JPH0335732B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強磁性金属薄膜を磁気記録層とする
非バインダー型磁気記録媒体の配向処理に関する
ものである。

磁気記録媒体においては、磁気記録層に磁気異
方性を付与するため、磁性体の磁化容易軸を一定
方向にそろえるという、いわゆる配向処理が重要
である。

塗布型磁気記録媒体では、磁性塗料を塗布後、
塗膜が未乾燥のうちに粒子配向処理によつて、磁
性粉の磁化容易軸を長手方向等にそろえる。

しかし、非バインダー型磁気記録媒体では、配
向処理が大きな問題であつた。これは、バインダ
ー型磁気記録媒体では、配向処理を行うと磁性粒
子の回転等、物理的自由度が大きいため、容易に
配向されるのに対し、非バインダー型磁気記録媒
体では、薄膜層（磁気記録層）形成後は、磁化容
易軸の移動が困難なためである。このため、非バ
インダー型磁気記録媒体では、斜方蒸着法により
薄膜形成時に配向処理を行つている。

この方法の欠点は、斜めに蒸着を行うため蒸着
源の歩留りが非常に悪いことである。言い換える
ならば、蒸着速度が著しく遅いことである。

本発明は、この点を考慮し、斜方蒸着法の問題
点を解決した非バインダー型磁気記録媒体の製造
方法を提供するものである。すなわち、本発明
は、非磁性基板上に強磁性薄膜を形成する際、も
しくは形成後、ここにイオン注入法により各種イ
オンを注入する。

一般にイオン注入を行うと、イオン注入領域の
結晶学的な構造が大きく歪む。そこで、イオン注
入後熱処理により、薄膜層の再配列を行う。この
熱処理の際、磁場的もしくは力学的な方法で配向
処理を行うことを特徴としている。従つて、薄膜
層の形成には特殊な方法を必要とせず、斜方蒸着
法に比べ蒸着源の歩留りが非常に良い。同時に、
従来の非バインダー型磁気記録媒体では困難であ
つた薄膜形成後に配向を行うことが可能となつ
た。さらに、イオン注入により薄膜の一部が基板
中にも打ち込まれるため、薄膜と基板のなじみが
良くなり、付着力、密着性が大巾に向上する効果
も得られる。

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明で用いる非磁性基板としては、非磁性金
属あるいはプラスチツク、セラミツクス、ガラス
のような非金属いずれでも良い。非磁性金属とし
ては、例えばアルミニウム、黄銅等がある。プラ
スチツクとしては、酢酸セルローズ；硝酸セルロ
ーズ；エチルセルローズ、；メチルセルローズ、
ポリアミド；ポリメチルメタクリレート；ポリテ
トラフルオルエチレン；ポリトリフオルエチレ
ン；エチレン；プロピレンのようなα−オレフイ
ンの重合体あるいは共重合体；塩化ビニルの重合
体あるいは共重合体；ポリ塩化ビニルデン；ポリ
カーボネート；ポリイミド；ポリエチレン、テレ
フタレートのようなポリエステル類が用いられ
る。

上記非磁性基板上に、強磁性薄膜を形成する方
法として公知の方法、例えば真空蒸着法、スパツ
タリング法、イオンプレーテイング法、イオンビ
ームデポジシヨン法、CVD法、メツキ法等があ
り、必要に応じて適当な方法を採用すると良い。

本発明の強磁性体としては、Fe、Co、Cr、Ni
やこれらの合金、並びにこれら金属や合金とＣ，
Ｎ，Ｐ，Ｏや、Ce，Nd，Sm，Gd，Tb等に代表
されるランタン系列元素の化合物等、一般に強磁
性体として用いられる材料なら何でも良い。。

基板上に強磁性薄膜を形成した後、もしくは形
成時にイオン注入法により各種イオンを打ち込
む。

打ち込むイオンは、周期律表の第，Ｖ，族
の元素やAr，Ｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂ，Si，Ｐ等の非金
属元素が良い。中でも、Cr，Ta，Ｂ，Mo，Al，
In，Bi等の元素の非磁性イオンやAr，Ｎのイオ
ン等が望ましい。

磁性材料と注入イオンの組み合せによつては、
薄膜の磁気的な特性を低下させるように化合物、
合金を膜中に析出させることもある。従つて、著
しく磁気的性能を低下させる組み合せは避ける必
要がある。

本発明のイオン注入の目的は、磁性薄膜層の結
晶格子を乱すことである。従つて、薄膜層全体に
わたり結晶構造を乱すためには、膜内に均一にイ
オンを打ち込む必要がある。イオンを打ち込める
深さや、結晶の再配列の容易さ等から考えて薄厚
は、2000Å以下であることが望ましい。

イオン打ち込み量（ドーズ量）は、イオンを大
量に打ち込む程、結晶構造の歪が大きくなるので
良いが、大量に打ち込み過ぎると薄膜表面層の剥
離現象等が起こるため、ドーズ量としては10¹⁴〜
10¹⁸ions／cm²が望ましい。

一般に、注入するイオンの種類及びその加速エ
ネルギーとドーズ量は、磁性材料の膜厚との関連
で適宜選択すると良い。例えば、厚い膜の場合に
は、大きな加速エネルギーを要し、軽いイオンが
適し、ドーズ量は比較的大きくなる。逆に膜厚が
薄くなると、小さい加速エネルギーと少ないドー
ズ量で効果があるが、注入イオンは重いイオンが
適している。

イオン注入時のビームエネルギー、ビーム電
流、注入時間、注入イオンの種類等の諸条件は、
薄膜を形成する物質、基板の温度上昇の条件等よ
り適宜設定する。

イオン注入された磁性薄膜の結晶構造の再配列
のために熱処理（アニーリング処理）を行う。熱
処理温度は、蒸着物質によつて異なるが、実用上
重要であるプラスチツク基板を使用する際には
400℃以下が良い。上記熱処理過程において配向
処理を行う。この場合、熱処理と同時に配向処理
を行うと良い。

配向処理としては、以下に示す多くの方法があ
り、適宜選択して使用すると良い。

(1) 反発対向磁石による配向法 これは磁石の同極を向い合わせて、水平方向に
磁力線を分布させ、該磁石間を水平方向（磁力線
と平行）に磁気媒体を通過させることにより、配
向させる方法である。この考えを基本に、磁力線
の分布を非対称にしたものなど各種改良型配向磁
石もある。

(2) ソレノイドコイルによる配向法 これはソレノイドコイルに電流を流すことで磁
界を発生させ、このコイルの中に磁気媒体を通過
させることで配向を行う方法である。

(3) 延伸、圧縮による配向法 これは磁気記録媒体をロール間に介在せしめ、
延伸及び／又は圧縮することで配向する方法であ
る。

これらの中で機械的配向に属する(3)の方法は、
磁場配向〔(1)，(2)の方法〕では得られないほど高
い配向性が得られる。(1)，(2)の方法は、強磁性針
状粒子を用いた塗布型磁気記録媒体の配向によく
用いられている。

本発明では、上記法のいずれも用いることがで
きる。しかし、非バインダー型磁気記録媒体は、
塗布型記録媒体に比べ、飽和磁化、保磁力が大き
いことが特徴である。従つて、特に磁場配向を用
いる場合、印加磁場（塗布型記録媒体では
1000Oe以上）を大きくする必要がある。また、
本発明では、磁化容易軸の移動は、塗布型の磁性
粒子よりも根本的には自由度が低いので印加磁場
は、より大きいほうが望ましい。印加磁場の大き
さは、用いる強磁性体により飽和磁化などが異な
るため、材料に応じて適宜選択すると良い。

以下に、本発明の実施例に基づき詳細に説明す
る。

実施例 非磁性基板としてガラス（20mm×50mm）を用い
て、コバルトを蒸着源として真空蒸着法により、
コバルトの薄膜を上記基板上に蒸着した。蒸着時
の条件は、真空度10^-5Torr、蒸着速度10Å／秒、
蒸着時間50秒間とした。この結果、ガラス基板上
に500Åの厚さのコバルト薄膜が形成された。

上記薄膜にビーム電流6mAの条件下で窒素イ
オンを４×10¹⁶ions／cm²だけ注入した。次いでこ
の薄膜を300℃で15分間熱処理した。この際、薄
膜に4000Oeの強さの配向用印加磁場を長手方向
に与えた。次いで室温まで基板を冷却した後、振
動試料型磁力計を用いて磁気特性を測定した結
果、長手方向に保磁力400Oe、角形比（残留磁
化／飽和磁化）0.83の特性を持つ配向された薄膜
が得られた。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、次のような効果が期待される。

(1) これまで困難であつた非バインダー型磁気記
録媒体の薄膜形成後の配向処理が可能となり、
特殊な薄膜形成法を必要とせず、蒸着源の歩留
りが向上した。

(2) 薄膜形成から配向処理までを一貫してできる
ため、装置が簡単で連続生産量産に適してお
り、工業的生産法として有望である。

(3) イオン注入により膜の一部が基板中に押し込
められるため、従来の真空蒸着法等による薄膜
よりも基板に対する膜の付着力が向上する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性基板上に強磁性薄膜を形成する際もし
   くは強磁性薄膜を形成後、イオン注入処理を行
   い、次いで上記により形成された薄膜に対して低
   温熱処理及び磁性体の磁化容易軸を一方向にそろ
   える配向処理を行うことを特徴とする磁気記録媒
   体の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、強磁性薄膜
   がFe、Co、Ni、Cr及びこれらの合金、並びにこ
   れらの金属、合金とＣ、Ｐ、Ｏ、Ｎまたはランタ
   ン系列元素からなる合金、化合物の中からえらば
   れた１つであることを特徴とする磁気記録媒体の
   製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項においてイオン源が、
   周期律表の第族、第族、第族の金属元素及
   びＣ、Ｎ、Ｏ、Ｂ、Si、Ｐ、Arから選ばれた少
   なくとも１種であることを特徴とする磁気記録媒
   体の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において配向処理が、
   磁石の同極を向い合わせて、水平方向に磁力線を
   分布させ、該磁石間を磁力線と平行に磁気媒体を
   通過させるものであることを特徴とする磁気記録
   媒体の製造方法。 ５ 特許請求の範囲第１項において配向処理が、
   ソレノイドコイルに電流を流し磁界を発生させ、
   該コイルの中に磁気媒体を通過させるものである
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 ６ 特許請求の範囲第１項において配向処理が、
   磁気記録媒体をロール間に介在せしめ、該磁気記
   録媒体を延伸及び／又は圧縮するものであること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。