JP2003203324A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、優れた磁気特性を有し、記録分解
能が向上し、表面性が向上した垂直磁気記録媒体に関す
るものである。 【解決手段】 基体と該基体上に形成されたマグヘマイ
ト薄膜からなる磁気記録層を用いた垂直記録媒体におい
て、基板上に軟磁性層を形成し、該軟磁性層と前記磁気
記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮａＣｌ型構造酸
化物からなる中間層を設けた垂直磁気記録媒体であっ
て、垂直方向の保磁力が１５９ｋＡ／ｍ（２０００Ｏ
ｅ）以上であり、磁気記録層の膜面に対して垂直方向に
磁化させたときの磁化曲線における角型比（Ｍ_ｒ／
Ｍ_ｓ）が反磁界補正無しで０．７以上であり、且つ、膜
面内方向に磁化させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂
直方向に磁化したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比
が０．５以下であり、膜面内方向に磁化させたときの保
磁力（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に磁化したときの保磁力
（Ｈ_Ｃ ^⊥）に対する比が０．５以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた磁気特性を有
し、記録分解能が向上し、表面性が向上した垂直磁気記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスクなどの磁気記録装
置においては、情報機器やシステムの小型化と高信頼性
化の傾向が顕著であり、大容量のデータを取り扱うため
には、高密度記録化できる磁気記録媒体を必要とし、そ
の要求が益々高まってきている。

【０００３】このような特性を満たす磁気記録媒体とし
ては、高い保磁力を有するとともに、磁気記録層と磁気
ヘッドとの距離（磁気的スペーシング）が低減できるこ
とが強く要求されている。

【０００４】高い保磁力を有する磁気記録媒体として、
基体と該基体上に形成された磁性薄膜とからなる磁気記
録媒体が広く知られている。

【０００５】磁気記録媒体に実用化されている磁性薄膜
としては、大別してマグヘマイト等の酸化物磁性薄膜
（非特許文献1及び２、特許文献１及び２等）とＣｏＣ
ｒ合金等の合金磁性薄膜とがある。

【０００６】前者は、酸化物であるため耐酸化性や耐食
性に優れている。その結果、経時安定性に優れ、経時に
よる磁気特性の変化が小さいという特徴を有している。
また、金属に比べ酸化物は硬いため、保護膜が不要であ
る。さらに保護膜を設ける際にも、合金磁性薄膜に必要
とされる膜厚より薄くすることができ、磁気的スペーシ
ングが合金磁性薄膜媒体に比べ低減することができ、高
密度記録媒体として最適である。

【０００７】後者は、１５９ｋＡ／ｍ（２０００Ｏｅ）
程度以上の高い保磁力を有するが、合金材料自体が酸化
しやすく、その結果、経時安定性が悪く、磁気特性が劣
化し易いものである。

【０００８】この酸化による磁気特性の劣化を防ぐため
合金磁性薄膜には、通常、５〜１０ｎｍ程度の厚みのカ
ーボンやＳｉＯ_２等が保護膜として表面にコーティング
されており、その結果、保護膜の厚み分だけ、磁気的な
スペーシングが大きくなっている。

【０００９】一方、磁気記録媒体において、磁気的スペ
ーシングを低減するためには、磁気ヘッドの浮上量を極
力低減し、且つ、常に安定に浮上させることが必要であ
る。従来のハードディスクドライブでは、磁気ヘッドの
静止時に磁気記録媒体と磁気ヘッドとがメニスカス力で
吸着するのを防ぐため、ある程度の表面粗さが必要とさ
れていた。現在ではハードシステムの改善によって吸着
防止のための表面粗さは不要となり、磁気記録媒体に用
いられる磁性薄膜が表面平滑性により優れていることが
要求されている。また、この磁気ヘッドの浮上量（媒体
と磁気ヘッドとの距離）の低下とともに保護層の膜厚も
薄くなる傾向にあり、磁気記録層自体の耐久性もさらに
必要とされている。

【００１０】また、磁気記録媒体の表面が平滑でない場
合には、ヘッド読み出し時に媒体ノイズとして現れるこ
とから、媒体ノイズを低減するためにも磁気記録媒体の
表面性を向上させる必要がある。

【００１１】一方、磁気記録方式としては垂直記録と長
手記録の２つの方式があるが、高記録密度化に伴う熱揺
らぎの影響が懸念されており、将来の更なる高密度記録
媒体としては垂直磁気記録媒体が有望とされている（例
えば非特許文献３等）。垂直記録方式によれば、記録波
長が短くなるに伴って媒体内の残留磁化に作用する反磁
界の影響が少なくなり、高密度化に適している。

【００１２】垂直記録方式の磁気記録媒体では、Ｃｏ−
Ｃｒ系の垂直磁気記録層の下にＮｉ−Ｆｅ系などの軟磁
性（低保磁力）裏打ち下地層（以下、「軟磁性層」と言
う。）を設けることが提案されており、単磁極ヘッドか
ら発生する磁界を強める作用を有するとともに、記録後
の残留磁化状態における減磁作用の低減を図ることがで
きる。（特許文献３等）

【００１３】垂直記録方式では、１）軟磁性層を設けな
い垂直磁化膜と現行のリングヘッドを用いる方式、２）
軟磁性層を設けた垂直磁化膜（垂直２層媒体）とリング
ヘッドを用いる方式、３）軟磁性層を設けた垂直磁化膜
と単磁極ヘッドを用いる方式とが提案されており、高記
録密度に最適であるのは前記３）の方式である。（例え
ば非特許文献４等）

【００１４】マグヘマイトなどのスピネル型酸化鉄を垂
直記録層として用いる技術が特許文献４及び５等に記載
されているが、優れた垂直磁化膜を得るためにはＭｇ
Ｏ、ＮａＣｌの単結晶基板や、２０〜２００ｎｍの膜厚
を有するＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｃｒ等の下地膜を設け、磁気
記録層の結晶配向を制御し、スピネル型酸化鉄層の（４
００）面を基体に平行に優先配向させる必要があること
が知られている。

【００１５】また、特許文献６及び７記載の磁気記録媒
体は、マグヘマイト薄膜の（４００）面を基体と平行に
配向させ、且つ、前記マグヘマイト薄膜の面間隔が０．
２０８２ｎｍ以下とすることによって大きな磁気異方性
を得ている。これは下地膜として用いたＮｉＯ膜の（２
００）面が基体と平行に配向しており、且つ前記ＮｉＯ
膜の面間隔が０．２０８９ｎｍと本来マグヘマイトが有
する面間隔０．２０８６ｎｍより大きいため、膜面内方
向に引っ張り応力が働き、ＮｉＯ膜上に形成したマグヘ
マイト薄膜の（４００）面の面間隔が０．２０８２ｎｍ
以下となることで磁歪の逆効果による大きな垂直磁気異
方性が誘導された効果によるものである。

【００１６】マグヘマイトなどの磁性酸化物を垂直磁気
記録層とし、基体と垂直磁気記録層との間に軟磁性層を
設ける磁気記録媒体に関しては、軟磁性層と磁気記録層
の間にＡｌなどの非磁性金属中間層を設けてスピネル型
酸化鉄磁気記録層の配向を制御する技術（特許文献８）
や、基体上に直接又は高透磁率磁性薄膜を介して鉄酸化
物からなる磁性層が形成された磁気記録媒体（特許文献
９）や、軟磁性層としてマグヘマイトと同じ結晶構造を
有するスピネル型酸化鉄軟磁性薄膜を用い、軟磁性層と
基板の間に配向制御用の下地層を形成する技術（特許文
献１０等）が知られている。

【００１７】また、垂直磁気記録媒体において面内方向
に磁化させた時の残留磁化（Ｍ_ｒ ^{／ ／}）の垂直方向に磁
化させた場合の残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比を特定す
ることによって、優れた垂直磁気記録媒体と得る技術が
知られている（特許文献８、９、１１乃至１４等）。

【００１８】

【特許文献１】特公昭５１−４０８６号公報

【特許文献２】特公平５−６３９２５号公報

【特許文献３】特開昭５４−５１８０４号公報

【特許文献４】特開平１１−１１０７３１号公報

【特許文献５】特開平１１−１１０７３２号公報

【特許文献６】特開平６−１６８８２２号公報

【特許文献７】特開平１１−３３９２６１号公報

【特許文献８】特開昭５９−１５７８２８号公報

【特許文献９】特開昭６０−９５７２１号公報

【特許文献１０】特開平６−４４５５０号公報

【特許文献１１】特開昭５９−１５７８２９号公報

【特許文献１２】特開昭５９−１５７８３０号公報

【特許文献１３】特開昭５９−１５７８３３号公報

【特許文献１４】特開昭５９−１５７８３８号公報

【非特許文献１】社団法人電子通信学会発行、「電子通
信学会技術報告」、（１９８１年）ＭＲ８１−２０、５
〜１２頁

【非特許文献２】社団法人日本セラミックス協会発行
「セラミックス」（１９８６年）第２４巻、第１号、第
２１〜２４頁

【非特許文献３】「日経エレクトロニクス」２０００年
９月２５日、Ｎｏ．７７９

【非特許文献４】「日経エレクトロニクス」１９９６年
７月１日、Ｎｏ．６６５

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】記録分解能に優れ、高
い保磁力と角型比を有すると共に、表面平滑性に優れ、
しかも、磁気記録媒体としてのノイズを低減するために
面内磁化成分を極力低減することができるマグヘマイト
薄膜からなる垂直磁気記録媒体は、現在最も要求されて
いるところであるが、未だ得られていない。

【００２０】即ち、前出特許文献８記載の方法では、軟
磁性層と磁気記録層の間にＡｌなどの非磁性金属中間層
を設けてスピネル型酸化鉄磁気記録層の配向を制御して
おり、スピネル型酸化鉄の（４００）面に対してＡｌの
（２００）面の面間隔が狭いため、磁歪の逆効果による
大きな垂直磁気異方性を誘導しているとは言い難い。ま
た、中間層が１０ｎｍ以上５μｍ以下であるため、記録
する際の磁気ヘッドと軟磁性層との磁気的なスペーシン
グが大きく、主磁極となる磁気ヘッドと補助磁極となる
軟磁性裏打ち層との磁気的な相互作用が十分に生かされ
ない。

【００２１】また、前出特許文献９には、基体上に０．
２〜２．０μｍの高透磁率薄膜を形成し、該高透磁率薄
膜上に磁気記録層を形成することが記載されているが、
高透磁率薄膜と磁気記録層の間又は高透磁率薄膜と基体
の間に非磁性層などを形成して配向制御することについ
ては記載されておらず、磁気記録層の結晶配向性や表面
性などについては考慮されていない。

【００２２】また、前出特許文献１０に記載されている
スピネル型酸化鉄軟磁性層を用いた場合、磁気記録層と
して用いるスピネル型酸化鉄に対して大きな格子定数を
有するスピネル型構造の軟磁性フェライトを設けている
ので、磁気記録層に引っ張り応力が働き、磁歪の逆効果
による大きな垂直磁気異方性を誘導できる。しかし、優
れた軟磁気特性を有するスピネル型酸化物軟磁性膜を得
るためには成膜時の基板温度を４００℃程度、熱処理温
度を５５０℃程度と高くする必要があるため、表面平滑
性に優れた垂直記録媒体が得られるとは言い難いもので
ある。

【００２３】また、前出特許文献８、１１〜１４には面
内方向に磁化させた時の残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂直方
向に磁化させた時の残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比が記
載されているが、その比が２以下と面内成分が大きく、
媒体ノイズが十分に低下されているとは言い難いもので
ある。

【００２４】また、前出特許文献９には、スピネル型酸
化鉄からなる垂直磁気記録媒体において、面内方向に磁
化させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂直方向に磁化
させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比、面内方向
に磁化させたときの保磁力値（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に
磁化させたときの保磁力値（Ｈ_Ｃ ^⊥）に対する比が記載
されており、面内磁化成分を抑制できているが、保磁力
が１５１ｋＡ／ｍ（１９００Ｏｅ）以下と低く、高密度
垂直記録媒体としては十分とは言い難いものである。

【００２５】そこで、本発明は、高い保磁力と角型比を
維持したまま、表面平滑性に優れ、しかも、軟磁性層を
設けることによって記録分解能に優れたマグヘマイト薄
膜からなる垂直磁気記録媒体を提供するものである。

【００２６】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。

【００２７】即ち、本発明は、基体と該基体上に形成さ
れたマグヘマイト薄膜からなる磁気記録層を用いた垂直
記録媒体において、基板上に軟磁性層を形成し、該軟磁
性層と前記磁気記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮ
ａＣｌ型構造酸化物からなる配向制御層を設けることを
特徴とする垂直磁気記録媒体である（本発明１）。

【００２８】また、本発明は、基体と該基体上に形成さ
れたマグヘマイト薄膜からなる磁気記録層を用いた垂直
記録媒体において、基板上に軟磁性層を形成し、該軟磁
性層と前記磁気記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮ
ａＣｌ型構造酸化物からなる配向制御層を形成し、前記
配向制御層の（２００）面の面間隔がマグヘマイトの
（４００）面の面間隔よりも大きいことを特徴とする垂
直磁気記録媒体である（本発明２）。

【００２９】また、本発明は、本発明１又は本発明２の
軟磁性層の飽和磁束密度（Ｂｓ）と膜厚（ｔ）との積
（Ｂｓ・ｔ）が１．１３〜１３．５７×１０^−６Ｗｂ／
ｍ（８０〜１１００Ｇ・μｍ）であることを特徴とする
垂直磁気記録媒体である（本発明３）。

【００３０】また、本発明は、垂直方向の保磁力が１５
９ｋＡ／ｍ（２０００Ｏｅ）以上であり、磁気記録層の
膜面に対して垂直方向に磁化させた場合の角型比（Ｍ_ｒ
／Ｍ _Ｓ）が反磁界補正無しで０．７以上であり、且つ、
膜面内方向に磁化させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の
垂直方向に磁化したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する
比（Ｍ_ｒ ^／／／Ｍ_ｒ ^⊥）が０．５以下であり、膜面内方
向に磁化させたときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に
磁化したときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^⊥）に対する比（Ｈ_Ｃ ^／／
／Ｈ_Ｃ ^⊥）が０．５以下であることを特徴とする本発明
１乃至本発明３のいずれかの垂直磁気記録媒体である
（本発明４）。

【００３１】また、本発明は、基体と該基体上にマグヘ
マイト薄膜からなる磁気記録層が形成され、前記基体と
前記磁気記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮａＣｌ
型構造酸化物からなる配向制御層が形成された垂直記録
媒体において、垂直方向の保磁力が１５９ｋＡ／ｍ（２
０００Ｏｅ）以上であり、磁気記録層の膜面に対して垂
直方向に磁化させた場合の角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）が反磁
界補正無しで０．７以上であり、且つ、膜面内方向に磁
化させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂直方向に磁化
したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比（Ｍ_ｒ ^／／／
Ｍ_ｒ ^⊥）が０．５以下であり、膜面内方向に磁化させた
ときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に磁化したときの
保磁力（Ｈ_Ｃ ^⊥）に対する比（Ｈ_Ｃ ^／／／Ｈ_Ｃ ^⊥）が
０．５以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体で
ある（本発明５）。

【００３２】本発明の構成をより詳しく説明すれば、次
の通りである。

【００３３】先ず、本発明に係る垂直磁気記録媒体につ
いて述べる。

【００３４】本発明１乃至４に係る垂直磁気記録媒体
は、基体上に、軟磁性層、配向制御層、磁気記録層を順
次形成したものである。本発明５に係る垂直磁気記録媒
体は基体上に配向制御層、磁気記録層を順次形成したも
のである。

【００３５】本発明における基体は、ガラス基板、アル
ミ等の合金基板、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のプラスチック基
板、カーボン基板等の基体材料を使用することができ、
好ましくはガラス基板である。

【００３６】また、本発明５に係る垂直磁気記録媒体に
おいては、上記基体のほか、軟磁性粒子を分散させて形
成したガラス基板や、軟磁性フェライト粒子を主原料と
するセラミックス基板なども使用することができ、これ
ら基板をもちいた場合は、本発明１乃至４の垂直磁気記
録媒体と同様に単磁極ヘッドと組み合わせた記録方式で
使用することができる。

【００３７】次に、軟磁性層について述べる。

【００３８】本発明に係る垂直磁気記録媒体は、軟磁性
層を形成しない場合においても前記特性を満たす垂直磁
気記録媒体を得ることができるが、基体と配向制御層と
の間に軟磁性層を形成することによって、補助磁極とし
て働く軟磁性層からの磁束を対向した主磁極に集中させ
ることができる（磁束の集中）とともに、記録後の残留
磁化状態における減磁作用の低減を図ることができる。

【００３９】本発明に係る垂直磁気記録媒体は、軟磁性
層の結晶構造、結晶配向に依らず磁気記録層であるマグ
ヘマイト薄膜の結晶配向を制御できるため、軟磁性層の
種類に限定されるものではない。得られる垂直磁気記録
媒体の記録再生特性を考慮した場合、飽和磁束密度（Ｂ
_Ｓ）と軟磁性層の膜厚（ｔ）との積（Ｂ_Ｓ・ｔ）が１．
１３〜１３．５７×１０^−６Ｗｂ／ｍ（８０〜１１００
Ｇμｍ）となるように、軟磁性層の種類及び膜厚を選択
すればよい。また、軟磁性層の材料は表面性に優れ、媒
体のトラック方向もしくは半径方向に磁化容易方向が揃
ったものが好ましい。軟磁性層の保磁力は７９６Ａ／ｍ
（１０Ｏｅ）以下が好ましく、より好ましくは５５７Ａ
／ｍ（７Ｏｅ）以下、更により好ましくは３９８Ａ／ｍ
（５Ｏｅ）以下である。そのときの膜面内において磁化
容易方向と直交する磁化困難方向に磁気的に飽和される
のに必要な磁界（異方性磁界）は７９６Ａ／ｍ（１０Ｏ
ｅ）以上が好ましく、より好ましくは１５９２Ａ／ｍ
（２０Ｏｅ）以上である。例えば、飽和磁束密度
（Ｂ_Ｓ）を２２．６Ｗｂ／ｍ^２（１８０００Ｇ）とした
場合、軟磁性層の膜厚は５０〜６００ｎｍが好ましい。

【００４０】軟磁性層としては、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ合
金、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｔａ等のＣｏ系合金や、Ｆｅ−Ｓｉ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｔａ−
Ｎ等のＦｅ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ等のＮｉ系合金などがあ
げられる。また、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の軟磁性フェ
ライトを用いても良い。更に、前記軟磁性層の何種類か
を積層させた積層膜や前記軟磁性層とＣ、Ｓｉ等の非磁
性層との積層膜でもよい。

【００４１】また、軟磁性層の結晶状態は、飽和磁束密
度（Ｂ_Ｓ）と軟磁性層の膜厚（ｔ）との積が前記範囲を
満たすもので有れば、結晶質、非晶質、微結晶、グラニ
ュラー構造のいずれであってもよい。より好ましくは非
晶質、微結晶、グラニュラー構造である。

【００４２】また、軟磁性層の磁壁形成によるスパイク
ノイズと呼ばれるノイズの影響をさらに抑えるために、
軟磁性層と基体の間に磁区制御用のＰｔＭｎ、ＮｉＯ等
の反強磁性層、ＣｏＳｍ、ＳｍＦｅ等の強磁性層などの
下地層を設けてもよい。

【００４３】次に、配向制御層について述べる。

【００４４】本発明に係る垂直磁気記録媒体において、
配向制御層はＮａＣｌ型構造の酸化物薄膜からなる。配
向制御層は基体面に平行に（２００）面が優先配向して
いることが好ましい。より好ましくは配向制御層の（２
００）面の面間隔が、本来マグヘマイトが有する（４０
０）面の面間隔である０．２０８６ｎｍより大きいＮａ
Ｃｌ型構造の酸化物薄膜である。ＮａＣｌ型構造の酸化
物薄膜とは、ＡｍＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＣｄＯ、Ｃｅ
Ｏ、ＣｏＯ、ＥｕＯ、ＦｅＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｎｄ
Ｏ、ＮｉＯ、ＮｐＯ、ＳｍＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ、ＶＯ、
ＹｂＯなどであり、好ましくはＭｇＯ薄膜、ＮｉＯ薄
膜、ＣｏＯ薄膜、ＭｎＯ薄膜等である。

【００４５】配向制御層の膜厚は０ｎｍを越えて１０ｎ
ｍ未満である。配向制御層が無い場合及び１０ｎｍを越
える場合には、磁気記録層の結晶配向性が低下する。ま
た、軟磁性層上に１０ｎｍ以上の膜厚のＮａＣｌ型構造
酸化物層を形成した場合には、磁気ヘッドと軟磁性層と
の磁気的なスペーシングが大きくなるため、高記録密度
化した際に、主磁極となる磁気ヘッドと補助磁極となる
軟磁性裏打ち層との磁気的な相互作用が十分に生かされ
ない。好ましくは１〜９ｎｍである。より好ましくは１
〜８ｎｍ、更により好ましくは１〜５ｎｍである。

【００４６】次に、磁気記録層について述べる。

【００４７】磁気記録層を構成するマグヘマイト薄膜
は、一般式γ−Ｆｅ_２Ｏ_３で示されるが、本発明におい
ては若干のＦｅ^２＋を含むものであってもよい。

【００４８】マグヘマイト薄膜には、保磁力向上のため
にコバルトを添加してもよい。コバルト量はＦｅに対し
て２０重量％以下が好ましく、より好ましくは１〜１０
重量％である。１重量％未満の場合には１５９ｋＡ／ｍ
（２０００Ｏｅ）以上のより高い保磁力を有する垂直磁
気記録媒体を容易に得ることが困難となる。２０重量％
を越える場合には経時安定性に優れた垂直磁気記録媒体
が得られない。

【００４９】なお、マグヘマイト薄膜の諸特性向上のた
めに通常使用されることがあるコバルト以外のＢ、Ｃ、
Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ等から選ばれる１
種又は２種以上を必要によりＦｅに対してモル比で０．
００５〜０．０４程度含有させてもよい。前記異種元素
を含有した場合には、高い保磁力及び角型比を有する垂
直磁気記録媒体が得られやすくなる。

【００５０】マグヘマイト薄膜からなる磁気記録層の膜
厚は５〜８０ｎｍが好ましく、より好ましくは５〜５０
ｎｍである。磁気記録層の膜厚が５ｎｍ未満の場合に
は、高い保磁力と角型比を容易に得ることが困難とな
る。８０ｎｍを越える場合には、表面性が悪化し、媒体
ノイズが大きくなるため好ましくない。

【００５１】マグヘマイト薄膜からなる磁気記録層の垂
直方向の保磁力値は１５９ｋＡ／ｍ（２０００Ｏｅ）以
上が好ましく、より好ましくは１９９〜１１９４ｋＡ／
ｍ（２５００〜１５０００Ｏｅ）である。飽和磁化値
（印加磁界１５９０ｋＡ／ｍ（２０ｋＯｅ）における磁
化の値）は２９〜５３Ｗｂ／ｍ^３（２３０〜４２０ｅｍ
ｕ／ｃｍ^３）が好ましく、より好ましくは３０〜５３Ｗ
ｂ／ｍ^３（２４０〜４２０ｅｍｕ／ｃｍ^３）である。

【００５２】マグヘマイト薄膜からなる磁気記録層の垂
直方向に磁化させた場合の角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）は反磁
界補正なしで０．７０以上が好ましい。角型比が０．７
０未満の場合には、媒体ノイズが大きくなり、垂直磁気
記録媒体として適さない。より好ましくは０．７５以上
であり、上限値は１．０である。

【００５３】マグヘマイト薄膜からなる磁気記録層の面
内方向に磁化したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）と垂直方
向に磁化したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）との比（Ｍ
_ｒ比：Ｍ _ｒ ^／／／Ｍ_ｒ ^⊥）の値は０．５以下が好まし
く、面内方向に磁化したときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^／／）と垂
直方向に磁化したときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^⊥）との比（Ｈ_ｃ
比：Ｈ_Ｃ ^／／／Ｈ_Ｃ ^⊥）の値は０．５以下が好ましい。
上記各数値が０．５以上の場合には、媒体ノイズが大き
くなり、垂直磁気記録媒体として適さない。

【００５４】マグヘマイト薄膜の表面粗さのうち中心線
平均粗さＲ_ａは０．１〜１．５ｎｍである。１．５ｎｍ
を超える場合には本発明の効果が得られない。好ましく
は０．１〜１．０ｎｍである。

【００５５】マグヘマイト薄膜の表面粗さのうち最大高
さＲ_ｍａｘは１〜１５ｎｍが好ましい。１５ｎｍを超え
る場合には本発明の効果が得られない。より好ましくは
１〜１２ｎｍである。

【００５６】本発明に係る垂直磁気記録媒体の電気抵抗
値は、軟磁性層として金属又は合金を用いた場合、好ま
しくは１００〜１００００ｋΩであり、より好ましくは
１００〜８０００ｋΩ、更により好ましくは１００〜７
８０００ｋΩであり、軟磁性層として酸化物を用いた場
合、５０〜３００００ＭΩが好ましく、より好ましくは
５０〜２００００ＭΩである。軟磁性層を形成しない場
合には５０〜３００００ＭΩである。電気抵抗値が前記
範囲未満の場合には、マグヘマイト薄膜中にマグネタイ
トが多量に残存していることが予想されるため好ましく
ない。

【００５７】次に、本発明に係る垂直磁気記録媒体の製
造法について述べる。

【００５８】本発明に係る垂直磁気記録媒体は、スパッ
タ法によって基体上に軟磁性層、配向制御層、マグネタ
イト薄膜を順次形成する。次いで、マグネタイト薄膜を
マグヘマイト薄膜に変態すればよい。本発明５に係る垂
直磁気記録媒体は基板上に配向制御層、マグネタイト薄
膜を順次形成する。次いで、マグネタイト薄膜をマグヘ
マイト薄膜に変態すればよい。

【００５９】例えば、スパッタ法によって基体上に軟
磁性層、配向制御層、マグネタイト薄膜を順次形成した
後、大気中にて２００〜３５０℃の温度範囲で加熱処理
してマグヘマイト薄膜に変態させる方法、スパッタ法
によって基体上に軟磁性層、配向制御層、マグネタイト
薄膜を順次形成した後、引き続き大気中に取り出すこと
なくスパッタ室内において、前記マグネタイト薄膜を酸
素を含有する雰囲気下で加熱処理してマグヘマイト薄膜
に変態させる方法、スパッタ法によって基体上に軟磁
性層、配向制御層、マグネタイト薄膜を順次形成した
後、引き続き大気中に取り出すことなくスパッタ室内に
おいて、前記マグネタイト薄膜を酸素過剰雰囲気下でス
パッタ処理してマグヘマイト薄膜にする方法、スパッ
タ法によって基体上に軟磁性層、配向制御層を順次形成
した後、過剰酸素雰囲気下でＦｅ、Ｆｅ合金ターゲット
又は酸化鉄ターゲットをスパッタ処理し、極薄の酸化鉄
層を形成した後、マグネタイト薄膜を形成し、前記乃
至前記のいずれかの方法と同様にしてマグネタイト薄
膜をマグヘマイト薄膜に変態させる方法、スパッタ法
によって基体上に軟磁性層、配向制御層、マグネタイト
薄膜を順次形成した後、希ガスを含むプラズマ活性化さ
れた酸素雰囲気中で酸化処理を行ってマグヘマイト薄膜
に変態させる方法、スパッタ法によって基体上に軟磁
性層、配向制御層を形成した後、電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）マイクロ波によって活性化されたプラズマ
雰囲気下において、金属又は合金ターゲットをスパッタ
することによってマグヘマイト薄膜を形成する方法のい
ずれかによって得ることができる。

【００６０】なお、本発明５に係る垂直磁気記録媒体
は、軟磁性層を形成しない以外は前記乃至の方法と
同様にして作製することができる。

【００６１】本発明に用いるスパッタ装置は、特に限定
されるものではなく、スパッタ法の実施に当たって汎用
されている周知のスパッタ装置である。例えば、ターゲ
ット、基体を保持するホルダー、真空室等から構成され
る周知のスパッタ装置、例えばＣ−３１０２（アネルバ
株式会社製）、ＳＨ−２５０Ｈ−Ｔ０６（日本真空技術
株式会社製）等である。

【００６２】前記乃至において、マグネタイト薄膜
の形成までは同様の作製工程によって作製することがで
きる。

【００６３】軟磁性層の形成は、金属又は合金系の軟磁
性層、グラニュラー構造の軟磁性層を形成する場合は、
金属、合金ターゲット又は合金と酸化物とを混合したタ
ーゲット又は非磁性材料と磁性材料とからなるターゲッ
ト等を用い、希ガス中で通常のスパッタ法と同様にスパ
ッタリングで膜を基体上に堆積させれば良い。なお、希
ガスとしてはＡｒ、Ｋｒ及びＸｅから選ばれる１種また
は２種以上を用いることができる。軟磁気特性の向上な
どの目的で希ガス中に若干の窒素ガスを導入しても良
い。また酸化物系の軟磁性層は焼結ターゲットを希ガス
のみの導入でスパッタ、もしくは希ガスと酸素ガスとの
混合雰囲気中でスパッタして堆積させる。もしくは合金
ターゲットを用い、希ガスと酸素ガスとの混合雰囲気で
反応スパッタして堆積させればよい。また、軟磁性層は
非磁性層との積層膜を形成しても良い。

【００６４】配向制御層の形成は、前記で作製した軟磁
性層上に又は基体上に、金属又は合金ターゲットを用い
て希ガスと酸素ガスとの混合雰囲気中で反応スパッタし
て堆積させるか、過剰酸素雰囲気下でスパッタ処理すれ
ば良い。また、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ等の酸
化物の焼結ターゲットを用いて、希ガス中もしくは希ガ
スと酸素ガスとの混合雰囲気中でスパッタリングにより
堆積させれば良い。

【００６５】配向制御層をスパッタ処理する際の酸素過
剰雰囲気下とは、金属又は合金ターゲット表面が酸化さ
れ、酸化物の成膜速度が著しく低下する酸素分圧の領域
である。このときカソードの電流値は、ターゲット表面
が酸化されていない状態と比べて大幅に上昇し、また電
圧値は大幅に下降している。通常、金属又は合金ターゲ
ット表面が酸化された状態では、ターゲット表面に酸化
物皮膜が生じ、反応スパッタによる酸化物薄膜の成膜は
困難になる。本発明では、かかる酸素過剰雰囲気下でス
パッタすることにより、ターゲットから酸化物又は酸化
物イオンが弾き出されるものと考えられる。ＮａＣｌ型
酸化物薄膜の種類によっては過剰酸素雰囲気下でスパッ
タする方が、通常の反応スパッタによって配向制御層を
形成する場合に比べて、配向制御層上に形成するマグヘ
マイト薄膜の結晶配向性が安定して優れることがある。

【００６６】マグネタイト薄膜は、Ｆｅ金属又はＦｅ合
金をターゲットとして酸素及び希ガスからなる混合ガス
を導入し、混合ガス中の酸素流量（ＣＣＭ）とマグネタ
イトの堆積速度（ｎｍ／秒）とを制御しながら、配向制
御層上にマグネタイト薄膜を形成させる。または、Ｆｅ
_３Ｏ_４等の酸化物焼結ターゲットを用いた反応スパッタ
もしくは、希ガス導入のみのスパッタによって堆積させ
れば良い。工業性を考慮した場合、金属又は合金ターゲ
ットを用いた反応スパッタで形成することが好ましい。

【００６７】マグネタイトの堆積速度（ｎｍ／秒）に対
する混合ガス中の酸素流量（ＣＣＭ）は、Ｆｅ金属又は
Ｆｅ合金ターゲットをスパッタしてマグネタイト薄膜を
得るための各種条件、例えば、装置の種類、構造、成膜
レート、全ガス圧、基体温度、スパッタリングターゲッ
ト面積等により種々選択すればよい。

【００６８】マグネタイト薄膜を作製した後、前記の
方法では、得られたマグネタイト薄膜を大気中に取り出
し、大気中で２００〜３５０℃の温度範囲で０．５〜２
時間加熱処理すればよい。

【００６９】前記の方法における、マグヘマイト薄膜
を得る際の酸素過剰雰囲気下とは、Ｆｅ金属又はＦｅ合
金ターゲット表面が酸化され、マグネタイトの成膜速度
が著しく減少する酸素分圧の領域である。このときカソ
ードの電流値は、ターゲット表面が酸化されていない状
態と比べて大幅に上昇し、また電圧値は大幅に下降して
いる。通常、Ｆｅ金属又はＦｅ合金ターゲット表面が酸
化された状態では、ターゲット表面に酸化鉄皮膜が生
じ、マグネタイトの成膜は困難になる。本発明では、か
かる酸素過剰雰囲気下でスパッタすることにより、ター
ゲットから酸化鉄又は鉄イオンが弾き出されるものと考
えられる。使用するターゲットは金属又は合金ターゲッ
トのほかに酸化物の焼結ターゲットを用いても良い。酸
化物の焼結ターゲットを用いた場合には下記に示す酸素
流量とマグネタイトの堆積速度の関係式は相違すること
は言うまでもない。

【００７０】具体的には、本発明に使用したスパッタ成
膜装置では、酸化処理での酸素流量をＦ（Ｏ_２）（ＣＣ
Ｍ）、マグネタイトの堆積速度をＲ（ｎｍ／秒）とする
と、 Ｆ（Ｏ_２）／Ｒ≧１２ となる領域が酸素過剰雰囲気下である。例えば、Ｒ＝
２．０（ｎｍ／秒）の時、Ｆ（Ｏ_２）＝２４（ＣＣＭ）
以上がターゲットが酸化する酸素流量となる。また、Ｒ
＝１．０（ｎｍ／秒）の時、Ｆ（Ｏ_２）＝１２（ＣＣ
Ｍ）以上がターゲットが酸化する酸素流量となる。

【００７１】前記における酸素過剰雰囲気下でのスパ
ッタ処理は、マグネタイト薄膜の基体温度が３０〜２５
０℃の温度範囲、好ましくは８０〜１５０℃の温度範囲
で行う。基板温度が上記範囲外の場合には、十分な効果
が得られない。

【００７２】前記における酸素過剰雰囲気下でのスパ
ッタ処理の時間は、１〜３０秒が好ましく、より好まし
くは１〜１０秒である。時間が１秒未満では、十分な効
果を得ることができない。反応時間が３０秒を超える場
合には、磁気特性が低下するため好ましくない。

【００７３】前記において、極薄の酸化鉄薄膜をスパ
ッタする際の酸素過剰雰囲気下とは、Ｆｅ金属又はＦｅ
合金ターゲット表面が酸化され、酸化物の成膜速度が著
しく減少する酸素分圧の領域である。このときカソード
の電流値は、ターゲット表面が酸化されていない状態と
比べて大幅に上昇し、また電圧値は大幅に下降してい
る。通常、Ｆｅ金属又はＦｅ合金ターゲット表面が酸化
された状態では、ターゲット表面に酸化鉄皮膜が生じ、
反応スパッタによる酸化物薄膜の成膜は困難になる。本
発明では、かかる酸素過剰雰囲気下でスパッタすること
により、ターゲットから酸化鉄又は酸化鉄イオンが弾き
出されるものと考えられる。過剰酸素雰囲気下でスパッ
タした初期層をあらかじめ設けて、マグネタイト薄膜を
形成し、マグヘマイト薄膜へ変態させることによって、
優れた粒度分布を有するマグヘマイト薄膜を安定して得
ることができる。

【００７４】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【００７５】マグネタイト薄膜、マグヘマイト薄膜の磁
性層、軟磁性層および配向制御層などの膜厚は、成膜前
にレジストペンで基板に線を書き、成膜後、有機溶剤に
てこの線を取り除くとともに、この上に堆積した膜を同
時に除去する。このようにしてできた段差を触針式表面
粗さ計（Ｖｅｅｃｏ社製ＤＥＫＴＡＫ３ＳＴ）もしくは
原子間力顕微鏡（デジタルインストウルメンツ ＤＩ．
製）により測定し、薄膜の膜厚を算出した。

【００７６】マグネタイト薄膜のマグヘマイト薄膜への
酸化の確認は、その目安の一つである薄膜の表面電気抵
抗の変化を評価して行った。即ち、合金系軟磁性層を用
いた場合、マグネタイト薄膜の表面電気抵抗は０．０１
〜１００ｋΩであるのに対し、マグヘマイト薄膜の表面
電気抵抗は１００〜１００００ｋΩへと上昇、変化す
る。表面電気抵抗の測定は、Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｔ
ｅｓｔｅｒ ＤＭ−１５２７（三和電気計器株式会社
製）で２探針間の距離を１０ｍｍにして測定した。

【００７７】各薄膜のＸ線回折パターンは、「Ｘ線回折
装置ＲＩＮＴ２５００」（理学電機株式会社製）で測定
した値で示した。測定条件は、使用ターゲット：Ｃｕ、
管電圧：４０ｋＶ、管電流：３００ｍＡ、縦型ゴニオメ
ーター、サンプリング幅：０．０１０°、発散スリッ
ト：１．０°、散乱スリット：１．０°、受光スリッ
ト：０．１５ｍｍで、回折角（２θ）が２０．００°か
ら８０．００°の領域を測定した。

【００７８】マグネタイト薄膜及びマグヘマイト薄膜の
表面粗さ（中心線平均粗さＲ_ａ、最大粗さＲ_ｍａｘ）は
原子間力顕微鏡（デジタルインストウルメンツ ＤＩ．
製）を用い、５μｍ四方の領域で評価した。また、マグ
ヘマイト薄膜表面の粒子形状（グレインサイズ）は前記
原子間力顕微鏡（デジタルインストウルメンツ ＤＩ．
製）を用いて５００ｎｍ四方の領域で評価した。

【００７９】本発明に係る軟磁性層を設けた垂直磁気記
録媒体の保磁力及び角型比等の磁気特性は、「Ｋｅｒｒ
効果測定装置ＢＨ−Ｍ８００−ＦＫ」（ネオアーク株式
会社製）で測定した。膜面に対して垂直方向に印加する
最大印可磁界を１１１３ｋＡ／ｍ（１４ｋＯｅ）で測定
し、反磁界補正なしで評価した。

【００８０】軟磁性層を設けていない垂直磁気記録媒体
の磁気特性の評価は「振動試料型磁力計ＶＳＭ ＳＳＭ
−５−１５」（東英工業株式会社製）を用いて膜面に対
して垂直又は平行に印加する最大印可磁界を１５９０ｋ
Ａ／ｍ（２０ｋＯｅ）として測定した値を反磁界補正な
しで評価した。

【００８１】軟磁性層を形成した垂直磁気記録媒体の磁
気特性（Ｍ_ｒ比：Ｍ_ｒ ^／／／Ｍ_ｒ ^⊥、Ｈ_ｃ比：Ｈ_Ｃ ^／／
／Ｈ_Ｃ ^⊥）は、直接測定することができないため、軟磁
性層を形成しないこと以外は同じ条件で作製した垂直磁
気記録媒体について前記「振動試料型磁力計ＶＳＭ Ｓ
ＳＭ−５−１５」（東英工業株式会社製）を用いて評価
した。

【００８２】軟磁性層の磁気特性の評価は最大印加磁界
を３９．７５ｋＡ／ｍ（５００Ｏｅ）として「振動試料
型磁力計ＶＳＭ ＳＳＭ−５−１５」で測定、あるいは
Ｋｅｒｒ効果測定装置「ＢＨ−４３０ＧＨＬ−２」（ネ
オアーク株式会社製）で最大印加磁界を１９８８Ａ／ｍ
（２５Ｏｅ）でそれぞれ膜面に対して平行に磁界を印加
して測定した。

【００８３】＜実施の形態Ｉ：本発明５に係る垂直磁気
記録媒体の製造＞ （配向制御層）インラインディスクスパッタリング装置
Ｃ−３１０２（アネルバ株式会社製）を用いて、基体と
ターゲットの距離を８５ｍｍに設定して、ガラス基板上
に、常温で、ＭｇＯ焼結ターゲットを用い、全圧０．０
９４Ｐａのアルゴン雰囲気中でスパッタリングして０．
０３ｎｍ／秒の付着速度で、ＭｇＯ薄膜を厚み５ｎｍで
形成した。

【００８４】（マグネタイト）次いで、前記で得られた
薄膜上に、１５０℃で、酸素流量２０ＣＣＭ、酸素分圧
０．０３Ｐａ、全圧０．３８Ｐａの酸素とアルゴンから
なる雰囲気中で、金属合金（Ｆｅ＋３ｗｔ％Ｃｏ）ター
ゲットをスパッタリングして２ｎｍ／秒の付着速度で、
Ｃｏ含有マグネタイト薄膜を２０ｎｍの厚みで形成し
た。

【００８５】（大気中酸化）得られた膜を大気中で３０
０℃で１時間電気炉で熱処理を行い、Ｃｏ含有マグヘマ
イト薄膜を得た。

【００８６】得られたＣｏ含有マグヘマイト薄膜の膜厚
は２０ｎｍ、表面粗度のうち、Ｒ_ａが０．６ｎｍ、Ｒ
_ｍａｘが８．１ｎｍ、マグヘマイトの平均粒子径が１８
ｎｍ、表面電気抵抗が９６００ＭΩ、マグヘマイトから
なる磁気記録層の保磁力が３１４ｋＡ／ｍ（３９４５Ｏ
ｅ）、反磁界補正なしで角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）が０．８
３であった。Ｍｒ比（Ｍ_ｒ ^／／／Ｍ_ｒ ^⊥）は０．３９、
Ｈ_Ｃ比（Ｈ_Ｃ ^／／／Ｈ_Ｃ ^⊥）は０．３６であった。な
お、得られたＭｇＯ薄膜の（２００）面の面間隔は０．
２１０７ｎｍ程度であり、本来マグヘマイトが有する
（４００）面の面間隔０．２０８６ｎｍより大きいこと
から、大きな垂直磁気異方性が誘導されていること考え
られる。

【００８７】得られた媒体表面にパーフルオロポリエー
テル系の潤滑剤「ＦＯＭＢＬＩＮＺ ＤＯＬ」（商品
名：アウジモント株式会社製）を塗布した後、ライトポ
ール幅１．９μｍ、シールドギャップ０．２１μｍ、リ
ードトラック幅１．５μｍ、ヘッド浮上量３５ｎｍの仕
様のＭＲヘッドを用い、スピンスタンド「ＬＳ−９０」
（共同電子システム株式会社製）で線速度１１．４３ｍ
／ｓ、センス電流１０ｍＡ_ＤＣの条件で評価した。得ら
れた再生波形を図１に示す。図１に示すようにダイパル
ス比が高い再生波形が得られた。

【００８８】＜実施の形態ＩＩ：本発明１乃至４に係る
垂直磁気記録媒体の製造＞ （軟磁性層）インラインディスクスパッタリング装置Ｃ
−３１０２（アネルバ株式会社製）を用いて、基体とタ
ーゲットの距離を８５ｍｍに設定して、ガラス基板上
に、常温で、全圧０．６７Ｐａのアルゴン雰囲気中で、
金属合金ターゲット（ＣｏＺｒＮｂ）をスパッタリング
して１．４ｎｍ／秒の付着速度で、ＣｏＺｒＮｂ薄膜を
４００ｎｍの厚みで形成した。得られたＣｏＺｒＮｂ軟
磁性層は、非晶質であり、保磁力は７９．５Ａ／ｍ（１
Ｏｅ）程度であり、半径方向が磁化容易方向となってい
た。なお、磁化困難方向であるトラック方向を磁気的に
飽和させるのに必要な印加磁界は１１９３Ａ／ｍ（１５
Ｏｅ）程度であった。飽和磁束密度と厚さとの積は７．
０４×１０^−６Ｗｂ／ｍ（５６００Ｇμｍ）であった。

【００８９】（ＭｇＯ配向制御層）引き続いてＣｏＺｒ
Ｎｂ薄膜上に、ＭｇＯ焼結ターゲットを用い、全圧０．
０９４Ｐａのアルゴン雰囲気中でスパッタリングして
０．０３ｎｍ／秒の付着速度で、ＭｇＯ薄膜を厚み５ｎ
ｍで形成した。

【００９０】（マグネタイト）次いで、前記で得られた
薄膜上に、１５０℃で、酸素流量２０ＣＣＭ、酸素分圧
０．０３Ｐａ、全圧０．３８Ｐａの酸素とアルゴンから
なる雰囲気中で、金属合金（Ｆｅ＋３ｗｔ％Ｃｏ）ター
ゲットをスパッタリングして２ｎｍ／秒の付着速度で、
Ｃｏ含有マグネタイト薄膜を２０ｎｍの厚みで形成し
た。

【００９１】（大気中酸化）得られた積層膜を大気中で
３００℃で１時間電気炉で熱処理を行い、Ｃｏ含有マグ
ヘマイト薄膜を得た。

【００９２】得られたＣｏ含有マグヘマイト薄膜の膜厚
は２０ｎｍ、表面粗度のうち、Ｒ_ａが０．７ｎｍ、Ｒ
_ｍａｘが１０．０ｎｍ、マグヘマイトの平均粒子径が１
８ｎｍ、表面電気抵抗が５１００ｋΩ、マグヘマイトか
らなる磁気記録層の保磁力が３５８ｋＡ／ｍ（４５００
Ｏｅ）、角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）が０．８２であった。な
お、得られたＭｇＯ薄膜の（２００）面の面間隔は０．
２１０７ｎｍであり、本来マグヘマイトが有する（４０
０）面の面間隔０．２０８６ｎｍより大きいことから、
大きな垂直磁気異方性が誘導されていること考えられ
る。

【００９３】得られた垂直磁気記録媒体のＭ_ｒ比（Ｍ_ｒ
^／／／Ｍ_ｒ ^⊥）及びＨ_Ｃ比（Ｈ_Ｃ ^{／ ／}／Ｈ_Ｃ ^⊥）は実施
の形態Ｉで得られた垂直磁気記録媒体と同様程度である
と考えられる。

【００９４】図２に、本発明によって得られた、結晶化
ガラス基板上に非晶質軟磁性層、マグネシウム酸化物か
らなる配向制御層、マグネタイト薄膜を順次形成し、熱
処理によってマグネタイト薄膜をマグヘマイト薄膜へ変
態させた積層薄膜のＸ線回折パターンを示す。図２に示
す通り、使用した結晶化ガラス基板の回折ピーク以外で
は、マグヘマイトの（４００）面による回折ピーク以外
のマグヘマイトによる回折ピークは見られないことから
優れた結晶配向を有することがわかる。

【００９５】得られた媒体表面にパーフルオロポリエー
テル系の潤滑剤「ＦＯＭＢＬＩＮＺ ＤＯＬ」（商品
名：アウジモント株式会社製）を塗布した後、ライトポ
ール幅１．９μｍ、シールドギャップ０．２１μｍ、リ
ードトラック幅１．５μｍ、ヘッド浮上量３５ｎｍの仕
様のＭＲヘッドを用い、スピンスタンド「ＬＳ−９０」
（共同電子システム株式会社製）で線速度１１．４３ｍ
／ｓ、センス電流１０ｍＡ_ＤＣの条件で評価したとこ
ろ、図３に示すように矩形の再生波形が得られた。

【００９６】

【作用】先ず、本発明において最も重要な点は、磁気記
録層の下にＮａＣｌ型酸化物薄膜を薄く形成することに
よって、マグヘマイト薄膜からなる磁気記録層の結晶配
向を制御できるので、表面性及び磁気特性に優れた垂直
磁気記録媒体が得られる点である。

【００９７】ＮａＣｌ型構造の酸化物薄膜上に磁気記録
層を形成することによって優れた磁気特性を有する垂直
磁気記録媒体が得られる理由として、通常マグヘマイト
が有する（４００）面の面間隔より大きい（２００）面
の面間隔を有するＮａＣｌ型酸化物薄膜からなる配向制
御層を設けることによって、マグヘマイト薄膜の面内方
向に引っ張り応力が働き、その結果、大きな垂直磁気異
方性が誘導できることが知られている。本発明において
は前記配向制御層をさらに薄く形成したことにより、前
記効果と結晶配向性の向上との相乗効果によって、磁気
特性がより向上したものと本発明者は推定している。

【００９８】また、従来、磁気記録層の下に形成する配
向制御層は磁気特性向上を目的として１００〜２００ｎ
ｍと厚く形成されていたが、一方で配向制御層を厚く形
成することによって表面性が低下するものであった。本
発明においては、薄い膜厚であっても配向制御層として
の機能を発揮できるＮａＣｌ型酸化物薄膜を形成したこ
とによって表面性を向上させるとともに、磁気特性にお
いても同等以上の特性を有する垂直磁気記録媒体を得る
ことができたものである。

【００９９】また、本発明１乃至４に係る垂直磁気記録
媒体が再生特性に優れる理由としては下記のとおりであ
る。

【０１００】従来、マグヘマイト薄膜を垂直磁気記録層
として得るためには、同じ結晶構造を有するスピネル型
酸化鉄軟磁性薄膜上にマグネタイト薄膜を成膜すること
でマグヘマイトの結晶配向を制御する必要があったが、
Ｍｎ−Ｚｎフェライト等のスピネル型酸化鉄軟磁性薄膜
を形成するためには、４００〜５５０℃以上の高い基板
温度や処理温度が必要となるため表面性が低下する問題
があった。本発明では、配向制御層を設けることで磁気
記録層となるマグヘマイト薄膜の結晶配向を制御でき、
大きな垂直磁気異方性を誘導できるため、軟磁性層の種
類、結晶性及び結晶構造に限定されず、表面性に優れた
軟磁性層を選択することができる。

【０１０１】また、磁気記録層の表面性は配向制御層、
軟磁性層、基体の表面性に依存するが、配向制御層が１
０ｎｍ未満と薄いため軟磁性層の磁気的作用を阻害する
ことなく、表面性に優れた垂直磁気記録媒体とすること
ができる。更に、結晶配向性に優れることから、角型比
等の磁気特性が向上する。

【０１０２】本発明に係る垂直磁気記録媒体の配向制御
層は１０ｎｍ未満と非常に薄いため、記録する際の磁気
ヘッドと軟磁性層との磁気的なスペーシングを可及的に
小さくでき、軟磁性層が裏打ち層として十分に機能する
ことによって、主磁極となる磁気ヘッドと補助磁極とな
る軟磁性裏打ち層と磁気的な相互作用を高記録密度化し
た際にも十分に生かすことができる。

【０１０３】図４に配向制御層（ＭｇＯ）の厚さとマグ
ヘマイト薄膜の（４００）面の回折強度の関係を、図５
に配向制御層（ＭｇＯ）の厚さと垂直磁気記録媒体の保
磁力の関係を、図６に配向制御用の配向制御層（Ｍｇ
Ｏ）の厚さとマグヘマイト薄膜の角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）
の関係をそれぞれ示す。いずれの特性も配向制御層であ
るＭｇＯ薄膜が１０ｎｍ未満の場合に優れた特性を有す
ることが確認できる。

【０１０４】また、前記の製造法によれば、１５０℃
以下の低温で処理することができるので、従来の製造法
では使用できなかったＰＥＴ、ＰＥＮ等のプラスチック
基板も使用することができ、また、基板からのマイグレ
ーション等による磁気特性の劣化や磁性粒子肥大化を効
果的に防止できる。更に、大気中で加熱処理を行う場合
に比較して、昇温時間や冷却時間を含めて全体として数
時間が必要となるが、その必要がないため、マグヘマイ
ト薄膜の作製にかかる時間を大幅に短縮することが出来
る。

【０１０５】

【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。

【０１０６】実施例１〜１０；ＮａＣｌ型酸化物層の膜
厚、コバルト含有マグネタイトの薄膜形成時のコバルト
量を種々変化させた以外は、前記実施の形態Ｉと同様に
して垂直磁気記録媒体を得た。

【０１０７】実施例１１；（前記による製造）前記発
明の実施の形態Ｉと同様にしてＣｏ含有マグネタイト薄
膜を得た後、得られた膜を引き続き同一装置内で１５０
℃で、酸素流量７４ＣＣＭ、酸素分圧０．１２Ｐａ、全
圧０．４０Ｐａの酸素とアルゴンからなる酸素過剰雰囲
気下で、金属合金（Ｆｅ＋３ｗｔ％Ｃｏ）ターゲットを
スパッタリングしてＣｏ含有マグヘマイト薄膜を得た。

【０１０８】実施例１２；ＮａＣｌ型酸化物層をＮｉＯ
とした以外は、前記実施の形態Ｉと同様にして垂直磁気
記録媒体を得た。なお、得られたＮｉＯの（２００）面
の面間隔は０．２０８９ｎｍであった。

【０１０９】比較例１〜５；比較例１では基体上にＮａ
Ｃｌ型酸化物層を形成することなく、前記実施の形態
と同様にしてマグヘマイトを形成し、磁気記録媒体を得
た。比較例２及至４はＮａＣｌ型酸化物層の膜厚を１
０、２０、３０ｎｍと変化させた以外は、前記実施の形
態と同様にしてマグヘマイトを形成し、磁気記録媒体
を得た。比較例５ではマグネタイトからマグヘマイトへ
と変態させるための熱処理を行わない以外は、前記実施
の形態と同様にマグネタイト薄膜を形成し、磁気記録
媒体を得た。

【０１１０】このときの製造条件を表１に、得られた垂
直磁気記録媒体の諸特性を表２に示す。

【０１１１】実施例１〜１２で得られた垂直磁気記録媒
体の配向制御層の（２００）面の面間隔は、本来マグヘ
マイトが有する（４００）面の面間隔よりもいずれも大
きなものであった。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】

【表２】

【０１１４】実施例１３〜２４；コバルト含有マグネタ
イトの薄膜形成時の酸素流量、コバルト量、軟磁性層膜
厚、配向制御層の膜厚、マグヘマイト層の膜厚を種々変
化させた以外は、前記実施の形態ＩＩと同様にして垂直
磁気記録媒体を得た。

【０１１５】実施例２５；マグネタイト薄膜をマグヘマ
イト薄膜へ変態させる温度を変化させた以外は、前記本
発明の実施の形態ＩＩと同様にして垂直磁気記録媒体を
得た。

【０１１６】実施例２６〜３０；コバルト含有マグネタ
イトの薄膜形成時の膜厚、酸素流量、コバルト量、基板
温度及び大気中熱処理の温度、軟磁性層膜厚、配向制御
層の膜厚、マグヘマイト層の膜厚を種々変化させた以外
は、前記実施の形態ＩＩと同様にして垂直磁気記録媒体
を得た。

【０１１７】実施例３１；軟磁性層をＦｅ−Ｓｉ系合金
とした以外は、本発明の実施の形態ＩＩと同様にして垂
直磁気記録媒体を得た。

【０１１８】実施例３２；（前記による製造） 前記発明の実施の形態ＩＩと同様にしてＣｏ含有マグネ
タイト薄膜を得た後、得られた積層膜を引き続き同一装
置内で１５０℃で、酸素流量７４ＣＣＭ、酸素分圧０．
１２Ｐａ、全圧０．４０Ｐａの酸素とアルゴンからなる
酸素過剰雰囲気下で、金属合金（Ｆｅ＋３ｗｔ％Ｃｏ）
ターゲットをスパッタリングしてＣｏ含有マグヘマイト
薄膜を得た。

【０１１９】実施例３３；配向制御層をＮｉＯとした以
外は、本発明の実施の形態ＩＩと同様にして垂直磁気記
録媒体を得た。なお、得られたＮｉＯの（２００）面の
面間隔は０．２０８９ｎｍであった。

【０１２０】比較例６〜１０；なお、比較例６は実施例
１と同様にして軟磁性裏打ち層薄膜を形成した後、Ｎａ
Ｃｌ型構造酸化物薄膜からなる配向制御層を設けずにマ
グネタイト薄膜を形成し、その後酸化処理を行い磁気記
録媒体を得た。比較例７〜９は、配向制御層の膜厚をそ
れぞれ１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍとした以外は前記
発明の実施の形態と同様して垂直磁気記録媒体を得た。
比較例１０は前記本発明の実施の形態と同様にしてマグ
ネタイト薄膜を形成し、その後の酸化処理なしで磁気記
録媒体を得た

【０１２１】このときの製造条件を表３に、得られた垂
直磁気記録媒体の諸特性を表４に示す。

【０１２２】実施例１３〜３３で得られた垂直磁気記録
媒体の配向制御層の（２００）面の面間隔は、本来マグ
ヘマイトが有する（４００）面の面間隔よりもいずれも
大きなものであった。

【０１２３】なお、軟磁性層の種類、組成を変えて得ら
れた軟磁性層の磁気特性と表面性について表５に示す。

【０１２４】

【表３】

【０１２５】

【表４】

【０１２６】

【表５】

【０１２７】

【発明の効果】本発明に係る軟磁性層を形成した垂直磁
気記録媒体は、表面平滑性及び磁気特性に優れ、垂直磁
気記録媒体として優れた結晶配向性を有するので、磁性
層と磁気ヘッドあるいは軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドと
の磁気的スペーシングを極力低減することができ、しか
も、記録分解能を向上できるので、高密度記録用垂直磁
気記録媒体として好適である。

【０１２８】本発明５に係る垂直磁気記録媒体において
も表面平滑性及び磁気特性に優れているので、高密度記
録用垂直磁気記録媒体として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態Iで得られた垂直磁気記
録媒体の５ｋＦＲＰＩの信号記録時の孤立再生波形を示
したものである。

【図２】 本発明の実施の形態ＩＩで得られた垂直磁気
記録のＸ線回折パターンである。

【図３】 本発明の実施の形態ＩＩで得られた垂直磁気
記録媒体の５ｋＦＲＰＩの信号記録時の孤立再生波形を
示したものである。

【図４】 本発明に係る垂直磁気記録媒体における配向
制御層の膜厚（ｎｍ）とマグヘマイト薄膜の（４００）
面の回折強度との関係である。

【図５】 本発明に係る垂直磁気記録媒体における配向
制御層の膜厚（ｎｍ）と垂直磁気記録媒体の保磁力との
関係である。

【図６】 本発明に係る垂直磁気記録媒体における配向
制御層の膜厚（ｎｍ）と垂直磁気記録媒体の角型比（Ｍ
_ｒ／Ｍ_Ｓ）との関係である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 孝紀 広島県大竹市明治新開１番４ 戸田工業株 式会社大竹創造センター内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 CA01 CA03 CA05 DA03 DA08 EA03 FA00 FA09 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 CB01 GC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体と該基体上に形成されたマグヘマイ
   ト薄膜からなる磁気記録層を用いた垂直記録媒体におい
   て、基板上に軟磁性層を形成し、該軟磁性層と前記磁気
   記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮａＣｌ型構造酸
   化物からなる配向制御層を設けることを特徴とする垂直
   磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 基体と該基体上に形成されたマグヘマイ
   ト薄膜からなる磁気記録層を用いた垂直記録媒体におい
   て、基板上に軟磁性層を形成し、該軟磁性層と前記磁気
   記録層との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮａＣｌ型構造酸
   化物からなる配向制御層を形成し、前記配向制御層の
   （２００）面の面間隔がマグヘマイトの（４００）面の
   面間隔よりも大きいことを特徴とする垂直磁気記録媒
   体。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の軟磁性層の
   飽和磁束密度（Ｂ_Ｓ）と膜厚（ｔ）との積（Ｂ_Ｓ・ｔ）
   が１．１３〜１３．５７×１０^−６Ｗｂ／ｍ（８０〜１
   １００Ｇ・μｍ）であることを特徴とする垂直磁気記録
   媒体。
4. 【請求項４】 垂直方向の保磁力が１５９ｋＡ／ｍ（２
   ０００Ｏｅ）以上であり、磁気記録層の膜面に対して垂
   直方向に磁化させた場合の角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ _ｓ）が反磁
   界補正無しで０．７以上であり、且つ、膜面内方向に磁
   化させたときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂直方向に磁化
   したときの残留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比（Ｍ_ｒ ^／／／
   Ｍ_ｒ ^⊥）が０．５以下であり、膜面内方向に磁化させた
   ときの保磁力（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に磁化したときの
   保磁力（Ｈ_Ｃ ^⊥）に対する比（Ｈ_Ｃ ^／／／Ｈ_Ｃ ^⊥）が
   ０．５以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 基体と該基体上にマグヘマイト薄膜から
   なる磁気記録層が形成され、前記基体と前記磁気記録層
   との間に膜厚が１０ｎｍ未満のＮａＣｌ型構造酸化物か
   らなる配向制御層が形成された垂直記録媒体において、
   垂直方向の保磁力が１５９ｋＡ／ｍ（２０００Ｏｅ）以
   上であり、磁気記録層の膜面に対して垂直方向に磁化さ
   せた場合の角型比（Ｍ_ｒ／Ｍ_Ｓ）が反磁界補正無しで
   ０．７以上であり、且つ、膜面内方向に磁化させたとき
   の残留磁化（Ｍ_ｒ ^／／）の垂直方向に磁化したときの残
   留磁化（Ｍ_ｒ ^⊥）に対する比（Ｍ_ｒ ^／／／Ｍ_ｒ ^⊥）が
   ０．５以下であり、膜面内方向に磁化させたときの保磁
   力（Ｈ_Ｃ ^／／）の垂直方向に磁化したときの保磁力（Ｈ
   _Ｃ ^⊥）に対する比（Ｈ_Ｃ ^／／／Ｈ_Ｃ ^⊥）が０．５以下で
   あることを特徴とする垂直磁気記録媒体。