JP2538124B2 - 固定磁気ディスクおよびその製造方法 - Google Patents

固定磁気ディスクおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、信頼性に優れ、高密度磁気記録対応を可能
にする固定磁気ディスクおよびその製造方法に関する。
従来の技術 近年の高度情報社会において、記憶すべき情報の量は
年々増加の一途をたどり、記憶装置の大容量化、高密度
化に対する要望も高まっている。
このような状況のもと、コンピュータ周辺機器として
用いられる固定磁気ディスクに用いられる記憶媒体は、
従来のアルミディスク基板上にガンマ酸化鉄系の針状磁
性粉などを塗布した塗布型から、めっき法やスパッタ法
のどによるCo−Ni/Cr合金の薄膜型へと変化し、高密度
化が図られてきた。
発明が解決しようとする課題 しかしCo−Ni/Cr合金薄膜型はその構成材料が合金で
あるため耐久性などに問題があり、固定磁気ディスクの
構造としては、(潤滑層/保護層/Co−Ni磁性層/Cr層/N
i−Pめっき層/アルミニウム基板)の5層構造になっ
ており、製造工程が複雑であるといった欠点がある。
第4図は従来の固定磁気ディスクであるCo−Ni/Cr合
金の薄膜型の固定磁気ディスクの断面構造を示す。図に
おいて1はアルミニウム基板、2はNi−Pめっき層、3
はCr層、4はCo−Ni磁性層、5は保護層、6は潤滑層で
ある。
上記従来の固定磁気ディスクはCo−Ni磁性層4が面内
記録媒体であるため、さらに記録密度を上げるために記
録波長を短くしていくと減磁界の影響で記録が困難にな
ってくる。
そこで、磁気記録方式の上で、上記欠点を改善した記
録方式である垂直記録を可能とする磁気記録媒体とし
て、磁気ヘッドとその媒体が接触状態となるものではあ
るが、Co−Cr薄膜媒体などの研究が盛んになされてき
た。しかし第4図に示すCo−Ni/Cr合金の薄膜型の記録
媒体の場合と同様、Co−Cr薄膜媒体にも合金であるため
に信頼性に問題があり、Co−Cr薄膜の表面にアモルファ
スカーボン膜やCo酸化物のような保護層5を設けなくて
はならないという課題がある。
一方、固定磁気ディスク装置において、磁気ヘッドの
磁気ディスクに対する走行高さ(フライングハイト)を
できるだけ低くすることは、磁気ヘッドと磁気ディスク
スペーシングによる出力の損失(スペーシング損失)を
軽減するため、記録密度向上につながるものであり、最
近では高記録密度を可能にするために、0.05〜0.1μm
程度のフライングハイト量での走行が必要とされてい
る。
しかしながら、上記従来のCo−Ni/Cr合金の薄膜型記
録媒体、Co−Cr薄膜型記録媒体いずれにおいても、耐久
性などに問題があるため、信頼性確保のため薄膜媒体表
面に保護層5(数100Å)を形成しなければならず、し
たがってどうしてもスペーシング損失が増えてしまうの
という課題が残る。
本発明は上記課題を解決するものであり、信頼性に優
れ、かつ高密度磁気記録対応が可能である。垂直磁気成
分を有する固定磁気ディスクとその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、ディスク基板上
にNaCl型結晶構造を有する酸化物薄膜と、その上にスピ
ネル型結晶構造の酸化鉄軟磁性膜とさらにその上にコバ
ルトを含むスピネル型結晶構造の酸化鉄磁性薄膜を形成
した3層構造の固定磁気ディスクであり、また前記固定
磁気ディスクをいの活性さとCVD反応を利用した製造方
法により作製するものである。
作用 したがって本発明によれば、下地層として用いている
酸化物薄膜がNaCl型結晶構造の(100)に完全配向して
おり、またスピネル型結晶構造の酸化鉄軟磁性薄膜およ
びコバルトを含むスピネル型結晶構造の酸化鉄磁性薄膜
も上記酸化物薄膜の配向性の影響を受けて(100)の配
向性が向上しているため、耐久性も硬度などの信頼性に
優れ、かつ高密度磁気記録ができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
第1図は本発明の一実施例における固定磁気ディスク
の構造を示すものであり、図において7はディスク基
板、8はNiO膜、9はMn−Znフェライト膜層、10はCoフ
ェライト膜、11は潤滑層である。
第2図は本発明の一実施例において固定磁気ディスク
の製造に使用するプラズマCVD装置の概略図を示すもの
であり、図において12は反応チャンバー、13は電極、14
は反応チャンバー内を低圧に保つための排気系で15は高
周波電源(13.56M Hz)、16〜20は原料の入った気化器
で、21〜25はキャリアガスの気化器16〜20内への導入の
有無を制御するための第1のバルブ、26〜30は原料ガス
とキャリアガスの反応チャンバー11内への導入の有無を
制御するための第2のバルブ、31はキャリアガスボンベ
(窒素)、32は反応ガスボンベ(酸素)、33は基板回転
機構のついた基板加熱ヒーターである。
次に本実施例の固定磁気ディスクの製造方法を第2図
にもとづき説明する。
出発原料として、鉄アセチルアセトナート〔Fe(C5H7
O2〕,マンガンアセチルアセトナート〔Mn(C5H
7O2〕,亜鉛アセチルアセトナート〔Zn(C5H7O2
・2H2O〕,にけっるアセチルアセトナート〔Ni(C5H7
O2・xH2O〕およびコバルトアセチルアセトナート
〔Co(C5H7O2〕を使用し、気化器16にマンガンアセ
チルアセトナート、気化器18に脱水処理を行った亜鉛ア
セチルアセトナート(空気中100C゜で2時間)、気化器
19にコバルトアセチルアセトナート、気化器20に鉄アセ
チルアセトナートを入れ、それぞれ185C゜、130C゜、70
C゜、120C゜、135C゜に加熱し保持しておく。第1のバ
ルブ21および第2のバルブ26を開き、窒素キャリアガス
(流量20SCCM)とともにニッケルアセチルアセチナート
の蒸気を、反応ガスとしての酸素(流量3SCCM)ととも
に排気系14により減圧された反応チャンバー12内に導入
し、プラズマを発生(電力1.5W/cm2)させ、4分間減圧
下(0.10Torr)で反応を行い、400C゜に加熱したガラス
等よりなるディスク基板7(120回転/分)上にNiO膜8
を形成し、第1バルブ21および第2のバルブ26を閉じ
る。
引き続き、真空を破らずに第1のバルブ22、23、25お
よび第2のバルブ27、28、30を開き、窒素キャリアガス
(気化器17側に流量4SCCM、気化器18側に流量7SCCM、気
化器20側に流量15SCCM)とともにマンガンアセチルアセ
トナートの蒸気と亜鉛アセチルアセトナートの蒸気と鉄
アセチルアセトナートの蒸気を、反応ガスとしての酸素
(流量5SCCM)とともに、排気系14により減圧された反
応チャンバー12内に導入し、プラズマを発生(電力1.5W
/cm2)させ、6分間減圧下(0.09Torr)で反応を行い、
400C゜に加熱したディスク基板7(120回転/分)上にM
n−Znフェライト膜9を成膜し、第1のバルブ22、23お
よび第2のバルブ27、28を閉じる。
さらに引き続き、真空を破らずに第1のバルブ24およ
び第2のバルブ29を開き、窒素キャリアガス(流量7SCC
M)とともにコバルトアセチルアセトナートの蒸気を鉄
アセチルアセトナートの蒸気とともに反応チャンバー12
内に導入し、プラズマ中(電力1.5W/cm2)で8分間減圧
下(0.07Torr)で反応を行い、Mn−Znフェライト膜9上
にCoフェライト膜10を成膜し、Coフェライト/Mn−Znフ
ェライト/NiOの3層膜を形成する。
そして、その3層膜を形成したディスク基板7を反応
チャンバー12から取り出し、裏面にも同様の方法で、同
じ構成で3層膜を形成し、両面に磁性薄膜面をもつCoフ
ェライト/Mn−Znフェライトディスク/NiOディスクを作
製した。
次に、このディスクを300℃の空気中で3時間熱処理
を行った後、フッソ系有機物の潤滑剤の入った液槽(図
示せず)に沈めて潤滑層11を塗布することによって、固
定磁気ディスクを作製した。
作製した本実施例の固定磁気ディスクは、ギャップ長
(GL)が0.25μm、トラック幅(Tw)が10μmのMIGヘ
ッドを用いて、50mAのヘッド電流値を選んで電磁変換特
性の評価を行った。固定磁気ディスクを3600r.p.mの速
度で回転させ、ディスクの中心から20.0mmの円周トラッ
クで評価を行った。なお、固定磁気ディスクと磁気ヘッ
ドの相対速度は7.5/secであり、磁気ヘッドのフライン
グハイトは0.15μmであった。
次に比較のために、Hc=1.0kOeで、Ms=800emu/ccのC
r層とCo−Ni磁気層4とからなる磁性層膜厚が800Åで、
その上に保護層5としてカーボン膜を600Å形成し、本
発明と同様の潤滑層6を設けた従来のCo−Ni/Cr合金の
薄膜型の固定磁気ディスク(アルミニウム基板で面内方
向に磁化配向したもの)と、ガラスディスク基板上に直
接Coフェライト磁性膜(作製条件は3層膜の場合と同
じ)を形成した構造のCoフェライト薄膜固定磁気ディス
クを用意し、本実施例の固定磁気ディスクと同じ条件で
電磁変換特性を測定した。
このようにして得られた本実施例の固定磁気ディスク
と従来のCo−Ni/Cr合金薄膜固定磁気ディスクおよびCo
フェライト薄膜固定磁気ディスクの再生出力と記録密度
または記録波長との関係を比較して第3図に示す。
第3図において、横軸が記録密度または記録波長で、
縦軸が再生出力である。また、同図中(a)が本実施例
の固定磁気ディスク、(b)が比較のための従来のCo−
Ni/Cr合金薄膜固定磁気ディスク、(c)が同じく他の
従来のCoフェライト薄膜固定磁気ディスク(Coフェライ
ト単層膜)の特性をそれぞれ示している。
第3図から本実施例の固定磁気ディスクは従来のCo−
Ni/Cr合金薄膜固定磁気ディスクやCoフェライト薄膜固
定磁気ディスクと比較して全体的に再生出力が高くなっ
ており、高記録密度化対応が可能であることがわかる。
なお、本実施例の固定磁気ディスクの記録信号の再生
波形をオシロスコープで観察すると、垂直磁気記録成分
を含むことの特徴であるダイパルス波形を示している。
電磁変換特性の測定終了後、本実施例の固定磁気ディ
スクを破壊して高分解能の走査型電子顕微鏡(SEM)を
用いて、その表面および破断面を観察した結果、その3
層膜は柱状構造を有し、膜厚約4500Åでコラム径は500
〜900Åであることがわかった。
比較のためにガラスディスク基板上に前記実施例と同
じ条件で成膜したNiO膜およびMn−Znフェライト膜およ
びCoフェライト膜を作製し、SEMにより同様に観察した
結果、NiO膜は膜厚が1000Å、Mn−Znフェライト膜は膜
厚が1500Å、Coフェライト膜は膜厚が2000Åであった。
さらに、電子線マイクロアナライザー(EPMA)により
Mn−Nnフェラィト膜およびCoフェライト膜の組成を分析
した結果、それぞれMn/Zn/Fe=7/3/20、Co/Fe=1/19で
あった。
次に、Mn−Znフェライト膜およびCoフェライト膜の磁
気特性について振動試料型磁気測定装置(VSM)により
測定を行った。その結果、Mn−Znフェライト膜はHc=45
0e、Ms=320emu/cc、Coフェライト膜はHc=1.2KOe、M
s=280emu/ccであった。
また、X線回析による結晶構造の解析を行った結果、
下地層として用いているNiO膜はNaC1型結晶構造の(10
0)に完全配向しており、Mn−Znフェライト膜およびCo
フェライト膜のいずれの膜も、NiO膜の配向性を影響を
受けて下地層を設けない場合と比較してピスネル型結晶
構造における(100)の配向性は向上していた。
本実施例の固定磁気ディスクが従来のCo−Ni/Cr合金
薄膜磁気ディスクより短波長域の高記録密度側で再生出
力が高い値を示す原因は、垂直磁気記録成分を含んでい
るからであり、またCoフェライト薄膜固定磁気ディスク
より高い再生出力を示すのは、下地層として軟磁性材料
を用いていることによりCoフェライト磁性層と馬蹄形の
磁路を形成することによって反磁界の影響が低減されて
いるためであると考えられる。
また本発明の他の実施例として同様の成膜方法を用い
て、下地膜にNi−Znフェライト、Mnフェライト、Niフェ
ライトまたはZnフェライトをそれぞれ成膜し、Coフェラ
イト/Ni−ZnフェライトNiO、Coフェライト/Mnフェライ
トNiO、Coフェライト/NiフェライトNiOまたはCoフェラ
イト/ZnフェライトNiOの3層膜ディスクを作製し、電磁
変換特性の評価を行ったその結果、本実施例のCoフェラ
イト/Mn−Znフェライトの3層膜よりなる固定磁気ディ
スクの場合と同様に、従来のCo−Ni/Cr合金薄膜固定磁
気ディスクと比較して全体的に再生出力が高くなった。
このように上記実施例によれば、ディスク基板上にNi
O膜8を形成し、その上にNn−Znフェライト膜9を形成
し、さらにその上にCoフェライト膜10を形成しているた
め、耐久性や硬度などの信頼性に優れ、かつ高密度磁気
記録が可能な固定磁気ディスクを製造することができ
る。
発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように、ディスク基
板上に、下地層として(100)に優先配向したNiO膜を形
成し、その上にMn−ZnフェライトやNi−Znフェライトな
どのスピネル型の結晶構造した酸化鉄軟磁性薄膜を形成
し、さらに磁性層として柱状構造を有するCoを含むスピ
ネル型酸化鉄磁性薄膜を形成した固定磁気ディスクの構
造であるため、高信頼性であり、かつ高記録密度対応が
可能となるものであり、またその製造方法にプラズマCV
D法を用いているため、簡単な原料供給の制御を行うだ
けで3層膜を簡単に、かつ連続的に製造できるという利
点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における固定磁気ディスクの
要部拡大断面図、第2図は同固定磁気ディスクの製造方
法を実施するために使用するプラズマCVD装置の概略正
面断面図、第3図は実施例および従来例の固定磁気ディ
スクの記録波長および記録密度と再生出力との関係を比
較して示した特性図、第4図の従来の固定磁気ディスク
の要部拡大断面図である。 7……ディスク基板、8……NiO膜(酸化物薄膜)、9
……Mn−Znフェライト膜(酸化鉄軟磁性薄膜)、10……
Coフェライト膜(コバルトを含むスピネル型結晶構造の
酸化鉄磁性薄膜)。
フロントページの続き (72)発明者 青木 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−17813(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスク基板上にNaCl型結晶構造の酸化物
    薄膜を形成し、その酸化物薄膜上にスピネル型結晶構造
    の酸化鉄軟磁性薄膜を形成し、さらに前記酸化鉄軟磁性
    薄膜上にコバルトを含むスピネル型結晶構造の酸化鉄磁
    性薄膜を形成した固定磁気ディスク。
  2. 【請求項2】NaCl型結晶構造の酸化物薄膜が、結晶学的
    に(100)に優先配向したニッケル酸化物である請求項
    (1)記載の固定磁気ディスク。
  3. 【請求項3】スピネル型結晶構造の酸化鉄軟磁性薄膜
    が、亜鉛、マンガン、ニッケルのうち少なくとも一種の
    元素を含む請求項(1)記載の固定磁気ディスク。
  4. 【請求項4】コバルトを含むスピネル型結晶構造の酸化
    鉄磁性薄膜が、ディスク基板表面に対して垂直方向に柱
    状構造を有する請求項(1)の記載の固定磁気ディス
    ク。
  5. 【請求項5】ニッケルを含む有機金属化合物の蒸気と酸
    素の混合ガスをプラズマを用いて反応させ、ディスク基
    板上にNaCl型結晶構造のニッケル酸化物薄膜を化学蒸着
    し、さらに亜鉛を含む有機金属化合物、マンガンを含む
    有機金属化合物、ニッケルを含む有機金属化合物のうち
    少なくとも一種以上の有機金属化合物の蒸気と、鉄を含
    む有機金属化合物の蒸気と酸素との混合ガスをプラズマ
    を用いて反応させ、前記ニッケル酸化物薄膜上にスピネ
    ル型結晶構造の酸化鉄軟磁性薄膜を形成し、さらに鉄を
    含む有機金属化合物の蒸気とコバルトを含む有機金属化
    合物の蒸気と酸素の混合ガスをプラズマを用いて分解し
    て前記酸化鉄軟磁性薄膜上にコバルトを含むスピネル型
    結晶構造の酸化鉄磁性薄膜を化学蒸着する固定磁気ディ
    スクの製造方法。
  6. 【請求項6】亜鉛を含む有機金属化合物およびマンガン
    を含む有機金属化合物およびニッケルを含む有機金属化
    合物および鉄を含む有機金属化合物およびコバルトを含
    む有機金属化合物がβ−ジケトン系金属錯体である請求
    項(5)に記載の固定磁気ディスクの製造方法。
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