JPH05325165A

JPH05325165A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH05325165A
Application number: JP12774992A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Onodera; 誠一小野寺; Naoki Honda; 直樹本多
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜を磁性層とする
磁気記録媒体において、高密度記録を可能としつつ、高
再生出力を得ることが可能な磁気記録媒体を提供する。【構成】非磁性支持体１上に磁性層としてＣｏＰｔＢ
Ｏ系金属磁性薄膜３が形成され、このＣｏＰｔＢＯ系金
属磁性薄膜３上に保護膜４及び潤滑剤層５等が順次積層
形成される。上記ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜３は、Ｆ
ｅＳｉ膜等の軟磁性膜よりなる下地膜２上に形成され
る。特に、この下地膜２として、ＦｅＳｉ膜を使用した
場合、膜中のＳｉの組成比は０．９４〜６．４原子％と
されることが好ましく、その膜厚は１〜１００ｎｍであ
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣｏＰｔＢＯ系金属磁
性薄膜を磁性層とする磁気記録媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】情報記録の分野においては、高記録密度
化、高記録容量化への要求に応えるべく、垂直磁気記録
方式に関する研究が各方面で進められている。上記垂直
磁気記録方式は、記録波長が短波長となったときに静磁
気的な安定化が達成されること、急峻な磁化転移領域が
形成されるために再生ヘッドの誘導起電力を大きくでき
ること等の利点を有しており、本質的に高密度記録に適
した方式と言える。

【０００３】この垂直磁気記録方式に用いられる磁気記
録媒体としては、膜面に対して垂直方向に磁気異方性を
有することが必要とされ、これまでＣｏ−Ｃｒ系，Ｃｏ
−Ｍｏ系，Ｃｏ−Ｖ系，Ｃｏ−Ｒｕ系等の合金磁性薄膜
を磁性層とした垂直磁気記録媒体が知られている。

【０００４】しかしながら、最も優れた磁気特性を有す
るＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体においても、飽和磁化
は０．４〜０．６Ｔ（４〜６ｋＧ）程度で、異方性磁界
は３１８〜４７８ｋＡ／ｍ（４〜６ｋＯｅ）の範囲に過
ぎない。また、このＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体の垂
直保磁力は、スパッタリングによる成膜時の基板温度を
１５０℃とした場合で約１２０ｋＡ／ｍ（１．５ｋＯ
ｅ）となるが、基板温度を室温程度とした場合には高々
２４ｋＡ／ｍ（３００Ｏｅ）程度である。このために、
このＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体では、成膜時の加熱
温度に耐え得るような基板材料を使用することが必至と
されので、安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）基板を使用することができないという欠点を抱えて
いる。

【０００５】このように、従来の垂直磁気記録媒体で
は、垂直抗磁力、飽和磁化、垂直異方性等に材料そのも
のとしての限界がある。

【０００６】そこで、本願出願人は、特開平３−５８３
１６号公報において、新しい垂直磁気記録媒体として、
ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜を磁性層とする磁気記録媒
体を提案している。このＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜を
磁性層とする磁気記録媒体は、大きな垂直抗磁力、飽和
磁化、垂直異方性を有し、優れた磁気特性を有すること
から、一層の高記録密度化を期待することができる。

【０００７】また、このＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜の
単層膜を磁性層とする磁気記録媒体に対してリングヘッ
ドにより記録再生を行う際に、リングヘッドのギャップ
長を適宜選定することにより、高再生出力化が図られ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
垂直磁気記録媒体において、より高再生出力化を図りつ
つ、高密度記録を可能とするためには、何らかの試みが
必要とされる。従来、例えばＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録
媒体においては、上記Ｃｏ−Ｃｒ系金属磁性薄膜の下地
層としてＦｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｃｏ等の軟磁
性膜を形成する方法が提案されている。この方法によれ
ば、特に低密度領域において高い再生出力を得ることが
できる。

【０００９】この他、特開平２−７３５１１号公報にそ
の記載が見られるように、Ｃｏ−Ｐｔ系、或いはＣｏ−
Ｐｔ−Ｏ系の垂直磁気記録媒体において、希土類元素や
Ｇｅ，Ｐｔ，Ｔａ等の添加元素のスパッタ膜を磁性層の
下地層として設けることにより、上記Ｃｏ−Ｐｔ系、或
いはＣｏ−Ｐｔ−Ｏ系の金属磁性薄膜の配向性が良好に
制御され、媒体の垂直保磁力や面内保磁力、垂直磁気異
方性等の磁気特性の向上が図られることも知られてい
る。

【００１０】しかしながら、ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄
膜を磁性層とした磁気記録媒体において、高密度記録、
高再生出力化を達成するための技術に関しては、未だ開
発段階であり、十分な検討がなされていない。そこで本
発明は、かかる実情に鑑みて提案されたものであって、
ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜を磁性層とする磁気記録媒
体において、高密度記録を可能としつつ、高再生出力を
得ることが可能な磁気記録媒体を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、ＣｏＰｔＢ
Ｏ系金属磁性薄膜を磁性層とする磁気記録媒体において
は、ＦｅＳｉ膜等の軟磁性膜を上記ＣｏＰｔＢＯ系金属
磁性薄膜の下地層として形成することにより、全波長域
で良好な再生出力特性が得られることを見出した。

【００１２】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、非
磁性支持体上にＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜が磁性層と
して形成されてなる磁気記録媒体において、上記ＣｏＰ
ｔＢＯ系金属磁性薄膜が軟磁性膜よりなる下地膜上に形
成されることを特徴とするものである。

【００１３】本発明において用いる磁気記録媒体は、磁
性層としてＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜が成膜されてな
る磁気記録媒体である。ここで、ＣｏＰｔＢＯ系金属磁
性薄膜は、下記の組成式によって示される磁性材料から
なるものである。（Ｃｏ_aＰｔ_bＢ_c）_100-xＯ_x ただし、式中ａ，ｂ，ｃ，ｘは組成を原子％で表すもの
であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００、０≦ｂ≦５０、０．１≦
ｃ≦３０、０＜ｘ≦１５である。

【００１４】なお、このＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜に
おいては、垂直保磁力や面内保磁力、垂直磁気異方性等
の磁気特性の向上を図る目的から、添加元素として、例
えばＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ等の
うちの１種以上が添加されても良い。

【００１５】本発明では、上記ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性
薄膜の下地層として、軟磁性膜が設けられる。これによ
り、記録密度特性を損なうことなく、全波長域での再生
出力を著しく向上させることができる。この軟磁性膜と
しては、例えばＦｅＳｉ膜、パーマロイ等が挙げられる
が、特に高い飽和磁束密度を有するＦｅＳｉ膜が好適で
ある。

【００１６】このＦｅＳｉ膜においては、膜中のＳｉの
組成比が０．９４〜６．４原子％の範囲とされることが
好ましい。膜中のＳｉの組成比が上記範囲から外れる
と、ＦｅＳｉ膜の保磁力が急激に増大し、下地層として
の効果が低下する。また、このＦｅＳｉ膜の膜厚は、１
〜１００ｎｍであることが好ましい。ＦｅＳｉ膜の膜厚
が１ｎｍよりも薄いと、十分に再生出力を向上させるこ
とができない上、膜厚の均一性を確保することが困難と
なる。逆に、ＦｅＳｉ膜の膜厚が１００ｎｍよりも厚く
なると、記録密度特性が劣化する。

【００１７】

【作用】ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜の下地層として、
高い飽和磁束密度を有する軟磁性膜を設けることによ
り、上記ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜の裏面に発生する
磁荷が短絡される。この結果、再生出力が全記録密度の
範囲に亘って著しく増大する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて実験結果に基づいて詳細に説明する。実施例１先ず、高周波マグネトロンスパッタ装置を用い、ガラス
基板上に下地層としてＦｅＳｉ膜を成膜した後、このＦ
ｅＳｉ膜上に磁性層としてＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜を
膜厚が２００ｎｍとなるように成膜した。なお、スパッ
タ条件は下記の通りである。

【００１９】＜スパッタ条件＞バックグラウンド真空度：５．３×１０^-4Ｐａ基板エッチング：高周波３００Ｗ，５分
間基板温度：室温全圧：１０ｍTorr スパッタ投入電力：３００Ｗアルゴンガス流量：６０ｃｃ／分スパッタ時間：約１０分

【００２０】スパッタに際して、磁性層の成膜時に使用
したターゲットの組成は、Ｃｏ₇₁Ｐｔ₂₂Ｂ₇（数値は原
子％）であり、直径４インチ、厚さ３ｍｍ寸法のものを
用いた。

【００２１】図１に、このようにして得られた磁気記録
媒体の構成を示す。図１に示すように、この磁気記録媒
体においては、ガラス基板１上にＦｅＳｉ膜よりなる下
地層２が形成され、この下地層２上にＣｏＰｔＢＯ金属
磁性薄膜３が磁性層として積層形成されてなる。

【００２２】このＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜３上には、
スパッタリング等により保護膜４が形成される。この保
護膜４としては、カーボン膜等が使用され、その膜厚
は、１０ｎｍとされる。更に、この保護膜４を覆って潤
滑剤等による潤滑剤層５が塗布形成されてなる。実施例２上記実施例１と同様にしてスパッタリングを行い、膜厚
１５ｎｍのＦｅＳｉ膜及びＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜
（膜厚２００ｎｍ）を成膜して磁気記録媒体を作製し
た。この時、上記下地層２を構成してなるＦｅＳｉ膜中
におけるＳｉの組成比は、４原子％とした。また、上記
ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜の垂直保磁力は、約１６０ｋ
Ａ／ｍであった。

【００２３】次に、得られた磁気記録媒体を用い、電磁
変換特性を測定した。なお、測定に際しては、図６に示
すような再生装置を使用した。この再生装置において
は、略半円形のヘッド支持体８に互いに平行となるよう
に取り付けられた一対の板バネ９，１０によって矩形状
のヘッド載置板１１が支持され、このヘッド載置板１１
の先端に固定されたリングヘッド（ギャップ長０．３５
μｍ）７のヘッド摺接面が上記磁気記録媒体６の表面に
垂直に接触するような構成とされている。なお、このリ
ングヘッド７の諸元は下記の通りである。また、磁気記
録媒体に対する相対速度は、３ｍ／秒とした。

【００２４】＜リングヘッド＞種類：メタル・イン・ギャップ型（ＭＩＧ
型）磁気ヘッド磁性膜：Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ（飽和磁束
密度１．２Ｔ）トラック幅：２５μｍギッャプ長：０．３５μｍ巻線数：２０ターン

【００２５】図２に、上記ＦｅＳｉ膜を下地層として有
する磁気記録媒体（Ａ）と、比較例としてＦｅＳｉ膜か
らなる下地層を設けず、上記ガラス基板上に直接上記Ｃ
ｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜を形成した磁気記録媒体（Ｂ）
の記録密度特性をそれぞれ示す。なお、図中、線Ａが磁
気記録媒体（Ａ）に、線Ｂが磁気記録媒体（Ｂ）にそれ
ぞれ対応している。

【００２６】図２に示すように、下地層としてＦｅＳｉ
膜を形成した磁気記録媒体（Ａ）では、下地層を設けな
かった磁気記録媒体（Ｂ）に比べて、全記録密度領域に
亘り再生出力が増大した。

【００２７】そこで、上記ＦｅＳｉ膜の膜厚が再生出力
特性に及ぼす影響を以下のようにして調べた。実施例３上記実施例１と同様にしてスパッタリングを行い、Ｆｅ
Ｓｉ膜及びＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜を成膜して磁気記
録媒体を作製した。この時、上記下地層２を構成してな
るＦｅＳｉ膜の膜厚を広範囲で変化させた。なお、上記
ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜の磁気特性は、上記実施例１
のものと同じである。

【００２８】図３に、上記ＦｅＳｉ膜の膜厚と記録密度
特性の関係を示す。なお、測定値は、上記ＦｅＳｉ膜を
設けなかった場合の低密度域における再生出力で規格化
した値で表した。図３より、上記ＦｅＳｉ膜の膜厚が厚
くなるに従って、再生出力が増大し、１０ｎｍ以上の範
囲では、約２．０ｄＢの高い再生出力が得られることが
判った。

【００２９】また、下地層としてＦｅＳｉ膜を使用する
ことの効果を検討した。実施例４上記実施例１と同様にしてスパッタリングを行い、膜厚
が１５ｎｍとなるようにＦｅＳｉ膜を成膜した後、続い
て上記実施例１の同一の特性を有するＣｏＰｔＢＯ金属
磁性薄膜を成膜して磁気記録媒体を作製した。

【００３０】図４に、本実施例における磁気記録媒体
（Ａ）と、比較として上記ＦｅＳｉ膜の代わりにＰｔ膜
を下地層として設けた磁気記録媒体（Ｂ）、Ａｕ膜を下
地層として設けた磁気記録媒体（Ｃ）の記録密度特性を
示す。なお、Ｐｔ膜、Ａｕ膜の膜厚は、何れも１００ｎ
ｍとした。図４に示すように、従来より磁性層の結晶配
向性を向上させる目的で用いられているＰｔ膜やＡｕ膜
の非磁性膜を下地層として形成した場合に比べて、Ｆｅ
Ｓｉ膜を下地層とした場合では、全波長領域で再生出力
の向上が見られた。

【００３１】これは、軟磁性を有するＦｅＳｉ膜を上記
ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜の裏面に配することにより、
該ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜の結晶配向性を劣化させる
ことなく、その裏面の磁荷を短絡させることができるた
めと考えられる。

【００３２】更に、このような所謂裏打ち効果（ＣｏＰ
ｔＢＯ金属磁性薄膜の裏面の磁荷を短絡させることによ
って再生出力を向上させる効果）を良好に発現させるた
めの上記ＦｅＳｉ膜の組成について検討した。実施例５上記実施例１と同様にしてスパッタリングを行い、膜厚
が１００ｎｍとなるようにＦｅＳｉ膜を成膜した後、続
いて上記実施例１の同一の特性を有するＣｏＰｔＢＯ金
属磁性薄膜を成膜して磁気記録媒体を作製した。この
時、上記ＦｅＳｉ膜中におけるＳｉの割合を変化させ
た。

【００３３】そして、得られた各磁気記録媒体につい
て、下地層とされるＦｅＳｉ膜の保磁力を測定し、この
結果を図５に示した。図５に示すように、ＦｅＳｉ膜の
保磁力は、膜中で占めるＳｉの割合に依存して変化し、
Ｓｉの組成比が０．９４〜６．４原子％である範囲内に
おいて保磁力が小さく抑えられ、良好な軟磁性を示し
た。従って、ＦｅＳｉ膜中のＳｉの組成比を０．９４〜
６．４原子％の範囲に設定することにより、その良好な
軟磁性により、優れた裏打ち効果を期待することができ
ることが判った。

【００３４】なお、本実施例においては、基板としてガ
ラス基板を使用したが、この他にもポリイミド樹脂基
板、結晶化ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート基
板等が何れも使用可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体では、ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜の
下地層として軟磁性膜を形成しているので、該ＣｏＰｔ
ＢＯ系金属磁性薄膜の結晶配向性を劣化させるとなく、
全記録波長域において再生出力を著しく向上させること
ができる。

【００３６】また、本発明の磁気記録媒体では、上記下
地層を設けることによる孤立再生波形のダイパルス比の
変化は殆ど見られず、記録密度特性を損なうことなく、
上述のような高再生出力特性を実現することができる。

【００３７】更に、本発明は、磁性層を構成してなるＣ
ｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜及びＦｅＳｉ膜等の下地層が
何れも室温でのスパッタリング等によって成膜可能であ
ることから、ポリエチレンテレフタレート基板等の比較
的安価な基板材料を使用することができ、実用上非常に
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気記録媒体の一例の構成を示
す断面図である。

【図２】ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜の下地層としてＦｅ
Ｓｉ膜を形成した磁気記録媒体と下地層を設けなかった
磁気記録媒体における記録密度特性を示す特性図であ
る。

【図３】下地層とされるＦｅＳｉ膜の膜厚と規格化され
た再生出力の関係を示す特性図である。

【図４】下地層として、ＦｅＳｉ膜を用いた磁気記録媒
体，Ｐｔ膜を用いた磁気記録媒体及びＡｕ膜を用いた磁
気記録媒体における記録密度特性を示す特性図である。

【図５】下地層とされるＦｅＳｉ膜中のＳｉの組成比と
該ＦｅＳｉ膜の保磁力の関係を示す特性図である。

【図６】本発明を適用した磁気記録媒体の電磁変換特性
を測定する際に使用した再生装置の構成を説明するため
の斜視図である。

【符号の説明】

１・・・ガラス基板２・・・下地層３・・・ＣｏＰｔＢＯ金属磁性薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上にＣｏＰｔＢＯ系金属磁
性薄膜が磁性層として形成されてなる磁気記録媒体にお
いて、上記ＣｏＰｔＢＯ系金属磁性薄膜が軟磁性膜よりなる下
地膜上に形成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】上記軟磁性膜がＦｅＳｉ膜よりなること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】上記ＦｅＳｉ膜中のＳｉの組成比が０．
９４〜６．４原子％であることを特徴とする請求項２記
載の磁気記録媒体。
【請求項４】上記ＦｅＳｉ膜の膜厚が１〜１００ｎｍ
であることを特徴とする請求項２記載の磁気記録媒体。