JP3933732B2

JP3933732B2 - 金属薄膜型磁気記録媒体

Info

Publication number: JP3933732B2
Application number: JP22961796A
Authority: JP
Inventors: 善信奥村; 雅彦安井; 憲秋田; 誠前田
Original assignee: ストアメディアインコーポレーテッド
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: JPH1074620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク等の磁気ディスク装置に使用される磁気記録媒体に関し、より具体的には、保磁力及び記録再生特性にすぐれた金属薄膜型磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクに用いられる金属薄膜型磁気記録媒体は、一般に図４に示す如く、Ａｌ合金からなる非磁性のサブストレート(21)上に非晶質のＮｉＰ層(22)が形成された媒体基板(2)に、実質的にＣｒからなる下地層(4)、Ｃｏ合金の磁性層(5)、カーボン等の保護膜(6)を順次積層成膜して形成されている。
【０００３】
金属薄膜型磁気記録媒体には、記録密度、即ち線記録密度とトラック密度の向上が望まれている。
しかしながら、線記録密度を向上させると、線形等価によって除去できない非線形な波形干渉が生じ、記録分解能の劣化の原因となる。この非線形波形干渉は、円周方向の磁気的異方性が大きくなるほど増大する傾向にある。
トラック密度の向上には、トラック全体に占めるトラックエッジでの媒体ノイズの低減が非常に重要となる。トラックエッジでの媒体ノイズの増加は、円周方向の磁気的異方性に起因する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
媒体基板の表面には、ヘッドと媒体との間の摩擦を軽減するために、テキスチャーと呼ばれる微細な凹凸が円周方向に形成されることが多い。このテキスチャーはＣｏ合金磁性層の周方向の磁気的異方性を高めることになるため、保磁力の向上に対しても有効であることが知られている。しかしながら、円周方向の磁気異方性の向上は、上述のとおり、媒体ノイズの増加に繋がる。
非線形波形干渉を軽減し、かつ媒体ノイズの増加を防ぐために、円周方向のテキスチャーを施さずに、媒体基板の表面に超平滑加工を施した金属薄膜型磁気記録媒体もある。しかしながら、テキスチャーの形成を省略すると、磁性層の磁気的異方性はなくなるが、所望レベルの保磁力を得られない不都合がある。
保磁力の向上には、磁性層のＣｏ合金にＰｔを添加することが有効であるが、Ｐｔの添加はスパッタリング装置のターゲットが高価になること、さらに媒体ノイズが大きくなる問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、高保磁力化と媒体ノイズの低減を同時に達成できる金属薄膜型磁気記録媒体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、媒体基板と下地層の間に、原子％にて、Ｎｉ：３６〜４６％、Ｃｕ：０.５〜６％、残部実質的にＣｒからなる結晶質合金のシード層を設けたものであり、該シード層は、媒体基板に負のバイアス電圧を印加しながら形成される。
【０００７】
【作用】
シード層を構成する結晶質合金には難固溶性のＣｕが含まれており、媒体基板に負のバイアス電圧を印加しながら、前記組成の結晶質合金のシード層を媒体基板の上に形成すると、Ｃｕが結晶粒界に偏析として析出し、Ｎｉ−Ｃｒの母相の結晶成長を抑制し結晶が微細化される結果、シード層の上に成膜されるＣｒ下地層の主たる結晶配向である(２１１)配向が向上し、ひいては該下地層の上に成膜されるＣｏ合金磁性層の主たる結晶配向である(１００)配向が向上する。また、Ｃｒ下地層の結晶が微細化されて、ひいてはＣｏ合金磁性層の結晶が微細化される。
このように、Ｃｏ合金磁性層の結晶配向が向上し、結晶が微細化されることにより、磁気記録媒体の高保磁力化と媒体ノイズの低減化が同時に達成される。
【０００８】
Ｃｒを主体とするシード層の中に適量のＮｉを含有すると、磁気記録媒体の高保磁力化に有効である。このため、シード層にはＮｉを３６〜４６原子％含有させるものとし、３８〜４４原子％がより望ましい。
Ｃｕは、シード層を形成する際、媒体基板に負のバイアス電圧を印加したとき、シード層の結晶を微細化する作用を有しており、Ｃｏ合金磁性層の主たる結晶配向である(１００)配向をさらに向上させて、また微細化を促進する作用を有する。このため、０.５原子％以上含有させるが、あまりに多く含有すると、Ｃｕの偏析量が多くなりすぎるので上限は６原子％とする。
【０００９】
媒体基板にテキスチャーを施した場合であっても、Ｃｒ下地層との間に前記組成の結晶質シード層を設けたことにより、磁性層の磁気的異方性は低減される。従って、磁気的異方性に起因する媒体ノイズの増加は抑制され、かつ非線形波形干渉を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体(1)の部分断面図を示しており、Ａｌ合金またはガラスからなるサブストレート(21)にＮｉＰ層(22)を形成した媒体基板(2)上に、結晶質シード層(3)、下地層(4)、磁性層(5)及び保護膜(6)を、この順序で積層成膜している。
結晶質シード層(3)は、望ましくはＡｒガス等の不活性ガス雰囲気中で、媒体基板(2)に負のバイアス電圧を印加しながらスパッタリングにより、媒体基板(2)のＮｉＰ層(22)の上に形成される。
図１では、ＮｉＰ層(22)、シード層(3)、下地層(4)、磁性層(5)及び保護膜(6)がサブストレート(21)に関して対称に成膜されており、両面で書込み／読出しを行なえる構成としているが、各層を片面にのみ成膜して、片面のみで書込み／読出しを行なう構成とすることもできる。
【００１１】
媒体基板(2)のＮｉＰ層(22)には、ヘッドと媒体との間の摩擦を軽減するために、円周方向にテキスチャーを施してもよい。一方、ヘッドの低浮上化のために磁気記録媒体(1)に平坦度が要求される場合には、スーパーフィニッシュ加工を施して表面を超平滑化させることができる。
【００１２】
シード層(3)の厚さは約１００〜１０００Åが望ましい。シード層(3)の厚さが薄すぎるとシード層(3)の効果が十分に発揮されず、あまり厚くなりすぎると、その上に形成されるＣｒ下地層(4)及びＣｏ合金磁性層(5)の粒子の粗大化を招き、ノイズが増大するおそれがあるからである。
また、シード層(3)の上に成膜されるＣｒ下地層(4)の厚さは、２００〜１０００Åが望ましく、４００〜８００Åがより望ましい。これは、下地層(4)の層厚を約８００Åより厚くしても、磁気記録媒体(1)の保磁力のさらなる向上は期待できないためであり、１０００Åよりも厚くすると、その上に形成されるＣｏ合金磁性層(5)の粒子の粗大化を招き、ノイズが増大するおそれがあるためである。
【００１３】
下地層(4)は、公知の如く、実質的にＣｒから形成する。実質的にＣｒとは、必ずしも１００％Ｃｒである必要はなく、Ｃｒを約９５原子％以上含有しておればよい。
なお、下地層(4)をシード層(3)の上に成膜する際、Ｃｒ下地層(4)を所望の結晶配向とするために、シード層(3)及びＮｉＰ層(22)を赤外線ヒーター等によって約２５０〜３００℃に加熱した状態で実施することが望ましい。
【００１４】
磁性層(5)は、Ｃｏを主成分とする公知のＣｏ合金から形成する。
ＮｉＰ層(22)、下地層(4)、磁性層(5)及び保護膜(6)の形成は、公知の如く、ＤＣスパッタリング法、メッキ法又は真空蒸着法等の方法により行なうことができる。
【００１５】
【実施例】
実施例１
この実施例は、シード層を形成する際に印加するバイアス電圧と保磁力(Ｈｃ)との関係を調べるものであり、下記条件でＤＣスパッタリング装置を用いて各層を順に成膜した。
・媒体基板
サブストレート：Ａｌ合金製(３.５inch−３１.５mil)
ＮｉＰ層：厚さ１０μm
表面処理：円周方向の機械的テキスチャー
粗さ：Ｒａ＝２８Å
・シード層
組成：Ｎｉ４０原子％、Ｃｕ２原子％、残部実質Ｃｒ(Ｃｒ58Ｎｉ40Ｃｕ2)
厚さ：６００Å
組織：結晶質
成膜時のバイアス電圧：０Ｖ、−１００Ｖ、−２００Ｖ、−３００Ｖ
・下地層
組成：実質的にＣｒ
厚さ：６００Å
成膜時の基板加熱温度：２６０℃
成膜時のバイアス電圧：−２００Ｖ
・磁性層
組成：原子％にて、Ｃｒ１４％、Ｔａ６％、残部実質的にＣｏ
厚さ：４００Å
成膜時のバイアス電圧：−２００Ｖ
・保護膜
厚さ：１２０Å
組成：実質的にＣ
【００１６】
各磁気記録媒体の保磁力Ｈｃの測定結果を図２に示す。
図２を参照すると、媒体基板に印加する負のバイアス電圧が大きくなるにつれて、磁気記録媒体の保磁力Ｈｃが上昇しており、難固溶性のＣｕによるＮｉ−Ｃｒの母相の結晶成長抑制と結晶微細化効果は、負のバイアス電圧の印加により高められることを示している。
【００１７】
図２の結果より、約１９００Ｏｅ以上の保磁力を得るためには、シード層の形成時に媒体基板に印加するバイアス電圧を約−１５０Ｖ以上にすることが望ましく、約２１００Ｏｅ以上の保磁力を得るためには、約−２００Ｖ以上のバイアス電圧を印加することがより望ましい。
【００１８】
実施例２
この実施例は、記録再生特性を調べるものである。
上記磁気記録媒体に加えて、組成が原子％にて、Ｎｉ：４２％、Ｃｕ：３％、残部実質的にＣｒ(Ｃｒ55Ｎｉ42Ｃｕ3)である合金を、媒体基板にバイアス電圧−３００Ｖを印加しつつスパッタリングして、結晶質シード層を形成した磁気記録媒体を作製した。なお、シード層の成分及び印加するバイアス電圧以外は、実施例１の磁気記録媒体と同様である。
得られた磁気記録媒体は、磁気特性が異なると記録再生特性も異なるため、磁気記録媒体は、磁性層の成膜時のバイアス電圧及び基板温度を調整して、Ｂｒ・δが約２２０Ｇμとなるように作製した。
記録再生特性の測定は、Ｓｉｌｍａｇ社製のＰＨＳヘッドを用いて行なった。測定結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
表１中、ＳＮｍは媒体ノイズと信号強度との比、Ｎｍは媒体のノイズを表わす。ＮＬＴＳは、Non Linear Transition Shiftの略語で、既に書き込まれた記録パターン上の漏洩磁場がヘッドの記録磁界に影響を及ぼした結果、次にディスクに書き込まれる磁化遷移領域の位置がずれる量を表わしている。
表１の記録再生特性結果を参照すると、ＳＮｍ、Ｎｍ、ＮＬＴＳの全ての特性に関して、バイアス電圧を印加して結晶質シード層を形成した磁気記録媒体は、バイアス電圧を印加せずに結晶質シード層を形成した磁気記録媒体、またはシード層を形成していない磁気記録媒体よりもすぐれており、記録再生特性が改善されていることを示している。
【００２１】
実施例３
実施例１で作製された磁気記録媒体についてＸ線回析を行ない、結晶配向を調べた。
測定には、バイアス電圧−３００Ｖで結晶質Ｃｒ58Ｎｉ40Ｃｕ2のシード層を形成した磁気記録媒体と、バイアス電圧を印加せずに結晶質Ｃｒ58Ｎｉ40Ｃｕ2のシード層を形成した磁気記録媒体を用いた。
測定結果を図３に示す。なお、図３中、縦軸の強さを示す数値は任意目盛(arbitrary unit)である。
図３を参照すると、バイアス電圧を印加しつつシード層を形成した本発明の磁気記録媒体は、Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃｕのピークが左に大きく移動しており、シード層の結晶配向性が高まっていることが判る。また、バイアス電圧を印加せずにシード層を形成した磁気記録媒体は、Ｃｒ下地層、Ｃｏ磁性層の主たる結晶配向が夫々(００２)、(１１０)であり、磁性層に垂直方向の磁界が形成されやすくなっているのに対し、バイアス電圧を印加しつつシード層を形成した磁気記録媒体は、Ｃｒ下地層の結晶配向が(２１１)、Ｃｏ磁性層の結晶配向が(１００)であり、各層が微細化され、面内保磁力が高められていることが判る。
【００２２】
【発明の効果】
媒体基板のＮｉＰ層の上に、Ｎｉ：３６〜４６原子％、Ｃｕ：０.５〜６％、残部実質的にＣｒからなる結晶質合金のシード層を設けたことにより、保磁力が高く、記録再生特性に優れる磁気記録媒体を得ることができる。特に、シード層の形成時、媒体基板に印加する負のバイアス電圧を大きくするほど、すぐれた保磁力、記録再生特性を具えた磁気記録媒体を得ることができる。
このように、本発明により作製された金属薄膜型磁気記録媒体は、高保磁力と高記録再生特性を同時に得ることができ、記録密度の向上に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】結晶質Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃｕのシード層を形成した金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図である。
【図２】シード層形成時に印加するバイアス電圧と保磁力の関係を示すグラフである。
【図３】磁気記録媒体のＸ線回折結果を示すグラフである。
【図４】従来の金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図である。
【符号の説明】
(1) 金属薄膜型磁気記録媒体
(2) 媒体基板
(3) 結晶質シード層
(4) 下地層
(5) 磁性層
(6) 保護膜

Claims

非磁性の媒体基板上に、下地層、磁性層及び保護膜を順次積層成膜してなる金属薄膜型磁気記録媒体において、磁気記録媒体の高保磁力化と媒体ノイズの低減化のために、媒体基板と下地層の間に、原子％にて、Ｎｉ：３６〜４６％、Ｃｕ：０.５〜６％、残部実質的にＣｒからなる結晶質合金のシード層が形成されていることを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。
シード層は、媒体基板に負のバイアス電圧を印加しながら形成されたものである請求項１に記載の金属薄膜型磁気記録媒体。