JPS61224138A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気記録媒体、特に水平即ち面内記録に使用さ
れるリジッド磁気記録ディスクに関する。

［従来の技術］ リジッドディスクの磁気記録媒体としてはγ−へマタイ
ト　（Ｆｅ、　　ｏ、　）　、Ｇｏ−ＰＴ　、　　Ｃｏ
−１御ｐｔあるいはＧｏ−Ｎｉ−Ｐが使用されている。

ヘマタイト媒体はアルミニウムあるいはアルミニウム合
金基板上に樹脂とともに薄膜状に形成される。このヘマ
タイト媒体は長期にわたり広い用途に使われていた。し
かし最近になって高記録密度ディスクの高い需要が起っ
て来たが、ヘマタイト塗布媒体では高記録密度に対応出
来ない、そこでヘマタイト塗布媒体に代って、薄膜媒体
が高記録密度のために提案されている。この薄膜媒体と
してはメッキ及びスパッター媒体がある。　　Ｇｏ−Ｘ
ｉ−Ｐのようなメッキ媒体には、残留した化学物質によ
る腐食が起るなどの欠点がある。また、この腐食のため
に記録データを読み出す際のエラーが起るので、極めて
高い記録密度を達成することが出来ない、結局、水平記
録用のメッキ薄膜媒体は木質的に高い欠陥密度を有し、
耐蝕性に劣るものである。

これに比して、スパッター薄膜媒体は、電気特性、浮上
性、耐久性、損傷、摩耗、欠陥密度、耐蝕性、再生特性
のすべての面で優れていることが考えられて来た。スパ
ッター薄膜媒体として、例えばＧｏ−Ｎｉ−ＰｔやＣｏ
−旧などのコバルト基合金が高い水平記録密度の磁気記
録媒体に適しているとして提案されている。　Ｇｏ−Ｘ
ｉ−Ｐｔは高価な元素である白金を約１０ａｔＸ含んで
いるので比較的高価である。

他方、直接にスパッターしたＣｏ−１膜はＣ軸がスパッ
ター面に垂直になる傾向があるので、水平記録に適さな
い。

水平記録媒体用としてスパッター薄膜磁気記録媒体が文
献で報告されている。前出のＪ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、
５３　（５）　Ｍａｙ　１９８２　Ｐ、３７３５″旧ｇ
ｈｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　Ｃｏ　ａｎｄ　Ｃｏ−Ｘｌ　
ａｌｌａｙ　ｆｉｌｍｓ“及び１Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ、
５３　（ｔｏ）　Ｏｃｔ、１１３８２　Ｐ、８９４１”
Ｅｌｌｅｃｔ　ｏｆ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｏｎ　ｔｈｅ
　ｈｉｇｈ　ｃｏｅｒｃｉｖ−ｉｔｙ　ａｎｄ　ｍ１ｃ
ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｇｏ−旧ａｌｌａｙ
ｆｉｌ■Ｓ”　及び彼の特許出願開開５７−７２３０７
号によれば、金属コバルトあるいはＣｏ−旧合金を窒素
を含む雰囲気中でスパッターして、窒素を含む薄膜を形
成し、その上で真空あるいは不活性ガス中で熱処理して
、良好な磁気特性をもった薄膜磁気記録媒体を得ている
。これらの文献では、スパッタリングはスパッター膜中
に十分に窒素を含ませるために液体窒素で冷した基板に
対して行う必要がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 前日の実験のように、ガラス板や石英板を基板に使用し
た場合には、基板を液体窒素温度まで冷却することは問
題ない、スパッターリングによるイオンボンパーディス
クによって基板のスパッター面の温度が上昇しても、こ
の面が冷却されるのでスパッター膜に窒素を捕獲し易く
なる。

しかし、アルマイトしたアルミニウム板を基板として用
いた場合は、アルマイト層のアルミニウム基板側の面は
液体窒素温度まで冷却されるが、イオンポンパーディン
グされる側は加熱されて室温以上に加熱される。このた
め、アルミニウム基板上のアルマイト層の両面間の温度
差が１００℃以上になる。アルマイト層は熱伝導性が悪
いのでこの温度差によってアルマイト層のクラックや剥
離が起る。

更に、液体窒素によって基板を冷却するので、液体窒素
の消費だけでなく複雑な装置となり、基板の両面同時ス
パッターが出来ないなどのためにディスクの製造原価が
高くなる。

本発明は優れた磁気特性を有するスパッター磁気記録媒
体の製造方法を提案することを目的とする。

本発明の他の目的は、室温以上の温度の基板にスパッタ
ーして作った水平磁気記録媒体を提案することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の製造方法は、非磁性基板を室温から３００℃の
温度に保持し、最終製品の成分とほぼ同じ成分の合金タ
ーゲットを使用して、窒素を含む不活性気体雰囲気中で
上記非磁性基板上にスパッタリングをして窒素を含む薄
膜を形成した後、この薄膜を加熱して薄膜に含有されて
いた窒素を放出し、３５ａＱ以下の旧で残部が実質的に
ＣＯからなる成分を持ち、実質的に六方網布結晶構造（
ｈ、ｃ、ｐ、）を有する磁気記録媒体とすることを特徴
とする０本発明はアルマイト処理をしたアルミニウム合
金基板にさえも強く磁気記録媒体を付着させるという利
点がある。

本発明において用いられる基板としては。

非磁性基板であれば従来から用いられている各種のもの
が採用でき、上記アルマイト基板以外にも各種のガラス
又はセラミック基板などが用いられる。

スパッター媒体の厚さは４００〜１００ＯＡであること
が望ましい、基板の温度は室温から３００℃の間にあっ
てもよいが、生産性や窒素の吸収の容易さの点から１０
０℃までであることが望ましい。

スパッターリング後の熱処理は、スパッター膜に吸着さ
れている窒素を放出する温度で行う、望ましい温度範囲
は３１０〜５００℃である。

［実施例１ 本発明では、まずスパッタ一工程で適当な量の窒素を含
んだスパッター薄膜が形成され、それは非晶質あるいは
約５０〜約２５０オングストロームの粒径をもった微細
結晶あるいは、微細結晶と非晶質の混合物である０次に
加熱によって結晶化あるいは粒成長が起り、大方晶のＧ
ｏ−Ｎ４の多結晶体となる。

本発明によれば、１〜数ＩＱａｔ％の窒素を含む非２０
０　Ａ／■ｉｎのスパッター膜形成速度、および３００
Ａ／■ｉｎから２２５ＯＡ／ｗｉｎのような高速スパッ
ター膜形成速度においてでも、基板の特別な冷却を行わ
ずに形成することができる。スパッー膜の熱処理によっ
て文献に載っているものよりも極めて良好な特性を持っ
た磁気記録媒体となる。スパッリング時に基板を３００
℃を越えて加熱した場合には、スパッー膜中の窒素量が
減少し、熱処理後の保磁力が低下し、高密度磁気記録に
適した磁性薄膜は得られなかった。室温から１００’Ｃ
！の間の基板温度の時は、窒素はスパッター膜に容易に
捕獲された。

媒体の組成は金属コバルトやコバルトとニッケルの合金
に限定されるものでなく、コバルトやコバルトとニッケ
ルの合金に約１０ａｔ％以下のＰｔ。

Ｒｕ、　Ｒｈ、　Ｏｓ、　Ｉｒ、　Ｒｅ、　Ｃｒ、　？
）、　Ｎｏ及び／又は曽を加えたものでもよい、これら
の添加物は耐蝕性を向上する。

以下、本発明を例に従って説明する。

例は、マグネトロンスパッタリングによったが、イオン
工学的に同様のことがイオンビームスパッタリングによ
っても得られることは明らかである。

例−一ユ 平板マグネトロンスパッタにより薄膜層をアルマイト処
理アルミニウム合金基板（３，８ｗｔ％Ｍｇ−残部ＡＩ
　）上に、次の条件で形成した。

初期排気　　１〜２Ｘ１０”　Ｔｏｒｒ全雰囲気圧　　
　２０．ｍＴｏｒｒ Ｎ２ガス濃度　　アルゴン中に５０マＯ１％投入電力　
　Ｉ　ＫＷ ターゲット径　　１２０鵬鵬 極　　間　　隔　　　　　１２０■層 膜　　　　厚　　　　８００　Ｎ１０００　　Ａ１　　
・ ターゲットとして金属コバルトとＧｏ−Ｎ＋合金板を使
用し、基板温度は基板ホールグーに設置された電気ヒー
タで調整し、温度測定は基板裏につけた熱電対によった
。薄膜の蒸着速度は基板をシールドすることによって調
節した。スパッター膜の窒素含有量は、オージェ電子分
析によった。

スパッター膜のＸ線回析によって、基板温度を３５０℃
にしたものを除いてすべてハロー回析パターンスペクト
ルを示した。ハローパターンは非晶質あるいは微細結晶
材料のスペクトルである。

真空中で４００℃で１時間の熱処理を行った後、薄膜の
面内方向の磁気特性を振動試料型磁力計を用いて測定し
た。

測定データは第１表に示す、ここで、角形比Ｓは３ＫＯ
６の磁界における磁束密度Ｂに対する残留磁束密度Ｂｒ
の比である。

窒素分圧をＸ（Ｔｏｒｒ）、薄膜の形成速度をＹ（λ／
５ｉｎ）とするとき、Ｘ／Ｙは３．３〜５．ＯＸＩＯ”
　（Ｔｏｒｒ／Ａｒｍ　ｉｎ）であった。

真空中４００℃での１時間の熱処理の後は、すべての薄
膜の窒素濃度は５ａｔ％以下であった。

Ｘ線回析によって、３５０℃の基板温度のサンプルを除
いてすべての薄膜はり、ｏ、ｐ、結晶であることが判明
した。

薄膜組成でＮ４Ｗ度が３５ａｔ％を越えるものは、ｈ。

ｏ、ｐ、とともにｆ、ｏ、ｏ、相が混入し、角形比、保
磁力共に低く、磁気記録媒体に適したものではなかった
。

以上の実験から、３００℃以下の基板上の形成された媒
体は十分な大きさの角形比を示し、磁気記録媒体として
適したものであった。特に、室温から１００℃の間の基
板上に作られた薄膜は、高い保０．７５及び残留磁束密
度８０００Ｇを上廻った特性であった。

３００℃で　１時間の熱処理を処した薄膜の磁化は、４
００℃で１時間の熱処理をしたものの２０〜３０％であ
った。他の実験によれば、アルマイト処理アルミニウム
合金基板上に形成し、３１０℃で１時間の熱処理を処し
た媒体の磁気特性は５００℃で１時間の熱処理を行った
媒体のものと、はぼ同じレベルであった。３１Ｏ℃で１
時間の熱処理は優れた磁気特性を得る上で十分なもので
ある。

５００℃以上の温度での熱処理は可能である。しかし、
アルマイト処理アルミニウム合金基板を使った場合、そ
のように高い温度での熱処理をするとアルミニウム基板
は変形し、薄膜のクラックや剥離が生じる。

以上のことから熱処理は３１０〜５００℃の間で行うの
がよい。

医１ 以下に示すものを除いて、例１と同じスパッタリング条
件で、約１３ｐｍの厚さのアルマイト層をもつアルミニ
ウム合金基板上に薄膜を作った。

全雰囲気圧　　　１２および４０　ｍＴ　ｏｒｒＮ２ガ
ス濃度　　アルゴン中に７５マＯ１ｚ、おヨＣ％’　１
００％　Ｎ２ 投入電力　　　　１〜２．５に誓 極間隔　　　　　８０＋ｏｎ＋ 膜厚　　　　　　４００〜６００Ａ ３２０〜４００℃における１時間の熱処理で薄膜中のほ
とんどの窒素はなくなり、熱処理後の薄膜中の窒素は５
ａｔＸ以下、はとんどのサンプルでは約１２の窒素とな
っていた。

違った基板温度について測定した磁気特性を第２表に示
す、この表からスパッター膜の窒素量は基板温度により
、基板温度を低くすると窒素量が多くなる。　　８００
Ａ／ｗｉｎや２００ＯＡ／ｗｉｎのように高速スパッタ
ー速度においても磁気特性を悪くしなかった。しかし、
スパッター膜形成速度が３００ＯＡ／ｗｉｎでＸ／Ｙ値
が３Ｘ　１０”と小さい場合には、スバッター後の膜中
窒素濃度が少な過ぎるため保磁力が小さく、角形比も低
かった。また逆にＸ／Ｙ値が８Ｘ１０４の場合はスパッ
ター膜中窒素濃度が高過ぎ残留磁気密度の低下を招いた
。従ってＸ／Ｙの値が４Ｘ１０’〜６×１０″′４の範
囲になるようにスパッター膜形成条件を設定する必要が
ある。

［発明の効果］ 以上の例から明らかなように、液体窒素で冷却していな
い、室温から３００℃に、望ましくは　１００℃までに
保持された非磁性基板上に、窒素分圧Ｘ　（Ｔｏｒｒ）
と薄膜形成速度　Ｙ（Ａ／５ｉｎ）との比Ｘ／Ｙが４Ｘ
１Ｇ４以上で８Ｘ　１０＝以下の条件でスパッタリング
して得られた薄膜の特性は液体窒素で冷された基板上に
得られたものよりも良好である０本発明では液体窒素を
用いていないので、薄膜形成が容易で、ディスクの両面
同時スパッタリングが行なえる上、スパッタリング装置
が簡単になり、液体窒素の消費がないので経済的である
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板を室温から３００℃の温度に保持し、
   最終製品の成分とほぼ同じ成分の合金 ターゲットを使用して、窒素雰囲気中あるいは窒素を含
   む不活性気体雰囲気中で上記非磁性基板上にスパッタリ
   ングをして窒素を含む薄膜を形成した後、この薄膜を加
   熱して薄膜に含有されていた窒素を放出し、３５ａｔ％
   以下のＮｉで残部が実質的にＣｏからなる成分を有し、
   実質的にｈ．ｃ．ｐ．結晶構造を有する磁気記録媒体と
   することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. （２）窒素分圧をＸ（Ｔｏｒｒ）、薄膜の形成速度をＹ
   （Ａ／ｍｉｎ）としたときＸ／Ｙが４×１０〜６×１０
   の範囲の値となるような条件で上記薄膜を形成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。
3. （３）上記薄膜がアルマイト処理したアルミニウム合金
   基板上に形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の製造方法。
4. （４）上記薄膜が４００〜１０００Åの厚さであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項及至第３項のいずれ
   かに記載の製造方法。
5. （５）上記非磁性基板が室温から１００℃の温度に保持
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項及至第４
   項のいずれかに記載の製造方法。