JP4296204B2

JP4296204B2 - 磁気記録媒体

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Publication number: JP4296204B2
Application number: JP2007080133A
Authority: JP
Inventors: 香里木村; 芳幸鎌田; 聡志白鳥; 忍杉村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2027-03-26
Also published as: JP2008243264A; US20080241595A1; CN101276602A

Description

本発明は、高密度記録可能な磁気記録媒体に関する。

近年の情報化社会において、我々が記録媒体へ記録する情報の量は増加の一途をたどっている。このため、飛躍的に高い記録容量を有する記録・再生装置および記録媒体の出現が望まれている。現在、大容量かつ安価な記録媒体として需要が増加し続けているハードディスクに関しても、数年後には現行のおよそ１０倍である１平方インチあたり１テラビット以上の記録密度が必要といわれている。

ハードディスクに用いられている現行の磁気記録媒体では、磁性体微粒子の多結晶体からなる薄膜上の一定の領域に対して１ビットの記録を行っている。磁気記録媒体の記録容量を上げるためには記録密度を増加させなければならない。そのためには、１ビットあたりの記録に使用できる記録マークサイズを小さくすることが有効である。しかし、単純に記録マークサイズを小さくしていくと、磁性体微粒子の粒子形状に起因する記録ノイズの影響が無視できなくなってくる。そこで磁性体微粒子を小さくすると、代わりに熱揺らぎの問題が発生し、磁性体微粒子に記録された情報を常温で保つことができなくなる。

これらの問題を回避するために、磁気記録の分野においては、あらかじめ記録材料を非記録材料によって分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして記録再生を行うパターンドメディアが提案されている。

また、近年のＨＤＤのトラック密度の向上に関しては、隣接トラックとの干渉という問題が顕在化している。特に、記録ヘッド磁界のフリンジ効果による書きにじみの低減は重要な技術課題である。記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターン媒体（ディスクリートトラック媒体）は、記録時におけるサイドイレース現象、再生時におけるサイドリード現象などを低減できるため、クロストラック方向の密度を高めることができ、高密度な磁気記録媒体を提供することが期待できる。なお、ディスクリートトラック媒体もパターンド媒体の一つの形式であるため、本明細書においてもパターンド媒体はディスクリートトラック媒体も含むものとする。
米国特許５，９５６，２１６特開平７−８５４０６号公報

記録トラックや記録セルを物理的に分断するタイプのディスクリートトラック媒体やパターンド媒体において、ヘッドの安定な浮上を確保するためには、磁性パターン間の凹部を非磁性層で埋め込むことが重要である。しかし、埋め込みに使用する非磁性材料は一般的に硬度が高いため、媒体をドライブに組み込んで読み書きを行った際に、埋め込まれた非磁性層にヘッドが接触すると、非磁性層にクラックが生じるおそれがある。

本発明の目的は、磁性パターン間に埋め込まれた非磁性層の強度が高い磁気記録媒体（パターンド媒体）を提供することにある。

本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、基板上に形成された軟磁性層と、前記軟磁性層上に分離して設けられた凸状の強磁性体からなる複数の磁性パターンと、前記複数の磁性パターン間の前記軟磁性層上に形成された、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ ₂ 、Ｓｉ _x Ｎ _y 、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＴｉＯ _x 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、Ｒｕ、ＴａおよびＮｉＴａからなる群より選択される少なくとも１種の同一材料からなる２層以上１０層以下の非磁性層とを具備したことを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体（パターンド媒体）は、磁性パターン間に埋め込まれた非磁性層の強度が高く、高い耐久性を示す。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１に、ディスクリートトラック媒体の周方向に沿う平面図を示す。図１に示すように、媒体の周方向に沿って、サーボ領域１０とデータ領域２０とが交互に形成されている。サーボ領域１０には、プリアンブル部１１、アドレス部１２、バースト部１３が含まれる。データ領域２０には記録トラック２１が含まれる。

図２に、パターンド媒体の周方向に沿う平面図を示す。図２のデータ領域２０には、強磁性層がクロストラック方向において物理的に分断されているだけでなくダウントラック方向においても物理的に分断された磁性ドット２２が形成されている。

図３に、本発明の第１の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。ここでは、データ領域の断面図を示す。非磁性基板３１上には軟磁性層３２が形成されている。軟磁性層３２上には、ディスクリートトラックまたは磁性ドットの形態にパターン化された凸状の強磁性層３３が互いに分断されて形成されている。パターン化された強磁性層３３間の凹部には、非磁性層３４が埋め込まれている。この非磁性層３４は、同一の材料からなる２層以上の多層構造からなっている。このように、同一の材料にもかかわらず多層構造と表現しているのは、凹部内で膜厚方向に沿って密度または組成の偏りが生じているためである。非磁性層３４の膜厚方向に沿って密度または組成の偏りは、たとえば断面ＴＥＭによって観測することができる。

従来、凹部の埋め込みに使用されてきた非磁性材料は硬度が高いため、ドライブ搭載時に記録再生ヘッドが接触すると、非磁性層３４にクラックが生じ易いとともにヘッドクラッシュの原因となる。しかし、本実施形態に係る磁気記録媒体では、多層になっている非磁性層３４が構造上柔軟で、衝撃を吸収することができる。そのため、ヘッドが接触しても非磁性層３４にクラックが生じにくい。多層の非磁性層３４の層数は衝撃吸収という観点から、最低でも２層以上が好ましい。層数が増えるごとに衝撃吸収の度合いは高まるが、プロセス時間の観点上、８層以下が好ましく、１０層以上は好ましくない。

図３に示すように、凹部の埋め込みに使用した非磁性層３４を、強磁性層３３の保護層としても使用するようにしてもよい。

図４に示す、第１の実施形態の変形例のように、強磁性層３３上にさらに保護層３５を形成してもよい。これは、非磁性層３４の平坦化を行うと、強磁性層３３の表面が露出することがあるので、その場合には保護層３５を形成することが好ましいためである。

図５に、本発明の第２の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。非磁性基板３１上には軟磁性層３２が形成されている。軟磁性層３２上には、ディスクリートトラックまたは磁性ドットの形態にパターン化された凸状の強磁性層３３が互いに分断されて形成されている。パターン化された強磁性層３３間の凹部には、非磁性層３４が埋め込まれている。この非磁性層３４は、同一の材料からなる２層以上の多層構造からなっている。この実施形態では、非磁性層３４の平坦化を十分に行わないので、凹部に埋め込まれた非磁性層３４の上面と、強磁性層３３上の非磁性層３４の上面との間に凹凸差Δｄがある。このように表面にある程度の凹凸差Δｄを設けると、記録再生ヘッドが媒体へタッチダウンした際のテイクオフ特性が良くなる。凹凸差Δｄは、浮上安定性の観点から、１０ｎｍ以下であることが好ましい。

図６（ａ）〜（ｇ）を参照して本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。

図６（ａ）に示すように、非磁性基板３１上に軟磁性層３２および強磁性層３３を形成する。この段階で、強磁性層３３上にカーボン保護層を形成してもよい。媒体の表面にレジスト４０をスピンコーティングする。レジストには、一般的なノボラック系のフォトレジストやスピンオングラス（ＳＯＧを）用いることができる。また、図１または図２に示したパターンに対応して、記録トラックおよびサーボ情報のパターンが形成されたスタンパ５０を用意する。次に、以下のようにしてインプリントを行う。ダイセットの下板に、基板３１およびスタンパ５０を載置し、基板３１のレジスト４０に対してスタンパ５０の凹凸面を対向させ、ダイセットの上板で挟む。２０００ｂａｒで６０秒間プレスすることによって、レジスト４０にスタンパ５０のパターンを転写する。

ここで、最初のレジスト厚さが１３０ｎｍ程度であれば、インプリントによって形成されるパターンの凸部の高さは６０〜７０ｎｍになり、凹部の底に残る残渣の厚さは７０ｎｍ程度になる。６０秒間のプレスの保持時間は、排除すべきレジストを移動させるのに十分な時間に相当する。スタンパ５０にフッ素系の剥離材を塗布するか、またはフッ素混合のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を成膜することで、スタンパとレジストの良好な剥離ができる。

図６（ｂ）に示すように、レジスト４０に一般的なフォトレジストを用いた場合、酸素ガスＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で凹部のレジスト残渣を除去し、強磁性層３３を露出させる。レジスト４０にＳＯＧを用いた場合、ＣＦ₄ガスでレジスト残渣を除去する。プラズマソースとしては、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）が好適であるが、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマまたは一般的な平行平板型ＲＩＥ装置を用いてもよい。

図６（ｃ）に示すように、レジストパターンをエッチングマスクとして、強磁性層３３を加工する。強磁性層３３の加工にはＡｒイオンビームを用いたエッチング（Ａｒイオンミリング）が好適であるが、ＣｌガスまたはＣＯ−ＮＨ₃混合ガスを用いたＲＩＥでもよい。ＣＯ−ＮＨ₃混合ガスを用いたＲＩＥの場合、エッチングマスクにはＴｉ、Ｔａ、Ｗなどのハードマスクを用いる。ＲＩＥを用いた場合、強磁性層の凸パターンの側壁にテーパがつかない。どのような材料でもエッチング可能なＡｒイオンミリングで強磁性層を加工する場合には、たとえば加速電圧４００Ｖとして、イオン入射角度を３０°から７０°まで変化させる。ＥＣＲイオンガンを用いたミリングでは、静止対向型（イオン入射角９０°）でエッチングすることにより、強磁性層の凸パターンの側壁にほとんどテーパがつかない加工が可能である。

図６（ｄ）に示すように、レジストを剥離する。レジストに一般的なフォトレジストを用いた場合、酸素プラズマ処理を行うことでレジストを容易に剥離することができる。このとき、強磁性層３３の表面にカーボン保護層を形成していれば、カーボン保護層も剥離される。レジストにＳＯＧを用いた場合、フッ素系ガスを用いたＲＩＥによりレジストを剥離する。フッ素系ガスとしてはＣＦ₄やＳＦ₆が好適であるが、大気中の水と反応してＨＦ、Ｈ₂ＳＯ₄などの酸が生じることがあるため、剥離後に水洗を行う。

図６（ｅ）に示すように、全面に非磁性層３４を堆積して凹部の埋め込みを行う。非磁性材料としては、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ_xＮ_y、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＴｉＯ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｒｕ、ＴａおよびＮｉＴａを用いることができる。これらの非磁性材料をバイアススパッタ法または通常のスパッタ法で成膜する。バイアススパッタ法は、基板にバイアスをかけながらスパッタ成膜する方法で、凹部への埋め込みを容易に行うことができる。ただし、基板バイアスによる基板の溶解、スパッタダストが生じやすいので、通常のスパッタ法を用いるのが好適である。

図６（ｆ）に示すように、非磁性層３４をエッチバックする。エッチバックは、強磁性層３３が露出するより直前で停止する。このエッチバックプロセスでは、ＥＣＲイオンガンを用いた垂直入射のエッチングを用いることが望ましい。ＳｉＯ₂などのシリコン系埋め込み剤を用いた場合はフッ素系ガスを用いたＲＩＥを用いることもできる。Ａｒイオンミリングを用いることもできる。

図６（ｇ）に示すように、同一の非磁性材料の堆積およびエッチバックを２回以上繰り返すことにより、パターン化された強磁性層３３間の凹部に、多層構造の非磁性層３４を形成する。

このとき、強磁性層３３上に非磁性層３４を残し、これを保護層として利用してもよい。また、エッチバック後にカーボン保護層を形成してもよい。カーボン保護層は、表面へのカバレッジを良くするためにＣＶＤ法で成膜することが望ましいが、スパッタ法や真空蒸着法を用いてもよい。ＣＶＤ法を用いた場合、ｓｐ³結合炭素を多く含むダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜が形成される。これらのどちらの場合でも、強磁性層上の保護層の膜厚は１〜１０ｎｍであることが好ましい。１ｎｍ未満だとカバレッジが悪くなる。１０ｎｍを超えると記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってＳＮＲが低下する。

保護層上には、潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、従来公知の材料、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

次に、本発明の実施形態において用いられる材料について説明する。

＜基板＞
基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスが挙げられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。

なお、基板上への薄膜の形成方法はスパッタリング法に限定されず、真空蒸着法や電解メッキ法などを用いても同様の効果を得ることができる。

＜軟磁性下地層＞
軟磁性下地層（ＳＵＬ）は、垂直磁磁気記録層を磁化するための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作用を有する。軟磁性下地層には、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料を用いることができる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性下地層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏ合金には８０ａｔ％以上のＣｏが含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により成膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けてもよい。こうした下地層の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。軟磁性下地層と記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という２つの作用を有する。中間層の材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挿入することで反強磁性結合させてもよい。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させてもよい。交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に磁性膜（たとえばＣｏ）または非磁性膜（たとえばＰｔ）を積層してもよい。

＜強磁性層＞
垂直磁気記録層として用いられる強磁性層は、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、さらに酸化物を含む材料を用いることが好ましい。垂直磁気記録層は、必要に応じて、Ｃｒを含んでいてもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。

垂直磁気記録層の酸化物含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましく、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。垂直磁気記録層の酸化物含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁気記録層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を分離させ、微細化させることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）が得られなくなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＣｒ含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下であることが好ましく、１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下であることがより好ましい。Ｃｒ含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＰｔ含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁性層に必要なＫｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なＫｕが得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進し、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ、ならびにＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは５ないし６０ｎｍ、より好ましくは１０ないし４０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

＜保護層＞
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護層の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含むものが挙げられる。保護層の厚さは１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、ｓｐ²結合炭素（グラファイト）とｓｐ³結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ³結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンはグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で成膜される。この方法では、ｓｐ²結合炭素とｓｐ³結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ³結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護層として利用されている。ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によるＤＬＣの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を合わせることで、よりｓｐ³結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

（実施例１）
図６（ａ）〜（ｇ）に示した方法でディスクリートトラック媒体を作製した。記録トラック間の凹部の埋め込みにＳｉＣターゲットの酸素混合スパッタを用いた。酸素混合スパッタを行うと、ＳｉＣのＣの大部分がＯに置換されるため、成膜される非磁性層をＳｉＯＣという。Ａｒ：Ｏ₂＝７５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの条件でのＲＦスパッタによる厚さ１００ｎｍのＳｉＯＣの成膜および厚さ１００ｎｍのエッチバックを３回繰り返し、３層構造の非磁性層を形成した。記録トラック間に埋め込まれた非磁性層を断面ＴＥＭに観察すると、３層からなっていることが確認された。非磁性層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。この媒体をドライブへ組み込み、耐久試験を行った。ヘッドクラッシュまでの時間を測定したところ、数日〜数週間の連続動作を確認することができた。

（比較例１）
記録トラック間の凹部の埋め込みにＳｉＣターゲットの酸素混合スパッタを用いたが、Ａｒ：Ｏ₂＝７５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの条件でのＲＦスパッタによる厚さ３００ｎｍのＳｉＯＣの成膜および厚さ３００ｎｍのエッチバックを１回ずつ行い、単層構造の非磁性層を形成した。非磁性層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。この媒体をドライブへ組み込み、耐久試験を行った。ヘッドクラッシュまでの時間を測定したところ、平均の稼動時間は３．５時間であった。

実施例１と比較例１の結果から、記録トラック間に多層構造の非磁性層が埋め込まれたディスクリートトラック媒体は、ドライブ搭載時の動作が安定化することがわかった。ＳｉＯＣは硬度が高いため、凹部の埋め込みに用いると、ヘッドが接触したときにクラックや剥がれが生じる。埋め込みに用いる非磁性層を多層にすることにより、構造に柔軟性ができ、衝撃の強い媒体を作製することができた。

（実施例２）
実施例１と同様に、図６（ａ）〜（ｇ）に示した方法でディスクリートトラック媒体を作製した。記録トラック間の凹部を埋め込む非磁性層としてＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ_xＮ_y、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＴｉＯ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｒｕ、Ｔａ、ＮｉＴａを用いた。厚さ１００ｎｍの非磁性層の成膜および厚さ１００ｎｍのエッチバックを３回繰り返し、３層構造の非磁性層を形成した。記録トラック間に埋め込まれた非磁性層を断面ＴＥＭに観察すると、３層からなっていることが確認された。非磁性層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。このようにして作製したそれぞれの媒体をドライブへ組み込み、アコースティックエミッション（ＡＥ）を測定した。その結果、いずれの媒体でもＡＥシグナルは観察されなかった。

（比較例２）
実施例２と同様に、図６（ａ）〜（ｇ）に示した方法でディスクリートトラック媒体を作製した。記録トラック間の凹部の埋め込みに、ＣｕのＤＣスパッタを用いた。厚さ１００ｎｍのＣｕの成膜および厚さ１００ｎｍのエッチバックを３回繰り返し、３層構造のＣｕ層を形成した。Ｃｕ層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。このようにして作製した媒体をドライブへ組み込み、アコースティックエミッション（ＡＥ）を測定した。その結果、ＡＥシグナルが生じ、ドライブ搭載に問題があることがわかった。

断面ＴＥＭによる観察では、エッチバック後に凹凸が平坦化されておらず、埋め込み前の形状と異なる異常突起が多数生じていることが明らかになった。埋め込みエッチバック中に発生した熱によって金属のリフローが生じ、平坦化が起こらなかったと考えられる。

実施例２と比較例２の結果から、実施例２に示した材料を使うことにより、多層構造の非磁性層を安定して形成できることがわかった。

（実施例３）
実施例１と同様に、図６（ａ）〜（ｇ）に示した方法でディスクリートトラック媒体を作製した。埋め込みにはＳｉＣの酸素混合スパッタを用いた。Ａｒ：Ｏ₂＝７５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの条件でのＲＦスパッタによる厚さ１００ｎｍのＳｉＯＣの成膜および厚さ１００ｎｍのエッチバックを３回、５回、８回、または１０回繰り返し、多層構造の非磁性層を形成した。記録トラック間に埋め込まれた非磁性層を断面ＴＥＭに観察すると、多層をなしていることが確認された。非磁性層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。それぞれの媒体をドライブへ組み込み、耐久試験を行った。ヘッドクラッシュまでの時間を測定したところ、全てのドライブで数日〜数週間の連続動作を確認することができた。

（比較例３）
実施例１と同様に、図６（ａ）〜（ｇ）に示した方法でディスクリートトラック媒体を作製した。埋め込みにはＳｉＣの酸素混合スパッタを用いた。Ａｒ：Ｏ₂＝７５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの条件でのＲＦスパッタによる厚さ１００ｎｍのＳｉＯＣの成膜および厚さ１００ｎｍのエッチバックを１１回、１３回、または１５回繰り返し、多層構造の非磁性層を形成した。記録トラック間に埋め込まれた非磁性層を断面ＴＥＭに観察すると、多層をなしていることが確認された。非磁性層上に、ＣＶＤ法によりＤＬＣ保護層を成膜し、ＤＬＣ保護層上に潤滑剤を塗布した。それぞれの媒体をドライブへ組み込み、実施例３と同様に耐久試験を行った。ヘッドクラッシュまでの時間を測定したところ、全てのドライブで１日未満しか連続動作しなかった。

さらに、実施例３および比較例３のディスクリートトラック媒体についてダスト数を測定した。これらの結果を表１にまとめて示す。比較例３では、プロセス時間が増加し、非磁性層の１層の膜厚が薄くなったため、応力による膜剥がれが生じ、ダストが発生したことが原因であると考えられる。これらの結果から、多層構造の非磁性層の層数は１０層以下であることが好ましいことがわかった。

ディスクリートトラック媒体の平面図。パターンド媒体の平面図。第１の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。第１の実施形態の変形例に係る磁気記録媒体の断面図。第２の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。実施形態における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。

符号の説明

１０…サーボ領域、１１…プリアンブル部、１２…アドレス部、１３…バースト部、２０…データ領域、２１…記録トラック、３１…非磁性基板、３２…軟磁性層、３３…強磁性層、３４…非磁性層、３５…保護層、４０…レジスト、５０…スタンパ。

Claims

基板上に形成された軟磁性層と、
前記軟磁性層上に分離して設けられた凸状の強磁性体からなる複数の磁性パターンと、
前記複数の磁性パターン間の前記軟磁性層上に形成された、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ ₂ 、Ｓｉ _x Ｎ _y 、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＴｉＯ _x 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、Ｒｕ、ＴａおよびＮｉＴａからなる群より選択される少なくとも１種の同一材料からなる２層以上１０層以下の非磁性層と
を具備したことを特徴とする磁気記録媒体。