JP4197720B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は磁気記憶装置に用いられる磁気記録媒体に関する。特に、ノイズ低減を図ると共に、耐熱揺らぎ性（耐擾乱性）も備えている高密度記録が可能な磁気記録媒体に関する。

情報処理技術の発達に伴い、コンピュータの外部記憶装置として採用される磁気記憶装
置に対しては、高密度化の要求が年々高まっている。この要求を満たすため磁気記録媒体に求められる重要な特性の１つとして磁気記録媒体の高Ｓ／Ｎｍ（出力対媒体ノイズ比）化がある。

一般的な面内記録型の磁気記録媒体での再生波形のパルス幅Ｐｗ５０は、その静磁気特性である保磁力Ｈｃ、残留磁化Ｂｒ、磁性層膜厚ｔとの間に、
ａ∝（t×Ｂｒ／Ｈｃ）^１／２
Ｐｗ５０＝（２（ａ＋ｄ）^２＋（ａ／２）^２）^１／２
の関係があることが知られている。ここで、ｄは磁気スペーシングを表している。

上記パルス幅Ｐｗ５０は、狭いほど記録再生信号の分解能が向上する。よって、より高密度な記録媒体とするには、磁性層膜厚ｔがより薄く、より高い保磁力Ｈｃを有するような磁気記録媒体を設計することが望ましい。

また、媒体ノイズの低減のためには、磁性層を形成する磁性粒子の微細化、及び磁性粒子間での磁気的相互作用を弱めることが必要であることが知られている。磁性粒子を微細化する方法としては、例えばＣｏＣｒ合金の磁性層にＴａ、Ｎｂ、Ｂ、Ｐ等を添加する方法が提案されている。

また、高い保磁力Ｈｃを有する磁性層を得るために、例えばＣｏＣｒ合金の磁性層にＰｔを添加することが有効であることが知られている。

またさらに、磁性層内の磁性粒子の磁気的相互作用を弱めるには、ＣｏＣｒ合金の磁性層に多量のＣｒ量を添加することが有効であるとの報告もある。その一方で、Ｃｏ系合金に上記のように非磁性材料を多量に添加すると、Ｃｏ系合金の磁化容易軸であるｈｃｐ−Ｃ軸の面内配向性が劣化するという問題が生じることも知られている。

そして、上記面内配向性の劣化を抑制するには、磁性層より高い面内配向性を有するＣｏ系合金で形成した中間層を、上記磁性層と下地層との間に配設することが有効であるとの報告（例えば、非特許文献１)がある。

また、中間層として形成するＣｏＣｒ合金にＰｔ等の金属を添加し、保磁力を改善することについて、例えば特許文献１等に関連の技術が開示されている。
特開２０００−２５１２３７号公報 S．Ohkijima et al， Digests of IEEE-Inter-Mag., AB-03, 1997

しかしながら、従来の磁気記録媒体は以下のように、第１及び第２の問題を有している。

まず、第１の問題は上記中間層に関する。上記中間層に含有される非磁性材料の成分が少ないほど磁性層の面内配向性が良好で、非磁性材料の添加量が多くなるほど面内配向性が劣化する傾向がある。よって、磁性層の良好な面内配向性を得る為には、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｐｔ等の添加量を抑制したＣｏ系合金材料を用いて中間層を形成することが好ましいと言える。

しかしながら、このように非磁性材料の添加を抑制した場合には、中間層の飽和磁束密度Ｂｓが大きくなってしまい、中間層と磁性層との膜界面での交換結合が強くなる。さらに、前述したように磁性層の膜厚ｔを相対的に薄く形成しなければならない。これらを理由として、磁気記録媒体の異方性磁界Ｈｋが低下する。この異方性磁界Ｈｋの低下は、磁気記録媒体の耐熱揺らぎ性を劣化させるので好ましくない。また、中間層の高飽和磁束密度Ｂｓ化は、磁性粒子間の磁気的相互作用の増大をもたらし遷移領域での媒体ノイズを増大させるという問題も招来してしまう。

次に、第２の問題は上記磁性層に関する。前述したように磁気記録媒体のノイズを低減させるには、磁性層の結晶粒を微細化させることが有効な手法である。しかしながら、結晶粒の微細化に伴い１ビット当たりの記録磁化の体積が減少するので、熱揺らぎ（熱擾乱）による記録破壊の問題が生じる。この熱揺らぎを抑制するには、前述したように磁性層のＰｔ含有量を増加させ、異方性磁界Ｈｋを向上させることが熱揺らぎの抑制に有効である。しかし、Ｐｔ組成量の増加は、結晶粒間相互作用の増加により、媒体ノイズを増幅するという結果を招来する。

磁気記録媒体における孤立波信号と媒体ノイズ比（Ｓｉｓｏ／Ｎｍ）は、Ｃｒ濃度を増加させることにより、所望レベルにまで向上させることができる。よって、仮にＣｒ含有量を減らし、Ｐｔの含有量を増して異方性磁界Ｈｋを向上させようとした場合には、十分な低ノイズ特性が得られないことになる。

ところで、図１はＣｏ_βＣｒ_αＰｔ_８Ｂ_３（α＝２０〜２５ａｔ％、β＝１００−（８＋３＋α）)の組成を有する磁性層の保磁力ＨｃとＣｒ含有量との関係の一例を示した図である。図１から磁性層の保磁力Ｈｃが磁性層のＣｒ含有量に依存性を有することが確認できる。

上記のようにＣｒの含有量を増加させると媒体ノイズを低減させることができるが、図１から保磁力Ｈｃが低下してしまうことが分かる。保磁力Ｈｃの低下は異方性磁界Ｈｋの低下に起因し、磁気記録媒体の耐熱揺らぎ性も劣化してしまうことを意味する。この様なことから、従来の技術では磁気記録媒体の低ノイズ性と耐熱揺らぎ性の向上との両立は実現困難であるとされていた。

したがって、本発明の目的は、第１に下地層と磁性層との間に設けられる中間層に特徴を有して低ノイズ性と共に耐熱揺らぎ性の向上も実現した磁気記録媒体を提供することであり、また第２に磁性層に特徴を有して低ノイズ性と共に耐熱揺らぎ性の向上も実現した磁気記録媒体を提供することである。

また、上記目的は、基板と該基板上に下地層を介して、少なくとも１層のコバルト系合金材料からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、
前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ合金にＡｇを含有し、該磁性層の組成比が、
Ｃｏ_{（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）}Ｃｒ_ａＰｔ_ｂＢ_ｃＡｇ_ｄ
（２１≦ａ＋ｃ≦３０ａｔ％、６≦ｂ≦２０ａｔ％、１≦ｄ≦９ａｔ％)
の範囲にある構成とすることにより達成することができる。

この発明により、ノイズ低減が図られると共に、低いｔＢｒでも耐熱揺らぎ性が向上した、高密度記録が可能な磁気記録媒体を提供できる。

なお、前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ及びＣｏＣｒＰｔＢＡｇの磁性材料を組合せ、２層以上の複合磁性層として形成してもよい。

また、前記磁性層の膜厚ｔと残留磁束密度Ｂｒの積ｔＢｒが、２．０〜１０．０ｎＴｍに設定さていることが好ましい。

前記下地層と前記磁性層との間に、コバルト系合金よりなる中間層を備えた構成を採用することがより好ましい。

本発明によれば、ノイズ低減を図ると共に低いｔＢｒで耐熱揺らぎ性の向上も実現した高密度記録が可能な磁気記録媒体を提供できる。

以下、図面に基づいて本発明の第１実施例から第３実施例を説明する。第１及び第２実施例は下地層と磁性層との間に積層型の中間層を有する磁気記録媒体に関するものである。また、第３実施例はＡｇを含有する磁性層を含む磁気記録媒体に関するものである。

図２は本発明の第１実施例に係る磁気記録媒体１０の積層構成を示した図である。図２に示した磁気記録媒体１０の基板１１としては、非磁性のＡｌ基板の表面に無電解メッキによりＮｉＰ膜をコートし、テクスチャ処理を施したものを用いることができる。この基板１１上に、下からＣｒ及びＣｒＭｏによる２層の下地層１２，１３、Ｃｏ（Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ)による第１中間層１４、ＣｏＣｒによる第２中間層１５、ＣｏＣｒＰｔＢによる磁性層１６、及びＣ（炭素）系保護膜１７を順次積層して磁気記録媒体１０とする。

なお、上記で第１中間層１４についてＣｏ（Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ)の表示は、第１中間層１４がＣｒ、Ｐｔ、Ｔａ及びＢの群から選択される少なくとも１つを含んだＣｏ系合金で形成されることを示している。

また、図３は、本発明によらない比較例の磁気記録媒体１００の積層構成を示した図である。この磁気記録媒体１００は、上記磁気記録媒体１０の基板１１と同様に形成される基板１０１上に、下からＣｒ及びＣｒＭｏによる２層の下地層１０２，１０３、ＣｏＣｒＴａによる中間層１０４、ＣｏＣｒＰｔＢによる磁性層１０５、及びＣ系保護膜１０７が順次積層された構造を有する。

上記２つの磁気記録媒体では、本実施例の磁気記録媒体１０が第１中間層１４及び第２中間層１５による２層（複数）に積層した中間層を有するのに対して、比較例の磁気記録媒体１００の場合には中間層１０４のみの単層である点が異なる。

ここで、図２に示した磁気記録媒体１０の製造例を説明する。磁気記録媒体１０はスパッタリング法を用いて各層を順次成膜することにより製造できる。例えば下地層１２、１３の成膜前にスパッタ室内を１．０×１０^−５Ｐａ以下に排気し、基板温度を約２１０℃に加熱する。その後、Ａｒガスを導入してスパッタ室内を０．６７Ｐａ程度に保持し、第１下地層１２としてＣｒを５ｎｍ、第２下地層１３としてＣｒＭｏを２ｎｍ、第１中間層１４としてＣｏＣｒＴａを２ｎｍ、第２中間層１５としてＣｏＣｒを３ｎｍ、磁性層１６としてＣｏＣｒＰｔＢを１５ｎｍ、Ｃ系保護膜１７を５ｎｍの順で、上記ＮｉＰ−Ａｌ基板１１上に成膜することにより磁気記録媒体１０を得る。

なお、上記比較例の磁気記録媒体１００についても、単層の中間層１０４を形成する以外は同様に製造できる。

以下さらに、比較例の磁気記録媒体１００を参照しながら、本実施例の磁気記録媒体１０の好ましい構成について説明する。ただし、ここでの本磁気記録媒体１０は、特に説明を加えた場合を除いて、第１中間層１４はＣｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２（数値はａｔ％、以下同様）の組成を有し、第２中間層１５はＣｏ_５８Ｃｒ_４２の組成を有している例である。また、磁気記録媒体１００の単層中間層１０４はＣｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２の組成を有している。

図４は、磁気記録媒体１０の磁性層１６の保磁力Ｈｃと中間層の膜厚との関係を示した図である。この図４には、磁性層１６の保磁力Ｈｃが中間層膜厚への依存性を有することが示されている。

なお、ここでは磁気記録媒体１０については、第２中間層（Ｃｏ_５８Ｃｒ_４２）の膜厚を３ｎｍとし、第１中間層（Ｃｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２）の膜厚を変更した場合の磁性層１６の保磁力Ｈｃを測定している。比較例の磁気記録媒体１００では、単層中間層１０４（Ｃｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２）の膜厚を変更した場合の磁性層１０５の保磁力Ｈｃを測定している。

また、いずれの磁気記録媒体においても、磁性層の膜厚ｔと残留磁束密度の積ｔＢｒ（以下、単にｔＢｒとする）を５．０ｎＴｍに調整している。

図４で、単層中間層１０４を有する比較例の磁気記録媒体１００は、単層中間層１０４の膜厚が１ｎｍ以上になると急激に保磁力Ｈｃが低下する。

一方、本実施例による２層の中間層１４，１５を備えた磁気記録媒体１０では、第１中間層（Ｃｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２）を１ｎｍ以上で形成することにより、保磁力Ｈｃが顕著に改善されることが確認できる。

なお、磁気記録媒体１０の第１中間層（Ｃｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２）、第２中間層（Ｃｏ_５８Ｃｒ_４２）の各々について、膜厚を１５ｎｍとし、室温でＶＳＭ測定した場合の飽和磁束密度Ｂｓはそれぞれ、０．６Ｔ、ほぼ０Ｔであった。

図５は、磁気記録媒体１０の磁性層１６の異方性磁界Ｈｋと第１中間層の膜厚との関係を示した図である。この図５により、磁性層１６の異方性磁界Ｈｋが、第１中間層の膜厚に対して依存性を有することが示されている。

ここでは、ＤＣ−ｅｒａｓｅ法により測定したＤｙｎａｍｉｃ−Ｈｃ値から求めた異方性磁界Ｈｋに関し、第１中間層（Ｃｏ_８０Ｃｒ_１８Ｔａ_２）１４膜厚への依存性を示している。磁気記録媒体１０の第１中間層１４を１ｎｍ以上に形成すると異方性磁界Ｈｋが顕著に改善されることが確認できる。

図６は、本実施例による磁気記録媒体１０及び比較例の磁気記録媒体１００の各磁性層に関し、３５０ｋＦＣＩの記録信号出力への経時変化について示した図である。磁気記録媒体１０は出力の経時変化が小さく、耐熱揺らぎ性の高いことが確認できる。

本実施例による磁気記録媒体１０の場合には、磁性層１６を７．０ｎＴｍ以下の低ｔＢｒ状態に形成しても実用上障害の発生しない耐熱揺らぎ性を確保できる。これは、中間層を複数形成したことにより異方性磁界Ｈｋが改善された為と解することができる。

図７は、磁気記録媒体１０の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと第１中間層１４の膜厚との関係を示した図である。この図７により、磁気記録媒体１０による孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍが、第１中間層１４の膜厚への依存性を有することが確認できる。図７から第１中間層１４の膜厚を１〜５ｎｍの範囲とすることで、例えば所望のＳｉｓｏ／Ｎｍ＝２５ｄＢ以上を確保できる。

図８は、磁気記録媒体１０の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと第２中間層１５の膜厚との関係を示した図である。第１中間層１４の膜厚は１ｎｍとしている。また、比較のため、図３に示した本発明によらない磁気記録媒体１００の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと中間層１０４との関係も図８に示している。

この図８によると、孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍが第２中間層１５の膜厚に依存性を有し、第２中間層１５の膜厚を１〜５ｎｍとすることにより、所望のＳｉｓｏ／Ｎｍ＝２５ｄＢ以上を確保できるようになる。

図９は、磁気記録媒体１０を２００ｋＦＣＩの信号で記録再生を行った場合のＳ／Ｎｍと、第１中間層１４の飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。第１中間層１４の飽和磁束密度Ｂｓは、第１中間層１４の材料組成を変更することで変化させることができる。

この図９により、磁気記録媒体１０を２００ｋＦＣＩの信号で記録再生を行った場合のＳ／Ｎｍが、第１中間層１４の飽和磁束密度Ｂｓへ依存性を有することが確認できる。ここで、各第１中間層材の飽和磁束密度Ｂｓ値は、Ｃｒ下地層上に各中間層材を単層で１５ｎｍ形成したサンプルについて室温でのＶＳＭ測定により求めた。

図９より、磁気記録媒体１０の第１中間層１４に用いる材料の飽和磁束密度Ｂｓは０．６Ｔ程度で最良のＳ／Ｎｍが得られることが確認できる。例えば、所望の２１ｄＢを確保するには、第１中間層材の飽和磁束密度Ｂｓを０．４〜０．９Ｔとすることが好ましい。

また、例えばＣｏ−Ｃｒの２元合金を第１中間層１４に用いる場合には、Ｃｒ含有量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図１０から、飽和磁束密度Ｂｓを０．４〜０．９ＴとするにはＣｒ組成比（含有量）が７〜２８ａｔ％の範囲となるように調整すれば良いことが分かる。

そして、本実施例の磁気記録媒体１０では、第１中間層１４より上の第２中間層１５は、第１中間層１４と磁性層１６との強磁性相互作用（交換相互作用）を弱める役割を果たしている。よって、第２中間層を構成する材料は、第１中間層の材料の飽和磁束密度Ｂｓよりも低く設定することが望ましい。第２中間層の飽和磁束密度Ｂｓを０〜０．４Ｔとすることにより、良好な面内配向性と高い異方性磁界Ｈｋを備え、耐熱揺らぎ性の高い、高Ｓ／Ｎｍの磁気記録媒媒体１０を作製することができる。

例えば、Ｃｏ−Ｃｒの２元合金を第２中間層に用いる場合には、飽和磁束密度Ｂｓを０〜０．４ＴとするにはＣｒ組成比を２９〜４５ａｔ％とすれば良いことが、前記図１０より確認できる。

本第１実施例の磁気記録媒体１０は、２つの中間層１４、１５を設けた例であるが、中間層を３層以上設けた場合も同様であり、第１中間層より上層に形成する中間層の材料は第１中間層の材料の飽和磁束密度Ｂｓよりも低く設定することが望ましい。第２中間層を含みこれより上層に形成する中間層材の飽和磁束密度Ｂｓを０〜０．４Ｔとすることにより、中間層を３層以上設けた場合でも同様に良好な面内配向性と高い異方性磁界Ｈｋを備え、耐熱揺らぎ性の高い、高Ｓ／Ｎｍの磁気記録媒媒体を作製することができる。

図１１は、磁気記録媒体１０の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと磁性層１６中のＣｒ含有量との関係を示した図である。この図１１により、磁気記録媒体１０のＳｉｓｏ／Ｎｍが、磁性層１６中のＣｒ含有量に対して依存性を有することが確認できる。

図１１から、磁性層１６中のＣｒ含有量を増加させると磁気記録媒体１０のノイズが低減されることが確認できる。例えば所望の２５ｄＢを確保するために、磁性層１６中のＣｒ含有量を１７ａｔ％以上とすることが好ましいことが確認できる。

また、図１２は磁性層１６の飽和磁束密度Ｂｓと磁性層１６中のＣｒ含有量との関係を示した図である。図１２により、飽和磁束密度ＢｓのＣｒ含有量に対する依存性が認められ、磁性層１６中のＣｒを過剰に添加すると飽和磁束密度Ｂｓが低下することが確認できる。図１２から、磁性層１６として実用上必要な飽和磁束密度Ｂｓ値として０．２５Ｔ以上を確保するにはＣｒ含有量を２７ａｔ％以下にする必要がある。

よって、図１１及び図１２から、磁性層１６中の好ましいＣｒ組成比は、１７≦Ｃｒ≦２７ａｔ％であり、より好ましくは２０≦Ｃｒ≦２６ａｔ％である。

図１３は、磁性層１６の保磁力Ｈｃと磁性層１６中のＰｔ含有量との関係を示した図である。なお、ここでの磁性層１６の構成は、Ｃｏ_αＣｒ_２４Ｐｔ_βＢ_６であり、α＝（１００−（２４＋６＋β））（ａｔ％）である。図１３より、磁性層１６の保磁力ＨｃがＰｔ含有量に対して依存性を有することが確認できる。この保磁力ＨｃはＰｔ（１２ａｔ％）まで単調に増加する。

この図１３から、磁性層１６として例えば所望の保磁力Ｈｃ＝２０００（×４／πｋＡ／ｍ）以上を確保するには、Ｐｔ含有量を６ａｔ％以上とするのが望ましいことが分かる。また、ＣｏＰｔによる２元合金（バルク）の相図より、εＣｏ（ｈｃｐ）相の得られるのはＰｔ≦２０ａｔ％の範囲であるため、磁性層１６に関して強磁性で高い保磁力Ｈｃが得られるＰｔ含有範囲は６≦Ｐｔ≦２０ａｔ％となる。

さらに、図１４は、磁性層１６の保磁力Ｈｃと磁性層１６中のＢ含有量との関係を示した図である。この図１４により、Ｂ含有量を概ね１≦Ｂ≦７ａｔ％とすることで、磁性層１６が所望の保磁力Ｈｃ２０００（×４／πｋＡ／ｍ）を維持できることが分かる。

ところで、比較的高いＰｔ濃度（６≦Ｐｔ≦２０ａｔ％）となる磁性層の格子と下地層Ｃｒ格子とのミスフィットを抑制することが好ましい。そのために、本実施例の磁気記録媒体１０の下地層では、クロムを主成分とし、これにモリブデン、タンタル、チタン、タングステン及びバナジウムからなる群から選択された少なくとも１つを、１ａｔ％以上で添加して形成することが望ましい。これにより、面内配向性がより良好な磁気記録媒体１０を作成できる。

さらに、本実施例の磁気記録媒体１０のように、ＴＥＸ基板１１上に下地層を２層形成して第１下地層Ｃｒ、第２下地層ＣｒＭｏとした場合には、面内配向性のみならず、Ｏ．Ｒ．（周方向での保磁力Ｈｃ／半径方向での保磁力Ｈｃ）も改善した磁気記録媒体とすることができる。この点について、図１５を示す。

図１５は、Ｃｒ単層の下地層を有する磁気記録媒体及びＣｒ_８０Ｍｏ_２０単層の下地層を有する磁気記録媒体に対して、本実施例の磁気記録媒体１０のようにＣｒ_８０Ｍｏ_２０（４ｎｍ）／Ｃｒによる２層で下地層を形成した場合のＯ．Ｒ．のトータル下地層の膜厚に対する依存性を示した図である。Ｃｒ_８０Ｍｏ_２０単層時の場合と比較して、Ｃｒ_８０Ｍｏ_２０／Ｃｒによる２層の下地層ではＯ．Ｒ．が改善されることがわかる。Ｂｏｔ：Ｃｒ／Ｔｏｐ：ＣｒＭｏによる２層の下地層を有する磁気記録媒体は、面内配向性も良好であることを膜垂直方向と面内方向での保磁力Ｈｃ測定により確認できる。

上記Ｏ．Ｒ．は周／径方向での下地格子の歪方が異なることに起因し発現すると考えられる。実際、ＣｒＭｏ等に比較して、Ｃｒの方が周／径での格子歪が大きく、それに起因して図１５に示す様にＣｒ下地で高いＯ．Ｒ．が得られると考えられる。本実施例に係る磁気記録媒体１０では、純Ｃｒを形成した場合に得られる高Ｏ．Ｒ．性と、ＣｒＭｏを形成した場合の高面内配向性を両立させるため、Ｂｏｔ：Ｃｒ／Ｔｏｐ：ＣｒＭｏの２層下地を形成した。また、成膜開始時温度を１７０〜３００℃にすることにより高いＳ／Ｎｍの得られることが確認されている。

つぎに、本発明の第２実施例を説明する。本第２実施例は第１実施例に関連した複数の中間層を有する磁気記録媒体である。前記第１実施例の第２中間層はＣｏＣｒであったが、本実施例の第２中間層はＣｏＣｒ−Ｍである。このＭはＭｎ、Ｒｅ及びＭｏから選択された少なくとも１つので元素である。本実施例の磁気記録媒体は、図２に示した第１実施例の磁気記録媒体と類似の構成を有している。よって、本実施例の磁気記録媒体３０に関しては、図２の磁気記録媒体と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略し、は異なる部分を中心に説明する。

図１６は第２実施例に係る磁気記録媒体３０の積層構成を示した図である。磁気記録媒体３０は、無電解メッキＮｉＰ膜がコートされたＡｌ基板１１の表面にテクスチャ処理を施した後、Ｃｒ下地層１２、ＣｒＭｏ下地層１３、ＣｏＣｒＴａの第１中間層１４、ＣｏＣｒＭｎの第２中間層３５、ＣｏＣｒＰｔＢの磁性層１６、Ｃ系保護膜１７を順次積層した構造である。

本実施例の磁気記録媒体３０もスパッタリング法を用いて各層を順次成膜することにより製造できる。例えばＣｒの下地層１２の成膜前にスパッタ室内を１．０×１０^−５Ｐａ以下に排気し、基板温度を２１０℃に加熱し、Ａｒガスを導入してスパッタ室内を０．６７Ｐａに保持し、Ｃｒ(５ｎｍ)、ＣｒＭｏ(２ｎｍ)、ＣｏＣｒＴａ(２ｎｍ)、ＣｏＣｒＭｎ(２ｎｍ)、ＣｏＣｒＰｔＢ系磁性層（１５ｎｍ）、Ｃ系保護膜(５ｎｍ)の順に非磁性ＮｉＰ−Ａｌ基板上に形成して得ることができる。

図１７は、磁気記録媒体３０の第２中間層３５としてＣｏＣｒ_２５Ｍｎ_５を２ｎｍの厚さで形成した場合で、第１中間層１４をＣｏＣｒ_１８Ｔａ_２とし、この第１中間層１４の膜厚に対する孤立波Ｓ／Ｎ(Ｓｉｓｏ／Ｎｍ)の依存性を示した図である。図１７からＣｏＣｒＴａの第１中間層１４を１〜５ｎｍの範囲で形成することによりＳｉ／Ｎｍが改善され所望の２５ｄＢ以上の値を得られことが確認できる。

なお、図１７で横軸をゼロ、すなわちＣｏＣｒＴａの第１中間層１４が存在しない状態では、Ｓｉｓｏ／Ｎｍが著しく低下してしまうことも確認できる。この場合、前記第２中間層３５が単層で形成された従来の構造となる。

図１８は、図１７の場合とは逆に、ＣｏＣｒ_１８Ｔａ_２の第１中間層１４の膜厚を１ｎｍに固定し、ＣｏＣｒ_２５Ｍｎ_５の第２中間層３５の膜厚を変更した場合でのトータルＳ／Ｎｔの膜厚依存性を示した図である。図１８からＣｏＣｒ_２５Ｍｎ_５の第２中間層３５を１〜５ｎｍの範囲で形成することにより、Ｓ／Ｎｔが改善され所望の１７．０ｄＢ以上の値が得られることが確認できる。

なお、図１８で横軸をゼロ、すなわちＣｏＣｒＭｎの第２中間層３５が存在しない状態では、Ｓ／Ｎｔが著しく低下してしまうことも確認できる。この場合、前記第１中間層１４が単層で形成された従来の構造となる。

図１９は、本実施例の第１中間層１４の材料を変化させた場合の２００ｋＦＣＩの信号で記録再生を行った場合のＳ／Ｎｍと、第１中間層１４の飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。この図１９で確認できる関係は、第１実施例の場合について示した図９とほぼ同様となった。なお、本実施例の場合も各中間層材のＢｓ値は、Ｃｒ下地層上に各中間層材を単層で１５ｎｍ形成したサンプルについて室温でのＶＳＭ測定により求めた。第１中間層１４の材料のＢｓが０．６Ｔ程度で最良のＳ／Ｎｍが得られることが確認できる。所望の２１ｄＢを確保するには、第１中間層１４の磁性材料のＢｓを０．４〜０．９Ｔとすることが好ましいことが確認できる。

例えば、Ｃｏ−Ｃｒの２元合金を第１中間層１４に用いる場合にＢｓを０．４〜０．９ＴとするにはＣｒ組成比を７〜２８ａｔ％にすれば良いことが図２０から確認できる。なお、この図２０は第１実施例で示した図１０とほぼ同様である。

前述したように第２中間層３５より上層に位置する第２層目以後の中間層は、第１中間層１４と磁気記録層の強磁性相互作用（交換相互作用）を弱める役割を果たす。よって、第２層目以後の中間層の材料は第１中間層の材料のＢｓよりも低く設定する必要がある。第２層目以後の中間層材のＢｓは０〜０．４Ｔとすることにより、良好な面内配向性と高い異方性磁界Ｈｋを備え、耐熱揺らぎ性の高い、高Ｓ／Ｎｍ媒体を作製することができる。

ところで、本実施例の第２中間層３５はＣｏＣｒにさらに元素Ｍ（Ｍｎ、Ｒｅ、Ｍｏ）を含んでいる。本願発明者等は、このＭの含有率をＺ（ａｔ％）とし、Ｃｒの含有率をＹ（ａｔ％）としたとき第２中間層３５のＢｓは（Ｙ+Ｚ）に依存することを確認している。

よって、前記図２０を用いると、Ｂｓを０〜０．４Ｔとするには（Ｃｒ＋Ｍｎ）組成比を概ね２９〜４５ａｔ％とすればよいことが確認できる。また、Ｍｎの代わりにＭｏ、 Ｒｅを添加した場合にも同様の効果が得られることを確認している。

また、比較的Ｐｔ濃度の高い磁性層（６≦Ｐｔ≦２０ ａｔ％）の格子と下地Ｃｒ格子のミスフィットを低減するため、本本実施例でも、クロムを主成分とし、モリブデン、タンタル、チタン、タングステン、バナジウムから選ばれる元素を少なくとも１種以上、１ａｔ％以上添加されている下地層を形成することが望ましい。これにより、さらに面内配向性の良好な磁気記録媒体を作成できる。

さらに、ＴＥＸ基板上に下地層をＢｏｔ：Ｃｒ／Ｔｏｐ：ＣｒＭｏの２層で形成した場合には、面内配向性のみならず、Ｏ.Ｒ.（Ｈｃ周／Ｈｃ径）も改善された媒体を作成することができる。

第１実施例の磁気記録媒体１０について示した図１５の２層の下地層を形成した場合のＯ．Ｒ．のトータル下地層の膜厚に対する依存性は、本実施例の磁気記録媒体３０についても同様である。

次に、本発明の第３実施例に係る磁気記録媒体について説明する。

本第３実施例に係る磁気記録媒体は、ガラスまたはアルミなどの非磁性基板上に、ＣｒまたはＣｒ系合金からなる下地層を少なくとも１層を有する。好ましくは、この下地層上にＣｏ系合金からなる中間層を少なくとも１層を有する。そして、この中間層上にＡｇを含有した磁性層を有している。

上記磁性層は、例えばＣｏＣｒＰｔＢＡｇ合金であり、組成比Ｃｏ_{（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）}Ｃｒ_ａＰｔ_ｂＢ_ｃＡｇ_ｄ（２１≦ａ＋ｃ≦３０ａｔ％、６≦ｂ≦２０ａｔ％、１≦ｄ≦９ａｔ％)で形成することが好ましい。

さらに本実施例の磁性層は、異なる組成の磁性材料を積層したものでもよく、例えばＣｏＣｒＰｔＢとＣｏＣｒＰｔＡｇとを組み合わせ、少なくとも２層に形成した複合型の磁性層として形成してもよい。

また、上記下地層はＣｒ系合金であり、Ｗ、Ｖ及びＭｏからなる群から少なくとも１つを選択した元素を含んでおり、その結晶構造がｂｃｃ構造（体心立方構造）であるものにより形成されていることが好ましい。

また、上記中間層はＣｏ系合金であり、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ及びＲｕからなる群から少なくとも１つを選択した元素を含んでおり、その結晶構造がｈｃｐ構造（最密六方構造）であるものにより形成されていることが好ましい。この中間層は０．５〜３．０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。

本第３実施例に係る磁気記録媒体は低ノイズ性の実現と、異方性磁界の向上を両立させた磁気記録媒体となる。

図２１は本第３実施例に係る磁気記録媒体２０の積層構成を示した図である。

ＮｉＰ膜を無電解メッキコートしたアルミ基板に、同心円状にメカニカルまたはレーザーテクスチャによりに表面処理を行うことにより基板２１を得ることができる。

本実施例の磁気記録媒体２０はスパッタリング装置を用いた薄膜形成技術を用いて製造できる。より具体的には、本実施例ではＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いて成膜を行った。スパッタ室内の真空度は４×１０^−５Ｐａ以下に排気して、Ａｒガスを導入してスパッタ室内を０．６７Ｐａに保持する。

薄膜を形成する前に、基板１１表面に付着している不純物のクリーニング化と結晶配向性の制御、および磁性層２５の結晶粒間相互作用を抑制させるために、基板１１の温度を２００℃以上に加熱する。また、基板温度が２７０℃を超えるとＮｉＰが結晶化するので、これを抑制するため成膜温度は２００〜２７０℃の範囲とすることが好ましい。なお、本実施例では下地層２２、２３の成膜前の基板温度は２２０℃とした。

下地層の形成には、Ｃｒの上にＣｒより大きな格子定数をもつＣｒ系合金を形成する。これにより、磁性層２５との結晶格子の面間隔の整合性が得られ良好な面内配向を得ることができる。本実施例では、第１下地層２２としてＣｒを５ｎｍの厚さで形成し、その上に第２下地層２３としてＣｒＭｏ合金を２ｎｍの厚さで形成した。

中間層２４にはｈｃｐ構造を持つＣｏ系合金を用いることが望ましい。これにより、磁性層２５の面内への結晶配向性をさらに向上させることができる。ここで、中間層２４の膜厚の増加は分解能の低下を招くので、その膜厚は０．５〜３．０ｎｍの範囲から選択することが望ましい。本磁気記録媒体２０の中間層２４は、ＣｏＣｒＴａ合金を１ｎｍで形成した。

そして、上記磁性層２５はＣｏＣｒＰｔＢＡｇ合金膜を少なくとも１層含んで形成されている。本実施例の磁性層２５として組成比Ｃｏ_{（１００−Ｘ）}Ｃｒ_２２Ｐｔ_１０Ｂ_４Ａｇ_Ｘ（Ｘ＝１〜１１）の範囲で形成した。

また、上記磁性層２５の膜厚ｔと残留磁束密度の積ｔＢｒが増加すれば保磁力Ｈｃが大きくなるが、過度のｔＢｒ増加は記録再生分解能の低下と保磁力Ｈｃの低下を招くことにもなる。よって、磁性層２５のｔＢｒは２．０〜１０．０ｎＴｍの範囲に設定することが望ましい。本実施例では磁性層２５のｔＢｒを６．０ｎＴｍとした。

上記磁性層２５上に形成する保護膜２６は、Ｃ（炭素）を主成分とした膜を形成する方法が一般的な方法であり、本実施例でも保護膜２６としてＣを６ｎｍ形成した。

図２２は、室温でトルクロス法にて測定した異方性磁界ＨｋとＣｏ_{（１００−Ｘ）}Ｃｒ_２２Ｐｔ_１０Ｂ_４Ａｇ_Ｘ（Ｘ＝１〜１１）の組成を有する上記磁性層２５のＡｇ含有量との関係について示した図である。図２２では、異方性磁界Ｈｋが、上記磁性層２５のＡｇ含有量に対して依存性を有することが確認できる。

本実施例の磁気記録媒体２０での磁性層２５によると、ＣｒとＢの組成比の合計が２８ａｔ%と媒体ノイズが十分に小さい範囲でも、異方性磁界Ｈｋが向上していることが確認できる。

図２３は、記録密度３５１ｋＦＣＩにおけるＣｏ_{（１００−Ｘ）}Ｃｒ_２２Ｐｔ_１０Ｂ_４Ａｇ_Ｘ（Ｘ＝１〜１１）の組成を有する上記磁性層２５での、出力信号に対する媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎｍ）とＡｇ含有量との関係について示した図である。図２３では、Ｓ／Ｎｍが磁性層２５のＡｇ含有量に対して依存性を有することが確認できる。本実施例の磁気記録媒体２０の磁性層２５は従来のＣｏＣｒＰｔＢ組成を有する磁性層よりも、低ノイズ性に優れ、Ｓ／Ｎｍが向上している。

次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を、図２４及び図２５と共に説明する。図２４は磁気記憶装置１２０の一実施例の要部を示す断面図であり、図２５は同装置の要部を示す平面図である。

図２４及び図２５に示すように、磁気記憶装置は大略ハウジング１２３からなる。ハウジング１２３内には、モータ１２４、ハブ１２５、複数の磁気記録媒体１２６、複数の記録再生ヘッド１２７、複数のサスペンション１２８、複数のアーム１２９及びアクチュエータユニット１２１が設けられている。磁気記録媒体１２５はモータ１２４により回転されるハブ１２５に取付けられている。記録再生ヘッド１２７は、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等の再生ヘッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからな複合型の記録再生ヘッドである。各記録再生ヘッド１２７は、対応するアーム１２９の先端にサスペンション１２８を介して取付けられている。アーム１２９はアクチュエータユニット１２１により駆動される。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。

上記磁気記憶装置１２０の実施例は磁気記録媒体１２６に特徴がある。各磁気記録媒体１２６は、図２、図１６或いは図２１で説明した構成を有する。勿論、磁気記録媒体１２６の数は３枚には限定されず、１枚でも、２枚又は４枚以上であってもよい。本磁気記憶装置の基本構成は、図２４及び図２５に示すものに限定されるものではない。また、本発明で用いる磁気記憶媒体は磁気ディスクに限定されるものではない。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。

（付記１） 基板と該基板上に下地層を介して、少なくとも１層のコバルト系合金材料からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、
前記下地層と前記磁性層との間に、コバルト系合金より成る少なくとも２層以上に形成した中間層を備え、
前記中間層の内で、最下層に形成された第１中間層はコバルト及びクロムを含み、該第１中間層の組成は、
Ｃｏ−Ｃｒ_Ｘ（７≦Ｘ≦２８ａｔ％）であり、
前記第１中間層より上層に形成される第２中間層以後の中間層の組成は、
Ｃｏ−Ｃｒ_Ｙ（２９≦Ｙ≦４５ａｔ％）である、
ことを特徴とする磁気記録媒体。

（付記２） 基板と該基板上に下地層を介して、少なくとも１層のコバルト系合金材料からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、
前記下地層と前記磁性層との間に、コバルト系合金より成る少なくとも２層以上に形成した中間層を備え、
前記中間層の内で、最下層に形成された第１中間層はコバルト及びクロムを含み、該第１中間層の組成は、
Ｃｏ−Ｃｒ_Ｘ（７≦Ｘ≦２８ａｔ％）であり、
前記第１中間層より上層に形成される第２中間層以後の中間層の組成は、
Ｃｏ−Ｃｒ_Ｙ−Ｍ_Ｚであり（但し、ＭはＭｎ、Ｒｅ及びＭｏからなる群から選択された少なくとも１つである。）、かつ（２９≦Ｙ＋Ｚ≦４５ａｔ％）である、
ことを特徴とする磁気記録媒体。

（付記３） 付記１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記中間層は、クロム、白金、タンタル及びホウ素から成る群から選択された少なくとも１つが含まれており、かつ前記第１中間層の材料の飽和磁束密度Ｂｓは、０．４〜０．９Ｔであり、
前記第１中間層より上層に形成される第２中間層以後の中間層の飽和磁束密度Ｂｓは０〜０．４Ｔであることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記４） 付記１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記第１中間層の膜厚は１〜５ｎｍであることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記５） 付記１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記第２中間層の膜厚は１〜５ｎｍであることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記６） 付記１から５のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記磁性層は、クロム、白金及びホウ素より成る群から選択される少なくとも１つが含まれており、該磁性層は次の組成を満たし、
２０≦Ｃｒ≦２６、６≦Ｐｔ≦２０、１≦Ｂ≦７、残部Ｃｏ（ａｔ％）
かつ、前記磁性層の膜厚ｔと残留磁束密度Ｂｒの積ｔＢｒが７．０ｎＴｍ以下に設定されていることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記７） 付記１から６のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記下地層は、クロムを主成分として、モリブデン、タンタル、チタン、タングステン及びバナジウムから成る群から選択された少なくとも１つの元素を含み、該元素が少なくとも１ａｔ％含有されていることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記８） 付記１から６のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記下地層は、クロムと、クロムを主成分としモリブデン、タンタル、チタン、タングステン、及びバナジウムから成る群から選択された少なくとも１つの元素を含み、該元素が少なくとも１ａｔ％含有されているクロム系合金とを２層以上積層したことを特徴とする磁気記録媒体。

（付記９） 付記８に記載の磁気記録媒体において、
前記下地層は、下層にクロム膜が形成され、その上層に前記クロム系合金膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記１０） 基板と該基板上に下地層を介して、少なくとも１層のコバルト系合金材料からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、
前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ合金にＡｇを含有し、該磁性層の組成比が、
Ｃｏ_{（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）}Ｃｒ_ａＰｔ_ｂＢ_ｃＡｇ_ｄ
（２１≦ａ＋ｃ≦３０ａｔ％、６≦ｂ≦２０ａｔ％、１≦ｄ≦９ａｔ％)
の範囲にあることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記１１） 付記１０に記載の磁気記録媒体において、
前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ及びＣｏＣｒＰｔＢＡｇの磁性材料を組合せ、２層以上の複合磁性層として形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記１２） 付記１０又１１に記載の磁気記録媒体において、
前記磁性層の膜厚ｔと残留磁束密度Ｂｒの積ｔＢｒが、２．０〜１０．０ｎＴｍであることを特徴とする磁気記録媒体。

（付記１３） 付記１０から１２のいずれかに記載の磁気記録媒体において、
前記下地層と前記磁性層との間に、コバルト系合金よりなる中間層を備える、ことを特徴とする磁気記録媒体。

磁性層の保磁力ＨｃとＣｒ含有量との関係の一例を示した図である。 本発明の第１実施例に係る磁気記録媒体の積層構成を示した図である。 本発明によらない比較例の磁気記録媒体の積層構成を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体の磁性層の保磁力Ｈｃと、中間層の膜厚との関係を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体の磁性層の異方性磁界Ｈｋと、第１中間層の膜厚との関係を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体及び比較例の磁気記録媒体の各磁性層に関し、記録信号出力への経時変化について示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと、第１中間層の膜厚との関係を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと、第２中間層の膜厚との関係を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体に記録再生を行った場合のＳ／Ｎｍと、第１中間層の飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。 Ｃｒ含有量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。 第１実施例の磁気記録媒体の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと磁性層中のＣｒ含有量との関係を示した図である。 第１実施例の磁性層の飽和磁束密度Ｂｓと、磁性層中のＣｒ含有量との関係を示した図である。 第１実施例の磁性層の保磁力Ｈｃと、磁性層中のＰｔ含有量との関係を示した図である。 第１実施例の磁性層の保磁力Ｈｃと、磁性層中のＢ含有量との関係を示した図である。 Ｏ．Ｒ．のトータル下地層の膜厚に対する依存性を示した図である。 第２実施例に係る磁気記録媒体の積層構成を示した図である。 第２実施例の磁気記録媒体の孤立波Ｓｉｓｏ／Ｎｍと、第１中間層の膜厚との関係を示した図である。 第２中間層の膜厚を変更した場合でのトータルＳ／Ｎの膜厚依存性を示した図である。 第２実施例の磁気記録媒体に記録再生を行った場合のＳ／Ｎｍと、第１中間層の飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。 Ｃｒ或いは（Ｃｒ＋Ｍ）含有量と飽和磁束密度Ｂｓとの関係を示した図である。 第３実施例に係る磁気記録媒体の積層構成を示した図である。 室温でトルクロス法にて測定した異方性磁界Ｈｋと磁性層のＡｇ含有量との関係について示した図である。 記録密度３５１ｋＦＣＩにおける、出力信号に対する媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎｍ）と磁性層のＡｇ含有量との関係について示した図である。 磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図である。 図２４に示す磁気記憶装置の要部を示す平面図である。

符号の説明

１０ 磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 第１下地層
１３ 第２下地層
１４ 第１中間層
１５ 第２中間層
１６ 磁性層
１７ 保護膜
２０ 磁気記録媒体
２１ 基板
２２ 第１下地層
２３ 第２下地層
２４ 中間層
２５ 磁性層
２６ 保護膜
３０ 磁気記録媒体
３５ 第２中間層

Claims (4)

1. 基板と該基板上に下地層を介して、少なくとも１層のコバルト系合金材料からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、
   前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ合金にＡｇを含有し、該磁性層の組成比が、
   Ｃｏ_{（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）}Ｃｒ_ａＰｔ_ｂＢ_ｃＡｇ_ｄ
   （２１≦ａ＋ｃ≦３０ａｔ％、６≦ｂ≦２０ａｔ％、１≦ｄ≦９ａｔ％)
   の範囲にあることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 請求項１に記載の磁気記録媒体において、
   前記磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢ及びＣｏＣｒＰｔＢＡｇの磁性材料を組合せ、２層以上の複合磁性層として形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
3. 請求項１または２に記載の磁気記録媒体において、
   前記磁性層の膜厚ｔと残留磁束密度Ｂｒの積ｔＢｒが、２．０〜１０．０ｎＴｍであることを特徴とする磁気記録媒体。
4. 請求項１ないし３いずれか一項に記載の磁気記録媒体において、
   前記下地層と前記磁性層との間に、コバルト系合金よりなる中間層を備える、ことを特徴とする磁気記録媒体。

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