JPH0765348A

JPH0765348A - 面内磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0765348A
Application number: JP20744893A
Authority: JP
Inventors: Yukio Honda; 幸雄本多; Nobuyuki Inaba; 信幸稲葉; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木; Yoshifumi Matsuda; 好文松田; Masaaki Futamoto; 正昭二本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高保磁力などの磁気特性に優れた超高密度磁
気記録に好適な面内磁気記録媒体を提供する。【構成】Ｃｏ基合金磁性膜を形成するに先立って、基
板上にＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔ
ｉ，Ｚｒの少なくとも一種の元素を添加したＣｒ合金か
らなる磁性膜の構造制御用薄膜を設け、さらには基板と
上記構造制御用薄膜の間にＳｉ，Ｇｅ，Ｃ，Ｂ，の内か
ら選ばれた１種以上の元素からなる非晶質状薄膜で構成
された核生成制御層を設けた面内磁気記録媒体とする。【効果】構造制御用薄膜の上に形成されるＣｏ基合金
磁性薄膜の結晶粒径や面内配向性の制御性が向上し、そ
の波及効果として磁気的に孤立した適正な粒径の磁性膜
が得られ、この薄膜を磁化したときに形成される磁気ク
ラスタの径を小さくでき、さらには高保磁力などの磁気
特性に優れた超高密度磁気記録に好適な面内磁気記録媒
体を提供できる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度磁気記録に好適
な面内磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】面内磁気記録方式は、磁気記録媒体面に
平行に、かつ磁極のＮ極とＮ極、Ｓ極とＳ極を互いに突
き合わせる方向に磁化して磁気記録を行うものである。
面内磁気記録において記録密度を上げるには、記録時の
反磁界の影響をするために記録媒体である磁性膜の膜厚
を小さくし、保磁力を増大する必要がある。また磁性膜
の磁化容易軸を基板面に平行に配向させる必要がある。
さらに望ましくは磁化容易軸は一様な方向に配向させ
る。

【０００３】従来、面内磁気記録用媒体としては、Ｃｏ
−Ｃｒ，Ｃｏ−ＮｉなどのＣｏ基合金薄膜が用いられ、
中でもＣｏ−Ｃｒを主成分とする合金にＴａ，Ｐｔ，Ｍ
ｏ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｆｅなどを添加したものが用いられて
いる。これら面内磁気記録用の磁性薄膜を構成するＣｏ
基合金は稠密六方（ｈ．ｃ．ｐ）格子構造を持ち、この
結晶のｃ軸、＜００１＞、方向に磁化容易軸を持ち、磁
気特性を向上するためにはこれらＣｏ基合金薄膜のｃ軸
を高配向させる必要がある。

【０００４】現在用いられている面内磁気記録媒体は、
ＮｉＰ被覆したＡｌ基板、ガラス板、あるいはポリイミ
ド、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフ
ィルム類などの非磁性基板上にＣｏ基合金薄膜を形成し
たものである。しかし、非磁性基板上に直接形成したＣ
ｏ基合金薄膜は磁化容易軸であるｃ軸は全く不揃いであ
り、磁性膜の保磁力も１０００Ｏｅ（エルステッド）
以下と小さく、高密度磁気記録用媒体としての性能特性
が良くない。上記の磁性層であるＣｏ基合金薄膜結晶の
c軸を基板面内に高配向化する目的から、基板上に体心
立方格子構造を有するＣｒ下地層を形成し、その上にＣ
ｏ基合金磁性薄膜を形成する方法が提案され、実用化さ
れている。基板上にＣｒ下地層を直接形成した場合、薄
膜成長の初期にＣｒの微結晶核が形成されるが、この微
結晶粒は特別な方向に優先配向をしていない。Ｃｒ膜厚
の増大とともに結晶粒径が増大し、不規則な向きに配向
した結晶粒から成る初期成長層が形成される。この初期
成長層の厚さは、基板の種類や表面状態あるいは形成温
度やスパッタリングガスの圧力などの形成条件に依存す
るが、およそ５０〜７０ｎｍである。さらに膜厚の増大
に伴って＜１１０＞あるいは＜１００＞方位のＣｒ結晶
粒が支配的になる。実用的に用いられるＣｒ下地層の厚
さは１００ｎｍ〜２００ｎｍである。この膜厚における
Ｃｒ下地層の結晶粒径は２０〜２００ｎｍの範囲で不規
則な形で分布している。ＣｏＣｒなどのＣｏ基合金薄膜
は、上記Ｃｒ下地層の上にエピタキシャル的に成長す
る。Ｃｒ（１００）面上にはＣｏＣｒ結晶の（１１２
０）が平行に、すなわちＣｏＣｒ結晶のｃ軸が下地層面
に平行にかつ互いに直交する形の薄膜が形成され、また
Ｃｒ（１１０）面にはＣｏＣｒ結晶の（１０１０）面が
平行に形成される。このＣｏＣｒなどのＣｏ基合金薄膜
の結晶粒は、粒径が２０〜２００ｎｍの上記Ｃｒ下地層
結晶粒の上にエピタキシャル的に成長して形成される
が、一個のＣｒ結晶粒の上に粒径１０〜５０ｎｍの複数
個のＣｏＣｒ結晶が成長する。このような構造をもつ記
録媒体を磁化すると、上記Ｃｒ結晶粒の上に形成された
複数個の磁性結晶粒群があたかも単一の磁気クラスタの
ように作用する。すなわち粒径が２０〜２００ｎｍの一
個のＣｒ結晶上に形成された数個の磁性結晶は、磁性粒
子間の磁気的な相互作用が強いためあたかも単一の磁気
クラスタのように磁化される。高密度磁気記録、特に１
Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度磁気記録では、ビット長が
数十ナノメートルのオーダまで小さくなることが予想さ
れ、超高密度磁気記録を再現性よく実現するためには、
磁化したとき個々の磁性結晶粒が単一の磁気クラスタと
して作用できるように各々が磁気的に孤立しており、ま
た磁性結晶粒径の均一性や結晶配向性を制御することが
重要になる。このためには基板上に形成するＣｒ下地層
の粒径や結晶配向性を高度に制御する必要がある。すな
わち、従来用いられている磁気記録媒体では、Ｃｒ下地
層形成前の基板表面状態が特別に制御されてないため
に、この上に形成するＣｒ結晶粒の大きさや成長方位が
不揃いになり、この上に形成する磁性粒子の粒径や結晶
配向等の微細構造を再現性よく制御できない問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術の欠点を解消したものであって、Ｃｒを主
成分とする合金から成る磁性薄膜の構造制御用薄膜を用
い、該構造制御用薄膜の上に磁性薄膜を形成することに
よって、磁気的に孤立した適正な粒径と結晶配向性をも
つＣｏ基合金磁性薄膜の構造制御を行い、高保磁力など
の磁気特性に優れた超高密度磁気記録に好適な面内磁気
記録媒体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては薄膜の結晶核生成を促進するため
の核生成制御層を基板上に設ける手段、Ｃｒを主成分と
する体心立方格子構造の合金から成る磁性薄膜の構造制
御用薄膜を設ける手段、該構造制御用薄膜の上にＣｏ基
合金からなる磁性薄膜をエピタキシャル的に形成する手
段により解決した。

【０００７】本発明は、以下の知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、稠密六方格子構造（以下ｈｃ
ｐ構造という）のＣｏ基合金はそのｃ軸方向に大きな結
晶磁気異方性を有し、面内磁気記録媒体はこのｃ軸を基
板面内に配向させる。このＣｏ基合金のｃ軸を基板面内
に高配向させるために、基板上に体心立方格子構造（以
下ｂｃｃ構造という）のＣｒ下地層を形成し、この上に
Ｃｏ基合金薄膜が形成される。このＣｏ基合金薄膜のｃ
軸を面内配向させるには、＜１００＞もしくは＜１１０
＞配向したＣｒ下地層が必要とされる。このＣｒ下地薄
膜の成長は、この薄膜を付着させる基板の表面状態によ
って大きく左右される。基板上に形成したＣｒ薄膜の成
長形態を電子顕微鏡などで調べると、Ｃｒ薄膜の初期成
長段階においては不規則な方向に配向した微結晶の集合
体からなる初期成長層からなっており、膜厚の増大と共
に＜１１０＞または＜１００＞方向に成長方位をもつＣ
ｒ結晶粒が形成される。従って、Ｃｒ薄膜の結晶粒径や
結晶配向は薄膜の膜厚方向で変化している。従来、実用
的に用いられているＣｒ下地層の膜厚（１００〜２００
ｎｍ）では、粒径は２０〜２００ｎｍの範囲で不均一に
分布している。薄膜成長の初期からＣｒ下地層薄膜の結
晶成長を制御する方法として基板とＣｒ下地層の間にＣ
ｒ結晶の核生成を制御する層を設けることが考えられ
る。Ｃｒやこれを主成分とするｂｃｃ構造の薄膜の核生
成を制御する方法としては、これと格子のマッチングの
良い、ｂｃｃ構造、ｈｃｐ構造あるいは酸化物材料等の
単結晶や多結晶薄膜を制御層として用いる方法が一般に
採用される。ところで磁気記録媒体用の基板は様々のプ
ロセスにより洗浄した後、真空装置に設置され、この上
に薄膜が形成される。この場合、基板表面のミクロな構
造や表面状態が不均一であるために、この上に形成され
る薄膜の結晶核生成も不揃いになる。本発明者等は、Ｃ
ｒまたはＣｒ合金薄膜の結晶核生成を基板面上で均一に
行うためには、基板洗浄の後、真空装置の内部で基板の
表面状態を制御する必要があると考え、各種基板表面に
薄い核生成制御層を形成し、この上にＣｒまたはＣｒ合
金薄膜を形成させ、その結晶成長状態を電子顕微鏡で詳
細に調べた。この薄い核生成制御層を形成する目的は、
粒径や結晶配向が一様に揃ったＣｒやＣｒ合金の結晶が
成長し易い下地層の表面状態を実現させ、膜厚と共に膜
構造が変化する初期成長層の低減を図ることにある。そ
して、この薄い核生成制御層について検討した結果、Ｓ
ｉ，Ｇｅ，Ｃ，Ｂなどを含む材料から成る薄膜を基板上
に形成すると、この上に形成するＣｒやＣｒを主成分と
する合金薄膜の結晶粒径分布や配向性が良くなることを
見出した。上記核生成層として用いるＳｉ，Ｇｅ，Ｃ，
Ｂなどを含む材料の薄膜は、非晶質状の表面構造の時、
この上に形成するＣｒやＣｒ合金薄膜の均一な核生成の
制御に有効であることが確認された。

【０００８】上記Ｃｒ合金薄膜は、この上に形成するＣ
ｏ基磁性薄膜の結晶粒径や結晶配向を制御するための構
造制御用薄膜として作用する。また、この構造制御用薄
膜はＣｒを主成分とする合金薄膜を用いることにより、
Ｃｒ単独の薄膜の場合に比べて結晶粒径を小さくでき、
従って、この上に形成する磁性薄膜の結晶粒径も小さく
制御できる利点がある。高密度磁気記録に適した磁性薄
膜としては、磁化容易軸のｃ軸が基板面に平行に配向し
ており、また磁性粒子が夫れ夫れ磁気的に孤立している
ことが望ましく、このためには構造制御用薄膜を構成す
る一個の結晶粒の上に各々一個の磁性結晶が形成される
のが好適である。また１Ｇｂ／ｉｎ²以上の高密度記録
用の媒体としては、磁性薄膜の粒径は１０〜５０ｎｍの
範囲で均一であり、磁性粒子が孤立していることが望ま
しい。このためには磁性膜の構造制御用薄膜として作用
するＣｒを主成分とする合金下地薄膜の結晶粒径も１０
〜５０ｎｍの範囲で均一に分布しており、また＜１１０
＞もしくは＜１００＞方位に配向していることが望まし
い。各種材料の磁性膜の構造制御用薄膜を基板上に形成
し、電子顕微鏡とＸ線回折などによりその構造を調べた
結果、Ｃｒを主成分とし、これにＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの内から選ばれた少
なくとも１種以上の元素を添加して構成された体心立方
格子構造の材料がＣｒ単独の材料薄膜に比べて粒径が小
さく、均一な薄膜が得られることが見出された。上記Ｈ
ｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ
等の添加元素は、Ｃｒ粒子の粒界に偏析する傾向が認め
られ、これがこの上にエピタキシャル成長的に形成され
る磁性薄膜の磁気的な孤立化を促進するのに有効な作用
をする。上記添加元素の量は５〜３０ａｔ％程度が好適
であり、形成条件により任意に選択できる。

【０００９】１Ｇｂ／ｉｎ²以上の超高密度磁気記録を
実現するには記録媒体表面と磁気ヘッドとの間のスペー
シングは数十ナノメートルと小さく設定されるため、磁
性膜表面の起伏は出来るだけ小さく、望ましくは１０ｎ
ｍ以下が良い。このためには上記核生成制御層や磁性膜
の構造制御層の厚さは出来るだけ薄いことが好適であ
り、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が良い。実用的に高い再
現性を得るには１０〜５０ｎｍが望ましい。

【００１０】

【作用】Ｃｒを主成分とする合金からなる上記構造制御
用薄膜は、体心立方構造を有し、その＜１１０＞方向ま
たは＜１００＞方向に配向しているのが望ましく、この
上にＣｏ基合金磁性薄膜の（１０１０）面または（１１
２０）面がエピタキシャル的に形成されているのが好適
である。

【００１１】磁性薄膜はＣｏＣｒを主成分とするＣｏ基
合金薄膜を用い、これにＰｔ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｒｅ，Ｒ
ｕ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｗなどを添加して用いても良く、また
磁性薄膜は上記合金薄膜の単層で用いても良い。さらに
は上記の磁性薄膜を多層に積層して用いることができ、
これにより磁性膜の保磁力向上したり、あるいは再生信
号のノイズを低減する効果が得られる。

【００１２】本発明の磁気記録媒体における薄膜の形成
方法は、真空蒸着法、高周波スパッタリング法、イオン
ビームスパッタリング法、などの物理蒸着法を用いるこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、図面を参照
しながら詳細に説明する。図において、同一の符号を付
したものは、同じ性能特性を有する部分を示す。

【００１４】（実施例１）図１に示すごとく、ガラス基
板１上に磁性膜の構造制御用薄膜２を形成し、この上に
Ｃｏ基磁性膜３を設けた面内磁気記録媒体を、以下に示
す手順で作製した。

【００１５】同一条件で洗浄したガラス基板１をスパッ
タリング装置に設置し、２ｘ１０^-7Ｔｏｒｒの真空まで
排気した。続いて基板を２５０℃に加熱して、厚さ１５
０ｎｍの磁性膜の構造制御用薄膜２を形成した。この上
に引き続き同一真空中で膜厚３０ｎｍのＣｏＣｒＴａ系
磁性膜３を形成し、この上に膜厚１０ｎｍの保護膜４を
形成した。構造制御用薄膜２はＣｒを主成分とした合金
薄膜であり、Ｃｒに１０ａｔ％のＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒなどの元素を添加し
たものと、比較用として他の元素を添加しないＣｒ単独
からなる薄膜を形成した。薄膜の形成条件は、スパッタ
リングＡｒガスの圧力１０ｍＴｏｒｒとし、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング法とした。磁性膜はＣｏ−１５ａ
ｔ％Ｃｒ−４ａｔ％Ｔａ合金を用いた。

【００１６】薄膜の構造（結晶配向、粒径）は電子顕微
鏡観察法とＸ線回折法により調べ、また磁性膜の磁気特
性は振動試料型磁化測定装置（ＶＳＭ）により測定し、
その結果の一例を表１に比較して示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１には、上記磁性膜を面内方向に磁化し
たときに形成される磁気クラスタ（磁化したときに隣接
した磁性粒子が磁気的に結合して形成される結晶粒群）
の径を磁気力顕微鏡とスピン偏極走査電子顕微鏡で観察
し計測した結果も示した。

【００１９】上記の構造制御用薄膜は、体心立方構造を
有しその成長方位はいずれも＜１１０＞と＜１００＞方
位が混在している。

【００２０】表１に示すごとく、磁性膜の構造制御用薄
膜としてＣｒを主成分とする合金を用いた場合、Ｃｒ単
独の薄膜に比べて構造制御用薄膜の結晶粒径を小さく出
来る。Ｃｒ単独の薄膜により構造制御用薄膜２を構成し
た時、この上には複数個の磁性結晶粒が境界を接して形
成され易い。これに対してＣｒを主成分とする合金から
なる構造制御用薄膜２では粒径が小さいため、一つの構
造制御用薄膜の結晶粒の上には一つの磁性結晶粒が形成
される傾向がある。その結果、媒体を磁化したときの磁
気クラスタの径が小さくなる傾向が認められた。このこ
とは記録ビット長のより小さな高密度磁気記録を行うの
に好適であることを示す。またＣｒ合金構造制御用薄膜
を用いた媒体は、隣接する磁性結晶粒が互いに孤立して
相互作用が小さくなり、保磁力も大きくできる効果があ
る。

【００２１】Ｃｒを主成分とする合金を用いた構造制御
用薄膜のさらなる効果を調べるために、薄膜の断面試料
を作製し、電子顕微鏡により観察した結果をＣｒ単独の
薄膜と比較して図２に模式的に示す。基板界面付近の初
期成長段階においては不規則な方向に配向した微結晶の
集合体からなる初期成長層５が形成されており、この領
域では膜厚の増大と共に結晶粒径や成長方位などの構造
変化が起きている。膜厚の増大と共に結晶粒の成長が起
き、＜１１０＞または＜１００＞方向に成長方位をもつ
結晶粒が支配的に形成されている。上記初期成長層５の
厚さは、Ｃｒ単独の場合とＣｒ合金を用いた場合で顕著
な差はなく、およそ８０ｎｍである。しかし、Ｃｒ合金
を用いた構造制御用薄膜（ａ）はＣｒ単独の構造制御用
薄膜（ｂ）に比べて粒径が小さい傾向が認められた。

【００２２】Ｃｒを主成分とする合金を用いた構造制御
用薄膜の効果をさらに調べるために、構造制御用薄膜の
平面構造を透過電子顕微鏡で調べた結果の一例を図３に
模式的に示す。スパッタリング法や真空蒸着法で薄膜を
形成する場合、非平衡状態で薄膜が形成されるために、
過剰な添加元素は結晶粒の外側に析出傾向がある。透過
電子顕微鏡像のコントラスト変化と微小電子線プローブ
による組成分析から、上記Ｃｒ合金構造制御用薄膜では
Ｃｒ過剰領域６と、添加元素過剰領域７が存在している
ものと考えられた。前記添加元素過剰領域７の厚さは
０．５ｎｍ〜２ｎｍ程度であり、この厚さは添加元素の
種類と、添加量および薄膜の形成条件により制御でき
る。

【００２３】（実施例２）真空蒸着法やスパッタリング
法で基板上に薄膜を形成する場合、（実施例１）で述べ
たごとく、膜厚と共に粒径や結晶配向が変化する初期成
長層が形成される。高密度の面内磁気記録では、媒体面
と磁気ヘッド間のスペーシングは５０ｎｍ以下まで低減
されるものと予想され、このためには媒体表面の起伏は
１０ｎｍ以下まで小さくするすることが要求される。こ
のためには薄膜の膜厚、特に制御層の厚さはできるだけ
薄いことが望ましい。また記録時の反磁界の影響を少な
くするために、媒体の保磁力は出来るだけ大きく、望ま
しくは２０００Ｏｅ以上が必要とされ、磁性結晶粒径
も５０ｎｍ以下で、互いに磁気的に孤立しているのが望
ましい。これらの要求に対しては、前記したような構造
制御用薄膜の初期成長層を小さくすることが好適であ
る。このために、本発明では構造制御用薄膜形成のとき
の結晶核生成を促進するための核生成制御層をもちいる
ことを考案した。図４のごとく、洗浄した基板１の上に
厚さ１０ｎｍのＳｉ薄膜から成る核生成制御層８を形成
する（核生成制御層としては、Ｓｉの他にＧｅ，Ｃ，Ｂ
を用いても同様の効果を得られるがここではＳｉを例に
挙げて説明する）。このＳｉ薄膜は、多結晶膜、または
酸化膜のいずでも良いが、薄膜の平坦性やこの上に形成
する薄膜の自由核生成の促進効果を向上するには非晶質
状がよい。同一真空中でこの上に膜厚５０ｎｍの構造制
御用薄膜２を形成した。構造制御用薄膜２としては、
（実施例１）で説明したＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐ
ｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒなどの元素を添加したいず
れのＣｒ合金薄膜を用いても同様の効果を得ることがで
きるのは言うまでもない。ここでは一例としてＣｒを主
成分とし、これに８ａｔ％のＴｉを添加した構造制御用
薄膜で説明する。比較用として核生成制御層８を設けな
いで基板上に直接ＣｒおよびＣｒ−８ａｔ％Ｔｉからな
る構造制御用薄膜２をそれぞれ厚さ５０ｎｍ形成した試
料を用意した。上記いずれの試料でも同一真空中で膜厚
２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ系の磁性膜３を形成し、さらに
厚さ１０ｎｍの保護層４を形成した。これらの試料の性
能比較の一例を表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表２に示した核生成制御層および構造制御
用薄膜の性能効果は、核生成制御層としてＳｉの他にＧ
ｅ，Ｃ，Ｂ、構造制御用薄膜としてＴｉの他にＨｆ，Ｉ
ｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｚｒなどの元素を
Ｃｒに添加して用いてもほぼ同じ特性が得られ、添加元
素の量は２〜３０ａｔ％の範囲で変化することができ、
添加量により粒子間の孤立化条件を制御でき、添加量が
多いほど孤立化が促進される傾向がある。構造制御用薄
膜は何れも体心立方構造をもつことがＸ線回折により確
認された。

【００２６】上記の比較から明らかなように、磁性膜の
構造制御用薄膜としてＣｒ主成分とする合金系材料用い
ることにより、磁性膜の結晶配向や粒径、保磁力などの
磁気特性の性能向上が促進できる。さらに基板上に核生
成制御層を設けることにより、薄い膜厚の構造制御用薄
膜でも面内配向性の良い磁性膜が作製でき、高い保磁力
と小さな磁気クラスタを形成できる高密度面内磁気記録
に好適な媒体が作製できる。

【００２７】核生成制御層の効果を調べるために、薄膜
の断面試料を作製し電子顕微鏡で観察した結果を図５に
模式的に示す。図に示した様に、核生成制御層の上に形
成した構造制御用薄膜は、初期成長段階から均一な粒径
の結晶成長が実現されており、薄膜の構造が変化する初
期成長層が小さくなっていることが確認された。

【００２８】（実施例３）図６は、本発明の他の応用例
を説明する図である。基板１の上に膜厚１０ｎｍのＧｅ
薄膜よりなる核生成制御層８を形成し、この上にＣｒ−
８ａｔ％Ｔａからなる膜厚５０ｎｍの構造制御用薄膜２
形成した。さらに同一真空中でＣｏＣｒＰｔＳｉ磁性層
９とＣｏＣｒＴａ磁性層１０をそれぞれ１０ｎｍずつ積
層下構造からなる２層構造の磁性膜を形成し、この上に
１０ｎｍのＣ保護層４付着した。Ｘ線回折による構造解
析によれば、薄膜の形成温度が２００℃以下の時には、
構造制御用薄膜２の結晶方位は＜１１０＞方位が主に検
出され、２００℃〜４００℃では＜１００＞方位の結晶
成長が主に検出された。この上に形成した磁性膜は面内
方向に大きな磁気異方性を有し、磁化容易軸のｃ軸は基
板面にほぼ平行である。比較のために、基板１の上に膜
厚５０ｎｍのＣｒ下地層を形成し、この上に前記と同様
の磁性膜および保護層を形成した試料を用意した。その
結果、本発明による核生成制御層とＣｒ合金からなる構
造制御用薄膜を設けた媒体は、２０００〜２５００Ｏ
ｅの高い保磁力をもち、核生成制御層とＣｒ合金からな
る構造制御用薄膜を用いない媒体（１５００〜１７００
Ｏｅ）に比べて優れた磁気特性発揮できることが明ら
かになった。さらに組成の異なる磁性膜を積層すること
により、単一の磁性膜を用いたときに比べて約２０％保
磁力を向上できることが確認された。

【００２９】本実施例では、磁性膜としてＣｏＣｒＰｔ
ＳｉとＣｏＣｒＴａ系の薄膜を用いて説明したが、同様
の効果はＣｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｈｆ，の内から選ばれる少なくとも１種以上
の元素を含んでなるＣｏ基合金面内磁気記録媒体でも得
られることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本発明の面
内磁気記録媒体によれば、Ｃｏ基合金磁性膜を形成する
に先立って、基板上にＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，
Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの少なくとも一種の元素を添加
したＣｒ合金からなる磁性膜の構造制御用薄膜を設け、
さらには基板と上記構造制御用薄膜の間にＳｉ，Ｇｅ，
Ｃ，Ｂ，の内から選ばれた１種以上の元素からなる非晶
質状薄膜で構成された核生成制御層を設けることによ
り、この上に形成されるＣｏ基合金磁性薄膜の結晶粒径
や面内配向性の制御性が向上し、その波及効果として磁
気的に孤立した適正な粒径の磁性膜が得られ、この薄膜
を磁化したときに形成される磁気クラスタの径を小さく
でき、さらには高保磁力などの磁気特性に優れた超高密
度磁気記録に好適な面内磁気記録媒体を提供できる効果
があり、工業上の利用価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面内磁気記録媒体の基本的な構成を説
明する図である。

【図２】磁性膜の構造制御用薄膜の断面構造を説明する
図である（（ａ）本発明のＣｒ合金構造制御用薄膜の断
面構造の模式図、（ｂ）Ｃｒ薄膜を用いた従来の構造制
御用薄膜の断面構造の模式図）。

【図３】Ｃｒ合金構造制御用薄膜の組成分布構造を説明
する図である。

【図４】本発明の核生成制御層を用いた媒体の構成を説
明する図である。

【図５】核生成制御層を用いた薄膜の断面構造を説明す
る図である。

【図６】本発明を２層磁性膜構造面内記録媒体への応用
例を説明する図である。

【符号の説明】

１…基板、２…構造制御用薄膜、３…磁性膜、４…保護
膜、５…初期成長層、６…Ｃｒ過剰領域、７…添加元素
過剰領域、８…核生成制御層、９…ＣｏＣｒＰｔＳｉ磁
性膜、１０…ＣｏＣｒＴａ磁性膜。

フロントページの続き (72)発明者松田好文東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者二本正昭東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基板上に、Ｃｒを主成分とする合金
から成る磁性薄膜の構造制御用薄膜を形成し、該構造制
御用薄膜の上に磁性薄膜を形成することを特徴とする面
内磁気記録媒体。
【請求項２】上記磁性薄膜の構造制御用薄膜はＣｒを主
成分とし、これにＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒ
ｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの内から選ばれた少なくとも１種
以上の元素を添加して構成された体心立方格子構造を有
することを特徴とする請求項１記載の面内磁気記録媒
体。
【請求項３】上記磁性薄膜の構造制御用薄膜はＣｒを主
成分とし、これに２〜３０ａｔ％のＨｆ，Ｉｒ，Ｍｏ，
Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの内から選ばれた
少なくとも１種以上の元素を添加して構成された体心立
方格子構造を有することを特徴とする請求項１記載の面
内磁気記録媒体。
【請求項４】所定の基板上に核生成制御層を形成し、こ
の上に該構造制御用薄膜と磁性薄膜を順次形成して成る
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の面
内磁気記録媒体。
【請求項５】上記核生成制御層は非晶質状薄膜からなる
ことを特徴とする請求項４記載の面内磁気記録媒体。
【請求項６】上記核生成制御層はＳｉ，Ｇｅ，Ｃ，Ｂ，
の内から選ばれた１種以上の元素からなる非晶質状薄膜
からなることを特徴とする請求項４または５記載の面内
磁気記録媒体。
【請求項７】上記磁性薄膜の構造制御用薄膜および核生
成制御層の厚さは５〜１００ｎｍであることを特徴とす
る請求項１から６のいずれかに記載の面内磁気記録媒
体。
【請求項８】上記磁性薄膜はＣｏを主成分とし、これに
Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｎｉ，
Ｈｆ，の内から選ばれる少なくとも１種以上の元素を含
んでなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに
記載の面内磁気記録媒体。