JP2002358615A - 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ特性を向上させ得る磁気記録媒体を提
供する。 【解決手段】 非磁性基板上に、軟磁性材料からなる軟
磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜
と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁
性膜と、保護膜とが設けられ、垂直磁性膜は、多数の磁
性粒子７が粒界層８によって隔てられた構造を有し、互
いに隣接する磁性粒子７ａ、７ｂの重心７ｃ、７ｄを結
ぶ直線上において、これら磁性粒子７ａ、７ｂ間の平均
離間距離が１ｎｍ以上とされている。

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、そ
の製造方法、およびこの磁気記録媒体を用いた磁気記録
再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向
した、いわゆる垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した
際にも、ビット境界での反磁界の影響が小さく、境界が
鮮明な記録磁区が形成されるため低ノイズ化が可能であ
り、しかも比較的ビット体積が大きくても高記録密度化
が可能であることから熱揺らぎ効果にも強く、大きな注
目を集めている。例えば、特開平７−４４８５２号公報
には、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金からなる垂直磁性膜と、軟
磁性裏打ち層を有する磁気記録媒体が開示されている。
特開平５−３３４６４４号公報には、ＣｏＣｒＴａ系合
金にＶを添加した合金からなる垂直磁性膜を有する磁気
記録媒体が開示されている。特開平５−３４３２２５号
公報には、ＣｏＣｒＴａ系合金にＢを添加した合金から
なる垂直磁性膜を有する磁気記録媒体が開示されてい
る。特開平１１−２９６８３３号公報には、２層構造の
垂直磁性膜を有する磁気記録媒体が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】垂直磁気記録媒体で
は、保磁力や角型比などの磁気特性を得るため、垂直磁
性膜における垂直配向性を高めることが重要である。し
かしながら、従来の磁気記録媒体では、垂直磁性膜の配
向性を高めると、結晶の成長方向が均一となるため、磁
性粒子間の距離が小さくなり、磁性粒子間の交換結合の
影響によってノイズが増加することがあった。本発明
は、上記事情に鑑みてなされたもので、ノイズ特性を向
上させ得る磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記
録再生装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録媒体
は、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟
磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜
と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁
性膜と、保護膜とが設けられ、垂直磁性膜は、多数の磁
性粒子が粒界層によって隔てられた構造を有し、互いに
隣接する磁性粒子の重心を結ぶ直線上において、これら
磁性粒子間の平均離間距離が１ｎｍ以上とされているこ
とを特徴とする。磁性粒子の平均粒径は、４〜１２ｎｍ
であることが好ましい。本発明の磁気記録媒体は、振動
式磁気特性測定装置を用いて測定した逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）が、０（Ｏｅ）以上であることが好ましい。
なお、磁界強度の単位には、４π×１０^-3（Ｏｅ）＝１
（Ａ／ｍ）という換算関係がある。この逆磁区核形成磁
界は、７０℃において測定された値とするのが好適であ
る。垂直磁性膜は、ＣｏＣｒＰｔＸ系（Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、
Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのう
ち１種以上）合金からなり、Ｘの含有率が０．５〜１５
ａｔ％である構成が好ましい。本発明では、ＸがＢであ
り、その含有率が１０ａｔ％以下である構成を採用する
ことができる。垂直磁性膜が、Ｃｒ含有率が１２〜２６
ａｔ％、Ｐｔ含有率が１０〜２４ａｔ％、Ｘ含有率が
０．５〜１５ａｔ％、残部がＣｏからなるものである構
成とすることができる。垂直磁性膜は、ＣｏとＣｒを含
み、磁性粒子中のＣｒ濃度をｃ1とし、粒界層中のＣｒ
濃度をｃ2としたときに、ｃ2／ｃ1が１．４以上である
ことが好ましい。粒界層中のＣｒ濃度ｃ2が１５ａｔ％
以上であることが好ましい。垂直磁性膜は、グラニュラ
ー構造を有する構成とすることができる。配向制御膜と
垂直磁性膜との間に、非磁性中間膜が設けられ、この非
磁性中間膜が、ＣｏＣｒＰｔＸ1系合金（Ｘ1はＭｏ、Ｔ
ａ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉ
ｒ、Ｙのうち１種以上）からなり、Ｃｒ含有率が２０〜
４５ａｔ％、Ｐｔ含有率が５〜２５ａｔ％、Ｘ1含有率
が０．５〜２０ａｔ％、残部がＣｏからなる構成を採用
することができる。Ｃｒ含有率は、３０〜４５ａｔ％と
するのが好ましい。本発明の磁気記録媒体は、非磁性中
間膜が、ＣｏとＣｒを含み、高Ｃｒ含有率の結晶粒子が
低Ｃｒ含有率の粒界層によって隔てられた構造を有し、
互いに隣接する結晶粒子の重心を結ぶ直線上において、
これら結晶粒子間の平均離間距離が１ｎｍ以上とされて
いることが好ましい。結晶粒子の平均粒径は、４〜１２
ｎｍであることが好ましい。本発明の磁気記録媒体の製
造方法は、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料から
なる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向
制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した
垂直磁性膜と、保護膜とを設ける磁気記録媒体の製造方
法であって、垂直磁性膜を、多数の磁性粒子が粒界層に
よって隔てられた構造を有し、互いに隣接する磁性粒子
の重心を結ぶ直線上においてこれら磁性粒子間の平均離
間距離が１ｎｍ以上とされた構成とすることを特徴とす
る。本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、該
磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備
え、磁気記録媒体が、非磁性基板上に、少なくとも軟磁
性材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制
御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直
に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、垂直磁
性膜が、多数の磁性粒子が粒界層によって隔てられた構
造を有し、互いに隣接する磁性粒子の重心を結ぶ直線上
において、これら磁性粒子間の平均離間距離が１ｎｍ以
上とされていることを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の磁気記録媒体の
第１の実施形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体
は、非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜
３と、垂直磁性膜４と、保護膜５と潤滑膜６とが順次形
成されて構成されている。非磁性基板１としては、アル
ミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属
基板を挙げることができ、ガラス、セラミック、シリコ
ン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料か
らなる非金属基板を挙げることもできる。ガラス基板と
しては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、ア
モルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、
アルミノシリケートガラスを挙げることができる。ま
た、結晶化ガラスとしては、例えばリチウム系結晶化ガ
ラスを用いることができる。セラミック基板としては、
汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素
などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物など
を挙げることができる。非磁性基板１としては、上記金
属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用
いてＮｉＰ膜が形成されたものを用いることもできる。
基板１表面の平均粗さＲａは、０．０１〜２ｎｍ（好ま
しくは０．０５〜１．５ｎｍ）が好ましい。表面平均粗
さＲａが０．０１ｎｍ未満であると磁気ヘッドの振動が
起こりやすくなり、２ｎｍを越えるとグライド特性が不
充分となりやすい。

【０００６】軟磁性下地膜２は、磁気ヘッドから出る磁
束の基板垂直方向成分を大きくするとともに、情報が記
録される垂直磁性膜４の磁化を、より強固に基板１と垂
直な方向に固定するために設けられているものである。
軟磁性下地膜２の材料としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上
含有し、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｙのうち少なくとも１種以
上の元素を２ａｔ％以上含み、アモルファス構造を有す
るＣｏ合金を用いることが好ましい。この材料として
は、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒ
Ｃｒ、ＣｏＮｂＹ系合金などを好適なものとして挙げる
ことができる。また、軟磁性下地膜２の材料としては、
Ｆｅを６０ａｔ％以上含有し、Ｔａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｈｆのうちのうち少なくとも１種以上の元素を２ａ
ｔ％以上含み、飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）が０．８（Ｔ）
以上である、Ｆｅ合金を用いることができる。この材料
としては、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＡｌＳｉＲ
ｕＴｉ、ＦｅＨｆＯ，ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＯ系合金な
どを好適なものとして挙げることができる。また、軟磁
性下地膜２の材料としては、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有
し、Ｏ、Ｎ、Ｂ、Ｃのうちのうち少なくとも１種以上の
元素を２ａｔ％以上含み、飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）が
０．８（Ｔ）以上であるＦｅ合金を用いるのができる。
この材料としては、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＨｆＯ、
ＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＯ、ＦｅＢ、ＦｅＺｒＮ系合金な
どの微細結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリク
ス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を好適
なものとして挙げることができる。

【０００７】軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓと軟磁
性下地膜２の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔは、４０Ｔ・ｎｍ以
上（好ましくは６０Ｔ・ｎｍ以上）であることが好まし
い。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が
歪みをもつようになるため好ましくない。軟磁性下地膜
２の保磁力Ｈｃは２００（Ｏｅ）以下（好ましくは５０
（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。この保磁力Ｈｃが
上記範囲を越えると、軟磁気特性が不十分となり、再生
波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため
好ましくない。また、軟磁性下地膜２の最大透磁率は、
１００〜１００００００（好ましくは１０００〜５００
０００）とするのが好ましい。最大透磁率が上記範囲未
満であると、記録時に磁気記録媒体への書き込みが不十
分となり、十分な記録再生特性を得られなくなるおそれ
がある。なお、透磁率はＣＧＳ単位系で表した値であ
る。

【０００８】軟磁性下地膜２の表面形状は、垂直磁性膜
４、保護膜５の表面形状に影響を与えるため、磁気記録
媒体の表面凹凸を小さくして、記録再生時における磁気
ヘッド浮上高さを低くするには、軟磁性下地膜２の表面
平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。

【０００９】配向制御膜３は、直上に設けられた垂直磁
性膜４の配向性や結晶粒径を制御するものであり、この
配向制御膜３は、第１配向制御層３ａ上に、第２配向制
御層３ｂを設けた２層構造を有するものであることが好
ましい。第１配向制御層３ａの材料としては、ＮｉＡ
ｌ、ＦｅＡｌ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＡｌＣ
ｏ、ＡｌＲｕ、ＣｏＴｉのうち１種または２種以上の合
金を主成分とするものが使用できる。また、これらの合
金にＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｏ、Ｎ、Ｒｕ、Ｎ
ｄ等の元素を添加した材料を用いることもできる。上記
２元系合金（ＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺ
ｒ、ＮｉＴｉ、ＡｌＣｏ、ＡｌＲｕ、ＣｏＴｉ）を用い
る場合には、この合金を構成する２つの成分の含有率
は、いずれも４０〜６０ａｔ％（好ましくは４５〜５５
ａｔ％）とするのが好ましい。

【００１０】第１配向制御層３ａの厚さは、０．１〜５
０ｎｍ（好ましくは１．５〜３０ｎｍ）とするのが好適
である。この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性膜
４における垂直配向性が低下し、ノイズ特性および熱揺
らぎ耐性が劣化する。また、この厚さが上記範囲を越え
ると、垂直磁性膜４における垂直配向性が低下し、ノイ
ズ特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。なお熱揺らぎ耐
性とは、熱揺らぎによる出力低下の起こりにくさを意味
する。第１配向制御層３ａは、ｂｃｃ構造を有すること
が好ましい。

【００１１】第２配向制御層３ｂは、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、
Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種以上ま
たは２種以上を主成分とする材料からなるものとするの
が好ましい。第２配向制御層３ｂの厚さは、０．１〜５
０ｎｍ（好ましくは２〜２５ｎｍ）とするのが好適であ
る。この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性膜４に
おける垂直配向性が低下し記録再生特性および熱揺らぎ
耐性が劣化する。この厚さが上記範囲を越えると、第２
配向制御層３ｂにおいて結晶粒子が粗大化し、垂直磁性
膜４において磁性粒子が粗大化し記録再生特性が悪化す
る。また記録再生時における磁気ヘッドと軟磁性下地膜
２との距離が大きくなり、再生信号の分解能が低下する
ため好ましくない。第２配向制御層３ｂは、ｈｃｐ構造
を有することが好ましい。

【００１２】なおこの実施形態では、配向制御膜３が、
第１配向制御層３ａと第２配向制御層３ｂからなるもの
としたが、配向制御膜３は、第１配向制御層３ａまたは
第２配向制御層３ｂからなる単層構造としてもよい。

【００１３】垂直磁性膜４は、磁化容易軸が基板に対し
主に垂直に配向した磁性膜である。垂直磁性膜４の材料
としては、ＣｏＣｒ系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＴａ
系などを挙げることができる。なかでも特に、ＣｏＣｒ
ＰｔＸ系（Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、
Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）合金からなる磁
性材料を用いるのが好ましい。Ｘの含有率は０．５〜１
５ａｔ％（好ましくは２〜１０ａｔ％）とするのが好適
である。Ｘの含有率が上記範囲未満であると、磁性粒子
７間の離間距離が小さくなりノイズ増加を招き、上記範
囲を越えると、保磁力が低下する。上記Ｘとしては、ノ
イズ特性の点からＢが好適である。特にＢ含有率を１０
ａｔ％以下としたときに優れたノイズ特性が得られる。
垂直磁性膜４の材料には、Ｃｒ含有率が１２〜２６ａｔ
％、Ｐｔ含有率が１０〜２４ａｔ％、Ｘ含有率が０．５
〜１５ａｔ％、残部がＣｏからなるＣｏＣｒＰｔＸ系合
金を用いるのが好適である。

【００１４】垂直磁性膜４には、ＣｏＣｒ系、ＣｏＣｒ
Ｐｔ系、ＣｏＣｒＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＸ系（Ｘの含有
率は好ましくは０．５〜１５ａｔ％（さらに好ましくは
２〜１０ａｔ％））の合金等の磁性材料に、磁性粒子の
分離材としてＡｇ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｃ等の非磁性金属やそ
の化合物などの非磁性材料を添加した材料を用いること
もできる。また磁性粒子の分離剤としては、酸化物、窒
化物、フッ化物、炭化物を用いることができる。具体的
には、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ
Ｎ、ＴｉＯ、ＴｉＯ₂、ＴｉＮ、ＢＮ、ＣａＦ₂、ＴｉＣ
などを例示することができる。

【００１５】垂直磁性膜４は、その組成によっては、Ｔ
ａを含有させると保磁力が低下することがあるため、Ｔ
ａを含有させない構成も可能である。

【００１６】図２に示すように、垂直磁性膜４は、多数
の磁性粒子７が粒界層８によって隔てられた構造を有す
る。磁性粒子７は、上記垂直磁性膜４の材料として示し
た材料、例えばＣｏＣｒＰｔＸ系合金からなるものであ
る。磁性粒子７中のＣｒ濃度ｃ1は、例えば８〜１５ａ
ｔ％とすることができる。磁性粒子７の平均粒径は、４
〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径が上記
範囲未満であると、磁気余効の影響が大きくなり過ぎ、
上記範囲を越えると、ノイズ特性が低下するため好まし
くない。

【００１７】平均粒径は、次のようにして算出すること
ができる。磁性粒子７と同一面積を有する円を想定し、
この円の粒径をその磁性粒子７の粒径とする。同様の手
順で複数の磁性粒子７について粒径を求め、これら複数
の磁性粒子７の粒径を平均し、平均粒径とする。平均粒
径を求めるにあたって、粒径測定の対象となる磁性粒子
７の数は、１００以上（好ましくは５００以上）とする
のが好適である。この対象磁性粒子数が上記範囲未満で
あると、データの信頼性が低下する。

【００１８】粒界層８は、上記磁性粒子７と同じ構成元
素、例えばＣｏＣｒＰｔＸ系合金からなるものとされる
が、その組成が磁性粒子７の組成と異なり、Ｃｒの濃度
ｃ2が、磁性粒子７中のＣｒ濃度ｃ1より高くなる構成と
するのが好ましい。上記粒界層８中のＣｒ濃度ｃ2は、
１５ａｔ％以上とするのが好ましい。このＣｒ濃度ｃ2
が１５ａｔ％未満であると、磁性粒子７どうしの交換相
互作用が増大し、ノイズ特性低下を招く。

【００１９】 粒界層８のＣｒ濃度ｃ2は、磁性粒子７
中のＣｒ濃度ｃ1に対する割合、すなわちｃ2／ｃ1が
１．４以上、好ましくは１．４〜３．０となる値とする
のが望ましい。この割合が１．４未満であると、粒界層
８中の磁性元素の相対的な濃度が高まり、粒界層８が磁
化されやすくなり、磁性粒子７どうしの交換相互作用が
増大し、ノイズ特性低下を招くおそれがある。

【００２０】本実施形態の磁気記録媒体において、磁性
粒子７の平均離間距離、すなわち図２に示す平均離間距
離Ａは、１ｎｍ以上（好ましくは１．５ｎｍ以上）とさ
れる。この離間距離Ａが１ｎｍ未満であると、磁性粒子
７間の交換相互作用が大きくなり、ノイズ特性低下を招
くおそれがある。この離間距離Ａは、磁性粒子７の平均
粒径の２分の１以下であることが好ましい。この離間距
離Ａが上記範囲を越えると、単位体積あたりの磁化が小
さくなり、保磁力が低下する。

【００２１】以下、垂直磁性膜４の表面付近における結
晶構造を示す写真（ＴＥＭなどによるもの）に基づいて
磁性粒子７間の平均離間距離Ａを算出する手順につい
て、図２を参照して説明する。 （１）磁性粒子７のうち、特定のもの（符号７ａで示す
特定磁性粒子）と、この特定磁性粒子７ａに隣接する隣
接磁性粒子７ｂについて重心を求める。 （２）特定磁性粒子７ａの重心７ｃと隣接磁性粒子７ｂ
の重心７ｄとを結ぶ直線を引き、これら直線上におい
て、特定磁性粒子７ａと隣接磁性粒子７ｂとの離間距離
ａ１〜ａ６を測定する。 （３）これら重心間の直線上の離間距離ａ１〜ａ６の平
均値を算出する。 （４）複数の磁性粒子７について、（１）〜（３）の手
順で離間距離の平均値を求め、これら複数の磁性粒子７
（特定磁性粒子７ａ）の離間距離平均値をさらに平均
し、上記平均離間距離Ａとする。この手順（４）におい
て、離間距離測定の対象となる磁性粒子７の数は、１０
０以上（好ましくは５００以上）とするのが好適であ
る。この対象磁性粒子数が上記範囲未満であると、デー
タの信頼性が低下する。上記説明において、「磁性粒子
７ｂが磁性粒子７ａに隣接する」とは、これら磁性粒子
７ａ、７ｂの重心７ｃと重心７ｄを結ぶ直線上に、他の
粒子が存在しない状態にあることをいう。すなわち重心
どうしを結ぶ直線上に他の粒子が存在しない位置関係に
ある粒子どうしを、隣接するとみなす。

【００２２】垂直磁性膜４の厚さは、３〜１００ｎｍ
（好ましくは５〜５０ｎｍ）とするのが好適である。垂
直磁性膜４の厚さが上記範囲未満であると、十分な磁束
が得られず、再生出力が低下する。また、垂直磁性膜４
の厚さが上記範囲を越えると、垂直磁性膜４内の磁性粒
子の粗大化が起き、記録再生特性が低下するため好まし
くない。

【００２３】垂直磁性膜４の保磁力は、３０００（Ｏ
ｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が３０００（Ｏ
ｅ）より小さい場合には、高密度記録が難しく、熱揺ら
ぎ耐性にも劣るため好ましくない。

【００２４】この磁気記録媒体では、逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）が０（Ｏｅ）以上（好ましくは５００（Ｏ
ｅ）以上）であることが好ましい。逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）が上記範囲未満であると、熱揺らぎ耐性が低
下する。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の測定には、軟磁
性下地膜２の影響を除くため、基板１、配向制御膜３、
垂直磁性膜４、保護膜５のみからなるディスクを用い、
このディスクについて振動式磁気特性測定装置を用いて
測定を行うのが好適である。また磁気記録媒体をそのま
ま用いて逆磁区核形成磁界を測定することもできる。

【００２５】図３に示すように、逆磁区核形成磁界（−
Ｈｎ）とは、履歴曲線（ＭＨ曲線）において、磁化が飽
和した状態から外部磁場を減少させる過程で、外部磁場
が０となる点ａから磁化反転を起こす点ｂまでの距離
（Ｏｅ）で表すことができる。この逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）は、７０℃の条件で測定されたときに、上記
範囲となることが好ましい。これは、この磁気記録媒体
を磁気記録再生装置に使用したときに、通常の使用条件
下において磁気記録媒体がさらされる温度が７０℃以下
であることから、７０℃の条件下での逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）が上記範囲であれば、十分な熱揺らぎ耐性を
示すと考えられるためである。なお、逆磁区核形成磁界
（−Ｈｎ）は、図３に示すように、磁化反転を起こす点
ｂが、外部磁場がマイナスとなる領域にある場合にプラ
スの値をとり、逆に、点ｂが、外部磁場がプラスとなる
領域にある場合にマイナスの値をとる。

【００２６】なお、垂直磁性膜は、組成、構造が異なる
層を２層以上重ね合わせたものとしてもよい。例えば、
垂直磁性膜は、複数の磁性層と各磁性層間に設けられた
中間層とからなり、中間層の結晶構造がＢ２構造または
ｈｃｐ構造である構成を用いることができる。各磁性層
の組成、構造は互いに同じものとしてもよいし、異なる
ものとしてもよい。中間膜の材料としては限定されるも
のではないが、格子の整合性を考慮すると、Ｒｕ、Ｒｕ
にＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を
添加した合金や、ＣｏＣｒにＦｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐｔ、
Ｔａ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金を用いる
のが特に好ましい。

【００２７】保護膜５は垂直磁性膜４の腐食を防ぐとと
もに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損
傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例
えばＣ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含むものが使用可能であ
る。保護膜５の厚さは、１〜１０ｎｍとするのが望まし
い。潤滑剤６には、パーフルオロポリエーテル、フッ素
化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いるのが好
ましい。

【００２８】上記構成の磁気記録媒体を製造するには、
前述した組成を有する材料を用いて、基板１上に、軟磁
性下地膜２、配向制御膜３、垂直磁性膜４を順次、スパ
ッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどによ
り形成する。次いで保護膜５を、好ましくはプラズマＣ
ＶＤ法、イオンビーム法、スパッタリング法により形成
する。潤滑剤６を形成するには、ディッピング法、スピ
ンコート法などの従来公知の方法を採用することができ
る。

【００２９】上記構成の磁気記録媒体にあっては、垂直
磁性膜４が、多数の磁性粒子７が粒界層８によって隔て
られた構造を有し、互いに隣接する磁性粒子７の重心を
結ぶ直線上において、これら磁性粒子７間の平均離間距
離Ａが１ｎｍ以上とされているので、磁性粒子７どうし
の交換相互作用を小さくし、ノイズ特性を向上させるこ
とができる。

【００３０】さらに、垂直磁性膜４が、ＣｏＣｒＰｔＸ
系（Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、
Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）合金からなり、Ｘの含
有率が０．５〜１５ａｔ％である構成を用いることによ
って、粒界層８へのＣｒ偏析を促し、磁性粒子７と粒界
層８の間のＣｒ濃度比ｃ2／ｃ1を高くすることができ
る。これによって、磁性粒子７内の保磁力を高めるとと
もに、磁性粒子７間の交換結合を抑制することができ
る。従って、再生出力を向上させるとともに、ノイズ低
減を図り、優れたノイズ特性を得ることができる。

【００３１】図４は本発明の磁気記録媒体の第２の実施
形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体では、配向
制御膜３と垂直磁性膜４との間に、非磁性中間膜９が設
けられている。非磁性中間膜９には、非磁性のＣｏＣｒ
合金、特にＣｏＣｒＰｔＸ1系合金（Ｘ1はＭｏ、Ｔａ、
Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ
のうち１種以上）を用いるのが好ましい。ＣｏＣｒＰｔ
Ｘ1系合金としては、Ｃｒ含有率が２０〜４５ａｔ％
（好ましくは３０〜４５ａｔ％）、Ｐｔ含有率が５〜２
５ａｔ％、Ｘ1含有率が０．５〜２０ａｔ％、残部がＣ
ｏからなるものを用いるのが好ましい。

【００３２】非磁性中間膜９は、ＣｏＣｒ系合金からな
り、高Ｃｒ含有率の結晶粒子が低Ｃｒ含有率の粒界層に
よって隔てられた構造を有し、結晶粒子間の平均離間距
離が１ｎｍ以上である構成とするのが好ましい。この平
均離間距離が上記範囲未満であると、垂直磁性膜４にお
ける磁性粒子７間の離間距離が小さくなり、ノイズ特性
が低下しやすくなる。この平均離間距離は、垂直磁性膜
４の磁性粒子７の離間距離と同様に、互いに隣接する結
晶粒子の重心を結ぶ直線上において、これら結晶粒子間
の離間距離の平均値として算出することができる。また
結晶粒子の平均粒径は４〜１２ｎｍであることが好まし
い。この平均粒径が上記範囲未満であると磁気余効の影
響が大きくなり、上記範囲を越えると、ノイズ特性が低
下するため好ましくない。平均粒径は、垂直磁性膜４の
磁性粒子７と同様に、複数の結晶粒子について、同一面
積を有する円の粒径を求め、これらを平均して得ること
ができる。粒子間の平均離間距離、平均粒径を求めるに
あたって、対象となる結晶粒子の数は、データの信頼性
の点から、１００以上（好ましくは５００以上）とする
のが好適である。非磁性中間膜９の厚さは、垂直磁性膜
４における磁性粒子の粗大化による記録再生特性の悪化
や、磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離が大きくなる
ことによる記録分解能の低下が起こらないようにするた
めに、２０ｎｍ以下（好ましくは１０ｎｍ以下）とする
のが好ましい。本実施形態の磁気記録媒体においては、
非磁性中間膜９を設けることによって、垂直磁性膜４の
垂直配向性を高めることができるため、垂直磁性膜４の
保磁力Ｈｃを高め、記録再生特性および熱揺らぎ耐性を
さらに向上させることができる。

【００３３】図５に示すように、配向制御膜は、２層構
造に限らず、単一の材料からなる単層構造とすることも
できる。この場合、配向制御膜２３には、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種以
上または２種以上を主成分とする材料を用いることが好
ましい。なかでも特にＲｕを用いると、垂直磁性膜４の
垂直配向性を高めることができるのが好ましい。この材
料としては、垂直磁性膜に対する格子の整合性を考慮し
て、これらの材料にＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等を添加し
た合金を用いることができる。またこの材料としては、
結晶粒子を微細化するため、これらの材料にＣ、Ｏ、
Ｎ、Ｓｉ、Ｂを添加した合金を用いることもできる。配
向制御膜２３には、上記第１配向制御層３ａと第２配向
制御層３ｂのうちいずれかの構成を採用することもでき
る。配向制御膜２３の厚さは、０．１〜５０ｎｍ（好ま
しくは１〜２５ｎｍ、より好ましくは２〜２５ｎｍ）と
するのが好適である。この厚さが上記範囲未満である
と、垂直磁性膜４における垂直配向性が低下し記録再生
特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。またこの厚さが上
記範囲を越えると、結晶粒子が粗大化し、垂直磁性膜４
において結晶粒子が粗大化し記録再生特性が悪化する。
また記録再生時における、磁気ヘッドと軟磁性下地膜２
との距離が大きくなるため、再生信号の分解能が低下す
るため好ましくない。

【００３４】図６は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記
録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録
再生装置は、磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を
回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に
情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、ヘッド駆動部１
３と、記録再生信号処理系１４とを備えている。記録再
生信号処理系１４は、入力されたデータを処理して記録
信号を磁気ヘッド１２に送ったり、磁気ヘッド１２から
の再生信号を処理してデータを出力することができるよ
うになっている。磁気ヘッド１２としては、ＭＲ素子や
ＧＭＲ素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを用いること
もできるし、垂直記録用の単磁極ヘッドを用いることも
できる。

【００３５】上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気
記録媒体１０を用いるので、ノイズ特性を高め、高記録
密度化を図ることができる。なお、本明細書において、
主成分とは当該成分を５０ａｔ％を越えて含むことを指
す。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を示して本発明の作用効果を明
確にする。 （試験例１）洗浄済みのガラス基板１（オハラ社製、外
径６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍ）をＤＣマグネトロン
スパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）のチャンバ
内に収容して、到達真空度１×１０^-5Ｐａとなるまでチ
ャンバ内を排気した後、このガラス基板１上に８９ａｔ
％Ｃｏ−４ａｔ％Ｚｒ−７ａｔ％Ｎｂ（８９Ｃｏ４Ｚｒ
７Ｎｂ）からなるターゲットを用いて、１００℃以下の
条件で、８９Ｃｏ４Ｚｒ７Ｎｂからなる軟磁性下地膜２
（厚さ２５０ｎｍ）をスパッタリングにより形成した。
次いで、２１０℃の条件で、軟磁性下地膜２上に５０ａ
ｔ％−Ｎｉ５０ａｔ％Ａｌからなる第１配向制御層（厚
さ２０ｎｍ）と、６０ａｔ％Ｒｕ−４０ａｔ％Ｃｏから
なる第２配向制御層（厚さ２０ｎｍ）からなる配向制御
膜３を形成した。次いで、６５ａｔ％Ｃｏ−２０ａｔ％
Ｃｒ−１５ａｔ％Ｐｔからなる垂直磁性膜４（厚さ２０
ｎｍ）を形成した。次いで、ＣＶＤ法により厚さ６ｎｍ
のＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）からなる保護
膜５を形成した。次いで、パーフルオロポリエーテルか
らなる潤滑膜６（厚さ２ｎｍ）をディップコーティング
法により形成し、磁気記録媒体を得た。

【００３７】（試験例２、３）垂直磁性膜４を、それぞ
れ７３Ｃｏ１２Ｃｒ１５Ｐｔ、５８Ｃｏ２４Ｃｒ１８Ｐ
ｔからなるものとすること以外は試験例１と同様にして
磁気記録媒体を得た。

【００３８】（試験例４〜１３）垂直磁性膜４に、Ｃｏ
ＣｒＰｔＸ（（６５−ｘ）ａｔ％Ｃｏ−２０ａｔ％Ｃｒ
−１５ａｔ％Ｐｔ−ｘａｔ％Ｘ）を用いたこと以外は試
験例１と同様にして磁気記録媒体を得た。

【００３９】上記試験例１〜１３の磁気記録媒体につい
て、垂直磁性膜４をＴＥＭを用いて基板１に平行な面に
ついて観察した結果、垂直磁性膜４は、多数の磁性粒子
７と、これらを隔てる粒界層８とを有する構造となって
いた。磁性粒子７の平均粒径（磁性粒子径）および磁性
粒子７間の平均離間距離（粒界層８の厚さ）を求めた結
果を表１に示す。また電解放射型透視電子顕微鏡を用い
て測定した粒界層８のＣｒ濃度ｃ2と磁性粒子７のＣｒ
濃度ｃ1に対する割合ｃ2／ｃ1を表１に示す。また上記
磁気記録媒体の磁気特性を振動式磁気特性装置（ＶＳ
Ｍ）を用いて、保磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界（−
Ｈｎ）について測定した。また、これら磁気記録媒体の
記録再生特性をＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザ
ＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰ
を用いて測定した。記録再生特性の評価には、再生部に
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子を有する複合型薄膜磁気ヘ
ッドを用い、線記録密度６００ｋＦＣＩとして測定を行
った。またＬＦＴＡＡは、５０ｋＦＣＩで再生を行った
際の出力を示し、ＳＮＲは６００ｋＦＣＩでの記録にお
けるノイズと５０ｋＦＣＩでの再生出力の比を示す。ま
た、熱揺らぎ耐性の評価では、基板を７０℃に加熱して
線記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みをおこなった後、
書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の低下率（％
／ｄｅｃａｄｅ）を、（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ×
３）に基づいて算出した。この式において、Ｓｏは磁気
記録媒体に信号記録後１秒経過時の再生出力を示し、Ｓ
は１０００秒後の再生出力を示す。試験結果を表１に示
す。

【００４０】（試験例１４〜２９）垂直磁性膜４に表２
〜４に示す材料を用いること以外は試験例１と同様にし
て磁気記録媒体を得た。試験例１〜１３と同様に、磁性
粒子径、粒子間の離間距離、磁気特性、記録再生特性、
熱揺らぎ耐性を評価した結果を表２〜４に示す。

【００４１】（試験例３０〜５２）配向制御膜３と垂直
磁性膜４との間に非磁性中間膜９を形成して磁気記録媒
体を作製した。試験例１〜１３と同様に、磁性粒子径、
粒子間の離間距離、磁気特性、記録再生特性、熱揺らぎ
耐性を評価した結果を表５に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】表１〜５より、垂直磁性膜４にＣｏＣｒＰ
ｔＸ系（Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒ
ｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）合金を用いた磁気
記録媒体は、磁性粒子７の離間距離が大きく、Ｃｒ濃度
比ｃ2／ｃ1も１．４以上となり、さらに逆磁区核形成磁
界（−Ｈｎ）が大きくなり、熱揺らぎ耐性が大幅に向上
することがわかる。また配向制御膜３と垂直磁性膜４と
の間に、ＣｏＣｒＰｔＸ1系合金（Ｘ1はＭｏ、Ｔａ、
Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ
のうち１種以上、Ｃｒ含有率が２０ａｔ％以上）を用い
た場合でも、同様の効果が得られた。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気記録
媒体にあっては、垂直磁性膜が、多数の磁性粒子が粒界
層によって隔てられた構造を有し、互いに隣接する磁性
粒子の重心を結ぶ直線上において、これら磁性粒子間の
平均離間距離が１ｎｍ以上とされているので、磁性粒子
どうしの交換相互作用を小さくし、ノイズ特性を向上さ
せることができる。また垂直磁性膜が、ＣｏＣｒＰｔＸ
系（Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、
Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）合金からなり、Ｘの含
有率が０．５〜１５ａｔ％である構成を採用することに
よって、粒界層へのＣｒ偏析を促し、磁性粒子と粒界層
の間のＣｒ濃度比を高くすることができる。これによっ
て、磁性粒子内の保磁力を高めるとともに、磁性粒子間
の交換結合を抑制することができる。従って、再生出力
を向上させるとともに、ノイズ低減を図り、優れたノイ
ズ特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を
示す一部断面図である。

【図２】 図１に示す磁気記録媒体の結晶構造を示す
図である。

【図３】 図１に示す磁気記録媒体に係る履歴曲線で
ある。

【図４】 本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を
示す一部断面図である。

【図５】 本発明の磁気記録媒体の第３の実施形態を
示す一部断面図である。

【図６】 本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概
略図である。

【符号の説明】

１…非磁性基板、２…軟磁性下地膜、３、２３…配向制
御膜、４…垂直磁性膜、５…保護膜、６…潤滑膜、７、
７ａ、７ｂ・・・磁性粒子、７ｃ、７ｄ・・・重心、８…粒界
層、９…非磁性中間膜、１０…磁気記録媒体、１２…磁
気ヘッド

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 10/16 Ｈ０１Ｆ 10/16 10/30 10/30 (72)発明者 坂脇 彰 千葉県市原市八幡海岸通５番の１ 昭和電 工エイチ・ディー株式会社内 (72)発明者 酒井 浩志 千葉県市原市八幡海岸通５番の１ 昭和電 工エイチ・ディー株式会社内 (72)発明者 彦坂 和志 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 及川 壮一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 Ｆターム(参考） 5D006 BB02 BB07 CB01 DA03 DA08 EA03 5D112 AA03 AA05 AA24 BB05 BB06 BD04 FA04 5E049 AA04 AA09 BA06 CB02 DB12

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材
   料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御す
   る配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配
   向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、 垂直磁性膜は、多数の磁性粒子が粒界層によって隔てら
   れた構造を有し、互いに隣接する磁性粒子の重心を結ぶ
   直線上において、これら磁性粒子間の平均離間距離が１
   ｎｍ以上とされていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 磁性粒子の平均粒径が４〜１２ｎｍで
   あることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 振動式磁気特性測定装置を用いて測定
   した逆磁区核形成磁界が０（Ｏｅ）以上であることを特
   徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 逆磁区核形成磁界が、７０℃において
   測定された値であることを特徴とする請求項３記載の磁
   気記録媒体。
5. 【請求項５】 垂直磁性膜が、ＣｏＣｒＰｔＸ系
   （Ｘ：Ｍｏ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈ
   ｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）合金からなり、Ｘの含有
   率が０．５〜１５ａｔ％であることを特徴とする請求項
   １〜４のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体。
6. 【請求項６】 ＸはＢであり、その含有率が１０ａｔ
   ％以下であることを特徴とする請求項５記載の磁気記録
   媒体。
7. 【請求項７】 垂直磁性膜は、Ｃｒ含有率が１２〜２
   ６ａｔ％、Ｐｔ含有率が１０〜２４ａｔ％、Ｘ含有率が
   ０．５〜１５ａｔ％、残部がＣｏからなることを特徴と
   する請求項５または６記載の磁気記録媒体。
8. 【請求項８】 垂直磁性膜は、ＣｏとＣｒを含み、磁
   性粒子中のＣｒ濃度をｃ1とし、粒界層中のＣｒ濃度を
   ｃ2としたときに、ｃ2／ｃ1が１．４以上であることを
   特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の磁気
   記録媒体。
9. 【請求項９】 粒界層中のＣｒ濃度ｃ2が１５ａｔ％以
   上であることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒
   体。
10. 【請求項１０】 垂直磁性膜は、グラニュラー構造を
    有することを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１
    項記載の磁気記録媒体。
11. 【請求項１１】 配向制御膜と垂直磁性膜との間に非
    磁性中間膜が設けられ、この非磁性中間膜が、ＣｏＣｒ
    ＰｔＸ1系合金（Ｘ1はＭｏ、Ｔａ、Ｂ、Ｖ、Ｗ、Ｚｒ、
    Ｒｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙのうち１種以上）か
    らなり、Ｃｒ含有率が２０〜４５ａｔ％、Ｐｔ含有率が
    ５〜２５ａｔ％、Ｘ1含有率が０．５〜２０ａｔ％、残
    部がＣｏからなることを特徴とする請求項１〜１０のう
    ちいずれか１項記載の磁気記録媒体。
12. 【請求項１２】 Ｃｒ含有率が３０〜４５ａｔ％であ
    ることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体。
13. 【請求項１３】 非磁性中間膜が、ＣｏとＣｒを含
    み、高Ｃｒ含有率の結晶粒子が低Ｃｒ含有率の粒界層に
    よって隔てられた構造を有し、互いに隣接する結晶粒子
    の重心を結ぶ直線上において、これら結晶粒子間の平均
    離間距離が１ｎｍ以上とされていることを特徴とする請
    求項１１または１２記載の磁気記録媒体。
14. 【請求項１４】 結晶粒子の平均粒径が４〜１２ｎｍ
    であることを特徴とする請求項１３記載の磁気記録媒
    体。
15. 【請求項１５】 非磁性基板上に、少なくとも軟磁性
    材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御
    する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に
    配向した垂直磁性膜と、保護膜とを設ける磁気記録媒体
    の製造方法であって、 垂直磁性膜を、多数の磁性粒子が粒界層によって隔てら
    れた構造を有し、互いに隣接する磁性粒子の重心を結ぶ
    直線上においてこれら磁性粒子間の平均離間距離が１ｎ
    ｍ以上とされた構成とすることを特徴とする磁気記録媒
    体の製造方法。
16. 【請求項１６】 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に
    情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生
    装置であって、 磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材
    料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御す
    る配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配
    向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、 垂直磁性膜は、多数の磁性粒子が粒界層によって隔てら
    れた構造を有し、互いに隣接する磁性粒子の重心を結ぶ
    直線上において、これら磁性粒子間の平均離間距離が１
    ｎｍ以上とされていることを特徴とする磁気記録再生装
    置。