(57)【要約】【課題】  スパイクノイズを抑制し、大量生産に適した垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  非磁性基体１上に少なくとも反強磁性層４、軟磁性層６、磁気記録層８、保護層９及び液体潤滑剤層１０が積層されてなる垂直磁気記録媒体において、少なくともＮｉ、Ｆｅを含み、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料からなり、反強磁性層４の直下に積層された配向制御層３と、Ｔａからなり、配向制御層３の直下に積層されたシード層２とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に少なくとも反強磁性層、軟磁性層、磁気記録層、保護層及び液体潤滑剤層が積層されてなる垂直磁気記録媒体において、
少なくともＮｉ、Ｆｅを含み、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料からなり、前記反強磁性層の直下に積層された配向制御層と、
Ｔａからなり、前記配向制御層の直下に積層されたシード層と
を備えたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
少なくともＦｅ、Ｃｏを含む合金からなり、前記反強磁性層と前記軟磁性層との間に積層された交換結合磁界制御層を含む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】
前記反強磁性層は、Ｍｎ系合金からなり、前記軟磁性層は、ＮｉＦｅ合金、センダスト合金またはＣｏ系アモルファス合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性層の磁化は、円盤状の媒体の半径方向に向いて、放射状に印加されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性基体上に少なくとも反強磁性層、軟磁性層、磁気記録層、保護層及び液体潤滑剤層が積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記反強磁性層と前記軟磁性層とを成膜した後、ブロッキング温度以上に加熱を行う工程と、
円盤状の媒体の半径方向に向いて、放射状に印加された静磁場中において、ブロッキング温度以下に冷却する工程と
を備えたことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関し、より詳細には、軟磁性層の磁壁形成を阻止して、低ノイズ化を図った垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【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。垂直磁気記録媒体は、硬質磁性材料の磁気記録層と、この記録層への記録に用いられる、磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層から構成される。このような構造の垂直磁気記録媒体において問題となるノイズのひとつであるスパイクノイズは、裏打ち層である軟磁性層に形成された磁壁によるものであることが知られている。そのため垂直磁気記録媒体の低ノイズ化のためには、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止する必要がある。
この軟磁性裏打ち層の磁壁の制御については、軟磁性裏打ち層の上層や下層に、Ｃｏ合金等の強磁性層を形成しこれを所望の方向に磁化させるように着磁する方法（例えば、特許文献１参照）、反強磁性薄膜を形成し交換結合を利用して磁化をピン止めする方法（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開平６−１８０８３４号公報（段落番号〔００２９〕、第１図）
【特許文献２】特開平１０−２１４７１９号公報（段落番号〔０００９〕、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
磁区制御層としての反強磁性層を用いて軟磁性裏打ち層との交換結合により磁壁の制御を行なう方法は、交換結合が十分に得られた場合、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止することができ、非常に効果的である。しかしながら、十分な交換結合を得るためには、例えば特許文献２に示すように、軟磁性裏打ち層の特性を出すために成膜後の加熱処理が必要である。この加熱処理は、半径方向に磁場を印加しながら長時間行わなければならない処理であるため、大量生産には適さないという問題があった。
また、例えば特許文献１に示すように、軟磁性層と反強磁性層とを複数回積層して裏打ち層を構成する方法では、裏打ち層の構造が複雑であり、大量生産には適さないという問題もあった。
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、低ノイズ化された垂直磁気記録媒体、および大量生産に適した垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、非磁性基体上に少なくとも反強磁性層、軟磁性層、磁気記録層、保護層及び液体潤滑剤層が積層されてなる垂直磁気記録媒体において、少なくともＮｉ、Ｆｅを含み、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料からなり、前記反強磁性層の直下に積層された配向制御層と、Ｔａからなり、前記配向制御層の直下に積層されたシード層とを備えたことを特徴とする。
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、少なくともＦｅ、Ｃｏを含む合金からなり、前記反強磁性層と前記軟磁性層との間に積層された交換結合磁界制御層を含むことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記反強磁性層は、Ｍｎ系合金からなり、前記軟磁性層は、ＮｉＦｅ合金、センダスト合金またはＣｏ系アモルファス合金からなることを特徴とする。
【０００５】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の前記軟磁性層の磁化は、円盤状の媒体の半径方向に向いて、放射状に印加されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、非磁性基体上に少なくとも反強磁性層、軟磁性層、磁気記録層、保護層及び液体潤滑剤層が積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記反強磁性層と前記軟磁性層とを成膜した後、ブロッキング温度以上に加熱を行う工程と、円盤状の媒体の半径方向に向いて、放射状に印加された静磁場中において、ブロッキング温度以下に冷却する工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、少なくともＮｉ、Ｆｅを含み、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料からなる配向制御層と、配向制御層の直下にＴａからなるシード層とを備えたので、反強磁性層の結晶性・配向性を向上させ、交換結合磁界を強めることができ、スパイクノイズを抑制することが可能となる。
また、本発明によれば、反強磁性層と軟磁性裏打ち層の間に少なくともＦｅ、Ｃｏを含む合金からなる交換結合磁界制御層を備えたので、交換結合磁界を増加させ、スパイクノイズの抑制を向上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】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明にかかる垂直磁気記録媒体は、反強磁性層の結晶性・配向性を向上させ、交換結合の磁界を強める目的で、反強磁性層の直下に配向制御層を設ける。配向制御層としては、ＮｉＦｅに、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料を用いる。また、配向制御層の結晶性・配向性を向上させるために、Ｔａからなるシード層を設ける。この構成によれば、従来のＮｉＦｅまたはＮｉＦｅＣｒからなる配向制御層と比較して、シード層との界面において、Ｔａ原子と、Ｎｉ原子及びＦｅ原子との相互拡散が抑制される。さらに、配向制御層の初期成長層、すなわち０〜２ｎｍの薄膜領域であって格子欠陥を有し、結晶性の悪い部分が抑制される。従って、従来の配向制御層と比較して、反強磁性層の結晶性・配向性を向上することができる。
【０００８】
さらに、反強磁性層と軟磁性層との間に、交換結合の磁界を強める目的で、交換結合磁界制御層を設ける。交換結合磁界制御層としては、少なくともＦｅ、Ｃｏを含む合金を用いる。
図１に、本発明の一実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構造を示す。垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に、シード層２、配向制御層３、反強磁性層４、交換結合磁界制御層５、軟磁性裏打ち層６、下地層７、磁気記録層８及び保護層９が順に形成され、さらにその上に液体潤滑剤層１０が形成された構造を有している。非磁性基体１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、結晶化ガラス等を用いることができる。
シード層２は、配向制御層３の結晶性・配向性を向上させる。材料は、Ｔａが好ましい。膜厚は、非晶質または微結晶となる１０ｎｍ以下が望ましい。配向制御層３は、反強磁性層４の結晶性・配向性を向上させる。材料は、少なくともＮｉ、Ｆｅを含み、Ｂ、Ｎｂ、Ｓｉの少なくとも１つの元素を添加した材料を用いる。膜厚は、十分に結晶成長がみられる３ｎｍ以上が望ましい。反強磁性層４は、ＦｅＭｎ、ＣｏＭｎ、ＩｒＭｎなどのＭｎ系合金が用いられる。膜厚は特に制限されないが、適度な交換結合が得られ、かつ大量生産に適するためには２ｎｍ〜３０ｎｍ程度が望ましい。
【０００９】
交換結合磁界制御層５は、交換結合の磁界を向上させる。材料は、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮｉＢなどの、少なくともＦｅ、Ｃｏを含む合金が用いられる。膜厚は、生産性を考慮すると、２０ｎｍ以下とするのが望ましい。軟磁性裏打ち層６としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等の結晶系の他、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒ等の非晶質のＣｏ系合金を用いることができる。膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。反強磁性交換結合により固定される軟磁性裏打ち層６の磁化は、一般的に用いられる円盤状の媒体を想定すると、図２に示すように基板の半径方向に向いて、放射状に印加されていることが好ましい。
磁気記録層８は、一般的に用いられているＣｏＣｒＰｔ系材料の他、強磁性を有する結晶粒を取り巻く非磁性粒界が非磁性非金属であるグラニュラー磁気記録層、ＴｂＣｏ等の希土類−遷移金属系合金（ＲＥ−ＴＭ系合金）、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄの多層積層膜、またはＦｅＰｔ規則合金などを用いることができる。なお、垂直磁気記録媒体として用いるためには、強磁性の結晶粒は、膜面に対して垂直異方性を有することが必要である。また、磁気記録材料によって、適宜、下地層７を設けることができる。
【００１０】
保護層９は、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。液体潤滑剤層１０は、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。
垂直磁気記録媒体の製造方法は、反強磁性交換結合を失う温度であるブロッキング温度以上に加熱を行い、例えば、永久磁石で制御された静磁場の中でブロッキング温度以下まで冷却する方法が用いられる。この方法は、軟磁性裏打ち層６の磁化方向を全て一方向に制御する目的で用いる。反強磁性層４と軟磁性裏打ち層６とを成膜した後、磁気記録層８を成膜する前に加熱を行う場合には、加熱温度がブロッキング温度を超えてしまうと、反強磁性交換結合が消失し、軟磁性裏打ち層６の磁化固定効果を失ってしまう。この状態で、わずかな外部磁場が加えられると、軟磁性裏打ち層６の磁化が乱され、磁壁を生ずる。そして、ブロッキング温度以下となって再度交換結合を生じると、そのまま固定されてしまう。従って、ブロッキング温度以下に冷却されるまでの間、静磁場中で保持するという方法を用いる。この方法によれば、基板全面で、軟磁性裏打ち層６の磁化固定効果を得ることができる。静磁場の強度としては、少なくとも交換結合磁界制御層５と軟磁性裏打ち層６の磁化が飽和する程度の磁界が必要であり、５０〜１０００Ｏｅ程度が望ましい。
【００１１】
以下に本発明の実施例を記す。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
（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−１０ガラス基板）を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入する。Ｔａターゲットを用いてＴａシード層を５ｎｍ成膜した後、Ｎｉ８５Ｆｅ１２Ｂ３ターゲットを用い、ＮｉＦｅＢ配向制御層を１０ｎｍ成膜した。引き続いてランプヒータを用いて、基板表面温度が３５０℃になるように加熱を行なった後、Ｉｒ２０Ｍｎ８０ターゲットを用いてＩｒＭｎ反強磁性層を１０ｎｍの厚さで成膜した後、Ｃｏ８７Ｚｒ５Ｎｂ８ターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ非晶質の軟磁性裏打ち層を１００ｎｍ成膜した。
【００１２】
次に、Ｔｉターゲットを用いて、Ｔｉ下地層を１０ｎｍの厚さで成膜した後、Ｃｏ７０Ｃｒ２０Ｐｔ１０ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ磁気記録層を２０ｎｍ成膜した。引き続いてランプヒータを用いて基板表面温度が３５０℃になるように再度加熱を行なった直後、１０００Ｏｅの固定磁場中で、１５０℃まで冷却する。最後にカーボンターゲットを用いて保護層を１０ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。これらの成膜はすべてＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。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、垂直磁気記録媒体とした。
（実施例２）
配向制御層を、Ｎｉ７９Ｆｅ１２Ｎｂ９ターゲットを用いて１０ｎｍ成膜した。その他は、実施例１に同じである。
【００１３】
（実施例３）
配向制御層を、Ｎｉ８４Ｆｅ１２Ｓｉ４ターゲットを用いて１０ｎｍ成膜した。その他は、実施例１に同じである。
（実施例４）
ＩｒＭｎ反強磁性層を成膜した後、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を成膜する前に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０ターゲットを用いて、ＣｏＦｅ交換結合磁界制御層を２ｎｍの厚さで成膜した。その他は、実施例１に同じである。
（実施例５）
ＩｒＭｎ反強磁性層を成膜した後、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を成膜する前に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０ターゲットを用いて、ＣｏＦｅ交換結合磁界制御層を２ｎｍの厚さで成膜した。その他は、実施例２に同じである。
【００１４】
（実施例６）
ＩｒＭｎ反強磁性層を成膜した後、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を成膜する前に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０ターゲットを用いて、ＣｏＦｅ交換結合磁界制御層を２ｎｍの厚さで成膜した。その他は、実施例３に同じである。
（実施例７）
交換結合磁界制御層を、Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例４に同じである。
（実施例８）
交換結合磁界制御層を、Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例５に同じである。
【００１５】
（実施例９）
交換結合磁界制御層を、Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例６に同じである。
（実施例１０）
交換結合磁界制御層を、（Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２）９４Ｂ６ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例４に同じである。
（実施例１１）
交換結合磁界制御層を、（Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２）９４Ｂ６ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例５に同じである。
（実施例１２）
交換結合磁界制御層を、（Ｃｏ６５Ｎｉ１３Ｆｅ２２）９４Ｂ６ターゲットを用いて成膜した。その他は、実施例６に同じである。
【００１６】
（比較例１）
Ｔａシード層を成膜しないこと以外は、実施例１と同じである。
（比較例２）
ＮｉＦｅＢ配向制御層を成膜しないこと以外は、実施例１と同じである。
（比較例３）
Ｔａシード層、ＮｉＦｅＢ配向制御層、ＩｒＭｎ反強磁性層、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を成膜しないこと以外は、実施例１と同じである。
各実施例および比較例について、軟磁性裏打ち層に形成される磁壁の有無を確認するために、スピンスタンドテスターを用いて、信号が書き込まれていない状態での読み出し評価を行った。ディスク１００回転分について読み出しを行い、出力の平均値に対する変動の割合をＣＯＶ％とした。磁壁からのスパイクノイズは、局所的に大きな信号出力として検出され、磁壁が揺らいでいる場合には、その大きさが変動することから、ＣＯＶの値が大きいほどスパイクノイズが発生していると考えられる。
【００１７】
また、交換結合磁界の大きさを調べるために、垂直磁気記録媒体の製造工程において、Ｔｉ下地層とＣｏＣｒＰｔ磁気記録層とを成膜する工程を省略した試料も作製した。これらの各実施例、比較例１および比較例２の試料について、基板半径方向の磁化曲線を振動試料型磁力計にて測定し、得られたＭ−Ｈループより交換結合磁界を算出した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2004192782.tif 000003
【００１９】
交換結合磁界の大きさと層の構成の関係について述べる。実施例１と比較例２とを比較すると、ＮｉＦｅＢ配向制御層を有しない比較例２は、交換結合磁界が０であり、交換結合が生じていないことから、配向制御層の必要性が明らかである。実施例１と比較例１とを比較すると、Ｔａシード層を有する実施例１は、交換結合磁界の向上が見られる。実施例１のＮｉＦｅＢ配向制御層に代えて、ＮｉＦｅＮｂを用いた実施例２、ＮｉＦｅＳｉを用いた実施例３ともに、実施例１と同等の交換結合が生じている。さらに、ＣｏＦｅ交換結合磁界制御層を付与した実施例４〜６、ＣｏＮｉＦｅ交換結合磁界制御層を付与した実施例７〜９、ＣｏＮｉＦｅＢ交換結合磁界制御層を付与した実施例１０〜１２ともに、実施例１〜３と比較して、交換結合磁界が向上している。
次に、交換結合磁界の大きさとＣＯＶの関係について述べる。軟磁性裏打ち層のない比較例３では、スパイクノイズが生じ得ず、このＣＯＶは５％である。これに対して、交換結合磁界が２６．５Ｏｅ以上の実施例４〜１２は、同様に５％であることから、スパイクノイズが完全に抑制されていることがわかる。なお、実施例１〜３と比較例１，２とから、交換結合磁界が大きいほどＣＯＶが小さいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構造を示す模式図である。
【図２】垂直磁気記録媒体の基板の半径方向に磁場を印加している様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    非磁性基体
２    シード層
３    配向制御層
４    反強磁性層
５    交換結合磁界制御層
６    軟磁性裏打ち層
７    下地層
８    磁気記録層
９    保護層
１０    液体潤滑剤層
【図１】
2004192782.tif 000004
【図２】
2004192782.tif 000005