JP3833335B2 - 磁性記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にコバルト合金層が形成された磁性記録媒体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板上にコバルト合金層が形成された磁性記録媒体において、高保磁力化と低ノイズ化を実現するためには、結晶粒間の磁気的な相互作用を低減する必要がある。粒間相互作用のレベルを表す指標として規格化保磁力(Hc/Hk)がある。これは保磁力Hcを結晶異方性磁界Hkで規格化したものである。等方性媒体において、粒間相互作用が完全に消滅した理想的な場合には、規格化保磁力は0.5となる。
【0003】
従来技術においては、多結晶構造を有する磁性層の粒間相互作用を低減するために、結晶粒界への非磁性物質の偏析を起こして磁性結晶粒の磁気的孤立化を行っていた。具体的には、非磁性元素であるCr(クロム)が添加されたCo(コバルト)合金をスパッタ法により堆積して、堆積中にCrを多結晶磁性層の結晶粒界に偏析させていた。この偏析を促進するために、堆積中のバイアス印加や基板加熱及び酸化性残留ガスの低減を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、規格化保磁力は0.35程度しか得られなかった。
本発明の目的は、高い規格化保磁力をもつ磁性記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、基板上にコバルト合金層が形成された磁性記録媒体において、前記基板上に形成され、前記コバルト合金層の磁化容易軸を面内方向にする第1の非磁性材料層と、前記第1の非磁性材料層上に網目状に形成され、前記コバルト合金層の磁化容易軸を垂直方向にする第2の非磁性材料層とを有し、前記コバルト合金層は、前記第1の非磁性材料層と前記第2の非磁性材料層上に形成されていることを特徴とする磁性記録媒体により達成される。これにより、面内方向に磁化された前記コバルト合金層の結晶粒を、垂直方向にしか磁化されない前記コバルト合金層の結晶粒で不連続状態にすることができるので、面内方向に磁化された結晶粒同士を磁気的に孤立させることができる。従って、面内方向に磁化された結晶粒同士の磁気的な粒間相互作用を低減することができる。
【0006】
また、上記の磁性記録媒体において、前記コバルト合金層は、複数のコバルト合金層で構成されていることが望ましい。
また、上記の磁性記録媒体において、前記複数のコバルト合金層の間に、第3の非磁性材料層が挿入されていることが望ましい。
また、上記の磁性記録媒体において、前記第3の非磁性材料層は、クロム元素を添加して非磁性化したコバルト合金により形成されていることが望ましい。
【0007】
また、上記の磁性記録媒体において、前記第1の非磁性材料層は、クロム又はクロムを主成分とした合金で形成され、前記第2の非磁性材料層は、チタン又はチタンを主成分とした合金で形成されていることが望ましい。
また、上記目的は、基板上に、コバルト合金層の磁化容易軸を面内方向にする第1の非磁性材料層を連続層状に形成する第1非磁性材料層形成工程と、前記第1の非磁性材料層上に、コバルト合金層の磁化容易軸を垂直方向にする第2の非磁性材料層を網目状に形成する第2非磁性材料層形成工程と、前記第1の非磁性材料層と前記第2の非磁性材料層上に、コバルト合金層を形成するコバルト合金層形成工程とを有することを特徴とする磁性記録媒体の製造方法によって達成される。これにより、面内方向に磁化された前記コバルト合金層の結晶粒を、垂直方向にしか磁化されない前記コバルト合金層の結晶粒で不連続状態にすることができるので、面内方向に磁化された結晶粒同士を磁気的に孤立させることができる。従って、面内方向に磁化された結晶粒同士の磁気的な粒間相互作用を低減することができる。
【0008】
また、上記の磁性記録媒体の製造方法において、前記コバルト合金層形成工程は、複数のコバルト合金層を形成することが望ましい。
また、上記の磁性記録媒体の製造方法において、前記コバルト合金層形成工程は、前記複数のコバルト合金層間に第3の非磁性材料層を形成する第3非磁性材料層形成工程を有することが望ましい。
【0009】
また、上記目的は、上記の磁性記録媒体を有することを特徴とするハードディスク装置によって実現される。
【0010】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による磁性記録媒体を図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態による磁性記録媒体の全体図及び拡大図である。図1の拡大図は、便宜上CoCrPt層16(Co:コバルト、Pt:プラチナ)を省略して示している。図2は、図1に示す磁性記録媒体のA−A′線断面図である。
【0011】
ディスク基板10は、Al(アルミニウム)基板にNiP合金(Ni:ニッケル、P:リン)がメッキされ、研磨が施されている。
図2に示すように、ディスク基板10上には、2層構造の下地層が形成されている。第1の下地層として、ディスク基板10上に連続膜状態のCr層12が形成されている。Cr層12は、CoCrPt層16の磁化容易軸を面内方向にする特性を有している。第2の下地層として、Cr層12上にTi(チタン)層14が形成されている。Ti層14は、図1に示すように網目状に形成されている。Ti層14は、CoCrPt層16の磁化容易軸を垂直方向にする特性を有している。
【0012】
Cr層12とTi層14上には、磁性層としてCoCrPt層16が形成されている。
Cr層12はCoCrPt層16の磁化容易軸を面内方向にする特性を有しているので、Cr層12上の領域ではCoCrPt層16の結晶粒(図示せず)は面内方向に磁化される。一方、Ti層14はCoCrPt層16の磁化容易軸を垂直方向にする特性を有しているので、Ti層14上の領域ではCoCrPt層16の結晶粒は面内方向の磁場では磁化されない。
【0013】
このように本実施形態によれば、面内方向に磁化された結晶粒を、垂直方向にしか磁化されない結晶粒で不連続状態にすることができるので、面内方向に磁化された結晶粒同士を磁気的に孤立させることができる。従って、面内方向に磁化された結晶粒同士の磁気的な粒間相互作用を低減することができる。
上記の磁性記録媒体の特性を測定したところ、保磁力は4kOe、規格化保磁力は0.4であり、両者とも高い値を得ることができた。
【0014】
次に、本実施形態による磁性記録媒体の製造方法を、図3の工程断面図を用いて説明する。図3は、本実施形態による磁性記録媒体の製造方法を示す工程断面図である。
まず、ディスク基板10上に、スパッタ法により厚さ約30nmのCr層12を堆積する。スパッタ装置内のAr(アルゴン)圧力は約400mPa(約3mTorr)とする(図3(a)参照)。
【0015】
次に、Ar圧力を約400mPaに保持したままで、Cr層12上に、厚さ約7nmの網目状のTi層14を堆積する。ディスク基板10とターゲット(図示せず)間の距離を25mmとし、スパッタレートは約1nm/secとする。基板温度は、室温乃至250℃とする。スパッタ開始直後は、Ti層14は島上に形成されるが、更にスパッタを継続しTi層14の厚さが約7nmになると、Ti層14は網目状に形成される。更にスパッタを継続すると連続膜状になってしまうので、Ti層14の厚さが約7nmになったところでスパッタを中止する(図3(b)参照)。
【0016】
次に、Cr層12とTi層14上に、スパッタ法により磁性層として厚さ約20nmのCoCrPt層16を堆積する。スパッタ装置内のAr圧力は約400mPa(約3mTorr)とする。ターゲットにはCoCr13Pt12合金板を用いる(図3(c)参照)。
このようにして、本実施形態による磁性記録媒体を製造することができる。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による磁性記録媒体を図4を用いて説明する。図4は、本実施形態による磁性記録媒体の断面図である。
【0017】
本実施形態は、第1実施形態の構成において、磁性層が2層のコバルト合金層で構成されていることを特徴としている。
ディスク基板10、Cr層12、Ti層14、CoCrPt層16は第1実施形態と同様である。
CoCrPt層16上には、磁気的な出力を大きくするための磁性層として、CoPt層18が形成されている。
【0018】
Cr層12はCoCrPt層16及びCoPt層18の磁化容易軸を面内方向にする特性を有しているので、Cr層12上の領域ではCoCrPt層16及びCoPt層18の結晶粒(図示せず)は面内方向に磁化される。一方、Ti層14はCoCrPt層16及びCoPt層18の磁化容易軸を垂直方向にする特性を有しているので、Ti層14上の領域ではCoCrPt層16及びCoPt層18の結晶粒は垂直方向にしか磁化されない。
【0019】
このように本実施形態によれば、第1実施形態による磁性記録媒体の構成に加えて、磁気的な出力を大きくするためのCoPt層18が形成されているので、第1実施形態よりも出力が大きな磁性記録媒体を提供することができる。
上記の磁性記録媒体の特性を測定したところ、tBr値(t:膜厚、Br:残留磁束密度)が200μmGと高い値を得ることができた。
【0020】
次に、本実施形態による磁性記録媒体の製造方法を説明する。
CoCrPt層16の形成工程までは、第1実施形態による磁性記録媒体の製造方法と同様である。
CoCrPt層16の堆積後、CoCrPt層16上に、スパッタ法により厚さ約10nmのCoPt層18を堆積する。スパッタ装置内のAr圧力は約400mPaとする。ターゲットはCoPt12合金板を用いる。
【0021】
このようにして、本実施形態による磁性記録媒体を製造することができる。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態による磁性記録媒体を図5を用いて説明する。図5は、本実施形態による磁性記録媒体の断面図である。
本実施形態は、第2実施形態の構成において、2層のコバルト合金層の間に非磁性化したCoCrPt層が設けられていることを特徴としている。
【0022】
ディスク基板10、Cr層12、Ti層14、CoCrPt層16、CoPt層18は第2実施形態と同様である。
CoCrPt層16とCoPt層18の間には、磁気的な出力を大きくするための、非磁性化したCoCrPt層20が形成されている。
Cr層12はCoCrPt層16及びCoPt層18の磁化容易軸を面内方向にする特性を有しているので、Cr層12上の領域ではCoCrPt層16及びCoPt層18の結晶粒は面内方向に磁化される。一方、Ti層14はCoCrPt層16及びCoPt層18の磁化容易軸を垂直方向にする特性を有しているので、Ti層14上の領域ではCoCrPt層16及びCoPt層18の結晶粒は垂直方向にしか磁化されない。
【0023】
このように本実施形態によれば、第2実施形態による磁性記録媒体の構成に加えて、磁気的な出力を大きくするための非磁性化したCoCrPt層20が形成されているので、第2実施形態よりも出力が大きな磁性記録媒体を提供することができる。
上記の磁性記録媒体の特性を測定したところ、tBr値が200μmGと高い値を得ることができた。
【0024】
次に、本実施形態による磁性記録媒体の製造方法を説明する。
CoCrPt層16の形成工程までは、第1及び第2実施形態による磁性記録媒体の製造方法と同様である。
CoCrPt層16の堆積後、CoCrPt層16上に、スパッタ法により非磁性化したCoCrPt層20を堆積する。スパッタ装置内のAr圧力は約400mPaとする。ターゲットはCoCr35Pt合金板を用いる。Crリッチにすることによって非磁性化した層を形成することができる。
【0025】
次に、非磁性化したCoCrPt層20上に、スパッタ法により厚さ約10nmのCoPt層18を堆積する。スパッタ装置内のAr圧力は約400mPaとする。ターゲットはCoPt12合金板を用いる。
このようにして、本実施形態による磁性記録媒体を製造することができる。
[変形実施形態]
本発明は上記実施形態に関わらず種々の変形が可能である。
【0026】
例えば、第1乃至第3実施形態では、磁性層の材料としてCoCrPtやCoPtを用いているが、CoCrW(W:タングステン)、CoCrTaPt、CoNiCr等他のコバルト合金でもよい。
また、第1乃至第3実施形態では、Co合金層の磁化容易軸を面内方向にする材料としてCrを用いているが、Co合金層の磁化容易軸を面内方向にする特性を有する材料であれば、Cr合金、NiAl合金(Ni:ニッケル)など他の材料でもよい。
【0027】
また、第1乃至第3実施形態では、Co合金層の磁化容易軸を垂直方向にする材料としてTiを用いているが、Co合金層の磁化容易軸を垂直方向にする特性を有する材料であれば、SiO2(二酸化シリコン)、その他のアモルファス材料など他の材料でもよい。
また、第1乃至第3実施形態では、ディスク基板の材料としてAlを用いているが、ガラス、表面を酸化させたSi(シリコン)、カーボン等他の材料でもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、面内方向に磁化された前記コバルト合金層の結晶粒を、垂直方向にしか磁化されない前記コバルト合金層の結晶粒で不連続状態にすることができるので、面内方向に磁化された結晶粒同士を磁気的に孤立させることができる。そのため、面内方向に磁化された結晶粒同士の磁気的な粒間相互作用を低減することができるので、高い規格化保磁力をもつ磁性記録媒体及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による磁性記録媒体の全体図及び拡大図である。
【図2】図1に示す磁性記録媒体のA−A′線断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による磁性記録媒体の製造方法を示す工程断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態による磁性記録媒体の断面図である。
【図5】本発明の第3実施形態による磁性記録媒体の断面図である。
【符号の説明】
10…ディスク基板
12…Cr層
14…Ti層
16…CoCrPt層
18…CoPt層
20…非磁性化したCoCrPt層
Claims (9)
- 基板上にコバルト合金層が形成された磁性記録媒体において、
前記基板上に形成され、前記コバルト合金層の磁化容易軸を面内方向にする第1の非磁性材料層と、
前記第1の非磁性材料層上に網目状に形成され、前記コバルト合金層の磁化容易軸を垂直方向にする第2の非磁性材料層とを有し、
前記コバルト合金層は、前記第1の非磁性材料層と前記第2の非磁性材料層上に形成されていることを特徴とする磁性記録媒体。 - 請求項1記載の磁性記録媒体において、
前記コバルト合金層は、複数のコバルト合金層で構成されていることを特徴とする磁性記録媒体。 - 請求項2記載の磁性記録媒体において、
前記複数のコバルト合金層の間に、第3の非磁性材料層が挿入されていることを特徴とする磁性記録媒体。 - 請求項3記載の磁性記録媒体において、
前記第3の非磁性材料層は、クロム元素を添加して非磁性化したコバルト合金により形成されていることを特徴とする磁性記録媒体。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の磁性記録媒体において、
前記第1の非磁性材料層は、クロム又はクロムを主成分とした合金で形成され、
前記第2の非磁性材料層は、チタン又はチタンを主成分とした合金で形成されていることを特徴とする磁性記録媒体。 - 基板上に、コバルト合金層の磁化容易軸を面内方向にする第1の非磁性材料層を連続層状に形成する第1非磁性材料層形成工程と、
前記第1の非磁性材料層上に、コバルト合金層の磁化容易軸を垂直方向にする第2の非磁性材料層を網目状に形成する第2非磁性材料層形成工程と、
前記第1の非磁性材料層と前記第2の非磁性材料層上に、コバルト合金層を形成するコバルト合金層形成工程とを有することを特徴とする磁性記録媒体の製造方法。 - 請求項6記載の磁性記録媒体の製造方法において、
前記コバルト合金層形成工程は、複数のコバルト合金層を形成することを特徴とする磁性記録媒体の製造方法。 - 請求項7記載の磁性記録媒体の製造方法において、
前記コバルト合金層形成工程は、前記複数のコバルト合金層間に第3の非磁性材料層を形成する第3非磁性材料層形成工程を有することを特徴とする磁性記録媒体の製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁性記録媒体を有することを特徴とするハードディスク装置。
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