JPH0877540A

JPH0877540A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH0877540A
Application number: JP21090594A
Authority: JP
Inventors: Naoto Endo; 直人遠藤; Atsusuke Takagaki; 篤補高垣; Yoshifumi Matsuda; 好文松田; Tomoyoshi Aida; 倫佳合田; Yuzuru Inagaki; 譲稲垣; Shinan Yaku; 四男屋久; Mitsuhiro Shoda; 光広正田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスクノイズが低く、耐食性に優れた磁気デ
ィスク媒体を提供する。【構成】ポーラスに形成された非磁性下部層２上に、強
磁性体よりなる合金磁性層３がポーラスに形成され、さ
らにその磁性層３上に、Ａｌ若くはＡｌ系合金の被覆層
４が磁性結晶粒間で成長し表面が凹凸状を成す。【効果】磁性結晶粒の孤立化した組織を維持し、被覆層
がポーラスな磁性膜の結晶粒界を埋めることにより、デ
ィスクノイズが低く耐食性に優れ、さらにＡｌの被覆層
に凹凸形状を付与することにより磁気ヘッド、ディスク
間の粘着防止効果を有する磁気ディスクを得る。

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装置に用い
る高記録密度を達成する磁気ディスク媒体に係り、特
に、低ノイズ且つ高耐食性を備え、更に磁気ヘッドと磁
気ディスク間の粘着防止効果に富む高密度記録に対応す
る磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気デイスク装置は高記録密度化が要求
されており、磁気ディスクへは高記録密度化を達成する
ために、磁気ディスクの薄膜化と共にディスクノイズの
低減を図ることが要求されている。磁気ディスクの磁性
膜に対してディスクノイズの低減に有効な方法として、
ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖ
ｏｌ．Ｍａｇ−２６、Ｎｏ．５、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
１９９０、ｐｐ．２２７１−２２７６、に開示されてい
る技術がある。この文献に記載の技術は、磁性層を空間
的に分離し、磁性結晶粒を磁気的に孤立化させること
で、磁気ディスクの高記録密度化とディスクノイズの低
減が図れるものである。磁気ディスクの磁性膜を磁性結
晶粒毎に分離形成する一つの形態として、磁性膜をポー
ラス化、すなわち磁性膜の膜を構成する金属粒子間に微
小な隙間を形成することにより、結晶粒間の磁気的交換
相互作用を軽減し、ディスクノイズを低減させるもので
ある。

【０００３】また、特開平３−２６６４０２号公報に開
示の技術は、Ｃｏ基合金磁性膜を基板上に有する面内磁
気記録媒体において、そのＣｏ基合金磁性膜が面内方向
に一定間隔の偏析領域を有した磁性粒からなるようにす
ることにより、耐食性に優れ高い面内保持力を有する磁
気記録媒体を得るものである。

【０００４】上述の如く、高記録密度化及びディスクノ
イズの低減という観点からは磁性膜をポーラスにするこ
とが知られているが、耐食性の点からは、磁性膜の形成
時に自己陰影効果がなく、固溶した均質な磁性層が良い
とされている。即ち、磁性膜の耐食性という観点では、
磁性膜をポーラス化する技術は、結晶粒間からの析出物
が増加し耐食性が劣下するという問題を有する。

【０００５】また通常の磁気ディスク装置には、磁気デ
ィスクが回転していないときに、磁気ヘッドスライダが
磁気ディスクに接触している、いわゆるＣＳＳ方式（コ
ンタクト・スタート・ストップ方式）が採用されてい
る。そこで磁気ディスクの停止時に、磁気ヘッドスライ
ダが磁気ディスクに粘着することを防止するため、米国
特許ＵＳＰ．４，７３５，８４０に開示されているよう
に、磁気ディスクの基板表面にテクスチャ溝を設け、磁
気ディスク表面における磁気ヘッドスライダとの接触面
積を減らす試みが為されている。

【０００６】しかし、テクスチャ溝を表面に有するディ
スク基板上に磁性層を設ける場合、磁性膜の薄膜化が進
むと磁性膜自身がテクスチャ溝に合わせて形成されるの
で、磁性膜の膜面が凹凸になりディスクノイズが増加す
る。特開平３−２６６４０２号公報では、磁性結晶粒の
偏析領域の面内方向の間隔について述べているが、結晶
粒の間に生じる隙間については何ら考慮されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、薄膜化を実現し、かつ高耐食性及び低ディスクノイ
ズの高密度記録を実現する磁気ディスクを提供すること
である。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、空間的に分
離し磁気的に孤立化した磁性結晶粒からなる磁性膜の構
造を有し、且つ、基体もしくは下部層からの析出物の影
響による、耐食性劣下を抑制する構造を有する磁気ディ
スク媒体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における磁気ディスクは、平滑な非磁性基体上
に、磁気的に孤立した磁性層を有し、更に、主として常
磁性体であるＡｌ、またはＡｌ合金からなる金属をオー
バーコートし磁性層上の結晶粒間が被覆された構造を持
つ。

【００１０】磁性層は、平均的にポーラスに成長した下
部非磁性層上に形成する。下部非磁性層上に形成される
磁性層は、下部非磁性層の形態を反映し、磁気的には孤
立した膜となる。

【００１１】Ａｌを含む金属からなる被覆層は、磁性層
上に形成され、その表面は磁性層の表面形状に基づき凹
凸形状を有する。被覆層は、ポーラスに形成した磁性膜
上に、適度な基体温度の下で成膜する。すると、マイグ
レーションにより磁性層上の結晶粒間にある凹み部分で
成長し、更に基体温度をＡｌの融点付近まで高くすると
そのＡｌの結晶粒が液滴状態となり、表面張力で表面が
平滑化する。

【００１２】

【作用】本発明では、成膜時の基体温度を最適化し、合
金磁性層上に主としてＡｌの被覆層を形成し、マイグレ
ーションにより磁性層の結晶粒間を埋め、且つ磁気ディ
スク表面に凹凸を形成する。これにより、合金磁性層の
耐食性が向上し、且つ粘着防止に寄与する。

【００１３】また、基体温度を更に高温化することによ
り、結晶粒間を埋めた被覆層が表面張力により凝集し、
表面を平滑化する。依って、この場合は高耐食性且つ低
浮上可能の磁気ディスクが得られる。

【００１４】ここで被覆層としてＡｌにＭｇを添加し固
溶させると、結晶粒界のＡｌ-Ｍｇ被覆層内の電子散乱
が生じ、磁性結晶粒間の交換相互作用が更に軽減でき
る。

【００１５】更に本発明を適用する磁気磁気ディスク
は、超平滑、たとえばＲａ＝３ｎｍ以下の表面粗さを有
する基体を用いても、その基体の上部に、磁気ヘッドス
ライダと磁気デイスク間の粘着を防止するための凹凸を
有し、且つ、高密度記録に最適な結晶粒構造を有する磁
気ディスクを得る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００１７】（実施例１）図１に本発明の実施例１にお
ける、磁気デイスクの断面構造図を示す。

【００１８】予め非磁性基体１（カーボン基体）を４０
０℃に加熱し、その上に、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ングにより非磁性下部層２（Ｃｒ）を形成する。この時
のスパッタリング条件は、Ａｒガス圧が２０ｍＴｏｒ
ｒ、カソード投入電力を３ｋＷとした。膜形成速度は５
ｎｍ／ｓｅｃとした。

【００１９】下部層２は、高ガス圧下でスパッタされる
ため、非磁性基体１上に表面に対して垂直方向にポーラ
スに成長する。この非磁性下部層２の厚さは１００ｎｍ
で、基体表面水平方向の平均的な結晶粒径は、５０ｎｍ
とした。

【００２０】このようにして形成した非磁性下部層２の
上に、同様にＤＣマグネトロンスパッタリングにより、
主として強磁性体よりなる合金磁性層３を形成する。本
実施例１ではＣｏＣｒＰｔを使用した。合金磁性層３の
形成条件は、Ａｒガス圧が、６ｍＴｏｒｒ、カソード投
入電力が１ｋＷとした。膜形成速度は、２ｎｍ／ｓｅｃ
である。磁性層の厚さは３０ｎｍとした。

【００２１】この時、合金磁性層３は前記非磁性下部層
２がポーラスであるために、その成長様式を反映し磁性
結晶粒もポーラスとなる。すなわち個々の磁性結晶粒は
空間的に孤立化する。

【００２２】更に、このようにして形成した合金磁性層
３上に、Ａｌ：９９．９％の被覆層４ａをＤＣマグネト
ロンスパッタリングにより形成した。被覆層４のスパッ
タ条件は、Ａｒガス圧を３ｍＴｏｒｒとし、カソード投
入電力は５００Ｗで、膜形成速度は、１ｎｍ／ｓｅｃと
した。また平均層厚は、１５ｎｍとした。

【００２３】被覆層４ａの形成時には、合金磁性層の表
面温度が、加熱、スパッタリングにより高温となってお
り、Ａｌは軟化し、磁性結晶粒間を埋めるように膜形成
され、且つこうして磁性結晶粒界を埋めたＡｌは、表面
張力により凝集し表面は凹凸形状となる。この形状によ
り、基体１からの不純物析出が抑制され、耐食性に優
れ、さらに磁気ヘッドの粘着防止効果に富む磁気ディス
クが提供出来る。

【００２４】本発明を適用することによって、磁性結晶
粒が形成できる最低限の膜厚で磁気ディスクを形成する
ことができ、磁気ディスクの薄膜化が可能である。

【００２５】図５に基体温度と単位面積当りの腐食点数
の関係を示す。非磁性下部層の膜形成前に加熱した基体
の温度が高温であるほど、上記形状、すなわち磁性結晶
粒界を埋めたＡｌの形状により腐食点数が減少してい
る。

【００２６】図６に基体温度と表面の粗さの関係を示
す。およそ３００℃から４５０℃までは、磁性結晶粒界
の形状を反映した凹凸形状をその表面に有している。

【００２７】更に被覆層４ａの上には、層厚３０ｎｍの
主としてカーボンよりなるアモルファス状の保護層５を
形成し、磁気ヘッドとディスク間の接触始動停止動作上
の耐衝撃、耐摩耗性を保証する。形成条件は、ＤＣマグ
ネトロンスパッタリングによりＡｒガス圧６ｍＴｏｒｒ
で膜形成速度は、０．５ｎｍ／ｓｅｃである。

【００２８】本実施例により、ディスクノイズ低減に効
果的であるとされる磁性結晶粒の孤立化した組織を維持
し、且つ磁性結晶粒間をＡｌで埋めることにより耐食性
に優れた磁気ディスクを得ることができる。、さらにＡ
ｌの被覆層に凹凸形状を付与することにより、極平滑な
非磁性基体の上に磁性膜を形成できるため、従来のテク
スチャ技術に基づく磁性膜の厚みの変動がほとんど無
く、ディスクノイズもほとんど生ぜず、磁気ヘッド、デ
ィスク間の粘着防止効果に富む、磁気ディスクを得るこ
とができる。

【００２９】（実施例２）図２に本発明の実施例２にお
ける、磁気デイスクの断面構造図を示す。

【００３０】実施例１とほぼ等しい構成の磁気ディスク
に於いて、非磁性下部層２の膜形成前に行う非磁性基体
１の加熱処理条件を制御し基体温度を５５０℃とした。
この条件で形成した被覆層４ａは、合金磁性層３の結晶
粒界を埋めるように形成される。また、この温度に制御
するとＡｌ被覆層４ａの表面は平滑面となり、極低浮上
若くは、コンタクトレコーディング用磁気ディスクが得
られる。図６に基体の加熱温度とＡｌ表面の粗さの関係
を示す。５５０℃以上でＡｌ被覆層４ａの表面は平滑と
なる。

【００３１】（実施例３）図３に本発明の実施例３にお
ける、磁気デイスクの断面構造図を示す。

【００３２】実施例１と同条件、ほぼ等しい構成で膜形
成された磁気ディスクに於いて、被覆層を、Ａｌ中にＭ
ｇを３０ａｔ．％固溶した合金層４ｂとした。ＡｌにＭ
ｇを添加し固溶させると、磁性結晶粒界のＡｌ−Ｍｇ被
覆層内の電子散乱が生じ、磁性結晶粒間の交換相互作用
が更に軽減できる。

【００３３】（実施例４）図４に本発明の実施例４にお
ける、磁気ディスクの断面構造図を示す。

【００３４】実施例４は、実施例１で示す磁気ディスク
に於いて、非磁性基体１を金属系基体に比べ機械的強度
に優れたセラミックス、例えば、表面を強化したホウ珪
酸系強化ガラス、結晶化ガラス、もしくはセラミックス
（アルミナ）強化ガラス、を用いる。これらのセラミッ
クスは、前述した様に機械的強度に優れていると共に、
表面の粗さが非常に小さいが、本発明を適用することに
より、適切な表面粗さを有する磁気ディスクを得ること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明を用いることによって、ディスク
ノイズが低減し、耐食性に優れた磁気ディスクが実現出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の磁気ディスク断面構造図。

【図２】実施例２の磁気ディスク断面構造図。

【図３】実施例３の磁気ディスク断面構造図。

【図４】実施例４の磁気ディスク断面構造図。

【図５】アルミ被覆層の有無による耐食性比較及び基体
温度と耐食性の関係を示すグラフ。

【図６】基体温度とアルミ被覆層表面粗さの関係を示す
グラフ。

【符号の説明】

１ａ．非磁性基体１ｂ．非磁性基体２．非磁性下部層３．合金磁性層４ａ．被覆層４ｂ．被覆層５．保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者合田倫佳神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者稲垣譲神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者屋久四男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者正田光広神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基体上と、該基体上に設けられた非
磁性下部層と、該下部層上に結晶粒からなるポーラス構
造を有する磁性層と、該磁性層上に形成され前記磁性層
の結晶粒の間から結晶成長した少なくともＡｌを含む金
属からなる被覆層と、を有していることを特徴とする磁
気ディスク。
【請求項２】前記被覆層が、Ｍｇを含有するＡｌ合金で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
ディスク。
【請求項３】前記非磁性基体は、強化ガラス、結晶性ガ
ラス、セラミックスまたは非晶質カーボンのいずれかで
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の磁気ディスク。
【請求項４】前記非磁性下部層が結晶粒からなるポーラ
ス構造から成り、前記磁性層の結晶粒が、該非磁性下部
層の結晶粒の間より結晶成長したポーラス構造を有した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ディ
スク。
【請求項５】磁気ディスクの製造方法において、所定の
温度に加熱した非磁性基板上に非磁性下部層をポーラス
構造に形成し、前記非磁性下部層上に磁性層を磁性結晶
粒からなるポーラス構造に形成し、前記磁性層上に少な
くともＡｌを含む金属の被覆膜を形成したことを特徴と
する磁気ディスクの製造方法。
【請求項６】前記磁性膜上にＭｇとＡｌを含む金属合金
の被覆膜を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
５項に記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項７】非磁性気体上に非磁性下部層を設け、その
該下部層上に主として強磁性体から成る合金磁性層を設
け、その該磁性層上に保護層を設け、該磁性層と該保護
層の間に少なくともＡｌを含む金属からなる被覆層を設
け、該被覆層が、該磁性層の結晶粒間を埋め、且つ表面
に凹凸の形状を付与することを特徴とする磁気ディス
ク。