JP3778636B2 - 金属薄膜型磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク等の磁気ディスク装置に使用される磁気記録媒体に関し、より具体的には、磁気特性及び記録再生特性に優れた金属薄膜型磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスクに用いられる金属薄膜型磁気記録媒体(1)は、図5に示す如く、一般的には、Al合金からなる非磁性のサブストレート(21)上に非晶質のNiP層(22)が形成された媒体基板(2)に、実質的にCrからなる下地層(5)、Co−Cr合金等からなる磁性層(6)、カーボン等の保護膜(7)を順に成膜積層して形成されている。図5では、NiP層(22)、下地層(5)、磁性層(6)及び保護膜(7)を、サブストレート(21)の両面に設けている。
金属薄膜型磁気記録媒体には、記録密度、即ち線記録密度とトラック密度の向上と、記録分解能の向上が望まれており、これらを高めるために、磁気特性の向上(特に高保磁力化)と、記録再生特性の向上(特に低ノイズ化)が要請されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記録媒体の線記録密度を向上させると、線形等価によって除去できない非線形な波形干渉が生じ、記録分解能の劣化の原因となる。この非線形波形干渉は、円周方向の磁気的異方性が大きくなるほど増大する傾向にある。
トラック密度の向上には、トラック全体に占めるトラックエッジでの媒体ノイズ低減が非常に重要となる。トラックエッジでの媒体ノイズの増加は、円周方向の磁気的異方性に起因する。
また、磁気記録媒体に構造的な工夫をこらすことにより保磁力を向上させる手段として、媒体基板の表面にテクスチャが施されることがある。このテクスチャは、ラッピングテープや遊離砥粒により、NiP層の円周方向に粗さ50〜100Åの面粗度の微小な凹凸を形成するものである。NiP層にテクスチャが施されると、Co合金磁性層の周方向の磁気的異方性を高めることができるため、保磁力の向上に有効である。しかしながら、円周方向の磁気的異方性の向上は、上述のとおり、トラックエッジでの媒体ノイズの増加に繋がる。
テクスチャによる微小な凹凸は、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの摩擦の軽減にも有効である。しかしながら、テクスチャ処理により媒体基板表面に異常突起が形成されたり、媒体基板の平坦度が悪化することがあり、ヘッドと磁気記録媒体との接触を避けるためにヘッドの浮上量を大きくせねばならず、グライド特性が悪化し、記録密度の低下を招くことがある。また、テクスチャ処理によりスクラッチ等が形成されて、エラー発生の原因となることがある。
このため最近では、要求される面粗度は小さくなる傾向にあり、基板に起因するエラー欠陥の減少、低浮上域でのヘッドの安定的走行、及び媒体基板の平坦度を向上させるために、媒体基板にスーパーフィニッシュ加工を施した超平滑媒体基板の要請もある。しかしながら、テクスチャの形成を省略すると、磁性層の円周方向の磁気的異方性はなくなるが、所望の保磁力を得られない不都合がある。保磁力の向上には、磁性層のCo合金にPtを添加することが有効であるが、Ptの添加はスパッタリング装置のターゲットが高価になること、さらに媒体ノイズが大きくなる問題がある。
【0004】
そこで、出願人は、図4に示すように、基板(2)のNiP層(22)と下地層(5)との間にCrを主体とする非晶質層(3)又は結晶質層(4)を単層で形成した金属薄膜型磁気記録媒体(1)を提案している。単層の非晶質層(3)又は結晶質層(4)を設けた金属薄膜型磁気記録媒体は、これら層を具えない金属薄膜型磁気記録媒体に比べて、保磁力が高く、媒体ノイズも小さいことが確認されている。
【0005】
本発明の目的は、基板と下地層との間に、上記非晶質層又は結晶質層を単層で形成した金属薄膜型磁気記録媒体よりも、さらなる高保磁力化と媒体ノイズの低減を達成できる金属薄膜型磁気記録媒体を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、媒体基板(2)とCr下地層(5)の間に、Cr合金の非晶質層(3)と、その上にCr−Ni合金の結晶質層(4)を二重積層するものである。
【0007】
Cr合金の非晶質層(3)の構成成分として、例えば、原子%にて、Ni:30〜60%、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で4〜10%、残部実質的にCrからなる組成を挙げることができる。
Cr合金の非晶質層(3)の構成成分は、原子%にて、Ni:30〜60%、N:20%以下、残部実質的にCrからなる組成とすることもできる。
また、Cr合金の非晶質層(3)の構成成分は、原子%にて、Ni:30〜60%、N:20%以下、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で10%以下、残部実質的にCrからなる組成とすることもできる。
さらに、Cr合金の非晶質層(3)の構成成分は、原子%にて、Ta、Nbの少なくとも1種を合計量で12〜40%、残部実質的にCrからなる組成としてもよい。
さらに、Cr合金の非晶質層(3)の構成成分は、原子%にて、Ta、Nbの少なくとも1種を合計量で10〜40%、N:20%以下、残部実質的にCrからなる組成としてもよい。
【0008】
Cr−Ni合金の結晶質層(4)の構成成分は、原子%にて、Ni:36〜46%、残部実質的にCrからなる組成とすることができる。
また、Cr−Ni合金の結晶質層(4)の構成成分は、原子%にて、Ni:36〜46%、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で0.5〜3%、残部実質的にCrからなる組成としてもよい。
【0009】
基板(2)とCr下地層(5)との間に、Cr合金の非晶質層(3)と、その上にCr−Ni合金の結晶質層(4)を二重積層することにより、その上に成膜されるCr下地層(5)の結晶配向を(110)+(211)配向とすることができ、ひいては該Cr下地層(5)の上に成膜されるCo合金磁性層(6)の結晶配向を(100)配向とすることができる。また、Cr下地層(5)の結晶が微細化され、ひいてはCo合金磁性層(6)の結晶が微細化される。このように、Co合金磁性層(6)の結晶配向が向上し、結晶が微細化されることにより、磁気記録媒体の高保磁力化と媒体ノイズの低減化が同時に達成される。加えて、非晶質層(3)と結晶質層(4)を二重に積層したことにより、磁性層(6)中でのCrの粒界への偏析が促進されて、磁性粒間の磁気的相互作用が減少し、磁性粒の磁気的孤立化がより促進される。これにより、さらなる媒体ノイズの低減を図ることができる。
【0010】
後述する実施例で比較するとおり、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、非晶質層(3)又は結晶質層(4)を単層で設けた金属薄膜型磁気記録媒体よりも、高保磁力、低媒体ノイズを実現できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体(1)の部分断面図を示しており、Al合金/NiP基板またはガラスからなる媒体基板(2)上に、非晶質層(3)、結晶質層(4)、下地層(5)、磁性層(6)及び保護膜(7)を、この順序で積層成膜している。
図1では、NiP層(22)、非晶質層(3)、結晶質層(4)、下地層(5)、磁性層(6)及び保護膜(7)がサブストレート(21)に関して対称に成膜されている。
【0012】
媒体基板(2)のNiP層(22)には、ヘッドと媒体との間の摩擦を軽減するために、円周方向にテクスチャを施してもよい。一方、ヘッドの低浮上化のために磁気記録媒体(1)に平坦度が要求される場合には、スーパーフィニッシュ加工を施して表面を超平滑化させることができる。
【0013】
なお、媒体基板(2)のサブストレート(21)の材料としてガラスを使用する場合、ガラスは剛性に優れることから、NiP層(22)の形成が省略されることもある。この場合、非晶質層(3)はガラスサブストレート(21)の上に直接形成すればよい。
【0014】
非晶質層(3)及び結晶質層(4)の厚さは、夫々約100〜1000Åが望ましい。これら層(3)(4)の合計層厚は、600〜1000Åの範囲とすることがより望ましい。非晶質層(3)と結晶質層(4)の厚さが薄すぎると、これら各層(3)(4)の効果が十分に発揮されず、あまり厚くなりすぎると、その上に形成されるCr下地層(5)及びCo合金磁性層(6)の粒子の粗大化を招き、ノイズが増大するおそれがあるからである。
また、結晶質層(4)の上に成膜されるCr下地層(5)の厚さは、200〜1000Åが望ましく、400〜800Åがより望ましい。これは、下地層(5)の層厚を約800Åより厚くしても、磁気記録媒体(1)の保磁力のさらなる向上は期待できないためであり、1000Åよりも厚くすると、その上に形成されるCo合金磁性層(6)の粒子の粗大化を招き、ノイズが増大するおそれがあるためである。
【0015】
下地層(5)は、公知の如く、Crから形成する。
磁性層(6)は、Coを主成分とする公知のCo合金から形成する。
【0016】
NiP層(22)、下地層(5)、磁性層(6)及び保護膜(7)の形成は、公知の如く、DCスパッタリング法、メッキ法又は真空蒸着法等の方法により行なうことができる。
【0017】
なお、非晶質層(3)、結晶質層(4)、下地層(5)を成膜する際、Cr下地層(5)を所望の結晶配向とするために、基板(2)を赤外線ヒーター等によって約250〜300℃に加熱した状態で実施することが望ましい。
【0018】
【実施例】
基板(2)と下地層(5)との間に、非晶質層(3)と結晶質層(4)の両方を積層成膜した本発明の金属薄膜型磁気記録媒体No.1〜No.5と、非晶質層(3)又は結晶質層(4)の一方のみを成膜した金属薄膜型磁気記録媒体No.11、No.12を作製し、保磁力Hc、記録再生特性、及び磁性層のCo磁性粒子間の磁気的相互作用の測定(δM測定)を行なった。
供試磁気記録媒体の作製条件は、以下の通りである。
【0019】
【表1】
【0020】
記録再生特性
作製された供試磁気記録媒体の記録再生特性を測定した。
なお、磁気特性が異なると記録再生特性も異なるため、各磁気記録媒体の保磁力Hcと残留磁束密度Brdを夫々、2400Oe、210Guとなるように調整して測定を行なった。
記録再生特性の測定は、Silmag社製のPHSヘッドを用いて、線記録密度120kFCI(k flux change per inch)て行なった。
表2中、SNmは媒体のノイズと信号強度の比、Nmは媒体のノイズを示している。また、表2中、NLTSは、Non Linear Transition Shiftの略語で、既に書き込まれた記録パターン上の漏洩磁場がヘッドの記録磁界に影響を及ぼした結果、次にディスクに書き込まれる磁化遷移領域の位置がずれる量を表わしている。
【0021】
【表2】
【0022】
表2を参照すると、非晶質層(3)と結晶質層(4)の両方を積層成膜した本発明の磁気記録媒体No.1〜No.5は何れも、非晶質層(3)又は結晶質層(4)の一方のみを成膜した磁気記録媒体No.11、No.12よりも優れた記録再生特性を有していることがわかる。特に、磁気記録媒体No.2は、本発明の他の磁気記録媒体よりも優れた記録再生特性を有している。
このように、本発明の磁気記録媒体No.1〜No.5が、単層の非晶質層(3)又は結晶質層(4)を有する磁気記録媒体No.11、No.12にくらべて、優れた記録再生特性を有しているのは、基板(2)と下地層(5)との間に積層成膜した非晶質層(3)と結晶質層(4)により、下地層(5)を構成するCr合金の主たる結晶配向である(110)+(211)配向が向上し、ひいてはその上に成膜される磁性層(6)を構成するCo合金の主たる結晶配向である(100)配向が向上するためであり、同時に、単層の非晶質層(3)又は結晶質層(4)を有する磁気記録媒体No.11、No.12に比べて、下地層(5)の結晶が微細化され、ひいては磁性層(6)の結晶が微細化されるためである。
【0023】
保磁力
つぎに、上記供試磁気記録媒体のうち、No.1、No.11及びNo.12について、下地層(5)の上に成膜するCo合金の磁性層(6)の厚さを変えて、夫々保磁力の測定を行なった。結果を図2に示す。
図2から明らかなように、非晶質層(3)と結晶質層(4)との両方を積層成膜した本発明の磁気記録媒体No.1は、何れの厚さの磁性層(6)であっても、非晶質層(3)又は結晶質層(4)の一方のみを成膜した磁気記録媒体No.11、No.12よりも、高い保磁力Hcを示していることがわかる。
本発明の磁気記録媒体No.1が、磁気記録媒体No.11、No.12に比べて高い保磁力を有しているのは、上記と同様に、下地層(5)及び磁性層(6)の結晶配向の向上と、微細化によるものである。なお、磁気記録媒体No.2〜No.5についても同様に保磁力の向上効果がある。
【0024】
δM測定
供試磁気記録媒体No.1、No.11及びNo.12について、振動型試料磁力計(VSM)を用いて磁気記録媒体に大きさの異なる外部磁場を加え、Co磁性粒子間の磁気的相互作用の大きさを示す「δM」を測定した。δMの正の最大値は、Co磁性粒子間の磁気的相互作用の大きさを示しており、δMの正の最大値が大きいほど、磁性粒子どうしの磁気的な相互作用が大きく、媒体ノイズが発生しやすいといわれている。逆にδMの正の最大値が小さければ、磁性粒子が夫々磁気的に孤立しており、磁性粒子間の磁気的相互作用による媒体ノイズの発生を抑えることができるといわれている。
【0025】
δM測定の結果を図3に示す。
図3を参照すると、本発明の磁気記録媒体No.1は、磁気記録媒体No.11、No.12に比べて、δMの正の最大値が小さいことがわかる。つまり、磁気記録媒体No.1は、磁性層中のCo磁性粒子が夫々磁気的に孤立しており、磁性粒子間の磁気的相互作用による媒体ノイズが発生しにくい。
本発明の磁気記録媒体No.1のδMの正の最大値が小さくなったのは、基板(2)と下地層(5)との間に、非晶質層(3)と結晶質層(4)を二重に積層成膜したことによって、Co−Cr−Taからなる磁性層(6)中にて、Crの粒界への偏析が十分に促進されて、Co磁性粒子の磁気的な孤立が図られたためである。
これに比べて、非晶質層(3)又は結晶質層(4)を単層で成膜した磁気記録媒体No.11、No.12は、δMの正の最大値が大きいことから、磁性層(6)中にて、Crの粒界への偏析が十分に促進されておらず、Co磁性粒子が夫々磁気的に十分孤立していないと考えられる。
【0026】
なお、磁気記録媒体No.2〜No.5についても同様に、Co磁性粒子の磁気的相互作用の減少が図れ、Co磁性粒子の磁気的な孤立化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】非晶質層と結晶質層とを積層成膜した金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図である。
【図2】磁性層の厚さと保磁力Hcとの関係を示すグラフである。
【図3】外部磁場とδMとの関係を示すグラフである。
【図4】単層の非晶質層又は結晶質層を具えた金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図である。
【図5】従来の金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図である。
【符号の説明】
(1) 金属薄膜型磁気記録媒体
(2) 媒体基板
(3) 非晶質層
(4) 結晶質層
(5) 下地層
(6) 磁性層
(7) 保護膜
Claims (8)
- 非磁性の媒体基板(2)上に、Cr下地層(5)、Co、Cr及びTaからなる磁性層(6)及び保護膜(7)を順次積層成膜してなる金属薄膜型磁気記録媒体において、媒体基板(2)とCr下地層(5)の間に、Cr合金の非晶質層(3)と、その上にCr−Ni合金の結晶質層(4)を二重積層したことを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr合金の非晶質層(3)は、原子%にて、Ni:30〜60%、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で4〜10%、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1に記載の金属薄膜型磁気記録媒体
。 - Cr合金の非晶質層(3)は、原子%にて、Ni:30〜60%、N:20%以下、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1に記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr合金の非晶質層(3)は、原子%にて、Ni:30〜60%、N:20%以下、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で10%以下、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1に記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr合金の非晶質層(3)は、原子%にて、Ta、Nbの少なくとも1種を合計量で12〜40%、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1に記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr合金の非晶質層(3)は、原子%にて、Ta、Nbの少なくとも1種を合計量で10〜40%、N:20%以下、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1に記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr−Ni合金の結晶質層(4)は、原子%にて、Ni:36〜46%、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
- Cr−Ni合金の結晶質層(4)は、原子%にて、Ni:36〜46%、W、Mo、Ta、Nbのうち少なくとも1種を合計量で0.5〜3%、残部実質的にCrからなることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
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