JP2001101641A - 磁気記録媒体とその製造方法および磁気記録装置 - Google Patents

磁気記録媒体とその製造方法および磁気記録装置

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JP2001101641A
JP2001101641A JP27554699A JP27554699A JP2001101641A JP 2001101641 A JP2001101641 A JP 2001101641A JP 27554699 A JP27554699 A JP 27554699A JP 27554699 A JP27554699 A JP 27554699A JP 2001101641 A JP2001101641 A JP 2001101641A
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JP
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magnetic
magnetic recording
recording medium
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magnetic layer
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English (en)
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Hiroyuki Uwazumi
洋之 上住
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】磁性層がグラニュラー磁性層であって優れた磁
気特性および電磁変換特性を有し、しかも耐久性に優れ
た磁気記録媒体およびその製造方法を提供する。さら
に、このような磁気記録媒体を使用することにより、高
記録密度で低ノイズの磁気記録装置を提供する。 【解決手段】非磁性基体上に、基体を加熱することなし
に、スパッタ法で非磁性下地層,グラニュラー磁性層,
保護層を順次成膜し、保護層上に液体潤滑剤を塗布して
液体潤滑剤層を形成して磁気記録媒体とする。その際、
磁性層成膜時のスパッタ成膜ガス圧を15mTorr以
下とする,あるいは非磁性下地層および磁性層成膜時の
スパッタ成膜ガス圧をともに10mTorr以下として
成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンピュータの
外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載さ
れる磁気記録媒体およびその製造方法と、それを用いた
磁気記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置をはじめと
する各種磁気記録装置に用いられ、高記録密度と低ノイ
ズが要求される磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体
に対しては、優れた磁気特性と電磁変換特性が要求さ
れ、従来からさまざまな磁性層の組成,構造、および非
磁性下地層の材料などが提案されている。特に、近年、
一般にグラニュラー磁性層と呼ばれる,磁性結晶粒の周
囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ
構造の磁性層が提案されている。
【0003】例えば、特開平8−255342号公報に
は、非磁性膜・強磁性膜・非磁性膜を順次積層した後加
熱処理を行うことにより、非磁性膜中に強磁性体の結晶
粒が分散したグラニュラー記録層を形成することで、低
ノイズ化を図ることが提案されている。この場合、非磁
性膜としてはシリコン酸化物や窒化物などが用いられて
いる。また、米国特許5679473号明細書には、S
iO2 などの酸化物が添加されたCoNiPtターゲッ
トを用いRFスパッタリングを行うことで、磁性結晶粒
が非磁性の酸化物で囲まれて個々に分離した構造のグラ
ニュラー記録層が形成でき、高いHcと低ノイズ化が実
現されることが記載されている。
【0004】このようなグラニュラー磁性層は、非磁性
非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁
性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷
移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低
ノイズ特性が得られると考えられている。従来用いられ
てきたCoCr系金属磁性膜では、非磁性基体を高温に
して成膜することによりCrがCo系磁性粒から偏析す
ることで粒界に析出し、磁性粒子間の磁気的相互作用を
低減させているが、グラニュラー磁性層の場合はこの粒
界相として非磁性非金属の物質を用いるため、従来のC
rに比べて偏析し易く、比較的容易に磁性粒の孤立化が
促進できるという利点がある。特に従来のCoCr系金
属磁性層の場合には成膜時の基板温度を200℃以上に
上昇させることがCrの十分な偏析に必要不可欠なのに
対し、グラニュラー磁性層の場合は加熱なしでの成膜に
おいても、その非磁性非金属の物質は偏析を生じ、優れ
た磁気特性と電磁変換特性が実現できるという利点もあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グラニ
ュラー磁性層は、金属強磁性材料からなる結晶粒と酸化
物または窒化物などの非磁性非金属材料からなる結晶粒
界相から成り立っており、これら2種類の材料はその物
性がまったく異なっている。そのため、スパッタリング
法で磁性層を成膜した場合、成膜条件によっては容易に
磁性層の表面粗さが増大してしまい、保護層が磁性層を
覆いきれなくなって、磁性層中のCo原子が媒体表面に
析出し易くなる傾向がある。このように媒体表面に析出
したCo原子は、媒体表面の液体潤滑剤の分解を促進
し、媒体の耐久性を著しく劣化させてしまう。なお、保
護層が薄膜であるため、磁性層の表面粗さはほぼそのま
ま媒体表面粗さとなる。
【0006】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、磁性層がグラニュラー磁性層であって優れ
た磁気特性および電磁変換特性を有し、しかも耐久性に
優れた磁気記録媒体およびその製造方法を提供すること
を目的とする。さらに、このような磁気記録媒体を使用
することにより、高記録密度で低ノイズの磁気記録装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、非磁性基体上に少なくとも非磁性下地層,磁
性層,保護層および液体潤滑剤層が順次積層されてなる
磁気記録媒体において、前記磁性層がCoを含有して強
磁性を有する結晶粒とそれを取り囲む非磁性粒界からな
るグラニュラー磁性層であり、かつ、磁気記録媒体を5
0mlの純水中で3分間揺動して抽出したCoの量をI
CP発光分光分析により測定した値が磁気記録媒体の面
積1m2 当たり50μg以下である磁気記録媒体とする
ことによって解決される。
【0008】温度60℃相対湿度80%の高温高湿環境
下に96時間以上放置した磁気記録媒体を、50mlの
純水中で3分間揺動して抽出したCoの量をICP発光
分光分析により測定した値が磁気記録媒体の面積1m2
当たり50μg以下である磁気記録媒体とするとより好
適である。
【0009】媒体表面へのCoの析出量が上述のように
少ない媒体では、媒体表面の液体潤滑剤層の潤滑剤の変
質は少なく、耐久性の劣化を防ぐことができる。上述の
ように媒体表面へのCoの析出量の少ない媒体表面の粗
さは、原子間力顕微鏡(AFM)により、媒体表面の1
0μm角の領域を観察した像の中心線平均粗さRa が1
nm以下と微細である。
【0010】本発明者は、グラニュラー磁性層の優れた
磁気特性および電磁変換特性と媒体の耐久性を両立する
ために鋭意検討した結果、媒体表面粗さと媒体表面への
Co析出量との間に強い相関があることを見いだし、こ
の発明をなすに至ったのである。
【0011】媒体表面の粗さを小さくすること,すなわ
ち磁性層の表面粗さを小さくすることで保護層による磁
性層の被覆率が向上することによって磁性層中のCo原
子の媒体表面への析出を抑えることができる。原子間力
顕微鏡(AFM)により媒体表面の10μm角の領域を
観察した像の中心線平均粗さRa を1nm以下に制御す
ることで、50mlの純水中で3分間揺動して抽出した
Coの量をICP発光分光分析によって測定した値が媒
体の表面積1m2 あたり50μg以下に制御され、十分
な耐久性を有する媒体が得られる。温度60℃,相対湿
度80%の高温高湿下に96時間以上放置した後であっ
ても、50mlの純水中で3分間揺動して抽出したCo
の量をICP発光分光分析によって測定した値が媒体の
表面積1m2 あたり50μg以下である媒体とすると、
Coの析出量はより抑えられ、より好適である。
【0012】媒体の表面粗さを上述の値に制御するため
には、媒体の製造に際して、スパッタ成膜前の基体加熱
を行わないことが必要である。成膜前の基体加熱を行わ
ないことで、基体に到達した原子の移動度を抑えること
ができ、個々の結晶が大きな核成長をすることなく堆積
するので、表面粗さを低下させることができる。グラニ
ュラー磁性層の場合には、基体加熱なしでの成膜でも非
磁性非金属の物質は十分に偏析し優れた磁気特性と電磁
変換特性が得られる。
【0013】さらに、少なくとも磁性層成膜時のスパッ
タ成膜ガス圧を15mTorr以下とするとよい。望ま
しくは、非磁性下地層および磁性層の成膜時のスパッタ
成膜ガス圧をともに10mTorr以下とするとよい。
成膜ガス圧を低くしてスパッタされた原子の平均自由行
程を長くすることで、微細な結晶粒が緻密に堆積し、表
面粗さをさらに低下させることができる。そうして、上
述のような製造方法で作製された磁気記録媒体を用いる
ことにより、高記録密度で低ノイズの磁気記録装置を得
ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係わる磁気記
録媒体の一例を示す模式的断面図であって、非磁性基体
1上に、非磁性下地層2,グラニュラー磁性層3,保護
層4,液体潤滑剤層5が順次形成された構成である。
【0015】非磁性基体としては、アルミニウム合金,
硬質ガラスなどからなる通常用いられる基体はいずれも
用いることができる。
【0016】これらの基体を洗浄後スパッタ装置内に導
入し、基体の加熱を行うことなしに、スパッタ成膜ガ
ス,例えばArガス中でCr下地層,CoCr系合金か
らなるグラニュラー磁性層,カーボン系材料からなる保
護層をスパッタ成膜する。そのとき、磁性層成膜時のス
パッタ成膜ガス圧を15mTorr以下とする。より望
ましくは、下地層および磁性層の成膜時のスパッタ成膜
ガス圧を10mTorr以下とする。その後スパッタ装
置から取り出し、保護層表面に液体潤滑剤を塗布して液
体潤滑剤層を形成して媒体を作製する。
【0017】
【実施例】以下、この発明の具体的な実施例について説
明する。 実施例1 非磁性基体として表面が平滑な結晶化ガラス基板を用
い、この基体を洗浄後、スパッタ装置内に導入し、成膜
に先立つ基体加熱を行うことなしに、Arガス中で、膜
厚15nmの純Crからなる下地層,膜厚25nmの
(CoCr12Pt1290−(Cr2 3 10からなる磁
性層,膜厚10nmのカーボンからなる保護層を順次積
層した後、装置内から取り出し、保護層表面に液体潤滑
剤を1.5nmの厚さで塗布して、図1に示す構成の媒
体を作製する。
【0018】その際、Cr下地層のスパッタ成膜時のA
rガス圧を5mTorr,10mTorr,20mTo
rr,50mTorrと変化させてCr下地層を成膜
し、これらの各Cr下地層上に磁性層をスパッタ成膜時
のArガス圧を変化させて成膜して媒体を作製した。
【0019】このようにして得られた各媒体について、
下地層および磁性層のスパッタ成膜時のArガス圧と媒
体表面粗さとの関係を図2に示す。図2おいて、下地層
のスパッタ成膜時のArガス圧をパラメーターとし、横
軸に磁性層成膜時のArガス圧を示し、縦軸に表面粗さ
を示す。表面粗さは、原子間力顕微鏡(AMF)を用
い、10μm角の領域を測定したときの中心線平均粗さ
a で示してある。図2に見られるように、Ra 値は下
地層および磁性層それぞれの成膜ガス圧の増加に伴いほ
ぼ単調に増加していく傾向にあり、磁性層成膜時のAr
ガス圧を約15mTorr以下にすることで表面粗さは
1μm以下となり、かつ、同時に下地層成膜時のArガ
ス圧をも低下させるとさらに表面粗さが低下することが
判る。下地層および磁性層の成膜時のArガス圧をとも
に10mTorr以下とすることにより表面粗さが充分
小さくなる。
【0020】次に、Cr下地層および磁性層のスパッタ
成膜時のArガス圧と媒体からのCo溶出量との関係を
図3に示す。図3おいて、下地層のスパッタ成膜時のA
rガス圧をパラメーターとし、横軸に磁性層成膜時のA
rガス圧を示し、縦軸にCo溶出量を示してある。Co
溶出量は、媒体を50mlの純水中で3分間揺動して抽
出したCoの量をICP発光分光分析によって測定し
た。なお、抽出前に媒体を温度60℃,相対湿度80%
の高温高湿下に96時間放置した。
【0021】図2および図3から明らかなように、Co
溶出量は表面粗さに強く相関して変化し、表面粗さの増
加に伴いCo溶出量が急激に増加していく。そして、磁
性層成膜時のArガス圧を約15mTorr以下にする
ことでCo溶出量は50μg/m2 以下となり、さら
に、Cr下地層と磁性層のスパッタ成膜時のArガス圧
をともに10mTorr以下にすることで、Co溶出量
を約10μg/m2 以下に抑制することができることが
判る。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、非磁性基体上に少な
くとも非磁性下地層,磁性層,保護層および液体潤滑剤
層が順次積層されてなる磁気記録媒体において、磁性層
がグラニュラー磁性層であり、かつ、原子間力顕微鏡
(AFM)により、媒体表面の10μm角の領域を観察
した像の中心線平均粗さRa が1nm以下である媒体と
することによって、媒体を50mlの純水中で3分間揺
動して抽出したCoの量をICP発光分光分析により測
定した値を媒体の面積1m2 当たり50μg以下である
媒体を得ることができ、優れた磁気特性および電磁変換
特性を有し、しかも耐久性に優れた磁気記録媒体が得ら
れる。
【0023】このような媒体は、非磁性基体を事前に加
熱することなしに、非磁性下地層,磁性層,保護層をス
パッタ成膜し、その際、磁性層のスパッタ成膜ガス圧を
15mTorr以下に抑えることにより作製することが
できる。非磁性下地層および磁性層のスパッタ成膜ガス
圧を10mTorr以下に抑えると媒体表面粗さをさら
に小さくして、Co析出量を低減することができより好
適である。
【0024】このような媒体を使用することにより、高
記録密度でノイズの少ない優れた磁気記録装置が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる媒体の一例の模式的断面図
【図2】非磁性下地層および磁性層成膜時のスパッタ成
膜ガス圧と媒体表面粗さとの関係を示す線図
【図3】非磁性下地層および磁性層成膜時のスパッタ成
膜ガス圧と媒体表面へのCo溶出量との関係を示す線図
【符号の説明】
1 非磁性基体 2 非磁性下地層 3 グラニュラー磁性層 4 保護層 5 液体潤滑剤層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基体上に少なくとも非磁性下地層,
    磁性層,保護層および液体潤滑剤層が順次積層されてな
    る磁気記録媒体において、前記磁性層がCoを含有して
    強磁性を有する結晶粒とそれを取り囲む非磁性粒界から
    なるグラニュラー磁性層であり、かつ、磁気記録媒体を
    50mlの純水中で3分間揺動して抽出したCoの量を
    ICP発光分光分析により測定した値が磁気記録媒体の
    面積1m2 当たり50μg以下であることを特徴とする
    磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】温度60℃相対湿度80%の高温高湿環境
    下に96時間以上放置した磁気記録媒体を、50mlの
    純水中で3分間揺動して抽出したCoの量をICP発光
    分光分析により測定した値が磁気記録媒体の面積1m2
    当たり50μg以下であることを特徴とする請求項1記
    載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】原子間力顕微鏡(AFM)により、磁気記
    録媒体表面の10μm角の領域を観察した像の中心線平
    均粗さRa が1nm以下であることを特徴とする請求項
    1または2記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気
    記録媒体の製造方法において、非磁性基体を事前に加熱
    せずに、非磁性下地層,磁性層,保護層を順次スパッタ
    成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  5. 【請求項5】磁性層成膜時のスパッタ成膜ガス圧が15
    mTorr以下であることを特徴とする請求項4記載の
    磁気記録媒体の製造方法。
  6. 【請求項6】非磁性下地層および磁性層の成膜時のスパ
    ッタ成膜ガス圧が10mTorr以下であることを特徴
    とする請求項4記載の磁気記録媒体の製造方法。
  7. 【請求項7】請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気
    記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7270898B2 (en) 2002-04-04 2007-09-18 Fujitsu Limited Polycrystalline structure of ordered alloy and method of making the same

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