JPH0770038B2 - 水平記録用磁気記録ディスクおよび製造方法 - Google Patents
水平記録用磁気記録ディスクおよび製造方法Info
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- JPH0770038B2 JPH0770038B2 JP2205323A JP20532390A JPH0770038B2 JP H0770038 B2 JPH0770038 B2 JP H0770038B2 JP 2205323 A JP2205323 A JP 2205323A JP 20532390 A JP20532390 A JP 20532390A JP H0770038 B2 JPH0770038 B2 JP H0770038B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、水平記録用薄膜合金磁気記録ディスクに関す
るものであり、より具体的には、高い記録線密度でも固
有の媒体ノイズの少ないCoPt合金ディスクに関するもの
である。
るものであり、より具体的には、高い記録線密度でも固
有の媒体ノイズの少ないCoPt合金ディスクに関するもの
である。
B.従来の技術 CoPt媒体を含む薄膜合金媒体の問題点の１つは、記録線
密度が上昇すると固有の媒体ノイズが増大することであ
る。媒体ノイズは、磁気遷移の不規則性によって生じ、
リードバック信号のピークの不規則なシフトの原因とな
る。この不規則なシフトを、「ピーク・ジッタ」または
「時間ジッタ」という。したがって、媒体ノイズが高い
ほど、ビット・エラー率も高くなる。したがって、デー
タが最大の線密度で記録できるように、発生するノイズ
が最大許容レベルより低い薄膜合金媒体を開発すること
が望ましい。ピーク・ジッタおよび媒体のS/N比（SNR）
で表した固有媒体ノイズの、磁気記録システムのビット
・エラー率に対する影響については、カッツ（Katz）等
の論文「磁気記録のエラー率に対するビット・シフト分
布の影響（Effect of Bitshift Distribution on Error
Rate in Magnetic Recording）」、IEEE Transactions
on Magnetics、Vol.MAG−15、pp.1050〜1053、1979年
に記載されている。媒体S/N比の測定については、ベル
ク（Belk）等の論文「高性能剛性記録媒体の固有S/N比
の測定（Measurement of the Intrinsic Signal−to−N
oise Retio for High Performance Rigid Recording Me
dia）」、J.Appl.Physics、59（２）、1986年１月15
日、pp.557〜562に記載されている。
密度が上昇すると固有の媒体ノイズが増大することであ
る。媒体ノイズは、磁気遷移の不規則性によって生じ、
リードバック信号のピークの不規則なシフトの原因とな
る。この不規則なシフトを、「ピーク・ジッタ」または
「時間ジッタ」という。したがって、媒体ノイズが高い
ほど、ビット・エラー率も高くなる。したがって、デー
タが最大の線密度で記録できるように、発生するノイズ
が最大許容レベルより低い薄膜合金媒体を開発すること
が望ましい。ピーク・ジッタおよび媒体のS/N比（SNR）
で表した固有媒体ノイズの、磁気記録システムのビット
・エラー率に対する影響については、カッツ（Katz）等
の論文「磁気記録のエラー率に対するビット・シフト分
布の影響（Effect of Bitshift Distribution on Error
Rate in Magnetic Recording）」、IEEE Transactions
on Magnetics、Vol.MAG−15、pp.1050〜1053、1979年
に記載されている。媒体S/N比の測定については、ベル
ク（Belk）等の論文「高性能剛性記録媒体の固有S/N比
の測定（Measurement of the Intrinsic Signal−to−N
oise Retio for High Performance Rigid Recording Me
dia）」、J.Appl.Physics、59（２）、1986年１月15
日、pp.557〜562に記載されている。
米国特許第4789598号明細書には、Cr濃度を高めること
により、高記録密度における固有媒体ノイズを減少させ
る、コバルト・白金・クロム（CoPtCr）合金磁気記録デ
ィスクが記載されている。
により、高記録密度における固有媒体ノイズを減少させ
る、コバルト・白金・クロム（CoPtCr）合金磁気記録デ
ィスクが記載されている。
特開昭61-276116号には、S/N比の高いコバルト・ニッケ
ル（CoNi）合金ディスクが開示されている。ディスクの
基板にアルマイトをコーティングし、酸素または窒素の
存在下でCoNi磁気皮膜をスパッタ付着させた後、ディス
クを熱処理して、CoNi磁気皮膜中に20〜50原子パーセン
トの酸素または窒素を有するディスクを形成する。
ル（CoNi）合金ディスクが開示されている。ディスクの
基板にアルマイトをコーティングし、酸素または窒素の
存在下でCoNi磁気皮膜をスパッタ付着させた後、ディス
クを熱処理して、CoNi磁気皮膜中に20〜50原子パーセン
トの酸素または窒素を有するディスクを形成する。
他の３つの参照文献に、様々の量の酸素または窒素を磁
気皮膜中に含有すると思われる各種のコバルト合金薄膜
ディスクが記載されているが、磁気皮膜のS/N比を改善
する目的で、スパッタリング中に酸素を故意に導入する
ことは教示されていない。たとえば、特開昭61-142523
号には、窒素の存在下で磁気皮膜をスパッタリングした
後、熱処理して、皮膜を結晶化させるとともに窒素を放
出させて、0.5〜５原子パーセントの窒素を含有するCoP
t皮膜を形成させたCoPtディスクが記載されている。特
開昭61-253622号には、磁気皮膜中に５原子パーセント
以下の酸素または窒素が存在するCoCrX（Ｘ＝Pt、Rh、R
e、Pd、Ir等）合金ディスクが記載されている。米国特
許第4749459号明細書には、磁気皮膜のスパッタ付着中
に、得られたCoPt皮膜の保磁力を減少させる目的で、少
量の窒素または酸素を含有するガスを導入して形成し
た、CoPtディスクが記載されている。
気皮膜中に含有すると思われる各種のコバルト合金薄膜
ディスクが記載されているが、磁気皮膜のS/N比を改善
する目的で、スパッタリング中に酸素を故意に導入する
ことは教示されていない。たとえば、特開昭61-142523
号には、窒素の存在下で磁気皮膜をスパッタリングした
後、熱処理して、皮膜を結晶化させるとともに窒素を放
出させて、0.5〜５原子パーセントの窒素を含有するCoP
t皮膜を形成させたCoPtディスクが記載されている。特
開昭61-253622号には、磁気皮膜中に５原子パーセント
以下の酸素または窒素が存在するCoCrX（Ｘ＝Pt、Rh、R
e、Pd、Ir等）合金ディスクが記載されている。米国特
許第4749459号明細書には、磁気皮膜のスパッタ付着中
に、得られたCoPt皮膜の保磁力を減少させる目的で、少
量の窒素または酸素を含有するガスを導入して形成し
た、CoPtディスクが記載されている。
C.発明の要旨 本発明は、水平記録用の、改良されたCoPt合金磁気記録
ディスクに関するもので、ディスク中の磁気記録層は、
５原子パーセント以上30原子パーセント未満の酸素を含
有する。ディスクは、CoPt合金磁気層のスパッタ付着中
に、アルゴンに酸素を導入することにより形成する。得
られたディスク構造は、高い記録線密度でも、同様の条
件で、ただしCoPt合金磁気層のスパッタ付着中に酸素を
導入せずに形成したディスク構造に比べて、固有媒体ノ
イズがかなり少ない。スパッタ付着工程後、このディス
クを熱処理することにより、S/N比はさらに改良され
る。
ディスクに関するもので、ディスク中の磁気記録層は、
５原子パーセント以上30原子パーセント未満の酸素を含
有する。ディスクは、CoPt合金磁気層のスパッタ付着中
に、アルゴンに酸素を導入することにより形成する。得
られたディスク構造は、高い記録線密度でも、同様の条
件で、ただしCoPt合金磁気層のスパッタ付着中に酸素を
導入せずに形成したディスク構造に比べて、固有媒体ノ
イズがかなり少ない。スパッタ付着工程後、このディス
クを熱処理することにより、S/N比はさらに改良され
る。
D.実施例 酸素を磁気層に導入したCoPt合金ディスクの改善された
S/N比を説明するため、同一の条件で２種類のCoPtCrデ
ィスクを製作した。ただし、一方のディスクには、スパ
ッタリング中に酸素を導入した。
S/N比を説明するため、同一の条件で２種類のCoPtCrデ
ィスクを製作した。ただし、一方のディスクには、スパ
ッタリング中に酸素を導入した。
これらのディスクは、RF-DCマグネトロン・スパッタリ
ング装置（Varian S−gun）を用いて製作した。基本圧
力は、付着前は約3x10-7トルで、各付着工程では、アル
ゴンを約6mトルに保持した。装置への電力は、500W、Ar
の流速は40sccmとした。付着はすべて、基板を加熱しな
いで行なった。基板は5.25インチのAlMg/NiPディスクを
使用した。基板の表面は、高周波放電洗浄を行ない、Ni
P表面皮膜の上に厚さ750オングストロームのCr下部層を
形成した。Cr下部層の上に、金属組成がCo77Pt6Cr17の
磁気層を、160オングストロームの厚さに形成した。そ
の後、CoPtCr磁気層の上に、厚さ250オングストローム
の炭素の保護オーバーコートを形成した。１例では、ス
パッタリング・チェンバ中に、Arの流速の約５％の流速
で酸素を導入した。
ング装置（Varian S−gun）を用いて製作した。基本圧
力は、付着前は約3x10-7トルで、各付着工程では、アル
ゴンを約6mトルに保持した。装置への電力は、500W、Ar
の流速は40sccmとした。付着はすべて、基板を加熱しな
いで行なった。基板は5.25インチのAlMg/NiPディスクを
使用した。基板の表面は、高周波放電洗浄を行ない、Ni
P表面皮膜の上に厚さ750オングストロームのCr下部層を
形成した。Cr下部層の上に、金属組成がCo77Pt6Cr17の
磁気層を、160オングストロームの厚さに形成した。そ
の後、CoPtCr磁気層の上に、厚さ250オングストローム
の炭素の保護オーバーコートを形成した。１例では、ス
パッタリング・チェンバ中に、Arの流速の約５％の流速
で酸素を導入した。
これら２種類のディスクの固有媒体ノイズの比較を第１
図に示す。S0NRのSNR項は、20log（Vs/Vn）で定義され
る。ただし、Vsは分離された信号の振幅、Vnは媒体の積
分されたRMSノイズである。CoPtCr磁気層に酸素を導入
して作成したディスクは、すべての記録密度で、S0NRの
顕著な改善を示し、2400fr/mmでは、4.4dBの改善（38.5
dB対34.1dB）であった。
図に示す。S0NRのSNR項は、20log（Vs/Vn）で定義され
る。ただし、Vsは分離された信号の振幅、Vnは媒体の積
分されたRMSノイズである。CoPtCr磁気層に酸素を導入
して作成したディスクは、すべての記録密度で、S0NRの
顕著な改善を示し、2400fr/mmでは、4.4dBの改善（38.5
dB対34.1dB）であった。
磁気層のS/N比の酸素含有量に対する依存度を決定する
ために、上記と同様のスパッタリング条件で、酸素流量
のみを変化させて、各種のディスクを製作した。ディス
クの構造も、厚さ1000オングストロームのCr下部層の上
に、厚さ600オングストロームのCoPtCr磁気層を形成し
た点以外は上記と同じにした。ディスクの一部は、同じ
記録結果を与える研磨したAlMg/NiPに加えて、半導体グ
レードの単結晶シリコン上に製造した。シリコン基板の
表面は平滑で、天然の酸化物により非結晶であるため、
本明細書に記載する結果は、ガラスまたはガラス・セラ
ミック基板にも適用することができると思われる。酸素
含有量は、ラザフォードのバックスキャッタリングによ
り測定した。S0NRで測定したS/N比に対する酸素含有量
の依存度を、第２図のグラフに示す。これらのディスク
の他の磁気特性の酸素含有量に対する依存度を、第3A
図、第3B図および第3C図に示す。酸素が約30原子パーセ
ントになると、ディスクの磁気特性、特に保磁力Hcの点
で、ディスクは磁気記録媒体としては実質的に使用でき
なくなる。
ために、上記と同様のスパッタリング条件で、酸素流量
のみを変化させて、各種のディスクを製作した。ディス
クの構造も、厚さ1000オングストロームのCr下部層の上
に、厚さ600オングストロームのCoPtCr磁気層を形成し
た点以外は上記と同じにした。ディスクの一部は、同じ
記録結果を与える研磨したAlMg/NiPに加えて、半導体グ
レードの単結晶シリコン上に製造した。シリコン基板の
表面は平滑で、天然の酸化物により非結晶であるため、
本明細書に記載する結果は、ガラスまたはガラス・セラ
ミック基板にも適用することができると思われる。酸素
含有量は、ラザフォードのバックスキャッタリングによ
り測定した。S0NRで測定したS/N比に対する酸素含有量
の依存度を、第２図のグラフに示す。これらのディスク
の他の磁気特性の酸素含有量に対する依存度を、第3A
図、第3B図および第3C図に示す。酸素が約30原子パーセ
ントになると、ディスクの磁気特性、特に保磁力Hcの点
で、ディスクは磁気記録媒体としては実質的に使用でき
なくなる。
酸素を含有する雰囲気中で形成したCoPtCr層のS/N比
は、完成したディスクをアニーリングすることによりさ
らに改善される。１つの実験ではAlMg/NiP基板上に直接
形成したCo75Pt12Cr13磁気層を有するディスクを、232
℃で90分加熱し、常温まで徐冷した。この熱処理は、空
気中および、最初にオーブンを窒素でパージした実質的
に酸素を含有しない雰囲気中で行なった。得られたディ
スクは、熱処理を行なわない同じディスクに比べて、9.
8μＶのRMSノイズの減少と、2400fr/mmで3.6dBのS/N比
の増大を示した。
は、完成したディスクをアニーリングすることによりさ
らに改善される。１つの実験ではAlMg/NiP基板上に直接
形成したCo75Pt12Cr13磁気層を有するディスクを、232
℃で90分加熱し、常温まで徐冷した。この熱処理は、空
気中および、最初にオーブンを窒素でパージした実質的
に酸素を含有しない雰囲気中で行なった。得られたディ
スクは、熱処理を行なわない同じディスクに比べて、9.
8μＶのRMSノイズの減少と、2400fr/mmで3.6dBのS/N比
の増大を示した。
上記の説明は、記録媒体の一部を形成する本発明の構造
にのみ関するものであり、媒体および媒体製造工程の、
従来の周知の部分に関するものではない。たとえば、薄
膜合金ディスクの製造において、磁気皮膜上に、スパッ
タリングした炭素等の保護オーバーコートを設けること
が知られている。
にのみ関するものであり、媒体および媒体製造工程の、
従来の周知の部分に関するものではない。たとえば、薄
膜合金ディスクの製造において、磁気皮膜上に、スパッ
タリングした炭素等の保護オーバーコートを設けること
が知られている。
本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本
発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施例に修
正を加えることが可能なことは、当業者には明らかであ
る。
発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施例に修
正を加えることが可能なことは、当業者には明らかであ
る。
第１図は、磁気層に酸素を取り入れたCoPtCrディスク及
び酸素を取り入れないCoPtCrディスクの、S0NRと記録線
密度の比較を示す図である。 第２図は、CoPtCrディスクの酸素含有量に対して、S0NR
を1mm当たり1000磁束反転（fr/mm）でプロットした図で
ある。 第３図の3A、3Bおよび3Cは、それぞれ、CoPtCrディスク
の酸素含有量に対する残留磁気Mr、保持力矩形性S*およ
び飽和保磁力Hcのグラフである。
び酸素を取り入れないCoPtCrディスクの、S0NRと記録線
密度の比較を示す図である。 第２図は、CoPtCrディスクの酸素含有量に対して、S0NR
を1mm当たり1000磁束反転（fr/mm）でプロットした図で
ある。 第３図の3A、3Bおよび3Cは、それぞれ、CoPtCrディスク
の酸素含有量に対する残留磁気Mr、保持力矩形性S*およ
び飽和保磁力Hcのグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タダシ・ヨギ アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ノ ゼ、アンジヨウ・クリーク・サークル7100 番地 (56)参考文献 特開 昭61−194625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157323（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】基板と、この基板の上に設けられた非磁性
の下部層と、この下部層上に水平記録用に付着された磁
気層とを備える磁気記録ディスクであって、 上記磁気層は、コバルト、白金および酸素を含む組成を
有し、この酸素は、上記磁気層中に５原子パーセント以
上30原子パーセント未満含まれていることを特徴とする
水平記録用磁気記録ディスク。 - 【請求項２】上記下部層がクロムである請求項１に記載
のディスク。 - 【請求項３】上記磁気層がクロムを含む請求項１に記載
のディスク。 - 【請求項４】上記磁気層上に保護用のオーバーコートを
有する請求項１に記載のディスク。 - 【請求項５】基板上に設けられた非磁性の下部層の上
に、コバルトと白金を含む水平記録用の磁気層をスパッ
タ付着によって形成して薄膜磁気記録ディスクを製造す
る方法において、 上記磁気層の付着中に、該磁気層中に５原子パーセント
以上30原子パーセント未満の酸素を存在させるに十分な
量の酸素を導入することを特徴とする水平記録用磁気記
録ディスクの製造方法。 - 【請求項６】上記磁気層のスパッタ付着後にディスクを
熱処理するステップを含む請求項５に記載の製造方法。
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