JP2000215437A - 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置 - Google Patents
磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置Info
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- JP2000215437A JP2000215437A JP11019450A JP1945099A JP2000215437A JP 2000215437 A JP2000215437 A JP 2000215437A JP 11019450 A JP11019450 A JP 11019450A JP 1945099 A JP1945099 A JP 1945099A JP 2000215437 A JP2000215437 A JP 2000215437A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶構造が磁性膜に類似の無機化合物膜を用
いることにより、垂直磁気記録用の磁性膜における結晶
粒子サイズの分散を抑制し、かつ、微細化することによ
り、媒体ノイズの発生が小さい高性能な垂直磁気記録媒
体を提供する。 【解決手段】 ディスク基板上に、酸化クロム、酸化鉄
あるいは酸化ニッケルの内より選ばれる1種類の酸化物
からなる結晶粒子と該結晶粒子の結晶粒界に存在する酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タン
タルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれる少なくとも1種
類の酸化物とを有する無機化合物膜が形成され、該無機
化合物膜上に磁化容易軸が前記基板と垂直方向をなす磁
性膜を形成した垂直磁気記録媒体とする。
いることにより、垂直磁気記録用の磁性膜における結晶
粒子サイズの分散を抑制し、かつ、微細化することによ
り、媒体ノイズの発生が小さい高性能な垂直磁気記録媒
体を提供する。 【解決手段】 ディスク基板上に、酸化クロム、酸化鉄
あるいは酸化ニッケルの内より選ばれる1種類の酸化物
からなる結晶粒子と該結晶粒子の結晶粒界に存在する酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タン
タルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれる少なくとも1種
類の酸化物とを有する無機化合物膜が形成され、該無機
化合物膜上に磁化容易軸が前記基板と垂直方向をなす磁
性膜を形成した垂直磁気記録媒体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大量の情報を迅速
かつ正確に格納するための情報記録媒体にかかり、特
に、高性能でかつ高信頼性を有する磁気ディスク用の垂
直磁気記録媒体の構造及びそれを用いた磁気ディスク、
磁気記録装置に関する。
かつ正確に格納するための情報記録媒体にかかり、特
に、高性能でかつ高信頼性を有する磁気ディスク用の垂
直磁気記録媒体の構造及びそれを用いた磁気ディスク、
磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。これを支える情報記録
装置の１つに磁気ディスク装置がある。現在、磁気ディ
スク装置は、記録密度を向上させつつ小型化が図られて
いる。それと並行して、ディスク装置の低価格化が急速
に進められている。ところで、磁気ディスクの高密度化
を実現するためには、１）ディスクと磁気ヘッドとの距
離をつめること、２）媒体の保磁力を増大させること、
３）信号処理方法を工夫することなどが必須の技術であ
る。中でも、磁気記録媒体においては、従来の磁化容易
軸が基板と平行方向にあるいわゆる面内記録媒体では、
高密度記録を実現するために、保磁力の増大が図られて
いる。これに加えて、10Gb/in2を超える記録密度を実現
するためには、磁化反転が生じる単位を小さくしなけれ
ばならない。そのためには、磁性粒子のサイズを微細化
することが必要で、これを実現する方法として、磁性膜
の下にシード層を設けることが提案されている。その一
例としてUSP-4652499をあげることができる。これと並
行して、磁気記録媒体として、磁化容易軸が基板に対し
て垂直方向であるいわゆる垂直磁気記録について検討さ
れている。この記録媒体の場合も、磁性粒子のサイズの
制御や保磁力を向上させることが、実用化に向けての重
要な課題となっている。これを解決した例として、特開
昭57-113416をあげることができる。
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。これを支える情報記録
装置の１つに磁気ディスク装置がある。現在、磁気ディ
スク装置は、記録密度を向上させつつ小型化が図られて
いる。それと並行して、ディスク装置の低価格化が急速
に進められている。ところで、磁気ディスクの高密度化
を実現するためには、１）ディスクと磁気ヘッドとの距
離をつめること、２）媒体の保磁力を増大させること、
３）信号処理方法を工夫することなどが必須の技術であ
る。中でも、磁気記録媒体においては、従来の磁化容易
軸が基板と平行方向にあるいわゆる面内記録媒体では、
高密度記録を実現するために、保磁力の増大が図られて
いる。これに加えて、10Gb/in2を超える記録密度を実現
するためには、磁化反転が生じる単位を小さくしなけれ
ばならない。そのためには、磁性粒子のサイズを微細化
することが必要で、これを実現する方法として、磁性膜
の下にシード層を設けることが提案されている。その一
例としてUSP-4652499をあげることができる。これと並
行して、磁気記録媒体として、磁化容易軸が基板に対し
て垂直方向であるいわゆる垂直磁気記録について検討さ
れている。この記録媒体の場合も、磁性粒子のサイズの
制御や保磁力を向上させることが、実用化に向けての重
要な課題となっている。これを解決した例として、特開
昭57-113416をあげることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
情報記録用磁性膜の結晶粒子サイズの制御には限度があ
った。そのため、微小な粒子や粗大化した粒子が共存し
ている場合があり、これらの粒子は、情報を記録する場
合(磁化を反転させる場合)に、周囲の磁性粒子からの漏
洩磁界の影響を受けたり、逆に、大きな粒子では相互作
用を与えるために、10GB/inch2を超える超高密度記録を
行う場合、安定した記録が行えない場合があった。さら
に、媒体構造や組織に起因していると考えられる媒体材
料の高保磁力化や熱的安定性も高密度記録実現の重要課
題となっていた。
情報記録用磁性膜の結晶粒子サイズの制御には限度があ
った。そのため、微小な粒子や粗大化した粒子が共存し
ている場合があり、これらの粒子は、情報を記録する場
合(磁化を反転させる場合)に、周囲の磁性粒子からの漏
洩磁界の影響を受けたり、逆に、大きな粒子では相互作
用を与えるために、10GB/inch2を超える超高密度記録を
行う場合、安定した記録が行えない場合があった。さら
に、媒体構造や組織に起因していると考えられる媒体材
料の高保磁力化や熱的安定性も高密度記録実現の重要課
題となっていた。
【０００４】そこで、本発明の第1の目的は、磁性膜に
おける結晶粒子サイズの分散を抑制し、かつ、微細化す
ることにより、ノイズの発生が小さい高性能な垂直磁気
記録媒体を提供することにある。本発明の第2の目的
は、結晶粒子サイズの分散を抑制することにより、低ノ
イズ、低熱揺らぎ、ならびに低熱減磁の垂直磁気記録媒
体を提供することにある。本発明の第３の目的は、媒体
構造や組織を制御することにより、高保磁力を有する垂
直磁気記録媒体を提供することにある。これにより、20
GB/inch2を超える超高密度磁気記録媒体を提供すること
ができる。
おける結晶粒子サイズの分散を抑制し、かつ、微細化す
ることにより、ノイズの発生が小さい高性能な垂直磁気
記録媒体を提供することにある。本発明の第2の目的
は、結晶粒子サイズの分散を抑制することにより、低ノ
イズ、低熱揺らぎ、ならびに低熱減磁の垂直磁気記録媒
体を提供することにある。本発明の第３の目的は、媒体
構造や組織を制御することにより、高保磁力を有する垂
直磁気記録媒体を提供することにある。これにより、20
GB/inch2を超える超高密度磁気記録媒体を提供すること
ができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、ディスク
基板上に、酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの
内より選ばれる1種類の酸化物からなる結晶粒子と該結
晶粒子の結晶粒界に存在する酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の
内より選ばれる少なくとも1種類の酸化物とを有する無
機化合物膜が形成され、該無機化合物膜上に磁化容易軸
が前記基板と垂直方向をなす磁性膜を形成した垂直磁気
記録媒体とすることにより実現できる。また、ガラス基
板表面に酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内
より選ばれる1種類の酸化物(溶質)を酸化シリコン、酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸
化亜鉛の内より選ばれる少なくとも1種類の酸化物(溶
媒)に溶解した無機化合物の薄膜を形成した後に、垂直
磁気記録媒体を形成した構造の磁気記録媒体を形成する
ことにより実現できる。ここで、この無機化合物の薄膜
は、溶質物質が結晶粒子として析出し、溶媒物質がその
結晶粒界に存在している構造である。この膜の膜厚は、
10nm以上、100nm程度であることが好ましい。この無機
化合物層がＸ線的に結晶質であり、かつ、その結晶構造
が垂直磁気記録媒体の構造と同じかあるいは類似の構造
であることが好ましい。ここで、類似とは、結晶の格子
定数の差が±10％以内程度であることをさす。これは、
無機化合物層と垂直磁気記録媒体との格子定数のミスマ
ッチを、両相の中間の格子定数を有する物質相を形成す
ることにより解消できるからである。ところで、先の無
機化合物層を形成した後に、磁気記録媒体を形成するの
に、無機化合物層上にエピタキシャル的に成長させるこ
とが最も好ましい。ここで、無機化合物層から垂直磁気
記録媒体をエピタキシャル的に成長させるのに、磁性膜
の結晶粒子サイズと無機化合物の結晶粒子サイズが等し
いことが最も好ましい。また、用いる磁気記録媒体とし
て、Coを主体とし、これにCr,Pt,Ta,Nbの内より選ばれ
る少なくとも１種類の元素を含む合金の強磁性薄膜が最
も好ましい。ところで、この強磁性薄膜の構造は、結晶
粒子がCoであり、その結晶粒界の近傍あるいは粒界にC
r,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が偏
析させて存在させることが好ましい。この他に、垂直磁
気記録に好適な材料として、 Ba-フェライトあるいはCo
-γ−フェライトなどの酸化物系の材料を用いても良
い。いずれにしても、無機化合物層から媒体までエピタ
キシャル成長していることが磁気特性的に必要である。
そのために、先の垂直磁気記録媒体において、強磁性薄
膜と先の無機化合物薄膜の間に、格子定数が該強磁性薄
膜と該無機化合物薄膜の間の値であり、かつ、その差が
10％以内となるように薄膜の格子状数を制御した薄膜を
介して磁性膜を形成することが最も好ましい。この場合
も、強磁性薄膜と無機化合物薄膜の間に設けた薄膜の3
層がエピタキシャル的に成長させればよい。これによ
り、磁性膜の構造や組織を高精度に制御することができ
る。このような垂直磁気記録媒体を形成した磁気ディス
ク円板、磁気ヘッド、あるいは電気回路からなる磁気デ
ィスク装置を構成する。そして、この装置に各種の情報
を記録、再生あるいは消去を行なう。
基板上に、酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの
内より選ばれる1種類の酸化物からなる結晶粒子と該結
晶粒子の結晶粒界に存在する酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の
内より選ばれる少なくとも1種類の酸化物とを有する無
機化合物膜が形成され、該無機化合物膜上に磁化容易軸
が前記基板と垂直方向をなす磁性膜を形成した垂直磁気
記録媒体とすることにより実現できる。また、ガラス基
板表面に酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内
より選ばれる1種類の酸化物(溶質)を酸化シリコン、酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸
化亜鉛の内より選ばれる少なくとも1種類の酸化物(溶
媒)に溶解した無機化合物の薄膜を形成した後に、垂直
磁気記録媒体を形成した構造の磁気記録媒体を形成する
ことにより実現できる。ここで、この無機化合物の薄膜
は、溶質物質が結晶粒子として析出し、溶媒物質がその
結晶粒界に存在している構造である。この膜の膜厚は、
10nm以上、100nm程度であることが好ましい。この無機
化合物層がＸ線的に結晶質であり、かつ、その結晶構造
が垂直磁気記録媒体の構造と同じかあるいは類似の構造
であることが好ましい。ここで、類似とは、結晶の格子
定数の差が±10％以内程度であることをさす。これは、
無機化合物層と垂直磁気記録媒体との格子定数のミスマ
ッチを、両相の中間の格子定数を有する物質相を形成す
ることにより解消できるからである。ところで、先の無
機化合物層を形成した後に、磁気記録媒体を形成するの
に、無機化合物層上にエピタキシャル的に成長させるこ
とが最も好ましい。ここで、無機化合物層から垂直磁気
記録媒体をエピタキシャル的に成長させるのに、磁性膜
の結晶粒子サイズと無機化合物の結晶粒子サイズが等し
いことが最も好ましい。また、用いる磁気記録媒体とし
て、Coを主体とし、これにCr,Pt,Ta,Nbの内より選ばれ
る少なくとも１種類の元素を含む合金の強磁性薄膜が最
も好ましい。ところで、この強磁性薄膜の構造は、結晶
粒子がCoであり、その結晶粒界の近傍あるいは粒界にC
r,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が偏
析させて存在させることが好ましい。この他に、垂直磁
気記録に好適な材料として、 Ba-フェライトあるいはCo
-γ−フェライトなどの酸化物系の材料を用いても良
い。いずれにしても、無機化合物層から媒体までエピタ
キシャル成長していることが磁気特性的に必要である。
そのために、先の垂直磁気記録媒体において、強磁性薄
膜と先の無機化合物薄膜の間に、格子定数が該強磁性薄
膜と該無機化合物薄膜の間の値であり、かつ、その差が
10％以内となるように薄膜の格子状数を制御した薄膜を
介して磁性膜を形成することが最も好ましい。この場合
も、強磁性薄膜と無機化合物薄膜の間に設けた薄膜の3
層がエピタキシャル的に成長させればよい。これによ
り、磁性膜の構造や組織を高精度に制御することができ
る。このような垂直磁気記録媒体を形成した磁気ディス
ク円板、磁気ヘッド、あるいは電気回路からなる磁気デ
ィスク装置を構成する。そして、この装置に各種の情報
を記録、再生あるいは消去を行なう。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を実施例を用いて説
明する。
明する。
【０００７】（実施例１）作製した磁気ディスクの断面
構造の模式図を図１に示す。まず、磁気ディスク用の基
板として、2.5″直径のガラス基板を用いた。ここで用
いたガラス基板はほんの1例であり、いずれのサイズの
ディスク基板を用いても、また、AlやAl合金基板を用い
ても、本発明の効果を左右するものではない。この基板
(1)上に、無機化合物層(2)として、CoOとSiO2を2:1に混
合したものをターゲットに用い、スパッタ法により30 n
m膜厚に形成した。放電ガスには純Arをそれぞれ使用し
た。スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は
1kW/150mmφである。成膜中は、基板を270℃に加熱し
た。得られた無機化合物層(2)の表面をTEMにより観察し
た結果の略図を図2に示す。この図より、9nmの正六角形
の結晶粒子の集合体であることがわかる。結晶粒子はコ
バルトの酸化物で、結晶粒界に存在しているのが酸化シ
リコンであった。この上に、磁性膜(3)として、Co80Cr2
0膜を50 nm膜厚に形成した。ターゲットにはCo-Cr合金
を、放電ガスには純Arをそれぞれ使用した。スパッタ時
の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は1kW/150mmφで
ある。最後に、保護膜(4)として、Ｃ膜を5 nm の膜厚に
形成した。スパッタの条件は、投入ＤＣ電力密度が1kW/
150mmφ、放電ガス圧力が５mTorrである。ここでは、ス
パッタガスにArを使用したが、窒素を含むガスを用いて
もよいことは言うまでもない。これは、粒子が微細化す
るために、得られる膜が緻密化し、保護性能を向上させ
ることができる。この膜の膜質は、このようなスパッタ
の方法に加えて、得られる膜の性質が装置に大きく依存
しているので、この条件や手法は絶対的なものではな
い。
構造の模式図を図１に示す。まず、磁気ディスク用の基
板として、2.5″直径のガラス基板を用いた。ここで用
いたガラス基板はほんの1例であり、いずれのサイズの
ディスク基板を用いても、また、AlやAl合金基板を用い
ても、本発明の効果を左右するものではない。この基板
(1)上に、無機化合物層(2)として、CoOとSiO2を2:1に混
合したものをターゲットに用い、スパッタ法により30 n
m膜厚に形成した。放電ガスには純Arをそれぞれ使用し
た。スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は
1kW/150mmφである。成膜中は、基板を270℃に加熱し
た。得られた無機化合物層(2)の表面をTEMにより観察し
た結果の略図を図2に示す。この図より、9nmの正六角形
の結晶粒子の集合体であることがわかる。結晶粒子はコ
バルトの酸化物で、結晶粒界に存在しているのが酸化シ
リコンであった。この上に、磁性膜(3)として、Co80Cr2
0膜を50 nm膜厚に形成した。ターゲットにはCo-Cr合金
を、放電ガスには純Arをそれぞれ使用した。スパッタ時
の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は1kW/150mmφで
ある。最後に、保護膜(4)として、Ｃ膜を5 nm の膜厚に
形成した。スパッタの条件は、投入ＤＣ電力密度が1kW/
150mmφ、放電ガス圧力が５mTorrである。ここでは、ス
パッタガスにArを使用したが、窒素を含むガスを用いて
もよいことは言うまでもない。これは、粒子が微細化す
るために、得られる膜が緻密化し、保護性能を向上させ
ることができる。この膜の膜質は、このようなスパッタ
の方法に加えて、得られる膜の性質が装置に大きく依存
しているので、この条件や手法は絶対的なものではな
い。
【０００８】次に、この磁性膜の構造を透過型電子顕微
鏡により調べた。平面の観察から、平均粒子径が15nmで
あり、粒子径分布を求めたところ、σで3以下であり、
分布が小さいことがわかる。このように、磁性膜の粒子
は微細化しており、かつ、サイズの分布が小さいことが
わかる。また、断面観察から、無機化合物層と磁性膜
は、エピタキシャル成長していることがわかった。その
組織も良好な柱状構造であり、基板表面から媒体表面ま
で結晶粒子サイズが変化していなことがわかった。
鏡により調べた。平面の観察から、平均粒子径が15nmで
あり、粒子径分布を求めたところ、σで3以下であり、
分布が小さいことがわかる。このように、磁性膜の粒子
は微細化しており、かつ、サイズの分布が小さいことが
わかる。また、断面観察から、無機化合物層と磁性膜
は、エピタキシャル成長していることがわかった。その
組織も良好な柱状構造であり、基板表面から媒体表面ま
で結晶粒子サイズが変化していなことがわかった。
【０００９】この磁性膜の磁気特性を測定した。得られ
た磁気特性は、保磁力がHc⊥=2.5 kOe、Hc//=0.9 kOe、
異方性磁界がHk=6.5 kOe、飽和磁化と残留磁化との比(M
r/Ms)が0.98であった。
た磁気特性は、保磁力がHc⊥=2.5 kOe、Hc//=0.9 kOe、
異方性磁界がHk=6.5 kOe、飽和磁化と残留磁化との比(M
r/Ms)が0.98であった。
【００１０】次に、この磁性膜を用いた磁気ディスクの
媒体表面に潤滑剤を塗布してディスクの記録再生特性を
評価した。記録には、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟
磁性膜を用いたMIG型磁気ヘッドを記録ヘッドとして用
いた。また、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにより再生し
た。ヘッド面と磁性膜との距離は30nmである。このディ
スクに２0 GB/inch2に相当する信号を記録してディスク
のS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が得られた。
また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これ
は、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに起因
している。
媒体表面に潤滑剤を塗布してディスクの記録再生特性を
評価した。記録には、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟
磁性膜を用いたMIG型磁気ヘッドを記録ヘッドとして用
いた。また、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにより再生し
た。ヘッド面と磁性膜との距離は30nmである。このディ
スクに２0 GB/inch2に相当する信号を記録してディスク
のS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が得られた。
また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これ
は、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに起因
している。
【００１１】ここでは、ガラス基板上に結晶質の格子定
数を制御するための薄膜を形成した例を述べたが、この
薄膜を形成した材料を用いて基板を作製し、この上に磁
性膜を形成してもよいことは言うまでもない。また、本
例では溶質物質に酸化クロムを用いた例を述べたが、こ
の効果は酸化鉄あるいは酸化ニッケルを用いても同様の
効果が得られた。さらに、溶質の酸化物として酸化シリ
コンを用いたが、これ以外に、酸化アルミニウム、酸化
チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛を用いても同様
の効果が得られた。本実施例で示した垂直磁気記録媒体
は、Co-Cr系であったが、この系に、第3の元素としてN
b,Zr,Ti,Taの内より選ばれる少なくとも1種類の元素を
添加させてもよい。また、磁性膜の膜厚は、本実施例で
示した値にとどまることなく、記録ヘッドの磁界強度や
媒体構造により決定されるので、この値に決定去れるも
のではない。磁性膜の組成によっては、格子定数が無機
化合物層の値より大きくなったり小さくなったりする。
この場合、定数の差が±10％以内になるように無機化合
物のCoOとSiO2との混合比を制御してもよく、あるい
は、磁性膜と無機化合物膜との間に両者の中間の格子定
数を有する層を設けてもよい。そのために、この無機化
合物層(2)と磁性膜と中間の格子定数を有する材料の代
表として、 Cr85Ti15合金薄膜がある。この材料は、 Ti
濃度を制御することにより、Crの格子定数から格子定数
を任意に選択できるので、無機化合物層(2)と磁性膜(3)
との格子定数の差を10％以内に抑制することができる。
この格子定数制御層としてCr85Ti15合金薄膜を50nm膜厚
程度に形成すればよい。スパッタの条件の一例として、
ターゲットにはCr-Ti合金を、放電ガスには純Arをそれ
ぞれ使用し、スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入
DC電力は1kW/150mmφである。
数を制御するための薄膜を形成した例を述べたが、この
薄膜を形成した材料を用いて基板を作製し、この上に磁
性膜を形成してもよいことは言うまでもない。また、本
例では溶質物質に酸化クロムを用いた例を述べたが、こ
の効果は酸化鉄あるいは酸化ニッケルを用いても同様の
効果が得られた。さらに、溶質の酸化物として酸化シリ
コンを用いたが、これ以外に、酸化アルミニウム、酸化
チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛を用いても同様
の効果が得られた。本実施例で示した垂直磁気記録媒体
は、Co-Cr系であったが、この系に、第3の元素としてN
b,Zr,Ti,Taの内より選ばれる少なくとも1種類の元素を
添加させてもよい。また、磁性膜の膜厚は、本実施例で
示した値にとどまることなく、記録ヘッドの磁界強度や
媒体構造により決定されるので、この値に決定去れるも
のではない。磁性膜の組成によっては、格子定数が無機
化合物層の値より大きくなったり小さくなったりする。
この場合、定数の差が±10％以内になるように無機化合
物のCoOとSiO2との混合比を制御してもよく、あるい
は、磁性膜と無機化合物膜との間に両者の中間の格子定
数を有する層を設けてもよい。そのために、この無機化
合物層(2)と磁性膜と中間の格子定数を有する材料の代
表として、 Cr85Ti15合金薄膜がある。この材料は、 Ti
濃度を制御することにより、Crの格子定数から格子定数
を任意に選択できるので、無機化合物層(2)と磁性膜(3)
との格子定数の差を10％以内に抑制することができる。
この格子定数制御層としてCr85Ti15合金薄膜を50nm膜厚
程度に形成すればよい。スパッタの条件の一例として、
ターゲットにはCr-Ti合金を、放電ガスには純Arをそれ
ぞれ使用し、スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入
DC電力は1kW/150mmφである。
【００１２】（実施の形態２）作製した磁気ディスクの
断面構造は実施例1と同じで、その模式図は図１に示す
とおりである。まず、磁気ディスク用の基板として、2.
5″直径のガラス基板を用いた。ここで用いたガラス基
板はほんの1例であり、いずれのサイズのディスク基板
を用いても、また、AlやAl合金基板を用いても、本発明
の効果を左右するものではない。この基板(1)上に、無
機化合物層(2)として、CoOとZnOを3:1に混合したものを
ターゲットに用いて、スパッタ法により30 nm膜厚に形
成した。放電ガスには純Arをそれぞれ使用した。スパッ
タ時の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は1kW/150mm
φである。この無機化合物層(2)の表面をTEMにより観察
したところ、40nmの正六角形の結晶粒子の集合体である
ことがわかった。この構造は、実施例１の図2と同様で
ある。この上に、磁性膜(3)として、Ba-フェライトを10
0nmの膜厚に形成した。ここで、Ba-フェライトの結晶構
造は、この無機化合物層(2)と同一であり、また、格子
定数は無機化合物層(2)の組成(CoOとZnOの比)を制御し
てマッチングをとった。磁性膜をスパッタ法により作製
した。ターゲットにはBa-フェライトを、放電ガスには
純Arをそれぞれ使用した。ここで、スパッタ条件や用い
る装置によっては、Ar/O2混合ガスを放電ガスとして用
いてもよい。スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入
DC電力は1kW/150mmφである。最後に、保護膜(4)とし
て、Ｃ膜を5 nm の膜厚に形成した。スパッタの条件
は、投入ＤＣ電力密度が1kW/150mmφ、放電ガス圧力が
５mTorrである。ここでは、スパッタガスにＡｒを使用
したが、窒素を含むガスを用いてもよいことは言うまで
もない。これは、粒子が微細化するために、得られる膜
が緻密化し、保護性能を向上させることができるからで
ある。この膜の膜質は、このようなスパッタの方法に加
えて、得られる膜の性質が装置に大きく依存しているの
で、この条件や手法は絶対的なものではない。
断面構造は実施例1と同じで、その模式図は図１に示す
とおりである。まず、磁気ディスク用の基板として、2.
5″直径のガラス基板を用いた。ここで用いたガラス基
板はほんの1例であり、いずれのサイズのディスク基板
を用いても、また、AlやAl合金基板を用いても、本発明
の効果を左右するものではない。この基板(1)上に、無
機化合物層(2)として、CoOとZnOを3:1に混合したものを
ターゲットに用いて、スパッタ法により30 nm膜厚に形
成した。放電ガスには純Arをそれぞれ使用した。スパッ
タ時の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は1kW/150mm
φである。この無機化合物層(2)の表面をTEMにより観察
したところ、40nmの正六角形の結晶粒子の集合体である
ことがわかった。この構造は、実施例１の図2と同様で
ある。この上に、磁性膜(3)として、Ba-フェライトを10
0nmの膜厚に形成した。ここで、Ba-フェライトの結晶構
造は、この無機化合物層(2)と同一であり、また、格子
定数は無機化合物層(2)の組成(CoOとZnOの比)を制御し
てマッチングをとった。磁性膜をスパッタ法により作製
した。ターゲットにはBa-フェライトを、放電ガスには
純Arをそれぞれ使用した。ここで、スパッタ条件や用い
る装置によっては、Ar/O2混合ガスを放電ガスとして用
いてもよい。スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入
DC電力は1kW/150mmφである。最後に、保護膜(4)とし
て、Ｃ膜を5 nm の膜厚に形成した。スパッタの条件
は、投入ＤＣ電力密度が1kW/150mmφ、放電ガス圧力が
５mTorrである。ここでは、スパッタガスにＡｒを使用
したが、窒素を含むガスを用いてもよいことは言うまで
もない。これは、粒子が微細化するために、得られる膜
が緻密化し、保護性能を向上させることができるからで
ある。この膜の膜質は、このようなスパッタの方法に加
えて、得られる膜の性質が装置に大きく依存しているの
で、この条件や手法は絶対的なものではない。
【００１３】次に、この磁性膜の構造を電子顕微鏡によ
り調べた。平面の観察から、平均粒子径は40nmであり、
無機化合物層と同じでサイズであった。この粒子の粒子
径分布を求めたところ、σで５以下であった。このよう
に、粒子は微細化しており、かつ、分布が小さいことが
わかる。また、断面観察から、無機化合物層と磁性膜
は、エピタキシャル成長していることがわかった。その
組織も良好な柱状構造であり、基板表面から媒体表面ま
で結晶粒子サイズが変化していなことがわかった。
り調べた。平面の観察から、平均粒子径は40nmであり、
無機化合物層と同じでサイズであった。この粒子の粒子
径分布を求めたところ、σで５以下であった。このよう
に、粒子は微細化しており、かつ、分布が小さいことが
わかる。また、断面観察から、無機化合物層と磁性膜
は、エピタキシャル成長していることがわかった。その
組織も良好な柱状構造であり、基板表面から媒体表面ま
で結晶粒子サイズが変化していなことがわかった。
【００１４】この磁性膜の磁気特性を測定した。得られ
た磁気特性は、保磁力がHc⊥=2.0 kOe、Hc//=1.0 kOe、
異方性磁界がHk=6.7 kOe、飽和磁化と残留磁化との比(M
r/Ms)が0.93であった。これらの結果は、粒子サイズが
小さく、しかもそのばらつきが小さく、さらに柱状組織
を反映しているためであることがわかる。
た磁気特性は、保磁力がHc⊥=2.0 kOe、Hc//=1.0 kOe、
異方性磁界がHk=6.7 kOe、飽和磁化と残留磁化との比(M
r/Ms)が0.93であった。これらの結果は、粒子サイズが
小さく、しかもそのばらつきが小さく、さらに柱状組織
を反映しているためであることがわかる。
【００１５】次に、この磁性膜を用いた磁気ディスクの
媒体表面に潤滑剤を塗布してディスクの記録再生特性を
評価した。記録には、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟
磁性膜を用いたMIG型磁気ヘッドを記録ヘッドとして用
いた。また、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにより再生し
た。ヘッド面と磁性膜との距離は30nmである。このディ
スクに２0 GB/inch2に相当する信号を記録してディスク
のS/Nを評価したところ、30dBの再生出力が得られた。
また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これ
は、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに起因
している。
媒体表面に潤滑剤を塗布してディスクの記録再生特性を
評価した。記録には、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟
磁性膜を用いたMIG型磁気ヘッドを記録ヘッドとして用
いた。また、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにより再生し
た。ヘッド面と磁性膜との距離は30nmである。このディ
スクに２0 GB/inch2に相当する信号を記録してディスク
のS/Nを評価したところ、30dBの再生出力が得られた。
また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これ
は、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに起因
している。
【００１６】ここでは、ガラス基板上に結晶質の格子定
数のマッチングをとるために、無機化合物層(2)の組成
を制御した。しかし、これ以外に、無機化合物層(2)と
磁性膜(3)との間に両者の中間の格子定数を有する薄膜
を設けてもよい。また、無機化合物薄膜を基板上に形成
した例を述べたが、この薄膜を形成した材料を用いてデ
ィスク基板を作製し、この上に磁性膜を形成してもよい
ことは言うまでもない。また、本例では溶質物質に酸化
クロムを用いた例を述べたが、この効果は酸化鉄あるい
は酸化ニッケルを用いても同様の効果が得られた。さら
に、溶質の酸化物として酸化シリコンを用いたが、これ
以外に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル
あるいは酸化亜鉛を用いても同様の効果が得られた。磁
性材料に、Co-γ-フェライトを用いても同様の効果が得
られた。異なるのは格子定数で、その整合性をとる方法
は前述したとおりである。
数のマッチングをとるために、無機化合物層(2)の組成
を制御した。しかし、これ以外に、無機化合物層(2)と
磁性膜(3)との間に両者の中間の格子定数を有する薄膜
を設けてもよい。また、無機化合物薄膜を基板上に形成
した例を述べたが、この薄膜を形成した材料を用いてデ
ィスク基板を作製し、この上に磁性膜を形成してもよい
ことは言うまでもない。また、本例では溶質物質に酸化
クロムを用いた例を述べたが、この効果は酸化鉄あるい
は酸化ニッケルを用いても同様の効果が得られた。さら
に、溶質の酸化物として酸化シリコンを用いたが、これ
以外に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル
あるいは酸化亜鉛を用いても同様の効果が得られた。磁
性材料に、Co-γ-フェライトを用いても同様の効果が得
られた。異なるのは格子定数で、その整合性をとる方法
は前述したとおりである。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、配向性の制御により、
垂直磁気異方性の誘起および増大が図れる。また、磁性
膜の結晶粒子サイズの分布を小さくできるので、ディス
クを形成したときのノイズの低減、熱揺らぎや熱減磁の
低減に効果がある。これらにより、高密度磁気記録を実
現できる。
垂直磁気異方性の誘起および増大が図れる。また、磁性
膜の結晶粒子サイズの分布を小さくできるので、ディス
クを形成したときのノイズの低減、熱揺らぎや熱減磁の
低減に効果がある。これらにより、高密度磁気記録を実
現できる。
【図１】磁気ディスクの断面構造を示す模式図。
【図２】無機化合物層の構造を示す模式図。
【符号の説明】 １・・・ 基板、２・・・ 無機化合物膜、３・・・ 磁性膜、４・・
・ 保護膜。
・ 保護膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 孝 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 保坂 純男 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 小山 栄二 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 寺尾 元康 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高橋 研 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山本 浩貴 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 蔵本 浩樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 5D006 BB07 CA01 CA05 CB04 DA03 DA08 FA09 5D112 AA02 AA03 AA05 AA24 BA03 BD02 BD03 BD04 FA04 FB04 FB06
Claims (4)
- 【請求項１】ディスク基板上に、酸化クロム、酸化鉄あ
るいは酸化ニッケルの内より選ばれる1種類の酸化物か
らなる結晶粒子と該結晶粒子の結晶粒界に存在する酸化
シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタ
ルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれる少なくとも1種類
の酸化物とを有する無機化合物膜が形成され、該無機化
合物膜上に磁化容易軸が前記基板と垂直方向をなす磁性
膜を形成したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 【請求項２】前記基板はガラス基板であることを特徴と
する請求項１記載の垂直磁気記録媒体。 - 【請求項３】前記無機化合物膜上に前記磁性膜がエピタ
キシャル的に成長したことを特徴とする請求項１または
２記載の垂直磁気記録媒体。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載の垂直磁気記録媒体
と、該垂直磁気記録媒体へ情報を記録または再生する磁
気ヘッドとを具備することを特徴とする磁気ディスク装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019450A JP2000215437A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019450A JP2000215437A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000215437A true JP2000215437A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11999658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11019450A Pending JP2000215437A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000215437A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374793B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2003-03-04 | 삼성전자주식회사 | 수직 자기 기록 매체 |
| US6815098B2 (en) | 2000-12-28 | 2004-11-09 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium, method for producing the same, and magnetic storage apparatus |
| CN114196073A (zh) * | 2020-09-02 | 2022-03-18 | 中国科学院化学研究所 | 一种跨尺度增强体颗粒及其制备方法和应用 |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP11019450A patent/JP2000215437A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6815098B2 (en) | 2000-12-28 | 2004-11-09 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium, method for producing the same, and magnetic storage apparatus |
| KR100374793B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2003-03-04 | 삼성전자주식회사 | 수직 자기 기록 매체 |
| CN114196073A (zh) * | 2020-09-02 | 2022-03-18 | 中国科学院化学研究所 | 一种跨尺度增强体颗粒及其制备方法和应用 |
| CN114196073B (zh) * | 2020-09-02 | 2022-11-22 | 中国科学院化学研究所 | 一种跨尺度增强体颗粒及其制备方法和应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
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