JPH0246522A - 磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、固定型磁気ディスク装置の磁気ディスクに係
り、特に高密度記録に好適に用いられ得る、スパッタ法
やメツキ法にて製造される磁気ディスクに関するもので
ある。

（背景技術） 近年、情報処理システムにおけるファイルメモリーとし
て、磁気ディスクが広く用いられるようになってきてい
る。そして、このような磁気ディスクは、その大容量化
、高密度化のために、磁性層として従来の磁性粉体と樹
脂を混合してなる塗布型媒体を用いた塗布型磁気ディス
クから、メツキ法やスパッタ法にて形成される金属薄膜
からなる磁性薄膜媒体層を設けた連続薄膜型磁気ディス
クへと移行しつつある。

ところで、第１図には、−Ｃ的な磁気ディスク装置が模
式的に示されているが、そこにおいて、円盤状の磁気デ
ィスク２の所定幅のトラック部４に対して、磁気ヘッド
６により所定の情報が書き込まれたり、またかかるトラ
ック部４に記録されている情報が読み出されたりするこ
ととなるのである。従って、かかる磁気ディスク２に対
する情報の記録密度を大きくするには、磁気ディスク２
の半径方向におけるトラック部４の密度を大きくするか
或いはトランク部４の円周方向のビット長を短くするこ
とが必要となる。

しかしながら、トラック部４の半径方向における密度を
大きくするためには、サーボ機構を用いた磁気ヘッド６
の位置決め機構を改善する必要があるが、たとえそのよ
うな改善が為され得たとしても、熱ドリフトの問題から
２０００７ＰＩ　　（トラック／インチ）が実用上の限
度とされ、トラック密度の高密度化には限界があったの
である。

一方、磁気ディスク２０円周方向ともなるトラック部４
の円周方向の密度、即ち線記録密度を大きくすることは
、ビット長を短くすることとなるが、現状では０，７μ
ｍ程度のビット長の媒体まで用いられている。

而して、磁気ディスクの磁性層をスパッタ法やメツキ法
を用いて製造された薄膜媒体にて構成する場合にあって
は、第２図に示されるように、磁化が反転する領域（磁
化遷移領域）が生じることとなる。ところで、第２図（
ａ）は、等方磁性膜を用いたディスクの磁化遷移領域を
示し、また第２図（ｂ）は、磁気異方性を持つ磁性膜を
用いたディスクの磁化遷移領域を示し、更に第２図（Ｃ
）。

（ｄ）は、それぞれ、出力波形を示している。なお、何
れの図においても、横座標は時間である。

そして、この領域では、第２図（ａ）、　　（ｂ）に示
される如く、反磁界の影響により鋸歯状の磁壁を形成し
、磁化は該磁壁に沿った向きとなるのである。また、第
１図における磁気ヘット６がかかる領域を通過するとき
の再生波形は、磁化遷移長（Ｗ）が大きいと半値幅（Ｐ
、＋５０）が大きくなり、隣合う波形の干渉により出力
が低下することとなる。更にまた、鋸歯状の磁壁の形状
は一定でないため、再生波形が変動してＳ／Ｎ比が低下
することとなる。

従って、このようなことから、磁化遷移長（Ｗ）を小さ
くする努力が為されてきており、そのために磁性膜の角
型比（Ｓ）と保磁力（Ｈｃ）を大きくし、更に膜厚を薄
クシた磁性膜の採用が考えられているのである。

しかしながら、かかる磁性膜の保磁力を高めて、それを
ヘッド書込み磁場の大きさの１／３程度以上にすると、
オーバーライ１−特性が悪くなる問題を惹起し、好まし
くないのであり、また薄膜ヘッドやＭＩＧ　（メタル・
イン・ギャップ）ヘッドを用いて書込み磁場を大きくし
ても、磁性膜の保磁力を大きくするには、一般にプロセ
スを複雑化しなければならず、何れにしても好ましいも
のではなかったのである。更に、角型比を大きくするだ
けでは、直接に磁化遷移長を小さくすることに対しては
、余り大きな効果はなかったのである。

（発明が解決しようとする課題） ここにおいて、本発明は、従来の磁気ディスクにおける
上記のような問題を解決し、磁化遷移長を更に短くして
、高い出力と高いＳ／Ｎ比を有する磁気ディスクを提供
することを、その解決課題とするものである。

（課題を解決するための手段） そして、本発明は、かかる課題解決のために、円周方向
に磁化容易軸を有し、その磁気異方性エネルギーが３　
Ｘ　１０５ｅｒｇ／　ｃｃ以土工２　Ｘ　１０６ｅｒｇ
／ｃｃ以下であり、且つ保磁力が１０００エルステツド
（Ｏｅ）以上、１５００Ｏｅ以下である磁性膜を設けて
なる磁気ディスクを、その要旨とするものである。

すなわち、本発明にあっては、前述のように、磁化遷移
領域においては、反磁界の影響により鋸歯状の磁壁が形
成され、そして磁化ベクトルは、そこで磁壁に沿った向
きとなるところから、円周方向を磁化容易軸と為し、ま
たその異方性エネルギーを３　Ｘ　１０５ｅｒｇ／　ｃ
ｃよりも大きくするようにしたものであり、これによっ
て磁化ベクトルの向きが変わり難くなって、鋸歯状の磁
壁の形成を妨げるようになるのであり、そのため磁化遷
移長が短くなって、出力及びＳ／Ｎ比が向上せしめられ
るのであり、また保磁力を１０００Ｏｅ以上、好ましく
は１２００Ｏｅ以上とすると共に、かかる磁気異方性エ
ネルギーを高めることによって、そのＳ／Ｎ比がより一
層有効に高められ得るのである。

一方、第５図に示されるように、磁気ヘッドが磁気ディ
スクの内周部に位置する場合又は外周部に位置する場合
に、磁気ヘッドの磁気ギャップは常に円周方向に垂直方
向を向くことが出来ない。

そこで、円周方向の磁気異方性が大き過ぎると、このよ
うな状況下では、磁気ヘッドにて磁気ディスクに充分記
録することが出来なくなる。この理由から、磁気異方性
エネルギーは、２　Ｘ　１０’ｅｒｇ／　ｃｃ以下にす
る必要があるのである。また、保磁力に関しても、それ
が１５００Ｏｅを越えるようになると、オーバーライド
特性が劣るようになるため、好ましくなく、それ故１５
００Ｏｅ以下とする必要が生じるのである。

（具体的構成・実施例） 以下、実施例に基づいて、本発明を更に具体的に明らか
にすることとする。

先ず、Ａ７！−Ｍｇ合金基板を用い、その表面を通常の
テープ研磨機にてテキスチャリング加工を施すことによ
り、かかる基板表面の円周方向に微細な溝を形成してな
るテキスチャ基板を得る。なお、このテキスチャ基板の
表面に形成される同心円状の微細な溝のピンチが小さく
なるよ・うに、テープ研磨の条件が適宜に選定され、こ
れによって磁気異方性エネルギーが有利に高められ得る
のである。

次いで、かかるテキスチャ基板とスパック・ターゲット
を同軸に対向させて、スパッタを行なう静止対向方式の
マグネトロン・スパッタ法にて、かかるテキスチャリン
グに、ＣｏＮｉＣｒ膜をエピタキシャル成長させるため
の下地膜であるＣｒ下地膜、その上に磁性膜であるＣ０
６□、５Ｎ　ｉ　３゜Ｃｒ−ｒ、５膜、更にその上にＣ
保護膜を、順次連続的にスパッタ成膜せしめ、これによ
り、円周方向に磁化容易軸を有する磁性膜を得ることが
出来る。

なお、この静止対向マグネトロン・スパッタ法による成
膜に際して、スパッタ・ターゲットのエロージョン部が
テキスチャ基板の外周部より更に外側に位置するように
して、スパッタ成膜することにより、磁気異方性エネル
ギーは大きくなり、更にはスパッタ雰囲気として用いら
れるＡｒガスに、０．０１〜１容量％の不純物ガス（例
えば、０□。

Ｎ２．空気、水分等）が導入され、これによって、保磁
力及び磁気異方性エネルギーはより有利に高められ、Ｓ
／Ｎ比は大きくなる。また、かかるスパッタ成膜に際し
て、Ａｒガス圧力とスパッタ電力は、保磁力が最大とな
るように適宜に選定されることとなる。

このようにして得られる磁性膜を有する各種の磁気ディ
スクについて、その保磁力とＳ／Ｎ比の関係が第３図に
示されているが、そこでは、Ｃ。

ＮｉＣｒ膜の厚みは６００人、Ｃ保護膜の厚みは３００
人とされ、そしてＣｒ下地膜の厚みを１０００人〜４０
００人まで大きくすると、保磁力の大きさが８００Ｏｅ
〜１２００Ｏｅまで増加することが認められた。

また、ここで、磁気異方性エネルギーが３×１０’ｅｒ
ｇ／ｃｃ以上の磁性膜を有する磁気ディスクと磁気異方
性のない等方位性膜を有する磁気ディスクについて比較
すると、何れの場合にも、保磁力を大きくすることによ
ってＳ／Ｎ比は向上するが、第３図における符号：Ａ−
Ｈのものの磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）が、下記第１
表に示されるように、３　Ｘ　１０５ｅｒｇ／　ｃｃ以
土工ると、同じ保磁力でも、高いＳ／Ｎ比となることが
判る。

さらに、第４図では、磁気異方性エネルギーが３　Ｘ　
１０５ｅｒｇ／ｃｃ以上の磁性膜を有する磁気ディスク
と等方性膜を有する磁気ディスクについて、それらの出
力とＳ／Ｎ比が比較されているが、この第４図における
符号：Ａ−Ｌのものの磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）が
、下記第２表に示されるように、３　Ｘ　１０５ｅｒｇ
／ｃｃ以上であれば、そこにおいて、磁性層の膜厚が薄
い（３００人）と、磁気異方性がある場合、Ｓ／Ｎ比の
向上に寄与することが認められ、一方磁性層の厚みが厚
い（９００人）と、出力の向上に寄与することが認めら
れる。しかしながら、磁気異方性エネルギーが３×１１
０５ｅｒ／ｃｃよりも小さい場合には、Ｓ／Ｎ比または
出力の向上には大きな効果がないことが理解されるので
ある。

第 表 第 表 そして、磁性層として３５０人の厚みのｃｏ８ＯＮｉｐ
、膜を用いて、同様な実験を行なったところ、磁気異方
性エネルギーが３　Ｘ　１０５ｅｒａ／ｃｃ以上である
と、Ｓ／Ｎ比が３ｄＢ向上することが確認された。

また、磁気異方性を付与する方法として、上記の如くテ
キスチャ基板を用いることなく、ＣｒＴ地膜の結晶配向
を利用して、３５０人の厚みのＣＯａｏＮ　ｊ　２０膜
またはＣ０６２，ＳＮｉ、ｏｃｒ？、ｓ膜の磁気異方性
を付与した場合についても、その磁気異方性エネルギー
が３　Ｘ　１０５ｅｒｇ／ｃｃ以上であると、Ｓ／Ｎ比
が３ｄＢ向上することが判った。

なお、以上の記録再生特性の評価は、トラック幅が２０
μｍのＭｎ−Ｚｎｎフシイ１−ヘッドを用いて、０．２
７μｍの実効浮上量で、記録再生されたものである。そ
して、Ｓ／Ｎ比は５ＭＨｚの周波数で書き込み、変調ノ
イズを測定し、出力との比を求めたものであり、また出
力は５ＭＨｚの周波数に対する出力値である。

ところで、上記の如きテキスチャリング加工による磁気
異方性の付与は、磁気異方性エネルギーが５　Ｘ　１０
５ｅｒｇ／ｃｃまでであれば、例えば、テプ研磨機を用
いて実施することが出来る。しかしながら、それ以上の
磁気異方性エネルギーを得るには、かかる研磨操作（テ
キスチャリング加工）では困難となる。これは、テキス
チャをかけ過ぎると表面が荒れて、ヘットヒツト（磁気
ヘッドとディスクが衝突する現象）を生じるためである
。

而して、磁気異方性エネルギーを大きくするためには、
基板表面の凹凸のピンチを均一に且つ微細にイ１けるこ
とが必要である。このため、本発明にあっては、例えば
、ＩＣプロセスで用いられているリソグラフィー技術を
利用することによって、その要求に応えることが出来、
これによって、５Ｘ　１０５ｅｒｇ／ｃｃ以」二の磁気
異方性エネルギーを得ることが出来るのである。

因みに、かかるリソグラフィー技術を用いて、本発明に
従う磁気ディスクを製造した結果は、以下の通りであっ
た。即ち、先ず、マスクとして、０．５μｍのピンチで
交互にラインとスペースを持つものを用いて、密着露光
方式でアルミ基板上に塗布したレジスＩ・のパターニン
グを行なった。次いで、イオンミリング装置を用いて、
５００Ｖの加速電圧のＡｒイオンを基板にふつしＪて、
レジストで覆われていない部分を削った。その後、レジ
ストを溶剤で溶かして、微細な凹凸を基板表面に形成し
た。そして、静止対向型マグネトロン・スパッタ手法に
て、かかる基板の凹凸表面上に、５ｍ　ＴｏｒｒのＡｒ
圧力下で、２０００人のＣｒ下地膜と６００人のＣｏＮ
ｉＣｒ膜と３００人のＣ保護膜を順次スパッタ手法して
、目的とする磁気ディスクを作製した。

かくして得られた磁気ディスクの保磁力は１２００〜１
５００Ｏｅで、磁気異方性エネルギーは７〜２０　Ｘ　
１０５ｅｒｇ／ｃｃの大きい値を示した。また、かかる
磁気ディスクは、Ｓ／Ｎ比が３８ｄＢ、分解能が８０％
であり、高密度記録に適することが認められた。

なお、本発明に従う磁気ディスクを得るために、ディス
ク基板に磁気異方性を付与する方法としては、上記例示
のものに限定されるものでないが、特にテキスチャリン
グ加工又はリソグラフィー処理をした基板を用いると、
安定して磁気異方性エネルギーを３　Ｘ　１０５ｅｒｇ
／ｃｃ以上とすることが出来、実用上望ましいものであ
るところから、本発明にあっては、そのような基板が有
利に用いられることとなる。

また、本発明にお＆ノる磁性層の材料としても、特に限
定されるものではないが、特にＣｏ系合金において、そ
の効果が著しいことが認められている。

以上、幾つかの実施例に′基づいて、本発明の構成を詳
細に説明してきたが、本発明が、かかる例示の具体例の
みに限定して解釈されるものでは決してなく、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであるこ
とが、理解されるべきである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、磁気ディス
クにおける磁性層として、円周方向に磁化容易軸を有し
、その磁気異方性エネルギーが３Ｘ　１０　’　ｅｒｇ
／ｃｃ以上、２　Ｘ　１０６ｅｒＢ／ｃ、ｃ、以下であ
り、且つ保磁力が１０００Ｏｅ以上、１５００Ｏｅ以下
である磁性膜を用いることにより、高いＳ／Ｎ比と大き
な出力を有する磁気ディスクを有利に実現せしめ得たも
のであり、またこのような特性の付与により、高密度記
録の可能な磁気ディスクの提供を可能ならしめたもので
あって、そこに、本発明の大きな工業的意義が存するの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気ディスク装置を模式的に示す説明図であ
り、第２図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ等方位性膜及
び磁気異方性膜についての磁化遷移領域を示す説明図で
あり、第２図（Ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ等方位性膜
及び磁気異方性膜についての出力波形を示す説明図であ
り、第３図及び第４図は、それぞれ、実施例において得
られた保磁力とＳ／Ｎ比の関係を示すグラフ及び出力と
Ｓ／Ｎ比の関係を示すグラフである。第５図は、磁気ヘ
ッドと磁気ディスクの位置関係を示す説明図である。 ２：磁気ディスク　４：トラソク部 ６：磁気ヘッド 手続補正書 （自発） ６゜ 補正の内容 明細書第１２頁の第２表を下記の通りに訂正する。 ［ 第 表 １゜ 事件の表示 昭和６３年 特許願 第１９７７９２号 ２゜ 発明の名称 磁気ディスク ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円周方向に磁化容易軸を有し、その磁気異方性エネルギ
   ーが３×１０＾５ｅｒｇ／ｃｃ以上、２×１０＾６ｅｒ
   ｇ／ｃｃ以下であり、且つ保磁力が１０００Ｏｅ以上、
   １５００Ｏｅ以下である磁性膜を設けてなる磁気ディス
   ク。