JPH04219619A - 薄層透明な腐食防止膜およびその製造法 - Google Patents

薄層透明な腐食防止膜およびその製造法

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JPH04219619A
JPH04219619A JP3052364A JP5236491A JPH04219619A JP H04219619 A JPH04219619 A JP H04219619A JP 3052364 A JP3052364 A JP 3052364A JP 5236491 A JP5236491 A JP 5236491A JP H04219619 A JPH04219619 A JP H04219619A
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クラウス、ハルト
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アレント、ヴェルナー
Hartmut Hibst
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報記憶に適した均一
薄層金属膜のための薄層透明な腐食防止膜、およびその
製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】薄層金属膜形状からなる強磁性材料から
の膜で磁性顔料/バインダー膜を置換することが、しば
しば磁気記録媒体の場合の情報密度を増加させるために
提案されている。本質的に高い記憶密度は、一方では薄
層金属膜で可能となる保磁力の増加により達成されるこ
とができ、他方では強磁性金属または合金の磁化をより
大きくすることで膜の厚さを1000nm以下に減少さ
せることによって達成することができる。これらの薄層
金属膜は、好適には、Co含有合金からなっており、こ
れには例えばNi、Cr、Pt、Ta、W、Mn、Mo
またはVが加えられている。これらは、好適には陰極ス
パッタリング法または蒸着法等のPVD法により製造さ
れる。しかしながら、これらの薄層金属膜は腐食から保
護されねばならない。
【0003】光磁気データ記録のためには、異なった材
料、例えば結晶ガーネット膜、多結晶Mn−Bi膜また
は稀土類/遷移金属合金の非晶質膜、例えばTb−Fe
、Gd−Co、TbGd−Fe、Tb−Fe−Co等の
下記では(RE−TM)金属のように略称で呼ぶ非晶質
膜を使用することが可能である。これらの非晶質(RE
−TM)膜は、これらの記録膜が大面積にわたって陰極
スパッタリング法または蒸着法により製造されることが
でき、記録されたシグナルが高いシグナル/ノイズ比で
読みとられることができるので、最近特に好適とされて
いる。上述の(RE−TM)合金の主要な欠点は、腐食
抵抗性に欠けていることである。これらの膜が直接空気
または水蒸気と接触する時には、光磁気膜の進行性酸化
が広い面積にわたって起こり、この結果としてカー角の
減少および反射率の減少となり最終的には記憶情報の損
失となる。
【0004】光データ記録においては、コヒーレントな
カルコゲニド化合物が用いられている。これらの膜は、
また非常に酸化を受け易い。
【0005】コヒーレントな記録媒体の腐食抵抗性を改
良する可能な方法は、記憶膜の前面および/または背面
に金属膜の直接的な空気との接触を避け、酸素または水
の拡散を阻止するための防止膜を置くことである。しか
しながら、この拡散の阻止は、非常に緻密な亀裂のない
孔のない防止膜によってのみ可能である。
【0006】しかしながら、防止膜をさらに付加するこ
とは、本質的に製造工程を長引かせてより高価とするこ
とになる。さらに、各種のデータ記録方法は、防止膜が
さらに別の各種物性を有しなければならないことを意味
している。
【0007】磁気データ記録においては、記録ヘッドと
記憶媒体との間の小さな間隔が、高いシグナルレベルお
よび高い記憶密度を達成するために重要である。特に高
い直線的記憶密度の場合には、ヘッド/媒体間隔の僅か
な増加でさえも著しいシグナルレベルの劣化に導くこと
になる。従って、媒体のヘッドに面する側面の腐食防止
膜は、数nmより多くない厚さを有しなければならない
【0008】光磁気記録媒体および光記録媒体の場合に
は、レーザービームに面する防止膜は高い透明性を有し
なければならない。従って記録レーザー波長で低い吸収
係数を有する酸化金属、窒化物またはカーバイドの膜が
、通常使用される。上記の防止膜は、光磁気または光読
み取りシグナルが、透明な防止膜における干渉効果によ
って記憶膜での反射で増加されることができる特徴を有
している。一般的には、これらの膜は反応性陰極スパッ
タリングまたは蒸着法によって製造されなければならな
いので、これらの膜の使用は本質的に製造工程が長くな
り従ってより高価になることを意味している。さらに、
効果的な腐食防止は、防止膜が亀裂または孔を全く含ま
ない時にのみ達成される。従って製造される膜のコスト
高となる注意深い品質管理が、絶対に必要となる。
【0009】透明な防止膜に加えて、金属膜もまた腐食
防止用に用いられる。例えばドイツ特許公開公報第35
08476号は、Co、Cr、Ti、Ni、Alまたは
Auまたはこれら元素の合金からの防止膜が0.5から
20nmまでの厚さを有しており、効果的に(RE−T
M)膜の腐食を防止することを、開示している。しかし
ながら、金属膜の光学的物性に対する金属トップ膜の影
響、特に反射光ビームの偏光物性に対する影響について
の詳細な情報が、欠けていた。特に、レーザービームに
面している記憶膜の側面上での金属膜は、光ビームの反
射物性に臨界的な効果を有している。実際上においても
、約2nmの厚さは、偏光物性に対する逆効果を与え、
例えばカー角および従って光磁気読み取りシグナルにも
逆効果を与えるのに十分となっている。
【0010】
【発明の目的】本発明の目的は、効果的に薄層金属膜の
腐食を防止するがそれらの光学的物性、特に反射光ビー
ムのあらゆる角度での反射光ビームの偏光物性に悪影響
を及ぼさないように、薄層金属膜用の容易に製造できる
防止膜を提供することである。
【0011】
【発明の構成】もし主としてクロムおよび酸化クロムか
らなる膜が5nm以下の厚さで腐食防止されるべき薄層
金属膜の表面に適用され、クロム含量が直接薄層金属膜
に隣接する領域で最大になるようにするならば、この目
的が達成されることを我々は発見した。
【0012】本発明の特別な具体化においては、薄層金
属膜の表面に存在する腐食防止膜は、薄層金属膜の1個
以上の元素およびクロムおよび酸化クロムからなってい
る。本発明の状況においては、クロムが島状で存在する
透明腐食防止膜もまた適用できる。
【0013】本発明はまた、さらにこれらの透明な腐食
防止膜の製造法に関するものであり、ここでは腐食防止
されなければならない薄層金属膜の表面が、連続的にか
または島状に存在するクロム膜で厚さ3nm以下にPV
D法で被覆され、次に空気含有雰囲気と200℃未満、
好適には室温で接触される方法に関係している。
【0014】この新規方法は、例えば主として基質と薄
層金属膜からなる記録媒体が、クロム含有源、例えばク
ロムターゲットを有する高真空装置中に導入され、そこ
で10−6ミリバール以下の減圧にされることができる
。この方法において、好適には島状の形状にあるクロム
膜が、薄層金属膜にアルゴン中および/または反応性ガ
ス雰囲気中でスパッタリングにより適用されることがで
き、または必要ならば希ガス雰囲気中で蒸着法により、
またはフラッシュ蒸発法またはクラスタ決着法で適用さ
れることができる。次にこのクロム被覆膜が、各種の酸
素濃度を含有することができる。空気含有雰囲気中に置
かれて、酸化処理を受ける。
【0015】薄層の強磁性体金属膜を有する記録媒体お
よびその非磁性基質、磁性または非磁性中間体膜および
薄層強磁性体金属膜からの製造法は、よく知られている
。通常の基質は、硬質および軟質材料の両者となってい
る。ポリエチレンテレフタレートまたはポリイミドのデ
ィスクまたはフィルムウエッブが、広く用いられている
。適当な薄層強磁性金属膜は、膜の厚さが約30から1
50nmを有し基質上に、化学沈着、電気化学沈着また
は蒸着またはスパッタリング、即ち金属または金属合金
を著しい減圧下で沈着させる常法において、沈着される
。適当な磁性材料の例は、鉄、ニッケル、コバルトおよ
びそれら相互の合金および少量の別の元素を含むもので
ある。適当なコバルト−含有薄層強磁性金属膜は、コバ
ルト−、コバルト/ホウ素−、コバルト/ニッケル−、
コバルト/白金−、コバルト/ニッケル/タンタル−、
コバルト/ニッケル/クロム−、コバルト/ニッケル/
鉄−。コバルト/鉄−およびコバルト/クロム−、リン
−、ホウ素−および/または窒素含有の上記タイプの合
金、例えば95乃至98%のコバルトおよび2乃至10
%のリンからの合金、30乃至20%のニッケルおよび
70乃至90%のコバルトからの合金、90%のコバル
トと9%のニッケルおよび1%のリンからの合金、10
乃至30%のニッケルと0乃至10%のタンタルおよび
60乃至90%のコバルトからの合金、10乃至30%
のクロムおよび70乃至90%のコバルトからの合金、
10乃至30%のクロムと0乃至10%のタンタルおよ
び60乃至90%のコバルトからの合金、88%のコバ
ルトと9%のニッケルおよび3%のホウ素からの合金、
または40乃至50%のコバルトと40乃至50%のニ
ッケルおよび1乃至5%のホウ素からの合金を含んでい
る。60nmよりも少ない厚さおよび例えば20乃至7
5kA/mの保磁力および1乃至1.5テスラの飽和磁
化を有する膜が、これらの合金により磨かれた基質上に
化学沈着させることで製造されることができる。スパッ
タリング法で製造されてスパッターされた中間体クロム
膜上に沈着されることができる強磁性膜は、また好適に
使用される。クロムを磁性膜と合金させることも、同じ
ようによく知られている。
【0016】光磁気記録媒体およびその透明基質、フェ
リ磁性体記録膜および添加誘導体金属膜からの製造法が
、既知である。
【0017】光学的透明な寸法安定性基質は、一般的に
光学的透明なセラミック材料またはプラスチックからな
っている。
【0018】適当な光学的透明なセラミック材料の例は
、ガラスである。光学的透明な寸法安定性プラスチック
の例は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート
およびポリスチレンとポリプロピレンエーテルの混合物
である。光磁気記録膜に面している寸法安定性基質は、
レーザービームの正確なガイダンスまたは他の目的のた
めに突起および/またはくぼみからなる構造物を含むこ
とができる。
【0019】光磁気記憶媒体の好適なフェリ磁性体記録
膜は、それ自身既知であり、例えば欧州特許公開公報第
184034号、米国特許第4693943号、ドイツ
特許公報第3440391号、欧州特許公開公報第30
3393号または欧州特許公開公報第229292号に
おいて開示されている。元素の適当な組み合わせの例は
、Sm−Co、Gd−Co、Gd−Fe、Tb−Fe、
Tb−Co、Gd−Tb−Co、Nd−Fe−Co、N
d−Dy−Fe−Co、Sm−Dy−Fe−Co、Tb
−Fe−Co、Gd−Tb−Fe、Gd−Fe−Co、
Dy−Fe−CoおよびGd−Tb−Fe−Coであり
、これらの内でGd−Tb−Co、Gd−Tb−Fe−
CoおよびTb−Fe−Coが好適である。腐食安定性
を改良するためには、使用される合金がさらにクロム、
セリウム、チタン、ジルコン、ニオブ、タンタル、モリ
ブデン、タングステン、ニッケル、白金、金、インジウ
ム、ケイ素、ゲルマニウム、アンチモンまたはビスマス
等の別の元素を含むことができる。
【0020】光磁気記録媒体は、透明な基質およびフェ
リ磁性体記録膜に加えて、さらに誘電体膜または金属膜
を含むことができる。透明基質と記録膜の間におよび/
または基質には面していない記録膜の側面に配置されて
いることができる別の誘電体膜は、既知の方法により金
属カーバイド、金属酸化物、金属窒化物またはその混合
物からなり、その内でも窒化物が好適であり、特に窒化
アルミニウムおよび窒化ケイ素が好適である。さらに、
光磁気記憶媒体は、基質には面していない記録膜の側面
上に1個以上の通常よく知られている反射膜、例えば金
属、さらに好適にはアルミニウム合金からなる反射膜を
含んでいる。
【0021】純粋な光記録媒体は、光磁気記録媒体に似
て、透明基質、記録膜および、必要ならばさらに誘電体
または金属膜からなっている。光磁気記録に用いられる
材料は、また基質としても使用される。記録膜は、一般
的にカルコゲニド合金からなり、特にTe合金が好適で
ある。光磁気記録に用いられる材料は、また誘電体膜ま
たは金属膜としても使用される。
【0022】新規の腐食防止膜は5nmよりも少ない厚
さを有しており、クロムおよび酸素および可能ならば薄
層金属膜の元素の1個をそれぞれ異なった濃度で含むこ
とでそれぞれの区別がついており、防止膜の金属濃度は
膜厚の函数となっている。従って、クロム濃度は薄層金
属膜に直接隣接する領域で最大となり、一方では、酸素
含量がここでは最小となっている。さらに、薄層金属膜
の含有元素で腐食防止膜中にもまた存在している元素は
、主として薄層金属膜/腐食防止膜の界面領域に存在し
ている。
【0023】これらの物性を有する腐食防止剤は、記憶
膜への酸素の拡散を著しく阻止することによって、湿雰
囲気中における酸素に対する優れた防止作用を有してい
る。同時に、防止膜の特別な構造が、金属膜で反射され
た光りの偏光性状が結合角度にかかわらず腐食防止膜に
よって影響されないという事実によって明らかとなった
光学的恒数を可能にしている。
【0024】実施例および比較実験によって、以下に本
発明を説明する。
【0025】
【実施例】比較実験1 ガラスに蒸着法で適用された100nm厚さCo膜が、
80℃および80%相対湿度の雰囲気で500時間貯蔵
された。腐食が観察された試験後の膜表面の本質的な腐
食が、より詳細に以下の方法で研究された。Co膜のオ
ージェ深度プロフィールが、高温および高湿度条件下で
の貯蔵前後で測定された。貯蔵前には、酸化表面ゾーン
の厚さ(最大値の半分まだ0シグナルの減少)が2−3
nmであった。上記条件下での貯蔵後には、測定値が1
7nmであった。
【0026】実施例1 比較実験1で記述されているようにガラスに蒸着法で1
00nm厚さCo膜が蒸着され、次にスパッタリング法
で1nm厚さCr膜が島の形状で与えられた(Ar圧5
×10−3ミリバール、直流マグネトロン法)。80℃
および80%相対湿度で500時間放置された後で、膜
表面の外観には何らの変化が見出されなかった。オージ
ェ深度プロフィールを観察したところでは、1nm厚さ
Cr膜が大気と接触すると直ちに2nm厚さCr酸化物
となり、被覆層を剥離して確かめられた。上記条件の高
温および高湿度条件下での試験では、Cr酸化物の厚さ
の増加は全く認められない。
【0027】実施例2 100nm厚さCo80Ni20膜が、ガラス基質にス
パッタリング法で適用された(Ar圧5×10−3ミリ
バール、直流マグネトロン法)。この磁性膜が、スパッ
タリング法により1nm厚さCr膜で被覆された。実施
例1と同様に、約1nm厚さCr酸化物膜が生成し、上
記膜が腐食防止膜として作用している。80℃および8
0%相対湿度で500時間貯蔵した後でも、(Co−N
i)膜の腐食の徴候は視覚的にもオージェ深度プロフィ
ールを基礎にした試験でも認められなかった。
【0028】比較実験2 100nm厚さCo80Ni20膜が、実施例2の記載
どおりにスパッタリング法でガラスに適用された。10
nm厚さの防止Cr膜が、スパッタリングで適用された
。高温および高湿度(500h、80℃、80%相対湿
度)の条件下で貯蔵した後で、Cr防止膜の表面が2n
mの深度まで酸化されている。従って10nm厚さのC
r膜は、シグナルレベルでの減少があったけれども腐食
防止の改良を示していなかった。
【0029】比較実験3 100nm厚さ(Tb−Fe−Co)膜が、ガラス基質
にスパッタリング  Ar圧6×10−3ミリバール、
直流マグネトロン法)により適用された。サンプルが、
高温、高湿度条件(80℃、80%相対湿度、200h
)に、放置された。サンプルの化学組成およびサンプル
のカー角が上記条件下での貯蔵前後に測定された。約2
0nm厚さの酸化物膜が雰囲気酸素との接触で生成し、
上記条件下での貯蔵間に50nm以上の厚さまで成長し
た。カー角は、サンプルを空気に暴露した後で直ちに、
酸化されていないサンプルのカー角の70%になった。 温度および湿度の上記条件の貯蔵後に、カー角は当初の
値の10%より下にまで減少した。
【0030】実施例3 100nm厚さ(Tb−Fe−Co)膜が、ガラス基質
にスパッタリング(Ar圧6×10−3ミリバール、直
流マグネトロン法)により適用された。この後で、島形
状のCr膜が0.5nmの平均厚さで(Tb−Fe−C
o)膜に適用された(Ar圧6×10−3ミリバール、
直流マグネトロン法)。次にサンプルを雰囲気酸素と接
触させることによって、Cr膜が酸化された。サンプル
のオ−ジェ深度プロフィールは、O、CrおよびTbの
組成を有する約1nm厚さ表面の膜を示していた。O含
量は、膜の深度がZ増加するにつれて一律に減少してい
る。Cr含量は内部最大値を有している。Tb含量は、
約0.5nmの膜深度のところで最小値を示した。
【0031】サンプルが、高温および高湿度の条件(8
0℃、80%相対湿度、200h)に暴露された。上記
条件下の貯蔵の後に、サンプルは何らの変化も示さず、
特に酸化物厚さの増加を示さなかった。上記条件に暴露
前のサンプルのカー角は、酸化されていないサンプルの
カー角の99%以上であった。上記条件に暴露後に、カ
ー角には何らの変化が見出されなかった。
【0032】比較実験4 100nm厚さ(Tb−Fe−Co)膜が、ガラス基質
にスパッタリング(Ar圧6×10−3ミリバール、直
流マグネトロン法)により適用された。この後で、5n
m厚さCr膜が、(Tb−Fe−Co)膜にスパッタリ
ング(Ar圧6×10−3ミリバール、直流マグネトロ
ン法)により適用された。サンプルのカー角は、実施例
3からのサンプルと比較して50%以上減少されている
ことが見出された。従ってCr膜が厚くなれば、光磁気
読み取りシグナルに有意の劣化を導くことになろう。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  情報記憶に適している均一薄層金属膜
    用の薄層透明な腐食防止膜であって、本質的にクロムお
    よび酸化クロムからなり、厚さが5nmより小さい膜が
    、腐食防止すべき薄層金属膜の表面に適用され、そのク
    ロム含量が薄層金属膜に直接隣接する領域で最高になる
    ようにしたことを特徴とする薄層透明な腐食防止膜。
  2. 【請求項2】  防止膜がクロムおよび酸化クロムに加
    えて、薄層金属膜の1個以上の元素を含むことを特徴と
    する、請求項1記載の薄層透明な腐食防止膜。
  3. 【請求項3】  クロムが防止膜中において島状に存在
    することを特徴とする、請求項1記載の薄層透明な腐食
    防止膜。
  4. 【請求項4】  腐食から防止されるべき薄層金属膜の
    表面が、連続または島状であり厚さが3nmより小さい
    クロム膜によりPVD法によって被覆され次に空気含有
    雰囲気と、200℃より下で接触されることを特徴とす
    る、請求項1記載の薄層透明な腐食防止膜の製造法。
JP3052364A 1990-03-22 1991-03-18 薄層透明な腐食防止膜およびその製造法 Withdrawn JPH04219619A (ja)

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