JP2000339657A

JP2000339657A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2000339657A
Application number: JP11150071A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Akimoto; 秀行秋元; Kenji Sato; 賢治佐藤; Yuki Yoshida; 祐樹吉田; Itsuki Okamoto; 厳岡本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-08
Also published as: US20020001736A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高いＳ／Ｎと良好な再生特性が得られ、高記
録密度化が図れる磁気記録媒体を提供することを課題と
する。【解決手段】非磁性基板２上に、磁気記録媒体の記録
層として、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒの濃度が２６〜３５
ａｔ％、Ｔａの濃度が０．５〜１ａｔ％である磁性層４
を設ける。また、非磁性基板と前記ＣｏＣｒＰｔＴａを
含む磁性層との間にＣｒを主成分とする下地層３を設け
る。更に、非磁性の下地層と前述のＣｏＣｒＰｔＴａを
含む磁性層との間に、非磁性のｈｃｐ構造を持つ中間層
５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に使
用される磁気記録媒体に関し、特に、磁気抵抗効果型の
磁気ヘッドによる情報の読み出しを行うときにおける高
い信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を実現するための磁気記録媒
体の膜の構造とその材料に関する。

【０００２】

【従来技術】コンピュータの情報記憶媒体として、ラン
ダムアクセスが可能な円盤状の磁気ディスクが広く用い
られている。中でも応答性に優れるれていることや記憶
容量が大きいことから、基板にアルミニウムやガラス等
の硬質材料を用いる磁気ディスク（ハードディスク、Ｈ
ＤＤ）が主に用いられている。近年の高度情報化に伴
い、磁気ディスク装置に対してますますの高密度化の要
求が高まっている。従来の技術では、アルミ基板などの
非磁性基板上にＣｒ下地層を介し、Ｃｏを主成分とする
磁性合金を記録層としている。磁気記録媒体のノイズレ
ベルを下げるためには、磁性粒径を小さくしたり、磁性
粒子間の磁気的相互作用の切断等が必要であり、さまざ
まな添加物が研究されてきた。

【０００３】特開平７−５０００８号公報には、ノイズ
低減を図るため、磁性層にＣｏを主成分として、Ｃｒを
５〜２０ａｔ％、Ｐｔを１〜２０ａｔ％、Ｎｂ、Ｈｆ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、のうち１種類以上を０．５〜６ａｔ％
含有する磁気記録媒体が開示されている。また、特開平
９−２９３２２７号公報公報には、磁気記録情報の再生
に磁気抵抗効果型ヘッドを用いる場合において良好な特
性を得るために、磁性層にＣｏを主成分として、Ｃｒを
１４〜２５ａｔ％、Ｐｔを２〜２０ａｔ％、Ｔａを１〜
７．５ａｔ％含有する磁気記録媒体が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが、上記特
開平７−５０００８号公報に開示されるＣｏＣｒＰｔＴ
ａ₂Ｎｂの組成領域ならびに成膜状件にて静磁気特性お
よび電磁変換特性を調査したところ、Ｃｏ₇₅Ｃｒ_12.5Ｐ
ｔ_7.7Ｔａ₂Ｎｂからなる磁性層とＣｒからなる下地層
を含む磁気記録媒体では、現在必要とされている３Ｇｂ
ｉｔ／ｉｎ²以上の記録密度では、十分な特性が得られ
ない。なぜなら、前記公報に開示された磁気記憶媒体は
インダクティブヘッド（ＭＩＧタイプ）との組み合わせ
において最良の特性が得られるものであり、Ｂｒδが３
００Ｇμｍ、保磁力が１７００Ｏｅ程度であるため、高
密度記録には不十分である。

【０００５】また、特開平９−２９３２２７号公報に開
示される磁気記録媒体は、１Ｇｂｉｔ／ｉｎ²以上の記
録密度領域において多く適用されているＭＲ再生ヘッド
との組み合わせにおいて最良の特性が得られるよう磁気
記録層の素子、磁気特性が最適化されている。

【０００６】しかしながら、近年ではスピンバルブ等の
再生感度の高い巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）
が開発され、一層の再生特性の向上と高Ｓ／Ｎ化が要求
されている。Ｓ／Ｎを増加させるためには、ＣｒやＴａ
濃度の増加が有効であるが、良好な再生特性を得るため
に必要な飽和磁化は減少する。つまり、再生特性とＳ／
Ｎはトレードオフの関係にあり、両立は困難である。前
述の公知例におけるＣｒおよびＴａの組成では、再生特
性およびＳ／Ｎともに十分な値が得られているとはいえ
なかった。

【０００７】そこで、本発明では、高記録密度化を達成
できる磁気記録媒体を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、低ノイズで且
つ再生特性が良好な磁気記録媒体を提供することを目的
とする。

【０００９】更に、本発明の他の目的は、磁気記録媒体
の信頼性を向上させることを目的とする。

【００１０】

【問題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明では、磁性層として、Ｃｏを主成分とし、Ｃ
ｒが２６〜３５ａｔ％、Ｔａが０．５〜４ａｔ％添加さ
れた磁気記録媒体を提供する。本発明者は、Ｔａ濃度を
前記範囲に収めることにより、Ｃｒ濃度の拡大が可能で
あり、従来では得られなかった高いＳ／Ｎが獲得できる
ことを見出した。その結果、本発明では、再生特性の向
上とノイズ低減を両立させることが可能になった。

【００１１】上記磁性層は更にＰｔが１５〜３０ａｔ％
添加されることを特徴とする。これにより、高い磁気異
方性が維持され、高い保磁力が確保される。

【００１２】また、非磁性基板と前記ＣｏＣｒＰｔＴａ
を含む磁性層との間にＣｒを主成分とする下地層を配置
することを特徴とする。これにより、ＣｏＣｒＰｔＴａ
の面内配向性が良くなり、高い保磁力が得られる。

【００１３】前述のＣｏＣｒＰｔＴａを含む磁性層は、
Ｎｂが添加されてもよい。Ｎｂが添加されることによ
り、磁性粒子サイズおよび分布幅が抑制され、ノイズの
低減が図れる。

【００１４】更に、非磁性の下地層と前述のＣｏＣｒＰ
ｔＴａを含む磁性層との間に、非磁性のｈｃｐ構造を持
つ中間層を設ける。これにより、磁性層の磁性粒子サイ
ズが均一化され、熱による磁気情報の消滅が抑制され
る。その結果、磁気情報は長期間安定な状態を維持し、
磁気記録媒体の信頼性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体１の断面を
図１（ａ）に示す。即ち、基板２上に、下地膜３、磁性
膜４、保護膜５が順に形成されている。磁気記録媒体１
を構成する各膜について説明する。

【００１６】基板２は非磁性体からなり、円盤状の形状
を有する。基板２を構成する材料としては、ＮｉＰ層が
メッキやスパッタにより形成されたアルミニウム（アル
ミニウム合金を含む）ディスク、ガラス（強化ガラスも
含む）ディスク、表面酸化膜を有するシリコンディス
ク、ＳｉＣディスク、カーボンディスク、プラスチック
ディスク、セラミックディスク等を包含する。また、基
板２は、テクスチャー処理が施されていてもいなくても
よい。

【００１７】磁性膜４は、コバルトを主成分とし、クロ
ム２６〜３５ａｔ％、白金１５〜３０ａｔ％及びタンタ
ル０．５〜４ａｔ％を含有する磁性材料からなる。磁性
膜４は主にマグネトロンスパッタ法によって成膜され、
適当な成膜の条件として、例えば、１６０〜２８０°Ｃ
の基板温度、３〜２０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、０．
５〜３ｋＷの投入電力が挙げられる。

【００１８】ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドにより磁気情報
を読み出せる目安として、磁性層４の飽和磁化（Ｍｓ）
は、２００ｅｍｕ／ｃｍ³以上であることが望ましい。
Ｍｓが２００ｅｍｕ／ｃｍ³以下の媒体でも膜厚を厚く
することにより再生出力を確保することができるが、磁
性層の厚膜化は記録ヘッドの磁界分布を大きくし、磁気
情報をシャープに記録することが困難となる。つまり、
極端な磁性層の膜厚増加は記録再生特性の劣化を招くた
め、２５ｎｍ以下が望ましい。

【００１９】ＣｏＣｒＰｔＴａ合金においては、Ｍｓや
Ｓ／ＮはＣｒ及びＴａの添加濃度の影響を受けやすい。
Ｍｓについては、Ｔａ及びＣｒの濃度が高いほど値は小
さくなる傾向があり、Ｓ／Ｎについては、Ｔａ及びＣｒ
の濃度が高いほど値は大きくなる傾向がある。従って、
大きなＭｓおよび高いＳ／Ｎを得るには、ＣｒおよびＴ
ａの濃度を適切な範囲内に収める必要があり、Ｃｒは２
６〜３５ａｔ％、Ｔａは０．５〜４ａｔ％が望ましい。

【００２０】Ｐｔの添加は、ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の保
磁力（Ｈｃ）を大きくする効果がある。３Ｇｂｉｔ／ｉ
ｎ²を超える磁気記録媒体においては、２５００Ｏｅ程
度以上のＨｃが必要であると考えられている。ＣｏＣｒ
ＰｔＴａ媒体において、磁性層の高保磁力化は、媒体の
個々の磁性粒子が高い磁気異方性を有し、且つ磁気化容
易軸が媒体面内に優先的に配列することで実現する。Ｃ
ｏＣｒＰｔＴａへのＰｔ添加量を増加させていくと、粒
子が持つ磁気異方性が大きくなりＨｃが増加する。高密
度記録に必要な２５００ＯｅのＨｃを確保するには、Ｐ
ｔの添加濃度が１５ａｔ％以上でることが好ましい。し
かし、Ｐｔの添加濃度が高過ぎると、Ｃｏのｈｃｐ構造
が乱れ、磁気異方性が減少する。スパッタ法にて成膜さ
れたＣｏＣｒＰｔＴａ合金のＣｏのｈｃｐ構造を安定化
するには、Ｐｔの添加濃度を３０ａｔ％以下にすること
が好ましい。つまり、高いＨｃの確保とＣｏのｈｃｐ構
造の安定化を図るには、Ｐｔの添加濃度が１５ａｔ％か
ら３０ａｔ％の範囲内にあるのが好ましい。

【００２１】また、ＣｏＣｒＰｔＴａで構成された磁性
層にＮｂを添加すると、磁性粒子のサイズ及び分布幅を
抑制することができる。あとにも述べるが、磁性粒子サ
イズ及び分布幅が小さくなることで、媒体ノイズを抑制
することができる。Ｎｂの濃度は１〜４ａｔ％が望まし
い。

【００２２】下地層３は、磁気記録媒体のＨｃを更に大
きくし、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供するた
めに構造や材料が選択される。以下に、磁性層４として
ＣｏＣｒＰｔＴａを用いた場合に好適な下地層について
説明する。

【００２３】下地層３は、マグネトロンスパッタ法等の
スパッタ法により成膜され、適当な成膜の条件として、
例えば、１６０〜２８０°Ｃの基板温度、３〜２０ｍＴ
ｏｒｒのＡｒガス圧力、０．５〜３ｋＷのＤＣ投入電力
が挙げられる。

【００２４】ＣｏＣｒＰｔＴａの磁性層を有する磁気記
録媒体において、高い面記録密度に好適なＨｃを得るた
めには、六方晶構造（ｈｃｐ）を持つＣｏＣｒＰｔＴａ
のＣ軸を膜面内にそろえる必要がある。そのためには、
ＣｏＣｒＰｔＴａ層と非磁性基板２との間に介在する下
地層を選択することで実現する。

【００２５】Ｃｒはｂｃｃ構造を有する金属であり、あ
る成膜条件の下では、非磁性基板２上のＣｒは、ｂｃｃ
（１００）面が非磁性基板２と平行に成長する。このＣ
ｒ合金上にＣｏＣｒＰｔＴａの磁性層４が成長すると、
図２が示すように、Ｃｒ下地のｂｃｃ（１１０）面間隔
とＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層４のｈｃｐ（００２）面間隔
がほぼ等しいことからｈｃｐのＣ軸が膜面内に優先的に
配向する構造を持つことが知られている。ＣｏＣｒＰｔ
ＴａのＣ軸が面内優先配向するメカニズムは、Ｃｒのｂ
ｃｃ（１１０）面とＣｏＣｒＰｔＴａのｈｃｐ（００
２）面の間隔がほぼ等しいことによる。本発明で示され
たＣｏＣｒＰｔＴａ合金はＣｏ単体より原子半径の大き
なＰｔが添加されていることを主な要因として、ｈｃｐ
（００２）面の間隔がＣｏ単体よりも広がっている。つ
まり、ＣｏＣｒＰｔＴａの良好なＣ軸面内配向を得るた
めには、Ｃｒのｂｃｃ（１１０）面間隔も磁性層の面間
隔に合わせて広げる必要がある。Ｃｒの格子間隔を広げ
るためには、Ｃｒよりも原子半径が大きい元素を添加す
ればよいが、本発明者らはＭｏを添加することにより最
も良い結果が得られた。また、Ｍｏのほかに、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｅ等を添加しても同様な効果が得ら
れる。

【００２６】また、本発明では、図１（ｂ）に示される
ように、下地層３と磁性層４との間に非磁性の中間層６
が設けられた磁気記録媒体１’であってもよい。特に、
Ｃｒ合金よりなる下地層３とＣｏＣｒＰｔＴａ合金を含
む磁性層４との間に、非磁性のｈｃｐ構造を持つ中間層
を設けることにより、磁性層４の結晶配向性を高めるこ
とができる。中間層６の材料として、磁性層４と同じｈ
ｃｐ構造を持ち、且つ磁気記録再生特性に影響を与えな
い非磁性の材料がよい。

【００２７】Ｃｏはｈｃｐ構造を持つ代表的な材料であ
るが磁性層にも用いられることから分かるように磁性を
持つ。しかし、ＣｏにＣｒを添加していくと、Ｃｒ濃度
が３５ａｔ％付近で非磁性となる。Ｃｏ濃度を更に高く
すると、ｈｃｐからｂｃｃ構造へと変わってしまい、磁
性層の結晶配向性を良くするという目的が達成できなく
なる。スパッタ法にて安定にｈｃｐ構造を得るためのＣ
ｒ濃度の上限は４５ａｔ％程度である。

【００２８】また、下地層３の説明で述べたように、良
好な磁気特性を得るためには、各層との格子整合が大切
である。各層との格子整合を得るために原子半径が大き
く、且つｈｃｐ構造を乱さない材料としてＭｏ添加する
ことにより、高密度記録に好適な磁気記録媒体を提供す
ることができる。また、ＣｏＣｒ合金の格子間隔を広げ
る目的を達成できる元素は、Ｍｏのほかに、Ｗ、Ｔｉ、
Ｔａ、Ｎｂ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｅなどが挙げられ、それぞ
れの元素をＣｏＣｒ合金に添加することにより高密度記
録に好適な磁気記録媒体を提供することができる。

【００２９】非磁性中間層６を設ける他の理由は、磁性
層４の結晶粒径を制御することができることにある。磁
気記録において媒体ノイズは媒体のさまざまなランダム
性によって引き起こされている。例えば、膜厚の分布
（表面粗さ）や磁性粒子間の磁気特性にはバラツキが存
在する。非磁性中間層６を設けることにより、これらの
バラツキが抑制され、記録再生特性が更に改善される。
また、最近の磁性層の薄膜化に伴い、磁性粒子が持つ異
方性エネルギーＫｕＶ（磁性粒子が持つ単位体積あたり
の異方性エネルギーＫｕと磁性粒子の体積Ｖとの積）と
熱エネルギーｋ_BＴ（ボルツマン定数ｋ_Bと絶対温度Ｔ
で表された環境温度との積）の比（（ＫｕＶ／ｋ_BＴが
小さくなり、磁気記録情報が時間とともに減衰していく
減少（熱磁気緩和）が顕著になりつつある。磁気情報の
消滅はＫｕＶが小さい粒子から始まるため、磁性粒子の
サイズを均一にすること、特に、極端に小さいサイズを
持つ粒子を減らすことが重要である。ＣｏＣｒＭｏ中間
層を用いることで磁性粒サイズの均一化が促進され、磁
気記録情報の熱安定性の優れた媒体を提供することがで
きる。

【００３０】保護膜５は、カーボン単体、またはカーボ
ンを含む化合物からなり、例えば、ＷＣ、ＳｉＣ、Ｂ₄
Ｃ、水素含有カーボンや、高い高度を有する点で注目さ
れているダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が挙げ
られる。保護膜５は、マグネトロンスパッタ法等のスパ
ッタ法により成膜されるのが好ましく、適当な成膜の条
件として、例えば、２００°Ｃ以下の基板温度、５〜２
０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、１〜３ｋＷの投入電力が
挙げられる。また、スパッタ法に代えて他の成膜法、例
えば、蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用しても
よい。保護膜５の膜厚は、種々の要因に依存し、広い
範囲内で決定されるが、好ましくは、２nm〜１０nmであ
る。

【００３１】なお、保護膜５上に、潤滑膜７が形成され
ていてもよい。潤滑膜は、通常、フロロカーボン樹脂系
の材料からなり、膜厚１nm〜２ nm を有する。

【００３２】また、本発明は、上述の磁気記録媒体を備
える磁気ディスク装置にあり、その一例を図３および図
４に示す。図３は、カバーが取り外された状態における
本発明の磁気ディスク装置の平面図であり、図４は、図
３の線分Ａ−Ａに沿った断面図である。

【００３３】これらの図において、５０は、ベースプレ
ート５１上に設けられたスピンドルモータ５２によって
駆動される磁気ディスクである。本実施形態において
は、磁気ディスクは３枚備えられている。

【００３４】５３は、ベースプレート５１上に回転可能
に支持されるアクチュエータである。アクチュエータ５
３の一端には、磁気ディスク５０の記録面と平行な方向
に延びる複数のヘッドアーム５４が形成されている。ヘ
ッドアームの一端には、スプリングアームが取り付けら
れる。スプリングアーム５５のフレクシャー部にスライ
ダ４０が図示されない絶縁膜を介して取り付けられてい
る。アクチュエータ５３の他端には、コイル５７が取り
付けられている。

【００３５】ベースプレート５１上には、永久磁石及び
ヨークによって構成された磁気回路５８が設けられ、磁
気回路５８の磁気ギャップ内に、上記コイル５７が配置
される。そして、磁気回路５８とコイル５７とによって
ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）が構成される。また、
ベースプレート５１の上部はカバー５９で覆われてい
る。

【００３６】以下に、上記磁気ディスク装置の動作を説
明する。磁気ディスク５０が停止しているときは、スラ
イダ４０は磁気ディスク５０の退避ゾーンに接触して停
止している。次に、磁気ディスク装置５０がスピンドル
モータ５２によって回転されると、磁気ディスク５０の
回転に伴って発生する空気流によって、スライダ４０は
ディスク面から僅かな隙間をもって浮上する。スライダ
が浮上している状態でコイル５７に電流が流れると、コ
イル５７に推力が発生し、アクチュエータ５３が回転す
る。そして、スライダ４０が磁気ディスク５０の所定の
トラック上に移動し、データの読み出しや書き込みを行
う。

【００３７】

【実施例】良く洗浄され、表面にテクスチャ処理が施さ
れたＮｉＰメッキが施されたＡｌ基板上に、ＤＣマグネ
トロンスパッタ装置により、ＣｒＭｏ₁₀ａｔ％、ＣｏＣ
ｒＰｔＴａ磁性層、保護膜を順次積層した。下地層の成
膜前にスパッタ室内は３×１０^-7Ｔｏｒｒ以下に排気さ
れ、基板は２２０°Ｃに加熱された。各層の成膜時、ス
パッタ室には真空度を５ｍＴｏｒｒを保つようＡｒガス
が導入され、−１００Ｖのバイアス電圧が印加された。
下地層、磁性層の膜厚はそれぞれ２５ｎｍ、２０ｎｍで
ある。

【００３８】なお、以下に示される実験結果は、非磁性
基板としてＮｉＰメッキが施されたＡｌ基板が用いられ
た場合についてのものであるが、ガラス基板を用いても
同様な結果が得られており、特に、ＮｉＰがスパッタで
成膜されたガラス基板を用いた場合、ＮｉＰメッキが施
されたＡｌ基板を用いた場合と同等の実験結果が得られ
ている。

【００３９】第５図は、Ｐｔ濃度を固定し、Ｔａ濃度を
１ａｔ％または２ａｔ％に固定したＣｏＣｒＰｔＴａ媒
体の飽和磁化（Ｍｓ）のＣｒ濃度依存性を示す。

【００４０】ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドの適用により、
再生感度はインダクティブヘッドよりも大きく改善され
たが、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドで磁気情報を読み出す
目安としては、磁気記録媒体のＭｓが２００ｅｍｕ／ｃ
ｍ³以上であることが好ましい。図５が示すように、Ｃ
ｏＣｒＰｔＴａを磁性層に持つ媒体において、Ｃｒ濃度
の増加に伴いＭｓが減少するのが分かる。また、Ｔａの
添加濃度が高いほど、Ｃｒ濃度を少なくしなければ一定
の飽和磁化が得られないことが分かる。図５に示される
実験結果を考慮すると、２００ｅｍｕ／ｃｍ³以上のＭ
ｓを確保するためには、Ｔａ濃度が１ａｔ％であれば、
Ｃｒ濃度は３２ａｔ％以下にすることが必要であり、Ｔ
ａ濃度が２ａｔ％であれば、Ｃｒ濃度は２８ａｔ％以下
にすることが必要である。また、同図より、Ｔａが０ａ
ｔ％であっても、Ｃｒ濃度を３５ａｔ％以下にしなけれ
ば２００ｅｍｕ／ｃｍ³のＭｓが得られないことが推定
できる。従って、Ｃｒ濃度は３５ａｔ％以下であること
が望ましい。

【００４１】なお、ＣｏＣｒＰｔＴａを磁性層に持つ磁
気記録媒体において、ＭｓはＰｔの濃度に対しては比較
的鈍感であり、ＣｒおよびＴａの濃度に依存するところ
が大きい。図６が示すように、ＣｒおよびＰｔ濃度が一
定であれば、Ｔａ濃度が１ａｔ％変化するだけで、Ｍｓ
に１００ｅｍｕ／ｃｍ³前後の差がでる。また、Ｐｔお
よびＴａ濃度が一定であれば、Ｃｒ濃度が１０ａｔ％変
化する間にＭｓが２００ｅｍｕ／ｃｍ³程度変化する。
しかし、Ｃｒ及びＴａの濃度が一定であれば、Ｐｔの変
化に対して、Ｍｓの変化が鈍いのがわかる。

【００４２】図７は、ＰｔおよびＴａ濃度を固定したＣ
ｏＣｒＰｔＴａ媒体の磁気記録媒体の孤立波Ｓ／ＮのＣ
ｒ濃度依存性を示す。

【００４３】ＣｏにＣｒを添加すると、Ｃｏをコアとし
て磁性粒子の粒界にＣｒが析出し、Ｃｒ濃度の高い領域
が形成されることが知られている。このＣｏ磁性粒子間
に存在する非磁性のＣｒ濃度の高い領域は、磁性粒子間
の磁気的相互作用を低減するのに役立ち、磁気記録媒体
の記録再生特性を向上する。図７に示されるように、Ｃ
ｏＣｒＰｔＴａ媒体において、Ｔａ及びＰｔ濃度が同じ
であれば、Ｃｒ濃度の増加に伴い孤立波Ｓ／Ｎが増加す
るのがわかる。近年の媒体に対する低ノイズ化の要求に
より、３０ｄＢ以上の孤立波Ｓ／Ｎを確保する必要であ
ることを考慮すると、Ｃｒ濃度は少なくとも２６ａｔ％
以上であることが望ましい。また、孤立波Ｓ／ＮはＰｔ
にも若干の依存性を持ち、図７によると、Ｐｔ濃度が高
い方が大きくなる傾向がある。従って、Ｐｔ濃度によら
ず、３０ｄＢ以上のＳ／Ｎを確保するには、更にＣｒ濃
度は３０ａｔ％以上であることが望ましい。

【００４４】図８に、Ｃｒ濃度が固定されたＣｏＣｒＰ
ｔＴａ媒体の飽和磁化（Ｍｓ）のＴａ濃度依存特性を示
す。

【００４５】図８が示すように、Ｃｒ濃度が一定のＣｏ
ＣｒＰｔＴａ媒体において、Ｔａ濃度の増加に伴い、Ｍ
ｓが減少するのが分かる。また、一定のＭｓを得るため
には、Ｃｒ濃度が高いほど、Ｔａの濃度を低くしなけれ
ばならないことが分かる。例えば、Ｃｒ濃度が２３ａｔ
％であれば、Ｔａ濃度が０ａｔ％のときＭｓは５００ｅ
ｍｕ／ｃｍ³程度を示すが、Ｔａ濃度を４ａｔ％に増加
させると、Ｍｓは２００ｅｍｕ／ｃｍ³程度にまで減少
する。従って、上述のように、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッ
ドによる磁気情報の読取において必要である２００ｅｍ
ｕ／ｃｍ³のＭｓを確保しなければならないことや、孤
立波Ｓ／Ｎを高めるために、Ｃｒ濃度が２６ａｔ％以上
必要であることを考慮すると、Ｔａ濃度は４ａｔ％以下
であることが必要といえる。

【００４６】第９図は、磁性層にＣｏ_70-XＣｒ₂₂Ｐｔ₈
Ｔａ_X、下地層にＣｒＭｏ₁₀が用いられた磁気記録媒体
および磁性層にＣｏ_71-XＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ_X、下地層に
ＣｒＭｏ₁₀が用いられた磁気記録媒体における孤立波Ｓ
／ＮのＴａ濃度依存特性を示す。

【００４７】図９より、どちらの媒体においても、Ｔａ
の添加濃度が０．５ａｔ％以上であれば、孤立波Ｓ／Ｎ
は、Ｔａ濃度によらず一定の値を示すが、０．５ａｔ％
を下回る領域においては、孤立波Ｓ／Ｎが大きく劣化す
るのがわかる。従って、先の図８に示されるＭｓのＴａ
濃度依存特性と合わせて考慮すると、大きなＭｓと孤立
波Ｓ／Ｎを確保するには、Ｔａの濃度を０．５ａｔ％〜
４ａｔ％の組成領域から選ぶのがよい。

【００４８】図１０は、ＣｏＣｒＰｔＴａからなる磁性
層を持つ磁気記録媒体における。保磁力ＨｃのＰｔ濃度
依存特性である。

【００４９】Ｐｔの添加は、ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体のＨ
ｃを大きくする効果がある。３Ｇｂｉｔ／ｉｎ²を超え
る磁気記録媒体においては、２５００Ｏｅ程度以上のＨ
ｃが必要であると考えられている。図１０に示されるよ
うに、Ｐｔの添加濃度の増加に伴い、Ｈｃも増加するの
がわかる。また、一定のＨｃを得るには、Ｃｒ濃度が高
いほど、Ｐｔ濃度を高くしなければならない。上述のよ
うに、孤立波Ｓ／Ｎを確保するのに必要なＣｒ濃度が２
６ａｔ以上であることも考慮すると、２５００Ｏｅ程度
以上のＨｃを確保するには、Ｐｔ濃度は１５ａｔ％以上
であることが望ましい。

【００５０】一方、ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体において磁性
層が高いＨｃを持つ要因としては、磁性粒子がｈｃｐ構
造を有し、強い一軸異方性を持つこと、そして、その磁
化容易軸が媒体面内に配列することが挙げられる。その
ため、Ｐｔ濃度の上限は、スパッタ法でＣｏＣｒＰｔＴ
ａの磁性膜を成膜する際、安定してｈｃｐ構造を作るこ
とができる範囲である３０ａｔ％以下にすることが好ま
しい。従って、高いＨｃと安定したｈｃｐ構造を確保す
るには、ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体のＰｔ濃度は、１５ａｔ
％〜３０ａｔ％の組成領域で選択するのが好ましい。

【００５１】更に、ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体にＮｂを添加
すると、磁性粒子サイズおよびサイズ分布を抑制するこ
とができる。具体的には、Ｎｂが添加されていない媒体
では、磁性粒子の平均粒径は１５ｎｍ程度、分布幅（標
準偏差）は４．２ｎｍ程度であるが、Ｎｂが２ａｔ％添
加された媒体では、磁性粒子の平均粒径は１２．７ｎｍ
程度、分布幅３．６ｎｍ程度に減少する。これに伴い、
Ｓ／Ｎは０．６ｄＢ程度改善される。

【００５２】次に、下地層および中間層について説明す
る。

【００５３】図１１は、ＣｒＭｏ下地層のｂｃｃ（１１
０）面間隔のＭｏ依存特性を示す。また、同図には、Ｃ
ｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂磁性層のｈｃｂ（００２）面間隔
も示される。なお、ここでは、磁性層および下地層は、
ＤＣバイアス電圧０Ｖ、１８０〜２６０°Ｃの範囲内の
さまざまな基板温度でスパッタリングにより成膜され
た。磁性膜の膜厚は２０ｎｍ、下地層の膜厚は３０ｎｍ
である。

【００５４】下地層はＣｏＣｒＰｔＴａからなる磁性層
のＣ軸面内配向性を高めるために設けられる。図１１に
示されるように、下地層のｂｃｃ（１１０）面間隔はＭ
ｏ濃度に大きく依存し、Ｍｏの濃度が高いほど間隔が大
きくなっている。また、ＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂磁性層
のｈｃｂ（００２）面間隔は、成膜されるときの基板温
度に多少の依存性があり、基板温度に応じて異なる値が
得られた。

【００５５】図１２は、ＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂磁性層
の保磁力Ｈｃの下地層Ｍｏ濃度依存特性を示す。なお、
ここでは、下地膜および磁性膜は、ＤＣバイアス電圧Ｖ
ｂ＝０Ｖ、基板温度Ｔｓ＝２００°Ｃでスパッタリング
により成膜された。磁性膜の膜厚は２０ｎｍ、下地層の
膜厚は３０ｍｎである。

【００５６】図１２に示されるように、Ｈｃは下地層の
Ｍｏ濃度に依存する特性を示し、ＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ
₂磁性層のｈｃｂ（００２）面間隔とＣｒＭｏ下地層の
ｂｃｃ（１１０）面間隔とがほぼ等しくなるときに最大
となる（正確には、ＣｏＣｒ ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂磁性層のｈ
ｃｂ（００２）面間隔がＣｒＭｏ下地層のｂｃｃ（１１
０）面間隔よりも数％小さいときに最大となる。）。本
実施例おいては、下地層としてＣｒＭｏが用いられた
が、Ｃｒを主成分とし、Ｗ、Ｔｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｅが
添加された下地層においても同様の効果が得られる。ま
た、Ｃｒを主成分とし、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、
Ｒｅの２種類以上が添加された下地層においても同様な
効果が得られることが期待される。

【００５７】図１３は、下地層としてＣｒＭｏ₁₀、磁性
層としてＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂、更に下地層と磁性層
との間にＣｏ（Ｃｒ_0.95Ｍｏ_0.05）₃₇の中間層が設けら
れた磁気記録媒体のＨｃの中間層膜厚依存特性を示す。
ここでは、下地層の膜厚は３０ｎｍである。

【００５８】図１３に示されるように、中間層膜厚が８
ｎｍ程度まではＨｃは増加傾向を示し、８ｎｍを超える
領域ではＨｃは一定の値を示し、中間層がない媒体（中
間層膜厚０ｎｍ）よりもＨｃは向上する。

【００５９】図１４は、下地層としてＣｒＭｏ₁₀、磁性
層としてＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ₈Ｔａ₂、更に下地層と磁性層
との間にＣｏ（Ｃｒ_0.95Ｍｏ_0.05）₃₇の中間層が設けら
れた磁気記録媒体のＳ／Ｎの中間層膜厚依存特性を示
す。ここでは、下地層の膜厚は３０ｎｍである。

【００６０】図１４に示されるように、中間層膜厚が３
ｎｍ程度まではＳ／Ｎは増加傾向を示すが、それを超え
ると減少傾向を示す。更に、中間層膜厚が８ｍｍを超え
る領域では中間層がない媒体よりもＳ／Ｎが劣化する特
性を示す。図１３および図１４が示す特性より、磁気記
録媒体のＳ／ＮおよびＨｃを向上するには、中間層の膜
厚は１〜８ｎｍの範囲内で選択するのがよいと考えられ
る。

【００６１】図１５は、下地層として厚さ３０ｎｍのＣ
ｒＭｏ₁₀、磁性層として厚さ１３ｎｍのＣｏＣｒ₂₁Ｐｔ
₈Ｔａ₂、中間層として厚さ５ｎｍのＣｏ（Ｃｒ_1-XＭ
ｏ_X）₃₇が設けられた磁気記録媒体における孤立波Ｓ／
ＮのＭｏ添加濃度依存特性を示す。

【００６２】図１５に示されるように、前記の下地層お
よび中間層との組み合わせにおいては、Ｃｏ（Ｃｒ_0.95
Ｍｏ_0.05）₃₇が最も良い特性が得られている。これは、
Ｃｏ（Ｃｒ_0.95Ｍｏ_0.05）₃₇が中間層として用いられる
とき、下地層および磁性層と格子ミスマッチが最も少な
いためと考えられる。

【００６３】図１６は、Ｃｏ（Ｃｒ_0.95Ｍｏ_0.05）₃₇中
間層が無い媒体（中間層膜厚０ｎｍ）と有る媒体（中間
層膜厚３ｎｍ）の磁化の安定性を示す。ここでは、ＳＱ
ＵＩＤにて１５ｋＯｅの磁界を一定方向に加え、そのあ
と、逆方向に一定磁界（Ｈｒ）を印加した状態における
残留磁化の時間変化を測定した。縦軸は、１秒後の残留
磁化量を基準として残留磁化が１０％減少するのに必要
な時間（Ｔ９０）を表す。なお、測定は室温（ＲＴ＝２
７°Ｃ）および８０°Ｃの条件のもとで行われた。

【００６４】図１６から明らかなように、ＣｏＣｒＭｏ
中間層を設けることにより、磁化の耐熱性が向上するこ
とがわかる。なお、図１６に示される結果は、中間層と
してＣｏＣｒＭｏが用いられたが、Ｍｏのほかに、Ｗ、
Ｔｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｅを含有する合金を用いても同様
の結果が得られる。

【００６５】

【発明の効果】本発明では、磁気記録媒体の記録層とし
て、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒの濃度が２６〜３５ａｔ％
およびＴａが０．５〜４ａｔ％の磁性層を設けることに
より、高いＳ／Ｎと大きなＭｓを得ることができる。そ
の結果、磁気記録媒体の低ノイズ化と再生特性の向上が
図れ、磁気記録媒体の高記録密度化が図れる。

【００６６】また、磁性層と非磁性の下地層との間にｈ
ｃｐ構造の非磁性中間層を配置することにより、磁気情
報が長期安定化し、磁気記録媒体の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における磁気記録媒体の断面図である。

【図２】下地層のＣｒのｂｃｃ結晶と磁性層のＣｏＣｒ
ＰｔＴａのｈｃｐ結晶との関係を示す図である。

【図３】本発明の磁気ディスク装置の平面図である。

【図４】本発明の磁気ディスク装置の断面図である。

【図５】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の飽和磁化のＣｒ濃度依
存特性を示すグラフである。

【図６】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の飽和磁化をＣｒ濃度お
よびＰｔ濃度によりマッピングしたグラフである。

【図７】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の孤立波Ｓ／ＮのＣｒ濃
度依存特性を示すグラフである。

【図８】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の飽和磁化のＴａ濃度依
存特性を示すグラフである。

【図９】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の孤立波Ｓ／ＮのＴａ濃
度依存特性を示すグラフである。

【図１０】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体のＨｃのＰｔ濃度依存
特性を示すグラフである。

【図１１】ＣｒＭｏ下地層のｂｃｃ（１１０）面間隔の
Ｍｏ濃度依存特性を示すグラフである。

【図１２】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体におけるＨｃのＭｏ濃
度依存特性を示す図である。

【図１３】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体のＨｃのＣｏＣｒＭｏ
中間層膜厚依存特性を示すグラフである。

【図１４】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の孤立波Ｓ／ＮのＣｏ
ＣｒＭｏ中間層膜厚依存特性を示すグラフである。

【図１５】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体の孤立波Ｓ／ＮのＣｏ
ＣｒＭｏ中間層のＭｏ添加濃度依存特性を示すグラフで
ある。

【図１６】ＣｏＣｒＰｔＴａ媒体のＣｏＣｒＭｏ中間層
の有無による磁化の耐熱性評価の結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・・磁気記録媒体２・・・基板３・・・下地層４・・・磁性層５・・・中間層６・・・保護層７・・・潤滑剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田祐樹神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者岡本厳神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 4K029 AA02 AA04 AA24 BA01 BA06 BA07 BA11 BA13 BA16 BA17 BB02 BD11 CA05 5D006 BB01 BB02 CA01 CA05 CA06 DA03 EA03 FA09 5E049 AA04 AA09 BA06 CB02 DB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に、Ｃｏを含有し、Ｃｒが
２６〜３５ａｔ％、Ｔａが０．５ａｔ％〜４ａｔ％添加
された磁性層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記磁性層は、更に、Ｐｔが１５〜３０
ａｔ％添加されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】前記磁性層は、更に、Ｎｂが添加されて
なることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】前記基板と前記磁性層との間に、Ｃｒを
主成分とし、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｅの少な
くとも１種類以上の元素を含有する下地層を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記下地層と前記磁性層の間にｈｃｐ構
造を有する非磁性の中間層を有することを特徴とする請
求項１に記載の磁気記録媒体。