JP2000099944A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度磁気記録に適するように記録再生特性
の線記録密度Ｄ₅₀、Ｓ／Ｎ比及びオフトラック特性が改
善された磁気記録媒体を提供する。 【構成】 非磁性基板１０１上に、ＮａＣｌ型結晶構造
を持つ材料からなる（１１０）配向膜１０３及びｂｃｃ
構造を持つ材料の膜１０４を形成し、その上にｈｃｐ構
造を持つＣｏ基合金からなる磁性膜１０５を形成する。
又は、ＮａＣｌ型結晶構造を持つ材料からなる（１１
０）配向膜の上にｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金からなる
磁性膜を形成する。又は、ＮａＣｌ型結晶構造を持つ材
料の（１１０）単結晶を基板として用いてｂｃｃ構造を
持つ材料の下地層、ついでｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金
からなる磁性膜を形成する。又は、ＮａＣｌ型結晶構造
を持つ材料の（１１０）単結晶を基板として用いて、直
接その上にｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金からなる磁性膜
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の製
造方法に関し、特に磁性膜の結晶粒の結晶学的配向性が
高密度磁気記録に適するように改良された磁気記録媒体
の製造方法に関する。

【０００２】

【０００３】

【従来の技術】高密度磁気記録を実現するために、連続
磁性膜を磁気記録媒体に用いる研究開発が進められてい
る。これらの磁気記録媒体は、高分子フィルム、ＮｉＰ
膜を被覆したアルミニウム、ガラスなどの非磁性材料よ
りなる基板上に、強磁性金属のＣｏやＣｏ合金からなる
薄膜を、高周波スパッタリング法、イオンビームスパッ
タ法、真空蒸着法、電気メッキ法、あるいは化学メッキ
法などで形成して作製されている。このようにして作製
された磁気記録媒体において、磁性膜の微細構造と磁気
特性との間には密接な関係があり、磁気記録の記録密度
や再生出力を高めるために磁性膜の改良が種々試みられ
ている。

【０００４】面内磁気異方性をもつ磁性膜の微細構造を
改良し記録再生特性を向上させるために、基板と磁性膜
の間に下地層を設ける方法が検討されており、例えば、
特開昭６２−２５７６１７号公報にはＣｏ−Ｐｔ系磁性
膜の下地層としてＷ，Ｍｏ，Ｎｂ又はＶの膜を用いるこ
とが、特開昭６２−２５７６１８号公報には下地層とし
てＶ−Ｃｒ又はＦｅ−Ｃｒ合金材料を用いることが記載
され、特開昭６３−１０６９１７号公報にはＣｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＰｔからなる磁性膜の下地層としてＣｒ，
Ｈｏ，Ｔｉ，Ｔａ等の非磁性材料の膜を形成する方法
が、特開昭６３−１８７４１４号公報にはＣｏ−Ｐｔ−
Ｃｒ磁性膜の下地層としてＣｒ又はＣｒ−Ｖ合金が有効
であることが記載されている。

【０００５】基板上に下地層としてＣｒ又はＣｒ合金を
スパッタ法等で形成すると（１００）又は（１１０）配
向膜が得られ、Ｃｏ合金磁性膜を（１００）配向膜上に
形成すると磁化容易軸は基板と平行になり、一方、（１
１０）配向膜上に形成すると磁化容易軸は基板表面から
約３０度傾いてはいるが基板とほぼ平行になるため、面
内磁気記録媒体として望ましいことが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高密度磁気記録が可能
で再生出力の大きい面内磁気記録媒体としては、磁性膜
の保磁力（Ｈｃ）、飽和磁化（Ｍｓ）が大きいことに加
えて、残留磁化率（Ｍｒ／Ｍｓ）が大きいこと、磁気異
方性の分散が小さいことが必要である。上記の公知技術
は、ＨｃとＭｓが大きい磁気記録媒体を形成することは
ある程度可能であるが、残留磁化率が大きくてしかも磁
気異方性の分散が小さい媒体を形成するには不十分であ
る。

【０００７】残留磁化率、磁気異方性の分散は磁性薄膜
を構成する結晶粒の粒径分布、磁化容易軸分布と相関が
あり、大きな残留磁化率及び小さな磁気異方性の分散を
実現するためには、結晶粒径が揃っていて、かつ、結晶
粒の磁化容易軸がほぼ面内方向に揃っていることが必要
である。さらに望ましくは磁化容易軸が記録再生の際に
用いられる磁気ヘッドの走行方向に揃っているほうが良
い。

【０００８】本発明は、磁性膜の磁化容易軸が面内を向
き、かつ磁気異方性の分散が小さい、高密度磁気記録に
適した面内磁気記録媒体の製造方法を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の方法に
より達成できることが、本発明者等の実験の結果明らか
になった。すなわち、基板もしくは下地層としてＮａＣ
ｌ型結晶構造を持つ（１１０）単結晶もしくは（１１
０）配向膜を用いて、その上に体心立方構造（ｂｃｃ）
を持つ下地層材料を形成すると、（２１１）面方位が基
板と平行な単結晶もしくは配向膜が得られる。この膜上
に六方最密構造（ｈｃｐ）を持つＣｏ基合金磁性膜を形
成すると、磁性膜は（１−１００）面が基板と平行な単
結晶膜もしくは配向膜が得られる。この場合磁性膜の磁
化容易軸である［０００１］軸は基板と平行になる。

【００１０】また、ＮａＣｌ型結晶構造を持つ（１１
０）単結晶もしくは（１１０）配向膜の上に直接ｈｃｐ
構造を持つＣｏ基合金磁性膜を形成しても、磁性膜の磁
化容易軸である［０００１］軸は基板と平行になる。ｂ
ｃｃ構造の膜を用いた場合、成膜条件を制御することに
より（２１１）配向性を保った状態で結晶粒径や結晶粒
間の距離を調整できるので、磁気記録媒体の微細構造を
調整できるという特徴があるため、磁気記録媒体の使用
目的に応じて利用すれば良い。

【００１１】ベースとなる基板上にＮａＣｌ構造をもつ
材料の（１１０）配向膜を形成する方法として、例えば
基板上にグレーティングあるいはテクスチャと呼ばれる
微細な起伏を形成し、この上にグラフォエピタキシャル
成長を利用して（１１０）配向膜を成長させることが可
能である。グラフォエピタキシャル成長技術に関して
は、例えば、「固体物理」第２０巻、第１０号（１９８
５）、第８１５〜８２０頁に記載されている。グレーテ
ィングやテクスチャを円板状の基板の周方向に形成して
おけば、Ｃｏ基合金磁性膜の磁化容易軸を周方向に揃え
ることが可能となる。

【００１２】上記の方法を用いれば、磁性膜の磁化容易
軸を基板と平行に制御でき、さらに円板状の基板では円
周方向に磁化容易軸を揃えることができるので、磁気記
録の際の磁気ヘッドの走行方向と同一にでき、この結
果、面内磁気記録媒体の性能が向上する。磁性膜の結晶
粒の分布を制御することもできるので、高密度磁気記録
に適した記録媒体を提供することができる。

【００１３】さらに磁気ヘッドと組み合わせて磁気記録
媒体を使用する場合、高いトラック密度を実現すること
を考慮して、上記方法で作製した磁気記録媒体に溝や窪
みを設けたり、非磁性領域や光反射率の異なる領域を設
けても良い。ＮａＣｌ型結晶構造を持つ材料としては、
ＭｇＯ，ＣａＯ，ＴｉＯ，ＶＯ，ＭｎＯ，ＣｏＯ，Ｎｉ
Ｏのいずれか又はこれらを主成分とする混晶、あるいは
ＬｉＣｌ，ＮａＣｌ，ＫＣｌのいずれか又はこれらを主
成分とする混晶、あるいはＬｉＦ、あるいはＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，ＨｆＣ，ＮｂＣ，ＴａＣのいずれか又はこれらを
主成分とする混晶が適当である。膜厚は、１０ｎｍ以上
１００μｍ以下が望ましい。１０ｎｍ以下になるとベー
ス基板がｂｃｃ構造を持つ膜の成長に及ぼす影響を遮断
し難くなり、１００μｍ以上になると、膜形成に要する
時間が長くなり、さらに配向膜の結晶粒の粗大化などの
望ましくない現象が生ずる。

【００１４】ｂｃｃ構造を持つ膜としては、Ｃｒ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｍｏもしくはこれらの元素を主成分とする合金が
利用可能である。膜厚は１μｍ以下が望ましく、スパッ
タ法などの成膜法で形成することを考慮すると、経済的
かつ実用的には２００ｎｍ以下がさらに望ましい。ｈｃ
ｐ構造を持つＣｏ基合金磁性膜としては、Ｃｏをベース
として、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，
Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｂ，Ａｌ，Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｎの少な
くとも１元素を含んだ合金膜が利用可能である。例え
ば、Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ，Ｃｏ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｖ，
Ｃｏ−Ｍｏ，Ｃｏ−Ｔａ，Ｃｏ−Ｒｅ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｃ
ｏ−Ｐｄ等の２元系合金、あるいはこれらの２元系合金
に第３元素を加えたＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｗ，Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｒｅ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｒ，Ｃｏ−Ｐｔ−Ｔａ，Ｃｏ−Ｐ
ｔ−Ｂ等の３元系合金、又は第４元素を加えたＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｔａ−Ｂ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｔａ−Ｃ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−
Ｎ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ等である。Ｃｏの比率が最大
でしかも結晶構造がｈｃｐとなるなら、本発明で対象と
するＣｏ基合金磁性膜となりうる。また、磁性膜は単層
に限らず多層膜あるいは膜厚方向に組成傾斜を持たせた
膜でも利用可能である。膜厚は、２ｎｍ以上１００ｎｍ
以下、望ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が良い。

【００１５】成膜法としては、高周波スパッタ法、高周
波マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、
イオンビームプレーティング法、真空蒸着法等の物理蒸
着法がいずれも利用可能である。

【００１６】図１は、本発明の一実施形態による円板状
の磁気ディスクの一部の断面斜視図である。この図を参
照して説明する。外形が円板状の非磁性基板１０１の表
面に、例えば頂角θが約９０度のグレーティングもしく
はテクスチャ１０２を設け、この上にＮａＣｌ型結晶構
造を持つ材料をグラフォエピタキシャル成長させると、
表面が（１１０）を持つ配向膜１０３が得られる。

【００１７】グレーティングもしくはテクスチャの方向
は、円板の周方向に揃えるのが有効である。この場合、
グレーティングもしくはテクスチャは全周連続している
必要性は必ずしもなく、断続していても良い。ＮａＣｌ
型結晶構造を持つ材料は｛１００｝面が発達する傾向が
あり、図１に示すような頂角がほぼ９０度の起伏がある
と、斜面に｛１００｝面が平行に成長することになり、
その結果、ベース基板と平行な膜の表面は（１１０）面
となる。頂角は９０度を中心に３０度程度のずれがあっ
ても、ほぼ（１１０）面をベース基板と平行に持つＮａ
Ｃｌ配向膜が得られる。個々の起伏の深さにも平均の深
さにたいして数十％の誤差があっても、（１１０）面が
優先的に配向したＮａＣｌ型結晶構造を持つ膜が得られ
る。この膜の表面を平坦にしたい場合は、グラフォエピ
タキシャル成長後、研磨するのが望ましい。

【００１８】ＮａＣｌ型結晶構造を持つ配向膜の個々の
結晶粒の［００１］方向は、ほぼグレーティングもしく
はテクスチャの筋の方向と平行、すなわち円板状の基板
の周方向と平行になる。この膜の上に、ｂｃｃ構造を持
つ膜を形成すると、エピタキシャル現象により、（２１
１）面がベース基板と平行な配向膜１０４が成長する。
次いで、ｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金磁性膜を形成する
と、エピタキシャル現象により、（１−１００）面がベ
ース基板と平行な配向膜１０５が成長する。磁性膜の磁
化容易軸［０００１］は基板と平行になり、しかもほぼ
グレーティングもしくはテクスチャの筋の方向と平行、
すなわち円板状の基板の周方向と平行になる。この上に
保護膜１０６を形成することにより、磁気記録媒体が得
られる。

【００１９】グレーティングもしくはテクスチャの深さ
は、その上に形成されるＮａＣｌ型結晶構造を持つ配向
膜の個々の結晶粒の大きさと関係があり、成膜条件が同
じ場合、深さが小さいほど小さな結晶粒が形成される。
磁性膜を構成するｈｃｐ構造を持つ材料の結晶粒の望ま
しい大きさの範囲は、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下であ
る。このような磁性膜を形成するためには、グレーティ
ングもしくはテクスチャの深さも１ｎｍ以上２００ｎｍ
以下であるのが望ましい。また、テクスチャの山の平均
のピッチも、円板状の基板の半径方向で１ｎｍ以上５０
０ｎｍ以下であることが望ましい。ピッチが１ｎｍ以下
になるとグラフォエピタキシャル成長が起こり難くな
り、５００ｎｍ以上になると磁性膜の磁化容易軸が円板
の周方向に揃い難くなる。

【００２０】図２は、ｂｃｃ構造からなる材料膜を省い
て、（１１０）配向したＮａＣｌ型結晶構造を持つ膜の
上に直接ｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金磁性膜を形成した
構成からなる磁気記録媒体の断面構造模式図である。こ
の場合も磁性膜の磁化容易軸は基板と平行になり、上記
と類似の効果が生ずる。図３は、非磁性基板３０１の表
面に離散的なグレーティングもしくはテクスチャを設け
た場合であり、起伏直上に形成されたｂｃｃ結晶構造を
持つ材料膜は（２１１）配向を、ｈｃｐ結晶構造を持つ
Ｃｏ基合金磁性膜は（１−１００）配向を示す。さら
に、起伏直上に形成された磁性膜の磁化容易軸はテクス
チャもしくはグレーティングの方向に沿っており、さら
に基板上の結晶粒の分布もその方向に沿っているため、
磁気記録を行なう際には、前述のケースに準ずる望まし
い効果が生じる。なおこの場合、起伏間の距離は磁気ヘ
ッドのトラック幅で規定される磁気記録の幅の数分の１
以下にすることが必要であり、１Ｇｂ／ｉｎ²以上の磁
気記録密度を達成するためには、１００ｎｍ以下とする
ことが望ましい。

【００２１】図４は、図３においてｂｃｃ構造からなる
材料膜を省いて、（１１０）配向したＮａＣｌ型結晶構
造を持つ膜の上に直接ｈｃｐ構造を持つＣｏ基合金磁性
膜を形成した構成からなる磁気記録媒体の断面構造模式
図である。この場合も、起伏直上に形成された磁性膜の
磁化容易軸は基板と平行になり、図３の場合と類似の効
果が生ずる。

【００２２】図５は、（１１０）面を基板面に持つＮａ
Ｃｌ型結晶構造をもつ材料の単結晶基板を用いた場合で
ある。ｂｃｃ構造の膜は（２１１）面がエピタキシャル
成長し、ｈｃｐ構造の膜は（１−１００）面がエピタキ
シャル成長するため、磁化容易軸は基板と平行になる。
基板とｂｃｃ結晶構造を持つ材料の間に通常格子定数の
ミスマッチがあるため、このミスマッチを緩和するため
ｂｃｃ及びｈｃｐ結晶構造を持つ材料膜には亜粒界が形
成される。膜の形成条件、例えば基板温度や成膜速度を
調整することにより、この亜粒界で分割される結晶粒の
大きさを磁気記録に望ましい５〜１００ｎｍに制御する
ことができる。

【００２３】図６は、図５においてｂｃｃ構造からなる
材料膜を省いて、（１１０）面からなるＮａＣｌ型結晶
構造を持つ単結晶基板の上に直接ｈｃｐ構造を持つＣｏ
基合金磁性膜を形成した構成からなる磁気記録媒体の断
面構造模式図である。この場合も、磁性膜の磁化容易軸
は基板と平行になり、図３の場合と類似の効果が生ず
る。

【００２４】図５及び図６に示した単結晶基板を用いた
磁気記録媒体は、円板状の磁気ディスクとして磁気記録
に用いることができる。この場合、磁気記録媒体におけ
る磁化容易軸の磁気ヘッドに対する向きは円板の方向に
よって変化し、例えば再生出力に変化が生ずる。しか
し、この変化は円板の結晶方位に対して周期をもって生
ずる変化であり、記録再生の際に補正することは可能で
ある。また、矩形状の単結晶基板に形成した磁気記録媒
体と基板上で単振動運動をする磁気ヘッドとを組み合わ
せれば新しい磁気記録系として用いることができる。磁
気ヘッドの動きと直交する方向に磁気記録媒体を動かせ
ば、矩形状の磁気記録媒体に記録再生することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により詳細
に説明する。 〔実施例１〕直径１．８インチの石英ガラス基板１０１
の表面に、先端角９０度のダイヤモンド端子を用いて、
深さ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの同心円状のグレーテ
ィング１０２を形成した。この基板を用いて、図１に示
す構造を有する磁気記録媒体を以下の手順で作製した。

【００２６】高周波スパッタ法で基板１０１を高温度に
保って、ＮａＣｌ構造を持つＬｉＦ膜１０３を１００ｎ
ｍの厚さに形成した。膜の形成後、不活性ガス雰囲気に
保った電気炉中で熱処理した。Ｘ線回折法でＬｉＦ膜を
調べた結果、ＬｉＦ膜は、（１１０）面が基板とほぼ平
行になった配向多結晶膜であり、さらに結晶粒の［００
１］方向はほぼ同心円状に分布していることが分かっ
た。走査型電子顕微鏡でＬｉＦ膜の微細構造を調べたと
ころ、粒子径５０〜１００ｎｍの結晶粒からなってお
り、さらに表面には３０〜１００ｎｍの起伏が存在する
ことが確認された。

【００２７】そこで表面を研磨して平坦化した後、高周
波マグネトロンスパッタ法によって、ｂｃｃ結晶構造を
持つ厚さ５０ｎｍのＣｒ膜１０４、厚さ３０ｎｍのｈｃ
ｐ結晶構造を持つＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜１０５を形成し
た。磁性膜用にはＣｏ−１８ａｔ％Ｃｒ−６ａｔ％Ｐｔ
ターゲットを用いた。Ｃｒ膜形成時の基板温度は４００
゜Ｃ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ磁性膜形成時の基板温度は１８
０゜Ｃとした。スパッタのＡｒガス圧力は３〜１０ｍＴ
ｏｒｒ、スパッタパワーは６〜１０Ｗ／ｃｍ²とした。
さらに、保護膜１０６としてカーボン膜を１０ｎｍの厚
さに形成し、磁気記録媒体を作製した。Ｘ線回折で膜構
造を調べ、Ｃｒ膜は（２１１）配向を、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ膜は（１−１００）配向をした多結晶膜であることを
確認した。

【００２８】上記と同様の条件で、Ｃｒの代わりにＶ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ−５ａｔ％Ｔｉ，Ｃｒ−２ａｔ％Ｚ
ｒ，Ｃｒ−２０ａｔ％Ｖ，Ｃｒ−１ａｔ％Ｂを用いた磁
気記録媒体を作製した。ｂｃｃ構造を持つ下地膜、ｈｃ
ｐ構造をもつ磁性膜ともに上記と類似の組織が実現され
ていることをＸ線回折法によって確認した。比較試料と
して、グレーティングを形成しない石英ガラス基板上に
直接Ｃｒ膜、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ磁性膜、Ｃ保護膜を上記
と同様な条件で形成した磁気記録媒体を作製した。Ｘ線
回折による分析の結果、Ｃｒ膜は（１００）と（１１
０）の２種類が混ざった配向を示し、磁性膜の磁化容易
軸は基板と平行な結晶粒と磁化容易軸が基板から約３０
度傾いた結晶粒が混在しており、磁化容易軸の方向は基
板の面内で不規則に分布していることが分かった。

【００２９】これらの磁気記録媒体の記録再生特性の評
価を薄膜磁気ヘッドを用いて行なった。磁気ヘッドトラ
ック幅は５μｍ、ギャップ長さは０．２μｍ、測定時の
磁気ヘッドと磁気記録媒体の距離は０．０６μｍ、相対
速度は１０ｍ／ｓとした。評価項目として、記録密度特
性、シグナルとノイズの比率（Ｓ／Ｎ比）、オフトラッ
ク特性を選んだ。記録密度特性は低周波の再生出力の半
分になる出力半減記録密度（Ｄ₅₀）、Ｓ／Ｎ比は比較試
料のＳ／Ｎ比を基準とした相対値、オフトラック特性は
トラックエッジ部の記録にじみの距離を比較試料と比べ
た相対値として測定した。Ｓ／Ｎ比は値が大きいほど、
オフトラック特性は値が小さいほど高密度磁気記録に適
することを示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】本実施例の磁気記録媒体は、比較例に比べ
記録密度特性、Ｓ／Ｎ比及びオフトラック特性がいずれ
も改善されており、高密度磁気記録媒体として望ましい
特性を持つことが確認された。また、ＮａＣｌ型結晶構
造を持つ材料としてＬｉＦのかわりにＬｉＣｌ，ＮａＣ
ｌ，ＫＣｌ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＴｉＯ，ＶＯ，ＭｎＯ，
ＣｏＯ，ＮｉＯ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＮｂＣ，Ｔ
ａＣのいずれかの材料からなる（１１０）配向膜を用い
た実験も行なった。材料が異なるとグラフォエピタキシ
成長の条件が変化し、材料に適した成膜法あるいは成膜
時の基板温度、成膜後の熱処理などの条件を選択する必
要があったが、いずれの（１１０）優先配向膜を用いた
場合も、上記と同様に高密度磁気記録媒体として望まし
い特性を持つことがわかった。

【００３２】〔実施例２〕実施例１において、ｂｃｃ結
晶構造からなる材料の膜形成を省いた以外は同様な手順
で、深さ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの同心円状のグレ
ーティング２０２を形成した直径１．８インチの石英ガ
ラス基板２０１の表面上にＮａＣｌ構造の（１１０）配
向膜２０３、ｈｃｐ構造の配向磁性膜２０４及び保護膜
２０５を順次形成して、図２に示す構造を有する磁気記
録媒体を作製した。

【００３３】磁性膜２０４としては、Ｃｏ−１８ａｔ％
Ｃｒ，Ｃｏ−１２ａｔ％Ｎｉ，Ｃｏ−１８ａｔ％Ｆｅ，
Ｃｏ−２０ａｔ％Ｖ，Ｃｏ−２０ａｔＭｏ，Ｃｏ−１６
ａｔ％Ｔａ，Ｃｏ−２０ａｔ％Ｒｅ，Ｃｏ−１６ａｔ％
Ｐｔ，Ｃｏ−１５ａｔ％Ｐｄからなる２元合金、Ｃｏ−
１８ａｔ％Ｃｒ−２ａｔ％Ｔａ，Ｃｏ−２１ａｔ％Ｃｒ
−３ａｔ％Ｍｏ，Ｃｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１．５ａｔ％
Ｗ，Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−７ａｔ％Ｒｅ，Ｃｏ−１４
ａｔ％Ｎｉ−１ａｔ％Ｚｒ，Ｃｏ−１６ａｔ％Ｐｔ−２
ａｔ％Ｔａ，Ｃｏ−１８ａｔ％Ｐｔ−０．８ａｔ％Ｂか
らなる３元合金、Ｃｏ−１８ａｔ％Ｃｒ−２ａｔ％Ｔａ
−２ａｔ％Ｂ，Ｃｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１．５ａｔ％Ｔ
ａ−０．３ａｔ％Ｓｉ，Ｃｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−２．５
ａｔ％Ｔａ−０．８ａｔ％Ｃ，Ｃｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−
１．６ａｔ％Ｔａ−０．２ａｔ％Ｐ，Ｃｏ−２１ａｔ％
Ｃｒ−１ａｔ％Ｔａ−０．２ａｔ％Ｎ，Ｃｏ−１２ａｔ
％Ｃｒ−８ａｔ％Ｐｔ−０．７ａｔ％Ｂからなる４元合
金を用いた。

【００３４】比較試料として、平坦な石英ガラス基板上
に下地膜として５０ｎｍのＣｒ膜を形成した上に上記の
磁性膜を形成し、次いでＣ保護膜を形成した磁気記録媒
体をそれぞれ準備した。ＮａＣｌ結晶構造をもつ材料と
してＮｉＯの（１１０）配向膜を用いて得られた磁気記
録媒体の記録再生特性のうち線記録密度（Ｄ₅₀：ｋＦＣ
Ｉ）は、以下の通りであった。

【００３５】

【表２】

【００３６】線記録密度以外のＳ／Ｎ比、オフトラック
特性においても、本実施例に基づく磁気記録媒体は、従
来のＣｒ下地を用いて形成した同じ組成の磁性膜を持つ
比較試料に比べて１０％以上の改善が確認され、高密度
磁気記録媒体として優れていることが分かった。また、
ＮｉＯ以外のＮａＣｌ結晶構造をもつ（１１０）配向膜
上に磁性膜を形成した場合にも同様の改善効果が認めら
れた。

【００３７】〔実施例３〕直径１．８インチのガラス基
板３０１の表面に先端角９０度のダイヤモンド端子を用
いて深さ２０ｎｍの溝３０２を、ピッチ７５ｎｍで同心
円状に形成した。この基板を用いて、図３に示す構造を
持つ磁気記録媒体を以下の手順で作製した。

【００３８】高周波スパッタ法で基板３０１上にＮａＣ
ｌ構造を持つＫＣｌ膜３０３を５０ｎｍの厚さに形成し
た。膜の形成後、水蒸気を含むガス雰囲気に保った電気
炉中で熱処理した。Ｘ線回折法でＫＣｌ膜を調べた結
果、ＫＣｌ膜は、（１１０）面と（１００）面の２種類
の面が基板とほぼ平行になった配向多結晶膜であり、Ｘ
線回折では（１１０）面の強度が強く、（１１０）面の
優先配向膜であることが確認された。さらに結晶粒は、
ほぼ同心円状に分布していることが分かった。走査型電
子顕微鏡でＫＣｌ膜の微細構造を調べたところ、粒子径
３０〜１００ｎｍの結晶粒からなっており、さらに表面
には２０〜５０ｎｍの起伏が存在することが確認され
た。

【００３９】表面を研磨して平坦化した後、高周波マグ
ネトロンスパッタ法によって、ｂｃｃ結晶構造を持つ厚
さ５０ｎｍのＣｒ−２ａｔ％Ｚｒ膜３０４、ｈｃｐ結晶
構造を持つ厚さ２０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ膜３０５を
形成した。磁性膜用にはＣｏ−１８ａｔ％Ｃｒ−３ａｔ
％Ｔａターゲットを用いた。Ｃｒ−Ｚｒ膜形成時の基板
温度は３００゜Ｃ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜形成時の基
板温度は１５０゜Ｃとした。スパッタのＡｒガス圧力は
３〜１０ｍＴｏｒｒ、スパッタパワーは６〜１０Ｗ／ｃ
ｍ²とした。さらに、保護膜３０６としてカーボン膜を
１０ｎｍの厚さに形成し、磁気記録媒体を作製した。Ｘ
線回折で膜構造を調べ、Ｃｒ−Ｚｒ膜は（２００）回折
が若干認められたが（２１１）回折線の強度が強く、
（２１１）優先配向膜であることを確認した。Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｔａ膜は（１−１００）優先配向をした多結晶膜で
あることを確認した。

【００４０】〔実施例４〕実施例３と同様な方法で、ｂ
ｃｃ結晶構造を持つＣｒ−Ｚｒ膜を形成しないで、溝４
０２を設けたガラス基板４０１の上に形成したＫＣｌ膜
４０３上に直接Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜４０４を形成
し、さらにＣ保護膜４０５を設けた図４に示す構造を有
する磁気記録媒体を作製した。

【００４１】実施例３及び実施例４に対する比較試料と
して、平坦なガラス基板上に直接Ｃｒ−Ｚｒ膜、Ｃｏ−
Ｃｒ−Ｔａ膜及びＣ膜を形成した磁気記録媒体を作製し
た。実施例１の場合と同様な条件で、記録再生特性を比
較した結果、（１１０）優先配向を示すＫＣｌ膜を設け
た実施例３及び実施例４による磁気記録媒体は、いずれ
も線記録密度が２０％、Ｓ／Ｎ比が４５％、オフトラッ
ク特性が３０％以上、比較試料に較べて優れていること
がわかった。また、ＫＣｌ膜の代わりに別の材料とし
て、ＬｉＣｌ，ＮａＣｌ又はＬｉＦを用いた場合にも同
様の望ましい効果が確認された。

【００４２】〔実施例５〕一辺が２０ｍｍの矩形状の
（１１０）ＭｇＯ単結晶を基板５０１に用いて図５に示
す構造を有する磁気記録媒体を以下の手順で作製した。
高周波マグネトロンスパッタ法によって、ｂｃｃ結晶構
造を持つ厚さ３０ｎｍのＶ膜５０２、ｈｃｐ結晶構造を
持つ厚さ１５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｓｉ膜５０３を
形成した。磁性膜用にはＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−２ａｔ
％Ｔａ−２ａｔ％Ｓｉターゲットを用いた。Ｖ膜形成時
の基板温度は４５０゜Ｃ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｓｉ磁性
膜形成時の基板温度は１５０゜Ｃとした。スパッタのＡ
ｒガス圧力は３ｍＴｏｒｒ、スパッタパワーは１０Ｗ／
ｃｍ²とした。さらに、保護膜５０４としてボロン膜を
１０ｎｍの厚さに形成し、磁気記録媒体を作製した。

【００４３】Ｘ線回折で膜構造を調べ、Ｖ膜は（２１
１）面を基板と平行にエピタキシャル成長し、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｔａ−Ｓｉ膜は（１−１００）面を基板と平行にエ
ピタキシャル成長していることを確認した。透過電子顕
微鏡で磁気記録媒体の組織を調べたところ、磁性膜には
亜粒界が入っており、この亜粒界で隔てられた結晶粒は
０．３〜１度の傾きを持っていた。結晶粒の平均の大き
さは４５ｎｍであった。また、結晶粒内部の組成を調べ
たところ、Ｃｒ及びＳｉが亜粒界付近に偏析していた。
この磁気記録媒体の磁化容易軸は１つの方向に揃ってお
り、この方向は（１１０）ＭｇＯ基板の［００１］に該
当した。

【００４４】〔実施例６〕実施例５と同様な方法で、ｂ
ｃｃ結晶構造を持つＶ膜を形成しないで、直接（１１
０）ＭｇＯ基板６０１上にＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｓｉ磁性
膜６０２を形成し、さらにＣ保護膜６０３を設けた図６
に示す構造を持つ磁気記録媒体を作製した。この磁気記
録媒体でも磁化容易軸は一方向に揃っていた。

【００４５】〔実施例７〕図７に示すように、実施例５
や実施例６で作製した矩形状の磁気記録媒体７０１と、
磁気ヘッドを直線上に多数並べたマルチヘッド７０２を
組み合わせて磁気記録装置を作製し、磁気記録再生特性
を測定した。図７に示すマルチヘッド７０２は、磁気記
録媒体７０１と約０．０５μｍの間隔を保って高速単振
動運動をしており、磁気記録媒体はこの単振動運動と直
角方向に高速で任意の距離移動できるように構成されて
いる。この方法で測定した磁気記録媒体の線記録密度特
性は、Ｖ膜を設けた磁気記録媒体ではＤ₅₀＝７２ｋＦＣ
Ｉ、設けない磁気記録媒体ではＤ₅₀＝６５ｋＦＣＩであ
った。

【００４６】〔実施例８〕直径１．８インチの石英ガラ
ス基板８０１表面に先端角９０度のダイヤモンド端子を
用いて深さ５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍの同心円状のグ
レーティングを形成した。この基板を用いて、図８に示
す構造を持つ磁気記録媒体を以下の手順で作製した。

【００４７】高周波スパッタ法で基板８０１を高温度に
保ってＮａＣｌ構造を持つＭｇＯ膜８０２を１００ｎｍ
の厚さに形成した。膜の形成後、不活性ガス雰囲気に保
った電気炉中で熱処理した。Ｘ線回折法でＭｇＯ膜を調
べた結果、ＭｇＯ膜は、（１１０）面が基板とほぼ平行
になった配向多結晶膜であり、さらに結晶粒の［００
１］方向はほぼ同心円状に分布していることが分かっ
た。走査型電子顕微鏡でＭｇＯ膜の微細構造を調べたと
ころ、粒子径２０〜５０ｎｍの結晶粒からなっていた。

【００４８】表面を研磨して平坦化した後、高周波マグ
ネトロンスパッタ法によって、ｂｃｃ結晶構造を持つ厚
さ５０ｎｍのＣｒ膜８０３、ｈｃｐ結晶構造を持つ厚さ
１５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜８０４を形成した。磁性
膜用にはＣｏ−２１ａｔ％Ｃｒ−６ａｔ％Ｐｔターゲッ
トを用いた。Ｃｒ膜形成時の基板温度は４００゜Ｃ、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｐｔ磁性膜形成時の基板温度は１８０゜Ｃと
した。スパッタのＡｒガス圧力は１０ｍＴｏｒｒ、スパ
ッタパワーは１０Ｗ／ｃｍ²とした。この磁気記録媒体
上に、磁気ヘッドフォローイング用の凹状のパターン８
０５をフォトリソグラフィ法によって形成した。すなわ
ち、フォトレジストを用いたパターンエッチング法で、
１．５μｍ×１．５μｍ×０．１μｍの窪みを千鳥状に
形成した。ついで、保護膜としてカーボン膜８０６を１
０ｎｍの厚さに形成した。

【００４９】本実施例による磁気記録媒体は、磁気記録
再生特性が改良されているので原理的に面記録密度を向
上できる。これに加えて、媒体上に形成された一連の窪
みを磁気ヘッドの一部に搭載された半導体レーザ光の反
射率の変化をモニターするか、あるいは磁気ヘッドの出
力が窪み直上に磁気ヘッドが来た時に変化する現象を利
用して高精度トラッキングを行なうことができるので、
トラック方向の記録密度を大幅に向上でき、線記録密度
とトラック方向の密度の組合せを広範囲に選べ、この結
果、より容易に高密度磁気記録を行なうことができた。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、記録密度、記録再生時
のＳ／Ｎ比及びオフトラック特性の改善された磁気記録
媒体を提供できるので、磁気記録装置の高密度化を実現
でき、装置の小型化や大容量化が容易になる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による磁気記録媒体の断面構
成模式図。

【図２】本発明の実施例２による磁気記録媒体の断面構
成模式図。

【図３】本発明の実施例３による磁気記録媒体の断面
図。

【図４】本発明の実施例４による磁気記録媒体の断面
図。

【図５】本発明の実施例５による磁気記録媒体の断面
図。

【図６】本発明の実施例６による磁気記録媒体の断面
図。

【図７】本発明の実施例７による磁気記録装置の構成
図。

【図８】本発明の実施例８による磁気記録媒体の断面構
成模式図。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，８０１…基板 １０２，２０２…グレーティング １０３，２０３…（１１０）配向膜（ＮａＣｌ構造） １０４…（２１１）配向膜（ｂｃｃ構造） １０５…（１−１００）配向膜（ｈｃｐ構造） １０６，２０５，３０６，４０５，５０４，６０３，８
０６…保護膜 ２０４…配向膜（ｈｃｐ構造） ３０２，４０２…溝 ３０３，４０３，８０２…ＮａＣｌ構造を持つ膜 ３０４，５０２，８０３…ｂｃｃ構造を持つ膜 ３０５，４０４，５０３，６０２，８０４…ｈｃｐ構造
を持つ磁性膜 ５０１，６０１…（１１０）単結晶基板（ＮａＣｌ構
造） ７０１…磁気記録媒体 ７０２…マルチヘッド ８０５…凹状パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/30 Ｈ０１Ｆ 10/30 41/20 41/20 (72)発明者 稲葉 信幸 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 平山 義幸 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松田 好文 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 幹夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 本多 幸雄 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基板上に、体心立方構造を持つ材
   料からなる膜を形成し、その上に、磁化容易軸が基板に
   平行な方向を向き（１−１００）配向した六方最密構造
   を持つＣｏ基合金からなる磁性膜を形成することを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 非磁性基板上に、（２１１）配向した体
   心立方構造を持つ材料からなる膜を形成し、その上に六
   方最密構造を持つＣｏ基合金からなる磁性膜を形成する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 非磁性基板上に、（１１０）配向したＮ
   ａＣｌ型結晶構造を持つ材料からなる膜を形成し、その
   上に体心立方構造を持つ材料からなる膜を形成し、その
   上に六方最密構造を持つＣｏ基合金からなる磁性膜を形
   成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 非磁性基板上に、（２１１）配向したＣ
   ｒ、Ｖ、Ｎｂ又はＭｏもしくはこれらの元素を主成分と
   する合金からなる層を形成し、その上に六方最密構造を
   持つＣｏ基合金からなる磁性膜を形成することを特徴と
   する磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 非磁性基板上に、（１１０）配向したＭ
   ｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ、ＶＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ
   のいずれか又はこれらを主成分とする混晶、あるいはＬ
   ｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌのいずれか又はこれらを主成
   分とする混晶、あるいはＬｉＦ、あるいはＴｉＣ、Ｚｒ
   Ｃ、ＨｆＣ、ＮｂＣ、ＴａＣのいずれか又はこれらを主
   成分とする混晶からなる層を形成し、その上に、体心立
   方構造を持つ材料からなる膜を形成し、その上に六方最
   密構造を持つＣｏ基合金からなる磁性膜を形成すること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 六方最密構造を持つＣｏ基合金からなる
   磁性膜は、磁化容易軸が基板に平行な方向を向いた（１
   −１００）配向膜であることを特徴とする請求項２〜５
   のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】 六方最密構造を持つＣｏ基合金からなる
   磁性膜は、Ｃｏをベースとして、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、
   Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｒｕ、
   Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂ、Ａ
   ｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｎからなる元素群のうち少なくとも
   １元素を含んだ材料からなることを特徴とする請求項１
   〜６のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。