JP4708121B2 - 磁性薄膜作成用ターゲット、磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記録再生装置 - Google Patents
磁性薄膜作成用ターゲット、磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記録再生装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、磁性薄膜作成用ターゲットおよびこの磁性薄膜作成用ターゲットを用いて作成した磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものである。
垂直磁気記録方式は、従来、媒体の面内方向に向けられていた磁気記録層の磁化容易軸を媒体の垂直方向に向けることにより、記録ビット間の境界である磁化遷移領域付近での反磁界が小さくなるため、記録密度が高くなるほど静磁気的に安定となって熱揺らぎ耐性が向上することから、面記録密度の向上に適した方式である。
また、非磁性基板と垂直磁気記録膜との間に軟磁性材料からなる裏打ち層を設けた場合には、いわゆる垂直２層媒体として機能し、高い記録能力を得ることができる。このとき、軟磁性裏打ち層は磁気ヘッドからの記録磁界を還流させる役割を果たしており、記録再生効率を向上させることができる。
一般に垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に裏打ち層（軟磁性膜）を設け、磁性層の磁化容易軸を非磁性基板面に対して垂直に配向させる下地膜、Ｃｏ合金からなる垂直磁気記録膜および保護膜の順で構成されている。この中で、裏打ち層構造について幾つかの改善手法が提案されている。
特開昭５８−１６６５３１号公報
特開２０００−３４８３２７号公報
特開平０６−１０３５５３号公報
上記垂直２層媒体を構成する軟磁性膜は、一般に、ターゲットを用いてスパッタリング法により形成される。したがって、軟磁性膜の生産性を向上するためには、軟磁性膜の膜厚を薄くするか、ターゲットの膜厚を厚くすることにより、連続で生産できる数量が多くすることが望ましい。また、垂直２層媒体を構成する軟磁性膜は、垂直２層媒体として十分な特性を持つものとするため、飽和磁束密度が大きいものとされることが好ましい。
軟磁性膜の膜厚は、軟磁性膜の飽和磁束密度を大きくすることにより、薄くすることができる。しかしながら、マグネトロンスパッタ成膜法を用いて、飽和磁束密度の大きい軟磁性膜を生成する場合、ターゲットの後ろに配置されたマグネットからの漏洩磁界が小さくなり、ターゲットの表面における漏洩磁界が低下してしまう。このため、ターゲットの厚さを薄くしなければならず、生産性の低下（連続で生産できる数量の低下）をまねいてしまう。これに対し、マグネトロンスパッタ成膜法を用いて、飽和磁束密度の小さい軟磁性膜を生成する場合には、ターゲットの膜厚を厚くすることができる。しかし、垂直２層媒体として十分な特性を持つものとするために、軟磁性膜の膜厚を厚くしなければならなくなり、結局のところ生産性の低下（連続で生産できる数量の低下）をまねいてしまう。
すなわち、生産性を高めるためには、ターゲットの飽和磁束密度を小さくしてマグネットからの漏洩磁界を十分に確保することでターゲットの厚みを厚くするとともに、該ターゲットを用いて作成した軟磁性膜の飽和磁束密度を大きくすることで軟磁性膜の膜厚を薄くすることが要求されている。
すなわち、生産性を高めるためには、ターゲットの飽和磁束密度を小さくしてマグネットからの漏洩磁界を十分に確保することでターゲットの厚みを厚くするとともに、該ターゲットを用いて作成した軟磁性膜の飽和磁束密度を大きくすることで軟磁性膜の膜厚を薄くすることが要求されている。
しかしながら、従来の磁性薄膜作成用ターゲットは、一様な結晶相から構成されるものであるため、ターゲットの飽和磁束密度と該ターゲットを用いて作成した磁性薄膜の飽和磁束密度は同じであり、上記要求を満たすことはできなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、飽和磁束密度が小さく、厚みを厚くできる磁性薄膜作成用ターゲットおよび磁性薄膜作成用ターゲットを用いて作成した磁性薄膜を備えた生産性に優れた磁気記録媒体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、本発明は以下の構成を採用した。
（１）磁性薄膜をマグネトロンスパッタ成膜法により形成するための２種類以上の結晶相を含む磁性薄膜作製用ターゲットであって、前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のものであり、前記２種類以上の結晶相が、前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相と、Ｆｅ合金もしくはＣｏ合金からなる結晶相とからなり、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が１２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であり、前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つものとなることを特徴とする磁性薄膜作成用ターゲット。
（２）前記２種類以上の結晶相からなる粉末を焼結したものであることを特徴とする（１）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（３）前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が８００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（４）厚さが７ｍｍ以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（５）前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれていることを特徴とする（１）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（１）磁性薄膜をマグネトロンスパッタ成膜法により形成するための２種類以上の結晶相を含む磁性薄膜作製用ターゲットであって、前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のものであり、前記２種類以上の結晶相が、前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相と、Ｆｅ合金もしくはＣｏ合金からなる結晶相とからなり、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が１２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であり、前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つものとなることを特徴とする磁性薄膜作成用ターゲット。
（２）前記２種類以上の結晶相からなる粉末を焼結したものであることを特徴とする（１）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（３）前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が８００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（４）厚さが７ｍｍ以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（５）前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれていることを特徴とする（１）に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
（６）（１）〜（５）のいずれか一項に記載の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて形成された磁性薄膜を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
（７）前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つことを特徴とする（６）記載の磁気記録媒体。
（８）前記磁性薄膜が軟磁性膜であり、前記磁気記録媒体が前記軟磁性膜と垂直磁気記録膜とを備える垂直２層媒体であることを特徴とする（６）または（７）に記載の磁気記録媒体。
（７）前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つことを特徴とする（６）記載の磁気記録媒体。
（８）前記磁性薄膜が軟磁性膜であり、前記磁気記録媒体が前記軟磁性膜と垂直磁気記録膜とを備える垂直２層媒体であることを特徴とする（６）または（７）に記載の磁気記録媒体。
（９）（６）〜（８）のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法であって、前記磁性薄膜作成用ターゲットを用いて磁性薄膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１０）磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、前記磁気記録媒体が（６）〜（８）のいずれか一項に記載のものであることを特徴とする磁気記録再生装置。
マグネトロンスパッタ成膜法を用いて垂直２層媒体の軟磁性膜を作成する時に、用いるターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）を下げることで、マグネットからの漏洩磁界を増大させ、ターゲットの厚みを厚くしても成膜可能とし、軟磁性膜の生産性向上に寄与することができる。
本発明の磁性薄膜作成用ターゲットは、マグネトロンスパッタ成膜法を用いて磁気記録媒体を構成する磁性薄膜を形成するための材料として好適に用いられるものである。
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態の一例を示した概略断面図である。図１に示す磁気記録媒体１０は、本発明の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて形成された磁性薄膜を備えたものであり、磁性薄膜と垂直磁気記録膜とを備える垂直２層媒体である。また、図１に示す磁気記録媒体１０は、非磁性基板１の両面に、裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７とが順次形成された構成となっている。なお、図１に示す磁気記録媒体１０には、非磁性基板１の両面に裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７が形成されているが、図１においては、図面を見やすくするために、非磁性基板１の片面側（図１においては非磁性基板の下側）に形成された裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７の図示を省略して示している。
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態の一例を示した概略断面図である。図１に示す磁気記録媒体１０は、本発明の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて形成された磁性薄膜を備えたものであり、磁性薄膜と垂直磁気記録膜とを備える垂直２層媒体である。また、図１に示す磁気記録媒体１０は、非磁性基板１の両面に、裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７とが順次形成された構成となっている。なお、図１に示す磁気記録媒体１０には、非磁性基板１の両面に裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７が形成されているが、図１においては、図面を見やすくするために、非磁性基板１の片面側（図１においては非磁性基板の下側）に形成された裏打ち層２と配向制御層３と中間層４と垂直磁気記録膜５と保護膜６と潤滑膜７の図示を省略して示している。
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、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を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。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使用可能である。
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、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を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。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使用可能である。
非磁性基板１は、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下であるとことがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方のいずれの表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方のいずれの表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
裏打ち層２は、軟磁性膜であり、本発明の磁性薄膜作成用ターゲットを用いてマグネトロンスパッタ成膜法などのスパッタリング法により形成されたものである。
本発明の磁性薄膜作製用ターゲットは、２種類以上の結晶相を含むものであり、前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のものである。また、本発明の磁性薄膜作製用ターゲットを構成するＦｅＮｉ系合金は、Ｆｅの含有量が６１ａｔ％以上７９ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２１ａｔ％以上３８ａｔ％以下とすることがより好ましく、Ｆｅの含有量が７０ａｔ％、Ｎｉの含有量が２５ａｔ％以上３０ａｔ％以下とすることがさらに好ましい。
本発明の磁性薄膜作製用ターゲットは、２種類以上の結晶相を含むものであり、前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のものである。また、本発明の磁性薄膜作製用ターゲットを構成するＦｅＮｉ系合金は、Ｆｅの含有量が６１ａｔ％以上７９ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２１ａｔ％以上３８ａｔ％以下とすることがより好ましく、Ｆｅの含有量が７０ａｔ％、Ｎｉの含有量が２５ａｔ％以上３０ａｔ％以下とすることがさらに好ましい。
Ｆｅ−Ｎｉ合金は、Ｆｅ＝７０、Ｎｉ＝３０（ａｔ％）で磁性がなくなる（インバー効果）特徴をもつ。例えば、ターゲットを７０Ｆｅ−３０Ｎｉと各組成のＦｅ−Ｎｉ合金との混合状態とすることで、ターゲットの飽和磁束密度を低下させることができる。また、混合するＦｅ−Ｎｉ合金の組成、または混合比をかえることで、非磁性基板上に形成した軟磁性膜の飽和磁束密度を最適にすることができ、適した特性を有する軟磁性膜を作製することができる。
本発明では、ターゲットを構成する全ての結晶相における、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のＦｅＮｉ系合金（以下「第１の結晶相」ともいう）の混合比（第１の結晶相／ターゲットを構成する全ての結晶相）を、２０％〜８０％とすることができ、４０％〜７０％とすることがより好ましい。第１の結晶相の混合比が、２０％未満である場合、ターゲットの飽和磁束密度を小さくする効果が十分に得られない虞が生じる。また、第１の結晶相の混合比が、８０％を越える場合、ターゲットを用いて作成した軟磁性膜の飽和磁束密度が十分に得られない虞が生じる。
また、ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相（第１の結晶相）は、Ｆｅの含有量が７０ａｔ％である場合、ターゲットの飽和磁束密度を小さくする効果が効果的に得られる。
この場合の混合比（第１の結晶相／ターゲットを構成する全ての結晶相）は、１０％〜７０％とすることができ、３０％〜６０％とすることがより好ましい。
この場合の混合比（第１の結晶相／ターゲットを構成する全ての結晶相）は、１０％〜７０％とすることができ、３０％〜６０％とすることがより好ましい。
さらに、本発明の磁性薄膜作製用ターゲットにおいては、ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相（第１の結晶相）以外の結晶相が、Ｆｅ合金もしくはＣｏ合金であるものとすることができる。このようなターゲットとすることで、大きな飽和磁束密度が得られる軟磁性膜を得ることができるものとなる。
また、本発明の磁性薄膜作製用ターゲットにおいては、ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相（第１の結晶相）中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれているものとすることができる。このようなターゲットとすることで、良好な特性を有する軟磁性膜を得ることができるものとなる。
例えば、ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相（第１の結晶相）中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれているものとすることで、アモルファス構造または微細結晶構造からなる軟磁性膜を得ることができるものとなる。
裏打ち層２がアモルファス構造または微細結晶構造である場合、表面粗さが良好なものとなり、上に設けられる垂直磁気記録膜５の結晶配向性が良好なものとなる。これに対し、表面粗さが粗いと、裏打ち層２の表面の法線方向に結晶成長していく配向制御膜３や垂直磁気記録膜５のばらつきが大きくなり、良好な結晶配向性を有する垂直磁気記録膜５が得られない場合がある。
例えば、ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相（第１の結晶相）中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれているものとすることで、アモルファス構造または微細結晶構造からなる軟磁性膜を得ることができるものとなる。
裏打ち層２がアモルファス構造または微細結晶構造である場合、表面粗さが良好なものとなり、上に設けられる垂直磁気記録膜５の結晶配向性が良好なものとなる。これに対し、表面粗さが粗いと、裏打ち層２の表面の法線方向に結晶成長していく配向制御膜３や垂直磁気記録膜５のばらつきが大きくなり、良好な結晶配向性を有する垂直磁気記録膜５が得られない場合がある。
本発明の磁性薄膜作製用ターゲットを製造するには、例えば、ホットプレス法、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）法、通電焼結法などの焼結法を用いて、２種類以上の結晶相からなる粉末を、８００℃以上の温度、好ましくは１０００℃程度の温度で５０ＭＰａ以上の圧力を加えて焼結する方法によって得られる。温度が８００℃未満である場合や、圧力が５０ＭＰａ未満である場合には、得られたターゲットに空隙が残留する虞が生じるため好ましくない。
本発明の磁性薄膜作製用ターゲットは、ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つ軟磁性膜を作成するものであることが望ましく、１．８倍以上とすることがより望ましい。ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）と軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）との比（Ｆｉｌｍ Ｍｓ／ＴＧＴ Ｍｓ）（以下、「Ｍｓ比」ともいう。）が１．２未満であると、ターゲットの厚みを厚くできる効果が十分に得られない虞が生じる。
また、ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）は、１２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることが望ましく、８００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることがより望ましい。ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）が１２００ｅｍｕ／ｃｃを越える場合、マグネットからの漏洩磁界を十分に確保することができない虞が生じる。
また、裏打ち層２を構成する軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）は、１２００ｅｍｕ／ｃｃ以上であることが望ましく、１３００ｅｍｕ／ｃｃ以上とするのがより望ましい。軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）が１３００ｅｍｕ／ｃｃ未満である場合、垂直２層媒体としての特性が不十分となる虞が生じる。
また、裏打ち層２を構成する軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）は、１２００ｅｍｕ／ｃｃ以上であることが望ましく、１３００ｅｍｕ／ｃｃ以上とするのがより望ましい。軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）が１３００ｅｍｕ／ｃｃ未満である場合、垂直２層媒体としての特性が不十分となる虞が生じる。
また、本発明の磁性薄膜作製用ターゲットは、厚さが７ｍｍ以上であることが望ましい。ターゲットの厚さが７ｍｍ未満である場合、生産性を向上させる効果が十分に得られない虞が生じる。
また、裏打ち層２に用いる軟磁性膜の膜厚は、１００ｎｍ以下とするのが好ましく、６０ｎｍ）以下とすることがより好ましい。軟磁性膜の膜厚が上記範囲を超えると表面性の悪化による特性の劣化や生産性の悪化が生じるため好ましくない。なお、裏打ち層２の厚さは、例えばＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察することにより求めることができる。
また、裏打ち層２に用いる軟磁性膜の膜厚は、１００ｎｍ以下とするのが好ましく、６０ｎｍ）以下とすることがより好ましい。軟磁性膜の膜厚が上記範囲を超えると表面性の悪化による特性の劣化や生産性の悪化が生じるため好ましくない。なお、裏打ち層２の厚さは、例えばＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察することにより求めることができる。
裏打ち層２を構成する軟磁性膜の保磁力Ｈｃは２０（Ｏｅ）以下とするのが好ましく、１０（Ｏｅ）以下とするのがより好ましい。なお、１Ｏｅは、約７９Ａ／ｍである。
また、裏打ち層２は、軟磁性膜を２層以上形成し、軟磁性膜と軟磁性膜の間にＲｕ層を設けた構造とすることが好ましい。この場合、Ｒｕ層の厚さを所定の範囲の厚さ（例えば０．６〜１．０ｎｍ）とすることで、Ｒｕ層の上下に配置された軟磁性膜を反強磁性結合させることができる。上記構成とすることで、媒体上に加わる外部からの弱い磁界に対しての耐性を上げることが可能となる。
配向制御膜３は、垂直磁気記録膜５の配向および粒径を制御するためのものである。配向制御膜３の材料としては、ＲｕまたはＲｕ合金が好ましい。
配向制御膜３の厚さを３ｎｍ以上３０ｎｍ（特に１０〜２０ｎｍ）とするのが好ましい。配向制御膜３の厚さが上記範囲であるとき、垂直磁気記録膜５の配向性がよく、かつ記録時における磁気ヘッドと裏打ち層２との距離を小さくすることができるので、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができるからである。
配向制御膜３の厚さを３ｎｍ以上３０ｎｍ（特に１０〜２０ｎｍ）とするのが好ましい。配向制御膜３の厚さが上記範囲であるとき、垂直磁気記録膜５の配向性がよく、かつ記録時における磁気ヘッドと裏打ち層２との距離を小さくすることができるので、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができるからである。
垂直磁気記録膜５は、その磁化容易軸が非磁性基板に対して主に垂直方向に向いたものであり、少なくともＣｏとＰｔと酸化物からなるグラニュラー構造を有することが好ましい。
特にＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５などの酸化物からなるグラニュラー構造であることが好ましい。
主に垂直方向に向いたものとは垂直方向の保磁力Ｈｃ（Ｐ）と面内方向の保磁力Ｈｃ（Ｌ）がＨｃ（Ｐ）＞Ｈｃ（Ｌ）である垂直磁気記録膜５のことである。
特にＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５などの酸化物からなるグラニュラー構造であることが好ましい。
主に垂直方向に向いたものとは垂直方向の保磁力Ｈｃ（Ｐ）と面内方向の保磁力Ｈｃ（Ｌ）がＨｃ（Ｐ）＞Ｈｃ（Ｌ）である垂直磁気記録膜５のことである。
また、垂直磁気記録膜５は、ＣｏＣｒＰｔ材料からなる１層構造とすることもできるし、組成の異なる材料からなる２層以上の構造とすることもできる。
垂直磁気記録膜５の厚さは、５〜２０ｎｍ（より好ましくは１０〜１６ｎｍ）とするのが好ましい。垂直磁気記録膜５の厚さが５ｎｍ以上であると、十分な磁束が得ることができ、再生時における出力が低くならず、出力波形がノイズ成分にうもれてしまうことがないので、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作するので好ましい。また、垂直磁気記録膜５の厚さが２０ｎｍ以下であると、垂直磁気記録膜５内の磁性粒子の粗大化を抑えることができ、ノイズの増大といった記録再生特性の劣化が生じるおそれがないため好ましい。
垂直磁気記録膜５の厚さは、５〜２０ｎｍ（より好ましくは１０〜１６ｎｍ）とするのが好ましい。垂直磁気記録膜５の厚さが５ｎｍ以上であると、十分な磁束が得ることができ、再生時における出力が低くならず、出力波形がノイズ成分にうもれてしまうことがないので、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作するので好ましい。また、垂直磁気記録膜５の厚さが２０ｎｍ以下であると、垂直磁気記録膜５内の磁性粒子の粗大化を抑えることができ、ノイズの増大といった記録再生特性の劣化が生じるおそれがないため好ましい。
保護膜６は垂直磁気記録膜５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ためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものが使用可能である。保護膜６の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下とするのがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から望ましい。
潤滑膜７には従来公知の材料、例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のが好ましい。
本形態の磁気記録媒体にあっては、裏打ち層２を成膜する際のターゲットとして、２種類以上の結晶相を含み、前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下である磁性薄膜作成用ターゲットを用いることで、マグネットからの漏洩磁界を増加してターゲットを厚くしても成膜可能としたので、生産性を向上することができる。
図２は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の一例を示すものである。図２に示す磁気記録再生装置１１は、磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１２と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１３と、ヘッド駆動部１４と、記録再生信号処理系１５とを備えている。記録再生信号処理系１５は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１３に送ったり、磁気ヘッド１３からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
以下、実施例を示して本発明の作用効果を明確にする。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実験例１〜実験例２０）
表１に示す２種類の結晶相からなる粉末を、１２５０℃の温度で、１００ＭＰａの圧力を２時間加えるＨＩＰ法を用いて焼結し、表１に示す平均組成からなる実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを得た。
（実験例１〜実験例２０）
表１に示す２種類の結晶相からなる粉末を、１２５０℃の温度で、１００ＭＰａの圧力を２時間加えるＨＩＰ法を用いて焼結し、表１に示す平均組成からなる実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを得た。
次いで、得られた実験例１〜実験例２０のターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）を、以下のようにして測定した。すなわち、実験例１〜実験例２０のターゲットを加工して、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚み２ｍｍの試験片を形成し、振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で測定した。その結果を表１に示す。
次いで、表１に示す実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを用い、図３に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）を用いて、以下に示すように、磁性薄膜を形成した。
図３は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を側面から見た概略断面図である。図３に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置には、チャンバ２２内に起立した状態の非磁性基板２４が収容されている。非磁性基板２４の両面側には、ターゲット２１、２１が非磁性基板２４に平行に配置され、ターゲット２１、２１の非磁性基板２４と反対側には、台座２９に支持されたマグネット板２５がターゲット２１、２１に平行に配置されている。また、ターゲット材２１、２１には、電極２３から負電圧を印加できるように電源２７が電気的に接続されている。
図３は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を側面から見た概略断面図である。図３に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置には、チャンバ２２内に起立した状態の非磁性基板２４が収容されている。非磁性基板２４の両面側には、ターゲット２１、２１が非磁性基板２４に平行に配置され、ターゲット２１、２１の非磁性基板２４と反対側には、台座２９に支持されたマグネット板２５がターゲット２１、２１に平行に配置されている。また、ターゲット材２１、２１には、電極２３から負電圧を印加できるように電源２７が電気的に接続されている。
そして、図３に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバ２２内に非磁性基板２４を収容し、到達真空度が１×１０−５Ｐａとなるまでチャンバ２２内を排気した後、ターゲット２１、２１の周囲にプラズマを発生させ、非磁性基板２４上に５０ｎｍの磁性薄膜を堆積させた。
なお、非磁性基板２４として洗浄済みのガラス基板（ＭＹＧ社製、外直径２．５インチ）を用い、ターゲット２１、２１として直径１８０ｍｍ、厚さ８ｍｍの実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを用い、マグネット板２５として同社製のＴｙｐｅ１６２−３を用いた。
そして、実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて得られた磁性薄膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）を振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で測定し、ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）との比であるＭｓ比（Ｆｉｌｍ Ｍｓ／ＴＧＴ Ｍｓ）を求めた。その結果を表１に示す。
なお、非磁性基板２４として洗浄済みのガラス基板（ＭＹＧ社製、外直径２．５インチ）を用い、ターゲット２１、２１として直径１８０ｍｍ、厚さ８ｍｍの実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを用い、マグネット板２５として同社製のＴｙｐｅ１６２−３を用いた。
そして、実験例１〜実験例２０の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて得られた磁性薄膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）を振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で測定し、ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）との比であるＭｓ比（Ｆｉｌｍ Ｍｓ／ＴＧＴ Ｍｓ）を求めた。その結果を表１に示す。
また、実験例１〜実験例２０において磁性薄膜を形成する際におけるマグネットからの漏洩磁界を以下に示すようにして測定した。すなわち、図４に示すように、図３に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバ２２内にガウスメータ２６を配置して、ガウスメータ２６のセンサ２６ａをターゲット２１の表面から１ｍｍ離れた位置で、かつ、マグネット板２５の表面から２０ｍｍ離れた位置に配置し、マグネットからの水平成分の漏洩磁界を測定して最も強度の強い値を測定値とした。その結果を表１に示す。
表１に示すように、実験例１と実験例２とを比較すると、ターゲットの平均組成が同じであるのに、実験例１では、漏洩磁界が著しく大きくなっており、ターゲットの飽和磁束密度（ＴＧＴ Ｍｓ）が小さく、軟磁性膜の飽和磁束密度（Ｆｉｌｍ Ｍｓ）が同等であることがわかった。また、実験例１では、Ｆｉｌｍ ＭｓがＴＧＴ Ｍｓの１．２倍以上（Ｍｓ比が１．２以上）となり、ターゲットを厚くしても、安定して放電することが可能であり、生産性を向上できることがわかった。
また、表１の実験例１〜実験例２０より、結晶相１がＦｅＮｉ系合金からなり、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下である実験例３〜実験例５、実験例９〜実験例１０、実験例１２〜実験例２０は、実験例６〜実験例８、実験例１１と比較して、ターゲットの飽和磁束密度を低減することができ、漏洩磁界を大きくできることが確認できた。
さらに、表１より、ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６１ａｔ％以上７０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２５ａｔ％以上３８ａｔ％以下のものである場合、ターゲットの飽和磁束密度を８００ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることができ、漏洩磁界をより一層大きくできることが確認できた。
さらに、表１より、ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６１ａｔ％以上７０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２５ａｔ％以上３８ａｔ％以下のものである場合、ターゲットの飽和磁束密度を８００ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることができ、漏洩磁界をより一層大きくできることが確認できた。
１、２４・・・非磁性基板、２・・・裏打ち層、３・・・配向制御層、４・・・中間層、５・・・垂直磁気記録膜、６・・・保護膜、７・・・潤滑膜、１０・・・磁気記録媒体、１１・・・磁気記録再生装置、１２・・・媒体駆動部、１３・・・磁気ヘッド、１４・・・ヘッド駆動部、１５・・・記録再生信号処理系、２１、２１・・・ターゲット、２２・・・チャンバ、２３・・・電極、２５・・・マグネット板、２６・・・ガウスメータ、２６ａ・・・センサ、２７・・・電源、２９・・・台座
Claims (10)
- 磁性薄膜をマグネトロンスパッタ成膜法により形成するための２種類以上の結晶相を含む磁性薄膜作製用ターゲットであって、
前記結晶相のうちの少なくとも１種類の結晶相がＦｅＮｉ系合金からなり、
前記ＦｅＮｉ系合金が、Ｆｅの含有量が６０ａｔ％以上８０ａｔ％以下、Ｎｉの含有量が２０ａｔ％以上４０ａｔ％以下のものであり、
前記２種類以上の結晶相が、前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相と、Ｆｅ合金もしくはＣｏ合金からなる結晶相とからなり、
前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が１２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であり、
前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つものとなることを特徴とする磁性薄膜作成用ターゲット。 - 前記２種類以上の結晶相からなる粉末を焼結したものであることを特徴とする請求項１に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
- 前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度が８００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
- 厚さが７ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
- 前記ＦｅＮｉ系合金からなる結晶相中にＢ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのいずれか一つ以上が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の磁性薄膜作成用ターゲット。
- 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の磁性薄膜作成用ターゲットを用いて形成された磁性薄膜を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記磁性薄膜が、前記磁性薄膜作成用ターゲットの飽和磁束密度の１．２倍以上の飽和磁束密度を持つことを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性薄膜が軟磁性膜であり、前記磁気記録媒体が前記軟磁性膜と垂直磁気記録膜とを備える垂直２層媒体であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の磁気記録媒体。
- 請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法であって、
前記磁性薄膜作成用ターゲットを用いて磁性薄膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、
前記磁気記録媒体が請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載のものであることを特徴とする磁気記録再生装置。
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