JP2001202611A

JP2001202611A - 磁気記録媒体、磁気記録媒体製造方法、および情報再生装置

Info

Publication number: JP2001202611A
Application number: JP2000014229A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Kaizu; 功剛貝津; Hisateru Sato; 久輝佐藤; Iwao Okamoto; 巌岡本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27
Also published as: US20010012573A1

Abstract

(57)【要約】【課題】強磁性を示す結晶粒どうしが良好に分離し、
これらの結晶粒の粒径が均一な磁気記録媒体を提供す
る。【解決手段】非磁性の基板１上に、非磁性材料および
反強磁性材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材料
と、その非強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料からな
り、上記非強磁性材料中にその強磁性材料からなる複数
の結晶粒２＿１が分散した記録層２が形成されてなるも
のであって、その記録層は、上記非強磁性材料に対する
上記強磁性材料の、記録層の厚み方向の各位置でその記
録層の広がり方向に平均して得られた組成比がその厚み
方向に変化したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報が磁気的に記
録される磁気記録媒体、そのような磁気記録媒体を製造
する磁気記録媒体製造方法、およびそのような磁気記録
媒体に記録された情報を再生する情報再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの普及に伴って、日
常的に多量の情報が取り扱われるようになっており、こ
のような多量の情報を記録再生する装置の１つとして、
ハードディスク装置（ＨＤＤ：ＨａｒｄＤｉｓｋＤ
ｒｉｖｅ）が使用されている。このＨＤＤには、情報が
記録されるディスク状の磁気記録媒体である磁気ディス
クおよびこの磁気ディスクに情報を記録再生する磁気ヘ
ッドが内蔵されている。

【０００３】磁気ディスクは、強磁性を示す複数の結晶
粒を含む記録層を有し、その記録層は、複数の各トラッ
クに区切られ、それらの各トラックは、さらに複数の各
微小領域（１ビット領域）に区切られる。この磁気ディ
スクには、これらの各１ビット領域ごとに、独立に磁化
が保持される。磁気ヘッドは、その磁気ディスクに近接
して配置され、外部からの信号電流に応じた磁界を発生
させ、上記磁気ディスク表面の微小領域の磁化を適宜反
転させることによって、１ビットの情報を上記１ビット
領域における磁化の方向の形で記録する。なお、各１ビ
ット領域内には上述した強磁性を示す結晶粒が多数存在
しており、この１ビット領域における磁化とは、１ビッ
ト領域内の複数の結晶粒それぞれの磁化の集合からなる
全磁化をいう。

【０００４】磁気ディスクの、このように記録される情
報の記録密度は、年々向上している。そして、さらに高
い記録密度で記録自在な磁気ディスクが求められてい
る。しかし、従来の磁気ディスクでは、記録された情報
の記録密度が高いほど、すなわち上記１ビット領域が狭
くなるほど、その記録された情報の再生信号におけるＳ
／Ｎ_mが低下（再生信号の出力Ｓに対して媒体ノイズＮ_m
が増大）することが知られており、この媒体ノイズが記
録密度向上の障害となっている。

【０００５】媒体ノイズが発生する原因は主に２つあ
り、その１つが磁化遷移領域における磁化のばらつきで
ある。磁化遷移領域とは、隣り合うそれぞれの１ビット
領域の磁化の方向が互いに逆方向を向く場合に、それら
の隣り合う１ビット領域の境界付近で磁化の方向がある
幅を持って遷移する領域である。この磁化遷移領域内に
含まれる強磁性の結晶粒の間に強い磁気的な相互作用が
働いて各１ビット領域でこれらの結晶粒の磁化の方向が
互いに揃おうとする場合には、この磁化遷移領域では、
互いに逆方向を向く磁化がジグザグに入り交じって磁化
のなだらかな遷移が困難となり、磁化のばらつきが大き
くなる。しかし、特願平０７−１６０４３７号公報に開
示されているように、磁気ディスクが、記録層中の複数
の強磁性の結晶粒がこれらの結晶粒とは非固溶な非磁性
の物質中に分散しているグラニュラ媒体である場合に
は、それらの結晶粒の間の磁気的な相互作用がほぼ分断
されるため、上記磁化遷移領域において、磁化がなだら
かに遷移し、磁化のばらつきが小さく、また、媒体ノイ
ズが低減される。

【０００６】この媒体ノイズが発生するもう１つの原因
は、記録層中の結晶粒の粒径のばらつきにある。磁気ヘ
ッドによって再生される再生信号の出力は１ビットセル
内の結晶粒の体積の総和に比例すると考えられるので、
このようなグラニュラ媒体であっても、各結晶粒の粒径
のばらつきが大きいと、各１ビット領域の磁化の大きさ
のばらつきが増大するので、再生出力中の媒体ノイズも
増大する。このため、媒体ノイズを抑えるには、上記結
晶粒の粒径のばらつきを減少させる必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した特願
平０７−１６０４３７号公報に記載されたように、非磁
性材料と強磁性材料を同時スパッタした後に熱処理を行
うことによって上記グラニュラ媒体を製造した場合、製
造したグラニュラ媒体中の強磁性の結晶粒どうしは、分
離が完全ではなくところどころ接触し、またそれらの結
晶粒の粒径がばらついて不均一になるという問題があ
る。

【０００８】このような結晶粒どうしの分離不良および
粒径の不均一は、「阿部俊郎、西原俊和：Ｆｅ−ＳｉＯ
₂グラニュラメタル媒体、第１８回日本応用磁気学会学
術講演概要集、１５ａＦ−５，４３７，１９９４」で報
告されているように、基板にＲＦバイアスを印加しなが
ら記録層を成膜する方法によって改善される。しかし、
この方法によって製造されたグラニュラ媒体にも、な
お、強磁性粒子どうしの分離不良および粒径の不均一と
いった問題が残っており、さらなる改善が求められてい
る。

【０００９】本発明は上記事情に鑑み、強磁性を示す結
晶粒どうしが良好に分離し、これらの結晶粒の粒径が均
一な磁気記録媒体、そのような磁気記録媒体を製造する
磁気記録媒体製造方法、およびそのような磁気記録媒体
を有する情報再生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の磁気記録媒体は、非磁性の基板上に、非磁性材料お
よび反強磁性材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材
料と、その非強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料から
なり、その非強磁性材料中にその強磁性材料からなる複
数の結晶粒が分散した記録層が形成されてなる磁気記録
媒体であって、上記記録層は、上記非強磁性材料に対す
る上記強磁性材料の、その記録層の厚み方向の各位置で
その記録層の広がり方向に平均して得られた組成比が、
その厚み方向に変化したものであることを特徴とする。

【００１１】この磁気記録媒体は、記録層が互いに非固
溶な複数の材料からなるため、いわゆる一種のグラニュ
ラ媒体となっている。グラニュラ媒体がスパッタリング
などによって成膜される際、その媒体中の互いに非固溶
な複数の材料の一方、本発明の磁気記録媒体でいえば強
磁性材料が、自らの凝集力により球状の結晶粒として析
出しやすい。また、そのように析出した結晶粒は成膜条
件に応じて所定の粒径（臨界粒径）までは成長するがそ
の粒径以上には成長しにくいことが知られている。な
お、本発明の磁気記録媒体では、このように強磁性材料
が結晶粒として析出することから、非強磁性材料に対す
る強磁性材料の組成比は非強磁性材料に対する強磁性材
料の体積比と言い換えられてもよい。

【００１２】従来の磁気記録媒体では、非強磁性材料と
強磁性材料とからなる記録層が成膜される場合、通常、
成膜中に成膜条件が調整されることはないため、成膜さ
れた記録層は、非強磁性材料に対する強磁性材料の組成
比が厚み方向の位置によらずほぼ一定となる。このよう
な成膜では、成膜の初期段階で強磁性材料からなる多く
の微小な結晶粒が形成され、成膜が進むにつれてそれら
の微小な結晶粒のうち一部の結晶粒のみが上記臨界粒径
まで成長し、残りの微小な結晶粒は途中で成長が止ま
る。そして、記録層は、最終的に、臨界粒径まで成長し
た大きな結晶粒と成長を止めた微小な結晶粒が混在した
状態となる。このように様々な大きさの結晶粒が混在し
た状態では、記録層中の結晶粒の粒径の分散が大きく、
また、上記臨界粒径まで成長した結晶粒どうしが上記微
小な結晶粒の介在によってつながりやすくなり、良好に
分離されにくくなる。そして、このような粒径の分散の
増大や結晶粒の分離不良により、再生信号の、媒体に起
因するノイズである媒体ノイズが増大する。また、この
ような微小な結晶粒の存在は記録磁化の熱不安定性をも
増大させる。

【００１３】これに対し、本発明の磁気記録媒体は、上
記非強磁性材料に対する上記強磁性材料の組成比が記録
層の厚み方向に変化したものであり、その組成比が記録
層の厚み方向の各位置において上記臨界粒径まで成長す
る途上にある結晶粒の成長の段階に応じた適切な値をと
るように変化する場合、その記録層は、上記微小な結晶
粒をほとんど含まず複数の互いに良好に分離した大きさ
の揃った結晶粒が形成されたものとなる。この磁気記録
媒体は、このように結晶粒が互いに良好に分離し大きさ
が揃っているため媒体ノイズを発生させにくく、また、
微小な結晶粒がほとんど含まれないことから記録磁化が
熱的にも安定である。

【００１４】上記本発明の磁気記録媒体は、上記組成比
が、その記録層の上記基板側の面で小さく、その面から
厚み方向の所定の第１の位置まで増加するものであるこ
とが好ましい。

【００１５】この磁気記録媒体は、上記組成比が、さら
に、上記所定の第１の位置から上記厚み方向の所定の第
２の位置まで減少するものであることが好ましい。

【００１６】記録層を成膜する初期の段階で非強磁性材
料に対する強磁性材料の組成比を小さく抑えることによ
り、上記基板上に形成される結晶成長核の数を抑制でき
る。この記録層の、上記厚み方向の所定の第１の位置、
例えば上記臨界直径の半分程度の位置までの成膜は徐々
に上記組成比を増加させながら行われ、この位置から上
記厚み方向の所定の第２の位置、例えば上記臨界直径程
度の位置までの成膜は、徐々に上記組成比を減少させな
がら行われることにより、成膜が進んでも、余分な微小
な結晶粒を形成することなく、上記結晶成長核を種とし
て結晶粒をできるだけ大きく成長させることができる。

【００１７】この磁気記録媒体は、上記組成比が上記厚
み方向に増減を繰り返すものであることが好ましい。

【００１８】上記結晶粒は、記録層中において厚み方向
に１段でなく多段に形成されてもよい。結晶粒が多段に
形成される場合には、このように上記組成比を厚み方向
に増減を繰り返すことにより、微細な結晶粒を形成する
ことなく記録層を形成できる。

【００１９】上記本発明の磁気記録媒体は、上記強磁性
材料がＣｏおよびＰｔを含む合金であることが好まし
く、また、上記非強磁性材料が酸化物であることが好ま
しい。

【００２０】上記目的を達成する本発明の磁気記録媒体
製造方法は、非磁性の基板上に、非磁性材料および反強
磁性材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材料と、そ
の非強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料からなり、そ
の非強磁性材料中にその強磁性材料からなる複数の結晶
粒が分散した記録層が形成されてなる磁気記録媒体を製
造する磁気記録媒体製造方法であって、上記記録層を、
上記非強磁性材料に対する上記強磁性材料の組成比を変
化させながら上記基板上に積層することによって形成す
ることを特徴とする。

【００２１】この磁気記録媒体製造方法は、上記記録層
を上記組成比を変化させながら積層するものであり、そ
の組成比を成膜途中の上記結晶粒の成長の段階に応じて
制御することにより、記録層を、上記微小な結晶粒がほ
とんど含まれず、複数の互いに良好に分離した大きさの
揃った結晶粒が形成されるように成膜することができ
る。このため、この磁気記録媒体製造方法によって製造
される磁気記録媒体は、媒体ノイズを発生させにくく、
また、記録磁化が熱的にも安定なものとなる。

【００２２】なお、この記録層が例えばスパッタリング
により成膜される場合には、上記本発明の磁気記録媒体
製造方法による、組成の変化を伴う記録層の形成は、上
記強磁性材料のターゲットおよび上記非強磁性材料のタ
ーゲットそれぞれを用意し、それらの各ターゲットに加
える各電力を時間的に変化させることによって実現され
る。

【００２３】上記本発明の磁気記録媒体製造方法は、上
記記録層を上記基板上に、上記組成比がその記録層の上
記基板側の面で小さくその面から厚み方向の所定の第１
の位置まで増加するように積層するものであることが好
ましい。

【００２４】この磁気記録媒体製造方法は、上記記録層
を上記基板上に、上記組成比がさらに上記所定の第１の
位置から上記厚み方向の所定の第２の位置まで減少する
ように積層するものであることが好ましい。

【００２５】この磁気記録媒体製造方法は、上記記録層
を上記基板上に、上記組成比が上記厚み方向に増減を繰
り返すように積層するものであることが好ましい。

【００２６】上記本発明の磁気記録媒体製造方法は、上
記記録層の形成時に、上記基板にＲＦバイアスを印加す
るものであることが好ましい。

【００２７】このように基板にＲＦバイアスを印加する
ことにより記録層中の結晶粒の成長が促され、大きさの
揃った結晶粒が形成されやすくなる。

【００２８】上記本発明の情報再生装置は、磁化により
情報が記録された磁気記録媒体と、その磁気記録媒体に
近接あるいは接触して配置されてその磁気記録媒体の各
点の磁化を検出する磁気ヘッドとを備え、その磁気ヘッ
ドにより検出された上記磁気記録媒体各点の磁化に応じ
た情報を再生する情報再生装置であって、上記磁気記録
媒体が、非磁性の基板上に、非磁性材料および反強磁性
材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材料と、その非
強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料からなり、その非
強磁性材料中にその強磁性材料からなる複数の結晶粒が
分散した記録層が形成されてなるものであり、上記記録
層は、上記非強磁性材料に対する上記強磁性材料の、そ
の記録層の厚み方向の各位置でその記録層の広がり方向
に平均して得られた組成比が、その厚み方向に変化した
ものであることを特徴とする。

【００２９】この情報再生装置の磁気記録媒体は、上記
本発明の磁気記録媒体に相当するものであるため、再生
時に媒体ノイズが発生しにくく、この磁気記録媒体に記
録された情報が良好に再生される。

【００３０】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について説
明する。

【００３１】図１は、本実施形態のハードディスク装置
の概略構成図である。

【００３２】同図に示すハードディスク装置（ＨＤＤ）
１００は、本発明の情報再生装置に相当するものであ
る。同図に示すＨＤＤ１００のハウジング１０１には、
回転軸１０２、回転軸１０２に装着される磁気ディスク
１０、磁気ディスク１０の表面に近接して対向する浮上
ヘッドスライダ１０４、アーム軸１０５、浮上ヘッドス
ライダ１０４を先端に固着してアーム軸１０５を中心に
磁気ディスク１０３上を水平移動するキャリッジアーム
１０６、およびキャリッジアーム１０６の水平移動を駆
動するアクチュエータ１０７が収容される。

【００３３】このＨＤＤ１００では、磁気ディスク１０
へ情報の記録、および磁気ディスク１０に記憶された情
報の再生が行われる。これらの情報の記録および再生に
あたっては、まず、磁気回路で構成されたアクチュエー
タ１０７によってキャリッジアーム１０６が駆動され、
浮上ヘッドスライダ１０４が回転する磁気ディスク１０
上の所望のトラックに位置決めされる。浮上ヘッドスラ
イダ１０４には、図１には図示しない磁気ヘッドが設置
されている。この磁気ヘッドは、磁気ディスク１０の回
転によって、磁気ディスク１０の各トラックに並ぶ各１
ビット領域に順次近接する。情報の記録時には、このよ
うに磁気ディスク１０に近接した磁気ヘッドに電気的な
記録信号が入力され、この磁気ヘッドにより、その記録
信号に応じてそれらの各１ビット領域に磁界が印加され
て、その記録信号に担持された情報がそれらの各１ビッ
ト領域の磁化の方向の形で記録される。また、情報の再
生時には、それらの各１ビット領域の磁化の方向の形で
記録された情報が、磁気ヘッドによって、それらの磁化
それぞれから発生する磁界に応じて生成される電気的な
再生信号として取り出される。ハウジング１０１の内部
空間は、図示しないカバーによって閉鎖される。

【００３４】図２は、図１のハードディスク装置を構成
する磁気ディスクの断面構造の一例を示す図である。

【００３５】図２に断面構造が示される磁気ディスク１
０は、本発明の磁気記録媒体に相当するものである。こ
の磁気ディスク１０は、アルミニウムディスク１＿１お
よびこのアルミニウムディスク１＿１上にメッキされた
ＮｉＰメッキ膜１＿２からなる基板１と、基板１のＮｉ
Ｐメッキ膜１＿２上に形成された５層（基板１側から第
１層２ａ、第２層２ｂ、第３層２ｃ、第４層２ｄ、第５
層２ｅ）に分かれた層であり、非磁性のＳｉＯ₂マトリ
ックス２＿２中にそれらの５層をまたいで成長した強磁
性のＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀（原子％）からなる複数の結晶粒２＿
１が分散されてなる記録層２と、記録層２上に形成され
て記録層２を保護する硬質のカーボンからなる保護層３
とによって構成されている。ここで、記録層２は、厚み
が２０ｎｍであり、保護層３は、厚みが１０ｎｍである
とする。この磁気ディスク１０に記録された情報は、上
記結晶粒２＿１の磁化により担持される。

【００３６】結晶粒２＿１を構成するＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀は、
強磁性を示す六方晶の合金であり、一軸結晶磁気異方性
を有する。このようなＣｏ合金は、適度に高い保磁力
（１６０ｋＡ／ｍ〜４００ｋＡ／ｍ程度）を発現するた
め記録層２中の磁化を良好に保ち、また、一軸異方性を
有するため記録磁化の熱安定性が高い。このため、Ｃｏ
合金は、記録層２中の強磁性材料として好ましい。ま
た、ＣｏにＰｔが加えられたＣｏＰｔ合金は、Ｐｔの添
加によって保磁力の大きさがより適切な値に高められる
ため、上記強磁性材料としてさらに好ましい。

【００３７】また、結晶粒２＿１は金属でありＳｉＯ₂
マトリックス２＿２は酸化物であって互いに非固溶であ
るので、記録層２中で、合金からなる結晶粒２＿１は自
らの凝集力により球状に析出しやすい。なお、この結晶
粒２＿１は、スパッタリング等による記録層２の成膜に
伴って成長し粒径を増大させたものであり、成膜条件所
定の粒径（臨界粒径）まで成長するがその粒径以上には
成長しにくいことが知られている。

【００３８】この記録層２は、上述したように５つの層
に分かれており、この記録層２は、これらの５層の各層
ごとに非磁性のＳｉＯ₂に対する強磁性のＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀
の組成比が異なっている。なお、この磁気ディスク１０
では、Ｃｏ₈₀Ｐｔ₂₀とＳｉＯ ₂とが非固溶であって分離
しているため、上記組成比は、実質的に各層ごとのＳｉ
Ｏ₂マトリックス２＿２に対する結晶粒２＿１の体積比
となっており、これらの層ごとの組成比の変化は、表１
に示すように、それぞれの層ごとの、ＳｉＯ₂マトリッ
クス２＿２の占める体積分率および結晶粒２＿１の体積
分率の変化に現れている。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１の最左欄には、第１層〜第５層それぞ
れが示されており、これらの各層と同じ段に、それら各
層の厚さ、Ｃｏ₈₀Ｐｔ₂₀の結晶粒２＿１が記録層２中に
占める体積分率（ｖｏｌ％）、およびＳｉＯ₂マトリッ
クス２＿２が記録層２中に占める体積分率（ｖｏｌ％）
が示される。同表に示されるように、これらの各層の厚
さはいずれも４ｎｍである。

【００４１】記録層２中に占める結晶粒２＿１の体積分
率は、上記基板１上に直接積層された第１層では２０ｖ
ｏｌ％と小さいが、第２層で４０ｖｏｌ％、第３層で６
０ｖｏｌ％と増大し、第４層で再び４０ｖｏｌ％、第５
層で２０ｖｏｌ％と減少している。また、これら各層の
ＳｉＯ₂マトリックス２＿２の体積分率は、第１層では
８０ｖｏｌ％と大きく、第２層で６０ｖｏｌ％、第３層
で４０ｖｏｌ％と減少し、第４層で再び６０ｖｏｌ％、
第５層で８０ｖｏｌ％と増大している。

【００４２】本実施形態の磁気ディスク１０は、この記
録層２に占める結晶粒２＿１の体積分率が上記５層中の
各層で変化するため、言い換えれば、非磁性のＳｉＯ₂
に対する強磁性のＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀の、記録層２の厚み方向
の各位置でその記録層２の広がり方向に平均して得られ
た組成比がその厚み方向に変化しているために、以下に
説明するように、図２に示すとおり記録層２中でこれら
の結晶粒２＿１は、粒径がほぼ揃い、互いに良好に分離
される。

【００４３】以下に、比較のために従来の磁気ディスク
の構造について説明し、本実施形態の磁気ディスク１０
の製造方法とともに結晶粒２＿１の成長の様子について
説明しながら、このように結晶粒２＿１の粒径が揃い、
分離が良好である理由について述べる。

【００４４】図３は、従来の磁気ディスクの断面構成を
示す図である。

【００４５】同図に示すように、この従来の磁気ディス
ク１０’は、上記本実施形態の磁気ディスク１０を構成
する基板と同じ基板１上に、従来型の記録層２’が形成
され、さらにこの記録層２’上に、上記本実施形態の磁
気ディスク１０を構成する上記保護層と同じ保護層３が
形成されたものである。

【００４６】この従来型の記録層２’は、本実施形態の
磁気ディスク１０の記録層２と同様に、ＳｉＯ₂マトリ
ックス２＿２’中にＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀からなる結晶粒２＿１
が球状に析出した構造を有する。しかし、この従来型の
記録層２’では、本実施形態の磁気ディスク１０の記録
層２とは異なり、結晶粒２＿１’に大きな粒径のものと
微小な粒径のものが混在した状態となっている。このよ
うに様々な大きさの結晶粒が混在した状態では、記録層
２’中の結晶粒２＿１’の粒径の分散が大きく、また、
粒径の大きな結晶粒どうしが微小な結晶粒の介在によっ
てつながりやすくなり、良好に分離されにくくなる。そ
して、このような粒径の分散の増大や結晶粒の分離不良
により、この従来の磁気ディスク１０’の磁化により担
持された情報の再生信号中に媒体ノイズが増大する。ま
た、このような微小な結晶粒の存在は記録磁化の熱不安
定性をも招く。

【００４７】これに対して、上述したように、本実施形
態の磁気ディスク１０において、記録層２は、従来型の
記録層２’に含まれるような微小な結晶粒をほとんど含
まず複数の互いに良好に分離した粒径の揃った結晶粒２
＿１が形成されたものとなっている。このため、本実施
形態の磁気ディスク１０は、媒体ノイズを発生させにく
く、また、記録磁化が熱的にも安定である。

【００４８】次に、この本実施形態の磁気ディスク１０
の製造方法について説明する。

【００４９】図４は、本実施形態の磁気ディスクを製造
するＲＦマグネトロンスパッタ装置の概略構成図であ
る。

【００５０】同図に示すスパッタ装置２００は、真空容
器２０１を有し、この真空容器２０１の内部上方には、
高周波の交流電圧を必要に応じて印加できる電極２０２
が備えられ、また、この真空容器２０１の内部下方に
は、直流電圧が印加される電極２０３＿１および高周波
の交流電圧が印加される電極２０３＿２とが備えられて
いる。上方に備えられた電極２０２には上記アルミニウ
ムディスク上にＮｉＰメッキが施されてなる基板１が設
置され、下方に備えられた２つの電極２０３＿１、電極
２０３＿２それぞれには、それぞれＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀、Ｓｉ
Ｏ₂からなるターゲット２０５＿１、ターゲット２０５
＿２それぞれが設置される。また、これらのターゲット
側の電極には２つの磁石２０６がそれぞれ設置されてい
る。この真空容器２０１は、ガスが流入出するガスパイ
プ２０７と連結し、このガスパイプ２０７を通じて不活
性なＡｒガスが導入される。ここでは、このＡｒガスの
圧力は０．７Ｐａに保たれる。

【００５１】このスパッタ装置２００では、上記ターゲ
ット側の電極に電圧が印加されると真空容器２０１中の
Ａｒガスが高密度のプラズマ状態になり、そのようにプ
ラズマ状態になってイオン化されたＡｒが加速されてタ
ーゲットを叩き、ターゲットを構成する材料の原子がは
じき出される。この原子は、基板１に付着し、その基板
１上にそのターゲットの材料に応じた薄膜が形成され
る。

【００５２】このスパッタ装置２００によって、上記基
板１上に上述した記録層２を成膜する場合には、Ｃｏ₈₀
Ｐｔ₂₀からなるターゲット２０５＿１およびＳｉＯ₂か
らなるターゲット２０５＿２に同時にそれぞれ投入され
るそれぞれのカソード投入電力は、記録層２の成膜中常
に一定に保たれるのではなく、例えば表２に示すように
ステップ１〜ステップ５と順を追って５段階に変化させ
られる。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２の最左欄には、ステップ１〜ステップ
５の各ステップがそれぞれ示されており、これらの各ス
テップと同じ段に、記録膜２の成膜のそれらの各ステッ
プにおいて、Ｃｏ₈₀Ｐｔ₂₀からなるターゲット２０５＿
１に投入されるカソード投入電力の値と、ＳｉＯ₂から
なるターゲット２０５＿２に投入されるカソード投入電
力の値とが示される。

【００５５】同表に示されるように、基板１上に記録層
２を積層する上記ステップ１、ステップ２、ステップ
３、ステップ４、ステップ５の各ステップにおいて、Ｃ
ｏ₈₀Ｐｔ₂₀からなるターゲット２０５＿１には、それぞ
れ３０Ｗ、５０Ｗ、７０Ｗ、５０Ｗ、３０Ｗと、カソー
ド投入電力をステップ１からステップ３まで徐々に増加
させ、ステップ３からステップ５まで徐々に減少させる
ように投入し、ＳｉＯ₂からなるターゲット２０５＿２
には、それぞれ２００Ｗ、１５０Ｗ、１００Ｗ、１５０
Ｗ、２００Ｗと、カソード投入電力をステップ１からス
テップ３まで徐々に減少し、ステップ３からステップ５
まで徐々に増加させるように投入する。

【００５６】このようにして基板１上にＣｏＰｔ−Ｓｉ
Ｏ₂コンポジット膜としての記録層２が成膜される。な
お、この成膜の際には、基板１が設置された電極２０２
に０．２５Ｗ／ｃｍ²のＲＦバイアス電力が印加され
る。このＲＦバイアス電力の印加によって、このＣｏＰ
ｔ−ＳｉＯ₂コンポジット膜における、Ｃｏ₈₀Ｐｔ₂₀か
らなる結晶粒２＿１の成長が促され、粒径が大きく、ま
た大きさの揃った結晶粒２＿１が形成されやすくなる。
このようなコンポジット膜の成膜時に基板１にＲＦバイ
アスを必ずしも印加する必要はないが、磁気ディスクを
より高密度記録に適した媒体とするためには印加するこ
とが好ましい。

【００５７】このスパッタ装置２００の真空容器２０１
の内部下方には、直流電圧が印加される図示しない電極
が備えられており、その電極には、カーボンからなる図
示しないターゲットが設置される。この電極にも図示し
ない磁石が設置されている。

【００５８】そして、このターゲットに直流のカソード
電力が投入されて、スパッタリングが行われ、上記基板
１上に積層された記録膜２上にカーボンからなる保護層
３が積層される。なお、この保護層３の積層時には、基
板１が設置された電極２０２にＲＦバイアス電力は印可
されない。この保護層３の積層によって磁気ディスク１
０の製造が完了する。

【００５９】この磁気ディスク１０の製造における記録
層２の成膜時に、上述したようにカソード投入電力を５
段階に変化させている。一般にターゲットに投入される
カソード投入電力が増加するほど、そのターゲットを構
成する原子が基板上に付着する量は増大するため、成膜
された記録層２は、上述したようにＳｉＯ₂に対するＣ
ｏ₈₀Ｐｔ₂₀の組成比が互いに異なる５層に分かれてい
る。

【００６０】一方、従来の磁気ディスク１０’を製造す
る場合には、上記記録層２’の成膜時にＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀か
らなるターゲット２０５＿１およびＳｉＯ₂からなるタ
ーゲット２０５＿２それぞれに投入されるカソード投入
電力は、通常、成膜中常に一定であるため、記録層２’
中のＳｉＯ₂に対するＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀の組成比は膜厚方向
の位置によらず一定である。

【００６１】この組成比の膜厚方向の位置による変化の
ない記録層２’の成膜では、成膜の初期段階で多くの微
小な結晶粒が形成され、成膜が進むにつれてそれらの微
小な結晶粒のうち一部の結晶粒のみが上記臨界粒径まで
成長する。この記録層２’の成膜が臨界粒径の半分程度
の厚みまで進む前半の段階では、ターゲットから基板１
上に供給される結晶粒の材料は、上記臨界粒径まで成長
する結晶粒の成長に使用され、残りの微小な結晶粒は成
長のための材料が足りなくなり途中で成長が止まる。こ
の記録層２’の成膜が臨界粒径の半分程度の厚みから臨
界粒径程度の厚みまで進む後半の段階では、上記臨界粒
径まで成長する結晶粒の成長に必要な材料の量は徐々に
少なくなるため、余った材料によって再び微小な結晶粒
が形成される。このようにして、最終的に、記録層２’
中には、結晶粒２＿１’が、臨界粒径程度まで成長した
大きな結晶粒と臨界粒径まで成長しなかった微小な結晶
粒が混在した状態で存在する。

【００６２】このように様々な大きさの結晶粒が混在し
た状態では、記録層２’中の結晶粒の粒径の分散が大き
く、また、上記臨界粒径まで成長した結晶粒どうしが上
記微小な結晶粒の介在によってつながりやすくなり、良
好に分離されにくくなる。そして、上述したように、こ
のような粒径の分散の増大や結晶粒２＿１’の分離不良
により、再生信号の、媒体に起因するノイズである媒体
ノイズが増大する。また、このような微小な結晶粒の存
在は記録磁化の熱不安定性をも招く。

【００６３】これに対し、本実施形態の磁気ディスク１
０は、上記非磁性材料のＳｉＯ₂に対する強磁性材料の
ＣｏＰｔの組成比が記録層２の厚み方向に変化したもの
である。この変化した組成比が記録層２の厚み方向の各
位置において上記結晶粒２＿１の成長の段階に応じた
値、すなわちこの記録層２の広がる方向への結晶粒２＿
１の太り具合に応じた値をとることにより、記録層２
は、上記の微小な結晶粒をほとんど含まず複数の互いに
良好に分離した大きさの揃った結晶粒２＿１が形成され
たものとなる。

【００６４】詳しく述べると、まず、記録層２を成膜す
る初期の段階で非磁性材料のＳｉＯ ₂に対する強磁性材
料のＣｏＰｔの組成比を小さく抑えることにより、Ｃｏ
Ｐｔからなる結晶成長核が形成される数を抑制できる。
そして、この記録層の２、上記厚み方向の上記臨界直径
の半分程度の位置までの成膜を徐々に上記組成比を増加
させながら行い、この位置から上記厚み方向の上記臨界
直径程度の位置までの成膜を徐々に上記組成比を減少さ
せながら行うことにより、成膜が進んでも、余分な微小
な結晶を形成することなく、上記結晶成長核のほぼ全て
を大きく成長させることができる。

【００６５】このようにして形成された記録層２を有す
る磁気ディスク１０は、上述したように、媒体ノイズを
発生させにくく、また記録磁化が熱的にも安定である。

【００６６】また、上記結晶粒２＿１は、記録層２中で
厚み方向に１段でなく多段に形成されてもよい。多段に
形成される場合には、このように上記組成比を厚み方向
に増減を繰り返すことにより、微小な結晶粒を形成する
ことなく記録層２が形成される。

【００６７】なお、本実施形態では、記録層２における
上記組成比を５段階に変化させているが、組成比の変化
の段階数は２〜４段階であってもよく、また６段階以上
であってもよい。但し、記録層２を、この組成比が上記
結晶粒２＿１の成長に応じて連続的に変化するように形
成する方がより好ましい。

【００６８】また、本実施形態では、強磁性材料にＣｏ
₈₀Ｐｔ₂₀が用いられているが、このＣｏ₈₀Ｐｔ₂₀とは異
なる組成のＣｏＰｔ合金が用いられてもよく、また、Ｃ
ｏＰｔ以外の強磁性材料が用いられてもよい。

【００６９】また、本実施形態では記録層２の非磁性材
料にＳｉＯ₂が用いられているが、常温、常圧で安定な
ものであればこのＳｉＯ₂以外の材料が用いられてもよ
く、強磁性材料との固溶が低いものが用いられればなお
好ましい。この非磁性材料としては、例えば、金属で言
えば金、銀、銅など、酸化物ならＳｉＯ₂、Ｚｒ₂Ｏ₃、
Ａｌ₂Ｏ₃など、窒化物ならＳｉＮ、ＴｉＮなど、軽元素
ならカーボンなどが好適である。また、記録層２の強磁
性材料からなる結晶粒を分離するマトリックスとして非
磁性材料の代わりにＮｉＯやＣｏＯなどの反強磁性材料
が用いられてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強磁性を示す結晶粒どうしが良好に分離し、これらの結
晶粒の粒径が均一な磁気記録媒体、そのような磁気記録
媒体を製造する磁気記録媒体製造方法、およびそのよう
な磁気記録媒体を有することにより再生信号のＳ／Ｎ_m
の高い情報再生装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のハードディスク装置の概略構成図
である。

【図２】図１のハードディスク装置を構成する磁気ディ
スクの断面構造の一例を示す図である。

【図３】従来の磁気ディスクの断面構成を示す図であ
る。

【図４】本実施形態の磁気ディスクを製造するＲＦマグ
ネトロンスパッタ装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１基板１＿１アルミニウムディスク１＿２ＮｉＰメッキ膜２，２’ 記録層２＿１、２＿１’ 結晶粒２＿２、２＿２’ ＳｉＯ₂マトリックス３保護層１０，１０’ 磁気ディスク１００ＨＤＤ１０１ハウジング１０２回転軸１０４浮上ヘッドスライダ１０５アーム軸１０６キャリッジアーム１０７アクチュエータ２００スパッタ装置２０１真空容器２０２，２０３＿１，２０３＿２電極２０５＿１，２０５＿２ターゲット２０６磁石２０７ガスパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本巌神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 DA03 EA03 FA09 5D112 AA05 AA24 BB05 BB06 FA05 FB14 5E049 AA04 AA09 AC00 BA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の基板上に、非磁性材料および反
強磁性材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材料と、
該非強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料からなり、該
非強磁性材料中に該強磁性材料からなる複数の結晶粒が
分散した記録層が形成されてなる磁気記録媒体におい
て、前記記録層は、前記非強磁性材料に対する前記強磁性材
料の、該記録層の厚み方向の各位置で該記録層の広がり
方向に平均して得られた組成比が、該厚み方向に変化し
たものであることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記記録層は、前記組成比が、該記録層
の前記基板側の面で小さく、該面から厚み方向の所定の
第１の位置まで増加するもの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】前記記録層は、前記組成比が、前記所定
の第１の位置から前記厚み方向の所定の第２の位置まで
減少するものであることを特徴とする請求項２記載の磁
気記録媒体。
【請求項４】前記記録層は、前記組成比が前記厚み方
向に増減を繰り返すものであることを特徴とする請求項
３記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記強磁性材料がＣｏおよびＰｔを含む
合金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６】前記非強磁性材料が酸化物であることを
特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項７】非磁性の基板上に、非磁性材料および反
強磁性材料のうちの少なくとも一方の非強磁性材料と、
該非強磁性材料に対し非固溶な強磁性材料からなり、該
非強磁性材料中に該強磁性材料からなる複数の結晶粒が
分散した記録層が形成されてなる磁気記録媒体を製造す
る磁気記録媒体製造方法において、前記記録層を、前記非強磁性材料に対する前記強磁性材
料の組成比を変化させながら前記基板上に積層すること
によって形成することを特徴とする磁気記録媒体製造方
法。
【請求項８】前記記録層の形成時に、前記基板にＲＦ
バイアスを印加することを特徴とする磁気記録媒体製造
方法。
【請求項９】磁化により情報が記録された磁気記録媒
体と、該磁気記録媒体に近接あるいは接触して配置され
て該磁気記録媒体の各点の磁化を検出する磁気ヘッドと
を備え、該磁気ヘッドにより検出された前記磁気記録媒
体各点の磁化に応じた情報を再生する情報再生装置にお
いて、前記磁気記録媒体が、非磁性の基板上に、非磁性材料および反強磁性材料のう
ちの少なくとも一方の非強磁性材料と、該非強磁性材料
に対し非固溶な強磁性材料からなり、該非強磁性材料中
に該強磁性材料からなる複数の結晶粒が分散した記録層
が形成されてなるものであって、前記記録層は、前記非強磁性材料に対する前記強磁性材
料の、該記録層の厚み方向の各位置で該記録層の広がり
方向に平均して得られた組成比が、該厚み方向に変化し
たものであることを特徴とする情報再生装置。