(57)【要約】【課題】長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層を提供し、欠陥発生の少ない垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】垂直磁気記録媒体において、密着層にＣｒＢなどの金属とホウ素との共晶点近傍の組成を有する金属ホウ化物を含むアモルファス薄膜を用いることにより、長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層が得られ、垂直磁気記録媒体の良品率改善に寄与することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも密着層、軟磁性裏打ち層、中間層、および磁性層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、
前記密着層が金属元素とホウ素との共晶点近傍の組成を有する金属ホウ化物であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
金属ホウ化物がＣｒＢであり、Ｂ含有量が５〜２０原子％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記密着層の膜厚が２〜２０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記磁性層が、Ｃｏを主成分とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記磁性層が、Ｐｔ、Ｃｒ及びＯをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に関し、特に高記録密度を有する垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の高記録密度化に伴い、記録方式は面内記録方式から垂直記録方式に切り替わっている。垂直記録方式では、軟磁性裏打ち層および垂直磁気記録層を組み合わせた二層垂直磁気記録媒体と単磁極型ヘッドとの組み合わせが高記録密度を実現する上で有効である。しかし、軟磁性裏打ち層の膜厚は数十ｎｍ〜数百ｎｍ と厚いため、表面平坦性が低下し、垂直磁気記録層の形成およびヘッドの浮上性に悪影響を及ぼしたり、さらには、膜応力が大きいために、基板との密着性が低下する可能性がある。また、さらに非磁性基板材料からのアルカリ金属の電気化学的溶出により、「記録媒体の磁気特性の低下」、「基板表面へのディフェクトの付着」、「表面欠陥および／または記録とびの問題」等の問題が指摘されている。
【０００３】
こうした問題を解決する手段として、基板と軟磁性裏打ち層との間に、密着性を上げるための密着層を形成した磁気記録媒体が提案されている（例えば特許文献１および２など参照）。
【０００４】
また、垂直磁気記録媒体に用いられる密着層には、表面の平坦性を確保するためにアモルファスであること、基板および磁性層との密着性が良いことが必要である。そこで、このような密着層材料として、密着性の高いＣｒ、さらにＣｒにＴｉやＴａなどを添加してアモルファス化したＣｒＴｉ、ＣｒＴａなどが用いられている（例えば、特許文献３など参照）。
【０００５】
さらに、ガラス基板との密着性を向上するとともに、ガラス基板に含まれるアルカリ金属等の汚染元素の拡散を抑止して、磁気特性の劣化を防ぐために、非磁性のアモルファス材料から構成される密着層を設けることが提案されている（例えば、特許文献４および５など参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６２８６０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４１６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１００８８号公報
【特許文献４】特開２００６−１１４１８２号公報
【特許文献５】特開２００５−１９６８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの材料を用いる場合、基板からのアルカリ溶出を抑えるためにはある程度（５ｎｍ）以上の膜厚が必要であり、このように膜厚を厚くして用いる場合、長期間使用していると徐々に密着層中にパーティクルが増加していき、記録媒体の欠陥発生を増加させるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層を提供して、欠陥発生の少ない垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、ＴｉやＴａなど高価な金属を使用せずにアモルファス化され、かつ長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層の材料として、金属ホウ化物が望ましいことを明らかにした。
【００１０】
当該知見に鑑み、本発明は、非磁性基板上に少なくとも密着層、軟磁性裏打ち層、中間層、および磁性層が順次積層された垂直磁気記録媒体において、前記密着層が金属元素とホウ素との共晶点近傍の組成を有する金属ホウ化物であることを特徴とする垂直磁気記録媒体を提供するものである。
【００１１】
本発明において、前記金属ホウ化物は、Ｂ含有量が５〜２０原子％のＣｒＢであることが好ましい。また、本発明において、密着層の膜厚は、２〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の垂直磁気記録媒体は、磁性層がＣｏを主成分とし、さらにＰｔ、Ｃｒ及びＯを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体において、密着層にＣｒＢなどの金属とホウ素との共晶点近傍の組成を有する金属ホウ化物を含むアモルファス薄膜を用いることにより、長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層が得られ、垂直磁気記録媒体の良品率改善に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。
【００１５】
図１は本発明の垂直磁気記録媒体の一実施形態の構成を示す断面図である。本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板１と、非磁性基板１上に形成された密着層２と、密着層２上に形成された軟磁性裏打ち層３と、軟磁性裏打ち層３上に形成された中間層４と、中間層４上に形成された磁性層５とを有する。また、任意選択的に本発明の垂直磁気記録媒体は、図１に示すように磁性層５上に形成された保護層６を有してもよく、さらに、前記保護層６上に形成された潤滑層７を有してもよい。図１には、中間層４を一つの層として表記してあるが必ずしも一つの層である必要はなく、また軟磁性裏打ち層３と中間層４との間に配向を制御するような層を複数設けることも可能である。
【００１６】
（非磁性基板）
本発明において用いる非磁性基板１は、非磁性体であり、また後述する各層の形成に用いられる条件（溶媒、温度など）に耐えるものが用いられる。さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。さらに詳細には、ガラス、Ａｌ合金、シリコン、各種プラスチックなどの材料からなる基板を用いることができる。
【００１７】
（密着層）
次いで、非磁性基板１上に、密着層２を形成する。密着層２は、その上に形成される軟磁性裏打ち層３と非磁性基板１との密着性を高め、さらに非磁性基板１からのアルカリ溶出を抑えるために用いられる。
【００１８】
本発明において、密着層２の材料としては、金属元素とホウ素との共晶点近傍の組成をもった金属ホウ化物を用いることができる。共晶点を有する金属ホウ化物は、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａなどとホウ素との化合物を含む。好ましくは、ＣｒＢである。
【００１９】
金属ホウ化物としてＣｒＢを用いる場合、ＣｒとＢとの共晶組成はＣｒ−１３．５ａｔ％Ｂ、Ｃｒ−５３．５ａｔ％Ｂ、およびＣｒ−８３．０ａｔ％Ｂの３点で存在し、詳細にはＣｒ−１３．５ａｔ％Ｂの近傍の組成を有することが好ましい。本明細書において、「金属元素とホウ素との共晶点近傍の組成を有する金属ホウ化物」とは、当該共晶点を中心に±１０％、好ましくは±８％、より好ましくは±５％のＢ含有量を有する金属ホウ化物を示す。具体的には、本発明の金属ホウ化物のＢ含有量は、金属ホウ化物全体の５〜２０原子％であると良い。
【００２０】
密着層２の形成は、金属ホウ化物をターゲットとしたスパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。密着層２の膜厚は、磁気記録層の磁気特性および電磁変換特性の劣化を抑制するのに十分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、２〜２０ｎｍの範囲であることが望ましい。
【００２１】
本発明では、金属とホウ素との共晶点近傍の組成を有するＣｒＢなどの金属ホウ化物を含む薄膜を用いることにより、アモルファス化され、長期間使用してもパーティクルの増加しない密着層２を得ることができる。
【００２２】
このような構成により良好な密着層２が得られる詳細な理由は不明であるが、金属ホウ化物は一般にその融点が高く結晶成長がしづらいため、アモルファス構造をとりやすいことに加え、本発明においては金属元素とホウ素との共晶点に近い組成を選択しているため、薄い膜厚でもアルカリバリヤ性能が維持でき、かつパーティクルも低減できるものと考えられる。
【００２３】
（軟磁性裏打ち層）
軟磁性裏打ち層３は、密着層２上に形成され、磁性層５に垂直方向磁界を集中させるための層である。軟磁性裏打ち層３は、特に限定されるものではないが、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、およびＺｒのうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。たとえば、軟磁性裏打ち層３は、Ｃｏ−Ｚｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｂ系、フェライトなど各種の軟磁性材料を用いて形成することができる。
【００２４】
軟磁性裏打ち層３は、特定の組成を有する単層膜として構成することもできる。また、磁性層５に記録された磁化を安定化させるとともに媒体表面から漏洩する磁化強度を増大させ、記録ヘッドの記録効率を増大させ、その結果、記録媒体のノイズ低減するように複数の磁性膜を強磁性的または反強磁性的に結合させた積層膜としてもよい。軟磁性裏打ち層３は、通常、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有する。
【００２５】
（中間層）
中間層４は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓなどの六方晶系金属、あるいはこれらを含む合金を用いて形成することができる。これは、これらの材料がその上に形成される磁性層５に用いられるＣｏ合金と同じ六方晶系金属であり、かつＣｏ合金と格子定数が近いためである。中間層４は、磁性層５と軟磁性裏打ち層３との磁気交換相互作用を調整することもできる。
【００２６】
軟磁性裏打ち層３と中間層４との間には、必要に応じて効率的に中間層を配向させるための配向制御層（図示せず）を設けてもよい。このような材料としては非磁性のＣｏ合金やＮｉ合金が好ましく、これらは結晶粒径のばらつきを低減させる効果をもつ。
【００２７】
（磁性層）
中間層４の上に形成される磁性層５は、Ｃｏを主成分とする合金からなる垂直磁性膜であればよく、ＣｏＰｔ系、ＣｏＴａ系などの合金膜のほか、これらを用いたグラニュラー膜などを用いることもできる。主成分とは、磁性層５を構成する成分の中で最も含有量（原子％）が多い成分を意味する。好ましくは、磁性層５は５０〜９０原子％、より好ましくは６０〜８０原子％のＣｏを含有する。ここで、磁性層５は、Ｃｏのほか、Ｐｔ、Ｃｒ及びＯをさらに含んでいることが好ましい。このような構成とすることで、中間層の結晶粒径や偏析構造を引き継いだ、結晶性の良い磁性層を提供することができる。
【００２８】
磁性層５は単一の層からなるものでもよい。また、磁性層５は複数の層からなるものでもよく、たとえば、第一磁性層と第二磁性層とからなり、第一磁性層と第二磁性層との間に結合制御層（図示せず）を有することが好ましい。第一磁性層と第二磁性層はいずれも上述の材料をそのまま用いることができる。磁性層５を二層構造とすることで、結合制御層により制御した結晶粒径と粒界層厚を磁性層上部まで維持することが可能となり、磁気分離性の良い磁性層を作製することができる。
【００２９】
結合制御層は、第一磁性層と第二磁性層との交換結合を調整するために設けられた層であり、これにより磁性層の磁気特性制御がさらに容易になるとともに、電磁変換特性を最適に保つことができる。統合制御層に用いることのできる材料は、六方晶系非磁性金属であればいずれも使用可能である。具体的には、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、もしくはこれらを主成分とする合金を用いることが好適である。
【００３０】
前述の各層の製膜方法については、スパッタリング法（直流マグネトロンスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法などを含む）のほか、蒸着法、塗布法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。制御性などの観点から、直流マグネトロンスパッタリング法を用いることが好適である。
【００３１】
（保護層および潤滑層）
任意選択的に、磁性層５の上に、保護層６を形成してもよい。保護層６は、その下にある磁性層５以下の各構成層を保護するための層である。保護層６は、カーボン（Ｃ）（アモルファスカーボンなど）あるいは、磁気記録媒体保護膜用の材料として知られている種々の薄膜材料を用いて形成することができる。保護層６は、一般的にスパッタリング法（直流マグネトロンスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００３２】
さらに、保護層６の上に潤滑層７を形成してもよい。潤滑層７は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体に接触している際の潤滑を付与するための層であり、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。液体潤滑剤を用いた潤滑層は、ディップコート法、スピンコート法などの当該技術において知られている任意の塗布方法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００３３】
以下に本発明の実施例を説明するが、以下の実施例は、本発明をなんら限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において当業者により種々変更可能である。
【００３４】
図１に示す構成を用い、密着層２の材料および膜厚を変更した実施例１〜５、および比較例１〜４を作製した。
【００３５】
（実施例１〜５）
非磁性基板１としては、２．５インチ磁気ディスクの標準仕様を満たすガラス基板を用いた。この非磁性基板１の上に、各層の成膜を行なった。まず、非磁性基板１に、Ｃｒ−１３ａｔ％Ｂ合金ターゲットを用いるスパッタリング法にて膜厚２、６、１０、１４、１８ｎｍでそれぞれＣｒＢ密着層２を作製した。なお、本実施例におけるスパッタリング法は、特に示さない限り直流マグネトロンスパッタリング装置を用いて実施した。
【００３６】
この後ＣｏＺｒＮｂ合金ターゲット、およびＲｕターゲットをスパッタすることにより厚さ１ｎｍのＲｕ層を挟んで上下に厚さ２０ｎｍ程度のＣｏＺｒＮｂ層を有する３層膜（ＣｏＺｒＮｂ／Ｒｕ／ＣｏＺｒＮｂ）を作製し、軟磁性裏打ち層３とした。
【００３７】
次に、配向制御層として厚さ１０ｎｍのＮｉＷ膜を微量の窒素を含んだＡｒ雰囲気下でスパッタ法により作製し、この上に厚さ１４ｎｍのＲｕ中間層４をスパッタ法にて作製した。
【００３８】
さらに、中間層４の上に、結合制御層としてＲｕをはさんで第一磁性層および第二磁性層を作製し、磁性層５とした。詳細には、中間層４と接する第一磁性層は、微量のＯ2 を含んだＡｒ雰囲気中でＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ2混合ターゲットのスパッタリングを行ない、ＣｏＰｔＣｒＳｉＯ膜を形成して作製した。次いで、この上に、Ｒｕ結合制御層を形成した後、第二磁性層として、ＣｏＰｔＣｒＢ合金ターゲットをスパッタしてＣｏＰｔＣｒＢ膜を形成した。このようにして、ＣｏＰｔＣｒＳｉＯ第一磁性層、Ｒｕ結合制御層、ＣｏＰｔＣｒＢ第二磁性層からなる積層構造（ＣｏＰｔＣｒＳｉＯ／Ｒｕ／ＣｏＰｔＣｒＢ）の垂直磁気記録層（磁性層５）を形成した。
【００３９】
その後、ＣＶＤ法により厚さ３ｎｍのカーボン保護層６を形成し、さらにパーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層７を膜厚２ｎｍにてディップ法により形成した。
【００４０】
以上のようにして作製された垂直磁気記録媒体を、それぞれ実施例１〜５とした。
【００４１】
（比較例１〜３）
密着層２として厚さ２ｎｍ、６ｎｍおよび１０ｎｍのＣｒＴｉ膜を作製した以外は実施例１〜５と同様の方法により、比較例１〜３の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４２】
（比較例４）
密着層２として厚さ６ｎｍのＣｒ−４０ａｔ％Ｂ膜を作製した以外は実施例１〜５と同様の方法により、比較例４の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
（評価試験１）
各実施例および比較例にて作製した垂直磁気記録媒体の磁性層は、３９７．９ｋＡ／ｍ（５ｋＯｅ）の保磁力を有した。次いで、各実施例および比較例について、垂直磁気記録媒体の耐食性、アルカリバリヤ性能、およびＳＮＲを評価した。測定結果を表１に示す。
【００４４】
耐食性は、高温高湿下に４８時間放置した記録媒体に硝酸液滴を滴下した状態で１時間放置し、放置後の硝酸液滴中のＣｏ溶出の有無をＩＣＰプラズマ発光分光装置を用いて評価した。Ｃｏの溶出量を表１に示す。ここで、媒体としての耐食性の基準はＣｏの溶出量が０．０２ｎｇ／ｃｍ２以下である事である。
【００４５】
アルカリバリヤ性能は、高温高湿下に５００時間放置後の媒体の表面状態を光学式表面検査装置を用いて観察し、外周部に白曇が発生していない事をもって○とした。
【００４６】
また、ＳＮＲは単磁極ヘッドを用いて、信号を書き込み、ＧＭＲヘッドを用いて信号を読み取る方法により評価を行った。ＳＮＲは線記録密度７１６ｋＦＣＩにおける信号対雑音比である。Ｓは７１６ｋＦＣＩの孤立波形の磁化反転におけるピーク値、すなわち最大値と最小値の差を１／２にした値である。Ｎは、６０ｋＦＣＩでのｒｍｓ値（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ−ｉｎｃｈｅｓ）である。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
その結果、本発明の実施例１〜５の記録媒体は、ＳＮＲはいずれも従来用いられていたＣｒＴｉ密着層と遜色のない性能を維持できていることがわかった。
【００４９】
また耐食性では、ＣｒＢ膜はいずれも基準内であるが、従来のＣｒＴｉの場合、１０ｎｍと厚い条件（比較例３）では基準を少し超えた値を示している。ＡＦＭ測定の結果からＣｒＢはＣｒＴｉよりも厚い膜をつけたときの平坦性が良いことが分かっており、このためにＣｒＢでは厚膜であっても耐食性が規格内に収まるものと考えられる。
【００５０】
さらに、アルカリバリヤ性能は、従来のＣｒＴｉ密着層が２ｎｍと薄い場合には規格外であるのに対し、本実施例のＣｒＢ密着層を用いた場合では２ｎｍの場合でも問題なく、十分な耐久性を有している。また、共晶点近傍の組成を使っていない比較例４でも、アルカリバリヤ性能は規格外であった。これは、共晶点近傍でない場合には粒界が発生しやすく、これがアルカリバリヤ性能を低下させているものと考えている。
【００５１】
このように、本発明のＣｒＢ密着層は、従来のＣｒＴｉ密着層よりも優れていることがわかった。このように密着層を薄くできることは、長期間の使用でもパーティクルの発生を減らすことができることを示唆しており、間接的に欠陥の発生する記録媒体の個数の低減につながるものである。
【００５２】
（評価試験２）
さらに、実施例２と比較例２について、同じスパッタ装置にて各記録媒体を作製し続けたときの欠陥が発生した個数の変化を評価した。具体的には、同一のスパッタ装置において、連続して３００００個の記録媒体を作製した。そして、記録媒体の作製を継続し、１００個のサンプルを取り出した。次いで、取り出した各記録媒体について、表面における膜の均一性が保たれていない箇所（欠け、ふくらみ、またはへこみなどの傷）を欠陥として数え、その平均を算出した。同様の評価を６００００個作製時および９００００個作製時に繰り返した。結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
比較例では６００００個作製した以降から欠陥の発生した記録媒体の個数が増加しているのに対し、本実施例であるＣｒＢ密着層を用いた場合は、製造個数が増加しても、欠陥の発生した記録媒体の個数はほとんど増加しなかった。すなわち、従来のＣｒＴｉ密着層と同じ膜厚であっても、金属元素とホウ素との共晶点に近い組成を有する本発明の密着層を用いることにより、記録媒体の欠陥発生を低減させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の断面構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    非磁性基板
２    密着層
３    軟磁性裏打ち層
４    中間層
５    磁性層
６    保護層
７    潤滑層
【図１】
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