JPS6363969B2 - - Google Patents

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JPS6363969B2
JPS6363969B2 JP57050975A JP5097582A JPS6363969B2 JP S6363969 B2 JPS6363969 B2 JP S6363969B2 JP 57050975 A JP57050975 A JP 57050975A JP 5097582 A JP5097582 A JP 5097582A JP S6363969 B2 JPS6363969 B2 JP S6363969B2
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layer
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magnetic
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JP57050975A
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/851Coating a support with a magnetic layer by sputtering

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、高密度記録ができる金属薄膜からな
る磁気記録媒体に関し、更に詳しくは近年実用化
研究の盛んな垂直磁気記録方式に好適な非磁性基
板上に低抗磁力(保磁力ともいう)層と膜面に垂
直方向の磁気異方性を有する磁気記録層(以下
“垂直磁化層”という)とを順次積層した磁気記
録媒体に関する。 上述の低抗磁力層と垂直磁化層とからなる二層
膜の磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式において
単極型ヘツドによつて効率良く記録できる垂直磁
気記録媒体として特開昭54−51804号公報に提案
されている。この提案された二層膜構成の磁気記
録媒体(以下“二層膜媒体”という)は、具体的
にはRF2極スパツタ法で作成され、低抗磁力層を
パーマロイで垂直磁化層をCo(コバルト)−Cr(ク
ロム)合金膜で構成したものであり、高い記録感
度と大なる再生出力を得られる優れたものである
が、実用面から下記の問題がある。 すなわち、上述した従来の二層膜媒体において
は、記録密度と関係する垂直磁化層の垂直配向性
を示すロツキングカーブの半値巾△θ50の値が、
低抗磁力層を設けない垂直磁化層のみからなる単
層膜に比べて悪くなり、それだけ垂直磁気異方性
が低下する問題がある(昭和54年度電気関係学会
東北支部連合大会1F6、昭和56年度電子通信学会
半導体・材料部門全国大会S7−1参照)。 本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、
従来の単層膜と同程度の垂直配向性を有すると共
に従来の二層膜媒体の高い記録感度と大なる再生
出力という優れた特性を有する新規な構成の磁気
記録媒体を提供するものである。 すなわち、本発明は、非磁性の基板上にCo−
Ta(タンタル)合金膜からなる低抗磁力層と膜面
に垂直方向の磁気異方性を有するCo−Cr−Ta合
金膜からなる磁気記録層とを順次形成したことを
特徴とする磁気記録媒体である。 以下、本発明の詳細を説明する。 上述の通り本発明の磁気記録媒体は、低抗磁力
層と垂直磁化層とを積層した二層膜構成である点
では前述した従来の二層膜媒体と同じであるが、
各層の合金が従来のものとは全く異なり、Co−
Ta合金膜とCo−Cr−Ta合金膜という全く新規
なものとなつている。そして、この構成により、
その垂直配向性が従来のCo−Cr単層膜と同程度
の前述の半値巾△θ50で4゜程度という優れたもの
となると共に、その抗磁力、残留磁化等の磁気特
性の垂直異方性も大巾に改善された垂直磁化層を
有する二層膜媒体が実現された。 特に、低抗磁力層のCo−Ta合金膜がアモルフ
アス合金の場合には、その抗磁力が5oe(エルス
テツド)以下と非常に小さくなると共にアモルフ
アス合金特有の高抵抗を示し、高周波数領域での
高透磁性が保証され、高感度、高密度記録に有利
である。更に、この場合、アモルフアス合金によ
り基板面が数オングストロームの範囲で均一に一
旦覆われるので、基板面からのガス放出が遮断さ
れ、耐ガスによる耐腐蝕性が大巾に改善される。 又、Co−Cr−Ta合金膜の垂直磁化層は、従来
のCo−Cr合金膜のものに比し、面内方向の残留
磁化等の磁気特性の減少が著しく、それだけ垂直
異方性が顕著に改善され、高密度記録、高周波数
記録特性が改善される。 更に低抗磁力層のCo−Ta合金膜と垂直磁化層
のCo−Cr−Ta合金膜とは、共にCo、Taを有し
且つCoを主成分としたものであるので、両層の
境界においては固溶体を形成し易く、従つて両層
の接着性が大巾に改善される。よつて、記録媒体
として耐久性が著しく向上する。なお、上記の点
から両層のCo、Taの成分比、特にCo濃度は近く
することが好ましい。 また、低抗磁力層として、Co−Ta合金膜を用
い、垂直磁化層としてCo−Cr−Ta合金膜を用い
る場合に、両層の境界層はほゞ連続にかつ一様に
形成される。このため、垂直方向の残留磁化Mrv
がCo−Ta層を介して馬蹄形に保持される場合、
両層境界部における磁束通路の連続性が保たれる
と考えられる。Co−Ta層のアモルフアス性は、
このCo−Ta合金に2〜3%程度のCrを添加して
膜作製しても変らなかつた。 従来、低抗磁力層としてパーマロイなどの結晶
性膜を用いる場合には、磁束の変化に対応して、
パーマロイ層の磁壁移動によるノイズが見られる
ことがある。これは、結晶粒界層の異質磁気成分
で磁気抵抗が変化し微少領域でのノイズ発生にな
ると推定される。これに対して、本発明による媒
体では、特にCo−Ta合金膜がアモルフアスの場
合には、馬蹄形に保持される前述の残留磁化Mrv
は、アモルフアス層に磁壁移動が生じても、それ
に伴う磁束の微少領域でのノイズが生じにくいと
いえる。 なお、本発明の垂直磁化層は、六方最密構造で
C軸配向による垂直磁気異方性を有するCoを主
成分としたCo−Cr−Ta合金であれば良く、通常
CoとTaの含量が合計で10〜25wt%で、Ta含量
が2〜10at%となるように選定する。 又、本発明の磁気記録媒体の基板は、非磁性材
であれば良く、実用面からは安価なポリエステル
フイルム等の高分子フイルムが好ましい。 一方、本発明の磁気記録媒体の各層の厚みは、
実用上の見地から決定され、公知の範囲で適宜設
計する必要があるが、通常両層は0.1〜0.5μmの範
囲にある。ところで、本発明においては、低抗磁
力層のCo−Ta合金膜がアモルフアス合金の場
合、その上に設ける垂直磁化層のCo−Cr−Ta合
金膜は0.1μm以下の薄膜でも前述の半値巾△θ50
が小さく垂直配向性に優れている。従つて、
0.1μm以下の薄膜でも実用化可能であり、製膜速
度が大きくなり工業生産時の経済性の著しい向上
が期待できる。 本発明の磁気記録媒体は、前述の各層を基板の
片側勿論両側に設けても良く、その使用態様も磁
気テープ、フロツピデイスク等任意の態様に適用
できるものであることは云うまでもない。 次に本発明の実施例を説明する。まず、本発明
の実施に用いた対向ターゲツト式スパツタ装置を
第1図により説明する。図において、10は真空
容器、20は真空容器10を排気する真空ポンプ
等からなる排気系、30は真空容器10内に所定
のガスを導入して真空容器10内の圧力を10-1
10-4Torr程度の所定のガス圧力に設定するガス
導入系である。 ところで、真空容器10内には、図示の如く真
空容器10の側板11,12に絶縁部材13,1
4を介して固着されたターゲツトホルダー15,
16により1対のターゲツトT1,T2が、そのス
パツタされる面T1s,T2sを空間を隔てて平行に
対面するように配設してある。そして、ターゲツ
トT1,T2とそれに対応するターゲツトホルダー
15,16は、水冷パイプ151,161を介し
て冷却水によりターゲツトT1,T2、永久磁石1
52,162が冷却される。磁石152,162
はターゲツトT1,T2を介してN極、S極が対向
するように設けてあり、従つて磁界はターゲツト
T1,T2に垂直な方向にかつターゲツト間のみに
形成される。なお、17,18は絶縁部材13,
14及びターゲツトホルダー15,16をスパツ
タリング時のプラズマ粒子から保護するためとタ
ーゲツト表面以外の部分の異常放電を防止するた
めのシールドである。 一方、磁性薄膜が形成される基板40を保持す
る基板保持手段41は、真空容器10内のターゲ
ツトT1,T2の側方に設けてある。基板保持手段
41は、基板40をターゲツトT1,T2間の空間
に対面するようにスパツタ面T1s,T2sに対して
略直角方向に保持するように配置してある。 一方、スパツタ電力を供給する直流電源からな
る電力供給手段50はプラス側をアースに、マイ
ナス側をターゲツトT1,T2に夫々接続する。従
つて電力供給手段50からのスパツタ電力は、ア
ースをアノードとし、ターゲツトT1,T2をカソ
ードとして、アノード、カソード間に供給され
る。 なお、プレスパツタ時基板40を保護するた
め、基板40とターゲツトT1,T2との間に出入
するシヤツター(図示省略)が設けてある。 以上の通り、対向ターゲツト式スパツタ装置で
は、一対の対向させたターゲツトT1,T2の側方
に基板40を配し、ターゲツト間に磁界を印加し
てスパツタし基板40上に所望の膜を作製するよ
うになしてあるので、以下の通り高速低温スパツ
タが可能となる。すなわち、ターゲツトT1,T2
間の空間に、磁界に作用によりスパツタガスイオ
ン、スパツタにより放出されたγ電子等が束縛さ
れ高密度プラズマが形成される。従つて、ターゲ
ツトT1,T2のスパツタが促進されて前記空間よ
り析出量が増大し基板40上への堆積速度が増し
高速スパツタが出来る上、基板40がターゲツト
T1,T2の側方にあるので低温スパツタも出来る。
すなわち、上述の対向ターゲツト式スパツタ装置
によれば高速低温スパツタが可能である。 上述の対向ターゲツト式スパツタ装置は、前述
の装置に限定されるものでなく、一対の対面させ
たターゲツトの側方に基板を配し、ターゲツト間
に垂直方向の磁界を印加してスパツタし基板上に
膜を形成するスパツタ装置を云う。従つて、基板
は固定である必要はなくローラ等により移送可能
に保持されても良く、磁界発生手段も永久磁石で
なく、電磁石を用いても良い。磁界もターゲツト
間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであれば良
く、従つてターゲツト全面でなく、ターゲツト周
囲のみに発生させた場合も含む。 次に上述の対向ターゲツト式スパツタ装置によ
り実施した本発明の実施例を説明する。 なお、得られた合金膜の結晶構造は理学電機製
計数X線回析装置を用いて同定し、垂直配向性は
六方最密構造かつ(002)面ピークのロツキング
カーブを前記X線回析装置で求めその半値巾△
θ50で評価した。アモルフアス性は上記X線回析
装置により回析ピークの有無を調べ回析ピークが
なく且つ電気比抵抗を測定し、その値により確認
した。 実施例 1 低抗磁力層のCo−Ta合金膜の特性を把握する
ため、第1図のスパツタ装置を用いて膜形成を行
ない評価した。なお、その一方のターゲツトT1
を第2図に示すように、円形の100%のCo板I上
に斜線で示す扇形の100%のTa板を放射状に配
置した複合ターゲツトを用い、Ta板の面積を変
えることによりTa濃度の調整をした。 A 装置条件 a ターゲツト材: T1:Co100%及び表面に一部Ta100%配置 T2:Co100% b 基板: カプトン(デユポン社製)フイルム 25μm ポリエチレンテレフタレート(PET)フイ
ルム 16μm c ターゲツトT1,T2間隔:75m/m d スパツタ表面の磁界:100〜200ガウス e ターゲツト形状:110mmの円形 f 基板とターゲツト端部の距離:30mm B 操作手順 以下の手順で膜形成を行つた。 a 基板を設置後、真空容器10内を到達真空
度が1×10-6Torr以下まで排気する。 b アルゴン(Ar)ガスを所定の圧力まで導
入し、3〜5分間のプレスパツタを行ない、
シヤツターを開き、基板に膜形成を行なつ
た。なお、スパツタ時のArガス圧は4×
10-3Torrとした。 c スパツタ時投入電力は250w、500wで行な
い、Co−Ta合金の密度膜厚で約0.55μmまで
形成した。 C 実施結果 第3図に、Ta濃度(wt%)に対するCo−
Ta合金薄膜の面内方向の抗磁力Hc(oe)、飽和
磁化Ms(emn/c.c.)の結果を示す。又代表サン
プルの特性データを第1表に示す。 Ta濃度が15wt%以下では、Hc100oe、Ms
1100emu/c.c.となる。そしてTa濃度の増加
に従い、Hc、Msは低下する。なお、Ta濃度
が22wt%以下ではDX回析ピークが2θ=43.80
〜44.02(度)で表われる。 Ta濃度が23wt%以上では、Hcが急激に低下
しHc5oeとなり、良好な軟磁性特性を示す。
なお、Ta濃度が23wt%以上では、DX回析ピ
ークが消滅し、Co−Ta合金膜はアモルフアス
合金となる。なお、この点は電気比抵抗の測定
によつても確認した。
【表】 実施例 2 実施例1でCo−Ta合金膜の低抗磁力層を作成
したサンプルを真空中で常温まで冷却後、大気に
開放して取り出し、下記条件の第1図の構成のス
パツタ装置にセツトし、Co−Ta合金膜上にCo−
Cr−Ta合金膜の垂直磁化層を形成して二層膜媒
体を作成し評価した。同時に、Co−Cr合金膜の
みからなる単層膜媒体を作成し比較した。 なお、Co−Cr−Ta合金膜の組成調整は、ター
ゲツトT1,T2を所定組成比のCo−Cr合金板と
し、実施例1と同様に、ターゲツトT1に100%の
Ta板を組成比に対応する面積比になるように配
置して行なつた。 A 装置条件 a ターゲツト材: T1:Co−Cr合金板(Cr量:17at%)上に
一部100%のTa板配置 T2:Co−Cr合金板(Cr量:17at%) b 基板:実施例1のサンプル及び16mm厚の
PETフイルム c ターゲツトT1,T2間隔:120m/m d スパツタ表面近傍の磁界:100〜200ガウス e ターゲツト形状:150m/mL×100m/
mw×10m/mtの矩形板、2枚 f 基板とターゲツト端部の距離:50m/m B 操作手順 以下の手順で膜形成した。 a 基板を設置後、真空容器10内を到達真空
度が1×10-6Torr以下まで排気する。 b Arガスを所定の圧力まで導入し、3〜5
分間のプレスパツタを行ないシヤツタを開き
基板に膜形成を行なつた。なお、膜形成は、
Arガス圧4×10-3Torrで行なつた。 c スパツタ時投入電力は100wで行ない膜厚
は約0.5μmに形成した。 C 実施結果 第2表に得られた結果を示す。同表におい
て、Hcvは膜面に垂直方向の抗磁力、Hchは膜
面に水平方向の抗磁力、Mrvは膜面に垂直方向
の残留磁化、Mrhは膜面に水平方向の残留磁
化、Hkは異方性磁界である。また、サンプル
No.−8は比較のための従来のCo−Cr単層膜
の例である。
【表】 同表から低抗磁力層のCo−Cr合金膜上に形
成したCo−Cr−Ta合金膜の垂直配向性は△
θ50においてはCo−Cr単層膜に比し若干低下す
るがほゞ同程度であり、従来の二層膜媒体のよ
うに大巾に低下することはない。 ところで、抗磁力、残留磁化の磁気特性の垂
直異方性について見ると、同表のHcvとHchの
比Hcv/Hch及びMrvとMrhの比Mrv/Mrhの
値から明らかな通り、従来の単層膜に比較して
大巾に向上していることがわかる。そして、
Ta濃度2at%〜10at%の範囲で従来の単層膜と
同程度以上の垂直磁気異方特性を呈し、記録密
度、記録感度の向上が期待できる。 特に、Ta濃度が3.5at%〜6.5at%においては
垂直磁気異方性が従来の単層膜の数倍以上に改
善され、記録密度、記録感度の面においても大
巾な向上が可能である。 以上の通り、本発明は、従来の単層膜と同程度
の垂直配向性を示し、垂直磁気異方性が格段に優
れた垂直磁化層を有する二層膜構成の磁気記録媒
体を提供するものであり、磁気記録の高密度記録
化、特に垂直磁気記録方式の実用化に大きな寄与
をなす、非常に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
式スパツタ装置の説明図、第2図はCo−Ta合金
膜作成に用いた複合ターゲツトの説明図、第3図
は実施例1の結果を示すグラフである。 T1,T2はターゲツト、10は真空容器、40
は基板、152,162は永久磁石である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 非磁性の基板上にCo−Ta合金膜からなる低
    抗磁力層と膜面に垂直方向の磁気異方性を有する
    Co−Cr−Ta合金膜からなる磁気記録層とを順次
    形成したことを特徴とする磁気記録媒体。 2 前記Co−Ta合金膜がアモルフアス合金膜で
    ある特許請求の範囲第1項記載の磁気記録媒体。 3 前記Co−Cr−Ta合金膜のTa組成が2〜
    10at%である特許請求の範囲第1項若しくは第2
    項記載の磁気記録媒体。 4 前記基板が高分子フイルムである特許請求の
    範囲第1項、第2項若しくは第3項記載の磁気記
    録媒体。 5 前記低抗磁力層及び磁気記録層が対向ターゲ
    ツト式スパツタ法で作成したスパツタ膜である特
    許請求の範囲第1項、第2項、第3項若しくは第
    4項記載の磁気記録媒体。
JP57050975A 1982-02-16 1982-03-31 磁気記録媒体 Granted JPS58169331A (ja)

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JP57050975A JPS58169331A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 磁気記録媒体
US06/819,229 US4666788A (en) 1982-02-16 1986-01-15 Perpendicular magnetic recording medium, method for producing the same, and sputtering device
US07/022,664 US4842708A (en) 1982-02-16 1987-03-06 Perpendicular magnetic recording medium, method for producing the same, and sputtering device

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JPS59142739A (ja) * 1983-02-03 1984-08-16 Seiko Epson Corp 垂直磁気記録媒体
JPS60101710A (ja) * 1983-11-05 1985-06-05 Alps Electric Co Ltd 垂直磁気記録媒体
JP4899220B2 (ja) * 2008-03-12 2012-03-21 株式会社大川鉄工 木屑と有機廃棄物を燃料とする熱風発生装置

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