JP3278959B2 - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

垂直磁気記録媒体およびその製造方法

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JP3278959B2 JP06352893A JP6352893A JP3278959B2 JP 3278959 B2 JP3278959 B2 JP 3278959B2 JP 06352893 A JP06352893 A JP 06352893A JP 6352893 A JP6352893 A JP 6352893A JP 3278959 B2 JP3278959 B2 JP 3278959B2
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敏男 安藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直磁気記録媒体に係
り、特に軟磁性下地層を有する2層媒体に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】垂直磁気記録は面内磁気記録よりも高密
度記録ができることから注目されており、これに用いる
媒体としては軟磁性下地層と垂直記録層とからなる2層
媒体が多く検討されている。このような2層膜媒体は、
単磁極型ヘッドと組み合わせることにより効率の良い記
録再生ができる。中でも、Co−Zr系アモルファス軟
磁性膜を下地層とする2層膜媒体は、垂直配向性の鋭い
垂直記録層が得られるため記録効率の向上には特に有効
である。しかし、この2層膜媒体をディスク状の媒体と
して用いる場合には、信号記録後、媒体を回転させてい
るだけで時間とともに減磁して信号強度が減衰してしま
うという問題がある。
【0003】そこで、本願出願人は先に、上記軟磁性下
地層の上に針状粒子を形成して表面に凹凸をつけること
によって、減磁を解消する方法を提案した。図5は係る
垂直磁気記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図であ
る。同図において、1は鏡面研磨した円盤状のガラス基
板であり、このガラス基板1の上には、例えばCo−Z
rを含むアモルファスの薄膜よりなる軟磁性下地層2が
形成されている。そして、この軟磁性下地層2の表面に
は、多数の針状粒子3が形成される。この針状粒子3と
しては軟磁性下地層2の材料であるCo−Zr系合金と
固溶しにくい材料、例えばCu、Sn、Zn、Al、C
d、Pb等の金属やホィスカを形成し易いものを用い
る。そして、この針状粒子3の上に垂直記録層4が形成
された構成になっている。そして、このような構成の垂
直磁気記録媒体では、軟磁性下地層2の磁壁の移動が針
状粒子3の存在により困難とされるため、軟磁性下地層
2の保磁力Hcをある程度大きくすることができ、外部
磁界の影響による経時変化を抑えることができる。ま
た、この針状粒子3の存在によって垂直記録層4の表面
に生じる凹凸によってCSS方式においてもヘッドの吸
着が防止されるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の垂直磁気記録媒
体は、その求められる記録密度がヘッドの浮上量として
約0.1μm程度以上であることが許容されるリジッド
ディスクである場合には有効である。即ち、針状粒子3
によって垂直記録層4の表面に凹凸が形成されるため、
別途テクスチャリング工程を経る必要がなくなるととも
に、上述した如く、減磁の問題も解消されるからであ
る。しかし、より以上の高密度記録を実現しようとした
場合には、ヘッドの浮上量を0.1μm以下にするか、
またはヘッドを媒体に接触させる必要が生じる。そのよ
うな状況下では、上述した垂直磁気記録媒体の表面の凹
凸はヘッドクラッシュや媒体ノイズの原因となるばかり
か、膜の硬度も充分ではないため、媒体の耐久性にも問
題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、請求項1に係る発明は、「基
板上に少なくとも、炭素層と、軟磁性下地層と、垂直記
録層とを順次積層してなる垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性下地層を、前記炭素層から拡散した炭素を含
有するCo−Zr系合金で形成するとともに40〜80
0 A/mの抗磁力Hcを保持するように形成したこと
を特徴とする垂直磁気記録媒体。」を提供するものであ
り、
【0006】請求項2に係る発明は、「基板上に炭素層
を形成する第1の工程と、前記炭素層上にCo−Zr系
合金からなる軟磁性下地層を形成する第2の工程と、前
記磁性下地層上に垂直記録層を形成する第3の工程とを
含んだ垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記第3
の工程より後に熱処理工程を設け、前記熱処理工程に
て、前記炭素層中の炭素を前記軟磁性下地層に拡散させ
るとともに、前記軟磁性下地層を40〜800 A/m
の抗磁力Hcを保持するように形成したことを特徴とす
る垂直磁気記録媒体の製造方法。」を提供するものであ
る。
【0007】
【0008】
【作用】炭素を、軟磁性下地層中に拡散することによ
り、軟磁性下地層の結晶化温度が低くなり比較的低温の
熱処理により軟磁性下地層の結晶化を制御して、その抗
磁力(Hc)を適度な値に上昇することができるため減
磁を生じない垂直磁気記録媒体を得ることができる。ま
た、炭素の軟磁性下地層への拡散により膜面の硬度も高
くなり耐久性に優れた垂直磁気記録媒体を得ることがで
きる。
【0009】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は、本発明の一実施例である垂直磁気
記録媒体の構成を模式的に示す部分断面図である。同図
に示すように、この垂直磁気記録媒体は鏡面研磨したガ
ラスからなる円盤状の基板11と、この基板11の上に
順に形成されたCr層12、C層13、軟磁性下地層1
4、垂直記録層15及び保護層16から形成されてい
る。
【0010】以下、本発明の実施例についてその具体的
な製造方法を説明する。ガラス基板11に形成する各層
12、13、14、15、16の成膜は、図2にその電
極付近の概略断面図を示したごときDCマグネトロンス
パッタ装置を用いておこなった。この装置では、例えば
Co−Zr−Nbのごときターゲット23の下方中央部
には第1の希土類永久磁石21が、ターゲット23の下
方外周部には第2の希土類永久磁石22が配置されてお
り、これら第1と第2の希土類永久磁石21、22の極
性は、図中に示したようにそれぞれ逆にしてある。ま
た、ターゲット23の上方には、鏡面研磨した円盤状の
ガラス基板11が配置されている。このような配置によ
って、ガラス基板11は前記した第1と第2の希土類永
久磁石21、22によって常にその半径方向に約4kA
/mの磁界が加えられる構成になっている。なお、これ
らの希土類永久磁石21、22はマグネトロンの磁石と
しても作用し、ターゲット近傍のプラズマを集束させて
ハイレートで成膜することにも寄与するものである。
【0011】また、この装置による他の成膜条件は、雰
囲気をArガス圧0.067Pa、電力密度を1.0〜
2.0W/cm2 、ターゲット−基板間距離を60m
m、基板温度を150℃〜250℃とした。なお、ター
ゲットは軟磁性下地層14用として直径203mmのC
o−Zr7−Nb5at%合金を使用し、垂直記録膜用1
5として同サイズのCo−Cr15−Ta4 at%合金を
使用した。
【0012】まず、直径95mmの鏡面仕上げのソーダ
ライムガラス11上にCr層12を50nm成膜し、そ
の上にC層13を0nm乃至40nmの膜厚で成膜す
る。なお、実際には、記録再生特性、磁気特性に対する
C層13の膜厚依存性、熱処理温度に対する軟磁性下地
層14の抗磁力Hcの変化等を見るためにC層13の膜
厚について、0nm、20nm、25nm、30nm、
35nm、40nmの各膜厚のサンプルをそれぞれ複数
個製作した。次いで、Co−Zr7−Nb5at%合金を
ターゲットとして軟磁性下地層14を500nm成膜後
直ちにCo−Cr15−Ta4 at%合金をターゲットと
して垂直記録層を75nm成膜する。最後に保護層16
としてSiO2 を10nm形成する。このようにして成
膜を終えた後、10-3Pa以下の真空中雰囲気におい
て、24kA/mの回転磁界を作用させながら温度範囲
常温から500℃で、3時間の熱処理を行う。
【0013】図3に、C層13の膜厚を35nmとした
サンプルと、C層13を設けないサンプル(膜厚0)に
対して、上記温度範囲における種々の温度で3時間の熱
処理を行った場合の軟磁性下地層14の抗磁力Hcの測
定結果を示す。同図において実線で示した曲線は膜厚3
5nmのサンプルを示し、点線で示した曲線はC層13
を設けていないサンプルを示す。同図から明らかなよう
に、実線で示したサンプルは熱処理温度が300℃付近
で急激に立ち上がっているのに対し、点線で示したサン
プルは400℃付近にその立ち上がりが認められる。ま
た、本発明の実施例であるC層13を設けたサンプルに
ついてその膜を光電子分光分析装置を用いて分析したと
ころ、炭素がCo−Zr−Nbの軟磁性下地層14内へ
拡散しているのが確認されたが熱処理を施さずに同様に
製作したサンプルについては拡散が認められなかった。
【0014】これらのことから、C層13を設けて熱処
理をすることによって炭素が軟磁性下地層14内に拡散
するとともにこの炭素の拡散により軟磁性下地層(Co
ZrNb)の結晶化温度が約100゜程度下がるものと
考えられる。
【0015】次にこれらのサンプルの特性評価結果につ
いて説明する。なお、これらのサンプルについての記録
再生特性は、トラック幅8μm、主磁極厚0.4μm、
コイル巻数60ターンの単磁極ヘッドを用い、ディスク
回転数2070rpm、線速度8m/s、ヘッド浮上量
80nmの条件で測定を行い、磁気特性については、V
SMで評価した。
【0016】C層13の膜厚と熱処理後の軟磁性下地層
14(CoZrNb)のHcとの関係を図4に示す。C
層13の膜厚が厚いほど軟磁性下地層14のHcは高く
なり、15〜35nmのところで40〜800A/mと
適度な値をとっていることがわかる。一方、熱処理を施
さずに同様に製作したサンプルはHcの変化を示さなか
った。なお、軟磁性下地層14のHcがこの値より小さ
いと地磁気などの外部磁界の影響でディスク回転によっ
て減磁が発生することになり、逆に、Hcがこの値より
大きいと軟磁性下地層本来の働きが鈍り、記録効率や再
生出力の低下を招くことになるものである。また、これ
らのサンプルは平面性が極めて良好であるとともにその
表面粗度Raも0.2nm〜0.3nmの範囲にあり極
めて良好な表面性を示した。
【0017】次に、C層13の膜厚を25nm(サンプ
ル1)、30nm(サンプル2)、35nm(サンプル
3)とした各サンプルとC層13を設けないサンプル
(膜厚0nm)4とについて、信号を記録後10分間媒
体を回転させたときの出力の劣化について表1に示す。
【表1】 同表から明らかなように、C層13を設けないサンプル
4では、出力劣化が大きく減磁が発生している。これに
対して、C層13を25nm〜35nmの範囲で設けた
サンプル1乃至サンプル3の場合は、測定誤差の範囲で
あり出力劣化はほとんど認められない。また、記録効
率、再生効率は、C層13を設けた場合と設けない場合
とで差はなく、ともに良好であった。
【0018】次に、C層13を25nmとしたサンプル
1、C層13を設けないサンプル4及び、図5を用いて
先に説明した針状粒子を設けた垂直磁気記録媒体(これ
をサンプル5とする。)について、微小押込硬度計を用
いてその硬度を測定した結果について表2に示す。
【表2】 同表から明らかなように、本発明の実施例であるサンプ
ル1の硬度が最も高く、耐久性に優れた垂直磁気記録媒
体であることがわかる。
【0019】上述した実施例では、基板としてガラス基
板11を用いた場合について説明したが、基板材料とし
てNiPのような非晶質材料を使用する場合には、本願
発明は更に有効である。即ち、NiPのような非晶質材
料では、熱処理温度が高い場合には基板そのものが結晶
化し着磁してしまう虞があるが、本発明によれば、熱処
理温度を低くすることができてこのような問題を生じな
いのである。
【0020】なお、以上の実施例において説明した各層
の成膜条件や熱処理条件等は一例でありこれに限定され
るものではない。即ち、これらの条件は、記録再生特性
を考慮した際に軟磁性下地層14がその軟磁気特性を損
なわない範囲と、垂直磁気記録媒体として求められる耐
久性とを考慮して、地磁気などの想定される外部磁界に
よって減磁を生じることがないように軟磁性下地層14
へ炭素の拡散が得られれば充分なのである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の垂直磁気
記録媒体によれば、軟磁性下地層が40〜800A/m
の抗磁力Hcを有しているので、媒体の表面性や記録再
生効率を損ねることなく媒体の回転に伴う減磁を解消し
て再生出力の劣化を防止できるとともに媒体の硬度を高
め耐久性を改善することができるものである。しかも、
軟磁性下地層への炭素の拡散により、軟磁性下地層の結
晶化温度を下げることができるため、比較的低温での熱
処理によって軟磁性下地層の結晶化を制御することが可
能であり、高温で熱処理を行った際に生じるであろう媒
体の反り等を防止できるものである。さらに、本発明の
垂直磁気記録媒体の製造方法によれば、これらの効果
は、炭素層および軟磁性下地層を形成する工程の後に設
けた一つの熱処理工程によって同時に得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の垂直磁気記録媒体の一実施例の構成を
模式的に示す部分断面図である。
【図2】本発明の垂直磁気記録媒体の製造に用いるDC
マグネトロンスパッタ装置の電極付近の概略断面図であ
る。
【図3】熱処理温度と軟磁性下地層の抗磁力の関係を示
す図である。
【図4】炭素層の膜厚と熱処理後の軟磁性下地層のHc
との関係を示す図である。
【図5】従来の垂直磁気記録媒体の構成を模式的に示す
部分断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 軟磁性下地層 3 針状粒子 4 垂直記録層 11 ガラス基板 12 Cr層 13 C層 14 軟磁性下地層 15 垂直記録層 16 保護層 21 希土類永久磁石 22 希土類永久磁石 23 ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−99921(JP,A) 特開 昭62−18624(JP,A) 特開 平4−247323(JP,A) 特開 昭61−248219(JP,A) 特開 昭63−193329(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/62 - 5/858

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に少なくとも、炭素層と 、 軟磁性下地層と、 垂直記録層とを順次積層してなる垂直磁気記録媒体にお
    いて、 前記軟磁性下地層を、前記炭素層から拡散した炭素を含
    有するCo−Zr系合金で形成するとともに40〜80
    0 A/mの抗磁力Hcを保持するように形成したこと
    を特徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】基板上に炭素層を形成する第1の工程と、 前記炭素層上にCo−Zr系合金からなる軟磁性下地層
    を形成する第2の工程と、 前記磁性下地層上に垂直記録層を形成する第3の工程と
    含んだ垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記第3の工程より後に熱処理工程を設け 、前記熱処理
    工程にて、前記炭素層中の炭素を前記軟磁性下地層に拡
    散させるとともに、前記軟磁性下地層を40〜800
    A/mの抗磁力Hcを保持するように形成したことを特
    徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
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