JP4238455B2 - 磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置などに用いられる磁気記録媒体、その製造方法、、上記磁気記録媒体の製造に用いられるスパッタリングターゲット、および上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク装置などに用いられる磁気記録媒体は、基本的に以下の構成になっている。Ａｌ合金の上にＮｉ−Ｐ無電解メッキした基板やガラスの基板の上にスパッター法で、ＣｒもしくはＣｒＷ、ＣｒＭｏなどのＣｒ合金をＣｏ合金層の結晶配向用の非磁性下地層として成膜し、その上に磁性層としてＣｏ合金の薄膜を成膜する、さらに保護膜としてカーボン等を成膜し、潤滑剤を必要に応じて塗布する。Ｃｏ合金層は、記録密度の向上にしたがって高い保磁力が要求されてきており、１９９０年ごろは１０００エルステッド程度だった保磁力が現在では３０００エルステッドを超えるものが実用になっている。今後のより高記録密度に対応するため、より高い保磁力が要求されている。
【０００３】
Ｃｏ合金層の保磁力はスパッター条件、または下地層の種類もしくは条件によって変わるが、基本的には合金組成によって支配されると考えられる。Ｃｏ合金層としていくつかの合金が提案されてきた。特開平１−２５６０１７号公報や米国特許５０４９４５１号公報にＣｏＣｒＰｔＴａ系の４元系合金よりなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体が開示されている。また特開平４−２２１４１８号公報にはＣｏＣｒＰｔＢ系の４元系合金よりなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体が開示されている。また特開平５−１８９７３８号公報にはＣｏＣｒＰｔＴａＢ系の５元系合金からなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記録媒体は、高記録密度に見合った保磁力を有し、電磁変換特性に優れていることが求められている。電磁変換特性の重要な項目の一つとして、Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ（以下「ＳＮＲ」という。）がある。すなわち、高い残留磁化（以下「高Ｂｒ」という。）および低ノイズの特性が優れていることが求められている。
【０００５】
従来、記録密度に見合った大きさまで保磁力を高めるために、Ｃｏ合金中のＰｔの量を増やして対応してきた。一方、単に保磁力を高めると、磁気交換作用が強くなり磁区同士の分離が難しくなり、ノイズが高くなった。ノイズを低くするためには、Ｃｏ合金の結晶粒径を小さくして、結晶粒界に非磁性物を析出させて結晶粒をより孤立化させれば良いことが知られており、そのために結晶粒界に偏析しやすいＣｒの添加量を増やして対応してきた。ところが、ＰｔおよびＣｒの添加量が増加すると、たとえばＰｔが１０ａｔ％（原子％比率）を越えＣｒが２０ａｔ％を越すと、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金の実質的に重要な特性である残留磁化は急激に小さくなり記録媒体として使用できなくなる状況があった。
【０００６】
たとえば、特開平４−２２１４１８号公報に開示されているＣｏＣｒＰｔＢ系の４元系合金よりなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体は、保磁力は３３００エルステッド（Ｏｅ）程度であり高記録密度には不十分であると考える。さらに、記録媒体として実用性を判断するＳ＊（「エススター」）、ＳＮＲについての開示はなく実際に我々が実験してみると、高記録密度（１５０ｋＦＣＩ（ｋｉｒｏ−Ｆｌｕｘ Ｃｈａｎｇｅ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ））においては、十分なＳ＊、ＳＮＲが得られなかった。また特開平５−１８９７３８号公報に開示されているＣｏＣｒＰｔＴａＢ系の５元系合金からなる磁性層を特徴とする磁気記録媒体も保磁力がたかだか２０００エルステッドでありより高記録密度に対しては不十分であることが想定される。
【０００７】
以上のことより、今後の高い記録密度に対応するために、高い記録密度に対応したより高い保磁力を有し、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有して実用に供される磁気記録媒体が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、これらの状況を鑑みて、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有し、より高い保磁力を有し今後の高記録密度に適した磁気記録媒体を得ることにある。また、その製造方法、この磁気記録媒体を容易に製造することができるスパッタリングターゲット、およびＳＮＲ特性にさらに優れた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、Ｃｏ合金結晶粒の平均粒径とノイズの関係、Ｂ添加による結晶粒径の制御の可能性を見出し、この知見に基づいて本発明に至った。
【００１０】
１）上記課題を解決するための、第１の発明は、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とＣｏ合金層を有する磁気記録媒体において、Ｃｏ合金層の組成として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを有し、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％であり、保磁力が４５００エルステッド以上である特徴を有する磁気記録媒体である。
【００１１】
２）上記課題を解決するための、第２の発明は、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、およびＣｒ≦２３の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が次の式（１）〜（５）全てを満足することを特徴とする上記１）に記載の磁気記録媒体である。
【００１２】
式（１） Ｐｔ≧−Ｃｒ−０．２３×（Ｂ−３）²＋３０
式（２） Ｐｔ≦−Ｃｒ−２×Ｂ＋５２
式（３） Ｐｔ≦１２×Ｂ−２０
式（４） Ｃｒ≧−１．６×Ｂ＋２１
式（５） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２
【００１３】
３）上記課題を解決するための、第３の発明は、上記２）に記載の磁気記録媒体において、式（５）を次の式（５ａ）としたことを特徴とする磁気記録媒体。
式（５ａ） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５１
【００１４】
４）上記課題を解決するための、第４の発明は、Ｃｏ合金結晶の平均粒径が５０〜１５０Åであることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体である。
【００１５】
５）上記課題を解決するための、第５の発明は、Ｃｏ合金層の組成としてＴａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｔｂのいずれか１つ、または２つ以上を含有していることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体である。
【００１６】
６）上記課題を解決するための、第６の発明は、Ｔａの含有率が１〜３ａｔ％、Ｚｒの含有率が１〜３ａｔ％、Ｃｅの含有率が１〜５ａｔ％、Ｈｏの含有率が１〜５ａｔ％、Ｔｂの含有率が１〜５ａｔ％であることを特徴とする上記５）に記載の磁気記録媒体である。
【００１７】
７）上記課題を解決するための、第７の発明は、非磁性下地層とＣｏ合金層との間に非磁性中間層としてＣｏＣｒ合金層を有することを特徴とする上記１）〜６）のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体である。
【００１８】
８）上記課題を解決するための、第８の発明は、ＣｏＣｒ合金層のＣｒ含有率が３３〜４０ａｔ％であることを特徴とする上記７）記載の磁気記録媒体である。
【００１９】
９）上記課題を解決するための、第９の発明は、ＣｏＣｒ合金層のＣｒ含有率が２５〜５０ａｔ％であることを特徴とする上記７）記載の磁気記録媒体である。
【００２０】
１０）上記課題を解決するための、第１０の発明は、上記１）〜９）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体のＣｏ合金層を作製するために用いられるスパッタリングターゲットであって、少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％である材料からなるものであることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
【００２１】
１１）上記課題を解決するための、第１１の発明は、非磁性基板上に非磁性下地層を形成する工程と、その上にＣｏ合金層を形成する工程とを含む磁気記録媒体の製造方法において、Ｃｏ合金層の材料として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％であるスパッタリングターゲットを用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００２２】
１２）上記課題を解決するための、第１２の発明は、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた、磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が上記１）〜９）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置である。
【００２３】
なお、本明細書中では原子％をａｔ％とも記述する。また、１［ｎｍ］＝１０［Å］である。また、１［Ｔｏｒｒ］≒１３３［Ｐａ］である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板Ｓ上に非磁性下地層１、Ｃｏ合金層２、保護膜３、潤滑膜４を順次形成したものである。
【００２５】
非磁性基板としては、磁気記録媒体用基板として一般に用いられるＮｉＰメッキ膜が形成されたアルミニウム合金基板（以下、「ＮｉＰメッキＡｌ基板」ともいう。）、ガラス基板、セラミック基板、可撓性樹脂基板、またはこれらの基板にＮｉＰまたは他の合金をメッキあるいはスパッタ法により蒸着させた基板等を用いることができる。
【００２６】
また、基板Ｓの表面には、より良好な電磁変換特性、より高い保磁力を得るなどの目的でテクスチャ処理を施してもよい。
【００２７】
非磁性基板Ｓ上に非磁性下地層１、Ｃｏ合金層２を形成するには、磁気記録媒体を製造する従来公知の方法、たとえばスパッター法による金属膜の形成方法を用いることができる。成膜を効率良く安定に行うために必要に応じて成膜時に基板にバイアスを−２００〜４００［Ｖ］印可することができる。
【００２８】
非磁性下地層１としては、従来公知である非磁性下地層、たとえばＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗなどの単一組成膜、またはこれらの主成分の結晶性を損なわない範囲で他の元素をこれらに含有させた合金からなる膜を使用できる。非磁性下地層１の働きはＣｏ合金層２の結晶配向を制御することにあり、なかでも特に、Ｃｒ単一組成、またはＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂのうち１種または２種以上を含有させた材料を用いるのが好ましい。上記材料を用いる場合、その組成は、ＣｒｚＹとするのが好ましい。ここでＹ＝Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂのうち１種または２種以上とする。Ｙの含有量（ｚ）は、２０ａｔ％以下とするのが好ましい。１０ａｔ％とするのがより好ましい。この含有量が２０ａｔ％を越えると、非磁性下地層１の上に形成されるＣｏ合金層２の配向性が悪くなり、保磁力、ノイズ特性が悪くなる。
【００２９】
また非磁性下地層１の結晶粒径がＣｏ合金層２の結晶粒径に影響する場合がある。下地層１の結晶粒径を細かくする場合は、ＢやＺｒ, Ｔａなどを下地層１のＣｒ、Ｃｒ合金に添加することで可能である。
【００３０】
下地層１の膜厚は、所定の保磁力が得られる範囲であれば制限されるものではない。この厚さは、１００〜１０００Åが好ましい範囲であり、１５０〜７００Åとするとさらに好ましい。下地層１膜厚が１００Å未満の場合には、保磁力の向上効果が確認できず、１０００Åを越えるとＳＮＲが悪くなる。
【００３１】
さらに下地層１は、単層構造をなすものとしても良いし、多層構造をなすものとしても良い。多層構造の場合、材料は上述したもののうち互いに同一または異なる組成を積層したものとすることができる。たとえば、Ｃｒ層の上にＣｒＭｏ合金層（Ｍｏ含有量１０ａｔ％以下）、Ｃｒの上にＣｒＷ合金層（Ｗ含有量３０ａｔ％以下）などを用いることが出来る。
【００３２】
Ｃｏ合金層２は、Ｃｏ合金層の組成として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを有し、Ｂの含有率を３．５〜６ａｔ％とすることが必要であり、保持力をより高める、Ｓ＊をより高めるあるいはより良いＳＮＲを得るためには４〜６ａｔ％であることがより好ましい。
【００３３】
ここで、Ｃｏ合金層中のＢの添加率が３．５ａｔ％未満では保磁力は十分高くなるが、急激にＳＮＲが悪化する。逆に、Ｃｏ合金層中のＢの含有量量が６ａｔ％を越えると、飽和磁化は緩やかにしか減少しないが、Ｓ＊は急激に減少して好ましい値である０．７を越えることができない。
【００３４】
Ｃｏ合金層２の膜厚は、従来一般に用いられているＢｒｄ（残留磁化と膜厚の積［Ｇμｍ］）のパラメータで３０〜１００［Ｇμｍ］の範囲で、所定の記録再生信号出力が得られるように調整することができる。
【００３５】
ＢはＳＮＲ特性を改善するほか、後述するように、Ｃｏ合金結晶粒内の酸素を固定して、Ｃｒの偏析を促進し、結晶粒を孤立化させノイズを低減させるなどの効果もある。
【００３６】
この時、非磁性下地層１、Ｃｏ合金層２を成膜する際のチャンバー内の到達真空度を悪くとも２×１０^-7〜５×１０^-7Ｔｏｒｒとし、また成膜前の非磁性基板のプレヒート温度を調節し、さらに前述したように非磁性下地層１の膜厚を調節することにより保磁力が４５００エルステッド以上の磁気記録媒体を製造することができる。
【００３７】
以下に、磁気記録媒体のＳ＊について説明する。
【００３８】
Ｓ＊が小さいと、磁気記録媒体の飽和磁化は大きくても、実質的に重要な特性である残留磁化が小さいため、記録再生に必要な電磁変換特性が得られなくなる。Ｓ＊を高Ｂｒの指標とすることができる。一般にＳ＊が０．７以上のＣｏ合金層は磁気記録媒体として好ましいと考える。
【００３９】
さらにＳ＊の意味については、次のように推定される。
磁気記録媒体のＳ＊が小さいと、Ｃｏ合金層内の磁化の単位である磁区の持つ保磁力が、各磁区ごとに大きくばらついていると考えることができる。これは、Ｃｏ合金の結晶配向が悪くなっていると考えることができる。
このような状態では、Ｃｏ合金層全体の平均保磁力を大きくしても、保磁力が小さい磁区を多く含んでいることになる。それらの磁区では、書き込み時の反磁界を受けやすくなり、その記録が反転消滅、すなわち実質的に重要な特性である残留磁化が小さくなる。その結果、読み出しの時の出力が弱くなる。
【００４０】
以上より、高記録密度になると反磁界がより強くなり、Ｓ＊が小さい磁気記録媒体は適さなくなると推定できる。
【００４１】
ここで、Ｓ＊とは次のように定義する。
振動式磁気特性測定装置（「ＶＳＭ」）を用いて、試料のＢ−Ｈヒステリシスループを測定する。このヒステリシスループにおいて、Ｈ＝０の点でのＢの値を＋Ｂｒ、−Ｂｒ（Ｂｒの値を「残留磁化」という。）とする。このヒステリシスループにおいて、Ｂ＝０の点でのＨの値を＋Ｈｃ、−Ｈｃ（Ｈｃの値を「保磁力」という。）とする。Ｈ＝Ｈｃの点でのヒステリシスループに対する接線を求めて、さらにその接線とＢ＝−Ｂｒとの交点を求めて、その時のＨの値をＨ＊とする。ここで、次式によって得られる値をＳ＊と定義する。
Ｓ＊＝（Ｈ＊）／（Ｈｃ）
ヘッドが媒体に接触した時に媒体表面の損傷を防ぐために、あるいはヘッドと媒体の間の潤滑特性を確保するために、保護膜３を設ける。その材質は、従来公知のものを使用でき、たとえば、Ｃ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂の単一組成、またはこれらを主成分とし他元素を含むものが使用可能である。
【００４２】
保護膜３はスパッタ法、イオンビーム法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００４３】
保護膜３の膜厚は、２０〜１５０Åとすることができる。特に２０〜１００Åとすると、よりスペーシングロスを小さくできるので好ましい。
【００４４】
保護膜３の表面には必要に応じて潤滑膜４を形成することもできる。潤滑膜の材料としては、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）等の弗化系液体潤滑剤、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用可能である。潤滑膜形成方法としては、ディッピング法、スピンコート法などの従来公知の方法を使用できる。
【００４５】
高い記録密度に対応した４５００エルステッド以上の保磁力を有し、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有し、Ｓ＊がより大きく実用に供される磁気記録媒体は、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、およびＣｒ≦２３の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が次の式（１）〜（５）全てを満足することによって得ることができる。
【００４６】
式（１）Ｐｔ≧−Ｃｒ−０．２３×（Ｂ−３）²＋３０
式（２）Ｐｔ≦−Ｃｒ−２×Ｂ＋５２
式（３）Ｐｔ≦１２×Ｂ−２０
式（４）Ｃｒ≧−１．６×Ｂ＋２１
式（５）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２
Ｃｏ合金層の組成において、式（１）〜（３）のすべての関係式を満たすことにより保磁力を４５００エルステッド以上に高めることができる。
【００４７】
Ｃｏ合金層の組成において、式（２）および（５）の関係式を満たすことによりＳ＊をより大きくすることができる。
【００４８】
Ｃｏ合金層の組成において、式（１）および（４）の関係式を満たすことよりＳＮＲをより改善することができる。
【００４９】
より高い保磁力、より良いＳＮＲを得るためには、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、およびＣｒ≦２３の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が前述の式（２）〜（５）および次の式（６）を全てを満足することによって得ることができる。
【００５０】
式（６）Ｐｔ≧−Ｃｒ＋３１
更に好ましい高い保磁力、高いＳＮＲを得るためには、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、および１８≦Ｃｒ≦２２の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が前述の式（２）〜（６）を全てを満足するものとすることができる。
【００５１】
式（５）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２を、式（５ａ）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５１とするのがより好ましい。
【００５２】
Ｃｏ合金結晶の粒界からの距離を変えてＣｒ濃度を分析したところ、結晶粒界ではＣｒ濃度が高く、粒内に進むと低くなっている。さらに、粒の中心ではまた高くなっている。以上から、粒界へのＣｒの偏析をより促進させるためには、結晶粒径を小さくして、結晶粒界の面積総和を増加させまた結晶粒内から粒界までの拡散距離を短くさせれば良いことが分かる。
【００５３】
たとえば、Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径を５０〜１５０Åとすることができ、５０〜１００Åであることがより好ましい。
【００５４】
Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径が小さくなると、飽和磁化は緩やかにしか減少しないがＳ＊の値は急激に小さくなり好ましい値である０．７を越えないので、平均粒径は５０Å以上が好ましい。逆に、Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径が大きくなると、保磁力は十分高くなるが、ＳＮＲが急激に悪化するので平均粒径は１５０Å以下が好ましい。
【００５５】
ここで、ＳＮＲ特性を改善するためにＣｏ合金層に添加する材料は、Ｂ以外のものでも結晶粒微細化を促進させるものであればいずれでもよい。
【００５６】
これらの磁気記録媒体は、大量生産装置で成膜され、その時のチャンバー内の到達真空度は、２×１０^-7〜５×１０^-7Ｔｏｒｒである。この程度の真空度の場合、必然的にＣｏ合金層に酸素が入り込むが、Ｃｏ合金層内に酸素があると、Ｃｒの拡散が阻害され偏析し難くなり、ノイズが高くなる場合がある。
【００５７】
その場合保磁力を下げずにノイズをさげるために、Ｃｏ合金層の組成としてＴａ，Ｚｒ，Ｃｅ，Ｈｏ，Ｔｂのいずれか１つ、または２つ以上を含有させることが好ましい。
【００５８】
これらの元素の働きは必ずしも明らかではないが次のように推定される。Ｃｏに対してほとんど固容しない性質、酸化物がきわめて安定である性質を持つために、Ｃｏ合金結晶粒内の酸素を固定して、その状態で粒界に偏析する。その結果、Ｃｒの偏析を促進し、Ｃｏ合金結晶粒が孤立化してノイズが低減し、ＳＮＲが改善すると考えられる。
【００５９】
Ｔａを１〜３ａｔ％添加すると、保磁力、Ｓ＊は若干低下するが、ＳＮＲは改善される。含有量が３ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。よってＴａの添加量は１〜３ａｔ％とすることができる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。したがってＴａの添加量は１〜３ａｔ％とすることができ１〜２ａｔ％であるのがより好ましい。
【００６０】
Ｚｒを１〜３ａｔ％添加すると、保磁力は変化せず、Ｓ＊は若干低下するが、ＳＮＲは改善される。含有量が３ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、Ｓ＊が低下し、ＳＮＲも悪化する。よってＺｒの添加量は１〜３ａｔ％とすることができる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。したがってＺｒの添加量は１〜３ａｔ％とすることができ１〜２ａｔ％であるのがより好ましい。
【００６１】
Ｃｅを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。よってＣｅの添加量は１〜５ａｔ％とすることができる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。したがってＣｅの添加量は１〜５ａｔ％とすることができ１〜３ａｔ％であるのがより好ましい。
【００６２】
Ｈｏを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。よってＨｏの添加量は１〜５ａｔ％とすることができる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。したがってＨｏの添加量は１〜３ａｔ％とすることができ１〜２ａｔ％であるのがより好ましい。
【００６３】
Ｔｂを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。よってＴｂの添加量は１〜５ａｔ％とすることができる。添加量の効果はこれらを総合的に評価する。したがってＴｂの添加量は１〜３ａｔ％とすることができ１〜２ａｔ％であるのがより好ましい。
【００６４】
図４は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成の磁気記録媒体９と、磁気記録媒体９を回転駆動させる媒体駆動部１０と、磁気記録媒体９に情報を記録再生する磁気ヘッド１１と、この磁気ヘッド１１を磁気記録媒体９に対して相対運動させるヘッド駆動部１２と、記録再生信号処理系１３とを備えている。記録再生信号処理系１３は、外部からの記録信号を処理して磁気ヘッド１１に送ったり、磁気ヘッド１１からの再生信号を処理して外部に送ることができるようになっている。本発明の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド１１には、磁気記録再生用ヘッド、特に高記録密度に対応した記録再生ギャップが短いリング型ヘッドを用いることができる。再生素子として異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を利用したＭＲ素子だけでなく、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有したより高記録密度に適したヘッドを用いることができる。
【００６５】
上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気記録媒体を用いるので、ＳＮＲ特性が向上し高記録密度が可能とすることができる。
【００６６】
次に上記構成の磁気記録媒体を製造する製造方法について説明する。
ＮｉＰメッキＡｌ基板は、表面が十分に平滑になるようにポリッシュされた後、良く洗浄されたものを用いる。ＮｉＰメッキＡｌ基板に、表面平均粗さＲａが１２Åとなるようにテクスチャー加工を例えばダイヤモンド砥粒のスラリーを用いて施す。ＮｉＰメッキＡｌ基板Ｓ上に、非磁性下地層１、Ｃｏ合金層２を順次をスパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの手法により形成し、続いて保護膜３を、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタリング法などにより形成する。
【００６７】
Ｃｏ合金層２をスパッタリング法により形成する場合には、少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％である材料からなるスパッタリングターゲットが用いられる。
【００６８】
該スパッタリングターゲットの材料として含まれるＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、およびＣｒ≦２３の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が次の式（１）〜（５）全てを満足することが好ましい。
【００６９】
式（１） Ｐｔ≧−Ｃｒ−０．２３×（Ｂ−３）２＋３０
式（２） Ｐｔ≦−Ｃｒ−２×Ｂ＋５２
式（３） Ｐｔ≦１２×Ｂ−２０
式（４） Ｃｒ≧−１．６×Ｂ＋２１
式（５） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２
さらに、式（５）を次の式（５ａ）とするのがより好ましい。
【００７０】
式（５ａ） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５１
また、スパッタリングする際のチャンバー内の真空度が１０^-4〜１０^-5［Ｔｏｒｒ］である場合には、スパッタリングターゲットの材料としてさらにＴａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｔｂのいずれか１つ、または２つ以上を含有していることが好ましい。
【００７１】
さらに、Ｔａの含有率が１〜３ａｔ％、Ｚｒの含有率が１〜３ａｔ％、Ｃｅの含有率が１〜５ａｔ％、Ｈｏの含有率が１〜５ａｔ％、Ｔｂの含有率が１〜５ａｔ％であることがより好ましい。
【００７２】
このスパッタリングターゲットは、Ｆｅ、Ａｌ、Ｏ、Ｎの不純物の含有量が各１００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。このターゲットとしては、焼結合金ターゲットや、溶製法により製造された合金ターゲットを用いることができ、特に、焼結合金ターゲットを用いるのが好ましい。この焼結合金ターゲットは、上記材料の粉末を用い、これをＨＩＰ（熱間静水圧プレス）、ホットプレス等の従来公知の方法により焼結したものとすることができる。なお上記材料粉末としては、ガスアトマイズ法等の従来公知の方法により製造したものを用いることができる。
【００７３】
これらの膜を形成するためのスパッタリングの条件は例えば次のようにする。成膜に用いるチャンバー内は真空度が１０^-5〜１０^-7［Ｔｏｒｒ］となるまで排気する。チャンバー内に基板を収容して、所望の保磁力を得るように基板を加熱、例えば２００〜２５０℃に加熱した後、Ａｒガスを導入して放電させてスパッタ成膜をおこなう。このとき、供給するパワーは０．２〜２．０［ｋＷ］とし、放電時間とパワーを調節することによって、所望の膜厚を得ることができる。
【００７４】
また、潤滑膜を形成するには、ディッピング法、スピンコート法などの従来公知の方法を採用することができる。
【００７５】
上記製造方法で製造された磁気記録媒体にあっては、
非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とＣｏ合金層を有する磁気記録媒体であって、Ｃｏ合金層の組成として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを有し、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％であり、保磁力が４５００エルステッド以上としたものであるので、ノイズ特性が良好になりＳＮＲ特性を向上させることができる。
【００７６】
また上記製造方法で製造された磁気記録媒体にあっては、Ｃｏ合金層の結晶粒の平均粒径を５〜１５ｎｍ（５０〜１５０Å）とすることができる。
【００７７】
また、上記スパッタリングターゲットによれば、少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％である材料からなるものであるので、Ｃｏ合金層２を容易に作製することができる。よって、上記磁気記録媒体の製造を容易にすることができる。
【００７８】
もうひとつの実施形態について説明する。非磁性基板上に非磁性下地層、Ｃｏ合金層、保護膜、潤滑膜を順次形成する磁気記録媒体において、Ｃｏ合金層を形成する前に非磁性下地層の上に非磁性中間層としてＣｏＣｒ合金層を、従来公知の方法、たとえばスパッター法による金属膜の形成方法により形成する。前述したように磁気記録媒体がより高記録密度に対応するためにより良好な電磁変換特性を得るためには磁性層のＣｏ合金結晶粒の容易磁化方向が極力磁気記録媒体の面内に配向しており、さらにその粒径が微細化、均一化されて、さらに粒と粒とが非磁性物質で分離されていることが求められている。そのために非磁性下地層を形成しそれらの配向と粒径とに、Ｃｏ合金粒を合わせている。さらに、より効率的にその非磁性下地層の効果をＣｏ合金に受け継がせるために非磁性中間層としてＣｏＣｒ合金層を形成するのが好ましい。
【００７９】
非磁性下地層上に非磁性中間層ＣｏＣｒ合金層が形成されることにより、Ｂ元素が直接非磁性下地層の上には成膜されないので、Ｂ元素の共有結合性による結晶構造的な等方性による非磁性下地層の配向効果の低下を緩和できるために、非磁性下地層の配向効果が効率良くＣｏ合金粒の配向、粒径に対して反映することができると推定される。その結果、磁気記録媒体の特性としてはＳ＊がより大きくなり、よりＳＮＲが良くなる。ＣｏＣｒ合金層のＣｒの含有量は２５ａt％〜５０ａt％であるのが好ましく、３３ａt％〜４０ａt％であるのがより好ましい。この範囲よりＣｒ含有量が少ないとＣｏＣｒ合金が磁化を有してしまうために、この上のＣｏ合金層の磁気特性が悪くなってしまう。この範囲よりもＣｒ含有量が多いと下地層に近くなってしまうため、前述した中間層としての効果が半減してしまう。ＣｏＣｒ合金層の厚さは５〜１００Åが好ましく、１０Å〜６０Åがより好ましい。それより薄いとＣｏＣｒ合金層を均一に成膜することができず、これより厚いとＣｏＣｒ合金の結晶粒が大きく成長してしまうため、Ｃｏ合金粒の成長が妨げられＳＮＲが悪くなる。
【００８０】
非磁性中間層を形成した場合に、より好ましい高い保磁力、より好ましい高いＳＮＲを得るためには、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔ、ＣｒおよびＢの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦１８、２０≦Ｃｒ≦２２、４≦Ｂ≦６（より好ましくは１０≦Ｐｔ≦１４、２０≦Ｃｒ≦２２、４．５≦Ｂ≦５．５）であるのが好ましい。
【００８１】
以上のように構成することにより、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有し、高い保磁力を有した磁気記録媒体を得ることができる。
【００８２】
【実施例】
以下、具体例を示して本発明の作用効果を明確化する。
図１に示すものと同様の構造の磁気記録媒体をつぎのようにして作製した。表面が良く洗浄され、十分平滑なＮｉＰメッキＡｌ基板に、表面平均粗さＲａが１２Åとなるようにダイヤモンドのスラリーを用いてテクスチャ加工を施した。この基板上に、ＤＣマグネトロンスパッター装置（アネルバ社製「３１００」）を用いて、ＣｒＷ下地層（Ｗ含有量２０ａｔ％）、ＣｏＣｒＰｔＢ合金層、保護膜を順次成膜した。スパッターをするチャンバーはスパッター前に３×１０^-7Ｔｏｒｒに排気し、Ａｒガスを導入して３ｍＴｏｒｒに維持して、成膜時にバイアスを印加して放電させた。下地層の膜厚は、７００Åとした。放電パワーと放電時間を調節してＣｏ合金層の厚さは８０Ｇμｍとした。さらにその上に、スパッター法によりカーボン保護膜を形成した。その膜厚は、１００Åとした。保護膜上に、ディッピング法によりＰＦＰＥ潤滑剤を塗布し、厚さ２０Åの潤滑膜（図示せず）を形成した。なお、各種のＣｏ合金組成を得るために、組成の異なるターゲットを順次交換して成膜した。また非磁性中間層としてＣｏＣｒ合金を下地膜とＣｏ合金を成膜する間に各種のＣｏＣｒ合金組成を得るために、組成の異なるターゲットを順次交換して成膜した。
【００８３】
振動式磁気特性測定装置（「ＶＳＭ」）を使用して、これらの磁気記録媒体の静磁気特性である保磁力、Ｓ＊、飽和磁化を測定した。
【００８４】
また、これらの磁気記録媒体の電磁変換特性を、ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。磁気ヘッドとして磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を有するヘッドを用いた。線記録密度は１５０ｋＦＣＩとした。測定項目はもっとも重要なＳＮＲとした。
【００８５】
Ｃｏ合金結晶粒径は、次のようにして求めた。試料として切り出したディスクを、研磨により５０ミクロンまで薄くした後、イオンミリングでさらに薄く加工した。加工した試料の表面を、透過電子顕微鏡を用いて、３００ＫＶＡ明視野像を直視１０００００倍の条件で観察した。その像を２５０万倍で焼き付けてＴＥＭ写真とした。ＴＥＭ写真上に観察されているＣｏ合金結晶粒から、無作為に３０００個の結晶粒を選びマークして、それらを画像解析装置を用いて解析して平均粒子径を算出した。
【００８６】
試験例であるＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量１８ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％）において、Ｂ含有量とＳＮＲ、Ｓ＊の関係を示した図２のグラフをみると、Ｂの含有量を３．５％〜６％とすることができ、４％〜６％であることがより好ましい。
【００８７】
Ｂの含有量が３．５％未満では急激にＳＮＲが悪化している。Ｂの含有量が６％を越えると、飽和磁化は緩やかにしか減少しない（データは図示していない）が、Ｓ＊は急激に減少して０．７を越えることができない。
【００８８】
表１〜４に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系における、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂの含有量を変えた試験例１〜１１２の、ＳＮＲ、Ｓ＊、Ｂｒｄ、保磁力の結果を示す。
【００８９】
【表１】

【００９０】
【表２】

【００９１】
【表３】

【００９２】
【表４】

【００９３】
表１〜４をみると、Ｃｏ合金層の組成としてＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、およびＣｒ≦２３の範囲において、ＰｔおよびＣｒの含有率［ａｔ％］が次の式（１）〜（５）全てを満足するものは、より高い保磁力を有し、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有して実用に供される磁気記録媒体とすることができる。
【００９４】
式（１）Ｐｔ≧−Ｃｒ−０．２３×（Ｂ−３）²＋３０
式（２）Ｐｔ≦−Ｃｒ−２×Ｂ＋５２
式（３）Ｐｔ≦１２×Ｂ−２０
式（４）Ｃｒ≧−１．６×Ｂ＋２１
式（５）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２
さらに、式（５）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２を、式（５ａ）Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５１とするのがより好ましい。
【００９５】
試験例であるＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量１８ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％）において、Ｃｏ合金結晶の平均粒径とＳＮＲ、Ｓ＊の関係を示した図３のグラフをみると、Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径を５０〜１５０Åとすることができ５０〜１００Åであることがより好ましい。
【００９６】
Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径が５０Å未満では、飽和磁化は緩やかにしか減少しない（データは図示していない）が、Ｓ＊は急激に減少して０．７を越えることができない。
【００９７】
逆に、Ｃｏ合金層２のＣｏ合金結晶の平均粒径が１５０Åを越えると、急激にＳＮＲが悪化する。
【００９８】
表５に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量２０ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％、Ｂの含有量４ａｔ％）にＴａを１〜３及び４ａｔ％添加した試験例１１３〜１１６の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。Ｔａを１〜３ａｔ％添加すると、保磁力、Ｓ＊は若干低下するが、ＳＮＲは改善される。含有量が３ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。したがってＴａの添加量は１〜３ａｔ％とすると効果があることが分かる。
【００９９】
【表５】

【０１００】
表６に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量２０ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％、Ｂの含有量４ａｔ％）にＺｒを１〜３及び４ａｔ％添加した試験例１１７〜１２０の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
【０１０１】
Ｚｒを１〜３ａｔ％添加すると、保磁力は変化せず、Ｓ＊は若干低下するが、ＳＮＲは改善される。含有量が３ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、Ｓ＊が低下し、ＳＮＲも悪化する。したがってＺｒの添加量は１〜３ａｔ％とすると効果があることが分かる。
【０１０２】
【表６】

【０１０３】
表７に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量２０ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％、Ｂの含有量４ａｔ％）にＣｅを１〜６ａｔ％添加した試験例１２１〜１２６の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
【０１０４】
Ｃｅを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。したがってＣｅの添加量は１〜５ａｔ％とすると効果があることが分かる。
【０１０５】
【表７】

【０１０６】
表８に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量２０ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％、Ｂの含有量４ａｔ％）にＨｏを１〜６ａｔ％添加した試験例１２７〜１３２の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
【０１０７】
Ｈｏを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。Ｈｏの添加量は１〜５ａｔ％とすると効果がある。さらに総合的に評価して添加量を評価する。したがってＨｏの添加量は１〜３ａｔ％とすると効果があることが分かる。
【０１０８】
【表８】

【０１０９】
表９に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量２０ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％、Ｂの含有量４ａｔ％）にＴｂを１〜６ａｔ％添加した試験例１３３〜１３８の静磁気特性と電磁変換特性の結果を示す。
【０１１０】
Ｔｂを１〜５ａｔ％添加すると、保磁力は若干高くなり、Ｓ＊は変化しないが、ＳＮＲは改善される。含有量が５ａｔ％を越えると、保磁力が低下し、ＳＮＲも悪化する。Ｔｂの添加量は１〜５ａｔ％とすると効果がある。さらに総合的に評価して添加量を評価する。したがってＴｂの添加量は１〜３ａｔ％とすると効果があることが分かる。
【０１１１】
【表９】

【０１１２】
表１０に、非磁性中間層のＣｏＣｒ合金の、Ｃｒの含有量、膜厚を変えた試験例１３９〜１５７の、ＳＮＲ、Ｓ＊、Ｂｒｄ、保磁力の結果を示す。
【０１１３】
【表１０】

【０１１４】
表１０をみるとＣｏＣｒ合金のＣｒの含有量は２５ａt％〜５０ａt％であるのが好ましく、３３ａt％〜４０ａt％であるのがより好ましいのがわかる。ＣｏＣｒ合金層の厚さは５〜１００Åが好ましく、１０Å〜６０Åがより好ましいのがわかる。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とＣｏ合金層を有する磁気記録媒体において、Ｃｏ合金層の組成として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％であり、保磁力が４５００エルステッド以上としているので、高Ｂｒで低ノイズすなわち高いＳＮＲを有し、高い保磁力を有した磁気記録媒体を得ることができる。この磁気記録媒体は高記録密度に適している。
【０１１６】
また、本発明のスパッタリングターゲットによれば、少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％である材料からなるものであるので、Ｃｏ合金層を容易に作製することができる。よって、上記磁気記録媒体の製造を容易にすることができる。
【０１１７】
また、本発明の磁気記録再生装置によれば、磁気記録媒体が、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とＣｏ合金層を有する磁気記録媒体において、Ｃｏ合金層の組成として少なくともＣｒ、Ｐｔ、およびＢを含み、Ｂの含有率が３．５〜６ａｔ％であり、保磁力が４５００エルステッド以上としているので、ＳＮＲ特性が向上し高記録密度が可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示す一部断面図である。
【図２】本発明の磁気記録媒体の試験例であるＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量１８ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％）において、Ｂ含有量とＳＮＲ、Ｓ＊の関係を示したグラフである。
【図３】本発明の磁気記録媒体の試験例であるＣｏＣｒＰｔＢ合金系（Ｃｒの含有量１８ａｔ％、Ｐｔの含有量１８ａｔ％）において、Ｃｏ合金結晶の平均粒径とＳＮＲ、Ｓ＊の関係を示したグラフである。
【図４】図１に示す磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
Ｓ・・・基板、１・・・非磁性下地層、２・・・Ｃｏ合金層、３・・・保護膜、４・・・潤滑膜、９・・・磁気記録媒体、１０・・・媒体駆動部、１１・・・磁気ヘッド、１２・・・ヘッド駆動部、１３・・・記録再生信号処理系

Claims (7)

1. 非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層とＣｏ合金層をこの順で成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、Ｃｏ合金層は、少なくともＣｒ、Ｐｔ、Ｂを含有し、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｂの含有率［ａｔ％］が１０≦Ｐｔ≦２６、Ｃｒ≦２３、３．５≦Ｂ≦６の範囲で式（１）〜（５）全てを満足するスパッタリングターゲットを用いて、成膜チャンバー内の真空度を５×１０ ^−７ Ｔｏｒｒより高めた後にスパッタリングガスを導入しスパッタリング法で形成し、Ｃｏ合金層の保磁力を４５００エルステッド以上とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
   式（１） Ｐｔ≧−Ｃｒ−０．２３×（Ｂ−３） ^２ ＋３０
   式（２） Ｐｔ≦−Ｃｒ−２×Ｂ＋５２
   式（３） Ｐｔ≦１２×Ｂ−２０
   式（４） Ｃｒ≧−１．６×Ｂ＋２１
   式（５） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５２
2. 請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法において、式（５）を次の式（５ａ）としたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
   式（５ａ） Ｃｒ≦−５×Ｂ＋５１
3. Ｃｏ合金層の組成としてＴａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｔｂのいずれか１つ、または２つ以上を含有していることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. Ｔａの含有率が１〜３ａｔ％、Ｚｒの含有率が１〜３ａｔ％、Ｃｅの含有率が１〜５ａｔ％、Ｈｏの含有率が１〜５ａｔ％、Ｔｂの含有率が１〜５ａｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 非磁性下地層とＣｏ合金層との間に非磁性中間層としてＣｏＣｒ合金層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. ＣｏＣｒ合金層のＣｒ含有率が２５〜５０ａｔ％であることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の製造方法で製造した磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。

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