JPS62293512A - 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ぃる。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源
重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めっ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層及
び該金属または合金層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
低下することなく、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、 Ｔｉ５Ｚｒ、　Ｈｆ、　ＶＳＮｂ、　Ｔａ５Ｃｒ、　Ｍ
ｏ５Ｗ　、　Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を含む金
属の酸化物層と、 Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ
、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を
含む金属または合金層とを順次積層した中間層を介在さ
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層と、 Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ’、　ＶＳＮｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ
、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｍｎのうち少なくとも１種の元素を
含む金属または合金からなる層とを順次積層した中間層
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
ＳＮｂＳＴａ、　Ｃｒ、　ＭｏｌＷＳＭｎ　（以下特定
金属という）のうち少なくとも１ｆｆｆｉの元素を含む
１種以上の金属の酸化物層（２ａ）と、上記特定金属を
含む金属または合金の金属層（２ｂ）を前記酸化物層（
２ａ）上に設けた２層からなる中間層（２）を被着形成
してなり、この中間Ｎ（２）の上に、磁性層の組成に応
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　　Ｎ
ｉ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、酸
化物層（２ａ）及び金属層（２ｂ）からなる中間層（２
）を介して非金属基板に強固に結合するため、強度的に
安定して剥離を生しることがなく、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）の酸化物層（２ａ）に、その厚み方
向の酸素濃度が金属下地層（３）に向かって連続的また
は段階的に減少する特性をもたせることにより、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−Ｎ
ｉ系合金を用いる面内磁気記録方式の場合は、通常、Ｃ
ｒが下地層に用いられるが、磁性層の結晶配向性を制宿
Ｊ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、　Ｔａ、　Ｃｒ、
　Ｍｏ、　Ｗ、Ｍｎ（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または合金あるいはそれら
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または
合金あるいはそれら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または合金あるいはその酸化物
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、」二
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
（ｉｎｔｅｒａｔｏｍｉｃ　ｂｏｎｄｉｎｇ）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、　Ａｌ、　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。

また、該特定金属の総量は、中間層の全元素中、約１０
ａｔ％以上は必要であり、また、中間層の酸化物層を構
成する金属は元素中、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くとも１種を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（＠が望ましい。

また、この発明による中間層は、基板側がら酸化物層、
金属または合金層の順に積層された構成を特徴とし、２
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効果を有し、金属下地層と
中間層との結合力をより強固にする。かかる酸化物層と
金属層との層厚みの好ましい関係は、酸化物層厚さに対
して金属層厚みが１／１０−１０培である。

この発明による中間層の酸化物層中の酸素濃度は、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、中間層の酸化物層を、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さらに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相などにて構成されるもので、酸
化物層全体を略均−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り、また
酸素濃度によっては酸化物と金属との混合相である場合
もある。

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及
び特定金属を１種以上含む金属または合金のターゲット
を用いて順次、スパッタリングしたり、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、又は高温水素雰囲気中等に
て酸化させて酸化物層とし、次いで上記特定金属を含む
合金または金属膜を上述の各種方法を用いて形成する方
法が採用できる。

さらに、別の方法として上記特定金属を含む合金または
金属膜を上述の各種方法にて、酸化物基板上に形成の後
、非酸化性雰囲気中で加熱することにより、酸化物基板
と金属膜の間に相互拡散または反応を生ゼしぬ、強固な
結合を得ることかが可能である。

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種以上含む金属または合金を蒸発源
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、形成される酸化物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、続いて、雰囲気に酸素を全く混入
させずにスパッタリングすることにより、特定金属また
は合金層を被着することができる。

以下余白 実施例 寒記□□□。

外径１３０ｍｍ、内径４０ｍｍ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１：２）にて、ＭＯフタ−ットを用いてスパ
ッタリングし、モリブデン酸化物層を０．０５　ｐｍ被
着形成し、さらに、酸素を混入しないアルゴンガス雰囲
気のスパッタリングにより、モリブデン層を０．０５　
ｐｍ厚み被着してＭｏ酸化物＋Ｍｏからなる中間層を設
け、続いて、金属下地層として０．２５　ｐｍ厚みのＣ
ｒ層、磁性層として０．０７　ｐｍ厚みのＣｏ７ＯＮｉ
３ｏ層、保護膜として０．０３　ｐｍｍカーボッを積層
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、同一基板にモリブデン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。

第１表 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 外径１３０ｍｍ、内径４０ｍｍのアルチック（Ａ１２０
３−ＴｉＣ）基板に、アルゴンガス雰囲気にて、Ｔｉと
Ｎｂの複合ターゲットを用いてスパッタリングし、Ｔｉ
−Ｎｂ合金（Ｔｉ８５％、Ｎｂ１５％）層を０．２ｐｍ
被着形成し、さらに、１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下の真空中に
て、６００℃×２０分間の熱処理を施した。

得られた基板のメタライズ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、ＴｉとＮｂの酸化物
層の酸素濃度が、基板側から表面側へ減少しており、酸
化物層の上にＴｉ−Ｎｂ合金層が形成されていることが
明らかである。

実施例４ 実施例３で得た中間層を設けた磁気ディスク素材に、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　￥１ｍ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ＴｉとＮｂの酸化物及び合金に
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 第３表

【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。 １・・・基板、２・・・中間層、２ａ・・・酸化物層、
２ｂ・・・金属層、３・・・金属下地層、４・・・磁性
層、５・・・保護膜。

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層
   と、 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または合金
   からなる層とを順次積層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。 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酸化物層と、 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または合金
   からなる層とを順次積層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。