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JP4333563B2 - Magnetic recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP4333563B2 - Magnetic recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、固定磁気記録装置(HDD)に搭載される磁気記録媒体およびその製造方法に関する。より詳細には、ガラス系材料の基板を用いる異方性磁気記録媒体に関する。   The present invention relates to a magnetic recording medium mounted on a fixed magnetic recording device (HDD) and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to an anisotropic magnetic recording medium using a glass-based material substrate.

基板面内に平行に磁化を記録する、いわゆる長手磁気記録媒体では、磁性層の磁化容易軸を記録を行う円周方向に配向させて用いることが一般的である。円周方向の残留磁化(Mrc)と半径方向の残留磁化(Mrr)が異なる磁気記録媒体は異方性磁気記録媒体と呼ばれ、一般的には両者の比であるMrc/Mrrが大きくなるほど磁気記録媒体の性能は向上する。以下、Mrc/MrrをOR−Mrtと表記する。
アルミニウム系材料を基板として用いた磁気記録媒体では、基板表面にテクスチャと呼ばれる円周方向の溝を形成して異方性を得ている。一般的には、アルミニウム基板上にNiPメッキを施し、その表面にテクスチャ加工を行うことにより、円周状の溝を形成し、その溝により磁性層の円周方向と半径方向の残留磁化の差を発生させている。テクスチャ加工は、磁気記録媒体上を磁気ヘッドが浮上しシークする時に、磁気記録媒体と磁気ヘッドが接触し磨耗することを防止する役割も併せ持っている。
In so-called longitudinal magnetic recording media in which magnetization is recorded in parallel in the substrate surface, it is common to use the easy magnetization axis of the magnetic layer oriented in the circumferential direction for recording. A magnetic recording medium in which the residual magnetization (Mrc) in the circumferential direction and the residual magnetization (Mrr) in the radial direction are different is called an anisotropic magnetic recording medium. Generally, the larger the ratio Mrc / Mrr is, the more magnetic the medium becomes. The performance of the recording medium is improved. Hereinafter, Mrc / Mrr is expressed as OR-Mrt.
In a magnetic recording medium using an aluminum-based material as a substrate, anisotropy is obtained by forming circumferential grooves called textures on the substrate surface. In general, NiP plating is performed on an aluminum substrate, and texture processing is performed on the surface thereof to form a circumferential groove, and the difference between the residual magnetization in the circumferential direction and the radial direction of the magnetic layer by the groove. Is generated. Texture processing also has a role of preventing the magnetic recording medium and the magnetic head from coming into contact with each other and wearing when the magnetic head floats and seeks on the magnetic recording medium.

一方、従来のガラス系材料の基板を用いた磁気記録媒体は、基板材料そのものの硬度が高く、熱膨張が小さく、テクスチャ加工を行っても円周方向と半径方向の残留磁化の差を得ることが困難であることから、いわゆる等方性磁気記録媒体が一般的である。
近年、磁気記録媒体の高密度化が進み、磁気記録媒体に書き込まれるデータの最小単位であるビットサイズはますます小さくなってきている。ガラス系基板を用いた等方性媒体では、ビットサイズが小さくなるに従い、アルミニウム系基板のような異方性磁気記録媒体に比べて分解能が低く、信号対雑音比(SNR)が悪くなるという特性が顕著になってきている。これは等方性磁気記録媒体で異方性磁気記録媒体と同等な特性を得ようとすると円周方向の残留磁化と膜厚の積(Mr・t)を高くする必要があり、磁性層が厚くなる結果、磁性層に起因するノイズが増大するためである。このため、ガラス基板を用いた磁気記録媒体において、磁性層の配向性を向上するための各種の工夫が提案されてきている。例えば、基板上に形成した下地層の表面を酸化処理することにより、磁性層の磁化容易軸の面内配向を向上することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法は特定の下地層材料に対しては効果を有するものの、他の材料においては却って特性を劣化させる結果をもたらす。また、磁性層を構成する結晶粒を基板面に対して傾け、円周方向に向かせることにより、円周方向の保磁力を増大させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法においては特殊な成膜装置が必要とされ、またスパッタ成膜時の原材料の使用効率が低下する欠点を有している。これまでに提案されているいずれの方法においても、充分な性能を得るにはいたっていないのが現状である。
特開平10−143865号公報 特開2002−260208号公報
On the other hand, a magnetic recording medium using a substrate made of a conventional glass material has a high hardness of the substrate material itself, a small thermal expansion, and can obtain a difference in residual magnetization between the circumferential direction and the radial direction even after texturing. Therefore, so-called isotropic magnetic recording media are common.
In recent years, the density of magnetic recording media has increased, and the bit size, which is the minimum unit of data written to the magnetic recording media, has become smaller. In an isotropic medium using a glass-based substrate, as the bit size decreases, the resolution is lower than that of an anisotropic magnetic recording medium such as an aluminum-based substrate, and the signal-to-noise ratio (SNR) deteriorates. Has become prominent. In order to obtain characteristics equivalent to those of an anisotropic magnetic recording medium with an isotropic magnetic recording medium, it is necessary to increase the product (Mr · t) of the residual magnetization in the circumferential direction and the film thickness. This is because as a result of increasing the thickness, noise due to the magnetic layer increases. For this reason, in the magnetic recording medium using a glass substrate, various ideas for improving the orientation of the magnetic layer have been proposed. For example, it has been proposed to improve the in-plane orientation of the easy axis of the magnetic layer by oxidizing the surface of the underlayer formed on the substrate (see, for example, Patent Document 1). Although this method is effective for a specific underlayer material, it results in deterioration of properties in other materials. In addition, there has been proposed a method of increasing the coercive force in the circumferential direction by inclining crystal grains constituting the magnetic layer with respect to the substrate surface and directing them in the circumferential direction (see, for example, Patent Document 2). . In this method, a special film forming apparatus is required, and the use efficiency of raw materials at the time of sputtering film formation is reduced. In any of the methods proposed so far, the present situation is that sufficient performance is not obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-143865 JP 2002-260208 A

本発明は、以上のような問題点に鑑みなされたもので、ガラス基板を用いた磁気記録媒体において、高い異方性を有して、優れた電磁変換特性を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a magnetic recording medium having a high anisotropy and excellent electromagnetic characteristics in a magnetic recording medium using a glass substrate. With the goal.

本発明は、ガラス基板、シード層および磁性層を備えた磁気記録媒体において、前記ガラス基板は、テクスチャ加工が施され、前記シード層は、Crからなる第1シード層、NiNb合金からなる第2シード層、Crからなる第3シード層およびNiNb合金からなる第4シード層を順次積層したことを特徴とする。
テクスチャ加工は、1μm平方あたり25本以上、60本以下の略同心円状の溝であることが好ましく、略同心円状の溝の深さは、3nm以上、5nm以下であることが好ましい。
また、第2シード層および第4シード層のNiNb合金は、Nbを30原子%以上、50原子%以下含有することが好ましい。
また、第1シード層ないし第4シード層は、非晶質であることが好ましく、ArガスにNガスを略20重量%混合したガスを用いてスパッタ法で成膜することが好ましい。
The present invention provides a magnetic recording medium comprising a glass substrate, a seed layer, and a magnetic layer, wherein the glass substrate is textured, and the seed layer is a first seed layer made of Cr and a second one made of NiNb alloy. A seed layer, a third seed layer made of Cr, and a fourth seed layer made of a NiNb alloy are sequentially stacked.
The texture processing is preferably 25 or more and 60 or less substantially concentric grooves per 1 μm square, and the depth of the substantially concentric grooves is preferably 3 nm or more and 5 nm or less.
Moreover, it is preferable that the NiNb alloy of the second seed layer and the fourth seed layer contains Nb of 30 atomic% or more and 50 atomic% or less.
The first seed layer to the fourth seed layer are preferably amorphous, and are preferably formed by sputtering using a gas obtained by mixing approximately 20% by weight of N 2 gas with Ar gas.

磁気記録媒体を上述のように構成することにより、ガラス基板を用いた磁気記録媒体においても、高い異方性を有する異方性磁気記録媒体とすることができ、優れた磁気特性と電磁変換特性を実現することが可能となる。さらには、絶縁性を有するガラス基板においても、各層の成膜工程において、バイアスを印加した成膜方式を用いることが可能となる。   By configuring the magnetic recording medium as described above, even in a magnetic recording medium using a glass substrate, it can be an anisotropic magnetic recording medium having high anisotropy, and has excellent magnetic characteristics and electromagnetic conversion characteristics. Can be realized. Furthermore, even in a glass substrate having an insulating property, it is possible to use a film forming method in which a bias is applied in the film forming process of each layer.


以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 図1は、本発明の磁気記録媒体の構成例を説明するための図で、磁気記録媒体は、ガラス基板1上に、シード層2、下地層3、磁性層4および保護層5が順次積層され、更に、保護層5の上には潤滑層6が形成されて構成されている。シード層2は第1シード層21、第2シード層22、第3シード層23および第4シード層24をこの順に積層して構成されている。
ガラス基板1に用いる材料は、化学強化ガラス、結晶化ガラス等、磁気記録媒体用に用いられる通常のガラス系材料を用いることができる。中心部に円形孔を有する円板状が好ましく、中心部の円形孔の径、基板の外径および基板の板厚等は、所望の用途に応じて適宜設定される。

Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a magnetic recording medium of the present invention. In the magnetic recording medium, a seed layer 2, an underlayer 3, a magnetic layer 4 and a protective layer 5 are sequentially laminated on a glass substrate 1. In addition, a lubricating layer 6 is formed on the protective layer 5. The seed layer 2 is configured by laminating a first seed layer 21, a second seed layer 22, a third seed layer 23, and a fourth seed layer 24 in this order.
The material used for the glass substrate 1 can be a normal glass-based material used for magnetic recording media, such as chemically strengthened glass and crystallized glass. A disk shape having a circular hole in the center is preferable, and the diameter of the circular hole in the center, the outer diameter of the substrate, the thickness of the substrate, and the like are appropriately set according to the desired application.

ガラス基板1には、テクスチャ加工を施す。テクスチャ加工に先立ち、ガラス基板に通常の方法でポリッシュ加工を施して表面を平滑化しておくことが好ましい。ポリッシュ加工後のRa(中心線平均粗さ)は好ましくは0.2〜0.5nmである。表面を平滑化した基板に対してテクスチャ加工を施して、円周方向に略同心円状の溝を形成する。テクスチャ加工法としては遊離砥粒法が好ましい。具体的には、研磨砥粒を含まない加工布(ウレタン、ポリエステル、ナイロン等)を基板表面に押圧し、加工布に研磨用スラリー(ダイヤモンド、酸化アルミニウム、酸化セリウム、コロイダルシリカ、シリコンカーバイト等)を含ませて基板を回転させながら実施する。上記テクスチャ加工を施した基板には1μm平方あたり25〜60本の円周方向の同心円状の溝が形成されることが好ましい。25本を下回ると所望の残留磁化異方性を得られない。溝の数は多いほうが好ましいが、60本を超えると所望の溝の深さを得ることが困難となる。   The glass substrate 1 is textured. Prior to texture processing, it is preferable to polish the glass substrate by polishing it by a conventional method. Ra (center line average roughness) after polishing is preferably 0.2 to 0.5 nm. Texture processing is applied to the substrate whose surface is smoothed to form substantially concentric grooves in the circumferential direction. As the texture processing method, the free abrasive grain method is preferable. Specifically, a work cloth (urethane, polyester, nylon, etc.) that does not contain abrasive grains is pressed against the substrate surface, and polishing slurry (diamond, aluminum oxide, cerium oxide, colloidal silica, silicon carbide, etc.) is applied to the work cloth. ) Is included while rotating the substrate. It is preferable that 25 to 60 concentric grooves in the circumferential direction are formed per 1 μm square on the textured substrate. If the number is less than 25, desired residual magnetization anisotropy cannot be obtained. It is preferable that the number of grooves is large, but if it exceeds 60, it becomes difficult to obtain a desired groove depth.

基板に形成される溝は3〜5nmの深さが好ましい。3nm未満の場合は所望の残留磁化異方性が得られず、溝の深さが5nmより深くなる場合は、磁気記録媒体のエラーが増大して信号品質を劣化させ、実用に耐えなくなる。
このようにテクスチャ加工されたガラス基板はよく洗浄し、表面の異物を取り除いたのち、成膜を行う。
シード層2は第1シード層21、第2シード層22、第3シード層23および第4シード層24を積層して構成され、シード層の上に形成される層の結晶配向および結晶粒径等を制御して磁気記録媒体の所望の特性を得るために設ける層である。第1シード層21としてCrを用い、第2シード層22としてNiとNbからなるNiNb合金を用い、第3シード層23に再びCrを用い、第4シード層24にNiNb合金を用いることにより、半径方向残留磁化に対して円周方向残留磁化を著しく増加することが可能であり、OR−Mrtを1.5以上とすることができる。これらシード層2を構成する各層はスパッタ法にて成膜することが好ましい。第1シード層は2〜4nmの厚さ、第2シード層は8〜15nmの厚さ、第3シード層は1〜3nmの厚さ、第4シード層は5〜10nmの厚さとすることが好ましい。
The depth of the groove formed in the substrate is preferably 3 to 5 nm. If the thickness is less than 3 nm, the desired remanent magnetization anisotropy cannot be obtained, and if the depth of the groove is deeper than 5 nm, the error of the magnetic recording medium increases to deteriorate the signal quality and become unusable.
The glass substrate textured in this way is thoroughly washed, and after removing foreign substances on the surface, film formation is performed.
The seed layer 2 is formed by laminating a first seed layer 21, a second seed layer 22, a third seed layer 23, and a fourth seed layer 24. The crystal orientation and crystal grain size of a layer formed on the seed layer These layers are provided for controlling the characteristics and the like to obtain desired characteristics of the magnetic recording medium. By using Cr as the first seed layer 21, using a NiNb alloy made of Ni and Nb as the second seed layer 22, using Cr again for the third seed layer 23, and using a NiNb alloy for the fourth seed layer 24, The circumferential residual magnetization can be remarkably increased with respect to the radial residual magnetization, and OR-Mrt can be 1.5 or more. Each layer constituting the seed layer 2 is preferably formed by sputtering. The first seed layer has a thickness of 2 to 4 nm, the second seed layer has a thickness of 8 to 15 nm, the third seed layer has a thickness of 1 to 3 nm, and the fourth seed layer has a thickness of 5 to 10 nm. preferable.

磁性層、保護層の成膜は、バイアスを印加して成膜を行うことが好ましく、シード層2の成膜途上で基板を大気中に取出してバイアス印加を可能とする処理を行う。第2シード層と第3シード層の成膜の間に大気中に取り出す工程を設ける方法が最も磁気特性や記録再生特性の劣化への影響が少ない。ガラス基板は絶縁性であるため、バイアスを印加するためには第2シード層にバイアスを印加する電極(バイアス電極)を接触することとなるが、基板を保持する基板ホルダがバイアス電極を兼ねることとし、第2シード層成膜後に基板の保持位置を変更することにより、バイアス印加が可能となる。保持位置の変更は、基板ホルダに位置変更の機能を付加する方法でよく、あるいは、第2シード層成膜後に、基板を大気中に取り出して、基板を支持している位置を変えて、基板と基板ホルダとの導電性を確保する方法でも良い。このようにすることで、以降の各層の成膜でもバイアス印加が可能となる。成膜途上の磁気記録媒体を大気中に取り出す場合、通常は磁気記録媒体の特性を劣化させることとなるが、第1シード層としてCrを用い、第2シード層としてNiNb合金を用い、第3シード層としてCrを用い、第4シード層としてNiNbを用いることにより、第2シード層成膜後に大気中に取り出す工程を設けても再度、第3シード層と第4シード層を形成することで、第2シード層を大気中にさらされた影響を排除し、特性の劣化を生じずに磁気記録媒体を作製することが可能となる。   The magnetic layer and the protective layer are preferably formed by applying a bias. In the course of forming the seed layer 2, the substrate is taken out into the atmosphere and a process for applying the bias is performed. A method of providing a step of taking out the air between the second seed layer and the third seed layer has the least influence on the deterioration of the magnetic characteristics and the recording / reproducing characteristics. Since the glass substrate is insulative, in order to apply a bias, an electrode (bias electrode) that applies a bias is brought into contact with the second seed layer, but the substrate holder that holds the substrate also serves as the bias electrode. Then, the bias can be applied by changing the holding position of the substrate after the second seed layer is formed. The holding position may be changed by a method of adding a position changing function to the substrate holder. Alternatively, after the second seed layer is formed, the substrate is taken out into the atmosphere and the position where the substrate is supported is changed. It is also possible to use a method of ensuring conductivity between the substrate holder and the substrate holder. By doing so, it is possible to apply a bias even in the subsequent deposition of each layer. When the magnetic recording medium in the process of film formation is taken out into the atmosphere, the characteristics of the magnetic recording medium are usually deteriorated. However, Cr is used as the first seed layer, NiNb alloy is used as the second seed layer, and the third By using Cr as the seed layer and NiNb as the fourth seed layer, the third seed layer and the fourth seed layer can be formed again even if a step for taking out into the atmosphere after the second seed layer is formed is provided. Thus, it is possible to eliminate the influence of exposing the second seed layer to the atmosphere and to produce a magnetic recording medium without causing deterioration of characteristics.

NiNb合金はNbを30原子%以上、50原子%以下含有することが好ましい。Nbが30原子%未満、およびNbが50原子%を超えるとOR−Mrtが低下する傾向がある。
第2シード層と第4シード層の組成を同一とすることにより1つのスパッタ室を共通に使用することが可能となる。
シード層2を構成する各層は、20重量%のNガスを混合したArガス(以下、Ar+20重量%Nガスとも表す。)を用いてスパッタ法で成膜することが好ましく、その結晶状態は非晶質が好ましい。
下地層3は、その上に形成される磁性層の結晶配向および結晶粒径を制御して所望の特性を有する磁気記録媒体を得るために用いられる。下地層の材料としてはCr、CrMo系合金を用いることができる。下地層もスパッタ法により成膜することが好ましく、その厚さは10nm以下が好ましい。
The NiNb alloy preferably contains 30 atomic% or more and 50 atomic% or less of Nb. When Nb is less than 30 atomic% and Nb exceeds 50 atomic%, OR-Mrt tends to decrease.
By making the compositions of the second seed layer and the fourth seed layer the same, it becomes possible to use one sputter chamber in common.
Layers constituting the seed layer 2 is preferably deposited by a sputtering method using 20 wt% of the N 2 gas mixture was Ar gas (hereinafter referred to as Ar + 20% N 2 gas.), The The crystalline state is preferably amorphous.
The underlayer 3 is used to obtain a magnetic recording medium having desired characteristics by controlling the crystal orientation and crystal grain size of the magnetic layer formed thereon. As a material for the underlayer, Cr or CrMo-based alloy can be used. The underlayer is also preferably formed by sputtering, and the thickness is preferably 10 nm or less.

また、下地層3は2層以上の複層の構成にすることができる。この場合、たとえば第1の下地層をCr、第2の下地層をCrMo等とするとOR−Mrtを大きくし、さらに下地層上に形成される磁性層をエピタキシャル成長させやすくするという効果がある。下地層を複層とする場合の膜厚は、下地層全体の膜厚を10nm以下とすることが好ましい。
磁性層4は、Coを主とする磁性材料により形成される。例えば、CoCr合金、CoCrTa合金、CoCrPt合金、CoCrPtB合金、CoCrPtBCu合金等を用いることができる。磁性層の成膜方法は、スパッタ法が好ましく、その膜厚は5〜20nmが好ましい。
また、磁性層4は2層以上の複層の構成にすることができる。例えば第1の磁性層をCoCrTa合金、第2の磁性層をCoCrPtB合金、第3の磁性層をCoCrPtBCu合金等とすると記録密度の向上に効果がある。磁性層を複層とする場合の膜厚は、磁性層全体の膜厚を25nm以下にすることが好ましい。
The underlayer 3 can have a multilayer structure of two or more layers. In this case, for example, if the first underlayer is Cr and the second underlayer is CrMo or the like, there is an effect of increasing OR-Mrt and further facilitating the epitaxial growth of the magnetic layer formed on the underlayer. When the underlayer is a multilayer, the thickness of the entire underlayer is preferably 10 nm or less.
The magnetic layer 4 is formed of a magnetic material mainly containing Co. For example, a CoCr alloy, a CoCrTa alloy, a CoCrPt alloy, a CoCrPtB alloy, a CoCrPtBCu alloy, or the like can be used. The film formation method of the magnetic layer is preferably a sputtering method, and the film thickness is preferably 5 to 20 nm.
Further, the magnetic layer 4 can be composed of two or more layers. For example, if the first magnetic layer is made of a CoCrTa alloy, the second magnetic layer is made of a CoCrPtB alloy, and the third magnetic layer is made of a CoCrPtBCu alloy, the recording density can be improved. When the magnetic layer is a multilayer, the film thickness of the entire magnetic layer is preferably 25 nm or less.

保護層5は、磁性層以下の層を磁気ヘッドとの接触による破壊から防止するために形成される。従って硬度が高い材料を使用することが好ましく、C、CN(窒化炭素)、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等を用いることができる。保護層はスパッタ法またはCVD法等により形成される。保護層は磁気記録媒体の特性を向上させるためには薄いほうが好ましく、2〜5nmの厚さが好ましい。
以上の下地層3、磁性層4、保護層5の成膜においては、基板に対して直流またはRFのバイアスを印加することが好ましい。
潤滑層6は、磁気記録媒体と磁気ヘッドが接触した場合の摩擦の低減等を目的として形成されるもので、通常の磁気記録媒体で使用されるパーフロロポリエーテル等の液体潤滑剤を用いることができる。潤滑層は液体潤滑剤をスピンコート、浸漬塗布等の方法で形成することができ、その厚さは1〜2nmが好ましい。
The protective layer 5 is formed to prevent layers below the magnetic layer from being destroyed by contact with the magnetic head. Therefore, it is preferable to use a material having high hardness, and C, CN (carbon nitride), DLC (diamond-like carbon), or the like can be used. The protective layer is formed by sputtering or CVD. The protective layer is preferably thinner in order to improve the characteristics of the magnetic recording medium, and preferably has a thickness of 2 to 5 nm.
In forming the underlayer 3, the magnetic layer 4, and the protective layer 5 described above, it is preferable to apply a DC or RF bias to the substrate.
The lubricating layer 6 is formed for the purpose of reducing friction when the magnetic recording medium and the magnetic head come into contact with each other, and a liquid lubricant such as perfluoropolyether used in a normal magnetic recording medium is used. Can do. The lubricating layer can be formed by a method such as spin coating or dip coating with a liquid lubricant, and the thickness is preferably 1 to 2 nm.

ガラス基板1として、直径21.6mm、板厚0.381mmの化学強化ガラス基板(旭硝子社製ガラス基板)を用い、これにポリッシュ加工を施して表面粗さRaを0.3nmとした。引続き、不織布、ダイヤモンドスラリーを用いて、浮遊砥粒法によりテクスチャ加工を施し、1μm平方あたり平均60本の円周方向の略同心円状の溝を形成した。溝の深さは平均3nmであった。
引続き、ガラス基板を良く洗浄した後、成膜装置に導入した。始めに、ガラス基板上に第1シード層21であるCr膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Crのスパッタターゲットを用い、スパッタガスとしてAr+20重量%Nガス、ガス圧力は1Paにて、膜厚2.5nmの第1シード層を形成した。続いて、第2シード層22であるNiNb膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Ni50Nb(ここで数字は原子%を表し、Nbが50原子%、残余がNiであることを表す。以下、同様である。)のスパッタターゲットを用い、スパッタガスはAr+20重量%Nガスを用いて、ガス圧力は1Paにて、膜厚12nmの第2シード層を形成した。なお、第2シード層成膜後に大気中に取り出し、基板を基板ホルダから一度はずし、基板を保持している位置を変更して再度基板ホルダに取り付け、基板と基板ホルダの間に導電性を確保して、以降の成膜にバイアス印加可能とした。バイアス印加可能とすることで磁気記録媒体の大幅な特性向上と保護膜の成膜にCVD法を用いることができるようになる。再度スパッタ装置に基板を投入し、第2シード層上に第3シード層23であるCr膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Crのスパッタターゲットを用い、スパッタガスとしてAr+20重量%Nガス、ガス圧力は1Paにて、膜厚2nmの第3シード層を形成した。続いて、第4シード層24であるNiNb膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成した。Ni50Nbのスパッタターゲットを用い、スパッタガスはAr+20重量%Nガスを用いて、ガス圧力は1Paにて、膜厚8nmの第4シード層を形成した。
As the glass substrate 1, a chemically strengthened glass substrate (glass substrate manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a diameter of 21.6 mm and a plate thickness of 0.381 mm was used, and this was polished to a surface roughness Ra of 0.3 nm. Subsequently, using a non-woven fabric and diamond slurry, texture processing was performed by a floating abrasive grain method, and an average of 60 circumferentially substantially concentric grooves per 1 μm square was formed. The average depth of the grooves was 3 nm.
Subsequently, the glass substrate was thoroughly cleaned and then introduced into a film forming apparatus. First, a Cr film as the first seed layer 21 was formed on a glass substrate by a DC magnetron sputtering method. Using a Cr sputtering target, Ar + 20 wt% N 2 gas as sputtering gas, gas pressure was 1 Pa, and a first seed layer having a thickness of 2.5 nm was formed. Subsequently, a NiNb film as the second seed layer 22 was formed by a DC magnetron sputtering method. A sputtering target of Ni 50 Nb (where the number represents atomic%, Nb represents 50 atomic%, and the remainder represents Ni. The same applies hereinafter), and Ar + 20 wt% N 2 gas is used as the sputtering gas. Thus, a second seed layer having a film thickness of 12 nm was formed at a gas pressure of 1 Pa. Take out the second seed layer to the atmosphere, remove the substrate from the substrate holder, change the position where the substrate is held, attach it to the substrate holder again, and secure conductivity between the substrate and the substrate holder. Thus, it was possible to apply a bias to the subsequent film formation. By making it possible to apply a bias, the CVD method can be used to significantly improve the characteristics of the magnetic recording medium and to form a protective film. The substrate was again put into the sputtering apparatus, and a Cr film as the third seed layer 23 was formed on the second seed layer by DC magnetron sputtering. A third seed layer having a thickness of 2 nm was formed using a Cr sputtering target, Ar + 20 wt% N 2 gas as the sputtering gas, and a gas pressure of 1 Pa. Subsequently, a NiNb film as the fourth seed layer 24 was formed by a DC magnetron sputtering method. A fourth seed layer having a thickness of 8 nm was formed using a sputtering target of Ni 50 Nb, Ar + 20 wt% N 2 gas as the sputtering gas, and a gas pressure of 1 Pa.

このように4層積層されたシード層2を成膜した基板は、1Paのガス圧下でAr+30重量%Oガスに暴露し、第4シード層であるNiNbの表面に酸素を吸着させる工程を行った。次にヒータにより約270℃に基板を加熱し、下地層3を成膜した。下地層3は3層構成とし、Cr膜、CrMoB膜、CrMo膜の順に形成した。各膜のいずれもスパッタガスとしてArガスを用い、ガス圧力は1Paにて、DCマグネトロンスパッタ法を用いて形成した。Cr膜はCrからなるスパッタターゲットを用いて膜厚3nmにて形成した。CrMoB膜はCr15Mo7Bのターゲットを用いて、膜厚1nmにて形成した。CrMo膜はCr30Moのターゲットを用いて、膜厚2nmにて形成した。
引続いて磁性層4を形成した。磁性層4は4層構成とし、CoCrTa膜、Ru膜、CoCrPtBCu膜、組成の異なるCoCrPtBCu膜の順に形成した。各膜のいずれもスパッタガスとしてArガスを用い、ガス圧力は1Paにて、DCマグネトロンスパッタ法を用いて形成した。CoCrTa膜はCo17Cr5Taのスパッタターゲットを用いて、膜厚3nmにて形成した。Ru膜は、Ruのスパッタターゲットを用いて、膜厚0.8nmにて形成した。次に、ヒータにより基板を270℃に再度加熱した後、CoCrPtBCu膜を形成した。Co24Cr14Pt8B4Cu膜のターゲットを用いて、基板にDCバイアスを−300V印加しながら、膜厚11nmにて形成した。続いて、CoCrPtBCu膜を形成した。Co13Cr11Pt10B4Cu膜のターゲットを用いて基板にDCバイアスを−300V印加しながら、膜厚8nmにて形成した。
The substrate on which the seed layer 2 having four layers is formed is exposed to Ar + 30 wt% O 2 gas under a gas pressure of 1 Pa to perform a process of adsorbing oxygen on the surface of NiNb as the fourth seed layer. It was. Next, the substrate was heated to about 270 ° C. with a heater to form the underlayer 3. The underlayer 3 has a three-layer structure, and was formed in the order of a Cr film, a CrMoB film, and a CrMo film. Each film was formed by using a DC magnetron sputtering method using Ar gas as a sputtering gas and a gas pressure of 1 Pa. The Cr film was formed with a film thickness of 3 nm using a sputtering target made of Cr. The CrMoB film was formed with a film thickness of 1 nm using a Cr15Mo7B target. The CrMo film was formed with a film thickness of 2 nm using a Cr30Mo target.
Subsequently, the magnetic layer 4 was formed. The magnetic layer 4 has a four-layer structure, and is formed in the order of a CoCrTa film, a Ru film, a CoCrPtBCu film, and a CoCrPtBCu film having different compositions. Each film was formed by using a DC magnetron sputtering method using Ar gas as a sputtering gas and a gas pressure of 1 Pa. The CoCrTa film was formed to a thickness of 3 nm using a Co17Cr5Ta sputter target. The Ru film was formed with a film thickness of 0.8 nm using a Ru sputtering target. Next, the substrate was heated again to 270 ° C. with a heater, and then a CoCrPtBCu film was formed. Using a Co24Cr14Pt8B4Cu film target, the substrate was formed with a film thickness of 11 nm while applying a DC bias of −300 V to the substrate. Subsequently, a CoCrPtBCu film was formed. Using a target of a Co13Cr11Pt10B4Cu film, the substrate was formed with a film thickness of 8 nm while applying a DC bias of −300 V to the substrate.

引続いてカーボンからなる保護層5をRF−CVD法で形成した。Cガスを導入し−200VのRFバイアスを基板に印加しながら、3nmの膜厚にて形成した。
引続き、パーフロロポリエーテルからなる潤滑剤を1.6nm塗布して磁気記録媒体を得て、実施例1とした。
Subsequently, a protective layer 5 made of carbon was formed by an RF-CVD method. C 2 H 4 gas was introduced and an RF bias of −200 V was applied to the substrate to form a film with a thickness of 3 nm.
Subsequently, a magnetic recording medium was obtained by applying 1.6 nm of a lubricant made of perfluoropolyether to obtain Example 1.

第1シード層ないし第4シード層成膜時のスパッタガスをAr+10重量%Nガスとしたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、実施例2とした。 A magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sputtering gas used when forming the first seed layer to the fourth seed layer was Ar + 10 wt% N 2 gas.

第2シード層の膜厚を10nmとしたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、実施例3とした。   A magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the second seed layer was 10 nm, and Example 3 was obtained.

第1シード層ないし第4シード層成膜時のスパッタガスをAr+30重量%Nガスとしたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、実施例4とした。 A magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sputtering gas for forming the first seed layer to the fourth seed layer was Ar + 30 wt% N 2 gas.

第1シード層ないし第4シード層成膜時のスパッタガスを純Ar(Ar100%)ガスとしたこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、実施例5とした。
(比較例1)
第2シード層成膜後、基板を取り出し、基板を持ち替えた後、第3シード層および第4シード層は成膜せずに、直接、下地層3以降を成膜したこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、比較例1とした。
(比較例2)
第2シード層成膜時のスパッタターゲットをNi37Ta、スパッタガスをAr+20重量%Nとし、第2シード層成膜後、基板を取り出し、基板を持ち替えた後、第3シード層および第4シード層は成膜せずに、直接、下地層3以降を成膜したこと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、比較例2とした。
A magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sputtering gas used when forming the first seed layer to the fourth seed layer was pure Ar (Ar 100%) gas, and Example 5 was obtained.
(Comparative Example 1)
Example 1 except that after the second seed layer is formed, the substrate is taken out, the substrate is changed, and then the third seed layer and the fourth seed layer are not formed, and the base layer 3 and subsequent layers are directly formed. A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Comparative Example 1.
(Comparative Example 2)
Ni37Ta sputter targets during the second seed layer deposition, the sputtering gas is Ar + 20 wt% N 2, after the second seed layer deposition, the substrate is taken out, after dimensional worlds the substrate, the third seed layer and the fourth seed layer A comparative example 2 was prepared by preparing a magnetic recording medium in the same manner as in Example 1 except that the underlying layer 3 and subsequent layers were directly formed without forming a film.

表1に実施例1〜3および比較例1〜2のOR−Mrtを示す。   Table 1 shows OR-Mrt of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

Figure 0004333563
第1シード層としてCrを用い、第2シード層としてNiNbを用い、第3シード層としてCrを用い、第4シード層としてNiNbを用いた場合にスパッタガスをAr+20重量%Nガスとすると、ガラス基板を用いてもOR−Mrtが1.5以上と高い値が得られている。第2シード層成膜後に大気中に出したとき表面に酸素や炭素などの吸着ガスがつくと考えられるが、第3シード層と第4シード層を成膜することで吸着ガスの影響をなくすことができる。
表2に第1シード層ないし第4シード層を成膜するときのスパッタガス中のN濃度と電磁変換特性の一つである信号対雑音比(SNR)の関係を示す。SNRはスピンスタンドを用いて350kFCI(kilo flux change per inch)にて測定を行った。
Figure 0004333563
When Cr is used as the first seed layer, NiNb is used as the second seed layer, Cr is used as the third seed layer, and NiNb is used as the fourth seed layer, the sputtering gas is Ar + 20 wt% N 2 gas. Even when a glass substrate is used, a high value of OR-Mrt of 1.5 or more is obtained. When exposed to the atmosphere after film formation of the second seed layer, it is considered that adsorbed gas such as oxygen and carbon is attached to the surface. However, the influence of the adsorbed gas is eliminated by forming the third seed layer and the fourth seed layer. be able to.
Table 2 shows the relationship between the N 2 concentration in the sputtering gas and the signal-to-noise ratio (SNR), which is one of the electromagnetic conversion characteristics, when forming the first seed layer to the fourth seed layer. SNR was measured at 350 kFCI (kilo flux change per inch) using a spin stand.

Figure 0004333563
Ar100%でのSNRに比較して、Ar+20重量%NのSNRは+1.32dBの向上が見られた。Nガス混合比が略20重量%でSNRは最大に達し、略20重量%から外れるに従ってSNRは低下する。Nガスを略20重量%混合することでCrおよびNiNbのシード層は非晶質状態になっていることをX線回折法で確認している。
表3に実施例1および2と比較例1の磁気記録媒体の保磁力(Hcr)、SNRを示す
第1シード層としてCrを用い、第2シード層としてNiNbを用い、第3シード層としてCrを用い、第4シード層としてNiNbを用いることで、OR−Mrtを1.5以上とすることにより、保磁力、SNRが大きく向上することが分かる。
Figure 0004333563
Compared to the SNR at 100% Ar, the SNR of Ar + 20 wt% N 2 was improved by +1.32 dB. The SNR reaches the maximum when the N 2 gas mixture ratio is approximately 20% by weight, and the SNR decreases as it deviates from approximately 20% by weight. It has been confirmed by X-ray diffraction that the seed layer of Cr and NiNb is in an amorphous state by mixing approximately 20% by weight of N 2 gas.
Table 3 shows coercivity (Hcr) and SNR of the magnetic recording media of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. Cr is used as the first seed layer, NiNb is used as the second seed layer, and Cr is used as the third seed layer. By using NiNb as the fourth seed layer, the coercive force and SNR are greatly improved by setting OR-Mrt to 1.5 or more.

Figure 0004333563
Figure 0004333563

本発明の磁気記録媒体の構成例を説明するための断面模式図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the magnetic recording medium of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2 シード層
21 第1シード層
22 第2シード層
23 第3シード層
24 第4シード層
3 下地層
4 磁性層
5 保護層
6 潤滑層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Seed layer 21 1st seed layer 22 2nd seed layer 23 3rd seed layer 24 4th seed layer 3 Underlayer 4 Magnetic layer 5 Protective layer 6 Lubrication layer

Claims (7)

ガラス基板、シード層および磁性層を備えた磁気記録媒体において、
前記ガラス基板は、テクスチャ加工が施され、
前記シード層は、Crからなる第1シード層、NiNb合金からなる第2シード層、Crからなる第3シード層およびNiNb合金からなる第4シード層を順次積層したことを特徴とする磁気記録媒体。
In a magnetic recording medium comprising a glass substrate, a seed layer and a magnetic layer,
The glass substrate is textured,
The seed layer is formed by sequentially laminating a first seed layer made of Cr, a second seed layer made of NiNb alloy, a third seed layer made of Cr, and a fourth seed layer made of NiNb alloy. .
前記テクスチャ加工は、1μm平方あたり25本以上、60本以下の略同心円状の溝であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。   2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the texturing is a substantially concentric groove of 25 to 60 per 1 μm square. 前記略同心円状の溝の深さは、3nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 2, wherein a depth of the substantially concentric groove is 3 nm or more and 5 nm or less. 前記第2シード層は、Nbを30原子%以上、50原子%以下含有するNiNb合金からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気記録媒体。   4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the second seed layer is made of a NiNb alloy containing 30 atomic% or more and 50 atomic% or less of Nb. 前記第4シード層は、Nbを30原子%以上、50原子%以下含有するNiNb合金からなることを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載の磁気記録媒体。   5. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the fourth seed layer is made of a NiNb alloy containing Nb of 30 atomic% to 50 atomic%. 前記第1シード層ないし第4シード層は、非晶質であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気記録媒体。   6. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first seed layer to the fourth seed layer are amorphous. 前記第1シード層ないし第4シード層は、ArガスにNガスを略20重量%混合したガスを用いてスパッタ法で成膜したことを特徴とする請求項6に記載の磁気記録媒体。 The first seed layer through fourth seed layer, a magnetic recording medium according to claim 6, characterized in that formed by sputtering using a substantially 20 wt% mixed gas of N 2 gas to the Ar gas.
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