JP2003178423A

JP2003178423A - 長手記録用磁気記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003178423A
Application number: JP2001379143A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Oikawa; 忠昭及川; Takahiro Shimizu; 貴宏清水; Hiroyuki Uwazumi; 洋之上住; Naoki Takizawa; 直樹滝澤; Masa Nakamura; 雅中村
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-27
Also published as: MY134513A; SG108308A1; US20030138671A1

Abstract

(57)【要約】【課題】グラニュラー磁性層により磁性粒子が微細化
され、かつ耐熱揺らぎ性に優れ、その結果ＳＮＲが向上
された長手記録用磁気記録媒体およびその製造方法。【解決手段】非磁性基板１ａ上に少なくとも非磁性下
地層２ａ、非磁性中間層３ａ、磁性安定化層４ａと非磁
性金属スペーサー層５ａとの対を少なくとも１対、単層
もしくは積層した磁性層６ａ、保護膜層７ａ、および液
体潤滑剤層８ａが順次積層されてなる長手記録用磁気記
録媒体において、前記磁性層が六方最密充填構造を有す
る強磁性結晶粒と、それを取り巻く主に酸化物からなる
非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有し、かつ前記
スペーサー層により安定化層と磁性層が反強磁性結合し
ていることを特徴とする長手記録用磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの外
部記録装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載され
る長手記録用磁気記録媒体およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】長手記録用磁気記録媒体の密度は、驚異
的な伸びで増加しており、この流れが弱まる傾向は見え
ない。高記録密度達成にはいくつかの課題があるが、大
きな課題の一つとして信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎ
ａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の向上が挙げら
れる。ＳＮＲ向上のためには、磁性粒子の孤立・微細化
による媒体の低ノイズ化が有効であるが、従来その手法
として、下地層および磁性層の組成選定、各層における
成膜条件制御、下地・磁性層の多層・薄膜化が提案され
てきた。一方で同じくＳＮＲ向上のアプローチとして特
に近年、一般にグラニュラー磁性層と呼ばれる、強磁性
結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物
質で囲んだ構造をもつ磁性層が提案されている。

【０００３】例えば、特開平８−２５５３４２には、非
磁性膜・強磁性膜・非磁性膜を順次積層した後、加熱処
理を行うことにより非磁性膜中に強磁性の結晶粒が分散
したグラニュラー記録層を形成することで、低ノイズ化
を図ることが提案されている。この場合非磁性膜として
はシリコン酸化物や窒化物等が用いられている。また、
ＵＳＰ５，６７９，４７３にはＳｉＯ_２等の酸化物が添
加されたＣｏＮｉＰｔターゲットを用い、ＲＦスパッタ
リングを行うことで、磁性結晶粒が非磁性の酸化物で囲
まれて個々に分離した構造を持つグラニュラー記録膜が
形成でき、低ノイズ化が実現されることが記載されてい
る。

【０００４】このようなグラニュラー磁性膜では、非磁
性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、
磁性粒子間に働く磁気的な相互作用が低下し、記録ビッ
トの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するの
で、この結果低ノイズ特性が得られると考えられてい
る。従来用いられてきたＣｏＣｒ系金属磁性膜では、高
温で成膜することによりＣｒがＣｏ系磁性粒から偏折す
ることで粒界に析出し、磁性粒子間の磁気的相互作用を
低減させているが、グラニュラー磁性層の場合はこの粒
界相として非磁性非金属の物質を用いるため、従来のＣ
ｒに比べて偏折し易く、比較的容易に磁性粒の孤立を促
進できるという利点がある。特に、従来のＣｏＣｒ系金
属磁性層の場合は成膜時の基板温度を２００℃以上に上
昇させることがＣｒの十分な偏折に必要不可欠であった
のに対し、グラニュラー磁性層の場合は加熱なしでの成
膜においても加熱した場合と同様に、その非磁性非金属
の物質は偏折を生じるという利点もある。

【０００５】さらに、長手記録用磁気記録媒体の高密度
化、低ノイズ化には、磁性層中の偏折構造の促進に伴う
粒子間の磁気記録相互作用の低減とともに、ＣｏＣｒ系
強磁性結晶粒の結晶配向性の制御、すなわち六方最密充
填構造を有する強磁性結晶粒のｃ軸を膜面内に配向させ
ることも必要である。そのため、従来の金属磁性層の場
合には、非磁性下地層の構造や結晶配向を制御すること
で、磁性層の結晶配向制御が成されている。

【０００６】これに対し、グラニュラー磁性膜を有する
長手記録用磁気記録媒体は、非磁性下地層と強磁性結晶
粒の間が粒界偏折物質である酸化物等により分離される
ため、非磁性下地層の効果は小さいと考えられてきた。
一方、日本応用磁気学会誌、Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４−
２，１０２１（１９９９）には、下地層として（１１
０）面が優先配向した特定の組成のＣｒＭｏ合金を用い
ることで、グラニュラー磁性層中の強磁性結晶粒の（１
００）面および（１０１）面が優先して配向され、磁気
特性および電磁変換特性が向上することが示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、高記録
密度化に伴ったＳＮＲ向上を目指すにあたり、磁性粒子
の粒径の微細化が必要不可欠である。反強磁性結合を用
いない通常の層構成である非磁性下地層／非磁性中間層
／磁性層／保護膜層／液体潤滑剤層という層構成におい
ては、磁性層において通常のＣｏＣｒＰｔ合金系磁性層
とグラニュラー磁性層を比較した場合、グラニュラー磁
性層の方が、粒径が微細化されやすいことが見出されて
いる。一方、この磁性粒子の微細化に伴って、媒体の保
磁力（Ｈｃ）が減少する現象が見られる。これは粒子が
微細化することにより粒子の周りの熱エネルギーが増大
化する、磁化の熱揺らぎによるものと考えられている。
この熱揺らぎの影響が大きくなると、記録信号の減衰が
顕著となり、媒体の保磁力（Ｈｃ）が減少するからであ
る。このように、高記録密度化と耐熱揺らぎ性の両立は
困難であった。

【０００８】したがって、磁性粒子が微細化され、かつ
耐熱揺らぎが優れた長手記録用磁気記録媒体、より具体
的には、グラニュラー磁性層により磁性粒子が微細化さ
れ、かつ耐熱揺らぎ性に優れ、その結果ＳＮＲが向上さ
れた長手記録用磁気記録媒体の作成が必要とされてき
た。

【０００９】また、従来の長手記録用磁気記録媒体の製
造方法においては、前記非磁性基板を事前に加熱する工
程が必要とされていたが、製造コストの低下のためには
加熱工程を含まない製造方法が必要とされている。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上述の相反する
特性の両立の為、反強磁性結合を利用した媒体構造を用
いることで耐熱揺らぎを確保し、さらにグラニュラー磁
性層を採用することで磁性粒子の微細化を達成し、これ
によって媒体ノイズを低減し、結果的にグラニュラー磁
性層による磁性粒子微細化にも関わらず耐熱揺らぎ性に
優れた、高ＳＮＲを有する長手記録用磁気記録媒体を提
供することである。

【００１１】さらに、本発明の目的は、加熱工程を必要
としない、前記高ＳＮＲを有する長手記録用磁気記録媒
体の製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様は、
非磁性基板上に少なくとも非磁性下地層、非磁性中間
層、磁性安定化層と非磁性金属スペーサー層との対を少
なくとも１対、単層もしくは積層したグラニュラー磁性
層、保護膜層、および液体潤滑剤層を積層した構造を有
する長手記録用磁気記録媒体である。本長手記録用磁気
記録媒体は、前記磁性層が、六方最密充填構造を有する
強磁性結晶粒と、それを取り巻く主に酸化物からなる非
磁性粒界とからなるグラニュラー構造を有し、かつ前記
スペーサー層により安定化層と磁性層とが反強磁性結合
していることを特徴とする。

【００１３】前記非磁性下地層は、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、およ
び１０原子％（ａｔ％）以上かつ６０ａｔ％以下のＴｉ
を含むＷ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖからなる群から選択される１
種類以上の合金からなることが好ましく、前記非磁性中
間層は、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ、および１０ａｔ％以
上かつ６０ａｔ％以下のＴｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕを含
むＲｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅからなる群から選択される１
種類以上の合金からなることが好ましい。

【００１４】また、前記安定化層は、Ｃｏを主成分とし
適宜Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｔ、ＢおよびＣｕのうちの少なくと
も１種類以上が添加された合金、または強磁性を有する
結晶粒とＣｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｚｒ、のうち少なくとも１つの元素の酸化物または窒化
物とからなり、保磁力（Ｈ_ｃ）がスペーサー層の上に位
置する単層あるいは複数の磁性層のＨ_ｃよりも小さいこ
とがさらに好ましい。

【００１５】また、前記スペーサー層材料は、Ｒｕ、Ｒ
ｅおよびＯｓを含む合金、またはこれらのうちの少なく
とも１種類を含む合金であり、その結晶構造が六方晶構
造であり、膜厚が０．５ｎｍ以上かつ２．０ｎｍ以下で
あることがさらにまた好ましい。

【００１６】前記磁性層中の非磁性粒界は、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、およびＺｒ、のう
ち少なくとも１つの元素の酸化物または窒化物からなる
ことが好ましい。

【００１７】前記非磁性基板は、結晶化ガラス、化学強
化ガラスまたはプラスチック（樹脂）であってもよい。

【００１８】本発明の第二の態様は、上述の長手記録用
磁気記録媒体を製造する方法である。本方法は、前記非
磁性基板を事前に加熱する工程を必要としないことを特
徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００２０】まず、第一の発明について説明する。

【００２１】本願の第一の発明は、非磁性基板上に少な
くとも非磁性下地層、非磁性中間層、磁性安定化層と非
磁性金属スペーサー層との対を少なくとも１対、単層も
しくは積層したグラニュラー磁性層、保護膜層、および
液体潤滑剤層を積層した構造を有する長手記録用磁気記
録媒体であり、前記磁性層が、六方最密充填構造を有す
る強磁性結晶粒と、それを取り巻く主に酸化物からなる
非磁性粒界とからなるグラニュラー構造を有し、かつ前
記スペーサー層により安定化層と磁性層とが反強磁性結
合していることを特徴とする。

【００２２】磁性層下に適切な膜厚のスペーサー層と適
切な磁性特性の安定化層を挿入することにより、スペー
サー層で分断された磁性層と安定化層間で反強磁性結合
が生じさせることができる。この反強磁性結合はＲＫＫ
Ｙ相互作用（Ｒｕｄｅｒｍａｎ−Ｋｉｔｔｅｌ，Ｋａ
ｓｕｙａ，Ｙｏｓｈｉｄａｉｎｔｅｒａｃｔｉｏ
ｎ）により起こると言われ、この相互作用の大きさはス
ペーサー層膜厚に対して減衰振動する関数で表される。
そのため、反強磁性結合は限られた範囲のスペーサー層
膜厚においてのみ生じる。

【００２３】スペーサー層を挟んで結合が起こっている
部分の磁化は互いに反平行状態をとることにより巨視的
には観察されなくなる。そのためＳＮＲなど磁気記録特
性に関わる磁化は反強磁性結合していない部分の磁化の
みが担うことになり、最上層に位置する磁性層、あるい
はその一部のみが信号の記録再生に関与することにな
る。

【００２４】また、熱揺らぎに対する強さを示す指数と
して、Ｋ_ｕＶ／Ｋ_ＢＴ値（Ｋ_ｕ：異方性定数、Ｖ：磁性
粒子の体積、Ｋ_Ｂ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度）が
ある。Ｋ_ｕＶは磁気エネルギーの大きさ、Ｋ_ＢＴは熱エ
ネルギーの大きさを示している。つまり、Ｋ_ｕＶ／Ｋ_Ｂ
Ｔ値は熱エネルギーに対する磁気エネルギーの割合を示
しており、この数値が大きいほど耐熱揺らぎ性が高いと
いえる。このＫ_ｕＶ／Ｋ_ＢＴ値においては、体積Ｖは反
強磁性結合が起こっている部分の体積をも含んで考える
ことが出来るため、反強磁性結合した構造を有する媒体
のＫ_ｕＶ／Ｋ_ＢＴ値は大きな値を示し、熱的に安定な長
手記録用磁気記録媒体が得られる。

【００２５】従来構造では、磁性層が磁気記録と耐熱揺
らぎの機能を受け持っていたが、本発明では、反強磁性
結合構造媒体により機能を分離することができ、高記録
密度と耐熱揺らぎ性の確保の両立が可能となる。

【００２６】説明を分かり易くするために図面を用いて
説明する。

【００２７】第１図は、本発明の長手記録用磁気記録媒
体（図１（ａ））と従来の長手記録用磁気記録媒体（図
１（ｂ））の断面模式図である。

【００２８】本発明の長手記録用磁気記録媒体（図１
（ａ））は、非磁性基板１ａ上に非磁性下地層２ａ、非
磁性中間層３ａ、安定化層４ａ、スペーサー層５ａ、グ
ラニュラー磁性層６ａ、および保護膜層７ａが順に形成
された構造を有しており、さらにその上に液体潤滑剤層
８ａが形成されている。これに対し、従来の長手記録用
磁気記録媒体（図１（ｂ））は、非磁性基板１ｂ上に非
磁性下地層２ｂ、非磁性中間層３ｂ、グラニュラー磁性
層６ｂ、保護膜層７ｂ、および液体潤滑剤層８ｂが順に
形成された構造を有しており、本発明の長手記録用磁気
記録媒体（図１（ａ））の特徴の１つである安定化層お
よびスペーサー層を有していない。

【００２９】非磁性基板１ａとしては、通常の長手記録
用磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施した
Ａｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることが
できるほか、基板の加熱を必要としないことから、ポリ
カーボネート、ポリオレフィンやその他の樹脂を射出成
形することで作成した基板をも用いることができる。保
護膜層７ａは、例えばカーボンを主体とする薄膜が用い
られる。また液体潤滑剤層８ａは、例えば、パーフルオ
ロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。

【００３０】磁性層４ａは、強磁性を有する結晶粒とそ
れを取り巻く非磁性粒界とからなり、かつその非磁性粒
界が、金属の酸化物または窒化物からなる、いわゆるグ
ラニュラー磁性層である。このようなグラニュラー構造
は、例えば非磁性粒界を構成する酸化物を含有する強磁
性金属をターゲットとして、スパッタリングにより成膜
することで作成することができる。

【００３１】強磁性を有する結晶を構成する材料は特に
制限されないが、ＣｏＰｔ系合金が好適に用い得る。特
にＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｚｒ等の元素の酸化物を用いることが、安定
なグラニュラー構造を形成するためには特に望ましい。
磁性層の膜厚は特に制限されるものではなく、記録再生
時に十分なヘッド再生出力を得るための必要十分な膜厚
が要求される。

【００３２】非磁性下地層２ａは、主に体心立方格子構
造（ｂｃｃ構造）を有し、かつその優先結晶配向面が
（２００）面であることが必要である。非磁性中間層ま
たは磁性層に対するミスフィット量が少なくなるからで
ある。そのような材料としてはＷ、Ｍｏ、Ｖもしくは１
０ａｔ％以上かつ６０ａｔ％以下のＴｉを含む、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ合金が望ましい。

【００３３】更に体心立方格子構造であるＷ、Ｍｏ、Ｃ
ｒ、Ｖに、六方最密充填構造である１０ａｔ％以上かつ
６０ａｔ％以下のＴｉを含ませても、六方最密充填構造
固有の配向が出現することなく、体心立方格子構造を保
ったまま、より効果的に体心立方格子構造（２００）優
先配向が実現し、かつ、非磁性中間層または磁性層に対
してミスフィット量が少ない格子定数を持つものが得ら
れる。これら非磁性下地層の膜厚は特に制限されない
が、５ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。

【００３４】また非磁性中間層３ａとしては、結晶構造
が磁性層の強磁性結晶粒のそれと同じ六方最密充填構造
の非磁性中間層、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅもしくは、１
０ａｔ％以上かつ６０ａｔ％以下のＴｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｕを含むＲｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ合金を用いるこ
とが望ましい。その膜厚は特に制限されないが、２ｎｍ
から５０ｎｍ程度が好ましい。

【００３５】本発明層構成中の、安定化層４ａはＣｏを
主成分とし適宜Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｔ、ＢおよびＣｕのうち
の少なくとも１種類以上が添加された合金または、強磁
性を有する結晶粒とＣｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｚｒのうち少なくとも１つの元素の酸化物ま
たは窒化物からなり、膜厚は特に制約されないが、保磁
力（Ｈ_ｃ）がスペーサー層の上に位置する単層あるいは
複数の磁性層のＨ_ｃよりも小さくなる様な膜厚に限られ
２ｎｍから１０ｎｍ程度が好ましい。

【００３６】またスペーサー層５ａは、Ｒｕ、Ｒｅおよ
びＯｓまたはこれらのうちの少なくとも１種類を含む合
金、且つその結晶構造が六方晶構造であり、膜厚が０．
５ｎｍ以上かつ２．０ｎｍ以下であることが好ましい。

【００３７】次に、本発明の第二の形態について説明す
る。

【００３８】本願の第二の発明は、上述した図１（ａ）
に示した長手記録用磁気記録媒体の製造方法である。本
方法は、従来の長手記録用磁気記録媒体製造方法におけ
る基板の加熱工程が省略できることを特徴とする。

【００３９】本発明に係る長手記録用磁気記録媒体の製
造は、通常用いられるＲＦスパッタ装置等を用いて実施
することができる。

【００４０】まず、基板を装置内に導入し、所定の材料
からなるターゲットを取り付け、装置内のＡｒガス圧を
所定の値に調整した状態で、電極に電力を印加し下地層
を成膜する。前記下地層と同様に、中間層、安定化層、
スペーサー層、グラニュラー磁性層、および保護膜層の
各層を、所定の組成を有するターゲットを順次交換しな
がら成膜する。ここで、酸化物等を含むグラニュラー磁
性層はＲＦ電源を用いて成膜する。最後に、液体潤滑剤
を塗布して長手記録用磁気記録媒体を形成する。

【００４１】本方法により、従来型の長手記録用磁気記
録媒体の製造に不可欠な工程とされていた基板加熱工程
を省略して作成した場合であっても、長手記録用磁気記
録媒体の高Ｈ_ｃ化と低媒体ノイズ化を図る事が可能とな
り、製造工程が簡略化されて製造コストの低減を図るこ
とも可能となる。

【００４２】

【実施例】以下に本発明の実施例を記す。

【００４３】（実施例１）非磁性基板として表面が平滑
な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガ
ラス基板）を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入
し、引き続いてＡｒガス圧１５ｍＴｏｒｒ（２．０Ｐ
ａ）下でＷからなる下地層３０ｎｍを形成後、Ａｒガス
圧１５ｍＴｏｒｒ（２．０Ｐａ）下でＲｕからなる中間
層１０ｎｍを形成した。更に安定化層としてＣｏ１３Ｃ
ｒ４Ｔａ（ｍｏｌ％）をＡｒガス圧１５ｍＴｏｒｒ
（２．０Ｐａ）下で５ｎｍ形成し、続いてＲｕからなる
スペーサー層をＡｒガス圧１５ｍＴｏｒｒ（２．０Ｐ
ａ）下にて１．０ｎｍ形成した。そしてＳｉＯ_２を７ｍ
ｏｌ％添加したＣｏＣｒ１０Ｐｔ１４ターゲットを用
い、ＲＦスパッタ法によりＡｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ
（４．０Ｐａ）下でグラニュラー磁性層１５ｎｍを形成
した後、カーボン保護膜層１０ｎｍを積層し、真空中か
ら取り出し、その後、液体潤滑剤１．５ｎｍを塗布し
て、第１図に示す様な構成の長手記録用磁気記録媒体を
作成した。尚、成膜に先立つ基板加熱は行っていない。

【００４４】（実施例２）安定化層として、ＳｉＯ_２を
６ｍｏｌ％添加したＣｏＣｒ１０Ｐｔ１２（ｍｏｌ％）
ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりＡｒガス圧３
０ｍＴｏｒｒ（４．０Ｐａ）下でグラニュラー磁性層５
ｎｍを形成した以外は、実施例１と同様の組成および成
膜プロセスを用いて長手記録用磁気記録媒体を作成し
た。

【００４５】（比較例１）本発明の構造において、グラ
ニュラー磁性層を有していない媒体の比較例として、磁
性層を、Ｃｏ２２Ｃｒ１０Ｐｔ４Ｂ（ｍｏｌ％）ターゲ
ットを用い、ＲＦスパッタ法によりＡｒガス圧３０ｍＴ
ｏｒｒ（４．０Ｐａ）下で１５ｎｍ形成した以外は、実
施例１と同様の組成および成膜プロセスを用いて長手記
録用磁気記録媒体を作成した。

【００４６】（比較例２）グラニュラー磁性層を有して
いない通常構造媒体の比較例として、下地層、中間層、
カーボン保護膜層、および液体潤滑剤層のみを上記実施
例１と同じ成膜条件および膜厚にて形成し、そして磁性
層についてはＣｏ２２Ｃｒ１０Ｐｔ４Ｂからなる磁性層
をＡｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ（４．０Ｐａ）下で１５ｎ
ｍ形成した長手記録用磁気記録媒体を作成した。

【００４７】（比較例３）同様に、グラニュラー磁性層
を有する通常構造媒体の比較例として、グラニュラー磁
性層を、ＳｉＯ_２を７ｍｏｌ％添加したＣｏＣｒ１０Ｐ
ｔ１４ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりＡｒガ
ス圧３０ｍＴｏｒｒ（４．０Ｐａ）下で１５ｎｍ形成し
た以外は、比較例２と同様の組成および成膜プロセスを
用いて長手記録用磁気記録媒体を作成した。

【００４８】（結果）図２（ａ）に通常構造媒体（比較
例３）のＭ−Ｈ特性（Ｍ−ＨＬｏｏｐ）、同図（ｂ）
に本発明による反強磁性結合を利用した媒体（実施例
１）のＭ−Ｈ特性を示す。測定には振動試料型磁力計
（ＶＳＭ）を用いた。安定化層およびスペーサー層を用
いた媒体のヒステリシスループは、（ｂ）図に示される
ように外部磁場が０（Ｏｅ）近傍での磁化の落ち込み
（くびれ）が認められ、従来構造を用いた媒体（ａ）図
のヒステリシスループには無い特徴を有する。

【００４９】この磁化の落ち込みが、媒体内部の反強磁
性結合の存在を示している。磁化の落ち込み量は、安定
化層・磁性層膜厚・磁気特性により異なり、本発明の実
施において特に限定されるものではない。

【００５０】図３に実施例２の媒体における、残留磁束
密度×膜厚積：Ｂｒσ（Ｂｒ＊σ）のスペーサー層膜厚
依存性を示す。測定にはＶＳＭを用いた。同図よりスペ
ーサー層膜厚が０ｎｍ〜０．４ｎｍ程度まではＢｒ＊σ
の変化は見られないが、０．５ｎｍ以上で大きな減少が
見られる。Ｂｒ＊σは０．６ｎｍ〜１．８ｎｍ程度では
ほぼ一定値を示し、それ以上の膜厚では徐々に増加する
傾向が見られる。この結果から、反強磁性結合は限られ
たスペーサー層膜厚範囲内で起こり、その範囲外では結
合が弱い事がわかる。本実施例から、反強磁性結合を起
こすため、スペーサー層膜厚は０．５ｎｍ以上かつ２．
０ｎｍ以下であることが望ましい。

【００５１】図４にＢｒ＊σの安定化層膜厚依存性を示
す。測定はＶＳＭを用いた。同図より安定化層膜厚が大
きくなるにしたがって、Ｂｒ＊σの減少が見られる。し
かしある膜厚以上ではＢｒ＊σは増加する。これにより
反強磁性結合によるＢｒ＊σの減少量は、安定化層膜厚
の増加と共に増加するが、ある膜厚以上では結合が弱ま
り、Ｂｒ＊σの減少量は小さくなると言える。本実施例
では安定化層６．０ｎｍの時にＢｒ＊σの減少がもっと
も大きかったが、安定化層および磁性層の組成および膜
厚により変化するものであり、本発明の実施においては
特に限定されるものではない。

【００５２】表１に各実施例および比較例における、保
磁力Ｈｃ（Ｏｅ）、磁性層平均結晶粒径（ｎｍ）およ
び、熱揺らぎの指標となるＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値、線記録密
度１８０ｋＦＣＩにおける電磁変換特性：規格化ノイズ
（μＶｒｍｓ／ｍＶｐｐ）、ＳＮＲ（ｄＢ）を示した。
尚、ＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値はＶＳＭにて、そして電磁変換特
性はＧＭＲヘッドを用いてスピンスタンドテスターで測
定した。

【００５３】

【表１】

【００５４】まず保磁力Ｈｃであるが、磁性層に非グラ
ニュラー構造であるＣｏＣｒＰｔ合金系組成のＣｏ２２
Ｃｒ１０Ｐｔ４Ｂ（ｍｏｌ％）を用いた媒体（比較例
１）と、一方、磁性層にグラニュラー磁性層を用いた媒
体（実施例１）とでは、後者のグラニュラーを用いた方
のＨｃが大きい結果となっているが、これは主に磁性層
組成中のＰｔ量の違いによるものと考えられる。しかし
各実施例および、比較例における磁性層結晶粒径をみる
と、磁性層をグラニュラー膜とした媒体（実施例１、２
および比較例３）において、粒の微細化が顕著である。
また、従来の長手記録用磁気記録媒体構造を有する比較
例２および比較例３を比較すると、磁性層としてグラニ
ュラー磁性層を採用することで、Ｈｃの増大化（組成の
最適化により）及び、磁性層結晶粒径の微細化促進によ
る低Ｎｏｉｓｅ化（高ＳＮＲ化）が実現されている。

【００５５】次にＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値について考察する。

【００５６】一般に、耐熱揺らぎに対しては、このＫｕ
Ｖ／ｋ_ＢＴ値が６０以上であれば、熱揺らぎの問題は無
いとされている。磁性層にグラニュラー磁性層を用いた
比較例３では、磁性層結晶粒径の微細化により低Ｎｏｉ
ｓｅ化がされたが、逆にその結晶粒径の微細化によりＫ
ｕＶ／ｋ_ＢＴ値が６２と小さくなり、従来媒体構造でグ
ラニュラーを採用した場合は、更なる高記録密度化（低
Ｎｏｉｓｅ化）を行う為に、これ以上の粒径の微細化は
熱揺らぎの問題が深刻となることが判る。

【００５７】一方、磁性層にＣｏＣｒＰｔ合金系を用い
た比較例２では、比較例３よりも粒径が多少大きい為
に、ＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値は７６とそんなに小さな値ではな
いが、グラニュラー系と同じく、高記録密度化に伴って
熱揺らぎの影響が大きいものとなる。

【００５８】そこで、本発明による安定化層およびスペ
ーサー層を付与した各実施例及び、比較例１では、Ｋｕ
Ｖ／ｋ_ＢＴ値は比較例２、３と比較して大きなものとな
っており、熱安定性が向上していることがわかる。

【００５９】次に電磁変換特性を見ると、安定化層とし
てＣｏＣｒ系合金を用い、磁性層をグラニュラー磁性層
とした実施例１では、ＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値は実施例２より
も大きいが、その組成の違いにより磁性層粒径が大きく
なっている。またＳＮＲが比較例３と比べさほど向上し
ていない。これに対し、安定層と磁性層を共にグラニュ
ラー組成とした実施例２では、ＫｕＶ／ｋ_ＢＴ値の増加
と粒径の微細化によるＳＮＲ向上が両立された媒体とな
り、本発明で最大の効果を示した。

【００６０】グラニュラー磁性層においては、通常のＣ
ｏＣｒ系合金磁性層と比較して、結晶粒径の微細化構造
が得られやすいことから、安定化層に組成を最適化した
グラニュラー膜を用い、更に磁性層にもグラニュラー磁
性層を用いることで本発明の効果は最大となる。

【００６１】また、安定化層にＣｏＣｒ系合金を用いた
場合でも、非磁性下地層の膜厚最適化等で磁性層の平均
結晶粒径の微細化が可能である為、ＣｏＣｒ合金系安定
化層・グラニュラー磁性層の組合せでも、耐熱揺らぎと
低Ｎｏｉｓｅ化の両立が可能である。

【００６２】以上のように、長手記録用磁気記録媒体に
安定化層とスペーサー層の対を挿入し、安定化層・スペ
ーサー層の膜厚を最適化することで、スペーサー層を挟
む安定化層と磁性層間に反強磁性結合を生じせしめるこ
とにより、耐熱揺らぎ特性を高めることができた。ま
た、この構造を用いることにより従来では適用不可能な
微細磁性粒子が実現し、その結果として高ＳＮＲが得ら
れ記録密度を高めることが可能となる。

【００６３】また、本発明の層構成を用いることで、容
易に優れた特性が得られることから、本発明の媒体を成
膜するにあたっては基板加熱を行う必要がなくなり、従
来のＡｌやガラス基板以外にも、安価なプラスチックを
基板として使用することも可能となる。

【００６４】本実施例では、安定化層・スペーサー層対
を１対のみ使用したが、磁性層間に反強磁性結合が生じ
る限り安定化層・スパーサー層の対を追加することも可
能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明である安定化層、スペーサー層、
およびグラニュラー磁性層を形成した媒体により、耐熱
揺らぎと粒径の微細化による低Ｎｏｉｓｅ化を両立した
ものが得られる。

【００６６】この様な構造をもつ長手記録用磁気記録媒
体において、スペーサー層・安定化層・磁性層の組成、
膜厚および各層の成膜条件を鋭意最適化することによ
り、安定化層・磁性層間に反強磁性結合が生じ、耐熱揺
らぎ性を確保することができる。このため通常構造では
熱揺らぎによる影響が大きいために適用が不可能だった
低ノイズ化（高ＳＮＲ化）の為の微細磁性粒子を使用す
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の長手記録用磁気記録媒体の
断面模式図であり、これに対し（ｂ）は、従来の長手記
録用磁気記録媒体の断面模式図である。

【図２】（ａ）は、通常構造媒体（比較例３）のＭ−Ｈ
特性（Ｍ−ＨＬｏｏｐ）を示す図であり、これに対し
（ｂ）は、本発明による反強磁性結合を利用した媒体
（実施例１）のＭ−Ｈ特性を示す図である。

【図３】実施例２の媒体における、残留磁束密度×膜厚
積：Ｂｒσ（Ｂｒ＊σ）のスペーサー層膜厚依存性を示
す図である。

【図４】Ｂｒ＊σの安定化層膜厚依存性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ非磁性基板２ａ，２ｂ非磁性下地層３ａ，３ｂ非磁性中間層４ａ安定化層５ａスペーサー層６ａ，６ｂグラニュラー磁性層７ａ，７ｂ保護膜層８ａ，８ｂ液体潤滑剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 5/851 Ｇ１１Ｂ 5/851 (72)発明者上住洋之神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者滝澤直樹神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者中村雅神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB06 BB07 BB08 CA01 CA04 CA05 CA06 CB01 CB04 5D112 FA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に少なくとも非磁性下地
層、非磁性中間層、磁性安定化層と非磁性金属スペーサ
ー層との対を少なくとも１対、単層もしくは積層した磁
性層、保護膜層、および液体潤滑剤層が順次積層されて
なる長手記録用磁気記録媒体において、前記磁性層が六
方最密充填構造を有する強磁性結晶粒と、それを取り巻
く主に酸化物からなる非磁性粒界とからなるグラニュラ
ー構造を有し、かつ前記スペーサー層により前記安定化
層と前記磁性層とが反強磁性結合していることを特徴と
する長手記録用磁気記録媒体。
【請求項２】前記非磁性下地層が、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、およ
び１０ａｔ％以上かつ６０ａｔ％以下のＴｉを含むＷ、
Ｍｏ、クロム（Ｃｒ）、Ｖからなる群から選択される１
種類以上の合金からなることを特徴とする、請求項１に
記載の長手記録用磁気記録媒体。
【請求項３】前記非磁性中間層が、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、レニウ
ム（Ｒｅ）、および１０ａｔ％以上かつ６０ａｔ％以下
のチタン（Ｔｉ）、炭素（Ｃ）、Ｗ、Ｍｏ、銅（Ｃｕ）
を含むＲｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅからなる群から選択され
る１種類以上の合金からなることを特徴とする、請求項
１または２に記載の長手記録用磁気記録媒体。
【請求項４】前記安定化層が、コバルト（Ｃｏ）を主
成分とし適宜Ｃｒ、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、
ホウ素（Ｂ）およびＣｕのうちの少なくとも１種類以上
が添加された合金または強磁性を有する結晶粒とＣｒ、
Ｃｏ、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｔｉ、
Ｔａ、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）のう
ち少なくとも１つの元素の酸化物または窒化物からなる
非磁性粒界とからなるグラニュラー構造を有し、保磁力
（Ｈ_ｃ）がスペーサー層の上に位置する単層あるいは複
数の磁性層のＨ_ｃよりも小さいことを特徴とする、請求
項１から３のいずれかに記載の長手記録用磁気記録媒
体。
【請求項５】前記スペーサー層材料がＲｕ、Ｒｅおよ
びＯｓを含む合金、またはこれらのうちの少なくとも１
種類を含む合金であり、その結晶構造が六方晶構造であ
り、膜厚が０．５ｎｍ以上かつ２．０ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の長
手記録用磁気記録媒体。
【請求項６】前記磁性層中の非磁性粒界が、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、およびＺｒ、のう
ち少なくとも１つの元素の酸化物または窒化物からなる
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の
長手記録用磁気記録媒体。
【請求項７】前記非磁性基板が、結晶化ガラス、化学
強化ガラスまたはプラスチック（樹脂）であることを特
徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の長手記録
用磁気記録媒体。
【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載の長手
記録用磁気記録媒体の製造方法であって、前記非磁性基
板を事前に加熱せずに成膜プロセスを行うことを特徴と
する長手記録用磁気記録媒体の製造方法。