JPS6235605A - 軟磁性薄膜 - 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 本発明は軟磁性薄膜に関するものである。

口、従来技術 近年の情報量の増加に伴い、高密度記録への要求が高く
なっている。　磁気記録の分野においては、磁気記録層
に対し水平方向の磁化による記録が一般的に行なわれて
いるが、この水平磁化による記録の場合、記録信号が短
波長になるにつれ（即ち、記録密度を増加していくにつ
れ）、磁気記録媒体内の反磁界が増加して残留磁化の減
衰と回転を生じ、再生出力が著しく減少する。

これに対し、磁気記録媒体の磁気記録層の厚さ方向の磁
化（いわゆる垂直磁化）による記録を行なうときは、短
波長になるにつれ、減磁界が小さくなるので、この短波
長域の記録においては、上記従来の水平磁化記録よシも
垂直磁化による記録のほうが有利であると言われている
。

上述の垂直磁気記録媒体の構成としては、公知の通シ、
非磁性支持基板上に、スパッタ法、真空蒸着法等の手段
で作製される磁束集中層として作用する０、２〜０．８
μｍ程度の厚さのＮｉ−Ｆｅ　　合金薄膜等からなる軟
磁性層と、記録層として作用する０、１〜０．６μｍ程
度の厚さのＣｏ−Ｃｒ合金薄膜等から成る垂直磁気異方
性膜とを順次積層することによって、高感度、高密度記
録が可能である。

前記の如き軟磁性層としては、一般に、パーマロイと呼
ばれるＦｅ−Ｎｉ合金膜が用いられているが、その性能
は満足できるものではなく、種々の改良が提案されてい
る。　材質のＦｅ−Ｎｉをそのまま用いる場合には、こ
の軟磁気特性を向上させるために基板に負バイアスをか
けたシ、製膜後に真空状態を維持した中で熱処理を施す
等の方法が提案されているものの複雑な工程を必要とし
、実用的でない。　また、材質の改良として、Ｆｅ−Ｎ
ｉに、モリプデｙ　（Ｍｏ　）、銅（Ｃｕ）、インジウ
ム（Ｉｎ）等を添加するという方法も提案されているが
、これらの非磁性金属の添加は全磁束量の低下をもたら
し、軟磁性層として満足できるものでは々い０ハ１発明
の目的 本発明の第１の目的は、新規な高密度記録に適する磁気
記録媒体用の軟磁性薄膜を提供することである。

本発明の第２の目的は、記録感度、再生感度を向上させ
た磁気記録媒体用の軟磁性薄膜を提供することである。

本発明の第３の目的は、軟磁性層の軟磁気特性を向上さ
せ、かつ軟磁性層上に形成される垂直磁化膜の結晶配向
性を向上させることである。

二１発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、鉄、コバルト、ニッケル及びモリブデ
ンを主成分とする軟磁性薄膜に係るものである。

本発明によれば、軟磁性薄膜成分として鉄、ニッケルに
加えて、モリブデンを添加して材質を改良している（透
磁率の向上）のみならず、更にコバルトを添加すること
によって磁束量の低下を効果的に防止しかつ異方性磁界
の減少等の磁気特性の向上を図ることが可能となる。

本発明において、軟磁性層に含有される各金属の割合は
特に限定されないが、実用的に好ましい範囲は、各重量
比で（６０〜９０％）　Ｎｉ　−（１０〜２５％）Ｆｅ
−（０，１〜１５チ）Ｃｏ−（２〜６チ）Ｍｏである。

本発明における軟磁性薄膜の成分は前記Ｆｅ、Ｎｉ。

ＣｏＸＭｏのみに限定されるものではなく、ジルコニウ
ム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、チタｙ（Ｔｉ）、ガドリニウ
ム（Ｇｄ）、インジウム（Ｉｎ　）、タンク”（Ｔａ）
、アルミニウムＡｔ、クロムＣｒ１タングステンＷ１マ
ンガンＭｎ、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ　）から
選ばれる１種または２種以上の金属を、重量比で総量１
０％以下添加しても本発明の有効性がそこなわれるもの
ではないＯ 本発明による鉄−ニッケルーコノくルトーモリプデンを
主成分とした軟磁性層を形成する手段としては、公知の
真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング、メ
ッキ、分子線蒸着等が用いることができるが、好ましく
はスパッタリング法である。

本発明の軟磁性膜は、鉄−二ツケル−コバルト−モリブ
デンを主成分とする軟磁性薄膜であってよいが、こうし
た軟磁性薄膜の適用可能な分野としては、磁気ヘッド材
、バブル式メモリ媒体、磁気記録媒体等があるが、好ま
しくは、コバル）−クロム（Ｃｏ−Ｃｒ）合金薄膜等と
の積層構成からなる垂直磁気記録媒体である。

次に、本発明を図面参照下に更に詳細に説明するＯ 第１図は、磁気記録媒体の一例を示すものであって、非
磁性基体６上に、厚さ０．２〜０．８μｍのＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ−Ｍｏからなる軟磁性層１１が形成され、この上
に厚さ０．１〜０，６μｍのＣｏ−Ｃｒからなる垂直磁
化膜１０が積層されている。

軟磁性層１１（更には磁化膜１０も）は第２図に示す対
向ターゲットスパッタ法で形成してよい。

即ち、第２図において、１は真空槽、２は真空槽１を排
気する真空ポンプ等からなる排気系、３は真空槽１内に
所定のガスを導入してガス圧力を１０−１〜１０　’　
Ｔｏｒｒ程度に設定するガス導入系である。　ターゲッ
ト電極は、ターゲットホルダー４によシ一対のターゲッ
トＴ１、Ｔ２を互いに隔てて平行に対向配置した対向タ
ーゲット電極として構成されている。　これらのターゲ
ット間には、磁界発生手段（図示せず）による磁界が形
成される。

一方、薄膜を形成すべき基体６は、供給ロール５と巻取
ロール７との間で搬送されるが、丁度上記対向ターゲッ
ト間の側方に垂直に配置されるようにしておく。

このように構成されたスパッタ装置において、平行に対
向し合った両ターゲットＴ１、Ｔ２の各表面と垂直方向
に磁界を形成し、この磁界により陰極降下部（即ち、タ
ーゲノ）　Ｔ１−　Ｔ２間に発生したプラズマ雰囲気と
各ターゲットＴ、及びＴ２との間の領域）での電界で加
速されたスノくツタガスイオンのターゲット表面に対す
る衝撃で放出されたγ電子をターゲット間の空間にとじ
込め、対向した他方のターゲット方向へ移動させる。　
他方のターゲット表面へ移動したγ電子は、その近傍の
陰極降下部で反射される。　こうして、γ電子はターゲ
ラ）　Ｔ１−　Ｔ２間において磁界に束縛されながら往
復運動を繰返すことになる。　この往復運動の間に、γ
電子は中性の雰囲気ガスと衝突して雰囲気ガスのイオン
と電子とを生成させ、これらの生成物がターゲットから
のγ電子の放出と雰囲気ガスのイオン化を促進させる。

　従って、ターゲラ）Ｔ、−Ｔ２間の空間には高密度の
プラズマが形成され、これに伴なってターゲット物質が
充分にスパッタされ、側方の基体６上に堆積してゆくこ
とになる。

この対向ターゲットスパッタ装置は、他の飛翔手段に比
べて、高速スパッタによする高堆積速度の製膜が可能で
あり、また基体がプラズマに直接曝されることがなく、
低い基体温度での製膜が可能でちる等のことから有°利
である。　しかも、対向ターゲットスパッタ装置によっ
て飛翔した膜材料の基板への入射エネルギーは、通常の
スパッタ装置のものよシも小さいので、材料が所望の方
向へ方向性を以って堆積し易い。　従りて特に、垂直磁
化記録に適した構造の膜を得易くなる。

次に、上記のスパッタ装置を用いて磁気記録媒体を作成
する具体例を説明する。

との作成条件は以下の通りであった。

ターゲツト材　　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ合金又はＣｏ
−Ｃｒ合金 基体　　　　　　ポリエチレンテレフタレートフィルム 基体搬送速度　　２．５　ａｙｔ／　ｍ　ｉ　ｎ対向タ
ーゲット間隔　　１００朋 スパッタ空間の磁界　　１０００ｅ ターゲツト形状　　１００朋直径の円盤（５顛厚）基体
とターゲット端との間隔　　３０玉真空槽内の背圧　　
２　Ｘ　１０　’　Ｔｏｒｒ導入ガス　　　　　Ａｒ 導入ガス圧　　　　１．５　Ｘｌ０−３Ｔｏｒｒスパツ
タ投入電力　　５項 このようにして第１図に示す如く、ベースフィルム６上
に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｇｏ−Ｍｏ軟磁性層１１及びＣｏ−Ｃ
ｒ磁性層１０を有する磁気記録媒体が得られる０ ホ、実施例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１ 非磁性基板を充分に洗浄、脱脂、乾燥し、その上にＦｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ（鉄（Ｆｅ）＝４４重量％、ニッケ
ル（Ｎｉ　）・・・７８重量％、コバル）（Ｃｏ）・・
・５重量％、モリブデン（Ｍｏ）・・・３重量％）合金
をＲＦマグネトロンスパッタ法によって形成した。　形
成条件は、到達真空度７　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ　％
アルゴン圧２×１Ｏ−３Ｔｏｒｒにて、高周波電力６０
０Ｗ、基板温度水冷、基板回転数５ｒｐｍ、基板−ター
ゲット間距離１０ｃｎＩで約加分間のスパッタ製膜を行
った。　その結果、膜厚０．５μｍの薄膜を得、磁気特
性は以下の通シ非常に良好であった。

飽和磁化　　９２００ガウス 抗磁力　　　０．５１エルステツド 異方性磁界　０．９５工ルステンド 実施例２ 対向ターゲット式スパッタ法を用いた第２図の如き巻取
式対向ターゲットスパッタ装置によシ、ポリエチレンテ
レフタレート上にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ　（Ｎｉ　：
　７８重量％、Ｆｅ：１４重量％、Ｃｏ　：５重量％、
Ｍｏ：３重量％）合金薄膜を形成した。　形成条件は、
到達真空度２ＸＩＯ’Ｔ７ｏｒｒ　、アルゴン圧１．５
　ＸＩＯ”−５Ｔｏｒｒ　、投入電力５ＫＩＩｌ、基板
温度水冷、基体送速度２．５ｃＩｎ／　ｍｉｎであった
。　その結果、膜厚０．４５μｍの薄膜を得、磁気特性
は以下の通シ非常に良好であった。

飽和磁化　　９２００ガウス 抗磁力　　　０．９２エルステツド 異方性磁界　１．２４工ルステツド 比較例１ 実施例１と同様な条件にて、Ｆｅ　−Ｎｉ　−Ｍｏ　（
Ｆｅ　：１６重量％、Ｎｉニア９重量％、ＭＯ；５重量
％）合金を製膜し、以下の磁気特性を得たが、磁化量の
減少、抗磁力、異方性磁界の増大が生じている０飽和磁
化　　７７００ガウス 抗磁力　　　２．７エルステソド 異方性磁界　１２．５工ルステツド 比較例２ 実施例２と同様な条件にて、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ（Ｆｅ：
１６重量％、Ｎｉニア９重量％、Ｍｏ：５重量裂）合金
を製膜し、以下の磁気特性を得た。

飽和磁化　　７７００ガウス 抗磁力　　　６．８エルステツド 異方性磁界　１８５エルステツド 実施例３ 対向ターゲット式スパッタ法を用い、基板回転機構を付
加したスパッタ製膜装置により、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ　−
Ｍｏ　（Ｎｉ　：　７８重量％、Ｆｅ　：　１４重量％
、Ｃ。

：５重量％、Ｍｏ　：３重量％）合金薄膜を、アルミニ
ウム材にニッケルーリンをメッキしたサブストレート上
に形成した。　形成条件は、到達真空度２　Ｘ　１０”
”Ｔｏｒｒ　、アルゴン圧１．５　Ｘｌ０−３Ｔｏｒｒ
　、投入電力２に＄Ｉ＋、基板温度２００℃、基板自転
速度５ｒｐｍ膜形成速度０．１μｍ／分にて、膜厚０．
５μｍの薄膜を得、磁気特性は以下の通シ非常に良好で
あった。

飽和磁化　　９２００ガウス 抗磁力　　　０．１８エルステツド 異方性磁界　０．４１工ルステツド 比較例３ 実施例３と同様な条件にて、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ（Ｆｅ：
１６重量％、Ｎ１　：　７９重量％、Ｍｏ：５重量％）
合金を製膜し、以下の磁気特性を得た。

飽和磁化　　７７００ガウス 抗磁力　　　２，５エルステツド 異方性磁界　１１．９　　エルステッド以上のように、
本発明に基（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ。

合金薄膜は、公知のパーマロイ、モリブデンパーマロイ
、スーパーマロイ等よシも数段優れた軟磁性薄膜である
ことが明白である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示するものであって、第１図は磁気記
録媒体の断面図、 １　　傘２図は対向ターゲットスパッタ装置の概略断面
図 である。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・・・・・・・・・真空槽 ２・・・・・・・・・・・・排気系 ３・・・・・・・・・・・・　ガス導入系５．７・・・
・・・・・・・・・　ロール６・・・・・・・・・・・
・基体 １０・・・・・・・・・・・・磁性層 １１・・・・・・・・・・・・軟磁性層Ｔ、　、’ｒ２
・・・・・・・・・・・・ターゲットである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鉄、コバルト、ニッケル及びモリブデンを主成分と
   する軟磁性薄膜。