JP2000298824A

JP2000298824A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2000298824A
Application number: JP11106552A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hikosaka; 和志彦坂; Hideo Ogiwara; 英夫荻原; Futoshi Nakamura; 太中村; Soichi Oikawa; 壮一及川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な磁気特性、表面性、及び熱揺らぎ耐性
を有し、高記録密度で低浮上が可能な磁気記録媒体を得
る。【解決手段】面内異方性を有するＣｒ下地層上に、Ｖ
下地層、磁性層を順に形成するか、あるいは基板に平行
に（２１１）配向をもつＢＣＣ構造を有する下地層上
に、磁性層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等に用いられる面内型磁気記録方式の磁気記録媒体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク（ＨＤＤ）は、高速・高
密度記録・ランダムアクセス可能・ビットコストが安い
等の特徴を持ち、コンピューターの外部記憶装置とし
て、今後も、記録密度の向上が望まれている。

【０００３】これまでの研究によって、磁気記録の記録
密度を向上させようとする場合、媒体ノイズを低減させ
ることと、熱揺らぎ耐性を向上させるということの両立
が問題であることが明らかになってきている。

【０００４】この解決方法の一つは、媒体磁性膜の磁気
異方性エネルギーを高めた材料を用いることである。し
かし、媒体磁性膜の磁気異方性エネルキーを高めるため
に、磁気異方性磁界を大きくした材料を用いると記録ヘ
ッドで十分書き込むことができないという問題が生じ、
磁気異方性磁界を大きくしないで、飽和磁化量が大きい
材料を用いると、静磁気相互作用が大きくなって、低ノ
イズ化が難しいとの問題が生じる。

【０００５】このような問題を解決する方法として、膜
面内に異方性を付与することで、材料自体の異方性磁界
の増大を最小限にとどめながら、記録分解能を向上させ
た面内記録媒体を使用する方法が考えられる。

【０００６】ＨＤＤの磁性層としては、一般にＣｏ合金
が使用される。Ｃｏ合金磁性層を面内記録層とする場合
に、下地層としてＣｒなどのＢＣＣ構造を用いることは
よく知られているまた、スパッタの斜方入射が薄膜面内
の磁気異方性を誘起することは良く知られており、IEEE
translation journal on magnetics in Japan, Vol.3,
No.6, JUNE 1988；東芝には、斜方製法の下地膜の配向
とＣｏ合金の磁気異方性との関係についてＣｒ（１１
０）配向では磁気異方性が付き、Ｃｒ（２００）配向で
は磁気異方性が付かないことが開示されている。また、
Ｃｒ（１１０）配向では、Ｃｒに結晶の面内配向が付与
され、Ｃｒ（２００）配向では、Ｃｒに結晶の面内配向
が付与されないことが開示されている。

【０００７】これまで、膜面内に磁気異方性を付与する
ディスクの作製方法としては、ＮｉＰメッキを行なった
Ａｌ基板にメカニカルな方法でテクスチャーをつけ、こ
の上に、スパッタによって下地膜や磁性膜を形成する方
法が知られている。しかし、記緑密度を高めるために必
要な条件として、ヘッドと媒体の間隔を狭めるすなわち
ヘッドの浮上高を低くする必要がある。従って、表面を
意識的に荒らしたメカニカル・テクスチャーでは、今後
の低浮上化に対応することが困難と予想される。

【０００８】メカニカル・テクスチャーを用いないで、
膜面内に異方性を付与するディスクの方法としては、製
膜時に中央に穴の開いたマスクを用いて斜方製法によっ
て下地層、磁性層を形成する方法が特開昭６２−８２５
１６号に開示されている。この際、下地膜としてＣｒ
が、磁性膜としてＣｏ−Ｎｉが用いられている。しかし
ながら、保磁力は、１４００（Ｏｅ）程度であり、高記
録密度を達成するためには不十分であった。また、スパ
ッタレートが極端に低下していた。

【０００９】また、成膜時にマスクを用いないで、面内
磁気異方性を付与するディスクの方法として、下地層お
よび磁性層の製膜条件を詳細に規定した製造方法が知ら
れている。特開平５−１４３９８８号では、下地膜厚、
ターゲット・エロージョン、入射角度、スパッタＡｒ
圧、及び基板温度等の成膜条件を規定することにより、
５０％程度の磁性粒子の楕円の長軸が円周方向に向くよ
うに、制御することが記載されているが、下地膜厚が、
５０ｎｍ以上（１０００ｎｍ以下）と厚く、粒子の大き
さが大きく、表面性が悪いことが懸念される。さらに、
条件が限られるため実用的ではなかった。この媒体で
は、Ｃｒは（１１０）配向、Ｃｏは（１０１）配向され
ることが開示されている。

【００１０】また、ガラスのような鏡面基板を念頭にい
れたものに、特開平７−９３７３９号があり、ここで
は、表面粗さＲａが１５オングストロームである鏡面
基板上に、Ｖまたは、Ｍｏからなる下地層の上にＣｒと
等しい結晶面間隔のＢＣＣ構造の下地層を形成し、この
上に（１００）配向で、磁化容易軸が円周方向に向いた
Ｃｏ合金磁性層を形成した媒体が開示されている。しか
し、ここで、得られる保磁力は１５００Ｏｅ程度であ
った。また、下地層の膜厚も２００〜８００ｎｍと厚
く、媒体としての表面性が問題であった。

【００１１】上述のように、従来の面内記録媒体では、
下地層も、所望の配向を完全に得られる訳ではなく、下
地層には、配向や粒径、結晶性の不完全さが残ってい
た。このため、下地層上に形成される磁性層にも、同様
に配向や粒径、結晶性が不完全なものとなっていた。以
上のように、従来は、膜面内に十分に異方性を付与でき
ないために、高保磁力を有する磁性層が得られず、耐熱
揺らぎの低下、Ｓ／Ｎの低下、さらには記録密度の低下
につながっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、本発明の目的は、良好な磁気特
性、表面性、及び熱揺らぎ耐性を有し、高記録密度で低
浮上が可能な磁気記録媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、基板
と、該基板上に設けられ、クロムを含有し、面内異方性
を有する第１の下地層と、該第１の下地層上に設けられ
たバナジウムを含有する第２の下地層と、該第２の下地
層上に設けられたコバルト合金磁性層とを具備すること
を特徴とする磁気記録媒体を提供する。

【００１４】本発明は、第２に、基板と、該基板上に設
けられ、該基板に平行に（２１１）配向面をもち、その
面が膜面内で異方的な配向をもつＢＣＣ構造を有する下
地層と、該下地層上に設けられたコバルト合金層とを具
備することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、平滑な表面をも
ち、膜面内に磁気的な異方性を有し、保磁力も大きな媒
体で、かつ、熱揺らぎ耐性をより向上させるために、好
適な下地膜の構成と配向性を見いだし、本発明をなすに
至った。

【００１６】本発明の第１の観点に係る磁気記録媒体
は、基板上に、下地層及びＣｏ合金層を順に積層した構
成から実質的になり、下地層は、Ｃｒを含有し面内異方
性を有する第１の下地層と、Ｖを含有する第２の下地層
との少なくとも二層からなり、第１の下地層と第２の下
地層、第２の下地層とＣｏ合金層は、各々直接接してい
る。

【００１７】面内異方性を有する第１の下地層は、例え
ば斜方製法により形成することができる。好ましくは、
第２の下地層も斜方製法により形成することができる。
これにより、基板に平行な面内に大きな異方性を有する
ＢＣＣ構造の下地層が得られる。

【００１８】また、本発明の第２の観点に係る磁気記録
媒体は、基板、下地層、及びＣｏ合金層が順に積層され
た構成を有し、下地層は、Ｃｏ合金層に直接接し、基板
に平行に（２１１）配向面をもち、その面が膜面内で異
方的な配向をもつＢＣＣ構造を有する。

【００１９】基板に平行に（２１１）配向面をもち、そ
の面が膜面内で異方的な配向をもつＢＣＣ構造を有する
下地層は、例えば斜方製法により形成することができ
る。本発明によれば、面内異方性を有するＣｒ含有下地
層上に、Ｖ含有下地層を介してＣｏ合金磁性層を形成す
るか、あるいは基板に平行に（２１１）配向面をもち、
膜面内に異方的な配向をもつＢＣＣ構造の下地層上にＣ
ｏ磁性合金層を形成することにより、基板面に平行に
（００２）配向するコバルト粒子がみられず、磁化容易
軸が媒体の記録再生方向に向くように、Ｃｏ面内に磁気
異方性を有するＣｏ合金磁性層が得られる。このような
磁性層を有する磁気記録媒体は、表面性良好で、高保磁
力を有し、これにより、改善された耐熱揺らぎ性が得ら
れ、高記録密度を実現し得る。

【００２０】下地層は好ましくはバナジウムを含有す
る。下地層を基板に平行に（２１１）配向させるため
に、下地層と基板との間にさらにプレコート層を設ける
ことができる。プレコート層としては、例えばＮｉＡ
ｌ、ＦｅＡｌ、Ｃｒ、Ｃｒ合金等があげられる。

【００２１】このような磁気記録媒体は、１６００Ｏ
ｅより大きい保磁力を有することが好ましい。

【００２２】また、本発明によれば、基板にテクスチャ
ーを設ける必要がないので、表面性の良好な磁気記録媒
体が得られる。好ましい表面粗さは２乗平均粗さＲａで
１．１ｎｍ以下である。

【００２３】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明
する。

【００２４】実施例１−１ないし１−３表面粗さＲａが
０．５ｎｍである化学強化アルミノ・ケイ酸ガラスを基
板を各々用意した。下地層を基板外周からのスパッタ粒
子によって膜が形成される斜方製法を用いて形成した。

【００２５】図１に、斜方製法方法に使用されるスパッ
タ装置の構成を表す概略図を示す。

【００２６】図示するように、この装置は、対向して配
置された中心に開孔を有するディスク基板１と、ディス
ク基板１より大きい径を有するターゲット３と、それら
の間に、ターゲット３と基板１の中心軸と同じ中心軸を
有するように順に配置され、各々その外周が、ターゲッ
ト３と基板１の外周を結ぶ領域の範囲内にある第１の円
盤状マスク５及び第１の円盤状マスク５よりも小さい径
を有する第２の円盤状マスク６、及び２つの円盤状マス
ク５，６の外周に接し、かつその両主面が中心軸に対
し、各々放射状に配置された複数のシールド２とを有す
るマスク本体７とを有している。この装置を用いると、
図示するようにターゲット３から基板１に対し角度θで
斜めに適用される粒子により成膜が行われる。

【００２７】この装置を用いて、スパッタパワー１４０
０Ｗ、アルゴン圧０．６Ｐａで、製膜時間８．６秒で、
Ｃｒを各々２０ｎｍ形成し、次に、通常の対向静止方法
で、スパッタパワー１４００Ｗ、アルゴン圧０．６Ｐａ
で、実施例１−１ないし１−３として、Ｖ膜を各々５ｎ
ｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍの３種類形成した。

【００２８】この上に、記録層として、Ｃｏ₆₄Ｐｔ₂₀Ｃ
ｒ₁₆ターゲットを用いて、酸素を添加したＡｒガス雰囲
気中でＣｏＰｔＣｒ合金膜を各１０ｎｍ形成し、さらに
この上に保護膜として、Ｃ膜を各８ｎｍ形成し、媒体を
得た。

【００２９】図２に、本発明の磁気記録媒体の構造の一
例を表す図を示す。得られた媒体は、図２に示すよう
に、基板１０上に、Ｃｒ下地層１１、Ｖ下地層１２、Ｃ
ｏＰｔＣｒ磁性層１３、保護層１４を順に積層した構造
を有する。

【００３０】これらの媒体について、磁気特性、表面
性、及び熱揺らぎ耐性を調べた。その結果を下記表１に
示す。

【００３１】比較例１−１ないし１−３として、５、１
０、３０ｎｍのＣｒ膜上にＶ膜なしで、直接ＣｏＰｔＣ
ｒ合金膜を形成し、さらに、比較例２−１ないし２−４
としてＣｒ膜なしで通常の対向静止方法でＶ膜のみを
５、１０、２０、３０ｎｍ形成する以外は、実施例と同
様にして各々媒体を作製した。これらの媒体について、
同様にして、磁気特性として、トラック方向保磁力Ｈｃ
ｃｉｒ、半径方向保磁力Ｈｃｒａｄ、及び保磁力の
異方性Ｈｃｃｉｒ／Ｈｃｒａｄ、さらに表面性Ｒ
ａ及び熱揺らぎ耐性を調べた。

【００３２】媒体の表面はＡＦＭを用いて測定した。

【００３３】さらに、熱揺らぎ耐性の比較は、ＶＳＭを
用い、一度磁化を飽和させた後、逆方向に一定磁界を印
加し、時間に対する磁化量の変化を測定して行った。こ
のとき、磁化の減衰量が比較例１−１に対して、０．８
割以下の場合を○、０．８ないし１．０割の場合を△、
１．０割を越える場合を×として評価した。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１に示すように、実施例１−１ない
し１−３の媒体では、保磁力の異方性（O.R.）が１．２
以上であり、保磁力も２３００（Ｏｅ）以上の十分な値
が得られた。

【００３６】また、熱ゆらぎ耐性は、比較例１−１の場
合、１０秒ないし６００秒の間の磁化減衰量は２．３％
であったが、実施例１−１ないし１−３の媒体では０．
５ないし０．８割であり、良好であることがわかった。

【００３７】また、例えば実施例１−２の媒体の角型比
は、円周方向が０．８９、半径方向が０．５であり、残
留磁化量は、円周方向が０．５２memu／ｃｍ²、半径方
向が０．４３memu／ｃｍ²であった。これに対して、Ｃ
ｒ下地膜のみの場合（比較例１−１ないし１−３）は、
膜厚を５〜３０ｎｍまで変化させても、異方性は最大
１．１９まで得られるものの、保磁力は１６００（Ｏ
ｅ）程度であった。また、Ｖ膜のみの場合（比較例２−
１ないし２−４）は、異方性は、１．１以下であった。

【００３８】また、表１に示すように、実施例１−１な
いし１−３で得られた媒体の表面粗さＲａは、０．６２
〜０．９ｎｍであり、十分良好な表面性を保っていた。

【００３９】また、Ｘ線回折により、基板面に平行な結
晶配向性を調べたところ、Ｃｒ下地膜の配向は基板面に
平行に（１１０）配向しているが、Ｃｏ合金の（００
２）配向が若干見られるのに対して、Ｖ下地膜を形成し
たものには、（００２）配向が見られず、膜面垂直方向
に磁化容易軸が向いた粒子が少なくなって、面内記録に
適した配向をとっていることがわかった。

【００４０】実施例２表面粗さＲａが０．５ｎｍである
化学強化アルミノ・ケイ酸ガラスを基板として用い、は
じめに対向静止方法で、スパッタパワー１０００Ｗ、ア
ルゴン圧０．６Ｐａで、ＮｉＡｌを４０ｎｍ形成した。

【００４１】この上に、基板外周からのスパッタ粒子に
よって膜が形成される斜方入射方法によって、スパッタ
パワー１４００Ｗ、アルゴン圧０．６ＰａでＶ膜を３０
ｎｍ形成した。

【００４２】この上に記録磁性層として、Ｃｏ₆₄Ｐｔ₂₀
Ｃｒ₁₆ターゲットを用いてＣｏＰｔＣｒ合金膜を１０ｎ
ｍ形成したさらにこの上に保護膜として、Ｃ膜を８ｎｍ
形成して媒体とした。

【００４３】比較例３として、基板外周からのスパッタ
粒子によって膜が形成される斜方入射方法によって、ス
パッタパワー１４００Ｗ、アルゴン圧０．６ＰａでＶ膜
を２０ｎｍ形成し、この上に、記録層として、Ｃｏ₆₄Ｐ
ｔ₂₀Ｃｒ₁₆ターゲットを用いてＣｏＰｔＣｒ合金膜を１
０ｎｍ形成した。さらに、この上に保護膜として、Ｃ膜
を８ｎｍ形成して媒体とした。

【００４４】また、比較例４として、対向静止方式でＶ
膜を２０ｎｍ形成した後、記録層として、Ｃｏ₆₄Ｐｔ₂₀
Ｃｒ₁₆ターゲットを用いてＣｏＰｔＣｒ合金膜を１０ｎ
ｍ形成した。さらに、この上に保護膜として、Ｃ膜を８
ｎｍ形成して媒体とした。

【００４５】

【表２】

【００４６】これらの媒体について、磁気特性、表面
性、熱揺らぎ耐性、及び基板面に平行な結晶配向性と、
基板面に垂直な面の結晶配向異方性をＸ線回折で調べ
た。

【００４７】実施例２の媒体では、基板面に平行な結晶
配向としてＶ膜の（２１１）ピークがみられ、比較例
３，４では（１１０）ピークが見られた。一方、基板面
に垂直な面の結晶配向の異方性については、実施例２と
比較例３のどちらの媒体も円周方向と半径方向で結晶配
向の異方性がみられた。特に、実施例の媒体では（１−
１−１）面が円周方向に強く配向していた。磁気特性の
測定から、実施例２と比較例３の媒体でも、面内で磁気
異方性がついていることがわかった。

【００４８】熱揺らぎ耐性については、比較例３の媒体
では、１０ないし６００秒間の磁化の減衰量が２．１％
であり、比較例１−１の０．９割程度であったが、実施
例２の媒体は、磁化量の変化が、０．５割程度であり、
比較例３と比較すると０．６割程度であり、熱揺らぎに
強いことが確認された。この結果は、下地膜の配向を
（２１１）配向とし異方性を持たせることで、その上に
成長したＣｏ合金のＣ軸が膜面内トラック方向にそろう
結果、磁化容易軸が円周方向に対して４５度程度傾いて
いる粒子が少なくなっているためと考えられる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、良好な磁気特性、表面
性、及び熱揺らぎ耐性を有し、高記録密度で低浮上が可
能な磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】斜方製法方法に使用されるスパッタ装置の構成
を表す概略図

【図２】本発明の磁気記録媒体の構造の一例を表す図

【符号の説明】

１…ディスク２…シールド３…ターゲット１０…基板１１…Ｃｒ下地層１２…Ｖ下地層１３…ＣｏＰｔＣｒ磁性層１４…保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村太神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者及川壮一神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 DA03 EA03 FA04 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板上に設けられ、クロムを
含有し、面内異方性を有する第１の下地層と、該第１の
下地層上に設けられたバナジウムを含有する第２の下地
層と、該第２の下地層上に設けられたコバルト合金磁性
層とを具備することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】１６００Ｏｅより大きい保磁力を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記コバルト合金磁性層１．１ｎｍ以下
の表面粗さを有することを特徴とする請求項１に記載の
磁気記録媒体。
【請求項４】前記第１の下地層は、斜方製法により形
成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒
体。
【請求項５】前記第１の下地層は、前記基板に平行に
（１１０）配向面をもち、その面が膜面内で異方的な配
向をもつことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒
体。
【請求項６】基板と、該基板上に設けられ、該基板に
平行に（２１１）配向面をもち、その面が膜面内で異方
的な配向をもつＢＣＣ構造を有する下地層と、該下地層
上に設けられたコバルト合金層とを具備することを特徴
とする磁気記録媒体。
【請求項７】前記ＢＣＣ構造を有する下地層は、斜方
製法により形成されることを特徴とする請求項６に記載
の磁気記録媒体。
【請求項８】前記ＢＣＣ構造を有する下地層は、バナ
ジウムを含有することを特徴とする請求項６に記載の磁
気記録媒体。