JPH0654538B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は磁気記録媒体に係り、特に垂直磁気異方性を
有する記録磁性層を備えた磁気記録媒体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、情報処理技術の発達に伴ってメモリ装置が担う情
報量は飛躍的に増加し、フロッピーディスク等の磁気記
録媒体に対する大容量化の要求もますます高まってい
る。この要求に応えるため、高密度記録の可能な磁気記
録媒体、特に最近では膜面に垂直な方向の磁化を利用し
て記録を行なう垂直磁気記録用の磁気記録媒体の研究・
開発が活発になされている。垂直磁気記録用の磁気記録
媒体は垂直磁気異方性を有する記録磁性層を備えた媒体
であり、現在実用されている面内記録用の磁気記録媒体
の多くを構成している塗布型媒体よりも、記録磁性層と
してＣｏ−Ｃｒ系合金等の金属薄膜をスパツタや蒸着に
より形成した金属薄膜型媒体、あるいはＢａフェライト
やＳｒフェライト等のマグネトプラムバイト型結晶構造
を有する酸化物薄膜型媒体が高密度記録により適した媒
体として有望視されている。

とこれ、塗布型媒体では磁性粉をバインダ等と混ぜて基
体上に塗布することにより記録磁性層が形成されるた
め、記録磁性層が弾力性を持っており、また磁性層中に
潤滑剤を混入させることも可能であり、それによって媒
体と磁気ヘッド間の接触を良好に維持し、媒体およびヘ
ッドの耐久性を十分に得ることができる。

これに対し、金属薄膜型媒体や酸化物薄膜型媒体におい
ては記録磁性層が弾力性をほとんど持たないため、フェ
ライト製などの硬い材質の磁気ヘッドが媒体上を走行す
ると、媒体表面やヘッドの表面にスクラッチ等の損傷が
生じ易くなる。その場合には、媒体およびヘッドの耐久
性が損われるばかりでなく、媒体やヘッドの摩耗粉の付
着により媒体・ヘッド間の実効的な距離が増大してスペ
ーシング・ロスが大きくなり、周波数特性の劣化や、再
生時の出力低下および出力変動の要因となる。

そこで、金属薄膜型媒体や酸化物薄膜型媒体の場合に
は、記録磁性層の上にこれを保護するための硬質材料か
らなる保護層を形成することが考えられる。保護層の具
体例としては酸化珪素，酸化アルミニウムおよび窒化チ
タン等の薄膜が従来提案されている。しかし、これらの
硬質保護層は材質が脆性であり、磁気ヘッドとの接触に
よってやはり摩耗が生じ易く、その摩耗粉が媒体やヘッ
ドを損傷させてしまうので、上述した問題に対する解決
策としては不十分である。

この場合、保護層を厚く形成すれば少なくとも記録磁性
層の摩耗防止には有効と考えられるが、垂直磁気記録特
性の点から好ましくない。すなわち、垂直磁気記録方式
は本質的に記録密度が面内磁気記録方式よりもはるかに
高く、記録波長を短くできるのであるが、そのためには
ヘッド・媒体間の実効的な距離を極度に小さく抑える必
要があり、従って保護層の厚みも制限される。このよう
に保護層の厚さを垂直磁気記録特性を損わない程度に抑
えると、耐久性の向上効果はあまり期待できなくなる。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、垂直磁気記録特性を損うことなく、
媒体自身および媒体に接触して走行する磁気ヘッドの耐
久性を著しく高めることができる磁気記録媒体を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

この発明に係る磁気記録媒体は、垂直磁気異方性を有す
る記録磁性層上に保護層として、厚さ５０〜４００オン
グストロームのシリコン，クロムおよび酸素を含む非晶
質薄膜（以下、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜という）を
形成したことを特徴としている。

〔発明の効果〕

この発明によれば、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜を保護
層として形成したことにより、耐久性に優れ、しかも良
好な垂直磁気記録特性を持つ磁気記録媒体を得ることが
できる。

すなわち、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜は非常に硬質で
あるため、記録磁性層を磁気ヘッドとの接触による損傷
から確実に保護することが可能である。しかも、Ｓｉ−
Ｃｒ−Ｏ系非晶質は酸化珪素，酸化アルミニウムあるい
は窒化チタン等の薄膜に比べ耐摩耗性が優れている。従
って、このＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜上を磁気ヘッド
が連続走行しても摩耗粉の発生は非常に少なく、媒体自
身およびヘッドの摩耗・損傷は大幅に減少する。さら
に、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜は材質的に極めてち密
であり、また非晶質であるが故に粒界等の不均一性もな
いので、記録磁性層を外気から良く遮断し、耐腐蝕性を
著しく向上させる効果がある。そして、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ
系非晶質薄膜は、さらに上述した耐摩耗性および耐腐蝕
性が良好であるという特徴から、その膜厚が比較的薄く
とも媒体および磁気ヘッドの耐久性を向上させることが
可能である。このため、前述のように摩耗粉の発生が少
なく摩耗粉による実効的な媒体・ヘッド間の実効的距離
の増大が少ないことと相まって、媒体・ヘッド間のスペ
ーシングロスを小さくでき、周波数特性の向上を図ると
ともに再生時の出力低下および出力変動を小さくし、垂
直磁気記録特性を飛躍的に高めることが可能となる。こ
こで、保護層であるＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜の膜厚
は、５０〜４００オングストロームの範囲が好ましい。
膜厚が５０オングストロームに満たないと耐久性が十分
に得られず、また４００オングストロームを越えると上
述したスペーシングロスが大きくなり、垂直磁気記録特
性を損なうからである。すなわち、この発明によれば耐
久性と垂直磁気記録特性の両方を同時に満足する磁気記
録媒体を提供することができる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の磁気記録媒体を示す断面
図である。図において基体１は樹脂製のフィルム状基体
であり、この基体１の両面上に記録磁性層として例えば
直流マグネトロンスパッタリングにより厚さ０．５μｍ
のＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜２がそれぞれ形成されている。
この Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜２は膜面に垂直方向に磁化容易軸
を持つように配向されている。すなわち、Ｃｏ−Ｃｒ系
合金薄膜２は垂直磁気異方性を有している。そして、Ｃ
ｏ−Ｃｒ系合金薄膜２上に保護層として、５０〜４００
オングストロームの厚さのＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜
３がそれぞれ形成されている。

Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜３は例えば ＳｉＯ_２とＣｒ_２Ｏ_３の混合物のターゲットを用いた高
周波スパッタリングにより形成される。こうして形成さ
れたＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜３はＣｏ−Ｃｒ系合金
薄膜２とのなじみ，密着性が良く、かつ非常に硬質で摩
耗しにくい。従って、フロッピーディスクのように磁気
ヘッドが媒体に連続的に接触して走行する場合でも、極
めて高い耐久性が得られる。

第１表はＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜上に高周波スパッタリン
グにより種々の保護層を形成した磁気記録媒体につい
て、耐久性を調べた実験結果を示したものである。但
し、実験は上述した構成の磁気記録媒体をフロッピーデ
ィスクの形態に作製し、このディスクを毎分３００回転
で回転走行させながら、フェライト磁気ヘッドをディス
ク上の同一トラックに接触させて行なった。ここで、耐
久性は媒体（ディスク）およびヘッどの少なくとも一方
が著しい損傷を受けるまでの走行回数（パス）である。
著しい損傷とは媒体の場合、保護層および記録層の少な
くとも一部がけずれて、基体の表面が露出した状態をい
う。

第１表から明らかなように、この発明に基くＳｉ−Ｃｒ
−Ｏ系非晶質薄膜からなる保護層は従来より保護層とし
て提案されている酸化アルミニウム，炭化タングステ
ン，窒化ボロン，窒化チタン等の薄膜に比べ、より薄い
膜厚で耐久性において著しい向上がみられる。

第２表に、保護層であるＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜の
Ｓｉ，Ｃｒ，Ｏの各々の成分比（原子％）を種々変えた
場合の磁気記録媒体の耐久性について示す。但し、保護
層の厚さはいずれも１００オングストローム一定として
測定した。また、比較例としてＳｉ，Ｃｒ，Ｏのうち２
元素のみからなる非晶質薄膜を保護層とした場合の耐久
性についても併せて示した。

第２表から、Ｓｉが２０〜４０原子％、Ｃｒが１０〜３
０原子％、Ｏが３０〜７０原子％の組成範囲の場合に、
他の組成範囲に比べれより優れた耐久性を示すことが明
らかである。また、さらに好ましくはＳｉが２０〜３０
原子％、Ｃｒが１０〜２０原子％、Ｏが５０〜７０原子
％の組成範囲が特に優れた耐久性を示すことが分かる。

一方、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｏのいずれか一つの元素のない２元
系の非晶質薄膜を保護層とした比較例６〜８の場合は、
これらの３元素を全て含有した本発明によるＳｉ−Ｃｒ
−Ｏ系非晶質薄膜からなる保護層の場合に比較して耐久
性が劣ってることが明らかであり、特にＯを含まない比
較例１のＳｉ−Ｃｒ系非晶質薄膜では、１００万パスと
いう低い耐久性しか得られないことが分かる。

以上の結果から、本発明によるＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質
薄膜からなる保護層では、特にＯ（酸素）を含有してい
ることが耐久性向上に大きく寄与している。これは酸素
によってＳｉ−Ｃｒ−Ｏの原子間どうしの結合が網目状
に広がると共に、その密度が高くなるために、より強度
が増大することによると考えられる。

また、Ｏを含有することによりＳｉやＣｒが酸化によっ
て非常に安定な状態となるために、Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非
晶質薄膜からなる保護層の下に形成されている記録磁性
層、特に金属薄膜の耐久性を向上させることができる。

また、上記実施例によれば記録磁性層が特にＣｏ−Ｃｒ
系合金薄膜２であり、この上に Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜３が形成されている構造で
あるため、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜２中のＣｒ成分がＳｉ
−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜３との接着性向上に寄与するの
で、中間層を介在させることなくＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶
質薄膜３の良好な密着性を得ることができる。従って、
前述のようにＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜３自体の膜厚
が薄くてよいことと相まって、媒体・ヘッド間の実効的
距離をより効果的に小さくできることになり、垂直磁気
記録においてもスペーシング・ロスが非常に小さく、良
好な記録再生特性が得られるという利点がある。

第２図はこの発明の他の実施例の磁気記録媒体を示すも
ので、非磁性基体１１上に蒸着法により下地軟磁性層１
２と、記録磁性層としての Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜１３が積層形成され、その上に保
護層としてＳｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜１４がスパッタ
リングにより形成されている。下地軟磁性層１２は例え
ばパーマロイ薄膜， Ｃｏ−Ｚｒ系合金薄膜またはセンダスト合金薄膜等が使
用される。

このような構成の磁気記録媒体においても、前記実施例
で説明した磁気記録媒体と同様に優れた垂直磁気記録特
性と、高い耐久性が得られる。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することができ
る。例えば実施例では記録磁性層としてＣｏ−Ｃｒ系合
金薄膜を例示したが、垂直磁気異方性を有するものであ
れば、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜以外のものでもよく、また
このような金属薄膜に限らず酸化物薄膜でもよい。さら
に、実施例では基体の両面側に記録磁性層および保護層
が形成されている磁気記録媒体について述べたが、片面
にのみ形成されている媒体にも本発明を適用することが
できる。また、保護層としての Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜上に潤滑層を形成してもよ
いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る磁気記録媒体の断面
図、第２図はこの発明の他の実施例に係る磁気記録媒体
の断面図である。 １……樹脂製フィルム状基体、 ２，１３……Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜、 ３，１４……Ｓｉ−Ｃｒ−Ｏ系非晶質薄膜、１１……非
磁性基体、１２……下地軟磁性層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直磁気異方性を有する記録磁性層を備え
   た磁気記録媒体において、 前記記録磁性層上に、厚さ５０〜４００オングストロー
   ムのシリコン、クロムおよび酸素を含む非晶質薄膜が形
   成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】記録磁性層がＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜である
   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。
3. 【請求項３】該磁気記録媒体がフロッピーディスクであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の磁気記録媒体。