JPH1021520A - 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、シード層３として、Ｎｉ：３
６〜４６原子％、Ｗ、Ｍｏの一種又は二種を０.５〜３
原子％、残部実質的にＣｒからなる結晶質の合金層を形
成する。これにより、磁性層の結晶を主として(１００)
配向にする。

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７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(特に線記録密度)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
らし、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、円周
方向のテキスチャーの形成を省略すると、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。しかし、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。それゆえ、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、磁性層にＰｔを添加することなく高保磁力
化を達成でき、非線形波形干渉の低減による低ノイズ化
を同時に達成できる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
に、本発明は、媒体基板とＣｒ下地層の間に、最適化さ
れたシード層を設けたもので、該シード層を、原子％に
て、Ｎｉ：３６〜４６％、Ｗ、Ｍｏの一種又は二種を合
計で０.５〜３％、残部実質的にＣｒからなる結晶質の
合金から形成するようにしたものである。

【０００６】

【作用】媒体基板とＣｒ下地層との間にシード層とし
て、原子％にて、Ｎｉ：３６〜４６％、Ｗ、Ｍｏの一種
又は二種を合計量で０.５〜３％、残部実質的にＣｒか
らなる結晶質の合金層を設けることにより、その上に成
膜されるＣｒ下地層の結晶が(１１０)＋(２１１)配向と
なり、更に下地層の上に成膜されるＣｏ合金磁性層の結
晶は主として(１００)配向となる(厳密には、微量の(１
０１)配向が存在する)。このように、Ｃｏ合金磁性層は
結晶配向が主として(１００)配向となり、また微細化さ
れることにより、高保磁力が達成される。

【０００７】Ｎｉの含有量を３６〜４６％とするのは、
高保磁力化のために望ましい範囲だからであり、３８〜
４４％がより望ましい。また、Ｗ及び／又はＭｏを少な
くとも０.５％含有させるのは、(１００)結晶配向をさ
らに向上させ、また微細化を促進するためである。しか
し、あまりに多く含有すると、結晶質がアモルファス化
するので上限は３％とする。

【０００８】媒体基板にテキスチャーを施した場合であ
っても、Ｃｒ下地層との間にシード層を設けたことによ
り、磁性層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
向の保磁力の差が小さくなり、保磁力の異方性を示すＯ
Ｒ(orientation ratio)の値が１により近い磁気記録媒
体を得ることができる。なお、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。

【０００９】

【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、
本発明の成分組成のシード層(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)、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。

【００１０】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、シード層(３)は
ＮｉＰ層(22)の上に形成する。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。

【００１１】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、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)の上にシード層(３)を形成する。

【００１２】シード層(３)の厚さは約１００〜１０００
Å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、ノイズが増大するから
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が望ましく、４０
０〜８００Å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、１００
０Å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、ノイズが増大するため
である。

【００１３】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。

【００１４】ＮｉＰ層(22)、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。

【００１５】なお、下地層(４)をシード層(３)の上に成
膜する際、Ｃｒ下地層(４)を所望の結晶配向とするため
に、シード層(３)及びＮｉＰ層(22)を赤外線ヒーター等
によって約２５０〜３００℃に加熱した状態で実施する
ことが望ましい。

【００１６】

【実施例】実施例１ この実施例では、シード層と保磁力との関係を調べるも
のであり、テキスチャーなしの媒体基板に対し、下記条
件で、ＤＣスパッタリング装置を用いて各層を成膜し
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 ・シード層 組成：Ｎｉ４０原子％、Ｗ１原子％、Ｃｒ残部 厚さ：４００Å 組織：結晶質 ・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(Ｂｒ・δ)：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。

【００１７】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。なお、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は向上するが、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
ほぼ飽和することが判る。

【００１８】実施例２ この実施例では、残留磁束密度Ｂｒ・δ(但し、δは磁
性層の層厚)と、保磁力Ｈｃ及びＯＲとの関係を調べる
ものである。テキスチャーを施したＡｌ合金・ＮｉＰ基
板(Ｒａ＝２８Å)に対し、ＤＣスパッタリング装置を用
いて、３種類の組成の結晶質シード層(Ｃｒ59Ｎｉ40
Ｗ1、Ｃｒ58Ｎｉ40Ｍｏ2、Ｃｒ60Ｎｉ40)を成膜し
た。次に、−２００Ｖのバイアス電圧を印加し、基板温
度２６０℃で、シード層の上に、純Ｃｒの下地層と、Ｃ
ｏ83.5Ｃｒ10.5Ｔａ6の磁性層をスパッタリングにより
順次成膜した。なお、Ｃｒ下地層の層厚は４００Åで一
定とし、磁性層は層厚を種々変えて、残留磁束密度の異
なる供試磁気記録媒体を多数作製した。また、比較のた
めに、シード層なし、の供試磁気記録媒体を前記と同
じ要領で作製した。

【００１９】得られた供試磁気記録媒体について、円周
方向と半径方向の保持力を測定した。残留磁束密度Ｂｒ
・δと円周方向の保磁力Ｈｃとの関係を図４に示す。ま
た、ＯＲ(円周方向の保磁力／半径方向の保磁力)を計算
して求め、残留磁束密度Ｂｒ・δとＯＲの関係を図５に
示す。

【００２０】図４及び図５から明らかなように、結晶質
シード層を形成した磁気記録媒体〜は、シード層な
しの磁気記録媒体と比較すると、円周方向の保磁力が
高く、ＯＲの値も１により近い値を示している。また、
シード層を形成した磁気記録媒体の中でも、Ｃｒ、Ｎｉ
の他にＷ、Ｍｏを含むシード層を有する磁気記録媒体
は、Ｃｒ−Ｎｉの２元合金のシード層を有する磁気記
録媒体よりも高保磁力を得られることがわかる。つま
り、シード層に、Ｃｒ、Ｎｉの他にＷ、Ｍｏをさらに含
有した結晶質合金を用いることにより、磁性層の(１０
０)結晶配向がさらに向上し、微細化が促進されたもの
と考えられる。

【００２１】実施例３ この実施例は、記録再生特性を調べるものである。な
お、磁気特性が異なると記録再生特性も異なるため、供
試磁気記録媒体は、Ｂｒ・δが約２２０Ｇμとなる磁気
記録媒体〜を選び出し、各媒体の保磁力Ｈｃが約２
２００Ｏｅとなるように磁性層の成膜時のバイアス電圧
及び基板温度を変えて作製した。記録再生特性の測定
は、Ｓｉｌｍａｇ社製のＰＨＳヘッドを用いて行なっ
た。測定結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１中、ＳＮｍは媒体ノイズと信号強度と
の比、Ｎｍは媒体のノイズを表わす。ＮＬＴＳは、Non
Linear Transition Shiftの略語で、既に書き込まれた
記録パターン上の漏洩磁場がヘッドの記録磁界に影響を
及ぼした結果、次にディスクに書き込まれる磁化遷移領
域の位置がずれる量を表わしている。表１の記録再生特
性結果を参照すると、ＳＮｍ、Ｎｍ、ＮＬＴＳの全ての
特性に関して、結晶質シード層を設けた磁気記録媒体
〜は、シード層なしの磁気記録媒体よりもすぐれてお
り、記録再生特性が改善されていることを示している。
なお、この記録再生特性に関しては、Ｃｒ−Ｎｉ合金に
Ｗ、Ｍｏを含むシード層を有する磁気記録媒体と、
Ｃｒ−Ｎｉの２元合金のシード層を有する磁気記録媒体
とでは、実質的な差異は認められない。

【００２４】なお、Ｃｒ−Ｎｉ−Ｗ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、Ｃ
ｒ（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−Ｗ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】実施例４ 上記実施例３で作製したNo.(シード層はＣｒ60Ｎｉ4
0)の磁気記録媒体と、No.(シード層なし)の磁気記録
媒体について、Ｘ線回析を行なった。測定結果を図６に
示す。図６を参照すると、No.のＣｒ下地層の結晶が
(１１０)＋(２１１)配向であり、更に下地層の上に成膜
されるＣｏ合金磁性層の結晶が主として(１００)配向と
なっている(なお、図では少し判別しにくいが、微量の
(１０１)配向も存在する)。なお、図６中、縦軸の強さ
を示す数値は任意目盛(arbitrary unit)である。

【００２６】

【発明の効果】媒体基板と下地層との間に、シード層と
して、Ｎｉ：３６〜４６原子％、Ｗ、Ｍｏの一種又は二
種を０.５〜３原子％、残部実質的にＣｒからなる結晶
質の合金層を設けたことにより、Ｃｒ−Ｎｉの２元合金
の場合よりも、さらに高保磁力を具えた磁気記録媒体を
得ることができる。また、ＯＲの値を１に接近させるこ
とができるから、高保磁力でありながら、周方向への磁
気的異方性の影響を制御することができるので、磁性層
の周方向の磁気的異方性が低減され、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、高保磁力と高記録再生特性を同時に得ることがで
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】供試磁気記録媒体のＣｒ下地層の厚さと保磁力
の関係を示すグラフである。

【図４】供試磁気記録媒体の残留磁束密度と保磁力との
関係を示すグラフである。

【図５】供試磁気記録媒体の残留磁束密度とＯＲとの関
係を示すグラフである。

【図６】供試媒体のＸ線回折結果を示すグラフである。

【図７】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 (1)

【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おいて、媒体基板(２)とＣｒ下
   地層(４)の間に、シード層(３)として、原子％にて、Ｎ
   ｉ：３６〜４６％、Ｗ、Ｍｏの一種又は二種を０.５〜
   ３％、残部実質的にＣｒからなる結晶質の合金層を形成
   したことを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。