(57)【要約】【課題】グラニュラ磁性層からのＣｏの溶出がなく、電磁変換特性、耐久性、及び、生産性に優れた垂直磁気記録媒体を提供すること。【解決手段】垂直磁気記録媒体の磁性層を、非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなるグラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金の第１の磁性層１４と、非磁性粒界に金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金の第２の磁性層１５で構成することとした。これにより、第１の磁性層１４が、そのグラニュラ構造に起因する良好な電磁変換特性を担保する一方、第２の磁性層１５は、第１の磁性層の非磁性粒界から溶出してくるＣｏ原子をブロックして媒体の高い耐久性を担保することが可能となる。更に、非磁性基体２１と軟磁性裏打ち層２４との間に、多層下地層２２及び磁区制御層２３を付与することにより軟磁性裏打ち層２４に起因して発生するスパイクノイズを大幅に抑制することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に、軟磁性裏打ち層と、中間層と、ＣｏＣｒ系合金層の磁性層と、保護層と、液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、前記中間層側に設けられたグラニュラ構造の第１の磁性層と、前記保護層側に設けられた非グラニュラ構造の第２の磁性層とから構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記中間層が、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、又は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金で構成されてい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】
前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、前記非磁性基体側の下地層と前記軟磁性裏打ち層側の磁区制御層を順次積層させたことを特徴とする請求項１又は２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、垂直磁気記録媒体に関し、より詳細には、優れた電磁変換特性と良好な耐久性とを具え、かつ、生産性に優れた垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
【０００３】
垂直磁気記録媒体用の磁気記録層用材料としては、現在、主にＣｏＣｒ系合金結晶質膜が検討されており、垂直磁気記録に用いるために、六方最密充填（ｈｃｐ）構造をもつＣｏＣｒ系合金のｃ軸が膜面に垂直（ｃ面が膜面に平行）になるように結晶配向を制御している。ＣｏＣｒ系合金の今後の更なる高密度化に対し、このＣｏＣｒ系結晶粒の微細化、粒径分布の低減、粒間の磁気的な相互作用の低減等の試みが行なわれている。
【０００４】
一方、長手記録媒体の高密度化のための磁性層構造制御の一方式として、例えば特開平８−２５５３４２号公報や米国特許５６７９４７３号明細書において、一般にグラニュラ磁性層と呼ばれる、磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ構造をもつ磁性層が提案されている。このようなグラニュラ磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られると考えられており、垂直磁気記録媒体の記録層として、グラニュラ磁性層を用いることが提案されている。例えば、ＩＥＥＥ Trans., Mag., Vol. 36, 2393(2000) には、Ｒｕを下地層とし、グラニュラ構造をもつＣｏＰｔＣｒＯ合金を磁性層とした垂直記録媒体が記載されており、グラニュラ磁性層の下地層であるＲｕ層の膜厚を増加させるにしたがってｃ軸配向性が向上し、それに伴い優れた磁気特性と電磁変換特性が得られている。
【０００５】
一方、浮上型磁気ヘッドを用いた磁気記録装置においては、その磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の距離が数１０ｎｍと非常に小さいため、ヘッド−媒体間の摩擦磨耗特性が装置の耐久性に強く影響する。そのため、媒体表面に分子量数千の液体潤滑材を塗布することで、ヘッドとの摩擦磨耗特性を向上させることが一般に行われている。ここで、媒体の磁性層に含まれているＣｏ原子が媒体表面に析出した場合、そのＣｏ原子は媒体表面の液体潤滑材の分解を促進し、媒体の耐久性を著しく劣化させてしまうことが知られている。そこでこのようなＣｏ原子の析出を防ぐため、媒体保護膜の膜厚や膜質の管理及び媒体表面粗さの制御等が、媒体を作製する上で必要不可欠となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの検討によると、磁性層としてグラニュラ磁性層を使用した場合には、磁性層に含まれるＣｏ原子が媒体表面に容易に析出することが判明した。特に、優れた磁気特性と電磁変換特性を得るためにスパッタ成膜時のＡｒガス圧を増加させた場合にＣｏ溶出量はより顕著になる。Ｃｏ原子が媒体表面に析出すると、そのＣｏ原子が媒体表面の液体潤滑材分子を分解することにより、媒体の摩擦磨耗耐久性を著しく劣化させてしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、グラニュラ磁性層からのＣｏの溶出を抑制して優れた電磁変換特性と良好な耐久性とを両立させ、更に、生産性に優れた垂直磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非磁性基体上に、軟磁性裏打ち層と、中間層と、ＣｏＣｒ系合金層の磁性層と、保護層と、液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層は、前記中間層側に設けられたグラニュラ構造の第１の磁性層と、前記保護層側に設けられた非グラニュラ構造の第２の磁性層とから構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層が、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、又は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体において、前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、前記非磁性基体側の下地層と前記軟磁性裏打ち層側の磁区制御層を順次積層させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体では、磁気記録を行なうための磁性層を２層で構成し、非磁性基体側の第１の磁性層を、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなるグラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成し、この上に設けられる第２の磁性層を、非磁性粒界に金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成している。これらの磁性層のうち、第１の磁性層が、そのグラニュラ構造に起因する良好な電磁変換特性を担保する一方、第２の磁性層は、第１の磁性層の非磁性粒界から溶出してくるＣｏ原子をブロックして媒体の高い耐久性を担保するように構成したので、優れた磁気特性と電磁変換特性を有し、かつ、８５℃で８０％ＲＨの高温高湿環境下に９６時間以上放置しても、５０ｍｌの純水中で３分間揺動して抽出したＣｏの量をＩＣＰ発光分光分析によって測定した値が、ディスクの面積１ｍ２あたり１０μｇ以下に抑制され、充分な長期信頼性を有する媒体が実現できる。
【００１２】
さらに、非磁性基体と軟磁性裏打ち層との間に、１層あるいは複数層からなる下地層並びに磁区制御層を付与することにより軟磁性裏打ち層に起因して発生するスパイクノイズを大幅に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための図で、垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１１上に、軟磁性裏打ち層１２、中間層１３、第１の磁性層１４、第２の磁性層１５、及び、保護層１６が順次積層され、更に、保護層１６の上には液体潤滑剤層１７が形成されて構成されている。
【００１５】
また、図２は、本発明の垂直磁気記録媒体の他の構成例を説明するための図で、垂直磁気記録媒体は、非磁性基体２１上に、複数層で構成された多層下地層２２、磁区制御層２３、軟磁性裏打ち層２４、中間層２５、第１の磁性層２６、第２の磁性層２７、及び、保護層２８が順次積層され、更に、保護層２８の上には液体潤滑剤層２９が形成されて構成されている。
【００１６】
本発明の垂直磁気記録媒体において、非磁性基体１１、２１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられるＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、或いは結晶化ガラス等を用いることができ、磁区制御層２３としては、Ｍｎを含む合金系からなるＰｔＭｎ、ＩｒＭｎなどの反強磁性膜、或いは非磁性基体２１の半径方向に磁化を配向させたＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜などの硬質磁性膜を用いることができる。なお、この磁区制御層２３は、５〜３００ｎｍ程度の膜厚とすることが好ましい。
【００１７】
多層下地層２２としては、磁区制御層２３としてＭｎ合金系の反強磁性膜を用いる場合には、面心立方（ｆｃｃ）構造を有するＣｕ、Ｉｒなどの非磁性単金属、あるいはＮｉＦｅＣｒなどの非磁性合金などを用いることが望ましい。この場合、さらにその下層に、これらの非磁性単金属膜あるいは非磁性合金膜の微細構造を制御するために、３〜３０ｎｍの膜厚のＴａ、Ｚｒ、Ｎｂなどの層を設けることとしてもよい。また、磁区制御層２３として硬質磁性膜を用いた場合には、多層下地層２２としては、ＣｒＭｏ、ＣｒＷなどのＣｒ合金などを用いることができる。この場合にも、さらにその下層に、これらのＣｒ合金膜の微細構造を制御するために下地層を設けてもよい。なお、この多層下地層２２は、必ずしも複数の層から構成された多層下地層である必要はなく、所望により、単層の下地層であってもよい。
【００１８】
軟磁性裏打ち層１２、２４としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等を用いることができるが、非晶質のＣｏ合金、例えばＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより良好な電磁変換特性を得ることができる。なお、軟磁性裏打ち層１２、２４の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造や特性によって変化するが、生産性との兼ね合いから１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１９】
中間層１３、２５としては、第１の磁性層１４、２６の結晶配向性、結晶粒径及び、粒界偏析を好適に制御するための材料を適宜用いることができ、特に、第１の磁性層１４、２６の結晶配向制御の観点からは、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、またはＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金であることが望ましい。なお、その膜厚は特に限定されるものではないが、記録再生分解能の向上や生産性の観点からは、第１の磁性層１４、２６の結晶構造制御のために必要とされる最小限の膜厚とすることが望ましい。
【００２０】
第１の磁性層１４、２６は、強磁性を有するＣｏＣｒ系合金結晶粒とそれを取り巻く非磁性粒界からなり、かつ、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなる、いわゆるグラニュラ磁性層である。このグラニュラ構造は、例えば、非磁性粒界を構成する酸化物を含有する強磁性金属をターゲットとしたスパッタリングや、酸素を含有するＡｒガス雰囲気中で強磁性金属をターゲットとした反応性スパッタリングによって作製することができる。なお、グラニュラ磁性層として良好な特性を得るためには、成膜時のガス圧を１０ｍＴｏｒｒ以上にする必要がある。
【００２１】
ここで、強磁性を有する結晶を成膜するための材料としてはＣｏＣｒ系合金が好適に用いられ、特に、優れた磁気特性と記録再生特性を得る観点からは、ＣｏＣｒ合金にＰｔ、Ｎｉ、Ｔａのうちの少なくとも１つの元素を添加することが望ましい。一方、非磁性粒界を構成する材料としては、安定なグラニュラ構造を形成する観点から、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒのうちの少なくとも１つの元素の酸化物を用いることが望ましく、その膜厚は、記録再生分解能を高めるために、３０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００２２】
第２の磁性層１５、２７は、非磁性粒界には金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金結晶質膜で構成されている。このＣｏＣｒ系合金結晶質膜の成膜に使用可能な材料の例としては、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ等の合金系材料を挙げることができる。なお、耐久性に優れた垂直磁気記録媒体を作製するためには、第２の磁性層１４、２７を成膜する際のガス圧は１５ｍＴｏｒｒ以下にする必要があり、その膜厚は２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００２３】
すなわち、本発明の垂直磁気記録媒体では、磁気記録を行なうための磁性層を２層で構成し、非磁性基体側の第１の磁性層を、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなるグラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成し、この上に設けられる第２の磁性層を、非磁性粒界に金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成している。これらの磁性層のうち、第１の磁性層が、そのグラニュラ構造に起因する良好な電磁変換特性を担保する一方、第２の磁性層は、第１の磁性層の非磁性粒界から溶出してくるＣｏ原子をブロックして媒体の高い耐久性を担保するように構成されている。
【００２４】
保護層１６、２８は、従来より使用されている保護膜を用いることができ、例えば、カーボンを主体とする保護膜を用いることができる。また、液体潤滑剤層１７、２９も、従来より使用されている材料を用いることができ、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。なお、保護層１６、２８の膜厚等の条件や、液体潤滑剤層１７、２９の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。
【００２５】
以下に本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法の実施例について説明する。なお、これらの実施例は、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法を好適に説明するための代表例に過ぎず、これらに限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
非磁性基体として、表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−５ガラス基板）を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、ＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ、Ｒｕ中間層を３０ｎｍ積層させた後、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いたＲＦスパッタ法により第１の磁性層を２０ｎｍ成膜し、更に、ＣｏＣｒＰｔＢターゲットを用いて第２の磁性層を１０ｎｍ成膜させた。ここで、第１の磁性層及び第２の磁性層は、ガス圧を種々変化させた条件で成膜している。最後にカーボンからなる保護層５ｎｍを成膜後、真空装置から取り出し、その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成して垂直磁気記録媒体とした。なお、成膜に先立つ基板加熱、並びに、磁性層成膜後の加熱・急冷処理は行なっていない。
【００２７】
このようにして作製した垂直磁気記録媒体を、８５℃で８０％ＲＨの高温高湿環境下に９６時間放置した後に５０ｍｌの純水中で３分間揺動して溶出したＣｏを抽出し、その濃度をＩＣＰ発光分光分析法によって測定した。なお、第１及び第２の磁性層成膜後の媒体の磁化曲線を振動試料型磁力計で測定して磁気特性を評価すると共に、全層を成膜した媒体の電磁変換特性をＧＭＲヘッドを備えたスピンスタンドテスターにより評価した。
【００２８】
表１は、第１並びに第２の磁性層を成膜する際のガス圧を種々変化させて作製した垂直磁気記録媒体のＣｏ溶出量を纏めた結果である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
この表から明らかなように、第１の磁性層、第２の磁性層共に、成膜時のガス圧を低下させることにより、Ｃｏの溶出量を抑制することができる。特に、第２の磁性層のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以下とした場合には、第１の磁性層のガス圧によらず、Ｃｏの溶出量を１０μｇ／ｍ２以下に抑えることが可能である。
【００３１】
表２は、第１並びに第２の磁性層の成膜時のガス圧を種々変化させて作製した垂直磁気記録媒体の３５０ｋＦＣｌにおけるＳＮＲ（電磁変換特性の信号とノイズの比）を纏めた結果である。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
この表から分かるように、第１の磁性層成膜時のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以上とした場合には、第２の磁性層の成膜時のガス圧によらず、１５ｄＢ以上の良好な電磁変換特性が得られている。また、第２の磁性層成膜時のガス圧が１５ｍＴｏｒｒ以下の領域においては、第１の磁性層成膜時のガス圧が１０ｍＴｏｒｒ以上の媒体においても１５ｄＢ以上の値が得られている。
【００３４】
このように、Ｃｏ溶出量を１０μｇ／ｍ２以下に抑制し、かつ、記録密度３５０ｋＦＣｌでのＳＮＲ値を１５ｄＢ以上にするためには、第１の磁性層の成膜時のガス圧を１０ｍＴｏｒｒ以上とし、かつ、第２の磁性層の成膜時のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以下にする必要があることが分かる。
【００３５】
（実施例２）
成膜に先立つ基板加熱（前加熱）、及び、第２の磁性層成膜後の加熱（後加熱）、並びに、急冷処理を同一装置内で行って作製したこと以外は上述した実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。但し、第１の磁性層成膜時のガス圧を５０ｍＴｏｒｒ、第２の磁性層成膜時のガス圧を５ｍＴｏｒｒ一定とした。
【００３６】
表３は、前加熱温度を２００℃、後加熱温度２００℃、後加熱処理に連続して行う冷却処理工程は１０秒後の基板温度が１００℃となるように調整を行い、それぞれの処理の有無による保磁力（Ｈｃ）並びにＳＮＲ値の値を纏めた結果である。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
この表から分かるとおり、前加熱処理を行うことにより、磁気特性並びにＳＮＲが急激に低下しており、第１の磁性層であるグラニュラ磁性層を成膜する際は、事前に加熱せずに成膜プロセスを行なう必要がある。また、後加熱処理を行った場合には磁気特性とＳＮＲの値が大幅に増加している。これは、後加熱処理により第２の磁性層であるＣｏＣｒ系合金結晶質膜の特性が改善されたためである。更に、後加熱処理に連続して急冷処理を行うことにより、さらに特性が向上していることが分かる。
【００３９】
（実施例３）
表４は、中間層として各種の材料を用い、その膜厚を３０ｎｍとした以外は実施例１と同様にして作製した磁気記録媒体の、磁性層のｈｃｐ（００２）回折線をＸ線回折法により求めたロッキングカーブの半値幅Δθ５０値を纏めた結果である。なお、比較のため、中間層として体心立方（ｂｃｃ）構造をもつＴａ、及びＣｒを使用した場合についても示している。
【００４０】
【表４】
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【００４１】
この表から、非磁性下地層としてｂｃｃ構造をもつＴａやＣｒを使用した場合に比べ、ｈｃｐ構造をもつ各種材料を用いた場合にΔθ５０が改善され、磁性層の結晶配向制御が有効に行なわれることがわかる。
【００４２】
（実施例４）
実施例１に記載の製造方法において、非磁性基板と軟磁性裏打ち層との間に、Ｔａターゲットを用いＴａの第１下地層を５ｎｍ、ＮｉＦｅＣｒターゲットを用いＮｉＦｅＣｒの第２下地層を５ｎｍ、及び、ＩｒＭｎの磁区制御層を１０ｎｍ成膜したことを除き実施例１と同様の手順で磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
この方法にて作製した垂直磁気記録媒体と、実施例１の方法にて作製した垂直磁気記録媒体において、磁気特性並びにＳＮＲに関しては、特に差異が認められなかった。
【００４４】
図３は、これらの各々の方法で作成した垂直磁気記録媒体のスピンスタンドテスターによる１周分の出力波形を比較したものである。下地層並びに磁区制御層を備えない構造の実施例１に示した方法で作製した垂直磁気記録媒体では、全周に渡り不均一にスパイクノイズが発生しているのに対し、下地層並びに磁区制御層を備える構成とすることにより、スパイクノイズは顕著に減少していることが分かる。これは、非磁性基板上に下地層並びに磁区制御層を備えることにより、これらに続いて積層される軟磁性裏打ち層に磁壁が形成されないようになるためである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための図である。
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体の他の構成例を説明するための図である。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体のスピンスタンドテスターによる１周分の出力波形説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１、２１  非磁性基体
１２、２４  軟磁性裏打ち層
１３、２５  中間層
１４、２６  第１の磁性層
１５、２７  第２の磁性層
１６、２８  保護層
１７、２９  液体潤滑剤層
２２  多層下地層
２３  磁区制御層
【図１】
2006277950.tif 000007
【図２】
2006277950.tif 000008
【図３】
2006277950.tif 000009