JPS6348609A - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、垂直磁気記録媒１木に関する。更に詳しくは
、コバルト、ニッケルおよびこれらの酸化物から主とし
て成る垂直磁化膜を１１ｈえた薄模型の垂直磁気記録媒
体およびその％ｉ造方法に関づ−る。

（従来の技術） 記録再生に用いる磁気ヘッドは耐摩耗Ｉ生や信１イ１性
からフェライトヘッドであることが望ましい。

フェライトヘッドは磁束密度か低いため、膜厚方向の保
磁力（以下Ｈ６□と略す）が１０００エルステツドを越
すような垂直磁化１漠に飽和記録をすることは難しい。

従って、フェライトヘッドを用いるためには垂直磁化膜
のト１゜□を１０００エルステツド以下に選ぶことが必
要である。

ここで飽和記録とは、磁気記録媒体の飽和磁化の値まで
磁化できるような記録磁界を磁気記録媒体に与えて記録
する方法でおり、史に具ｊＡ的には、磁気記り媒体の再
生電圧か最大値になるような記録電流をヘッドに与えて
記録する方法である。ヘッドに発生する磁束が媒体の保
磁力に比べ十分でないと、再生電圧が小さい、重ね書き
特性（オーバーライド）が悪い、などの問題が起きる。

量産性に優れた垂直磁化膜として、コバルトまたはコバ
ルト・−ニッケルの部分酸化膜が提案されている（特開
昭５’ｌｌ　６２６２２号公報、特開昭５９−１６３８
１０号公報、特開昭６１−８０５２１号公報）。

公知例のコバルトまたはコバルト−ニッケルの部分酸化
膜は膜厚方向の保磁カド１゜、の値を製造条件を選ぶこ
とによって１０００エルステツド以下となすことができ
る。

しかしながら、コバルトや、コバルトとニッケルの部分
酸化膜はＨ６工を１０００エルステツド以下とすると膜
中の応力が増大してクランクが発生したり、クラックが
発生しないものの膜厚方向の磁気異方性が著しく小さく
なるという問題がめった。クラックは記録再生時にドロ
ップアウトやエンベロープ不良などの原因になるばかり
でなく耐摩耗性をも大きく劣化させるため好ましくない
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
ので、その目的は、コバルト、ニッケルおよびこれらの
酸化物から主として成る垂直磁化膜を備え、その膜厚方
向の保磁カド１゜□が１０００エルステツド以下と小さ
く、かつクラックを発生せず、しかも膜厚方向の磁気異
方性を比較的大きく保つことのできる垂直磁気記録媒体
およびその製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は次の構成を有する。

すなわち、本発明は、（１）基体上にコバルト、ニッケ
ルおよびこれらの酸化物から主として成る膜厚方向に磁
気異方性を有する垂直磁化膜を漸えた垂直磁気記録媒体
であって、該垂直磁化膜に含まれるコバルトおよびニッ
ケルが原子個数比で５５：４５から４０：６０の範囲に
あることを特徴とする垂直磁気記録媒体、および、（２
）基体上にコバルト、ニッケルおよびこれらの酸化物か
ら主として成る膜厚方向に磁気異方性を有する垂直磁化
膜を真空析出法にて形成する垂直磁気記録媒体の製造方
法において、該コバルトおよびニッケルを原子個数比で
５５：４５から４０：６０の範囲で蒸発させつつ基体に
垂直方向に入射させるとともに、該入射部近傍の雰囲気
を、酸素と化学活性の低いガスからなり、かつその分圧
比を６０：４０から５：９５の範囲に保持することを特
徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法でおる。

本発明の垂直磁化膜はコバルト、ニッケルおよびこれら
の酸化物から主としてなるもので、酸化コバルトとＬＴ
［ＣｏＯ，ＣＯ３Ｏ４、ＣＯ２Ｏ３などが挙げられる。

また酸化コバルトとしては、この他Ｃ００Ｘ　（ＸはＯ
を越え、１．５未満の間の数〉で表わされる非化学ω論
的な酸化物、過酸化物も含まれる。

酸化ニッケルとしては、ＮｉＱの他Ｎｉ０ｘ（ＸはＯを
越え、１．５未満の間の数）で表わされる非化学量論的
な酸化物、過酸化物も含まれる。

上記コバルト、ニッケルおよびこれらの酸化物から主と
してなる垂直磁化膜には、これら以外の元素や化合物、
例えば鉄、銅、クロム、アルミニウム、炭素、シリコン
、バナジウム、チタン、亜鉛、マンガンや、金属酸化物
、金属窒化物、金属水酸化物などが磁気特性を損わない
範囲で含まれていても良い。

またコバルトおよびニッケルの水酸化物や窒化物が該垂
直磁化膜の磁気特性を損わない範囲で含まれていても良
い。

本発明でいう膜厚方向に磁気異方性を有する垂直磁化膜
は次のように規定される。

ＪＡＳ　　Ｃ−２５６１に示される方法により膜面方向
のヒステリシスループを測定する。

このヒスプリシスループに原点から接線を引き、この接
線上の磁化の値が飽和磁化と同じになる点の外部印加磁
界の値を異方性磁界という。異方性磁界が大きい程、垂
直方向に磁化し易いことを表わす。本発明では、異方性
磁界が２キロ工ルステツド以上のものを垂直磁化膜とす
る。

磁気ヘッドとしては耐摩耗性や信頼性の点からフェライ
トヘッドが（重用できることが望ましい。

フェライトヘッドは飽ｒｕ　”ａ束密度が低いため、飽
ＴＩ″ｌ記録を行なうためには媒体の膜厚方向の保磁カ
ド−１゜上は１０００エルステツド以下、好ましくは８
００エルステツド以下であることが望ましい。

本発明の垂直磁化膜に含まれるコバルトおよびニッケル
の原子個数比は、クラックがなくかつＨ６□が１０００
エルステツド以下とするために５５：４５またはそれ以
上のニッケルを含有させるのが良い。

一方、ニッケルを添加しすぎると異方性磁界ト１ｋか極
端に小さくなるため、該垂直磁化膜に含ま・　　れるコ
バルトとニッケルの原子個数比は４０：６０かそれ以下
のニッケル含有率でなければならない。Ｈｋを、十分大
きくするために４５：５５かそれ以下のニッケル含有率
でおることが好ましい。

必要とぎれるＨ　ｋの値は、磁気ヘッドなどの記録再生
システムによって異なるが、対抗型ヘッドと呼ばれるヘ
ッドでは、２キロ工ルステツド以上のト１にでおればよ
い。

垂直は化膜の膜、甲は特に１り限され〆ｆいが、実用的
には０．０２μｍから５μｍの範囲か良く、中でも０．
０３μｍから３μｍ、特に０．０５μｒＴ１から２μｍ
の範囲が可ｌｉｔ生、ヘッドタッチか良好な点で最も好
ましい。

また、垂直磁化膜表面に、走行１１、耐摩耗ｉ生白上な
どの目的で、他の保護層や刊Ｈ”ト層を−、苦おるいは
少数層積層させることは適宜前される。

本発明で用いることのできる基体としては、特に限定さ
れるものではないか、アルミニウム、銅、鉄、ステンレ
スなどで代表される金属、ガラス、セラミックなどの無
は材料、プラスデックフィルムなどの有機手合体材料が
挙け゛られる。１ｈにテープ、フレキシブルディスクな
ど加工外、形成［１、可撓性が重視される場合には、右
渫手合体（オ利が適しており、中でもポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン
ジカルボキシレートなどのポリエステル、ポリエチレン
′、ポリプロピレン、ポリブテンなどのポリ；４レフイ
ン、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート、
ポリスルフォン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リアミドイミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、酢酸セルローズ、メチルセルローズ、エチ
ルセルローズ、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂あるいはこ
れらの混合物、共重合物などが適している。特に二軸延
伸されたフィルム、シート類は、平面性、寸法安定性に
優れ最も適しており、中でもポリエステル、ポリフェニ
レンスルフィド、芳香族ポリアミドなどが最も適してい
る。

基体の形状は、ドラム状、ディスク状、シート状、テー
プ状、カード状などいずれでも良く、厚みも特に限定さ
れるものではない。シート状、テープ状、カード状等の
場合、加工性、寸法安定性の点で、厚みは２〜５００μ
ｍ、中でも４〜２０μｍの範囲が好ましい。

本発明で用いられる基体は、磁性膜などの形成に先だち
、易接着化、平面［生改良、着色、帯電防止、耐摩耗性
付与等の目的で各種の表面処理や前処理が施されても良
い。

なお、本発明に述べる垂直磁化膜とＬ４体の間には垂直
磁化膜の磁気特性向上、耐蝕性向上、接着力向上などの
目的で下地層を一層おるいは複数葡積層させることは遇
官許される。特に下地層として軟磁性膜を設りることは
、記録・再生感度を上げるために大ぎな効果かおり、好
ましい。

垂直磁化膜および下地層（よ、基体の片面、両面のいず
れに形成しても良い。

本発明の垂直磁気記録媒１本の製造方法の一例を第１図
を用いて説明する。第１図（ユ本発明を実施する際に使
用される反応性真空蒸着装置の一例を示すもので、長尺
フィルム状基体１０を支持移動できる基体巻き出し′＠
１、基体巻き取りす１１１３、基体支持ドラム２などの
基体走行系を［ｉ？！＋えた真空蒸着はである。先す真
空（イ１４をりｌ気口９にす１×１０−５トール以下に
真空琲気する。次いてコバルトおよびニッケルの原子ｉ
’Ｌ’ｌ　数比が、例えば５０：５０の合金を蒸発源５
に入れ電子ヒーム加熱で蒸発させる。この時バリアプル
リークバルブ８を経て真空１イケ内に酸素と窒素を、そ
の分圧比が、例えば、２０：８０とした混合ガスを導入
して、コバルトおよびニッケルが基体に入射する入射部
近傍の雰囲気をほぼ該分圧比近傍に保持する。蒸発源５
から蒸発するコバルトおよびニッケルの蒸気が基体に入
射する方向と蒸気入射位置での基体の法線が成す角度が
４５度以下となるよう遮蔽板６および７か設置されてい
る。

真空槽内に導入する混合ガスの導入量は、真空ポンプな
どの装置やコバルトとニッケルの蒸発速度などによって
決まるもので、使用する装置によりそれぞれ異なる。第
１図に示した反応性真空蒸着装置では、混合ガスの導入
量としては０．２から０．７α／分が好ましい範囲であ
る。

本発明の垂直磁化膜を形成する方法としては、反応ｉ生
真空蒸呑の他に反応性イオンブレーティング、反応ｉ生
スパッタリングなどの真空析出法が採用できるが、基体
の温度上昇が小さい点や、膜形成速度が速い点て反応性
蒸着が特に好ましい。真空蒸着には電子ビーム真空蒸着
、誘導加熱蒸着、抵抗加熱蒸着、レーザー加熱蒸着など
が含まれる。

コバルトおよびニッケルの基体への入射部近傍を所定の
雰囲気に保持させるため真空槽内に導入するガスは、ク
ランク防止の点から化学活性の低いガスと酸素との混合
ガスでな【ブればならない。

化学活性の低いガスとはアルゴン、ネオン、クリプトン
などの不活性ガスの伯に窒素なども含まれる。酸素と化
学活性の低いガスとの混合比は酸素と化学活性の低いガ
スが分圧比で６０：４０から５：９５の範囲がクラック
を防止しかつニッケル添加効果によりＨ６工を８００エ
ルステツド以下まで下げられるため好ましい。この分圧
比は５０：５０から１０：９０の範囲であることが更に
好ましい。

基体に入射するコバルトとニッケルの比は原子個数比で
５５：４５から４０：６０の範囲にすることが重要でお
り、このため、蒸発させる材料や投入するパワー等の条
件が適切に選択調整される。

コバルトとニッケルは蒸気圧が近いため）捏合した状態
で溶解、蒸発させても組成ずれの心配は少ない。また、
別々に溶解、蒸発さゼる二源蒸着を採用しても良い。

〔発明の効果〕

本発明は、コバルトとニッケルおよびこれらの酸化物か
ら主として成る垂直磁化膜を僅えた垂直磁気記録媒体で
あって、該垂直磁化膜に含まれるコバルトとニッケルの
原子個数比を５５：４５から４０：６０の範囲としたこ
とと該垂直磁化膜を真空析出法で形成する際、酸素と化
学活性の低いガスの混合ガスを真空槽内に導入したので
、クラックがなくかつ膜厚方向の保磁力が１０００エル
ステツド以下の垂直磁化膜が得られるものである。

すなわち、クラックをなくすためには膜形成時に化学活
性の低いカスを酸素と共に導入して、膜の内部応力を緩
和させることが効果的である。−般的に化学活性の低い
ガスを導入すると膜の微細＋ｂ造が明瞭になるが、微■
１惜造が明瞭になると保磁力が増大する。本発明で１は
コバルトとニッケル。

の原子個数比を５５：４５から４０：６０の範囲まで比
較的多くのニッケルを添加したことでこの微細構造の発
生が適当に抑制された結果、クラックがなくかつ膜厚方
向の保磁力が１０００エルステツド以下とできたものと
ｊｉｔ測される。

また、原因はよくわからないが、本発明により垂直磁化
膜の膜厚方向のヒステリシスループにおけるニーと呼ば
れる部分の形状が改善され、より高密度記録が可能とな
った。

本発明で得られる垂直磁気記録媒体はデープ、シート、
カード、ディスク、ドラムなどの形状にて、オーディオ
、ビデオ、デジタル信号などのは気記録用途に広く用い
ることができる。

〔特性の測定方法・評価基準〕

■　垂直磁化膜の膜厚方向の磁気異方性および膜厚方向
の保磁力の測定 ＪＩＳ　　Ｃ−２５６１に示される方法により膜面方向
のヒステリシスループを測定する。ヒステリシスループ
の飽和点の磁化の値を飽和磁化（ＭＳ）という。このヒ
スプリシスループに原点から接線を引き、この接線上の
磁化の値か飽和磁化と同じになる点の外部磁界の１直／
！−異方性磁界という。

異方性磁界が大きい程１．摸１７方向の磁気異方１生が
大きいことを表わす。

同様にして膜厚方向のヒステリシスループを測定する。

このヒスプリシスループが外部磁界ｆｆｔ　Ｈと交わる
点を膜厚方向の深磁力（ト１゜工）という。

測定には、試料（、騒動式磁力計（理研電子（株）製、
Ｂ　ＨＶ　−３０）を使用した。

■　クラックの観察 金属顕微鏡（日本化学工業（株）製、金１睨顕微鏡”０
ＰＴＩ　ＰＨ０Ｔ”　）により垂直磁化膜表面を観察し
た。拡大倍率は８０から１０００倍でおる。

■　コバルトとニッケルの原子個数比の測定オージェ電
子分光器（ＪＡＮＩＰ−１Ｏ８〉　日本電子（株）製〉
を用いコバルトとニッケルの原子個数比を測定した。

■　飽和記録の可否判定方法 試験試料を５．２５インチのフロッピーディスク状に打
ち抜き、弗化炭素系の潤滑剤（ＫＲＹ丁○Ｘ１４３ＡＣ
デュポン辻製）を約２００．スＪ７に塗イ■し、これを
、ギヤツブ長約０．３５μｍのフェライトのリングヘッ
ドで記録電流を変えながら記録再生した。媒体の回転数
は３００叩ｍ、記録密度は１８ＫＢＰＩとした。

再生電圧が記録電流に対し役人を持つ場合、飽和記録が
可能であると判定した。

〔実施例〕

比較例１ 第１図の装置を用い、蒸発源５にコバルトを入れた。蒸
発源には電子ビーム加熱器を使用し、基体は、二軸延伸
した厚さ５０μｍのポリエヂレンテレフタレートフィル
ムとした。

真空槽内を１×１０−５トール以下に排気した後、バリ
アプルリークバルブ８を通して酸素と窒素の分圧比がそ
れぞれ１００：○、７０：３０．５０：５０．２０：８
０．２．５：９７．５の混合ガスを流母を０．２ａ／分
から０．７Ｃ／分の範囲で導入した。ドラム２にそって
移動する基体上にコバルトおよび酸化コバルトから主と
して成る垂直磁化膜を、約５μｍ／分の速さで付着し約
３０００人の厚さに形成した。

第１表に示すようにＣｏ：Ｎ１＝１００：Ｏの場合、混
合ガスの酸素と窒素の分圧比が１００：Ｏから５０：５
０の範囲では混合ガスの流最にかかわらず全てクラック
が発生した。また酸素と窒素の分圧比が２０：８０と２
．５：９７．５の時は、クラックは発生しなかったもの
の第２．３図中の１△、２Ａおよび１Ｂ、２Ｂで示すよ
うにＨｋが２キロ工ルステツド以上のものは全て１００
０エルスデツドを越えるものであった。

なあ、第２．３図中の数字は第１表の欄に記入した数字
に対応する（後述の第４図〜第９図中の数字の場合も同
様）。

Ｈｋが２キロ工ルステツド以上のものについて飽和記録
の可否の判定を行なったが、いずれも飽和記録はできな
かった。

第１表 比較例２ 蒸発源にコバルトとニッケルを重量比で７０：３０にな
るように充填した以外は比較例１と同様にしてコバルト
とニッケルおよびこれらの酸化物から主とて成る垂直磁
化膜を形成した。

ＩＪられた垂直磁化膜は、第１表に示すごとく混合ガス
の酸素と窒素の分圧比が１００：０および７０：３０で
は全てクラックが発生した。酸素と窒素の分圧比が５０
　：　５０．２０：８０．２．５：９７．５ではいずれ
もクラックは発生しなかったが、第２．３図の３Ａ、３
Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに示すようにト１゜よが１
０００エルステツド以下でかつＨｋが２キロエルステッ
ド以上のものは１ｑられなかった。

１−１ｋが２キロエルステッド以上のものについて飽和
記録の可否の判定を行なったか、いずれも飽和記録はで
きなかった。

実施例１ 蒸発源にコバルトとニッケルを重量比で５５＝４５にな
るように充填し、また酸素と窒素の分圧比を５０：　５
０．２０：８０とした以外は比較例１と同様にしてコバ
ルト、ニッケルおよびこれらの酸化物から主として成る
垂直磁化膜を形成した。

得られた垂直磁化膜は、酸素と窒素の分圧比が５０　：
　５０のとぎは、第１表および第４．５図の６Ａ、６Ｂ
に示すように、混合ガスの流ωが０゜２から０．７ｆｆ
／分の範囲でＨ６上≦１０００エルステッドかつＨｋ、
Ｔｈ２キロエルステツドが得られた。分圧比か２０：８
０のとぎは第４．５図の７Ａ、７Ｂに示すように流量が
０．２から０．７α／分の範囲でＨ６ｉ、≦１０００エ
ルステッド、Ｈｋ≧２キロエルステッドが１ｑられた。

また、これらにはクランクは見られなかった。

１−１ｋが２キロエルステッド以上でＨ６土が１０００
エルステツド以下のものについて飽和記録の可否の判定
を行なった。ＨＣＬが１０００エルステツド以下ではい
ずれも飽和記録ができた。Ｈｏ工が８００エルステツド
を越すと、飽和記録するには１００ｍＡとかなり大ぎい
記録電流が必要であった。

比較例３ 酸素と窒素の分圧比を１００：○、７０：３ｏ、２．５
：９７．５とした以外は実施例１と同様にしてコバルト
とニッケルおよびこれらの酸化物から主として成る垂直
磁化膜を形成した。

得られた垂直磁化膜は、第１表に示すごとく酸素と窒素
の分圧比が１００：○、７０：３ｏのときは、全てクラ
ックが発生した。分圧比が２．５：９７．５のときは第
４．５図中の８ハ、８Ｂに示すようにＨ６，＜１００Ｏ
Ｉ／レスチツト、ト１に≧２キロエルステッドを満足す
るものは１９られながった。

実施例２ 蒸発源にコバルトとニッケルを重量比で４５：５５にな
るように充填し、また酸素と窒素の分圧比を５０　：　
５０および２０：８０とした以外は比較例１と同様にし
てコバルト、ニッケルおよびこれらの酸化物から主とし
て成る垂直ｒ４１　（ｔｌ　Ｈ’ｊｉを形成した。

得られた垂直磁化膜は、酸素と窒素の分圧比が５０　：
　５０および２０：８０のどららの場合も、第１表およ
び第６．７図中の９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂに示すよ
うに混合ガスの流量が０．２Ｊ２／分から０．６ρ／分
の範囲でＨｃ工≦１０００エルステッド、Ｈｋ≧２キロ
エルステッドが得られた。

またこれらにはクラックはなかった。

Ｈｋが２キロ工スルテツド以上のものについて飽和記録
の可否の判定を行なったが、いずれも飽和記録ができた
。

比較例４ 酸素と窒素の分圧比を１００：０１７０：３０．２．５
：９７．５とした以外は実施例２と同様にしてコバルト
とニッケルおよびこれらの酸化物から主として成る垂直
磁化膜を形成した。

得られた垂直磁化膜は、酸素と窒素の分圧比が１００：
０および７０：３０のときは全てクラックが発生した。

分圧比が２．５：９７．５のときは第６．７図中の１１
Ａ、１１Ｂに示すようにＦＩＣ上＜１０００エルステツ
ド、ＨｋΣ２キロエスルデッドを′ａ足するものは得ら
れなかった。

比較例５ 蒸発源にコバルトとニッケルを重量比で３０ニア０にな
るように充填した以外は比較例１と同様にしてコバルト
、ニッケルおよびこれらの酸化物から主として成る垂直
磁化膜を形成した。

ｊｑられた垂直磁化膜は、混合ガスの酸素と窒素の分圧
比が１００：○および７０：３０では、全てクランクを
生じた。分圧比が５０　：　５０．２０：８０．２．５
：９７．５ではクラック１は発生しなかったものの第８
．９図中の１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ、
１４Ｂに示したようにト１には全て２キロ工ルステツド
未満でめった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する際、使用される装置の一例を
示す概略図で、５は蒸発源、８はガス導入のだめのバリ
アプルリークバルブ、１０は基体である。 第２図、第４図、第６図および第８図はそれぞれガス流
量と垂直磁化膜の膜厚方向の保磁力（Ｈ６工）の関係を
説明する図、第３図、第５図、第７図および第９図はそ
れぞれガス流最と垂直磁化膜の膜厚方向の磁気異方性（
Ｈｋ　）の関係を説明する図である。 特許出願人　　東　し　株　式　会　社手１図 第１図 第３仄 ７’７１１ス＞１量（’Ｉ／ｍ１ｎ） 竿６万 力・・ス〕有、量（１／ｒｎｉｈ） 峯′７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上にコバルト、ニッケルおよびこれらの酸化
   物から主として成る膜厚方向に磁気異方性を有する垂直
   磁化膜を備えた垂直磁気記録媒体であって、該垂直磁化
   膜に含まれるコバルトおよびニッケルが原子個数比で５
   ５：４５から４０：６０の範囲にあることを特徴とする
   垂直磁気記録媒体。
2. （２）基体上にコバルト、ニッケルおよびこれらの酸化
   物から主として成る膜厚方向に磁気異方性を有する垂直
   磁化膜を真空析出法により形成する垂直磁気記録媒体の
   製造方法において、該コバルトおよびニッケルを原子個
   数比で５５：４５から４０：６０の範囲で蒸発させつつ
   基体に垂直方向に入射させるとともに、該入射部近傍の
   雰囲気を、酸素と化学活性の低いガスからなり、かつそ
   の分圧比を６０：４０から５：９５の範囲に保持するこ
   とを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。