磁记录媒体的制作方法

专利名称：磁记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明是有关磁记录媒体的。更详细来说是在超净化的环境下形成的磁记录媒体，即有关在利用强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体上，标准化矫顽磁力(Hc/HkgrainHc＝矫顽磁力、Hkgrain＝各向异性磁场)高，并且在记录重放时的媒体的S/N比优良的高密度磁记录媒体。本发明的磁记录媒体很适合于硬盘、软盘、磁带等中使用。
背景技术：
作为现有的磁记录媒体及其制造方法，下述的技术是熟知的。
图8是说明磁记录媒体的一例硬盘的概要图。在图8中，图8(a)为磁记录媒体整体斜视图，图8(b)是图8(a)的(A-A′)部分的断面图。基体1采用在A1基板2的表面上具有非磁性(Ni-P)层3的构成。而且在该基体1的上面层叠有Cr底层4、强磁性金属层5、保护层6。
非磁性(Ni-P)层3是通过电镀法或溅射法在A1基板2的表面上形成直径89mm(3.5inch)/厚度1.27mm(50mil)的盘状，构成基体1。另外，在非磁性(Ni-P)层3的表面上具有由机械研磨处理的同心圆状的划痕(以下称槽纹)。一般来说非磁性(Ni-P)层3的表面粗糙度，即在半径方向测量时的平均中心线粗糙度Ra为5nm～15nm.。另外，Cr底层4和强磁性金属层5(一般是Co合金系列磁性膜)由溅射法在上述的基体1的表面上形成，最后为了保护强磁性金属层5，具有用溅射法由碳等构成的保护层6。典型的各层厚度是非磁性(Ni-P)层3为5μm～15μm、Cr底层4为50nm～150nm、强磁性金属层5为30nm～100nm、保护层6为20nm～50nm。
具有上述层构成的现有磁记录媒体，是在溅射成膜前的成膜室的背压10-7Torr数量级，并且成膜用的Ar气体的杂质浓度在1ppm以上的条件下制造的。
中井等在报告提出在由上述制作方法所得到的磁记录媒体中，特别是包括Ta元素的强磁性金属层5(例如CoCrTa合金磁性膜)时，在形成强磁性金属层的晶粒间存在由非结晶(无定性的)结构构成的晶间层以及该晶间层由非磁性合金组成的(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元素的强磁性金属层(例如CoNiCr或CoCrPt合金磁性膜)时，上述晶间层没有确认。另外在本报告中记载有在强磁性金属包含Ta元素时，磁记录媒体的标准化矫顽磁力(表示为Hc/Hkgrain)对具有0.3以上的大的值，而不包含Ta元素时，该值取小于0.3的值。
上述的强磁性金属层的标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)是矫顽磁力Hc除以晶粒的各向异性磁场Hkgrain的值，表示晶粒的磁性弧立性的提高情况。即，强磁性金属层的标准化矫顽磁力高的意思是指构成强磁性金属层的各个晶粒的磁性相互作用降低，可实现高的顽强力。
在国际申请的PCT/JP94/01184号公报中公开的技术是在不使用高价的强磁性金属层的情况下，增大矫顽磁力的低价高密度记录媒体及其制造方法。即，是在基体的表面上通过金属底层形成强磁性金属层，利用磁通量反转的磁记录媒体中，通过使成膜用的Ar气体的杂质浓度为10ppb以下，而使金属底层或/和强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下。另外公报中还报告了在形成上述金属底层之前使用杂质浓度为10ppb以下的Ar气体，用高频溅射对上述基体表面进行净化处理。通过对上述基体的表面除去0.2nm～1nm，使矫顽磁力进一步增大。在该报告中还记述了磁记录媒体的标准化矫顽磁力和媒体噪声之间是相关的，为了得到低噪声媒体，应使标准化矫顽磁力在0.3以上、0.5以下。
另外，在国际申请PCT/JP95/00380号公报中公开的磁记录媒体及其制造方法是使CoNiPt或CiCrPt构成的强磁性金属层的氧气浓度在100wtppm以下时，在形成强磁性金属的晶粒之间能够形成由非结晶(无定性)结构的晶间层，其结果是电磁变换特性的S/N比提高，并且批量生产时可稳定地得到矫顽磁力。
但是，在超净化环境下形成的磁记录媒体，即利用强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体中，可得到不依存于强磁性金属层的晶粒的粒子直径，例如能稳定得到0.3以上的高标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)的条件、或者形成强磁性金属层的晶粒的粒子直径处于某种条件时，才可以实现高的媒体S/N比等有关情况仍是不明确的。曾希望通过解释清楚这些关系，开发出可以对应于高记录密度的磁记录媒体。
本发明的目的在于提供强磁性金属层的标准化矫顽磁力高，同时可适应具有优良媒体S/N比的高记录密度化的磁记录媒体。发明的公开本发明的磁记录媒体的特征在于在基体上通过金属底层形成Co基强磁性金属层，在利用上述金属底层及上述强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体中，当令上述强磁性金属层的饱和磁化为Ms，构成上述强磁性金属层的各个晶粒的各向异性磁场为HKgrain时，则4πMs/HKgrain在1以下。
发明的实施例本发明的磁记录媒体，在基体上通过金属底层形成Co基强磁性金属层，在利用上述金属底层及上述强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体上，通过使强磁性金属层的饱和磁化Ms和各向异性磁场Hkgrain的关系为4πMs/Hkgrain≤1，就可在不依存于强磁性金属层晶粒的粒子直径的情况下稳定地得到0.35以上的高标准化矫顽磁力(Hc/HKgrain)。
另一方面，我们知道强磁性金属层的晶粒的粒子直径是随着强磁性金属层的膜厚及金属底层的膜厚而变化的，所以可以分别通过改变强磁性金属层的膜厚控制t·Br(t＝强磁性金属层的膜厚、Br＝强磁性金属层的剩余磁通密度)，通过改变金属底层的膜厚控制Hc(强磁性金属层的矫顽磁力)。
从而，通过满足本发明有关的4πMs/HKgrain≤1的条件，在任意的t·Br和Hc的组合中，可以稳定的实现0.35以上的高标准化矫顽磁力(Hc/HKgrain)。另外，各个磁头为了实现最佳记录重放特性，对磁记录媒体要求任意的t·Br和Hc的组合，而本发明的磁记录媒体的特征之一就是也可以充分适应这种来自磁头方面的要求。
在上述特征中，通过使构成强磁性金属层的各个晶粒的粒子直径在10nm以下，就可使媒体的S/N比提高约3dB以上。另一方面，减少强磁性金属层的晶粒的粒子直径时，也将表现出媒体表面的粗糙度有减少的倾向，所以可以提供也能够适应于磁头低悬浮的磁记录媒体。
正如上述现有技术所说明那样，本发明者在国际申请PCT/JP94/01184号公报中已经公开了利用金属底层或/和强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体具有优良的磁特性。在制造这种金属底层或/和强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁记录媒体的超净化工艺成膜条件，其特征是与现有的一般工艺成膜条件相比，具有以下不同。
本发明有关的超净化工艺的成膜条件[现有的一般工艺成膜条件]意思是成膜室的背压为10-9Torr数量级[10-7Torr数量级]、以及用于成膜的Ar气体为uc-Ar(杂质浓度为100ppt以下，最好为10ppb以下)[normal-Ar(杂质浓度为1ppm以上)]。另外，在本发明有关的超净化工艺中，在形成金属底层时所用的靶靶希望杂质浓度在150ppm以下，而形成强磁金属层时所用靶希望值杂质浓度在30ppm以下。
表1表示本发明有关的Co基磁记录媒体的制造条件，即超净化工艺的成膜条件。
(表1)

下面说明在超净化环境下形成的Co基磁记录媒体，即利用金属底层或/和强磁性金属层的氧化浓度为100wtppm以下的磁化转化的磁记录媒体中，强磁性金属层或/和金属底层的膜厚的变化对磁特性产生的影响。媒体的矫顽磁力Hc、饱和磁化Ms、剩余磁化Mr、矩形比S、矫顽磁力矩形比S*由采用振动试样型磁强计(理研电子生产的BHV-50HM)测量的磁化曲线求得。这里S及S*分别定义为S＝Mr/Ms、dM/dHH＝Hc＝Mr/Hc(1-S*)。
图1表示由本发明有关的超净化工艺与由现有的一般工艺制造的媒体的矫顽磁力(Hc)与强磁性金属层膜厚的关系曲线。图2表示由本发明有关的超净化工艺与由现有的一般工艺制造的媒体的晶粒的各向异型磁场Hkgrain)与强磁性金属层的膜厚的关系曲线。图3表示由本发明有关的超净化工艺与现有的一般工艺制造的媒体的标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)与强磁性金属层的膜厚的关系曲线。在强磁性金属层中采用了Co78Cr17Ta5(at％)，在金属底层中采用了Cr。
从图1至图3可知，由超净化工艺制造的媒体与由一般工艺制造媒体相比，在不依赖强磁性金属层的膜厚的情况下，矫顽磁力、各向异性磁场及标准化矫顽磁力非常高。而且，即使强磁性金属层的膜厚在10nm左右的薄膜上，也可以维持较高的矫顽磁力、各向异性磁场及标准化矫顽磁力。另外也可以看出能得到该较高矫顽磁力、各向异性磁场及标准化矫顽磁力的倾向是即使金属底层的膜厚为2.5nm的超薄膜也能够实现。
图4表示调查由图1至图3所示超净化工艺制造的媒体中强磁性金属层的晶粒的粒子直径和膜厚间关系的结果曲线图。晶粒的粒子直径是由TEM(透射型电子显微镜)的观察像求出的。
从图4可以看出由超净化工艺制造的媒体，无论在哪一种底层Cr膜厚上，晶粒的粒子直径也不会随着强磁性金属层的膜厚的降低而简单的降低。特别是底层Cr膜厚为2.5nm的媒体，将强磁性金属层的膜厚从28nm降到14nm时，结晶粒子直径是从12nm降到9nm。
如上所述可知，由超净工艺所制造的媒体即使在极其薄的2.5nm的底层Cr膜厚上，在维持很低的晶粒间相互作用的情况下也可以降低磁性膜的膜厚。这种磁性膜膜厚的降低在底层Cr膜厚的降低的同时，对降低磁性膜的晶粒的粒子直径是有效的。
上述的磁特性的倾向，对强性金属层代替Co78Cr17Ta5使用Co85.5Cr10.5Ta4及Co62.5N30Cr7.5时，也可同样得到确认。因此，可以认为在Co基强磁性金属层中具有共同的现象。
下面参照


本发明的实施例。
(基体)本发明的基体，例如可以是铝、钛及其合金、硅、玻璃、碳、陶瓷、塑料、树脂及其复合体，以及在这些表面上用异种材料的非磁性膜以溅射法、蒸发法、电镀法等进行表面涂层处理的材料。在该基体表面上具有的非磁性膜不用高温磁化、具有导电性、与容易机械加工等，同时具有适当的表面硬度。作为满足这样条件的非磁性膜以用溅射法制造的(Ni-P)膜为最佳。
基体的形状，当作为磁盘用时可使用环形圆盘状的材料。具有下述的磁性层等的基体，即磁记录媒体在磁记录及重放时，以圆盘的中心为轴例如使用以3600rpm的速度使其旋转。这时磁头在磁记录媒体的上空0.1μm左右的高度上滑过。因此，基体必须适当的控制表面的平坦性、表里两面的平行性、基体圆周方向的弯曲以及表面的粗糙度。
在基体进行旋转/停止时，磁记录媒体和磁头的表面将相互接触和滑动(Contact Start Stop，称为CSS)。作为该措施在基体的表面也有时加有同心圆状的轻微划痕(槽纹)。
(金属底层)本发明中的金属底层例如可以用Cr及其合金。使用合金时提出了例如与V、Nb、Ta等的组合。特别是最好使用Cr，这是因为Cr对于下述的强磁性金属层起偏析作用。另外，批量生产时也经常采用的成膜方法是采用溅射法、蒸发法等。
该金属底层的作用是当其上有Co基构成的强磁性金属层时，将促使强磁性金属层的结晶生长，以便使强磁性金属层的容易磁化轴能取基体面内方向、即可使基体面内方向的矫顽磁力增高。
用溅射法制造由Cr构成的金属底层时，控制其结晶性的成膜因子包括基体的表面形状、表面状态或表面温度、成膜时的气体压力、加到基体上的偏压以及形成的膜厚等。特别是由于强磁性金属层的矫顽磁力具有与Cr膜厚比例增高的倾向，所以现在例如Cr膜厚采用的是在50nm～150nm的范围内。另一方面，本发明有关的在超净化环境下形成的磁记录媒体，即利用强磁性金属层的氧气浓度在100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体的特征是即使Cr膜厚小于50nm，强磁性金属层也具有高矫顽磁力。特别是由本发明有关的由超净工艺制造的媒体具有即使在极薄的2.5nm的底层Cr膜厚上仍可维持优良的磁特性的优点。
为了提高记录密度，必须减小磁头从媒体表面的悬浮量。另一方面，由于在减小上述Cr膜厚时，媒体的表面粗糙度也有减小的倾向，所以可以实现适应于磁头低悬浮的磁记录媒体。
(强磁性金属层)本发明中的强磁性金属层是以Co为主要成分的Co基强磁性金属层，其具体材料包括例如CoNiCr、CoCrTa、CoCrPt、CoNiPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa等。
本发明在比现有的成膜条件更为超净化环境下(即上述超净化工艺)，通过制造金属底层及强磁性金属层可得到下面两个特征。
(1)强磁性金属层的饱和磁化Ms和各向异性磁场Hkgrain具有4πMs/Hkgrain≤1关系的媒体不依存于强磁性金属层的晶粒的粒子直径，可稳定地得到较高的标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)。
(2)在上述(1)的特征中，构成强磁性金属层的各个晶粒的粒子直径处于10nm以下领域的媒体，在可以提高媒体的S/N比的同时，还可以降低媒体表面的粗糙度。
在上述的材料中由于CoNiCr便宜、难于受到成膜环境的影响；CoCrTa的媒体噪声低；所以CoPt系列适用于实现对CoNiCr及CoCrTa来说很难制造的1800 Oe以上的矫顽磁力。
(磁记录媒体的高记录密度化)本发明的磁记录媒体是指对上述强磁性金属层的膜面平行形成记录磁化的媒体(面内磁记录媒体)。这样的媒体为了提高记录密度需要力求记录磁化更为小型化。该小型化为了减少各记录磁化的漏磁通，而减小磁头上的重放信号输出。因此期望进一步降低对邻接的记录磁化产生影响的媒体噪声。
(强磁性金属的矫顽磁力Hc、各向异性磁场Hkgrain标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain)本发明的“强磁性金属的矫顽磁力Hc”是用振动试样型的磁强计(Variable Sample Magnetometer，称为VSM)测量的磁化曲线求得的媒体矫顽磁力。“晶粒的各向异性磁场Hkgrain”是用高灵敏度转矩磁强计测量的旋转磁滞(ヒステリシス)损耗完全消失的附加磁场。矫顽磁力及各向异性磁场都是在基体的表面上通过金属底层形成强磁性金属层的磁场记录媒体时，在薄膜面内测量的值。
另外本发明的“强磁性金属层的标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain”是矫顽磁力Hc除以结晶粒子的各向异性磁场Hkgrain的值，表示晶粒的磁性孤立性提高的情况下面报告中所示“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。
由现有的溅射法制造的强磁性金属层的标准化矫顽磁力只要强磁性金属层是Co基，就是比0.35小的值。根据Stoner-Wohlfarth理论，晶粒在完全磁性孤立时表示取值为0.5，该值是标准化矫顽磁力的上限值。
另外，在J.-G.Zhu and H.N.BertramJournal of Applied Physics，VOL.63，1998，pp，3248中记载强磁性金属层的标准化矫顽磁力高可以降低构成强磁性金属的各个晶粒的磁性相互作用，实现高的矫顽磁力。
(溅射法)
本发明中的溅射法包括，例如基体一边通过靶前面一边形成薄膜的传送型；及在靶前面固定基体形成薄膜的静止型。前者由于批量生产率高，所以具有可制造低成本媒体的优点，而后者由于对基体的溅射粒子的入射角度稳定，所以可以制造记录重放特性优良的媒体。
(依次形成金属底层和强磁性金属层)本发明中的“依次形成金属底层和强磁性金属层”意思是“在基体的表面上形成金属底层之后，到在其表面上形成强磁性金属层之前这段期间，不会暴露在成膜时的气体压力以上的高压环境中”。众所周知，将金属底层的表面暴露在大气中之后在其上形成强磁性金属层时，媒体的矫顽磁力将明显下降(例如未暴露1500Oe→暴露500Oe以下)。
(成膜时所用的Ar气体的杂质及其浓度)本发明中的“成膜时所用的Ar气体的杂质”例如包括H2O、O2、CO2、H2、N2、CxHy、H、C、O、CO等。特别对进入膜中的氧气量有影响的杂质估计是H2O、O2、CO2、O、CO。因此本发明的杂质浓度由成膜时所用的Ar气体中包括的H2O、O2、CO2、O、CO之和表示。
(由高频溅射法进行的净化处理)本发明中的“由高频溅射法进行的净化处理”例如包括对放置在可能放电的气体压力空间内的基体，从RF(radiofrequency，13.56MHz)电源施加交流电压的方法。该方法的特点是即使基体不是导电性的也可以使用。一般来说净化处理的效果是可提高对基体的薄膜密合性。但是净化处理后，对基体表面上所形成的薄膜本身的膜质有什么影响还有很多不清楚。
(在形成金属底层时用的Cr靶的杂质及其浓度)在本发明的“在形成金属底层时用的Cr靶的杂质及其浓度”例如包括Fe、Si、Al、C、O、N、H等。特别对进入膜中的氧气量有影响的杂质估计是O。因此本发明的杂质浓度是表示在形成金属底层时用的Cr靶中所包括的氧气。
(在形成强磁性金属层时用的靶杂质及其浓度)本发明中的“在形成强磁性金属层时用的Co基靶杂质及其浓度”例如包括Fe、Si、Al、C、O、N、等。特别对进入膜中的氧气量有影响的杂质估计是O。因此，本发明的杂质浓度是表示在形成强磁性金属层时用的靶中所包含的氧气。
(对基体施加负偏压)本发明中的“对基体施加负偏压”是指磁记录媒体形成Cr底膜及磁性膜时，对基体施加的直流偏置电压。我们知道当施加适当的偏置电压时就可使媒体的矫顽磁力增加。众所周知，上述施加偏压在制造两层时都施加要比只在制造某一方的膜时施加的效果要大。
但是，上述的施加偏压大多对基体近旁的物体，即基体支持构件极其基体夹具也会有作用。结果在基体近旁的空间中产生气体及尘埃，进入成膜过程中的薄膜中，使之容易产生各种膜特性不稳定的不良状态。
另外对基体施加偏压还有以下问题①在玻璃等非导电性基体不适用。
②被成膜的磁性膜的饱和磁通密度(Ms)下降。
③成膜室内必须设置有复杂的机械装置。
④对基体施加的偏压情况容易发生变化，结果在磁特性上容易产生不均匀。
因此，最好采用即使不施加上述偏压也能得到作为目标的各种膜特性的制造方法。
(形成金属底层及/或者强磁性金属层的成膜室的到达真空度)本发明中“形成金属底层及/或者强磁性金属层的成膜室的到达真空度”是通过强磁性金属层的材料左右矫顽磁力数值的成膜因子之一。特别是向来认为在强磁性金属层中包含Ta的Co基材料在上述到达真空度低时(例如5(10-6Torr以上时)影响是很大的。但是在本发明中可知，即使在不包含Ta的Co基材料CoNiCr及CoCrPt中，从在晶粒之间能否形成非结晶晶间层的观点看，对成膜室的到达真空度是有效的。
(形成金属底层及/或者强磁性金属层时的基体表面温度)在本发明中“形成金属底层及/或者强磁性金属层时的基体表面温度”是不依存强磁性金属层的材料，左右矫顽磁力数值的成膜因子之一。只要在基体不损伤的范围内在以高的表面温度下进行成膜就能实现高的矫顽磁力。基体的损伤意思是弯曲、起泡、裂纹等外在的变化及产生磁化、发生气体量增加等内在的变化。
但是，为了实现较高的基体表面温度，一般需要在成膜室或者在其前室进行某种加热处理。该加热处理具有不良的一面是在基体近旁的空间中产生气体及尘埃进入成膜过程中的薄膜中，使各种膜特性变得不稳定。
另外，较高的基体表面温度还有以下问题①NiP/Al基体上的非磁性NiP层发生磁化。
②在基体上产生变形。
③对玻璃等的热传导率低的基体，很难提高并保持基体温度。因此，最好采用即使不进行上述加热处理或者进行相对低温加热处理也能得到目标的各种膜特性的制造方法。
(基体的表面粗糙度Ra)本发明中的基体表面粗糙度，例如对盘状构成的基本表面在半径方向进行测量时的平均中心线粗糙度Ra。测量器用RANKTAYLORHOBSON公司生产的TALYSTEP。
当基体从停止状态开始旋转时以及与其相反时，磁记录媒体和磁头表面之间将接触及滑动(Contact Start Stop，称为CSS)。
这时，为了抑制磁头的吸附及磨擦系数的上升，希望Ra要大。另一方面基体达到最大转速时，由于需要确保磁记录媒体和磁头间的间隔、即磁头的悬浮量，所以又希望Ra小。
因此基体的表面粗糙度Ra的最大值和最小值，由上述理由及对磁记录媒体所要求的规格(スペツク)适当地进行决定。例如当磁头的悬浮量为2μinch时Ra＝6nm～8nm。
但是为了实现更高的记录密度，磁头的悬浮量(在进行记录重放动作时，磁头离开磁记录媒体表面上方的距离)就需要更小。为了满足这一愿望，使磁记录媒体的表面做得更平整是很重要的。从这一理由考虑，基体的表面粗糙度希望要更小。
因此，最好采用即使基体的表面粗糙更小时也能得到目标的各种膜特性的制造方法。
(槽纹处理)本发明中的槽纹处理，例如可以是机械研磨的方法、化学腐蚀的方法、物理加凹凸膜的方法等。特别是作为磁记录媒体的基体是最广泛使用的铝合金基体时，采用了机械研磨的方法。例如，有的方法对于铝合金基体的表面上设有的(Ni-P)膜，通过将磨削用的 粒粘结在表面上的带压紧在旋转的基体上，产生同心圆状轻微划痕。该方法有时也在使磨削用的 粒从带上游离开来使用的情况。
但是，从上述“基体的表面粗糙度”一项所述的理由看，最好采用即使不进行上述槽纹处理或者更轻微的槽纹形状也能得到目标的各种膜特性的制造方法。
(复合电解研磨处理)本发明中复合电解研磨处理，是例如对形成磁性膜时使用的真空室的内壁，有设置将铬(クロム)氧化物作为生成物的氧化钝态膜的处理。这时作为构成真空室内壁的材料最好是例如SUS316L等。通过该处理，由于可以降低从真空容器的内壁放出的O2、H2O的放出量，所以可以使制造的薄膜中的氧气进入量进一步降低。
本发明中使用的(アネルバ)制造的磁控管溅射装置(型ILC3031负载制动(ロ-ドロツク)式静止对置型)，对所有的真空室(装入/取出室、成膜室、净化室)的内壁都进行上述处理。
附图的简单说明图1表示由超净化工艺和一般工艺制造的媒体中强磁性金属层的膜厚和矫顽磁力间关系的曲线图。
图2表示由超净化工艺和一般工艺制造的媒体中强磁性金属层的膜厚和各向异性磁场间关系的曲线图。
图3表示由超净化工艺和一般工艺制造的媒体中强磁性金属层的膜厚和标准化矫顽磁力间关系的曲线图。
图4表示在由超净化工艺制造的媒体中，强磁性金属层的膜厚和晶粒的粒子直径间关系的曲线图。
图5表示在由超净化工艺制造的媒体中，标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain的值对于4(Ms/Hkgrain及强磁性金属层的晶粒粒子直径的调查结果的曲线图。
图6是表示为评价本发明有关的磁记录媒体的记录重放特性所用的写入、读出一体型薄膜磁头的磁极结构的模式断面图。
图7是表示在由超净化工艺制造的强磁性金属层的膜厚不同的媒体上，记录密度为160kFCI的媒体S/N值对强磁性金属层的晶粒的粒子直径的曲线图。
图8是表示磁记录媒体的层构成的模式断面图。
(标号说明)1、 基体2、 A1基板3、 非磁性层4、 金属底层5、 强磁性金属层6、 保护膜41、上部磁极
42、下部磁极43、写入线圈44、写入间隙45、屏蔽46、MR构成部分47、读入间隙实施本发明的最佳实施例下面举出实施例对本发明进行更详细说明，不过本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)本实施例是在超净化环境下(用超净化工艺)形成的Co基强磁性金属层构成的媒体，即利用强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体中，对在室温中的标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain的值相对于4(Ms/Hkgrain和强磁性金属层的晶粒的粒子直径进行了调查。强磁性金属层的材料采用Co78Cr17Ta5、Co85.5Cr10.5Ta4、Co62.5Ni30Cr7.5(at％)三种的组成。使用各种强磁性金属层材料的媒体制造方法，是在上述表1所示的条件下进行的。
因此，在由Co基强磁性金属层构成的媒体的粒子间相互作用中，可以认为有交换相互作用和静磁性相互作用两种。对由晶间结构交换相互作用所降低的Co基强磁性金属层构成的媒体来说，推测静磁性相互作用决定磁特性。作用于晶粒间的静磁性相互作用是由周围晶粒的磁化产生的磁场影响所引起的。该相互作用的磁场可认为主要是由晶粒的饱和磁化Ms、晶粒的粒子直径、以及结晶取向等决定的。因此，当在媒体结构上没有大的差别时，可以认为4πMs和晶粒的各向异性磁场Hkgrain的比(4πMs/Hkgrain)是表示静磁性相互作用在磁化过程中影响强度的指标。进而，可预测静磁性相互作用支配的媒体，粒间相互作用的指标的标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain的值依存于4πMs/Hkgrain的变化。另外，由于Co基强磁性金属层构成的媒体中，与饱和磁化成比例的相互作用磁场的强度与晶粒的各向异性磁场的大小为相同程度(kOe数量级)，所以可推测受静磁相互作用的影响很大。
在本例中，由超净化环境下形成的Co基强磁性金属层构成的媒体，即在利用强磁性金属层的氧气浓度为100wtpp以下的磁通量反转的磁记录媒体中，通过调查Hc/Hkgrain和4πMs/Hkgrain间的关系，研究了由Co基强磁性金属层构成的媒体的静磁性相互作用。
图5表示对标准化矫顽磁力Hc/Hkgrain的值相对于4πMs/Hkgrain和强磁性金属层的晶粒的粒子直径进行调查结果的曲线图。
在图5中4πMs/Hkgrain的值主要由强磁性金属层组成决定的。由这些Co基强磁性金属层构成的媒体中可观察到明了的晶间结构，可推测交换相互作用是降低的。
从图5可以看出由超净化环境下形成的Co基强磁性金属层构成的媒体具有4πMs/Hkgrain越大标准化矫顽磁力越低的倾向。并且，在由4πMs/Hkgrain的Co基强磁性金属层构成的媒体中，也表现出随晶粒的粒子直径降低标准化矫顽磁力也降低的倾向。在4πMs/Hkgrain为1.5左右的媒体中，随着从23nm到11nm的晶粒的粒子直径的降低，标准化矫顽磁力从0.41～0.25大幅下降。这表示Co基强磁性金属层构成的媒体的静磁相互作用强烈依存于晶粒的粒子直径，随晶粒的粒子直径的降低该作用将增加。另一方面，可以了解对1.0以下的4πMs/Hkgrain较低的媒体来说，在12nm左右的晶粒的粒子直径较小的媒体上也能维持0.35左右的较高标准化矫顽磁力。因此可知对Co基磁性金属层构成的媒体，通过将4πMs/Hkgrain降低到1.0以下的低值，就可以抑制随晶粒的粒子直径降低而引起静磁相互作用的增加。
(实施例2)在本例中在超净化环境下(用超净化工艺)形成的Co基强磁性金属层构成的媒体，即在利用强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体中，调查了制造强磁性金属层的膜厚不同的媒体，其记录密度为160kFCI的媒体S/N与强磁性金属层的晶粒的粒子直径间的关系。强磁性金属层的材料使用了Co78Cr17Ta5(at％)。
媒体S/N等的记录重放特性是采用图6中所示的写入、读出一体型的薄膜磁头(写入是感应头(Inductive Head)、读出是MR头(Magnetic Resistance Head))，在表2的测量条件下进行的。
表2


图7是在由超净化工艺制造的强磁性金属的厚膜不同的媒体中，表示记录密度为160kFCI的媒体S/N值对于强磁性金属层的晶粒的粒子直径关系的曲线图。
从图7可知，在强磁性金属层的膜厚为28nm的媒体(标记○)上媒体S/N具有随着晶粒的粒子直径的降低有增加的倾向。而且当使晶粒的粒子直径的降到10nm以下时(标记●、磁性金属层的膜厚为12、14、16nm时)，与强磁性金属层的膜厚为28nm的媒体(标记○)相比，可以发现随着晶粒的粒子直径的降低，媒体S/N的增加倾向更高。例如当使强磁性金属层的膜厚薄到12nm左右时，可以看出，与强磁性金属层的膜厚为28nm的媒体相比，媒体S/N将增加3dB左右。
从而可知，通过将强磁性金属层的晶粒的粒子直径降到10nm以下，就可以得到具有比现有技术高的媒体S/N的磁记录媒体。
产业上的可利用性正如以上说明，根据本发明，可以获得强磁性金属层的矫顽磁力、各向异性磁场或/及标准化矫顽磁力较高、可适应高记录密度的磁记录媒体。特别是通过使4πMs/Hkgrain≤1，就可以提供不依存于强磁性金属层的晶粒的粒子直径、具有0.35以上的高标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)的磁记录媒体。另外，在任意的t·Br和Hc的组合中，可以实现该高的标准化矫顽磁力(Hc/Hkgrain)。从而，各个磁头为了实现最佳的记录重放特性，在磁记录媒体中要求任意的t·Br和Hc组合，本发明相关的磁记录媒体也可以充分适应来自磁头方面的要求。
另外在上述特征中，通过使构成强磁性金属层的各个晶粒的粒子直径在10nm以下，可以使媒体S/N比进一步提高。另一方面，当减小强磁性金属层的晶粒的粒子直径时，媒体的表面粗糙度也表现出减小的倾向，所以可以提供能适应磁头低悬浮的磁记录媒体。
权利要求
1.一种磁记录媒体，在基体上通过金属底层形成Co基强磁性金属层，并利用上述金属底层及上述强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁性转换，其特征在于当上述强磁性金属层饱和磁化为Ms、构成上述强磁性金属层的各个晶粒的各向异性磁场为Hkgrain时，4πMs/Hkgrain是小于1。
2.权利要求1所记载的磁记录媒体，其特征在于构成上述强磁性金属层的各个晶粒的粒子直径是小于10nm。
全文摘要
本发明提供一种强磁性金属层的标准化矫顽磁力较高,同时可适应具有优良的媒体S/N比的高记录密度化的磁记录媒体。矫本发明的磁记录媒体特征在于:在基体上通过金属底层形成Co基强磁性金属层,在利用上述金属底层及上述强磁性金属层的氧气浓度为100wtppm以下的磁通量反转的磁记录媒体上,当令上述强磁性金属层饱和磁化为Ms、令构成上述强磁性金属层的各个晶粒的各向异性磁场为H
文档编号G11B5/66GK1251679SQ9718208
公开日2000年4月26日 申请日期1997年3月28日 优先权日1997年3月28日
发明者高桥研, 菊池晓 申请人:高桥研