JPS6044813B2 - 磁気記録用合金薄膜の製造法 - Google Patents

磁気記録用合金薄膜の製造法

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JPS6044813B2
JPS6044813B2 JP14763680A JP14763680A JPS6044813B2 JP S6044813 B2 JPS6044813 B2 JP S6044813B2 JP 14763680 A JP14763680 A JP 14763680A JP 14763680 A JP14763680 A JP 14763680A JP S6044813 B2 JPS6044813 B2 JP S6044813B2
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thin film
atomic
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magnetic recording
film
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弘 前田
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KAGAKU GIJUTSUCHO KINZOKU ZAIRYO GIJUTSU KENKYU SHOCHO
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KAGAKU GIJUTSUCHO KINZOKU ZAIRYO GIJUTSU KENKYU SHOCHO
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Nanotechnology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録用合金薄膜の製造法に関する。
磁気記録は現在使用されている記録方式の中で最も重要
で、録画、電子計算機の磁気テープ、磁気ディスク等情
報処理分野におて大量に使用されている。
特に磁気ディスクはコンピュータシステムの大容量記録
装置として重要な位置をしめてお=コー 曹 一置口
li−ボり−−j;IT−13ユ“ ノ 六目−)−4
っ ーアー1 、る。この大容量化(高密度記録化)、
高速化を達成するために、媒体の薄層化、高保磁力化、
高残留磁束密度化が要求される。この要求に対して、現
在使用されている針状の酸化鉄(γ−Fe。へ)微粒子
塗布膜はバインダーを含むために、残留磁束密度Br(
850ガウスG)が低く、ある一定(O、7μm)以上
の媒体厚さが必要とされ、現在、技術的にも性能的にも
ほぼ限界に達している。本発明は従来の磁気記録用材料
の問題点を解決しようとするものであり、その目的は保
磁力Hc(以下Hcと記載する)が5O00e(エルス
テッド)以上、残留磁束密度Br(以下Brと記載する
)が5O0OG(ガウス)以上、角型比S*(以下S*
と記載する)が0.85以上当の諸磁気特性を持つ高保
磁力の薄膜の製造を提供するにある。本発明者は前記目
的を達成すべく研究の結果、窒素ガスを1〜100%を
含むアルゴン、ヘリウム等の雰囲気中で、スパッター法
またはイオンブレーティング法によつて、窒素3〜40
原子%、残部Jコバルトよりなる合金、または窒素3〜
40原子%、ニッケル0.1〜48.5原子%、残部コ
バルトを含み、かつNiの含有量がCoの含有量を越え
ない範囲の組成からなる合金の薄膜を基板上に生成させ
、得られた薄膜を250〜7000Cで熱処理すると、
丁それぞれ薄膜中に若干の微細な非磁性のCoの窒化物
、CO及びNiの窒化物が析出し、さらに稠密六方晶構
造(以下HCpと記載する)のC軸が膜面に平行に優先
配向し、保磁力、残留磁束密度、角型比等の優れた磁気
特性を持つ薄膜が得られることを究明し得た。
この知見に基いて本発明を完成した。本発明の要旨は、 1窒素ガスを含んだ不活性ガス雰囲気中でスパツタ一法
またはイオンプレーテイング法によつて、窒素3〜40
原子%、残部コバルトよりなる合金の薄膜を基板上に生
成させ、該薄膜を250〜700℃非酸化性雰囲気下で
1分〜20叫間熱処理することを特徴とする磁気記録用
合金薄膜の製造法。
及び 2窒素ガスを含んだ不活性ガス雰囲気中でスパツタ一法
またはイオンプレーテイング法によつて、窒素3〜40
原子%、ニツケル0.1〜48.5原子%、残部コバル
トを含み、かつニツケルの含有量がコバルトの含有量を
越えない範囲の組成よりなる合金の薄膜を基板上に生成
させ、該薄膜を250〜700℃非酸化性雰囲気下で1
分〜200時間熱処理することを特徴とする磁気記録用
合金薄膜の製造法にある。
前記組成の合金薄膜を作成するには、窒素1〜100%
含むアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中でスパ
ツタ一法またはイオンプレーテイング法によつて行う。
合金のいずれかの組成においても、未熱処理薄膜中の窒
素含有量が3原子%より低いと熱処理後の膜面内に強い
C軸配向性が得られず、.Hc,S※等の磁気特性が著
しく低下する。また窒素含有量が40%を越えると、熱
処理後の膜中のHcp構造中に磁気特性を低下させる異
方性の極めて小さい面心立方晶構造(以下Fccと記載
する)が混在するようになり、Hc,S※等!の磁気特
性が悪くなる。従つて、未熱処理膜中の窒素は3〜40
原子%であることが必要である。未熱処理膜中の窒素が
3〜40原子%てあるCO−Nj合金の場合においては
、Niの含有量は0.1〜48.5原子%で、かつNi
の含有量がCO含有く量を越えてはならない。Ni含有
量が0.1原子%より少ないと、Niを加えた効果が少
なく、また48.5原子%を超え、またNiの含有量を
越えると、熱処理後の膜の構造がHcp構造よりもFC
C構造となり易くなり、Hc,Br,S※等の磁気特性
が低下する。生成した薄膜は、酸化を防ぐために、真空
中あるいは窒素を含んだアルゴン、ヘリウム等の不活性
ガス雰囲気中で行うことが必要である。この熱処理は2
50〜700分〜20(転)間行う。温度が250℃未
満あるいは1分より短いと結晶化が十分行われないため
、十分な磁気特性が得られない。一方温度が700℃を
越え、あるいは20叫間を越えると結晶粒がノ 粗大化
し、さらに下地基板と反応したりして磁気特性が低下す
る。従つて、熱処理は前記条件で行うことが必要である
。本発明の方法で得られる薄膜は、従来使用されている
酸化膜(γ−Fe2O3)微粒子塗布膜や現在.検討中
の酸化物薄膜と比較して、Br,Hc,S*等の磁気特
性においてはるかに優れているため、記録媒体の薄層化
が可能となり、その結果高記録密度が達成され、磁気デ
イスク等の記録媒体の大容量化に貢献するものと考えら
れる。
さらに本発゛明の方法で得られる膜は安定な結晶構造を
もち熱的に安定で、しかも薄膜中のCOあるいはCO−
Nj合金のキユ一り温度Tcが高いため、磁気特性の温
度変化や経時変化がきわめて小さく、CO−P(リン)
、CO−Ni−Pメツキ膜における.ような熱的不安定
性の問題も解消される。一方本発明における合金薄膜の
ような金属記録媒体には酸化や摩耗を防止するためのS
iO,SlO2等の保護膜を被覆する必要があるが、本
発明の製造法では記録媒体および保護膜の作製および熱
処理を同一槽内で連続して行ないえるので、作業が単純
化でき、その技術的ならびに経済的効果はきわめて大き
い。また熱処理温度が比較的低いため、磁気デイスク用
に通常使用されているに合金基板の使用も可能である。
以上のように本発明の方法で得られる合金薄膜は優れた
磁気特性をもち、しかも熱的にきわめて安定なため、磁
気デイスク等の高記録密度化、大容量化、高速化を可能
にし、情報処理分野に多いに貢献するものと考える。
実施例 1 窒素ガス(N2ガス)濃度7,24,50%を含むアル
ゴン(AOガス雰囲気中で80TwtφのCOターゲツ
トおよびCO−30原子%Ni合金ターゲツトを用い、
雰囲気圧7×10−2T0rr、極間電圧0.8KV、
極間隔4h等の条件のもとで、スパツタ一法によつて液
体窒素で冷却した石英(14w!nφ)およびガラス(
18×18TI0n)基板上に厚さ0.1μの窒素(N
)10,25,35原子%を含むCO合金薄膜およびC
O−30原子%Ni合金薄膜、さらに厚さ0.05およ
び0.4μのN24原子%を含むCO−30原子%Ni
合金薄膜を作製し、真空中、290℃、20時間の熱処
理をおこなつた。
これらの試料の保磁力HCl残留磁束密度Brl角型比
S*等の磁気特性を第1表に示す。未熱処理膜中のN含
有量の増加とともにS*は大きくなるが、Brは減少す
る傾向を示す。また膜厚が薄くなると磁気特性は漸次良
くなる。いずれの未熱処理膜中のN組成および厚さにお
いても磁気記録に要求さる磁気特性を満たしている。な
お、スパツタ一法に代え、イオンプレーテイング法によ
つて同様に行つたところ、ほぼ同様な結果が得られた。
実施例 2 N2ガス濃度24%を含むArガス雰囲気中て80wr
mφのCO−10原子%Ni..CO−20原子%Ni
..CO−30原子%Ni..CO−40原子%Ni.
CO−50原子%Ni合金ターゲツトを用い、実施例1
と同じスパツタ一条件でN24原子%含むCO−Ni合
金薄膜を作製したγのち、真空中、290℃、20時間
の熱処理をおこなつた。
これらの試料の磁気特性を第2表に示す。この場合薄膜
中のCO.5Niの組成比はターゲツトのCO(5Ni
の組成比に等しい。いずれのNi組成においても、優え
た磁気特性を示すが、特にCO−30原子%Niにおい
て最高値を示すことがわかる。このことからNiの組成
を変えることによつて所定の特性を容易に選択できるこ
とがわかる。実施例 380mmφのCO−30原子%
Ni合金ターゲットを用い実施例2と同一のスパツタ一
条件で作製した厚さ0.1μのN24原子%を含むCO
−30原子%Ni合金薄膜を真空中270℃、100時
間、290℃、20時間、400゜C11時間、500
′Cll扮間の熱処理をおこなつた。
これらの試料の磁気特性を第3表に示す。熱処理温度の
上昇とともにHc,S*等の磁気特性は漸次低下する。
これは生成膜中の結晶粒が熱処理温度の上昇とともに大
くなるために考えられる。しかしいずれの熱処理温度に
おいても磁気記録材料に適合する特性が得られることが
わかる。また熱処理時間は熱処理温度が高くなるにした
がつて短かくて良い。このように熱処理温度を変えるこ
とによつても所定の特性を選択することができる。なお
実施例305方法古作製した合金薄膜の上に、同一装置
内で、薄膜の酸化?よび摩耗を防止する目的で厚さ0.
05および0.1μの石英(SiO2)薄膜をスパツタ
一方法によつて被覆し、その後真空中、290℃、20
時間の熱処理を施した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 窒素ガスを含んだ不活性ガス雰囲気中でスパッター
    法またはイオンプレーティング法によつて、窒素3〜4
    0原子%、残部コバルトよりなる合金の薄膜を基板上に
    生成させ、該薄膜を250〜700℃非酸化性雰囲気下
    で1分〜200時間熱処理することを特徴とする磁気記
    録用合金薄膜の製造法。 2 窒素ガスを含んだ不活性ガス雰囲気中でスパッター
    法またはイオンプレーティング法によつて、窒素3〜4
    0原子%、ニッケル0.1〜48.5原子%、残部コバ
    ルトを含み、かつニッケルの含有量がコバルトの含有量
    を越えない範囲の組成よりなる合金の薄膜を基板上に生
    成させ、該薄膜を250〜700℃非酸化性雰囲下で1
    分〜200時間熱処理することを特徴とする磁気記録用
    合金薄膜の製造法。
JP14763680A 1980-10-23 1980-10-23 磁気記録用合金薄膜の製造法 Expired JPS6044813B2 (ja)

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JPS61175920A (ja) * 1985-01-29 1986-08-07 Hitachi Metals Ltd 磁気デイスク基板
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