JPH0766544B2 - 薄膜磁気ディスクの製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ディスクの製造方法Info
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Description
殊に高い飽和磁力及び低い媒体の固有ノイズを有するコ
バルト合金のディスク及びそのようなディスクを製造す
る方法に関する。
の磁気記録媒体に関する問題の一つは、線記録密度が増
大するにつれて媒体の固有のノイズが増大することであ
る。媒体のノイズは、磁気トランジッション(transiti
on)が不規則なために生じ、リードバック信号のピーク
がランダムにシフトする結果を引き起こす。これらのラ
ンダムなシフトは、「ピークジッタ」又は「時間ジッ
タ」の原因となる。従って、媒体のノイズが高い程、ビ
ット誤り率が高くなる。それ故、データが最大線密度で
記録されうるように、最大許容レベルより低いレベルの
ノイズしか生じせしめない薄膜合金の媒体を開発するこ
とが望ましい。ピークジッタ及び媒体のSN比によって測
定されるところの媒体の固有のノイズの磁気記録システ
ムのビット誤り率に与える影響は、カッズ(Katz)らが
著した“ビットシフト分布が磁気記録の誤り率に与える
影響(Effect of Bitshift Distribution on Error Rat
e in Magnetic Recording)”(IEEE Trans.on Magneti
cs)(1979年,MAG−15巻,1050−1053頁)に記載されて
いる。媒体のSH比は、ベルク(Belk)らが著した“高性
能を有する剛性の記録媒体の固有のSN比の測定(Measur
ement of the Intrinsic Signal−to−Noise Ratio for
High Performance Rigid Recording Media)”(J.App
l.Physics,59(2),1986年1月15日,557−532頁)に記
載されている。酸素を磁気層に組み込むことによって、
薄膜のコバルト合金の媒体のSN比を改善することが提案
されている。例えば、我々の係属中の米国特許出願第07
/394,784号(出願日1989年8月16日)の明細書は、酸素
の存在下においてコバルト合金をスパッターリング法で
めっきすることによって、低いノイズしか発生しないコ
バルト−白金(CoPt)又はコバルト−ニッケル(CoNi)
合金ディスクを形成する方法を詳述している。特開昭61
−276116号は、アルマイトで被覆された基板上にCoNi磁
気層が酸素又は窒素のいずれかの存在下においてスパッ
ターリング法でめっきし、その後に、ディスクを熱処理
することによって製造される、高いSN比を有するCoNi合
金ディスクを記載している。コバルト合金の磁気層へ酸
素ドーピングすることによってSN比が改善されるが、同
時に飽和保持力をかなり提言する結果を招く。
を有するコバルト合金媒体を開発することが望まれてい
る。
の両方を有する水平記録用コバルト合金ディスクに関す
るものである。ディスク中の磁気層は、コバルト合金材
料に加えて、1種又は2種以上の不純物元素の酸化物を
含有している。これらの元素は、i)酸素に対して高い
親和力、及び、ii)コバルトと非常に異なる原子半径を
有するためにコバルト中における比較的低い溶解度を示
す。このような元素には、イットリウム(Y)、珪素
(Si)、稀土類元素、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム
(Ge)、すず(Sn)及びジルコニア(Zr)がある。ディ
スクは、コバルト合金材料及び1種又は2種以上の不純
物元素を共にスパッターリング法でめっきし、その後、
不純物元素を酸化することによって形成されうる。酸化
は、磁気層を酸素若しくは空気に暴露しながらディスク
を加熱することによって、又は磁気層を酸素又は酸素−
アルゴンプラズマに暴露することによって起こる。
の酸化物を含有せずにに形成された比較材とのディスク
に比べて高い線密度で実質的に低い媒体の固有のノイズ
及び高い飽和保持力を有する。不純物元素のコバルトに
おける溶解度が低くかつ磁気層の粒界域がエネルギーの
高い場所であるため、不純物元素は恐らく粒界で集まる
であろう。不純物元素が酸化することによって、粒界の
間のカップリングを破断すると考えられる。従って、飽
和保持力の増大及びノイズの低減は(飽和保磁力矩形比
の低下によって確認されるように)、磁気層の内部粒子
のカップリングが低減することが原因であると考えられ
る。
を添付すると共に以下に本発明の内容を詳細に記載す
る。
質的に半導体級の単結晶シリコンの基板、スパッターリ
ング法でめっきされたクロム−バナジウム(CrV)、す
ず(Sn)又はタングステン(W)のいずれかの下地層、
Y又はSiのいずれか一方の酸化物を含むCoPt又はCoNi合
金のいずれか一方からなる磁気層、及び、スパッターリ
ング法でめっきされたカーボンの保護皮膜からなる。
Films,Inc)のRF−DCマグネトロンスパッターリングシ
ステムで作製された。Arのベース圧力は、めっきする前
は約1.5×10-7Torrであって、それぞれのめっきの間は
約3.25mTorrに保持された。システムに供給する電力は4
00Wで、Arの流量は30sccmであった。すべてのめっき
は、基板を加熱しないで行われた。基板は、記録測定用
に2.54cm(1インチ)のシリコンウエーハ及び130mmの
直径のシリコンディスクであった。シリコン基板の表面
は、高周波放電で清浄にされ、CrVSn又はWの下地層が
シリコン基板の上に種々の厚さで形成された。磁気層
は、CoPt又はCoNi合金のいずれかのターゲットをYSn又
はSi不純物元素のいずれかのターゲットと共にスパッタ
ーリングすることによって、下地層の上に種々の厚さで
形成された。スパッターリング法でめっきされた磁気層
中に存在する不純物元素の原子%は、不純物元素のター
ゲットへ供給する電力を制御することによって調整され
た。その後、複数のディスクは処理温度及び時間をそれ
ぞれに変えて空気中で焼きなましされ、磁気層中にYSn
又はSiのいずれかの酸化物が形成された。その後、主に
カーボンからなる保護被膜が、磁気層の上にスパッター
リング法でめっきされた。
きされるがその後の酸化処理を受けないCo90Pt10及びCo
80Pt20磁気層の飽和保磁力に与えるY添加の影響を表し
た図面である。飽和保磁力(HC)は約12〜16に至る程度
のYの原子%では影響を受けないが、その後、急激に低
下することに注目されたい。16原子%を超える場合の飽
和保磁力(HC)の低下は、粒度が小さくなる結果である
ことがX線回折によって確認されている。しかしなが
ら、残留磁気−厚さの積(Mr.t)及び飽和保磁力矩形比
(S*)(第2図を見られたい。)は、Yのレベルが比
較的高くても、Yに影響されることはない。
20)88Y12磁気層に200℃の空気焼きなましを行うことに
よって、HCがかなり増大しかつS*が低下した。3時間
焼きなましを行った後、この磁気層のVSM測定ループに
基づき、HCは2,000から2,750Oeまで増大し、一方S*は
0.9から0.78まで低下した。3000fr/mmにおける標準化媒
体のノイズ(絶縁されたパルス振幅/RMS媒体ノイズ)-1
のプロットは、(磁気層の酸化前の)S*=0.90におけ
るノイズの最小感度が0.08であるのに対し、(磁気層の
酸化後の)S*=0.78におけるノイズの最小感度は約0.
02であった。比較するためにスパッターリング法でめっ
きされたγFe2O3はS*=0.7−0.78で媒体のノイズが低
く、最小感度が0.01であった。高いノイズのCo80Pt10合
金(S*=0.9−0.95)は、0.09−0.1の最小感度を示
す。
添加の影響が調べられた。SiがCo74Pt9Cr17に添加され
た場合、磁気特性(HC,Mr.t,S*)は、約10原子%以下
のSiを添加することによって影響は受けない。Siを添加
するがその後酸化されない場合はCoPtCrに影響を与えな
いため、その後、スパッターリング法によるめっき処理
の間にCo72.5Ni20Cr7.5合金にSiが添加された。CoNiCr
磁気層は、タングステン(W)下地層の上に形成され
た。第3図は、(Co72.5Ni20Cr7.5)(Si)磁気層をそ
の後250℃で約2時間空気焼きなましすることによっ
て、HCが700Oeから1300Oe近くまで増大する一方S*は
0.825から0.74まで低下したことを示している。
なまし後にHcの増大及びS*の低下に対して影響を与え
うることを立証するために、(カーボン保護皮膜を有す
るものと該皮膜を有さないものの)それぞれのCoPtCr及
びCoNiCr磁気層を有する複数のディスクが空気中で250
℃において4時間以下で熱処理された。第4図は、これ
らの調整された薄膜のHcは空気焼きなましに影響されな
いことを示している。従って、磁気特性に対する焼きな
ましの効果は、不純物Y,Siの添加材の選択的な酸化を原
因とする。磁気特性が変化するのは反応性成分(Y,Si)
が酸化する結果であることを実際に立証するために、焼
きなまし処理の前にCoPt−Y及びCoNiCr−Si磁気層が50
〜75オングストロークの厚さの密着層(CrV,W)及び150
〜165オングストロークの厚さスパッターリング法でめ
っきされたカーボンの保護被膜で被覆された。第5図
は、CoPtCr−Y(1100〜1240 Oe)についてはHcが若干
増大したがCoNiCr−Siについては全く増大しなかったこ
とを示している。
に、Hcをかなり増大させかつ媒体のノイズをかなり低減
する効果を生じせしめるのはコバルト合金の粒界におけ
るY及びSi添加剤の酸化によるものであると考えられ
る。この推論に基づき、本発明はY又はSiの酸化物を有
するディスクには限定されず、コバルト合金媒体が改善
された高い飽和保磁力及び低いノイズを有する同様な結
果が、コバルト中における比較的低い溶解度及び酸素に
対して比較的高い親和力を有する元素であればいかなる
元素の酸化物を用いても達成されうることは明らかであ
ろう。このような元素の例としては、稀土類元素、更に
Hf、Ge及びZrがある。酸素若しくはアルゴン−酸素プラ
ズマ又は空気よりむしろ酸素に対する暴露を用いる方法
のような他の方法、上述の空気焼きなまし酸化工程の代
わりに用いてもよい。反応性雰囲気(空気、O2、Ar−
O2)下でのディスク構成物の急熱(rapid thermal)焼
きなましも、ディスク合金の反応性成分を酸化する別法
の一つである。
向がある)反応性不純物の粒界におけるめっき後の酸化
は、粒界のカップリングを破断して、粒度及び飽和保磁
力を低減させることなくトランジッションノイズを低減
させる。粒界の酸化物はかなり静磁場のカップリングの
低減をもたらし、磁気記録用のコバルト合金の飽和保磁
力の値をかなり増大させる。選択的な粒界の酸化はコバ
ルト合金の耐食性をも改善しうる。加えて、CoNiCr−Si
のHcの増大(及びS*の低下)(第3図)は、Ptを含有
しないコバルト合金でも高い飽和保磁力(低いノイズ)
を有しうることを示している。
性のある構成要件のみに関するものであり、媒体及びそ
の製造方法の一般に知られている部分に関しては省略さ
れている。例えば、薄膜コバルト合金ディスクの製造に
関しては、磁気層の上にスパッターされたカーボンフィ
ルムのような保護皮膜を付与することは知られている。
いるが、本発明の技術分野におる当業者がそれら実施態
様の変更及び改変を特許請求の範囲に記載される本発明
の範囲から逸脱することなしに行いうることは明らかで
ある。
−Yディスクの飽和保磁力をプロットしたものである。 第2図は、磁気層におけるY添加剤の関数として、CoPt
−Yのディスクの残留磁気−厚さの積及び飽和保磁力矩
形比をプロットしたものである。 第3図は、空気焼きなまし時間の関数として、CoNiCr−
Siディスクの飽和保磁力及び飽和保磁力矩形比をプロッ
トしたものである。 第4図は、空気焼きなまし時間の関数として、(不純物
元素を含有しない)種々のCoPt及びCoNi合金のディスク
の飽和保磁力をプロットしたものである。 第5図は、空気焼きなまし時間の関数として、密着層及
び保護皮膜が磁気層全体にわたって形成されている(不
純物元素が添加されている)種々のCoPt及びCoNi合金の
ディスクの飽和保磁力をプロットしたものである。
Claims (1)
- 【請求項1】スパッタリング法による付着によって形成
されるコバルト合金から成る磁気層を有する水平磁気記
録用の薄膜磁気記録ディスクの製造方法であって、 (a)コバルト合金をを構成する元素をスパッタリング
法で付着する間に、Y、Si、希土類元素、Hf、Ge、Sn及
びZrから成る群から選択された不純物元素をスパッタリ
ング法で付着させ、 (b)こうして形成された磁気層の上記不純物元素を酸
化させるため上記磁気層を酸素の存在で加熱する、 ことからなる薄膜磁気ディスクの製造方法。
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