JP2000348333A

JP2000348333A - 無機化合物薄膜および無機化合物薄膜の成膜方法、ディスク状基体、磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法、磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2000348333A
Application number: JP11161999A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Nobuyuki Inaba; 信幸稲葉; Teruaki Takeuchi; 輝明竹内; Koichiro Wakabayashi; 康一郎若林
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ディスク基板上に、所望の凹凸を形成するこ
と、磁性膜における結晶粒子サイズの分散を抑制し、か
つ、微細化してノイズの発生を小さくすること、結晶粒
子サイズの分散を抑制して低ノイズ、低熱揺らぎ、なら
びに低熱減磁とすること、さらに磁性膜の配向性を制御
して微小磁区の形成を容易にするとともに、この磁区を
安定に存在させて４０ＧＢ／ｉｎｃｈ^２を超える超高密
度磁気記録媒体を提供する。【解決手段】結晶質粒子と、それを取り囲む非晶質物質
から構成され、該結晶質粒子は正六角形であり、かつ、
二次元的に規則的に配列し、しかもハニカム構造である
無機化合物薄膜２において、該無機化合物薄膜２の平坦
性が、該無機化合物薄膜２表面の凸部からその凸部に最
も近い凸部までの平行方向の距離と、該無機化合物薄膜
２表面の凸部からその凸部に最も近い凹部までの垂直方
向の距離とが、２０ｎｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大量の情報を迅速
かつ正確に格納するための磁気記録媒体にかかり、特
に、高性能でかつ高信頼性を有する磁気ディスク用の磁
気記録媒体の構造及びそれを用いた磁気ディスク、及び
製造方法、磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、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がある。現在、磁気ディ
スク装置は、記録密度を向上させつつ小型化が図られて
いる。それと並行して、ディスク装置の低価格化が急速
に進められている。ところで、磁気ディスクの高密度化
を実現するためには、１）ディスクと磁気ヘッドとの距
離をつめること、２）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、４）磁気ヘッドの性
能を向上させる、などが必須の技術である。

【０００３】中でも、磁気記録媒体においては、高密度
記録を実現するために、まず、保磁力の増大が必須であ
る。これに加えて、40GB/inch²を超える記録密度を実現
するためには、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、磁性粒子のサイズを微細化
することが有効である。しかし、磁性粒子が微細化して
くると、熱揺らぎの問題が顕著になってくる。これは、
微細な粒子が存在するためで、粒子サイズは一定値以下
に押さえるとともに、その分布を小さくすることが有効
である。これを実現する方法として、磁性膜の下にシー
ド層を設けることが提案されている。その一例としてUS
P-4652499をあげることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
磁気記録媒体の表面の凹凸を制御することが難しい場合
があった。また、これと同時に、磁性膜の結晶粒子サイ
ズを制御することが難しかった。特に、表面の凹凸は、
基板表面にテクスチャを設けることが提案されていた
が、その制御性は必ずしも十分ではなく、また、得られ
る凹凸の値にも制限があった。また、情報記録用磁性膜
の結晶粒子サイズの分布を制御するには限度があり、微
小な粒子や粗大化した粒子が共存している場合があっ
た。磁性膜における結晶粒子サイズのうち、微小な粒子
は熱揺らぎ熱減磁に寄与し、粗大化した粒子はディスク
のノイズの増大に寄与する。上記の従来技術では、磁性
結晶粒子の微細化は図れるが、結晶粒子サイズの分布を
制御することは困難であった。また、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、大きな粒子では磁気的
な相互作用を与えるために、40GB/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。

【０００５】そこで、本発明の第1の目的は、任意の凹
凸が存在するディスク基板上に、所望の凹凸を形成する
手法を提供することにより、40GB/inch²を超える超高密
度記録を行うのに好適な磁気記録用の基板を提供するこ
とにある。本発明の第2の目的は、磁性膜における結晶
粒子サイズの分散を抑制し、かつ、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3の目的は、結晶粒子サイ
ズの分散を抑制することにより、低ノイズ、低熱揺ら
ぎ、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。さらに、本発明の第４の目的は、磁性膜の配向性
を制御することにより、微小磁区の形成を容易にすると
ともに、この磁区を安定に存在させることにより高密度
磁気記録に好適な磁気記録媒体を提供することにある。
これにより、40GB/inch²を超える超高密度磁気記録媒体
を提供することができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、少なくと
も結晶質粒子とそれを取り囲むように存在している非晶
質物質から構成される無機化合物薄膜において、結晶質
粒子の形態が正六角形であり、かつ、その粒子が二次元
的に規則的に配列し、しかも、その構造がハニカム構造
である無機化合物薄膜をディスク基板上に形成すること
により実現できる。また、ディスク基板表面上に形成し
た凹凸(あるいは平坦性)を任意に制御することが可能に
なる。そして、この無機化合物薄膜上に磁性薄膜を成膜
することにより、高密度磁気記録が可能になる。ここ
で、表面の平坦性を、基体と平行方向および垂直方向に
分けて表す。基体と平行方向には、ある頂点部分からそ
の頂点部分に最も近い頂点部分までの距離で表した値
が、また、垂直方向には、ある頂点部分からその頂点部
分に最も近い谷の部分までの距離で表した値が、磁気ヘ
ッドの浮上量の制御限界の上限値より小さな凹凸である
ディスク状基体を用いることにより実現できる。

【０００７】このように、上述の無機化合物薄膜の平坦
性を制御するのに、成膜時のクラスターの有するエネル
ギーを制御することにより行い、さらに具体的には、マ
イクロ波を用いたECRスパッタ法により無機化合物薄膜
を形成すればよい。そして、無機化合物薄膜の平坦性を
制御した結果、薄膜表面に周期的に凹凸が形成され、し
かも、その凹凸が磁気ヘッドの浮上量の制御限界以下で
あるディスク状基体が得られる。すなわち、この凹凸
を、テクスチャとして用いることができる。無機化合物
を形成する材料として、酸化コバルト、酸化鉄あるいは
酸化ニッケルの内より選ばれる少なくとも1種類の酸化
物を結晶質材料として用い、その結晶質材料を取り囲む
ように酸化シリコン、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る少なく
とも1種類の酸化物を非晶質として存在させ、非晶質物
質を結晶粒子の粒界に存在させればよい。さらに、この
無機化合物層において、非晶質物質が結晶粒子の粒界に
結晶相を取り囲むように存在し、かつ、析出した結晶粒
子が二次元的に規則的に配列しており、その形状がハニ
カム構造を有していることが好ましい。しかも、その結
晶粒子サイズの分布が、結晶粒子の粒子径当たりに換算
して百分率で10％以下である。

【０００８】この無機化合物層において、該無機化合物
層の膜厚が10nm以上、100nm以下であることが好まし
い。これは、生産性と表面に形成する凹凸の形状により
決定されるもので、本発明の本質に関わるものではな
い。先の無機化合物薄膜上に、膜中に存在する結晶粒子
と同じ結晶形を有する強磁性薄膜を無機化合物を構成す
る結晶粒子の表面からエピタキシャル成長させて、磁気
記録媒体を作製する。その場合、無機化合物層に強磁性
薄膜を形成するのに、その無機化合物の結晶相上に強磁
性薄膜の磁性結晶粒子をエピタキシャル的に成長させ、
その強磁性薄膜の結晶粒子が無機化合物層の結晶粒子に
対応して存在し、無機化合物層の粒界相に対応して結晶
相とは磁性の異なる領域を形成した強磁性薄膜である。

【０００９】ところで、この無機化合物層上に形成する
強磁性薄膜において、無機化合物層の結晶相に対応して
形成される磁性薄膜の結晶粒子がCoあるいはCoを主体と
する合金であり、無機化合物層の粒界相に対応して形成
される磁性薄膜の結晶粒子の粒界に存在させる元素ある
いは合金として、結晶粒子と構造あるいは組成の内の少
なくとも1種類が異なる磁気記録媒体であることが好ま
しい。さらに具体的には、強磁性薄膜の材料として、Co
あるいはCoを主体とする合金であり、これに、Pt,Pd,G
d,Tb,Dy,Ho,Cr,Nb,Ti,Taの内より選ばれる少なくとも1
種類あるいは2種類の元素を含ませて磁気記録媒体を構
成することが好適である。また、無機化合物層中に存在
している結晶粒子の結晶構造が、強磁性薄膜の磁性粒子
の結晶構造と同一か、あるいは類似していることが好ま
しい。さらに、この無機化合物層上に強磁性薄膜を形成
するのに、Coの(102)を優先的に配向させることが好ま
しい。

【００１０】この無機化合物層上に形成する強磁性薄膜
において、無機化合物における結晶相上と粒界相との結
晶構造の差を反映して該強磁性薄膜の構造を制御する。
無機化合物層上に形成する強磁性薄膜において、無機化
合物における結晶相上と粒界相との結晶構造の差を反映
して該強磁性薄膜の構造を制御することができる。これ
により、強磁性薄膜の磁気特性を制御することができ
る。ここで、強磁性薄膜における制御する磁気特性が保
磁力、飽和磁化、磁気異方性の内より選ばれる少なくと
も1つの特性であることが最も好ましい。また、無機化
合物薄膜の上に強磁性薄膜を該無機化合物における結晶
相の表面からエピタキシャル的に強磁性薄膜を成長させ
ることにより、強磁性薄膜の結晶粒子サイズならびに結
晶粒子サイズの分布を制御する。

【００１１】ところで、この無機化合物薄膜層ならびに
強磁性薄膜層を無機化合物あるいは金属の基板上に形成
する。ここで、無機化合物の基板としてガラスからなる
基板を用い、金属の基板としてAlあるいはAl合金からな
る基板を用いる。ここで、これらの基板上にNiP層を形
成して磁気ディスク用の基板として用いる。これらのデ
ィスクは、少なくとも磁気ディスク円板、磁気ヘッド、
あるいは電気回路からなる磁気ディスク装置に用いて磁
気ディスク装置を構成する。この磁気ディスク装置に各
種形態の情報を記録、再生あるいは消去を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を実施例を用いて説
明する。

【００１３】

【実施例】（実験例１）作製した磁気ディスクの断面構
造の模式図を図１に示す。磁気ディスク用の基板(1)と
して、2.5″直径のガラス基板を用いた。ここで用いた
基板の材質やサイズはほんの1例であり、いずれのサイ
ズのディスク基板を用いても、また、AlやAl合金などの
金属、さらにはアモルファスポリオレフィンやポリカー
ボネイトなどの樹脂の基板を用いても、その材質やサイ
ズに本発明の効果は左右されるものではない。また、ガ
ラス、樹脂、AlやAl合金の基板上にNiPをメッキ法によ
り形成しても良いことは言うまでもない。

【００１４】この基板(1)上に、無機化合物層(2)をマイ
クロ波を用いたECRスパッタ法により形成した。CoOとSi
O₂を2:1に混合したものをターゲットに、純Arを放電ガ
スにそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は3mTorr、投
入マイクロ波電力は1kWであり、マイクロ波を引き込む
ためのRFバイアスを印加し、その値は500Wである。形成
した無機化合物層の膜厚は30nmである。ここでは、CoO
とSiO₂を2:1に混合して焼結したターゲットを用いた
が、SiO₂上にCoOを貼り付けた複合体ターゲットを用い
ても良いことは言うまでもない。また、組成やスパッタ
の条件は、装置に依存しており、絶対的なものではな
い。ここで、ECRスパッタ法を用いたのは、DCスパッタ
法やRFスパッタ法と比較して、スパッタ粒子の有するエ
ネルギーを制御しやすいからである。このエネルギーを
制御することにより、無機化合物層表面の凹凸を所望の
値に制御できる。また、先の製法以外に、CoOとSiO₂をE
CR二源を用いて、これを同時にスパッタする方法により
作製しても良いことは言うまでもない。

【００１５】このようにして得られた無機化合物層(2)
の表面をTEMにより観察した。得られた像の概略図を図2
に示す。この図より、10nmの正六角形の結晶粒子の集合
体(ハニカム構造)であり、その粒子が規則的に配列して
いることがわかる。結晶粒子間の距離は2nmであった。
また、各層をμ-EDX法により分析したところ、六角形の
粒子はコバルトの酸化物で、結晶質粒子であった。その
結晶粒子の周囲を取り囲むように結晶粒界が形成されて
おり、粒界に存在しているのが酸化シリコンで、非晶質
であった。この膜の断面を高分解能TEMにより観察し
た。それによると、形成した無機化合物膜の断面は、途
中扇状に成長することなく柱状の組織であった。このこ
とは、薄膜が成長しても結晶粒子サイズは変化していな
いことを示している。この変化は無機化合物薄膜の膜厚
が厚くなっても同様である。また、基板表面近傍には、
初期成長層のような組織は存在していなかった。このこ
とは、極薄の薄膜でも図2に示すような組織を有する膜
が得られることを示している。

【００１６】この膜の表面には凹凸が存在していること
がわかる。凸部は結晶質相であり、凹部は非晶質相であ
った。また、高さについて見ると、ある山に着目し、そ
の山に最も近い谷との高さの差をAFMにより測定したと
ころ、平均で10nmであった。

【００１７】これは、500個のサンプリングについて調
べた結果の平均値である。測定値に対して、統計処理を
行ったところ、測定値の標準偏差は電子顕微鏡の観察下
限の0.5nm以下と著しく小さかった。また、山と谷の距
離は5nmであった。この薄膜は、結晶粒子が二次元的に
規則的に配列しているので、しかも、この凹凸の形状や
その分布が良好であるので、磁気ディスク用の基板とし
て用いると、テクスチャ付き基板として用いることがで
きる。

【００１８】凹凸の形状は成膜温度やスパッタの速度、
スパッタ時の雰囲気ガスの圧力を制御することにより、
任意の所望の値が得られる。

【００１９】無機化合物薄膜(2)を形成した基板表面の
凹凸を測定した。測定に先立ち、まず、用いたガラス基
板の凹凸をAFMにより調べた。その結果、水平方向であ
る凸部に着目し、それに最も近い凸部までに距離の平均
(約500個所)を取ったところ50nmであった。また、垂直
方向にある凸部から最も近い凹部との高さの差の平均を
測定(約500個所)したところ、60nmであった。この値
は、300μm四方を数箇所調べた結果の平均である。この
基板上に無機化合物膜(2)を形成した後の表面の凹凸
は、水平方向が6μm、垂直方向が10nm以下(AFMの測定下
限以下)であった。ここで、さらに凹凸が大きい(水平:3
0nm、垂直:100nm)基板上に形成しても、表面の凹凸は同
じで水平方向が6μm、垂直方向が10nm以下(AFMの測定下
限以下)であった。このように、ECRスパッタ法により無
機化合物膜(2)を作製することにより、基板表面の凹凸
に関係なく平坦な面が得られた。

【００２０】上記のディスク基体上に、磁性膜(3)とし
てCo₆₉Cr₁₂Pt₁₉なる組成の磁性膜をDCスパッタ法により
形成した。放電ガスには純Arを、ターゲットにはCo₆₉Cr
₁₂Pt₁₉合金ターゲットをそれぞれ使用した。スパッタ時
の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は1kW/150mmφで
ある。成膜中は、基板を300℃に加熱した。磁性膜の膜
厚は20nmである。得られた磁性膜の表面の組織をTEMに
より観察したところ、形成した磁性膜の組織は、無機化
合物(2)の構造を反映していた。すなわち、無機化合物
層(2)の結晶相に対応してCoが結晶粒子として析出し、
その形状は正六角形であり、そのサイズ分布も無機化合
物膜と同様であった。また、断面構造を調べてみると、
無機化合物層から結晶的なつながりを持って磁性膜が成
長した柱状組織であることがわかった。

【００２１】このように、磁性膜を無機化合物の結晶相
からエピタキシャル成長させることにより、磁性膜の結
晶粒子サイズを制御できる。また、結晶粒界に存在して
いる非晶質領域に形成した磁性膜は、結晶質部分に成長
した磁性膜と異なる組織であり、結晶質部分のような柱
状組織は観察されなかった。このような磁性膜は、柱状
組織を有する部分と異なる磁性を有しており、磁気的に
はセミハードな磁性を示した。これにより、磁性粒子間
の磁気的な結合を低減でき、粒子サイズの分布の低減と
合わせて、高密度記録に有利な磁性膜である。

【００２２】最後に、保護膜(4)として、Ｃ膜を5nmの膜
厚にスパッタ法により形成した。スパッタの条件は、投
入ＤＣ電力密度が1kW/150mmφ、放電ガス圧力が５mTorr
である。ここでは、スパッタガスにＡｒを使用したが、
窒素を含むガス、あるいは窒素と水素を含むガスを用い
てもよいことは言うまでもない。これは、粒子が微細化
するために、得られる膜が緻密化し、保護性能を向上さ
せることができる。この膜の膜質は、このようなスパッ
タの方法に加えて、得られる膜の性質が装置に大きく依
存しているので、この条件や手法は絶対的なものではな
い。

【００２３】次に、このようにして作製した磁気記録媒
体の構造をＸ線回折法により調べた。その結果を図３に
示す。まず、2θ=62.5°付近に観測された回折ピーク
は、無機化合物層の中の溶質物質のCoOの(220)に対応し
ている。また、2θ=73°付近に観測されたピークは、磁
性膜のCoの(110)に相当している。このように、Coが配
向するのは、無機化合物膜中の結晶相からエピタキシャ
ル成長したためで、その配向を反映した結果である。ま
た、この無機化合物膜(2)が存在しない場合は、Coの(11
0)面は観測されず、Coの(002)が観測された。このこと
から、こ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。この他、回折プロファイル
には変化が見られなかった。次に、電子顕微鏡による平
面の観察から、磁性膜の平均粒子径が10nmであり、粒子
径分布を求めたところ、標準偏差:σで1.5nm以下と粒径
分布が著しく小さかった。この分布は、無機化合物膜に
おける値と同じであり、磁性膜の結晶粒子サイズやその
分布は、無機化合物膜における値を反映している。ま
た、磁性膜の構造は、磁性粒子の結晶形態と無機化合物
の結晶形態を反映して、二次元に規則的に配列したハニ
カム構造であった。

【００２４】次に、この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3.5kOe、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0.85、S^†が0.90であり、良好な磁気特性を
有していた。このことは、磁性膜の結晶粒子サイズが小
さく、そのばらつきが小さいこと、さらに、結晶粒子間
の磁気的相互作用が低減した結果を反映しているためで
あることがわかる。また、微小な結晶粒子がほとんど存
在しないので、耐熱揺らぎに優れた媒体であることがわ
かる。

【００２５】次に、このような磁気特性を有する磁性膜
を用いた磁気ディスクの媒体表面に潤滑剤を塗布してデ
ィスク(51)の記録再生特性を評価した。磁気ディスク装
置の概略を図4に示す。磁気ヘッド(53)として、記録に
は、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた磁
気ヘッドを記録ヘッドとして用いた。また、巨大磁気抵
抗効果を有するヘッドにより再生した。磁気ヘッドは駆
動系(54)により制御される。ヘッド面と磁性膜との距離
は15nmである。このディスクに40GB/inch²に相当する信
号を記録してディスクの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。これと合わせて、
磁化遷移領域に存在するジグザグパターンも従来の媒体
よ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、このディスク
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。ここで、ヘッドと磁
気記録媒体表面との距離は15nmとしたところ、安定に浮
上した。しかし、ECRスパッタ法により作製した無機化
合物層を有していない磁気ディスク円板を同様の条件で
駆動したところ、安定した再生信号が得られなかった
り、ヘッドクラッシュが発生した。安定した再生信号が
得られないのは、記録媒体表面の凹凸が磁気ヘッド−媒
体の距離を一定に制御できる範囲を超えているため、ヘ
ッドと磁気記録媒体表面との距離が一定していないから
である。

【００２６】ここでは、ガラス基板上に結晶質の格子定
数を制御するための薄膜を形成した例を述べたが、この
薄膜を形成した材料を用いて基板を作製し、この上に磁
性膜を形成してもよいことは言うまでもない。

【００２７】（実験例２）本実施例は、無機化合物層
(2)としてFe₂O₃−Al₂O₃系を用いた場合である。作製し
たディスクの構造は、実施の形態1と同様で、その断面
示す模式図は図１に示すとおりである。Fe₂O₃−Al₂O₃系
をターゲットに用いて、ECRスパッタ法により成膜し
た。用いたスパッタの条件は、ターゲット以外は実施の
形態1と同様である。得られた無機化合物層(2)の表面を
TEMにより観察した。得られた像の概略図は、実施の形
態１と同様で、図2に示すとおりである。この図より、1
0nmの正六角形の結晶粒子の集合体(ハニカム構造)であ
り、その粒子が規則的に配列していることがわかる。結
晶粒子間の距離は2nmであった。また、各層をμ-EDX法
により分析したところ、六角形の粒子は鉄の酸化物で、
結晶質粒子であった。その結晶粒子の周囲を取り囲むよ
うに結晶粒界が形成されており、粒界に存在しているの
が酸化アルミニウムで、非晶質であった。この膜の断面
を高分解能TEMにより観察した。それによると、形成し
た無機化合物膜の断面は、途中扇状に成長することなく
柱状の組織であった。このことは、薄膜が成長しても結
晶粒子サイズは変化していないことを示している。この
変化は無機化合物薄膜の膜厚が厚くなっても同様であ
る。また、基板表面近傍には、初期成長層のような組織
は存在していなかった。このことは、極薄の薄膜でも図
2に示すような組織を有する膜が得られることを示して
いる。この膜の表面には凹凸が存在していることがわか
る。凸部は結晶質相であり、凹部は非晶質相であった。
また、高さについて見ると、ある山に着目し、その山に
最も近い谷との高さの差をAFMにより測定したところ、
平均で10nmであった。これは、500個のサンプリングに
ついて調べた結果の平均値である。測定値に対して、統
計処理を行ったところ、測定値の標準偏差は電子顕微鏡
の観察下限の0.5nm以下と著しく小さかった。また、山
と谷の距離は5nmであった。この薄膜は、結晶粒子が二
次元的に規則的に配列しているので、しかも、この凹凸
の形状やその分布が良好であるので、磁気ディスク用の
基板として用いると、テクスチャ付き基板として用いる
ことができる。凹凸の形状は成膜温度やスパッタの速
度、スパッタ時の雰囲気ガスの圧力を制御することによ
り、任意の所望の値が得られる。無機化合物薄膜(2)を
形成した基板表面の凹凸を測定した。測定に先立ち、ま
ず、用いたガラス基板の凹凸をAFMにより調べた。その
結果、水平方向である凸部に着目し、それに最も近い凸
部までに距離の平均(約500個所)を取ったところ150〜30
0nmであった。また、垂直方向にある凸部から最も近い
凹部との高さの差の平均を測定(約500個所)したとこ
ろ、60nmであった。この値は、300μm四方を数箇所調べ
た結果の平均である。この基板上に無機化合物膜(2)を
形成した後の表面の凹凸は、水平方向が10nm、垂直方向
が5nm以下(AFMの測定下限以下)であった。

【００２８】ここで、さらに凹凸が大きい(水平:300n
m、垂直:100nm)基板上に形成しても、表面の凹凸は同じ
で水平方向が10nm、垂直方向が5nm以下(AFMの測定下限
以下)であった。このように、ECRスパッタ法により無機
化合物膜(2)を作製することにより、基板表面の凹凸に
関係なく平坦な面が得られた。この膜上に実施の形態1
と同様の磁性膜を形成したところ、結晶相からCo粒子が
エピタキシャル成長していた。また、無機化合物薄膜の
結晶相上に磁性膜を形成する場合、磁性膜の結晶粒子の
格子定数と無機化合物薄膜の格子定数の差が10％以上の
場合はその中間の格子定数の材料層を設けても良い。

【００２９】上述の効果は、Fe₂O₃の代りにニッケル酸
化物やCoの酸化物を用いても同様の効果が得られ、ま
た、Al₂O₃の代りにZnOや酸化シリコンを用いても同様で
ある。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、磁気記録媒体の表面の
凹凸を基板の平坦性に依存しないで一定値に制御できる
ので、安定して磁気ヘッドを走行させることができる。
特に、ヘッドと媒体の距離が20nm以下の近接記録におい
て効果があり、超高密度磁気記録を行うのに有効であ
る。これと同時に、粒子サイズの分布を著しく小さくで
き、かつ配向した無機化合物層上に磁気記録媒体をエピ
タキシャル成長させることにより、磁性膜の結晶粒子の
配向性を制御することが可能になる。また、磁性膜の結
晶粒子サイズの分布を小さくでき、かつ、微小粒子がほ
とんど存在しないので、ディスクを形成したときのノイ
ズの低減、熱揺らぎや熱減磁の低減に効果がある。これ
らにより、40GB/inch²を超える超高密度磁気記録を実現
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ディスクの断面構造を示す模式図

【図２】TEMにより観察した無機化合物層の組織を示す
模式図

【図３】磁気記録媒体のＸ線回折プロファイル

【図４】磁気ディスク装置の概略図

【符号の説明】

１基板２無機化合物膜３磁性膜４保護膜 51 磁気ディスク円板 53 磁気ヘッド 54 磁気ヘッド駆動系

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ１１Ｂ 5/851 Ｇ１１Ｂ 5/851 (72)発明者竹内輝明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)発明者若林康一郎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Ｆターム(参考） 4K029 AA09 AA21 BA50 BB07 BB10 BD11 CA05 CA13 DC05 DC09 DC16 DC48 5D006 BB01 BB02 BB07 CA01 CA05 CB04 CB08 DA03 FA09 5D112 AA03 AA05 AA11 AA24 BA03 BA05 BA06 BB05 BD03 FA04 FB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結晶質粒子と、それを取り囲
むように存在している非晶質物質から構成され、該結晶
質粒子の形態は正六角形であり、かつ、その粒子が二次
元的に規則的に配列し、しかも、その構造がハニカム構
造である無機化合物薄膜において、該無機化合物薄膜の
平坦性が、該無機化合物薄膜表面の凸部からその凸部に
最も近い凸部までの平行方向の距離と、該無機化合物薄
膜表面の凸部からその凸部に最も近い凹部までの垂直方
向の距離とが、２０ｎｍ以下であることを特徴とする無
機化合物薄膜。
【請求項２】請求項1に記載の無機化合物薄膜におい
て、前記結晶粒子のサイズの標準偏差が、結晶粒子径の
１０％以下であることを特徴とする無機化合物薄膜。
【請求項３】請求項1および２に記載の無機化合物薄
膜において、前記無機化合物薄膜の膜厚が１０ｎｍ以
上、１００ｎｍ以下であることを特徴とする無機化合物
薄膜。
【請求項４】少なくとも結晶質粒子と、それを取り囲
むように存在している非晶質物質から構成され、該結晶
質粒子の形態は正六角形であり、かつ、その粒子が二次
元的に規則的に配列し、しかも、その構造がハニカム構
造でる無機化合物薄膜の成膜方法において、クラスター
の有するエネルギーを制御することにより成膜を行なう
ことを特徴とする無機化合物薄膜の成膜方法。
【請求項５】請求項４に記載の無機化合物薄膜の成膜
方法において、マイクロ波を用いたＥＣＲスパッタ法に
より該無機化合物薄膜を成膜したことを特徴とする無機
化合物薄膜の成膜方法。
【請求項６】無機化合物からなるディスク状基体にお
いて、該無機化合物として、酸化コバルト、酸化鉄ある
いは酸化ニッケルの内より選ばれる少なくとも1種類の
酸化物を結晶質材料として用い、該結晶質材料を取り囲
むように酸化シリコン、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る少
なくとも1種類の酸化物を非晶質として存在させ、非晶
質物質を結晶粒子の粒界に存在させたことを特徴とする
ディスク状基体。
【請求項７】基体上に無機化合物薄膜と、強磁性薄膜
を積層した磁気記録媒体において、該無機化合物薄膜の
平坦性を制御し、磁気記録媒体表面に周期的に凹凸を形
成し、かつ、該凹凸が２０ｎｍ以下であることを特徴と
する磁気記録媒体。
【請求項８】請求項７に記載の磁気記録媒体におい
て、形成した凹凸をテクスチャとして用いたことを特徴
とする磁気記録媒体。
【請求項９】請求項７に記載の磁気記録媒体におい
て、形成した凹凸以上の粗さを持つテクスチャ領域を磁
気記録媒体の一部に設けたことを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項１０】請求項７に記載の磁気記録媒体におい
て、凹凸部を磁気記録媒体の一部に設け、テクスチャ領
域として用いたことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１１】基体上に無機化合物薄膜と、強磁性薄
膜を積層した磁気記録媒体において、該強磁性薄膜が該
無機化合物薄膜の結晶粒子と同じ結晶形を有することを
特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１２】請求項１１に記載の磁気記録媒体にお
いて、該強磁性薄膜の結晶粒子が該無機化合物層の結晶
粒子に対応して存在し、該無機化合物層の粒界相に対応
して結晶相とは磁性の異なる領域を形成した構造の強磁
性薄膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１３】請求項１１および１２に記載の磁気記
録媒体において、無機化合物層の結晶相に対応して形成
される強磁性薄膜の結晶粒子がＣｏあるいはＣｏを主体
とする合金であり、無機化合物薄膜の粒界相に対応して
形成される強磁性薄膜の結晶粒子の粒界に存在させる元
素あるいは合金として、結晶粒子と構造あるいは組成の
うちの少なくとも1種類が異なることを特徴とする磁気
記録媒体。
【請求項１４】請求項１１から１３に記載の磁気記録
媒体において、前記強磁性薄膜の材料が、Ｃｏあるいは
Ｃｏを主体とする合金であることを特徴とする磁気記録
媒体。
【請求項１５】請求項１４に記載の磁気記録媒体にお
いて、前記強磁性薄膜の材料が、Coを主体として、Coに
Pt、Pd、Gd、Tb、Dy、Ho、Cr、Nb、Ti、Taのうちより選
ばれる少なくとも1種類あるいは2種類の元素を含んだこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１６】請求項１１から１５に記載の磁気記録
媒体において、前記無機化合物薄膜中に存在している結
晶粒子の結晶構造が、前記強磁性薄膜における磁性粒子
の結晶構造と同一か、あるいは類似しており、該無機化
合物薄膜上に形成した強磁性薄膜は、Coの(11.0)を優先
的に配向させたことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１７】請求項７〜１６に記載の磁気記録媒体
において、前記無機化合物薄膜層ならびに前記強磁性薄
膜を、無機化合物あるいは金属のディスク状基体上に形
成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１８】請求項１７に記載の磁気記録媒体にお
いて、前記無機化合物の基体として、ガラスを用いたこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１９】請求項１７に記載の磁気記録媒体にお
いて、前記金属の基体として、ＡｌあるいはＡｌ合金を
用いたことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２０】請求項１７〜１９に記載の磁気記録媒
体において、前記基体上にＮｉＰ層を形成したことを特
徴とする磁気記録媒体。
【請求項２１】磁気記録媒体の製造方法において、基
体上に無機化合物薄膜を形成し、該無機化合物薄膜の結
晶粒子と同じ結晶形を有する強磁性薄膜を該無機化合物
薄膜を構成する結晶粒子の表面からエピタキシャル成長
させたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２２】基体上に無機化合物薄膜と強磁性薄膜
とを積層する磁気記録媒体の製造方法において、クラス
ターの有するエネルギーを制御することにより少なくと
も結晶質粒子と、それを取り囲むように存在している非
晶質物質から構成され、該結晶質粒子の形態は正六角形
であり、かつ、その粒子が二次元的に規則的に配列し、
しかも、その構造がハニカム構造でる無機化合物薄膜を
形成した後、該無機化合物薄膜における結晶相上と粒界
相との結晶構造の差を反映して該強磁性薄膜の構造を制
御しながら形成するとを特徴とする磁気記録媒体の製造
方法。
【請求項２３】請求項２２に記載の磁気記録媒体の製
造方法において、前記強磁性薄膜の構造を制御すること
により、強磁性薄膜の磁気特性を制御したことを特徴と
する磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２４】請求項２３に記載の磁気記録媒体の製
造方法において、制御する特性が保磁力、飽和磁化、磁
気異方性の内より選ばれる少なくとも1つの特性である
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２５】請求項２２に記載の磁気記録媒体の製
造方法において、前記強磁性薄膜を前記無機化合物薄膜
の結晶相の表面からエピタキシャル的に成長させること
により、該強磁性薄膜の結晶粒子サイズならびに結晶粒
子サイズの分布を制御したことを特徴とする磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項２６】少なくとも磁気ディスク円板、磁気ヘ
ッド、あるいは電気回路からなる磁気ディスク装置にお
いて、請求項７から２０に記載の磁気記録媒体を形成し
たディスク円板を用いて磁気ディスク装置を構成したこ
とを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２７】請求項２６に記載の磁気ディスク装置
において、各種形態の情報を記録、再生あるいは消去を
したことを特徴とする磁気ディスク装置。