JP4525496B2 - Disk substrate for perpendicular magnetic recording medium and perpendicular magnetic recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、垂直磁気記録媒体用ディスク基板及びそれを用いた垂直磁気記録媒体に関し、特にハードディスク装置に搭載する垂直磁気記録媒体として好適である。 The present invention relates to a disk substrate for a perpendicular magnetic recording medium and a perpendicular magnetic recording medium using the same, and is particularly suitable as a perpendicular magnetic recording medium mounted on a hard disk device.
近年、コンピュータやデジタル家電などの記憶装置としてハードディスク装置が多く用いられているが、それに搭載する磁気記録媒体の高密度記録を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
特に、特許文献1に示されるように、情報を記録する役割を担う磁気記録層の下側に、磁気ヘッドから発生する磁束を通し易く、かつ飽和磁束密度Bsの高い軟磁性裏打ち層と呼ばれる軟磁性膜を付与した二層垂直磁気記録媒体は、磁気ヘッドの発生磁界強度とその磁界勾配を増加させ、記録分解能を向上させるとともに媒体からの漏洩磁束も増加させうることから、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体として好適であることが知られている。
この軟磁性裏打ち層としては、スパッタリング法により形成した200nmから500nm程度の膜厚を有するNi−Fe合金膜やFe−Si−Al合金膜、あるいはCoを主体とするアモルファス合金膜等が一般的に用いられているが、スパッタリング法によってこれらの比較的厚い膜を形成することは、生産コストや大量生産性の観点から好ましくない。
In recent years, hard disk drives are often used as storage devices for computers, digital home appliances, etc. As a technology for realizing high-density recording of magnetic recording media mounted on them, perpendicular magnetic recording is used instead of the conventional longitudinal magnetic recording method. The method is getting attention.
In particular, as shown in
As this soft magnetic backing layer, a Ni—Fe alloy film, a Fe—Si—Al alloy film having a film thickness of about 200 nm to 500 nm formed by a sputtering method, an amorphous alloy film mainly composed of Co, or the like is generally used. Although being used, it is not preferable to form these relatively thick films by sputtering from the viewpoint of production cost and mass productivity.
このような問題を解決するために、無電解めっき法により形成された軟磁性膜を軟磁性裏打ち層として用いることが提案されている。例えば、特許文献2にはCo−B膜、特許文献3にはNi−Fe−P膜が提案されており、いずれも軟磁性裏打ち層としての使用可能性が示唆されている。また、非特許文献1ではCoNiFeP膜が提案されている。
ここで、軟磁性裏打ち層が磁区構造を形成し磁壁とよばれる磁化遷移領域が生じると、この磁壁から発生するスパイクノイズと呼ばれるノイズが垂直磁気記録媒体としての性能を劣化させることが知られている。したがって軟磁性裏打ち層としては磁壁の形成が抑制されていることが必要である。そのため、前述のNiFePめっき膜では、スパイクノイズ抑制のためにめっき膜上にMnIr合金薄膜をスパッタリング法により形成することで磁壁形成を抑制する必要があることが、非特許文献2に記載されている。
In order to solve such problems, it has been proposed to use a soft magnetic film formed by an electroless plating method as a soft magnetic backing layer. For example, Patent Document 2 proposes a Co-B film, and Patent Document 3 proposes a Ni-Fe-P film, which suggests the possibility of use as a soft magnetic underlayer. Non-Patent
Here, it is known that when a soft magnetic underlayer forms a magnetic domain structure and a magnetization transition region called a domain wall occurs, noise called spike noise generated from the domain wall deteriorates the performance as a perpendicular magnetic recording medium. Yes. Therefore, it is necessary for the soft magnetic underlayer to suppress the formation of domain walls. Therefore, it is described in Non-Patent Document 2 that in the NiFeP plating film described above, it is necessary to suppress the domain wall formation by forming a MnIr alloy thin film on the plating film by a sputtering method in order to suppress spike noise. .
さらに、特許文献6においては、「VSM測定において、Bsが得られた時の測定印加磁場の強さをHsと定義(図10参照)する。このHsは磁化容易方向を判断するための指標となる。Hsが小さいほどその方向に磁化容易軸をもっていることになり、90°異なる方向でのそれらの比(等方性度)は膜全体の磁気的配向性(等方性)を示すことになる。その値が1.0に近いほど磁気的に等方性と見なすことが出来る。従来の無電解メッキ法で成膜された軟磁性膜は配向があるために上記VSMで測定すると半径方向と、円周方向で同じBs値が得られるが、このBs値を得ることが出来る測定印加磁場には差が認められる。そこで、円盤状の非磁性基板上に形成された下地膜を図11のように基板ごと切出して、円周方向と半径方向でそれぞれHsを求め次式にしたがって、等方性の程度を判定した。等方性度=Hs(円周方向)/Hs(半径方向)」の旨が記載され、円周方向のHs(以下「Hsc」という。)と半径方向のHs(以下「Hsr」という。)の比率(等方性度)が1.0±0.2以内である場合に磁壁形成が抑制され、それは基板を平行磁場に対して平行かつ回転させながらめっきを行なうことで達成されるとしている。 Further, in Patent Document 6, “in the VSM measurement, the strength of the measurement applied magnetic field when Bs is obtained is defined as Hs (see FIG. 10). This Hs is an index for determining the easy magnetization direction. The smaller Hs, the easier the axis of magnetization is in that direction, and the ratio (isotropic degree) in directions different by 90 ° indicates the magnetic orientation (isotropicity) of the entire film. The closer the value is to 1.0, it can be considered magnetically isotropic.The soft magnetic film formed by the conventional electroless plating method has an orientation, so that when measured by the VSM, the radial direction is obtained. The same Bs value is obtained in the circumferential direction, but there is a difference in the measured applied magnetic field from which this Bs value can be obtained, so that the underlying film formed on the disk-shaped nonmagnetic substrate is shown in FIG. Cut out the whole board as in Hs was obtained, and the degree of isotropicity was determined according to the following formula: Isotropic = Hs (circumferential direction) / Hs (radial direction) ”, and Hs in the circumferential direction (hereinafter“ The domain wall formation is suppressed when the ratio (isotropic degree) of Hs in the radial direction (hereinafter referred to as “Hsr”) is within 1.0 ± 0.2, which causes the substrate to be in parallel magnetic field. It is said that this is achieved by performing plating while rotating in parallel with respect to.
一方、現在実用化されている、長手磁気記録方式を用いたハードディスク用の磁気記録媒体では、Al合金基板上に無電解めっき法により形成した、P濃度が11wt%(19at%)程度で膜厚が8μmから15μm程度の非磁性Ni−Pめっき膜を有する非磁性基板が用いられている。この非磁性Ni−Pめっき膜は主に、Al合金基板に存在する窪み等の欠陥を埋めるとともに、めっき膜表面のポリッシングにより平滑な表面を得るための役割を果たす。さらに、ハードディスク用基板として必要な表面硬度を保つために用いられている。すなわち、ハードディスク装置の動作時に、磁気ヘッドが磁気記録媒体に衝突した際に基板が損傷しないように、ある程度の表面硬度を保つことが必要とされている。
ここで、このような非磁性Ni−Pめっき膜は、300℃程度以上の温度で加熱処理を行なうことにより強磁性体となることから、これを垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層として使用することも提案されている。例えば、特許文献4では、非磁性Ni−Pめっき膜に300℃以上で熱処理を施すことで軟磁性を有するNi−P膜を形成し、軟磁性裏打ち層として使用することが提案されている。また、特許文献5では、同様に非磁性Ni−Pめっき膜を250℃から500℃の温度で熱処理して得られた軟磁性Ni−P膜と、スパッタ法により形成したセンダスト膜を積層することで、Ni−P膜がセンダスト膜の機能を発揮するための補助として働き、有効な軟磁性裏打ち層が形成できることが提案されている。
On the other hand, in a magnetic recording medium for a hard disk using a longitudinal magnetic recording method that is currently in practical use, the film thickness is about 11 wt% (19 at%) formed by electroless plating on an Al alloy substrate. Is a non-magnetic substrate having a non-magnetic Ni—P plating film of about 8 μm to 15 μm. This non-magnetic Ni—P plating film mainly fills in a defect such as a depression existing in the Al alloy substrate and plays a role for obtaining a smooth surface by polishing the surface of the plating film. Furthermore, it is used to maintain the surface hardness required for a hard disk substrate. That is, it is necessary to maintain a certain degree of surface hardness so that the substrate is not damaged when the magnetic head collides with the magnetic recording medium during the operation of the hard disk device.
Here, since such a non-magnetic Ni—P plating film becomes a ferromagnetic material by performing a heat treatment at a temperature of about 300 ° C. or higher, it is used as a soft magnetic backing layer of a perpendicular magnetic recording medium. It has also been proposed. For example,
非磁性Ni−Pめっき膜は、上述のように既にハードディスク用の非磁性基板に使用されている実績があり、その大量生産のための作製方法やポリッシングによる表面平滑化技術が良く知られている。したがって、これを加熱処理することで軟磁性裏打ち層を形成することができ、垂直磁気記録媒体のための基板として使用できれば、生産コストの観点から非常に有望であり、上述の非磁性Ni−PめっきはPを10〜13wt%(17.4〜22.1at%)含むが、Pを6wt%(10.8at%)以下とすれば軟磁性を示す強磁性薄膜になることに着目して、非特許文献3に記載の通り、6wt%以下の比較的低濃度のPを含むNi−P合金膜を軟磁性裏打ち層として用いることも提案されている。このような軟磁性Ni−Pめっき膜は、特別な工程を用いずとも磁壁が形成されない。
前述の様に、軟磁性裏打ち層は、スパイクノイズの発生を防ぐために磁壁の形成を抑制する必要があり、特許文献4にはMnIr合金薄膜をスパッタリング法により形成する方法や、特許文献6には磁場中でめっきを行なう方法が提案されているが、いずれも工程が増えたり設備が複雑になったりして、生産性の観点からは望ましくない。また、P濃度が6wt%以下の軟磁性Ni−Pめっき膜は、磁壁を形成せずスパイクノイズを発生させないが、CoNiP膜やCoNiFeP膜等に比べるとBsが0.2Tから0.5Tと小さく、軟磁性裏打ち層とするための軟磁性下地層を厚くする必要があり、軟磁性下地層起因のノイズが増大し、記録再生特性を悪化させてしまう欠点を有する。
以上述べたとおり、従来技術を用いた場合には、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層を、低生産コストや大量生産性を兼ね備えて実現することが困難であった。
As described above, the soft magnetic backing layer needs to suppress the formation of the domain wall in order to prevent the occurrence of spike noise.
As described above, when the conventional technology is used, it has been difficult to realize a soft magnetic backing layer of a perpendicular magnetic recording medium capable of high-density recording with low production cost and mass productivity.
本発明は、上述の点に鑑み、非磁性基体上に軟磁性下地層を形成してなる垂直磁気記録媒体用ディスク基板において、軟磁性下地層を形成すべき表面の粗さを適正範囲内に制御することにより、特殊な設備を用いることなく磁壁の形成の抑制が可能な垂直磁気記録媒体用ディスク基板及びそれを用いた垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a disk substrate for a perpendicular magnetic recording medium in which a soft magnetic underlayer is formed on a nonmagnetic substrate, and the roughness of the surface on which the soft magnetic underlayer is to be formed falls within an appropriate range. It is an object of the present invention to provide a disk substrate for a perpendicular magnetic recording medium capable of suppressing the formation of a domain wall without using special equipment by controlling, and a perpendicular magnetic recording medium using the same.
上述の目的を達成するため、本発明の垂直磁気記録媒体用ディスク基板は、非磁性基体の表面粗さRaを5nm以上20nm以下とし、軟磁性下地層は、この表面粗さを有する非磁性基体上に、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である軟磁性膜を0.15μm以上10μm以下の膜厚に形成してなることを特徴とする。
また、本発明の垂直磁気記録媒体用ディスク基板は、軟磁性下地層は、飽和磁束密度が0.2T以上0.5T以下で保磁力が10Oe以上30Oe以下である軟磁性膜からなる下層と、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である軟磁性膜からなる上層とからなり、下層の膜厚を0.5μm以上10μm以下とすると共に表面粗さRaを0.7nm以上10nm以下とし、この表面粗さを有する下層上に、上層を0.1μm以上10μm以下の膜厚に形成してなることが好ましい。
In order to achieve the above object, the disk substrate for perpendicular magnetic recording media of the present invention has a surface roughness Ra of a nonmagnetic substrate of 5 nm to 20 nm, and the soft magnetic underlayer has a surface roughness of nonmagnetic. A soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 0.4 T or more and 1.5 T or less is formed on a substrate to a thickness of 0.15 μm or more and 10 μm or less.
In the disk substrate for the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the soft magnetic underlayer includes a lower layer made of a soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 0.2 T or more and 0.5 T or less and a coercive force of 10 Oe or more and 30 Oe or less, It consists of an upper layer made of a soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 0.4T or more and 1.5T or less, and the thickness of the lower layer is made 0.5 μm or more and 10 μm or less and the surface roughness Ra is made 0.7 nm or more and 10 nm or less. The upper layer is preferably formed to a thickness of 0.1 μm or more and 10 μm or less on the lower layer having the surface roughness.
ここで、下層の表面粗さRaを1nm以上5nm以下とすることが好ましい。
さらに、本発明の垂直磁気記録媒体は、上述の本発明の垂直磁気記録媒体用ディスク基板上に少なくとも磁気記録層を形成し、このディスク基板の軟磁性下地層を磁気記録層のための軟磁性裏打ち層の少なくとも一部として利用することを特徴とする。
発明者らは、本発明の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ディスク状の非磁性基体の表面粗さを制御してRaを1.5nm以上20nm以下、好ましくは2nm以上10nm以下とすることにより、MnIr合金薄膜等や磁場中でめっきする装置等を必要とせず、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下の軟磁気特性は優れるが磁壁は形成され易い軟磁性膜を軟磁性下地層として形成しても、Hsc(円周方向の飽和磁束密度が得られる時の印加磁界の強度)とHsr(半径方向の飽和磁束密度が得られる時の印加磁界の強度)の比率Hsc/Hsr(特許文献6の等方性度)を1.0±0.2以内にでき、磁壁の形成を抑制しスパイクノイズの発生を防ぐことに成功した。
Here, the surface roughness Ra of the lower layer is preferably 1 nm or more and 5 nm or less.
Furthermore, the perpendicular magnetic recording medium of the present invention has at least a magnetic recording layer formed on the above-described disk substrate for the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, and the soft magnetic underlayer of this disk substrate is a soft magnetic layer for the magnetic recording layer. It is characterized by being used as at least a part of the backing layer.
As a result of intensive investigations to solve the problems of the present invention, the inventors have controlled the surface roughness of the disk-shaped nonmagnetic substrate so that Ra is 1.5 nm to 20 nm, preferably 2 nm to 10 nm. Therefore, an MnIr alloy thin film or an apparatus for plating in a magnetic field is not required, and a soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 0.4 T or more and 1.5 T or less is excellent but a domain wall is easily formed. Even if it is formed as a formation, a ratio Hsc / Hsr of Hsc (the intensity of the applied magnetic field when the circumferential saturation magnetic flux density is obtained) and Hsr (the intensity of the applied magnetic field when the saturation magnetic flux density in the radial direction is obtained). (Isotropic degree of Patent Document 6) can be made within 1.0 ± 0.2, succeeding in suppressing the formation of domain walls and preventing the occurrence of spike noise.
また、軟磁性下地層として、飽和磁束密度が0.2T以上0.5T以下、保磁力が10Oe以上30Oe以下で、表面粗さRaが0.5nm以上20nm以下、好ましくは1nm以上5nm以下の軟磁気特性は劣るが磁壁は形成され難い軟磁性膜からなる下層の上に、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である軟磁気特性は優れるが磁壁は形成され易い軟磁性膜からなる上層を形成することによっても、Hsc/Hsrを1.0±0.2以内にでき、磁壁の形成を抑制しスパイクノイズの発生を防ぐことができることを見出した。
これらの手段によれば、高価なスパッタ装置を追加することなく、また、磁場中めっきの様に特殊なめっき装置も必要としないことから、量産性に優れている。この場合、非磁性基体としては、Al合金やガラスを用いることが一般的であるが、その他の金属或いはセラミックやプラスチックであってもかまわない。
Further, as the soft magnetic underlayer, a soft magnetic underlayer having a saturation magnetic flux density of 0.2 T to 0.5 T, a coercive force of 10 Oe to 30 Oe, and a surface roughness Ra of 0.5 nm to 20 nm, preferably 1 nm to 5 nm. On the lower layer made of a soft magnetic film that is inferior in magnetic properties but hard to form a domain wall, it consists of a soft magnetic film that has excellent soft magnetic properties with a saturation magnetic flux density of 0.4 T or more and 1.5 T or less, but is easily formed with a domain wall. It has also been found that by forming the upper layer, Hsc / Hsr can be within 1.0 ± 0.2, and the formation of domain walls can be suppressed and the occurrence of spike noise can be prevented.
According to these means, an expensive sputtering apparatus is not added, and a special plating apparatus is not required as in the case of plating in a magnetic field, so that it is excellent in mass productivity. In this case, as the nonmagnetic substrate, an Al alloy or glass is generally used, but other metals, ceramics or plastics may be used.
非磁性基体の表面粗さを制御する場合は、表面粗さRaが1.5nmより小さいと磁壁形成を抑制することが困難になり、表面粗さRaが20nmを超えても磁壁形成は抑制されるが、その様な粗い基体に形成した膜表面も当然粗くなり、磁気記録媒体に求められるRa≦0.5nmに鏡面研磨するのに長時間を要することになってしまい、工業的に実用性が低い。ハードディスク装置は磁気ヘッドを磁気記録媒体上僅か数nm浮かせて高速シークさせる構造であり、磁気記録媒体表面には超平坦面であることが求められるからである。形成する軟磁性下地層の膜厚は、0.15μmから10μmが望ましい。0.15μmより薄い場合には、垂直磁気記録媒体とした場合に十分な記録再生出力が得られない。10μm超とした場合でも垂直磁気記録媒体としての機能が損なわれることは無いが、その1/50以下の膜厚で十分に機能することから、生産性の点で望ましくない。 When controlling the surface roughness of the non-magnetic substrate, it is difficult to suppress the domain wall formation if the surface roughness Ra is less than 1.5 nm, and the domain wall formation is suppressed even if the surface roughness Ra exceeds 20 nm. However, the surface of the film formed on such a rough substrate is naturally rough, and it takes a long time to perform mirror polishing to Ra ≦ 0.5 nm required for a magnetic recording medium. Is low. This is because the hard disk drive has a structure in which the magnetic head floats only a few nanometers above the magnetic recording medium and seeks at high speed, and the surface of the magnetic recording medium is required to be an ultra-flat surface. The film thickness of the soft magnetic underlayer to be formed is preferably 0.15 μm to 10 μm. When the thickness is less than 0.15 μm, a sufficient recording / reproducing output cannot be obtained when a perpendicular magnetic recording medium is used. Even when the thickness exceeds 10 μm, the function as a perpendicular magnetic recording medium is not impaired, but it functions sufficiently with a film thickness of 1/50 or less, which is not desirable in terms of productivity.
軟磁性下地層を上層と下層の2層構造とする場合は、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下で保磁力が1Oe以上10Oe以下であり、軟磁気特性は優れるが磁壁が形成され易い軟磁性膜を単層で形成した場合に比べて、磁壁形成を抑制してスパイクノイズの発生を防止するために必要な軟磁性下地層を形成すべき表面の粗さをRa0.7nm(下層の表面粗さ)にまで小さくできるので、軟磁性下地層の表面を必要な表面粗さとするための研磨時間を短縮でき、生産性上げることができる。スパイクノイズの発生を防止できる下層の最低膜厚は0.5μmであり、垂直磁気記録媒体とした場合の十分な記録再生出力が得られる上層の最低膜厚は0.1μmである。両層ともに膜厚10μm超でも垂直磁気記録媒体としての機能を損なうことは無いが、生産性の点で望ましくない。また、非磁性基体上に磁壁は形成され易いが軟磁気特性は優れる軟磁性膜を単層で形成した場合に比較して軟磁性下地層起因のノイズを小さくできる利点もある。 When the soft magnetic underlayer has a two-layer structure consisting of an upper layer and a lower layer, the saturation magnetic flux density is 0.4 T or more and 1.5 T or less, the coercive force is 1 Oe or more and 10 Oe or less, and the soft magnetic property is excellent, but the domain wall is formed. Compared with the case where an easy soft magnetic film is formed as a single layer, the surface roughness on which the soft magnetic underlayer necessary for suppressing the domain wall formation and preventing the occurrence of spike noise is set to Ra 0.7 nm (lower layer) The surface roughness of the soft magnetic underlayer can be shortened, and the productivity can be increased. The minimum film thickness of the lower layer capable of preventing the occurrence of spike noise is 0.5 μm, and the minimum film thickness of the upper layer capable of obtaining a sufficient recording / reproducing output when used as a perpendicular magnetic recording medium is 0.1 μm. Even if the thickness of both layers exceeds 10 μm, the function as a perpendicular magnetic recording medium is not impaired, but it is not desirable in terms of productivity. In addition, there is an advantage that noise caused by the soft magnetic underlayer can be reduced as compared with the case where a soft magnetic film which is easy to form a domain wall on a nonmagnetic substrate but has excellent soft magnetic characteristics is formed as a single layer.
本発明は、軟磁性下地層の形成法に係わらず有効ではあるが、量産性に優れた無電解めっき法を用いる場合に適用すると非常に安価に垂直磁気記録媒体を製造することができる。
なお、本発明は、各層の間に他の層が介在することを排除するものではない。
Although the present invention is effective regardless of the method of forming the soft magnetic underlayer, a perpendicular magnetic recording medium can be manufactured at a very low cost when applied to an electroless plating method excellent in mass productivity.
In addition, this invention does not exclude that another layer intervenes between each layer.
本発明の垂直磁気記録媒体用ディスク基板によれば、軟磁性下地層を形成すべき表面の粗さを適正範囲に制御することにより、磁場中でめっきする装置等の特殊な設備を用いることなく磁壁の形成を抑制し、スパイクノイズの発生を防ぐことができる。
従って、本発明の垂直磁気記録媒体によれば、本発明の垂直磁気記録媒体用ディスク基板上に少なくとも磁気記録層を形成し、そのディスク基板の軟磁性下地層を軟磁性裏打ち層の少なくとも一部として利用することにより、量産性に優れ、非常に安価なものとすることができる。
According to the disk substrate for perpendicular magnetic recording medium of the present invention, by controlling the roughness of the surface on which the soft magnetic underlayer is to be formed within an appropriate range, there is no need to use special equipment such as an apparatus for plating in a magnetic field. The formation of the domain wall can be suppressed and the occurrence of spike noise can be prevented.
Therefore, according to the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, at least a magnetic recording layer is formed on the disk substrate for the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, and the soft magnetic underlayer of the disk substrate is at least part of the soft magnetic backing layer. By using as, it is excellent in mass productivity and can be made very inexpensive.
以下に、本発明の実施形態について説明する。
<垂直磁気記録媒体用ディスク基板の実施形態>
図1は、本発明に係る垂直磁気記録媒体用ディスク基板の実施形態1を示す断面模式図である。図1に示すように、本発明の実施形態1の垂直磁気記録媒体用ディスク基板10は、ディスク状の非磁性基体1上に、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である、軟磁気特性は優れるが磁壁が形成され易い軟磁性膜からなる軟磁性下地層2を形成してなる。図示はしてないが、軟磁性下地層2は非磁性基体1の他面側にも同様に設けることができる。
非磁性基体1としては、従来のハードディスク用基板に用いられているAl−Mg合金板に非磁性Ni−P合金めっきを施したものや、ガラスやそれに類する非磁性材料を用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
<Embodiment of Disk Substrate for Perpendicular Magnetic Recording Medium>
FIG. 1 is a schematic sectional
As the
この非磁性基体1の表面粗さRaを1.5nm以上20nm以下、好ましくは2nm以上10nm以下とすることにより、軟磁性下地層2の磁壁形成を抑制する。
軟磁性下地層2としては、Ni,Co,Feの一つ以上を含む軟磁性合金膜が用いられる。
図2は、本発明に係る垂直磁気記録媒体用ディスク基板の実施形態2を示す断面模式図である。図2に示すように、本発明の実施形態2の垂直磁気記録媒体用ディスク基板10は、ディスク状の非磁性基体1上に、飽和磁束密度が0.2T以上0.5T以下で保磁力が10Oe以上30Oe以下である、軟磁気特性は劣るが磁壁は形成され難い軟磁性膜からなる下層2aと、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である、軟磁気特性は優れるが磁壁が形成され易い軟磁性膜からなる上層2bとからなる軟磁性下地層2を形成してなる。図示はしてないが、下層2aと上層2bとからなる軟磁性下地層2は非磁性基体1の他面側にも同様に設けることができる。
By setting the surface roughness Ra of the
As the soft magnetic underlayer 2, a soft magnetic alloy film containing one or more of Ni, Co, and Fe is used.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing Embodiment 2 of the disk substrate for perpendicular magnetic recording media according to the present invention. As shown in FIG. 2, the
非磁性基体1及び軟磁性下地層2の上層2bとしては、上述の実施形態1の非磁性基体1及び軟磁性下地層2とそれぞれ同様の材料・組成のものを用いることができる。
軟磁性下地層2の下層2aとしては、1〜10at%程度のPを含むNi−P合金膜や同量のBを含むNi−B合金膜などを用いることができる。
この下層2aの表面粗さRaを0.7nm以上10nm以下、好ましくは1nm以上5nm以下とすることにより、上層2bの磁壁形成を抑制する。
以上のような軟磁性下地層2を非磁性基板1上に成膜する方法としては、無電解めっき法を用いることが、量産性に優れるので好ましい。
また、軟磁性下地層2の膜厚に関して説明すると、図1の軟磁性下地層2を単層で形成する構造では垂直磁気記録媒体とした場合に十分な再生出力を得るために軟磁性下地層2の膜厚は0.15μm以上であることが必要であり、図2の軟磁性下地層2が下層2aと上層2bからなる構造では、下層2aは、スパイクノイズを発生させる磁壁を形成させないようにするために0.5μm以上が必要であり、上層2bは垂直磁気記録媒体とした場合に十分な再生出力を得るために0.1μm以上が必要である。また、軟磁性下地層2、下層2a、上層2bの膜厚の上限は特性上からは特に規定されないが、いずれも10μm以下であることが、製造コストの観点から望ましい。
As the upper layer 2b of the
As the lower layer 2 a of the soft magnetic underlayer 2, a Ni—P alloy film containing about 1 to 10 at% P or a Ni—B alloy film containing the same amount of B can be used.
The surface roughness Ra of the lower layer 2a is 0.7 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 5 nm or less, thereby suppressing the domain wall formation of the upper layer 2b.
As a method of forming the soft magnetic underlayer 2 as described above on the
The film thickness of the soft magnetic underlayer 2 will be described. In the structure in which the soft magnetic underlayer 2 shown in FIG. 2 needs to be 0.15 μm or more, and in the structure in which the soft magnetic underlayer 2 of FIG. 2 is composed of the lower layer 2a and the upper layer 2b, the lower layer 2a does not form a domain wall that generates spike noise. Therefore, the upper layer 2b needs to be 0.1 μm or more in order to obtain a sufficient reproduction output when a perpendicular magnetic recording medium is used. Moreover, although the upper limit of the film thickness of the soft magnetic underlayer 2, the lower layer 2a, and the upper layer 2b is not particularly defined in terms of characteristics, all of them are preferably 10 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost.
一方、これらの構成のディスク基板10を、垂直磁気記録媒体に用いるためには、軟磁性下地層2の表面粗さRaが0.5nm以下であり、かつ微小表面うねりWaが0.5nm以下であることが、情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドの浮上量を10nm程度あるいはそれ以下にするために必要である。ここで、表面粗さRaは、原子間力顕微鏡AFMを用いて5μm四方の領域の表面形状を測定した際の三次元画像の中心線表面粗さを示しており、また微小表面うねりWaは、Zygo社製光学式表面形状測定機を用いて、1mm四方の領域を長波長500μm,短波長50μmのフィルターを通して、測定したうねりを示している。
このような表面形状を実現するためには、軟磁性下地層2の表面を、遊離砥粒を用いたポリッシングにより平滑化する必要がある。ポリッシング処理は、先に述べたように従来の非磁性Ni−P層の場合とほぼ同様な技術が活用でき、例えば、発泡ウレタン製のポリッシングパッドを貼った両面研磨盤を用いて、酸化アルミニウムあるいはコロイダルシリカの縣濁液を研磨剤として供給しながら、研磨することによって行なうことができる。
<垂直磁気記録媒体の実施形態>
図3は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施形態を示す断面模式図である。図3に示すように、本発明の実施形態の垂直磁気記録媒体は、図1又は図2に示す上述の本発明の実施形態1又は実施形態2の垂直磁気記録媒体用ディスク基板10上に、少なくとも非磁性シード層20、磁気記録層30及び保護層40が順次形成された構造を有している。図示はしてないが、非磁性シード層20、磁気記録層30及び保護層40はディスク基板10の他面側にも同様に設けることができる。
On the other hand, in order to use the
In order to realize such a surface shape, it is necessary to smooth the surface of the soft magnetic underlayer 2 by polishing using loose abrasive grains. As described above, the polishing process can utilize substantially the same technology as in the case of the conventional non-magnetic Ni-P layer. For example, by using a double-side polishing machine with a polishing pad made of urethane foam, It can be performed by polishing while supplying a suspension of colloidal silica as an abrasive.
<Embodiment of Perpendicular Magnetic Recording Medium>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the perpendicular magnetic recording medium according to the present invention. As shown in FIG. 3, the perpendicular magnetic recording medium of the embodiment of the present invention is formed on the
非磁性シード層20には、磁気記録層30の結晶配向や結晶粒径等を好ましく制御するための材料を、特に制限無く用いることができる。例えば、磁気記録層30がCoCr系合金からなる垂直磁化膜であれば、非磁性シード層20としてはCoCr系合金やTi、あるいはTi系合金、Ru等を使用することができ、磁気記録層30がCo系合金等とPtあるいはPd等を積層した、いわゆる積層垂直磁化膜である場合には、非磁性シード層20としてPtやPd等を用いることができる。また、非磁性シード層20の上や下に更にプレシード層や中間層等を設けることも、本発明の効果を妨げるものではない。
磁気記録層30としては、垂直磁気記録媒体としての記録再生を担うことができるいかなる材料を用いることができる。すなわち、上述のCoCr系合金や、Co系合金等とPtあるいはPd等を積層した膜等のいわゆる垂直磁化膜を用いることができる。
For the
As the
保護層40としては、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。また保護層40の形成後に、例えばパーフルオロポリエーテル等からなる液体潤滑剤層を塗布形成してもよい。
これらの非磁性シード層20、磁気記録層30、保護層40は、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、めっき法などのいずれの薄膜形成方法でも形成することが可能である。
なお、ディスク基板10の軟磁性下地層2と非磁性シード層20の間に、膜厚と飽和磁束密度の積が150G・μm以上、かつ膜厚50nm以下の軟磁性補助層をスパッタリングにより付与することができる。この場合、軟磁性補助層と軟磁性下地層2が共に軟磁性裏打ち層として働くことで更に二層垂直媒体としての性能が向上し、かつ軟磁性下地層2から発生するランダムなノイズを低減する効果をも発揮する。軟磁性補助層としては、膜厚と飽和磁束密度の積が150G・μm以上であることが、軟磁性裏打ち層としての性能を向上させるためには好適である。膜厚を50nm以上とした場合には軟磁性補助層に磁壁が形成されやすくなり、スパイクノイズが発生すること、及び生産性が劣化することから好ましくない。
As the
The
A soft magnetic auxiliary layer having a product of a film thickness and a saturation magnetic flux density of 150 G · μm or more and a film thickness of 50 nm or less is applied by sputtering between the soft magnetic underlayer 2 and the
また、ディスク基板10の軟磁性下地層2の表面に遊離砥粒を用いた好ましくは円周方向のテクスチャリング処理を施した後、その表面にスパッタリング法によって前記各層を順次を形成する場合には、ディスク基板10のポリッシング処理によって軟磁性下地層2の表面に不可避的に残存するランダムなスクラッチ等による微小欠陥をテクスチャリング処理により除去することができるので、さらに好適である。
Further, when the surface of the soft magnetic underlayer 2 of the
以下に、上述の実施形態を具体的にした本発明の実施例について説明する。
〔実施例1〕
この実施例1は、上述の実施形態1に対応する実施例である。
(基板の作製)
表面粗さがRa≦0.5nm,Wa≦0.5nmに研磨された公称直径2.5インチの円盤状リチウムシリケート系結晶化ガラス基板を、濃度を0.01wt%から2wt%まで変更したフッ化水素水溶液に浸漬してエッチング処理を行い、Raを0.5nmから20nmまで変化させて非磁性基体1とした。
その後、下記のめっき浴(1)或いは(2)を用いて、膜厚が1.0μm〜11μm、飽和磁束密度が0.2Tから1.5T、保磁力が1Oeから20OeのCoNiP合金膜単層或いはNiP合金膜単層からなる軟磁性下地層2を形成した。
Examples of the present invention that are specific to the above-described embodiment will be described below.
[Example 1]
Example 1 corresponds to Example 1 described above.
(Production of substrate)
A disc-shaped lithium silicate crystallized glass substrate with a nominal diameter of 2.5 inches and polished to a surface roughness of Ra ≦ 0.5 nm and Wa ≦ 0.5 nm was prepared by changing the concentration from 0.01 wt% to 2 wt%. Etching was performed by immersing in an aqueous hydrogen halide solution, and Ra was changed from 0.5 nm to 20 nm to obtain a
Thereafter, using the following plating bath (1) or (2), a CoNiP alloy film single layer having a film thickness of 1.0 μm to 11 μm, a saturation magnetic flux density of 0.2 T to 1.5 T, and a coercive force of 1 Oe to 20 Oe. Alternatively, the soft magnetic underlayer 2 made of a single NiP alloy film was formed.
めっき浴(1)
硫酸ニッケル6水和物 5〜25g/リットル
硫酸コバルト7水和物 5〜25g/リットル
次亜リン酸ナトリウム 25g/リットル
クエン酸ナトリウム 60g/リットル
pH8.0±0.1 (NaOHとH2SO4により調整)
液温 85±1℃
めっき浴(2)
硫酸ニッケル6水和物 25g/リットル
次亜リン酸ナトリウム 10〜20g/リットル
酢酸ナトリウム 20g/リットル
グリシン 10g/リットル
pH6.5±0.1 (NaOHとH2SO4により調整)
液温 90±1℃
さらに、その軟磁性下地層2の表面を平均粒径30nmのコロイダルシリカと発泡ウレタン製研磨パッドを用いてポリッシュし、洗浄・乾燥して図1に示す垂直磁気記録媒体用ディスク基板10を作製した。ポリッシュによる研磨量は膜厚に換算して1.0μm程度であり、膜厚0〜10μmの表面が平滑な軟磁性下地層2を得た。
(基板の評価)
このようにして作製する垂直磁気記録媒体用ディスク基板10について、原子間力顕微鏡AFMを用いて非磁性基体1の表面粗さRaを、振動試料型磁力計VSMを用いて磁化特性を測定した。
Plating bath (1)
Nickel sulfate hexahydrate 5-25 g / liter Cobalt sulfate heptahydrate 5-25 g / liter Sodium hypophosphite 25 g / liter Sodium citrate 60 g / liter pH 8.0 ± 0.1 (NaOH and H 2 SO 4 Adjusted by)
Liquid temperature 85 ± 1 ℃
Plating bath (2)
Nickel sulfate hexahydrate 25 g / liter Sodium hypophosphite 10-20 g / liter Sodium acetate 20 g / liter Glycine 10 g / liter pH 6.5 ± 0.1 (adjusted with NaOH and H 2 SO 4 )
Liquid temperature 90 ± 1 ℃
Further, the surface of the soft magnetic underlayer 2 was polished with colloidal silica having an average particle diameter of 30 nm and a foamed urethane polishing pad, washed and dried to produce a
(Substrate evaluation)
Regarding the
図4に、非磁性基体1の表面粗さRaと磁壁生成し難さの指標である|1−Hsc/Hsr|との関係を示す。Hsc/Hsr=1.0±0.2以内すなわち|1−Hsc/Hsr|≦0.2であれば磁壁形成が抑制されていると判断される。
飽和磁束密度が0.4Tを下回る場合には、表面粗さと無関係に|1−Hsc/Hsr|≦0.2であるが、0.4T以上では、Raが1.5nmを下回る場合に|1−Hsc/Hsr|>0.2となり、磁壁を形成し易いが、Raが1.5nm以上の場合は|1−Hsc/Hsr|≦0.2となり、磁壁が形成され難くなる。飽和磁束密度が0.4T以上で、さらにRaが2.0nm以上の場合は|1−Hsc/Hsr|≦0.1となり、さらに好ましい。
(媒体の作製)
次に、作製した垂直磁気記録媒体用ディスク基板10をスパッタリング装置内に導入し、ランプヒータを用いて基板表面温度が250℃になるように10秒間加熱を行なった後、Tiターゲットを用いてTi膜からなる非磁性シード層20を10nm、引き続きCo70Cr20Pt10ターゲットを用いてCoCrPt合金膜からなる磁気記録層30を30nm成膜し、最後にカーボンターゲットを用いてカーボン膜からなる保護層40を8nm成膜後、真空装置から取り出した。これらのスパッタリング成膜はすべてArガス圧5mTorr下でDCマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層2nmをディップ法により形成し、図3に示す垂直磁気記録媒体とした。
(媒体の評価)
次に、これらの垂直磁気記録媒体に対し、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。
FIG. 4 shows the relationship between the surface roughness Ra of the
When the saturation magnetic flux density is less than 0.4T, | 1-Hsc / Hsr | ≦ 0.2 regardless of the surface roughness. However, at 0.4T or more, | 1 when Ra is less than 1.5 nm. −Hsc / Hsr |> 0.2 and it is easy to form a domain wall. However, when Ra is 1.5 nm or more, | 1−Hsc / Hsr | ≦ 0.2 and a domain wall is difficult to be formed. When the saturation magnetic flux density is 0.4 T or more and Ra is 2.0 nm or more, | 1-Hsc / Hsr | ≦ 0.1, which is more preferable.
(Production of media)
Next, the produced perpendicular magnetic recording
(Evaluation of media)
Next, the recording / reproducing characteristics of these perpendicular magnetic recording media were measured with a single-pole magnetic head for perpendicular magnetic recording media using a spin stand tester.
図5に、300kFCI(Flux Change per Inch)の記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。ここで、単位T・μmで示すBs・δは軟磁性下地層2の飽和磁束密度と膜厚の積である。軟磁性下地層2の膜厚が0すなわち軟磁性下地層2がない場合には、再生出力はほとんど得られない。また軟磁性下地層2のBs・δが0.4T×0.15μm=0.06T・μmより小さい場合には再生出力が比較的低く、また再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことが分かる。
このように、書きこみ電流に対する再生出力の飽和が遅い場合、高い出力を得るために大きな電流値が必要となる上、再生出力が飽和していない領域では、書きこみ電流の変動に対して再生出力が大きく変化してしまうため、実用上好ましくない。一方、軟磁性下地層2のBs・δが0.06T・μm以上の場合には、十分な再生出力が得られ、かつ低い電流値で再生出力が飽和するため、実用的に優れた媒体である。
〔実施例2〕
この実施例2は、上述の実施形態2に対応する実施例である。
(基板の作製)
公称直径3.5インチのAl−Mg合金ディスクを用い、これをアルカリ洗浄及び酸エッチングによって表面を清浄化し、無電解Ni−Pめっきの初期反応層としてジンケート(置換亜鉛めっき)を施した。その後、市販のハードディスク基板用無電解Ni−Pめっき液(上村工業社製ニムデンHDX)をNi濃度6.0±0.1g/L,pH4.5±0.1,液温92±1℃に管理しためっき浴を用いて、膜厚10μmのNi−P合金膜からなる非磁性下地層を形成し、非磁性基体1とした。この非磁性Ni−Pめっき膜の平均P濃度は12wt%(20.5at%)であった。
FIG. 5 shows the write current dependency of the magnetic head on the signal reproduction output at a recording density of 300 kFCI (Flux Change per Inch). Here, Bs · δ represented by the unit T · μm is a product of the saturation magnetic flux density and the film thickness of the soft magnetic underlayer 2. When the thickness of the soft magnetic underlayer 2 is 0, that is, when the soft magnetic underlayer 2 is not present, almost no reproduction output is obtained. When Bs · δ of the soft magnetic underlayer 2 is smaller than 0.4T × 0.15 μm = 0.06 T · μm, the reproduction output is relatively low, and the reproduction output does not saturate with respect to the write current. I understand.
In this way, when the reproduction output is saturated with respect to the write current, a large current value is required to obtain a high output, and in a region where the reproduction output is not saturated, reproduction is performed against fluctuations in the write current. Since the output changes greatly, it is not practically preferable. On the other hand, when Bs · δ of the soft magnetic underlayer 2 is 0.06 T · μm or more, a sufficient reproduction output is obtained and the reproduction output is saturated at a low current value. is there.
[Example 2]
Example 2 corresponds to Example 2 described above.
(Production of substrate)
An Al—Mg alloy disk having a nominal diameter of 3.5 inches was used, and the surface was cleaned by alkali cleaning and acid etching, and zincate (substitution zinc plating) was applied as an initial reaction layer of electroless Ni—P plating. Thereafter, a commercially available electroless Ni-P plating solution for hard disk substrates (Nimden HDX, manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd.) was adjusted to Ni concentration 6.0 ± 0.1 g / L, pH 4.5 ± 0.1, and liquid temperature 92 ± 1 ° C. A nonmagnetic underlayer made of a Ni—P alloy film having a thickness of 10 μm was formed by using a controlled plating bath, and a
その後、引き続いて以下に示すめっき浴(3)を用いて、P濃度を2at%から10at%、膜厚を0から10μmまで変化させて軟磁性下地層2の下層2aとするためのNi−Pめっき膜を形成した。次にそれらを0から300℃の適宜な温度で30分間の熱処理を施し、飽和磁束密度が0.15Tから0.6T、保磁力が5Oeから40Oeの図2に示す下層2aまでを形成した基板を得た。
図6に、その基板について振動試料型磁力計VSMを用いて測定した保磁力と磁壁生成し難さの指標である|1−Hsc/Hsr|との関係を示す。保磁力が10Oe以上、飽和磁束密度が0.6T以下であれば磁壁は形成されないことが分かる。
めっき浴(3)
硫酸ニッケル6水和物 25g/リットル
次亜リン酸ナトリウム 10〜20g/リットル
酢酸ナトリウム 20g/リットル
グリシン 10g/リットル
pH6.5±0.1 (NaOHとH2SO4により調整)
液温 90±1℃
次に、軟磁性下地層2の下層2aの表面を平均粒径15μm〜0.5μmのアルミナ研磨液及び平均粒径30nmのコロイダルシリカと発泡ウレタン製研磨パッドを貼った両面研磨盤を用いてポリッシュを行い、表面粗さRaを0.5nmから20nmとした。
Thereafter, Ni-P for changing the P concentration from 2 at% to 10 at% and changing the film thickness from 0 to 10 μm to form the lower layer 2a of the soft magnetic underlayer 2 using the plating bath (3) shown below. A plating film was formed. Next, they were subjected to a heat treatment at an appropriate temperature of 0 to 300 ° C. for 30 minutes to form a lower layer 2a shown in FIG. 2 having a saturation magnetic flux density of 0.15T to 0.6T and a coercive force of 5Oe to 40Oe. Got.
FIG. 6 shows the relationship between the coercive force of the substrate measured using the vibrating sample magnetometer VSM and | 1-Hsc / Hsr |, which is an index of the difficulty of generating the domain wall. It can be seen that if the coercive force is 10 Oe or more and the saturation magnetic flux density is 0.6 T or less, the domain wall is not formed.
Plating bath (3)
Nickel sulfate hexahydrate 25 g / liter Sodium hypophosphite 10-20 g / liter Sodium acetate 20 g / liter Glycine 10 g / liter pH 6.5 ± 0.1 (adjusted with NaOH and H 2 SO 4)
Liquid temperature 90 ± 1 ℃
Next, the surface of the lower layer 2a of the soft magnetic underlayer 2 is polished using a double-side polishing machine in which an alumina polishing liquid having an average particle diameter of 15 μm to 0.5 μm, colloidal silica having an average particle diameter of 30 nm, and a urethane foam polishing pad are attached The surface roughness Ra was changed from 0.5 nm to 20 nm.
さらに、その上に実施例1のめっき浴(1)を用いて、膜厚が1.5〜10μmで飽和磁束密度が0.2T以上1.5T以下のCoNiP合金膜からなる上層2bを形成した。
そして、上層2bの表面を平均粒径30nmのコロイダルシリカと発泡ウレタン製研磨パッドを用いてポリッシュし、洗浄・乾燥して図2に示す垂直磁気記録媒体用ディスク基板10を作製した。ポリッシュによる研磨量は膜厚に換算して1.0〜1.5μm程度であった。
(基板の評価)
このようにして作製する垂直磁気記録媒体用ディスク基板10について、原子間力顕微鏡AFMを用いて軟磁性下地層2の下層2aの表面粗さRaを、振動試料型磁力計VSMを用いて磁化特性を測定した。
Furthermore, the upper layer 2b made of a CoNiP alloy film having a film thickness of 1.5 to 10 μm and a saturation magnetic flux density of 0.2 T or more and 1.5 T or less was formed thereon using the plating bath (1) of Example 1. .
Then, the surface of the upper layer 2b was polished with colloidal silica having an average particle diameter of 30 nm and a foamed urethane polishing pad, washed and dried to produce a
(Substrate evaluation)
Regarding the
図7に、その軟磁性下地層2の上層2bの磁壁生成し難さの値である|1−Hsc/Hsr|と下層2aの膜厚との関係示す。軟磁性下地層2の下層2aは0.2T,20OeのNi−Pめっき膜をRa=1nmに研磨したものを用いた。
下層の膜厚が厚いほど、上層の飽和磁束密度が小さいほど磁壁は生成し難くなり、上層の飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下であれば、下層の飽和磁束密度が下限の0.2Tであっても、その膜厚が0.5μm以上あれば、十分に磁壁生成し難い(|1−Hsc/Hsr|<0.2)軟磁性層となる。
図8に、その軟磁性下地層2の下層2aの表面粗さRaと磁壁生成し難さの指標である|1−Hsc/Hsr|との関係を示す。軟磁性下地層2の下層2aの膜厚は2μmとした。
FIG. 7 shows the relationship between | 1-Hsc / Hsr |, which is the value of the difficulty of generating the domain wall of the upper layer 2b of the soft magnetic underlayer 2, and the film thickness of the lower layer 2a. As the lower layer 2a of the soft magnetic underlayer 2, a 0.2T, 20Oe Ni—P plating film polished to Ra = 1 nm was used.
The thicker the lower layer, the smaller the upper layer saturation magnetic flux density, the harder the domain wall is generated. If the upper layer saturation magnetic flux density is 0.4 T or more and 1.5 T or less, the lower layer saturation magnetic flux density is 0, which is the lower limit. Even if it is .2T, if the film thickness is 0.5 μm or more, it is difficult to generate a domain wall sufficiently (| 1−Hsc / Hsr | <0.2), and a soft magnetic layer is obtained.
FIG. 8 shows the relationship between the surface roughness Ra of the lower layer 2a of the soft magnetic underlayer 2 and | 1-Hsc / Hsr |, which is an index of difficulty in generating a domain wall. The thickness of the lower layer 2a of the soft magnetic underlayer 2 was 2 μm.
Raが0.7nm以上では、Hsc/Hsrは1.0±0.2以内であり、磁壁形成が抑制されていると判断される。さらにRaが1.0nm以上では、Hsc/Hsrは1.0±0.1以内となり、さらに好ましい。
(媒体の作製)
次に、作製した垂直磁気記録媒体用ディスク基板10を用いて実施例1と同様にして図3に示す垂直磁気記録媒体を作製した。
(媒体の評価)
これらの垂直磁気記録媒体に対し、実施例1と同様に、スピンスタンドテスターを用いて垂直磁気記録媒体用の単磁極型磁気ヘッドによる記録再生特性の測定を行なった。図9に、300kFCI(Flux Change per Inch)の記録密度における信号再生出力の、磁気ヘッドの書きこみ電流依存性を示す。
When Ra is 0.7 nm or more, Hsc / Hsr is within 1.0 ± 0.2, and it is judged that domain wall formation is suppressed. Further, when Ra is 1.0 nm or more, Hsc / Hsr is more preferably within 1.0 ± 0.1.
(Production of media)
Next, the perpendicular magnetic recording medium shown in FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 1 using the produced perpendicular magnetic recording
(Evaluation of media)
In the same manner as in Example 1, the recording / reproducing characteristics of these perpendicular magnetic recording media were measured using a single-pole magnetic head for perpendicular magnetic recording media using a spin stand tester. FIG. 9 shows the write current dependency of the magnetic head on the signal reproduction output at a recording density of 300 kFCI (Flux Change per Inch).
ここで、軟磁性下地層2の上層2bの飽和磁束密度と膜厚の積Bs・δ(T・μm)が0.4T×0.1μm=0.04T・μmより小さい場合には再生出力が比較的低く、また再生出力が書きこみ電流に対して飽和しないことが分かる。このように、書きこみ電流に対する再生出力の飽和が遅い場合、高い出力を得るために大きな電流値が必要となる上、再生出力が飽和していない領域では、書きこみ電流の変動に対して再生出力が大きく変化してしまうため、実用上好ましくない。
一方、軟磁性下地層2の上層2bのBs・δが0.04T・μm以上の場合には、十分な再生出力が得られ、かつ低い電流値で再生出力が飽和するため、実用的に優れた媒体であることが分かる。
以上述べたように本発明によれば、非磁性基体上に軟磁性下地層を形成してなる基板上に少なくとも磁気記録層を形成してなる垂直磁気記録媒体において、非磁性基体の表面粗さRaを1.5nm以上20nm以下、好ましくは2.0nm以上10nm以下とし、軟磁性下地層の飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下、膜厚が0.15μm以上10μmである基板、又は飽和磁束密度が0.2T以上0.5T、保磁力が10Oe以上30Oe以下、膜厚が0.5μm以上10μm以下であり、表面粗さRaが0.7nm以上10nm以下、好ましくは1.0nm以上5nm以下である下層と、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下、膜厚が0.1μm以上10μm以下である上層とからなる軟磁性下地層を有する基板を用いることにより、MnIr合金薄膜等や磁場中でめっきする装置等を必要とせず磁壁の形成を抑制し、スパイクノイズの発生を防ぐことができる。
Here, when the product Bs · δ (T · μm) of the saturation magnetic flux density and the film thickness of the upper layer 2b of the soft magnetic underlayer 2 is smaller than 0.4T × 0.1 μm = 0.04T · μm, the reproduction output is It is relatively low, and it can be seen that the reproduction output does not saturate with respect to the write current. In this way, when the reproduction output is saturated with respect to the write current, a large current value is required to obtain a high output, and in a region where the reproduction output is not saturated, reproduction is performed against fluctuations in the write current. Since the output changes greatly, it is not practically preferable.
On the other hand, when Bs · δ of the upper layer 2b of the soft magnetic underlayer 2 is 0.04 T · μm or more, a sufficient reproduction output is obtained and the reproduction output is saturated at a low current value. It can be seen that it is a medium.
As described above, according to the present invention, in the perpendicular magnetic recording medium in which at least the magnetic recording layer is formed on the substrate in which the soft magnetic underlayer is formed on the nonmagnetic substrate, the surface roughness of the nonmagnetic substrate. Ra is 1.5 nm to 20 nm, preferably 2.0 nm to 10 nm, the soft magnetic underlayer has a saturation magnetic flux density of 0.4 T to 1.5 T, and a film thickness of 0.15 μm to 10 μm, or The saturation magnetic flux density is 0.2 T or more and 0.5 T, the coercive force is 10 Oe or more and 30 Oe or less, the film thickness is 0.5 μm or more and 10 μm or less, and the surface roughness Ra is 0.7 nm or more and 10 nm or less, preferably 1.0 nm or more. By using a substrate having a soft magnetic underlayer composed of a lower layer having a thickness of 5 nm or less and an upper layer having a saturation magnetic flux density of 0.4 T or more and 1.5 T or less and a film thickness of 0.1 μm or more and 10 μm or less. Etc. to suppress the formation of domain wall does not require a device to be plated with MnIr alloy thin film or the like or a magnetic field in, it is possible to prevent the occurrence of spike noise.
1 非磁性基体
2 軟磁性下地層
2a 下層
2b 上層
10 垂直磁気記録媒体用ディスク基板
20 非磁性シード層
30 磁気記録層
40 保護層
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記非磁性基体の表面粗さRaを5nm以上20nm以下とし、前記軟磁性下地層は、この表面粗さを有する非磁性基体上に、飽和磁束密度が0.4T以上1.5T以下である軟磁性膜を0.15μm以上10μm以下の膜厚に形成してなることを特徴とする垂直磁気記録媒体用ディスク基板。 In a disk substrate for a perpendicular magnetic recording medium in which a soft magnetic underlayer is formed on a nonmagnetic substrate,
The nonmagnetic substrate has a surface roughness Ra of 5 nm to 20 nm, and the soft magnetic underlayer has a saturation magnetic flux density of 0.4 T or more and 1.5 T or less on the nonmagnetic substrate having the surface roughness. A disk substrate for a perpendicular magnetic recording medium, wherein a soft magnetic film is formed to a thickness of 0.15 μm to 10 μm.
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