JP4333531B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
アルミニウム系材料を基板として用いた磁気記録媒体では、基板表面にテクスチャと呼ばれる円周方向の溝を形成して異方性を得ている。一般的には、アルミニウム基板上にNiPメッキを施し、その表面にテクスチャ加工を行うことにより、円周状の溝を形成し、その溝により磁性層の円周方向と半径方向の残留磁化の差を発生させている。テクスチャ加工は、磁気記録媒体上を磁気ヘッドが浮上しシークする時に、磁気記録媒体と磁気ヘッドが接触し磨耗することを防止する役割も併せ持っている。
近年、磁気記録媒体の高密度化が進み、磁気記録媒体に書き込まれるデータの最小単位であるビットサイズはますます小さくなってきている。ガラス系基板を用いた等方性媒体ではビットサイズが小さくなると、アルミニウム系基板のような異方性磁気記録媒体と比較し、分解能が低く信号対雑音比(SNR)が悪くなるという特性が顕著になってきている。これは等方性磁気記録媒体で異方性磁気記録媒体と同等な特性を得ようとすると円周方向の残留磁化と膜厚の積(Mr・t)を高くする必要があり、磁性層が厚くなる結果、磁性層に起因するノイズが増大するためである。このため、ガラス基板を用いた磁気記録媒体において、磁性層の配向性を向上するための各種の工夫が提案されてきている。例えば、基板上に形成した下地層の表面を酸化処理することにより、磁性層の磁化容易軸の面内配向を向上することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法は特定の下地層材料に対しては効果を有するものの、他の材料においては却って特性を劣化させる結果をもたらす。また、磁性層を構成する結晶粒を基板面に対して傾け、円周方向に向かせることにより、円周方向の保磁力を増大させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法においては特殊な成膜装置が必要とされ、またスパッタ成膜時の原材料の使用効率が低下する欠点を有している。これまでに提案されているいずれの方法においても、充分な性能を得るにはいたっていないのが現状である。
テクスチャ加工は、1μm平方あたり25本以上、60本以下の略同心円状の溝であることが好ましく、略同心円状の溝の深さは、3nm以上、5nm以下であることが好ましい。
また、CoTi合金はTiを30原子%以上、50原子%以下含有することが好ましい。
また、NiNb合金はNbを30原子%以上、50原子%以下含有することが好ましい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 図1は、本発明の磁気記録媒体の構成例を説明するための図で、磁気記録媒体は、ガラス基板1上に、シード層2、下地層3、磁性層4および保護層5が順次積層され、更に、保護層5の上には潤滑層6が形成されて構成されている。シード層2は第1シード層21、第2シード層22を積層して構成されている。
ガラス基板1に用いる材料は、化学強化ガラス、結晶化ガラス等、磁気記録媒体用に用いられる通常のガラス系材料を用いることができる。中心部に円形孔を有する円板状が好ましく、中心部の円形孔の径、基板の外径および基板の板厚等は、所望の用途に応じて適宜設定される。
このようにテクスチャ加工されたガラス基板はよく洗浄し、表面の異物を取り除いたのち、成膜を行う。
シード層2は第1シード層21および第2シード層22を積層して構成され、その上に形成される層の結晶配向および結晶粒径等を制御して磁気記録媒体の所望の特性を得るために設ける層である。第1シード層21としてCoとTiからなるCoTi合金を用い、第2シード層22としてNiとNbからなるNiNb合金を用いることにより、半径方向残留磁化に対して円周方向残留磁化を著しく増加することが可能であり、OR−Mrtを1.5以上とすることができる。これら2つのシード層はスパッタ法にて成膜することが好ましい。第1シード層は10〜20nmの厚さとすることが好ましく、第2シード層は5〜20nmの厚さとすることが好ましい。
下地層3は、その上に形成される磁性層の結晶配向および結晶粒径を制御して所望の特性を有する磁気記録媒体を得るために用いられる。下地層の材料としてはCr、CrMo系合金を用いることができる。下地層もスパッタ法により成膜することが好ましく、その厚さは5〜15nmが好ましい。
また、下地層3は2層以上の複層の構成にすることができる。この場合、たとえば第1の下地層をCr、第2の下地層をCrMo等とするとOR−Mrtを大きくし、さらに下地層上に形成される磁性層をエピタキシャル成長させやすくするという効果がある。下地層を複層とする場合の膜厚は、下地層全体の膜厚を15nm以下とすることが好ましい。
また、磁性層4は2層以上の複層の構成にすることができる。例えば第1の磁性層をCoCrTa合金、第2の磁性層をCoCrPtB合金、第3の磁性層をCoCrPtBCu合金等とすると記録密度の向上に効果がある。磁性層を複層とする場合の膜厚は、磁性層全体の膜厚を25nm以下にすることが好ましい。
保護層5は、磁性層以下の層を磁気ヘッドとの接触による破壊から防止するために形成される。従って硬度が高い材料を使用することが好ましく、C、CN(窒化炭素)、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等を用いることができる。保護層はスパッタ法またはCVD法等により形成される。保護層は磁気記録媒体の特性を向上させるためには薄いほうが好ましく、2〜5nmの厚さが好ましい。
潤滑層6は、磁気記録媒体と磁気ヘッドが接触した場合の摩擦の低減等を目的として形成されるもので、通常の磁気記録媒体で使用されるパーフロロポリエーテル等の液体潤滑剤を用いることができる。潤滑層は液体潤滑剤をスピンコート、浸漬塗布等の方法で形成することができ、その厚さは1〜2nmが好ましい。
引続き、ガラス基板を良く洗浄した後、成膜装置に導入した。始めに、ガラス基板上に第1シード層21であるCoTi膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Co50Ti(ここで数字は原子%を表し、Tiが50原子%、残余がCoであることを表す。以下、同様である。)のスパッタターゲットを用い、スパッタガスとしてArガス、ガス圧力は1Paにて、膜厚17nmの第1シード層を形成した。続いて、第2シード層22であるNiNb膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Ni50Nbのスパッタターゲットを用い、スパッタガスはArガスを用いて、ガス圧力は1Paにて、膜厚15nmの第2シード層を形成した。なお、第1シード層成膜後に大気中に取り出し、基板を基板ホルダから一度はずし、基板を保持している位置を変更して再度基板ホルダに取り付け、基板と基板ホルダの間に導電性を確保して、以降の成膜にバイアス印加可能とした。バイアス印加可能とすることで磁気記録媒体の大幅な特性向上と保護膜の成膜にCVD法を用いることができるようになる。
引続いて磁性層4を形成した。磁性層4は4層構成とし、CoCrTa膜、Ru膜、CoCrPtB膜、CoCrPtBCu膜の順に形成した。各膜のいずれもスパッタガスとしてArガスを用い、ガス圧力は1Paにて、DCマグネトロンスパッタ法を用いて形成した。CoCrTa膜はCo17Cr5Taのスパッタターゲットを用いて、膜厚3nmにて形成した。Ru膜は、Ruのスパッタターゲットを用いて、膜厚0.8nmにて形成した。次に、ヒータにより基板を270℃に再度加熱した後、CoCrPtB膜を形成した。Co24Cr14Pt8B膜のターゲットを用いて、基板にDCバイアスを−300V印加しながら、膜厚12nmにて形成した。続いて、CoCrPtBCu膜を形成した。Co13Cr11Pt10B4Cu膜のターゲットを用いて基板にDCバイアスを−300V印加しながら、膜厚8nmにて形成した。
引続き、パーフロロポリエーテルからなる潤滑剤を1.6nm塗布して磁気記録媒体を得て、実施例1とした。
(比較例1〜3)
第1シード層のスパッタターゲットをCr、スパッタガスをAr+10重量%N2とし、第2シード層のスパッタターゲットを表1に示す各種材料としたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、比較例1〜3とした。
(比較例4〜6)
第1シード層のスパッタターゲットをCr、スパッタガスをAr+10重量%N2とし、第2シード層のスパッタターゲットを表1に示す各種材料、スパッタガスをAr+30重量%N2としたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、比較例4〜6とした。
表2に保磁力(Hcr)、電磁変換特性として信号対雑音比(SNR)を示す。SNRはスピンスタンドテスタを用いて350kFCI(kilo flux change per inch)にて測定を行った。
第1シード層としてCoTiを用い、第2シード層としてNiNbを用いてOR−Mrtを1.5以上とすることにより、保磁力、SNRが大きく向上することが分かる。
2 シード層
21 第1シード層
22 第2シード層
3 下地層
4 磁性層
5 保護層
6 潤滑層
Claims (5)
- ガラス基板、シード層および磁性層を有する磁気記録媒体において、
前記ガラス基板は、テクスチャ加工が施され、
前記シード層は、CoTi合金からなる第1シード層とNiNb合金からなる第2シード層を積層したことを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記テクスチャ加工は、1μm平方あたり25本以上、60本以下の略同心円状の溝であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 前記略同心円状の溝の深さは、3nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体。
- 前記CoTi合金はTiを30原子%以上、50原子%以下含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気記録媒体。
- 前記NiNb合金はNbを30原子%以上、50原子%以下含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気記録媒体。
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