JPH1092640A - 超高密度磁気記録媒体および製法 - Google Patents

超高密度磁気記録媒体および製法

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JPH1092640A
JPH1092640A JP26655696A JP26655696A JPH1092640A JP H1092640 A JPH1092640 A JP H1092640A JP 26655696 A JP26655696 A JP 26655696A JP 26655696 A JP26655696 A JP 26655696A JP H1092640 A JPH1092640 A JP H1092640A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic recording
ferrite
recording medium
base material
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JP26655696A
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English (en)
Inventor
Akita Inomata
明大 猪又
Yoshitake Kaizu
功剛 貝津
Iwao Okamoto
巌 岡本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録を実現するために、高保磁力かつ
低ノイズの記録媒体を提供すること。 【解決手段】 非磁性母材中に強磁性フェライト微粒子
を分散して含むフェライトグラニュラ構造の磁気記録層
を非磁性基板上に成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体とその
製造方法及び磁気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録装置は情報処理装置の外部記憶
装置として使用される。情報処理装置が取り扱う情報量
が増加しているのに伴い、磁気記録装置も記録密度の向
上が必須となっている。しかし、従来の磁気記録装置で
用いられている磁気記録媒体の記録密度を高くすると、
再生出力が低下し、ノイズが増加するという問題がある
ため、高密度記録が可能で、なおかつ高再生出力、低ノ
イズの磁気記録媒体が要求されている。
【0003】媒体から発生するノイズは主に磁化遷移部
分の磁化のばらつきに起因しており、磁化のばらつきは
記録層を構成する強磁性結晶粒子間の磁気的な相互作用
に起因している。したがって媒体ノイズ低減のために
は、この強磁性結晶粒子間の磁気的な相互作用を弱くし
てやることが有効である。従来の磁気記録媒体はスパッ
タリングで作成した、Coを基調とした3元もしくは4
元の合金の薄膜を用いるのが一般的であり、組成および
作成条件によって強磁性結晶粒子間に非磁性の添加元素
を偏析させて磁気的な相互作用を弱めることでノイズの
低減を図っていた。しかしCo系、Fe系の合金は基本
的に固溶系であるため、組成および作成条件によって偏
析を促進させても強磁性結晶粒子を完全に孤立化させる
ことはできなかった。したがって強磁性結晶粒子間の磁
気的な相互作用を完全に断ち切ることはできなかった。
【0004】また、強磁性金属結晶粒子グラニュラ媒体
では、磁気記録層を互いに非固溶な強磁性金属結晶粒子
と非磁性母材により形成しているため、強磁性結晶粒子
間の磁気的な相互作用を完全に断ち切ることが可能であ
るが、保磁力が小さいという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の理由から強磁性
結晶粒子を完全に孤立化させて強磁性結晶粒子間の磁気
的な相互作用を完全に断ち切り、なおかつ保磁力の大き
い磁気記録媒体が必要とされている。本発明はこの需要
に答えることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、非磁性母材中に強磁性フェライト微粒子
を含むフェライトグラニュラ構造を持つ磁気記録層を提
供する。従来の金属グラニュラ構造と比べてフェライト
のグラニュラ構造としたことで保磁力が向上し、かつ非
磁性母材中のグラニュラ構造であるので強磁性粒子間の
磁気的な相互作用が断ち切られ低ノイズ化される。
【0007】フェライトは一般式MO・Fe2 3 (M
は2価の金属)で表わされる金属酸化物であり、特に強
磁性を示すものはFe3 4 ,CoFe2 4 ,NiF
24 ,MnFe2 4 、バリウムフェライトなどを
含むが、CoFe2 4 ,Fe3 4 が好適である。フ
ェライト微粒子には副生成物あるいは他の強磁性材料、
例えば、γ−Fe2 3 などが含まれることがあっても
よい。
【0008】非磁性母材はフェライトと非固溶の非磁性
材料であればよく、SiO2 ,Al2 3 ,MgO,Z
rO2 などが例示される。フェライトグラニュラ構造に
する理由は、強磁性フェライト微粒子相互間の磁気的相
互作用を抑制するためであるから、強磁性フェライト微
粒子は非磁性母材中に孤立して存在することが好まし
い。一方、保磁力を高めるためには強磁性フェライトは
多い方がよい。そのため、強磁性フェライトと非磁性母
材との体積比は30:70〜70:30の範囲内が好ま
しく、40:60〜60:40の範囲内がより好まし
い。
【0009】フェライトグラニュラ構造の磁気記録層の
膜厚は強磁性フェライト微粒子の寸法と関係があり、一
般的には100nm以下、好ましくは10〜50nmであ
る。フェライトグラニュラ構造中の強磁性フェライト微
粒子の粒径は一般的に5〜50nm、好ましくは10〜3
0nmである。この粒径が小さいと保磁力が低下し、一方
大きくなるとノイズが発生し易くなる。
【0010】フェライトグラニュラ構造を持つ磁気記録
層は非磁性基板上に成膜される。非磁性基材は特に限定
されないが、400℃以上の高温で熱処理可能な非磁性
耐熱基板(Si,SiO2 ,C、サファイヤ、結晶化ガ
ラスなど)が好ましい。非磁性基板上にフェライトグラ
ニュラ構造の磁気記録層を形成して磁気記録媒体が得ら
れる。この磁気記録媒体と磁気ヘッドを具備する磁気デ
ィスク装置を構成することができる。
【0011】フェライトグラニュラ構造の磁気記録層を
成膜するには、強磁性フェライトの構成金属元素を非磁
性母材材料と同時スパッタして上記金属元素の金属グラ
ニュラ構造の薄膜を成膜した後、熱処理して上記金属元
素を強磁性フェライトに転換させる方法によることがで
きる。同時スパッタは複合ターゲットを用いることが好
ましい。
【0012】熱処理は400℃以上がよく、好ましくは
500〜800℃の範囲内である。熱処理温度が高いほ
ど保磁力が大きくなる。熱処理温度が高すぎると粒子が
成長して大きくなりすぎる。さらに熱処理は高真空下、
例えば1×10-6Torr程度で行なうことが好ましい。微
量の酸素の存在による酸化が適当であり、酸素が多すぎ
ると酸化が進みフェライト以外の酸化物になる。
【0013】こうして成膜したフェライトグラニュラ構
造の磁気記録層は一般的に1000Oe以上、さらには2
000Oe以上、特に3000Oeの保磁力を有することが
できる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の実施例の磁気記録媒体の断面
図である。この媒体はSi基板1と、磁気記録層3、磁
気記録層上に形成された保護被膜4を含む。保護被膜上
には通常液体潤滑剤の層が添加されている。また、Si
基板の表面にはSiと磁性材料の拡散結合を防ぐため、
あらかじめ熱酸化膜(SiO2 )2が付けてある。
【0015】図2に本発明の実施例の磁気記録媒体の作
成手順を示す。耐熱性非磁性基板(1,2)上に、Fe
Co金属粒子/SiO2 母材のグラニュラ膜3′をスパ
ッタ成膜し(図2(ア)),これを真空下で熱処理して
強磁性フェライト/SiO2のグラニュラ膜3に転換さ
せた後(図2(イ))、表面に保護被膜4としてカーボ
ンを成膜する(図2(ウ))。
【0016】ここで耐熱性非磁性基板は400℃以上の
高温で熱処理が可能なSi基板、C基板などである。図
3に実施例で用いた複合ターゲットの概略図を示す。S
iO2 ターゲット11上に正方形のCo板12とFe板
13を同心円状に配置してある。これにより、Co板お
よびFe板の枚数を変えることによって成膜した媒体上
で径方向の組成に傾斜を生じることなく、磁気記録層の
強磁性金属結晶粒子と非磁性母材の組成比を変化させる
ことができる。
【0017】この複合ターゲットを用い、成膜前5×1
-7Torrの真空下、Arガス圧5mTorr 、基板温度は室
温(50℃程度)、スパッタパワー200Wでマグネト
ロンスパッタリングを行ない、膜厚10〜300nmのF
eCo/SiO2 グラニュラ膜3′を成膜した。スパッ
タ後、1×10-6Torrの高真空中で500〜800℃で
1時間熱処理した後、カーボンを厚さ20nmに成膜し
た。
【0018】図4にグラニュラ膜3′,3のX線回折の
結果を示す。熱処理前の膜ではSi基板と比較して回折
ピークは得られていない。熱処理をした膜では結晶性を
示す回折ピークが得られた。熱処理によって回折ピーク
が大きくなることから熱処理によって結晶粒が成長して
いることがわかる。熱処理後の膜で成長している結晶は
FeおよびCoの酸化物であり、酸化物は主にFe3
4 ,CoFe2 4 、そして少量のγ−Fe2 3 など
のフェライトであることがわかる。
【0019】図5にはHcがほぼ最大となるFeCo体
積比率56%のFeCo酸化物/SiO2 (膜厚20n
m)の熱処理前と700℃で熱処理後のTEM像を示し
た。熱処理前の膜では粒径は約50Åで、粒が膜全体で
良く揃っており、粒間がSiO 2 によって切れている様
子が良くわかる。熱処理後の膜では粒子が20〜50nm
程度まで成長している。保磁力は粒径の成長によって増
大していると考えられる。
【0020】図6に保磁力とFeCo体積比率の関係を
熱処理温度別に示す。保磁力は熱処理前にはFeCo体
積比率に依存せず、数十Oeであるが500℃以上の熱処
理を加えると保磁力は1000Oe以上の大きな値を示す
ようになる。保磁力はFeCoの体積比が増えるに従っ
て大きくなり、約30%〜70%で1000Oe以上にな
る。体積比60%を超えると保磁力は急激に減少して、
70%以上では軟磁性を示す。熱処理温度は高いほど保
磁力が大きくなる。
【0021】図7に保磁力とFeCo体積比率の関係を
膜厚別に示す。保磁力は膜厚に大きく依存して、膜厚が
20nm付近で最も保磁力が出やすく、膜厚が100nmよ
り大きくなると保磁力は1000Oe以下になる。図8に
FeCo酸化物/SiO2 (51vol.% of FeCoの
媒体)のヘンケルプロットを示す。FeCo酸化物/S
iO2 媒体はS−W粒子(ストーナー・ウォールファー
ス粒子)の理論曲線にかなり近い曲線となっており、交
換相互作用が十分に切れていると考えられる。
【0022】本発明による媒体のノイズを評価した結
果、実施例の全ての媒体で高密度記録領域において媒体
ノイズが増加しなかった。従って、本発明により高密度
記録用として好適な薄膜媒体を提供することができるこ
とが示された。図9に、上記の如く作製した磁気ディス
ク21を装着した磁気ディスクドライブの例を示す。磁
気ディスク21に対向して磁気抵抗効果型の磁気ヘッド
22が配置される。同図中、23はディスク押え、24
は磁気ヘッド駆動用ボイスコイルモーター、25はハウ
ジング、26は半導体集積回路デバイス、27はコネク
タであり、28は磁気ヘッド22を支持する弾性体より
なるアームである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は基板上のフェライトグラニュラ薄膜を示
す断面図である。
【図2】図2は本発明の薄膜を作成するための過程を示
す図である。
【図3】図3は本発明の薄膜をスパッタするための複合
ターゲットを示す概略図である。
【図4】図4はフェライトグラニュラ薄膜のX線回折パ
ターンである。
【図5】図5は本発明のフェライトグラニュラ薄膜の7
00℃で熱処理した及び熱処理前のTEM像を示す。
【図6】図6は種々の温度で熱処理した及び熱処理前の
フェライトグラニュラ薄膜の保磁力とFeCo体積比の
関係を示す図である。
【図7】図7は種々の薄膜で成膜したフェライトグラニ
ュラ薄膜の保磁力とFeCo体積比の関係を示す図であ
る。
【図8】図8はフェライトグラニュラ薄膜の磁気的相互
作用を示すヘンケルプロットである。
【図9】磁気ディスクを装置したカード型の磁気ディス
クドライブを示す。
【符号の説明】
1…Si基板 2…SiO2 膜 3…強磁性フェライト/SiO2 グラニュラ膜 3′…FeCo/SiO2 グラニュラ膜 4…カーボン保護被膜 11…SiO2 12…Feチップ 13…Coチップ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上に、非磁性母材中に強磁性
    フェライト微粒子を含むフェライトグラニュラ構造の磁
    気記録層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記強磁性フェライトがCoFe2 4
    及び/又はFe3 4 からなり、任意にγ−Fe2 3
    をさらに含む請求項1記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記非磁性母材がSiO2 である請求項
    1又は2記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 前記強磁性フェライトと前記非磁性母材
    の体積比が30:70〜70:30である請求項1〜3
    のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁
    気記録媒体と、該磁気記録媒体に対向して配置される磁
    気ヘッドとを具備することを特徴とする磁気ディスク装
    置。
  6. 【請求項6】 非磁性母材材料ターゲットと強磁性フェ
    ライトを構成する金属元素のターゲットとから同時スパ
    ッタリングにより、非磁性母材中に強磁性フェライト構
    成金属元素の金属微粒子を含む金属グラニュラ構造の薄
    膜を非磁性基板上に成膜し、前記薄膜を500℃以上の
    温度で熱処理して結晶性の強磁性フェライト微粒子を含
    む非磁性母材からなるフェライトグラニュラ構造の磁気
    記録層に成すことを特徴とする磁気記録媒体の製造方
    法。
JP26655696A 1996-09-18 1996-09-18 超高密度磁気記録媒体および製法 Pending JPH1092640A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010019494A (ko) * 1999-08-27 2001-03-15 윤덕용 강자성체/세라믹스의 다층막 증착에 의한 미세구조의 과립박막
US7270898B2 (en) 2002-04-04 2007-09-18 Fujitsu Limited Polycrystalline structure of ordered alloy and method of making the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010019494A (ko) * 1999-08-27 2001-03-15 윤덕용 강자성체/세라믹스의 다층막 증착에 의한 미세구조의 과립박막
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