磁気記録媒体
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ドラム、磁気テープ、磁気ディスク、磁気カード等の磁気記録媒体及び磁気記録装置に係り、特に高密度磁気記録に好適な薄膜媒体及びこれを用いた小型大容量磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子計算機等の情報処理装置の小型化・高速化に伴い、磁気ディスク装置その他の外部記憶装置の大容量化・高速アクセス化に対する要求が高まっている。特に、磁気ディスク記録装置は高密度化・高速化に適した情報記憶装置であり、その需要が一段と強まりつつある。
【０００３】磁気ディスク装置に用いられる記録媒体としては、酸化物磁性体の粉末を基板上に塗布した媒体と、金属磁性体の薄膜を基板上にスパッタ蒸着した薄膜媒体が開発されている。この中で薄膜媒体は、塗布型の媒体に比べて磁気記録層に含まれる磁性体の密度が高いため、高密度の記録再生に適している。薄膜媒体の基板にはＡｌ−Ｍｇ合金、化学強化ガラス、有機樹脂、セラミックス等が用いられ、さらに基板表面にはヘッド粘着防止あるいは磁気特性向上の目的で中心線平均粗さ（以後、Ｒａと略記する）が２〜１０ｎｍ程の溝や突起が形成される。
【０００４】また、磁気ヘッドの再生部に巨大磁気抵抗効果型（以後、ＧＭＲと略記する）素子を用いることにより、ヘッドの再生感度を従来の誘導型磁気ヘッドに比べて向上した記録再生分離型ヘッド（以後、ＧＭＲヘッドと略記する）が開発されている。ＧＭＲヘッドを用いれば記録ビットの面積が小さくても充分な信号Ｓ／Ｎが得られるので、媒体の記録密度を飛躍的に向上することができる。
【０００５】磁性膜には主に、飽和磁束密度（Ｂｓ）の高いＣｏ合金スパッタ膜が用いられる。Ｃｏ合金は六方最密充填型（hexagonal close packed；ｈｃｐ）の結晶構造を有し、磁化容易軸は結晶のｃ軸である。従って、面内記録方式ではｃ軸が基板面と平行となるよう結晶を配向成長させる必要がある。このため、下地膜として体心立方構造（body centered cubic ：ｂｃｃ）のＣｒ、あるいはＣｒ−Ｔｉ、Ｃｒ−Ｖ等の合金膜を用い、この上にＣｏ合金薄膜をエピタキシャル成長させる技術が用いられる。
【０００６】従来の磁性膜の磁気特性は、例えば、雑誌「アイ・イー・イー・イー トランサクション オン マグネティクス」第２９巻（１９９３年）、３０７頁に記載されるように、ヘッド走行方向に測定した磁性膜の残留磁化量（以後、Ｂｒと略記する）と磁性膜の総膜厚（δ）の積（Ｂｒδ）は８０〜１８０Ｇμｍ程度、ヘッド走行方向に測定した保磁力（Ｈｃ）は１６００〜２１００Ｏｅ程度である。
【０００７】また、雑誌「アイ・イー・イー・イー トランサクション オン マグネティクス」第２９巻（１９９３年）、２９２頁には、透過電子顕微鏡により磁性膜の結晶格子を観察することにより、結晶粒界、ｃ軸の配向性、面心立方格子型（facecentered cubic ：ｆｃｃ）結晶構造を有する異相の存在、及び積層欠陥の密度等を解析した結果が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】今後、記録密度をさらに向上するには、再生感度の高いＧＭＲヘッドの開発、及びＧＭＲヘッドに適応した磁気特性を有し、かつヘッドの浮上量を低減すべく表面を従来より平滑化した記録媒体の開発が必須である。従来技術による記録媒体とＧＭＲヘッドを用いて記録再生実験を行ったところ、Ｂｒδが８０Ｇμｍ以上あり、ＧＭＲヘッドで再生すると出力とともにノイズが大幅に増加し、高いＳ／Ｎを得ることができなかった。また、Ｂｒδが大きい場合にＧＭＲヘッドの出力が飽和し、再生信号波形が正側と負側で非対称となり、信号の弁別が困難になる問題があった。また、媒体のＢｒδが大きいとＧＭＲ膜の磁化が過度に回転して不安定化するため、ヘッドよりバルクハウゼンノイズが発生して記録ビットエラーを発生する問題があった。
【０００９】このような問題を解決するには媒体のＢｒδを８０Ｇμｍ未満に低減することが有効である。そのためには、磁性膜の膜厚δ、あるいは残留磁束密度Ｂｒを減少する必要がある。ところが、いずれの方法によってもＢｒδを上記値とすると、媒体の保磁力Ｈｃが従来の媒体に比べ著しく低下し、１０００Ｏｅ未満となった。このようにＨｃが低下すると、線記録密度が１００ｋＢＰＩ以上と高記録密度の領域ではヘッド出力が著しく低下するため、エラーを発生するという問題があった。
【００１０】また、上記従来技術による媒体では、媒体ノイズの低減には磁性膜の粒子間相互作用の低下が有効との考えから、磁性膜結晶粒の孤立化の手法が提案されてきた。しかし、この方法では保磁力角形比（Ｓ* ）の低下に伴う高記録密度での出力低下や、磁性膜の耐食性が低下する問題があった。また、媒体からの磁束を有効にＧＭＲヘッドで検出するためには、ヘッドの浮上量を０．１μｍ以下とする必要がある。しかし、従来の媒体ではヘッド粘着防止あるいは磁気特性向上の目的で、基板表面にＲａが２ｎｍ以上のテクスチャーが形成されており、浮上量を下げるとテクスチャーの突起部とヘッドが接触しやすく、浮上量を０．１μｍ以下に低減できないという問題がある。従って、ヘッドが安定に浮上できるように、従来より表面が平滑な媒体を形成する必要がある。
【００１１】以上の課題及び状況を鑑み、本発明の第１の目的は、再生感度の高いＧＭＲヘッドに適応した、高Ｓ／Ｎが得られる記録媒体を提供することである。すなわち、ＧＭＲヘッドの浮上量０．１μｍ以下において線記録密度１５０ｋＢＰＩ以上、トラック密度１０ｋＴＰＩ以上での記録再生（面記録密度で１．５ＧＭｂ／ｉｎ2 以上に対応）時のＳ／Ｎの値が１以上の磁気記録媒体を提供することである。本発明の第２の目的はこのような媒体を再現性良く製造する方法を提供することであり、第３の目的は、このような媒体を用いた大容量で信頼性の高い磁気記録装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】ＧＭＲヘッドを用いる場合には、媒体としてヘッドの走行方向に測定した磁性膜の残留磁化量と磁性膜の総膜厚の積（Ｂｒδ）を減少し、かつ、磁性膜の異方性磁界（Ｈｋ）を増加することにより、磁化遷移部の反磁界の影響を低減することが重要である。
【００１３】本発明者らは媒体の磁気特性と、ＧＭＲヘッドによる記録再生特性について鋭意研究を重ねた結果、上記目的を達成するためには、媒体の磁性膜のヘッド走行方向に測定した残留磁化Ｂｒと磁性膜総膜厚δとの積Ｂｒδを５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満とし、かつ、上記媒体の異方性磁界Ｈｋの値が７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下とすることが有効であることを見出した。特に、１５０ｋＢＰＩ以上の線記録密度において媒体ノイズをさらに低減し、Ｓ／Ｎを向上するためには、上記Ｂｒδの値を５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下とすることが好ましい。
【００１４】上記Ｈｋの値はトルクメーターを用いて以下に述べる方法により測定することができる。すなわち、磁性膜試料の基板面内に磁界を印加しながら、試料を基板面で３６０度往復回転し、得られたトルク曲線の内側の面積を求める。この面積は回転履歴損失Ｗｒと呼ばれる。このＷｒを印加磁界の逆数に対してプロットし、高磁界側でＷｒが０となる磁界がＨｋである。
【００１５】上記磁気記録媒体において、総磁性膜厚δを５ｎｍ、３０ｎｍ以下とし、保磁力を１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下とすると、磁化遷移領域の磁化の乱れが低減して磁化遷移領域の幅が減少し、高記録密度領域においても高い出力が得られる。磁性膜結晶の粒界の幅が０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下であるとＨｃが向上し、ノイズが低減する。
【００１６】上記磁気記録媒体において、磁性膜が六方晶型の結晶構造を有し、そのｃ軸が実質的に基板面内方向に配向しており、さらに、六方晶型の格子定数のａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値を１．３以上、１．６以下とすると異方性磁界が向上する。ここで、ｃ及びａの値は磁性膜のＸ線回折分析法、電子線回折分析法、又は透過電子顕微鏡観察法により求められ、Ｘ線回折分析においては必要に応じて試料面を入射Ｘ線に対して傾斜させることが必要である。
【００１７】上記磁気記録媒体において、六方晶構造を有する磁性膜結晶中の面心立方格子（ｆｃｃ）を形成する積層欠陥の密度を５％以下とすると異方性磁界が向上する。上記磁性膜の結晶粒界の幅、あるいは積層欠陥の密度は高分解能の透過電子顕微鏡により１００個程度の磁性膜結晶粒の格子像を直接観察し、平均化することにより求めることができる。
【００１８】上記磁気記録媒体において、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度を１原子％以下とすると異方性磁界がより向上する。ここで、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度は蛍光Ｘ線分析法や、Ｃｓイオンとの分析元素とのクラスターイオンを用いた二次イオン質量分析法により求めることができる。本明細書で示した磁気記録媒体の作製に当たっては、成膜真空槽の排気速度や膜の成長速度を増したり、非磁性下地膜及び磁性膜形成時に、基板に負のバイアス電圧を１０Ｖ以上、５００Ｖ以下印加すると、膜の結晶性が向上し、異方性磁界が向上する。交流バイアスでも直流成分を含んでいれば同様の効果が得られる。
【００１９】上記バイアス電圧の印加や、イオン打ち込み法などにより、磁性膜及び下地膜中に、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒの少なくとも一つの元素を０．１％以上、５％以下の原子濃度で存在せしめると、膜面内に圧縮応力が増して異方性磁界や保磁力が向上する。特に原子半径の大きいＸｅあるいはＫｒを混入すると、膜面内の圧縮応力を大幅に向上でき、異方性磁界や保磁力を向上できる。
【００２０】また、上記磁気記録媒体において、磁性膜がＣｏを主たる成分とし、これにＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｂ、あるいはＰのいずれか少なくとも１種の元素を添加すると、高いＨｃが得られる。特に、磁性膜がＣｏを主たる成分とし、Ｃｒを磁性膜中に１５原子％以上、２２原子％以下の濃度で添加すると、媒体のノイズが著しく低減する。
【００２１】媒体成膜時の基板温度を２００℃以上、５００℃以下とすると、磁性膜中の偏析構造が促進されてＨｃが向上する。成膜後に媒体を２００℃以上の温度で熱処理すると偏析などが促進され、さらに保磁力が高く、またノイズも低くなる。ただし、熱処理温度としては６００℃よりも高くすると粒径が肥大化し、ノイズが増加するので、熱処理は６００℃以下で行うことが望ましい。
【００２２】Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂの少なくとも一つを主たる成分とする膜厚０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下の非磁性中間層により、磁性膜を２層以上に多層化すると媒体ノイズが著しく低減する。磁性膜表面のヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とすると、ヘッド浮上量が０．１μｍ以下でも安定に浮上できる。また、上記磁気記録媒体が磁性膜上に保護膜を有し、保護膜表面のヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下とすると、ヘッド浮上量が０．１μｍ以下でも安定に浮上できる。
【００２３】非磁性ディスク基板と磁性膜との間にＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とし、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を添加した合金下地膜を磁性膜に隣接して形成し、その膜厚を５ｎｍ以上、５００ｎｍ以下とすると磁性層の配向性が向上し異方性磁界が向上するとともに、媒体ノイズが低下する。さらに、前記下地層を少なくとも２層の非磁性層で構成し、基板側下地層をＺｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金とすると、化学強化ガラス、有機樹脂、Ｔｉ、Ｓｉ、カーボン、あるいはＴｉＯ2 、ＳｉＣ等のセラミック材料からなる基板を用いたときでも異方性磁界が向上するとともに、高いＢｒや保磁力が得られる。
【００２４】磁性層としてはＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉもしくはこれらを主たる成分とする合金が望ましく、特にＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｒｅ等の合金を主たる成分とし、六方晶結晶構造の（１１０）結晶格子面が基板と略平行となるよう結晶を配向成長させるとＨｃが向上するので望ましい。また、優れた耐食性を求める場合には磁性膜を構成する磁性体としてＣｏ−Ｎｉ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔを主たる成分とする合金を用いることが望ましい。
【００２５】磁性膜の保護層としてカーボン、水素添加カーボン、もしくはカーボンを主たる成分とする非磁性材料を膜厚１０〜５０ｎｍ形成し、さらに吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を膜厚３〜２０ｎｍ設けることにより信頼性が高く、高密度記録が可能な磁気記録媒体が得られる。保護層にはＷＣ、（Ｗ−Ｍｏ）−Ｃ等の炭化物、（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4 等の窒化物、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2 等の酸化物、あるいはＢ、Ｂ4Ｃ、ＭｏＳ2 、Ｒｈ等を用いると耐摺動性、耐食性を向上できるので好ましい。これらの保護膜はマスクを用いて表面をエッチングし、面積比で１〜２０％の突起を設けるか、成膜条件、組成等を調整し、異相突起を析出せしめることで、保護膜が磁性膜表面に比べて大きな面粗さを有することがより好ましい。
【００２６】また、媒体表面のＲａを従来より小さい値とした場合に、ＣＳＳ動作時のヘッドの粘着を抑制するには、磁性膜上に保護膜を形成した後に微細マスクを用いてプラズマエッチングすることで表面に高さ２０ｎｍ以下の微細な凹凸を形成したり、化合物、混合物のターゲットを用いて保護膜表面に微細な突起が生じるように形成したり、あるいは熱処理によって表面に微細な凹凸を形成すると、ＣＳＳ動作時にヘッドと媒体の摩擦力が低減でき、ヘッドが媒体に粘着する問題が回避される。
【００２７】本磁気記録媒体とトラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドとを組合せることにより、大容量で高信頼性の磁気記録装置を提供することができる。また、最尤復号法による信号処理回路とを組み合わせるとさらに記録密度を向上することができる。
【００２８】
【作用】媒体の残留磁化Ｂｒと膜厚δの積Ｂｒδが過度に大きいとＧＭＲ膜の磁化回転が不安定となり、ヘッドよりバルクハウゼンノイズが発生する。また、Ｂｒδが増すと記録ビットの遷移領域において反磁界Ｈｄが増して磁化の揺らぎが大きくなるため、再生感度が高いＧＭＲヘッドを用いた場合に媒体ノイズＮｄが著しく大きくなる。また、ＧＭＲヘッドは再生感度が高いためＢｒδが８０Ｇμｍ以上では再生出力が飽和して出力信号の波形が非対称となる。一方、Ｂｒδが５Ｇμｍ未満では再生出力が小さく、媒体ノイズの大きさと同程度となるため高い信号Ｓ／Ｎが得られない。従って、使用するＧＭＲヘッドの再生感度に適合して媒体のＢｒδを５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の範囲に制御することで高いＳ／Ｎを得ることができる。
【００２９】Ｂｒδを５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下の範囲に制御することにより記録ビットにおける磁化の揺らぎを低減することができ、１５０ｋＢＰＩ以上の高い線記録密度で媒体ノイズを著しく低減することができる。また、１５０ｋＢＰＩ以上の高い線記録密度では記録ビットの長さが短くなり、磁化遷移部のジグザグした形状がビット長さと同程度となる。また、磁化遷移部間の相互作用も現われ、記録ビットの形状は従来の低記録密度時のような理想的な長方形ではなく、不規則な形状となりやすい。このような場合にも高い出力を得るためには媒体の磁性膜の異方性磁界Ｈｋの値を７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅと従来より高くし、磁化遷移部の反磁界の影響を低減することが有効である。
【００３０】また、Ｈｃを１０００Ｏｅ以上とするためにはδを５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下の値とする必要がある。Ｈｃを１０００Ｏｅ以上とすると磁化遷移領域の幅が減少して出力半減記録密度Ｄ50が向上するため、高線記録密度時にも高い出力が得られ、同時に媒体ノイズＮｄが減少するため再生信号のＳ／Ｎが向上する。また、Ｈｃを３５００Ｏｅよりも高くするとオーバーライト特性が２０ｄＢ以下となるので、Ｈｃを３５００Ｏｅ以下とすることが好ましい。媒体の総磁性膜厚δを５ｎｍ以下とすると、δが減少するに従い磁性膜の結晶粒径が小さくなり、磁化の温度ゆらぎの効果等により保磁力Ｈｃは低下する。磁性膜厚δを３０ｎｍ以上とすると磁性膜が垂直方向に磁化しやすくなるためＨｃが低下するので好ましくない。
【００３１】磁性膜結晶の粒界の幅を０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下とすると磁気クラスター間の磁気的な相互作用が低減し、Ｈｃが向上するとともに媒体ノイズが低減する。六方晶型結晶構造を有する磁性膜のｃ軸を実質的に基板面内方向に配向し、さらに、磁性膜結晶に基板面内方向の圧縮歪を付与し、六方晶型の格子定数のａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値を１．３以上、１．６以下とすると、逆磁歪効果によりＨｋやＨｃを従来より向上できる。
【００３２】磁性膜結晶中の面心立方格子を形成する積層欠陥の密度を５％以下と低減すると、磁気異方性定数の大きい六方晶型結晶を、磁壁の幅程度の２０〜３０ｎｍの均一な大きさに制御できるので、ＨｋやＨｃが向上する。磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度を１原子％以下とすると、磁性膜の六方晶型結晶格子の乱れや欠陥が低減するため磁気異方性定数が増し、ＨｋやＨｃが向上する。
【００３３】このような高Ｈｋ、高Ｈｃ磁性膜を形成するためには、非磁性下地膜及び磁性膜形成時に、成膜室の排気速度を増して水蒸気等の不純物ガス濃度を低減し、成膜速度を増すとともに、基板に実質的に負のバイアス電圧を１０Ｖ以上、５００Ｖ以下印加することが有効である。特に、−２００Ｖ以上の電圧を印加することにより所望の磁気特性の磁性膜を形成することが可能である。これは、成膜室中の不純物ガス濃度の低減、成膜速度の増加、バイアス電圧の印加により、基板や下地膜表面の汚染層除去、酸素や窒素等の不純物の除去、蒸着粒子の基板表面拡散の促進による結晶格子の欠陥や乱れの低減、結晶粒界への非磁性元素の偏析による結晶粒界の発達によるためである。
【００３４】また、高Ｈｋ、高Ｈｃ磁性膜を形成するためには、下地膜の結晶格子の大きさを磁性膜の結晶格子の大きさと整合させ、結晶格子の欠陥や乱れを低減することが重要である。このためには、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とする下地層に、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を添加することが有効である。また、磁性膜と同様に、下地膜の結晶格子の欠陥や乱れを低減することも重要であり、そのためには前記下地層を少なくとも２層の非磁性層で構成し、基板側下地層をＺｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金とすることで、基板材料に起因する結晶配向性の乱れや、不純物の拡散を抑制できる。
【００３５】また、媒体からの磁束を有効にＧＭＲヘッドで検出するためには、ヘッドの浮上量を減少することが有効である。ここで、ヘッド走行方向と垂直の方向に測定した媒体保護膜表面の中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下とすると浮上量が０．１μｍ以下でもヘッドが安定に浮上する。また、磁性膜表面の、ヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とすると浮上量が０．１μｍ以下においてもヘッドが安定に浮上する。
【００３６】磁性膜上に保護膜を形成した後に微細マスクを用いてプラズマエッチングすることで表面に高さ２０ｎｍ以下の微細な凹凸を形成したり、化合物、混合物のターゲットを用いて保護膜表面に微細な突起を生じせしめたり、あるいは熱処理によって表面に微細な凹凸を形成すると、ヘッドと媒体と接触面積、摩擦力が低減するため、ヘッドが媒体に粘着する問題が回避されるので、上記処理等により保護膜を磁性膜表面と異なる面粗さを有するようにすることが特に好ましい。本発明による媒体はＳ／Ｎが極めて高いため、トラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドで再生した場合に、トラック密度１０ｋＴＰＩ以上、１５０ｋＢＰＩ以上の高い記録密度においてＳ／Ｎが１以上の大容量磁気記録装置が得られる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明に係る薄膜媒体の断面構造を模式的に示したものである。同図において、符号１１はＡｌ−Ｍｇ合金、化学強化ガラス、有機樹脂、Ｔｉ、Ｓｉ、カーボン、あるいはＴｉＯ2 、ＳｉＣ等のセラミックス等からなる基板、１２及び１２’は基板１１の両面に形成したＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ等からなる非磁性メッキ層である。Ａｌ−Ｍｇ合金を基板として用いた場合にはこのようなメッキ層を備えたものを基板として用いることが好ましいが、その他の基板については１２及び１２’はなくてもよい。１３及び１３’はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのいずれかを主な成分とする合金からなる金属下地膜、１４及び１４’は当該下地膜の上に形成したＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｒｅ、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、あるいはＣｏ−Ｃｒ−Ｓｉ等からなる金属磁性層、１５及び１５’は当該磁性膜の上に形成したカーボン、ＷＣ、（Ｗ−Ｍｏ）−Ｃ、（Ｗ−Ｚｒ）−Ｃ、ＳｉＣ、（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ボロン、Ｂ4Ｃ、ＭｏＳ2 、あるいはＲｈ等からなる非磁性保護膜をそれぞれ示す。
【００３８】〔実施例１〕外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのＡｌ−４Ｍｇ（原子記号の前に付した数字は当該素材の含有量を示す。含有量の単位は重量％）からなるディスク基板の両面にＮｉ−１２Ｐ（重量％）からなるメッキ層を膜厚１３μｍ形成した。この非磁性基板の表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径０．５μｍ以下の研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板１１を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面にヘッド走行方向に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．７ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は２０本であった。
【００３９】このディスク基板２４をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度２００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて、２ｎＴｏｒｒの真空度に保持し、基板を２５０℃に加熱した後０．５ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとで膜厚５０ｎｍのＣｒ下地膜２３を形成した。この下地膜上にＣｏ−１７Ｃｒ−５Ｔａ（原子％）合金系磁性膜２２を膜厚５〜３０ｎｍ成膜した。その後、磁性膜上に膜厚２０ｎｍの水素含有カーボン保護膜２１を形成した。さらに、保護膜表面に開口部のピッチ１μｍ以上、１００μｍ以下の粒子化マスクを設置した。その後、マスクに覆われない部分の保護膜を酸素プラズマエッチングにより深さ１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下エッチングし、保護膜が磁性膜表面と比べて異なる面粗さを有するようにした。
【００４０】その結果、図２に示すように、カーボン保護膜表面にピッチ１μｍ以上、１００μｍ以下の凹凸２５が形成された。当該保護膜上に吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を形成した。媒体の静磁気特性（Ｈｃ、Ｂｒ、Ｈｋ）を最大印加磁界１４ｋＯｅの振動式磁化測定機（ＶＳＭ）、トルクメーターにより測定した。また、記録再生特性を、ヘッド浮上量０．０６μｍ、実効ギャップ長０．４μｍ、トラック幅２μｍ、再生部にＧＭＲ素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを用いて線記録密度１５０ｋＢＰＩにおいて記録再生Ｓ／Ｎの値を求めた。
【００４１】上記媒体において、磁性膜の膜厚δを制御することにより、ヘッド走行方向に測定した媒体磁性膜の残留磁化Ｂｒとδとの積Ｂｒδの値を５Ｇμｍ以上、７９Ｇμｍ以下とし、さらに、成膜室の排気速度、下地膜及び磁性膜の成膜速度、及び成膜時の基板側の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、Ｈｋを５ｋＯｅから３０ｋＯｅまで変化させた媒体を作成した。
【００４２】図３にＨｋと記録再生時のＳ／Ｎの関係を示す。Ｈｋが７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下の範囲でＳ／Ｎを１以上にできることが確認できた。この時のヘッド走行方向に測定した保磁力Ｈｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。上記方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（２００）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１１０）面がディスク基板表面と略並行となり、ｃ軸がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度は１原子％以下であることが確認された。
【００４３】また、基板のテクスチャー形成時の砥粒径や加工時間を制御することにより、保護膜表面の半径方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下で、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とした媒体を用いて、浮上量０．０６μｍにおいてＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。
【００４４】以上の効果は磁性材料にＣｏ−１０Ｎｉ−１０Ｃｒ（原子％）、Ｃｏ−４０Ｎｉ−５Ｚｒ（原子％）、Ｃｏ−３０Ｎｉ−１０Ｐｔ（原子％）を用いた場合でも同様に認められた。また、下地膜を形成せずに基板上に磁性膜を直接形成した場合には、保磁力が下地膜を形成した場合に比べて１００〜２００Ｏｅ低下したが、Ｓ／Ｎは１以上であることが確認された。また、磁性膜を、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、及びＮｉ−Ｂの一種からなる、膜厚０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下の非磁性中間層により二層化した場合には、媒体ノイズが単層の磁性膜の約２／３に低下し、Ｓ／Ｎの値はさらに向上した。
【００４５】〔実施例２〕外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのカナサイトガラス基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度４００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を４００℃まで加熱した後、５ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとで第１層下地膜としてＴｉを２０ｎｍ形成し、次いで第２層下地膜としてはＣｒ−１５Ｔｉ（原子％）合金を膜厚５０ｎｍ形成した。この複合下地膜上に膜厚１０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｓｉ磁性膜を形成した。その際、基板側に１３．５６ＭＨｚの高周波バイアス電圧を３００Ｗ印加した。この時、バイアス電圧の直流成分は−３００Ｖ、Ｂｒδの値は２５Ｇμｍであった。
【００４６】磁性膜中のＣｒ、Ｐｔ、Ｓｉの添加濃度を５原子％以上、２０原子％以下の範囲で制御することにより、高分解能透過電子顕微鏡により観察される磁性膜結晶の粒界の幅を、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の範囲で制御した。この時のＢｒδの値は５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下であった。
【００４７】図４に磁性膜結晶の粒界の幅と、保磁力Ｈｃ、及びヘッド浮上量０．０３μｍ、線記録密度２００ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。粒界の幅が０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下においてＨｃが１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下、Ｓ／Ｎが１以上となり、良好な特性を示した。本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（１１０）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１００）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．９ｎｍであった。
【００４８】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０３μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果は第１層下地膜としてＺｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金を用いた場合でも同様に認められた。
【００４９】〔実施例３〕外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのカーボン基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径１μｍ以下のダイアモンド研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。
【００５０】半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．５ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は５０本であった。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を４００℃まで加熱した後、１ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとでＣｒ−１５Ｔｉ下地膜を１０ｎｍ形成した。この下地膜上に膜厚５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ磁性膜を形成した。この時のＢｒδの値は１０Ｇμｍであった。
【００５１】成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、六方晶型結晶構造を有する磁性膜の格子定数ａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値、及び下地膜及び磁性膜中のＡｒ濃度を変化させた。この時のＢｒδの値は５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下、Ｈｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。
【００５２】図５に磁性膜の格子定数比ｃ／ａと、Ｈｋ、及びヘッド浮上量０．０３μｍ、線記録密度２００ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。格子定数比ｃ／ａが１．３以上、１．６以下において、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１以上と良好な特性を示した。また、下地膜及び磁性膜中のＡｒ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は８ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．２以上とさらに良好な特性を示した。
【００５３】本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（１００）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１１０）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．５ｎｍであった。
【００５４】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０３μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とし、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を１原子％以上、３０原子％以下添加した合金下地膜を、膜厚５ｎｍ以上、５００ｎｍ以下で形成した場合でも同様に認められた。
【００５５】〔実施例４〕外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのＳｉ−Ｃ基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を１００℃〜４００℃の範囲で加熱した後、１ｍＴｏｒｒのＸｅ圧のもとで下地膜としてＮｉ−Ｂを５０ｎｍ形成し、次いでＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ−Ｔａ磁性膜を１０ｎｍ形成した。この時、磁性膜中のＰｔ及びＴａの濃度を１原子％以上、３０原子％以下、磁性膜膜厚を１ｎｍ以上、４０ｎｍ以下の範囲で変化させることにより、残留磁束密度膜厚積Ｂｒδの値を１Ｇμｍ以上、２００Ｇμｍ以下の範囲で変化せしめた。
【００５６】図６にＢｒδと保磁力Ｈｃの関係を示す。Ｂｒδが５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の時にＨｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下となった。また、ヘッド浮上量０．０２μｍ、線記録密度２５０ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎは、Ｂｒδが５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の時に１以上となり、さらにＢｒδが５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下の時には媒体ノイズが著しく低下してＳ／Ｎは１．２以上となった。さらに、成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、下地膜及び磁性膜中のＸｅ濃度を制御した結果、Ｘｅ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は１０ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．５以上とさらに良好な特性を示した。
【００５７】〔実施例５〕外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのＴｉＯ2 基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径１μｍ以下のダイアモンド研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．７ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は１００本であった。
【００５８】このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を１００℃から４００℃の範囲で加熱した後、０．１ｍＴｏｒｒから５ｍＴｏｒｒの範囲のＫｒ圧のもとで第１層下地膜としてＲｕを１０ｎｍ形成し、次いで第２層下地膜としてＣｒ−５Ｓｉ合金を膜厚１０ｎｍ形成した。この複合下地膜上に膜厚５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜を形成した。この時のＢｒδの値は２０Ｇμｍであった。成膜時の基板温度、Ｋｒ分圧を制御することにより、磁性膜結晶中の面心立方格子型の結晶格子の密度を制御した。この時のＨｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。
【００５９】図７に面心立方格子型の結晶格子密度と、Ｈｋ、及びヘッド浮上量０．０２μｍ、線記録密度２５０ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。成膜時の基板温度を向上し、Ｋｒ分圧を低下するに従い面心立方格子型の結晶格子密度が減少し、面心立方格子型の結晶格子密度が０．０１％以上、５％以下において、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１以上と良好な特性を示した。さらに、成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖから−５００Ｖの範囲で制御することにより、下地膜及び磁性膜中のＫｒ濃度を制御した結果、Ｋｒ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は１０ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．２以上とさらに良好な特性を示した。
【００６０】本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ−Ｓｉ下地層では体心立方構造の（１１０）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１００）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．９ｎｍであった。
【００６１】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０２μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果は第１層下地膜としてＺｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ａ 、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とするＺｒ−Ｔａ、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｃ−Ｖ、Ａｌ−Ｍｇ、Ｖ−Ｆｅ、Ｎｂ−Ｃｒ、Ｔａ−Ｃｒ、Ｈｆ−Ｚｒ、Ｔａ−Ｍｏ等の合金を用いた場合でも同様に認められた。
【００６２】〔実施例６〕実施例１〜５に示した媒体と同等の特性を有する磁気記録媒体４枚を使用し、Ｃｏ−Ｎｉ−ＦｅもしくはＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ合金を記録用磁極材とし、再生部にＧＭＲ素子を有する複合型薄膜磁気ヘッド７個と、サーボ用のＮｉ−Ｆｅ合金を記録再生用磁極とする薄膜ヘッドとを組み合わせた磁気記録装置を試作した。本装置は、平面図８（ａ）及びＡ−Ａ’断面図８R>８（ｂ）に示すように、磁気記録媒体８１、磁気記録媒体駆動部８２、磁気ヘッド８３、磁気ヘッド駆動部８４、記録再生信号処理系８５などの部品から構成される。
【００６３】この磁気記録装置を使用し、スペーシング０．０３μｍにおいてエラーが発生するまでの平均時間を求めたところ従来装置に比較して２〜３倍になり、信頼性が極めて高いことを実証できた。また、本実施例で試作した磁気記録装置はヘッド浮上量が低いため、信号の記録再生における位相マージンが広くなり、面記録密度を比較例の媒体を用いた浮上量０．１２μｍの場合の１０倍に高めることができ、小形で大容量の磁気記録装置を提供できた。
【００６４】本装置を用いてトラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドで再生した場合に２００ｋＢＰＩ以上の高い記録密度においてＳ／Ｎが１以上、さらに、オーバーライト（Ｏ／Ｗ）特性が２６ｄＢ以上の大容量磁気記録装置が得られた。特に、１０ｋＴＰＩ以上の高記録密度時にも本実施例の媒体はトラック幅方向の書きにじみが充分に行われるため、高いＳ／Ｎが得られた。また、基板表面のテクスチャー形状が小さいためサーボ信号の品位も高く、良好なヘッド位置決めができた。サーボ用ヘッドを複合ヘッドとした場合にも同様の効果が得られた。
【００６５】本実施例では、Ｃｏ−Ｎｉ−ＦｅもしくはＣｏＴａＺｒ合金を磁極材とする薄膜磁気ヘッドを用いた場合について説明したが、ＮｉＦｅ、Ｆｅ−Ａｌ合金磁性膜、もしくはこれらを用いた多層磁性膜等を記録用磁極材とする録再分離型薄膜磁気ヘッド、ＣｏＴａＺｒ、ＦｅＡｌＳｉ合金等をギャップ部に設けたメタル・イン・ギャップ型（ＭＩＧ）録再分離複合磁気ヘッド、さらには誘導型薄膜ヘッド又はＭＩＧヘッドを用いた場合にも同様の効果が得られることを確認した。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、再生感度の高いＧＭＲヘッドに適応した高Ｓ／Ｎで、しかもＧＭＲヘッドが浮上量０．１μｍ以下で浮上可能な磁気記録媒体、及びその製造方法、さらにこれを用いた小形で大容量の磁気記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜型磁気記録媒体の断面構造図。
【図２】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の断面構造図。
【図３】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の異方性磁界Ｈｋと、記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図４】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜結晶の粒界の幅と、保磁力Ｈｃ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図５】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜の格子定数比ｃ／ａと、異方性磁界Ｈｋ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図６】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の残留磁束密度膜厚積Ｂｒδと保磁力Ｈｃとの関係を示す図。
【図７】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜結晶中の面心立方格子型の結晶格子の密度と、異方性磁界Ｈｋ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図８】本発明の一実施例の磁気記録装置の断面構造図。
【符号の説明】
１１…磁気ディスク基板、１２，１２’…非磁性メッキ層、１３，１３’…金属下地膜、１４，１４’…金属磁性膜、１５，１５’…非磁性保護膜、２１…非磁性保護膜、２２…金属磁性膜、２３…非磁性下地膜、２４…磁気ディスク基板、２５…保護膜エッチング部、８１…磁気記録媒体、８２…磁気記録媒体駆動部、８３…磁気ヘッド、８４…磁気ヘッド駆動部、８５…記録再生信号処理系
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ドラム、磁気テープ、磁気ディスク、磁気カード等の磁気記録媒体及び磁気記録装置に係り、特に高密度磁気記録に好適な薄膜媒体及びこれを用いた小型大容量磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子計算機等の情報処理装置の小型化・高速化に伴い、磁気ディスク装置その他の外部記憶装置の大容量化・高速アクセス化に対する要求が高まっている。特に、磁気ディスク記録装置は高密度化・高速化に適した情報記憶装置であり、その需要が一段と強まりつつある。
【０００３】磁気ディスク装置に用いられる記録媒体としては、酸化物磁性体の粉末を基板上に塗布した媒体と、金属磁性体の薄膜を基板上にスパッタ蒸着した薄膜媒体が開発されている。この中で薄膜媒体は、塗布型の媒体に比べて磁気記録層に含まれる磁性体の密度が高いため、高密度の記録再生に適している。薄膜媒体の基板にはＡｌ−Ｍｇ合金、化学強化ガラス、有機樹脂、セラミックス等が用いられ、さらに基板表面にはヘッド粘着防止あるいは磁気特性向上の目的で中心線平均粗さ（以後、Ｒａと略記する）が２〜１０ｎｍ程の溝や突起が形成される。
【０００４】また、磁気ヘッドの再生部に巨大磁気抵抗効果型（以後、ＧＭＲと略記する）素子を用いることにより、ヘッドの再生感度を従来の誘導型磁気ヘッドに比べて向上した記録再生分離型ヘッド（以後、ＧＭＲヘッドと略記する）が開発されている。ＧＭＲヘッドを用いれば記録ビットの面積が小さくても充分な信号Ｓ／Ｎが得られるので、媒体の記録密度を飛躍的に向上することができる。
【０００５】磁性膜には主に、飽和磁束密度（Ｂｓ）の高いＣｏ合金スパッタ膜が用いられる。Ｃｏ合金は六方最密充填型（hexagonal close packed；ｈｃｐ）の結晶構造を有し、磁化容易軸は結晶のｃ軸である。従って、面内記録方式ではｃ軸が基板面と平行となるよう結晶を配向成長させる必要がある。このため、下地膜として体心立方構造（body centered cubic ：ｂｃｃ）のＣｒ、あるいはＣｒ−Ｔｉ、Ｃｒ−Ｖ等の合金膜を用い、この上にＣｏ合金薄膜をエピタキシャル成長させる技術が用いられる。
【０００６】従来の磁性膜の磁気特性は、例えば、雑誌「アイ・イー・イー・イー トランサクション オン マグネティクス」第２９巻（１９９３年）、３０７頁に記載されるように、ヘッド走行方向に測定した磁性膜の残留磁化量（以後、Ｂｒと略記する）と磁性膜の総膜厚（δ）の積（Ｂｒδ）は８０〜１８０Ｇμｍ程度、ヘッド走行方向に測定した保磁力（Ｈｃ）は１６００〜２１００Ｏｅ程度である。
【０００７】また、雑誌「アイ・イー・イー・イー トランサクション オン マグネティクス」第２９巻（１９９３年）、２９２頁には、透過電子顕微鏡により磁性膜の結晶格子を観察することにより、結晶粒界、ｃ軸の配向性、面心立方格子型（facecentered cubic ：ｆｃｃ）結晶構造を有する異相の存在、及び積層欠陥の密度等を解析した結果が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】今後、記録密度をさらに向上するには、再生感度の高いＧＭＲヘッドの開発、及びＧＭＲヘッドに適応した磁気特性を有し、かつヘッドの浮上量を低減すべく表面を従来より平滑化した記録媒体の開発が必須である。従来技術による記録媒体とＧＭＲヘッドを用いて記録再生実験を行ったところ、Ｂｒδが８０Ｇμｍ以上あり、ＧＭＲヘッドで再生すると出力とともにノイズが大幅に増加し、高いＳ／Ｎを得ることができなかった。また、Ｂｒδが大きい場合にＧＭＲヘッドの出力が飽和し、再生信号波形が正側と負側で非対称となり、信号の弁別が困難になる問題があった。また、媒体のＢｒδが大きいとＧＭＲ膜の磁化が過度に回転して不安定化するため、ヘッドよりバルクハウゼンノイズが発生して記録ビットエラーを発生する問題があった。
【０００９】このような問題を解決するには媒体のＢｒδを８０Ｇμｍ未満に低減することが有効である。そのためには、磁性膜の膜厚δ、あるいは残留磁束密度Ｂｒを減少する必要がある。ところが、いずれの方法によってもＢｒδを上記値とすると、媒体の保磁力Ｈｃが従来の媒体に比べ著しく低下し、１０００Ｏｅ未満となった。このようにＨｃが低下すると、線記録密度が１００ｋＢＰＩ以上と高記録密度の領域ではヘッド出力が著しく低下するため、エラーを発生するという問題があった。
【００１０】また、上記従来技術による媒体では、媒体ノイズの低減には磁性膜の粒子間相互作用の低下が有効との考えから、磁性膜結晶粒の孤立化の手法が提案されてきた。しかし、この方法では保磁力角形比（Ｓ* ）の低下に伴う高記録密度での出力低下や、磁性膜の耐食性が低下する問題があった。また、媒体からの磁束を有効にＧＭＲヘッドで検出するためには、ヘッドの浮上量を０．１μｍ以下とする必要がある。しかし、従来の媒体ではヘッド粘着防止あるいは磁気特性向上の目的で、基板表面にＲａが２ｎｍ以上のテクスチャーが形成されており、浮上量を下げるとテクスチャーの突起部とヘッドが接触しやすく、浮上量を０．１μｍ以下に低減できないという問題がある。従って、ヘッドが安定に浮上できるように、従来より表面が平滑な媒体を形成する必要がある。
【００１１】以上の課題及び状況を鑑み、本発明の第１の目的は、再生感度の高いＧＭＲヘッドに適応した、高Ｓ／Ｎが得られる記録媒体を提供することである。すなわち、ＧＭＲヘッドの浮上量０．１μｍ以下において線記録密度１５０ｋＢＰＩ以上、トラック密度１０ｋＴＰＩ以上での記録再生（面記録密度で１．５ＧＭｂ／ｉｎ2 以上に対応）時のＳ／Ｎの値が１以上の磁気記録媒体を提供することである。本発明の第２の目的はこのような媒体を再現性良く製造する方法を提供することであり、第３の目的は、このような媒体を用いた大容量で信頼性の高い磁気記録装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】ＧＭＲヘッドを用いる場合には、媒体としてヘッドの走行方向に測定した磁性膜の残留磁化量と磁性膜の総膜厚の積（Ｂｒδ）を減少し、かつ、磁性膜の異方性磁界（Ｈｋ）を増加することにより、磁化遷移部の反磁界の影響を低減することが重要である。
【００１３】本発明者らは媒体の磁気特性と、ＧＭＲヘッドによる記録再生特性について鋭意研究を重ねた結果、上記目的を達成するためには、媒体の磁性膜のヘッド走行方向に測定した残留磁化Ｂｒと磁性膜総膜厚δとの積Ｂｒδを５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満とし、かつ、上記媒体の異方性磁界Ｈｋの値が７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下とすることが有効であることを見出した。特に、１５０ｋＢＰＩ以上の線記録密度において媒体ノイズをさらに低減し、Ｓ／Ｎを向上するためには、上記Ｂｒδの値を５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下とすることが好ましい。
【００１４】上記Ｈｋの値はトルクメーターを用いて以下に述べる方法により測定することができる。すなわち、磁性膜試料の基板面内に磁界を印加しながら、試料を基板面で３６０度往復回転し、得られたトルク曲線の内側の面積を求める。この面積は回転履歴損失Ｗｒと呼ばれる。このＷｒを印加磁界の逆数に対してプロットし、高磁界側でＷｒが０となる磁界がＨｋである。
【００１５】上記磁気記録媒体において、総磁性膜厚δを５ｎｍ、３０ｎｍ以下とし、保磁力を１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下とすると、磁化遷移領域の磁化の乱れが低減して磁化遷移領域の幅が減少し、高記録密度領域においても高い出力が得られる。磁性膜結晶の粒界の幅が０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下であるとＨｃが向上し、ノイズが低減する。
【００１６】上記磁気記録媒体において、磁性膜が六方晶型の結晶構造を有し、そのｃ軸が実質的に基板面内方向に配向しており、さらに、六方晶型の格子定数のａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値を１．３以上、１．６以下とすると異方性磁界が向上する。ここで、ｃ及びａの値は磁性膜のＸ線回折分析法、電子線回折分析法、又は透過電子顕微鏡観察法により求められ、Ｘ線回折分析においては必要に応じて試料面を入射Ｘ線に対して傾斜させることが必要である。
【００１７】上記磁気記録媒体において、六方晶構造を有する磁性膜結晶中の面心立方格子（ｆｃｃ）を形成する積層欠陥の密度を５％以下とすると異方性磁界が向上する。上記磁性膜の結晶粒界の幅、あるいは積層欠陥の密度は高分解能の透過電子顕微鏡により１００個程度の磁性膜結晶粒の格子像を直接観察し、平均化することにより求めることができる。
【００１８】上記磁気記録媒体において、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度を１原子％以下とすると異方性磁界がより向上する。ここで、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度は蛍光Ｘ線分析法や、Ｃｓイオンとの分析元素とのクラスターイオンを用いた二次イオン質量分析法により求めることができる。本明細書で示した磁気記録媒体の作製に当たっては、成膜真空槽の排気速度や膜の成長速度を増したり、非磁性下地膜及び磁性膜形成時に、基板に負のバイアス電圧を１０Ｖ以上、５００Ｖ以下印加すると、膜の結晶性が向上し、異方性磁界が向上する。交流バイアスでも直流成分を含んでいれば同様の効果が得られる。
【００１９】上記バイアス電圧の印加や、イオン打ち込み法などにより、磁性膜及び下地膜中に、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒの少なくとも一つの元素を０．１％以上、５％以下の原子濃度で存在せしめると、膜面内に圧縮応力が増して異方性磁界や保磁力が向上する。特に原子半径の大きいＸｅあるいはＫｒを混入すると、膜面内の圧縮応力を大幅に向上でき、異方性磁界や保磁力を向上できる。
【００２０】また、上記磁気記録媒体において、磁性膜がＣｏを主たる成分とし、これにＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｂ、あるいはＰのいずれか少なくとも１種の元素を添加すると、高いＨｃが得られる。特に、磁性膜がＣｏを主たる成分とし、Ｃｒを磁性膜中に１５原子％以上、２２原子％以下の濃度で添加すると、媒体のノイズが著しく低減する。
【００２１】媒体成膜時の基板温度を２００℃以上、５００℃以下とすると、磁性膜中の偏析構造が促進されてＨｃが向上する。成膜後に媒体を２００℃以上の温度で熱処理すると偏析などが促進され、さらに保磁力が高く、またノイズも低くなる。ただし、熱処理温度としては６００℃よりも高くすると粒径が肥大化し、ノイズが増加するので、熱処理は６００℃以下で行うことが望ましい。
【００２２】Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂの少なくとも一つを主たる成分とする膜厚０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下の非磁性中間層により、磁性膜を２層以上に多層化すると媒体ノイズが著しく低減する。磁性膜表面のヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とすると、ヘッド浮上量が０．１μｍ以下でも安定に浮上できる。また、上記磁気記録媒体が磁性膜上に保護膜を有し、保護膜表面のヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下とすると、ヘッド浮上量が０．１μｍ以下でも安定に浮上できる。
【００２３】非磁性ディスク基板と磁性膜との間にＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とし、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を添加した合金下地膜を磁性膜に隣接して形成し、その膜厚を５ｎｍ以上、５００ｎｍ以下とすると磁性層の配向性が向上し異方性磁界が向上するとともに、媒体ノイズが低下する。さらに、前記下地層を少なくとも２層の非磁性層で構成し、基板側下地層をＺｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金とすると、化学強化ガラス、有機樹脂、Ｔｉ、Ｓｉ、カーボン、あるいはＴｉＯ2 、ＳｉＣ等のセラミック材料からなる基板を用いたときでも異方性磁界が向上するとともに、高いＢｒや保磁力が得られる。
【００２４】磁性層としてはＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉもしくはこれらを主たる成分とする合金が望ましく、特にＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｒｅ等の合金を主たる成分とし、六方晶結晶構造の（１１０）結晶格子面が基板と略平行となるよう結晶を配向成長させるとＨｃが向上するので望ましい。また、優れた耐食性を求める場合には磁性膜を構成する磁性体としてＣｏ−Ｎｉ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔを主たる成分とする合金を用いることが望ましい。
【００２５】磁性膜の保護層としてカーボン、水素添加カーボン、もしくはカーボンを主たる成分とする非磁性材料を膜厚１０〜５０ｎｍ形成し、さらに吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を膜厚３〜２０ｎｍ設けることにより信頼性が高く、高密度記録が可能な磁気記録媒体が得られる。保護層にはＷＣ、（Ｗ−Ｍｏ）−Ｃ等の炭化物、（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4 等の窒化物、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2 等の酸化物、あるいはＢ、Ｂ4Ｃ、ＭｏＳ2 、Ｒｈ等を用いると耐摺動性、耐食性を向上できるので好ましい。これらの保護膜はマスクを用いて表面をエッチングし、面積比で１〜２０％の突起を設けるか、成膜条件、組成等を調整し、異相突起を析出せしめることで、保護膜が磁性膜表面に比べて大きな面粗さを有することがより好ましい。
【００２６】また、媒体表面のＲａを従来より小さい値とした場合に、ＣＳＳ動作時のヘッドの粘着を抑制するには、磁性膜上に保護膜を形成した後に微細マスクを用いてプラズマエッチングすることで表面に高さ２０ｎｍ以下の微細な凹凸を形成したり、化合物、混合物のターゲットを用いて保護膜表面に微細な突起が生じるように形成したり、あるいは熱処理によって表面に微細な凹凸を形成すると、ＣＳＳ動作時にヘッドと媒体の摩擦力が低減でき、ヘッドが媒体に粘着する問題が回避される。
【００２７】本磁気記録媒体とトラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドとを組合せることにより、大容量で高信頼性の磁気記録装置を提供することができる。また、最尤復号法による信号処理回路とを組み合わせるとさらに記録密度を向上することができる。
【００２８】
【作用】媒体の残留磁化Ｂｒと膜厚δの積Ｂｒδが過度に大きいとＧＭＲ膜の磁化回転が不安定となり、ヘッドよりバルクハウゼンノイズが発生する。また、Ｂｒδが増すと記録ビットの遷移領域において反磁界Ｈｄが増して磁化の揺らぎが大きくなるため、再生感度が高いＧＭＲヘッドを用いた場合に媒体ノイズＮｄが著しく大きくなる。また、ＧＭＲヘッドは再生感度が高いためＢｒδが８０Ｇμｍ以上では再生出力が飽和して出力信号の波形が非対称となる。一方、Ｂｒδが５Ｇμｍ未満では再生出力が小さく、媒体ノイズの大きさと同程度となるため高い信号Ｓ／Ｎが得られない。従って、使用するＧＭＲヘッドの再生感度に適合して媒体のＢｒδを５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の範囲に制御することで高いＳ／Ｎを得ることができる。
【００２９】Ｂｒδを５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下の範囲に制御することにより記録ビットにおける磁化の揺らぎを低減することができ、１５０ｋＢＰＩ以上の高い線記録密度で媒体ノイズを著しく低減することができる。また、１５０ｋＢＰＩ以上の高い線記録密度では記録ビットの長さが短くなり、磁化遷移部のジグザグした形状がビット長さと同程度となる。また、磁化遷移部間の相互作用も現われ、記録ビットの形状は従来の低記録密度時のような理想的な長方形ではなく、不規則な形状となりやすい。このような場合にも高い出力を得るためには媒体の磁性膜の異方性磁界Ｈｋの値を７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅと従来より高くし、磁化遷移部の反磁界の影響を低減することが有効である。
【００３０】また、Ｈｃを１０００Ｏｅ以上とするためにはδを５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下の値とする必要がある。Ｈｃを１０００Ｏｅ以上とすると磁化遷移領域の幅が減少して出力半減記録密度Ｄ50が向上するため、高線記録密度時にも高い出力が得られ、同時に媒体ノイズＮｄが減少するため再生信号のＳ／Ｎが向上する。また、Ｈｃを３５００Ｏｅよりも高くするとオーバーライト特性が２０ｄＢ以下となるので、Ｈｃを３５００Ｏｅ以下とすることが好ましい。媒体の総磁性膜厚δを５ｎｍ以下とすると、δが減少するに従い磁性膜の結晶粒径が小さくなり、磁化の温度ゆらぎの効果等により保磁力Ｈｃは低下する。磁性膜厚δを３０ｎｍ以上とすると磁性膜が垂直方向に磁化しやすくなるためＨｃが低下するので好ましくない。
【００３１】磁性膜結晶の粒界の幅を０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下とすると磁気クラスター間の磁気的な相互作用が低減し、Ｈｃが向上するとともに媒体ノイズが低減する。六方晶型結晶構造を有する磁性膜のｃ軸を実質的に基板面内方向に配向し、さらに、磁性膜結晶に基板面内方向の圧縮歪を付与し、六方晶型の格子定数のａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値を１．３以上、１．６以下とすると、逆磁歪効果によりＨｋやＨｃを従来より向上できる。
【００３２】磁性膜結晶中の面心立方格子を形成する積層欠陥の密度を５％以下と低減すると、磁気異方性定数の大きい六方晶型結晶を、磁壁の幅程度の２０〜３０ｎｍの均一な大きさに制御できるので、ＨｋやＨｃが向上する。磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度を１原子％以下とすると、磁性膜の六方晶型結晶格子の乱れや欠陥が低減するため磁気異方性定数が増し、ＨｋやＨｃが向上する。
【００３３】このような高Ｈｋ、高Ｈｃ磁性膜を形成するためには、非磁性下地膜及び磁性膜形成時に、成膜室の排気速度を増して水蒸気等の不純物ガス濃度を低減し、成膜速度を増すとともに、基板に実質的に負のバイアス電圧を１０Ｖ以上、５００Ｖ以下印加することが有効である。特に、−２００Ｖ以上の電圧を印加することにより所望の磁気特性の磁性膜を形成することが可能である。これは、成膜室中の不純物ガス濃度の低減、成膜速度の増加、バイアス電圧の印加により、基板や下地膜表面の汚染層除去、酸素や窒素等の不純物の除去、蒸着粒子の基板表面拡散の促進による結晶格子の欠陥や乱れの低減、結晶粒界への非磁性元素の偏析による結晶粒界の発達によるためである。
【００３４】また、高Ｈｋ、高Ｈｃ磁性膜を形成するためには、下地膜の結晶格子の大きさを磁性膜の結晶格子の大きさと整合させ、結晶格子の欠陥や乱れを低減することが重要である。このためには、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とする下地層に、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を添加することが有効である。また、磁性膜と同様に、下地膜の結晶格子の欠陥や乱れを低減することも重要であり、そのためには前記下地層を少なくとも２層の非磁性層で構成し、基板側下地層をＺｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金とすることで、基板材料に起因する結晶配向性の乱れや、不純物の拡散を抑制できる。
【００３５】また、媒体からの磁束を有効にＧＭＲヘッドで検出するためには、ヘッドの浮上量を減少することが有効である。ここで、ヘッド走行方向と垂直の方向に測定した媒体保護膜表面の中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下とすると浮上量が０．１μｍ以下でもヘッドが安定に浮上する。また、磁性膜表面の、ヘッド走行方向と垂直の方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とすると浮上量が０．１μｍ以下においてもヘッドが安定に浮上する。
【００３６】磁性膜上に保護膜を形成した後に微細マスクを用いてプラズマエッチングすることで表面に高さ２０ｎｍ以下の微細な凹凸を形成したり、化合物、混合物のターゲットを用いて保護膜表面に微細な突起を生じせしめたり、あるいは熱処理によって表面に微細な凹凸を形成すると、ヘッドと媒体と接触面積、摩擦力が低減するため、ヘッドが媒体に粘着する問題が回避されるので、上記処理等により保護膜を磁性膜表面と異なる面粗さを有するようにすることが特に好ましい。本発明による媒体はＳ／Ｎが極めて高いため、トラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドで再生した場合に、トラック密度１０ｋＴＰＩ以上、１５０ｋＢＰＩ以上の高い記録密度においてＳ／Ｎが１以上の大容量磁気記録装置が得られる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明に係る薄膜媒体の断面構造を模式的に示したものである。同図において、符号１１はＡｌ−Ｍｇ合金、化学強化ガラス、有機樹脂、Ｔｉ、Ｓｉ、カーボン、あるいはＴｉＯ2 、ＳｉＣ等のセラミックス等からなる基板、１２及び１２’は基板１１の両面に形成したＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ等からなる非磁性メッキ層である。Ａｌ−Ｍｇ合金を基板として用いた場合にはこのようなメッキ層を備えたものを基板として用いることが好ましいが、その他の基板については１２及び１２’はなくてもよい。１３及び１３’はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのいずれかを主な成分とする合金からなる金属下地膜、１４及び１４’は当該下地膜の上に形成したＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｒｅ、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、あるいはＣｏ−Ｃｒ−Ｓｉ等からなる金属磁性層、１５及び１５’は当該磁性膜の上に形成したカーボン、ＷＣ、（Ｗ−Ｍｏ）−Ｃ、（Ｗ−Ｚｒ）−Ｃ、ＳｉＣ、（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ、Ｓｉ3Ｎ4 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ボロン、Ｂ4Ｃ、ＭｏＳ2 、あるいはＲｈ等からなる非磁性保護膜をそれぞれ示す。
【００３８】〔実施例１〕外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのＡｌ−４Ｍｇ（原子記号の前に付した数字は当該素材の含有量を示す。含有量の単位は重量％）からなるディスク基板の両面にＮｉ−１２Ｐ（重量％）からなるメッキ層を膜厚１３μｍ形成した。この非磁性基板の表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径０．５μｍ以下の研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板１１を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面にヘッド走行方向に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．７ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は２０本であった。
【００３９】このディスク基板２４をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度２００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて、２ｎＴｏｒｒの真空度に保持し、基板を２５０℃に加熱した後０．５ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとで膜厚５０ｎｍのＣｒ下地膜２３を形成した。この下地膜上にＣｏ−１７Ｃｒ−５Ｔａ（原子％）合金系磁性膜２２を膜厚５〜３０ｎｍ成膜した。その後、磁性膜上に膜厚２０ｎｍの水素含有カーボン保護膜２１を形成した。さらに、保護膜表面に開口部のピッチ１μｍ以上、１００μｍ以下の粒子化マスクを設置した。その後、マスクに覆われない部分の保護膜を酸素プラズマエッチングにより深さ１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下エッチングし、保護膜が磁性膜表面と比べて異なる面粗さを有するようにした。
【００４０】その結果、図２に示すように、カーボン保護膜表面にピッチ１μｍ以上、１００μｍ以下の凹凸２５が形成された。当該保護膜上に吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を形成した。媒体の静磁気特性（Ｈｃ、Ｂｒ、Ｈｋ）を最大印加磁界１４ｋＯｅの振動式磁化測定機（ＶＳＭ）、トルクメーターにより測定した。また、記録再生特性を、ヘッド浮上量０．０６μｍ、実効ギャップ長０．４μｍ、トラック幅２μｍ、再生部にＧＭＲ素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを用いて線記録密度１５０ｋＢＰＩにおいて記録再生Ｓ／Ｎの値を求めた。
【００４１】上記媒体において、磁性膜の膜厚δを制御することにより、ヘッド走行方向に測定した媒体磁性膜の残留磁化Ｂｒとδとの積Ｂｒδの値を５Ｇμｍ以上、７９Ｇμｍ以下とし、さらに、成膜室の排気速度、下地膜及び磁性膜の成膜速度、及び成膜時の基板側の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、Ｈｋを５ｋＯｅから３０ｋＯｅまで変化させた媒体を作成した。
【００４２】図３にＨｋと記録再生時のＳ／Ｎの関係を示す。Ｈｋが７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下の範囲でＳ／Ｎを１以上にできることが確認できた。この時のヘッド走行方向に測定した保磁力Ｈｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。上記方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（２００）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１１０）面がディスク基板表面と略並行となり、ｃ軸がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、磁性膜中の酸素、炭素、窒素の合計濃度は１原子％以下であることが確認された。
【００４３】また、基板のテクスチャー形成時の砥粒径や加工時間を制御することにより、保護膜表面の半径方向に測定した中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、３ｎｍ以下で、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａを０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下とした媒体を用いて、浮上量０．０６μｍにおいてＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。
【００４４】以上の効果は磁性材料にＣｏ−１０Ｎｉ−１０Ｃｒ（原子％）、Ｃｏ−４０Ｎｉ−５Ｚｒ（原子％）、Ｃｏ−３０Ｎｉ−１０Ｐｔ（原子％）を用いた場合でも同様に認められた。また、下地膜を形成せずに基板上に磁性膜を直接形成した場合には、保磁力が下地膜を形成した場合に比べて１００〜２００Ｏｅ低下したが、Ｓ／Ｎは１以上であることが確認された。また、磁性膜を、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、及びＮｉ−Ｂの一種からなる、膜厚０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下の非磁性中間層により二層化した場合には、媒体ノイズが単層の磁性膜の約２／３に低下し、Ｓ／Ｎの値はさらに向上した。
【００４５】〔実施例２〕外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのカナサイトガラス基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度４００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を４００℃まで加熱した後、５ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとで第１層下地膜としてＴｉを２０ｎｍ形成し、次いで第２層下地膜としてはＣｒ−１５Ｔｉ（原子％）合金を膜厚５０ｎｍ形成した。この複合下地膜上に膜厚１０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｓｉ磁性膜を形成した。その際、基板側に１３．５６ＭＨｚの高周波バイアス電圧を３００Ｗ印加した。この時、バイアス電圧の直流成分は−３００Ｖ、Ｂｒδの値は２５Ｇμｍであった。
【００４６】磁性膜中のＣｒ、Ｐｔ、Ｓｉの添加濃度を５原子％以上、２０原子％以下の範囲で制御することにより、高分解能透過電子顕微鏡により観察される磁性膜結晶の粒界の幅を、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の範囲で制御した。この時のＢｒδの値は５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下であった。
【００４７】図４に磁性膜結晶の粒界の幅と、保磁力Ｈｃ、及びヘッド浮上量０．０３μｍ、線記録密度２００ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。粒界の幅が０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下においてＨｃが１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下、Ｓ／Ｎが１以上となり、良好な特性を示した。本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（１１０）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１００）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．９ｎｍであった。
【００４８】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０３μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果は第１層下地膜としてＺｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とする合金を用いた場合でも同様に認められた。
【００４９】〔実施例３〕外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのカーボン基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径１μｍ以下のダイアモンド研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。
【００５０】半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．５ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は５０本であった。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を４００℃まで加熱した後、１ｍＴｏｒｒのアルゴン圧の条件のもとでＣｒ−１５Ｔｉ下地膜を１０ｎｍ形成した。この下地膜上に膜厚５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ磁性膜を形成した。この時のＢｒδの値は１０Ｇμｍであった。
【００５１】成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、六方晶型結晶構造を有する磁性膜の格子定数ａ及びｃの長さの比ｃ／ａの値、及び下地膜及び磁性膜中のＡｒ濃度を変化させた。この時のＢｒδの値は５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下、Ｈｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。
【００５２】図５に磁性膜の格子定数比ｃ／ａと、Ｈｋ、及びヘッド浮上量０．０３μｍ、線記録密度２００ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。格子定数比ｃ／ａが１．３以上、１．６以下において、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１以上と良好な特性を示した。また、下地膜及び磁性膜中のＡｒ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は８ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．２以上とさらに良好な特性を示した。
【００５３】本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ下地層では体心立方構造の（１００）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１１０）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．５ｎｍであった。
【００５４】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０３μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、あるいはＴａを主たる成分とし、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂのいずれか少なくとも１種の元素を１原子％以上、３０原子％以下添加した合金下地膜を、膜厚５ｎｍ以上、５００ｎｍ以下で形成した場合でも同様に認められた。
【００５５】〔実施例４〕外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのＳｉ−Ｃ基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を１００℃〜４００℃の範囲で加熱した後、１ｍＴｏｒｒのＸｅ圧のもとで下地膜としてＮｉ−Ｂを５０ｎｍ形成し、次いでＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ−Ｔａ磁性膜を１０ｎｍ形成した。この時、磁性膜中のＰｔ及びＴａの濃度を１原子％以上、３０原子％以下、磁性膜膜厚を１ｎｍ以上、４０ｎｍ以下の範囲で変化させることにより、残留磁束密度膜厚積Ｂｒδの値を１Ｇμｍ以上、２００Ｇμｍ以下の範囲で変化せしめた。
【００５６】図６にＢｒδと保磁力Ｈｃの関係を示す。Ｂｒδが５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の時にＨｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下となった。また、ヘッド浮上量０．０２μｍ、線記録密度２５０ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎは、Ｂｒδが５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満の時に１以上となり、さらにＢｒδが５Ｇμｍ以上、３０Ｇμｍ以下の時には媒体ノイズが著しく低下してＳ／Ｎは１．２以上となった。さらに、成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖ〜−５００Ｖの範囲で制御することにより、下地膜及び磁性膜中のＸｅ濃度を制御した結果、Ｘｅ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は１０ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．５以上とさらに良好な特性を示した。
【００５７】〔実施例５〕外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのＴｉＯ2 基板表面を、ラッピングマシンを用いて中心線平均粗さＲａが０．３ｎｍとなるまで平滑に研磨し、洗浄及び乾燥した。その後、テープポリッシングマシンを用い、平均砥粒径１μｍ以下のダイアモンド研磨剤の存在下で、研磨テープをコンタクトロールを通してディスク基板を回転させながらディスク面の両側に押しつけることにより、基板表面に深さや密度が不規則なテクスチャー溝を形成した。さらに、基板に付着した研磨剤等の汚れを洗浄して乾燥した。半径方向に測定した基板表面の溝の中心線平均粗さＲａは０．７ｎｍ、ヘッド走行方向と略垂直方向の距離１μｍにおける、深さ１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の溝の平均密度は１００本であった。
【００５８】このディスク基板をスパッタリング装置内で、真空槽体積当りの水蒸気の排気速度５００ｌ／ｓ以上の排気ポンプを用いて真空保持し、基板温度を１００℃から４００℃の範囲で加熱した後、０．１ｍＴｏｒｒから５ｍＴｏｒｒの範囲のＫｒ圧のもとで第１層下地膜としてＲｕを１０ｎｍ形成し、次いで第２層下地膜としてＣｒ−５Ｓｉ合金を膜厚１０ｎｍ形成した。この複合下地膜上に膜厚５ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜を形成した。この時のＢｒδの値は２０Ｇμｍであった。成膜時の基板温度、Ｋｒ分圧を制御することにより、磁性膜結晶中の面心立方格子型の結晶格子の密度を制御した。この時のＨｃは１０００Ｏｅ以上、３５００Ｏｅ以下であった。
【００５９】図７に面心立方格子型の結晶格子密度と、Ｈｋ、及びヘッド浮上量０．０２μｍ、線記録密度２５０ｋＰＢＩにおける記録再生Ｓ／Ｎの値の関係を示す。成膜時の基板温度を向上し、Ｋｒ分圧を低下するに従い面心立方格子型の結晶格子密度が減少し、面心立方格子型の結晶格子密度が０．０１％以上、５％以下において、Ｈｋの値は７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１以上と良好な特性を示した。さらに、成膜時の直流バイアス電圧を−１０Ｖから−５００Ｖの範囲で制御することにより、下地膜及び磁性膜中のＫｒ濃度を制御した結果、Ｋｒ濃度が０．０１原子％以上、５原子％以下の時にＨｋの値は１０ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下となり、Ｓ／Ｎは１．２以上とさらに良好な特性を示した。
【００６０】本実施例の方法により形成された磁気記録媒体をＸ線回折分析した結果、Ｃｒ−Ｓｉ下地層では体心立方構造の（１１０）結晶格子面が基板面と略並行となるよう結晶が配向成長していることが確認された。また、磁性層では六方晶構造の（１００）面がディスク基板表面と略並行となるよう配向していた。また、保護膜表面の中心線平均粗さＲａは１．０ｎｍ、磁性膜表面の中心線平均粗さＲａは０．９ｎｍであった。
【００６１】本実施例の媒体を用いて、浮上量０．０２μｍにおいてＧＭＲヘッドを媒体内周から外周まで１０万回シークした結果、ヘッドと媒体の接触は起こらないことが確認された。本効果は第１層下地膜としてＺｒ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ａ 、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂもしくはこれらを主たる成分とするＺｒ−Ｔａ、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｃ−Ｖ、Ａｌ−Ｍｇ、Ｖ−Ｆｅ、Ｎｂ−Ｃｒ、Ｔａ−Ｃｒ、Ｈｆ−Ｚｒ、Ｔａ−Ｍｏ等の合金を用いた場合でも同様に認められた。
【００６２】〔実施例６〕実施例１〜５に示した媒体と同等の特性を有する磁気記録媒体４枚を使用し、Ｃｏ−Ｎｉ−ＦｅもしくはＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ合金を記録用磁極材とし、再生部にＧＭＲ素子を有する複合型薄膜磁気ヘッド７個と、サーボ用のＮｉ−Ｆｅ合金を記録再生用磁極とする薄膜ヘッドとを組み合わせた磁気記録装置を試作した。本装置は、平面図８（ａ）及びＡ−Ａ’断面図８R>８（ｂ）に示すように、磁気記録媒体８１、磁気記録媒体駆動部８２、磁気ヘッド８３、磁気ヘッド駆動部８４、記録再生信号処理系８５などの部品から構成される。
【００６３】この磁気記録装置を使用し、スペーシング０．０３μｍにおいてエラーが発生するまでの平均時間を求めたところ従来装置に比較して２〜３倍になり、信頼性が極めて高いことを実証できた。また、本実施例で試作した磁気記録装置はヘッド浮上量が低いため、信号の記録再生における位相マージンが広くなり、面記録密度を比較例の媒体を用いた浮上量０．１２μｍの場合の１０倍に高めることができ、小形で大容量の磁気記録装置を提供できた。
【００６４】本装置を用いてトラック幅が２μｍ以下のＧＭＲヘッドで再生した場合に２００ｋＢＰＩ以上の高い記録密度においてＳ／Ｎが１以上、さらに、オーバーライト（Ｏ／Ｗ）特性が２６ｄＢ以上の大容量磁気記録装置が得られた。特に、１０ｋＴＰＩ以上の高記録密度時にも本実施例の媒体はトラック幅方向の書きにじみが充分に行われるため、高いＳ／Ｎが得られた。また、基板表面のテクスチャー形状が小さいためサーボ信号の品位も高く、良好なヘッド位置決めができた。サーボ用ヘッドを複合ヘッドとした場合にも同様の効果が得られた。
【００６５】本実施例では、Ｃｏ−Ｎｉ−ＦｅもしくはＣｏＴａＺｒ合金を磁極材とする薄膜磁気ヘッドを用いた場合について説明したが、ＮｉＦｅ、Ｆｅ−Ａｌ合金磁性膜、もしくはこれらを用いた多層磁性膜等を記録用磁極材とする録再分離型薄膜磁気ヘッド、ＣｏＴａＺｒ、ＦｅＡｌＳｉ合金等をギャップ部に設けたメタル・イン・ギャップ型（ＭＩＧ）録再分離複合磁気ヘッド、さらには誘導型薄膜ヘッド又はＭＩＧヘッドを用いた場合にも同様の効果が得られることを確認した。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、再生感度の高いＧＭＲヘッドに適応した高Ｓ／Ｎで、しかもＧＭＲヘッドが浮上量０．１μｍ以下で浮上可能な磁気記録媒体、及びその製造方法、さらにこれを用いた小形で大容量の磁気記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜型磁気記録媒体の断面構造図。
【図２】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の断面構造図。
【図３】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の異方性磁界Ｈｋと、記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図４】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜結晶の粒界の幅と、保磁力Ｈｃ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図５】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜の格子定数比ｃ／ａと、異方性磁界Ｈｋ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図６】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の残留磁束密度膜厚積Ｂｒδと保磁力Ｈｃとの関係を示す図。
【図７】本発明の一実施例の薄膜型磁気記録媒体の磁性膜結晶中の面心立方格子型の結晶格子の密度と、異方性磁界Ｈｋ、及び記録再生時のＳ／Ｎとの関係を示す図。
【図８】本発明の一実施例の磁気記録装置の断面構造図。
【符号の説明】
１１…磁気ディスク基板、１２，１２’…非磁性メッキ層、１３，１３’…金属下地膜、１４，１４’…金属磁性膜、１５，１５’…非磁性保護膜、２１…非磁性保護膜、２２…金属磁性膜、２３…非磁性下地膜、２４…磁気ディスク基板、２５…保護膜エッチング部、８１…磁気記録媒体、８２…磁気記録媒体駆動部、８３…磁気ヘッド、８４…磁気ヘッド駆動部、８５…記録再生信号処理系
【特許請求の範囲】
【請求項１】 非磁性基板と、下地層と、磁性層とを有する磁気記録媒体において、媒体の周方向に測定した磁性層の残留磁化Ｂｒと磁性層の総層厚δとの積Ｂｒδの値が５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満であり、かつ、異方性磁界Ｈｋの値が７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】 上記磁性層の総層厚δとの積Ｂｒδの値が５Ｇμｍ以上、７９Ｇμｍ以下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】 磁性層は実質的に六方晶型結晶構造を有し、該磁性層のｃ軸が実質的に基板面内方向に配向しており、六方晶型の格子定数のａ軸とｃ軸の長さの比ｃ／ａの値が１．３以上、１．６以下であ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】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂの少なくとも一つを主たる成分とする非磁性中間層を介して、磁性層が２層以上に多層化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ又はＴａを主たる成分とし、少なくとも、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ又はＢのいずれか１種の元素を添加した合金により、下地層が形成されてい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。
【請求項１】 非磁性基板と、下地層と、磁性層とを有する磁気記録媒体において、媒体の周方向に測定した磁性層の残留磁化Ｂｒと磁性層の総層厚δとの積Ｂｒδの値が５Ｇμｍ以上、８０Ｇμｍ未満であり、かつ、異方性磁界Ｈｋの値が７ｋＯｅ以上、２０ｋＯｅ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】 上記磁性層の総層厚δとの積Ｂｒδの値が５Ｇμｍ以上、７９Ｇμｍ以下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】 磁性層は実質的に六方晶型結晶構造を有し、該磁性層のｃ軸が実質的に基板面内方向に配向しており、六方晶型の格子定数のａ軸とｃ軸の長さの比ｃ／ａの値が１．３以上、１．６以下であ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】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂの少なくとも一つを主たる成分とする非磁性中間層を介して、磁性層が２層以上に多層化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ又はＴａを主たる成分とし、少なくとも、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｒｕ、Ｐ又はＢのいずれか１種の元素を添加した合金により、下地層が形成されてい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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【特許番号】特許第３３５９７０６号（Ｐ３３５９７０６）
【登録日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【発行日】平成１４年１２月２４日（２００２．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−２２１２２７
【出願日】平成５年９月６日（１９９３．９．６）
【公開番号】特開平７−７３４３３
【公開日】平成７年３月１７日（１９９５．３．１７）
【審査請求日】平成１１年８月１６日（１９９９．８．１６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【参考文献】
【文献】特開 平２−７４０１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−２１９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１９７９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−３０１９５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１０６９１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−４７８１８（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【発行日】平成１４年１２月２４日（２００２．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成５年９月６日（１９９３．９．６）
【公開番号】特開平７−７３４３３
【公開日】平成７年３月１７日（１９９５．３．１７）
【審査請求日】平成１１年８月１６日（１９９９．８．１６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【参考文献】
【文献】特開 平２−７４０１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−２１９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１９７９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−３０１９５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１０６９１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−４７８１８（ＪＰ，Ａ）
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