JP4589478B2

JP4589478B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP4589478B2
Application number: JP2000055587A
Authority: JP
Inventors: 誠今川; シードルシーポール
Original assignee: Komag Inc
Current assignee: WD Media LLC
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: JP2001243620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置の記録媒体として好適な磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高記録密度化に伴い磁気記録媒体には一層の高保磁力、低ノイズ化が求められている。低ノイズ化のためには、磁性膜の結晶粒の微細化が必須である。
磁性膜の結晶粒径は下地膜の結晶粒径に影響されるため、下地膜の結晶粒径を微細化することが有効である。下地膜の結晶粒径を微細化するために種々の金属層、合金層、酸化物層を下地膜と基板の間に設けることが試みられており、この層はシード層と呼ばれている。
【０００３】
シード層の一つとして、Ｂ２構造を有するＮｉＡｌを用いる（米国特許第５６９３４２６号明細書）ことが報告されている。ＮｉＡｌシード層を設けることにより、磁性膜の結晶配向が（１０．０）を示すため、高い面内保磁力を得ることが可能となる。
【０００４】
しかしこの場合でも、ＮｉＡｌは高融点材料であってスパッタリング時の結晶粒の成長の度合いは低いとはいえ、ＮｉＡｌシード層形成時にＮｉＡｌの結晶粒の成長を抑制することは難しいため、媒体ノイズは大きくは改善されなかった。
【０００５】
本発明者は、ＮｉＡｌシード層に酸素を添加することによって、ＮｉＡｌの結晶粒成長を抑制できる（特開平１１−３３９２４４号公報）ことや、ＮｉＡｌシード層を設け、さらに磁性層を中間層によって分割する（特開平１１−３２８６４６号公報）ことによって媒体ノイズが改善できることを先に示した。
しかし、急速な高記録密度化にともない、さらに媒体ノイズ（Ｎｍ）の低い磁気記録媒体が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、媒体ノイズ（Ｎｍ）が低く、媒体ノイズに対する信号出力の比（Ｓ／Ｎｍ）の高い高密度の記録再生が可能な磁気記録媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非磁性基板上にＮ（窒素）を含むアモルファス膜（以下、第１シード層と書くことがある）、結晶構造としてＢ２構造を有する膜（以下、第２シード層と書くことがある）およびＣｒ膜もしくはＢＣＣ構造を有するＣｒ合金膜（以下、該Ｃｒ膜もしくは該Ｃｒ合金膜をまとめて下地膜層と書くことがある）がこの順に設けられ、さらに該Ｃｒ膜もしくは該Ｃｒ合金膜の上にＣｏを主成分とする磁性膜を有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【０００８】
本発明における第１シード層は、窒素を含有するアモルファス合金からなっており、材料としてＮｉＴａＮ、ＮｉＷＮ、ＮｉＮｂＮ、ＮｉＺｒＮ、ＮｉＭｏＮ、ＣｏＴａＮ、ＣｏＷＮ、ＣｏＭｏＮ、ＣｏＮｂＮおよびＣｏＺｒＮからなる群から選ばれた１種を使用できる。
【０００９】
第１シード層に含有されるＮは媒体ノイズ（Ｎｍ）を低減させる効果を有する。また、第１シード層の膜厚は０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が０．５ｎｍ未満の場合にはノイズ低減の効果が十分ではない。また、５ｎｍを超えるとノイズ低減の効果は認めがたく、また、保磁力の低下や磁気記録媒体として必要な分解能、孤立再生波時間半値幅（ＰＷ５０）といった特性が悪くなる。これらの観点から好ましくは０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以上４ｎｍ以下である。
【００１０】
本発明における第２シード層の材料として、結晶構造としてＢ２構造を有するＮｉＡｌ、ＮｉＡｌＲｕ、ＮｉＡｌＮｄ、ＮｉＡｌＣｒ、ＮｉＡｌＰｔ、ＣｏＴｉ、ＣｏＡｌおよびＣｏＺｒからなる群から選ばれた少なくとも１種を使用できる。
【００１１】
本発明における下地膜層の材料として、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｎおよびＣｒＴｉからなる群から選ばれた少なくとも１種を使用できる。
【００１２】
本発明における磁性膜として、Ｃｏを主成分とし、さらにＣｒとＰｔとＢとを含む合金からなる磁性膜を選択できる。また前記Ｃｒ、ＰｔおよびＣｒに加えて、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、ＣｕおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む合金からなる磁性膜を選択できる。
【００１３】
本発明における非磁性基板は、アルミニウム合金、ガラス、結晶化ガラスなどの材料からなる基板から選択できる。
上記した磁性膜の上にさらに保護膜、潤滑膜を設けることにより、本発明の磁気記録媒体を得ることができる。
保護膜としては、例えば炭素系の材料を、潤滑膜としては、例えばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を使用できる。
【００１４】
本発明は、基板上に上記した第１シード層を設けることにより、その上の第２シード層の結晶粒径および膜生成が適切に制御され、それにより該第２シード層の上に形成される下地膜層および磁性膜の結晶粒径および膜生成が適切に制御される。
【００１５】
【実施例】
［例１］
スパッタリング室内を到達真空度３×１０^-6Ｐａまで排気した後、下記のように０．６Ｐａの雰囲気かつ基板温度２２０℃で基板バイアスを印加せず成膜を行った。
【００１６】
アルミノシリケートガラスからなる非磁性基板上に、まずＣｏ₅₀Ｔａ₅₀（各成分量は原子％、以下同じ）からなるターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガスをスパッタリング室内に導入し圧力を０．６Ｐａとし、窒素濃度を０％〜４％の範囲（％はアルゴンと窒素の混合ガスに対する窒素ガスの容積比、以下同じ）で変化させながらマグネトロンスパッタリング法により成膜を行い、第１シード層（膜厚：２ｎｍ）を形成した。
【００１７】
次に該第１シード層の上に、Ｂ２構造を有するＮｉ₅₀Ａｌ₅₀からなるターゲットを用い、アルゴンガスを導入し圧力を０．６Ｐａとし第２シード層としてＢ２構造を有するＮｉＡｌ層（膜厚：３０ｎｍ）を形成した。
次に第２シード層の上にＣｒ₈₀Ｍｏ₂₀のターゲットを用い下地膜層としてＣｒＭｏ層（膜厚：１０ｎｍ、ＢＣＣ構造）を形成した。
【００１８】
次に前記ＣｒＭｏ層上にＣｏ₆₄Ｃｒ₂₂Ｐｔ₁₁Ｂ₃ からなる磁性膜を２０ｎｍの膜厚で形成し、その上に炭素系保護膜、パーフルオロポリエーテル系潤滑膜を設けて本発明の磁気記録媒体の例１の試料とした。
上記第１シード層（窒素濃度を０％の場合を除く）はオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）によりＣｏＴａＮの構成をもつこと、またＸ線回折により上記第１シード層はアモルファスであることが同定された。
【００１９】
上記試料について、保磁力Ｈｃを測定した。高記録密度媒体にとって高保磁力は必須である。
図１に窒素濃度を０％〜４％の範囲で変化させたときの保磁力Ｈｃ（ｋＡ／ｍ）の変化を示す。窒素添加により、この窒素濃度範囲では保磁力Ｈｃの大きな変化は認められない。
【００２０】
図２に窒素濃度を０％〜４％の範囲で変化させたときの媒体ノイズＮｍ（ｍＶ² ）と媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍ（ｄＢ）の変化を示す。２〜３％濃度の窒素添加により、媒体ノイズＮｍが低減し、媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍが改善された。
【００２１】
上記例１で示すように、窒素を含む第１シード層を設けることにより、保磁力Ｈｃの大きな変化はなく、一方媒体ノイズＮｍが低減し、媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍが改善されることがわかる。
【００２２】
［例２］
スパッタリング室内を到達真空度３×１０^-6Ｐａまで排気した後、下記のように０．６Ｐａの雰囲気かつ基板温度２２０℃で基板バイアスを印加せず成膜を行った。
【００２３】
アルミノシリケートガラスからなる非磁性基板上に、まずＣｏ₅₀Ｔａ₅₀からなるターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガスをスパッタリング室内に導入し圧力を０．６Ｐａとし、窒素濃度を３％として、マグネトロンスパッタリング法により成膜を行い、第１シード層を膜厚０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で変化させ形成した。
【００２４】
次に該第１シード層の上に、Ｂ２構造を有するＮｉ₅₀Ａｌ₅₀からなるターゲットを用い、アルゴンガスを導入し圧力を０．６Ｐａとし第２シード層としてＢ２構造を有するＮｉＡｌ層（膜厚：３０ｎｍ）を形成した。
次に第２シード層の上にＣｒ₈₀Ｍｏ₂₀のターゲットを用い下地膜層としてＣｒＭｏ層（膜厚：１０ｎｍ、ＢＣＣ構造）を形成した。
【００２５】
次に前記ＣｒＭｏ層上にＣｏ₆₄Ｃｒ₂₂Ｐｔ₁₁Ｂ₂ Ｃｕ₁ からなる磁性膜を２０ｎｍの膜厚で形成し、その上に炭素系保護膜、パーフルオロポリエーテル潤滑膜を設けて本発明の磁気記録媒体の例２の試料とした。
上記第１シード層はＡＥＳによりＣｏＴａＮの構成をもつこと、またＸ線回折により上記第１シード層はアモルファスであることが同定された。
【００２６】
図３に第１シード層ＣｏＴａＮの膜厚を変化させたときの保磁力Ｈｃ（ｋＡ／ｍ）の変化を示す。第１シード層ＣｏＴａＮの膜厚の増加とともに保磁力Ｈｃは低下する傾向にあるが、その程度は緩やかである。
【００２７】
図４に第１シード層ＣｏＴａＮの膜厚を変化させたときの媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍの変化を示す。Ｓ／Ｎｍは第１シード層ＣｏＴａＮの膜厚が０〜２．５ｎｍの範囲で増加し、その後低下する傾向を示すが、膜厚０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲で第１シード層を設けない場合（膜厚０）に比べて向上している。
【００２８】
このＳ／Ｎｍが向上する膜厚０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲における保磁力Ｈｃの低下は、図３からわかるように１０ｋＡ／ｍ程度とわずかな値であり、上記膜厚の範囲におけるＨｃの平均値約３１５ｋＡ／ｍと比べて大きな問題ではない。
【００２９】
これらから、膜厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上４ｎｍ以下の薄い第１シード層を設けることにより、保磁力Ｈｃを大きく低下させることなく、Ｓ／Ｎｍを向上させうることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上にＮを含むアモルファス膜、Ｂ２構造を有する膜およびＣｒ膜もしくはＢＣＣ構造を有するＣｒ合金膜がこの順に設けられ、さらに該Ｃｒ膜もしくは該Ｃｒ合金膜の上にＣｏを主成分とする磁性膜を有することにより、保磁力を大きく低下させることなく、媒体ノイズＮｍが改善され、媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍが改善された特徴を有する磁気記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【図１】保磁力Ｈｃと第１シード層成膜時の成膜雰囲気の窒素濃度との関係を示す図。
【図２】媒体ノイズＮｍおよび媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍと第１シード層成膜時の成膜雰囲気の窒素濃度との関係を示す図。
【図３】保磁力Ｈｃと第１シード層膜厚との関係を示す図。
【図４】媒体ノイズに対する信号出力の比Ｓ／Ｎｍと第１シード層膜厚との関係を示す図。

Claims

非磁性基板上に、窒素を２〜３％の濃度で含む成膜雰囲気で形成したＮを含み膜厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であるアモルファス膜、Ｂ２構造を有する膜およびＣｒ膜もしくはＢＣＣ構造を有するＣｒ合金膜がこの順に設けられ、さらに該Ｃｒ膜もしくは該Ｃｒ合金膜の上にＣｏを主成分とする磁性膜が設けられており、前記Ｎを含むアモルファス膜が、ＣｏＴａＮからなることを特徴とする磁気記録媒体。
前記Ｂ２構造を有する膜がＮｉＡｌ、ＮｉＡｌＲｕ、ＮｉＡｌＮｄ、ＮｉＡｌＣｒ、ＮｉＡｌＰｔ、ＣｏＴｉ、ＣｏＡｌおよびＣｏＺｒからなる群から選ばれた少なくとも１種からなる請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記ＢＣＣ構造を有するＣｒ合金膜がＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｎおよびＣｒＴｉからなる群から選ばれた少なくとも１種からなる請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
前記Ｃｏを主成分とする磁性膜がＣｏとＣｒとＰｔとＢとを含む合金からなる請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
前記ＣｏとＣｒとＰｔとＢとを含む合金が、さらにＴａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、ＣｕおよびＴｉからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む合金である請求項４に記載の磁気記録媒体。