JP2000260020A - Magnetic recording medium and its production - Google Patents
Magnetic recording medium and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた信頼性を有
し、高密度に磁気記録が可能な磁気記録媒体、及びその
製造法、コンピュータの補助記憶装置に用いられる磁気
ディスク装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium having excellent reliability and capable of high-density magnetic recording, a method of manufacturing the same, and a magnetic disk drive used as an auxiliary storage device of a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術】大型コンピュータ、ワークステーショ
ン、パーソナルコンピュータ等の記憶装置に用いられる
磁気ディスク装置は年々その重要性が高まり、大容量小
型化へと発展を遂げている。磁気ディスク装置の大容量
小型化には高密度化が不可欠であり、これを実現するた
めの技術としては磁気記録媒体の磁気記録層と磁気ヘッ
ドの距離を小さくするということが挙げられる。2. Description of the Related Art Magnetic disk drives used for storage devices such as large computers, workstations, personal computers and the like have become increasingly important year by year, and have been developed to have large capacity and small size. High density is indispensable for reducing the capacity and size of the magnetic disk drive. One technique for achieving this is to reduce the distance between the magnetic recording layer of the magnetic recording medium and the magnetic head.
【0003】従来より、スパッタリングを用いて作製さ
れる磁気記録媒体は磁性膜を磁気ヘッドによる摺動から
保護する目的で保護膜が設けられている。そして、この
保護膜を薄膜化することと、保護膜表面と磁気ヘッドの
距離を小さくすることが磁気記録層と磁気ヘッドの距離
をより小さくする為の最も有効な手段である。この保護
膜には、DCスパッタリング、RFスパッタリング(特
開平5−174369号公報)、CVD(特開平4−9
0125号公報)で作製されるカーボンが最も一般的に
用いられており、より強度に優れた保護膜を得るために
膜中に窒素原子や水素原子等を混入させる方法(特開昭
62−246129号公報、特開平5−225556号
公報)が一般的にとられてきた。Conventionally, a magnetic recording medium manufactured by sputtering has been provided with a protective film for the purpose of protecting the magnetic film from sliding by a magnetic head. Reducing the thickness of the protective film and reducing the distance between the surface of the protective film and the magnetic head are the most effective means for reducing the distance between the magnetic recording layer and the magnetic head. This protective film includes DC sputtering, RF sputtering (JP-A-5-174369), and CVD (JP-A-4-9369).
No. 0125) is most commonly used, and in order to obtain a protective film having higher strength, a method of mixing nitrogen atoms, hydrogen atoms, and the like into the film (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-246129). JP-A-5-225556).
【0004】また、磁気記録媒体と磁気ヘッドのインタ
ーフェイス方式として一般的なものに、非動作時には磁
気ヘッドが磁気記録媒体上の磁気記録媒体と磁気ヘッド
が粘着しないための微小な凹凸が設けられた所定の位置
に接触停止しており、動作時つまり記録の書き込み、読
み取り時、及び待ち状態の時には磁気記録媒体との間に
極めて微小な隙間を維持しながら浮上するというコンタ
クトスタートアンドストップ(CSS)方式がある。そ
して、この方式をとる磁気ディスク装置においては、磁
気記録媒体の保護膜の薄膜化が進むとともに動作開始時
や終了時の磁気記録媒体と磁気ヘッドの接触、摩擦に伴
う保護膜の磨耗や破壊の問題が一層深刻化している。ま
た、動作時においても磁気記録媒体の保護膜表面と磁気
ヘッドの距離を縮めるほど、不測の接触による保護膜の
磨耗や破壊の問題が一層深刻になる。[0004] In addition, in a general interface system between a magnetic recording medium and a magnetic head, minute irregularities are provided so that the magnetic head does not adhere to the magnetic recording medium on the magnetic recording medium when not operating. Contact start and stop (CSS) in which contact is stopped at a predetermined position, and the surface floats while maintaining an extremely small gap between the magnetic recording medium during operation, that is, when recording, reading, and waiting. There is a method. In a magnetic disk drive employing this method, as the protective film of the magnetic recording medium becomes thinner, the magnetic recording medium comes into contact with the magnetic head at the start and end of the operation, and wear and breakage of the protective film due to friction occur. The problem is getting worse. Also, during operation, as the distance between the surface of the protective film of the magnetic recording medium and the magnetic head is reduced, the problem of wear and destruction of the protective film due to unexpected contact becomes more serious.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来からCSSを行う
エリア(以下CSSエリアと呼ぶ)の保護膜厚をデータ
の書き込まれるエリア(以下データエリアと呼ぶ)の保
護膜厚よりも厚くして耐久性を向上する提案(特公昭6
0−23406号公報)がなされているが、現在のよう
な大容量小型化必須の状況では単に膜厚を変えるだけで
は十分な効果を得ることはできない。すなわち、限られ
たディスク面積内に最大限の記録を行うために前記デー
タエリアをできるだけ広くとる必要があり、従ってCS
Sエリアとデータエリアは必然的に隣接してしまう。こ
のような状況でCSSエリアとデータエリアの膜厚を大
きく変えることは工業的に困難であるとともに、たとえ
実現したとしてもヘッドをCSSエリアとデータエリア
間でシークしたとき急激にディスク面の基準位置が変わ
ることにより磁気ヘッドの姿勢変動の原因となる。従っ
て膜厚差は高々5nm程度にしかできず、単一の膜質で
厚さを変えただけでは効果を得ることができなかった。Conventionally, the protection film thickness of an area where CSS is performed (hereinafter referred to as a CSS area) is made thicker than the protection film thickness of an area where data is written (hereinafter referred to as a data area) so that durability is improved. Proposal to improve
However, in the situation where large capacity and miniaturization are required as in the present case, a sufficient effect cannot be obtained by simply changing the film thickness. That is, it is necessary to make the data area as large as possible in order to perform maximum recording within a limited disk area.
The S area and the data area are necessarily adjacent to each other. Under such circumstances, it is industrially difficult to greatly change the film thickness of the CSS area and the data area, and even if it is realized, when the head is sought between the CSS area and the data area, the reference position of the disk surface suddenly decreases. Causes a change in the attitude of the magnetic head. Therefore, the difference in film thickness could be at most about 5 nm, and the effect could not be obtained only by changing the thickness with a single film quality.
【0006】これまでにCSSを行うエリアを主にダイ
ヤモンド、データエリアをグラファイトとダイヤモンド
が混在する保護膜にする提案(特開平3−272017
号公報)がなされているが、この場合、10nm程度ま
で薄膜化された際CSSエリアで十分な強度が得られ
ず、動作開始時や終了時の磁気記録媒体と磁気ヘッドの
接触、摩擦に伴い簡単に保護膜が破壊されてしまう。Hitherto, a proposal has been made that an area for performing CSS is mainly a diamond and a data area is a protective film in which graphite and diamond are mixed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-272017).
However, in this case, when the thickness is reduced to about 10 nm, sufficient strength is not obtained in the CSS area. The protective film is easily destroyed.
【0007】さらには、CSSを行うエリアをグラファ
イト構造、データエリアをアモルファス構造とする提案
(特開平4−32021号公報)がなされているが、厚
さ10nm程度のグラファイト構造の薄膜がCSSに耐
えないのは明らかである。そして、特開平3−2720
17号公報及び特開平4−32021号公報に特公昭6
0−23406号公報を組み合わせても、データエリア
での保護膜厚を10nm程度以下にしても磁気ヘッドの
不測の衝突に対して十分な強度を有し、CSSエリアに
おける動作開始時や終了時の磁気記録媒体と磁気ヘッド
の接触、摩擦に伴う保護膜の磨耗や破壊の起こらない磁
気記録媒体を得ることはできなかった。Further, a proposal has been made in which the area for performing CSS has a graphite structure and the data area has an amorphous structure (JP-A-4-32021). However, a graphite structure thin film having a thickness of about 10 nm is resistant to CSS. Clearly not. Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-2720
No. 17 and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-32021.
Even with the combination of Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-23406, even when the protective film thickness in the data area is about 10 nm or less, the magnetic head has sufficient strength against unexpected collisions, It has not been possible to obtain a magnetic recording medium in which the protective film does not wear or break due to contact and friction between the magnetic recording medium and the magnetic head.
【0008】さらには、スパッタリング法でCSSエリ
アとデータエリアにそれぞれ適した性質の保護膜を成膜
使用とした場合や、CSSエリアのみ膜厚を厚くしよう
とした場合、データエリアに対して磁記記録媒体と非接
触の遮蔽板等を用いて成膜を行っても、スパッタリング
の性質上データエリアに対して回り込むスパッタ粒子を
ある程度までしか制限できず、CSSエリアとデータエ
リアの膜質の明確な切り分けや、膜厚を短い距離で大き
く変えることは困難であった。Further, when a protective film having properties suitable for the CSS area and the data area is used by the sputtering method, or when the thickness of only the CSS area is to be increased, magnetic recording is performed on the data area. Even if film formation is performed using a shielding plate or the like that is not in contact with the recording medium, sputter particles that wrap around the data area can be limited only to some extent due to the nature of sputtering, and the film quality of the CSS area and the data area is clearly separated. Also, it has been difficult to greatly change the film thickness in a short distance.
【0009】また、スパッタリングで作製した炭素を主
成分とする保護膜層よりも薄い膜厚で強固な特性を得ら
れる保護膜層を作製する手段としてイオンビームデポジ
ションが知られている。しかし、イオンガンに用いる熱
フィラメントの寿命が短いためにイオンビームデポジシ
ョンのみで保護膜層を形成するには工業的な困難を伴
う。Also, ion beam deposition is known as a means for producing a protective film layer having a thinner film thickness and a stronger characteristic than a protective film layer mainly composed of carbon produced by sputtering. However, since the lifetime of the hot filament used for the ion gun is short, it is industrially difficult to form the protective film layer only by ion beam deposition.
【0010】上述した課題、問題点に着眼して本発明は
なされたものであり、本発明の第1の目的は、保護膜層
の厚さをデータエリアで10nm程度以下に薄膜化し、
なおかつCSSエリアにおいて動作開始時や終了時の磁
気記録媒体と磁気ヘッドの接触、摩擦に伴う保護膜の破
壊が起こらない磁気記録媒体の製造方法を提供すること
である。即ち、基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護する
炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体の製
造方法において、イオンビームデポジション法とスパッ
タリング法の両方法を用いることで、データエリアでの
十分な耐衝撃性と浮上安定性、並びにCSSエリアにお
ける十分な耐摺動信頼性を有する磁気記録内体を提供す
ることである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and problems. A first object of the present invention is to reduce the thickness of a protective film layer to about 10 nm or less in a data area,
Further, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic recording medium in which the protection film is not destroyed due to contact and friction between the magnetic recording medium and the magnetic head at the start and end of the operation in the CSS area. That is, in a method of manufacturing a magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film containing carbon as a main component that protects the magnetic film on a substrate, by using both the ion beam deposition method and the sputtering method, An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having sufficient shock resistance and flying stability in a data area and sufficient sliding reliability in a CSS area.
【0011】本発明の第2の目的は、第1の目的の達成
の結果得られる磁気記録媒体を提供することにある。第
3の目的は、前記第2の目的を達成した磁気記録媒体を
用いて高い記録密度と高い信頼性を両立するのに適した
磁気記憶装置を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a magnetic recording medium obtained as a result of achieving the first object. A third object is to provide a magnetic storage device suitable for achieving both high recording density and high reliability by using a magnetic recording medium that has achieved the second object.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。In order to solve the above problems, the present invention mainly employs the following configuration.
【0013】基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護する炭
素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体の製造
方法において、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁
気ヘッドと接触する前記保護膜の接触部分にNe,A
r,Kr,Xeの内少なくとも一つと炭化水素ガス、ま
たは炭化水素ガスのみを用いたイオンビーム法で成膜
し、次に、前記磁気記録媒体の略全面に物理蒸着法また
は化学蒸着法で保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方
法。In a method for manufacturing a magnetic recording medium having a magnetic film provided on a base and a protective film containing carbon as a main component for protecting the magnetic film, the protective film which comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. Ne, A at the contact part
A film is formed by an ion beam method using at least one of r, Kr, and Xe and a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas, and then protected by physical vapor deposition or chemical vapor deposition on substantially the entire surface of the magnetic recording medium. A method for manufacturing a magnetic recording medium for forming a film.
【0014】また、基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護
する炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体
の製造方法において、前記磁気記録媒体の略全面に物理
蒸着法または化学蒸着法により保護膜を形成し、次に磁
気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと接触す
る前記保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,Xeの内
少なくとも一つと炭化水素ガス、または炭化水素ガスの
みを用いたイオンビーム法で成膜する磁気記録媒体の製
造方法。In a method for manufacturing a magnetic recording medium having a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film provided on a base, a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method is applied to substantially the entire surface of the magnetic recording medium. A protective film is formed by a vapor deposition method, and then at least one of Ne, Ar, Kr, and Xe and a hydrocarbon gas or a hydrocarbon are contacted with a contact portion of the protective film that contacts the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. A method for manufacturing a magnetic recording medium in which a film is formed by an ion beam method using only gas.
【0015】また、基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護
する炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体
おいて、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッ
ドと接触する前記保護膜の接触部分が、主に炭素と水素
からなるダイヤモンドライク(DLC)層と、主に炭
素、または炭素と窒素、または炭素と窒素と水素からな
るアモルファスカーボン層と、から構成されており、前
記接触部分以外の前記保護膜の部分が、主に炭素、また
は炭素と窒素、または炭素と窒素と水素からなるアモル
ファスカーボン層で構成されている磁気記録媒体。In a magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film on a substrate, the magnetic head is in contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. The contact portion of the film is composed of a diamond-like (DLC) layer mainly composed of carbon and hydrogen, and an amorphous carbon layer mainly composed of carbon, or carbon and nitrogen, or carbon, nitrogen and hydrogen. A magnetic recording medium wherein a portion of the protective film other than a contact portion is mainly formed of an amorphous carbon layer made of carbon, or carbon and nitrogen, or carbon, nitrogen and hydrogen.
【0016】[0016]
【発明の実施形態】まず、本発明の構成と機能並びに作
用についての概略を以下に説明する。基体上に磁性膜と
前記磁性膜を保護する炭素を主成分とする保護膜とを設
けた磁気記録媒体おいて、磁気ヘッドの起動および/ま
たは停止時に前記磁気ヘッドと接触する前記保護膜の接
触部分が、主に炭素と水素からなるダイヤモンドライク
(DLC)層と主に炭素と窒素からなり水素を含むアモ
ルファスカーボン層からなるように、前記接触部分以外
の前記保護膜の部分は主に炭素と窒素からなり水素を含
むアモルファスカーボン層からなるようにする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an outline of the structure, function and operation of the present invention will be described below. In a magnetic recording medium in which a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film are provided on a base, contact of the protective film with the magnetic head when starting and / or stopping the magnetic head The portion of the protective film other than the contact portion is mainly composed of carbon and a diamond-like (DLC) layer mainly composed of carbon and hydrogen and an amorphous carbon layer mainly composed of carbon and nitrogen and containing hydrogen. It is made of an amorphous carbon layer made of nitrogen and containing hydrogen.
【0017】前記保護膜の接触部分が主に炭素と水素か
らなるダイヤモンドライク(DLC)層と主に炭素と窒
素からなり水素を含むアモルファスカーボン層からなる
様にする理由は、CSS時の磁気ヘッドとの摺動に対し
て破壊されないための十分な強度を付与するためであ
る。前記接触部分以外の前記保護膜の部分が主に炭素と
窒素からなり水素を含むアモルファスカーボン層からな
るようにする理由は、磁気ヘッドとの衝突に対して十分
な強度を付与するためである。The reason why the contact portion of the protective film is composed of a diamond-like (DLC) layer mainly composed of carbon and hydrogen and an amorphous carbon layer composed mainly of carbon and nitrogen and containing hydrogen is that the magnetic head at the time of CSS is used. This is to provide sufficient strength to prevent the slide from being broken. The reason why the portion of the protective film other than the contact portion is mainly made of an amorphous carbon layer containing carbon and nitrogen and containing hydrogen is to provide sufficient strength against collision with a magnetic head.
【0018】さらに、前記保護膜の磁気ヘッドの起動お
よび/または停止時に前記磁気ヘッドと接触する部分以
外の前記保護膜の部分の膜厚が10nm以下が望まし
く、さらに磁気ヘッドの起動および/または停止時に前
記磁気ヘッドと接触する前記保護膜の部分の膜厚は前記
接触部分以外の前記保護膜の部分よりも厚く、かつ20
nm以下であり、前記接触部分の前記保護膜と前記接触
部分以外の前記保護膜の境界における前記保護膜の半径
方向の膜厚変化率が前記接触部分以外の前記保護膜の部
分における半径方向の膜厚変化率よりも大きく、その値
が1.0nm/mm以上となることが望ましい。Furthermore, it is desirable that the thickness of the portion of the protective film other than the portion of the protective film that comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started and / or stopped be 10 nm or less, and furthermore that the magnetic head be started and / or stopped. Sometimes, the thickness of the portion of the protective film that contacts the magnetic head is greater than the portion of the protective film other than the contact portion, and
nm or less, and the thickness change rate in the radial direction of the protective film at the boundary between the protective film at the contact portion and the protective film other than the contact portion is radially different at the portion of the protective film other than the contact portion. It is preferable that the rate of change is larger than the film thickness change rate and the value is 1.0 nm / mm or more.
【0019】前記保護膜の磁気ヘッドの起動および/ま
たは停止時に前記磁気ヘッドと接触する部分以外の前記
保護膜の部分の膜厚が10nm以下が望ましい理由は、
10nmよりも厚いと磁気ヘッドと磁気記録層の距離が
大きくなってしまい高記録密度に適さないためである。
磁気ヘッドの起動および/または停止時に前記磁気ヘッ
ドと接触する部分の前記保護膜の部分の膜厚が前記接触
部分以外の前記保護膜の部分よりも厚く、かつ20nm
以下であることが望ましい理由は、十分な強度を付与し
つつも20nmよりも厚いと起動時に前記磁気ヘッドの
姿勢が安定せず磁気ヘッドと前記磁記記録媒体の接触す
る可能性が増加してしまうためである。The reason why the thickness of the portion of the protective film other than the portion of the protective film that contacts the magnetic head when starting and / or stopping the magnetic head is preferably 10 nm or less is as follows.
If the thickness is more than 10 nm, the distance between the magnetic head and the magnetic recording layer increases, which is not suitable for high recording density.
When the magnetic head is started and / or stopped, the portion of the protective film that is in contact with the magnetic head is thicker than the portion of the protective film other than the contact portion, and has a thickness of 20 nm.
The reason for being desirably the following is that while giving sufficient strength, if the thickness is more than 20 nm, the posture of the magnetic head is not stable at the time of startup, and the possibility of contact between the magnetic head and the magnetic recording medium increases. This is because
【0020】また、前記接触部分の前記保護膜と前記接
触部分以外の前記保護膜の境界における前記保護膜の半
径方向の膜厚変化率が前記接触部分以外の前記保護膜の
部分における半径方向の膜厚変化率よりも大きく、その
値が1.0nm/mm以上であることが望ましい理由
は、磁気ヘッドの起動および/または停止時に前記磁気
ヘッドと接触する前記保護膜の部分の膜厚を短い距離で
できるだけ急峻に立ち上げることで、データエリアの膜
厚の均一性を確保し、さらに磁気ヘッドの起動および/
または停止時に前記磁気ヘッドと接触する前記保護膜膜
厚を所望通りに確保するためである。Further, the rate of change of the thickness of the protective film in the radial direction at the boundary between the protective film at the contact portion and the protective film other than the contact portion may be smaller in the radial direction at the portion of the protective film other than the contact portion. The reason why the ratio is preferably larger than the film thickness change rate and the value is preferably 1.0 nm / mm or more is that the film thickness of the portion of the protective film that comes into contact with the magnetic head when starting and / or stopping the magnetic head is short. By starting up as steeply as possible at a distance, the uniformity of the film thickness in the data area is ensured.
Alternatively, it is for ensuring the desired thickness of the protective film that comes into contact with the magnetic head when stopped.
【0021】上述のような保護膜は、磁気ヘッドの起動
および/または停止時に前記磁気ヘッドと接触する前記
保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,Xeの内少なく
とも一つと炭化水素ガス、または炭化水素ガスのみを用
いたイオンビーム法で成膜し、次に前記磁気記録媒体の
略全面にH2,Ne,Ar,Kr,Xeの内少なくとも
一つとN2を用いてスパッタリング法により保護膜を形
成するか、または前記磁気記録媒体の略全面にH2,N
e,Ar,Kr,Xeの内少なくとも一つとN2を用い
てスパッタリング法により保護膜を形成し、次に磁気ヘ
ッドの起動および/または停止時に前記磁気ヘッドと接
触する前記保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,Xe
の内少なくとも一つと炭化水素ガス、または炭化水素ガ
スのみを用いたイオンビーム法で成膜することによって
作製できる。前記接触部分にイオンビーム法で成膜する
際、前記磁気記録媒体近傍に遮蔽物を設け、前記接触部
分以外に成膜されないような手段を施すことは有効な手
段の一つである。The above-mentioned protective film is provided at least at least one of Ne, Ar, Kr, and Xe with hydrocarbon gas or hydrocarbon gas at a contact portion of the protective film that comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started and / or stopped. A film is formed by an ion beam method using only a hydrocarbon gas, and then a protective film is formed on substantially the entire surface of the magnetic recording medium by a sputtering method using at least one of H2, Ne, Ar, Kr, and Xe and N2. Or H2, N is applied to almost the entire surface of the magnetic recording medium.
A protective film is formed by a sputtering method using at least one of e, Ar, Kr, and Xe and N2, and then Ne is added to a contact portion of the protective film that comes into contact with the magnetic head when starting and / or stopping the magnetic head. , Ar, Kr, Xe
Can be formed by ion beam deposition using at least one of them and a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas. When forming a film on the contact portion by an ion beam method, it is an effective means to provide a shield near the magnetic recording medium and to perform a means for preventing a film from being formed other than the contact portion.
【0022】また、本発明の磁気記憶装置は、磁気記録
媒体と、該磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と
再生部からなる磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを上記磁気
記録媒体に対して相対運動させる手段と、該磁気ヘッド
への信号入力手段と該磁気ヘッドからの出力信号再生を
行なうための記録再生信号処理手段とを有する磁気記憶
装置において、磁気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型磁
気ヘッドで構成され、かつ磁気記録媒体が上述したよう
な様々な構成をとる磁気記録媒体によって構成すること
により実現される。Also, a magnetic storage device according to the present invention includes a magnetic recording medium, a drive unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head including a recording unit and a reproducing unit, and a magnetic head for the magnetic recording medium. The magnetic head has a magnetoresistive effect, wherein the magnetic head has means for inputting a signal to the magnetic head and means for processing a recording / reproducing signal for reproducing an output signal from the magnetic head. This is realized by configuring the magnetic recording medium with a magnetic recording medium having various configurations as described above.
【0023】さらに、前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドの
磁気抵抗センサ部が、互いに0.2μm以下の距離だけ
隔てられた軟磁性体からなる2枚のシールド層の間に形
成されており、かつ上述した構成をとる磁気記録媒体の
磁性層の厚さtと記録時における該磁気記録媒体に対す
る該磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測
定した残留磁束密度Brとの積Br×tが3.2mA
(40ガウス・ミクロン)以上9.6mA(120ガウ
ス・ミクロン)以下であるようにして構成される。Further, the magnetoresistive sensor portion of the magnetoresistive effect type magnetic head is formed between two shield layers made of a soft magnetic material which are separated from each other by a distance of 0.2 μm or less. The product of the thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium having the above configuration and the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field in the relative running direction of the magnetic head with respect to the magnetic recording medium during recording is Br × t. Is 3.2 mA
(40 Gauss / micron) or more and 9.6 mA (120 Gauss / micron) or less.
【0024】前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗
センサ部が、互いに0.2μm以下の距離だけ隔てられ
た軟磁性体からなる2枚のシールド層の間に形成されな
ければならないのは、最高線記録密度が220kFCI
を超える磁気記憶装置において十分な再生出力が得られ
ないことによる。軟磁性体からなる2枚のシールド層の
距離は工作上の容易さから0.12μm以上とすること
が好ましい。It is the maximum that the magnetoresistive sensor portion of the magnetoresistive head must be formed between two shield layers made of a soft magnetic material which are separated from each other by a distance of 0.2 μm or less. Linear recording density of 220 kFCI
Is insufficient to obtain a sufficient reproduction output in a magnetic storage device exceeding the number. The distance between the two shield layers made of a soft magnetic material is preferably 0.12 μm or more from the viewpoint of easiness in working.
【0025】上述した構成をとる磁気記録媒体の磁性層
の厚さtと記録時における該磁気記録媒体に対する該磁
気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測定した
残留磁束密度Brとの積Br×tが3.2mA(40ガ
ウス・ミクロン)以上9.6mA(120ガウス・ミク
ロン)以下であるのは、Br×tが3.2mA(40ガ
ウス・ミクロン)では記録後の長時間放置による再生出
力の低下により、誤った情報が再生される危険性が高く
なり、また9.6mA(120ガウス・ミクロン)を超
えると、記録時の重ね書きが難しくなるためである。The thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium having the above-described configuration and the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording are measured. The product Br × t is not less than 3.2 mA (40 gauss / micron) and not more than 9.6 mA (120 gauss / micron) because Br × t is 3.2 mA (40 gauss / micron) for a long time after recording. , The danger of reproducing erroneous information increases, and if it exceeds 9.6 mA (120 gauss / micron), overwriting during recording becomes difficult.
【0026】さらに、前記磁記記録媒体の下地層を少な
くとも2層形成にすることにより、磁性層の結晶配向性
を制御することも可能である。この多層下地層を形成す
ることにより下地層から磁性層への原子拡散の影響を大
幅に低減でき、同時に磁性層に近接する下地層の結晶性
を向上でき、磁性層と下地層の密着性も強くなり、高い
耐摺動性能が得られる。さらに磁性層に近接する下地層
の表面が長距離に亘る原子の周期的な配列を持たないの
で、その上に形成される磁性層の結晶粒を微細化できか
つ結晶配向性も制御できるようになる。これにより磁性
層を構成する結晶の平均粒径を低ノイズ化に適した15
nm以下微細なサイズに制御し、同時にその磁化容易軸
の方向を面内磁記記録に適した膜面に平行な方向に制御
することができる。Further, by forming at least two underlayers of the magnetic recording medium, the crystal orientation of the magnetic layer can be controlled. By forming this multilayer underlayer, the influence of atomic diffusion from the underlayer to the magnetic layer can be greatly reduced, and at the same time, the crystallinity of the underlayer close to the magnetic layer can be improved, and the adhesion between the magnetic layer and the underlayer can be improved. It becomes strong, and high sliding resistance is obtained. Further, since the surface of the underlayer close to the magnetic layer does not have a periodic arrangement of atoms over a long distance, the crystal grains of the magnetic layer formed thereon can be refined and the crystal orientation can be controlled. Become. This makes it possible to reduce the average grain size of the crystals constituting the magnetic layer to 15
It can be controlled to a fine size of nm or less, and at the same time, the direction of the axis of easy magnetization can be controlled in a direction parallel to the film surface suitable for in-plane magnetic recording.
【0027】また、本発明の磁気記憶装置に用いる磁気
抵抗効果型磁気ヘッドが、互いの磁化方向が外部磁界に
よって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を
生じる複数の導電性磁性層と、該導電性磁性層の間に配
置された導電性非磁性層を含む磁気抵抗センサによって
構成される。このような再生ヘッドを用いるのは300
kFCIを超える最高線記録密度で記録した信号を安定
して再生し信号出力を得るために用いられる。A magnetoresistive head used in the magnetic storage device according to the present invention includes a plurality of conductive magnetic layers which generate a large resistance change when their magnetization directions are relatively changed by an external magnetic field. The magnetoresistive sensor includes a conductive nonmagnetic layer disposed between the conductive magnetic layers. It is 300 to use such a reproducing head.
It is used to stably reproduce a signal recorded at the highest linear recording density exceeding kFCI and obtain a signal output.
【0028】さらに磁気抵抗効果型磁気ヘッドが、浮上
面レールの面積が1.25mm2以下であり、質量が2
mg以下の磁気ヘッドスライダー上に形成されているこ
とにより本発明は達成される。浮上面レールの面積が
1.25mm2以下であるのは、前述した突起と衝突す
る確率を低減し、同時に質量が2mg以下とすることに
より、耐衝撃信頼性を向上できるためである。これによ
り、1平方インチ当たり5ギガビット以上の記録密度と
高い衝撃性を両立させることができる。Further, the magnetoresistive head has an air bearing surface rail area of 1.25 mm 2 or less and a mass of 2 mm.
The present invention is attained by being formed on a magnetic head slider of not more than mg. The reason why the area of the air bearing surface rail is 1.25 mm 2 or less is to reduce the probability of colliding with the above-mentioned projections and, at the same time, reduce the mass to 2 mg or less, thereby improving the impact resistance reliability. This makes it possible to achieve both a recording density of 5 gigabits or more per square inch and high impact resistance.
【0029】次に、本発明の実施形態について詳細に説
明する。図1に本発明の実施形態の一例を示す。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention.
【0030】「実施形態1」アルミニウム合金基体上
(外径95mm、内径25mm、厚さ0.8mm)にN
i−Pメッキを施した基板1にテクスチャリング加工を
施し、Ra=2nm、Rp=15nmになるよう加工し
た後(Ra,Rpは粗さを表す指標)、レーザー照射に
より半径18.0〜20.5mmの範囲に高さ15n
m、直径3.5μm、間隔10μmの突起を形成し十分
洗浄を行った。[Embodiment 1] N was placed on an aluminum alloy substrate (outer diameter 95 mm, inner diameter 25 mm, thickness 0.8 mm).
The substrate 1 on which the i-P plating has been performed is subjected to texturing, and processed so that Ra = 2 nm and Rp = 15 nm (Ra and Rp are indices representing roughness). 15n height in the range of .5mm
m, a projection having a diameter of 3.5 μm and an interval of 10 μm were formed and sufficiently washed.
【0031】これを5.3×10E−5Pa(4.0×
10E−7Torr)まで排気された真空層内に導入し
た。最初に、真空層内の加熱室に搬送し、IRヒータ
(赤外線ヒータ)により基板温度を260°Cに加熱し
た。続いて、下地層形成室に搬送し、Ar雰囲気約0.
8Pa(6mTorr)の条件下でDCマグネトロンス
パッタリング法によりCr−10at.%Mo−7.5
at.%Ti合金下地層2を30nm成膜した。This was converted to 5.3 × 10E-5Pa (4.0 × 10E-5Pa).
10E-7 Torr). First, the substrate was transferred to a heating chamber in a vacuum layer, and the substrate was heated to 260 ° C. by an IR heater (infrared heater). Subsequently, the substrate is transferred to a base layer forming chamber, and an Ar atmosphere of about 0.
Under a condition of 8 Pa (6 mTorr), Cr-10 at. % Mo-7.5
at. % Ti alloy underlayer 2 was formed to a thickness of 30 nm.
【0032】続いて、磁気記録層形成室に搬送し、Ar
雰囲気約0.9Pa(7mTorr)の条件下でDCマ
グネトロンスパッタリング法により、Co−20at.
%Cr−4at.%Ta−8at.%Pt合金層3(磁
性層を形成する)を22nm形成した。この、Cr−1
0at.%Mo−7.5at.%Ti合金下地層2、C
o−20at.%Cr−4at.%Ta−8at.%P
t合金層3まで形成した基板を用い、以下に述べる本発
明に関わる炭素を主成分とする保護膜層を形成した。Subsequently, the wafer is transferred to a magnetic recording layer forming chamber,
Under a condition of an atmosphere of about 0.9 Pa (7 mTorr), Co-20 at.
% Cr-4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy layer 3 (forming a magnetic layer) was formed to a thickness of 22 nm. This Cr-1
0 at. % Mo-7.5 at. % Ti alloy underlayer 2, C
o-20 at. % Cr-4 at. % Ta-8 at. % P
Using the substrate formed up to the t alloy layer 3, a protective film layer mainly composed of carbon according to the present invention described below was formed.
【0033】前記基板1には、Ni−Pを無電界めっき
したAl−Mg合金基板の他に、化学強化したアルミノ
シリケート、ソーダライムガラス、シリコン、ほう珪酸
ガラス等からなるセラミクス、またはガラスグレージン
グを施したセラミクス等からなる剛体基板などを用いる
ことができる。The substrate 1 is made of an Al--Mg alloy substrate obtained by electroless plating of Ni--P, as well as a ceramic or glass glazing made of chemically strengthened aluminosilicate, soda lime glass, silicon, borosilicate glass, or the like. A rigid substrate made of applied ceramics or the like can be used.
【0034】下地層2はそのうえに形成する下地層の結
晶配向性を支配する下地膜として用いられる。下地層と
しては、磁性層と結晶整合性の良い(100)配向させ
ることも可能な不規則固溶体を形成する非磁性のCr−
V,Cr−Ti,Cr−Mo,Cr−Si,Cr−Mo
−Ti合金などのCr基合金の薄膜を用いることもでき
る。また、スパッタで用いる放電用のガスに0.5体積
%から50体積%の窒素を同時に添加して下地層を形成
すると下地層の結晶粒が微細化した。その結果連続して
形成する磁性層の結晶粒も微細化し、媒体ノイズを低減
できた。The underlayer 2 is used as an underlayer that controls the crystal orientation of the underlayer formed thereon. As the underlayer, a nonmagnetic Cr— layer that forms an irregular solid solution that can be oriented (100) with good crystal matching with the magnetic layer is used.
V, Cr-Ti, Cr-Mo, Cr-Si, Cr-Mo
A thin film of a Cr-based alloy such as a -Ti alloy can also be used. Further, when 0.5% to 50% by volume of nitrogen was simultaneously added to a discharge gas used for sputtering to form an underlayer, crystal grains of the underlayer were refined. As a result, the crystal grains of the magnetic layer formed continuously were also refined, and the medium noise could be reduced.
【0035】磁性層3としては、Co−Cr−Ta−P
t合金だけではなく、Coを主成分とし保磁力を高める
ために白金を含有し、さらに媒体ノイズを低減するため
にCr,Ta,SiO2,Nb等を添加した多元の合金
系を用いることができる。特に、Ta,Nb,V,Ti
を添加するとターゲットの融点が下がりCrを含有した
磁性層の組成分離が進行しやすくなり好ましかった。The magnetic layer 3 is made of Co—Cr—Ta—P
It is possible to use not only a t-alloy but also a multi-component alloy containing Co as a main component, containing platinum to increase coercive force, and further adding Cr, Ta, SiO 2 , Nb, etc. to reduce medium noise. it can. In particular, Ta, Nb, V, Ti
Is preferred because the melting point of the target decreases and the composition separation of the magnetic layer containing Cr easily proceeds.
【0036】Pt,NiあるいはMnを添加したCo基
合金系では磁気異方性エネルギーの低下が他の添加元素
に比べて少なく実用的である。具体的には、Co−Cr
−Ptの他に、Co−Cr−Pt−Ta,Co−Cr−
Pt−SiO2,Co−Cr−Pt−Mn,Co−Cr
−Nb−Pt,Co−Cr−V−Pt,Co−Cr−T
i−Pt,Co−Cr−Nb−Ta−Pt,Co−Pt
−Ni−SiO2等の合金を用いることができる。強磁
性の部分をしめるCo合金層の磁性に関し、Crの固溶
量は5〜10at.%、Taの固溶量は約2at.%で
あると考えられ、これらの固溶量をこえてCo合金磁性
層形成することにより、磁性層における磁気的な分離が
進行し媒体ノイズが低減する。In a Co-based alloy system to which Pt, Ni or Mn is added, the decrease in magnetic anisotropy energy is small compared to other added elements, and it is practical. Specifically, Co-Cr
In addition to -Pt, Co-Cr-Pt-Ta, Co-Cr-
Pt-SiO 2, Co-Cr -Pt-Mn, Co-Cr
-Nb-Pt, Co-Cr-V-Pt, Co-Cr-T
i-Pt, Co-Cr-Nb-Ta-Pt, Co-Pt
It can be used -ni-SiO 2 or the like of the alloy. Regarding the magnetism of the Co alloy layer that forms the ferromagnetic portion, the solid solution amount of Cr is 5 to 10 at. %, The solid solution amount of Ta is about 2 at. %, And by forming the Co alloy magnetic layer in excess of these solid solution amounts, magnetic separation in the magnetic layer progresses and media noise is reduced.
【0037】実用的な組成としては、例えば、Co−2
0at.%Cr−4at.%Ta−8at.%Pt合
金、Co−22at.%Cr−20at.%Pt合金、
Co−15at.%Cr−8at.%Pt−20mol
%SiO2合金、Co−17at.%Cr−12at.
%Pt−5at.%Mn合金、Co−17at.%Cr
−5at.%Nb−10at.%Pt合金、Co−20
at.%Cr−5 at.%V−12at.%Pt合
金、Co−20at.%Cr−10at.%V−15a
t.%Pt合金、Co−15at.%Cr−5at.%
Nb−5at.%Ta−20at.%Pt合金、等を用
いることができる。As a practical composition, for example, Co-2
0 at. % Cr-4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy, Co-22 at. % Cr-20 at. % Pt alloy,
Co-15at. % Cr-8 at. % Pt-20mol
% SiO 2 alloy, Co-17 at. % Cr-12 at.
% Pt-5 at. % Mn alloy, Co-17 at. % Cr
-5 at. % Nb-10 at. % Pt alloy, Co-20
at. % Cr-5 at. % V-12 at. % Pt alloy, Co-20 at. % Cr-10 at. % V-15a
t. % Pt alloy, Co-15 at. % Cr-5 at. %
Nb-5 at. % Ta-20 at. % Pt alloy or the like can be used.
【0038】ここで、図1の(1)において、図の左側
が磁気ディスクの内周側を表しており隆起部分が存在し
CSSエリアであり、図面の右側がディスクの外周側を
表しておりデータエリアである。Here, in (1) of FIG. 1, the left side of the figure represents the inner peripheral side of the magnetic disk, a raised area exists and is a CSS area, and the right side of the figure represents the outer peripheral side of the disk. It is a data area.
【0039】上記基板を真空層内から出すことなく、図
2に示すイオンビーム法による保護膜層形成室21に搬
送した。この保護膜層形成室21は熱フィラメント22
とアノード23及び熱フィラメント前方に配置したグリ
ッド24からなるイオンガンからなる。また、蒸着粒子
遮蔽物25を具備しており基板上の半径20.7mm以
内の磁気ヘッドが起動および/または停止時に接触する
領域にのみ膜が積極的に堆積し、20.7mmより外側
には極めて膜が堆積しにくい構造としている。即ち、デ
ィスクの内周部分のCSSエリアにのみイオンビーム法
で成膜するものである。この保護膜層形成室21をター
ボモレキュラポンプで排気しながら、アノード後方から
Arガスを15sccm(Standard Cubi
c centimeter per minutes)
とエチレン(C2H4)ガスを15sccmマスフローコ
ントローラを介し導入した。このときの圧力はバラトロ
ンゲージで約0.5Pa(4mTorr)であった。The substrate was transferred to the protective film layer forming chamber 21 by the ion beam method shown in FIG. 2 without being taken out of the vacuum layer. This protective film layer forming chamber 21 is provided with a hot filament 22
And an ion gun comprising an anode 23 and a grid 24 disposed in front of the hot filament. Further, a film is positively deposited only in an area where the magnetic head within a radius of 20.7 mm on the substrate comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is activated and / or stopped, provided with the vapor-deposited particle shield 25, The structure is extremely difficult to deposit a film. That is, a film is formed only in the CSS area on the inner peripheral portion of the disk by the ion beam method. While evacuating this protective film layer forming chamber 21 with a turbo molecular pump, Ar gas was introduced from the rear of the anode at 15 sccm (Standard Cubi).
c centimeter per minutes)
And ethylene (C 2 H 4 ) gas were introduced through a 15 sccm mass flow controller. The pressure at this time was about 0.5 Pa (4 mTorr) using a Baratron gauge.
【0040】次いで、基板の両サイドに位置したイオン
ガンの熱フィラメントに350mA、アノードに直流+
120Vを印加しプラズマを誘引した。そして、グリッ
ドに−530Vを印加してイオンを引き出した。さら
に、基板には−80V、3kHzのパルスバイアスを付
与した。このときのアノード電流は500mA、基板の
バイアス電流は120mAであった。このいわゆるイオ
ンビームデポジション法(IBD)により、Co−Cr
−Ta−Pt合金層3の上の半径20.7mm以内の範
囲に炭素と水素を主成分とするDLC保護膜層4を5n
m形成した。このときの膜の堆積速度は、1.0nm/
sであった。Next, 350 mA was applied to the hot filament of the ion gun located on both sides of the substrate, and DC + was applied to the anode.
A voltage of 120 V was applied to induce plasma. Then, -530 V was applied to the grid to extract ions. Further, a pulse bias of -80 V and 3 kHz was applied to the substrate. At this time, the anode current was 500 mA, and the bias current of the substrate was 120 mA. By this so-called ion beam deposition method (IBD), Co-Cr
A DLC protective film layer 4 mainly composed of carbon and hydrogen within a range of a radius of 20.7 mm above the Ta-Pt alloy layer 3 by 5n;
m was formed. The deposition rate of the film at this time is 1.0 nm /
s.
【0041】次いで、この基板を、図3に示すスパッタ
リング法による保護膜形成室31に搬送した。この保護
膜層形成室31をターボモレキュラポンプで排気しなが
ら、ArにN2を30%とH2を6.0%混合したガスを
マスフローコントローラーを介し24sccm導入し
た。このときの圧力はバラトロンゲージで約1Pa(8
mTorr)であった。次いで、基板の両サイドに位置
するカソードに固定されたグラファイト焼結ターゲット
に、DC1000Wを印加しプラズマを誘引した。この
ときの放電電流は約1.5A、放電電圧は約670Vで
あった。この、いわゆる反応性スパッタリング法によ
り、保護膜層4を有する基板表面の略全面に炭素と窒素
を主成分とし水素含んだアモルファスカーボン保護膜層
5を6nm形成した。このときの膜の堆積速度は、0.
8nm/sであった。Next, this substrate was transferred to the protective film forming chamber 31 by the sputtering method shown in FIG. While evacuating the protective layer forming chamber 31 in turbomolecular pumps, the N 2 30% and H 2 6.0% mixed gas was 24sccm introduced through a mass flow controller to Ar. The pressure at this time is about 1 Pa (8
mTorr). Next, DC 1000 W was applied to the graphite sintered target fixed to the cathode located on both sides of the substrate to induce plasma. At this time, the discharge current was about 1.5 A, and the discharge voltage was about 670 V. By this so-called reactive sputtering method, an amorphous carbon protective film layer 5 containing carbon and nitrogen as main components and containing hydrogen was formed to a thickness of 6 nm on almost the entire surface of the substrate having the protective film layer 4. The deposition rate of the film at this time is 0.
It was 8 nm / s.
【0042】この結果、図1の(2)に示すように、保
護膜層は、半径20.7mmより内側はDLC層とアモ
ルファスカーボン層の2層構造でトータル厚さは11n
m、半径20.7mmより外側ではアモルファスカーボ
ン層のみで厚さは6nmである。この基板を真空層から
取り出し、室温まで自然に低下するのを待った。As a result, as shown in FIG. 1B, the protective film layer has a two-layer structure of a DLC layer and an amorphous carbon layer inside a radius of 20.7 mm, and has a total thickness of 11 n.
m, outside the radius of 20.7 mm, only the amorphous carbon layer has a thickness of 6 nm. The substrate was removed from the vacuum layer and allowed to cool to room temperature.
【0043】上述した手法によりディスクを複数枚作製
し、あるものは保護膜層の分析を行い、あるものはテー
プクリーニングを施した後、フルオロカーボン系の潤滑
剤を厚みで約2nm設け、浮上チェックを行なった後に
単板での摺動試験、もしくは磁気ディスク装置に組み込
み信頼性試験を行った。A plurality of discs were prepared by the above-described method, and some discs were subjected to analysis of the protective film layer. Some discs were subjected to tape cleaning, and then a fluorocarbon-based lubricant was provided in a thickness of about 2 nm, and a floating check was performed. After performing the test, a sliding test using a single plate or a reliability test was conducted by assembling the magnetic disk device.
【0044】上記手法により作製したディスクの保護膜
層のコンタクトスタートアンドストップ(CSS)エリ
アから、CSSを行なう以外の領域で、定常的には磁気
ヘッドとの接触がないいわゆるデータエリアに至るまで
をエリプソメーターを用いて0.1mmピッチで膜厚測
定した。その結果、CSS領域の膜厚の90%すなわち
9.9nmからデータエリアの膜厚の110%、すなわ
ち6.6nmになる遷移領域は2.6mmであった。The area from the contact start and stop (CSS) area of the protective film layer of the disk manufactured by the above method to the so-called data area where there is no regular contact with the magnetic head in an area other than performing the CSS. The film thickness was measured at a pitch of 0.1 mm using an ellipsometer. As a result, the transition region from 90% of the thickness of the CSS region, ie, 9.9 nm, to 110% of the thickness of the data area, ie, 6.6 nm, was 2.6 mm.
【0045】即ち、図1の(3)を参照して、CSSエ
リアへのDLC層の成膜は、データエリアとの境界にお
いて、図1の(2)に模式的に図示するような鉛直状態
での成膜は実際上では殆ど不可能であって、ある程度の
なだらかさをもって積層されることとなる。境界での積
層状態を表す数値として、CSSエリアの厚さAの90
%の点におけるディスク半径R1とデータエリアの厚さ
Bの110%の点におけるディスク半径R2との差(R
2−R1)、即ち遷移領域が小さいほど境界面の急峻さ
を表すこととなる。前記差が5以下であることが急峻さ
を示す指標であると言える。また、CSSエリアでの強
度確保のため、A/Bが1.3以上で有ることが望まし
い。That is, referring to (3) of FIG. 1, the formation of the DLC layer in the CSS area is performed in a vertical state as schematically shown in (2) of FIG. 1 at the boundary with the data area. Is practically impossible in practice, and the layers are laminated with a certain degree of gentleness. As a numerical value representing the lamination state at the boundary, the thickness A of the CSS area
% Of the disk radius R1 at a point of 110% of the thickness B of the data area (R1).
2-R1), that is, the smaller the transition region, the steeper the boundary surface. It can be said that the difference of 5 or less is an index indicating steepness. In order to secure strength in the CSS area, it is preferable that A / B is 1.3 or more.
【0046】実施形態1でCSSエリアとデータエリア
との遷移領域が前記指標5よりも小さくなっているの
は、イオンビーム法を用いてDLC層をCSSエリアの
みに成膜することに依っている。スパッタリング法では
イオンの回り込み現象が現れて成膜境界での急峻さがイ
オンビーム法に比べて劣ることが分かった。The reason why the transition region between the CSS area and the data area is smaller than the index 5 in the first embodiment is that the DLC layer is formed only in the CSS area using the ion beam method. . It was found that in the sputtering method, an ion wraparound phenomenon appeared, and the steepness at the film formation boundary was inferior to that of the ion beam method.
【0047】また、上記手法により作製したディスクの
保護膜層の構造を調べるためにラマン分光分析を行っ
た。簡便のため保護膜層4を設けなかったディスクと保
護膜層5を設けなかったディスクを用いた。分析装置
は、レニーショウ社製ラマン分光分析装置2010を用
い、Arレーザー(514.5nm)、測定波数100
0〜1800若しくは1000〜2300/cmとし
た。この結果、保護膜層4は、図4に示すように、15
50カイザー(図4の横軸の1550(1/cm))付
近にピークを1つだけ持っていて、且つ1350カイザ
ー付近にはそれ程大きなピークを持たない特性を示すこ
とによって、典型的なDLC膜であることが確認でき
た。Further, Raman spectroscopy was performed to examine the structure of the protective film layer of the disk manufactured by the above method. For simplicity, a disk without the protective film layer 4 and a disk without the protective film layer 5 were used. As an analyzer, an Ar laser (514.5 nm) and a measurement wave number of 100 were used using a Raman spectroscopic analyzer 2010 manufactured by Lennyshaw.
0 to 1800 or 1000 to 2300 / cm. As a result, as shown in FIG.
A typical DLC film has a characteristic of having only one peak near 50 Kaiser (1550 (1 / cm) on the horizontal axis in FIG. 4) and not having a very large peak near 1350 Kaiser. It was confirmed that it was.
【0048】また、保護膜層5は、図5に示すように、
900〜1800/cmにかけて、ブロードなピークを
有する典型的なアモルファスカーボンの波形を示し、2
230/cm付近には、C=Nの末端結合−C≡Nの振
動ピークを有する。また、900〜2300/cmにか
けてバックグランドが緩やかな傾きをもつことから、窒
素を多く含み水素も含んだアモルファスカーボンである
ことが確認できた。As shown in FIG. 5, the protective film layer 5
A typical amorphous carbon waveform having a broad peak from 900 to 1800 / cm is shown.
In the vicinity of 230 / cm, there is a vibration peak of C = N terminal bond-C≡N. In addition, since the background has a gentle slope from 900 to 2300 / cm, it was confirmed that the amorphous carbon was rich in nitrogen and also contained hydrogen.
【0049】一方、潤滑剤まで設けたディスクをコンタ
クトスタートアンドストップ(CSS)評価装置に装着
し試験を行なった。10枚のディスクを回転数7500
r.p.mでCSS50000回行ったところ、10枚
ともクラッシュすることなく試験を終了し、その後の表
面を注意深く顕微鏡観察及び斜光による目視観察したが
ディスクの損傷は見られなかった。この結果、本発明に
よる磁気記録媒体は磁気ヘッドがCSSを行なう領域で
の保護膜の厚さが11nmの場合に、耐摺動信頼性が十
分であることが証明された。On the other hand, the disk provided with the lubricant was mounted on a contact start and stop (CSS) evaluation device and tested. 10 disks with 7500 rpm
r. p. When the test was performed 50000 times at m, the test was completed without crashing all 10 sheets, and thereafter the surface was carefully observed with a microscope and visually with oblique light, but no damage to the disc was observed. As a result, it has been proved that the magnetic recording medium according to the present invention has sufficient sliding reliability when the thickness of the protective film in the region where the magnetic head performs CSS is 11 nm.
【0050】次いで、CSSを行なう以外の領域で、定
常的には磁気ヘッドとの接触がない、いわゆるデータエ
リア(半径21mmから46mm)において磁気ヘッド
のランダムシークを7500r.p.mで行ないながら
平均粒径0.1μmのアルミナ粒子0.1gをディスク
上に投入し120秒間シークした後、顕微鏡観察及び斜
光による目視で表面観察を行なった。その結果、保護膜
表面に極めて浅い傷が多少付いたものの、保護膜を破壊
する、いわゆるクラッシュには至らなかった。この結
果、本発明による磁気記録媒体は、データエリアにおけ
る保護膜層の厚さが6nmと極めて薄いにも関わらず十
分な耐摺動信頼性が得られることが証明された。Next, in a region other than the case where CSS is performed, a random seek of the magnetic head is performed at 7500 rpm in a so-called data area (radius 21 mm to 46 mm) where there is no regular contact with the magnetic head. p. Then, 0.1 g of alumina particles having an average particle diameter of 0.1 μm were put on the disk while the particles were sought for 120 seconds, and then the surface was observed with a microscope and visually with oblique light. As a result, although the surface of the protective film was slightly scratched, the protective film was broken, that is, a so-called crash did not occur. As a result, it has been proved that the magnetic recording medium according to the present invention can obtain sufficient sliding reliability even though the thickness of the protective film layer in the data area is as thin as 6 nm.
【0051】「実施形態2」アルミニウム合金基体上
(外径95mm、内径25mm、厚さ0.8mm)にN
i−Pメッキを施した基板1にテクスチャリング加工を
施しRa=2nm、Rp=15nmになるよう加工した
後(Ra,Rpは粗さを表す指標)、レーザー照射によ
り半径18.0〜20.5mmの範囲に高さ15nm、
直径3.5μm、間隔10μmの突起を形成し十分洗浄
を行った。[Embodiment 2] N was placed on an aluminum alloy substrate (outer diameter 95 mm, inner diameter 25 mm, thickness 0.8 mm).
After texturing is applied to the substrate 1 on which the i-P plating has been performed, Ra = 2 nm and Rp = 15 nm (Ra and Rp are indices representing roughness), and then a radius of 18.0-20. 15 nm height in a range of 5 mm,
Protrusions having a diameter of 3.5 μm and an interval of 10 μm were formed and sufficiently washed.
【0052】これを5.3×10E−5Pa(4.0×
10E−7Torr)まで排気された真空層内に導入し
た。最初に、真空層内の加熱室に搬送し、IRヒータ
(赤外線ヒータ)により基板温度を260°Cに加熱し
た。続いて、下地層形成室に搬送し、Ar雰囲気約0.
8Pa(6mTorr)の条件下でDCマグネトロンス
パッタリング法によりCr−10at.%Mo−7.5
at.%Ti合金下地層2を30nm成膜した。This was converted to 5.3 × 10E-5Pa (4.0 × 10E-5Pa).
10E-7 Torr). First, the substrate was transferred to a heating chamber in a vacuum layer, and the substrate was heated to 260 ° C. by an IR heater (infrared heater). Subsequently, the substrate is transferred to a base layer forming chamber, and an Ar atmosphere of about 0.
Under a condition of 8 Pa (6 mTorr), Cr-10 at. % Mo-7.5
at. % Ti alloy underlayer 2 was formed to a thickness of 30 nm.
【0053】続いて、磁気記録層形成室に搬送し、Ar
雰囲気約0.9Pa(7mTorr)の条件下でDCマ
グネトロンスパッタリング法により、Co−20at.
%Cr−4at.%Ta−8at.%Pt合金層3(磁
性層を形成する)を22nm形成した。この、Cr−1
0at.%Mo−7.5at.%Ti合金下地層2、C
o−20at.%Cr−4at.%Ta−8at.%P
t合金層3まで形成した基板を用い、以下に述べる本発
明に関わる炭素を主成分とする保護膜層を形成した。Subsequently, it is transported to the magnetic recording layer forming chamber and
Under a condition of an atmosphere of about 0.9 Pa (7 mTorr), Co-20 at.
% Cr-4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy layer 3 (forming a magnetic layer) was formed to a thickness of 22 nm. This Cr-1
0 at. % Mo-7.5 at. % Ti alloy underlayer 2, C
o-20 at. % Cr-4 at. % Ta-8 at. % P
Using the substrate formed up to the t alloy layer 3, a protective film layer mainly composed of carbon according to the present invention described below was formed.
【0054】前記基板1には、Ni−Pを無電界めっき
したAl−Mg合金基板の他に、化学強化したアルミノ
シリケート、ソーダライムガラス、シリコン、ほう珪酸
ガラス等からなるセラミクス、またはガラスグレージン
グを施したセラミクス等からなる剛体基板などを用いる
ことができる。The substrate 1 is made of an Al—Mg alloy substrate obtained by electroless plating Ni—P, as well as a ceramic or glass glazing made of chemically strengthened aluminosilicate, soda lime glass, silicon, borosilicate glass, or the like. A rigid substrate made of applied ceramics or the like can be used.
【0055】下地層2はそのうえに形成する下地層の結
晶配向性を支配する下地膜として用いられる。下地層と
しては、磁性層と結晶整合性の良い(100)配向させ
ることも可能な不規則固溶体を形成する非磁性のCr−
V,Cr−Ti,Cr−Mo,Cr−Si,Cr−Mo
−Ti合金などのCr基合金の薄膜を用いることもでき
る。また、スパッタで用いる放電用のガスに0.5体積
%から50体積%の窒素を同時に添加して下地層を形成
すると下地層の結晶粒が微細化した。その結果連続して
形成する磁性層の結晶粒も微細化し、媒体ノイズを低減
できた。The underlayer 2 is used as an underlayer that controls the crystal orientation of the underlayer formed thereon. As the underlayer, a nonmagnetic Cr— layer that forms an irregular solid solution that can be oriented (100) with good crystal matching with the magnetic layer is used.
V, Cr-Ti, Cr-Mo, Cr-Si, Cr-Mo
A thin film of a Cr-based alloy such as a -Ti alloy can also be used. Further, when 0.5% to 50% by volume of nitrogen was simultaneously added to a discharge gas used for sputtering to form an underlayer, crystal grains of the underlayer were refined. As a result, the crystal grains of the magnetic layer formed continuously were also refined, and the medium noise could be reduced.
【0056】磁性層3としては、Co−Cr−Ta−P
t合金だけではなく、Coを主成分とし保磁力を高める
ために白金を含有し、さらに媒体ノイズを低減するため
にCr,Ta,SiO2,Nb等を添加した多元の合金
系を用いることができる。特にTa,Nb,V,Tiを
添加するとターゲットの融点が下がりCrを含有した磁
性層の組成分離が進行しやすくなり好ましかった。The magnetic layer 3 is made of Co—Cr—Ta—P
It is possible to use not only a t-alloy but also a multi-component alloy containing Co as a main component, containing platinum to increase coercive force, and further adding Cr, Ta, SiO 2 , Nb, etc. to reduce medium noise. it can. In particular, the addition of Ta, Nb, V, and Ti is preferable because the melting point of the target decreases and the composition separation of the Cr-containing magnetic layer easily proceeds.
【0057】Pt,NiあるいはMnを添加したCo基
合金系では磁気異方性エネルギーの低下が他の添加元素
に比べて少なく実用的である。具体的には、Co−Cr
−Ptの他に、Co−Cr−Pt−Ta,Co−Cr−
Pt−SiO2,Co−Cr−Pt−Mn,Co−Cr
−Nb−Pt,Co−Cr−V−Pt,Co−Cr−T
i−Pt,Co−Cr−Nb−Ta−Pt,Co−Pt
−Ni−SiO2等の合金を用いることができる。強磁
性の部分をしめるCo合金層の磁性に関し、Crの固溶
量は5〜10at.%、Taの固溶量は約2at.%で
あると考えられ、これらの固溶量をこえてCo合金磁性
層形成することにより、磁性層における磁気的な分離が
進行し媒体ノイズが低減する。In a Co-based alloy system to which Pt, Ni or Mn is added, the decrease in magnetic anisotropy energy is small compared to other added elements, and it is practical. Specifically, Co-Cr
In addition to -Pt, Co-Cr-Pt-Ta, Co-Cr-
Pt-SiO 2, Co-Cr -Pt-Mn, Co-Cr
-Nb-Pt, Co-Cr-V-Pt, Co-Cr-T
i-Pt, Co-Cr-Nb-Ta-Pt, Co-Pt
It can be used -ni-SiO 2 or the like of the alloy. Regarding the magnetism of the Co alloy layer that forms the ferromagnetic portion, the solid solution amount of Cr is 5 to 10 at. %, The solid solution amount of Ta is about 2 at. %, And by forming the Co alloy magnetic layer in excess of these solid solution amounts, magnetic separation in the magnetic layer progresses and media noise is reduced.
【0058】実用的な組成としては、例えば、Co−2
0at.%Cr−4at.%Ta−8at.%Pt合
金、Co−22at.%Cr−20at.%Pt合金、
Co−15at.%Cr−8at.%Pt−20mol
%SiO2合金、Co−17at.%Cr−12at.
%Pt−5at.%Mn合金、Co−17at.%Cr
−5at.%Nb−10at.%Pt合金、Co−20
at.%Cr−5 at.%V−12at.%Pt合
金、Co−20at.%Cr−10at.%V−15a
t.%Pt合金、Co−15at.%Cr −5at.
%Nb−5at.%Ta−20at.%Pt合金、等を
用いることができる。As a practical composition, for example, Co-2
0 at. % Cr-4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy, Co-22 at. % Cr-20 at. % Pt alloy,
Co-15at. % Cr-8 at. % Pt-20mol
% SiO 2 alloy, Co-17 at. % Cr-12 at.
% Pt-5 at. % Mn alloy, Co-17 at. % Cr
-5 at. % Nb-10 at. % Pt alloy, Co-20
at. % Cr-5 at. % V-12 at. % Pt alloy, Co-20 at. % Cr-10 at. % V-15a
t. % Pt alloy, Co-15 at. % Cr-5 at.
% Nb-5 at. % Ta-20 at. % Pt alloy or the like can be used.
【0059】上記基板を真空層内から出すことなく図3
に示す、スパッタリング法による保護膜層形成室31に
搬送した。この保護膜層形成室31をターボモレキュラ
ポンプで排気しながら、ArにN2を30%H2を6.
0%混合したガスをマスフローコントローラーを介し2
4sccm導入した。このときの圧力はバラトロンゲー
ジで約1Pa(8mTorr)であった。次いで、基板
の両サイドに位置するカソードに固定されたグラファイ
ト焼結ターゲットに、DC1000Wを印加しプラズマ
を誘引した。このときの放電電流は約1.5A、放電電
圧は約670Vであった。この、いわゆる反応性スパッ
タリング法により、Co−Cr−Ta−Pt合金層3の
上に炭素と窒素を主成分とし水素含んだアモルファスカ
ーボン保護膜層5をCSSエリア及びデータエリアの全
域に亘って6nm形成した。このときの膜の堆積速度
は、0.8nm/sであった。FIG. 3 shows the state in which the substrate is not taken out of the vacuum layer.
Was transported to the protective film layer forming chamber 31 by the sputtering method shown in FIG. While evacuating the protective layer forming chamber 31 in turbomolecular pumps, the N 2 30% H2 in Ar 6.
0% mixed gas through mass flow controller 2
4 sccm was introduced. The pressure at this time was about 1 Pa (8 mTorr) with a Baratron gauge. Next, DC 1000 W was applied to the graphite sintered target fixed to the cathode located on both sides of the substrate to induce plasma. At this time, the discharge current was about 1.5 A, and the discharge voltage was about 670 V. By this reactive sputtering method, an amorphous carbon protective film layer 5 containing carbon and nitrogen as main components and containing hydrogen is formed on the Co—Cr—Ta—Pt alloy layer 3 to a thickness of 6 nm over the entire CSS area and data area. Formed. At this time, the deposition rate of the film was 0.8 nm / s.
【0060】次に、この基板を、図2に示すようなイオ
ンビーム法による保護膜層形成室21に搬送した。この
保護膜層形成室21は熱フィラメント22とアノード2
3及び熱フィラメント前方に配置したグリッド24から
なるイオンガンである。また、図2に示すような蒸着粒
子遮蔽物25を具備しており基板上の半径20.7mm
以内の磁気ヘッドが起動および/または停止時に接触す
る領域にのみ膜が積極的に堆積し、20.7mmより外
側には極めて膜が堆積しにくい構造としている。保護膜
層形成室21をターボモレキュラポンプで排気しなが
ら、アノード後方からArガスを15sccmとエチレ
ン(C2H4)ガスを15sccmマスフローコントロー
ラを介し導入した。このときの圧力はバラトロンゲージ
で約0.5Pa(4mTorr)であった。Next, this substrate was transferred to the protective film layer forming chamber 21 by the ion beam method as shown in FIG. The protective film layer forming chamber 21 includes a hot filament 22 and an anode 2.
3 and an ion gun comprising a grid 24 disposed in front of the hot filament. In addition, a vapor deposition particle shield 25 as shown in FIG.
The film is positively deposited only in a region where the magnetic heads contact when the magnetic head is activated and / or stopped, and the film is extremely unlikely to deposit outside of 20.7 mm. While evacuating the protective film layer forming chamber 21 with a turbo molecular pump, Ar gas and ethylene (C 2 H 4 ) gas were introduced from the back of the anode through a mass flow controller at 15 sccm and 15 sccm, respectively. The pressure at this time was about 0.5 Pa (4 mTorr) using a Baratron gauge.
【0061】次いで、基板の両サイドに位置したイオン
ガンの熱フィラメントに350mA、アノードに直流+
120Vを印加しプラズマを誘引した。そして、グリッ
ドに−530Vを印加してイオンを引き出した。さら
に、基板には−80V、3kHzのパルスバイアスを付
与した。このときのアノード電流は500mA、基板の
バイアス電流は120mAであった。このいわゆるイオ
ンビームデポジション法(IBD)により、保護膜層5
の上の半径20.7mm以内の範囲に炭素と水素を主成
分とするDLC保護膜層4を5nm形成した。即ち、デ
ィスクの内周側にCSSエリアとして、磁性層の上にア
モルファスカーボン保護膜層5と、この保護膜層5の上
にDLC層4とを形成するものである。このときの膜の
堆積速度は、1.0nm/sであった。この結果、保護
膜層は、半径20.7mmより内側はアモルファスカー
ボン層とDLC層の2層構造でトータル厚さは11n
m、半径20.7mmより外側ではアモルファスカーボ
ン層のみで厚さは6nmである。この基板を真空層から
取り出し、室温まで自然に低下するのを待った。Next, 350 mA was applied to the hot filament of the ion gun located on both sides of the substrate, and DC + was applied to the anode.
A voltage of 120 V was applied to induce plasma. Then, -530 V was applied to the grid to extract ions. Further, a pulse bias of -80 V and 3 kHz was applied to the substrate. At this time, the anode current was 500 mA, and the bias current of the substrate was 120 mA. By this so-called ion beam deposition method (IBD), the protective film layer 5 is formed.
A DLC protective film layer 4 containing carbon and hydrogen as main components was formed to a thickness of 5 nm within a radius of 20.7 mm above. That is, an amorphous carbon protective film layer 5 is formed on the magnetic layer and a DLC layer 4 is formed on the protective film layer 5 as a CSS area on the inner peripheral side of the disk. At this time, the deposition rate of the film was 1.0 nm / s. As a result, the protective film layer has a two-layer structure of an amorphous carbon layer and a DLC layer inside the radius of 20.7 mm, and has a total thickness of 11 n.
m, outside the radius of 20.7 mm, only the amorphous carbon layer has a thickness of 6 nm. The substrate was removed from the vacuum layer and allowed to cool to room temperature.
【0062】上述した手法によりディスクを複数枚作製
し、あるものは保護膜層の分析を行い、あるものはテー
プクリーニングを施した後、フルオロカーボン系の潤滑
剤を厚みで約2nm設け、浮上チェックを行なった後に
単板での摺動試験、もしくは磁気ディスク装置に組み込
み信頼性試験を行った。A plurality of disks were prepared by the above-mentioned method, some of them were subjected to analysis of the protective film layer, and some of them were subjected to tape cleaning, then provided with a fluorocarbon-based lubricant of about 2 nm in thickness, and checked for flying height. After performing the test, a sliding test using a single plate or a reliability test was conducted by assembling the magnetic disk device.
【0063】上記手法により作製したディスクの保護膜
層のコンタクトスタートアンドストップ(CSS)エリ
アから、CSSを行なう以外の領域で、定常的には磁気
ヘッドとの接触がないいわゆるデータエリアに至るまで
をエリプソメーターを用いて0.1mmピッチで膜厚測
定した。その結果、CSS領域の膜厚の90%すなわち
9.9nmからデータエリアの膜厚の110%、すなわ
ち6.6nmになる遷移領域は2.4mmであった。The area from the contact start and stop (CSS) area of the protective film layer of the disk manufactured by the above method to the so-called data area where there is no regular contact with the magnetic head in an area other than performing the CSS. The film thickness was measured at a pitch of 0.1 mm using an ellipsometer. As a result, the transition region from 90% of the thickness of the CSS region, ie, 9.9 nm, to 110% of the thickness of the data area, ie, 6.6 nm, was 2.4 mm.
【0064】また、上記手法により作製したディスクの
保護膜層の構造を調べるためにラマン分光分析を行っ
た。簡便のため、保護膜層4を設けなかったディスクと
保護膜層5を設けなかったディスクを用いた。分析装置
は、レニーショウ社製ラマン分光分析装置2010を用
い、Arレーザー(514.5nm)、測定波数100
0〜1800若しくは1000〜2300/cmとし
た。Further, Raman spectroscopy was performed to examine the structure of the protective film layer of the disk manufactured by the above method. For simplicity, a disk without the protective film layer 4 and a disk without the protective film layer 5 were used. As an analyzer, an Ar laser (514.5 nm) and a measurement wave number of 100 were used using a Raman spectroscopic analyzer 2010 manufactured by Lennyshaw.
0 to 1800 or 1000 to 2300 / cm.
【0065】この結果、保護膜層4は、図4に示すよう
に、1550カイザー(図4の横軸の1550(1/c
m)付近にピークを1つだけ持っていて、且つ1350
カイザー付近にはそれ程大きなピークを持たない特性を
示すことによって、典型的なDLC膜であることが確認
できた。As a result, as shown in FIG. 4, the protective film layer 4 has 1550 Kaiser (1550 (1 / c on the horizontal axis in FIG. 4).
m) has only one peak near 1350 and 1350
By exhibiting a characteristic having no such a large peak near Kaiser, it was confirmed that the film was a typical DLC film.
【0066】また、保護膜層5は、図5に示すように、
900〜1800/cmにかけて、ブロードなピークを
有する典型的なアモルファスカーボンの波形を示し、2
230/cm付近には、C=Nの末端結合−C≡Nの振
動ピークを有する。また、900〜2300/cmにか
けてバックグランドが緩やかな傾きをもつことから、窒
素を多く含み水素も含んだアモルファスカーボンである
ことが確認できた。As shown in FIG. 5, the protective film layer 5
A typical amorphous carbon waveform having a broad peak from 900 to 1800 / cm is shown.
In the vicinity of 230 / cm, there is a vibration peak of C = N terminal bond-C≡N. In addition, since the background has a gentle slope from 900 to 2300 / cm, it was confirmed that the amorphous carbon was rich in nitrogen and also contained hydrogen.
【0067】一方、潤滑剤まで設けたディスクをコンタ
クトスタートアンドストップ(CSS)評価装置に装着
し試験を行なった。10枚のディスクを回転数7500
r.p.mでCSS50000回行ったところ、10枚
ともクラッシュすることなく試験を終了し、その後の表
面を注意深く顕微鏡観察及び斜光による目視観察したが
ディスクの損傷は見られなかった。この結果、本発明に
よる磁気記録媒体は磁気ヘッドがCSSを行なう領域で
の保護膜の厚さが11nmの場合に、耐摺動信頼性が十
分であることが証明された。On the other hand, the disk provided with the lubricant was mounted on a contact start and stop (CSS) evaluation device and tested. 10 disks with 7500 rpm
r. p. When the test was performed 50000 times at m, the test was completed without crashing all 10 sheets, and thereafter the surface was carefully observed with a microscope and visually with oblique light, but no damage to the disc was observed. As a result, it has been proved that the magnetic recording medium according to the present invention has sufficient sliding reliability when the thickness of the protective film in the region where the magnetic head performs CSS is 11 nm.
【0068】次いで、CSSを行なう以外の領域で、定
常的には磁気ヘッドとの接触がない、いわゆるデータエ
リア(半径21mmから46mm)において磁気ヘッド
のランダムシークを7500r.p.mで行ないながら
平均粒径0.1μmのアルミナ粒子0.1gをディスク
上に投入し120秒間シークした後、顕微鏡観察及び斜
光による目視で表面観察を行なった。その結果、保護膜
表面に極めて浅い傷が多少付いたものの、保護膜を破壊
するいわゆるクラッシュには至らなかった。この結果、
本発明による磁気記録媒体はデータエリアにおける保護
膜層の厚さが6nmと極めて薄いにも関わらず十分な耐
摺動信頼性が得られることが証明された。Next, in a so-called data area (radius of 21 mm to 46 mm) where there is no regular contact with the magnetic head in an area other than the area where CSS is performed, a random seek of the magnetic head is performed at 7500 rpm. p. Then, 0.1 g of alumina particles having an average particle diameter of 0.1 μm were put on the disk while the particles were sought for 120 seconds, and then the surface was observed with a microscope and visually with oblique light. As a result, although the surface of the protective film was slightly scratched, the so-called crash that destroyed the protective film did not occur. As a result,
It has been proved that the magnetic recording medium according to the present invention can obtain sufficient sliding reliability even though the thickness of the protective film layer in the data area is as thin as 6 nm.
【0069】「比較例1」DLC保護膜層4を設けなか
ったことを除いては、「実施形態1」と略同一の製法で
ディスクを作製した。即ち、ディスクの略全面にアモル
ファスカーボン保護膜層5のみで保護したものである。
潤滑剤まで設けたディスク10枚を実施形態1と同様の
手法で(CSS)評価装置に装着し試験を行なった。そ
の結果、10枚全てのディスクが1000回未満でクラ
ッシュするに至った。さらに、別の10枚を用いて実施
形態1と同様の手法でシーク試験及び表面観察を行なっ
たところ、保護膜表面に極めて浅い傷が多少付いたもの
の、保護膜を破壊するいわゆるクラッシュには至らなか
った。この結果、比較例1の手法によって作製されたデ
ィスクは、データエリアでの耐摺動信頼性は十分に有す
るもののCSSを行う領域での耐摺動信頼性が十分得ら
れない事が判明した。[Comparative Example 1] A disk was manufactured by substantially the same manufacturing method as in "Embodiment 1" except that the DLC protective film layer 4 was not provided. That is, almost the entire surface of the disk is protected by the amorphous carbon protective film layer 5 alone.
Ten disks provided with the lubricant were mounted on a (CSS) evaluation device in the same manner as in the first embodiment, and a test was performed. As a result, all 10 disks crashed less than 1,000 times. Further, when a seek test and surface observation were performed using the other 10 sheets in the same manner as in Embodiment 1, although the surface of the protective film was slightly scratched, a so-called crash that destroyed the protective film did not occur. Did not. As a result, it was found that the disk manufactured by the method of Comparative Example 1 had sufficient sliding reliability in the data area but did not have sufficient sliding reliability in the area where CSS was performed.
【0070】「比較例2」アモルファスカーボン保護膜
層5を設けずに、DLC保護膜層4を設ける際に蒸着粒
子遮蔽物を用いないことでディスクの略全面をDLC保
護膜で覆った。この際保護膜層4を5nm成膜した。以
上のことを除いては、「実施形態1」と略同一の製法で
ディスクを作製した。潤滑剤まで設けたディスク10枚
を実施形態1と同様の手法で(CSS)評価装置に装着
し試験を行なった。[Comparative Example 2] A substantially entire surface of the disk was covered with a DLC protective film without providing the amorphous carbon protective film layer 5 and using a vapor deposition particle shield when providing the DLC protective film layer 4. At this time, a protective film layer 4 was formed to a thickness of 5 nm. Except for the above, a disk was manufactured by substantially the same manufacturing method as in "Embodiment 1". Ten disks provided with the lubricant were mounted on a (CSS) evaluation device in the same manner as in the first embodiment, and a test was performed.
【0071】その結果、10枚全てのディスクが700
0回未満でクラッシュするに至った。さらに、別の10
枚を用いて実施形態1と同様の手法でシーク試験及び表
面観察を行なったところ、保護膜表面に極めて浅い傷が
多少付いたものの、保護膜層を破壊するいわゆるクラッ
シュには至らなかった。この結果、比較例2の手法によ
って作製されたディスクは、データエリアでの耐摺動信
頼性は十分に有するもののCSSを行う領域での耐摺動
信頼性が十分得られない事が判明した。As a result, all the ten disks were 700
It crashed in less than 0 times. In addition, another 10
When a seek test and surface observation were performed using the same method as in the first embodiment, although the surface of the protective film was slightly scratched, the so-called crash that destroyed the protective film layer did not occur. As a result, it was found that the disk manufactured by the method of Comparative Example 2 had sufficient sliding reliability in the data area, but did not have sufficient sliding reliability in the CSS area.
【0072】「比較例3」保護膜形成室21を保護膜形
成室31と同様のスパッタリング用のガンを有するもの
とした。また、半径20.7mmより外側にはスパッタ
粒子が付着しにくいように遮蔽物は取り除いていない。
そして、保護膜形成室21で保護膜層4を設ける際に、
ArにN2を30%、H2を6.0%混合したガスをマス
フローコントローラーを介し24sccm導入した。こ
のときの圧力はバラトロンゲージで約1.0Pa(8.
0mTorr)であった。Comparative Example 3 The protective film forming chamber 21 had the same sputtering gun as the protective film forming chamber 31. Outside the radius of 20.7 mm, the shield is not removed so that sputtered particles are less likely to adhere.
When the protective film layer 4 is provided in the protective film forming chamber 21,
A gas containing 30% of N 2 and 6.0% of H 2 mixed with Ar was introduced at 24 sccm through a mass flow controller. The pressure at this time is about 1.0 Pa (8.
0 mTorr).
【0073】次いで、基板の両サイドに位置するカソー
ドに固定されたグラファイト焼結ターゲットに、DC1
000Wを印加しプラズマを誘引した。このときの放電
電流は約1.5A、放電電圧は約670Vであった。こ
の、いわゆる反応性スパッタリング法により、Co−C
r−Ta−Pt合金層3の上の半径20.7mm以内の
範囲に炭素と窒素、水素を多く含んだ保護膜層4を5n
m形成した。このときの膜の堆積速度は、0.8nm/
sであった。以上、保護膜層4を設ける方法を除いて
は、「実施形態1」と略同一の製法でディスクを作製し
た。Next, DC1 was applied to a graphite sintered target fixed to cathodes located on both sides of the substrate.
000 W was applied to induce plasma. At this time, the discharge current was about 1.5 A, and the discharge voltage was about 670 V. By this so-called reactive sputtering method, Co-C
A protective film layer 4 containing a large amount of carbon, nitrogen, and hydrogen is formed on the r-Ta-Pt alloy layer 3 within a radius of 20.7 mm within 5n
m was formed. The deposition rate of the film at this time is 0.8 nm /
s. As described above, a disk was manufactured by substantially the same manufacturing method as that of “Embodiment 1” except for the method of providing the protective film layer 4.
【0074】上記手法により作製したディスクの保護膜
層のコンタクトスタートアンドストップ(CSS)エリ
アから、CSSを行なう以外の領域で、定常的には磁気
ヘッドとの接触がないいわゆるデータエリアに至るまで
をエリプソメーターを用いて0.1mmピッチで膜厚測
定した。その結果、CSS領域の膜厚の90%すなわち
9.9nmからデータエリアの膜厚の110%、すなわ
ち6.6nmになる遷移領域は8.7mmであった。The area from the contact start and stop (CSS) area of the protective film layer of the disk manufactured by the above method to the so-called data area which does not normally contact with the magnetic head in the area other than performing the CSS. The film thickness was measured at a pitch of 0.1 mm using an ellipsometer. As a result, the transition region from 90% of the thickness of the CSS region, ie, 9.9 nm, to 110% of the thickness of the data area, ie, 6.6 nm, was 8.7 mm.
【0075】この結果、保護膜層4を設ける際に反応性
スパッタリング法を用いた場合にはイオンビームデポジ
ション法で用いたものと同様の遮蔽物を設けてもCSS
エリアの膜厚を短い距離で急峻に立ち上げることができ
ず、データエリアの膜厚の均一性を確保し、CSSエリ
アの膜厚を所望どうり確保することができないというこ
とが判明した。潤滑剤まで設けたディスク10枚を実施
形態1と同様の手法で(CSS)評価装置に装着し試験
を行なった。As a result, when the protective film layer 4 is formed by using the reactive sputtering method, even if a shield similar to that used by the ion beam deposition method is provided, the CSS may be used.
It was found that the film thickness of the area could not be sharply raised at a short distance, the uniformity of the film thickness of the data area could not be secured, and the film thickness of the CSS area could not be secured as desired. Ten disks provided with the lubricant were mounted on a (CSS) evaluation device in the same manner as in the first embodiment, and a test was performed.
【0076】その結果、10枚全てのディスクが250
00回未満でクラッシュするに至った。さらに、別の1
0枚を用いて実施形態1と同様の手法でシーク試験及び
表面観察を行なったところ、保護膜表面に極めて浅い傷
が多少付いたものの、保護膜層を破壊するいわゆるクラ
ッシュには至らなかった。この結果、比較例3の手法に
よって作製されたディスクは、データエリアでの耐摺動
信頼性は十分に有するもののCSSを行う領域での耐摺
動信頼性が十分得られない事が判明した。As a result, all of the 10 disks
It crashed in less than 00 times. And another one
When a seek test and surface observation were carried out using the zero sheet in the same manner as in Embodiment 1, although the surface of the protective film had some very shallow scratches, no so-called crash that destroyed the protective film layer was found. As a result, it was found that the disk manufactured by the method of Comparative Example 3 had sufficient sliding reliability in the data area, but did not have sufficient sliding reliability in the CSS area.
【0077】「実施形態3」「実施形態1」あるいは
「実施形態2」に記載した円板について、5万回のCS
S耐摺動試験を実施した結果、磁性膜の厚さを15n
m,17nm,21nmとしたいずれの磁気記録媒体に
おいても、磁気記録媒体および磁気ヘッドが破壊される
ことはなく、良好な耐摺動信頼性が得られた。The disk described in "Embodiment 3", "Embodiment 1" or "Embodiment 2" was subjected to 50,000 CS
As a result of the S sliding resistance test, the thickness of the magnetic film was reduced to 15 n
In any of the magnetic recording media of m, 17 nm, and 21 nm, the magnetic recording medium and the magnetic head were not broken, and good sliding reliability was obtained.
【0078】磁性層の厚さを薄くすることにより、磁性
層の厚さtと残留磁束密度Brとの積Br×tが大きく
減少した。面内保磁力Hcはおおむね176kA/mか
ら256kA/m、保磁力角型比S*は0.74から
0.65で0.7前後、角型比Sは0.78から0.7
であった。これらの磁気特性は試料振動型磁力計により
25°Cで測定した。By reducing the thickness of the magnetic layer, the product Br × t of the thickness t of the magnetic layer and the residual magnetic flux density Br was greatly reduced. The in-plane coercive force Hc is approximately 176 kA / m to 256 kA / m, the coercive force squareness ratio S * is about 0.7 from 0.74 to 0.65, and the squareness ratio S is 0.78 to 0.7.
Met. These magnetic properties were measured at 25 ° C. using a vibrating sample magnetometer.
【0079】これらの磁気記録媒体の電磁変換特性を磁
気抵抗効果型再生素子(MR素子)のシールドギャップ
長Gsが0.18μm、書き込み素子のギャップ長が
0.3μmの磁気ヘッドを用いて測定した。MR素子の
センス電流は6mA、書き込み電流Iwは41mAとし
た。磁気記録媒体(磁気ディスク媒体)の回転数を変化
させ、ヘッドの浮上量を変えて、デジタルオシロスコー
プ(TektronixTDS544A)により孤立再
生波の出力半値幅PW50を測定した。磁性膜が薄いほ
ど、また、磁気ヘッドの浮上量が低いほどPW50は小
さくなっており、磁性膜の厚さが15nmでヘッドの浮
上量が25nmの場合に、240nmという小さな値が
得られた。The electromagnetic conversion characteristics of these magnetic recording media were measured using a magnetic head in which the shield gap length Gs of the magnetoresistive read element (MR element) was 0.18 μm and the gap length of the write element was 0.3 μm. . The sense current of the MR element was 6 mA, and the write current Iw was 41 mA. By changing the rotation speed of the magnetic recording medium (magnetic disk medium) and changing the flying height of the head, the output half width PW50 of the isolated reproduction wave was measured by a digital oscilloscope (Tektronix TDS544A). The PW50 is smaller as the magnetic film is thinner and the flying height of the magnetic head is lower. When the magnetic film thickness is 15 nm and the flying height of the head is 25 nm, a small value of 240 nm is obtained.
【0080】スペクトルアナライザで測定した最高線記
録密度360kFCIにおける出力は、デジタルオシロ
スコープで測定した10kFCIにおける孤立再生波の
出力に対して1〜2%であった。スペクトルアナライザ
で測定した最高線記録密度360kFCIにおける出力
は、奇数次の波形の出力を100MHzを超えるまで積
算して求めた。さらに、孤立再生波の0−p出力(SL
F)と360kFCIの信号を記録した場合の積算媒体
ノイズ(Nd)の比SLF/Ndを評価した。ここで、
ヘッドの浮上量は25nmとし、Ndは0.5kFCI
から540kFCIに相当する帯域のノイズを積算した
値とした。何れの媒体も、360kFCIという高い記
録密度において24dB以上の高いSLF/Nd比が得
られた。The output at the maximum linear recording density of 360 kFCI measured by the spectrum analyzer was 1-2% of the output of the isolated reproduction wave at 10 kFCI measured by the digital oscilloscope. The output at the maximum linear recording density of 360 kFCI measured by the spectrum analyzer was obtained by integrating the output of the odd-order waveform until the output exceeded 100 MHz. Further, the 0-p output (SL
F) and the ratio SLF / Nd of integrated medium noise (Nd) when a signal of 360 kFCI was recorded was evaluated. here,
The flying height of the head is 25 nm, and Nd is 0.5 kFCI.
To 540 kFCI. In each medium, a high SLF / Nd ratio of 24 dB or more was obtained at a high recording density of 360 kFCI.
【0081】これらの磁気ディスク媒体61と、該磁気
記録媒体を駆動する駆動部62と、記録部と再生部から
なる磁気ヘッド63と、該磁気ヘッドを上記磁気記録媒
体に対して相対運動させる手段64と、該磁気ヘッドへ
の信号入力手段と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行
なうための記録再生信号処理手段65とを有する磁気記
憶装置を図6に示すように構成した。The magnetic disk medium 61, a drive unit 62 for driving the magnetic recording medium, a magnetic head 63 composed of a recording unit and a reproducing unit, and means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium FIG. 6 shows a magnetic memory device having a signal input means to the magnetic head 64 and a recording / reproducing signal processing means 65 for reproducing an output signal from the magnetic head.
【0082】前記磁気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型
磁気ヘッドで構成されるようにした。測定に用いた磁気
ヘッドの模式的斜視図を図7に示す。このヘッドは基体
601上に形成された記録用の電磁誘導型ヘッドと再生
用の磁気抵抗効果型ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドであ
る。前記記録ヘッドはコイル602を挟む上部記録磁極
603と下部記録磁極兼上部シールド層604からな
り、記録磁極間のギャップ長は0.3μmとした。ま
た、コイルには厚さ3μmの銅を用いた。前記再生用ヘ
ッドは磁気抵抗センサ605とその両端の電極パターン
606からなり、磁気抵抗センサは共に1μm厚の下部
記録磁極兼上部シールド層604と下部シールド層60
7で挟まれ、該シールド層間距離は0.20μmであ
る。尚、図7では記録磁極間のギャップ層、及びシール
ド層と磁気抵抗センサとのギャップ層は省略してある。The reproducing section of the magnetic head is constituted by a magnetoresistive magnetic head. FIG. 7 shows a schematic perspective view of the magnetic head used for the measurement. This head is a composite type head having both an electromagnetic induction type head for recording and a magnetoresistive head for reproduction formed on a substrate 601. The recording head was composed of an upper recording magnetic pole 603 sandwiching a coil 602 and a lower recording magnetic pole / upper shield layer 604, and the gap length between the recording magnetic poles was 0.3 μm. Further, copper having a thickness of 3 μm was used for the coil. The reproducing head includes a magnetoresistive sensor 605 and electrode patterns 606 at both ends of the magnetoresistive sensor. Both magnetoresistive sensors have a lower recording magnetic pole / upper shield layer 604 and a lower shield layer 60 having a thickness of 1 μm.
7, and the shield interlayer distance is 0.20 μm. In FIG. 7, the gap layer between the recording magnetic poles and the gap layer between the shield layer and the magnetoresistive sensor are omitted.
【0083】図8に磁気抵抗センサの断面構造を示す。
磁気センサの信号検出領域701は、酸化アルミニウム
のギャップ層700上に横バイアス層702、分離層7
03、磁気抵抗強磁性層704が順次形成された部分か
らなる。磁気抵抗強磁性層704には、20nmのNi
−Fe合金を用いた。横バイアス層702には25nm
のNi−Fe−Nb合金を用いたが、Ni−Fe−Rh
等の比較的電気抵抗が高く、軟磁気特性の良好な強磁性
合金であれば良い。横バイアス層702は、磁気抵抗強
磁性層704を流れるセンス電流が作る磁界によって、
該電流と垂直な膜面内方向(横方向)に磁化され、磁気
抵抗強磁性層704に横方向のバイアス磁界を印加す
る。これによって、媒体61からの漏洩磁界に対して線
形な再生出力を示す磁気センサが選られる。磁気抵抗強
磁性層704からのセンス電流の分流を防ぐ分離層70
3には、比較的電気抵抗が高いTaを用い、膜厚は5n
mとした。FIG. 8 shows a sectional structure of the magnetoresistive sensor.
The signal detection region 701 of the magnetic sensor includes a lateral bias layer 702 and an isolation layer 7 on a gap layer 700 of aluminum oxide.
03, consisting of portions where the magnetoresistive ferromagnetic layers 704 are sequentially formed. The magnetoresistive ferromagnetic layer 704 has a thickness of 20 nm of Ni.
-Fe alloy was used. 25 nm for the lateral bias layer 702
Ni-Fe-Nb alloy was used, but Ni-Fe-Rh
Any ferromagnetic alloy having relatively high electric resistance and good soft magnetic properties may be used. The lateral bias layer 702 is formed by a magnetic field generated by a sense current flowing through the magnetoresistive ferromagnetic layer 704.
It is magnetized in an in-plane direction (lateral direction) perpendicular to the current, and applies a lateral bias magnetic field to the magnetoresistive ferromagnetic layer 704. As a result, a magnetic sensor showing a linear reproduction output with respect to the leakage magnetic field from the medium 61 is selected. Separation layer 70 that prevents shunting of sense current from magnetoresistive ferromagnetic layer 704
3 is made of Ta having a relatively high electric resistance, and has a thickness of 5n.
m.
【0084】信号検出領域の両端にはテーパー形状に加
工されたテーパー部705がある。テーパー部705
は、磁気抵抗強磁性層704を単磁区化するための永久
磁石層706と、その上に形成された信号を取り出すた
めの一対の電極606からなる。永久磁石層706は保
磁力が大きく、磁化方向が容易に変化しないことが必要
であり、Co−Cr,Co−Cr−Pt等の合金が用い
られる。At both ends of the signal detection region, there are tapered portions 705 processed into a tapered shape. Tapered part 705
Is composed of a permanent magnet layer 706 for turning the magnetoresistive ferromagnetic layer 704 into a single magnetic domain, and a pair of electrodes 606 formed thereon for extracting signals. The permanent magnet layer 706 needs to have a large coercive force and the magnetization direction does not easily change, and an alloy such as Co—Cr or Co—Cr—Pt is used.
【0085】「実施形態1」あるいは「実施形態2」に
記載した磁気記録媒体と、図7に示した上記ヘッドと組
み合わせて、図6に示す磁気記憶装置を構成した。その
結果、磁気的な浮上高さhmが48〜60nm程度の浮
上系では、磁性層の厚さtと記録時における該磁気記録
媒体に対する該磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を
印加して測定した残留磁束密度Brとの積Br×tが
9.6mA(120ガウス・ミクロン)を超えると十分
な書き込みができずオーバーライト(重ね書き特性が劣
化し、特に高線記録密度領域での出力も低下した。A magnetic storage device shown in FIG. 6 was constructed by combining the magnetic recording medium described in “Embodiment 1” or “Embodiment 2” with the above-described head shown in FIG. As a result, in a levitation system having a magnetic levitation height hm of about 48 to 60 nm, a magnetic field is applied to the thickness t of the magnetic layer and the relative running direction of the magnetic head with respect to the magnetic recording medium during recording. If the product Br × t with the measured residual magnetic flux density Br exceeds 9.6 mA (120 gauss / micron), sufficient writing cannot be performed, and overwriting (overwriting characteristics deteriorates, especially output in a high linear recording density region) Also fell.
【0086】一方、Br×tが3.2mA(40ガウス
・ミクロン)よりも小さくなると、媒体の記録層の組成
或いは厚さによっては、4日間70℃に放置して再生出
力の減少が認められる場合があった。よって「実施形態
1」及び「実施形態2」に記載した磁気記録媒体で述べ
た磁性層の厚さtと記録時における該磁気記録媒体に対
する該磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して
測定した残留磁束密度Brとの積Br×tが3.2mA
(40ガウス・ミクロン)以上9.6mA(120ガウ
ス・ミクロン)以下であるようにして磁気記憶装置を構
成した。On the other hand, when Br × t is smaller than 3.2 mA (40 gauss / micron), a decrease in reproduction output is observed for 4 days at 70 ° C., depending on the composition or thickness of the recording layer of the medium. There was a case. Accordingly, a magnetic field is applied in the thickness t of the magnetic layer described in the magnetic recording medium described in the “Embodiment 1” and the “Embodiment 2” and in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording. Br × t with the residual magnetic flux density Br measured at 3.2 mA
(40 Gauss / micron) or more and 9.6 mA (120 Gauss / micron) or less, the magnetic storage device was configured.
【0087】前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗
センサ部が、互いに0.2μmを超えた距離だけ隔てら
れた軟磁性体からなる2枚のシールド層の間に形成され
たヘッドを用いた場合には、最高線記録密度が250k
FCIを超えると十分な再生出力が得られなかった。軟
磁性体からなる2枚のシールド層の距離は0.12μm
を下回ると、プロセス加工上の困難さから容易に素子形
成ができなかった。これらの結果から、0.12μm以
上0.2μm以下の距離だけ隔てられた軟磁性体からな
る2枚のシールド層の間に形成されたヘッドを用いて磁
気記憶装置を構成した。このようにして構成した磁気記
憶装置によって、1平方インチ当たり5ギガビット以上
の記録密度を実現することができた。When the magnetoresistive sensor of the magnetoresistive effect type magnetic head uses a head formed between two shield layers made of a soft magnetic material and separated from each other by a distance exceeding 0.2 μm. Has a maximum linear recording density of 250k
If the FCI was exceeded, sufficient reproduction output could not be obtained. The distance between the two shield layers made of a soft magnetic material is 0.12 μm.
If it was less than the above, it was not possible to easily form an element due to difficulty in processing. From these results, a magnetic storage device was configured using a head formed between two shield layers made of a soft magnetic material separated by a distance of 0.12 μm or more and 0.2 μm or less. With the magnetic storage device thus configured, a recording density of 5 gigabits per square inch or more could be realized.
【0088】「実施の形態4」前記「実施の形態3」で
用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの代わりに、「実施の
形態3」に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド63が、互
いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化すること
によって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層
と、この導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層
を含む磁気抵抗センサによって構成される磁気ヘッドを
用いた以外は、図6と同一の構成で磁気記憶装置を構成
した。[Fourth Embodiment] Instead of the magnetoresistive head used in the third embodiment, the magnetoresistive head 63 according to the third embodiment has the same structure as that of the third embodiment. The magnetoresistive sensor includes a plurality of conductive magnetic layers that generate a large resistance change when the direction relatively changes by an external magnetic field, and a conductive nonmagnetic layer disposed between the conductive magnetic layers. The magnetic storage device was configured with the same configuration as that of FIG. 6 except that a magnetic head was used.
【0089】図9に用いたセンサの断面図を示す。この
センサはギャップ層608上に、5nmのTaバッファ
層801、7nmの第1の磁性層802、1.5nmの
銅からなる中間層803、3nmの第2の磁性層80
4、10nmのFe−50at.%Mn反強磁性合金層
805が順次形成された構造である。前記第1の磁性層
にはNi−20at.%Fe合金を使用し、第2の磁性
層804にはコバルトを使用した。反強磁性層805か
らの交換磁界により、第2の磁性層804の磁化は一方
向に固定されている。これに対し、第2の磁性層804
と非磁性層803を介して接する第1の磁性層802の
磁化の方向は、磁気記録媒体61からの漏洩磁界により
変化するため、抵抗変化が生じる。FIG. 9 shows a sectional view of the sensor used. This sensor includes a 5 nm Ta buffer layer 801, a 7 nm first magnetic layer 802, a 1.5 nm copper intermediate layer 803, and a 3 nm second magnetic layer 80 on a gap layer 608.
4, 10 nm Fe-50 at. % Mn antiferromagnetic alloy layer 805 is sequentially formed. The first magnetic layer contains Ni-20 at. % Fe alloy was used, and cobalt was used for the second magnetic layer 804. Due to the exchange magnetic field from the antiferromagnetic layer 805, the magnetization of the second magnetic layer 804 is fixed in one direction. On the other hand, the second magnetic layer 804
Since the direction of magnetization of the first magnetic layer 802 in contact with the first magnetic layer 802 via the nonmagnetic layer 803 changes due to the leakage magnetic field from the magnetic recording medium 61, a change in resistance occurs.
【0090】このような2つの磁性層の磁化の相対的方
向の変化に伴う抵抗変化はスピンバルブ効果と呼ばれ
る。本実施形態では再生用ヘッドにこの効果を利用した
スピンバルブ型磁気ヘッドを使用した。テーパー部70
5は「実施形態3」の磁気センサと同一構成である。The resistance change caused by the change in the relative directions of the magnetizations of the two magnetic layers is called a spin valve effect. In this embodiment, a spin-valve magnetic head utilizing this effect is used as a reproducing head. Tapered part 70
Reference numeral 5 has the same configuration as the magnetic sensor of the “third embodiment”.
【0091】測定に用いた磁気記録媒体のBr×tは
3,3.2,4,6,8,10,12,14mAとし
た。Br×tを3mA(37.5ガウスミクロン)とし
た場合には、再生信号の時間経過に伴う低下が甚だし
く、また、実用上好ましい保磁力を得ることが難しかっ
た。 Br×tは12mA(150ガウスミクロン)を
超えると、2Fの出力は大きいものの出力分解能が低下
する傾向が顕著になるため好ましくないことが明らかに
なった。The Br × t of the magnetic recording medium used for the measurement was 3, 3.2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 mA. When Br × t was set to 3 mA (37.5 gauss microns), the reproduction signal significantly decreased with time, and it was difficult to obtain a practically preferable coercive force. When Br × t exceeds 12 mA (150 gauss microns), the output of 2F is large, but the output resolution tends to decrease.
【0092】また、このようなスピンバルブ型の再生ヘ
ッドを用いると「実施形態3」で述べたように360k
FCIを超える最高線記録密度で記録した信号を安定し
て再生し信号出力を得られた。When such a spin-valve reproducing head is used, as described in the third embodiment, 360 k
A signal recorded at the highest linear recording density exceeding FCI was reproduced stably and a signal output was obtained.
【0093】ここで示したヘッドは、「実施の形態3」
で用いたヘッドと同一のものであり、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドが、浮上面レールの面積が1.4mm2以下で
あり、質量が2mg以下の磁気ヘッドスライダー上に形
成されていた。浮上面レールの面積が1.4mm2以下
であるのは、前述した突起と衝突する確率を低減し、同
時に質量が2mg以下とすることにより、耐衝撃信頼性
を向上できるた。これにより、高い記録密度と高い衝撃
性を両立させることができ、1平方インチ当たり5ギガ
ビット以上の記録密度で30万時間以上の平均故障時間
間隔(MTBF)が実現ができた。The head shown here is the third embodiment.
And the magnetoresistive effect type magnetic head was formed on a magnetic head slider having an air bearing surface rail area of 1.4 mm 2 or less and a mass of 2 mg or less. The reason why the area of the air bearing surface rail is 1.4 mm 2 or less is that the probability of colliding with the above-mentioned projection is reduced, and at the same time, the mass is 2 mg or less, so that the impact resistance can be improved. As a result, both high recording density and high impact resistance can be achieved, and a mean time between failures (MTBF) of 300,000 hours or more can be realized at a recording density of 5 gigabits per square inch or more.
【0094】「実施の形態5」アルミニウム合金基体上
(外径95mm、内径25mm、厚さ0.8mm)にN
i−Pメッキを施した基板1にテクスチャリング加工を
施しRa=2nm、Rp=15nmになるよう加工した
後(Ra,Rpは粗さを表す指標)、十分洗浄を行っ
た。これを5.3×10E−5Pa(4.0×10E−
7Torr)まで排気された真空層内に導入した。最初
に、真空層内の加熱室に搬送し、IRヒータ(赤外線ヒ
ータ)により基板温度を260°Cに加熱した。Embodiment 5 N was placed on an aluminum alloy substrate (outer diameter 95 mm, inner diameter 25 mm, thickness 0.8 mm).
After texturing processing was performed on the substrate 1 on which the i-P plating was performed to obtain Ra = 2 nm and Rp = 15 nm (Ra and Rp are indices indicating roughness), the substrate 1 was sufficiently washed. This is 5.3 × 10E-5Pa (4.0 × 10E-
7 Torr). First, the substrate was transferred to a heating chamber in a vacuum layer, and the substrate was heated to 260 ° C. by an IR heater (infrared heater).
【0095】続いて、下地層形成室に搬送し、Ar雰囲
気約0.8Pa(6mTorr)の条件下でDCマグネ
トロンスパッタリング法によりCr−10at.%Mo
−7.5at.%Ti合金下地層2を30nm成膜し
た。続いて磁気記録層形成室に搬送し、Ar雰囲気約
0.9Pa(7mTorr)の条件下でDCマグネトロ
ンスパッタリング法により、Co−20at.%Cr−
4at.%Ta−8at.%Pt合金層3(磁性層を形
成する)を22nm形成した。Subsequently, the substrate was transported to the underlayer forming chamber, and was subjected to DC magnetron sputtering under a condition of about 0.8 Pa (6 mTorr) in an Ar atmosphere to obtain Cr-10 at. % Mo
-7.5 at. % Ti alloy underlayer 2 was formed to a thickness of 30 nm. Subsequently, the substrate is transported to a magnetic recording layer forming chamber and subjected to Co-20 at. By a DC magnetron sputtering method under an Ar atmosphere of about 0.9 Pa (7 mTorr). % Cr-
4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy layer 3 (forming a magnetic layer) was formed to a thickness of 22 nm.
【0096】この、Cr−10at.%Mo−7.5a
t.%Ti合金下地層2、Co−20at.%Cr−4
at.%Ta−8at.%Pt合金層3まで形成した基
板を用い以下に述べる本発明に関わる炭素を主成分とす
る保護膜層を形成した。This Cr-10at. % Mo-7.5a
t. % Ti alloy underlayer 2, Co-20 at. % Cr-4
at. % Ta-8 at. Using the substrate formed up to the% Pt alloy layer 3, a protective film layer mainly containing carbon according to the present invention described below was formed.
【0097】前記基板1には、Ni−Pを無電界めっき
したAl−Mg合金基板の他に、化学強化したアルミノ
シリケート、ソーダライムガラス、シリコン、ほう珪酸
ガラス等からなるセラミクス、またはガラスグレージン
グを施したセラミクス等からなる剛体基板などを用いる
ことができる。The substrate 1 may be made of an Al—Mg alloy substrate obtained by electroless plating of Ni—P, as well as a ceramic or glass glazing made of chemically strengthened aluminosilicate, soda lime glass, silicon, borosilicate glass, or the like. A rigid substrate made of applied ceramics or the like can be used.
【0098】下地層2はそのうえに形成する下地層の結
晶配向性を支配する下地膜として用いられる。下地層と
しては、磁性層と結晶整合性の良い(100)配向させ
ることも可能な不規則固溶体を形成する非磁性のCr−
V,Cr−Ti,Cr−Mo,Cr−Si,Cr−Mo
−Ti合金などのCr基合金の薄膜を用いることもでき
る。また、スパッタで用いる放電用のガスに0.5体積
%から50体積%の窒素を同時に添加して下地層を形成
すると下地層の結晶粒が微細化した。その結果連続して
形成する磁性層の結晶粒も微細化し、媒体ノイズを低減
できた。The underlayer 2 is used as an underlayer that controls the crystal orientation of the underlayer formed thereon. As the underlayer, a nonmagnetic Cr— layer that forms an irregular solid solution that can be oriented (100) with good crystal matching with the magnetic layer is used.
V, Cr-Ti, Cr-Mo, Cr-Si, Cr-Mo
A thin film of a Cr-based alloy such as a -Ti alloy can also be used. Further, when 0.5% to 50% by volume of nitrogen was simultaneously added to a discharge gas used for sputtering to form an underlayer, crystal grains of the underlayer were refined. As a result, the crystal grains of the magnetic layer formed continuously were also refined, and the medium noise could be reduced.
【0099】磁性層3としては、Co−Cr−Ta−P
t合金だけではなく、Coを主成分とし保磁力を高める
ために白金を含有し、さらに媒体ノイズを低減するため
にCr,Ta,SiO2,Nb等を添加した多元の合金
系を用いることができる。特にTa,Nb,V,Tiを
添加するとターゲットの融点が下がりCrを含有した磁
性層の組成分離が進行しやすくなり好ましかった。The magnetic layer 3 is made of Co—Cr—Ta—P
It is possible to use not only the t alloy but also a multi-element alloy containing Co as a main component, containing platinum for increasing the coercive force, and further adding Cr, Ta, SiO2, Nb, etc. for reducing the medium noise. . In particular, the addition of Ta, Nb, V, and Ti is preferable because the melting point of the target decreases and the composition separation of the Cr-containing magnetic layer easily proceeds.
【0100】Pt,NiあるいはMnを添加したCo基
合金系では磁気異方性エネルギーの低下が他の添加元素
に比べて少なく実用的である。具体的には、Co−Cr
−Ptの他に、Co−Cr−Pt−Ta,Co−Cr−
Pt−SiO2,Co−Cr−Pt−Mn,Co−Cr
−Nb−Pt,Co−Cr−V−Pt,Co−Cr−T
i−Pt,Co−Cr−Nb−Ta−Pt,Co−Pt
−Ni−SiO2等の合金を用いることができる。強磁
性の部分をしめるCo合金層の磁性に関し、Crの固溶
量は5〜10at.%、Taの固溶量は約2at.%で
あると考えられ、これらの固溶量をこえてCo合金磁性
層を形成することにより、磁性層における磁気的な分離
が進行し媒体ノイズが低減する。In a Co-based alloy to which Pt, Ni or Mn is added, the magnetic anisotropy energy is practically less reduced than other added elements. Specifically, Co-Cr
In addition to -Pt, Co-Cr-Pt-Ta, Co-Cr-
Pt-SiO 2, Co-Cr -Pt-Mn, Co-Cr
-Nb-Pt, Co-Cr-V-Pt, Co-Cr-T
i-Pt, Co-Cr-Nb-Ta-Pt, Co-Pt
It can be used -ni-SiO 2 or the like of the alloy. Regarding the magnetism of the Co alloy layer that forms the ferromagnetic portion, the solid solution amount of Cr is 5 to 10 at. %, The solid solution amount of Ta is about 2 at. %, And by forming the Co alloy magnetic layer in excess of these solid solution amounts, magnetic separation in the magnetic layer proceeds and medium noise is reduced.
【0101】実用的な組成としては、例えば、Co−2
0at.%Cr−4at.%Ta−8at.%Pt合
金、Co−22at.%Cr−20at.%Pt合金、
Co−15at.%Cr−8at.%Pt−20mol
%SiO2合金、Co−17at.%Cr−12at.
%Pt−5at.%Mn合金、Co−17at.%Cr
−5at.%Nb−10at.%Pt合金、Co−20
at.%Cr−5at.%V−12at.%Pt合金、
Co−20at.%Cr−10at.%V−15at.
%Pt合金、Co−15at.%Cr−5at.%Nb
−5at.%Ta−20at.%Pt合金、等を用いる
ことができる。As a practical composition, for example, Co-2
0 at. % Cr-4 at. % Ta-8 at. % Pt alloy, Co-22 at. % Cr-20 at. % Pt alloy,
Co-15at. % Cr-8 at. % Pt-20mol
% SiO 2 alloy, Co-17 at. % Cr-12 at.
% Pt-5 at. % Mn alloy, Co-17 at. % Cr
-5 at. % Nb-10 at. % Pt alloy, Co-20
at. % Cr-5 at. % V-12 at. % Pt alloy,
Co-20 at. % Cr-10 at. % V-15 at.
% Pt alloy, Co-15 at. % Cr-5 at. % Nb
-5 at. % Ta-20 at. % Pt alloy or the like can be used.
【0102】上記基板を真空層内から出すことなく図3
に示す保護膜層形成室31に搬送した。この保護膜層形
成室31をターボモレキュラポンプで排気しながら、A
rにN2を30%H2を6.0%混合したガスをマスフロ
ーコントローラーを介し24sccm導入した。このと
きの圧力はバラトロンゲージで約1Pa(8mTor
r)であった。FIG. 3 shows a state in which the substrate is not taken out of the vacuum layer.
Was transferred to the protective film layer forming chamber 31 shown in FIG. While evacuating this protective film layer forming chamber 31 with a turbo molecular pump,
A gas containing 30% of N 2 and 6.0% of H 2 mixed with r was introduced at 24 sccm through a mass flow controller. The pressure at this time is about 1 Pa (8 mTorr) using a Baratron gauge.
r).
【0103】次いで、基板の両サイドに位置するカソー
ドに固定されたグラファイト焼結ターゲットに、DC1
000Wを印加しプラズマを誘引した。このときの放電
電流は約1.5A、放電電圧は約670Vであった。こ
の、いわゆる反応性スパッタリング法により、Co−C
r−Ta−Pt合金層3の上に炭素と窒素を主成分とし
水素含んだアモルファスカーボン保護膜層5を6nm形
成した。このときの膜の堆積速度は、0.8nm/sで
あった。Next, DC1 was applied to a graphite sintered target fixed to cathodes located on both sides of the substrate.
000 W was applied to induce plasma. At this time, the discharge current was about 1.5 A, and the discharge voltage was about 670 V. By this so-called reactive sputtering method, Co-C
On the r-Ta-Pt alloy layer 3, an amorphous carbon protective film layer 5 containing carbon and nitrogen as main components and containing hydrogen was formed to a thickness of 6 nm. At this time, the deposition rate of the film was 0.8 nm / s.
【0104】次にこの基板を保護膜層形成室21に搬送
した。この保護膜層形成室21は熱フィラメント22と
アノード23及び熱フィラメント前方に配置したグリッ
ド24からなるイオンガンである。また、図10に示す
ような蒸着粒子遮蔽物25を具備しており基板上の半径
45.5mmより外側の領域にのみ膜が積極的に堆積
し、45.5mmより内側には極めて膜が堆積しにくい
構造としている。保護膜層形成室21をターボモレキュ
ラポンプで排気しながら、アノード後方からArガスを
15sccmとエチレン(C2H4)ガスを15sccm
マスフローコントローラを介し導入した。このときの圧
力はバラトロンゲージで約0.5Pa(4mTorr)
であった。Next, the substrate was transferred to the protective film layer forming chamber 21. The protective film layer forming chamber 21 is an ion gun including a hot filament 22, an anode 23, and a grid 24 disposed in front of the hot filament. Further, a vapor deposition particle shield 25 as shown in FIG. 10 is provided, and a film is positively deposited only on a region outside a radius of 45.5 mm on the substrate, and a film is extremely deposited inside a region of 45.5 mm. The structure is difficult. While evacuating the protective film layer forming chamber 21 with a turbo molecular pump, 15 sccm of Ar gas and 15 sccm of ethylene (C 2 H 4 ) gas are supplied from the back of the anode.
Introduced via mass flow controller. The pressure at this time is about 0.5 Pa (4 mTorr) using a Baratron gauge.
Met.
【0105】次いで、基板の両サイドに位置したイオン
ガンの熱フィラメントに350mA、アノードに直流+
120Vを印加しプラズマを誘引した。そして、グリッ
ドに−530Vを印加してイオンを引き出した。さら
に、基板には−80V、3kHzのパルスバイアスを付
与した。このときのアノード電流は500mA、基板の
バイアス電流は120mAであった。このいわゆるイオ
ンビームデポジション法(IBD)により、保護膜層4
の上の半径45.5mmより外側の範囲に炭素と水素を
主成分とするDLC保護膜層5を5nm形成した。この
ときの膜の堆積速度は、1.0nm/sであった。この
結果保護膜層は、半径45.5mmより外側はアモルフ
ァスカーボン層とDLC層の2層構造でトータル厚さは
11nm、半径45.5mmより内側ではアモルファス
カーボン層のみで厚さは6nmである。この基板を真空
層から取り出し、室温まで自然に低下するのを待った。Next, 350 mA was applied to the hot filament of the ion gun located on both sides of the substrate, and DC + was applied to the anode.
A voltage of 120 V was applied to induce plasma. Then, -530 V was applied to the grid to extract ions. Further, a pulse bias of -80 V and 3 kHz was applied to the substrate. At this time, the anode current was 500 mA, and the bias current of the substrate was 120 mA. By this so-called ion beam deposition method (IBD), the protective film layer 4 is formed.
A DLC protective film layer 5 containing carbon and hydrogen as main components was formed to a thickness of 5 nm outside the radius of 45.5 mm above. At this time, the deposition rate of the film was 1.0 nm / s. As a result, the protective film layer has a two-layer structure of an amorphous carbon layer and a DLC layer outside the radius of 45.5 mm, and has a total thickness of 11 nm, and inside the radius of 45.5 mm only the amorphous carbon layer and has a thickness of 6 nm. The substrate was removed from the vacuum layer and allowed to cool to room temperature.
【0106】上述した手法によりディスクを複数枚作製
し、あるものは保護膜層の分析を行い、あるものはテー
プクリーニングを施した後、フルオロカーボン系の潤滑
剤を厚みで約2nm設け、浮上チェックを行なった後に
単板での摺動試験、もしくは磁気ディスク装置に組み込
み信頼性試験を行った。A plurality of discs were prepared by the above-mentioned method, and some discs were subjected to analysis of the protective film layer, and some discs were subjected to tape cleaning, and then a fluorocarbon-based lubricant was provided in a thickness of about 2 nm, and a floating check was performed. After performing the test, a sliding test using a single plate or a reliability test was conducted by assembling the magnetic disk device.
【0107】上記手法により作製したディスクの保護膜
層のランプロードエリアから、ランプロードを行なう以
外の領域で、定常的には磁気ヘッドとの接触がないいわ
ゆるデータエリアに至るまでをエリプソメーターを用い
て0.1mmピッチで膜厚測定した。その結果、ランプ
ロード領域の膜厚の90%すなわち9.9nmからデー
タエリアの膜厚の110%、すなわち6.6nmになる
遷移領域は2.4mmであった。また、上記手法により
作製したディスクの保護膜層の構造を調べるためにラマ
ン分光分析を行った。簡便のため、保護膜層4を設けな
かったディスクと保護膜層5を設けなかったディスクを
用いた。分析装置は、レニーショウ社製ラマン分光分析
装置2010を用い、Arレーザー(514.5n
m)、測定波数1000〜1800若しくは1000〜
2300/cmとした。An ellipsometer is used to measure the area from the ramp load area of the protective film layer of the disk manufactured by the above method to the so-called data area in a region other than the region where the ramp load is performed and where there is no regular contact with the magnetic head. And the film thickness was measured at a pitch of 0.1 mm. As a result, the transition region from 90% of the film thickness of the ramp load region, ie, 9.9 nm, to 110% of the film thickness of the data area, ie, 6.6 nm, was 2.4 mm. In addition, Raman spectroscopy was performed to examine the structure of the protective film layer of the disk manufactured by the above method. For simplicity, a disk without the protective film layer 4 and a disk without the protective film layer 5 were used. As an analyzer, an Ar laser (514.5 n) was used using a Raman spectroscopic analyzer 2010 manufactured by Lennyshaw.
m), measurement wave number 1000-1800 or 1000-1000
It was 2300 / cm.
【0108】この結果、保護膜層4は、図4に示すよう
に、実施形態1で説明したのと同様に、典型的なDLC
膜であることが確認できた。また、保護膜層5は、図5
に示すように、実施形態1で説明したのと同様に、窒素
を多く含み水素も含んだアモルファスカーボンであるこ
とが確認できた。As a result, as shown in FIG. 4, the protective film layer 4 is made of a typical DLC as described in the first embodiment.
The film was confirmed to be a film. The protective film layer 5 is formed as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, as in the first embodiment, it was confirmed that the amorphous carbon was rich in nitrogen and also contained hydrogen.
【0109】一方、潤滑剤まで設けたディスクをランプ
ロード評価装置に装着し試験を行なった。10枚のディ
スクを回転数7500r.p.mでランプロード500
00回行ったところ、10枚ともクラッシュすることな
く試験を終了し、その後の表面を注意深く顕微鏡観察及
び斜光による目視観察したがディスクの損傷は見られな
かった。この結果、本発明による磁気記録媒体は磁気ヘ
ッドがランプロードを行なう領域での保護膜の厚さが1
1nmの場合に、耐摺動信頼性が十分であることが証明
された。On the other hand, the disk provided with the lubricant was mounted on a ramp load evaluation device and tested. 10 disks were rotated at 7,500 rpm. p. ramp load 500 m
When the test was carried out 00 times, the test was completed without crashing all 10 sheets, and the subsequent surface was carefully observed with a microscope and visually with oblique light, but no damage to the disk was found. As a result, in the magnetic recording medium according to the present invention, the thickness of the protective film in the region where the magnetic head performs the ramp load is one.
In the case of 1 nm, it was proved that the sliding resistance was sufficient.
【0110】次いで、ランプロードを行なう以外の領域
で、定常的には磁気ヘッドとの接触がない、いわゆるデ
ータエリア(半径21mmから45.5mm)において
磁気ヘッドのランダムシークを7500r.p.mで行
ないながら平均粒径0.1μmのアルミナ粒子0.1g
をディスク上に投入し120秒間シークした後、顕微鏡
観察及び斜光による目視で表面観察を行なった。その結
果、保護膜表面に極めて浅い傷が多少付いたものの、保
護膜を破壊するいわゆるクラッシュには至らなかった。
この結果、本発明による磁気記録媒体はデータエリアに
おける保護膜層の厚さが6nmと極めて薄いにも関わら
ず十分な耐摺動信頼性が得られることが証明された。Next, in a region other than the region where the ramp load is performed, a random seek of the magnetic head is performed at 7500 r.m. in a so-called data area (radius 21 mm to 45.5 mm) where there is no regular contact with the magnetic head. p. 0.1 g of alumina particles having an average particle diameter of 0.1 μm
Was placed on a disk and sought for 120 seconds, and then the surface was observed with a microscope and visually with oblique light. As a result, although the surface of the protective film was slightly scratched, the so-called crash that destroyed the protective film did not occur.
As a result, it has been proved that the magnetic recording medium according to the present invention can obtain a sufficient sliding reliability even though the thickness of the protective film layer in the data area is as thin as 6 nm.
【0111】以上説明したように、本発明の実施形態
は、次のような構成例を含むものである。As described above, the embodiments of the present invention include the following configuration examples.
【0112】基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護する炭
素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体の製造
方法において、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁
気ヘッドと接触する前記保護膜の接触部分にNe,A
r,Kr,Xeの内少なくとも一つと炭化水素ガス、ま
たは炭化水素ガスのみを用いたイオンビーム法で成膜
し、次に前記磁気記録媒体の略全面にH2,Ne,A
r,Kr,Xeの内少なくとも一つとN2を用いてスパ
ッタリング法により保護膜を形成する磁気記録媒体の製
造方法。In a method for manufacturing a magnetic recording medium having a magnetic film and a protective film containing carbon as a main component for protecting the magnetic film provided on a substrate, the protective film which comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. Ne, A at the contact part
r, Kr, deposited by ion beam method using only the at least one hydrocarbon gas or hydrocarbon gas, of Xe, H 2 over substantially the entire surface of the magnetic recording medium and then, Ne, A
r, Kr, a method of manufacturing a magnetic recording medium for forming a protective film by a sputtering method using at least one and N 2 of Xe.
【0113】また、基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護
する炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体
の製造方法において、前記磁気記録媒体の略全面に
H2,Ne,Ar,Kr,Xeの内少なくとも一つとN2
を用いてスパッタリング法により保護膜を形成し、次に
磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと接触
する前記保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,Xeの
内少なくとも一つと炭化水素ガス、または炭化水素ガス
のみを用いたイオンビーム法で成膜する磁気記録媒体の
製造方法。Further, in the method of manufacturing a magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film containing carbon as a main component for protecting the magnetic film on a base, substantially the entire surface of the magnetic recording medium is covered with H 2 , Ne, At least one of Ar, Kr and Xe and N 2
A protective film is formed by a sputtering method, and then at least one of Ne, Ar, Kr, and Xe and a hydrocarbon gas are applied to a contact portion of the protective film that contacts the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. Alternatively, a method for producing a magnetic recording medium in which a film is formed by an ion beam method using only a hydrocarbon gas.
【0114】また、基体上に磁性膜と前記磁性膜を保護
する炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体
おいて、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッ
ドと接触する前記保護膜の接触部分が主に炭素と水素か
らなるダイヤモンドライク(DLC)層と主に炭素と窒
素からなり水素を含むアモルファスカーボン層で構成さ
れており、前記接触部分以外の前記保護膜の部分が主に
炭素と窒素からなり水素を含むアモルファスカーボン層
で構成されている磁気記録媒体。Further, in a magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film on a substrate, the protective film which comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. The contact portion of the film is composed of a diamond-like (DLC) layer mainly composed of carbon and hydrogen and an amorphous carbon layer mainly composed of carbon and nitrogen and containing hydrogen, and the portion of the protective film other than the contact portion is mainly composed of A magnetic recording medium comprising an amorphous carbon layer composed of carbon and nitrogen and containing hydrogen.
【0115】また、基体上に磁性膜とこれを保護する炭
素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体におい
て、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと
接触する部分以外の前記保護膜の部分の膜厚が10nm
以下であり、さらに磁気ヘッドの起動または停止時に前
記磁気ヘッドと接触する部分の前記保護膜の部分の膜厚
が前記接触部分以外の前記保護膜の部分よりも厚くかつ
20nm以下であり、前記接触部分の前記保護膜と前記
接触部分以外の前記保護膜の境界における前記保護膜の
半径方向の膜厚変化率が、前記接触部分以外の前記保護
膜のおける半径方向の膜厚変化率よりも大きくその値が
1.0nm/mm以上である磁気記録媒体。In a magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film on a base, the protection other than the portion that comes into contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. The thickness of the film part is 10 nm
The thickness of a portion of the protective film in a portion that contacts the magnetic head when the magnetic head is started or stopped is thicker than the portion of the protective film other than the contact portion and is 20 nm or less. The rate of change in the thickness of the protective film in the radial direction at the boundary between the protective film and the portion of the protective film other than the contact portion is greater than the rate of change in the thickness of the protective film other than the contact portion in the radial direction. A magnetic recording medium having a value of 1.0 nm / mm or more.
【0116】[0116]
【発明の効果】本発明によれば、基体上に磁性膜と前記
磁性膜を保護する炭素を主成分とする保護膜とを設けた
磁気記録媒体の製造方法において、磁気ヘッドの起動ま
たは停止時に前記磁気ヘッドと接触する前記保護膜の接
触部分にNe,Ar,Kr,Xeの内少なくとも一つと
炭化水素ガス、または炭化水素ガスのみを用いたイオン
ビーム法で成膜し、次に前記磁気記録媒体の略全面にH
2,Ne,Ar,Kr,Xeの内少なくとも一つとN2を
用いてスパッタリング法により保護膜を形成するか、若
しくは前記磁気記録媒体の略全面にH2,Ne,Ar,
Kr,Xeの内少なくとも一つとN2を用いてスパッタ
リング法により保護膜を形成し、次に磁気ヘッドの起動
または停止時に前記磁気ヘッドと接触する前記保護膜の
接触部分にNe,Ar,Kr,Xeの内少なくとも一つ
と炭化水素ガス、または炭化水素ガスのみを用いたイオ
ンビーム法で成膜することにより高密度記録が可能でな
おかつ信頼性に優れた磁気記録媒体の製造方法を得るこ
とができる。According to the present invention, in a method for manufacturing a magnetic recording medium having a magnetic film and a protective film containing carbon as a main component for protecting the magnetic film on a substrate, a method for starting or stopping a magnetic head is provided. At least one of Ne, Ar, Kr, and Xe is deposited on a contact portion of the protective film in contact with the magnetic head by an ion beam method using a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas. H is applied to almost the entire surface of the medium.
2, Ne, Ar, Kr, or to form a protective film by a sputtering method using at least one and N 2 of Xe, or substantially the entire surface H 2, Ne of the magnetic recording medium, Ar,
A protective film is formed by a sputtering method using at least one of Kr and Xe and N 2 , and then Ne, Ar, Kr, and Kr are added to a contact portion of the protective film that contacts the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. By forming a film by an ion beam method using at least one of Xe and a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas, it is possible to obtain a method of manufacturing a magnetic recording medium which can perform high-density recording and has excellent reliability. .
【0117】磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気
ヘッドと接触する前記保護膜の接触部分をイオンビーム
法で成膜するために、前記接触部分とそれ以外の部分と
の境界部分が急峻な曲面で形成できて記録領域の効率的
な拡大を図ることができる。Since the contact portion of the protective film that comes into contact with the magnetic head when starting or stopping the magnetic head is formed by the ion beam method, the boundary between the contact portion and the other portion has a steep curved surface. Thus, the recording area can be efficiently expanded.
【0118】さらには本磁気記録媒体と磁気ヘッドを組
み合わせることにより大容量高信頼性の磁気ディスク装
置を提供することが出来る。Further, by combining the present magnetic recording medium and a magnetic head, it is possible to provide a large capacity and highly reliable magnetic disk drive.
【図1】本発明の実施形態に係わる磁気記録媒体の断面
模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
【図2】保護膜形成室21の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a protective film forming chamber 21.
【図3】保護膜形成室31の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a protective film forming chamber 31.
【図4】本発明の実施形態に係わるイオンビームデポジ
ション法によって形成した保護膜層のラマン分光分析結
果のスペクトルである。FIG. 4 is a spectrum of a result of Raman spectroscopic analysis of a protective film layer formed by an ion beam deposition method according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施形態に係わるスパッタリング法に
よって形成した保護膜層のラマン分光分析結果のスペク
トルである。FIG. 5 is a spectrum of a result of Raman spectroscopic analysis of a protective film layer formed by a sputtering method according to the embodiment of the present invention.
【図6】磁気記憶装置の全体構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an overall configuration of a magnetic storage device.
【図7】磁気ヘッドの模式的斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view of a magnetic head.
【図8】磁気抵抗センサの断面構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of a magnetoresistive sensor.
【図9】スピンバルブ型磁気ヘッドを用いたセンサの断
面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a sensor using a spin valve magnetic head.
【図10】磁気記録媒体の外周側に成膜するための保護
膜形成室21の概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a protective film forming chamber 21 for forming a film on the outer peripheral side of a magnetic recording medium.
1 非磁性基板 2 Cr合金下地層 3 Co合金磁性層 4 保護膜層 5 保護膜層 21 保護膜形成室 22 熱フィラメント 23 アノード電極 24 熱フィラメント 25 蒸着粒子遮蔽物 31 保護膜形成室 61 磁気記録媒体 62 磁気記録媒体を駆動する駆動部 63 記録部と再生部からなる磁気ヘッド 64 磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運動
させる手段 65 磁気ヘッドへの信号入力手段と出力信号再生を行
うための記録再生信号処理手段 601 基体 602 コイル 603 上部記録磁極 604 下部記録磁極兼上部シールド層 605 磁気抵抗センサ 606 磁気抵抗センサの両端の電極パターン 607 下部シールド層 608 ギャップ層 700 酸化アルミニウムのギャップ層 701 磁気センサの信号検出領域 702 横バイアス層 703 センス電流の分流を防ぐ分離層 704 磁気抵抗強磁性層 705 テーパー形状に加工されたテーパー部 706 永久磁石層 801 Taバッファ層 802 第1の磁性層 803 銅からなる非磁性中間層 804 第2の磁性層 805 反強磁性合金層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-magnetic substrate 2 Cr alloy underlayer 3 Co alloy magnetic layer 4 Protective film layer 5 Protective film layer 21 Protective film forming room 22 Hot filament 23 Anode electrode 24 Hot filament 25 Evaporated particle shield 31 Protective film forming room 61 Magnetic recording medium 62 Driving unit for driving a magnetic recording medium 63 Magnetic head comprising a recording unit and a reproducing unit 64 Means for moving a magnetic head relative to the magnetic recording medium 65 Signal input means to the magnetic head and output signal reproduction Recording / reproducing signal processing means 601 Base 602 Coil 603 Upper recording magnetic pole 604 Lower recording magnetic pole and upper shield layer 605 Magnetoresistance sensor 606 Electrode pattern at both ends of magnetoresistance sensor 607 Lower shield layer 608 Gap layer 700 Aluminum oxide gap layer 701 Magnetic sensor Signal detection area 702 Layer 703 Separation layer 704 for preventing sense current shunting 704 Magnetoresistive ferromagnetic layer 705 Tapered portion 706 processed into a tapered shape 706 Permanent magnet layer 801 Ta buffer layer 802 First magnetic layer 803 Nonmagnetic intermediate layer made of copper 804 2 magnetic layer 805 antiferromagnetic alloy layer
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 41/14 H01F 41/14 // H01F 10/14 10/14 (72)発明者 本田 好範 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 4K029 AA02 BA34 BB02 BC02 BD11 CA03 CA05 EA01 5D006 AA05 AA06 DA03 EA03 FA05 5D112 AA07 AA24 BC05 FA01 FA09 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 CB02 CC01 CC08 DB02 DB12 GC01 GC06 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01F 41/14 H01F 41/14 // H01F 10/14 10/14 (72) Inventor Yoshinori Honda Kozuhara, Odawara-shi, Kanagawa Address 2880 F-term in Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (Reference) 4K029 AA02 BA34 BB02 BC02 BD11 CA03 CA05 EA01 5D006 AA05 AA06 DA03 EA03 FA05 5D112 AA07 AA24 BC05 FA01 FA09 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 DB02 GC01 GC01 GC08
Claims (5)
炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体の製
造方法において、 磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと接触
する前記保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,Xeの
内少なくとも一つと炭化水素ガス、または炭化水素ガス
のみを用いたイオンビーム法で成膜し、 次に、前記磁気記録媒体の略全面に物理蒸着法または化
学蒸着法で保護膜を形成することを特徴とする磁気記録
媒体の製造方法。1. A method of manufacturing a magnetic recording medium comprising: a magnetic film provided on a substrate; and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film, wherein the magnetic head contacts the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. At least one of Ne, Ar, Kr, and Xe is formed on the contact portion of the protective film by an ion beam method using a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas, and then over substantially the entire surface of the magnetic recording medium. A method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising forming a protective film by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method.
炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体の製
造方法において、 前記磁気記録媒体の略全面に物理蒸着法または化学蒸着
法により保護膜を形成し、 次に、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッド
と接触する前記保護膜の接触部分にNe,Ar,Kr,
Xeの内少なくとも一つと炭化水素ガス、または炭化水
素ガスのみを用いたイオンビーム法で成膜することを特
徴とする磁気記録媒体の製造方法。2. A method of manufacturing a magnetic recording medium comprising a substrate and a magnetic film provided thereon and a protective film containing carbon as a main component for protecting the magnetic film, wherein a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method is applied to substantially the entire surface of the magnetic recording medium. A protective film is formed by a vapor deposition method. Next, when starting or stopping the magnetic head, Ne, Ar, Kr,
A method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising forming a film by an ion beam method using at least one of Xe and a hydrocarbon gas or only a hydrocarbon gas.
炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体おい
て、 磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと接触
する前記保護膜の接触部分が、主に炭素と水素からなる
ダイヤモンドライク(DLC)層と、主に炭素、または
炭素と窒素、または炭素と窒素と水素からなるアモルフ
ァスカーボン層と、から構成されており、 前記接触部分以外の前記保護膜の部分が、主に炭素、ま
たは炭素と窒素、または炭素と窒素と水素からなるアモ
ルファスカーボン層で構成されていることを特徴とする
磁気記録媒体。3. A magnetic recording medium having a magnetic film provided on a substrate and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film, wherein the magnetic head contacts with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. The contact portion of the film is composed of a diamond-like (DLC) layer mainly composed of carbon and hydrogen, and an amorphous carbon layer mainly composed of carbon, or carbon and nitrogen, or carbon, nitrogen and hydrogen. A magnetic recording medium, wherein a portion of the protective film other than a contact portion is mainly composed of an amorphous carbon layer made of carbon, or carbon and nitrogen, or carbon, nitrogen and hydrogen.
炭素を主成分とする保護膜とを設けた磁気記録媒体にお
いて、 磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッドと接触
する部分以外の前記保護膜の部分の膜厚が10nm以下
であり、磁気ヘッドの起動または停止時に前記磁気ヘッ
ドと接触する部分の前記保護膜の部分の膜厚が前記接触
部分以外の前記保護膜の部分よりも厚くかつ20nm以
下であり、 前記接触部分の前記保護膜と前記接触部分以外の前記保
護膜の境界における前記保護膜の半径方向の膜厚変化率
が、前記接触部分以外の前記保護膜のおける半径方向の
膜厚変化率よりも大きく、 前記膜厚変化率の値が、前記接触部分の前記保護膜の膜
厚をAnm、前記接触部分以外の前記保護膜の膜厚をB
nmとしたとき、A/B>1.15を満たし、かつ膜厚
Aの90%に相当する膜厚、すなわち0.9Aの膜厚を
あたえる膜厚減少方向の端の半径位置をR1mm、膜厚
Bの110%に相当する膜厚、すなわち1.1Bの膜厚
をあたえる膜厚増加方向の端の半径位置をR2mmとし
たとき|R2−R1|<5を満たすことを特徴とする磁
気記録媒体。4. A magnetic recording medium provided with a magnetic film and a protective film mainly composed of carbon for protecting the magnetic film on a substrate, wherein a portion other than a portion which is in contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped. The thickness of the portion of the protective film is 10 nm or less, and the thickness of the portion of the protective film that is in contact with the magnetic head when the magnetic head is started or stopped is smaller than that of the portion of the protective film other than the contact portion. The thickness of the protective film at the boundary between the protective film at the contact portion and the protective film other than the contact portion in the radial direction of the protective film at a boundary between the protective film and the protective film other than the contact portion; The thickness of the protective film at the contact portion is A nm, and the thickness of the protective film at portions other than the contact portion is B.
When A / B> 1.15 is satisfied and the film thickness is 90% of the film thickness A, that is, the radius position of the end in the film thickness decreasing direction giving a film thickness of 0.9 A is R1 mm. Magnetic recording characterized by satisfying | R2-R1 | <5 when a radial position of an end in a film thickness increasing direction giving a film thickness corresponding to 110% of the thickness B, that is, a film thickness of 1.1B is R2 mm. Medium.
と、前記磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再
生部を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドとの間で信
号授受を行う記録再生信号処理部と、前記磁気ヘッドの
再生部としての磁気抵抗効果型磁気ヘッドと、を備える
ことを特徴とする磁気記憶装置。5. A magnetic recording medium according to claim 3 or 4, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head having a recording unit and a reproducing unit, and signal transmission / reception between the magnetic head. A magnetic storage device comprising: a recording / reproducing signal processing unit to be performed; and a magnetoresistive head as a reproducing unit of the magnetic head.
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JP2010092578A (en) * | 2008-07-24 | 2010-04-22 | Seagate Technology Llc | Two-zone ion beam carbon deposition |
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