JP2002042329A

JP2002042329A - 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置

Info

Publication number: JP2002042329A
Application number: JP2000223268A
Authority: JP
Inventors: Rei Ono; 玲大野; Shinya Katayama; 慎也片山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＷ５０、ＳＮＲ、信号出力の全てに優れ高
密度記録が可能な磁気記録媒体とその製造方法を提供
し、ひいては信号品質に優れ高密度記録が可能な磁気記
録装置を提供する。【解決手段】基板上に、下地層と磁気記録層とをこの
順に設けてなる磁気記録媒体であって、基板と下地層の
あいだに、下地層に接して、ポーリングの電気陰性度が
１．４以上１．７以下の元素を主成分とし厚さが４．０
ｎｍ以下の薄膜層を設けてなる磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体及び
その製造方法並びに磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置に代表される磁気記録
装置はコンピュータなどの情報処理装置の外部記録装置
として広く用いられ、近年は動画像の録画装置やセット
トップボックスのための記録装置としても使用されつつ
ある。磁気ディスク装置は、通常、磁気ディスクを１枚
或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該シャ
フトにベアリングを介して接合された磁気ディスクを回
転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁気ヘ
ッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッドア
ームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移
動させることのできるアクチュエータとからなり、記録
再生用ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量で移動し
ている。

【０００３】また、浮上型ヘッドの他に媒体との距離を
より縮めるために、コンタクトヘッド（接触型ヘッド）
の使用も提案されている。磁気ディスク装置に搭載され
る磁気記録媒体は、一般にアルミニウム合金などからな
る基板の表面にＮｉＰ層を形成し、所要の平滑化処理、
テキスチャリング処理などを施した後、その上に、金属
下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層などを
順次形成して作製されている。あるいは、ガラスなどか
らなる基板の表面に金属下地層、磁性層（磁気記録
層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されてい
る。磁気記録媒体には面内磁気記録媒体と垂直磁気記録
媒体とがある。面内磁気記録媒体は、通常、長手記録が
行われる。

【０００４】記録装置の記録容量増大への要求の高まり
から、磁気記録媒体の高密度化は年々その速度を増して
おり、近年においては年率６０％以上の増加率で高密度
化が進んでいる。高密度化を実現する技術には様々なも
のがあり、例えば磁気ヘッドの浮上量をより小さくする
ことや、磁気ヘッドとしてＧＭＲヘッドを採用すること
が行われているが、それとともに磁気記録媒体の面記録
密度、即ち片面当たりの記録密度の向上も求められてい
る。

【０００５】例えば、磁気ディスクの記録層に用いる磁
性材料の改良や、磁気ディスクの情報記録トラックの間
隔を狭くすることや、より高周波で記録しトラック方向
の記録密度、即ち線記録密度を大きくすることなどが試
みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスクに記録さ
れた情報は、トラックを磁気ヘッドで走査し、媒体の磁
区遷移領域における漏れ磁場の沸きだし（磁極）を信号
として捉え、得られた再生信号波形のピークを検出する
ことで行われる。しかしながら、線記録密度を増加させ
ると、隣接する信号波形の重なり合いが起こり、得られ
る信号の実質的な大きさが減衰していく。これはロール
オフ現象と呼ばれ、信号強度が小さくなってしまうため
高密度記録を行ううえで問題であった。また、隣接する
信号波形同士が重なり合うと信号ピークの分離検出が難
しくなり、ピーク検出エラーが増加するという問題もあ
った。

【０００７】これらを克服するためには、再生信号の孤
立波の幅を狭めて鋭い波形とすることが有効であり、高
密度記録における信号強度を高め、しかもピーク検出エ
ラーをも低減することができる。このため、再生信号の
孤立波の半値幅（以下、ＰＷ５０と称することがあ
る。）を減ずることが、高密度記録に対して重要な要素
とされている。

【０００８】ＰＷ５０を減ずる有効な手段はいくつかあ
り、静磁気特性的なものでは、（１）媒体の保磁力を大
きくすること、（２）残留磁束密度と媒体厚みの積（Ｂ
ｒｔ）を小さくすること、（３）保磁力角形比（ｓ＊）
を大きくすることなどがあり、これらを達成することに
主眼をおいた技術開発がされてきた。

【０００９】例えば、磁気記録層にＰｔ等の元素を添加
することにより媒体の保磁力を増加させることができ
る。しかし、近年の高速かつ高密度記録用媒体は、保磁
力を増加させることによるＰＷ５０の改善幅が小さいと
いう現象が見られる。この理由は、一般的な意味での保
磁力（静的な保磁力）と、再生時に磁気ヘッドで磁場を
掃引した際の保磁力（すなわち、磁気余効による磁化反
転による保磁力減少を考慮した保磁力）が厳密には異な
るためと考えられる。

【００１０】高密度かつ高速記録、すなわち高周波記録
になるほど、磁気ヘッドの磁場の反転速度が大きくなり
保磁力減少が大きくなるため、一般的な保磁力を上げて
も再生時に磁気ヘッドで磁場を掃引した際の保磁力はそ
れほど上がらず、ＰＷ５０も大きく改善されないものと
考えられる。また、高価なＰｔのこれ以上の添加は製造
上非常にコストがかかり、また他の元素の添加であって
も、磁気記録層の材料を変えるには合金ターゲットを作
製するなど新たなコストがかかるため、元素添加による
保磁力増加は望ましいとは言えない。

【００１１】Ｂｒｔを小さくするためには磁気記録層厚
みを薄くすればよいが、磁気記録層厚みを薄くすること
は磁性粒子の粒子サイズ減少を招く。磁性粒子が小さく
なり微小粒子となるほど磁気履歴を失いやすく、磁気記
録層全体の保磁力低下を引き起こしてしまい、却ってＰ
Ｗ５０を低下させるという問題があった。そしてまた、
Ｂｒｔを小さくすると、磁区遷移領域における漏れ磁場
の沸きだし（磁極）が減少してしまうため、信号読みと
り時の出力低下を引き起こしてしまうという問題を同時
に含んでいる。

【００１２】一方、保磁力角形比ｓ＊を増加させるため
には磁性粒子のあいだの交換結合を大きくすることが有
効であるが、交換結合が増すと媒体の遷移ノイズが増加
しやすく、媒体の信号対雑音比（ＳＮＲ）を悪化させて
しまうという問題があった。すなわち、上記（１）〜
（３）の手法は出力低下、Ｐｔ使用による高コスト、交
換結合増加に起因したノイズ悪化といった問題を含んで
おり、これらによらずＰＷ５０を改善する手段が求めら
れていた。

【００１３】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、Ｐ
Ｗ５０、ＳＮＲ、信号出力の全てに優れ高密度記録が可
能な磁気記録媒体とその製造方法を提供し、ひいては信
号品質に優れ高密度記録が可能な磁気記録装置を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の請求項１
の磁気記録媒体は、基板上に、下地層と磁気記録層とを
この順に設けてなる磁気記録媒体であって、基板と下地
層のあいだに、下地層に接して、ポーリングの電気陰性
度が１．４以上１．７以下の元素を主成分とし厚さが
４．０ｎｍ以下の薄膜層を設けてなることを特徴とす
る。

【００１５】本発明の請求項２の磁気記録媒体は、前記
請求項１の媒体において、薄膜層は、ポーリングの電気
陰性度が１．４以上１．６以下の元素を主成分とするこ
とを特徴とする。本発明の請求項３の磁気記録媒体は、
前記請求項２の媒体において、上記元素が、Ａｌである
ことを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項４の磁気記録媒体は、前記
請求項１乃至３のいずれかの媒体において、薄膜層の厚
さが２．０ｎｍ以下であることを特徴とする。本発明の
請求項５の磁気記録媒体は、前記請求項１乃至４のいず
れかの媒体において、基板と薄膜層のあいだに、薄膜層
に接してアモルファス層を設けてなることを特徴とす
る。

【００１７】本発明の請求項６の磁気記録媒体は、前記
請求項５の媒体において、アモルファス層及び／又は薄
膜層が酸素を含んでなることを特徴とする。本発明の請
求項７の磁気記録媒体は、前記請求項５又は６の媒体に
おいて、アモルファス層の厚さが２００ｎｍ以下である
ことを特徴とする。本発明の請求項８の磁気記録媒体
は、前記請求項１乃至７のいずれかの媒体において、磁
気記録層の厚さが２０ｎｍ以下であることを特徴とす
る。

【００１８】本発明の請求項９の磁気記録媒体は、前記
請求項１乃至８のいずれかの媒体において、下地層が、
Ｂ２結晶構造またはＢＣＣ結晶構造を有してなることを
特徴とする。本発明の請求項１０の磁気記録媒体の製造
方法は、前記請求項１乃至９のいずれかの媒体の製造法
であって、基板上に薄膜層を形成し薄膜層の酸化処理を
行ったのち下地層及び磁気記録層を形成することを特徴
とする。

【００１９】本発明の請求項１１の磁気記録媒体の製造
方法は、前記請求項５乃至９のいずれかの媒体の製造法
であって、基板上にアモルファス層を形成し、酸素を含
む気体に曝露したのち、薄膜層、下地層及び磁気記録層
を形成することを特徴とする。本発明の請求項１２の磁
気記録媒体の製造方法は、前記請求項１１の方法におい
て、酸素を含む気体に曝露する前に、アモルファス層の
逆スパッタリングを行うことを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項１３の磁気記録装置は、磁
気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動
部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッ
ドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気
ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出
力を行うための記録再生信号処理手段を有してなる磁気
記録装置であって、媒体が前記請求項１乃至９のいずれ
かに記載の磁気記録媒体であることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体は、基板上
に、下地層と磁気記録層とをこの順に設けてなる磁気記
録媒体であって、基板と下地層のあいだに、下地層に接
して、ポーリングの電気陰性度が１．４以上１．７以下
の元素を主成分とし厚さが４．０ｎｍ以下の薄膜層を設
けてなる。

【００２２】即ち、特定元素を主成分とするごく薄い薄
膜層を設けることにより、その直上に成膜される下地層
の配向が望ましいものとなり、その結果として磁気記録
層の望ましい結晶成長を促すことができ、ＰＷ５０の改
善がなされる。従来、磁気記録層の下には、磁気記録層
の望ましい結晶成長を促す下地層が設けられてきた。下
地層は、例えばＢＣＣ構造合金（例えばＣｒ合金）、Ｂ
２構造合金（例えばＮｉＡｌ）、ｈｃｐ構造合金（例え
ばＣｏＣｒ合金）などの一層または多層が用いられる。

【００２３】本発明ではこれら下地層を成膜する前に、
ポーリングの電気陰性度が１．４以上１．７以下の元素
を主成分とする薄膜層を４．０ｎｍ以下の厚さで設ける
ことで、ＰＷ５０の改善がなされる。このような元素に
酸素などのガスが適度に吸着し、その直上に成膜される
層の配向が望ましいものとなり、その結果としてＰＷ５
０が改善されると考えられる。

【００２４】ポーリングの電気陰性度が１．５のＡｌに
ついて、酸素吸着状態を確認するための実験を行った。（実験例Ａ〜Ｃ）２．５インチ径のアルミノシリケート
系ガラス基板を洗浄、乾燥し、アネルバ社製スパッタリ
ング装置Ｃ３０１０にセットし、到達真空度５×１０^-6
Ｐａにまで排気した後、アモルファス層としてＮｉＰを
４０ｎｍ成膜し、１時間大気曝露した。

【００２５】次に、再びスパッタリング装置Ｃ３０１０
にセットし、薄膜層としてＡｌを１ｎｍ成膜した。薄膜
層の膜厚は、成膜時の成膜速度から計算により求めた。
そののち、成膜室内に表−１に示すガスを６秒間導入し
たのち、排気した。それぞれの酸素曝露量を併せて示
す。続いて、第一下地層としてＮｉ₅₀Ａｌ₅₀を６０ｎ
ｍ、保護層としてダイヤモンドライクカーボン層を５ｎ
ｍ、順次成膜した。成膜中のスパッタリングガス圧（Ａ
ｒ圧）は１００ｓｃｃｍの流量で７×１０^-1Ｐａ程度で
あった。基板バイアスは印加しなかった。

【００２６】以上のようにして得られた磁気ディスク
Ａ、Ｂ、Ｃについて、Ｄ−ＳＩＭＳ装置（ファイ社ＡＤ
ＥＰＴ１０１０）で二次イオン測定により膜中の酸素濃
度を評価した。得られた結果から、ＮｉＰ層〜Ａｌ層〜
ＮｉＡｌ層の界面において酸素プロファイルの極大形状
が認められた。界面における酸素プロファイルのピーク
面積を求めた結果を表−１に示す。

【００２７】磁気ディスクＡの酸素はＮｉＰ層の大気曝
露に由来するものが大部分と推定されるが、磁気ディス
クＢ、磁気ディスクＣと酸素導入量の増加に従って酸素
ピーク面積が増えていることから、Ａｌ層にはある程度
の酸素吸着が行われていると推定できる。

【００２８】

【表１】

【００２９】ポーリングの電気陰性度は原子が電子をど
れだけ引きつける傾向があるかを示す指標であり、酸化
されやすさを推定することができる。これが１．４以上
１．７以下と、大きすぎず小さすぎず適度な大きさの元
素を主成分として用いることで、酸素の取り込み（酸素
吸着、あるいは酸化）が適量、適切に行われると考えら
れる。具体的には、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｂ
ｅ、Ｐａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、
Ｗ、Ｕなどが挙げられる。

【００３０】好ましくはポーリングの電気陰性度が１．
４以上１．６以下である。具体的には、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｂｅ、Ｐａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、
Ｇａなどが挙げられる。特に好ましくはＡｌ（電気陰性
度が１．５）である。なお、主成分とは当該元素を５０
原子％以上含むことを言う。例えば当該元素の純金属、
合金のほか酸化物などの化合物であってもよい。

【００３１】特に、上述のように酸素の取り込みと結晶
配向制御には関連があると考えられるので、薄膜層には
酸素を含むのが好ましい。薄膜層は厳密に層状（連続
膜）になっている必要はなく、島状になっていても良
い。薄膜層の膜厚は、化学的な分析により測定してもよ
いが、成膜時の成膜速度から推定することが可能であ
る。島状になっている場合は、連続膜と仮定した場合の
平均値とする。

【００３２】薄膜層の厚さは、配向制御効果を得るため
には０．１ｎｍ以上あるのが好ましい。薄膜層は、ある
程度の膜厚までは、厚いほどＰＷ５０の改善効果が高く
なる。しかし厚いほどノイズが増えＳＮＲが悪化してし
まう傾向があるので、ＰＷ５０、ＳＮＲ、信号出力の全
てに優れたバランスの良い特性を得るには、厚さ４．０
ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは２．０ｎｍ以下と
する。

【００３３】基板と薄膜層のあいだに、薄膜層に接して
ＮｉＰなどのアモルファス層を設けることで、よりＰＷ
５０を改善できる。ただし、アモルファス層を２００ｎ
ｍを超えて厚く形成しても効果はほぼ同じであるため、
厚さは２００ｎｍ以下が好ましい。アモルファス層形成
後に酸素を含む気体（例えば大気中）に曝露しその後に
薄膜層を形成したり、薄膜層成膜中または成膜後に酸素
を導入するなどして、アモルファス層及び／又は薄膜層
に酸素を含ませることが、その後の成膜における好まし
い結晶配向を促進するうえで望ましい。薄膜層に酸素を
含ませるには、例えば成膜後に積極的に酸素ガスを導入
してもよいが、成膜装置の真空度によっては、装置中の
不純物量程度の酸素ガスであっても薄膜層の酸素の取り
込みには十分である。

【００３４】より好ましくは、アモルファス層を形成後
に逆スパッタリング、即ちドライエッチングすると表面
に吸着した不純物元素が除かれるので、その後の酸素の
取り込みが行われやすく、媒体の気体曝露前にアモルフ
ァス層の逆スパッタリングを行うのが好ましい。本発明
においては、磁気記録層の厚さを２０ｎｍ以下の薄いも
のとすると、配向が異方性を持ちやすく磁化が面内を向
きやすく、その結果各磁化の保磁力の分散が小さくなり
保磁力角形比ｓ＊が増加し、ＰＷ５０がより改善される
ので好ましい。より好ましくは１５ｎｍ以下である。た
だし、安定した高密度磁気記録を行うためには、膜厚を
５ｎｍ以上とするのが好ましい。

【００３５】また、薄膜層の上に形成される下地層が、
ＢＣＣ結晶構造（例えばＣｒ合金）、Ｂ２結晶構造（例
えばＮｉＡｌ）を有すると、結晶配向制御効果が高い。
特に、Ｂ２結晶構造を有する下地層（ＮｉＡｌなど）を
設けると、磁気記録層が多少厚めで等方性が高くても、
磁化の面内配向性が高まり、ＰＷ５０がより改善される
ので好ましい。

【００３６】これらの膜を基板バイアスを印加しながら
スパッタリングし形成すると、磁気記録層の保磁力が高
まるので、ＰＷ５０を小さくするうえで好ましい。特に
上述の薄膜層形成時に基板バイアスを印加すると、ＰＷ
５０の改善効果が大きい。以下に、図面を用いて本発明
の磁気記録媒体をより詳細に説明する。図１は本発明の
磁気記録媒体の一実施形態である。基板８上にアモルフ
ァス層１、薄膜層２、第一下地層（Ｂ２結晶構造下地
層）３、第二下地層（ＢＣＣ結晶構造下地層）４、第三
下地層（ＣｏＣｒ系下地層）５、磁気記録層６、保護層
７が順次形成されてなる。

【００３７】基板８としては、記録再生時に高速回転さ
せても振動しない硬質基板が用いられる。例えば、Ａｌ
を主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板
や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラ
ス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミック
ス、各種樹脂のいずれかからなる基板やそれらを組み合
わせた基板などを用いることができる。中でもＡｌ合金
基板（常磁性金属）や強度の点では結晶化ガラス等のガ
ラス製基板（反磁性物質）、コストの点では樹脂製基板
を用いることが好ましい。

【００３８】高速回転でも振動しない十分な剛性を得る
ため、基板厚みは一般に０．３ｍｍ以上が好ましい。但
し厚いと磁気記録装置の薄型化に不利なため、３ｍｍ以
下が好ましい。基板は成膜前に通常、まず洗浄・乾燥が
行われる。本発明においては、基板表面にＮｉＰ等から
なるアモルファス層１を形成することで、上述のように
ＰＷ５０が改善され好ましい。アモルファス層は通常、
スパッタリング法により成膜されるが、他の無電解めっ
き法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など薄膜形成に用いられる
各種の方法を利用することができる。導電性の材料から
なる基板の場合であれば電解めっきを使用することが可
能である。

【００３９】層の材料としては、ＮｉＰの他、ＣｏＴ
ａ、ＣｏＣｒＺｒ等を用いることができる。アモルファ
ス層の効果を得るためには、膜厚は２ｎｍ以上あること
が好ましい。ただし、２００ｎｍを超えても効果に差は
ないので、媒体の生産性などを考慮すると２００ｎｍ以
下であることが好ましい。

【００４０】アモルファス層を成膜した後に、一旦大気
曝露するか、真空成膜機中で酸素ガスを吹き付ける酸化
処理工程があるとより望ましい。これらの工程により、
適切な酸素吸着量が得られ、その後の成膜における好ま
しい結晶配向を促進するからである。酸化処理前に、ア
モルファス層にドライエッチングを施しても良い。ま
た、アモルファス層を成膜後又は成膜前に、周方向に沿
った細かな溝を形成する、即ち同心状テキスチャリング
を施してもよい。同心状テキスチャリングとは、例えば
遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキス
チャリングやレーザー光線などを利用したテキスチャリ
ング加工、又はこれらを併用することによって、円周方
向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数
形成した状態を指す。テキスチャーを付けることで、上
に成膜される膜の結晶配向を好ましく制御することがで
きる。

【００４１】ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高
密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板の
特長のひとつが優れた表面平滑性にあることから、基板
表面の粗度Ｒａは２ｎｍ以下が好ましく、より好ましく
は１ｎｍ以下である。特に０．５ｎｍ以下が好ましい。
なお、基板表面粗度Ｒａは、触針式表面粗さ計を用いて
測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳＢ０６０１に則っ
て算出した値である。このとき測定用の針の先端は半径
０．２μｍ程度の大きさのものが使用される。

【００４２】次に、ＡｌやＡｌを主成分とする合金など
からなる薄膜層２を設ける。薄膜層は、スパッタリング
法などにより成膜できるが、その際、基板に負のバイア
ス電圧を印加すると、保磁力が向上しＰＷ５０の特性上
より望ましい媒体が得られる。バイアス値としては、−
５０Ｖから−４００Ｖ程度印加することが望ましい。−
５０Ｖ以下では、バイアス印加の効果が小さい。−４０
０Ｖを超えて大きくしても効果はあまり変わらない。

【００４３】このように形成された薄膜層は、スパッタ
リングチャンバー中に残存する不純物ガスとしてのＯ₂
ガスによって、適度なＯ₂ガス吸着状態になると考えら
れる。ただし、チャンバー中の真空度等によって状態が
変わるので、必要に応じて、薄膜層成膜中又は／及び成
膜後に酸化処理を行う。具体的には、ある種のガス、例
えばＡｒとＯ₂の混合ガス（例えば体積比でＡｒ：Ｏ₂＝
９９：１程度）、Ｏ₂ガス等をチャンバー中に導入する
などである。導入したガスは所定時間経過後、排気さ
れ、続いて下地層の成膜が行われる。

【００４４】下地層は、主に結晶を微細化し、かつその
結晶面の配向を制御することを目的として、薄膜層に接
して一層以上設けられる。本実施形態では三層の下地層
を設けている。第一下地層としてＢ２結晶構造を持つ物
質を用いると、ＰＷ５０が狭い良好な媒体が得られ好ま
しい。特に磁気記録層が厚い場合に改善効果が大きい。
Ｂ２結晶構造を持つ物質は、具体的にはＮｉＡｌ、Ｆｅ
Ａｌ、ＦｅＮｉＡｌ、ＡｌＭｎ、Ａｌ₂ＦｅＭｎ₂、Ａｌ
Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉなどの合金である。十分な保
磁力を持つために、厚さは５ｎｍ以上が好ましい。ただ
し、ノイズを低下させノイズ特性を良くするには１００
ｎｍ以下が望ましい。

【００４５】ただし、前述のようなテキスチャリングに
よって好ましい結晶配向を制御する場合などには、Ｂ２
結晶構造下地層は形成しなくてもよい。第二下地層とし
てはＢＣＣ構造を持った金属を用いるのが好ましい。こ
れにより、下からの好ましい結晶配向を維持して磁気記
録層の結晶配向を適切に制御でき、ＰＷ５０を改善でき
好ましい。

【００４６】ＢＣＣ構造を持った金属としては、例えば
ＣｒまたはＣｒ合金が用いられる。Ｃｒ合金としては、
純Ｃｒに、記録層との結晶マッチングなどの目的で、
Ｖ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｎｂ、
Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂから選ばれる１又は２以上の元素を添加
した合金や酸化Ｃｒなどがある。中でも純Ｃｒ、又はＣ
ｒにＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及び
Ｈｆから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金が
好ましい。特に好ましくはＭｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａから選
ばれる１又は２以上の元素を添加した合金である。

【００４７】これら第二、第三元素の含有量はそれぞれ
の元素によって最適な量が異なるが、一般には１原子％
〜５０原子％が好ましく、より好ましくは５原子％〜３
０原子％、さらに好ましくは５原子％〜２０原子％の範
囲である。下地層の膜厚は配向の異方性を発現させるた
めに、厚さは０．３ｎｍ以上が好ましく、より好ましく
は５ｎｍ以上である。ただし、ノイズを低下させノイズ
特性を良くするには２０ｎｍ以下が望ましい。

【００４８】さらに、第三下地層としてＣｏ系やＣｒ系
の層を一層以上設けるのが、磁気記録層の望ましい結晶
成長をさらに促し、ＰＷ５０特性を向上させるために好
ましい。第三下地層としては、例えばｈｃｐ構造を持つ
ＣｏＣｒ系合金が用いられる。ＣｏＣｒ系合金は基本的
に非磁性であって、Ｃｒの濃度は３０原子％以上が望ま
しい。３０原子％より低いと第三下地層物質の自発磁化
量が大きくなり好ましくない。すなわち、第三下地層が
強磁性体としての働きを持ってしまい、読みとりの際に
悪影響、例えばノイズの悪化を引き起こす。ＣｏＣｒに
他の元素、例えばＰｔやＢ、Ｍｏを添加しても良い。た
だし添加量はＣｏＣｒ第三下地層の働きを損なわない程
度とする。

【００４９】ＰＷ５０の改善効果を得るためには、下地
層の厚さは０．５ｎｍ以上が好ましい。ただし、ノイズ
を低下させノイズ特性を良くするには１０ｎｍ以下が望
ましい。本実施形態では三層の下地層を設けているが、
下地層は二層あるいは一層でもよい。その場合はＢ２結
晶構造又はＢＣＣ結晶構造のいずれかの合金を薄膜層に
接して設け、好ましくはｈｃｐ結晶構造合金をその上に
設ける。

【００５０】磁気記録層としては、通常、Ｃｏ合金が用
いられ、特に望ましくは、ＣｏＣｒＴａＰｔＢ、ＣｏＣ
ｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒ
Ｐｔである。磁気記録層の厚さは、２０ｎｍ以下が好ま
しい。本発明においては、磁気記録層の厚さを２０ｎｍ
以下の薄いものとすると、配向が異方性を持ち磁化が面
内を向きやすく、その結果各磁化の保磁力の分散が小さ
くなり保磁力角形比ｓ＊が増加しＰＷ５０がより改善さ
れ好ましい。より好ましくは１５ｎｍ以下である。ただ
し、高密度磁気記録においても十分なを行うためには、
膜厚を５ｎｍ以上とするのが好ましい。

【００５１】また、本記録層は、適当な下地層を介して
或いは介さずに、２層以上積層してもよい。その時、積
層される磁性材料の組成は、同じであっても異なってい
てもよい。磁気記録層の室温での保磁力を３０００Ｏｅ
以上とすることで、小さな磁区が保持でき高密度記録に
適した媒体が得られる。より好ましくは３５００Ｏｅ以
上である。ただし好ましくは２００００Ｏｅ以下とす
る。２００００Ｏｅを超えると磁気記録が困難となる可
能性がある。

【００５２】以上各層を設ける方法としては、例えばＰ
ＶＤ（スパッタリング）法が挙げられ、通常、圧力０．
１〜１Ｐａ程度のＡｒ雰囲気中で成膜される。磁気記録
層成膜時には、基板にバイアス電圧を−１００Ｖから−
４００Ｖ程度印加するのが望ましい。これにより、さら
にＰＷ５０特性が向上する。磁気記録層上には、ヘッド
や衝突や塵埃・ゴミ等のマスクとの挟み込みによる記録
層の損傷を防ぐために保護層を形成するのが好ましい。
すなわち、媒体の最表面を硬質の保護層により覆う。

【００５３】保護層としては、カーボン、水素化カーボ
ン、窒素化カーボン、アモルファスカーボン、ＳｉＣ等
の炭素質層やＳｉＯ₂、Ｚｒ₂Ｏ₃、ＳｉＮ、ＴｉＮなど
の硬質材料を用いることができる。透明でも不透明であ
ってもよい。耐衝撃性及び潤滑性の点では炭素質保護膜
が好ましく、特にダイヤモンドライクカーボンが好まし
い。エネルギー線による磁気記録層の損傷防止の役割を
果たすだけでなく、ヘッドによる磁気記録層の損傷にも
極めて強くなる。

【００５４】磁気記録層と磁気ヘッドとの距離を小さく
し十分な再生出力を得るためには、保護層の厚さは１５
ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは１０ｎｍ以下であ
る。ただし、充分な耐久性や耐食性を得るためには０．
１ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上であ
る。また、保護層が２層以上の層から構成されていても
よい。磁性層の直上の保護層をＣｒを主成分とする層を
設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高く好まし
い。

【００５５】カーボン層成膜に関しては、スパッタリン
グで形成してもよいが、ＰＣＶＤ（ＰｌａｓｍａＣｈ
ｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
により形成すると、より緻密で硬質な膜が得られ、薄い
膜で十分な耐久性、耐食性が得られるので好ましい。好
ましくは、保護層上に潤滑層を形成する。媒体のマスク
及び磁気ヘッドによる損傷を防ぐ機能を持つ。潤滑層に
用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤
滑剤及びこれらの混合物等が挙げられる。磁気ヘッドの
スティッキングを防ぐためには潤滑層は薄い方が好まし
く。１０ｎｍ以下が好ましい。十分な潤滑性能を得るた
めには１ｎｍ以上が好ましい。

【００５６】次に、本発明の磁気記録装置について詳細
に説明する。本発明の磁気記録装置は、少なくとも上述
してきた磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆
動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘ
ッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁
気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生
を行うための記録再生信号処理手段を有する。

【００５７】上述のようなバランス良く各種特性を備え
た磁気記録媒体を用いた磁気記録装置は、ＰＷ５０が小
さく、ＳＮＲ及び信号出力が大きく信号品質に優れ、高
密度記録が可能である。磁気記録装置として代表的な、
磁気ディスク装置を例に、装置の構成を説明する。

【００５８】磁気ディスク装置は、通常、磁気ディスク
を１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、
該シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディス
クを回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる
磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘ
ッドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位
置に移動させることのできるアクチュエータとからな
り、記録再生用ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量
で移動している。

【００５９】記録情報は、信号処理手段を経て記録信号
に変換されて磁気ヘッドにより記録される。また、磁気
ヘッドにより読み取られた再生信号は同信号処理手段を
経て逆変換され、再生情報が得られる。ディスク上に
は、情報信号が同心円状のトラックに沿って、セクター
単位で記録される。磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッド、
ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど各種のも
のを用いることができる。磁気ヘッドの再生部をＭＲヘ
ッドで構成することにより、高記録密度でも十分な信号
強度を得ることができ、より高記録密度の磁気記録装置
が実現できる。

【００６０】さらに磁気ヘッドの再生部を、互いの磁化
方向が外部磁界によって相対的に変化することによって
大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導
電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層からなるＧ
ＭＲヘッド、あるいはスピン・バルブ効果を利用したＧ
ＭＲヘッドとすることにより、信号強度をさらに高める
ことができ、１平方インチ当たり１０Ｇビット以上、３
５０ｋＦＣＩ以上の線記録密度を持った信頼性の高い磁
気記録装置が実現できる。

【００６１】本発明の磁気記録媒体は、ＰＷ５０が小さ
く、ＳＮＲ及び信号出力が大きく信号品質に優れるの
で、従来と同じ磁気ヘッドを用いても、信号品質がより
優れた情報記録ができ、或いはより高密度な記録ができ
る。また、本発明の磁気記録媒体は、更に性能の優れた
ＧＭＲなどの磁気ヘッドでの高密度な記録再生も良好に
行える。

【００６２】従ってこのような磁気記録媒体を備えた磁
気記録装置は、ＰＷ５０が小さく、ＳＮＲ及び信号出力
が大きく信号品質に優れ、高密度記録が可能である。

【００６３】

【実施例】以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。（実施例１）２．５インチ径のアルミノシリケート系ガ
ラス基板を洗浄、乾燥し、アネルバ社製スパッタリング
装置Ｃ３０１０にセットし、到達真空度５×１０^-6Ｐａ
にまで排気した後、アモルファス層としてＮｉＰを４０
ｎｍ成膜し、１時間大気曝露した。

【００６４】次に、再びスパッタリング装置Ｃ３０１０
にセットし、薄膜層としてＡｌを０．５ｎｍ成膜したの
ち、成膜室内にＡｒ＋Ｏ₂混合ガス（Ａｒ：Ｏ₂＝９９：
１体積比）を約２秒導入した。なお、薄膜層の膜厚は、
成膜時の成膜速度から計算により求めた。また、Ａｌの
ポーリングの電気陰性度は１．５である。

【００６５】続いて、第一下地層としてＮｉ₅₀Ａｌ₅₀を
６０ｎｍ、第二下地層としてＣｒ₉₄Ｍｏ₆層を１０ｎ
ｍ、第三下地層としてＣｏ₆₃Ｃｒ₃₇層を３ｎｍ、磁気記
録層としてＣｏ₆₉Ｃｒ₁₈Ｔａ₂Ｐｔ₈Ｂ₃層を１２ｎｍ、
保護層としてダイヤモンドライクカーボン層を５ｎｍ、
順次成膜した。成膜中のスパッタリングガス圧（Ａｒ
圧）は７×１０^-1Ｐａ程度であった。基板バイアスは印
加しなかった。

【００６６】その上に潤滑層としてフッ素系潤滑剤を
１．５ｎｍの厚さに塗布し、１００℃で４０分焼成して
磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクの電磁変換
特性を磁気抵抗ヘッドを用いて測定した。磁気ディスク
を４２００ｒｐｍで回転させながら、磁気記録を行った
のち再生し、電磁変換特性を測定した。記録周波数７．
５５ＭＨｚとし、最高記録周波数（ノイズ測定に使用）
は９０．６ＭＨｚとした。

【００６７】得られた再生出力、ＰＷ５０、ＳＮＲの測
定結果を表−２に示す。いずれも十分に良い値が得られ
ており、本媒体は高密度記録に適している。この磁気記
録媒体を組み込んだ磁気記録装置は、高密度かつ高速記
録が可能である。なお、再生出力は、最高記録周波数の
１／１２の周波数で記録再生を行った場合の出力であ
る。信号雑音比（ＳＮＲ）は、該再生出力を、周波数０
から最高記録周波数９０．６ＭＨｚまでの媒体ノイズス
ペクトル平均値（ノイズ積分値の周波数平均）で割った
比である。すなわち、一般に規格化媒体ノイズと称され
ている数値の逆数に相当する。

【００６８】

【表２】

【００６９】（実施例２）磁気記録層成膜時に基板に−
２００Ｖのバイアス電圧を印加した以外は実施例１と同
様に磁気ディスクを作製し、同様に電磁変換特性を測定
した。結果を表−２に示す。実施例１に比べてＰＷ５０
がより改善された。（実施例３）ＮｉＰ層を成膜せず大気曝露したのちＡｌ
層を成膜した以外は実施例１と同様に磁気ディスクを作
製し、同様に電磁変換特性を測定した。結果を表−２に
示す。ＰＷ５０は改善されているが実施例１ほどの良い
値は得られなかった。

【００７０】（実施例４）Ａｌ層成膜時に基板に−２０
０Ｖのバイアス電圧を印加した以外は実施例１と同様に
磁気ディスクを作製し、同様に電磁変換特性を測定し
た。結果を表−２に示す。実施例１に比べてＰＷ５０が
より改善された。（実施例５）Ａｌ層の厚さを３．０ｎｍにした以外は実
施例１と同様に磁気ディスクを作製し、同様に電磁変換
特性を測定した。結果を表−２に示す。実施例１に比べ
てＰＷ５０は改善されたもののＳＮＲは多少悪化が見ら
れた。

【００７１】（比較例１）ＮｉＰ層成膜後、大気曝露し
たのちＡｌ層を成膜せずにＮｉＡｌ層を成膜した以外は
実施例１と同様に磁気ディスクを作製し、同様に電磁変
換特性を測定した。結果を表−２に示す。再生出力、Ｓ
ＮＲは良いもののＰＷ５０が不十分であり高密度記録に
は不適当であった。

【００７２】（比較例２）Ａｌ層の厚さを５．０ｎｍに
した以外は実施例１と同様に磁気ディスクを作製し、同
様に電磁変換特性を測定した。結果を表−２に示す。比
較例１に比べればＰＷ５０は良いものの、逆にＳＮＲや
再生出力が低下してしまった。総合的な性能は比較例１
より悪く、高密度記録には不適当であった。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＷ５０、ＳＮＲ、信
号出力の全てに優れ高密度記録が可能であり、かつ安価
な磁気記録媒体とその製造方法を得ることができ、ひい
ては信号品質に優れ高密度記録が可能な磁気記録装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である磁気記録媒体の断面
模式図である。

【符号の説明】

１アモルファス層２薄膜層３第一下地層４第二下地層５第三下地層６磁気記録層７保護層８基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D006 BB07 CA01 CA05 CA06 DA03 FA09 5D112 AA03 AA05 AA11 AA24 BC07 FA04 GA02 GA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、下地層と磁気記録層とをこの
順に設けてなる磁気記録媒体であって、基板と下地層の
あいだに、下地層に接して、ポーリングの電気陰性度が
１．４以上１．７以下の元素を主成分とし厚さが４．０
ｎｍ以下の薄膜層を設けてなることを特徴とする磁気記
録媒体。
【請求項２】薄膜層は、ポーリングの電気陰性度が
１．４以上１．６以下の元素を主成分とする請求項１に
記載の磁気記録媒体。
【請求項３】上記元素がＡｌである請求項２に記載の
磁気記録媒体。
【請求項４】薄膜層の厚さが２．０ｎｍ以下である請
求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】基板と薄膜層のあいだに、薄膜層に接し
てアモルファス層を設けてなる請求項１乃至４のいずれ
かに記載の磁気記録媒体。
【請求項６】アモルファス層及び／又は薄膜層が酸素
を含んでなる請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】アモルファス層の厚さが２００ｎｍ以下
である請求項５又は６に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】磁気記録層の厚さが２０ｎｍ以下である
請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項９】薄膜層に接する下地層が、Ｂ２結晶構造
またはＢＣＣ結晶構造を有してなる請求項１乃至８のい
ずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の磁
気記録媒体の製造法であって、基板上に薄膜層を形成し
薄膜層の酸化処理を行ったのち下地層及び磁気記録層を
形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】請求項５乃至９のいずれかに記載の磁
気記録媒体の製造法であって、基板上にアモルファス層
を形成し、酸素を含む気体に曝露したのち、薄膜層、下
地層及び磁気記録層を形成することを特徴とする磁気記
録媒体の製造方法。
【請求項１２】酸素を含む気体に曝露する前に、アモ
ルファス層の逆スパッタリングを行う請求項１１に記載
の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録
方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気
ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動
させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッ
ドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手
段を有してなる磁気記録装置であって、該媒体が請求項
１乃至９のいずれかに記載の磁気記録媒体であることを
特徴とする磁気記録装置。