JPS6224431A - 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】 技搦分り 本発明は、垂直磁気記録に用いることができる磁気記録
媒体の製造方法に関する。

丈米み致携 従来、磁気記録は、プラスチックフィルムのような非磁
性支持体上に、酸化鉄などの強磁性体微粉末および樹脂
バインダーを主成分とする磁性層を形成し、磁性層の面
方向と平行方向に磁化を行う方法が一般に用いられてき
た。しかし、このような面内磁気記録において記録密度
を大きくしようとすると、磁性層内の減磁界が増加する
ため、記録密度の向上には限界があった。

近年、この面内記録方式の欠点を解決するものとして、
磁性層の面方向に対して垂直方向に磁化容易軸をもつ磁
性層を用い、垂直方向に磁化を行う垂直磁気記録方式が
提案された。この方式は、記録密度が高まるほど磁性層
内の減磁界が減少するので、本質的に高密度記録に適し
ており、多くの研究が行われている。

垂、直方向に磁化容易軸をもつ磁性層としては、たとえ
ばスパッタリング法や蒸着法で形成されたＣｏ−Ｃｒ、
Ｃ：ｏ−０，Ｃｏ−Ｐ　ｔ、Ｃｏ−Ｐｒ。

Ｆ　ｅ３０．、　Ｂ　ａ　Ｆ　ｅ１□０１ｇｒ　Ｃｏ　
Ｆ　ｅ　Ｚ　０４Ｎ膜が検討されている。また、その他
のものとして、無電解メッキ法によるＧ　ｏ　−Ｎ　ｉ
　−Ｐ　ｔ　（Ｒｅ　）や、塗布法によってＢａＦｅｔ
ｚＯｘｓｙγ　ＦｅｚＯ３゜ＣｒＯ２などの強磁性体微
粉末を結合剤とともに支持体上に付着せしめ、磁場配向
によって磁化容易軸を垂直方向に揃える方法も検討され
ている。

しかしながら、塗布法によるものは結合剤を用いるため
に磁性層の磁化量が減少するので。

記録密度の向上のためにはスパッタリング法、蒸着法等
のＰＶＤ法によるものや、メッキ法の方が好ましい。

垂直磁化材料の中でも、六方晶最密充填（ｈＣｐ）構造
のマグネトブランバイト型バリウムフェライトは、磁気
異方性が大きいこと、化学的に安定であること、さらに
はコストが安いことなどの理由から多くの研究がなされ
てきており、近年、その特徴を生かし磁気光学効果を利
用して記録・再生する超高密度記録の研究も進んでいる
。

しかしながら、垂直配向したマグネトブランバイト型六
方品フェライト磁性膜を形成するには、ＺｎＯ薄膜など
のエピタキシャル成長のための下地層を設け、かつ支持
体温度を５００℃以上にして成膜する必要があった。５
００℃より低い温度で成膜するとアモルファス膜となり
磁性を示さないため、基板としてはシリコンウェハー等
の耐熱性を有するものを用いる必要があった。しかし、
現在５００℃以上で熱変形しないプラスチックフィルム
がないため、マグネトブランバイト型六方晶フェライト
の強磁性酸化物薄膜を用いた連続磁性膜を得ることは困
難であった。

３唄の目的 本発明は、垂直配向性に優れた磁性層を有する磁気記録
媒体を低温下に製造する方法を提供するものである。

発明の構造 本発明の磁気記録媒体の製造方法は、支持体上に一般式
（Ｉ） ％式％（Ｉ） （式中、Ｍｅ、Ｍａ’、Ｘ、ｎは次の通りである。

Ｍｅ　：Ｂａ、Ｐｂ、ＳｒおよびＳｃから選ばれる少な
くとも１種の金属元素 Ｍａ：Ｆｅと置換可能な１種または２種以上の金属元素 ｘ：０≦Ｘ≦１ ｎ：５≦ｎ≦６） で表わされた強磁性酸化物からなる磁性層を形成するに
当って、低圧雰囲気下にＭ　ｅ　ＯとＭ　ａ　ｘＦ　ｅ
　１−Ｘ○、とを別々の蒸発源から蒸発せしめるととも
に、これをイオン化して支持体上に付着せしめることを
特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

第１図は本発明で得られる磁気記録媒体の構成例を示す
断面図であり、支持体１１上に下地層１３が形成され、
さらに、この上に強磁性酸化物からなる磁性層１５が形
成されている。

磁性層！５は、以下の一般式（Ｉ）で表わされる強磁性
酸化物からなる。

Ｍ−ｅ　Ｏ−ｎ　（Ｍ　ａｘＦ　ｅ２−ｘｏ、）　　　
（Ｉ）（式中、　−Ｍ　ｅ　＊　Ｍ　ａ　、　ｘ　＊　
ｎは次の通りである。

Ｍｅ：Ｂａ、Ｐｂ、ＳｒおよびＳｃから選ばれる少なく
とも１種の金属元素 Ｍａ：Ｆｅと置換可能な１種または１以上の金属元素 Ｘ：Ｏ≦Ｘ≦１ ｎ：５≦ｎ≦６） ここで、Ｆｅと置換可能な金属元素Ｍａとしては、たと
えば、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ。

Ａ　Ｉ　＋　Ｓ−ｎ　ＨＣｕ　ｇ　Ｃｒ　ｙ　Ｍ　ｇ　
＋　　Ｉ　ｎなどが挙げられ、これらの一種または二種
以上で置換することができる。これらの元素で置換する
ことにより、保磁力、垂直異方性、キューリ一温度など
の特性を制御することができる。一般式（Ｉ）における
置換数Ｘは０．１〜０．７の範囲が好ましく、より好ま
しくは０．２〜０．５である。

磁性層１５の厚さは１μｍ以下が適当であり、好ましく
は０．１〜０．５μｍの範囲である。

本発明では、低圧雰囲気下にＭ　ｅ　ＯとＭａ、Ｆｅ、
、Ｏ，とを別々の蒸発源から蒸発せしめるとともに、こ
れをイオン化して支持体上に付着せしめる。

スパッタ法はターゲットと得られる膜の組成の間にズレ
が少ないため、本発明のような複雑な組成の強磁性酸化
物を薄膜化するには適していた。しかし、中性粒子で成
膜するスパッタ法では強磁性酸化物薄膜を得るのに５０
０℃以上の支持体温度を必要とするため、プラスチック
フィルムのような耐熱性の小さい基板上に、磁性層を形
成することが困難であった。これに対し、イオン化され
た活性で大きな運動エネルギーをもつ粒子で成膜する本
方法によれば、強磁性酸化物の結晶化温度を低下させる
ことができ、低い支持体温度で良好な垂直磁化膜が得ら
れる。

このとき、イオン化された粒子のみでなく励起状態とな
った蒸発粒子も低温化に効果をもたらしていると考えら
れる。支持体温度は、より高い温度を用いることもでき
るが、２００〜３５０℃程度で十分である。

蒸発粒子のイオン化のための方式としては、プラズマを
発生させてプラズマ中の電子でイオン化する方式、熱陰
極からの電子を蒸発粒子に当ててイオン化する方式、イ
オン化電極を設けて加熱材料からの二次電子線でイオン
化する方式、グリッドを用いてイオン化効率を向上させ
る方式（特開昭５７−１７１６６６号公報）など１種々
の方式を用いることができる。

しかし、酸化物をイオン化して蒸着する方法では、スパ
ッタ法と比較して磁性層の組成を一般式（Ｉ）の範囲内
におさめるのが困難であり、特に連続して蒸着している
と蒸発源中の組成が変化してくる。殊に、一般式（Ｉ）
のＭｅとしてｐｂを選んだときには、蒸発源中で元素の
偏析が現われ長時間にわたって均一な組成の強磁性酸化
物薄膜を形成することが困難となる。

この問題は、Ｍ　ｅ　ＯとＭ　ａ　Ｘ　Ｆ　ｅ　２−　
Ｘ　Ｏ３とを分離させた蒸発源から別々にかつ同時に蒸
発させて支持体上に付着せしめることにより改善するこ
とができる。この結果、組成の変化を著しく抑えて一般
式（Ｉ）で表わす範囲の強磁性酸化物薄膜を低支持体温
度で、かつ長時間連続成膜した場合にも、良好な垂直磁
気特性の磁性層を安定して形成することができる。各酸
化物はそれぞれ別の蒸発源から、その蒸気圧等を考慮し
て個々の条件で蒸発され、一般式（Ｉ）に示した組成の
磁性層が形成されるように付着速度が制御される。また
、必要により一般式（Ｉ）のＭａの酸化物と、Ｆｅの酸
化物とを、同様に別々゛の蒸発源から蒸発せしめること
もできる。さらに、蒸着時に酸化物が分解し、酸素の不
足した低次酸化物に変化するのを防止するために、真空
槽内に酸素を導入することもできる。

下地層１３は、磁性層１５の配向性を改善するために設
けられるものである。下地層１３は、たとえば、Ｚｎ○
、　Ａ　Ｉ　Ｎ、　Ｂ　ｅＯ，Ａ　１□０．、　ｃ５−
Ｆｅ２０．などのｈａｐ構造のもの、ＭｇＯ。

Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉなどの面心立方構造（ｆ、ｃ、ｃ）の
ものから形成され、これらの０面または（Ｉ１１）面上
に磁性層がエピタキシャル成長する。下地層１３の膜厚
は１μｍ以下が適当であり、好ましくは５００〜３００
０人である。下地層１３の形成方法としては、真空蒸着
法、イオンブレーティング法、スパッタリング法などの
ＰＶＤ法（物理的気相成長法）やその他の薄膜形成方法
が使用できる。

また、磁性層１５の上には、１１的に応じて誘導体層１
反射層、さらには保護層や潤滑層などを設けることがで
きる。

支持体１１としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエ
ーテルサルホンなどの耐熱性プラスチックは勿論のこと
、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、三酢
酸セルロース、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリ
レ−１−の如きプラスチックも使用できる。また、従来
用いられていたシリコンウェハーやガラスなどのセラミ
ックス、金属支持体なども使用できる。

支持体の形状としては、シート状、カード状。

ディスク状、ドラム状、長尺テープ状など任意の形態を
とることができる。プラスチックフィルムを支持体とし
たときは、テープ状の連続磁気記録媒体が可能となる。

テープ状とすることにより、ディスク状と比較して飛躍
的に、大面積化が可能となり、高記録密度・高記録容量
の記録媒体が実現できる。また、プラスチックフィルム
を用いたときは、支持体の薄型化が可能であり、たとえ
ば１〜１００μ■、より好ましくは５〜３０μｍの厚さ
とすることもできる。

見更勿羞来 本発明によれば、一般式（Ｉ）の強磁性酸化物薄膜から
なる磁性層を形成するに際し、Ｍ　ｅ　ＯとＭ　ａ　Ｘ
　Ｆ　ｅ　２−Ｘｏ、とを蒸発せしめるとともに、イオ
ン化して支持体上に付着せしめることにより、低支持体
温度で垂直磁気特性に優れた磁気記録媒体を得ることが
でき、プラスチック基板を用いた記録媒体の製造に好適
である６本発明の磁気記録媒体は、たとえば、記録、再
生用のトランスデユーサ−として補助磁極励磁型垂直ヘ
ッドを用い、直接媒体に記録、再生を行うこともできる
し、光磁気記録とよばれているような、磁界と熱を用い
て記録し、磁気光学効果を利用して再生する記録、再生
方式に応用することも可能である。

実施例１ イオンブレーティング装置を用いて、５０μｍ厚のポリ
イミドフィルム（支持体）上に、下記の条件により下地
層として厚さ２０００人のＺｎＯの薄膜を形成した。

蒸発材料　　　　　　　　　　ＺｎＯ 支持体温度　　　　　　　　　３００”Ｃ真空槽内の背
圧　　　　　　　１〇−薯ｏｒｒ蒸発源一基板間隔　　
　　　　３０ｃｍ酸素圧力　　　　　　　　　　２Ｘ１
０−’Ｔｏｒｒ高周波電力　　　　　　　　　１２０ｗ
得られたＺｎＯ薄膜のＸ線回折図形にはＺｎＯの０面の
回折ピークしか見られず、また、（００２面）のΔθ、
。は２度であった。

次いで、同上の装置を用いて次の条件により上記ＺｎＯ
＠膜上に厚さ０．３μｍの Ｂａ０・６　Ｆ　ｅ２０．の磁性層を形成して磁気記録
媒体を作成した。このとき、蒸発源は２つ用い、それぞ
れにＢａＯとＦｅ２Ｏ，とを別個に入れ、２つの電子銃
により個々に蒸発速度を制御して同時に蒸発せしめ、磁
性層が上記組成となるようにした。

イオンブレーティング　件 支持体温度　　　　　　　　　３５０℃真空槽内の背圧
　　　　　　　１０”−’　Ｔｏｒｒ蒸発源一基板間隔
　　　　　　３０ｃｌｌ酸素圧力　　　　　　　　　　
Ｇ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ高周波電力　　　　　　　　
　５０Ｗ この磁性層をＶＳＭで保磁力（Ｈｃ）、飽和磁化（Ｍｓ
）、異方性磁界（Ｈｋ）を測定した結果は次の通りであ
り、良好な垂直磁化膜であった。

Ｈｃ　工＝２．１ＫＱｅ ＨＱ　／＝０．２８にＯａ Ｍｓ　上＝３７０ｅｓｕ／。。

Ｈｋ　上＝　１６ＫＯｅ さらに、この磁性層にＸ線回折分析を行ったところ、第
２図に示すように（００６）、（００８）の０面の強い
回折ピークがみられ、かつ、０面以外の回折ピークはみ
られず、Ｃ面配向膜となっていることが判った。

また、この方法によれば、２枚、３枚と作製枚数を増加
しても、また、連続的に製造しても。

同条件で同様の特性のものが得られた６比較例１ 蒸発源を１つとし、蒸発材料として Ｂａ０・４Ｆｅ２０３を用いる他は実施例１と全く同様
にして磁気記録媒体を作成した。得られた記録媒体のＸ
線回折による回折ピークや磁気特性は実施例１と同様で
あった。しかし、２枚目、３枚目の磁気記録媒体を作成
するに従い、回折ピークが低下し、磁気特性も劣化して
ぃった。

比較例２ 実施例１と同様にして’、ＺｎＯ薄膜を形成した。つい
で、空気中で焼結した Ｂａ０・６Ｆｅ２０．をターゲットとして用い、対向タ
ーゲット式スパッタ装置にて総ガス圧３ｍＴｏｒｒ、膜
形成速度２０人／分の条件で、上記ＺｎＯ薄膜の上に０
．３μ腸厚のＢａ０・６Ｆｅ２０゜薄膜を作成した。

支持体温度が５５０℃では、良好な垂直磁化膜が得られ
たが、３５０℃ではアモルファスとなり磁性層とはなら
なかった。

実施例２ 実施例１と同様にしてＺｎＯ薄膜を作成した。

ついで、同じイオンブレーティング装置を用いて、支持
体温度を３００℃とした以外は実施例１と全く同様の条
件で、ｐｂｏとＦｅ、０３とを別々の蒸発源に入れて加
熱し、厚さ０．３μｍのｐｂｏ・６　Ｆ　ｅ２０．薄膜
を形成して磁気記録媒体を得た。

ＶＳＭでの１ｌｌＩ１１定結果は次の通りであり、良好
な垂直磁化膜であった。

Ｈｃ上＝１．９に０ｅ １−１　ｃ　／　＝０．３４ＫＯｅ Ｍ　ｓ　上＝　３３０ｅｍｕ／ｃｃ Ｈｋ上＝１４にＯｅ Ｘ線回折ピークは、実施例１と同様に（００６）、（０
０８）の０面の回折ピークがみられた。

比較例３ 蒸発源を１つにし、蒸発材料を ｐｂ○’ｎＦ８２０３（ｎは３〜９の７種類）とした以
外は実施例２と全く同様にして薄膜を作成した。しかし
、できた薄膜はいずれもｐｂｏ。

γ−Ｆｅ２０．．Ｆｅ、０４等の混晶からなっており、
ＰｂＯ−ｎＦｅ２Ｏ，は得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により得られる磁気記録媒体の構成例を
示す断面図である。 第２図は、実施例で得られた磁性体層のＸ線回折スペク
トルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に一般式（ I ） ＭｅＯ・ｎ（Ｍａ＿ｘＦｅ＿２＿−＿ｘＯ＿３）（ I
   ）（式中、Ｍｅ、Ｍａ、ｘ、ｎは次の通りである。 Ｍｅ：Ｂａ、Ｐｂ、ＳｒおよびＳｃから選 ばれる少なくとも１種の金属元素 Ｍａ：Ｆｅと置換可能な１種または２種以 上の金属元素 ｘ：０≦ｘ≦１ ｎ：５≦ｎ≦６） で表わされた強磁性酸化物からなる磁性層を形成するに
   当って、低圧雰囲気下にＭｅＯとＭａ＿ｘＦｅ＿２＿−
   ＿ｘＯ＿３とを別々の蒸発源から蒸発せしめるとともに
   、これをイオン化して支持体上に付着せしめることを特
   徴とする磁気記録媒体。