JPH02216610A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度記録化に対応する磁気記録媒体、特に
垂直磁気記録方式の磁気記録媒体及びそ〔発明の概要〕 本発明は、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜を記録層とする磁気
記録媒体において、Ｃｏ−０系垂直磁化膜を上層に設け
るとともに、当該Ｃｏ−０系垂直磁化膜の膜厚並びに飽
和磁束密度を規定することで、耐久性と電ＶＡ変換特性
を同時に改善しようとするものである。

さらに本発明は、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜並びにＣｏ−
０系垂直磁化膜を成膜づ―る際の蒸気流の入射角を所定
の範囲内に設定することで、磁気特性の一層の向上を図
ろうとするものである。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野において、記録波長の短波長化や記録ト
ラックの狭トラツク化等による記録密度の向上は目覚ま
しく、さらには垂直磁化膜を利用した垂直磁気記録方式
を採用することで光記録に近い面記録密度の達成が期待
されている。

このような状況のなかで、Ｃｏ−Ｃｒ系合金材料の有す
る優れた垂直磁気異方性を利用して、その真空１着膜、
スパッタ膜（すなわちＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜）を記録
層とする磁気記録媒体が活発に研究開発されており、同
時に前記Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜の耐久性を向上させる
手法がいくつか提案されている。

例えば、特開昭６１−９２４１７号公報には、Ｃｏ−Ｃ
ｒ薄膜等の垂直磁気記録層上にＣｏｏよりなるコバルト
酸化物保護層を設けることで耐久性が改善されることが
報告されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のようにコバルト酸化物を記録層上に形
成する場合、これまではその保護層としての機能に重点
が置かれ、磁気特性については何ら考慮されていないの
が実情である。したがって、前述のコバルト酸化物保護
層も、いわゆるスペーシングの原因となり、耐久性の向
上には効果があっても出力の低下をもたらすことになる
。逆に言えば、スペーシング等の電磁変換特性上の問題
から前記コバルト酸化物保護層の膜厚には限度があり、
保！Ｊ膜として充分に機能させるのは困難な状況にある
。

そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案さ
れたものであって、耐久性と！磁変換特性のいずれもが
良好な磁気記録媒体を提供することを目的とし、さらに
はその製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究を
重ねた結果、Ｃｏ−０層は作製条件を選ぶことで優れた
垂直磁化膜となり、このＣｏ−０系垂直磁化膜は、その
優れた垂直磁気特性により電磁変換特性の劣化を生じさ
せることがないことがら膜厚の限度がなく、耐久性と電
磁変換特性を両立する最適条件を選ぶことができるとの
知見を得るに至った。

本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであっ
て、非磁性支持体上にＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜とＣｏ−
０系垂直磁化膜とが順次形成されてなり、前記Ｃｏ−０
系垂直磁化膜の膜厚が１０００〜２５００Å、飽和磁束
密度が４０００〜１００００ガウスであることを特徴と
するものである。

また、本発明の製造方法は、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜を
蒸気流の入射角が２０°未満となるように真空蒸着し、
Ｃｏ−０系垂直磁化膜を蒸気流の入射角が６０°未満と
なるように真空蒸着することを特徴とするものである。

本発明において、保護膜として機能するＣｏ０系垂直磁
化膜は、高純度のＣｏを蒸発源とし、酸素を導入しなが
ら真空蒸着することで形成されるものであるが、ここで
は磁気特性が重要で、飽和磁束密度は４０００〜１００
００ガウスとする。Ｃｏ−０系垂直磁化膜の飽和磁束密
度が４０００ガウス未満であると、垂直磁化膜としての
機能が不足し、後述の如く膜厚を厚く設定するとスペー
シングが問題となる虞れがある。特に、Ｃｏ−Ｃｒ系垂
直磁化膜の飽和磁束密度よりも高いとより好ましい。

また、磁気特性の点から見れば、飽和磁束密度の値は大
きければ大きいほどよいが、Ｃｏ−０系垂直磁化膜にお
いて、飽和磁束密度を高くするためには、酸素の導入量
を少なくしていかなければならず、保護膜としての機能
が…なわれる虞れがある。したがって、ここではその上
限を１００００ガウスとする。飽和磁束密度が１０００
０ガウスを越えると、膜の耐久性が悪くなり保護膜とし
て機能しなくなる。なお、Ｃｏ−０系垂直磁化膜の飽和
磁束密度は、酸素の導入量をコントロールすることで簡
単に設定す粂ことができ、装置構造、蒸着条件等に応じ
て適宜酸素導入量を調節すればよい。

また、前記Ｃｏ−０系垂直磁化膜の膜厚であるが、充分
な耐久性を確保するため１ｏｏｏ〜２５００人とする。

前記膜厚が１０００人未満であると、耐久性が不足し傷
つきやすくなる。ただし、このＣｏ−０系垂直磁化膜の
膜厚があまり厚くなり過ぎると変形等によってかえって
耐久性が悪くなるため、上限は２５００人とする。

上述のＣｏ−０系垂直磁化膜は真空蒸着法により形成さ
れ、加熱手段を選択することで例えば抵抗加熱蒸着、誘
導加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、イオ
ンブレーティング、レーザービーム蒸着、アーク放電蒸
着等が実施可能である。特に、蒸着速度を速いものとす
るためには電子ビーム蒸着やイオンブレーティング等が
適しており、さらに操作性、Ｉ産性等の工業的観点から
は電子ビーム蒸着が最も適している。

真空蒸着に際しては、蒸発源からの蒸気流の角度が重要
で、前記Ｃｏ−０垂直磁化膜の垂直磁気特性を確保する
ためには、前記蒸気流の非磁性支持体への入射角θを６
０°未満とすることが好ましい。特に長尺状の磁気記録
媒体とする場合には、非磁性支持体の走行方向に沿った
法面内で−６０゜〈θ＜６０’　　（ただし、前記法面
内で非磁性支持体の進行方向に向かって傾斜した場合を
プラス、これとは反対側に向かって傾斜した場合をマイ
ナスとする。〕であることが望ましい、さらには、前記
範囲内であっても、蒸気流の入射角が垂直方向（θ＝０
°）に近いものばかりであるよりも、入射角の範囲にあ
る程度の広がりをもっている方がよい。

一方、主たる磁性層であるＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜は、
通常の組成、膜厚であればよ（、またこのＣｏ−Ｃｒ系
垂直磁化膜を形成するに先立ち当該Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁
化膜自体の垂直配向性の向上や非磁性支持体との付着強
度の向上を図る目的でＴｉ等の下地膜を形成してもよい
、あるいは、Ｆｅ−Ｎｉ合金膜等の軟磁性膜との２層構
造としてもよい。

このＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜は、スパッタリングや真空
蒸着等の手法によって成膜すればよいが、生産性の点で
真空蒸着を採用するのが有利である。

また、真空蒸着に際しては、その垂直磁気特性を確保す
るために蒸発蒸気流を非磁性支持体に対してなるべ（垂
直方向から入射させるようにすることが好ましく、前記
蒸気流の非磁性支持体への入射角ψを２０°未満とする
ことが好ましい、特に長尺状の磁気記録媒体とする場合
には、非磁性支持体の走行方向に沿った法面内で一２０
°〈ψ〈２０゜とすることが望ましい。

これらＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜やＣｏ−０系垂直磁化膜
が成膜される非磁性支持体には、高分子フィルムや剛性
プラスチック板、Ａｆｆｉ等の金属板。

ガラス板等、通常の磁気記録媒体で使用されるものがい
ずれも使用可能であり、その形態もシート状、テープ状
、ディスク状、カード状、ドラム状等、用途に応じて任
意に選定することができる。

さらに、磁性層であるＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜を形成す
るに先立ち、接着性の向上、平面性の改良。

着色、帯電防止、耐摩耗性付与等を目的として何等かの
前処理９表面処理が施されていてもよい。

特に、剛性基板を用いてハードディスクとする場合には
、酸化皮膜（例えばアルマイト）やＮ１−Ｐメツキ等を
形成して基板表面を硬くするようにしてもよい。また、
媒体の表面（すなわちＣｏ−０系垂直磁化膜の表面）に
、カーボン保！ｔＭや潤滑剤層等を必要に応じて形成す
ることも任意である。

〔作用〕

Ｃｏ−０系垂直磁化膜は、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜に比
べてヘッド当たりや耐久性に優れたものであり、したが
ってこのＣｏ−０系垂直磁化膜をＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化
膜の上に成膜することで、Ｃｏ−０系垂直磁化膜が保護
膜としての役割を果たすことになる。

ここで、前記Ｃｏ−０系垂直磁化膜は、飽和磁束密度が
４０００〜１００００ガウスであり、磁気記録層として
も充分に機能することから、その膜厚に対する制約がな
くなり、耐久性を充分に確保するに足る膜厚とされ、電
磁変換特性と耐久性とが両立される。

また、Ｇｏ−０系垂直磁化膜並びにｃｏ−Ｃｒ系垂直磁
化膜を成膜する際の蒸気流の入射角をそれぞれ６０°未
満、２０°未満とすることで、これら垂直磁化膜の垂直
磁気特性も充分に確保される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明す
る。

漣刃ＬＩＬ先肴遣１１υ１戊 本実施例で使用した蒸着装置は、第１図に示すように、
排気系に接続される真空チャンバー（１）内を隔壁（２
）で２分割し、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜とＣｏ−０系垂
直磁化膜を連続的に成膜するようにしたものである。

２分割された蒸着室（３）　、　（４）には、それぞれ
キャン（５）、（６）　、蒸発源（７）、（８）が収容
されたルツボ（９）　、　（１０）、前記蒸発源（７）
　、　（８）に電子ビームを照射し加熱する電子銃（１
１）、　（１２）が設けられ、また真空チャンバー（１
）の上部空間には、送り出しロール（１３）　、　ガイ
ドロール（Ｉ４）、巻き取りロール（１５）よりなる非
磁性支持体搬送機構が設けられている。

また、各キャン（５）　、　（６）の蒸発蒸気流対向側
には、それぞれ遮蔽板（１６）　、　（１７）が設けら
れ、蒸発Ｂ　（７）　、　（８）からの蒸気流の入射角
の最大値を規制するようにされている。さらに、特にＣ
ｏ−０系垂直磁化膜を蒸着する蒸着室（４）では、蒸着
の際に膜中に酸素を導入する必要があることから、酸素
導入管（１８）がキャン（６）の近傍に設けられている
。

かかる連続巻取蒸着装置を使用して磁気記録媒体を作製
するには、先ず送り出しロール（１３）より非磁性支持
体を順次送りだし、蒸着室（３）内のキャン（５）に沿
わせて走行させなからルツボ（９）内の蒸発源（７）（
ここではＣｏ−Ｃｒ合金；Ｃ「含有量１９〜２３原子％
程度）を電子銃（１１）で加熱して蒸発させ、前記非磁
性支持体上にＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜を蒸着する。実施
例では、キャン（５）を加熱ヒータによって１５０〜２
５０°Ｃに加熱した。

続いて、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜が形成された非磁性支
持体を蒸着室（４）内のキャン（６）に沿わせて走行さ
せ、ルツボ（ｌＯ）内の蒸発源（８）〔ここではＧｏ）
を電子銃（１２）で加熱して蒸発させるとともに、酸素
導入管（１８）より酸素を導入しながらＣｏ−０系垂直
磁化膜を蒸着する。ここでは、キャン（６）は冷媒によ
ってその表面温度がＯ′Ｃ付近になるように制御した。

なお、上述の構成の蒸着装置では、電子銃（１１）。

（１２）の出力を調節することで任意に蒸着速度を制御
して蒸着することができ、また酸素導入管（１８）から
導入される酸素ガス流量を調節することでＣｏ−０系垂
直磁化膜の磁気特性を任意に制御することができる。

ス１１１１ 上述の連続巻取蒸着装置を使用して実際に磁気記録媒体
（磁気テープ）を作製した。

はじめに、ルツボ（９）内の蒸発［（７）としてＣｏ−
Ｃｒ合金（Ｃｒ含有量２１原子％）を用意し、蒸着速度
３０００人／秒、非磁性支持体の走行速度１６ｍ／秒と
してＣｏ−Ｃｒ垂直磁化膜（膜厚２０００人）を非磁性
支持体上に成膜した。このとき、蒸発蒸気流の入射角ψ
の範囲は一２０°くψ＜２０゜とした。

続いて、ルツボ（１０）内の蒸発源（８）として純度９
９．９％のＣｏを用意し、蒸着速度３０００人／秒、非
磁性支持体の走行速度１６ｍ／秒としてＣｏ−〇系垂直
磁化膜（膜厚１５００人）を前記Ｃｏ−Ｃｒ垂直磁化膜
上に成膜した。このとき、蒸発蒸気流の入射角θの範囲
は、−６０°〈θ＜６０°とした。また、酸素導入管（
１８）は非磁性支持体の走行方向の下流側に設置し、導
入酸素ガスの流量は３００ｃｃ／分とした。

なお、蒸着中の雰囲気ガス圧は３　Ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒであった。

ス」ｌ吐λ Ｃｏ−０系垂直磁化膜を蒸着する際の蒸発蒸気流の入射
角θの範囲を一１０°〈θ〈１０°　とし、酸素導入管
（１８）を非磁性支持体の走行方向の上流側に設置した
以外は実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。

此１壓１ 実施例１と同様の手法によってＣｏ−Ｃｒ垂直磁化膜を
成膜した後、ルツボ（１０）内の蒸発源（８）として純
度９９．９％のＣｏを用意し、蒸着速度１５００人／秒
、非磁性支持体の走行速度１６ｍ／秒としてＣｏ−０系
垂直磁化膜（膜厚４００人）をこのＣ。

−Ｃｒ垂直磁化膜上に成膜した。このとき、蒸発蒸気流
の入射角θの範囲は、−６０°〈θ〈６０°とした。ま
た、酸素導入管（１８）は非磁性支持体の走行方向の上
流側に設置し、導入酸素ガスの流量は１５０ｃｃ／分と
した。

蒸着中の雰囲気ガス圧は２　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒで
あった。

此ｌ■１４ 実施例１と同様の手法によってＣｏ−Ｃｒ垂直磁化膜を
成膜した後、ルツボ（１０）内の蒸発源（８）として純
度９９．９％のＣｏを用意し、蒸着速度２０００人／秒
、非磁性支持体の走行速度１６ｍ／秒としてＣｏ−０系
垂直磁化膜（膜Ｊ！１５００人）をこのＣ。

Ｃｒ垂直磁化膜上に成膜した。このとき、蒸発蒸気流の
入射角θの範囲は、３０°〈θ〈９０°とした。また、
酸素導入管（１８）は非磁性支持体の走行方向の上流側
に設置し、導入酸素ガスの流量は２０Ｏｃｃ／分とした
。

蒸着中の雰囲気ガス圧は２　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒで
あった。

得られた各サンプルテープについて、Ｃｏ−０系垂直磁
化膜の飽和磁束密度Ｂｓ、磁気記録媒体としての磁気特
性（飽和磁束密度Ｂｓ並びに保磁力Ｈｃ）、スチル耐久
性（スチル時間並びにスチル後の傷付き）を調べた。ス
チル耐久性の評価に際しては、磁性層表面にリン酸エス
テル系潤滑剤を塗布してサンプルとした。結果を次表に
示す。

表 この表を見ても明らかなように、Ｃｏ−０系垂直磁化膜
の膜厚を１０００Å以上としたサンプルテープ（実施例
１．実施例２．比較例２）でスチル耐久性が良好である
。ただし、Ｃｏ−０系垂直磁化膜の磁気特性が不足する
比較例２では、磁気記録媒体としての磁気特性が低下し
ている。

これに対して、Ｃｏ−０系垂直磁化膜の膜厚が４００人
である比較例１では、保護膜としての機能が不足し耐久
性が全くとれていない。

そこで次に、各サンプルテープの電磁変換特性（再生出
力の記録波長依存性）を測定した。測定に際しては磁性
層表面にリン酸エステル系潤滑剤を塗布した。結果を第
２図に示す。

第２図中、曲線ａが実施例１に、曲線すが実施例２に、
曲線Ｃが比較例１に、曲線ｄが比較例２にそれぞれ対応
している。

この第２図を見ると、比較例における短波長域での出力
の低下が大きく、特に磁気特性の低下が見られた比較例
２での落ち込みが著しい。

〔発明の効果） 以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気記録媒
体においては、Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜の上に所定の磁
気特性、膜厚を有するＣｏ−０系垂直磁化膜を形成して
いるので、電磁変換特性と耐久性の両者を同時に改善す
ることができる。すなわち、保護膜として機能するＣｏ
−０系垂直磁化膜の膜厚を充分に確保することができる
ことから、耐久性を大幅に改善することができ、しかも
前記Ｃｏ−０系垂直磁化膜が垂直磁気特性に優れている
ことから、電磁変換特性上の劣化がなく、むしろ短波長
域における出力、Ｃ／Ｎの増加が見られ、記録再生特性
を向上することができる。

また本発明の製造方法では、記録層であるＣ。

−Ｃｒ系垂直磁化膜やＣｏ−０系垂直磁化膜を蒸着する
際の蒸気流の入射角を規定しているので、これら膜の垂
直磁気特性を向上することができ、Ｃｏ−０系垂直磁化
膜による耐久性の確保と相俟って、垂直磁気特性、電磁
変換特性、耐久性に優れた磁気記録媒体を製造すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で使用した連続巻取蒸着装置の構成を模
式的に示す概略断面図である。 第２図は作製したサンプルテープの再生出力の記録波長
依存性を示す特性図である。 ５．６・・・キャン ７．８・・・蒸発源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上にＣｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜とＣｏ
   −Ｏ系垂直磁化膜とが順次形成されてなり、前記Ｃｏ−
   Ｏ系垂直磁化膜の膜厚が１０００〜２５００Å、飽和磁
   束密度が４０００〜１００００ガウスであることを特徴
   とする磁気記録媒体。
2. （２）Ｃｏ−Ｃｒ系垂直磁化膜を蒸気流の入射角が２０
   °未満となるように真空蒸着し、Ｃｏ−Ｏ系垂直磁化膜
   を蒸気流の入射角が６０°未満となるように真空蒸着す
   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。