説明

磁気記録媒体の製造方法

【課題】2層以上の磁気記録層を有する磁気記録媒体の耐食性を向上させてコバルト溶出を抑制する。
【解決手段】非磁性体基板上に2層以上の磁気記録層とカーボン系保護層とを順次成膜する磁気記録媒体の製造方法において、前記2層以上の磁気記録層のうち最上層の磁気記録層を、陰極アーク放電法により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気記録媒体、この磁気記録媒体の製造方法、およびこの磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ハードディスクドライブ(HDD)に搭載される磁気記録媒体は、非磁性体基板上に、下地層、2層以上の磁気記録層およびカーボン系保護層を順次成膜し、保護層上に潤滑剤(たとえばパーフルオロポリエーテル系)を塗布した構造を有する。
【0003】
磁気記録媒体の高記録密度化に伴い、カーボン系保護層の薄膜化が要求されるが、カーボン系保護層の薄膜化しても耐食性を維持する必要がある。しかし、今後はカーボン系保護層の厚さを3nm以下にすることが要求されるため、カーボン系保護層のみで耐食性を改善するのは厳しくなってきている。磁気記録媒体の耐食性が低下すると、磁気記録層からコバルトが溶出するという不具合を生じる。
【0004】
従来、たとえば、磁気記録媒体を構成する2層以上の磁気記録層のうち最上層の磁気記録層の表面における柱状結晶の平均粒径を小さくして、最上層の磁気記録層の密度を高めることにより、耐食性を向上させることが試みられている(特許文献1)。しかし、このような磁気記録媒体の耐食性は十分ではなく、さらに耐食性を向上させる余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平5−73881号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、2層以上の磁気記録層を有する磁気記録媒体の耐食性を向上させてコバルト溶出を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態によれば、非磁性体基板上に2層以上の磁気記録層とカーボン系保護層とを順次成膜する磁気記録媒体の製造方法において、前記2層以上の磁気記録層のうち最上層の磁気記録層を、陰極アーク放電法(フィルタードカソーディックアーク法、FCA法)により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明の実施形態によれば、2層以上の磁気記録層のうち最上層の磁気記録層の硬度を上げることにより、耐食性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明において用いる陰極アーク放電法(フィルタードカソーディックアーク法、FCA法)とは、アーク放電によりターゲット材料を融解・イオン化させ、マグネットフィルターを通して中性原子を除去し、イオンのみを基板まで到達させ堆積させる方法である。この方法は、スパッタリング法よりも粒子の持つエネルギーが大きいため高密度・高硬度膜を得ることができる。ターゲットにはCo系合金を用いている。
【0011】
図1に本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。非磁性基板1上に、軟磁性下地層2、中間層3、第1の磁気記録層4、第2の磁気記録層、厚さ5nmのカーボン系保護層6が順次積層されている。カーボン系保護層6上に潤滑剤7が塗布されている。
【0012】
以下、本発明において好適に用いられる材料について説明する。
【0013】
<軟磁性下地層>
図1の磁気記録媒体は、軟磁性下地層(SUL)上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体である。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。
【0014】
軟磁性下地層には、Fe、NiおよびCoのうち少なくとも1種を含む高透磁率材料が用いられる。このような材料として、FeCo系合金たとえばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金たとえばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系およびFeSi系合金たとえばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金たとえばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金たとえばFeZrNなどが挙げられる。
【0015】
軟磁性下地層に、Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。
【0016】
軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Coは、好ましくは80at%以上含まれる。このようなCo合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばCoZr、CoZrNb、及びCoZrTa系合金などを挙げることができる。
【0017】
軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けてもよい。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。
【0018】
軟磁性下地層と垂直磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層(結晶配向制御層)を設けてもよい。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断すること、および記録層の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。
【0019】
スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ0.5〜1.5nmのRuを挟んで反強磁性結合させてもよい。また、軟磁性層と、CoCrPt、SmCo、FePtなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはIrMn、PtMnなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させてもよい。この場合、交換結合力を制御するために、Ru層の上下に、磁性層たとえばCo、または非磁性層たとえばPtを積層してもよい。
【0020】
<垂直磁気記録層>
垂直磁気記録層には、たとえば、Coを主成分とし、少なくともPtを含み、必要に応じてCrを含み、さらに酸化物(たとえば酸化シリコン、酸化チタン)を含む材料が用いられる。垂直磁気記録層中では、磁性結晶粒子が柱状構造をなしていることが好ましい。このような構造を有する垂直磁気記録層では、磁性結晶粒子の配向性および結晶性が良好であり、結果として高密度記録に適した信号/ノイズ比(S/N比)を得ることができる。上記のような構造を得るためには、酸化物の量が重要になる。酸化物の含有量は、Co、Pt、Crの総量に対して、3mol%以上12mol%以下が好ましく、5mol%以上10mol%以下がより好ましい。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量が上記の範囲であれば、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を孤立化および微細化させることができる。酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる。一方、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の孤立化および微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号/ノイズ比(S/N比)が得られなくなる。
【0021】
垂直磁気記録層のPtの含有量は、10at%以上25at%以下であることが好ましい。Pt含有量が上記範囲であると、垂直磁気記録層に必要な一軸磁気異方性定数Kuが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好になり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られる。Pt含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にfcc構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがある。一方、Pt含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適したKuしたがって熱揺らぎ特性が得られなくなる。
【0022】
垂直磁気記録層のCrの含有量は、0at%以上16at%以下が好ましく、10at%以上14at%以下がより好ましい。Cr含有量が上記範囲であると、磁性粒子の一軸磁気異方性定数Kuを下げることなく高い磁化を維持でき、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。Cr含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のKuが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、かつ磁性粒子の結晶性、配向性が悪化し、結果として記録再生特性が悪くなる。
【0023】
垂直磁気記録層は、Co、Pt、Cr、酸化物に加えて、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reから選ばれる1種類以上の添加元素を含んでいてもよい。これらの添加元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進するか、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。これらの添加元素の合計含有量は、8at%以下であることが好ましい。8at%を超えた場合、磁性粒子中にhcp相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られなくなる。
【0024】
垂直磁気記録層の他の材料としては、CoPt系合金、CoCr系合金、CoPtCr系合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi、CoPtCrSiが挙げられる。垂直磁気記録層に、Pt、Pd、RhおよびRuからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とする合金と、Coとの多層膜を用いることもできる。また、これらの多層膜の各層に、Cr、BまたはOを添加した、CoCr/PtCr、CoB/PdB、CoO/RhOなどの多層膜を用いることもできる。
【0025】
垂直磁気記録層の厚さは、5〜60nmが好ましく、10〜40nmがより好ましい。この範囲の厚さを有する垂直磁気記録層は高記録密度に適している。垂直磁気記録層の厚さが5nm未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。一方、垂直磁気記録層の厚さが40nmを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、237000A/m(3000Oe)以上であることが好ましい。保磁力が237000A/m(3000Oe)未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、0.8以上であることが好ましい。垂直角型比が0.8未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。
【0026】
<潤滑剤>
潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
【0027】
FCA法により成膜された第2の磁気記録層5は、スパッタリング法により成膜されたものと比べて、硬度(ナノインデンターで測定した薄膜硬度)が約1.5倍になるので、耐食性を向上することができる。このため、第2の磁気記録層5より下層の第1の磁気記録層4からコバルトが溶出するのを抑えることができる。また、FCA法により成膜された第2の磁気記録層5は表面平滑性に優れるので、磁気ヘッドの浮上量低減の観点からも有利である。
【0028】
上記実施形態では、カーボン系保護層6もFCA法により成膜されているので、カーボン系保護層6も硬度が高く耐食性を向上できるとともに表面平滑性に優れる。ただし、本発明においてはカーボン系保護層6を、スパッタリング法またはプラズマCVD法により成膜してもよい。
【0029】
一方、第2の磁気記録層5をスパッタリング法により成膜し、その上にFCA法によりカーボン系保護層6を成膜することが行われている(たとえば、特開2004−54991号公報)。しかし、この方法では、カーボン系保護層6をFCA法により成膜する際に入射エネルギーが大きいため、スパッタリング法により成膜された硬度が劣る第2の磁気記録層5とカーボン系保護層6との界面でミキシング層が形成され、磁気特性および保護層特性がともに劣化する問題があった。これに対して、上記実施形態のように、第2の磁気記録層5をFCA法により成膜してその硬度を上げれば、その上にFCA法によりカーボン系保護層6を成膜する際にミキシング層が形成されるのを抑制できる。このため、磁気特性および保護層特性を維持できる。
【符号の説明】
【0030】
1…非磁性基板、2…軟磁性下地層、3…中間層、4…第1の磁気記録層、5…第2の磁気記録層、6…カーボン系保護層、7…潤滑剤。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性体基板上に2層以上の磁気記録層とカーボン系保護層とを順次成膜する磁気記録媒体の製造方法において、
前記2層以上の磁気記録層のうち最上層の磁気記録層を、陰極アーク放電法により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項2】
さらに、前記カーボン系保護層を、陰極アーク放電法により成膜することを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2010−165455(P2010−165455A)
【公開日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−105556(P2010−105556)
【出願日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【分割の表示】特願2008−317381(P2008−317381)の分割
【原出願日】平成20年12月12日(2008.12.12)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】