JPH06282834A - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録効率を損ねることなく大きな再生特性が
得られるとともに、媒体の反りを防止または低減できて
信頼性の高い垂直磁気記録媒体を提供すること。 【構成】 円形ガラス基板１と、この基板１の上に形成
されてそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上のＣｏ−Ｚｒ系非
晶質軟磁性下地層２ａと、この軟磁性下地層２ａの上に
形成されてその垂直配向度がΔθ₅₀が７度以下であるＣ
ｏ系垂直記録層３とからなる垂直磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、垂直磁気記録媒体に係
り、特に軟磁性下地層を有する２層媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】垂直磁気記録は面内磁気記録よりも高密
度記録ができることから注目されており、これに用いる
媒体としては軟磁性下地層と垂直記録層とからなる２層
媒体が多く検討されている。このような２層膜媒体は、
単磁極型ヘッドと組み合わせることにより効率の良い記
録再生ができる。中でも、Ｃｏ−Ｚｒ系アモルファス軟
磁性膜を下地層とする２層膜媒体は、垂直配向性の鋭い
垂直記録層が得られるため記録効率の向上には特に有効
である。

【０００３】本願出願人は、先に、円形基板の半径方向
に磁界を印加しながらＣｏ系軟磁性下地層を成膜する工
程と、このＣｏ系軟磁性下地層を成膜した後の所定の時
間内に、真空中でＣｏ系垂直磁化層の成膜を開始して前
記下地層のＣｏ原子と前記垂直磁化層のＣｏ原子とを直
接結合させる工程とからなる垂直磁気記録媒体の製造方
法とこの方法によって製造された垂直磁気記録媒体とを
提案した。

【０００４】以下、この垂直磁気記録媒体およびその製
造方法について図面を参照して説明する。図５は、この
垂直磁気記録媒体の構成を示す部分断面図であり、ガラ
スからなる円形基板１上には、Ｃｏ−Ｚｒ系アモルファ
ス軟磁性下地層２（例えばＣｏＺｒ₇ Ｎｂ₅ ａｔ％）と
Ｃｏ系垂直記録層３とが形成された構成となっている。
そして、この垂直磁気記録媒体は、図６に、そのターゲ
ット電極付近の概略断面図を示す如きマグネトロンスパ
ッタ装置によって製造される。この装置では、例えばＣ
ｏ−Ｚｒ−Ｎｂのごときターゲット２３の下方中央部に
は第１の希土類永久磁石２１が、ターゲット２３の下方
外周部には第２の希土類永久磁石２２が配置されてお
り、これら第１と第２の希土類永久磁石２１、２２の極
性は、図中に示したようにそれぞれ逆にしてある。ま
た、ターゲット２３の上方には、鏡面研磨した円盤状の
ガラス基板１が配置されている。このような配置によっ
て、ガラス基板１は前記した第１と第２の希土類永久磁
石２１、２２によって常にその半径方向に約４ｋＡ／ｍ
の磁界が加えられる構成になっている。なお、これらの
希土類永久磁石２１、２２はマグネトロンの磁石として
も作用し、ターゲット近傍のプラズマを集束させてハイ
レートで成膜することにも寄与するものである。

【０００５】このようなＤＣマグネトロンスパッタ装置
を用いて、ガラスからなる円形基板１上に、その半径方
向に磁界を印加しながらＣｏ−Ｚｒ系アモルファスを用
いてＣｏ系アモルファス軟磁性下地層２（例えばＣｏＺ
ｒ₇ Ｎｂ₅ ａｔ％）を成膜し、このＣｏ系アモルファス
軟磁性下地層２を成膜した後の所定の時間内、例えば約
１０分以内に真空中でＣｏ−Ｃｒ系合金を用いてＣｏ系
垂直記録層３（例えばＣｏＣｒ₁₅Ｔａ₄ ａｔ％）の成膜
を開始し、これを形成する。この場合、スパッタ前の装
置内の到着真空度を２×１０^-6Ｔｏｒｒ以下、スパッタ
中のＡｒのガス圧を１．５×１０^-3Ｔｏｒｒとし、これ
ら下地層２と垂直記録層３とは同一真空チャンバー内で
真空を維持しながら成膜をされる。この際の下地層２の
膜厚は約０．５μｍであり、垂直記録層３の膜厚は約
０．２μｍである。更に、このようにして成膜された下
地層２と垂直記録層３との２層膜は１×１０^-4Ｔｏｒｒ
（１．３×１０^-2Ｐａ）以下の真空中で、しかも１５０
℃〜５００℃の範囲内において、例えば約３００エルス
テッド（２．４ＫＴ）の回転磁界中で約３時間の熱処理
が行われる。そして、この場合の熱処理温度の最高値
は、軟磁性下地層２の結晶化温度Ｔｘ以下とする。この
製造方法により製造された垂直磁気記録媒体は、その下
地層の磁化容易軸が半径方向によく揃ったものとなると
ともにその垂直記録層は極めて高い垂直配向性を示すも
のとなるため、記録感度の向上やノイズの低減が図られ
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した垂直
磁気記録媒体の電磁変換特性、特に再生出力の向上を図
ろうとした場合、軟磁性下地層２の飽和磁束密度（Ｂ
ｓ）を高くするとともにその透磁率（μ）も高くする必
要がある。一般に、この種の垂直磁気記録媒体では軟磁
性下地層２は飽和磁束密度Ｂｓが大きい程良好な記録再
生特性が得られる。例えば、Ｃｏ−Ｚｒ系において、飽
和磁束密度Ｂｓを高くするにはＣｏの組成比を大きくす
ればよい。しかし、上述したような単純な２層構造で
は、Ｃｏの組成が略９２ａｔ％を越えると保磁力Ｈｃが
急激に上昇して軟磁性を示さなくなってしまう。良好な
記録再生特性を得るためには、軟磁性下地層２の保磁力
Ｈｃは１０Ｏｅ（エルステッド）以下であることが望ま
しい。

【０００７】図３は、軟磁性下地層２としてのＣｏＺｒ
ＮｂにおけるＣｏ組成と該軟磁性下地層２の保磁力との
関係をプロットしたグラフである。同図において、実線
で示した曲線は基板１上へＣｏＺｒＮｂをスパッタする
のに際して、基板温度を２００℃とした場合であり、破
線で示した曲線は、基板温度を１５０℃以下とした場合
である。同図から分かるように、基板温度が低い方が軟
磁性下地層２はＣｏ組成が多くなっても軟磁性を保って
いる。従って、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓを大
きくするためにＣｏの組成を多くしつつ下地層の軟磁性
を維持するためには、下地層２の成膜時における基板温
度を低くすればよいことになる。

【０００８】しかし、この軟磁性下地層２の上に形成さ
れる垂直記録層３の充分な保磁力Ｈｃを得るためには、
垂直記録層３の成膜に先だって基板１の加熱を行ってそ
の温度を上げる必要があり、軟磁性下地層２を成膜して
から垂直記録層３を成膜するまでの時間が必然的に長く
なってしまう。この軟磁性下地層２を成膜してから垂直
記録層３を成膜するまでの時間が長くなると、先に形成
された軟磁性下地層表面の変質や成膜装置内の残留ガス
の付着等により軟磁性下地層２と垂直記録層３のＣｏ原
子同士の結合がなされ難くなるため垂直記録層３の結晶
配向が乱れてしまうのである。良好な記録特性を得るた
めには、垂直記録層３の結晶配向度はΔθ₅₀が７度以下
であることが必要である。

【０００９】一方、Ｃｏ−Ｚｒ系軟磁性下地層２の透磁
率μを高くするには、回転磁界中で熱処理を行えばよい
が、このときの熱処理温度は該軟磁性下地層２の結晶化
温度Ｔｘ以下の範囲でなるべく高い方が透磁率μを高く
することができる。この結晶化温度ＴｘはＣｏの組成が
少ないほど高くなるので、Ｃｏ組成の少ないＣｏ−Ｚｒ
系軟磁性下地層２で高い透磁率μを得ようとすると非常
に高い温度で熱処理することが必要となる。しかし、３
００℃を越えるような高い熱処理温度では、媒体に反り
が生じ信頼性を損ねることになる。また特に、基板とし
てニッケル燐（ＮｉＰ）を用いる場合には、このような
高温にさらすことによりＮｉＰが着磁してしまい記録再
生特性をも損ねることになる。更に、Ｃｏ組成の少ない
Ｃｏ−Ｚｒ系軟磁性下地層２では、飽和磁束密度Ｂｓが
小さいために、良好な記録再生特性を得るために膜厚を
厚くしなければならないが、膜厚を厚くするとその分ス
ペーシングが増大し、記録再生特性に対して不利な他、
膜厚が厚くなると膜の応力で反りが増大するという問題
もある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、請求項１に係る発明は、
「基板上に少なくとも軟磁性下地層と垂直記録層とを設
けてなる垂直磁気記録媒体において、該基板上に形成さ
れてそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上のＣｏ−Ｚｒ系非晶
質軟磁性下地層と、該Ｃｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層
上に形成されてその垂直配向度がΔθ₅₀が７度以下であ
るＣｏ系垂直記録層とからなる垂直磁気記録媒体。」を
提供するものであり、

【００１１】請求項２に係る発明は、「基板上に少なく
とも軟磁性下地層と垂直記録層とを設けてなる垂直磁気
記録媒体において、該基板上に形成されてそのＣｏ組成
が９２ａｔ％以上である第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁
性下地層と、該第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層
上に形成されてそのＣｏ組成が９２ａｔ％未満である第
２のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層と、該第２のＣｏ
−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層上に形成されてその垂直配
向度がΔθ₅₀で７度以下であるＣｏ系垂直記録層とから
なる垂直磁気記録媒体。」を提供するものであり、

【００１２】請求項３に係る発明は、「基板上に少なく
とも軟磁性下地層と垂直記録層とをドライプロセスによ
り形成する垂直磁気記録媒体の製造方法において、該基
板上にそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上である第１のＣｏ
−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層を１５０℃未満の基板温度
で成膜する工程と、該第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性
下地層が形成された該基板を１５０℃以上に加熱する工
程と、該１５０℃以上に加熱された基板上にそのＣｏ組
成が９２ａｔ％未満である第２のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟
磁性下地層とその垂直配向度がΔθ₅₀で７度以下である
Ｃｏ系垂直記録層とを順次成膜する工程とからなる垂直
磁気記録媒体の製造方法。」を提供するものである。

【００１３】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明の一実施例である垂直磁気
記録媒体の構成を示す部分断面図である。同図に示すよ
うに、この垂直磁気記録媒体は鏡面研磨したガラスから
なる円盤状の基板１と、この基板１の上に形成された相
対的にＣｏ組成の多いＣｏ−Ｚｒ系軟磁性下地層２ａ
と、このＣｏ−Ｚｒ系軟磁性下地層２ａの上に形成され
た相対的にＣｏ組成の少ないＣｏ−Ｚｒ系軟磁性下地層
２ｂと、Ｃｏ系垂直記録層３と、保護層４から形成され
ている。

【００１４】以下、本発明の実施例についてその具体的
な製造方法を説明する。各層の成膜は全て、図６で説明
したマグネトロンスパッタ装置によりドライプロセスで
行った。先ず、φ９５ｍｍの鏡面仕上げのソーダライム
ガラス基板１上に相対的にＣｏ組成の多い高Ｂｓ軟磁性
下地層２ａとして、Ｃｏ−Ｚｒ_3.7−Ｎｂ_3.2 ａｔ％ 膜
（Ｂｓ＝１．４Ｔ）を基板温度室温で１００ｎｍ〜５０
０ｎｍ成膜した。この後、基板温度を１５０℃〜２５０
℃に上げて相対的にＣｏ組成の少ない軟磁性下地層２ｂ
として、Ｃｏ−Ｚｒ_5.6−Ｎｂ_4.9 ａｔ％ 膜（Ｂｓ＝
１．１６Ｔ）を５０ｎｍ、次いで直ちにＣｏ−Ｃｒ₁₅−
Ｔａ₄ ａｔ％の垂直記録層３を７５ｎｍ成膜した後、表
面層に保護膜４としてＳｉＯ₂ を約１０ｎｍ設けた。な
お、この際の成膜条件は、雰囲気をＡｒガス圧０．０６
７Ｐａ、電力密度を１．０〜２．０Ｗ／ｃｍ² 、ターゲ
ット−基板間距離を６０ｍｍとし、前述した通り、成膜
中は、マグネトロンの磁石によって約４ｋＡ／ｍの磁界
を基板の半径方向に加えてある。このようにして、成膜
を終えた後、１０^-3Ｐａ以下の真空中雰囲気において、
２４ｋＡ／ｍの回転磁界を作用させながら温度３００℃
で、３時間の熱処理を施してディスク媒体とした。この
とき、媒体には反りの発生は認められなかった。

【００１５】次に、比較用の従来の構成である媒体とし
て製作した垂直磁気記録媒体の構成およびその製造方法
について図２を参照して簡単に説明する。この比較用の
垂直磁気記録媒体では上記本願発明の実施例で用いた高
Ｂｓ軟磁性下地層２ａを設けずに、φ９５ｍｍの鏡面仕
上げのソーダライムガラス基板１の基板温度１５０℃〜
２５０℃としてこの上に直接、軟磁性下地層２ｂとし
て、Ｃｏ−Ｚｒ_5.6−Ｎｂ_4.9 ａｔ％ 膜（Ｂｓ＝１．１
６Ｔ）を１００ｎｍ〜１２００ｎｍ成膜した。次いで直
ちにＣｏ−Ｃｒ₁₅−Ｔａ₄ ａｔ％の垂直記録層３を７５
ｎｍ成膜した後、保護膜４としてＳｉＯ₂ を約１０ｎｍ
設けた。なお、この比較用の垂直磁気記録媒体の各層の
成膜や熱処理に際してのその他の条件は、上述した実施
例の場合と同様である。また、このようにして得られた
本発明の垂直磁気記録媒体と比較用の垂直磁気記録媒体
とはいずれもその垂直配向度がΔθ₅₀で３〜７度と良好
な範囲にあった。

【００１６】次に、上述した本願発明の実施例である垂
直磁気記録媒体と比較用の垂直磁気記録媒体の特性評価
結果について説明する。なお、これらの垂直磁気記録媒
体についての記録再生特性は、トラック幅８μｍ、主磁
極厚０．４μｍ、コイル巻数６０ターンの単磁極ヘッド
を用い、ディスク回転数２０７０ｒｐｍ、線速度８ｍ／
ｓ、ヘッド浮上量８０ｎｍの条件で測定を行った。図４
は、再生出力Ｅｐの軟磁性下地層の膜厚に対する依存性
を示すグラフであり、実線で示した曲線は本発明の実施
例の垂直磁気記録媒体の再生出力を、破線で示した曲線
は比較例の垂直磁気記録媒体の再生出力をそれぞれプロ
ットしたものである。

【００１７】同図から明らかなように、比較例の垂直磁
気記録媒体の再生出力に対して本発明の垂直磁気記録媒
体のそれの方が高い値を示している。また、比較例の垂
直磁気記録媒体では、再生出力が飽和する膜厚が０．５
μｍ付近であるのに対して、本発明の垂直磁気記録媒体
のそれは０．３μｍ付近となっており本発明の垂直磁気
記録媒体では、薄い軟磁性下地層でも充分な記録再生特
性が得られることを示している。これは、軟磁性下地層
にＣｏ−ｒｉｃｈな層を設けたことにより軟磁性下地層
の飽和磁束密度Ｂｓが１．１６Ｔ〜１．４Ｔに高くな
り、なおかつ透磁率μも約２０００から約４０００へと
大きくなったためと考えられる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の垂直磁気
記録媒体によれば、記録効率を損ねることなく大きな再
生特性が得られるとともに、媒体の反りを防止または低
減できて信頼性の高い垂直磁気記録媒体を得ることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の一実施例の構成を
示す部分断面図である。

【図２】比較用の従来の垂直磁気記録媒体の構成を示す
部分断面図である。

【図３】ＣｏＺｒＮｂ軟磁性下地層におけるＣｏ組成と
その保磁力との関係をプロットしたグラフである。

【図４】再生出力の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の
膜厚に対する依存性を示すグラフである。

【図５】従来例の垂直磁気記録媒体の構成を示す部分断
面図である。

【図６】垂直磁気記録媒体の製造に使用されるマグネト
ロンスパッタ装置のターゲット電極付近の構成を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１ 円形基板 ２ アモルファス軟磁性下地層 ２ａ アモルファス軟磁性下地層 ２ｂ アモルファス軟磁性下地層 ３ 垂直記録層 ４ 保護層 ２１ 第１の希土類永久磁石 ２２ 第２の希土類永久磁石 ２３ ターゲット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に少なくとも軟磁性下地層と垂直記
   録層とを設けてなる垂直磁気記録媒体において、 該基板上に形成されてそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上の
   Ｃｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層と、 該Ｃｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層上に形成されてその
   垂直配向度がΔθ₅₀が７度以下であるＣｏ系垂直記録層
   とからなる垂直磁気記録媒体。
2. 【請求項２】基板上に少なくとも軟磁性下地層と垂直記
   録層とを設けてなる垂直磁気記録媒体において、 該基板上に形成されてそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上で
   ある第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層と、 該第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層上に形成され
   てそのＣｏ組成が９２ａｔ％未満である第２のＣｏ−Ｚ
   ｒ系非晶質軟磁性下地層と、 該第２のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層上に形成され
   てその垂直配向度がΔθ₅₀で７度以下であるＣｏ系垂直
   記録層とからなる垂直磁気記録媒体。
3. 【請求項３】基板上に少なくとも軟磁性下地層と垂直記
   録層とをドライプロセスにより形成する垂直磁気記録媒
   体の製造方法において、 該基板上にそのＣｏ組成が９２ａｔ％以上である第１の
   Ｃｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層を１５０℃未満の基板
   温度で成膜する工程と、 該第１のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下地層が形成された
   該基板を１５０℃以上に加熱する工程と、 該１５０℃以上に加熱された基板上にそのＣｏ組成が９
   ２ａｔ％未満である第２のＣｏ−Ｚｒ系非晶質軟磁性下
   地層とその垂直配向度がΔθ₅₀で７度以下であるＣｏ系
   垂直記録層とを順次成膜する工程とからなる垂直磁気記
   録媒体の製造方法。