JPH0991698A - 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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JPH0991698A
JPH0991698A JP23940095A JP23940095A JPH0991698A JP H0991698 A JPH0991698 A JP H0991698A JP 23940095 A JP23940095 A JP 23940095A JP 23940095 A JP23940095 A JP 23940095A JP H0991698 A JPH0991698 A JP H0991698A
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JP
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film
coercive force
recording
heat treatment
recording medium
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JP23940095A
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English (en)
Inventor
Hideo Kaneko
英雄 金子
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 シリコン基板を用いた磁気記録媒体の保磁力
を増大させて記録媒体の高密度化を計る。 【解決手段】 シリコン基板上に記録膜を成膜した後、
これに加熱処理をほどこしてなることを特徴とする磁気
記録媒体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータの外部
記録装置、特には磁気ハードディスクに有用な磁気記録
媒体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】情報化社会の進展にともない、大容量の
記録媒体が必要とされ、特にコンピュータの外部メモリ
として中心的な役割をはたしている磁気ディスクは年々
記録容量、記録密度共に増加しているが、更に高密度な
記録を行なうために開発が進められている。特に、ノー
ト型パソコンやパームトップパソコンの開発により小型
のディスクが必要なため、より高密度記録が望まれてい
る。
【0003】このような磁気ディスクにおいて記録媒体
の強度、表面の平滑度、そり、重量等の特性のほとんど
は基板によるものである。従来から、基板にはNiP をメ
ッキしたアルミ合金基板が用いられているが、Al合金は
柔らかいために、基板の厚みを薄くできなかったり、ハ
ンドリングの最中に傷がつきやすかったり、衝撃によっ
て凹んだりするという問題があった。そこで、基板に単
結晶シリコンを用いることが提案(特公平1-42048 号公
報、特公平2-41089 号公報、特公平2-59523 号公報、特
公平1-45140 号公報、特開平6-68463 号公報、特開平6-
28655 号公報、特開平4-259908号公報、以上参照)され
ている。特公平2-41089 号公報にはシリコン基板として
は半導体で用いている基板を用い、下地層を形成してか
らその上に、鉄合金、コバルト合金などの磁性体からな
る記録膜を形成することが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高記録密度
化により記録膜が薄くなるにしたがって、記録膜等の成
膜はメッキや塗布に替わって、スパッタ法で行なうこと
が一般的になった。一般に記録膜である磁性体の保磁力
は大きいほど、高記録密度化が可能である。このため、
保磁力を上げるための研究が行なわれており、成膜時に
基板を 250℃から300℃程度に加熱することが一般に行
なわれている。しかしこのような方法では成膜装置に加
熱装置が必要となり、成膜装置が高価になるという問題
がある。
【0005】さらに保磁力を大きくする方法としては、
アルミ基板では成膜時に基板にマイナスの電圧をかけて
スパッタ成膜を行なう、バイアススパッタ法が効果的で
あることが知られている(特公平05-72015号公報参照)
が、この方法では成膜装置が複雑になり、また、シリコ
ン基板の抵抗率を1Ωcm以下にしなければならなくな
り、抵抗率が高い結晶が利用できなくなるためコスト高
になるという問題が生じる。また、バイアススパッタ法
や基板加熱を行っても、基板にシリコンを用いるとき
は、記録膜と基板の間に下地層と呼ばれるCrやCr合金な
どの層を設けないと保磁力が十分でないという問題があ
る。さらに下地層を設け、バイアススパッタ法や基板加
熱法を用いても、さらに高保磁力の磁気記録媒体が望ま
れている。したがって、シリコン基板はフライングハイ
トを低くできるので高記録密度化にたいして優れたもの
であるが、高保磁力化という点ではさらなる向上が望ま
れている。一方、カーボン基板においては、加熱するこ
とによって保磁力を増大させることが開示されているが
磁束密度が大きく減少するという問題がある(特公平7-
19372 号公報参照) 。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン基板
上に記録膜を成膜した後、これに加熱処理をほどこして
なることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を要旨と
するものである。
【0007】本発明は、磁気記録媒体の製造方法におい
て、シリコン基板上に記録膜を成膜した後、これに加熱
処理を施すことによって保磁力を増大させるとするもの
である。加熱処理温度は250 ℃未満の場合加熱処理時間
が長くなったり、十分保磁力があがらないという問題が
あり、また1200℃を越える温度では熱処理装置が高価に
なったり、記録膜の特性劣化という問題が生じるため、
250℃以上1200℃以下とすることが必要であり、下限は
好ましくは 350℃以上、上限は好ましくは1000℃以下、
より好ましくは 800℃以下、さらにより好ましくは 600
℃以下がよい。加熱雰囲気は窒素ガス等の不活性ガス中
で行えばよい。加熱処理は記録膜の形成後に行えばよ
く、また、記録膜の上に保護膜を形成した後でもよい。
加熱方法としては、赤外線ヒーターを用いたり、抵抗加
熱による等特に制限はない。
【0008】本発明のシリコン基板としては、単結晶、
多結晶、アモルファス等のものが用いられるが、特に単
結晶シリコンが平滑な基板を得られ易いために好まし
い。シリコンの製造方法は半導体や太陽電池用に用いら
れるシリコンの製造方法でよいが、特に単結晶の場合、
CZ法が大きな結晶が得やすいために好ましい。基板が単
結晶シリコンの場合、スリップや転位、積層欠陥、酸素
析出物などの欠陥やピンホールは強度の低下や、基板表
面の小さな凹凸の原因となるので少ない方が好ましく、
基板1枚当たり10個以下、好ましくはゼロのものがよ
い。単結晶シリコンを用いる場合、結晶方位については
特に制限はない。本実施例では結晶方位(100)について
記載したが、(111)、(110)や、基板面がこれら結晶方
位に対して何度か傾いたものでもよい。基板の表面荒さ
はなるべく小さい方が情報の記録、再生時の磁気ヘッド
と記録媒体の距離(フライングハイト)が低くでき、よ
り高記録密度が可能となるため、最大荒さRmaxで20nm以
下が好ましく、さらに好ましくは10nm以下がよい。
【0009】膜構成としては基板と記録膜の間に下地層
を設けたものの方が保磁力が大きくなるので好ましい。
たとえば下地層の材質としてCrやCr合金にすると保磁力
が大きくなる。下地層の膜厚は5〜200nm が適当であ
る。しかし下地層を設けなくても本発明の熱処理を行う
ことによって保磁力が大きくなり、特に垂直磁化膜にお
いては2000Oe 以上とすることができるので、必ずしも
下地層は必要ではない。
【0010】記録膜の材料は従来から用いられているCo
系もしくはFe系材料でもよいが、例えばCoCrTa、CoCrN
i、CoCrPt、CoCrPtTa、CoCrTaNi等のCo合金が好まし
い。記録膜の膜厚は5〜200nm とすると良い。
【0011】保護膜としてはカーボン、SiC 、SiO2等が
挙げられる。さらにこれらに水素を含有するものなどで
もよい。保護膜の膜厚は5〜200nm が良い。また記録膜
の上にCr又はCr合金膜を形成したものは熱処理の際の、
記録膜の劣化を防止することができる。Cr又はCr合金膜
の膜厚は5〜200nm が良い。さらにこの上に上記の保護
膜を形成してもよい。また保護膜にカーボンやこれにSi
やHを含有させたものを用いる時は、これら保護膜を形
成後に熱処理を施すと、熱処理中の雰囲気ガス中に水分
や酸素が残っていると、保護膜が薄くなるという問題が
あるので、加熱処理はこれら保護膜を形成する前に行う
か、保護膜を形成後、不活性ガス中で行うのがよい。
【0012】本発明は記録膜が面内磁化膜(磁化方向が
膜厚方向と垂直の磁化膜、以下同じ)でも、垂直磁化膜
(磁化方向が膜厚方向の磁化膜、以下同じ)でも適用で
きる。
【0013】スパッタ成膜方法は公知の方法で行えば良
い。一例を挙げると、シリコン基板に下地膜のCr層、記
録膜のCo86Cr12Ta2 層、保護膜のカーボン層を順に基板
温度室温〜400 ℃、アルゴンガス雰囲気中、ガス圧1〜
100mTorr、バイアス電圧0〜−500V、カソード(ターゲ
ット)に電圧を印加し、スパッター電力50〜2kWでRFス
パッタ成膜を行えばよい。このほか保護層のカーボン層
の代わりにCr層又はCr層とカーボン層との2層にしたも
のを、上記と同様な条件でスパッタを行えばよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
実施例をあげて説明する。 実施例1 CZ法で製造した抵抗率が10Ωcmで結晶方位(100)の単結
晶シリコンをスライス、ラップした後、コアドリルで中
穴をあけ、外径65mm、内径20mm、厚さ0.635mmのドーナ
ツ円盤状の基板を作製した。この基板に下地膜としてCr
層を厚さ 100nm、記録膜としてCo86Cr12Ta2 層を厚さ40
nm、保護膜としてカーボン層を厚さ 100nmの順に基板温
度70℃、アルゴンガス雰囲気中、ガス圧20mTorr 、バイ
アス電圧を印加せず、カソード(ターゲット)に電圧を
かけスパッタ電力500WでRFスパッタ成膜を行なって成膜
試料を作製した。これを、赤外線イメージ炉の中で 400
℃で窒素雰囲気中、加熱時間を変えて熱処理を行った。
この試料を一辺1cmの正方形に切断して、これをVSM で
最高10k Oe まで印加し、垂直方向(膜厚方向、以下同
じ)の保磁力(Hc)と飽和磁化(Ms)を測定したとこ
ろ、図1(a)、(b)の結果が得られた。熱処理前は
垂直磁化成分は見られず面内方向の磁化膜(膜厚方向と
垂直の磁化膜、以下同じ)のみであったが、図1(b)
に示すように熱処理を施すことによって垂直方向に磁化
が現われた。また、面内方向の磁化成分は熱処理時間が
長くなるに伴い減少して検出されなくなった。そして保
磁力が増加しても飽和磁化の減少はあまり大きくなかっ
た。また図1(a)に示すように保磁力は加熱時間が20
分になるとは4000Oe 以上に増加した。しかし更に加熱
時間をのばしても保磁力はこれ以上あまり大きく変化し
なかった。
【0015】実施例2 成膜時、基板にバイアス電圧を印加し、その電圧値が−
250Vとした以外は、実施例1と同一の条件で成膜試料を
作製し、加熱温度を 500℃とて実施例1と同様に熱処理
を行い、面内方向の保磁力を測定したところ、図2の結
果がえられた。それによると、加熱に依り面内保磁力の
増加が見られた。
【0016】実施例3 下地層無しの記録膜のCo86Cr12Ta2 層を直接シリコン基
板の上に成膜し、この上にさらにCr層を30nm成膜した以
外は実施例1と同様に行って成膜試料を作製し、窒素ガ
ス雰囲気で400 ℃及び500 ℃で加熱処理を行い、垂直方
向の保磁力と飽和磁化を測定した。その結果を図3、図
4に示すが、図3(a)、(b)は加熱温度が 400℃で
の保磁力と飽和磁化の結果を、図4(a)、(b)は加
熱温度が500℃での保磁力と飽和磁化の結果を示してい
る。これより下地層がなくても加熱処理に依り充分な垂
直方向の保磁力と飽和磁化の値が得られることがわか
る。また、加熱温度を 400℃から 500℃にあげると 400
℃の時よりも短い時間で保磁力が増大した。
【0017】実施例4 成膜時の基板温度を 250℃とした以外は実施例1と同様
に行って成膜試料を作製し、これを加熱温度 400℃及び
500℃として熱処理を行い、面内方向の保磁力と飽和磁
化を測定したところ、 400℃については図5(a)、
(b)、 500℃については図6(a)、(b)に示す結
果が得られた。それによると、面内飽和磁化については
加熱による減少はあまり大きくなく、かつ、面内保磁力
については加熱により増加することが分かる。
【0018】
【発明の効果】本発明はシリコン基板上に磁性膜を成膜
し、これを熱処理を行うことにより、保磁力が上昇す
る。従って高記録密度の磁気記録媒体を提供することが
出来る。また、記録膜が垂直磁化膜である時は、熱処理
を行うことによって、面内磁化膜から高い保磁力を持つ
垂直磁化膜へと変化させることができるので、特に垂直
磁化膜においては成膜装置に加熱機構が必要でなくなる
というメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】加熱温度400 ℃における加熱時間と垂直方向の
(a)保磁力、(b)飽和磁化との関係を示した図。
【図2】加熱温度500 ℃における加熱時間と面内方向の
保磁力との関係を示した図。
【図3】加熱温度400 ℃における加熱時間と垂直方向の
(a)保磁力、(b)飽和磁化との関係を示した図。
【図4】加熱温度500 ℃における加熱時間と垂直方向の
(a)保磁力、(b)飽和磁化との関係を示した図。
【図5】加熱温度400 ℃における加熱時間と面内方向の
(a)保磁力、(b)飽和磁化との関係を示した図。
【図6】加熱温度500 ℃における加熱時間と面内方向の
(a)保磁力、(b)飽和磁化との関係を示した図。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板上に記録膜を成膜した後、
    これに加熱処理をほどこしてなることを特徴とする磁気
    記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】 加熱処理の温度が 250℃以上1200℃以下
    である請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】 記録膜の磁化方向が記録膜の膜厚方向で
    ある請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 記録膜の磁化方向が記録膜の膜厚方向と
    垂直である請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 記録膜がCo合金よりなる請求項1〜4の
    いずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  6. 【請求項6】 シリコン基板上に直接記録膜が形成され
    る請求項1〜5のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 シリコン基板と記録膜の間に下地膜が形
    成される請求項1〜5のいずれかに記載の磁気記録媒体
    の製造方法。
  8. 【請求項8】 下地膜がCrまたはCr合金よりなる請求項
    7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  9. 【請求項9】 シリコン基板上に記録膜、CrまたはCr合
    金の順に成膜したのちに加熱処理を施されてなる請求項
    1〜8のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
JP23940095A 1995-09-19 1995-09-19 磁気記録媒体の製造方法 Pending JPH0991698A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015186203A1 (ja) * 2014-06-04 2017-04-20 株式会社日立産機システム 電力変換装置及び制御方法

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