JPH0354723A - 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１ 本発明は磁気記録媒体に係り、特に磁気ディスク装置、
フロッピーディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録
装置に用いられる磁気記録媒体であって、その磁気特性
が著しく向上された磁気記録媒体及びその製造方法に関
するものである。

［従来の技術］ 近年、磁気ディスク装置、フロッピーディスク装置、磁
気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大
され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いら
れる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上
が図られつつある。

これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度
化を達或することが要求されており、そのために、磁気
記録層の高保磁力化と高信号対雑音比（ＳＮ比）が必要
とされている。

ところで、線記録密度、出力、及びＳＮ比と、磁気記録
媒体の特性との間には、およそ次のような関係があるこ
とが解明されている。

（線記録密度）　Ｅ　　（Ｈｅ／Ｂｒ−ｔ）（出　　力
）　ｃ１：（Ｂｒ−ｔ−Ｈｃ）（Ｓ　　Ｎ　　比）　−
　（Ｈｅ／Ｂｒ−ｔ）ここで、Ｈｅは保磁力、Ｂｒは残
留磁束密度、ｔは膜厚を表す。また、記号σは左辺の特
性が右辺の値と比例することを示している。

従って、高記録密度の磁気記録媒体の設計においては、
必要とされる出力を損なわないようＢｒ−ｔを維持して
、保磁力Ｈｅを大きくすることが必要となる。

近年、高記録密度化の賎点から、金属薄膜型の磁気記録
媒体が磁性粉及びバインダー樹脂からなる磁性塗料を塗
布して磁性層を形成してなる塗布型磁気記録媒体に代わ
って用いられ始めている。

この金属薄膜型の磁気記録媒体は、蝿電解めっき、電気
めっき、スパッタ、蒸着等の方法により磁性膜が戊膜さ
れ、その磁性層組成としては、Ｃｏ（コバルト）一Ｐ（
リン）、Ｃｏ−Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ（クロム）、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ（プラチナ）合金等が
実用化されている。

最近、スパッタ成膜法において、磁性層戊膜中に基板に
負のバイアス電圧を印加することにより、高保磁力が得
られることが報告されている（昭和６３年第３５回応用
物理学関係連合講演余資利２９ａ−Ｃ−９，　−１０及
び電子通信学会電子部品材料研究会資料ＣＰＭ　８８　
−　９２　）これらの報告には、バイアス電圧の印加は
Ｃｒを一定量以上含有する特定の組成（Ｃｏ　７０原子
％−Ｎｉ２０原子％−ＣｒｌＯ原子％、Ｃｏ　８６原子
％−Ｃｒｌ２原子％−Ｔａ２原子％）に関してのみ、効
果があることが述べられている。

なお、バイアス電圧を印加しながら、磁性層をスパッタ
成膜することは、特開昭５７　−　３４３２４号公報等
で公知である。該公開公報にはバイアス電圧を印加しな
からＣｏ　−　Ｃｒ合金磁性層を成膜することによって
垂直磁気特性を改良する方法に関するものであり、バイ
アス電圧の印加にょりｆｆｆｌ　？ａ力の増加が認めら
れることが記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したように、基板にバイアス電圧を印加しながら磁
性層スパッタ或膜することにより保磁力が増加するとい
う組或は、Ｃｒを一定量以上含有する系のみが公知とな
っている。

本発明者は、Ｃｒを含まない磁性層組成においてもバイ
アス電圧を印加しながらスパッタ或膜することにより、
高保磁力を有ずる磁気記録媒体が得られることを見出し
、本発明に到達した。

［課題を解決するだめの千段］ 即ち、本発明の要旨は、非磁性基板上にＣｒを主成分と
する非磁性下地層を介して合金磁性層を形成してなる磁
気記録媒体であって、合金磁性層がＣｏ及びＮｉを主成
分としてＢ（ホウ素）を８原子％以下含有するものであ
り、且つ非磁性基板に負のバイアス電位を印加した状態
でスパソタ法により或膜されたものであることを特徴と
する磁気記録媒体及びその製造方法に存する。

ここで、負のバイアス電位とはプラズマ電位に対して相
対的に低い電位であることを意味する。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明において、非磁性基板としては特に制限はなく、
通常、蝿電解めっき法により形或したニッケルーリン層
を設けたアルミニウム合金板が用いられるが、その他、
銅、チタン等の金，属基板、ガラス基板、セラミソク基
板、又は樹脂基板等を用いることもできる。ただし、基
板が非導電性基板の場合は、磁性層或膜時のバイアス電
位印加方式を交流としたり、基板は接地電位のまま、ス
パッタ時のプラズマポテンシャルを高めるような装置的
な工夫が必要である。

このような非磁性基板上に形或するＣｒを主成分とする
非磁性下地層（以下、ｒＣｒ系下地層１と称することが
ある。）は、通常、その膜厚が１００Ａ以上、好ましく
は３００人以上あればよい。膜厚の上限は特に制限はな
いが、生産性及び保磁力以外の磁気特性、例えば角形性
を考慮すれば、実用的には３０００　Ａ以下が好ましい
。

基板にバイアス電位を印加しないで通常のスパッタ或膜
で磁性層を成膜する場合は、磁性層の保磁力を増加させ
るためにＣｒ系下地層の膜厚を１５００〜３０００　Ａ
程度にする必要があるが、本発明の場合は、Ｃｒ系下地
層の膜厚は磁性層の磁化容易軸を膜面内に配向させるの
に充分な膜厚であればよく、薄くても高い保磁力を容易
に得ることができる。

なお、Ｃｒ系下地層はＣｒを主体とするものであれば良
く、Ｃｒの結晶性を損なわない限りＣｒ以外の元素、例
えばアルミニウム、銅、ケイ素等を数％含んでいてもよ
い。

Ｃｒ系下地層を形戒するスパッタ条件としては特に制限
はなく、通常のＣｒ系下地層を形戊する際に採用される
スパッタ条件を採用することができる。その際、基板に
負のバイアス電位を印加しても印加しなくてもよいが、
印加した場合は磁気特性が多少向上する。

本発明において、このようなＣｒ系下地層上に形戒する
合金磁性層は、Ｃｏ及びＮｉを主成分としてＢを８原子
％以下、好ましくは０．００５〜８．０原子％含有する
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系磁性層である。Ｂの含有量が８原子％
を越えると保磁力増加効果がなくなる。

また、Ｎｉの含有量が多くなる程、保磁力は増加する傾
向にあり、ＮｉはＣｏに対して最大約４０原子％程度ま
で含有させてもよいが、Ｃｏに対して１５〜３０原子％
含有させることが好ましい。

さらに、磁性層の成膜をアルゴン雰囲気にて実施した場
合、後述するバイアス効果により不可避的に磁性層中に
アルゴンが混入される。その量は約０．２〜１．５原子
％程度と、基板に負のバイアス電位を印加しない通常の
スパッタ成膜の場合よりも多い。

磁性膜の膜厚は、磁気記録媒体として要求される特性に
より適宜決定すればよく，通常、３００〜１５００人゜
が好ましい。

また、本発明の磁気記録媒体の製造方法においては上記
したＣｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金磁性層を、非磁性基板に負の
バイアス電位を印加した状態、即ち、非磁性基板にプラ
ズマ電位に対して相対的に低い電位を印加した状態でス
パッタ法により成膜することを特徴とする。

非磁性基板にプラズマ電位に対して相対的に低い電位を
印加する方法としては、非磁性基板にスパッタ装置本体
の接地部に対して負の電位を印加する方法（以下、基板
バイアス法とも言う）、あるいは、非磁性基板は接地電
位のまま、プラズマ電位を接地電位より高くする方法の
いずれもが採用される。

本発明において、スパッタ法による磁性層の或膜に際し
、得られる磁気記録媒体の保磁力は、或膜時に基板に印
加する負のバイアス電位の影響を顕著に受ける。即ち、
後述の実施例における第２図に示すように、負の基板バ
イアス電位が−４０Ｖを越えると１０００エルステッド
（Ｏｅ）以上の高保磁力が得られる。ただし、基板にか
ける負バイアス電位が太き過ぎると、成膜された磁性層
の再スパッタリングが多くなるとともに磁気特性も低下
する。

従って、上記した基板バイアス法を用いる場合の負の基
板バイアス電位は、高周波マグネトロンスパッタ法の場
合は、約−４０Ｖ〜−２５０Ｖが好ましい範囲である。

また、直流マグネトロンスパッタ法の場合は、負の基板
バイアス電位は約−５０〜−５００■が好ましい範囲で
ある。

更にまた、非磁性基板は接地電位のままプラズマ電位を
接地電位より高くする方法による場合には、ターゲット
近傍に中間電極を設け該中間電極に非磁性基板並びにス
パッタ装置本体の接地部に対して、例えばＩ０００Ｖ以
下、中でも５０〜５００Ｖの正の電位を印加するのが好
ましい なお、スパッタ法による成膜時のプラズマ電位及びバイ
アス電位印加効果は、スパッタ装置の寸法、形状等の幾
何学的影響を受けるので、上記した負の基板バイアス電
位値並びに中間電極に印加する正の電位値は、絶対的な
値ではなく、装置により最適範囲は異なる。

得られる磁気記録媒体の保磁力は、スパッタ或膜時の非
磁性基板温度の影響を顕著に受ける。即ち、後述の実施
例における第３図に示すように、基板温度が１２０°Ｃ
以上になると著しい保磁力の増加が認められ、１０００
　０ｅを超える高保磁力が得られる。

したがって、成膜時の基板温度としては、１２０°Ｃ以
上であることが望ましい。なお、成膜時の基板温度の上
限に関しては一概に規定することは困難であるが、例え
ば、無電解ニッケル・リンめっきを施したアルミニウム
合金基板の場合には、表面平滑性の維持及びニッケル．
リンめっきの磁性化防止のため、通常は、３００’Ｃ以
下とするのが好ましい。スパッタ或膜時の圧力は、高真
空の方が、原子、イオン等の平均自由工程が増すため好
ましいが、Ｉ　Ｘ　１０−３ｍ　Ｔｏｒｒを越える高真
空においては、通常のスパッタ装置では安定したプラズ
マ状態が維持し難いため、実用的な範囲としては、Ｉ　
Ｘ　１０−３〜２０Ｘ１０−３ｍＴｏｒｒが好ましい。

スパッタ方法は、直流マグネトロンスパッタ法でも高周
波マグネトロンスパッタ法でもよい。基板が非導電性基
板の場合は高周波マグネトロンスパッタ法が好ましい。

本発明の磁気記録媒体は、磁性層の上に更に必要に応じ
て炭素等の保護層及びｌ又は適宜の潤滑剤よりなる潤滑
層を形成してもよい。

［作、用Ｉ Ｃｏ　８０原子％一Ｎｉ　２０原子％組或の磁性層では
、保磁力は７００〜８００　０ｅ程度であり、またＣｏ
あるいはＣｏとＮｉのみからなる磁性層では、基板に負
のバイアス電位を印加した状態でスバノタ法により磁性
層を成膜しても保磁力の増加は認められない。

Ｃｏ及びＮｉを主威分とする磁性層に所定量のＢを含有
する磁性層を、基板に負のバイアス電位を印加した状態
でスバソタ法により成膜することにより、保磁力が著し
く増加する。

［実施例１ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

実施例１〜６及び比較例１ 内径２５ｍｍ，外径９５ｍｍのアルミニウム合金ディス
ク基板表面に、無電解めっきにより非磁性Ｎｉ−Ｐ層を
２５μｍ厚さに戊膜し、その表面を鏡面研磨してＲａ（
中心線平均粗さ）２０〜３０Ａに仕上げた。この非磁性
基板を高周波（１３．５６ＭＨｚ）マグネトロンスパソ
タ装置に装入し、Ｉ　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒまで真空排
気した後、基板温度を１６０°Ｃまで昇温し、アルゴン
分圧５　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒにて、基板に直流−１０
０■のバイアス電圧を印加しながら、Ｃｒ下地層を約１
４０ＯＡ厚さに或膜した。そして引き続き、Ｃｏ　８０
原子％−Ｎｉ２０原子％の組或のターゲットにＢチップ
をその枚数を種々変えて乗せたターゲソトを用いて直流
−１００■のバイアス電圧を印加しながら各々成膜を行
ない、各々の磁性層の飽和磁化量が４．７　Ｘ　１０−
３ｅｍｕ　／ｃｍ２になるような厚さに或膜して磁気記
録媒体を得た。

得られた磁気記録媒体の保磁力Ｈｅを測定し、結果をそ
の磁性層組或と共に第１表及び第１図に示した。

なお、保磁力Ｈｃの測定は、試料振動式磁力計で行ない
、また、磁性層の膜組成の分析は、化学分析で行なった
。

第１表 第１表及び第１図よりＢの添加により保磁力が著しく向
上し、またＢの含有量に最適純囲があることが明らかで
ある。

実施例７及び比較例２ Ｃｏ　８０原子％−Ｎｉ２０原子％組或のターゲットに
Ｎｉ及びＢチップを乗せて磁性層組或がＣｏ　６６．１
原子％−Ｎｉ３１．６原子％一Ｂ２．３原子％になるよ
うに調整したこと及び非磁性基板への直流バイアス策泣
を第２表に示す電位としたこと以外は実施例１と同様に
して磁気記録媒体を製造した。各々についての保磁力を
ｉＪＩＩＪ定し、結果を第２表及び第２図に示した。ま
た、基板バイアスを印加しない場合を比較例２として示
す。

第２表 負のバイアス電圧を印加することにより著しく保磁力が
向上し、また、最適範囲があることが第２表及び第２図
より明らかである。

実施例８ 磁性層或膜時の基板温度を第３表に示す温度としたこと
以外は、実施例１と同様にしてＣｏ　６６．１原子％−
Ｎｉ３１．６原子％一Ｂ２．３原子％の組戒よりなる磁
性層を有する磁気記録媒体を製造し各々についてその保
磁力を測定して結果を第３表及び第３図に示した。

なお、成膜時の基板温度とは成膜直前の基板温度のこと
をいう。

第３表 実施例９ Ｃｏ　８０原子％−Ｎｉ　２０原子％組或のターゲット
にＮｉ及びＢチップを乗せて磁性層組或がＣｏ　６６．
１原子％−Ｎｉ３１．６原子％一Ｂ２．３原子％になる
ように調整したこと及び磁性層の成膜時にのみ基板バイ
アス電圧−１００ｖを印加したこと以外は実施例１と同
様にして磁気記録媒体を製造した。保磁力を測定したと
ころ、１３３０　０ｅであった。

Ｃｒ下地層を形戒するときにも基板バイアス電位を印加
した場合よりも、少し小さい値となっている。

実施例１０ Ｃｒ下地層及び磁性層を第４図に概略構戒図を示すスパ
ッタリング装置を用いて、非磁性基板を２１０°Ｃまで
昇温し、中間電極に＋３００Ｖの直流電圧を印加しなが
ら直流マグネトロンスパッタリング法にて威膜したこと
、磁性層の組或をＣｏ　６７原子％−Ｎｉ３０原子％一
Ｂ３原子％になるように調整したこと以外は実施例１と
同様に行なった。

第４図で、１はターゲット、２は基板ホルダー、３は基
板、４は中間電極、５はスパソタリング用電源、６は中
間電極用電源である。

得られた磁気記録媒体の保磁力は１３８０　０ｅであっ
た。

［発明の効果１ 以上詳述した通り、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基
板上にＣｒ系下地層を介して、Ｃｏ及びＮｉ４． を主成分として、特定量のＢを含む合金磁性層を形成し
てなるものであって、スパソタ法による磁性層の或膜の
際に非磁性基板に負のバイアス電位を印加することによ
って著しく保磁力が増加する。このため、高密度記録が
可能な磁気記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜６及び比較例１で得られた、Ｂ添加
量と保磁力との関係を示すグラフである。第２図は実施
例７及び比較例２で得られた基板バイアス電位と保磁力
との関係を示すグラフである。第３図は実施例８及び比
較例３で得られた成膜時の基板温度と保磁力との関係を
示すグラフである。 第４図は実施例１０で用いた中間電極を設けたスパッタ
リング装置の概略構成図である。 １：ターゲット、 ２：基板ホルダー ３：基板、 ４：中間電極、 ５：スパッタリング用電源、 ６：中間電極用電源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板上にクロムを主成分とする非磁性下地
   層を介して合金磁性層を形成してなる磁気記録媒体であ
   って、合金磁性層がコバルト及びニッケルを主成分とし
   てホウ素を８原子％以下含有するものであり、且つ非磁
   性基板に負のバイアス電位を印加した状態でスパッタ法
   により成膜されたものであることを特徴とする磁気記録
   媒体。
2. （２）非磁性基板上にクロムを主成分とする非磁性下地
   層及び合金磁性層をスパッタ法により願次形成する磁気
   記録媒体の製造方法において、非磁性基板に負のバイア
   ス電圧を印加した状態で、コバルト及びニッケルを主成
   分としてホウ素を８原子％以下含む合金磁性層を成膜す
   ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。