KR900006482B1 - 수직자기기록매체 - Google Patents
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Description
제 1 도는 본원 발명의 일시시예에 있어서의 수직자기기록매체를 나타낸 단면도.
제 2 도는 본원 발명의 다른 실시예에 있어서의 수직자기기록매체를 나타낸 단면도.
본원 발명은 수직기록방식에 적합한 자기기륵매체에 관한 것이다. 수직자기기록방식은 기록매체막면에 수직방향으로 기록을 행하는 것이며, 고밀도 기록시의 각 비트내의 반자계(反磁界)가 작기 때문에 기록밀도를 높이는데 적합한 방식이다. 이 목적을 위해 사용되는 자기기록매체로서는 Co-Cr, Co-V, Co-Mo, Co-W, Co-Re, Co-O, Co-Cr-Rh, Co-Cr-Ru, Co-Ni-O막 등의 Co기 합금막이 있다. 이를 Co기 합금은 모두 h. c. p의 결정구조를 가지며, 박막을 형성하는 미결정립이 C축 배향(配向)하기 쉽다고 하는 특징을 갖는다. 자기기록 특성을 높이기 위해서는 이들 박막의 C축 배향도를 높일 것이 필요하다.
현재 사용되고 있는 수직자기기록매체는 비자성기판상에 직접, 또는 퍼멀로이(Ni를 주성분으로 하는 Ni-Fe합금이며, 투자율이 높다)등의 연자성박막을 통해 상기 Co기합금막을 부착시킨 것이다. 비자성기판으로서, 폴리이미드 또는 폴에틸렌테레프탈레이트 등의 플라스틱필름류, Al, 유리판 등의 사용되고 있다. 이들 기판상에 Co기합금막을 형성할 경우, 기판과의 밀착성이 좋고, 더구나 C축 배향도가 좋은 Co기합금막을 형성하지 않으면 안된다. 그러나 Co기합금막을 플라스틱필름이나 유리잔에 직접 증착법으로 부착했을 경우는 부착강도가 충분하지 않으며 Co기합금막이 기판에서 박리하기 쉽고, 또 C축 배향성도 기판의 청전도의 미묘한 차에 의해 분균일해진다고 하는 문제점이 있다. 또 Co 기합금막을 A1등의 금속기판 또는 퍼멀로이 등의 연자성금속막상에 부착시킬 경우는 본바탕 금속의 결정배향이 그위에 부착되는 Co기합금의 C축배향도에 나쁜 영향을 미친다. 예를 들면 Al, 퍼멀로이는 f, c, c의 결정구조를 갖지만 f, c, c구조의 (111)면이 기판면에 평행할 수록 그위에 부착되는 Co기 합금의 C축 배향도도 좋다는 것이 알려져 있다. 그러나 실제의 기판 또는 연자성금속박막의 (111)면의 기판면에 대한 평행성은 그다지 좋지 않기 때문에, Co기 합금의 C축 배향도가 플라스틱이나 유리기판에 부착했을 경우보다도 나빠진다고 하는 문제점이 있다. 또한 일본국 특허공개공보, 특개소 56-700618호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 6방정(六方晶)의 결정 구조를 갖는 물질의 C욱이 기판표면에 수직으로 배향하도록 형성한 기판상에 Co-Cr합금막을 형성하면 Co-Cr합금막의 C측 배향도가 개선된다. 그러나 이 경우도 본 바탕의 6방정구조의 물질의 결정배향이 문제가 되므로 Co기 합금의 특성은 본 바탕막의 결정 배향성에 좌우되게 되어 바람직하지 못하다. 이 기술은 다음의 일본국 특허공개공보, 특개소 56-70618호 및 일본국 특허공고공보, 특공소 58-91호에 기재되어 있다.
본원 발명의 목적은 상기 종래기술의 난점을 해소하고, 플라스틱이나 유리 등의 비금속기판을 사용할 경우에 있어서는 그 위에 부착하는 Co기 합금막과의 부착강도를 향상시키며, 또한 Co기 합금막의 C축 배향도의 향상을 가능하게 하고, Al등의 금속기판 및 연자성 금속막상에 부착할 경우에 있어서는 Co기 합금막의 C축 배향도를 개선한 수직자기기록매체를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명의 수직자기기록 해제는 기판상에 Si 밋 Ge로 이루어지는 군에서 선택한 최소한 1원소를 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이 중간층상에 Co기 합금으로 이루어지는 수직자화막을 형성하여 이루어지는 것이다. 본원 발명자들의 실험에 의하면, Co기 합금의 부착에 앞서서 기판상에 반금속인 Si, Ge, 또는 그 합금박막으로 이루어진 중간층을 형성하며, 이어서 Co기합금막을 부착했을 경우에 C축 배향성이 좋은 막이 재현성 좋게 얻어진다는 것을 알 수 있었다. Si, Ge 또는 그 합금박막을 부착했을 경우의 Co기 합금의 C축 배향 또는 기판의 종류에 의하지 않으며, 거의 일정한 양호한 값으로 되는 경향이 있었다. 이 경향은 증착법, 스패터법, 이온빔스패터법의 어느 것에서도 볼 수 있었다. 따라서 중간층 및 Co기 합금막의 형성에는 이들의 어느 박막피착방법도 사용할 수 있다. 또 플라스틱이나 유리등의 비금속재료의 기판상에 Co기 합금을 부착할 때, 양자 사이에 Si, Ge, 또는 그 합금의 층을 형성함으로써 부착 강도가 향상하며, Co기 합금막의 박리 또는 균열밭생의 방지에 유효하다는 것을 알았다. 그리고 Si등 중간층의 부착과 Co기합금 막의 부착은 동일진공장치내에서 연속해서 행하는 것이 바람직하다. 중간층을 부착하고 나서 대기에 노출시키면 그 표면이 산화되거나 오염되거나 하기 때문에 Co기합금막의 C축 배향도가 악화하게 된다.
본원 발명에 있어서의 Si 및/또는 Ga를 주성분으로 하는 중간층막은 Co기합금형성을 위한 새로운 기판표면을 형성하며, 또한 C축 배향성이 좋은 막을 얻기 위해 바람직한 성질을 갖고 있는 것이다. 이와 같은 중간층을 설치하는 것을 플라스틱, 유리, Al, 퍼멀로이등의 거의 모든 기판재료상에 재현성 좋고 C축 배향성이 좋은 Co기합금막을 형성하는데 매우 유효하다.
그리고 상기 재료의 중간층이 막두께가 100Å 미만일 때는 기판 재료의 영향의 제거가 불충분해지므로, 10Å이상으로 하는 것이 필요하다. 상술한 효과는 중간층의 막두께가 lμm이상으로 커져도 마찬가지이지만, 막형성을 위한 시간이 길어지거나 또는 플라스틱 필름상에 막을 형성할 경우는 막에 균열이 생기기 쉬워진다. 따라서, 막두께는 100Å 이상 1μm 이하가 바람직하며, 실용적으로 더욱 바람직한 막두께의 범위는 150Å 이상 1000Å이하이다.
또, 기판과 수직자화층과의 사이에 형성하는 상기 중간층을 구성하는 재료는 S1, Ge, Si-Go합금(조성비는 특별히 제한되지 않는다)이며, 이들을 주성분으로 하여 다시 다른 원소를 가해도 좋다. Si, Ge 이외의 타원소를 가할 경우는 그 첨가량은 형성된 중간층의 결정구조가 다이어몬드구조, 비정질구조 또는 이들의 혼합조직을 유지하고 있는 범위내로 한다. 이 범위 이상의 양의 타원소를 가함으로써 결정구조가 다이어몬드구조 및 비정질구조 이외의 것을 포함하게 되면 본원 발명의 효과가 저하하여 바람직하지 못하다. 이 첨가허용량은 일반적으로는 10중량%이하의 것이 많지만, Sn와 같이 40중량% 이상에 달하는 것도 있으며, 원소에 따라 다르다. 타 원소의 첨가에 의해 예를 들면 부착성, 내식성 등을 개선할 수 있다.
또한 본원 발명에서 수직자화막의 Co기합금으로서는 수직자기기록용으로서 사용되는 것이 모두 사용되지만 특허 Co-Cr 합금(일본국 특허공고공보, 특공소 58-91호, 공보참조)이 일반적이며, 기타 V, Mo, W, Re, O, Cr-Rh, Cr-Ru, 또는 Ni-O를 포함하는 Co합금 등이 알려져 있다.
그리고, Co기합금으로 이루어지는 수직자화막을 최소한 한 표면이 퍼멀로이 등의 연자성재료로 이루어진 기판의 이 연자성재료면상에 형성하여 이루어지는 자기기록매체가 기록재생특성이 향상에 유익하다는 것은 공지되어 있지만, 본원 발명이 이와 같은 경우에도 적용할 수 있음은 물론이다. 이 경우, Si 및/또는 Ge를 주성분으로 하는 중간층은 상기 연자성재료면상에 형성되며, 수직자화막은 이 중간층상에 형성된다.
[실시예]
플리이미드필름을 기판에 사용하여 제 1 도에 나타낸 구조의 막을 다음의 순서로 제작했다. 1×10-6Torr의 진공중에서 폴리이미드 필름으로 이루어지는 기판(1)을 150℃로 가열하고 먼저 중간층 재료로서 Si를 10Å/s의 속도로 300Å의 두께로 진공증착하여 중간층(2)을 형성했다. 이어서 동일진공용기중에서 Co-22중량%Cr을 80Å/s의 속도로 5000Å의 두께로 진공증착하여 Co기합금막(3)으로 하고, 제 1 도에 나타낸 구조를 갖는 수직 자기기록매체를 제작했다.
이하 같은 조건으로 중간층재료로서 Ge, Si-10중량% Ge, Se-2중량%Ti, Ge-1중량% Ti를 사용하여 각기 제1도에 나타낸 구조의 막을 제작했다.
비교시료로서 150t의 기판온도로 유지한 폴리이미드필름에 80Å/s의 속도로 직접 Co-22중량%Cr 막을 5000Å의 두께로 부착한 시료를 제작했다.
제 1 표에 각각의 Co-Cr막의 C축 배향도와 균열의 발생상황을 비교히여 나타낸다. C축 배향도는 Co-Cr합금의 h. c. p상(相)의 (0002)면에 의한 X선회절선의 로킹곡선반치폭(半値爆) △θ(도)에 의해 평가했다. △θ50의 값이 작을수록 Co-Cr의 C축 배향도가 좋다. 또 제 1 표에 있어서, ○표는 Co-Cr막에 균열의 발생을 전혀 볼 수 없었던 경우, X표는 균열의 발생이 약간이라도 존재했을 경우를 나타낸다.
[표 1]
제 1 표에서 명백한 바와 같이 중간층을 형성했을 경우는 △θ50의 값을 형성하지 않을 경우에 비해 개선되며, 또 균열의 발생이 없는 양질의 Co-Cr막이 얻어졌다. 자기 특성은 모두 수직자기이방성(異方性)이며, 수직 자화막이었다.
그리고 중간층은 X선화절에 의해 비정질로 인정되었다.
[실시예 2]
폴리이미드필름을 기판으로 하여 제 2 도에 나타낸 구조의 막을 다음의 순서로 제작했다. 3×10-6Torr의 진공중에서 폴리이미드 필름으로 이루어진 기판(1)을 170V로 가열하여, 먼저 연자성재료의 퍼멀로이(Ni-20중량%Fe)를 50Å/s의 속도로 4000Å의 두께로 증착하여 연자성재료막(4)으로 했다. 이어서 동일진공용기중에서 중간층재료로서 Si를 15Å/s의 속도로 500Å의 두께로 증착하여 중간층(2)을 형성하고, 다시 Co-25중량%Cr을 100Å/s의 속도로 2000Å의 두께로 증착하여 Co기합금막(3)으로서 제 2 도에 나타낸 구조의 막을 제작했다.
다음에 같은 조건으로 중간층재료로서 Ge, Si-25중량% Ge, Si-0.5중량%Ti, Ge-0.7중량%Zr을 사용하여 각기 제2도에 나타낸 구조의 막을 제작한다.
비교시료로서 170℃의 기판온도로 유지한 폴리이미드필름에 50Å/s의 속도로 퍼멀로이를 4000Å의 두께로, 이어서 100Å/s의 속도로 Co-25중량%Cr을 2000Å의 두께로 증착한 시료를 제작했다.
제 2 표에 각각의 Co-Cr막의 특성을 비교해서 나타낸다. 특성의 평가는 실시예 1과 같이 했다. 중간층을 형성함으로써 C축 배향도가 좋은 수직자기이방성을 갖는 CO-Cr막을 제조할 수 있었다.
그리고, 중간층은 X선회절에 의해 비정질이라고 인정되었다.
[표 2]
[실시예 3]
실시예 2에 있어서의 폴리이미드필름 대신 폴리에틸렌테레프탈레이트필름을 사용하여, 필름온도 110℃로 유지하여 똑같은 시료를 제작했다. △θ50치를 측정했던 바, 중간층을 형성하지 않을 경우는 △θ50=14도였던 것에 비해, 중간층을 형성했을 경우는 모두 △θ50=4∼6도의 범위이며 C축 배향성이 좋은 Co-Cr막이 얻어지고 있었다.
그리고 중간층은 X선회절에 의해 비정질이라고 인정되었다.
[실시예 4]
Al을 기판(1)에 사용하여 스패터법에 의해 제2도에 나타낸 구조의 막을 다음의 순서로 제작했다. 고주파스패터장치를 사용하여 먼저 연자성재료의 Fe-6중량% A1-10중량%S1를 Ar압력 5mTorr, 스패터의 고주파출력 4W/㎠의 조건으로 기판(1)상에 5000Å의 두께로 부착했다. 이어서 중간층(2)으로서 Si를 Ar압력 3mTorr, 스패터의 고주파출력 2W/㎠의 조건으로 600Å의 두께로 부착하고, 다시 Co-18중량% Cr을 Ar압력 3mTorr, 고주파출력 8W/㎠로 3500Å의 두께로 부착하여 제2도에 나타낸 구조를 갖는 막을 얻었다.
다음에 같은 조건으로 중간층재료로서 Ge, Si 80중량% Ge, Si-0.3중량%Ti, Ge-0.1중량% B를 사용하여 각기 같은 구조의 막을 제작했다.
비교재료로서 같은 조건으로 중간층을 생략한 막을 제작했다. 제3표중에 각각의 Co-Cr막의 특성을 비교해서 나타낸다. 중간층을 형성함으로써 C축 배향도가 좋은 수직자기이방성을 갖는 Co-Cr막을 제조할 수 있었다.
그리고, 중간층은 X선회절에 의해 비정질이라고 인정되었다.
[표 3]
[실시예 5]
기판으로서 석영유리를 사용하여, 중간층피착시의 기판온도를 400℃로 히고, 중간층에 Si 및 Ge를 사용한 것이 이외는 실시예 1과 같이 하여 (Co-Cr 합금의 피착에는 150℃의 기판온도로 했다), 수직자기기록매체를 제작하여 Co-Cr 합금막의 배향도와 균열상황을 조사했지만, 실시예 1과 같았다. 그리고, 이 경우의 중간층은 미세한(입경이 Ge는 약 2000Å이하, Si는 약 800Å이하) 다결정막이었다.
이상의 실시예에서는 Co기합금의 일례로서 Co-Cr합금의 경우에 대해 기술했지만, 다른 Co 기합금의Co-V, Co-Mo, Co-O, Co-Cr-Rh, Co-Cr-Ru등에서 중간층을 형성함으로써 C축 배향도가 향상하는 효과를 볼 수 있었다. 또 연자성재료층으로서 Fe-Si, Co-Nb-Zr합금 등 다른 재료를 사용했을 경우에도 동등한 효과를 볼 수 있었다.
그리고, 본원 발명의 수직자기기록매체의 있어서, 본 명세서중에 기재되어 있지 않은 것에 대해서는 당기술분야에 있어서의 종래의 식견을 사용해도 무방하다.
지금까지의 설명에서 명백한 바와 같이 Co기합금막의 부착에 앞서서 Si, Ge 또는 그 합금이나 이들을 주성분으로 하여 다시 다른 원소가 가해진 합금으로 이루어진 중간층을 형성해 두면, 기판 또는 본 바탕 재료의 연자성재료의 여하에 관계없이 C축 배향성이 좋은 Co합금막으로 이루어진 수직자화막을 재현성 좋게 제조할 수 있으며, 또한 기판이 비금속 재료일 경우에는 기판과 Co합금막과의 부착강도도 향상된다.
또한 본원 발명은 상술한 것에 제한되는 것이 아님은 물론이다.
Claims (10)
- 기판상에 Si 및 Ge로 이루어지는 군에서 선택한 최소한 1원소를 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 중간층을 형성하고, 이 중간층상에 Co기 합금으로 이루어지는 수직자화막을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중간층의 두께가 100Å 이상, 1μm 이하인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제2항에 있어서, 상기 중간층의 두께가 150Å 이상, 1000Å 이하인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중간층의 Si 및 Ge 이외의 원소를, 이 중간층의 결정구조에 다이어몬드구조 및 비정질구조 이외의 것이 나타나지 않는 범위의 양만큼 첨가한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 2 항에 있어서, 상기 중간층이 Si 및 Ge 이의의 원소를, 이 중간충의 결정구조에 다이어몬드구조 및 비정질구조 이의의 것이 나타나지 않는 범위의 양만큼 첨가한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 3 항에 있어서, 상기 중간층이 Si 및 Ge 이외의 원소를 중간층의 결정구조에 다이어몬드구조 및 비정질구조 이외의 것이 나타나지 않는 범위의 양만큼 첨가한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 최소한 상기 중간층을 형성하는 면이 연자성재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 2 항에 있어서, 상기 기판의 최소한 상기 중간층을 형성하는 면이 연자성재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 3 항에 있어서, 상기 기판의 최소한 상기 중간층을 형성하는 면이 연자성재료로 이루어지는 것을특징으로 하는 수직자기기록매체.
- 제 1 항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층이 10중량% 이하의 Ti, Zr, B 및 40중량%이하의 Sn으로 이루어진 군에서 선택하는 최소한 1원소를 첨가한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직자기기륵매체.
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