JPH0258723A - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - 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〕 本発明は磁気テープ、フロッピディスク磁気ディスク等
の磁気記録媒体及びこれらを用いた磁気記憶装置に係り
、特に高記録密度に好適な磁気記録媒体及びこれを用い
た磁気記憶装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、高記録密度用の磁気記録媒体としては、特公昭５
４−３３５２３号公報で示されているように、金属磁性
薄膜を用いた媒体が提案されている。−般に媒体形成法
としては、蒸着法、スパッタ法。

メツキ法、及びイオンビームスパッタ法などがある。最
近、高記録密度化、高信頼性化に関する要求が高まって
きており、特開昭６０−１１１３２３号、特開昭５９−
１７７７２５号公報などのように、Ｃｏ　−Ｐ　ｔ　。

Ｇ　ｏ　−Ｎ　ｉ　−Ｐ　ｔ　、　Ｃｏ　−Ｃｒ　−Ｐ
　ｔ　、　Ｇ　ｏ　−Ｔａ　−Ｐ　ｔ　、　Ｇ　ｏ　−
Ｔ　ｉ　−Ｐ　ｔ　、　Ｇ　ｏ　−Ｚ　ｒ　−Ｐ　ｔ　
。

Ｇ　ｏ　−Ｈｆ　−Ｐ　ｔなどの磁性合金を用いる提案
がなされるようになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術による磁気記録媒体は、アイ・イー・イー
・イー、トランザクションズ、オン、マグネティクス、
エム・ニー・ジ−２２巻（１９８６年）８９５頁から８
９７頁（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ｏｎ　Ｍａｇｎ。

ＭＡＧ−２２（１９８６）　ｐ　８９５−　ｐ　８９７
）に述べられているように媒体ノイズが大きくなり易い
という欠点があった。特に近年は高記録密度化に伴い、
記録周波数が高く帯域が広くなっており、そのためヘッ
ドノイズ、アンプノイズが増大する傾向にあり、媒体と
しては高出力を保ったままこれらのノイズよりも小さな
ノイズ特性を有するものの開発が望まれていた。

しかし、ヒューレットパツカードヤ、−ナル。

１１月号、（１９８５年）２８頁−２９頁（Ｈｅｗｌｅ
ｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ　Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｎｏｖ、（１
９８５）ｐ２８−２９）に述べられているように、磁気
特性を改良しようとすると耐食性が劣化するという問題
があった。

本発明の目的は、媒体ノイズが小さく、Ｓ／Ｎ特性に優
れ、しかも耐食性等の信頼性の高い磁気記録媒体及び大
容量で信頼性の高い磁気記憶装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、磁性層をＣＯとＰｔとを含み、さらにＮｉ
、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷからなる第１の群の中から選ば
れた少なくとも一種以上の元素からなる材料Ｘ、さらに
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＴａｙＮｂ、ＲｕおよびＲｈから成
る第２の群の中から選ばれた少なくとも一種以上の元素
から成る材料Ｙ′、さらにＡＩｌおよびＳｉから成る第
３の群の中から選ばれた少なくとも一種以上の元素から
なる材料Ｚを少なくとも含む合金とすることで速成され
る。

ここで、Ｐｔの組成は０．１　ａ　ｔ％以上３０ａｔ％
以下、上記Ｚの組成は１ａ、ｔ％以上１５ａｔ％以下、
上記Ｙ′の組成はｌａｔ％以上１５ａｔ％以下であり、
残部がＣＯ及び上記Ｘであることが望ましい。ここでＣ
ｒ、Ｍｏ及びＷから成る群から選ばれた少なくとも１種
の材料をＢ′としたときＣＯと上記Ｘとの組み合わせに
ついてはＣｏｔ−ａＮｉａ、　Ｃａ１−ａ’　Ｂ　’ａ
’　、　Ｃｏｔ−ａ−ｅＮ　ｉ　ａＢ　’ｅがあるが、
ここで不可避的な不純物を除きａは０．１以上０．５以
下、ａ′は０．０１以上０．２以下、ｅは０．０１以上
０．１５以下であることが望ましい。

また、磁性層中に酸素を０．１　ａ　ｔ％以上１５ａｔ
％以下含ませることがさらに望ましく、該磁性層と非磁
性基板との間にＣｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＣｒ−Ｔｉなとこれ
らを主たる成分とする非磁性材料からなる中間層を設け
ることが好ましい。上記構成から成る媒体を用いること
で、高記録密度に適した高信頼性磁気記憶装置を提供す
ることができる。

〔作用〕

上記効果は以下の作用による。ＣＯは結晶磁気異方性が
高く、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＣｒ−Ｔｉなどこれらを主成
分とする合金等の体心立方品系金属上にはＣＯが面内異
方向性成分を有するように配向するので、面内に高い保
磁力を有し得る。実際、Ｎｊ−、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ
、等をＣＯに添加することで５０００ｅ程度以上の高い
保磁力が得られることが知られている。そこで本発明者
らは、ＣｏＮｉＰｔ、　ＣｏＣｒＰｔ及びＣｏＮｉＣｒ
Ｐｔ合金にさらに周期率表４ａ、５ａ、６ａ、８，３ｂ
、４ｂに属する種種の元素を添加し、高い保磁力を保っ
たまた媒体のノイズを低下せしめると共に耐食性を高め
ることを鋭意検討した結果、Ａ　（ｌ　ｇ　Ｓ　］及び
Ａｌ−８ｉ合金を添加するとこれらがＣＯを主たる成分
とする磁性膜の結晶粒界に偏析して粒界間の磁気的な相
互作用を低減せしめることで著しくノイズが低減するこ
とが明らかになった。しかし粒界にこれ等の偏析物があ
るために局部電池を形成し易く、耐食性が劣化してしま
った。この問題を解決するためにさらに前記４ａ、５ａ
、６ａ、８，３ｂ。

４ｂ等の元素群を添加し、塩水噴霧試験によりその耐食
性を評価した結果、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ＋Ｎｂ、Ｒ
ｕおよびＲｈから成る群の中から選ばれた少なくとも一
種以上の元素からなる金属をさらに添加することでノイ
ズ特性を劣化せしめることなく耐食性を著しく向上する
ことができることが明らかになった。これは、ＴｉｔＺ
ｒ、Ｈｆ、Ｔａ。

Ｎｂ等の元素が結晶粒界に緻密な不働態被膜を形成した
り、Ｒｕ、Ｒｈ等の元素が結晶粒自身の酸化還元電位を
責にするためであり、両方の機能を合わせ持たせるため
に両群の元素の合金を添加した場合にノイズ特性をそれ
程劣化せず最も高い耐食性が認められた。耐食性だけに
限れば例えばＣｏＮｉＰｔ５ｊ−系合金にＰｔ、Ｐｒ等
を添加することで耐食性を向上することが出来るが、ノ
イズが大きくなるため好ましくない。

以下、上記添加元素の組成について説明する。

第２図に、Ｎ　ｉ　−Ｐをメツキした５１／４’φのＡ
ｌ−Ｍｇ合金基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法を
用い、基板温度１００℃アルゴンガス圧１５　ｍ　Ｔｏ
ｗ、投入電力１．５　Ｗ／ｄのもとで膜厚４２０ｎｍの
Ｃｒ、膜厚６０ｎｍの （ＣｏニーａＮｊ、ａ）ｏ、　ａｓＰｔｏ、ｏ５ｓｉｏ
、ｏ５Ｚｒｏ、ｏｓを形成した時の、保磁力のＮｉ組成
依存性を示す。これからＣＯに対するＮｉ組成ａを１０
ａｔ％以上、６０ａｔ％とすることで高い保磁力が得ら
れることが分かる。

同様に形成した （Ｃｏ１−ａ’　Ｃｒａ’　）ｏ、ａｓＰｔｏ、ｏｓＳ
ｉｏ＋ｏｓＴａｏ、ｏｓ／　Ｃｒ膜についてもＣｏに対
するＣｒの組成ａ′が３ａｔ％以上、２０ａｔ％以下の
場合に同様に高い保磁力が得られた。さらに、同条件で
形成した（Ｃｏｔ−ａ−ｅＮｊａＣｒｅ）ｏ、ａｓＰｔ
ｏ、ｏａＡ　Ｑ　ｏ、ｏ５Ｚｒｏ、ｏｓ／　Ｃｒ膜につ
いても、０．１≦ａ≦０．５，０．０１≦ｅ≦０．１５
の範囲で高い保磁力が得られた。

以上の効果は磁性膜に添加する元素としてＣｒの替りに
Ｍｏ、Ｗを用いたりＴａ、Ｚｒの替りに、Ｔｉ、Ｈｆ、
Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ及びこれらの合金を用いても同様であ
った。

さらに、第３図に前記条件で形成した （Ｃｏｏ、７Ｎｊ、ｏ、ａ）ｏ、ｅ−＋＋ＰｔｄＡ　Ｑ
　ｏ、ｏ５Ｚｒｏ、ｏ５／　Ｃｒ膜の保磁力のｐｔ組成
ｄ依存性を示すが、ｐｔ組成が０．１ａｔ％以上、２０
ａｔ％以下、より望ましくは２ａｔ％以上１０ａｔ％以
下の場合に特に高い保磁力が得られ、再生出力も高くな
るので特に好ましい。

第４図に、前記条件で、膜厚６０ｎｍの（Ｃｏｏ、７Ｎ
ｉｏ、ｓ）ｏ、５−ｃＺｒｏ、ｏ５ｓｉｃＰｔｏ、ｏＩ
！から成る磁性膜上にさらに膜厚４０ｎｍのカーボン保
護膜を形成した後に、パーフルオロマルキルボリエーテ
ル系のフッ素系液体潤滑剤を形成し、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ
フェライトリングヘッドでその記録再生特性を評価した
結果を示す。Ｓｉ組組成上共にノイズは急激に減少し、
特にＳｉ組成１ａｔ％以上より望ましくは３ａｔ％以上
の場合にノイズ低減効果が著しいことが分かる。Ｓｉを
１５ａｔ％よりも多く添加してもノイズ減少の効果は少
ないが、飽和磁束密度、保磁力が急激に減少し、再生出
力が低下してしまうので好ましくない。Ａｆｌを添加し
た場合や、ＡｆｌとＳｉとの合金を添加した場合も同様
の効果が認められた。

前記条件で Ｃ／（Ｃｏｏ、ｅＮｉｏ、ａ）ｏ、ｅ−ｂＺｒｂＡ　Ｑ
　ｏ、ｏｓＰｔｏ＊ｏｓ　／　Ｃｒ膜を作製し、その耐
食性について塩水噴霧試験法で評価した結果、Ｚｒ組成
りをｌａｔ％以上とすることでノイズ特性を劣化せしめ
ることなく耐食性を５倍以上向上せしめることができた
。Ｚｒを１５ａｔ％よりも多く添加すると飽和磁束密度
が著しく低下して出力が低下してしまうので望ましくな
い、Ｚｒの替りに、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ。

Ｒｕ、Ｒｈ及びこれらの合金についても同様の効果が認
められた。

上記組成の磁性材料を成膜する際に、Ａｒガスにさらに
０．０５ｖｏＱ％ないし２ｖｏＱ％の酸素を含有せしめ
ることで膜中に０．１　ａ　ｔ％以上１５ａｔ％以下の
酸素を含有させることができ、この場合には酸素量と共
に結晶粒が微細化されると共に粒界に酸化物が偏析して
磁気的な相互作用を低減できるため、ノイズをさらに低
減できるので特に好ましい。また同時に不働態被覆膜の
強度も増加するので、耐食性も向上できる。

以上の構成の磁気ディスク、プロツピディスクや磁気テ
ープを用いることで、記録再生特性に優九、高い信頼性
を有する磁気記憶装置を提供できることは言うまでもな
い。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、１０は強化ガラス、プラスチック、Ｎ１−
ＰメツキＡｌ合金などの基板、１１．１１’はＣｒ　、
　Ｍ　ｏ　、　Ｗ　、　Ｃｒ　−Ｔ　ｉ　。

Ｃｒ　−Ｓ　ｉ　、　Ｃｒ　−Ｍ　ｏ　、　Ｃｒ　−Ｗ
などの金属下地層、１２．１２’はＧｏ及びＰｔを含み
、さらにＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから成る群から選ばれた
少なくとも一種以上の元素から成る材料及びＴｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｒｕ及びＲｈから成る群から
選ばれた少なくとも一種以上の元素からなる材料、さら
にＡｌ及びＳｉから成る群から選ばれた少なくとも一種
以上の元素からなる材料とを少なくとも含む磁性合金、
１３，１３’はＣ，Ｂ。

Ｓｉや、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ。

Ｃｒ２Ｍ０２Ｗの炭化物、窒化物、酸化物もしくはホウ
化物などから成る非磁性被覆層、１４．１４’はパーフ
ルオロアルキルポリエーテルなどからなる潤滑層である
。以下さらに詳細に本実施例について説明する。

Ｎ１−Ｐを１０μｍメツキした直径１３０ｍｍφのＡｌ
−Ｍｇ合金基体を、１μ閣の研磨砥粒を用いてその表面
に略円局方向に微細な傷が入るように加工し、半径方向
の面粗さを中心線平均面粗さで１０ｎｍとしたものを磁
気ディスク用基板とした。本基板に、基板温度を１２０
℃ｙＡｒガス圧を１０　ｍ　Ｔｏｗ、投入電力をＩ　Ｗ
７ｃａｌとして、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、まず
、Ｃｒを５００ｎｍ形成し、次いで膜厚５０ｎｍの第１
表に示す磁性合金を形成した後、膜厚３０ｎｍのＣを形
成した。最後にパーフルオロアルキルポリエーテル系の
液体潤滑剤を４ｎｍ形成して磁気ディスクとした。

第　　１　　表 該ディスクの記録再生特性をギャップ長０．７μｍのＭ
　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトリングヘッドを用い、ヘッド
ディスク相対速度を２０ｍ／ｓとして９　ＭＨｚ記録時
の媒体ノイズを評価した。いずれも５μＶｒＩＩｓ以下
とヘッドノイズ、アンプノイズや比較例に比へて小さな
ノイズの値となり、従来媒体に比べて高いＳ／Ｎが得ら
れた。いずれの媒体も６０℃、８０％ＲＨの高温高湿試
験に対して、２週間経過後もエラーの増加が認められず
優れた耐食性を示した。

次に第１図の構成でさらに別の実施例について説明する
。半径方向の面粗さが中心線平均面粗さで１．５　ｎ　
ｍとなるように略円周方向に沿った微細な凹凸をエツチ
ング法で形成した直径８９ｎｗｎφ強化ガラス基板上に
、基板温度１００℃で酸素を０．１ｖｏＱ％、ないし０
．７ｖｏ１２％含むガス圧１５ｍＴｏｒｒのＡｒガス中
で、投入電力２Ｗ／ｄで膜厚３５０ｎｍのＣｒ　、膜厚
６０　ｎ、　ｍの（ＣｏｏｔｅＮｊｏ、４）ｏ、ａａＺ
ｒｏ、ｏａＡ　Ｑ　ｏ、ｏ４Ｐｔｏ、ｏｔ、膜厚３０ｎ
ｍのＺｒＯ２を形成した。次いで、パーフルオロアルキ
ルポリエーテル系の吸着性潤滑剤を５ｎｍ形成して磁気
ディスクとした。

オージェ（Ａｕｇｅｒ）電子分光法で磁性膜中の酸素原
子量を分析した結果、２ａｔ％ないし１０ａｔ％の酸素
が膜中に含有されていることが明らかになった。これら
の媒体は周速１．５　ｍ／　ｓ　、　７ＭＨｚで記録再
生したときいずれも４μＶ　ｒ　ｍ　ｓ以下の特に小さ
なノイズ特性を示し、酸素を含有せしめない場合（４，
５μＶｒｌｌｓ）に比べて優れた特性を示した。また耐
食性についても、酸素を添加しない場合に比べて良好な
結果が得られた。

以上の結果は、Ｍ　ｏ　、　Ｗ　、　Ｃｒ　−Ｓ　ｉ　
、　Ｃｒ−Ｔｉ合金を下地層とした場合も同様であった
。

薄膜磁気ヘッドもしくはＭＩＧヘッドと上記８９ｍｍφ
、１３０ｍｎφの磁気ディスクを４枚ないし８枚用いて
面記録密度で６０　Ｍ　ｂ　／　ｉ　ｎ　”以上装置容
量で２００ＭＢ以上と高い記憶容量を有する磁気ディス
ク装置を作製した。従来の金属媒体を用いた装置に比べ
て約２倍耐食性、耐摺動信頼性が良好であり、記憶容量
、信頼性等に格段に優れていた。

また本発明による媒体を従来と同等の面記録密度の磁気
ディスク装置に適用した場合には、浮上スペーシングを
従来に比べ高くできるので耐摺動信頼性が２倍以上向上
できた。さらに本媒体を従来と同等以下のヘッド浮上ス
ペーシングで用いる場合には、面記録密度を２倍程度以
上高めることができるので装置を小型化、大容量化でき
た。

以上、磁気ディスク装置について主に説明したが、本発
明は磁気カード装置、磁気画像装置、磁気テープ装置、
フロッピディスク装置など、磁気記録を応用したいずれ
の装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ＣＯ系合金薄膜
の有する優れた磁気特性を劣化せしめることな〈従来の
装置に比べて１．５倍以上の高密度における記録再生時
のノイズレベルを減少させ、高密度での情報の記録再生
を高いＳ／Ｎで実現できると共に、さらに媒体の耐食性
も良好な、高性能、高信頼性を有する磁気記録媒体及び
磁気記憶装置を提供することができるので、特に磁気記
憶装置の高記録密度化、高信頼性化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスクの縦断面図、
第２，３図は本発明の磁気記録媒体の保磁力特性図、第
４図は本発明の実施例の磁気記録媒体のノイズ特性図で
ある。 １０・・・基板、１１．．１１’・・・下地層、１２．
１２’・・・磁性層、１３．１３’・・・非磁性保護被
覆層、１４．１４’　・・・潤滑層。 第 １図 第２ 図 Ｎｉ量 （ａ七％） 第３図 ｐｔ量 （ａｔ％） 第４図 Ｓｉ量 （ａｔ％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性基板上に磁性層を形成した磁気記録媒体にお
   いて、前記磁性層がＣｏ及びｐｔを含み、さらにＮｉ、
   Ｃｒ、Ｍｏ及びＷから成る第１の群の中から選ばれた少
   なくとも一種以上の元素からなる材料Ｘ、及びＴｉ、Ｚ
   ｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、ＲｕおよびＲｈから成る第２の
   群の中から選ばれた少なくとも一種以上の元素から成る
   材料Ｙ′、さらにＡｌおよびＳｉから成る第３の群の中
   から選ばれた少なくとも一種以上の元素からなる材料Ｚ
   を少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体。 ２、磁性層の組成が（Ｃｏ＿１−＿ａＮｉ＿ａ）＿１−
   ＿ｂ−＿ｃ−＿ｄＹ’＿ｂＺ＿ｃＰｔ＿ｄ、０．１≦ａ
   ≦０．５、０．０１≦ｂ≦０．１５、０．０１≦ｃ≦０
   ．１５、０．００１≦ｄ≦０．２０であることを特徴と
   する特許許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。 ３、Ｂ’をＣｒ、Ｍｏ、Ｗから成る群から選ばれた少な
   くとも一種以上の元素からなる材料としたとき磁性層の
   組成が （Ｃｏ＿１−＿ａ′Ｂ’＿ａ′）＿１−＿ｂ−＿ｃ−＿
   ｄＹ’＿ｂＺ＿ｃＰｔ＿ｄ、０．０３≦ａ′≦０．２０
   、０．０１≦ｂ≦０．１５、０．０１≦ｃ≦０．１５、
   ０．００１≦ｄ≦０．２０であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。 ４、前記Ｂ’で示した材料に対して磁性層の組成が（Ｃ
   ｏ＿１−＿ａ−＿ｅＮｉ＿ａＢ’＿ｅ）＿１−＿ｂ−＿
   ｃ−＿ｄＹ’＿ｂＺ＿ｃＰｔ＿ｄ、０．１≦ａ≦０．５
   、０．０１≦ｅ≦０．１５、０．０１≦ｂ≦０．１５、
   ０．００１≦ｃ≦０．１５、０．０１≦ｄ≦０．２０で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   記録媒体。 ５、磁性層中に酸素が０．１ａｔ％以上１５ａｔ％以下
   含まれることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれかに記載の磁気記録媒体。 ６、磁性層と非磁性基板との間に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから
   成る群から選ばれた少なくとも一種を主成分とする材料
   から成る中間層を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の磁気記録媒体
   。 ７、特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記
   載の磁気記録媒体を少なくとも有する磁気記憶装置。