JPH01283803A - 磁性膜 - 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】 ［発明の技術の分野］ 本発明は、磁気記録媒体すなわちディスクに関するもの
であり、とりわけ、磁気層の酸化に対する安定性に加え
、すぐれた磁気記録及び摩耗特性を有することを特徴と
した磁気ディスク構造に関するものである。とりわけ、
本発明は、それぞれ、薄膜形態で、磁気記録ディスクを
構成する材料の新規な組合せに関するものである。さら
に、本発明は、磁性材料を形成し、その磁気特性に制御
を加えて、所望の範囲内で選択的に変化させることによ
り、記録システムの設計を容易に最適化できるようにす
ることが可能な磁気特性を備えた磁気記録媒体を形成す
る方法に関するものである。

［発明の技術的背景及びその問題点］ 磁気記録ディスクの設計において、利用可能な記録ヘッ
ドの特性に依存する、考慮し、かつ、それに備えねばな
らない、いくつかの要素がある。

ラドの書込み能力によってのみ制限されるということが
あげられる。記録システムは、また、記録ヘッドのヘッ
ド信号出力がある最低値より大きいことを必要とする。

さらに、この薄い記録フィルムの場合、磁気記録フィル
ムの厚さとその残留磁化との積（以下では磁化と厚さの
積と称することにする）が、ある対応する最小値より大
きいことが必要である。さらに、高飽和保磁力と、所望
の磁化と厚さの積とには、磁気フィルムに関する高直角
度のＭ−Ｈヒステリシスループを伴うのが望ましい。

飽和保磁力、及び、磁化と厚さの積の所定の値が確定す
ると、記録密度は、記録処理に関する解像度の最小値に
一致する最大値になることが望ましい。解像度は、一般
に、記録密度の増加、及び、磁化と厚さの積対飽和保磁
力比の値の増加の両方に従って低下するため、記録シス
テムの最適化には、ディスクの飽和保磁力、及び、その
磁化と厚さの債が、はぼ上記確定した、対応する最大値
及び最小値になる必要がある。磁化と厚さの積の値が最
小値より大きく、また、飽和保磁力の値が最大値未満に
なると、必然的に、さもなければ、記録ヘッドにより得
られるものに比べて記録密度が低くなる。

このため、飽和保磁力、及び、磁化と厚さの積は、別個
に変化させる必要がある。さらに、改良された記録ヘッ
ドが人手可能になると、これらのパラメータの値を変更
する必要があり、従って、かなり、広い値域にわたり、
さらに飽和保磁力、及び、磁化と厚さの積を別個に変化
させる必要が生じることになる。

もう１つの重要な制約条件は、記録ディスクの更が行な
われるという点である。また、目標とする、または、あ
らかじめ決められた磁気特性を得るためのプロセスが、
適切に行なわれると、磁気特性に対する副次的な独立し
た調整は、プロセスのパラメータにおける比較的容易か
つ直接的な変更によって簡単に行なうことができる。

Ｊａｍｅε、　Ｑｐｆｅｒ他に対して発行され、本出願
と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４．　６１’０．
　９１１号には、前述の必要に対する解決策が示されて
いる。該特許の場合、コバルトとプラチナの合金（プラ
チナのパーセンテージで約１〜２０％）の磁性層がクロ
ムの下層に堆積される。磁気フィルムにおけるプラチナ
含有量を変化させ、フィルムの厚さにかなり依存する所
望の飽和保磁力を備えた磁気フィルムを形成する。これ
によって、コバルトとプラチナのフィルム層を調整して
、広範囲の記録システムの設計パラメータに合致させる
ことが可能になる。磁気フィルムの飽和保磁力は、主と
して合金中のプラチナ量によって決めることができ、フ
ィルムの飽和磁化と厚さの積は、主としてフィルムの厚
さによって決まる。

米国特許第４．６５２．４９９号は、クロム合金の下層
とコバルトをベースにした磁性層による磁気記録媒体を
目ざしたものでる。とりわけ、縦方向に磁気記録するた
め改良されたコバルトとプラチナ（ＣｏＰｔ）の薄膜金
属合金媒体は、直角度が、従来のＣｏＰｔの薄膜金属合
金媒体に比べて大きい。

クロムとバナジウムとの合金のように、クロムに比べて
格子定数の大きい、体心立方構造の（ＢＣＣ）クロムを
ベースにした合金の下層が、基板とＣｏＰｔの磁性層の
間に形成される。この下層は、また、磁性層が、コバル
ト−プラチナ−クロム（Ｃｏ−ＰｔＣｒ）の合金である
場合、媒体の磁気特性を向上させる。各種基板（Ｃｒ；
　Ｃｒ　、。Ｖ２゜）における（ＣＯｓｓＰ　ｔ　ｑｓ
）　ｑｓ、５　Ｃｒ　ｓ、　ｓの磁気特性に関する比較
が示されている。ＣｒＶの下層の利用によるわずかな改
良が注目される。すなわち、飽和保磁力が１４２００　
ｅであることに加え、磁化と厚さの積が２．７５Ｘ　１
０１０−３ｅ／ｃｍ”　、矩形比（Ｍｒ／Ｍｓ）が０．
９０、飽和保磁力の短形比（Ｓ５）が０．９０６になる
ことが示されている。ただし、この組成は、良好なる耐
食性が得られたり、ノイズが減少するとは期待できない
。

米国特許第４．６５４．２７６号は、下層と、コバルト
をベースにした磁性層による磁気記録媒体を目的とした
ものである。この特許では、タングステン（Ｗ）の下層
を利用して、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔ叶からなる磁性層
の飽和保磁力を増すようになっており、特に、タングス
テンの下層と磁性層が、この２層の界面に金属間化合物
ＣｏａＷが形成されるようにするために付着されている
。この特許の場合、Ｃｏａｔ叶合金におけるクロムの含
有量は２０％、プラチナの含有量は８％である。厚さが
力で １０００人フィルムの場合、飽和保磁力ｆｉ９７００ｅ
で、飽和保磁力の直角度（Ｓ８）が０．８９、残留磁気
と厚さの積が１．６８Ｘ　１０−’ｅｍｕ／ｃｍ２にな
ることが分かった。しかし、タングステンは、高応力に
起因する密着性の弱さのため、製造上の問題が生じるこ
とになる。さらに、この組合せによる飽和保磁力は、所
定のＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ組成と厚さに対し、クロムの下層
で得られるものに比べて約５０％も弱くなる。

１９８４年５月２２日に公開された日本特許出願第１９
８５６８／８２号（公開番号８８８０６／８４）は、ニ
ッケルとリンの合金または酸化アルミニウムの非磁性下
層にＣｏＰｔＣｒまたはＣｏＰｔＴａの磁性合金を重ね
た構造の磁気×メモリーを指向したものである。クロム
の含有量は、約１〜１７％の範囲とし、一方、プラチナ
の含有量は、約９〜３５％の範囲と保磁力の直角度（Ｓ
８）が得られる。しかしプラチナの濃度が高くなると、
妥当な磁気記録特性を得るためには、磁性層の厚みを増
す必要が生じることになる。　　− 前述のうち最後の３つの引例は、磁気特性、記録性能、
耐食性、製造上の制約条件といった属性を含む、磁気記
録媒体の改良に必要な所望の特性のうち１つ以上が欠如
している。さらに、磁気記録に用いられる磁性層の厚さ
は、できるだけ薄く保って、傾斜の強いヘッドの磁界が
生じ、磁気転移が鋭敏になるようにしむける必要がある
が、該３つの引例では取り扱われていない態様である。

従って、都合の良い処理条件を利用して、上述の必要な
特性を備えた磁気記録媒体を開発することが、いぜんと
して必要とされている。

〔発明の目的〕

本発明は、良好な磁気記録特性、及び耐食性を有する磁
気ディスク構造を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によれば、非磁性下層上に薄い磁性フィルムが形
成された構造を有する、薄膜磁性材料系が得られる。す
なわち、磁性フィルムの組成は、はぼ、約ｌＯ〜２０％
含まれたクロムと、約１〜２０％含まれたプラチナと、
残りのコバルトによるＣｏＣｒ−Ｐｔから構成されてい
る。下層は、はとんどクロムで構成されている。磁性層
の厚さは、約２００〜１２００人の範囲であり、一方非
磁性下層の厚さは、約５００〜５０００人の範囲である
。

磁気層には、薄いカーボンの摩耗層（約２００〜８００
人）が重ねられ、任意選択により、その間に薄いクロム
の接着層（約５００人まで）が挿入される。

プラチナによって、フィルムの飽和保磁力が制御され、
一方、クロムによって、耐食性が得られる。

さらに、クロムによって、記録される磁気転移ノイズ特
性に制御が加えられることになる。本発明の磁気記録シ
ステムによって、約５００〜２００００ｅの範囲の飽和
保磁力と　約１〜６　Ｘ　１０−’ｅｍｕ／ｃｆｆｌの
範囲の磁化と厚さの積が得られる。

（ＬＯＮＧＩＴＵＤＩＮＡＬ＞記録する用途に適した記
録特性を備え、耐食性にもすぐれた薄膜磁性材料系が得
られる。本発明の材料系で得られる線形密度は、インチ
当たり３０．０００の磁束反転（ＦＲＰＩ）を越える。

これは、利用する信号コード体系の選択に従って、イン
チ当たり４５．０００ピツ）（ＢＰＩ）以上の有効記録
線形密度に変換される。

薄いフィルムの磁気ディスクは、まず、薄いフィルムの
非磁性ディスク基板に薄い（約５００〜５．０００人）
非磁性のクロム下層をスパッタリングで付着させ、さら
に、薄い（約２００〜１，２００人）Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
の三元合金系の磁性フィルム、任意選択による薄い接着
層（約５００人まで）、及び薄い摩耗層（約２００〜８
００人）をスパッタリングで順次付着させていくことに
よって形成される。ディスフ基板は、要求される表面仕
上げになるまで研摩することができ、高真空処理にも適
応する。剛性ディスクとしての使用に十分な機械的強度
を備えた、任意の材料で構成することができる。適合す
る基板の例には、アルミニウム、ＮｉＰを無電解メツキ
したアルミニウム、アルミナコーティングを施したアル
ミニウム、ガラス、セラミック、単結晶シリコン、多結
晶シリコン等がある。

摩耗層は、カーボン、または、シリコン、チタン、タン
タル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム
、モリブデン、及びタングステンの酸化物、窒化物、及
び、炭化物の任意のもののうち、一つ以上から構成され
る。

接着層は、クロム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム
、バナジウム、モリブデン、及び、ニオブのうち、１つ
以上から構成することができる。

第１図には、本発明の新規の薄膜ディスク構造に関する
断面図が示されている。新しい材料系による３層構造（
第１ａ図）と４層構造（第１ｂ図）の両方が、示されて
いる。第１ａ図の場合、本発明の薄膜ディスク構造ｌＯ
は、基板１２、クロムの絶縁層１４、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
の磁性層１６、及び、摩耗層１８から構成される。第１
ｂ図に示すように、本発明の薄膜ディスク構造には、磁
性層１６と摩耗層１８の間に挿入して、摩耗層の密着性
を高め、摩耗層の処理時に、磁性層の反応を防止する。

すなわち、酸素中での摩耗層の堆積時に、磁性層の酸化
を防止するための、クロムのような接着層２０が含まれ
る。ただし、本明細書に開示の実施例の場合、不活性ア
ルゴン雰囲気内で付着させるカーボン摩耗層を利用する
と、かなりの量のＣｒが磁性層が約ｌＯ〜２０％のクロ
ム、濃度が約１〜２０％のブの飽和保磁力を制御し、一
方、クロムは、耐食性と記録性能の向上をもたらすこと
になる。合金内のクロムによって、記録される磁気転移
のノイズ特性が制御され、これにより、表Ｉに示すよう
なＳＮ比（ＳＮＲ）が記録システムにおいて実現する。

この付加的利点は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金のフィルムの
微少磁性をＣｒで変更することによって導き出されるよ
うに思われる。合金内におけるＣｒの含有量が増すと、
耐食性が増し、記録された磁気転移からノイズの大きさ
が減少することに気フィ□ルムの記録性能を向上させる
と共に、飽和保磁力と耐食性を別個に調整することが可
能になる。Ｃｒの下層の厚さを調整することによって、
磁気性能をさらに高めることができる。

゛望ましい実施例の場合、本発明では、厚さが約１、５
００〜３．０００人の範囲で、約２．０００人が最も望
ましいクロムの下層１２と、厚さが約５００〜１，００
０への範囲で、約６００八が最も望ましいＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔの磁性層１６と、厚さが約２００〜５００人の範囲
で、約４００人が最も望ましいカーボン摩耗層１８の利
用が企図されている。ｃ、　−ｃ、　−ｐ、層のクロム
含有ｌは、約１４〜１６％の範囲が望ましく、最も望ま
しいのは約１５％であり、一方、この層のプラチナ含有
量は、約３〜ｌＯ％が望ましく、最も望ましいのは、約
４％である。

薄膜構造１０．１０′は、純粋なＡｒ雰囲気内で適合す
る基板に各層を順次ダイオードまたはマグネトロンでス
パッタリング付着させることによって形成される。例え
ば、クロムは、２〜２０ミリトルの範囲のＡｒ圧で、か
つ、毎分２００〜２．５００Ａの速度で、直流マグネト
ロン源により堆積させることができるが；典型的な堆積
値は、５ミリトルで、１、５００人／分である。

磁性層は、米国特許４，４４８．０５０号に記載のよう
に、Ｃｏ−ＣｒのベースにＰｔリングを取りつけたもの
から成る複合ターゲットを用いて、ＲＦダイオード源に
より堆積させることができる。

Ａｒ圧は、８〜２０ミｌＪ）ルの範囲であり、速度は１
５０〜６００人／分である；典型的な堆積値は、１０ミ
リトルで、３００人／分である。

カーボンの保護膜は、２〜１０ミｌＪ）ルの範囲のＡｒ
圧で直流マグネトロンを用いた堆積によって、付着させ
ることができる；典型的な値は、５ミリトルで、３００
人／分である。

の合金フィルムの磁気特性及び腐食特性は、下に位置す
る薄膜ディスク基板材料のタイプとは無関係であること
が分かっている。第１のＣｒ層によって、Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｐｔの磁性フィルムは、可能性のある基板の汚染または
表面の不均質性や、望ましくないエピタキシアル効果か
ら十分に隔離される。従って、本発明の材料系は、薄膜
媒体の記録性能、摩耗及び摩擦に対する信頼性、及び、
製造コストの最適化のため、上述のように、各種タイプ
の薄膜ディスク基板に対しスパッタリングによって堆積
させることができる。

所定の記録システムにおいて、高い飽和保磁力（Ｈｃ）
と低い残留磁気と厚さの積（Ｍ、ｔ）によって、記録密
度が高くなるため、薄膜のＨｃとＭ、ｔに対し別個に制
御を行なうのが望ましい。

一般に、最大有効Ｈａは、ヘッドの書込み電流によって
制限され、最小Ｍ、ｔは、記録システムＳＮ比（ＳＮＲ
）によって決まる。従って、ヘッドの設計が改良される
と、ディスクのＨｅ及びＭ、ｔをヘッドの書込み能力に
整合させて、記録密度を高めることが必要になる。

第２図には、同じ厚さのＣｒの下層（各合金の組成毎に
３．０００人）に堆積させる各種Ｃｏ−Ｃｒ−ｐｔ金合
金組成に対するＭ、ｔの関数として飽和保磁力の典型的
な変動が示されている。第２図には０．４、及び９％の
Ｐｔを有する３つのＣ０−Ｃｒの組成（Ｃｏ−１０％の
Ｃｒ、Ｃｏ−１５％のＣｒ、Ｃｏ−２０％のＣｒ）に対
する飽和保磁力の変動が示されている。とりわけ、第２
図の曲線は、以下の組成に関するものである： ２−ＩＣｏ−１０％のＣｒ−０％のＰｔ２−２Ｃｏ−１
０％のＣｒ−４％のＰｔ２−３Ｃｏ−１０％のＣｒ−９
％のＰｔ２−４Ｃｏ−１５％のＣｒ−０％のＰｔ２−５
Ｃｏ−１５％のＣｒ−４％のＰｔ２−６Ｇｏ−１５％の
Ｃｒ−９％のＰｔ２−７Ｃｏ−２０％のＣｒ−０％のＰ
ｔ２−８Ｃｏ−２０％のＣｒ−４％のＰｔ２−９Ｃｏ−
２０％のＣｒ−９％のＰｔして、合金内におけるＰｔＯ
量によって制御される。合金にＣｒを加えると、飽和保
磁力がわずかに低下する。しかし、Ｐｔの影響がＣｒに
比べてはるかに強いので、Ｃｏ　　Ｃｒ　　Ｐ　ｔの合
金フィルムの飽和保磁力は、合金内におけるＣｒの含有
量とはほとんど無関係にすることができる。また、第２
図から明らかなように、所定の残留磁気（Ｍ。

ｔ）を備えたＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金フィルムの組成につ
いては、飽和保磁力は、合金フィルムの厚さが増すと減
少する。

本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金フィルムの場合、第３図
に示すように、飽和磁化は、磁性元素のＣＯに対し非磁
性元素であるＣｒ及びＰｔを添加することによって減少
する。さらに、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金の磁化は、ｐｔの
添加よりも、Ｃｒの添加によって、より迅速に減少する
ことが分っている。

第３図の曲線は、下記の各種組成に関するものである： ３−ＩＣｏ−１０％のＣｒ−Ｐｔ ３−Ｚ　　Ｃ’ｏ−１５％のＣｒ−Ｐｔ３−３Ｃｏ−２
０％のＣｒ−Ｐｔ 所定の記録ヘッドの設計によって縦方向に磁気記録する
用途においては、高線形密度を達成するため、飽和保磁
力を最大にし、Ｍ、ｔの値を最小にしなければならない
。さらに、書込み時に、記録ヘッドが発生する磁界の完
全な透過を可能にすることによって、良好な重ね書き記
録性能を得るためには、磁性層の厚さを薄くする必要が
ある。

従って、本発明の望ましい実施例の場合、三元系合金に
おけるＰｔとＣｒの含有量を最小にして、その一方で、
飽和保磁力、耐食性、及び記録性能の最適化をはかって
いる。これは、線形密度を高めると同時に、良好な記録
性能を維持するためには、Ｍ、ｔと磁性層の厚さの両方
とも、できるだけ低い値に保つのが望ましいという事実
によるものである。従って、特定の１組の記録システム
に関する判定基準に合わせるためには、Ｃｏ−Ｃｒ−ｐ
ｔ合金フィルムの組成と厚さの両方によって、ＨｅとＭ
、ｔの所望の値を調整しなければならない。

第４ａ図及び第４ｂ図には、それぞれ、約１．００００
ｅと約１．７０００ｅの飽和保磁力を備えたＣｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ／Ｃｒのディスク材料構造に関する典型的な面内
Ｍ−Ｈループのプロットが示されている。該プロットか
ら明らかなように、Ｃｏ−Ｃｒ−、Ｐｔ合金フィルムに
添加するＰｔをふやして、その飽和保磁力が増すように
すると、Ｍ−Ｈループ形状はあまり変化しない。縦方向
の磁気記録用途において高線形密度を得るためには、面
内Ｍ−Ｈループ高直角度（Ｓ、ＳＩ）と鋭いループ・コ
ーナを結合する必要がある。Ｐｔの含有量さらに増すこ
とによって、飽和保磁力が約２．００００＠を超え、良
好なループ直角度を備えたＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金フィル
ムを得ることが可能になる。こうした高飽和保磁力を得
ることができるが、直角度２図及び第４図から明らかな
ように、本発明のＣ。

−Ｃｒ−Ｐｔ材料系は、極めて高密度の記録用途にすぐ
れたも′のである。

Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｒｅ５Ｃｏ　−Ｃｒ、
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等のような純粋なＣｏとＣｏ合金の薄
膜についてもあてはまることだが、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔの
薄膜の磁気特性は、スパッタリングで堆積させたばかり
のＣｒフィルムに磁性合金フィルムを付着させることに
よって、さらに向上させることができる。Ｃｒ下層は、
擬似エピタキシアル成長を開始することによって、（上
に堆積される）Ｃｏ合金フィルムの物理的構造を変化さ
せることが分った。Ｃｏ合金フィルムの結晶方位、及び
、粒子サイズが、Ｃｒの下層によって影響される。第５
図には、Ｃｏ−Ｃｒによる３つニ の屏元合金の組成（Ｃｏ−１０％のＣｒ５Ｃｏ−１５％
のＣｒ、Ｃｏ−２０％のＣｒ）とＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔによ
る３つの三元合金の組成（Ｃｏ−１０％のＣｒ−４％の
Ｐｔ、Ｃｏ−１５％のＣｒ−４％のＰｔ。

Ｃｏ−２０％のＣｒ−４％のＰｔ）に対するＣｒ下層の
厚さの関数として、飽和保磁力の変動が示されている。

とりわけ、第５図の曲線は、下記の組成に関するもので
ある。

５−ＩＣｏ−１０％のＣｒ−０％のＰｔ５−２Ｇｏ−１
０％のＣｒ−４％のＰｔ５−３Ｃｏ−１５％のＣｒ−０
％のＰｔ５−４Ｃｏ−１５％のＣｒ−４％のＰｔ５−５
Ｃｏ−２０％のＣｒ−０％のＰｔ５−６Ｃｏ−２０％の
Ｃｒ−４％のＰｔ予測通り、Ｃｏ−Ｃｒ及びＣｏ−Ｃｒ
−Ｐｉの合金フィルムの飽和保磁力は、Ｃｒ下層のフィ
ルム厚に従って増大する。これは、引続き堆積させるＣ
ｏ−Ｃｒ及びＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金フィルムの粒子サイ
ズが増大して、磁性フィルムの飽和保磁力が高まるため
である。さらに第５図から明らかなように、Ｃｒ下層の
フィルム厚が同じ場合、Ｃｏ−Ｃｒ合金にｐｔを添加す
ると、磁性フィルムの飽和保磁力が増す。Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｐｔフィルムの磁気特性について微同調を施す際におけ
るＣｒの有効度は、Ｐｔ含有量の高い合金の場合には低
下する。Ｐｔが約１０％を超える合金の飽和保磁力は、
上述のように、主としてｐｔの含有量によって制御され
る。

Ｃｒ下層のもう１つの効果は、Ｃｏ合金フィルムの擬似
エピタキシアル成長を助長することによって、六方晶系
のＣｏ合金フィルムのＣ軸がフィルム平面と平行になる
ような配向が得られる点にある。この効果によって、第
６図に示すように、市 図面Ｍ−Ｈループの直角度（Ｓと８８の両方）が増すこ
とになる。第６図には、Ｃｏ−１５％のＣｒ−４％のＰ
ｔによる合金フィルムに対するＣｒ下層フィルム厚の関
数として、Ｓ（曲線６−１）及びＳ”　　（曲線６−２
）の典型的な変動が示されている。縦方向の磁気記録に
おいて高線形密度を達成するには、面内Ｓ及びＳＩ値が
高くなければならない。第６図から分るように、有効な
エビタキシアルシード層を形成するには、わずか５００
ＡのＣｒ下層で十分である。予測されるように、Ｃｒ下
層の厚さがそれ以上に増しても、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金
フィルムのＭ−Ｈループの直角度が増すことはない。

少なくとも約１０％のＣｒを含むＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔフィ
ルムは、すぐれた耐食性を示す。空気または水を媒体と
して、Ｃｒが安定した酸化物または酸水酸化物の層を形
成し、これによって、それ以上酸化（腐食）しないよう
にする有効なバリヤーが得られる。耐性の低い（受動）
金属にＣｒを添加することによって、その合金に対し、
純粋なＣｒと同様の耐食性が付与される。合金内におけ
るＣｒの含有量に対する耐食性の依存度は、一般に、し
きい値効果を明らかにするものである。例えば、Ｃｒが
約１２％を超えるＦｅ−Ｃｒ合金は、純粋なＣｒと同様
の働きをする。

現在のほとんどの薄膜磁気媒体に対して基本元素をなす
コバルトは、本質的に耐食性金属である。

防護のためには、金属で形成される酸化物またはその他
のフィルムは、干渉性で、連続しており、水媒体に不溶
性であることを必要とし、イオン伝導率と導電率の両方
または一方が低くなければならない。コバルトの酸化物
及び酸水酸化物は、この判定基準に合致しない。

腐食性能は、標準的なＮｉＰを無電解メツキしたＡＩデ
ィスク上における薄膜媒体構造の交流インピーダンス応
答を測定する水による電気化学的方法によって、特性が
明らかにされた。水で濡らして腐食性能を測定する方法
は、促進大気試験の結果との経験に基づく相関関係によ
って正当性が立証されるが、これは、大気温度において
、大気腐食は、水を媒介とすることが分っているためで
ある。交流インピーダンス技法では、三電極式電気化学
セル・ポテンシオスタット、ヒユーレットパラカード社
製ＨＰ　３５６２Ａ動的信号解析器、及び、選択された
電解液を利用した。この装置については他で記載されて
おり、本発明の一部を形成するものではない：例えば、
εｐｅｌｂｏｉｎ他によるＪ、＾ｐ−ｐ１．Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍ、第２巻７１頁の論文（１９７２年）、Ｗ
、　Ｊ、　１ｏｒｅｎｚ他によＸ　Ｃｏｒｒｏｓ、　Ｓ
ｃｉ、　　第２１巻第９号６４７頁の論文（１９８１年
）；及び、Ｆ、　Ｍａｎｓｆｅｌｄ他によるｃｏｒｒｏ
ｓｉｏｎ第３８巻第１１号５７０頁の論文（１９８２年
）参照のこと。大気腐食については、硫黄や塩素を含む
汚染物質が最も有害であることが分っている；例えば、
Ｄ、Ｗ、Ｒｉｃｅ他によるＪ、　Ｂｌｅｃｔｒｏ−ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　Ｓａｃ、第１２６巻第９号１４５９頁の
論文（１９７９年）参照のこと。こうした汚染物質に対
する合金の感応性は、やはり、広範囲にわたって変動す
ることが分っている。従って、硫黄を含む電解液及び塩
素を含む電解度が選択され、腐食性が弱いもの（０，４
Ｎ　　Ｋ、Ｓｃ４　；　　０．４Ｎ　　ＮａＣ１）及び
腐食性が強いもの（０，ＩＮ　　Ｈ２Ｓ　０４　　；　
ｐ　Ｈ２ＫＣＬとして分類された。

電気化学的セルにおいて、面積が１　ｃｎの完全なディ
スクが電解液にさらされる。腐食電極（すなわちディス
ク）の開回路電位で、交流インピーダンスの応答が測定
される。測定は、電解液にさらした後、６０秒間、及び
、１０分間実施した。インピーダンスのデータに適当な
操作を施すことによって、前述のバラグラフ挙げた最初
の３つの参考文献から分るように、分極または伝達抵抗
が得られる。この抵抗値は、５ｔｅｒｎ−Ｇｅａｒｙの
関係式により瞬時腐食電流と反比例する；例えば、Ｍ、
　５ｔｅｒｎ他によるＪ、εＩｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　Ｓａｃ、第１０４巻５６項の論文（１９５７年）
参照のこと。アノード及びカソードのターフエル勾配を
０６１と仮定することによって、平方センチメートル当
りの腐食電流を計算し、エラーの生じる可能性を２分の
１未満におさえることができる。電解液にさらした後、
インピーダンスの測定結果が、さらした領域に生じる欠
陥の数と符号することを確めるため、欠陥の記録につい
てディスク表面のテストを行なうことができる。

第７図には、上掲の４つの電解液に関する４％のＣｒに
対し、４％のｐｔを含んだＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金の瞬時
腐食電流が作図されている。曲線は、下記の電解液に関
するものである：？−１　０．１　′Ｎ　Ｈ２Ｓｏ。

？−２ｐＨ２ＫＣＬ ？−３０，４Ｎ　　Ｋ、Ｓｃ。

？−４０，４Ｎ　　　ＮａＣｌ Ｃｒ含有量の増加に伴って、とりわけ、腐食性の強い硫
酸塩の溶液（０，１Ｎ　　Ｈ，ＳＯ４）の場合、腐食電
流の急激な減少が観測される。クロム含有量の増加に伴
う。クロムに似た腐食抵抗の兆候は、Ｆｅ−Ｃｒ合金の
場合に比べるとあまり明確ではなく、約１０％〜２０％
のＣｒ含有量において発生する。大気腐食の研究によっ
て、硫黄を含む汚染物質に対しコバルトの感応性が極め
て高いことが分ったが、これは、上述のり、　Ｗ、　Ｒ
ｉｃｅ他の論文で周知のところであり、結果は水を媒体
とした結果と一致する。

金属または合金にＰｔを添加して、安定した酸化物を形
成すると、陰極性（還元）反応が減極（促進）され、そ
の結果、保護の形式が加速されることになり、腐食性能
が改善される。Ｃｏは保護（不動）膜を形成しないので
、ＣｏにＰｔを添加しても、耐食性の向上は期待されな
いし、また、観測もされていない。しかし、Ｃｒが１０
％を超えるＣｏ−Ｃｒ合金にＰｔを添加すると、該合金
の耐食性が高められる。

腐食に関し、最大腐食を利用するため、できるだけ多く
のＣｒを添加したがるものである。磁気記録合金の場合
、最大限界は、Ｃｒ含有量の高い合金に関する磁気性能
の損失によって設定される。

電流発生記録媒体の最大限界は、Ｃｒが約２０％のあた
りになることが分った。高性能媒体に対する要件によっ
て、システムの設計判定基準に基づく量だけこの限界が
減少することになる。

Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔディスクの磁気記録性能の評価は、第
１図に示すものと同様の材料構成で薄膜ディスクを製作
して行なった。−船釣な記録性能のデータと、対応する
磁気特性については、表Ｉにまとめられている。全ての
記録データは、同じヘッドを用い、ヘッドとディスクの
離隔距離を同じにして得たものである（約６マイクロイ
ンチ）。

薄膜誘導ヘッドはＲｅａｄ−Ｒｉｔｅ　Ｃｏｒｐｏｒａ
ｔｉｏｎ（旧１ｆｐｉｔａｓ、　ＣＡ）製のものであっ
た。ヘッドの概寸は、ギャップが０．３８μｍで、磁極
端が３μｍであった。

表　１．　　Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ　　合金に関する代表的
な磁気データ及び記録データ （その１） Ｉｎ２−　　　４　　　　９６７　　　　３．１ＩＩＩ
ｘｌＯ−Ｆ　　　　　　　　Ｏ，！１９　　　　　　０
４Ｏ１１６１０４１、！ｏｏ　　　　　　３．０？　　
　　　　　　　　　　　０．９３　　　　　　０．９３
１１１１５　４　１．０４０　　　Ｌ９１！　　　　　
　　０．９３　　０．１１９＠１１５４　　　・ （ガラス上） ７６　１５　　９　　１．６！ｔｏ　　　　　　２．５
２　　　　　　　　　　　　　０＋１１９　　　　　　
０．９１７８　２Ｇ　　　４　　　　７９２　　　　　
３．４１１　　　　　　　　　　　　　０．８９　　　
　　０．９１党■≧ムムｎ〃ｕ詰ｎ１■封牡ム畦」」口
交Ｕ□ＩＨＩ−−４６２５２４，８２１，３−２８ＬＸ
！ｉ　　　　　！１．！Ｉ　　　　　Ｘ３．ｌＳｍ６１
０　４　４１）０　３０．３　３０．１１　−２５！１
　０．９０　　３２．３　　１４Ｊ１１１４１　４　４
３０　２９．４　３０．０　−３０　０．１１３　　３
２．！ｋ　　　１１．２（ガラスＬ） ７１ｉ１Ｓ　　　Ｓ　　　４００　　３Ｌｉｌ　　　４
Ｌ？　　　−２３０，７１！ｉ　　　　　３２．１１　
　　　　？、７フ６２０　　４　　４３４　　２！１．
１　　２７．ｉｌ　　　−２９１，１４３３，２・　　
４．６注： ”−未測定 Ｈａ−エルステッドで表示の飽和保磁力Ｍｒ　ｔ　−ｅ
ｍｕ／ｃ＋ｆで表示の残留磁気と厚さの積Ｓ　−残留磁
気の直角度 Ｓｏ−飽和保磁力の直角度 ＴＡＡ−イシチ当り　１．８００の磁束反転（ＦＲＰ■
）密度に対する、μＶで表示の、１回転毎のヘッドにお
けるトラック平均振幅（信号）Ｒ７０−７０％の解像度
における記録密度、この場合、解像度は、周波数ｆでの
信号振幅を周波数ｆ　／　ｚでの振幅で割った比率とし
て定義される Ｄ５０−信号振幅を５０％減らした場合の、ｋＦＲＰ■
の密度 ＯＷ−重ね書き（ｄ　Ｂ） ＰＷ５０−μｍで表示の、ピーク最大値の５０％におけ
るパルス幅 ５ＮＲ−ｄＢで表示の、２０．０ＯＯＦ　ＲＰ　ｒにお
ける信号振幅対最大ノイズパワーの平方根の比Ｎ　ＯＩ
　Ｓ　Ｅ　−Ｖ　”ａｎ！／ｅｍｕで表示のノイズパワ
ー対Ｍ、ｔの二乗の比 表■に示すデータから、いくつかの重要な結果が明らか
になる。まず、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔの合金は、高密度（＞
　３０．０ＯＯＦ　ＲＰ　Ｉ　）の磁気記録用途に適し
ている。第２にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔの合金の場合、Ｃｏ−
Ｐｔに比べてＳＮ比（ＳＮＲ）が３〜４ｄＢ向上するの
が普通である。第３に、Ｃ。

−Ｃｒ−Ｐｔ材料の記録性能は、基板材料とはほとんど
無関係であることが分った。表■に示すように、ＮｉＰ
をメツキしたアルミニウム及び平滑なガラスの基板に対
し、Ｃｏ−１５％のＣｒ−４％のＰｔからなる薄膜ディ
スク材料を堆積させた構造の記録特性は、極めてよく似
ていることが分る。

高密度の記録を行なうため、適合するディスク材料を選
択する上で、記録材料から生じるノイズはできるだけ小
さいことが不可欠であり、これによって、高ＳＮ比（Ｓ
ＮＲ）のシステムが得られる。転移ノイズは、主として
、記録転移における非干渉性の磁化揺動に起因するもの
である。表■から明らかなように、本発明のＣｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ材料系の場合、全ノイズパワ一対（Ｍｒ　ｔ＞　
２の比として定義される正規化固有転移ノイズの大幅な
減少が、Ｃｒが約１０％を超える合金について観測され
る。このノイズの減少は、ＣｒをＣｏ−Ｐｔに添加して
得られた予期せる結果であった。ノイズ性能の向上には
、約１０％を超えるＣｒの添加を必要とした。ｃ、　−
ｃ、　−ｐ、材料の記録転移ノイズは、Ｃｏ−Ｐｔ系に
比べて低く、また、Ｃ０−Ｃｒ−Ｐ　を合金にＣｒを添
加すれば、ノイズはさらに減少するという事実から、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金のノイズが少ないのは、Ｃｒが結晶
粒界まで分離し、粒子間における静磁気結合を弱めて、
明らかに、転移ノイズを減少させる助けとなるためであ
ると考えられる。Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金における正確な
ノイズのメカニズムについては、まだ知られていない。

一般に、所定のヘッドの形状寸法及び浮動の高さに対し
、有効（〉７０％の解像度）記録密度は、ディスク媒体
が敏速な磁気転移を持続する能力によって制限される。

飽和保磁力が増大し、磁化と厚さの積が減少すると、磁
気転移が敏速になり、従って、記録密度が高くなる。表
Ｉに示すように、飽和保磁力が約１．６５００．で、残
留磁気と厚さの積（Ｍ、ｔ）が約２５ｘ　１０１０−３
ｅ／ｃｄの、Ｃｏ−１５％のＣｒ−９％のＰｔによる薄
膜ディスク材料構造によって、約７０％の解像度で、３
９．０００の線形密度が得られる。Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合
金に観測されるこのすぐれた記録性能は、主として極め
て高い飽和保磁力を得ると同時に、Ｍ−Ｈループの高直
角度（Ｓ、Ｓ”　）とＭ−Ｈループの良好な形状特性を
維持し得るその能力によるものである。こうした能力と
すぐれた耐食特性が結びつくことによって、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ材料系は、縦方向における非常に高密度の磁気記
録に用いるのに、極めて魅力的なものとなる。

要するに、既述の組成制限内において、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔから構成され、すぐれた記録性能に加えて、すぐれた
耐食性も得られ、高線形密度で、縦方向に磁気記録する
用途に適した薄膜ディスクシステムの開示を行なったわ
けである。飽和保磁の場合、Ｃｒの含有量が約ｌＯ〜２
０％であれば、２、σ０００ｅを超える飽和保磁力と、
Ｍ−Ｈループの高直角度が簡単に実現する。所望の範囲
内で、合金の膜厚を調整するが、合金中のＣｒまたはＰ
ｔ含有量を変えることによって、Ｍ、ｔの変更が可能で
ある。さらに、Ｃｒ下層の厚さを変えることによって、
上に堆積するＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔもフィルムの飽和保磁力
にさらに同調を加えることが可能になる。このため、飽
和保磁力（Ｈａ）と、磁化と厚さの積（Ｍ、ｔ）に対す
る制御を別個に行なって、記録ヘッドの書込み能力を整
合させ、縦方向の磁気記録用途において高線形密度が得
られるようにすることができる。

Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔフィルムの耐食性は、主としてＣｒ含
有量によって制御され、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金中におけ
るＣｒの含有量が高くなると、増大する。腐食性能は、
Ｃｒが約１０％を超える合金の場合には急激に向上し、
この向上は、Ｃｒが約２０％になると、はぼ飽和状態に
なる。Ｃｒを約２０％含む合金フィルムの場合、純粋な
Ｃｒと同様の耐食性作用を示すことになる。

Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔディスクによって、他の材料系に比べ
てすぐれた記録性能が得られる。Ｇｏ−ｐｔにＣｒを添
加することによって、転移ノイズが減少し、ＳＮ比（Ｓ
ＮＲ）の高い（＞３３ｄＢ。

表！参照）Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ／Ｃｒディスクが得られる
。Ｃｒの含有量を増すと、ディスク媒体の転移ノイズが
減少し、所定の記録システムのＳＮＲが向上する。

Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔのディスク材料系の場合、三元系のＣ
０合金フィルムにおけるｐｔとＣｒの両方の含有量を制
御することによって、極めて高い密度（＞３３Ｋ　　Ｆ
ＲＰＩ；表Ｉ参照）に加え、高ＳＮＲとすぐれた耐食性
を実現することができる。

三元合金のＣｒ含有量とはほぼ無関係に、高い飽和保磁
力を得ることができるため、はぼ無関係にＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔディスクの記録性能を最適化し、同時に、すぐれた
耐食性が得られるようにすることが可能である。

Ｃｒ層を重ねる必要がある。本発明の場合、Ｃ。

−Ｃｒ−Ｐｔ’の磁性層におけるＣｒがカーボンの摩耗
層に対する十分な密着性を付与するので、第２のＣｒ接
着層の要求は、任意選択になる。Ｔｉ１Ｚｒ、Ｈｆ５Ｗ
等のような他のカーバイド形成元素をクロムの代わりに
用いて、密着性を助長することも可能である。４層の薄
膜ディスク構造を３層の薄膜構造にすることによって、
ディスクの製造コストが低下する。

産業への適用可能性 磁気記録媒体／非磁性の下層の組合せは、高密度の縦方
向磁気記録システムに有効であり、摩耗特性と耐食性が
向上する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明を用いることにより、磁気
記録特性、耐食性、及び摩耗特性の優れた磁気ディスク
構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第ｆａ図及び第１ｂ図は本発明による個々の実施例の断
面図、第２図はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金に関する飽和保磁
力と、磁化と厚さの積（Ｍ、ｔ）と、の関係をプロット
した図、第３図はｐｔ及びＣｒ含有量と飽和磁化との関
係をプロットした図、第４ａ図及び第４ｂ図はそれぞれ
１．０７００　ｅ　、Ｉ、７０００ｅの飽和保磁力を持
つＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔディスク構造に関する平面内Ｍ−Ｈ
ループをプロットした図、第５図はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合
金に関するＣｒ下層薄膜の厚さと飽和保磁力との関係を
プロットした図、第６図は通常のＧｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金
薄膜に関するＣｒ下層薄膜の厚さと、残留磁気の直角度
（Ｓ）及び飽和保磁力の直角度（Ｓｏ）と、の関係をプ
ロットした図、第７図はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金に関する
Ｃｒ含有量と、瞬時腐食電流との関係をプロットした図
である。 工０：薄膜ディスク構造　　１２：基板１４：絶縁層　
　　　　　　１６：磁性層１８：摩耗層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クロム層の上に形成された、実質的に１％〜２０
   ％のプラチナと実質的に１０％〜２０％のクロムと残り
   のコバルトとから本質的に成るコバルト−プラチナ−ク
   ロム合金を備えて成り、主に前記合金内のプラチナ含有
   量によって飽和保磁力が決まり、主にクロムとプラチナ
   との含有量、及び膜の厚さによって前記合金の飽和磁化
   −厚さ積が決まることを特徴とする磁性膜。
2. （２）前記磁性膜の厚さが実質的に２００Å〜１，２０
   ０Åである請求項（１）記載の磁性膜。
3. （３）前記クロム層の厚さが実質的に５００Å〜５，０
   ００Åである請求項（１）記載の磁性膜。