JP2001093131A - 磁気記録媒体、その製造方法、スパッタリングターゲット、および磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気記録媒体、その製造方法、スパッタリングターゲット、および磁気記録再生装置Info
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Abstract
供。 【解決手段】基板上に、Co合金層の組成として少なく
ともCr、Pt、およびBを有し、Bの含有率が3.5
〜6at%であることを特徴とする磁気記録媒体で解決
することができる。Co合金結晶の平均粒径が5〜15
Åであることを特徴とした磁気記録媒体で解決できる。
Description
などに用いられる磁気記録媒体、その製造方法、、上記
磁気記録媒体の製造に用いられるスパッタリングターゲ
ット、および上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装
置に関するものである。
気記録媒体は、基本的に以下の構成になっている。Al
合金の上にNi−P無電解メッキした基板やガラスの基
板の上にスパッター法で、CrもしくはCrW、CrM
oなどのCr合金をCo合金層の結晶配向用の非磁性下
地層として成膜し、その上に磁性層としてCo合金の薄
膜を成膜する、さらに保護膜としてカーボン等を成膜
し、潤滑剤を必要に応じて塗布する。Co合金層は、記
録密度の向上にしたがって高い保磁力が要求されてきて
おり、1990年ごろは1000エルステッド程度だっ
た保磁力が現在では3000エルステッドを超えるもの
が実用になっている。今後のより高記録密度に対応する
ため、より高い保磁力が要求されている。
たは下地層の種類もしくは条件によって変わるが、基本
的には合金組成によって支配されると考えられる。Co
合金層としていくつかの合金が提案されてきた。特開平
1−256017号公報や米国特許5049451号公
報にCoCrPtTa系の4元系合金よりなる磁性層を
特徴とする磁気記録媒体が開示されている。また特開平
4−221418号公報にはCoCrPtB系の4元系
合金よりなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体が開示さ
れている。また特開平5−189738号公報にはCo
CrPtTaB系の5元系合金からなる磁性層を特徴と
する磁気記録媒体が開示されている。
録密度に見合った保磁力を有し、電磁変換特性に優れて
いることが求められている。電磁変換特性の重要な項目
の一つとして、Signal To Noise Ra
tio(以下「SNR」という。)がある。すなわち、
高い残留磁化(以下「高Br」という。)および低ノイ
ズの特性が優れていることが求められている。
力を高めるために、Co合金中のPtの量を増やして対
応してきた。一方、単に保磁力を高めると、磁気交換作
用が強くなり磁区同士の分離が難しくなり、ノイズが高
くなった。ノイズを低くするためには、Co合金の結晶
粒径を小さくして、結晶粒界に非磁性物を析出させて結
晶粒をより孤立化させれば良いことが知られており、そ
のために結晶粒界に偏析しやすいCrの添加量を増やし
て対応してきた。ところが、PtおよびCrの添加量が
増加すると、たとえばPtが10at%(原子%比率)
を越えCrが20at%を越すと、CoCrPtTa合
金の実質的に重要な特性である残留磁化は急激に小さく
なり記録媒体として使用できなくなる状況があった。
に開示されているCoCrPtB系の4元系合金よりな
る磁性層を特徴とする磁気記録媒体は、保磁力は330
0エルステッド(Oe)程度であり高記録密度には不十
分であると考える。さらに、記録媒体として実用性を判
断するS*(「エススター」)、SNRについての開示
はなく実際に我々が実験してみると、高記録密度(15
0kFCI(kiro−Flux Change pe
r Inch))においては、十分なS*、SNRが得
られなかった。また特開平5−189738号公報に開
示されているCoCrPtTaB系の5元系合金からな
る磁性層を特徴とする磁気記録媒体も保磁力がたかだか
2000エルステッドでありより高記録密度に対しては
不十分であることが想定される。
応するために、高い記録密度に対応したより高い保磁力
を有し、高Brで低ノイズすなわち高いSNRを有して
実用に供される磁気記録媒体が求められている。
高Brで低ノイズすなわち高いSNRを有し、より高い
保磁力を有し今後の高記録密度に適した磁気記録媒体を
得ることにある。また、その製造方法、この磁気記録媒
体を容易に製造することができるスパッタリングターゲ
ット、およびSNR特性にさらに優れた磁気記録再生装
置を提供することを目的とする。
結晶粒の平均粒径とノイズの関係、B添加による結晶粒
径の制御の可能性を見出し、この知見に基づいて本発明
に至った。
明は、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とCo
合金層を有する磁気記録媒体において、Co合金層の組
成として少なくともCr、Pt、およびBを有し、Bの
含有率が3.5〜6at%であり、保磁力が4500エ
ルステッド以上である特徴を有する磁気記録媒体であ
る。
明は、Co合金層の組成としてPtおよびCrの含有率
[at%]が10≦Pt≦26、およびCr≦23の範
囲において、PtおよびCrの含有率[at%]が次の
式(1)〜(5)全てを満足することを特徴とする上記
1)に記載の磁気記録媒体である。
明は、上記2)に記載の磁気記録媒体において、式
(5)を次の式(5a)としたことを特徴とする磁気記
録媒体。式(5a) Cr≦−5×B+51
明は、Co合金結晶の平均粒径が50〜150Åである
ことを特徴とする上記1)〜3)のいずれか1項に記載
の磁気記録媒体である。
明は、Co合金層の組成としてTa、Zr、Ce、H
o、Tbのいずれか1つ、または2つ以上を含有してい
ることを特徴とする上記1)〜4)のいずれか1項に記
載の磁気記録媒体である。
明は、Taの含有率が1〜3at%、Zrの含有率が1
〜3at%、Ceの含有率が1〜5at%、Hoの含有
率が1〜5at%、Tbの含有率が1〜5at%である
ことを特徴とする上記5)に記載の磁気記録媒体であ
る。
明は、非磁性下地層とCo合金層との間に非磁性中間層
としてCoCr合金層を有することを特徴とする上記
1)〜6)のうちいずれか1項に記載の磁気記録媒体で
ある。
明は、CoCr合金層のCr含有率が33〜40at%
であることを特徴とする上記7)記載の磁気記録媒体で
ある。
明は、CoCr合金層のCr含有率が25〜50at%
であることを特徴とする上記7)記載の磁気記録媒体で
ある。
の発明は、上記1)〜9)のいずれか1項に記載の磁気
記録媒体のCo合金層を作製するために用いられるスパ
ッタリングターゲットであって、少なくともCr、P
t、およびBを含み、Bの含有率が3.5〜6at%で
ある材料からなるものであることを特徴とするスパッタ
リングターゲットである。
の発明は、非磁性基板上に非磁性下地層を形成する工程
と、その上にCo合金層を形成する工程とを含む磁気記
録媒体の製造方法において、Co合金層の材料として少
なくともCr、Pt、およびBを含み、Bの含有率が
3.5〜6at%であるスパッタリングターゲットを用
いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
の発明は、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記
録再生する磁気ヘッドとを備えた、磁気記録再生装置で
あって、磁気記録媒体が上記1)〜9)のいずれか1項
に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録
再生装置である。
記述する。また、1[nm]=10[Å]である。ま
た、1[Torr]≒133[Pa]である。
一実施形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体は、
非磁性基板S上に非磁性下地層1、Co合金層2、保護
膜3、潤滑膜4を順次形成したものである。
として一般に用いられるNiPメッキ膜が形成されたア
ルミニウム合金基板(以下、「NiPメッキAl基板」
ともいう。)、ガラス基板、セラミック基板、可撓性樹
脂基板、またはこれらの基板にNiPまたは他の合金を
メッキあるいはスパッタ法により蒸着させた基板等を用
いることができる。
変換特性、より高い保磁力を得るなどの目的でテクスチ
ャ処理を施してもよい。
金層2を形成するには、磁気記録媒体を製造する従来公
知の方法、たとえばスパッター法による金属膜の形成方
法を用いることができる。成膜を効率良く安定に行うた
めに必要に応じて成膜時に基板にバイアスを−200〜
400[V]印可することができる。
非磁性下地層、たとえばCr、Ti、Ni、Si、T
a、Wなどの単一組成膜、またはこれらの主成分の結晶
性を損なわない範囲で他の元素をこれらに含有させた合
金からなる膜を使用できる。非磁性下地層1の働きはC
o合金層2の結晶配向を制御することにあり、なかでも
特に、Cr単一組成、またはCrにMo、W、V、T
i、Nbのうち1種または2種以上を含有させた材料を
用いるのが好ましい。上記材料を用いる場合、その組成
は、CrzYとするのが好ましい。ここでY=Mo、
W、V、Ti、Nbのうち1種または2種以上とする。
Yの含有量(z)は、20at%以下とするのが好まし
い。10at%とするのがより好ましい。この含有量が
20at%を越えると、非磁性下地層1の上に形成され
るCo合金層2の配向性が悪くなり、保磁力、ノイズ特
性が悪くなる。
層2の結晶粒径に影響する場合がある。下地層1の結晶
粒径を細かくする場合は、BやZr, Taなどを下地層
1のCr、Cr合金に添加することで可能である。
る範囲であれば制限されるものではない。この厚さは、
100〜1000Åが好ましい範囲であり、150〜7
00Åとするとさらに好ましい。下地層1膜厚が100
Å未満の場合には、保磁力の向上効果が確認できず、1
000Åを越えるとSNRが悪くなる。
しても良いし、多層構造をなすものとしても良い。多層
構造の場合、材料は上述したもののうち互いに同一また
は異なる組成を積層したものとすることができる。たと
えば、Cr層の上にCrMo合金層(Mo含有量10a
t%以下)、Crの上にCrW合金層(W含有量30a
t%以下)などを用いることが出来る。
少なくともCr、Pt、およびBを有し、Bの含有率を
3.5〜6at%とすることが必要であり、保持力をよ
り高める、S*をより高めるあるいはより良いSNRを
得るためには4〜6at%であることがより好ましい。
5at%未満では保磁力は十分高くなるが、急激にSN
Rが悪化する。逆に、Co合金層中のBの含有量量が6
at%を越えると、飽和磁化は緩やかにしか減少しない
が、S*は急激に減少して好ましい値である0.7を越
えることができない。
れているBrd(残留磁化と膜厚の積[Gμm])のパ
ラメータで30〜100[Gμm]の範囲で、所定の記
録再生信号出力が得られるように調整することができ
る。
ように、Co合金結晶粒内の酸素を固定して、Crの偏
析を促進し、結晶粒を孤立化させノイズを低減させるな
どの効果もある。
成膜する際のチャンバー内の到達真空度を悪くとも2×
10-7〜5×10-7Torrとし、また成膜前の非磁性
基板のプレヒート温度を調節し、さらに前述したように
非磁性下地層1の膜厚を調節することにより保磁力が4
500エルステッド以上の磁気記録媒体を製造すること
ができる。
する。
は大きくても、実質的に重要な特性である残留磁化が小
さいため、記録再生に必要な電磁変換特性が得られなく
なる。S*を高Brの指標とすることができる。一般に
S*が0.7以上のCo合金層は磁気記録媒体として好
ましいと考える。
推定される。磁気記録媒体のS*が小さいと、Co合金
層内の磁化の単位である磁区の持つ保磁力が、各磁区ご
とに大きくばらついていると考えることができる。これ
は、Co合金の結晶配向が悪くなっていると考えること
ができる。このような状態では、Co合金層全体の平均
保磁力を大きくしても、保磁力が小さい磁区を多く含ん
でいることになる。それらの磁区では、書き込み時の反
磁界を受けやすくなり、その記録が反転消滅、すなわち
実質的に重要な特性である残留磁化が小さくなる。その
結果、読み出しの時の出力が弱くなる。
り強くなり、S*が小さい磁気記録媒体は適さなくなる
と推定できる。
動式磁気特性測定装置(「VSM」)を用いて、試料の
B−Hヒステリシスループを測定する。このヒステリシ
スループにおいて、H=0の点でのBの値を+Br、−
Br(Brの値を「残留磁化」という。)とする。この
ヒステリシスループにおいて、B=0の点でのHの値を
+Hc、−Hc(Hcの値を「保磁力」という。)とす
る。H=Hcの点でのヒステリシスループに対する接線
を求めて、さらにその接線とB=−Brとの交点を求め
て、その時のHの値をH*とする。ここで、次式によっ
て得られる値をS*と定義する。S*=(H*)/(H
c)ヘッドが媒体に接触した時に媒体表面の損傷を防ぐ
ために、あるいはヘッドと媒体の間の潤滑特性を確保す
るために、保護膜3を設ける。その材質は、従来公知の
ものを使用でき、たとえば、C、SiO2、ZrO2の単
一組成、またはこれらを主成分とし他元素を含むものが
使用可能である。
プラズマCVD法等を用いて形成することができる。
ことができる。特に20〜100Åとすると、よりスペ
ーシングロスを小さくできるので好ましい。
を形成することもできる。潤滑膜の材料としては、PF
PE(パーフルオロポリエーテル)等の弗化系液体潤滑
剤、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用可能である。潤滑膜形
成方法としては、ディッピング法、スピンコート法など
の従来公知の方法を使用できる。
ッド以上の保磁力を有し、高Brで低ノイズすなわち高
いSNRを有し、S*がより大きく実用に供される磁気
記録媒体は、Co合金層の組成としてPtおよびCrの
含有率[at%]が10≦Pt≦26、およびCr≦2
3の範囲において、PtおよびCrの含有率[at%]
が次の式(1)〜(5)全てを満足することによって得
ることができる。
の関係式を満たすことにより保磁力を4500エルステ
ッド以上に高めることができる。
び(5)の関係式を満たすことによりS*をより大きく
することができる。
び(4)の関係式を満たすことよりSNRをより改善す
ることができる。
めには、Co合金層の組成としてPtおよびCrの含有
率[at%]が10≦Pt≦26、およびCr≦23の
範囲において、PtおよびCrの含有率[at%]が前
述の式(2)〜(5)および次の式(6)を全てを満足
することによって得ることができる。
高い保磁力、高いSNRを得るためには、Co合金層の
組成としてPtおよびCrの含有率[at%]が10≦
Pt≦26、および18≦Cr≦22の範囲において、
PtおよびCrの含有率[at%]が前述の式(2)〜
(6)を全てを満足するものとすることができる。
a)Cr≦−5×B+51とするのがより好ましい。
r濃度を分析したところ、結晶粒界ではCr濃度が高
く、粒内に進むと低くなっている。さらに、粒の中心で
はまた高くなっている。以上から、粒界へのCrの偏析
をより促進させるためには、結晶粒径を小さくして、結
晶粒界の面積総和を増加させまた結晶粒内から粒界まで
の拡散距離を短くさせれば良いことが分かる。
平均粒径を50〜150Åとすることができ、50〜1
00Åであることがより好ましい。
小さくなると、飽和磁化は緩やかにしか減少しないがS
*の値は急激に小さくなり好ましい値である0.7を越
えないので、平均粒径は50Å以上が好ましい。逆に、
Co合金層2のCo合金結晶の平均粒径が大きくなる
と、保磁力は十分高くなるが、SNRが急激に悪化する
ので平均粒径は150Å以下が好ましい。
合金層に添加する材料は、B以外のものでも結晶粒微細
化を促進させるものであればいずれでもよい。
成膜され、その時のチャンバー内の到達真空度は、2×
10-7〜5×10-7Torrである。この程度の真空度
の場合、必然的にCo合金層に酸素が入り込むが、Co
合金層内に酸素があると、Crの拡散が阻害され偏析し
難くなり、ノイズが高くなる場合がある。
ために、Co合金層の組成としてTa,Zr,Ce,H
o,Tbのいずれか1つ、または2つ以上を含有させる
ことが好ましい。
ないが次のように推定される。Coに対してほとんど固
容しない性質、酸化物がきわめて安定である性質を持つ
ために、Co合金結晶粒内の酸素を固定して、その状態
で粒界に偏析する。その結果、Crの偏析を促進し、C
o合金結晶粒が孤立化してノイズが低減し、SNRが改
善すると考えられる。
S*は若干低下するが、SNRは改善される。含有量が
3at%を越えると、保磁力が低下し、SNRも悪化す
る。よってTaの添加量は1〜3at%とすることがで
きる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。した
がってTaの添加量は1〜3at%とすることができ1
〜2at%であるのがより好ましい。
変化せず、S*は若干低下するが、SNRは改善され
る。含有量が3at%を越えると、保磁力が低下し、S
*が低下し、SNRも悪化する。よってZrの添加量は
1〜3at%とすることができる。添加量の効果はこれ
らを総合的に評価する。したがってZrの添加量は1〜
3at%とすることができ1〜2at%であるのがより
好ましい。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。よってCeの添加量は1〜5at%と
することができる。添加量の効果はこれらを総合的に評
価する。したがってCeの添加量は1〜5at%とする
ことができ1〜3at%であるのがより好ましい。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。よってHoの添加量は1〜5at%と
することができる。添加量の効果はこれらを総合的に評
価する。したがってHoの添加量は1〜3at%とする
ことができ1〜2at%であるのがより好ましい。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。よってTbの添加量は1〜5at%と
することができる。添加量の効果はこれらを総合的に評
価する。したがってTbの添加量は1〜3at%とする
ことができ1〜2at%であるのがより好ましい。
録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録
再生装置は、図1に示す構成の磁気記録媒体9と、磁気
記録媒体9を回転駆動させる媒体駆動部10と、磁気記
録媒体9に情報を記録再生する磁気ヘッド11と、この
磁気ヘッド11を磁気記録媒体9に対して相対運動させ
るヘッド駆動部12と、記録再生信号処理系13とを備
えている。記録再生信号処理系13は、外部からの記録
信号を処理して磁気ヘッド11に送ったり、磁気ヘッド
11からの再生信号を処理して外部に送ることができる
ようになっている。本発明の磁気記録再生装置に用いる
磁気ヘッド11には、磁気記録再生用ヘッド、特に高記
録密度に対応した記録再生ギャップが短いリング型ヘッ
ドを用いることができる。再生素子として異方性磁気抵
抗効果(AMR)を利用したMR素子だけでなく、巨大
磁気抵抗効果(GMR)を利用したGMR素子などを有
したより高記録密度に適したヘッドを用いることができ
る。
記録媒体を用いるので、SNR特性が向上し高記録密度
が可能とすることができる。
造方法について説明する。NiPメッキAl基板は、表
面が十分に平滑になるようにポリッシュされた後、良く
洗浄されたものを用いる。NiPメッキAl基板に、表
面平均粗さRaが12Åとなるようにテクスチャー加工
を例えばダイヤモンド砥粒のスラリーを用いて施す。N
iPメッキAl基板S上に、非磁性下地層1、Co合金
層2を順次をスパッタリング、真空蒸着、イオンプレー
ティングなどの手法により形成し、続いて保護膜3を、
プラズマCVD法、イオンビーム法、スパッタリング法
などにより形成する。
成する場合には、少なくともCr、Pt、およびBを含
み、Bの含有率が3.5〜6at%である材料からなる
スパッタリングターゲットが用いられる。
含まれるPtおよびCrの含有率[at%]が10≦P
t≦26、およびCr≦23の範囲において、Ptおよ
びCrの含有率[at%]が次の式(1)〜(5)全て
を満足することが好ましい。
しい。
10-4〜10-5[Torr]である場合には、スパッタ
リングターゲットの材料としてさらにTa、Zr、C
e、Ho、Tbのいずれか1つ、または2つ以上を含有
していることが好ましい。
rの含有率が1〜3at%、Ceの含有率が1〜5at
%、Hoの含有率が1〜5at%、Tbの含有率が1〜
5at%であることがより好ましい。
Al、O、Nの不純物の含有量が各100質量ppm以
下であることが望ましい。このターゲットとしては、焼
結合金ターゲットや、溶製法により製造された合金ター
ゲットを用いることができ、特に、焼結合金ターゲット
を用いるのが好ましい。この焼結合金ターゲットは、上
記材料の粉末を用い、これをHIP(熱間静水圧プレ
ス)、ホットプレス等の従来公知の方法により焼結した
ものとすることができる。なお上記材料粉末としては、
ガスアトマイズ法等の従来公知の方法により製造したも
のを用いることができる。
グの条件は例えば次のようにする。成膜に用いるチャン
バー内は真空度が10-5〜10-7[Torr]となるま
で排気する。チャンバー内に基板を収容して、所望の保
磁力を得るように基板を加熱、例えば200〜250℃
に加熱した後、Arガスを導入して放電させてスパッタ
成膜をおこなう。このとき、供給するパワーは0.2〜
2.0[kW]とし、放電時間とパワーを調節すること
によって、所望の膜厚を得ることができる。
グ法、スピンコート法などの従来公知の方法を採用する
ことができる。
あっては、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層と
Co合金層を有する磁気記録媒体であって、Co合金層
の組成として少なくともCr、Pt、およびBを有し、
Bの含有率が3.5〜6at%であり、保磁力が450
0エルステッド以上としたものであるので、ノイズ特性
が良好になりSNR特性を向上させることができる。
体にあっては、Co合金層の結晶粒の平均粒径を5〜1
5nm(50〜150Å)とすることができる。
れば、少なくともCr、Pt、およびBを含み、Bの含
有率が3.5〜6at%である材料からなるものである
ので、Co合金層2を容易に作製することができる。よ
って、上記磁気記録媒体の製造を容易にすることができ
る。
非磁性基板上に非磁性下地層、Co合金層、保護膜、潤
滑膜を順次形成する磁気記録媒体において、Co合金層
を形成する前に非磁性下地層の上に非磁性中間層として
CoCr合金層を、従来公知の方法、たとえばスパッタ
ー法による金属膜の形成方法により形成する。前述した
ように磁気記録媒体がより高記録密度に対応するために
より良好な電磁変換特性を得るためには磁性層のCo合
金結晶粒の容易磁化方向が極力磁気記録媒体の面内に配
向しており、さらにその粒径が微細化、均一化されて、
さらに粒と粒とが非磁性物質で分離されていることが求
められている。そのために非磁性下地層を形成しそれら
の配向と粒径とに、Co合金粒を合わせている。さら
に、より効率的にその非磁性下地層の効果をCo合金に
受け継がせるために非磁性中間層としてCoCr合金層
を形成するのが好ましい。
金層が形成されることにより、B元素が直接非磁性下地
層の上には成膜されないので、B元素の共有結合性によ
る結晶構造的な等方性による非磁性下地層の配向効果の
低下を緩和できるために、非磁性下地層の配向効果が効
率良くCo合金粒の配向、粒径に対して反映することが
できると推定される。その結果、磁気記録媒体の特性と
してはS*がより大きくなり、よりSNRが良くなる。
CoCr合金層のCrの含有量は25at%〜50at%
であるのが好ましく、33at%〜40at%であるのが
より好ましい。この範囲よりCr含有量が少ないとCo
Cr合金が磁化を有してしまうために、この上のCo合
金層の磁気特性が悪くなってしまう。この範囲よりもC
r含有量が多いと下地層に近くなってしまうため、前述
した中間層としての効果が半減してしまう。CoCr合
金層の厚さは5〜100Åが好ましく、10Å〜60Å
がより好ましい。それより薄いとCoCr合金層を均一
に成膜することができず、これより厚いとCoCr合金
の結晶粒が大きく成長してしまうため、Co合金粒の成
長が妨げられSNRが悪くなる。
しい高い保磁力、より好ましい高いSNRを得るために
は、Co合金層の組成としてPt、CrおよびBの含有
率[at%]が10≦Pt≦18、20≦Cr≦22、
4≦B≦6(より好ましくは10≦Pt≦14、20≦
Cr≦22、4.5≦B≦5.5)であるのが好まし
い。
で低ノイズすなわち高いSNRを有し、高い保磁力を有
した磁気記録媒体を得ることができる。
確化する。図1に示すものと同様の構造の磁気記録媒体
をつぎのようにして作製した。表面が良く洗浄され、十
分平滑なNiPメッキAl基板に、表面平均粗さRaが
12Åとなるようにダイヤモンドのスラリーを用いてテ
クスチャ加工を施した。この基板上に、DCマグネトロ
ンスパッター装置(アネルバ社製「3100」)を用い
て、CrW下地層(W含有量20at%)、CoCrP
tB合金層、保護膜を順次成膜した。スパッターをする
チャンバーはスパッター前に3×10-7Torrに排気
し、Arガスを導入して3mTorrに維持して、成膜
時にバイアスを印加して放電させた。下地層の膜厚は、
700Åとした。放電パワーと放電時間を調節してCo
合金層の厚さは80Gμmとした。さらにその上に、ス
パッター法によりカーボン保護膜を形成した。その膜厚
は、100Åとした。保護膜上に、ディッピング法によ
りPFPE潤滑剤を塗布し、厚さ20Åの潤滑膜(図示
せず)を形成した。なお、各種のCo合金組成を得るた
めに、組成の異なるターゲットを順次交換して成膜し
た。また非磁性中間層としてCoCr合金を下地膜とC
o合金を成膜する間に各種のCoCr合金組成を得るた
めに、組成の異なるターゲットを順次交換して成膜し
た。
使用して、これらの磁気記録媒体の静磁気特性である保
磁力、S*、飽和磁化を測定した。
性を、GUZIK社製リードライトアナライザRWA1
632、およびスピンスタンドS1701MPを用いて
測定した。磁気ヘッドとして磁気抵抗素子(MR素子)
を有するヘッドを用いた。線記録密度は150kFCI
とした。測定項目はもっとも重要なSNRとした。
た。試料として切り出したディスクを、研磨により50
ミクロンまで薄くした後、イオンミリングでさらに薄く
加工した。加工した試料の表面を、透過電子顕微鏡を用
いて、300KVA明視野像を直視100000倍の条
件で観察した。その像を250万倍で焼き付けてTEM
写真とした。TEM写真上に観察されているCo合金結
晶粒から、無作為に3000個の結晶粒を選びマークし
て、それらを画像解析装置を用いて解析して平均粒子径
を算出した。
の含有量18at%、Ptの含有量18at%)におい
て、B含有量とSNR、S*の関係を示した図2のグラ
フをみると、Bの含有量を3.5%〜6%とすることが
でき、4%〜6%であることがより好ましい。
Rが悪化している。Bの含有量が6%を越えると、飽和
磁化は緩やかにしか減少しない(データは図示していな
い)が、S*は急激に減少して0.7を越えることがで
きない。
る、Cr、Pt、Bの含有量を変えた試験例1〜112
の、SNR、S*、Brd、保磁力の結果を示す。
てPtおよびCrの含有率[at%]が10≦Pt≦2
6、およびCr≦23の範囲において、PtおよびCr
の含有率[at%]が次の式(1)〜(5)全てを満足
するものは、より高い保磁力を有し、高Brで低ノイズ
すなわち高いSNRを有して実用に供される磁気記録媒
体とすることができる。
Cr≦−5×B+51とするのがより好ましい。
の含有量18at%、Ptの含有量18at%)におい
て、Co合金結晶の平均粒径とSNR、S*の関係を示
した図3のグラフをみると、Co合金層2のCo合金結
晶の平均粒径を50〜150Åとすることができ50〜
100Åであることがより好ましい。
50Å未満では、飽和磁化は緩やかにしか減少しない
(データは図示していない)が、S*は急激に減少して
0.7を越えることができない。
粒径が150Åを越えると、急激にSNRが悪化する。
有量20at%、Ptの含有量18at%、Bの含有量
4at%)にTaを1〜3及び4at%添加した試験例
113〜116の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示
す。Taを1〜3at%添加すると、保磁力、S*は若
干低下するが、SNRは改善される。含有量が3at%
を越えると、保磁力が低下し、SNRも悪化する。した
がってTaの添加量は1〜3at%とすると効果がある
ことが分かる。
有量20at%、Ptの含有量18at%、Bの含有量
4at%)にZrを1〜3及び4at%添加した試験例
117〜120の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示
す。
変化せず、S*は若干低下するが、SNRは改善され
る。含有量が3at%を越えると、保磁力が低下し、S
*が低下し、SNRも悪化する。したがってZrの添加
量は1〜3at%とすると効果があることが分かる。
有量20at%、Ptの含有量18at%、Bの含有量
4at%)にCeを1〜6at%添加した試験例121
〜126の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。したがってCeの添加量は1〜5at
%とすると効果があることが分かる。
有量20at%、Ptの含有量18at%、Bの含有量
4at%)にHoを1〜6at%添加した試験例127
〜132の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。Hoの添加量は1〜5at%とすると
効果がある。さらに総合的に評価して添加量を評価す
る。したがってHoの添加量は1〜3at%とすると効
果があることが分かる。
有量20at%、Ptの含有量18at%、Bの含有量
4at%)にTbを1〜6at%添加した試験例133
〜138の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
若干高くなり、S*は変化しないが、SNRは改善され
る。含有量が5at%を越えると、保磁力が低下し、S
NRも悪化する。Tbの添加量は1〜5at%とすると
効果がある。さらに総合的に評価して添加量を評価す
る。したがってTbの添加量は1〜3at%とすると効
果があることが分かる。
の、Crの含有量、膜厚を変えた試験例139〜157
の、SNR、S*、Brd、保磁力の結果を示す。
量は25at%〜50at%であるのが好ましく、33a
t%〜40at%であるのがより好ましいのがわかる。C
oCr合金層の厚さは5〜100Åが好ましく、10Å
〜60Åがより好ましいのがわかる。
くとも非磁性下地層とCo合金層を有する磁気記録媒体
において、Co合金層の組成として少なくともCr、P
t、およびBを含み、Bの含有率が3.5〜6at%で
あり、保磁力が4500エルステッド以上としているの
で、高Brで低ノイズすなわち高いSNRを有し、高い
保磁力を有した磁気記録媒体を得ることができる。この
磁気記録媒体は高記録密度に適している。
によれば、少なくともCr、Pt、およびBを含み、B
の含有率が3.5〜6at%である材料からなるもので
あるので、Co合金層を容易に作製することができる。
よって、上記磁気記録媒体の製造を容易にすることがで
きる。
ば、磁気記録媒体が、非磁性基板上に、少なくとも非磁
性下地層とCo合金層を有する磁気記録媒体において、
Co合金層の組成として少なくともCr、Pt、および
Bを含み、Bの含有率が3.5〜6at%であり、保磁
力が4500エルステッド以上としているので、SNR
特性が向上し高記録密度が可能とすることができる。
断面図である。
PtB合金系(Crの含有量18at%、Ptの含有量
18at%)において、B含有量とSNR、S*の関係
を示したグラフである。
PtB合金系(Crの含有量18at%、Ptの含有量
18at%)において、Co合金結晶の平均粒径とSN
R、S*の関係を示したグラフである。
装置の一例を示す概略構成図である。
金層、3・・・保護膜、4・・・潤滑膜、9・・・磁気
記録媒体、10・・・媒体駆動部、11・・・磁気ヘッ
ド、12・・・ヘッド駆動部、13・・・記録再生信号
処理系
Claims (11)
- 【請求項1】非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層
とCo合金層を有する磁気記録媒体において、Co合金
層の組成として少なくともCr、Pt、およびBを有
し、Bの含有率が3.5〜6at%であり、保磁力が4
500エルステッド以上であることを特徴とする磁気記
録媒体。 - 【請求項2】Co合金層の組成としてPtおよびCrの
含有率[at%]が10≦Pt≦26、およびCr≦2
3の範囲において、PtおよびCrの含有率[at%]
が次の式(1)〜(5)全てを満足することを特徴とす
る請求項1記載の磁気記録媒体。 式(1) Pt≧−Cr−0.23×(B−3)2+30 式(2) Pt≦−Cr−2×B+52 式(3) Pt≦12×B−20 式(4) Cr≧−1.6×B+21 式(5) Cr≦−5×B+52 - 【請求項3】請求項2に記載の磁気記録媒体において、
式(5)を次の式(5a)としたことを特徴とする磁気
記録媒体。 式(5a) Cr≦−5×B+51 - 【請求項4】Co合金結晶の平均粒径が50〜150Å
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載の磁気記録媒体。 - 【請求項5】Co合金層の組成としてTa、Zr、C
e、Ho、Tbのいずれか1つ、または2つ以上を含有
していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項6】 Taの含有率が1〜3at%、Zrの含
有率が1〜3at%、Ceの含有率が1〜5at%、H
oの含有率が1〜5at%、Tbの含有率が1〜5at
%であることを特徴とする請求項5に記載の磁気記録媒
体。 - 【請求項7】非磁性下地層とCo合金層との間に非磁性
中間層としてCoCr合金層を有することを特徴とする
請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項8】CoCr合金層のCr含有率が25〜50
at%であることを特徴とする請求項7に記載の磁気記
録媒体。 - 【請求項9】請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気
記録媒体のCo合金層を作製するために用いられるスパ
ッタリングターゲットであって、少なくともCr、P
t、およびBを含み、Bの含有率が3.5〜6at%で
ある材料からなるものであることを特徴とするスパッタ
リングターゲット。 - 【請求項10】非磁性基板上に非磁性下地層を形成する
工程と、その上にCo合金層を形成する工程とを含む磁
気記録媒体の製造方法において、Co合金層の材料とし
て少なくともCr、Pt、およびBを含み、Bの含有率
が3.5〜6at%であるスパッタリングターゲットを
用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項11】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報
を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置
であって、磁気記録媒体が請求項1〜8のうちいずれか
1項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気
記録再生装置。
Priority Applications (1)
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JP2000090893A JP4238455B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-29 | 磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11-93170 | 1999-07-22 | ||
JP20773399 | 1999-07-22 | ||
JP11-207733 | 1999-07-22 | ||
JP2000090893A JP4238455B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-29 | 磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置 |
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---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2013125259A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | Jx日鉱日石金属株式会社 | クロム酸化物を含有する強磁性材スパッタリングターゲット |
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JPWO2013125259A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-07-30 | Jx日鉱日石金属株式会社 | クロム酸化物を含有する強磁性材スパッタリングターゲット |
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