JPS63237210A - 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、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等を主体とする強磁性膜を
磁性層とする磁気記録媒体に関するものであり、特にそ
の磁気特性の改良に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、強磁性膜を磁性層とする磁気記録媒体におい
て、 前記強磁性膜中に非磁性金属又は非磁性金属酸化物、あ
るいはこれら両者を膜厚方向に濃度分布が略一様となる
ように拡散せしめることにより、磁気特性、特に角形比
の向上を図り、抗磁力分布の抑制を図ろうとするもので
ある。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、記録密度の向上が大きな課
題であり、従来広く用いられている塗布型の磁気記録媒
体に代わり、強磁性膜を磁性層とする磁気記録媒体（以
下、薄膜型磁気記録媒体と称する。）の使用が検討され
ている。

この薄膜型磁気記録媒体は、Ｃｏ−Ｎｉ等の強磁性金属
材料を真空蒸着法等の真空薄膜形成技術により基体上で
薄膜化し磁性層を形成するようにしたもので、塗布型の
磁気記録媒体におけるように非磁性の高分子結合剤が用
いられていないことから高い残留磁束密度が得られ、ま
たその強磁性膜を極めて薄く形成することができること
から高出力且つ短波長応答性に優れるという利点を有す
るものである。

ところで、前述の薄膜型磁気記録媒体では、例えばＣｏ
−Ｎｉ等の強磁性金属材料を単に非磁性基体上に蒸着し
ただ）すでは抗磁力を確保することが難しいことから、
斜め蒸着法により強磁性膜を形成するのが一般的である
が、この場合蒸着効率が低いことが生産性の点で問題と
なっている。

あるいは、特にコンピュータ等の記（ｌ媒体として広く
用いられているディスク状の磁気記録媒体では、前述の
斜め蒸着法による強磁性膜の配向性が問題となる。例え
ば磁気テープのような長尺状の磁気記録媒体ではある程
度配向を有していてもあまり支障はないが、ディスク状
の磁気記録媒体では、強磁性膜に配向性があると再生出
力のエンベロープ波形のモジュレータぢンが大きくなる
。

そこで本願出願人は、先に特開昭６１−２０４８３１号
公報等において、低融点金属（非磁性金属）をあらかじ
め膜付けした後、強磁性金属材料を略垂直方向から真空
蒸着法により膜付けした磁気記録媒体を提案した。この
磁気記録゛媒体は、蒸着効率や配向性等の点で良好な特
性を示し、また必要な抗磁力も確保される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、データ記録等に利用されるディジタル磁気記
録技術の分野において使用される磁気記録媒体には、高
い角形性が要求されることは言うまでもない。これは同
時に、抗磁力分布が揃っていることを意味し、磁気記録
媒体開発の努力の大部分は、これらの特性を向上させる
ことに傾けられることは想像に難くない。

かかる観点から見たとき、前述の磁気記録媒体でも未だ
充分なものとは言い難く、より一層の改良が望まれる。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたも
のであって、良好な抗磁力分布を有し、角形性に優れた
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〕

本発明者は、抗磁力分布に優れた磁気記録媒体を開発せ
んものと長期に亘り鋭意研究を重ねた結果、強磁性膜中
の非磁性金属の分布状態が重要であることを見出し本発
明を完成するに至ったものであって、基体上に形成され
た強磁性膜中に非磁性金属及び／又は非磁性金属酸化物
が膜厚方向に濃度分布が略一様となるように拡散された
ことを特徴とするものである。

本発明の磁気記録媒体において、磁性層となる強磁性膜
を構成する強磁性金属材料としては、通常この種の媒体
に用いられるものがいずれも使用でき、例えばＦｅ＋Ｃ
ｏ＋Ｎｉ等の金属、あるいはＣｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｇ
ｏ合金＋　Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−８合金
、　Ｃ。

−Ｎｉ−Ｆｅ−８合金、さらにはこれらにＣｒ、八Ｉ、
　Ｐｔ＋　Ｔａ＋　Ｗ＋Ｖ等の金属元素を添加したもの
等が挙げられる。

一方、上記強磁性膜中に拡散される非磁性金属としては
、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｐｂ＋Ｓｎ＋Ｇａ＋　Ｉｎ＋ｃｄ、Ｇｅ
、Ｓｉ、Ｔ１等が挙げられる。

上記強磁性膜中には、上記非磁性金属またはこれら非磁
性金属の酸化物、あるいはこれら非磁性金属と非磁性金
属酸化物の両者が拡散しており、その濃度分布は膜厚方
向で略一様となっている。

ただし、濃度分布が一様といっても、これら非磁性金属
が強磁性膜中に固溶しているわけではなく、例えばＣｏ
−Ｎｉ結晶粒の粒界に非磁性金属が偏在した形になって
おり、全体として見たときに濃度分布が膜厚方向で略一
様となっているのである。ここで、強磁性膜を構成する
強磁性金属材料の結晶粒の大きさくいわゆるグレインサ
イズ）としては、数１０〜２００人の範囲であることが
好ましい。あまりグレインサイズが大きすぎると、結晶
粒が多（ｆｉ区粉粒子なり、磁気的相互作用が大きくな
って抗Ｅ１１力が小さくなる。

前述のような膜構造とするには、予め非磁性金属の下地
膜を形成した後、この上に強磁性膜をスパッタ法により
被着形成すれば良い。なお、強磁性膜の膜厚としては、
実用的には１００〜３０００人程度の範囲で程度、４０
０〜１０００人の範囲であることが好ましい。

強磁性膜のスパッタに際しては、その条件が重要で、ス
パッタ条件を調整することによって良好な抗磁力分布が
得られ、電磁変換特性も蒸着法によるものよりも優れた
ものとなる。

例えば、スバンタ時の基体温度は、１５０℃以上である
ことが望ましく、１５０℃未満では所定の拡散が起こら
ず、得られる強磁性膜の磁気特性が劣化する。特に、抗
磁力を確保することが難しい。

また、投入電力は、１００ＯＷ　／６２．５ａａ以上で
あることが好ましい。投入電力が１００ＯＷ／６２．５
−以上であれば、前述のような膜構造が形成される。こ
れに対して、投入電力が１００ＯＷ／６２．５−未満で
あると、スパッタ粒子の持つエネルギーが小さいために
、充分な拡散が起こらず、非磁性金属の濃度が基体側で
高い分布となり、やはり所定の磁気特性を確保すること
は難しい。

スパッタ圧力（Ａｒガス圧）は、正常なスパッタが行わ
れる圧力であれば良く、通常はＩ　Ｘ１０”Ｐａ以下に
設定される。また、このスパッタ圧力は、スパッタ方式
によっても若干異なり、例えばＲＦスパッタでは、１０
−　”　〜１０−　’　Ｐａ程度に、ＤＣスパッタでは
１０−Ｉ〜ＩＰａ程度に設定される。

一方、非磁性金属の下地膜は、スパッタ法や真空蒸着等
の手法により４０〜１００人程度の膜程度形成すれば良
いが、やはりスパッタ法により形成することが好ましい
。

なお、非磁性金属を被着した後に装置の真空を破ると、
非磁性金属膜の表面が酸化され、先の拡散が抑制される
虞れがあるので、強磁性膜をスパッタにより被着するま
で真空度を保つことが好ましい。

上述の方法により、強磁性膜中に非磁性金属が拡散され
、Ｃｏ−Ｎｉ結晶粒の粒界に非磁性金属が偏在した膜構
造が形成される。この場合、非磁性金属の下地膜を残す
ところなく拡散することが好ましいが、この下地膜が若
干残存しても差し支えない。また、面内方向での非磁性
金属の分布状態は、やはり略一様であることが望ましい
が、必ずしもそうである必要はない。

ところで、前記膜構造を形成する手法としては、前述の
ように非磁性金属膜を下地としてその上に強磁性膜をス
パッタする方法の他、非磁性金属と強磁性金属材料とを
同時にスパッタあるいは蒸着する方法も考えられるが、
この場合には非磁性金属（例えばＢｉ）と強磁性金属（
例えばＣｏ−Ｎ１）とが単純に混合しているだけとなり
、磁気的に見ると抗磁力の確保が難しくなる。

本発明は、テープ状媒体、ディスク状媒体等、あらゆる
種類の磁気記録媒体に応用されるものであるが、特にデ
ィスク状の磁気記録媒体に適用したときにその効果は大
きい。

また、前述の膜構造を有する強磁性膜が形成される非磁
性の基体としては、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、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイ
ミド等に代表されるようにな可撓性を有する高分子基体
や、ガラス、アルミニウム等の軽金属（合金も含む）、
シリコン等の剛性基体等が挙げられる。特に、剛性基体
を使用して所謂ハードディスクとする場合には、表面に
激細な凹凸が形成された基体を使用することが好ましい
。例えば、クロム酸アルマイト基板のように、表面に直
径０．１μｍ以下程度、深さ０．０３μｍ以下程度め凹
部が形成された基体を用いた場合には、表面の微細構造
により強磁性膜が磁気的に微細化され、高ＳＮ比が得ら
れる。

なお、本発明の磁気記録媒体は、前述の基体及び強磁性
膜を主体とするものであるが、必要に応じて従来公知の
バックコート層、下地層、トップコート層（潤滑剤や防
錆剤等を含む。）を適宜形成してもよく、さらにハード
ディスクとする場合には、カーボン保護膜等の硬質保護
膜を形成してもよい。

〔作用〕

強磁性膜（例えばＣｏ−Ｎｉ膜）が非磁性金属（例えば
Ｂｉ）からなる下地膜上にスパッタされるとき、基体温
度が高（Ｂｉ膜が活性で動き易くなっているため、Ｂｉ
原子はＣｏ−Ｎｉ膜中に拡散していく。拡散は、Ｂｉ原
子が大きいために、Ｃｏ−Ｎｉ格子中を拡散していくの
ではなく、膜の欠陥１例えばグレインバウンダリー等の
構造的に弱いところに移動していく。

したがって、旧は、Ｃｏ−Ｎｉ膜の結晶粒界に偏在した
形になる。簡単に言えば、拡散するＢｉ原子はＣｏ−Ｎ
ｉ膜の構造的欠陥に侵入して、Ｃｏ−Ｎｉ膜を微細な結
晶粒に分離してしまう。

その結果、磁気的な観点から見ると、強磁性Ｃ。

−Ｎｉ粒は、非磁性Ｂｉにより分離されてしまっている
ために、磁気的相互作用が弱くなり、粒子間相互作用の
弱い微粒子的な振る舞いをする。また、Ｃｏ−Ｎｉ結晶
粒は、単磁区粒子まで微細化されているため、抗磁力が
大きくなっていると考えられる。

これに対して、強磁性膜と非磁性金属とを同時蒸着ある
いは同時スパッタすると、膜の生成当初からＢｉとＣｏ
−Ｎｉの濃度分布は均一になっている。

そのために、Ｂｉが拡散する要因がなり（濃度も熱も均
一）、結果としてＢｉはＣｏ−Ｎｉと単純に混合してい
るだけとなる。そして、Ｃｏ−Ｎｉ結晶粒は単磁区粒子
よりも大きい多磁区粒子となっているために、抗磁力は
小さくなっている。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明す
る。なお、本発明がこの実施例に限定されるものでない
ことは言うまでもない。

尖嵐± 外径９５１．内径２５龍のドーナツ状のＮ１−Ｐメッキ
アルミ基板を用い、基板加熱温度１６０℃、アルゴンガ
ス圧４　Ｘｌ０−’Ｐａの条件下で、８４下地膜、Ｃｏ
−Ｎｉ膜、カーボン保護膜の順にスパッタ法により成膜
した。なお、Ｂｉ下地膜の膜厚は５５人、Ｃｏ−Ｎｉ膜
の膜厚は５５０人、カーボン保護膜の膜厚は３５０人で
あり、Ｃｏ−Ｎｉ膜の膜組成としてはＣｏ６５原子％、
　Ｎｉ３５原子％とした。

ル較炭 先の実施例と同様の基板を用い、真空蒸着機中。

基板加熱温度１６０℃で、８１下地膜（膜厚５５人）、
ｃｏ−Ｎｉ膜（膜厚５５０人）、カーボン保護膜（膜厚
３５０人）の順に成膜した。

これら実施例及び°比較例の磁気ディスクについて、そ
れぞれ静磁気特性を測定した。測定した静（ｎ気持性は
、抗磁力Ｈｃ、角形比Ｒｓ、抗磁カ角形比Ｓ１．残留磁
化ｍｒ、飽和磁化ｍ、である。なお角形比Ｒｓ及びＳ９
については、第２図に示すＨｅ、Ｈ，、ｍ、及びｍ、の
値に基づいて次式に従って求めた。

Ｒｓ　＝　−Ｘ　１００　　（％）　　　・・・ｆｉ＋
ｍ露 Ｈ。

結果を第１表に示す。

（残留磁化及び飽和磁化は、単位面積当たりの値）さら
に、以下の条件で電磁変換特性を測定した。

電磁変換特性は、外径部（ＯＤ：９０φの位置）及び内
径部（ＩＤ：５６φの位置）についてそれぞれ測定した
。

テストヘッド：ミニコンポジントタイプヘソドトランク
幅Ｔｗ　：　１８μｍ ギャップ長　：１μｍ ヘッド浮上量：　０．３５μｍ 速度ｖ：ｌＯｍ／ｓｅｃ なお、外径部ＯＤでの記録電流は５６ｍＡｐ−ｐであり
、内径部ＩＤでの記録電流は４０ｍＡｐ−ρである。測
定手順としては、先ず１．２５ＭＩＩｚ　（Ｌ　Ｆ　）
の信号を記録して平均再生出力Ｔ　Ａ　Ａ　（Ｔｒａｃ
ｋ　Ａｖｅｒａｇｅｄ　Ａｍｐｌｉｄｅ　）を求め、次
いで２．５ＭＨｚ（２Ｆ）の信号を記録して平均再生出
力ＴＡＡを求め、次式に従ってＲＥＳｆｃ：！出した。

、結果を第２表に示す。

第２表 これら第１表及び第２表より、二種類の磁気ディスクの
静磁気特性及び電磁変換特性の相違が明らかなものとな
った。特に、スパッタ法により強磁性膜を被着した実施
例では、電磁変換特性（ＲＥＳ）が著しく向上していた
。

また、これらの差が膜構造の違いによるものか否かを調
べるため、オージェ分析により膜の厚み方向の元素分析
を行った。その結果、スパッタ法により強磁性膜を被着
したものでは、第１図に示すように、強磁性膜のＣｏ＋
Ｎｉ＋Ｂｔの濃度は膜の厚み方向でほぼ一定であった。

このことから、スパツタ層のほうが膜の厚み方向の組成
が均一であるために、膜の磁気特性も揃っているものと
考えられさらに、強磁性膜の等方性高抗磁力の原因を明
らかにするために、透過電子顕微鏡観察等により膜の構
造解析を行った。その結果、強磁性膜の膜構造は、第３
図に示すように、Ｃｏ−Ｎｉ結晶粒（１）の間に非磁性
で非晶質の旧（２）　（酸化物を含む。〕が拡散したも
のであることが判明した。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
強磁性膜中に非磁性金属を膜厚方向で濃度分布が略一様
となるように拡散せしめているので、膜の抗磁力分布が
小さなものとなり、磁気特性、特に角形比に優れ、また
電磁変換特性に優れた磁気記録媒体を提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の強磁性膜についてオージェ分析により
測定した膜厚方向の濃度分布を示す特性図、第２図は測
定した磁気特性を説明するための磁化曲線を示す特性図
、第３図は実施例の強磁性膜の膜構造を示す模式図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体上に形成された強磁性膜中に非磁性金属及び／又は
   非磁性金属酸化物が膜厚方向に濃度分布が略一様となる
   ように拡散されたことを特徴とする磁気記録媒体。