ECRスパッタ法によるコバルト含有酸化鉄薄膜メディアの低温・高速作成法の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650349
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 山本 節夫 山口大学, 工学部, 助教授 (30182629)
• Keywords: 電子サイクロトロン共鳴 / スパッタ法 / 低温 / 酸化鉄 / 磁気記録 / 磁気メディア / 高速作成 / 薄膜

Research Abstract

コバルト含有スピネル型ガンマ・ヘマタイト酸化鉄薄膜メディアの従来の製造法では、マグネタイト酸化鉄薄膜を一般的な反応性スパッタ成膜法によって200℃以上の基板温度で作成し、その後、大気中で250℃以上に2〜3時間程度保持(大気中アニール)による酸化処理を行い、高抗磁力を示すガンマヘマタイトに変態させるという、2段階かつ高温の製造プロセスが不可欠であった。本研究では、新しい製造方法として、高活性で高密度なプラズマ生成が可能な電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマ生成法を利用した反応性スパッタ成膜法(反応性ECRスパッタ法)を導入した。Co-Fe合金ターゲットを使用し、アルゴンと酸素による混合ガスを用いてスピネル型コバルト含有酸化鉄薄膜を作成した。室温(基板をまったく加熱しない状態)〜150℃という低い基板温度で、しかも大気中アニールを行わない成膜だけの1工程で一気に所望の酸化鉄薄膜を作成できることを見出した。この酸化鉄薄膜は、抗磁力が3000Oeと高く、基板界面から配向が良好な結晶が成長していることがわかった。低温で作成できるので、薄膜の表面粗さが極めて良好(平均表面粗さは0.2〜0.4nm)であることも判明した。本酸化鉄薄膜を用いたハードディスクメディアを試作し、インダクティブ/MR複合ヘッドと組み合わせて記録再生実験を行った。試作したメディアは保護層を設けなくても、表面仕上げを行わなくても、浮上型磁気ヘッドを使用できることを確認した。本材料を有機フィルム基板上に堆積させ、磁気テープへの応用の可能性についても検討した。PETあるいはポリイミド可塑基板の上に保磁力が2000Oe程度と高い酸化鉄薄膜を製造できることを見出した。
以上のように、高耐久性・低コスト性に優れた酸化鉄薄膜メディアを低温で高速に製造できる実用的な新製造法を開発し、本研究において当初掲げた研究目的は達成された。

Research Products

• [Publications] Setsuo Yamamoto: "High Coercivity Ferrite Thin-Film Tape Media for Perpendicular Recording"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (印刷中). (2001)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "High Rate Deposition of Co-Cr Perpendicular Magnetic Anisotropy Films by ECR Sputtering"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (印刷中). (2001)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "Fabrication of High-Permeability Ferrite by Spark-Plasma-Sintering Method"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (印刷中). (2001)
• [Publications] 山本節夫: "垂直および長手記録方式に対応可能な酸化鉄薄膜メディア"日本応用磁気学会誌. 23・5. 1739-1745 (1999)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "Mn-Zn Ferrite Fabricated by Spark Plasma Sintering"Proceedings of the 8^<th> International Conference on Ferrite. (印刷中). (2001)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "Fabrication of Ferrite/Permalloy Laminated Core by Spark Plasma Sintering"Proceedings of the 8^<th> International Conference on Ferrite. (印刷中). (2001)
• [Publications] 山本節夫: "放電プラズマ焼結法による軟磁性コア材の作製"粉体および粉末冶金. 47・7. 757-762 (2000)
• [Publications] 山本節夫: "ECRスパッタ法で作製したCo-Cr-Ta垂直磁気ディスク"日本応用磁気学会誌. 23・S2. 55-58 (2000)
• [Publications] 千々松孝: "チタン製真空容器の真空特性"真空. 42・3. 200-203 (1999)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "Development of small height inductors for DC-DC converter"Proceedings of the 8^<th> International Conference on Ferrite. (印刷中). (2001)
• [Publications] Setsuo Yamamoto: "Small height inductor for DC-DC converter"Proceedings of the 8^<th> International Conference on Ferrite. (印刷中). (2001)
• [Publications] 山本節夫: "平坦化したフェライト基板に作製した薄膜インダクタ"粉体および粉末冶金. 48・2. 150-154 (2001)