磁気記録媒体及びその製造方法
【課題】 磁気ヘッドのみでも十分に記録可能となり、且つ、熱安定性と垂直磁気特性とに優れたＦｅＰｔ規則合金膜を記録層として備える磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 Ｔｉを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 Ｔｉを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に関し、特に、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会の進展に伴い、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。現在、情報記録装置の主力を担う磁気記録装置においても、その大容量化のニーズに応えるために面記録密度の向上が図られている。また、磁気記録装置だけでなく磁気記録媒体においても同様に面記録密度の向上が図られている。磁気記録媒体で面記録密度を向上させるためには、より微細な記録ビットを磁気記録膜（記録層）に形成しなければならない。記録ビットを微細に記録するための方法として、記録磁化方向を膜面に垂直に記録させる方式、いわゆる垂直磁気記録方式が知られている。垂直磁気記録方式に用いられる記録層の材料としては従来、ＣｏＣｒ系合金膜が用いられてきた。
【０００３】
磁気記録媒体においては、今後更なる面記録密度の向上が期待されており、それを実現するためには、媒体ノイズをさらに低減させる必要がある。媒体ノイズを低減させるためには、磁化反転単位を微細化することが必須である。しかしながら、磁化反転単位を微細化しすぎると、熱的に磁化状態が不安定になる現象、いわゆる熱減磁が発生することが知られている。それゆえ、より低ノイズで高密度記録可能な磁気記録媒体を得るためには、記録磁化の熱安定性をさらに高める必要がある。その方法としては、記録層にＣｏＣｒ系合金よりもさらに高い磁気異方性を有する材料を用いる方法が挙げられる。
【０００４】
ＣｏＣｒ系合金よりもさらに高い磁気異方性を有する材料としては、例えば、ＦｅＰｔ合金が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＦｅＰｔ合金が規則相（Ｌ１０相）を有する場合、そのＦｅＰｔ合金はＣｏＣｒ系合金に比べて１桁以上高い磁気異方性エネルギーを有する。そのような規則相のＦｅＰｔ合金は、ＦｅＰｔ合金を蒸着法又はスパッタ法などによって薄膜状に作製した後、６００℃程度の温度で熱処理することにより形成される。
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．Ｗａｔａｎａｂｅ ａｎｄ Ｍ．Ｈｏｍｍａ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．６６，ｐ．１６９２（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦｅＰｔ合金膜を垂直磁気記録媒体の記録層として適用するためには、上述した方法でＦｅＰｔ合金膜を規則化すると同時に、ＦｅＰｔ合金膜の規則合金結晶の磁化容易軸であるｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させなければならない。また、ＦｅＰｔ規則合金膜の磁化容易軸であるｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向できたとしても、ＦｅＰｔ規則合金は上述したようにＣｏＣｒ系合金に比べて１桁以上高い磁気異方性エネルギーを有するので、規則化したＦｅＰｔ合金膜（以下では、ＦｅＰｔ規則合金膜ともいう）の保磁力は１０ｋＯｅ以上の非常に大きな値になる。それゆえ、このような非常に高い保磁力を有するＦｅＰｔ規則合金膜に、熱アシスト記録方式等を用いないで磁気ヘッドのみで磁化情報を記録する際には、磁気ヘッドの磁界強度にも限界があるので、情報記録が不十分になるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＦｅＰｔ規則合金膜を記録層として備える垂直磁気記録媒体に対して磁気ヘッドのみで情報記録を行っても、十分に記録が可能であり、且つ、より優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する高密度磁気記録媒体及び磁気気記録媒体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の態様に従えば、磁気記録媒体であって、Ｔｉを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金結晶を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【０００９】
本発明の磁気記録媒体は、記録層としてＦｅＰｔ規則合金膜を用いた垂直磁気記録媒体であり、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直配向を維持するとともに、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力を磁気ヘッドのみで十分記録することができるような値に調整されている磁気記録媒体である。本発明の磁気記録媒体では、Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層によって、その上に形成されるＦｅを主成分とする層及びＰｔを主成分とする層の結晶配向が制御される。次に、結晶配向した積層膜を加熱することにより、Ｆｅを主成分とする層とＰｔを主成分とする層との間でＦｅとＰｔとが相互に拡散して規則合金化するとともに、ＦｅＰｔ規則合金結晶のｃ軸が膜面に対して垂直方向に優先配向する。本発明の磁気記録媒体では、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力は、Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層の下に形成されたＴｉを主成分とする保磁力制御層により調整される。
【００１０】
本発明の磁気記録媒体では、上記保磁力制御層の膜厚が０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄いことが好ましい。Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層の下に形成されるＴｉを主成分とする保磁力制御層の厚さが４ｎｍ以上となると、保磁力制御層からＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散するＴｉ成分が多くなりすぎて、ＦｅＰｔ規則合金膜の規則化度やｃ軸配向性が低下する。また、逆に、Ｔｉを主成分とする層の厚さが０．５ｎｍ以下になると、ＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散するＴｉ成分が少なくなりすぎて、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力調整効果がなくなる。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、磁気記録媒体の製造方法であって、 基板上に、Ｔｉを主成分とする第１の層を形成することと、第１の層の上に、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層を形成することと、第２の層上に、Ｆｅを主成分とする第３の層を形成することと、 第３の層上に、Ｐｔを主成分とする第４の層を形成することと、上記積層膜を所定温度で加熱することとを含み、 上記所定温度が第２の層と第３の層との間でＦｅ及びＰｔの相互拡散が生じ、ＦｅとＰｔとが規則合金化する温度であり、上記加熱することにより形成されたＦｅとＰｔとの規則合金膜の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、Ｔｉを主成分とする第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成することが好ましい。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、記録層としてＦｅＰｔ規則合金膜を用いた垂直磁気記録媒体の製造方法であって、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直配向を維持するととも、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力を磁気ヘッドのみで十分記録することができるような値に調整することが可能な製造方法である。具体的には、本発明の製造方法では、次のような手順及び原理により垂直磁気記録媒体を作製する。
【００１４】
まず、Ｔｉを主成分とする第１の層、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層、Ｆｅを主成分とする第３の層、及びＰｔを主成分とする第４の層を、この順で積層する。次いで、これらの積層膜を所定温度に加熱して、Ｆｅを主成分とする第３の層とＰｔを主成分とする第４の層との間でＦｅとＰｔとの相互拡散を生じさせ、Ｆｅ及びＰｔを合金化させる。そして、この加熱によりＦｅＰｔ合金膜を規則化させるとともに、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、上述のように積層膜を加熱した際に、Ｔｉを主成分とする第１の層中のＴｉもＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散浸入する。第１の層中のＴｉがＦｅＰｔ合金層に拡散すると、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力が低下する。そして、この際のＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力の低下量がＴｉを主成分とする第１の層の厚さにより変化し、第１の層が厚いほどＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力が低くなる。すなわち、本発明の磁気記録媒体の製造方法では、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力をＴｉを主成分とする第１の層の厚さによって制御することができる。具体的には、第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成することにより、ＦｅＰｔ規則合金膜の垂直な方向の保磁力を適度な大きさに調整することができることが分かった。
【００１６】
上述のように、本発明の磁気記録媒体の製造方法では、Ｔｉを主成分とする第１の層の膜厚を適宜調整することにより、情報記録に用いる磁気ヘッドの起磁力に合わせてＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を調整（低減）することができる。またＦｅと０を主成分とする第２の層によって、その上に形成されるＦｅを主成分とする層及びＰｔを主成分とする層の結晶配向が制御されるため、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直方向への優先配向を維持できる。それゆえ、本発明の製造方法を用いて作製された磁気記録媒体では、磁気ヘッドのみでも十分記録可能となり、より安定した情報記録が可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
また、本発明の磁気記録媒体によれば、製造段階でＦｅＰｔ規則合金膜上に形成されるＴｉを主成分とする層（保磁力制御層）の膜厚により、情報記録時に用いる磁気ヘッドの性能に合わせて適宜ＦｅＰｔ規則合金膜（記録層）の膜面に垂直な保磁力が調整されているので、情報記録時に記録磁界が不十分となるおそれが無くなり、安定した情報記録が可能になる。
【００１８】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、記録層として用いるＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させたまま、保磁力を所望の値に制御することができる。それゆえ、優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する垂直磁気記録媒体を製造することができるとともに、情報記録時に用いる磁気ヘッドの性能に合わせて、適宜ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を調整することができるので、より安定した情報記録が可能な垂直磁気記録媒体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
実施例１では、図１に示すように、基板１上にＴｉ層２（保磁力制御層）、Ｆｅ−Ｏ層３（結晶配向制御層）、ＦｅＰｔ層４（記録層）及びが順次接して設けられた磁気記録ディスク１０を作製した。以下に、この例の磁気記録ディスク１０の作製方法を図２を用いて説明する。
【００２１】
まず、基板１として、ディスク状の結晶化ガラス基板を用意した。次いで、用意した基板１を洗浄した後、スパッタ装置に装着した。次いで、図２（ａ）に示すように、基板１上に、膜厚１ｎｍのＴｉ層２を形成した。Ｔｉ層２はＡｒガス中でＰｔターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。スパッタ時のAｒガス圧は０．３Ｐａとした。次いで、図２（ｂ）に示すように、膜厚１ｎｍのＦｅ−Ｏ層３を形成した。Ｆｅ−Ｏ層３は、ＡｒとＯ２の混合ガス中でＦｅターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は０．６Ｐａとした。次いで、図２（ｃ）に示すように、Ｆｅ−Ｏ層３上に、膜厚３ｎｍのＦｅ層４ａを形成した。Ｆｅ層４ａはＡｒガス中でＦｅターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は１Ｐａとした。次いで、図２（ｄ）に示すように、Ｆｅ層４ａ上に、膜厚３ｎｍのＰｔ層４ｂを形成した。Ｐｔ層４ｂはＡｒガス中でＰｔターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は１Ｐａとした。
【００２２】
次に、上述のようにして形成した積層膜を、真空中で加熱処理し、Ｆｅ層４ａとＰｔ層４ｂとの間で相互熱拡散を起こさせて、ＦｅＰｔ規則合金薄膜（ＦｅＰｔ層４）を形成した（図２（ｅ）の状態）。この加熱処理には基板対向型の赤外線ランプヒーターを用い、投入電力は１７００Ｗ（加熱温度約６００℃）、加熱時間は３０秒とした。以上のようにして、この例の磁気記録ディスク１０を作製した。
【実施例２】
【００２３】
実施例２で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを２ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
【実施例３】
【００２４】
実施例３で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを３ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
（比較例１）
比較例１では、Ｔｉ層を備えない磁気記録ディスクを作製した。Ｔｉ層を備えないこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
（比較例２）
比較例２で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを４ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した
（比較例３）
比較例３では、Ｆｅ−Ｏ層を備えない磁気記録ディスクを作製した。Ｆｅ−Ｏ層を備えないこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
【００２５】
この例では、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製した磁気記録ディスクにおけるＦｅＰｔ層（ＦｅＰｔ規則合金膜）の磁気特性を試料共振型磁力計を用いて測定した。具体的には、ＦｅＰｔ層の膜面に垂直な方向（以下では単に垂直方向ともいう）及び膜面に平行な方向（以下では面内方向ともいう）の磁気ヒステリシス曲線を測定し、それぞれの磁気ヒステリシス曲線からＦｅＰｔ層の垂直方向及び面内方向の保磁力（Ｈｃ）を算出した。なお、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが大きく且つ面内方向の保磁力Ｈｃが小さいほど、優良な垂直磁化膜である。
【００２６】
また、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製したＦｅＰｔ層の結晶構造を、Ｘ線回折装置を用いて解析した。Ｘ線源にはＣｕ−ｋα線を用い、θ−２θ曲線を測定した。ＦｅＰｔ規則合金膜の磁化容易軸であるｃ軸が垂直方向に優先配向している場合には、ＦｅＰｔ（００１）面とＦｅＰｔ（００２）面からの回折ピークが観測される。
【００２７】
上述の測定結果を下記の表１に示した。なお、表１には、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃ及び面内方向の保磁力Ｈｃ、並びに、Ｘ線回折で観測された回折ピークだけでなく、それらの測定結果とＦｅ−Ｏ層の膜厚及びＴｉ層の膜厚との関係が明確になるように、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクのＴｉ層厚およびＦｅ−Ｏ層の膜厚の膜厚も記載した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１から明らかなように、実施例１〜３のいずれのＦｅＰｔ層においても、垂直方向の保磁力Ｈｃが面内方向の保磁力Ｈｃよりも大きくなるとともに、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（００２）の回折ピークのみが観測された。この結果から、実施例１〜３で形成されたＦｅＰｔ層が、ＦｅＰｔ規則合金結晶のｃ軸が垂直方向に優先配向した優良な垂直磁化膜であると判断できる。
【００３０】
また、表１から明らかなように、Ｔｉ層の厚さが増すにつれてＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが低下することが分かった。これは、製造段階で積層膜を所定温度で加熱した際（図２（ｄ）〜図２（ｅ）の工程）に、Ｔｉ層からＦｅＰｔ層中にＴｉが拡散浸入するためであると考えられる。この結果から、ＦｅＰｔ層上に形成されるＴｉ層の膜厚を調整することにより、ＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向を維持したまま、垂直方向の保磁力Ｈｃを所望の値に制御する（低下させる）ことができることが分かった。
【００３１】
なお、比較例１で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃが面内方向の保磁力Ｈｃよりも大きく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（００２）の回折ピークのみが観測されることから、優良な垂直磁化膜であると判断できる。しかしながら、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが１３．５ｋＯｅと非常に高いので、通常の磁気ヘッドのみで記録することは困難である。
比較例２で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃと面内方向の保磁力Ｈｃの差が小さく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）及びＦｅＰｔ（００２）の回折ピークだけでなく、ＦｅＰｔ（１１１）の回折ピークも観測された。すなわち、比較例２ではＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向性が低下していることを示している。これは、Ｔｉ層からＦｅＰｔ層中に拡散するＴｉ成分が多くなりすぎたために、ＦｅＰｔ層のｃ軸配向性が低下したものと考えられる。
比較例３で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃよりも面内方向の保磁力Ｈｃが大きく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（１１１）の回折ピークのみが観測された。すなわち、比較例３で形成されたＦｅＰｔ層では、ＦｅＰｔ層のｃ軸が垂直配向していないことが分かった。これは、比較例３ではＦｅＰｔ層の結晶配向性を制御するためのＦｅ−Ｏ層を設けなかったためである。
【００３２】
上記表１の結果から、ＦｅＰｔ層上に形成されるＴｉ層の膜厚を０．５ｎｍより厚くし且つ４ｎｍより薄くすることにより（Ｔｉ層の膜厚をＦｅＰｔ層の膜厚の約８％より厚くし且つ約７０％より薄くすることにより）、より好ましくはＴｉ層の膜厚を１ｎｍ〜３ｎｍ（Ｔｉ層の膜厚をＦｅＰｔ層の膜厚の約１５％〜約５０％）にすることにより、ＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向を維持したまま、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃを、情報記録時に用いる磁気ヘッドで十分に記録可能となるような所望の値に調整することができることが分かった。
【００３３】
なお、実施例１〜３で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃは、表１から明らかなように、比較例１で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力より小さくなる。しかしながら、実施例１〜３で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃは、従来の垂直磁気記録媒体に用いられるＣｏＣｒ系合金膜の保磁力と比べると十分大きな値であり、実施例１〜３で作製した磁気ディスクは、従来と比べても一層優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する高密度記録可能な磁気記録媒体であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上述のように、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体では、記録層として用いるＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させたまま、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を所望の値に制御することができる。それゆえ、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体によれば、熱安定性と垂直磁気特性とに優れた高密度磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体を提供することができ、テラバイトクラスの磁気記録媒体及びその製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施例１で作製した磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、実施例１の磁気記録媒体の製造方法の手順を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基板
２ Ｔｉ層
３ Ｆｅ−Ｏ層
４ ＦｅＰｔ層
４ａ Ｆｅ層
４ｂ Ｐｔ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に関し、特に、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会の進展に伴い、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。現在、情報記録装置の主力を担う磁気記録装置においても、その大容量化のニーズに応えるために面記録密度の向上が図られている。また、磁気記録装置だけでなく磁気記録媒体においても同様に面記録密度の向上が図られている。磁気記録媒体で面記録密度を向上させるためには、より微細な記録ビットを磁気記録膜（記録層）に形成しなければならない。記録ビットを微細に記録するための方法として、記録磁化方向を膜面に垂直に記録させる方式、いわゆる垂直磁気記録方式が知られている。垂直磁気記録方式に用いられる記録層の材料としては従来、ＣｏＣｒ系合金膜が用いられてきた。
【０００３】
磁気記録媒体においては、今後更なる面記録密度の向上が期待されており、それを実現するためには、媒体ノイズをさらに低減させる必要がある。媒体ノイズを低減させるためには、磁化反転単位を微細化することが必須である。しかしながら、磁化反転単位を微細化しすぎると、熱的に磁化状態が不安定になる現象、いわゆる熱減磁が発生することが知られている。それゆえ、より低ノイズで高密度記録可能な磁気記録媒体を得るためには、記録磁化の熱安定性をさらに高める必要がある。その方法としては、記録層にＣｏＣｒ系合金よりもさらに高い磁気異方性を有する材料を用いる方法が挙げられる。
【０００４】
ＣｏＣｒ系合金よりもさらに高い磁気異方性を有する材料としては、例えば、ＦｅＰｔ合金が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＦｅＰｔ合金が規則相（Ｌ１０相）を有する場合、そのＦｅＰｔ合金はＣｏＣｒ系合金に比べて１桁以上高い磁気異方性エネルギーを有する。そのような規則相のＦｅＰｔ合金は、ＦｅＰｔ合金を蒸着法又はスパッタ法などによって薄膜状に作製した後、６００℃程度の温度で熱処理することにより形成される。
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．Ｗａｔａｎａｂｅ ａｎｄ Ｍ．Ｈｏｍｍａ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．６６，ｐ．１６９２（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦｅＰｔ合金膜を垂直磁気記録媒体の記録層として適用するためには、上述した方法でＦｅＰｔ合金膜を規則化すると同時に、ＦｅＰｔ合金膜の規則合金結晶の磁化容易軸であるｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させなければならない。また、ＦｅＰｔ規則合金膜の磁化容易軸であるｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向できたとしても、ＦｅＰｔ規則合金は上述したようにＣｏＣｒ系合金に比べて１桁以上高い磁気異方性エネルギーを有するので、規則化したＦｅＰｔ合金膜（以下では、ＦｅＰｔ規則合金膜ともいう）の保磁力は１０ｋＯｅ以上の非常に大きな値になる。それゆえ、このような非常に高い保磁力を有するＦｅＰｔ規則合金膜に、熱アシスト記録方式等を用いないで磁気ヘッドのみで磁化情報を記録する際には、磁気ヘッドの磁界強度にも限界があるので、情報記録が不十分になるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＦｅＰｔ規則合金膜を記録層として備える垂直磁気記録媒体に対して磁気ヘッドのみで情報記録を行っても、十分に記録が可能であり、且つ、より優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する高密度磁気記録媒体及び磁気気記録媒体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の態様に従えば、磁気記録媒体であって、Ｔｉを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金結晶を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【０００９】
本発明の磁気記録媒体は、記録層としてＦｅＰｔ規則合金膜を用いた垂直磁気記録媒体であり、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直配向を維持するとともに、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力を磁気ヘッドのみで十分記録することができるような値に調整されている磁気記録媒体である。本発明の磁気記録媒体では、Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層によって、その上に形成されるＦｅを主成分とする層及びＰｔを主成分とする層の結晶配向が制御される。次に、結晶配向した積層膜を加熱することにより、Ｆｅを主成分とする層とＰｔを主成分とする層との間でＦｅとＰｔとが相互に拡散して規則合金化するとともに、ＦｅＰｔ規則合金結晶のｃ軸が膜面に対して垂直方向に優先配向する。本発明の磁気記録媒体では、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力は、Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層の下に形成されたＴｉを主成分とする保磁力制御層により調整される。
【００１０】
本発明の磁気記録媒体では、上記保磁力制御層の膜厚が０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄いことが好ましい。Ｆｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層の下に形成されるＴｉを主成分とする保磁力制御層の厚さが４ｎｍ以上となると、保磁力制御層からＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散するＴｉ成分が多くなりすぎて、ＦｅＰｔ規則合金膜の規則化度やｃ軸配向性が低下する。また、逆に、Ｔｉを主成分とする層の厚さが０．５ｎｍ以下になると、ＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散するＴｉ成分が少なくなりすぎて、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力調整効果がなくなる。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、磁気記録媒体の製造方法であって、 基板上に、Ｔｉを主成分とする第１の層を形成することと、第１の層の上に、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層を形成することと、第２の層上に、Ｆｅを主成分とする第３の層を形成することと、 第３の層上に、Ｐｔを主成分とする第４の層を形成することと、上記積層膜を所定温度で加熱することとを含み、 上記所定温度が第２の層と第３の層との間でＦｅ及びＰｔの相互拡散が生じ、ＦｅとＰｔとが規則合金化する温度であり、上記加熱することにより形成されたＦｅとＰｔとの規則合金膜の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、Ｔｉを主成分とする第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成することが好ましい。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、記録層としてＦｅＰｔ規則合金膜を用いた垂直磁気記録媒体の製造方法であって、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直配向を維持するととも、ＦｅＰｔ規則合金膜の保磁力を磁気ヘッドのみで十分記録することができるような値に調整することが可能な製造方法である。具体的には、本発明の製造方法では、次のような手順及び原理により垂直磁気記録媒体を作製する。
【００１４】
まず、Ｔｉを主成分とする第１の層、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層、Ｆｅを主成分とする第３の層、及びＰｔを主成分とする第４の層を、この順で積層する。次いで、これらの積層膜を所定温度に加熱して、Ｆｅを主成分とする第３の層とＰｔを主成分とする第４の層との間でＦｅとＰｔとの相互拡散を生じさせ、Ｆｅ及びＰｔを合金化させる。そして、この加熱によりＦｅＰｔ合金膜を規則化させるとともに、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、上述のように積層膜を加熱した際に、Ｔｉを主成分とする第１の層中のＴｉもＦｅＰｔ規則合金膜中に拡散浸入する。第１の層中のＴｉがＦｅＰｔ合金層に拡散すると、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力が低下する。そして、この際のＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力の低下量がＴｉを主成分とする第１の層の厚さにより変化し、第１の層が厚いほどＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力が低くなる。すなわち、本発明の磁気記録媒体の製造方法では、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力をＴｉを主成分とする第１の層の厚さによって制御することができる。具体的には、第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成することにより、ＦｅＰｔ規則合金膜の垂直な方向の保磁力を適度な大きさに調整することができることが分かった。
【００１６】
上述のように、本発明の磁気記録媒体の製造方法では、Ｔｉを主成分とする第１の層の膜厚を適宜調整することにより、情報記録に用いる磁気ヘッドの起磁力に合わせてＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を調整（低減）することができる。またＦｅと０を主成分とする第２の層によって、その上に形成されるＦｅを主成分とする層及びＰｔを主成分とする層の結晶配向が制御されるため、ＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸の垂直方向への優先配向を維持できる。それゆえ、本発明の製造方法を用いて作製された磁気記録媒体では、磁気ヘッドのみでも十分記録可能となり、より安定した情報記録が可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
また、本発明の磁気記録媒体によれば、製造段階でＦｅＰｔ規則合金膜上に形成されるＴｉを主成分とする層（保磁力制御層）の膜厚により、情報記録時に用いる磁気ヘッドの性能に合わせて適宜ＦｅＰｔ規則合金膜（記録層）の膜面に垂直な保磁力が調整されているので、情報記録時に記録磁界が不十分となるおそれが無くなり、安定した情報記録が可能になる。
【００１８】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、記録層として用いるＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させたまま、保磁力を所望の値に制御することができる。それゆえ、優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する垂直磁気記録媒体を製造することができるとともに、情報記録時に用いる磁気ヘッドの性能に合わせて、適宜ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を調整することができるので、より安定した情報記録が可能な垂直磁気記録媒体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
実施例１では、図１に示すように、基板１上にＴｉ層２（保磁力制御層）、Ｆｅ−Ｏ層３（結晶配向制御層）、ＦｅＰｔ層４（記録層）及びが順次接して設けられた磁気記録ディスク１０を作製した。以下に、この例の磁気記録ディスク１０の作製方法を図２を用いて説明する。
【００２１】
まず、基板１として、ディスク状の結晶化ガラス基板を用意した。次いで、用意した基板１を洗浄した後、スパッタ装置に装着した。次いで、図２（ａ）に示すように、基板１上に、膜厚１ｎｍのＴｉ層２を形成した。Ｔｉ層２はＡｒガス中でＰｔターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。スパッタ時のAｒガス圧は０．３Ｐａとした。次いで、図２（ｂ）に示すように、膜厚１ｎｍのＦｅ−Ｏ層３を形成した。Ｆｅ−Ｏ層３は、ＡｒとＯ２の混合ガス中でＦｅターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は０．６Ｐａとした。次いで、図２（ｃ）に示すように、Ｆｅ−Ｏ層３上に、膜厚３ｎｍのＦｅ層４ａを形成した。Ｆｅ層４ａはＡｒガス中でＦｅターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は１Ｐａとした。次いで、図２（ｄ）に示すように、Ｆｅ層４ａ上に、膜厚３ｎｍのＰｔ層４ｂを形成した。Ｐｔ層４ｂはＡｒガス中でＰｔターゲットをＤＣスパッタすることにより形成した。なお、スパッタ時のガス圧は１Ｐａとした。
【００２２】
次に、上述のようにして形成した積層膜を、真空中で加熱処理し、Ｆｅ層４ａとＰｔ層４ｂとの間で相互熱拡散を起こさせて、ＦｅＰｔ規則合金薄膜（ＦｅＰｔ層４）を形成した（図２（ｅ）の状態）。この加熱処理には基板対向型の赤外線ランプヒーターを用い、投入電力は１７００Ｗ（加熱温度約６００℃）、加熱時間は３０秒とした。以上のようにして、この例の磁気記録ディスク１０を作製した。
【実施例２】
【００２３】
実施例２で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを２ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
【実施例３】
【００２４】
実施例３で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを３ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
（比較例１）
比較例１では、Ｔｉ層を備えない磁気記録ディスクを作製した。Ｔｉ層を備えないこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
（比較例２）
比較例２で作製した磁気記録ディスクでは、Ｔｉ層の厚さを４ｎｍとした。Ｔｉ層の膜厚を変えたこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した
（比較例３）
比較例３では、Ｆｅ−Ｏ層を備えない磁気記録ディスクを作製した。Ｆｅ−Ｏ層を備えないこと以外は実施例１と同様の方法で磁気記録ディスクを作製した。
【００２５】
この例では、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製した磁気記録ディスクにおけるＦｅＰｔ層（ＦｅＰｔ規則合金膜）の磁気特性を試料共振型磁力計を用いて測定した。具体的には、ＦｅＰｔ層の膜面に垂直な方向（以下では単に垂直方向ともいう）及び膜面に平行な方向（以下では面内方向ともいう）の磁気ヒステリシス曲線を測定し、それぞれの磁気ヒステリシス曲線からＦｅＰｔ層の垂直方向及び面内方向の保磁力（Ｈｃ）を算出した。なお、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが大きく且つ面内方向の保磁力Ｈｃが小さいほど、優良な垂直磁化膜である。
【００２６】
また、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製したＦｅＰｔ層の結晶構造を、Ｘ線回折装置を用いて解析した。Ｘ線源にはＣｕ−ｋα線を用い、θ−２θ曲線を測定した。ＦｅＰｔ規則合金膜の磁化容易軸であるｃ軸が垂直方向に優先配向している場合には、ＦｅＰｔ（００１）面とＦｅＰｔ（００２）面からの回折ピークが観測される。
【００２７】
上述の測定結果を下記の表１に示した。なお、表１には、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃ及び面内方向の保磁力Ｈｃ、並びに、Ｘ線回折で観測された回折ピークだけでなく、それらの測定結果とＦｅ−Ｏ層の膜厚及びＴｉ層の膜厚との関係が明確になるように、実施例１〜３及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクのＴｉ層厚およびＦｅ−Ｏ層の膜厚の膜厚も記載した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１から明らかなように、実施例１〜３のいずれのＦｅＰｔ層においても、垂直方向の保磁力Ｈｃが面内方向の保磁力Ｈｃよりも大きくなるとともに、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（００２）の回折ピークのみが観測された。この結果から、実施例１〜３で形成されたＦｅＰｔ層が、ＦｅＰｔ規則合金結晶のｃ軸が垂直方向に優先配向した優良な垂直磁化膜であると判断できる。
【００３０】
また、表１から明らかなように、Ｔｉ層の厚さが増すにつれてＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが低下することが分かった。これは、製造段階で積層膜を所定温度で加熱した際（図２（ｄ）〜図２（ｅ）の工程）に、Ｔｉ層からＦｅＰｔ層中にＴｉが拡散浸入するためであると考えられる。この結果から、ＦｅＰｔ層上に形成されるＴｉ層の膜厚を調整することにより、ＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向を維持したまま、垂直方向の保磁力Ｈｃを所望の値に制御する（低下させる）ことができることが分かった。
【００３１】
なお、比較例１で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃが面内方向の保磁力Ｈｃよりも大きく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（００２）の回折ピークのみが観測されることから、優良な垂直磁化膜であると判断できる。しかしながら、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃが１３．５ｋＯｅと非常に高いので、通常の磁気ヘッドのみで記録することは困難である。
比較例２で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃと面内方向の保磁力Ｈｃの差が小さく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（００１）及びＦｅＰｔ（００２）の回折ピークだけでなく、ＦｅＰｔ（１１１）の回折ピークも観測された。すなわち、比較例２ではＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向性が低下していることを示している。これは、Ｔｉ層からＦｅＰｔ層中に拡散するＴｉ成分が多くなりすぎたために、ＦｅＰｔ層のｃ軸配向性が低下したものと考えられる。
比較例３で形成されたＦｅＰｔ層は、表１から明らかなように、垂直方向の保磁力Ｈｃよりも面内方向の保磁力Ｈｃが大きく、Ｘ線回折ではＦｅＰｔ（１１１）の回折ピークのみが観測された。すなわち、比較例３で形成されたＦｅＰｔ層では、ＦｅＰｔ層のｃ軸が垂直配向していないことが分かった。これは、比較例３ではＦｅＰｔ層の結晶配向性を制御するためのＦｅ−Ｏ層を設けなかったためである。
【００３２】
上記表１の結果から、ＦｅＰｔ層上に形成されるＴｉ層の膜厚を０．５ｎｍより厚くし且つ４ｎｍより薄くすることにより（Ｔｉ層の膜厚をＦｅＰｔ層の膜厚の約８％より厚くし且つ約７０％より薄くすることにより）、より好ましくはＴｉ層の膜厚を１ｎｍ〜３ｎｍ（Ｔｉ層の膜厚をＦｅＰｔ層の膜厚の約１５％〜約５０％）にすることにより、ＦｅＰｔ層のｃ軸の垂直配向を維持したまま、ＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃを、情報記録時に用いる磁気ヘッドで十分に記録可能となるような所望の値に調整することができることが分かった。
【００３３】
なお、実施例１〜３で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃは、表１から明らかなように、比較例１で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力より小さくなる。しかしながら、実施例１〜３で形成したＦｅＰｔ層の垂直方向の保磁力Ｈｃは、従来の垂直磁気記録媒体に用いられるＣｏＣｒ系合金膜の保磁力と比べると十分大きな値であり、実施例１〜３で作製した磁気ディスクは、従来と比べても一層優れた熱安定性及び垂直磁気特性を有する高密度記録可能な磁気記録媒体であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上述のように、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体では、記録層として用いるＦｅＰｔ規則合金膜のｃ軸を膜面に対して垂直方向に優先配向させたまま、ＦｅＰｔ規則合金膜の膜面に垂直な方向の保磁力を所望の値に制御することができる。それゆえ、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体によれば、熱安定性と垂直磁気特性とに優れた高密度磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体を提供することができ、テラバイトクラスの磁気記録媒体及びその製造方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施例１で作製した磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、実施例１の磁気記録媒体の製造方法の手順を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 基板
２ Ｔｉ層
３ Ｆｅ−Ｏ層
４ ＦｅＰｔ層
４ａ Ｆｅ層
４ｂ Ｐｔ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体であって、基板上に、Tiを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のc軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記保磁力制御層の膜厚が０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
磁気記録媒体の製造方法であって、 基板上に、Ｔｉを主成分とする第１の層を形成することと、第１の層の上に、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層を形成することと、第２の層上に、Ｆｅを主成分とする第３の層を形成することと、 第３の層上に、Ｐｔを主成分とする第４の層を形成することと、上記積層膜を所定温度で加熱することとを含み、 上記所定温度が第３の層と第４の層との間でＦｅ及びＰｔの相互拡散が生じ、ＦｅとＰｔとが規則合金化する温度であり、上記加熱することにより形成されたＦｅとＰｔとの規則合金膜の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成す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。
【請求項１】
磁気記録媒体であって、基板上に、Tiを主成分とする保磁力制御層と、上記保磁力制御層の上に形成されたＦｅ及びＯを主成分とする結晶配向制御層と、上記結晶配向制御層上に形成されたＦｅＰｔ規則合金を主体とする記録層とを備え、上記記録層の結晶のc軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記保磁力制御層の膜厚が０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
磁気記録媒体の製造方法であって、 基板上に、Ｔｉを主成分とする第１の層を形成することと、第１の層の上に、Ｆｅ及びＯを主成分とする第２の層を形成することと、第２の層上に、Ｆｅを主成分とする第３の層を形成することと、 第３の層上に、Ｐｔを主成分とする第４の層を形成することと、上記積層膜を所定温度で加熱することとを含み、 上記所定温度が第３の層と第４の層との間でＦｅ及びＰｔの相互拡散が生じ、ＦｅとＰｔとが規則合金化する温度であり、上記加熱することにより形成されたＦｅとＰｔとの規則合金膜の結晶のｃ軸が膜面に対して垂直配向していることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
第１の層を０．５ｎｍより厚く且つ４ｎｍより薄い膜厚で形成す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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２９４０７７（Ｐ２００６−２９４０７７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０９２９８（Ｐ２００５−１０９２９８）
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]