JPH08329464A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JPH08329464A
JPH08329464A JP13668895A JP13668895A JPH08329464A JP H08329464 A JPH08329464 A JP H08329464A JP 13668895 A JP13668895 A JP 13668895A JP 13668895 A JP13668895 A JP 13668895A JP H08329464 A JPH08329464 A JP H08329464A
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JP
Japan
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magnetic recording
alloy
layer
magnetic
recording medium
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JP13668895A
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Isao Kobayashi
功 小林
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Kao Corp
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Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録層として安価なCo−Sm合金系材
料を用いて、高記録密度対応の高保磁力を有する磁気記
録媒体を実現する。 【構成】 アモルファスカーボン基板上に、基板温度 4
00℃以下で、下地層としてCr、磁気記録層としてCo
( 100−x−y)−Sm(x)−R(y)合金(RはS
m以外の希土類元素;x=1〜30at%,y=0〜10at
%)、上地層としてCrを成膜した後、不活性ガス中あ
るいは真空中にて 250〜 650℃の温度で加熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の外部
記録装置に使用される磁気ディスク等の磁気記録媒体の
製造方法に関し、特に、高記録密度対応の高保磁力な磁
気記録媒体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
情報量の増大により、コンピュータの外部記録装置に用
いられている磁気ディスクの大容量化/高記録密度化が
益々促進されている。一般に、線記録密度と、磁気記録
媒体の保磁力Hc、残留磁束密度Br、磁性層膜厚tと
の間には、次式の関係がある。
【0003】線記録密度∝Hc/(Br*t) 従って、記録密度を高めるためには、保磁力を高めるこ
とが必要となる。現状でも、保磁力として1800Oe以上
が要求されており、今後の技術動向を考慮すると、350
0、4500Oeといったさらなる高保磁力化が想定されて
いる。このような磁気記録媒体の高保磁力化に対して、
主に大きな結晶磁気異方性を有するCo−Cr−Pt合
金系材料、Co−Sm合金系材料が検討されている。
【0004】Co−Cr−Pt合金系材料としては、C
o−Cr−Pt、Co−Cr−Pt−Ta、Co−Cr
−Pt−B、Co−Ni−Cr−Pt等が用いられてい
るが、非常に高価な貴金属であるPtを用いるために、
コストの大幅な上昇は免れない。Co−Sm合金系材料
を用いた媒体としては、幾例かの研究がなされている。
例えば、H.C.Theuerer等は、Co−Sm合金を用い、基
板温度 500℃の条件にて高保磁力の面内磁化結晶膜を作
製している(J.Appl.Phys.40,2944(1969) )。また、最
近では、E.M.T.Velu and D.N.Lambeth等が、ガラス及び
アルミ基板上に形成したCo(82at%)−Sm(18at
%)合金媒体に関する論分を発表しており(J.Appl.Phy
s.69,5175(1992) 、および、IEEE Trans.Magn.28,3249
(1992) )、保磁力として、最大3000Oeの媒体が得ら
れている。しかしながら、前述したようにさらなる高保
磁力媒体が望まれている。
【0005】また、特公平5−71165号公報に、強
磁性薄膜の形成方法として、Co(85〜65at%)−Sm
(15〜35at%)合金を形成後、真空中もしくは非酸化性
雰囲気中において、 650〜 800℃でアニールする手法が
開示されている。本発明者らもCo−Sm合金媒体に関
する実験を行う中で、特公平5−71165号公報に記
載されているように1mTorrの真空中で 700℃/1分間
の熱処理を施してみた。その結果は次の通りである。
【0006】本発明者らの実験では、先ず特公平5−7
1165号公報に準じて(本公報では基板の材質につい
ては全く言及されていない)、アモルファスカーボン基
板上に直接Co−Sm合金膜を形成し、 700℃で加熱処
理を行ったが、これは保磁力は低く、全く満足のいくも
のではなかった。そこで、次に、アモルファスカーボン
基板上に、下地層Cr、磁気記録層Co(83at%)−S
m(17at%)、上地層Cr、保護層SiO2 を順次形成
して、 700℃で加熱処理を行った。しかし、これでも保
磁力は満足できるものではなかった。
【0007】本発明者らは、この原因につき種々推測し
たが、加熱処理温度が高すぎて、Crの拡散が促進され
すぎる結果、保磁力が満足されないのではないかと考え
た。そこで、アモルファスカーボン基板上に前記の各層
を形成し、加熱処理温度を250〜 650℃とすると、満足
できる保磁力を持つ磁気記録媒体を得ることができた。
【0008】つまり、特公平5−71165号公報の技
術をそのままアモルファスカーボン基板の磁気記録媒体
に適用しても満足できるものは得られないことが判明し
たのである。本発明は、上記の点に鑑み、アモルファス
カーボン基板を用い、磁気記録層としてはPtを含まな
い安価なCo−Sm合金系材料を用いて、高記録密度対
応の高保磁力を有する磁気記録媒体を実現するための製
造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、基板とし
て、1000℃以上の耐熱性を有するアモルファスカーボン
基板を用いた。現在一般に使用されているNi−Pメッ
キを施したAl合金基板では、Ni−Pの磁化温度であ
る約 290℃が最大使用温度である。また、強化ガラス基
板では、高温加熱により強化処理層中のイオンが膜中に
拡散する問題や約500℃付近に軟化点があり基板の変形
が生じる可能性が高い。よって、これらは本発明での基
板としては適さない。
【0010】本発明では、アモルファスカーボン基板上
に、下地層としてCrあるいはCr合金、磁気記録層と
してCo−Sm−R(RはSm以外の希土類元素)合金
(但しR成分0at%を含む)、上地層としてCr、Cr
合金あるいはCrの窒化物を具備する磁気記録媒体を前
提とする。本発明では、磁気記録層としてのCo−Sm
−R合金をCo( 100−x−y)−Sm(x)−R
(y)合金(x=1〜30at%,y=0〜10at%)とし、
基板温度 400℃以下で、下地層、磁気記録層、上地層を
成膜後、不活性雰囲気中(不活性ガス中あるいは真空
中)で 250〜 650℃の加熱処理を施すことにより、磁気
記録媒体を得る。
【0011】尚、磁気記録層としてのCo−Sm−R合
金は、y=0を含むように、R成分無しのCo−Sm合
金を含むものである。また、R成分としての希土類元素
としては、Pr、Ce、Gdなどを挙げることができ
る。下地層の役割は、磁気記録層(磁性層)の結晶配向
性を制御して、さらに保磁力を高めることにある。
【0012】上地層の役割は、磁気記録層(磁性層)の
成分であるSmの酸化を防止すると共に、磁性層中へC
rを拡散させて高保磁力を達成することにある。上地層
として、Cr、Cr合金あるいはCrの窒化物に代え
て、非拡散性金属元素、該非拡散性金属元素を含む合金
あるいは該非拡散性金属元素の窒化物を用いてもよい。
【0013】ここでいう非拡散性とは、CrやCよりも
拡散しにくいことを意味し、非拡散性金属元素として
は、Si、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Ta、Wを例
示できる。但し、上地層として非拡散性金属元素、該非
拡散性金属元素を含む合金あるいは該非拡散性金属元素
の窒化物を用いる場合、上地層の効果は、Smの酸化防
止効果のみである。
【0014】また、磁気記録層を、Co−Sm−R合金
よりなる複数の磁性層と、これらの磁性層間を隔てるC
rあるいはCr合金よりなる非磁性層とを積層すること
により形成してもよい。このように磁性層を非磁性層で
分断することにより、非磁性層中のCrが磁性層のCo
の結晶粒間に進入することで、磁性結晶粒間の磁気的相
互作用が低減されて、さらなる高保磁力化が達成でき
る。
【0015】上地層の外側には、従来の一般的な磁気記
録媒体と同様に、保護層を成膜するが、保護層には、カ
ーボン、水素化カーボン、SiC、SiO2 、ZrO2
等が用いられる。また、加熱処理は保護層形成前でもよ
いし、形成後でもよい。但し、保護層形成後に加熱処理
を行う場合は、保護層の下の層に拡散しにくい材料で保
護層を形成することが好ましい。例えばSiO2 は好ま
しく、一般にCを含む材料は好ましいとは言えない。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 〔実施例1〕基板には、密度 1.5g/cm3 、ビッカース
硬度 650なる特性を有する1.89”(外径48mm)のアモル
ファスカーボン基板を用いた。そして、この基板を精密
洗浄(アルカリ洗浄→リンス→リンス→温純水乾燥)
後、インライン式通過型スパッタ装置により、以下の手
順及び条件で成膜を行った。尚、図1に実施例1の膜構
造を示す。
【0017】1)下地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚 100nm 2)磁気記録層:Co(83at%)−Sm(17at%) Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚25nm 3)上地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚5nm 4)不活性雰囲気中での加熱処理 真空中5×10-7Torr、基板温度 300℃、加熱時間1分 5)保護層:SiO2 トータルガス圧3mTorr(Ar:O2 =95:5)、基板
温度 200℃、膜厚15nm 得られた磁気記録媒体の評価は、以下の手法により保磁
力を求めた。
【0018】保磁力は、VSM(振動試料型磁力計)に
より最大磁界15kOeまで印加して得られたM−Hルー
プより求めた。結果を表1に示す。 〔実施例2〕基板は、実施例1と同じであり、精密洗浄
後、インライン式通過型スパッタ装置により、以下の手
順及び条件で成膜を行った。
【0019】1)下地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚 100nm 2)磁気記録層:Co(83at%)−Sm(17at%) Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚35nm 3)上地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚5nm 4)不活性雰囲気中での加熱処理 真空中5×10-7Torr、基板温度 600℃、加熱時間1分 5)保護層:SiO2 トータルガス圧3mTorr(Ar:O2 =95:5)、基板
温度 200℃、膜厚15nm 得られた磁気記録媒体の評価は、実施例1と同様に、保
磁力を求めた。結果を表1に示す。 〔実施例3〕基板は、実施例1と同じであり、精密洗浄
後、インライン式通過型スパッタ装置により、以下の手
順及び条件で成膜を行った。尚、図2に実施例3の膜構
造を示す。
【0020】1)下地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚 100nm 2)磁気記録層(磁性層/非磁性層/磁性層/非磁性層
/磁性層/非磁性層/磁性層/非磁性層/磁性層の9
層) ・磁性層:Co(83at%)−Sm(17at%) ×5層 Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚7nm ・非磁性層:Cr ×4層 Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚2nm 3)上地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚5nm 4)不活性雰囲気中での加熱処理 真空中5×10-7Torr、基板温度 600℃、加熱時間1分 5)保護層:SiO2 トータルガス圧3mTorr(Ar:O2 =95:5)、基板
温度 200℃、膜厚15nm 得られた磁気記録媒体の評価は、実施例1と同様に、保
磁力を求めた。結果を表1に示す。 〔実施例4〕磁気記録層の組成以外は、実施例1と同じ
であり、磁気記録層の組成は下記の通りである。
【0021】磁気記録層:Co(78at%)−Sm(15at
%)−Pr(7at%) 〔実施例5〕磁気記録層の組成以外は、実施例1と同じ
であり、磁気記録層の組成は下記の通りである。 磁気記録層:Co(80at%)−Sm(18at%)−Ce
(2at%) 〔実施例6〕磁気記録層の組成以外は、実施例1と同じ
であり、磁気記録層の組成は下記の通りである。
【0022】磁気記録層:Co(81at%)−Sm(17at
%)−Gd(2at%) 〔比較例1〕基板は、実施例1と同じであり、精密洗浄
後、インライン式通過型スパッタ装置により、以下の手
順及び条件で成膜を行った。 1)下地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚 100nm 2)磁気記録層:Co(65at%)−Sm(35at%) Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚35nm 3)上地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度30℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚5nm 4)不活性雰囲気中での加熱処理 真空中5×10-7Torr、基板温度 700℃、加熱時間1分 5)保護層:SiO2 トータルガス圧3mTorr(Ar:O2 =95:5)、基板
温度 200℃、膜厚15nm 得られた磁気記録媒体の評価は、実施例1と同様に、保
磁力を求めた。結果を表1に示す。 〔比較例2〕基板は、実施例1と同じであり、精密洗浄
後、インライン式通過型スパッタ装置により、以下の手
順及び条件で成膜を行った。
【0023】1)下地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚 100nm 2)磁気記録層:Co(65at%)−Sm(35at%) Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚35nm 3)上地層:Cr Arガス圧3mTorr、基板温度28℃、基板バイアス電圧
-200V、膜厚5nm 4)不活性雰囲気中での加熱処理 真空中5×10-7Torr、基板温度 600℃、加熱時間1分 5)保護層:SiO2 トータルガス圧3mTorr(Ar:O2 =95:5)、基板
温度 200℃、膜厚15nm 得られた磁気記録媒体の評価は、実施例1と同様に、保
磁力を求めた。結果を表1に示す。
【0024】
【表1】 上記の結果から、実施例1〜6では、十分な保磁力が得
られ、磁気記録層をCo( 100−x−y)−Sm(x)
−R(y)合金(x=1〜30at%,y=0〜10at%)と
し、基板温度 400℃以下で、下地層、磁気記録層、上地
層を成膜後、不活性雰囲気中で 250〜 650℃の加熱処理
を施すことにより、高保磁力が得られることが確認され
た。
【0025】また、実施例3のように、磁気記録層を、
Co−Sm合金よりなる複数の磁性層と、これらの磁性
層間を隔てるCrあるいはCr合金よりなる非磁性層と
を積層して形成することで、さらなる高保磁力化を達成
できることも確認された。一方、比較例1では、Co−
Smの組成が範囲外の65−35%であり、また加熱処理温
度が範囲外の 700℃であることにより、高保磁力は得ら
なかった。
【0026】また、比較例2では、加熱処理温度は範囲
内の 600℃であるが、Co−Smの組成が範囲外の65−
35%であることにより、高保磁力は得られなかった。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気記録層としてPtを含まない安価なCo−Sm−R合
金を用いて、高記録密度対応の高保磁力を有する磁気記
録媒体を実現することができるという効果が得られる。
また、磁気記録層を、Co−Sm−R合金よりなる複数
の磁性層と、これらの磁性層間を隔てるCrあるいはC
r合金よりなる非磁性層とを積層して形成することで、
さらなる高保磁力化を達成することができるという効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の膜構造を示す図
【図2】 実施例の膜構造を示す図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アモルファスカーボン基板上に、下地層と
    してCrあるいはCr合金、磁気記録層としてCo−S
    m−R(RはSm以外の希土類元素)合金(但しR成分
    0at%を含む)、上地層としてCr、Cr合金あるいは
    Crの窒化物を具備する磁気記録媒体において、 磁気記録層としてのCo−Sm−R合金をCo( 100−
    x−y)−Sm(x)−R(y)合金(x=1〜30at
    %,y=0〜10at%)とし、基板温度 400℃以下で、下
    地層、磁気記録層、上地層を成膜後、不活性雰囲気中で
    250〜 650℃の加熱処理を施すことを特徴とする磁気記
    録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】前記上地層として、Cr、Cr合金あるい
    はCrの窒化物に代えて、非拡散性金属元素、該非拡散
    性金属元素を含む合金あるいは該非拡散性金属元素の窒
    化物を用いることを特徴とする請求項1記載の磁気記録
    媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】前記非拡散性金属元素は、Si、Ti、
    V、Zr、Nb、Mo、Ta、又はWであることを特徴
    とする請求項2記載の磁気記録媒体の製造方法。
  4. 【請求項4】前記磁気記録層を、Co−Sm−R合金よ
    りなる複数の磁性層と、これらの磁性層間を隔てるCr
    あるいはCr合金よりなる非磁性層とを積層することに
    より形成することを特徴とする請求項1〜請求項3のい
    ずれか1つに記載の磁気記録媒体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077778A1 (fr) * 1999-06-14 2000-12-21 Fujitsu Limited Support d'enregistrement magnetique, son procede de fabrication et dispositif a disque magnetique

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WO2000077778A1 (fr) * 1999-06-14 2000-12-21 Fujitsu Limited Support d'enregistrement magnetique, son procede de fabrication et dispositif a disque magnetique
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