JP4172412B2 - 垂直磁気記録媒体用基板及びそれを用いた垂直磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、垂直磁気記録媒体用基板及びそれを用いた垂直磁気記録媒体に関し、コンピュータの外部記憶装置を初めとする各種磁気記録装置に搭載され、特にハードディスク装置（ＨＤＤ）に搭載して好適な垂直磁気記録媒体と、それに用いられる垂直磁気記録媒体用基板に関する。
磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
特に、特許文献１に示されるように、情報を記録する役割を担う磁気記録層の下側に、磁気ヘッドから発生する磁束を通しやすく、かつ飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性裏打ち層と呼ばれる軟磁性膜を付与した二層垂直磁気記録媒体は、磁気ヘッドの発生磁界強度とその磁界勾配を増加させ、記録分解能を向上させるとともに媒体からの漏洩磁束も増加させうることから、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体として好適であることが知られている。
この軟磁性裏打ち層としては、スパッタリング法により形成した２００ｎｍから５００ｎｍ程度の膜厚を有するＮｉ−Ｆｅ合金膜やＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金膜、あるいはＣｏを主体とするアモルファス合金膜等が一般的に用いられている。しかしながら、スパッタリング法によってこれらの比較的厚い膜を形成することは、生産コストや大量生産性の観点から好ましくない。
特に、特許文献１に示されるように、情報を記録する役割を担う磁気記録層の下側に、磁気ヘッドから発生する磁束を通しやすく、かつ飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性裏打ち層と呼ばれる軟磁性膜を付与した二層垂直磁気記録媒体は、磁気ヘッドの発生磁界強度とその磁界勾配を増加させ、記録分解能を向上させるとともに媒体からの漏洩磁束も増加させうることから、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体として好適であることが知られている。
この軟磁性裏打ち層としては、スパッタリング法により形成した２００ｎｍから５００ｎｍ程度の膜厚を有するＮｉ−Ｆｅ合金膜やＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金膜、あるいはＣｏを主体とするアモルファス合金膜等が一般的に用いられている。しかしながら、スパッタリング法によってこれらの比較的厚い膜を形成することは、生産コストや大量生産性の観点から好ましくない。
このような問題を解決するために、無電解めっき法により形成された軟磁性膜を、軟磁性裏打ち層として用いることが提案されている。たとえば特許文献２では、ＮｉＦｅＰ膜をめっき法で作製し軟磁性裏打ち層として使用することが提案されている。
また、非特許文献１ではＣｏＮｉＦｅＰめっき膜が、同じく非特許文献２では強磁性ＮｉＰめっき膜が提案されている。
ここで、軟磁性裏打ち層が磁区構造を形成し、磁壁とよばれる磁化遷移領域が生じると、この磁壁から発生するスパイクノイズと呼ばれるノイズが垂直磁気記録媒体としての性能を劣化させることが知られている。したがって軟磁性裏打ち層としては磁壁の形成が抑制されていることが必要である。
前述のＮｉＦｅＰめっき膜では、磁壁が形成されやすいため、めっき膜上にＭｎＩｒ合金薄膜をスパッタリング法により形成することで磁壁形成を抑制する必要のあることが、非特許文献３に記載されている。また、前述のＣｏＮｉＦｅＰめっき膜では、磁場中でめっきを行なうことで磁壁形成が抑制されると記載されており、強磁性ＮｉＰめっき膜では、スパイクノイズは発生しないとされている。
また、非特許文献１ではＣｏＮｉＦｅＰめっき膜が、同じく非特許文献２では強磁性ＮｉＰめっき膜が提案されている。
ここで、軟磁性裏打ち層が磁区構造を形成し、磁壁とよばれる磁化遷移領域が生じると、この磁壁から発生するスパイクノイズと呼ばれるノイズが垂直磁気記録媒体としての性能を劣化させることが知られている。したがって軟磁性裏打ち層としては磁壁の形成が抑制されていることが必要である。
前述のＮｉＦｅＰめっき膜では、磁壁が形成されやすいため、めっき膜上にＭｎＩｒ合金薄膜をスパッタリング法により形成することで磁壁形成を抑制する必要のあることが、非特許文献３に記載されている。また、前述のＣｏＮｉＦｅＰめっき膜では、磁場中でめっきを行なうことで磁壁形成が抑制されると記載されており、強磁性ＮｉＰめっき膜では、スパイクノイズは発生しないとされている。
特許文献３では、保磁力Ｈｃが３０〜３００ＯｅのＣｏまたはＣｏＮｉ合金からなる裏打ち層を、ディスク基板の円周方向に磁気異方性を有するように形成することで、スパイクノイズの発生が抑制できることも提案されている。この例では、裏打ち層の形成はスパッタリング法や蒸着法等の乾式成膜であるが、特許文献４にはＨｃを３０Ｏｅ以上としてスパイクノイズの抑制が可能なＣｏ−Ｂ膜をめっき法によって形成する方法が提案され、軟磁性裏打ち層としての使用可能性が示唆されている。
一方、現在実用化されている、長手磁気記録方式を用いたハードディスク装置用の磁気記録媒体（ハードディスク）では、Ａｌ合金基体上に無電解めっき法により形成した、Ｐ濃度が２０原子パーセント（ａｔ％）程度で膜厚が８μｍから１５μｍ程度の非磁性Ｎｉ−Ｐめっき膜を有する非磁性基板が用いられている。
一方、現在実用化されている、長手磁気記録方式を用いたハードディスク装置用の磁気記録媒体（ハードディスク）では、Ａｌ合金基体上に無電解めっき法により形成した、Ｐ濃度が２０原子パーセント（ａｔ％）程度で膜厚が８μｍから１５μｍ程度の非磁性Ｎｉ−Ｐめっき膜を有する非磁性基板が用いられている。
この非磁性Ｎｉ−Ｐめっき膜は主に、Ａｌ合金基体に存在する窪み等の欠陥を埋めるとともに、めっき膜表面のポリッシングにより平滑な表面を得るための役割を果たす。さらに、ハードディスク用基板として必要な表面硬度を保つために用いられている。すなわち、ハードディスク装置の動作時に、磁気ヘッドが磁気記録媒体に衝突した際に損傷しないように、基板がある程度の表面硬度を保つことが必要とされている。
特公昭５８−９１号公報
特開平７−６６０３４号公報
特開平２−１８７１０号公報
特開平５−１３８４号公報
ダイジェスト オブ 9th ジョイント スリーエム/インターマグ コンファレンス(Digest of 9thJoint MMM/Intermag Conference), EP12, P259 (2004)
ダイジェスト オブ 9th ジョイント スリーエム/インターマグ コンファレンス(Digest of 9thJoint MMM/Intermag Conference), GD13, P368 (2004)
日本応用磁気学会誌, Vol.28, P289 (2004)
上述のＮｉＦｅＰめっき膜では、スパイクノイズ抑制のために、めっき膜上にＭｎＩｒ合金薄膜をスパッタリング法により形成することで磁壁形成を抑制する必要があるが、磁壁形成抑制のためにスパッタリング法により新たな膜の付与が必要であることは、生産コストや大量生産性におけるめっき法の利点を損なうものであり、好ましくない。
また、上述のＣｏＮｉＦｅＰめっき膜においても、実際の量産工程においては、めっき浴中の基板に均一な磁界を印加することは困難である上、やはり大量生産性を損ねる可能性が高い。
さらに、Ｆｅを含むめっき膜は、高い飽和磁束密度Ｂｓが得られるため軟磁性裏打ち層としては好適であるが、Ｆｅは二価のイオンと三価のイオンが共に安定に存在するため、一般にめっき浴の安定性を確保するのが困難であることが知られており、大量生産性に劣る面がある。
また、上述のＣｏＮｉＦｅＰめっき膜においても、実際の量産工程においては、めっき浴中の基板に均一な磁界を印加することは困難である上、やはり大量生産性を損ねる可能性が高い。
さらに、Ｆｅを含むめっき膜は、高い飽和磁束密度Ｂｓが得られるため軟磁性裏打ち層としては好適であるが、Ｆｅは二価のイオンと三価のイオンが共に安定に存在するため、一般にめっき浴の安定性を確保するのが困難であることが知られており、大量生産性に劣る面がある。
上述の強磁性ＮｉＰめっき膜は、ＮｉのＢｓが０．６５Ｔと低く、生産性の高い無電解めっきを行なうためにＰを添加することによってさらにＢｓが低下することから、垂直磁気記録媒体としての記録再生特性を向上させる効果が相対的に乏しいことが予想される。
さらに、めっき法で作製した軟磁性下地層の保磁力と磁壁の形成について発明者らで検討を行なった結果、めっき膜の保磁力を３０Ｏｅ以上としただけでは、磁壁の形成は抑制される傾向にあるものの完全に抑止することはできないこと、及び保磁力を増大させることで記録再生特性が劣化することが明らかとなった。
以上述べたとおり、従来技術を用いた場合には、高密度記録が可能で、かつスパイクノイズが抑制できる垂直磁気記録媒体の裏打ち層を、低生産コストや大量生産性を兼ね備えて実現することが困難であった。
さらに、めっき法で作製した軟磁性下地層の保磁力と磁壁の形成について発明者らで検討を行なった結果、めっき膜の保磁力を３０Ｏｅ以上としただけでは、磁壁の形成は抑制される傾向にあるものの完全に抑止することはできないこと、及び保磁力を増大させることで記録再生特性が劣化することが明らかとなった。
以上述べたとおり、従来技術を用いた場合には、高密度記録が可能で、かつスパイクノイズが抑制できる垂直磁気記録媒体の裏打ち層を、低生産コストや大量生産性を兼ね備えて実現することが困難であった。
さらに、ハードディスク用の基板として用いる場合、軟磁性めっき膜についても、その表面粗さや表面の硬度等をハードディスク用の基板としての使用に耐え得るように設定する必要がある。
本発明は、上述の点に鑑み、量産性に優れ、かつ垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としても機能し、表面硬度も確保された垂直磁気記録媒体用基板及びその基板を用いた垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
本発明は、上述の点に鑑み、量産性に優れ、かつ垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としても機能し、表面硬度も確保された垂直磁気記録媒体用基板及びその基板を用いた垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、発明者らは、Ａｌ合金からなる非磁性基体上に、少なくともＮｉを含む材料からなる密着層を形成し、さらに無電解めっき法により、少なくとも３ａｔ％以上２０ａｔ％以下のＰと、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））で２５ａｔ％以上のＣｏを含むＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層を形成し、密着層の膜厚を０．１μｍ以上、軟磁性下地層の膜厚を０．２μｍ以上とし、かつ密着層と軟磁性下地層の膜厚の和を３μｍ以上とすることで、量産性に優れ、かつ垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としても機能し、表面硬度も確保された垂直磁気記録媒体用基板が実現できることを見出した。
ここで、Ａｌ合金からなる非磁性基体と軟磁性下地層の間にＮｉ合金からなる密着層を介在させることで、Ａｌ合金からなる非磁性基体とＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層との密着性を高めることができる。そのための密着層の膜厚は０．１μｍ以上であることが望ましい。
ここで、Ａｌ合金からなる非磁性基体と軟磁性下地層の間にＮｉ合金からなる密着層を介在させることで、Ａｌ合金からなる非磁性基体とＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層との密着性を高めることができる。そのための密着層の膜厚は０．１μｍ以上であることが望ましい。
一方、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体用の軟磁性裏打ち層として機能させるためには、軟磁性下地層の膜厚が０．２μｍ以上であることが必要である。
軟磁性下地層及び密着層の膜厚の上限は特に規定されないが、いずれも１５μｍ以下、望ましくは７μｍ以下であることが、製造コストの観点から好適である。さらに、軟磁性下地層と密着層の膜厚の和は３μｍ以上であることが、基板表面の硬度を確保するために必要である。
密着層の材料としては、少なくともＮｉを含む材料であることが、非磁性基体と軟磁性下地層の密着性を向上させるために必要であり、例えばスパッタリング法で形成した純Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｐ合金等のほか、無電解めっき法で形成したＮｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｂ合金などが好適に使用できる。ここで、無電解めっき法により形成した、Ｐ濃度が２０ａｔ％程度の非磁性ＮｉＰ合金、あるいはこれに耐熱安定性を増すためにＭｏ等を添加したＮｉＭｏＰ合金等の非磁性ＮｉＰ系合金を密着層として用いた場合、高い生産性を維持でき、かつ非磁性の材料であるために記録再生特性には全く関与しないことから更に望ましい。
軟磁性下地層及び密着層の膜厚の上限は特に規定されないが、いずれも１５μｍ以下、望ましくは７μｍ以下であることが、製造コストの観点から好適である。さらに、軟磁性下地層と密着層の膜厚の和は３μｍ以上であることが、基板表面の硬度を確保するために必要である。
密着層の材料としては、少なくともＮｉを含む材料であることが、非磁性基体と軟磁性下地層の密着性を向上させるために必要であり、例えばスパッタリング法で形成した純Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｐ合金等のほか、無電解めっき法で形成したＮｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｂ合金などが好適に使用できる。ここで、無電解めっき法により形成した、Ｐ濃度が２０ａｔ％程度の非磁性ＮｉＰ合金、あるいはこれに耐熱安定性を増すためにＭｏ等を添加したＮｉＭｏＰ合金等の非磁性ＮｉＰ系合金を密着層として用いた場合、高い生産性を維持でき、かつ非磁性の材料であるために記録再生特性には全く関与しないことから更に望ましい。
軟磁性下地層の組成については、Ｐ濃度が３ａｔ％未満では安定な無電解めっき膜を形成することが困難であり、またＰ濃度が２０ａｔ％を超える場合、Ｂｓ値が低下しすぎて軟磁性裏打ち層としての機能を果たさない。Ｃｏ濃度に関しては、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率で２５ａｔ％未満ではＢｓ値が十分に高く維持できないため不適である。一方Ｃｏ濃度の上限は特に規定されないが、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が９０ａｔ％を超えるとＣｏＮｉ合金は結晶磁気異方性定数の大きなｈｃｐ構造を形成し易くなり、保磁力が増大する可能性があることから望ましくない。すなわち、ＣｏとＮｉの原子数比率で１０ａｔ％以上のＮｉを含有させ、ｆｃｃ構造を安定に形成しやすい組成にすることが望ましい。
さらに、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が５０ａｔ％以上９０ａｔ％未満であることが、高いＢｓ値と優れた軟磁気特性が得られ、軟磁性裏打ち層として最も効果的に機能するため、更に好適である。
さらに、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が５０ａｔ％以上９０ａｔ％未満であることが、高いＢｓ値と優れた軟磁気特性が得られ、軟磁性裏打ち層として最も効果的に機能するため、更に好適である。
なお、耐食性の向上やめっき浴の安定化等の目的で、数ａｔ％以下のＧｅやＰｂ等を軟磁性下地層中に含有することは、本発明の効果を何ら損なうものではない。
このような構成の基板を、ハードディスク用のディスク基板として用いるためには、軟磁性下地層の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であり、かつ微小表面うねりＷａが０．５ｎｍ以下であることが、情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ程度あるいはそれ以下にするために必要である。このような平滑な表面を得るためには、軟磁性下地層の表面を、酸化アルミニウムあるいはコロイダルシリカ等の遊離砥粒を用いてポリッシングを行なうことが有効である。
また、軟磁性下地層の形成後あるいは上述の平滑化処理後に加熱処理を行なっても良いが、本発明のめっき膜においては加熱処理を行なわなくとも所望の特性を得ることができる。
このような構成の基板を、ハードディスク用のディスク基板として用いるためには、軟磁性下地層の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であり、かつ微小表面うねりＷａが０．５ｎｍ以下であることが、情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ程度あるいはそれ以下にするために必要である。このような平滑な表面を得るためには、軟磁性下地層の表面を、酸化アルミニウムあるいはコロイダルシリカ等の遊離砥粒を用いてポリッシングを行なうことが有効である。
また、軟磁性下地層の形成後あるいは上述の平滑化処理後に加熱処理を行なっても良いが、本発明のめっき膜においては加熱処理を行なわなくとも所望の特性を得ることができる。
一方、このようなＣｏＮｉＰめっき軟磁性下地層における磁壁の形成抑制について鋭意検討した結果、軟磁性下地層の、ディスク基板円周方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｃδとディスク基板半径方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｒδの比、Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδを０．３３から３．００の間に制御することが必要であることが明らかとなった。
Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδが０．３３未満ではディスク基板円周方向に、３．００を超える場合にはディスク半径方向に磁化が向き易くなるため、その方向に沿った磁壁が形成し易くなり、スパイクノイズが発生するため望ましくない。
この際、Ｈｃ値は磁壁形成と強い相関がみられず、上述の特許文献３，４にあるようにＨｃが３０Ｏｅ以上であるよりはむしろ、Ｈｃが２０Ｏｅ程度以下であるほうが、記録再生特性を向上できることも明らかとなった。
Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδが０．３３未満ではディスク基板円周方向に、３．００を超える場合にはディスク半径方向に磁化が向き易くなるため、その方向に沿った磁壁が形成し易くなり、スパイクノイズが発生するため望ましくない。
この際、Ｈｃ値は磁壁形成と強い相関がみられず、上述の特許文献３，４にあるようにＨｃが３０Ｏｅ以上であるよりはむしろ、Ｈｃが２０Ｏｅ程度以下であるほうが、記録再生特性を向上できることも明らかとなった。
さらに、以上説明した本発明による垂直磁気記録媒体用基板を用い、その上に少なくとも非磁性シード層、磁気記録層及び保護層を順次形成した垂直磁気記録媒体は、発明者らの検討によれば、ディスク基板最表面の軟磁性下地層が軟磁性裏打ち層として機能することから、二層垂直磁気記録媒体としての良好な記録再生特性を有しており、かつ、軟磁性裏打ち層が量産性の高い無電解めっき法により形成されていることから、これらの層を例えばスパッタリング法で形成する必要がないために非常に安価に製造することができる。
また、基板最表面の軟磁性下地層と非磁性シード層の間に、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上、かつ膜厚５０ｎｍ以下の軟磁性補助層を少なくとも付与した場合、この軟磁性補助層と軟磁性下地層が共に軟磁性裏打ち層として働くことで更に二層垂直媒体としての性能が向上し、かつ軟磁性下地層から発生するランダムなノイズを低減する効果をも発揮する。
また、基板最表面の軟磁性下地層と非磁性シード層の間に、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上、かつ膜厚５０ｎｍ以下の軟磁性補助層を少なくとも付与した場合、この軟磁性補助層と軟磁性下地層が共に軟磁性裏打ち層として働くことで更に二層垂直媒体としての性能が向上し、かつ軟磁性下地層から発生するランダムなノイズを低減する効果をも発揮する。
軟磁性補助層としては、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上であることが、軟磁性裏打ち層としての性能を向上させるためには好適である。この際、膜厚を５０ｎｍ以下とすることが好ましく、５０ｎｍより厚くした場合には軟磁性補助層に磁壁が形成され易くなり、スパイクノイズが発生すること、及び生産性が劣化することから好ましくない。
本発明によれば、量産性に優れ、垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としても機能し、表面硬度も確保され、かつスパイクノイズの少ない垂直磁気記録媒体用基板が実現することができる。
さらに、本発明による垂直磁気記録媒体用基板を用いた、本発明による垂直磁気記録媒体は、良好な記録再生特性を有しており、かつ、軟磁性裏打ち層が量産性の高い無電解めっき法により形成されていることから、軟磁性裏打ち層として必要な比較的厚い膜を例えばスパッタリング法で形成する必要がないために非常に安価に製造することができる。
さらに、本発明による垂直磁気記録媒体用基板を用いた、本発明による垂直磁気記録媒体は、良好な記録再生特性を有しており、かつ、軟磁性裏打ち層が量産性の高い無電解めっき法により形成されていることから、軟磁性裏打ち層として必要な比較的厚い膜を例えばスパッタリング法で形成する必要がないために非常に安価に製造することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
（基板の実施形態）
図１に、本発明に係る垂直磁気記録媒体用基板の実施形態の構成を示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体用基板１０は、非磁性基体１と、その上の密着層２と、その上の軟磁性下地層３とから構成されている。
図示はしていないが、密着層２と軟磁性下地層３は、非磁性基体１の他面側にも同様に設けることができる。
非磁性基体１としては、従来のハードディスク用基板に用いられている円板状（ディスク状）のＡｌ−Ｍｇ合金板やそれに類する材料を用いることができる。ディスク状以外の形状（例えばドラム状）のものを使用する場合は、後述のディスク円周方向をヘッド走行方向、ディスク半径方向を媒体面上でヘッド走行方向と直交する方向に置き換えれば、本発明の効果は損なわれない。
（基板の実施形態）
図１に、本発明に係る垂直磁気記録媒体用基板の実施形態の構成を示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体用基板１０は、非磁性基体１と、その上の密着層２と、その上の軟磁性下地層３とから構成されている。
図示はしていないが、密着層２と軟磁性下地層３は、非磁性基体１の他面側にも同様に設けることができる。
非磁性基体１としては、従来のハードディスク用基板に用いられている円板状（ディスク状）のＡｌ−Ｍｇ合金板やそれに類する材料を用いることができる。ディスク状以外の形状（例えばドラム状）のものを使用する場合は、後述のディスク円周方向をヘッド走行方向、ディスク半径方向を媒体面上でヘッド走行方向と直交する方向に置き換えれば、本発明の効果は損なわれない。
密着層２の材料としては、少なくともＮｉを含む材料であることが、非磁性基体１と軟磁性下地層３の密着性を向上させるために必要であり、例えばスパッタリング法で形成した純Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｐ合金等のほか、無電解めっき法で形成したＮｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｂ合金などが好適に使用できる。
ここで、無電解めっき法により形成したＰ濃度が２０ａｔ％程度の非磁性ＮｉＰ合金、あるいはこれに耐熱安定性を増すためにＭｏ等を添加したＮｉＭｏＰ合金等の非磁性ＮｉＰ系合金を密着層２として用いた場合、高い生産性を維持でき、かつ非磁性の材料であるために記録再生特性には全く関与しないことから更に望ましい。
密着層２の膜厚は０．１μｍ以上であることが、非磁性基体１と軟磁性下地層３との密着性を確保するために必要である。
ここで、無電解めっき法により形成したＰ濃度が２０ａｔ％程度の非磁性ＮｉＰ合金、あるいはこれに耐熱安定性を増すためにＭｏ等を添加したＮｉＭｏＰ合金等の非磁性ＮｉＰ系合金を密着層２として用いた場合、高い生産性を維持でき、かつ非磁性の材料であるために記録再生特性には全く関与しないことから更に望ましい。
密着層２の膜厚は０．１μｍ以上であることが、非磁性基体１と軟磁性下地層３との密着性を確保するために必要である。
密着層２上に形成される軟磁性下地層３としては、無電解めっき法により形成したＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層が用いられる。
この軟磁性下地層３は、３ａｔ％以上２０ａｔ％以下のＰと、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率で２５ａｔ％のＣｏを含むＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金であることが必要である。Ｐが３ａｔ％未満では安定な無電解めっき膜を形成することが困難であり、またＰが２０ａｔ％以上では、Ｂｓ値が低下しすぎて二層垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としての機能を果たさない。
一方、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が２５ａｔ％未満ではＢｓ値が十分に高く維持できないため不適である。Ｃｏ濃度の上限は特に規定されないが、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が９０ａｔ％を超えると、一般にＣｏＮｉ合金は結晶磁気異方性定数の大きなｈｃｐ構造を形成し易くなり、保磁力が増大する可能性があることからＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でのＣｏ濃度は９０ａｔ％以下であることが望ましい。すなわち、ＣｏとＮｉの原子数比率で１０ａｔ％以上のＮｉを含有させ、ｆｃｃ構造を安定に形成しやすい組成にすることが望ましい。
この軟磁性下地層３は、３ａｔ％以上２０ａｔ％以下のＰと、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率で２５ａｔ％のＣｏを含むＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金であることが必要である。Ｐが３ａｔ％未満では安定な無電解めっき膜を形成することが困難であり、またＰが２０ａｔ％以上では、Ｂｓ値が低下しすぎて二層垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としての機能を果たさない。
一方、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が２５ａｔ％未満ではＢｓ値が十分に高く維持できないため不適である。Ｃｏ濃度の上限は特に規定されないが、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が９０ａｔ％を超えると、一般にＣｏＮｉ合金は結晶磁気異方性定数の大きなｈｃｐ構造を形成し易くなり、保磁力が増大する可能性があることからＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でのＣｏ濃度は９０ａｔ％以下であることが望ましい。すなわち、ＣｏとＮｉの原子数比率で１０ａｔ％以上のＮｉを含有させ、ｆｃｃ構造を安定に形成しやすい組成にすることが望ましい。
さらに、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率でＣｏ濃度が５０ａｔ％以上９０ａｔ％未満であることが、高いＢｓ値と優れた軟磁気特性が得られ、軟磁性裏打ち層として最も効果的に機能するため、更に好適である。
なお、耐食性の向上やめっき浴の安定化等の目的で、数ａｔ％以下のＧｅやＰｂ等を軟磁性下地膜中に含有することは、本発明の効果を何ら損なうものではない。
軟磁性下地層３の膜厚は０．２μｍ以上であることが、垂直磁気記録媒体用の軟磁性裏打ち層として機能させるためには必要である。軟磁性下地層３及び密着層２の膜厚の上限は特に規定されないが、いずれも１５μｍ以下、望ましくはいずれも７μｍ以下であることが、製造コストの観点から好適である。
さらに、密着層２と軟磁性下地層３の膜厚の和は３μｍ以上であることが、基板表面の硬度を確保するために必要である。一方、膜厚の和の上限は特に制限されないが、やはり製造コストの観点からは１５μｍ以下、望ましくは７μｍ以下であることが好適である。
なお、耐食性の向上やめっき浴の安定化等の目的で、数ａｔ％以下のＧｅやＰｂ等を軟磁性下地膜中に含有することは、本発明の効果を何ら損なうものではない。
軟磁性下地層３の膜厚は０．２μｍ以上であることが、垂直磁気記録媒体用の軟磁性裏打ち層として機能させるためには必要である。軟磁性下地層３及び密着層２の膜厚の上限は特に規定されないが、いずれも１５μｍ以下、望ましくはいずれも７μｍ以下であることが、製造コストの観点から好適である。
さらに、密着層２と軟磁性下地層３の膜厚の和は３μｍ以上であることが、基板表面の硬度を確保するために必要である。一方、膜厚の和の上限は特に制限されないが、やはり製造コストの観点からは１５μｍ以下、望ましくは７μｍ以下であることが好適である。
以上述べたような密着層２を構成する非磁性Ｎｉ−Ｐ系合金、あるいは軟磁性下地層３を構成するＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金のめっき膜は、従来から知られているような、次亜リン酸ナトリウムを還元剤とする通称カニゼンめっき法を用い、めっき浴組成、温度、ｐＨを適切に制御することによって形成できる。
一方、これらの構成の垂直磁気記録媒体用基板１０を、ハードディスク用のディスク基板として用いるためには、軟磁性下地層３の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であり、かつ微小表面うねりＷａが０．５ｎｍ以下であることが、情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ程度あるいはそれ以下にするために必要である。
ここで、表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡ＡＦＭを用いて５μｍ四方の領域の表面形状を測定した際の三次元画像の中心線表面粗さを示しており、また微小表面うねりＷａは、Ｚｙｇｏ社製光学式表面形状測定機を用いて、１ｍｍ四方の領域を長波長５００μｍ、短波長５０μｍのフィルターを通して、測定したうねりを示している。
一方、これらの構成の垂直磁気記録媒体用基板１０を、ハードディスク用のディスク基板として用いるためには、軟磁性下地層３の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であり、かつ微小表面うねりＷａが０．５ｎｍ以下であることが、情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ程度あるいはそれ以下にするために必要である。
ここで、表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡ＡＦＭを用いて５μｍ四方の領域の表面形状を測定した際の三次元画像の中心線表面粗さを示しており、また微小表面うねりＷａは、Ｚｙｇｏ社製光学式表面形状測定機を用いて、１ｍｍ四方の領域を長波長５００μｍ、短波長５０μｍのフィルターを通して、測定したうねりを示している。
このような表面形状を実現するためには、軟磁性下地層３の表面を、遊離砥粒を用いたポリッシングにより平滑化することが有効である。ポリッシング処理は、従来の非磁性Ｎｉ−Ｐ膜の平滑化処理とほぼ同様な技術が活用でき、例えば、発泡ウレタン性のポリッシングパッドを貼った両面研磨盤を用いて、酸化アルミニウムあるいはコロイダルシリカの縣濁液を研磨剤として供給しながら、研摩することによって行なうことができる。
なお、磁気記録媒体の作製に通常使用される、Ａｌ合金基体上に膜厚１０μｍ程度の非磁性Ｎｉ−Ｐめっきが施され、さらにその表面がポリッシングにより平滑化された磁気記録媒体用基板を用い、その基板表面を清浄化したのちに本発明のＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層を無電解めっき法により形成した場合でも、基板の構成としては上述した図１の垂直磁気記録媒体用基板１０と同一であり、非磁性Ｎｉ−Ｐめっき層は密着層２としての効果を奏することから、本発明の効果は損なわれない。
なお、磁気記録媒体の作製に通常使用される、Ａｌ合金基体上に膜厚１０μｍ程度の非磁性Ｎｉ−Ｐめっきが施され、さらにその表面がポリッシングにより平滑化された磁気記録媒体用基板を用い、その基板表面を清浄化したのちに本発明のＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層を無電解めっき法により形成した場合でも、基板の構成としては上述した図１の垂直磁気記録媒体用基板１０と同一であり、非磁性Ｎｉ−Ｐめっき層は密着層２としての効果を奏することから、本発明の効果は損なわれない。
ただし、表面粗さＲａを０．５ｎｍ以下とするためには、発明者らの検討によればＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層３を無電解めっきした後に、再度上述のような平滑化処理が必要になることから、生産性やコストの観点からは、密着層２である非磁性Ｎｉ−Ｐ層のめっき後に平滑化処理をせずに連続して軟磁性下地層３のめっきを行なった方が望ましい。
また、軟磁性下地層３の形成後あるいは上述の平滑化処理後に加熱処理を行なっても良いが、本発明のめっき膜においては加熱処理を行なわなくとも所望の特性を得ることができる。
このようなＣｏＮｉＰめっき軟磁性下地層３における磁壁の形成抑制については、軟磁性下地層３の、ディスク基板円周方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｃδとディスク基板半径方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｒδの比、Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδを０．３３から３．００の間に制御することが必要である。Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδが０．３３未満ではディスク基板円周方向に、３．００を超える場合にはディスク基板半径方向に磁化が向き易くなるため、その方向に沿った磁壁が形成し易くなり、スパイクノイズが発生するため望ましくない。
また、軟磁性下地層３の形成後あるいは上述の平滑化処理後に加熱処理を行なっても良いが、本発明のめっき膜においては加熱処理を行なわなくとも所望の特性を得ることができる。
このようなＣｏＮｉＰめっき軟磁性下地層３における磁壁の形成抑制については、軟磁性下地層３の、ディスク基板円周方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｃδとディスク基板半径方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｒδの比、Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδを０．３３から３．００の間に制御することが必要である。Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδが０．３３未満ではディスク基板円周方向に、３．００を超える場合にはディスク基板半径方向に磁化が向き易くなるため、その方向に沿った磁壁が形成し易くなり、スパイクノイズが発生するため望ましくない。
この際、Ｈｃ値は磁壁形成と強い相関がみられず、上述の特許文献３，４にあるようにＨｃが３０Ｏｅ以上であるよりはむしろ、Ｈｃが２０Ｏｅ程度以下であるほうが、記録再生特性を向上できるために望ましい。
Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδの値は、めっき浴中での非磁性基体の回転速度とめっき浴組成を適切に調整することで制御することができる。めっき中の非磁性基体に磁場を印加してもＭｒｒδ／Ｍｒｃδの値は制御可能だが、実際の量産工程においては、めっき浴中の基板に均一な磁界を印加することは困難である上、大量生産性を損ねる可能性が高いことから望ましくない。
（媒体の実施形態）
次に、本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施形態の構成を図２に示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体は、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０上に、少なくとも非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０が順次形成された構造を有している。
Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδの値は、めっき浴中での非磁性基体の回転速度とめっき浴組成を適切に調整することで制御することができる。めっき中の非磁性基体に磁場を印加してもＭｒｒδ／Ｍｒｃδの値は制御可能だが、実際の量産工程においては、めっき浴中の基板に均一な磁界を印加することは困難である上、大量生産性を損ねる可能性が高いことから望ましくない。
（媒体の実施形態）
次に、本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施形態の構成を図２に示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体は、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０上に、少なくとも非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０が順次形成された構造を有している。
基板１０は、形状がディスク状であるディスク基板とすることが好ましく、図示はしていないが、非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０は、基板１０の他面側にも同様に設けることができる。
非磁性シード層２０には、磁気記録層３０の結晶配向や結晶粒径等を好ましく制御するための材料を、特に制限なく用いることができる。例えば、磁気記録層３０がＣｏＣｒＰｔ系合金からなる垂直磁化膜であれば、非磁性シード層２０としてはＣｏＣｒ系合金やＴｉ、あるいはＴｉ系合金、Ｒｕやその合金等を使用することができ、磁気記録層３０がＣｏ系合金等とＰｔあるいはＰｄ等を積層した、いわゆる積層垂直磁化膜である場合には、非磁性シード層２０としてＰｔやＰｄ等を用いることができる。また、非磁性シード層２０の上や下に更にプレシード層や中間層等を設けることも、本発明の効果を妨げるものではない。
非磁性シード層２０には、磁気記録層３０の結晶配向や結晶粒径等を好ましく制御するための材料を、特に制限なく用いることができる。例えば、磁気記録層３０がＣｏＣｒＰｔ系合金からなる垂直磁化膜であれば、非磁性シード層２０としてはＣｏＣｒ系合金やＴｉ、あるいはＴｉ系合金、Ｒｕやその合金等を使用することができ、磁気記録層３０がＣｏ系合金等とＰｔあるいはＰｄ等を積層した、いわゆる積層垂直磁化膜である場合には、非磁性シード層２０としてＰｔやＰｄ等を用いることができる。また、非磁性シード層２０の上や下に更にプレシード層や中間層等を設けることも、本発明の効果を妨げるものではない。
磁気記録層３０としては、垂直磁気記録媒体としての記録再生を担うことができるいかなる材料をも用いることができる。すなわち、上述のＣｏＣｒＰｔ系合金や酸化物を添加したＣｏＣｒＰｔ系合金、Ｃｏ系合金等とＰｔあるいはＰｄ等を積層した膜等のいわゆる垂直磁化膜を用いることができる。
保護層４０としては、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。また、そのカーボンを主体とする薄膜と、その上に例えばパーフルオロポリエーテル等の液体潤滑剤を塗布してなる液体潤滑剤層とからなるものとすることもできる。
なお、これらの非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０はスパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、めっき法などのいずれの薄膜形成方式でも形成することが可能である。
保護層４０としては、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。また、そのカーボンを主体とする薄膜と、その上に例えばパーフルオロポリエーテル等の液体潤滑剤を塗布してなる液体潤滑剤層とからなるものとすることもできる。
なお、これらの非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０はスパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、めっき法などのいずれの薄膜形成方式でも形成することが可能である。
このようにして作製された垂直磁気記録媒体は、基板１０の非磁性下地層３（図１）が軟磁性裏打ち層として機能することから、二層垂直磁気記録媒体としての良好な記録再生特性を有しており、かつ、軟磁性裏打ち層が量産性の高い無電解めっき法により形成されていることから、これらの層を例えばスパッタリング法で形成する必要がないために非常に安価に製造することができる。
（軟磁性補助層を付与した媒体の実施形態）
図３に、本発明に係る垂直磁気記録媒体の軟磁性補助層を付与した実施形態の構成を示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体は、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０上に、少なくとも軟磁性補助層１００、非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０が順次形成された構造を有している。
（軟磁性補助層を付与した媒体の実施形態）
図３に、本発明に係る垂直磁気記録媒体の軟磁性補助層を付与した実施形態の構成を示す。この図に示す実施形態の垂直磁気記録媒体は、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０上に、少なくとも軟磁性補助層１００、非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０が順次形成された構造を有している。
基板１０は、形状がディスク状であるディスク基板とすることが好ましく、図示はしていないが、軟磁性補助層１００、非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０は、基板１０の他面側にも同様に設けることができる。
非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０については、図２に示す垂直磁気記録媒体と同様な材料を適宜使用することができる。
軟磁性補助層１００は、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上、かつ膜厚５０ｎｍ以下であることが望ましく、例えば飽和磁束密度が１０，０００ＧのＣｏＺｒＮｂアモルファス軟磁性層１５〜５０ｎｍ、あるいは、同じく１５，０００ＧのＦｅＴａＣ軟磁性層１０〜５０ｎｍなどを用いることができる。
このような軟磁性補助層１００を付与した場合、この軟磁性補助層１００と軟磁性下地層３（図１）が共に軟磁性裏打ち層として働くことで更に二層垂直媒体としての性能が向上し、かつ軟磁性下地層３から発生するランダムなノイズを低減する効果をも発揮する。
非磁性シード層２０、磁気記録層３０及び保護層４０については、図２に示す垂直磁気記録媒体と同様な材料を適宜使用することができる。
軟磁性補助層１００は、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上、かつ膜厚５０ｎｍ以下であることが望ましく、例えば飽和磁束密度が１０，０００ＧのＣｏＺｒＮｂアモルファス軟磁性層１５〜５０ｎｍ、あるいは、同じく１５，０００ＧのＦｅＴａＣ軟磁性層１０〜５０ｎｍなどを用いることができる。
このような軟磁性補助層１００を付与した場合、この軟磁性補助層１００と軟磁性下地層３（図１）が共に軟磁性裏打ち層として働くことで更に二層垂直媒体としての性能が向上し、かつ軟磁性下地層３から発生するランダムなノイズを低減する効果をも発揮する。
軟磁性補助層１００としては、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上であることが、軟磁性裏打ち層としての性能を向上させるためには好適である。この際、膜厚を５０ｎｍ以下とすることが好ましく、５０ｎｍより厚くした場合には軟磁性補助層１００に磁壁が形成され易くなり、スパイクノイズが発生すること、及び生産性が劣化することから好ましくない。
図１に示す基板１０が、ハードディスク用のディスク基板であって、ディスク状の非磁性基体１の表裏両面に密着層２及び軟磁性層３をそれぞれ備える場合の本発明の基板の実施例と、その基板１０の両面に図２又は図３に示す磁気記録層３０等の各層をそれぞれ備えるハードディスクとしてなる本発明の媒体の実施例について以下に記す。
〔実施例１〕
（図１に示す基板の作製）
図１に示す非磁性基体１として公称直径３．５インチのディスク状のＡｌ−Ｍｇ合金板を用い、これをアルカリ洗浄及び酸エッチングによって表面を清浄化し、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの初期反応層としてジンケート（置換亜鉛めっき）を施した。その後、市販のハードディスク基板用無電解Ｎｉ−Ｐめっき液（上村工業社製ニムデンＨＤＸ）をＮｉ濃度６．０±０．１ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５±０．１、液温９２±１℃に管理しためっき浴を用いて、膜厚を０から１０μｍまで変化させた非磁性Ｎｉ−Ｐ合金からなる密着層２を形成した。この非磁性Ｎｉ−Ｐめっき膜の平均Ｐ濃度は２０ａｔ％であった。
〔実施例１〕
（図１に示す基板の作製）
図１に示す非磁性基体１として公称直径３．５インチのディスク状のＡｌ−Ｍｇ合金板を用い、これをアルカリ洗浄及び酸エッチングによって表面を清浄化し、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの初期反応層としてジンケート（置換亜鉛めっき）を施した。その後、市販のハードディスク基板用無電解Ｎｉ−Ｐめっき液（上村工業社製ニムデンＨＤＸ）をＮｉ濃度６．０±０．１ｇ／Ｌ、ｐＨ４．５±０．１、液温９２±１℃に管理しためっき浴を用いて、膜厚を０から１０μｍまで変化させた非磁性Ｎｉ−Ｐ合金からなる密着層２を形成した。この非磁性Ｎｉ−Ｐめっき膜の平均Ｐ濃度は２０ａｔ％であった。
引き続いて、表１に示すめっき浴（１）を用いて、膜厚を０．５から１０μｍまで変化させたＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層３を形成した。めっき浴中の基板は、１０ｒｐｍの速度で回転させた。形成された軟磁性下地層３中の平均Ｐ濃度は１５ａｔ％、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度は７１ａｔ％であった。
さらに、軟磁性下地層３の表面を平均粒径６０ｎｍのコロイダルシリカと発泡ウレタン製研磨パッドを用いてポリッシングし、表面粗さＲａが０．３ｎｍ、微小表面うねりＷａが０．２ｎｍである、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。
ポリッシングによる研磨量は膜厚に換算して０．５μｍ程度であり、以下の全ての記述では、ポリッシング後の軟磁性下地層３の膜厚について記してある。
なお、密着層２を形成せずに軟磁性下地層３を形成した場合、及び密着層２の膜厚が０．０５μｍの場合には、軟磁性下地層３に膨れが生じていたため、ポリッシング処理及び後述のスパッタリング成膜を行なわなかった。
（図２に示す媒体の作製）
さらに、この垂直磁気記録媒体用ディスク基板１０を洗浄後、スパッタリング装置内に導入し、ランプヒータを用いて基板表面温度が２００℃になるように１０秒間加熱を行なった後、Ｔｉターゲットを用いてＴｉからなる非磁性シード層２０を１０ｎｍ、引き続きCo70Cr20Pt10ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ合金からなる磁気記録層３０を３０ｎｍ成膜し、最後に、保護層４０として、カーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜を８ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。これらのスパッタリング成膜はすべてＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、図２に示す垂直磁気記録媒体とした。
（評価）
このようにして作製した垂直磁気記録媒体（ハードディスク）を、垂直磁気記録用の単磁極型磁気ヘッドとともにハードディスク装置内に組み込み、このハードディスク装置に５０Ｇの衝撃を１ｍｓの間に与えた後、光学顕微鏡によって垂直磁気記録媒体上に生じた傷の度合いを観察した。
ポリッシングによる研磨量は膜厚に換算して０．５μｍ程度であり、以下の全ての記述では、ポリッシング後の軟磁性下地層３の膜厚について記してある。
なお、密着層２を形成せずに軟磁性下地層３を形成した場合、及び密着層２の膜厚が０．０５μｍの場合には、軟磁性下地層３に膨れが生じていたため、ポリッシング処理及び後述のスパッタリング成膜を行なわなかった。
（図２に示す媒体の作製）
さらに、この垂直磁気記録媒体用ディスク基板１０を洗浄後、スパッタリング装置内に導入し、ランプヒータを用いて基板表面温度が２００℃になるように１０秒間加熱を行なった後、Ｔｉターゲットを用いてＴｉからなる非磁性シード層２０を１０ｎｍ、引き続きCo70Cr20Pt10ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ合金からなる磁気記録層３０を３０ｎｍ成膜し、最後に、保護層４０として、カーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜を８ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。これらのスパッタリング成膜はすべてＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、図２に示す垂直磁気記録媒体とした。
（評価）
このようにして作製した垂直磁気記録媒体（ハードディスク）を、垂直磁気記録用の単磁極型磁気ヘッドとともにハードディスク装置内に組み込み、このハードディスク装置に５０Ｇの衝撃を１ｍｓの間に与えた後、光学顕微鏡によって垂直磁気記録媒体上に生じた傷の度合いを観察した。
表２に、密着層及び軟磁性下地層のそれぞれの膜厚に対する、媒体上の傷の度合いの変化を示す。
密着層と軟磁性下地層の膜厚の和が３μｍより薄い場合には媒体表面に傷が生じているのに対し、膜厚の和が３μｍ以上の場合には媒体表面の損傷が確認できない。
次に、これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。
図４に、３００ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）の記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層の膜厚が０すなわち軟磁性下地層がない場合には、再生出力はほとんど得られない。また、軟磁性下地層の膜厚が０．２μｍより薄い場合には、再生出力が比較的低く、再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことがわかる。
このように、書きこみ電流に対する再生出力の飽和が遅い場合、高い出力を得るために大きな電流値が必要となる上、再生出力が飽和していない領域では、書きこみ電流の変動に対して再生出力が大きく変化してしまうため、実用上好ましくない。
次に、これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。
図４に、３００ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）の記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層の膜厚が０すなわち軟磁性下地層がない場合には、再生出力はほとんど得られない。また、軟磁性下地層の膜厚が０．２μｍより薄い場合には、再生出力が比較的低く、再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことがわかる。
このように、書きこみ電流に対する再生出力の飽和が遅い場合、高い出力を得るために大きな電流値が必要となる上、再生出力が飽和していない領域では、書きこみ電流の変動に対して再生出力が大きく変化してしまうため、実用上好ましくない。
一方、軟磁性裏打ち層の膜厚が０．２μｍ以上の場合には、十分な再生出力が得られ、かつ低い電流値で再生出力が飽和するため、実用的に優れた媒体であることがわかる。
なお、軟磁性下地層の膜厚が同じ場合、密着層の膜厚が異なっていても、再生出力の書きこみ電流依存性はほぼ同等であった。
〔実施例２〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、軟磁性下地層３中の平均Ｐ濃度を、表３のめっき浴（２）に示す範囲でめっき浴の条件を変更することによって３ａｔ％から２５ａｔ％まで変化させた以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。このとき、軟磁性下地層３中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度は、６７ａｔ％から７２ａｔ％の範囲であった。ここで、Ｐ濃度が３ａｔ％以下の場合には、めっき浴が非常に不安定であり、量産に耐えられるものではないことが判明した。
なお、軟磁性下地層の膜厚が同じ場合、密着層の膜厚が異なっていても、再生出力の書きこみ電流依存性はほぼ同等であった。
〔実施例２〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、軟磁性下地層３中の平均Ｐ濃度を、表３のめっき浴（２）に示す範囲でめっき浴の条件を変更することによって３ａｔ％から２５ａｔ％まで変化させた以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。このとき、軟磁性下地層３中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度は、６７ａｔ％から７２ａｔ％の範囲であった。ここで、Ｐ濃度が３ａｔ％以下の場合には、めっき浴が非常に不安定であり、量産に耐えられるものではないことが判明した。
さらに、実施例１と同様にして図２に示す垂直磁気記録媒体を作製した。
これらの媒体に対し、実施例１と同様に記録再生特性の測定を行なった。
図５に、３００ｋＦＣＩの記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層中の平均Ｐ濃度が２０ａｔ％以下の場合には、十分な再生出力が得られているが、２２ａｔ％以上では再生出力が低下すると共にその飽和が遅くなり、軟磁性裏打ち層としての機能が十分ではない。
〔実施例３〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、軟磁性下地層３中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度を、表４のめっき浴（３）に示す範囲でめっき浴の条件を変更することによって１８．８ａｔ％から９０．９ａｔ％まで変化させた以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。このとき、軟磁性下地層３中の平均Ｐ濃度は、１０ａｔ％から２０ａｔ％の範囲であった。
これらの媒体に対し、実施例１と同様に記録再生特性の測定を行なった。
図５に、３００ｋＦＣＩの記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層中の平均Ｐ濃度が２０ａｔ％以下の場合には、十分な再生出力が得られているが、２２ａｔ％以上では再生出力が低下すると共にその飽和が遅くなり、軟磁性裏打ち層としての機能が十分ではない。
〔実施例３〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、軟磁性下地層３中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度を、表４のめっき浴（３）に示す範囲でめっき浴の条件を変更することによって１８．８ａｔ％から９０．９ａｔ％まで変化させた以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。このとき、軟磁性下地層３中の平均Ｐ濃度は、１０ａｔ％から２０ａｔ％の範囲であった。
さらに、実施例１と同様にして図２に示す垂直磁気記録媒体を作製した。
これらの媒体に対し、実施例１と同様に記録再生特性の測定を行なった。
図６に、３００ｋＦＣＩの記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が１８．８ａｔ％の場合には、再生出力が弱く、再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことがわかる。Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が２６．８ａｔ％及び４２．２ａｔ％の場合には比較的再生出力が高く、かつ再生出力の飽和も早いことがわかる。さらにＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が５１．８ａｔ％から８０．０ａｔ％の範囲で最も再生出力が高く、飽和も最も早くなっていた。一方、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が９０．９ａｔ％の場合には、再生出力が低下すると共にその飽和が遅くなり、軟磁性裏打ち層としての機能が十分ではないことが示唆される。
〔実施例４〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、めっき浴中での基板の回転数を０〜２０ｒｐｍまで変更させると共に、めっき液温を変化させることで軟磁性下地層３のめっきによる堆積速度を変更した以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。
これらの媒体に対し、実施例１と同様に記録再生特性の測定を行なった。
図６に、３００ｋＦＣＩの記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
軟磁性下地層中のＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が１８．８ａｔ％の場合には、再生出力が弱く、再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことがわかる。Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が２６．８ａｔ％及び４２．２ａｔ％の場合には比較的再生出力が高く、かつ再生出力の飽和も早いことがわかる。さらにＰを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が５１．８ａｔ％から８０．０ａｔ％の範囲で最も再生出力が高く、飽和も最も早くなっていた。一方、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度が９０．９ａｔ％の場合には、再生出力が低下すると共にその飽和が遅くなり、軟磁性裏打ち層としての機能が十分ではないことが示唆される。
〔実施例４〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとし、めっき浴中での基板の回転数を０〜２０ｒｐｍまで変更させると共に、めっき液温を変化させることで軟磁性下地層３のめっきによる堆積速度を変更した以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。
このときの軟磁性下地層中の平均Ｐ濃度は１０ａｔ％から２０ａｔ％、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率での平均Ｃｏ濃度は６７ａｔ％から７２ａｔ％の範囲であった。
この基板を８ｍｍ角の大きさに切断し、片面側のめっき膜を研磨して除去したのち、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いてディスク半径方向とディスク円周方向のそれぞれの磁化曲線を測定し、それぞれの残留磁化ＭｒｒとＭｒｃ、及び保磁力ＨｃｒとＨｃｃを測定した。
図７には、典型的な磁化曲線と、残留磁化及び保磁力の定義を示す。作製した軟磁性下地層のＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値は０．０５から１２の間であった。
さらに、切断していないディスク基板を用い、実施例１と同様にして図２に示す垂直磁気記録媒体を作製した。
この基板を８ｍｍ角の大きさに切断し、片面側のめっき膜を研磨して除去したのち、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いてディスク半径方向とディスク円周方向のそれぞれの磁化曲線を測定し、それぞれの残留磁化ＭｒｒとＭｒｃ、及び保磁力ＨｃｒとＨｃｃを測定した。
図７には、典型的な磁化曲線と、残留磁化及び保磁力の定義を示す。作製した軟磁性下地層のＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値は０．０５から１２の間であった。
さらに、切断していないディスク基板を用い、実施例１と同様にして図２に示す垂直磁気記録媒体を作製した。
これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによるスパイクノイズの測定を行なった。
測定は、まず磁気ヘッドの書きこみ素子に５０ｍＡの直流電流を印加して垂直磁気記録媒体を直流消磁したのち、書きこみ素子の電流を０にして、書きこみを行なわずに垂直磁気記録媒体から発生する信号を読み出した。
表５に、それぞれの垂直磁気記録媒体におけるスパイクノイズの発生の有無と、対応する基板の磁化曲線から得られたＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値及びＨｃｒとＨｃｃの平均値Ｈｃの関係を示す。
測定は、まず磁気ヘッドの書きこみ素子に５０ｍＡの直流電流を印加して垂直磁気記録媒体を直流消磁したのち、書きこみ素子の電流を０にして、書きこみを行なわずに垂直磁気記録媒体から発生する信号を読み出した。
表５に、それぞれの垂直磁気記録媒体におけるスパイクノイズの発生の有無と、対応する基板の磁化曲線から得られたＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値及びＨｃｒとＨｃｃの平均値Ｈｃの関係を示す。
Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδ値が０．３３から３．０の間である垂直磁気記録媒体からはスパイクノイズの発生がみられないことがわかる。また、スパイクノイズの発生が見られない媒体のＨｃは２０Ｏｅ以下であった。
〔実施例５〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとした以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。この基板を実施例４に記載の方法でＶＳＭにより測定したＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値は１．５であった。
さらに、この垂直磁気記録媒体用基板１０を洗浄後、スパッタリング装置内に導入し、Ni80Fe20ターゲットを用いてＮｉＦｅ合金からなる軟磁性補助層１００を、０〜１００ｎｍまで膜厚を変更して形成した後、引き続いて基板加熱以降は実施例１と同様にして、図３示す垂直磁気記録媒体を作成した。
〔実施例５〕
密着層２の膜厚を５．０μｍ、軟磁性下地層３の膜厚を１．５μｍとした以外は実施例１と同様にして、図１に示す垂直磁気記録媒体用基板１０を作製した。この基板を実施例４に記載の方法でＶＳＭにより測定したＭｒｒδ／Ｍｒｃδ値は１．５であった。
さらに、この垂直磁気記録媒体用基板１０を洗浄後、スパッタリング装置内に導入し、Ni80Fe20ターゲットを用いてＮｉＦｅ合金からなる軟磁性補助層１００を、０〜１００ｎｍまで膜厚を変更して形成した後、引き続いて基板加熱以降は実施例１と同様にして、図３示す垂直磁気記録媒体を作成した。
なお、このようにして形成した軟磁性補助層１００の飽和磁束密度は１０，０００Ｇであった。
これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。
図８に、３７０ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）の記録密度における対信号雑音比ＳＮＲの軟磁性補助層膜厚依存性を示す。
軟磁性補助層の膜厚が１５ｎｍより薄い場合、すなわち膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以下の場合には、ＳＮＲ値の向上の効果が乏しい。１５ｎｍ以上の軟磁性補助層を形成することで、軟磁性補助層のない場合に比べて０．５ｄＢないし１ｄＢのＳＮＲ改善がみられることがわかる。
これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。
図８に、３７０ｋＦＣＩ（Flux Change per Inch）の記録密度における対信号雑音比ＳＮＲの軟磁性補助層膜厚依存性を示す。
軟磁性補助層の膜厚が１５ｎｍより薄い場合、すなわち膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以下の場合には、ＳＮＲ値の向上の効果が乏しい。１５ｎｍ以上の軟磁性補助層を形成することで、軟磁性補助層のない場合に比べて０．５ｄＢないし１ｄＢのＳＮＲ改善がみられることがわかる。
一方、膜厚が１５ｎｍ以上の領域ではＳＮＲはほぼ一定であるが、５０ｎｍ以上の軟磁性補助層を形成した媒体では、軟磁性補助層から発生したと思われるスパイクノイズが検出され、垂直磁気記録媒体としては不適当であった。
１ 非磁性基体
２ 密着層
３ 軟磁性下地層
１０ 基板
２０ 非磁性シード層
３０ 磁気記録層
４０ 保護層
１００ 軟磁性補助層
２ 密着層
３ 軟磁性下地層
１０ 基板
２０ 非磁性シード層
３０ 磁気記録層
４０ 保護層
１００ 軟磁性補助層
Claims (7)
- Ａｌ合金からなる非磁性基体と、
該非磁性基体上に形成され、少なくともＮｉを含む材料からなる密着層と、
該密着層上に無電解めっき法により形成され、３ａｔ％以上２０ａｔ％以下のＰと、Ｐを除いたＣｏとＮｉの原子数比率（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））で２５ａｔ％以上のＣｏを含むＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金からなる軟磁性下地層とを備え、
前記密着層の膜厚が０．１μｍ以上で、前記軟磁性下地層の膜厚が０．２μｍ以上であり、かつ前記密着層と前記軟磁性下地層の膜厚の和が３μｍ以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体用基板。 - 前記密着層が、無電解めっき法により形成された非磁性Ｎｉ−Ｐ合金からなることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
- 前記基板が、ハードディスク用のディスク基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
- 前記軟磁性下地層の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下であり、かつ微小表面うねりＷａが０．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
- 前記軟磁性下地層の、ディスク基板円周方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｃδとディスク基板半径方向に磁場を印加して測定した磁化曲線から得られる膜厚・残留磁化積Ｍｒｒδの比、Ｍｒｒδ／Ｍｒｃδが０．３３から３．００の間にあることを特徴とする請求項３又は４に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体用基板上に、少なくとも非磁性シード層、磁気記録層及び保護層を順次形成し、当該基板の前記軟磁性下地層を、当該磁気記録層のための軟磁性裏打ち層の少なくとも一部として利用することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
- 前記基板の前記軟磁性下地層と前記非磁性シード層の間に、膜厚と飽和磁束密度の積が１５０Ｇ・μｍ以上、かつ膜厚５０ｎｍ以下の軟磁性補助層を少なくとも付与したことを特徴とする請求項６に記載の垂直磁気記録媒体。
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