JPH0711863B2 - 磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はハードディスク等の磁気ディスクの製造方法
に関し、記録密度が高く、しかも信頼性の高い磁気ディ
スクを製造する方法を提供せんとするものである。

従来の技術 従来、磁性粉を有機バインダに混練塗布乾燥した、いわ
ゆる塗布型ディスクが主流であったが、記録密度が低い
ため大容量の記録ができないという問題があり、記録密
度向上のために強磁性金属薄膜型ディスクが各種手法で
検討されている。しかしながらメッキ法によるものは液
管理が困難で磁気特性にむらができやすく、排液による
公害の問題がある。また、スパッタ法によるものは極め
て成膜速度が遅いのでコストが高い。そこで真空蒸着法
でできれば成膜速度はスパッタ法より数十倍以上速く、
メッキ法のような問題もないので理想的であるが、単に
蒸発源の真上に円板を置いてコバルト等を蒸着しても、
保磁力は100エルステッド程度と極めて低いものしか得
られず、記録密度は低い。ここに酸素を導入しても高々
500エルステッドであり、まだまだ不充分である。一
方、斜方蒸着法という技術があり、酸素を導入しつつ斜
方蒸着すれば保磁力は一方向に対しては1000エルステッ
ド以上のものが容易に得られる（特公昭60−33289号公
報）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記方法で作製した薄膜は、磁気特性に
強い異方性がついてしまうので、磁気テープには適して
いるが、磁気ディスクとして使用すると一回転の間に出
力が４から８デシベルも変化してしまい、使用できない
という問題があった。

本発明は上記の多数の問題点を一挙に解決せんとするも
のであり、斜方蒸着法の特徴を生かしつつ、等方的磁気
特性でしかも保磁力の高い磁気ディスクを得ることを目
的とする。

課題を解決するための手段 真空中に酸素を導入し、酸素分圧下でコバルトを主成分
とする金属を加熱蒸発させ、その蒸発方向に対して斜め
に非磁性円板を設置し、この円板を回転させながら蒸気
をあてこの円板上に強磁性金属薄膜を形成する。

作用 従って酸素分圧中斜方蒸着法特有の効果によって1000エ
ルステッド以上の高い保持力が毎秒1000オングストロー
ム以上の速い成膜速度で得られ、しかも回転方向に磁気
異方性が強く、一定値で形成されるので、ディスクとし
て使用すると常に磁化容易軸方向に記録されることにな
り、出力が極めて高く、しかも出力の周期変動がない。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の磁気ディスクを作成する装置構成を示す斜
視図で、全体は真空中に設置されており、１はプラスチ
ック，アルミニウム，ガラス等の非磁性円板で、２のス
テップモータ等のモータで矢印の方向に回転させる。３
はマグネシア等のるつぼあるいは水冷の銅ハースであ
り、コバルト，コバルト・ニッケル合金等の磁性金属４
をここに入れ、電子ビーム（図示を省略）で加熱蒸発さ
せる。５は水冷した銅板等で作ったマスクであり、磁性
金属の蒸気の必要部分を窓６を通して非磁性円板１にあ
て、７の部分に強磁性金属薄膜を成膜する。８は酸素導
入用のノズルである。

また、第２図は第１図の断面図であり、るつぼ３で加熱
蒸発した磁性金属蒸気は一点鎖線で示す広がりをもって
窓６を通過し、非磁性円板１に到達する。このときの蒸
気の円板に対する主入射角をθとする。このθ及び酸素
導入条件が後述するように、磁気特性を大きく左右す
る。

次に第３図は第２図のＡ方向から見た図でマスク５に設
けられた窓６の形状を示す。窓６はこのように扇形にす
ると磁気ディスクの外周と内周で磁性層厚さが均一にな
ることが重要である。意図的に磁性層厚さに変化をつけ
ることも可能である。

次にデータに基いて本発明の磁気ディスクの特徴を具体
的に説明する。第４図は横軸に主入射角θ，タテ軸に磁
気ディスクの保磁力を回転方向（ヘッド走行方向）で測
定した値を示す。磁性金属はコバルト80％，ニッケル20
％の合金を用い、３層に成膜（３回転で成膜）し、磁性
層の全厚を2000Åとした。第４図で明らかなように、主
入射角θが大きくなると保磁力が大幅に増加するが、酸
素導入して蒸着したものの方がきわだって保磁力の高い
ものが得られる。即ち、斜方蒸着と酸素導入の相乗効果
による保磁力向上効果は著しい。

次に、第５図は酸素導入効果を定量的に示したもので、
主入射角θは50゜一定条件で成膜したものである。図で
明らかなように、酸素を導入するにしたがって保磁力は
著しく増加するが、１層品より３層品の方が、より効果
が大きい。尚、磁気ディスクとして記録再生した場合の
ノイズも１層品より多層品の方が１〜４デシベル低く、
また、１層品の場合どうしても円周方向で一ケ所膜厚の
段差が大きくなりやすいこともあり、多層化がのぞまし
い。

さらに、第５図の点線グラフで示すように、成膜時に第
１図の矢印と逆の方向で円板を回転させた場合は著しく
保磁力が低いので注意が必要である。

第６図は回転成膜の効果を示すデータである。横軸に磁
気ディスクの円周角度を示し、タテ軸に磁気記録し再生
した時の出力を示す。ハードディスクとしての試験でヘ
ッドはフェライト、ヘッド浮上量0.15ミクロン、相対速
度15m/秒で20MHzでの飽和出力を測定したものであり、
ディスクの成膜条件は、コバルト80％，ニッケル20％合
金を主入射角50゜で、酸素分圧下で厚さ2000Åまで真空
蒸着したものである。実線は本発明の回転成膜３層品の
特性であり、回転方向が強化容易軸で、磁気特性に全く
むらがないので全周にわたり出力が高く、ディスクの回
転で出力が全く変動しないのが特徴である。点線は第１
図の装置でマスク５がない状態で円板１も回転させない
で成膜したものの特性を示す。図のように１回転の間に
出力が大きく変動して全く実用にたえないことがわか
る。これはディスクの一方向に異方性がついたためであ
り、回転につれ、磁化容易方向から困難方向へと変化す
るためである。

尚、実線の高性能は、第１図の成膜時の回転方向（矢印
の方向）と逆方向にディスクを回転させて記録再生を行
なった場合であり、同じディスクを記録再生時に反対の
方向に（即ち、成膜時と同じ方向に）回転させると第６
図の一点鎖点のように出力は変動しないが低いレベルに
なるので注意を要する。これは斜方蒸着により磁性層の
グレイン及び結晶軸が傾斜し、磁化容易方向がディスク
面より少し傾斜しているためである。通常磁気ディスク
の使用時の回転方向は一定方向であるので実用上は全く
問題にならないが、両面に磁性層を形成する場合に第１
図と対称的な装置も必要となる。同一装置で、成膜時の
回転方向を逆にして、窓を対称位置に切換えるものでも
よい。

尚、磁性金属としてコバルト80％，ニッケル20％の場合
のデータを示したが、以上の性質はコバルトを主成分と
する磁性材料を用いた場合に完全に共通してみられる。
但し、コバルトに混ぜる材料の比率が高すぎると特性を
著しくそこなう。本発明者の実験によれば、コバルト・
鉄合金の場合は鉄が40％以下、コバルト・ニッケル合金
の場合はニッケルが30％以下、コバルト・クロム合金の
場合もクロムが30％以下の場合が、上記のような良好な
結果を得た。コバルト系金属薄膜は結晶がhcp構造にな
り、結晶軸の配向が良い場合に極めて高い保磁力を示
し、斜方蒸着と酸素導入がこれに著しい効果を有するも
のであるが、コバルトへの添加元素量が多すぎるとfcc
構造やbcc構造が混入したり、結晶軸配向が悪くなった
りするためと考えられる。

発明の効果 本発明によれば、真空蒸着法であるため、スパッタ法に
比べ成膜速度が数十倍以上速く、酸素導入と斜方蒸着の
相乗効果により、５倍以上保磁力の高いものが容易に得
られるとともに、回転成膜により、出力むらの全くない
磁気ディスクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気ディスクの製造
方法を実施するための装置を示す斜視図、第２図はその
断面図、第３図は第２図のＡの方向から見たマスク部分
を示す図、第４図〜第６図はディスクの特性を示すグラ
フである。 １……非磁性円板、２……モータ、３……るつぼ、４…
…磁性金属、５……マスク、６……窓、８……酸素導入
用ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中に酸素を導入し、酸素分圧下でコバ
   ルトを主成分とする金属を加熱蒸発させ、その蒸発方向
   に対して斜めに非磁性円板を設置し、前記円板を回転さ
   せながら前記金属の蒸発をあて、その円板上に強磁性金
   属薄膜を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造
   方法。