JP6327357B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明のいくつかの構成例は、磁気記録媒体に関する。具体的には、ハードディスク磁気記録装置（ＨＤＤ）に用いられる磁気記録媒体に関する。
磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、軟磁性材料から形成されて、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含んでもよい。
良好な磁気特性を得ることを目的として、グラニュラー磁性材料を用いて垂直磁気記録媒体の磁気記録層を形成することが提案されている。グラニュラー磁性材料は、磁性結晶粒と、磁性結晶粒の周囲を取り囲むように偏析した非磁性体とを含む。グラニュラー磁性材料中の個々の磁性結晶粒は、非磁性体によって磁気的に分離されている。
近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒の粒径を縮小させる必要に迫られている。一方で、磁性結晶粒の粒径の縮小は、記録された磁化（信号）の熱安定性を低下させる。そのため、磁性結晶粒の粒径の縮小による熱安定性の低下を補償するために、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒を、より高い結晶磁気異方性を有する材料を用いて形成することが求められている。求められる高い結晶磁気異方性を有する材料として、Ｌ１０型規則合金が提案されている。代表的なＬ１０型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。
Ｌ１０型規則合金を含む磁気記録層の磁気特性を、磁気記録層の下に形成される層によって向上させる試みがなされてきている。たとえば、特開２０１１−１６５２３２号公報（特許文献１）は、主成分としてのＭｇＯ、および１種または複数種の追加の酸化物を含む下地層の上に、磁気記録層を形成した磁気記録媒体を提案している。この提案では、追加の酸化物の添加によって下地層の結晶粒径を縮小し、下地層の１つの結晶粒の上に、磁気記録層の１つの磁性結晶粒を形成すること（以下、「１対１形成」と称する）によって、磁性結晶粒間の分離の促進、交換結合の低減、および保磁力分散の低減を可能とする。
再表第２０１１／０２１６５２号公報（特許文献２）は、Ｃｒと、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、ＭｎおよびＲｕからなる群から選択される少なくとも１つの追加の元素とを含む第２下地層の上に、ＭｇＯからなる第３下地層を形成し、第３下地層の上に磁気記録層を形成した磁気記録媒体を提案している。この提案は、第２下地層に追加の元素を添加することによって、第２下地層の結晶粒径を縮小することに基づく。第２下地層の結晶粒径の縮小によって、ＭｇＯからなる第３下地層の結晶粒径も縮小され、第３下地層および磁気記録層の間の「１対１形成」が可能となる。そして「１対１形成」の効果によって、磁性結晶粒間の交換結合の低減、および媒体ノイズの低減を可能としている。
特開２０１１−１４６０８９号公報（特許文献３）は、ＳｉＯ２のような非晶質のセラミックからなるシード層、ＭｇＯおよびＭｎＡｌ２Ｏ４のような結晶性材料からなる配向制御層、およびＦｅＰｔ合金を主成分とする磁性層をこの順に積層した磁気記録媒体を提案している。この提案では、非晶質のセラミックスからなるシード層を設けることにより、配向制御層の結晶配向性の向上および構造の微細化を可能としている。そして、磁性層のＦｅＰｔ合金の結晶配向性の乱れの抑制および磁性結晶粒の粒径の縮小により、高い磁気異方性定数Ｋｕ、優れた磁気特性、および優れた記録再生特性を有する磁性層が得られる。
磁気記録媒体の記録密度の向上を意図する場合に、考慮すべき事項の１つとして、磁気記録層と磁気ヘッドとの間の距離がある。一般的に、磁気記録層と磁気ヘッドとの間の距離を短くするほど、記録密度の向上が可能となる。一方、磁気記録層と磁気ヘッドとの間の距離は、磁気記録媒体の表面粗さより大きくする必要がある。磁気記録媒体の表面粗さが大きくなると、磁気ヘッドの浮上特性に悪影響を及ぼし、磁気記録媒体の記録再生特性が低下する恐れがある。従来から用いられているＭｇＯからなる下地層の場合、所望される表面粗さを実現するためには、下地層形成時の基板温度を４００℃以上とする必要があった。したがって、磁気記録媒体の表面粗さ、特に磁気記録層の表面粗さを低減する要求が存在する。
R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４
近角聰信、強磁性体の物理（下） 裳華房、１０−２１
Vratislav S., Zajicek J., Jirak Z., Andresen A.F., J. Magn. Magn. Mater., 1977, Vol. 5, Issue 1, pp.41-50
本発明のいくつかの構成例は、磁気記録層の磁気異方性定数Ｋｕ、飽和磁化Ｍｓ、角形比Ｍｒ／Ｍｓなどの磁気特性に悪影響を及ぼすことなしに、磁気記録層の表面粗さを低減することができる磁気記録媒体を提供することを目的とする。
本明細書に記載される磁気記録媒体は、基板と、前記基板上のシード層と、前記シード層の上の磁気記録層とを含み、前記シード層がＭｎ、ＣｒおよびＯを含み、スピネル構造を有することを特徴とする。ここで、前記シード層は、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４（式中、０≦ｘ≦０．２５である）から構成されていてもよい。ここで、磁気記録層は、規則合金を含んでもよい。あるいはまた、磁気記録層が、磁性結晶粒と、磁性結晶粒を包囲する非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、磁性結晶粒は規則合金を含み、非磁性結晶粒界は、炭素、酸化物、および窒化物からなる群から選択される非磁性材料を含んでもよい。
上記の構成を採用することによって、小さい表面粗さを有するシード層、ならびに小さい表面粗さを有する磁気記録層を有する磁気記録媒体が得られる。得られた磁気記録媒体は、磁気ヘッドの優れた浮上特性に寄与する。
１つの実施形態に係る磁気記録媒体は、基板と、前記基板上のシード層と、前記シード層の上の磁気記録層とを含み、前記シード層がＭｎ、ＣｒおよびＯからなり、スピネル構造を有することを特徴とする。図１に、本実施形態の磁気記録媒体の構成例を示す。図１に示す磁気記録媒体は、非磁性基体１２、密着層１４および下地層１６からなる基板１０と、シード層２０と、磁気記録層３０とをこの順に積層した構造を有する。
本実施形態の基板１０は、非磁性基体１２を含む。基板１０は、非磁性基体１２のシード層２０側の面の上に、密着層１４、軟磁性裏打ち層、ヒートシンク層、下地層１６などの当該技術において知られている層をさらに含んでもよい。
非磁性基体１２は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料を用いて、非磁性基体１２を形成することができる。用いることができる材料は、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ＭｇＯ単結晶、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＳｒＴｉＯ３、強化ガラス、結晶化ガラス等を含む。
任意選択的に設けてもよい密着層１４は、密着層１４の上に形成される層と密着層１４の下に形成される層との密着性を高めるために用いられる。密着層１４の下に形成される層としては非磁性基体１２を含む。密着層１４を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。密着層１４は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。密着層１４は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。本明細書において、「スパッタ法」という記載は、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法など当該技術において知られている任意の技術を含む。
任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層（不図示）は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。軟磁性裏打ち層は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
本実施形態の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録用磁気記録媒体として使用する場合、任意選択的に、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層３０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率および比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、またはそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０質量％以上であることを示す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成し、ヒートシンク層に軟磁性裏打ち層の機能であるヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層３０に集中させる機能を付与することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量および熱分布、ならびに磁気記録媒体の層構成および各構成層の厚さによって変化する。他の構成層との連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、密着層１４の直下、軟磁性裏打ち層の直下、シード層２０の直下などに設けることができる。
任意選択的に設けてもよい下地層１６は、その下に形成される層の結晶構造が、磁気記録層３０の結晶配向性および磁性結晶粒のサイズなどに及ぼす影響を遮断するために設けられる層である。また、軟磁性裏打ち層を設ける場合、軟磁性裏打ち層に対する磁気的影響を抑制するために、下地層１６は非磁性であることが要求される。下地層１６を形成するための材料は、ＣｒおよびＴａなどの金属、ＮｉＷ合金、およびＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、およびＣｒＷなどのＣｒをベースとする合金を含む。下地層１６は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
本実施形態のシード層２０は、Ｍｎ、ＣｒおよびＯからなり、スピネル構造を有する。シード層２０は、スピネル構造を有するＭｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４（式中、０≦ｘ≦０．２５である）で構成されていてもよい。より詳細には、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４で表わされる化合物は、ＭｎIIＯ・（ＭｎIII ｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ３の構造を有する複酸化物である。ここで、「ＭｎII」は＋２の酸化状態のＭｎを意味し、「ＭｎIII」は＋３の酸化状態のＭｎを意味する。言い換えると、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４の化合物中のＭｎ：Ｃｒ比は、１：１（ｘ＝０．２５）〜１：２（ｘ＝０）の範囲内である。前述の範囲内のｘの値を有することによって、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４はスピネル構造を有する。シード層２０の構造を、Ｘ線回折分析によって確認した。具体的には、図２に示すように、スピネル構造を有する（００４）ＭｎＣｒ２Ｏ４の回折ピークの存在により、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４がスピネル構造を有することを確認した。Ｘ線回折分析は、ＣｕＫα線（λ＝０．１５４８ｎｍ）を使用した。なお、図２中のθはＸ線の入射角度であり、スピネル構造を有する（００４）ＭｎＣｒ２Ｏ４の回折ピークの位置は、Vratislav S., Zajicek J., Jirak Z., Andresen A.F, J. Magn. Magn. Mater., 1977, Vol. 5, Issue 1, pp.41-50（非特許文献３）に記載されている。
また、シード層２０は、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚を有する。この範囲内の膜厚を有することによって、結晶性および配向性に優れたＭｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４が得られる。また、生産性の点から、シード層２０は、２０ｎｍ以下の膜厚を有することが好ましい。そして、磁気記録層３０が規則合金を含む場合、規則合金の規則化が十分に進行し、大きな磁気異方性定数Ｋｕ、大きな飽和磁化Ｍｓ、および大きな角形比Ｍｒ／Ｍｓを有する磁気記録層３０を得ることができる。
本実施形態の磁気記録層３０は、規則合金を含んでもよい。規則合金は、ＦｅおよびＣｏから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含む合金であってもよい。好ましい規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄからなる群から選択されるＬ１０型規則合金である。より好ましい規則合金は、Ｌ１０型規則構造を有するＦｅＰｔ合金である。規則合金は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、およびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素をさらに含んでもよい。
あるいはまた、磁気記録層３０は、磁性結晶粒と、磁性結晶粒を包囲する非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有してもよい。磁性結晶粒は、前述の規則合金を含んでもよい。非磁性結晶粒界は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどの酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含んでもよい。たとえば、非磁性結晶粒界は、炭素（Ｃ）およびホウ素（Ｂ）の混合物を含んでもよい。
あるいはまた、磁気記録層３０は複数の磁性層からなってもよい。複数の磁性層のそれぞれは、非グラニュラー構造であってもよいし、グラニュラー構造を有してもよい。さらに、Ｒｕなどの結合層を磁性層で挟んで積層したＥＣＣ（Ｅｘｃｈａｎｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）構造を有してもよい。また、グラニュラー構造を含まない連続層（ＣＡＰ層）として第２の磁性層を、グラニュラー構造を有する磁性層の上部に設けてもよい。
任意選択的に、磁気記録層３０の上に保護層（不図示）を形成してもよい。保護層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔ、Ｔａなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層６０を形成することができる。また、保護層は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層は、たとえば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、特性の異なる２種の金属の積層構造、または金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
さらに、任意選択的に、保護層の上に液体潤滑剤層（不図示）を形成してもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料（たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤など）を用いて形成することができる。液体潤滑剤層は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。
本実施形態の磁気記録媒体は、基板１０を準備する工程と、基板１０の上にＭｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４（式中、０≦ｘ≦０．２５である）を堆積させて、シード層２０を形成する工程と、シード層２０の上に磁気記録層３０を形成する工程とを含む方法によって製造することができる。
第１工程の基板を準備する工程は、非磁性基体１２を洗浄すること、非磁性基体１２のシード層２０を形成する側の表面上に、密着層１４、軟磁性裏打ち層、ヒートシンク層、下地層１６などの任意選択的に設けてもよい層を形成することなどを含む。
第２工程のシード層２０を形成する工程は、基板１０の上に、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４を堆積させることを含む。Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４の堆積は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。スパッタ法を使用する場合、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４を含む単一のターゲットを用いてもよいし、ＭｎＯを含むターゲットと、（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ３を含むターゲットとを用いてもよい。本工程によって、小さい表面粗さを有するシード層２０を得ることができ、ひいては、小さい表面粗さを有する磁気記録層３０を得ることができる。
第３工程の磁気記録層３０を形成する工程は、スパッタ法により所定の材料を堆積させることによって実施することができる。規則合金を含む磁気記録層３０を形成する場合、規則合金を形成する材料を含むターゲットを用いることができる。より詳細には、前述の規則合金を構成する元素を所定の比率で含むターゲットを用いることができる。あるいはまた、単一の元素を含む複数のターゲットを用い、それぞれのターゲットに印加する電力を調整して元素の比率を制御することによって、磁気記録層３０を形成してもよい。グラニュラー構造を有する磁気記録層３０を形成する場合、磁性結晶粒を形成する材料と非磁性結晶粒界を形成する材料とを所定の比率で含むターゲットを用いることができる。あるいはまた、磁性結晶粒を形成する材料を含むターゲットと非磁性結晶粒界を形成する材料を含むターゲットとを用い、それぞれのターゲットに印加する電力を調整して磁性結晶粒および非磁性結晶粒界の構成比率を制御することによって、磁気記録層３０を形成してもよい。ここで、磁性結晶粒を規則合金で形成する場合、規則合金を構成する元素を別個に含む複数のターゲットを用いてもよい。
磁気記録層３０が規則合金を含む場合、磁気記録層３０を形成する際に基板の加熱を伴う。この際の基板温度は、３００℃〜４５０℃の範囲内である。この範囲内の基板温度を採用することによって、磁気記録層３０中の規則合金の規則度を向上させることができる。
［実施例］
（実施例１）
平滑な表面を有する化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を洗浄し、非磁性基体１２を準備した。洗浄後の非磁性基体１２を、スパッタ装置内に導入した。圧力０．２０ＰａのＡｒガス中で、基板から１８０ｍｍの位置に配置したＴａターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＴａ密着層１４を形成した。ターゲットに印加した電力は２００Ｗであった。
（実施例１）
平滑な表面を有する化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を洗浄し、非磁性基体１２を準備した。洗浄後の非磁性基体１２を、スパッタ装置内に導入した。圧力０．２０ＰａのＡｒガス中で、基板から１８０ｍｍの位置に配置したＴａターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＴａ密着層１４を形成した。ターゲットに印加した電力は２００Ｗであった。
次に、圧力０．２０ＰａのＡｒガス中で、基板から１８０ｍｍの位置に配置したＣｒターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層１６を形成して、基板１０を得た。ターゲットに印加した電力は６００Ｗであった。
次に、Ｃｒ下地層１６を形成した積層体に対して、圧力０．１８ＰａのＡｒガス中で、基板１０から２４０ｍｍの位置に配置したＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＭｎＣｒ２Ｏ４シード層２０を形成した。ターゲットに印加した電力は３００Ｗであった。また、この際の基板１０の温度を、２５℃（非加熱）または３００〜４３０℃とした。
次に、シード層２０を形成した積層体を３５０℃に加熱し、圧力１．００ＰａのＡｒガス中で、基板１０から２４０ｍｍの位置に配置したＦｅ50Ｐｔ50を含むターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＦｅＰｔ磁気記録層３０を形成した。ターゲットに印加した電力は３００Ｗであった。
最後に、圧力０．１８ＰａのＡｒガス中で、ＰｔターゲットおよびＴａターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により膜厚５ｎｍのＰｔ膜および膜厚５ｎｍのＴａ膜の積層体である保護層（不図示）を形成して、磁気記録媒体を得た。保護層形成時の基板温度を、室温（２５℃）であった。Ｐｔ膜およびＴａ膜の形成時のスパッタ電力は３００Ｗであった。
ＰＰＭＳ装置（Quantum Design社製；Physical Property Measurement System）により、得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループから、飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒ、および角形比Ｍｒ／Ｍｓを求めた。また、ＰＰＭＳ装置を用いて自発磁化の磁場印加角度依存性を評価し、磁気異方性定数Ｋｕを決定した。磁気異方性定数Ｋｕの決定には、R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４（非特許文献１）、ならびに近角聰信、強磁性体の物理（下） 裳華房、１０−２１（非特許文献２）に記載の手法を用いた。結果を第１表に示す。
さらに、シード層形成直後、および磁気記録層形成直後のサンプルを抜き取り、シード層および磁気記録層の算術平均粗さＲａを測定した。本明細書において、算術平均粗さＲａは、１μｍ×１μｍの測定領域におけるＡＦＭの観察により測定した。結果を第１表に示す。
（比較例１）
シード層２０の形成において、ＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットをＭｇＯターゲットに変更し、印加する電力を５００Ｗに変更したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層および磁気記録層の表面粗さ、ならびに、得られた磁気記録媒体の磁気異方性定数Ｋｕ、飽和磁化Ｍｓおよび角形比Ｍｒ／Ｍｓの測定結果を第１表に示す。
シード層２０の形成において、ＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットをＭｇＯターゲットに変更し、印加する電力を５００Ｗに変更したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層および磁気記録層の表面粗さ、ならびに、得られた磁気記録媒体の磁気異方性定数Ｋｕ、飽和磁化Ｍｓおよび角形比Ｍｒ／Ｍｓの測定結果を第１表に示す。
（評価）
実施例１および比較例１で得られた磁気記録媒体のシード層２０および磁気記録層３０の算術平均粗さＲａと、シード層形成時の基板温度との関係を図３に示した。
実施例１および比較例１で得られた磁気記録媒体のシード層２０および磁気記録層３０の算術平均粗さＲａと、シード層形成時の基板温度との関係を図３に示した。
図３から、ＭｇＯでシード層２０を形成した場合にシード層形成時の基板温度が高い方が算術平均粗さＲａが小さくなるのに対して、ＭｎＣｒ２Ｏ４でシード層２０を形成した場合にシード層形成時の基板温度に依存せずに、概して小さい算術平均粗さＲａが得られることが分かる。そして、ＭｇＯを用いた場合よりもＭｎＣｒ２Ｏ４を用いた場合の方が、シード層２０および磁気記録層３０の両方の算術平均粗さＲａが小さくなる。ＭｎＣｒ２Ｏ４シード層の上に形成された磁気記録層３０は、ヘッドの浮上安定性の点で望ましい０．７ｎｍ以下の算術平均粗さＲａを実現することができる。なお、前述の結果は、Ｍｎ（ＭｎｘＣｒ１−ｘ）２Ｏ４（式中、０≦ｘ≦０．２５である）で形成されたシード層２０も、ＭｎＣｒ２Ｏ４で形成されたシード層２０と同様の効果を奏することを示す。何らの理論に束縛されることを意図するものではないが、スピネル構造を有するＭｎＣｒ２Ｏ４の場合に、低温で堆積させることによって結晶粒の成長が抑制され、結果として算術平均粗さＲａが小さくなると考えられる。
（実施例２）
実施例１と同様の手順を用いて、非磁性基体１２の上に、膜厚５ｎｍのＴａ密着層１４および膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層１６を形成して、基板１０を得た。
実施例１と同様の手順を用いて、非磁性基体１２の上に、膜厚５ｎｍのＴａ密着層１４および膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層１６を形成して、基板１０を得た。
次に、基板１０に対して、圧力０．１ＰａのＡｒガス中で、基板１０から１６６ｍｍの位置に配置したＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＭｎＣｒ２Ｏ４シード層２０を形成した。ターゲットに印加した電力は２００Ｗであった。また、この際の基板１０の温度を、４３０℃とした。
続いて、シード層２０を形成した積層体を４３０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、基板１６６ｍｍの位置に配置したＦｅ50Ｐｔ50−Ｃを含むターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層３０を形成した。ターゲット中のＣの含有量は、４０体積％であった。
さらに、実施例１と同様の手順を用いて、膜厚５ｎｍのＰｔ膜および膜厚５ｎｍのＴａ膜の積層体である保護層（不図示）を形成して、磁気記録媒体を得た。
実施例１と同様の手順により、磁気記録層３０の算術平均粗さＲａ、ならびに、磁気記録媒体の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを求めた。また、その際に測定したＭ−Ｈヒステリシスループから保磁力Ｈｃおよびヒステリシスループのαを求めた。「ヒステリシスループのα」は、保磁力付近（Ｈ＝Ｈｃ）における磁化曲線の傾きを意味し、α＝４π×（ｄＭ／ｄＨ）の式で求められる。α値の決定においては、Ｍの単位として「ｅｍｕ／ｃｍ３」を用い、Ｈの単位として「Ｏｅ」を用いる。グラニュラー構造中の磁性結晶粒が磁気的に良好に分離されていない場合、α値が増大する。一方、たとえば二次成長による結晶粒が存在する場合のような、磁性結晶粒の磁気特性のバラツキが大きい場合、α値が減少する。α値は、０．７５以上、３．０未満、より好ましくは０．９以上、２．０未満とすることが好ましい。測定結果を第２表に示す。さらに、表面透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析により、磁気記録層３０がグラニュラー構造を有することを確認した。図４に、表面ＴＥＭ分析の観察像を示す。
（比較例２）
ＭｇＯからなるシード層を形成したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層の形成条件は、ＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットに代えてＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットを用いたことを除いて、実施例２と同様であった。実施例２と同様にして、磁気記録層の算術平均粗さＲａ、ならびに、磁気記録媒体の飽和磁化Ｍｓ、磁気異方性定数Ｋｕ、保磁力Ｈｃおよびヒステリシスループのαを求めた。測定結果を第２表に示す。
ＭｇＯからなるシード層を形成したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層の形成条件は、ＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットに代えてＭｎＣｒ２Ｏ４ターゲットを用いたことを除いて、実施例２と同様であった。実施例２と同様にして、磁気記録層の算術平均粗さＲａ、ならびに、磁気記録媒体の飽和磁化Ｍｓ、磁気異方性定数Ｋｕ、保磁力Ｈｃおよびヒステリシスループのαを求めた。測定結果を第２表に示す。
第２表の結果から、ＭｎＣｒ２Ｏ４からなるシード層２０が、グラニュラー構造を有する磁気記録層３０の算術平均粗さＲａの低減に有効であることが分かる。また、ＭｎＣｒ２Ｏ４からなるシード層２０を有する実施例２の磁気記録媒体は、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕにおいて、ＭｇＯシード層を有する比較例２の磁気記録媒体と同等の特性を有する。一方、実施例２の磁気記録媒体は、比較例２と比較して大きなヒステリシスループのαを有する。これは、実施例２において、グラニュラー構造中の磁性結晶粒が磁気的に良好に分離していることを示す。また、図４の表面ＴＥＭ分析の観察像から、実施例２において、磁気記録層の磁性結晶粒が良好に分離していることが分かる
（実施例３）
シード層２０の形成において、基板温度を３５０℃に固定し、シード層２０の膜厚を変化させたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層２０の膜厚、および得られた磁気記録媒体の磁気異方性定数Ｋｕの測定結果を第３表に示す。
シード層２０の形成において、基板温度を３５０℃に固定し、シード層２０の膜厚を変化させたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して磁気記録媒体を得た。シード層２０の膜厚、および得られた磁気記録媒体の磁気異方性定数Ｋｕの測定結果を第３表に示す。
第３表から明らかなように、シード層２０の膜厚を５ｎｍ以上とすることによって、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する磁気記録媒体が得られた。
１０ 基板
１２ 非磁性基体
１４ 密着層
１６ 下地層
２０ シード層
３０ 磁気記録層
１２ 非磁性基体
１４ 密着層
１６ 下地層
２０ シード層
３０ 磁気記録層
Claims (3)
- 基板と、前記基板上のシード層と、前記シード層の上の磁気記録層とを含み、前記磁気記録層が規則合金を含み、前記シード層がＭｎ、ＣｒおよびＯを含み、スピネル構造を有することを特徴とする磁気記録媒体。
- 基板と、前記基板上のシード層と、前記シード層の上の磁気記録層とを含み、前記磁気記録層が規則合金を含み、前記シード層がＭｎ（ＭｎxＣｒ1-x）2Ｏ4（式中、０≦ｘ≦０．２５である）からなることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記磁気記録層が、磁性結晶粒と、前記磁性結晶粒を包囲する非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記磁性結晶粒は規則合金を含み、前記非磁性結晶粒界は、炭素、酸化物、および窒化物からなる群から選択される非磁性材料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
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