JP2601491B2 - 磁気ディスク構造及びその製造方法 - Google Patents
磁気ディスク構造及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は金属皮膜からなる磁気媒体を用いる磁気ディ
スク構造及びその製造方法に関する。
スク構造及びその製造方法に関する。
〈従来の技術〉 磁気記録の技術分野に於ては、酸化鉄その他の金属製
粒子をバインダ内に拡散させた従来形式の磁気ディスク
すなわち磁気記録体構造よりも、金属薄膜を用いた磁気
ディスクが、より高い記録密度を達成する能力を有する
ことが良く知られている。これは、磁性金属薄膜が、高
い飽和磁化モーメントを有し、従って高い残部磁気を有
することから、バインダを用いる磁気媒体よりもずっと
薄くできることによるものである。一般的な磁性金属皮
膜の材料としては、蒸着により形成された、Co−Ni、Co
−Ni−Cr、Co−Pt、Co−Ni−Pt、Co−Sm、Co−Re等のコ
バルト合金がある。磁気媒体が高い線形記録密度を達成
するためには、薄膜の厚さを小さくし（例えば1000Å以
下）、磁気保持度Hcを、単位長さ当り可及的に高密度に
磁束を反転し得るように十分に高くしなければならな
い。例えば、25.4mm（１インチ）当り１万回乃至数万回
の磁束の反転を伴う充填密度を達成するためには、磁気
保持度が600乃至2,000エルステッド（Oe）であることを
要する。しかも、磁気媒体が高密度の記録を行う用途に
用いられる場合、記録密度が高いにも拘らず、読出しに
際して大きな出力信号を発生し得るものであることを要
する。
粒子をバインダ内に拡散させた従来形式の磁気ディスク
すなわち磁気記録体構造よりも、金属薄膜を用いた磁気
ディスクが、より高い記録密度を達成する能力を有する
ことが良く知られている。これは、磁性金属薄膜が、高
い飽和磁化モーメントを有し、従って高い残部磁気を有
することから、バインダを用いる磁気媒体よりもずっと
薄くできることによるものである。一般的な磁性金属皮
膜の材料としては、蒸着により形成された、Co−Ni、Co
−Ni−Cr、Co−Pt、Co−Ni−Pt、Co−Sm、Co−Re等のコ
バルト合金がある。磁気媒体が高い線形記録密度を達成
するためには、薄膜の厚さを小さくし（例えば1000Å以
下）、磁気保持度Hcを、単位長さ当り可及的に高密度に
磁束を反転し得るように十分に高くしなければならな
い。例えば、25.4mm（１インチ）当り１万回乃至数万回
の磁束の反転を伴う充填密度を達成するためには、磁気
保持度が600乃至2,000エルステッド（Oe）であることを
要する。しかも、磁気媒体が高密度の記録を行う用途に
用いられる場合、記録密度が高いにも拘らず、読出しに
際して大きな出力信号を発生し得るものであることを要
する。
磁気媒体が、読出し時に大きな出力信号を発生し得る
ためには、磁気媒体が、例えば1cc当り400電磁単位（em
u:electromagnetic unit）以上、好ましくは800emu/cc
以上の高い飽和磁気Msを有することを要する。また、磁
気媒体は、高い残留磁気Mrを示すべく、少なくとも80％
であるようなヒステリシスループの四角さの度合Ｓ（Ｓ
＝Mr/Ms）を有することを要する。読出しヘッドが受け
る磁界の強さは、皮膜の厚さＴと残留磁気Mrとの積に比
例する。Mr・Ｔは、実際的な磁気ディスクとして利用可
能であるためには、約２×10-3emu/cm2よりも大きくな
ければならない。
ためには、磁気媒体が、例えば1cc当り400電磁単位（em
u:electromagnetic unit）以上、好ましくは800emu/cc
以上の高い飽和磁気Msを有することを要する。また、磁
気媒体は、高い残留磁気Mrを示すべく、少なくとも80％
であるようなヒステリシスループの四角さの度合Ｓ（Ｓ
＝Mr/Ms）を有することを要する。読出しヘッドが受け
る磁界の強さは、皮膜の厚さＴと残留磁気Mrとの積に比
例する。Mr・Ｔは、実際的な磁気ディスクとして利用可
能であるためには、約２×10-3emu/cm2よりも大きくな
ければならない。
上記した磁気パラメータに関しては、“Thin Film fo
r Magnetic Recording Technology:A Review"、J.K.How
ald、Journal of Vacuum Science and Technology、198
5年１月、に於いて詳しく議論されている。
r Magnetic Recording Technology:A Review"、J.K.How
ald、Journal of Vacuum Science and Technology、198
5年１月、に於いて詳しく議論されている。
磁気記録は、磁気媒体の内部で異なる極性に磁化され
た領域からなる一連の小さなセルを形成することにより
データを記憶するものである。この領域の大きさは、磁
気誘導性の書込ヘッドの幅により決定され、一般に長さ
が約１μであって、幅が10μ以上である。記憶された１
ビットのデータは、２つの異なる方向に磁化された領域
間の変化により表される。２つの異なる極性に磁化され
た２つの領域間に形成される遷移区間には、２つの異な
る極性に磁化された磁気ダイポールが存在することによ
る脱磁効果の影響を受けることから、或る固有な物理的
長さを有する。この遷移区間の固有の長さは、一般に遷
移長さＬと呼ばれ、最小の遷移長さLminは、“Analysis
of Saturation Magnetic Recording Based on Arctang
ent Magnetization Transistion"、R.I.Potter、J.App
l.Phys.、Vol.41、1674〜1651頁、1970年、或いは、“A
Theory of Digital Magnetic Recording on Metallic
Films"、P.I.Bonyhard et al.、IEEE Trans Magn.、Vo
l.MAG−２、１〜５頁、1966年、に記載されたようなア
ークタンジェント（arctan）遷移モデルに基づく飽和記
録の場合には、記録媒体のパラメータの影響をうける。
このモデルは、次の式により表される。
た領域からなる一連の小さなセルを形成することにより
データを記憶するものである。この領域の大きさは、磁
気誘導性の書込ヘッドの幅により決定され、一般に長さ
が約１μであって、幅が10μ以上である。記憶された１
ビットのデータは、２つの異なる方向に磁化された領域
間の変化により表される。２つの異なる極性に磁化され
た２つの領域間に形成される遷移区間には、２つの異な
る極性に磁化された磁気ダイポールが存在することによ
る脱磁効果の影響を受けることから、或る固有な物理的
長さを有する。この遷移区間の固有の長さは、一般に遷
移長さＬと呼ばれ、最小の遷移長さLminは、“Analysis
of Saturation Magnetic Recording Based on Arctang
ent Magnetization Transistion"、R.I.Potter、J.App
l.Phys.、Vol.41、1674〜1651頁、1970年、或いは、“A
Theory of Digital Magnetic Recording on Metallic
Films"、P.I.Bonyhard et al.、IEEE Trans Magn.、Vo
l.MAG−２、１〜５頁、1966年、に記載されたようなア
ークタンジェント（arctan）遷移モデルに基づく飽和記
録の場合には、記録媒体のパラメータの影響をうける。
このモデルは、次の式により表される。
Lmin２πMrT/Hc （１） 但しMrは残留磁気であって、Ｔは磁性薄膜の厚さであ
って、Hcが磁性薄膜の磁気保持度である。この式は、マ
クロ磁気理論に基づくもので、固有の遷移長さＬと磁気
媒体のパラメータとの間の関係と与える。固有遷移長さ
Ｌが小さい磁気媒体は、隣接するビットによる影響を受
け難いことから、高い線形充填密度を達成することがで
きる。
って、Hcが磁性薄膜の磁気保持度である。この式は、マ
クロ磁気理論に基づくもので、固有の遷移長さＬと磁気
媒体のパラメータとの間の関係と与える。固有遷移長さ
Ｌが小さい磁気媒体は、隣接するビットによる影響を受
け難いことから、高い線形充填密度を達成することがで
きる。
尚、第１式は、遷移長さＬ（即ち充填密度）の、磁気
媒体の厚さ、残留磁気及び保持度に対する依存度を定性
的に予測するものであるが、磁性金属薄膜からなる磁気
媒体に関して、この依存度を定量的に与えるものではな
い。これは、第１式が、遷移領域に存在する複雑なマイ
クロ磁気領域の状態を考慮しないマクロ磁気的考慮に基
づくものであることによる。
媒体の厚さ、残留磁気及び保持度に対する依存度を定性
的に予測するものであるが、磁性金属薄膜からなる磁気
媒体に関して、この依存度を定量的に与えるものではな
い。これは、第１式が、遷移領域に存在する複雑なマイ
クロ磁気領域の状態を考慮しないマクロ磁気的考慮に基
づくものであることによる。
マイクロ磁気構造を研究する多くの論文に於て、磁性
金属薄膜からなる磁気媒体の遷移領域は、第１式を理論
的に導入するために用いられた「ドメイン−壁状」境界
と呼ばれる円滑な境界を有するのでなく、むしろ「鋸歯
状」の入り組んだマイクロ磁気境界構造を有する旨が報
告されている。例えば、“Transition Region in Recor
ded Magnetization Pattern"、Curland et al.、J.App
l.Phys.、Vol.41、1099〜1101頁、1970年、“Electron
Microscopy on High Coercive Force Co−Cr Composite
Film"Daval et al.IEEE Trans.Magn.、Vol.MAG−６、7
08〜773頁、1970年、或いは“A Study of Degitally Re
corded Transition in Thin Magnetic Film"、Dressler
et al.、IEEE Trans.Magn.、Vol.MAG−10、674〜677
頁、1974年、を参照されたい。「鋸歯状」の遷移領域が
形成される理由は、“High Coercivty and High Hyster
esis Loop Squareness of Sputtered Co−Re Thin Fil
m"、Chen et al.、J.Appl.Phys.、Vol.50、4285〜4290
頁、1979年、に於て報告されているように、磁性結晶粒
子の強い粒子間相互作用を原因とする磁気クラスタの形
式と関係がある。磁気クラスタとは、概ね同一の磁化方
向を有する多数の粒子からなる磁気媒体の部分を示す。
これらの磁気クラスタは、“The Micromagnetic Proper
ties of High−Coercivity Metallic Thin Films and T
heir Effects on the Limit of Packing Density in Di
gital Recording"、Chen et al.、IEEE Trans.Magn.、V
ol.MAG−17、1181〜1191頁、1981年、に於て報告されて
いるように、遷移領域に複雑な渦状のドメイン構造を形
成し、鋸歯状の境界構造を形成するものと見られる。
金属薄膜からなる磁気媒体の遷移領域は、第１式を理論
的に導入するために用いられた「ドメイン−壁状」境界
と呼ばれる円滑な境界を有するのでなく、むしろ「鋸歯
状」の入り組んだマイクロ磁気境界構造を有する旨が報
告されている。例えば、“Transition Region in Recor
ded Magnetization Pattern"、Curland et al.、J.App
l.Phys.、Vol.41、1099〜1101頁、1970年、“Electron
Microscopy on High Coercive Force Co−Cr Composite
Film"Daval et al.IEEE Trans.Magn.、Vol.MAG−６、7
08〜773頁、1970年、或いは“A Study of Degitally Re
corded Transition in Thin Magnetic Film"、Dressler
et al.、IEEE Trans.Magn.、Vol.MAG−10、674〜677
頁、1974年、を参照されたい。「鋸歯状」の遷移領域が
形成される理由は、“High Coercivty and High Hyster
esis Loop Squareness of Sputtered Co−Re Thin Fil
m"、Chen et al.、J.Appl.Phys.、Vol.50、4285〜4290
頁、1979年、に於て報告されているように、磁性結晶粒
子の強い粒子間相互作用を原因とする磁気クラスタの形
式と関係がある。磁気クラスタとは、概ね同一の磁化方
向を有する多数の粒子からなる磁気媒体の部分を示す。
これらの磁気クラスタは、“The Micromagnetic Proper
ties of High−Coercivity Metallic Thin Films and T
heir Effects on the Limit of Packing Density in Di
gital Recording"、Chen et al.、IEEE Trans.Magn.、V
ol.MAG−17、1181〜1191頁、1981年、に於て報告されて
いるように、遷移領域に複雑な渦状のドメイン構造を形
成し、鋸歯状の境界構造を形成するものと見られる。
遷移領域に渦状のマイクロ磁気ドメイン構造を形成
し、遷移領域の境界に鋸歯状の入り組んだ構造を形成す
ることは、遷移領域の長さを増大させ、高い充填密度を
達成できなくするばかりでなく、磁気媒体のノイズ及び
ビットシフトを増大させる原因となる。ビットシフト
は、磁気セル間の遷移領域が所望の位置からずれたとき
に発生する。遷移領域が過度に大きな距離をもってずれ
た場合には、磁気ディスク上のデータの読出しに誤りが
発生する。遷移領域が入り組んだ構造となることによる
磁気媒体のノイズ、ビットシフト及び遷移領域の長さの
増加を低減するためには、このような入り組んだ遷移領
域の大きさを最小化するような磁気媒体の製造方法を開
発する必要がある。この目的を達成するためには、磁気
ディスクを製造する際に、磁気結晶材料の結晶の成長及
びマイクロ構造の形態を制御する必要がある。
し、遷移領域の境界に鋸歯状の入り組んだ構造を形成す
ることは、遷移領域の長さを増大させ、高い充填密度を
達成できなくするばかりでなく、磁気媒体のノイズ及び
ビットシフトを増大させる原因となる。ビットシフト
は、磁気セル間の遷移領域が所望の位置からずれたとき
に発生する。遷移領域が過度に大きな距離をもってずれ
た場合には、磁気ディスク上のデータの読出しに誤りが
発生する。遷移領域が入り組んだ構造となることによる
磁気媒体のノイズ、ビットシフト及び遷移領域の長さの
増加を低減するためには、このような入り組んだ遷移領
域の大きさを最小化するような磁気媒体の製造方法を開
発する必要がある。この目的を達成するためには、磁気
ディスクを製造する際に、磁気結晶材料の結晶の成長及
びマイクロ構造の形態を制御する必要がある。
ノイズ及びビットシフトを過大にすることにより磁気
媒体の性能を損い得る別のファクタとしては、磁気ディ
スクの表面に於ける、他の部分とは異なる磁気的性質を
有する小さな異常領域の形成がある。前記したように、
磁気ディスクに記憶されたデータは、一般に、１μの長
さ及び10μの幅を有する一連の小さな磁気セルとして表
される。金属薄膜を用いる51/4インチの直径を有する高
性能の固定ディスクは、その片面に108ビット以上のデ
ータを記憶することができる。磁性薄膜が、このような
セルの寸法のオーダの異常領域を有する場合（異常領域
は、磁性薄膜の他の部分とは異なる磁気特性を有す
る）、異常領域は、磁気ディスクの表面の他の部分とは
異なる記憶特性を有することとなる。このような異常領
域は、磁気ディスクの性能を損う。
媒体の性能を損い得る別のファクタとしては、磁気ディ
スクの表面に於ける、他の部分とは異なる磁気的性質を
有する小さな異常領域の形成がある。前記したように、
磁気ディスクに記憶されたデータは、一般に、１μの長
さ及び10μの幅を有する一連の小さな磁気セルとして表
される。金属薄膜を用いる51/4インチの直径を有する高
性能の固定ディスクは、その片面に108ビット以上のデ
ータを記憶することができる。磁性薄膜が、このような
セルの寸法のオーダの異常領域を有する場合（異常領域
は、磁性薄膜の他の部分とは異なる磁気特性を有す
る）、異常領域は、磁気ディスクの表面の他の部分とは
異なる記憶特性を有することとなる。このような異常領
域は、磁気ディスクの性能を損う。
例えば、磁気ディスクの異常領域の保持度Hc及びヒス
テリシスループの四角さの度合Ｓが、磁気ディスクの他
の部分のそれらと異なる場合、一定の書込みの条件の下
にあっても、異常領域の各セルの遷移領域は、その周囲
の正常な領域のセルの遷移領域とは異なる磁化状態を有
し、かつ異なる位置を占めることとなる。これは、特
に、正常領域と異常領域との間の境界に於て顕著であっ
て、セル間の遷移領域が正常領域と異常領域との間の保
持度Hcの差により、所望の位置からずれる場合がある。
従って、異常領域に記憶されたビットは、過大なビット
シフトを示し、信号を検出可能なウィンドウのマージン
を小さくしてしまう。信号検出ウィンドウとは、データ
を正しく読出すために遷移領域が検出されなければなら
ない時間のウィンドウを表す。信号検出ウィンドウのマ
ージンとは、遷移領域の検出と、信号検出ウィンドウの
端部との間の時間の差を表す。しかも、異常領域は、そ
の周囲の正常な領域とは異なるSN比、解像度及びオーバ
ーライト特性を有する。
テリシスループの四角さの度合Ｓが、磁気ディスクの他
の部分のそれらと異なる場合、一定の書込みの条件の下
にあっても、異常領域の各セルの遷移領域は、その周囲
の正常な領域のセルの遷移領域とは異なる磁化状態を有
し、かつ異なる位置を占めることとなる。これは、特
に、正常領域と異常領域との間の境界に於て顕著であっ
て、セル間の遷移領域が正常領域と異常領域との間の保
持度Hcの差により、所望の位置からずれる場合がある。
従って、異常領域に記憶されたビットは、過大なビット
シフトを示し、信号を検出可能なウィンドウのマージン
を小さくしてしまう。信号検出ウィンドウとは、データ
を正しく読出すために遷移領域が検出されなければなら
ない時間のウィンドウを表す。信号検出ウィンドウのマ
ージンとは、遷移領域の検出と、信号検出ウィンドウの
端部との間の時間の差を表す。しかも、異常領域は、そ
の周囲の正常な領域とは異なるSN比、解像度及びオーバ
ーライト特性を有する。
異常領域が読出し時にノイズを発生する典型的な例
は、ディスクの異常領域の保持度Hcが、他のディスク表
面の平均保持度に比較して大幅に高いときに見られる。
この場合、セルの磁気が書込みヘッドによって飽和せ
ず、従って異常領域の読出しに際して読出しヘッドから
の出力信号の振幅が、ディスクの他の部分から得られる
出力信号よりも小さくなる。更に、この高い保持度Hcを
有する異常領域をオーバーライトすることが困難とな
り、異常領域はディスクの他の部分に比べてより低いSN
比を有するようになる。逆に、異常領域の保持度が磁気
ディスクの他の部分よりも低い場合、異常領域の解像度
が低下する。
は、ディスクの異常領域の保持度Hcが、他のディスク表
面の平均保持度に比較して大幅に高いときに見られる。
この場合、セルの磁気が書込みヘッドによって飽和せ
ず、従って異常領域の読出しに際して読出しヘッドから
の出力信号の振幅が、ディスクの他の部分から得られる
出力信号よりも小さくなる。更に、この高い保持度Hcを
有する異常領域をオーバーライトすることが困難とな
り、異常領域はディスクの他の部分に比べてより低いSN
比を有するようになる。逆に、異常領域の保持度が磁気
ディスクの他の部分よりも低い場合、異常領域の解像度
が低下する。
一般的に、市販されている磁気ディスクドライブに於
ては、読出しヘッド及び書込みヘッドは、特定の保持度
に対して最適となるように選択されており、このような
ディクドライブは、±500eよりも大きい保持度の偏差を
許容しない。保持度が許容値以上に偏移した場合、これ
は一般に位置マージンエラー（即ちソフトエラー）とし
て表れるが、これは遷移領域を現す磁気ディスクの出力
信号パルスが、信号検出ウィンドウの外側にずれてしま
うことにより発生するものである。
ては、読出しヘッド及び書込みヘッドは、特定の保持度
に対して最適となるように選択されており、このような
ディクドライブは、±500eよりも大きい保持度の偏差を
許容しない。保持度が許容値以上に偏移した場合、これ
は一般に位置マージンエラー（即ちソフトエラー）とし
て表れるが、これは遷移領域を現す磁気ディスクの出力
信号パルスが、信号検出ウィンドウの外側にずれてしま
うことにより発生するものである。
ヒステリシルループの四角さの度合Ｓが局部的に変化
した場合、出力信号の振幅に比例する残留磁気Mrも変化
し、信号が変調される。異常領域の残留磁気が、ヒステ
リシスループの四角さの度合が不十分であることにより
に、磁気デイスクの他の部分よりも低い場合、異常領域
から得られる出力信号の振幅が過度に小さくなる。従っ
て、磁気ディスクの表面には、磁気ディスクの他の部分
とは大きく異なる磁気特性を有する数μm2以上の異常領
域が発生しないようにしておかなければならない。
した場合、出力信号の振幅に比例する残留磁気Mrも変化
し、信号が変調される。異常領域の残留磁気が、ヒステ
リシスループの四角さの度合が不十分であることにより
に、磁気デイスクの他の部分よりも低い場合、異常領域
から得られる出力信号の振幅が過度に小さくなる。従っ
て、磁気ディスクの表面には、磁気ディスクの他の部分
とは大きく異なる磁気特性を有する数μm2以上の異常領
域が発生しないようにしておかなければならない。
磁性薄膜媒体の磁気特性は、例えば粒子の大きさ、結
晶の向き、粒子の分離の度合及び粒子の向き等の薄膜の
マイクロ構造と関係がある。一般に、真空蒸着された磁
性薄膜の最終的な構造を決定する上では、各形成過程を
制御することが主要なファクタであることが広く認めら
れている。更に、皮膜を形成するべき基層表面の組成、
結晶構造及び形態が、各形成過程を制御する上での重要
なファクタとなっている。このように、同様な過程によ
り形成された磁気薄膜であっても、その基層の表面の条
件に応じて全く異なるマイクロ構造を有する場合があ
り、従って全く異なる磁気特性を有する場合がある。
晶の向き、粒子の分離の度合及び粒子の向き等の薄膜の
マイクロ構造と関係がある。一般に、真空蒸着された磁
性薄膜の最終的な構造を決定する上では、各形成過程を
制御することが主要なファクタであることが広く認めら
れている。更に、皮膜を形成するべき基層表面の組成、
結晶構造及び形態が、各形成過程を制御する上での重要
なファクタとなっている。このように、同様な過程によ
り形成された磁気薄膜であっても、その基層の表面の条
件に応じて全く異なるマイクロ構造を有する場合があ
り、従って全く異なる磁気特性を有する場合がある。
磁気ディスクを製造するために用いられる基層の表面
特性は種々のファクタの影響を受ける。例えば、基層を
清浄化する過程に於て用いられる溶剤、水、或いは、基
層を乾燥させる過程に於て用いられるガスを吸収した
り、或いはこれらと反応することにより表面が汚染され
る場合がある。このような汚染は、基層上に被着された
磁気薄膜の結晶構造に対して影響を与え、従って、薄膜
の磁気特性に対して或る影響を与える。
特性は種々のファクタの影響を受ける。例えば、基層を
清浄化する過程に於て用いられる溶剤、水、或いは、基
層を乾燥させる過程に於て用いられるガスを吸収した
り、或いはこれらと反応することにより表面が汚染され
る場合がある。このような汚染は、基層上に被着された
磁気薄膜の結晶構造に対して影響を与え、従って、薄膜
の磁気特性に対して或る影響を与える。
更に、基層表面は一般にヘッドが円滑に飛翔し得るよ
うな空力特性を備えるべく、磁性薄膜を被着する前に研
磨される。このような研磨過程により、歪みが発生し、
基層の微視的な変化を引き起こすことにより、磁性薄膜
の結晶の成長に影響を及ぼす場合がある。このような汚
染及び表面の歪みは、ディスクの全表面に亘って均一に
分布していなかったり、基層の組成がその全表面に亘っ
て均一でない場合には、その上に成層された薄膜は非均
一な磁気特性を有するようになり、異常な磁気特性を示
す部分を有することとなる。
うな空力特性を備えるべく、磁性薄膜を被着する前に研
磨される。このような研磨過程により、歪みが発生し、
基層の微視的な変化を引き起こすことにより、磁性薄膜
の結晶の成長に影響を及ぼす場合がある。このような汚
染及び表面の歪みは、ディスクの全表面に亘って均一に
分布していなかったり、基層の組成がその全表面に亘っ
て均一でない場合には、その上に成層された薄膜は非均
一な磁気特性を有するようになり、異常な磁気特性を示
す部分を有することとなる。
磁性薄膜が非均一な磁気特性を有するようになるもう
１つのファクタは、結晶性基層を用いた場合に、基層の
結晶構造即ち形態が非均一であることによるものであ
る。
１つのファクタは、結晶性基層を用いた場合に、基層の
結晶構造即ち形態が非均一であることによるものであ
る。
磁気デイスクの基層が非均一となることを抑制するた
めに現在２つの方法が行われている。その１つは、磁性
薄膜を蒸着する直前に基層に、スパッタエッチングまた
はプラズマエッチングを行うことである。この過程の間
に、基層表面の一部が除去される。残念ながら、上記し
たエッチング技術は、基層に負の電圧を与えることを必
要とし、基層表面の全体に亘って均一な負の電位を与え
ることが困難であることから、その実施が困難である。
めに現在２つの方法が行われている。その１つは、磁性
薄膜を蒸着する直前に基層に、スパッタエッチングまた
はプラズマエッチングを行うことである。この過程の間
に、基層表面の一部が除去される。残念ながら、上記し
たエッチング技術は、基層に負の電圧を与えることを必
要とし、基層表面の全体に亘って均一な負の電位を与え
ることが困難であることから、その実施が困難である。
基層表面の非均一性を抑制する第２の方法は、磁性薄
膜を形成する直前に基層表面に薄いクロムの層をスパッ
タすることである。これは、Co−Ni若しくはCo−Ni−Cr
合金を含む磁性薄膜を形成する場合に用いられるのが普
通である。この過程に於て、クロム層の第１の目的は、
基層表面の非均一性を覆うことではなく、むしろCo−Ni
若しくはCo−Ni−Cr合金の保持度を制御し増大させるこ
とにある。（例えば、“Thin Film Memory Disc Develo
pment"、Opfer et al.、Hewlett Packard Journal、198
5年11月、を参照されたい。）しかしながら、２次的な
効果として、クロム層は基層表面の非均一性を部分的に
覆う。クロム層は、基層表面の形態による影響を受ける
ような結晶粒子を有する。従って、クロム結晶構造は、
基層表面の状態による影響を強く受ける場合があり、基
層表面の条件を磁性薄膜に伝達する場合がある。従っ
て、クロム層を基層と磁気媒体との間に介在させた場合
でも、基層表面の非均一性が、依然として、磁気媒体の
磁気特性の非均一性を引き起こす場合がある。
膜を形成する直前に基層表面に薄いクロムの層をスパッ
タすることである。これは、Co−Ni若しくはCo−Ni−Cr
合金を含む磁性薄膜を形成する場合に用いられるのが普
通である。この過程に於て、クロム層の第１の目的は、
基層表面の非均一性を覆うことではなく、むしろCo−Ni
若しくはCo−Ni−Cr合金の保持度を制御し増大させるこ
とにある。（例えば、“Thin Film Memory Disc Develo
pment"、Opfer et al.、Hewlett Packard Journal、198
5年11月、を参照されたい。）しかしながら、２次的な
効果として、クロム層は基層表面の非均一性を部分的に
覆う。クロム層は、基層表面の形態による影響を受ける
ような結晶粒子を有する。従って、クロム結晶構造は、
基層表面の状態による影響を強く受ける場合があり、基
層表面の条件を磁性薄膜に伝達する場合がある。従っ
て、クロム層を基層と磁気媒体との間に介在させた場合
でも、基層表面の非均一性が、依然として、磁気媒体の
磁気特性の非均一性を引き起こす場合がある。
要するに、金属薄膜を用いる磁気記録媒体は高い線形
充填密度を達成することができる。しかしながら、基層
表面の非均一性により、異常な磁気特性を示す小さな異
常領域が形成される場合がある。その結果、過大なビッ
トシフト及びノイズが発生し、高密度記録に於ける磁気
媒体の性能を低下させる場合がある。更に、磁性薄膜媒
体の遷移領域の理論的長さは、バインダを用いる形式の
媒体に比べて小さいかもしれないが、遷移領域が鋸歯状
をなす入り組んだ構造を有するため、高密度記憶を行お
うとした場合にビットシフト及びノイズが過大となる場
合がある。これらの入り組んだ遷移領域は、磁性金属薄
膜により達成される記憶密度を低下させる。
充填密度を達成することができる。しかしながら、基層
表面の非均一性により、異常な磁気特性を示す小さな異
常領域が形成される場合がある。その結果、過大なビッ
トシフト及びノイズが発生し、高密度記録に於ける磁気
媒体の性能を低下させる場合がある。更に、磁性薄膜媒
体の遷移領域の理論的長さは、バインダを用いる形式の
媒体に比べて小さいかもしれないが、遷移領域が鋸歯状
をなす入り組んだ構造を有するため、高密度記憶を行お
うとした場合にビットシフト及びノイズが過大となる場
合がある。これらの入り組んだ遷移領域は、磁性金属薄
膜により達成される記憶密度を低下させる。
このような問題を解消するために、ディスクの全表面
に亘って均一な結晶構造を有する金属磁性薄膜を形成
し、結晶構造の構造及び形態を、入り組んだ遷移領域を
可及的に発生しないようなものとするのが望ましい。
に亘って均一な結晶構造を有する金属磁性薄膜を形成
し、結晶構造の構造及び形態を、入り組んだ遷移領域を
可及的に発生しないようなものとするのが望ましい。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明に基づく方法は、磁気媒体の結晶構造の核形成
及び成長を制御し、基層表面の非均一性が磁気媒体の磁
気特性に対して悪影響を及ぼすことのないように、磁気
薄膜を被着する前に基層表面に薄いアモルファス若しく
は殆どアモルファスであるような薄膜をスパッタリング
により成層する過程を含む。この薄膜は、一般にニッケ
ル−リン合金を含む。ニッケル−リン合金とは、ニッケ
ル及びリンを任意の割合で含む合金の総称である。ニッ
ケル−リン薄膜は、ニッケル−リン溶液の非電界メッキ
により形成されたものであって良いニッケル−リン合金
のスパッタリングターゲットからスパッタされたものか
らなるのが一般的である。スパッタリングターゲット
は、リンを所望の割合で含むように、Ni2P、Ni5P2及びN
i3P2等種々の組成を有するニッケル−リン組成体を焼結
してなるものであっても良い。スパッタされたニッケル
−リン薄膜中のリンの組成は、５〜30重量％であるのが
良く、特に10〜20重量％であるのが望ましい。
及び成長を制御し、基層表面の非均一性が磁気媒体の磁
気特性に対して悪影響を及ぼすことのないように、磁気
薄膜を被着する前に基層表面に薄いアモルファス若しく
は殆どアモルファスであるような薄膜をスパッタリング
により成層する過程を含む。この薄膜は、一般にニッケ
ル−リン合金を含む。ニッケル−リン合金とは、ニッケ
ル及びリンを任意の割合で含む合金の総称である。ニッ
ケル−リン薄膜は、ニッケル−リン溶液の非電界メッキ
により形成されたものであって良いニッケル−リン合金
のスパッタリングターゲットからスパッタされたものか
らなるのが一般的である。スパッタリングターゲット
は、リンを所望の割合で含むように、Ni2P、Ni5P2及びN
i3P2等種々の組成を有するニッケル−リン組成体を焼結
してなるものであっても良い。スパッタされたニッケル
−リン薄膜中のリンの組成は、５〜30重量％であるのが
良く、特に10〜20重量％であるのが望ましい。
スパッタされたニッケル−リン層は、殆どアモルファ
スであって、薄膜の厚さは、その下側に位置する基層表
面の状態が磁気層に伝達されるのを阻止するのに十分な
大きさ（例えば５〜200nm）を有する。しかも、スパッ
タされたニッケル−リン層は、磁気媒体の各形成及び結
晶成長を可能にするような再現性を有し、かつ均一な表
面を有する層として形成される。従って、ニッケル−リ
ンアンダーコート層は、磁気媒体の結晶構造が所望のマ
イクロ構造及び形態を有するようにする働きを有する。
その結果、高品質の磁気記録特性、小さいビットシフ
ト、高い解像度、低いノイズ、ディスクの全面に亘って
高い均一性を有する磁気特性を有する磁性薄膜が形成さ
れる。
スであって、薄膜の厚さは、その下側に位置する基層表
面の状態が磁気層に伝達されるのを阻止するのに十分な
大きさ（例えば５〜200nm）を有する。しかも、スパッ
タされたニッケル−リン層は、磁気媒体の各形成及び結
晶成長を可能にするような再現性を有し、かつ均一な表
面を有する層として形成される。従って、ニッケル−リ
ンアンダーコート層は、磁気媒体の結晶構造が所望のマ
イクロ構造及び形態を有するようにする働きを有する。
その結果、高品質の磁気記録特性、小さいビットシフ
ト、高い解像度、低いノイズ、ディスクの全面に亘って
高い均一性を有する磁気特性を有する磁性薄膜が形成さ
れる。
〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳し
く説明する。
く説明する。
第１図は本発明に基づく磁気ディスク構造の一実施例
を示す断面図である。第１図に於て、アルミニウムから
なる基層10の表面にはニッケル−リン合金からなる第１
の層11が被着されている。ニッケル−リン層11は、基層
10の表面に無電界メッキ過程により形成されるのが一般
的であって、約10〜20μｍの厚さに形成されている。重
要なことは、ニッケル−リン合金層11が機械的に強固で
あって、容易に表面処理可能であって、引っかき傷が付
き難いことである。更に、ニッケル−リン合金層11は、
その上に形成される磁気媒体に対する支持構造を提供
し、完成された磁気ディスクが、その表面に衝突する読
出し／書込みヘッドの衝撃による損傷を受け難くするも
のである。ニッケル−リン層11の表面は、従来技術に基
づく方法により研磨及び清浄化される。更に、層11の表
面を、読出し／書込みヘッドがその表面を飛翔し得るよ
うに表面加工される。
を示す断面図である。第１図に於て、アルミニウムから
なる基層10の表面にはニッケル−リン合金からなる第１
の層11が被着されている。ニッケル−リン層11は、基層
10の表面に無電界メッキ過程により形成されるのが一般
的であって、約10〜20μｍの厚さに形成されている。重
要なことは、ニッケル−リン合金層11が機械的に強固で
あって、容易に表面処理可能であって、引っかき傷が付
き難いことである。更に、ニッケル−リン合金層11は、
その上に形成される磁気媒体に対する支持構造を提供
し、完成された磁気ディスクが、その表面に衝突する読
出し／書込みヘッドの衝撃による損傷を受け難くするも
のである。ニッケル−リン層11の表面は、従来技術に基
づく方法により研磨及び清浄化される。更に、層11の表
面を、読出し／書込みヘッドがその表面を飛翔し得るよ
うに表面加工される。
更に、第２のニッケル−リン層12が層11の上にスパッ
タリングにより被着される。或る実施例に於ては、層12
は５〜200nmの厚さに形成される。層11が十分に覆われ
るためには、ニッケル−リン層12が少なくとも5nmの厚
さを有するのが望ましい。更に、ニッケル−リンスパッ
タリングターゲットが消耗する速度を最小化するため
に、層12が200nm以下の厚さを有するようにしておくの
が望ましい。ニッケル−リン層12を層11上にスパッタリ
ングする際、多量のニッケル−リンが、大量のスパッタ
リングが行われれば行われる程、ニッケル−リン合金が
スパッタリング装置の一部分に被着され、より頻繁にス
パッタリング装置を開き、それを清浄化する必要が生じ
る。従って、層12の厚さを小さくすることにより、スパ
ッタリング装置の清浄化する必要頻度を低減することが
できる。層12を形成するために用いたスパッタリングタ
ーゲットは、ニッケル−リン溶液を無電解メッキし、或
いはニッケル−リン粉末を焼結することにより形成する
ことができる。
タリングにより被着される。或る実施例に於ては、層12
は５〜200nmの厚さに形成される。層11が十分に覆われ
るためには、ニッケル−リン層12が少なくとも5nmの厚
さを有するのが望ましい。更に、ニッケル−リンスパッ
タリングターゲットが消耗する速度を最小化するため
に、層12が200nm以下の厚さを有するようにしておくの
が望ましい。ニッケル−リン層12を層11上にスパッタリ
ングする際、多量のニッケル−リンが、大量のスパッタ
リングが行われれば行われる程、ニッケル−リン合金が
スパッタリング装置の一部分に被着され、より頻繁にス
パッタリング装置を開き、それを清浄化する必要が生じ
る。従って、層12の厚さを小さくすることにより、スパ
ッタリング装置の清浄化する必要頻度を低減することが
できる。層12を形成するために用いたスパッタリングタ
ーゲットは、ニッケル−リン溶液を無電解メッキし、或
いはニッケル−リン粉末を焼結することにより形成する
ことができる。
層12を形成した直後に、Co−Ni−Pt合金からなる層13
を、このニッケル−リン層12上に、約30〜70nmの厚さに
スパッタリングする。或る実施例に於て、合金層13はCo
80Ni10Pt10からなる。Co−Ni−Pt合金は磁気記録媒体と
して機能する。本発明の別の実施例に於いては、磁気媒
体として、他のコバルト系若しくは鉄系の合金、例えば
Co−Pt、Fe−Pt、Co−Re及びCo−Cr等が用いられる。こ
のような合金は、一般に、600〜2,000Oe程度の高い固有
保持度を有し、高い記憶密度可能にする。
を、このニッケル−リン層12上に、約30〜70nmの厚さに
スパッタリングする。或る実施例に於て、合金層13はCo
80Ni10Pt10からなる。Co−Ni−Pt合金は磁気記録媒体と
して機能する。本発明の別の実施例に於いては、磁気媒
体として、他のコバルト系若しくは鉄系の合金、例えば
Co−Pt、Fe−Pt、Co−Re及びCo−Cr等が用いられる。こ
のような合金は、一般に、600〜2,000Oe程度の高い固有
保持度を有し、高い記憶密度可能にする。
層13はニッケル−リン層11上に層12を形成した直後
に、ニッケル−リン層12上に形成される。従って、磁気
ディスクは、ニッケル−リン層12が形成された時点と、
磁気媒体13が形成される間、同一スパッタリング装置内
から取り出されることなくそのまま静置される。従っ
て、磁気媒体13が形成される前に、汚染物質が、ニッケ
ル−リン層12に付着したり、反応したりする等の悪影響
を及ぼす心配がない。別の実施例に於ては、層12、13を
形成する過程の間に磁気ディスクがスパッタリング装置
から取り外されるが、層12を形成した後に、ディスクを
乾燥した保護カセット内に収容することにより、ニッケ
ル−リン層12の表面の汚染を防止するべく注意が払われ
る。
に、ニッケル−リン層12上に形成される。従って、磁気
ディスクは、ニッケル−リン層12が形成された時点と、
磁気媒体13が形成される間、同一スパッタリング装置内
から取り出されることなくそのまま静置される。従っ
て、磁気媒体13が形成される前に、汚染物質が、ニッケ
ル−リン層12に付着したり、反応したりする等の悪影響
を及ぼす心配がない。別の実施例に於ては、層12、13を
形成する過程の間に磁気ディスクがスパッタリング装置
から取り外されるが、層12を形成した後に、ディスクを
乾燥した保護カセット内に収容することにより、ニッケ
ル−リン層12の表面の汚染を防止するべく注意が払われ
る。
次に、カーボン層14等の保護層が、例えば20〜30nm程
度の厚さに記憶媒体層13上にスパッタリングされる。層
14は、Y2O3等のスタビライザーを含むZrO2等をスパッタ
してなるセラミック材料であっても良い。スタビライザ
ーは、ZrO2が単斜晶系に変態するのを防止し、ZrO2スパ
ッタリングターゲット及び形成された薄膜の脆さを改善
する働きを有する。層14は硬質であって、その下側に位
置する磁気媒体層13を保護する。
度の厚さに記憶媒体層13上にスパッタリングされる。層
14は、Y2O3等のスタビライザーを含むZrO2等をスパッタ
してなるセラミック材料であっても良い。スタビライザ
ーは、ZrO2が単斜晶系に変態するのを防止し、ZrO2スパ
ッタリングターゲット及び形成された薄膜の脆さを改善
する働きを有する。層14は硬質であって、その下側に位
置する磁気媒体層13を保護する。
ニッケル−リン層12はアモルファス（即ち非結晶性）
または殆どアモルファスであって、その下側にメッキさ
れたニッケル−リン層11の形態の非均一性をマスクする
働きを有する。ニッケル−リン層12が結晶構造を有して
おらず、合金層13が層12に従って挙動する傾向を有する
ことから、ニッケル−リン層12が、スパッタされ成長す
るCo−Ni−Pt合金13のためのアモルファスであって均一
な核形成面として機能する。更に、前記したような磁気
セル間の境界の入り組んだ鋸歯状構造の形成の原因とな
るような薄膜内の結晶のマイクロ構造の条件を抑制する
ことができる。
または殆どアモルファスであって、その下側にメッキさ
れたニッケル−リン層11の形態の非均一性をマスクする
働きを有する。ニッケル−リン層12が結晶構造を有して
おらず、合金層13が層12に従って挙動する傾向を有する
ことから、ニッケル−リン層12が、スパッタされ成長す
るCo−Ni−Pt合金13のためのアモルファスであって均一
な核形成面として機能する。更に、前記したような磁気
セル間の境界の入り組んだ鋸歯状構造の形成の原因とな
るような薄膜内の結晶のマイクロ構造の条件を抑制する
ことができる。
第2a図はガラスの基層21上に形成された10重量％のリ
ンを含む200nmの厚さを有するニッケル−リン層19の表
面によるＸ線の反射光によりの得られたＸ線回折パター
ンを示す（第2b図）。第2a図に示されたパターンは、第
2b図に示された層19が、アモルファス若しくは殆どアモ
ルファスであることを示している。
ンを含む200nmの厚さを有するニッケル−リン層19の表
面によるＸ線の反射光によりの得られたＸ線回折パター
ンを示す（第2b図）。第2a図に示されたパターンは、第
2b図に示された層19が、アモルファス若しくは殆どアモ
ルファスであることを示している。
第2b図は、第2a図に示されたデータを生成するために
用いられた装置を示す。第2b図に示されるように、銅か
らなるターゲットを有する35kVのＸ線源16は、スパッタ
リングされたニッケル−リン層19の表面に投射されかつ
反射されるようなＸ線17を発生する。Ｘ線検出装置20
は、Ｘ線の強度を検出する。カラス製基層21及び検出装
置20は、Ｘ線源16に対して回転可能であるように支持さ
れている。基層21及び検出装置20が回転するのに伴い、
検出装置20により検出されるＸ線の強度が測定される。
第2a図は、反射角２θと、この反射角度に於けるＸ線の
強度との関係を示すグラフである。第2b図に示されてい
るように、角度２θは、ニッケル−リン層19により覆わ
れた基層21を通過するＸ線と、ニッケル−リン層10によ
り反射され、検出装置20に投射されるＸ線との間に形成
される角度である。
用いられた装置を示す。第2b図に示されるように、銅か
らなるターゲットを有する35kVのＸ線源16は、スパッタ
リングされたニッケル−リン層19の表面に投射されかつ
反射されるようなＸ線17を発生する。Ｘ線検出装置20
は、Ｘ線の強度を検出する。カラス製基層21及び検出装
置20は、Ｘ線源16に対して回転可能であるように支持さ
れている。基層21及び検出装置20が回転するのに伴い、
検出装置20により検出されるＸ線の強度が測定される。
第2a図は、反射角２θと、この反射角度に於けるＸ線の
強度との関係を示すグラフである。第2b図に示されてい
るように、角度２θは、ニッケル−リン層19により覆わ
れた基層21を通過するＸ線と、ニッケル−リン層10によ
り反射され、検出装置20に投射されるＸ線との間に形成
される角度である。
ニッケル−リン層19が結晶性であれば、第2a図は、
“Elementary Modern Physics"、Alternate Second Edi
tion、Wiedner et al.、Allyn and Bacon,Inc、1974
年、145〜149頁、に記載されているようなブラッグの回
折パターンを示すはずである。しかるに、第2a図に示さ
れているように、このグラフは比較的平坦であって、第
2b図に示されたニッケル−リン層19の構造がアモルファ
ス若しくは殆どアモルファスであることが解る。第１図
に示された層12のようなスパッタリングされたニッケル
−リン層は、第2a図及び第2b図に示された層19と同様な
殆どアモルファス構造を有するものと考えられる。
“Elementary Modern Physics"、Alternate Second Edi
tion、Wiedner et al.、Allyn and Bacon,Inc、1974
年、145〜149頁、に記載されているようなブラッグの回
折パターンを示すはずである。しかるに、第2a図に示さ
れているように、このグラフは比較的平坦であって、第
2b図に示されたニッケル−リン層19の構造がアモルファ
ス若しくは殆どアモルファスであることが解る。第１図
に示された層12のようなスパッタリングされたニッケル
−リン層は、第2a図及び第2b図に示された層19と同様な
殆どアモルファス構造を有するものと考えられる。
前記したように、本発明に基づきスパッタリングによ
り形成されたニッケル−リン層は、ビットシフトの量を
減らし、ビットシフトによるエラーの数を減少させる。
第3a図は、スパッタリングされたニッケル−リンアンダ
ーコート層を用いることなく、一般的なCu80Ni10Pt10合
金層22が、メッキにより形成されたニッケル−リン層23
上に被着された場合（第3b図）のビットシフトのプロッ
トを示す。Co80Ni10Pt10合金層22は、60nmの厚さを有
し、約1,100Oeの保持度を有する。第3a図のデータを得
るために用いられた第3b図のディスクは機械的な保護の
ためのスパッタリングされた炭素からなる保護膜を有す
る。第3a図に於けるＸ軸は、ナノ秒（ns）を単位とする
ビットシフトの量を示し、Ｙ軸はその大きさのビットシ
フトが発生した頻度を示す。従って、第3a図に於ける曲
線30に於ては、109ビット中の１ビットは少なくとも15.
0nsのビットシフトを有し、曲線31に於ては、109ビット
中の１ビットは少なくとも約13.6nsのビットシフトを有
する。曲線30により表されるデータは、B6D9（ヘキサデ
シマル）からなるビットパターンを繰り返し記憶し、そ
れを繰り返し読出すことにより得られた。曲線31は、FF
FF（ヘキサデシマル）からなるビットパターンを同じく
書込み、それを読出すことにより得られた。これらのパ
ターンは、51/4インチディスクに於ける最も内側のトラ
ックであるトラック2400（即ち半径1.2インチの位置）
に書込まれたものである。このデータは、ディスクが36
00rpmにて回転している時に毎秒600万ビットの割合で書
込まれたものである。
り形成されたニッケル−リン層は、ビットシフトの量を
減らし、ビットシフトによるエラーの数を減少させる。
第3a図は、スパッタリングされたニッケル−リンアンダ
ーコート層を用いることなく、一般的なCu80Ni10Pt10合
金層22が、メッキにより形成されたニッケル−リン層23
上に被着された場合（第3b図）のビットシフトのプロッ
トを示す。Co80Ni10Pt10合金層22は、60nmの厚さを有
し、約1,100Oeの保持度を有する。第3a図のデータを得
るために用いられた第3b図のディスクは機械的な保護の
ためのスパッタリングされた炭素からなる保護膜を有す
る。第3a図に於けるＸ軸は、ナノ秒（ns）を単位とする
ビットシフトの量を示し、Ｙ軸はその大きさのビットシ
フトが発生した頻度を示す。従って、第3a図に於ける曲
線30に於ては、109ビット中の１ビットは少なくとも15.
0nsのビットシフトを有し、曲線31に於ては、109ビット
中の１ビットは少なくとも約13.6nsのビットシフトを有
する。曲線30により表されるデータは、B6D9（ヘキサデ
シマル）からなるビットパターンを繰り返し記憶し、そ
れを繰り返し読出すことにより得られた。曲線31は、FF
FF（ヘキサデシマル）からなるビットパターンを同じく
書込み、それを読出すことにより得られた。これらのパ
ターンは、51/4インチディスクに於ける最も内側のトラ
ックであるトラック2400（即ち半径1.2インチの位置）
に書込まれたものである。このデータは、ディスクが36
00rpmにて回転している時に毎秒600万ビットの割合で書
込まれたものである。
第４図は第3b図に示された薄膜22と同一であって、保
持度Hc及び厚さＴを有するCo80−Ni10−Pt10合金からな
る磁性薄膜についてのビットシフトプロットを示す。し
かしながら、第４図に示されたグラフに対応する薄膜
は、第１図に示されたような、スパッタリングにより形
成されたニッケル−リンからなるアンダーコート層を有
する。スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコ
ート層は約120nmの厚さを有する。このスパッタリング
されたニッケル−リンアンダーコート層を形成するため
に用いられたスパッタリングターゲットは、10重量％の
リンを含むニッケル−リン合金を無電解メッキにより形
成してなるものである。
持度Hc及び厚さＴを有するCo80−Ni10−Pt10合金からな
る磁性薄膜についてのビットシフトプロットを示す。し
かしながら、第４図に示されたグラフに対応する薄膜
は、第１図に示されたような、スパッタリングにより形
成されたニッケル−リンからなるアンダーコート層を有
する。スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコ
ート層は約120nmの厚さを有する。このスパッタリング
されたニッケル−リンアンダーコート層を形成するため
に用いられたスパッタリングターゲットは、10重量％の
リンを含むニッケル−リン合金を無電解メッキにより形
成してなるものである。
第４図に於て、ビットパターンB6D9（ヘキサデシマ
ル）及びビットパターンFFFF（ヘキサデシマル）をそれ
ぞれ記憶することにより、２つの曲線32、33が得られ
た。図示されているように、第４図の磁気ディスクは、
第3a図の磁気ディスクに比較して極めて僅かなビットシ
フトを示している。特に、第４図に示された磁気ディス
に於ては、109ビット中の１ビットが、両ビットパター
ンB6D9、FFFF（ヘキサデシマル）について、12.0nsのビ
ットシフトを伴うのに対し、第3a図に示されたディスク
については、ビットパターンB6D9については、109ビッ
ト中の１ビットが14.9nsのビットシフトを伴い、ビット
パターンFFFFについては109ビット中の１ビットが13.6n
sのビットシフトを伴う。これは、磁気ディスクのビッ
トシフト特性に於ける大幅な改善であるということがで
きる。
ル）及びビットパターンFFFF（ヘキサデシマル）をそれ
ぞれ記憶することにより、２つの曲線32、33が得られ
た。図示されているように、第４図の磁気ディスクは、
第3a図の磁気ディスクに比較して極めて僅かなビットシ
フトを示している。特に、第４図に示された磁気ディス
に於ては、109ビット中の１ビットが、両ビットパター
ンB6D9、FFFF（ヘキサデシマル）について、12.0nsのビ
ットシフトを伴うのに対し、第3a図に示されたディスク
については、ビットパターンB6D9については、109ビッ
ト中の１ビットが14.9nsのビットシフトを伴い、ビット
パターンFFFFについては109ビット中の１ビットが13.6n
sのビットシフトを伴う。これは、磁気ディスクのビッ
トシフト特性に於ける大幅な改善であるということがで
きる。
第５図に示されたデータは、スパッタリングされたニ
ッケル−リンアンダーコート層が、（20重量％のリンを
含む）焼結されたNi2Pにより形成された点を除いて、第
４図の磁気ディスクと同様なディスクにより得られたも
のである。第５図に示されているように、ビットパター
ンB6D9（曲線34）を書込んだ場合には、109ビット中の
１ビットが12.0nsのビットシフトを伴い、ビットパター
ンFFFF（曲線35）を書込んだ場合には、109ビット中の
１ビットが10.4nsのビットシフトを伴った。このよう
に、第４図及び第５図に示されたように、スパッタリン
グされたニッケル−リンアンダーコート層を有する磁気
ディスクは、このようなスパッタリングされたニッケル
−リンアンダーコート層を有していない磁気ディスクに
比較して極めて僅かなビットシフトが発生するのみであ
ることが分る。
ッケル−リンアンダーコート層が、（20重量％のリンを
含む）焼結されたNi2Pにより形成された点を除いて、第
４図の磁気ディスクと同様なディスクにより得られたも
のである。第５図に示されているように、ビットパター
ンB6D9（曲線34）を書込んだ場合には、109ビット中の
１ビットが12.0nsのビットシフトを伴い、ビットパター
ンFFFF（曲線35）を書込んだ場合には、109ビット中の
１ビットが10.4nsのビットシフトを伴った。このよう
に、第４図及び第５図に示されたように、スパッタリン
グされたニッケル−リンアンダーコート層を有する磁気
ディスクは、このようなスパッタリングされたニッケル
−リンアンダーコート層を有していない磁気ディスクに
比較して極めて僅かなビットシフトが発生するのみであ
ることが分る。
以上述べたように、スパッタリングされたニッケル−
リンからなるアンダーコート膜を有する本発明に基づく
磁気ディスクは、高いSN比を有する。第6a図及び第6b図
は、スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコー
ト膜を有する磁気ディスク及びそれを有していない磁気
ディスクから得られた出力信号のスペクトルを比較のた
めに示す。第6a図及び第6b図に於けるＸ軸は0Hzから10M
Hzまでの周波数帯を表わす直線である。第6a図及び第6b
図に示されたスパイクは信号成分を示し、スペクトルの
それ以外の部分は出力信号のノイズ成分を示す。信号成
分を表すスパイクとは相反する側の、第6a図及び第6b図
に示されたスペクトル曲線の下側の部分の面積を比較す
ることにより解るように、第6a図の信号のノイズ成分
は、第6b図の信号のノイズ成分よりも大きい。
リンからなるアンダーコート膜を有する本発明に基づく
磁気ディスクは、高いSN比を有する。第6a図及び第6b図
は、スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコー
ト膜を有する磁気ディスク及びそれを有していない磁気
ディスクから得られた出力信号のスペクトルを比較のた
めに示す。第6a図及び第6b図に於けるＸ軸は0Hzから10M
Hzまでの周波数帯を表わす直線である。第6a図及び第6b
図に示されたスパイクは信号成分を示し、スペクトルの
それ以外の部分は出力信号のノイズ成分を示す。信号成
分を表すスパイクとは相反する側の、第6a図及び第6b図
に示されたスペクトル曲線の下側の部分の面積を比較す
ることにより解るように、第6a図の信号のノイズ成分
は、第6b図の信号のノイズ成分よりも大きい。
第７図は、ビットシフトとスパッタリングされたニッ
ケル−リンアンターコート膜の厚さとの関係を示す。第
７図に示されたアンダーコート膜を形成するために用い
られたスパッタリングターゲットは10重量％のリンを含
み、無電解メッキにより形成されたものである。第７図
のグラフに示されたデータは、種々の厚さのニッケル−
リンについて、109ビット中の１ビットに発生するビッ
トシフトの量を測定することにより得られたものであ
る。第７図は、ビットパターンB6D7を記録することによ
り得られた第１の曲線40及びビットパターンFFFFを記録
することにより得られた第２の曲線41を含む。このグラ
フに示されているように、スパッタリングされたニッケ
ル−リン皮膜の厚さが０（即ちニッケル−リン薄膜が用
いられない場合）最大のビットシフトが発生し、ニッケ
ル−リン薄膜の厚さが120nmに達するまで、薄膜の厚さ
の増大に応じてビットシフトが徐々に減少する。ニッケ
ル−リン薄膜の厚さが120nmを越えると、この薄膜の厚
さの増大分に対するビットシフトの減少量がごく僅かと
なる。
ケル−リンアンターコート膜の厚さとの関係を示す。第
７図に示されたアンダーコート膜を形成するために用い
られたスパッタリングターゲットは10重量％のリンを含
み、無電解メッキにより形成されたものである。第７図
のグラフに示されたデータは、種々の厚さのニッケル−
リンについて、109ビット中の１ビットに発生するビッ
トシフトの量を測定することにより得られたものであ
る。第７図は、ビットパターンB6D7を記録することによ
り得られた第１の曲線40及びビットパターンFFFFを記録
することにより得られた第２の曲線41を含む。このグラ
フに示されているように、スパッタリングされたニッケ
ル−リン皮膜の厚さが０（即ちニッケル−リン薄膜が用
いられない場合）最大のビットシフトが発生し、ニッケ
ル−リン薄膜の厚さが120nmに達するまで、薄膜の厚さ
の増大に応じてビットシフトが徐々に減少する。ニッケ
ル−リン薄膜の厚さが120nmを越えると、この薄膜の厚
さの増大分に対するビットシフトの減少量がごく僅かと
なる。
第８図は、Co−Ni−Pt膜を形成する前にNi2P膜がスパ
ッタリングにより形成された点を除いて第７図と同様で
ある。第７図の場合と同様に、第８図に於けるNi2P膜の
厚さが０であるときにビットシフトが最大となり、Ni2P
膜の厚さが40nmに達するまでその増大量に従ってビット
シフトの量が減少する。Ni2P膜の厚さが40nmを越える
と、それ以上Ni2P膜の厚さを増大させても殆どビットシ
フトが減少しなくなる。
ッタリングにより形成された点を除いて第７図と同様で
ある。第７図の場合と同様に、第８図に於けるNi2P膜の
厚さが０であるときにビットシフトが最大となり、Ni2P
膜の厚さが40nmに達するまでその増大量に従ってビット
シフトの量が減少する。Ni2P膜の厚さが40nmを越える
と、それ以上Ni2P膜の厚さを増大させても殆どビットシ
フトが減少しなくなる。
本発明の別の実施例に於ては、ニッケル−リン合金か
らなるアンダーコート膜をスパッタリングにより形成す
る代りに、他の組成を有するニッケル組成物若しくはニ
ッケル合金が用いられている。例えば、アンダーコート
膜を形成するために用いられるスパッタリングターゲッ
トは、ニッケル及びＢ、Al、Ga、In、Ｃ、Si、Ge、Sn、
Pb、Ｐ、As、Sb、Bi、Ｓ、Se、Te等の周期律表に於ける
III A,IV A,V A及びVI A族に属する元素を含むものであ
ってよい。このようにしてスパッタリングにより形成さ
れたアンダーコート膜はアモルファス若しくは殆どアモ
ルファスである。
らなるアンダーコート膜をスパッタリングにより形成す
る代りに、他の組成を有するニッケル組成物若しくはニ
ッケル合金が用いられている。例えば、アンダーコート
膜を形成するために用いられるスパッタリングターゲッ
トは、ニッケル及びＢ、Al、Ga、In、Ｃ、Si、Ge、Sn、
Pb、Ｐ、As、Sb、Bi、Ｓ、Se、Te等の周期律表に於ける
III A,IV A,V A及びVI A族に属する元素を含むものであ
ってよい。このようにしてスパッタリングにより形成さ
れたアンダーコート膜はアモルファス若しくは殆どアモ
ルファスである。
以上本発明を特定の実施例について説明したが、当業
者であれば本発明の概念から逸脱することなく種々の変
形実施例に思い至るであろう。例えば、ニッケル及びリ
ンの含有量が種々異なるニッケル−リン合金を基層上に
スパッタリングすることができる。また、スパッタリン
グに代えて、蒸着等他の手段によりアンダーコート膜を
形成することもできる。また、アルミニウムからなる基
層にニッケル−リンを無電解メッキにより被着してなる
材料以外の材料、例えばガラス若しくはセラミック基
層、或いはテープからなる基層に対してニッケル−リン
合金をスパッタリングすることもできる。このような変
形・変更は本発明の概念から逸脱するものではないこと
を了解されたい。
者であれば本発明の概念から逸脱することなく種々の変
形実施例に思い至るであろう。例えば、ニッケル及びリ
ンの含有量が種々異なるニッケル−リン合金を基層上に
スパッタリングすることができる。また、スパッタリン
グに代えて、蒸着等他の手段によりアンダーコート膜を
形成することもできる。また、アルミニウムからなる基
層にニッケル−リンを無電解メッキにより被着してなる
材料以外の材料、例えばガラス若しくはセラミック基
層、或いはテープからなる基層に対してニッケル−リン
合金をスパッタリングすることもできる。このような変
形・変更は本発明の概念から逸脱するものではないこと
を了解されたい。
第１図は本発明に基づくスパッタリングされたニッケル
−リン合金からなるアンダーコート膜を有する磁気ディ
スク構造を示す断面図である。 第2a図はガラスからなる基層上にスパッタリングされた
200nmの厚さを有するニッケル−リン合金膜により得ら
れたＸ線回折パターンを示す。 第2a図に於けるＹ軸の目盛は任意の単位である。 第2b図は第2a図に示された回折パターンを得るために用
いられた装置を示す。 第3a図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜を用いない従来技術に基づくCo−Ni−Pt合金か
らなる磁性薄膜について得られたビットシフトのプロッ
トである。 第3b図は第3a図のビットシフト曲線を得るために用いら
れた磁気ディスク構造を示す断面図である。 第４図は10重量％のリンを含む無電解メッキされたニッ
ケル−リンスパッタリングターゲットからスパッタリン
グされたニッケル−リンアンダーコート膜上に形成され
たCo−Ni−Pt合金からなる磁性薄膜について得られたビ
ットシフトプロットである。 第５図は20重量％のリンを含む焼結Ni2Pターゲットから
スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコート膜
上に形成されたCo−Ni−Pt合金磁性薄膜について得られ
たビットシフトのプロットである。 第6a図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜を用いない従来技術に基づくCo−Ni−Pt膜を用
いる磁気ディスクについて得られた出力信号の信号／ノ
イズスペクトル図である。 第6b図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜上に形成されたCo−Ni−Pt膜について得られた
出力信号の信号／ノイズスペクトル図である。 第７図は10重量％のリンを含む無電解メッキされたニッ
ケル−リンターゲットからスパッタリングされたニッケ
ル−リン合金アンダーコート膜の厚さとビットシフトの
量との間の関係を示すグラフである。 第８図は焼結Ni2Pターゲットからスパッタリングされた
Ni2Pアンダーコート膜の厚さと磁気ディスクのビットシ
フトの量との間の関係を示すグラフである。 10……基層、11〜14……層 16……Ｘ線源、17……Ｘ線 19……層、20……検出装置 21……基層、22、23……層 30〜35、40、41……曲線
−リン合金からなるアンダーコート膜を有する磁気ディ
スク構造を示す断面図である。 第2a図はガラスからなる基層上にスパッタリングされた
200nmの厚さを有するニッケル−リン合金膜により得ら
れたＸ線回折パターンを示す。 第2a図に於けるＹ軸の目盛は任意の単位である。 第2b図は第2a図に示された回折パターンを得るために用
いられた装置を示す。 第3a図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜を用いない従来技術に基づくCo−Ni−Pt合金か
らなる磁性薄膜について得られたビットシフトのプロッ
トである。 第3b図は第3a図のビットシフト曲線を得るために用いら
れた磁気ディスク構造を示す断面図である。 第４図は10重量％のリンを含む無電解メッキされたニッ
ケル−リンスパッタリングターゲットからスパッタリン
グされたニッケル−リンアンダーコート膜上に形成され
たCo−Ni−Pt合金からなる磁性薄膜について得られたビ
ットシフトプロットである。 第５図は20重量％のリンを含む焼結Ni2Pターゲットから
スパッタリングされたニッケル−リンアンダーコート膜
上に形成されたCo−Ni−Pt合金磁性薄膜について得られ
たビットシフトのプロットである。 第6a図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜を用いない従来技術に基づくCo−Ni−Pt膜を用
いる磁気ディスクについて得られた出力信号の信号／ノ
イズスペクトル図である。 第6b図はスパッタリングされたニッケル−リンアンダー
コート膜上に形成されたCo−Ni−Pt膜について得られた
出力信号の信号／ノイズスペクトル図である。 第７図は10重量％のリンを含む無電解メッキされたニッ
ケル−リンターゲットからスパッタリングされたニッケ
ル−リン合金アンダーコート膜の厚さとビットシフトの
量との間の関係を示すグラフである。 第８図は焼結Ni2Pターゲットからスパッタリングされた
Ni2Pアンダーコート膜の厚さと磁気ディスクのビットシ
フトの量との間の関係を示すグラフである。 10……基層、11〜14……層 16……Ｘ線源、17……Ｘ線 19……層、20……検出装置 21……基層、22、23……層 30〜35、40、41……曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−214417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−34142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−75429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−182012（ＪＰ，Ａ)
Claims (19)
- 【請求項１】基層と、 真空蒸着により前記基層上に成層された第１の層であっ
てB,Al,Ga,In,C,Si,Ge,Sn,Pb,P,As,Sb,Bi,S,Se及びTeか
らなる群から選ばれた少なくとも１つの元素とニッケル
とを含む該第１の層と、 前記第１の層の上に成層された磁気記録媒体とを有する
ことを特徴とする磁気ディスク構造。 - 【請求項２】前記第１の層がスパッタリングにより形成
されたニッケル−リン合金を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の磁気ディスク構造。 - 【請求項３】前記磁気記録媒体の表面に保護膜が形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の磁気ディスク構造。 - 【請求項４】前記少なくとも１つの元素がＢからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気ディ
スク構造。 - 【請求項５】基層と、 前記基層上に真空蒸着により成層されたニッケルを含む
アモルファス若しくは殆どアモルファスである層と、 前記アモルファス若しくは殆どアモルファスである層上
の磁気記録媒体の層とを有することを特徴とする磁気デ
ィスク構造。 - 【請求項６】前記アモルファス若しくは殆どアモルファ
スである層は、ニッケルと元素の周期律表におけるIII
A,IV A,V A及びVI A族に属する少なくとも１つの他の元
素とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
記載の磁気ディスク構造。 - 【請求項７】磁気ディスクを製造するための方法であっ
て、 基層を準備する過程と、 B,Al,Ga,In,C,Si,Ge,Sn,Pb,P,As,Sb,Bi,S,Se及びTeから
なる群から選ばれた少なくとも１つの元素とニッケルと
を含む第１の層を真空蒸着により前記基層上に成層する
過程と、 前記第１の層上に磁気記録媒体からなる層を成層する過
程とを有することを特徴とする製造方法。 - 【請求項８】前記第１の層がニッケル−リン層を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の製造方
法。 - 【請求項９】前記ニッケル−リン層がスパッタリングに
より形成されることを特徴とする特許請求の範囲第８項
に記載の製造方法。 - 【請求項１０】前記磁気記録媒体の層を形成する過程
が、磁気記録媒体をスパッタリングする過程からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の製造方
法。 - 【請求項１１】前記磁気記録媒体が、約600 Oeよりも
大きな固有保持度を有する合金からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第７項に記載の製造方法。 - 【請求項１２】前記磁気記録媒体がコバルト及び白金を
含む合金からなることを特徴とする特許請求の範囲第７
項に記載の製造方法。 - 【請求項１３】前記基層が、ガラス、セラミック、アル
ミニウム及びニッケル−リンがメッキされたアルミニウ
ムからなる群から選ばれた材料を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第７項に記載の製造方法。 - 【請求項１４】前記基層がテープからなることを特徴と
する特許請求の範囲第７項に記載の製造方法。 - 【請求項１５】前記磁気記録媒体の表面に保護膜を形成
する過程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第７項
に記載の製造方法。 - 【請求項１６】前記保護膜が、スパッタリングされた炭
素、ZrO2,SiO2,TiO2及びTaOからなる群から選ばれた材
料からなることを特徴とする特許請求の範囲第15項に記
載の製造方法。 - 【請求項１７】前記少なくとも１つの元素がＢからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の製造方
法。 - 【請求項１８】磁気ディスクを製造するための方法であ
って、 基層を準備する過程と、 前記基層上に真空蒸着により、ニッケルを含むアモルフ
ァス若しくは殆どアモルファスである層を成層する過程
と、 前記アモルファス若しくは殆どアモルファスである層上
に磁気記録媒体の層を成層する過程とを有することを特
徴とする製造方法。 - 【請求項１９】前記アモルファス若しくは殆どアモルフ
ァスである層は、ニッケルと元素の周期律表におけるII
I A,IV A,V A及びVI A族に属する少なくとも１つの他の
元素とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第18項
に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US018,650 | 1987-02-25 | ||
| US07/018,650 US4786564A (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Method for manufacturing a magnetic disk having reduced bit shift, minimized noise, increased resolution and uniform magnetic characteristics, and the resulting disk |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217525A JPS63217525A (ja) | 1988-09-09 |
| JP2601491B2 true JP2601491B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=21789056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289246A Expired - Lifetime JP2601491B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-11-16 | 磁気ディスク構造及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4786564A (ja) |
| EP (1) | EP0280438B1 (ja) |
| JP (1) | JP2601491B2 (ja) |
| DE (1) | DE3888990T2 (ja) |
Families Citing this family (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920008222B1 (ko) * | 1987-05-12 | 1992-09-25 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 자기기록매체 및 그 제조방법 및 제조장치 |
| DE3726464A1 (de) * | 1987-08-08 | 1989-02-16 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung magnetischer aufzeichnungstraeger |
| US4929499A (en) * | 1988-04-20 | 1990-05-29 | Magnetic Peripherals Inc. | Use of nickel-phosphorous undercoat for particulate media in magnetic storage devices |
| US4902583A (en) * | 1989-03-06 | 1990-02-20 | Brucker Charles F | Thick deposited cobalt platinum magnetic film and method of fabrication thereof |
| JP2893269B2 (ja) * | 1989-04-11 | 1999-05-17 | コニカ株式会社 | 磁気記録媒体 |
| US6938825B1 (en) | 1989-04-24 | 2005-09-06 | Ultracard, Inc. | Data system |
| US5162158A (en) * | 1989-07-24 | 1992-11-10 | Magnetic Peripherals Inc. | Low noise magnetic thin film longitudinal media |
| US5062938A (en) * | 1990-01-16 | 1991-11-05 | International Business Machines Corporation | High coercivity low noise cobalt alloy magnetic recording medium and its manufacturing process |
| US5045165A (en) * | 1990-02-01 | 1991-09-03 | Komag, Inc. | Method for sputtering a hydrogen-doped carbon protective film on a magnetic disk |
| JPH0449523A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記録媒体の製造法及びその装置 |
| US5180640A (en) * | 1990-10-01 | 1993-01-19 | Komag, Inc. | Magnetic recording medium comprising a magnetic alloy layer of cobalt nickel, platinum and chromium formed directly on a nickel alloy amorphous underlayer |
| JPH04311812A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-11-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 磁気記録媒体、薄膜磁気記録ディスク、及び潤滑システムの形成方法 |
| US5356522A (en) * | 1992-02-18 | 1994-10-18 | Hmt Technology Corporation | Method for manufacturing thin-film medium with chromium underlayer gradient |
| JPH06145975A (ja) * | 1992-03-20 | 1994-05-27 | Komag Inc | 炭素フィルムをスパタリングする方法及びその製造物 |
| US5470447A (en) * | 1992-08-19 | 1995-11-28 | Stormedia, Inc. | Method for applying a protective coating on a magnetic recording head |
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