JPS62293511A - 磁気記録媒体 - 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】 ３、発明の詳細な説明 利用産業分野 この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体の改良に係り、非金属基
板と金属下地層との間に中間層を設けて、該金属下地層
の剥離防止を計り、コンタクト・スタート・ストップに
対する耐久性を良好となした磁気記録媒体に関する。

背景技術 磁気ディスク装置は、コンピュータ等の情報処理システ
ムにおける記憶装置として多用されている。今日では、
情報処理能力を高めるため、磁気ディスク装置の高密度
、大容量化が望まれており、磁気ディスクの磁気記録層
として、スパッタリング、イオンブレーティングなどに
よる金属薄膜が実用化されつつある。

かかる磁気記録媒体用基板には、一般に、Ｎ１−Ｐめっ
きを施したアルミニウム合金板が用いられているが、デ
ィスクの高速回転による基板自体の延び、熱膨張による
書き込み読み取りの誤差等の問題があるとされている。

また、Ｎ１−Ｐめつき層は湿式めっき処理にて形成され
るのが一般的であり、該めっき層中に水分や各種イオン
が残存し易く、そのため金属下地層や磁性層の腐食を生
じ、書き込み読み取りのエラーの原因となることが知ら
れている。

上記の問題点を解消する目的で、強化ガラスや種々のセ
ラミックス基板を用いた磁気ディスクが提案され、さら
に、セラミックス基板にグレーズ層を介して磁性層を設
けた磁気ディスク基板が提案（特開昭６０−１３８７３
０号公報）されている。

この各種非金属基板上に、金属下地層及び薄膜磁性層を
積層被着した磁気ディスクは、非金属基板と金属下地層
との熱膨張係数の差に共なう歪み、あるいは使用に際し
てのスタートやストップに伴なう磁気ヘッドの接触衝撃
摩擦により、非金属基板と金属下地層との剥離が生じ易
く、書き込み読み取りのエラーの原因となるばかりか、
所謂ドロップアウトなる重大な欠陥となる問題があった
。

この金属下地層の剥離問題に関しては、非磁性金属基板
と金属下地層間に両者金属の共存領域を介在させて剥離
防止を図った金属基板（特開昭６１−５４０６１号公報
）があるが、金属基板特有の前述の欠点は解決されず、
また、かかる技術は非金属基板と金属下地層間には適用
できないものであり、金属下地層の剥離問題の解決が切
望されている。

発明の目的 この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体において、非金属基板に
金属下地層を強固に積層被着でき、金属下地層の剥離が
防止しされ、コンタクト、スタート・ストップ（以下Ｃ
８Ｓという）に対する耐久性とを良好となした磁気記録
媒体を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、非金属基板と金属下地層との密着強度の向
上を目的に種々検討した結果、非金属基板に金属下地層
を被着するのに際して、両者間に所要の金属酸化物を介
在させることにより、極めて強固に積層被着でき、製造
時の加熱冷却にも密着強度が低下することな（、また磁
気ヘッドのＣ８Ｓによる剥離が発生しないことを知見し
、この発明を完成したものである。

すなわち、この発明は、 非磁性の非金属基板上に、金属下地層及び磁性層を積層
被着した磁気記録媒体において、前記基板と金属下地層
との間に、 Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｖ、　Ｎｂ１Ｔａ、　Ｏｒ、
　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を含
む金属の酸化物からなる中間層を介在させるか、あるい
はさらに、該中間層の厚み方向の酸素濃度が金属下地層
方向に連続的または段階的に減少する特性を有する上記
元素を含む金属の酸化物からなる中間層を介在させたこ
とを特徴とする磁気記録媒体である。

この発明による磁気記録媒体は、−例を示すと、第１図
に示す如く、各種セラミックス、ガラスあるいはガラス
グレージングを施したセラミックス等の非磁性、非金属
からなる基板（１）上に、Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｖ
　、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　Ｍｏ、　Ｗ　、　Ｍｎ
のうち少なくとも１種の元素を含む１種以上の金属の酸
化物からなる中間層（２）を被着形成してなり、この中
間層（２）の上に、磁性層の肌性に応じて選定される、
例えば、Ｃｒ、パーマロイ合金などの金属下地層（３）
が積層被着され、続いて、Ｃｏ−Ｎｉ等の所要の磁性層
（４）が被着され、さらに、必要に応じて、保護膜層（
５）が被着された構成からなる。

かかる構成とすることにより、金属下地層（３）が中間
層（２）を介して非金属基板に強固に結合するため、強
度的に安定して機械的およびｌまたは熱的衝撃による剥
離を生じることがなく、長期間にわたって磁気ヘッドの
Ｃ８Ｓに対するすぐれた耐久性を発揮する。また、中間
層（２）にその厚み方向の酸素濃度を金属下地層（３）
に向かって連続的または段階的に減少する特性もたせる
ことにより、金属下地層（３）と中間層（２）との被着
強度をより高めるほかに、非金属基板（１）と金属下地
層（３）との熱膨張係数の差による歪を緩和することが
できるため、耐剥離強度が向上し、製造時の加熱、冷却
が容易になる利点がある。

発明好ましい実施態様 この発明における磁気記録媒体の基板には、非磁性の非
金属基板であればいずれの材質でもよく、例えば、アル
ミナ、炭化けい素、炭化チタン、ジルコニア、窒化けい
素、アルミナ−炭化けい素などの各種セラミックスのほ
か、強化ガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ
、さらに、アルミナ等のセラミック基板にガラスグレー
ジングし、た基板を用いることができる。

また、この発明の磁気記録媒体の金属下地層には、その
上に被着する磁性層の組成等に応じて、各種金属を適宜
選定して用いることができ、例えば、磁性層にＣｏ　　
Ｎｉ系合金を用いる面内磁気記録方式の場合は、通常、
Ｃｒが下地層に用いられるが、磁性層の結晶配向性を制
御し、高い保磁力を得ることができれば、他の金属を用
いることができる。また、磁性層にＣｏ−Ｃｒ系合金を
用いる垂直磁気記録方式の場合は、パーマロイやＴｉ等
が用いられる。

上記の非金属基板と金属下地層との被着強度を高めるた
めに、両者間に介在させるこの発明による中間層には、
ＩＶａ、　Ｖａ、ＶＩａ族、■ａ族、すなわち、Ｔｉ、
　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｖ　、　Ｎｂ、　Ｔａ５Ｃｒ、　Ｍ
ｏ、　Ｗ、Ｍｎ　ｆ以下特定金属という）のうち少なく
とも１種の元素を含む金属の酸化物を用いる。詳述すれ
ば、中間層は、上記特定金属以外の金属の酸化物を含ん
でいてもよいが、少なくとも上記の特定金属の酸化物ま
たは上記の特定金属等と他金属からなる酸化物を１種以
上含むものでなければ、非金属基板と金属下地層との被
着強度を高める効果が得られない。その理由は、上記の
特定金属を含む場合には非金属基板との原子間結合（ｉ
ｎｔｅｒａｔｏｍｉｃｂｏｎｄｉｎｇ）が得られ易く、
界面の結合強度が向上するためと考えられる。

前記特定金属以外の金属としては、Ｃｕ、　Ｎｉ、Ｆｅ
、　Ｃｏ、　ＡＩ、　Ｒｅ、　Ｐｔ、　Ｂｅ等を前記特
定金属と一緒に用いることが可能であるが、強磁性金属
を使用する場合には残留磁化が数１０Ｇ以下となるよう
に組成を調整する必要がある。

該特定金属の総量は、中間層の酸化物を構成する金属元
素中、少なくとも３０ａｔ％は必要であり、望ましくは
５０ａｔ％以上である。

上記の特定金属を少な（とも１種含む金属の酸化物から
なる中間層の被着厚みは、その上に被着する金属下地層
厚みの１／１００〜５倍が望ましい。

この発明による中間層中の酸素濃度は、被着方法やその
条件などにより種々変化するものであり、いずれの酸素
濃度であっても非金属基板と金属下地層との被着強度を
高める効果が得られ、必ずしも、金属元素と酸素との組
成比を化学量論的組成比にする必要はない。

さらに、中間層を上記の特定金属等の酸化物による多層
構成とするのもよく、酸化物の熱膨張係数が段階的に変
化するように、各層の酸化物を選定した中間層とするこ
とにより、非金属基板と金属下地層との熱膨張係数の差
による歪を緩和することができる。

また、中間層を形成する酸化物の構成は、その被着形成
方法及びその条件によって異なり、例えば、スパッタリ
ングにて被着形成する場合、ターゲット組成及びスパッ
タリング条件により、種々の酸化物が含まれ、また、種
々の結晶構造及び混合用などにて構成されるもので、中
間層全体を略均−の酸素濃度とする場合も、中間層厚み
方向に酸素濃度を変化させる場合も同様である。

この発明による中間層を形成する方法には、前記の特定
金属を１種以上含む金属の酸化物からなるターゲットを
用いてスパッタリングしたり、また、前記特定金属を１
種以上含む金属のターゲットを用いて、酸素を含む雰囲
気中でスパッタしたり、ＣＶＤにてかかる酸化物を被着
するのもよく、また、スパッタリング、ＣＶＤ、真空蒸
着、イオンブレーティング等の乾式薄膜形成方法、ある
いはめっき等の湿式薄膜形成方法にて、前記の特定金属
を一種以上含む金属膜を形成し、その後、大気中、酸素
中、高湿水素雰囲気中にて酸化させて酸化物層とする方
法が採用できる。

また、金属下地層方向に連続的または段階的に減少する
如く酸素濃度を変化させた中間層を形成する方法には、
前記の特定金属を１種以上含む金属を蒸発源とし、スパ
ッタリング、真空蒸着、イオンブレーティング、イオン
ビームスパッタリング等の方法にて薄膜形成する際に、
雰囲気中に酸素を適宜混入して酸化物を形成し、酸化物
中の酸素濃度を適宜制御、すなわち、雰囲気に混入する
酸素濃度を、連続的あるいは段階的に減少させることに
より、形成される中間層の厚み方向の酸素濃度を金属下
地層方向に向って、実質的に連続的あるいは段階的に減
少させることができる。

実施例 実施例１ 外径１３０ｍｍのアルミナ基板に、ガラスグレーズを施
したのち、酸素とアルゴンガスの混合雰囲気（比率１：
１）にて、Ｃｒターゲットを用いてスパッタリングし、
クロム酸化物の中間層を０．０５　ｐｍ　を着形成し、
さらに、アルゴンガス雰囲気のスパッタリングにより、
金属下地層とし、て０．２５　ｐｍ厚みのＣｒ層、磁性
層として０．０７　ｐｍ厚みのＣｏ８０Ｎｉ２０層、保
護膜として０．０３　ｐｍｍカーフ層を積層被着し、こ
の発明による磁気ディスクを作製した。

比較として、同一基板にクロム酸化物による中間層を設
けない以外は、同様製造方法にて従来の磁気ディスクを
製造した。

得られた２種の磁気ディスクを用いて、Ｃ８Ｓ試験を行
なった。試験結果は第１表に示すとおりである。

実施例２ 実施例１で得られた２種の磁気ディスクを引っ掻き試験
に供し、その結果を第２表に示す。試験は、先端直径が
１０ｐｍのダイヤモンド針に種々の荷重を付加しなから
、ディスクを移動して膜の剥離により、被着強度を評価
した。なお、第２表中、傷発生とは、基板上に被着した
保護膜及び金属膜に単に傷が入ったのみで、基板からの
剥離は発生しなかったことを示す。

以下余白 去施形坦 外径１３０ｍｍのアルチック（Ａｌ２Ｏ２−ＴｉＣ）基
板に、酸素とアルゴンガスの混合雰囲気（比率１：１）
にて、Ｔｉターゲットを用いてスパッタリングを始め、
さらに、雰囲気への酸素混入量を５０％より１０％まで
、段階的減少させて、チタン酸化物の中間層を０．１μ
ｍ被着形成し、さらに、アルゴンガス雰囲気のスパッタ
リングにより、金属下地層として０．２５ｐｍ厚みのＣ
ｒ層、磁性層として０．０７　ｐｍ厚みのＣｏ８０Ｎｉ
２０層、保護膜として０．０３　ｐｍｍカーフ層を積層
被着し、この発明による磁気ディスクを作製した。

得られた磁気ディスクと同一方法にて中間層まで被着し
た基板の中間層の深さ方向へのオージェ電子分光分析結
果を第２図に示す。第２図は横軸に中間層の深さ方向に
対応する測定中のＡｒ＋イオンによるスパッタリング時
間を取り、縦軸に各元素の濃度に対応するオージェ電子
強度比を取っており、ＬｔＩＩＭ１層の酸素濃度が、基
板側から金属下地側へ減少していることが明らかである
。

去施ｌ諌 外径１３０ｍｍのアルミナ基板に、ガラスグレーズを施
したのち、アルゴンガス雰囲気にて、Ｔａ２０５ターゲ
ットを用いてスパッタリングし、タンタル酸化物の中間
層を０．０２μｍ被着形成し、さらに、アルゴンガス雰
囲気のスパッタリングにより、金属下地層として０．２
５　ｐｍ厚みのＣｒ層、磁性層として０．０７１１ｍ厚
みのＣｏ８０Ｎｉ２０層、保護膜として０．０３　ｐｍ
カーボン層を積層被着し、この発明による磁気ディスク
を作製した。

比較として、同一基板にタンタル酸化物による中間層を
設けない以外は、同様製造方法にて従来の磁気ディスク
を製造した。

得られた２種の磁気ディスクを用いて、Ｃ８Ｓ試験を行
なった。試験結果は第３表に示すとおりである。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁気ディスクの断面説明図であ
る。第２図はこの発明による磁気ディスクの中間層にお
ける層厚みとオージェ電子強度比を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性の非金属基板上に、金属下地層及び磁性層を積層
   被着した磁気記録媒体において、前記基板と金属下地層
   との間に、 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
   Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を含む金属の酸化物か
   らなる中間層を介在させたことを特徴とする磁気記録媒
   体。 ２ 非磁性の非金属基板上に、金属下地層及び磁性層を積層
   被着した磁気記録媒体において、前記基板と金属下地層
   との間に、 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
   Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を含む金属の酸化物か
   らなり、かつ厚み方向の酸素濃度が金属下地層方向に連
   続的または段階的に減少する特性を有した中間層を介在
   させたことを特徴とする磁気記録媒体。