JPS63281219A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は垂直磁気記録媒体に係り、特に強磁性Ｃｏ−
Ｃｒ系合金薄膜からなる記録層を有する垂直磁気記録媒
体に関する。

（従来の技術） 情報処理技術の発達に伴って、フロッピーディスク等の
磁気記録媒体に対する大容量化の要求はますます高まっ
ている。この要求に対し、膜面に垂直な方向の磁化を利
用して記録を行なう垂直磁気記録用の媒体、即も垂直磁
気記録媒体の研究・開発が活発になされている。

垂直磁気記録媒体は垂直磁気異方性を備えた媒体であり
、現在実用されている面内記録用の磁気記録媒体の多く
を構成している塗布型媒体よりも、Ｃｏ−Ｃｒ系合金等
からなる強磁性金属薄膜を真空蒸着法やスパッタ法によ
り形成して記録層とした金属薄膜型媒体が、より高密度
記録に適した媒体として期待されている。

ところで、垂直磁気記録方式で高密度記録を達成するに
は、垂直磁気異方性の大きな記録層が必要であり、その
ためには強磁性金属薄膜の結晶配向性を良くしなければ
ならない。一方、高密度領域で大きな再生出力と良好な
Ｓ／Ｎを得るためには、記録層を構成する単位磁性粒子
をできるだけ微細にする必要がある。例えばスパッタ法
で形成したＣｏ−Ｃｒ系合金等の強磁性金属薄膜におい
ては、個々の結晶粒が単位磁性粒子に対応するため、結
晶粒を微細化しなければならない。

酸素のような不純物ガスを導入したアルゴン雰囲気中で
のスパッタを行なう等の方法により、結晶粒を微細化す
ることは可能であるが、この方法の場合には結晶配向性
の極度の低下を引起こし、垂直磁気異方性も劣化してし
まう。

強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜の結晶配向性を良くするた
めに、ＧｅまたはＴｉからなる下地層を用いる方法が知
られている（特開昭６１−１１３１２２号公報）。しか
し、下地層に用いられるこれらの金属元素は酸素と結合
し易いため、均一性や再現性の点で問題がある。

記録層の下側に記録層を構成する強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合
金薄膜よりもＣｒ濃度の高い、即ち非磁性のＣｏ−Ｃｒ
系合金薄膜層を形成して垂直配向性を良好にする方法も
提案されている（特開昭５５−１２２３２号公報）。こ
の場合、垂直配向性を改善するには非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系
合金薄膜層の膜厚を大きくする必要があり、従ってその
内部応力が記録層の強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜よりも
大きくなるため、媒体に大きなカールが生じるおそれが
ある。カールが発生すると、媒体に対する磁気ヘッドの
接触状態が不安定となり、良好な記録再生特性は望めな
い。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる
記録層を有する垂直磁気記録媒体においては、強磁性Ｃ
ｏ−Ｃｒ系合金薄膜の結晶配向性を損なわずに、結晶粒
を微細化することが難しく、高密度記録とＳ／Ｎの向上
を同時に実現することが困難であった。

また、結晶配向性を良くするためにＧｅまたはＴｉ薄膜
からなる下地層を用いたものでは、均一性、再現性の点
で問題があり、さらに非磁性Ｃ０−Ｃｒ系合金薄膜から
なる下地層を用いたものでは、カールの発生を招くこと
なしに結晶配向性を向上させることが難しいという問題
があった。

従って、本発明は強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜の結晶配
向性を損なわずに結晶粒を微細化し、Ｓ／Ｎを犠牲にす
ることなく高密度記録を達成できる垂直磁気記録媒体を
提供することを目的とする。

また、本発明は均一性・再現性に優れ、下地層の膜厚を
カールが発生しやすい程度に大きくすることなく強磁性
Ｃｏ−Ｃｒ系薄膜の結晶配向性を良好にでき、高密度記
録の可能な垂直磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、記録層を構成する強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄
膜の結晶粒を微細化するために、基体と記録層との間に
非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０系合金薄膜を下地層として形成す
ることを特徴とする。

また、本発明は記録層を構成する強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合
金薄膜の結晶配向性を効率的に向上させるために、基体
と記録層との間に下地層としてＧｅまたはＴｉの薄膜か
らなる第１の下地層および非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜
からなる第２の下地層を順次形成することを特徴とする
。

（作用） 非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０系合金薄膜からなる下地層を形成
すると、記録層である強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜の結
晶粒が微細となり、高密度記録を行なった場合でも大き
な再生出力、従って高いＳ／Ｎが得られる。即ち、非磁
性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜中に酸素が混入することにより
下地層の結晶粒が微細化し、その上に形成される強磁性
Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜の結晶粒も下地層の影響を受けて
微細化される。また、下地層としての非磁性Ｃｏ−Ｃｒ
−０系合金薄膜は、酸素を含むために結晶配向性が若干
低下するものの、Ｃ「濃度がより低い強磁性Ｃｏ−Ｃｒ
系合金薄膜に比較すれば良好な結晶配向性を示す。従っ
て、セルフエピタキシー効果によって、下地層の上に形
成される強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜も比較的良好な結
晶配向性を示す。

このように強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜の下地層として
非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０系合金薄膜を形成することにより
、記録層の強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜が微細な結晶粒
と大きな垂直磁気異方性を併せ持つようになり、高密度
記録と高Ｓ／Ｎが同時に達成される。

また、下地層は非磁性であるため、磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合
金薄膜を下地層として用いた場合のように、記録層との
界面で飽和磁化量の違いにより体禎磁荷が発生して記録
再生特性に悪影響を与えることはない。

一方、ＧｅまたはＴｉの薄膜からなる第１の下地層と、
非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる第２の下地層を積
層形成すると、記録層である強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄
膜の結晶配向性が著しく高まり、大きな垂直磁気異方性
が得られる。即ち、第２の磁性層である非磁性Ｃｏ−Ｃ
ｒ系合金薄膜はＣｒ濃度がより低い強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系
合金薄膜に比較すれば良好な結晶配向性を示すので、第
２の下地層の上に形成される強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄
膜もセルフエピタキシー効果によって比較的良好な結晶
配向性を示す。そして、この非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄
膜からなる第２の下地層をより結晶配向性の良いＧｅま
たはＴｉの薄膜からなる第１の下地層の上に形成すれば
、第２の下地層の配向性、ひいては記録層の結晶配向性
は実用上十分にまで向上する。

また、記録層と接する第２の下地層は非磁性であるため
、磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜を下地層として用いた場合
のように、記録層との界面で飽和磁化量の違いにより体
積磁荷が発生して記録再生特性に悪影響を与えることは
ない。

（実施例） まず、特許請求の範囲第１項に記載された発明に係る実
施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る垂直磁気記録媒体の構
成を模式的に示す断面図である。第１図において、基体
１１は樹脂製のフィルム状基体であり、この基体１１の
両面に下地層として厚さ３００人程炭層非磁性Ｃｏ−Ｃ
ｒ−０合金薄膜１２がそれぞれ形成され、さらにその上
に記録層として厚さ０．３μｍ程度の強磁性Ｇｏ−Ｃｒ
合金薄膜１３がそれぞれ形成されている。

非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０合金薄膜１２はＣｒ濃度が２７ｗ
ｔ％を超える値、例えば３０ｗｔ％程度であり、Ｃｏ−
Ｃｒターゲットを用い、酸素を含むＡ「雰囲気中でＲＦ
マグネトロンスパパワ法により形成される。この際、酸
素濃度が高いとＣｏ−Ｃｒの酸化物薄膜が形成されてし
まうため、酸素濃度が１０％以下の酸素・Ａｒ雰囲気中
でスパッタを行なうことが望ましい。Ｃｒ濃度が２７シ
ｔ％を超えるＣｏ−Ｃｒ−０合金薄膜は飽和磁化量Ｍｓ
が記録層のそれより小さく、非磁性と見なすことができ
る。

記録層としての強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜１３はＣ「濃
度が２７ｗｔ％以下、例えば２０ｗｔ％であり、例えば
ＤＣマグネトロンスパッタ法により形成される。この強
磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜１３は膜面に垂直方向に磁化容
易軸を持つように配向され、いわゆる垂直磁気異方性を
有する。

このように構成された垂直磁気記録媒体では、Ｃｏ−Ｃ
ｒ合金薄膜１３が微細な結晶粒を有し、またＣｏ−Ｃｒ
の結晶軸であるＣ軸が膜面（基体１１の主面）に対して
垂直方向に良く配向して、高密度記録に適したものであ
ると同時に、大きな再生出力と高いＳ／Ｎが得られる。

第１表は、種々の材料の下地層の上に形成したＣｏ−Ｃ
ｒ合金薄膜の結晶粒径と、Ｓ／Ｎおよび記録密度特性を
調べた実験結果を示したものである。結晶粒径は強磁性
Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜表面を高分解能の走査型電子顕微鏡
で観察して測定した。

Ｓ／Ｎと記録密度特性は、３．５インチ径のフロッピー
ディスク状に作製した媒体を毎分３ｏｏ回転で回転させ
ながら、ギャップ長０．３μｍのフェライト製リングヘ
ッドを接触させて測定した。記録信号にはＮＲＺ　Ｉパ
ターンのオール１°Ｓ信号を用い、低記録密度（１ｋＢ
ＰＩ）における再生出力の５０％の再生出力を与える記
録密度（Ｄ５ｏ）を測定して記録密度特性を評価した。

ｐ５Ｇはこれが大きい程、高密度の記録ができることを
示している。また、Ｓ／Ｎは７０ｋＢＰ＋の記録、密度
における再生出力とノイズとの比である。

第１表 第１表から明らかなように、Ｃ「濃度が２７．０ｗ１％
を超える非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０合金薄膜を下地層とする
と、強磁性ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜の結晶粒径が微細となり
、Ｓ／Ｎが高＜、Ｄ５０の値も大きいため、良好な高密
度記録が可能である。

第２図は本発明の他の実施例に係る垂直磁気記録媒体の
断面図であり、耐熱性フィルム状基体２１の両面に例え
ば厚さ　０．５μｍの軟磁性層２２がそれぞれ形成され
、その上に例えば厚さ　１５０人でＣｒ９度が２８ｗｔ
％の非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−０合金薄膜２３が下地層
としてそれぞれ形成され、さらにその上に記録層として
の強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜２４がそれぞれ形成されて
いる。軟磁性層２２としては例えばパーマロイ薄膜が形
成される。また、軟磁性層２２．非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ−０合金薄膜２３および強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜２
４は真空蒸着法によって形成される。

このように構成された垂直磁気記録媒体においても、先
の実施例で説明した垂直磁気記録媒体と同様に、良好な
結晶配向性と高密度記録特性が得られた。

なお、上記２つの実施例においては記録層として強磁性
Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜を用いたが、例えばＣｏ−Ｃｒ１．
：Ｖ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ等の第３元素を含むものでもよく
、要するにＣｏ、Ｃｒを主成分とする強磁性Ｃｏ−Ｃｒ
系合金薄膜であればよい。

また、下地層として非磁性（ｏ−Ｃｒ−０合金薄膜を用
いたが、Ｃｏ、ＣｒおよびＯに第３元素または第４元素
を添加したもの、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｖ−，０，Ｃｏ−
Ｃｒ−Ｒｈ−０，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎ１−Ｗ−０等の合金薄
膜でもよく、要は非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０系合金薄膜であ
ればよい。基体の材質も例えばＡＩ製、ガラス基体等種
々選択することができる。また、基体の片面にのみ記録
層が形成されている媒体にも適用することができる。

次に、特許請求の範囲第５項に記載された発明に係る実
施例について説明する。

第３図は本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成
を模式的に示す断面図である。第３図において、基体３
１は樹脂製のフィルム状基体であリ、この基体３１の両
９面に第１の下地層として厚さ　３００人程炭層Ｇｅ薄
膜３２、および第２の下地層として厚さ　３００人程炭
層非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金の非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０合金
薄膜３３がそれぞれ形成され、さらにその上に記録層と
して厚さ０．３μ尻程度の強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜３
４がそれぞれ形成されている。尚、本発明においては非
磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜は非磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜
であってもよい。

非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０合金薄膜３３はＣｒ濃度が２７ｗ
ｔ％を超える値、例えば３０ｗｔ％程度であり、Ｃｏ−
Ｃｒターゲットを用い、酸素を含むＡｒ雰囲気中でＲＦ
マグネトメンスパパワ法により形成される。この際、酸
素濃度が高いとＣｏ−Ｃｒの酸化物薄膜が形成されてし
まうため、酸素濃度が１０％以下の酸素・Ａ「雰囲気中
でスパッタを行なうことが望ましい。Ｃｒ濃度が２７ｗ
ｔ％を超えるＣｏ−Ｃｒ−０合金薄膜は飽和磁化量Ｍｓ
が記録層のそれより小さく、非磁性と見なすことができ
る。

記録層としての強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜３４はＣ「濃
度が２７ｗｔ％以下、例えば１９ｗｔ％であり、例えば
ＤＣマグネトロンスパッタ法により形成される。この強
磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜３４は膜面に垂直方向に磁化容
易軸を持つように配向され、いわゆる垂直磁気異方性を
有する。

このように構成された垂直磁気記録媒体では、強磁性Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金薄膜３４が、Ｃｏ−Ｃｒの結晶軸であるＣ
軸が膜面（基体１１の主面）に対して垂直方向に極めて
良く配向しており、かつ優れた記録密度特性を有してい
る。

第２表は、種々の材料の下地層の上に形成した強磁性Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金薄膜の結晶配向性と、記録密度特性を調べ
た実験結果を示したものである。

結晶配向性は、強磁性Ｃｏ−Ｃｒ結晶の（００２）面に
対するＸ線回折強度■　　を測定して評価した。

■　　が大きい程、結晶配向性が良好であることを示す
。なお、非磁性Ｃｏ−Ｃｒ薄膜上に形成した強磁性Ｃｏ
−Ｃｒ合金薄膜の結晶配向性は、非磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金
薄膜のＩ　　とその上に強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜を形
成したときのＩ　　と差を評価したものである。また、
記録密度特性は、３．５インチ径のフロッピーディスク
状に作製した媒体を毎分３００回転で回転させながら、
ギャップ長０．３μｍのフェライト製リングヘッドを接
触させて測定した。記録信号にはＮＲＺ　Ｉパターンの
オール１°Ｓ信号を用い、低記録密度（１ｋＢＰｌ）に
おける再生出力の５０％の再生出力を与える記録密度（
Ｄ５ｏ）を測定して記録密度特性を評価した。

Ｄ５ｏはこれが大きい程、高密度の記録ができることを
示している。

第２表から明らかなように、ＧｅまたはＴｉの薄膜から
なる第１の下地層と、Ｃｒ濃度が２７ｗｔ％を超える非
磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜からなる第２の下地層を形成す
ると、非常に良好な結晶配向性が得られ、Ｄ５ｏの値も
大きいため、良好な高密度記録が可能である。

第４図は本発明の他の実施例に係る垂直磁気記録媒体の
断面図であり、耐熱性フィルム状基体４１の両面に例え
ば厚さ０．４μｍの軟磁性層４２がそれぞれ形成され、
その上に第１の下地層としての例えば厚さ　２００人の
Ｔｉ薄膜４３と、第２の下地層としての例えば厚さ　２
５０人でＣ「濃度が２７．５ｗｔ％の非磁性Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｎｂ合金薄膜４４がそれぞれ形成され、さらにその上
に記録層としての強磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜４５がそれ
ぞれ形成されている。軟磁性層４２としては例えばパー
マロイ薄膜が形成される。また、軟磁性層４２゜Ｔｉ薄
膜４３．非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ合金薄膜４４および強
磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜４５は真空蒸着法によって形成
される。

このように構成された垂直磁気記録媒体においても、先
の実施例で説明した垂直磁気記録媒体と同様に、良好な
結晶配向性と高密度記録特性が得られた。

なお、上記２つの実施例においては記録層として強磁性
Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜を用いたが、例えばＣｏ−ＣｒにＶ
、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ等の第３元素を含むものでもよく、要
するにＣｏ、Ｃｒを主成分とする強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合
金薄膜であればよい。

また、下地層として非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０合金薄膜を用
いたが、Ｃｏ、Ｃｒに第３元素または第４元素を添加し
たもの、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｖ。

Ｃｏ−Ｃｒ　−Ｒｈ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ　−Ｗ等の合金
薄膜でもよく、要は非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−０系合金薄膜で
あればよい。基体の材質も種々選択することができる。

また、基体の片面にのみ記録層が形成されている媒体に
も適用することができる。

［発明の構成コ 本発明によれば、強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる
記録層の下地層として非磁性Ｃｏ＝Ｃｒ−〇系合金薄膜
を形成することにより、大きな垂直磁気異方性を維持し
たまま結晶粒を微細化し、高Ｓ／Ｎおよび高記録密度特
性が得られる。

本発明によれば、強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金からなる記録
層の下地層として、ＧｅまたはＴｉの薄膜からなる第１
の下地層と、非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる第２
の下地層を形成することにより、下地層が単層のものに
比べ結晶配向性が著しく良好で、かつ均一で優れた高密
度記録特性が得られる。

また、本発明では下地層が非磁性であるため、記録層内
部に体積磁荷を発生させて記録再生特性を損なうことが
ない。

さらに、本発明によれば記録層と同系、即ちＣｏ−Ｃｒ
系合金を下地層として使用していることにより、記録層
と下地層とで熱膨張係数等の特性が近いため、スパッタ
法や真空蒸着法のように基体が高温となる成膜方法を用
いた場合においても、記録層・下地層間での剥離が生じ
難く、従って耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ本発明
の実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成を模式的に示す
断面図である。 １１、’２１・・・基体、１２．２３・・・非磁性Ｃｏ
−Ｃ「−０合金薄膜（下地層）、１３．２４・・・強磁
性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜（記録層）、２２・・・軟磁性層
、３１．４１・・・基体、３２・・・Ｇｅ薄膜（第１の
下地層）、３３．４４・・・非磁性Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜
（第２の下地層）、３４．４５・・・強磁性Ｃｏ−Ｃｒ
合金薄膜（記録層）、４２・・・軟磁性層、４３・・・
Ｔｉ薄膜（第１の下地層）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−Ｏ系合金薄膜からな
   る下地層を介して強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる
   記録層を形成してなることを特徴とする垂直磁気記録媒
   体。
2. （２）下地層を構成する非磁性Ｃｏ−Ｃｒ−Ｏ系合金薄
   膜は２７ｗｔ％を超えるＣｒを含有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の垂直磁気記録媒体。
3. （３）基体と下地層との間に軟磁性層を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂直磁気記録媒体
   。
4. （４）下地層および記録層はスパッタ法また真空蒸着法
   により形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の垂直磁気記録媒体。
5. （５）基体上にＧｅまたはＴｉの薄膜からなる第１の下
   地層および非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる第２の
   下地層を介して強磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜からなる記
   録層を形成してなることを特徴とする垂直磁気記録媒体
   。
6. （６）第２の下地層を構成する非磁性Ｃｏ−Ｃｒ系合金
   薄膜は２７ｗｔ％を超えるＣｒを含有することを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載の垂直磁気記録媒体。
7. （７）基体と第１の下地層との間に軟磁性層を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の垂直磁気記
   録媒体。
8. （８）第２の下地層および記録層はスパッタ法または真
   空蒸着法により形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の垂直磁気記録媒体。