(57)【要約】【課題】新しい下地層構造を提供することによって、結晶粒径の微細化と結晶性を両立させることでＳＮＲ特性を高め、記録密度を向上させること。【解決手段】円周方向にＮｉ−Ｐメッキ層を有するアルミ合金の非磁性基体１１上に、第１下地層１２ａと、Ｃｒ−Ｍｎ層１５と、第２下地層１２ｂと、Ｃｏ合金の磁性記録層１３と、カーボン保護層１４とが順次ＤＣマグネトロンスパッタ成膜されている。Ｃｒ−Ｍｎ層１５の組成とその膜厚は、Ｃｒ−Ｍｎ合金薄膜中のＭｎ組成が２０ａｔ％以下かつＣｒ−Ｍｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、３ｎｍ以下、あるいはＣｒ−Ｍｎ合金薄膜中のＭｎ組成が３０ａｔ％以下かつＣｒ−Ｍｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、２．５ｎｍ以下である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上にスパッタリング法により少なくとも非磁性下地層と磁性記録層とが順次形成され、さらに継続してスパッタリング法もしくはＣＶＤ法により保護層が形成された薄膜の積層構造を有する磁気記録媒体において、前記磁性記録層がＣｏ合金で、前記非磁性下地層がｂｃｃ構造を有する純金属または合金から選ばれた２層以上の組合せの積層構造を有し、該積層構造の非磁性下地層間にＣｒ−Ｍｎ合金薄膜が設けられていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性下地層が純ＣｒまたはＣｒ合金であり、該非磁性下地層間に存在するＣｒＭｎ合金薄膜中のＭｎ組成が２０ａｔ％以下であり、ＣｒＭｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、３ｎｍ以下であ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】
前記非磁性下地層が純ＣｒまたはＣｒ合金であり、該非磁性下地層間に存在するＣｒＭｎ合金薄膜中のＭｎ組成が３０ａｔ％以下であり、ＣｒＭｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、２．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体に関し、より詳細には、コンピュータなどの情報機器用記憶装置などに使用される磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータなどの情報機器用記憶装置の高記録密度化が進み、磁気記録装置においても情報を読み書きする磁気ヘッドの高度化や情報が読み書きされる磁気記録媒体の高度化により高記録密度化が進められている。磁気記録媒体の高記録密度化のためには、情報信号の記録再生を行う際の再生信号と媒体ノイズの比率であるＳＮＲを高める必要がある。一般に、磁気記録媒体は、複数の薄膜の積層構造を有している。
【０００３】
図１は、一般的な磁気記録媒体の層構成模式図で、図中符号１は非磁性基体、２は非磁性下地層、３は磁性記録層、４は保護層を示している。
一般に磁気記録媒体は、アルミ合金やガラスなど非磁性基体１上に、結晶配向性を制御するための非磁性下地層２（以下、下地層という）と、情報が記載される磁性記録層３と、磁気ヘッドとの摺動から磁性記録層を保護するための保護層４とを順次成膜することにより製造される。
【０００４】
非磁性基体１に接する下地層２から、非磁性基体１からもっとも遠い磁性記録層３までの間には、結晶的な継続性が存在する。一般に下地層２の材料には、ｂｃｃ構造を有するＣｒやＣｒ合金といった金属薄膜ないしＮｉＡｌのような金属間化合物が用いられ、また、磁性記録層３には、ＣｏとＣｒの合金を主体としこれに数種類の元素を添加した磁性薄膜が用いられ、さらに、保護層４には、カーボンを主体とする薄膜がそれぞれ用いられる。
【０００５】
成膜方法には、薄膜特性の制御が容易で、かつ高品質の薄膜が得られることから、一般にスパッタ法やＣＶＤ法が用いられる。
【０００６】
下地層２および磁性記録層３は、微小な金属結晶粒子の集合体から成る。ＳＮＲを高めて記録密度を改善するためには、磁性記録層３の結晶構造を制御する必要がある。具体的にはより微細で、所定の方向に配向した欠陥の少ない結晶構造が好ましい。非磁性基体１上に初めに成膜される下地層２の結晶構造は、磁性記録層３の結晶構造を決定する重要な役目を担う。
【０００７】
そのため下地層２の粒径や結晶配向性を制御することは、磁気記録媒体の記録密度改善のために不可欠である。例えば、磁性記録層３との結晶格子整合性を高めるために、下地層２を適宜合金化して組成を選択する、配向性の高い下地層と格子整合性の高い下地層とを積層化するなどの手法が採用されてきた（例えば、特許文献１，２参照）。また、下地層の結晶微細化のためには、結晶粒径が肥大化しないようにその膜厚を減じる、成膜ガス圧をより高めるなどのことが有効であり、従来から採用されてきた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３１２８１４号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−２４１９３７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、記録密度をさらに高めるためには、下地層の結晶制御が必要不可欠である。しかしながら、従来の手法では、結晶成長や結晶配向性の改善と粒径の微細化を高度に両立させることは困難である。例えば、下地層の膜厚を過剰に減ずることで結晶粒径は微細化されるが、結晶成長が不十分になるため、結晶配向性を劣化させてしまうという問題が生じる。また、組成や材料系を選択することで結晶性を高めることは可能であるが、同時に微細化を行うためにはやはり膜厚の減少など結晶性を犠牲にする手法を併用する必要がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、新しい下地層構造を提供することによって、結晶粒径の微細化と結晶性を両立させることでＳＮＲ特性を高め、記録密度を向上させるようにした磁気記録媒体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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、非磁性基体上にスパッタリング法により少なくとも非磁性下地層と磁性記録層とが順次形成され、さらに継続してスパッタリング法もしくはＣＶＤ法により保護層が形成された薄膜の積層構造を有する磁気記録媒体において、前記磁性記録層がＣｏ合金で、前記非磁性下地層がｂｃｃ構造を有する純金属または合金から選ばれた２層以上の組合せの積層構造を有し、該積層構造の非磁性下地層間にＣｒ−Ｍｎ合金薄膜が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非磁性下地層が純ＣｒまたはＣｒ合金であり、該非磁性下地層間に存在するＣｒＭｎ合金薄膜中のＭｎ組成が２０ａｔ％以下であり、ＣｒＭｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、３ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非磁性下地層が純ＣｒまたはＣｒ合金であり、該非磁性下地層間に存在するＣｒＭｎ合金薄膜中のＭｎ組成が３０ａｔ％以下であり、ＣｒＭｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、２．５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
このような構成により、磁気記録媒体のＳＮＲ特性を高めて記録密度を改善した。積層構造を形成する下地層の材料としては、ｂｃｃ構造を有する金属薄膜であることが望まれる。特に、純ＣｒあるいはＣｒとＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｂ，Ｔａの中から選ばれる少なくとも１つの元素との合金薄膜であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図２は、本発明に係る磁気記録媒体の一実施形態を説明するための断面図で、図中符号１１は非磁性基体、１２ａは非磁性第１下地層、１２ｂは非磁性第２下地層、１３は磁性記録層、１４はカーボン保護層、１５はＣｒ−Ｍｎ層を示している。
【００１７】
円周方向に平均粗さ０．５ｎｍのテクスチャー加工が施されたＮｉ−Ｐメッキ層を有するアルミ合金の非磁性基体１１上に、非磁性第１下地層１２ａ（以下、第１下地層という）と、Ｃｒ−Ｍｎ層１５と、非磁性第２下地層１２ｂ（以下、第２下地層という）と、Ｃｏ合金の磁性記録層１３と、カーボン保護層１４とが順次ＤＣマグネトロンスパッタ成膜されている。
【００１８】
つまり、磁性記録層１３がＣｏ合金で、下地層１２ａ，１２ｂがｂｃｃ構造を有する純金属または合金から選ばれた２層以上の組合せの積層構造を有し、この積層構造の下地層１２ａ，１２ｂ間にＣｒ−Ｍｎ合金薄膜が設けられている。
【００１９】
Ｃｏ合金の磁性記録層１３の組成は、Ｃｏ−１８Ｃｒ−１２Ｐｔ−６Ｂ（ａｔ％）、膜厚は１５ｎｍ一定とした。第１下地層１２ａはｂｃｃ構造であり、非磁性基体１１の円周方向への結晶配向性に優れる純Ｃｒを用い、第２下地層１２ｂは、Ｃｏ合金の磁性記録層１３との結晶格子間隔整合性が高いＣｒ−２０Ｍｏ（ａｔ％）を用いた。また、第１下地層１２ａの膜厚は７ｎｍ一定とし、第２下地層１２ｂの膜厚は３ｎｍ一定とした。
【００２０】
Ｃｒ−Ｍｎ層１５中のＭｎ組成は、１０，２０，３０ａｔ％の３種類を選択した。いずれの金属薄膜についても、ターゲット組成と成膜される薄膜の組成はほぼ等しいことが確認されている。非磁性基体１１の外形は、外周φ９５ｍｍ−内周φ２５ｍｍのドーナツ状で、厚さ１．０ｍｍである。カーボン保護層１４の膜厚は５ｎｍとした。スパッタ時のアルゴン圧力は５ｍＴｏｒｒ一定とした。スパッタ成膜前には、第１下地層１２ａの成膜直前の基体温度が約２５０℃になるように基体加熱を行っている。
【００２１】
図３は、Ｃｒ−Ｍｎ膜厚の変化に伴うＳＮＲ特性と高周波特性をあらわす分解能の変化を示した図である。測定にはスピンスタンドタイプのＲ／Ｗテスターを使用した。測定用磁気ヘッドにはＧＭＲ（巨大磁気抵抗）タイプのものを使用し、測定半径は３３ｍｍ、基体回転数は４５００ｒｐｍ、測定線記録密度を３０８ｋｆｃｉとした。
【００２２】
Ｃｒ−Ｍｎ層１５を膜厚０．５ｎｍ設けることで、Ｃｒ−Ｍｎ層１５が０ｎｍである従来の記録媒体に対するＳＮＲの改善が認められた。同時に分解能も増加しており、周波数特性の改善、すなわち高記録密度への適用性が増していることが確認された。いずれのＣｒ−Ｍｎ組成についても、Ｃｒ−Ｍｎ層の膜厚が厚くなるとＳＮＲは低下していく。
【００２３】
Ｃｒ−Ｍｎ層１５が、Ｃｒ−１０Ｍｎ、Ｃｒ−２０Ｍｎの場合は厚さ３ｎｍまで、Ｃｒ−３０Ｍｎの場合は、厚さ２．５ｎｍまでは従来の記録媒体よりも高いＳＮＲ値を維持しており、この膜厚が本発明における上限である。３ｎｍ以下の極薄い膜を物性や膜厚ともに安定して均一に成膜するのは困難である。特に０．５ｎｍ未満の領域は、それが顕著となることから、本実施形態では０．５ｎｍ未満を適用外としている。０．５ｎｍ以上、３ｎｍ以下の範囲では、生産性の点を考慮すればより厚膜であることが好ましく、必要とされるＳＮＲ改善幅に応じてＣｒ−Ｍｎ膜厚を適宜選択することが好ましい。
【００２４】
つまり、好ましいＣｒ−Ｍｎ層１５の組成とその膜厚は、Ｃｒ−Ｍｎ合金薄膜中のＭｎ組成が２０ａｔ％以下かつＣｒ−Ｍｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、３ｎｍ以下、あるいはＣｒ−Ｍｎ合金薄膜中のＭｎ組成が３０ａｔ％以下かつＣｒ−Ｍｎ合金薄膜の膜厚が０．５ｎｍ以上、２．５ｎｍ以下である。
【００２５】
組成の範囲限定は、次の考察により行われる。Ｃｒ−３０Ｍｎではそれ以下のＭｎ量と比較して、適用できるＣｒ−Ｍｎ膜厚の範囲が狭くなっている。これ以上Ｍｎを添加すれば適用膜厚範囲はさらに狭まることになり、生産マージンが減少する。そのためＭｎ量には上限が存在し、本実施形態からその値を３０％に限定した。Ｍｎの結晶構造は、単純なｂｃｃ格子を複数個組み合わせた形の立方格子であることが知られている。したがって、Ｃｒのようなｂｃｃ結晶にＭｎを添加していくと、ｂｃｃ格子が徐々に乱れてくる。Ｍｎの過剰添加によるＳＮＲの低下はこの格子の乱れのためであると考えられる。Ｍｎ添加量が少ない場合にはこのような結晶格子の乱れは生じ得ないため、下限についてはとくに限定されるものではない。
【００２６】
本実施形態中Ｃｒ−１０Ｍｎを１．６ｎｍ挿入した磁気記録媒体の活性化体積は、従来の記録媒体よりも約１２％小さいことが確認されている。活性化体積は近似的に結晶粒の体積に等価な値であり、この値が小さいことは、より微細な結晶粒が形成されていることを示している。また、電子線回折測定結果などから、Ｃｒ−Ｍｎ層の挿入による結晶性や結晶配向性の劣化は見られていない。以上のことから、Ｃｒ−Ｍｎ層の挿入によるＳＮＲ特性の改善は、結晶性や結晶配向性を劣化させることなく、結晶粒径を微細化することによるものであると考えられる。
【００２７】
本発明は、結晶性を維持しながら微細な下地構造を提供するものである。したがって、下地層が成膜された以降の層構成によってその効果が失われるものではない。多方面で報告されている新しいタイプの磁気記録媒体、例えば、下地層と磁性記録層との間にＣｏ合金系の薄膜が挿入された磁気記録媒体、Ｒｕ層を介した２層以上の磁性層の間に反強磁性結合が得られている記録媒体などに対しても有効である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、磁性記録層がＣｏ合金で、非磁性下地層がｂｃｃ構造を有する純金属または合金から選ばれた２層以上の組合せの積層構造を有し、この積層構造の非磁性下地層間にＣｒ−Ｍｎ合金薄膜が設けられているので、非磁性下地層を複数の薄膜からなる積層構造とし、その積層構造間に所定の組成と膜厚を有するＣｒ−Ｍｎ合金薄膜を挿入することによって薄膜の結晶性を劣化することなく結晶粒径を微細化し、ＳＮＲ特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な磁気記録媒体の層構成模式図である。
【図２】本発明に係る磁気記録媒体の一実施形態を説明するための断面図である。
【図３】Ｃｒ−Ｍｎ膜厚の変化に伴うＳＮＲ特性と高周波特性をあらわす分解能の変化を示した図である。
【符号の説明】
１  非磁性基体
２  非磁性下地層
３  磁性記録層
４  保護層
１１  非磁性基体
１２ａ  非磁性第１下地層
１２ｂ  非磁性第２下地層
１３  磁性記録層
１４  カーボン保護層
１５  Ｃｒ−Ｍｎ層
【図１】
2004234718.tif 000003
【図２】
2004234718.tif 000004
【図３】
2004234718.tif 000005