JPH0142048B2 - - Google Patents

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JPH0142048B2
JPH0142048B2 JP11623182A JP11623182A JPH0142048B2 JP H0142048 B2 JPH0142048 B2 JP H0142048B2 JP 11623182 A JP11623182 A JP 11623182A JP 11623182 A JP11623182 A JP 11623182A JP H0142048 B2 JPH0142048 B2 JP H0142048B2
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JP
Japan
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film
wafer
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thin film
Prior art date
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JP11623182A
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English (en)
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JPS598141A (ja
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Satoshi Oota
Osamu Ishii
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH0142048B2 publication Critical patent/JPH0142048B2/ja
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/851Coating a support with a magnetic layer by sputtering

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はLSIの超高密度化に適用される小型な
高記録密度磁気デイスク媒体に係る。
従来高記録密度磁気デイスク媒体としてAl―
Mg合金基板上にγ―Fe2O3微粒子を塗布したも
のが用いられてきたが、この塗布媒体はγ―
Fe2O3微粒子を基板に密着させるための有機バイ
ンダーを混合することが必要であり、そのため、
媒体の残留磁束密度(4πMr)が約800G〜1000G
と低いこと、薄膜代については、微粒子の粒径お
よび有機物バインダの存在により約0.6〜0.8μm
付近が限界と考えられること、また、媒体の表面
平滑性に関しては塗布媒体特有の突起があり、こ
れらの点から高密度化に対しては期待が持てなく
なつた。そのため最近では一層の高密度化を図る
ため、薄層化が容易であり、4πMrも2600Gと高
くかつ表面平滑性に優れた反応スパツタ法によつ
てγ―Fe2O3の連続薄膜媒体の研究が行なわれる
ようになつた。現在では表面を陽極酸化した210
mmφのAl―Mg合金基板上に0.17μmの厚さのγ
―Fe2O3の連続薄膜媒体を形成した磁気デイスク
媒体が開発された。この媒体の磁気記録密度は
24000bits/mm2と従来の塗布式媒体のものに比べ
約3倍の高密度化を達成している。
ところで今後の磁気デイスク装置の動向につい
て考えると、近年のデータベースシステムの発達
によつて、コンピユータの外部記憶装置の大容量
化が望まれ、特に磁気デイスクの儒要は急増する
ことが予測される。さらにコンピユータシステム
においてはCPUなどの本体装置がLSIの超高密度
化によつて極めて小型化されたのに比べて、外部
記憶装置の小型化はあまり進んでおらず、そのた
め、コンピユータシステムのコスト・床面積につ
いて、外部記憶装置の占める割合が高くなつてい
る。
したがつて、磁気デイスク装置の大容量化や記
録ビツト当りの価格を下げたり、装置の空間的占
有面積を小さくするためにも高記録密度記憶媒体
の一層の向上が望まれている。磁気デイスク媒体
の一層の高記録密度化のためには、記録媒体の厚
みを薄くすること、媒体の磁気特性のうち特に保
磁力Hcを増大させることおよび媒体の表面平滑
性を良くして磁気ヘツドの浮上量を小さくするこ
とが最も重要である。
また高密度化に伴つて、1ビツト当りの面積が
小さくなり、基板の欠陥による記録再生エラーが
問題となる。1990年代に向けて記録密度の目標は
105bits/mm2以上であるといわれており、この場
合1ビツト当りの占有面積は約10μm2の大きさと
なる。したがつて仮にスライスレベルを70%とす
ると3μm2以上の欠陥はエラーと検出されること
になる。
以上述べたγ―Fe2O3の連続薄膜媒体の開発は
薄層化と保磁力Hcの点では解決の見通を与えた
が、表面平滑性の点では尚解決されない問題とし
て残つた。
即ち従来のγ―Fe2O3連続薄膜媒体の場合は基
板としてアルマイト被覆Al―Mg合金を用いてい
るため、このアルマイト被覆Al―Mg合金基板の
特性によつて決定されてしまう。このアルマイト
被覆Al―Mg合金の場合はこの合金中のFe,Si,
Mn不純物によつて形成された金属間化合物によ
つて生ずる直径1〜20μm、深さ1〜10μmのへ
こみがあり、信号エラーの発生の原因となること
が指摘された。さらに、γ―Fe2O3の連続薄膜媒
体の場合、反応スパツタでα―Fe2O3もくは
Fe3O4膜を形成後、それを熱処理してγ―Fe2O3
とする。例えば反応スパツタでα―Fe2O3を形成
する場合は約280゜〜310℃の還元熱処理による
Fe3O4化の過程とこれに引き続く約300℃の大気
中酸化処理によるγ―Fe2O3化過程が必要であ
る。また、反応スパツタでFe3O4を形成する場合
は約300℃の大気中酸化処理によるγ―Fe2O3
過程が必要である。アルマイト被覆Al合金基板
の場合、アルマイトとAl合金との熱膨張係数の
値が3〜5倍異ることおよびAl合金の再結晶温
度が約350℃であることから、前述した熱処理に
おいてアルマイト層にクラツクが入つたり、ある
いはクラツクが入らない場合でも媒体の表面精度
が劣化する。したがつて媒体に一層の高記録密度
化を進めていくうえで、ヘツド浮上量の低減が必
要だがこの表面精度の劣化は一つの限界を与えて
いる。そこでこれらの問題を解決するために、γ
―Fe2O3連続薄膜媒体用の基板として、Siウエハ
を用いたものが開発された。Siウエハの場合はへ
き開面を利用できるので表面精度が前述したアル
マイト被覆Al合金基板に比べ約1桁優れている。
また1μm以上の欠陥がほとんどなく、さらに耐
熱性も優れていることが分つた。しかしながらγ
―Fe2O3膜という酸化物連続薄膜媒体をSi基板上
に形成すると、γ―Fe2O3媒体の磁気特性の制御
が難かしくなり、特性の劣化と作製マージンの低
下という問題が生じることが分つた。例えば磁気
特性については、従来のアルマイト被覆Al合金
基板で媒体を作製する場合に比べると、磁化履歴
曲線の角型性(S*)については約20%、残留磁
束密度については約10〜30%の劣化がみられる。
この磁気特性の劣化は作製マージンに密接にかか
わつているが、作製マージン例えばα―Fe2O3
らFe3O4媒体にする還元処理の温度マージンにつ
いては従来の約50℃から10℃に挾められ歩留りの
悪さからコスト高のものとなる。
本発明はこれらの欠点を除去し、高密度記録を
可能にし、表面精度が優れているばかりでなく、
磁気特性ならびに製作性が優れている高記録密度
磁気デイスク媒体を提供することを目的とする。
かかる目的を達成した本発明による高記録密度
磁気デイスク媒体の構成は、単結晶Siウエハの表
面に酸化膜を形成した基板と、上記酸化膜上に反
応スパツタとこれにつづく熱処理によつて形成さ
れたフエライト磁性薄膜とからなることを特徴と
するものである。
本発明による高記録密度磁気デイスク媒体の実
施例を図面に従つて説明する。第1図に本発明に
よる高記録密度磁気デイスク媒体の断面図を示
す。
本発明による実施例では市販されている厚さ
0.5mm、3インチ径のSiウエハ1を950℃で100分
間、乾燥酸素中で加熱酸化することにより約200
ÅのSiO2膜2をSiウエハ1上に形成した。かか
る酸化処理した基板を8×10-3Torrのガス流量
14c.c./分の酸素雰囲気中に保ち、マグネトロンス
パツク装置でターゲツトとして200φの2Cp―2Ti
―Cuat%添加Fe合金を加熱し、飛出する鉄分で
上記基板のSiO2膜2上にα―Fe2O3の膜を0.18μ
mの厚さに形成した。次いで水素ガス(1℃の水
でバブリング)雰囲気中で285℃3時間熱処理を
施しFe3O4に変換した後、更に300℃3時間大気
中加熱酸化してγ―Fe2O3のフエライト磁性薄膜
3を形成した。
また比較のため同一の条件で熱酸化しないSiウ
エハの上にγ―Fe2O3の媒体層を形成したものを
作つた。
第2図は本発明による酸化膜上にγ―Fe2O3
体を形成したもの(Aカーブ)と比較のためSiウ
エハ上にγ―Fe2O3媒体を形成したもの(Bカー
ブ)との磁気特性を示した。第2図から明らかな
ようにSiウエハ上に直接γ―Fe2O3媒体を形成し
たものを示すBカーブのものは残留磁化(4πMr)
が1900Gで角型性(S*)が0.6であるのに対し
て、本発明によるSiウエハ1上にSiO2膜2を形
成し次いでγ―Fe2O3を形成したものを示すAカ
ーブは、残留磁化が2600G、角型性(S*)は
0.86と優れた磁気特性を示した。
また本発明の原理の効果を確認するために、媒
体の膜厚方向の組成分析を行なつた。その結果を
第3図に示す。尚、Siウエハの熱酸化は1000℃,
100分行なつたものである。第3図で横軸はArエ
ツチングで削りとつていつた経過時間で示した媒
体の膜厚と、縦軸は横軸に対応した位置での分光
分折で得られた酸素の分布強度を示す酸素ピーク
値を示す。第3図によれば、SiO2膜2上の媒体
3は、γ―Fe2O3膜中の酸素原子の分布(Aカー
ブ)は均一であり、またSiウエハ基板上に直接γ
―Fe2O3を形成したもの(Bカーブ)に比べて、
基板との境界付近での急激な減少もないことが確
認された。また、γ―Fe2O3を熱処理して還元す
るさい還元マージンについての実験を第4図に示
した。第4図は、α―Fe2O3膜を本発明によるSi
ウエハ上にSiO2膜の上に形成したもの(Aカー
ブ)と比較のために作られたSiウエハ上に直接形
成したもの(Bカーブ)について、水素雰囲気中
(1℃の水でバブリング)で260℃から340℃まで
の各温度で3時間づつ還元した後の膜の比抵抗を
2端子法の電気抵抗値から計算で求めて示した。
当該方法で作製される酸化鉄の場合、約4×10-1
〜2×10-2の比抵抗値がFe3O4単層膜となつてい
る。第4図のAカーブによつて本発明による
Fe3O4膜はおよそ270℃から320℃までほゞ50℃の
広い温度範囲にわたつてFe3O4膜が形成されてい
ることが分る。このことは本発明のものは、還元
処理できわめて広い還元マージンを有しているこ
とが分る。
第5図はアルマイト被覆Al―Mg合金基板とSi
ウエハ基板を約300Å厚表面熱酸シリコン処理し
たものとSiウエハ基板とについて表面粗さの熱処
理温度依存性についてカーブC,A,Bによつて
示した。尚処理時間4時間である。粗さは1mmピ
ツチの粗さで示した。アルマイト被覆Al―Mg合
金基板の場合を示すCカーブに示されるように
300℃以上から急に粗さが増加することが観察さ
れる。Siウエハ上に設けられた表面熱酸化シリコ
ンの場合を示すAカーブは、Siウエハのみの場合
を示すBカーブと同様、500℃まで表面粗さの変
化は観察されなかつた。尚、本発明の高記録密度
磁気デイスク媒体のSi基板の酸化膜の厚みは少く
とも50Å以上であればよい。
本発明による高記録密度磁気デイスク媒体によ
れば、従来のアルマイト被覆Al合金基板のもの
におけるα―Fe2O3の還元処理やFe3O4の酸化処
理に伴なう高温熱処理で媒体表面が粗れを起す表
面精度劣化、またアルマイト被覆Al合金中に含
まれるFe,Si,Mn等の不純物によるへこみ等に
基づく信号エラーの発生等の高密度化への障害を
取除き、またSiウエハ基板上に直接フエライト磁
性薄膜を形成したものに生ずる媒体磁気特性の劣
化や還元マージンの減少を取除くことに成功した
ものである。本発明によるものは表面精度が著し
く優れているためエラー特性の原因を取除き、熱
処理での作業マージンを広め生産性を著しく向上
したものである。従つて、本発明は将来の超LSI
の小型化に備えて適応する高記録密度・小型の経
済的な磁気デイスク装置を可能にしたものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による高記録密度磁気デイスク
媒体の断面図、第2図は第1図に示したものの磁
化特性を説明する図、第3図は第1図に示したも
のの磁性薄膜の厚さ方向の酸素成分を示した図、
第4図はα―Fe2O3のFe3O4への還元温度による
還元度の模様を示した図、第5図は磁性薄膜の熱
処理温度と表面粗さの関係を示した図である。 図面中、1はSiウエハ、2はSiO2膜、3はフ
エライト磁性薄膜である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 単結晶Siウエハの表面に酸化膜を形成した基
    板と、上記酸化膜上に反応スパツタとこれにつづ
    く熱処理によつて形成されたフエライト磁性薄膜
    とからなることを特徴とする高記録密度磁気デイ
    スク媒体。
JP11623182A 1982-07-06 1982-07-06 高記録密度磁気デイスク媒体 Granted JPS598141A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11623182A JPS598141A (ja) 1982-07-06 1982-07-06 高記録密度磁気デイスク媒体

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JP11623182A JPS598141A (ja) 1982-07-06 1982-07-06 高記録密度磁気デイスク媒体

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JPS598141A JPS598141A (ja) 1984-01-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7000418B2 (en) * 2004-05-14 2006-02-21 Intevac, Inc. Capacitance sensing for substrate cooling
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