JP3548171B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関し、更に詳細には、ハードディスク、フロッピーディスク（登録商標）のようにヘッドが一時的または定常的に接触するタイプの磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展に対応して、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。かかるニーズに応える情報記録装置の一つとして磁気記憶装置が知られている。磁気記憶装置は、例えば、大型サーバー、並列型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバー、ムービーサーバー、モバイルＰＣ等の大容量記憶装置として使用されている。磁気記憶装置は、情報が記録される磁気記録媒体と、磁気記録媒体の情報を記録再生するための磁気ヘッドを備える。磁気記録媒体は、円板状の基板の上に記録層としてコバルト合金などの強磁性薄膜がスパッタ法などにより形成されており、記録層上には、耐摺動性、耐食性を高めるために、保護膜と潤滑膜が形成されている。
【０００３】
磁気記憶装置の大容量化に伴って、磁気記録媒体の記録層に微細な記録磁区を記録することによる磁気記録媒体の記録密度の向上が進められており、記録磁区を微細に記録するための方法として垂直磁気記録方式が注目されている。垂直磁気記録方式では、垂直磁化を示す記録層を有する磁気記録媒体を用いて、記録層に垂直磁化を有する磁区を形成することによって磁気記録を行なう。かかる垂直磁気記録方式では記録層に微細な磁区を形成できるため磁気記録媒体の記録密度を高めることができる。
【０００４】
かかる垂直磁気記録方式に従う磁気記録媒体の記録層の材料としては、従来、Ｃｏ−Ｃｒ系の多結晶膜が用いられてきた。この多結晶膜は、強磁性を有するＣｏリッチな領域と非磁性のＣｒリッチな領域とが互いに分離された構造を有し、非磁性領域が、隣り合う強磁性領域の間で働く磁気的相互作用を断ち切っている。これにより高密度化と低ノイズを実現している。
【０００５】
また、垂直磁気記録方式においては、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録層に印加させるために、軟磁性材料からなる軟磁性層と、硬磁性材料からなり、情報を記録するための記録層とを組み合わせた２層の磁性膜を備える磁気記録媒体が提案されている。
【０００６】
磁気記録媒体の面記録密度を更に向上させるためには、媒体ノイズを低減させる必要がある。そのためには、磁化反転単位の微細化や読み取りヘッドの高感度化が有効なことがわかっている。このうち、磁化反転単位を微細化するには、磁性結晶粒を微細化すればよいことがわかっている。しかし、磁性結晶粒をあまり微細化してしまうと、磁性結晶粒の磁化状態が熱的に不安定になる、いわゆる熱減磁を起こしてしまう。これを防ぐために、例えば、特開平８−３０９５１号公報には、非磁性基板上に、軟磁性層、炭素からなる第１中間層、第２中間層及び人工格子構造を持つ記録膜を順に積層した磁気記録媒体が開示されている。
【０００７】
ところで、磁気記録媒体の記録層として、上述のＣｏ−Ｃｒ系の多結晶膜よりも高い磁気異方性を有し、熱擾乱に対する耐性に優れる磁性層の研究が進められており、かかる磁性層として、例えば、ＣｏとＰｄもしくはＣｏとＰｔを交互に積層した人工格子多層膜（交互積層多層膜ともいう）や、ＦｅとＰｔもしくはＣｏとＰｔなどの合金膜を高温で熱処理することによって得られる規則格子合金膜などが知られている。これら人工格子多層膜や規則格子合金膜は、高い磁気異方性を有するため、熱擾乱に対しては高い耐性が期待される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの膜はＣｏ−Ｃｒ系多結晶膜と異なり、面内方向（基板表面に対して平行な方向）の磁気的相互作用が強いために小さな磁区が形成できず、転移性の媒体ノイズが大きいという欠点があった。前述の特開平８−３０９５１号公報に開示されている磁気記録媒体では、軟磁性層上に形成した炭素からなる第１中間層の上にＰｔまたはＰｄからなる第２中間層を設け、その上にＣｏ／ＰｔあるいはＣｏ／Ｐｄ人工格子膜を形成することにより、人工格子膜の結晶配向を向上させ、垂直磁気異方性を高くして保磁力を向上させている。しかしながら、かかる磁気記録媒体では、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が強くなり、線記録密度が高くなったときにジッターとして現れる遷移ノイズが高くなってしまい、高記録密度の記録再生は困難であった。また、第１中間層と第２中間層の２つの中間層を用いているため、磁気ヘッドからの書き込み磁界が軟磁性層まで有効に到達せず、飽和記録特性が劣るという問題があった。
【０００９】
特許公報第２７２７５８２号には、耐蝕性、耐久性等の実用特性に優れるとともに、垂直磁気特性、磁気光学特性に優れる垂直磁気記録膜として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかの酸化物あるいは任意の組み合わせによる複合酸化物からなる下地膜の上にＣｏ−Ｐｔ人工格子膜が積層されてなる垂直磁化膜が開示されている。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が低く、遷移ノイズが低減され、高Ｓ／Ｎで情報を再生できる磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、優れた耐熱擾乱特性を備え、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できる磁気記憶装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従えば、磁気記録媒体であって、
基板と；
該基板上に直接または間接的に形成された、Ｆｅ酸化物を含むシード層と；
該シード層上に直接形成された、Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素層とＣｏ層とを交互に積層して形成された記録層と；を備えた磁気記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体は、基板と、Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素層とＣｏ層とを交互に積層して形成され、情報を記録するための記録層と、Ｆｅ酸化物を含むシード層とを備える。シード層は、その表面に記録層を構成する磁性粒子の核を所定の間隔で成長させることができる。記録層は、人工格子構造で垂直磁化を示す硬磁性材料から形成されていることが好ましい。また、上記基板と上記シード層との間に軟磁性材料から形成された軟磁性層が形成されていることが好ましい。かかる記録層の下地として、Ｆｅ酸化物を含むシード層を形成することにより、微小な磁性粒子の集合体からなる記録層を形成することができる。その理由を以下に説明する。
【００１４】
シード層に含まれるＦｅ酸化物は、記録層を構成する白金族元素、例えば、ＰｔやＰｄに対して濡れ性が低い。それゆえ、かかるシード層上に、ＰｔまたはＰｄを例えばスパッタ法を用いて堆積すると、ＰｔまたはＰｄは、その表面張力によりシード層上で面内方向に微細に分散して形成される。このように、シード層上で微細に分散して存在するＰｔまたはＰｄは、記録層の磁性粒子が成長する核となるため、その上にＣｏとＰｔまたはＰｄとを交互に堆積させることにより、それらの核から磁性粒子は個別に且つ孤立した状態で成長する。こうして成長した磁性粒子は、かかる微細に分散した核を単位としているので比較的微小な磁性粒子がシード層上に得られることになる。記録層は、このような微小な磁性粒子の集合体から構成されるので、微小な記録磁区を形成することができるとともに、記録層の磁性粒子の磁気的相互作用も低減され、しかも記録磁区同士の境界部分が明瞭になるため、ノイズを低減することができる。
【００１５】
本発明の磁気記録媒体において、シード層はＦｅ酸化物に加え、金属として存在するＦｅ（Ｆｅ金属）を含むことが好ましく、かかるシード層を備える磁気記録媒体は媒体ノイズを一層低減することができる。その理由について以下に説明する。
【００１６】
Ｆｅ酸化物に加えてＦｅ金属を含んでいるシード層は、Ｆｅ酸化物中に極めて微小なＦｅ金属粒子が分散した状態であると考えられる。上述したように、Ｆｅ酸化物は、例えば記録層を構成する元素である白金族元素例えばＰｄやＰｔとの濡れ性が低い。一方、Ｆｅ金属はＰｄやＰｔと濡れ性が高い。そのため、Ｆｅ金属粒子がＦｅ酸化物中で分散して存在するシード層上にＰｄまたはＰｔを堆積すると、ＰｄまたはＰｔはＦｅ金属に選択的に吸着する。このとき、シード層中のＦｅ金属は極めて微小であるため、Ｆｅ金属に吸着したＰｄまたはＰｔは、前述のＦｅ酸化物からなるシード層上に形成した場合よりも一層微小となる。しかも、Ｆｅ金属の周囲には、ＰｄまたはＰｔに対して濡れ性の悪いＦｅ酸化物が存在するため、シード層上に堆積されたＰｄまたはＰｔは、二次元的に、すなわち面内方向に広がることが制限され、微小な状態を維持したまま所定の間隔で個別に分散すると考えられる。このように、極めて微小に分散したＰｄまたはＰｔは、記録層の磁性粒子が成長する核となるため、その上にＣｏとＰｄまたはＰｔとを交互に堆積させることにより、それら微小な核から、記録層の磁性粒子が成長する。すなわち、Ｆｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層を記録層の下地として用いた場合は、シード層中のＦｅ金属が、記録層に極めて微細な磁性粒子を成長させるための核としての役割を果たしている。そして、かかる微小な核を単位に磁性粒子が成長するため、微小な磁性粒子から形成された記録層が得られる。これにより、記録層に形成される磁区もまた微細化し、ノイズを一層低減することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の磁気記録媒体においては、シード層中に金属として存在するＦｅの原子数をＦｅＭｅｔとし、酸化物として存在するＦｅの原子数をＦｅＯｘｉとしたときに、それらの原子数比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）が０．０２＜（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）＜０．２を満足することが好ましい。後述する実施例に示すように、上記原子数比が０．０２よりも大きいときに、記録層に高密度に情報を記録することができるとともに高Ｓ／Ｎでその情報を再生することができる。しかし、上記原子数比が０．２よりも大きくなると、シード層中のＦｅ金属が多くなりすぎて白金族元素の吸着に選択性がなくなって記録層に微小な磁性粒子を形成できなくなるおそれがある。
【００１８】
本発明の磁気記録媒体において、Ｆｅ酸化物を含むシード層は、全体として８０ｖｏｌ％以上のＦｅ酸化物を含むことが好ましく、後述するように軟磁性層を高温で酸化させることによりシード層を形成した場合には、Ｆｅ酸化物或いはＦｅ金属以外に不純物を１０ａｔ％程度含んでいてもよい。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体において、シード層の膜厚は、磁気スペーシングとなって記録効率が低下しないようにするために３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明の磁気記録媒体において、硬磁性材料を用いて形成される記録層は膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜にし得る。かかる記録層には、人工格子多層膜（交互積層多層膜）に加えて、規則格子合金膜を用いることができる。硬磁性材料としては、主として白金族元素とＣｏとから構成される材料であることが好ましい。白金族元素はＰｔ及びＰｄの少なくとも一方の元素が好適であり、かかる白金族元素とＣｏとを交互に積層した交互積層多層膜を用いて記録層を形成することが好ましい。交互積層多層膜や規則格子合金膜は、室温または比較的低い基板温度で成膜することができるため生産性に優れ、しかも、高い磁気異方性を有するため耐熱擾乱特性に優れている。それゆえ、高密度記録用の記録層として極めて最適である。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体において、軟磁性層は、磁気ヘッドからの磁界を記録層に効率的に印加するという観点から、Ｆｅ中にＴａ、Ｎｂ、Ｚｒのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素の窒化物あるいは炭化物を均一に分散させた微結晶構造を有する軟磁性膜が好適である。また、かかる材料以外に、例えば、Ｃｏ−Ｚｒを主体とし、これにＴａ、Ｎｂ、Ｔｉのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素を含んだ非晶質合金であってもよい。これらの軟磁性膜は１．５Ｔ以上の大きな飽和磁束密度を有するため高密度記録に適している。具体的な材料としては、高透磁率を有するＮｉＦｅ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＮｂＺｒ、ＦｅＴａＣ等を用いることができ、これらの材料からなるな磁性層は、膜厚１０００ｎｍ以下でスパッタ法や蒸着法等によって形成することができる。
【００２２】
本発明では、軟磁性層の表面が平坦であることが好ましく、軟磁性層の表面の表面粗さＲａは０．２０ｎｍ〜０．４０ｎｍであることが好ましい。このように、表面が平坦な軟磁性層を用いると、後述する実施例に示すように、記録層の磁性結晶粒子の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭となり、記録層の磁性結晶粒子の孤立化が一層促進される。かかる記録層の磁性結晶粒子は結晶粒界によって磁気的に分断されているため、面内方向の磁気的交換結合力が低減している。これにより記録層には微小な磁区を形成することが可能となるとともに磁化遷移領域の直線性が高くなる。軟磁性層の表面を平坦にすることにより、記録層の結晶粒界が明瞭となるのは以下の原理によるものと考えられる。
【００２３】
軟磁性層上にシード層を成膜するとき、軟磁性層表面に凹凸が存在すると、スパッタ粒子が凹凸部に捕獲されてしまうと考えられる。このため、軟磁性層上には、シード層を構成する粒子が十分な間隔で隔てられることなく成長した初期成長層が形成されると考えられる。一方、軟磁性層の表面が平坦であると、軟磁性層表面に到達したスパッタ粒子はその面方向に十分拡散するため、シード層を形成する粒子が互いに十分に隔てられた状態で成長した初期成長層が成膜される。このように十分な間隔で隔てられた初期成長層に基づいて形成されたシード層は、ＳｉＮ（或いはＳｉＮ網構造）中において微結晶或いは部分的非晶質構造として存在するＰｄまたはＰｔも十分な間隔で隔てられ、分散が一層促進されているものと考えられる。このようにＰｄまたはＰｔの分散が一層促進されたシード層上に記録層を成膜することにより、記録層に極めて明瞭な結晶粒界が得られていると考えられる。軟磁性層の表面を平坦にするには、例えば、軟磁性層の成膜後、表面をドライエッチングすればよい。
【００２４】
本発明の磁気記録媒体において、基板には、例えば、アルミニウム・マグネシウム合金基板、ガラス基板、グラファイト基板などの非磁性基板を用い得る。アルミニウム・マグネシウム合金基板には、表面をニッケル・リンでメッキしてもよい。基板を回転させながら、基板表面にダイヤモンド砥粒や研磨用テープを押し当てることにより基板表面を平坦に処理してもよい。これにより、磁気記録媒体上を磁気ヘッドを浮上させたときに、磁気ヘッドの走行特性を向上させることができる。基板表面の中心線粗さＲａは、基板上に形成される保護膜の中心線粗さが１ｎｍ以下となるように望ましい。ガラス基板においては、強酸などの薬品により表面を化学的にエッチングして平坦化してもよい。また、化学的に表面に微細な高さ、例えば、１ｎｍ以下の突起を形成することにより、負圧スライダーを用いた場合に安定な低浮上量を実現することができる。
【００２５】
磁気記録媒体の基板上には、上記軟磁性層を成膜する前に密着性を向上させるためにＴｉなどの接着層を形成しても良い。
【００２６】
本発明の磁気記録媒体は記録層上に保護層を備え得る。保護膜としては、例えば、非晶質炭素、ケイ素含有非晶質炭素、窒素含有非晶質炭素、ホウ素含有非晶質炭素、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム及び立方晶窒化ホウ素のうちのいずれか一種を好適に用いることができる。これら非晶質炭素保護膜の形成方法としては、例えば、グラファイトをターゲットとした不活性ガス中、あるいは不活性ガスとメタンなどの炭化水素ガスの混合ガス中のスパッタリングによって形成する方法や、炭化水素ガス、アルコール、アセトン、アダマンタンなどの有機化合物を単独あるいは水素ガス、不活性ガスなどを混合してプラズマＣＶＤにより形成する方法、あるいは有機化合物をイオン化して電圧をかけて加速し、基板に衝突させて形成する方法などがある。更には、高出力のレーザー光をレンズで集光し、グラファイト等のターゲットに照射するアブレーション法によって保護膜を形成してもよい。
【００２７】
保護膜の上には、耐摺動特性を良好なものにするために、潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、主鎖構造が炭素、フッ素、酸素の３つの元素からなるパーフルオロポリエーテル系高分子潤滑剤が用いられる。或いは、フッ素置換アルキル化合物を潤滑剤として用いることもできる。安定な摺動と耐久性を有する材料であれば、他の有機系潤滑剤や無機系潤滑剤を用いてもよい。
【００２８】
これらの潤滑剤の形成方法としては溶液塗布法が一般的である。また、地球温暖化を防ぐため、あるいは工程を簡略化するために、溶剤を使わない光ＣＶＤ法によって潤滑膜を形成してもよい。光ＣＶＤ法は、フッ化オレフィンと酸素の気体原料に紫外光を照射することによって行われる。
【００２９】
潤滑剤の膜厚としては、平均値として０．５ｎｍ〜３ｎｍが適当である。０．５ｎｍより薄いと潤滑特性が低下し、３ｎｍよりも厚くなるとメニスカス力が大きくなり、磁気ヘッドと磁気ディスクの静摩擦力（スティクション）が大きくなるため好ましくない。これら潤滑膜を形成した後に１００℃前後の熱を１〜２時間窒素中あるいは空気中で与えてもよい。これにより、余分な溶剤や低分子量成分を飛ばして潤滑膜と保護膜の密着性を向上させることができる。かかる後処理以外に、例えば、潤滑膜形成後に紫外線ランプにより紫外線を短時間照射させる方法を用いてもよく、かかる方法によっても同様の効果が得られる。
【００３０】
本発明の第２の態様に従えば、磁気記録媒体の製造方法であって、
基板を用意する工程と；
上記基板上に軟磁性層を形成する工程と；
上記軟磁性層上に、Ｆｅ酸化物を含むシード層を形成する工程と；
上記シード層上に直接Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素とＣｏとを交互に供給して成膜することにより記録層を形成する工程と；を含む磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００３１】
本発明の製造方法においては、例えば、Ｆｅを主体とするターゲットを、酸素を含むスパッタガスを用いて反応性スパッタすることによってシード層を形成することができる。かかる方法により形成されたシード層はＦｅ酸化物を含んでいる。
【００３２】
また、本発明の製造方法では、スパッタガス中の酸素ガスの流量を制御することによって、Ｆｅ酸化物に加えてＦｅ金属を含んだシード層を形成することができる。Ｆｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層は、前述したように、記録層の下地として用いた場合に、記録層に微小な磁性粒子の集合体を形成することができるので、かかるシード層を備える磁気記録媒体は媒体ノイズを一層低減することができる。また、上述のように、酸素ガスの流量を制御してシード層中にＦｅ金属を形成する場合は、シード層を形成してからシード層上に記録層を形成するまでの間に、シード層の表面をスパッタエッチングすることが望ましい。その理由について以下に説明する。
【００３３】
酸素ガスを含有するスパッタガスを用いて反応性スパッタによりシード層を形成した後は、成膜チャンバー内には酸素ガスが残留している。この酸素ガスを完全に排気するには一定の時間を要するため、その間、チャンバー内に残留する酸素ガスによってシード層中のＦｅ金属の表面に酸化皮膜が薄く形成されてしまう。かかる酸化被膜は、例えばシード層上に白金族元素を含む記録層を形成するときに、記録層中の白金族元素がＦｅ金属に吸着することを阻害するため、白金族元素の吸着選択性が低下するおそれがある。そこで、上述のように、シード層の成膜後に、シード層の表面をスパッタエッチングしてＦｅ金属の表面に形成された酸化皮膜を除去することにより、記録層を構成するＰｄやＰｔなどの白金族元素をシード層表面のＦｅ金属に確実に吸着させることができるため、記録層に微小な磁性粒子を形成することができる。スパッタエッチングに用いるガスはＡｒ，Ｋｒ，Ｘｅなどの不活性ガス、もしくはこれらの不活性ガスと水素ガスとの混合ガスが好適である。
【００３４】
また、本発明の製造方法において、例えば、軟磁性層としてＦｅを含む軟磁性層を用いた場合には、Ｆｅを含む軟磁性層を形成した後に、軟磁性層の表面を高温で酸化させることによってもＦｅ酸化物を含むシード層を形成することができる。
【００３５】
本発明の製造方法において、軟磁性層、第１シード層、第２シード層及び記録層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、ＭＢＥ法、スパッタ法、イオンビーム法、分子層エピタキシー法、プラズマＣＶＤ等を用いることができる。スパッタ法としては、例えば、ＥＣＲスパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法など既に知られたスパッタ法を用いることができる。
【００３６】
本発明の第３の態様に従えば、第１の態様の磁気記録媒体と；
情報を記録または再生するための磁気ヘッドと；
上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して駆動するための駆動装置と；を備える磁気記憶装置が提供される。
【００３７】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の第１の態様の磁気記録媒体を備えるので、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できるとともに、優れた耐熱擾乱特性を備えている。
【００３８】
本発明の磁気記憶装置において、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に情報を記録するための記録用磁気ヘッドと、磁気記録媒体に記録された情報を再生するための再生用磁気ヘッドとから構成され得る。記録用磁気ヘッドのギャップ長は、０．２μｍ〜０．０２μｍが望ましい。ギャップ長が０．２μｍを越えると、４００ｋＦＣＩ以上の高い線記録密度で記録することが困難になる。また、ギャップ長が０．０２μｍより小さい記録ヘッドは製造が困難であり、静電気誘起による素子破壊が起こりやすくなる。
【００３９】
再生用磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を用いて構成することができる。再生用磁気ヘッドの再生シールド間隔は、０．２μｍ〜０．０２μｍが望ましい。再生シールド間隔は、再生分解能に直接関係し、短いほど分解能が高くなる。再生シールド間隔の下限値は、素子の安定性、信頼性、耐電気特性、出力等に応じて上記範囲内で適宜選択することが望ましい。
【００４０】
本発明の磁気記憶装置において、駆動装置は、磁気記録媒体を回転駆動させるスピンドルを用いて構成することができ、スピンドルの回転速度は毎分３０００回転〜２００００回転が望ましい。スピンドルの回転速度が毎分３０００回転より遅いとデータ転送速度が低くなるため好ましくない。また、毎分２００００回転を越えると、スピンドルの騒音や発熱が大きくなるため望ましくない。これらの回転速度を勘案すると、磁気記録媒体と磁気ヘッドの最適な相対速度は２ｍ／秒〜３０ｍ／秒となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置の実施例について図面を用いて具体的に説明する。以下の実施例では、磁気記録媒体として、磁気ディスク（ハードディスク）を作製したが、本発明は、フロッピーディスク（登録商標）、磁気テープ、磁気カードなどのように、記録または再生時に磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触するタイプの記録媒体にも適用できる。
【００４２】
【実施例１】
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１００は、密着層２を有する基板１上に、軟磁性層３、シード層４、記録層５、保護層６及び潤滑層７を備える。かかる積層構造を有する磁気記録媒体１００の製造方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に連続スパッタ装置により、密着層２として厚さ５ｎｍのＴｉを成膜した。
【００４４】
次いで、密着層２上に、軟磁性層３として、Ｆｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を膜厚４００ｎｍにて成膜した。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を真空中でカーボンヒーターにより４５０℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。こうしてＦｅの微結晶を含有する軟磁性層３を形成した。
【００４５】
次いで、基板１を交互スパッタ装置のチャンバーに移送し、軟磁性層３上にシード層４を成膜した。シード層４の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタすることにより、軟磁性層３上に、７３ａｔ％のＰｄと、２６ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなるシード層４を膜厚５ｎｍで成膜した。
【００４６】
つぎに、シード層４上に人工格子構造の記録層５を成膜した。記録層５の成膜では、Ａｒガス中で、ＣｏターゲットとＰｄターゲットのシャッターを交互に開閉しながらＤＣスパッタして、Ｃｏ層とＰｄ層とが交互に積層された人工格子構造の記録層５を形成した。Ｃｏ層の１層あたりの膜厚は０．１２ｎｍ、Ｐｄ層の１層あたりの膜厚は０．８５ｎｍであり、Ｐｄ層とＣｏ層の積層数はそれぞれ２６層であった。
【００４７】
次いで、記録層５上に、アモルファスカーボンからなる保護層６をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層６の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層６上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布して潤滑層７を形成した。
【００４８】
こうして図１に示す積層構造を有する磁気記録媒体１００を作製した。
【００４９】
【実施例２】
シード層に更にＣｏを含有させた以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。シード層の成膜では、Ａｒガスをチャンバー内に導入しながらＣｏターゲットとＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタした。これにより、軟磁性層上に、６ａｔ％のＣｏと、７０ａｔ％のＰｄと、２３ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなるシード層を成膜した。
【００５０】
【実施例３】
本実施例では、人工格子構造の記録層を、交互スパッタ法により、膜厚０．１５ｎｍのＣｏ層と膜厚０．８５ｎｍのＰｔ層とを１５周期繰り返して成膜した。また、かかる人工格子構造の記録層の結晶成長を良好に制御するために、シード層として７３ａｔ％のＰｔ、２６ａｔ％のＳｉ、１ａｔ％のＮからなるシード層を膜厚５ｎｍにて形成した。これ以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５１】
【実施例４】
図３に、本発明に従う磁気記憶装置２００の概略構成図を示す。磁気記憶装置２００は、磁気記録媒体１００と、磁気記録媒体１００を回転駆動するための回転駆動部１８と、磁気ヘッド１０と、磁気ヘッド１０を磁気記録媒体上で所望の位置に移動させるヘッド駆動装置１１と、記録再生信号処理装置１２を備える。磁気記録媒体１００には実施例１で作製した磁気記録媒体を用いた。磁気ヘッド１０は、単磁極型書き込み素子とＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）読み込み素子を備え、ヘッド駆動装置１１のアームの先端に設けられている。磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子は、情報記録時に磁気記録媒体に記録するデータに応じた磁界を印加して磁気記録媒体に情報を記録することができる。磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子は、磁気記録媒体からの漏洩磁界の変化を検出して磁気記録媒体に記録されている情報を再生することができる。記録再生信号処理装置１２は、磁気記録媒体１００に記録するデータを符号化して磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子に記録信号を送信することができる。また、記録再生信号処理装置１２は、磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子により検出された磁気記録媒体１００からの再生信号を復号することができる。
【００５２】
かかる磁気記憶装置２００を駆動し、磁気的スペーシング（磁気ヘッド１０の主磁極表面と磁気記録媒体１００の記録層表面との距離）を１３ｎｍに維持しながら、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件にて情報を記録し、記録した情報を再生して記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。更に、面記録密度１５０ギガビット／平方インチの記録密度にて記録再生することができた。また、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。なお、上記Ｓ／Ｎは下記式を用いて求めた。
Ｓ／Ｎ＝２０ｌｏｇ（Ｓ０−ｐ／Ｎｒｍｓ）
式中、Ｓ０−ｐは、ゼロ点からピークまで（ｚｅｒｏ ｔｏ ｐｅａｋ）の再生信号振幅の半分の値であり、Ｎｒｍｓはスペクトルアナライザーにより測定したノイズの振幅の平方自乗平均値である。
【００５３】
【比較例１】
シード層としてＰｄからなる層を膜厚５ｎｍで形成した以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５４】
【比較例２】
シード層としてＰｔからなる層を膜厚５ｎｍで形成した以外は、実施例３と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５５】
【比較例３】
比較例１の磁気記録媒体を実施例４に示した磁気記憶装置２００に搭載して記録再生特性を評価した。磁気的スペーシング１３ｎｍ、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件で記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎは１８．５ｄＢであり、十分な記録再生を行なうことができなかった。更に、面記録密度５０ギガビット／平方インチの記録密度で記録した後、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１５０ビット／面以下であり、１９万時間の平均故障間隔であった。
【００５６】
〔電磁変換特性の測定〕
つぎに、実施例１〜３及び比較例１、２の磁気記録媒体の電磁変換特性を、スピンスタンドの記録再生試験機を用いて測定した。記録再生試験機の磁気ヘッドとしては単磁極型書き込み素子とＧＭＲ読み取り素子の複合型ヘッドを使用した。単磁極型書き込み素子のメインポール（主磁極）の実効書き込みトラック幅は１１０ｎｍ、Ｂｓは２．１Ｔであった。また、ＧＭＲ素子の実効トラック幅は９７ｎｍ、シールド間隔は４５ｎｍであった。記録再生試験の際、磁気ヘッドの単磁極型書き込み素子の主磁極表面と磁気記録媒体の記録層表面との間隔を１３ｎｍとした。電磁変換特性の測定結果を図４に示す。図４において、Ｓ／Ｎｄは５００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎであり、Ｒｅは孤立波出力で割った出力分解能である。また、熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。図４から明らかなように、実施例１〜３で作製した磁気記録媒体は、良好なＳ／Ｎが得られており、分解能も１８％以上と高いのに対し、比較例の磁気記録媒体では１０％に満たなかった。このことから、実施例１〜３の磁気記録媒体は、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることがわかる。
【００５７】
〔記録層の断面構造の観察〕
つぎに、実施例１〜３の磁気記録媒体の記録層の断面構造を、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察した。図２に、人工格子構造の記録層５の断面構造の観察結果を模式的に示した。図２に示すように、記録層５は、円柱形状の結晶粒子３１の集合体から構成されており、それぞれの結晶粒子３１の上面は半球状であった。円柱形状の結晶粒子の回転軸に対して垂直な断面の直径ｄは約８ｎｍであり、結晶粒子の表面の半球の最上部Ａと最下部Ｂの差ｈは２ｎｍであった。記録層５は、かかる円柱形状の結晶粒子から構成されているために面内方向の磁気的結合力が低減され、微細な記録ビットが安定になり、磁化遷移領域の直線性がよくなると考えられる。
【００５８】
更に、図４の２４℃における熱減磁率の結果からわかるように、実施例１〜３の磁気記録媒体においては熱減磁が認められなかったのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体においては熱揺らぎによる減磁が顕著に見られた。この結果は、実施例１〜３の磁気記録媒体においては記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高いのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体においては磁化遷移領域が乱れて熱的に外乱を受けやすいことを示していると考えられる。また、オントラックで１０００ｋＢＰＩにてエラーレートを測定したところ、実施例１〜３の磁気記録媒体はいずれも１×１０−５以下であったのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体は１×１０−４以上であった。
【００５９】
【実施例５】
この実施例では、シード層の組成を下記表に示す値に変更した以外は、実施例１と同様にして９種類の磁気記録媒体（試料１〜９）を作製した。得られた９種類の磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表に測定結果を示した。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記表１からわかるように、試料１〜７の磁気記録媒体において１４．６％以上の極めて良好なＳ／Ｎｄが得られており、分解能も１９％以上と極めて高かった。すなわち、高Ｓ／Ｎと高分解能が実現されていた。また、試料１〜７のいずれの磁気記録媒体も熱減磁は認められておらず、熱的安定性が高いことがわかる。一方、試料８及び９の磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎｄと分解能のどちらも低かった。また熱減磁が認められていた。以上の結果からすると、磁気記録媒体のＰｄＳｉＮのシード層の組成が、Ｐｄが５０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｓｉが１０ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｎが０．１ａｔ〜１０ａｔ％のときに、比較的高いＳ／Ｎと分解能が得られ、熱的安定性に優れると考えられる。
【００６２】
【実施例６】
この実施例では、シード層の組成を下記表２に示す値に変更した以外は、実施例３と同様にして９種類の磁気記録媒体（試料１０〜１８）を作製した。得られた９種類の磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表２に測定結果を示した。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表２からわかるように、試料１０〜１６の磁気記録媒体では１４．６％以上の極めて良好なＳ／Ｎｄが得られており、分解能も１９％以上と極めて高かった。すなわち、高Ｓ／Ｎと高分解能が実現されていた。また、試料１０〜１６の磁気記録媒体では熱減磁は認められておらず、熱的安定性が高いことがわかる。一方、試料１７及び１８の磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎｄと分解能のどちらも低かった。また熱減磁が認められていた。以上の結果からすると、磁気記録媒体のＰｔＳｉＮのシード層の組成が、Ｐｔが５０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｓｉが１０ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｎが０．１ａｔ〜１０ａｔ％のときに、比較的高いＳ／Ｎと分解能が得られ、熱的安定性に優れることがわかる。
【００６５】
【実施例７】
図５に、本実施例の磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体５００は、基板上１に、軟磁性層５３、シード層５４、記録層５５、保護層５６及び潤滑層５７を備える。かかる磁気記録媒体を以下のようにして製造した。
【００６６】
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に、軟磁性層５３として、Ｆｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を膜厚４００ｎｍで成膜した。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２の飽和磁化を高めるために、真空中でカーボンヒーターにより４００℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。かかる加熱処理後、軟磁性層５３の表面をプラズマエッチング処理した。プラズマエッチング処理は、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー５００Ｗで１２０秒間行なった。
【００６７】
次いで、基板１を交互スパッタ装置のスパッタチャンバーに移送し、軟磁性層５３上にシード層５４を成膜した。シード層５４の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタすることにより、軟磁性層５３上に、７０ａｔ％のＰｄと、２０ａｔ％のＳｉと、１０ａｔ％のＮからなるシード層５４を膜厚３ｎｍで成膜した。
【００６８】
つぎに、シード層５４上に人工格子構造の記録層５５を成膜した。記録層５５の成膜では、Ａｒガス中で、ＣｏターゲットとＰｄターゲットのシャッターを交互に開閉しながらＤＣスパッタして、Ｃｏ層とＰｄ層とが交互に積層された人工格子構造の記録層５５を形成した。Ｃｏ層の１層あたりの膜厚は０．２ｎｍ、Ｐｄ層の１層あたりの膜厚は０．８ｎｍであり、Ｐｄ層とＣｏ層の積層数はそれぞれ２６層であった。
【００６９】
次いで、記録層５５上に、アモルファスカーボンからなる保護層５６をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層５６の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層５６上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで溶液塗布して潤滑層５７を形成した。
【００７０】
こうして図５に示す積層構造を有する磁気記録媒体５００を作製した。また、軟磁性層の表面をプラズマエッチングすることによる効果を調べるために、軟磁性層の表面をプラズマエッチングしなかった以外は、上記と同様に磁気記録媒体を作製した。
【００７１】
軟磁性層の表面をエッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体について、膜面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら記録層のカー回転角の変化を測定した。図６に、エッチング処理した磁気記録媒体の外部磁界に対するカー回転角曲線を示す。記録層のカー回転角は、記録層の磁化の大きさに比例するので、カー回転角と外部磁界との関係を表すカー回転角曲線は、通常の磁化測定で求めた磁化曲線と実質的に同等の形状であり、ヒステリシスを示す。本実施例では、カー回転角曲線から記録層の保磁力、ニュークリエーション磁界、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃを見積もった。ここで、ニュークリエーション磁界とは、所定の方向に外部磁界を印加して磁化を一旦飽和させた後に、逆方向の外部磁界を印加させ、逆磁区（飽和された磁区の磁化に対して逆方向に向いた磁区）が発生するときの磁界である。図６のグラフにおいては、カー回転角曲線の第２象限の肩の部分（降下開始点）に相当する。
【００７２】
エッチング処理した磁気記録媒体では、保磁力Ｈｃは３．９ｋＯｅ、負のニュークリエーション磁界は−２．１ｋＯｅ、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃは１．４であった。一方、エッチング処理しない磁気記録媒体は、保磁力Ｈｃは２．６ｋＯｅ、ニュークリエーション磁界は−１．６ｋＯｅ、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃは１．８であった。
【００７３】
つぎに、軟磁性層にエッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体の記録層の表面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。図７（ａ）及び（ｂ）に、それぞれ、エッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体の記録層の表面のＴＥＭによる観察像を示す。図７（ａ）に示すように、エッチング処理した磁気記録媒体の記録層は、孤立した円柱状の結晶粒子の集合体が形成され、結晶粒子同士の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭であることがわかる。一方、図７（ｂ）に示すように、エッチング処理しない磁気記録媒体の記録層は、エッチング処理した磁気記録媒体の記録層に比べて、結晶粒界は不明瞭であった。
【００７４】
また、記録層の表面のＴＥＭ像から結晶粒子の平均粒径と分散度（標準偏差を平均値で割った値）を求めた。図８に、記録層の６１０個の結晶粒子の直径と結晶粒子の個数との関係をヒストグラムにして示した。図８（ａ）は、エッチング処理した磁気記録媒体のヒストグラムであり、図８（ｂ）はエッチング処理しない磁気記録媒体のヒストグラムである。エッチング処理した磁気記録媒体では、平均粒子径は１３．７ｎｍであり、分散度は２１．７％であった。一方、エッチング処理しない磁気記録媒体では、平均粒子径は１１．３ｎｍであり、分散度は２１．０％であった。
【００７５】
ここで、エッチング処理した磁気記録媒体のシード層の断面をＴＥＭにより観察したところ、シード層は無秩序構造を有していた。このような無秩序構造を有するシード層は、その表面上に、Ｃｏ／Ｐｄ初期化層を分散して形成することができ、かかるＣｏ／Ｐｄ初期化層を単位に柱状の結晶粒子が孤立した状態で成長するものと考えられる。
【００７６】
つぎに、エッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体について、実施例１で用いたスピンスタンドの記録再生試験機を用いて記録再生試験を行なったところ、エッチング処理した磁気記録媒体のほうがエッチング処理しない磁気記録媒体よりもＳ／Ｎが１．６ｄＢだけ高かった。
【００７７】
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、軟磁性層の成膜直後の表面粗さと、プラズマエッチング後の表面粗さを測定した。図９（ａ）及び（ｂ）に、軟磁性層の成膜直後の表面と、プラズマエッチング後の表面のＡＦＭによる観察像をそれぞれ示す。かかる観察像から、軟磁性層の表面粗さを見積もったところ、軟磁性層の成膜直後の表面粗さは０．４６ｎｍであったのに対し、プラズマエッチングを行なった軟磁性層の表面粗さは０．３９ｎｍであり、プラズマエッチングを行なうことによって軟磁性層の表面が平坦になっていることがわかる。このような軟磁性層の表面のプラズマエッチングによる平坦化が、記録再生特性におけるＳ／Ｎの向上に寄与しているものと考えられる。
【００７８】
つぎに、エッチング処理した磁気記録媒体に１００ｋＦＣＩ、２００ｋＦＣＩ、３００ｋＦＣＩ及び４００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録し、記録層に記録された記録マークを磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いて観察した。図１０に、ＭＦＭによる観察像を示す。図１０からわかるように、線記録密度が４００ｋＦＣＩであっても磁化遷移領域は極めて明瞭である。
【００７９】
次いで、記録層に２５０ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録した後、かかる繰り返しパターンに隣接するように、記録ヘッドをヘッド幅の分だけオフトラックして同じ線記録密度で繰り返しパターンを記録した。そして、得られた２列の繰り返しパターンのトラック幅方向のほぼ中央に、１００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした。また、同様に、記録層に１００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録した後、かかる繰り返しパターンに隣接するように、記録ヘッドをヘッド幅の分だけオフトラックして同じ線記録密度で繰り返しパターンを記録し、得られた２列の繰り返しパターンのトラック幅方向のほぼ中央に、２５０ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした。このように、繰り返しパターン上に異なる線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした記録層のＭＦＭによる観察像を図１１に示す。図１１からわかるように、重ね書きした繰り返しパターン（オーバーライトパターン）は明瞭であり、このオーバーライトパターンのすぐ両側に存在する重ね書き前の繰り返しパターンは消去されずに残っており、いわゆる、イレースバンドは殆ど認められていない。このことから、本発明の磁気記録媒体は、トラックピッチを狭めて記録することが可能であり、高トラック密度に対応した記録媒体であることがわかる。
【００８０】
以上の結果から、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして平坦化し、平坦化された軟磁性層上にＰｄ−ＳｉＮのシード層を形成することにより、シード層上に、結晶粒子の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭な記録層を形成することができる。かかる明瞭な結晶粒界により、結晶粒子は、面内方向の磁気的結合力がより一層低減されるため、微小な記録ビットを形成することが可能となるとともに磁化遷移領域の直線性が高くなる。これにより高密度記録が可能になるとともに、高密度記録された情報を低ノイズで再生することが可能となる。
【００８１】
【実施例８】
この実施例では、軟磁性層の表面のプラズマエッチング処理として、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー４００Ｗ、エッチング時間１０秒間でプラズマエッチングした以外は、実施例５と同様にして磁気記録媒体を作製した。プラズマエッチング後の軟磁性層の表面粗さを実施例５と同様にＡＦＭにより測定したところ、０．４０ｎｍであった。また、実施例１と同様にスピンスタンドで記録再生試験を行なったところ、エッチング処理しないで作製した磁気記録媒体に比べてＳ／Ｎが０．５ｄＢ高くなっていた。
【００８２】
【実施例９】
この実施例では、軟磁性層の表面のプラズマエッチング処理として、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー６００Ｗ、エッチング時間３００秒間でプラズマエッチングした以外は、実施例５と同様にして磁気記録媒体を作製した。プラズマエッチング後の軟磁性層の表面粗さを実施例５と同様にＡＦＭにより測定したところ、０．２０ｎｍであった。また、実施例１と同様にスピンスタンドで記録再生試験を行なったところ、エッチング処理しないで作製した磁気記録媒体に比べてＳ／Ｎが２．０ｄＢ高くなっていた。上述の実施例７及び８の結果とあわせて考えると、軟磁性層の表面が平坦化されるほどＳ／Ｎが向上することがわかる。
【００８３】
【実施例１０】
図１２に、本発明に従う磁気ディスクの概略断面図を示す。磁気ディスク６００は、基板１上に、軟磁性材料から形成された軟磁性層６３、Ｆｅ酸化物からなるシード層６４、硬磁性材料から形成された記録層６５及び保護層６６を備える。本実施例の磁気記録媒体６００は、軟磁性層６３としてＦｅＴａＣ膜を用い、記録層６５としてＣｏとＰｄを交互に積層したＣｏ／Ｐｄ交互積層膜（人工格子膜）を用い、Ｆｅ酸化物からなるシード層６４を反応性スパッタ法により形成した場合である。磁気ディスク６００を以下のような方法により製造した。
【００８４】
［軟磁性層の成膜］
磁気ディスク用の基板１として２．５インチ（約６．２５ｃｍ）直径のガラス基板を用いた。このガラス基板１上に、軟磁性層６３としてＦｅＴａＣ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。ターゲットにはＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２組成の合金を用いた。膜厚は４００ｎｍとした。成膜後の膜に真空中でランプ加熱処理を施した。加熱温度は４５０℃とした。この加熱処理によって、ＦｅＴａＣ膜中にＦｅ微結晶が析出し、軟磁気特性が出現する。
【００８５】
［シード層の成膜］
次いで、軟磁性層６３の上にシード層６４を反応性スパッタ法により形成した。シード層６４の成膜では、Ａｒと酸素の混合ガス（Ａｒに対する酸素の流量比＝２０％）を導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタすることによって、膜厚５ｎｍでＦｅ酸化物を堆積させた。
【００８６】
［記録層の成膜］
つぎに、記録層６５としてＣｏ／Ｐｄ交互多層膜をＤＣスパッタ法により作製した。まず、シード層上にＰｄを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上にＣｏとＰｄを交互に堆積した。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜では、ＰｄターゲットとＣｏターゲットのシャッターを開閉することによって、０．１１ｎｍ厚のＣｏと０．７６ｎｍ厚のＰｄを交互に積層し、Ｃｏ層とＰｄ層の積層数は各２６層とした。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜時には基板加熱は行わなかった。
【００８７】
［保護層の成膜］
最後に保護層６６としてＣ（カーボン）膜をＲＦスパッタ法により膜厚８ｎｍにて形成して磁気ディスクとした。
【００８８】
【実施例１１】
この実施例では、シード層を高温酸化法により形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。以下に、高温酸化法によるシード層の形成方法を説明する。なお、シード層以外の層の成膜方法は、実施例１０と同様であるので、その説明については省略する。
【００８９】
実施例１０と同様に、ガラス基板上に、ＦｅＴａＣからなる軟磁性層を形成し、ランプ加熱処理を施した。加熱終了後、そのまま真空中で１分間保持し、その後、酸素ガスを流量２００ｓｃｃｍで３分間導入した。このようにＦｅＴａＣ膜が加熱処理の余熱でまだ高温状態にあるうちに酸素ガスに曝すことによってＦｅＴａＣ膜表面にＦｅ酸化物の膜、すなわちシード層を形成した。シード層の膜厚は５ｎｍとした。
【００９０】
かかるシード層上に記録層及び保護層を実施例１０と同様に形成することにより磁気ディスクを作製した。
【００９１】
【実施例１２】
この実施例では、軟磁性層をＣｏＺｒＴａ膜を用いて形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。軟磁性層の成膜では、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用い、ターゲットにはＣｏ８０Ｚｒ１２Ｔａ８組成の合金を用いた。層厚は４００ｎｍとした。軟磁性層以外の層の形成方法は実施例１０と同様である。
【００９２】
【実施例１３】
この実施例では、記録層としてＣｏとＰｔを交互に積層したＣｏ／Ｐｔ交互多層膜を用いた以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜にはＤＣスパッタ法を用い、シード層上に、まずＰｔを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上に０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８０ｎｍ厚のＰｔを交互に積層した。Ｐｔ層とＣｏ層の積層数はともに２３層とした。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜時の基板温度は２５０℃とした。記録層以外の層の形成方法は実施例１０と同様である。
【００９３】
【実施例１４】
この実施例では、シード層の膜厚を３０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９４】
【参考例１】
ここでは、シード層の膜厚を４０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９５】
【参考例２】
ここでは、シード層の膜厚を５０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９６】
【比較例４】
シード層を設けなかった以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９７】
【比較例５】
シード層を設けなかった以外は、実施例１２と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９８】
【比較例６】
シード層を設けなかった以外は、実施例１３と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９９】
【比較例７】
軟磁性層を設けなかった以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１００】
［媒体の評価］
上記実施例１０〜１４、比較例４〜７及び参考例１、２の磁気ディスクの保護層上に潤滑剤を塗布した後、各磁気ディスクの記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価にはスピンスタンド式の記録再生装置を用いた。記録には１．６Ｔの飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用い、再生にはスピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。磁気ヘッドのギャップ長は０．１２μｍである。ヘッド面とディスク面との距離は２０ｎｍに保った。
【０１０１】
実施例、参考例及び比較例の磁気ディスクの評価結果を図１３の表に示す。ここでＬＦｏｐ／Ｎｄは、線記録密度１０ｋＦＣＩの信号を記録したとき再生出力ＬＦｏｐと、４００ｋＦＣＩを記録した時のノイズであるＮｄとの比であり、媒体のＳ／Ｎの指標とした。また、Ｄ５０は再生出力がＬＦｏｐの１／２に低下する線記録密度であり、記録分解能の指標とした。
【０１０２】
シード層を膜厚５ｎｍで反応性スパッタで形成した実施例１０、１２及び１３の磁気ディスクでは、高いＬＦｏｐ／Ｎｄと良好なＤ５０が得られていることがわかる。またシード層を高温酸化法によって形成した実施例１１の磁気ディスクにおいても優れたＬＦｏｐ／ＮｄとＤ５０が得られている。シード層の膜厚を３０ｎｍとした実施例１４の磁気ディスクにおいては、高いＬＦｏｐ／Ｎｄが得られているもののＤ５０の低下が見られた。これに対し、シード層を設けなかった比較例４〜７の磁気ディスクでは、Ｄ５０は若干高いものの、ＬＦｏｐ／Ｎｄが明らかに低い。特に軟磁性層を設けていない比較例７の磁気ディスクではＬＦｏｐ／Ｎｄが極端に低かった。参考例１及び２の磁気ディスクにおいては、ＬＦｏｐ／Ｎｄが２０ｄＢ以上で良好であったが、Ｄ５０が若干低下していた。これは、シード層を厚くしたことにより、磁気ヘッドと軟磁性層との距離が増したためであると考えられる。
【０１０３】
作製した磁気ディスクの構造と組成を、高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）およびオージェ電子分光法（ＡＥＳ）によって分析したところ、実施例１０〜１３および比較例７のそれぞれの磁気ディスクにおいて、軟磁性層上またはガラス基板の上に、Ｆｅと酸素を主成分とするＦｅ酸化物からなる層が約５ｎｍの厚さで形成されていることを確認した。また、実施例１４の磁気ディスクにおいて、Ｆｅ酸化物からなる層が約３０ｎｍの膜厚で形成されていることを確認した。
【０１０４】
つぎに、実施例１１の磁気ディスクを、実施例４と同様に図３に示す磁気ディスク装置に組み込んで記録再生特性を評価した。
【０１０５】
実施例１１で作製した磁気ディスクに面密度４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２に相当する信号（７００ｋＦＣＩ）を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３４ｄＢの値を得た。またエラー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。
【０１０６】
【実施例１５】
この実施例では、Ｆｅ酸化物及びＦｅ金属が含まれるようにシード層を形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。シード層の成膜には、反応性スパッタ法を用い、Ａｒガスに対して６％の流量比の酸素ガスを導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタした。かかるスパッタによりＦｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層を膜厚５ｎｍにて形成した。
【０１０７】
【実施例１６】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を２．５％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１０８】
【実施例１７】
記録層としてＣｏとＰｔを交互に積層したＣｏ／Ｐｔ多層膜を用いた以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜にはＤＣスパッタ法を用い、シード層上に、まずＰｔを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上に０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８０ｎｍ厚のＰｔを交互に積層した。Ｃｏ層とＰｔ層の積層数はともに２３層とした。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜時の基板温度は２００℃とした。
【０１０９】
【実施例１８】
この実施例では、シード層を形成した後、シード層の表面をスパッタエッチングした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。シード層表面のエッチング処理として、実施例１０と同じ方法でシード層を形成した後、真空度が０．９Ｐａになる流量のＡｒガスを導入してシード層の表面をＲＦスパッタエッチングした。スパッタエッチング時間は３０秒とした。かかるスパッタエッチング後、実施例１５と同じ方法で記録層と保護層を形成して磁気ディスクを作製した。
【０１１０】
【実施例１９】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を８％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１１】
【実施例２０】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を１．５％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１２】
【実施例２１】
この実施例では、シード層を膜厚３０ｎｍで形成した以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１３】
【実施例２２】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を８％とした以外は、実施例１７と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１４】
【実施例２３】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を１．５％とした以外は、実施例１７と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１５】
以上のようにして作製した磁気ディスクの保護層上に潤滑剤を塗布した後、各磁気ディスクの記録再生特性を上述の「媒体の評価」と同様の方法により評価した。図１４に、実施例１５〜２３のそれぞれの磁気ディスクの記録再生特性を示す。
【０１１６】
また、図１４には、シード層中に酸化物として存在するＦｅの原子数ＦｅＯｘｉと、金属として存在するＦｅの原子数ＦｅＭｅｔの原子数との比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）を示した。原子数比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）は、作製した磁気ディスクのシード層の化学状態をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いた深さ方向分析により分析し、Ｆｅ酸化物とＦｅ金属からなるシード層のＦｅスペクトルを、酸化物由来のピークと金属由来のピークの２種類のピークに分離することにより求めた。
【０１１７】
実施例１５〜１９、２２及び２３の磁気ディスクでは、２１．５〜２７．１ｄＢの高いＬＦｏｐ／Ｎｄが得られている。特に、実施例１５〜１９の磁気ディスクは、ＬＦｏｐ／Ｎｄ及びＤ５０ともに良好であることがわかる。これら実施例１５〜１９の磁気ディスクのＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉの値は、０．０２＜ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ＜０．２の範囲内にあった。シード層の表面をスパッタエッチングした実施例１８の磁気ディスクにおいては、ＬＦｏｐ／Ｎｄの値が２７．１と極めて高かった。また、シード層成膜時の酸素ガスを１．５％とした実施例２０と実施例２４の磁気ディスクは、ＬＦｏｐ／Ｎｄはそれぞれ１５．７ｄＢ、１４．８ｄＢと低くなっていた。実施例２０及び２４の磁気ディスクのシード層のＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ値はそれぞれ０．２２、０．２１であった。すなわち、実施例２０及び２４の磁気ディスクは、他の実施例の磁気ディスクに比べてシード層中にＦｅ金属が多く含まれていた。このことから、シード層中にＦｅ金属を比較的多く含むために、シード層上に記録層を形成したときに、記録層を構成する白金族元素のＦｅ金属への吸着が増大し、微小な磁性粒子が形成されにくくなっていたものと考えられる。また、シード層の厚さを３０ｎｍとした実施例２２の磁気ディスクではＤ５０が１４４ｋＦＣＩと低くなっていた。これは、シード層の膜厚を厚くしたために磁気ヘッドと軟磁性層との間隔が厚くなり、磁気ヘッドからの磁界が記録層に十分な磁界強度で印加されなかったものと考えられる。
【０１１８】
つぎに、実施例１５の磁気ディスクを、実施例４と同様に、図３に示す磁気ディスク装置に組み込んで記録再生特性を評価した。実施例１５の磁気ディスクに面密度４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２に相当する信号（７００ｋＦＣＩ）を記録して磁気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３６ｄＢの値を得た。またエラー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。
【０１１９】
【実施例２４】
図１５に、本実施例の磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体７００は、基板１上に、軟磁性材料から形成された軟磁性層７３、Ｆｅ酸化物からなる第１シード層７４、Ｐｄ−ＳｉＮからなる第２シード層７５、硬磁性材料から形成された記録層７６及び保護層７７を備える。磁気記録媒体７００の製造方法を以下に説明する。
【０１２０】
［基板の準備］
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に連続スパッタ装置により、密着層７２として厚さ５ｎｍのＴｉを成膜した。
【０１２１】
［軟磁性層の成膜］
次いで、密着層７２上に、軟磁性層７３としてＦｅＴａＣ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。ターゲットにはＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２組成の合金を用いた。膜厚は４００ｎｍとした。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を真空中でカーボンヒーターにより４５０℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。こうしてＦｅの微結晶を含有する軟磁性層７３を形成した。
【０１２２】
［第１シード層の成膜］
次いで、軟磁性層７３の上に第１シード層７４を反応性スパッタ法により形成した。第１シード層７４の成膜では、Ａｒと酸素の混合ガス（Ａｒに対する酸素の流量比＝２０％）を導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタすることによって、膜厚５ｎｍでＦｅ酸化物を堆積させた。
【０１２３】
［第２シード層の成膜］
次いで、基板１を交互スパッタ装置のチャンバーに移送し、第１シード層７４上に第２シード層７５を成膜した。第２シード層７５の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタした。これにより、第１シード層７４上に、７３ａｔ％のＰｄと、２６ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなる第２シード層７５を膜厚５ｎｍで成膜した。
【０１２４】
［記録層の成膜］
つぎに、記録層７６としてＣｏ／Ｐｄ交互多層膜をＤＣスパッタ法により作製した。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜では、ＰｄターゲットとＣｏターゲットのシャッターを開閉することによって、０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８５ｎｍ厚のＰｄを交互に積層した。Ｃｏ層とＰｄ層の積層数は各２６層とした。
【０１２５】
［保護層及び潤滑層の成膜］
次いで、記録層７６上に、アモルファスカーボンからなる保護層７７をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層７７の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層７７上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布して潤滑層７８を形成した。
【０１２６】
こうして図１５に示す積層構造を有する磁気記録媒体７００を作製した。
【０１２７】
かかる磁気記録媒体７００を実施例４と同様に図３に示す磁気記憶装置に装着した。そして、磁気記憶装置を駆動して、実施例４と同様の条件で記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。更に、面記録密度１５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２の記録密度にて記録再生することができた。また、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。
【０１２８】
つぎに、磁気記録媒体７００について、前述の電磁変換特性の測定と同様の条件にてスピンスタンドの記録再生試験機を用いて電磁変換特性を測定した。測定結果を下記表３に示す。表３において、Ｓ／Ｎｄは５００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎであり、Ｒｅは孤立波出力で割った出力分解能である。また、熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。
【０１２９】
【表３】
【０１３０】
表３からわかるように、本実施例においては良好なＳ／Ｎが得られている。また、分解能も１８％以上と極めて高い。このことから、本実施例の磁気ディスクは、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることがわかる。
【０１３１】
また、磁気ディスクの記録層の断面構造を、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、前述の実施例１〜３の磁気記録媒体と同様に図２に示すような構造を有していた。図２における円柱形状の結晶粒子の回転軸に対して垂直な断面の直径ｄは約８ｎｍであり、結晶粒子の表面の半球の最上部Ａと最下部Ｂの差ｈは２ｎｍであった。本実施例の磁気記録媒体の記録層は、かかる円柱形状の結晶粒子から構成されているために面内方向の磁気的結合力が低減され、微細な記録ビットが安定になり、磁化遷移領域の直線性がよくなると考えられる。
【０１３２】
また、上記表３の熱減磁率の結果からわかるように、本実施例の磁気記録媒体においては熱減磁が認められなかった。このように、本実施例の磁気記録媒体において熱減磁が認められなかったのは、記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高くなっていることに起因すると考えられる。また、オントラックで１０００ｋＢＰＩにてエラーレートを測定したところ、本実施例の磁気記録媒体はいずれも１×１０−５以下であった。
【０１３３】
【実施例２５】
この実施例では、図１５に示す磁気記録媒体と同様の積層構造を有する磁気記録媒体を作製した。第１シード層７４として、実施例１８で用いたＦｅ酸化物とＦｅ金属を含むシード層を用い、第２シード層７５として、実施例１で用いたＰｄＳｉＮから構成されたシード層を用いた。基板１上の軟磁性層７３と第１シード層７４は実施例１８と同様の方法を用いて形成した。第２シード層７５、記録層７６、保護層７７及び潤滑層７８は、実施例１と同様の方法を用いて形成した。本実施例では、第２シード層を種々の組成に変更して７種類の磁気記録媒体（試料１５〜２１）を作製した。それぞれの磁気記録媒体の第２シード層の組成を下記表４に示した。作製したそれぞれの磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表４に測定結果を示した。
【０１３４】
【表４】
【０１３５】
上記表からわかるように、全てに試料において１４．７ｄＢ以上の良好なＳ／Ｎｄが得られた。またＲｅも１９％以上と極めて高かった。すなわち、本実施例の磁気記録媒体は高分解能と高Ｓ／Ｎが実現されていることがわかる。また熱減磁も認められなかったことから、熱的安定性に優れていることがわかる。
【０１３６】
以上、本発明の磁気記録媒体について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変形例及び改良例を含み得る。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、Ｆｅ酸化物を含む第１シード層を、Ｐｄ及びＰｔの一方と、ＳｉとＮとを含む第２シード層の下地として用いているので、第２シード層のＰｄまたはＰｔのＳｉＮ中の分散が促進されている。更に、ＰｄまたはＰｔの分散が促進された第２シード層上に記録層を備えるので、記録層には粒界の明瞭な微細な結晶粒子が形成される。このため記録層の面内方向の磁気的結合力が低減されるので、線記録密度を高めても低ノイズで情報を再生することができる。
【０１３８】
また、本発明の磁気記録媒体は、人工格子構造を有する記録層の下地として、Ｐｄ及びＰｔの一方と、ＳｉとＮとを含むシード層を用いているので、記録層の面内方向の磁気的結合力を低減することができる。これにより、記録層の磁化遷移領域の乱れが低減するため、線記録密度を高めても低ノイズで情報を再生することができる。また。磁気異方性の高い人工格子膜を記録層として用いているため、高い熱安定性を有している。
【０１３９】
さらに、本発明の磁気記録媒体は、Ｆｅ酸化物を主成分とするシード層を、軟磁性材料からなる軟磁性層と硬磁性材料からなる記録層との間に備えるので、例えば、記録層として高い磁気異方性を有するＣｏ／Ｐｔ人工格子膜を用いた場合であっても、記録層の磁性粒子を微小化することができ、記録層に微小な磁区を形成することが可能である。このため、媒体ノイズが低減され、高Ｓ／Ｎで情報を再生することができる。また、高い磁気異方性を有する人工格子膜を用いて記録層を形成することができるので、熱擾乱に対して高い耐性を有し、高密度に情報を記録することができる。
【０１４０】
本発明の製造方法によれば、面内方向の磁気的交換結合力が低減された記録層を備える磁気記録媒体を製造することができるので、高密度記録された情報を低ノイズで再生可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【０１４１】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の磁気記録媒体を備えるため、１５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２（約２３．２５Ｇｂ／ｃｍ２）の高い面記録密度で情報を記録しても高Ｓ／Ｎで情報を再生することができるとともに、高い耐熱減磁特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】図２は、磁気記録媒体の記録層の断面構造を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明に従う磁気記憶装置の平面模式図である。
【図４】図４は、実施例１で製造した磁気記録媒体の電磁変換特性の測定結果である。
【図５】図５は、実施例７で製造した磁気記録媒体の概略断面図である。
【図６】図６は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の外部磁界に対するカー回転角曲線である。
【図７】図７は、磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像を示し、図７（ａ）は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像であり、図７（ｂ）は、軟磁性層の表面のプラズマエッチングを行なわずに作製した磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像である。
【図８】図８は、磁気記録媒体の記録層の結晶粒子の直径と粒子数のヒストグラムであり、図８（ａ）は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の場合であり、図８（ｂ）は軟磁性層の表面のプラズマエッチングを行なわずに作製した磁気記録媒体の場合である。
【図９】図９は、ＡＦＭによる観察像を示し、図９（ａ）は、プラズマエッチングする前の軟磁性層表面のＡＦＭによる観察像であり、図９（ｂ）は、プラズマエッチングした後の軟磁性層表面のＡＦＭによる観察像である。
【図１０】図１０は、軟磁性層をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層に記録した繰り返しパターンのＭＦＭによる観察像である。
【図１１】図１１は、軟磁性層をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層に互いに異なる線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きしたときのＭＦＭによる観察像である。
【図１２】図１２は、実施例１０で作製した本発明に従う磁気ディスクの断面構造を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施例１０〜１４及び比較例４〜７の磁気ディスクの記録再生特性の結果を示す表である。
【図１４】図１４は、実施例１５〜２３の磁気ディスクの記録再生特性の結果を示す表である。
【図１５】図１５は、実施例２４で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 密着層
３，５３，６３，７３ 軟磁性層
４，５４，６４ シード層
５，５５，６５，７６ 記録層
６，５６，６６，７７ 保護層
７，５７，７８ 潤滑層
１０ 磁気ヘッド
７４ 第１シード層
７５ 第２シード層
１００，５００，６００，７００ 磁気記録媒体
２００ 磁気記憶装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関し、更に詳細には、ハードディスク、フロッピーディスク（登録商標）のようにヘッドが一時的または定常的に接触するタイプの磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展に対応して、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。かかるニーズに応える情報記録装置の一つとして磁気記憶装置が知られている。磁気記憶装置は、例えば、大型サーバー、並列型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバー、ムービーサーバー、モバイルＰＣ等の大容量記憶装置として使用されている。磁気記憶装置は、情報が記録される磁気記録媒体と、磁気記録媒体の情報を記録再生するための磁気ヘッドを備える。磁気記録媒体は、円板状の基板の上に記録層としてコバルト合金などの強磁性薄膜がスパッタ法などにより形成されており、記録層上には、耐摺動性、耐食性を高めるために、保護膜と潤滑膜が形成されている。
【０００３】
磁気記憶装置の大容量化に伴って、磁気記録媒体の記録層に微細な記録磁区を記録することによる磁気記録媒体の記録密度の向上が進められており、記録磁区を微細に記録するための方法として垂直磁気記録方式が注目されている。垂直磁気記録方式では、垂直磁化を示す記録層を有する磁気記録媒体を用いて、記録層に垂直磁化を有する磁区を形成することによって磁気記録を行なう。かかる垂直磁気記録方式では記録層に微細な磁区を形成できるため磁気記録媒体の記録密度を高めることができる。
【０００４】
かかる垂直磁気記録方式に従う磁気記録媒体の記録層の材料としては、従来、Ｃｏ−Ｃｒ系の多結晶膜が用いられてきた。この多結晶膜は、強磁性を有するＣｏリッチな領域と非磁性のＣｒリッチな領域とが互いに分離された構造を有し、非磁性領域が、隣り合う強磁性領域の間で働く磁気的相互作用を断ち切っている。これにより高密度化と低ノイズを実現している。
【０００５】
また、垂直磁気記録方式においては、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録層に印加させるために、軟磁性材料からなる軟磁性層と、硬磁性材料からなり、情報を記録するための記録層とを組み合わせた２層の磁性膜を備える磁気記録媒体が提案されている。
【０００６】
磁気記録媒体の面記録密度を更に向上させるためには、媒体ノイズを低減させる必要がある。そのためには、磁化反転単位の微細化や読み取りヘッドの高感度化が有効なことがわかっている。このうち、磁化反転単位を微細化するには、磁性結晶粒を微細化すればよいことがわかっている。しかし、磁性結晶粒をあまり微細化してしまうと、磁性結晶粒の磁化状態が熱的に不安定になる、いわゆる熱減磁を起こしてしまう。これを防ぐために、例えば、特開平８−３０９５１号公報には、非磁性基板上に、軟磁性層、炭素からなる第１中間層、第２中間層及び人工格子構造を持つ記録膜を順に積層した磁気記録媒体が開示されている。
【０００７】
ところで、磁気記録媒体の記録層として、上述のＣｏ−Ｃｒ系の多結晶膜よりも高い磁気異方性を有し、熱擾乱に対する耐性に優れる磁性層の研究が進められており、かかる磁性層として、例えば、ＣｏとＰｄもしくはＣｏとＰｔを交互に積層した人工格子多層膜（交互積層多層膜ともいう）や、ＦｅとＰｔもしくはＣｏとＰｔなどの合金膜を高温で熱処理することによって得られる規則格子合金膜などが知られている。これら人工格子多層膜や規則格子合金膜は、高い磁気異方性を有するため、熱擾乱に対しては高い耐性が期待される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの膜はＣｏ−Ｃｒ系多結晶膜と異なり、面内方向（基板表面に対して平行な方向）の磁気的相互作用が強いために小さな磁区が形成できず、転移性の媒体ノイズが大きいという欠点があった。前述の特開平８−３０９５１号公報に開示されている磁気記録媒体では、軟磁性層上に形成した炭素からなる第１中間層の上にＰｔまたはＰｄからなる第２中間層を設け、その上にＣｏ／ＰｔあるいはＣｏ／Ｐｄ人工格子膜を形成することにより、人工格子膜の結晶配向を向上させ、垂直磁気異方性を高くして保磁力を向上させている。しかしながら、かかる磁気記録媒体では、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が強くなり、線記録密度が高くなったときにジッターとして現れる遷移ノイズが高くなってしまい、高記録密度の記録再生は困難であった。また、第１中間層と第２中間層の２つの中間層を用いているため、磁気ヘッドからの書き込み磁界が軟磁性層まで有効に到達せず、飽和記録特性が劣るという問題があった。
【０００９】
特許公報第２７２７５８２号には、耐蝕性、耐久性等の実用特性に優れるとともに、垂直磁気特性、磁気光学特性に優れる垂直磁気記録膜として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかの酸化物あるいは任意の組み合わせによる複合酸化物からなる下地膜の上にＣｏ−Ｐｔ人工格子膜が積層されてなる垂直磁化膜が開示されている。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が低く、遷移ノイズが低減され、高Ｓ／Ｎで情報を再生できる磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、優れた耐熱擾乱特性を備え、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できる磁気記憶装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従えば、磁気記録媒体であって、
基板と；
該基板上に直接または間接的に形成された、Ｆｅ酸化物を含むシード層と；
該シード層上に直接形成された、Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素層とＣｏ層とを交互に積層して形成された記録層と；を備えた磁気記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体は、基板と、Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素層とＣｏ層とを交互に積層して形成され、情報を記録するための記録層と、Ｆｅ酸化物を含むシード層とを備える。シード層は、その表面に記録層を構成する磁性粒子の核を所定の間隔で成長させることができる。記録層は、人工格子構造で垂直磁化を示す硬磁性材料から形成されていることが好ましい。また、上記基板と上記シード層との間に軟磁性材料から形成された軟磁性層が形成されていることが好ましい。かかる記録層の下地として、Ｆｅ酸化物を含むシード層を形成することにより、微小な磁性粒子の集合体からなる記録層を形成することができる。その理由を以下に説明する。
【００１４】
シード層に含まれるＦｅ酸化物は、記録層を構成する白金族元素、例えば、ＰｔやＰｄに対して濡れ性が低い。それゆえ、かかるシード層上に、ＰｔまたはＰｄを例えばスパッタ法を用いて堆積すると、ＰｔまたはＰｄは、その表面張力によりシード層上で面内方向に微細に分散して形成される。このように、シード層上で微細に分散して存在するＰｔまたはＰｄは、記録層の磁性粒子が成長する核となるため、その上にＣｏとＰｔまたはＰｄとを交互に堆積させることにより、それらの核から磁性粒子は個別に且つ孤立した状態で成長する。こうして成長した磁性粒子は、かかる微細に分散した核を単位としているので比較的微小な磁性粒子がシード層上に得られることになる。記録層は、このような微小な磁性粒子の集合体から構成されるので、微小な記録磁区を形成することができるとともに、記録層の磁性粒子の磁気的相互作用も低減され、しかも記録磁区同士の境界部分が明瞭になるため、ノイズを低減することができる。
【００１５】
本発明の磁気記録媒体において、シード層はＦｅ酸化物に加え、金属として存在するＦｅ（Ｆｅ金属）を含むことが好ましく、かかるシード層を備える磁気記録媒体は媒体ノイズを一層低減することができる。その理由について以下に説明する。
【００１６】
Ｆｅ酸化物に加えてＦｅ金属を含んでいるシード層は、Ｆｅ酸化物中に極めて微小なＦｅ金属粒子が分散した状態であると考えられる。上述したように、Ｆｅ酸化物は、例えば記録層を構成する元素である白金族元素例えばＰｄやＰｔとの濡れ性が低い。一方、Ｆｅ金属はＰｄやＰｔと濡れ性が高い。そのため、Ｆｅ金属粒子がＦｅ酸化物中で分散して存在するシード層上にＰｄまたはＰｔを堆積すると、ＰｄまたはＰｔはＦｅ金属に選択的に吸着する。このとき、シード層中のＦｅ金属は極めて微小であるため、Ｆｅ金属に吸着したＰｄまたはＰｔは、前述のＦｅ酸化物からなるシード層上に形成した場合よりも一層微小となる。しかも、Ｆｅ金属の周囲には、ＰｄまたはＰｔに対して濡れ性の悪いＦｅ酸化物が存在するため、シード層上に堆積されたＰｄまたはＰｔは、二次元的に、すなわち面内方向に広がることが制限され、微小な状態を維持したまま所定の間隔で個別に分散すると考えられる。このように、極めて微小に分散したＰｄまたはＰｔは、記録層の磁性粒子が成長する核となるため、その上にＣｏとＰｄまたはＰｔとを交互に堆積させることにより、それら微小な核から、記録層の磁性粒子が成長する。すなわち、Ｆｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層を記録層の下地として用いた場合は、シード層中のＦｅ金属が、記録層に極めて微細な磁性粒子を成長させるための核としての役割を果たしている。そして、かかる微小な核を単位に磁性粒子が成長するため、微小な磁性粒子から形成された記録層が得られる。これにより、記録層に形成される磁区もまた微細化し、ノイズを一層低減することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の磁気記録媒体においては、シード層中に金属として存在するＦｅの原子数をＦｅＭｅｔとし、酸化物として存在するＦｅの原子数をＦｅＯｘｉとしたときに、それらの原子数比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）が０．０２＜（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）＜０．２を満足することが好ましい。後述する実施例に示すように、上記原子数比が０．０２よりも大きいときに、記録層に高密度に情報を記録することができるとともに高Ｓ／Ｎでその情報を再生することができる。しかし、上記原子数比が０．２よりも大きくなると、シード層中のＦｅ金属が多くなりすぎて白金族元素の吸着に選択性がなくなって記録層に微小な磁性粒子を形成できなくなるおそれがある。
【００１８】
本発明の磁気記録媒体において、Ｆｅ酸化物を含むシード層は、全体として８０ｖｏｌ％以上のＦｅ酸化物を含むことが好ましく、後述するように軟磁性層を高温で酸化させることによりシード層を形成した場合には、Ｆｅ酸化物或いはＦｅ金属以外に不純物を１０ａｔ％程度含んでいてもよい。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体において、シード層の膜厚は、磁気スペーシングとなって記録効率が低下しないようにするために３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明の磁気記録媒体において、硬磁性材料を用いて形成される記録層は膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜にし得る。かかる記録層には、人工格子多層膜（交互積層多層膜）に加えて、規則格子合金膜を用いることができる。硬磁性材料としては、主として白金族元素とＣｏとから構成される材料であることが好ましい。白金族元素はＰｔ及びＰｄの少なくとも一方の元素が好適であり、かかる白金族元素とＣｏとを交互に積層した交互積層多層膜を用いて記録層を形成することが好ましい。交互積層多層膜や規則格子合金膜は、室温または比較的低い基板温度で成膜することができるため生産性に優れ、しかも、高い磁気異方性を有するため耐熱擾乱特性に優れている。それゆえ、高密度記録用の記録層として極めて最適である。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体において、軟磁性層は、磁気ヘッドからの磁界を記録層に効率的に印加するという観点から、Ｆｅ中にＴａ、Ｎｂ、Ｚｒのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素の窒化物あるいは炭化物を均一に分散させた微結晶構造を有する軟磁性膜が好適である。また、かかる材料以外に、例えば、Ｃｏ−Ｚｒを主体とし、これにＴａ、Ｎｂ、Ｔｉのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素を含んだ非晶質合金であってもよい。これらの軟磁性膜は１．５Ｔ以上の大きな飽和磁束密度を有するため高密度記録に適している。具体的な材料としては、高透磁率を有するＮｉＦｅ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＮｂＺｒ、ＦｅＴａＣ等を用いることができ、これらの材料からなるな磁性層は、膜厚１０００ｎｍ以下でスパッタ法や蒸着法等によって形成することができる。
【００２２】
本発明では、軟磁性層の表面が平坦であることが好ましく、軟磁性層の表面の表面粗さＲａは０．２０ｎｍ〜０．４０ｎｍであることが好ましい。このように、表面が平坦な軟磁性層を用いると、後述する実施例に示すように、記録層の磁性結晶粒子の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭となり、記録層の磁性結晶粒子の孤立化が一層促進される。かかる記録層の磁性結晶粒子は結晶粒界によって磁気的に分断されているため、面内方向の磁気的交換結合力が低減している。これにより記録層には微小な磁区を形成することが可能となるとともに磁化遷移領域の直線性が高くなる。軟磁性層の表面を平坦にすることにより、記録層の結晶粒界が明瞭となるのは以下の原理によるものと考えられる。
【００２３】
軟磁性層上にシード層を成膜するとき、軟磁性層表面に凹凸が存在すると、スパッタ粒子が凹凸部に捕獲されてしまうと考えられる。このため、軟磁性層上には、シード層を構成する粒子が十分な間隔で隔てられることなく成長した初期成長層が形成されると考えられる。一方、軟磁性層の表面が平坦であると、軟磁性層表面に到達したスパッタ粒子はその面方向に十分拡散するため、シード層を形成する粒子が互いに十分に隔てられた状態で成長した初期成長層が成膜される。このように十分な間隔で隔てられた初期成長層に基づいて形成されたシード層は、ＳｉＮ（或いはＳｉＮ網構造）中において微結晶或いは部分的非晶質構造として存在するＰｄまたはＰｔも十分な間隔で隔てられ、分散が一層促進されているものと考えられる。このようにＰｄまたはＰｔの分散が一層促進されたシード層上に記録層を成膜することにより、記録層に極めて明瞭な結晶粒界が得られていると考えられる。軟磁性層の表面を平坦にするには、例えば、軟磁性層の成膜後、表面をドライエッチングすればよい。
【００２４】
本発明の磁気記録媒体において、基板には、例えば、アルミニウム・マグネシウム合金基板、ガラス基板、グラファイト基板などの非磁性基板を用い得る。アルミニウム・マグネシウム合金基板には、表面をニッケル・リンでメッキしてもよい。基板を回転させながら、基板表面にダイヤモンド砥粒や研磨用テープを押し当てることにより基板表面を平坦に処理してもよい。これにより、磁気記録媒体上を磁気ヘッドを浮上させたときに、磁気ヘッドの走行特性を向上させることができる。基板表面の中心線粗さＲａは、基板上に形成される保護膜の中心線粗さが１ｎｍ以下となるように望ましい。ガラス基板においては、強酸などの薬品により表面を化学的にエッチングして平坦化してもよい。また、化学的に表面に微細な高さ、例えば、１ｎｍ以下の突起を形成することにより、負圧スライダーを用いた場合に安定な低浮上量を実現することができる。
【００２５】
磁気記録媒体の基板上には、上記軟磁性層を成膜する前に密着性を向上させるためにＴｉなどの接着層を形成しても良い。
【００２６】
本発明の磁気記録媒体は記録層上に保護層を備え得る。保護膜としては、例えば、非晶質炭素、ケイ素含有非晶質炭素、窒素含有非晶質炭素、ホウ素含有非晶質炭素、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム及び立方晶窒化ホウ素のうちのいずれか一種を好適に用いることができる。これら非晶質炭素保護膜の形成方法としては、例えば、グラファイトをターゲットとした不活性ガス中、あるいは不活性ガスとメタンなどの炭化水素ガスの混合ガス中のスパッタリングによって形成する方法や、炭化水素ガス、アルコール、アセトン、アダマンタンなどの有機化合物を単独あるいは水素ガス、不活性ガスなどを混合してプラズマＣＶＤにより形成する方法、あるいは有機化合物をイオン化して電圧をかけて加速し、基板に衝突させて形成する方法などがある。更には、高出力のレーザー光をレンズで集光し、グラファイト等のターゲットに照射するアブレーション法によって保護膜を形成してもよい。
【００２７】
保護膜の上には、耐摺動特性を良好なものにするために、潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、主鎖構造が炭素、フッ素、酸素の３つの元素からなるパーフルオロポリエーテル系高分子潤滑剤が用いられる。或いは、フッ素置換アルキル化合物を潤滑剤として用いることもできる。安定な摺動と耐久性を有する材料であれば、他の有機系潤滑剤や無機系潤滑剤を用いてもよい。
【００２８】
これらの潤滑剤の形成方法としては溶液塗布法が一般的である。また、地球温暖化を防ぐため、あるいは工程を簡略化するために、溶剤を使わない光ＣＶＤ法によって潤滑膜を形成してもよい。光ＣＶＤ法は、フッ化オレフィンと酸素の気体原料に紫外光を照射することによって行われる。
【００２９】
潤滑剤の膜厚としては、平均値として０．５ｎｍ〜３ｎｍが適当である。０．５ｎｍより薄いと潤滑特性が低下し、３ｎｍよりも厚くなるとメニスカス力が大きくなり、磁気ヘッドと磁気ディスクの静摩擦力（スティクション）が大きくなるため好ましくない。これら潤滑膜を形成した後に１００℃前後の熱を１〜２時間窒素中あるいは空気中で与えてもよい。これにより、余分な溶剤や低分子量成分を飛ばして潤滑膜と保護膜の密着性を向上させることができる。かかる後処理以外に、例えば、潤滑膜形成後に紫外線ランプにより紫外線を短時間照射させる方法を用いてもよく、かかる方法によっても同様の効果が得られる。
【００３０】
本発明の第２の態様に従えば、磁気記録媒体の製造方法であって、
基板を用意する工程と；
上記基板上に軟磁性層を形成する工程と；
上記軟磁性層上に、Ｆｅ酸化物を含むシード層を形成する工程と；
上記シード層上に直接Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素とＣｏとを交互に供給して成膜することにより記録層を形成する工程と；を含む磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００３１】
本発明の製造方法においては、例えば、Ｆｅを主体とするターゲットを、酸素を含むスパッタガスを用いて反応性スパッタすることによってシード層を形成することができる。かかる方法により形成されたシード層はＦｅ酸化物を含んでいる。
【００３２】
また、本発明の製造方法では、スパッタガス中の酸素ガスの流量を制御することによって、Ｆｅ酸化物に加えてＦｅ金属を含んだシード層を形成することができる。Ｆｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層は、前述したように、記録層の下地として用いた場合に、記録層に微小な磁性粒子の集合体を形成することができるので、かかるシード層を備える磁気記録媒体は媒体ノイズを一層低減することができる。また、上述のように、酸素ガスの流量を制御してシード層中にＦｅ金属を形成する場合は、シード層を形成してからシード層上に記録層を形成するまでの間に、シード層の表面をスパッタエッチングすることが望ましい。その理由について以下に説明する。
【００３３】
酸素ガスを含有するスパッタガスを用いて反応性スパッタによりシード層を形成した後は、成膜チャンバー内には酸素ガスが残留している。この酸素ガスを完全に排気するには一定の時間を要するため、その間、チャンバー内に残留する酸素ガスによってシード層中のＦｅ金属の表面に酸化皮膜が薄く形成されてしまう。かかる酸化被膜は、例えばシード層上に白金族元素を含む記録層を形成するときに、記録層中の白金族元素がＦｅ金属に吸着することを阻害するため、白金族元素の吸着選択性が低下するおそれがある。そこで、上述のように、シード層の成膜後に、シード層の表面をスパッタエッチングしてＦｅ金属の表面に形成された酸化皮膜を除去することにより、記録層を構成するＰｄやＰｔなどの白金族元素をシード層表面のＦｅ金属に確実に吸着させることができるため、記録層に微小な磁性粒子を形成することができる。スパッタエッチングに用いるガスはＡｒ，Ｋｒ，Ｘｅなどの不活性ガス、もしくはこれらの不活性ガスと水素ガスとの混合ガスが好適である。
【００３４】
また、本発明の製造方法において、例えば、軟磁性層としてＦｅを含む軟磁性層を用いた場合には、Ｆｅを含む軟磁性層を形成した後に、軟磁性層の表面を高温で酸化させることによってもＦｅ酸化物を含むシード層を形成することができる。
【００３５】
本発明の製造方法において、軟磁性層、第１シード層、第２シード層及び記録層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、ＭＢＥ法、スパッタ法、イオンビーム法、分子層エピタキシー法、プラズマＣＶＤ等を用いることができる。スパッタ法としては、例えば、ＥＣＲスパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法など既に知られたスパッタ法を用いることができる。
【００３６】
本発明の第３の態様に従えば、第１の態様の磁気記録媒体と；
情報を記録または再生するための磁気ヘッドと；
上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して駆動するための駆動装置と；を備える磁気記憶装置が提供される。
【００３７】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の第１の態様の磁気記録媒体を備えるので、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できるとともに、優れた耐熱擾乱特性を備えている。
【００３８】
本発明の磁気記憶装置において、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に情報を記録するための記録用磁気ヘッドと、磁気記録媒体に記録された情報を再生するための再生用磁気ヘッドとから構成され得る。記録用磁気ヘッドのギャップ長は、０．２μｍ〜０．０２μｍが望ましい。ギャップ長が０．２μｍを越えると、４００ｋＦＣＩ以上の高い線記録密度で記録することが困難になる。また、ギャップ長が０．０２μｍより小さい記録ヘッドは製造が困難であり、静電気誘起による素子破壊が起こりやすくなる。
【００３９】
再生用磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を用いて構成することができる。再生用磁気ヘッドの再生シールド間隔は、０．２μｍ〜０．０２μｍが望ましい。再生シールド間隔は、再生分解能に直接関係し、短いほど分解能が高くなる。再生シールド間隔の下限値は、素子の安定性、信頼性、耐電気特性、出力等に応じて上記範囲内で適宜選択することが望ましい。
【００４０】
本発明の磁気記憶装置において、駆動装置は、磁気記録媒体を回転駆動させるスピンドルを用いて構成することができ、スピンドルの回転速度は毎分３０００回転〜２００００回転が望ましい。スピンドルの回転速度が毎分３０００回転より遅いとデータ転送速度が低くなるため好ましくない。また、毎分２００００回転を越えると、スピンドルの騒音や発熱が大きくなるため望ましくない。これらの回転速度を勘案すると、磁気記録媒体と磁気ヘッドの最適な相対速度は２ｍ／秒〜３０ｍ／秒となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置の実施例について図面を用いて具体的に説明する。以下の実施例では、磁気記録媒体として、磁気ディスク（ハードディスク）を作製したが、本発明は、フロッピーディスク（登録商標）、磁気テープ、磁気カードなどのように、記録または再生時に磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触するタイプの記録媒体にも適用できる。
【００４２】
【実施例１】
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１００は、密着層２を有する基板１上に、軟磁性層３、シード層４、記録層５、保護層６及び潤滑層７を備える。かかる積層構造を有する磁気記録媒体１００の製造方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に連続スパッタ装置により、密着層２として厚さ５ｎｍのＴｉを成膜した。
【００４４】
次いで、密着層２上に、軟磁性層３として、Ｆｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を膜厚４００ｎｍにて成膜した。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を真空中でカーボンヒーターにより４５０℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。こうしてＦｅの微結晶を含有する軟磁性層３を形成した。
【００４５】
次いで、基板１を交互スパッタ装置のチャンバーに移送し、軟磁性層３上にシード層４を成膜した。シード層４の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタすることにより、軟磁性層３上に、７３ａｔ％のＰｄと、２６ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなるシード層４を膜厚５ｎｍで成膜した。
【００４６】
つぎに、シード層４上に人工格子構造の記録層５を成膜した。記録層５の成膜では、Ａｒガス中で、ＣｏターゲットとＰｄターゲットのシャッターを交互に開閉しながらＤＣスパッタして、Ｃｏ層とＰｄ層とが交互に積層された人工格子構造の記録層５を形成した。Ｃｏ層の１層あたりの膜厚は０．１２ｎｍ、Ｐｄ層の１層あたりの膜厚は０．８５ｎｍであり、Ｐｄ層とＣｏ層の積層数はそれぞれ２６層であった。
【００４７】
次いで、記録層５上に、アモルファスカーボンからなる保護層６をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層６の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層６上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布して潤滑層７を形成した。
【００４８】
こうして図１に示す積層構造を有する磁気記録媒体１００を作製した。
【００４９】
【実施例２】
シード層に更にＣｏを含有させた以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。シード層の成膜では、Ａｒガスをチャンバー内に導入しながらＣｏターゲットとＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタした。これにより、軟磁性層上に、６ａｔ％のＣｏと、７０ａｔ％のＰｄと、２３ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなるシード層を成膜した。
【００５０】
【実施例３】
本実施例では、人工格子構造の記録層を、交互スパッタ法により、膜厚０．１５ｎｍのＣｏ層と膜厚０．８５ｎｍのＰｔ層とを１５周期繰り返して成膜した。また、かかる人工格子構造の記録層の結晶成長を良好に制御するために、シード層として７３ａｔ％のＰｔ、２６ａｔ％のＳｉ、１ａｔ％のＮからなるシード層を膜厚５ｎｍにて形成した。これ以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５１】
【実施例４】
図３に、本発明に従う磁気記憶装置２００の概略構成図を示す。磁気記憶装置２００は、磁気記録媒体１００と、磁気記録媒体１００を回転駆動するための回転駆動部１８と、磁気ヘッド１０と、磁気ヘッド１０を磁気記録媒体上で所望の位置に移動させるヘッド駆動装置１１と、記録再生信号処理装置１２を備える。磁気記録媒体１００には実施例１で作製した磁気記録媒体を用いた。磁気ヘッド１０は、単磁極型書き込み素子とＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）読み込み素子を備え、ヘッド駆動装置１１のアームの先端に設けられている。磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子は、情報記録時に磁気記録媒体に記録するデータに応じた磁界を印加して磁気記録媒体に情報を記録することができる。磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子は、磁気記録媒体からの漏洩磁界の変化を検出して磁気記録媒体に記録されている情報を再生することができる。記録再生信号処理装置１２は、磁気記録媒体１００に記録するデータを符号化して磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子に記録信号を送信することができる。また、記録再生信号処理装置１２は、磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子により検出された磁気記録媒体１００からの再生信号を復号することができる。
【００５２】
かかる磁気記憶装置２００を駆動し、磁気的スペーシング（磁気ヘッド１０の主磁極表面と磁気記録媒体１００の記録層表面との距離）を１３ｎｍに維持しながら、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件にて情報を記録し、記録した情報を再生して記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。更に、面記録密度１５０ギガビット／平方インチの記録密度にて記録再生することができた。また、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。なお、上記Ｓ／Ｎは下記式を用いて求めた。
Ｓ／Ｎ＝２０ｌｏｇ（Ｓ０−ｐ／Ｎｒｍｓ）
式中、Ｓ０−ｐは、ゼロ点からピークまで（ｚｅｒｏ ｔｏ ｐｅａｋ）の再生信号振幅の半分の値であり、Ｎｒｍｓはスペクトルアナライザーにより測定したノイズの振幅の平方自乗平均値である。
【００５３】
【比較例１】
シード層としてＰｄからなる層を膜厚５ｎｍで形成した以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５４】
【比較例２】
シード層としてＰｔからなる層を膜厚５ｎｍで形成した以外は、実施例３と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【００５５】
【比較例３】
比較例１の磁気記録媒体を実施例４に示した磁気記憶装置２００に搭載して記録再生特性を評価した。磁気的スペーシング１３ｎｍ、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件で記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎは１８．５ｄＢであり、十分な記録再生を行なうことができなかった。更に、面記録密度５０ギガビット／平方インチの記録密度で記録した後、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１５０ビット／面以下であり、１９万時間の平均故障間隔であった。
【００５６】
〔電磁変換特性の測定〕
つぎに、実施例１〜３及び比較例１、２の磁気記録媒体の電磁変換特性を、スピンスタンドの記録再生試験機を用いて測定した。記録再生試験機の磁気ヘッドとしては単磁極型書き込み素子とＧＭＲ読み取り素子の複合型ヘッドを使用した。単磁極型書き込み素子のメインポール（主磁極）の実効書き込みトラック幅は１１０ｎｍ、Ｂｓは２．１Ｔであった。また、ＧＭＲ素子の実効トラック幅は９７ｎｍ、シールド間隔は４５ｎｍであった。記録再生試験の際、磁気ヘッドの単磁極型書き込み素子の主磁極表面と磁気記録媒体の記録層表面との間隔を１３ｎｍとした。電磁変換特性の測定結果を図４に示す。図４において、Ｓ／Ｎｄは５００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎであり、Ｒｅは孤立波出力で割った出力分解能である。また、熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。図４から明らかなように、実施例１〜３で作製した磁気記録媒体は、良好なＳ／Ｎが得られており、分解能も１８％以上と高いのに対し、比較例の磁気記録媒体では１０％に満たなかった。このことから、実施例１〜３の磁気記録媒体は、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることがわかる。
【００５７】
〔記録層の断面構造の観察〕
つぎに、実施例１〜３の磁気記録媒体の記録層の断面構造を、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察した。図２に、人工格子構造の記録層５の断面構造の観察結果を模式的に示した。図２に示すように、記録層５は、円柱形状の結晶粒子３１の集合体から構成されており、それぞれの結晶粒子３１の上面は半球状であった。円柱形状の結晶粒子の回転軸に対して垂直な断面の直径ｄは約８ｎｍであり、結晶粒子の表面の半球の最上部Ａと最下部Ｂの差ｈは２ｎｍであった。記録層５は、かかる円柱形状の結晶粒子から構成されているために面内方向の磁気的結合力が低減され、微細な記録ビットが安定になり、磁化遷移領域の直線性がよくなると考えられる。
【００５８】
更に、図４の２４℃における熱減磁率の結果からわかるように、実施例１〜３の磁気記録媒体においては熱減磁が認められなかったのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体においては熱揺らぎによる減磁が顕著に見られた。この結果は、実施例１〜３の磁気記録媒体においては記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高いのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体においては磁化遷移領域が乱れて熱的に外乱を受けやすいことを示していると考えられる。また、オントラックで１０００ｋＢＰＩにてエラーレートを測定したところ、実施例１〜３の磁気記録媒体はいずれも１×１０−５以下であったのに対し、比較例１及び２の磁気記録媒体は１×１０−４以上であった。
【００５９】
【実施例５】
この実施例では、シード層の組成を下記表に示す値に変更した以外は、実施例１と同様にして９種類の磁気記録媒体（試料１〜９）を作製した。得られた９種類の磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表に測定結果を示した。
【００６０】
【表１】
上記表１からわかるように、試料１〜７の磁気記録媒体において１４．６％以上の極めて良好なＳ／Ｎｄが得られており、分解能も１９％以上と極めて高かった。すなわち、高Ｓ／Ｎと高分解能が実現されていた。また、試料１〜７のいずれの磁気記録媒体も熱減磁は認められておらず、熱的安定性が高いことがわかる。一方、試料８及び９の磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎｄと分解能のどちらも低かった。また熱減磁が認められていた。以上の結果からすると、磁気記録媒体のＰｄＳｉＮのシード層の組成が、Ｐｄが５０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｓｉが１０ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｎが０．１ａｔ〜１０ａｔ％のときに、比較的高いＳ／Ｎと分解能が得られ、熱的安定性に優れると考えられる。
【００６２】
【実施例６】
この実施例では、シード層の組成を下記表２に示す値に変更した以外は、実施例３と同様にして９種類の磁気記録媒体（試料１０〜１８）を作製した。得られた９種類の磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表２に測定結果を示した。
【００６３】
【表２】
表２からわかるように、試料１０〜１６の磁気記録媒体では１４．６％以上の極めて良好なＳ／Ｎｄが得られており、分解能も１９％以上と極めて高かった。すなわち、高Ｓ／Ｎと高分解能が実現されていた。また、試料１０〜１６の磁気記録媒体では熱減磁は認められておらず、熱的安定性が高いことがわかる。一方、試料１７及び１８の磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎｄと分解能のどちらも低かった。また熱減磁が認められていた。以上の結果からすると、磁気記録媒体のＰｔＳｉＮのシード層の組成が、Ｐｔが５０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｓｉが１０ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｎが０．１ａｔ〜１０ａｔ％のときに、比較的高いＳ／Ｎと分解能が得られ、熱的安定性に優れることがわかる。
【００６５】
【実施例７】
図５に、本実施例の磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体５００は、基板上１に、軟磁性層５３、シード層５４、記録層５５、保護層５６及び潤滑層５７を備える。かかる磁気記録媒体を以下のようにして製造した。
【００６６】
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に、軟磁性層５３として、Ｆｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を膜厚４００ｎｍで成膜した。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２の飽和磁化を高めるために、真空中でカーボンヒーターにより４００℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。かかる加熱処理後、軟磁性層５３の表面をプラズマエッチング処理した。プラズマエッチング処理は、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー５００Ｗで１２０秒間行なった。
【００６７】
次いで、基板１を交互スパッタ装置のスパッタチャンバーに移送し、軟磁性層５３上にシード層５４を成膜した。シード層５４の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタすることにより、軟磁性層５３上に、７０ａｔ％のＰｄと、２０ａｔ％のＳｉと、１０ａｔ％のＮからなるシード層５４を膜厚３ｎｍで成膜した。
【００６８】
つぎに、シード層５４上に人工格子構造の記録層５５を成膜した。記録層５５の成膜では、Ａｒガス中で、ＣｏターゲットとＰｄターゲットのシャッターを交互に開閉しながらＤＣスパッタして、Ｃｏ層とＰｄ層とが交互に積層された人工格子構造の記録層５５を形成した。Ｃｏ層の１層あたりの膜厚は０．２ｎｍ、Ｐｄ層の１層あたりの膜厚は０．８ｎｍであり、Ｐｄ層とＣｏ層の積層数はそれぞれ２６層であった。
【００６９】
次いで、記録層５５上に、アモルファスカーボンからなる保護層５６をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層５６の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層５６上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで溶液塗布して潤滑層５７を形成した。
【００７０】
こうして図５に示す積層構造を有する磁気記録媒体５００を作製した。また、軟磁性層の表面をプラズマエッチングすることによる効果を調べるために、軟磁性層の表面をプラズマエッチングしなかった以外は、上記と同様に磁気記録媒体を作製した。
【００７１】
軟磁性層の表面をエッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体について、膜面に対して垂直方向に外部磁界を印加しながら記録層のカー回転角の変化を測定した。図６に、エッチング処理した磁気記録媒体の外部磁界に対するカー回転角曲線を示す。記録層のカー回転角は、記録層の磁化の大きさに比例するので、カー回転角と外部磁界との関係を表すカー回転角曲線は、通常の磁化測定で求めた磁化曲線と実質的に同等の形状であり、ヒステリシスを示す。本実施例では、カー回転角曲線から記録層の保磁力、ニュークリエーション磁界、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃを見積もった。ここで、ニュークリエーション磁界とは、所定の方向に外部磁界を印加して磁化を一旦飽和させた後に、逆方向の外部磁界を印加させ、逆磁区（飽和された磁区の磁化に対して逆方向に向いた磁区）が発生するときの磁界である。図６のグラフにおいては、カー回転角曲線の第２象限の肩の部分（降下開始点）に相当する。
【００７２】
エッチング処理した磁気記録媒体では、保磁力Ｈｃは３．９ｋＯｅ、負のニュークリエーション磁界は−２．１ｋＯｅ、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃは１．４であった。一方、エッチング処理しない磁気記録媒体は、保磁力Ｈｃは２．６ｋＯｅ、ニュークリエーション磁界は−１．６ｋＯｅ、外部磁界Ｈ＝Ｈｃにおける曲線の傾き４π（ｄＭ／ｄＨ）Ｈ＝Ｈｃは１．８であった。
【００７３】
つぎに、軟磁性層にエッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体の記録層の表面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。図７（ａ）及び（ｂ）に、それぞれ、エッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体の記録層の表面のＴＥＭによる観察像を示す。図７（ａ）に示すように、エッチング処理した磁気記録媒体の記録層は、孤立した円柱状の結晶粒子の集合体が形成され、結晶粒子同士の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭であることがわかる。一方、図７（ｂ）に示すように、エッチング処理しない磁気記録媒体の記録層は、エッチング処理した磁気記録媒体の記録層に比べて、結晶粒界は不明瞭であった。
【００７４】
また、記録層の表面のＴＥＭ像から結晶粒子の平均粒径と分散度（標準偏差を平均値で割った値）を求めた。図８に、記録層の６１０個の結晶粒子の直径と結晶粒子の個数との関係をヒストグラムにして示した。図８（ａ）は、エッチング処理した磁気記録媒体のヒストグラムであり、図８（ｂ）はエッチング処理しない磁気記録媒体のヒストグラムである。エッチング処理した磁気記録媒体では、平均粒子径は１３．７ｎｍであり、分散度は２１．７％であった。一方、エッチング処理しない磁気記録媒体では、平均粒子径は１１．３ｎｍであり、分散度は２１．０％であった。
【００７５】
ここで、エッチング処理した磁気記録媒体のシード層の断面をＴＥＭにより観察したところ、シード層は無秩序構造を有していた。このような無秩序構造を有するシード層は、その表面上に、Ｃｏ／Ｐｄ初期化層を分散して形成することができ、かかるＣｏ／Ｐｄ初期化層を単位に柱状の結晶粒子が孤立した状態で成長するものと考えられる。
【００７６】
つぎに、エッチング処理した磁気記録媒体とエッチング処理しない磁気記録媒体について、実施例１で用いたスピンスタンドの記録再生試験機を用いて記録再生試験を行なったところ、エッチング処理した磁気記録媒体のほうがエッチング処理しない磁気記録媒体よりもＳ／Ｎが１．６ｄＢだけ高かった。
【００７７】
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、軟磁性層の成膜直後の表面粗さと、プラズマエッチング後の表面粗さを測定した。図９（ａ）及び（ｂ）に、軟磁性層の成膜直後の表面と、プラズマエッチング後の表面のＡＦＭによる観察像をそれぞれ示す。かかる観察像から、軟磁性層の表面粗さを見積もったところ、軟磁性層の成膜直後の表面粗さは０．４６ｎｍであったのに対し、プラズマエッチングを行なった軟磁性層の表面粗さは０．３９ｎｍであり、プラズマエッチングを行なうことによって軟磁性層の表面が平坦になっていることがわかる。このような軟磁性層の表面のプラズマエッチングによる平坦化が、記録再生特性におけるＳ／Ｎの向上に寄与しているものと考えられる。
【００７８】
つぎに、エッチング処理した磁気記録媒体に１００ｋＦＣＩ、２００ｋＦＣＩ、３００ｋＦＣＩ及び４００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録し、記録層に記録された記録マークを磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いて観察した。図１０に、ＭＦＭによる観察像を示す。図１０からわかるように、線記録密度が４００ｋＦＣＩであっても磁化遷移領域は極めて明瞭である。
【００７９】
次いで、記録層に２５０ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録した後、かかる繰り返しパターンに隣接するように、記録ヘッドをヘッド幅の分だけオフトラックして同じ線記録密度で繰り返しパターンを記録した。そして、得られた２列の繰り返しパターンのトラック幅方向のほぼ中央に、１００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした。また、同様に、記録層に１００ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを記録した後、かかる繰り返しパターンに隣接するように、記録ヘッドをヘッド幅の分だけオフトラックして同じ線記録密度で繰り返しパターンを記録し、得られた２列の繰り返しパターンのトラック幅方向のほぼ中央に、２５０ｋＦＣＩの線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした。このように、繰り返しパターン上に異なる線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きした記録層のＭＦＭによる観察像を図１１に示す。図１１からわかるように、重ね書きした繰り返しパターン（オーバーライトパターン）は明瞭であり、このオーバーライトパターンのすぐ両側に存在する重ね書き前の繰り返しパターンは消去されずに残っており、いわゆる、イレースバンドは殆ど認められていない。このことから、本発明の磁気記録媒体は、トラックピッチを狭めて記録することが可能であり、高トラック密度に対応した記録媒体であることがわかる。
【００８０】
以上の結果から、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして平坦化し、平坦化された軟磁性層上にＰｄ−ＳｉＮのシード層を形成することにより、シード層上に、結晶粒子の境界すなわち結晶粒界は極めて明瞭な記録層を形成することができる。かかる明瞭な結晶粒界により、結晶粒子は、面内方向の磁気的結合力がより一層低減されるため、微小な記録ビットを形成することが可能となるとともに磁化遷移領域の直線性が高くなる。これにより高密度記録が可能になるとともに、高密度記録された情報を低ノイズで再生することが可能となる。
【００８１】
【実施例８】
この実施例では、軟磁性層の表面のプラズマエッチング処理として、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー４００Ｗ、エッチング時間１０秒間でプラズマエッチングした以外は、実施例５と同様にして磁気記録媒体を作製した。プラズマエッチング後の軟磁性層の表面粗さを実施例５と同様にＡＦＭにより測定したところ、０．４０ｎｍであった。また、実施例１と同様にスピンスタンドで記録再生試験を行なったところ、エッチング処理しないで作製した磁気記録媒体に比べてＳ／Ｎが０．５ｄＢ高くなっていた。
【００８２】
【実施例９】
この実施例では、軟磁性層の表面のプラズマエッチング処理として、Ａｒガス圧０．９Ｐａ、パワー６００Ｗ、エッチング時間３００秒間でプラズマエッチングした以外は、実施例５と同様にして磁気記録媒体を作製した。プラズマエッチング後の軟磁性層の表面粗さを実施例５と同様にＡＦＭにより測定したところ、０．２０ｎｍであった。また、実施例１と同様にスピンスタンドで記録再生試験を行なったところ、エッチング処理しないで作製した磁気記録媒体に比べてＳ／Ｎが２．０ｄＢ高くなっていた。上述の実施例７及び８の結果とあわせて考えると、軟磁性層の表面が平坦化されるほどＳ／Ｎが向上することがわかる。
【００８３】
【実施例１０】
図１２に、本発明に従う磁気ディスクの概略断面図を示す。磁気ディスク６００は、基板１上に、軟磁性材料から形成された軟磁性層６３、Ｆｅ酸化物からなるシード層６４、硬磁性材料から形成された記録層６５及び保護層６６を備える。本実施例の磁気記録媒体６００は、軟磁性層６３としてＦｅＴａＣ膜を用い、記録層６５としてＣｏとＰｄを交互に積層したＣｏ／Ｐｄ交互積層膜（人工格子膜）を用い、Ｆｅ酸化物からなるシード層６４を反応性スパッタ法により形成した場合である。磁気ディスク６００を以下のような方法により製造した。
【００８４】
［軟磁性層の成膜］
磁気ディスク用の基板１として２．５インチ（約６．２５ｃｍ）直径のガラス基板を用いた。このガラス基板１上に、軟磁性層６３としてＦｅＴａＣ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。ターゲットにはＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２組成の合金を用いた。膜厚は４００ｎｍとした。成膜後の膜に真空中でランプ加熱処理を施した。加熱温度は４５０℃とした。この加熱処理によって、ＦｅＴａＣ膜中にＦｅ微結晶が析出し、軟磁気特性が出現する。
【００８５】
［シード層の成膜］
次いで、軟磁性層６３の上にシード層６４を反応性スパッタ法により形成した。シード層６４の成膜では、Ａｒと酸素の混合ガス（Ａｒに対する酸素の流量比＝２０％）を導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタすることによって、膜厚５ｎｍでＦｅ酸化物を堆積させた。
【００８６】
［記録層の成膜］
つぎに、記録層６５としてＣｏ／Ｐｄ交互多層膜をＤＣスパッタ法により作製した。まず、シード層上にＰｄを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上にＣｏとＰｄを交互に堆積した。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜では、ＰｄターゲットとＣｏターゲットのシャッターを開閉することによって、０．１１ｎｍ厚のＣｏと０．７６ｎｍ厚のＰｄを交互に積層し、Ｃｏ層とＰｄ層の積層数は各２６層とした。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜時には基板加熱は行わなかった。
【００８７】
［保護層の成膜］
最後に保護層６６としてＣ（カーボン）膜をＲＦスパッタ法により膜厚８ｎｍにて形成して磁気ディスクとした。
【００８８】
【実施例１１】
この実施例では、シード層を高温酸化法により形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。以下に、高温酸化法によるシード層の形成方法を説明する。なお、シード層以外の層の成膜方法は、実施例１０と同様であるので、その説明については省略する。
【００８９】
実施例１０と同様に、ガラス基板上に、ＦｅＴａＣからなる軟磁性層を形成し、ランプ加熱処理を施した。加熱終了後、そのまま真空中で１分間保持し、その後、酸素ガスを流量２００ｓｃｃｍで３分間導入した。このようにＦｅＴａＣ膜が加熱処理の余熱でまだ高温状態にあるうちに酸素ガスに曝すことによってＦｅＴａＣ膜表面にＦｅ酸化物の膜、すなわちシード層を形成した。シード層の膜厚は５ｎｍとした。
【００９０】
かかるシード層上に記録層及び保護層を実施例１０と同様に形成することにより磁気ディスクを作製した。
【００９１】
【実施例１２】
この実施例では、軟磁性層をＣｏＺｒＴａ膜を用いて形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。軟磁性層の成膜では、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用い、ターゲットにはＣｏ８０Ｚｒ１２Ｔａ８組成の合金を用いた。層厚は４００ｎｍとした。軟磁性層以外の層の形成方法は実施例１０と同様である。
【００９２】
【実施例１３】
この実施例では、記録層としてＣｏとＰｔを交互に積層したＣｏ／Ｐｔ交互多層膜を用いた以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜にはＤＣスパッタ法を用い、シード層上に、まずＰｔを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上に０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８０ｎｍ厚のＰｔを交互に積層した。Ｐｔ層とＣｏ層の積層数はともに２３層とした。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜時の基板温度は２５０℃とした。記録層以外の層の形成方法は実施例１０と同様である。
【００９３】
【実施例１４】
この実施例では、シード層の膜厚を３０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９４】
【参考例１】
ここでは、シード層の膜厚を４０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９５】
【参考例２】
ここでは、シード層の膜厚を５０ｎｍとした以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９６】
【比較例４】
シード層を設けなかった以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９７】
【比較例５】
シード層を設けなかった以外は、実施例１２と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９８】
【比較例６】
シード層を設けなかった以外は、実施例１３と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００９９】
【比較例７】
軟磁性層を設けなかった以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１００】
［媒体の評価］
上記実施例１０〜１４、比較例４〜７及び参考例１、２の磁気ディスクの保護層上に潤滑剤を塗布した後、各磁気ディスクの記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価にはスピンスタンド式の記録再生装置を用いた。記録には１．６Ｔの飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用い、再生にはスピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。磁気ヘッドのギャップ長は０．１２μｍである。ヘッド面とディスク面との距離は２０ｎｍに保った。
【０１０１】
実施例、参考例及び比較例の磁気ディスクの評価結果を図１３の表に示す。ここでＬＦｏｐ／Ｎｄは、線記録密度１０ｋＦＣＩの信号を記録したとき再生出力ＬＦｏｐと、４００ｋＦＣＩを記録した時のノイズであるＮｄとの比であり、媒体のＳ／Ｎの指標とした。また、Ｄ５０は再生出力がＬＦｏｐの１／２に低下する線記録密度であり、記録分解能の指標とした。
【０１０２】
シード層を膜厚５ｎｍで反応性スパッタで形成した実施例１０、１２及び１３の磁気ディスクでは、高いＬＦｏｐ／Ｎｄと良好なＤ５０が得られていることがわかる。またシード層を高温酸化法によって形成した実施例１１の磁気ディスクにおいても優れたＬＦｏｐ／ＮｄとＤ５０が得られている。シード層の膜厚を３０ｎｍとした実施例１４の磁気ディスクにおいては、高いＬＦｏｐ／Ｎｄが得られているもののＤ５０の低下が見られた。これに対し、シード層を設けなかった比較例４〜７の磁気ディスクでは、Ｄ５０は若干高いものの、ＬＦｏｐ／Ｎｄが明らかに低い。特に軟磁性層を設けていない比較例７の磁気ディスクではＬＦｏｐ／Ｎｄが極端に低かった。参考例１及び２の磁気ディスクにおいては、ＬＦｏｐ／Ｎｄが２０ｄＢ以上で良好であったが、Ｄ５０が若干低下していた。これは、シード層を厚くしたことにより、磁気ヘッドと軟磁性層との距離が増したためであると考えられる。
【０１０３】
作製した磁気ディスクの構造と組成を、高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）およびオージェ電子分光法（ＡＥＳ）によって分析したところ、実施例１０〜１３および比較例７のそれぞれの磁気ディスクにおいて、軟磁性層上またはガラス基板の上に、Ｆｅと酸素を主成分とするＦｅ酸化物からなる層が約５ｎｍの厚さで形成されていることを確認した。また、実施例１４の磁気ディスクにおいて、Ｆｅ酸化物からなる層が約３０ｎｍの膜厚で形成されていることを確認した。
【０１０４】
つぎに、実施例１１の磁気ディスクを、実施例４と同様に図３に示す磁気ディスク装置に組み込んで記録再生特性を評価した。
【０１０５】
実施例１１で作製した磁気ディスクに面密度４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２に相当する信号（７００ｋＦＣＩ）を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３４ｄＢの値を得た。またエラー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。
【０１０６】
【実施例１５】
この実施例では、Ｆｅ酸化物及びＦｅ金属が含まれるようにシード層を形成した以外は、実施例１０と同様にして磁気ディスクを作製した。シード層の成膜には、反応性スパッタ法を用い、Ａｒガスに対して６％の流量比の酸素ガスを導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタした。かかるスパッタによりＦｅ酸化物とＦｅ金属とを含むシード層を膜厚５ｎｍにて形成した。
【０１０７】
【実施例１６】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を２．５％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１０８】
【実施例１７】
記録層としてＣｏとＰｔを交互に積層したＣｏ／Ｐｔ多層膜を用いた以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜にはＤＣスパッタ法を用い、シード層上に、まずＰｔを５ｎｍの厚さで堆積させ、その上に０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８０ｎｍ厚のＰｔを交互に積層した。Ｃｏ層とＰｔ層の積層数はともに２３層とした。Ｃｏ／Ｐｔ交互多層膜の成膜時の基板温度は２００℃とした。
【０１０９】
【実施例１８】
この実施例では、シード層を形成した後、シード層の表面をスパッタエッチングした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。シード層表面のエッチング処理として、実施例１０と同じ方法でシード層を形成した後、真空度が０．９Ｐａになる流量のＡｒガスを導入してシード層の表面をＲＦスパッタエッチングした。スパッタエッチング時間は３０秒とした。かかるスパッタエッチング後、実施例１５と同じ方法で記録層と保護層を形成して磁気ディスクを作製した。
【０１１０】
【実施例１９】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を８％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１１】
【実施例２０】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を１．５％とした以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１２】
【実施例２１】
この実施例では、シード層を膜厚３０ｎｍで形成した以外は、実施例１５と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１３】
【実施例２２】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を８％とした以外は、実施例１７と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１４】
【実施例２３】
この実施例では、シード層を反応性スパッタ法により形成する際に、Ａｒガスに対する酸素ガスの流量比を１．５％とした以外は、実施例１７と同様にして磁気ディスクを作製した。
【０１１５】
以上のようにして作製した磁気ディスクの保護層上に潤滑剤を塗布した後、各磁気ディスクの記録再生特性を上述の「媒体の評価」と同様の方法により評価した。図１４に、実施例１５〜２３のそれぞれの磁気ディスクの記録再生特性を示す。
【０１１６】
また、図１４には、シード層中に酸化物として存在するＦｅの原子数ＦｅＯｘｉと、金属として存在するＦｅの原子数ＦｅＭｅｔの原子数との比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）を示した。原子数比（ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ）は、作製した磁気ディスクのシード層の化学状態をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いた深さ方向分析により分析し、Ｆｅ酸化物とＦｅ金属からなるシード層のＦｅスペクトルを、酸化物由来のピークと金属由来のピークの２種類のピークに分離することにより求めた。
【０１１７】
実施例１５〜１９、２２及び２３の磁気ディスクでは、２１．５〜２７．１ｄＢの高いＬＦｏｐ／Ｎｄが得られている。特に、実施例１５〜１９の磁気ディスクは、ＬＦｏｐ／Ｎｄ及びＤ５０ともに良好であることがわかる。これら実施例１５〜１９の磁気ディスクのＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉの値は、０．０２＜ＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ＜０．２の範囲内にあった。シード層の表面をスパッタエッチングした実施例１８の磁気ディスクにおいては、ＬＦｏｐ／Ｎｄの値が２７．１と極めて高かった。また、シード層成膜時の酸素ガスを１．５％とした実施例２０と実施例２４の磁気ディスクは、ＬＦｏｐ／Ｎｄはそれぞれ１５．７ｄＢ、１４．８ｄＢと低くなっていた。実施例２０及び２４の磁気ディスクのシード層のＦｅＭｅｔ／ＦｅＯｘｉ値はそれぞれ０．２２、０．２１であった。すなわち、実施例２０及び２４の磁気ディスクは、他の実施例の磁気ディスクに比べてシード層中にＦｅ金属が多く含まれていた。このことから、シード層中にＦｅ金属を比較的多く含むために、シード層上に記録層を形成したときに、記録層を構成する白金族元素のＦｅ金属への吸着が増大し、微小な磁性粒子が形成されにくくなっていたものと考えられる。また、シード層の厚さを３０ｎｍとした実施例２２の磁気ディスクではＤ５０が１４４ｋＦＣＩと低くなっていた。これは、シード層の膜厚を厚くしたために磁気ヘッドと軟磁性層との間隔が厚くなり、磁気ヘッドからの磁界が記録層に十分な磁界強度で印加されなかったものと考えられる。
【０１１８】
つぎに、実施例１５の磁気ディスクを、実施例４と同様に、図３に示す磁気ディスク装置に組み込んで記録再生特性を評価した。実施例１５の磁気ディスクに面密度４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２に相当する信号（７００ｋＦＣＩ）を記録して磁気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３６ｄＢの値を得た。またエラー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。
【０１１９】
【実施例２４】
図１５に、本実施例の磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体７００は、基板１上に、軟磁性材料から形成された軟磁性層７３、Ｆｅ酸化物からなる第１シード層７４、Ｐｄ−ＳｉＮからなる第２シード層７５、硬磁性材料から形成された記録層７６及び保護層７７を備える。磁気記録媒体７００の製造方法を以下に説明する。
【０１２０】
［基板の準備］
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に連続スパッタ装置により、密着層７２として厚さ５ｎｍのＴｉを成膜した。
【０１２１】
［軟磁性層の成膜］
次いで、密着層７２上に、軟磁性層７３としてＦｅＴａＣ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。ターゲットにはＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２組成の合金を用いた。膜厚は４００ｎｍとした。更に、成膜されたＦｅ７９Ｔａ９Ｃ１２を真空中でカーボンヒーターにより４５０℃の温度で３０秒間加熱した後、徐冷した。こうしてＦｅの微結晶を含有する軟磁性層７３を形成した。
【０１２２】
［第１シード層の成膜］
次いで、軟磁性層７３の上に第１シード層７４を反応性スパッタ法により形成した。第１シード層７４の成膜では、Ａｒと酸素の混合ガス（Ａｒに対する酸素の流量比＝２０％）を導入しながらＦｅターゲットをＤＣスパッタすることによって、膜厚５ｎｍでＦｅ酸化物を堆積させた。
【０１２３】
［第２シード層の成膜］
次いで、基板１を交互スパッタ装置のチャンバーに移送し、第１シード層７４上に第２シード層７５を成膜した。第２シード層７５の成膜では、チャンバー内にアルゴンガスを導入しながら、ＰｄターゲットをＤＣスパッタし、ＳｉＮターゲットをＲＦスパッタした。これにより、第１シード層７４上に、７３ａｔ％のＰｄと、２６ａｔ％のＳｉと、１ａｔ％のＮからなる第２シード層７５を膜厚５ｎｍで成膜した。
【０１２４】
［記録層の成膜］
つぎに、記録層７６としてＣｏ／Ｐｄ交互多層膜をＤＣスパッタ法により作製した。Ｃｏ／Ｐｄ交互多層膜の成膜では、ＰｄターゲットとＣｏターゲットのシャッターを開閉することによって、０．１２ｎｍ厚のＣｏと０．８５ｎｍ厚のＰｄを交互に積層した。Ｃｏ層とＰｄ層の積層数は各２６層とした。
【０１２５】
［保護層及び潤滑層の成膜］
次いで、記録層７６上に、アモルファスカーボンからなる保護層７７をプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層７７の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層７７上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで塗布して潤滑層７８を形成した。
【０１２６】
こうして図１５に示す積層構造を有する磁気記録媒体７００を作製した。
【０１２７】
かかる磁気記録媒体７００を実施例４と同様に図３に示す磁気記憶装置に装着した。そして、磁気記憶装置を駆動して、実施例４と同様の条件で記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。更に、面記録密度１５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２の記録密度にて記録再生することができた。また、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。
【０１２８】
つぎに、磁気記録媒体７００について、前述の電磁変換特性の測定と同様の条件にてスピンスタンドの記録再生試験機を用いて電磁変換特性を測定した。測定結果を下記表３に示す。表３において、Ｓ／Ｎｄは５００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎであり、Ｒｅは孤立波出力で割った出力分解能である。また、熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。
【０１２９】
【表３】
表３からわかるように、本実施例においては良好なＳ／Ｎが得られている。また、分解能も１８％以上と極めて高い。このことから、本実施例の磁気ディスクは、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることがわかる。
【０１３１】
また、磁気ディスクの記録層の断面構造を、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、前述の実施例１〜３の磁気記録媒体と同様に図２に示すような構造を有していた。図２における円柱形状の結晶粒子の回転軸に対して垂直な断面の直径ｄは約８ｎｍであり、結晶粒子の表面の半球の最上部Ａと最下部Ｂの差ｈは２ｎｍであった。本実施例の磁気記録媒体の記録層は、かかる円柱形状の結晶粒子から構成されているために面内方向の磁気的結合力が低減され、微細な記録ビットが安定になり、磁化遷移領域の直線性がよくなると考えられる。
【０１３２】
また、上記表３の熱減磁率の結果からわかるように、本実施例の磁気記録媒体においては熱減磁が認められなかった。このように、本実施例の磁気記録媒体において熱減磁が認められなかったのは、記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高くなっていることに起因すると考えられる。また、オントラックで１０００ｋＢＰＩにてエラーレートを測定したところ、本実施例の磁気記録媒体はいずれも１×１０−５以下であった。
【０１３３】
【実施例２５】
この実施例では、図１５に示す磁気記録媒体と同様の積層構造を有する磁気記録媒体を作製した。第１シード層７４として、実施例１８で用いたＦｅ酸化物とＦｅ金属を含むシード層を用い、第２シード層７５として、実施例１で用いたＰｄＳｉＮから構成されたシード層を用いた。基板１上の軟磁性層７３と第１シード層７４は実施例１８と同様の方法を用いて形成した。第２シード層７５、記録層７６、保護層７７及び潤滑層７８は、実施例１と同様の方法を用いて形成した。本実施例では、第２シード層を種々の組成に変更して７種類の磁気記録媒体（試料１５〜２１）を作製した。それぞれの磁気記録媒体の第２シード層の組成を下記表４に示した。作製したそれぞれの磁気記録媒体について、前述の電磁変換特性の測定と同様にスピンスタンドの記録再生試験機を用いて、Ｓ／Ｎｄ、Ｒｅ及び熱減磁率を測定した。下記表４に測定結果を示した。
【０１３４】
【表４】
上記表からわかるように、全てに試料において１４．７ｄＢ以上の良好なＳ／Ｎｄが得られた。またＲｅも１９％以上と極めて高かった。すなわち、本実施例の磁気記録媒体は高分解能と高Ｓ／Ｎが実現されていることがわかる。また熱減磁も認められなかったことから、熱的安定性に優れていることがわかる。
【０１３６】
以上、本発明の磁気記録媒体について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変形例及び改良例を含み得る。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、Ｆｅ酸化物を含む第１シード層を、Ｐｄ及びＰｔの一方と、ＳｉとＮとを含む第２シード層の下地として用いているので、第２シード層のＰｄまたはＰｔのＳｉＮ中の分散が促進されている。更に、ＰｄまたはＰｔの分散が促進された第２シード層上に記録層を備えるので、記録層には粒界の明瞭な微細な結晶粒子が形成される。このため記録層の面内方向の磁気的結合力が低減されるので、線記録密度を高めても低ノイズで情報を再生することができる。
【０１３８】
また、本発明の磁気記録媒体は、人工格子構造を有する記録層の下地として、Ｐｄ及びＰｔの一方と、ＳｉとＮとを含むシード層を用いているので、記録層の面内方向の磁気的結合力を低減することができる。これにより、記録層の磁化遷移領域の乱れが低減するため、線記録密度を高めても低ノイズで情報を再生することができる。また。磁気異方性の高い人工格子膜を記録層として用いているため、高い熱安定性を有している。
【０１３９】
さらに、本発明の磁気記録媒体は、Ｆｅ酸化物を主成分とするシード層を、軟磁性材料からなる軟磁性層と硬磁性材料からなる記録層との間に備えるので、例えば、記録層として高い磁気異方性を有するＣｏ／Ｐｔ人工格子膜を用いた場合であっても、記録層の磁性粒子を微小化することができ、記録層に微小な磁区を形成することが可能である。このため、媒体ノイズが低減され、高Ｓ／Ｎで情報を再生することができる。また、高い磁気異方性を有する人工格子膜を用いて記録層を形成することができるので、熱擾乱に対して高い耐性を有し、高密度に情報を記録することができる。
【０１４０】
本発明の製造方法によれば、面内方向の磁気的交換結合力が低減された記録層を備える磁気記録媒体を製造することができるので、高密度記録された情報を低ノイズで再生可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【０１４１】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の磁気記録媒体を備えるため、１５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２（約２３．２５Ｇｂ／ｃｍ２）の高い面記録密度で情報を記録しても高Ｓ／Ｎで情報を再生することができるとともに、高い耐熱減磁特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】図２は、磁気記録媒体の記録層の断面構造を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明に従う磁気記憶装置の平面模式図である。
【図４】図４は、実施例１で製造した磁気記録媒体の電磁変換特性の測定結果である。
【図５】図５は、実施例７で製造した磁気記録媒体の概略断面図である。
【図６】図６は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の外部磁界に対するカー回転角曲線である。
【図７】図７は、磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像を示し、図７（ａ）は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像であり、図７（ｂ）は、軟磁性層の表面のプラズマエッチングを行なわずに作製した磁気記録媒体の記録層のＴＥＭによる観察像である。
【図８】図８は、磁気記録媒体の記録層の結晶粒子の直径と粒子数のヒストグラムであり、図８（ａ）は、軟磁性層の表面をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の場合であり、図８（ｂ）は軟磁性層の表面のプラズマエッチングを行なわずに作製した磁気記録媒体の場合である。
【図９】図９は、ＡＦＭによる観察像を示し、図９（ａ）は、プラズマエッチングする前の軟磁性層表面のＡＦＭによる観察像であり、図９（ｂ）は、プラズマエッチングした後の軟磁性層表面のＡＦＭによる観察像である。
【図１０】図１０は、軟磁性層をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層に記録した繰り返しパターンのＭＦＭによる観察像である。
【図１１】図１１は、軟磁性層をプラズマエッチングして作製した磁気記録媒体の記録層に互いに異なる線記録密度で繰り返しパターンを重ね書きしたときのＭＦＭによる観察像である。
【図１２】図１２は、実施例１０で作製した本発明に従う磁気ディスクの断面構造を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施例１０〜１４及び比較例４〜７の磁気ディスクの記録再生特性の結果を示す表である。
【図１４】図１４は、実施例１５〜２３の磁気ディスクの記録再生特性の結果を示す表である。
【図１５】図１５は、実施例２４で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 密着層
３，５３，６３，７３ 軟磁性層
４，５４，６４ シード層
５，５５，６５，７６ 記録層
６，５６，６６，７７ 保護層
７，５７，７８ 潤滑層
１０ 磁気ヘッド
７４ 第１シード層
７５ 第２シード層
１００，５００，６００，７００ 磁気記録媒体
２００ 磁気記憶装置
Claims (9)
- 磁気記録媒体であって、
基板と；
該基板上に直接または間接的に形成された、Ｆｅ酸化物及び金属として存在するＦｅを含むシード層と；
該シード層上に直接形成された、Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素層とＣｏ層とを交互に積層して形成された記録層と；を備え、
上記シード層中に金属として存在するＦｅの原子数をＦｅ Ｍｅｔ とし、酸化物として存在するＦｅの原子数をＦｅ Ｏｘｉ とするとき、それらの原子数比Ｆｅ Ｍｅｔ ／Ｆｅ Ｏｘｉ が、
０．０２＜（Ｆｅ Ｍｅｔ ／Ｆｅ Ｏｘｉ ）＜０．２
の関係を満たすことを特徴とする磁気記録媒体。 - 上記記録層が人工格子構造で垂直磁化を示し、上記基板と上記シード層との間に軟磁性層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 上記シード層の厚さが３０ｎｍ以下である請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 上記軟磁性層は、Ｆｅ中に、Ｔａ、Ｎｂ及びＺｒからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素の窒化物または炭化物を分散させてなる構造を有する請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 上記軟磁性層は、Ｃｏ−Ｚｒを主体とし、これにＴａ、Ｎｂ及びＴｉからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含む非晶質合金から形成されている請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 磁気記録媒体の製造方法であって、
基板を用意する工程と；
上記基板上に軟磁性層を形成する工程と；
上記軟磁性層上に、Ｆｅ酸化物を含むシード層を、酸素を含むスパッタガスを用いてＦｅを含むターゲットを反応性スパッタすることにより形成する工程と；
上記シード層上に直接Ｐｄ及びＰｔの少なくとも一方の白金族元素とＣｏとを交互に供給して成膜することにより記録層を形成する工程と；を含み、
上記スパッタガス中の酸素の量を制御して、上記シード層中に金属として存在するＦｅを含有させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 更に、上記シード層の表面をスパッタエッチングすることを含む請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 上記軟磁性層はＦｅを含み、
Ｆｅを含む軟磁性層を形成した後、該軟磁性層の表面を高温で酸化させることによって上記シード層を形成することを含む請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項１の磁気記録媒体と；
情報を記録または再生するための磁気ヘッドと；
上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して駆動するための駆動装置と；を備える磁気記憶装置。
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