JP2000200410A - 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置 - Google Patents
磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性膜の結晶粒子を微細化し、そのサイズの
分散を抑制することにより、低ノイズ、低熱揺らぎ、低
熱減磁の磁気記録媒体を得る。これにより、20GB/inch2
を超える超高密度記録の磁気記録装置を実現する。 【解決手段】 酸化コバルト、酸化クロム、酸化鉄ある
いは酸化ニッケルの内より選ばれた少なくとも1種類か
ら成る結晶質の第１酸化物と酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の
内より選ばれた少なくとも1種類から成る第２酸化物と
を有し、該第１酸化物の結晶粒子の粒界に該第２酸化物
が存在する無機化合物膜上に磁性膜を形成した磁気記録
媒体とする。
分散を抑制することにより、低ノイズ、低熱揺らぎ、低
熱減磁の磁気記録媒体を得る。これにより、20GB/inch2
を超える超高密度記録の磁気記録装置を実現する。 【解決手段】 酸化コバルト、酸化クロム、酸化鉄ある
いは酸化ニッケルの内より選ばれた少なくとも1種類か
ら成る結晶質の第１酸化物と酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の
内より選ばれた少なくとも1種類から成る第２酸化物と
を有し、該第１酸化物の結晶粒子の粒界に該第２酸化物
が存在する無機化合物膜上に磁性膜を形成した磁気記録
媒体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高性能でかつ高信
頼性を有する磁気記録装置及びこれを実現する磁気記録
媒体とその製造方法に関する。
頼性を有する磁気記録装置及びこれを実現する磁気記録
媒体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展はめざまし
く、各種形態の情報を統合したマルチメディアが急速に
普及してきている。これを支える情報記録装置の１つに
磁気ディスク装置などの磁気記録装置がある。現在、磁
気ディスク装置は、記録密度の向上と小型化が図られて
いる。さらに、磁気ディスク装置の低価格化も急速に進
められている。
く、各種形態の情報を統合したマルチメディアが急速に
普及してきている。これを支える情報記録装置の１つに
磁気ディスク装置などの磁気記録装置がある。現在、磁
気ディスク装置は、記録密度の向上と小型化が図られて
いる。さらに、磁気ディスク装置の低価格化も急速に進
められている。
【０００３】ところで、磁気ディスク装置の高密度化を
実現するためには、１）磁気ディスク媒体と磁気ヘッド
との間の距離を小さくすること、２）磁気ディスク媒体
の保磁力を増大させること、３）信号処理方法を工夫す
ることなどが必須の技術となっている。
実現するためには、１）磁気ディスク媒体と磁気ヘッド
との間の距離を小さくすること、２）磁気ディスク媒体
の保磁力を増大させること、３）信号処理方法を工夫す
ることなどが必須の技術となっている。
【０００４】この内、磁気ディスク媒体については、10
Gb/in2を超える記録密度を実現するためには、保磁力を
増大させることに加えて、磁性膜の磁化反転が生じる単
位を小さくしなければならない。そのためには、磁性膜
を構成する磁性粒子のサイズを微細化することが必要で
ある。さらに、磁性粒子のサイズの微細化と同時に、そ
のサイズの分布を均一にすることが、熱揺らぎの観点か
ら重要となってきている。磁性膜中の磁性粒子のサイズ
及びそのサイズの分布を制御するための方法として、 U
SP4652499号に記載されるように磁性膜の下にシード薄
膜を設けることが提案されている。
Gb/in2を超える記録密度を実現するためには、保磁力を
増大させることに加えて、磁性膜の磁化反転が生じる単
位を小さくしなければならない。そのためには、磁性膜
を構成する磁性粒子のサイズを微細化することが必要で
ある。さらに、磁性粒子のサイズの微細化と同時に、そ
のサイズの分布を均一にすることが、熱揺らぎの観点か
ら重要となってきている。磁性膜中の磁性粒子のサイズ
及びそのサイズの分布を制御するための方法として、 U
SP4652499号に記載されるように磁性膜の下にシード薄
膜を設けることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来技術では、磁気ディスク媒体を構成する磁性膜の結晶
粒子サイズ及び結晶粒子サイズの分布の制御に限度があ
り、磁性膜中に微細粒子と粗大粒子が共存していた。こ
のような状態の磁性膜では、情報を記録する場合(磁化
を反転させる場合)に、周囲の磁性粒子からの漏洩磁界
の影響を受けたり、逆に、大きな磁性粒子が相互作用を
与えることにより、10GB/inch2を超える超高密度記録を
行う場合、安定した記録が行えない場合があった。
来技術では、磁気ディスク媒体を構成する磁性膜の結晶
粒子サイズ及び結晶粒子サイズの分布の制御に限度があ
り、磁性膜中に微細粒子と粗大粒子が共存していた。こ
のような状態の磁性膜では、情報を記録する場合(磁化
を反転させる場合)に、周囲の磁性粒子からの漏洩磁界
の影響を受けたり、逆に、大きな磁性粒子が相互作用を
与えることにより、10GB/inch2を超える超高密度記録を
行う場合、安定した記録が行えない場合があった。
【０００６】そこで、本発明の第1の目的は、磁性膜中
の磁性粒子のサイズを微細化することにより、ノイズの
発生が小さい高性能な磁気記録媒体を提供することにあ
る。本発明の第2の目的は、磁性粒子サイズの分布を均
一に抑制することにより、低ノイズ、低熱揺らぎ、なら
びに低熱減磁の磁気記録媒体を提供することにある。本
発明の第３の目的は、磁性膜の結晶配向性を制御するこ
とにより、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供する
ことにある。さらに、本発明の第４の目的は、磁性粒子
間の磁気的相互作用を低減することにより、記録や消去
時の磁化反転単位を低減した磁気記録媒体とすることに
ある。本発明の第５の目的は、10GB/inch2を超える超高
密度記録の可能な磁気記録装置を提供することにある。
の磁性粒子のサイズを微細化することにより、ノイズの
発生が小さい高性能な磁気記録媒体を提供することにあ
る。本発明の第2の目的は、磁性粒子サイズの分布を均
一に抑制することにより、低ノイズ、低熱揺らぎ、なら
びに低熱減磁の磁気記録媒体を提供することにある。本
発明の第３の目的は、磁性膜の結晶配向性を制御するこ
とにより、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供する
ことにある。さらに、本発明の第４の目的は、磁性粒子
間の磁気的相互作用を低減することにより、記録や消去
時の磁化反転単位を低減した磁気記録媒体とすることに
ある。本発明の第５の目的は、10GB/inch2を超える超高
密度記録の可能な磁気記録装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、非磁性基
板と、該基板上に形成され、酸化コバルト、酸化クロ
ム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内より選ばれた少な
くとも1種類から成る結晶質(Ｘ線回析により結晶粒子と
して測定される)の第１酸化物と酸化シリコン、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜
鉛の内より選ばれた少なくとも1種類から成る第２酸化
物とを有し、該第１酸化物の結晶粒子の粒界に該第２酸
化物が存在する無機化合物膜と、該無機化合物膜上に形
成された磁性膜とを有することを特徴とする磁気記録媒
体とすることにより実現できる。
板と、該基板上に形成され、酸化コバルト、酸化クロ
ム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内より選ばれた少な
くとも1種類から成る結晶質(Ｘ線回析により結晶粒子と
して測定される)の第１酸化物と酸化シリコン、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜
鉛の内より選ばれた少なくとも1種類から成る第２酸化
物とを有し、該第１酸化物の結晶粒子の粒界に該第２酸
化物が存在する無機化合物膜と、該無機化合物膜上に形
成された磁性膜とを有することを特徴とする磁気記録媒
体とすることにより実現できる。
【０００８】さらに、無機化合物膜は、第１酸化物の結
晶粒子は六角形のハニカム構造で、その粒子が２次元的
に規則的に配列しており、この第１酸化物の結晶粒界に
は第２酸化物が非晶質(Ｘ線回析により非晶質として測
定される)として存在している構造が好ましい。この第
１酸化物の結晶粒子は微細化されておりそのサイズの分
布はほぼ均一である。また、この結晶粒子は結晶配向し
ていることが最も好ましい。
晶粒子は六角形のハニカム構造で、その粒子が２次元的
に規則的に配列しており、この第１酸化物の結晶粒界に
は第２酸化物が非晶質(Ｘ線回析により非晶質として測
定される)として存在している構造が好ましい。この第
１酸化物の結晶粒子は微細化されておりそのサイズの分
布はほぼ均一である。また、この結晶粒子は結晶配向し
ていることが最も好ましい。
【０００９】このような無機化合物膜においては、第１
酸化物と第２酸化物の物質、濃度（組成）を適宜選択す
るまたは成膜条件を適宜選択することにより、その膜の
配向性、結晶粒子サイズ、結晶粒子サイズの分布を制御
することができる。
酸化物と第２酸化物の物質、濃度（組成）を適宜選択す
るまたは成膜条件を適宜選択することにより、その膜の
配向性、結晶粒子サイズ、結晶粒子サイズの分布を制御
することができる。
【００１０】基板上に形成された無機化合物膜は、第１
酸化物の結晶粒子が膜厚方向に成長した柱状の組織であ
ることが好ましい。この場合、膜の膜厚は10nm以上100n
m以下程度であることが好ましい。
酸化物の結晶粒子が膜厚方向に成長した柱状の組織であ
ることが好ましい。この場合、膜の膜厚は10nm以上100n
m以下程度であることが好ましい。
【００１１】また、無機化合物膜を板状に成形し基板と
しても用いることができる。この場合、第１酸化物の結
晶粒子が厚さ方向に柱状の組織を有していることが好ま
しい。
しても用いることができる。この場合、第１酸化物の結
晶粒子が厚さ方向に柱状の組織を有していることが好ま
しい。
【００１２】このような無機化合物膜上に磁性膜を形成
する場合、無機化合物膜中の結晶粒子から磁性膜をエピ
タキシャル成長させる。無機化合物膜中の結晶粒子の粒
界には非晶質の第２酸化物が析出しているので、結晶粒
子の上では磁性膜はエピタキシャル成長し、非晶質部分
の上ではエピタキシャル成長しない。このように、磁性
膜の成長状態が無機化合物膜中の結晶粒子上と非晶質で
ある結晶粒界上とで異なるため、磁性膜の配向性や組織
が変化する。この変化は、磁気特性の変化につながり、
磁性膜を構成する結晶粒子間の磁気的相互作用の低減を
図ることができる。
する場合、無機化合物膜中の結晶粒子から磁性膜をエピ
タキシャル成長させる。無機化合物膜中の結晶粒子の粒
界には非晶質の第２酸化物が析出しているので、結晶粒
子の上では磁性膜はエピタキシャル成長し、非晶質部分
の上ではエピタキシャル成長しない。このように、磁性
膜の成長状態が無機化合物膜中の結晶粒子上と非晶質で
ある結晶粒界上とで異なるため、磁性膜の配向性や組織
が変化する。この変化は、磁気特性の変化につながり、
磁性膜を構成する結晶粒子間の磁気的相互作用の低減を
図ることができる。
【００１３】また、この無機化合物膜中の結晶粒子どう
しの間隔も化合物組成の制御により容易である。この間
隔の制御により、磁性結晶粒子間の磁気的相互作用を低
減することができる。
しの間隔も化合物組成の制御により容易である。この間
隔の制御により、磁性結晶粒子間の磁気的相互作用を低
減することができる。
【００１４】磁性膜を構成する結晶粒子間の磁気的相互
作用の低減を図ることにより、磁化遷移領域に存在する
ジグザグパターンを小さくすることができる。具体的に
は、磁気記録媒体のトラックの磁化遷移領域に存在する
ジグザグパターンの幅を記録ヘッドのギャップ長以下と
することができる。なお、ジグザグパターンの幅は、必
ずしもトラック全周にわたってギャップ長以下である必
要でないが、全周にわたってギャップ長以下であること
が理想である。このときのジグザグパターンの幅とギャ
ップ長の関係を図９に示す。これにより、磁気記録媒体
のノイズを低減することができる。また、トラック幅を
小さくしてもノイズの影響小さく抑えられるため、トラ
ック密度を低減することができる。
作用の低減を図ることにより、磁化遷移領域に存在する
ジグザグパターンを小さくすることができる。具体的に
は、磁気記録媒体のトラックの磁化遷移領域に存在する
ジグザグパターンの幅を記録ヘッドのギャップ長以下と
することができる。なお、ジグザグパターンの幅は、必
ずしもトラック全周にわたってギャップ長以下である必
要でないが、全周にわたってギャップ長以下であること
が理想である。このときのジグザグパターンの幅とギャ
ップ長の関係を図９に示す。これにより、磁気記録媒体
のノイズを低減することができる。また、トラック幅を
小さくしてもノイズの影響小さく抑えられるため、トラ
ック密度を低減することができる。
【００１５】ここで、エピタキシャル成長を円滑に行う
ためには、無機化合物膜中の結晶粒子の結晶構造が磁性
膜を構成する磁性粒子の構造と同一あるいは類似の構造
であることが好ましい。ここで、類似とは、磁性膜を構
成する磁性粒子の格子定数に対する無機化合物膜中の結
晶粒子の格子定数の差が±10％以内であることである。
しかし、磁性膜を構成する磁性粒子の格子定数に対する
無機化合物膜中の結晶粒子の格子定数の差が±10％を超
える場合には、両者の中間の格子定数を有する層を間に
設ければよい。
ためには、無機化合物膜中の結晶粒子の結晶構造が磁性
膜を構成する磁性粒子の構造と同一あるいは類似の構造
であることが好ましい。ここで、類似とは、磁性膜を構
成する磁性粒子の格子定数に対する無機化合物膜中の結
晶粒子の格子定数の差が±10％以内であることである。
しかし、磁性膜を構成する磁性粒子の格子定数に対する
無機化合物膜中の結晶粒子の格子定数の差が±10％を超
える場合には、両者の中間の格子定数を有する層を間に
設ければよい。
【００１６】このように無機化合物膜から磁性膜をエピ
タキシャル成長させると、無機化合物膜と磁性膜の結晶
粒子の形状やサイズはほぼ等しくなる。つまり、磁性膜
の結晶粒子のサイズは、無機化合物膜中の結晶粒子のサ
イズにより決定される。従って、磁性膜の結晶粒子は微
細化され、そのサイズの分布は均一になる。具体的に
は、磁性膜の結晶粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以下であ
り、この粒子径の分布が標準偏差σで２ｎｍ以下である
ことが好ましい。
タキシャル成長させると、無機化合物膜と磁性膜の結晶
粒子の形状やサイズはほぼ等しくなる。つまり、磁性膜
の結晶粒子のサイズは、無機化合物膜中の結晶粒子のサ
イズにより決定される。従って、磁性膜の結晶粒子は微
細化され、そのサイズの分布は均一になる。具体的に
は、磁性膜の結晶粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以下であ
り、この粒子径の分布が標準偏差σで２ｎｍ以下である
ことが好ましい。
【００１７】また、この無機化合物膜中の結晶粒子は微
細化されそのサイズの分布は均一で規則的に粒子が配列
するので、その上に形成される磁性膜の結晶粒子も同様
に微細化されそのサイズの分布は均一で規則的に粒子が
配列するよう制御できる。従って、磁気記録媒体起因の
ノイズや熱揺らぎ、熱減磁を低減できる。
細化されそのサイズの分布は均一で規則的に粒子が配列
するので、その上に形成される磁性膜の結晶粒子も同様
に微細化されそのサイズの分布は均一で規則的に粒子が
配列するよう制御できる。従って、磁気記録媒体起因の
ノイズや熱揺らぎ、熱減磁を低減できる。
【００１８】以上の技術により、磁気記録媒体における
磁化反転単位およびそのサイズを小さくできる。ここで
いう磁化反転単位とは、反転の最小単位を磁性膜の結晶
粒子１つであると仮定し、記録や消去を行った場合に何
個分の磁性膜の結晶粒子に相当するかを磁気力顕微鏡(M
FM)などにより観察して決めるものである。
磁化反転単位およびそのサイズを小さくできる。ここで
いう磁化反転単位とは、反転の最小単位を磁性膜の結晶
粒子１つであると仮定し、記録や消去を行った場合に何
個分の磁性膜の結晶粒子に相当するかを磁気力顕微鏡(M
FM)などにより観察して決めるものである。
【００１９】ここで、磁性膜として、Coを主体としこれ
にPt及びCr,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の
元素を含む合金の強磁性薄膜を用いることが好ましい。
さらに、この強磁性薄膜の構造は、Coの結晶粒子の粒界
にCr,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が
偏析して存在する。
にPt及びCr,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の
元素を含む合金の強磁性薄膜を用いることが好ましい。
さらに、この強磁性薄膜の構造は、Coの結晶粒子の粒界
にCr,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が
偏析して存在する。
【００２０】また、この磁気記録媒体と、磁気記録媒体
を回転駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気
ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動
させる手段を具備する磁気記録装置を構成する。これに
より、10GB/inch2、さらには20GB/inch2を越える高密度
記録の可能な磁気記録装置を実現できる。さらに、この
装置に画像やコードデータ、オーディオなどの各種の情
報を記録、再生あるいは消去を行なう。
を回転駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気
ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動
させる手段を具備する磁気記録装置を構成する。これに
より、10GB/inch2、さらには20GB/inch2を越える高密度
記録の可能な磁気記録装置を実現できる。さらに、この
装置に画像やコードデータ、オーディオなどの各種の情
報を記録、再生あるいは消去を行なう。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２２】（実施例１）本発明の実施例１における磁
気記録媒体の断面構造を図１に示す。まず、基板１とし
て2.5″直径のガラス基板を用いた。この他AlやAl合金
基板を用いることも可能であり基板サイズを変えること
もできる。基板1上に、酸化コバルト（CoO）と酸化シリ
コン（SiO2）を2:1に混合して焼結したものをターゲッ
トに用い、スパッタ法により30 nm膜厚の無機化合物膜2
を形成した。スパッタ時の放電ガスには純Arを使用し、
放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1kW/150mmφであ
る。成膜中は基板を300℃に加熱した。
気記録媒体の断面構造を図１に示す。まず、基板１とし
て2.5″直径のガラス基板を用いた。この他AlやAl合金
基板を用いることも可能であり基板サイズを変えること
もできる。基板1上に、酸化コバルト（CoO）と酸化シリ
コン（SiO2）を2:1に混合して焼結したものをターゲッ
トに用い、スパッタ法により30 nm膜厚の無機化合物膜2
を形成した。スパッタ時の放電ガスには純Arを使用し、
放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1kW/150mmφであ
る。成膜中は基板を300℃に加熱した。
【００２３】得られた無機化合物膜2の表面をTEMにより
観察すると、図2に示すように9nmの正六角形のハニカム
構造の結晶粒子が規則的に配列している。結晶粒子２１
の間隔は、0.5〜1.0nmであった。結晶粒子２１は酸化コ
バルトであり、この結晶粒界には酸化シリコンが存在し
ている。さらにＸ線回析法により無機化合物膜2の構造
を観察すると、コバルト酸化物は結晶質であり、酸化シ
リコンは非晶質であった。また、結晶粒子２１の格子定
数を求めたところ、Coの格子定数にほぼ等しかった。
観察すると、図2に示すように9nmの正六角形のハニカム
構造の結晶粒子が規則的に配列している。結晶粒子２１
の間隔は、0.5〜1.0nmであった。結晶粒子２１は酸化コ
バルトであり、この結晶粒界には酸化シリコンが存在し
ている。さらにＸ線回析法により無機化合物膜2の構造
を観察すると、コバルト酸化物は結晶質であり、酸化シ
リコンは非晶質であった。また、結晶粒子２１の格子定
数を求めたところ、Coの格子定数にほぼ等しかった。
【００２４】また、CoOとSiO2の混合比や成膜条件は適
宜選択できる。さらに、CoOにイオン半径の異なる金属
(例えば、クロム、鉄あるいはニッケルの酸化物)を添加
してもよい。
宜選択できる。さらに、CoOにイオン半径の異なる金属
(例えば、クロム、鉄あるいはニッケルの酸化物)を添加
してもよい。
【００２５】無機化合物膜2上に、スパッタ法により12
nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜を磁性膜3として形成した。ス
パッタ時のターゲットにはCo-Cr-Pt合金を、放電ガスに
は純Arを使用した。放電ガス圧力は、3mTorr、投入DC電
力は1kW/150mmφである。
nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜を磁性膜3として形成した。ス
パッタ時のターゲットにはCo-Cr-Pt合金を、放電ガスに
は純Arを使用した。放電ガス圧力は、3mTorr、投入DC電
力は1kW/150mmφである。
【００２６】最後に、磁性膜3上に保護膜4として膜厚5
nmのカーボン(Ｃ)膜を形成し、磁気記録媒体１０とし
た。スパッタ時の条件は、放電ガスがＡｒ、放電ガス圧
力が５mTorr、投入ＤＣ電力密度が1kW/150mmφである。
放電ガスにはＡｒの他に窒素を含むガスを用いてもよ
い。これは、 Ｃ粒子が微細化するために、得られる保
護膜が緻密化し、保護性能を向上させることができる。
nmのカーボン(Ｃ)膜を形成し、磁気記録媒体１０とし
た。スパッタ時の条件は、放電ガスがＡｒ、放電ガス圧
力が５mTorr、投入ＤＣ電力密度が1kW/150mmφである。
放電ガスにはＡｒの他に窒素を含むガスを用いてもよ
い。これは、 Ｃ粒子が微細化するために、得られる保
護膜が緻密化し、保護性能を向上させることができる。
【００２７】次に、磁性膜３の構造をＸ線回折法により
調べた結果を図３に示す。この結果、Co(102)が強く配
向していることがわかる。ここで、無機化合物膜２と磁
性膜３の格子定数は0.402nmで同じであった。また、磁
性膜３の表面（５００×１０ｎｍの範囲を３カ所）を電
子顕微鏡により観察したところ平均粒子径が9nmであ
り、粒子径分布を求めたところ、標準偏差:σが2nm以下
であった。このように、磁性膜３の粒子は微細化してお
り、そのサイズの分布が均一であることがわかる。ま
た、磁気記録媒体の断面を電子顕微鏡により観察する
と、無機化合物膜２上に磁性膜３がエピタキシャル成長
しており、無機化合物膜２の結晶粒子と磁性膜の結晶粒
子は同じサイズであった。また、無機化合物膜２も磁性
膜３もともに結晶構造は柱状構造であり、結晶粒子サイ
ズは変化していない。
調べた結果を図３に示す。この結果、Co(102)が強く配
向していることがわかる。ここで、無機化合物膜２と磁
性膜３の格子定数は0.402nmで同じであった。また、磁
性膜３の表面（５００×１０ｎｍの範囲を３カ所）を電
子顕微鏡により観察したところ平均粒子径が9nmであ
り、粒子径分布を求めたところ、標準偏差:σが2nm以下
であった。このように、磁性膜３の粒子は微細化してお
り、そのサイズの分布が均一であることがわかる。ま
た、磁気記録媒体の断面を電子顕微鏡により観察する
と、無機化合物膜２上に磁性膜３がエピタキシャル成長
しており、無機化合物膜２の結晶粒子と磁性膜の結晶粒
子は同じサイズであった。また、無機化合物膜２も磁性
膜３もともに結晶構造は柱状構造であり、結晶粒子サイ
ズは変化していない。
【００２８】次に、磁性膜３の磁気特性を測定した結
果、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 emu、M-Hルー
プにおけるヒステリシスの角型性の指標であるSが0.8、
S†が0.86であり、良好な磁気特性を有していた。この
ことから、磁性膜の結晶粒子サイズが小さく、そのサイ
ズの分布が均一であることがわかる。
果、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 emu、M-Hルー
プにおけるヒステリシスの角型性の指標であるSが0.8、
S†が0.86であり、良好な磁気特性を有していた。この
ことから、磁性膜の結晶粒子サイズが小さく、そのサイ
ズの分布が均一であることがわかる。
【００２９】さらに、この磁気記録媒体１０の表面に潤
滑剤を塗布した後、磁気記録再生装置へ組み込み、記録
再生特性を評価した。
滑剤を塗布した後、磁気記録再生装置へ組み込み、記録
再生特性を評価した。
【００３０】図７は、本発明における磁気記録装置の平
面図（ａ）及び断面図（ｂ）を示す。磁気記録媒体７4
とこれを回転駆動させる駆動部７5と磁気記録媒体７4へ
記録／再生する磁気ヘッド７１と磁気ヘッド７１を磁気
記録媒体７４に対して相対運動させる駆動部７2と、磁
気ヘッド７１への信号入力と磁気ヘッド７１からの出力
信号の再生を行うための記録再生信号処理手段７３とを
具備する磁気記憶装置である。
面図（ａ）及び断面図（ｂ）を示す。磁気記録媒体７4
とこれを回転駆動させる駆動部７5と磁気記録媒体７4へ
記録／再生する磁気ヘッド７１と磁気ヘッド７１を磁気
記録媒体７４に対して相対運動させる駆動部７2と、磁
気ヘッド７１への信号入力と磁気ヘッド７１からの出力
信号の再生を行うための記録再生信号処理手段７３とを
具備する磁気記憶装置である。
【００３１】磁気ヘッド７1は、図８に示すように再生
ヘッド８１と記録ヘッド８２から構成される。記録ヘッ
ド８２は上部磁気コア８５と下部磁気コア８３及びギャ
ップ膜８４を有している。ここで、記録ヘッド８２のギ
ャップ膜８４には2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟磁性
膜を用いており、ギャップ長は０.１５μｍである。再
生ヘッド８１には巨大磁気抵抗効果を有する磁気ヘッド
を用いた。磁気ヘッド７１の媒体対向面と磁気記録媒体
７４の磁性膜との距離は20nmである。磁気記録媒体に２
0 GB/inch2に相当する信号を記録してS/Nを評価したと
ころ、32dBの再生出力が得られた。ここで、磁気力顕微
鏡(MFM)により磁性膜の磁化反転単位を測定したとこ
ろ、粒子2から3個分程度であり、十分小さいことがわか
った。また、磁気力顕微鏡(MFM)により測定した磁化遷
移領域のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍ
と記録ヘッドのギャップ長以下であり、著しく小さかっ
た。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。
これは、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに
起因している。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを
測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×
10-５以下であった。
ヘッド８１と記録ヘッド８２から構成される。記録ヘッ
ド８２は上部磁気コア８５と下部磁気コア８３及びギャ
ップ膜８４を有している。ここで、記録ヘッド８２のギ
ャップ膜８４には2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟磁性
膜を用いており、ギャップ長は０.１５μｍである。再
生ヘッド８１には巨大磁気抵抗効果を有する磁気ヘッド
を用いた。磁気ヘッド７１の媒体対向面と磁気記録媒体
７４の磁性膜との距離は20nmである。磁気記録媒体に２
0 GB/inch2に相当する信号を記録してS/Nを評価したと
ころ、32dBの再生出力が得られた。ここで、磁気力顕微
鏡(MFM)により磁性膜の磁化反転単位を測定したとこ
ろ、粒子2から3個分程度であり、十分小さいことがわか
った。また、磁気力顕微鏡(MFM)により測定した磁化遷
移領域のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍ
と記録ヘッドのギャップ長以下であり、著しく小さかっ
た。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。
これは、磁性膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに
起因している。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを
測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×
10-５以下であった。
【００３２】本実施例では無機化合物膜の結晶粒子が酸
化コバルトである例について述べたが、この他、酸化ク
ロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの結晶粒子とするこ
とでも磁性膜の粒子を微細化し、そのサイズの分布を均
一にすることができる。さらに、結晶粒界に酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛を
存在させることも可能である。
化コバルトである例について述べたが、この他、酸化ク
ロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの結晶粒子とするこ
とでも磁性膜の粒子を微細化し、そのサイズの分布を均
一にすることができる。さらに、結晶粒界に酸化アルミ
ニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛を
存在させることも可能である。
【００３３】また、以下に示す他の実施例における磁気
記録媒体をこのような磁気記録装置に適用することも可
能である。
記録媒体をこのような磁気記録装置に適用することも可
能である。
【００３４】（実施例２）本発明の実施例２における磁
気記録媒体の断面構造を図４に示す。まず、基板として
直径2.5″のガラス基板を用いた。基板1上に酸化コバル
ト(CoO)と酸化亜鉛(ZnO)を3:1に混合して焼結したもの
をターゲットに用いてスパッタ法により30nm膜厚の無機
化合物膜2を形成した。この膜厚は磁気記録媒体全体の
内部応力を考慮して、基板から剥離などがない膜厚であ
る。スパッタ時の放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTo
rr、投入DC電力は1kW/150mmφである。成膜中は基板１
を300℃に加熱した。無機化合物膜2の表面をTEMにより
観察したところ、直径10nmの正六角形の結晶粒子からな
るハニカム構造であり、その結晶粒界には非晶質の酸化
亜鉛が存在していることがわかった。酸化コバルトの結
晶粒子の格子定数は磁性膜３の格子定数より20％大きか
った。酸化コバルトの結晶粒子のサイズ及び格子定数
は、その粒界に存在する非晶質物質を実施例１の酸化シ
リコンから実施例２の酸化亜鉛に変えることにより変化
することがわかる。これは、μ-EDX分析の結果、非晶質
物質が結晶粒子に固溶するからであることが明らかにな
った。
気記録媒体の断面構造を図４に示す。まず、基板として
直径2.5″のガラス基板を用いた。基板1上に酸化コバル
ト(CoO)と酸化亜鉛(ZnO)を3:1に混合して焼結したもの
をターゲットに用いてスパッタ法により30nm膜厚の無機
化合物膜2を形成した。この膜厚は磁気記録媒体全体の
内部応力を考慮して、基板から剥離などがない膜厚であ
る。スパッタ時の放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTo
rr、投入DC電力は1kW/150mmφである。成膜中は基板１
を300℃に加熱した。無機化合物膜2の表面をTEMにより
観察したところ、直径10nmの正六角形の結晶粒子からな
るハニカム構造であり、その結晶粒界には非晶質の酸化
亜鉛が存在していることがわかった。酸化コバルトの結
晶粒子の格子定数は磁性膜３の格子定数より20％大きか
った。酸化コバルトの結晶粒子のサイズ及び格子定数
は、その粒界に存在する非晶質物質を実施例１の酸化シ
リコンから実施例２の酸化亜鉛に変えることにより変化
することがわかる。これは、μ-EDX分析の結果、非晶質
物質が結晶粒子に固溶するからであることが明らかにな
った。
【００３５】そこで、本実施例では、無機化合物膜2と
磁性膜３の中間の格子定数を有する格子定数制御薄膜５
として、50nm膜厚のCr85Ti15合金薄膜を磁性膜３に先立
って形成した。格子定数制御薄膜５はTi濃度を制御する
ことにより格子定数を任意に選択できるので、磁性膜3
に対する無機化合物膜2の格子定数の差を10％以内に抑
制することができる。格子定数制御薄膜5は、 Cr-Ti合
金ターゲットを用いてスパッタ法により形成した。スパ
ッタ時の放電ガスには純Arを使用し、放電ガス圧力は3m
Torr、投入DC電力は1kW/150mmφである。
磁性膜３の中間の格子定数を有する格子定数制御薄膜５
として、50nm膜厚のCr85Ti15合金薄膜を磁性膜３に先立
って形成した。格子定数制御薄膜５はTi濃度を制御する
ことにより格子定数を任意に選択できるので、磁性膜3
に対する無機化合物膜2の格子定数の差を10％以内に抑
制することができる。格子定数制御薄膜5は、 Cr-Ti合
金ターゲットを用いてスパッタ法により形成した。スパ
ッタ時の放電ガスには純Arを使用し、放電ガス圧力は3m
Torr、投入DC電力は1kW/150mmφである。
【００３６】格子定数制御薄膜５上に磁性膜3として、1
2 nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放
電ガスには純Arを使用した。放電ガス圧力は3mTorr、投
入DC電力は1kW/150mmφである。
2 nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放
電ガスには純Arを使用した。放電ガス圧力は3mTorr、投
入DC電力は1kW/150mmφである。
【００３７】最後に、保護膜4として5 nm 膜厚のカーボ
ン(Ｃ)膜をスパッタ法により形成し、磁気記録媒体１０
とした。スパッタ時の放電ガスにはArを使用し、放電ガ
ス圧力は５mTorr、投入ＤＣ電力が1kW/150mmφである。
放電ガスとしてＡｒに変えて窒素を含むガスを用いても
よく、Ｃ粒子が微細化して得られる保護膜４が緻密化
し、保護性能を向上させることができる。
ン(Ｃ)膜をスパッタ法により形成し、磁気記録媒体１０
とした。スパッタ時の放電ガスにはArを使用し、放電ガ
ス圧力は５mTorr、投入ＤＣ電力が1kW/150mmφである。
放電ガスとしてＡｒに変えて窒素を含むガスを用いても
よく、Ｃ粒子が微細化して得られる保護膜４が緻密化
し、保護性能を向上させることができる。
【００３８】次に、磁性膜３の構造をＸ線回折法により
調べた結果を図５に示す。この図から、Co(102)が強く
配向していることがわかる。
調べた結果を図５に示す。この図から、Co(102)が強く
配向していることがわかる。
【００３９】また、電子顕微鏡により磁性膜表面を観察
したところ、平均粒子径が8nmであった。この粒子の粒
子径分布を求めるとσで3以下であった。このように、
磁性膜の結晶粒子は微細化し、そのサイズの分布が均一
であることがわかる。また、電子顕微鏡により磁気記録
媒体の断面を観察すると、無機化合物膜２と磁性膜３の
結晶粒子はエピタキシャル成長している。さらに、結晶
粒子はともに柱状構造であり、結晶粒子サイズは変化し
ていなかった。
したところ、平均粒子径が8nmであった。この粒子の粒
子径分布を求めるとσで3以下であった。このように、
磁性膜の結晶粒子は微細化し、そのサイズの分布が均一
であることがわかる。また、電子顕微鏡により磁気記録
媒体の断面を観察すると、無機化合物膜２と磁性膜３の
結晶粒子はエピタキシャル成長している。さらに、結晶
粒子はともに柱状構造であり、結晶粒子サイズは変化し
ていなかった。
【００４０】さらに、磁性膜３の磁気特性を測定した。
得られた磁気特性は、保磁力が4.0kOe、Isvが2.5×10-1
6 emu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標
であるSが0.81、S†が0.85であり、良好な磁気特性を有
していた。
得られた磁気特性は、保磁力が4.0kOe、Isvが2.5×10-1
6 emu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標
であるSが0.81、S†が0.85であり、良好な磁気特性を有
していた。
【００４１】次に、この磁気記録媒体１０の表面に潤滑
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
【００４２】（実施例３）実施例3では格子定数制御薄
膜を用いずに酸化コバルトの結晶粒子の格子定数を制御
する例について述べる。
膜を用いずに酸化コバルトの結晶粒子の格子定数を制御
する例について述べる。
【００４３】まず、基板１として2.5″直径のガラス基
板を用いた。基板1上にCoOにFe2O3を3:1に混合して焼結
したターゲットとZnOターゲットを用いた二元のターゲ
ットによる同時スパッタ法により無機化合物膜2を形成
した。膜厚は30nm 、各ターゲットから2:1でスパッタさ
れるよう投入パワーを調整した。また、スパッタ時の放
電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorrである。成膜は室
温にて行った。得られた無機化合物膜2の表面をTEMによ
り観察した結果は実施例1と同様で、9nmの正六角形の結
晶粒子が規則的に配列したハニカム構造であった。結晶
粒子の間隔は0.5〜1.0nmであった。酸化コバルトの結晶
粒子の隙間に鉄が存在し、結晶粒界には酸化シリコンが
存在していた。Ｘ線回析法により観察すると酸化コバル
トは結晶粒子であり、酸化シリコンは非晶質であった。
また、格子定数を求めたところ、磁性膜の主成分である
Coの格子定数にほぼ等しかった。
板を用いた。基板1上にCoOにFe2O3を3:1に混合して焼結
したターゲットとZnOターゲットを用いた二元のターゲ
ットによる同時スパッタ法により無機化合物膜2を形成
した。膜厚は30nm 、各ターゲットから2:1でスパッタさ
れるよう投入パワーを調整した。また、スパッタ時の放
電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorrである。成膜は室
温にて行った。得られた無機化合物膜2の表面をTEMによ
り観察した結果は実施例1と同様で、9nmの正六角形の結
晶粒子が規則的に配列したハニカム構造であった。結晶
粒子の間隔は0.5〜1.0nmであった。酸化コバルトの結晶
粒子の隙間に鉄が存在し、結晶粒界には酸化シリコンが
存在していた。Ｘ線回析法により観察すると酸化コバル
トは結晶粒子であり、酸化シリコンは非晶質であった。
また、格子定数を求めたところ、磁性膜の主成分である
Coの格子定数にほぼ等しかった。
【００４４】実施例2では磁性膜の格子定数と無機化合
物膜の中の酸化コバルトの結晶粒子の格子定数とは異な
っていた。しかし、酸化コバルトに酸化鉄を添加するこ
とにより無機化合物膜中の結晶粒子の格子定数が制御で
き、磁性膜の格子定数とほぼ等しくすることができる。
物膜の中の酸化コバルトの結晶粒子の格子定数とは異な
っていた。しかし、酸化コバルトに酸化鉄を添加するこ
とにより無機化合物膜中の結晶粒子の格子定数が制御で
き、磁性膜の格子定数とほぼ等しくすることができる。
【００４５】さらに、無機化合物膜２上に磁性膜3とし
て12 nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成
した。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、
放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は
1kW/150mmφである。成膜中は基板を300℃に加熱した。
て12 nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成
した。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、
放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は
1kW/150mmφである。成膜中は基板を300℃に加熱した。
【００４６】最後に、保護膜4として5 nm 膜厚のＣ膜を
スパッタ法により形成し、磁気記録媒体とした。スパッ
タ時の放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は５mTorr、投入
ＤＣ電力は1kW/150mmφである。
スパッタ法により形成し、磁気記録媒体とした。スパッ
タ時の放電ガスは純Ar、放電ガス圧力は５mTorr、投入
ＤＣ電力は1kW/150mmφである。
【００４７】次に、磁性膜３の構造をＸ線回折法により
調べた結果を図３に示す。この図からCo(102)が強く配
向していることがわかる。ここで、無機化合物膜２と磁
性膜３の格子定数は0.402nmでほぼ同じであった。ま
た、磁性膜の表面を電子顕微鏡により観察したところ、
平均粒子径が9nmであり、粒子径分布が標準偏差:σで2n
m以下であった。このように、磁性膜３の結晶粒子は微
細化し、そのサイズの分布が均一であることがわかる。
また、電子顕微鏡による断面観察から、無機化合物膜と
磁性膜はエピタキシャル成長し、結晶粒子は同じサイズ
であった。また、無機化合物膜と磁性膜の結晶粒子はと
もに柱状構造であり、そのサイズは変化していない。
調べた結果を図３に示す。この図からCo(102)が強く配
向していることがわかる。ここで、無機化合物膜２と磁
性膜３の格子定数は0.402nmでほぼ同じであった。ま
た、磁性膜の表面を電子顕微鏡により観察したところ、
平均粒子径が9nmであり、粒子径分布が標準偏差:σで2n
m以下であった。このように、磁性膜３の結晶粒子は微
細化し、そのサイズの分布が均一であることがわかる。
また、電子顕微鏡による断面観察から、無機化合物膜と
磁性膜はエピタキシャル成長し、結晶粒子は同じサイズ
であった。また、無機化合物膜と磁性膜の結晶粒子はと
もに柱状構造であり、そのサイズは変化していない。
【００４８】また、磁性膜の磁気特性を測定した。得ら
れた磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 e
mu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標で
あるSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有し
ていた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、
そのサイズの分布が均一であることによるものである。
れた磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 e
mu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標で
あるSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有し
ていた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、
そのサイズの分布が均一であることによるものである。
【００４９】次に、この磁気記録媒体１０の表面に潤滑
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
【００５０】（実施例４）実施例４では、無機化合物膜
中の非晶質物質を適宜選択することにより結晶粒子の間
隔を制御した例について述べる。
中の非晶質物質を適宜選択することにより結晶粒子の間
隔を制御した例について述べる。
【００５１】まず、基板1として直径2.5″のガラス基板
を用いた。基板1上に酸化コバルト(CoO)を焼結したター
ゲットとSiO2にTiO2を3:1で混合したもの焼結したター
ゲットの２つを用い、二元同時スパッタ法により30 nm
膜厚の無機化合物膜2を形成した。スパッタ時の放電ガ
スは純Ar、放電ガス圧力は3mTorrであり、投入RF電力は
CoOターゲットとSiO2-TiO2ターゲットから2:1でスパッ
タされるように調整した。
を用いた。基板1上に酸化コバルト(CoO)を焼結したター
ゲットとSiO2にTiO2を3:1で混合したもの焼結したター
ゲットの２つを用い、二元同時スパッタ法により30 nm
膜厚の無機化合物膜2を形成した。スパッタ時の放電ガ
スは純Ar、放電ガス圧力は3mTorrであり、投入RF電力は
CoOターゲットとSiO2-TiO2ターゲットから2:1でスパッ
タされるように調整した。
【００５２】無機化合物膜２の表面をTEMにより観察し
た結果、図2と同様に、9nmの正六角形の結晶粒子が規則
的に配列したハニカム構造であった。またμ-EDXにより
分析した結果、結晶粒子は酸化コバルトであり、その結
晶粒界に存在している酸化シリコンは非晶質であること
がわかった。また、結晶粒子の間隔は1nmであった。こ
の間隔はSiO2とTiO2の比を変えることで制御できる。ま
た、TiO2に変えて酸化亜鉛を用いると結晶粒子の間隔は
2〜3nm程度まで広げることが出来る。
た結果、図2と同様に、9nmの正六角形の結晶粒子が規則
的に配列したハニカム構造であった。またμ-EDXにより
分析した結果、結晶粒子は酸化コバルトであり、その結
晶粒界に存在している酸化シリコンは非晶質であること
がわかった。また、結晶粒子の間隔は1nmであった。こ
の間隔はSiO2とTiO2の比を変えることで制御できる。ま
た、TiO2に変えて酸化亜鉛を用いると結晶粒子の間隔は
2〜3nm程度まで広げることが出来る。
【００５３】次に、無機化合物膜2上に磁性膜3として12
nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放
電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1k
W/150mmφである。成膜中は基板を300℃に加熱した。
nm膜厚のCo69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成し
た。スパッタ時にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放
電ガスは純Ar、放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1k
W/150mmφである。成膜中は基板を300℃に加熱した。
【００５４】最後に、保護膜4として5 nm 膜厚のＣ膜を
スパッタ法により形成し、磁気記録媒体とした。スパッ
タ時の放電ガスはＡｒ、放電ガス圧力は５mTorr、投入
ＤＣ電力は1kW/150mmφである。
スパッタ法により形成し、磁気記録媒体とした。スパッ
タ時の放電ガスはＡｒ、放電ガス圧力は５mTorr、投入
ＤＣ電力は1kW/150mmφである。
【００５５】次に、無機化合物膜の構造をＸ線回折法に
より調べたところ、 CoO(220)に対応する2θ=62.5°付
近に回折ピークが観測された。この他には明確なピーク
は観測されなかった。2θ=44°付近に非常にブロードな
ピークが観測されたが、これはガラス基板に起因するも
のと、結晶粒界の非晶質物質によるものとが重畳してい
ると考えられる。
より調べたところ、 CoO(220)に対応する2θ=62.5°付
近に回折ピークが観測された。この他には明確なピーク
は観測されなかった。2θ=44°付近に非常にブロードな
ピークが観測されたが、これはガラス基板に起因するも
のと、結晶粒界の非晶質物質によるものとが重畳してい
ると考えられる。
【００５６】さらに、磁性膜の構造をＸ線回折法により
調べたところ、Co(102)が強く配向していた。これは、
無機化合物膜でCoO(220)が配向していることを反映して
おり、無機化合物膜上に磁性膜がエピタキシャル成長し
たことを示している。この磁性膜のCoの配向は高密度記
録にとって好適である。
調べたところ、Co(102)が強く配向していた。これは、
無機化合物膜でCoO(220)が配向していることを反映して
おり、無機化合物膜上に磁性膜がエピタキシャル成長し
たことを示している。この磁性膜のCoの配向は高密度記
録にとって好適である。
【００５７】また、磁性膜の表面を電子顕微鏡により観
察したところ、平均粒子径(円形近似)が10nmであり、粒
子径分布が標準偏差:σで1.5nm以下と粒径分布が著しく
小さかった。無機化合物膜を形成しない磁気記録媒体と
比較すると、比較媒体ではCo(102)面は観測されない。
従って、本発明の無機化合物膜は磁性膜の配向性制御に
大きく寄与していることがわかる。
察したところ、平均粒子径(円形近似)が10nmであり、粒
子径分布が標準偏差:σで1.5nm以下と粒径分布が著しく
小さかった。無機化合物膜を形成しない磁気記録媒体と
比較すると、比較媒体ではCo(102)面は観測されない。
従って、本発明の無機化合物膜は磁性膜の配向性制御に
大きく寄与していることがわかる。
【００５８】次に、磁気記録媒体の断面観察から、無機
化合物膜上に磁性膜がエピタキシャル成長していること
がわかる。そして結晶粒子はともに柱状構造であり、結
晶粒子のサイズは変化していなことがわかった。さら
に、無機化合物膜２の結晶粒子間距離は1.0nmであり、
磁性膜は無機化合物膜の結晶粒子上にエピタキシャル成
長するので、磁性膜の結晶粒子どうしが物理的に孤立し
ている状態であることがわかる。その結果、磁性膜の結
晶粒子間の磁気的な相互作用が低減できるという効果が
ある。
化合物膜上に磁性膜がエピタキシャル成長していること
がわかる。そして結晶粒子はともに柱状構造であり、結
晶粒子のサイズは変化していなことがわかった。さら
に、無機化合物膜２の結晶粒子間距離は1.0nmであり、
磁性膜は無機化合物膜の結晶粒子上にエピタキシャル成
長するので、磁性膜の結晶粒子どうしが物理的に孤立し
ている状態であることがわかる。その結果、磁性膜の結
晶粒子間の磁気的な相互作用が低減できるという効果が
ある。
【００５９】また、磁性膜の磁気特性を測定した。得ら
れた磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 e
mu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標で
あるSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有し
ていた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、
そのサイズの分布が均一であることによるものである。
れた磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 e
mu、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標で
あるSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有し
ていた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、
そのサイズの分布が均一であることによるものである。
【００６０】次に、この磁気記録媒体１０の表面に潤滑
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
【００６１】（実施例５）実施例５では、本発明の無機
化合物膜を用いてディスク基板を形成した例について述
べる。
化合物膜を用いてディスク基板を形成した例について述
べる。
【００６２】実施例５における磁気記録媒体の断面構造
を図６に示す。
を図６に示す。
【００６３】まず、酸化コバルト(CoO)結晶粒子の粒界
に非晶質の酸化シリコン(SiO２)が存在している無機化
合物膜を用いて基板１１とした。得られた基板の断面を
TEMにより観察すると、10nmの正六角形の結晶粒子が規
則的に配列したハニカム構造であり、結晶粒子どうしの
間隔は0.5〜1.0nmであった。また、図６に示すように、
無機化合物膜の断面を観察すると柱状構造を有してい
る。
に非晶質の酸化シリコン(SiO２)が存在している無機化
合物膜を用いて基板１１とした。得られた基板の断面を
TEMにより観察すると、10nmの正六角形の結晶粒子が規
則的に配列したハニカム構造であり、結晶粒子どうしの
間隔は0.5〜1.0nmであった。また、図６に示すように、
無機化合物膜の断面を観察すると柱状構造を有してい
る。
【００６４】基板１１上に磁性膜3として12 nm膜厚のCo
69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成した。スパッタ時
にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放電ガスは純Ar、
放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1kW/150mmφであ
る。成膜中は、基板１１を300℃に加熱した。
69Cr19Pt12膜をスパッタ法により形成した。スパッタ時
にはCo-Cr-Pt合金ターゲットを用い、放電ガスは純Ar、
放電ガス圧力は3mTorr、投入DC電力は1kW/150mmφであ
る。成膜中は、基板１１を300℃に加熱した。
【００６５】最後に、保護膜4として5 nm 膜厚のＣ膜を
スパッタ法により形成し磁気記録媒体とした。スパッタ
時の放電ガスはＡｒ、放電ガス圧力が５mTorr、投入Ｄ
Ｃ電力密度が1kW/150mmφである。
スパッタ法により形成し磁気記録媒体とした。スパッタ
時の放電ガスはＡｒ、放電ガス圧力が５mTorr、投入Ｄ
Ｃ電力密度が1kW/150mmφである。
【００６６】次に、この磁性膜の構造をＸ線回折法によ
り調べると、実施例1と同様にCo(102)が強く配向してい
た。また、電子顕微鏡による磁性膜表面の観察から、平
均粒子径が10nmであり、粒子径分布が標準偏差:σで2nm
以下であった。また、膜断面の観察から、無機化合物膜
を用いた基板１１上に磁性膜３はエピタキシャル成長し
ており、両者の結晶粒子のサイズはほぼ同じであった。
また、無機化合物膜を用いた基板１１と磁性膜３の結晶
粒子は柱状構造であり、その粒子サイズは変わらない。
り調べると、実施例1と同様にCo(102)が強く配向してい
た。また、電子顕微鏡による磁性膜表面の観察から、平
均粒子径が10nmであり、粒子径分布が標準偏差:σで2nm
以下であった。また、膜断面の観察から、無機化合物膜
を用いた基板１１上に磁性膜３はエピタキシャル成長し
ており、両者の結晶粒子のサイズはほぼ同じであった。
また、無機化合物膜を用いた基板１１と磁性膜３の結晶
粒子は柱状構造であり、その粒子サイズは変わらない。
【００６７】磁性膜の磁気特性を測定した結果、得られ
た磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 em
u、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標であ
るSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有して
いた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、そ
のサイズの分布が均一であることによるものである。
た磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16 em
u、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標であ
るSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有して
いた。このことは、磁性膜の結晶粒子が微細であり、そ
のサイズの分布が均一であることによるものである。
【００６８】次に、この磁気記録媒体１０の表面に潤滑
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
剤を塗布して実施例１と同様の方法により記録再生特性
を評価した。磁気記録媒体に２0 GB/inch2に相当する信
号を記録してS/Nを評価したところ、32dBの再生出力が
得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁性膜の
磁化反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度で
あり、十分小さいことがわかった。また、磁化遷移領域
のジグザグパターンが存在する領域も０．１μｍと記録
ヘッドのギャップ長(０．１５μｍ)以下であり、著しく
小さかった。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しな
かった。また、この磁気記録媒体の欠陥レートを測定し
たところ、信号処理を行わない場合の値で、１×10-５
以下であった。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、結晶粒子サイズの分布
が小さい無機化合物膜上に磁性膜をエピタキシャル成長
させることにより、磁性膜の結晶粒子を微細化し、結晶
粒子サイズの分布を小さくできる。これにより、低ノイ
ズで、熱揺らぎや熱減磁の低減された磁気記録媒体を実
現できる。
が小さい無機化合物膜上に磁性膜をエピタキシャル成長
させることにより、磁性膜の結晶粒子を微細化し、結晶
粒子サイズの分布を小さくできる。これにより、低ノイ
ズで、熱揺らぎや熱減磁の低減された磁気記録媒体を実
現できる。
【００７０】また、磁性膜の結晶配向性の制御が可能で
あるため、高密度記録に適した配向を有する磁性膜とす
ることができる。
あるため、高密度記録に適した配向を有する磁性膜とす
ることができる。
【００７１】さらに、磁性膜の結晶粒子間の距離を制御
できるので、磁性膜の結晶粒子間の相互作用を低減する
ことができる。これにより、低ノイズで磁区が微細化さ
れた磁気記録媒体となり、高密度記録が可能となる。
できるので、磁性膜の結晶粒子間の相互作用を低減する
ことができる。これにより、低ノイズで磁区が微細化さ
れた磁気記録媒体となり、高密度記録が可能となる。
【図１】本発明の実施例１における磁気記録媒体の断面
構造を示す図。
構造を示す図。
【図２】無機化合物膜の構造を示す模式図。
【図３】磁性膜のＸ線回折プロファイルを表す図。
【図４】本発明の実施例２における磁気記録媒体の断面
構造を示す図。
構造を示す図。
【図５】磁性膜のＸ線回折プロファイルを表す図。
【図６】本発明の実施例５における磁気記録媒体の断面
構造を示す図。
構造を示す図。
【図７】本発明の実施例における磁気記録装置の構造を
表す図。
表す図。
【図８】磁気ヘッドの構成を表す図。
【図９】ジグザグパターンの幅とギャップ長の関係を示
す概略図。
す概略図。
１・・・ 基板、２・・・ 無機化合物膜、３・・・ 磁性膜 ４・・・ 保護膜、５・・・ 格子定数制御膜、１０…磁気記録
媒体。
媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 研 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 内藤 孝 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 保坂 純男 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 小山 栄二 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 寺尾 元康 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山本 浩貴 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 蔵本 浩樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB06 BB07 CA05 5D112 AA03 AA05 AA11 BB05 BB10 BD03 EE06
Claims (21)
- 【請求項１】非磁性基板と、該基板上に形成され、酸化
コバルト、酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの
内より選ばれた少なくとも1種類から成る結晶質の第１
酸化物と酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれた少
なくとも1種類から成る第２酸化物とを有し、該第１酸
化物の結晶粒子の粒界に該第２酸化物が存在する無機化
合物膜と、該無機化合物膜上に形成された磁性膜とを有
することを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項２】前記無機化合物膜を構成する第２酸化物が
非晶質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】前記無機化合物膜の膜厚が10nm以上100nm
以下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁
気記録媒体。 - 【請求項４】前記無機化合物膜を構成する第１酸化物の
結晶粒子はハニカム構造を有することを特徴とする請求
項１乃至３記載の磁気記録媒体。 - 【請求項５】前記無機化合物膜を構成する第１酸化物の
結晶粒子の格子定数に対する前記磁性膜を構成する磁性
粒子の格子定数の差が±１０％以内であることを特徴と
する請求項１乃至４記載の磁気記録媒体。 - 【請求項６】前記磁性膜はCoを主体とし、Pt及びCr,Ta,
Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元素を含む合金
からなる強磁性薄膜を用いたことを特徴とする請求項１
乃至５記載の磁気記録媒体。 - 【請求項７】前記磁性膜はCoを主体とする結晶粒子の粒
界にCr, Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種類の元
素が存在する構造であることを特徴とする請求項６記載
の磁気記録媒体。 - 【請求項８】基板と該基板上に形成された磁性膜とを有
し、該磁性膜を構成する結晶粒子の平均粒子径が１０ｎ
ｍ以下、その結晶粒子径の標準偏差σが２ｎｍ以下、磁
化反転が生じる単位が１００ｎｍ以下であり、保磁力が
３０００Ｏｅ以上であることを特徴とする磁気記録媒
体。 - 【請求項９】非磁性基板上に、酸化コバルト、酸化クロ
ム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内より選ばれた少な
くとも1種類から成る第１酸化物を結晶粒子として析出
させ、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、
酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれた少なく
とも1種類から成る第２酸化物を前記第１酸化物の結晶
粒界に析出させて無機化合物膜を形成し、該無機化合物
膜上に磁性粒子をエピタキシャル成長させることにより
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。 - 【請求項１０】前記無機化合物膜に含まれる第２酸化物
が非晶質であることを特徴とする請求項９記載の磁気記
録媒体。 - 【請求項１１】前記無機化合物膜を構成する第１酸化物
は結晶粒子がハニカム構造を有し、前記磁性膜を構成す
る磁性粒子は前記第１酸化物の結晶粒子からエピタキシ
ャル成長してハニカム構造を有することを特徴とする請
求項９または１０記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項１２】前記無機化合物膜を構成する第１酸化物
の結晶粒子の格子定数に対する前記磁性膜を構成する磁
性粒子の格子定数の差が±１０％以内であることを特徴
とする請求項９乃至１１記載の磁気記録媒体の製造方
法。 - 【請求項１３】前記磁性膜はCoを主体とする結晶粒子の
粒界にPt及びCr,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも１種
類の元素を析出させることにより形成することを特徴と
する請求項９乃至１２記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項１４】ディスク基板上に、酸化コバルト、酸化
クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内より選ばれた
少なくとも1種類から成る第１酸化物を溶質として、酸
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タン
タルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれた少なくとも1種
類から成る第２酸化物の溶媒に溶解させたターゲットを
用いてスパッタ法を行い、該溶質を結晶粒子として析出
させ、該結晶粒子の結晶粒界に溶媒物質を析出させて無
機化合物膜を形成し、該無機化合物膜上に磁性粒子をエ
ピタキシャル成長させることにより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。 - 【請求項１５】前記無機化合物膜おいて析出した溶媒物
質が非晶質であることを特徴とする請求項１４記載の磁
気記録媒体。 - 【請求項１６】前記無機化合物膜において析出した溶質
物質は結晶粒子がハニカム構造を有し、前記磁性膜を構
成する磁性粒子は前記析出した溶質物質の結晶粒子から
エピタキシャル成長してハニカム構造を有することを特
徴とする請求項１４または１５記載の磁気記録媒体の製
造方法。 - 【請求項１７】前記無機化合物膜において析出した溶質
物質の格子定数に対する前記磁性膜を構成する磁性粒子
の格子定数の差が±１０％以内であることを特徴とする
請求項１４乃至１６記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項１８】前記磁性膜はCoを主体とする結晶粒子の
粒界にCr,Pt,Ta,Nbの内より選ばれる少なくとも2種類の
元素を析出させることにより形成することを特徴とする
請求項１４乃至１７記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項１９】再生ヘッドと上部及び下部磁気コアに挟
まれたギャップ膜を有する記録ヘッドとを有する磁気ヘ
ッドと、磁化遷移領域のジグザグパターンが存在する領
域が前記記録ヘッドのギャップ長以下である磁気記録媒
体と、該磁気記録媒体を回転駆動する駆動機構とを具備
することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項２０】前記磁化遷移領域のジグザグパターンが
存在する領域が０．１５μｍ以下であることを特徴とす
る磁気ディスク装置。 - 【請求項２１】非磁性基板と、該基板上に形成され、酸
化コバルト、酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケル
の内より選ばれた少なくとも1種類から成る結晶質の第
１酸化物と酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれた少
なくとも1種類から成る第２酸化物とを有し、該第１酸
化物の結晶粒子の粒界に該第２酸化物が存在する無機化
合物膜と、該無機化合物膜上に形成された磁性膜とを有
する磁気記録媒体、該磁気記録媒体を回転駆動する駆動
機構、前記磁気記録媒体に対し記録再生を行う磁気ヘッ
ドを具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP11001667A JP2000200410A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置 |
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| JP11001667A JP2000200410A (ja) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置 |
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