JPH0365650B2 - - Google Patents

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JPH0365650B2
JPH0365650B2 JP16782582A JP16782582A JPH0365650B2 JP H0365650 B2 JPH0365650 B2 JP H0365650B2 JP 16782582 A JP16782582 A JP 16782582A JP 16782582 A JP16782582 A JP 16782582A JP H0365650 B2 JPH0365650 B2 JP H0365650B2
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cobalt
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JP16782582A
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/851Coating a support with a magnetic layer by sputtering

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気テープまたは磁気デイスク等に
用いられる磁気記録媒体の製造方法に関する。 磁気記録装置における記録密度の向上は斯界の
変わらぬ趨勢であり、これを実現するためには磁
気記録媒体の薄層化、薄膜化が不可欠である。 従来、媒体としては酸化鉄微粒子とバインダー
の混合物を基体上に塗布した、いわゆるコーテイ
ング媒体が広く用いられている。これらの記録体
には音声用の磁気テープ、VTR用の磁気テープ、
コンピユータ用磁気テープ、フレキシブル磁気デ
イスク、リジツト磁気デイスクがあり、これらの
媒体では磁性層の薄層化と相まつて媒体の高抗磁
力化によつて高記録密度化を図ろうとしている。 しかし、コーテイング媒体においては厚さが数
千〓以下で、しかも均一な記録再生特性を実現す
ることはきわめて困難である。そこでコーテイン
グ媒体に代わる高密度記録媒体として、Co蒸着
テープ及びメツキテープが提案されている。しか
しこのような金属薄膜はフエライトのような固い
ヘツドとの接触によつて膜表面の損傷、摩耗が生
じたり、また腐食が起こり易く、薄層化が進む程
信頼性の観点から問題となる。 そこでかかる点を解決しようと、耐摩耗性、耐
腐食性が良好な酸化物磁性薄膜であるγ−Fe2O3
またはγ−Fe2O3とFe3O4の中間組成物または
Fe3O4を主成分とし、高保磁力を得るためにCoを
添加したコバルト含有酸化鉄磁性薄膜が注目され
ている。しかしこのようなコバルト含有酸化鉄磁
性薄膜は酸化度、コバルトの含有量によつては大
きな加圧減磁を示すことがあり、磁気ヘツドとの
接触により再生出力が減少し、安定した電磁特性
を得ることが出来なかつた。また磁気記録体の形
成条件、もしくは基体の性質によつては磁気特性
が充分に達せられないことがあつた。 本発明の目的はコバルト含有酸化鉄磁性薄膜を
加熱し磁場中で冷却処理を施すことにより上記欠
点を解決することにある。 本発明はそれぞれコバルトを含むFe3O4または
Fe3O4とγ−Fe2O3の中間組成物またはγ−
Fe2O3あるいはこれら3種類の材料にその他の金
属元素添加物を含むものを主成分とする強磁性酸
化鉄連続薄膜を基体上に形成する工程、及び該基
板上の薄膜を80℃以上350℃以下の温度範囲に加
熱し、しかる後に磁場中で冷却する工程を含むこ
とを特徴とする。この磁場中での冷却処理を施す
ことにより、加圧減磁量を大巾に減少させる事が
出来る。また角型化S(残留磁束密度/飽和磁束
密度)、抗磁力角型比S*、抗磁力Hcを増加させ、
磁気記録媒体の磁気特性を改善することが出来
る。 磁場中での冷却処理によつて磁気特性が向上す
るという効果は原理的にはコバルトフエライトの
磁界中冷却効果として知られているものであり、
(例えば近角聡信著「強磁性体の物理」昭和34年
裳華房刊P264)磁気記録媒体への応用としては
コーテイング媒体に使用するコバルト含有酸化鉄
微粒子に対して磁場中での冷却処理を施し、角型
比、抗磁力等の磁気特性を向上させるというもの
がある。(特公昭36−5927、特公昭36−18282)し
かしながらこのようにコバルト含有酸化鉄微粒子
に対して磁場中冷却処理を施した場合には、磁界
中冷却効果によつて得られた特性が時間の経過と
共に急速に緩和してしまい、処理前の状態に戻つ
てしまうという欠点があることが知られている。
このため、コバルト含有酸化鉄微粒子の場合に
は、磁場中冷却処理後化学的な安定化処理を施す
(特公昭39−17113)、粒子の形状を針状としてそ
の長軸方向の内部磁界を利用して安定化を計る
(特公昭52−42363)、等なんらかの安定化処理を
行うことが必要であつた。しかるに本発明者は、
コバルト含有酸化鉄磁性薄膜に磁場中で冷却を施
した場合には、加圧減磁特性、磁気特性が著しく
向上し、しかもなんら安定化処理を行わなくても
長期の時間経過に対して極めて安定であることを
新らたに発見し、本発明をなすに至つたものであ
る。この原因については未だ明らかではないが、
コバルト含有酸化鉄微粒子は基体上に塗布された
状態では個々の粒子がバインダー中に分散され、
孤立した状態であるのに対して本発明のコバルト
含有酸化鉄磁性薄膜はより小さい粒子からなる連
続膜であり、各粒子が粒界を接して稠密な構造を
作つているため粒子間の相互作用によつて安定化
されるのではないかと考えられる。 本発明の効果を得るためには先に述べたように
酸化鉄がコバルトを含有していることが必要であ
るが、コバルトの含有量としては重量パーセント
で0.2%程度からコバルトフエライトになる25%
位までの範囲のものが有効である。添加物として
は上記コバルトの他にMn、Zn、Cu、Ti等も有
効である。基体としてはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリア
ミドイミド等の可撓性基体の他、アルマイト被覆
したアルミ合金、ガラス等のリジツド基体があ
る。 次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
各実施例において磁気特性は試料振動型磁化測定
装置によつて室温で測定した。またここに言う加
圧減磁量は、試料を3KOeの外部磁場中で磁化し
た後に磁場を取り去り、試料に油圧プレスを用い
て磁化方向と垂直方向に1000Kg/cm2の圧力を10秒
間加えた前後での残留磁化の減少した割合を%で
示したものであり、磁気テープ状の試料を用いた
多数回連続再生での減磁量と良い対応が見られる
ことを確認した。 実施例 1 重量パーセントでCoを2.5%含むFe3O4をター
ゲツトとし、ポリイミド基体上にアルゴンガス中
でスパツタパワー1.5kW、スパツタ圧6.0×
10-3Torrでスパツタする事により厚さ2500Åの
コバルト含有酸化鉄磁性薄膜を得た。これを空気
中で200℃、250℃、300℃の各温度で1時間酸化
したものを試料とし、1kOeの膜面に平行な直流
磁場中で250℃から室温まで20℃/分の速度で除
冷した。これらの試料の各特性について磁場中熱
処理前の値を第1表に、磁場中熱処理直後の値を
第2表に、磁場中熱処理後空気中60℃で3ケ月間
保存した後の値を第3表に示す。 どの酸化温度の試料についても第1表と第2表
を比較して分かるように各特性の向上が見られ
る。しかもこれらの特性は第2表と第3表を比較
して分かるように60℃で3ケ月間放置した後でも
まつたく劣化せずに安定である。
【表】
【表】
【表】 実施例 2 重量パーセントでCoを2.0%含むFe3O4をター
ゲツトとし、ポリイミド基体上にアルゴンガス中
でスパツタパワー2.0kW、スパツタ圧7.0×
10-3Torrでスパツタすることにより厚さ2100Å
のコバルト含有酸化鉄磁性薄膜を得た。同薄膜及
びこれを空気中でそれぞれ第4表に示した温度で
1.5時間酸化したものを試料として用いた。酸化
後の磁性膜表面の電気抵抗を電極間距離1.0cmで
2端子法で測定した値は第4表に示すようになつ
た。これより酸化処理無しの試料はFe3O4に近い
組成であり、300℃で酸化処理した試料はγ−
Fe2O3になつていることが分かる。その中間の各
温度で酸化した試料はFe3O4とγ−Fe2O3の中間
の組成である。それぞれの酸化温度の試料を2つ
に分け、片方はそのまま各特性を測定し、もう片
方は膜面に平行な1kOeの直流磁場中において250
℃から30℃まで5℃/分の速度で除冷する処理を
施した後で各特性を測定した。結果を第4表にま
とめたが、磁場中での熱処理の無い試料の値は
( )内に記した。
【表】
【表】 この結果に示されるように磁場中での熱処理を
施した試料ではFe3O4からγ−Fe2O3までの組成
領域において諸磁気特性の改善及び加圧減磁量の
減少(約1/2〜1/8)が見られる。 実施例 3 重量パーセントでCoを2.5%、Cuを3.0%含む
Fe3O4をターゲツトとし、ポリイミド基体上にア
ルゴンガス中でスパツタパワー2.25kW、スパツ
タ左8.0×10-3Torrでスパツタする事により、厚
さ4000Åのコバルト含有酸化鉄磁性薄膜を得た。
これを空気中で265℃で1時間酸化したものを試
料として用いた。磁場中熱処理を行わなかつたも
の、600Oe、800Oe、1.0KOe、2.5KOeの各膜面
に平行な直流磁場中で250℃から50℃まで10℃/
分の速度で除冷する処理を施したもの計5種類の
試料について各特性を測定し、第5表にまとめ
た。 磁場中熱処理を施した試料は無処理のものに比
べて磁気特性、加圧減磁特性共大きく向上してい
る。この範囲では磁場強度は強ければ強い程大き
な効果が得られる。
【表】 実施例 4 重量パーセントでCo2.5%、Cuを3.0%を含む
Fe3O4をターゲツトとし、ポリイミド基体上にア
ルゴンガス中でスパツタパワー2.0kW、スパツタ
圧7.0×10-3Torrでスパツタする事によつて厚さ
2500Åのコバルト含有酸化鉄磁性薄膜を得た。こ
れを空気中で250℃で1時間酸化したものを試料
とし、60℃から350℃の各温度から1KOeの膜面
に平行な直流磁場中で10℃/分で室温まで除冷し
た。これらの試料及び無処理のものの諸特性を測
定した結果を第6表にまとめた。
【表】
【表】 実施例 5 重量パーセントでCoを3.0、Cu4.0%を含む
Fe3O4をターゲツトとし、ポリイミド基体上にア
ルゴンガス中でスパツタパワー2.25kW、スパツ
タ圧8.0×10-3Torrでスパツタする事により厚さ
3500Åのコバルト含有酸化鉄磁性薄膜を得た。こ
れを空気中で265℃で1時間酸化したものを試料
とし、900Oeの膜面に平行な直流磁場中で250℃
から第7表に示すように冷却速度で50℃まで除冷
した。これらの試料及び無処理のものの諸特性を
測定した第7表にまとめた。 いずれの冷却速度においても、磁気特性、加圧
減磁特性とも無処理のものに比べて大きく向上し
ている。200〜300℃/分の急速な冷却速度でも磁
場中熱処理の効果は著しいものがある。
【表】
【表】 実施例 6 第8表に示すような基体ターゲツト組成、スパ
ツタ条件で厚さ2500Åのコバルト含有酸化鉄磁性
薄膜を得た。これを空気中250℃で1時間酸化し
たものを試料とし、1KOeの膜面に平行な直流磁
場中で250℃から室温まで第20℃/分で除冷した。
これらの試料及び無処理のものの諸特性を測定し
た結果を第9表にまとめた。無処理のものの値は
( )内に示したが、基体の種類、ターゲツトの
組成によらずいずれの場合にも磁場中熱処理の効
果が認められる。
【表】
【表】 実施例 7 重量パーセントでFe90%、Co10%の組成の
FeCo合金を酸素分圧60×10-4Torr、基板温度
200℃、付着速度50Å/secの条件で蒸発源より蒸
発させ、酸素との反応により表面をアルマイト処
理したアルミ合金基板上に厚さ2000Åのコバルト
含有酸化鉄磁性薄膜を得た。これを空気中300℃
で1時間酸化したものを試料とし、2.0Kgaussの
膜面に平行な直流磁場中で300℃から室温まで20
℃/分で除冷した。この磁場中熱処理前後での磁
気特性を第10表に示す。 このように反応蒸着法によるコバルト含有酸化
鉄磁性薄膜についても磁場中熱処理により、磁気
特性の改善が見られる。
【表】 以上説明したように本発明はそれぞれコバルト
を含むFe3O4またはFe3O4とγ−Fe2O3の中間組
成物またはγ−Fe2O3あるいはこれら3種類の材
料にその他の金属元素添加物を含むものを主成分
とする強磁性酸化鉄連続薄膜を基体上に形成する
工程、及び該基板上の薄膜を80℃以上350℃以下
の温度範囲に加熱し、しかる後に磁場中で冷却す
る工程により加圧源磁量を大巾に減少させ、角型
比S、抗磁力角型比S*、抗磁力Hc等の磁気特性
を向上させ、しかもなんら安定化処理を行なわな
くても長時の時間経過に対して極めて安定である
という利点がある。 また基体上にそれぞれコバルトを含むFe3O4
たはFe3O4とγ−Fe2O3の中間組成物が主成分と
する、あるいはこれら3種類の材料に他の添加物
を含んだ強磁性酸化鉄連続薄膜を形成する方法と
しては、実施例に示したコバルトを含むFe3O4
たはこれにその他の添加物を含むFe3O4をターゲ
ツトとし、中性ガスまたは中性ガスと酸化性ガス
との混合ガス中でスパツタリングすることによつ
て直接形成する方法、酸素雰囲気中での反応蒸着
法の他に、Ar+O2の酸化雰囲気中でFeターゲツ
トをスパツタし、基板上にγ−Fe2O3を形成し、
これを還元してFe3O4膜を得る反応スパツタ法
(間接法)、Ar+O2の酸化雰囲気中でFeターゲツ
トをスパツタし、基板上にFe3O4を直接形成する
反応スパツタ法(直接法)等があるが、これらの
方法で作製したコバルト含有酸化鉄磁性薄膜にお
いても、本発明に示した磁場中での加熱冷却処理
の効果は何ら変わるところはない。 以上のように本発明によれば耐摩耗性、耐蝕性
にすぐれ、かつ記録再生特性に係わる加圧減磁の
問題がない、磁気特性の良好な磁気記録媒体が得
られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれコバルトを含むFe3O4またはFe3O4
    とγ−Fe2O3の中間組成物またはγ−Fe2O3、あ
    るいはこれら3種類の材料にそれぞれその他の金
    属元素添加物を含むものを主成分とする強磁性酸
    化鉄連続薄膜を基体上に形成する工程、及び該基
    板上の薄膜を80℃以上350℃以下の温度範囲に加
    熱し、しかる後に磁場中で冷却する工程を含むこ
    とを特徴とする酸化物薄膜磁気記録媒体の製造方
    法。 2 コバルトを含むFe3O4またはこれにその他の
    金属元素添加物を含むFe3O4をターゲツトとし、
    中性ガスまたは中性ガスと酸化性ガスとの混合ガ
    ス中でスパツタリングすることによつて、あるい
    は更に該スパツタリングにより得られた薄膜を酸
    化をすることによつて強磁性酸化鉄連続薄膜を基
    体上に形成する。特許請求範囲第1項記載の酸化
    物薄膜磁気記録媒体の製造方法。 3 酸素雰囲気中でFeとCoからなる材料または
    これらにその他の金属元素添加物を加えたものを
    蒸発源より蒸発させ、あるいは更に該蒸発によつ
    て得られた薄膜を酸化することにより強磁性酸化
    鉄連続薄膜を基体上に形成する、特許請求範囲第
    1項記載の酸化物薄膜磁気記録媒体の製造方法。
JP16782582A 1982-09-27 1982-09-27 酸化物薄膜磁気記録媒体の製造方法 Granted JPS5957413A (ja)

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JPS5957413A JPS5957413A (ja) 1984-04-03
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