(57)【要約】【課題】耐摺動特性や耐食性が良好で、６００ギガビット／平方インチ以上の高い面記録密度で記録再生が可能となる磁気記録媒体を提供する。【解決手段】６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度で記録される磁気記録方式の円盤状磁気記録媒体であって、保護層がテトラヘドラル系非晶質カーボンからなることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。６００ギガビット／平方インチ以上の高い面記録密度の条件においても、耐摺動特性や耐食性が良好となる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に、軟磁性材料により形成された軟磁性裏打ち層、下地層、記録層、保護層、潤滑層の順に形成され、上記記録層が酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料であって、少なくとも２層以上設けられており、下地層側では酸化物濃度が高く保護層側では酸化物濃度が低く、残留磁化が膜面内方向より膜面に対して垂直方向の方が大きい垂直磁気記録方式で６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度で記録される円盤状の磁気記録媒体であって、上記保護層がテトラヘドラル系非晶質カーボンからなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記保護層は、カソーディック・アーク法により形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記保護層の硬度が２０Ｇｐａ以上であることを特徴とする請求項１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、長期的な耐摺動特性が維持でき、６００ギガビット／平方インチ以上の高い面記録密度の条件においても記録再生が可能となる磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体の面記録密度を高めるためにヘッドの低浮上量化が求められており、近い将来極低浮上領域あるいは間欠的なコンタクトレコーティングになると予測される。この点に関する本発明者らの試算では、６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度では、ヘッド浮上量は４ｎｍ以下とする必要があり、これに伴ない、磁気記録媒体としては、保護層厚は３ｎｍ以下望ましくは２ｎｍ以下に仕上げる必要があるとの結論を得た。
【０００３】
６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度を実現するために、本発明者らは、まず記録層の生成過程における結晶成長を制御して、記録層の結晶粒の微細化を図るべく、非磁性基板上に、軟磁性材料により形成された軟磁性裏打ち層、下地層、記録層をこの順に形成し、前記記録層は、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料により形成され、下地層側では酸化物濃度が高く保護層側では酸化物濃度が低くなるようにし、残留磁化が膜面内方向より膜面に対して垂直方向の方が大きい構成とした。
【０００４】
この記録層の詳細は本発明者らにより特願２００３−０３０９０５号明細書に記載されている。本発明の各記録層の膜厚は、磁界勾配が急峻となる条件で記録をし、分解能を高めるために２０ｎｍ以下であることが好ましい。また酸化物含有量は、５ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であることが好ましい。５ｍｏｌ％より多くすると、磁性粒子間の分離が十分に行われ媒体ノイズの低減が達成され、２０ｍｏｌ％より少なくすると、酸素が磁性結晶粒内に取り込まれるのを防止し磁気特性の低下を防ぐことができる。更に、本発明の下地層は、ＣｏＣｒＲｕを主体とする合金が好ましい。本下地層を用いることで、記録層の結晶性が向上し、その結果高い磁気特性を得ることができる。
【０００５】
ところで近年，通常のパーソナルコンピュータ以外に磁気記憶装置が使われることが多くなっている。たとえば、車載用ナビゲーションシステムに搭載される磁気記憶装置においては，使用される地域によっては，１００℃９０％ＲＨに近い高温高湿度下で長時間使用されることも予測される。そのような耐苛酷環境仕様の磁気記録媒体における記録層においては、さらに耐食性に優れた保護膜が必要であることが，その後の本発明者らの更なる探求の結果明らかになった。
【０００６】
従来より磁気記録媒体の保護層としては、主にグラファイトターゲットのスパッタリングによって形成されるスパッタカーボンが用いられてきた。スパッタカーボンは、化学的に安定で摩擦係数が小さく、摺動時に摩耗粉が残りにくい性質を有する。しかし，保護層内部にグラファイト状の骨格構造を多数含む欠点があり、耐磨耗特性が十分ではなかった。スパッタカーボンに代わる硬質炭素膜としては、たとえば，特許文献１に開示されるようなダイヤモンドライクカーボン，ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ  ）があげられる。ＤＬＣはプラズマＣＶＤ法によりイオン衝撃を伴う炭化水素ラジカルの表面反応で作製される水素化炭素膜であり，硬く、被覆性に優れ、薄くても耐摺動性と耐食性に優れることで知られている。これは，炭化水素イオンの表面との衝突でフラグメント化した炭素イオンが、保護層内部に侵入し、内部の大きな圧力下でｓｐ３結合を形成するため，硬質の構造が成長するものと推定されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１７２１４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、それでもなお、６００ギガビット／平方インチ以上の高面記録密度で想定される２ｎｍ以下のような膜厚では、ＤＬＣでさえ耐摺動特性や耐食性が十分でなく、ましてや保存環境における腐食に敏感である微細化・規則化された結晶粒をもつ記録層の長期保護にはおのずと限界があった。本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述した微細化・規則化された結晶粒をもつ記録層の保護層としてテトラヘドラル系非結晶カーボンをカソーディック・アーク法により形成するようにしたので、充分な硬度と被覆性を持ち記録層との密着性の良好な保護層の形成が実現できる。
【００１０】
ここで，カソーディック・アーク（Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ）法とは、カソードをアーク放電により蒸発させることにより，成膜する一種の蒸着法であり、蒸発したカソードは電離してプラズマとなりアノード側に供給される。このときのアーク電流は、電離により生じた電荷が担体であり、イオン化したカソード材料がこれに沿って飛散する。カソーディック・アーク法の成膜装置では、アークチャンバの内部に、磁気記録媒体を保持するための基板ホルダがあり，それに保持された磁気記録媒体に対向する位置にカソードが設置されている。そして，カソードには、パルス発生器を備えたアーク電源が接続されており、電流が流れるとカソード上にアーク放電が発生するようになっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
基板上に、密着層、軟磁性裏打ち層、下地層、第１記録層、第２記録層、保護層及び潤滑層を順次積層した構造を有する。密着層は、基板とその上に積層された膜との剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層は、情報記録の際に記録層に印加される磁場を集束するための層である。下地層は、第１記録層及び第２記録層の配向性を向上させるための層である。第１記録層及び第２記録層は、情報が磁化情報として記録される層であり、第１記録層及び第２記録層の磁化方向は膜面に対して垂直方向となる。保護層は、基板上に順次積層された積層膜を保護するための層である。
【００１２】
基板には直径２．５インチ（６．５ｃｍ）の円板状のガラス基板を用いた。基板上に、密着層としてＴｉ膜を、ＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットはＴｉとした。密着層の膜厚は５ｎｍとした。
【００１３】
次いで、密着層上に、軟磁性裏打ち層としてＣｏＴａＺｒ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ８８Ｔａ１０Ｚｒ２（ａｔ％）とした。軟磁性裏打ち層の膜厚は２００ｎｍとした。
【００１４】
次に、軟磁性裏打ち層上に、下地層としてＣｏＣｒＲｕ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ５５Ｃｒ２５Ｒｕ２０（ａｔ％）とした。
下地層の膜厚は２０ｎｍとした。
【００１５】
さらに、下地層上に、第１記録層として酸化物を含有したＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）とした。第１記録層５の膜厚は５ｎｍとした。
【００１６】
さらに、第１記録層上に、第２記録層として酸化物を含有したＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９５：５ｍｏｌ％）とした。第２記録層の膜厚は１０ｎｍとした。その後、グラファイトカソードを用いたカソーディック・アーク法によりテトラヘドラル系非晶質炭素保護層を２ｎｍの厚さで形成した。
【００１７】
保護層のｓｐ３炭素比率は，透過電子顕微鏡に接続した電子線エネルギー損失スペクトルで、エネルギー損失関数によるピークのフィティングを行い、その各ピークの面積比から計算した。本実施例については，ｓｐ３炭素比率は０．８５となり，ｓｐ３混成軌道であらわされるシグマ結合の三次元ネットワークによる強固なアモルファス構造からなることが明らかになった。
【００１８】
本実施例の保護層について，ナノインデンテーションテスターにより硬度測定を行ったところ、その硬度は２５Ｇｐａであり，きわめて硬度の高い膜であることが明らかになった。
【００１９】
本実施例の磁気記録媒体について、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布した後、耐摺動特性の評価をシークテストにより行った。シークテストは、ピコスライダーを用い、５００ｈＰａに減圧したチャンバー内で、７２００ｒｐｍで磁気記録媒体を回転させながら１０Ｈｚの周期でシーク動作を実施し，ヘッドスライダーとの間欠接触によるスクラッチ痕や磨耗の有無を観察した。本実施例の磁気記録媒体では、６０ｋ回のシーク動作の後でも媒体表面にスクラッチや磨耗が生じることがなく，耐摺動性の優れた磁気記録媒体であることを示した。
【００２０】
さらに，硝酸セリウムアンモニウム（Ｃｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６）溶液の中に本実施例の磁気記録媒体を５分浸漬した後、媒体表面を光学顕微鏡で観察したところ、腐食点は観察されなかった。これにより，ピンホールのない被覆性に優れた保護層であることが明らかになった。
【００２１】
また，恒温恒湿槽にて，本実施例の磁気記録媒体を６０℃，９０％ＲＨの環境下で２時間放置した後、最表面をＸ線光電子分光法により観察したところ、腐食の兆候であるＣｏまたはＦｅ等の磁性膜由来の金属は検出されなかった。これにより，本実施例の磁気記録媒体は、耐侯性に優れた特性をもつことが明らかになった。
【００２２】
（比較例１）
膜厚２ｎｍの保護層をプラズマＣＶＤ法により形成した点を除いては、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００２３】
実施例１と同様に，電子線エネルギー損失スペクトルから求めた保護層のｓｐ３炭素比率は，４０％であった。
【００２４】
ナノインデンテーションテスターにより測定した保護層の硬度は、１９Ｇｐａであった。
【００２５】
パーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布した後、実施例１と同じ条件で耐摺動特性の評価をシークテストにより行うと、６０ｋ回のシーク動作の後に媒体表面にスクラッチや磨耗が観測された。
【００２６】
硝酸セリウムアンモニウム溶液の中に本比較例の磁気記録媒体を５分浸漬した後、光学顕微鏡で観測すると、腐食点が多数観測された。ＤＬＣ保護膜の被覆性が十分ではなく、ピンホールから腐食した金属化合物が析出したものと思われる。
【００２７】
さらに，実施例１と同条件で、恒温恒湿槽で耐侯試験を行ったところ、６０℃，９０％ＲＨの環境下で２時間放置後、最表面にＣｏまたはＦｅなど記録層由来元素が２ａｔ％検出された。高温高湿下の環境により記録が腐食して析出したものと思われる。
【００２８】
【発明の効果】
以上，詳述したように、本発明の磁気記録媒体は、保護層としてテトラヘドラル系非結晶カーボンをカソーディック・アーク法により形成するようにしたので、充分な硬度を持ち密着性のよい保護層により，６００ギガビット／平方インチ以上の高い面記録密度で記録再生が可能となる。