(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性の基板上に非磁性の下地層を介して磁性金属材料からなる磁性記録層を設けてなる磁気記録媒体において、
前記非磁性の基板が、２０Å以下の平均表面粗さＲａを有する平滑な表面を有している基板と、その上に施された円周方向に筋状の凸部及び凹部を有している凹凸形成膜とからなるとともに、前記基板と前記凹凸形成膜との間に、前記凹凸形成膜の硬度よりも大きな硬度を有する強化コート層が介在せしめられており、そして
前記凹凸形成膜がニッケル及び燐の非磁性合金膜であり、かつその膜厚が１０〜３０nmの範囲であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記凹凸形成膜が、機械的テクスチャ加工によりその表面に筋状の凸部及び凹部が施されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記凹凸形成膜がスパッタ法で成膜されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記強化コート層がクロムを主成分として含有しかつ燐のみかもしくはモリブデン及び燐を追加の成分として含有する薄膜からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記強化コート層がスパッタ法で成膜されたものであることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記強化コート層の膜厚が１０〜７０nmの範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記基板が、アルミニウム、ガラス、結晶化ガラス、カーボン及びシリコンからなる群から選ばれた１員であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記非磁性の下地層がＣｒを主成分として含有する薄膜からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記磁性記録層が１７ａｔ％以上の濃度でＣｒを含有する磁性金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記磁性記録層が３０〜１２０Ｇμm のｔＢｒ（磁性記録層の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）を有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記磁性記録層の上に、カーボン又はダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜をさらに有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
浮上型の磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置において使用されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体であり、そして前記再生ヘッド部が磁気抵抗効果型ヘッドを備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記磁気抵抗効果型ヘッドが、ＭＲヘッド、ＡＭＲヘッド又はＧＭＲヘッドであることを特徴とする請求項１３に記載の磁気ディスク装置。
【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、さらに詳しく述べると、特に浮上型の磁気ヘッドを装備した磁気ディスク装置において使用するためのものであって、磁気ヘッドとの摩擦摺動特性に優れ、磁気記録媒体の低ノイズをそのまま維持して再生出力を向上させ、Ｓ／Ｎ比を改善することができ、また、ビットエラーが発生しにくい磁気記録媒体に関する。本発明はまた、このような磁気記録媒体を使用した、情報の記録及び再生を行うための磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理技術の発達に伴い、コンピュータの外部記憶装置に用いられる磁気ディスク装置に対して高密度化の要求が高まっている。この要求に応えるため、現在普及している磁気ディスク装置では、周知のように、磁気記録媒体の停止時に磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触し、起動初期に磁気ヘッドが媒体上を摺動し、その後に磁気ヘッドが媒体を離れて浮上し、一定の浮上距離を維持しながら飛行するＣＳＳ（コンタクト・ストップ・アンド・スタート）方式が多く採用されている。
【０００３】
ＣＳＳ方式を採用した磁気ディスク装置においてもいろいろな改良が進められている。具体的には、磁気ディスク装置の再生ヘッド部において、従来の巻線型のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに代えて、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲヘッドを使用することが行われている。ＭＲヘッドは、磁性体の電気抵抗が外部磁界により変化する磁気抵抗効果を記録媒体上の信号の再生に応用したもので、従来のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに較べて数倍も大きな再生出力幅が得られること、イングクタンスが小さいこと、大きなＳ／Ｎ比が期待できること、などを特徴としている。また、このＭＲヘッドとともに、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド、そしてその実用タイプであるスピンバルブ型ＧＭＲヘッドの使用も始められている。なお、本願明細書では、これらの磁気抵抗効果型ヘッドを総称して、「ＭＲヘッド等」と呼ぶことにする。
【０００４】
さらに、磁気ディスク装置において用いられるべき磁気記録媒体においても、上記したＭＲヘッド等に対応する特性の向上が求められている。すなわち、磁気記録媒体では、ＣＳＳ耐久性に優れ、保磁力Ｈｃが高く、ノイズが低いことなどが求められている。
【０００５】
従来の磁気記録媒体は、通常、図１に断面で示されるような層構成を有している。すなわち、磁気記録媒体１１０は、アルミニウムあるいはその合金などからなる非磁性の基板１０１の上にコバルトを主成分とする合金からなる磁性記録層１０５を形成している。また、基板１０１と磁性記録層１０５の間には、クロムあるいはその合金からなる非磁性の下地層１０４が介在せしめられている。この非磁性の下地層１０５は、磁性記録層の磁化容易方向を膜面内とすることを目的としている。さらに、基板１０１がアルミニウム又はその合金からなる場合に、その基板に対するＣｒ系下地層１０４の密着を改善するために、無電解ＮｉＰメッキ層１０３が施されている。磁性記録層１０５の表面には、媒体を保護するため、カーボンなどからなる保護膜１０６が施されている。保護膜１０６の上には、図示しないけれども、潤滑層が施されているのが一般的である。
【０００６】
上記したように、磁気記録媒体において、アルミニウム又はその合金からなる基板には、通常、無電解ＮｉＰメッキ層が施されている。これは、ＣＳＳ方式が採用されている磁気ディスク装置において、磁気ヘッドと磁気記録媒体の間の摩擦係数を下げるためのものであり、基板上のＮｉＰメッキ層の表面に円周方向に筋状の凸部及び凹部からなる溝を形成することで行われている。すなわち、図２に模式的に示すように、基板１０１上の無電解ＮｉＰメッキ層１０３の表面に、それぞれ形状を異にする微細な凸部３ａ及び凹部３ｂからなる溝が形成されている。この凹凸形成処理は一般に「テクスチャ加工」と呼ばれるもので、回転する基板上に研磨砥粒等を押し当てて機械的に円周方向に溝を付ける方法などが用いられている。また、よく知られているように、この凹凸形成処理は、磁性記録層の磁化容易方向をさらに円周方向に向かせ、Ｓ／Ｎ比の向上に寄与することも目的としている。
【０００７】
現在のところ、テクスチャ加工として最も一般的に用いられている方法は、上述のように、ＮｉＰメッキ付きのアルミニウム基板等に対して研磨砥粒等を押し当てて溝を付ける機械的テクスチャ加工である。しかし、この処理方法の場合、基板として使用されるアルミニウムやその上にＣＳＳ耐久性の向上等を目的として施されるＮｉＰメッキ層が比較的に軟質の材料であるので、研磨砥粒等を押し当てた時に１５〜２０nm程度の深い溝が部分的に形成されることがある。このような深い溝の部分では、信号出力が減少するため、ビットエラーが発生する。
【０００８】
最近では、磁気ディスク装置が携帯用途で使用されることを考慮して、耐衝撃性を上げることを主眼として、アルミニウム基板等に代えてガラス基板やセラミック基板が用いられ始めている。しかし、ガラス、セラミック等の脆性がなく、高硬度の材料では、機械的テクスチャ加工の時、円周方向の溝を精確に制御して形成することができず、さらに、磁化容易軸の円周方向への異方性が劣化し、Ｓ／Ｎ比が低下してしまうという問題が生じる。機械的テクスチャ加工に依らないで凹凸を形成する方法として、例えば特開昭６０−１３６０３５公報、特開昭６３−２２５９１９号公報などに記載されているように、ガラス基板の表面を化学的にエッチング処理する方法があるが、この処理方法でも、円周方向の磁化容易軸の異方性は持たせられないため、Ｓ／Ｎ比が低下してしまうという問題が依然として残されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記したような従来の技術のいろいろな問題点を解決して、特に耐衝撃性に優れたガラス、セラミック等を含めた種々の非磁性材料を基板として使用することができるものであり、低ノイズ及び高Ｓ／Ｎ比につながる磁化容易軸の円周方向への異方性を保ちながら、摩擦摺動特性の高い微細な凹凸溝を形成することができかつ、その際、基板表面にまで達する深い溝の形成を低減してビットエラーの発生を抑制することのできる、高密度記録が可能な磁気記録媒体を提供することにある。
【００１０】
本発明のもう１つの目的は、特に浮上型の磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置において有利に使用することのできる磁気記録媒体を提供することにある。
【００１１】
また、本発明のもう１つの目的は、本発明による磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の上記した目的及びその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記したような目的を達成するために鋭意研究した結果、平滑な表面を有する非磁性の基板の表面に微細な凹凸溝を付与する場合に、基板とその上の軟らかい凹凸形成膜との間に比較的に硬い強化コート層（本願明細書では「プリコート層」ともいう）を介在させることによって、得られる磁気記録媒体において、磁化容易軸の円周方向への異方性を保ちながら、磁気ヘッド及び媒体間の摩擦摺動特性を良好にするための微細な凹凸溝を形成することができ、さらには、深い溝の発生を抑制し、ビットエラーの発生を困難にし得るということを見い出した。
【００１４】
本発明は、その１つの面において、非磁性の基板上に非磁性の下地層を介して磁性金属材料からなる磁性記録層を設けてなる磁気記録媒体において、
前記非磁性の基板が、２０Å以下の平均表面粗さＲａを有する平滑な表面を有している基板と、その上に施された円周方向に筋状の凸部及び凹部を有している凹凸形成膜とからなるとともに、前記基板と前記凹凸形成膜との間に、前記凹凸形成膜の硬度よりも大きな硬度を有する強化コート層が介在せしめられていることを特徴とする磁気記録媒体にある。
【００１５】
本発明の磁気記録媒体は、特に、浮上型の磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置において使用されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、そのもう１つの面において、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が、上記しかつ以下において詳細に説明する本発明の磁気記録媒体であり、そして前記再生ヘッド部が磁気抵抗効果型ヘッドを備えていることを特徴とする磁気ディスク装置にある。
【００１７】
本発明の磁気ディスク装置において使用する磁気抵抗効果型ヘッドは、好ましくは、ＭＲヘッド、ＡＭＲヘッド又はＧＭＲヘッド（スピンドル型ＧＭＲヘッドを含む）である。
【発明の効果】
【００１８】
以下の説明から理解されるように、本発明によれば、浮上型の磁気ヘッドとの摩擦摺動特性に優れ、磁化容易軸の円周方向への異方性と磁気記録媒体の低ノイズをそのまま維持して再生出力を向上させ、Ｓ／Ｎを改善することができ、ビットエラーが発生しにくい磁気記録媒体を提供することができる。また、本発明によれば、このような磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による磁気記録媒体は、非磁性の基板上に非磁性の下地層を介して磁性金属材料からなる磁性記録層を設けてなるものであり、その際、非磁性の基板は、平滑な表面、換言すると、テクスチャ加工を施されていない表面を有しており、その表面の平滑度は、ＩＳＯの技術委員会ＴＣ５７、「Ｍｅｔｒｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」で規定している平均表面粗さＲａ（「中心線平均粗さ」ともいう）で規定した場合に、２０Å以下であり、そしてさらに、その基板の平滑な表面の上に、下記の２つのプリコート層、すなわち：
【００２０】
（１）上方に積層されるべき凹凸形成膜の硬度よりも大きな硬度を有する強化コート層、及び
（２）強化コート層の上に施された、円周方向に延在する筋状の凸部及び凹部からなる溝を有している凹凸形成膜、
が順次設けられているものである。本発明の磁気記録媒体は、上記した層構成の要件が満たされかつ所期の効果が達成される限りにおいて、本発明の範囲内においていろいろに変更又は改良することができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体の好ましい一例は、それを断面で示すと、図３に示す通りである。すなわち、磁気記録媒体１０は、非磁性の基板１（例えば、ガラス基板）の上に、非磁性の下地層４（例えば、ＣｒＭｏ合金層）を介して、円周方向を磁化容易方向とする磁性金属材料からなる磁性記録層５（例えば、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金層）を設けて構成することができる。また、基板１の表面には、強化コート層２（例えば、ＣｒＭｏＰ合金層）と凹凸形成膜３（例えば、無電解ＮｉＰメッキ層）が順次設けられている。さらに、図示の例では、この技術分野において一般的に行われているように、カーボン保護膜６が最上層を構成している。基板１の上のそれぞれの層は、スパッタ法によって形成されたものである。
【００２２】
基板１の上の凹凸形成膜３は、図４に模式的に示されるように、円周方向に延在する筋状の凸部３ａ及び凹部３ｂからなる微細な溝を有している。それぞれの溝は、図示されるように、変化に富んだ形状を有しており、下地となる強化コート層２の表面が露出していてもよい。すなわち、強化コート層２により、深い凹部の形成が防止されている。さらに、この凹凸形成膜３の溝は、図５に示されるように、その層の上に設けられたそれぞれの層にも継承されており、例えばＣＳＳ耐久性の向上、媒体Ｓ／Ｎの向上等の所期の効果を確保することができる。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体において、その基体として用いられる非磁性の基板は、この技術分野において常用の各種の非磁性材料から構成することができ、また、好ましくは、ディスクの形状で使用される。適当な基板材料としては、以下に列挙するものに限定されないけれども、アルミニウム又はその合金、ガラス、結晶化ガラス、カーボン、シリコンなどを挙げることができる。なお、本発明の実施においては、携帯して使用した時の耐衝撃性などを考慮して、ガラス基板やそれに類する硬度を有する基板を使用するのが特に有利であり、したがって、以下の説明においてもガラス基板を使用した例を参照して説明することにする。
【００２４】
ガラス基板は、この技術分野において常用のガラス基板のなかから、適当なものを選択して使用することができる。適当なガラス基板としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラスなど、そして上記した結晶化ガラスを挙げることができる。
【００２５】
このようなガラス基板は、もちろんその他の基板でも同様であるが、その表面を清浄に処理した後で使用することが好ましい。ガラス基板表面の清浄化は、常用の技法に従って行うことができ、例えば、超純水、アルカリ洗浄剤、中性洗剤等を使用した脱脂工程やイオン交換水を使用した洗浄工程などを組み合わせて使用することができる。また、このような清浄化工程に追加して、必要に応じて、基板表面の活性化処理などを施してもよい。
【００２６】
本発明の実施において用いられる非磁性の基板は、上記したように、平滑な表面を有しており、換言すると、２０Å以下の平均表面粗さＲａを有しており、さらに好ましくは、１０Å又はそれ以下のＲａを有している。基板表面が粗い表面を有していて、そのＲａが２０Åを上回ると、以下において説明する本発明に特有のプリコート層に由来する効果に悪影響がでてくるので、なるべく平滑な表面とすることが望ましい。
【００２７】
本発明の磁気記録媒体において用いられる非磁性の基板は、上記したように、２つのプリコート層、すなわち、（１）凹凸形成膜よりも硬い材料からなる強化コート層、及び（２）強化コート層の上に施された凹凸形成膜、からなる。
【００２８】
強化コート層は、先にも説明したように、機械的テクスチャ加工時に基板の表面が掘り起こされるなどの不都合を避けるためのものであり、その上方に積層される凹凸形成膜よりも硬い材料から形成することが好ましい。ここで、強化コート層と凹凸形成膜の膜硬度の比較は、非磁性の基板としてガラス基板を使用して、その基板の上にそれぞれの薄膜を膜厚１００nmで成膜して微小押し込み試験法に従って膜硬度を測定することによって行うことができる。本発明の実施に当たっては、強化コート層の膜硬度と凹凸形成膜の膜硬度を比較して、前者のほうが硬いと判断された場合に、膜硬度に関する要件が満たされたものと判断することができる。
【００２９】
さらに具体的に説明すると、微小押し込み試験法は、押し込み式薄膜硬度計、例えばナノ・インストルメント社製の薄膜硬度計「ナノインデンターII」を使用して、ベルコビッチ（Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ）形状のダイヤモンド圧子（押し込みヘッドとして）を極低速で被検薄膜に押し込み、押し込み深さ（押し込みヘッドの変位量、nm）を測定することによって実施することができる。以下に説明する実施例では、最大押し込み荷重を４ｍＮ、押し込み速度を０．３nm／ｓとし、各被検薄膜についての１０回の押し込みの平均値から膜硬度（押し込みヘッドの変位量、nm）を求めた。下記の実施例において参照する図１１は、凹凸形成膜に比較して強化コート層のほうが膜硬度に優れていることを示している。
【００３０】
上記したような膜硬度の要件を満足させる強化コート層は、磁気記録媒体の分野で使用されているいろいろな高硬度材料を使用して形成することができる。しかし、本発明の実施に当たっては、媒体に所望の特性を考慮して、特にＣｒを主成分として含有しかつＰのみかもしくはＭｏ及びＰを追加の成分として含有する薄膜から強化コート層を形成することが好ましい。強化コート層がＣｒＭｏＰの三元合金からなる場合に、それぞれの元素の比率は、広い範囲で変更することができるというものの、通常、
Ｃｒ                          １０〜９８ａｔ％、
Ｍｏ                            ０〜５０ａｔ％、及び
Ｐ                              ２〜４０ａｔ％
の範囲である。
【００３１】
強化コート層は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約１００〜３００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００３２】
強化コート層の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、好ましくは、１０〜７０nmの範囲であり、さらに好ましくは１５〜３０nmの範囲である。この下地層の膜厚が１０nmを下回ると、凹凸形成膜のテクスチャ加工時に基板表面を保護するバリヤとしての機能を十分に発揮できないおそれがあり、また、反対に７０nmを上回ると、ノイズの増大等の不都合が発生するおそれがある。
【００３３】
強化コート層と組み合わせてその上で用いられる凹凸形成膜は、その表面において円周方向に延在する筋状の凸部及び凹部からなる溝を有しているものであり、したがって、そのような溝を形成可能であり、しかも、媒体に所望の特性に悪影響を及ぼさないような材料から形成することが好ましい。凹凸形成膜を形成する材料としてはいろいろな材料が考えられるけれども、本発明の実施に当たっては、ニッケル（Ｎｉ）及び燐（Ｐ）の非磁性合金を有利に使用することができる。ＮｉＰ合金において、それぞれの元素の比率は広い範囲で変更することができるというものの、通常、
Ｎｉ                          ６５〜９０ａｔ％、及び
Ｐ                            １０〜３５ａｔ％
の範囲である。
【００３４】
凹凸形成膜は、上記した強化コート層の形成と同様に、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約１００〜３００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００３５】
凹凸形成膜を形成した後、その表面に筋状の凸部及び凹部からなる微細な溝を施すが、これは、好ましくは、テクスチャ加工により実施することができる。凹凸形成膜表面のテクスチャ加工は、磁気記録媒体の製造において一般的に用いられている技法に従って実施することができ、有利には機械的に行うことができる。適当な機械的テクスチャ加工として、例えば、砥石研磨テープ、遊離砥粒などの研磨手段で凹凸形成膜の表面を研磨することが挙げられる。
【００３６】
凹凸形成膜の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、ビットエラーを引き起こす深い溝が形成されない程度の膜厚にすることが必要であり、また、テクスチャ加工により、約１０nmの深さまで部分的に切削されるので（したがって、残りの膜厚を溝の深さ以下にすることが必要であるので）、好ましくは、１０〜３０nmの範囲である。
【００３７】
本発明の磁気記録媒体において、上方に強化コート層及び凹凸形成膜を有する非磁性の基板と磁性記録層との間に介在せしめられる非磁性の下地層は、上記した基板と同様に、この技術分野において常用の下地層をそのままあるいは任意に変更又は改良して使用することができる。下地層は、一般に、クロム（Ｃｒ）を主成分として含有する薄膜からＣｒ系下地層として構成することが好ましく、また、このＣｒ系下地層は、単層で使用してもよく、さもなければ、この分野において屡々実施されているように、２層もしくはそれ以上の複合層で使用してもよい。複合層として使用する場合には、同一種類の下地層、例えばＣｒＭｏ系下地層の中間に非磁性の中間層を介在させた積層体として構成してもよく、さもなければ、例えばＣｒＭｏ系下地層とＣｒＰ系下地層の組み合わせというように、異なる種類の下地層の積層体として構成してもよい。
【００３８】
Ｃｒ系下地層は、通常、Ｃｒの単独から構成してもよく、さもなければ、この技術分野で一般的に行われているように、Ｃｒと他の金属との合金から構成してもよい。適当なＣｒ系合金としては、例えば、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏなどがあり、特にＣｒＭｏが好ましい。特に、本発明の磁気記録媒体の場合で、その磁性記録層に白金（Ｐｔ）が含ませられるようなときには、その直下に配置されることとなるこの下地層は、ＣｒＭｏ合金から構成することが好ましい。なぜならば、Ｍｏの添加によって、格子面間隔を広げることができ、また、磁気記録膜の組成、特にＰｔによって広がる磁気記録膜の格子面間隔に対して下地層の格子面間隔を近くしてやることにより、磁性記録層（ＣｏＣｒ系合金）のＣ軸の面内への優先配向を促すことができるからである。
【００３９】
Ｃｒ系下地層あるいはその他の非磁性の下地層は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約１００〜３００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００４０】
非磁性の下地層の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、好ましくは、１０〜７０nmの範囲であり、さらに好ましくは１５〜３０nmの範囲である。この下地層の膜厚が１０nmを下回ると、磁気特性が十分に発現しないおそれがあり、また、反対に７０nmを上回ると、ノイズが増大する傾向がある。
【００４１】
本発明の磁気記録媒体において、磁性記録層は、この技術分野において一般的に行われているように、磁性金属材料、好ましくはコバルトを主成分とする合金、例えばＣｏＮｉ系合金、ＣｏＣｒ系合金などから形成することができ、ＣｏＣｒ系合金から構成するのが特に好ましい。また、磁性記録層は、このような２成分系合金から形成することに加えて、その他の元素、例えば白金、タンタル、ニオブ、タングステン、カーボンなどを任意に追加して調製した三元系合金、四元系合金あるいは五元系合金から形成することが好ましく、むしろこのような多元合金から形成したほうが特性的に有利である。本発明者らの知見によると、以下においてさらに具体的に説明するけれども、磁性記録層は、ＣｏＣｒ系合金からなっていて、Ｃｒ濃度が１７ａｔ％以上であるのが好ましい。
【００４２】
また、磁性記録層は、単層構造であってもよく、あるいは、２層もしくはそれ以上の多層構造であってもよく、さらに、多層構造の場合、磁性記録層の中間に非磁性の中間層が介在せしめられていてもよい。
【００４３】
さらに、本発明の磁気記録媒体において用いられる磁性記録層は、好ましくは、円周方向を磁化容易方向とし、かつコバルトを主成分として含有し、クロム及び白金を含み、さらにタンタル又はタンタル及びニオブを組み合わせて有する四元系合金あるいは五元系合金から形成することができる。ここで、主成分としてのコバルトに組み合わせて用いられるクロム及び白金の量は、好ましくは、
クロム        １７〜２５ａｔ％、及び
白金            ４〜１５ａｔ％、
である。
【００４４】
より具体的に説明すると、この磁性記録層の、コバルト、クロム、白金及びタンタルの４元素から構成される四元系合金は、好ましくは、次式により表される組成範囲：
Ｃｏbal.−Ｃｒ17-25 −Ｐｔ4-15−Ｔａx
（上式中、bal.はバランス量を意味し、そしてｘは１〜５ａｔ％である）にある。
【００４５】
また、コバルト、クロム、白金、タンタル及びニオブの５元素から構成される五元系合金は、好ましくは、次式により表される組成範囲：
Ｃｏbal.−Ｃｒ17-25 −Ｐｔ4-15−Ｔａx −Ｎｂy
（上式中、bal.はバランス量を意味し、そしてｘ＋ｙは１〜５ａｔ％である）にある。このような五元系合金において、タンタル及びニオブの添加量は、好ましくは、同等であるかもしくはほぼ同等である。
【００４６】
本発明の磁気記録媒体において、かかる磁性記録層は、いかなる組成を有するかにかかわりなく、特にそれが四元系合金であるかあるいは五元系合金であるかにかかわりなく、約３０〜１２０Ｇμm のｔＢｒ（磁性記録層の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）を有していることが好ましい。本発明の磁性記録層は、従来の磁性記録層に比較して薄く構成したことにより、特にＭＲヘッドをはじめとした磁気抵抗効果型ヘッド用として最適である。
【００４７】
非磁性の基板上に本発明に特有の複合プリコート層及び下地層を介して設けられる磁性記録層は、上記したように、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの四元系合金から、あるいはＣｏＣｒＰｔＴａＮｂなどの五元系合金から構成されるものが好ましい。かかる磁性記録層は、好ましくは、スパッタ法により、特定の成膜条件下で有利に形成することができる。特に、保磁力を高めるため、ＤＣ負バイアスの印加下にスパッタ法を実施するのが好ましい。スパッタ法としては、上記したプリコート層及び下地層の形成と同様、例えばマグネトロンスパッタ法などを使用することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３５０℃の成膜温度、好ましくは約２００〜３２０℃の温度、特に好ましくは２５０℃前後の温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約８０〜４００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００４８】
特に、本発明の磁気記録媒体では、上記した磁性記録層、プリコート層及び下地層のすべてを、それぞれ、スパッタ法により成膜するのが好ましい。すなわち、すべての膜をスパッタ法により成膜するとともに、それぞれの膜の膜厚を所定厚さ以下に調整することによって、媒体の特性での改良や製造プロセスの簡略化などの効果を得ることができる。
【００４９】
また、本発明の磁気記録媒体は、必要に応じてかつ、好ましくは、その最上層として、上記した磁性記録層の上方に、この技術分野において屡々採用されているように、保護膜を有することができる。適当な保護膜としては、例えば、カーボンの単独もしくばその化合物からなる層、例えばＣ層、ＷＣ層、ＳｉＣ層、Ｂ4 Ｃ層、水素含有Ｃ層など、あるいは特により高い硬度を有するという点で最近注目されているダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の層を挙げることができる。特に、本発明の実施に当たっては、カーボンあるいはＤＬＣからなる保護膜を有利に使用することができる。このような保護膜は、常法に従って、例えば、スパッタ法、蒸着法などによって形成することができる。かかる保護膜の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、好ましくは、約５〜１５nmである。
【００５０】
また、上記したような保護膜に代えて、アモルファス水素化カーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）あるいはそれに類する保護膜を使用してもよい。例えば、特開平５−８１６６０号公報には、スパッタ法により形成されたアモルファス水素化カーボン膜からなる保護膜が開示されている。また、特開平６−３４９０５４号公報には、ＣＳＳ耐久性の改良と薄膜化のため、スパッタ法による水素含有カーボン保護膜を、水素含有率の低い下層のカーボン膜と水素含有率の高い上層のカーボン膜との少なくとも２層膜構造とすることが開示されている。さらに、最近、スパッタａ−Ｃ：Ｈ膜に代わるべきものとして、プラズマＣＶＤ法により形成したアモルファス水素化カーボン膜（ＰＣＶＤａ−Ｃ：Ｈ膜）も開示されている。例えば、特開平７−７３４５４号公報には、プラズマＣＶＤ法において、反応性ガスとしてＣＨ4 ガス、ＣＦ4 などを使用することを特徴とするカーボン保護膜製造方法が開示されている。
【００５１】
本発明の磁気記録媒体は、上記したような必須の層及び任意に使用可能な層に加えて、この技術分野において常用の追加の層を有していたり、さもなければ、含まれる層に任意の化学処理等が施されていてもよい。例えば、上記した保護膜の上に、フルオロカーボン樹脂系の潤滑層が形成されていたり、さもなければ、同様な処理が施されていてもよい。
【００５２】
さらにまた、本発明は、そのもう１つの面において、上記した本発明の磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置にある。本発明の磁気ディスク装置において、その構造は特に限定されないというものの、基本的に、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えている装置を包含する。特に、再生ヘッド部は、以下に説明するように、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲヘッド等を備えていることが好ましい。
【００５３】
本発明の磁気ディスク装置において、好ましくは、磁気抵抗効果素子及び該磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給する導体層を有し、磁気記録媒体からの情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と、薄膜で形成された一対の磁極を有し、磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部とが積層されてなる複合型の磁気ヘッドを使用することができる。磁気抵抗効果型の再生ヘッドは、この技術分野において公知のいろいろな構造を有することができ、そして、好ましくは、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド又は巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド（スピンバルブ型ＧＭＲヘッド等を含む）を包含する。再生ヘッド部の導体層は、いろいろな構成を有することができるけれども、好ましくは、
（１）導体層の膜厚に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分を比較的に薄く形成し、その他の部分を厚く形成したもの、
（２）導体層の膜厚及び幅員に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分のそれを比較的に薄くかつ細く形成し、その他の部分を厚くかつ幅広に形成したもの、
を包含する。導体層の膜厚及び必要に応じて幅員を上記のように調整することは、いろいろな手法に従って行うことができるものの、特に、導体層の多層化によって膜厚の増加を図ることによりこれを達成することが推奨される。
【００５４】
特に上記したような構成の磁気ディスク装置を使用すると、従来の複合型の磁気ヘッドに比較して、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくするとともに導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば、精確にかつ高感度で情報を読み出すことができる。
【００５５】
本発明の磁気ディスク装置は、好ましくは、その記録ヘッド部及び再生ヘッド部を図６及び図７に示すような積層構造とすることができる。図６は、本発明の磁気ディスク装置の原理図で、また、図７は、図６の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
【００５６】
図６及び図７において、参照番号１１は磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部、１２は情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部である。記録ヘッド部１１は、ＮｉＦｅ等からなる下部磁極（上部シールド層）１３と、一定間隔をもって下部磁極１３と対向したＮｉＦｅ等からなる上部磁極１４と、これらの磁極１３及び１４を励磁し、記録ギャップ部分にて、磁気記録媒体に情報の記録を行わせるコイル１５等から構成される。
【００５７】
再生ヘッド部１２は、好ましくはＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等でもって構成されるものであり、その磁気抵抗効果素子部１２Ａ上には、磁気抵抗効果素子部１２Ａにセンス電流を供給するための一対の導体層１６が記録トラック幅に相応する間隔をもって設けられている。ここで、導体層１６の膜厚は、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａが薄く形成され、他の部分１６Ｂは厚く形成されている。
【００５８】
図６及び図７の構成では、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａで薄くなっているため、下部磁極（上部シールド層）１３等の湾曲が小さくなっている。このため、磁気記録媒体に対向する記録ギャップの形状もあまり湾曲せず、情報の記録時における磁気ヘッドのトラック上の位置と読み出し時における磁気ヘッドのトラック上の位置に多少ずれがあっても、磁気ディスク装置は正確に情報を読み出すことができ、オフトラック量が小さいにもかかわらず読み出しの誤差が生じるという事態を避けることができる。
【００５９】
一方、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍以外の部分１６Ｂでは厚く形成されているため、導体層１６の抵抗を全体として小さくすることもでき、その結果、磁気抵抗素子部１２Ａの抵抗変化を高感度で検出することが可能になり、Ｓ／Ｎ比が向上し、また、導体層１６での発熱も避けることができ、発熱に起因したノイズの発生も防げる。
【００６０】
上記したような磁気抵抗効果型の磁気ヘッドは、その多数個を薄膜技術を用いてセラミック製ヘッド基板上に形成した後、ヘッド基板をヘッド毎に切り出し、所定の形状に加工することによって製造することができる。
【００６１】
さらに、本発明による磁気ディスク装置の好ましい１例は、図８及び図９に示す通りである。なお、図８は磁気ディスク装置の平面図（カバーを除いた状態）、図９は図８の線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【００６２】
これらの図において、参照番号５０はベースプレート５１上に設けられたスピンドルモータ５２によって回転駆動される磁気記録媒体としての複数枚（図示の例では３枚）の磁気ディスクである。
【００６３】
参照番号５３はベースプレート５１上に回転可能に設けられたアクチュエータである。このアクチュエータ５３の一方の回転端部には、磁気ディスク５０の記録面方向に延出する複数のヘッドアーム５４が形成されている。このヘッドアーム５４の回転端部には、スプリングアーム５５が取り付けられ、更に、このスプリングアーム５５のフレクシャー部に前述のスライダ４０が図示しない絶縁膜を介して傾動可能に取り付けられている。一方、アクチュエータ５３の他方の回転端部には、コイル５７が設けられている。
【００６４】
ベースプレート５１上には、マグネット及びヨークで構成された磁気回路５８が設けられ、この磁気回路５８の磁気ギャップ内に、上記コイル５７が配置されている。そして、磁気回路５８とコイル５７とでムービングコイル型のリニアモータ（ＶＣＭ：ボイスコイルモータ）が構成されている。そして、これらベースプレート５１の上部はカバー５９で覆われている。
【００６５】
次に、上記構成の磁気ディスク装置の作動を説明する。磁気ディスク５０が停止している時には、スライダ４０は磁気ディスク５０の退避ゾーンに接触し停止している。
【００６６】
次に、磁気ディスク５０がスピンドルモータ５２によって、高速で回転駆動されると、この磁気ディスク５０の回転による発生する空気流によって、スライダ４０は微小間隔をもってディスク面から浮上する。この状態でコイル５７に電流を流すと、コイル５７には推力が発生し、アクチュエータ５３が回転する。これにより、ヘッド（スライダ４０）を磁気ディスク５０の所望のトラック上に移動させ、データのリード／ライトを行なうことができる。
【００６７】
この磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの導体層として、磁気抵抗効果素子部の近傍部分を薄く形成し他の部分を厚く形成したものを用いているため、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくすると共に導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば正確にかつ高感度に情報を読み出すことができる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明をその典型的な実施例を参照して説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではないことを理解されたい。
【００６９】
例１
磁気記録媒体（磁気ディスク）の作製
下記の層構成を有する磁気ディスクを以下に説明する手法に従って作製した。
【００７０】
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【００７１】
非磁性の基板として使用するため、平滑な表面（Ｒａ＝〜１０Å）を有し、化学強化され、そしてよく洗浄されたディスク状のアルミナシリケートガラス基板を用意した。このガラス基板の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置により、Ｃｏ73Ｍｏ8 Ｐ19（ａｔ％）強化コート層を膜厚２０nmでスパッタ成膜し、さらにその上に、Ｎｉ81Ｐ19（ａｔ％）凹凸形成膜を膜厚２０nmでスパッタ成膜した。なお、これらの層のスパッタ成膜に当たっては、成膜工程に入る前にスパッタ室内を５×１０-8Ｔｏｒｒ以下に排気し、基板を赤外線ランプで加熱しながらＡｒガスを導入してスパッタ室内を５ｍＴｏｒｒに保持した。ＮｉＰ膜の形成後、スパッタ装置から基板を取り出し、ＮｉＰ膜の表面に円周方向の筋状凹凸を機械的にテクスチャ加工した。このテクスチャ加工のため、ダイヤモンドスラリー（Ｄ３００００）を使用した。
【００７２】
テクスチャ加工の完了後、基板を再びスパッタ装置に装填し、Ｃｒ90Ｍｏ10（ａｔ％）下地層を膜厚２５nmでスパッタ成膜した。この場合、上記した成膜工程と同様に、下地層の成膜前にスパッタ室内を５×１０-8Ｔｏｒｒ以下に排気し、基板を赤外線ランプで加熱しながらＡｒガスを導入してスパッタ室内を５ｍＴｏｒｒに保持し、−２００Ｖのバイアスを印加しながら成膜を行った。さらに続けて、Ｃｏ68Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ2 （ａｔ％）磁性記録層を膜厚２０nmでスパッタ成膜した。スパッタ成膜の条件は、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金ターゲットを使用した違いを除いて、ＣｒＭｏ下地層の成膜に同様であった。最後に、カーボン保護膜を膜厚８nmでスパッタ成膜した。先に図３〜図５を参照して説明したような層構成の本発明の磁気ディスク（以下、「磁気ディスク１」と呼ぶ）が得られた。
【００７３】
例２（比較例）
比較用の磁気記録媒体（磁気ディスク）の作製
比較に供するため、上述の手法を繰り返して、下記の層構成を有する比較用の磁気ディスクを作製した。なお、本例では、下記から理解されるように、ＮｉＰ凹凸形成膜の膜厚を２０nmから５０nmに増加し、かつＣｏＭｏＰ強化コート層を省略した。
【００７４】
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【００７５】
先に図１及び図２を参照して説明したような層構成の比較用の磁気ディスク（以下、「磁気ディスクＡ」と呼ぶ）が得られた。
【００７６】
例３
磁気ディスクの評価
前記例１において作製した磁気ディスク１及び前記例２において作製した比較用の磁気ディスクＡについて、下記の項目に関して特性の評価を行った。なお、組成分析にはＥＤＸを使用し、磁気測定にはＶＳＭ（振動試料型磁力計）を使用した。
【００７７】
（１）媒体表面の観察
それぞれの磁気ディスクの表面をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて観察したところ、図１０に示す結果が得られた。図中、（ａ）は本発明の磁気ディスク１（２層プリコート構造を採用）を示し、（ｂ）は比較用の磁気ディスクＡ（単層プリコート構造を採用）を示し、また、黒い部分はＮｉＰ膜の凹凸の平均値からの深さが４nm以上の部分で、白い部分は深さが４nmに満たない浅い部分である。２つの図（ａ）及び（ｂ）の比較から、本発明の磁気ディスクでは深い溝の形成が効果的に抑制されていることがわかる。
【００７８】
また、ここでは図示しないけれども、ベアリングカーブの比較を通じても、本発明の磁気ディスクでは、比較用の磁気ディスクに比較して、深さが顕著な溝の部分における面積が小さく、深い溝の発生が抑制されていることがわかった。
【００７９】
（２）ＮｉＰ膜とＣｒＭｏＰ膜の膜強度の比較
磁気ディスク１において基板上で使用したＮｉＰ膜とＣｒＭｏＰ膜の膜強度を次のような微小押し込み試験法に従って測定した。アルミナシリケートガラス基板の上にそれぞれの薄膜を前記例１に記載の手法に従って膜厚１００nmでスパッタ成膜した後、膜硬度を米国ナノ・インスツルメント社製の押し込み式薄膜硬度計「ナノインデンターII」を使用して測定した。本例では、ベルコビッチ形状のダイヤモンド圧子（押し込みヘッド）を異なる応力の下で極低速（０．３nm／ｓ）で薄膜表面に押し込み、その都度の押し込みヘッドの変位量（nm）を測定したところ、図１１にプロットするような結果が得られた。図示の結果から、同じ変位を起こすのに必要な応力が、ＮｉＰ膜に比べてＣｒＭｏＰ膜のほうが大きいことにより、ＣｒＭｏＰ膜は、膜硬度に関して、ＮｉＰ膜よりも優れていることが分かった。
【００８０】
上記の結果から考察するに、ＮｉＰ膜とＣｒＭｏＰ膜の膜強度に相違があることにより、先に参照した図４の模式図に示すように、深溝の発生がＣｒＭｏＰ膜（強化コート層）の介在により抑制されるものと理解される。すなわち、本発明のように２層プリコート構造を用いた場合、ＮｉＰ膜の膜厚を変化させることにより、その膜において形成される溝の深さを所望の値にコントロールすることができる。これにより、本発明により作製された磁気記録媒体では、深い溝が形成されることが効果的に抑制され、ビットエラーが発生し難くなると言える。さらに、テクスチャ加工時に、もしもＮｉＰ膜の一部が剥離し、下地のＣｒＭｏＰ膜の表面が露呈した場合でも、その上に形成される磁性記録層では、磁気特性、電磁変換特性などの劣化が発生することもない。
【００８１】
（３）その他
磁気ディスク１において、この媒体の配向比（媒体の周方向の保磁力を径方向の保磁力で割った値）は１．３であり、磁化容易軸が円周方向への異方性をもつことが確認された。
また、磁気ディスク１及び比較用の磁気ディスクＡにおいて、ＮｉＰ膜のガラス基板に対する密着力を比較したところ、磁気ディスク１のほうが良好な密着力を示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、従来の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した磁気記録媒体の基板近傍の層構成を説明する模式図である。
【図３】図３は、本発明による磁気記録媒体の好ましい１例を示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示した磁気記録媒体の基板近傍の層構成を説明する模式図である。
【図５】図５は、図３に示した磁気記録媒体の全体的な層構成を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の磁気ディスク装置の原理を示す断面図である。
【図７】図７は、図６の磁気ディスク装置の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
【図８】図８は、本発明の磁気ディスク装置の好ましい１例を示す平面図である。
【図９】図９は、図８の磁気ディスク装置の線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の磁気ディスク（ａ）及び比較用の磁気ディスク（ｂ）の膜表面をＡＦＭにより観察した結果を示す図である。
【図１１】図１１は、ＮｉＰ膜とＣｒＭｏＰ膜の膜硬度を比較した結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003657196.tif 000009
【図７】
0003657196.tif 000010
【図８】
0003657196.tif 000011
【図９】
0003657196.tif 000012
【図１０】
0003657196.tif 000013
【図１１】
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