(57)【要約】【課題】垂直方向の保磁力が非常に高い磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】  非磁性基板４上にＣｏ（コバルト）若しくはＣｏ合金を主成分とした酸化物を含む垂直磁化用の磁性層６を形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性層の形成時のスパッタリングガスをＡｒ（アルゴン）ガスとＯ２ （酸素）ガスとの混合ガスにし、前記磁性層の形成時直前のガス分圧比（酸素ガス分圧／アルゴンガス分圧＝ＰＯ２ ／ＰＡｒ）を０．０１０以上０．０２１以下とすると共に、前記アルゴンガス分圧を７．５〜２０ｍＴｏｒｒ（１〜２．６６Ｐａ）の範囲に設定する。【選択図】  図１ 
2005078700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上にＣｏ（コバルト）若しくはＣｏ合金を主成分とし
た酸化物を含む垂直磁化用の磁性層を形成してなる磁気記録媒体の製造方法にお
いて、
前記磁性層の形成時のスパッタリングガスをＡｒ（アルゴン）ガスとＯ２ （酸
素）ガスとの混合ガスにし、前記磁性層の形成時直前のガス分圧比（酸素ガス分
圧／アルゴンガス分圧＝ＰＯ２ ／ＰＡｒ）を０．０１０以上０．０２１以下とす
ると共に、前記アルゴンガス分圧を７．５〜２０ｍＴｏｒｒ（１〜２．６６Ｐａ
）の範囲に設定したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記磁性層はＣｏ−ＣｏＯよりなり、前記磁性層の下には、Ｃｏ
Ｏよりなる非磁性の下地層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁
気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ等の演算装置の主として外部記憶装置として用いられ
る磁気ディスク装置又は磁気テープ装置などに搭載される磁気記録媒体に関し、
特に垂直方向の磁気特性に優れた薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関するもの
である。
【背景技術】
【０００２】
最近、磁気記録の分野における高密度化の進展は極めて早く、より短波長記録
再生特性に優れた記録媒体への要求が高まっている。現在、一般に用いられてい
る磁気ディスク、磁気テープはすべて膜面内方向に磁気異方性を有する、いわゆ
る面内磁化膜である。これらは高密度化に対応すべく、各種の改良がなされてい
る。しかし、この面内磁化膜は記録密度が高まるにつれて反磁界が大きくなり、
再生出力が低下してしまうという本質的な問題を抱えている。
【０００３】
これに対して、膜面に対して垂直方向に磁気異方性を有する、いわゆる垂直磁
化膜は短波長記録においても反磁界が小さいため、面内磁化膜よりも高密度記録
に適していると言われている。このような垂直磁化膜の形成材料として、ＣｏＣ
ｒ、ＣｏＣｒＴａ、Ｃｏ−ＣｏＯなどが開発されている。垂直磁化膜は主として
スパッタリング法により成膜されるものが多いが、Ｃｏ−ＣｏＯ膜のように蒸着
法（例えば特許文献１）によって成膜されるものもある。このＣｏ−ＣｏＯ膜は
、非磁性基板上に直接成膜する場合と、下地層としてコバルト酸化物層、すなわ
ちＣｏＯ層を形成し、その上に形成する場合とがある。特に、ＣｏＯ下地層上に
Ｃｏ−ＣｏＯ磁性層を成膜した場合には結晶性と垂直方向の磁気特性との双方が
向上することが、特許文献２及び非特許文献１において示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−９４２３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１６１９３４号公報
【非特許文献１】Ｔａｋａｎｏｂｕ  Ｔａｋａｙａｍａ  ａｎｄ  Ｋａｚｕｅｔｕ  Ｙｏｓｈｉｄａ，Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．Ｓ２，１００７（１９９１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の垂直磁化膜を用いた磁気記録媒体は、上述のように高
密度記録に適してはいるが、磁気特性に関しては、垂直方向の保磁力が１４００
Ｏｅ（１１２ｋＡ／ｍ）よりも小さく、超高密度記録用の垂直磁化膜としては十
分ではない、いう問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案された
ものである。本発明の目的は、垂直方向の保磁力が非常に高い磁気記録媒体の製
造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記問題を解決すべく、スパッタリング法により、コバルトを主
成分とする酸化物磁性層、若しくは非磁性コバルト酸化物下地層とコバルトを主
成分とする酸化物磁性層とを備えた垂直磁気記録媒体の製造方法において、スパ
ッタリング時のガスの導入比率やガス分圧等、種々の検討を重ねた結果、特定の
ガス分圧比率範囲及びその比率におけるアルゴンガス分圧範囲で製造することに
より、磁性層の垂直方向の保磁力を大幅に向上させることを見い出すことによっ
て、本発明に至ったものである。
【０００７】
請求項１に係る発明は、非磁性基板上にＣｏ（コバルト）若しくはＣｏ合金を
主成分とした酸化物を含む垂直磁化用の磁性層を形成してなる磁気記録媒体の製
造方法において、前記磁性層の形成時のスパッタリングガスをＡｒ（アルゴン）
ガスとＯ２ （酸素）ガスとの混合ガスにし、前記磁性層の形成時直前のガス分圧
比（酸素ガス分圧／アルゴンガス分圧＝ＰＯ２ ／ＰＡｒ）を０．０１０以上０．
０２１以下とすると共に、前記アルゴンガス分圧を７．５〜２０ｍＴｏｒｒ（１
〜２．６６Ｐａ）の範囲に設定したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法で
ある。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記磁性層はＣｏ−ＣｏＯより
なり、前記磁性層の下にはＣｏＯよりなる非磁性の下地層が形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁性層のスパッタリング時のガス分圧比やガス分圧を、特定
のガス分圧比の範囲及びその比率におけるアルゴンガス分圧を特定の範囲に設定
することにより、磁性層の垂直方向保磁力が非常に高い磁気記録媒体を得ること
ができる。またその結果として、一層の高密度記録化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
図１は磁気記録媒体を示す拡大断面図、図２はガス分圧比と垂直方向保磁力と
の関係を示すグラフ、図３はアルゴンガス分圧と垂直方向保磁力との関係を示す
グラフである。
図１（Ａ）に示すように、この磁気記録媒体２は、非磁性基板４上に垂直磁化
用の磁性層６を形成することにより構成されている。また図１（Ｂ）に示す場合
には、上記磁性層６の下に、すなわちこの磁性層６と非磁性基板４との間に非磁
性の下地層８を介在させて磁気記録媒体２が形成されている。
【００１０】
ここで本発明は、非磁性基板上にＣｏ（コバルト）若しくはＣｏ合金を主成分
とした酸化物を含む垂直磁化用の磁性層を形成してなる磁気記録媒体の製造方法
において、前記磁性層の形成時のスパッタリングガスをＡｒ（アルゴン）ガスと
Ｏ２ （酸素）ガスとの混合ガスにし、前記磁性層の形成時直前のガス分圧比（酸
素ガス分圧／アルゴンガス分圧＝ＰＯ２ ／ＰＡｒ）を０．０１０以上０．０２１
以下とすると共に、前記アルゴンガス分圧を７．５〜２０ｍＴｏｒｒ（１〜２．
６６Ｐａ）の範囲に設定したものである。
上記した本発明方法で製造した磁気記録媒体は、垂直方向の保磁力は約１４０
０Ｏｅ（１１２ｋＡ／ｍ）以上となり、良好な磁気特性を示す。これに対して、
磁性層６の形成時直前のガス分圧比（酸素ガス分圧／アルゴンガス分圧＝ＰＯ２ 
／ＰＡｒ）が０．０１０未満の場合や０．０２１を越えた場合であって、アルゴ
ンガス分圧が７．５ｍＴｏｒｒ（１Ｐａ）未満の場合、或いは２０ｍＴｏｒｒ（
２．６６Ｐａ）を越えた場合には、垂直方向の磁性力は１４００Ｏｅよりも小さ
くなってしまい、磁気特性が劣って好ましくない。
【００１１】
また、上記ガス分圧比率において、磁性層６の形成時直前のＯ２ （酸素）ガス
分圧を０．１２ｍＴｏｒｒ以上０．４２ｍＴｏｒｒ以下の範囲で製造した場合は
、やはり垂直方向の保磁力が約１４００Ｏｅ（１１２ｋＡ／ｍ）以上得られるが
、０．１２ｍＴｏｒｒ未満や０．４２ｍＴｏｒｒを越えたＯ２ガス分圧で製造し 
た場合は垂直方向の保磁力が急激に低下してしまう（後述する図３（Ｂ）参照）
。
非磁性基板４上に非磁性のコバルト酸化物よりなる下地層８を設けた場合も上
記と同様の傾向を示し、更にその効果は大きくなる。上記ガス分圧比率において
、磁性層６の形成時直前のＯ２ガス分圧を０．１２ｍＴｏｒｒ以上０．４２ｍＴ 
ｏｒｒ以下の範囲で製造した場合は、垂直方向の保磁力が約２５００Ｏｅ（２０
０ｋＡ／ｍ）以上も得られるが、０．１２ｍＴｏｒｒ未満や０．４２ｍＴｏｒｒ
を越えたＯ２ガス分圧で製造した場合は垂直方向の保磁力が急激に低下してしま 
う。
【００１２】
ここで上記非磁性基板４としては、ガラス板の他に、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）などの高分子フィルムや、アルミニウムのような金属基板を使用
することができる。また磁性層６は、ＣｏもしくはＣｏ合金を主成分とした酸化
物で有ればどんな元素を含んでいても構わない。例えば、Ｃｏ合金としては、Ｃ
ｏに白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）などが含有されたものを
挙げることができ、また、Ｃｏの六方細密構造（ＨＣＰ）を崩さない程度であれ
ば、それ以外の元素が含まれていてもよい。また下地層８を形成する非磁性Ｃｏ
系酸化物としてはＣｏＯが好ましい。また、下地層８および磁性層６の膜厚は特
に限定されるものではないが、例えば下地層８が０．５〜２０ｎｍの範囲、磁性
層６が１０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
＜実施例＞
次に、実施例として本発明方法を用いて種々の磁気記録媒体を製造し、その評
価を行ったので評価結果について説明する。
まず三元スパッタリング装置を用いて到達真空度２×１０−７Ｔｏｒｒまでチャ
ンバー内を真空排気した。ここで非磁性基板４として厚さが０．９ｍｍのガラス
基板を用い、これをスパッタターゲットから９０ｍｍの真上に設置した。基板温
度は室温（ＲＴ）とした。ターゲットにはＣｏ（純度３Ｎ）を使用した。スパッ
タリングガスとしてＡｒガス（純度４Ｎ）とＯ２ガス（純度４Ｎ）をチャンバー 
側面からそれぞれ独立したマスフローコントローラを介して導入し、ガス分圧計
によりそれぞれのガス分圧を制御した。まず、Ａｒガス分圧（ＰＡｒ）が７．５
ｍＴｏｒｒになるようＡｒマスフローコントローラで導入量を制御した。その後
Ｏ２ガス分圧（ＰＯ２）を同様にＯ２マスフローコントローラで導入量を変化さ   
せて導入し、ガス分圧比（ＰＯ２／ＰＡｒ）が０．００５〜０．０５まで可変す 
るように制御した。そして前記ガス分圧比のそれぞれの雰囲気条件で、非磁性基
板４上に磁性層６としてＣｏ−ＣｏＯ膜を５０ｎｍの厚さに成膜した。このよう
に形成した各磁気記録媒体により得られた特性を特性曲線Ａ（図２参照）とする
。
【００１４】
次に、Ａｒガス分圧（ＰＡｒ）を２０ｍＴｏｒｒになるようにして、他は特性
曲線Ａの磁気記録媒体の製法の場合と同様に行った。このようにして形成した各
磁気記録媒体により得られた特性を特性曲線Ｂ（図２参照）とする。
次に、磁性層６を形成する前に、その下層に下地層８としてＣｏＯよりなる非
磁性の薄膜を１０ｎｍの厚さで形成し、その後、特性曲線Ａの磁気記録媒体の製
法の場合と同様に行った。このようにして形成した各磁気記録媒体により得られ
た特性を特性曲線Ｃ（図２参照）とする。
【００１５】
次に、磁性層６を形成する前に、その下層に下地層８としてＣｏＯよりなる非
磁性の薄膜を１０ｎｍの厚さで形成し、その後、特性曲線Ｂの磁気記録媒体の製
法の場合と同様に行った。このようにして形成した各磁気記録媒体により得られ
た特性を特性曲線Ｄ（図２参照）とする。
上記各特性曲線Ａ〜Ｄを得るために、作製した各試料の磁気記録媒体を、８×
８ｍｍの大きさに切り出し、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により最大印加磁場１
５ｋＯｅで磁気特性の測定を行った。この測定は、試料膜面内に磁場をかける場
合と、同じく試料の膜面に対して垂直方向にかける場合の２方向について行った
。
【００１６】
図２には、磁性層（Ｃｏ−ＣｏＯ膜）形成直前の酸素ガス分圧／アルゴンガス
分圧比（ＰＯ２／ＰＡｒ）と垂直方向の保磁力（Ｈｃ⊥）との関係を示す。
図２に示すように、各特性曲線Ａ〜Ｄは、ガス分圧比が大きくなるに従って、
垂直方向保磁力は次第に大きくなって途中でピークを経た後に今度は次第に低下
する、という上方に凸となる特性曲線を有している。またＡｒガス分圧が同じな
らば、下地層８を設けた方が垂直方向保磁力が大きくなっている。
そして、実用に耐え得る垂直方向保磁力の大きさを約１４００Ｏｅ（１１２Ｋ
Ａ／ｍ）以上とすると、ガス分圧比を０．０１０以上０．０２１以下の範囲に設
定し、且つＡｒガス分圧を７．５ｍＴｏｒｒ（１Ｐａ）〜２０ｍＴｏｒｒ（２．
６６Ｐａ）の範囲内に設定する必要があることが判明した。
【００１７】
次にアルゴンガス分圧の影響を検討するために、アルゴンガス分圧と垂直方向
保磁力との関係を調べた。その時得られた関係を図３に示す。
ここでは先の特性曲線Ａ〜Ｄを得た磁気記録媒体の作製のために用いたスパッ
タ装置と同じ装置を用いてガス分圧比（ＰＯ２ ／ＰＡｒ）を０．０２に一定に維
持し、アルゴンガス分圧ＰＡｒを４．０〜３０ｍＴｏｒｒまで変化させた（図３
（Ａ）参照）。尚、図３（Ｂ）には、図３（Ａ）に示すアルゴンガス分圧と垂直
方向保磁力との関係を、酸素ガス分圧と垂直方向保磁力との関係に変換したグラ
フを示す（ガス分圧比：ＰＯ２ ／ＰＡｒ＝０．０２）。ここではＣｏ−ＣｏＯよ
りなる磁性層６を５０ｎｍの厚さで設け、下地層８を有していない各磁気記録媒
体により得られた特性を特性曲線Ｅ（図３（Ａ）参照）とし、ＣｏＯよりなる厚
さ１０ｎｍの下地層８を有している各磁気記録媒体により得られた特性を特性曲
線Ｆ（図３（Ａ）参照）とする。尚、上記下地層８の形成に際しては、非磁性の
ＣｏＯ膜よりなる下地層８は、ガス分圧比（ＰＯ２ ／ＰＡｒ）が１．０で成膜で
きことを事前に確かめた上で成膜した。
【００１８】
図３中の特性曲線Ｅから明らかなように、下地層８がない場合には垂直方向保
磁力を約１４００Ｏｅ（１１２ｋＡ／ｍ）以上に高い値に維持するためには、ア
ルゴンガス分圧ＰＡｒを６ｍＴｏｒｒ以上２２．５ｍＴｏｒｒ以下の範囲内に設
定する必要があることが判明した。
また特性曲線Ｆから明らかなように、下地層８を設けた場合には、アルゴンガ
ス分圧ＰＡｒを６．５ｍＴｏｒｒ以上２２．５ｍＴｏｒｒ以下の範囲に設定する
ことによって垂直方向保磁力を約２５００Ｏｅ（２００ｋＡ／ｍ）以上と非常に
高くでき、特に、アルゴンガス分圧ＰＡｒを７．５ｍＴｏｒｒ〜１７ｍＴｏｒｒ
の範囲内に設定することによって垂直方向保磁力を更に高い約３０００Ｏｅ（２
４０ｋＡ／ｍ）まで大幅に向上できることが判明した。
【００１９】
尚、確認のために酸素ガス分圧ＰＯ２ と垂直方向保磁力との関係を評価した。
ここでは特性曲線Ａ〜Ｄを得た磁気記録媒体の製法と同様にして、Ａｒガス分圧
（ＰＡｒ）が７．５ｍＴｏｒｒ及び２０ｍＴｏｒｒと一定となるようＡｒマスフ
ローコントローラで導入量を制御した上で、Ｏ２ガス分圧（ＰＯ２）のみを０．  
０４〜０．４２ｍＴｏｒｒまで可変するようＯ２マスフローコントローラで制御 
した。この時当然の事ながらガス分圧比（ＰＯ２／ＰＡｒ）も変化してしまう。 
そして、前記Ｏ２ガス分圧ＰＯ２ のそれぞれの雰囲気条件で、Ｃｏ−ＣｏＯ膜を 
５０ｎｍの厚さに成膜して磁性層６を形成した。
【００２０】
図４にこの時の酸素ガス分圧と垂直方向保磁力との関係のグラフを示す。ここ
では４本の特性曲線が示されており、図より明らかなように、酸素ガス分圧ＰＯ
２が０．０７ｍＴｏｒｒ以下、或いは０．４２ｍＴｏｒｒ以上では急激に垂直方 
向保磁力が１４００Ｏｅ以下に低下してしまうことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】磁気記録媒体を示す拡大断面図である。
【図２】ガス分圧比と垂直方向保磁力との関係を示すグラフである。
【図３】アルゴンガス分圧と垂直方向保磁力との関係を示すグラフである。
【図４】酸素ガス分圧と垂直方向保磁力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
２…磁気記録媒体、４…非磁性基板、６…磁性層、８…下地層。            
【図１】
2005078700.tif 000003
【図２】
2005078700.tif 000004
【図３】
2005078700.tif 000005
【図４】
2005078700.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月4日(2003.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005078700.tif 000007
【図２】
2005078700.tif 000008
【図３】
2005078700.tif 000009
【図４】
2005078700.tif 000010