JP4255826B2 - 磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法並びに磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置に関する。

コンピュータを中心に利用されている情報記録、再生を行う磁気記憶装置（ＨＤＤ）は、その大容量、安価性、データアクセスの速さ、データ保持の信頼性などの理由により、近年徐々に応用の幅を広げ、家庭用ビデオデッキ、オーディオ機器、車載ナビゲーションシステムなど様々な分野で利用されている。ＨＤＤの利用の幅が広がるにつれ、その記憶容量の高密度化の要求も増し、近年ＨＤＤの高密度化開発はますます激しさを増している。

現在、市販されている磁気記録再生装置には、面内磁気記録方式が利用されている。この方式では、情報を記録する磁気記録層を構成する磁性結晶粒子が、基板に対して平行方向にその磁化容易軸を持つ。ここで、磁化容易軸とは、磁化の方向が向きやすい軸のことであり、Ｃｏ系合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造のｃ軸のことを指す。面内磁気記録媒体では、記録密度を高めるため記録ビットを小さくすることに対応して、磁性層の磁化反転単位径が小さくなりすぎ、その情報が熱的に消去されるいわゆる熱ゆらぎ効果によって、記録再生特性が悪化する可能性がある。さらに、高密度化につれ、記録ビット間の境界領域で発生する反磁界の影響により媒体から発生するノイズが増大する傾向がある。

これに対し、磁気記録層中の磁化容易軸が基板に対して、略垂直方向に配向した、いわゆる垂直磁気記録方式は、高密度化の際にも記録ビット間の反磁界の影響が少なく、また高密度化においても静磁気的に安定である。このため、垂直磁気記録方式は、面内記録方式に変わる技術として、近年大きな注目を集めている。垂直磁気記録媒体は、一般に、基板と、磁気記録層を配向させるための配向制御下地層と、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層の表面を保護する保護層から形成されている。さらに、基板と下地層との間に、記録時に磁気ヘッドから発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層が設けられることもある。

垂直磁気記録媒体においても、記録密度の高密度化には、熱安定性を保ちながら低ノイズ化を実現する必要がある。ノイズ低減法としては、記録層の磁性結晶粒子そのものの大きさを微細化する方法が一般に用いられている。現在、広く用いられているＣｏＣｒ系磁性層を例にとると、ＴａやＢを添加し、あるいは適当な温度で熱して粒界に非磁性Ｃｒを偏析させることによって、磁性粒子を微細化させている。しかし垂直磁気記録媒体では、Ｃｒ偏析による磁性粒子微細化が十分に達成できておらず、磁性結晶粒子間の空間的な分離も不完全なため、粒子間の磁気的相互作用が十分低減できていない。これにより、記録ビット間の転移ノイズが十分低減できないという問題が起こっていた。

この磁気的相互作用を低減させる方策として、記録層にＳｉＯ_２を添加し、磁性結晶粒子がＳｉＯ_２添加物によって取り囲まれたグラニュラ構造を有する磁気記録層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、記録層にＴｉＯ_２を添加し、磁性結晶粒子がＴｉＯ_２添加物によって取り囲まれたグラニュラ構造を有する磁気記録層を形成する方法もある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−８３４１１号公報 特開２００１−４３５２６号公報

しかし、ＳｉＯ_２は、膜中における拡散速度が遅く、磁性結晶粒界へ十分に析出できないため、析出しきれないＳｉＯ_２の一部が磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成し、これにより磁性結晶粒子の結晶性や配向性が乱され、その結果、記録再生(Ｒ／Ｗ)特性における信号対ノイズ比(ＳＮＲ)が低化するという問題があった。
またＴｉＯ_２は、熱安定性が高く、磁性結晶粒界へ十分に析出しないため、ＴｉＯ_２の一部が磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成し、これにより磁性結晶粒子の結晶性や配向性が乱され、Ｒ／Ｗ特性におけるＳＮＲが低化するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、磁性結晶粒子の粒径を微細化せしめ、良好なＳＮＲ特性を有し、高密度記録が可能な磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。即ち、
（１）基板と、該基板上に形成された少なくとも一層の下地層と、該下地層上に形成され、磁性結晶粒子及び該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する磁気記録層とを具備してなり、前記粒界領域は、Ｔｉの酸化物を含み、前記磁気記録層中の該Ｔｉの酸化物の物質量の割合が５モル％以上１５モル％以下であり、かつ前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３が少なくとも含有されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする前項１に記載の磁気記録媒体。
（３）前記磁性結晶粒子は、主成分としてＣｏを含有するとともにＰｔ及びＣｒを含有し、かつ磁化容易軸が前記基板に対し垂直に配向されてなることを特徴とする前項１または前項２に記載の磁気記録媒体。
（４）前記下地層の少なくとも一層に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子が含まれていることを特徴とする前項１ないし前項３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（５）前記下地層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、該粒界領域は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする前項１ないし前項４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（６）前記下地層中の前記酸化物の物質量の割合が１モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする前項５に記載の磁気記録媒体。
（７）前記下地層に含まれる前記酸化物がＴｉの酸化物であり、かつＴｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３が少なくとも含有されていることを特徴とする前項５または前項６に記載の磁気記録媒体。
（８）前記下地層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする前項７に記載の磁気記録媒体。
（９）下地層が形成された基板を用意し、該下地層上に、磁性結晶粒子材料と、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含む材料とを蒸着することにより、磁性結晶粒子と、該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する磁気記録層を形成する工程を含み、前記磁気記録層中の粒界領域は、Ｔｉの酸化物を含み、該Ｔｉの酸化物の物質量の割合が、５モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１０）前記磁気記録層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする前項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１）前記磁気記録層に含まれる前記磁性結晶粒子が、主成分としてＣｏを含有するとともにＰｔ及びＣｒを含有し、かつ磁化容易軸が基板に対し垂直に配向していることを特徴とする前項９ないし前項１０のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１２）前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子を含むことを特徴とする前項９ないし前項１１のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１３）前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域から構成され、該粒界領域は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする前項９ないし前項１２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１４）前記下地層に含まれる前記酸化物の物質量の割合が１モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする前項１３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１５）前記下地層に含まれる前記酸化物がＴｉの酸化物であり、かつＴｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含有することを特徴とする前項１３または１４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１６）下地層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする前項１５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１７）前項１ないし前項８のいずれかに記載の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
（１８）前記記録再生ヘッドが単磁極記録ヘッドであることを特徴とする前項１７に記載の磁気記録再生装置。

本発明においては、磁性結晶粒子の分断及び微細化のための添加物として、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を採用する。
Ｔｉの酸化物には、酸化数の低いものから順にＴｉＯ、Ｔｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などの存在が知られているが、このうち酸化数４のＴｉＯ_２が常温・大気下で最も熱力学的に安定な相であり、酸化数の小さいＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３はＴｉＯ_２に比べて不安定な相である。従って、酸素が存在する雰囲気中では下記の化学反応式において、化学反応は右辺側に進行する。

ＴｉＯ ＋ １／２Ｏ_２ ＝ ＴｉＯ_２
Ｔｉ_２Ｏ_３ ＋ １／２Ｏ_２ ＝ ２ＴｉＯ_２

このように、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３といった酸化数の小さい酸化物を、添加物として磁性結晶粒子材料と同時に蒸着に供すると、蒸着雰囲気中の残留酸素等の影響により、酸素を求めて粒界に析出し、粒界でＴｉＯ_２が形成される。この効果により、ＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３の、磁性結晶粒界への拡散の駆動力が著しく増加する。従ってＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３は、従来添加物として用いられてきたＳｉＯ_２やＴｉＯ_２といった熱力学的に安定な酸化物の場合と比較して高速で粒界に拡散し、ＳｉＯ_２等のように磁性結晶粒子内に残留することなく磁性結晶粒子の粒界に十分析出する。このため、本発明によれば、磁性結晶粒子の分断及び微細化のための添加物として、ＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３を使用することにより、磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成することなく微細化されたグラニュラ構造を形成することができる。

また、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３に加えて、ＴｉＯ_２をも含めた磁性層中のＴｉ酸化物の物質量の割合は、好ましくは５ないし１５モル％、より好ましくは７ないし１２モル％である。５モル％未満であるとＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があるので好ましくなく、１５モル％を超えると磁性結晶粒子の結晶軸配向に悪影響を及ぼし、Ｒ／Ｗ特性における再生出力が低下する傾向があるので好ましくない。
なお、磁性層中のＴｉの酸化物の物質量の割合は、例えば透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析法（ＴＥＭ−ＥＤＸ）や、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）等で分析することができる。

また、磁性層中の、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合は、好ましくは９０モル％以下、より好ましくは４０モル％ないし６０モル％である。前述のように、ＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３は成膜中に酸化される傾向にあるため、蒸着材料としてはＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３を添加しているにも関わらず磁性層の粒界領域には結果としてＴｉＯ_２成分も相当量存在することになる。このＴｉＯ_２成分が９０モル％を超えると、ＴｉＯ_２のみを添加した場合に比べてＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れないので好ましくない。
なお、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合は、例えばＸＰＳやＸ線吸収広域連続微細構造（ＥＸＡＦＳ）、X線吸収端近傍微細構造（ＸＡＮＥＳ）等によって分析することができる。

磁性結晶粒子材料として用いるＣｏＰｔＣｒ系合金は、高い結晶磁気異方性エネルギーを有しているため熱揺らぎ耐性が高く、本発明の磁気記録媒体に用いて好適である。これらの合金系に、磁気特性を改善する目的で、必要に応じてＴａやＣｕ、Ｂといった添加元素を加えることもできる。より好ましくは、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ等があげられる。

磁気記録層は、必要に応じて二層以上の多層構造にしてもよい。その場合、少なくとも一層が上記のような層であればよい。

磁気記録層の下地層として用いるＲｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｉｒは、上記ＣｏＣｒＰｔ合金との格子整合性が高いので、磁気記録層の結晶配向性を向上させることができる。

上記下地層は、必要に応じて２以上の層の積層にすることができる。

上記下地層に酸化物を添加してグラニュラ構造とすることで、磁気記録媒体のＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。添加する酸化物は上記のようにＳｉ、Ｃｒ、Ｔｉの酸化物が好ましく、特にＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含有するＴｉの酸化物を用いるとＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。

下地層への上記酸化物の添加量は、好ましくは１ないし１５モル％、より好ましくは３％ないし１０％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があるので好ましくなく、１５モル％を超えると磁気記録層の配向性が低下しＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲが低下する傾向がみられるので好ましくない。

下地層の、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合は、９０モル％以下であればＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲ向上効果みられて好ましく、４０モル％ないし６０モル％であればＳＮＲ向上効果がさらに顕著であるためより好ましい。

グラニュラ構造をもつ下地層は二層以上の多層でも良く、また、磁気記録層に直接接する層でなくても構わない。

また、上記下地層と基板との間に、高透磁率な軟磁性層を設けることにより、軟磁性層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。

このような軟磁性層として、例えばＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＣ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮ、ＦｅＴａＮがあげられる。

また、軟磁性層と基板との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性膜等のバイアス付与層を設けることができる。軟磁性層は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。バイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＦｅＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ_２があげられる。

基板には、ガラス基板、Ａｌ系の合金基板あるいは表面が酸化したＳｉ単結晶基板、セラミックス、及びプラスチック等を使用することができる。さらに、それら非磁性基板表面にＮｉＰ合金などのメッキが施されている場合でも同様の効果が期待される。

磁気記録層上には、保護層を設けることができる。保護層としては、例えばＣ、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯ_ｘ、ＣＮ_ｘがあげられる。

スパッタリング法として、コンポジットターゲットを用いた単元のスパッタリング法及びそれぞれの物質のターゲットを用いた、多元同時スパッタリング法を用いることができる。また、Ａｒ等のスパッタリングガス中に、必要に応じて酸素を添加しても良い。

本発明の磁気記録媒体によれば、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、磁性結晶粒子の粒径を微細化することができ、良好なＳＮＲ特性を有し、高密度記録を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１には、第１の実施形態である磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示し、図２には図１の磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスク（磁気記録媒体）の一例の断面模式図を示し、図３には磁気ディスク（磁気記録媒体）の別の例の断面模式図を示し、図４には磁気ディスク（磁気記録媒体）の他の例の断面模式図を示す。

図１に示すように、本実施形態の磁気記録再生装置６０は、上面の開口した矩形箱状の筐体６１と、複数のねじにより筐体６１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。
筐体６１内には、本発明に係る磁気記録媒体からなる磁気ディスク６２と、この磁気ディスク６２を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ６３と、磁気ディスク６２に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド６４と、磁気ヘッド６４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド６４を磁気ディスク６２に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ６５と、ヘッドアクチュエータ６５を回転自在に支持する回転軸６６と、回転軸６６を介してヘッドアクチュエータ６５を回転及び位置決めするボイスコイルモータ６７と、ヘッドアンプ回路６８とが収納されている。

また、図２に示すように、磁気ディスク６２（磁気記録媒体）は、基板１１と、基板１１上に積層された軟磁性層１２と、軟磁性層１２上に積層された第２下地層１３（下地層）と、第２下地層１３に積層された第１下地層１４（下地層）と、第１下地層１４に積層された磁気記録層１５と、磁気記録層１５に積層された保護層１６とから構成されている。

基板１１は、ガラス基板、Ａｌ系の合金基板あるいは表面が酸化したＳｉ単結晶基板、セラミックス、及びプラスチック等をから構成されている。また、基板１１上にＮｉＰ合金などのメッキが施されていてもよい。

軟磁性層１２は、高透磁率を有するものが好ましく、例えばＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＣ、ＮｉＦｅ、Ｆｅ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮ、ＦｅＴａＮ等の材料から構成されている。また軟磁性層１２の厚みは、５０〜３００ｎｍの範囲が好ましい。
第２下地層１３と基板１１との間に軟磁性層１２を設けることにより、軟磁性層１２上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この軟磁性層１２は、単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っている。

第１下地層１４及び第２下地層１３は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子を含むものである。第２下地層１３と第１下地層１４は、異なる材質とすることが好ましい。また、第１下地層１４の厚みは３〜２０ｎｍの範囲が好ましく、第２下地層１３の厚みは３〜２０ｎｍの範囲が好ましい。

また、図３に示すように、第２下地層１３と軟磁性層１２との間に、第３下地層２３を設けても良い。更に図４に示すように、第２下地層１３と軟磁性層１２との間に、第３下地層２３及び第４の下地層３３を設けても良い。

また、磁気記録層１５は、磁性結晶粒子と、この磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを具備して構成されている。また磁気記録層１５の厚みは３〜２０ｎｍの範囲とされている。
磁性結晶粒子は、主成分としてＣｏを含有するとともにＰｔ及びＣｒを含有し、かつ磁化容易軸が前記基板に対し垂直に配向されてなるものである。この磁性結晶粒子を構成するＣｏＰｔＣｒ系合金は、高い結晶磁気異方性エネルギーを有しているため熱揺らぎ耐性が高く、本発明の磁気記録媒体に用いて好適である。これらの合金系に、磁気特性を改善する目的で、必要に応じてＴａやＣｕ、Ｂといった添加元素を加えることもできる。より好ましくは、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ等があげられる。

また、粒界領域は、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３が少なくとも含有され、更にＴｉＯ_２が含まれる。磁気記録層１５中におけるこれらのＴｉの酸化物の物質量の割合は、５モル％以上１５モル％以下の範囲に設定されている。また、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合は９０モル％以下に設定されている。

ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３といった酸化数の小さい酸化物を、粒界領域成分として用いることで、ＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３よりも熱安定性に優れたＴｉＯ_２が粒界に形成される。この効果により、ＴｉＯやＴｉ_２Ｏ_３が磁性結晶粒界に高速で拡散する。これにより、粒界領域が磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成することがなく、微細化されたグラニュラ構造を形成することができる。

また、Ｔｉ酸化物の物質量の割合が５モル％未満であるとＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があるので好ましくなく、１５モル％を超えると磁性結晶粒子の結晶軸配向に悪影響を及ぼし、Ｒ／Ｗ特性における再生出力が低下する傾向があるので好ましくない。
さらに、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が９０モル％を超えると、ＴｉＯ_２のみを添加した場合に比べてＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れないので好ましくない。

なお、磁性層中のＴｉの酸化物の物質量の割合は、例えば透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光分析法（ＴＥＭ−ＥＤＸ）や、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）等で分析することができる。また、ＴｉＯ_２成分の割合は、例えばＸＰＳやＸ線吸収広域連続微細構造（ＥＸＡＦＳ）、X線吸収端近傍微細構造（ＸＡＮＥＳ）等によって分析することができる。

保護層１６は、例えばＣ、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯ_ｘ、ＣＮ_ｘ等から構成されている。この保護層１６により、磁気記録層１５を機械的に保護することができる。

また、本実施形態の磁気ディスクを製造するにあたって、磁気記録層１５等の各層を形成するには、スパッタリング法を用いることが好ましい。特に、コンポジットターゲットを用いた単元のスパッタリング法を用いることができ、また、それぞれの物質のターゲットを用いた多元同時スパッタリング法を用いることもできる。また、Ａｒ等のスパッタリングガス中に、必要に応じて酸素を添加しても良い。

［第２の実施形態］
図５には、本発明の第２の実施形態である磁気ディスク７２（磁気記録媒体）の断面模式図を示す。
本実施形態の磁気ディスク７２（磁気記録媒体）は、基板１１と、基板１１上に積層された軟磁性層１２と、軟磁性層１２上に積層された第２下地層（下地層）１３と、第２下地層１３に積層された第１下地層２４（下地層）と、第１下地層２４に積層された磁気記録層１５と、磁気記録層１５に積層された保護層１６とから構成されている。

本実施形態と第１の実施形態の相違点は、第１下地層２４がグラニュラ構造からなる点である。従って上記の各構成要素のうち、基板１１、軟磁性層１２、第２下地層１３、磁気記録層１５及び保護層１６は、第１の実施形態で説明した同一符号の構成要素と同じものである。よってこれらの構成要素の説明は省略する。

本実施形態の磁気ディスク７２（磁気記録媒体）を構成する第１下地層２４は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、この非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域から構成されている。粒界領域は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含んで構成されている。

このように、下地層に酸化物を添加してグラニュラ構造とすることで、磁気記録媒体のＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。添加する酸化物は上記のようにＳｉ、Ｃｒ、Ｔｉの酸化物が好ましく、特にＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含有するＴｉの酸化物を用いるとＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。

第１下地層２４への上記酸化物の添加量は、好ましくは１ないし１５モル％、より好ましくは３％ないし１０％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があるので好ましくなく、１５モル％を超えると磁気記録層の配向性が低下しＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲが低下する傾向がみられるので好ましくない。
また、Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合は、９０モル％以下であればＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲ向上効果みられて好ましく、４０モル％ないし６０モル％であればＳＮＲ向上効果がさらに顕著であるためより好ましい。

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
（実施例１）
２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板を用意した。
次に、スパッタリング装置の真空チャンバ内を２×１０^−５Ｐａ以下に排気した後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気とし、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０ターゲットを使用して、厚さ２００ｎｍのＣｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０からなる軟磁性層を積層した。次に、Ｔａターゲットを使用して厚さ８ｎｍのＴａ層からなる第２下地層を形成した。その後、３ＰａのＡｒ雰囲気中で、Ｒｕターゲットを使用して厚さ１５ｎｍのＲｕ層からなる第１下地層を積層した。

次に、磁性結晶粒子材料として、Ｃｏ１０ａｔ％とＣｒ１４ａｔ％とを含有するＣｏＣｒＰｔ合金粉末と、ＴｉＯ粉末とを混合したコンポジットターゲットを用い、厚さ１３ｎｍの磁気記録層を形成した。その後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、厚さ５ｎｍのＣ（炭素）からなる保護層を積層した。保護層を成膜した後、保護層表面にディップ法によりパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）潤滑剤を１３Å（１．３ｎｍ）の厚さに塗布し、図２に示すような磁気記録媒体を得た。

各ターゲットへの投入電力は１０００Ｗとした。また、磁気記録層の組成は、ＣｏＣｒＰｔ合金とＴｉＯとのモル比を（１−ｘ）：ｘとして、ｘを０から０．２の範囲で変化させた。組成は、コンポジットターゲット作製時のＣｏＣｒＰｔ合金粉末とＴｉＯ粉末の混合比を変化させることで制御した。また、比較として、ＴｉＯの代わりにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を用いたものも作製した。この他、磁気記録層の成膜時のスパッタリングガス（Ａｒ）中に、酸素を添加することによって、磁性膜中の（ＴｉＯ+Ｔｉ_２Ｏ_３）：ＴｉＯ_２成分比を変化させたものも作製した。

得られた磁気記録媒体について、スピンスタンドを用いてＲ／Ｗ特性を評価した。磁気ヘッドとして、記録トラック幅０．３μｍの単磁極ヘッドと、再生トラック幅０．２μｍのＭＲヘッドを組み合わせたものを用いた。測定条件は、半径位置２０ｍｍと一定の位置で、ディスクを４２００ｒｐｍで回転させて行った。
媒体ＳＮＲとして微分回路を通した後の微分波形の信号ノイズ比（ＳＮＲｍ）（但し、Ｓは線記録密度１１９ｋｆｃｉの出力、Ｎｍは７１６ｋｆｃｉでのｒｍｓ(root mean square)値）の値を、また、記録分解能の指標として、微分波形の半値幅ｄＰＷ50を評価した。
磁気記録層中の各酸化物の組成は、加速電圧４００ｋVのＴＥＭ−ＥＤＸを用いて分析した。また、磁気記録層中のＴｉＯ、Ｔｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の比は、ＸＰＳによって得られたそれぞれの相に対応するエネルギーの位置にあるピークの積分強度を比較することで同定した。
下記表１に、ｘ＝０．０８で各添加材料を添加した場合のＳＮＲｍ値及びｄＰＷ50値を示す。

表１に示すように、ＳＮＲｍ値及びｄＰＷ50値は、ＴｉＯを添加した場合の方が、ＳｉＯ_２またはＴｉＯ_２単体を添加した場合と比較して勝っていることが分かった。
また、図６に、ＴｉＯ添加の場合について、添加量ｘとＳＮＲｍ値の関係を表すグラフを示す。添加量が５モル％から１５モル％の場合、ＳＮＲｍが向上して、好ましいことが分かった。
また、図７に、添加材料がＴｉＯの場合について、添加量ｘが０．０８の場合について、（ＴｉＯ+Ｔｉ_２Ｏ_３+ＴｉＯ_２）：ＴｉＯ_２の比を（１−ｙ）：ｙとして、ｙとＳＮＲｍ値の関係を示す。ｙが０．９以下の場合、ＳＮＲｍが向上して、好ましいことが分かった。
更に、添加材料がＴｉＯの場合について、ｘ＝０．０８、ｙ＝０．６のものについてＴＥＭを用いて磁気記録層部分の微細構造を観察した。その結果、磁性結晶粒子部分と結晶粒界部分が明確に観察され、磁性結晶粒子を母材が取り囲むグラニュラ構造が形成されていることが分かった。

次に、添加材料がＴｉＯで、ｘ＝０．０８、ｙ＝０．６の場合について、第２下地層のＲｕを、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、あるいはＩｒに各々置き換えたこと以外は上記と同様にして、下記表２に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作製し、評価した。各下地層を用いた場合のＳＮＲｍ値を表２に示す。

表２から明らかなように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。

次に、第２の下地層と軟磁層の間に、第３の下地層を設け、下地層を３層構造にし、下記表３に示す種々の下地層の組合せを有する図３に示すような磁気記録媒体を作成し、評価した。添加材料がＴｉＯの場合について、添加量ｘ＝０．０８、ｙ＝０．６の場合についてのＳＮＲｍ値を表３に示す。

表３から明らかなように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。

（実施例２）
まず、２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板を用意した。
次に、スパッタリング装置の真空チャンバ内を２×１０^―５Ｐａ以下に排気した後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気とし、実施例１と同様にして、厚さ２００ｎｍのＣｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０なる組成の軟磁性層、厚さ８ｎｍのＴａ層からなる第２下地層を形成した。
次に、真空チャンバ内を３ＰａのＡｒ雰囲気とし、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２のうちのいずれかと、Ｒｕとを混合したコンポジットターゲットを使用し、厚さ１５ｎｍの第１下地層を積層した。

次に、Ｃｏ１０ａｔ％とＣｒ１４ａｔ％とを含有するＣｏＣｒＰｔ合金粉末に、８モル％のＴｉＯ粉末を混合して得たコンポジットターゲットを用い、厚さ１３ｎｍの磁気記録層を形成した。その後、真空チャンバ内を０．６７ＰａのＡｒ雰囲気とし、厚さ５ｎｍのＣからなる保護層を積層した。保護層の成膜後、保護層表面にディップ法によりＰＦＰＥ潤滑剤を１３Å（１．３ｎｍ）の厚さに塗布し、磁気記録媒体を得た。

各ターゲットへの投入電力は１０００Ｗとした。第１下地層の組成は、Ｒｕと各酸化物のモル比を（１−ａ）：ａとして、ａを０から０．２の範囲で変化させた。また、第１下地層中のＴｉ酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合を、（ＴｉＯ+Ｔｉ_２Ｏ_３+ＴｉＯ_２）：ＴｉＯ_２＝（１−ｂ）：ｂとして、実施例１の磁気記録層中のＴｉＯ_２成分の割合と同様の方法でｂを変化させた。
作製した磁気記録媒体について、実施例１と同様の方法で各特性を評価した。ａ＝０．０９の場合について、各酸化物を用いた場合のＳＮＲｍ値及びdPW５０値を下記表４に示す。

表４に示すように、第１下地層がＲｕ単体の場合と比較すると、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＴｉＯのいずれかを添加した場合に、ＳＮＲｍが勝っていることが分かった。
図８に、第１下地層への添加材料がＴｉＯの場合について、添加量ａとＳＮＲｍ値の関係を示す。添加量ａが０．０１から０．２の範囲の場合、ＳＮＲｍが向上して、さらに好ましいことが分かった。第１下地層への添加材料をＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２とした場合においても同様の傾向が見られた。
また、図９に、第１下地層への添加材料がＴｉＯの場合について、ａ＝０．０９の場合の、ＴｉＯ_２成分の割合ｂとＳＮＲｍの関係を示す。ｂが０．９以下の場合、ＳＮＲｍが向上して、好ましいことが分かった。

次に、第１下地層への添加材料がＴｉＯの場合について、第１下地層のＲｕの代わりに、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、あるいはＩｒを使用すること以外は上記と同様にして、表５に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。添加量ａ＝０．０９の場合についてのＳＮＲｍ値を表５に示す。

表５に示すように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１下地層への添加材料としてＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２を使用した場合においても見られた。

次に、第２下地層と軟磁層の間に第３下地層を設け、下地層を３層構造とし、表６に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。第１下地層への添加材料がＴｉＯの場合について、添加量ａ＝０．０９の場合についてのＳＮＲｍ値を表６に示す。

表６に示すように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１下地層への添加材料としてＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２を使用した場合においても見られた。

さらに、第３下地層と軟磁層の間に第４下地層を設け、下地層を４層構造とし、図４に示すような磁気記録媒体を作製し、評価した。下地層の組合せは、下記表７に示す通りとした。表７には、第１下地層への添加材料がＴｉＯの場合について（ａ＝０．０９）のＳＮＲｍ値を示す。

表７に示すように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１の下地層への添加材料としてＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２を使用した場合においても見られた。

図１は、本発明の第１の実施形態である磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図。 図２は、図１に示す磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスク（磁気記録媒体）の一例の構成を示す断面模式図。 図３は、図１に示す磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスク（磁気記録媒体）の別の例の構成を示す断面模式図。 図４は、図１に示す磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスク（磁気記録媒体）の他の例の構成を示す断面模式図。 図５は、本発明の第２の実施形態である磁気ディスク（磁気記録媒体）の構成を示す断面模式図。 図６は、実施例１のＴｉＯ添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフ。 図７は、実施例１のＴｉ酸化物中の、ＴｉＯ_２成分の割合とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフ。 図８は、実施例２のＴｉＯ添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフ。 図９は、実施例２のＴｉ酸化物中の、ＴｉＯ_２成分の割合とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフ。

符号の説明

１１…基板、１２…軟磁性層、１３…第２下地層（下地層）、１４…第１下地層（下地層）、１５…磁気記録層、１６…保護層、２３…第３下地層（下地層）、３３…第４下地層（下地層）、６１…筐体、６２…磁気ディスク（磁気記録媒体）、６３…スピンドルモータ、６４…磁気ヘッド、６５…ヘッドアクチュエータ、６６…回転軸、６７…ボイスコイルモータ、６８…ヘッドアンプ回路

Claims (18)

1. 基板と、該基板上に形成された少なくとも一層の下地層と、該下地層上に形成され、磁性結晶粒子及び該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する磁気記録層とを具備してなり、
   前記粒界領域は、Ｔｉの酸化物を含み、前記磁気記録層中の該Ｔｉの酸化物の物質量の割合が５モル％以上１５モル％以下であり、かつ前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３が少なくとも含有されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下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。
3. 前記磁性結晶粒子は、主成分としてＣｏを含有するとともにＰｔ及びＣｒを含有し、かつ磁化容易軸が前記基板に対し垂直に配向されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記下地層の少なくとも一層に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子が含まれていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
5. 前記下地層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、該粒界領域は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
6. 前記下地層中の前記酸化物の物質量の割合が１モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
7. 前記下地層に含まれる前記酸化物がＴｉの酸化物であり、かつＴｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３が少なくとも含有されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の磁気記録媒体。
8. 前記下地層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
9. 下地層が形成された基板を用意し、該下地層上に、磁性結晶粒子材料と、ＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含む材料とを蒸着することにより、磁性結晶粒子と、該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する磁気記録層を形成する工程を含み、
   前記磁気記録層中の粒界領域は、Ｔｉの酸化物を含み、該Ｔｉの酸化物の物質量の割合が、５モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
10. 前記磁気記録層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
11. 前記磁気記録層に含まれる前記磁性結晶粒子が、主成分としてＣｏを含有するとともにＰｔ及びＣｒを含有し、かつ磁化容易軸が基板に対し垂直に配向していることを特徴とする請求項９ないし請求項１０のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
12. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子を含むことを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
13. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域から構成され、該粒界領域は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
14. 前記下地層に含まれる前記酸化物の物質量の割合が１モル％以上１５モル％以下であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
15. 前記下地層に含まれる前記酸化物がＴｉの酸化物であり、かつＴｉの酸化物としてＴｉＯ及び/またはＴｉ_２Ｏ_３を含有することを特徴とする請求項１３または１４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
16. 下地層に含まれる前記Ｔｉの酸化物としてＴｉＯ_２が含まれ、該Ｔｉの酸化物中のＴｉＯ_２成分の割合が、９０モル％以下であることを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
17. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
18. 前記記録再生ヘッドが単磁極記録ヘッドであることを特徴とする請求項１７に記載の磁気記録再生装置。

Images