JPS6190405A - 垂直磁化膜の製造方法 - Google Patents

垂直磁化膜の製造方法

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JPS6190405A
JPS6190405A JP21223484A JP21223484A JPS6190405A JP S6190405 A JPS6190405 A JP S6190405A JP 21223484 A JP21223484 A JP 21223484A JP 21223484 A JP21223484 A JP 21223484A JP S6190405 A JPS6190405 A JP S6190405A
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chromium
cobalt
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magnetized film
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Yoshifumi Sakurai
桜井 良文
Kazuo Saito
一雄 斉藤
Koji Saiki
幸治 斎木
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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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」 本発明は高密度磁気記録、いわゆる垂直磁気記録媒体に
通用して好適なる磁性薄膜及びそれを製造する方法に関
する。
「従来の技術」 近年、高密度磁気記録の一方式として、膜面に対して垂
直方向に磁化容易軸を有する、いわゆる垂直磁化膜を用
いた垂直磁す録が検討されている0例えば媒体としてコ
バルト・、クロム合金垂直磁化膜が東北大学宮崎教授に
より、“I EEETransactions on 
Magnetics、 ” VO2,MAG−14,P
、894−851  (1978)に提案され・まり・
中村らによりて、部分酸化コバルト垂直磁化膜が“Ja
panese   、      。
Journal of Applied Physic
s、  ” Vol、 23. L 397     
−399,(1984)に提案されている。
「発明が解決しようとする問題点」 コバルト・クロム合金スパッタ膜は垂直磁気異方性が大
きく、大きな飽和磁化を持った垂直磁化膜を得ることが
可能であり、優れた記録再生特性を示す、しかし、かか
る膜は金属から成るため、摩耗に弱いという欠点を有す
る。一方、部分酸化コバルトは酸化物であるため、摩耗
には強いが耐食性に欠けるという欠点を包蔵する。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、かかる実情に鑑み、これらの問題点を解消す
るもので、flIi雰囲気中でコバルトとクロムを同時
に蒸発させることにより、硬度ならびに耐食性の優れた
垂直磁化膜を提供せんとするものである。
即ち、本発明の第1はクロムの濃度が1〜20原子パー
セントからなるコバルト・クロム合金の全金属の50%
以上が酸化された部分酸化物からなり、飽和磁化が50
〜600emu/cjであり、基板に対して垂直な方向
に磁化容易軸を有することを特徴とする基板上に保持さ
れた磁性膜を内容とし、本発明の第2はクロムの濃度が
1〜20原子パーセントであり、コバルトとクロムをt
aX−雰囲気中で全金属の50%以上が酸化されるよう
に基板へ蒸着することを特徴とする、基板に対して垂直
な方向に磁化容易軸を有し、飽和磁化が50〜600 
e m u /−である磁性膜の製造方法を内容とする
ものである。
本発明の磁性膜の化学組成を(Co1−xCrx)□−
yOyと表わすなら、0.01≦χ≦0.20.0.5
≦y≦0.9の領域で目的の磁性膜が1qられる。更に
、クロムはほぼ完全に酸化され、コバルトは部分酸化さ
れ、すなわちCoo、C「203、co  の混合物か
ら成るものである。また構造は多くの場合、酸化コバル
トCoOが結晶成長している。この磁性膜は飽和磁化が
50〜600 emu/aJ−1垂直保磁力200〜1
50QOe (エルステッド)である、また垂直異方性
定数はKu =0.1−1 xlo’erg/cd (
Ku=に山+2πMs、 K上はトルク針で直接測定さ
れる見掛けの垂直異方性定数、MSは飽和磁化)である
このような磁性膜を得るにあたって製法は極めて重要で
ある。すなわち、スパッタリング法、真空蒸着法、イオ
ンブレーティング法のような広蓑の喜着法を用い、コバ
ルトとクロムを同時に酸素雰囲気中で蒸発させることに
よって初めて得られるものである。
以下、スパッタリング蒸着法を例にあげ、本発明のf!
li!磁化1費の製法について説明する。
まず、基板としてはアルミニウム、ステンレスなどの金
属板、あるいはポリエステル、ポリアミド、ポリメタク
リレートなどの板やシートまたはフィルムがあげられる
が、これらに限定されるものではなく、軟化点が50℃
程度以上モ厚さが10ミクロンないし10mm程度のも
のであれば番で使用し得る。
ターゲットとしてはコバルト・クロムからなる合金ター
ゲット又はコバルト板の上にクロム小片を配置した(又
は逆)複合ターゲットでも構わない、ただし、垂l異方
性を持った磁化膜を得るには、クロムの割合は極めて重
要である。クロムの割合としては、】ないし20M子%
、好ましくは5ないし15原子%である必要がある。り
11ム濃度がこれより低い場合には、垂直異方性を持っ
た膜を得ることは可能であるが、耐食性が劣る。またク
ロム濃度が上記値より大きい場合には飽和磁化が大きく
、且つ垂直異方性の大きい磁化膜はf!J  ’−られ
ない、基板のlW度としては、室温から300℃程度ま
でのいずれの温度でも垂直磁化膜がIJられる。スパッ
タリング速度も特に制限はなく、映の成長速度にして毎
分100^ないし5oooXの速度で析出される。アル
ゴンガス圧は、前記クロム含量とならび垂直磁化膜を得
るうえで極めて重要な因子である。これは−律に規定す
ることができない、なぜなら、コバルトならびにクロム
原子の基板上への析出と雰囲気の酸素による酸化とは競
争反応であるために、膜の成長速度が速いようなスパッ
タリング条件下にあっては、酸素の分圧を上げる必要が
ある。結果として、クロムは完全に酸化され、コバルト
は50ないし90%酸化される必要がある。酸化の程度
は光電子分光法で測定することができる。しかしながら
、光電子分光法で酸化の程度を精度良く定量するのは困
難であり、飽和磁化の測定から酸化の程度を推定する方
が容易なこともある。このようにして得られる磁性膜は
、前述したような垂直磁化膜となる0本発明において、
最も通した条件、即ちスパッタリング法においてはクロ
ム濃度lO原子%、堆積速度200A/分、酸素分圧3
.5 X 10  Torrの条件で製造された厚さ7
000Aのコバルト・クロム部分酸化重直磁化膜は、飽
和磁化250cmu/d以上、垂直磁気異方性定数 K
u=に工+2πMs(にUは垂直磁気異方性定数、×は
トルク法によって測定される見掛けの異方性定数、Ms
は飽和磁化)5 XIOerg/cd以」−1保磁力H
ci500工ルステツド以上(磁界を楔面に対して垂直
に印加して磁化曲線を測定したときの保磁力)の垂直は
化成が得られる。
「作用」 「発明のりJ果」 本発明の垂直磁化膜であるコバルト・クロム合金部分酸
化物磁性薄膜が、このような異方性と保磁力を有する原
因は今のところ明らかではないが、Cooから成る結晶
性の酸化物柱状構造の間隙に金属コバルトが11袋厚方
向に針状に充填した構造を形成し、この構造が垂直異方
性に寄与し°ζいるものと考えられる。
本発明のコバルI・・クロム部分酸化物からなる垂直磁
化膜は・コバルト・クロム合金垂直磁化膜に比較して硬
く、コバルト部分酸化物に比較して耐食性が優れている
以下、本発明の垂直磁化膜およびその製造法を実施例に
基づき説明するが、本発明はこれらにより何ら制限され
るものではない。
実施例1〜4、比較例1〜7 高周波2極スパツタ機を利用して、厚さ1mmのガラス
基板上にコバルト・クロム部分酸化物磁性薄膜を堆積さ
せた。ターゲットは直径3インチで、厚さ0.5 m 
mのコバルト板上に5 X 7 mm角のクロムチップ
をのせたものである。基板とターゲットの距離はSea
、アルゴンガス圧2×10Torr、基板温度室温、プ
レート電圧2KV、プレート電流180mA、酸素分圧
を0〜4×10Torrの間で変化させ、充分予備スパ
ッタリングを行ないターゲット表面を洗浄したのち、シ
ャッターを開き、30分間基板上へ堆積させた。
得られた磁性薄膜の厚さは触針式膜厚計により、組成は
X線マイクロアナライザーにより、飽和磁化Msは試料
振動型磁力計により、見掛けの垂直異方性定数には磁気
トルク計により求め、垂直異方性定数Kuは、Ku−K
a、+2πMgの関係より求めた。
元素の結合状態は、アルゴンイオンにより約1000久
エツチングしたのちX線光電子分光法で調べた。結晶構
造はX線回折法に依った。耐食性は、室温の濃塩酸なら
びに1.9モル濃度の塩化第2鉄水溶液中に浸漬し、そ
れぞれ熔解時間と磁化の経時変化を観察した。磁性膜の
硬さはJI35401−1969に定める鉛工硬度試験
機で評価した。第1表に得られた膜の組成、厚み、磁気
特性、硬度を示す。
X線光電子分光分析によれば、酸素を添加用ずとも微量
の残存酸素によりクロムの一部は酸化しているが、コバ
ルトは酸化されていない、酸素分圧をlX10Torr
導入するとクロムは全て酸化し、コバルトも一部酸化す
る。以後、酸素分圧4X l OTorrで完全酸化さ
れるまで、コバルトは徐々に酸化の度合を増す、飽和磁
化は、酸化の進行に従い減少する。一方、垂直磁気異方
性は、酸素分圧、2 X I OTorr 、即ちおお
よそ16分の元素が酸化されるとき、最低になり、更に
酸化が進むと、最大の垂i+’i磁気異方性を示し、完
全に酸化されると磁気特性を失う、X線回折によればM
uが増大をはじめる酸素分圧3X10Torrの点で、
酸化コバルトCoo (111)の回折ピークが出現し
、増大とともに異方性も増大する。しかし、酸化コバル
ト自身は強磁性体ではないので、酸化コバルトの結晶成
長は全屈コバルトの異方性を助長していると考えられる
。鉛筆硬度試験によれば、酸化の程度が進jテする程、
コバルト・クロム合金よりも明らかに硬度が大きいこと
を示している。
実施例5〜7、比較例8.9、参考例1.2rl!素分
圧を3〜4xlQTorrと一定とし、鉄板ターゲット
上に配置するクロムチップの数を変えてクロムの濃度を
変えた点以外は実施例1と同様な条件でコバルト・クロ
ム部分酸化膜を作成した。得られた股の磁気特性等を第
2表に示す。
また、25℃の濃塩酸中に浸漬したときの、磁性膜の溶
解までに要する時間を第1図に示す、更に、比較例8の
試料と実施例7の試料を25℃の1.9モル濃度塩化第
2鉄水溶液に浸漬したときの磁化量の経時変化を第2図
に示す。
クロム濃度を高めると垂直異方性を減少するが、耐食性
は大巾に向上することが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、コバルト・りa上部分酸化物の1塩酸中での
耐食性を示すグラフ、第2図は、コバルト・クロム部分
酸化物とコバルト部分酸化物の塩化第2鉄水溶液中での
耐食性を示すグラフである。 特許出願人    桜 井 良 文 O,Oz。 o、s友(屓&ヅ・) 詩M  t4F) 手続ネ市正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和59年特許願第212234号 2、発明の名称 垂直磁化膜及びその製造方法 3、?J正をする者 事件との関係:特許出願人 住所 大阪府箕面市箕面2丁目9−18氏名 桜 井 
良 文  (他1名) 4、代理人 住所 大阪市北区西天満3丁目2番4号5、補正命令の
日付 7、補正の内容 ■明細書第2頁、7〜8行目に” IEEE Tran
sactionson Kagnetics+  ”と
あるを削除し、′アイ・イー・イー・イー トランザク
シロンズ・オン・マグネティクス(IEHE Tran
sactionson Magnetics  )  
”を挿入する。 ■同IQ〜11行目に、“Japanese Jour
nal of^pplied physics+ ”と
あるをII除し、“ジャパニーズ・ジャーナlし・オフ
゛・アワ0ライド・フィジックス(Japanese 
Journal of Appliedphysics
 ) ″を挿入する命 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、クロムの濃度が1〜20原子パーセントからなるコ
    バルト・クロム合金の全金属の50%以上が酸化された
    部分酸化物からなり、飽和磁化が50〜600emu/
    cm^3であり、基板に対して垂直な方向に磁化容易軸
    を有することを特徴とする基板上に保持された磁性膜。 2、クロムの濃度が1〜20原子パーセントであり、コ
    バルトとクロムを酸素雰囲気中で全金属の50%以上が
    酸化されるように基板へ蒸着することを特徴とする、基
    板に対して垂直な方向に磁化容易軸を有し、飽和磁化が
    50〜600emu/cm^3である磁性膜の製造方法
JP21223484A 1984-10-09 1984-10-09 垂直磁化膜の製造方法 Granted JPS6190405A (ja)

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JPS6190405A true JPS6190405A (ja) 1986-05-08
JPH0582724B2 JPH0582724B2 (ja) 1993-11-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005109406A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-17 Imation Corp. Environmentally stable metal-evaporated recording media

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57197813A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Nippon Gakki Seizo Kk Magnetic recording tape
JPS5917216A (ja) * 1982-07-20 1984-01-28 Ulvac Corp 磁気記録体並にその製造法
JPS59140629A (ja) * 1983-01-31 1984-08-13 Hitachi Ltd 垂直磁気記録媒体の製造方法

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