JPH05143972A - Metal thin film magnetic recording medium and its production - Google Patents

Metal thin film magnetic recording medium and its production

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JPH05143972A
JPH05143972A JP30354991A JP30354991A JPH05143972A JP H05143972 A JPH05143972 A JP H05143972A JP 30354991 A JP30354991 A JP 30354991A JP 30354991 A JP30354991 A JP 30354991A JP H05143972 A JPH05143972 A JP H05143972A
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JP
Japan
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layer
magnetic recording
sputtering
recording medium
thin film
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JP30354991A
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Yoshinobu Okumura
Hiroshi Seki
善信 奥村
博司 関
Original Assignee
Kubota Corp
株式会社クボタ
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Abstract

PURPOSE: To provide a metal thin film magnetic recording medium excellent in durability which enables high density recording.
CONSTITUTION: On a nonmagnetic substrate 1, there are successively formed a Cr base layer 2, magnetic recording layer 3, and C protective layer 4 in this order by sputtering. After the film of the C protective layer 4 is formed, the film is subjected to reverse sputtering in a N2 gas atmosphere. Or in the process of forming the C layer, the film is formed by bias sputtering in a mixture gas atmosphere of Ar and N2. Thereby, at least the surface layer of the layer 4 contains N atoms mixed in C atoms.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に使用される面内記録用金属薄膜型磁気記録媒体に関する。 The present invention relates to a longitudinal recording metal thin film type magnetic recording medium for use in magnetic disk apparatus.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、磁気記録媒体の高密度記録化に伴って、CoNiCr、CoCrTa等の一軸結晶磁気異方性を有するCo合金を非磁性基板上にCr下地層を介してスパッタリングにより成膜した面内記録用金属薄膜型磁気記録媒体が用いられている。 In recent years, film formation with the recording density of the magnetic recording medium, CoNiCr, by sputtering through the Cr underlayer on a non-magnetic substrate a Co alloy having uniaxial magnetocrystalline anisotropy, such as CoCrTa longitudinal recording metal thin film type magnetic recording medium is used.

【0003】磁気記録媒体における技術的課題の一つは、媒体表面と磁気ヘッドとの接触抵抗を軽減し、耐摩耗性、耐久性を向上させることにある。 [0003] One technical problem in the magnetic recording medium is to reduce the contact resistance between the medium surface and the magnetic head, it is to improve wear resistance and durability. 従来、耐久性の向上のため、基板表面にテキスチャーと呼ばれる凹凸加工を施し、以って媒体表面を凹凸にして接触抵抗を軽減している。 Conventionally, in order to improve the durability, subjected to patterned indentation called texture on the substrate surface, and reduce the contact resistance with the media surface irregularities I than. 又、Co合金からなる磁気記録層の上に保護層としてC(カーボン)層を形成したり、更にその上に液体潤滑層を形成している。 Also, or form a C (carbon) layer as a protective layer on the magnetic recording layer made of a Co alloy, to form a liquid lubricating layer further thereon.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような耐久性向上手段が採られているにも拘らず、磁気記録媒体を繰り返して回転、停止すると、媒体表面と磁気ヘッド表面とが繰り返して接触することに起因して、摩擦係数が増大し、回転起動が不可能になったり、C層が摩耗してヘッドクラッシュが起こったりするようになり、媒体の耐久性(寿命)に一定の限度がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION Despite the durability means as described above is adopted, the rotation Repeat magnetic recording medium, stopping in contact repeatedly and the medium surface and the magnetic head surface in particular due the friction coefficient is increased, or become impossible to starting rotation, become C layer or happening head crash worn, there is a certain limit in durability of the medium (life) .

【0005】また、近時、高密度記録の要求が益々強くなっており、磁気記録層とヘッドとの間隔を小さくするため、C層の薄膜化が要求されている。 Further, in recent years, it has become increasingly strong demand for high density recording, in order to reduce the distance between the magnetic recording layer and head, thinning of the C layer is required. 本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、耐久性に優れ、ひいては高密度記録化の可能な金属薄膜型磁気記録媒体およびその好適な製造法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, excellent durability, and to provide a turn density metal thin film type magnetic recording medium capable of recording of and suitable manufacturing method.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、非磁性基板の上にCr下地層、磁気記録層およびC層が同順序で積層形成された金属薄膜型磁気記録媒体において、前記C層の少なくとも表面層にN原子が混入しているものである。 Metal thin film type magnetic recording medium of the present invention In order to achieve the above object, according, Cr underlayer on the non-magnetic substrate, a magnetic recording layer and C layer is a metal thin film type magnetic recording medium formed stacked in the same order in, in which N atoms are mixed into at least a surface layer of the C layer. また、その製造法は、非磁性基板の上にCr下地層、磁気記録層およびC層がスパッタリングにより同順序で積層形成された金属薄膜型磁気記録媒体の製造法において、前記C層の成膜後にN 2 Moreover, its preparation, Cr underlayer on the non-magnetic substrate, a magnetic recording layer and the C layer is the preparation of the metal thin film type magnetic recording medium formed stacked in the same order by sputtering, deposition of the C layer after the N 2
ガス雰囲気中で逆スパッタするか、又はC層をArとN Or reverse sputtering in a gas atmosphere, or C layer of Ar and N
2との混合ガス雰囲気中でバイアススパッタにより成膜する。 It is deposited by bias sputtering in a mixed gas atmosphere of 2.

【0007】 [0007]

【作用】スパッタリングによってC層を成膜後、N 2ガス雰囲気中で逆スパッタをすることにより、またC層をArとN 2との混合ガス雰囲気中でバイアススパッタ(基板に負の電圧を印加した状態でスパッタする方法) [Action] After formation of the C layer by sputtering, by the reverse sputtering in N 2 gas atmosphere, also a negative voltage to C layer bias sputtering (substrate in a mixed gas atmosphere of Ar and N 2 is applied how to sputtering in the state)
を行うことにより、窒素ガスイオンが負電位にあるC層に取り込まれ、C層の表面層ないし全層にN原子を混入した層を形成する。 By performing, nitrogen gas ions are incorporated into the C layer in the negative potential, to form a layer which is mixed with N atoms in the surface layer to full thickness of the C layer. 尚、バイアススパッタを行う場合、 In the case of performing bias sputtering,
アルゴンガスイオンもC層に取り込まれるが、Cに対する親和力がNのようにないため、C層より速やかに離脱し、ほとんどC層中に混入することはない。 Although argon gas ions are incorporated into the C layer, since affinity to C is not as N, rapidly released from the layer C, is not to be mixed almost C layer.

【0008】C層の表面層にN原子の混入した層が形成されると、磁気ヘッドとの連続接触状態において、N原子を含まないC層に比べて、ヘッド表面とのせん断強さが小さくなり、それ故摩擦係数が小さくなり、耐久性が向上する。 [0008] contaminated with a layer of N atoms in the surface layer of the C layer is formed, in continuous contact with the magnetic head, as compared with the C layer which does not contain N atoms, low shear strength between the head surface It becomes, therefore the coefficient of friction is reduced, and durability is improved. また、C層中にN原子が混入することにより、結晶構造が歪み、硬度が向上することも耐久性の向上に資する。 Further, by incorporating N atoms into the layer C, strained crystal structure, contribute to also improve the durability that hardness is improved.

【0009】尚、C層のCの結晶構造は、SP 2性の高いアモルファスカーボンとなっており、N原子の混入によっても結晶構造の本質的な変化はない。 [0009] The crystal structure of the C of the C layer is a high SP 2 amorphous carbon, no essential change in the crystal structure by incorporation of N atoms.

【0010】 [0010]

【実施例】以下、図1に示した磁気記録媒体の製造を例にとって説明する。 BRIEF DESCRIPTION as an example production of a magnetic recording medium shown in FIG. この媒体は、非磁性基板1 の上に、 This medium, on the non-magnetic substrate 1,
Cr下地層2 、磁気記録層3 、およびC層4 がこの順序で積層成膜されており、前記C層4 の上には、液体潤滑層5 が塗布形成されている。 Cr underlayer 2, a magnetic recording layer 3, and the C layer 4 are laminated to form a film in this order, on the C layer 4, a liquid lubricant layer 5 is formed by coating.

【0011】前記基板1 としては、Al合金製基板1 の上に、剛性を確保するため10〜20μm程度の非晶質Ni [0011] As the substrate 1, on the Al alloy substrate 1, an amorphous Ni of about 10~20μm for ensuring rigidity
−Pメッキ層が形成されたものが通常使用されるが、かかる構成に限らず、ガラス基板やセラミックス基板等、 Although those -P plating layer is formed is normally used, not limited to such a configuration, a glass substrate or a ceramic substrate, or the like,
ある程度の剛性のある非磁性材ならいずれのものも使用可能である。 Can also be used as one if the non-magnetic material with a certain degree of rigidity. 尚、基板の上面には、通常、磁気ヘッドとの接触摩擦抵抗を軽減するためにテキスチャーと呼ばれる凹凸加工が施される。 Note that the upper surface of the substrate, usually, the roughened called texture in order to reduce the contact frictional resistance between the magnetic head is performed.

【0012】基板1 の上に形成されるCr下地層2 は、 [0012] Cr underlayer 2 formed on the substrate 1,
その上に形成される一軸結晶磁気異方性を示すCo合金 Co alloy exhibiting uniaxial magnetic anisotropy that is formed thereon
(結晶構造hcp)のc軸(結晶磁気異方性を示す結晶軸)を面内配向させるために形成されるもので、通常、 c axis (crystal structure hcp) (crystal axis showing the crystal magnetic anisotropy) intended to be formed in order to align the plane, usually,
500 〜2000Å程度の厚さにスパッタリングにより形成される。 It is formed by sputtering to a thickness of about 500 ~2000Å. 前記磁気記録層3 は、既述の通り、CoNiC The magnetic recording layer 3, as described above, CONIC
r、CoCrPa、CoCrPt等の一軸結晶磁気異方性を示すCo合金を用いてスパッタリングにより形成される。 r, CoCrPa, is formed by sputtering using a Co alloy exhibiting uniaxial magnetocrystalline anisotropy, such as CoCrPt. 尚、磁気記録層3 は、Co合金を単層に形成したものに限らず、Co合金層とCr層とを交互に複層形成したもの (最上層はCo合金層) でもよい。 The magnetic recording layer 3 is not limited to the formation of the Co alloy monolayer, those multilayer formed by alternately and Co alloy layer and the Cr layer (top layer Co alloy layer) may be. 磁気記録層 Magnetic recording layer
3 の層厚 (Co合金単層ならその層厚、複層ならCo合金層の合計厚)は通常600 〜800 Åとされる。 3 (layer thickness thereof if Co alloy single layer, the total thickness of the multilayer if Co alloy layer) thickness is usually 600 to 800 Å. 再生出力の確保とノイズ低減のためには、磁気記録媒体としてB In order to ensure the noise reduction playback output, B as a magnetic recording medium
rδが400 〜600 G・μ程度のものが要求されているからである。 rδ This is because there is a demand of about 400 ~600 G · μ.

【0013】前記磁気記録層3 の上には保護層としてC [0013] C as a protective layer on the magnetic recording layer 3
層4 が200 〜400 Å程度形成されており、更にその上面にはフッ素化ポリエーテル等の液体潤滑剤により液体潤滑層5 が20〜50Å程度塗布形成されている。 Layer 4 is formed approximately 200 to 400 Å, a liquid lubricant layer 5 is 20~50Å about coating formed by further liquid lubricant such as fluorinated polyether on the upper surface thereof. 前記C層4 The C layer 4
は、少なくともその表面層にN原子が混入されている。 The N atoms are mixed into at least a surface layer.
N原子の混入方法としては、磁気記録層3 の上にC層をスパッタリングにより成膜した後、N 2ガス雰囲気下で基板 (C層) 側に負の電圧を印加して逆スパッタしたり、又C層を成膜する際、ArとN 2との混合ガス雰囲気中で基板 (C層) 側に負のバイアス電圧を印加してスパッタ (バイアススパッタ) することにより、実現することができる。 The incorporation process of N atoms was formed with a sputtering C layer on the magnetic recording layer 3, or reverse sputtering by applying a negative voltage to the substrate (C layer) side under N 2 gas atmosphere, also when forming the C layer, by applying a negative bias voltage in a mixed gas atmosphere of Ar and N 2 in the substrate (C layer) side is sputtered (bias sputtering), it may be realized.

【0014】図2はバイアススパッタを実施するためのスパッタリング装置の原理図を示しており、本装置によっても逆スパッタを行うことができる。 [0014] Figure 2 shows a principle diagram of a sputtering apparatus for performing bias sputtering, it is possible to perform reverse sputtering by the apparatus. 図において、真空容器21の下部にはC層 (磁性層やCr層についても適用可) の成膜用原子を放出するためのターゲット22が設置され、その回りに環状の陽極23が取り付けられており、スパッタリング用電源24によって負の電圧 (一般的には−1KV以下)が印加されている。 In the figure, the bottom of the vacuum container 21 C layer target 22 for releasing the film forming atoms (applicability also magnetic layer and Cr layer) is installed, an annular anode 23 is attached around it cage, a negative voltage (typically -1KV less) is applied by sputtering power supply 24. 一方、上部には基板3 を取り付けるためのホルダー25が設けられており、該ホルダー25に取り付けられた基板3 には、バイアス電源26によりホルダー25を介して負の電圧が印加される。 On the other hand, the upper and the holder 25 is provided for mounting the substrate 3, the substrate 3 mounted on the holder 25, a negative voltage is applied through the holder 25 by the bias power source 26. 27は排気管で、真空ポンプに配管接続されており、 27 is an exhaust pipe, and connected by piping to a vacuum pump,
28はArガス等のスパッタリングガス供給管である。 28 is a sputtering gas supply tube such as Ar gas. このスパッタ装置により逆スパッタを行なうには、ターゲットにはプラズマを発生させるための最小のパワーをかけた状態で、基板に負のバイアス電圧を印加する。 To do a reverse sputtering by the sputtering apparatus, the target while applying a minimum power for generating plasma, a negative bias voltage is applied to the substrate. このようにすると、基板にはターゲットの原子が成膜されることなく、Arイオンによって、基板ないしその上に成膜された膜表面が叩かれ、逆スパッタされる。 In this way, the substrate without atoms of the target is deposited by Ar ions, beaten a substrate or deposited film surface thereon, is reverse sputtered.

【0015】また、図3は直流二極スパッタリング装置の原理図を示しており、スパッタを行なう場合は、ターゲット22に接続された端子Aにスパッタリング用電源の負の高電圧を印加し、基板取付用ホルダー25に接続された端子Bを接地する。 [0015] Figure 3 shows a principle diagram of a DC bipolar sputtering apparatus, when performing sputtering, a negative high voltage of the sputtering power source is applied to the terminal A connected to the target 22, the substrate attachment grounding the connected terminal B to use the holder 25. 一方、逆スパッタを行なう場合は、スパッタを行なう場合とは逆に、端子Aに正の電位をもたせ、端子Bに負の電圧をもたせることにより、プラズマを発生させ、Arイオンによって基板ないし形成された膜の表面を叩くことにより、逆スパッタを行なう。 On the other hand, when performing the reverse sputtering, contrary to the case of performing the sputtering, imparted a positive potential to the terminal A, by to have a negative voltage to the terminal B, to generate a plasma, the substrate to be formed by Ar ion It was by striking the surface of the membrane, performing the reverse sputtering.

【0016】尚、スパッタリング装置としては、例えば、真空容器内に基板を加熱するためのヒーターが併設されていてもよい。 [0016] As the sputtering apparatus, for example, a heater may be installed together for heating the substrate in a vacuum chamber. また、ターゲット裏面にマグネットを設けたマグネトロンスパッタ装置でもよい。 It may also be a magnetron sputtering system with a magnet to the target rear surface. 更に、スパッタリング用電源やバイアス電源としては、直流に限らず高周波(RF)電源でもよい。 Furthermore, as the sputtering power and the bias power source may be a radio frequency (RF) power is not limited to direct current. もっとも、C層の成膜用としては、バイアススパッタ、逆スパッタを行うことができるものでなければならない。 However, as the for film deposition of the C layer, shall be capable of performing bias sputtering, the reverse sputtering.

【0017】Cr下地層、磁気記録層、C層のスパッタ条件は、使用するスパッタリング装置、基板やターゲット材等により異なるが、一般的にArガス分圧1〜10× [0017] Cr underlayer, magnetic recording layer, the sputtering conditions of the C layer, a sputtering apparatus, varying based on a used board and the target material or the like, generally Ar gas partial pressure 1 to 10 ×
10 -3 Torr、基板温度 150〜300 ℃程度である。 10 -3 Torr, a substrate temperature of 150 to 300 degree ° C.. 次に具体的実施例を掲げる。 Then forth specific examples. (1) アルミニウム合金基板の表面にNi−P無電解メッキ層 (20μm) を形成し、表面をポリッシュ、テキスチャー処理をした後、直流マグネトロンスパッタリングにより、Ar雰囲気7×10 -3 Torrの下でCr下地層10 (1) on the surface of the aluminum alloy substrate to form Ni-P electroless plating layer (20 [mu] m), polished surface, after the texture processing, by a DC magnetron sputtering, Cr under Ar atmosphere 7 × 10 -3 Torr the underlying layer 10
00Å、磁気記録層 (Co合金単層) 600 Å、C層 200Å Å, a magnetic recording layer (Co alloy single layer) 600 Å, C layer 200Å
をこの順序で成膜し試料A (従来例) を得た。 To obtain a deposited sample A (conventional example) in that order. (2) また、試料AをN 2ガス雰囲気 (7.0 ×10 -3 Tor (2) Further, Sample A N 2 gas atmosphere (7.0 × 10 -3 Tor
r) 下で逆スパッタし、試料B (実施例1)を得た。 r) and reverse sputtering under obtain Sample B (Example 1). (3) また、Cr下地層、磁気記録層を(1) と同様の条件で成膜した後、ArとN 2との混合ガス雰囲気下で、基板に負のバイアス電圧 (−300 V) を印加しながらCをスパッタして試料C(実施例2)を得た。 (3) Further, Cr underlayer, after forming under the same conditions as the magnetic recording layer (1), in a mixed gas atmosphere of Ar and N 2, a negative bias voltage to the substrate (-300 V) applied to sputtered C while to obtain a sample C (example 2). (4) 試料A, BおよびCに対して、薄膜ヘッドを用いてドラッグテスト (ディスク回転数 100rpm) を行った結果を表1に示す。 (4) to the sample A, B and C, shown in Table 1 the results of drug testing (disk rotational speed 100 rpm) using a thin film head. 表中の値はμf(動摩擦係数)である。 Values ​​in the table are .mu.f (dynamic friction coefficient).

【0018】 [0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】表1より、良好な低摩擦係数とされるμf [0019] From Table 1, .mu.f which is favorable low coefficient of friction
=1程度となる試験時間は、試料A(従来例)では2〜 = 1 degree to become test time, sample A (conventional example) in 2
3時間であるのに対し、試料B,C(実施例1,2)では6〜8時間であり、実施例は従来例に対して2倍以上耐久性が優れている。 To which the 3 hours, a sample B, C (Examples 1 and 2) in 6-8 hours, embodiments more than twice the durability is superior to the prior art. (5) また、試料A, B, Cに液体潤滑剤を20Å塗布し、 (5) In addition, Sample A, B, the liquid lubricant C was 20Å coating,
薄膜ヘッドを用いてCSS (Constant Start Stop)テストを行った。 Using a thin film head was CSS (Constant Start Stop) test. CSSテスト中のμfを測定した結果を表2に示す。 The results of the measurement of the μf in the CSS test shown in Table 2.

【0020】 [0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】表2より、実施例に係る試料B,Cは 300 [0021] From Table 2, sample B according to the embodiment, C is 300
00回後のμfが 0.3程度と低摩擦係数であるのに対して、従来例に係る試料Aでは、同程度のμfにおけるC Against μf after 00 times in the range of about 0.3 and a low coefficient of friction, in Sample A according to the prior art for example, C in the same order of μf
SS回数は 10000〜15000 回程度であり、実施例は2倍以上の耐久性があることが確かめられた。 SS number is about 10,000 to 15,000 times, the examples were confirmed to be resistant to more than double.

【0022】 [0022]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、スパッタリングにより成膜したC層をN 2ガス雰囲気中で逆スパッタすることにより、又C層の成膜時にArとN 2との混合ガス中でバイアススパッタすることにより、少なくともC層の表面層にN原子を混入させたので、磁気ヘッド表面との間の摩擦係数を低下させることができ、またC層の表面硬度を向上させることができ、ひいては耐久性の向上を図ることができ、 As described above, according to the present invention, the metal thin film type magnetic recording medium of the present invention, the Ar and C layer was formed by sputtering by reverse sputtering in N 2 gas atmosphere, also at the time of film formation of the C layer by bias sputtering in a mixed gas of N 2, since by mixing N atoms in the surface layer of at least C layer, it is possible to reduce the coefficient of friction between the magnetic head surface and the surface of the C layer it is possible to improve the hardness, can leads to an improvement in durability,
またC層の層厚減少により記録密度の高度化をも図ることができる。 Also the layer thickness decrease of the C layer may also be achieved a high degree of recording density.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】実施例に係る金属薄膜型磁気記録媒体の要部断面図である。 1 is a fragmentary cross-sectional view of a metal thin film type magnetic recording medium according to the embodiment.

【図2】バイアススパッタ用のスパッタリング装置の一例を示す原理図である。 2 is a principle view showing an example of a sputtering apparatus for bias sputtering.

【図3】逆スパッタの可能なスパッタリング装置の一例を示す原理図である。 3 is a principle diagram showing an example of a reverse sputtering possible sputtering apparatus.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 非磁性基板 2 Cr下地層 3 磁気記録層 4 C保護層 5 液体潤滑層 22 ターゲット 24 スパッタリング用電源 26 バイアス電源 1 non-magnetic substrate 2 Cr underlayer 3 magnetic recording layer 4 C protective layer 5 liquid lubricant layer 22 target 24 for sputtering source 26 bias power supply

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 非磁性基板の上にCr下地層、磁気記録層およびC層が同順序で積層形成された金属薄膜型磁気記録媒体において、 前記C層は少なくともその表面層にN原子が混入していることを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。 1. A Cr underlayer on the non-magnetic substrate, a magnetic recording layer and the C layer is a metal thin film type magnetic recording medium which is laminated in the same order, the C layer is at least mixed N atoms on the surface layer metal thin film type magnetic recording medium, characterized by that.
  2. 【請求項2】 非磁性基板の上にCr下地層、磁気記録層およびC層がスパッタリングにより同順序で積層形成された金属薄膜型磁気記録媒体の製造法において、 前記C層の成膜後にN 2ガス雰囲気中で逆スパッタすることを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体の製造法。 Wherein Cr underlayer on the non-magnetic substrate, a magnetic recording layer and the C layer is the preparation of the metal thin film type magnetic recording medium formed stacked in the same order by sputtering, after forming the C layer N preparation of the metal thin film type magnetic recording medium, characterized in that the reverse sputtering in 2 gas atmosphere.
  3. 【請求項3】 非磁性基板の上にCr下地層、磁気記録層およびC層がスパッタリングにより同順序で積層形成された金属薄膜型磁気記録媒体の製造法において、 前記C層をArとN 2との混合ガス雰囲気中でバイアススパッタにより成膜することを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体の製造法。 3. A Cr underlayer on the non-magnetic substrate, a magnetic recording layer and the C layer is the preparation of the metal thin film type magnetic recording medium formed stacked in the same order by sputtering, the C layer Ar and N 2 preparation of the metal thin film type magnetic recording medium characterized by forming a film by a bias sputtering in a mixed gas atmosphere of.
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