JPH11175944A - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】媒体ノイズの少ない、かつ、高保磁力の電磁変
換特性に優れた極めて高い面記録密度で記録可能な磁気
記録媒体を提供すること。 【解決手段】基板１１上に、下地層１２及び磁性層１３
を積層し、この下地層１２と磁性層１３が共にＣｏとＣ
ｒを少なくとも含み、さらに下地層１２を主に非晶質構
造とし、かつ、下地層１２の磁性層１３側の表面近傍
に、酸素濃度が高い領域を設けた磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムの外部記憶装置等に用いられる磁気記憶装置及びそ
れに用いる磁気記録媒体に係り、特に高記録密度化対応
の磁気記録媒体を有する磁気記憶装置及びそれに用いる
磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増加に伴い、磁気記憶装
置は年々高密度化、大容量化、高速アクセス化及び小型
化の傾向が益々強くなっている。従って、磁気記録媒体
の小口径化が進み、その面記録密度は増加の一途を辿
り、また、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間の相対速度
が低下して、従来の記録再生兼用の誘導型磁気ヘッドで
は十分な再生出力、Ｓ／Ｎが確保できなくなってきた。
そのため情報の記録・再生のための磁気ヘッドとして、
例えば、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対速度に依存
せずに高い再生出力が得られる磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド（ＭＲヘッド）を用いるようになってきた。この磁気
ヘッドは、再生素子と記録素子が独立に形成され、再生
素子として磁気抵抗効果（ＭＲ効果）を有するＭＲヘッ
ドと、記録素子として磁束を変化させるためのコイル
と、前記磁束を集めるための一対の磁気コアとを有する
誘導型薄膜ヘッドとから構成される複合型磁気ヘッドと
して用いられることが多い。

【０００３】このＭＲヘッドは、記録媒体からの磁気抵
抗効果層の電気抵抗が磁化の方向によって変化する物理
現象をその抵抗変化として検出し、磁気記録媒体上の磁
気的信号を電気的信号に電磁変換して情報の再生を行な
うものである。ＭＲヘッドの再生出力は、磁気記録媒体
と磁気ヘッド間の相対速度に依存しないので、小口径の
磁気記録媒体に高密度で記録された信号を効率良く再生
するのに適したものである。

【０００４】このようなＭＲ効果を利用して情報を再生
するＭＲヘッドとしては、従来から知られている磁性膜
単体（単層膜）の磁化の方向と電流方向のなす角度によ
り微小な磁気抵抗変化を生じる異方性磁気抵抗（ＡＭ
Ｒ）効果を用いたＡＭＲヘッドが製品化され、さらに最
近製品化されつつある１平方インチ当たり３ギガビット
以上の高記録密度の磁気記録を実現するための、少なく
とも２層の磁性膜（多層膜）の磁化の方向のなす角度変
化により生ずる巨大磁気抵抗変化（ＧＭＲ）を用いたＧ
ＭＲヘッドの開発が進められている。

【０００５】このようにＭＲ効果を利用して情報を再生
するＭＲヘッドは、再生感度が極めて高いため、高密度
の磁気記録に適している。しかし、磁気記録媒体からの
再生信号のみならず、ノイズに対する感度も同時に高く
なるため、磁気記録媒体には従来以上に低ノイズ化が求
められる。

【０００６】一方、磁気記録媒体には、金属磁性体の薄
膜をスパッタリングにより基板上に形成した薄膜磁気記
録媒体が用いられているが、上記の磁気ヘッドに対応す
るために、高密度記録に好適な保磁力の高い、ノイズの
少ない磁気記録媒体の開発が不可欠である。磁気記憶装
置の性能を種々の環境で一定の範囲内に保持するために
は、保磁力の周囲温度に対する変化率を小さくする必要
がある。また、磁気記録媒体のノイズを低減するために
は、磁気記録媒体の結晶粒を小さく、かつ粒径を揃え、
さらに結晶粒間の磁気的相互作用を小さくすることが重
要である。

【０００７】現在実用化されている磁気記録媒体では、
記録磁性層の材料としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ等のように、Ｃｏ
を主成分とする飽和磁束密度Ｂｓや保磁力Ｈｃの高い合
金層が用いられている。これらのＣｏ合金層はｃ軸方向
を磁化容易軸とする稠密六方充填構造（ｈｃｐ構造）を
有する。このｃ軸が膜面内に配向する結晶配向が面内磁
気記録媒体として望ましい。

【０００８】しかし、このような配向は基板上に直接Ｃ
ｏを形成しても生じ難い。そこで、ＥＵＲＯＰＩＡＮ
ＰＡＴＥＮＴ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ（欧州特許）０
１４０５１３号公報に記載のように、基板上に下地層と
磁性層を設けた磁気記録媒体の下地層と磁性層が共にＣ
ｏとＣｒの他に少なくとも一つの元素を含有し、かつ、
下地層として主に体心立方構造（ｂｃｃ構造）を有する
Ｃｒの結晶格子面がＣｏと整合性がよい面内磁気記録媒
体が提案されている。

【０００９】さらに、高保磁力化の先行技術として、特
開平４−１５９１０号公報にはガラス基板上にＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの一種とＹ
からなる非晶質又は微結晶の中間層を形成し、この上に
金属下地層と磁性層を形成することにより、Ｈｃを向上
できることが示されている。

【００１０】また、特開平５−１３５３４３号公報に
は、ガラス基板上に希土類元素とＴａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｈｆ
から選択される少なくとも一種の元素を含む酸素隔離中
間層を形成し、この上に金属下地層と磁性層を形成する
ことによりＨｃを向上できることが示されている。

【００１１】一方、媒体ノイズを低減するためには、磁
性層中のＣｒ濃度を高めて、磁性結晶粒間の磁気的な相
互作用を低減することが効果的であることが知られてい
る。これによって磁化反転単位が小さくなり、磁化の遷
移領域において、磁化の変化をより急峻に記録でき、再
生時のノイズが小さく、高いＳ／Ｎを得ることができる
からである。これには磁化反転の最小単位をできるだけ
小さくする必要があるが、磁化の最小単位を過度に小さ
くすると、保磁力Ｈｃが低下する問題がある。この磁化
反転の最小単位は、活性化体積ｖと飽和磁化Ｉｓとの積
（ｖＩｓ）により評価できる。

【００１２】さらにノイズを小さくするために、磁気記
録媒体の結晶粒を小さくして、残留磁化保磁力又は保磁
力と等しい磁界強度で揺らぎ場（Ｈｆ）を大きくする手
法が特開平８−７７５４３号公報にて提案されている。

【００１３】さらに、媒体の低ノイズ化の先行技術とし
て、特開平７−５７２３８号公報には、ガラス基板上に
５〜８０オングストローム（Å）の厚さと、Ｃｒ（１１
０）配向を主体とするＣｒ含有中間層（添加物：Ｏ、
Ｃ、Ｎ、Ｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ａ
ｌ、Ｙ、Ｖ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｇｄ）を形成した後、その上
に下地層、磁性層を形成することにより、媒体ノイズを
低減できることが示されている。

【００１４】さらに、特開昭６２−２９３５１１号公報
には、金属下地層の接着性を向上させるために、非磁性
基板上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ等の１種以上の元素を含む
金属の酸化物からなり、かつ、厚み方向の酸素濃度が金
属下地層方向に減少する中間層を形成し、その上に金属
下地層、磁性層を形成した磁気記録媒体が開示されてい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記欧州特許０１４０
５１３号公報に記載の従来技術は、磁化容易軸を完全に
膜面内に配向させることも可能であるが、エピタキシャ
ル成長を維持し、同時に結晶粒を微細化することには限
界があった。そのため高い線記録密度では、十分に電磁
変換特性を得られないという問題があった。

【００１６】また、上記特開平４−１５９１０号公報及
び特開平５−１３５３４３号公報に記載の従来技術は、
この方法を用いて作製した磁気記録媒体とＭＲヘッドを
組合わせて２ギガビット以上の高記録密度の磁気記憶装
置を試作してみると、ガラス基板を用いた媒体では媒体
ノイズが大きく、十分な電磁変換特性（Ｓ／Ｎ）が得ら
れないという問題があった。

【００１７】また、磁気記憶装置の性能をいろいろな環
境で一定の範囲内に保つためには、磁気記録媒体の保磁
力の周囲温度に対する変化率を小さくする必要がある。
上記特開平８−７７５４３号公報に記載の従来技術は、
再生時のノイズが小さく、高いＳ／Ｎを示すが、保磁力
の温度変化率が大きくなり、磁気記憶装置の性能が温度
により変化してしまうという問題があった。このように
Ｈｆを大きくして媒体ノイズを小さくすると、保磁力の
温度変化率が大きくなる傾向がある。これはＨｆが大き
い磁気記録媒体は、外部磁界により磁化が反転する頻度
が周囲温度に強く依存するためである。

【００１８】また、上記特開平７−５７２３８号公報に
記載の従来技術は、５〜８０オングストローム（Å）の
薄さで膜厚を制御しなければならず、大量生産の製品と
して、膜厚の制御が困難であるという問題があった。望
ましくは各層の膜厚は少なくとも１００オングストロー
ム（Å）以上とすることが好ましい。

【００１９】また、上記特開昭６２−２９３５１１号公
報に記載の従来技術は、金属下地層の接着性は改良でき
るが、媒体ノイズの低減には効果が認められないという
問題があった。

【００２０】本発明の目的は、媒体ノイズの少ない、か
つ、高保磁力の電磁変換特性に優れた極めて高い面記録
密度で記録可能な磁気記録媒体を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、極めて高い面記録密度を有
する磁気記録媒体を用い、安価で小型で大容量の信頼性
の高い磁気記憶装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気記録媒体は、基板上に、下地層及び磁
性層を積層し、この下地層と磁性層が共にＣｏとＣｒを
少なくとも含有し、さらに下地層を主に非晶質構造と
し、かつ、下地層の磁性層側の表面近傍に、酸素濃度が
高い領域を設けるようにしたものである。

【００２２】下地層は、Ｚｒ及びＴａから選ばれた少な
くとも１つの元素を有することが好ましい。Ｚｒ及びＴ
ａの合計の量は４ａｔ．％以上であることが好ましい。
４ａｔ．％未満では非晶質構造を取りにくいからであ
る。また、その量の上限の値は、Ｚｒ、Ｔａ及びＣｒを
合わせた量が５０ａｔ．％未満であることが好ましい。
下地層は、酸素濃度がその厚さ方向の中央部よりも磁性
層側の表面近傍で高いようにした構造とすることができ
る。さらに、この磁気記録媒体は、その円周方向に測定
した保磁力が１２０ｋＡ／ｍ以上であることが好まし
い。

【００２３】また、上記他の目的を達成するために、本
発明の磁気記憶装置は、磁気記録媒体と、磁気記録媒体
を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からな
る磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相
対運動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力及び
磁気ヘッドからの再生信号出力を得るための記録再生信
号処理手段とを有し、この磁気記録媒体として、基板上
に、下地層及び磁性層を積層し、この下地層と磁性層が
共にＣｏとＣｒを少なくとも含有し、さらに下地層を主
に非晶質構造とし、かつ、下地層の磁性層側の表面近傍
に、酸素濃度が高い領域を設けるようにしたものであ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照にして詳細に説明する。 〈実施例１〉図４は、本発明の一実施例の磁気記憶装置
を示す斜視図である。この磁気記憶装置は、磁気記録媒
体２０３と、これを記録方向に駆動する駆動部であるス
ピンドルモータ２０２と、記録部と再生部からなる磁気
ヘッド２０４と、この磁気ヘッド２０４を磁気記録媒体
２０３に対して相対運動をさせる手段であるガイドアー
ム２０５と、磁気ヘッド２０４への信号入力と磁気ヘッ
ド２０４からの出力信号再生を行うための記録再生信号
処理回路２０１を有する。なお、実際の磁気記憶装置
は、複数の磁気記録媒体２０３を有し、各磁気記録媒体
２０３に対応して複数のガイドアーム２０５と複数の磁
気ヘッド２０４を有する構成となっている。また本発明
による磁気記憶装置を構成する磁気ヘッド２０４は、異
方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を用いたＭＲヘッドだけで
なく、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したスピンバ
ルブ型ＭＲヘッドにも適用できるものである。

【００２５】〈実施例２〉図１に本実施例の磁気記録媒
体の層構成の断面模式図を示す。基板１１には直径２．
５インチで厚さ０．６３５ｍｍの化学強化されたソーダ
ライムガラスを使用した。基板洗浄後、静止対向型のス
パッタ装置を用いて連続して薄膜を形成した。まず、基
板は真空に排気され、予熱することなく、Ｃｏ−３５ａ
ｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｍｏ−５ａｔ．％Ｚｒ合金から
なる厚さ２５ｎｍの下地層１２を２．７ＰａのＡｒガス
圧力になるようにして形成した。下地層形成後、Ａｒに
酸素を１０ｖｏｌ．％添加した低真空中で基板温度が２
００℃になるように基板加熱を行なった。さらに酸素を
含まない真空化で、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金からなる磁性
層１３を２０ｎｍ、その後厚さ１０ｎｍのカーボンの保
護膜１４をＤＣスパッタ法により形成した。膜形成後、
低浮上が保証されるような表面突起の除去を機械的に行
ない、パーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフ
ルオロカーボン材料で希釈したものを潤滑膜１５として
塗布した。

【００２６】上記の磁気記録媒体から縦と横の長さが各
々８ｍｍになるように試料片を切り出し、試料振動型磁
力計で室温の保磁力を測定した。その結果、複数回の測
定結果で周方向に測定した保磁力が１２０ｋＡ／ｍ以上
あった。また、Ｘ線回折を測定した結果、磁性層から得
られる回折ピーク以外には回折ピークが得られなかっ
た。また、オージェ電子分光分析により深さ方向の元素
分布を測定した。その結果Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｚｒ合金
下地層と磁性層の界面には酸素濃度が高いことが明らか
になった。

【００２７】磁性層は、上記の材料に変えて、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ₂、Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｖ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
−Ｔｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−
Ｃｒ−Ｐｔ−Ｍｎ等Ｃｏを主成分とする合金を用いるこ
とができるが、高い保磁力を得るためには、Ｐｔを含む
Ｃｏ合金を用いることが特に好ましい。また、Ｓｍ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｓｍ−Ｎ等の希土類元素を含む磁性合金を用
いることもできる。さらに、磁性層を直接又は非磁性中
間層等を介した複数の磁性層で構成することもできる。

【００２８】また、保護層として水素を添加したカーボ
ン膜、炭化シリコン、炭化タングステン、（Ｗ−Ｍｏ）
−Ｃ、（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ等の化合物からなる膜若しく
はこれらの化合物とカーボンの混合膜又は積層膜を用い
ると耐摺動性、耐食性を向上できるので好ましい。ま
た、これらの保護層を形成した後、微細マスク等を用い
てプラズマエッチングすることで表面に微細な凹凸を形
成したり、化合物、混合物のターゲットを用いて保護層
表面に突起を生じせしめたり、熱処理によって表面に凹
凸を形成すると、ヘッドと媒体との接触面積を低減で
き、ＣＳＳ動作時にヘッドが媒体表面に粘着する問題が
回避されるので好ましい。

【００２９】〈比較例１〉洗浄した基板上に、下地層を
形成せずに、酸素を添加した低真空中で基板温度が２０
０℃になるように基板加熱を行なった。さらに酸素を意
図して添加せずに、以下は実施例２と同様にして、Ａｒ
ガスを用いて、厚さ２０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金磁
性層を、その後厚さ１０ｎｍのカーボン保護膜をＤＣス
パッタ法により形成してこれを比較例１とした。この場
合、円周方向に測定した保磁力が１２０ｋＡ／ｍ以上に
はならなかった。これは、真空中で基板を加熱していて
も基板の表面状態が安定せず、結果として磁性層の結晶
成長方位が制御できていないことによると考えられる。

【００３０】〈実施例３〉直径２．５インチでＮｉ−Ｐ
めっきした厚さ０．８ｍｍのＡｌ合金基板上に、実施例
２と同様にして、基板洗浄後、静止対向型のスパッタ装
置を用いて連続して薄膜を形成した。まず、基板は真空
に排気され、予熱することなく、Ｃｏ−３７ａｔ．％Ｃ
ｒ−５ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金からなる厚さ
３０ｎｍの下地層１２を形成した。その後、１０ｖｏ
ｌ．％の酸素を添加した低真空中で基板温度が２００℃
になるように基板加熱を行なった。さらにＣｏ−１７ａ
ｔ．％Ｃｒ−８ａｔ．％Ｐｔ−４ｍｏｌ．％ＳｉＯ₂合
金磁性層１３を２２ｎｍ、その後厚さ９ｎｍのカーボン
の保護膜１４をＤＣスパッタ法により形成した。保護膜
形成後、低浮上が保証されるような表面突起の除去を機
械的に行ない、パーフルオロアルキルポリエーテル系の
材料をフルオロカーボン材料で希釈したものを潤滑膜１
５として塗布した。

【００３１】上記の磁気記録媒体から縦と横の長さが各
々８ｍｍになるように試料片を切り出し、試料振動型磁
力計で保磁力を測定した。その結果複数回の測定結果で
いずれの場合も周方向に測定した保磁力が１２０ｋＡ／
ｍ以上あった。また、Ｘ線回折を測定した結果、磁性層
から得られる回折ピーク以外には回折ピークが得られな
かった。また、オージェ電子分光分析により深さ方向の
元素分布を測定した。その結果、下地層と磁性層の界面
は酸素濃度が高いことが明らかになった。

【００３２】上記磁気記録媒体を１０，０００ｒｐｍ以
上で高速回転する磁気記憶装置に組み込んだ。その結
果、従来の０．６３５ｍｍ厚みの同様にして形成した磁
気記録媒体を組み込んだ場合に比べ、高速回転にもかか
わらず、変形が少ない磁気記録媒体であることが明らか
になった。

【００３３】〈実施例４〉実施例２で下地層を形成する
ために用いるターゲットの組成をＣｏ−４２ａｔ．％Ｃ
ｒ−１０ａｔ．％Ｔａ合金に変えて下地層を形成した。
また、下地層の形成を加熱して行なった。その後、１０
ｖｏｌ．％の酸素をＡｒに添加した低真空中で２００℃
に基板加熱を行なった。この他は全て実施例２と同様な
条件で磁気記録媒体を試作した。

【００３４】これらの磁気記録媒体について縦と横の長
さが各々８ｍｍになるように試料片を切り出し、試料振
動型磁力計で２４℃における保磁力と活性化磁気モーメ
ントｖＩｓを測定した。その結果、すべての試料で周方
向に測定した保磁力が１２０ｋＡ／ｍ以上にはなったも
のの、２５０℃以上に加熱した磁気記録媒体でＸ線回折
を測定した場合には、磁性層から得られる回折ピークの
中で００・２回折強度が最も強くなることが明らかにな
った。この結果から面内の磁化成分を考慮すると、下地
層形成のときの基板温度を低めにするとＸ線回折ピーク
の中で００・２回折強度が最も強くなることはないため
好ましいことが明らかになった。

【００３５】一方、活性化磁気モーメントｖＩｓを測定
した結果、基板温度の低下に従いｖＩｓは増加してお
り、高密度磁気記録を実現する上で基板温度が低すぎる
ことはノイズの増大につながり好ましくないことが明ら
かになった。基板温度の低下に伴い、ｖＩｓが増加した
のは、基板温度の低下により磁性層中のＣｒ濃度の揺ら
ぎが少なくなったことによると考えられる。これらの相
反する結果から、基板温度は概ね１００〜２００℃にす
るのがよいと考えられる。この最適な基板温度は、下地
層に用いる非晶質合金の組成に依存する。これは非晶質
合金の結晶化温度が組成に依存し、かつ、酸素に対する
活性度が異なるためである。

【００３６】〈実施例５〉Ｃｏ−３５ａｔ．％Ｃｒ−５
ａｔ．％Ｍｏ−５ａｔ．％Ｚｒ合金からなる厚さ２５ｎ
ｍの下地層１２を２．０、１．４、０．７、０．３Ｐａ
のＡｒガス圧力になるようにして形成したことを除き、
実施例２と同様にして磁気記録媒体を形成した。

【００３７】この磁気記録媒体から縦と横の長さが各々
８ｍｍになるように試料片を切り出し、試料振動型磁力
計で室温の保磁力を測定した。その結果、０．７Ｐａと
０．３Ｐａで下地層を形成した場合には、複数回の測定
結果で円周方向に測定した保磁力の中には１２０ｋＡ／
ｍ未満の試料があった。これは下地層を形成時に放電ガ
ス圧力を低下させることにより下地層の表面形状が平滑
になり、その上にエピタキシャル成長する膜の結晶成長
方向が実施例２の場合とは異なることによると考えられ
る。なお、下地層の形成は１．０Ｐａから３．０Ｐａの
範囲のガス圧力で行なうことが好ましい。

【００３８】〈実施例６〉図１に本実施例の磁気記録媒
体の層構成の断面模式図を示す。基板１１には直径２．
５インチで厚さ０．６３５ｍｍの化学強化されたソーダ
ライムガラスを使用した。基板洗浄後、静止対向型のス
パッタ装置を用いて連続して薄膜を形成した。まず基板
は真空に排気され、予熱することなく、Ｃｏ−３０ａ
ｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｚｒ合金からなる厚さ２５ｎｍ
の下地層１２が２．７ＰａのＡｒガス圧力になるように
して形成された。その後、基板温度が２７０℃になるよ
うに基板加熱を行ない、１モル％酸素を含んだＡｒガス
中に０．６Ｐａで３．５秒暴露した。さらに酸素を含ま
ない真空下でＣｏ−Ｃｒ−６％Ｐｔ合金磁性層１３を５
０ｎｍ、その後厚さ８ｎｍのカーボン保護膜１４をＤＣ
スパッタ法により形成した。膜形成後、低浮上が保証さ
れるような表面突起の除去を機械的に行ない、パーフル
オロアルキルポリエーテル系の材料をフルオロカーボン
材料で希釈したものを潤滑膜１５として塗布した。

【００３９】上記の磁気記録媒体から縦と横の長さが各
々８ｍｍになるように試料片を切り出し、試料振動型磁
力計で室温の保磁力を測定した。その結果、複数回の測
定結果で周方向に測定した保磁力が１２０ｋＡ／ｍ以上
あった。また、Ｘ線回折を測定した結果、実施例２の場
合と同様に、磁性層から得られる回折ピーク以外には回
折ピークが得られなかった。また、オージェ電子分光分
析により深さ方向の元素分布を測定した。その結果Ｃｏ
−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｚｒ合金下地層と磁性層の界面には酸素
濃度が高いことが明らかになった。

【００４０】〈比較例２〉実施例６と同様にして、基板
洗浄後、静止対向型のスパッタ装置を用いて連続して薄
膜を形成した。まず、基板は真空に排気され、予熱する
ことなく、Ｃｏ−３０ａｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｚｒ合
金からなる厚さ２５ｎｍの下地層１２が２．７ＰａのＡ
ｒガス圧力になるようにして形成された。その後、基板
温度が２７０℃になるように基板加熱を行ない、１モル
％酸素を含んだＡｒガス中に暴露することなく、Ｃｏ−
Ｃｒ−６％Ｐｔ合金磁性層１３を加熱された基板上に直
接５０ｎｍの厚さとなるように形成し、その後厚さ８ｎ
ｍのカーボン保護膜１４をＤＣスパッタ法により形成し
た。膜形成後、低浮上が保証されるような表面突起の除
去を機械的に行ない、パーフルオロアルキルポリエーテ
ル系の材料をフルオロカーボン材料で希釈したものを潤
滑剤１５として塗布した。

【００４１】上記の磁気記録媒体から縦と横の長さが各
々８ｍｍになるように試料片を切り出し、Ｘ線回折を測
定した結果を図３に示す。この結果から明らかなよう
に、１モル％酸素を含んだＡｒガス中に暴露することな
く連続して下地層上にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ磁性層を形成し
た場合には、ｈｃｐ構造の００・２回折強度が強く、ｈ
ｃｐ構造の１０・０回折強度はノイズレベルであった。
一方、１モル％酸素を含んだＡｒガス中に０．６Ｐａで
３．５秒間暴露した実施例６の場合には、比較例２の場
合に比べてｈｃｐ構造の００・２回折強度が減少し、ｈ
ｃｐ構造の１０・０回折強度が相対的に増加していた。
この測定結果は磁化の面内成分が増大していることを支
持している。

【００４２】〈実施例７〉下地層を形成する直前の基板
温度を１００℃に固定し、磁性膜を形成する直前の基板
温度を変えた他は全て実施例４と同様な条件で磁気記録
媒体を試作した。これらの磁気記録媒体について実施例
４の場合と同様に、縦と横の長さが各々８ｍｍになるよ
うに試料片を切り出し、試料振動型磁力計で２４℃にお
ける保磁力と活性化磁気モーメントｖＩｓを測定した。
その結果、すべての試料で周方向に測定した保磁力が１
２０ｋＡ／ｍ以上になっていた。活性化磁気モーメント
ｖＩｓは、基板温度の上昇に従い低下していた。高密度
磁気記録を実現する上で磁性層を形成する直前の基板温
度が低すぎることはノイズの増大につながり好ましくな
い。２５０℃以上に加熱した磁気記録媒体でＸ線回折を
測定した場合に、磁性層から得られる回折ピークの中で
００・２回折強度が最も強くなることはなかった。これ
らの結果から、磁性層を形成する直前の基板温度は概ね
２００℃以上、より好ましくは３００℃程度、３８０℃
以下に設定するのがよいと考えられる。前記の最適な基
板温度は、下地層に用いる非晶質合金の組成及び薄膜形
成装置およびプロセス等に依存する。下地層に用いる非
晶質合金の組成に前記の最適な基板温度が依存するのは
非晶質合金の結晶化温度が組成に依存し、かつ酸素に対
する活性度が異なるためであり、薄膜形成装置およびプ
ロセス等に前記の最適な基板温度が依存するのは周知の
事実である。

【００４３】本発明の磁気記録媒体は、磁性層の核形成
を容易にし、多くの核を形成させるために、下地層と磁
性層の界面（下地層の表面近傍）に酸素濃度が高い領域
を有している。ここで酸素の濃度は、下地層に含有され
るＣｏを除く添加元素が酸化する程度に添加されればよ
く、下地層に含有されるＣｏが有意的に酸化されない程
度までの酸素濃度がよい。

【００４４】磁気記録媒体の円周方向に磁界を印加して
測定した磁気記録媒体の保磁力を１２０ｋＡ／ｍ以上と
することにより、高記録密度における十分な信号強度を
得ることができ、孤立再生波の出力に対する出力分解能
を高めることができる。下地層が主に非晶質構造を有す
る磁気記録媒体を用いることにより、１平方インチ当た
り２ギガビット以上の記録密度を持った磁気記憶装置用
の低ノイズ磁気記録媒体を実現することができる。

【００４５】基板は、直径２．５インチの場合、厚さ
０．６３５ｍｍに限られることなく、高密度な実装を考
慮したガラス磁気記録媒体の場合には厚さ０．５１ｍｍ
以下の基板を用いることが可能である。また、１０，０
００ｒｐｍを超える高速回転を実現するためにはＮｉ−
Ｐメッキを施した厚さ０．８ｍｍ程度のＡｌ合金を基板
として利用することも可能である。

【００４６】下地層に用いる材料は、Ｃｏ−３５ａｔ．
％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｍｏ−５ａｔ．％Ｚｒ、Ｃｏ−３７
ａｔ．％Ｃｒ−５ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ、Ｃｏ
−４０ａｔ．％Ｃｒ−８ａｔ．％Ｍｏ−５ａｔ％Ｔａ−
１０ａｔ．％Ｚｒ、Ｃｏ−４２ａｔ．％Ｃｒ−１０ａ
ｔ．％Ｔａ合金等ＣｏとＣｒを少なくとも含有し、主に
非晶質構造を有するものであれば表面を酸化することが
可能であるので好ましい。Ｃｏに対してＣｒを３５ａ
ｔ．％から４０ａｔ．％添加するのはＣｏの磁化を消失
するためである。Ｚｒ、Ｔａから選ばれる少なくとも１
つの元素を含むのは、これらの元素を添加することによ
り金属−金属系の非晶質膜を形成可能であることによ
る。Ｓｉ、Ｂ、Ｐ等の半金属を添加しても非晶質膜の下
地層を形成することは可能であるが、これらの元素を添
加して形成した非晶質膜下地層は錆びやすく、基板を水
洗後も残存した水分が真空加熱しても除去できないた
め、経時変化を生じることがあり、耐食信頼性に問題が
ある。このため、下地層は前述したように、Ｚｒ、Ｔａ
から選ばれる少なくとも１つの元素を含んでいる金属−
金属系の非晶質膜であることが好ましい。

【００４７】下地層は、厚さが１０〜５０ｎｍの範囲で
あることが好ましく、１５〜３０ｎｍの範囲であること
がより好ましい。また、下地層は有意的に非晶質構造を
とるので、基板との接着強度を向上するために、図２に
示すように、Ｃｒ等の接着層２１を基板と下地層１２の
間に形成しても何ら本発明の効果には影響しない。

【００４８】下地層を通常の高周波のスパッタ法で形成
すると基板表面温度が上がりやすく、下地層が結晶化し
やすくなるため、マグネトロンスパッタ法で下地層を形
成することが望ましい。また、媒体ノイズを低減する観
点から、下地層を形成する際に放電ガス圧力を高め、同
時に基板温度を低くして、スパッタ粒子の自己陰影効果
による下地層表面の空間分離を促進することが望まし
い。このようにして形成した非晶質下地層の表面を酸化
後、Ｃｏ系の磁性膜を形成して、ｈｃｐ構造をとるＣｏ
合金の磁化容易軸であるｃ軸の膜面法線方向の分散をω
−ｓｃａｎで測定した。Ｘ線源にはＮｉ箔を介した銅の
特性Ｘ線（Ｋα線）を用いた。発散スリットと散乱防止
スリットはそれぞれ０．５度、受光スリットは０．１５
ｍｍとした。走査速度は２度／分とした。その結果、０
０２反射強度の半値幅は３０度以上あり、磁化の面内成
分がかなり大きくなり、磁化容易軸の膜面内成分が大き
くなることが明らかになった。

【００４９】磁性層は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ−Ｖ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−
Ｔａ−Ｎｂ合金等、Ｃｏを主成分とし、Ｐｔを含有する
合金が保磁力を高くできるので好ましい。酸化物とＮｉ
を含有し、Ｃｒを含有しない合金を磁性層としたＣｏ−
Ｎｉ−Ｐｔ−Ｓｉ−Ｏ系でも非晶質下地層上で膜面内方
向に測定した保磁力は向上できた。しかしながら、磁化
反転単位に関係する活性化磁気モーメントを１．２ｆｅ
ｍｕ（ｆｅｍｔｏ ｅｍｕ）以下にするためには添加す
る酸化硅素を増加させる必要があった。結果として残留
磁束密度が減少し、酸化硅素を添加させた場合には、高
い線記録密度で出力分解能が大きく低下した。これらの
検討結果から、Ｃｏを主成分とし、ＣｒとＰｔを少なく
とも含有する合金が磁性層を構成する合金として好まし
い。Ｃｒ濃度を１８ａｔ．％以上、２５ａｔ．％迄とし
た場合には、媒体ノイズはさらに低減するので好まし
い。

【００５０】さらに、好ましくは磁性層の保護層として
カーボンを厚さ５ｎｍ〜３０ｎｍ形成し、さらに吸着性
のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を厚さ
２ｎｍ〜１０ｎｍ設けることにより信頼性が高く、１平
方インチ当たり２ギガビット以上の高密度記録が可能な
磁気記録媒体が得られる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体によれば、媒体Ｓ
／Ｎを高くできるので、媒体ノイズを十分に低減するこ
とができると共に、高保磁力化することにより高記録密
度における十分な信号強度を得ることができるために、
孤立再生波の出力に対する出力分解能を高めることがで
き、極めて高い面記録密度で記録することができる。

【００５２】また、さらにこの磁気記録媒体とＭＲヘッ
ドや高精度に磁気ヘッドを位置決めする技術等を組合わ
せることで、極めて高い面記録密度を有する安価で小型
で大容量の信頼性の高い磁気記憶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気記録媒体の層構成の断
面模式図である。

【図２】本発明の他の実施例の磁気記録媒体の層構成の
断面模式図である。

【図３】本発明の一実施例及び比較例の磁気記録媒体試
料のＸ線回折測定結果を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施例の磁気記憶装置を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１１…基板 １２…下地層 １３…磁性層 １４…保護膜 １５…潤滑膜 ２１…接着層 ２０１…記録再生信号処理回路 ２０２…スピンドルモータ ２０３…磁気記録媒体 ２０４…磁気ヘッド ２０５…ガイドアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 好文 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 屋久 四男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 阪本 浩二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 菱沼 寿夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板、該基板上に配置された下地層及び該
   下地層上に配置された磁性層からなる磁気記録媒体にお
   いて、上記下地層と上記磁性層が共にＣｏとＣｒを少な
   くとも含有し、上記下地層が主に非晶質構造であり、か
   つ、上記下地層の上記磁性層側の表面近傍に、酸素濃度
   が高い領域を有することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】上記下地層は、Ｚｒ及びＴａからなる群か
   ら選ばれた少なくとも１つの元素を有することを特徴と
   する請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方
   向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘ
   ッドと、該磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対
   運動させる手段と、上記磁気ヘッドへの記録信号入力及
   び上記磁気ヘッドからの再生信号出力を得るための記録
   再生信号処理手段とを有する磁気記憶装置において、上
   記磁気記録媒体は、請求項１又は２記載の磁気記録媒体
   であることを特徴とする磁気記憶装置。