JPS6095729A - 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】 本発明畝強磁性金属薄膜を磁気記録層とす逮非バインダ
ニｍ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、いゎ゛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って。

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った。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、斜方蒸着法によシ薄膜形成時に配向処
理を行っている。

この方法の欠点は、斜めに蒸着を行うため蒸着源の歩留
シ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１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
シ、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。従って、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シが非常圧良い。

同時に、従来の非バインダー型磁気記録媒体では困難で
あった薄膜形成後に配向を行うことが可能となった。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シ、付着力、
密着性が大巾に向上する効果も得られる。

以下１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
はプラスチック、上２ミックス、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９例えばアルミニ
ウム、黄銅等がある。プラスチックとしては、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２強磁性薄膜を形成する方法として
公知の方法２例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンブレーティング法、イオンビームデポジション法、
ＯＶＤ法、メッキ法等があり、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、Ｏｏ、Ｏｒ、Ｎｉや
これらの合金、並びにこれら金属や合金とＯ，Ｎ。

ｐ、ｏやＯｓ、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
オン注入法によシ各種イオンを打ち込む。

打ち込むイオンは１周期律表の第Ｐ／、Ｖ、　Ｍ族の元
素やＡｒ、　Ｎ、Ｏ，Ｏ，Ｂ、Ｓｉ、Ｐ等の非金属元素
が良い。中でもＯｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｂ
ｉ等の元素の非磁性イオンやＡｒ、Ｈ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っては。

薄膜の磁気的な特性を低下させるような化合物。

合金′ｔ−腹中に析出させるとともある。従って。

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。従って、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
さ等から考えて膜厚は、２０００Ｘ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１０１４〜１０”　１ｏｎｓ／−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、ドーズ量は比較的太き
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、蒸着物質によって異なるが、実用上重要
であるプラスチッ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シ、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）ｌ（２）の方法は１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。

従って、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１００００ｅ以上）を大きくする必要があ
る。

また２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
シ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２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（２０ｗｘ　Ｘ　５０　ｍ　）
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　””　Ｔｏｒｒ＋　蒸着速度１０Ａ／
秒、蒸着時間５０秒間とした。この結果、ガラス基板上
に５ｏｏＸ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６ＦｌｌＩＡの条件下で窒素イオ
ンを４　Ｘ　１０”　１ｏｎｓｚ−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４００００ｓ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４０００ｅ、角形比（残留磁化／飽和磁化）［Ｌ
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１次のよ
うな効果が期待される。

（１）　これまで困難であっ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シ、工業的生
産法として有望である。

（３）　イオン注入によ如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。

特許出願人　日本鉱業株式会社 代理人　弁理士（７５６１）並川啓志

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１非磁性基竺十に強磁坤薄膜を形成する際もしくは
   強磁、性−膜を形成後、イオン注入処理：　。 を行い２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６磁気記録媒隼０！造方法
   ・ （２、特許請求の範囲第１項において１強磁、性薄膜が
   Ｆｅ　、　Ｃｏ　、Ｎｉ　、　Ｏｒ及びこれらの合金、
   並暮にこれら金属２．合金とＯ，Ｆ’、Ｏ，ＩＪシラン
   ン系列元素からなる合金、化合−の中から選ばれ１７’
   ｃ　１一つであるこ、とを特徴とムる磁気記録媒体の製
   造方法。 （・）　特許請求の範囲第１項においてイーン源が。 ［Ｍｌ［！ｏｉ＠Ｗｉ、　ｉ、ｖ＊＋　＠す門、門素及
   びＯ＋　Ｎ　＋　ＯＩＢ　＋　８１　、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。 １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。 （６）′　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返ることを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。　□−