JPH0328045B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はコバルトもしくはコバルト合金から
なる強磁性金属薄膜層を記録とする磁気記録媒体
およびその製造方法に関し、その目的とするとこ
ろは磁気特性に優れた前記の磁気記録媒体および
その製造方法を提供することにある。 コバルトもしくはコバルト合金からなる強磁性
金属薄膜層を記録層とする磁気記録媒体は、通
常、プラスチツクフイルム等の基体上にコバルト
又はコバルト合金を真空蒸着することによつてつ
くられており、磁気特性に優れた前記の磁気記録
媒体を製造する場合には、真空槽内に防着板等を
設けて強磁性材の蒸気を基体に対して斜め方向に
差し向ける斜め入射蒸着が行なわれている。 ところが、単に斜め入射蒸着するだけではそれ
ほど大きな保磁力が得られず、さらに強磁性材の
蒸発源より発生する蒸気流のごく一部しか利用で
きないため単位面積当たりの蒸着量が少なくなつ
て折出速度が低下するなどの難点がある。このた
めこれを改善する方法として真空槽内にガス供給
源を配設し、このガス供給源から窒素ガス等を強
磁性等の蒸気流とともに基体に差し向け、蒸着す
る際の強磁性材の蒸気流の入射方向をコントロー
ルして効率よく強磁性材を蒸着する方法等が提案
されているが、この方法では基体に差し向けるガ
スのエネルギーが非常に小さいため強磁性材の蒸
気流の入射方向を充分にコントロールすることが
できず、従つて得られる磁気記録媒体の磁気特性
をそれほど向上させることができない。またスパ
ツタリング法により強磁性材の蒸気とともに窒素
ガスを基体表面に差し向けて窒化物を含有する強
磁性金属薄膜層を基体表面に形成することも行な
われているが、この方法では窒化物の形成がそれ
ほど良好でなく、従つて磁気特性に優れた磁気記
録媒体が得られない。 この発明者らはかかる現状に鑑み種々検討を行
なつた結果、コバルトもしくはコバルト合金をプ
ラスチツクフイルムからなる基体上に真空蒸着す
る際、窒素ガスを冷陰極型イオン源によりイオン
化して基体に差し向け、かつ窒素ガスを折出速
度／窒素ガス圧にして200〜20000μ／分／トール
の範囲内で系内に存在させると、冷陰極型イオン
源によりイオン化された窒素ガスが高エネルギー
を有しているためこのイオン化された窒素ガスに
よつて強磁性材の蒸気流の入射方向が容易かつ充
分にコントロールされ、その結果蒸着効率が向上
されるばかりか強磁性材の磁化容易軸を可及的に
膜面と平行になるように蒸着することができ、さ
らにこの高エネルギーのイオン化された窒素ガス
により窒化コバルト等の窒化物が良好に形成され
て磁性層内に含有されるため保磁力および角型が
一段と向上されて磁気特性に優れた磁気記録媒体
が得られることを見いだし、この発明をなすに至
つた。 以下、図面を参照しながらこの発明について説
明する。 第１図は真空蒸着装置の断面図を示したもので
あり、１はベルジヤーでこのベルジヤー１の内部
はロータリーポンプ２および拡散ポンプ３で排気
され、真空に保持される。４はベルジヤー１の中
央上部に蒸着角αが70℃になるように配設された
水冷基板であり、プラスチツクフイルムからなる
基体５はこの水冷基板４にセツトされる。６は水
冷基板４に対向してベルジヤー１の下部に配設さ
れたハース、７はハース６に隣接された熱電子源
であり、コバルト等の強磁性材８はこのハース６
内にセツトされ、熱電子源７で加熱蒸発され基体
５に差し向けられて蒸着される。このとき同時に
水冷基板４にセツトされた基体５に対向してベル
ジヤー１内に配設された冷陰極型イオン源９から
窒素ガスがイオン化されて入射角βで基体５に差
し向けられる。なお１０は冷陰極型イオン源９に
窒素ガスを導入するガス導入管、１１はベルジヤ
ー１に取りつけられた電離真空計である。冷陰極
型イオン源９は第２図および第３図に示すように
円筒状のステンレス陰極１２とステンレス陰極１
２の両側端に固定されたセラミツク蓋板１３とこ
のセラミツク蓋板１３に貫通支持されてステンレ
ス陰極１２内に上下に平行に配設されたタングス
テン陽極１４とからなり、ステンレス陰極１２の
後壁に設けられたガス導入口１５から窒素ガスが
導入されるとこのガスがタングステン陽極１４で
もつてイオン化され、ステンレス陰極１２の前壁
に設けられたガス放出口１６から放出されて基体
５に差し向けられる。このような冷陰極型イオン
源９によつてイオン化された窒素ガスは10〜1000
エレクトロンボルトの高エネルギーを有し、これ
が基体５に差し向けられるため、0.1エレクトロ
ンボルト程度の蒸着エネルギーを有する強磁性材
の蒸気流の入射方向は容易かつ充分にコントロー
ルされ、従つて従来の斜め入射蒸着法あるいはイ
オン化されていないガスによつて強磁性材の入射
方向をコントロールする場合よりもはるかに効率
のよい真空蒸着を行なうことができ、磁気特性も
向上する。またこのような高エネルギーのイオン
化された窒素ガスが強磁性材の蒸気と同時に基体
５に差し向けられるため窒化コバルト等の窒化物
が良好に形成されて磁性層中に含有され、この窒
化物によつて磁気特性が一段と向上する。さらに
この冷陰極型イオン源は小型であるためどこにで
も設置することができ、従来一般に使用されてい
るイオン源のように熱を発生することもないため
長時間安定して使用することができる。 このような冷陰極型イオン源９によつて窒素ガ
スをイオン化する際の冷陰極型イオン源内の真空
度は、１×10^-3トールより低くするとこの真空雰
囲気下でイオン化されたガスを基体５に差し向け
たとき良好な強磁性金属薄膜層を形成することが
できず、１×10^-5トールより高くするとガスをイ
オン化し難くプラズマが良好に発生しないため１
×10^-3〜１×10^-5トールの範囲内に保持するのが
好ましく、また冷陰極型イオン源９に加えられる
電圧はプラズマを良好に発生させるため１〜
10KVの範囲内であることが好ましい。 また、この冷陰極型イオン源９から基体５に差
し向けられるイオン化された窒素ガスは、入射角
βが20゜〜90゜の範囲となるようにして差し向ける
のが好ましく、入射角βが20゜より小さい場合に
は所期の効果が得られず、90゜より大きくなると
保磁力、角型ともに低下する。 以上のようにして冷陰極型イオン源９によりイ
オン化されて基体５に差し向けられる窒素ガスの
系内すなわちベルジヤー１内での存在量は、析出
速度が早くなるに従つてその有効な存在量も増加
する関係にあるため、析出速度、即ち一分間に基
体上に析出形成される強磁性金属薄膜層の膜厚
と、系内に存在する窒素ガスのガス圧との比（析
出速度／N₂ガス圧）にして200〜20000μ／分／ト
ールの範囲内であることが好ましく、この比が
20000μ／分／トールより大きくなつて窒素ガス
の存在量が少なくなりすぎると保磁力が充分に向
上されず、反対に200μ／分／トールより小さく
なつて窒素ガスの存在量が多くなりすぎると角型
が低下する。ここにおいて冷陰極型イオン源９か
ら基体５にイオン化されて差し向けられる窒素ガ
スは蒸着面近傍にあつてその効果を発揮するた
め、必ずしも系内全体において窒素ガスを前記所
定の範囲内で存在させる必要はなく、蒸着面近傍
において所定の範囲内で存在させれば足りる。従
つて冷陰極型イオン源９により窒素ガスをイオン
化して基体５に差し向ける際、必要な場合には差
動排気等適宜手段によつて蒸着面近傍のガス圧を
所定の範囲内に調整すればよく、この場合には系
内即ちベルジヤー１内の真空度をより低くできる
ため蒸着も容易になる。なおガス圧の調整は電離
真空計１１で測定して行なわれる。 なお、真空蒸着をするに際して使用する装置は
前記の装置のほか従来公知の真空蒸着装置がいず
れも使用できる。またコバルト等強磁性材の蒸発
源も前記の電子ビーム加熱装置の他、抵抗加熱装
置等従来公知の蒸発源がいずれも使用でき、コバ
ルト等強磁性材の折出速度はこれら蒸発源のパワ
ーによつて調整される。なお強磁性材蒸気の入射
角は特に限定されない。 強磁性金属薄膜層を形成する強磁性材としては
コバルト単体の他、コバルト−ニツケル、コバル
ト−鉄などのコバルト合金が好適なものとして使
用され、基体としてはポリエステル、ポリイミ
ド、ポリアミド等一般に使用されている高分子成
形物からなるプラスチツクフイルムが使用され
る。 次に実施例によりこの発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１図に示す真空蒸着装置を使用し、水冷基板
４の下面にポリエステルベースフイルム５をセツ
トするとともにハース６内にコバルト８をセツト
した。次いでロータリーポンプ２および拡散ポン
プ３で真空排気し、電子ビーム加熱の調整により
コバルトの折出速度を0.6μ／分および0.06μ／分
とするとともに冷陰極型イオン源９に7KVの電
圧を加えてガイ導入管１１から導入された窒素ガ
スをイオン化し、このイオン化された窒素ガス圧
を種々に変えて入射角60゜でポリエステルベース
フイルム５に差し向け、真空蒸着を行なつた。 第４図はこのようにして得られた磁気記録媒体
の保磁力および角型と、真空蒸着時の析出速度／
窒素ガス圧との関係をグラフで表わしたものであ
り、グラフＡは析出速度を0.6μ／分とした場合の
保磁力を示し、グラフＢは析出速度を0.06μ／分
とした場合の保磁力を示す。またグラフＣは析出
速度を0.6μ／分とした場合の角型を示し、グラフ
Ｄは析出速度を0.06μ／分とした場合の角型を示
す。 これらのグラフから明らかなように析出速度／
N₂ガス圧が20000μ／分／トール以下になると保
磁力および角型とも向上し、2000μ／分／トール
で保磁力および角型とも最も高くなる。しかし析
出速度／N₂ガス圧が200μ／分／トール下になる
と保磁力および角型とも悪くなり、このことから
析出速度／N₂ガス圧は200〜20000μ／分／トール
の範囲内が好適であることがわかる。 実施例 ２ 実施例１で使用したと同じ真空蒸着装置を使用
し、コバルトに代えてコバルト−ニツケル合金
（重量比８対２）を強磁性材として使用し、コバ
ルト−ニツケルの析出速度を電子ビームのパワー
調整により0.06μ／分として、さらに析出速度／
N₂ガス圧を2000μ／分／トール或いは200μ／分／
トールとした以外は実施例１と同様にして磁気記
録媒体（試料１および２）をつくつた。 実施例 ３ 第５図に示すように、真空槽１７内に円筒状キ
ヤン１８とハース１９および熱電子源２０からな
る電子ビーム加熱装置とを上下に配設してなる真
空蒸着装置を使用し、ポリエステルベースフイル
ム５を原反ロール２１よりガイドローラ２２を介
して円筒状キヤン１８の周側面に沿つて移動さ
せ、ガイドローラ２３を介して巻き取りロール２
４に巻き取るようにセツトするとともにハース１
９内にコバルト８をセツトした。次いで排気系２
５で真空排気するとともに真空槽１７内に配設さ
れた冷陰極型イオン源９から7KVの加電圧で窒
素ガスをイオン化してポリエステルベースフイル
ム５に差し向け、蒸着面近傍のガス圧を３×10^-4
トールに調整するとともに電子ビームのパワー調
整によりコバルトの析出速度を0.6μ／分（析出速
度／N₂ガス圧、2000μ／分／トール）として真空
蒸着を行ない、ポリエステルベースフイルム５上
にコバルトからなる磁性層を形成して磁気記録媒
体（試料３）をつくつた。なお、蒸着面近傍のガ
ス圧は真空槽１７に取りつけた電離真空計１１で
測定し、調整した。 比較例 １ 実施例３で使用したと同じ真空蒸着装置を使用
し、冷陰極型イオン源９から加電圧を取り除いて
窒素ガスをイオン化せずにポリエステルベースフ
イルム５に差し向けた以外は実施例３と同様にし
て磁気記録媒体をつくつた。 比較例 ２ 公知のスパツタリング用装置を用い、強磁性材
としてコバルトを使用し、さらにアルゴンガスお
よび窒素ガスを使用してArガス圧１×10^-3トー
ル、N₂ガス圧２×10^-5トールのガス圧で四極ス
パツタ装置を用い、コバルトをターゲツトとし、
磁気記録媒体をつくつた。 実施例２乃至３および各比較例で得られた各磁
気記録媒体について保磁力および角型を測定し
た。 下表はその結果である。

【表】 上表から明らかなように、この発明で得られた
もの（試料１〜３）はいずれも比較例１および２
で得られたものに比し保磁力が高く、このことか
らこの発明によればコバルトもしくはコバルト合
金からなる強磁性金属薄膜層中に窒化コバルトが
良好に形成されて含有され、磁気特性に優れた磁
気記録媒体が得られるのがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法を実施するために
使用する真空蒸着装置の一実施例を示す概略断面
図、第２図は蒸着装置内に配設した冷陰極型イオ
ン源の拡大断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断
面図、第４図はこの発明の製造方法によつて製造
された磁気記録媒体の析出速度／N₂ガス圧と保
磁力および角型との関係図、第５図はこの発明の
製造方法を実施するために使用する真空蒸着装置
の他の実施例を示す概略断面図である。 １……ベルジヤー、５……基体、８……強磁性
材、９……冷陰極型イオン源、１７……真空槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツクフイルムからなる基体上に、コ
   バルトもしくはコバルト合金を主成分としこれに
   窒化コバルトを含む強磁性金属薄膜層を設けてな
   る保磁力が500エルステツド以上で、角型が0.71
   以上の磁気記録媒体。 ２ 真空雰囲気内で、プラスチツクフイルムから
   なる基体表面にコバルトもしくはコバルト合金を
   加熱蒸発させて得た蒸気流を差し向けるととも
   に、冷陰極型イオン源によりイオン化された窒素
   ガスを差し向け、析出速度／窒素ガス圧にして
   200〜20000μ／分／トールの窒素ガス存在下でプ
   ラスチツクフイルムからなる基体表面に窒化コバ
   ルトを含むコバルトもしくはコバルト合金からな
   る強磁性金属薄膜層を形成することを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。