JPH03266402A - 面内磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性膜の膜面に対し主として面内方向の磁化
によって情報記録がなされる磁気記録媒体、その製造方
法及びこの媒体を用いた磁気記憶装置に関する。

〔従来の技術〕

Ｃｏ系合金磁性膜は、蒸着又はスパッタによって製造す
ることにより、結晶磁気異方性の面内成分を大きくする
こと、面内保磁力を大きくすることが可能なことから１
面内磁気記録媒体の磁性膜として用いられている。この
Ｃｏ系面内磁気記録媒体において、高密度化を達成する
ために、媒体の薄膜化と同時に、高保磁力、高耐食性を
持たせることが必要である。しかしながら、これらの条
件のいずれをも満たした媒体を形成することは難しかっ
た。

一方、特開昭６３−２５５８１３に記載のように、膜厚
が０．６ｔ１ｍ程度（７）００１配向したＣ　ｏ　−Ｃ
ｒ合金垂直磁化膜についてＣｒの偏析状態が調べられて
いる。しかしながら、膜厚が０．１１１．以下の１０１
，１１０あるいは１００配向したｃ。

系合金面内磁化膜における磁気特性が、何に起因して変
化するものであるかは、いまだ十分解明されておらず、
一般には稠密六方（以下ｈｃｐという）構造をとるＣｏ
合金の結晶配向あるいは形態に関係していると考えられ
てはいるものの、これだけでは十分に特性の説明をなし
得ていない。

従来の面内磁気記録媒体としては、例えば信学技報ＣＰ
Ｍ８８−９２に見られるようにＣｏＮ１Ｃｒ　／　Ｃｒ
複合膜形成時にアース電位より絶縁した負の基板バイア
ス電圧を印加しながら成膜することにより、保磁力が増
大することが知られている。また基板温度を高くし、Ａ
ｒガス圧力を低くし、成膜方式として負の基板バイアス
電圧を印加したＲＦマグネトロンスパッタ法を用いるこ
とにより保磁力が増大することが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の磁気記録媒体は、高保磁力であるが、磁性膜
が基板バイアス電圧を印加して製造されたことにより、
ｈｃｐ構造をとるＣｏ合金の結晶配向性は、１００配向
の比率が低下し、相対的に１０１配向が大きくなり、そ
のため耐食性が低下する場合があることが明らかになっ
た。

本発明の第１の目的は、高い面内保磁力Ｈｅを有し、か
つ耐食性に優れた高信頼性の面内磁気記録媒体を提供す
ることにある０本発明の第２の目的はこの磁気記録媒体
の製造方法を提供することにある０本発明の第３の目的
はこの磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、（１）単体で体心立方構造をとる元
素Ｍを含有したＣｏ基合金磁性膜を基板上に有する面内
磁気記録媒体において、該磁性膜は、その膜面に沿う方
向に関して該元素Ｍの偏析領域の平均配置周期が２から
３０ｎｍである結晶粒を有することを特徴とする面内磁
気記録媒体。

（２）上記１記載の面内磁気記録媒体において。

上記元素Ｍは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、及びＴａか
らなる群から選ばれた少なくとも一種の元素であり、該
元素の量は、１がら１７ｆｉ子％の範囲であることを特
徴とする面内磁気記録媒体、（３）上記１又は２記載の
面内磁気記録媒体において、上記磁性膜は、さらにＰｔ
を１から１３原子％の範囲で含有することを特徴とする
面内磁気記録媒体、（４）上記１．２又は３記載の面内
磁気記録媒体において、上記磁性膜は、さらにＮｉ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＳｉからなる群から選ばれた少なく
とも一種の元素を含有することを特徴とする面内磁気記
録媒体により達成される。

上記第２の目的は、（５）基板上に、物理蒸着法により
、単体で体心立方構造をとる元素Ｍを含有したＣｏ基合
金磁性膜を形成する面内磁気記録媒体の製造方法におい
て、該磁性膜の蒸着は、基板バイアス電圧を印加するこ
となく行う工程と、ついでバイアス電圧を印加して行う
工程とを有することを特徴とする上記１．２．３又は４
記載の面内磁気記録媒体の製造方法により達成される。

上記第３の目的は、（６）上記１，２．３又は４記載の
面内磁気記録媒体、該面内磁気記録媒体を回転駆動する
ための駆動部、該面内磁気記録媒体に情報を書き込み読
み出しを行う磁気ヘッド及び該磁気ヘッドを駆動させる
ための磁気ヘッド駆動手段よりなることを特徴とする磁
気記憶装置により達成される。

本発明は結晶粒界すなわち結晶粒表面のみにおいて、単
体で体心立方構造をとる元素Ｍを多く含む領域が存在す
るだけでなく、結晶粒内での元素Ｍの偏析領域をも含め
て、その偏析領域の特に膜面方向に関する間隔が耐食性
に大きな影響を与えることの究明に基づいてなされたも
のである。

すなわち本発明においては単体で体心立方構造をとる元
素Ｍを含有するＣｏ系磁性膜の膜面に沿う全方向に関し
て、すなわち等方的に隣合う元素Ｍの偏析領域の各配置
間隔の平均的距離、つまり偏析領域の平均配置周期が２
〜３０ｎｍの範囲となるように構成される。つまり元ｍ
Ｍを含有したＣｏ合金結晶粒表面に生じる或いは（及び
）結晶粒内に生じる元素Ｍの偏析領域の配置間隔が膜面
に沿う方向に隣合って連なる幾多の結晶粒に関し平均的
に２〜３０ｎｍの範囲にあるように選定する。

本発明の面内磁気記録媒体の磁性膜において、前記元素
ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、■、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる少な
くとも一つの元素であることが好ましい。元素Ｍの量は
、１〜１７原子％の範囲であることが好ましい、また、
磁性膜は、さらにＰｔを含むことが好ましい。Ｐｔの量
は１〜１３原子％の範囲であることが好ましい。なおさ
らに磁性膜は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉから選ば
れる少なくとも一つの第３の元素を含んでいてよい。こ
れらの元素の量はＮｉは３０原子％以下。

Ｔｉは８原子％以下、Ｚｒは５ｙＸ子％以下、Ｈｆは４
原子％以下、Ｓｉは３０原子％以下であることが好まし
い、第３の元素を複数含有させるときは、第３の元素全
体の量が５原子％以下であることが好ましい、しかしな
がら、多くの元素を含有させる場合でも、Ｃｏの量は５
０ｉ子％以上であることが好ましい。

ＣＯ基合金磁性層の成膜法としては、特にマグネトロン
スパッタ法が成膜速度、膜質制御の点で好ましい。

上記元素Ｍを含有した００合金膜の偏析構造。

すなわち元素Ｍの偏析領域の分布態様は、その磁性膜の
作製にあたって、磁性膜成長初期段階に下地膜とのミキ
シングが生じないように、基板バイアス電圧を印加せず
に優位的にｈｃｐ構造の１００あるいは１１０配向した
結晶核を形成後、連続してバイアス電圧を印加し、磁性
膜を形成することにより確実に制御できる。実際にはこ
れらのバイアス条件の設定によって平均偏析周期を２〜
３０ｎｍの範囲に選定することができる。また、ｈａｐ
構造をとるＣＯ合金の１００あるいは１１０回折強度が
、１０１０１回折に比べ相対的に増加するように磁性膜
を形成することが好ましい。

上記スパッタ法による磁性層の形成工程においては、下
地基板を加熱維持した状態で形成することが望ましく、
実用的には１００〜３５０℃が好ましい。３５０℃を超
えると下地基板と磁性層が反応してしまい、一方１００
℃より低い温度では偏析構造が発達せずノイズが大きく
なり好ましくない。

また、放電ガス圧力は１〜１０ｍＴｏ　ｒｒとすること
が好ましい。１　ｍ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ未満では安定な放
電が得られにくく、１０ｍＴｏｒｒを超えると元素Ｍの
偏析が生じにくく偏析周期が大となり過ぎること、膜全
体が多孔質になることを認めたことによる。

磁性膜の下地膜としてＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂの元素から
選ばれる元素、あるいはこれらの元素から選ばれる少な
くとも一つの元素を主成分とする非磁性金属下地層を設
けることが好ましい。さらに副成分としてＴｉ、Ｓｉ、
Ｇｅ及びＣｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素を含有せしめることもできる。この場合、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ及びＣｕから成る群から選ばれた少なくとも１
種の元素の好ましい含有量は１〜３０原子％である。ま
た、非磁性金属下地層の膜厚は１５０ｎｍ以上であり、
より望ましくは２００ｎｍ以上である。この非磁性金属
下地層を介して上記磁性層を形成し、磁性層の結晶配向
性を基板面内成分を多くすることで保磁力を向上させる
と共に、磁性膜に比べて硬度の大きな上記非磁性金属下
地層を設けることで耐摺動信頼性を高めることができる
。また、非磁性金属下地層の膜厚は６００ｎｍを超える
と表面粗さの問題が大きくなり磁気ヘッドの浮上性が劣
化し、しかも経済的でないなどの理由から６００ｎｍ以
下とすることが望ましい。

非磁性下地層は形成しなくてもよいが磁気特性・耐食性
を制御する上で形成することが望ましい。

また、非磁性合金磁性層の形成も、マグネトロンスパッ
タ法を用いることが好ましい。

これにより５面内保磁力Ｈｃ　１２０００　ｅ以上、よ
り好ましくは少なくとも１５０００ｅを有する特性が達
成され、耐食性の点でも優れた磁性層となる。

そして、好ましくは、上記非磁性金属下地層を形成する
前に、予め例えばＮ１−Ｐメツキ膜等の非磁性メツキ膜
下地層を形成するかあるいはＣｖＤ等のドライプロセス
により硬質の下地層を付加することが望ましい、また磁
性膜上に保護膜、さらに潤滑膜を形成することが好まし
い。

なお、磁性膜を形成する前工程として、下地基板表面を
一般にテクスチャ加工と呼ばれている加工技術で予め粗
面加工しておくことが好ましく。

例えばディスク基板の磁気ヘッド走行方向に沿って中心
線平均面粗さで２ｎｍ〜３０ｎｍの微細な傷を設けてお
くことにより、ディスク基板面上の非磁性金属下地層及
びその上に形成される磁性層の結晶粒が磁気ヘッド走行
方向に結晶配向し、ヘッド走行方向の角形比、保磁力等
の磁気特性が著しく改警されるので特に好ましい。また
、このテクスチャ加工は磁性層形成時の基板加熱と相応
して磁気特性の向上に寄与する。

〔作　　　用〕

元素Ｍを含有したＣＯ合金磁性膜において、特にその膜
面方向に関する元素Ｍの偏析周期を、２〜３０ｎｍに選
定するとき、偏析領域の平均配置周期の減少と共に面内
保磁力は増加した。これは単磁区粒子数の増加により保
磁力が上昇したものと考えられる。

一方、耐食性、特に王水中への浸漬による耐食性試験に
よる飽和磁化の減少率は、偏析領域の平均配置周期の減
少と共に減少した。これは偏析の進行により元素Ｍの濃
度が膜の平均組成よりも大きく揺らぎ、元素Ｍの濃度の
減少した領域で水の介在によりＣｏが電解質になりやす
くなり、この部分が溶出た結果飽和磁化が減少したもの
と考えられる。ここで王水は０．６Ｎ−ＨＣＱ　：０．
０６７Ｎ−ＨＮＯ，を１＝１に混合したものを用意した
。この王水中に２５℃で１時間浸漬し、浸漬前後におけ
る飽和磁化の変化を評価した。また、前記偏析周期は希
王水で化学エツチング後の試料表面を高分解能走査型電
子顕微鏡で観察することにより測定した。

元素Ｍの偏析領域の平均配置周期が３０ｎｍを超える場
合には偏析の程度が低いため腐食環境下でも飽和磁化が
大きく減少にくくなるが、多磁区構造を取りやすくなる
ため保磁力が減少してしまう。一方、この偏析周期が２
ｎｍ未満となると、保磁力は上昇するものの、王水浸漬
による耐食性試験における飽和磁化の減少率が大きくな
るという不都合が有る。これは偏析の進行に伴い、元素
Ｍの濃度の位置的揺らぎが生じ、元素Ｍの濃度が低下し
相対的にＣｏ濃度の高くなった領域が多数生じ、この領
域が水の介在により電解質になり易くなり耐食性が低下
したことによると考えられる。

本発明において、非磁性基板上に設けられたＣｒ、Ｍｏ
、Ｗ及びＮｂから成る群から選ばれた少なくとも１種の
金属元素の単体もしくは合金を主成分とする非磁性金属
下地層は、その表面に形成されるＣｏ基合金磁性層の磁
気特性に大きな影響を及ぼし、磁性層と密接な関係を有
する。すなわち１本発明のこの非磁性金属下地層は、体
心立方構造をとり基板上に１１０あるいは１００配向し
やすく、この上にミキシングの効果を少なくするように
して磁性層の初期成長層を形成することによりｈｃｐ構
造をとる磁性層が容易にエピタキシャル成長し、磁気異
方性の面内成分が大きくなり、さらに連続してバイアス
スパッタにより磁性層を形成することにより、初期成長
層を核として成長方向が制御され、同時に偏析が進行す
るため面内保磁力Ｈｃが大きくなる。そして、この非磁
性金属下地層の膜厚は面内保磁力Ｈｅとの関係にも大き
な役割を果たす。以下、第４図を用いて説明する。

第４ｖ！ｌは、非磁性ディスク基板上に、周知の技術に
よりＮ１−Ｐメツキ層を形成し、この基板上に本発明の
非磁性金属下地層（この例ではＣｒを代表例とした）及
び磁性層（この例ではＣｏ、。

Ｃｒ１．Ｐｔ、を代表例とした）を基板温度２００℃で
順次形成した試料についての非磁性金属下地層の膜厚と
Ｈｅとの関係を示した特性曲線図である。なお、試料に
おける磁性膜の膜厚は、６０ｎｍと一定に固定した。同
図から明らかなように下地層膜厚が１５０ｎｍ付近から
面内保磁力Ｈｃは１２０００ｅ以上となり、さらに膜厚
が２５０ｎｍを超えるとＨｅは１５０００ｅ以上となり
。

より高密度で高いＳ／Ｎ比の記録再生が可能となる。こ
のように下地層膜厚が大きくなると下地層の結晶配向性
が向上することにより磁気特性が飛躍的に改善されると
共に、これら複合膜の総合的な強度が向上するため耐摺
動性も向上し好ましい。

しかし、下地層膜厚が６００ｎｍを超えると磁性膜表面
の凹凸が大きくなり、さらに下地層を形成している非磁
性金属が異常成長しやすく、それに伴い磁性層表面の粗
さが大きくなり磁気ヘッドの浮上性が劣化し、また経済
的にも好ましくないので６００ｎｍを超えないようにす
ることが望ましい。したがって、実用的に好ましい非磁
性金属層の厚さは１５０〜６００ｎｍ、より好ましくは
２００〜４５０ｎｍである。

ここでＣｒｌＭｏ、Ｗ、Ｎｂ等の上記非磁性金属下地層
中に酸素を総量で０．１〜３ｇ子％含有せしめると、こ
の上にエピタキシャル的に成長する磁性膜の結晶粒が１
１００ｎ以下に小さくなり、ノイズが低下するので特に
好ましい。ただし酸素が３原子％を超えると、このエピ
タキシャル成長が阻害され保磁力が劣化してしまうので
好ましくない。また、上記非磁性金属下地層に含有させ
るＴｉ、Ｓｉ、Ｇｅ及びＣｕから成る群から選ばれた少
なくとも１種の元素は、酸素を添加した場合と同様に下
地層の結晶粒を微細化でき、ノイズを低減できるので好
ましい。

さらにこの場合には下地層の結晶粒配向性も高まり出力
向上の効果が大きいので特に好ましい。

実用的に好ましいこれら元素の添加量について述べれば
、前述のとおりＴｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｕの群は１〜３０
原子％であり、少なければ効果が不十分であり、多すぎ
ればエピタキシャル成長が阻害され磁気特性が劣化する
ことから過剰な添加は好ましくない。

非磁性下地金属層を形成する前工程として。

Ｎ１−Ｐ等の基板下地表面を略ヘッド走行方向に沿って
微細な傷が入るように加工し、ヘッド走行方向の中心線
平均面粗さＲａを１　”　１０　ｎ　ｍ、これに直角方
向のＲａを２〜３０ｎｍとすることで、ヘッド走行方向
の保磁力を半径方向のそれよりも大きくすることができ
、出力を１〜２割高くできるので特に好ましい。これは
、非磁性下地金属層が下地形状に倣って成長するいわゆ
るグラフオエピタキシャル効果にあるものであることが
、ＳＥ〜１等のｌｌｔ察で明らかになった。直角方向の
Ｒａについては２ｎｍ以上でないと効果は／ＪＸさく、
３０ｎｍよりも大きくすると耐摺動性が劣化するので好
ましくない。

次に、ＣＯ基合金磁性層の組成と磁気特性について述べ
る。まず、Ｃｏを主成分とする組成に含有するＰｔの添
加（１〜１３ｆｉ子％）の役割であるが、これの作用は
主として面内保磁力Ｈｅを向上させるものであると言え
る。しかし、これもＮｂ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷから成る群
から選ばれた少なくとも１種の元素Ｍ（１〜１７原子％
、より好ましくは３〜１５［子％）との共存下で耐食性
向上及び高保磁力化が達成されるものであり、それぞれ
の添加元素単独の作用として発揮されるものではない、
その理由は１本発明者らの次のような実験結果から得ら
れた知見による。すなわち、ＣＯにＰｔのみを添加する
と一般に高保磁力になり易い。しかし、この組合せだけ
では安定に１００００ｅ以上の保磁力を得ることは困難
であり、しかもノイズが大きく、高いＳ／Ｎ比は得られ
にくい。これに対し本発明者らは、ｃｏに白金を添加し
同時に上記Ｃｒ等元素Ｍを含むように成膜すると、面内
保磁力Ｈｃが高く、耐食性の高い磁気記録媒体が得られ
ることを見出した。これはＣｏにＣｒ等の元素Ｍが添加
され、スパッタ法で下地膜形成時後、連続してバイアス
を印加せずに磁性層の初期成長層を形成し、さらに連続
してバイアスを印加して磁性層を形成することによりＣ
Ｏ合金の結晶成長方位を優先的に１００あるいは１１０
配向となるように制御しかつ相分離を進行させることに
より、Ｃｒ等の元素Ｍが結晶粒界あるいは粒内に偏析し
耐食性が向上し、かつ結晶粒間の相互作用が低減される
と共に結晶配向性も向上するため、磁気記録媒体のノイ
ズが低下する。

下地膜形成後、連続してバイアスを印加せずに形成した
磁性層の初期成長層の厚みは磁性層膜厚の半分以下であ
ることが望ましい。一方、白金を用いないでＣｒ等の元
素Ｍのみを用いた場合には、面内保磁力Ｈｅが低下しや
すくなるので出力も低下し易い。しかし、ＰｔとＣｒ等
の元素Ｍを同時に添加すると、面内保磁力Ｈｃも高くな
るので、Ｐｔのみを単独に添加した場合に比べてノイズ
が少なく、結果として高いＳ／Ｎ比が得られる。

以上、各添加元素の作用及び有効量について述べたが、
これら添加元素の総量は多くても５０原子％以下、つま
り残部を構成するＣＯ主成分が少なくとも５０原子％を
有することが望ましい。

以下さらに作用について結晶学的な面から詳細に説明す
る。非磁性基板上に、前述の非磁性金属下地層を介して
磁性層を形成すると１例えばＡｒガス中でスパッタによ
り成膜した場合には、第２図に示すように第１の添加元
素（この例ではＰｔを代表例とした）の添加量が１〜３
５原子％で面内保磁力Ｈｅが１２０００　ｅ以上となる
。これはＰｔをＣｏに添加するとＧ　ｏ　−Ｐ　を規則
相を生じ。

磁壁の移動がおさえられるためである。保磁力はＰｔ添
加量が１３原子％で極大となるが、Ｃｏ−Ｐｔ規則相の
出現と関係して、Ｐｔ量が１３ｆｉ子％よりも多い磁性
層と、それよりも少ない磁性層とでは、保磁力出現の機
構が異なり、Ｐｔ量が１３原子％以下の場合に特に動的
な磁化反転がスムーズとなる。これに対応してＰｔ量が
１３原子％以下の記録媒体はオーバライド特性が特に高
く、しかもトラック幅方向の漏れ記録の効率、消去の効
率が高く、ヘッド記録再生時での位置ずれに対するマー
ジンが広いという効果がある。この効果はＰｔ量が９原
子％以下の時に特に顕著であり、Ｐｔ量としては１３原
子％以下、より好ましくは９原子％以下とすることが望
ましい。

なお、ここでＰｔの増加と共に飽和磁化はゆるやかに減
少した。つまり、Ｐｔを３原子％よりも多くすると飽和
磁化が減少し、ノイズも相対的に大きくなる傾向に有り
、第５図に示すようにＳ／Ｎ比はＰｔ量が１〜３％のと
きに特に高くなる。

しかも、Ｐｔは高価な貴金属であることから不要な多量
の添加量は経済的にも好ましくなく実用的には上述のと
おり、１〜５原子％とすることがより望ましい。Ｐｔを
５原子％以上とする場合には、前述のようにＰｔ量を１
３原子％、より望ましくは９原子％以下としてオーバラ
イド特性を向上せしめ、さらにＣＯを７５原子％以下と
することで耐食性を高めると共にノイズを著しく低減す
ることにより相対的にＳ／Ｎ比を高めることが望ましい
。ＣｏにＰｔの如き元素と同時に添加する元素Ｍとして
は、第２図に示したＣｒがとりわけ望ましいが、残りの
群のＮｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ及びＷについても有効である
ことはいうまでもなく、特にこれら残りの群の元素等が
添加された４元磁性合金の場合には、これら元素の酸化
物あるいは水酸化物等が表面や結晶粒界に優位的に偏析
し第７図に示すように耐食性が著しく向上するので特に
好ましい。つまり、この第７図は、縦軸に腐食による劣
化の程度を示す残存磁化Ｍｓ（ｔ）／Ｍｓ（０）を、横
軸に４０℃の塩水噴震試験時間（ｈｒ）をそれぞれ示し
たもので１時間経過によって残存磁化が低下しないもの
ほど耐食性に優れていることを意味している。本発明の
この４元系磁性合金においては、Ｃｒを添加した場合に
比べＮｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗが特に強固に結晶粒界に
偏析するので、結晶粒界の相互作用が低減され記録密度
特性、Ｓ／Ｎ比が改善されるのでより望ましい耐食性、
Ｓ／Ｎ比改善の上からは、これら残りの群の少なくとも
１種の元素の添加量は１〜１５［子％がより好ましい。

第３図は、Ｃｏ−Ｐｔ系に元素ＭとしてＣｒを代表例と
して添加した場合の、Ｃｒの添加量とＨｅとの関係を示
したものであり、１原子％以上、特に３ｇ子％以上添加
すれば面内保磁力は１２０００ｅよりも高くなるので望
ましい。１７原子％よりも多く添加すると飽和磁化が劣
化するので好ましくない。したがって、前述のとおり元
素Ｍの有効含有量は１〜１７原子％が有効である。

なお、これら第２図、第３図における試料の非磁性金属
下地層は、いずれもＣｒを代表例としたものであるが、
ＭＯｌＷ、Ｎｂや、これらを主成分とする合金など、そ
の他のものであっても同様の結果が得られるのはいうま
でもない。

ここで、本発明の磁気記録媒体を、作動ギャップ近傍に
Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ、Ｆｅ−ＡＱ−３ｉ、Ｎｉ−Ｆｅ等の
強磁性金属を設けたメタルインギャップタイプもしくは
薄膜形磁気ヘッドで記録再生したところ、第６図に示す
ようにディスク円周方向の面内保磁力Ｈｅを１２０００
ｅ以上とすれば再生出力が格段に向上することが確認さ
れた。

上記面内保磁力Ｈｅを１５０００ｅ以上にすれば、さら
に出力記録密度特性が向上するのでより好ましい、ここ
で、少なくとも磁極の一部を上記のように金属磁性材料
で構成すると記録磁界が強くなるので、本発明のような
高保磁力の記録媒体には好適で、これを用いて記録再生
すれば効率が向上し、特に大容量の磁気記憶装置が提供
できるので好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

実施例　１゜ 第１図は、本発明の一実施例となる磁気記録媒体の縦断
面図を示したものであり１図において、１１はＮ１−Ｐ
、Ｎ１−Ｐ−Ｗ等の非磁性メツキＡΩ合金、化学強化ガ
ラス等からなる非磁性基板、１２．１２′は前記基板の
両面に設けられたＣｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＮｂから成る群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素又はこの元素を主成分
とする合金、さらにはこれら単体もしくは合金にＴｉ、
Ｓｉ、Ｇｅ及びＣｕから成る群から選ばれた少なくとも
１種の元素を含有してなる非磁性金属下地層、１３．１
３′は磁性層でＰｔ：１〜１３原子％（以下、ａｔ％と
略称）と、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｖ及びＷから成る群から選ばれた少なくとも１種
の元素１〜１７ａｔ％と、残部Ｃｏとから成るＣＯ基合
金層、１４．１４’はＣ，Ｂ、Ｂ４Ｃ。

５ｉ−Ｃ，Ｃｏ□０いＳｉｎ、、Ｓｉ、Ｎ４．Ｗ−Ｃ，
Ｚｒ−Ｗ−Ｃ，Ｚｒ−Ｎｂ−Ｎ、Ｗ−Ｍｏ−Ｃ−Ｎｉ等
からなる保護層であり、それぞれは以下に示す例のよう
に形成される。

外径１３０閣、内径４０ｍ、厚さ１．９園のマグネシウ
ムを４％含むアルミニウム合金ディスク基板の両面に厚
み２０．のＮｉ−１２ｗｔ％Ｐメツキを施した後、さら
に円周方向（ヘッド走行方向）に微細な凹凸を有しその
中心線平均面粗さが１゜ｎｍになるように研磨して膜厚
を１５−とした。

この種の表面加工を通称テクスチャ加工と称しているが
、この基板を洗浄後、搬送型ＤＣマグネトロンスパッタ
装置を用い、初期排気を２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒまで行な
った後、成膜時の放電雰囲気ガスとしてそれぞれ０．２
ｖｏ１％の酸素を含むＡｒ、放電ガス圧力を５ｍＴｏｒ
ｒ、投入電力を３Ｗ／ｄ、基板温度を１５０’Ｃとして
下地層、磁性層、保護層を連続して形成し、面内磁気記
録媒体とした。非磁性金属下地層膜形成時のバイアス電
圧は０又は−１００ｖとし、酸素を０．４ａｔ％含有す
るＣｒ層を用いた。ついで、バイアス電圧を印加せずに
磁性層（以下、この層を磁性層（Ｉ）とする）を２０ｎ
ｍ形成し、さらに連続してバイアス電圧を−１００、−
２００、−３００Ｖとシテ磁性層（以下、この層を磁性
層（ｎ）とする）を４０ｎｍ形成した。これらの磁性層
形成にはｃ０１５ａｔ％Ｃｒ−５ａｔ％Ｐｔ（ただし酸
素３ａｔ％含有）を、保護膜にはカーボンを用いた。ま
た、保護膜の上にさらにパーフルオロアルキルポリエー
テル等の潤滑層を設けた。非磁性金属下地層のＣｒ膜厚
を２５０ｎｍと一定にして、バイアス電圧を変化させて
形成した媒体について、前記王水浸漬により評価を行な
った結果を第１表に示す。

同表嵐１、Ｎｎ５に示されているように磁性層形成時に
バイアスをかけない場合には保磁力も低く、偏析領域の
平均配置周期も３７〜４２ｎｍ程度あった。なお、上記
周期はＳＥＭによる組織観察で測定した。

比較例　１゜ 磁性層（Ｉ）形成時のバイアス電圧を一１００Ｖとした
他は実施例１と同様に薄膜形成したところ次表のような
結果が得られた。ここで磁性層（Ｉ）形成時のバイアス
電圧と磁性層（ＩＩ）形成時のバイアス電圧は同一とし
た。

上表から＆８と＆２．＆９と＆６を比較することにより
磁性層（Ｉ）成長時にバイアスを印加することにより保
磁力は大きくなるものの飽和磁化の減少率が大きくなる
ことが明らかになった。

実施例　２゜ 面内磁気記録媒体形成装置としてロードロック式の搬送
型ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、初期排気をｌ
Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒまで行なった後、成膜時の放電雰囲
気ガスとして酸素をＱ、１ｖｏ１％含むＡｒ、放電ガス
圧力を１０ｍＴｏｒｒ、投入電力を１．６〜４．８Ｗ／
ａｌ、基板温度を１５０℃として膜厚４００ｎｍのＣｒ
下地層、膜厚５０ｎｍで第２表に示す組成の磁性層を連
続して形成後、放電ガス圧力を３ｍＴｏｒｒとして保護
膜を形成した他は前記実施例１と同様にして形成した。

なお、これらいずれの磁性層及びＣｒ下地層中にも酸素
はｌａｔ％含有された。

第２表　　磁性層の組成（その１） 試料魔　　　　組　　　　成 ２０１　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−１１ａｔ％Ｐｔ２０
２　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−３ａｔ％Ｔａ−８ａｔ％
Ｐｔ第２表　　磁性層の組成（その２） 試料魔　　　　組　　　　成 ２０３　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ５−ａｔ％Ｎｉ−８ａ
ｔ％Ｐｔ２０４　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−３ａｔ％Ｖ
−８ａｔ％Ｐｔ２０５　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−３ａ
ｔ％Ｍｏ−８ａｔ％Ｐｔ２０６　　Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃ
ｒ−３ａｔ％Ｎｂ−８ａｔ％Ｐｔ２０７　　Ｃｏ−１３
ａｔ％Ｍｏ−１３ａｔ％Ｐｔ２０８　　Ｃｏ−１３ａｔ
％Ｖ−１３ａｔ％Ｐｔ２０９　　Ｃｏ−１３ａｔ％Ｖ−
１３ａｔ％Ｐｔ２１０　　Ｃｏ−１３ａｔ％Ｎｂ−１３
ａｔ％Ｐｔ２１１　　Ｃｏ−１３ａｔ％Ｔａ−１３ａｔ
％Ｐｔ２１２　　Ｃｏ−１０ａｔ％Ｎｏ−６ａｔ％Ｔｉ
−１０ａｔ％Ｐｔ２１３　　Ｃｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２
．７ａｔ％Ｍｏ−１３ａｔ％Ｐｔ２１４　　Ｃｏ−１３
ａｔ％Ｃｒ−４ａｔ％Ｎｏ−２０ａｔ％Ｐｔ２１５　　
Ｃｏ−１３ａｔ％Ｃｒ−４ａｔ％Ｔａその結果、いずれ
の実施例も面内保磁力が１２０００ｅ以上であった。特
に、面内保磁力を１５０００　ｅ以上とした場合には磁
性層の組成によらず出力半減記録密度が３５ｋＰＣＩ以
上となり、またこれらの記録媒体の出力ノイズ比（Ｓ／
Ｎ）は従来媒体のＳ／Ｎ比に比べ２割程度高かった。し
かしながら、放電ガスとして０．１ｖ０１％酸素を含む
Ａｒガスを用いて形成した薄膜の面内保磁力が１５００
０ｅ以上あった合金組成でも、リークレートが大きい場
合や窒素等を含有させた場合には１面内保磁力が１２０
００ｅ以下となり、Ｓ／Ｎも低い場合があった。これら
の媒体を０．０Ｏ１ｌｌｏＱ／ｆｌ　　のＮａＮ０．、
０．１ｍｏｆ２７ＱのＮａＣＱを含む塩水を噴震して耐
食性を評価したところ、元素としてＴａ、Ｎｂの少なく
とも１種を添加したものは、その他の合金に比べ２倍以
上高い耐食性を示した。特に試料Ｎｃ２０１〜２０５及
び２１１に示した４元合金の場合には出力半減記録密度
が４０ｋＰＣＩ以上と最も高く。

オーバライド特性、耐食性ともに特に良好な特性を示し
、これらの中で最も好ましかった。非磁性金属下地層と
して、Ｃｒの替わりに１Ｍ０１Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ−Ｔｉ−
Ｃｒ−Ｗ−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｒ−８ｉ、Ｍｏ−Ｔｉ、Ｎｂ
−Ｃｒ合金を用いても同様の結果が得られた。特にＣｒ
　−２０ａｔ％Ｔｉ−Ｃｒ　−２０％Ｓｉ、Ｍｏ−２０
ａｔ％Ｔｉ下地膜を用いた場合には最も高いＳ／Ｎ比が
得られた。いずれの下地層の場合にもＣＯと下地層成分
元素との金属間化合物は含まれていなかった。また磁性
層における偏析領域の平均配置周期は２〜３０ｎｍの範
囲にあった。

実施＠　　３゜ テクスチャ加工における中心線平均面粗さが５ｎｍであ
る他、実施例１と同じ基板を用い、基板を洗浄後、ＲＦ
マグネトロンスパッタ装置を用い、初期排気を２Ｘ１０
’−”Ｔｏｒｒまで行なった後、成膜時の放電雰囲気ガ
スとして０，５ｖｏ１％の酸素を含むＡｒを、放電ガス
圧力２　ｍ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、投入電力１．６Ｗ／ｄ、
基板温度を１００℃として下地層、磁性層、保護層を連
続して形成し、面内磁気記録媒体とした。磁性層（１）
１５ｎｍ形成時にバイアスを印加せずに成膜後、−１０
０Ｖバイアスを印加して４５ｎｍの磁性膜（ＩＩ）を形
成した。非磁性金属下地層には、Ｃｒを用い、磁性層に
は３ａｔ％の酸素を含有するＣ　ｏ　−１４ａｔ％Ｃｒ
−３ａｔ％Ｔａ−１３ａｔ％Ｐｔ合金を、保護膜にはカ
ーボンを用いた。また、保護膜の上にさらにパーフルオ
ロアルキルエーテル等の潤滑層を設けても良い。

非磁性金属下地層としてのＣｒ膜厚を５００ｎｍと一定
にして、上記３ａｔ％の酸素を含有する磁性層Ｃｏ　−
１４ａｔ％Ｃｒ−３ａｔ％Ｔ　ａ　−１３ａｔ％Ｐｔ合
金の膜厚を１０〜９０ｎｍまで変化させたところ、第３
表のような静磁気特性が得られた。

上記Ｃｒ膜厚を１００．１５０，２００゜３００．４０
０．６００．７００ｎｍとしても同様の結果が得られた
。しかし、Ｃｒ膜厚を１１００ｎとした場合には、球面
摺動強度が５０００回以下で、１５０ｎｍ以上の場合の
１７４以下と極めて低く劣っていた。また、Ｃｒ膜厚を
７００ｎｍとした場合には、磁気ディスク鄭動時におけ
るヘッドの浮上量を０．２５Ｉ１ｍ以下にはつめられず
好ましくなかった。これに対してＣｒ膜厚を６００ｎｍ
以下とした場合には、浮上量は０．１−までつめられ、
信頼性も格段に向上した。このように、下地層としての
Ｃｒの膜厚は、実用上１５０〜６００ｎｍが優れている
。なお、この磁性膜の偏析領域の平均配置周期は２〜３
０ｎｍの範囲にあった。

第３表　　Ｃ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ／Ｃｒ膜の静磁
気特性 Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ膜厚　　面内保磁力Ｈｅ１０ｎ
ｍ　　　　　１５４０　０ｅ ２０ｎｍ　　　　　２１０５０ｅ ３０ｎｍ　　　　　２３７００ｅ ４５ｎｍ　　　　　１８５５　０ｅ ６０ｎｍ　　　　　１８７０　０ｅ ７５ｎｍ　　　　　１９５０　０ｅ ９０ｎｍ　　　　　１９０５０ｅ 実施例　４゜ 面内磁気記録媒体形成装置としてロードロック式の搬送
型ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、初期排気をｌ
Ｘｌ０−＠Ｔｏｒｒまで行なった後。

成膜時の放電ガスを０．０５ｖｏ１％の酸素を含むＡｒ
、放電ガス圧力を５　ｍ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ　、投入電力
を１．６〜４，８Ｗ／Ｊ、基板温度を２００℃として膜
厚４００ｎｍのＣｒ下地層、膜厚５０ｎｍで第４表に示
す組成の磁性層を連続して形成後、放電ガス圧力を３ｍ
Ｔｏｒｒとして保護膜を形成した他は前記実施例３と同
様に形成した。その結果、いずれの試料も前記実施例３
と同様に面内保磁力Ｈｅは１２０００ｅ以上であった。

面内保磁力Ｈｃ　１２０００　ｅ以上のものは、出力半
減記録密度が３５ｋＰＣＩ以上となり、またこれらの媒
体の出力ノイズ比（Ｓ／Ｎ）は、Ｃｏ−Ｎｉ合金を用い
た従来の媒体のＳ／Ｎに比べ２割程度高かった。特に試
料Ｎｃ４２〜４４の磁気ディスクはオーバライド特性が
特に良好で、しかもトラック幅方向の漏れ記録もしくは
消去効率が最も高く、最も良好な位置ずれマージンが得
られた。ここで０、ＯＯ１＋ｓｏＱ／ｎ　のＮ　ａ　　
Ｎｏ、、　　０　、　１ｍｏＱ　／ＱのＮａＣ１１を含
む塩水を噴震して耐食性を評価したところ、Ｔａ、Ｎｂ
を添加したものは、その他の例えばＣｒ、Ｍｏ、Ｗ等を
添加した合金に比べ２倍以上高い耐食性を示した。非磁
性金属下地層として、Ｃｒの替わりにＭＯｌＷ、Ｎｂ、
Ｃｒ−Ｔｉ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｍｏ−Ｔｉ、Ｎ　
ｂ　−Ｃｒ合金を用いても同様の結果が得られた。

なお、これら磁性層及び非磁性下地層中に含有する酸素
量は、いずれも０．５ａｔ％であった。なお、この磁性
層における偏析領域の平均配置周期は２〜３０ｎｍの範
囲にあった。

第４表　　磁性層の組成 試料翫　　　　　　　組　　　　成 ４１　　Ｃｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ４２　
　Ｃｏ−ＬＯａｔ％Ｃｒ−８ａｔ％Ｐｔ４３　　Ｃｏ−
１０ａｔ％Ｍｏ−８ａｔ％Ｐｔ４４　　Ｃｏ−１０ａｔ
％Ｖ−８ａｔ％Ｐｔ実施例　５゜ 面内磁気記録媒体形成装置としてロードロック式の搬送
型ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、基板温度２５
０℃とした他は実施例４と同様にし、膜厚４００ｎｍの
Ｃｒ　−２０ａｔ％Ｔｉ下地層、吹いで膜厚２０ｎｍを
無バイアス、更に膜厚３０ｎｍを一１５０Ｖのバイアス
を印加して計５゜ｎｍの第５表に示す組成の磁性層を連
続して形成後、放電ガス圧力を３ｍＴｏｒｒとして保護
膜を形成した他は実施例３と同様に形成した。

その結果、いずれの試料も面内保磁力Ｈｅが１２０００
ｅ以上であった。特に、これら試料の面内保磁力Ｈｃを
１２０００ｅ以上とした場合には、出力半減記録密度が
３３ｋＰＣＩ以上となり、またこれらの媒体の出力ノイ
ズ比（Ｓ／Ｎ）はＣｏ−Ｎｉ合金やＣｏ−Ｃｒ合金を用
いた従来の媒体のＳ／Ｎに比べ１５％程度高かった。な
お。

これら磁性層及び下地層中に含有する酸素量は。

いずれも０，２ａｔ％である。また、磁性層における偏
析領域の平均配置周期は２〜３０ｎｍの範囲にあった６ （以下余白） 第５表 試料魔 １ ２ ３ ４ ５ ６ 実施例　６゜ 第８図（ａ）及び第８図（ｂ）に各々磁気記憶装置の平
面模式図及び断面を示す。この磁気記憶装置は、磁気記
録媒体２１と、これを回転駆動する駆動部２２と、磁気
ヘッド２３と、磁気ヘッド駆動手段２４と、その駆動手
段２４を制御する制御手段２６と、磁気ヘッドの記録再
生信号処理手段２５とを有する。磁気記録媒体２１を上
記実施例１〜５の磁気記録媒体で構成すると共に、Ｗｉ
気ヘッドの磁極をＮｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ等で構
成した薄膜磁気ヘッドを用いた。

この装置は、コーティング等の従来型塗布媒体磁性層の
組成 組　　　　　　成 Ｃｏ−１２ａｔ％Ｃｒ−２，５ａｔ％ＰｔＣｏ−１４ａ
ｔ％Ｃｒ−２，５ａｔ％ＰｔＣｏ−１６ａｔ％Ｃｒ−２
．５ａｔ％ＰｔＣｏ−ｆｌａｔ％Ｃｒ−４，５ａｔ％Ｐ
ｔＣｏ−１３ａｔ％Ｃｒ−４，５ａｔ％ＰｔＣｏ−１５
ａｔ％Ｃｒ−４，５ａｔ％ＰｔやＣｏ　−Ｎ　ｉ合金連
続媒体等を用いて構成した磁気ディスク装置に比べ１．
５倍以上の大容量化ができ、従来装置に比べ２倍以上耐
摺動性、耐食性を示した。なお、磁気ヘッドとしてメタ
ルインギャップ型を用いても同様である。

実施例　７゜ 実施例１と同じ基板をその両面に厚み１５Ｉ１ｍのＮｉ
−１２ｗｔ％Ｐメツキを施した後、さらに円周方向に微
細な凹凸を有し、その中心＃！粗さが７厘になるように
研磨して膜厚を１０．ｎとした。この基板を洗浄後、搬
送型のＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、初期排気
を６Ｘ１０−’Ｔｏｒｒまで行なったのち、成膜時の放
電雰囲気ガスとして０．２ｖｏ１％の酸素を含むＡｒガ
スを２　ｍ　Ｔ　ｏ　ｒｒ、投入電力１０Ｗ／ｄ、基板
温度を２０〜２５０℃として下地層、磁性層を連続して
形成し、面内磁化膜を形成した。磁性層の組成はＧｏ−
１３ａｔ％Ｃｒ−４ａｔ％Ｔａ合金、磁性層膜厚は５０
ｎｍ、Ｃｒ膜厚は２５０ｎｍとした。基板バイアス条件
は実施例５と同様とした。これらの複合膜について希王
水により化学エツチングを行ない、高分解能電子顕微鏡
観察及び静磁気特性の測定を行なった。その結果、第６
表に示すように基板温度の上昇に伴い保磁力は上昇する
ものの耐食性試験後の飽和磁化が大きく変化した。

第　　　６　　　表 化減少率　　周期 ２０　　　９８０　　　３％　　３５ｎｍ８０　　１１
２０　　　５　　　３０ １５０　　１２５０　　　７　　　１２２００　　１５
８０　　　８　　　　５２５０　　１９７０　　１５　
　　　１．５〔発明の効果〕 本発明によれば、高密度での記録再生が可能で。

高い面内保磁力を有し、しかも耐食性、浮上性、耐摺動
信頼性に優れた磁気記録媒体及びその製造方法を提供す
ることができた。また、そのような磁気記録媒体を用い
た大容量磁気記憶装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気記録媒体の縦断面図、
第２図は本発明の一実施例の磁性層に含有されているＰ
ｔ量と面内保磁力Ｈｃとの関係を示す特性曲線図、第３
図は本発明の一実施例の磁性層に含有されているＣｒ量
と面内保磁力Ｈｅとの関係を示す特性曲線図、第４図は
本発明の他の実施例の下地層膜厚と面内保磁力との関係
を示す特性曲線図、第５図は同じ＜Ｐｔ量とＳ／Ｎ比と
の関係を示す図、第６図は面内保磁力と再生出力の関係
を示す特性曲線図、第７図は本発明の実施例となるＣｏ
−Ｃｒ−Ｐｔ系４元磁性合金層の耐食性の特性曲線図、
第８図（ａ）及び第８図（ｂ）は各々本発明の一実施例
の磁気記憶装置の平面模式図及び断面図である。 １１・・・非磁性基板 １２．１２′・・・非磁性金属下地層 １３．１３′・・・磁性層　１４．１．４’・・・保護
層２１・・・磁気記録媒体　　２２・・・駆動部２３・
・・磁気ヘッド ２４・・・磁気ヘッド駆動手段 ２５・・・記録再生信号処理系 ２６・・・制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．単体で体心立方構造をとる元素Ｍを含有したＣｏ基
   合金磁性膜を基板上に有する面内磁気記録媒体において
   、該磁性膜は、その膜面に沿う方向に関して該元素Ｍの
   偏析領域の平均配置周期が２から３０ｎｍである結晶粒
   を有することを特徴とする面内磁気記録媒体。
2. ２．請求項１記載の面内磁気記録媒体において、上記元
   素Ｍは、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、及びＴａからなる
   群から選ばれた少なくとも一種の元素であり、該元素の
   量は、１から１７原子％の範囲であることを特徴とする
   面内磁気記録媒体。
3. ３．請求項１又は２記載の面内磁気記録媒体において、
   上記磁性膜は、さらにＰｔを１から１３原子％の範囲で
   含有することを特徴とする面内磁気記録媒体。
4. ４．請求項１、２又は３記載の面内磁気記録媒体におい
   て、上記磁性膜は、さらにＮｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ及び
   Ｓｉからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含
   有することを特徴とする面内磁気記録媒体。
5. ５．基板上に、物理蒸着法により、単体で体心立方構造
   をとる元素Ｍを含有したＣｏ基合金磁性膜を形成する面
   内磁気記録媒体の製造方法において、該磁性膜の蒸着は
   、基板バイアス電圧を印加することなく行う工程と、つ
   いでバイアス電圧を印加して行う工程とを有することを
   特徴とする請求項１、２、３又は４記載の面内磁気記録
   媒体の製造方法。
6. ６．請求項１、２、３又は４記載の面内磁気記録媒体、
   該面内磁気記録媒体を回転駆動するための駆動部、該面
   内磁気記録媒体に情報を書き込み読み出しを行う磁気ヘ
   ッド及び該磁気ヘッドを駆動させるための磁気ヘッド駆
   動手段よりなることを特徴とする磁気記憶装置。