JP2006012319A

JP2006012319A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2006012319A
Application number: JP2004189403A
Authority: JP
Inventors: Hideki Terajima; 英樹寺嶋; Satoshi Sato; 諭佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】極めて優れた磁気特性、及び電磁変換特性を有する高密度記録に適したテープ状の磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、Ｒｕ膜よりなる下地層２、Ｃｏを主成分とする磁性層３、及び保護層４が順次形成され、下地層２の、Ｒｕの結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比、あるいは（１、０、１）面と（０、０、２）面の比に関して、特定の数値以上であるものに特定し、ＲｕのＣ軸が、確実に面内に配向している磁気記録媒体１０を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高密度記録型の磁気記録媒体に関するものであり、特に、再生用磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）のような、高感度型の磁気ヘッドを用いたシステムに好適なテープ状の磁気記録媒体に関する。

近年、磁気記録媒体においては、大容量のデータを取り扱うために、高密度記録化への要求が益々高まってきている。
特に最近においては、さらなる高密度記録化を達成するために、磁性層を薄膜化させるとともに、記録信号の再生を行う際、従来の誘導型ヘッドに代えて、高感度型の磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）が適用されるようになってきており、その用途は、ハードディスクだけではなく、磁気テープにも拡大している。

高密度記録型の磁気テープ媒体としては、従来、真空蒸着法によって磁気記録層が形成された、いわゆるＣｏＯ−Ｏ蒸着テープが実用化されてきたが、今後さらなる高密度記録化への要望に応じるべく、磁性層の薄膜化を図り、かつ良好な磁気特性をも確保するための研究が進められているが、これらの特性を両立させることは、現在において技術的に限界に近づいていると言える。

一方、ハードディスクの分野においても飛躍的な高密度記録化への技術開発がなされてきており、基板上にＣｏＰｔ系やＣｏＣｒＴａ系の金属薄膜をスパッタリング法によって形成した構成を有しているものが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
特開平７−５７２３６号公報特開平７−７３４３３号公報特開平９−１９８６４１号公報特開２００３−１２３２４０号公報

上述したような、磁気テープ媒体における従来の現状に鑑み、ハードディスクの記録層の構成を、磁気テープの記録層に応用させることに関する技術の検討がなされてきている。

しかしながら、ハードディスクの製造工程においては、記録層をスパッタリング法によって基板上に成膜する際に、通常３００℃以上の加熱処理を施すため、基板は極めて高い耐熱性を有する材料であることが必要とされている。

すなわち、従来のハードディスクの記録層構成をテープ状の磁気記録媒体に応用することを考えると、ベースフィルムに、ポリイミド等のような、極めて耐熱性に優れた材料を適用することが必要となり、従来用いられているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のような、いわゆる汎用性の高いプラスチックフィルムを適用できなくなるため、コスト高を招来し、実用上現実的ではないと考えられてきた。

このような問題を解決するものとして、高温加熱処理工程を必要とせず、室温程度の低温でも成膜可能なＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒを主体としＳｉ酸化物を含有する元素構成の層を記録層として応用することが考えられるが、磁気テープ媒体のベースであるプラスチックフィルム上にこのような磁性層を成膜した場合、格子間のミスマッチにより、結晶配向が乱れ、著しく媒体ノイズが高くなるという問題が生じる。

一方、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒを主体としＳｉ酸化物を含有するグラニュラー型磁性膜を、樹脂製基板上に記録層として設けた面内磁気記録媒体に関しては、磁性層の下層にＲｕ膜を形成することによって、格子間のミスマッチを改善させたものが提案されている（例えば、上記特許文献４参照）。これは、Ｒｕが、Ｃｏと同じ六方最密構造をとるものであり、また、Ｃｏと近い格子定数を有しているため、磁性層の下層として好適な材料であることを利用したものである。

また、記録層をＣｏ−Ｐｔ、またはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒと、酸化珪素からなるグラニュラー構造とし、下層にＲｕ膜を形成した構成とすると、基板に対する加熱処理工程が不要となるので、ＰＥＴやＰＥＮ等の汎用性プラスチックフィルムも適用可能になるという利点もある。

しかしながら、上述した技術によっても、今後、一層の高記録密度化が進む磁気テープ媒体に関して、高保磁力、及び優れた電磁変換特性を得るためには不充分であった。
すなわち、磁性層に隣接する下層のＲｕ膜の結晶配向は、磁性層の結晶配向に影響するものであるため、その下層（Ｒｕ膜）の結晶配向については、厳密な検討が必要となってくるのである。

そこで本発明においては、磁性層の下層のＲｕ膜の結晶配向についての厳密な検討を行い、これを数値的に特定することにより、極めて優れた磁気特性、及び電磁変換特性を有する高密度記録に適したテープ状の磁気記録媒体を得ることを目的とする。

本発明においては、長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、Ｒｕ膜よりなる下地層、Ｃｏを主成分とする磁性層、及び保護層が順次積層形成されてなり、Ｒｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向している磁気記録媒体を提供する。

また、本発明においては、長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、Ｒｕ膜よりなる下地層、Ｃｏを主成分とする磁性層、及び保護層が順次積層形成されてなり、Ｒｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝１．５以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向している磁気記録媒体を提供する。

また、本発明においては、長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、Ｒｕ膜よりなる下地層、Ｃｏを主成分とする磁性層、及び保護層が順次積層形成されてなり、下地層の結晶方位である（０、０、２）面、（１、０、０）面、及び（１、０、１）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４以上で、かつ（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向している磁気記録媒体を提供する。

本発明によれば、Ｃｏを主成分とする磁性層の下層に形成したＲｕ膜の結晶配向について、具体的に数値を特定し、これを確実にＣ軸を面内に配向させた構成としたことにより、上層に形成する磁性層のＣ軸の面内配向が高められ、高保磁力化が実現された。その結果、極めてノイズが低く、電磁変換特性に優れた、高密度記録型の磁気記録テープ媒体を得ることができた。

本発明の磁気記録媒体の実施形態について、以下、図を参照して具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１に、本発明の磁気記録媒体の概略断面図を示す。
磁気記録媒体１０は、長尺状の非磁性支持体１上に、下地層２、磁性層３、及び保護層４が順次積層形成された構成のテープ状の磁気記録媒体である。以下、各層について説明する。

非磁性支持体１は、従来のテープ状の磁気記録媒体用のベースフィルムを適用可能であり、例えば、厚さ３μｍ〜１０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等からなる高分子フィルムをいずれも適用できる。

下地層２は、Ｒｕ膜よりなるものとする。
Ｒｕは、後述する磁性層３の主成分であるＣｏと同じ六方最密構造をとるものであり、またＣｏと近い格子定数を有する。
このことから、Ｒｕ膜よりなる下地層２を形成する際に、ＲｕのＣ軸を面内に配向させるようにすることにより、上層に形成される磁性層３のＣ軸の面内配向が高められ、高保磁力化が図られ、磁気特性の向上が図られる。

本発明においては、下地層２を構成するＲｕ膜の結晶配向について、下記の第一〜第三の構成のいずれかに特定することとした。
先ず、第一の構成として、下地層２の、Ｒｕの結晶方位である（０、０、２）面と、（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上とする。
第二の構成として、下地層２の、Ｒｕの結晶方位である（０、０、２）面と、（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝１．５以上とする。
第三の構成として、下地層２の、結晶方位である（０、０、２）面、（１、０、０）面、及び（１、０、１）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４以上、かつ（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上とする。

下地層のＲｕの結晶方位の比を、上記第一〜第三の構成に特定することにより、磁性層のＣｏのＣ軸を面内に配向させることができるようになる。
なお、結晶配向については、Ｘ線回折により測定し、各結晶方位のピーク強度の比より求めることができる。

図２に、Ｒｕ膜のＸ線回折（X-ray diffractometer）測定図を示す。
図中Ａは、Ｒｕ膜の結晶配向の比が、上記本発明において特定した数値範囲にある場合の測定線の一例である。一方、図中Ｂは、Ｒｕの結晶配向の比が、上記本発明において特定した数値範囲外にある場合の測定線の一例である。

Ｒｕ膜の結晶配向は、スパッタリング法による成膜時のプロセスガスの圧力と膜厚を選定することにより、制御することができる。
例えば、下地層成膜用のスパッタ装置として、アネルバ（株）製のＳＰＦ−４３０Ｈを使用し、Ｒｕ膜形成時のＡｒによるプロセス圧力を５Ｐａ以上とし、下地層の膜厚を１５ｎｍ以上になるようにすることにより、上述したような結晶配向の範囲を実現できることが確かめられた。
なお、適用するスパッタ装置によって、成膜条件を適宜変更設定することにより、上記と同様に、Ｒｕ膜の結晶配向を所望の値に制御することができる。

なお、非磁性支持体１と下地層２との間には、適宜、機能層を形成してもよい。例えば、非磁性支持体１と下地層２との間にＴｉ膜、あるいはＴｉＷ膜等を形成することにより、Ｒｕ膜の配向性を高める効果が得られる。

また、非磁性支持体１側からの磁性層３に水分が侵入すると磁気特性の劣化を来たすので、これを防止するために、非磁性支持体１と下地層２との間に、例えばＴｉ、Ａｌ、ＳｉＯ₂等の膜よりなるシールド層を設けてもよい。

次に磁性層３について説明する。
磁性層３は、Ｃｏを主成分とする強磁性の結晶粒と、それを取り巻く非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有しているものとする。例えば、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒間に、Ｓｉ酸化物が島状に分散した構造となっているものとすることができる。このような構造とすることにより、磁化遷移部分の磁化のばらつきに起因するノイズの低減化を図ることができ、同時に、各結晶粒が磁気的に孤立化することによって磁化の回転が一斉回転型になり、保磁力Ｈｃが大きくなるという効果を得られる。磁性層３は、例えばＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金に、酸化珪素が添加されてなる材料をターゲットとして用い、従来公知のスパッタリング法を行うことによって成膜することができる。
また、磁性層は、Ｃｏ−Ｐｔと酸化珪素よりなるグラニュラー構造を有しているものとしてもよい。

次に、保護層４について説明する。
保護層４は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、グラファイトライクカーボン、アモルファスカーボン、ＣＮ、ＢＮ、ＷＣ、ＷＭｏＣ、ＺｒＮｂＮ、Ｂ₄Ｃ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等により形成することができる。特に、ダイヤモンドライクカーボンが好ましく、従来公知のＣＶＤ法、ＰＶＤ法等により形成できる。

保護層４形成面の最上層には、例えば炭化水素系もしくはフッ素系の潤滑剤を塗布し潤滑剤層（図示せず）を形成してもよい。これにより、走行性の向上が図られる。
また、磁性層形成面とは反対側の面に、バック層（図示せず）を設けてもよい。なおバック層は、例えばカーボンを主成分とするものにより形成でき、従来公知のウエットプロセスあるいはドライプロセスのいずれの方法によって形成してもよい。

本発明の磁気記録媒体１０は、特にＭＲヘッドやＧＭＲヘッドのような高感度型の再生用磁気ヘッドを搭載した磁気記録テープシステム用の磁気記録媒体として好適である。

以下、本発明の磁気記録媒体について、具体的な例を挙げて説明するが、本発明は以下に示す例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜従来公知の構成を置換したり追加したりすることができるものとする。

〔実施例１〕
非磁性支持体１として、膜厚６．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用意した。
次に、アネルバ（株）のスパッタ装置ＳＰＦ−４３０Ｈを用いて、非磁性支持体１の上に、下地層２となるＲｕ膜、及び磁性層３を順次スパッタリング法により成膜した。
磁性層成膜用には、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ−ＳｉＯ₂の焼結ターゲットを用い、組成は、Ｃｏ：６０ａｔ％、Ｐｔ：８ａｔ％、Ｃｒ：１６ａｔ％、Ｓｉ：ａｔ％とした。
下地層２は、電力２００Ｗ、Ａｒガス圧８Ｐａ条件で成膜を行い、次いで、磁性層３を電力２００Ｗ、Ａｒガス圧１．０Ｐａの条件で成膜を行い、膜厚は、それぞれ下地層１５ｎｍ、磁性層１０ｎｍとした。
得られたサンプルについて、Ｘ線回折により測定を行ったところ、Ｒｕの（１、０、０）面と（０、０、２）面のピーク強度比は、(１、０、０)／（０、０、２）＝０．３となり、（１、０、１）面と（０、０、２）面のピーク強度比は、(１、０、１)／（０、０、２）＝１．５となった。

なお、本実施例においては、非磁性支持体上に下地層と磁性層の成膜を行ったものをサンプルとし、これについての評価を行うこととしたが、磁気記録テープ媒体とする場合には、更に、保護層４、バック層、潤滑層、必要に応じて所望の機能を有する層を形成させるものとする。

〔実施例２〜８〕
下地層２を構成するＲｕ膜の成膜時のＡｒガス圧と、膜厚を、下記表１に示すように変更した。その他の条件は、実施例１と同様にしてサンプルを作製した。
また、Ｘ線回折の測定結果は、表１に示した通りとなった。

〔実施例９〕
下地層２を構成するＲｕ膜の成膜時のＡｒガス圧と、膜厚を、下記表１に示すように変更した。
更に、磁性層３を形成する際のターゲットをＣｏ−Ｐｔ−ＳｉＯ₂の焼結ターゲットとし、組成は、Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｓｉ：１６ａｔ％とした。
その他の条件は、実施例１と同様にしてサンプルを作製した。
また、Ｘ線回折の測定結果は、表１に示した通りとなった。

〔比較例１〜３〕
下地層２を構成するＲｕ膜の成膜時のＡｒガス圧と、膜厚を、下記表１に示すように変更した。
その他の条件は、実施例１と同様にして比較例１〜３のサンプルを作製した。
また、Ｘ線回折の測定結果は、表１に示した通りとなった。

（磁気特性の評価）
実施例１〜９、比較例１〜３のサンプルについて、磁性層の保磁力Ｈｃの評価を行った。
保磁力は「振動試料型磁力計ＶＳＭ」を用いて測定した。このとき最大印加磁界を１５ｋＯｅ（１１９４ｋＡ／ｍ）とした。測定結果を下記表１に示す。

表１に示すように、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝１．５以上である実施例１、２においては、保磁力Ｈｃが２００ｋＡ／ｍ以上となり、優れた磁気特性が得られた。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面、（１、０、０）面、及び（１、０、１）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４以上、かつ（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上である実施例３、５、９においても、保磁力Ｈｃが２００ｋＡ／ｍ以上となり、優れた磁気特性が得られた。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上であり、かつ（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上である実施例４においても、保磁力Ｈｃが２００ｋＡ／ｍ以上となり、優れた磁気特性が得られた。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上である実施例６においても、保磁力Ｈｃが２００ｋＡ／ｍ以上となり、優れた磁気特性が得られた。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上であり、かつ（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝１．５以上である実施例７、８においては、極めて高い保磁力Ｈｃが得られ、特に優れた磁気特性が実現できた。

一方、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４未満であり、かつ（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７未満である比較例１においては、保磁力Ｈｃが１５０ｋＡ／ｍ未満に低下してしまい、実用上充分な磁気特性が得られなかった。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４以上であるが、（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７未満である比較例２においても、充分な保磁力Ｈｃの向上効果は得られず、実用上充分な磁気特性が得られなかった。

また、下地層２のＲｕ膜の結晶方位である（０、０、２）面と（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４未満であるが、（０、０、２）面と（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上である比較例３においても、充分な保磁力Ｈｃの向上効果は得られず、実用上充分な磁気特性が得られなかった。

上述したことから明らかなように、Ｃｏを主成分とする磁性層３の下層に形成したＲｕ膜よりなる下地層２の結晶配向について、具体的に数値を特定し、これを確実にＣ軸を面内に配向させた構成としたことにより、上層の磁性層３のＣ軸の面内配向が高められ、高保磁力化が実現された。その結果、極めてノイズが低く、電磁変換特性に優れた、テープ状の磁気記録媒体が得られた。

本発明の磁気記録媒体の一例の概略断面図を示す。下地層を構成するＲｕ膜のＸ線回折の一例の測定図を示す。

符号の説明

１……非磁性支持体、２……下地層、３……磁性層、４……保護層、１０……磁気記録媒体

Claims

長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、少なくとも、スパッタリング法により形成されてなる下地層、磁性層、及び保護層が順次積層された磁気記録媒体であって、
前記下地層はＲｕ膜よりなり、前記磁性層はＣｏを主成分とする材料よりなり、
前記下地層の、Ｒｕの結晶方位である（０、０、２）面と、（１、０、０）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝１．２以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向していることを特徴とする磁気記録媒体。
長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、少なくとも、スパッタリング法により形成されてなる下地層、磁性層、及び保護層が順次積層された磁気記録媒体であって、
前記下地層はＲｕ膜よりなり、前記磁性層はＣｏを主成分とする材料よりなり、
前記下地層の、Ｒｕの結晶方位である（０、０、２）面と、（１、０、１）面の比が、（１、０、１）／（０、０、２）＝１．５以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向していることを特徴とする磁気記録媒体。
長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、少なくとも、スパッタリング法により形成されてなる下地層、磁性層、及び保護層が順次積層された磁気記録媒体であって、
前記下地層はＲｕ膜よりなり、前記磁性層はＣｏを主成分とする材料よりなり、
前記下地層の、結晶方位である（０、０、２）面、（１、０、０）面、及び（１、０、１）面の比が、（１、０、０）／（０、０、２）＝０．４以上、かつ（１、０、１）／（０、０、２）＝０．７以上であり、ＲｕのＣ軸が面内に配向していることを特徴とする磁気記録媒体。
前記磁性層は、Ｃｏ−Ｐｔと酸化珪素、もしくはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒと酸化珪素とからなるグラニュラー構造の薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記磁性層は、Ｃｏ−Ｐｔと酸化珪素、もしくはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒと酸化珪素とからなるグラニュラー構造の薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
前記磁性層は、Ｃｏ−Ｐｔと酸化珪素、もしくはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒと酸化珪素とからなるグラニュラー構造の薄膜であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。