磁気記録媒体及びその製造方法
【課題】 高保磁力で、熱揺らぎの影響を受けにくく、かつ大幅なＳ／Ｎ比の改善をもたらす磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 基板上に少なくとも、下地層及び磁性層を順次積層してなる磁気記録媒体において、前記下地層と前記基板との間にプリコート層を介在させ、前記プリコート層がＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを順次積層することにより構成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【解決手段】 基板上に少なくとも、下地層及び磁性層を順次積層してなる磁気記録媒体において、前記下地層と前記基板との間にプリコート層を介在させ、前記プリコート層がＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを順次積層することにより構成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューターの外部記憶装置に搭載されるハードディスク等の磁気記録媒体に係り、特に、基板と下地層との間に下地層と磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を設けた高保磁力且つ低ノイズの磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の磁気記録媒体としては、例えば、本出願人の先願である特願平１１−０９４３９１号の明細書に記載されているような磁気記録媒体が提案されている。この磁気記録媒体は、基板上に少なくとも２層以上からなる非磁性膜間に中間層を介在させたシード層、Ｃｒ又はＣｒ合金下地層、Ｃｏ合金磁性層を順次積層してなるもので、高保磁力且つ低ノイズを達成するものである。
【０００３】この磁気記録媒体における高保磁力化は、シード層が、下地層であるＣｒ又はＣｒ合金の体心立方晶（ｂｃｃ）における（１１０）面の結晶配向性を高め、その上にエピタキシャル成長するＣｏ磁性層の磁化容易軸（ｃ軸）が面内と平行となる（１００）面の結晶配向性が向上して達成される。また、この磁気記録媒体はシード層を設けたことにより下地層の膜厚を薄くすることができるので、下地層の薄膜化により、その上のＣｏ磁性粒子が微細化し、記録ビット間の磁化遷移領域（磁壁幅）を小さくできるため、ノイズを低減することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、磁気記録媒体のより一層の高記録密度化に供ないノイズを低減させ、Ｓ／Ｎ比を向上させた磁気記録媒体の開発が望まれている。このためには磁性層を結晶粒径を可能な限り微細化する必要があるが、磁性層の結晶粒径を非常に微細化すると、磁化が熱的に不安定となり、記録された信号が時間とともに減衰し、しまいには記録された信号が消滅してしまう現象、即ち熱揺らぎと呼ばれる現象が起こるという問題がある。ノイズと熱揺らぎとはトレードオフの関係にあり、磁性層の結晶粒径を微細化していくと、ノイズは低減するが、熱揺らぎによる信号減衰は大きくなり、記録された信号が時間とともに減衰又は消滅し易くなる。熱揺らぎが起こると、信号減衰（再生出力の低下）の他に、媒体ノイズの増加や、ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の値が劣化する。
【０００５】高密度記録に望ましい媒体の微細構造としては、磁性層の結晶粒子を微細化するとともに、粒子サイズの分散（粒径分布）を小さくし、熱揺らぎの影響を受けやすい過度に微細な粒子の生成を抑えることが重要になってきている。磁性層の結晶構造は下層の結晶構造を引継いで得られるものであるから、下層の結晶粒子をより微細化するとともに、粒径分布を小さくする必要がある。
【０００６】本発明者等は、基板と下地層との間にプリコート層を介在させることにより磁性層の結晶粒子の微細化と粒子サイズの分散性の改善とをはかることが出来るのではないかとの知見に基づき、鋭意検討を重ねた結果、本発明をなすに到った。したがって、本発明は高保磁力で、熱揺らぎの影響を受けにくく、かつ大幅なＳ／Ｎ比の改善をもたらす磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）基板上に少なくとも下地層と、磁性層とを順次形成された磁気記録媒体において、前記基板と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を介在させ、前記プリコート層が、前記基板側からＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とが順次積層されていることを特徴とする磁気記録媒体。
（構成２）前記プリコート層の結晶構造は、アモルファス構造か、或いは、殆どアモルファス構造であることを特徴とする構成１記載の磁気記録媒体。
（構成３）前記プリコート層は、窒素が含まれていることを特徴とする構成１又は２記載の磁気記録媒体。
（構成４）前記窒素は、１〜２０ａｔ％含まれていることを特徴とする構成３に記載の磁気記録媒体。
（構成５）前記上層は、Ｃｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含むＣｒ合金であることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成６）前記プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層が形成されていることを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成７）前記下層の膜厚が、５０〜２０００Åであることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成８）前記上層の膜厚が、５〜３００Åであることを特徴とする構成１乃至７の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成９）前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１乃至８の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成１０）線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用することとを特徴とする構成１乃至９の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【０００８】（構成１１）基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（構成１２）前記プリコート層は、不活性ガスと窒素とを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることを特徴とする構成１１記載の磁気記録媒体の製造方法。
（構成１３）混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることを特徴とする構成１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
（構成１４）前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１１乃至１３の何れか一に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０００９】上記構成１によれば、プリコート層は、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とから構成されている。下層のＮｉとＰとを含む層は、基板表面の有機汚染物質や基板から浸出するアルカリ不純物を遮断する役割と、基板表面の表面状態（結晶構造など）をキャンセル（上に形成する膜に対し結晶成長に影響を与えないように遮断する）役割がある。下層のＮｉとＰとを含む層には、上記効果を逸脱しない範囲で、他の元素を添加することができる。例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｔｉなどが挙げられる。これらの元素の含有量は、５０ａｔ％以下に抑えることが好ましい。また、下層に含まれるＰ（リン）の含有量は、上記効果を有するために、１０〜３０ａｔ％が好ましい。
【００１０】上層のＣｒ合金からなる層は、その上に形成する膜の初期成長膜の働きを持たせる。初期成長膜の働きを持たせるためにはＣｒに添加する元素としては、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種を選択することができる。Ｃｒと上記元素を含む材料は、微結晶粒径を得ることができ、しかも粒径分布が非常に小さくなる性質を有する。従って、熱揺らぎの影響を回避しつつ、Ｓ／Ｎ比を２〜４ｄＢ程度、大幅に向上させ、かつＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の改善を図ることができる。上述と同様に、上層のＣｒ合金には、上記効果を逸脱しない範囲で、他の元素を添加することができる。例えば、Ｂ，Ｃ，Ｏなどが挙げられる。ごれらの元素の含有量は、１０ａｔ％以下に抑えることが好ましい。また、上層に含まれる上記元素（Ｚｒ、Ｎｂ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種の元素）の含有量は、上記効果を有するために、１０〜５０ａｔ％が好ましい。また、上記プリコート層は、下層と上層との積層構造となっていることが重要であって、下層のみの単層とした場合には、Ｓ／Ｎ比は０．８ｄＢ程度、上層のみの単層とした場合には、０．３ｄＢ程度しか改善されないが、下層と上層との積層構造にすることにより、２〜４ｄＢ程度の大幅な改善が得られる。また、上記プリコート層は、これらのＳ／Ｎ比の大幅な改善効果を逸脱しない範囲であれば、下層と上層との間に中層を設けてもかまわない。
【００１１】上記構成２にあるように、前記プリコート層の結晶構造は、アモルファスか、殆どアモルファス構造とする。ここで、アモルファス、殆どアモルファス構造とは、Ｘ線ディフラクトメーターで測定したとき、明確なＸ線回折ピークがないか、Ｘ線回折ピークが極めてブロードになっている状態を指す。このような結晶構造とするために、プリコート層（下層、上層）に、窒素が含有される。窒素は、結晶粒を微細化させる働きを有し、上記効果を引き出す役割がある。プリコート層に含まれる窒素の含有量は、１〜２０ａｔ％が好ましい。１ａｔ％未満の場合、微細化の効果がなくなるので好ましくなく、２０ａｔ％を超えると成膜（スパッタリング）速度が著しく低下するので好ましくない。好ましくは、３〜２０ａｔ％が望ましい。 尚、プリコート層の形成方法には特に限定されない。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などが挙げられる。
【００１２】また、上記構成５にあるように、上層のＣｒ合金をＣｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含む材料とすることにより、結晶粒の微細化と粒径の均一化がさらに図れるので、ノイズ低減、ＰＷ５０値の改善、熱揺らぎ耐性の点で好ましい。また、上記構成６にあるように、プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層を形成することにより、さらに結晶粒径の均一化が促進され、Ｓ／Ｎ比、熱揺らぎ耐性が向上するので好ましい。シード層の材料には特に制限はない。例えば、ＮｉＡｌ，ＡｌＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＴｉ，ＣｏＦｅ，ＣｏＴｉ，ＣｏＨｆ，ＣｏＺｒ，ＮｉＴｉ，ＣｕＺｎ，ＡｌＭｎ，ＡｌＲｅ，ＡｇＭｇ，ＣｕＳｉ，ＮｉＧａ，ＣｕＢｅ，ＭｎＶ，ＮｉＺｎ，ＦｅＶ、ＣｒＴｉ，ＣｒＮｉ，ＮｉＡｌＲｕ，ＮｉＡｌＷ，ＮｉＡｌＴａ，ＮｉＡｌＨｆ，ＮｉＡｌＭｏ，ＮｉＡｌＣｒ，ＮｉＡｌＺｒ，ＮｉＡｌＮｂ，Ａｌ2ＦｅＭｎ2などが挙げられる。
【００１３】また、上記構成７にあるように、下層の膜厚は、５０〜２０００Åとすることが好ましい。より好ましくは、３００〜１５００Åとすることが望ましい。５０Å未満の場合，基板表面の汚染物質の影響を受け、また、基板表面の表面状態（結晶構造など）おキャンセル（上に形成する膜に対し結晶成長に影響を与えないように遮断する）効果がなくなり、上層の初期成長膜の結晶粒径分布の均一化が得られなくなるので好ましくなく、また、２０００Åを超える場合、下層の結晶粒径が大きくなり、その影響で、磁性層の結晶粒径も大きくなりＳ／Ｎ比が低下するので好ましくない。また、ＮｉＰの膜応力が大きくなり、上層の付着強度が低下するので好ましくない。膜厚とＳ／Ｎ比との関係は、磁性層の材料によりＳ／Ｎ比のピークは変化するが、３００〜１５００Åの間でＳ／Ｎ比のピークを持つ。
【００１４】また、上記構成８にあるように、上層の膜厚は、５〜３００Åであることが好ましい。より好ましくは、１５〜２００Åとすることが望ましい。５Å未満の場合、膜が極めて薄く、上述の上層の効果が発揮しないので好ましくなく、また、３００Åを超える場合、結晶粒径が大きくなり、その影響で、磁性層の結晶粒径も大きくなりＳ／Ｎ比が低下するので好ましくない。膜厚とＳ／Ｎ比との関係は、磁性層の材料とは無関係に３０Å付近でＳ／Ｎ比のピークを持つ。
【００１５】また、上述した本発明の磁気記録媒体において、基板の材質には、特に制限はない。例えば、ガラス基板（結晶化ガラス基板を含む）、アルミニウム合金基板、セラミックス基板、カーボン基板、シリコン基板等を使用することができる。中でも、構成９にあるように、基板材料がガラス基板（結晶化ガラス基板を含む）の場合、ガラスがアモルファス構造を有するため、下層のアモルファス構造のＮｉとＰを含む膜との相性が良く、ＮｉとＰとの結晶の偏析がなくなる。ガラス基板の硝種としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルミノポロシリケートガラス、ポロシリケートガラス、結晶化ガラス、石英ガラス等が挙げられる。
【００１６】また、構成１０にあるように、本発明の磁気記録媒体は、線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用する場合に、特に有用である。磁気記録媒体の高密度化は、線記録密度および、トラック記録密度を上げることが一般的である。より高密度記録再生が要求される近年において、高い線記録密度で特性の良い媒体（磁気ディスク）であることは、大変意味のあることであり、本発明の磁気記録媒体はこのような線記録密度が３００ｋｆｃｉという高密度記録再生で使用する環境において特に効果を発揮する。
【００１７】また、構成１１にあるように、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする。プリコート層をスパッタリングによって形成することにより、純度の高いＮｉとＰとを含むアモルファス相を均一な膜厚で形成することができるからである。スパッタリング時の条件（基板温度、ガス圧力、成膜時間等）については、適宜調整して行う。
【００１８】また、構成１２にあるように、プリコート層は、不活性ガスと窒素ガスとを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより、窒素がプリコート層の結晶粒径の微細化と均一化させることができる。本発明の効果を逸脱しない範囲内で、不活性ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｋｒ等）と窒素ガス以外に、反応性ガス（例えば、酸素、水素等）を含有させても良い。混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることが好ましい。さらに好ましくは、３０〜６０％とすることが望ましい。２０％未満の場合、結晶粒径が微細化できないので好ましくなく、８０％を超えると、著しいスパッタリングレートの低下と、多層への窒素の回り込みによる保磁力の低下、ＰＷ５０値の低下になるので好ましくない。尚、窒素の含有量が５０％付近で、ＰＷ５０値、Ｓ／Ｎ比の値が最適値を持つ。。また、上述の理由で、基板の材料は、ガラス基板とすることが好ましい。
【００１９】本発明の上記記録媒体において、下地層、磁性層は特に制限されない。下地層は、磁気特性を向上させる目的で形成され、Ｃｏを主成分とする磁性層の場合、Ｃｒ単体やＣｒ合金が使用される。Ｃｒ合金としては、ＣｒＶ，ＣｒＷ，ＣｒＭｏ，ＣｒＴｉなどが挙げられる。下地層は、単層でも、複数層としても良い。磁性層としては、例えば、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ，ＣｏＣｒ，ＣｏＮｉ，ＣｏＮｉＣｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＰｔＣｒ，ＣｏＮｉＰｔやＣｏＮｉＣｒＰｔ，ＣｏＮｉＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＢ，ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＴａＢなどの磁性膜などが挙げられる。磁性層は、磁性膜を非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＭｎＣなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成（例えば、ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＰｔＴａなど）や、磁性膜を非磁性膜を介さず、直接形成した積層構造としても良い。
【００２０】磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）又は巨大（大型）磁気記抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）対応の磁性層としては、Ｃｏ系合金に、Ｙ、Ｓｉ希土類元素、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｎから選択される不純物元素、またはこれらの不純物元素の酸化物を含有させたものなども含まれる。また磁性層としては、上記のほか、フェライト系、鉄−希土類系や、ＳｉＯ2 やＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどであっても良い。また、磁性層は、面内型、垂直型の何れの記録形式であっても良い。また、下地層と磁性層との間に、磁性層の結晶配向を制御する中間層を形成しても良い。中間層としては、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＮｂなどが挙げられる。
【００２１】磁性層上には、必要に応じて、保護層、潤滑層を形成することができる。保護層は、磁性層を磁気ヘッドの接触摺動による破壊から防護する目的で形成する。保護層は、１層又は２層以上から構成することができる。保護層としては、例えば、クロム膜、酸化ケイ素膜、カーボン膜、水素化カーボン膜、窒化カーボン膜、水素窒素化カーボン膜、ジルコニア膜、窒化珪素膜、炭化珪素膜等を挙げることができる。なお、保護層は、スパッタリング法等の公知の成膜方法で形成することができる。潤滑層は、磁気ヘッドとの接触摺動による抵抗を低減する目的で設けられ、例えば、液体潤滑剤であるパーフルオロポリエーテル等が一般的に用いられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気記録媒体について実施例によりさらに説明する。
実施例１本実施例の磁気記録媒体は、図１に示す通り、ガラス基板１上にプリコート層２、シード層３、下地層４、中間層５、磁性層６、保護層７、潤滑層８を順次積層してなる磁気ディスクである。ガラス基板１は、化学強化されたアルミノシリケートガラスからなり、その表面粗さはＲｍａｘ＝３．２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍで鏡面研磨されている。プリコート層２は２層の合金膜２１と２２とからなり、下層の合金膜２１はＮｉＰの窒化膜（膜厚３００Å）からなり上層の合金膜はＣｒＺｒの窒化膜（膜厚３０Å）からなる。合金膜２１におけるＮｉとＰとの原子重量組成比は８０：２０である。また合金膜２２におけるＣｒとＺｒとの原子重量組成比は６０：４０（実施例１）又は８０：２０である。合金膜２１，２２に含まれる窒素の含有量は、４ａｔ％である。（ＥＳＣＡ分析値）
【００２３】合金膜２１および合金膜２２はそれぞれＡｒ５０％、Ｎ2 ５０％の混合ガス雰囲気中でスパッタリングにより連続して形成される。基板１を２００℃に加熱した後、予熱下で合金膜２１と２２とを連続してスパッタリングにより成膜する。なお基板加熱時に２２０℃以上に温度を上げると、ＮｉＰが磁化し、ノイズ源となるため、温度管理が重要である。なお合金膜２１のＰの一部をＡｌで置換してＮｉＰ1-x Ａｌx とすることも出来る。また合金膜２２のＺｒに替えて、Ｗ，Ｎｂ，Ｈｆを用いても良い。また合金膜２１，２２の作製時に基板１に−２００Ｖ〜−３００ＶのＤＣ基板バイアスをかけても良い。さらに基板１は等方性基板に限らず、周方向異方性を持つものであっても良い。
【００２４】シード層３は基板１を再度２００℃に加熱した後、ＮｉＡｌ薄膜により形成される。ＮｉＡｌ薄膜はＮｉ：５０ａｔ％、Ａｌ：５０ａｔ％の組成比で構成される。下地層４は、ＣｒＶ薄膜（膜厚：１００Å）で、磁性層の結晶構造を良好にするために設けられている。このＣｒＶ薄膜は、Ｃｒ：８０ａｔ％、Ｖ：２０ａｔ％の組成比で構成されている。また、中間層５は、ＣｏＣｒ薄膜（膜厚：３０Å）で、磁性層のＣ軸の配向を良好にするために設けられている。なお、このＣｏＣｒ薄膜は、Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：３５ａｔ％でＨＣＰ結晶構造の非磁性膜である。
【００２５】磁性層６はＣｏＣｒＰｔＢ合金薄膜（膜厚：２００Å）でＣｏ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｂの含有量はＣｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％である。保護層７は、磁性層６が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのものであり、膜厚４５Åの水素化カーボン膜からなる。潤滑層８は、パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤からなり、この膜によって磁気ヘッドとの接触を緩和している。なお、膜厚は８Åである。
【００２６】次に、上述の構成からなる磁気ディスクの製造方法について説明する。まず、イオン交換によって化学強化したガラス基板１の主表面を精密研磨によって鏡面（Ｒｍａｘ＝３．２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍ）にする。次に、このガラス基板１の主表面上にインライン方式のスパッタリングによって、プリコート層２、シード層３、下地膜４、中間層５、磁性層６、保護層７を順次成膜した。次いで、保護層７上にパーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤をディップ処理することによって潤滑層８を形成し磁気ディスクを得た。
【００２７】この得られた磁気ディスクのＳ／Ｎ比、ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）を測定した結果、Ｓ／Ｎ比は２７．４４ｄＢ、ＰＷ５０値も１２．９７ｎｓｅｃと良好であった。Ｓ／Ｎ比の値は大きい程ノイズが小さいので好ましく、例えば、０．５ｄＢ程度違うと記録密度で約０．６Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 の差があるといわれている。ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）値は小さい程好ましく、０．６ｎｓｅｃ程度違うと記録密度で約０．８Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 の差があるといわれている。
【００２８】なお、Ｓ／Ｎ比及びＰＷ５０値は以下の測定方法により測定した。Ｓ／Ｎ比は、記録再生出力の測定を次のようにして行い、求めた。磁気ヘッド浮上量が０．０２μｍの巨大磁気抵抗型ヘッド（以後、ＧＭＲヘッドと称す）を用いて、ＧＭＲヘッドと磁気ディスクの相対速度を１０ｍ／ｓｅｃとして線記録密度４２６ｋｆｃｌ（１インチあたり４２６０００ビットの線記録密度）における記録再生出力を測定した。また、キャリア周波数８２．３ＭＨｚで、測定帯域を９８．７６ＭＨｚとしてスペクトラムアナライザにより、信号記録再生時のノイズスペクトラムを測定した。本測定に用いたＭＲヘッドは、書き込み／読み取り側にそれぞれトラック幅０．８５／０．６μｍ、磁気ヘッドギャップ長は０．２５／０．１４μｍである。
【００２９】ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の測定は次のようにして行った。ＰＷ５０値測定用のＭＲヘッドを搭載した電磁変換特性測定機（ＧＵＺＩＫ）で孤立再生信号を抽出し、グランド（０）に対する出力信号のピーク値の５０％における孤立波形の幅をＰＷ５０値とした。なお、このＰＷ５０値は高記録密度のためには、小さければ小さいほど良い。これは、パルス幅が狭いと同一面積上により多くのパルス（信号）を書き込めることになるからである。一方、ＰＷ５０値が大きいと、隣り合うパルス（信号）同士が干渉しあい、信号を読み出すときにエラーとなって現れる。この波形干渉がエラーレートを悪くする。これらから、ＰＷ５０値は１９．２ｎｓｅｃ以下にする必要がある。
【００３０】実施例２、３磁性層６をＣｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％としたものを実施例２とし、Ｃｏ：６１．５ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｔａ：０．５ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％としたものを実施例３とし、他は実施例１と同様とし、プリコート層２を構成する合金膜（ＮｉＰ窒化膜）２１の厚さを３０Å〜２０００Åに変化させてＳ／Ｎ比を測定し、表１及び図２を得た。
【００３１】
【表１】
【００３２】その結果、ＮｉＰ窒化膜の膜厚の増加とともに、Ｓ／Ｎ比は改善していくが、磁性層がもつポテンシャルに達したところで、Ｓ／Ｎ比が飽和していることがわかる。すなわち、磁性層材料がもつ特性によって、Ｓ／Ｎ比が飽和する膜厚が異なることを表１、図２は示している（実施例２のＣｏＣｒＰｔＢ磁性層の場合は６００〜９００Å付近から、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ磁性層の場合は１３００Å付近でＳ／Ｎ比の値が飽和している。）。
【００３３】実施例４、５また、プリコート層２を構成する合金膜（ＣｒＺｒ窒化膜）２２の厚さを２０〜４００Åに変化させてＳ／Ｎ比を測定し表２及び図３を得た。尚、磁性層の組成は、実施例２のものと同じ合金膜を使用したものを実施例４、実施例３のものと同じ合金膜を使用したものを実施例５とし、他は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。その結果、ＣｒＺｒ窒化膜の膜厚が３０Åの時、Ｓ／Ｎ比のピークを持つことがわかった。尚、この最適値は磁性層の材料によらない。このことは、ＣｒＺｒ窒化膜がシード層の核として作用する膜厚が３０Å前後であることを意味し、ＣｒＺｒ窒化膜の膜厚を正確にコントロールする必要があることを示している。つまり、プリコート層上に形成されるシード層などの結晶粒径の分布において、分散の小さい（結晶粒径がそろった）ものとするためには、上層であるＣｒＺｒ窒化膜の膜厚を正確に制御する必要があることを示している。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例６〜８プリコート層２成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2ガスの量をそれぞれ１０％（実施例６）、２０％（実施例７）、５０％（実施例１）、７０％（実施例８）に変化させ、他は実施例１と同様としてＰＷ５０値及びＳ／Ｎ比を測定し、表３及び図４、図５を得た。
【表３】
その結果、ＰＷ５０値、Ｓ／Ｎ比共にプリコート層２成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2ガスの量が５０％のとき、最適点を持つことがわかる。
【００３６】実施例９、１０及び比較例１、２、３プリコート層を形成しなかった場合（比較例１、２、３）とプリコート層を形成した場合（実施例９（実施例１の上層のＣｒとＺｒの比率を（Ｃｒ：６０ａｔ％、Ｚｒ：４０ａｔ％）に変更した他は同じ。）、実施例１０（実施例１の上層の膜厚を５０Åに変更した他は同じ。））とについてそれぞれ磁気ディスクを作製し、線記録密度に対する規格化メディアノイズを測定して図６の結果を得た。尚、規格化メディアノイズは、出力（ＬＦ）が大きいと、ノイズも大きくなることから、ＬＦ（出力）で規格化したもので、（（ノイズ）＾２／（ＬＦ）＾２）＊１００００で表わされる。単位は、Ｐｎ／（Ｖｏ＾２）＊１００００（Ｐｎ：ノイズパワー、Ｖｏ：出力電圧）である。測定方法は、スペクトラムアナライザーを使用して測定され、ノイズ範囲（Ｎｏｉｓｅ Ｓｐａｎ）は、０．６〜９８．７６ＭＨｚで測定を行った。
【００３７】尚、比較例１，２，３の磁気ディスクの膜構造は以下の通りである（／は順に積層していることを示す。また、元素記号の下付きは、原子比（単位：ａｔ％）を示す。）。
比較例１：Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ90Ｗ10（膜厚：１０Å）／Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：１００Å）／Ｃｏ65Ｃｒ35（膜厚：３０Å）／Ｃｏ62Ｃｒ20Ｐｔ12Ｂ6（膜厚：１２０Å）／Ｃｒ19Ｍｎ9Ｃ2（膜厚：３０Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１２０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
比較例２：（Ｎｉ50Ａｌ50）Ｎ2（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ90Ｗ10（膜厚：１０Å）／Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：１００Å）／（Ｃｏ65Ｃｒ35）Ｏ0.1（膜厚：３０Å）／Ｃｏ62Ｃｒ20Ｐｔ12Ｂ6（膜厚：１２０Å）／Ｃｒ19Ｍｎ9Ｃ2（膜厚：３０Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１２０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
比較例３：Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：４００Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：６０Å）／Ｃｏ65Ｃｒ35（膜厚：１５Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１９０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
【００３８】その結果、図６に示すように実施例７，８と比較例１，２，３の磁気記録媒体の線記録密度に対する規格化メディアノイズの特性を比べてみると、比較的小さい（２００ｋｆｃｉ程度）線記録密度での規格化メディアノイズの値は、実施例７，８と比較例１，２，３との間の差は最大で０．５［Ｐｎ／Ｖｏ2＊ｅ-4］程度だが、高線記録密度（３００ｋｆｃｉ以上）での規格化メディアノイズの値は、実施例７，８と比較例１，２，３との間で、最大１．５［Ｐｎ／Ｖｏ2＊ｅ-4］程度となった。これは、本発明の磁気記録媒体が、特に高線記録密度（３００ｋｆｃｉ以上）において特に有効であることを示している。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高記録密度においてＳ／Ｎ比を大幅に改善した磁気記録媒体を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図。
【図２】プリコート層の下層の厚さとＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図３】プリコート層の上層の厚さとＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図４】プリコート層成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2 ガス含有量とＰＷ５０値との関係を示す図。
【図５】プリコート層成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2 ガス含有量とＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図６】線記録密度と規格化メディアノイズとの関係を示す図。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ プリコート層
２１ ＮｉＰ窒化膜
２２ ＣｒＺｒ窒化膜
３ シード層
４ 下地層
５ 中間層
６ 磁性層
７ 保護層
８ 潤滑層
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューターの外部記憶装置に搭載されるハードディスク等の磁気記録媒体に係り、特に、基板と下地層との間に下地層と磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を設けた高保磁力且つ低ノイズの磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の磁気記録媒体としては、例えば、本出願人の先願である特願平１１−０９４３９１号の明細書に記載されているような磁気記録媒体が提案されている。この磁気記録媒体は、基板上に少なくとも２層以上からなる非磁性膜間に中間層を介在させたシード層、Ｃｒ又はＣｒ合金下地層、Ｃｏ合金磁性層を順次積層してなるもので、高保磁力且つ低ノイズを達成するものである。
【０００３】この磁気記録媒体における高保磁力化は、シード層が、下地層であるＣｒ又はＣｒ合金の体心立方晶（ｂｃｃ）における（１１０）面の結晶配向性を高め、その上にエピタキシャル成長するＣｏ磁性層の磁化容易軸（ｃ軸）が面内と平行となる（１００）面の結晶配向性が向上して達成される。また、この磁気記録媒体はシード層を設けたことにより下地層の膜厚を薄くすることができるので、下地層の薄膜化により、その上のＣｏ磁性粒子が微細化し、記録ビット間の磁化遷移領域（磁壁幅）を小さくできるため、ノイズを低減することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、磁気記録媒体のより一層の高記録密度化に供ないノイズを低減させ、Ｓ／Ｎ比を向上させた磁気記録媒体の開発が望まれている。このためには磁性層を結晶粒径を可能な限り微細化する必要があるが、磁性層の結晶粒径を非常に微細化すると、磁化が熱的に不安定となり、記録された信号が時間とともに減衰し、しまいには記録された信号が消滅してしまう現象、即ち熱揺らぎと呼ばれる現象が起こるという問題がある。ノイズと熱揺らぎとはトレードオフの関係にあり、磁性層の結晶粒径を微細化していくと、ノイズは低減するが、熱揺らぎによる信号減衰は大きくなり、記録された信号が時間とともに減衰又は消滅し易くなる。熱揺らぎが起こると、信号減衰（再生出力の低下）の他に、媒体ノイズの増加や、ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の値が劣化する。
【０００５】高密度記録に望ましい媒体の微細構造としては、磁性層の結晶粒子を微細化するとともに、粒子サイズの分散（粒径分布）を小さくし、熱揺らぎの影響を受けやすい過度に微細な粒子の生成を抑えることが重要になってきている。磁性層の結晶構造は下層の結晶構造を引継いで得られるものであるから、下層の結晶粒子をより微細化するとともに、粒径分布を小さくする必要がある。
【０００６】本発明者等は、基板と下地層との間にプリコート層を介在させることにより磁性層の結晶粒子の微細化と粒子サイズの分散性の改善とをはかることが出来るのではないかとの知見に基づき、鋭意検討を重ねた結果、本発明をなすに到った。したがって、本発明は高保磁力で、熱揺らぎの影響を受けにくく、かつ大幅なＳ／Ｎ比の改善をもたらす磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）基板上に少なくとも下地層と、磁性層とを順次形成された磁気記録媒体において、前記基板と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を介在させ、前記プリコート層が、前記基板側からＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とが順次積層されていることを特徴とする磁気記録媒体。
（構成２）前記プリコート層の結晶構造は、アモルファス構造か、或いは、殆どアモルファス構造であることを特徴とする構成１記載の磁気記録媒体。
（構成３）前記プリコート層は、窒素が含まれていることを特徴とする構成１又は２記載の磁気記録媒体。
（構成４）前記窒素は、１〜２０ａｔ％含まれていることを特徴とする構成３に記載の磁気記録媒体。
（構成５）前記上層は、Ｃｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含むＣｒ合金であることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成６）前記プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層が形成されていることを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成７）前記下層の膜厚が、５０〜２０００Åであることを特徴とする構成１乃至６の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成８）前記上層の膜厚が、５〜３００Åであることを特徴とする構成１乃至７の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成９）前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１乃至８の何れか一に記載の磁気記録媒体。
（構成１０）線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用することとを特徴とする構成１乃至９の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【０００８】（構成１１）基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（構成１２）前記プリコート層は、不活性ガスと窒素とを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることを特徴とする構成１１記載の磁気記録媒体の製造方法。
（構成１３）混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることを特徴とする構成１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
（構成１４）前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１１乃至１３の何れか一に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０００９】上記構成１によれば、プリコート層は、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とから構成されている。下層のＮｉとＰとを含む層は、基板表面の有機汚染物質や基板から浸出するアルカリ不純物を遮断する役割と、基板表面の表面状態（結晶構造など）をキャンセル（上に形成する膜に対し結晶成長に影響を与えないように遮断する）役割がある。下層のＮｉとＰとを含む層には、上記効果を逸脱しない範囲で、他の元素を添加することができる。例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｔｉなどが挙げられる。これらの元素の含有量は、５０ａｔ％以下に抑えることが好ましい。また、下層に含まれるＰ（リン）の含有量は、上記効果を有するために、１０〜３０ａｔ％が好ましい。
【００１０】上層のＣｒ合金からなる層は、その上に形成する膜の初期成長膜の働きを持たせる。初期成長膜の働きを持たせるためにはＣｒに添加する元素としては、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種を選択することができる。Ｃｒと上記元素を含む材料は、微結晶粒径を得ることができ、しかも粒径分布が非常に小さくなる性質を有する。従って、熱揺らぎの影響を回避しつつ、Ｓ／Ｎ比を２〜４ｄＢ程度、大幅に向上させ、かつＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の改善を図ることができる。上述と同様に、上層のＣｒ合金には、上記効果を逸脱しない範囲で、他の元素を添加することができる。例えば、Ｂ，Ｃ，Ｏなどが挙げられる。ごれらの元素の含有量は、１０ａｔ％以下に抑えることが好ましい。また、上層に含まれる上記元素（Ｚｒ、Ｎｂ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｈｆから選ばれる少なくとも１種の元素）の含有量は、上記効果を有するために、１０〜５０ａｔ％が好ましい。また、上記プリコート層は、下層と上層との積層構造となっていることが重要であって、下層のみの単層とした場合には、Ｓ／Ｎ比は０．８ｄＢ程度、上層のみの単層とした場合には、０．３ｄＢ程度しか改善されないが、下層と上層との積層構造にすることにより、２〜４ｄＢ程度の大幅な改善が得られる。また、上記プリコート層は、これらのＳ／Ｎ比の大幅な改善効果を逸脱しない範囲であれば、下層と上層との間に中層を設けてもかまわない。
【００１１】上記構成２にあるように、前記プリコート層の結晶構造は、アモルファスか、殆どアモルファス構造とする。ここで、アモルファス、殆どアモルファス構造とは、Ｘ線ディフラクトメーターで測定したとき、明確なＸ線回折ピークがないか、Ｘ線回折ピークが極めてブロードになっている状態を指す。このような結晶構造とするために、プリコート層（下層、上層）に、窒素が含有される。窒素は、結晶粒を微細化させる働きを有し、上記効果を引き出す役割がある。プリコート層に含まれる窒素の含有量は、１〜２０ａｔ％が好ましい。１ａｔ％未満の場合、微細化の効果がなくなるので好ましくなく、２０ａｔ％を超えると成膜（スパッタリング）速度が著しく低下するので好ましくない。好ましくは、３〜２０ａｔ％が望ましい。 尚、プリコート層の形成方法には特に限定されない。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などが挙げられる。
【００１２】また、上記構成５にあるように、上層のＣｒ合金をＣｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含む材料とすることにより、結晶粒の微細化と粒径の均一化がさらに図れるので、ノイズ低減、ＰＷ５０値の改善、熱揺らぎ耐性の点で好ましい。また、上記構成６にあるように、プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層を形成することにより、さらに結晶粒径の均一化が促進され、Ｓ／Ｎ比、熱揺らぎ耐性が向上するので好ましい。シード層の材料には特に制限はない。例えば、ＮｉＡｌ，ＡｌＣｏ，ＦｅＡｌ，ＦｅＴｉ，ＣｏＦｅ，ＣｏＴｉ，ＣｏＨｆ，ＣｏＺｒ，ＮｉＴｉ，ＣｕＺｎ，ＡｌＭｎ，ＡｌＲｅ，ＡｇＭｇ，ＣｕＳｉ，ＮｉＧａ，ＣｕＢｅ，ＭｎＶ，ＮｉＺｎ，ＦｅＶ、ＣｒＴｉ，ＣｒＮｉ，ＮｉＡｌＲｕ，ＮｉＡｌＷ，ＮｉＡｌＴａ，ＮｉＡｌＨｆ，ＮｉＡｌＭｏ，ＮｉＡｌＣｒ，ＮｉＡｌＺｒ，ＮｉＡｌＮｂ，Ａｌ2ＦｅＭｎ2などが挙げられる。
【００１３】また、上記構成７にあるように、下層の膜厚は、５０〜２０００Åとすることが好ましい。より好ましくは、３００〜１５００Åとすることが望ましい。５０Å未満の場合，基板表面の汚染物質の影響を受け、また、基板表面の表面状態（結晶構造など）おキャンセル（上に形成する膜に対し結晶成長に影響を与えないように遮断する）効果がなくなり、上層の初期成長膜の結晶粒径分布の均一化が得られなくなるので好ましくなく、また、２０００Åを超える場合、下層の結晶粒径が大きくなり、その影響で、磁性層の結晶粒径も大きくなりＳ／Ｎ比が低下するので好ましくない。また、ＮｉＰの膜応力が大きくなり、上層の付着強度が低下するので好ましくない。膜厚とＳ／Ｎ比との関係は、磁性層の材料によりＳ／Ｎ比のピークは変化するが、３００〜１５００Åの間でＳ／Ｎ比のピークを持つ。
【００１４】また、上記構成８にあるように、上層の膜厚は、５〜３００Åであることが好ましい。より好ましくは、１５〜２００Åとすることが望ましい。５Å未満の場合、膜が極めて薄く、上述の上層の効果が発揮しないので好ましくなく、また、３００Åを超える場合、結晶粒径が大きくなり、その影響で、磁性層の結晶粒径も大きくなりＳ／Ｎ比が低下するので好ましくない。膜厚とＳ／Ｎ比との関係は、磁性層の材料とは無関係に３０Å付近でＳ／Ｎ比のピークを持つ。
【００１５】また、上述した本発明の磁気記録媒体において、基板の材質には、特に制限はない。例えば、ガラス基板（結晶化ガラス基板を含む）、アルミニウム合金基板、セラミックス基板、カーボン基板、シリコン基板等を使用することができる。中でも、構成９にあるように、基板材料がガラス基板（結晶化ガラス基板を含む）の場合、ガラスがアモルファス構造を有するため、下層のアモルファス構造のＮｉとＰを含む膜との相性が良く、ＮｉとＰとの結晶の偏析がなくなる。ガラス基板の硝種としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルミノポロシリケートガラス、ポロシリケートガラス、結晶化ガラス、石英ガラス等が挙げられる。
【００１６】また、構成１０にあるように、本発明の磁気記録媒体は、線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用する場合に、特に有用である。磁気記録媒体の高密度化は、線記録密度および、トラック記録密度を上げることが一般的である。より高密度記録再生が要求される近年において、高い線記録密度で特性の良い媒体（磁気ディスク）であることは、大変意味のあることであり、本発明の磁気記録媒体はこのような線記録密度が３００ｋｆｃｉという高密度記録再生で使用する環境において特に効果を発揮する。
【００１７】また、構成１１にあるように、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする。プリコート層をスパッタリングによって形成することにより、純度の高いＮｉとＰとを含むアモルファス相を均一な膜厚で形成することができるからである。スパッタリング時の条件（基板温度、ガス圧力、成膜時間等）については、適宜調整して行う。
【００１８】また、構成１２にあるように、プリコート層は、不活性ガスと窒素ガスとを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることにより、窒素がプリコート層の結晶粒径の微細化と均一化させることができる。本発明の効果を逸脱しない範囲内で、不活性ガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｋｒ等）と窒素ガス以外に、反応性ガス（例えば、酸素、水素等）を含有させても良い。混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることが好ましい。さらに好ましくは、３０〜６０％とすることが望ましい。２０％未満の場合、結晶粒径が微細化できないので好ましくなく、８０％を超えると、著しいスパッタリングレートの低下と、多層への窒素の回り込みによる保磁力の低下、ＰＷ５０値の低下になるので好ましくない。尚、窒素の含有量が５０％付近で、ＰＷ５０値、Ｓ／Ｎ比の値が最適値を持つ。。また、上述の理由で、基板の材料は、ガラス基板とすることが好ましい。
【００１９】本発明の上記記録媒体において、下地層、磁性層は特に制限されない。下地層は、磁気特性を向上させる目的で形成され、Ｃｏを主成分とする磁性層の場合、Ｃｒ単体やＣｒ合金が使用される。Ｃｒ合金としては、ＣｒＶ，ＣｒＷ，ＣｒＭｏ，ＣｒＴｉなどが挙げられる。下地層は、単層でも、複数層としても良い。磁性層としては、例えば、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ，ＣｏＣｒ，ＣｏＮｉ，ＣｏＮｉＣｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＰｔＣｒ，ＣｏＮｉＰｔやＣｏＮｉＣｒＰｔ，ＣｏＮｉＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＢ，ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＴａＢなどの磁性膜などが挙げられる。磁性層は、磁性膜を非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＭｎＣなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成（例えば、ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＰｔＴａなど）や、磁性膜を非磁性膜を介さず、直接形成した積層構造としても良い。
【００２０】磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）又は巨大（大型）磁気記抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）対応の磁性層としては、Ｃｏ系合金に、Ｙ、Ｓｉ希土類元素、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｎから選択される不純物元素、またはこれらの不純物元素の酸化物を含有させたものなども含まれる。また磁性層としては、上記のほか、フェライト系、鉄−希土類系や、ＳｉＯ2 やＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどであっても良い。また、磁性層は、面内型、垂直型の何れの記録形式であっても良い。また、下地層と磁性層との間に、磁性層の結晶配向を制御する中間層を形成しても良い。中間層としては、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＮｂなどが挙げられる。
【００２１】磁性層上には、必要に応じて、保護層、潤滑層を形成することができる。保護層は、磁性層を磁気ヘッドの接触摺動による破壊から防護する目的で形成する。保護層は、１層又は２層以上から構成することができる。保護層としては、例えば、クロム膜、酸化ケイ素膜、カーボン膜、水素化カーボン膜、窒化カーボン膜、水素窒素化カーボン膜、ジルコニア膜、窒化珪素膜、炭化珪素膜等を挙げることができる。なお、保護層は、スパッタリング法等の公知の成膜方法で形成することができる。潤滑層は、磁気ヘッドとの接触摺動による抵抗を低減する目的で設けられ、例えば、液体潤滑剤であるパーフルオロポリエーテル等が一般的に用いられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気記録媒体について実施例によりさらに説明する。
実施例１本実施例の磁気記録媒体は、図１に示す通り、ガラス基板１上にプリコート層２、シード層３、下地層４、中間層５、磁性層６、保護層７、潤滑層８を順次積層してなる磁気ディスクである。ガラス基板１は、化学強化されたアルミノシリケートガラスからなり、その表面粗さはＲｍａｘ＝３．２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍで鏡面研磨されている。プリコート層２は２層の合金膜２１と２２とからなり、下層の合金膜２１はＮｉＰの窒化膜（膜厚３００Å）からなり上層の合金膜はＣｒＺｒの窒化膜（膜厚３０Å）からなる。合金膜２１におけるＮｉとＰとの原子重量組成比は８０：２０である。また合金膜２２におけるＣｒとＺｒとの原子重量組成比は６０：４０（実施例１）又は８０：２０である。合金膜２１，２２に含まれる窒素の含有量は、４ａｔ％である。（ＥＳＣＡ分析値）
【００２３】合金膜２１および合金膜２２はそれぞれＡｒ５０％、Ｎ2 ５０％の混合ガス雰囲気中でスパッタリングにより連続して形成される。基板１を２００℃に加熱した後、予熱下で合金膜２１と２２とを連続してスパッタリングにより成膜する。なお基板加熱時に２２０℃以上に温度を上げると、ＮｉＰが磁化し、ノイズ源となるため、温度管理が重要である。なお合金膜２１のＰの一部をＡｌで置換してＮｉＰ1-x Ａｌx とすることも出来る。また合金膜２２のＺｒに替えて、Ｗ，Ｎｂ，Ｈｆを用いても良い。また合金膜２１，２２の作製時に基板１に−２００Ｖ〜−３００ＶのＤＣ基板バイアスをかけても良い。さらに基板１は等方性基板に限らず、周方向異方性を持つものであっても良い。
【００２４】シード層３は基板１を再度２００℃に加熱した後、ＮｉＡｌ薄膜により形成される。ＮｉＡｌ薄膜はＮｉ：５０ａｔ％、Ａｌ：５０ａｔ％の組成比で構成される。下地層４は、ＣｒＶ薄膜（膜厚：１００Å）で、磁性層の結晶構造を良好にするために設けられている。このＣｒＶ薄膜は、Ｃｒ：８０ａｔ％、Ｖ：２０ａｔ％の組成比で構成されている。また、中間層５は、ＣｏＣｒ薄膜（膜厚：３０Å）で、磁性層のＣ軸の配向を良好にするために設けられている。なお、このＣｏＣｒ薄膜は、Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：３５ａｔ％でＨＣＰ結晶構造の非磁性膜である。
【００２５】磁性層６はＣｏＣｒＰｔＢ合金薄膜（膜厚：２００Å）でＣｏ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｂの含有量はＣｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％である。保護層７は、磁性層６が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのものであり、膜厚４５Åの水素化カーボン膜からなる。潤滑層８は、パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤からなり、この膜によって磁気ヘッドとの接触を緩和している。なお、膜厚は８Åである。
【００２６】次に、上述の構成からなる磁気ディスクの製造方法について説明する。まず、イオン交換によって化学強化したガラス基板１の主表面を精密研磨によって鏡面（Ｒｍａｘ＝３．２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍ）にする。次に、このガラス基板１の主表面上にインライン方式のスパッタリングによって、プリコート層２、シード層３、下地膜４、中間層５、磁性層６、保護層７を順次成膜した。次いで、保護層７上にパーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤をディップ処理することによって潤滑層８を形成し磁気ディスクを得た。
【００２７】この得られた磁気ディスクのＳ／Ｎ比、ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）を測定した結果、Ｓ／Ｎ比は２７．４４ｄＢ、ＰＷ５０値も１２．９７ｎｓｅｃと良好であった。Ｓ／Ｎ比の値は大きい程ノイズが小さいので好ましく、例えば、０．５ｄＢ程度違うと記録密度で約０．６Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 の差があるといわれている。ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）値は小さい程好ましく、０．６ｎｓｅｃ程度違うと記録密度で約０．８Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 の差があるといわれている。
【００２８】なお、Ｓ／Ｎ比及びＰＷ５０値は以下の測定方法により測定した。Ｓ／Ｎ比は、記録再生出力の測定を次のようにして行い、求めた。磁気ヘッド浮上量が０．０２μｍの巨大磁気抵抗型ヘッド（以後、ＧＭＲヘッドと称す）を用いて、ＧＭＲヘッドと磁気ディスクの相対速度を１０ｍ／ｓｅｃとして線記録密度４２６ｋｆｃｌ（１インチあたり４２６０００ビットの線記録密度）における記録再生出力を測定した。また、キャリア周波数８２．３ＭＨｚで、測定帯域を９８．７６ＭＨｚとしてスペクトラムアナライザにより、信号記録再生時のノイズスペクトラムを測定した。本測定に用いたＭＲヘッドは、書き込み／読み取り側にそれぞれトラック幅０．８５／０．６μｍ、磁気ヘッドギャップ長は０．２５／０．１４μｍである。
【００２９】ＰＷ５０値（孤立再生信号の半値幅）の測定は次のようにして行った。ＰＷ５０値測定用のＭＲヘッドを搭載した電磁変換特性測定機（ＧＵＺＩＫ）で孤立再生信号を抽出し、グランド（０）に対する出力信号のピーク値の５０％における孤立波形の幅をＰＷ５０値とした。なお、このＰＷ５０値は高記録密度のためには、小さければ小さいほど良い。これは、パルス幅が狭いと同一面積上により多くのパルス（信号）を書き込めることになるからである。一方、ＰＷ５０値が大きいと、隣り合うパルス（信号）同士が干渉しあい、信号を読み出すときにエラーとなって現れる。この波形干渉がエラーレートを悪くする。これらから、ＰＷ５０値は１９．２ｎｓｅｃ以下にする必要がある。
【００３０】実施例２、３磁性層６をＣｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％としたものを実施例２とし、Ｃｏ：６１．５ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｔａ：０．５ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％としたものを実施例３とし、他は実施例１と同様とし、プリコート層２を構成する合金膜（ＮｉＰ窒化膜）２１の厚さを３０Å〜２０００Åに変化させてＳ／Ｎ比を測定し、表１及び図２を得た。
【００３１】
【表１】
【００３２】その結果、ＮｉＰ窒化膜の膜厚の増加とともに、Ｓ／Ｎ比は改善していくが、磁性層がもつポテンシャルに達したところで、Ｓ／Ｎ比が飽和していることがわかる。すなわち、磁性層材料がもつ特性によって、Ｓ／Ｎ比が飽和する膜厚が異なることを表１、図２は示している（実施例２のＣｏＣｒＰｔＢ磁性層の場合は６００〜９００Å付近から、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ磁性層の場合は１３００Å付近でＳ／Ｎ比の値が飽和している。）。
【００３３】実施例４、５また、プリコート層２を構成する合金膜（ＣｒＺｒ窒化膜）２２の厚さを２０〜４００Åに変化させてＳ／Ｎ比を測定し表２及び図３を得た。尚、磁性層の組成は、実施例２のものと同じ合金膜を使用したものを実施例４、実施例３のものと同じ合金膜を使用したものを実施例５とし、他は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。その結果、ＣｒＺｒ窒化膜の膜厚が３０Åの時、Ｓ／Ｎ比のピークを持つことがわかった。尚、この最適値は磁性層の材料によらない。このことは、ＣｒＺｒ窒化膜がシード層の核として作用する膜厚が３０Å前後であることを意味し、ＣｒＺｒ窒化膜の膜厚を正確にコントロールする必要があることを示している。つまり、プリコート層上に形成されるシード層などの結晶粒径の分布において、分散の小さい（結晶粒径がそろった）ものとするためには、上層であるＣｒＺｒ窒化膜の膜厚を正確に制御する必要があることを示している。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例６〜８プリコート層２成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2ガスの量をそれぞれ１０％（実施例６）、２０％（実施例７）、５０％（実施例１）、７０％（実施例８）に変化させ、他は実施例１と同様としてＰＷ５０値及びＳ／Ｎ比を測定し、表３及び図４、図５を得た。
【表３】
その結果、ＰＷ５０値、Ｓ／Ｎ比共にプリコート層２成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2ガスの量が５０％のとき、最適点を持つことがわかる。
【００３６】実施例９、１０及び比較例１、２、３プリコート層を形成しなかった場合（比較例１、２、３）とプリコート層を形成した場合（実施例９（実施例１の上層のＣｒとＺｒの比率を（Ｃｒ：６０ａｔ％、Ｚｒ：４０ａｔ％）に変更した他は同じ。）、実施例１０（実施例１の上層の膜厚を５０Åに変更した他は同じ。））とについてそれぞれ磁気ディスクを作製し、線記録密度に対する規格化メディアノイズを測定して図６の結果を得た。尚、規格化メディアノイズは、出力（ＬＦ）が大きいと、ノイズも大きくなることから、ＬＦ（出力）で規格化したもので、（（ノイズ）＾２／（ＬＦ）＾２）＊１００００で表わされる。単位は、Ｐｎ／（Ｖｏ＾２）＊１００００（Ｐｎ：ノイズパワー、Ｖｏ：出力電圧）である。測定方法は、スペクトラムアナライザーを使用して測定され、ノイズ範囲（Ｎｏｉｓｅ Ｓｐａｎ）は、０．６〜９８．７６ＭＨｚで測定を行った。
【００３７】尚、比較例１，２，３の磁気ディスクの膜構造は以下の通りである（／は順に積層していることを示す。また、元素記号の下付きは、原子比（単位：ａｔ％）を示す。）。
比較例１：Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ90Ｗ10（膜厚：１０Å）／Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：１００Å）／Ｃｏ65Ｃｒ35（膜厚：３０Å）／Ｃｏ62Ｃｒ20Ｐｔ12Ｂ6（膜厚：１２０Å）／Ｃｒ19Ｍｎ9Ｃ2（膜厚：３０Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１２０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
比較例２：（Ｎｉ50Ａｌ50）Ｎ2（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ90Ｗ10（膜厚：１０Å）／Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：３５０Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：１００Å）／（Ｃｏ65Ｃｒ35）Ｏ0.1（膜厚：３０Å）／Ｃｏ62Ｃｒ20Ｐｔ12Ｂ6（膜厚：１２０Å）／Ｃｒ19Ｍｎ9Ｃ2（膜厚：３０Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１２０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
比較例３：Ｎｉ50Ａｌ50（膜厚：４００Å）／Ｃｒ80Ｖ20（膜厚：６０Å）／Ｃｏ65Ｃｒ35（膜厚：１５Å）／Ｃｏ63.5Ｃｒ20Ｐｔ10Ｔａ0.5Ｂ6（膜厚：１９０Å）／水素化カーボン（膜厚：４５Å）／パーフルオロポリエーテル（膜厚：８Å）。
【００３８】その結果、図６に示すように実施例７，８と比較例１，２，３の磁気記録媒体の線記録密度に対する規格化メディアノイズの特性を比べてみると、比較的小さい（２００ｋｆｃｉ程度）線記録密度での規格化メディアノイズの値は、実施例７，８と比較例１，２，３との間の差は最大で０．５［Ｐｎ／Ｖｏ2＊ｅ-4］程度だが、高線記録密度（３００ｋｆｃｉ以上）での規格化メディアノイズの値は、実施例７，８と比較例１，２，３との間で、最大１．５［Ｐｎ／Ｖｏ2＊ｅ-4］程度となった。これは、本発明の磁気記録媒体が、特に高線記録密度（３００ｋｆｃｉ以上）において特に有効であることを示している。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高記録密度においてＳ／Ｎ比を大幅に改善した磁気記録媒体を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図。
【図２】プリコート層の下層の厚さとＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図３】プリコート層の上層の厚さとＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図４】プリコート層成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2 ガス含有量とＰＷ５０値との関係を示す図。
【図５】プリコート層成膜時の雰囲気ガス中に占めるＮ2 ガス含有量とＳ／Ｎ比との関係を示す図。
【図６】線記録密度と規格化メディアノイズとの関係を示す図。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ プリコート層
２１ ＮｉＰ窒化膜
２２ ＣｒＺｒ窒化膜
３ シード層
４ 下地層
５ 中間層
６ 磁性層
７ 保護層
８ 潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板上に少なくとも下地層と、磁性層とを順次形成された磁気記録媒体において、前記基板と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を介在させ、前記プリコート層が、前記基板側からＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とが順次積層されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】 前記プリコート層の結晶構造は、アモルファス構造か、或いは、殆どアモルファス構造であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】 前記プリコート層は、窒素が含まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】 前記窒素は、１〜２０ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】 前記上層は、Ｃｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含むＣｒ合金であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】 前記プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】 前記下層の膜厚が、５０〜２０００Åであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】 前記上層の膜厚が、５〜３００Åであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】 前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】 線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用することとを特徴とする請求項１乃至９の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】 基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】 前記プリコート層は、不活性ガスと窒素とを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】 混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることを特徴とする請求項１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】 前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか一に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】 基板上に少なくとも下地層と、磁性層とを順次形成された磁気記録媒体において、前記基板と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒の微細化と、粒子サイズの分散を抑えるプリコート層を介在させ、前記プリコート層が、前記基板側からＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とが順次積層されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】 前記プリコート層の結晶構造は、アモルファス構造か、或いは、殆どアモルファス構造であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】 前記プリコート層は、窒素が含まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】 前記窒素は、１〜２０ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】 前記上層は、Ｃｒと、Ｚｒ、Ｗの何れかを含むＣｒ合金であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】 前記プリコート層と下地層との間に、下地層及び磁性層の結晶粒径を制御するシード層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】 前記下層の膜厚が、５０〜２０００Åであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】 前記上層の膜厚が、５〜３００Åであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】 前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】 線記録密度が３００ｋｆｃｉ以上の条件下で使用することとを特徴とする請求項１乃至９の何れか一に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】 基板上に少なくとも下地層と、磁性層とをスパッタリングによって順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基板と下地層との間に、ＮｉとＰとを含む下層と、Ｃｒ合金からなる上層とを有するプリコート層を、順次、スパッタリングによって形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】 前記プリコート層は、不活性ガスと窒素とを含有する混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】 混合ガス中に含まれる窒素の含有量は、２０〜８０％とすることを特徴とする請求項１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】 前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか一に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００２−５６５２２（Ｐ２００２−５６５２２Ａ）
【公開日】平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−２４５９７７（Ｐ２０００−２４５９７７）
【出願日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【出願人】（０００１１３２６３）ホーヤ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【出願人】（０００１１３２６３）ホーヤ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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