JPH087859B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
いる磁気記録媒体及びその製造方法に関するものであ
る。
Co系磁性合金等の強磁性材料を用いた連続媒体と呼ば
れる金属薄膜媒体が使われるようになってきた。しか
し、そこで使われている磁性材料は、薄膜化した時に、
それ自身では長手方向記録に適した膜面内の磁気異方性
が強くない。そこで、非磁性基板の上に非磁性下地層を
設け、その上に磁性層を形成して、面内磁気異方性を得
ている。しかしながら、そのような磁性媒体において
は、磁性層の特性が非磁性下地層の膜形状・状態によっ
て左右されるため、下地層の成膜に磁性層の成膜と同様
の注意を払わなければならず、下地層の成膜状態をコン
トロールするための工程管理が複雑になるという問題点
があった。
で作用する交換結合に起因して、磁化遷移幅が増大し、
媒体ノイズが生じることが知られている。記録密度を上
げるためには、この媒体ノイズを抑えることが大切であ
る。そこで、特開平1−232516号及び特開平1ー
23517号公報では、Co系三元磁性合金に元素
(C,P,Bi等)を添加して新たな四元以上の合金を作
り、得られた合金を基板上で成膜することによって媒体
ノイズを低減する技術が開示されている。しかしなが
ら、磁性層内で磁性合金の結晶粒同士の結合が残ってお
り、媒体ノイズは十分に抑制されていない。また、得ら
れる保磁力は小さく、1000(Oe)に満たない。しか
も、Crからなる下地層が必要であるという問題点は解
決されていない。
目的は、媒体ノイズが小さく、かつ高い保磁力を有す
る、長手方向記録に適した磁気記録媒体を提供すること
である。本発明の他の目的は、Co系、Fe系またはF
eCo系磁性材料を磁性層に用いる磁気記録媒体におい
て、磁性層が下地層なしで長手磁気記録に適した磁気特
性を示すようにすることである。
は、基板と、上記基板上に形成された磁性層とを具備す
る磁気記録媒体であって、上記磁性層は、Co系、Fe
系、FeCo系の何れかである磁性材料と、酸化物及び
窒化物からなる群から選ばれた少なくとも1種の非磁性
化合物とが混合して成ることを特徴とする。
r、CoNiPt、CoCrPt、CoCrTaが挙げ
られる。また、非磁性化合物の例としては、酸化珪素、
酸化ジルコニウム、酸化タンタル、窒化珪素、窒化硼
素、窒化チタン、窒化アルミニウムが挙げられる。
磁気異方性が優先的に面内方向に成長しない。そのた
め、これまでは非磁性の下地層を設けることにより、磁
性層の面内異方性を得ていた。本発明では、非磁性化合
物を磁性材料と同時に成膜し、磁性層内に磁性材料と融
合していない非磁性化合物を存在させることにより、下
地層を設けずに磁性層の磁気異方性を面内に傾ける。こ
れは、非磁性化合物が、磁性材料の結晶成長の配向性を
変化させ、面内磁気記録に適した異方性を誘起するから
であると考えられる。さらに、この非磁性化合物が磁性
材料の結晶粒を孤立化・微細化させるので、高保磁力を
も実現し、媒体ノイズを低減させる。
的性質、記録再生特性、耐候性を総合的に評価して、そ
れぞれ、一般式 Co(1-x-y)Ni(x)Cr(y) (ただし、x=0.2〜0.
4、y=0.05〜0.1) Co(1-x-y)Ni(x)Pt(y) (ただし、x=0.2〜0.
4、y=0.01〜0.2) Co(1-x-y)Cr(x)Pt(y) (ただし、x=0.1〜0.
3、y=0.01〜0.2) Co(1-x-y)Cr(x)Ta(y) (ただし、x=0.1〜0.
3、y=0.01〜0.05) で示される。(A.Terada: 日本応用磁気学会誌 Vol.13,
No.3, 493(1989)参照)
に占める非磁性化合物の体積の割合(以下では、混合体
積率と呼ぶ)は、約2%以上かつ約30%以下であるこ
とが望ましい。最大の効果は約5%で得られる。
i、CoPd、CoCr、CoPt)または四元(例えば
CoNiCrV、CoNiCrCu)以上に設定して
も、それらCo系合金薄膜中の結晶粒の結合状態は三元
合金のそれと同様であるから、非磁性化合物を混合させ
ることによる効果はこれらの合金についても十分に期待
できる。同様の理由で、本発明の非磁性化合物の混合成
膜の相手となる磁性材料を、Fe系化合物(例えばγ-F
e2O3)、Fe系合金(例えばFeNi)、またはFeC
o系合金(例えばFeCoCr)に代えても、同様な効果
が期待できる。
法がある。本発明では、磁性層内で磁性材料と非磁性化
合物が混合している状態を実現できればよいので、磁性
材料と非磁性化合物のそれぞれに対して、スパッタリン
グ法と蒸着法のどちらを用いてもよい。
1は、本発明の磁気記録媒体の構造を示す。非磁性ガラ
ス基板1の上に、磁性合金Co75.5Cr12.9Pt11.6に
対してDCマグネトロンスパッタリング法(ただし、ア
ルゴン背圧:5mTorr)を用い、また非磁性化合物Si
O2に対してRFマグネトロンスパッタリング法を用い
る同時成膜法により、磁性層2を形成した。SiO2の
混合体積率は、5vol%に設定した。磁性層2の上に
は、非磁性保護層3としてZrO2膜(厚さ30nm)
をRFスパッタリング法で成膜した。さらに、SiO2
の代りにSiNを用いた媒体とZrO2を用いた媒体
を、SiO 2の場合と条件(磁性合金の組成、混合体積
率等)を同じにして作製した。また、比較のために、非
磁性ガラス基板1の上にCo70Cr14Pt16だけからな
る膜を形成し、その他の条件は上記と同じにして、Co
系磁性合金層4を有する媒体も作製した(図2)。
2または4の膜厚を変化させて保磁力を測定した結果を
示す。図より、全膜厚領域において、非磁性化合物を混
合させることにより、磁気特性が大きく向上しているこ
とがわかる。特に、低膜厚での向上が著しい。なお、図
3の中には、それぞれ1点ずつではあるけれども、Si
O2の代りにBNを用いた媒体、TaO2を用いた媒体、
TiNを用いた媒体、及びAlNを用いた媒体について
測定された保磁力の値を示してある。これらの媒体の作
製条件(磁性合金の組成、混合体積率等)は、SiO2
を用いた媒体と同じである。その他、磁性合金として二
元合金であるCo80Ni20を用い、非磁性化合物として
SiO2を用い、同時成膜にあたって前者にはDCマグ
ネトロンスパッタリング法を適用し、後者にはRFマグ
ネトロンスパッタリング法を適用し、その他の条件(混
合体積率等)はSiO2の場合と同じにして、媒体を作
成した。1点だけではあるけれども、その媒体について
得られた保磁力の測定値を図3に示す。
うち、磁性層がCo75.5Cr12.9Pt11.6とSiO2と
の混合膜である試料(混合体積率は5vol%)とCo
75.5Cr12.9Pt11.6だけからなる膜である試料につい
て、トルク磁力計により面内方向のトルクの大きさをそ
れぞれ測定した。磁性層の膜厚はどちらも85nmであ
った。測定結果を表1に示す。これから、SiO2と混
合した方がより大きな面内異方性を示すことがわかる。
て、基板1をガラス基板とし、磁性層2の膜厚を43n
mに固定し、保護層3を厚さ30nmのZrO2膜とし
て、非磁性化合物の混合体積率と媒体の保磁力との関係
を調べる実験を行った。結果を図4に示す。図中、黒丸
は、磁性層2の非磁性化合物がSiO2である媒体につ
いて得られたデータであり、黒ダイヤモンド印は、非磁
性化合物がSiNである媒体について得られたデータで
あることを示している。この図より、非磁性化合物の混
合体積率が約2vol%以上約30vol%以下の範囲で優れ
た特性が得られることがわかる。特に、混合体積率が約
5vol%であるときには、約2000(Oe)の高い保磁
力が得られている。
について、書込み密度と媒体ノイズの関係を調べる実験
を行った。ディスク回転数は3600rpm、記録電流は
100mAp-pとし、ヘッドには薄膜ヘッドを用いた。1
mm当たりのフラックス・チェンジ(磁化反転)の数を
変化させて、記録特性(信号ノイズ比)を測定した。図
から、本発明に係る試料が、良好なS/N特性を示して
いることがわかる。
地層がなくても長手方向記録に適した優れた磁気特性が
得られる。しかしながら、磁性層内に磁性材料と非磁性
化合物を混在させて得られた磁気特性を調整する目的
で、基板と磁性層の間に下地層を介在させてもよく、本
発明の範囲は、そのような媒体にも及ぶ。
2膜の他に、アモルファス・カーボン膜、SiO2膜等、
磁性膜の保護に適することが知られているすべての膜を
用いることができることに注意されたい。
かつ高い保磁力を有する、長手方向記録に適した磁気記
録媒体を提供することができる。また、本発明によれ
ば、下地層を廃し、構造が簡単で製造工程が簡略化され
た、長手方向記録に適した磁気記録媒体を提供すること
が可能となる。
の磁気記録媒体の断面図である。
媒体の磁性層の膜厚と保磁力の関係を示すグラフであ
る。
すグラフである。
媒体の記録特性(信号ノイズ比)を示すグラフである。
Claims (11)
- 【請求項1】基板と、上記基板上に形成された磁性層と
を具備する磁気記録媒体であって、 上記磁性層は、Co系、Fe系、FeCo系の何れかで
ある磁性材料と、酸化物及び窒化物からなる群から選ば
れた少なくとも1種の非磁性化合物とが混合して成り、
混合する上記磁性材料と上記非磁性化合物の全体積に占
める上記非磁性化合物の体積の割合が、約2%以上かつ
約30%以下であることを特徴とする、磁気記録媒体。 - 【請求項2】上記磁性層は、磁性材料と非磁性化合物の
それぞれに対して蒸着法またはスパッタリング法の何れ
かを用いる同時成膜法により形成されたものである、請
求項1記載の磁気記録媒体。 - 【請求項3】上記磁性層は、上記基板上に直接形成され
ていることを特徴とする、請求項1記載の磁気記録媒
体。 - 【請求項4】上記磁性層の上に形成された保護層をさら
に具備する請求項1記載の磁気記録媒体。 - 【請求項5】上記磁性材料は、CoNiCr、CoNi
Pt、CoPtCr、CoCrTaからなる群から選ば
れた三元合金であることを特徴とする、請求項1記載の
磁気記録媒体。 - 【請求項6】上記非磁性化合物は、酸化珪素、酸化ジル
コニウム、酸化タンタル、窒化珪素、窒化硼素、窒化チ
タン、窒化アルミニウムからなる群から選ばれた少なく
とも1種の化合物であることを特徴とする、請求項1記
載の磁気記録媒体。 - 【請求項7】上記Co系三元磁性合金の組成は、下記の
式で表わされる請求項5記載の磁気記録媒体。 Co(1-x-y)Ni(x)Cr(y) (ただし、0.2≦x≦0.4, 0.05≦y≦0.1) - 【請求項8】上記Co系三元磁性合金の組成は、下記の
式で表わされる請求項5記載の磁気記録媒体。 Co(1-x-y)Ni(x)Pt(y) (ただし、0.2≦x≦0.4, 0.01≦y≦0.2) - 【請求項9】上記Co系三元磁性合金の組成は、下記の
式で表わされる請求項5記載の磁気記録媒体。 Co(1-x-y)Cr(x)Pt(y) (ただし、0.1≦x≦0.3, 0.01≦y≦0.2) - 【請求項10】上記Co系三元磁性合金の組成は、下記
の式で表わされる請求項5記載の磁気記録媒体。 Co(1-x-y)Cr(x)Ta(y) (ただし、0.1≦x≦0.3, 0.01≦y≦0.05) - 【請求項11】基板を与える工程と、 磁性材料と非磁性化合物のそれぞれに対して蒸着法また
はスパッタリング法の何れかを用いる同時成膜法によ
り、上記磁性材料と上記非磁性化合物の全体積に占める
上記非磁性化合物の体積の割合が、約2%以上かつ約3
0%以下になるように両者を混合してなる磁性層を形成
する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法。
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