JPH09305968A - 磁性記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁性記録媒体の製造方法

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JPH09305968A
JPH09305968A JP8124873A JP12487396A JPH09305968A JP H09305968 A JPH09305968 A JP H09305968A JP 8124873 A JP8124873 A JP 8124873A JP 12487396 A JP12487396 A JP 12487396A JP H09305968 A JPH09305968 A JP H09305968A
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JP
Japan
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magnetic
layer
post
annealing
magnetic metal
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JP8124873A
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English (en)
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Ryoichi Mukai
良一 向井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers

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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハードディスクの高密度化のために磁性層を
高保磁力化し、低ノイズ化を図ること。 【解決手段】 基板上に非磁性下地層と磁性金属多結晶
層を真空堆積した後、保護膜を形成することなく、かつ
真空を破ることなく、ポストアニールする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハードディスク(H
D)用磁性記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ハードディスク(HD)の性能の向上に
は高記録密度化と低ノイズ化を同時に達成することが課
題となる。高記録密度化には高保磁力化が不可欠とな
る。この課題を達成するには磁性粒子(多結晶の場合に
は結晶粒または非磁性領域で分断された結晶粒内の磁性
領域)を単磁区臨界サイズ以下にならない程度に微細化
し、各磁性粒子間の磁気的相互作用が消滅する様に孤立
化させる必要がある。
【0003】上述した技術的課題をクリアーするため
に、従来は多結晶構造の磁性膜を形成する際に磁性材料
中に非磁性物質を添加して堆積して堆積と同時にこの非
磁性物質を結晶粒界に析出させて結晶粒の孤立化を図っ
ていた(IEEE TRANSACTIONS ON
MAGNETICS,Vol.29,No.6,No
v.1993,pp3685−3687)。さらに、こ
の析出現象を顕著に発生させるために、下地層、磁性
層、保護膜を順次堆積した後に大気暴露して低真空炉中
でポストアニールするHD用媒体の形成方法がある。
【0004】また、結晶粒サイズの微細化に対しては、
磁性膜がヘテロエピ的に成長するのでその結晶粒サイズ
を決める下地層の薄膜化による下地層の微結晶化によっ
て対処していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の内、堆積と
同時に非磁性物質を粒界偏析させることを図った方法で
は、添加物質の析出が阻害され易くて、磁性結晶粒中に
固溶限界以上に非磁性である添加物が含まれてしまい保
磁力を悪化させてしまう。一方、保護膜の堆積まで行っ
た後にポストアニールする方法でも、このアニール中の
保護膜と磁性膜の反応が発生してしまうために高保磁力
化が阻害されてしまう問題が起こる。
【0006】また、結晶粒サイズを微細化するために下
地層の薄膜化を行うと優れた磁気特性を有した磁性膜を
得るのに適した結晶配向が得られなくなる問題が発生す
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために、本発明者は多結晶構造の非磁性下地層と磁性膜
を順次堆積した後に保護膜を堆積しない状態でポストア
ニールを行う技術を開発した。この技術ではアニール前
とアニール中の磁性層の酸化現象による磁気的性能の悪
化を抑制するためにポストアニールの終了まで真空状態
を維持した。こうした従来技術で問題となった保護膜と
の反応に起因した高保磁力化への阻害を回避して、磁性
膜の結晶粒界への十分な非磁性物質の偏析が実現され、
しかも結晶粒内に非磁性領域と磁性領域が共存させるこ
とによって実質的に磁性粒子の孤立化と微細化を実現で
きた。なお、堆積と同時に非磁性物質が結晶粒界に偏析
することが促進されない室温以下の基板温度で多結晶構
造の非磁性下地層と磁性膜を順次堆積させることでこの
孤立化と微細化を容易に実現できることも見い出され
た。
【0008】すなわち、本発明によれば、非磁性基板上
に非磁性下地層を介して磁性金属多結晶層を有し、さら
に保護層を有するハードディスク用磁性記録媒体の製造
方法において、真空中で、前記非磁性下地層を有する前
記非磁性基板上に前記磁性金属多結晶層を堆積し、前記
真空を破ることなく、前記保護層を堆積する前に、前記
磁性金属層多結晶層を堆積した前記非磁性基板をポスト
アニールし、そして、然る後に前記堆積層を形成するこ
とを特徴とする磁性記録媒体の製造方法を提供する。
【0009】HD用基板材料としてはアルミニウム、ガ
ラス、石英、カーボン、シリコンなどの非磁性材料が用
いられる。HDは耐衝撃性に優れ、また薄型化や高速回
転に適した剛性を有する。これらの基板の表面は通常N
i3 P,SiO2 などの層を形成してからテクスチャリ
ングされる。磁性金属多結晶層の材料としてはCoまた
はCo基合金、例えばCoCr,CoCrPt,CoC
rTaなどが代表的であるが、そのほかNi,Fe、希
土類金属またはこれらの金属を主成分とする合金などで
もよい。さらに、非磁性材料のCr,SiO2 ,ZrO
2 などを添加してもよい。
【0010】この磁性層の厚さは限定されないが、一般
的に、10〜40nm、好ましくはtBr値が100μm
・Gとなる20〜30nmである。このような磁性金属は
真空堆積法、代表的には、スパッタ法、真空蒸着法など
で多結晶層として堆積することができる。マグネトロン
スパッタ法、バイアススパッタ法が好ましい。
【0011】非磁性下地層は磁性金属多結晶層の成長を
促進する目的で形成される。代表的な磁性層であるCo
またはCo基合金からなる磁性層に対してはCrまたは
Cr基合金のほかNiP,CrMoなどの層が一般的に
用いられ、これによってCoまたはCo基合金層はC軸
が基板表面と平行に堆積(成長)する。下地層の厚さは
限定されないが、一般に、20〜50nm厚である。
【0012】本発明では、この地下層の成分をポストア
ニールで磁性金属多結晶層の粒界へ拡散させて偏析させ
ることにより、磁性金属結晶粒間の粒界相互作用を阻止
し、それにより磁性記録層のノイズを防止するものであ
る。一方、代表的な保護膜材料であるカーボンが、磁性
層上に存在すると、ポストアニール時に結晶粒界を通っ
て下地層表面に達してそこに下地層成分の磁性層粒界へ
の拡散を阻害する相が形成されるので、本発明では保護
層は形成しないでポストアニールを行なう。
【0013】また、保護層なしで露出した磁性層をアニ
ールするため、磁性層を堆積した基板を一旦空気中に暴
露してしまうと表面に酸化膜が形成されて、この酸化膜
がポストアニール中に凝集して表面荒れを発生させてし
まうので、磁性層を堆積した後、真空を破らずにそのま
まポストアニールを行なう。ポストアニールの温度は例
えば500〜700℃でよいが、基板にNiP3 のよう
に結晶変態して磁性を持つに至る材料を用いた場合には
その結晶変態温度(370℃)より低い温度で、またア
ルミニウム基板のように軟化温度が低い場合は(アルミ
ニウムは660℃)それより低い温度でアニールする。
【0014】上記の如く、ポストアニールでは非磁性下
地層から磁性層の結晶粒界への拡散、偏析を行なうもの
であるから、磁性層の上層として非磁性層を形成してサ
ンドイッチ構造にすることにより偏析を促進することが
できる。また、このようなサンドイッチ構造を多層化す
れば磁性層が多層化され、記録性能も向上する。
【0015】磁性層あるいは磁性層上のサンドイッチの
ための非磁性層の上に、記録媒体の保護膜を形成する。
保護膜は記録ヘッドによる記録層(磁性層)の損傷を保
護し、また潤滑の作用をする層である。代表的にはカー
ボン、ダイヤモンド、ジルコニウムなどが用いられる。
保護層の厚みは一般的に10〜20nm厚である。
【0016】
【実施例】(a)本発明によるハードディスク(HD)用磁性媒体
の製造 図1にこのプロセスフローを示す。図2を参照すると、
基板1上に非磁性下地層2と磁性層3を真空中で順次堆
積した後に、この真空状態を保持した状態でポストアニ
ールを行い、基板を室温まで冷却した後に保護膜4を磁
性層上に堆積してHD用磁性媒体を製作した。基板材料
としてはアルミニウム、ガラス、石英、カーボン、シリ
コンなどの非磁性材料を用い、これらの基板上にNi3
P,SiO2 の何れかを形成した。非磁性下地層として
はCrまたはNi3 Pを30〜50nm厚、磁性層として
はCo,Ni,Fe、希土類金属の何れか、またはこれ
らの一つまたは複数と非磁性材料であるCr,Si
o2 ,ZrO2 等が添加された合金をスパッタ法で20
〜40nm厚程度形成した。ポストアニールは350〜7
00℃の温度で1分間程度行った。
【0017】(b)サンドイッチ構造を用いたハードデ
ィスク(HD)用磁性媒体の製造 図3に示す様に、磁性層3とCr層(非磁性層)5を交
互に形成したサンドイッチ構造を形成した後にポストア
ニールを行ってHD用磁性媒体を製作した。Cr層5は
5nm厚程度、磁性層3は10nm厚程度とした。これらは
何れもスパッタ法を用いて堆積した。
【0018】(c)従来例 基板上に下地Cr層2、磁性CoCrPt層3、そして
保護層としてZr層4を堆積した記録媒体を作製した。
さらに、この記録媒体をポストアニールした。このとき
の記録媒体の保磁力の変化を図4に示す。△がこの従来
例の結果を示す。ポストアニールにより保磁力が向上す
ることが見られる。
【0019】(d)本発明との比較 図4に、Zr層4を堆積する前に、CoCrPt層3を
堆積後、真空を破らずにポストアニールしてから、Zr
層4を形成した場合の保磁力の変化を併せて示す(図中
の○印)。本発明の実施例の方が、as−depoおよ
びすべてのアニール温度において従来例より高い保磁力
を示し、かつ従来例では600℃を越えると急激に保磁
力が低下したが、実施例では650℃まで保磁力が上昇
した。
【0020】保磁力の向上は、磁性金属多結晶層の結晶
粒間相互作用が減ったことを示しており、従ってノイズ
も減少してS/N比の向上、信頼性の向上が達成されて
いることを意味している。S/N比の低下は、磁性層の
薄膜化(出力の低下に見合うノイズの低下)を可能に
し、高密度記録を可能にする。また、保磁力の向上それ
自体も小領域への記録を可能にし、高記録密度化に有効
である。
【0021】(e)堆積温度が高保磁力化に及ぼす影響 図4に本技術を実行する際にCr下地層とCoCrPt
磁性層の堆積温度を変えて行った結果を示す。この結果
では室温(27℃)と300℃の堆積温度を用いた比較
を行った。堆積温度を室温にして本技術により媒体を形
成した方が特定のポストアニール温度で常に高い保磁力
が得られることが確認できた。
【0022】低温で堆積することにより結晶性が低い膜
にでき、ポストアニール時のCrの拡散、偏析が促進さ
れるものと考えられる。
【0023】
【発明の効果】ポストアニール前の磁性層の結晶膜構造
とプロセスを工夫することによって、ポストアニールの
利用によって得られる顕著な結晶粒界への非磁性材料の
析出現象と結晶粒内に非磁性領域で孤立化された磁性領
域を形成する2相分離状態の発生を効率よく実現させる
ことができ、高保磁力化と低ノイズ化が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のプロセスフローを示す。
【図2】A)B)は実施例のHD用磁性記録媒体の模式
断面図である。
【図3】A)B)C)は他の実施例のサンドイッチ構造
の磁性記録媒体の模式断面図である。
【図4】実施例と比較例のポストアニールによる保磁力
の変化を示す。
【図5】dep温度の差によるポストアニール効果の差
を示す。
【符号の説明】
1…基板 2…下地非磁性層(Cr層) 3…磁性金属多結晶層(CoCrPt層) 4…保護層(Zr層) 5…非磁性層(Cr層)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上に非磁性下地層を介して磁
    性金属多結晶層を有し、さらに保護層を有するハードデ
    ィスク用磁性記録媒体の製造方法において、 真空中で、前記非磁性下地層を有する前記非磁性基板上
    に前記磁性金属多結晶層を堆積し、 前記真空を破ることなく、前記保護層を堆積する前に、
    前記磁性金属層多結晶層を堆積した前記非磁性基板をポ
    ストアニールし、そして然る後に前記保護層を形成する
    ことを特徴とする磁性記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記磁性金属多結晶層がCoまたはCo
    基合金である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記非磁性下地層がCrまたはCr基合
    金である請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記保護層がカーボンである請求項1,
    2または3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ポストアニールの温度が350〜7
    00℃である請求項1〜4のいずれか1項に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 前記非磁性下地層と前記磁性金属多結晶
    層の堆積を100℃以下の低温加熱または非加熱条件下
    で行なう請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記磁性金属多結晶層上に非磁性下地層
    として機能しうる材質の非磁性層をもう一層堆積してか
    ら前記ポストアニールを行なう請求項1〜6のいずれか
    1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記磁性金属多結晶層を前記非磁性層で
    サンドイッチした構造を多層化してから前記ポストアニ
    ールを行なう請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記磁性金属多結晶層がSiO2 または
    ZrO2 を添加したCoまたはCo基合金である請求項
    1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記磁性金属多結晶層がNi,Fe、
    希土類金属またはこれらの金属を主成分とする合金であ
    る請求項1,5〜8のいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記非磁性基板が結晶変態により磁性
    を示す材料を含み、前記ポストアニールの温度がその結
    晶変態温度より低い請求項1〜4,6〜10のいずれか
    1項に記載の方法。
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