JP2607288B2 - 磁気記録媒体およびその製造法 - Google Patents

磁気記録媒体およびその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、磁気記録媒体およびその製造法に関し、詳
細には、コンピュータ用の外部記録媒体として使用され
るスパッタハードディスク等の磁気記録媒体およびその
製造法に関する。
(従来の技術) 前記磁気記録媒体としては前記ハードディスクが代表
的である。かかる従来の磁気記録媒体は、酸化鉄塗布型
のものやCoメッキ型のものであったが、近年ではこれら
に代わり、より高密度の記録が可能な磁気記録媒体が開
発され、実用化され始めている。
上記高密度の磁気記録媒体に関し、その構造は通常第
2図に示す如く、基板(1)上に三層が積層されてなる
ものである。基板(1)は、Ni−Pメッキが施されたAl
合金又はガラスサブストレートである。基板(1)上の
三層は、Cr膜からなる下地層(4)(以降、下地Cr膜と
いう)と、Co合金膜からなる磁性膜(5)と、C製保護
膜(6)とからなり、通常膜厚はこの順に、1000〜3000
Å、500〜700Å、300〜400Åである。
製造法としてはスパッタリング法が採用され、基板
(1)上に上記各膜を順次形成させて行われる。この成
膜には大量生産用のインラインスパッタ装置が使用され
る。
磁気特性として保磁力:600〜700Oe、角型比S:0.75〜
0.85のものが得られている。
(発明が解決しようとする課題) 最近はさらに高密度記録可能な磁気記録媒体の出現が
強く要望されている。例えば1000〜15000eの保磁力を有
し、且つ、狭トラック化に伴う再生出力低下を補うため
に0.9以上の角型比Sを有する磁気記録媒体の開発が切
望されている。
しかしながら従来の磁気記録媒体は、その構造上から
磁気特性の改善には自ずと限界があり、上記要望を充た
し得ないという問題点がある。
即ち、磁気記録媒体の保磁力には多くの要因が関与し
ているが、それらの中でも下地Cr膜の影響が最も大き
く、下地Cr膜により磁性膜の結晶配向性を良くするエピ
タキシャルアシスト効果と、下地Cr膜表面のラフネスに
起因して磁性膜中での磁壁をトラップするピニング効果
とが大きな要因である。前者を高めると保磁力が大きく
なる。後者を強めると保磁力が大きくなる。
上記効果はいづれも下地Cr膜の結晶配向性や表面の状
態に依存するものである。故に、高結晶配向性とラフネ
スとを兼ね備えた下地Cr膜を形成する事ができれば、保
磁力を高められる。
上記高結晶配向性およびラフネスは、成膜条件によっ
ていくらかは制御し得るが、両者を兼ね備えさせる事は
極めて困難である。例えば、成膜条件の中、Arのガス圧
を下げて下地Cr膜の結晶配向性を高めようとすると、下
地Cr膜の表面が平滑になり、そのため磁壁が動き易い磁
性膜となる。この逆にArガス圧を高くすると、下地Cr膜
中のコラム構造が顕著になり、ラフネスを増大し得る
が、下地Cr膜の結晶配向性が低下し、配向性不充分とな
り、そのため角型比Sが悪くなり、その結果として保磁
力を高め得ない。
又、磁性膜の厚みを薄くして保磁力を高める事も可能
であるが、この場合は再生出力が低下する。その対策と
して磁気記録媒体とヘッドとの間の距離を極端に小さく
する必要があり、磁気記録媒体表面の品質管理が極めて
困難になる。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を
解消し、磁性膜の下地Cr膜が高結晶配向性とラフネスと
を兼ね備え、磁性膜のエピタキシャルアシスト効果およ
び磁壁ピニング効果が優れ、保磁力および角型比S等の
磁気特性が優れた磁気記録媒体、即ち、高密度記録可能
な磁気記録媒体およびその製造法を提供しようとするも
のである。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明に係る磁気記録
媒体およびその製造法は次のような構成としている。
即ち、第1請求項に記載の磁気記録媒体の製造法は、
基板上に、スパッタリング法により粗表面を有する第1
下地層を形成させ、その上層にアモルファス膜からなる
第2下地層を形成させ、さらにその上層にスパッタリン
グ法により、高結晶配向性膜からなる第3下地層、Co合
金からなる磁性膜およびC製の保護膜をこの順に形成さ
せることを特徴とする磁気記録媒体の製造法である。
第2請求項に記載の磁気記録媒体の製造法は、前記第
1下地層の形成を、高融点金属または高融点合金のスパ
ッタリングにより行う第1請求項に記載の磁気記録媒体
の製造法である。
第3請求項に記載の磁気記録媒体の製造法は、前記高
融点金属または高融点合金がCr,Mo,W,Ta,Zr,Nbの1種又
は2種以上からなる第2請求項に記載の磁気記録媒体の
製造法である。
第4請求項に記載の磁気記録媒体は、基板と、粗表面
を有する第1下地層と、アモルファス膜からなる第2下
地層と、高結晶配向性膜からなる第3下地層と、Co合金
からなる磁性膜と、C製の保護膜とが、この順に積層さ
れてなる磁気記録媒体である。
第5請求項に記載の磁気記録媒体は、前記第2下地層
がC膜又はSiO2膜である第4請求項に記載の磁気記録媒
体である。
(作 用) 本発明に係る磁気記録媒体は、前記の如く、基板上
に、スパッタリング法により粗表面を有する第1下地層
を形成させるようにしている。かかる粗表面は表面が凸
凹した状態のものであり、前記従来法で公知の如く、ス
パッタリング法でのArのガス圧を高くする事により得ら
れる。このガス圧などのスパッタリング条件により、上
記凸凹状態の程度、即ち、ラフネスを大きくし得る。し
かし、同時に上記第1下地層は結晶配向性が低いものに
なる。
上記第1下地層形成後、第1下地層の上にアモルファ
ス膜からなる第2下地層を形成させるようにしている。
この第2下地層は膜であって薄いので、第1下地層の表
面形状(粗表面)になじみ、その影響により第2下地層
の表面を第1下地層の表面形状と同様にし得る。第1下
地層は前記の如く凸凹な粗表面を有している。故に、第
2下地層の表面を、第1下地層の表面形状と同様の粗表
面にし得る。
上記第2下地層の上にスパッタリング法により高結晶
配向性膜からなる第3下地層を形成させるようにしてい
る。かかる高結晶配向性膜は、前記従来法で公知の如
く、スパッタリング法でのArのガス圧を低くする事によ
り得られる。この第3下地層は膜であって薄いので、前
記第2下地層表面を粗表面にし得る場合と同様の理由に
より、第3下地層の表面を第1下地層表面形状と同様の
粗表面にし得る。
ここで、上記第3下地層の結晶配向性に関し、第2下
地層が存在しなければ、低結晶配向性の第1下地層の影
響により、第3下地層の結晶配向性が低いものになる。
又、第2下地層が存在していても、これがアモルファス
でなく結晶であれば、やはり第1下地層が影響を及ぼ
し、第3下地層の結晶配向性が低いものになる。本発明
では、前述の如く第2下地層をアモルファス膜にしてい
るので、該膜の作用により低結晶配向性の第1下地層の
影響が第3下地層に対して及ばないようにし得る。即
ち、結晶配向性に関し、第2下地層のアモルファス膜に
より、第1下地層と第3下地層とが遮断される。従っ
て、第3下地層は高結晶配向性とラフネスとを兼ね備え
たものにし得る。
上記第3下地層の上に、スパッタリング法により、Co
合金からなる磁性膜、さらにその上にC製保護膜を形成
させ、磁気記録媒体を製造するようにしている。前記の
如く第3下地層は高結晶配向性とラフネスとを兼ね備え
たものにし得、又、この第3下地層が磁性膜の下地層に
なっている。故に、磁性膜のエピタキシャルアシスト効
果および磁壁ピニング効果が優れたものにし得る。従っ
て、製造される磁気記録媒体は、保磁力および角型比S
等の磁気特性が優れたものになし得る。即ち高密度記録
可能な磁気記録媒体が得られるようになる。
前記第1下地層の形成を、高融点金属または高融点合
金のスパッタリングにより行う事が望ましい。スパッタ
リングで形成される第1下地層の表面を凸凹にし易く、
ラフネスの大きな粗表面を得易くなるからである。かか
る前記高融点金属または高融点合金としては、Cr,Mo,W,
Ta,Zr,Nbの1種又は2種以上からなるものが、融点がよ
り高いので、それらの使用が望ましい。
上記の如き製造法により、基板と、粗表面を有する第
1下地層と、アモルファス膜からなる第2下地層と、高
結晶配向性膜からなる第3下地層と、Co合金からなる磁
性膜と、C製の保護膜とが、この順に積層されてなる磁
気記録媒体が得られる。かかる磁気記録媒体は、以上説
明した理由により、保磁力および角型比S等の磁気特性
が優れ、高密度記録可能な磁気記録媒体である。
尚、前記第2下地層のアモルファス膜に関し、これは
スパッタリング法等により成膜したものの他、自然生成
したアモルファス膜でもよい。例えば、スパッタリング
法により第1下地層を形成した後、一旦成膜室から出し
て大気に曝す場合や、第3下地層を形成させる迄に長時
間成膜室内雰囲気に曝す場合は、第1下地層の表面で酸
化やガス吸着が起き、その結果生成される酸化膜やガス
吸着に基づくアモルファス膜でもよい。しかし、大量生
産用のインラインスパッタ装置が使用される場合のよう
に、連続して各膜を形成する場合には、第2下地層をス
パッタリング法により成膜する必要がある。
上記アモルファス膜組成に関し、特にC膜又はSiO2
にする事が望ましい。第1下地層と第3下地層との結晶
配向性遮断の効果が大きいからである。
(実施例) 本発明の実施例を以下に説明する。実施例に係る磁気
記録媒体の構造は、後述の実施例6に係る従来型磁気記
録媒体の場合を除き、第1図に示す通りであり、基板
(1)上に第1下地層(2)、第2下地層(3)、第3
下地層即ち下地Cr膜(4)、Co合金からなる磁性膜
(5)及びC製保護膜(6)をこの順に形成させてなる
ものである。
実施例1 室温のガラス基板上へ、第1下地層としてCr膜,第2
下地層としてC膜,第3下地層としてCr膜磁性膜として
Co合金膜,保護膜としてC膜を、この順に成膜・積層し
て磁気記録媒体を製し、磁気特性に及ぼす第1下地層の
Cr膜の厚みの影響を調べた。
第1下地Cr膜はArガス圧:20mtorrで成膜し、その他の
膜はArガス圧:1mtorrで成膜した。
第2下地層の厚みは50Å、第3下地層の厚みは820Å
とし、磁性膜はCo−30Ni−7.5Crの組成のものを使用
し、その厚みは600Åとした。保護膜の厚みは320Åとし
た。
保磁力Hc、角型比S,Sは第3図のようになり、第1
下地Cr膜を有さない磁気記録媒体ではHc:600〜700Oeで
あるが、第1下地Cr膜を有するものは、急激にHcが高く
なり、第1下地Cr膜が5000Åで1300Oeに達しており、
又、角型比S,Sは0.9以上である。
実施例2 膜厚を除き、実施例1と同様の条件で同様の磁気記録
媒体を製した。即ち、第1下地Cr膜の厚みは3300Å、第
2下地層の厚みは50Åであり、第3下地層の厚みは1640
Å以下で変化させた。かかる磁気記録媒体について、磁
気特性を測定し、第3下地層のCr膜として必要な膜厚を
調べた。その結果を第4図に示す。
角型比S,Sは第3下地Cr膜厚みに関係なく、0.92〜
0.95という高い値であるが、保磁力Hcは第3下地層がな
い場合で250Oe、第3下地Cr膜厚みが400Åで1200Oeに迄
上昇し、それ以上の厚みでは一定値となっている。
第3下地Cr膜の役割は磁性膜をhcp構造にし、しかも
結晶配向製を付与する事にあるが、これは第3下地Cr膜
厚みを400Å以上にする事で達成される事が判明した。
尚、従来の構造の磁気記録媒体では、磁性膜の下地層
の下地Cr膜の厚みを増加させると、保磁力Hcの上昇要件
の一つである該下地Cr膜の表面粗さが増加するため、Hc
は緩やかに上昇する。これに対し、本実施例では上記の
如く第3下地Cr膜厚みが増加しても、Hcは一定である。
これは、表面粗さの役割を最下層の第1下地Cr膜が担っ
ているため、非常に薄いCr膜でHcが一定となっているも
のである。
実施例3 基板としてNi−Pメッキが施されたAlサブストレー
ト、第1下地層としてMo膜を用いた。それらの点を除
き、実施例1と同様の条件で同様の磁気記録媒体を製
し、磁気特性に及ぼす第1下地層のMo膜の厚みの影響を
調べた。
Hc、S,Sは第5図のようになり、やはり第1下地Mo
膜厚の増大に伴ってHcは急激に増加している。Mo膜厚が
4000ÅでHcは約1400Oeに達しており、角型比S,Sは0.9
5である。
実施例4 第1下地Cr膜厚を3300Åとし、磁性膜(Co−30Ni−7.
5Cr)の厚みを100〜1000Åに変化させた。それらの点を
除き、実施例1と同様の条件で同様の磁気記録媒体を製
し、磁気特性に及ぼす磁性膜厚の影響を調べた。
第6図に磁性膜厚とHc、S,Sとの関係を示す。Mr・
δとして400〜700Gμmとなる磁性膜厚の400〜800Å
で、Hcが1000〜1500Oe,S,Sが0.95以上の高い値であ
る。
実施例5 第1下地層を4000ÅのCr,Mo,W,Ta,Zr又はNb膜とし
た。かかる点を除き、実施例1と同様の条件で同様の磁
気記録媒体を製し、Hc及びSを調べた。その結果を第7
図に示す。
第1下地層はいづれも高融点金属で構成されている
が、それらの中でも該金属の融点が高いものほどHcが高
いという傾向にある。Sはいづれの場合もほぼ0.93〜0.
96であって高い値である。
実施例6 従来法に係る磁気記録媒体と、本発明に係る磁気記録
媒体との比較試験を行った。
上記試験に供した磁気記録媒体の構成及び製造条件を
第1表に示す。第1表において実験No.1及び2のものが
本発明に係るもの、実験No.3,4及び5のものが従来法に
係るものである。
本発明に係るものは、基板としてガラスサブストレー
ト又はNi−Pメッキが施されたAlサブストレートを用い
た。第1下地層はCr膜又はMo膜とし、該膜厚を5000Å以
下の範囲で変化させた。磁性膜厚は500Åとした。かか
る点を除き、実施例1と同様の構造を有する。製造条件
は実施例1と同様である。
従来法に係るものは、基板としてガラスサブストレー
トを用い、下地Cr膜の厚みを1000〜5000Åの範囲で変化
させた。磁性膜厚は500Åとした。尚、これらは当然に
第1下地層及び第2下地層を有さず、下地層としては上
記下地Cr膜のみを有しているものである。
比較試験結果を第8図に示す。横軸は下地Cr膜厚を指
標しているが、該下地Cr膜厚は本発明に係るものに関し
ては前記第3下地層のCr膜厚のこと である。第9図から判る如く、従来法に係るものは、下
地Cr膜厚を増大してもHc:1000Oe以上、且つS:0.9以上を
充たすものは得られなかった。これに対し、本発明に係
るものは、第3下地Cr膜厚を1000Åにすると、Hcが1000
Oe以上で、且つSが0.94〜0.96のものが得られている。
以上の結果は、本発明によれば高保磁力と高角型比S
とを兼ね備えた磁気記録媒体を提供し得る事を裏付けて
いる。
(発明の効果) 本発明に係る磁気記録媒体およびその製造法によれ
ば、磁性膜の下地Cr膜が高結晶配向性とラフネスとを兼
ね備え、磁性膜のエピタキシャルアシスト効果および磁
壁ピニング効果が優れ、保持力および角型比S等の磁気
特性が優れた磁気記録媒体、即ち、高密度記録可能な磁
気記録媒体が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】 第1図は実施例に係る磁気記録媒体の構造、第2図は従
来の磁気記録媒体の構造、第3図は実施例1に係る第1
下地Cr膜の厚さとHc、S,Sとの関係、第4図は実施例
2に係る第3下地Cr膜の厚さとHc、S,Sとの関係、第
5図は実施例3に係る第1下地Mo膜の厚さとHc、S,S
との関係、第6図は実施例4に係る磁性膜厚とHc、S,S
との関係、第7図は実施例5に係る第1下地層の金属
の融点とHc、Sとの関係、第8図は実施例6に係る下地
Cr膜厚とHc、Sとの関係を示す図である。 (1)……基板、(2)……第1下地層 (3)……第2下地層、(4)……下地Cr膜 (5)……Co合金膜製磁性膜、(6)……C製保護膜

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、スパッタリング法により粗表面
    を有する第1下地層を形成させ、その上層にアモルファ
    ス膜からなる第2下地層を形成させ、さらにその上層に
    スパッタリング法により、高結晶配向性膜からなる第3
    下地層、Co合金からなる磁性膜およびC製の保護膜をこ
    の順に形成させることを特徴とする磁気記録媒体の製造
    法。
  2. 【請求項2】前記第1下地層の形成を、高融点金属また
    は高融点合金のスパッタリングにより行う第1請求項に
    記載の磁気記録媒体の製造法。
  3. 【請求項3】前記高融点金属または高融点合金がCr,Mo,
    W,Ta,Zr,Nbの1種又は2種以上からなる第2請求項に記
    載の磁気記録媒体の製造法。
  4. 【請求項4】基板と、粗表面を有する第1下地層と、ア
    モルファス膜からなる第2下地層と、高結晶配向性膜か
    らなる第3下地層と、Co合金からなる磁性膜と、C製の
    保護膜とが、この順に積層されてなる磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】前記第2下地層がC膜又はSiO2膜である第
    4請求項に記載の磁気記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3169080A1 (en) 2015-11-12 2017-05-17 Audio-Technica Corporation Condenser microphone unit, condenser microphone, and method of manufacturing condenser microphone

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