JPS61253622A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - 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（Ｔ　　Ｆｅｚｅｓ、）粉末、Ｃｏ−Ｐｔ膜。

Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ膜あるいはＣｏ−Ｎ１−Ｐ膜が使用さ
れている。ヘマタイト塗布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。このヘマタイト塗付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用途に提案されて
いる。この薄膜媒体としてはメッキ及び蒸着媒体がある
。

Ｃｏ−Ｎ１−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
のためにデータの書き込み、読み出しする際のエラーが
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。メッキ薄膜媒体は本質的に高い欠陥密度を有し、耐
食性に劣るものである。

これに比して、スパッタリングや蒸着で作った薄膜媒体
は、電磁変換特性、浮上性、耐久性、損傷、摩耗、欠陥
密度、耐食性、再生特性のすべての面で優れていると考
えられて来た。蒸着薄膜媒体として、例えばＧｏ−Ｎｉ
−ＰｔやＣｏ−Ｎｉ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。Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔスパッタ膜も水平記録に適したも
のであることが公知である。

他方、直接にスパッターしたＣｏ−ＮｉやＣｏ−Ｃｒ膜
はＣ軸がスパッター膜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。前圧のＪ、　Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、５３　（５）Ｍａｙ　１９８２　Ｐ、３７３
５″旧ｇｈ　ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙＣｏ　ａｎｄ　Ｃｏ
−Ｎｉ　ａｌｌｏｙ　ｆｉ１ｍｓ″及びＪ、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　５３　（１０）　Ｏｃｔ、　１９８２　Ｐ
、６９４１　　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ　
ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ａｎ
ｄ　ｍ１ｃｒｏｓｔ−ｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｃｏ−
Ｎｉ　ａｌｌｏｙ　ｆｉｌｍｓ”及び特許出願特開昭５
７−７２３０７号によれば、金属コバルトあるいはＣｏ
−Ｎｉ合金を窒素を含む雰囲気中でスパッターを行い窒
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〕

このように液体窒素で基板を冷却するので、液体窒素を
消費する上に複雑なスパッタリング装置となり、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。

また、Ｇｏ−Ｃｒは通常の場合垂直磁気記録用の媒体と
して用いられるものであるがＧｏ−Ｃｒ−基金属合金が
面内磁化用の媒体としても優れた特性を示すことを、本
発明者らは認識して本発明にいたったものである。

本発明は優れた磁気特性を有し、耐食性の良い水平記録
用の磁気記録媒体及びそれ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ンタ
ーして水平磁気記録媒体を作ることのできる製造方法を
提案することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の磁気記録媒体は、ディスク形基体上に下地層及
び磁性層が形成されており、必要によって磁性層の表面
に保護膜（スパッターされたアモルファス状、グラファ
イト状あるいはダイヤモンド状のカーボン膜や液体潤滑
剤の塗布など）が形成されて、 磁性膜は、 （イ）Ｃｒ含有量が３〜２０原子％（ａｔ％）、Ｐ　ｔ
、　Ｒｈ、　Ｒｎ＋　Ｒｅ、　Ｐｄ、　Ｉ　ｒ等の貴金
属含有量が３〜１５原子％であるＣｏ−Ｃｒ−貴金属合
金であり、（ロ）１００〜５００人の粒径の結晶粒を主
体とし、 （ハ）そのＣ軸が実質的に面内にあるｈ．ｃ．ｐ．結晶
である、 ことを特徴とするものである。

この磁性膜は残留するＣｏＮやＣｏＯの双方がＸ線的に
は検出されないことが望ましいが、化学分析によっては
窒素や酸素が５ａｔ％以下検出されることもある。また
Ｇｏ含有量が７５ａｔ％以上であればＳ　１１　Ａ　Ｉ
　＋　Ｍ　ｎ　＋　Ｃｕ　＋　Ｖ　＋　Ｔ　ｉ＋　Ｍ　
Ｏ，Ｗ等が単独または複合で５％以下含まれてもよい。

なお、本明細書において「主体」とは、５０％以上の数
の粒子がその粒径範囲に含まれることをいい、この粒径
の測定は電子顕微鏡によって観察することにより行われ
る。

使用される基板としては、セラミックス（例えばＡ１！
０３系）やガラスも用いることが出来るが、アルミニウ
ム基体やアルミニウム合金基板（例えば３．９重量％の
Ｍｇを含み残部実質的にＡＩｌの合金）が望ましい。ア
ルミニウム基体やアルミニウム合金基板の場合、アルマ
イト処理膜、Ｎ１−Ｐメッキ膜、Ｃｒスパッター膜を下
地として用いることが出来るが、６〜１５μｍの厚さに
付けたアルマイト処理膜は適切なものである。磁気ディ
スクの外径が３．５“φのように小さな場合は、３６０
０ｒ、ｐ、ｍで回転しても周速度が小さいので、１〜５
μｍ程度の薄いアルマイト処理膜でもよいことがある。

磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触、衝突による衝撃に
耐え、ディスク面の変形を防ぐためにはこのアルマイト
処理膜は十分な硬度、望ましくはビッカース硬度Ｈｖで
３００以上をもっていることが必要である。Ｎ１−Ｐの
無電解メッキ膜は十分な硬度をもっているが、本発明の
ディスクのように後で熱処理を行うものである場合は、
この熱処理時の加熱によってＮ１−Ｐ膜が帯磁すること
もあるので、この帯磁の起らない温度で熱処理を行わな
ければならない。Ｃｒのスパッターをした膜も利用する
ことが出来るが、耐ｃｓｓ性を上げるには数１０００人
の厚さに付ける必要があり、スパッター媒体が長く掛る
。

スパッター媒体の厚さは４００〜１ｏｏｏ人であること
が望ましい。媒体の厚さが薄すぎる場合、十分な磁力が
得られないので、電磁変換特性が劣化する。媒体の厚さ
が厚くなると保磁力が低下する傾向がある上に、スパッ
ターリング時間が長く掛って生産効率の点からよくない
。

他の本発明の製造方法は、下地層の形成されたディスク
形基板を室温から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、Ｃｒを３〜２０ａｔ％、上
記貴金属を３〜１５原子％含み、残部が実質的に７５ａ
ｔ％以上のＣｏからなる成分を持ち、１００〜５００人
の粒径の結晶粒を主体とし、そのＣ軸が主として面内に
ある実質的にｈ．ｃ．ｐ．結晶構造の磁性薄膜とするこ
とを特徴とするものである。

スパッタリング時の基板温度は、室温から３００℃の間
であってもよいが、生産性や窒素の吸収の容易さの点か
ら１００℃以下であることが望ましい。

また、スパッタ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。

低い温度で熱処理を行った場合、十分に窒素を放出する
ためには長い加熱時間が必要で、高い温度の場合は短時
間でよい。望ましい温度範囲は３１０〜５００℃である
°。３１０℃未満で熱処理を行うと数１０時間の熱処理
が必要で実際的でない。

５００℃以上にすると脱ガスは急速に行うことができる
が、Ｃｏ−Ｃｒ−貴金属結晶の粒成長によって、Ｓ／Ｎ
比が低下するおそれがある。

本発明の磁気記録媒体の磁性薄膜は成分から云えば、Ｃ
ｒを３〜２０ａｔ％、上記貴金属を３〜１５ａｔ％含み
、７５ａｔ％以上のＣｏからなるものである。Ｃｒを３
ａｔ％未満にした場合、磁気特性はＣｒを多く含むもの
よりも良いが、耐食性に劣り、環境試験によって磁化４
πＭｓ及び角形比Ｓ”（保磁力角形比で、減磁曲線のＨ
ｅ点での接線と、Ｂｒ点でＨ軸と平行に引いた直線の交
点におけるＨの値とＨｃの値との比をいう。）が劣化す
る。２０ａｔ％よりも多くＣｒを含む場合、４πＭｓが
極めて低くなり、媒体として使用出来ない。また、Ｃｏ
を７５ａｔ％以上とする範囲は７５ａｔ％未溝のＣｏ量
となると磁化４πＭｓが低くなり媒体としての有効性を
失うためである。貴金属Ｐ　ｔｔ　Ｒｈｌ　Ｒｎ、　Ｒ
ｅ。

Ｐｄ、Ｉｒを３〜１５原子％加える理由は、Ｃｒ添加に
よる磁化４πＭｓの減少効果をうすめると共に耐食性を
向上させるためである。貴金属原子が３ａｔ％未満では
上記効果が薄く、１５ａｔ％を超えると耐食性に対する
効果は大きいが、やはり磁化４πＭｓあるいは保磁力角
形比Ｓ０の値を減少させ、磁性膜が媒体として適さなく
なる。

〔作　用〕

本発明においては、窒素を含む不活性雰囲気中でスパッ
タリングした窒素を含むＣｏ−Ｃｒ−貴金属合金膜は水
平方向（面内）で極めて低い磁化（４πＭ５）Ｌか示さ
ず、はとんど非磁性であるが、これを熱処理して脱窒素
を行うと１００〜５００人の結晶粒に成長し、そのＣ軸
が実質的に面内にあるｈ．ｃ．ｐ．結晶構造となって、
面内で優れた磁気特性を有する膜となるので磁気記録媒
体として優れたものとなる。

窒素等を含まないＡｒのみの雰囲気でスパッタリングし
たＣｏ−Ｃｒ膜は保磁力が４０’００ｅ前後と低い上に
、垂直方向に配向していて面内磁気記録に適していない
点と、本発明を比較するとその間の相違は明らかである
。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。

なお以下に述べる実施例はマグネトロンｒ、ｆ、スパッ
タ装置によったが、イオン工学的に同様のことが言える
イオンビームスパッタリング等によって本発明の効果を
得ることが可能であることは勿論である。

マグネシウムを４％含むアルミニウム合金基板（大きさ
：外径１３０ｍ、内径４０ｆｉ、厚さ１．９ｍｍ）をク
ロム酸を含む酸浴中で電解処理し、その表面に１２μｍ
のアルマイト層の下地層を形成し、かつその表面を２μ
ｍ研磨し平坦にした。この下地層のビッカース硬度Ｈｖ
は３５０であった。

次に、平板マグネトロンｒ、ｆ、スパッタリング装置を
用い、下記条件にて下地層上にＮを含むＣｏ−Ｃｒ−貴
金属合金薄膜を形成した。

初期排気　　　　　　１〜２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ全
雰囲気（Ａ　ｒ　＋Ｎｚ）　　１０〜１５　ｍＴｏｒｒ
雰囲気中Ｎ２ガス濃度 （全圧に対するＮ１分圧の％）　　０〜７０％投入電力
　　　　　　１　ｋＷ ターゲット組成　　　Ｃｏ−Ｃｒ−貴金属（目標とする
薄膜の組成に一致させる。

例えば、Ｃｏ量　Ｃｒ膜　Ｐ　ｔ＝　８０　／　１０　
（ａｔ％）の薄膜を形成する場合には、Ｃｏ８０ａｔ％
。

ＣｒｌＯａｔ％、ＰｔｌＯａｔ％のターゲットを用いる
。） 極間隔　　　　　　　１０８鶴 薄膜形成速度　　　　１００〜３００人／ｍｉｎ。

膜厚　　　７００人 基板温度　　　　　　７０℃ この膜形成処理後、真空中にて３２０〜３５０℃で１〜
３時間熱処理を行い、窒素を放出させた。

この磁性膜からは、ＣｏＮ、ＣｏＯがＸ線的には検出さ
れなかった。その後、カーボン保護膜を５００人厚さと
なるようスパッタリングして形成し、磁気記録媒体とし
た。

この磁気記録媒体の磁気特性を上記以外の条件と共に第
１表に示す。

この磁気記録媒体を６０℃の温度で８０〜９０％の相対
湿度の雰囲気中に２週間暴露した後の磁気特性も第１表
に示す。

第１表でサンプル嵐１〜１８は本発明の実施例で、サン
プル磁１９〜２５は比較例である。Ｎ１１１〜１８はい
ずれも環境試験の前後で磁気特性にほとんど差がなく、
耐食性が向上していることがわかる。第１表に（００２
）面のＸ線回折強度と（１００）面のＸ線回折強度との
比、即ちＩ（００２）／Ｉ（１００）で定義されるＲ値
も示しであるが、本発明のものはいずれも３以下で、は
ぼ面内にＣ軸が配向していることが明らかで、比較例の
嵐２５゜２６は各々４．１，４．９とＲが大で、はぼ垂
直に配向している。比較例の阻１９．２１，２２．２４
は上記の環境試験で特性が劣化した。また、Ｃ。

が７５ａｔ％未満であるＮ１２０，２３は４πＭｓある
いは保磁力角形比Ｓ”が低い。

〔発明の効果〕

以上詳述の通り、本発明によれば優れた磁気特性および
耐食性をもつ面内記録に適した磁気記録媒体が得られる
。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク形基板の板面上に、下地層及び磁性膜層
   が形成された磁気記録媒体において、磁性膜は、 （イ）Ｃｒ含有量が３〜２０原子％、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｎ
   、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｉｒ等の貴金属含有量が単独又は複合で
   ３〜１５原子％かつ、Ｃｏ含有量が７５原子％以上であ
   るＣｏ−Ｃｒ−貴金属基合金であり、 （ロ）１００〜５００Åの粒径の結晶粒を主体とし、 （ハ）そのＣ軸が実質的に面内にあるｈ．ｃ．ｐ．結晶
   である、 ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）磁性膜はＣｏＮとＣｏＯの双方がＸ線的に検出さ
   れないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   気記録媒体。
3. （３）基板はアルミニウム基体又はアルミニウム基合金
   基板であり、その上にアルマイト膜が形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   磁気記録媒体。
4. （４）下地層の形成されたディスク形基板を室温から３
   ００℃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
   囲気中で上記基板上にスパッタリングあるいは蒸着をし
   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、Ｃｒを３〜２０原子
   ％、貴金属原子Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｎ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｉｒ等
   を単独又は複合で３〜１５原子％含み、Ｃｏを７５原子
   ％以上含有し、１００〜５００Åの粒径の結晶粒を主体
   とし、そのＣ軸が主として面内にある実質的にｈ．ｃ．
   ｐ．結晶構造を有する磁性薄膜とすることを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。
5. （５）上記薄膜がアルマイト処理したアルミニウム基体
   又はアルミニウム基合金基板上に形成することを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の製造方法。
6. （６）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５項記載の製造方法。
7. （７）上記基板をスパッタリングあるいは蒸着時に室温
   から１００℃の温度に保持することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の製造方法。
8. （８）上記加熱処理を真空雰囲気中で３１０〜５００℃
   の温度で行うことを特徴とする特許請求の範囲第４項乃
   至第７項記載の製造方法。