JP4382843B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
このプロセスは、磁性パターンを形成した後に非窒化物からなる非磁性層を製膜し、非磁性層の表面を窒化処理し、非磁性層をエッチバックして平坦化するものである。
このプロセスは、磁性パターンを形成した後に非磁性層を製膜し、非磁性層を窒素含有ガス中でエッチバックして、表面を窒化しながら平坦化するものである。
このプロセスは、磁性パターンを形成した後に非窒化物からなる第1の非磁性層を製膜し、第1の非磁性層上に窒化物を含む第2の非磁性層を製膜し、第2の非磁性層をエッチバックして平坦化するものである。このプロセスを、図4(a)〜(d)を参照して説明する。
基板としては、たとえばガラス基板、Al系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するSi単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスが挙げられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面に、メッキやスパッタリングによりNiP層が形成されたものを用いることもできる。
軟磁性下地層(SUL)は、垂直磁磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性下地層には、Fe、NiまたはCoを含む材料を用いることができる。このような材料として、FeCo系合金たとえばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金たとえばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系合金、FeSi系合金たとえばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金たとえばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金たとえばFeZrNなどを挙げることができる。Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Co合金には80at%以上のCoが含まれることが好ましい。このようなCo合金は、スパッタリングにより製膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばCoZr、CoZrNbおよびCoZrTa系合金などを挙げることができる。
垂直磁気記録層として用いられる強磁性層は、Coを主成分とし、少なくともPtを含み、さらに酸化物を含む材料を用いることが好ましい。垂直磁気記録層は、必要に応じて、Crを含んでいてもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子(磁性を有した結晶粒子)が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比(SN比)を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護層の材料としては、たとえばC、SiO2、ZrO2を含むものが一般的である。特に、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)は硬度に優れるため保護層として多用されているが、媒体表面で導通がとれないとCVDにより製膜することができない。本発明の実施形態においては、スパッタリングにより製膜できる窒化カーボンを含む保護膜を用いることが好ましい。保護層の厚さは1ないし10nmとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離(磁気スペーシング)を小さくできるので、高密度記録に好適である。
図3に示した方法を用い、以下のようにしてディスクリートトラック媒体を作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、非磁性層として厚さ100nmのCr層を製膜した。流量比がAr:N2=50:50の混合ガス中でECRイオンガンによりCr層のエッチバックを行い、Cr層を表面窒化するとともに平坦化した。Cr層の製膜およびCr層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部に窒化Crからなる埋め込み層を形成した。
埋め込み層中の窒素濃度分布が実施例1とは異なるディスクリートトラック媒体を以下のようにして作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、非磁性層として厚さ100nmのCr層を製膜した。流量比がAr:N2=50:50の混合ガス中でECRイオンガンによりCr層のエッチバックを行い、Cr層を表面窒化するとともに平坦化した。Cr層の製膜およびCr層のエッチバックを9回繰り返した。さらに1層のCr層の製膜し、最後はArのみでエッチバックを行い、最表面が窒化されていない埋め込み層を形成した。
図3に示した方法を用い、以下のようにしてディスクリートトラック媒体を作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、非磁性層として厚さ30nmのCr層を製膜した。流量比がAr:N2=50:50の混合ガス中でECRイオンガンによりCr層のエッチバックを行い、Cr層を表面窒化するとともに平坦化した。Cr層の製膜およびCr層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部に窒化Crからなる埋め込み層を形成した。原子間力顕微鏡(AFM)により2μm×2μmの範囲で表面を観察したところ、滑らかな凹凸が確認できた。
埋め込み層が窒化物を含んでいない点で実施例2と異なるディスクリートトラック媒体を以下のようにして作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、非磁性層として厚さ30nmのCr層を製膜した。純Arガス中でECRイオンガンによりCr層のエッチバックを行い、Cr層を平坦化した。Cr層の製膜およびCr層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部にCrからなる埋め込み層を形成した。AFMにより2μm×2μmの範囲で表面を観察したところ、表面が荒れていることがわかった。
図4に示した方法を用い、以下のようにしてディスクリートトラック媒体を作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、第1の非磁性層として厚さ5nmのCr層を製膜した。次に、Crターゲットを用い、流量比N2:Ar=15:85のスパッタリングガス中で反応性スパッタリングを行い、第2の非磁性層として厚さ30nmのCr−N層を製膜した。次いで、ECRイオンガンにより第2の非磁性層をエッチバックして平坦化した。Cr−N層の製膜およびCr−N層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部にCr−Nからなる埋め込み層を形成した。
埋め込み層が非窒化物からなる第1の非磁性層を含んでいない点で実施例3と異なるディスクリートトラック媒体を以下のようにして作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、第1の非磁性層としてのCr層の製膜を行うことなく、Crターゲットを用い、流量比N2:Ar=15:85のスパッタリングガス中で反応性スパッタリングを行い、厚さ30nmのCr−N層を製膜した。次いで、ECRイオンガンによりCr−N層をエッチバックして平坦化した。Cr−N層の製膜およびCr−N層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部にCr−Nからなる埋め込み層を形成した。
図3に示した方法を用い、以下のようにしてディスクリートトラック媒体を作製した。高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、非磁性層として厚さ100nmのCr層を製膜した。流量比がAr:N2=50:50の混合ガス中でECRイオンガンによりCr層のエッチバックを行い、Cr層を表面窒化するとともに平坦化して磁性パターン間の凹部に窒化Crからなる埋め込み層を形成した(製膜およびエッチバックの繰り返しなし)。
非磁性層の材料としてCrと異なる材料を用いた以外は、実施例4と同様にしてディスクリートトラック媒体を作製した。用いた非磁性層の材料は、C、Si、Ti、V、Ni、Cu、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Alであった。また、高さ20nmの凸部をなす磁性パターンを形成した。その後、上記の各々の材料を用いて厚さ100nmの非磁性層を製膜した。流量比がAr:N2=50:50の混合ガス中でECRイオンガンにより非磁性層のエッチバックを行い、非磁性層を表面窒化するとともに平坦化した。非磁性層の製膜および非磁性層のエッチバックを10回繰り返し、磁性パターン間の凹部に窒化物からなる埋め込み層を形成した。
Claims (10)
- 基板上に形成された軟磁性層と、
前記軟磁性層上に互いに分離して設けられた凸状の強磁性層からなる複数の磁性パターンと、
前記複数の磁性パターン間に形成された、窒素濃度が基板側よりも表面側で高い、C、Si、Ti、V、Cr、Ni、Cu、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Alまたはこれらの合金の窒化物を含む非磁性層と、
媒体の表面に形成された窒化カーボンを含む保護層と
を具備したことを特徴とする磁気記録媒体。 - 基板上に軟磁性層を形成し、
前記軟磁性層上に強磁性層を製膜し、パターニングして互いに分離した凸状の強磁性層からなる複数の磁性パターンを形成し、
前記複数の磁性パターン間に、窒素濃度が基板側よりも表面側で高い、C、Si、Ti、V、Cr、Ni、Cu、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Alまたはこれらの合金の窒化物を含む非磁性層を形成し、
媒体の表面に窒化カーボンを含む保護層を形成する
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 磁性パターンを形成した後に非窒化物からなる非磁性層を製膜し、
前記非磁性層の表面を窒化処理し、
前記非磁性層をエッチバックして平坦化する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記非磁性層の製膜、前記非磁性層の表面窒化処理、および前記非磁性層のエッチバックを複数回繰り返すことを特徴とする請求項3に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 磁性パターンを形成した後に非磁性層を製膜し、
前記非磁性層を窒素含有ガス中でエッチバックして、表面を窒化しながら平坦化する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記非磁性層の製膜、および前記非磁性層の窒素含有ガス中でのエッチバックを複数回繰り返すことを特徴とする請求項5に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 磁性パターンを形成した後に非窒化物からなる第1の非磁性層を製膜し、
前記第1の非磁性層上に窒化物を含む第2の非磁性層を製膜し、
前記第2の非磁性層をエッチバックして平坦化する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記第2の非磁性層を、非窒化物ターゲットを用いた窒素含有ガス中でのスパッタリング、窒化物ターゲットを用いたスパッタリング、または非窒化物ターゲットを用いたスパッタリングとその後の表面窒化処理により製膜することを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記第2の非磁性層の製膜、および前記第2の非磁性層のエッチバックを複数回繰り返すことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記エッチバックを窒素含有ガス中で行うことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
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