JPH07101502B2

JPH07101502B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH07101502B2
Application number: JP61136443A
Authority: JP
Inventors: 俊朗和田; 正照野瀬
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPS62293511A

Description

【発明の詳細な説明】利用産業分野この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体の改良に係り、非金属基
板と金属下地層との間に中間層を設けて、該金属下地層
の剥離防止を計り、コンタクト・スタート・ストップに
対する耐久性を良好となした磁気記録媒体に関する。

背景技術磁気デイスク装置は、コンピュ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、磁気ディスク装置の高密
度、大容量化が望まれており、磁気ディスクの磁気記録
層として、スパッタリング、イオンプレーティングなど
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用基板には、一般に、Ni−Ｐめっき
を施したアルミニウム合金板が用いられているが、ディ
スクの高速回転による基板自体の延び、熱膨張による書
き込み読み取りの誤差等の問題があるとされている。ま
た、Ni−Ｐめっき層は湿式めっき処理にて形成されるの
が一般的であり、該めっき層中に水分や各種イオンが残
存し易く、そのため金属下地層や磁性層の腐食を生じ、
書き込み読み取りのエラーの原因となることが知られて
いる。

上記の問題点を解消する目的で、強化ガラスや種々のセ
ラミックス基板を用いた磁気ディスクが提案され、さら
に、セラミックス基板にグレーズ層を介して磁性層を設
けた磁気デイスク基板が提案（特開昭60−138730号公
報）されている。

この各種非金属基板上に、金属下地層及び薄膜磁性層を
積層披着した磁気デイスクは、非金属基板と金属下地層
との熱膨張係数の差に共なう歪み、あるいは使用に際し
てのスタートやストップに伴なう磁気ヘッドの接触衝撃
摩擦により、非金属基板と金属下地層との剥離が生じ易
く、書き込み読み取りのエラーの原因となるばかりか、
所謂ドロップアウトなる重大な欠陥となる問題があっ
た。

この金属下地層の剥離問題に関しては、非磁性金属基板
と金属下地層間に両者金属の共存領域を介在させて剥離
防止を図った金属基板（特開昭61−54016号公報）があ
るが、金属基板特有の前述の欠点は解決されず、また、
かかる技術は非金属基板と金属下地層間には適用できな
いものであり、金属下地層の剥離問題の解決が切望され
ている。

発明の目的この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体において、非金属基板に
金属下地層を強固に積層被着でき、金属下地層の剥離が
防止しされ、コンタクト・スタート・ストップ（以下CS
Sという）に対する耐久性とを良好となした磁気記録媒
体を目的としている。

発明の構成と効果この発明は、セラミックス又はガラスあるいはガラスグ
レージングを施したセラミックスからなる非磁性の非金
属基板と金属下地層との密着強度の向上を目的に種々検
討した結果、上記の非金属基板に金属下地層を被着する
のに際して、両者間に所定方向に酸素濃度が連続的また
は段階的に減少する所要の金属酸化物を介在させること
により、極めて強固に積層被着でき、製造時の加熱冷却
にも密着強度が低下することなく、また磁気ヘッドのCS
Sによる剥離が発生しないことを知見し、この発明を完
成したものである。

すなわち、この発明は、セラミックス又はガラスあるいはガラスグレージングを
施したセラミックスからなる非磁性の非金属基板上に、
金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気記録媒体にお
いて、前記基板と金属下地層との間に、Ti、Zr、Hf、
Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗのうち少なくとも１種の元素を
含む金属の酸化物からなり、かつ厚み方向の酸素濃度が
金属下地層方向に連続的または段階的に減少する特性を
有した中間層を介在させたことを特徴とする磁気記録媒
体である。

この発明による磁気記録媒体は、一例を示すと、第１図
に示す如く、各種セラミックス、ガラスあるいはガラス
グレージングを施したセラミックス等の非磁性の非金属
基板（１）上に,Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ
のうち少なくとも１種の元素を含む１種以上の金属の酸
化物からなる中間層（２）を被着形成してなり、この中
間層（２）の上に、磁性層の組性に応じて選定される、
例えば、Cr、パーマロイ合金などの金属下地層（３）が
積層被着され、続いて、Co−Ni等の所要の磁性層（４）
が被着され、さらに、必要に応じて、保護膜層（５）が
被着された構成からなる。

なお、上記の中間層（２）は、その厚み方向の酸素濃度
を金属下地層（３）に向かって連続的または段階的に減
少する特性を有している。

かかる構成とすることにより、金属下地層（３）が中間
層（２）を介して非金属基板に強固に結合するため、強
度的に安定して機械的および／または熱的衝撃による剥
離を生じることがなく、長期間にわたって磁気ヘッドの
CSSに対するすぐれた耐久性を発揮する。

特に、上記の中間層（２）の構成を採用することにより
非金属基板（１）と金属下地層（３）との熱膨張係数の
差による歪を緩和することができるため、耐剥離強度が
向上し、製造時の加熱、冷却が容易になる利点がある。

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非磁性の非金属基板に
は、例えば、アルミナ、炭化けい素、炭化チタン、ジル
コニア、窒化けい素、アルミナ炭化けい素などの各種セ
ラミックスのほか、強化ガラスや結晶化ガラスなどを用
いることができ、さらに、アルミナ等のセラミック基板
にガラスグレージングした基板を用いることができる。

また、この発明の磁気記録媒体の金属下地層には、その
上に被着する磁性層の組成等に応じて、各種金属を適宜
選定して用いることができ、例えば、磁性層にCo−Ni系
合金を用いる面内磁気記録方式の場合は、通常、Crが下
地層に用いられるが、磁性層の結晶配向性を制御し、高
い保磁力を得ることができれば、他の金属を用いること
ができる。また、磁性層にCo−Cr系合金を用いる垂直磁
気記録方式の場合は、パーマロイやTi等が用いられる。

上記の非金属基板と金属下地層との被着強度を高めるた
めに、両者間に介在させるこの発明による中間層には、
IV a、V a、VI a族、すなわち、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、T
a、Cr、Mo、Ｗ（以下特定金属という）のうち少なくと
も１種の元素を含む金属の酸化物を、金属下地層方向に
連続的または段階的に減少する如く酸素濃度を変化させ
て用いる。

詳述すれば、中間層は、上記特定金属以外の金属の酸化
物を含んでいてもよいが、少なくとも上記の特定金属の
酸化物を１種以上含むものでなければ、非金属基板と金
属下地層との被着強度を高める効果が得られない。その
理由は、上記の特定金属を含む場合には非金属基板との
原子間結合（interatomic bonding）が得られ易く、界
面の結合強度が向上するためと考えられる。

上記の特定金属を少なくとも１種含む金属の酸化物から
なる中間層の被着厚みは、その上に被着する金属下地層
厚みの1/1000〜５倍が望ましい。

この発明による中間層中の酸素濃度は、金属下地層方向
に連続的または段階的に減少する構成であれば良く、後
述する被着方法によって容易に得ることができ、非金属
基板と金属下地層との被着強度を高める効果が得られ、
必ずしも、金属元素と酸素との組成比を化学量論的組成
比にする必要はない。

また、上記の条件を満足させるものであれば、中間層を
上記の特定金属等の酸化物による多層構成とするのもよ
く、酸化物の熱膨張係数が段階的に変化するように、各
層の酸化物を選定した中間層とすることにより、非金属
基板と金属下地層との熱膨張係数の差による歪を緩和す
ることができる。

さらに、中間層を形成する酸化物は、その被着形成方法
及びその条件によって異なり、例えば、スパッタリング
にて被着形成する場合、ターゲット組成及びスパッタリ
ング条件により、種々の酸化物が含まれ、また、種々の
結晶構造及び混合相などにて構成される。

この発明の主たる特徴である金属下地層方向に連続的ま
たは段階的に減少する如く酸素濃度を変化させた中間層
を形成する方法には、前記の特定金属を１種以上含む金
属を蒸発源とし、スパッタリング、真空蒸着、イオンプ
レーティング、イオンビームスパッタリング等の方法に
て薄膜形成する際に、雰囲気中に酸素を適宜混入して酸
化物を形成し、酸化物中の酸素濃度を適宜制御、すなわ
ち、雰囲気に混入する酸素濃度を、連続的あるいは段階
的に減少させることにより、形成される中間層の厚み方
向の酸素濃度を金属下地層方向に向って、実質的に連続
的あるいは段階的に減少させることができる。

実施例実施例１外径130mmのアルチック（Al₂O₃−TiC）基板に、酸素と
アルゴンガスの混合雰囲気（比率1:1）にて、Tiターゲ
ットを用いてスパッタリングを始め、さらに、雰囲気へ
の酸素混入量を50％より10％まで、段階的に減少させ
て、チタン酸化物の中間層を0.1μｍ被着形成し、さら
に、アルゴンガス雰囲気のスパッタリングにより、金属
下地層として0.25μｍ厚みのCr層、磁性層として0.07μ
ｍ厚みのCo₇₀Ni₃₀層、保護膜として0.03μｍカーボン層
を積層被着し、この発明による磁気ディスクを作製し
た。

得られた磁気ディスクと同一方法にて中間層まで被着し
た基板の中間層の深さ方向へのオージエ電子分光分析結
果を第２図に示す。第２図は横軸に中間層の深さ方向に
対応する測定中のAr＋イオンによるスパッタリング時間
を取り、縦軸に各元素の濃度に対応するオージェ電子強
度比を取っており、中間層の酸素濃度が、基板側から金
属下地側へ減少していることが明らかである。

比較例として、同一基板に酸素とアルゴンガスの混合雰
囲気（比率1:1）を一定に保持し、実質的に酸素濃度が
均一なチタン酸化物の中間層を0.1μｍ被着形成した以
外は、同様な製造方法にて比較の磁気ディスクを製造し
た。

また、従来例として、同一基板にチタン酸化物による中
間層を設けない以外は、同様製造方法にて従来の磁気デ
ィスクを製造した。

得られた３種の磁気ディスクを用いて、CSS試験を行な
った。試験結果は第１表に示すとおりである。

実施例２実施例１で得られた３種の磁気ディスクを引っ掻き試験
に供し、その結果を第２表に示す。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から、
ディスクを移動して膜の剥離により、被着強度を評価し
た。

なお、第２表中、傷発生とは、基板上に被着した保護膜
及び金属膜に単に傷が入ったのみで、基板からの剥離は
発生しなかったことを示す。

実施例３外径130mmのアルミナ基板に、ガラスグレーズを施した
のち、酸素とアルゴンガスの混合雰囲気（比率1:1）に
て、Crターゲットを用いてスパッタリングを始め、さら
に、雰囲気への酸素混入量を50％より10％まで段階的に
減少させて、クロム酸化物の中間層を0.05μｍ被着形成
し、さらに、アルゴンガス雰囲気のスパッタリングによ
り、金属下地層として0.25μｍ厚みのCr層、磁性層とし
て0.07μｍ厚みのCo₇₀Ni₃₀層、保護膜として0.03μｍカ
ーボン層を積層被着し、この発明による磁気ディスクを
作製した。

得られた磁気ディスクを用いて、CSS試験を行なった結
果、実施例１と同様な特性を得られることが確認でき
た。

実施例４外径130mmのアルミナ基板に、ガラスグレーズを施した
のち、酸素とアルゴンガスの混合雰囲気（比率1:1）に
て、Taターゲットを用いてスパッタリングを始め、さら
に雰囲気への酸素混入量を50％より10％まで段階的に減
少させて、タンタル酸化物の中間層を0.02μｍ被着形成
し、さらに、アルゴンガス雰囲気のスパッタリングによ
り、金属下地層として0.25μｍ厚みのCr層、磁性層とし
て0.07μｍ厚みのCo₇₀Ni₃₀層、保護膜として0.03μｍカ
ーボン層を積層被着し、この発明による磁気ディスクを
作製した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁気ディスクの断面説明図であ
る。第２図はこの発明による磁気ディスクの中間層における
層厚みとオージェ電子強度比を示すグラフである。１……基板、２……中間層、３……金属下地層、４……
磁性層、５……保護膜層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス又はガラスあるいはガラスグ
レージングを施したセラミックスからなる非磁性の非金
属基板上に、金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気
記録媒体において、前記基板と金属下地層との間に、T
i、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗのうち少なくとも
１種の元素を含む金属の酸化物からなり、かつ厚み方向
の酸素濃度が金属下地層方向に連続的または段階的に減
少する特性を有した中間層を介在させたことを特徴とす
る磁気記録媒体。