JP2008123646A - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】垂直磁気記録媒体のグラニュラー磁性層6を保護するDLC保護膜7をCVD法により形成する際に、グラニュラー磁性層界面側の第1層7aの膜厚を保護膜全膜厚の7.5〜25%,水素含有量を33〜38%とし、第2層7bの膜厚を保護膜全膜厚の50〜85%,窒素含有量を3〜7%とし、最表面側の第3層の膜厚を保護膜全膜厚の7.5%〜25%,水素含有量を25%以下とする。
【選択図】図1
Description
本発明は上記の如き問題点を解消する為になされたものであり、その第1の目的は、グラニュラー磁性層を用いた垂直磁気記録媒体に機能的なDLC保護膜を付与し、耐食性、耐久性を向上することである。
また、第2の目的は、耐食性、耐久性に優れた垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することである。
図1は一実施例による垂直磁気記録媒体(磁気ディスク)の断面を模式的に示した図である。垂直磁気記録媒体(磁気ディスク)は、非磁性基板(基板)1の両面に形成された、AlTi密着層2、軟磁性層3、NiWシード層4、Ru中間層5、Co系合金グラニュラー磁性層(記録層)6、保護膜7、潤滑膜8を有する。軟磁性層3は、FeCo系下部軟磁性層3aと、Ru反強磁性結合層3bと、FeCo系上部軟磁性層3cの積層膜である。保護膜7は、第1保護層7aと、第2保護層7bと、第3保護層7cとの積層膜である。
まず、基板1として用いるソーダライムガラス基体(外径48mm、内径12mm、厚さ0.51mm)の洗浄を十分行なった。これを約1.3×10−5Pa以下(1.0×10−7Torr)まで排気された真空槽内に導入した。最初に密着層形成室に搬送し、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Al−50at%Ti密着層2を7nm形成した。続いて下部軟磁性層形成室に搬送し、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Fe−35at%Co−9at%Ta−4at%Zr合金下部軟磁性層3aを25nm成膜した。続いて反強磁性結合層形成室に搬送し、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Ru層3bを0.5nm形成した。続いて上部軟磁性層形成室に搬送し、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Fe−35at%Co−9at%Ta−4at%Zr合金上部軟磁性層3cを25nm成膜した。続いて基板冷却室に搬送しスパッタによる熱の影響で上昇した基板温度を55゜Cまで低下した後、シード層形成室に搬送し、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、Ni−8at%Wシード層4を8nm形成した。続いて中間層形成室に搬送し、Ar雰囲気約2Pa(15mTorr)の条件下で、DCマグネトロンスパッタリング法によりRu中間層4を15nm形成した。さらに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、90mol%(Co−15at%Cr−18at%Pt)8mol%SiO2合金からなるグラニュラー磁性層(記録層)6を17nm形成した。
密着層2は、ソーダライムガラスからのアルカリ金属の電気化学的溶出を防ぐため、またガラスと軟磁性層3との密着性を向上するために設けてあるもので、AlTiの他にNiTa,AlTa,CrTi,CoTi,NiTaZr,NiCrZr,CrTiAl,CrTiTa,CoTiNi又はCoTiAlでも良く、厚さは任意である。また、特に用いる必要がなければ省略することもできる。
また密着層2と軟磁性層3の間に軟磁性裏打ち層を設けても構わない。この場合の代表的な構成として、密着層2の上にNi−18at%Feを6nm、Fe−50at%Mnを17nm、Co-10at%Feを3nm、この順に順次成膜して軟磁性層3を設けた。
シード層4として、NiFe合金、NiTa合金、TaTi合金等を用いることも可能である。また、シード層4と軟磁性層3の間にCrTi合金を積層してもよい。
基板冷却工程は上部軟磁性層3cの形成後ではなく、上部軟磁性層3cの形成前、記録層6の形成前に設けることもでき、さらにこれらを複数組み合わせても構わない。
記録層6まで積層した基板1を真空槽内から出すことなく、図2に示す保護膜形成室21に搬送した。この保護膜形成室21は、13.56MHzの高周波電源(Radio Frequency(RF)P.S.)から整合回路(Matching Box(M.B.))を経て、高周波の印加されるRF電極22を備えている。そして、これらは基板1の両サイドに左右対称に設けてあり、両面同時に成膜出来る構造となっている。図3に、ガス導入、RF及びバイアス電圧印加のタイムチャートを示す。保護膜形成室21をターボモレキュラポンプ23で排気しながら、保護膜形成室上方のガス導入口24からエチレンガス(C2H4)をマスフローコントローラ(MFC)を介し、同時に水素(H2)ガスをMFCを介して導入した。このときエチレンの流量を100〜250sccm(Standard Cubic centimeter per minutes)、水素の流量を100〜200sccmとした。また、窒素(N2)の流量を50〜200sccmとし、窒素の添加時間と基板バイアス電圧印加時間とを独立に変化させることで、保護膜7の第1層7a、第2層7b、第3層7cの膜厚比率を変化させ、数種類のサンプル作製に対応させた。このとき保護膜形成室21の圧力はバラトロンゲージの読み値で2.5〜3.0Paであった。
上記垂直磁気記録媒体は、グラニュラー磁気記録層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたCVD法により、基板にバイアス電圧を印加することなく第1DLC層を製膜し、さらに窒素ガスを添加し、基板に負のバイアス電圧を印加して第2DLC層を製膜し、窒素ガスを添加せずに基板に負のバイアス電圧を印加して第3DLC層を製膜することにより得ることができる。
Claims (20)
- 基板上に少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層と、保護膜とが形成された垂直磁気記録媒体において、
前記保護膜は炭素を主成分とし水素を含んだ3層のダイヤモンドライクカーボン層を有し、第1層は全膜厚の7.5〜25%の膜厚を有し、水素含有量が33〜38%であり、第2層は全膜厚の50〜85%の膜厚を有し、さらに窒素を含有し、該窒素の含有量が3〜7%であり、第3層は全膜厚の7.5%〜25%の膜厚を有し、水素含有量が25%以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記保護膜の全膜厚は3.0nm〜5.0nmであることを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記グラニュラー磁性層は、Co系合金であることを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記軟磁性層とグラニュラー磁性層との間にRu中間層が形成されていることを特徴とする請求項3記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記保護膜の上に潤滑膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記基板は、ソーダライムガラス基板、化学強化アルミノシリケート基板、Ni−P無電解めっきAl−Mg合金基板及びセラミックス基板の中から選ばれた1種の基板であり、
前記密着層は、AlTi,NiTa,AlTa,CrTi,CoTi,NiTaZr,NiCrZr,CrTiAl,CrTiTa,CoTiNi及びCoTiAlの中から選ばれた1種の合金層であり、
前記軟磁性層は、FeCo系合金層であり、
前記グラニュラー磁性層は、Co系合金であることを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。 - 前記グラニュラー磁性層は、CoCrPt−SiO2合金であることを特徴とする請求項6記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記FeCo系合金軟磁性層とCo系合金グラニュラー磁性層との間にRu中間層が形成されていることを特徴とする請求項6記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記FeCo系合金軟磁性層と前記Ru中間層の間にNiW合金,NiFe合金,NiTa合金及びNiTi合金の中から選ばれた1種の合金からなるシード層が形成されていることを特徴とする請求項8記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記密着層と軟磁性層の間に、NiFe合金、FeMn合金及びCoFe合金が積層された軟磁性層裏打ち層が形成されていることを特徴とする請求項6記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記軟磁性層は、FeCo系合金下部軟磁性層と、Ru反強磁性結合層と、FeCo系合金上部軟磁性層の積層であることを特徴とする請求項6記載の垂直磁気記録媒体。
- 非磁性基板の上にスパッタリングにより、少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層とを形成する工程と、
前記非磁性基板にバイアス電圧を印加することなく、前記グラニュラー磁性層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第1保護層を形成する工程と、
前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、前記第1保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第2保護層を形成する工程と、
前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、前記第2保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第3保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 前記第1保護層は、該第1保護層と前記第2保護層及び第3保護層の全膜厚の7.5〜25%の膜厚を有し、水素含有量が33〜38%であり、前記第2保護層は全膜厚の50〜85%の膜厚を有し、窒素含有量が3〜7%であり、前記第3保護層は全膜厚の7.5%〜25%の膜厚を有し、水素含有量が25%以下であることを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記炭化水素ガスは、メタンガス、エタンガス、エチレンガス及びアセチレンガスの中から選ばれた1種のガスであることを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記第3保護層の形成時、窒素ガスを添加しないことを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記軟磁性層を形成する工程の後に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記軟磁性層を形成する工程と、前記グラニュラー磁性層を形成する工程の間に結晶配向層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記グラニュラー磁性層を形成する工程の前に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項17記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記軟磁性層を形成する工程は、FeCo系合金下部軟磁性層を形成する工程と、Ru反強磁性結合層を形成する工程と、FeCo系合金上部軟磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項12記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記FeCo系合金上部軟磁性層を形成する工程の前に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項19記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
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