JPH09138934A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
磁気記録媒体及びその製造方法Info
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Abstract
粒径の磁性粒子で構成された記録層からなり、高い保磁
力を有する磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の磁気記録媒体は、基体上に、含
有酸素濃度が100wtppm以下であるCrからなる
金属下地層を介して、含有酸素濃度が100wtppm
以下であるCoCrTaからなる強磁性金属層を設けて
なる磁化反転を利用した磁気記録媒体において、該強磁
性金属層の組成が、14原子%以上23原子%以下のク
ロム(Cr)、2原子%以上8原子%以下のタンタル
(Ta)、及び、残部コバルト(Co)であることを特
徴とする。
Description
その製造方法に係る。より詳細には、基体の電気的性質
に依存せず、高記録密度化に対応可能な磁気記録媒体及
びその製造方法に関する。
が知られている。
84号公報には、超清浄な雰囲気(到達真空度が10-9
Torr台以下)中でスパッタ成膜法により形成された
磁気記録媒体は、該磁気記録媒体を構成する磁性層及び
下地層に含有される酸素量を100wtppm以下に低
減することが可能であり、磁性層をなす結晶粒の交換相
互作用が低減できるため、磁気特性(保磁力、規格化保
磁力)及び記録再生特性(S/N)が向上することが開
示されている。
に電気的なバイアスを印加することで、磁気特性が向上
することは広く知られている。特に、強磁性金属層をC
oCrTaからなる合金膜とした場合、その効果が著し
いことが奥村らによって報告されている(“Co合金/
Cr薄膜の磁気に及ぼす基板バイアス効果”,日本応用
磁気学会概要集(1991),413,p413,19
91)。
ためには、表面粗さの小さな磁気記録媒体が好適である
ことが岩船らにより明らかとされている(“垂直二層媒
体における再生出力のスペーシング依存性”,日本応用
磁気学会誌,vol.16,p105,1992)。す
なわち、磁気記録媒体の小さな表面粗さは、ヘッド浮上
量の低減を実現する。その結果、再生信号が高まるた
め、より小さな記録ビットの読みとりが可能となること
を示唆している。
ためには、媒体ノイズ(Nm)を下げる必要があること
が、一般に知られている。すなわち、S/Nm比(再生
信号(S))を高くすることが大切であり、そのために
は隣接する記録ビット間に生じる磁化遷移領域を小さく
する必要がある。この対策としては、例えば、小さな粒
径の磁性粒子で記録層を形成する方法が、中井らにより
報告されている(“Effect of Microstructure on Medi
a Noise of CoCrTa Thin Film Media Fabricated under
Ultra Clean Sputtering Process”, 1995 IEEE Inter
national Magnetics Conference Digests of the Techn
ical Papers, JA-05, 1995)。
と、磁気記録媒体の表面粗さは大きく、かつ、磁性粒子
の粒径も不揃いで乱れる傾向があった。この傾向は、上
記(1)においても同様であった。その結果、ヘッド浮
上量が小さく、かつ、媒体ノイズが低い磁気記録媒体の
作製が困難であった。
をさらに進める観点から、表面粗さが小さく、かつ、小
さな粒径の磁性粒子で構成された記録層を有する磁気記
録媒体及びその製造方法の開発が望まれていた。
小さく、かつ、小さな粒径の磁性粒子で構成された記録
層からなり、高い保磁力を有する磁気記録媒体及びその
製造方法を提供することを目的とする。
は、基体上に、金属下地層を介して、含有酸素濃度が1
00wtppm以下であるCoCrTaからなる強磁性
金属層を設けてなる磁気記録媒体において、該強磁性金
属層の組成が、14原子%以上23原子%以下のクロム
(Cr)、2原子%以上8原子%以下のタンタル(T
a)、及び残部コバルト(Co)であることを特徴とす
る。
り、基体上に、金属下地層を介して、含有酸素濃度が1
00wtppm以下であるCoCrTaからなる強磁性
金属層を設けてなる磁気記録媒体を形成した場合、前記
強磁性金属層の組成を、14原子%以上23原子%以下
のクロム(Cr)、2原子%以上8原子%以下のタンタ
ル(Ta)、及び残部コバルト(Co)とすることによ
り、効果的にCrを粒界に偏析させ、非磁性粒界層を形
成することができ、基板バイアスを印加することなく高
い磁気的孤立度を有する磁性粒子からなる強磁性金属層
が得られる。その結果、強磁性金属層の飽和磁化及び異
方性磁界を大きく低下させることなく、Crの粒界偏析
を促進できるため、高記録密度化に適した低ノイズの磁
気記録媒体が得られる。
子%以下としたとき、2000Oe以上の保磁力をも
ち、かつ、従来のCoCrTa媒体(Cr:10.5原
子%、Ta:4原子%、残部Co)に比べて媒体ノイズ
Nmを1/2以下とすることができる。一方、TaはC
rの偏析を促進させるために添加されるが、その効果が
現れる最小のTa量は実験から2原子%であった。ま
た、Taが8原子%を越えて過剰に添加された場合、磁
性膜の組織は大きく変化し、部分的にアモルファスとな
り、その結果保磁力が大きく低下する。したがって、T
a含有量は2原子%以上8原子%以下が好適である。
とき、基体に電気的なバイアスを印加しない磁気記録媒
体の製造方法により、高記録密度化に適した小さな表面
粗さを有する磁気記録媒体が得られる。
を説明する。
えば、アルミニウム、チタン及びその合金、シリコン、
ガラス、カーボン、セラミック、プラスチック、樹脂及
びその複合体、及びそれらの表面に異種材質の非磁性膜
をスパッタ法、蒸着法、めっき法等により表面コーティ
ング処理を行ったものが挙げられる。特に、本発明で
は、基体に電気的なバイアスを印加することなく良好な
磁気特性が得られるため、基体は導電性でも絶縁性でも
構わない。
温で磁化せず、導電性を有し、機械加工などがしやすい
反面、適度な表面硬度をもっていることが好ましい。こ
のような条件を満たす非磁性膜としては、例えばスパッ
タ法又はめっき法により作製された(Ni−P)膜が好
適に用いられる。
合、ドーナツ円盤状のものが使われる。後述する磁性層
等を設けた基体、即ち磁気記録媒体は、磁気記録および
再生時、円盤の中心を軸として、例えば3600rpm
の速度で回転させて使用する。この時、磁気記録媒体の
上空を磁気ヘッドが0.1μm程度の高さを飛行する。
従って、基体としては、表面の平坦性、表裏両面の平行
性、基体円周方向のうねり、および表面の粗さが適切に
制御される必要がある。
気記録媒体と磁気ヘッドの表面同士が接触及び摺動する
(Contact Start Stop, CSSと呼ぶ)。この対策とし
て、基体の表面には、同心円状の軽微なキズ(テクスチ
ャー)を設ける場合もある。
としては、例えば、Cr,Ti,W及びその合金が挙げ
られる。合金とする場合は、例えば、V,Nb,Ta等
との組み合わせが提案されている。特に、Crは、後述
する強磁性金属層に対して偏析作用を起こすことから好
ましい。また、量産的にも多用されており、成膜方法と
しては、スパッタ法、蒸着法等が用いられる。
からなる強磁性金属層を設けたとき、強磁性金属層の磁
化容易軸が基体面内方向を取るように、すなわち基体面
内方向の保磁力が高くなるように、強磁性金属層の結晶
成長を促すことである。
製する場合、その結晶性を制御する成膜因子としては、
基体の表面形状、表面状態、若しくは表面温度、成膜時
のガス圧、基体に印加するバイアス、及び形成する膜厚
等が挙げられる。特に、強磁性金属層の保磁力は、Cr
膜厚に比例して高くなる傾向があるため、従来は、例え
ばCr膜厚としては50nm〜150nmの範囲で用い
られている。
表面粗さも大きくなる傾向があり、磁気ヘッドの媒体表
面からの浮上量を小さくすることが難しいため、さらな
る記録密度の向上に支障をきたしていた。この問題を解
決するため、本発明では、超極薄Cr膜(例えば、2.
5nm)の上に、後述する強磁性金属層を設け、高い保
磁力を実現したため、優れた磁気特性と安定したヘッド
の低浮上化を同時に実現可能となった。
件)とは、成膜室の背圧が10-7(10-9)Torr
台、及び成膜に用いるArガスの不純物濃度が1ppm
以上(100ppt以下、好適には10ppb以下)を
意味する。また、金属下地層を形成する際に用いるター
ゲットは、不純物濃度が150ppm以下のものが好ま
しい。
下地層を形成した場合、金属下地層の表面粗さは大きく
なり、その影響で媒体の表面粗さも大きくなる。したが
って、金属下地層を形成する際のバイアスは、使用しな
いか、又はできる限り小さな値とする方が好ましい。
層は、上述した金属下地層を介して基体の表面上に設け
る場合(すなわち面内記録用の磁性膜の場合)に適応す
るものであり、例えば、CoNiCr,CoCrTa,
CoCrPt,CoNiPt,CoNiCrTa,Co
CrPtTa等が挙げられる。中でも、低ノイズ媒体と
して広く量産され、結晶粒子間に非晶質(アモルファ
ス)構造からなる粒界層を有する材料系である、CoC
rTaが好適である。
気である本発明の成膜条件において、CoCrTa膜の
組成を14原子%以上23原子%以下のクロム(C
r)、2原子%以上8原子%以下のタンタル(Ta)、
及び残部コバルト(Co)とした場合、基体に電気的な
バイアスを印加しなくても、2000Oe以上の高い保
磁力が得られ、かつ、小さな表面粗さを有する磁気記録
媒体が形成できる。また、同様の傾向がCoNiCrT
a,CoCrPtTaにおいても確認された。
件)とは、成膜室の背圧が10-7(10-9)Torr
台、及び成膜に用いるArガスの不純物濃度が1ppm
以上(100ppt以下、好適には10ppb以下)を
意味する。また、強磁性金属層を形成する際に用いるタ
ーゲットは、不純物濃度が30ppm以下のものが好ま
しい。
明における「磁化反転を利用した磁気記録媒体」として
は、上述した強磁性金属層の膜面に対して平行に記録磁
化を形成する媒体(面内磁気記録媒体)が挙げられる。
このような媒体において、記録密度を向上するために
は、記録磁化のさらなる小型化を図る必要がある。この
小型化は、各記録磁化の漏れ磁束を減少させるため、磁
気ヘッドにおける再生信号出力を小さくする。従って、
隣接する記録磁化の影響と考えられている媒体ノイズ
は、さらに低減することが望まれている。
る「強磁性金属層の酸素濃度」は、100wtppm以
下が好適である。酸素濃度を限定することにより、媒体
の保磁力が向上し、かつ、媒体ノイズも低減すること
が、国際出願PCT/JP94/01184号公報に記
載されている。このような酸素濃度の強磁性金属層を形
成するスパッタ法とは、強磁性金属層を形成する成膜室
の到達真空度が10-9Torr台、強磁性金属層を形成
するとき用いたArガスの不純物濃度が100ppt以
下、好適には10ppb以下である条件下での成膜を指
す。
oCrTa膜の場合には、250wtppm以上である
ことが分かっている。ここで、従来のスパッタ法とは、
強磁性金属層を形成する成膜室の到達真空度が10-7T
orr台、強磁性金属層を形成するとき用いたArガス
の不純物濃度が1ppm以上である条件下での成膜を指
す。
「金属下地層の酸素濃度」は、100wtppm以下が
好適である。酸素濃度を限定することにより、金属下地
層が超極薄の膜厚(例えば、Cr膜、2.5nm)で
も、その上に形成する強磁性金属層の磁化容易軸が面内
を向くように結晶を成長させることができる。その結
果、磁気記録媒体は十分な磁気特性をもつと同時に、金
属下地層の表面粗さを小さく抑えることができる。した
がって、磁気記録媒体の表面粗さも小さくなり、ヘッド
の低浮上化も可能となることが、国際出願PCT/JP
94/01184号公報に記載されている。このような
酸素濃度の金属下地層を形成するスパッタ法とは、金属
下地層を形成する成膜室の到達真空度が10-9Torr
台、金属下地層を形成するとき用いたArガスの不純物
濃度が100ppt以下、好適には10ppb以下であ
る条件下での成膜を指す。
r膜の場合には、250wtppm以上であることが分
かっている。ここで、従来のスパッタ法とは、Cr膜を
形成する成膜室の到達真空度が10-7Torr台、Cr
膜を形成するとき用いたArガスの不純物濃度が1pp
m以上である条件下での成膜を指す。
ける磁気記録媒体の保磁力Hcとは、振動試料型の磁力
計(Vibrating Sample Magnetometer、VSMと呼ぶ)
を用いて測定した磁化曲線から求めた媒体の抗磁力であ
る。保磁力Hcは、薄膜面内で測定した値である。
ミニウム合金としては、例えばアルミニウムとマグネシ
ウムから構成される合金が挙げられる。現在、HD(ハ
ードディスク)用途では、アルミニウム合金を基体とし
たものが最も使われている。使用目的が磁気記録用途で
あることから、金属酸化物の含有量は少ない方が好まし
い。
非磁性である(Ni−P)膜が、めっき法またはスパッ
タ法で設けられる場合が多い。その目的は、耐食性の向
上と、基体の表面硬度の増加である。この(Ni−P)
膜の表面には、磁気ヘッドが媒体表面を摺動する際の摩
擦力を低減するため、同心円状の軽微なキズ(テクスチ
ャー)が設けられている。
ては、その上に形成する薄膜の表面粗さを小さく抑える
目的から、平均中心線粗さRaが1nm以下のものが好
ましい。
は、例えば、ガラス表面に対してイオンドーピングなど
を行い強化処理したもの、ガラス自体が微結晶化した構
造からなるもの等が挙げられる。両者とも、「割れ易
い」というガラスの短所を解消する工夫がなされてい
る。
硬度が高いため、(Ni−P)膜などを設ける必要がな
い点が優れている。また、基体の薄板化、基体表面の平
滑性、基体の耐高温特性などの面からも有利である。
スを印加しなくても、優れた磁気特性が得られることか
ら、通常は絶縁物であるガラスからなる基体を好適に用
いることができる。しかし、保磁力の高い磁性膜を作製
するために、成膜時の基体の表面温度を高くする目的か
ら、ガラスの表面上に非磁性層が設けられることがあ
る。また、ガラスから磁性膜へ有害な元素の侵入を防止
するため、非磁性層が配置される場合がある。あるい
は、磁気ヘッドが媒体表面を摺動する際の摩擦力を低減
するために、ガラスの表面上に微細な凹凸形状を有する
非磁性層が配置される場合もある。
ては、例えば、半導体分野で実績のあるシリコンウエハ
ーをディスク形状としたものが挙げられる。
高く、基体の薄板化が可能で、基体表面の平滑性も高
く、基体の耐高温特性が良いという面で、アルミニウム
合金より優れている。これらに加えて、基体表面の結晶
方位や格子定数が選択できるため、その上に形成する磁
性膜の結晶成長の制御性が向上すると期待されている。
また、アルミニウム合金と同様に、基体が導電性を有す
るため基体にバイアス印加が可能であり、基体内部から
H2Oなどのガス放出が少ないため成膜空間のよりクリ
ーン化も達成できるという面からも有利である。
としては、例えば、基体がターゲットの前を移動しなが
ら薄膜が形成される搬送型と、基体をターゲットの前に
固定して薄膜が形成される静止型が挙げられる。前者は
量産性が高いため低コストな媒体の製造に有利であり、
後者は基体に対するスパッタ粒子の入射角度が安定なた
め記録再生特性に優れる媒体の製造が可能とされてい
る。本発明に係る実施例では後者を用いているが、前者
を用いても構わない。
成)本発明における「金属下地層と強磁性金属層とを順
次形成」とは、「基体の表面上に金属下地層が形成され
た後、その表面に強磁性金属層が形成されるまでの間に
は、成膜時のガス圧以上に高い圧力雰囲気に曝されるこ
とはない」ことを意味する。金属下地層の表面を大気中
に曝した後、その上に強磁性金属層を形成すると、媒体
の保磁力は、著しく低下してしまう(例えば、暴露な
し:1500Oe→暴露あり:500Oe以下)ことは
公知である。
の濃度)本発明における「成膜に用いるArガスの不純
物」としては、例えば、H2O,O2,CO2,H2,
N2,CxHy,H,C,O,CO等が挙げられる。特
に、膜中に取り込まれる酸素量に影響する不純物は、H
2O,O2,CO2,O,COと推定される。従って、本
発明の不純物濃度は、成膜に用いるArガス中に含まれ
ているH2O,O2,CO2,O,COの和で表すことに
する。
理)本発明における「高周波スパッタ法によるクリーニ
ング処理」としては、例えば、放電可能なガス圧空間内
に置かれた基体に対して、RF(radio frequency,1
3.56MHz)電源から交流電圧を印加する手法が挙
げられる。この手法の特長は、基体が導電性でない場合
にも適用可能な点である。一般に、クリーニング処理の
効果としては、基体への薄膜の密着性向上が挙げられ
る。しかし、クリーニング処理後、基体の表面上に形成
される薄膜自体の膜質に及ぼす影響については不明な点
が多い。
ーゲットの不純物およびその濃度)本発明における「金
属下地層を形成する際に用いたCrターゲットの不純
物」としては、例えば、Fe,Si,Al,C,O,
N,H等が挙げられる。特に、膜中に取り込まれる酸素
量に影響する不純物は、Oと推定される。従って、本発
明の不純物濃度とは、金属下地層を形成する際に用いた
Crターゲット中に含まれている酸素を示す。
ゲットの不純物およびその濃度)本発明における「強磁
性金属層を形成する際に用いたCo基ターゲットの不純
物」としては、例えば、Fe,Si,Al,C,O,N
等が挙げられる。特に、膜中に取り込まれる酸素量に影
響する不純物は、Oと推定される。従って、本発明の不
純物濃度とは、強磁性金属層を形成する際に用いたター
ゲット中に含まれている酸素を示す。
る「基体に負のバイアス印加」とは、磁気記録媒体とし
てCr下地膜や磁性膜を形成する際、基体に対して直流
のバイアス電圧を印加することを指す。上述した従来の
スパッタ法では、適切なバイアス電圧を印加すると、媒
体の保磁力が増大することが分かっている。このバイア
ス印加の効果は、どちらか一方の膜を作製するときだけ
印加した場合よりも、2層とも印加した場合のほうがよ
り大きいことが公知である。
物体、すなわち基体支持部材や基体ホルダーにも作用す
る場合が多い。この結果、基体近傍の空間中にガスやダ
ストが発生し、成膜中の薄膜に取り込まれ、各種の膜特
性が不安定になるという不都合な状態が生じ易くなる。
題点もある。 ガラスなどの非導電性基体には、適用できない 成膜された磁性膜の飽和磁束密度(Ms)が低下する 成膜室内に、複雑な機構部を設ける必要がある 基体へのバイアス印加度合いの変化が生じやすく、そ
の結果磁気特性にバラツキが発生しやすい これらの対策として、本発明で示した組成からなるCo
CrTaを強磁性金属層に用いることで、上記の問題点
を全て解消することができる。したがって、より高記録
密度化に対応可能な磁気記録媒体が得られる。
形成する成膜室の到達真空度)本発明における「金属下
地層及び/または強磁性金属層を形成する成膜室の到達
真空度」は、強磁性金属層の材料によっては、保磁力の
値を左右する成膜因子の1つである。特に、従来は、強
磁性金属層の中にTaを含むCo基の材料では、上記の
到達真空度が低い場合(例えば、5×10-6Torr以
上の場合)には影響が大きいことが国際出願PCT/J
P94/01184号公報に記載されている。
形成する際の基体の表面温度)本発明における「金属下
地層及び/または強磁性金属層を形成する際の基体の表
面温度」は、強磁性金属層の材料に依存せず、保磁力の
値を左右する成膜因子の1つである。基体が損傷しない
範囲であれば、高い表面温度で成膜をした方がより高い
保磁力を実現できる。基体の損傷とは、そり、膨れ、割
れ等の外的変化や、磁化の発生、発ガス量の増加等の内
的変化を意味する。
めには、一般的に何らかの加熱処理を、成膜室又はその
前室で行う必要がある。この加熱処理は、基体近傍の空
間中にガスやダストが発生し、成膜中の薄膜に取り込ま
れ、各種の膜特性が不安定になるという不都合な面をも
っている。
点もある。 NiP/Al基体における非磁性NiP層が磁化発生
する 基体において歪が発生する ガラスなどの熱伝導率が低い基体では、基体温度を上
げたり、保持することが難しい したがって、上記加熱処理を行わないか、若しくは、よ
り低温加熱処理でも、目標とする各種の膜特性を得られ
る作製方法が望まれている。
基体の表面粗さとしては、例えば、ディスク形状からな
る基体表面を、半径方向に測定した場合の、平均中心線
粗さRaが挙げられる。測定器としては、RANKTAYLORHO
BSON 社製 TALYSTEP を用いた。
や、その逆の場合には、磁気記録媒体と磁気ヘッドの表
面同士が接触及び摺動する(Contact Start Stop, CSS
と呼ぶ)。この時、磁気ヘッドの吸着や摩擦係数の上昇
を抑えるため、Raは大きい方が好ましい。一方、基体
が最大の回転数に達した場合には、磁気記録媒体と磁気
ヘッドとの間隔、すなわち磁気ヘッドの浮上量を確保す
る必要があるので、Raは小さい方が望ましい。
最小値は、上述した理由と、磁気記録媒体に対する要求
スペックから適宜決定される。例えば、磁気ヘッドの浮
上量が、2μinchの場合は、Ra=6nm〜8nm
である。
は、磁気ヘッドの浮上量(記録再生動作をする際、磁気
ヘッドが磁気記録媒体の表面上から離れている距離)を
より小さくする必要がある。この要望に答えるために
は、磁気記録媒体の表面をより平坦化することが大切と
なる。この理由から、基体の表面粗さは、より小さなも
のが望ましい。
0.5nmの基体を用いても、優れた磁気特性が得られ
る条件を検討した。
チャ処理としては、例えば、機械的な研磨による方法、
化学的なエッチングによる方法、物理的な凹凸膜の付与
による方法などが挙げられる。特に、磁気記録媒体の基
体として、最も広く使われているアルミニウム合金基体
の場合は、機械的な研磨による方法が採用されている。
例えば、アルミニウム合金基体の表面に設けた(Ni−
P)膜に対して、研削用の塗粒が表面に接着してあるテ
ープを、回転する基体に押しつけることにより、同心円
状に軽微なキズを付与する方法がある。この方法では、
研削用の塗粒を、テープから遊離させて用いる場合もあ
る。
べた理由から、上記テクスチャ処理を行わないか、若し
くは、より軽微なテクスチャ形状でも、目標とする各種
の膜特性を得られる作製方法が望まれている。
電解研磨処理としては、例えば、磁性膜などを形成する
際に用いる真空チャンバーの内壁に対して、クロム酸化
物を生成物とする酸化不動態膜を設ける処理が挙げられ
る。この場合、真空チャンバーの内壁をなす材料として
は、例えばSUS316L等が好ましい。この処理によ
って、真空チャンバーの内壁からのO2, H2Oの放出量
を低減できるため、作製した薄膜中への酸素取り込み量
をより一層低減することが可能である。
ロンスパッタ装置(型番ILC3013:ロードロック
式静止対向型)は、全ての真空チャンバー(仕込/取り
出し室、成膜室、クリーニング室)の内壁が上述の処理
を行っている。
明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはな
い。
Ta4)[原子%]からなる強磁性金属層を、NiPメ
ッキを施したAl−Mg合金基板からなる基体の上に、
Cr膜からなる金属下地層を介して、スパッタ法により
堆積し、磁気記録媒体を作製した。
24[原子%]の範囲で変えた。
ために、強磁性金属層を形成する成膜室の到達真空度を
変化させた。強磁性金属層を形成する成膜室の到達真空
度は、10-9Torr台と10-7Torr台の2通りと
した。
基体へ印加した直流バイアスは、0と200(−Vol
t)の2通りとした。
する時のArガスに含まれる不純物濃度は10ppbに
固定した。
アネルバ製のマグネトロンスパッタ装置(型番ILC3
013:ロードロック式静止対向型)であり、全ての真
空チャンバー(仕込/取り出し室(兼クリーニング
室)、成膜室1(金属下地層を形成)、成膜室2(強磁
性金属層を形成)、成膜室3(保護層を形成))の内壁
は、複合電解研磨処理がしてある。表1は、本例の磁気
記録媒体を作製する時の成膜条件である。
ついて、手順を追って説明する。以下の括弧付き番号
は、その手順を表す。
/89mm、厚さが1.27mmのディスク形状をした
アルミニウム合金基板を用いた。アルミニウム合金基板
の表面上には、めっき法により厚さ10μmの(Ni−
P)膜を設けた。(Ni−P)膜の表面は、機械的な手
法で同心円状の軽微なキズ(テクスチャー)は設けずに
平坦形状に加工してあり、ディスク半径方向に走査した
ときの基体の表面粗さは、平均中心線粗さRaが1nm
より小さなものを用いた。
機械的および化学的な手法による洗浄処理と、熱風など
による乾燥処理がなされた。
パッタ装置の仕込室に配置された材質がアルミからなる
基体ホルダーにセットした。仕込室の内部を、真空排気
装置によって、到達真空度が3×10-9Torrまで排
気した後、基体に対して、赤外線ランプを用いて、25
0℃、5分間の加熱処理をした。
前記の基体ホルダーを移動した。移動した後も基体は、
赤外線ランプにて、250℃に加熱保持した。
純物濃度が10ppbのArガスを導入し、ガス圧を2
mTorrとした。
圧を印加し、クリーニング処理を行った。その条件は、
基体への投入パワーは200W(電力密度2.5W/c
m2,クリーニング速度0.013nm/sec)であ
り、クリーニング処理時間は10secに固定した。
用の成膜室1に、前記の基体ホルダーを移動した。移動
した後も基体は、赤外線ランプにて、250℃に加熱保
持した。但し、成膜室1は事前に到達真空度が3×10
-9Torrまで排気してあり、前記の基体ホルダー移動
後は、クリーニング処理室と成膜室1の間にあるドアバ
ルブは閉じた。使用したCrターゲットの不純物濃度は
120ppmであった。
成膜室1のガス圧を2mTorrとした。使用したAr
ガスに含まれる不純物濃度は、10ppbに固定した。
200Wを印加してプラズマを発生させる。その結果、
Crターゲットはスパッタされ、ターゲットと平行して
対向する位置にある基体の表面上に、膜厚2.5nmの
Cr層を形成した。
らCoCrTa膜作製用の成膜室2に、前記の基体ホル
ダーを移動した。移動した後も基体は、赤外線ランプに
て、250℃に加熱保持した。但し、成膜室2の事前の
到達真空度は、条件を変更して行った。その設定条件と
は、3×10-9Torrまで排気してある場合と、1×
10-7Torrまで排気してある場合の2条件である。
また、前記の基体ホルダー移動後は、成膜室1と成膜室
2の間にあるドアバルブは閉じた。使用したターゲット
組成は、(Co96-xCrxTa4)、xは10〜24[原
子%]であり、ターゲットの不純物濃度は20ppmで
あった。
し、成膜室2のガス圧を2mTorrとした。使用した
Arガスに含まれる不純物濃度は、10ppbに固定し
た。
源から電圧200Wを印加してプラズマを発生させる。
その結果、CoCrTaターゲットはスパッタされ、タ
ーゲットと平行して対向する位置にあるCr層付き基体
の表面上に、膜厚16〜28nmのCoCrTa層を形
成した。
膜室2からC膜作製用の成膜室3に、前記の基体ホルダ
ーを移動した。移動した後も基体は、赤外線ランプに
て、250℃に加熱保持した。但し、成膜室3は事前に
到達真空度が3×10-9Torrまで排気してあり、前
記の基体ホルダー移動後は、成膜室2と成膜室3の間に
あるドアバルブは閉じた。
し、成膜室3のガス圧を2mTorrとした。使用した
Arガスに含まれる不純物濃度は、10ppbに固定し
た。
400Wを印加してプラズマを発生させる。その結果、
Cターゲットはスパッタされ、ターゲットと平行して対
向する位置にあるCoCrTa層/Cr層付き基体の表
面上に、膜厚10nmのC層を形成した。
取り出し室に、前記の基体ホルダーを移動した。その
後、取り出し室にN2ガスを導入して大気圧としてから
基体を取りだした。上記(1)〜(12)の工程によ
り、層構成がC/CoCrTa/Cr/NiP/Alで
ある磁気記録媒体を作製した。
たものを用いた。Cr形成用のターゲットの不純物は、
Fe:88,Si:34,Al:10,C:60,O:
120,N:60,H:1.1(wtppm)である。
また、強磁性金属層形成用のターゲット組成は、Cr:
10〜24at%,Ta:4at%,Co:balであ
り、不純物はFe:27,Si<10,Al<10,
C:30,O:20,N>10(wtppm)である。
た。図1の横軸は、CoCrTa膜中のCr濃度を示
す。このCr濃度の測定は、SIMSによって行った。
図1の縦軸は、この時の試料の円周方向の保磁力Hc
[Oe]と飽和磁化Ms[emu/cc]である。図1
において、○印、●印及び×印の条件は、以下の表2に
示した。
合(○印)には、CoCrTa膜のCr濃度x[原子
%]が14以上23以下のとき、2000Oe以上の保
磁力を有する磁気記録媒体が得られる。 (ロ)超清浄雰囲気で成膜した方(○印)が、従来の雰
囲気で成膜した場合(×印)に比べて著しく高い保磁力
が得られる。 (ハ)バイアス印加の無い場合(○印)の方が、バイア
ス印加の有る場合(●印)に比べて高い保磁力が得られ
る。
00wtppm以下であるCrからなる金属下地層を介
して、含有酸素濃度が100wtppm以下であるCo
CrTaからなる強磁性金属層を設けてなる磁化反転を
利用した磁気記録媒体において、該強磁性金属層の組成
を、14原子%以上23原子%以下のクロム(Cr)、
4原子%のタンタル(Ta)、及び残部コバルト(C
o)とすることにより、基体にバイアス印加をすること
なく、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体が得られる
ことが分かった。
Tay)[原子%]からなる強磁性金属層を、NiPメ
ッキを施したAl−Mg合金基板からなる基体の上に、
Cr膜からなる金属下地層を介して、スパッタ法により
堆積し、磁気記録媒体を作製した。
9[原子%]の範囲で変えた。
の成膜条件であり、強磁性金属層の組成のみ実施例1と
異なる。本例の磁気記録媒体の作製方法は、実施例1と
同様とした。
た。図2の横軸は、CoCrTa膜中のTa濃度を示
す。このTa濃度の測定は、SIMSによって行った。
図2の縦軸は、この時の試料の円周方向の保磁力Hc
[Oe]と飽和磁化Ms[emu/cc]である。図2
において、◇印、◆印及び+印の条件は、以下の表4に
示した。
合(◇印)には、CoCrTa膜のTa濃度y[原子
%]が2以上8以下のとき、2000Oe以上の保磁力
を有する磁気記録媒体が得られる。 (ホ)超清浄雰囲気で成膜した方(◇印)が、従来の雰
囲気で成膜した場合(+印)に比べて著しく高い保磁力
が得られる。 (ヘ)バイアス印加の無い場合(◇印)の方が、バイア
ス印加の有る場合(◆印)に比べて高い保磁力が得られ
る。
00wtppm以下であるCrからなる金属下地層を介
して、含有酸素濃度が100wtppm以下であるCo
CrTaからなる強磁性金属層を設けてなる磁化反転を
利用した磁気記録媒体において、該強磁性金属層の組成
を、17原子%のクロム(Cr)、2原子%以上8原子
%以下のタンタル(Ta)、及び残部コバルト(Co)
とすることにより、基体にバイアス印加をすることな
く、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体が得られるこ
とが分かった。
上に、含有酸素濃度が100wtppm以下であるCr
からなる金属下地層を介して、含有酸素濃度が100w
tppm以下であるCoCrTaからなる強磁性金属層
を設けてなる磁化反転を利用した磁気記録媒体におい
て、該強磁性金属層の組成を、14原子%以上23原子
%以下のクロム(Cr)、2原子%以上8原子%以下の
タンタル(Ta)、及び残部コバルト(Co)とするこ
とにより、基体にバイアス印加をすることなく、優れた
磁気特性を有する磁気記録媒体が得られることを見出し
た。
したAl−Mg合金基板からなる基体の上に、Cr膜か
らなる金属下地層、及び(Co79Cr17Ta4)[原子
%]からなる強磁性金属層を、スパッタ法により順次堆
積する際に、基体に印加する直流バイアスの値を変更し
て磁気記録媒体を作製した。
olt]の範囲で変えた。但し、強磁性金属層を形成す
る成膜室の到達真空度は、10-9Torr台に固定し
た。
の成膜条件である。本例の磁気記録媒体の作製方法は、
実施例1と同様とした。
した。図3の横軸は、金属下地層及び強磁性金属層を堆
積する際に、基体に印加した直流バイアスE[−Vol
t]を示す。図3の縦軸は、この時の試料の表面粗さR
a[nm]である。
た方が、より小さな表面粗さを有する媒体が形成でき、
E=0すなわち無バイアスのとき最小値が得られること
が分かった。
EM(透過電子顕微鏡)写真から、強磁性金属層を構成
する結晶の平均粒径を測定した結果である。
た。
た方が、強磁性金属層を構成する結晶の平均粒径はより
小さくなり、E=0すなわち無バイアスのとき最小値が
得られることが分かった。
CoCrTa膜からなる強磁性金属層を有する磁気記録
媒体は、無バイアスで成膜することにより、優れた磁気
特性に加えて、ヘッドの低浮上化及び媒体の低ノイズ化
も実現可能であると判断した。また、無バイアスでの成
膜ができることから、本発明に係る組成比を有するCo
CrTa膜からなる強磁性金属層を有する磁気記録媒体
は、磁気記録媒体の薄板化を図るとき有望視されている
シリコン等からなる導電性基体に加えて、ガラスやセラ
ミックス等の絶縁性基体を用いる場合においても、優れ
た磁気特性を有する磁気記録媒体の作製が可能であるこ
とが分かった。
表面粗さが小さく、かつ、小さな粒径の磁性粒子で構成
された記録層からなり、高い保磁力を有する磁気記録媒
体及びその製造方法が得られる。
Hc及び飽和磁化Msと、CoCrTa膜中のCr濃度
との関係を示したグラフである。
Hc及び飽和磁化Msと、CoCrTa膜中のTa濃度
との関係を示したグラフである。
さRaと、基体に印加した直流バイアスとの関係を示し
たグラフである。
金属層を構成する結晶粒子の平均粒径と、基体に印加し
た直流バイアスとの関係を示したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 基体上に、含有酸素濃度が100wtp
pm以下であるCrからなる金属下地層を介して、含有
酸素濃度が100wtppm以下であるCoCrTaか
らなる強磁性金属層を設けてなる磁化反転を利用した磁
気記録媒体において、 該強磁性金属層の組成が、14原子%以上23原子%以
下のクロム(Cr)、2原子%以上8原子%以下のタン
タル(Ta)、及び残部コバルト(Co)であることを
特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】 請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方
法において、少なくとも強磁性金属層を作製するとき、
基体に電気的なバイアスを印加しないことを特徴とする
磁気記録媒体の製造方法。
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