JPS63253522A - 薄膜磁気記録媒体 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、情報の磁気的な記録に使用される薄膜磁気記
録媒体に関する。

「従来の技術」 今日、情報の記録媒体として磁気的な記録を行う磁気デ
ィスク装置は、きわめて広範な分野において、その補助
記憶装置として多用されるようになっている。

このような磁気ディスク装置のうち、ハードディスク用
の基板（以下ハードディスク基板と呼ぶ）上に磁性体層
を形成したものは、情報を高密度に記録でき、小型で大
容量化が図れることと、アクセスタイムが速いこと等の
利点があることから、その実用化と特性の改善に多くの
努力が払われている（日本応用磁気学会誌Ｖｏｌ、ＩＱ
Ｎｏ、１　１９８６中の「ハードディスク用薄膜媒体」
佐藤ｐ６−１１．ｒハードディスク用金属薄膜媒体」後
藤　田中他　ｐ１２−１６等）。

このような薄膜磁気記録媒体の小型大容量化には、媒体
の磁性体層をより薄くすることが要求される。ハードデ
ィスク基板上に磁性体層を形成する方法としては、塗布
あるいは蒸着によるものが考えられる。ところが、従来
の塗布技術では、ハ−ドディスク基板上に約０１１μｍ
ｍ以下の磁性体層を均ニな磁気特性で形成することはき
わめて困難とされている。

そこで、従来、蒸着あるいは、スパッタリング等の薄膜
形成技術により、ハードディスク基板上に直接磁性体層
を形成する方法が試みられている。

ハードディスク基板の材料としては、具体的には、アル
ミニウム（Ａ　Ｉ！”）合金等が使用される。

また、磁性体層の材料としては、γ−Ｆｅ２Ｏ３（カン
マ・酸化鉄）　、Ｃｏ−Ｎ　ｉ　（コバルト・ニッケル
合金）　、Ｃｏ　−Ｃｒ　（コバルト・クロム合金）等
が適当と考えられている。スパッタリング法によれば、
０．１μｍｍ以下の磁性体層であってもその膜厚制御が
可能で、充分均一な磁気特性のものを得ることができる
。特に、Ｃｏ−Ｃｒは、垂直磁化記録が可能なことから
、より高密度の記録が可能なものとしてその実用化が期
待されている。

「発明が解決しようとする問題点」 一方、ハードディスク基板上に磁性体層を形成する際、
従来法のような問題点があった。

スパッタリング法により磁性体層を形成する場合、ハー
ドディスク基板面には、高い運動エネルギをもった原子
やクラスターが衝突する。これにより、その面は、高温
に温度上昇する。この状態で磁性体層が形成された後、
ハードディスク基板が常温にまで冷却されると、磁性体
層とハードディスク基板との線膨張係数が相違するため
に、両者の界面に歪や応力が残留してしまう。

例えば、プラスチック基板を使用したいわゆるフレキシ
ブルディスクについてみれば、その素材は、ポリイミド
やポリエチレンテレフタレートというように、容易に塑
性変形するもののため、上記残留応力は速やかに緩和さ
れる。

ところが、ハードディスク基板を使用すると、その残留
応力が磁性体層に加わることによって、最悪の場合には
、磁性体層の応力腐食等を招き磁気特性が損なわれてし
まう。

例えば、Ｃｏ、。−Ｃｒ２Ｇ（数字は合金の組成をアト
ミックパーセントで表わしたもの）の場合、その線膨張
係数は、１４　ｘ　１０−’／ｄ　ｅｇ程度、Ｆｅ２Ｏ
３系の場合、１２Ｘ１０″″’／ｄｅｇ程度になる。ま
た、Ｎ１−Ｐ系の場合、Ｎｉが１８Ｘ１０−”／ｄｅｇ
、Ｐが １２７Ｘ１０−’／ｄｅｇであるから、Ｎ１よりやや大
きい線膨張係数を示す。

従って、このような材料を使用した場合、磁性体層の線
膨張係数は、アルミニウム合金製のハードディスク基板
の線膨張係数に比べて著しく大きいものとなる。

従って、両者の線膨張係数の差により生じる残留応力は
、とても無視できる程度のものではない。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、ハードデ
ィスク基板と磁性体層との線膨張係数の差を、両者の間
に適当な中間層を設けることにより吸収し、残留能力に
よる影響を緩和するようにした薄膜磁気記録媒体を提供
することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段Ｊ 本発明の薄膜磁気記録媒体は、ハードディスク用の基板
と、その上面に順に形成された中間層と、磁性体層とを
有し、上記中間層の線膨張係数が上記磁性体層の線膨張
係数の２分の１以上であって、２倍以下の範囲に選定さ
れていることを特徴とするものである。

なお、上記磁性体層をＣｏ−Ｃｒ合金としたとき、上記
中間層を、Ａｇ５Ａｌ、Ａｕ、Ｂｅ。

Ｂ１５ＣａＳＣｕ、Ｍｇ５Ｐｄ、５ｂＳＳｎ。

Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｒｈ５Ｃｒ、Ｔｅのうち少な
くとも１種の材料もしくは２種以上の材料から成る合金
から形成することが好ましい。

以上の構成の薄膜磁気記録媒体は、ハードディスク基板
と磁性体層との間に形成された中間層が両者の間に作用
する応力を緩和吸収し、磁性体層の歪や応力腐食の発生
を防止する。

「実施例」 第１図は本発明の薄膜磁気記録媒体の実施例を示す主要
部の断面図である。

この薄膜磁気記録媒体は、ハードディスク基板１上に下
地処理層２と、中間層３と、磁性体層４および保護層５
が設けられている。

下地処理層２は、ハードディスク基板１を補強するため
の層である。中間層３は、ハードディスク基板１と磁性
体層４との間にあって、両者の線膨張係数の相違により
生じた応力を、磁性体層４に及ぼさないようにするため
に設けられている。

この中間層３の線膨張係数はできるだけ磁性体層４に近
いことが望ましく、その厚みは、ハードディスク基板１
と下地処理層２の間あるいは下地処理層２と中間層３の
間に生じた応力歪が磁性体層４まで及ばない程度に選定
される。

ここで、磁性体層４をＣｏ−Ｃｒとした場合に、中間層
３０線膨張係数を変化させると、磁性体層４の磁気特性
は第２図に示すように変化する。

なお、Ｈｃは保磁力であって、第３図ａに示したように
、磁性体層４のＢ−Ｈ磁気ヒステリシスループ６の磁化
Ｂｙ＝０となった時の磁界Ｈの値である。この値は、磁
性体層４の残留磁化の安定度を示しおり、また、これは
記録に必要な磁化を得るための磁界の値でもある。この
ときの磁界の方向と磁化の方向は共に磁性体面に垂直な
方向である。

一方、第３図すに示すように、磁性対面に平行な方向に
磁界Ｈをかけたときのヒステリシスループ６′は、偏平
で傾斜している。このようにヒステリシスループ６′が
傾斜していると、磁界Ｈを取り去ったときの残留磁化が
小さく面内方向に磁化し難い。この磁化し難さの程度を
図のようにＨｋの大きさで表わす。すなわちこのＨｋの
値が大きい程、垂直異方性が高いといえる。

高密度記録を達成するために磁性体層４に求められる磁
気特性は、高い保磁力と高い垂直異方性である。

再び第２図にもどって、磁性体層の保磁力Ｈｃは、中間
層３の線膨張係数が大きくなるほど減少する傾向にある
。これと反対に、Ｈｋは、中間層３の線膨張係数が大き
くなるほど増加する傾向にある。例えば、記録密度Ｄｓ
ｏ　（磁気ヘッドによる読み取り出力電圧が低密度記録
時の出力の５０％となるときの記録密度）が、１０ｋＢ
ＰＩ　Ｃｌインチ（２，５４Ｃｍ）あたり１０キロビツ
ト〕となるＨｃとＨｋを下限値とすると、第２図に示す
ように、使用可能領域と使用不可能領域とにわけること
ができる。

すなわち、図の使用不可能領域においては、薄膜磁気記
録媒体の情報記録および再生特性が低下し、充分な高密
度記録を行うことができない。

一方、使用可能領域において、情報記録および再生特性
が最も優れている点は、磁性体層４の線膨張係数と中間
層３の線膨張係数とが等しい点Ｐであるが、図のように
、中間層が ７ｘｌＯ−’／ｄｅｇ＜β＜２８ｘｌＯ−６／ｄｅｇの
範囲であれば、はぼ良好な特性のものを得ることができ
る。

このデータ作成のために用いられたＣｏ−Ｃｒ０線膨張
係数は１４ｘｌＯ−’／ｄｅｇであるから、このときの
中間層３の線膨張係数は、磁性体層４の線膨張係数をβ
とおくと、０．５β≦β≦２βという範囲にあればよい
といえる。この間係は、磁性体層４に他の材料を使用し
た場合にも同様に成豆する。

なお、以上の条件を考慮すると、磁性体層をＣｏ−Ｃｒ
合金としたとき、中間層には、Ａｇ１Ａｆ、Ａｕ５Ｂｅ
、Ｂ　ｉ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｍｇ。

Ｐｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ５Ｔａ、ＺｎＳＰｔ。

Ｒｈ５Ｃｒ、Ｔｅのうち少なくとも１種の材料もしくは
２種以上の材料から成る合金から形成することが適当で
ある。

次に、本発明をより具体化した例を用いて説明する。

第４図は、本発明の薄膜磁気記録媒体の他の実施例を示
す主要部の断面図である。

この薄膜磁気記録媒体は、ハードディスク基板１上に２
層構造の下地処理層２と、中間層３と磁性体層４と、２
層構造の保護層５とが設けられた構成のものである。

ここで、ハードディスク基板１には、アルミニウム合金
板（材料規格ＡＡ５０８６）を使用した。

また、下地処理層２は２層構造とされ、ハードディスク
基板１に直Ｖ接している第１の層２ａは、Ｎ１−Ｐによ
るメッキ層である。この層は、ハードディスク基板１の
強度を上げるためのものである。第２の層２ｂは、Ｃｒ
薄膜で、その薄膜は１００〜５０００人とし、これは、
スパッタリング法により形成され、第１の層２ａと第２
の層２ｂとの間の密着性を高めている。

下地処理層２の上に形成された中間層３は、Ｂｅからな
り、その線膨張係数は、 １４ｘｌＯ−６／ｄｅｇであってＣｏ−Ｃｒの線膨張係
数とほぼ等しいものを選択した。その厚膜は、１μｍｍ
である。なお、この中間層３は、金属系のものでも、非
金属系のものでもさしつかえない。

中間層３と磁性体層４との密着性に着目したとき、もし
、磁性体層４がＣｏ−Ｃｒのような金属系のものである
場合には、中間層３も金属系であることが好ましく、磁
性体層４がγ−ＦｅｚＯａのような酸化物系のものであ
る場合には、中間層３も金属酸化物系であることが好ま
しい。この中間層３の線膨張係数はできるだけ磁性体層
４に近いことが望ましく、その厚みは、ハードディスク
基板１と下地処理層２および中間層３の間に生じた応力
歪が、磁性体層４まで及ばない程度に選定される。

中間層３の上には、Ｃｏｏ。−Ｃｒ、。の磁性体層４が
１μｍｍの厚さで形成されている。その薄膜の形成には
スパッタリング法を採用した。

保護層５も２層構造をしており、最外層５ａには、カー
ボン層を使用し、その膜厚は５００人とした。これもス
バ・ツタリング法により形成した。

また、カーボン層５　ａ　（！：、ｃ　Ｏｅｏ　　Ｃｒ
２ｏの磁性体層４との密着性を高めるために、両者の間
にＣｒ膜５ｂが厚膜１００Ａ程度の厚さで形成されてい
る。なお、このＣｒ膜５ｂとカーボン膜５ａとは、磁気
記録あるいは再生時に、図示しない磁気ヘッドと磁性体
層４との間に介在するスペーシングとなるため、保護機
能を保持する範囲内で膜厚をできるだけ薄くすることが
望ましい。

以上の構成の薄膜磁気記録媒体について、その情報記録
再生特性を測定したところ、きわめて良好な結果を得た
。

なお、本発明の薄膜磁気記録媒体は以上の実施例に限定
されない。

垂直磁気記録を行わず、いわゆる面内磁気記録を行う場
合においても、磁性体層の線膨張係数は中間層の線膨張
係数とほぼ一致することが、磁気特性の安定性からみて
好ましい。このことから本発明は、このような薄膜磁気
記録媒体についても適用することができる。なお、面内
磁気記録を行う場合、磁気ヘッドの書き込み能力に制限
があるが、高保磁力の磁性体層が望まれており、第２図
の特性図からみて、応力歪の生じる領域を積極的に利用
することも考えられるが、この応力歪が磁性体層に加わ
って歪や応力腐食が発生してしまい、経時的安定性が得
られない。従って、やはり本発明の構成が有効といえる
。

「発明の効果」 以上説明した本発明の薄膜磁気記録媒体によれば、ハー
ドディスク基板と磁性体層との間に設けた中間層が、磁
性体層に線膨張係数の差からくる応力の伝わるのを防止
するので、磁性体層の磁気特性を安定化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜磁気記録媒体の実施例を示す主要
部の断面図、第２図はその中間層の線膨張係数と磁性体
層の磁気特性との関係を示すグラフ、第３図はＢ−８曲
線の説明図、第４図は本発明の他の実施例を示す主要部
の断面図である。 １・・・・・・ハードディスク基板、 ２・・・・・・下地処理層、３・・・・・・中間層、４
・・・・・・磁性体層、５・・・・・・保護層。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハードディスク用の基板と、その上面に順に形成さ
   れた中間層と、磁性体層とを有し、前記中間層の線膨張
   係数が前記磁性体層の線膨張係数の２分の１以上であっ
   て、２倍以下の範囲に選定されていることを特徴とする
   薄膜磁気記録媒体。 ２、前記磁性体層をＣｏ−Ｃｒ合金としたとき、前記中
   間層を、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｕ、
   Ｍｇ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ｒ
   ｈ、Ｃｒ、Ｔｅのうち少なくとも１種の材料もしくは２
   種以上の材料から成る合金から形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気記録媒体。