Yamamoto Setsuo

ECRスパッタ法によりCo-Cr膜を作成したとき、その磁気特性と結晶学的特性は成膜中の基板を照射するイオン加速電圧に強く依存することか明らかとなった。このイオン加速電圧はArガス圧とターゲット-基板間距離により制御することができ、イオン加速電圧を20V以下に適正化した結果、50nmの厚さのCo-Cr膜で、優れた結晶配向性(5゜以下のΔθ_<50>)、高い垂直異方性磁界(4kOe以上のH_k)、高い垂直方向力(1400Oe以上のH_<c⊥>)が得ることができた。

誘導結合型プラズマ(ICP)を利用したマグネトロンスパッタ装置を試作し、Co-Cr垂直磁気異方性膜の作製を行った。誘導結合型プラズマ支援マグネトロンスパッタ装置では、高周波によるプラズマ生成と、ターゲットに印可した直流によるスパッタ成膜とが機能分離できているために、通常のマグネトロンスパッタ法ではプラズマの維持が不可能な低いターゲット電圧領域においてもCo-Cr薄膜の作成が可能なことが明らかになった。ICPを用いることで、通常のマグネトロンスパッタ法のみの場合よりも、高い成膜速度が実現できた。ICP電力を増すと、作製したCo-Cr膜の垂直磁気異方性は減少する傾向がみられた。大きな垂直磁気異方性をもつCo-Cr膜を高速に作製するには、ICPを用いることに加えて、正の基板バイアス電圧の印可を併用することが効果的であるとの見通しを得た。

電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマを利用したスパッタ成膜装置(ECRスパッタ装置)において、独自のパラメータであるマイクロ波電力に着目し、これを活用してCo-Cr-Ta/Ti垂直磁気ディスクの高性能化を試みた。プラズマ生成室に投入するマイクロ波電力を増加させると、生成されるプラズマ密度が増加し、成膜速度を高まること、成膜中に基板を照射するArイオンの量が増加することが明らかになった。Co-Cr-Ta膜の作製において、マイクロ波パワーを成膜初期には高パワーとし、途中からは低パワーに変更するという制御を行うことによって、グレインが微細で、磁気特性および記録特性に優れた垂直磁気ディスクをパワー一定とした従来よりも高速に作製できることを見出した。