JPH10134333A - 磁気記録装置 - Google Patents
磁気記録装置Info
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- JPH10134333A JPH10134333A JP19686397A JP19686397A JPH10134333A JP H10134333 A JPH10134333 A JP H10134333A JP 19686397 A JP19686397 A JP 19686397A JP 19686397 A JP19686397 A JP 19686397A JP H10134333 A JPH10134333 A JP H10134333A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分散型磁気記録媒体を備えた低ノイズの磁気
記録装置を提供する。 【解決手段】 基板と、基板上に形成され、磁性粒子が
非磁性母材中に分散された構造を有する磁気記録層とを
有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記録
する手段と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手段
とを具備した磁気記録装置であって、磁性粒子は、非磁
性母材の一部によって基板から隔てられ、基板の主面に
対して平行な実質的に１つの層を形成している。
記録装置を提供する。 【解決手段】 基板と、基板上に形成され、磁性粒子が
非磁性母材中に分散された構造を有する磁気記録層とを
有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記録
する手段と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手段
とを具備した磁気記録装置であって、磁性粒子は、非磁
性母材の一部によって基板から隔てられ、基板の主面に
対して平行な実質的に１つの層を形成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分散型磁気記録媒体
を用いた磁気記録装置に関する。
を用いた磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの高性能化、画像・
音声情報のデジタル化・高画質化に伴い、記憶情報量が
増大している。また、小型コンピュータの普及に伴い記
憶装置の小型化が進んでいる。この結果、特にハードデ
ィスク用途において、より高密度の記録／再生能力が要
求されるようになっている。
音声情報のデジタル化・高画質化に伴い、記憶情報量が
増大している。また、小型コンピュータの普及に伴い記
憶装置の小型化が進んでいる。この結果、特にハードデ
ィスク用途において、より高密度の記録／再生能力が要
求されるようになっている。
【０００３】ハードディスクなどの磁気記録媒体の高記
録密度を実現するためには、高い保磁力を有する磁気記
録層が必要である。例えば、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＭ
（Ｍ＝Ｔａ，Ｐｔ）などのＣｏ系合金からなる磁性薄膜
は、大きな結晶磁気異方性により高い保磁力を有する。
しかし、これらの磁性薄膜は、媒体ノイズが大きいとい
う欠点を有する。媒体ノイズは磁性薄膜が安定磁区を形
成したときに結晶粒子間に働く強い磁気的相互作用に起
因している。一方、再生ヘッドとしては、磁気抵抗効果
ヘッド（ＭＲヘッド）やスピンバルブのような巨大磁気
抵抗効果ヘッド（ＧＭＲヘッド）が、高感度であること
から使用されるようになってきている。このような高感
度の再生ヘッドを用いればシステムノイズは低減する。
その反面、磁気記録媒体の媒体ノイズの影響がより顕著
になる。したがって、媒体ノイズを減少することがます
ます重要になってきている。
録密度を実現するためには、高い保磁力を有する磁気記
録層が必要である。例えば、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＭ
（Ｍ＝Ｔａ，Ｐｔ）などのＣｏ系合金からなる磁性薄膜
は、大きな結晶磁気異方性により高い保磁力を有する。
しかし、これらの磁性薄膜は、媒体ノイズが大きいとい
う欠点を有する。媒体ノイズは磁性薄膜が安定磁区を形
成したときに結晶粒子間に働く強い磁気的相互作用に起
因している。一方、再生ヘッドとしては、磁気抵抗効果
ヘッド（ＭＲヘッド）やスピンバルブのような巨大磁気
抵抗効果ヘッド（ＧＭＲヘッド）が、高感度であること
から使用されるようになってきている。このような高感
度の再生ヘッドを用いればシステムノイズは低減する。
その反面、磁気記録媒体の媒体ノイズの影響がより顕著
になる。したがって、媒体ノイズを減少することがます
ます重要になってきている。
【０００４】媒体ノイズを低減するために、非磁性母材
中に磁性金属粒子を分散させた分散型磁気記録媒体の使
用が検討されている。分散型磁気記録媒体では、磁性粒
子間に存在する非磁性母材により磁性粒子間の交換相互
作用が低減するため、媒体ノイズの低減が期待されてい
る。しかし、分散型磁気記録媒体でも、いまだ媒体ノイ
ズの低減に対する要求は高く、より一層の改善が求めら
れている。
中に磁性金属粒子を分散させた分散型磁気記録媒体の使
用が検討されている。分散型磁気記録媒体では、磁性粒
子間に存在する非磁性母材により磁性粒子間の交換相互
作用が低減するため、媒体ノイズの低減が期待されてい
る。しかし、分散型磁気記録媒体でも、いまだ媒体ノイ
ズの低減に対する要求は高く、より一層の改善が求めら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、分散
型磁気記録媒体を備えた低ノイズの磁気記録装置を提供
することにある。
型磁気記録媒体を備えた低ノイズの磁気記録装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録装置
は、基板と、基板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材
中に分散された構造を有する磁気記録層とを有する磁気
記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記録する手段
と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手段とを具備
し、前記磁性粒子は、非磁性母材の一部によって基板か
ら隔てられ、基板の主面に対して平行な実質的に１つの
層を形成している。
は、基板と、基板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材
中に分散された構造を有する磁気記録層とを有する磁気
記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記録する手段
と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手段とを具備
し、前記磁性粒子は、非磁性母材の一部によって基板か
ら隔てられ、基板の主面に対して平行な実質的に１つの
層を形成している。
【０００７】本発明の他の磁気記録装置は、基板と、基
板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材中に分散された
構造を有する磁気記録層とを有する磁気記録媒体と、磁
気記録媒体に磁気情報を記録する手段と、磁気記録媒体
から磁気情報を再生する手段とを具備し、前記磁性粒子
は膜面に沿って偏平な形状を有し、隣接する磁性粒子間
の交換相互作用が、垂直方向に比べて面内方向で小さく
なっている。
板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材中に分散された
構造を有する磁気記録層とを有する磁気記録媒体と、磁
気記録媒体に磁気情報を記録する手段と、磁気記録媒体
から磁気情報を再生する手段とを具備し、前記磁性粒子
は膜面に沿って偏平な形状を有し、隣接する磁性粒子間
の交換相互作用が、垂直方向に比べて面内方向で小さく
なっている。
【０００８】本発明のさらに他の磁気記録装置は、基板
と、基板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材中に分散
された構造を有する磁気記録層とを有する磁気記録媒体
と、磁気記録媒体に磁気情報を記録する手段と、磁気記
録媒体から磁気情報を再生する手段とを具備し、前記磁
性粒子は、島状の磁性粒子を含み、その側面と基板主面
とのなす角が平均値で７５°以下である。
と、基板上に形成され、磁性粒子が非磁性母材中に分散
された構造を有する磁気記録層とを有する磁気記録媒体
と、磁気記録媒体に磁気情報を記録する手段と、磁気記
録媒体から磁気情報を再生する手段とを具備し、前記磁
性粒子は、島状の磁性粒子を含み、その側面と基板主面
とのなす角が平均値で７５°以下である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。
る。
【００１０】図１に、本発明に係る磁気記録装置、いわ
ゆるハードディスクドライブの概略を示す。磁気ディス
ク１００はスピンドルモータ１０１により回転可能に支
持されている。また、記録／再生手段として、アーム１
０２先端に磁気ヘッド１０３が固定されている。再生磁
気ヘッドは、高感度の磁気抵抗効果素子を含むものを用
いることが好ましい。磁気ディスク１００を回転させる
とともに、アーム１０２および磁気ヘッド１０３を磁気
ディスク１００の径方向へ移動させることにより、磁気
ディスク１００上の所定の位置において記録／再生を行
う。なお、用途によっては、磁気記録媒体の形状は、デ
ィスク以外にも、テーパ状、ドラムなど各種の形状が考
えられる。
ゆるハードディスクドライブの概略を示す。磁気ディス
ク１００はスピンドルモータ１０１により回転可能に支
持されている。また、記録／再生手段として、アーム１
０２先端に磁気ヘッド１０３が固定されている。再生磁
気ヘッドは、高感度の磁気抵抗効果素子を含むものを用
いることが好ましい。磁気ディスク１００を回転させる
とともに、アーム１０２および磁気ヘッド１０３を磁気
ディスク１００の径方向へ移動させることにより、磁気
ディスク１００上の所定の位置において記録／再生を行
う。なお、用途によっては、磁気記録媒体の形状は、デ
ィスク以外にも、テーパ状、ドラムなど各種の形状が考
えられる。
【００１１】本発明における磁気記録媒体は、基板上に
磁気記録層を形成した構造を有する。基板としてはガラ
ス、セラミックス、金属、樹脂など各種の材料からなる
ものを用いることができる。必要に応じて、表面にＣｒ
などからなる下地層を設けた基板を用いてもよい。磁気
記録層の膜厚は４０ｎｍ以下、さらに超高密度で記録す
るためには２０ｎｍ以下であることが好ましい。
磁気記録層を形成した構造を有する。基板としてはガラ
ス、セラミックス、金属、樹脂など各種の材料からなる
ものを用いることができる。必要に応じて、表面にＣｒ
などからなる下地層を設けた基板を用いてもよい。磁気
記録層の膜厚は４０ｎｍ以下、さらに超高密度で記録す
るためには２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１２】本発明の磁気記録媒体を構成する磁気記録
層は、非磁性母材中に磁性粒子を分散させた構造を有す
る。このような磁気記録層は、磁性粒子と非磁性母材と
の複合材料とみなすことができる。この磁気記録層を複
合材料のコネクティビティの定義に従って表現すれば、
非磁性母材が３次元に広がり、磁性粒子が２次元または
１次元の結合状態になっていることから、いわゆる「３
−１結合」または「３−２結合」である。
層は、非磁性母材中に磁性粒子を分散させた構造を有す
る。このような磁気記録層は、磁性粒子と非磁性母材と
の複合材料とみなすことができる。この磁気記録層を複
合材料のコネクティビティの定義に従って表現すれば、
非磁性母材が３次元に広がり、磁性粒子が２次元または
１次元の結合状態になっていることから、いわゆる「３
−１結合」または「３−２結合」である。
【００１３】本発明において、磁性粒子を構成する材料
は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ
およびＡｌからなる群より選択される金属を含む合金で
あることが好ましい。これらの合金に、磁気特性を向上
させるための添加物、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂなどの元素、またはこ
れらの元素と酸素、窒素、炭素、水素の中から選ばれる
少なくとも１つの元素との化合物を添加してもよい。磁
性粒子は、飽和磁化Ｉｓが大きく、かつ磁気異方性が大
きいものが望ましい。特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣ
ｒ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＴａＣｒ、ＣｏＴａＰｔ、Ｃｏ
ＮｉＴａ、ＣｏＰｔなどのＣｏ系合金が好ましい。ま
た、ＭｎＢｉ、ＭｎＡｌなどのＭｎ系合金も好ましい。
は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ
およびＡｌからなる群より選択される金属を含む合金で
あることが好ましい。これらの合金に、磁気特性を向上
させるための添加物、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂなどの元素、またはこ
れらの元素と酸素、窒素、炭素、水素の中から選ばれる
少なくとも１つの元素との化合物を添加してもよい。磁
性粒子は、飽和磁化Ｉｓが大きく、かつ磁気異方性が大
きいものが望ましい。特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣ
ｒ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＴａＣｒ、ＣｏＴａＰｔ、Ｃｏ
ＮｉＴａ、ＣｏＰｔなどのＣｏ系合金が好ましい。ま
た、ＭｎＢｉ、ＭｎＡｌなどのＭｎ系合金も好ましい。
【００１４】本発明において、非磁性母材は垂直方向お
よび面内方向に連続するネットワーク状をなし、磁性粒
子間の磁気的相互作用を分断する作用を有する。磁性粒
子間の磁気的カップリングを抑制するために、非磁性母
材は絶縁体または多少の導電性があっても高抵抗の材料
が好ましい。非磁性母材としては、一般式Ｍ−Ｇで表さ
れる酸化物、窒化物、炭化物を用いることができる。こ
こで、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｉ
ｎ、ＧｅおよびＢからなる群より選択される少なくとも
１種、Ｇは酸素、窒素および炭素からなる群より選択さ
れる少なくとも１種である。具体的には、Ｓｉ−Ｏ、Ａ
ｌ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉ
ｎ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔ
ｉ−Ｎ、Ｂ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、ＳｉＡ
ｌ−ＯＮ、Ｓｉ−ＯＮ、ＡｌＴｉ−ＯＣ、ＩｎＳｎ−Ｏ
などが好ましい。炭素の同素体、具体的にはダイヤモン
ド、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボ
ンなどを用いてもよい。ホウ素またはゲルマニウムの単
体を用いてもよい。ポリテトラフルオロエチレンなどの
有機物を用いてもよい。
よび面内方向に連続するネットワーク状をなし、磁性粒
子間の磁気的相互作用を分断する作用を有する。磁性粒
子間の磁気的カップリングを抑制するために、非磁性母
材は絶縁体または多少の導電性があっても高抵抗の材料
が好ましい。非磁性母材としては、一般式Ｍ−Ｇで表さ
れる酸化物、窒化物、炭化物を用いることができる。こ
こで、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｉ
ｎ、ＧｅおよびＢからなる群より選択される少なくとも
１種、Ｇは酸素、窒素および炭素からなる群より選択さ
れる少なくとも１種である。具体的には、Ｓｉ−Ｏ、Ａ
ｌ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｉ
ｎ−Ｏ、Ｇｅ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔ
ｉ−Ｎ、Ｂ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、ＳｉＡ
ｌ−ＯＮ、Ｓｉ−ＯＮ、ＡｌＴｉ−ＯＣ、ＩｎＳｎ−Ｏ
などが好ましい。炭素の同素体、具体的にはダイヤモン
ド、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボ
ンなどを用いてもよい。ホウ素またはゲルマニウムの単
体を用いてもよい。ポリテトラフルオロエチレンなどの
有機物を用いてもよい。
【００１５】また、非磁性母材は磁気記録層全体の機械
的強度を向上させる作用を有する。機械的強度の目安と
して硬度を考えた場合、硬度が高いほど磁気ヘッドとの
接触による磁気記録層の損傷が小さくなると考えられ
る。このような観点から、非磁性母材の材料は、バルク
で高い硬度を有するものが望ましい。一般的に、バルク
で硬い材料は薄膜化しても十分な硬度を保つ。これらの
非磁性母材を構成する材料のバルクにおける硬度は、バ
ルクＳｉＯ2 が有する２ＧＰａというビッカース硬度と
同程度またはそれ以上であることが好ましい。非磁性母
材の硬度を向上させて耐摩耗性を向上させるために、母
材中に他の非磁性元素を添加してもよい。この場合、添
加元素は、母材と固溶していてもよいし、母材と相分離
した状態であってもよく、母材中に微粒子として存在し
ていてもよい。
的強度を向上させる作用を有する。機械的強度の目安と
して硬度を考えた場合、硬度が高いほど磁気ヘッドとの
接触による磁気記録層の損傷が小さくなると考えられ
る。このような観点から、非磁性母材の材料は、バルク
で高い硬度を有するものが望ましい。一般的に、バルク
で硬い材料は薄膜化しても十分な硬度を保つ。これらの
非磁性母材を構成する材料のバルクにおける硬度は、バ
ルクＳｉＯ2 が有する２ＧＰａというビッカース硬度と
同程度またはそれ以上であることが好ましい。非磁性母
材の硬度を向上させて耐摩耗性を向上させるために、母
材中に他の非磁性元素を添加してもよい。この場合、添
加元素は、母材と固溶していてもよいし、母材と相分離
した状態であってもよく、母材中に微粒子として存在し
ていてもよい。
【００１６】磁性粒子と非磁性母材との間に界面相が存
在してもよい。このような界面相は、磁性粒子と非磁性
母材とを効率よく結合させ、構成元素の相互拡散を防ぐ
作用を有する。界面相は、磁性粒子または非磁性母材の
少なくとも一方を構成する元素を主成分とするものでも
よい。このような界面相は、磁性粒子と非磁性母材とを
機械的に強固に結合させるという点で好ましい。界面相
は、磁性粒子および非磁性母材を構成する元素をほとん
ど含まないものでもよい。このような界面相は、磁性粒
子と非磁性母材とを磁気的に完全に分離するという点で
好ましい。
在してもよい。このような界面相は、磁性粒子と非磁性
母材とを効率よく結合させ、構成元素の相互拡散を防ぐ
作用を有する。界面相は、磁性粒子または非磁性母材の
少なくとも一方を構成する元素を主成分とするものでも
よい。このような界面相は、磁性粒子と非磁性母材とを
機械的に強固に結合させるという点で好ましい。界面相
は、磁性粒子および非磁性母材を構成する元素をほとん
ど含まないものでもよい。このような界面相は、磁性粒
子と非磁性母材とを磁気的に完全に分離するという点で
好ましい。
【００１７】本発明の磁気記録層は、例えばスパッタリ
ングや真空蒸着により、磁性材料および非磁性材料を基
板上に堆積させることにより形成することができる。具
体的には、磁性金属ターゲットと非磁性母材ターゲット
を用いて、不活性ガス雰囲気中で同時スパッタまたは交
互スパッタを行うことにより、分散型磁気記録層を成膜
することができる。この場合、別個のターゲットを用い
てもよいし、複合ターゲットを用いてもよい。また、不
活性ガス中に、酸素、窒素などを混合してもよい。この
ような方法において、ターゲットへの投入電力、到達圧
力、スパッタリング圧力、反応性ガス種、成膜速度、バ
イアス電力、添加元素の種類などのプロセスパラメータ
ーを選択または制御することにより、磁性粒子の結晶構
造、結晶配向性、サイズ、分布を制御することができ
る。
ングや真空蒸着により、磁性材料および非磁性材料を基
板上に堆積させることにより形成することができる。具
体的には、磁性金属ターゲットと非磁性母材ターゲット
を用いて、不活性ガス雰囲気中で同時スパッタまたは交
互スパッタを行うことにより、分散型磁気記録層を成膜
することができる。この場合、別個のターゲットを用い
てもよいし、複合ターゲットを用いてもよい。また、不
活性ガス中に、酸素、窒素などを混合してもよい。この
ような方法において、ターゲットへの投入電力、到達圧
力、スパッタリング圧力、反応性ガス種、成膜速度、バ
イアス電力、添加元素の種類などのプロセスパラメータ
ーを選択または制御することにより、磁性粒子の結晶構
造、結晶配向性、サイズ、分布を制御することができ
る。
【００１８】まず、本発明の第１の態様の磁気記録装置
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が非磁性母材の一部によって基
板から隔てられ、基板の主面に対して平行な実質的に１
つの層を形成している。
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が非磁性母材の一部によって基
板から隔てられ、基板の主面に対して平行な実質的に１
つの層を形成している。
【００１９】図２に、この磁気記録媒体の断面図を示
す。基板１上に磁気記録層２が形成されており、磁気記
録層２は非磁性母材２１と磁性粒子２２からなってい
る。磁性粒子２２は非磁性母材２１の一部によって基板
１から隔てられ、基板１に接していない。磁性粒子の平
均粒径は１０ｎｍ以下、さらには７〜１０ｎｍ程度であ
ることが望ましい。磁性粒子は、垂直方向の平均粒径が
水平方向の平均粒径よりも大きいことが望ましい。ま
た、磁性粒子２２は基板１の主面に対して実質的に平行
な１つの層を形成している。このことは、図２に示す磁
性粒子２２の垂直方向の変位Ｄ（磁性粒子２２の中心の
高低差）が、磁性粒子２２の垂直方向の平均半径以下で
あることを意味する。垂直方向の変位Ｄは４ｎｍ以下が
好ましく、２ｎｍ以下がより好ましい。
す。基板１上に磁気記録層２が形成されており、磁気記
録層２は非磁性母材２１と磁性粒子２２からなってい
る。磁性粒子２２は非磁性母材２１の一部によって基板
１から隔てられ、基板１に接していない。磁性粒子の平
均粒径は１０ｎｍ以下、さらには７〜１０ｎｍ程度であ
ることが望ましい。磁性粒子は、垂直方向の平均粒径が
水平方向の平均粒径よりも大きいことが望ましい。ま
た、磁性粒子２２は基板１の主面に対して実質的に平行
な１つの層を形成している。このことは、図２に示す磁
性粒子２２の垂直方向の変位Ｄ（磁性粒子２２の中心の
高低差）が、磁性粒子２２の垂直方向の平均半径以下で
あることを意味する。垂直方向の変位Ｄは４ｎｍ以下が
好ましく、２ｎｍ以下がより好ましい。
【００２０】図２に示すように、基板１と磁性粒子２２
との間に非磁性母材２１を配置するには、以下のような
方法を用いることができる。例えば、金属材料ターゲッ
トと非磁性母材ターゲットを用いて二元同時スパッタす
る際に、初期に非磁性母材のみをスパッタして、その後
二元同時スパッタを行う方法がある。また、金属材料タ
ーゲットと非磁性母材ターゲットを用いて二元交互スパ
ッタする際に、非磁性母材のスパッタから開始する方法
がある。さらに、成膜中に基板バイアスを印加するかま
たは基板を加熱して、磁性粒子の粒成長を促進してもよ
い。
との間に非磁性母材２１を配置するには、以下のような
方法を用いることができる。例えば、金属材料ターゲッ
トと非磁性母材ターゲットを用いて二元同時スパッタす
る際に、初期に非磁性母材のみをスパッタして、その後
二元同時スパッタを行う方法がある。また、金属材料タ
ーゲットと非磁性母材ターゲットを用いて二元交互スパ
ッタする際に、非磁性母材のスパッタから開始する方法
がある。さらに、成膜中に基板バイアスを印加するかま
たは基板を加熱して、磁性粒子の粒成長を促進してもよ
い。
【００２１】なお、図２に示すように基板１に接してい
ない磁性粒子２２のみを含む磁気記録層２を形成するこ
とは困難であることが多い。現実的には、図３に示すよ
うに、磁気記録層２が、基板１に接していない磁性粒子
２２のほかに、基板１に接している磁性粒子２２をある
程度含むことは許容される。
ない磁性粒子２２のみを含む磁気記録層２を形成するこ
とは困難であることが多い。現実的には、図３に示すよ
うに、磁気記録層２が、基板１に接していない磁性粒子
２２のほかに、基板１に接している磁性粒子２２をある
程度含むことは許容される。
【００２２】また、記録層２の表面近傍に、超常磁性を
示す磁性超微粒子が存在していてもよい。超常磁性微粒
子は磁化反転（保磁力Ｈｃ，残留磁化Ｍｒ）には直接関
与しないが、飽和磁化Ｍｓの増大に寄与する。
示す磁性超微粒子が存在していてもよい。超常磁性微粒
子は磁化反転（保磁力Ｈｃ，残留磁化Ｍｒ）には直接関
与しないが、飽和磁化Ｍｓの増大に寄与する。
【００２３】図２では磁性粒子２２は非磁性母材２１中
に完全に埋設され、磁気記録層２の表面に露出していな
い。この場合、非磁性母材２１が保護膜の役割を果たす
こともできる。ただし、磁性粒子２２は非磁性母材２１
中に必ずしも完全に埋設されている必要はない。
に完全に埋設され、磁気記録層２の表面に露出していな
い。この場合、非磁性母材２１が保護膜の役割を果たす
こともできる。ただし、磁性粒子２２は非磁性母材２１
中に必ずしも完全に埋設されている必要はない。
【００２４】例えば図４および図５に示すように、磁性
粒子２２が磁気記録層２の表面に露出していてもよい。
図４は、楕円球状の磁性粒子２２の上部が記録層２の表
面に露出している場合を示す。図５は、円柱状の磁性粒
子２２の上部が記録層２の表面に露出している場合を示
す。これらの図に示されるように、垂直方向の磁性粒子
の断面形状がＵ宇状である場合、図２に示した垂直方向
の磁性粒子２２の変位Ｄの代わりに、磁性粒子２２の下
端の高低差Ｄを用いる。すなわち、磁性粒子２２の下端
の高低差Ｄは、柱状粒子の下端部の平均半径または平均
曲率半径より小さいことが好ましい。具体的には、高低
差Ｄは４ｎｍ以下が好ましく、さらには２ｎｍ以下がよ
り好ましい。
粒子２２が磁気記録層２の表面に露出していてもよい。
図４は、楕円球状の磁性粒子２２の上部が記録層２の表
面に露出している場合を示す。図５は、円柱状の磁性粒
子２２の上部が記録層２の表面に露出している場合を示
す。これらの図に示されるように、垂直方向の磁性粒子
の断面形状がＵ宇状である場合、図２に示した垂直方向
の磁性粒子２２の変位Ｄの代わりに、磁性粒子２２の下
端の高低差Ｄを用いる。すなわち、磁性粒子２２の下端
の高低差Ｄは、柱状粒子の下端部の平均半径または平均
曲率半径より小さいことが好ましい。具体的には、高低
差Ｄは４ｎｍ以下が好ましく、さらには２ｎｍ以下がよ
り好ましい。
【００２５】なお、図４および図５の場合にも、基板１
に接していない楕円球状または円柱状の磁性粒子２２の
みを含む磁気記録層２を形成することは困難であること
が多い。現実的には、図６に示すように、磁気記録層２
が、基板１に接していない磁性粒子２２のほかに、基板
１に接している磁性粒子２２をある程度含むことは許容
される。
に接していない楕円球状または円柱状の磁性粒子２２の
みを含む磁気記録層２を形成することは困難であること
が多い。現実的には、図６に示すように、磁気記録層２
が、基板１に接していない磁性粒子２２のほかに、基板
１に接している磁性粒子２２をある程度含むことは許容
される。
【００２６】記録層２中の磁性粒子２２の面内方向の分
布は均一であることが望ましい。すなわち、磁性粒子間
の間隔の偏差が、磁性粒子の面内方向の平均粒径（直
径）以下であることが好ましい。
布は均一であることが望ましい。すなわち、磁性粒子間
の間隔の偏差が、磁性粒子の面内方向の平均粒径（直
径）以下であることが好ましい。
【００２７】本発明の磁気記録媒体では、磁性粒子は基
板の主面に対して平行な実質的に１つの層を形成してお
り、非常に分散の均一性が高い。また、本発明の磁気記
録媒体では、基板に接していない磁性粒子が多いため、
金属下地層（または導電性基板）に接触している磁性粒
子間の、伝導電子を介しての磁気的カップリングが生じ
にくい。このため、本発明の分散型磁気記録媒体は、従
来のように粒径の偏差が大きい磁性粒子が非磁性母材中
でランダムに分散しているものと比較して、媒体ノイズ
を低減でき、オーバーライト特性を向上できる。
板の主面に対して平行な実質的に１つの層を形成してお
り、非常に分散の均一性が高い。また、本発明の磁気記
録媒体では、基板に接していない磁性粒子が多いため、
金属下地層（または導電性基板）に接触している磁性粒
子間の、伝導電子を介しての磁気的カップリングが生じ
にくい。このため、本発明の分散型磁気記録媒体は、従
来のように粒径の偏差が大きい磁性粒子が非磁性母材中
でランダムに分散しているものと比較して、媒体ノイズ
を低減でき、オーバーライト特性を向上できる。
【００２８】次に、本発明の第２の態様の磁気記録装置
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が膜面に沿って偏平な形状を有
し、隣接する磁性粒子間の交換相互作用が、垂直方向に
比べて面内方向で小さい。
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が膜面に沿って偏平な形状を有
し、隣接する磁性粒子間の交換相互作用が、垂直方向に
比べて面内方向で小さい。
【００２９】図７に、この磁気記録媒体の断面ＴＥＭ像
の模式図を示す。図７に示すように、基板１上に磁気記
録層２が形成されている。この磁気記録層２は非磁性母
材２１中に、膜面に沿って偏平な形状を有する磁性粒子
２２を分散させた構造を有する。磁性粒子は面内方向に
平行な長軸を有する回転楕円体またはこれに類似した形
状であることが好ましい。
の模式図を示す。図７に示すように、基板１上に磁気記
録層２が形成されている。この磁気記録層２は非磁性母
材２１中に、膜面に沿って偏平な形状を有する磁性粒子
２２を分散させた構造を有する。磁性粒子は面内方向に
平行な長軸を有する回転楕円体またはこれに類似した形
状であることが好ましい。
【００３０】回転楕円体形状の磁性粒子の長軸が回転軸
である場合、膜面に現れる粒子形状は楕円形になる。こ
の場合、磁性粒子の長軸は磁気ディスクの円周方向に平
行であることが好ましい。磁性粒子の方向は、磁場中成
膜などによって制御できる。磁性粒子の短軸／長軸比は
０．３〜０．９であることが好ましく、０．３〜０．５
であることがより好ましい。
である場合、膜面に現れる粒子形状は楕円形になる。こ
の場合、磁性粒子の長軸は磁気ディスクの円周方向に平
行であることが好ましい。磁性粒子の方向は、磁場中成
膜などによって制御できる。磁性粒子の短軸／長軸比は
０．３〜０．９であることが好ましく、０．３〜０．５
であることがより好ましい。
【００３１】本発明の磁気記録媒体は、磁性粒子が膜面
に沿って偏平な粒子形状を有し、面内方向に大きな形状
磁気異方性および結晶磁気異方性を示すので、面内方向
に記録された磁化情報を安定に保持することができる。
したがって、高密度の長手記録を実現できる。また、結
晶磁気異方性と形状磁気異方性とは起源が異なるので、
両者を独立に制御することが容易である。
に沿って偏平な粒子形状を有し、面内方向に大きな形状
磁気異方性および結晶磁気異方性を示すので、面内方向
に記録された磁化情報を安定に保持することができる。
したがって、高密度の長手記録を実現できる。また、結
晶磁気異方性と形状磁気異方性とは起源が異なるので、
両者を独立に制御することが容易である。
【００３２】本発明においては、隣接する磁性粒子間の
交換相互作用が、垂直方向に比べて面内方向で小さくな
っている。すなわち、磁性粒子間の面内方向の磁気的相
互作用だけを分断し、垂直方向には適度な磁気的相互作
用を持たせる。このような磁性粒子の分散状態では、記
録ビット間の磁化転移領域を減少させることができ、媒
体ノイズを低減できる。しかも、垂直方向では磁性粒子
間に磁気的相互作用が働いて磁気クラスターの一斉回転
が促進されるため、オーバーライト記録時の消し残りも
解消される。
交換相互作用が、垂直方向に比べて面内方向で小さくな
っている。すなわち、磁性粒子間の面内方向の磁気的相
互作用だけを分断し、垂直方向には適度な磁気的相互作
用を持たせる。このような磁性粒子の分散状態では、記
録ビット間の磁化転移領域を減少させることができ、媒
体ノイズを低減できる。しかも、垂直方向では磁性粒子
間に磁気的相互作用が働いて磁気クラスターの一斉回転
が促進されるため、オーバーライト記録時の消し残りも
解消される。
【００３３】上述した磁性粒子の分散状態は、垂直方向
および面内方向の磁性粒子間の平均間隔によって規定す
ることができる。本発明においては、最近接粒子間の間
隔の平均値が、垂直方向で０．５〜２ｎｍ、さらに０．
５〜１ｎｍ、面内方向で２ｎｍ以上、さらに３〜１５ｎ
ｍであることが好ましい。
および面内方向の磁性粒子間の平均間隔によって規定す
ることができる。本発明においては、最近接粒子間の間
隔の平均値が、垂直方向で０．５〜２ｎｍ、さらに０．
５〜１ｎｍ、面内方向で２ｎｍ以上、さらに３〜１５ｎ
ｍであることが好ましい。
【００３４】垂直方向の最近接粒子間の間隔ＤP は、磁
気記録層の縦断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより求め
ることができる。ＴＥＭ観察に供する試料は、イオンミ
リングなどの物理的エッチングや化学的エッチングによ
り研磨して、観察部位の厚さを１０ｎｍ以下さらに１ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。このような研磨すれば、
試料の厚み方向に２個以上の磁性粒子が重複して存在す
ることがないため、垂直方向の平均粒子間隔を正確に測
定することができる。
気記録層の縦断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより求め
ることができる。ＴＥＭ観察に供する試料は、イオンミ
リングなどの物理的エッチングや化学的エッチングによ
り研磨して、観察部位の厚さを１０ｎｍ以下さらに１ｎ
ｍ以下とすることが好ましい。このような研磨すれば、
試料の厚み方向に２個以上の磁性粒子が重複して存在す
ることがないため、垂直方向の平均粒子間隔を正確に測
定することができる。
【００３５】垂直方向の最近接粒子間の間隔は、垂直方
向に沿って隣り合う任意の１組の粒子にそれぞれ水平方
向に接線（図７において破線で表示）を引いたとき、両
方の接線の間隔で定義できる。統計学的に信頼性が得ら
れるだけの個数を測定し、その平均値を求める。
向に沿って隣り合う任意の１組の粒子にそれぞれ水平方
向に接線（図７において破線で表示）を引いたとき、両
方の接線の間隔で定義できる。統計学的に信頼性が得ら
れるだけの個数を測定し、その平均値を求める。
【００３６】面内方向の最近接粒子間の間隔ＤL も上記
と同様に、ＳＥＭやＴＥＭなどで観察することにより求
めることができる。図８に回転楕円体粒子の回転軸が短
軸（垂直方向）である場合の平面ＴＥＭ像の模式図を示
す。面内方向の最近接粒子間の間隔は、観察面内で隣り
合う任意に１組の粒子の中心を結んだときの、粒子間の
間隔で定義できる。また、回転楕円体粒子の回転軸が長
軸（面内方向）である場合には、表面に現れる粒子の形
状は楕円になる。図９に示すように、この場合も、面内
方向の最近接粒子間の間隔は、観察面内で隣り合う任意
の１組の粒子の中心を結んだときの、粒子間の間隔で定
義できる。統計学的に信頼性が得られるだけの個数を測
定し、その平均値を求める。
と同様に、ＳＥＭやＴＥＭなどで観察することにより求
めることができる。図８に回転楕円体粒子の回転軸が短
軸（垂直方向）である場合の平面ＴＥＭ像の模式図を示
す。面内方向の最近接粒子間の間隔は、観察面内で隣り
合う任意に１組の粒子の中心を結んだときの、粒子間の
間隔で定義できる。また、回転楕円体粒子の回転軸が長
軸（面内方向）である場合には、表面に現れる粒子の形
状は楕円になる。図９に示すように、この場合も、面内
方向の最近接粒子間の間隔は、観察面内で隣り合う任意
の１組の粒子の中心を結んだときの、粒子間の間隔で定
義できる。統計学的に信頼性が得られるだけの個数を測
定し、その平均値を求める。
【００３７】次に、本発明の第３の態様の磁気記録装置
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が島状の磁性粒子を含み、その
側面と基板主面とのなす角が平均値で７５°以下であ
る。
に用いられる磁気記録媒体について説明する。この磁気
記録媒体では、磁性粒子が島状の磁性粒子を含み、その
側面と基板主面とのなす角が平均値で７５°以下であ
る。
【００３８】このような磁気記録層における磁性粒子の
分散状態の一例を図１０に示す。図１０において、基板
１上には下地層３が形成され、その上に磁気記録層２が
形成されている。この磁気記録層２は、非磁性母材２１
中に基板面に対して斜面を有する島状の磁性粒子２２ａ
が分散した構造を有する。これらの磁性粒子２２ａは下
地層３上に直接成長している。
分散状態の一例を図１０に示す。図１０において、基板
１上には下地層３が形成され、その上に磁気記録層２が
形成されている。この磁気記録層２は、非磁性母材２１
中に基板面に対して斜面を有する島状の磁性粒子２２ａ
が分散した構造を有する。これらの磁性粒子２２ａは下
地層３上に直接成長している。
【００３９】この図では、磁性粒子２２ａの形状が円錐
状または円錐台状であるが、半球状やドーム状の場合も
あり得る。この図では隣接する磁性粒子２２ａの底部が
分離しているが、部分的につながっている場合もあり得
る。島状の磁性粒子２２ａの高さは２０ｎｍ以下、底面
の直径は２０ｎｍ以下であることが好ましい。
状または円錐台状であるが、半球状やドーム状の場合も
あり得る。この図では隣接する磁性粒子２２ａの底部が
分離しているが、部分的につながっている場合もあり得
る。島状の磁性粒子２２ａの高さは２０ｎｍ以下、底面
の直径は２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４０】磁性粒子２２ａの側面と基板面とのなす角
（図中φで表示）は平均値で７５°以下である。なお、
この角度は平均値であり、その最大値は８５°程度であ
ってもよい。この角度は３０〜７０°以上であることが
好ましく、さらに４５〜７０°であることが好ましい。
（図中φで表示）は平均値で７５°以下である。なお、
この角度は平均値であり、その最大値は８５°程度であ
ってもよい。この角度は３０〜７０°以上であることが
好ましく、さらに４５〜７０°であることが好ましい。
【００４１】図１０に示したような島状の磁性粒子２２
ａを成長させるためには、ある特定の結晶方位を持つ下
地層３を設けることが有効である。このような結晶質の
下地層を形成するのに好適な材料としては、Ｃｒ、Ｖ、
Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、ＺｎＯが挙げられる。下地層
は、島状の磁性粒子を成長させるのに適した表面エネル
ギーを有していれば、非晶質でもよい。このような非晶
質の下地層を形成するのに好適な材料としては、ＣｏＺ
ｒＮｂ、ＮｉＮｂ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｃが挙げられる。これ
らの材料からなる下地層を任意の基板上に２００ｎｍ以
下の厚さで形成することにより、島状の磁性粒子を成長
させることが容易になる。下地層を設けない場合でも、
成膜条件を最適化することにより、基板上に島状の磁性
粒子を成長させることができる。
ａを成長させるためには、ある特定の結晶方位を持つ下
地層３を設けることが有効である。このような結晶質の
下地層を形成するのに好適な材料としては、Ｃｒ、Ｖ、
Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、ＺｎＯが挙げられる。下地層
は、島状の磁性粒子を成長させるのに適した表面エネル
ギーを有していれば、非晶質でもよい。このような非晶
質の下地層を形成するのに好適な材料としては、ＣｏＺ
ｒＮｂ、ＮｉＮｂ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｃが挙げられる。これ
らの材料からなる下地層を任意の基板上に２００ｎｍ以
下の厚さで形成することにより、島状の磁性粒子を成長
させることが容易になる。下地層を設けない場合でも、
成膜条件を最適化することにより、基板上に島状の磁性
粒子を成長させることができる。
【００４２】また、基板に対して斜面を有する島状の磁
性粒子とともに、非磁性母材により島状の磁性粒子から
分離された偏平な形状の磁性粒子が含まれていてもよ
い。このような磁気記録層における磁性粒子の分散状態
の一例を図１１に示す。図１１に示すように、非磁性母
材２１中に島状の磁性粒子２２ａとともに偏平な形状の
磁性粒子２２ｂが存在する。偏平な磁性粒子２２ｂの形
状は特に限定されないが、典型的には回転楕円体であ
る。偏平な磁性粒子２２ｂの大きさは、面内方向の直径
が５〜１５ｎｍ、さらに５〜１０ｎｍであることが好ま
しい。また、島状の磁性粒子２２ａと偏平な磁性粒子２
２ｂとは、非磁性母材２１によって１ｎｍ以上、さらに
２ｎｍ以上分離されていることが好ましい。
性粒子とともに、非磁性母材により島状の磁性粒子から
分離された偏平な形状の磁性粒子が含まれていてもよ
い。このような磁気記録層における磁性粒子の分散状態
の一例を図１１に示す。図１１に示すように、非磁性母
材２１中に島状の磁性粒子２２ａとともに偏平な形状の
磁性粒子２２ｂが存在する。偏平な磁性粒子２２ｂの形
状は特に限定されないが、典型的には回転楕円体であ
る。偏平な磁性粒子２２ｂの大きさは、面内方向の直径
が５〜１５ｎｍ、さらに５〜１０ｎｍであることが好ま
しい。また、島状の磁性粒子２２ａと偏平な磁性粒子２
２ｂとは、非磁性母材２１によって１ｎｍ以上、さらに
２ｎｍ以上分離されていることが好ましい。
【００４３】このような磁気記録媒体は、島状の磁性粒
子を含んでいるので、従来の柱状磁性粒子の場合と比較
して、磁性粒子間の体積が実効的に増加する。このた
め、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減して媒体ノイズ
を低減することができる。このような効果は、島状の磁
性粒子の側面と基板面とのなす角が平均値で７５°以下
である場合に得られる。また、島状の磁性粒子は、柱状
磁性粒子と比較して、面内方向の形状磁気異方性エネル
ギーが大きいため、特に長手記録における高保磁力化が
可能になる。島状の磁性粒子は、球状磁性粒子と比較し
て、結晶性が良好であるので結晶磁気異方性の点でも有
利になる。特に、結晶質の下地層を設けた場合には、島
状の磁性粒子の結晶性が向上するため、結晶磁気異方性
の点でさらに有利になる。
子を含んでいるので、従来の柱状磁性粒子の場合と比較
して、磁性粒子間の体積が実効的に増加する。このた
め、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減して媒体ノイズ
を低減することができる。このような効果は、島状の磁
性粒子の側面と基板面とのなす角が平均値で７５°以下
である場合に得られる。また、島状の磁性粒子は、柱状
磁性粒子と比較して、面内方向の形状磁気異方性エネル
ギーが大きいため、特に長手記録における高保磁力化が
可能になる。島状の磁性粒子は、球状磁性粒子と比較し
て、結晶性が良好であるので結晶磁気異方性の点でも有
利になる。特に、結晶質の下地層を設けた場合には、島
状の磁性粒子の結晶性が向上するため、結晶磁気異方性
の点でさらに有利になる。
【００４４】本発明においては、磁性粒子間の非磁性母
材の中央部における磁性金属元素の含有率が２０原子％
以下であることが好ましい。磁性粒子の中央部における
非磁性母材の構成元素の含有率は特に限定されない。
材の中央部における磁性金属元素の含有率が２０原子％
以下であることが好ましい。磁性粒子の中央部における
非磁性母材の構成元素の含有率は特に限定されない。
【００４５】まず、磁性粒子および非磁性母材の中央部
の定義について説明する。図１２に、磁性粒子がＣｏＰ
ｔ、非磁性母材がＳｉ−Ｏからなる磁気記録層の平面Ｔ
ＥＭ像の一例を示す。図において、２１は主にＳｉ−Ｏ
からなる非磁性母材、２２は主にＣｏＰｔからなる磁性
粒子を示す。これらの部分は、平面ＴＥＭ像において、
結晶格子や像のコントラストが不連続に変化しているこ
とから、明確に区別できる。図１３に、図１２のＡで示
した線分上のＳｉとＣｏの組成分布を示す。この微細な
組成分析は、エネルギー解析によって図１２の像と同時
に得ることができる。図１３には図１２から判断される
磁性粒子２２と非磁性母材２１との境界を破線で示して
いる。非磁性母材および磁性粒子の中央部分とは、それ
ぞれ図１３の領域２１および領域２２の中央部８０％の
領域のことをいう。線分Ａの選び方によるばらつきを除
外するため、上記の分析は複数回行ってその平均値をと
る。
の定義について説明する。図１２に、磁性粒子がＣｏＰ
ｔ、非磁性母材がＳｉ−Ｏからなる磁気記録層の平面Ｔ
ＥＭ像の一例を示す。図において、２１は主にＳｉ−Ｏ
からなる非磁性母材、２２は主にＣｏＰｔからなる磁性
粒子を示す。これらの部分は、平面ＴＥＭ像において、
結晶格子や像のコントラストが不連続に変化しているこ
とから、明確に区別できる。図１３に、図１２のＡで示
した線分上のＳｉとＣｏの組成分布を示す。この微細な
組成分析は、エネルギー解析によって図１２の像と同時
に得ることができる。図１３には図１２から判断される
磁性粒子２２と非磁性母材２１との境界を破線で示して
いる。非磁性母材および磁性粒子の中央部分とは、それ
ぞれ図１３の領域２１および領域２２の中央部８０％の
領域のことをいう。線分Ａの選び方によるばらつきを除
外するため、上記の分析は複数回行ってその平均値をと
る。
【００４６】図１４に、図１２と同様の組成を有する磁
性粒子と非磁性母材の間に、界面相が存在している場合
の平面ＴＥＭ像の例を示す。２１は主にＳｉ−Ｏからな
る非磁性母材、２２は主にＣｏＰｔからなる磁性粒子、
２３はアモルファスＣｏ−Ｏからなる界面相である。図
１２の場合と同様に、これらの部分は平面ＴＥＭ上で明
確に区別できる。また、図１５は、図１４の線分Ｂ上の
組成分析結果を示す。図１５においても、非磁性母材お
よび磁性粒子の中央部とは、それぞれ領域２１および領
域２２の中央部８０％の領域のことをいう。
性粒子と非磁性母材の間に、界面相が存在している場合
の平面ＴＥＭ像の例を示す。２１は主にＳｉ−Ｏからな
る非磁性母材、２２は主にＣｏＰｔからなる磁性粒子、
２３はアモルファスＣｏ−Ｏからなる界面相である。図
１２の場合と同様に、これらの部分は平面ＴＥＭ上で明
確に区別できる。また、図１５は、図１４の線分Ｂ上の
組成分析結果を示す。図１５においても、非磁性母材お
よび磁性粒子の中央部とは、それぞれ領域２１および領
域２２の中央部８０％の領域のことをいう。
【００４７】本発明の磁気記録媒体は、磁性粒子と非磁
性母材とが分離して混在した構造を持つ。微視的な観点
からは、薄膜形成時または薄膜形成後に双方を構成する
原子の拡散が起こり得るので、原子レベルで完全に磁性
粒子と非磁性母材とが分離された分散膜を形成すること
は不可能である。
性母材とが分離して混在した構造を持つ。微視的な観点
からは、薄膜形成時または薄膜形成後に双方を構成する
原子の拡散が起こり得るので、原子レベルで完全に磁性
粒子と非磁性母材とが分離された分散膜を形成すること
は不可能である。
【００４８】非磁性母材によって磁性粒子間の磁気的相
互作用を分断する効果を得るためには、非磁性母材の中
央部において磁性粒子の構成元素の含有率が２０原子％
以下であることが好ましい。
互作用を分断する効果を得るためには、非磁性母材の中
央部において磁性粒子の構成元素の含有率が２０原子％
以下であることが好ましい。
【００４９】図１６に図１２の例における非磁性母材の
中央部のＣｏ量に対する交換相互作用の減衰量を示す。
この図では、２つの磁性粒子間に存在する非磁性母材中
のＣｏ量が０％の場合の交換相互作用の減衰量を１とし
ている。非磁性母材中のＣｏ量が５，１０，２０原子％
のときに、減衰量はそれぞれ０．９９，０９７，０．９
５であり、５０原子％になるとほとんど減衰しなくなる
ことがわかる。このことから、非磁性母材中央部での磁
性元素の許容濃度は、２０原子％以下、好ましくは１０
％以下、より好ましくは５％以下である。
中央部のＣｏ量に対する交換相互作用の減衰量を示す。
この図では、２つの磁性粒子間に存在する非磁性母材中
のＣｏ量が０％の場合の交換相互作用の減衰量を１とし
ている。非磁性母材中のＣｏ量が５，１０，２０原子％
のときに、減衰量はそれぞれ０．９９，０９７，０．９
５であり、５０原子％になるとほとんど減衰しなくなる
ことがわかる。このことから、非磁性母材中央部での磁
性元素の許容濃度は、２０原子％以下、好ましくは１０
％以下、より好ましくは５％以下である。
【００５０】一方、磁性粒子中央部における非磁性母材
の構成元素の含有率は特に制限されず、約５０％以下で
あればよい。
の構成元素の含有率は特に制限されず、約５０％以下で
あればよい。
【００５１】図１７（ａ）および（ｂ）は、図１２の例
における磁性粒子の中央部におけるＳｉ量およびＯ量に
対する異方性磁界（Ｈｋ）の変化を示している。これら
の図では、磁性粒子の中央部におけるＳｉ量またはＯ量
がゼロの場合の異方性磁界を１としている。まず、Ｓｉ
量が１０原子％まではＨｋは減少傾向にあるが、約２０
〜５３原子％の範囲ではＨｋは１に近い値を示し、６０
原子％になるとＨｋは急激に減少する。また、Ｏ量に対
するＨｋの変化も上記と同様の傾向を示す。なお、Ｈｋ
は、Ｏ量が２０原子％を超える領域では、Ｏ量が０％の
場合よりも大きくなっている。このＨｋの増加により記
録層全体のマクロな保磁力が増加し、より高密度の記録
が可能となる。また、熱に対する安定性が向上し、記録
の保持特性が向上する。したがって、磁性粒子中央部で
の非磁性母材の構成元素の濃度は、２５％〜５３％が好
ましく、３０〜４５％がより好ましい。
における磁性粒子の中央部におけるＳｉ量およびＯ量に
対する異方性磁界（Ｈｋ）の変化を示している。これら
の図では、磁性粒子の中央部におけるＳｉ量またはＯ量
がゼロの場合の異方性磁界を１としている。まず、Ｓｉ
量が１０原子％まではＨｋは減少傾向にあるが、約２０
〜５３原子％の範囲ではＨｋは１に近い値を示し、６０
原子％になるとＨｋは急激に減少する。また、Ｏ量に対
するＨｋの変化も上記と同様の傾向を示す。なお、Ｈｋ
は、Ｏ量が２０原子％を超える領域では、Ｏ量が０％の
場合よりも大きくなっている。このＨｋの増加により記
録層全体のマクロな保磁力が増加し、より高密度の記録
が可能となる。また、熱に対する安定性が向上し、記録
の保持特性が向上する。したがって、磁性粒子中央部で
の非磁性母材の構成元素の濃度は、２５％〜５３％が好
ましく、３０〜４５％がより好ましい。
【００５２】磁性粒子中央部での非磁性母材の構成元素
の濃度に対して、Ｈｋが上記のように変化するのは、以
下のような理由による。非磁性母材中に磁性粒子が交換
相互作用が及ばないほどに分散して存在している場合、
磁性粒子は母材からの応力を受ける結果、同じ組成のバ
ルクのものから格子間隔がずれている。例えば、バルク
のＣｏ−Ｐｔ合金は、Ｃｏ3 Ｐｔ組成の場合にもっとも
大きな磁気異方性エネルギーを持つ。しかし、分散型磁
気記録層では、磁性粒子がＣｏ3 Ｐｔ組成を持つとして
も、格子間隔がずれるため、バルクと同等の磁気異方性
エネルギーを得ることができない。ところが、磁性粒子
内に非磁性母材の構成元素が混入すると、その元素の周
りに歪みが集中し、結果として磁性粒子の格子間隔がバ
ルクのそれに近づき、磁気異方性エネルギーが大きくな
る。また、磁性粒子と母材との組み合わせによっては、
磁性粒子中に非磁性母材の構成元素が混入することによ
り磁性粒子が歪んで歪み誘起磁気異方性が生じ、バルク
以上の磁気異方性エネルギーが得られる場合もある。
の濃度に対して、Ｈｋが上記のように変化するのは、以
下のような理由による。非磁性母材中に磁性粒子が交換
相互作用が及ばないほどに分散して存在している場合、
磁性粒子は母材からの応力を受ける結果、同じ組成のバ
ルクのものから格子間隔がずれている。例えば、バルク
のＣｏ−Ｐｔ合金は、Ｃｏ3 Ｐｔ組成の場合にもっとも
大きな磁気異方性エネルギーを持つ。しかし、分散型磁
気記録層では、磁性粒子がＣｏ3 Ｐｔ組成を持つとして
も、格子間隔がずれるため、バルクと同等の磁気異方性
エネルギーを得ることができない。ところが、磁性粒子
内に非磁性母材の構成元素が混入すると、その元素の周
りに歪みが集中し、結果として磁性粒子の格子間隔がバ
ルクのそれに近づき、磁気異方性エネルギーが大きくな
る。また、磁性粒子と母材との組み合わせによっては、
磁性粒子中に非磁性母材の構成元素が混入することによ
り磁性粒子が歪んで歪み誘起磁気異方性が生じ、バルク
以上の磁気異方性エネルギーが得られる場合もある。
【００５３】次に、本発明における磁気記録媒体を用い
て高密度記録を実現するために、磁気記録層が満たすべ
きその他の条件について説明する。以下においては、磁
気記録層の物性のうち、充填率、電気抵抗率、および記
録層全体の磁気特性について説明する。
て高密度記録を実現するために、磁気記録層が満たすべ
きその他の条件について説明する。以下においては、磁
気記録層の物性のうち、充填率、電気抵抗率、および記
録層全体の磁気特性について説明する。
【００５４】（１）充填率 非磁性母材中における磁性粒子の充填率は磁気記録層の
硬度、磁気特性などに重要な影響を及ぼす。いま、磁性
粒子が円柱形状であり、底面から見た粒子の配列がｈｃ
ｐであると仮定すると、充填率ｐは粒子の半径ａおよび
粒子間の間隔ｂを用いて、ｐ＝２πａ2 ／（３1/2 ・
（２ａ＋ｂ）2 ）で表される。現在用いられている典型
的な磁性薄膜中の結晶粒径は４０ｎｍであり、粒子間の
交換相互作用を分断するために要する距離は少なくとも
約１ｎｍであることが知られている。これらの値を代入
して計算すると、充填率ｐは０．７以下となる。より完
全に交換相互作用を分断して媒体ノイズを低減するため
には、充填率の値は０．５以下であることが好ましい。
磁性粒子の底面から見た配列が、ｈｃｐではなくｆｃｃ
であっても、同様の計算により、充填率の値が０．７以
下で磁性粒子の交換相互作用を有効に分断できる。ただ
し、充填率の最適値はハードディスクドライブの仕様に
よって決定される。
硬度、磁気特性などに重要な影響を及ぼす。いま、磁性
粒子が円柱形状であり、底面から見た粒子の配列がｈｃ
ｐであると仮定すると、充填率ｐは粒子の半径ａおよび
粒子間の間隔ｂを用いて、ｐ＝２πａ2 ／（３1/2 ・
（２ａ＋ｂ）2 ）で表される。現在用いられている典型
的な磁性薄膜中の結晶粒径は４０ｎｍであり、粒子間の
交換相互作用を分断するために要する距離は少なくとも
約１ｎｍであることが知られている。これらの値を代入
して計算すると、充填率ｐは０．７以下となる。より完
全に交換相互作用を分断して媒体ノイズを低減するため
には、充填率の値は０．５以下であることが好ましい。
磁性粒子の底面から見た配列が、ｈｃｐではなくｆｃｃ
であっても、同様の計算により、充填率の値が０．７以
下で磁性粒子の交換相互作用を有効に分断できる。ただ
し、充填率の最適値はハードディスクドライブの仕様に
よって決定される。
【００５５】なお、磁気記録層の垂直方向に沿って充填
率を変化させることにより、種々の特性を改善すること
もできる。
率を変化させることにより、種々の特性を改善すること
もできる。
【００５６】例えば、磁気記録層の垂直方向に沿って充
填率の高い部分と低い部分とが交互に現れるようにする
と、内部応力を分散させることができる。磁気記録層の
内部応力が緩和されると、基板に対する磁気記録層の密
着性が向上するので磁気記録媒体の耐久性が向上し、バ
ーストノイズの原因となる欠陥を減少させることもでき
る。なお、このような充填率の変化のさせ方は一例であ
って、磁気記録層の成膜条件によって内部応力の値は異
なるので、それぞれの場合によって適切な変化を与えれ
ばよい。
填率の高い部分と低い部分とが交互に現れるようにする
と、内部応力を分散させることができる。磁気記録層の
内部応力が緩和されると、基板に対する磁気記録層の密
着性が向上するので磁気記録媒体の耐久性が向上し、バ
ーストノイズの原因となる欠陥を減少させることもでき
る。なお、このような充填率の変化のさせ方は一例であ
って、磁気記録層の成膜条件によって内部応力の値は異
なるので、それぞれの場合によって適切な変化を与えれ
ばよい。
【００５７】また、基板面から記録層表面に向かって充
填率が低くなるようにすると、非磁性母材の割合が増
え、磁気記録媒体の表面の硬度が向上するなどの効果に
より、ヘッドクラッシュなどに対する磁気記録媒体の耐
久性をより向上させることができる。この場合、ヘッド
を接触させて記録・再生を行っても十分な耐久性を有す
るので、高密度記録が可能になる。
填率が低くなるようにすると、非磁性母材の割合が増
え、磁気記録媒体の表面の硬度が向上するなどの効果に
より、ヘッドクラッシュなどに対する磁気記録媒体の耐
久性をより向上させることができる。この場合、ヘッド
を接触させて記録・再生を行っても十分な耐久性を有す
るので、高密度記録が可能になる。
【００５８】逆に、基板面から記録層表面に向かって充
填率が増加するようにすると、磁気記録層の表面におけ
る磁化が大きくなるため、再生出力を大きくすることが
できる。また、基板と非磁性母材とが類似した材料から
なり、両者の熱膨張係数などが類似している場合には、
基板と磁気記録層との密着性を向上させることができ
る。
填率が増加するようにすると、磁気記録層の表面におけ
る磁化が大きくなるため、再生出力を大きくすることが
できる。また、基板と非磁性母材とが類似した材料から
なり、両者の熱膨張係数などが類似している場合には、
基板と磁気記録層との密着性を向上させることができ
る。
【００５９】さらに、磁気記録層と磁気ヘッドとを接触
させて記録する場合には、磁気記録層の表面における硬
度および絶縁性が高いことがより重要になってくる。し
たがって、磁気記録層の表面における磁性粒子の割合も
重要なパラメータの１つである。磁気記録層の表面にお
ける（磁性粒子の面積）／（非磁性母材の面積）の値
は、磁性粒子の充填率と同様に、０．７以下、さらには
０．５以下であることが好ましい。
させて記録する場合には、磁気記録層の表面における硬
度および絶縁性が高いことがより重要になってくる。し
たがって、磁気記録層の表面における磁性粒子の割合も
重要なパラメータの１つである。磁気記録層の表面にお
ける（磁性粒子の面積）／（非磁性母材の面積）の値
は、磁性粒子の充填率と同様に、０．７以下、さらには
０．５以下であることが好ましい。
【００６０】（２）電気抵抗率 磁気記録層の電気抵抗率は、磁性粒子の充填率、または
非磁性母材中の添加元素によって、制御することができ
る。
非磁性母材中の添加元素によって、制御することができ
る。
【００６１】磁気記録層の電気抵抗率が１Ω・ｃｍ以上
であれば、ヘッドの導体部分に比べて十分に絶縁体とみ
なすことができ、ヘッドが磁気記録層に接触したときの
電流リークによるヘッドの破壊を防ぐことができる。Ｍ
Ｒヘッドのようにヘッドの導体部分が微細化されている
場合には、その微細部分での抵抗が増加するので、磁気
記録層の電気抵抗率は１０5 Ω・ｃｍ以上であることが
好ましい。さらに、完全な絶縁性を保つためには、電気
抵抗率は１０10Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
であれば、ヘッドの導体部分に比べて十分に絶縁体とみ
なすことができ、ヘッドが磁気記録層に接触したときの
電流リークによるヘッドの破壊を防ぐことができる。Ｍ
Ｒヘッドのようにヘッドの導体部分が微細化されている
場合には、その微細部分での抵抗が増加するので、磁気
記録層の電気抵抗率は１０5 Ω・ｃｍ以上であることが
好ましい。さらに、完全な絶縁性を保つためには、電気
抵抗率は１０10Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００６２】一方、ガラスディスク上に磁気記録層が形
成された媒体を高速に回転させると、大気との摩擦によ
ってディスク上に電荷が発生する。ディスク上にたまっ
た電荷が磁気へッドへ放電するとへッド素子が破壊され
る可能性がある。電荷量が少ない場合でも、磁気へッド
の導体部分の断面積が小さいと電流密度が増加する。こ
のため、素子の集積化が高まるにつれて、ヘッド素子の
破壊が問題となってくる。この問題に対しては、媒体は
ある程度の導電性を有することが好ましい。ただし、媒
体が導体であると、へッド素子からの電流リークが発生
する。したがって、電気抵抗率は１０-4以上１０5 Ω・
ｃｍ以下であることが好ましい。
成された媒体を高速に回転させると、大気との摩擦によ
ってディスク上に電荷が発生する。ディスク上にたまっ
た電荷が磁気へッドへ放電するとへッド素子が破壊され
る可能性がある。電荷量が少ない場合でも、磁気へッド
の導体部分の断面積が小さいと電流密度が増加する。こ
のため、素子の集積化が高まるにつれて、ヘッド素子の
破壊が問題となってくる。この問題に対しては、媒体は
ある程度の導電性を有することが好ましい。ただし、媒
体が導体であると、へッド素子からの電流リークが発生
する。したがって、電気抵抗率は１０-4以上１０5 Ω・
ｃｍ以下であることが好ましい。
【００６３】１０-4Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を持つ母
材材料としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）がある。
また、１０-2Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を持つ母材材料
としては、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｃなどの遷移金
属の窒化物がある。それ以上の電気抵抗率を持つもの
は、通常の絶縁材料、例えばＳｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｎ、Ｂ−
Ｎなどを用いればよい。
材材料としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）がある。
また、１０-2Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を持つ母材材料
としては、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｔｉ−Ｃなどの遷移金
属の窒化物がある。それ以上の電気抵抗率を持つもの
は、通常の絶縁材料、例えばＳｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｎ、Ｂ−
Ｎなどを用いればよい。
【００６４】ただし、磁気記録層の絶縁性と電気伝導性
のバランスは、用いるへッドやディスクドライブなどの
システム構成によって決定される。
のバランスは、用いるへッドやディスクドライブなどの
システム構成によって決定される。
【００６５】磁気記録層の電気抵抗率の要求仕様は、ス
ピンドルとへッドのいかなる導体部分との間においても
満たされるのが好ましい。したがって、へッドを媒体に
接触させた状態で、スピンドルとへッドの複数個所との
間で電気抵抗率を測定して評価する。
ピンドルとへッドのいかなる導体部分との間においても
満たされるのが好ましい。したがって、へッドを媒体に
接触させた状態で、スピンドルとへッドの複数個所との
間で電気抵抗率を測定して評価する。
【００６６】（３）磁気記録層全体の磁気特性 磁気記録層の保磁力Ｈｃは、１Ｇｂ／ｉｎ2 以上の高密
度記録を可能にするためには２ｋＯｅ以上、１０Ｇｂ／
ｉｎ2 級の超高記録密度を達成するためには３ｋＯｅ以
上であることが好ましい。磁気記録層のＨｃは、記録へ
ッドの飽和磁束密度Ｂｓと密接に関係する。図１８に、
磁気記録層の保磁力Ｈｃと磁化転移幅との関係を、ヘッ
ド磁極のＢｓをパラメータとして示す。この図は、記録
トラック幅３μｍ、ギャップ長０．２５μｍ、スペーシ
ング０．０６μｍとして、計算機でシミュレーションし
た結果である。各曲線の極小点が、各Ｂｓ値を有するヘ
ッドで記録できる最小の磁区幅、すなわち最高の記録密
度を達成できる条件となる。したがって、各曲線の極小
点でのＨｃが、最高の記録密度を達成するのに必要なＨ
ｃとなる。Ｈｃの値は、Ｂｓ＝０．８Ｔで２２００Ｏ
ｅ、Ｂｓ＝１．０Ｔで２８００Ｏｅ、Ｂｓ＝１．２Ｔで
３５００Ｏｅ、Ｂｓ＝１．６Ｔで４５００Ｏｅとなる。
この結果から、磁気記録媒体のＨｃは、ＣＧＳ単位系で
へッドのＢｓの１／２以下、さらにはｌ／４以下である
ことがより好ましい。
度記録を可能にするためには２ｋＯｅ以上、１０Ｇｂ／
ｉｎ2 級の超高記録密度を達成するためには３ｋＯｅ以
上であることが好ましい。磁気記録層のＨｃは、記録へ
ッドの飽和磁束密度Ｂｓと密接に関係する。図１８に、
磁気記録層の保磁力Ｈｃと磁化転移幅との関係を、ヘッ
ド磁極のＢｓをパラメータとして示す。この図は、記録
トラック幅３μｍ、ギャップ長０．２５μｍ、スペーシ
ング０．０６μｍとして、計算機でシミュレーションし
た結果である。各曲線の極小点が、各Ｂｓ値を有するヘ
ッドで記録できる最小の磁区幅、すなわち最高の記録密
度を達成できる条件となる。したがって、各曲線の極小
点でのＨｃが、最高の記録密度を達成するのに必要なＨ
ｃとなる。Ｈｃの値は、Ｂｓ＝０．８Ｔで２２００Ｏ
ｅ、Ｂｓ＝１．０Ｔで２８００Ｏｅ、Ｂｓ＝１．２Ｔで
３５００Ｏｅ、Ｂｓ＝１．６Ｔで４５００Ｏｅとなる。
この結果から、磁気記録媒体のＨｃは、ＣＧＳ単位系で
へッドのＢｓの１／２以下、さらにはｌ／４以下である
ことがより好ましい。
【００６７】さらに、本発明の磁気記録媒体を用いて高
密度記録を実現するために、磁性粒子自体が満たすべき
種々の物性について検討する。
密度記録を実現するために、磁性粒子自体が満たすべき
種々の物性について検討する。
【００６８】（ａ）磁性粒子の体積 一般に磁性体が非常に小さくなると、熱ゆらぎによっ
て、磁化を一定の向きに揃えておくことができなくなる
ことが知られている。磁気異方性エネルギーＫｕを持つ
体積ｖの磁性体の熱ゆらぎによる磁化Ｉの時間変化は、 Ｉ（ｔ）＝Ｉｓ・ｅｘｐ（−ｔ／τ） で表される。ここで、ｔは時間、τは緩和時間、Ｉｓは
最初の磁化の値である。さらにτは τ＝τ0 ・ｅｘｐ（ｖ・Ｋｕ／ｋＴ） で表される。ここで、τ0 は約１０-9、ｋはボルツマン
定数、Ｔは絶対温度である。τは、実用的な記録保持時
間である１０年以上であることが要求される。室温（Ｔ
＝３００Ｋ）において、τが１０年以上の値を満足する
条件は、ｖ・Ｋｕ＞１．７×１０-19 Ｊとなる。ＳｍＣ
ｏを例にとりＫｕに９．５×１０6 Ｊ／ｍ3 を代入する
と、ｖ＝１．８×１０-26 ｍ3 となる。したがって、磁
性粒子がこの値以上の体積を有していれば、熱ゆらぎに
よる磁化の消失がなく、磁気記録媒体として好ましく用
いることができる。
て、磁化を一定の向きに揃えておくことができなくなる
ことが知られている。磁気異方性エネルギーＫｕを持つ
体積ｖの磁性体の熱ゆらぎによる磁化Ｉの時間変化は、 Ｉ（ｔ）＝Ｉｓ・ｅｘｐ（−ｔ／τ） で表される。ここで、ｔは時間、τは緩和時間、Ｉｓは
最初の磁化の値である。さらにτは τ＝τ0 ・ｅｘｐ（ｖ・Ｋｕ／ｋＴ） で表される。ここで、τ0 は約１０-9、ｋはボルツマン
定数、Ｔは絶対温度である。τは、実用的な記録保持時
間である１０年以上であることが要求される。室温（Ｔ
＝３００Ｋ）において、τが１０年以上の値を満足する
条件は、ｖ・Ｋｕ＞１．７×１０-19 Ｊとなる。ＳｍＣ
ｏを例にとりＫｕに９．５×１０6 Ｊ／ｍ3 を代入する
と、ｖ＝１．８×１０-26 ｍ3 となる。したがって、磁
性粒子がこの値以上の体積を有していれば、熱ゆらぎに
よる磁化の消失がなく、磁気記録媒体として好ましく用
いることができる。
【００６９】（ｂ）磁気クラスターのサイズ 磁気ヘッドからの磁界によって磁気記録層上に磁区が形
成され、これが情報の記録の１単位となる。磁気記録層
の最小の磁区サイズが、形成されるべき磁区よりも大き
いと、信号のＳ／Ｎ比が劣化し、最悪の場合再生不可能
となる。最小磁区サイズは磁気記録媒体を交流消磁した
場合の磁気クラスターサイズで見積もることができる。
１Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度を達成する記録磁区の線方向
の長さは１５０ｎｍ（Murdock, IEEE Trans. Magn., Vo
l. 28, p.3078(1992))である。したがって、この磁気ク
ラスターの平均サイズをこの値より小さくすれば、１Ｇ
Ｂ／ｉｎ2 以上の高密度記録が可能となる。ただし、実
用的には、磁区の短辺に数個の磁気クラスターが入る程
度でないと、ノイズレベルが大きくなる。したがって、
磁気クラスターの大きさは１００ｎｍ以下、さらに５０
ｎｍ以下であることが好ましい。高Ｓ／Ｎ比の再生を実
現するためには、３０ｎｍ以下であることがより好まし
い。
成され、これが情報の記録の１単位となる。磁気記録層
の最小の磁区サイズが、形成されるべき磁区よりも大き
いと、信号のＳ／Ｎ比が劣化し、最悪の場合再生不可能
となる。最小磁区サイズは磁気記録媒体を交流消磁した
場合の磁気クラスターサイズで見積もることができる。
１Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度を達成する記録磁区の線方向
の長さは１５０ｎｍ（Murdock, IEEE Trans. Magn., Vo
l. 28, p.3078(1992))である。したがって、この磁気ク
ラスターの平均サイズをこの値より小さくすれば、１Ｇ
Ｂ／ｉｎ2 以上の高密度記録が可能となる。ただし、実
用的には、磁区の短辺に数個の磁気クラスターが入る程
度でないと、ノイズレベルが大きくなる。したがって、
磁気クラスターの大きさは１００ｎｍ以下、さらに５０
ｎｍ以下であることが好ましい。高Ｓ／Ｎ比の再生を実
現するためには、３０ｎｍ以下であることがより好まし
い。
【００７０】（ｃ）磁性粒子の粒径 分散型磁気記録層では、磁性粒子どうしが交換相互作用
が働かない程度に離れているため、磁性粒子が磁化反転
の最小単位となる。磁性粒子の粒径が磁気記録層を交流
消磁したときの磁気クラスターサイズと同程度またはそ
れ以上である場合、磁気記録層に形成される磁区の形状
はヘッドからの磁界を反映することができないため、媒
体ノイズの原因になる。この場合、面内の磁性粒子の平
均粒径（楕円の場合には長軸の平均長さ）が交流消磁を
したときの平均磁気クラスターサイズの１／１０以下で
あれば、媒体ノイズを低減することができる。
が働かない程度に離れているため、磁性粒子が磁化反転
の最小単位となる。磁性粒子の粒径が磁気記録層を交流
消磁したときの磁気クラスターサイズと同程度またはそ
れ以上である場合、磁気記録層に形成される磁区の形状
はヘッドからの磁界を反映することができないため、媒
体ノイズの原因になる。この場合、面内の磁性粒子の平
均粒径（楕円の場合には長軸の平均長さ）が交流消磁を
したときの平均磁気クラスターサイズの１／１０以下で
あれば、媒体ノイズを低減することができる。
【００７１】次に、磁気記録媒体の潤滑剤について説明
する。高密度の磁気記録を実現するためには、ヘッド−
媒体間距離を短くし、さらに摺動させることが必要にな
る。これに伴い、磁気記録媒体と記録・再生ヘッドとの
接触による摩耗を効果的に防止するために、磁気記録媒
体の表面に潤滑剤を塗布して使用する。潤滑剤として
は、Ｆｏｍｂｌｉｎ Ｚ−ＤＯＬ、Ｆｏｍｂｌｉｎ Ａ
Ｍ２００１などが用いられている。この潤滑剤が不均一
に塗布されて突起が生じると、ヘッドが衝突して破壊す
る原因となる。このため、潤滑剤を厚さ１０ｎｍ程度に
均一に密着性よく塗布することが要求される。従来の薄
膜型磁気記録層では、表面にカーボン、シリカなどから
なる保護膜を形成し、この保護膜上に潤滑剤を塗布して
いた。しかし、特にシリカ系の保護膜を用いた場合、表
面に存在するＯＨ基のために、潤滑剤を均一に塗布する
ことが困難である。そこで、シリカ系の保護膜を形成し
た場合、熱処理によりＯＨ基を除去した後に、潤滑剤を
塗布していた。
する。高密度の磁気記録を実現するためには、ヘッド−
媒体間距離を短くし、さらに摺動させることが必要にな
る。これに伴い、磁気記録媒体と記録・再生ヘッドとの
接触による摩耗を効果的に防止するために、磁気記録媒
体の表面に潤滑剤を塗布して使用する。潤滑剤として
は、Ｆｏｍｂｌｉｎ Ｚ−ＤＯＬ、Ｆｏｍｂｌｉｎ Ａ
Ｍ２００１などが用いられている。この潤滑剤が不均一
に塗布されて突起が生じると、ヘッドが衝突して破壊す
る原因となる。このため、潤滑剤を厚さ１０ｎｍ程度に
均一に密着性よく塗布することが要求される。従来の薄
膜型磁気記録層では、表面にカーボン、シリカなどから
なる保護膜を形成し、この保護膜上に潤滑剤を塗布して
いた。しかし、特にシリカ系の保護膜を用いた場合、表
面に存在するＯＨ基のために、潤滑剤を均一に塗布する
ことが困難である。そこで、シリカ系の保護膜を形成し
た場合、熱処理によりＯＨ基を除去した後に、潤滑剤を
塗布していた。
【００７２】一方、本発明の分散型磁気記録媒体では、
非磁性母材が保護膜としての機能を持ち、機械特性を改
善できるので、スペーシングロスになる保護膜は必ずし
も設ける必要はない。ここで、非磁性母材部分または非
磁性母材と磁性粒子との境界に空隙が存在すると、この
空隙に潤滑剤が侵入するため、ある程度の密着性の向上
が期待できる。また、通常は磁気記録層を作製した後、
潤滑剤を塗布する前に研磨（バニッシング）を行うの
で、表面により多くの空隙が現われ、潤滑剤の密着性が
さらに向上することが期待できる。このような空隙は、
半径１ｎｍ以上、深さ２ｎｍ以上であると充分な密着性
が得られるので好ましい。
非磁性母材が保護膜としての機能を持ち、機械特性を改
善できるので、スペーシングロスになる保護膜は必ずし
も設ける必要はない。ここで、非磁性母材部分または非
磁性母材と磁性粒子との境界に空隙が存在すると、この
空隙に潤滑剤が侵入するため、ある程度の密着性の向上
が期待できる。また、通常は磁気記録層を作製した後、
潤滑剤を塗布する前に研磨（バニッシング）を行うの
で、表面により多くの空隙が現われ、潤滑剤の密着性が
さらに向上することが期待できる。このような空隙は、
半径１ｎｍ以上、深さ２ｎｍ以上であると充分な密着性
が得られるので好ましい。
【００７３】しかし、特にシリカ系の母材を用いた分散
型磁気記録層で表面が母材のみからなっている場合、シ
リカ系の保護膜の場合と同様に、表面に存在するＯＨ基
のために、潤滑剤を均一に塗布することが困難である。
しかも、ＯＨ基を除去できる程度の熱処理を行うと、磁
性粒子と母材との間で構成元素の相互拡散が起こり、磁
気特性を損なうおそれがある。このため、このような熱
処理は避けることが好ましい。
型磁気記録層で表面が母材のみからなっている場合、シ
リカ系の保護膜の場合と同様に、表面に存在するＯＨ基
のために、潤滑剤を均一に塗布することが困難である。
しかも、ＯＨ基を除去できる程度の熱処理を行うと、磁
性粒子と母材との間で構成元素の相互拡散が起こり、磁
気特性を損なうおそれがある。このため、このような熱
処理は避けることが好ましい。
【００７４】分散型磁気記録層の表面に潤滑剤を均一に
塗布するためには、熱処理を施すことなく、表面のＯＨ
基の濃度を４×１０14ａｔｍ／ｃｍ2 以下にすることが
好ましい。記録層表面のＯＨ基の濃度を減少させる方法
として、酸処理、オゾン処理などが挙げられる。これら
の処理を行うと、酸またはオゾンとの反応によりＯＨ基
が脱離し、記録層表面のＯＨ基の濃度が減少する。した
がって、熱処理を施すことなく、潤滑剤を均一に塗布す
ることができる。
塗布するためには、熱処理を施すことなく、表面のＯＨ
基の濃度を４×１０14ａｔｍ／ｃｍ2 以下にすることが
好ましい。記録層表面のＯＨ基の濃度を減少させる方法
として、酸処理、オゾン処理などが挙げられる。これら
の処理を行うと、酸またはオゾンとの反応によりＯＨ基
が脱離し、記録層表面のＯＨ基の濃度が減少する。した
がって、熱処理を施すことなく、潤滑剤を均一に塗布す
ることができる。
【００７５】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【００７６】実施例１ 図２〜図６に示したような微細構造を有する磁気記録層
を作製した例について説明する。
を作製した例について説明する。
【００７７】実施例１Ａ ２．５インチ径のガラスディスク基板、ＣｏＰｔターゲ
ットおよびＳｉＯ2 ターゲットを、マグネトロンスパッ
タ装置にセットした。２ｍＴｏｒｒのＡｒ雰囲気中で、
基板に２００Ｗのバイアスを印加しながら、５分間にわ
たって２元同時スパッタ（ＣｏＰｔをＤＣスパッタ、Ｓ
ｉＯ2 をＲＦスパッタ）して、基板上に磁気記録層を成
膜した。
ットおよびＳｉＯ2 ターゲットを、マグネトロンスパッ
タ装置にセットした。２ｍＴｏｒｒのＡｒ雰囲気中で、
基板に２００Ｗのバイアスを印加しながら、５分間にわ
たって２元同時スパッタ（ＣｏＰｔをＤＣスパッタ、Ｓ
ｉＯ2 をＲＦスパッタ）して、基板上に磁気記録層を成
膜した。
【００７８】ＦＥ−ＴＥＭにより磁気記録層の平面観察
を行ったところ、ＳｉＯ2 を主成分とする非晶質相中に
ＣｏＰｔを主成分とする結晶質相が分散された構造を持
つことが確認された。この磁気記録層の断面ＴＥＭ観察
を行ったところ、基板表面と磁性粒子（ＣｏＰｔ）間に
非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在していることが確認され
た。垂直方向の磁性粒子の平均粒径は８ｎｍ程度であっ
た。垂直方向の磁性粒子の変位は２ｎｍ程度であり、磁
性粒子の平均半径以下であった。面内の磁性粒子間の間
隔は平均で約３ｎｍ程度であった。このようにＣｏＰｔ
微粒子がＳｉＯ2 中に均質に分散した磁気記録層が形成
されていることが確認された。
を行ったところ、ＳｉＯ2 を主成分とする非晶質相中に
ＣｏＰｔを主成分とする結晶質相が分散された構造を持
つことが確認された。この磁気記録層の断面ＴＥＭ観察
を行ったところ、基板表面と磁性粒子（ＣｏＰｔ）間に
非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在していることが確認され
た。垂直方向の磁性粒子の平均粒径は８ｎｍ程度であっ
た。垂直方向の磁性粒子の変位は２ｎｍ程度であり、磁
性粒子の平均半径以下であった。面内の磁性粒子間の間
隔は平均で約３ｎｍ程度であった。このようにＣｏＰｔ
微粒子がＳｉＯ2 中に均質に分散した磁気記録層が形成
されていることが確認された。
【００７９】この磁気記録層の静磁気特性を（ＶＳＭ）
を用いて測定したところ、Ｈｃが２０００Ｏｅ、Ｍｓが
３５０ｅｍｕ／ｃｃであった。この磁気記録層の表面抵
抗を四端子法で測定したところ、１ＭΩ以上の値を示し
た。
を用いて測定したところ、Ｈｃが２０００Ｏｅ、Ｍｓが
３５０ｅｍｕ／ｃｃであった。この磁気記録層の表面抵
抗を四端子法で測定したところ、１ＭΩ以上の値を示し
た。
【００８０】実施例１Ｂ 成膜時間を１０分にした以外は実施例１Ａと同様にし
て、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2からなる磁気記録層を形成し
た。得られた磁気記録層中の磁性粒子は、垂直方向に沿
う断面がＵ字形状であった。面内方向の磁性粒子の下端
部の平均径は約８ｎｍ、垂直方向の磁性粒子の長さは１
５〜１８ｎｍ程度であった。磁性粒子とディスクとの間
には非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在しており、磁性粒子
はディスクと接触していなかった。磁性粒子の下端の変
位は平均で３ｎｍ程度であり、磁性粒子の下端部の平均
曲率半径（４ｎｍ）より小さい値であった。
て、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2からなる磁気記録層を形成し
た。得られた磁気記録層中の磁性粒子は、垂直方向に沿
う断面がＵ字形状であった。面内方向の磁性粒子の下端
部の平均径は約８ｎｍ、垂直方向の磁性粒子の長さは１
５〜１８ｎｍ程度であった。磁性粒子とディスクとの間
には非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在しており、磁性粒子
はディスクと接触していなかった。磁性粒子の下端の変
位は平均で３ｎｍ程度であり、磁性粒子の下端部の平均
曲率半径（４ｎｍ）より小さい値であった。
【００８１】この磁気記録層は、Ｈｃが２０００Ｏｅ、
Ｍｓが４００ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が１ＭΩ以上であ
った。
Ｍｓが４００ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が１ＭΩ以上であ
った。
【００８２】実施例１Ｃ 非磁性母材としてＴｉＮを用いた以外は実施例１Ａと同
様にして、ＣｏＰｔ／ＴｉＮからなる磁気記録層を形成
した。垂直方向の磁性粒子の平均粒径は約９ｎｍ、磁性
粒子の変位は約３ｎｍ以下であった。面内の磁性粒子間
の間隔は平均で約３ｎｍであった。このようにＣｏＰｔ
微粒子がＴｉＮ母材中に均質に分散した磁気記録層が形
成されていることが確認された。
様にして、ＣｏＰｔ／ＴｉＮからなる磁気記録層を形成
した。垂直方向の磁性粒子の平均粒径は約９ｎｍ、磁性
粒子の変位は約３ｎｍ以下であった。面内の磁性粒子間
の間隔は平均で約３ｎｍであった。このようにＣｏＰｔ
微粒子がＴｉＮ母材中に均質に分散した磁気記録層が形
成されていることが確認された。
【００８３】この磁気記録層は、Ｈｃが１９５０Ｏｅ、
Ｍｓが３４５ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ω程度であっ
た。
Ｍｓが３４５ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ω程度であっ
た。
【００８４】実施例１Ｄ 実施例１Ａと同様にして、表面に５０ｎｍのＣｒ下地層
を有するガラスディスク上に、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2 から
なる磁気記録層を形成した。この結果、実施例１Ａとほ
ぼ同様の微細構造を有する磁気記録層が得られた。この
ことは、磁気記録層の形成がＣｒ下地層の影響をほとん
ど受けないことを示している。
を有するガラスディスク上に、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2 から
なる磁気記録層を形成した。この結果、実施例１Ａとほ
ぼ同様の微細構造を有する磁気記録層が得られた。この
ことは、磁気記録層の形成がＣｒ下地層の影響をほとん
ど受けないことを示している。
【００８５】この磁気記録層は、Ｈｃが２１００Ｏｅ、
Ｍｓが３９０ｅｍｕ／ｃｃ、表面低抗が数１００ｋΩ程
度であった。
Ｍｓが３９０ｅｍｕ／ｃｃ、表面低抗が数１００ｋΩ程
度であった。
【００８６】実施例１Ｅ 実施例１Ｃと同様にして、表面に５０ｎｍのＣｒ下地層
を有するガラスディスク上に、ＣｏＰｔ／ＴｉＮからな
る磁気記録層を形成した。この結果、実施例１Ｃとほぼ
同様の微細構造を有する磁気記録層が得られた。
を有するガラスディスク上に、ＣｏＰｔ／ＴｉＮからな
る磁気記録層を形成した。この結果、実施例１Ｃとほぼ
同様の微細構造を有する磁気記録層が得られた。
【００８７】この磁気記録層は、Ｈｃが２０００Ｏｅ、
Ｍｓが３８０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ω程度であっ
た。
Ｍｓが３８０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ω程度であっ
た。
【００８８】実施例１Ｆ スパッタ時のＣｏＰｔターゲットヘの投入パワーを２倍
にしたこと以外は実施例１Ａと同様にして、ＣｏＰｔ／
ＳｉＯ2 からなる磁気記録層を形成した。磁性粒子の平
均粒径は約８ｎｍ、垂直方向の磁性粒子の変位は約２ｎ
ｍ以内であった。面内の磁性粒子間の間隔は平均２ｎｍ
程度であった。すなわち、この磁気記録層は、面内の磁
性粒子間の間隔が狭くなっていることを除いて、実施例
１Ａのものとほぼ同様の微細構造を有していた。基板表
面と磁性粒子間には非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在して
いることが確認された。
にしたこと以外は実施例１Ａと同様にして、ＣｏＰｔ／
ＳｉＯ2 からなる磁気記録層を形成した。磁性粒子の平
均粒径は約８ｎｍ、垂直方向の磁性粒子の変位は約２ｎ
ｍ以内であった。面内の磁性粒子間の間隔は平均２ｎｍ
程度であった。すなわち、この磁気記録層は、面内の磁
性粒子間の間隔が狭くなっていることを除いて、実施例
１Ａのものとほぼ同様の微細構造を有していた。基板表
面と磁性粒子間には非磁性母材（ＳｉＯ2 ）が介在して
いることが確認された。
【００８９】この磁気記録層は、Ｈｃが２０００Ｏｅ、
Ｍｓが４３０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が１ＭΩ以上であ
った。
Ｍｓが４３０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が１ＭΩ以上であ
った。
【００９０】実施例１Ｇ 成膜時のＣｏＰｔターゲットヘの投入パワーを２倍にし
たこと以外は実施例１Ｃと同様にして、ＣｏＰｔ／Ｔｉ
Ｎからなる磁気記録層を形成した。この磁気記録層の微
細構造は、ほぼ実施例１Ｆのものと同様であった。
たこと以外は実施例１Ｃと同様にして、ＣｏＰｔ／Ｔｉ
Ｎからなる磁気記録層を形成した。この磁気記録層の微
細構造は、ほぼ実施例１Ｆのものと同様であった。
【００９１】この磁気記録層は、Ｈｃが１９００Ｏｅ、
Ｍｓが４２０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ωであった。
Ｍｓが４２０ｅｍｕ／ｃｃ、表面抵抗が数Ωであった。
【００９２】次に、上記と同一の条件で磁気記録層を形
成し、さらに連続的にカーボンをスパッタして１０ｎｍ
のカーボン保護膜を形成したディスク１Ａ〜１Ｇを作製
した。これらのディスクについて、スピンスタンドを用
いて電磁変換特性を評価した。記録にはギャップ長０．
３μｍ、トラック幅４．０μｍのＭＩＧヘッドを用い
た。再生にはギャップ長０．１４μｍ、トラック幅２．
７μｍのＭＲヘッドを用いた。ヘッドの浮上量は５０ｎ
ｍとした。
成し、さらに連続的にカーボンをスパッタして１０ｎｍ
のカーボン保護膜を形成したディスク１Ａ〜１Ｇを作製
した。これらのディスクについて、スピンスタンドを用
いて電磁変換特性を評価した。記録にはギャップ長０．
３μｍ、トラック幅４．０μｍのＭＩＧヘッドを用い
た。再生にはギャップ長０．１４μｍ、トラック幅２．
７μｍのＭＲヘッドを用いた。ヘッドの浮上量は５０ｎ
ｍとした。
【００９３】まず、記録密度１５０ｋｆｃｉ（ｆｌｕｘ
ｃｈａｎｇｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）で信号を記録し、
再生して、規格化媒体ノイズ（Ｎｍ／Ｓｏ）を測定し
た。その結果、いずれのディスクでも０．０１５〜０．
０１８μｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐであり、非常に低
ノイズであった。また、媒体Ｓ／Ｎｍ比を測定したとこ
ろ、ディスク１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅでは３０〜３１ｄ
Ｂ、ディスク１Ｆ，１Ｇでは３２ｄＢ、ディスク１Ｂで
は３４ｄＢであった。ディスク１Ｂは磁性粒子が大きく
磁化が大きいため信号強度が大きくなり、結果として高
Ｓ／Ｎｍが得られたと考えられる。ディスク１Ｆ，１Ｇ
は磁気記録層中の磁性粒子の体積含有率が大きいため、
信号強度が大きくなり、高Ｓ／Ｎｍが得られたと考えら
れる。
ｃｈａｎｇｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）で信号を記録し、
再生して、規格化媒体ノイズ（Ｎｍ／Ｓｏ）を測定し
た。その結果、いずれのディスクでも０．０１５〜０．
０１８μｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐであり、非常に低
ノイズであった。また、媒体Ｓ／Ｎｍ比を測定したとこ
ろ、ディスク１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅでは３０〜３１ｄ
Ｂ、ディスク１Ｆ，１Ｇでは３２ｄＢ、ディスク１Ｂで
は３４ｄＢであった。ディスク１Ｂは磁性粒子が大きく
磁化が大きいため信号強度が大きくなり、結果として高
Ｓ／Ｎｍが得られたと考えられる。ディスク１Ｆ，１Ｇ
は磁気記録層中の磁性粒子の体積含有率が大きいため、
信号強度が大きくなり、高Ｓ／Ｎｍが得られたと考えら
れる。
【００９４】次に、記録密度２００ｋｆｃｉで信号を記
録し、再生して、規格化媒体ノイズ（Ｎｍ／Ｓｏ）を測
定した。その結果、ディスク１Ａでは０．０１７、ディ
スク１Ｆでは０．０１５、ディスク１Ｇでは０．０２μ
ｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐであった。ディスク１Ｆは
磁性粒子が高密度であり、高記録密度でも良好な値を示
していると考えられる。ディスク１Ｇは導電性母材によ
る磁気的相互作用の増加によりノイズが大きくなったと
考えられる。
録し、再生して、規格化媒体ノイズ（Ｎｍ／Ｓｏ）を測
定した。その結果、ディスク１Ａでは０．０１７、ディ
スク１Ｆでは０．０１５、ディスク１Ｇでは０．０２μ
ｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐであった。ディスク１Ｆは
磁性粒子が高密度であり、高記録密度でも良好な値を示
していると考えられる。ディスク１Ｇは導電性母材によ
る磁気的相互作用の増加によりノイズが大きくなったと
考えられる。
【００９５】つづいて、記録電流を３０ｍＡに設定し、
２０ｋｆｃｉで記録した後に、８０ｋｆｃｉでオーバー
ライト記録して、オーバーライト特性を測定した。その
結果、どのディスクも４０ｄＢを超える良好な値を示し
た。
２０ｋｆｃｉで記録した後に、８０ｋｆｃｉでオーバー
ライト記録して、オーバーライト特性を測定した。その
結果、どのディスクも４０ｄＢを超える良好な値を示し
た。
【００９６】比較例１Ｈ ガラスディスク上にＣｒ下地層を形成し、このＣｒ下地
層上にＣｏＣｒ柱状結晶を含む金属薄膜からなる磁気記
録層を形成した。Ｈｃは２４００Ｏｅ、Ｍｓは４６０ｅ
ｍｕ／ｃｃであった。
層上にＣｏＣｒ柱状結晶を含む金属薄膜からなる磁気記
録層を形成した。Ｈｃは２４００Ｏｅ、Ｍｓは４６０ｅ
ｍｕ／ｃｃであった。
【００９７】比較例１Ｉ スパッタ時に基板バイアスを印加しなかった以外は実施
例１Ｄと同様にして、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2 からなる磁気
記録層を形成した。この磁気記録層中では、ＣｏＰｔ磁
性粒子は垂直方向に沿ってランダムに分布し、一部の微
粒子はＣｒ下地層と接触していた。Ｈｃは１９９０Ｏ
ｅ、Ｍｓは３９０ｅｍｕ／ｃｃであった。
例１Ｄと同様にして、ＣｏＰｔ／ＳｉＯ2 からなる磁気
記録層を形成した。この磁気記録層中では、ＣｏＰｔ磁
性粒子は垂直方向に沿ってランダムに分布し、一部の微
粒子はＣｒ下地層と接触していた。Ｈｃは１９９０Ｏ
ｅ、Ｍｓは３９０ｅｍｕ／ｃｃであった。
【００９８】次に、上記と同一の条件で磁気記録層を形
成し、さらに連続的にカーボンをスパッタして１０ｎｍ
のカーボン保護膜を形成したディスク１Ｈおよび１Ｉを
作製した。これらのディスクについて、規格化媒体ノイ
ズを測定した。その結果、ディスクＨでは０．０２２、
ディスクＩでは０．０２μｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐ
であり、いずれのディスクも実施例のディスクよりノイ
ズが大きかった。また、オーバーライト特性を測定した
ところ、ディスクＨでは実施例と同程度の値を示した
が、ディスクＩでは−２５ｄＢと低い値であった。これ
は、ディスクＩでは磁性粒子の垂直方向の変位が大きく
垂直方向での分布が不均一であるうえに、基板に接触し
ている磁性粒子により部分的に磁気的相互作用が大きく
なっていることによると考えられる。
成し、さらに連続的にカーボンをスパッタして１０ｎｍ
のカーボン保護膜を形成したディスク１Ｈおよび１Ｉを
作製した。これらのディスクについて、規格化媒体ノイ
ズを測定した。その結果、ディスクＨでは０．０２２、
ディスクＩでは０．０２μｍ1/2 μＶｒｍｓ／μＶｐｐ
であり、いずれのディスクも実施例のディスクよりノイ
ズが大きかった。また、オーバーライト特性を測定した
ところ、ディスクＨでは実施例と同程度の値を示した
が、ディスクＩでは−２５ｄＢと低い値であった。これ
は、ディスクＩでは磁性粒子の垂直方向の変位が大きく
垂直方向での分布が不均一であるうえに、基板に接触し
ている磁性粒子により部分的に磁気的相互作用が大きく
なっていることによると考えられる。
【００９９】実施例２ 図７〜図９に示す微細構造を有する磁気記録層を作製し
た例について説明する。
た例について説明する。
【０１００】実施例２Ａ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径）、ＣｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2
ターゲットを、マグネトロンスパッタ装置にセットし
た。０．２７ＰａのＡｒ雰囲気中で、４００Ｗの基板バ
イアスを印加しながら２元同時スパッタを行い、各基板
上に膜厚４０ｎｍの磁気記録層を形成した。
２．５インチ径）、ＣｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2
ターゲットを、マグネトロンスパッタ装置にセットし
た。０．２７ＰａのＡｒ雰囲気中で、４００Ｗの基板バ
イアスを印加しながら２元同時スパッタを行い、各基板
上に膜厚４０ｎｍの磁気記録層を形成した。
【０１０１】ガラス基板上に形成した磁気記録層を断面
ＴＥＭ観察したところ、図７と同様なＴＥＭ像が得られ
た。ＳｉＯ2 母材中に分散したＣｏＰｔ粒子の形状は楕
円であり、短軸の平均長さは３．０ｎｍ、短軸／長軸比
は０．５５であった。垂直方向のＣｏＰｔ粒子間の間隔
は平均で１．０ｎｍであった。磁気記録層を平面ＴＥＭ
観察したところ、図８と同様なＴＥＭ像が得られた。Ｓ
ｉＯ2 母材中に分散したＣｏＰｔ粒子の形状は円形であ
り、平均粒径は５．５ｎｍ、面内方向の粒子間の間隔は
平均で２．５ｎｍであった。これらの観察結果から、形
成されたＣｏＰｔ粒子は垂直方向に沿う短軸を回転軸と
する偏平な回転楕円体に近いことが判明した。
ＴＥＭ観察したところ、図７と同様なＴＥＭ像が得られ
た。ＳｉＯ2 母材中に分散したＣｏＰｔ粒子の形状は楕
円であり、短軸の平均長さは３．０ｎｍ、短軸／長軸比
は０．５５であった。垂直方向のＣｏＰｔ粒子間の間隔
は平均で１．０ｎｍであった。磁気記録層を平面ＴＥＭ
観察したところ、図８と同様なＴＥＭ像が得られた。Ｓ
ｉＯ2 母材中に分散したＣｏＰｔ粒子の形状は円形であ
り、平均粒径は５．５ｎｍ、面内方向の粒子間の間隔は
平均で２．５ｎｍであった。これらの観察結果から、形
成されたＣｏＰｔ粒子は垂直方向に沿う短軸を回転軸と
する偏平な回転楕円体に近いことが判明した。
【０１０２】この磁気記録層の磁気特性を測定したとこ
ろ、面内に磁気異方性を有し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍ
（２ｋＯｅ）、飽和磁化は０．５３Ｗｂ／ｍ2 （４２４
Ｇ）、磁気異方性エネルギーは２．１×１０6 Ｊ／ｍ3
であった。走査型磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）によって交流
消磁した試料表面を観察したところ、平均磁気クラスタ
ーサイズは６５ｎｍであり、ＣｏＰｔ粒子の粒径の１０
倍以上であった。
ろ、面内に磁気異方性を有し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍ
（２ｋＯｅ）、飽和磁化は０．５３Ｗｂ／ｍ2 （４２４
Ｇ）、磁気異方性エネルギーは２．１×１０6 Ｊ／ｍ3
であった。走査型磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）によって交流
消磁した試料表面を観察したところ、平均磁気クラスタ
ーサイズは６５ｎｍであり、ＣｏＰｔ粒子の粒径の１０
倍以上であった。
【０１０３】次に、Ｓｉ基板上に形成した磁気記録層上
に潤滑剤をコーティングした後、記録・再生を行い、ノ
イズレベルを測定した。このときに用いた磁気ヘッドの
諸元と評価条件を表１および表２に示す。
に潤滑剤をコーティングした後、記録・再生を行い、ノ
イズレベルを測定した。このときに用いた磁気ヘッドの
諸元と評価条件を表１および表２に示す。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
【表２】
【０１０６】評価の結果、ＤＣ消去後のノイズレベルと
一定周波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であ
り、記録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかっ
た。
一定周波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であ
り、記録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかっ
た。
【０１０７】また、３０ｋｆｃｉのトラック密度で記録
した後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したとき
のオーバーライトスペクトルを図１９に示す。消去比は
４３ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示した。
した後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したとき
のオーバーライトスペクトルを図１９に示す。消去比は
４３ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示した。
【０１０８】実施例２Ｂ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径）、ＣｏＰｔＣｒターゲットおよびＳｉ
3 Ｎ4 ターゲットを、イオンビームスパッタ装置にセッ
トした。基板表面をイオンエッチング処理した。両方の
ターゲットを交互にスパッタして、各基板上にＳｉ3 Ｎ
4 母材中にＣｏＰｔＣｒ粒子が分散した構造を有する磁
気記録層を形成した。このときの条件は以下の通りであ
る。成膜を開始する直前の到達真空度を６．７×１０-5
Ｐａとした後、Ａｒを導入して圧力を２．４×１０-2Ｐ
ａとした。ディスクの背面に永久磁石を設置し、ディス
クを自転させたときにディスクの接線方向に磁界が印加
されるようにした。加速電圧７００Ｖ、ビーム電流３０
ｍＡに設定して、成膜を開始した。そして、ＣｏＰｔＣ
ｒを４．５ｎｍ成膜し、１０秒後にＳｉ3 Ｎ4 を４．５
ｎｍ成膜する操作を繰り返して、全厚２７ｎｍの磁気記
録層を形成した。
２．５インチ径）、ＣｏＰｔＣｒターゲットおよびＳｉ
3 Ｎ4 ターゲットを、イオンビームスパッタ装置にセッ
トした。基板表面をイオンエッチング処理した。両方の
ターゲットを交互にスパッタして、各基板上にＳｉ3 Ｎ
4 母材中にＣｏＰｔＣｒ粒子が分散した構造を有する磁
気記録層を形成した。このときの条件は以下の通りであ
る。成膜を開始する直前の到達真空度を６．７×１０-5
Ｐａとした後、Ａｒを導入して圧力を２．４×１０-2Ｐ
ａとした。ディスクの背面に永久磁石を設置し、ディス
クを自転させたときにディスクの接線方向に磁界が印加
されるようにした。加速電圧７００Ｖ、ビーム電流３０
ｍＡに設定して、成膜を開始した。そして、ＣｏＰｔＣ
ｒを４．５ｎｍ成膜し、１０秒後にＳｉ3 Ｎ4 を４．５
ｎｍ成膜する操作を繰り返して、全厚２７ｎｍの磁気記
録層を形成した。
【０１０９】ガラスディスク上に形成した磁気記録層を
断面ＴＥＭ観察したところ、Ｓｉ3Ｎ4 母材中に分散し
たＣｏＰｔＣｒ粒子の形状は楕円であった。短軸および
長軸の平均長さはそれぞれ４ｎｍおよび５ｎｍで、両者
の比は０．８であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均
で０．６ｎｍであった。磁気記録層を平面ＳＥＭ観察し
たところ、図９に示すように、同一方向に揃った楕円粒
子が観察された。短軸および長軸の平均長さはそれぞれ
４ｎｍおよび５ｎｍで、両者の比は０．８であった。面
内方向の粒子間の間隔は平均で２．１ｎｍであった。こ
れらの観察結果から、形成されたＣｏＰｔＣｒ粒子は面
内方向に沿う長軸を回転軸とする偏平な回転楕円体に近
いことが判明した。
断面ＴＥＭ観察したところ、Ｓｉ3Ｎ4 母材中に分散し
たＣｏＰｔＣｒ粒子の形状は楕円であった。短軸および
長軸の平均長さはそれぞれ４ｎｍおよび５ｎｍで、両者
の比は０．８であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均
で０．６ｎｍであった。磁気記録層を平面ＳＥＭ観察し
たところ、図９に示すように、同一方向に揃った楕円粒
子が観察された。短軸および長軸の平均長さはそれぞれ
４ｎｍおよび５ｎｍで、両者の比は０．８であった。面
内方向の粒子間の間隔は平均で２．１ｎｍであった。こ
れらの観察結果から、形成されたＣｏＰｔＣｒ粒子は面
内方向に沿う長軸を回転軸とする偏平な回転楕円体に近
いことが判明した。
【０１１０】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１７６ｋＡ／ｍ（２．２ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５６Ｗｂ／ｍ2 （４４８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは３．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは５８ｎｍであり、ＣｏＰｔＣｒ粒子の
長軸の長さの１０倍以上であった。
し、保磁力は１７６ｋＡ／ｍ（２．２ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５６Ｗｂ／ｍ2 （４４８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは３．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは５８ｎｍであり、ＣｏＰｔＣｒ粒子の
長軸の長さの１０倍以上であった。
【０１１１】Ｓｉディスク上に形成した磁気記録層上に
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
【０１１２】３０ｋｆｃｉのトラック密度で記録した
後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は４２ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くない、シャープな
ビットパターンが確認された。
後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は４２ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くない、シャープな
ビットパターンが確認された。
【０１１３】実施例２Ｃ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径）、Ｃｏ、ＦｅおよびＡｌターゲットを
マグネトロンスパッタ装置にセットした。１０％の酸素
を含むＡｒ雰囲気中で３元同時スパッタを行い、各基板
上に膜厚５０ｎｍの磁気記録層を形成した。得られた磁
気記録層はＡｌ2 Ｏ3 に近い組成を有する母材中にＣｏ
Ｆｅ粒子が分散した構造を有していた。
２．５インチ径）、Ｃｏ、ＦｅおよびＡｌターゲットを
マグネトロンスパッタ装置にセットした。１０％の酸素
を含むＡｒ雰囲気中で３元同時スパッタを行い、各基板
上に膜厚５０ｎｍの磁気記録層を形成した。得られた磁
気記録層はＡｌ2 Ｏ3 に近い組成を有する母材中にＣｏ
Ｆｅ粒子が分散した構造を有していた。
【０１１４】磁気記録層のＴＥＭ観察によれば、ＣｏＦ
ｅ粒子の形状は回転楕円体であり、長軸と短軸の平均長
さはそれぞれ８ｎｍおよび３ｎｍで、両者の比は０．３
８であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均で１．０ｎ
ｍ、面内方向の粒子間の間隔は平均で３．０ｎｍであっ
た。
ｅ粒子の形状は回転楕円体であり、長軸と短軸の平均長
さはそれぞれ８ｎｍおよび３ｎｍで、両者の比は０．３
８であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均で１．０ｎ
ｍ、面内方向の粒子間の間隔は平均で３．０ｎｍであっ
た。
【０１１５】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１８０ｋＡ／ｍ（２．３ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５１Ｗｂ／ｍ2 （４０５Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは１０５ｎｍであり、ＣｏＦｅ粒子の長
軸の長さの１０倍以上であった。
し、保磁力は１８０ｋＡ／ｍ（２．３ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５１Ｗｂ／ｍ2 （４０５Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは１０５ｎｍであり、ＣｏＦｅ粒子の長
軸の長さの１０倍以上であった。
【０１１６】Ｓｉディスク上に形成した磁気記録層上に
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
【０１１７】３０ｋｆｃｉのトラック密度で記録した
後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は４２ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くない、シャープな
ビットパターンが確認された。
後、１２０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は４２ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くない、シャープな
ビットパターンが確認された。
【０１１８】実施例２Ｄ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径）、蒸着源としてそれぞれＣｏＰｔとＳ
ｉＯを収容したるつぼを、電子ビーム蒸着装置にセット
した。同時蒸着して、各基板上にＳｉＯ母材中にＣｏＰ
ｔ粒子が分散した構造を有する膜厚３０ｎｍの磁気記録
層を形成した。成膜中の基板温度を変化させることによ
り、ＳｉＯ母材中でのＣｏＰｔ粒子の分散形態を様々に
変化させることができた。
２．５インチ径）、蒸着源としてそれぞれＣｏＰｔとＳ
ｉＯを収容したるつぼを、電子ビーム蒸着装置にセット
した。同時蒸着して、各基板上にＳｉＯ母材中にＣｏＰ
ｔ粒子が分散した構造を有する膜厚３０ｎｍの磁気記録
層を形成した。成膜中の基板温度を変化させることによ
り、ＳｉＯ母材中でのＣｏＰｔ粒子の分散形態を様々に
変化させることができた。
【０１１９】基板温度を１００℃に設定したときに得ら
れた磁気記録層が最も優れたノイズ特性を示したので、
まずこの磁気記録層に関する測定結果を示す。
れた磁気記録層が最も優れたノイズ特性を示したので、
まずこの磁気記録層に関する測定結果を示す。
【０１２０】磁気記録層のＴＥＭ観察によれば、ＣｏＰ
ｔ粒子の形状は回転楕円体であり、長軸と短軸の平均長
さはそれぞれ６．５ｎｍおよび２．０ｎｍで、両者の比
は０．３１であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均で
０．８ｎｍ、面内方向の粒子間の間隔は平均で２．４ｎ
ｍであった。
ｔ粒子の形状は回転楕円体であり、長軸と短軸の平均長
さはそれぞれ６．５ｎｍおよび２．０ｎｍで、両者の比
は０．３１であった。垂直方向の粒子間の間隔は平均で
０．８ｎｍ、面内方向の粒子間の間隔は平均で２．４ｎ
ｍであった。
【０１２１】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１４１ｋＡ／ｍ（１．８ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （３９８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは７１ｎｍであり、ＣｏＰｔ粒子の長軸
の長さの１０倍以上であった。
し、保磁力は１４１ｋＡ／ｍ（１．８ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （３９８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。平均磁気ク
ラスターサイズは７１ｎｍであり、ＣｏＰｔ粒子の長軸
の長さの１０倍以上であった。
【０１２２】Ｓｉディスク上に形成した磁気記録層上に
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルとはほぼ同一であり、記
録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルとはほぼ同一であり、記
録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。
【０１２３】２０ｋｆｃｉのトラック密度で記録した
後、８０ｋｆｃｉで記録したときの消去比は３８ｄＢで
あり、良好なオーバーライト特性を示した。記録後の磁
気記録層をＭＦＭで観察したところ、記録ビット間の磁
化転移揺らぎが全くない、シャープなビットパターンが
確認された。
後、８０ｋｆｃｉで記録したときの消去比は３８ｄＢで
あり、良好なオーバーライト特性を示した。記録後の磁
気記録層をＭＦＭで観察したところ、記録ビット間の磁
化転移揺らぎが全くない、シャープなビットパターンが
確認された。
【０１２４】実施例３ 実施例３Ａ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径) 、Ｃｒターゲット、Ｃｏ80Ｐｔ20ター
ゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットを、多元マグネトロン
スパッタ装置に設置した。まず、Ｃｒターゲットをスパ
ッタして、各基板上に厚さ６０ｎｍのＣｒ下地層を形成
した。次に、０．２７ＰａのＡｒ雰囲気中で、４００Ｗ
の基板バイアスを印加しながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲッ
トおよびＳｉＯ2 ターゲットを２元同時スパッタして、
Ｃｒ下地層上に厚さ１３ｎｍの磁気記録層を形成した。
２．５インチ径) 、Ｃｒターゲット、Ｃｏ80Ｐｔ20ター
ゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットを、多元マグネトロン
スパッタ装置に設置した。まず、Ｃｒターゲットをスパ
ッタして、各基板上に厚さ６０ｎｍのＣｒ下地層を形成
した。次に、０．２７ＰａのＡｒ雰囲気中で、４００Ｗ
の基板バイアスを印加しながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲッ
トおよびＳｉＯ2 ターゲットを２元同時スパッタして、
Ｃｒ下地層上に厚さ１３ｎｍの磁気記録層を形成した。
【０１２５】ガラスディスク上に形成された磁気記録層
の断面のＴＥＭ像を図２０に模式的に示す。図２０に示
されるように、ガラスディスク１上にＣｒ下地層３が形
成されており、その内部には粒界が存在する。この下地
層３上に磁気記録層２が形成されている。この磁気記録
層２は以下のような微細構造を有する。すなわち、Ｓｉ
Ｏ2 からなる非磁性母材２１中に、下地層３上に直接成
長し基板面に対して斜面を有する円錐状の磁性粒子２２
ａ、および円錐状の磁性粒子２２ａと分離された回転楕
円体状の磁性粒子２２ｂが分散している。円錐状の粒子
２２ａは、底面の直径が平均で約１６ｎｍ、その側面と
基板面とのなす角φが平均で６９°であった。回転楕円
体状の粒子２２ｂは、面内方向の直径が平均で約９ｎ
ｍ、円錐状の粒子２２ａとの間隔が平均で約２．５ｎｍ
であった。磁気記録層全体に対するＣｏ80Ｐｔ20粒子の
体積分率は５０ｖｏｌ％であった。
の断面のＴＥＭ像を図２０に模式的に示す。図２０に示
されるように、ガラスディスク１上にＣｒ下地層３が形
成されており、その内部には粒界が存在する。この下地
層３上に磁気記録層２が形成されている。この磁気記録
層２は以下のような微細構造を有する。すなわち、Ｓｉ
Ｏ2 からなる非磁性母材２１中に、下地層３上に直接成
長し基板面に対して斜面を有する円錐状の磁性粒子２２
ａ、および円錐状の磁性粒子２２ａと分離された回転楕
円体状の磁性粒子２２ｂが分散している。円錐状の粒子
２２ａは、底面の直径が平均で約１６ｎｍ、その側面と
基板面とのなす角φが平均で６９°であった。回転楕円
体状の粒子２２ｂは、面内方向の直径が平均で約９ｎ
ｍ、円錐状の粒子２２ａとの間隔が平均で約２．５ｎｍ
であった。磁気記録層全体に対するＣｏ80Ｐｔ20粒子の
体積分率は５０ｖｏｌ％であった。
【０１２６】この磁気記録層の磁気特性を測定したとこ
ろ、面内磁気異方性を有し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍ
（２ｋＯｅ）、飽和磁化は０．５３Ｗｂ／ｍ2 （４２４
Ｇ）、磁気異方性エネルギーは２．１×１０6 Ｊ／ｍ3
であった。
ろ、面内磁気異方性を有し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍ
（２ｋＯｅ）、飽和磁化は０．５３Ｗｂ／ｍ2 （４２４
Ｇ）、磁気異方性エネルギーは２．１×１０6 Ｊ／ｍ3
であった。
【０１２７】Ｓｉディスク上にＣｒ下地層を介して形成
した磁気記録層の表面に潤滑剤をコーティングし、記録
・再生試験を行ってノイズレベルを評価した。このとき
の磁気ヘッドの諸元および試験条件は、上述した表１お
よび表２と同一とした。ＤＣ消去後のノイズレベルと一
定周波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であ
り、記録後の磁化転移性ノイズは０．３５ｍＶｒｍｓで
あることがわかった。
した磁気記録層の表面に潤滑剤をコーティングし、記録
・再生試験を行ってノイズレベルを評価した。このとき
の磁気ヘッドの諸元および試験条件は、上述した表１お
よび表２と同一とした。ＤＣ消去後のノイズレベルと一
定周波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であ
り、記録後の磁化転移性ノイズは０．３５ｍＶｒｍｓで
あることがわかった。
【０１２８】２０ｋｆｃｉのトラック密度で記録した
後、８０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときのオー
バーライトスペクトルを図２１に示す。消去比は４０ｄ
Ｂであり、良好なオーバーライト特性を示した。
後、８０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときのオー
バーライトスペクトルを図２１に示す。消去比は４０ｄ
Ｂであり、良好なオーバーライト特性を示した。
【０１２９】実施例３Ｂ ターゲットとしてＣｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＡｌ2
Ｏ3 ターゲットを使用し、実施例３Ａと同様の方法で、
ガラスディスクおよびＳｉディスク上に磁気記録層を形
成する際に、スパッタ条件を様々に変化させて１２種類
の磁気記録層を形成した。成膜中の希ガス種と圧力、基
板温度、基板バイアス条件、下地層の種類と膜厚などを
変化させることにより、島状（円錐状または円錐台状）
の磁性粒子の形状を変化させることができた。形成され
た磁気記録層の膜厚は１０〜４０ｎｍの範囲であった。
Ｏ3 ターゲットを使用し、実施例３Ａと同様の方法で、
ガラスディスクおよびＳｉディスク上に磁気記録層を形
成する際に、スパッタ条件を様々に変化させて１２種類
の磁気記録層を形成した。成膜中の希ガス種と圧力、基
板温度、基板バイアス条件、下地層の種類と膜厚などを
変化させることにより、島状（円錐状または円錐台状）
の磁性粒子の形状を変化させることができた。形成され
た磁気記録層の膜厚は１０〜４０ｎｍの範囲であった。
【０１３０】ガラスディスク上に形成した各磁気記録層
の断面をＴＥＭ観察して、島状の粒子の側面と基板面と
のなす角φの平均値を求めた。また、Ｓｉディスク上に
形成した各磁気記録層について記録・再生試験を行い、
記録密度１５０ｋｆｃｉで記録した後の磁化転移性ノイ
ズを求めた。島状の粒子の側面と基板面とのなす角φと
磁化転移性ノイズとの関係を図２２に示す。
の断面をＴＥＭ観察して、島状の粒子の側面と基板面と
のなす角φの平均値を求めた。また、Ｓｉディスク上に
形成した各磁気記録層について記録・再生試験を行い、
記録密度１５０ｋｆｃｉで記録した後の磁化転移性ノイ
ズを求めた。島状の粒子の側面と基板面とのなす角φと
磁化転移性ノイズとの関係を図２２に示す。
【０１３１】図２２において、φが９０°の場合が柱状
粒子を含む磁気記録層に相当し、φが０°の場合が磁性
金属の連続膜からなる磁気記録層に相当する。図２２か
ら、φが９０〜８０°の場合と比較すると、φが７５°
以下の場合には磁化転移性ノイズが大幅に低下してい
る。特に、φが７０〜４５°の場合の磁化転移性ノイズ
は、φが９０〜８０°の場合の約１／１０に減少してい
る。このように、側面と基板面とのなす角φが７５°以
下である島状の粒子を含む磁気記録層では、転移性ノイ
ズを大幅に低減できることが確認できた。
粒子を含む磁気記録層に相当し、φが０°の場合が磁性
金属の連続膜からなる磁気記録層に相当する。図２２か
ら、φが９０〜８０°の場合と比較すると、φが７５°
以下の場合には磁化転移性ノイズが大幅に低下してい
る。特に、φが７０〜４５°の場合の磁化転移性ノイズ
は、φが９０〜８０°の場合の約１／１０に減少してい
る。このように、側面と基板面とのなす角φが７５°以
下である島状の粒子を含む磁気記録層では、転移性ノイ
ズを大幅に低減できることが確認できた。
【０１３２】実施例３Ｃ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径) 、Ｃｏ76Ｐｔ19Ｃｒ5 ターゲットおよ
びＳｉ3 Ｎ4 ターゲットを、イオンビームスパッタ装置
に設置した。基板の表面をイオンエッチング処理した。
成膜を開始する直前の到達真空度を６．７×１０-5Ｐ
ａ、成膜時のＡｒ圧を２．４×１０-2Ｐａとした。ディ
スクの背面に永久磁石を設置し、ディスクを自転させた
ときに接線方向に磁界が印加されるようにした。加速電
圧７００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件で交互スパッタ
を行って磁気記録層を成膜した。このとき、Ｃｏ76Ｐｔ
19Ｃｒ5 ターゲットを用いて７５秒間スパッタし、１０
秒経過した後、Ｓｉ3 Ｎ4 ターゲットを用いて２５秒間
スパッタする操作を繰り返し、全厚２０ｎｍの磁気記録
層を形成した。
２．５インチ径) 、Ｃｏ76Ｐｔ19Ｃｒ5 ターゲットおよ
びＳｉ3 Ｎ4 ターゲットを、イオンビームスパッタ装置
に設置した。基板の表面をイオンエッチング処理した。
成膜を開始する直前の到達真空度を６．７×１０-5Ｐ
ａ、成膜時のＡｒ圧を２．４×１０-2Ｐａとした。ディ
スクの背面に永久磁石を設置し、ディスクを自転させた
ときに接線方向に磁界が印加されるようにした。加速電
圧７００Ｖ、ビーム電流３０ｍＡの条件で交互スパッタ
を行って磁気記録層を成膜した。このとき、Ｃｏ76Ｐｔ
19Ｃｒ5 ターゲットを用いて７５秒間スパッタし、１０
秒経過した後、Ｓｉ3 Ｎ4 ターゲットを用いて２５秒間
スパッタする操作を繰り返し、全厚２０ｎｍの磁気記録
層を形成した。
【０１３３】ガラスディスク上に形成した磁気記録層の
断面ＴＥＭ像を図２３に模式的に示す。図２３に示され
るように、ガラスディスク１上に磁気記録層２が形成さ
れており、この磁気記録層２はＳｉ3 Ｎ4 からなる非磁
性母材２１中に円錐台状の磁性粒子２２ａが分散された
構造が２層積層されたものであることがわかる。それぞ
れの層に存在する円錐台状の粒子２２ａは、底面の直径
が平均で７ｎｍ、高さが平均で６ｎｍであった。
断面ＴＥＭ像を図２３に模式的に示す。図２３に示され
るように、ガラスディスク１上に磁気記録層２が形成さ
れており、この磁気記録層２はＳｉ3 Ｎ4 からなる非磁
性母材２１中に円錐台状の磁性粒子２２ａが分散された
構造が２層積層されたものであることがわかる。それぞ
れの層に存在する円錐台状の粒子２２ａは、底面の直径
が平均で７ｎｍ、高さが平均で６ｎｍであった。
【０１３４】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１７６ｋＡ／ｍ（２．２ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５６Ｗｂ／ｍ2 （４４８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは３．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
し、保磁力は１７６ｋＡ／ｍ（２．２ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５６Ｗｂ／ｍ2 （４４８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは３．２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
【０１３５】Ｓｉディスク上に形成された磁気記録層上
に潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズ
レベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周
波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記
録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。３
０ｋｆｃｉで記録した後、１２０ｋｆｃｉでオーバーラ
イト記録したときの消去比は４２ｄＢであり、良好なオ
ーバーライト特性を示した。記録後の磁気記録層をＭＦ
Ｍで観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺らぎが
全くないシャープなビットパターンが確認された。
に潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズ
レベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周
波数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記
録後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。３
０ｋｆｃｉで記録した後、１２０ｋｆｃｉでオーバーラ
イト記録したときの消去比は４２ｄＢであり、良好なオ
ーバーライト特性を示した。記録後の磁気記録層をＭＦ
Ｍで観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺らぎが
全くないシャープなビットパターンが確認された。
【０１３６】実施例３Ｄ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径) 、Ｃｏ、ＦｅおよびＡｌターゲットを
スパッタ装置に設置し、１０％の酸素を含有するＡｒ雰
囲気中で３元同時スパッタを行い、膜厚１０ｎｍの磁気
記録層を形成した。
２．５インチ径) 、Ｃｏ、ＦｅおよびＡｌターゲットを
スパッタ装置に設置し、１０％の酸素を含有するＡｒ雰
囲気中で３元同時スパッタを行い、膜厚１０ｎｍの磁気
記録層を形成した。
【０１３７】磁気記録層の微細構造を調べたところ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 母材中に、円錐台状および面内方向に沿って偏
平な回転楕円体状のＣｏＦｅ粒子が分散した構造を有し
ていた。円錐台状の粒子は底面の直径が平均で約１１ｎ
ｍ、高さが平均で約７ｎｍであった。回転楕円体状の粒
子は面内方向の直径が平均で約７ｎｍであった。円錐台
状の粒子と回転楕円体状の粒子との間隔は平均で約１．
７ｎｍであった。磁性粒子の体積分率は５５％であっ
た。
ｌ2 Ｏ3 母材中に、円錐台状および面内方向に沿って偏
平な回転楕円体状のＣｏＦｅ粒子が分散した構造を有し
ていた。円錐台状の粒子は底面の直径が平均で約１１ｎ
ｍ、高さが平均で約７ｎｍであった。回転楕円体状の粒
子は面内方向の直径が平均で約７ｎｍであった。円錐台
状の粒子と回転楕円体状の粒子との間隔は平均で約１．
７ｎｍであった。磁性粒子の体積分率は５５％であっ
た。
【０１３８】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１８１ｋＡ／ｍ（２．３ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （４０５Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
し、保磁力は１８１ｋＡ／ｍ（２．３ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （４０５Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．２２×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
【０１３９】Ｓｉディスク上に形成した磁気記録層上に
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。ま
た、３０ｋｆｃｉで記録した後、１２０ｋｆｃｉでオー
バーライト記録したときの消去比は３８ｄＢであり、良
好なオーバーライト特性を示した。記録後の磁気記録層
をＭＦＭで観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺
らぎが全くない、シャープなビットパターンが確認され
た。
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。ま
た、３０ｋｆｃｉで記録した後、１２０ｋｆｃｉでオー
バーライト記録したときの消去比は３８ｄＢであり、良
好なオーバーライト特性を示した。記録後の磁気記録層
をＭＦＭで観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺
らぎが全くない、シャープなビットパターンが確認され
た。
【０１４０】実施例３Ｅ ガラスディスク基板およびＳｉディスク基板（いずれも
２．５インチ径）、蒸着源としてそれぞれＶ、Ｃｏ80Ｐ
ｔ20およびＳｉＯを収容したるつぼを、電子ビーム蒸着
装置に設置した。到達真空度６×１０-6Ｐａにおいて、
まずＶを１００ｎｍ蒸着して下地層を形成した。次に、
Ｃｏ80Ｐｔ20およびＳｉＯを同時蒸着して、膜厚１８ｎ
ｍの磁気記録層を形成した。このとき、成膜中の基板温
度を変化させることにより、ＳｉＯ母材中にＣｏ80Ｐｔ
20粒子を様々な形態で分散させることができた。
２．５インチ径）、蒸着源としてそれぞれＶ、Ｃｏ80Ｐ
ｔ20およびＳｉＯを収容したるつぼを、電子ビーム蒸着
装置に設置した。到達真空度６×１０-6Ｐａにおいて、
まずＶを１００ｎｍ蒸着して下地層を形成した。次に、
Ｃｏ80Ｐｔ20およびＳｉＯを同時蒸着して、膜厚１８ｎ
ｍの磁気記録層を形成した。このとき、成膜中の基板温
度を変化させることにより、ＳｉＯ母材中にＣｏ80Ｐｔ
20粒子を様々な形態で分散させることができた。
【０１４１】このうち、基板温度１００℃の条件で得ら
れた磁気記録層が最も良好な低ノイズ特性を示したの
で、最初にこの磁気記録層に関する結果を示す。
れた磁気記録層が最も良好な低ノイズ特性を示したの
で、最初にこの磁気記録層に関する結果を示す。
【０１４２】この磁気記録層の微細構造を調べたとこ
ろ、ＳｉＯ母材中に円錐台状のＣｏ80Ｐｔ20粒子が分散
した構造を有していた。円錐台状の粒子は底面の直径が
平均で約１４ｎｍ、高さが平均で約１３ｎｍであった。
Ｃｏ80Ｐｔ20粒子の体積分率は６０ｖｏｌであった。
ろ、ＳｉＯ母材中に円錐台状のＣｏ80Ｐｔ20粒子が分散
した構造を有していた。円錐台状の粒子は底面の直径が
平均で約１４ｎｍ、高さが平均で約１３ｎｍであった。
Ｃｏ80Ｐｔ20粒子の体積分率は６０ｖｏｌであった。
【０１４３】この磁気記録層は面内に磁気異方性を有
し、保磁力は１４１ｋＡ／ｍ（１．８ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （３９８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．１×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
し、保磁力は１４１ｋＡ／ｍ（１．８ｋＯｅ）、飽和磁
化は０．５０Ｗｂ／ｍ2 （３９８Ｇ）、磁気異方性エネ
ルギーは１．１×１０6 Ｊ／ｍ3 であった。
【０１４４】Ｓｉディスク上に形成した磁気記録層上に
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。２０
ｋｆｃｉで記録した後、８０ｋｆｃｉでオーバーライト
記録したときの消去比は３８ｄＢであり、良好なオーバ
ーライト特性を示した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで
観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺らぎが全く
ないシャープなビットパターンが確認された。
潤滑剤をコーティングし、記録・再生を行ってノイズレ
ベルを測定した。ＤＣ消去後のノイズレベルと一定周波
数で記録した後のノイズレベルはほぼ同一であり、記録
後の磁化転移性ノイズが０に近いことがわかった。２０
ｋｆｃｉで記録した後、８０ｋｆｃｉでオーバーライト
記録したときの消去比は３８ｄＢであり、良好なオーバ
ーライト特性を示した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで
観察したところ、記録ビット間の磁化転移揺らぎが全く
ないシャープなビットパターンが確認された。
【０１４５】比較のために、基板温度２００℃の条件で
得られた磁気記録層の構造と記録・再生特性を調べた。
この磁気記録層は、下地層上にＣｏ80Ｐｔ20の連続膜が
形成されたものであった。この磁気記録層は、保磁力が
３ｋＯｅと高いが、磁化転移性ノイズが非常に大きかっ
た。このように磁性金属の連続膜からなる磁気記録層は
高密度磁気記録媒体に適していない。
得られた磁気記録層の構造と記録・再生特性を調べた。
この磁気記録層は、下地層上にＣｏ80Ｐｔ20の連続膜が
形成されたものであった。この磁気記録層は、保磁力が
３ｋＯｅと高いが、磁化転移性ノイズが非常に大きかっ
た。このように磁性金属の連続膜からなる磁気記録層は
高密度磁気記録媒体に適していない。
【０１４６】実施例３Ｆ ２．５インチ径のＳｉディスクの表面に熱酸化膜を形成
した基板、Ｐｔターゲット、Ｓｍ17Ｃｏ83ターゲットお
よびＢＮターゲットを、多元マグネトロンスパッタ装置
に設置した。まず、Ｐｔターゲットを用い、基板上に厚
さ５０ｎｍのＰｔ下地層を形成した。次に、基板バイア
スを印加しながら、Ｓｍ17Ｃｏ83ターゲットとＢＮター
ゲットを２元同時スパッタして、Ｐｔ下地層上に厚さ１
３ｎｍの磁気記録層を形成した。
した基板、Ｐｔターゲット、Ｓｍ17Ｃｏ83ターゲットお
よびＢＮターゲットを、多元マグネトロンスパッタ装置
に設置した。まず、Ｐｔターゲットを用い、基板上に厚
さ５０ｎｍのＰｔ下地層を形成した。次に、基板バイア
スを印加しながら、Ｓｍ17Ｃｏ83ターゲットとＢＮター
ゲットを２元同時スパッタして、Ｐｔ下地層上に厚さ１
３ｎｍの磁気記録層を形成した。
【０１４７】この磁気記録層の微細構造を調べたとこ
ろ、ＢＮ母材中に円錐台状のＳｍ17Ｃｏ83粒子が分散し
ていた。円錐台状の粒子は底面の直径が平均で約８ｎ
ｍ、高さが平均で約１１ｎｍであった。磁気記録層全体
に対するＳｍ17Ｃｏ83粒子の体積分率は４８ｖｏｌ％で
あった。
ろ、ＢＮ母材中に円錐台状のＳｍ17Ｃｏ83粒子が分散し
ていた。円錐台状の粒子は底面の直径が平均で約８ｎ
ｍ、高さが平均で約１１ｎｍであった。磁気記録層全体
に対するＳｍ17Ｃｏ83粒子の体積分率は４８ｖｏｌ％で
あった。
【０１４８】この磁気記録層は、保磁力が３．１ｋＯｅ
であった。このような高保磁力が得られたのは、非磁性
母材であるＢＮが高い還元性を有し、しかもＳｍ17Ｃｏ
83と固溶しないため、磁性金属中の酸素濃度が低減され
たためであると考えられる。
であった。このような高保磁力が得られたのは、非磁性
母材であるＢＮが高い還元性を有し、しかもＳｍ17Ｃｏ
83と固溶しないため、磁性金属中の酸素濃度が低減され
たためであると考えられる。
【０１４９】磁気記録層上に潤滑剤をコーティングし、
記録・再生を行ってノイズレベルを測定した。ＤＣ消去
後のノイズレベルと一定周波数で記録した後のノイズレ
ベルはほぼ同一であり、記録後の磁化転移性ノイズが０
に近いことがわかった。また、５０ｋｆｃｉで記録した
後、１５０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は３９ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くないシャープなビ
ットパターンが確認された。
記録・再生を行ってノイズレベルを測定した。ＤＣ消去
後のノイズレベルと一定周波数で記録した後のノイズレ
ベルはほぼ同一であり、記録後の磁化転移性ノイズが０
に近いことがわかった。また、５０ｋｆｃｉで記録した
後、１５０ｋｆｃｉでオーバーライト記録したときの消
去比は３９ｄＢであり、良好なオーバーライト特性を示
した。記録後の磁気記録層をＭＦＭで観察したところ、
記録ビット間の磁化転移揺らぎが全くないシャープなビ
ットパターンが確認された。
【０１５０】実施例４ 実施例４Ａ ガラスディスク基板、ＣｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ
2 ターゲットを用い、０．３ＰａのＡｒ雰囲気中で２元
同時スパッタして、５０ｎｍ厚さの磁気記録層を形成し
た。スパッタ時にターゲットと基板との距離（ＴＳ）を
２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。
2 ターゲットを用い、０．３ＰａのＡｒ雰囲気中で２元
同時スパッタして、５０ｎｍ厚さの磁気記録層を形成し
た。スパッタ時にターゲットと基板との距離（ＴＳ）を
２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。
【０１５１】この磁気記録層は、ＣｏＰｔ粒子とＳｉ−
Ｏ母材とで構成されていた。母材は、ＳｉＯ2 に近い組
成を有し、バルクで２ＧＰａのビッカース硬度を有す
る。この磁気記録層を王水中に浸し、ＣｏＰｔのみを選
択的に溶解させたところ、母材の部分のみ元の磁気記録
層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向
および面内方向に連続して存在することが確認された。
Ｏ母材とで構成されていた。母材は、ＳｉＯ2 に近い組
成を有し、バルクで２ＧＰａのビッカース硬度を有す
る。この磁気記録層を王水中に浸し、ＣｏＰｔのみを選
択的に溶解させたところ、母材の部分のみ元の磁気記録
層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向
および面内方向に連続して存在することが確認された。
【０１５２】これらの磁気記録層について、分析透過型
電子顕微鏡（分析ＴＥＭ）を用いて組成分析を行った。
その結果、ＴＳが５０ｍｍの条件で得られたものは、Ｃ
ｏＰｔ粒子の中央部におけるＳｉの含有率が１０原子％
以下、Ｏの含有率が２８原子％以下であった。これに対
し、ＴＳが２００ｍｍの条件で得られたものは、ＣｏＰ
ｔ粒子の中央部におけるＳｉの含有率が５原子％以下、
Ｏの含有率が１０原子％であった。また、いずれのもの
でも、Ｓｉ−Ｏ母材の中央部におけるＣｏ、Ｐｔの含有
率は５原子％以下であった。
電子顕微鏡（分析ＴＥＭ）を用いて組成分析を行った。
その結果、ＴＳが５０ｍｍの条件で得られたものは、Ｃ
ｏＰｔ粒子の中央部におけるＳｉの含有率が１０原子％
以下、Ｏの含有率が２８原子％以下であった。これに対
し、ＴＳが２００ｍｍの条件で得られたものは、ＣｏＰ
ｔ粒子の中央部におけるＳｉの含有率が５原子％以下、
Ｏの含有率が１０原子％であった。また、いずれのもの
でも、Ｓｉ−Ｏ母材の中央部におけるＣｏ、Ｐｔの含有
率は５原子％以下であった。
【０１５３】これらの磁気記録層の磁気特性を測定した
ところ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
ところ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
【０１５４】 次に、ＴＳ＝５０ｍｍの条件で作製された試料を選択し
以下の実験を行った。磁気記録層をＴＥＭ観察し、Ｃｏ
Ｐｔ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全体に
わたって約０．５であった。ＣｏＰｔ粒子の平均体積は
４×１０-24 ｍ3 であった。
以下の実験を行った。磁気記録層をＴＥＭ観察し、Ｃｏ
Ｐｔ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全体に
わたって約０．５であった。ＣｏＰｔ粒子の平均体積は
４×１０-24 ｍ3 であった。
【０１５５】磁気記録層の表面から測定した面内のＣｏ
Ｐｔ粒子の平均粒径は６〜９ｎｍであった。この試料を
交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズは約１０
０ｎｍであった。ＣｏＰｔ粒子の平均的な形状と、全体
の磁気特性から見積もった粒子の磁化とから算出された
形状磁気異方性は、２．１〜３．２×１０5 Ｊ／ｍ3で
あった。磁気トルク測定から見積もった結晶磁気異方性
は２×１０6 Ｊ／ｍ3であった。磁気記録層の表面にプ
ローブを接触させて電気抵抗率を測定したところ、約１
０Ω・ｃｍであった。
Ｐｔ粒子の平均粒径は６〜９ｎｍであった。この試料を
交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズは約１０
０ｎｍであった。ＣｏＰｔ粒子の平均的な形状と、全体
の磁気特性から見積もった粒子の磁化とから算出された
形状磁気異方性は、２．１〜３．２×１０5 Ｊ／ｍ3で
あった。磁気トルク測定から見積もった結晶磁気異方性
は２×１０6 Ｊ／ｍ3であった。磁気記録層の表面にプ
ローブを接触させて電気抵抗率を測定したところ、約１
０Ω・ｃｍであった。
【０１５６】実施例４Ｂ ホウ素を８原子％添加したＣｏＰｔターゲットを用いた
こと以外は実施例４Ａと同様にして、ホウ素が添加され
た磁性粒子を含む磁気記録層を作製した。得られた磁気
記録層の保磁力は２２０ｋＡ／ｍに向上した。分析ＴＥ
Ｍによって組成分析を行ったところ、非磁性母材中の平
均ホウ素濃度は、磁性粒子中の平均ホウ素濃度の１／５
０以下であった。
こと以外は実施例４Ａと同様にして、ホウ素が添加され
た磁性粒子を含む磁気記録層を作製した。得られた磁気
記録層の保磁力は２２０ｋＡ／ｍに向上した。分析ＴＥ
Ｍによって組成分析を行ったところ、非磁性母材中の平
均ホウ素濃度は、磁性粒子中の平均ホウ素濃度の１／５
０以下であった。
【０１５７】実施例４Ｃ Ｔａを７原子％添加したＳｉ−Ｏターゲットを用いたこ
と以外は実施例４Ａと同様にして、Ｔａが添加された非
磁性母材を含む磁気記録層を作製した。得られた磁気記
録層の電気抵抗率は約１０-2Ω・ｃｍに減少した。この
ことは、ＭＲへッドからの電流リークによる素子の損傷
確率を減少させるのに有利である。分析ＴＥＭによって
組成分析を行ったところ、磁性粒子中の平均Ｔａ濃度
は、非磁性母材中の平均Ｔａ濃度の１／１０以下であっ
た。
と以外は実施例４Ａと同様にして、Ｔａが添加された非
磁性母材を含む磁気記録層を作製した。得られた磁気記
録層の電気抵抗率は約１０-2Ω・ｃｍに減少した。この
ことは、ＭＲへッドからの電流リークによる素子の損傷
確率を減少させるのに有利である。分析ＴＥＭによって
組成分析を行ったところ、磁性粒子中の平均Ｔａ濃度
は、非磁性母材中の平均Ｔａ濃度の１／１０以下であっ
た。
【０１５８】実施例４Ｄ ホウ素を５原子％添加したＣｏＰｔタ一ゲットと、ホウ
素を１０原子％添加したＳｉ−Ｏターゲットを用いたこ
と以外は実施例４Ａと同様にして、磁性粒子と非磁性母
材の両方にホウ素が添加された磁気記録層を作製した。
磁性粒子へのホウ素添加により、保磁力は２２０ｋＡ／
ｍに向上した。非磁性母材へのホウ素添加により磁気記
録層全体の歪が減少した。このことは、磁気記録層の耐
久性の向上に有利である。
素を１０原子％添加したＳｉ−Ｏターゲットを用いたこ
と以外は実施例４Ａと同様にして、磁性粒子と非磁性母
材の両方にホウ素が添加された磁気記録層を作製した。
磁性粒子へのホウ素添加により、保磁力は２２０ｋＡ／
ｍに向上した。非磁性母材へのホウ素添加により磁気記
録層全体の歪が減少した。このことは、磁気記録層の耐
久性の向上に有利である。
【０１５９】次に、実施例４Ａ〜４Ｄの磁気記録層につ
いてノイズレベルおよび耐久性を試験した。２．５イン
チ径のガラスディスク上に形成された磁気記録層上に潤
滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルアナライ
ザーを用いてノイズレベルを測定した。いずれの磁気記
録層も、ＤＣ消去後のノイズレベルと信号記録後のノイ
ズレベルはほぼ同じであった。コンタクト・スタート・
ストップ（ＣＳＳ）試験によりへッド−媒体間の摺動特
性を評価した。いずれの磁気記録層も、保護膜がないに
もかかわらず、５０万回以上の耐久性が得られた。
いてノイズレベルおよび耐久性を試験した。２．５イン
チ径のガラスディスク上に形成された磁気記録層上に潤
滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルアナライ
ザーを用いてノイズレベルを測定した。いずれの磁気記
録層も、ＤＣ消去後のノイズレベルと信号記録後のノイ
ズレベルはほぼ同じであった。コンタクト・スタート・
ストップ（ＣＳＳ）試験によりへッド−媒体間の摺動特
性を評価した。いずれの磁気記録層も、保護膜がないに
もかかわらず、５０万回以上の耐久性が得られた。
【０１６０】実施例４Ｅ ２．５インチ径のガラスディスク基板、Ｃｒターゲッ
ト、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲット
を、多元マグネトロンスパッタ装置に設置した。まず、
０．３ＰａのＡｒ雰囲気中で、Ｃｒターゲットをスパッ
タして、ガラスディスク上に厚さ６０ｎｍのＣｒ下地層
を形成した。次に、４００Ｗの基板バイアスを印加しな
がら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲッ
トを２元同時スパッタして、Ｃｒ下地層上に厚さ１５ｎ
ｍの磁気記録層を形成した。
ト、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲット
を、多元マグネトロンスパッタ装置に設置した。まず、
０．３ＰａのＡｒ雰囲気中で、Ｃｒターゲットをスパッ
タして、ガラスディスク上に厚さ６０ｎｍのＣｒ下地層
を形成した。次に、４００Ｗの基板バイアスを印加しな
がら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲッ
トを２元同時スパッタして、Ｃｒ下地層上に厚さ１５ｎ
ｍの磁気記録層を形成した。
【０１６１】バイアススパッタにより垂直方向のＣｏＰ
ｔ粒子の粒径のばらつきが小さくなった。ＣｏＰｔ粒子
の中央部におけるＳｉの含有率は１０原子％以下、Ｏの
含有率は３５原子％であった。Ｓｉ−Ｏ母材の中央部に
おいてＣｏの含有率は５原子％以下であった。Ｃｒ下地
層によってＣｏＰｔ粒子の結晶配向性が向上した。この
結果、磁気記録層の膜厚が１５ｎｍと薄いにもかかわら
ず、２２０ｋＡ／ｍという大きな保磁力が得られた。保
磁力角形比Ｓは、実施例４Ａの０．６から、０．８へと
向上した。
ｔ粒子の粒径のばらつきが小さくなった。ＣｏＰｔ粒子
の中央部におけるＳｉの含有率は１０原子％以下、Ｏの
含有率は３５原子％であった。Ｓｉ−Ｏ母材の中央部に
おいてＣｏの含有率は５原子％以下であった。Ｃｒ下地
層によってＣｏＰｔ粒子の結晶配向性が向上した。この
結果、磁気記録層の膜厚が１５ｎｍと薄いにもかかわら
ず、２２０ｋＡ／ｍという大きな保磁力が得られた。保
磁力角形比Ｓは、実施例４Ａの０．６から、０．８へと
向上した。
【０１６２】ガラスディスク上に形成された磁気記録層
上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルア
ナライザーを用いてノイズレベルを測定した。ＤＣ消去
後のノイズレベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ同
じであった。消去比は、Ｃｒ下地層のない実施例４Ａで
は４０ｄＢであったのに対し、５０ｄＢに向上した。Ｃ
ＳＳ試験によりヘッド−媒体間の摺動特性を評価したと
ころ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上の耐
久性が得られた。
上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルア
ナライザーを用いてノイズレベルを測定した。ＤＣ消去
後のノイズレベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ同
じであった。消去比は、Ｃｒ下地層のない実施例４Ａで
は４０ｄＢであったのに対し、５０ｄＢに向上した。Ｃ
ＳＳ試験によりヘッド−媒体間の摺動特性を評価したと
ころ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上の耐
久性が得られた。
【０１６３】実施例４Ｆ ＴｉＮターゲットを用いた以外は実施例４Ａと同様にし
て、ＣｏＰｔ粒子とＴｉＮ母材とからなる磁気記録層を
作製した。この磁気記録層の磁気特性は実施例４Ａとほ
ぼ同様であった。この磁気記録層を王水中に浸し、Ｃｏ
Ｐｔのみを選択的に溶解させた。母材の部分のみ元の磁
気記録層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂
直方向および面内方向に連続して存在することが確認さ
れた。
て、ＣｏＰｔ粒子とＴｉＮ母材とからなる磁気記録層を
作製した。この磁気記録層の磁気特性は実施例４Ａとほ
ぼ同様であった。この磁気記録層を王水中に浸し、Ｃｏ
Ｐｔのみを選択的に溶解させた。母材の部分のみ元の磁
気記録層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂
直方向および面内方向に連続して存在することが確認さ
れた。
【０１６４】実施例４Ａおよび４Ｆのディスクをハード
ディスクドライブに取り付けた。実施例４Ｆのディスク
を静止状態でＭＲヘッドと接触させ、ヘッド内の数箇所
とスピンドルとの間の電気抵抗を測定し、電気抵抗率に
換算した。いずれの測定でも５×１０-2Ωｃｍ以上の値
が得られた。次に、ＭＲヘッドで再生を行った。その
後、ヘッドから磁気記録層へ電荷を注入したり、ヘッド
をときどき磁気記録層に接触させて強制的に媒体−ヘッ
ド間で放電を起こした。実施例４Ａのディスクでは、Ｍ
Ｒヘッドの静電破壊の確率が高かった。これに対し、実
施例４Ｆのディスクでは、ＭＲヘッドの静電破壊の確率
が半減した。
ディスクドライブに取り付けた。実施例４Ｆのディスク
を静止状態でＭＲヘッドと接触させ、ヘッド内の数箇所
とスピンドルとの間の電気抵抗を測定し、電気抵抗率に
換算した。いずれの測定でも５×１０-2Ωｃｍ以上の値
が得られた。次に、ＭＲヘッドで再生を行った。その
後、ヘッドから磁気記録層へ電荷を注入したり、ヘッド
をときどき磁気記録層に接触させて強制的に媒体−ヘッ
ド間で放電を起こした。実施例４Ａのディスクでは、Ｍ
Ｒヘッドの静電破壊の確率が高かった。これに対し、実
施例４Ｆのディスクでは、ＭＲヘッドの静電破壊の確率
が半減した。
【０１６５】実施例４Ｇ ＳｉＯ2 ターゲットの代わりにＩｎＳｎＯターゲットを
用い、Ａｒ雰囲気の代わりにＡｒ＋１０％酸素を用いた
以外は実施例４Ａと同様にして、ＣｏＰｔ粒子とＩｎＳ
ｎＯ（ＩＴＯ）母材とからなる磁気記録層を作製した。
この磁気記録層の磁気特性は、実施例４Ａのものとほぼ
同様であった。
用い、Ａｒ雰囲気の代わりにＡｒ＋１０％酸素を用いた
以外は実施例４Ａと同様にして、ＣｏＰｔ粒子とＩｎＳ
ｎＯ（ＩＴＯ）母材とからなる磁気記録層を作製した。
この磁気記録層の磁気特性は、実施例４Ａのものとほぼ
同様であった。
【０１６６】得られたディスクをハードディスクドライ
ブに取り付け、静止状態でヘッドを接触させ、ヘッド内
の数箇所とスピンドルとの間の電気抵抗から電気抵抗率
に換算した。いずれの測定でも１０-3Ωｃｍ以上の値が
得られた。強制放電実験を行ったところ、ＭＲヘッドの
損傷はほとんど起こらなかった。
ブに取り付け、静止状態でヘッドを接触させ、ヘッド内
の数箇所とスピンドルとの間の電気抵抗から電気抵抗率
に換算した。いずれの測定でも１０-3Ωｃｍ以上の値が
得られた。強制放電実験を行ったところ、ＭＲヘッドの
損傷はほとんど起こらなかった。
【０１６７】実施例５ 実施例５Ａ ガラスディスク基板、Ｃｏ、ＦｅおよびＡｌターゲット
を用い、１０％または３０％の酸素を含むＡｒ雰囲気中
で３元同時スパッタを行い、２０ｎｍ厚さの磁気記録層
を成膜した。スパッタ時にターゲットと基板との距離
（ＴＳ）を２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。この
磁気記録層は、ＦｅＣｏ粒子とＡｌ2 Ｏ3に近い組成を
有する母材とで構成されていた。この母材材料はバルク
状態では１２ＧＰａのビッカース硬度を有する。この磁
気記録層を王水中に浸し、ＦｅＣｏ粒子のみを選択的に
溶解させた。その結果、母材の部分のみ元の磁気記録層
の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向お
よび面内方向に連続して存在することが確認された。
を用い、１０％または３０％の酸素を含むＡｒ雰囲気中
で３元同時スパッタを行い、２０ｎｍ厚さの磁気記録層
を成膜した。スパッタ時にターゲットと基板との距離
（ＴＳ）を２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。この
磁気記録層は、ＦｅＣｏ粒子とＡｌ2 Ｏ3に近い組成を
有する母材とで構成されていた。この母材材料はバルク
状態では１２ＧＰａのビッカース硬度を有する。この磁
気記録層を王水中に浸し、ＦｅＣｏ粒子のみを選択的に
溶解させた。その結果、母材の部分のみ元の磁気記録層
の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向お
よび面内方向に連続して存在することが確認された。
【０１６８】分析ＴＥＭを用いて磁気記録層の微細領域
の組成分析を行った。それぞれのＴＳおよびＯ2 分圧の
条件で得られた各磁気記録層について、ＦｅＣｏ粒子の
中央部におけるＡｌ含有率およびＯ含有率は以下の通り
であった。
の組成分析を行った。それぞれのＴＳおよびＯ2 分圧の
条件で得られた各磁気記録層について、ＦｅＣｏ粒子の
中央部におけるＡｌ含有率およびＯ含有率は以下の通り
であった。
【０１６９】 ＴＳ Ｏ2 Ａｌ Ｏ 50 mm 10 % ＜10 at% 32 at% 50 mm 30 % ＜10 at% 50 at% 200 mm 10 % ＜ 5 at% 10 at% 200 mm 30 % ＜ 5 at% 45 at% いずれの条件で得られた磁気記録層でも、Ａｌ−Ｏ母材
の中央部におけるＣｏおよびＦｅの含有率は５原子％以
下であった。
の中央部におけるＣｏおよびＦｅの含有率は５原子％以
下であった。
【０１７０】この磁気記録層の磁気特性を測定したとこ
ろ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳおよびＯ2 分
圧の条件で得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和
磁化Ｉｓの値は以下の通りであった。
ろ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳおよびＯ2 分
圧の条件で得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和
磁化Ｉｓの値は以下の通りであった。
【０１７１】 ＴＳ Ｏ2 Ｈｃ Ｉｓ 50 mm 10 % 〜160 kA／m 〜1.0 Wb/m2 50 mm 30 % 〜 60 kA／m 〜0.5 Wb/m2 200 mm 10 % 〜100 kA／m 〜1.0 Wb/m2 200 mm 30 % 〜 60 kA／m 〜0.7 Wb/m2 次に、ＴＳが５０ｍｍ、Ｏ2 分圧が１０％の条件で得ら
れた試料を選択し、以下の実験を行った。ＦｅＣｏとＡ
ｌ−Ｏとの界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄
いＦｅＣｏ−Ｏ相が存在することがわかった。この界面
相はＦｅＣｏ粒子とＡｌ−Ｏ母材との結合を強める作用
を有する。このような界面相の生成は、磁気記録層の靭
性を向上させて耐久性を向上させるのに有利である。
れた試料を選択し、以下の実験を行った。ＦｅＣｏとＡ
ｌ−Ｏとの界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄
いＦｅＣｏ−Ｏ相が存在することがわかった。この界面
相はＦｅＣｏ粒子とＡｌ−Ｏ母材との結合を強める作用
を有する。このような界面相の生成は、磁気記録層の靭
性を向上させて耐久性を向上させるのに有利である。
【０１７２】磁気記録層をＴＥＭ観察し、ＦｅＣｏ粒子
の体積充填率を算出したところ、記録層全体にわたって
約０．６５であった。ＦｅＣｏ粒子の平均体積は４×１
０-2 4 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観測から面内の
粒子の平均粒径は７〜８ｎｍであった。この試料を交流
消磁したときの平均磁気クラスターサイズは１２０ｎｍ
であった。粒子は回転楕円体の形状で、長軸／短軸比は
２〜５であった。形状磁気異方性は５．４〜８．２×１
０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から見積もった
結晶磁気異方性は１０6 Ｊ／ｍ3 であった。磁気記録層
の表面にプローブを接触させて電気抵抗率を測定したと
ころ、約１０Ω・ｃｍであった。
の体積充填率を算出したところ、記録層全体にわたって
約０．６５であった。ＦｅＣｏ粒子の平均体積は４×１
０-2 4 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観測から面内の
粒子の平均粒径は７〜８ｎｍであった。この試料を交流
消磁したときの平均磁気クラスターサイズは１２０ｎｍ
であった。粒子は回転楕円体の形状で、長軸／短軸比は
２〜５であった。形状磁気異方性は５．４〜８．２×１
０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から見積もった
結晶磁気異方性は１０6 Ｊ／ｍ3 であった。磁気記録層
の表面にプローブを接触させて電気抵抗率を測定したと
ころ、約１０Ω・ｃｍであった。
【０１７３】実施例５Ｂ 実施例５Ａの３種のターゲットに加えてさらにＣｒター
ゲットを用いた以外は実施例５Ａと同様にして、厚さ２
０ｎｍの磁気記録層を成膜した。この磁気記録層は、Ｆ
ｅＣｏＣｒ粒子とＡｌ2 Ｏ3 に近い組成を有するＡｌ−
Ｏ母材とで構成されていた。磁気記録層の保磁力Ｈｃは
約１８０ｋＡ／ｍに向上した。ＦｅＣｏとＡｌ−Ｏとの
界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄いＦｅＣｏ
−Ｏ相およびＣｒ相が存在することがわかった。これら
の界面相は、ＦｅＣｏ粒子とＡｌ−Ｏ母材との結合を強
める作用を有する。このような界面相の生成は、磁気記
録層の靭性を向上させて耐久性を向上させるのに有利で
ある。
ゲットを用いた以外は実施例５Ａと同様にして、厚さ２
０ｎｍの磁気記録層を成膜した。この磁気記録層は、Ｆ
ｅＣｏＣｒ粒子とＡｌ2 Ｏ3 に近い組成を有するＡｌ−
Ｏ母材とで構成されていた。磁気記録層の保磁力Ｈｃは
約１８０ｋＡ／ｍに向上した。ＦｅＣｏとＡｌ−Ｏとの
界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄いＦｅＣｏ
−Ｏ相およびＣｒ相が存在することがわかった。これら
の界面相は、ＦｅＣｏ粒子とＡｌ−Ｏ母材との結合を強
める作用を有する。このような界面相の生成は、磁気記
録層の靭性を向上させて耐久性を向上させるのに有利で
ある。
【０１７４】実施例５Ｃ 永久磁石により基板に対して垂直方向に平均４０ｋＡ／
ｍの磁界を印加した以外は実施例５Ｂと同様にして４元
同時スパッタにより磁気記録層を成膜した。得られた磁
気記録層中の粒子の長軸はほぼ膜面に垂直な方向を向い
ており、垂直磁化膜が得られた。
ｍの磁界を印加した以外は実施例５Ｂと同様にして４元
同時スパッタにより磁気記録層を成膜した。得られた磁
気記録層中の粒子の長軸はほぼ膜面に垂直な方向を向い
ており、垂直磁化膜が得られた。
【０１７５】次に、実施例５Ａ〜５Ｃの磁気記録層につ
いて以下のような実験を行った。ガラスディスクに形成
された磁気記録層上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行
い、スペクトルアナライザーを用いてノイズレベルの測
定を行った。その結果、いずれの磁気記録層でもＤＣ消
去後のノイズレベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ
同じであった。ＣＳＳ試験によりへッド−媒体間の摺動
特性を評価したところ、保護膜がないにもかかわらず、
いずれの磁気記録層でも５０万回以上の耐久性が得られ
た。
いて以下のような実験を行った。ガラスディスクに形成
された磁気記録層上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行
い、スペクトルアナライザーを用いてノイズレベルの測
定を行った。その結果、いずれの磁気記録層でもＤＣ消
去後のノイズレベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ
同じであった。ＣＳＳ試験によりへッド−媒体間の摺動
特性を評価したところ、保護膜がないにもかかわらず、
いずれの磁気記録層でも５０万回以上の耐久性が得られ
た。
【０１７６】なお、磁性粒子を構成する材料としてＰ
ｔ、Ｓｍ、Ｎｉなど、非磁性母材を形成する材料として
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂなど、磁性粒子への添加元素としてＴ
ａ、Ｗ、Ｈｆ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂなど、反応性ガスと
して窒素、有機ガスを用いた場合にも、実施例５Ａ〜５
Ｃと同様な結果が得られた。
ｔ、Ｓｍ、Ｎｉなど、非磁性母材を形成する材料として
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂなど、磁性粒子への添加元素としてＴ
ａ、Ｗ、Ｈｆ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂなど、反応性ガスと
して窒素、有機ガスを用いた場合にも、実施例５Ａ〜５
Ｃと同様な結果が得られた。
【０１７７】実施例６ 実施例６Ａ ガラスディスク基板、ＣｏＺｒＮｂターゲットおよび、
ＳｍＣｏとカーボンとからなるモザイクターゲットを、
スパッタ装置にセットした。まず、Ａｒ雰囲気中でＣｏ
ＺｒＮｂターゲットをスパッタして、基板上に下地層を
形成した。次に、ＳｍＣｏ−カーボンのモザイクターゲ
ットをスパッタして、５０ｎｍ厚さの磁気記録層を形成
した。このとき、ターゲットと基板との距離（ＴＳ）を
２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。その後、磁気記
録層を４００℃で２時間アニールした。
ＳｍＣｏとカーボンとからなるモザイクターゲットを、
スパッタ装置にセットした。まず、Ａｒ雰囲気中でＣｏ
ＺｒＮｂターゲットをスパッタして、基板上に下地層を
形成した。次に、ＳｍＣｏ−カーボンのモザイクターゲ
ットをスパッタして、５０ｎｍ厚さの磁気記録層を形成
した。このとき、ターゲットと基板との距離（ＴＳ）を
２００ｍｍまたは５０ｍｍに設定した。その後、磁気記
録層を４００℃で２時間アニールした。
【０１７８】得られた磁気記録層はＳｍＣｏ粒子とカー
ボン母材とで構成されていた。構造分析の結果、母材は
ダイヤモンドライクカーボンであることがわかった。磁
気記録層を酸に浸し、ＳｍＣｏ粒子のみを選択的に溶解
させたところ、母材および下地層の部分のみ元の磁気記
録層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方
向および面内方向に連続して存在することが確認され
た。
ボン母材とで構成されていた。構造分析の結果、母材は
ダイヤモンドライクカーボンであることがわかった。磁
気記録層を酸に浸し、ＳｍＣｏ粒子のみを選択的に溶解
させたところ、母材および下地層の部分のみ元の磁気記
録層の形状を保って残存し、母材が磁気記録層の垂直方
向および面内方向に連続して存在することが確認され
た。
【０１７９】分析ＴＥＭを用いて磁気記録層の微細領域
の組成分析を行った。ＴＳが５０ｍｍの条件で得られた
ものは、ＳｍＣｏ粒子の中央部におけるカーボン含有率
が１０原子％であった。ＴＳが２００ｍｍの条件で得ら
れたものは、ＳｍＣｏ粒子の中央部におけるカーボン含
有率が４２原子％であった。このように、ＴＳと磁性粒
子中央部における母材構成元素の含有率の関係が、実施
例４および５の場合と逆転する結果が得られた。これ
は、アニールによって各元素の拡散が起こったためであ
ると思われる。いずれの条件で得られた磁気記録層で
も、カーボン母材の中央部におけるＳｍおよびＣｏの含
有率は１０原子％以下であった。
の組成分析を行った。ＴＳが５０ｍｍの条件で得られた
ものは、ＳｍＣｏ粒子の中央部におけるカーボン含有率
が１０原子％であった。ＴＳが２００ｍｍの条件で得ら
れたものは、ＳｍＣｏ粒子の中央部におけるカーボン含
有率が４２原子％であった。このように、ＴＳと磁性粒
子中央部における母材構成元素の含有率の関係が、実施
例４および５の場合と逆転する結果が得られた。これ
は、アニールによって各元素の拡散が起こったためであ
ると思われる。いずれの条件で得られた磁気記録層で
も、カーボン母材の中央部におけるＳｍおよびＣｏの含
有率は１０原子％以下であった。
【０１８０】これらの磁気記録層の磁気特性を測定した
ところ、垂直磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
ところ、垂直磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
【０１８１】 ＴＳ Ｈｃ Ｉｓ 50 mm 〜100 kA／m 〜0.7 Wb/m2 200 mm 〜220 kA／m 〜0.5 Wb/m2 次に、ＴＳが２００ｍｍの条件で得られた試料を選択
し、以下の実験を行った。磁気記録層をＴＥＭ観察し、
ＳｍＣｏ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全
体にわたって約０．５であった。粒子の平均体積は４×
１０-25 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観察から求め
た面内の粒子平均粒径は３〜４ｎｍであった。この試料
を交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズは５０
ｎｍであった。粒子は回転楕円体の形状であり、長軸／
短軸比は２〜５であった。形状磁気異方性は１．７〜
２．６×１０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から
見積もった結晶磁気異方性は８×１０6 Ｊ／ｍ3 であっ
た。
し、以下の実験を行った。磁気記録層をＴＥＭ観察し、
ＳｍＣｏ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全
体にわたって約０．５であった。粒子の平均体積は４×
１０-25 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観察から求め
た面内の粒子平均粒径は３〜４ｎｍであった。この試料
を交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズは５０
ｎｍであった。粒子は回転楕円体の形状であり、長軸／
短軸比は２〜５であった。形状磁気異方性は１．７〜
２．６×１０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から
見積もった結晶磁気異方性は８×１０6 Ｊ／ｍ3 であっ
た。
【０１８２】実施例６Ｂ ＳｍＣｏターゲットの代わりにＭｎＢｉターゲットを用
いた以外は実施例６Ａと同様にして７０ｎｍ厚さの磁気
記録層を形成した。この磁気記録層はＭｎＢｉ粒子とカ
ーボン母材とで構成されていた。構造分析の結果、母材
はダイアモンドライクカーボンであることがわかった。
いた以外は実施例６Ａと同様にして７０ｎｍ厚さの磁気
記録層を形成した。この磁気記録層はＭｎＢｉ粒子とカ
ーボン母材とで構成されていた。構造分析の結果、母材
はダイアモンドライクカーボンであることがわかった。
【０１８３】この磁気記録層の磁気特性を測定したとこ
ろ、垂直磁気異方性を示し、保磁力Ｈｃは約１６０ｋＡ
／ｍ、飽和磁化Ｉｓは約１Ｗｂ／ｍ2 であった。磁気記
録層をＴＥＭ観察し、ＭｎＢｉ粒子の体積充填率を算出
したところ、記録層全体にわたって一様に約０．６５で
あった。粒子の平均体積は４×１０-24 ｍ3 であった。
ろ、垂直磁気異方性を示し、保磁力Ｈｃは約１６０ｋＡ
／ｍ、飽和磁化Ｉｓは約１Ｗｂ／ｍ2 であった。磁気記
録層をＴＥＭ観察し、ＭｎＢｉ粒子の体積充填率を算出
したところ、記録層全体にわたって一様に約０．６５で
あった。粒子の平均体積は４×１０-24 ｍ3 であった。
【０１８４】次に、実施例６Ａおよび６Ｂの磁気記録層
についてノイズレベルおよび耐久性を試験した。２．５
インチ径のガラスディスク上に形成された磁気記録層上
に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルアナ
ライザーを用いてノイズレベルを測定した。いずれの磁
気記録層でも、ＤＣ消去後のノイズレベルと信号記録後
のノイズレベルはほぼ同じであった。ＣＳＳ試験を行っ
たところ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上
の耐久性が得られた。
についてノイズレベルおよび耐久性を試験した。２．５
インチ径のガラスディスク上に形成された磁気記録層上
に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクトルアナ
ライザーを用いてノイズレベルを測定した。いずれの磁
気記録層でも、ＤＣ消去後のノイズレベルと信号記録後
のノイズレベルはほぼ同じであった。ＣＳＳ試験を行っ
たところ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上
の耐久性が得られた。
【０１８５】実施例７ 実施例７Ａ ガラスディスク基板、ＣｏＰｔ、ＣｒＴａおよびＳｉタ
ーゲットを、スパッタ装置にセットした。１０％の窒素
を含むＡｒ雰囲気中で３元同時バイアススパッタして、
基板上に磁気記録層を形成した。このとき、ターゲット
と基板との距離（ＴＳ）を２００ｍｍまたは５０ｍｍに
設定した。
ーゲットを、スパッタ装置にセットした。１０％の窒素
を含むＡｒ雰囲気中で３元同時バイアススパッタして、
基板上に磁気記録層を形成した。このとき、ターゲット
と基板との距離（ＴＳ）を２００ｍｍまたは５０ｍｍに
設定した。
【０１８６】得られた磁気記録層は、ＣｏＰｔＣｒＴａ
粒子とＳｉ−Ｎ母材とで構成されていた。磁気記録層を
王水中に浸し、ＣｏＰｔＣｒＴａのみを選択的に溶解さ
せたところ、母材の部分のみ元の磁気記録層の形状を保
って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向および面内方
向に連続して存在することが確認された。
粒子とＳｉ−Ｎ母材とで構成されていた。磁気記録層を
王水中に浸し、ＣｏＰｔＣｒＴａのみを選択的に溶解さ
せたところ、母材の部分のみ元の磁気記録層の形状を保
って残存し、母材が磁気記録層の垂直方向および面内方
向に連続して存在することが確認された。
【０１８７】分析ＴＥＭを用いて磁気記録層の微細領域
の組成分析を行った。ＴＳが５０ｍｍの条件で得られた
ものは、ＣｏＰｔＣｒＴａ粒子の中央部におけるＳｉ含
有率が１０原子％以下、Ｎ含有率が３０原子％であっ
た。ＴＳが２００ｍｍの条件で得られたものは、ＣｏＰ
ｔＣｒＴａ粒子の中央部におけるＳｉ含有率が５原子％
以下、Ｎ含有率が１０原子％であった。いずれの磁気記
録層でも、Ｓｉ−Ｎ母材の中央部におけるＣｏおよびＰ
ｔ含有率は５原子％以下であった。
の組成分析を行った。ＴＳが５０ｍｍの条件で得られた
ものは、ＣｏＰｔＣｒＴａ粒子の中央部におけるＳｉ含
有率が１０原子％以下、Ｎ含有率が３０原子％であっ
た。ＴＳが２００ｍｍの条件で得られたものは、ＣｏＰ
ｔＣｒＴａ粒子の中央部におけるＳｉ含有率が５原子％
以下、Ｎ含有率が１０原子％であった。いずれの磁気記
録層でも、Ｓｉ−Ｎ母材の中央部におけるＣｏおよびＰ
ｔ含有率は５原子％以下であった。
【０１８８】これらの磁気記録層の磁気特性を測定した
ところ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
ところ、面内磁気異方性を示した。各々のＴＳの条件で
得られた磁気記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｉｓの
値は以下の通りであった。
【０１８９】 ＴＳ Ｈｃ Ｉｓ 50 mm 〜200 kA／m 〜0.8 Wb/m2 200 mm 〜 80 kA／m 〜0.8 Wb/m2 次に、ＴＳが５０ｍｍの条件で得られた試料について、
以下の実験を行った。ＣｏＰｔＣｒＴａとＳｉ−Ｎとの
界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄いＣｒ相が
存在することがわかった。このＣｒ相は、ＣｏＰｔＣｒ
Ｔａ粒子とＳｉ−Ｎ母材との結合を強める作用を有す
る。このような界面相の生成は、磁気記録層全体の靭性
を向上させて耐久性を向上させるのに有利である。ま
た、Ｃｒ界面相は粒子内での組成変調をもたらし、磁気
特性、特に保磁力を向上させる作用を示す。
以下の実験を行った。ＣｏＰｔＣｒＴａとＳｉ−Ｎとの
界面領域の組成分析を行ったところ、ごく薄いＣｒ相が
存在することがわかった。このＣｒ相は、ＣｏＰｔＣｒ
Ｔａ粒子とＳｉ−Ｎ母材との結合を強める作用を有す
る。このような界面相の生成は、磁気記録層全体の靭性
を向上させて耐久性を向上させるのに有利である。ま
た、Ｃｒ界面相は粒子内での組成変調をもたらし、磁気
特性、特に保磁力を向上させる作用を示す。
【０１９０】磁気記録層をＴＥＭ観察し、ＣｏＰｔＣｒ
Ｔａ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全体に
わたって一様に約０．５であった。粒子の平均体積は１
０-2 4 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観察から求めた
面内の粒子の平均粒径は７〜８ｎｍであった。この試料
を交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズ約１０
０ｎｍであった。粒子は回転楕円体の形状であり、長軸
／短軸比は２〜５であった。形状磁気異方性は３．４〜
５．１×１０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から
見積もった結晶磁気異方性２×１０6 Ｊ／ｍ3 であっ
た。
Ｔａ粒子の体積充填率を算出したところ、記録層全体に
わたって一様に約０．５であった。粒子の平均体積は１
０-2 4 ｍ3 であった。磁気記録層の表面観察から求めた
面内の粒子の平均粒径は７〜８ｎｍであった。この試料
を交流消磁したときの平均磁気クラスターサイズ約１０
０ｎｍであった。粒子は回転楕円体の形状であり、長軸
／短軸比は２〜５であった。形状磁気異方性は３．４〜
５．１×１０5 Ｊ／ｍ3 であった。磁気トルク測定から
見積もった結晶磁気異方性２×１０6 Ｊ／ｍ3 であっ
た。
【０１９１】この磁気記録媒体をハードディスクドライ
ブに取り付け、静止状態でへッドを接触させ、へッド内
の数箇所とスピンドルとの間の電気抵抗を測定し電気抵
抗率に換算した。いずれの測定でも約１０Ωｃｍ以上の
値が得られた。この磁気記録層は保磁力が２００ｋＡ／
ｍであり、磁極の飽和磁束密度Ｂｓが０．４Ｔの記録へ
ッドを用いた場合、ＳＮＲが小さく、高密度記録ができ
なかった。Ｂｓが１Ｔの記録ヘッドを用いた場合、ノイ
ズが減少し、ＳＮＲが８ｄＢ増加した。
ブに取り付け、静止状態でへッドを接触させ、へッド内
の数箇所とスピンドルとの間の電気抵抗を測定し電気抵
抗率に換算した。いずれの測定でも約１０Ωｃｍ以上の
値が得られた。この磁気記録層は保磁力が２００ｋＡ／
ｍであり、磁極の飽和磁束密度Ｂｓが０．４Ｔの記録へ
ッドを用いた場合、ＳＮＲが小さく、高密度記録ができ
なかった。Ｂｓが１Ｔの記録ヘッドを用いた場合、ノイ
ズが減少し、ＳＮＲが８ｄＢ増加した。
【０１９２】この磁気記録層の断面構造をＴＥＭを用い
て観察したところ、表面に半径２ｎｍ、深さ３ｎｍ程度
の空隙が多数あることが確認された。このような空隙
は、直径数オングストローム、長さ数ｎｍの潤滑剤分子
が入り込むのに充分な大きさを有する。しかも、潤滑剤
塗布の前工程のバニッシング時に、磁性粒子と非磁性母
材とで削れ方が異なるために、記録層表面により大きな
空隙をより多く形成することができる。
て観察したところ、表面に半径２ｎｍ、深さ３ｎｍ程度
の空隙が多数あることが確認された。このような空隙
は、直径数オングストローム、長さ数ｎｍの潤滑剤分子
が入り込むのに充分な大きさを有する。しかも、潤滑剤
塗布の前工程のバニッシング時に、磁性粒子と非磁性母
材とで削れ方が異なるために、記録層表面により大きな
空隙をより多く形成することができる。
【０１９３】一方、比較のために作製したＣｏＰｔＣｒ
Ｔａ金属薄膜からなる磁気記録層の表面には、上記のよ
うな空隙は非常に少ない。また、バニッシング時に金属
薄膜は垂直方向に均一に削れていくため、潤滑剤が入り
込む空隙を作ることができない。
Ｔａ金属薄膜からなる磁気記録層の表面には、上記のよ
うな空隙は非常に少ない。また、バニッシング時に金属
薄膜は垂直方向に均一に削れていくため、潤滑剤が入り
込む空隙を作ることができない。
【０１９４】これらの磁気記録層上に潤滑剤を塗布し、
へッドを接触状態で走行させて耐久性を調べた。その結
果、実施例７Ａのものは、ＣｏＰｔＣｒＴａ金属薄膜に
比べて優れた耐久性を示した。これは、実施例７Ａの磁
気記録層では潤滑剤の密着性が向上しているためであ
る。
へッドを接触状態で走行させて耐久性を調べた。その結
果、実施例７Ａのものは、ＣｏＰｔＣｒＴａ金属薄膜に
比べて優れた耐久性を示した。これは、実施例７Ａの磁
気記録層では潤滑剤の密着性が向上しているためであ
る。
【０１９５】実施例７Ｂ 磁気記録層の磁気特性を向上させる目的で、ＣｏＰｔ、
ＣｒＴａ、Ｓｉ−ＯおよびＳｉターゲットを用い、１０
％の窒素を含むＡｒ雰囲気中で４元同時バイアススパッ
タを行った以外は実施例７Ａと同様にして、ＣｏＰｔＣ
ｒＴａ粒子とＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｎ母材とからなる磁気記
録層を作製した。
ＣｒＴａ、Ｓｉ−ＯおよびＳｉターゲットを用い、１０
％の窒素を含むＡｒ雰囲気中で４元同時バイアススパッ
タを行った以外は実施例７Ａと同様にして、ＣｏＰｔＣ
ｒＴａ粒子とＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｎ母材とからなる磁気記
録層を作製した。
【０１９６】この磁気記録層の磁気特性を測定したとこ
ろ、面内磁気異方性を示し、保磁力Ｈｃは約２２０ｋＡ
／ｍ、飽和磁化Ｉｓは０．９Ｗｂ／ｍ2 であった。分析
ＴＥＭを用いて磁気記録層の微細領域の組成分析を行っ
たところ、ＣｏＰｔＣｒＴａ粒子の中央部において、Ｓ
ｉ含有率は３原子％以下であったが、Ｎ含有率は１５原
子％、Ｏ含有率は２５原子％であった。Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ
−Ｎ母材の中央部におけるＣｏおよびＰｔの含有率は１
原子％以下であった。
ろ、面内磁気異方性を示し、保磁力Ｈｃは約２２０ｋＡ
／ｍ、飽和磁化Ｉｓは０．９Ｗｂ／ｍ2 であった。分析
ＴＥＭを用いて磁気記録層の微細領域の組成分析を行っ
たところ、ＣｏＰｔＣｒＴａ粒子の中央部において、Ｓ
ｉ含有率は３原子％以下であったが、Ｎ含有率は１５原
子％、Ｏ含有率は２５原子％であった。Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ
−Ｎ母材の中央部におけるＣｏおよびＰｔの含有率は１
原子％以下であった。
【０１９７】実施例８ 実施例４Ａと同様な磁気記録層を成膜するにあたり、Ｃ
ｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットへの投入電
力比を図２４に示すように３種の方法で変化させた。Ａ
の方法は投入電力比を正弦波状に周期的に変化させる方
法である。Ｂの方法はＳｉＯ2 への投入電力に対するＣ
ｏＰｔへの投入電力の比を徐々に増加させる方法であ
る。Ｃの方法はＳｉＯ2 への投入電力に対するＣｏＰｔ
への投入電力の比を徐々に減少させる方法である。
ｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットへの投入電
力比を図２４に示すように３種の方法で変化させた。Ａ
の方法は投入電力比を正弦波状に周期的に変化させる方
法である。Ｂの方法はＳｉＯ2 への投入電力に対するＣ
ｏＰｔへの投入電力の比を徐々に増加させる方法であ
る。Ｃの方法はＳｉＯ2 への投入電力に対するＣｏＰｔ
への投入電力の比を徐々に減少させる方法である。
【０１９８】各方法で得られた磁気記録層を王水中に浸
し、ＣｏＰｔのみを選択的に溶解させたところ、母材の
部分のみ元の磁気記録層の形状を保って残存し、母材が
磁気記録層の垂直方向および面内方向に連続して存在す
ることが確認された。
し、ＣｏＰｔのみを選択的に溶解させたところ、母材の
部分のみ元の磁気記録層の形状を保って残存し、母材が
磁気記録層の垂直方向および面内方向に連続して存在す
ることが確認された。
【０１９９】各方法で得られた磁気記録層の断面をＴＥ
Ｍ観察し垂直方向の粒子の充填率の変化を調べた。ま
た、磁気記録層の密着性などの特性を調べた。
Ｍ観察し垂直方向の粒子の充填率の変化を調べた。ま
た、磁気記録層の密着性などの特性を調べた。
【０２００】投入電力比の変化をＡのように変化させる
方法で得られた磁気記録層は、粘着テープを用いた剥離
試験で剥離がほとんど生じなかった。一方、投入電力比
を一定にして得られた磁気記録層では、剥離が生じやす
かった。この結果は、Ａの方法では磁気記録層の内部応
力が緩和されることを示している。
方法で得られた磁気記録層は、粘着テープを用いた剥離
試験で剥離がほとんど生じなかった。一方、投入電力比
を一定にして得られた磁気記録層では、剥離が生じやす
かった。この結果は、Ａの方法では磁気記録層の内部応
力が緩和されることを示している。
【０２０１】投入電力比をＢのように変化させる方法で
得られた磁気記録層では、磁気記録層の表面側に向かう
につれてＣｏＰｔ粒子の充填率が大きくなった。この磁
気記録層では、粘着テープによる剥離試験で剥離が全く
生じなかった。
得られた磁気記録層では、磁気記録層の表面側に向かう
につれてＣｏＰｔ粒子の充填率が大きくなった。この磁
気記録層では、粘着テープによる剥離試験で剥離が全く
生じなかった。
【０２０２】投入電力比をＣのように変化させる方法で
得られた磁気記録層では、磁気記録層の表面側に向かう
につれてＣｏＰｔ粒子の充填率が小さくなった。磁気記
録層の表面にプローブを接触させて電気抵抗率を測定し
たところ、投入電力比を一定にして得られた磁気記録層
の電気抵抗率の約８０％となった。
得られた磁気記録層では、磁気記録層の表面側に向かう
につれてＣｏＰｔ粒子の充填率が小さくなった。磁気記
録層の表面にプローブを接触させて電気抵抗率を測定し
たところ、投入電力比を一定にして得られた磁気記録層
の電気抵抗率の約８０％となった。
【０２０３】ガラスディスク上に磁気記録層を成膜する
前に逆スパッタを行うと、磁気記録層の密着性が向上す
ることが認められた。例えば、投入電力比を一定にして
得られた磁気記録層でも、剥離試験による剥離率が低下
し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍから２００ｋＡ／ｍへ増加
した。これらの効果は、スパッタエッチング処理の際
に、Ａｒイオンがガラスディスクに照射されることによ
り基板表面の粗さが変化するとともに、基板表面の浮遊
酸素が消失したことによるものである。同様な効果は、
スパッタエッチング処理以外の表面改質法、例えば、中
性子線照射やイオンプレーティングによっても得られ
る。
前に逆スパッタを行うと、磁気記録層の密着性が向上す
ることが認められた。例えば、投入電力比を一定にして
得られた磁気記録層でも、剥離試験による剥離率が低下
し、保磁力は１６０ｋＡ／ｍから２００ｋＡ／ｍへ増加
した。これらの効果は、スパッタエッチング処理の際
に、Ａｒイオンがガラスディスクに照射されることによ
り基板表面の粗さが変化するとともに、基板表面の浮遊
酸素が消失したことによるものである。同様な効果は、
スパッタエッチング処理以外の表面改質法、例えば、中
性子線照射やイオンプレーティングによっても得られ
る。
【０２０４】次に、上記の３種の方法で形成された磁気
記録層についてノイズレベルおよび耐久性を調べた。
２．５インチ径のガラスディスク上に形成された磁気記
録層上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクト
ルアナライザーを用いてノイズレベルの測定を行った。
その結果、いずれの磁気記録層でもＤＣ消去後のノイズ
レベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ同じであっ
た。ＣＳＳ試験によりへッド−媒体間の摺動特性を調べ
たところ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上
の耐久性が得られた。
記録層についてノイズレベルおよび耐久性を調べた。
２．５インチ径のガラスディスク上に形成された磁気記
録層上に潤滑剤を塗布し、記録・再生を行い、スペクト
ルアナライザーを用いてノイズレベルの測定を行った。
その結果、いずれの磁気記録層でもＤＣ消去後のノイズ
レベルと信号記録後のノイズレベルはほぼ同じであっ
た。ＣＳＳ試験によりへッド−媒体間の摺動特性を調べ
たところ、保護膜がないにもかかわらず、５０万回以上
の耐久性が得られた。
【０２０５】実施例９ 実施例９Ａ ガラスディスク基板、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳ
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
を、希硝酸に３０秒間浸漬した後、乾燥窒素ブローして
乾燥した。
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
を、希硝酸に３０秒間浸漬した後、乾燥窒素ブローして
乾燥した。
【０２０６】実施例９Ｂ ガラスディスク基板、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳ
ｉ3 Ｎ4 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラ
スディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲッ
トとＳｉ3 Ｎ4 ターゲットをＲＦ同時スパッタし、基板
上に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディス
クを、５Ｎの過酸化水素水に３０秒間浸漬した後、高速
回転することにより乾燥した。
ｉ3 Ｎ4 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラ
スディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲッ
トとＳｉ3 Ｎ4 ターゲットをＲＦ同時スパッタし、基板
上に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディス
クを、５Ｎの過酸化水素水に３０秒間浸漬した後、高速
回転することにより乾燥した。
【０２０７】実施例９Ｃ Ｓｉディスク基板、Ｃｏ75Ｐｔ25とＡｌ2 Ｏ3 とからな
るモザイクターゲットをスパッタ装置にセットした。Ｓ
ｉディスクをターゲットの直上に対向させて静止させた
状態でターゲットをＲＦスパッタして、基板上に厚さ２
０ｎｍに磁気記録層を形成した。このディスクの表面を
中性洗剤で洗浄した後、オゾンガスブローして乾燥し
た。
るモザイクターゲットをスパッタ装置にセットした。Ｓ
ｉディスクをターゲットの直上に対向させて静止させた
状態でターゲットをＲＦスパッタして、基板上に厚さ２
０ｎｍに磁気記録層を形成した。このディスクの表面を
中性洗剤で洗浄した後、オゾンガスブローして乾燥し
た。
【０２０８】比較例９Ｄ ガラスディスク基板、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット、ＳｉＯ
2 ターゲットおよびカーボンターゲットをスパッタ装置
にセットした。ガラスディスクを自公転させながら、Ｃ
ｏ80Ｐｔ20ターゲットとＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時
スパッタして、基板上に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形
成した。次に、カーボンターゲットをＤＣスパッタして
厚さ１０ｎｍの保護膜を形成した。このディスクの表面
を中性洗剤で洗浄した。
2 ターゲットおよびカーボンターゲットをスパッタ装置
にセットした。ガラスディスクを自公転させながら、Ｃ
ｏ80Ｐｔ20ターゲットとＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時
スパッタして、基板上に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形
成した。次に、カーボンターゲットをＤＣスパッタして
厚さ１０ｎｍの保護膜を形成した。このディスクの表面
を中性洗剤で洗浄した。
【０２０９】比較例９Ｅ ガラスディスク基板、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳ
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
の表面を中性洗剤で洗浄した。
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
の表面を中性洗剤で洗浄した。
【０２１０】比較例９Ｆ ガラスディスク基板、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲットおよびＳ
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
の表面を中性洗剤で洗浄した後、２００℃窒素雰囲気で
３０分間熱処理した。
ｉＯ2 ターゲットをスパッタ装置にセットした。ガラス
ディスクを自公転させながら、Ｃｏ80Ｐｔ20ターゲット
とＳｉＯ2 ターゲットをＲＦ同時スパッタして、基板上
に厚さ２０ｎｍの磁気記録層を形成した。このディスク
の表面を中性洗剤で洗浄した後、２００℃窒素雰囲気で
３０分間熱処理した。
【０２１１】まず、得られた各磁気記録層の表面のＯＨ
濃度をＸ線電子分光装置（ＸＰＳ）により測定した。具
体的には、表面から２ｎｍ程度の深さまでのＯ−Ｈ結合
数をカウントし、単位面積当たりのＯ−Ｈ結合の個数を
計算した。
濃度をＸ線電子分光装置（ＸＰＳ）により測定した。具
体的には、表面から２ｎｍ程度の深さまでのＯ−Ｈ結合
数をカウントし、単位面積当たりのＯ−Ｈ結合の個数を
計算した。
【０２１２】各磁気記録層に潤滑剤を塗布した後、ディ
スクをハードディスクドライブに取り付けた。１０ｎｍ
以上の浮上量が可能なヘッドを用い、ヘッドの浮上量を
徐々に下げながらディスクの半径の全域にわたって移動
させ、ＡＥセンサーで衝突を確認することにより、突起
の高さを測定した。ＶＳＭにより静磁気特性を調べた。
薄膜ヘッドを用いて記録・再生を行い、記録分解能Ｄ70
を示す記録密度における媒体Ｓ／Ｎｍ比を調べた。これ
らの結果を表３に示す。
スクをハードディスクドライブに取り付けた。１０ｎｍ
以上の浮上量が可能なヘッドを用い、ヘッドの浮上量を
徐々に下げながらディスクの半径の全域にわたって移動
させ、ＡＥセンサーで衝突を確認することにより、突起
の高さを測定した。ＶＳＭにより静磁気特性を調べた。
薄膜ヘッドを用いて記録・再生を行い、記録分解能Ｄ70
を示す記録密度における媒体Ｓ／Ｎｍ比を調べた。これ
らの結果を表３に示す。
【０２１３】
【表３】
【０２１４】突起の高さは、実施例９Ａ〜９Ｃおよび比
較例９Ｆでは１０ｎｍ以下、比較例Ｄでは約１５ｎｍで
あったが、比較例９Ｅでは約１μｍであった。比較例９
Ｅでは表面のＯＨ濃度が高いため、潤滑剤を均一に塗布
できずに高い突起が生じると考えられる。比較例９Ｆは
ＯＨ基を取り除くために熱処理を施したため、静磁気特
性が劣化し、これに伴ってＳ／Ｎｍ比も劣化した。比較
例９Ｄはカーボン保護膜のために、ヘッド−媒体スペー
シングが大きく、Ｓ／Ｎｍ比が劣化している。これに対
して、実施例９Ａ〜９Ｃは熱処理を施すことなく、酸処
理またはオゾン処理により磁気記録層表面のＯＨ基を減
少させているので、良好な静磁気特性およびＳ／Ｎｍ比
が得られた。また、比較例９Ｅでは、測定後にヘッドの
スライダ面を観察したところ、潤滑剤とみられる汚れが
付着していた。他の試料では、ヘッドのスライダ面に汚
れの付着は認められなかった。
較例９Ｆでは１０ｎｍ以下、比較例Ｄでは約１５ｎｍで
あったが、比較例９Ｅでは約１μｍであった。比較例９
Ｅでは表面のＯＨ濃度が高いため、潤滑剤を均一に塗布
できずに高い突起が生じると考えられる。比較例９Ｆは
ＯＨ基を取り除くために熱処理を施したため、静磁気特
性が劣化し、これに伴ってＳ／Ｎｍ比も劣化した。比較
例９Ｄはカーボン保護膜のために、ヘッド−媒体スペー
シングが大きく、Ｓ／Ｎｍ比が劣化している。これに対
して、実施例９Ａ〜９Ｃは熱処理を施すことなく、酸処
理またはオゾン処理により磁気記録層表面のＯＨ基を減
少させているので、良好な静磁気特性およびＳ／Ｎｍ比
が得られた。また、比較例９Ｅでは、測定後にヘッドの
スライダ面を観察したところ、潤滑剤とみられる汚れが
付着していた。他の試料では、ヘッドのスライダ面に汚
れの付着は認められなかった。
【０２１５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、分
散型磁気記録媒体を備えた、極めて低ノイズの磁気記録
装置を提供することができる。
散型磁気記録媒体を備えた、極めて低ノイズの磁気記録
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録装置を示す概略図。
【図２】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図３】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図４】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図５】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図６】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図７】本発明の磁気記録媒体の断面ＴＥＭ像を示す
図。
図。
【図８】本発明の磁気記録媒体の平面ＴＥＭ像を示す
図。
図。
【図９】本発明の磁気記録媒体の平面ＴＥＭ像を示す
図。
図。
【図１０】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図１１】本発明の磁気記録媒体の断面図。
【図１２】本発明の磁気記録媒体の平面ＴＥＭ像を示す
図。
図。
【図１３】図１２の線分Ａ上の組成分布を示す図。
【図１４】本発明の磁気記録媒体の平面ＴＥＭ像を示す
図。
図。
【図１５】図１４の線分Ｂ上の組成分布を示す図。
【図１６】本発明の磁気記録媒体の非磁性母材中央部の
Ｃｏ量と交換相互作用の減衰量との関係を示す図。
Ｃｏ量と交換相互作用の減衰量との関係を示す図。
【図１７】本発明の磁気記録媒体の磁性粒子中央部のＳ
ｉ量およびＯ量と異方性磁界との関係を示す図。
ｉ量およびＯ量と異方性磁界との関係を示す図。
【図１８】本発明の磁気記録媒体の保磁力と磁化転移幅
との関係を、記録へッドの磁極の飽和磁束密度をパラメ
ータとして示す図。
との関係を、記録へッドの磁極の飽和磁束密度をパラメ
ータとして示す図。
【図１９】本発明の実施例２Ａにおける磁気記録媒体の
オーバーライトスペクトル図。
オーバーライトスペクトル図。
【図２０】本発明の実施例３Ａの磁気記録媒体の断面Ｔ
ＥＭ像を示す図。
ＥＭ像を示す図。
【図２１】本発明の実施例３Ａの磁気記録媒体のオーバ
ーライトスペクトル図。
ーライトスペクトル図。
【図２２】本発明の実施例３Ｂの磁気記録媒体につい
て、島状の磁性粒子の側面と基板面とのなす角φと磁化
転移性ノイズとの関係を示す図。
て、島状の磁性粒子の側面と基板面とのなす角φと磁化
転移性ノイズとの関係を示す図。
【図２３】本発明の実施例３Ｃの磁気記録媒体の断面Ｔ
ＥＭ像を示す図。
ＥＭ像を示す図。
【図２４】本発明の実施例８の磁気記録層を成膜する際
の、ＣｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットへの
投入電力比の変化の仕方を説明する図。
の、ＣｏＰｔターゲットおよびＳｉＯ2 ターゲットへの
投入電力比の変化の仕方を説明する図。
１…基板 ２…磁気記録層 ２１…非磁性母材 ２２…磁性粒子 ２２ａ…島状の磁性粒子 ２２ｂ…偏平な磁性粒子 ２３…界面相 ３…下地層 １００…磁気ディスク １０１…スピンドルモータ １０２…アーム １０３…磁気ヘッド
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平8−234269 (32)優先日 平８(1996)９月４日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 荻原 英夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中村 太 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (22)
- 【請求項１】 基板と、基板上に形成され、磁性粒子が
非磁性母材中に分散された構造を有する磁気記録層とを
有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記録
する手段と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手段
とを具備し、前記磁性粒子は、非磁性母材の一部によっ
て基板から隔てられ、前記基板の主面に対して平行な実
質的に１つの層を形成していることを特徴とする磁気記
録装置。 - 【請求項２】 磁性粒子が非磁性母材中に埋設されてい
ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項３】 磁性粒子の上部が磁気記録層の表面に露
出していることを特徴とする請求項１記載の磁気記録装
置。 - 【請求項４】 磁性粒子の平均粒径が１０ｎｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項５】 磁性粒子は、垂直方向の平均粒径が水平
方向の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項１
記載の磁気記録装置。 - 【請求項６】 磁性粒子の垂直方向の変位または磁性粒
子下端の高低差が４ｎｍ以下であることを特徴とする請
求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項７】 磁性粒子が、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、ＢｉおよびＡｌからなる群より選択
される金属を含む合金からなることを特徴とする請求項
１記載の磁気記録装置。 - 【請求項８】 非磁性母材が、一般式Ｍ−Ｇで表される
材料からなる、where ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＧｅおよびＢからなる群より選択され
る少なくとも１種、Ｇは酸素、窒素および炭素からなる
群より選択される少なくとも１種ことを特徴とする請求
項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項９】 非磁性母材が、カーボン、ホウ素および
ゲルマニウムからなる群より選択されることを特徴とす
る請求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項１０】 磁性粒子間の非磁性母材の中央部にお
ける磁性元素の含有率が２０原子％以下であることを特
徴とする請求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項１１】 磁気記録層の表面のＯＨ基の濃度が４
×１０14ａｔｍ／ｃｍ2 以下であることを特徴とする請
求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項１２】 再生手段が磁気抵抗効果素子を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気記録装置。 - 【請求項１３】 基板と、基板上に形成され、磁性粒子
が非磁性母材中に分散された構造を有する磁気記録層と
を有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記
録する手段と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手
段とを具備し、前記磁性粒子は膜面に沿って偏平な形状
を有し、隣接する磁性粒子間の交換相互作用が、垂直方
向に比べて面内方向で小さいことを特徴とする磁気記録
装置。 - 【請求項１４】 隣接する磁性粒子間の間隔が、垂直方
向で２ｎｍ未満、面内方向で２〜１５ｎｍであることを
特徴とする請求項１３記載の磁気記録装置。 - 【請求項１５】 磁性粒子の短軸／長軸の長さの比が
０．３〜０．９であることを特徴とする請求項１３記載
の磁気記録装置。 - 【請求項１６】 磁性粒子の短軸／長軸の長さの比が
０．３〜０．５であることを特徴とする請求項１５記載
の磁気記録装置。 - 【請求項１７】 基板と、基板上に形成され、磁性粒子
が非磁性母材中に分散された構造を有する磁気記録層と
を有する磁気記録媒体と、磁気記録媒体に磁気情報を記
録する手段と、磁気記録媒体から磁気情報を再生する手
段とを具備し、磁性粒子が島状の磁性粒子を含み、その
側面と基板面とのなす角が平均値で７５°以下であるこ
とを特徴とする磁気記録装置。 - 【請求項１８】 島状の磁性粒子の側面と基板面とのな
す角が３０〜７０°であることを特徴とする請求項１７
記載の磁気記録装置。 - 【請求項１９】 島状の磁性粒子が、基板上に形成され
た下地層に接触して成長していることを特徴とする請求
項１７記載の磁気記録装置。 - 【請求項２０】 下地層が、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、ＩｒおよびＺｎＯからなる群より選択される材料か
らなることを特徴とする請求項１９記載の磁気記録装
置。 - 【請求項２１】 磁気記録層を構成する磁性金属粒子
が、島状の磁性粒子とともに、非磁性母材により島状の
磁性粒子から分離された偏平な形状の磁性粒子を含むこ
とを特徴とする請求項１７記載の磁気記録装置。 - 【請求項２２】 偏平な磁性粒子は、面内方向の直径が
５〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項２１記載の
磁気記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19686397A JPH10134333A (ja) | 1996-07-26 | 1997-07-23 | 磁気記録装置 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19758796 | 1996-07-26 | ||
| JP22856496 | 1996-08-29 | ||
| JP23208096 | 1996-09-02 | ||
| JP8-232080 | 1996-09-04 | ||
| JP8-228564 | 1996-09-04 | ||
| JP8-197587 | 1996-09-04 | ||
| JP23426996 | 1996-09-04 | ||
| JP8-234269 | 1996-09-04 | ||
| JP19686397A JPH10134333A (ja) | 1996-07-26 | 1997-07-23 | 磁気記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134333A true JPH10134333A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=27529159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19686397A Pending JPH10134333A (ja) | 1996-07-26 | 1997-07-23 | 磁気記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10134333A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003006830A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-01-10 | Oki Noboru | 磁気記録媒体及びその作成方法 |
| JP2009105098A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Toshiba Corp | 磁性材料、アンテナデバイスおよび磁性材料の製造方法 |
| JP4534347B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-01 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
| JP2011076713A (ja) * | 2004-07-07 | 2011-04-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
| US8197891B2 (en) | 2004-01-28 | 2012-06-12 | Fuji Electric Co., Ltd. | Perpendicular magnetic recording medium and method for manufacturing same |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP19686397A patent/JPH10134333A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4534347B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-01 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
| JP2003006830A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-01-10 | Oki Noboru | 磁気記録媒体及びその作成方法 |
| US8197891B2 (en) | 2004-01-28 | 2012-06-12 | Fuji Electric Co., Ltd. | Perpendicular magnetic recording medium and method for manufacturing same |
| JP2011076713A (ja) * | 2004-07-07 | 2011-04-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2011081903A (ja) * | 2004-07-07 | 2011-04-21 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2009105098A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Toshiba Corp | 磁性材料、アンテナデバイスおよび磁性材料の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040330 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |