JPH0715753B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH0715753B2
JPH0715753B2 JP60183079A JP18307985A JPH0715753B2 JP H0715753 B2 JPH0715753 B2 JP H0715753B2 JP 60183079 A JP60183079 A JP 60183079A JP 18307985 A JP18307985 A JP 18307985A JP H0715753 B2 JPH0715753 B2 JP H0715753B2
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protective film
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bxc
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真一郎 斎藤
孝司 西村
正昭 二本
幸雄 本多
和悦 吉田
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Hitachi Maxell Energy Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気記録媒体に係り、特に耐食性ならびに耐ヘ
ッド摺動性に優れた磁気記録媒体に関する。
〔発明の背景〕
従来から高密度磁気記録化をはかるために、金属薄膜を
用いる磁気記録媒体の研究開発が積極的に進められてい
る。この金属薄膜磁気記録媒体はメッキ法,イオンプレ
ーティング法,スパッタリング法,真空蒸着法などの手
法によって、Co,Fe,Niなどの強磁性金属、またはこれら
の元素を主成分とする強磁性合金からなる磁性薄膜を、
高分子フイルム,アルミニウム,ガラスなどの非磁性材
料で作られた基板上に形成させた磁気記録媒体である。
しかしながら、この金属または合金薄膜を用いた磁気記
録媒体は、耐食性が悪く、磁気ヘッドなどを摩耗し易
く、また記録媒体自身も摩耗し易いという欠点があり、
さらにはヘッドタッチが悪いなどの諸点から実用化に際
してはかなりの問題を有している。
このような問題を解決する手段そして、磁性薄膜上に耐
酸化性を有する金属、例えばAu,Pt,Rh,Pd,Cr,Al,Siなど
の材料からなる保護膜を形成させる手法(特開昭53−40
505号公報,特開昭57−176537号公報)や、磁性薄膜の
表面を窒化あるいは酸化することによって磁性薄膜を強
化する手法(特開昭54−14311号公報)、あるいは非金
属系材料であるC系保護膜(特開昭53−143206号公報)
やB系材料であるB4Cの保護膜(特開昭50−104602号公
報)を形成させる手法などが提案されている。
しかしながら、本発明者らの研究によると、上記の金属
系あるいは合金系の保護膜の場合においては耐摩耗性が
十分でなく、また保護膜の膜面内のピンホールを通して
磁性薄膜が少しずつ変質するなどの問題があって、必ず
しも耐食性を十分に満足するとは言い難い点がある。そ
して、上記の磁性薄膜の表面を窒化もしくは酸化させる
方法は、耐ヘッド摺動性ならびに耐酸化性は向上する反
面、磁性薄膜の表面に形成される窒化層ならびに酸化層
の厚さによっては磁性薄膜の磁気的特性が変化したり、
あるいは窒化,酸化に際して磁性薄膜がかなりの高温に
さらされることになるので磁気的特性に変化が生じるな
どの問題がある。さらに、上記の非金属系の材料である
C系の保護膜は磁気ヘッド摺動時に摩耗量が非常に多い
という欠点があり、B系のB4C保護膜は、この化学量論
的組成をもつ薄膜の形成が極めて困難であるという欠点
があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消し、
一般式BxC1-x(式中、xは0.80を超え、0.96以下の正数
を表わす。)で示される炭化ホウ素系の保護膜を磁気記
録媒体の膜面に形成させることにより、耐食性ならびに
耐ヘッド摺動性を大幅に改善した磁気記録媒体を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明における磁気記録媒体の保護膜としての必要条件
は、耐食性があり媒体の磁性薄膜層を保護すること、磁
気ヘッドに対して滑り性があること、および電磁変換特
性の低下を抑えるために保護膜はできるだけ薄く、その
膜厚は1000Å以下とすることが基本である。そして、非
磁性基板上に形成された磁性薄膜の表面にはミクロ的な
起伏があるので、保護膜は上記条件を満たすことに加え
て、このミクロ的な起伏の上に強固に密着していること
が必要であって、保護膜の形成によりミクロ的起伏が平
担化されることが望ましい。そして、磁性薄膜表面のミ
クロ的な起伏は、磁性薄膜を構成する微結晶粒子が垂直
に配向した柱状晶からなる垂直磁化膜の場合において最
も大きくなり、例えばCo基合金薄膜からなる垂直磁化膜
では、その表面に周期が200〜500Å,深さが50〜200Å
の起伏が存在する。また、上記微結晶粒子の界面が表面
に露出している部分には、原子規模(10Å以下)の深さ
の孔も存在する。したがって、保護膜は上記の薄性薄膜
の表面のミクロ的な起伏のすみずみにまで回り込んで強
固に密着して形成されることが必要である。
本発明者らは、種々研究を重ねた結果、保護膜として、
一般式BxC1-x(式中、xは0.80を超え、0.96以下の正数
を表わす。)で示される組成の炭化ホウ素系の材料を用
いると、耐ヘッド摺動性ならびに耐食性が一段と向上す
ることを知見して本発明を完成するに至った。すなわ
ち、B(ホウ素),C(炭素)原子の大きさが、磁性薄膜
を構成するFe,Ni,Coなどの強磁性体原子の大きさに比べ
て十分に小さく、磁性薄膜面のミクロ的な窪みにまで容
易に浸入し易いこと、およびBおよびC原子はFe,Ni,Co
などの金属原子との親和性が高く、磁性薄膜面に強固に
密着し、アモルフアス状になり易いからである。このア
モルフアス状の保護膜の特長は、化学的な活性点が少な
いので耐食性が良く、また均質であるために機械的強度
に優れるという点があって、これに対し結晶質の保護膜
においては、結晶粒界や、結晶粒中の欠陥部分は化学的
な活性点となり易く、化学反応が優先的に進行し、耐食
性劣化の原因となる。また、結晶質保護膜では、磁気ヘ
ッドの荷重の応力が結晶粒界に集中し、そのために機械
的強度が悪化することになる。
本発明の一般式BxC1-x(0.80<x≦0.96)で示される組
成の炭化ホウ素系のアモルフアス状の保護膜は、C保護
膜と比べて硬度が高いためにヘッド摺動時の摩耗量が少
なく、またその保護膜の作製に際しても、BとB4Cの混
合物を蒸着源とするか、または上記の混合物をターゲッ
トとして用いることにより比較的容易に本発明の保護膜
を形成させることができる。
本発明の炭化ホウ素系の保護膜である一般式BxC1-xで示
される組成のxの範囲は、第2図に示すごとく、B単体
保護膜(x=1.0)における耐ヘッド摺動強度(回)よ
りも大きい値を示す炭化ホウ素系保護膜組成、すなわ
ち、x=0.96と、B4C保護膜組成(x=0.80)を含まな
い炭化ホウ素系保護膜組成、すなわち、x>0.80との間
で示される組成範囲のBxC1-x保護膜とした。したがっ
て、BxC1-x組成におけるxの範囲は、0.80を超え、0.96
以下(0.80<x≦0.96)である。そして、より高い耐ヘ
ッド摺動性ならびにその再現性の点からいって、第2図
に示す特性カーブから、より好ましいxの範囲は0.81〜
0.91である。
本発明のBxC1-x(0.80<x≦0.96)で示される組成の保
護膜は、真空蒸着法,スパッタリング法,イオンプレー
ティング法などの物理蒸着法であるいわゆる乾式法によ
って形成された磁性薄膜上に本発明の保護膜を設ける
と、特に強固な付着力が得られる。また、本発明のBxC
1-x(0.80<x≦0.96)で示される保護膜を、磁性薄膜
の表面に、上記の乾式法によって、50〜1000Åの膜厚に
形成させると、磁性薄膜の表面のミクロ的な起伏が平担
化される。
本発明のBxC1-x(0.80<x≦0.96)で示される組成の保
護膜の膜厚は、50Å未満では保護膜としての効果が少な
く、1000Åを超えると磁気記録再生特性が劣化するか
ら、50〜1000Åの範囲が好ましく、より好ましい膜厚範
囲は100〜800Åであり、最も好ましい膜厚範囲は150〜3
00Åである。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の実施例を挙げ、図面を参照しながらさら
に具体的に説明する。
(実施例 1) 基板としてポリイミドフイルムを用い、真空蒸着法によ
って第1図に示す構造の磁気記録媒体を作製した。真空
蒸着装置の試料室を1×10-6Torrまで真空排気した後、
基板1の温度を150℃となし、Co−20wt(重量)%Crの
組成をもつ磁性薄膜2を0.2μmの厚さに真空蒸着し
た。ついで、試料室の真空を破らずに蒸着源をBとB4C
の混合物に変換して、上記と同様の条件で200Å膜厚の
保護膜3を形成した。この場合、蒸着源であるBとB4C
の混合比を変えることにより、保護膜3の組成であるBx
C1-xのxを0.81〜0.99の範囲に自在に調製することがで
きた。なお、保護膜3の組成はオージエ電子分光分析に
よって決定した。
比較例として、保護膜を設けない試料と、B単体を保護
膜として設けた試料とを作製した。
上記のそれぞれの試料について、以下に示し耐ヘッド摺
動性および耐食性のテストを行なった。
耐ヘッド摺動性テストは、各試料からディスク試料を切
り出して、ディスク回転装置にセットした後、荷重18g
のヘッドを接触させて、ディスクを2m/sの速度で連続回
転させ、試料である磁気記録媒体に傷が生じるまでの回
転数によってその耐ヘッド摺動強度(回)を判定した。
また、耐食性のテストは、各試料を関係湿度90%,温度
60℃の環境中に1カ月放置した後、その表面を光学顕微
鏡で観察することにより耐食性を判定した。
耐ヘッド摺動性テストの結果を第2図に示す。図から明
らかなごとく、保護膜の組成であるBxC1-xは0.80<x≦
0.96の範囲で優れた耐ヘッド摺動性があることを示して
いる。ここで、xの上限値は、B単体保護膜(x=1.
0)における耐ヘッド摺動強度(回)よりも大きい値を
示すBxC1-x組成のx値、すなわち0.96をとり、xの下限
値は、B4C保護膜(x=0.80)を除くBxC1-x組成のx値
すなわちx>0.80をとっている。
なお、BxC1-x(0.80<x≦0.96)組成の保護膜を200Å
の膜厚に形成した試料と保護膜を形成しない試料の表面
を走査型顕微鏡で観察し比較したところ、保護膜を形成
した試料の表面の方が起伏が少ない平滑であることがわ
かった。そして、耐食性テストの結果については、保護
膜を設けなかった比較例における試料だけに変色が観察
され、保護膜を設けた試料においては、いずれも変色が
なく腐食は全く認められなかった。
また、本実施例における保護膜の膜厚が大きいほど、耐
ヘッド摺動性は向上する傾向が認められるが、磁気記録
媒体と磁気ヘッド間の距離が増大するために電磁変換特
性が低下した。この電磁変換特性の低下がなく、耐ヘッ
ド摺動性の良好な膜厚の範囲は50〜1000Åで、より望ま
しい範囲は100〜800Åであり、最も望ましい範囲は150
〜300Åであった。
さらに、本実施例においては磁性薄膜を形成した後に、
同一装置内で連続して保護膜を形成させる方法について
述べたが、磁性薄膜の形成の後に別の装置に試料を移し
てから保護膜を形成させてもよい。しかし、接着強度の
大きい保護膜を形成させるためには磁性薄膜の表面に空
気が接触して酸化しないようにする必要があり、この点
においては本実施例に示すごとく連続して保護膜を形成
させる方法が望ましい。
また、本実施例においては、Co−Cr合金の磁性薄膜を用
いたが、それ以外のCo基合金,Fe基合金,Ni基合金などを
磁性薄膜として用いた場合においても、BxC1-x(0.80<
x≦0.96)組成からなる保護膜を設けることによって、
耐ヘッド摺動性ならびに耐食性を著しく向上させること
ができた。
(実施例 2) アルミニウム基板を用いて、スパッタリング法により第
3図に示す構造の磁気記録媒体を作製した。スパッタリ
ング装置の試料室を1×10-6Torrまで真空排気した後、
Arガスを導入してAr圧を5×10-3Torrに調整し、アルミ
ニウム基板4の温度を120℃となし、高周波スパッタリ
ング法により、19wt%Fe−Niの組成をもつ高透磁率薄膜
5を0.5μmの厚さに形成した。ついで、同じ試料室に
おいて、基板4の温度を100℃とし、Co−20wt%Crの組
成をもつ磁性薄膜6を0.2μmの膜厚にスパッタリング
した。
保護膜7は、B上にB4Cを配置したターゲットまたはB4C
上にBを配置したターゲットを用いて、基板温度90℃で
200Åの厚さに形成した。この場合、ターゲットを構成
するBとB4Cの存在比を変えることにより、BxC1-x(0.8
0<x≦0.96)なる組成の保護膜7を得ることができ
た。
比較例として、保護膜を設けない試料と、B単体を保護
膜として設けた試料とを作製し、実施例1と同様の耐食
性テストならびに耐ヘッド摺動性テストを行なったとこ
ろ、実施例1の真空蒸着法における場合と同様に、耐食
性は保護膜を設けたすべての磁気記録媒体において優れ
た値を示し、耐ヘッド摺動性は、保護膜組成BxC1-xのx
が0.80を超え、0.96以下の範囲において、比較例である
B保護膜よりも優れた値を示した。
また、イオンプレーティング法によって保護膜を形成し
た場合においても、本実施例と同様に優れた効果を認め
ることができた。
(実施例 3) 基板としてNi−P/Al基板を用い、第4図に示す構造の磁
気記録媒体を、マグネトロンスパッタリング法により作
製した。スパッタリング装置の試料室を1×10-6Torrま
で真空排気した後、Arガスを導入してAr圧を5×10-3To
rrとなし、マグネトロンスパッタリング法により、基板
温度120℃で、Ni−P/Al基板8上に中間層9としてCrを5
00Åの膜厚に形成した。ついで、その上に磁性薄膜10と
して、25wt%Co−Ni合金を、基板温度100℃で0.2μmの
厚さに形成させた。保護膜11は、B上にB4Cを配置した
ターゲットもしくはB4C上にBを配置したターゲットを
用いて、基板温度90℃で、上記と同じマグネトロンスパ
ッタリング法により200Åの膜厚に形成した。
本実施例によって作製した磁気記録媒体は、上述の実施
例1および2と同等の優れた耐食性ならびに耐ヘッド摺
動性を示した。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したごとく、本発明による一般式BxC1-x
(0.80<x≦0.96)で示される組成の炭化ホウ素系のア
モルフアス状の保護膜は、磁性薄膜の表面に強固に密着
し易く、化学的に活性点が少ないために耐食性が良く、
かつ均質であるために機械的強度が大であるので、これ
を保護膜として用いた磁気記録媒体は、耐食性に優れる
ことはもちろんのこと、特に耐ヘッド摺動強度が高くな
り、高密度磁気記録再生に際して極めて耐用寿命の長い
記録媒体が認められる。
そして、本発明の炭化ホウ素系の保護膜は乾式法である
物理蒸着法によって容易に形成させることができるの
で、工業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1における磁気記録媒体の構造
を示す断面図、第2図は本発明に関する保護膜BxC1-xの
組成範囲と耐ヘッド摺動強度との関係を示すグラフ、第
3図は本発明の実施例2における磁気記録媒体の構造を
示す断面図、第4図は本発明の実施例3における磁気記
録媒体の構造を示す断面図である。 1……ポリイミド基板 2……磁性薄膜 3……保護膜 4……Al基板 5……高透磁率薄膜 6……磁性薄膜 7……保護膜 8……Ni−P/Al基板 9……中間薄膜 10……磁性薄膜 11……保護膜
フロントページの続き (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 本多 幸雄 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 吉田 和悦 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−18817(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に磁性薄膜層を設けた磁気記録媒体
    において、上記磁性薄膜の上に、一般式BxC1-x(式中、
    xは0.81以上、0.91以下の正数を表わす。)で示される
    組成のアモルファス状の炭化ホウ素系保護膜を形成して
    なることを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】一般式BxC1-xで示される組成の炭化ホウ素
    系保護膜の膜厚が、50〜1000Åの範囲であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】一般式BxC1-xで示される組成の炭化ホウ素
    系保護膜の膜厚が、100〜800Åであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】一般式BxC1-xで示される組成の炭化ホウ素
    系保護膜の膜厚が、150〜300Åであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】一般式BxC1-xで示される組成の炭化ホウ素
    系保護膜は、物理蒸着法によって形成されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1
    項に記載の磁気記録媒体。
JP60183079A 1985-08-22 1985-08-22 磁気記録媒体 Expired - Lifetime JPH0715753B2 (ja)

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