JP2006185489A - 磁気記録媒体および磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録層の保磁力を向上すると共にＳ／Ｎ比の向上を図り、高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】 基板１１と、基板１１上に、結晶質材料からなるシード層１２と、粒径制御層１３と、下地層１４と、記録層１９とから構成し、結晶質材料からなるシード層１２上にＡｇ膜やＷ膜を島状あるいは層状に堆積させた粒径制御層１３を設ける。粒径制御層１３は下地層１４の成長核として機能し、その上に形成される下地層１４の結晶粒子の粒径を制御する。特に粒径制御層１３が島状に堆積する場合は、下地層１４はシード層１２と粒径制御層１３の表面に成長するので、下地層１４はシード層１２の表面の影響により結晶性が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、面内磁気記録方式に用いられる磁気記録媒体および磁気記憶装置に関する。

近年、磁気記憶装置、例えば磁気ディスク装置は、デジタル化した動画や音楽の記憶装置として広汎な用途に用いられている。特に、家庭用の動画記録用として用いられ、従来のビデオテープを用いた家庭用ビデオ装置にかわって、高速アクセス・小型・大容量等の特長を生かし、著しく市場規模が増大している。動画は特に情報量が多く、磁気ディスク装置の大容量化が求められている。そのため、これまで年率１００％で増加してきた記録密度をさらに向上するため、磁気記録媒体および磁気ヘッドのいっそうの高記録密度化のための技術開発が不可欠である。

磁気記録媒体の高記録密度化の一手法として、媒体ノイズを低減し、信号対媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を向上することが挙げられる。媒体ノイズは、直流消磁ノイズと遷移性ノイズからなるが、記録層が金属薄膜の場合は、遷移性ノイズが媒体ノイズのほとんどを占める。遷移性ノイズは磁化遷移幅ａに依存し、磁化遷移幅ａを小さくするほど、遷移性ノイズが低減する。磁化遷移幅ａは下記式（１）で表されることが報告されている（Ｔ． Ｃ． Ａｒｎｏｌｄｕｓｓｅｎ ｅｔ ａｌ．， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ３６， （２０００）ｐ９２−ｐ９７）。

ここで、Ｓ*は記録層の保磁力角型比、Ｍｒは記録層の残留磁化、ｄは記録層の膜厚、ｄｆは磁気記録媒体と磁気ヘッドとの実効磁気スペーシング、Ｈｃは記録層の保磁力である。

上記式（１）により、磁化遷移幅ａを低減するには、保磁力角型比Ｓ*を大きく、Ｍｒ×ｄを小さく、保磁力Ｈｃを増加すればよい。これらのうち、保磁力角型比Ｓ*の増加およびＭｒ×ｄの低減は、記録層の膜厚ｄを低減すれば達成できる。すなわち、記録層は、結晶粒子が厚さ方向に成長する際に同時に幅方向にも成長する。記録層の膜厚ｄを低減することでその結晶粒子の幅方向の成長を抑制する。その結果、結晶粒子の微細化が促進され、保磁力角型比Ｓ*の増加が図れる。

一方、記録層の保磁力Ｈｃを増加するために、例えば記録層がＣｏＣｒＰｔ系合金からなる場合、Ｐｔ含有量を増加させる手法が有効である。保磁力Ｈｃを増加することで、磁化遷移幅ａが低減されると共に、記録層に記録された残留磁化の長期安定性、つまり耐熱揺らぎ性の向上も期待できる。
特開２００１−５２３３０号公報

しかし、記録層の膜厚ｄを低減することにより再生出力の減少を招く。さらに記録層の膜厚ｄの低減と結晶粒子の微細化により、記録層に磁気的に形成される最小記録単位が占める体積が減少し、いわゆる耐熱揺らぎ性が低下するという問題が生じる。

また、記録層の保磁力Ｈｃを増加するために単にＰｔを過剰に添加すると、記録層の母相であるＣｏＣｒにより構成される結晶構造が歪み、記録層の結晶性が低下する。そうすると、記録層の結晶性低下により、かえって媒体ノイズが増加し、耐熱揺らぎ性も低下するという現象が起きる。また、記録の際に、記録層の磁化を反転させるために印加する記録磁界の大きさが増大し、オーバーライト特性等の記録性能が低下する。このようなことから、記録層を構成する材料のＰｔ量を単に増加して保磁力を増加しても、所期の目的である媒体ノイズの低減は達成できず、ひいては耐熱揺らぎ性の低下も招く。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、耐熱揺らぎ性の低下を回避すると共に記録層の保磁力を向上してＳ／Ｎ比の向上を図り、高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成された結晶質材料からなるシード層と、前記シード層上に形成された粒径制御層と、前記粒径制御層上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された記録層と、を備え、前記粒径制御層は、Ａｇ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金からなる群のうち、いずれか一種の材料からなる磁気記録媒体が提供される。

本発明によれば、結晶質材料からなるシード層の上に、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金からなる群のうち、いずれか一種の材料からなる粒径制御層を設ける。粒径制御層はその上に形成される下地層の成長核として下地層の粒径制御を行い、下地層の粒径分布を良好なものとする。また、シード層が結晶質材料からなるので、その上に形成される粒径制御層および下地層の結晶性を向上させる。したがって、記録層は、良好な粒径分布および結晶性を有する下地層上に結晶成長するので、良好な粒径分布および結晶性を引き継ぐ。その結果、記録層は、良好な粒径分布により耐熱揺らぎ性の低下を回避しつつ保磁力を増加させ、さらにはＳ／Ｎ比を向上し、よって、高記録密度化が可能な磁気記録媒体が実現する。

上記シード層はＢ２結晶構造を有する合金から構成してもよい。シード層はＢ２結晶構造を有するので下地層との結晶整合性が高まり、下地層の結晶性をいっそう向上することができる。

上記粒径制御層の平均厚さが０．１ｎｍ以上でかつ５ｎｍ未満の範囲に設定されてもよい。粒径制御層は島状あるいは層状に形成されるが、平均厚さは、後述するように、粒径制御層が層状に形成されていると仮定した場合の厚さである。例えば、粒径制御層が島状に形成されている場合は、島状の粒径制御層の体積を形成されている面の面積で除した値に相当する。このように、粒径制御層をかかる範囲の平均厚さに設定することで、シード層上に島状あるいは薄層に堆積させ、その上に形成する下地層の成長核として機能させる。特に、粒径制御層を島状に堆積させてその下のシード層の表面を露出することで、下地層がシード層の表面に直接接触するようなり、下地層の結晶性を向上することができる。

本発明の他の観点によれば、上記いずれかの磁気記録媒体と、記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置が提供される。

本発明によれば、磁気記録媒体が記録層の記録方向の保磁力が高くかつＳ／Ｎ比が良好であるので、磁気記憶装置は高記録密度化が可能である。

図１は、本発明に係る磁気記録媒体の基本構成を示す図である。図１を参照するに、磁気記録媒体は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、粒径制御層１３、下地層１４、記録層１９から構成される。本願発明者は、結晶質材料からなるシード層１２上に薄膜あるいは島状にＡｇ膜やＷ膜等の粒径制御層１３を設けることで、記録層１９の面内方向の保磁力が増加し、Ｓ／Ｎ比が向上することを見出した。

本願発明者は本発明の作用を以下のように推察している。

すなわち、粒径制御層１３は、シード層１２上に、島状あるいは薄い層状に堆積し、その上に形成される下地層１４の成長核となる。成長核を起点として下地層１４の結晶粒子１４ａが成長し、さらにその上に記録層１９の結晶粒子１９ａが成長する。すなわち、粒径制御層１３の成長核の配置に対応して、下地層１４および記録層１９の結晶粒子１４ａ。１９ａの粒径分布が決定される。粒径制御層１３にＡｇ膜やＷ膜等を用いることで、粒径制御層１３の成長核が一様に分布し、記録層１９の結晶粒子１９ａの粒径分布の分布幅が低減されていると考えられる。

一般に結晶粒子の粒径が小さい場合、結晶粒子の一軸異方性定数が小さい。一軸異方性定数が小さいと、記録層の保磁力を低下させる。本発明の磁気記録媒体は粒径分布の分布幅が低減されことで、粒径の小さい、すなわち記録層の保磁力を低減させる結晶粒子を低減できるので、記録層の保磁力が増加する。なお、結晶粒子の粒径分布の分布幅とは、結晶粒子の粒径を横軸にとりその度数を縦軸としてヒストグラムを作成した場合の、例えば最大の度数の半値幅をいう。

また、粒径制御層１３は、結晶質のシード層１２上に形成されているので、粒径制御層１３自体の結晶性が良好となる。また、粒径制御層１３が島状の場合は、下地層１４はシード層１２に接触するので、結晶性がいっそう良好となる。これらのことにより、記録層１９の結晶粒子の粒径分布の分布幅が低減し、結晶性が良好となり、記録層１９の面内方向の保磁力が増加し、Ｓ／Ｎ比が向上すると考えられる。

本発明によれば、記録層の保磁力を向上すると共にＳ／Ｎ比の向上を図り、高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供できる。

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態の第１例に係る磁気記録媒体の断面図である。図２を参照するに、第１例に係る磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、粒径制御層１３、下地層１４、非磁性中間層１５、第１磁性層１６、非磁性結合層１７、第２磁性層１８、保護膜２０、および潤滑層２１が順次形成された構成からなる。

基板１１は、特に制限はなく、ガラス基板、ＮｉＰめっきアルミ合金基板、シリコン基板、プラスチック基板、セラミックス基板、カーボン基板等を用いることができる。

なお、基板１１の表面に、記録方向（磁気記録媒体が磁気ディスクの場合は周方向に相当する。）に沿って形成された多数の溝からなるテクスチャ、例えば、機械的テクスチャを形成してもよい。このようなテクスチャにより、第１磁性層１６および第２磁性層１８の磁化容易軸を記録方向に配向させることができる。テクスチャは基板１１の表面に形成するかわりに、後述する図３に示す第２例に係る磁気記録媒体の第１シード層３１の表面に設けてもよい。

シード層１２は、結晶質材料の金属または合金、金属間化合物から構成される。シード層１２は、Ｂ２結晶構造を有する合金、例えば、ＡｌＲｕおよびＮｉＡｌから選択されることが好ましい。このような材料を用いることで、この上に形成される粒径制御層１３の結晶性を高めることができる。

シード層１２の厚さは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。シード層１２は厚くなるほど結晶性が良好になるので厚い程好ましい。従来の磁気記録媒体では、シード層上に下地層を直接設けていたものでは、シード層の厚さは薄い方が良いとされていた。すなわち、従来の磁気記録媒体では、シード層を厚く形成すると、シード層を構成する結晶粒子の結晶粒径が増大し、そのまま結晶粒径が下地層および記録層に引き継がれ、媒体ノイズを増加させてしまう。そこで、シード層の厚さを薄くすることで、シード層の結晶粒径の肥大化を抑制していた。しかし、薄膜のシード層は結晶性が良好ではないので、下地層の結晶性を向上することは困難であった。これに対して、本発明では、結晶粒径を制御する粒径制御層１３をシード層１２上に設けているので、結晶粒径を制御すると共にシード層１２を厚膜化してシード層１２の結晶性を向上し、その結果、下地層１４の粒径制御と良好な結晶性を両立できるものである。

粒径制御層１３は、Ａｇ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金から選択された材料から構成され、特にこれらの元素を単体で用いることが好ましい。粒径制御層１３は、特にＡｇまたはＷから構成されることが特に好ましい。もちろんこれらの元素を主成分とし、他の元素が含まれていてもよい。

粒径制御層１３は、シード層１２の表面に島状あるいは層状に堆積したものである。粒径制御層１３は、島状に堆積したものであることが好ましい。すなわち、粒径制御層１３は層状に面内方向に連続した連続膜ではなく、島状堆積体で互いに離間し、隣接する島状堆積体の間隙はシード層１２が露出している方が好ましい。このように形成するためには、粒径制御層１３の堆積量を少なくする。スパッタ法により粒径制御層１３を形成する場合を例に説明する。所定のスパッタ電力量で粒径制御層１３の材料からなるスパッタターゲットをスパッタし、生じたスパッタ粒子をシード層１２上に堆積し始めると、シード層１２上には、まず、島状堆積体が形成され、そして堆積を続けることで島状堆積体が面内方向に成長して連続膜になる。島状堆積体を形成するためには連続膜になる前にスパッタを停止する。

粒径制御層１３の平均厚さは、薄い方が好ましく、０．１ｎｍ以上でかつ５ｎｍ未満の範囲（さらには０．１ｎｍ以上でかつ４ｎｍ以下の範囲）に設定することが好ましい。ここで、粒径制御層１３の平均厚さは、例えば、種々のスパッタ電力量により粒径制御層１３を連続膜に形成し、蛍光Ｘ線膜厚計から連続膜の厚さを求め、スパッタ電力量と連続膜の厚さとの関係から求めた粒径制御層１３の厚さである。したがって、粒径制御層１３の平均厚さが上記の範囲で薄い側では、粒径制御層１３は島状に形成されており、粒径制御層１３は島状および層状のいずれの形状の場合も含む。

下地層１４は、ｂｃｃ結晶構造を有する、Ｃｒ、Ｃｒ−Ｘ1合金（Ｘ1＝Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ｍｏ、およびこれらの合金から選択される一種）から選択され、厚さが３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。下地層１４は、Ｃｒ−Ｘ1合金を用いることにより、その上に非磁性中間層１５を設けた場合は、非磁性中間層１５の結晶整合性を向上することで、第１磁性層１６および第２磁性層１８の結晶性を高めることができる。また、下地層１４は、Ｃｒ−Ｘ1合金を用いることにより、その上に非磁性中間層１５を設けない場合は、直接接触する第１磁性層１６との結晶整合性を向上し、第１磁性層１６および第２磁性層１８の結晶性を高めることができる。

また、下地層１４はＣｒまたはＣｒ−Ｘ1合金からなる層を複数積層してもよい。積層することにより下地層１４自体の結晶粒子の肥大化を抑制し、さらに第１磁性層１６および第２磁性層１８の結晶粒子の肥大化を抑制できる。

また、下地層１４は、粒径制御層１３が島状に堆積している場合は、シード層１２と粒径制御層１３を覆うように形成される。この場合は、粒径制御層１３を成長核としてシード層１２の表面に下地層１４が結晶成長するので、シード層１２がＢ２結晶構造を有する合金の場合、シード層１２と下地層１４との結晶整合性が良好となり、下地層１４の結晶性を大幅に向上できる。

非磁性中間層１５は、ｈｃｐ（細密六方充填）構造を有するＣｏ−Ｘ2（Ｘ2＝Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびこれらの合金から選択される一種）の非磁性材料から選択され、厚さが０．５ｎｍ〜５．０ｎｍ（好ましくは０．５ｎｍ〜３．０ｎｍ）の範囲に設定される。非磁性中間層１５は下地層１４の表面上にエピタキシャル成長し、下地層１４の結晶性及び結晶粒子の粒径分布を引き継ぐ。そして、非磁性中間層１５はその上にエピタキシャル成長する第１磁性層１６及び第２磁性層１８に結晶性及び結晶粒子の粒径分布に良い影響を与える。また、非磁性中間層１５は、ＣｏあるいはＣｏ−Ｘ2からなる層を複数積層してもよい。なお、非磁性中間層１５は設けてもよく、設けなくともよい。

記録層１９は、第１磁性層１６、非磁性結合層１７、および第２磁性層１８から構成され、第１磁性層１６と第２磁性層１８とが非磁性結合層１７を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有する。第１磁性層１６および第２磁性層１８の面内方向に配向した磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。

第１磁性層１６は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等の強磁性材料から選択され、厚さが０．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定される。第１磁性層１６は、Ｃｏ系合金のうち、特にＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａ系合金、及びＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ系合金が好ましい。第１磁性層１６は、第１磁性層１６自体の結晶粒子の粒径制御の点でＣｏＣｒ−Ｍ1（Ｍ1＝Ｐｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｈｆ及びこれらの合金から選択された一種）がさらに好ましい。また、第１磁性層１６は、第２磁性層１８の結晶配向性を向上する点で、上記の強磁性材料からなる層を複数積層することが好ましい。

非磁性結合層１７は、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等から選択される。これらのうち、Ｒｈ、Ｉｒはｆｃｃ（面心立方格子）構造を有するのに対しＲｕはｈｃｐ構造を有する。非磁性結合層１７は、その上に形成される第２磁性層１８がｈｃｐ構造を有する場合、ＲｕあるいはＲｕ系合金であることが好ましい。特に、第２磁性層１８がｈｃｐ構造のＣｏＣｒＰｔ系合金の場合は、ＣｏＣｒＰｔ系合金の格子定数ａ＝０．２５ｎｍに対しＲｕはａ＝０．２７ｎｍで近接しているので、非磁性結合層１７はＲｕあるいはＲｕ系合金であることが好ましい。Ｒｕ系合金としてはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金とＲｕの合金が挙げられる。

また、非磁性結合層１７の厚さは０．４ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定される。この範囲非磁性結合層１７の厚さを設定することで、非磁性結合層１７を介して第１磁性層１６と第２磁性層１８とが反強磁性的に交換結合する。

第２磁性層１８は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等から選択され、厚さが５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定される。Ｃｏ系合金では、特にＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａ系合金、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ系合金が好ましく、特に結晶粒の粒径の制御の点で、第１磁性層１６と同様のＣｏＣｒ−Ｍ1からなることが好ましい。さらに、第２磁性層１８は異方性磁界の点で、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2（Ｍ2＝Ｂ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｈｆ及びこれらの合金）がさらに好ましい。

また、第１磁性層１６と第２磁性層１８との関係において、残留磁化と膜厚との積、いわゆる残留面積磁化の関係をＭｒ₁×ｔ₁＜Ｍｒ₂×ｔ₂に設定することが好ましい。ここで、Ｍｒ₁、Ｍｒ₂はそれぞれ第１磁性層１６、第２磁性層１８の残留磁化を表し、ｔ₁、ｔ₂はそれぞれ第１磁性層１６、第２磁性層１８の残留磁化を表す。このような関係に設定することで、記録層１９は、実質的に、Ｍｒ₂×ｔ₂−Ｍｒ₁×ｔ₁の大きさの残留面積磁化を有し、第２磁性層１８の残留磁化の方向と同じ方向の残留磁化を有することになる。実質的な残留面積磁化（＝Ｍｒ₂×ｔ₂−Ｍｒ₁×ｔ₁）の大きさは、２．０ｎＴｍ〜１０．０ｎＴｍの範囲に設定されることが好ましい。

また、第２磁性層１８を構成する強磁性材料は、第１磁性層１６を構成する強磁性材料と異ならせてもよい。例えば、第２磁性層１８を構成する強磁性材料は、第１磁性層１６を構成する強磁性材料よりも異方性磁界が大きい材料から選択される。このような強磁性材料を選択する手法としては、第１磁性層１６にＰｔを含まない強磁性材料を選択し、第２磁性層１８にＰｔを含む強磁性材料を用いる。他の手法としては、Ｐｔ濃度（原子濃度として）が第１磁性層１６よりも第２磁性層１８の方が高い強磁性材料を用いる。

以上のように記録層１９は、非磁性結合層１７を挟んで積層された第１磁性層１６と第２磁性層１８とが反強磁性的に交換結合して構成されている。したがって、記録によって形成される残留磁化の実質的な体積は、交換結合した第１磁性層１６と第２磁性層１８との和となるので、記録層１９が一層からなる場合よりも残留磁化の実質的な体積が増加し、すなわちＫｕＶ／ｋＴのＶが増加し、耐熱揺らぎ性が向上する。

なお、記録層１９は磁性層が２層に限定されず３層以上の磁性層が積層して構成されてもよい。磁性層が互い交換結合し、そのうちの少なくとも２つ層が反強磁性的に結合していればよい。また、第１例に係る磁気記録媒体の変形例として、記録層１９が一層の磁性層、例えば第２磁性層１８のみから構成されてもよい。

保護膜２０は、厚さが０．５ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは０．５ｎｍから５ｎｍ）の範囲に設定され、例えばダイヤモンドライクカーボン、窒化カーボン、アモルファスカーボンなどにより構成される。

潤滑層２１は、例えばパーフルオロポリエーテルを主鎖として末端基が−ＯＨ、フェニル基（例えば、ＡＭ３００１（Ａｕｓｉｍｏｎｔ社製商品名））等よりなる有機系液体潤滑剤より構成される。なお、保護膜２０の種類に応じて、潤滑層２１は設けてもよく、設けなくてもよい。

上述した磁気記録媒体１０の各層は、潤滑層２１を除き、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法等の真空プロセスや、電気めっき法、無電解めっき法等のウェットプロセスを用いて形成する。また、潤滑層２１は、引き上げ法、液面低下法等の浸漬法や、スピンコート法等の塗布法を用いて形成する。

本実施の形態の第１例に係る磁気記録媒体１０は、結晶質のシード層１２の上に粒径制御層１３を設けているので、粒径制御層１３の成長核がその上に形成される下地層１４の成長核となると共に、シード層１２が粒径制御層１３および下地層１４の結晶性を向上させるので、第１磁性層１６および第２磁性層１８の結晶粒子の粒径分布の分布幅を低減し、結晶粒子の結晶性を向上させると考えられる。その結果、第１磁性層１６および第２磁性層１８の面内方向の保磁力を向上させると共にＳ／Ｎ比を向上させる。したがって、第１例に係る磁気記録媒体は高記録密度化が可能となる。

図３は、第１の実施の形態の第２例に係る磁気記録媒体の断面図である。第２例に係る磁気記録媒体は、上述した第１例の変形例である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図３を参照するに、第２例に係る磁気記録媒体３０は、基板１１と、基板１１上に、第１シード層３１、第２シード層１２、粒径制御層１３、下地層１４、非磁性中間層１５、第１磁性層１６、非磁性結合層１７、第２磁性層１８、保護膜２０、および潤滑層２１が順次形成された構成からなる。第２例に係る磁気記録媒体３０は、第２シード層３１が設けられた以外は、図２に示す第１例に係る磁気記録媒体と同様の構成からなる。なお、第２シード層１２は、図２に示す第１例に係る磁気記録媒体のシード層１２と同様であり第２シード層１２と同一の符号を付す。

第１シード層３１は非磁性材料でかつ非晶質のＣｏＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＰ、あるいはこれらの合金を主成分とする３元以上の合金等から選択される。第１シード層３１の厚さは、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。第１シード層３１は、その表面が非晶質で結晶学的に一様であるので、基板表面に直接第２シード層１２を設ける場合よりも、第２シード層１２に結晶学的な異方性の影響を与えることを回避する。したがって、第２シード層１２がそれ自体の結晶構造を形成し易くなる。その結果、第２シード層１２が粒径制御層１３、下地層１４に好影響を与え、上述した作用が促進され、顕著な効果が現れる。特に、第２シード層１２がＢ２結晶構造を有する材料の場合に効果がより顕著になる。

第２例に係る磁気記録媒体は第１例に係る磁気記録媒体と同様の効果を有し、その効果が顕著になる。すなわち、記録層の面内方向の保磁力およびＳ／Ｎ比が第１例に係る磁気記録媒体よりも向上する。

次に第１の実施の形態に係る実施例を説明する。

［実施例１］
ガラス基板の表面を洗浄後、以下の構成の磁気ディスクを作製した。

ガラス基板（直径６５ｍｍ）／第１シード層：Ｃｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜（５０ｎｍ）／第２シード層：Ａｌ₅₀Ｒｕ₅₀膜（８０ｎｍ）／粒径制御層：Ａｇ膜／下地層：Ｃｒ₇₅Ｍｏ₂₅膜（５ｎｍ）／非磁性中間層：Ｃｏ₅₈Ｃｒ₄₂膜（１ｎｍ）／第１磁性層：Ｃｏ₈₈Ｃｒ₁₂膜（２．３ｎｍ）／非磁性結合層：Ｒｕ膜（０．７ｎｍ）／第２磁性層：ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ膜（１８ｎｍ）／保護膜：カーボン膜（５ｎｍ）／潤滑層：ＡＭ３００１（１．５ｎｍ）
なお、上記のかっこ内の数値は厚さを表し、組成の数値は原子％で表している。粒径制御層のＡｇ膜は、平均厚さを０．５ｎｍから５．０ｎｍまで異ならせて、それぞれ実施例１−１〜１−６の磁気ディスクを形成した。なお、実施例１−１〜１−６のＡｇ膜の平均厚さは、後述する図４に示してある。第１磁性層と第２磁性層との正味の残留面積磁化は３．５ｎＴｍになるようにそれぞれの厚さを設定した。なお、Ａｇ膜の平均厚さは、上述した連続膜に仮定して設定した平均厚さと同様である。

上記の各層は以下の条件で成膜を行った。まず、Ｃｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜を形成する前に加熱装置のＰＢＮ（熱分解窒化ホウ素）ヒータを用いて真空中でガラス基板を２００℃に加熱した。次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＡｒガス雰囲気中（圧力０．６７Ｐａ）で、上記膜構成のうちＣｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜からカーボン膜までを順次形成した。次いで、引き上げ法によりカーボン膜の表面に潤滑層を塗布した。なお、加熱装置およびＤＣマグネトロンスパッタ装置の真空容器は予め１×１０^-5Ｐａ以下の高真空に排気した後、アルゴンガスを供給し上記の圧力に設定した。

［実施例２］
実施例２に係る磁気ディスクは、実施例１の粒径制御層のＡｇ膜のかわりにＷ膜を形成した以外は、実施例１の磁気ディスクと同様の構成とした。Ｗ膜は、平均厚さを０．５ｎｍから５．０ｎｍまで異ならせて、それぞれ実施例２−１〜２−６の磁気ディスクを形成した。なお、実施例２−１〜２−６のＷ膜の平均厚さは後述する図５に示してある。なお、Ｗ膜の平均厚さも上述したＡｇ膜と同様にして設定した。

［比較例］
比較例に係る磁気ディスクは、粒径制御層のＡｇ膜を形成しない以外は実施例１の磁気ディスクと同様の構成とした。

図４は、実施例１および比較例に係る磁気ディスクの特性図である。図４に示す保磁力は記録層の面内方向の保磁力である。保磁力の測定は、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、磁気ディスクの面内方向に磁場（最大印加磁場：７９０ｋＡ／ｍ）を印加して行った。また、Ｓ／Ｎ比は、孤立波出力と媒体ノイズとの比である。孤立波出力は線記録密度が１０４ｋＦＣＩでの平均出力Ｓ（μＶ）、媒体ノイズＮ（μＶｒｍｓ）は遷移性ノイズとＤＣ消磁ノイズとの和である。Ｓ／Ｎ比（ｄＢ）＝２０×ｌｏｇ（Ｓ／Ｎ）とした。

図４を参照するに、比較例に対して実施例１−１〜１−５、すなわち粒径制御層のＡｇ膜の平均厚さが０．５ｎｍ〜４．０ｎｍの磁気ディスクでは、保磁力が増加しＳ／Ｎ比が向上していることが分かる。また、実施例１−６の磁気ディスクは、保磁力が比較例よりも若干低下しているが、Ｓ／Ｎ比は比較例と同様であることが分かる。このことから、Ａｇ膜の平均厚さが５．０ｎｍ未満であればＳ／Ｎ比が比較例よりも高いことが推察される。また、実施例１ではＡｇ膜の平均厚さが０．５ｎｍ未満については実験を行っていないが、比較例に対して実施例１−１が保磁力およびＳ／Ｎ比が急激に増加しているので、Ａｇ膜の平均厚さが０．１ｎｍでも効果を有することが推察される。すなわち、Ａｇ膜の一原子層が島状に堆積している場合は、上述した平均厚さの決定方法から、平均厚さが０．１ｎｍ程度になることが予想される。

したがって、実施例１によれば、Ａｇ膜の平均厚さが０．５ｎｍ以上でかつ４．０ｎｍ以下で比較例よりも実施例が保磁力およびＳ／Ｎ比の点で優れていることが確認できた。また、Ａｇ膜の平均厚さが０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ未満で比較例よりも保磁力およびＳ／Ｎ比の点で優れていることが推察される。また、保磁力が比較例よりも優れているので、耐熱揺らぎ性が比較例よりも優れていることが推察される。

図５は、実施例２および比較例に係る磁気ディスクの特性図である。図５に示す保磁力とＳ／Ｎ比は図４と同様にして測定したものである。なお、比較例は図４と同一のものであり、説明の便宜のために示している。

図５を参照するに、比較例に対して実施例２−１〜２−６、すなわち粒径制御層のＷ膜の平均厚さが０．５ｎｍ〜５．０ｎｍの磁気ディスクでは、保磁力が増加していることが分かる。また、比較例に対して実施例２−１〜２−５、すなわちＷ膜の平均厚さが０．５ｎｍ〜４．０ｎｍの磁気ディスクでは、Ｓ／Ｎ比が向上していることが分かる。実施例２−６の磁気ディスクは、Ｓ／Ｎ比は比較例と同様であるが、保磁力が比較例よりも優れているので、Ｗ膜の平均厚さが５．０ｎｍ未満ではＳ／Ｎ比が比較例よりも高いことが推察される。

したがって、実施例２によれば、Ｗ膜の平均厚さが０．５ｎｍ以上でかつ４．０ｎｍ以下で比較例よりも実施例が保磁力およびＳ／Ｎ比の点で優れていることが確認できた。また、Ｗ膜の平均厚さが０．１ｎｍ以上５．０ｎｍ未満で比較例よりも保磁力およびＳ／Ｎ比の点で優れていることが推察される。なお、Ｗ膜の平均厚さを０．１ｎｍ以上としたのは、実施例１と同様の理由によるものである。

（第２の実施の形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に関するものである。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図６を参照するに、磁気記憶装置６０は大略ハウジング６１からなる。ハウジング６１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ６２、ハブ６２に固定され回転される磁気記録媒体６３、アクチュエータユニット６４、アクチュエータユニット６４に取り付けられ磁気記録媒体６３の半径方向に移動されるアーム６５及びサスペンション６６、サスペンション６６に支持された磁気ヘッド６８が設けられている。磁気ヘッド６８は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、又はＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）等の再生ヘッドと誘導型の記録ヘッドとの複合型ヘッドからなる。この磁気記憶装置６０の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。

磁気記録媒体６３は、例えば第１の実施の形態の第１例および第２例のいずれかに係る磁気記録媒体である。磁気記録媒体６３は、記録層の面内方向の保磁力が高く、かつＳ／Ｎ比が良好であるので、磁気記憶装置６０の高記録密度化を図ることが可能である。

なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置６０の基本構成は、図６に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド６８は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記第１の実施の形態の第１例および第２例において、磁気記録媒体は磁気ディスクを例として説明したが磁気テープでもよい。磁気テープにはディスク状の基板のかわりにテープ状の基板、例えば、テープ状のＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いる。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 基板と、
前記基板上に形成された結晶質材料からなるシード層と、
前記シード層上に形成された粒径制御層と、
前記粒径制御層上に形成された下地層と、
前記下地層上に形成された記録層と、を備え、
前記粒径制御層は、Ａｇ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金からなる群のうち、いずれか一種の材料からなることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２） 前記シード層はＢ２結晶構造を有する合金からなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３） 前記シード層はＡｌＲｕあるいはＮｉＡｌからなることを特徴とする付記２記載の磁気記録媒体。
（付記４） 前記シード層の厚さが５ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下の範囲に設定されることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記５） 前記基板と前記シード層との間に非晶質のＣｏＷ、ＣｒＴｉ、およびＮｉＰからなる群のうち、いずれか１種の材料からなる他のシード層をさらに備えることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記６） 前記粒径制御層の平均厚さが０．１ｎｍ以上でかつ５ｎｍ未満の範囲に設定されることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記７） 前記粒径制御層は前記シード層の表面に島状に形成され、前記下地層がシード層および粒径制御層を覆うように形成されてなることを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記８） 前記粒径制御層は、Ａｇ、Ａｇ基合金、Ｗ、およびＷ基合金からなる群のうちいずれか一種の材料からなることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記９） 前記下地層と第１磁性層との間に非磁性中間層を更に備え、該非磁性中間層はＣｏ−Ｘ2の非磁性材料からなり、該Ｘ2は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびこれらの合金からなる群のうちいずれか一種から選択されることを特徴とする選択されることを特徴とする付記１〜８のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１０） 前記記録層は、
前記下地上に、第１の磁性層、非磁性結合層、第２の磁性層が積層されてなり、
前記第１の磁性層と第２の磁性層とは交換結合すると共に、外部磁場が印加されない状態で該第１の磁性層の磁化と第２の磁性層との磁化とが互いに反平行であることを特徴とする付記１〜９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１１） 前記第１の磁性層および／または第２の磁性層は、ＣｏＣｒ−Ｍ1合金からなり、該Ｍ1はＰｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｃ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｎｂ、Ｈｆ及びこれらの合金からなる群のうちいずれか一種から選択されることを特徴とする付記１〜１０のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１２） 付記１〜１１のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、
記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
（付記１３） ディスク状基板と、該ディスク状基板上に形成された結晶質材料からなるシード層と、該シード層上に形成された粒径制御層と、該粒径制御層上に形成された下地層と、該下地層上に形成された記録層とを有する磁気ディスク媒体と、
記録再生手段とを備える磁気ディスク装置であって、
前記粒径制御層は、Ａｇ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金からなる群のうち、いずれか一種の材料からなることを特徴とする磁気ディスク装置。

本発明に係る磁気記録媒体の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の第１例に係る磁気記録媒体の断面図である。 第１の実施の形態の第２例に係る磁気記録媒体の断面図である。 実施例１および比較例に係る磁気ディスクの特性図である。 実施例２および比較例に係る磁気ディスクの特性図である。 本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。

符号の説明

１０、３０、６３磁気記録媒体
１１ 基板
１２ シード層（第２シード層）
１３ 粒径制御層
１４ 下地層
１４ａ、１９ａ 結晶粒子
１５ 非磁性中間層
１６ 第１磁性層
１７ 非磁性結合層
１８ 第２磁性層
１９ 記録層
２０ 保護膜
２１ 潤滑層
３１ 第１シード層
６８ 磁気ヘッド

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された結晶質材料からなるシード層と、
   前記シード層上に形成された粒径制御層と、
   前記粒径制御層上に形成された下地層と、
   前記下地層上に形成された記録層と、を備え、
   前記粒径制御層は、Ａｇ、Ｗ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｖ、およびこれらの合金からなる群のうち、いずれか一種の材料からなることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記シード層はＢ２結晶構造を有する合金からなることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記シード層はＡｌＲｕあるいはＮｉＡｌからなることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
4. 前記基板と前記シード層との間に非晶質のＣｏＷ、ＣｒＴｉ、およびＮｉＰからなる群のうち、いずれか１種の材料からなる他のシード層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
5. 前記粒径制御層の平均厚さが０．１ｎｍ以上でかつ５ｎｍ未満の範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
6. 前記粒径制御層は前記シード層の表面に島状に形成され、前記下地層がシード層および粒径制御層を覆うように形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
7. 前記粒径制御層は、Ａｇ、Ａｇ基合金、Ｗ、およびＷ基合金からなる群のうちいずれか一種の材料からなることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
8. 前記記録層は、
   前記下地上に、第１の磁性層、非磁性結合層、第２の磁性層が積層されてなり、
   前記第１の磁性層と第２の磁性層とは交換結合すると共に、外部磁場が印加されない状態で該第１の磁性層の磁化と第２の磁性層との磁化とが互いに反平行であることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
9. 請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、
   記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
   

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