JPH03155606A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は薄膜型の面内磁気記録媒体の製造方法に関する
。

（従来の技術） 薄膜型の面内磁気記録媒体は、これまで使用されてきた
塗布型のものと比較して、磁性体の膜厚を薄くすること
が容易であり、かつ高保磁力及び高飽和磁化が容易に得
られることから、基本的に高記録密度媒体として適した
ものである。特に、磁性膜材料としてＣｏ系合金を用い
たものは、磁性酸化物を用いたものと比較して、飽和磁
化量が大きいことから、ヘッド端出力を大きくできると
いう利点を有している。

ところで、例えばＣｏ−Ｐｔ合金などのＣｏ系合金から
なる磁性膜を有する面内磁気記録媒体の磁気特性は、磁
性膜の構造や結晶配向性によって大きく変化する。そし
て、磁性膜の構造や結晶配向性は、成膜方法や成膜条件
によって大きく影響を受ける。このため、磁性膜の材料
組成を規定しただけでは、面内磁気記録媒体として充分
な特性を確保することができない場合が多い。

従来、Ｃｏ系合金磁性膜を有する面内磁気記録媒体とし
ては、以下のようなものが知られている。

これらの面内磁気記録媒体は、いずれも前述した磁性膜
の構造や結晶配向性を規制するために、特定の膜構成又
は製造方法を採用している。

■基板上に、Ｃｒなどからなる下地層、及びＣｏ系合金
又はＣｏ系合金に第３元素を添加した合金からなる磁性
膜を順次形成した磁気記録媒体（Ｏｐｆｅｒ　ｅｔ　ａ
ｌ、、“Ｔｈ１ｎ−ｐＨｇ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｄｉｓｃ　
Ｄｅｖｅ−ｌｏｐｍｅｎｔ　”　、　　ヒニーレットパ
ツカードジャーナル、Ｎ０ＶＥＮＢＥＩ？、１９８５）
　、　コ（７）磁気記録媒体でＣｒ下地層を用いるのは
、この下地層を設けることにより、磁性膜の保磁力を制
御することができるためである。

しかし、この磁気記録媒体のように下地層を設けること
は、製造コストを上昇させる原因となる。

■Ｎ２を含む不活性ガス雰囲気中で、スパッタ法により
、基板上に、Ｃｏ”−Ｐｔ合金又はＣｏ−ｐｔ金合金Ｎ
ｉなどの第３元素を添加した合金からなる磁性膜を形成
した後、熱処理することにより製造された磁気記録媒体
（特公昭８３−１３２５８号公報）。この方法では、磁
性膜の保磁力を向上することができる。

しかし、この方法では磁性膜を形成した後、熱処理しな
ければならず、やはり製造コストを上昇させる原因とな
る。

■微量のＮ２又は０２を含む不活性ガス雰囲気中で、ス
パッタ法により、基板上に、Ｃｏ−Ｐｔ合金又はＣｏ−
Ｐｔ合金にＮｉなどの第３元素を添加した合金からなる
磁性膜を形成した磁気記録媒体（特開平！−１４４２１
７号公報）。この方法でも、磁性膜の保磁力を向上する
ことができる。また、この方法では、Ｃｒ下地層を設け
なくてもよく、しかもスパッタ法による膜形成後に熱処
理を行わなくてもよいので、コスト上昇を招くことがな
く、工業上大きなメリットがある。

ただし、金属磁性膜には腐食という欠点があるため、耐
食性を改善することが要望されている。

前述したＣｏ−Ｐｔ系合金では、Ｃｒを添加すれば、Ｃ
ｒを添加しない場合と比較して、耐食性が大幅に向上す
る。

しかし、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなる磁性膜を従来
の方法で成膜すると、Ｃｒの添加量が多い場合には、Ｃ
ｒを添加しない場合と比較して、磁気特性の低下が著し
い。また、この磁性膜は、Ｃｒの添加量が少ない場合で
も、同一のスパッタ条件を用いたとしても、スパッタ装
置に依存して磁気特性が変化し、所望の磁気特性が得ら
れるとは限らない。特に、高速で成膜する場合には、所
望の磁気特性が得られなくなる傾向が顕著に現れる。

ここで、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなる磁性膜の磁気
特性は、その磁化容易軸であるＨＣＰ相［０００１］軸
（Ｃ軸）の配向性と関係がある。すなわち、磁気特性の
低下した膜では、Ｃ軸が膜面に垂直に配向し、角型比が
小さくなっている。現在までのところ、−船釣に材料、
スパッタ装置、スパッタ条件と、結晶配向性との関係を
詳細に説明できる理論は存在していない。したがって、
現在の技術では、成膜される磁性膜の特性まで完全に見
積もってスパッタ装置を設計することもできない。

（発明が解決しようとする課題） 前記のように従来技術では、Ｃｒなどからなる下地層を
設けず、かつ成膜後の熱処理を行わずに、耐食性に優れ
たＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなる磁性膜を成膜しよう
とする場合、使用するスパッタ装置によっては、面内磁
気記録媒体として適した磁気特性を有する磁性膜が得ら
れない場合があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、使用するスパッタ装置の影響を受けずに、所
望の磁気特性を有するＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなる
磁性膜を成膜でき、良好な特性を有する面内磁気記録媒
体を製造できる方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明の磁気記録媒体の製造方法は、不活性ガス中にＮ
２及び０２のうち少なくとも１種をガス分圧０．１−１
５％の範囲で含有する雰囲気中で、スパッタ法により、
基板上に、 Ｃｏ　ｒ−ｘ−ｖ　Ｐ　ｔ　ｘ　Ｃｒ　ｙ（ただし、０
．１５＜　Ｘ≦０．３５、ｏ＜ｙ≦０．１５）なる組成
の磁性膜を形成することを特徴とするものである。

本発明において、基板の材質は非磁性であれば特に限定
されず、金属系、ガラス系、有機フィルムのいずれでも
よい。

本発明において、使用されるスパッタ装置は限定されず
、どのようなスパッタ装置を用いてもよい。スパッタ時
の雰囲気としては、Ａｒ、Ｘｅなどの不活性ガス中にＮ
２及び０２のうち少なくともＩＮをガス分圧０．１−１
５％の範囲で添加したガスが用いられる。ターゲットと
しては、通常、成膜しようとする目的の磁性膜に近い組
成を有する合金が用いられる。ただし、合金成分のうち
ｐｔはＣＯ％　Ｃｒに比べてスパッタ効率が高いので、
ターゲットとしては目的とする磁性膜よりもｐｔが少な
い合金を用いることが望ましい。

本発明において、スパッタ時の雰囲気として、不活性ガ
ス中にＮ２及び０２のうち少なくとも１種をガス分圧０
．１〜１５％の範囲で添加したガスを用いるのは、以下
のような理由による。すなわち、Ｎ２及び０２のうち少
なくとも１種の分圧が０．１％未満の場合には、Ｃｏ−
Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなる磁性膜のＨＣＰ相Ｃ軸が膜面
に対して垂直方向に向きやすくなる。一方、Ｎ２及び０
２のうち少なくとも１種の分圧が１５％を超えると、Ｆ
ＣＣ層が多く発生し、保磁力が小さくなる。不活性ガス
中のＮ２及び０２のうち少なくとも１種のガス分圧は１
〜１０％の範囲であることがより好ましい。

本発明において、成膜される磁性膜の組成をＣｏ１−Ｘ
−Ｙ　Ｐ　ｔｘＣｒＹ （ただし、０．１５＜　Ｘ　≦ＯＪ５、Ｏ＜　Ｙ　≦Ｏ
，ｆ５）としたのは、以下のような理由による。すなわ
ち、ｐｔが１５ａｔ％以下では、結晶配向が適していて
も粒径が小さくなりすぎ、保磁力が小さくなる。−方、
ｐｔが３５ａｔ％を超えると、ＦＣＣ層が多く発生し、
保磁力が小さくなり、磁気記録媒体として不適である。

また、Ｃｒが含まれないと磁性膜の耐食性が不充分とな
る。一方、ＣｒがＬ５ａｔ％を超えると、磁化量が低下
して、高出力と高記録密度とを両立させることができな
い。

本発明方法によれば、スパッタ時の雰囲気を規定したこ
とにより、Ｃｒなどからなる下地層を設けず、かつ成膜
後の熱処理を行わなくとも、使用するスパッタ装置に依
存せずに、耐食性に優れたＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金から
なり、面内磁気記録媒体に適した磁気特性を有する磁性
膜を成膜することができる。また、どのようなスパッタ
装置を使用した場合でも、磁性膜の磁気特性のばらつき
を少なくすることができる。特に、マグネトロンスパッ
タ装置のように比較的低圧力で高速に成膜できる装置を
用い、Ｃ「含有量が多く耐食性に優れた磁性膜を成膜で
きる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

実施例Ｉ ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、所定の基板の両
面に、 Ｃｏ　ｏ、ｓ　Ｐ　ｔ　Ｏ，Ｉ７Ｃｒ　ｏ、ｏ３なる組
成を有する、膜厚５００人の磁性膜を形成した。

基板としては、ＮｉＰメツキＡｇ１ガラス又はポリイミ
ドフィルムからなる円盤状のものを用いた。基板温度は
、室温又は２５０℃に設定した。スパッタ時の雰囲気と
しては、Ａｒガス中に分圧で０％、１％、２．５％、５
％、１５％のＮ２ガスを含有するガスを用いた。スパッ
タ時のガス圧力は、０．１〜２Ｐａに設定した。

これらの条件で製造された磁気記録媒体について、角型
比及び保磁力を測定した。代表的な磁気記録媒体として
、ＮｉＰメツキＡＩ基板を用い、基板温度室温、圧力０
．ｌａという条件で製造された磁気記録媒体を選定し、
スパッタ時の雰囲気ガス中のＮ２ガスの分圧と、角型比
及び保磁力との関係を第１表に示す。

第１表の結果、及びその他の条件で製造された磁気記録
媒体についての結果（表示せず）から、以下のことが判
明した。すなわち、スパッタ時の雰囲気ガス中のＮ２分
圧が０％（１００％Ａｒ）の場合には、基板の種類、基
板温度、スパッタ圧、磁性膜の膜厚を変化させても、磁
性膜の角型比Ｓは０．２〜０．５であり、面内磁気記録
媒体としては不適であった。これに対して、スパッタ時
の雰囲気としてガス分圧１−１５％の範囲でＮ２を添加
したＡｒガスを用いた場合には、磁性膜の角型比Ｓが０
．６５以上となり、大幅な改善が認められた。

また、各条件で製造された磁気記録媒体について、Ｘ線
回折により磁性膜の結晶配向性を評価した。その結果、
スパッタ時の雰囲気として１００％Ａｒを用いた場合に
は、ＨＣＰ相の（００２）反射が非常に強く、Ｃ軸が膜
面に対して垂直方向に向いていることが確認された。こ
れに対して、スパッタ時の雰囲気としてガス分圧１〜１
５％の範囲でＮ２を添加したＡｒガスを用いた場合には
、ＨＣＰ相の（００２）反射が弱いか、又は消失してお
り、結晶配向性が改善されたため、角型比Ｓが向上した
ものと判断された。

そして、本発明方法で製造された磁気記録媒体の電磁変
換特性を測定したところ、従来の方法（スパッタ時の雰
囲気が１００％Ａｒ）で製造されたものと比較して、出
力、Ｉ）ｓｏともに優れていた。

実施例２ ＲＦスパッタ装置を用い、所定の基板の両面に、Ｃｏｔ
−Ｘ−Ｙ　Ｐ　ｔｘＣｒｙ で表わされる種々の組成を有する、膜厚５００人の磁性
膜を形成した。

基板としては、ＮｉＰメツキＡｌ、ガラス又はポリイミ
ドフィルムからなる円盤状のものを用いた。基板温度は
、室温又は２５０℃に設定した。スパッタ時の雰囲気と
しては、Ａｒガス中に分圧で０％、１％、２．５％、５
％、１５％のＮ２ガスを含有するガスを用いた。スパッ
タ時のガス圧力は、０．１〜３Ｐａに設定した。

これらの条件で製造された磁気記録媒体について、角型
比及び保磁力を測定した。代表的な磁気記録媒体として
、ＮｉＰメツキＡ、Ｑ基板（基板温度は室温）上に、０
．６Ｐａの圧力で成膜されたＣｏｏ、？　　Ｐ　ｔｏ、
２Ｃｒｏ、ｔ。

なる組成の磁性膜を有する磁気記録媒体を選定し、スパ
ッタ時の雰囲気ガス中のＮ２ガスの分圧と、角型比及び
保磁力との関係を第１図に示す。

各条件で製造された磁気記録媒体についての結果（表示
せず）から、以下のことが判明した。すなわち、スパッ
タ時の雰囲気がＮ２分圧０％（１００％Ａｒ）の場合に
は、磁性膜の組成、すなわち Ｃｏｔ−Ｘ−Ｙ　　Ｐｔｘ　　Ｃｒｙ が、ｐｔ含有量０．１５＜　Ｘ≦０．３５、Ｃｒ含有量
０＜Ｙ≦０．０５の範囲で、０．６以上の角型比Ｓが得
られた。しかし、磁性膜の組成がｐｔ含有量０．１５＜
　Ｘ≦０．３５、Ｃｒ含有量０．０５＜　Ｙ≦０６１５
の範囲では、角型比Ｓの低下が認められた。これに対し
て、スパッタ時の雰囲気としてガス分圧１−１５％の範
囲でＮ２を添加したＡｒガスを用いた場合には、第１図
にも示されているように、Ｃｒ含有量が高くとも、０．
６５以上の角型比Ｓが得られた。

また、この場合も実施例１と同様に、Ｘ線回折から評価
された磁性膜の結晶配向性と、角型比Ｓとの間に相関性
が認められた。更に、Ｃｒ含有量が５〜１５ａｔ％の磁
性膜を有する磁気記録媒体は、Ｃｒ含有量が５ａｔ％未
満の磁性膜を有するものと比較して、耐食性に優れてお
り、変調ノイズも小さかった。

実施例３ ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、所定の基板の両
面に、 ＣＯｏ、７２Ｐ　ｔｏ、ｉｓｃ　ｒｏ、ｔ。

なる組成を有する、膜厚５００人の磁性膜を形成した。

基板としては、ＮｉＰメツキＡｌ、ガラス又はポリイミ
ドフィルムからなる円盤状のものを用いた。基板温度は
、室温又は２５０℃に設定した。スパッタ時の雰囲気と
しては、Ａｒガス中に分圧で０％、１％、２％、５％、
１５％の０□ガスを含有するガスを用いた。スパッタ時
のガス圧力は、０．１〜３Ｐａに設定した。

スパッタ時の雰囲気ガス中の０２分圧が０％（１００％
Ａｒ）の場合には、磁性膜の角型比Ｓは０．２〜０．５
であり、面内磁気記録媒体としては不適であった。これ
に対して、スパッタ時の雰囲気としてガス分圧１−１５
％の範囲で０２を添加したＡｒガスを用いた場合には、
磁性膜の角型比Ｓが０．７〜１．０となり、大幅な改善
が認められた。また、各条件で製造された磁気記録媒体
について、Ｘ線回折により磁性膜の結晶配向性を評価し
た。

その結果、スパッタ時の雰囲気として１００％Ａｒを用
いた場合には、ＨＣＰ相の（００２＞反射が非常に強く
、Ｃ軸が膜面に対して垂直方向に向いていることが確認
された。これに対して、スパッタ時の雰囲気としてガス
分圧１−１５％の範囲で０２を添加したＡｒガスを用い
た場合には、ＨＣＰ相の（００２）反射が弱いか、又は
消失しており、結晶配向性が改善されたため、角型比Ｓ
が向上したものと判断された。

そして、本発明方法で製造された磁気記録媒体の電磁変
換特性を測定したところ、従来の方法（スパッタ時の雰
囲気が１００％Ａｒ）で製造されたものと比較して、出
力、Ｄ、。ともに優れていた。

実施例４ ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、所定の基板の両
面に、 Ｃｏｔ−Ｘ−Ｙ　　Ｐｔｚ　　Ｃｒｙ で表わされる種々の組成を有する、膜厚５００人の磁性
膜を形成した。

基板としては、ＮｉＰメツキＡｌ、ガラス又はポリイミ
ドフィルムからなる円盤状のものを用いた。基板温度は
、室温又は２５０℃に設定した。スパッタ時の雰囲気と
しては、Ａｒガス中に分圧で０％、１％、２．５％、５
％、１５％の０２ガスを含有するガスを用いた。スパッ
タ時のガス圧力は、０゜１〜３Ｐａに設定した。

各条件で製造された磁気記録媒体についての結果（表示
せず）から、以下のことが判明した。すなわち、スパッ
タ時の雰囲気ガス中の０２分圧が０％（１００％Ａｒ）
の場合には、磁性膜の組成、すなわち ＣＯ１−ｘ−ｖ　Ｐ　ｔ　ｘ　Ｃｒ　ｖが、ｐｔ含有量
０．１５＜　Ｘ≦０．３５、Ｃｒ含有量０＜Ｙ≦０゜０
５の範囲で、０．６〜１．０の角型比Ｓが得られた。し
かし、磁性膜の組成がｐｔ含有量０．１５＜Ｘ≦０．３
５、Ｃ「含有ｆｆ１０．０５＜　Ｙ≦０．１５の範囲で
は、角型比Ｓの低下が認められた。これに対して、スパ
ッタ時の雰囲気としてガス分圧１−１り％の範囲で０２
を添加したＡｒガスを用いた場合には、Ｃｒ含有量が高
くとも、０．（ｉ５〜１．０の角型比Ｓが得られた。

また、この場合も実施例１と同様に、Ｘ線回折から評価
された磁性膜の結晶配向性と、角型比Ｓとの間に相関性
が認められた。更に、Ｃｒ含有量が５〜１５ａｔ％の磁
性膜を有する磁気記録媒体は、Ｃｒ含有量が５ａｔ％未
満の磁性膜を有するものと比較して、耐食性に優れてお
り、変調ノイズも小さかった。

実施例５ ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、ＮｔＰメツキＡ
Ｉ基板（基板温度は室温）の両面に、０．８Ｐａの圧力
で、 ＣＯＯ，？２Ｐ　　ｔ　ｏ、ｉｓｃ　　ｒ　　Ｏ，１０
なる組成の磁性膜を有する磁気記録媒体を製造した。

スパッタ時の雰囲気としては、Ａｒガス中に分圧で０％
、１％、２％、５％、１０％の割合で、Ｎ２ガス、０２
ガス又はＮ２と０２との混合ガス（混合比１：１）を含
有するガスを用いた。

スパッタ時の雰囲気ガス中のＮ２ガス、０２ガス又はＮ
２−０．混合ガスの分圧と、角型比及び保磁力との関係
をそれぞれ第２図〜第４図に示す。

第２図〜第４図から、角型比及び保磁力ともに、スパッ
タ時の雰囲気としてＡ「ガス中にＮ２と０□との混合ガ
スを添加した場合（第４図）には、Ａｒガス中にＮ２ガ
スを添加した場合（第２図）とＡ「ガス中に０２ガスを
添加した場合（第３図）との中間の値を示すことがわか
る。このことから、磁性膜の静磁気特性は、Ａｒガスに
添加するＮ２と０２との混合比によって変化することが
わかる。

また、本発明方法で製造された磁気記録媒体の電磁変換
特性を測定したところ、Ａ「ガスに添加するガスがいず
れの場合でも、従来の方法（スパッタ時の雰囲気が１０
０％Ａｒ）で製造されたものと比較して、出力、Ｄ５０
ともに優れていた。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明方法を用いれば、Ｃｒなどか
らなる下地層を設けず、かつ成膜後の熱処理を行わなく
とも、使用するスパッタ装置に依存せずに、耐食性に優
れたＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系合金からなり、面内磁気記録媒
体−に適した磁気特性を有する磁性膜を成膜することが
できる。特に、マグネトロンスパッタ装置のように比較
的低圧力で高速に成膜できる装置を用い、Ｃｒの添加量
が多く耐食性に優れた磁性膜を成膜できる。したがって
、本発明方法で製造された磁気記録媒体は、角型比が向
上し、その結果電磁変換特性が向上し、更に耐食性も改
善でき、その工業上価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例２において製造された磁気記録
媒体について、スパッタ時の雰囲気ガス中のＮ２ガスの
分圧と、角型比及び保磁力との関係を示す特性図、第２
図〜第４図は本発明の実施例５において製造された磁気
記録媒体について、それぞれスパッタ時の雰囲気ガス中
のＮ２ガス、０２ガス又はＮ、−０２混合ガスの分圧と
、角型比及び保磁力との関係を示す特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 不活性ガス中にＮ＿２及びＯ＿２のうち少なくとも１種
   をガス分圧０．１〜１５％の範囲で含有する雰囲気中で
   、スパッタ法により、基板上に、 Ｃｏ＿１＿−＿Ｘ＿−＿ＹＰｔ＿ｘＣｒ＿Ｙ（ただし、
   ０．１５＜Ｘ≦０．３５、０＜Ｙ≦０．１５）なる組成
   の磁性膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製
   造方法。