JPS63124213A - 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、垂直磁気記録媒体に関する。さらに詳しくは
、カード、テープまたはディスク形状などで使用され、
基板上に主成分がＮｌｓ　ＦｅおよびＮｂからなる軟磁
性膜が形成され、さらにその上に垂直磁気異方性膜が形
成されていて、高密度磁気記録に適するとともに記録・
再生感度が優れている垂直磁気記録媒体に関する。

［従来の技術］ 従来より、高密度磁気記録を行なうには垂直磁気記録媒
体を用いるのが有効でることが知られており、その実用
化のために活発な研究が行なわれている。このような垂
直磁気記録媒体には、磁化容易方向が膜面に対して垂直
な方向となっている垂直磁気異方性膜が使用されている
。

そしてこの垂直磁気異方性膜としては、これまでスパッ
タリング法もしくは真空蒸着法によって形成されるコバ
ルト−クロム合金（コバルトとクロムの合金）の薄膜、
Ｐｅ３０ａの薄膜もしくはＯｓ−γＦｅ２Ｏ３の薄膜ま
たは塗布法もしくはスパッタリング法によって形成され
るバリウムフェライトの薄膜などが知られているが、と
りわけスパッタリング法または真空蒸着法によって形成
されるコバルト−クロム合金の薄膜は、たとえば記録密
度およびＳＮ比のような性能が優れており、その実用化
が強く期待されている。

そしてさらに、これらの垂直磁気異方性膜を用いた垂直
磁気記録媒体の記録・再生感度を向上させるために、特
公昭５８−９１号公報に記載されているように、前記垂
直磁気異方性膜の下地として軟磁性膜が設けられた２層
膜構造の垂直磁気記録媒体が提案されている。

そしてたとえば、Ｇｏ−Ｃｒ合金からなる単層の垂直磁
気異方性膜を使用した垂直磁気記録媒体に対し、これと
同じ垂直磁気異方性膜を使用し、さらにこの下地として
軟磁性膜を設けた前記２層膜構造の垂直磁気記録媒体は
、その記録・再生感度が約１０倍となっている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような２層膜構造の垂直磁気記録媒体に用いる軟磁
性膜としては、その初透磁率（μｍ）が高いこと即ち少
なくとも１００程度以上あることおよび飽和磁化（Ｘｓ
）が高いこと即ち少なくとも５００ｅｍｕ／　ｃｒｎ　
３程度以上であることなどの軟磁気特性が良いことが必
要であり、そしてさらにこの垂直磁気記録媒体中の垂直
磁気異方性膜の材料としてコバルト−クロム合金を用い
るばあいには、コバルト−クロム合金垂直磁気異方性膜
の結晶配向性への軟磁性膜の影響を考慮しなければなら
ない。

コバルト−クロム合金垂直磁気異方性膜の下地として使
用される軟磁性膜としては、スパッタリング法または真
空蒸着法などによって形成される各種のパーマロイの薄
膜が最も一般的に用いられている。これはパーマロイが
前記軟磁気特性に優れているだけでなく、前記スパッタ
リング法などによって形成されたパーマロイの軟磁性膜
の結晶構造がｆｃｃ構造をとりかつそのミラー指数（１
，１，１）の格子面が軟磁性膜が形成される基板に対し
て平行になっており、さらにその原子間距離がコバルト
−クロム合金のｈｃｐ構造のミラー指数（０，０，２）
の格子面の原子間距離とほぼ同じ値となっているために
このパーマロイの軟磁性膜上にコバルト−クロム合金を
製膜するばあいにエビタクシ−成長が行なわれうるとい
うことによる。従って、パーマロイ軟磁性膜のｆ’ｃｃ
＜ｌ　、　ｌ　、　１＞結晶軸の配向がコバルト−クロ
ム合金垂直磁気異方性膜のＣ軸配向を左右することにな
り、パーマロイ軟磁性膜の１’ｃｃ＜１　、１　、１＞
結晶軸の配向を良くしておかなければコバルト−クロム
合金のＣ軸配向が乱され、記録再生感度を悪化させるこ
とになる。

しかしながら、一般のパーマロイを用いてスパッタリン
グ法または真空蒸着法により軟磁性膜を形成しても、単
一に結晶配向した膜かえられず、多種類の配向面をもっ
た膜ができてしまう。第１図にマグネトロンスパッタリ
ング法により製膜したＮ１５ｏＦｅｓｏ合金のパーマロ
イの軟磁性膜のＸ線回折パターンを示す。第１図かられ
かるように回折角（２θ）−４３，６’付近に現われて
いるパーマロイのｆｅｅ構造のミラー指数（１，１，Ｌ
）の格子面に基づく回折Ｘ線強度の回折ピークのほかに
、回折角（２θ）−５１’付近に現われている［２，０
．０１の方向の面によると思われる幅広な回折Ｘ線強度
の回折ピークが認められる。また第２図には第１図の回
折角（２θ）　−４３，Ｂ。

におけるロッキングカーブとその半値幅（以下Δθ５ｏ
と記す）を示している。一般に結晶配向性を評価する指
標としてはこのΔθ５ｏを用いるが、第２図かられかる
ようにこのΔθ５ｏは２０″以上であり、結晶配向性は
極めて悪いことを示している。このΔθ５ｏはパーマロ
イのＮｉとＦｅの組成を変えても、また第３成分あるい
は第４成分としてＣｕまたはＭＯなどを含有させても、
通常の製膜条件では１５〜２０″程度であり、さらに膜
形成雰囲気のアルゴンガス圧を極端に下げるなどの特別
な条件を設定し厳密なコントロールをして製膜しても、
１０〜１５°程度となるのが限界であり、しかもこのよ
うな特別な条件下で厳密にコントロールする製膜条件は
実用上において困難である。

本発明は実用的な製膜条件下で軟磁性膜のｆｅｅ＜ｌ　
、　ｌ　、　Ｌ＞結晶軸の配向性をΔθ５ｏの値でｌＯ
″以下にすることにより、コバルト−クロム合金からな
る垂直磁気異性性膜の結晶配向性をΔθ５ｏの値で１０
＠以下となるようにし、記録中再生感度が良好な垂直磁
気記録媒体を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の垂直磁気記録媒体は、基板上に、軟磁性膜と、
磁化容易軸が膜面に対して垂直な方向となっている垂直
磁気異方性膜とが形成されてなる垂直磁気記録媒体であ
って、該軟磁性膜の主成分が旧、ｒｅおよびＮｂとなっ
ている。

まず本発明の垂直磁気記録媒体における軟磁性膜につい
て説明する。本発明の軟磁性膜はＮ１、ＦｅおよびＮｂ
を主成分とし、Ｎｂの含有割合は、Ｎｌ。

ｒｅおよびＮｂの総量に対し２〜２０原子％であり、望
ましくは５〜１４原子％であり、さらに望ましくは５〜
１２原子％である。そして従来の旧およびＦｏのパーマ
ロイまたはこれらに第３成分あるいは第４成分としてＣ
ｕまたはＭＯなどを加えたパーマロイに比べて、Ｎ１お
よびＦｅに第３成分としてＮｂを加え、スパッタリング
法または真空蒸着法によって軟磁性膜を形成するとｆｅ
ｅ構造の［１，１，１］方向の配向性が著しく改善され
Δθ５ｏの値で１０°以下となっている。

しかしながら前記Ｎｂの含有割合が２０原子％を超える
と形成される軟磁性膜の飽和磁化（Ｘｓ）が小さくなり
すぎ、また２原子％より少なくなると前記配向性を改善
する効果が小さくなる。

また本発明における軟磁性膜のＰｅの含有割合は、Ｎ１
％　ＦｅおよびＮｂの総量に対して５〜５５原子％であ
り、望ましくはｌＯ〜５０原子％である。ｒｅの含有割
合が５原子％より小さくなると、軟磁、性膜の飽和磁化
（Ｍｓ）が小さくなりすぎる。また、Ｐｅの含有割合が
５５原子％程度以上になると、インバー合金を形成する
可能性が生じ、このインバー合金が形成されると飽和磁
化（Ｍｓ）が著しく小さくなり、垂直磁気異方性膜の下
地軟磁性膜としては使用できなくなる。

つぎに本発明の軟磁性膜の製膜方法について説明する。

本発明の軟磁性膜は、スパッタリング法、真空蒸着法ま
たはイオンブレーティング法などの広義の蒸着法によっ
て形成することができるが、膜組成の均一性が優れてい
るなどの点からスパッタリング法により製膜することが
望ましい。

スパッタリングのターゲットとしては、Ｐｅ５Ｎｉおよ
びＮｂからなる合金ターゲット、または、たとえば、層
板上に任意の数のＦｅおよびＮｂのチップを載せた複合
ターゲットなどを使用することができる。スパッタリン
グに先立って、軟磁性膜を形成すべき基板を加熱または
プラズマ処理などでクリーニングすることは、形成され
る軟磁性膜の軟磁気特性を向上させる効果がある。

また十分に予備スパッタリングすることにより、前記タ
ーゲット表面の洗浄を行なうことも必要である。スパッ
タリング法としては直流法、高周波法またはマグネトロ
ン法などいずれも使用できる。またスパッタリングガス
としてはアルゴンを使用する。アルゴンガスの圧力は１
〜２０ａＴｏｒｒであるのが好ましい。

ここでアルゴンガス圧は、軟磁性膜の磁気的特性および
機械的特性を考慮すれば低い方が好ましいが、１ａ＋Ｔ
ｏｒｒ程度より低くするとスパッタリングにおける安定
な放電が維持できなくなるので好ましくない。

軟磁性膜を形成する基板の温度は室温〜１００℃程度が
好ましい。この基板の温度は磁気特性を考慮すれば低い
方が好ましいが、室温以下にすることは基板の冷却にコ
ストがかかり経済的でなく好ましくない。

使用される軟磁性膜の厚さは、その飽和磁化（Ｘｓ）に
よって異なるが１，０００〜１０．０００人である。

つぎに本発明にかかわる軟磁性膜上に形成される垂直磁
気異方性膜について説明する。

本発明の軟磁性膜は、とくにＧｏ−Ｃｒ合金からなる垂
直磁気異方性膜の結晶配向性を改善する目的で発明され
たものであり、本発明にかかわる垂直磁気異方性膜の材
料としてはコバルト−クロム合金を用いるのがとくに好
適であるが、これに限定する必要はなく、たとえばＣｏ
−Ｖ合金、Ｃｏ−Ｎｏ合金またはＣｏ−Ｃｒ−Ｒｈ合金
などのＣｏ系の六方晶合金であれば聞届なく使用できる
。

これらの垂直磁気異方性膜もスパッタリング法、蒸着法
またはイオンブレーティング法などの広義の蒸着法によ
って製膜でき、従来知られている一般的な方法および条
件で製膜できる。

形成される垂直磁気異方性膜の厚さは、通常１０００〜
３０００人である。

また本発明の前記軟磁性膜および垂直磁気異方性膜を形
成すべき基板としては、アルミニウムおよびステンレス
などの金属板またはポリイミド、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリメチルメタクリレートもしくはポリカーボ
ネートなどのプラスチックなどからなるフィルム、シー
トもしくは板などが使用できる。通常使用されるこの基
板の厚さは５ρないし２　ｉｎである。

［実施例〕 つぎに本発明の垂直磁気記録媒体の実施例をＲＦマグネ
トロンスパッタリング法により基板上に軟磁性膜を形成
し、さらにその上に垂直磁気異方性膜を形成したばあい
について説明する。

実施例Ｉ ＲＰマグネトロン型スパッタリング機を用いて、５０虜
の厚さの洗浄されたポリイミド基板上にＮｌ。

ＦｅおよびＮｂからなる軟磁性膜を形成し、さらにその
上にＣｏ−Ｃｒ合金からなる垂直磁気異方性膜を形成し
た。

軟磁性膜形成におけるターゲットには直径が６インチで
あり厚さが２　＋１１１１であるＮ　ｌ　７９　Ｆ　（
３１Ｑ　Ｎ　ｂ　１ｔａ合金製の円板を用いた。このタ
ーゲットと前記基板との距離は５　ｃｍであり、基板が
設けられている雰囲気のアルゴンガス圧は１．５ωＴｏ
ｒｒである。冷却水を流して基板を冷却しながら基板温
度を５０℃以下に保持した。１ｋＷのスパッタリングパ
ワーで充分に予備スパッタリングを行なってターゲット
表面を洗浄したのちに、シャッターを開き１０分間スパ
ッタリングを行ない、基板上に約５０００人の厚さの軟
磁性膜を形成した。えられた軟磁性膜をＸ線回折装置で
回折角（２θ）に対する回折Ｘ線強度を測定したところ
、その結果を示す第３図かられかるように単一の回折Ｘ
線強度の回折ピークのみが現われ、ｆｃｃ構造のミラー
指数（１，１，１）の格子面についての単一配向膜かえ
られていることがわかった。またこの回折ピークの回折
角におけるロッキングカーブを求めると第４図に示すよ
うになり、このばあいのΔθ５ｏは７．７’となり極め
て良好な配向性を有していることがわかった。また試料
振動型磁力計を使用して磁化曲線を測定したところ、初
透磁率は１０３０であり、また保磁力（Ｈｃ）は１．２
００であって、２層膜垂直磁気記録媒体用の軟磁性膜と
しては充分な値であった。

つぎに前記スパッタリング機においてターゲットをＣＯ
１ｓ　Ｃｒ　ｔ　９合金に換え、基板温度を１２８℃と
し、スパッタリングパワーを２００Ｗとし、またアルゴ
ンガス圧を５　ｍＴｏｒｒとして、２分間スパッタリン
グを行ない、本実施例１の軟磁性膜上に約２０００人の
厚さのＣ０１８Ｃｒ　１９合金からなる垂直磁気異方性
膜を形成した。えられたＣｏ−Ｃｒ合金垂直磁気異方性
膜のｈｃｐ構造のミラー指数（０，０，２）の格子面の
配向性を、Ｘ線回折試験による回折角（２θ）−４４，
４°における回折ピークのロッキングカーブを測定し、
半値幅Δθ５ｏを求めて調べたところΔθ５ｏ−７，５
°となり、極めて良好な配向性を示した。

比較例１ 実施例１に対応する比較例１としてＮｂを含まない軟磁
性膜を形成した。

スパッタリングのターゲットとして Ｎ１□Ｂ、５ＦＣ２１，５合金を使用する他は実施例１
と同様の条件によりポリイミド基板上に軟磁性膜を形成
した。

えられた軟磁性膜について実施例１と同様にＸ線回折分
析を行なったところ回折角（２θ）−４３，６°の付近
の他に回折角（２θ）−５１°の付近に回折Ｘ線強度の
回折ピークが観察された。回折角（２θ）−４３，６に
おけるロッキングカーブを求めΔθ　を求めるとΔθ　
−３２°となった。

これにより比較例１の軟磁性膜は実施例１のそれと比較
して配向性が劣ることがわかる。

実施例２ 基板上に軟磁性膜を形成するためのスパッタリングのタ
ーゲットとしてＮＩ４８．５Ｆｅ４２．３Ｎｂ９．２合
金を使用し、スパッタリングの条件として雰囲気のアル
ゴンガス圧を５　ｍＴｏｒｒとし、スパッタリング時間
を４分間とする他は実施例１と同様にしてポリイミド基
板上に約２０００人の厚さの”４８．５Ｆｅ４２．３Ｎ
ｂ９．２合金の軟磁性膜を形成し、さらにその上に実施
例１と同様な方法により約２０００人の厚さのＣＯｇ　
ｔ　Ｃｒ　ｌ　ｔａ金合金らなる垂直磁気異方性膜を形
成した。えられた軟磁性膜をＸ線回折装置で回折角（２
θ）に対する回折Ｘ線強度を測定した結果を第５図に示
す。第５図かられかるように本実施例２においてはｆｅ
ｅ構造のミラー指数が（１，１，１）の格子面について
の単一配向の軟磁性膜かえられている。また第５図で示
すＩ’ｃｃ構造のミラー指数（１，１，１）の格子面に
対応する回折ピークの回折角におけるロッキングカーブ
を求めると第６図のようになりΔθ５０＝８．５’とな
った。この軟磁性膜の配向性（Δθ５ｏ）、初透磁率（
μｌ）および保磁力（ｌｉｅ）ならびに軟磁性膜上にえ
られたＣｏ−Ｃｒ合金垂直磁気異方性膜のｈｃｐ構造の
ミラー指数（０，０，２）の格子面の配向性（Δθ５ｏ
）を測定した結果を第１表示す。

第　　１　　表 比較例２ 比較例２においても実施例２に対応してＮｂを含まない
軟磁性膜を形成した。

スパッタリングのターゲットとしてＮ１５５Ｐｅａｓ合
金を使用する他は実施例２と同様の条件によりポリイミ
ド基板上に軟磁性膜を形成した。えられた軟磁性膜につ
いて実施例１と同様にＸ線回折分析を行なったところ比
較例１と同様に回折角（２θ）−４３，６°の付近の他
に回折角（２θ）−５１’付近にも回折Ｘ線強度の回折
ピークが観察された。また回折角（２θ）−４３，８’
におけるロッキングカーブを求めΔθ５ｏを求めるとΔ
θ５０”２１’となった。比較例２ちまた実施例１およ
び実施例２と比較して軟磁性膜の配向性が劣ることがわ
かる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によるＮ１、ＦｅおよびＮｂからな
る軟磁性膜は、極めて高い結晶配向性を有しえるので、
Ｃｏ−Ｃｒ合金などからなる垂直磁気異方性膜をその上
に形成させることにより、これらを高結晶配向性を有す
る垂直磁気記録媒体にすることができ、その結果、高い
記録・再生感度を宵する垂直磁気記録媒体を提供できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮ１５ｏＦｅｓｏ合金のパーマロイの軟磁性膜
のＸ線回折図、第２図は第１図の回折角（２θ）−４３
，８＠におけるロッキングカーブを示す図、第３図は実
施例１の軟磁性膜のＸ線回折図、第４図は第３図の回折
ピークの回折角におけるロッキングカーブを示す図、第
５図は実施例２の軟磁性膜のＸ線回折図、第６図は第５
図の回折ピークの回折角におけるロッキングカーブを示
す図である。 特許出願人　　鐘淵化学工業株式会社 ２１　図 才２図 ２３図 才４２ 回（７丁角（２Ｂ）Ｌ反ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に、軟磁性膜と、磁化容易軸が膜面に対して
   垂直な方向となっている垂直磁気異方性膜とが形成され
   てなる垂直磁気記録媒体であって、該軟磁性膜の主成分
   がＮｉ、ＦｅおよびＮｂである垂直磁気記録媒体。 ２　前記軟磁性膜が一般式 Ｎｉ＿［＿１＿０＿０＿−＿（＿ｘ＿＋＿ｙ＿）＿］Ｆ
   ｅ＿ｘＮｂ＿ｙ（ただし、５≦Ｘ≦５５であり、２≦Ｙ
   ≦２０である）で表わされるものからなる特許請求の範
   囲第１項記載の垂直磁気記録媒体。 ３　前記垂直磁気異方性膜が、コバルトとクロロムの合
   金からなる特許請求の範囲第１項または第２項記載の垂
   直磁気記録媒体。