JPWO2004061829A1 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

垂直磁気記録媒体であって、基板と、基板上に形成された金属下地層と、金属下地層上に無電解めっき法により形成された基板の面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性と、軟磁性層上に形成された基板面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する磁性記録層とを含んでいる。金属下地層は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる群から選択される元素の合金から形成されており、３エルステッド（Ｏｅ）以下の保磁力を有している。軟磁性裏打ち層は１００ｎｍ〜６００ｎｍの膜厚を有している。

Description

本発明は、記録膜として垂直磁化膜を有する垂直磁気記録媒体に関する。

近年、磁気ディスク装置の小型大容量化に伴い、媒体内の磁性粒子の微細化が求められているが、面内（長手）記録方式と呼ばれる従来の記録方式では、熱的不安定性の要因となるため磁性粒子の著しい微細化は困難である。このため、熱磁気緩和等において優位性を持つ垂直磁気記録方式が検討されている。一般的な垂直磁気記録方式では基板上に軟磁性裏打ち層（下地層）を積層し、この軟磁性裏打ち層上に非磁性層を介して垂直磁化膜を積層した２層膜媒体が用いられる。
垂直磁気記録方式では、隣接するビットの磁化が対向せず、互いのビットを強め合う性質があるので高い記録密度を実現するのに有効であると考えられる。基板と記録層の間に軟磁性裏打ち層を挿入することは垂直磁気記録媒体に非常に有効であるが、軟磁性裏打ち層の効果を発揮させるためには２００ｎｍ〜４００ｎｍの膜厚が必要であり、従来の磁気記録媒体各層の成膜に用いられるスパッタリング法で軟磁性裏打ち層を形成すると異常に長時間を有し、生産コストが割高になると共に量産化が困難である。

よって、本発明の目的は、比較的安価に且つ量産化が可能な垂直磁気記録媒体を提供することである。
本発明によると、基板と、前記基板上に形成された金属下地層と、前記金属下地層上に無電解めっき法により形成された前記基板の面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性層と、前記軟磁性層上に形成された基板面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する磁性記録層と、を具備したことを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
好ましくは、金属下地層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる群から選択された元素の合金から形成される。より好ましくは、金属下地層はＮｉ_８０Ｆｅ_２０，Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０，ＦｅＣ，ＦｅＡｌＳｉ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒからなる群から選択される合金から形成される。金属下地層はスパッタリングにより成膜され、３エルステッド（Ｏｅ）以下の保磁力を有する軟磁性薄膜から構成される。金属下地層の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは３０ｎｍ〜７０ｎｍである。
好ましくは、軟磁性層の膜厚は１００ｎｍ〜６００ｎｍ、より好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍである。好ましくは、軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ及びＢを含有し、Ｃｏ含有量は４０〜８０ａｔ％、Ｆｅ含有量は１５〜４０ａｔ％、Ｎｉ含有量は５〜２０ａｔ％、Ｂ含有量は０．５〜５ａｔ％である。
本発明の垂直磁気記録媒体は、軟磁性層を無電解めっき法により形成したことを一つの特徴とする。無電解めっき法はその成膜スピードが速く、厚膜を容易に得ることができ、尚且つバッチ処理が可能であるので非常に生産性に優れている。ガラス基板等の基板上に無電解めっき膜を形成する場合、無電解反応に活性触媒を示す下地層が必要となる。無電解めっき法はその成膜スピードが速いため、成膜された軟磁性層の保磁力が安定する１μｍ以上の膜厚を容易に得ることができる。
しかし、垂直磁気記録媒体の裏打ち層として用いる場合に適当とされる軟磁性層の膜厚２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内においては、より低保磁力化が必要とされる。無電解めっき法により比較的薄い軟磁性膜を形成する場合、従来用いられている非磁性ＮｉＰ下地層に替えて、ＮｉＦｅ合金或いはＣｏ合金系軟磁性膜を下地層に用いることが有効である。優れた軟磁気特性を有する金属膜を下地層として用いることで、無電解めっき膜の保磁力の膜厚依存性が小さくなり、所望の膜厚において低保磁力化が可能であり、安定した軟磁気特性を有する軟磁性裏打ち層を得ることができる。

図１は本発明実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の断面構成図；
図２は種々の下地層を用いた場合の保磁力の軟磁性裏打ち層の膜厚依存性を示す図；
図３Ａは実施例１のＢＨループを示す図；
図３Ｂは実施例２のＢＨループを示す図；
図４は比較例２のＢＨループを示す図である。

図１を参照すると、本発明の実施例にかかる垂直磁気記録媒体２の断面構成図が示されている。２．５インチのガラスディスク基板４上に厚さ１ｎｍのＴａ密着層６がスパッタリング法により成膜され、Ｔａ密着層６上に厚さ５０ｎｍのＮｉＦｅ下地層８がスパッタリング法により成膜されている。下地層８はＮｉＦｅに限定されるものではない。好ましくは、下地層８はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる群から選択される元素の合金から形成される。より好ましくは、下地層８はＮｉ_８０Ｆｅ_２０，Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０，ＦｅＣ，ＦｅＡｌＳｉ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒからなる群から選択される合金から形成される。下地層の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲が好ましく、特に３０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲がより好ましい。
ＮｉＦｅ下地層８上には厚さ３００ｎｍのＣｏＮｉＦｅＢ軟磁性裏打ち層１０が無電解めっき法により形成されている。軟磁性裏打ち層１０は基板４の面内方向に磁化容易軸を有している。無電解めっき法は、電気めっき法に比べ、外部電源を用いず成膜が可能であるという特徴から、微細で複雑なパターンにおいても均一な膜厚、均一な組成が得やすい成膜方法である。
本実施形態の軟磁性裏打ち層１０は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ及びＢを含有し、Ｃｏ含有量が４０〜８０ａｔ％、好ましくは５０〜７０ａｔ％、Ｆｅ含有量が１５〜４０ａｔ％、好ましくは２０〜３０ａｔ％、Ｎｉ含有量が５〜２０ａｔ％、好ましくは１０〜１５ａｔ％、Ｂ含有量が０．５〜５ａｔ％、好ましくは０．５〜２ａｔ％である。更に、保磁力は８エルステッド（Ｏｅ）以下、好ましくは３Ｏｅ以下である。
無電解めっき法に用いるめっき浴中には、Ｃｏイオン、Ｆｅイオン、Ｎｉイオン、錯化剤及びホウ素含有還元剤が含まれている。金属イオンの供給源は、硫酸塩、スルファミン酸塩、酢酸塩、硝酸塩等の水溶性の塩から選択することが好ましく、特に硫酸塩を用いることが好ましい。上記めっき浴にガラス基板４を浸漬すると、無電解反応に触媒活性を示すＮｉＦｅ下地層８上にＣｏＮｉＦｅＢ軟磁性裏打ち層１０が成膜される。この無電解めっきにおいて、めっき温度は４０〜９５℃が好ましく、特に６０〜８０℃がより好ましい。
ＣｏＮｉＦｅＢ軟磁性裏打ち層１０上には厚さ１０ｎｍのＲｕ中間層１２がスパッタリング法により成膜されている。Ｒｕ中間層１２上には厚さ２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ記録層１４がスパッタリング法により成膜されている。記録層１４は基板面に対して垂直方向の磁化容易軸を有している。ＣｏＣｒＰｔ記録層１４上にはダイヤモンドライクカーボンからなる厚さ４ｎｍの保護膜１６がスパッタリング法により成膜されており、保護膜１６上にはパーフルオロポリエーテルからなる厚さ１ｎｍの潤滑層１８がスパッタリング法により成膜されている。
以下の実験では、２．５インチガラスディスク基板、Ｔａ密着層（１ｎｍ）、Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０又はＮｉＰ下地層（５０ｎｍ）、ＣｏＮｉＦｅＢ軟磁性層からなる積層膜を作成し、その磁気特性を評価した。静磁気特性（保磁力）は振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した。図２に種々の下地層を用いた場合の軟磁性裏打ち層の膜厚の保磁力依存性を示す。
図２から明らかなように、いずれの下地層を用いた場合においても、軟磁性裏打ち層の膜厚の増加に伴って保磁力Ｈｃが減少し、膜厚が１０００ｎｍ以上において保磁力は一定値に安定する。しかしその一定値は、軟磁性裏打ち層が同一材料にも関わらず下地層の種類によって異なり、保磁力が小さい順に下地層はＮｉＦｅのみ、ＮｉＰ／ＮｉＦｅ，ＮｉＰのみとなる。
下地層にＮｉＰのみを用いた場合は、膜厚２００ｎｍで保磁力３０Ｏｅ以上となり、下地層にＮｉＰとＮｉＦｅを併用して用いた場合には、膜厚２００ｎｍで保磁力は２０Ｏｅ程度となる。いずれの場合でも、記録層の裏打ち層として用いる軟磁性材料としては保磁力が大きすぎる。これに対して、下地層としてＮｉＦｅを用いた場合には、膜厚２００ｎｍで保磁力が５Ｏｅまで低下しており、軟磁性裏打ち層の膜厚の保磁力依存性を小さくすることができる。
軟磁性裏打ち層の膜厚として好ましいとされる１００ｎｍ〜６００ｎｍの膜厚範囲、より好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍの膜厚範囲において、無電解めっきにより成膜された低保磁力を示す軟磁性裏打ち層を得ることができた。下地層としてＮｉＰを用いた場合でも、軟磁性裏打ち層の膜厚が７００ｎｍ以上では保磁力が一定値に安定しており、軟磁性裏打ち層の膜厚を厚くすることにより所望の特性を得ることができる。
実施例及び比較例における膜構成及び保磁力（困難方向）を表１に示す。

表１から明らかなように、下地層に膜厚５０ｎｍのＮｉ_８０Ｆｅ_２０を用いた実施例１では、軟磁性層の膜厚３１０ｎｍで３．２Ｏｅという非常に小さな保磁力が得られている。また、下地層として膜厚５０ｎｍのＮｉＰを用いた場合にも、軟磁性裏打ち層の膜厚を１０００ｎｍと厚くすることにより比較的小さな保磁力を得ることができる。一方、比較例１及び比較例２では、保磁力を十分低減することができず、好ましくない。
図３Ａに実施例１のＢＨループを、図３Ｂに実施例２のＢＨループを示す。図４に比較例２のＢＨループを示す。これらの図において、Ｒがディスク半径方向のＢＨループであり、Ｃがディスク周方向のＢＨループである。

本発明によれば、無電解めっき法により所望の軟磁気特性を有する垂直磁気記録媒体の裏打ち層の作成が可能となる。よって、垂直方向の記録磁界を優先的に強め且つ急峻化することができ、より高記録密度の記録が可能となる。

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された金属下地層と、
   前記金属下地層上に無電解めっき法により形成された前記基板の面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性層と、
   前記軟磁性層上に形成された基板面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する磁性記録層と、
   を具備したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記金属下地層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる群から選択された元素の合金から形成される請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
3. 前記金属下地層は３エルステッド以下の保磁力を有する軟磁性薄膜から構成される請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記金属下地層はＮｉ_８０Ｆｅ_２０，Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０，ＦｅＣ，ＦｅＡｌＳｉ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒからなる群から選択される合金から形成される請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記軟磁性層は１００ｎｍ〜６００ｎｍの厚さを有している請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記金属下地層は１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有している請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記軟磁性層はＣｏＮｉＦｅＢから構成される請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
8. Ｃｏ含有量が４０〜８０ａｔ％、Ｆｅ含有量が１５〜４０ａｔ％、Ｎｉ含有量が５〜２０ａｔ％、Ｂ含有量が０．５〜５ａｔ％である請求項７記載の垂直磁気記録媒体。

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