JPH09212843A - 金属薄膜型磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高保磁力化を達成し、磁気的異方性の制御に
よる非線形波形干渉の低減を図り、高記録密度化を可能
にした金属薄膜型磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 金属薄膜型磁気記録媒体１の媒体基板２
とＣｒ下地層４との間に、結晶質のＣｒ−Ｎｉ合金から
なるシード層３を形成することにより、磁性層の結晶を
(１００)配向にする。結晶質のＣｒ−Ｎｉ合金は、Ｎｉ
を３６〜４６原子％、残部実質的にＣｒからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク等
の磁気ディスク装置に使用される磁気記録媒体に関し、
より具体的には、磁気特性及び記録再生特性に優れた金
属薄膜型磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスクに用いられる金属薄膜型
磁気記録媒体は、一般に図８に示す如く、Ａｌ合金から
なる非磁性のサブストレート(21)上に非晶質のＮｉＰ層
(22)が形成された媒体基板(２)に、実質的にＣｒからな
る下地層(４)、Ｃｏ合金の磁性層(５)、カーボン等の保
護膜(６)を順次積層成膜して形成されている。

【０００３】現在、金属薄膜型磁気記録媒体は、記録密
度(線記録密度)の向上に伴ない、記録分解能を高める必
要があり、そのために高保磁力と低ノイズ特性が要求さ
れている。一方、線記録密度の向上は、線形化等によっ
て除去することのできない非線形の波形干渉をもたらす
ため、記録分解能を劣化させる原因になっている。とこ
ろで、従来より、媒体基板の表面には、ヘッドと媒体と
の間の摩擦を軽減するために、テキスチャーと呼ばれる
微細な凹凸が円周方向に形成されることが多い。このテ
キスチャーはＣｏ合金磁性層の周方向の磁気的異方性を
高めることになるため、保磁力の向上に対しても有効で
あることが知られている。しかし、この磁気的異方性が
大きくなると、非線形波形干渉は増大する傾向にある。
また、金属薄膜型磁気記録媒体は、トラック密度の向上
により低ノイズ特性が要求されている。このため、トラ
ック全体に占めるトラックエッジでの媒体ノイズを低減
させることが重要になっているが、円周方向への磁気的
異方性に起因して、この媒体ノイズは増加する傾向にあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非線形波形干
渉を軽減し、かつ媒体ノイズの増加を防ぐために、媒体
基板の円周方向にテキスチャーを施さないと、磁性層の
磁気的異方性はなくなるが、所望レベルの保磁力を得ら
れない不都合がある。テキスチャーなしで保磁力を向上
させるには、磁性層のＣｏ合金にＰｔを添加することが
有効であるが、Ｐｔの添加はスパッタリング装置のター
ゲットが高価になること、さらに媒体ノイズが大きくな
る問題がある。本発明の目的は、磁性層における円周方
向の磁気的異方性が小さくなっても又は無くなっても高
保磁力化を達成することができ、非線形波形干渉の低減
による低ノイズ化を同時に達成した金属薄膜型磁気記録
媒体を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、媒体基板(２)とＣｒ下地層(４)の間に、
最適化されたシード層(３)を設けたもので、シード層
(３)を結晶質のＣｒ−Ｎｉ合金から形成するようにした
ものである。シード層(３)を構成する結晶質のＣｒ−Ｎ
ｉ合金として、Ｎｉ：３６〜４６原子％、残部実質的に
Ｃｒからなる結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金を示すことができ
る。

【０００６】媒体基板(２)のサブストレート(21)の材料
としてＡｌ合金を使用する場合、通常、サブストレート
(21)の剛性確保と、下地層の結晶配向性向上のために非
晶質のＮｉＰ層(22)が成膜されるため、結晶質Ｃｒ−Ｎ
ｉ合金のシード層(３)はＮｉＰ層(22)の上に形成する
(図１参照)。ＮｉＰ層(22)を形成した媒体基板(２)は、
ヘッドと媒体との間の摩擦を軽減するために、円周方向
にテキスチャーを施してもよい。一方、ヘッドの低浮上
化のために磁気記録媒体(１)に平坦度が要求される場合
には、スーパーフィニッシュ加工を施して表面を超平滑
化させることができる。なお、媒体基板(２)のサブスト
レート(21)の材料としてガラスを使用する場合、ガラス
は剛性に優れることから、ＮｉＰ層(22)の形成が省略さ
れることがある。この場合、結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシ
ード層(３)はサブストレート(21)の上に直接形成する
(図２参照)。ガラスを使用する場合でも、ＮｉＰ層(22)
を成膜することがあるが、この場合は、前記したＡｌ合
金のサブストレートの場合と同様、ＮｉＰ層(22)の上に
結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層(３)を形成する。

【０００７】結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金からなるシード層
(３)の厚さは約１００〜１０００Åが望ましい。シード
層(３)の厚さが薄すぎるとシード層(３)の効果が十分に
発揮されず、これよりも厚くすると、その上に形成され
るＣｒ下地層(４)及びＣｏ合金磁性層(５)の粒子の粗大
化を招き、ノイズ向上に繋がることがあるからである。
また、シード層(３)の上に成膜されるＣｒ下地層(４)の
厚さは、２００〜１０００Åとすることが適当であり、
４００〜８００Åとすることがより望ましい。これは、
下地層(４)の層厚を約８００Åより厚くしても、磁気記
録媒体(１)の保磁力のさらなる向上は期待できないため
であり、１０００Åよりも厚くすると、その上に形成さ
れるＣｏ合金磁性層(５)の粒子の粗大化を招き、ノイズ
向上に繋がることがあるからである。

【０００８】下地層(４)は、公知の如く、実質的にＣｒ
から形成する。実質的にＣｒとは、必ずしも１００％Ｃ
ｒである必要はなく、Ｃｒを約９５％以上含有しておれ
ばよい。磁性層(５)は、Ｃｏを主成分とする公知のＣｏ
合金から形成する。

【０００９】

【作用】媒体基板(２)とＣｒ下地層(４)との間に結晶質
Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層(３）を設けることにより、
その上に成膜されるＣｒ下地層（４)の結晶が(１１０)
＋(２１１)配向となり、更に下地層(４)の上に成膜され
るＣｏ合金磁性層(５)の結晶が(１００)配向となる。ま
た、結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層(３)上に形成され
た下地層(４)及び磁性層(５)は、微細化が促進される。
このように、Ｃｏ合金磁性層(５)は結晶配向が(１００)
となり、また微細化されることにより、高保磁力が達成
される。また、媒体基板(２)にテキスチャーを施した場
合であっても、Ｃｒ下地層(４)との間にシード層(３)を
設けたことにより、磁性層(５)の磁気的異方性は低減さ
れる。従って、磁気的異方性に起因する媒体ノイズの増
加は抑制され、かつ非線形波形の干渉を低減することが
できる。これまでは、媒体基板の周方向へのテキスチャ
ー形成効果として、Ｃｏ合金磁性層の周方向の磁気的異
方性が大きくなると、円周方向の保磁力の方が半径方向
の保磁力に比べて大きくなる問題があったが、本発明で
は、シード層の存在により、高保磁力でありながら、円
周方向と半径方向の保磁力が略等しくなり、保磁力の異
方性を示すＯＲ(orientation ratio)が１に近い磁気記
録媒体を得ることができる。ＯＲとは、金属薄膜型磁気
記録媒体の円周方向の保磁力と半径方向の保磁力の比
(円周方向の保磁力／半径方向の保磁力)を表わし、ＯＲ
が１に近いほど、周方向への磁気的異方性の影響は制御
されていることを意味し、磁気記録媒体のサイドフリン
ジは小さく、また媒体ノイズも小さくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の金属薄膜型磁気
記録媒体(１)の部分断面図を示している。本発明の記録
媒体(１)は、Ａｌ合金またはガラスからなるサブストレ
ート(21)にＮｉＰ層(22)を形成した媒体基板(２)上に、
本発明の結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層(３)を形成
し、シード層(３)の上に、下地層(４)、磁性層(５)及び
保護膜(６)を、この順序で積層成膜している。図１で
は、ＮｉＰ層(22)、結晶質Ｎｉ−Ｃｒ合金のシード層
(３)、下地層(４)、磁性層(５)及び保護膜(６)がサブス
トレート(21)に関して対称に成膜されており、両面で書
込み／読出しを行なえる構成としているが、各層を片面
にのみ成膜して、片面のみで書込み／読出しを行なう構
成とすることもできる。図２は、ガラスのサブストレー
ト(21)からなる媒体基板(２)に、本発明の結晶質Ｃｒ−
Ｎｉ合金のシード層(３)を直接形成した実施例である。
ＮｉＰ層(22)、結晶質Ｎｉ−Ｃｒ合金のシード層(３)、
下地層(４)、磁性層(５)及び保護膜(６)の形成は、公知
の如く、ＤＣスパッタリング法、メッキ法又は真空蒸着
法等の方法により行なうことができる。

【００１１】なお、下地層(４)を結晶質Ｎｉ−Ｃｒ合金
のシード層(３)の上に成膜する際、Ｃｒ下地層(４)を所
望の結晶配向にするために、結晶質Ｎｉ−Ｃｒシード層
(３)及びＮｉＰ層(22)を赤外線ヒーター等によって約２
５０〜３００℃に加熱した状態で実施することが望まし
い。

【００１２】

【実施例】実施例１ 媒体基板に下記条件で各層の成膜を行ない、結晶質Ｃｒ
−Ｎｉ合金のシード層の形成による保磁力Ｈｃの向上効
果を調べた。また、Ｃｒ下地層の層厚を変え、下地層の
層厚と保磁力Ｈｃとの関係を調べた。なお、各層の成膜
にはＤＣスパッタリング装置を用いた。 ［供試媒体(a)の作製］ 媒体基板 サブストレート：Ａｌ合金製(３.５inch−３１.５mil) ＮｉＰ層 ：厚さ１０μm 表面処理 ：超平滑加工処理 粗さ ：Ｒａ＝１０Å 結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層 組成：Ｎｉ４０原子％、Ｃｒ残部 厚さ：４００Å 下地層 組成：実質的にＣｒ 厚さ：３００Å、４００Å、６００Å、８００Å及び１
０００Åの５種類 成膜時の基板加熱温度：２６０℃ 成膜時のバイアス電圧：−２００Ｖ 磁性層 組成：原子％にて、Ｃｒ１４％、Ｔａ６％、残部実質的
にＣｏ 厚さ：２５０Å 成膜時のバイアス電圧：−２００Ｖ 残留磁束密度(Ｂｒｄ)：１４０Ｇμ 保護膜 厚さ：１２０Å 組成：実質的にＣ ［比較媒体(X)の作製］比較のために、シード層を形成
していない比較媒体(X)を作製した。作製条件は、シー
ド層を形成していない点及び下地層の厚さが４００Å、
６００Å及び９００Åの３種類である点以外は、供試媒
体(a)の作製条件と同じである。

【００１３】各供試媒体(a)及び比較媒体(X)について、
保磁力Ｈｃの測定結果を図３に示す。結晶質Ｃｒ−Ｎｉ
のシード層を形成することにより、Ｃｒ下地層の厚さが
同じである場合には、保磁力Ｈｃは、約２０％向上して
いることが認められる。また、供試媒体(a)について、
Ｃｒ下地層の層厚の増大と共に保磁力Ｈｃは向上し、下
地層の層厚が約８００Å以上となると、保磁力Ｈｃの向
上効果はほぼ飽和していることが判る。

【００１４】実施例２ 以下の条件にて供試媒体(b)を作製して、供試媒体(b)の
結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層の形成による保磁力Ｈ
ｃ及びＯＲを測定し、比較媒体(Y)と比較した。なお、
各層の成膜にはＤＣスパッタリング装置を用いた。 ［供試媒体(b)の作製］ 媒体基板 サブストレート：Ａｌ合金製(３.５inch−３１.５mil) ＮｉＰ層 ：厚さ１０μm 表面処理 ：テキスチャー処理 粗さ ：Ｒａ＝２９Å 結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層 実施例１と同じ 下地層 実施例１と同じ 磁性層 組成：原子％にて、Ｃｒ１２％、Ｔａ６％、残部実質的
にＣｏ その他条件は実施例１と同じ 保護膜 実施例１と同じ ［比較媒体(Y)の作製］比較のために、シード層を形成
していない比較媒体(Y)を作製した。作製条件は、シー
ド層を形成していない点及び下地層の厚さが４００Å、
６００Å及び９００Åの３種類である点以外は、供試媒
体(b)の作製条件と同じである。

【００１５】各供試媒体(b)及び比較媒体(Y)について、
保磁力Ｈｃの測定結果を図４に示す。結晶質Ｃｒ−Ｎｉ
のシード層を形成することにより、Ｃｒ下地層の厚さが
同じである場合には、保磁力Ｈｃは、約１０％向上して
いることが認められる。また、供試媒体(b)について、
Ｃｒ下地層の層厚の増大と共に保磁力Ｈｃは向上し、下
地層の層厚が約６００Å以上となると、保磁力Ｈｃの向
上効果はほぼ飽和していることが判る。

【００１６】供試媒体(b)及び比較媒体(Y)のＯＲの測定
結果を図５に示す。結晶質Ｃｒ−Ｎｉのシード層を形成
することにより、どの供試媒体(b)も比較媒体(Y)に比べ
ると、ＯＲが１に近い値であり、周方向の磁気的異方性
が制御され、サイドフリンジ、媒体ノイズが改善されて
いることが判る。また、供試媒体(b)について、Ｃｒ下
地層の層厚の増大と共にＯＲは減少し、下地層の層厚が
約６００Å以上となると、ＯＲの改善効果はほぼ飽和し
ていることが判る。

【００１７】実施例３ 次に、シード層を構成する結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のＮｉ
濃度を変えた供試媒体(c)を作製し、各濃度における保
磁力Ｈｃを測定した。なお、各層の成膜にはＤＣスパッ
タリング装置を用いた。 ［供試媒体(c)の作製］ 媒体基板 サブストレート：Ａｌ合金製(３.５inch−３１.５mil) ＮｉＰ層 ：厚さ１０μm 表面処理 ：テキスチャー処理 粗さ ：Ｒａ＝２９Å 結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層 組成：Ｎｉ３０〜６０原子％(図６参照)、Ｃｒ残部 厚さ：４００Å 下地層 厚さ：４００Å その他条件は、実施例１と同じ 磁性層 組成：原子％にて、Ｃｒ１２％、Ｔａ６％、残部実質的
にＣｏ その他条件は実施例１と同じ 保護膜 実施例１と同じ

【００１８】シード層を構成する結晶質Ｃｒ−ＮｉのＮ
ｉ濃度を３０〜６０原子％の範囲で変えたときの保磁力
Ｈｃの測定結果を図６に示す。参考のため、同じ条件で
作製され、シード層を形成していない磁気記録媒体の保
磁力Ｈｃを一点鎖線で示す。図６から、シード層のＮｉ
含有量が約３６〜４６原子％の範囲のとき、従来よりも
優れており、特に約３８〜４４原子％の範囲で、従来よ
りも保磁力Ｈｃが約１０％向上していることが判る。

【００１９】実施例４ 実施例２で作製した供試媒体(b)及び比較媒体(Y)のう
ち、下地層の層厚が４００Åの記録媒体について、Ｘ線
回析を行なった。測定結果を図７に示す。図７を参照す
ると、供試媒体(b)のＣｒ下地層(４)の結晶が(１１０)
＋(２１１)配向であり、更に下地層(４)の上に成膜され
るＣｏ合金磁性層(５)の結晶が(１００)配向となってい
ることが判る。また、結晶質Ｃｒ−Ｎｉ合金のシード層
(３)上に形成された下地層(４)及び磁性層(５)は、微細
化が促進していることが判る。なお、縦軸の強さを示す
数値は任意単位(arbitrary unit)である。

【００２０】実施例５ 以下の条件にて記録媒体を作製し、ＭＲヘッドを用いて
記録再生特性を測定した。なお、各記録媒体の磁気特性
が異なると記録再生特性も異なるため、各記録媒体の保
磁力Ｈｃは約２０００Ｏｅ、残留磁束密度Ｂｒｄは約１
４０Ｇμとなるように、Ｃｏ磁性層の成膜時のバイアス
電圧及び基板温度を変えて調整した。 ［測定に使用する記録媒体の作製］ No.１ 実施例１で作製したシード層の層厚が４００
Å、下地層の層厚が４００Åの供試媒体(a) No.２ 実施例１で作製したシード層の層厚を６００
Å、下地層の層厚が４００Åの供試媒体(a) No.３ 実施例１の作製条件にて、シード層のＮｉ濃度
を４２原子％、層厚４００Å、下地層の層厚を４００Å
とした記録媒体 No.４ 実施例１で作製した下地層の層厚が４００Åの
比較媒体(X)(比較例)

【００２１】上記記録媒体の記録再生特性を表１に示
す。なお、表１中、ＴＡＡは出力、ＳＮｍは媒体ノイズ
と信号強度との比、Ｎｍは媒体のノイズを示している。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１の記録再生特性を参照すると、結晶質
Ｃｒ−Ｎｉシード層を設けた本発明の磁気記録媒体No.
１〜No.３は、比較例である磁気記録媒体No.４に比べ、
ノイズ(Ｎｍ)は、ほぼ同程度であるが、出力(ＴＡＡ)、
ノイズに対する信号の比(ＳＮｍ)に関して優れているこ
とが判る。

【００２４】なお、Ｃｒ−Ｎｉシード層の結晶質を非晶
質に代えて磁気記録媒体を作製し、下地層のＣｒ及び磁
性層のＣｏの結晶配向を測定したところ、夫々、Ｃｒ
（２００）、Ｃｏ（１１０）であり、ＯＲの測定値は、
１.４〜２.０と大きかった。この基板はテキスチャーを
施しており、テキスチャーの影響を受けたためと考えら
れる。これに対して、Ｃｒ−Ｎｉシード層が結晶質のと
きは、基板にテキスチャーを施した場合であっても、前
述したようにＯＲは約１.２よりも小さく、テキスチャ
ーの影響を殆んど受けておらず、周方向への磁気的異方
性の影響は制御されている。

【００２５】

【発明の効果】媒体基板と下地層との間に結晶質Ｃｒ−
Ｎｉのシード層を設けたことにより、その上に成膜され
るＣｒ下地層の結晶が(１１０)＋(２１１)配向となり、
さらにその上に成膜されるＣｏ合金の磁性層の結晶が
(１００)配向となるから、磁気記録媒体の高保磁力化を
達成することができる。また、結晶質Ｃｒ−Ｎｉのシー
ド層を設けたことにより、基板にテキスチャーを施した
場合でも、上記に示すようにＣｏ磁性層の合金膜のは結
晶配向が(１００)であり、これにより、高保磁力であり
ながら、円周方向と半径方向の保磁力を略等しくするこ
とができる。また、磁性層の周方向の磁気的異方性の低
減により、非線形波形による干渉を低減することがで
き、記録再生特性の改善を達成できる。このように、本
発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、基板にテキスチャー
を施しても、高保磁力化と高記録再生特性を同時に達成
することができ、記録密度の向上に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】結晶質Ｃｒ−Ｎｉのシード層を形成した金属薄
膜型磁気記録媒体の部分断面図である。

【図２】本発明の異なる実施例を示す金属薄膜型磁気記
録媒体の部分断面図である。

【図３】供試媒体(a)の下地層の厚さと保磁力との関係
を示すグラフである。

【図４】供試媒体(b)の下地層の厚さと保磁力との関係
を示すグラフである。

【図５】供試媒体(b)の下地層の厚さとＯＲとの関係を
示すグラフである。

【図６】シード層を形成する結晶質Ｃｒ−ＮｉのＮｉ濃
度と保磁力との関係を示すグラフである。

【図７】供試媒体(b)のＸ線回析結果を示すグラフであ
る。

【図８】従来の金属薄膜型磁気記録媒体の部分断面図で
ある。

【符号の説明】

(１) 金属薄膜型磁気記録媒体 (２) 媒体基板 (３) 結晶質Ｃｒ−Ｎｉシード層 (４) 下地層 (５) 磁性層 (６) 保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 誠 大阪府大阪市浪速区敷津東１丁目２番47号 株式会社クボタ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性の媒体基板(２)上に、Ｃｒ下地層
   (４)、磁性層(５)及び保護膜(６)を順次積層してなる金
   属薄膜型磁気記録媒体に於いて、媒体基板(２)とＣｒ下
   地層(４)の間に、結晶質のＣｒ−Ｎｉ合金からなるシー
   ド層(３)を形成したことを特徴とする金属薄膜型磁気記
   録媒体。
2. 【請求項２】 結晶質のＣｒ−Ｎｉ合金は、Ｎｉ：３６
   〜４６原子％、残部実質的にＣｒからなる請求項１に記
   載の金属薄膜型磁気記録媒体。