KR930007058B1 - 자기 기록 매체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Description

자기 기록 매체 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제조방법을 실시하기 위한 제조장치의 구성의 1예를 도시한 측면도.

제2도, 제3도, 제4도는 본 발명에 의해서 제작한 자기 기록 매체의 단면구조의 1예를 도시한 단면도.

본 발명은, 자기 기록 매체(磁氣記錄媒體) 및 그 제조방법에 관하여, 특히 내(耐) 헤드(head) 접동성(摺動性)(durability)의 향상에 가장 적합한 보호막(保護膜)을 가진 자기 기록 매체(magnetic recording media) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근년 고밀도(高密度) 기록의 요구가 높아짐에 따라서, 진공증착(眞空蒸着)(vacuum evaporation), 스팟터링(sputte-ring), 혹은 이온 프레이팅(ion-plating) 법등에 의해서 형성되는 강자성 금속(强磁性金屬)(ferro-magneticmetal) 박막(薄膜)을 기록매체로하는, 소위 바인더(bin-der)를 사용하지 않는 비(非) 바인더형의 자기 기록 매체가 주목을 끌고, 실용화로의 노력이 행하여지고 있다. 이 형의 자기 기록 매체로는, 자기 특성의 개량도 되지만, 산화(oxid-ation)등에 의한 매체의 변질 방지 및 헤드와의 접촉에 대한 강도인 내(耐) 접동성의 향상이 실용화에 있어 해결하여야 할 중대한 과제로 되어 있다.

매체의 변질 방지와 내 접동성의 향상을 목적으로 한 것으로는, 내 산화성의 금속, 예를들면 Rh,Au,Pt,Pb,Cr,Al,Pb-B,Ge-Sn,Ag-Cu 등을 강자성 금속 박막위에 보호막으로 형성하는 방법등이 있다(일본국 특허공개 공보 소화53-40505호, 특허공개 공보 소화55-73932호).

그러나 상기 금속 보호막을 형성하는 방법으로는 내 접동성의 점에서 아직 충분치 못하였다.

본 발명의 목적은, 강자성 금속 박막에 대한 보호막의 접착 강도(strength of adhesion)을 높이는 것에 의해, 내 헤드 접동성의 향상을 도모할 수 있는 자기 기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 증착법, 스팟터링법, 혹은 이온 프레이팅법등의 베이퍼 데포지션(vapor-deposition)법으로 기판(其坂)위에 강자성 금속 박막을 형성하고 그 강자성 금속 박막위에 직접 보호막을 베이퍼 데포지션법으로 형성하므로서, 내 접동성이 우수한 자기 기록 매체를 제조하는 것이다.

여기서「집적」이라는 것은, 강자성 금속 박막과 보호막과의 계면(界面)에 강자성 금속 박막을 구성하는 원소(元素)의 명확한 반응층(反應層)이나 (보호막을 구성하는 원소와의 반응층은 포함하지 않음), 다른 종류의 물질에 의한 오염등이 존재하지 않는 상채를 말하며, 예를들면 강자성 금속 박막 형성시의 진공하에 있어서, 해당 강자성 금속 박막의 상부에 보호막을 형성하는 방법에 의해서 얻어지는 것이다.

또, 강자성 금속 박막위에 보호막을 집적 형성하는데는 다음에 제시하는 이유에 의한다.

강자성 금속 박막위에 형성한 후, 공기중으로 끌어내든지 혹은 막의 형성장치중에 장시간 방치하면, 그 표면에 기름증기(油蒸氣), 수증기등이 흡착(吸着)하여, 강자성 금속 박막 표면이 산화되든지 오염되든지 한다. 그 위에 보호막을 형성하면, 그들 산화층이나 흡착물의 영향으로 보호막과 강자성 금속 박막의 사이의 접합력(接合力)이 저하하여, 양호하 내 접동성을 얻을 수가 없다(예를들면, 강자성 금속 박막과 Si,Si합금 및 Si산화물의 마이크로(microscopic)적인 접합 강도를 비교하면, Si,Si합금과의 조합(組合)하는 쪽이 훨씬크다). 이것은 Fe,Co,Ni등과의 결합상태가 산소, 질소등이 개재(介在)하는 것에 의해, 크게 저하하기 때문이라고 생각된다.

강자성 금속막의 형성에 연속하여, 보호막을 부착하면 강자성 금속 박막 표면이 청결하고 활성인 상태로 보호막 재료가 부착되므로, 양자의 결합 강도는 크게되어 내 접동성도 향상한다. 이 경우 강자성 금속 박막과 보호막의 계면의 산화층은 조재하지 않는다. 강자성 금속 박막의 형성시에 기판을 가열하는 경우는 보호막의 형성이 완료할때까지 기판 가열을 계속하는 것이 바람직하다. 이것은 가열하는 것에 의해 베이퍼 데포지션 장치의 박막 형성실내에 존재하는 잔류가스의 흡착을 한층 확실하에 방지할 수가 있어, 표면을 활성으로 유지할 수가 있기 때문이다. 또, 기판온도는 접합 강도를 크게 유지하면, 동시에 강자성 금속 박막의 자기 특성을 열화(劣化)시키지 않는 범위인 50~400℃인 것이 바람직하다. 또, 만약 강자성 금속 박막 표면이 오염되었을 경우에는, 이온 스팟터(ion sputter)법등에 의해 청결화한 후 보호막을 형성하면 좋다.

보호막의 두께는 충분한 보호작용을 얻을 수가 있는것, 자기기록 층면과 자기헤드의 간격에 의한 스페이싱 로스(spacing loss)에 의해서 자기기록 재생출력이 저하하지 않는것 등의 조건에 의해서 0.003~0.3㎛, 바람직하기는 0.01~0.15㎛의 범위가 좋다.

보호막의 재료로서 다음에 제시하는 이유에 Si,Si를 주성분으로 하는 합금, Ge,Ge를 주성분으로 하는 합금, B 및 B 화합물이 바람직하다. Si를 주성분으로 한다는 것은 Si를 50원자%이상, 바람직하기는 66원자% 이상의 합금을 의미한다. Ge인 경우도 마찬가지이다.

즉, 보호층에 필요한 조건은, 내식성(耐蝕性)이며, 자성층을 보호하는것, 자기헤드에 대해서 활성(滑性)이 있을것 및 전자 변환 특성(electro-magnetic conversionfficiency)의 저하를 억제하기 위하여, 막의 두께는 가능한한 적을것(1000Å 이하)등이다. 비 자성기판위에 형성된 강자성 금속 박막의 표면에는 일반으로 마이크로한 기복(起伏)이 있다. 보호막은 상기 조건을 만족할것 이외에, 이 마이크로적인 기복이외에 견고하게 부착되어 있는 것이 필요하며, 바람직하기는 보호막을 형성하므로서 마이크로적인 기복이 평탄화(平坦化)되는 것이다. 마이크로적인 기복이 크기는 강자성 금속 박막을 구성하는 미결정(薇結晶) 입자가 수직으로 배향(配向)한 주상정(柱狀晶)으로 되는 수직 자화막인 경우에 가장 커지고, 예를들면, Co 기(基) 합금막으로 되는 수직 자화막으로 그 표면에는 주기(周期) 200~500Å, 깊이 50~200Å의 기복이 존재한다. 미결정 입자 계면이 표면에 노출된 부분에는 원자규모(10Å 이하)의 홈(溝)도 존재한다. 이와 같은 기복을 가진 강자성 금속 박막위에 형성되는 보호막 재료는 마이크로한 기복의 구석구석까지 돌아들어가서 견고하게 부착할 것이 필요하다.

본 발명자등의 실험에 의하면, 보호막 재료로서 Si,Si를 주성분으로 하는 합금, Ge,Ge를 주성분으로 하는 합금, B 및 B 화합물을 사용하면 특히 우수한 효과를 얻는것을 알았다. 이것은 Si,Ge,B 원자의 크기가 강자성 금속 박막을 구성하는 Fe,Ni,Co 등의 강자성체 원자의 크기에 비해서 매우 적고, 마이크로한 움푹패어 들어간 곳까지 용이하게 침입하기 쉬운것, Si,Ge,B는 금속원자와의 친화성(親和性)이 좋고 자성체막에 견고하게 부착하는 것에 의한다. 더욱이 Si,Ge,B계 재료는 친밀하고 단단하며, 표면을 매끄럽게 할 수 있어 헤드에 대한 내 마모성도 활성이 특히 우수하다. 또, Si,Ge,B 재료를 자성체막 표면에 스팟터법등으로 형성하면, 비정질상태의 막을 얻기 쉽고, 200~500Å 정도의 두께의 보호막을 형서하는 것에 의해 자성체막의 표면의 마이크로한 기복이 평탄화되는 경향이 확인된다. 또한 Si,Ge,B는 내촉성(耐觸性)에도 우수하고, 또 유기 재료계의 윤활제를 내 접동성을 한층 향상하기 위한 목적으로 사용할 경우에도 Si,Ge,B는 다른 금속 보호막에 비해서 유기재료와의 친화성(親和性)이 좋다.

Si 합금의 합금 원소로서는 Ge,Sn,C,Sb,Bi,B 등을 Ge 합금의 합금 원소로서는 Si,Sn,C,Sb,Bi,B 등을 가한다. 합금으로 하면, 1개로서는 순(純) Si 혹은 순 Ge에 상기 합금 원소를 소량 첨가하면 고용체 경화현상(固溶體硬化現象)(solid solutionhardning effect)에 의해서 보다 단단하며 내 마모성이 좋은 보호막이 얻어진다. 또, 증착에 의한 막을 제조할 경우 순 Si 혹은 순 Ge는 특히 5Å/S 이상의 고속의 막을 형성하는데 안정된 증발을 얻기가 어려우나 합금 원소를 가하는 것에 의해서 증발이 안정하며, 높은 품질인 보호막이 높은 효율로 얻어진다. B 화합물로서는 B₄,C,B₄Si,B₆Si 등이며, 또 이들의 혼정(混晶)(mixture)도 포함한다.

또, 보호막의 재료는 비정질인쪽이 균질(均質)한 막을 얻기 쉽다는 점에서 바람직하지만, 결정질이 포함되어 있어도 좋다.

본 발명은, 틀리는 역할을 하는 2개의 층인 박막으로 구성하는 보호막을 가진 자기 기록 매체 및 그 제조 방법을 제공한다.

강자성 박막위에 마련하는 보호막의 역할은 (1) 강자성 바막의 산화등에 의한 변질을 방지하는것 (2) 헤드에서 접동하였을때 마모하기 어려운것 (3) 헤드의 접동에 대해서 마목가 적은것이 요구된다. 본 발명에서는 역할분담이 틀리는 2개의 박막을 겹친 2층막을 사용하는 것에 의해, 상기 조건을 만족하는 보호막을 제공하는 것을 그 특징으로 하고 있다. 즉, 제1층으로 강자성 박막의 변질을 방지하며 또한 내 마모성이 좋은 재료인 박막을 제2층으로 헤드의 접동에 대해서 마모가 적은 재료인 박막을 마련한다. 제1층의 재료로서는 Si,Ge,B 혹은 이들의 1원소를 주성분으로 하는 합금, 혹은 SiC,Si₃N₄,B₄Si,B₄C등, 이들의 원소를 주성분으로 포함하는 화합물이 바람직하다. 이들 재료는 일반적으로 단단하며, 내마모성이 좋고, 핀 홀(pin hole)등이 없는 치밀한 막을 얻기 쉬우며 또한 강자성막에 대한 부착 강도를 크게 취할 수 있다. 그리고, 제2층의 제료로서는 Sn,Pb,In,Se,Te,Cu,Ag,Au 혹은 이들의 1원소를 주성분으로 하는 합금이 좋다. 이들 재료는 일반적으로 물렁물렁하면서 단단한 재료인 제1층과 단단한 재료로 된 헤드이 사이에 있어서 윤활제(lubri-cant)의 역할을 완수할 수 있다.

이 구조인 경우의 보호막의 두께는 충분한 보호 작용을 얻을수 있는 것과, 자기 기록층면과 자기헤드의 간격에 의한 스페이싱 로스에 의해서 자기기록 재생출력(reading output)이 저하하지 않는것 등의 조건에 의해서 0.003~0.5㎛ 바람직하기는 0.01~0.2㎛의 범위가 좋다고 되어 있다. 따라서, 제1층과 제2층의 두께를 합친 수치가 상기 수치의 범위에 있을 것이 필요하다. 2층 구조의 보호막인 경우는 제1층의 두께를 제2층에 비해서 크게 취하는 편이 보다 바람직하며 그 비는 1.5~5배의 범위가 적당하다.

본 발명에 관한 강자성 박막으로는 Co-Cr,Co-V,CO-Mo,Co-W,Co-Re,Co-O,Co-Cr-Rh,Co-Cr-Ru,Co-Ni-O,Co-Ni,Co-P,Co-B,Co-Si,Co-Y,Co-La,Co-Pr,Co-Ce,Co-Sm,Co-Mn,Co-Ni-P,Co-Ni-B,Co-Ni-Ag,Co-Ni-Nd,Co-Ni-Ce,Co-Ni-Zn,Co-Ni-Cu,Co-Ni-Hg,Co-Ni-W,Co-Ni-Re,Co-Mn-P,Co-Zn-P 등의 Co기 합금막 Fe-Co,Fe-Ni,Fe-Si,Fe-Rh,Fe-V 등의 Fe 합금막을 증착법, 스팟터링법, 이온 프레이팅법등의 베이퍼 데포지션법으로 형성한 것이 해당한다. 강자성 금속 박막의 데포지션법으로 형성한 것이 해당한다. 강자성 금속 박막의 두께는 0.03~5㎛이고, 고밀도의 자기기록을 실현하기 위해서는 0.05~1㎛의 막이 보다 바람직하다.

강자성 금속 박막을 형성하는 기판 재료로는, 폴리이미드(polyimide),폴리카보네이트(polycarbonate),폴리염화(鹽化) 비닐덴(vinylidene), 폴리에틸렌 테레페타레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에티렌 나후타레이트(polyethylene naphtalate),초산(酢酸) 셀루로즈(cellurose), 폴리아미드(polyamide)와 같은 고분자(高分子)재료, 알미늄(alminum), 스테인리스(stainless),황동(黃銅)과 같은 금속재료, 혹은 유리(glass), 세라믹(ceramic)을 사용할 수 가 있다. 또 이들 재료로 되는 기판과 강자성 금속 박막의 사이에 다른 재료로된 박막의 층이 마련되어도 좋다. 예를들면 기판과 강자성 금속 박막의 접합 강도를 높이기 위해서 Cr등의 박막을 중간에 마련한다든지 강자성 금속 박막의 자기 특성을 향상시키기 위해서 중간에 연(軟)자성 재료 박막을 마련하는 방법이 있다. 기판의 형상으로로서는 디스크(disk), 테이프(tape),드럼(drum)의 어느 것이라도 좋다.

다음에 본 발명을 실시예로 설명한다.

[실시예 1]

기판으로 폴리이미드 필름(film)을 사용하여 제1도에 도시한 구성의 증착장치를 이용해서 자기 기록 매체를 제작하였다. 1×10^-6Torr의 진공중에서 폴리이미드 필름 기판1을 적외선(赤外線) 가열 히터(heater)2로, 200℃로 가열하면서 증착원(蒸着源)3에서 Ge를 증발시켜 기판위에 300Å의 Ge층을 형성하였다. 이어서 기판온도 150℃로 증착원 4에서 Co-Cr 합금을 증발시켜 막의 두께 3500Å의 Co-21wt% Cr의 강자성 금속 박막을 형성하였다. 또한 같은 기판 온도로 증착원 5에서 Si를 증발시켜 막의 두께 200Å의 Si로 되는 보호층을 형성하며, 제2도에 도시한 구조의 자기 기록 매체를 제작하였다. 여기서 폴리이미드 필름 위에 3000Å의 Ge를 부착한 것은 Co-Cr막의 자기 특성의 개선과 부착 강도의 증대를 도모하기 위해서이다.

마찬가지 조건으로, Si 대신으로 Si-3wt% C, Si-10wt% Ge, Si-30wt% Sn, Si-25wt% Sb, Si-10wt% B를 사용하여 마찬가지 구조를 가진 자기 기록 매체를 제작하였다. 이 제조조건으로 제작한 시료를 A그룹(group)으로 한다.

비교 시료로서, Co-Cr 합금막을 형성한 후 기판 온도를 실온(室溫)까지 내려서 10시간 유지한 후 150℃로 기판을 가열하여 보호막을 형성한 이외는 상기와 마찬가지 조건으로 박막형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다.

이 제조 조건으로 제작한 시료를 B그룹으로 한다. 또한 별도의 비교 시료로서, Co-Cr 합금막의 형성후 기판 온도를 실온까지 내려 증착장치를 열어서 공기중에 10시간 노출한 후, 제차 1×10^-6Torr의 진공으로 배기해서 기판 온도 150℃로 보호막을 형성한 것 이외는, 처음에 기술한 경우와 마찬가지 조건으로 박막형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 이 제조 조건으로 제작한 시료를 C그룹으로 한다. 이외에, 보호막이 부착하지 않은 시료를 A,B,C의 각 그룹으로 표준 시료로서 준비하였다.

이와 같이 하여 얻어진 각 시료에서 디스크 시료를 잘라내어 다음의 방법으로 내 접동성 테스트(test)를 행하였다. 디스크 회전장치에 각 시료 디스크를 셋트(set)하고, 하중 10g의 헤드를 접촉시켜서 디스크를 1.5m/s의 속도로 연속 회전신켜 자기 기록 매체 박막에 홈이 생길때까지의 화전수를 측정하였다. 그 결과를 표1에 표시한다.

표1의 결과에서 명확한 바와 같이 내 접동성은 보호막을 마련하는 것에 의해서 크게 개선된다. 특히 진공중에서 강자성 금속 박막과 보호막의 형성을 연속해서 행한 A,B그룹의 내 접동성의 향상 효과가 현저하며, 기판 온도를 고온으로 유지한 그대로 연속해서 막 형성을 행한 A그룹의 시료의 내 접동성이 특히 우수하였다.

즉, 내 접동성을 올릴려면, 강자성 금속 박막과 보호층의 형성을 도중 공기에 노출시키지 않고 연속해서 행하는 것이 제1의 조건으로 필요하며 더욱이, 기판 온도를 고온으로 유지한 그대로 막의 형성을 연속해서 행하면 더욱 바람직한 결과가 얻어진다. 본 실시예에서 기술한 Co-Cr 합금막과 Si 혹은 Si 합금으로 되는 보호층의 조합에 대해서 진동도의 효과를 유사한 실험에 의해서 조사하였던바 5×10^-5Torr보다 나쁜 진공으로 되면 Co-Cr 합금막과 보호막의 접합 강도가 저하하여 내 접동성이 나빠지는 경향이 확인되었다. 이때,

[표 1-1]

[표 1-2]

Co-Cr합금막과 보호층 계면에 산화층이 존재하였다. 또 Co-Cr 합금막을 형성하고 나서 보호막을 형성하기 시작하는 사이의 기판 온도의 내 접동성에 미치는 효과를 조사할 바, 기판의 최저 온도가 50℃를 내려가면 표면에 진공중의 잔류가스가 흡착하기 쉽고 역시 내 접동성이 50℃ 이상으로 기판을 가열하여 보호막을 형성한 시료에 비해서 나빴었다.

한편, 기판 온도가 너무 높으면 폴리아미드 기판이 변질하기 때문에 400℃ 이하로 하는 것이 필요하였다.

보호층을 마련한 A,B 및 C그룹의 시료의 깊이 방향의 조성분석을 오우제(auger) 전자 분광법에 의해서 행하였던 바, C그룹의 시료에서는 강자성 금속박막과의 계면에 산화층이 명료하게 확인되었다. 이에대해, A,B그룹에서는 명료한 산화층은 확인되지 않았다.

여기서, Co-Cr 강자성 금속 박막 대신으로, Co-V,Co-Mo,Co-W,Co-Re,Co-Ni,Co-Cr-Rh,Co-Cr-Ru,Co-Si,Co-Y,Co-La,Co-Pr,Co-Ce,Co-Sm,Co-Mn,Fe-Co,Fe-Ni,Fe-Si,Fe-Rh,Fe-V의 강자성 금속 박막을 사용한 경우에도 모든것이 마찬가지 효과가 확인되어, 강자성 금속막을 형성후 연속해서 Si 혹은 Si를 주성분으로 하는 합금으로된 보호막을 형성하는 것에 의해 내 접동성이 현저하게 향상하는 것을 알게되었다.

그리고, 자기 기록 매체 표면에 더욱 고분자계 윤활제를 추가 도포하는 것에 의해서, 한층 우수한 내 접동성이 얻어졌다.

[실시예 2]

기판으로서 표면을 산화한 직경 100mm, 두께 2mm의 알미늄 원판을 사용해서 연속 스팟터 장치를 이용하여 다음의 순서로 자기 기록 매체를 제작하였다.

연속 스팟터 장치의 시료실을 5×10^-7Torr까지 배기한 후, 3×10^-3Torr의 Ar가스를 도입하고 고주파출력 4W/㎠, 기판 온도 100℃의 조건에서 Co-80wt% Zn-9.5wt% Mo 합금을 5000Å의 막의 두께를 스팟터 증착하였다. 이어서 스팟터 타겟(sputteu target)를 Co-20.2wt% Cr 합금으로 교환하였다. 이 사이에 시료실내에는 3×10^-3Torr의 Ar 분위기(雰

氣), 기판 온도는 100℃로 유지되어 있었다. Co-Cr 합금막을 2000Å와 마찬가지 조건으로 스팟터 증착하였다. 또한 마찬가지로 스팟터 타켓을 Si로 교환하여 동일한 스팟터 조건으로 Si로 되는 300Å의 보호층을 형성하였다.

Si스팟터 타겟 대신으로 Si-2wt% C, Si-15wt% B, Si-5wt% Ge, Si-10wt% Sn, Si-40wt% Sb, Si-5wt% Mn, Si-3wt% Cr의 각 스팟터 타켓을 사용한 것 이외는 상기와 마찬가지 조건에서 자기 기록매체를 제작하였다. 이 시료군을 D그룹으로 한다.

비교 시료로서 Co-Cr 합금막을 형성한 후 기판 온도를 실온까지 내려 3×10^-3Torr의 Ar 분위기중에서 24시간 유지한 후, 기판을 150℃로 가열하여 보호막을 형성하는 것이외는 상기와 마찬가지 조건에서 박막형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 이들 시료를 E그룹으로 한다.

별도의 비교 시료로서 Co-Cr 합금막을 형성한 후 기판 온도를 실온까지 내려, 장치로 부터 끄집어내어 별도의 스팟터장치에 장착하고, 6×10^-7Torr까지 배기한 다음 2×10^-3Torr의 Ar까스를 도입하여 5W/㎠의 조건에서 Si 및 일련의 Si 합금으로 된 300Å의 보호층을 형성한 것 이외는 본 실시예의 처음 기술한 것과 같은 조건에서 박막형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 이들 시료를 F그룹으로 한다.

이외의 보호층을 부착하지 않은 시료를 D,E,F의 각 그룹의 시료를 만들때에 1개씩 제작하였다.

이와같이 하여 얻어진 시료를 실시예 1과 동일한 조건에서 내접동 테스트를 행하였다. 결과를 표 2에 표시한다.

표 2의 결과에서 명확한 바와 같이 내 접동성은 Si 혹은 Si합금으로 되는 보호층을 마련하는 것에 의해서 크게 개선되는 것을 알았다. 특히 강자성 금속박막과 보호층의 형성을 연속해서 행한 D,E그룹의 시료의 내접동성의 향상 효과가 현저하다. 기판 온도를 고온으로 유지한 그대로 연속하여 막의 형성을

[표 2-1]

[표 2-2]

행한 D그룹의 시료의 내 접동성이 특히 우수하다는 것을 알았다.

보호층을 마련한 D,E,F그룹의 시료의 깊이 방향의 조성분석을 오우제 전자 분광법에 의해서 행한 결과 D,E그룹에서는 Co-Cr합금막과 보호막 계면에 산화층이 확실하게 확인되지 않는 것에 대해, F그룹의 시료에서는 계면에 다량의 산소가 검출되어 산화층이 존재하고 있다는 것을 알았다.

기판 온도를 고온으로 유지하는 것에 의해 강자성 금속박막의 표면에 시료실내의 기름 증기 등의 불순물의 흡착을 방지할 수가 있고, 이로인해 보호층과 강자성 금속박막의 접합 강도가 커졌기 때문이라고 해석된다. 그러나, 기판 온도가 400도C 이상으로 되면 강자성 금속박막의 자기 특성이 열화한다든지, 강자성 금속박막과 보호층 재료가 반응하는 등의 문제가 일어났다. 따라서 기판 온도는 400도C를 초과하지 않도록할 필요가 있다.

또한 Al기판 대신으로 폴리이미드, 폴리메티렌 테레페타레이트, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐덴, 유리, 황동을 기판으로 사용한 경우도 유사한 효과가 얻어졌다.

또, Al기판 위에 Co-Cr의 대신으로 Co-V,CO-Mo,Co-Re,Co-Cr-Rh,Co-Cr-Ru,Co-Ni-O,Co-Ni,Co-P,Co-B,Co-Si,Co-Ni-P,Co-Ni-B,Co-Ni-Ag,Co-Ni-Nd,Co-Ni-Ce,Co-Ni-Zn,Co-Ni-Cu,Co-Ni-Hg,Co-Ni-W,Co-Ni-Re,Co-Mn-P,Co-Zn-P,Fe-Co,Fe-Ni,Fe-Si,Fe-Rh,Fe-V합금막의 어떤것을 사용하여도 Si 혹은 Si합금으로된 보호층을 강자성 금속박막의 형성에 연속해서 부착하는 것에 의해 마찬가지로 내 접동성이 크게 향상하는 효과가 확인되었다.

그리고, 보호층은 X선 회절(回折)에 의해 모든 것이 비정질로 확인되었다.

[실시예 3]

실시예 1에 있어서의 증착원 5에서 Si 대신으로 Ge를 증발시키는 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 Ge를 보호막으로 하는 자기 기록 매체를 제작하였다. 또, 실시예 1과 마찬가지로, Ge 보호층 대신으로 Ge-3wt% C, Ge-10wt% Si, Ge-30wt% Sn, Ge-25wt% Sb, Ge-10wt% B을 사용하여 동일한 구조를 가진 자기 기록 매체를 제작하였다. 이 제조 조건으로 제작한 시료를 G그룹으로 한다.

비교 시료로서, 실시예 1에 있어서의 B그룹과 동일한 조건으로 박막 형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 이 제조 조건으로 제작한 시료를 H그룹으로 한다. 또한 별도의 비교 시료로서 실시예 1에 있어서의 C그룹과 동일한 조건으로 박막 형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 이 제조 조건으로 제작한 시료를 I그룹으로 한다. 이외에 보호막이 형성하고 있지 않은 시료를 G,H,I의 각 그룹으로 표준 시료로서 준비하였다.

이와같이 하여 얻어진 각 시료에 대해서 실시예 1과 마찬가지의 내 접동성 테스트를 행하였다. 결과를 표 3에 표시한다.

표 3의 결과에서 명확한 바와 같이, 실시예 1과 동일한 내 접동성은 보호층을 마련하는 것에 의해서 크게 개선된다. 특히 진공중에서 강자성 금속박막과 보호층의 형성을 연속해서 행한 G,H그룹의 내 접동성의 향상 효과가 현저하며, 기판 온도를 고온으로 유지한 그대로 연속해서 막의 형성을 행한 G그룹의 시료의 내접동성이 특히 우수하다. 또 본 실시예에서 기술한 Co-Cr합금과 Ge 혹은

[표 3-1]

[표 3-2]

Ge합금으로 되는 보호층의 조합에 대해서 진공도의 효과를 실험에 의해서 조사한 바 5×10^-5Torr보다 나쁜 진공으로 되면 Co-Cr합금막과 보호층의 접합 강도가 저하하여, 내 접동성이 나빠지는 경향이 확인되었다. 상기의 자성 박막에 있어서 Co-Cr합금막과 보호층 계면을 오우제 전자 분석을 하였던 바, 나쁜진공으로 제작한 자성 박막에서는 계면 부근에 산화층이 형성되어 있는 것이 확인도었다. 또 Co-Cr합금막을 형성하고 나서 보호층을 형성하기 시작하는 사이의 기판 온도의 내 접동성에 미치는 효과를 조사하였던바, 기판의 최저의 온도가 40도C를 넘으면 표면에 진공중의 잔류 까스가 흡착하기 쉬워서, 역시 내 접동성이 나빠졌다.

또, Co-Cr 강자성 금속박막 대신으로, 실시예 1과 마찬가지로, 다른 강자성 금속박막을 사용한 경우에도 동일한 효과가 확인되었다.

[실시예 4]

실시예 2에 있어서, Si의 스팟터 타켓트 대신으로 Ge의 스팟터 타켓트를 사용하고 그때의 기판 온도를 150도C로 설정하여, 200Å의 보호층을 형성한 것 이외는, 실시예 2와 같은 조건에서 Ge를 보호막으로 하는 자기 기록 매체를 제작하였다.

Ge 스팟터 타켓트 대신으로 Ge-2wt% C, Ge-15wt% B, Ge-15wt% Si, Ge-10wt% Sn, Ge-40wt% Sb, Ge-5wt% Mn, Ge-3wt% Cr의 각 스팟터 타켓트를 사용한 것 이외는 상기와 마찬가지 조건에서 자기 기록 매체를 제작하였다. 이 시료군을 J그룹으로 한다.

비교 시료로서 실시예 2에 있어서의 E그룹과 동일한 조건으로 박막 형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 그리고 보호층의 두께는 200Å이다. 이들 시료를 K그룹으로 한다.

별도의 비교 시료로서 실시예 2에 있어서의 F그룹과 동일한 조건에서 박막 형성을 행한 자기 기록 매체를 1조 제작하였다. 그리고, 보호층의 두께는 200Å이다. 이들 시료군을 L그룹으로 한다.

이외에, 보호층을 형성하고 있지 않은 시료는 J,K,L의 각 그룹의 시료를 만들때에 1개씩 제작하였다.

이와같이 해서 얻어진 시료를 실시예 1과 동일한 조건에서 내접동 테스트를 하였다. 결과를 표4에 표시한다.

표4의 결과에서 명확한 바와 같이, 실시예 2와 마찬가지로 내 접동성은 Ge 혹은 Ge합금으로 되는 보호층을 마련하는 것에 의해서 크게 개선되는 것을 알았다. 특히 강자성 금속박막과 보호층의 형성을 연속해서 행한 J그룹의 시료의 내 접동성의 향상의 효과가 현저하다. 기판 온도를 고온으로 유지한 그대로 연속해서 막의 형성을 행한 J그룹의 시료의 내 접동성이 특히 우수하다는 것을 알았다.

J,K,L 각 그룹의 시료에 있어서, 강자성 금속막과 보호막 계면을 오우제 전자 분석을 행한 바, J,K그룹의 시료에 비해서 L그룹의 시료에서는 계면에 산화층이나 탄소화물의 흡착층이 형성되어 있는 것을 확인하였다.

[표 4-1]

[표 4-2]

또, Al기판 대신으로 실시예 2와 마찬가지로 다른 기판 재료를 사용한 경우도 유사한 효과가 얻어졌다.

또, Al기판 위에 Co-Cr 대신으로 실시예 2와 마찬가지로 다른 강자성 금속 박막을 사용하여도 Ge 혹은 Ge합금으로 되는 보호층을 강자성 금속박막의 형성에 연속에서 부착하는 것에 의해, 마찬가지로 내 접동성이 크게 향상하는 효과가 확인되었다.

그리고, 보호층은 X선 회절에 의해 모든것이 비정질로 확인되었다.

[실시예 5]

기판으로서 폴리이미드 필름을 사용하여, 스팟터법에 의해서 제3도에 도시한 구조의 자기 기록 매체를 제작하였다. 스팟터 장치의 시료실은 5×10^-5Pa까지 진공으로 배기한 후 0.3Pa의 Ar까스를 도입하여, 고주파 출력 4W/㎠, 기판 온도 100도C의 조건에서, Co-20wt% Cr합금을 0.3㎛ 두께로 스팟터 증착하였다. 이어서 시료실의 진공을 그대로 두고, 스팟터 타켓트를 B로 변환하고, 동일한 조건에서 200Å의 두께의 보호층을 형성하였다. 다음에 B 타켓트 대신으로 B₄C,B₄Si,B₆Si 타켓트를 이용해서 동일한 조건에서 보호층이 이들 재료로 되는 자기 기록 매체를 제작하였다.

비교 시료로서, 보호층을 마련하지 않은것 및 보호층이 Cr로 되는 유사한 구조를 가진 시료를 제작하였다.

이들 시료에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 내접동 테스트를 행하였다.

또한, 내식성 테스트도 행하였으나 내식성 테스트는 시료를 습도 90%, 온도 60도C의 환경중에 1개월 방치한 후, 그 표면을 광학 현미경으로 검사하는 것에 의해서 행하였다. 결과를 표 5에 종합해서 표시한다. 그리고, 내식성 테스트에 있어서, 0는 강자성 금속박막에 부식이 전혀 확인되지 않은 경우,

는 광학 현미경으로 변색이 확인되었을 경우, ×는 육안으로 명확하게 변색이 확인되었을 경우를 표시한다.

이와같이 B계 재료의 보호막을 마련한 자기 기록 매체의 내 접동성과 내식성은 우수하다는 것이 판명되었다. 내식성에 대해서는, 앞에서 기술한 Si,Si합금에 Ge,Ge합금에 있어서도 우수한 효과를 갖는다.

[표 5]

B계 재료의 보호막을 200Å 형성한 시료와 보호막을 형성하지 않은 시료 표면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 비교한 바, 보호막을 형성한 시료 표면의 쪽이 기복이 적고 평활하다는 것을 알았다. 또, 보호막의 막의 두께가 클수록, 내 접동성이 향상하는 경향이 확인되었으나. 자기 기록 매체와, 헤드 사이의 거리가 증대하면 전자 변환 특성이 저하하였다. 전자 변환 특성을 떨어뜨리지 않고, 또한 내 접동성이 좋은 막의 두께의 범위는 100 800Å, 또한 바람직하기는 150 300Å였었다.

또, 본 실시예에서는, 강자성 금속박막을 형성한 후, 같은 장치내에서 연속해서 B계 재료의 보호막을 마련하였으나, 보호막의 접착 강도가 커지는 것이 실험의 결과 명확하게 되었다.

또한, 자성체 박막으로 Co-Cr합금 이외의 Co기 합금, Fe기 합금, Ni기 합금인 경우에도, B₄C,B₄Si,B₆Si의 어떠한 재료로 되는 보호막을 마련하는 것에 의해, 내 접동성과 내식성이 향상하였다. B₄C와 B₄Si의 혼정인 B₄Si_XC_1-X등이라도 동일한 효과가 확인되었다.

여기서는 자성체막과 보호막의 형성을 스팟터법으로 행한 경우에 대해서 기술하였으나, 증착법으로 막의 형성을 행하여도 마찬가지의 효과가 확인되었다. 또, 비자성 기판으로 Al, 유리등을 사용하여도 마찬가지로 내 접동성과 내식성이 향상하는 효과가 확인되었다.

[실시예 6]

기판으로 폴리아미드 필름을 사용하여, 제1도에 도시한 구성의 증착 장치를 이용해서 보호막이 붙은 자기 기록 매체를 제작하였다. 1×10^-6Torr의 진공중에서 폴리이미드 필름 기판 1을 적외선 가열 히터 2로 180도C로 가열하면서 증착원 3에서 Co-Cr합금을 증발시켜, 막의 두께 2000Å의 Co-20wt% Cr의 강자성 금속박막을 형성하였다. 또한 같은 기판 온도로 증착원 4에서 Si를 증발시켜 막의 두께 200Å의 제1층을 형성하고, 이어서 증착원 5로 부터 Sn을 증발시켜서 100Å의 제2층을 형성하여, 제4도에 도시한 자기 기록 매체를 제작하였다.

동일한 조건에서 Sn 대신으로 Pb,In,Se,Te,Cu,Ag,Sn-30wt% Bi, In-10wt%, Se-30wt% Te, Au-5wt% Al을 사용하여 동일한 구조를 가진 자기 기록 매체를 제작하였다.

비교 재료로서, Co-Cr합금만을 부착한 보호막을 마련하지 않은 시료 및 제1층의 Si만의 보호막을 마련한 시료를 준비하였다.

이와같이 해서 얻어진 각 시료에서 디스크 시료를 잘라내어, 다음의 방법으로 내 접동성 테스트를 행하였다. 디스크 회전 장치에 시료를 셋트하고, 하중 10g의 헤드를 접촉시켜서 디스크를 1m/s의 속도로 연속 회전시켜, 자기 기록 매체가 파괴될때까지의 회전수를 측정하였다. 그 결과를 표 6에 표시한다.

[표 6]

표 6의 결과에서 명백한 바와 같이, 보호막으로 2층 구조를 사용하는 것에 의해, 내 접동이 크게 향상하는 효과가 있는 것이 확인되었다. 또, 2층으로 되는 보호막을 마련한 자기 기록 매체의 내 환경 테스트를 온도 65도C, 습도 95%의 조건에서 10⁴시간 방치하는 것에 의해서 행한 결과에서는 모든것이 Co-Cr 강자성막은 변질되지 않고, 내식성도 매우 우수하다는 것이 확인되었다.

[실시예 7]

실시예 6에 있어서 보호막의 제1층 재료로서 Si 대신으로 Ge를 사용한것 이외는 마찬가지로 하여 일련의 시료를 제작하여, 동일한 내 접동성 시험을 행하였다. 보호막을 마련하지 않은 시료 및 제1층의 Ge 보호막만을 마련한 시료의 접동 회수가 10³회 이하였었던 것에 대해, 제1층 위에 제2층을 마련한 경우는 어떠한 제2층 보호막 재료에서도 10⁴회 이상의 접동 회수가 얻어졌다.

[실시예 8]

실시예 6에 있어서 보호막의 제1층 재료로서 Si 대신으로 Si-30wt% Ge를 사용한것 이외는 마찬가지로 해서 일련의 시료를 제작하여, 동일한 내 접동성 시험을 행하였다. 보호막을 마련하지 않은 시료 및 제1층의 보호막을 마련한 것만의 시료의 접동 회수는 10³회 이하였었던 것에 대해 제1층 위에 제2층을 마련하는 경우는 어떠한 제2층 보호막 재료에서도 10⁴회 이상의 접동 회수가 얻어졌다.

[실시예 9]

기판으로 표면을 산화한 지름 100mm, 두께 2mm의 원판위에, 0.5㎛ 두께의 퍼머로이(permalloy)막과 그 위에 0.15㎛ 두께의 Co-20.5wt% Cr막으로 되는 강자성막을 마련한 자기 기록 매체 위에, 다음과 같은 순서로 보호막을 형성하였다. 상기 매체를 연속 스팟터 장치에 넣어, 고주파 출력 4W/㎠, 기판 온도 120도C의 조건에서 제1층으로 B막을 200Å, 이어서 동일한 조건으로 Sn막을 100Å 제2층으로 형성하였다.

동일한 조건에서 제1층의 B대신으로 SiC,Si₃N₄,B₄C,B₄Si,Si-5wt% B,B-3wt% C를 사용하여 동일한 구조를 가진 시료를 제작하였다. 비교 시료로서, 보호막을 전혀 마련하지 않은 시료와 자성막 위에 Sn막을 100Å만을 형성한 시료를 준비하였다. 다음에 실시예 1과 동일한 조건에서 행한 내 접동성 시험의 결과를 표 7에 표시한다.

[표 7]

Claims (13)

1. 기판, 상기 기판상에 형성된 강자성 금속박막 및 상기 강자성 금속박막상에 형성된 보호막을 포함하고, 상기 강자성 금속박막과 상기 보호막의 계면은 상기 강자성 금속박막을 구성하는 원소의 반응생성물과 상기 보호막을 구성하는 원소의 반응생성물만이 존재하고, 다른 물질에 의해서 오염되지 않으며, 상기 보호막은 원소 Si, 원소 Ge, 원소 B, Si,Ge 또는 B를 주성분으로 하는 합금 또는 B₄Si,B₆Si,B₄C와 B₄Si의 혼합물로 구성되는 군중에서 선택된 화합물 B로 이루어지는 자기 기록 매체.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 강자성 금속박막은 Co-Cr합금으로 이루어진 자기 기록 매체.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 또 상기 보호막상의 유기재료로 이루어진 윤활제층을 포함하는 자기 기록 매체.
4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 보호막은 비정질재료로 이루어진 자기 기록 매체.
5. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 보호막은 0.003~0.3㎛의 범위내의 두께를 갖는 자기 기록 매체.
6. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 보호막은 0.01~0.15㎛의 범위내의 두께를 갖는 자기 기록 매체.
7. 기판, 상기 기판상에 형성된 강자성 금속박막, 상기 강자성 금속박막 위에 형성된 보호막을 포함하고, 상기 강자성 금속박막과 상기 보호막의 계면은 상기 강자성 금속박막을 구성하는 원소의 반응생성물과 상기 보호막을 구성하는 원소의 반응생성물만이 존재하고, 다른 물질에 의해서는 오염되지 않으며, 상기 보호막은 Si,Ge, 또는 B, Si,Ge 또는 B의 화합물 또는 Si,Ge 또는 B를 주성분으로 하는 합금으로 이루어진 제1층과 Sn,Pb,In,Se,Te,Cu,Ag 또는 Au,Sn을 주성분으로 하는 합금, Pb를 주성분으로 하는 합금, In을 주성분으로 하는 합금, Se를 주성분으로 하는 합금, Te를 주성분으로 하는 합금, Cu를 주성분으로 하는 합금, Ag를 주성분으로 하는 합금 또는 Au를 주성분으로 하는 합금으로 이루어진 제2층을 갖는 2층을 포함하는 자기 기록 매체.
8. 특허청구의 범위 제7항에 있어서, 상기 보호막은 0.003~0.5㎛의 범위내의 두께를 갖는 자기 기록 매체.
9. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 상기 제1층은 상기 제2층의 두께보다 1.5~5배 두꺼운 두께를 갖는 자기 기록 매체.
10. 특허청구의 범위 제7항에 있어서, 상기 보호막은 0.01~0.2㎛의 범위내의 두께를 갖는 자기 기록 매체.
11. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 제1층은 상기 제2층의 두께보다 1.5~5배 두꺼운 두께를 갖는 자기 기록 매체.
12. 특허청구의 범위 제7항에 있어서, 상기 강자성 금속박막은 Co-Cr합금으로 이루어진 자기 기록 매체.
13. 특허청구의 범위 제7항에 있어서, 또 상기 보호막상의 유기재료로 되는 윤활제층을 포함하는 자기 기록 매체.

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