JPH0449172B2

JPH0449172B2 -

Info

Publication number: JPH0449172B2
Application number: JP24786586A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Wada; Seiichi Hirao; Masateru Nose
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1992-08-10
Also published as: JPS63102043A

Description

【発明の詳細な説明】

利用産業分野この発明は、下地膜の被成膜表面がガラスから
なる非磁性基板上に、成膜する下地膜を介して磁
性薄膜を設けてなる磁気デイスク等に用いられる
磁気記録媒体の製造方法の改良に係り、特に下地
膜をbcc構造を有しない結晶構造からなる非磁性
もしくは弱磁性のFe−Cr合金膜にて形成し、経
済性にすぐれ、厚い下地膜であつてもクラツクや
剥離がなく、また、下地膜と磁性膜の成膜インタ
ーバルを長く設定でき、各膜の成膜条件の適正化
を計ることができる磁気記録媒体の製造方法に関
する。背景技術磁気デイスク装置は、コンピユータ等の情報処
理システムにおける記憶装置として多用されてい
る。今日では、情報処理能力を高めるため、磁気
デイスク装置の高密度、大容量化が望まれてお
り、磁気デイスクの磁気記録層として、スパツタ
リング、イオンプレーテイングなどによる金属薄
膜が実用化されつつある。かかる磁気記録媒体として、非磁性基板上に、
Cr膜を形成した後、該Cr膜上にCo膜を、スパツ
タ法や蒸着法にて形成した構成が知られている。この磁気記録媒体は、面内方向で高い保磁力を
有し、面内記録型の磁気デイスクに用いられてい
る。さらに、前記のCo膜に変えて、磁性膜にCo−
Ni膜、Co−Ni−Cr膜を用いた磁気記録媒体が知
られている。一方、下地膜には、前記のいずれの組成の磁性
膜にもかかわらず、Cr膜が用いられ、Co系磁性
膜の面内配向を促進し、保磁力を増大させるため
に用いられている。しかし、かかるCr下地膜は、その保磁力を増
大させるためには、磁性膜厚みの500Å〜800Åに
比べて、遥かに厚い2000Å〜6000Åの膜厚に被着
形成する必要がある。従つて、高価なCrを多量に消費するため、そ
のコストが増大し、また、Crが本質的に脆化し
易く、膜厚が比較的厚い場合は、基板との熱膨脹
係数差や成膜時の内部応力等により、微細なクラ
ツクを招来し易いことから、磁気記録媒体の下地
膜としての靱性、強度に欠けるという問題点があ
つた。また、スパツタ法において、基板にCrを被着
したのち、磁性膜を被着するまでのインターバル
（間隔時間）が長いと、大きな保磁力が得難いと
いう問題があつた。この原因としては、Crは酸素と結合し易く、
アルゴンガス中の残留酸素がCrに吸着されて、
磁性膜のエピタキシヤル成長を阻害するためであ
ると考えられている。従つて、従来は、基板上に成膜する際、Cr下
地膜とその上の磁性膜との成膜インターバルを、
１分以内、望ましくは10秒以内にする必要があ
り、例えば、製造装置もかかる要請から大きな制
約を受け、各被膜の成膜に各々最適の条件を取る
ことが困難であつた。発明の目的この発明は、非磁性基板上に下地膜を介して磁
性膜を設けた磁気デイスクなどに用いられる磁気
記録媒体において、従来のCr下地膜の問題点を
解消し、Cr下地膜と同様の磁性膜の保磁力増大
効果を有し、Cr下地膜に比べて経済性にすぐれ、
成膜インターバルを比較的長く取ることができ、
かつクラツク発生や剥離の問題がない新規な下地
膜を有する磁気記録媒体の製造方法の提供を目的
としている。発明の構成と効果この発明は、従来のCr下地膜の問題を解消で
きる新規な下地膜を有する磁気記録媒体の製造方
法を目的に種々検討した結果、少なくとも下地膜
の被成膜表面がガラスからなる非磁性基板上に従
来の純Cr下地膜に代えて、bcc構造を有しない所
謂平衡相とは異なる結晶構造を有すると考えられ
る非磁性もしくは弱磁性のFe−Cr合金膜をRFス
パツタ法にて成膜することにより、従来のCr下
地膜に比べて経済性にすぐれ、成膜インターバル
を長く取ることができ、かつクラツク発生や剥離
の問題が少ない磁気記録媒体が得られることを知
見し、この発明を完成したものである。すなわち、この発明は、少なくとも下地膜の被成膜表面がガラスからな
る非磁性基板上に、 RFスパツタ法にて、Cr30wt％〜70wt％、残部
Feからなり、bcc構造を有しない結晶構造からな
る非磁性もしくは弱磁性合金膜より形成した下地
膜を設け、さらに該下地膜上に磁性膜を積層被膜したこと
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。さらに、詳述すると、磁気記録媒体の下地膜
は、磁性膜の面内配向を促進し、磁性膜に大きな
保磁力を付与する目的で設けられるため、かかる
下地膜が強磁性であると、磁気的相互作用によ
り、例えば、下地膜の保磁力が数Oe〜数十Oeと
低い場合は、磁性膜の保磁力も100Oeないし
200Oe程度と小さくなり、磁性膜の特性を劣化さ
せることが知られている。ところで、公知のFe−Cr合金は、Cr含有が
70wt％程度まで、常温で強磁性を示すことが知
られており、上記説明からも明らかな如く、従
来、磁気記録媒体の下地膜としては、適用不可能
と考えられていた。しかし、発明者らは、種々実験の結果、非磁性
基板の少なくとも下地膜の被成膜表面がガラスか
らなるとともにCr30wt％〜70wt％、残部Feから
なるFe−Cr合金膜を、平板RFマグネトロンスパ
ツタ法などの後述する如き条件のRFスパツタ法
にて基板上に成膜すると、磁気記録媒体用下地膜
として、Cr膜に比べてすぐれた特性を有し、実
質的に非磁性膜となることを知見したものであ
る。この発明において、非磁性もしくは弱磁性と
は、実質的非磁性、すなわち、磁性膜の磁気特性
を著しく損なつたりあるいは磁気ヘツドの再生信
号に影響を及ぼしたりすることのない程度の実用
的な非磁性もしくは弱磁性を意味している。従つて、下地膜が、非磁性相と若干の強磁性相
との混合相から構成されていても、全体として数
emu／ｇ程度の磁化を有する程度であれば実用上
問題ないと考えられる。この発明による下地膜のFe−Cr合金が、実質
的な非磁性を示す理由は、明白ではないが、後述
する実施例１にて示す如く、Fe−40Cr合金膜
（第２表の試料No.１）及びFe−50Cr合金膜（第２
表の試料No.２）は、磁化値1.2emu／ｇ以下を示
している。また、第１図ａ図に、この発明によるFe−
40Cr合金下地膜（第２表の試料No.１）のＸ線回
折結果を示す如く、公知のFe−40Cr合金（前記
薄膜のターゲツト試料No.３）の回折結果（第１図
ｂ図）と比較して回析ピークの角度（2θ）が著し
く異なり、特別の結晶構造を有するか、もしくは
既知の平衡相とは異なる結晶構造を有するものが
含まれているであろうと考えられる。すなわち、第１表に示す如く、この発明による
合金膜とほぼ同組成を有するターゲツト材は第１
図ｂ図で得られた回析ピークより計算した面間隔
が、文献値のCrやFeのそれとほぼ一致しており、
この結晶構造はbcc（体心立方晶）構造を有して
いることが分かる。これに対して、この発明による合金膜の面間隔
は、第１図ａ図で得られた回析ピークより計算し
た結果を示す第１表に明らかな如く、文献値の
CrやFeのそれとは一致せず、また近い組成を有
するFe−46.5％Cr（σ相）のそれとも一致しない
ことから、既知の平衡相の結晶構造とは全く異な
る、bcc構造を有しない結晶構造であることが分
かる。発明の好ましい実施態様この発明における磁気記録媒体の基板には、少
なくとも下地被膜表面にガラスを形成した構成で
あればいずれの材質でも良く、例えば、ガラスコ
ーテイングされたアルミニウム基板の他、アルミ
ナ、炭化けい素、炭化チタン、ジルコニア、窒化
けい素、アルミナ一酸化けい素などの各種セラミ
ツクスにガラスクレージングした基板、さらに、
強化ガラスや結晶化ガラスなどを用いることがで
きる。また、この発明による磁気記録媒体の特徴であ
るFe−Cr下地膜には、基板の材質や下地膜の上
に被着する磁性層の組成等に応じて、Cr含有量
を適宜選定して用いることができるが、Crが
30wt％未満の場合は、形成された膜が強磁性と
なり、Crが70wt％を越える場合には膜の靱性や
強度が低下するので好ましくない。望ましくは、
Crは35wt％〜60wt％、さらに望ましくは38wt％
〜50wt％が良い。また、下地膜のFe−Cr合金の添加元素として
は、下地膜をより完全な非磁性にするの目的で、
Cu，Mn，Ru，Mo，Ｗ，Ｖ，Nb，Ta，Ti，
Zr，Hf，Al，Si等のうち単独または複合して添
加したり、磁性膜の磁気特性を向上させたり、下
地膜の靱性、耐食性及び強度の向上等の目的で、
Co，Cu，Ni，Mn，Ru，Mo，Ｗ，Ｖ，Nb，
Ta，Ti，Zr，Hf，Al，Si等のうち単独または複
合して添加することが可能であるが、これらの添
加元素が総量で30wt％を越えると、下地膜の靱
性、強度がかえつて低下したり、磁性膜の保磁力
増大効果を失つたりするので、30wt％以下にす
る必要がある。また、この発明による非磁性もしくは弱磁性
Fe−Cr合金下地膜の厚さは、一般に厚い程、磁
性膜の保磁力が増大する効果があり、少なくとも
500Å以上で10000Å以下、さらに望ましくは 2000Å〜5000Å程度が良い。次に、磁性膜は、Co，Co−Ni，Co−Ni−Cr，
Co−Pt合金等のhcp構造からなり、面内磁気異方
性を有する硬質磁性膜であれば、いずれの合金も
成膜することができる。また、下地膜に対する磁
性膜のエピタキシヤル性を高めるために、各種の
添加元素を添加することは、磁気特性を高めるた
めに有効な手段である。磁性膜の膜厚も従来から
使用されている薄膜媒体と同様に数百〜2000Å程
度に適宜選定すれば良い。また、必要に応じて、磁性膜の上に公知の各種
保護膜を適宜選定し、（例えばカーボン膜、SiO₂
膜、その他のセラミツクス膜等）百〜数百Å設け
ることは、媒体の長寿命化に有効であり、さら
に、潤滑膜を塗布しても良い。この発明の下地膜の形成方法としては、特に、
平板RFマグネトロンスパツタ法等のRFスパツタ
法が有効である。また、下地膜の成膜スパツタ法の条件として
は、スパツタガス圧が１〜100mTorr、基板温度
は室温〜400℃以下が望ましい。また、磁性膜、保護膜はスパツタ法の他、蒸着
法、イオンプレーテイング法、プラズマCVD法
等の公知の成膜法を適宜選定して製造することが
できる。また、下地膜と磁性膜との成膜のインターバル
（間隔時間）は、できるだけ短いことが磁性特性
向上の点から望ましいとされているが、この発明
による非磁性もしくは弱磁性Fe−Cr下地膜は、
Cr膜に比べ活性度が低く、実施例に示す如く、
数分間のインターバルを取ることができるため、
例えば、スパツタ法において、下地膜と磁性膜の
成膜槽をバルブによつて仕切り、下地膜の成膜条
件と磁性膜の成膜条件をそれぞれ最適条件とする
ことができる。実施例実施例１外径130mm、内径40mm、厚み1.2mmのAl₂O₃基板
に、20μm厚みのガラスグレーズを施し、表面を
研摩した後、平板RFマグネトロンスパツタ装置
を用い、下記条件にて、第１表に示す組成からな
る２種のターゲツトを使用し、基板ガラスグレー
ズ表面に、Fe−Cr合金下地膜を被膜した。到達真空度；１〜２×10^-6Torr スパツタ時雰囲気；99.99％Ar 6mTorr 投入電力；300W 極間隔；70mm 基板温度；100℃ また、比較のため、平板DCマグネトロンスパ
ツタ装置を用い、上記条件でFe−Cr合金下地膜
を被膜した。基板に被膜させた各々のFe−Cr合金下地膜の
組成と磁化値及び膜厚を第２表に示す。なお、分析は合金膜にはＸ線マイクロアナライ
ザー、ターゲツトにはプラズマ発光分光分析装置
及びガス分析装置を用いた。表中、合金膜については、Fe，Cr以外の元素
は検出限界以下であつた。また、ターゲツトのそ
の他の元素とは、Ni，Mg，Al，Ｐ等であり、い
ずれも0.04wt％以下であつた。また、磁気特性の
測定には、振動試料型磁力計を用いた。第２表の結果から明らかなように、この発明方
法によるFe−Cr合金下地膜（試料No.１，２）は、
1.2emu／ｇ以下の磁化値を示し、下地膜として
不可欠な実質的な非磁性膜であることが分る。ま
た、下地膜の組成比とターゲツトの組成比は実質
的に同等であることが分る。なお、1.2emu／ｇ
以下と表示したのは測定限界のためである。一方、比較例（試料No.５，６）の平板DCマグ
ネトロンスパツタ装置を用いて作成した合金下地
膜は、組成比としてはこの発明の合金膜とほぼ同
一であるが、磁化が80〜93emu／ｇとターゲツト
材とほぼ同様な強磁性体であることが分かる。

【表】

【表】実施例２外径130mm、内径40mm、厚み1.2mmのAl₂O₃基板
に、20μm厚みのガラスグレーズを施し、表面を
研摩した後、平板RFマグネトロンスパツタ装置
を用い、実施例１と同一条件にて、第２表に示す
組成からなる２種のターゲツト、すなわち、試料
No.３と試料No.４を使用し、基板ガラスグレーズ表
面に、Fe−Cr合金下地膜を2000Å厚みに被膜し
た。さらに、Co−30Ni−7.5Cr合金ターゲツトを用
いて、磁性膜を800Å厚みで被膜した。得られた磁気記録媒体より、５mm×5.8mmの試
料を切出し、VSMで測定し、ターゲツト試料No.
３を使用した測定結果を第２図ａ図に、ターゲツ
ト試料No.４を使用した測定結果をｂ図に示す。また、下地膜としてCrを2000Å厚みで被膜し
た以外は同一条件で製造した従来磁気記録媒体よ
り同寸法の試料を切出し、同様にVSMにて測定
した、結果は第２図ｃ図に示す。第２図から明らかなように、この発明方法によ
るFe−Cr合金下地膜を有する磁気記録媒体は、
Cr下地膜を有する従来磁気記録媒体に比較して、
保磁力角形比（S^*）は若干低下するものの、保
磁力は10％〜20％程度増大し、同等以上の磁気特
性を有することが分る。実施例３外径130mm、内径40mm、厚み1.2mmのAl₂O₃基板
に、20μm厚みのガラスグレーズを施し、表面を
研摩した後、平板RFマグネトロンスパツタ装置
を用い、下記条件並びにターゲツトを用いて、基
板ガラスグレーズ表面に、Fe−Cr合金下地膜を
2500Å厚みで被膜し、さらに、磁性膜を800Å厚
みで被膜し、その後、カーボン膜を300Å厚みで
被膜した。到達真空度；１〜２×10^-6Torr スパツタ時雰囲気；99.99％Ar 10mTorr 投入電力；300W 極間隔；70mm 基板温度；150℃ 下地膜用ターゲツト；Fe−40Cr（第２表、試料No.
３）磁性膜用ターゲツト；Cu−30Ni−7.5Cr 保護膜；高密度炭素得られたこの発明方法による磁気記録媒体の電
磁変換特性を以下の条件で測定した。使用ヘツド；Mn−Znフエライトミニウインチエ
スタートラツク幅16μm、ギヤツプ長1.0μm、ギヤツプ深さ20μm、巻数16T×２フライイングハイト；0.3μm 1F；1.25MHz 2F；2.5MHz テイスク回転数；3600rpm 測定箇所；デイスク中心からＲ＝62mmの部分にて
測定測定した再生出力特性は次のとおりであつた。再生出力（2.5MHz、Iw＝80mA）＝1.5mV 再生出力（5MHz、Iw＝80mA）＝1.3mV 分解能（Iw＝80mA）＝87％オーバーライト＝−30dB 測定結果から明らかなように、この発明方法に
よる磁気記録媒体は、高密度記録媒体としての特
性を備えていることが分る。実施例４外径130mm、内径40mm、厚み1.2mmのAl₂O₃基板
に、20μm厚みのガラスグレーズを施し、表面を
研摩した後、平板RFマグネトロンスパツタ装置
を用い、実施例１と同一条件にて、Fe−40Cr合
金（第２表、試料No.３）及びCrからなる２種の
ターゲツトを使用し、２種の基板ガラスグレーズ
表面に、それぞれFe−Cr合金下地膜とCr下地膜
を2000Å厚みに被膜した。さらに、Co−30Ni−7.5Cr合金ターゲツトを用
いて、磁性膜を800Å厚みで被膜した。磁性膜の被膜の際に、下地膜から磁性膜の被膜
までの成膜インターバルを30秒と４分との２条件
に設定し、磁性膜を被着した。得られた４種の磁気記録媒体より、５mm×5.8
mmの試料を切出し、VSMで測定した結果、第３
表に示す下地膜の特性を得た。第３表の結果より明らかな如く、この発明方法
によるFe−Cr合金下地膜の場合は、成膜インタ
ーバルを従来では考えられない程に長く設定して
も、下地膜のHcの劣化が遥かに少ないことが分
る。

【表】実施例５実施例２で得られた３種の磁気記録媒体を引つ
掻き試験に供し、その結果を第４表に示す。表
中、本発明１は第２表に示すターゲツト試料No.３
を使用した磁気記録媒体であり、本発明２は第２
表に示すターゲツト試料No.４を使用した磁気記録
媒体である。試験は、先端直径が10μmのダイヤモンド針に
種々の荷重を付加しながら、デイスクを移動して
膜の剥離により、被着強度を評価した。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図ａ図はこの発明方法によるFe−Cr合金
下地膜の成分のＸ線回折結果示すグラフであり、
ｂ図はこの発明方法によるFe−Cr合金下地膜の
成膜に用いたターゲツトのＸ線回折結果示すグラ
フである。第２図はａ，ｂ図はこの発明方法によ
る磁気記録媒体の磁化曲線を示すグラフであり、
ｃ図は従来磁気記録媒体の磁化曲線を示すグラフ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも下地膜の被成膜表面がガラスから
なる非磁性基板上に、RFスパツタ法にて、
Cr30wt％〜70wt％、残部Feからなり、bcc構造
を有しない結晶構造からなる非磁性もしくは弱磁
性合金膜より形成した下地膜を設け、さらに該下
地膜上に磁性膜を積層被膜したことを特徴とする
磁気記録媒体の製造方法。