説明

磁気記録媒体及び磁気記録装置

【課題】加熱できない基板に対して、高い静磁気特性で、且つ、低媒体ノイズの高密度記録可能な磁気記録媒体及びそれを備えた磁気記録装置を提供する。
【解決手段】可撓基板上に、カバー層及び、Cr下地層を形成した後、酸化物を含有したCoPtCr合金磁性膜及び保護層を順次形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は情報の記録再生を行うための磁気記録再生装置に関し、特に高密度記録に適した磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
情報化社会の発展には目覚しいものがあり、文字情報のみならず音声及び画像情報等、莫大な情報量が増大している。このような情報化社会においては、データのバックアップ量も増大しており、ビットコストの安い磁気テープがその用途として用いられている。現在の磁気テープ媒体の場合、針状磁性微粒子を塗布した層が記録層として用いている。現在の磁気テープの高容量化は、ベースフィルム厚を薄くすることと共に、微細なビットを記録するための磁気微粒子の微細化及び記録層の薄厚化によって実現している。
【0003】
ところで、針状磁性微粒子の場合、その磁気特性でも記録に重要な保磁力はその形状に起因した形状異方性により決定され、記録容量を大きくするためには、高保磁力化が求められる。しかしながら、磁性微粒子を微細化していくと形状異方性は減少してしまうので高保磁力化が困難になる。さらに、高記録密度ではテープ表面の粗さも重要になり、より平滑な表面が求められるが、塗布型テープのその実現は難しくなる。このような問題に対して、スパッタ法により記録層を形成する方法が文献1で開示されている。
【0004】
【非特許文献1】H. Lee et al., J. Appl. Phys. vol. 93, pp7783−7785,2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
記録層に要求される事項として、結晶粒間の磁気的な結合を低減することがある。文献1内では、記録層としてCoPtCr合金スパッタ薄膜が用いられている。これまで、該材料はハードディスク媒体の記録層を構成する材料として利用されているが、その場合、基板を予め加熱し、強磁性を示す結晶粒と非磁性の結晶粒界となる相分離した組織を得ることで上記の要求を満たしている。一方、テープ媒体の場合、ベースフィルムが熱に対して弱いため加熱することはできない。文献1では、成膜中にフィルムにプラズマバイアスを印加して、磁気的な結合の低減するための相分離を実現しているが、フィルムへのダメージが懸念される。以上の例のように、加熱以外の手段で記録層結晶粒間の磁気的な結合を低減させる必要がある。
【0006】
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決するもので、非加熱で高い磁気特性を有し、且つ、低媒体ノイズの新規磁気記録テープ媒体の製造方法及び媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の様態は、ベースフィルム上に、下地層、記録層の順に形成され、上記記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料であることを特徴とする磁気記録媒体に関する。
【0008】
記録層を上記記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料非加熱で成膜した結果、充分な磁気特性を示し、且つ、結晶粒間の磁気的結合が小さな磁気テープ媒体を得られることができることがわかった。
【0009】
本発明の磁気記録媒体では、記録層を形成する酸化物を含有したCoPtCr基酸化物膜中の酸化物含有率を5〜20mol%とすることが好ましい。酸化物を含有するCoPtCr基合金磁性膜は、スパッタガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いることにより形成され、この混合比を適宣調節することによりCoPtCr基合金磁性膜中に5〜20mol%の酸化物を分散した状態で導入することができる。あるいは、スパッタガスにはアルゴンを用い、ターゲット中に含まれる酸素量を調節することによりCoPtCr基合金磁性膜中の酸化物含有量を変化させることも可能である。例えば、CoPtCrターゲットとSiOやMgO等のターゲットとの同時スパッタ法を用い得る。5〜20mol%の酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜を用いることにより、磁性結晶粒間の磁気的相互作用を低減させ、低媒体ノイズの媒体を提供することができる。CoPtCr合金磁性膜中の酸化物含有量を5mol%より多くすると、磁性粒子間の分離が進み、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減するので、媒体ノイズは低減し始め、酸化物含有量が20mol%を超えると、酸素が磁性結晶粒内に取り込まれ、著しく磁気特性が劣化してしまい、記録層として必要な磁気特性をほとんど示さなくなる。
【0010】
また、本発明の磁気記録媒体では、酸化物としてSi酸化物もしくはMg酸化物を用いることが好ましい。両者では、微細な結晶粒を得ることが容易であるSi酸化物を用いることが特に望ましい。記録層中にSi酸化物またはMg酸化物を混入させる方法としては、CoPtCrターゲット中に5〜20mol%のSiOやMgOを混入させたターゲットを用いてスパッタする方法がある。この方法では、酸化物含有量の調整が容易であり、形成された薄膜は、CoPtCr基合金磁性結晶粒の周りを酸化物であるSiOやMgOが取り囲む構造になる。
【0011】
本発明の磁気記録媒体では、Crを主体とする合金により形成された下地層を用いることが好ましい。本下地層を用いることで、記録層の結晶性が向上し、高い磁気特性を得ることができる。母元素以外にCr、Ti、Ta、V、Ru、W、Mo、Nb、Ni、ZrまたはAlを含み得る。
【0012】
本発明の第2の様態に従えば、本発明の磁気記録媒体に対して、記録層の膜面に対して垂直方向の磁場を与える磁気ヘッドと、該磁気記録媒体を該ヘッドに対して相対的に駆動するための駆動装置とを備えた磁気記録装置が提供される。
【発明の効果】
【0013】
本発明の磁気記録媒体によれば、酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜より記録層を構成することにより、非加熱で高い静磁気特性で、且つ、低媒体ノイズの高密度記録可能な磁気記録テープ媒体媒体及びそれを備えた磁気記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下に、本発明の磁気記録媒体及び磁気記録装置について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【0015】
(実施例)
実施例で作製した磁気テープの概略断面図を図1に示す。図1に示すように、磁気テープ20は、ベースフィルム11上に、カバー層2、下地層3、下地層4、記録層5及び保護層6を順次積層した構造を有する。カバー層2はベースフィルムから発生する吸着ガスの記録層への影響を防ぐための層である。下地層3及び4は、記録層の配向性を制御するための層である。記録層5は、情報が磁化情報として記録される層であり磁化方向は膜面に対して面内方向となる。保護層6は、ベースフィルム11上に順次積層された積層膜2〜5を保護するための層である。以下に、この例で作製した磁気テープの作製方法を説明する。
【0016】
ベースフィルム11には厚さ5μmのアラミドフィルムを用いた。そのベースフィルム1上に、カバー層2としてSiO2膜を、RFスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.8Pa、投入電力250Wとし、ターゲットはSiOとした。下地層2の膜厚は10nmとした。
【0017】
次いで、下地層3としてNiAl膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力250Wとし、ターゲットはNi50Al50(at%)とした。下地層2の膜厚は30nmとした。
【0018】
次いで、下地層4上に、下地層4としてCrTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力200Wとし、ターゲットはCr80Ti20(at%)とした。下地層4の膜厚は60nmとした。
【0019】
さらに、下地層4上に、記録層5として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜をDCスパッタリングにより形成した。ターゲットの組成はCo74Pt16Cr10(at%)−SiO(CoPtCr:SiO=94:6mol%)とした。スパッタリング条件は、ガス圧2.1Pa、投入電力250Wとした。記録層5の膜厚は16nmとした。
【0020】
最後に、記録層5上に、保護層6としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層6の膜厚は5nmとした。
【0021】
さらに、上記記録層が形成される側の裏面に、バックコート層12としてバックコート塗料を塗布した。
【0022】
(比較例)
比較例は、記録層5をCoPtCr合金で構成すること以外は実施例と同様の条件で作製した。比較例の記録層5の成膜条件は、ターゲットがCo74Pt16Cr10(at%)組成のものを用いてDCスパッタにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧2.1Pa、投入電力250Wとした。記録層5の膜厚は16nmとした。
【0023】
次に、振動試料型磁力計を用いて実施例1及び比較例1の膜面内方向の磁気特性を測定した。その結果を表1に示す。
【0024】
【表1】

【0025】
表1のように、磁気特性はほぼ同等の特性を示した。表2に交流消磁後の残留磁化状態の磁区構造を磁気力顕微鏡を用いて観察した。得られた像より、自己相関係数を0.5として算出した自己相関長を示す。
【0026】
【表2】

【0027】
表2のように、自己相関長に顕著な違いが現れ、実施例1の方が比較例1よりも小さいことが分かる。これは、記録層の結晶粒間の磁気的な結合が低減された結果であると考えられる。
【0028】
次に、これらの例で作製した磁気テープの保護層上に1nmの厚さの潤滑剤を塗布した後、ドラムテスタを用いて記録再生特性を評価した。具体的には実施例1及び比較例1の磁気テープに対して、10TBテープの容量に相当する5Gbit/inch(500kFCI、9.8kTPI)に相当する信号を記録してそのS/N比を評価した。その結果を表3に示す。
【0029】
【表3】

【0030】
表3のように、実施例の記録再生特性は比較例よりも高いS/N比を示すことがわかる。これは、表2の自己相関長算出結果と同様に、実施例の方が比較例よりも記録層結晶粒間の磁気的相関が低減されているためと考えられる。
【0031】
上記実施例では、記録層として酸化物を含有したCoPtCr合金磁性膜を形成する際、CoPtCr合金に酸化物の複合ターゲットを用いることによる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化物を含まないターゲットに対して酸素とアルゴンの混合ガスを用いてスパッタを行い記録層中の酸素の含有量を調整しても良いし、また、スパッタガスとして酸素とアルゴンの混合ガスを用い、さらに、CoPtCr合金に酸素を混入したターゲットを用いてスパッタすることにより記録層中の酸化物の含有量を調整しても良い。
【0032】
上記実施例では、基板上に下地層及び記録層を積層した磁気テープについて説明したが、本発明はこれに限定されない。プラスチックで構成されるディスク媒体等の加熱が不可能な媒体に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】実施例の磁気テープの断面構造を示す。
【符号の説明】
【0034】
1 ベースフィルム
2 カバー層
3 下地層1
4 下地層2
5 記録層
6 保護層
20 磁気テープ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓基板上に、下地層、記録層の順に形成され、該記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料で形成されている磁気記録媒体において、該下地層がCrもしくはCrを主体とする合金で形成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項2】
該記録層中の酸化物含有率は、5〜20mol%である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】
上記記録層中の酸化物がSi酸化物であることを特徴とする
請求項1から2のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項4】
上記記録層の厚さが20nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項5】
請求項1記載の磁気記録媒体に対して、上記記録層の膜面内方向の磁場を与える磁気ヘッドと、上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して相対的に駆動するための駆動装置とを備えた磁気記録装置。
【請求項6】
可撓基板上に、下地層、記録層の順に形成され、該下地層がCrもしくはCrを主体とする合金で形成され、且つ、該記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料で形成される磁気記録媒体において、各層をスパッタ法により形成する製造方法。


【図1】
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【公開番号】特開2006−4462(P2006−4462A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−176422(P2004−176422)
【出願日】平成16年6月15日(2004.6.15)
【出願人】(000005810)日立マクセル株式会社 (2,366)
【Fターム(参考)】