JP2000057554A - 磁気ディスク - Google Patents

磁気ディスク

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JP2000057554A
JP2000057554A JP10231367A JP23136798A JP2000057554A JP 2000057554 A JP2000057554 A JP 2000057554A JP 10231367 A JP10231367 A JP 10231367A JP 23136798 A JP23136798 A JP 23136798A JP 2000057554 A JP2000057554 A JP 2000057554A
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magnetic
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underlayer
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JP10231367A
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English (en)
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Karyo Cho
家良 張
Masahiro Oka
正裕 岡
Makoto Ookijima
真 大木島
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録が可能で保磁力に優れ信頼性の高
い磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 表面に同心状テキスチャリングを施して
ある非磁性基板上に少なくとも下地層、磁性層を有する
磁気ディスクであって、該基板上に磁性層における磁性
粒子の磁化容易軸をディスク円周方向へ配向しうる第1
の下地層、磁性層における磁性粒子の磁化容易軸をディ
スク半径方向へ配向しうる第2の下地層をこの順に積層
してなる磁気ディスク。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスクに存し、特
に保磁力の高い磁気ディスクに存する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスクは一般的に、必要に応じて
NiP層を設けたAl−Mg合金等のAl合金基板上
に、スパッタリング法等により、Cr等の下地層、Co
合金を含む磁性層及びCなどを主成分とする保護層をこ
の順に積層する。又このとき、基板表面(NiP層があ
ればNiP層表面)にダイアモンドスラリーなどを利用
して同心状の機械式テキスチャリングを施して使用する
ことが多い。これは、適度な表面粗さを与えることによ
って、媒体とヘッドとの間の摩擦特性を改善することが
できることと、この同心状のテキスチャリング構造に沿
ってCr膜の結晶面が特定の方向に配向することによ
り、その上に形成されるCo系合金磁性層の結晶構造を
も支配して、結果的に磁性層における磁性粒子の磁化容
易軸の方向をディスク円周方向に向けることができると
いう理由による。磁化容易軸がディスク円周方向に向い
ていることにより、媒体の記録再生特性を向上させるこ
とができる。
【0003】又、耐衝撃性、表面平滑性などの面から、
Al合金基板に代わりガラス、シリコン、チタンなどの
代替基板が使用され始めている。これらの代替基板にお
いても、基板表面にNiPなどの金属層を形成した後に
同様の機械式テキスチャリングを施すことができ、摩擦
特性や磁化容易軸方向の制御などに同様の効果を得るこ
とができる。
【0004】さらにはCrに代えてCrTaを下地層に
用いることで、Co系合金磁性層との結晶格子定数のマ
ッチングが改善され、磁性層のエピタキシャル成長がよ
り有利になる。つまり、等方媒体においては、CrTa
下地層を用いた媒体が、Cr下地層を用いた媒体に比べ
て、非常に高い保磁力を実現することが可能となってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし本発明者らが検
討した結果、このようにCrTa層を下地層として設け
ると、磁性層の磁化容易軸はディスク円周方向に配向せ
ず、むしろ半径方向に配向し、磁気ディスクの円周方向
の保磁力が半径方向の保磁力より低くなり、磁気ディス
クとして充分な性能を有するものではなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は表面に同心状の
テキスチャリングを施した基板上に磁性層の磁化容易軸
をディスク円周方向へ配向させる下地層、例えばCr又
はCrTi合金下地層を設けてからCrTa下地層を組
合わせて設けることで高保磁力を実現すると同時に磁性
層の磁化容易軸をディスク円周方向へ配向させた磁気デ
ィスクに存する。
【0007】本発明は、かかる観点から、鋭意検討した
結果なされたもので、表面に同心状テキスチャリングを
施した非磁性基板上に、Cr又はCrTi合金である第
1の下地層薄膜、CrTa等のCr合金である第2の下
地層、および、Co系磁性薄膜を順次積層した磁気ディ
スクを提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の磁気ディスクを製造する
ときは、一般に非磁性基板上に、又は必要に応じてNi
P等の非磁性金属被覆膜を形成した後、機械的に同心状
テキスチャリングを施す。テキスチャリングの方法は任
意であるから、例えば機械式テキスチャリングがある
が、これは研磨テープ、アルミナスラリー、ダイアモン
ドスラリーなどを用いて基板円周方向に沿った溝状のテ
キスチャリングを施すものである。
【0009】非磁性基板としては、アルミニウム系基板
を用いることができる。アルミニウム系基板とはアルミ
ニウムを主成分とした合金等を材料とした基板を意味す
る。また、非磁性代替基板を用いることもできる。非磁
性代替基板とは、アルミニウム系基板以外のあらゆる非
磁性基板を含む。また代替基板の例をあげれば、通常の
ソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、シリコ
ン、チタン、セラミクス、各種樹脂などである。
【0010】磁気ディスクの製造工程においては、まず
基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明に
おいても膜の密着性を確保する見地からも金属被覆膜の
形成前に洗浄・乾燥が行われることが望ましい。次い
で、非磁性基板には、テキスチャリングに先立って、一
般にNiP等の非磁性金属被覆膜が形成される。
【0011】非磁性金属被覆膜を形成する手法として
は、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、
CVD法など薄膜形成に用いられる方法を利用すること
ができる。導電性の材料からなる基板の場合であれば電
解めっきを使用することが可能である。非磁性金属被覆
膜の膜厚は50nm以上あればよい。ただし、磁気ディ
スク媒体の生産性などを考慮すると50nm以上500
nm以下であることが好ましい。さらに好ましくは50
nm以上300nm以下である。
【0012】また、非磁性金属被覆膜を成膜する領域
は、基板表面全域が望ましいが、機械的テキスチャリン
グを施す領域のみでも実施可能である。非磁性金属被覆
膜が形成された非磁性基板は同心状テキスチャリングが
施される。本発明において同心状テキスチャリングと
は、砥粒を使用して円周方向に研磨することによって基
板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。ま
た、表面の機械的なテキスチャリング加工に加えてレー
ザー光線などを利用したテキスチャリング加工などを併
用することもできる。
【0013】同心状テキスチャリングは遊離砥粒とテキ
スチャーテープを用いて行なうことができる。機械的テ
キスチャリングを施すための遊離砥粒の種類としてはダ
イアモンド砥粒が最も好ましい。機械的テキスチャリン
グに用いられる砥粒としては他にアルミナ砥粒が広く用
いられているが、特にテキスチャリング溝に沿って磁化
容易軸を配向させるという観点から考えるとダイアモン
ド砥粒が極めて良い性能を発揮する。この原因について
は現在のところ明確にはなっていないが、極めて再現性
の良い結果が得られている。
【0014】基板の表面は、表面粗さ(Ra)がどのよ
うな値をとっても本発明の効果には基本的には影響ない
が、ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高密度磁気
記録の実現には有効であり、またこれら基板の特徴のひ
とつが優れた表面平滑性にあることから、基板のRaは
20オングストローム以下であることが好ましい。さら
に好ましくは10オングストローム以下である。特に好
ましくは7オングストローム以下である。ただし、ここ
でRaの決定は、触針式表面粗さ計を用いて測定した場
合を想定している。このとき測定用の針の先端は半径
0.2μm程度の大きさのものが使用される。
【0015】同心状テキスチャリングが行なわれた非磁
性基板上に磁性層における磁性粒子の磁化容易軸をディ
スクの円周方向へ配向しうる第1の下地層と第2の下地
層を順次形成し、磁性層を形成する。第1の下地層とし
ては、例えばCr又はCrTi合金が挙げられる。Cr
Ti合金として具体的にはCrとTiの原子比が10
0:0〜70:30、好ましくは99:5〜80:20
である。又、純CrやCrTiのみからなる合金に、第
2の下地層との結晶マッチングなどの目的でV、Mo、
Zr、Ta、W、Ge、Nb、Cuなどの第二、第三元
素を添加したものや、酸化Crなどを含んでもよい。こ
れら第二、第三元素の含有量はそれぞれの元素によって
最適な量が異なるが、一般には1原子%〜50原子%、
好ましくは5原子%〜30原子%、さらに好ましくは5
原子%〜20原子%の範囲である。
【0016】第1の下地層の膜厚は、非磁性基板のテク
スチャーの平均粗さ(Ra)以上の厚さであればよい
が、5〜1000Å、好ましくは磁気記録媒体の高記録
密度化を考慮し、10〜300Åである。また、CrT
i膜を用いる場合には、CrTi層の成膜にあたり、基
板に適宜なバイアス電圧を印加してCrTi合金層を形
成した方が、磁性層の磁化容易軸をディスク円周方向へ
配向させる意味において好ましい。
【0017】第1の下地層の上に積層される第二下地層
は、磁性層における磁性粒子の磁化容易軸をディスクの
半径方向へ配向しうるものであり、具体的には、例えば
CrTa合金などが挙げられる。CrTa合金層として
は、体心立方体の構造を有するようにTa含有率が1〜
20原子%、さらにはその上に形成する磁性層との格子
定数のよりよいマッチングを持つように、5〜15原子
%とするのが好ましい。膜厚は、磁気記録媒体の電磁特
性等の要求に応じ適宜決定されるが、通常は50〜10
00Å、好ましくは100〜800Å、さらに好ましく
は200〜600Åの範囲で使用される。
【0018】その上に形成される磁性層の材料として
は、通常用いられる磁気ディスク用材料であれば任意の
ものを用いることができる。例えば、Co、CoNiC
r、CoCr、CoCrTa、CoCrPt、CoCr
PtTa、CoCrPtB、CoNiPt、CoNiC
rBTa、CoSmなどの合金等が挙げられる。これら
のCo系合金に更にNi、Cr、Pt、Ta、W、Bな
どの元素やSiO2 等の化合物を加えても良い。磁性層
の膜厚は特に制限がないが、通常50〜400Åの膜厚
に成膜される。
【0019】第1と第2の下地層の膜厚の比は1:1〜
0.01:1、好ましくは1:1〜0.3:1である。
本発明の磁気ディスクの最上部には任意の保護層を施し
てもよい。保護層の材料としてはC、SiO2 、Zr2
3 など、通常用いられる保護層材料であれば任意のも
のを用いることができる。また、保護層が2層以上の膜
から構成されていてもよい。さらに保護層の上部には任
意の潤滑剤を塗布するのが一般的であり、任意の潤滑剤
を用いることができるが、通常フッ素系潤滑剤が多く用
いられる。
【0020】本発明の様な2つの下地層を組合せて設け
る、つまり第2の下地層、好ましくはCrTa合金層の
直下に、第1の下地層、好ましくはCr又はCrTi合
金層を設けることにより、この第1の下地層は基板上の
テキスチャ溝方向に沿って結晶配向し、引き続き積層さ
れる第2の下地層の結晶成長を制御し、ひいては磁性層
の磁化容易軸を円周方向に配向することを実現させる効
果を有する。
【0021】媒体を形成する際、該代替基板は樹脂基板
など耐熱性のないものを除いて加熱してもよい。また、
表面の機械的なテキスチャリング加工に加えてレーザー
光線などを利用したテキスチャリング加工などを媒体表
面の一部に限って併用しても本発明の効果になんら影響
はない。磁気ディスクを形成する成膜方法は直流スパッ
タリング法、高周波スパッタリング法、真空蒸着法など
の物理的蒸着法やCVD等の化学的蒸着法が一般的であ
る。成膜はそれぞれ真空チャンバ内圧力、基板温度、放
電出力、基板に印加するバイアス電圧などの成膜条件を
適宜選択すればよい。基板への電圧印加はあらかじめ成
膜した導電性の膜に対して電圧を印加することとなる。
基板バイアス電圧の値は目的とする媒体の特性にあわせ
て任意に設定できるが、通常数百ボルト程度である。ま
た、成膜時に基板を加熱するなど、基板温度を変化させ
ることも可能である。
【0022】又、下地層等を成膜した後、いったん大気
中に取り出し、再び成膜装置に挿入し、排気、基板加熱
後、磁性層を成膜してもよい。一般的には第1の下地
層、第2の下地層、磁性層及び保護層等を連続スパッタ
リング成膜して製造する。この場合には、インライン装
置などのスパッタリング装置を利用して大量生産を図り
製品のコストダウンが可能である。
【0023】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。 実施例1 NiPめっきを施したAl−Mg合金基板(半径95m
m)に機械式テキスチャリングを施し、この上に直流ス
パッタリング法を用いて各層を形成した。このとき機械
式テキスチャリング加工後の基板表面粗さは10Å[R
a]とした。
【0024】この基板を直流マグネトロンスパッタ装置
の前室に装着して排気し、同時に150℃まで加熱し
た。真空圧が7×10-5Torr以下に到達した後、真
空圧が7×10-7Torr以下の高真空成膜室に導入し
て、基板温度を280℃まで昇温し、その後、Cr膜を
20Å、Cr92.8−Ta7.2 (原子%)合金下地膜を6
00Å、Co76−Cr15−Ta2 −W1 −Pt6 (原子
%)合金膜を200Å形成した。なお各層の成膜にあた
っては、基板に対してバイアス電圧を印加しなかった。
【0025】こうして作成された磁気ディスクの静磁気
特性を測定し、その結果を表1に示した。ここで、Hc
とHc′はそれぞれディスクの半径30mmにおけるデ
ィスク面内の円周方向と半径方向に測定したときの保磁
力である。また、ORはディスク面内の保磁力比を表す
もので、Hc/Hc′で定義される。一般にORが大き
いほど磁気ディスクの記録再生特性に優れていると考え
られる。尚、保磁力の測定は、試料振動式磁力計で行っ
た。
【0026】実施例2 Cr膜厚を50Åとした以外は実施例1と同様に磁気デ
ィスクを作製し、ディスク面内の円周方向と半径方向の
保磁力をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。 実施例3 Cr膜厚を100Åとした以外は実施例1と同様に磁気
ディスクを作製し、ディスク面内の円周方向と半径方向
の保磁力をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
【0027】実施例4 Cr膜厚を600Åとした以外は実施例1と同様に磁気
ディスクを作製し、ディスク面内の円周方向と半径方向
の保磁力をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。 比較例1 Cr膜を設けない以外は実施例1と全く同様に磁気ディ
スクを作製し、ディスク面円内の円周方向と半径方向の
保磁力をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
【0028】比較例2 CrTa膜の代わりにCr膜を設ける以外は実施例1と
同様に磁気ディスクを作製し、ディスク面円内の円周方
向と半径方向の保磁力をそれぞれ測定した。結果を表1
に示す。比較例1と実施例1〜4の結果より、比較例1
のORが1より小さく、磁化容易軸が半径方向に配向し
ているのに対し、各実施例ではいずれもORが1より大
きく、磁化容易軸が円周方向に配向し、これに伴い円周
方向の保磁力が比較例1〜2に比べ、約500[Oe]
程度高くなっていることが分かる。これらはいずれも磁
気ディスクの記録再生特性を支配する要素であり、媒体
最下層に第1の下地層としてのCr層を施した本発明に
よる媒体の方が優れた特性を示した。
【0029】
【表1】 表1 ─────────────────────────────────── 膜構成 Hc Hc′ OR [Oe] [Oe] ─────────────────────────────────── 実施例1 基板/Cr /CrTa /磁性層 2650 2000 1.33 (20Å) (600Å) (200Å) 実施例2 基板/Cr /CrTa /磁性層 2600 2000 1.30 (50Å) (600Å) (200Å) 実施例3 基板/Cr /CrTa /磁性層 2625 2025 1.30 (100Å) (600Å) (200Å) 実施例4 基板/Cr /CrTa /磁性層 2600 2075 1.25 (600Å) (600Å) (200Å) 比較例1 基板/CrTa /磁性層 2100 2375 0.88 (600Å) (200Å) 比較例2 基板/Cr /磁性層 2150 1575 1.37 (600Å) (200Å) ───────────────────────────────────
【0030】実施例5 上記した実施例1〜4及び比較例1〜2で使われた成膜
装置に比べ、到達真空度の高い直流マグネトロンスパッ
タ装置上で磁気記録媒体を作成した。基板をこの成膜装
置の前室に装着し、真空圧が6×10-6Torr以下ま
でに排気した後、真空圧が6×10-8Torr以下の高
真空成膜室に導入して、基板温度を250℃まで昇温
し、その後、Cr91−Ti9 (原子%)合金膜を50
Å、Cr92−Ta8 (原子%)合金下地膜を250Å、
Co72−Cr17−Ta3 −W1 −Pt 7 (原子%)合金
膜を200Åを形成した。なお各層を形成する時、基板
に対してそれぞれ−300V(CrTi膜)、0V(C
rTa膜)、−200V(磁性膜)のバイアス電圧を印
加した。作成した磁気記録媒体の媒体面内の円周方向と
半径方向の保磁力をそれぞれ測定した。結果を表2に示
す。
【0031】比較例3 CrTi膜とCrTa膜との積層の代わりにCrTa膜
を300Å形成した以外は実施例6と同様に磁気記録媒
体を作製し、媒体面円内の円周方向と半径方向の保磁力
をそれぞれ測定した。結果を表2に示す。比較例3と実
施例5とを比べると、比較例3のORが1より小さく、
磁化容易軸が半径方向に配向しているのに対し、実施例
5のORが1より大きく、磁化容易軸が円周方向に配向
し、これに伴って円周方向の保磁力が比較例4に比べ、
約800[Oe]程度と向上した。
【0032】
【表2】 表2 ─────────────────────────────────── 膜構成 Hc Hc′ OR [Oe] [Oe] ─────────────────────────────────── 実施例6 基板/CrTi /CrTa /磁性層 3025 2630 1.15 (50Å) (250Å) (200Å) 比較例4 基板/CrTa /磁性層 2235 2455 0.91 (300Å) (200Å) ───────────────────────────────────
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、従来の構成の磁気記録
媒体に比べて保磁力が著しく向上し、磁化容易軸がディ
スク円周方向に配向した磁気記録媒体が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木島 真 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 Fターム(参考) 5D006 BA08 CA03 CA06 CB07 DA03 FA09 5D112 AA02 AA04 AA05 AA11 AA24 BB06 BD04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に同心状テキスチャリングを施して
    ある非磁性基板上に少なくとも下地層、磁性層を有する
    磁気ディスクであって、該基板上に磁性層における磁性
    粒子の磁化容易軸をディスク円周方向へ配向しうる第1
    の下地層、磁性層における磁性粒子の磁化容易軸をディ
    スク半径方向へ配向しうる第2の下地層をこの順に積層
    してなる磁気ディスク。
  2. 【請求項2】 第1の下地層が、Cr又はCrTi合金
    であることを特徴とする請求項1に記載の磁気ディス
    ク。
  3. 【請求項3】 CrとTiの原子比(%)が100:0
    〜70:30であることを特徴とする磁気ディスク。
  4. 【請求項4】 第2の下地層が、CrTa合金であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至3に記載の磁気ディスク。
  5. 【請求項5】 CrとTaの原子比(%)が99:1〜
    80:20であることを特徴とする請求項4に記載の磁
    気ディスク。
JP10231367A 1998-08-18 1998-08-18 磁気ディスク Pending JP2000057554A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019159856A1 (ja) * 2018-02-19 2019-08-22 山陽特殊製鋼株式会社 スパッタリングターゲット材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019159856A1 (ja) * 2018-02-19 2019-08-22 山陽特殊製鋼株式会社 スパッタリングターゲット材

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