JP2005166150A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＮｉＰ非磁性金属膜の表面の酸化度を低くし、その上にＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層を成膜することにより、高ＯＲを有する磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 非磁性基板上に無電解メッキ法で形成されたＮｉＰ非磁性金属膜の表面にテクスチャー加工が施された非磁性基体上に、少なくともＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層が順次スパッタ法により成膜されてなる磁気記録媒体において、Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ磁気記録層は、テクスチャー加工が施された非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなるＮｉＰ非磁性金属膜の上にスパッタ法により順次成膜されてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に関し、特に、情報処理装置の記憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置などに搭載される磁気ディスク媒体の磁気異方性を向上させるものである。

近年、コンピュータなどの情報処理装置の記憶装置として固定磁気ディスク装置が多く用いられている。この固定磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体としての磁気ディスクは、一般に、ディスク状の非磁性材料、例えばアルミニウム合金やガラスからなる基板の表面に無電解メッキ法でＮｉＰ膜からなる非磁性金属膜を形成した非磁性基体上に円周方向にテクスチャー加工が施され、その上にスパッタ法でＣｒ又はＣｒ合金からなる非磁性金属下地層、Ｃｏ合金からなる薄膜磁気記録層、アモルファスカーボンからなる保護層を順次成膜積層し、その上に液体潤滑剤を塗布した潤滑層で構成されている。
テクスチャー加工は、磁気ヘッドと磁気ディスク表面との吸着防止として、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触面積を小さくすること、または、磁気ディスクに磁気異方性を与えて磁気記録媒体としての磁気特性を向上させことを目的として、基板表面上に同心円状の条痕を形成する加工技術である。

テクスチャー加工による同心円状の溝は、非磁性金属下地層および薄膜磁気記録層の成膜時に円周方向と半径方向の残留磁化Ｍｒの差を発生させる。その差は、残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒｔ（ｍｅｍｕ／ｃｍ^２）の半径方向に対する円周方向の値としての残留磁化比ＯＲ（Orientation Ratio）で表す。ヘッドから同じ再生出力を得るときには、ＯＲが大きい方が薄膜磁気記録層の膜厚を薄くすることができ、媒体ノイズを低減することができる。
特開昭６４−７０９２５号公報 特開平４−１２９０２６号公報 特表２０００−５１６００９号公報

近年、磁気記録媒体として磁気ディスクの記録容量の更なる増大が求められている情況にあり、それに伴い、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隔、即ちヘッド浮上量は益々小さくなっている。
しかしながら、テクスチャー加工してある非磁性基体を使用した磁気記録媒体の表面は、テクスチャーの凹凸形状が反映されており、磁気ヘッドの浮上量をできるだけ下げても、テクスチャーの高さ又は深さ分は磁気ヘッドと磁気ディスクのスペーシングがあることになる。
このため、テクスチャーの粗さの低い又は無い磁気ディスクが望まれ、そのためにテクスチャーに依存せずに高いＯＲを有する磁気ディスクを得るための技術が望まれているが、テクスチャーの粗さが同じでも、ＯＲは、非磁性金属下地層を成膜する前のＮｉＰメッキ非磁性基体表面のＮｉ酸化度が高いと小さくなる。すなわち、図1に示すように、ＮｉＰメッキ非磁性基体表面のＮｉの割合（Ｎｉ還元度）が高い方がＯＲは高い。

この磁気異方性は結晶配向の異方性によるものであると推測されている。すなわち、下地層のＣｒの（１１０）面と磁気記録層のＣｏの（００２）面の面間隔が近いため、Ｃｏの（００２）面は下地層であるＣｒの（１１０）面に配向する。Ｃｒの（１１０）面は円周方向テクスチャーに対して垂直方向に形成され易いため、Ｃｒ下地層上に積層されるＣｏ合金磁性層のＣｏの磁化容易軸は円周方向を向くと推測されている。
しかし、Ｃｒ下地層は、その下層となるＮｉＰ表面が、酸化して酸化ニッケルリッチな表面になっていると、Ｃｒの（１１０）面の配向は、テクスチャーによる形状よりも酸化ニッケルの配向に依存してしまい、テクスチャーの向きに関わらずランダムな向きに形成される。従って、高ＯＲを得るためには、Ｃｒ下地層の形成前にＮｉＰ表面の酸化度を低くしておく必要がある。

本発明は、上述の点に鑑み、ＮｉＰ非磁性金属膜の表面の酸化度を低くし、その上にＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層を成膜することにより、高ＯＲを有する磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に無電解メッキ法で形成されたＮｉＰ非磁性金属膜の表面にテクスチャー加工が施された非磁性基体上に、少なくともＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層が順次スパッタ法により成膜されてなる磁気記録媒体において、前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層は、前記テクスチャー加工が施された前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の上にスパッタ法により順次成膜されてなることを特徴とする。
また、前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の表面状態が、前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層の成膜前において、Ｎｉが５０〜７０ａｔ％、ＮｉＯが１０〜１５ａｔ％、かつＮｉ_２Ｏ_３が２０〜３５ａｔ％からなるＮｉ酸化度を有することが好ましい。

さらに、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に無電解メッキ法で形成されたＮｉＰ非磁性金属膜の表面にテクスチャー加工が施された非磁性基体上に、少なくともＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層を順次スパッタ法により成膜する磁気記録媒体の製造方法において、前記テクスチャー加工を施された前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理を施す還元処理工程と、該還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の上に前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層をスパッタ法により順次成膜する成膜工程とを備えることを特徴とする。
また、前記還元処理は、前記非磁性基体の表面を水素ガス又は水素プラズマに暴露することによりなされることが好ましい。

本発明によれば、テクスチャー加工が施された非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなるＮｉＰ非磁性金属膜の表面は、その表面上のＮｉ酸化物が還元されて表面の酸化度が低くなっているため、その表面上にスパッタ法によりＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層を順次成膜することにより、非磁性金属下地層のＣｒの（１１０）面が円周方向テクスチャーに対して垂直方向に形成され、その上に積層される磁気記録層のＣｏの（００２）面がＣｒの（１１０）面上に配向し易くなり、その結果、ＯＲが高くなり、ノイズの少ない磁気記録媒体を得ることができる。

本発明の磁気記録媒体の実施形態としては、ディスク状の非磁性基体上に、下地層、磁気記録層、保護層及び液体潤滑層を順次積層した形態のものが好ましい。
非磁性基体に用いる基板は、２.５インチ、３インチ、３.３インチ、３.５インチ、５インチなどいずれの大きさのディスク基板であってもよい。なお、ここで示した大きさは公称値であり、当該技術において汎用されているものであると理解されるべきである。
非磁性基体としては、ディスク形状のアルミニウム合金基板表面に無電解メッキ法でＮｉＰ膜を形成し、その表面を鏡面研磨し、その後円周方向にテクスチャー加工を施したものとすることが好ましい。
このテクスチャー加工を施した非磁性基体を水素ガスや水素プラズマに暴露して非磁性基体の表面に還元処理を施すことにより、テクスチャー加工を施したＮｉＰメッキ膜の表面のＮｉ酸化物を還元し、ＮｉＰメッキ膜の表面の酸化度を低くする。

その還元処理を施した非磁性基体上に下地層をスパッタ法により引き続き成膜する。下地層は、Ｃｒ又はＣｒ合金からなり、具体的には、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＭｏ、ＣｒＳｉなどからなり、多層構造のものであってもよい。膜厚は２０ｎｍ以下であり、好ましくは１０〜２０ｎｍである。
その下地層上に磁気記録層を引き続きスパッタ法により成膜する。磁気記録層は、記録層として使用できる強磁性金属を含み、具体的には、CoCrTaPt、CoCrTaPt-Cr₂O₃、CoCrTaPt-SiO₂、CoCrTaPt-ZrO₂、CoCrTaPt-TiO₂、CoCrTaPt-Al₂O₃などを成分とするＣｏ合金からなる磁気記録層であり、多層構造のものであってもよい。膜厚は２０ｎｍ以下であり、好ましくは１０〜２０ｎｍである。
次に、磁気記録層の上に保護層を成膜する。保護層は、磁気記録層をヘッドの衝撃、外界の腐食性物質などの腐食から保護する機能を有し、スパッタ法又はプラズマＣＶＤ法により成膜する水素添加アモルファスカーボンや窒素添加アモルファスカーボンなどからなるカーボン保護層が好ましい。保護層の厚さは５.０ｎｍ以下であり、好ましくは２.０〜４.０ｎｍである。

さらに、保護層上に液体潤滑剤を塗布することにより液体潤滑層を形成する。液体潤滑剤はパーフルオロ-ポリエーテルが好ましく、Z-dol、Z-tetraol、Z-dol TX、AM（アウジモント社商品名）など、いずれの液体潤滑剤でもよい。液体潤滑層の膜厚は２.０ｎｍ以下であり、好ましくは１.０〜１.５ｎｍである。

以下に、表１に示す実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明は本実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
３.５インチアルミ合金基板上に無電解メッキ法により形成したＮｉＰメッキ層の表面に円周方向のテクスチャー加工を施した非磁性基体を準備した。その後、その非磁性基体を真空装置内に搬送し、圧力０.５Ｐａで水素ガスに暴露することにより、非磁性基体の表面処理（還元処理）を施した。その後、その非磁性基体上に、スパッタ法で２０ｎｍのＣｒ下地層、スパッタ法で１０ｎｍのＣｏ合金磁気記録層、プラズマＣＶＤ法で３.０ｎｍの窒素添加アモルファスカーボン保護層、ディッピング法で１.５ｎｍのZ-Dol液体潤滑層を成膜した。
（実施例２〜６）
非磁性基体の表面処理の条件を表１に示すように変えること以外は、実施例１と同様である。
（参考例１〜６）
非磁性基体の表面処理の条件を表１に示すように変えること以外は、実施例１と同様である。
（比較例１）
非磁性基体の表面処理を無しにすること以外は、実施例１と同様である。
（比較例２〜４）
非磁性基体の表面処理の条件を表１に示すように変えること以外は、実施例１と同様である。
（評価）
以上の実施例、参考例及び比較例において得られたサンプルについて、ＯＲの評価を行った。ＯＲは、イノベイティブインスツルメント製ＯＲＭにて測定した。また、非磁性基体の表面処理まで実施し、下地層以降を成膜していないサンプルにおいて、非磁性基体表面の中心線平均粗さＲａ及び非磁性基体表面のＮｉ、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３の割合を算出した。Ｒａは１０×１０μｍの範囲をＡＦＭ測定により、Ｎｉ、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３の割合はＸ線光電子分光分析により算出した。

表１に非磁性基体表面のＮｉ、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３の割合とＲａとＯＲを、図２にＮｉ量と規格化したＯＲの関係図を示す。Ｒａ及びＯＲは非磁性基体の表面処理をしていない比較例１のときの値を１として規格化した。

表１及び図２から明らかなように、非磁性基体表面に還元処理を施す実施例１〜６は、その処理のない比較例１と比較して、非磁性基体表面のＮｉ量が増加し、Ｒａを悪化（増大）させることなく、ＯＲが高くなっている。また、非磁性基体表面のＮｉ、ＮｉＯ、Ｎｉ_２Ｏ_３の割合やＲａが表面処理の圧力に依存する傾向は見られない。
参考例１〜６のように、水素イオンや窒素イオンやアルゴンイオンによる逆スパッタによっても、ＯＲを高めることができるが、比較例２，３，４のように、処理時間が長いとＲａが大きくなり、記録密度増大に伴うヘッドの低浮上量化に反するものとなる。

本発明は、情報処理装置の記憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置などに搭載される磁気ディスク媒体の磁気異方性を向上し、以って低ノイズ、高密度記録を可能とする。

従来技術を説明する非磁性基体表面のＮｉ量と規格化したＯＲの関係図である。 本発明の実施例、参考例及び比較例を対比して説明する非磁性基体表面のＮｉ量と規格化したＯＲの関係図である。

Claims (4)

1. 非磁性基板上に無電解メッキ法で形成されたＮｉＰ非磁性金属膜の表面にテクスチャー加工が施された非磁性基体上に、少なくともＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層が順次スパッタ法により成膜されてなる磁気記録媒体において、前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層は、前記テクスチャー加工が施された前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の上にスパッタ法により順次成膜されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の表面状態が、前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層の成膜前において、Ｎｉが５０〜７０ａｔ％、ＮｉＯが１０〜１５ａｔ％、かつＮｉ_２Ｏ_３が２０〜３５ａｔ％からなるＮｉ酸化度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。
3. 非磁性基板上に無電解メッキ法で形成されたＮｉＰ非磁性金属膜の表面にテクスチャー加工が施された非磁性基体上に、少なくともＣｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層を順次スパッタ法により成膜する磁気記録媒体の製造方法において、前記テクスチャー加工が施された前記非磁性基体の表面の酸化物に還元処理を施す還元処理工程と、該還元処理が施されてなる前記ＮｉＰ非磁性金属膜の上に前記Ｃｒ又はＣｒ合金非磁性金属下地層及びＣｏ合金磁気記録層をスパッタ法により順次成膜する成膜工程とを備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記還元処理は、前記非磁性基体の表面を水素ガス又は水素プラズマに暴露することによりなされることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。

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