(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層及び液体潤滑剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層が、希土類−遷移金属合金非晶質膜により構成されており、該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、成膜時に使用するガス圧を２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下（ただし、２０ｍＴｏｒｒの場合を除く）の条件下にて形成したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、配向制御層と磁区制御層を順次積層された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】
非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層及び液体潤滑剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記磁気記録層が、希土類−遷移金属合金非晶質膜により構成されており、該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、成膜時に使用するガス圧を２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下（ただし、２０ｍＴｏｒｒの場合を除く）の条件下にて形成したことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、配向制御層と磁区制御層を順次積層されたことを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の磁気記録装置に搭載される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、希土類−遷移金属合金非晶質膜において、高記録密度においても書込まれた信号のシフトや消滅がなく、かつ生産性に優れた垂直磁気記録媒体及びその製造方法の関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、磁気ディスク記録装置の大容量化に伴って、磁気記録媒体の高記録密度化の要求が急速に高まっている。従来の磁気記録方式では、長手磁気記録方式が主流であるが、最近、磁気記録の高記録密度化を実現する技術として、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で形成される裏打ち層を構成要素に含んでいる。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系合金結晶質膜が使用されている。この膜では、現状４０００Ｏｅ程度の保磁力（Ｈｃ）が最大値であり、更なる高記録密度化のためにはＨｃを更に高める必要がある。しかしながら、この要求を満たすためには技術的な困難が伴うという問題がある。
【０００４】
一方、光磁気記録用材料として使用されている希土類−遷移金属合金非晶質膜は、大きな垂直磁気異方性定数Ｋｕを有し、垂直磁気記録媒体の磁気記録層材料として非常に有望である。例えば、特開昭６２−２６８１１４号公報に記載のものは、組成の成分が均一で、かつ組成比が精度よく制御された非晶質磁性薄膜の製造方法に関するもので、スパッタ法により希土類−遷移金属合金非晶質膜を製造するようにしたものである。ところが、光磁気記録では補償点近傍の組成が使用されており、この組成域のＨｃは、垂直磁気記録用の材料として要求されるＨｃよりもかなり大きく、そのままでは垂直磁気記録媒体としては使用することは難しいという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、主に使用されているＣｏ系合金結晶質磁気記録材料の場合、膜厚方向に結晶粒が成長して構成される柱状構造を有しており、これが記録再生の際に、媒体に起因したノイズの主原因の１つとなっている。今後の記録の高密度化に伴い、この結晶粒界が記録信号に及ぼす影響が益々大きな割合を占めるようになってくる。これに対して、結晶粒径を微細化する等により影響を低減しようとする試みも行なわれてはいるが、結晶粒径が小さくなり過ぎると記録された信号の熱安定性が急激に劣化し、場合によっては記録された信号が消えてしまうという、いわゆる熱揺らぎの問題が急浮上してくる。
【０００６】
一方、希土類−遷移金属合金非晶質膜を使用した場合、非晶質であるために結晶粒界というものは存在せず、上述した問題は発生しない。しかしながら、逆に、結晶粒界が存在しないために書き込まれた信号をその場所にとどめておくための核となるものが存在せず、信号がシフトしたり、あるいは消えたりしてしまうという問題がある。特に、この現象は高い周波数での記録時に発生し易く、高記録密度化を目指す垂直磁気記録用材料としてはそのまま用いることはできないという問題がある。
【０００７】
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、希土類−遷移金属合金非晶質膜において、高記録密度においても書込まれた信号のシフトや消滅がなく、かつ生産性に優れた垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【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、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層及び液体潤滑剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層が、希土類−遷移金属合金非晶質膜により構成されており、該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、成膜時に使用するガス圧を２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下（ただし、２０ｍＴｏｒｒの場合を除く）の条件下にて形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、配向制御層と磁区制御層を順次積層されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層及び液体潤滑剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記磁気記録層が、希土類−遷移金属合金非晶質膜により構成されており、該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、成膜時に使用するガス圧を２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下（ただし、２０ｍＴｏｒｒの場合を除く）の条件下にて形成したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、配向制御層と磁区制御層を順次積層されたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
図１は、本発明における垂直磁気記録媒体の一実施形態を示す断面模式図で、図中符号１は非磁性基板、２は軟磁性裏打ち層、３は中間層、４は磁気記録層、５は保護層、６は液体潤滑剤層である。磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも軟磁性裏打ち層２と中間層３と磁気記録層４及び保護層５が順に形成された構造を有しており、さらにその上に液体潤滑剤層６が形成されている。
【００１５】
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。軟磁性裏打ち層２としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等を用いることが出来るが、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出来る。軟磁性裏打ち層２の膜厚は、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３００ｎｍ以下であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００１６】
中間層３は、軟磁性裏打ち層２と磁気記録層４を磁気的に分離するため、並びに磁気記録層４の特性を制御するために用いられ、非磁性元素あるいは非磁性合金が適宜用いられる。膜厚は、好ましくは５から３０ｎｍである。
【００１７】
磁気記録層４は、希土類−遷移金属合金非晶質膜からなる。その希土類−遷移金属合金非晶質膜として使用される材料には、例えばＴｂＣｏ，ＴｂＦｅＣｏなどの合金系が挙げられる。本発明の磁気記録層４を成膜する際には、成膜時に使用するガスの圧力を１０ｍＴｏｒｒ以上２００ｍＴｏｒｒ以下、好ましくは２０ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下に調整して行なう。磁気記録層４の膜厚は、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから５０ｎｍである。
【００１８】
保護層５は、従来から使用されている保護膜を用いることができる。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。保護膜５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。また、液体潤滑剤層６も、従来から使用されている材料を用いることができる。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。液体潤滑剤層６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。
【００１９】
図２は、本発明における垂直磁気記録媒体の他の実施形態を示す断面模式図で、図中符号１１は配向制御層、１２は磁区制御層で、その他、図１と同じ機能を有する部分は図１と同一の符号を付してある。磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも配向制御層１１と磁区制御層１２と軟磁性裏打ち層２と中間層３と磁気記録層４および保護層５が順に形成された構造を有しており、更にその上に液体潤滑剤層６が形成されている。
【００２０】
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。磁区制御層１２としては、Ｍｎを含む合金系からなる反強磁性膜、あるいは非磁性基体１の半径方向に磁化を配向させた硬質磁性膜を用いることが出来る。
【００２１】
磁区制御層１２の膜厚としては５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。配向制御層１１としては、磁区制御層１２としてＭｎ合金系の反強磁性膜を用いる場合には、面心立方構造を有する非磁性単金属あるいは非磁性合金等を用いることが望ましい。その場合、非磁性基体１と配向制御層１１との間に、配向制御層１１の微細構造を制御するために下地層を設けてもよい。
【００２２】
また、磁区制御層１２として硬質磁性膜を用いた場合には、配向制御層１１としては、Ｃｒ合金等を用いることが出来る。この場合にも、非磁性基体１と配向制御層１１との間に、配向制御層１１の微細構造を制御するために下地層を設けてもよい。
【００２３】
軟磁性裏打ち層２としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等を用いることが出来るが、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出来る。軟磁性裏打ち層２の膜厚は、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３００ｎｍ以下であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００２４】
中間層３は、軟磁性裏打ち層２と磁気記録層４を磁気的に分離するため、並びに磁気記録層４の特性を制御するために用いられ、非磁性元素あるいは非磁性合金が適宜用いられる。膜厚は、好ましくは５から３０ｎｍである。
【００２５】
磁気記録層４は、希土類−遷移金属合金非晶質膜からなる。その希土類−遷移金属合金非晶質膜として使用される材料には、例えばＴｂＣｏ，ＴｂＦｅＣｏなどの合金系が挙げられる。本発明の磁気記録層４を成膜する際には、成膜時に使用するガスの圧力を１０ｍＴｏｒｒ以上２００ｍＴｏｒｒ以下、好ましくは２０ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下に調整して行なう。磁気記録層４の膜厚は、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから５０ｎｍである。
【００２６】
保護層５は、従来から使用されている保護膜を用いることができる。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。保護膜５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。また、液体潤滑剤層６も、従来から使用されている材料を用いることができる。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。液体潤滑剤層６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。
【００２７】
以下に本発明の実施例について説明するが、以下の実施例は、本発明の好適に説明する代表例に過ぎず、本発明の技術的範囲をなんら限定するものではない。
【００２８】
［実施例１］
非磁性基体１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２を２００ｎｍ、ＴｉＣｒ中間層３を１５ｎｍ、ＴｂＣｏ磁気記録層４を３０ｎｍ成膜し、最後にカーボンからなる保護層５を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。
【００２９】
磁気記録層４以外の成膜は、すべてガス圧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。磁気記録層４の形成には、成膜時に使用する成膜ガスの全流量、並びに真空装置と真空ポンプの間に設けられたバルブの開度を調整することにより、真空装置内のガス圧を所望の値に調整した。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６を２ｎｍディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００３０】
［実施例２］
非磁性基体１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、Ｔａ下地層を５ｎｍ、ＮｉＦｅＣｒ配向制御層１１を５ｎｍ、ＩｒＭｎ磁区制御層１２を１０ｎｍ、ＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層２を２００ｎｍ、ＴｉＣｒ中間層３を１５ｎｍ、ＴｂＣｏ磁気記録層４を３０ｎｍ成膜し、最後にカーボンからなる保護層５を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。
【００３１】
磁気記録層４以外の成膜は、すべてガス圧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。磁気記録層４の形成には、成膜時に使用する成膜ガスの全流量、並びに真空装置と真空ポンプの間に設けられたバルブの開度を調整することにより、真空装置内のガス圧を所望の値に調整した。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６を２ｎｍディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００３２】
上述した方法で、磁気記録層４の成膜時のガス圧は種々変化させて、垂直磁気記録媒体を製造した。薄膜の磁気特性は、上述した実施例において磁区制御層１２並びに軟磁性裏打ち層２を成膜せずに作製した試料に対して、磁化曲線を振動試料型磁力計にて測定して算出した。垂直磁気異方性定数（Ｋｕ）は、基板面の法線方向を含む面内で測定した磁気トルク曲線から算出した。上述した実施例に示した方法にて全層成膜した垂直磁気記録媒体の電磁変換特性は、スピンスタンドテスターを用いＭＲヘッドにより測定を行なった。
【００３３】
実施例１の方法にて作製した垂直磁気記録媒体と実施例２の方法にて作製した垂直磁気記録媒体において、後述する諸特性に関しては、差異は認められなかったため、その結果は、実施例１に示した垂直磁気記録媒体の特性にて代表される。ただし、実施例２に示した層構成にすることにより、軟磁性裏打ち層に形成された磁壁に起因するスパイクノイズを完全に抑制することが出来る。
【００３４】
図３には、磁気特性のガス圧依存性を示す図で、１０ｍＴｏｒｒ以下のガス圧で成膜した場合、磁化曲線の傾きの程度を表わすＳ＊（保磁力角型比）はほぼ１を示し、この媒体の磁化反転機構が磁壁移動型で行われていることが分かる。成膜時のガス圧を上げることにより保磁力角型比Ｓ＊は単調に低下する。保磁力は、２０ｍＴｏｒｒ程度のガス圧で極大値を示す。さらにガス圧を上げることにより保磁力も徐々に低下し、２００ｍＴｏｒｒ以上のガス圧にすることにより、面内磁化膜となってしまった。したがって、希土類−遷移金属合金非晶質膜を形成する際のガス圧は、２００ｍＴｏｒｒ以下にする必要があることが分かる。
【００３５】
図４は、同じ媒体の垂直磁気異方性定数Ｋｕのガス圧依存性を示す図で、ガス圧が低い場合には、Ｋｕは４×１０６ｅｒｇ／ｃｃ程度の大きな値を示している。ガス圧を上げることにより、Ｋｕは徐々に低下し、２００ｍＴｏｒｒ以上のガス圧では、異方性の向きが垂直方向から面内方向に変わっており、面内磁化膜となる。
【００３６】
図５は、本発明の垂直磁気記録媒体の３００ｋＦＣｌにおけるＳＮＲ（電磁変換特性の信号とノイズの比）のガス圧依存性を示す図で、１０ｍＴｏｒｒ以下のガス圧では、膜中の交換結合が非常に強いために、特に高周波領域において信号が位相シフトあるいは消滅してしまうことにより、ＳＮＲは５ｄＢ程度の小さな値となってしまう。１０ｍＴｏｒｒ以上のガス圧では、Ｓ＊が低下するのに伴い、ＳＮＲは急激に増加し１５ｄＢ程度の良好な特性を示す。ただし、２００ｍＴｏｒｒ以上のガス圧になると面内磁化膜となってしまうため、特性は急激に劣化する。
【００３７】
このように、成膜時のガス圧は、１０ｍＴｏｒｒ以上で２００ｍＴｏｒｒ以下として成膜することにより、高記録密度においても良好な特性を示すことが分かる。２０ｄＢ以上の良好な特性を得ようとした場合、好ましいガス圧は２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下である。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、垂直磁気記録媒体の磁気記録層として希土類−遷移金属合金非晶質膜を用い、該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、成膜時に使用するガス圧を２０ｍＴｏｒｒ以上で１００ｍＴｏｒｒ以下（ただし、２０ｍＴｏｒｒの場合を除く）の条件下にて形成することにより、高記録密度においても良好な特性を示す垂直磁気記録媒体を作製することができる。さらに、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法は、既存の製造装置を用いて、簡単な操作にて行なうことが出来るため、大容量磁気記録媒体の大量生産にも適する方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁気記録媒体の一実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明における磁気記録媒体の他の実施形態を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施例を説明するためのもので、実施例において作製した垂直磁気記録媒体の磁気特性のガス圧依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例を説明するためのもので、実施例において作製した垂直磁気記録媒体の垂直磁気異方性定数のガス圧依存性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例を説明するためのもので、実施例において作製した垂直磁気記録媒体のＳＮＲのガス圧依存性を示したグラフである。
【符号の説明】
１  非磁性基板
２  軟磁性裏打ち層
３  中間層
４  磁気記録層
５  保護層
６  液体潤滑剤層
１１  配向制御層
１２  磁区制御層
【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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