JPH05101378A - 磁気記録ハード・デイスク及びその製造方法並びに薄膜磁気記録層の磁性を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気層自体を付着するプロセスの制御とは独
立的に、コバルト基材薄膜の磁気記録層の磁気特性を制
御する方法が提供される。 【構成】 本発明によれば、磁気層が後で付着されるク
ロム基材下層の真空付着プロセス（スパッタリング・プ
ロセスまたは蒸着プロセス）の間、該プロセスと共用可
能なドーパント気体をアルゴン雰囲気中に導入すること
により、上記の目的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ処理の分野に関
し、特に薄膜磁気記録媒体、例えばディスク・ファイル
または直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の製造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気記録層の磁気特性は、固定即ち
ハード記録ディスクの如き磁気媒体が従来のデータ処理
装置において使用される如くディジタル・データの高密
度記憶において有効であるように厳密に制御されねばな
らない。

【０００３】磁気材料のヒステリシス・ループの記述の
ため使用される如き薄膜磁気記録層の例示的な磁気特性
は、保磁度（Ｈc）、残留磁気（Ｍr）、残留磁気厚さ積
（ＭrＴ）、方形比（Ｓ）および保磁度方形比（Ｓ*）で
ある。

【０００４】薄膜磁気記録媒体の製造における目標は、
媒体が使用されるデータ処理装置の読出し／書込み変換
ヘッドと比肩し得、かつ実際に要求されるバルク磁気特
性を得ることである。例えば、磁気膜の保磁度は、磁気
膜内部の磁化方向を反転させるため変換ヘッドに要求さ
れる磁気膜の有効度である。

【０００５】当技術においては、薄膜磁気媒体の磁気特
性を制御するため多くの手段が実施されてきた。事例と
しては、薄膜磁気層直下の異なる材質の使用（例えば、
磁気下層の使用）、磁気層の厚さの変化、および磁気層
における異なる磁気合金の使用である。しかし、当技術
は、一般に、変更不能な組をなす材料および厚さの要件
が磁気層に対して規定される時、薄膜磁気層のバルク磁
気特性の制御に成功しなかった。そのあり得る例外は、
ディスク基層の種々の予熱を用いることであった。しか
し、この予熱ステップは、ディスクの残留磁気または歪
みに対する他の不整合を招くおそれがある。

【０００６】参考のため本文に引用される米国特許第
４，７４９，４５９号は、薄膜磁気記録層の保磁度が制
御し得る多くの方法について記述しており、クロム下層
上に磁気膜を形成すること、および下層の厚さを制御す
ることにより磁気膜の保磁度を制御すること、磁気層中
のプラチナ量の制御、およびアルゴンと、窒素、アンモ
ニアまたは酸素と窒素の如き選択された微量の気体とを
含む大気中で磁気層をスパッタ付着を含む。

【０００７】米国特許第４，２３１，８１６号、同第
４，６４０，７７５号および同第４，８０３，１３０号
は、窒素を含む選択された気体を含む大気中の金属合金
のスパッタリングについて記載している。

【０００８】ワダ氏の米国特許第４，８２８，９０５号
は、酸素およびアルゴンの混合雰囲気中でＣｒターゲッ
トでスパッタリングすることにより、酸化クロムの中間
層２が非金属基板１上に形成される磁気記録媒体を提供
する。これは剥離抵抗性を改善する目的のため行われる
ことを知ることが重要である。

【０００９】ワダ氏の特許は、中間層２ＫＡＲＡ磁気層
４を分離する比較的厚い（通常、１０００乃至１０００
０オングストロームの厚さ、４欄６５行参照）金属基層
３を提供する。

【００１０】本願の記録ディスクの特許請求の範囲によ
れば、本願のクロム／ドーパント下層と本願の磁気記録
膜との間には、ワダ氏の比較的厚い金属基層３の如き層
があるはずのないことを記載している。このように、本
願のクロム／ドーパント下層は、その上に直接置かれた
磁気記録膜の磁気特性を制御するように働くことが保証
される。

【００１１】本願の方法によれば、磁気記録膜の磁気特
性を制御するためには、クロムを基材とする下層の付着
の間に使用されるドーパント気体量を制御する別のステ
ップが含まれる。

【００１２】ワダ氏の特許には、どの層のドーパント気
体量も記録媒体の磁気記録層の磁気特性を制御するよう
に制御できることを教示する方法は存在しない。

【００１３】当技術で実施される薄膜磁気媒体の磁気特
性を制御するための種々の手段が一般に有効であるが、
薄膜磁気層の厚さの如きパラメータの制御と切離して、
ディスク製造プロセスの大きなラチチュードを提供する
方法で薄膜記録層の磁気特性が制御可能である、簡単な
手段に対する要求が当技術において依然として存在す
る。

【００１４】

【発明の概要】本発明は、磁気膜に対する下層がアルゴ
ン雰囲気の圧力下で付着される真空デポジション・プロ
セスの間、（複数または単数の）ドーパント気体または
蒸気の導入により、薄膜磁気記録媒体の磁気特性を制御
するための信頼し得かつ反復可能な手段に関するもので
ある。本発明によるドーパント気体は、クロム基材下層
がアルゴン雰囲気の存在下で付着されるプロセスと共用
可能でなければならず、また本発明によればドーパント
気体は酸素、窒素および（または）炭素を含まねばなら
ない。事例のドーパント気体は、酸素、窒素、空気、酸
素と窒素の混合物、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンお
よび水蒸気を含む。

【００１５】次いで、磁気膜がこのドープ処理された下
層上に付着される。同じかあるいは異なるドーパントも
金属層に導入することもある。本発明は、硬質あるいは
可撓性の磁気記録媒体のいずれに使用されても、利用価
値を有する。

【００１６】本発明により制御される磁気パラメータ
は、これに限定されるものではないが、保磁度（Ｈ
c）、残留磁気（Ｍr）および保磁度方形度（Ｓ*）であ
る。

【００１７】クロム基材下層の結晶学的な結晶粒構造
は、上層コバルト基材磁気合金膜のバルク磁気特性を決
定する際主要な役割を演じることが知られている。

【００１８】本発明によれば、薄膜磁気記録層の結晶学
的な結晶粒構造およびバルク磁気パラメータ即ち特性
は、一般に薄磁気膜として付着される磁気材料の種類と
は関係なく、また一般に薄磁気膜の厚さとは無関係に制
御可能である。

【００１９】更に、本発明の目的および利点は、酸素、
窒素および（または）炭素を含むプロセスと共用し得る
気体または蒸気によるクロム基材下層の気相ドーピング
で行われ、そのグループは、酸素、窒素、純粋な空気、
例えば２０％の酸素と８０％の窒素、一酸化炭素、二酸
化炭素、メタンおよび水蒸気である。このようなクロム
基材下層の事例は、これに限定するものではなく、Ｃ
ｒ、ＣｒＷ、ＣｒＶおよびＣｒｎＢである。その後、薄
膜磁気記録層は、このドープされたＣｒ基材下層に付着
される。

【００２０】本発明は、上層の薄膜記録層のバルク磁気
特性が、磁気層上に制限を置くことなく、あるいは磁気
層が下層上に付着される付着プロセスと同時に制御でき
る非常に簡単な手段を提供する。

【００２１】本発明が効用を有する薄膜磁気記録層は、
真空で付着されたコバルト基材の磁気記録層、例えばス
パッタリング付着されあるいは蒸着された薄膜である。
このようなコバルト基材の薄膜の例示的な組成は、Ｃｏ
７５／Ｐｔ１２／Ｃｒ１３である。コバルト基材の磁気
記録層で有用な他の金属は、ＮｉおよびＴａを含む。

【００２２】本発明の重要な効用は、目標値の達成に必
要な如く磁気特性を増加あるいは減少させるように層の
下層のドーピングを制御することにより、コバルト基材
の記録層に対するターゲット保磁度、残留磁気および
（または）方形比特性を生じることである。

【００２３】本発明の目的は、記録層のための基板部材
が真空付着されたクロム基材下層により最初に設けら
れ、この下層が、酸素、窒素、酸素と窒素の混合物、一
酸化炭素、二酸化炭素、メタンおよび水蒸気のグループ
から選択されることが望ましい酸素、窒素および（また
は）炭素を含むプロセスと共用し得るドーパント気体に
よりドープされ、次いで、薄膜磁気記録層がこのクロム
基材下層上に真空付着される、薄膜磁気記録層のバルク
磁気特性を制御する方法を提供することである。

【００２４】本発明の一実施態様においては、このクロ
ム基材下層は、アルゴン・ガスおよび選択されたドーパ
ント気体または蒸気の存在下で熱間均衡加圧（ＨＩＰＥ
Ｄ）真空鋳造あるいは他の高純度目標部材から基板手段
上にスパッタリング付着される。

【００２５】明らかなように、窒素、酸化物と窒素の混
合物、メタン、一酸化炭素または二酸化炭素のグループ
からのドーパント気体の選択は、薄膜記録層の保磁度を
減少させることを可能にするが、ドーパント気体として
酸素または水蒸気を選択することは、薄膜記録層の保磁
度を増加させることを可能にする。

【００２６】また明らかなように、薄膜記録層のヒステ
リシス・ループの方形比を減少させることが要求される
場合、選択されたドーパント気体は窒素、空気、一酸化
炭素、二酸化炭素またはメタンでよい。

【００２７】本発明は、薄い磁気記録膜の保磁度、残留
磁気および保磁度方形比の如き磁気特性を容易に制御す
るための方法および装置を提供する。

【００２８】本発明の使用例は、ディスク・ファイルと
も呼ばれる直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）において
使用される硬質磁気記録ディスクを作ることである。

【００２９】本発明によれば、記録膜の巨視的磁気特性
は、記録膜が後で付着される下層をドープすることによ
り制御される。記録膜のその後の付着中、この記録膜の
微視的磁気特性は望むように制御される。このように、
従来のデータ処理中媒体が使用される読出し／書込み変
換ヘッドと共に使用可能である磁気特性を有する磁気記
録媒体が作られる。更に、本発明は、特定のヘッド／媒
体環境において要求される保磁度および残留磁気厚さ積
の如き磁気特性を取得するため使用可能な製造プロセス
の選択を拡張する。

【００３０】本発明によれば、コバルト基材記録膜が、
クロム基材下層が付着されたプロセスと共に使用できる
ドーパントを含む下層上に付着される。下層のドーピン
グは、酸素、窒素および（または）炭素、またはその混
合物を含む小さな百分比のプロセス共用可能なドーパン
ト気体または蒸気を含むアルゴン雰囲気から下層を真空
付着することにより行われ、このドーパントは、酸素、
窒素、主要成分として窒素を、また一酸化炭素、二酸化
炭素、メタンおよび水蒸気を含む清浄空気から選択され
ることが望ましい。スパッタリング付着は、下層を付着
させる望ましい方法である。

【００３１】本発明の一特徴によれば、ドーパントはま
た、磁気層中に導入されてその磁気特性の制御を助け
る。スパッタリング付着はまた、磁気層を付着させる望
ましい方法である。

【００３２】当業者には容易に理解されるように、薄膜
記録層のバルク磁気特性（即ち、巨視的磁気特性）が、
薄膜中の磁気材料の種類を制御することとは独立的に、
また磁気薄膜の厚さを制御することとは独立的に制御可
能であることが望ましい。本発明は、この結果を達成す
る非常に簡単な手段を提供する。

【００３３】本発明による下層のドーピングは、下層が
クロム基材ターゲットからスパッタリング付着される
時、制御された量の選択されたドーパント気体または蒸
気を真空付着チャンバ内へ導入することにより行われ
る。このドーパント気体は、付着チャンバに進入する混
合物に先立ちアルゴンのスパッタリング気体により混合
される。与えられた付着速度では、ドーパント気体のア
ルゴン・ガスに対する比率（即ち、ドーパント気体の百
分率、あるいは百万部即ちｐｐｍとして表わされる）
が、下層中に生じるドーピングの程度を決定し、また後
で付着されるコバルト基材記録膜上に下層が得ることに
なる磁気特性制御効果を決定する。

【００３４】

【実施例】図１は、本発明を実施したこのような磁気記
録ハード・ディスク１０の一部を示す側面図である。同
図においては、参照番号１１は、当業者には中地の形式
のアルミニウム・ディスクの形態のディスクの堅固な円
盤状の非磁性基板部材を示す。周知の如く、基板部材１
１は、ＮｉＰコーティング１２の如きコーティングでメ
ッキ即ちスパッタリングされることが望ましい。

【００３５】本発明によれば、ＮｉＰコーティング１２
は、例えば、約２５乃至４０００Åの範囲内、例えば約
２５０オングストロームの厚さに真空付着された下層コ
ーティング１３で覆われる。コーティング１３は、付着
プロセスの間、酸素、窒素および酸素と窒素の混合物の
グループから選択されたドーパント気体によりドープさ
れ、この混合物の主な組成は窒素であり、例えば、２０
％の酸素および８０％の窒素、一酸化炭素、二酸化炭
素、メタンおよび水蒸気である。下層コーティング１３
は、望ましくは、アルゴン・ガス、および選択されたプ
ロセスと共用し得るドーパント気体または蒸気の存在下
でコーティング１２上に付着されるスパッタリング付着
されたクロム基材コーティングである。

【００３６】本発明の一特徴として、下層コーティング
１３は、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＣｒＶおよびＣｒＮｂのグルー
プから選択された材料であり、Ｃｒが望ましい材料であ
る。

【００３７】下層コーティング１３は、真空付着された
コバルト基材の薄膜磁気記録層１４で覆われる。例示的
なコバルト基材磁気膜１４は、これに限定するものでは
ないが、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＴａＣｒ、ＣｏＮｉＣｒお
よびＣｏＴａＰｔＣｒを含む。記録層１４の厚さは本発
明において重要ではないが、約２５乃至１０００オング
ストロームの範囲内の厚さが望ましく、厚さの一例は約
６５０オングストロームである。

【００３８】望ましくは、薄い磁気膜１４は、アルゴン
・ガスの存在下で、あるいはまたアルゴン・ガスおよび
酸素、窒素、酸素と窒素の混合物のグループから選択さ
れるドーパントの存在下で下層１３上に付着されるスパ
ッタリング付着膜であることが望ましく、混合物の主な
組成は、窒素であり、例えば、２０％の酸素および８０
％の窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンおよび水蒸
気である。

【００３９】本発明の一特徴として、薄膜磁気層１４
は、Ｃｏ／Ｐｔ／Ｃｒを含み、例えばＣｏ７５／Ｐｔ１
２／Ｃｒ１３からなる。

【００４０】当業者には周知の如く、層１３と１４の付
着の時間間隔において、付着チャンバ内に存在する残留
分またはドーパント気体を充分に制御することが必要で
ある。

【００４１】ディスク１０はまた、当業者には周知の通
り、炭素基材保護層１５および潤滑層１６を含む。

【００４２】先に述べたように、下層１３および薄い磁
気膜１４がディスク１０の製造中付着される望ましい手
段は、スパッタリング付着のそれである。図２はスパッ
タリング・チャンバ２０の概略図であり、これにおいて
はドープされたクロム基材下層１３と、ドープされある
いはドープされないコバルト基材薄膜１４とが、図１の
アルミニウム基板部材１１により支持されたＮｉＰコー
ティング１２上に順次スパッタリング付着されている。

【００４３】図２において、アルゴンと、選択されたド
ーパント気体または蒸気、例えば窒素の混合物が多数の
ステンレス鋼の流入導管２１によりチャンバ２０に流入
し、このチャンバからポンプ２２により減少した窒素濃
度で流出する。ディスクのＮｉＰコーティングされたア
ルミニウム基板部材２３が図２において２３で示され
る。

【００４４】参照番号２４は、図１の下層１３が当業者
には周知の方法でスパッタリング付着されるクロム基材
ターゲットを指す。下層１３がスパッタリング付着され
るターゲット２４は、非常に高い純度、例えば、純度が
約９９．９％以上の範囲内にあることが望ましい。粉末
固化されたターゲット２４を使用することができるが、
本発明の一特徴によれば、ターゲット２４は、時に粉末
固化されたターゲットに見受けられる埋蔵不純物を持た
ない、高純度で均質に真空鋳造されるかあるいは均衡固
化されたターゲット（即ち、ＨＩＰＥＤターゲット）で
ある。このような高レベルの純度が得られる方法は、当
業者には周知のもので本発明に対しては重要でない。

【００４５】参照番号２４はまた、図１の磁気膜１４が
下層１３上に当業者には周知の方法でスパッタリング付
着されるコバルト基材ターゲットをも示す。磁気膜１４
がスパッタリング付着されるターゲット２４もまた、非
常に高純度であり、真空鋳造品かあるいはＨＩＰＥＤタ
ーゲットであることが望ましい。

【００４６】ＫＯＮＡ高純度のターゲット、例えばＣｏ
７５／Ｐｔ１２／Ｃｒ１３ターゲットを用いて図１の磁
気膜１４をスパッタリング付着する時、その結果はしば
しば、ディスク１０が使用される変換ヘッドの要件に対
して過度に高い保磁度を有する記録膜となる。この場
合、本発明による下層１３のドーピングを用いて、この
保磁度を変換ヘッドにより要求されるターゲット・レベ
ルまで減少させる。

【００４７】Ｃｒ下層１３の如き記録媒体下層が良好な
記録媒体ノイズ特性を生じる目的のためには異常に厚い
膜として付着され得ることは当業者の知るところであ
る。しかし、このように厚い下層構造は、低ノイズ特性
を持つ媒体を作る目的のために提供される時、この媒体
の保磁度は時に媒体の所期の用途のためには高すぎるこ
とが判る。本発明により提供される別の利点は、下層１
３のドーピングがこの高い保磁度を媒体の所期の用途に
要求される如きターゲット・レベルまで低減するため使
用できることである。

【００４８】本発明の一実施例において、図１の基板部
材１１は、１３０mmの直径および約１．９mm（７５ミ
ル）の厚さでありＮｉＰコーティング１２が約１２μｍ
の厚さの研磨されたアルミニウム（Ｍｇ）ディスクであ
った。次に、層１２は、ヘッドとディスク間の境界面の
トライボロジー的性能を助け、また仕上げられたディス
クの周部の小さな磁気不均一度をもたらすため、周部の
スクラッチが与えられる。

【００４９】スパッタリング付着に先立ち、ＮｉＰコー
ティングされた基板部材の脱気を行い加熱するため、石
英水銀灯が用いられた。おそらくは石英水銀灯の使用と
関連して、輻射ヒータを使用することもできる。

【００５０】層１３および１４のスパッタリング付着
中、付着温度は約１００乃至２１０℃の範囲内に保持さ
れ、１８０℃が望ましい温度であった。スパッタリング
・チャンバ２０の基底圧力は、最初は略々１×１０-6ド
ールより低く下げられた。このチャンバは、次にアルゴ
ン・ドーパント気体混合物で約４乃至５０ｍトールの範
囲内、望ましくは約４乃至２５ｍトールの圧力範囲の全
圧力まで再び充填された。付着中にターゲット２４に送
られる電力は、約１２０．６５×３８１mm（４．７５×
１５インチ）の大きさである矩形状ターゲットに対して
約１Ｋワットであった。

【００５１】層１３および１４に対する最適の付着速度
は、毎分約５００乃至３０００オングストロームの範囲
内であり、約１０００オングストローム／分が望まし
い。

【００５２】クロム基材下層１３が、ＮｉＰ層１２に対
して約２５０オングストロームの厚さにスパッタリング
付着され、その後約６５０オングストロームの厚さのＣ
ｏ７５／Ｐｔ１２／Ｃｒ１３層１４のスパッタリング付
着が行われた。

【００５３】ディスク１０の製造は、約３００オングス
トロームの厚さの炭素基材保護層１５および潤滑層１６
を提供することで完了した。

【００５４】先に述べたように、チャンバが純アルゴン
雰囲気を含む時、あるいはチャンバが主組成としてアル
ゴンを含み、残りが選択されたプロセスで共用し得るド
ーパント気体である時、図１の薄い磁気膜１４は、図２
のチャンバを用いてスパッタリング付着することができ
る。本発明において重要ではないが、窒素と酸素の混合
物の使用は、通常主組成として窒素を含み、残りが酸素
である。磁気膜１４のスパッタリング付着中ドープされ
たアルゴン雰囲気を使用すると、図４に示されるよう
に、膜の磁気特性の制御を可能にする。

【００５５】図３は、クロム基材下層１３の付着中およ
びコバルト基材薄膜１４の付着中、図２のスパッタリン
グ・チャンバ２０に進入するガス流中の窒素／アルゴン
比率を変化させることにより図１の薄い磁気記録膜１４
のバルク磁気特性をどのように制御できるかを示すグラ
フである。

【００５６】このグラフは、下層１３および磁気膜１４
の付着中、３つの磁気ヒステリシス・ループのパラメー
タである方形比（Ｓ*）、保磁度（Ｈc）および残留磁気
厚さ積（ＭrＴ）の大きさが全てアルゴン・スパッタリ
ング気体中の窒素ドーピング成分の増加の関数として減
少することを示している。しかし、低いドーピング・レ
ベルでは、膜の保磁度は他の２つの磁気パラメータより
も早く減少する。

【００５７】図３の磁気記録媒体において使用された層
の厚さは、略々本発明の典型例であった。クロム基材下
層は、約２５０オングストロームの厚さの純クロムであ
った。コバルト基材の磁気記録層は、約６５０オングス
トロームの厚さのＣｏ７５／Ｐｔ１３／Ｃｒ１３であっ
た。このため、ＭrＴに示される変化はＭrに生じる変化
を反映している。

【００５８】本発明によれば、クロム基材下層１３は先
に述べたようにドープされる必要がある。

【００５９】図４は、図１のクロム基材下層１３の付着
中のみ図２のスパッタリング・チャンバに進入するガス
流中の窒素／アルゴン比を変化させ、その後磁気膜１４
を純アルゴン雰囲気を用いて付着させることにより、図
１の薄膜磁気記録層１４の磁気特性をどのように制御で
きるかを示すグラフである。図４は、示された磁気特性
が窒素比が増加するに伴い減少することを示している。

【００６０】図５は、コバルト基材薄膜１４の付着中の
み図２のスパッタリング・チャンバに進入するガス流中
の窒素／アルゴン比を変化させることにより、図１の薄
膜磁気記録層１４の磁気特性が制御できることを示して
いる。また、窒素比が増加するに伴い示された磁気特性
が低減することも示される。

【００６１】保磁度は、３つの磁気特性、Ｈc、ＭrＴお
よびＳ*の影響を平均的に最も強く受けるため、図６
は、窒素ドーピングが、(１)クロム基材下層１３のみを
ドーピングする、(２)コバルト基材記録層１４のみをド
ーピングする、および(３)層１３および１４の双方をド
ーピングする、の３つのドーピング可能性に対して保磁
度を持つ効果を比較するために示される。遅い変化速度
効果は、下層１３のみをドーピングする時に見られ、最
も早い効果は、層１３および１４の双方をドーピングす
る時に得られる。一般に、層１３および１４の双方のド
ーピングが層１３および１４のそれぞれをのみドーピン
グすることにより生じる変化の和を生じるように見え
る。

【００６２】透視型電子顕微鏡を用いるドープされない
下層１３と窒素でドープされた下層１３の顕微鏡組織分
析が、平均結晶粒度の減少が窒素のドーピングの結果生
じたことを明らかにした。

【００６３】本発明の重要な効用は、当業者が図１の磁
気記録層１４の保磁度を増加あるいは減少することを可
能にし、ディスク１０が使用される変換ヘッドにより要
求される磁気特性に一致するように、層１４のバルク磁
気特性に手を加えることをこのように可能にする。本発
明のこの特徴は図３乃至図９において示される。

【００６４】図７において、上のカーブは、本発明に従
って図１のクロム基材下層１３のスパッタリング付着中
アルゴンの１００ｓｃｃｍの流速に対する酸素ドーパン
トの流速を変化させることにより、図１のコバルト基材
の薄い記録膜１４の保磁度をどのように増加できるかを
示す。磁気膜１４は、図７の上のカーブで示されたデー
タに対して純アルゴン雰囲気でドーピングすることなく
スパッタリング付着された。この上のカーブから、カー
ブの低ドーピング勾配部分７０（即ち、略々０．１％以
下のドーピング）において保磁度に対する制御範囲が存
在することが判る。この制御域内で、アルゴンのスパッ
タリング気体の酸素ドーピング量を増すことにより、磁
気膜１４の保磁度を増加させることができる。一般に、
保磁度はこのカーブの部分７１で飽和する。磁気膜のＭ
rＴ特性は、酸素ドーピングを用いる時小さな変化を呈
した。当業者には明らかなように、ドーパント気体が水
蒸気（Ｈ2Ｏ）を含む時、図７に示された同じ全体的効
果が得られた。

【００６５】図７の下方のカーブは、コバルト基材記録
層１４の保磁度を減少させるためこの記録層のみの酸素
ドーピングをどのように使用できるかを示している。

【００６６】図８は、本発明に従って、クロム基材下層
１３のスパッタリング付着中および図１の磁気層１４の
スパッタリング付着中、アルゴンの流速１００ｓｃｃｍ
に対して空気（即ち、２０％の酸素および８０％の窒素
の乾燥混合気）のドーパント流速を変化させることによ
り、図１のコバルト基材薄膜１４の磁気特性がどのよう
に減少できるかを示している。同図から、保磁度の制御
範囲が保磁度カーブの略々全体にあることが判る。この
制御域内で、アルゴン・スパッタリング気体の清浄空気
ドーピング量を増すことにより、磁気膜１４の保磁度を
低減させることができる。この場合、磁気膜のＭrＴお
よびＳ＊ＣＨもまた低減した。

【００６７】図９は、(１)空気のドーピングを行いなが
らクロム基材下層１３を付着する時、(２)空気のドーピ
ングを行いながらコバルト基材磁気薄膜１４を付着する
時、および(３)層１３および１４の双方の空気ドーピン
グを行いながら下層１３を付着した後膜１４を付着する
時、アルゴンのスパッタリング雰囲気の純空気ドーピン
グ率を増すことにより得られる保磁度の減少を比較す
る。

【００６８】本発明の別の重要な効用は、当業者が図１
の磁気膜１４のヒステリシス・ループ方形比を低減する
ことを可能にし、またこのように、ディスク１０が使用
される変換ヘッドにより要求される特性に一致するよう
に層１４のバルク磁気特性に手を加えることを可能にす
る。本発明のこのような特徴は、図１０乃至図１２に示
される。

【００６９】図１０は、本発明を用いることなく磁気膜
が作られる図１に示された一般的な形式の薄い磁気膜の
比較ヒステリシス・ループである。即ち、ヒステリシス
・ループが図１０に示される磁気ディスクは、ドープさ
れたクロム基材下層の使用は含まない。図１０は、図１
１および図１２に示される如き本発明の使用との比較の
目的のために示され、この比較は、ディスク１０が使用
される変換ヘッドにより要求される特性と一致するよう
に再び磁気膜１４のバルク磁気特性を変更する目的のた
め、本発明の使用が如何にして膜のヒステリシス・カー
ブの低減した方形比を生じるかを示している。

【００７０】図１１は、本発明により、クロム基材下層
１３および薄い磁気膜１４の双方が３％の窒素、９７％
のアルゴン雰囲気の存在下でスパッタリング付着される
場合における薄い磁気膜１４のやや小さな方形比のヒス
テリシス・ループを図１０との比較により示している。

【００７１】図１２は、本発明により、クロム基材下層
１３および薄い磁気膜１４の双方が７％の窒素、９３％
のアルゴン雰囲気の存在下でスパッタリング付着される
場合における図１の磁気薄膜１４の小さな方形比ヒステ
リシス・ループを示している。

【００７２】図１３は、クロム基材下層１３およびコバ
ルト基材薄膜１４双方の付着中、アルゴン中のメタンの
ドーピング比を変化させることにより、如何にして図１
の薄膜磁気記録層１４の保磁度が影響を受けるかを示し
ている。

【００７３】図１４は、記録層の保磁度を制御する際
に、プロセスと共用可能なドーパントとしての一酸化炭
素の使用もまた有効であることを示す。図１４におい
て、クロム基材下層１３およびコバルト基材（即ち、Ｃ
ｏ／Ｐｔ／Ｃｒ）の薄膜１４の双方の付着中、アルゴン
中のＣＯの示された比率が使用された。

【００７４】図１５乃至図１７は、下層１３がそれぞれ
一酸化炭素およびメタンでドープされる時記録層１４に
生じる磁気的効果を示している。また、これらの図に示
された一酸化炭素に対する効果については、プロセス共
用可能なドーパントとして二酸化炭素が使用される時に
も略々妥当する。図１５乃至図１７においては、クロム
基材下層１３のみの付着中、アルゴン中の示された比率
のドーパントＣＯおよびＣＨ4が使用された。

【００７５】図１５乃至図１７から、一般に０．０６％
より多いアルゴン中のＣＯの高ドーピング・レベルがグ
ラフに示した磁気的効果における増加を生じる傾向があ
ることに注意すべきである。

【００７６】

【発明の効果】本発明の実施態様の以上の詳細な記述か
ら判るように、本発明は、ディスクの磁気膜に対する下
層がアルゴン雰囲気の存在下で付着されるスパッタリン
グ付着プロセスの間、プロセス共用可能な（複数または
単数の）ドーパント気体または蒸気の導入により薄膜磁
気記録ディスクの磁気特性を制御するための信頼し得る
反復可能な手段を提供する。その後、この磁気膜は前記
ドープされた下層に対してスパッタリング付着される。
磁気膜はまた、（複数または単数の）ドーパント気体ま
たは蒸気の存在下で付着させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した硬質薄膜磁気記録ディスクの
一部を示す側面図である。

【図２】本発明のドープされたクロム基材下層およびド
ープされあるいはドープされないコバルト基材薄膜が、
本発明により必要とされる幾つかの目標部材の１つのみ
を示す図１および図２のアルミニウム基板部材により支
持されるＮｉＰコーティング上にスパッタリング付着さ
れるスパッタリング・チャンバを示す概略図である。

【図３】図１の薄膜の磁気記録膜のバルク磁気特性（即
ち、Ｈc、ＭrＴおよびＳ＊）が、図１のクロム基材下層
およびコバルト基材薄膜の付着の間図２のスパッタリン
グ・チャンバに進入するガス流中の窒素／アルゴンの比
率を変化させることにより制御することが可能な方法を
示すグラフである。

【図４】図１の薄膜の磁気記録膜のバルク磁気特性が、
図１のクロム基材下層の付着のみの間図２のスパッタリ
ング・チャンバに進入するガス流中の窒素／アルゴン比
率を変化させることにより制御することが可能な方法を
示すグラフである。

【図５】図１の薄膜の磁気記録膜のバルク磁気特性が、
図１のコバルト基材薄膜の付着のみの間図２のスパッタ
リング・チャンバに進入するガス流中の窒素／アルゴン
の比率を変化させることにより制御することが可能な方
法を示すグラフである。

【図６】(１)クロム基材下層のみが図２のスパッタリン
グ・チャンバに進入するガス流中の窒素／アルゴンの比
率を変化させることによりドープされる時、(２)コバル
ト基材薄膜が図２のスパッタリング・チャンバに進入す
るガス流中の窒素／アルゴン比率を変化することにより
ドープされる時、および(３)クロム基材下層およびコバ
ルト基材薄膜の双方が、図２のスパッタリング・チャン
バに進入するガス流中の窒素／アルゴン比率を変化され
ることによりドープされる時、図１のコバルト基材薄膜
の保磁度を比較するグラフである。

【図７】(１)クロム基材下層のみが、図２のスパッタリ
ング・チャンバに進入するガス流中の酸素／アルゴン比
率を変化させることによりドープされる時、および(２)
コバルト基材薄膜のみが、図２のスパッタリング・チャ
ンバに進入するガス流の酸素／アルゴン比率を変化させ
ることによりドープされる時、図１のコバルト基材薄膜
の保磁度を比較するグラフである。

【図８】図１の薄い磁気記録膜のバルク磁気特性（即
ち、Ｈc、ＭrＴおよびＳ＊）が、図１のクロム基材下層
およびコバルト基材薄膜の付着中、図２のスパッタリン
グ・チャンバに進入するガス流の空気／アルゴン比率を
変化させることにより制御することが可能である方法を
示す図３と類似のグラフである。

【図９】(１)クロム基材下層のみが、図２のスパッタリ
ング・チャンバに進入するガス流中の空気／アルゴン比
率を変化させることによりドープされる時、(２)コバル
ト基材薄膜のみが、図２のスパッタリング・チャンバに
進入するガス流中の空気／アルゴン比率を変化させるこ
とによりドープされる時、および(３)クロム基材下層お
よびコバルト基材薄膜の双方が、図２のスパッタリング
・チャンバに進入するガス流中の空気／アルゴン比率を
変化させることによりドープされる時、図１のコバルト
基材薄膜の保磁度を比較する図６に類似するグラフであ
る。

【図１０】図１１および図１２に示される如き本発明の
使用状態と比較する目的のため、本発明を用いない時、
即ち、ドープされないクロム基材下層を用いて図１の磁
気薄膜の例示的なヒステリシス・ループを示すグラフで
ある。

【図１１】本発明により、図１のクロム基材下層および
薄い磁気膜の双方が、３％の窒素／アルゴン雰囲気の存
在下でスパッタリング付着される場合の図１の磁気薄膜
のヒステリシス・ループを示すグラフである。

【図１２】本発明により、図１のクロム基材下層および
磁気薄膜の双方が７％の窒素／アルゴン雰囲気の存在下
でスパッタリング付着される場合の図１の磁気薄膜のヒ
ステリシス・ループを示すグラフである。

【図１３】図１の薄膜磁気記録層の保磁度が、図１のク
ロム基材下層およびコバルト基材薄膜の付着の間アルゴ
ン中のメタンのドーピング百分比を変化させることによ
り制御することが可能である方法を示すグラフである。

【図１４】図１の薄膜磁気記録層の保磁度が、図１のク
ロム基材下層およびコバルト基材薄膜記録層の付着の間
アルゴン中の一酸化炭素のドーピング・レベル比を変化
させることにより制御することが可能である方法を示す
グラフである。

【図１５】図１のクロム基材下層の付着の間一酸化炭素
およびメタンのドーパント気体が使用される、薄い磁気
記録膜の保磁度の制御を示すグラフである。

【図１６】図１のクロム基材下層の付着の間一酸化炭素
およびメタンのドーパント気体が使用される、残留磁気
の制御を示すグラフである。

【図１７】図１のクロム基材下層の付着の間一酸化炭素
およびメタンのドーパント気体が使用される保磁度方形
比の制御を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 磁気記録ハード・ディスク １１ アルミニウム基板部材 １２ ＮｉＰコーティング １３ クロム基材下層 １４ コバルト基材記録層 １５ 炭素基材保護層 １６ 潤滑層 ２０ スパッタリング・チャンバ ２１ 流入導管 ２２ ポンプ ２３ ＮｉＰコーティングされたアルミニウム基板部材 ２４ クロム基材ターゲット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス・エドモンド・ジヨンソン アメリカ合衆国55902 ミネソタ州ロチエ スター、 アウダツ・レイン エス．ダブ リユ．1111番地 (72)発明者 ジエイムス・ジヨセフ・メイヤール アメリカ合衆国55906 ミネソタ州ロチエ スター、キヤメルバツク・コート エヌ． イー．1637番地 (72)発明者 アーサー・カール・ウオール アメリカ合衆国55901 ミネソタ州ロチエ スター、ビラ・ロード エヌ．ダブリユ． 4117番地

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜磁気記録層の磁気特性を制御する方
   法において、 基板を提供し、 酸素、窒素または炭素、およびそのいずれかの混合物を
   含むプロセスと共用し得るドーパント気体でドープされ
   たクロム基材下層を、前記基板上に真空付着し、 前記クロム基材下層上に真空付着される薄膜磁気層の磁
   気特性を制御するように、前記クロム基材下層の前記真
   空付着中使用される前記ドーパント気体の量を制御し、 前記クロム基材下層上に前記薄膜磁気記録層を真空付着
   する各ステップを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記プロセス共用可能なドーパント気体
   が、酸素、窒素、酸素および窒素の混合物、一酸化炭
   素、二酸化炭素、メタンおよび水蒸気のグループから選
   択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記薄膜記録層を付着するステップが、
   ドープされないアルゴン・ガスの存在下で前記クロム基
   材下層に対して前記薄膜層をスパッタリング付着するこ
   とを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記薄膜記録層を付着するステップが、
   アルゴン・ガスと、酸素、窒素またはその混合物を含む
   ドーパント気体との存在下で前記クロム基材下層に対し
   て前記薄膜層をスパッタリング付着することを含むこと
   を特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記ドーパント気体の量を制御する前記
   ステップが前記薄膜記録層のヒステリシス・ループ方形
   比を低減する目的のためであり、前記クロム基材下層を
   付着させるステップと、前記薄膜記録層を付着するステ
   ップとが、アルゴン・ガスおよび窒素ドーパント気体の
   存在下で、前記下層および前記薄膜層を付着させること
   を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 磁気記録ハード・ディスクにおいて、 剛直なディスク形状の非磁性基板部材と、 前記基板部材上にスパッタリング付着されたクロム基材
   下層とを設け、該下層は、酸素、窒素、酸素および窒素
   の混合物、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンおよび水蒸
   気のグループから選択されたドーパントでドープされ、
   前記クロム基材下層は、前記クロム基材下層上にスパッ
   タリング付着される磁気記録膜の磁気特性を制御する目
   的のため、アルゴン・ガスと前記選択されたドーパント
   との存在下で前記基板部材上にスパッタリング付着さ
   れ、介在する層が存在しない時は、前記クロム基材下層
   上に直接スパッタリング付着された磁気記録膜を設けて
   なることを特徴とする磁気記録ハード・ディスク。
7. 【請求項７】 磁気記録ハード・ディスクを製造する方
   法において、 剛直なディスク形状の非磁性基板部材を提供し、 スパッタリング付着チャンバを提供し、 アルゴン・ガスと、酸素、窒素または炭素を含むプロセ
   ス共有可能なドーパント気体との存在下で、前記基板部
   材上にスパッタリング付着されたクロム基材下層を、前
   記チャンバ内に提供し、該チャンバを用いて前記基板部
   材上に前記薄膜クロム基材下層をスパッタリング付着
   し、 前記チャンバ内にコバルト基材ターゲットを提供し、 前記チャンバを用いて薄いコバルト基材の磁気記録膜を
   前記下層上にスパッタリング付着し、 前記薄膜コバルト基材磁気記録膜の磁気特性を制御する
   ように、前記クロム基材下層の前記スパッタリング付着
   の間使用される前記ドーパント気体の量を制御する各ス
   テップを含むことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 前記プロセス共用可能なドーパント気体
   が、酸素、窒素、酸素および窒素の混合物、一酸化炭
   素、二酸化炭素、メタンおよび水蒸気のグループから選
   択されることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記下層および前記磁気膜の付着に先立
   ち、前記チャンバが略々１×１０-6トールより小さな基
   底圧力まで抜気され、該チャンバは、約４乃至５０ｍト
   ールの範囲内の圧力まで前記アルゴン・ガスと前記選択
   されたドーパント気体とで再び充填され、前記付着の
   間、約１００乃至２１０℃の範囲内の温度が提供される
   ことを特徴とする請求項８記載の方法。