JPH06187628A - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

磁気記録媒体及び磁気記憶装置

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JPH06187628A
JPH06187628A JP33832492A JP33832492A JPH06187628A JP H06187628 A JPH06187628 A JP H06187628A JP 33832492 A JP33832492 A JP 33832492A JP 33832492 A JP33832492 A JP 33832492A JP H06187628 A JPH06187628 A JP H06187628A
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JP
Japan
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magnetic
recording
head
substrate
recording medium
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Pending
Application number
JP33832492A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Matsuda
好文 松田
Nobuyuki Inaba
信幸 稲葉
Shinan Yaku
四男 屋久
Masaaki Futamoto
正昭 二本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】熱酸化Si単結晶基板1を用い、六方晶系の磁
性合金膜を情報記録層とした面内薄膜媒体、あるいは垂
直二層膜媒体を用い、面内薄膜媒体は、インダクティブ
薄膜ヘッドで記録,磁気抵抗効果型ヘッドで再生、垂直
二層膜媒体は、単磁極ヘッドで記録,磁気抵抗効果型ヘ
ッドで再生する。 【効果】優れた表面平滑性に加え、良好なアモルファス
性表面が実現できる。結晶配向性の優れた磁気記録媒体
を実現でき、かつ磁気ヘッドの浮上量を極めて小さくで
きるため、1平方インチ当たり1ギガビット以上の面記
録密度でも高いS/Nを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク,磁気カ
ードその他の情報記録用磁気媒体、特に、高密度の情報
記録に適した磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、リジッドディスク用磁気記録媒
体には、Ni−PメッキしたAl−Mg合金基板上にC
r下地膜を介してCo基合金磁性膜が形成される。しか
し、ヘッドの浮上量を0.1μm 以下に下げて記録密度
を向上させる観点から、より表面が平滑な基板が求めら
れている。さらに、基板加熱温度を上げてCo基合金磁
性膜の結晶配向性を向上して、記録密度特性を高める観
点から、300℃以上の耐熱性のある基板が要求されて
いる。
【0003】前者に対しては、Ni−PメッキAl−M
g合金基板においても研磨技術を改良することでかなり
解決されるが、基板は300℃以上に加熱するとNiが
析出し強磁性を持つようになり媒体の磁気特性を悪化さ
せるため、特に耐熱性に問題がある。また、表面平滑
性,耐熱性共に優れた基板としてガラス基板が採用され
つつあるが、ガラス基板を加熱すると基板上に堆積する
下地膜、或いは、磁性膜中にアルカリイオンが拡散し、
下地膜の結晶性や磁性膜の磁気特性を悪化させたり、ガ
ラス基板表面から出る水分が媒体を酸化させる原因にな
ったりする。
【0004】そこで、特開昭59−96539 号公報に記載の
ように表面平滑性及び耐熱性に優れたSi単結晶平板を
磁気記録媒体用基板に用いることが提案されている。し
かし、Si単結晶基板上に薄膜を形成する場合は、基板
表面の結晶面の原子配列に影響を受けて自由核形成が抑
制されたり、反応してシリサイドを作りやすいため、結
晶性の制御が難しいという問題がある。また、特開昭59
−8141号公報では、反応性スパッタとこれに続く熱処理
によって形成されたフェライト磁性膜から成る磁気ディ
スク媒体用の基板として単結晶Siウエハの表面に酸化
膜を形成した基板を用いることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、表面平滑性に優れ、かつ300℃以上の高温でも化
学的に安定でさらに基板表面のアモルファス性の良好な
基板を適用することで、磁気ヘッドと媒体の情報記録層
表面との間の距離を0.04μm 以下と極めて狭めるこ
とにより、従来の面内薄膜媒体と、インダクティブ記録
と磁気抵抗効果型再生による記録再生分離型薄膜ヘッド
の組合せで面記録密度が1平方インチ当り1ギガビット
以上である磁気記録装置を提供することにある。
【0006】また、本発明の別の目的は、表面平滑性に
優れ、かつ300℃以上の高温でも化学的に安定でさら
に基板表面のアモルファス性の良好な基板を適用するこ
とで、磁気ヘッドと媒体の情報記録層表面との間の距離
を0.04μm 以下と極めて狭めることにより、垂直磁
気記録方式を用いることで面記録密度が1平方インチ当
り10ギガビット以上である磁気記録装置を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の主たる目的は、
以下の手段により達成される。Si単結晶平板上に、熱
酸化膜を形成した基板上に、非磁性下地膜を介しもしく
は直接、六方晶系の磁性合金から成る面内磁化膜を形成
した磁気記録媒体を用いる。前記Si単結晶平板は(1
00)面が基板面に平行であることが望ましい。さら
に、情報記録再生用磁気ヘッドと対向する情報記録層表
面と、前記磁気ヘッドの媒体対向面との間の距離が、
0.04μm 以下である磁気記憶装置を構成する。
【0008】また、本発明の他の目的は、以下の手段に
より達成される。上記のSi単結晶上に熱酸化膜を形成
した基板上に非磁性下地膜を介しもしくは直接、高透磁
率磁性膜を形成した上に、六方晶系の磁性合金から成る
垂直磁化膜を形成した磁気記録媒体を用いる。前記磁気
記録媒体に対し、垂直磁気記録用単磁極ヘッドにより情
報を記録し、磁気抵抗効果型ヘッドにより該情報を再生
する。さらに、情報記録再生用磁気ヘッドと対向する情
報記録層表面と、前記磁気ヘッドの媒体対向面との間の
距離が、0.04μm 以下である磁気記憶装置を構成す
る。
【0009】
【作用】熱酸化処理を施した単結晶Siウエハは、半導
体分野における基幹材料であり、簡単な機械加工だけで
磁気記録媒体用基板に適用できる。そのため大量生産が
容易であり、安価にできる。さらに、単結晶Siウエハ
基板の表面粗さは中心線平均面粗さ(Ra )が0.3n
m程度,最大面粗さ(Rmax)が3nm程度の極めて平
滑な面が容易に得られる。面方位が(100)であるS
i単結晶ウエハは、最も容易に入手可能な量産品である
と同時に、基板表面が微視的には単原子オーダの平滑性
が実現されるため、RaやRmaxが同程度のガラス基板や
Ni−PメッキしたAl−Mg合金基板の表面に比べて
微視的にはより平滑である。ところで、単結晶Siウエ
ハの表面には大気中に放置するだけで数nmの自然酸化
膜ができるが、この程度の厚さの酸化膜ではSi結晶表
面と格子整合性の無い結晶構造をもつ薄膜は、薄膜形成
プロセスにおける成長初期過程で、Si結晶格子のポテ
ンシャルによりad−atomの表面自由拡散が抑制さ
れるため、結晶構造及び結晶組織の分散が大きくなる。
これは、記録分解能の劣化や媒体ノイズの増大を導く原
因になる。しかし、単結晶Siウエハにアモルファスの
熱酸化膜を形成することで、該問題を容易に解決でき
る。さらに、熱酸化膜を形成することにより、Si単結
晶表面にできるステップや欠陥等による局所的な急峻な
段差を滑らかにすることで、耐摺動性も向上する。ま
た、耐熱性に関しても、1000℃程度まで安定であ
り、スパッタ成膜する際、記録膜として良好な磁気特性
を得るために300℃以上の基板温度が必要な場合でも
十分安定である。
【0010】このような優れた表面平滑性、かつ熱的安
定性を有する熱酸化Si単結晶基板を磁気ディスクに用
いることにより、媒体表面と磁気ヘッド間の距離を0.
04μm以下にすることができ、面内薄膜媒体と、イン
ダクティブ記録と磁気抵抗効果型再生による記録再生分
離型薄膜ヘッドの組合せで面記録密度が1平方インチ当
り1ギガビット以上である磁気記録装置を実現するため
に必要なS/Nを得ることができる。さらに、軟磁性裏
打ち層を有する垂直記録媒体に対し、リターンパスを有
する垂直磁気記録用単磁極ヘッドにより情報を記録し、
磁気抵抗効果型ヘッドにより該情報を再生することによ
り、面記録密度が1平方インチ当り10ギガビット以上
である磁気記録装置を実現するために必要なS/Nを得
ることもできる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、説明の便宜上、以下の記載では、合金材料
の組成を簡略表示するために例えばM1−aM2−bM3
の記号を使用することとする。ただし、M1 は主成分金
属元素、M2及びM3は添加金属元素、a及びbは添加金
属元素の含有率(原子%)を示す。
【0012】《実施例1》面内薄膜媒体の断面を示す図
1を参照しながら実施例1を説明する。厚さ0.6mm,3
インチφの面方位が(100)の単結晶Siウエハを
2.5 インチの磁気ディスク基板の標準仕様,形状に機
械加工した後、両面を鏡面研磨し、中心線平均面粗さ
(Ra )が0.3nm,最大面粗さ(Rmax)が3nmに
仕上げる。さらに通常の半導体プロセスで熱酸化膜を3
00nm形成し、これを熱酸化Si単結晶基板1とす
る。直流マグネトロンスパッタ装置を使用し、先ず、基
板1の両面にCr下地層2,2′を100nmの厚さで
形成した後、その上にCo−14Cr−8Pt磁性層
3,3′を30nmの厚さで形成し、更にその上にカー
ボン保護潤滑膜4,4′を10nmの厚さで形成して磁
気ディスクを作製した。非磁性下地層2,2′,六方晶
系磁性合金層3,3′,保護潤滑層4,4′の形成期間
中、基板温度,アルゴンガス圧及び投入電力をそれぞれ
350℃,0.7Pa及び1.5kW(ターゲットは6イ
ンチφ)とした。
【0013】《比較例1》実施例1の熱酸化Si単結晶
基板1の代わりに、熱酸化工程を省いたSi単結晶基板
を用いた以外は、実施例1と全く同様な方法により、別
の磁気ディスクを作製した。
【0014】実施例1及び比較例1による磁気ディスク
と、ピエゾ素子を被着した、全長30mmの通常型スライ
ダを用いて浮上特性を評価すると、実施例1,比較例1
の磁気ディスクに対してそれぞれ同程度の安定極低浮上
を実現できた。表1に実施例1及び比較例1の磁気ディ
スクのそれぞれについて、記録再生特性と磁気特性を示
す。記録再生特性は、薄膜ヘッドと磁気抵抗効果型ヘッ
ドを組合せ、それぞれで記録,再生を行う記録再生分離
型ヘッドを用いて測定した。薄膜ヘッドのトラック幅は
1μm、ギャップ長は0.4μm とし、磁気抵抗効果型
ヘッドのトラック幅に対応した電極間隔は0.8μm,
シールド間隔0.3μmのシャントバイアス方式を用い
た。磁気特性は実施例1及び比較例2の磁気ディスクの
半径20mmの1点を中心に直径7mmの円板状に試料を切
り出した後、片面、すなわち、保護潤滑層4′,六方晶
系磁性合金層3′,非磁性下地層2′を取り除いて測定
した。磁気特性のばらつきは、同心円上の4個所につい
て測定したところ、ほとんど無かった。すべての試料で
ディスクの面内方向では異方性がなかった。
【0015】
【表1】
【0016】表1により、実施例1の磁気特性及び記録
再生特性は、比較例1に対して明らかに優れている。ま
た、実施例1において、Co−Cr−Pt磁性膜3,
3′はCo−Cr,Co−Cr−Ta,Co−Cr−
W,Co−Sm等の材料を用いても同様の効果があっ
た。
【0017】《実施例2》垂直記録媒体の断面を示す図
2を参照しながら実施例2を説明する。厚さ0.5mm,2
インチφの100方位の単結晶Siウエハを1.8 イン
チの磁気ディスク基板の標準仕様,形状に機械加工した
後、両面を鏡面研磨し、中心線平均面粗さ(Ra )が
0.3nm以下,最大面粗さ(Rmax)が3nm以下に仕
上げる。さらに通常の半導体プロセスで熱酸化膜を30
0nm形成し、これを熱酸化単結晶基板1とする。直流
マグネトロンスパッタ装置を使用し、先ず、基板1の両
面にMo−Cu−パーマロイ高透磁率磁性層5,5′を
700nmの厚さで形成した後、その上にCo−15C
r−4Ta磁性層3,3′を100nmの厚さで形成
し、更に、その上にカーボン保護潤滑層4,4′を10
nmの厚さで形成して磁気ディスクを作製した。高透磁
率磁性層5,5′,磁性合金層3,3′,保護潤滑層
4,4′の形成期間中、基板温度,アルゴンガス圧及び
投入電力をそれぞれ220℃,0.27Pa及び1kW
(ターゲットは4インチφ)とした。
【0018】《比較例2》実施例2の熱酸化Si単結晶
基板1の代わりに、熱酸化工程を省いたSi単結晶基板
1を用いた以外は、実施例2と全く同様な方法により、
別の磁気ディスクを作製した。
【0019】実施例2及び比較例2による磁気ディスク
と、ピエゾ素子を被着した、全長30mmの通常型スライ
ダを用いて浮上特性を評価すると、実施例2,比較例2
の磁気ディスクに対してそれぞれ同程度の安定極低浮上
を実現できている。表2に、実施例2及び比較例2の磁
気ディスクのそれぞれについて、記録再生特性,磁気特
性及び結晶配向性を示す。記録再生特性は、垂直記録用
単磁極ヘッドと磁気抵抗効果型ヘッドを組合せ、それぞ
れで記録,再生を行う記録再生分離型ヘッドを用いて測
定した。単磁極ヘッドの主磁極幅は0.5μm、主磁極
厚は0.3μmとし、磁気抵抗効果型ヘッドのトラック
幅に対応した電極間隔は0.3μm ,シールド間隔0.
2μm のシャントバイアス方式を用いた。磁気特性
は、実施例2及び比較例2の磁気ディスクの半径15mm
の1点を中心に直径7mmの円板状に試料を切り出した
後、片面、すなわち、保護潤滑層4′,六方晶系磁性合
金層3′,高透磁率磁性層5′を取り除いて測定した。
表2に示した磁気特性は、予め別の試料で高透磁率磁性
層5のみの磁気特性を測定し、これを差し引くことによ
って得た、磁性層3によるものである。
【0020】
【表2】
【0021】磁気特性のばらつきは、同心円上の4個所
について測定したところ、ほとんど無かった。また、結
晶配向性は、実施例2及び比較例2の媒体についてそれ
ぞれX線回折測定を行い、Co−Cr−Ta磁性層3の
c軸配向性分散を002反射のロッキング曲線の半値幅
(Δθ50)で評価した。
【0022】表2により、実施例2の磁気特性,結晶配
向性及び記録再生特性は、比較例2に対して明らかに優
れている。また、実施例2において、Co−Cr−Ta
磁性層3,3′はCo−Cr,Co−Cr−Pt,Co
−Cr−W,Co−Sm等の材料を、高透磁率磁性層
5,5′はパーマロイ,Nb−パーマロイ,Mo−パー
マロイ等の材料を用いても実施例2の場合と同様な効果
がある。また、実施例2で、熱酸化Si単結晶基板1と
高透磁率磁性層5,5′の間にTi下地膜あるいはTi
−Ta,Ti−Nb,Ti−Cr等のTi基合金下地膜
を形成すれば、高透磁率磁性層5,5′および六方晶系
磁性合金層3,3′の結晶配向性や磁気特性が改善され
るのでより望ましい。
【0023】
【発明の効果】本発明による熱酸化Si単結晶基板を用
いた磁気記録媒体によれば、従来の単結晶Si基板の優
れた表面平滑性に加え、良好なアモルファス性表面が実
現できる。結晶配向性の優れた磁気記録媒体を実現で
き、かつ、磁気ヘッドの浮上量を極めて小さくできるた
め、1平方インチ当たり1ギガビット以上の面記録密度
でも高いS/Nを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による面内磁気記録媒体の断面図。
【図2】本発明による垂直磁気記録媒体の断面図。
【符号の説明】
1…熱酸化Si単結晶基板、2,2′…非磁性下地層、
3,3′…六方晶系の磁性合金層、4,4′…保護潤滑
層、5,5′…高透磁率磁性層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si単結晶平板の表面に熱酸化膜を形成し
    た基板を用い、情報記録層が六方晶系の磁性合金膜であ
    ることを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記Si単結晶平板の
    (100)面が前記基板面に平行である磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、前記基板上に
    非磁性下地膜を介しもしくは直接、情報記録層として面
    内磁化膜を形成した磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】請求項1または2において、前記基板上に
    非磁性下地膜を介しもしくは直接、高透磁率磁性層を形
    成した上に、情報記録層として垂直磁化膜を形成した磁
    気記録媒体。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4において、情報
    記録再生用磁気ヘッドと対向する前記情報記録層の表面
    と、前記磁気ヘッドの媒体対向面との間の距離が、情報
    の記録再生時に0.04μm 以下である磁気記憶装置。
  6. 【請求項6】請求項4または5において、前記磁気記録
    媒体に対し、垂直磁気記録用単磁極ヘッドにより情報を
    記録し、磁気抵抗効果型ヘッドにより該情報を再生する
    磁気記憶装置。
JP33832492A 1992-12-18 1992-12-18 磁気記録媒体及び磁気記憶装置 Pending JPH06187628A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774783A (en) * 1995-03-17 1998-06-30 Fujitsu Limited Magnetic recording medium
JP2009070464A (ja) * 2007-09-12 2009-04-02 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 情報記録媒体用基板、およびそれを用いた情報磁気記録媒体
CN114067848A (zh) * 2020-08-03 2022-02-18 昭和电工株式会社 磁记录介质用基板、磁记录介质及磁存储装置

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