專利名稱：磁記錄媒體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關磁記錄媒體的。更詳細來說是在超凈化的環(huán)境下形成的磁記錄媒體，即有關在利用強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體上，標準化矯頑磁力(Hc/HkgrainHc＝矯頑磁力、Hkgrain＝各向異性磁場)高，并且在記錄重放時的媒體的S/N比優(yōu)良的高密度磁記錄媒體。本發(fā)明的磁記錄媒體很適合于硬盤、軟盤、磁帶等中使用。
背景技術：
作為現(xiàn)有的磁記錄媒體及其制造方法，下述的技術是熟知的。
圖8是說明磁記錄媒體的一例硬盤的概要圖。在圖8中，圖8(a)為磁記錄媒體整體斜視圖，圖8(b)是圖8(a)的(A-A′)部分的斷面圖?；w1采用在A1基板2的表面上具有非磁性(Ni-P)層3的構成。而且在該基體1的上面層疊有Cr底層4、強磁性金屬層5、保護層6。
非磁性(Ni-P)層3是通過電鍍法或濺射法在A1基板2的表面上形成直徑89mm(3.5inch)/厚度1.27mm(50mil)的盤狀，構成基體1。另外，在非磁性(Ni-P)層3的表面上具有由機械研磨處理的同心圓狀的劃痕(以下稱槽紋)。一般來說非磁性(Ni-P)層3的表面粗糙度，即在半徑方向測量時的平均中心線粗糙度Ra為5nm～15nm.。另外，Cr底層4和強磁性金屬層5(一般是Co合金系列磁性膜)由濺射法在上述的基體1的表面上形成，最后為了保護強磁性金屬層5，具有用濺射法由碳等構成的保護層6。典型的各層厚度是非磁性(Ni-P)層3為5μm～15μm、Cr底層4為50nm～150nm、強磁性金屬層5為30nm～100nm、保護層6為20nm～50nm。
具有上述層構成的現(xiàn)有磁記錄媒體，是在濺射成膜前的成膜室的背壓10-7Torr數(shù)量級，并且成膜用的Ar氣體的雜質(zhì)濃度在1ppm以上的條件下制造的。
中井等在報告提出在由上述制作方法所得到的磁記錄媒體中，特別是包括Ta元素的強磁性金屬層5(例如CoCrTa合金磁性膜)時，在形成強磁性金屬層的晶粒間存在由非結晶(無定性的)結構構成的晶間層以及該晶間層由非磁性合金組成的(J.Nakai E.KusumotoM.Kuwabara T.Miyamoto M.R.Visokay K.Yoshikawa and K.Itayama，“Relation Btween Microstructure of Grain Boundary and theIntergranular Exchange in CoCrTa thin Film for LongitudinalRecording Media，IEEE Trans.Magn.”，vol.30，No.60，pp.3969，1994.)。但是，在不包含Ta元素的強磁性金屬層(例如CoNiCr或CoCrPt合金磁性膜)時，上述晶間層沒有確認。另外在本報告中記載有在強磁性金屬包含Ta元素時，磁記錄媒體的標準化矯頑磁力(表示為Hc/Hkgrain)對具有0.3以上的大的值，而不包含Ta元素時，該值取小于0.3的值。
上述的強磁性金屬層的標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)是矯頑磁力Hc除以晶粒的各向異性磁場Hkgrain的值，表示晶粒的磁性弧立性的提高情況。即，強磁性金屬層的標準化矯頑磁力高的意思是指構成強磁性金屬層的各個晶粒的磁性相互作用降低，可實現(xiàn)高的頑強力。
在國際申請的PCT/JP94/01184號公報中公開的技術是在不使用高價的強磁性金屬層的情況下，增大矯頑磁力的低價高密度記錄媒體及其制造方法。即，是在基體的表面上通過金屬底層形成強磁性金屬層，利用磁通量反轉的磁記錄媒體中，通過使成膜用的Ar氣體的雜質(zhì)濃度為10ppb以下，而使金屬底層或/和強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下。另外公報中還報告了在形成上述金屬底層之前使用雜質(zhì)濃度為10ppb以下的Ar氣體，用高頻濺射對上述基體表面進行凈化處理。通過對上述基體的表面除去0.2nm～1nm，使矯頑磁力進一步增大。在該報告中還記述了磁記錄媒體的標準化矯頑磁力和媒體噪聲之間是相關的，為了得到低噪聲媒體，應使標準化矯頑磁力在0.3以上、0.5以下。
另外，在國際申請PCT/JP95/00380號公報中公開的磁記錄媒體及其制造方法是使CoNiPt或CiCrPt構成的強磁性金屬層的氧氣濃度在100wtppm以下時，在形成強磁性金屬的晶粒之間能夠形成由非結晶(無定性)結構的晶間層，其結果是電磁變換特性的S/N比提高，并且批量生產(chǎn)時可穩(wěn)定地得到矯頑磁力。
但是，在超凈化環(huán)境下形成的磁記錄媒體，即利用強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體中，可得到不依存于強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑，例如能穩(wěn)定得到0.3以上的高標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)的條件、或者形成強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑處于某種條件時，才可以實現(xiàn)高的媒體S/N比等有關情況仍是不明確的。曾希望通過解釋清楚這些關系，開發(fā)出可以對應于高記錄密度的磁記錄媒體。
本發(fā)明的目的在于提供強磁性金屬層的標準化矯頑磁力高，同時可適應具有優(yōu)良媒體S/N比的高記錄密度化的磁記錄媒體。發(fā)明的公開本發(fā)明的磁記錄媒體的特征在于在基體上通過金屬底層形成Co基強磁性金屬層，在利用上述金屬底層及上述強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體中，當令上述強磁性金屬層的飽和磁化為Ms，構成上述強磁性金屬層的各個晶粒的各向異性磁場為HKgrain時，則4πMs/HKgrain在1以下。
發(fā)明的實施例本發(fā)明的磁記錄媒體，在基體上通過金屬底層形成Co基強磁性金屬層，在利用上述金屬底層及上述強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體上，通過使強磁性金屬層的飽和磁化Ms和各向異性磁場Hkgrain的關系為4πMs/Hkgrain≤1，就可在不依存于強磁性金屬層晶粒的粒子直徑的情況下穩(wěn)定地得到0.35以上的高標準化矯頑磁力(Hc/HKgrain)。
另一方面，我們知道強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑是隨著強磁性金屬層的膜厚及金屬底層的膜厚而變化的，所以可以分別通過改變強磁性金屬層的膜厚控制t·Br(t＝強磁性金屬層的膜厚、Br＝強磁性金屬層的剩余磁通密度)，通過改變金屬底層的膜厚控制Hc(強磁性金屬層的矯頑磁力)。
從而，通過滿足本發(fā)明有關的4πMs/HKgrain≤1的條件，在任意的t·Br和Hc的組合中，可以穩(wěn)定的實現(xiàn)0.35以上的高標準化矯頑磁力(Hc/HKgrain)。另外，各個磁頭為了實現(xiàn)最佳記錄重放特性，對磁記錄媒體要求任意的t·Br和Hc的組合，而本發(fā)明的磁記錄媒體的特征之一就是也可以充分適應這種來自磁頭方面的要求。
在上述特征中，通過使構成強磁性金屬層的各個晶粒的粒子直徑在10nm以下，就可使媒體的S/N比提高約3dB以上。另一方面，減少強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑時，也將表現(xiàn)出媒體表面的粗糙度有減少的傾向，所以可以提供也能夠適應于磁頭低懸浮的磁記錄媒體。
正如上述現(xiàn)有技術所說明那樣，本發(fā)明者在國際申請PCT/JP94/01184號公報中已經(jīng)公開了利用金屬底層或/和強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體具有優(yōu)良的磁特性。在制造這種金屬底層或/和強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁記錄媒體的超凈化工藝成膜條件，其特征是與現(xiàn)有的一般工藝成膜條件相比，具有以下不同。
本發(fā)明有關的超凈化工藝的成膜條件[現(xiàn)有的一般工藝成膜條件]意思是成膜室的背壓為10-9Torr數(shù)量級[10-7Torr數(shù)量級]、以及用于成膜的Ar氣體為uc-Ar(雜質(zhì)濃度為100ppt以下，最好為10ppb以下)[normal-Ar(雜質(zhì)濃度為1ppm以上)]。另外，在本發(fā)明有關的超凈化工藝中，在形成金屬底層時所用的靶靶希望雜質(zhì)濃度在150ppm以下，而形成強磁金屬層時所用靶希望值雜質(zhì)濃度在30ppm以下。
表1表示本發(fā)明有關的Co基磁記錄媒體的制造條件，即超凈化工藝的成膜條件。
(表1)

下面說明在超凈化環(huán)境下形成的Co基磁記錄媒體，即利用金屬底層或/和強磁性金屬層的氧化濃度為100wtppm以下的磁化轉化的磁記錄媒體中，強磁性金屬層或/和金屬底層的膜厚的變化對磁特性產(chǎn)生的影響。媒體的矯頑磁力Hc、飽和磁化Ms、剩余磁化Mr、矩形比S、矯頑磁力矩形比S*由采用振動試樣型磁強計(理研電子生產(chǎn)的BHV-50HM)測量的磁化曲線求得。這里S及S*分別定義為S＝Mr/Ms、dM/dHH＝Hc＝Mr/Hc(1-S*)。
圖1表示由本發(fā)明有關的超凈化工藝與由現(xiàn)有的一般工藝制造的媒體的矯頑磁力(Hc)與強磁性金屬層膜厚的關系曲線。圖2表示由本發(fā)明有關的超凈化工藝與由現(xiàn)有的一般工藝制造的媒體的晶粒的各向異型磁場Hkgrain)與強磁性金屬層的膜厚的關系曲線。圖3表示由本發(fā)明有關的超凈化工藝與現(xiàn)有的一般工藝制造的媒體的標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)與強磁性金屬層的膜厚的關系曲線。在強磁性金屬層中采用了Co78Cr17Ta5(at％)，在金屬底層中采用了Cr。
從圖1至圖3可知，由超凈化工藝制造的媒體與由一般工藝制造媒體相比，在不依賴強磁性金屬層的膜厚的情況下，矯頑磁力、各向異性磁場及標準化矯頑磁力非常高。而且，即使強磁性金屬層的膜厚在10nm左右的薄膜上，也可以維持較高的矯頑磁力、各向異性磁場及標準化矯頑磁力。另外也可以看出能得到該較高矯頑磁力、各向異性磁場及標準化矯頑磁力的傾向是即使金屬底層的膜厚為2.5nm的超薄膜也能夠?qū)崿F(xiàn)。
圖4表示調(diào)查由圖1至圖3所示超凈化工藝制造的媒體中強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑和膜厚間關系的結果曲線圖。晶粒的粒子直徑是由TEM(透射型電子顯微鏡)的觀察像求出的。
從圖4可以看出由超凈化工藝制造的媒體，無論在哪一種底層Cr膜厚上，晶粒的粒子直徑也不會隨著強磁性金屬層的膜厚的降低而簡單的降低。特別是底層Cr膜厚為2.5nm的媒體，將強磁性金屬層的膜厚從28nm降到14nm時，結晶粒子直徑是從12nm降到9nm。
如上所述可知，由超凈工藝所制造的媒體即使在極其薄的2.5nm的底層Cr膜厚上，在維持很低的晶粒間相互作用的情況下也可以降低磁性膜的膜厚。這種磁性膜膜厚的降低在底層Cr膜厚的降低的同時，對降低磁性膜的晶粒的粒子直徑是有效的。
上述的磁特性的傾向，對強性金屬層代替Co78Cr17Ta5使用Co85.5Cr10.5Ta4及Co62.5N30Cr7.5時，也可同樣得到確認。因此，可以認為在Co基強磁性金屬層中具有共同的現(xiàn)象。
下面參照


本發(fā)明的實施例。
(基體)本發(fā)明的基體，例如可以是鋁、鈦及其合金、硅、玻璃、碳、陶瓷、塑料、樹脂及其復合體，以及在這些表面上用異種材料的非磁性膜以濺射法、蒸發(fā)法、電鍍法等進行表面涂層處理的材料。在該基體表面上具有的非磁性膜不用高溫磁化、具有導電性、與容易機械加工等，同時具有適當?shù)谋砻嬗捕取Ｗ鳛闈M足這樣條件的非磁性膜以用濺射法制造的(Ni-P)膜為最佳。
基體的形狀，當作為磁盤用時可使用環(huán)形圓盤狀的材料。具有下述的磁性層等的基體，即磁記錄媒體在磁記錄及重放時，以圓盤的中心為軸例如使用以3600rpm的速度使其旋轉。這時磁頭在磁記錄媒體的上空0.1μm左右的高度上滑過。因此，基體必須適當?shù)目刂票砻娴钠教剐?、表里兩面的平行性、基體圓周方向的彎曲以及表面的粗糙度。
在基體進行旋轉/停止時，磁記錄媒體和磁頭的表面將相互接觸和滑動(Contact Start Stop，稱為CSS)。作為該措施在基體的表面也有時加有同心圓狀的輕微劃痕(槽紋)。
(金屬底層)本發(fā)明中的金屬底層例如可以用Cr及其合金。使用合金時提出了例如與V、Nb、Ta等的組合。特別是最好使用Cr，這是因為Cr對于下述的強磁性金屬層起偏析作用。另外，批量生產(chǎn)時也經(jīng)常采用的成膜方法是采用濺射法、蒸發(fā)法等。
該金屬底層的作用是當其上有Co基構成的強磁性金屬層時，將促使強磁性金屬層的結晶生長，以便使強磁性金屬層的容易磁化軸能取基體面內(nèi)方向、即可使基體面內(nèi)方向的矯頑磁力增高。
用濺射法制造由Cr構成的金屬底層時，控制其結晶性的成膜因子包括基體的表面形狀、表面狀態(tài)或表面溫度、成膜時的氣體壓力、加到基體上的偏壓以及形成的膜厚等。特別是由于強磁性金屬層的矯頑磁力具有與Cr膜厚比例增高的傾向，所以現(xiàn)在例如Cr膜厚采用的是在50nm～150nm的范圍內(nèi)。另一方面，本發(fā)明有關的在超凈化環(huán)境下形成的磁記錄媒體，即利用強磁性金屬層的氧氣濃度在100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體的特征是即使Cr膜厚小于50nm，強磁性金屬層也具有高矯頑磁力。特別是由本發(fā)明有關的由超凈工藝制造的媒體具有即使在極薄的2.5nm的底層Cr膜厚上仍可維持優(yōu)良的磁特性的優(yōu)點。
為了提高記錄密度，必須減小磁頭從媒體表面的懸浮量。另一方面，由于在減小上述Cr膜厚時，媒體的表面粗糙度也有減小的傾向，所以可以實現(xiàn)適應于磁頭低懸浮的磁記錄媒體。
(強磁性金屬層)本發(fā)明中的強磁性金屬層是以Co為主要成分的Co基強磁性金屬層，其具體材料包括例如CoNiCr、CoCrTa、CoCrPt、CoNiPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa等。
本發(fā)明在比現(xiàn)有的成膜條件更為超凈化環(huán)境下(即上述超凈化工藝)，通過制造金屬底層及強磁性金屬層可得到下面兩個特征。
(1)強磁性金屬層的飽和磁化Ms和各向異性磁場Hkgrain具有4πMs/Hkgrain≤1關系的媒體不依存于強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑，可穩(wěn)定地得到較高的標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)。
(2)在上述(1)的特征中，構成強磁性金屬層的各個晶粒的粒子直徑處于10nm以下領域的媒體，在可以提高媒體的S/N比的同時，還可以降低媒體表面的粗糙度。
在上述的材料中由于CoNiCr便宜、難于受到成膜環(huán)境的影響；CoCrTa的媒體噪聲低；所以CoPt系列適用于實現(xiàn)對CoNiCr及CoCrTa來說很難制造的1800 Oe以上的矯頑磁力。
(磁記錄媒體的高記錄密度化)本發(fā)明的磁記錄媒體是指對上述強磁性金屬層的膜面平行形成記錄磁化的媒體(面內(nèi)磁記錄媒體)。這樣的媒體為了提高記錄密度需要力求記錄磁化更為小型化。該小型化為了減少各記錄磁化的漏磁通，而減小磁頭上的重放信號輸出。因此期望進一步降低對鄰接的記錄磁化產(chǎn)生影響的媒體噪聲。
(強磁性金屬的矯頑磁力Hc、各向異性磁場Hkgrain標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain)本發(fā)明的“強磁性金屬的矯頑磁力Hc”是用振動試樣型的磁強計(Variable Sample Magnetometer，稱為VSM)測量的磁化曲線求得的媒體矯頑磁力?！熬Я５母飨虍愋源艌鯤kgrain”是用高靈敏度轉矩磁強計測量的旋轉磁滯(ヒステリシス)損耗完全消失的附加磁場。矯頑磁力及各向異性磁場都是在基體的表面上通過金屬底層形成強磁性金屬層的磁場記錄媒體時，在薄膜面內(nèi)測量的值。
另外本發(fā)明的“強磁性金屬層的標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain”是矯頑磁力Hc除以結晶粒子的各向異性磁場Hkgrain的值，表示晶粒的磁性孤立性提高的情況下面報告中所示“Magnetization ReversalMechanism Evaluated by Rotational Hysteresis LossAnalysis for the Thin Film Media”Migaku TakahaShi，T.Shimatsu，M.Suekane，M.miyamura，K.Yamaguchi andH.YamasakiIEEE TRANSACTIONS ON MAGUNETICS，VOL.28，1992，pp.3285。
由現(xiàn)有的濺射法制造的強磁性金屬層的標準化矯頑磁力只要強磁性金屬層是Co基，就是比0.35小的值。根據(jù)Stoner-Wohlfarth理論，晶粒在完全磁性孤立時表示取值為0.5，該值是標準化矯頑磁力的上限值。
另外，在J.-G.Zhu and H.N.BertramJournal of Applied Physics，VOL.63，1998，pp，3248中記載強磁性金屬層的標準化矯頑磁力高可以降低構成強磁性金屬的各個晶粒的磁性相互作用，實現(xiàn)高的矯頑磁力。
(濺射法)
本發(fā)明中的濺射法包括，例如基體一邊通過靶前面一邊形成薄膜的傳送型；及在靶前面固定基體形成薄膜的靜止型。前者由于批量生產(chǎn)率高，所以具有可制造低成本媒體的優(yōu)點，而后者由于對基體的濺射粒子的入射角度穩(wěn)定，所以可以制造記錄重放特性優(yōu)良的媒體。
(依次形成金屬底層和強磁性金屬層)本發(fā)明中的“依次形成金屬底層和強磁性金屬層”意思是“在基體的表面上形成金屬底層之后，到在其表面上形成強磁性金屬層之前這段期間，不會暴露在成膜時的氣體壓力以上的高壓環(huán)境中”。眾所周知，將金屬底層的表面暴露在大氣中之后在其上形成強磁性金屬層時，媒體的矯頑磁力將明顯下降(例如未暴露1500Oe→暴露500Oe以下)。
(成膜時所用的Ar氣體的雜質(zhì)及其濃度)本發(fā)明中的“成膜時所用的Ar氣體的雜質(zhì)”例如包括H2O、O2、CO2、H2、N2、CxHy、H、C、O、CO等。特別對進入膜中的氧氣量有影響的雜質(zhì)估計是H2O、O2、CO2、O、CO。因此本發(fā)明的雜質(zhì)濃度由成膜時所用的Ar氣體中包括的H2O、O2、CO2、O、CO之和表示。
(由高頻濺射法進行的凈化處理)本發(fā)明中的“由高頻濺射法進行的凈化處理”例如包括對放置在可能放電的氣體壓力空間內(nèi)的基體，從RF(radiofrequency，13.56MHz)電源施加交流電壓的方法。該方法的特點是即使基體不是導電性的也可以使用。一般來說凈化處理的效果是可提高對基體的薄膜密合性。但是凈化處理后，對基體表面上所形成的薄膜本身的膜質(zhì)有什么影響還有很多不清楚。
(在形成金屬底層時用的Cr靶的雜質(zhì)及其濃度)在本發(fā)明的“在形成金屬底層時用的Cr靶的雜質(zhì)及其濃度”例如包括Fe、Si、Al、C、O、N、H等。特別對進入膜中的氧氣量有影響的雜質(zhì)估計是O。因此本發(fā)明的雜質(zhì)濃度是表示在形成金屬底層時用的Cr靶中所包括的氧氣。
(在形成強磁性金屬層時用的靶雜質(zhì)及其濃度)本發(fā)明中的“在形成強磁性金屬層時用的Co基靶雜質(zhì)及其濃度”例如包括Fe、Si、Al、C、O、N、等。特別對進入膜中的氧氣量有影響的雜質(zhì)估計是O。因此，本發(fā)明的雜質(zhì)濃度是表示在形成強磁性金屬層時用的靶中所包含的氧氣。
(對基體施加負偏壓)本發(fā)明中的“對基體施加負偏壓”是指磁記錄媒體形成Cr底膜及磁性膜時，對基體施加的直流偏置電壓。我們知道當施加適當?shù)钠秒妷簳r就可使媒體的矯頑磁力增加。眾所周知，上述施加偏壓在制造兩層時都施加要比只在制造某一方的膜時施加的效果要大。
但是，上述的施加偏壓大多對基體近旁的物體，即基體支持構件極其基體夾具也會有作用。結果在基體近旁的空間中產(chǎn)生氣體及塵埃，進入成膜過程中的薄膜中，使之容易產(chǎn)生各種膜特性不穩(wěn)定的不良狀態(tài)。
另外對基體施加偏壓還有以下問題①在玻璃等非導電性基體不適用。
②被成膜的磁性膜的飽和磁通密度(Ms)下降。
③成膜室內(nèi)必須設置有復雜的機械裝置。
④對基體施加的偏壓情況容易發(fā)生變化，結果在磁特性上容易產(chǎn)生不均勻。
因此，最好采用即使不施加上述偏壓也能得到作為目標的各種膜特性的制造方法。
(形成金屬底層及/或者強磁性金屬層的成膜室的到達真空度)本發(fā)明中“形成金屬底層及/或者強磁性金屬層的成膜室的到達真空度”是通過強磁性金屬層的材料左右矯頑磁力數(shù)值的成膜因子之一。特別是向來認為在強磁性金屬層中包含Ta的Co基材料在上述到達真空度低時(例如5(10-6Torr以上時)影響是很大的。但是在本發(fā)明中可知，即使在不包含Ta的Co基材料CoNiCr及CoCrPt中，從在晶粒之間能否形成非結晶晶間層的觀點看，對成膜室的到達真空度是有效的。
(形成金屬底層及/或者強磁性金屬層時的基體表面溫度)在本發(fā)明中“形成金屬底層及/或者強磁性金屬層時的基體表面溫度”是不依存強磁性金屬層的材料，左右矯頑磁力數(shù)值的成膜因子之一。只要在基體不損傷的范圍內(nèi)在以高的表面溫度下進行成膜就能實現(xiàn)高的矯頑磁力?；w的損傷意思是彎曲、起泡、裂紋等外在的變化及產(chǎn)生磁化、發(fā)生氣體量增加等內(nèi)在的變化。
但是，為了實現(xiàn)較高的基體表面溫度，一般需要在成膜室或者在其前室進行某種加熱處理。該加熱處理具有不良的一面是在基體近旁的空間中產(chǎn)生氣體及塵埃進入成膜過程中的薄膜中，使各種膜特性變得不穩(wěn)定。
另外，較高的基體表面溫度還有以下問題①NiP/Al基體上的非磁性NiP層發(fā)生磁化。
②在基體上產(chǎn)生變形。
③對玻璃等的熱傳導率低的基體，很難提高并保持基體溫度。因此，最好采用即使不進行上述加熱處理或者進行相對低溫加熱處理也能得到目標的各種膜特性的制造方法。
(基體的表面粗糙度Ra)本發(fā)明中的基體表面粗糙度，例如對盤狀構成的基本表面在半徑方向進行測量時的平均中心線粗糙度Ra。測量器用RANKTAYLORHOBSON公司生產(chǎn)的TALYSTEP。
當基體從停止狀態(tài)開始旋轉時以及與其相反時，磁記錄媒體和磁頭表面之間將接觸及滑動(Contact Start Stop，稱為CSS)。
這時，為了抑制磁頭的吸附及磨擦系數(shù)的上升，希望Ra要大。另一方面基體達到最大轉速時，由于需要確保磁記錄媒體和磁頭間的間隔、即磁頭的懸浮量，所以又希望Ra小。
因此基體的表面粗糙度Ra的最大值和最小值，由上述理由及對磁記錄媒體所要求的規(guī)格(スペツク)適當?shù)剡M行決定。例如當磁頭的懸浮量為2μinch時Ra＝6nm～8nm。
但是為了實現(xiàn)更高的記錄密度，磁頭的懸浮量(在進行記錄重放動作時，磁頭離開磁記錄媒體表面上方的距離)就需要更小。為了滿足這一愿望，使磁記錄媒體的表面做得更平整是很重要的。從這一理由考慮，基體的表面粗糙度希望要更小。
因此，最好采用即使基體的表面粗糙更小時也能得到目標的各種膜特性的制造方法。
(槽紋處理)本發(fā)明中的槽紋處理，例如可以是機械研磨的方法、化學腐蝕的方法、物理加凹凸膜的方法等。特別是作為磁記錄媒體的基體是最廣泛使用的鋁合金基體時，采用了機械研磨的方法。例如，有的方法對于鋁合金基體的表面上設有的(Ni-P)膜，通過將磨削用的 粒粘結在表面上的帶壓緊在旋轉的基體上，產(chǎn)生同心圓狀輕微劃痕。該方法有時也在使磨削用的 粒從帶上游離開來使用的情況。
但是，從上述“基體的表面粗糙度”一項所述的理由看，最好采用即使不進行上述槽紋處理或者更輕微的槽紋形狀也能得到目標的各種膜特性的制造方法。
(復合電解研磨處理)本發(fā)明中復合電解研磨處理，是例如對形成磁性膜時使用的真空室的內(nèi)壁，有設置將鉻(クロム)氧化物作為生成物的氧化鈍態(tài)膜的處理。這時作為構成真空室內(nèi)壁的材料最好是例如SUS316L等。通過該處理，由于可以降低從真空容器的內(nèi)壁放出的O2、H2O的放出量，所以可以使制造的薄膜中的氧氣進入量進一步降低。
本發(fā)明中使用的(アネルバ)制造的磁控管濺射裝置(型ILC3031負載制動(ロ-ドロツク)式靜止對置型)，對所有的真空室(裝入/取出室、成膜室、凈化室)的內(nèi)壁都進行上述處理。
附圖的簡單說明圖1表示由超凈化工藝和一般工藝制造的媒體中強磁性金屬層的膜厚和矯頑磁力間關系的曲線圖。
圖2表示由超凈化工藝和一般工藝制造的媒體中強磁性金屬層的膜厚和各向異性磁場間關系的曲線圖。
圖3表示由超凈化工藝和一般工藝制造的媒體中強磁性金屬層的膜厚和標準化矯頑磁力間關系的曲線圖。
圖4表示在由超凈化工藝制造的媒體中，強磁性金屬層的膜厚和晶粒的粒子直徑間關系的曲線圖。
圖5表示在由超凈化工藝制造的媒體中，標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain的值對于4(Ms/Hkgrain及強磁性金屬層的晶粒粒子直徑的調(diào)查結果的曲線圖。
圖6是表示為評價本發(fā)明有關的磁記錄媒體的記錄重放特性所用的寫入、讀出一體型薄膜磁頭的磁極結構的模式斷面圖。
圖7是表示在由超凈化工藝制造的強磁性金屬層的膜厚不同的媒體上，記錄密度為160kFCI的媒體S/N值對強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑的曲線圖。
圖8是表示磁記錄媒體的層構成的模式斷面圖。
(標號說明)1、 基體2、 A1基板3、 非磁性層4、 金屬底層5、 強磁性金屬層6、 保護膜41、上部磁極
42、下部磁極43、寫入線圈44、寫入間隙45、屏蔽46、MR構成部分47、讀入間隙實施本發(fā)明的最佳實施例下面舉出實施例對本發(fā)明進行更詳細說明，不過本發(fā)明并不限定于這些實施例。
(實施例1)本實施例是在超凈化環(huán)境下(用超凈化工藝)形成的Co基強磁性金屬層構成的媒體，即利用強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體中，對在室溫中的標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain的值相對于4(Ms/Hkgrain和強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑進行了調(diào)查。強磁性金屬層的材料采用Co78Cr17Ta5、Co85.5Cr10.5Ta4、Co62.5Ni30Cr7.5(at％)三種的組成。使用各種強磁性金屬層材料的媒體制造方法，是在上述表1所示的條件下進行的。
因此，在由Co基強磁性金屬層構成的媒體的粒子間相互作用中，可以認為有交換相互作用和靜磁性相互作用兩種。對由晶間結構交換相互作用所降低的Co基強磁性金屬層構成的媒體來說，推測靜磁性相互作用決定磁特性。作用于晶粒間的靜磁性相互作用是由周圍晶粒的磁化產(chǎn)生的磁場影響所引起的。該相互作用的磁場可認為主要是由晶粒的飽和磁化Ms、晶粒的粒子直徑、以及結晶取向等決定的。因此，當在媒體結構上沒有大的差別時，可以認為4πMs和晶粒的各向異性磁場Hkgrain的比(4πMs/Hkgrain)是表示靜磁性相互作用在磁化過程中影響強度的指標。進而，可預測靜磁性相互作用支配的媒體，粒間相互作用的指標的標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain的值依存于4πMs/Hkgrain的變化。另外，由于Co基強磁性金屬層構成的媒體中，與飽和磁化成比例的相互作用磁場的強度與晶粒的各向異性磁場的大小為相同程度(kOe數(shù)量級)，所以可推測受靜磁相互作用的影響很大。
在本例中，由超凈化環(huán)境下形成的Co基強磁性金屬層構成的媒體，即在利用強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtpp以下的磁通量反轉的磁記錄媒體中，通過調(diào)查Hc/Hkgrain和4πMs/Hkgrain間的關系，研究了由Co基強磁性金屬層構成的媒體的靜磁性相互作用。
圖5表示對標準化矯頑磁力Hc/Hkgrain的值相對于4πMs/Hkgrain和強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑進行調(diào)查結果的曲線圖。
在圖5中4πMs/Hkgrain的值主要由強磁性金屬層組成決定的。由這些Co基強磁性金屬層構成的媒體中可觀察到明了的晶間結構，可推測交換相互作用是降低的。
從圖5可以看出由超凈化環(huán)境下形成的Co基強磁性金屬層構成的媒體具有4πMs/Hkgrain越大標準化矯頑磁力越低的傾向。并且，在由4πMs/Hkgrain的Co基強磁性金屬層構成的媒體中，也表現(xiàn)出隨晶粒的粒子直徑降低標準化矯頑磁力也降低的傾向。在4πMs/Hkgrain為1.5左右的媒體中，隨著從23nm到11nm的晶粒的粒子直徑的降低，標準化矯頑磁力從0.41～0.25大幅下降。這表示Co基強磁性金屬層構成的媒體的靜磁相互作用強烈依存于晶粒的粒子直徑，隨晶粒的粒子直徑的降低該作用將增加。另一方面，可以了解對1.0以下的4πMs/Hkgrain較低的媒體來說，在12nm左右的晶粒的粒子直徑較小的媒體上也能維持0.35左右的較高標準化矯頑磁力。因此可知對Co基磁性金屬層構成的媒體，通過將4πMs/Hkgrain降低到1.0以下的低值，就可以抑制隨晶粒的粒子直徑降低而引起靜磁相互作用的增加。
(實施例2)在本例中在超凈化環(huán)境下(用超凈化工藝)形成的Co基強磁性金屬層構成的媒體，即在利用強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體中，調(diào)查了制造強磁性金屬層的膜厚不同的媒體，其記錄密度為160kFCI的媒體S/N與強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑間的關系。強磁性金屬層的材料使用了Co78Cr17Ta5(at％)。
媒體S/N等的記錄重放特性是采用圖6中所示的寫入、讀出一體型的薄膜磁頭(寫入是感應頭(Inductive Head)、讀出是MR頭(Magnetic Resistance Head))，在表2的測量條件下進行的。
表2


圖7是在由超凈化工藝制造的強磁性金屬的厚膜不同的媒體中，表示記錄密度為160kFCI的媒體S/N值對于強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑關系的曲線圖。
從圖7可知，在強磁性金屬層的膜厚為28nm的媒體(標記○)上媒體S/N具有隨著晶粒的粒子直徑的降低有增加的傾向。而且當使晶粒的粒子直徑的降到10nm以下時(標記●、磁性金屬層的膜厚為12、14、16nm時)，與強磁性金屬層的膜厚為28nm的媒體(標記○)相比，可以發(fā)現(xiàn)隨著晶粒的粒子直徑的降低，媒體S/N的增加傾向更高。例如當使強磁性金屬層的膜厚薄到12nm左右時，可以看出，與強磁性金屬層的膜厚為28nm的媒體相比，媒體S/N將增加3dB左右。
從而可知，通過將強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑降到10nm以下，就可以得到具有比現(xiàn)有技術高的媒體S/N的磁記錄媒體。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性正如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得強磁性金屬層的矯頑磁力、各向異性磁場或/及標準化矯頑磁力較高、可適應高記錄密度的磁記錄媒體。特別是通過使4πMs/Hkgrain≤1，就可以提供不依存于強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑、具有0.35以上的高標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)的磁記錄媒體。另外，在任意的t·Br和Hc的組合中，可以實現(xiàn)該高的標準化矯頑磁力(Hc/Hkgrain)。從而，各個磁頭為了實現(xiàn)最佳的記錄重放特性，在磁記錄媒體中要求任意的t·Br和Hc組合，本發(fā)明相關的磁記錄媒體也可以充分適應來自磁頭方面的要求。
另外在上述特征中，通過使構成強磁性金屬層的各個晶粒的粒子直徑在10nm以下，可以使媒體S/N比進一步提高。另一方面，當減小強磁性金屬層的晶粒的粒子直徑時，媒體的表面粗糙度也表現(xiàn)出減小的傾向，所以可以提供能適應磁頭低懸浮的磁記錄媒體。
權利要求
1.一種磁記錄媒體，在基體上通過金屬底層形成Co基強磁性金屬層，并利用上述金屬底層及上述強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁性轉換，其特征在于當上述強磁性金屬層飽和磁化為Ms、構成上述強磁性金屬層的各個晶粒的各向異性磁場為Hkgrain時，4πMs/Hkgrain是小于1。
2.權利要求1所記載的磁記錄媒體，其特征在于構成上述強磁性金屬層的各個晶粒的粒子直徑是小于10nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種強磁性金屬層的標準化矯頑磁力較高,同時可適應具有優(yōu)良的媒體S/N比的高記錄密度化的磁記錄媒體。矯本發(fā)明的磁記錄媒體特征在于:在基體上通過金屬底層形成Co基強磁性金屬層,在利用上述金屬底層及上述強磁性金屬層的氧氣濃度為100wtppm以下的磁通量反轉的磁記錄媒體上,當令上述強磁性金屬層飽和磁化為Ms、令構成上述強磁性金屬層的各個晶粒的各向異性磁場為H
文檔編號G11B5/66GK1251679SQ9718208
公開日2000年4月26日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權日1997年3月28日
發(fā)明者高橋研, 菊池曉 申請人:高橋研