水弁付きの自動混合水栓 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519966B2 (ja) | 1993-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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