JP5638814B2 - 片面垂直磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明は垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率100％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式用の磁気ディスクが提案されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。例えば、特開２００２−９２８６５号公報（特許文献１）では、基板上に下地層、Ｃｏ系垂直磁気記録層、保護層をこの順で形成してなる垂直磁気記録媒体に関する技術が開示されている。また、米国特許第6468670号明細書（特許文献２）には、粒子性の記録層に交換結合した人口格子膜連続層（交換結合層）を付着させた構造からなる垂直磁気記録媒体が開示されている。
記録密度の飛躍的向上により、磁気ディスクは、基板の片面のみの容量でも所望の要求を満足するアプリケーションが広がってきており、今後もますます拡大することが見込まれている。そして、このような片面のみ使用の媒体のコスト低減は、そのような市場需要からの強い要求となっている。
通常の磁気記録媒体は、基板の両面にそれぞれ磁気記録媒体構成層を形成した両面メディアとなっている。したがって、例えば基板の片面に磁気記録媒体構成層を形成した片面媒体とすることにより低価格化を実現することは可能である。しかし、本発明者らの検討によると、このような基板の片面に磁気記録媒体構成層を形成した片面媒体とすることにより低価格化を実現することは可能であるが、肝心の磁気特性や信頼性特性が両面メディアよりも劣り、また基板が反ることによってフラットネスが劣化することが判明した。さらには、ガラス基板を用いた場合、そのガラス成分であるリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属が上記磁気記録媒体構成層を形成していない側から溶出してくるのを抑制できないという問題点もある。したがって、単純な片面媒体構造のものは実用品として使用することはできない。
また、上記特許文献３には、片面がベース面とされた主基板と、該主基板のベース面上にバイアススパッタリング法等のバイアスパワーを印加する成膜手法により形成された副基板とを有してなる磁気記録媒体用基板の上記副基板上に、直接的又は間接的に記録層が形成された磁気記録媒体が記載されている。
本発明者らの検討によると、このような特許文献３に開示された磁気記録媒体においても次のような種々の問題点が挙げられる。
１．主基板と副基板の膜厚差によって、従来の両面媒体と比べて磁気特性や電磁変換特性に差が生じる。
２．高湿度の雰囲気において信頼性試験を実施すると磁気記録層の成分もしくはガラス基板の成分によるコロージョンスポットが確認される。
３．主基板に対し、副基板の成膜プロセスが異なると、基板が反りやすい。
４．副基板の膜厚によっては、成膜時にバイアスを印加した場合、アーク放電が発生しやすくなり、ディスクの変形が生じ、成膜が不可能になり、さらにはスパッタ装置のトラブルの原因となる。
１．主基板と副基板の膜厚差によって、従来の両面媒体と比べて磁気特性や電磁変換特性に差が生じる。
２．高湿度の雰囲気において信頼性試験を実施すると磁気記録層の成分もしくはガラス基板の成分によるコロージョンスポットが確認される。
３．主基板に対し、副基板の成膜プロセスが異なると、基板が反りやすい。
４．副基板の膜厚によっては、成膜時にバイアスを印加した場合、アーク放電が発生しやすくなり、ディスクの変形が生じ、成膜が不可能になり、さらにはスパッタ装置のトラブルの原因となる。
本発明はこのような従来の片面媒体の課題を解決するものであって、本発明の目的は、従来の両面媒体とほぼ同等の磁気特性、信頼性特性が得られ、しかもコストの大幅な低減を可能にする片面垂直磁気記録媒体を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有するものである。
（構成１）
垂直磁気記録に用いる磁気記録媒体であって、基板の片面のベース面上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層を備え、前記基板の他方の片面である副基板面上に、順に、非磁性金属膜と炭素系保護膜を備えたことを特徴とする片面垂直磁気記録媒体である。
（構成１）
垂直磁気記録に用いる磁気記録媒体であって、基板の片面のベース面上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層を備え、前記基板の他方の片面である副基板面上に、順に、非磁性金属膜と炭素系保護膜を備えたことを特徴とする片面垂直磁気記録媒体である。
（構成２）
前記非磁性金属膜は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌのうちの１種の元素、または、これらの元素の２種以上の組み合わせによる化合物を主成分として含む材料からなることを特徴とする構成１に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
前記非磁性金属膜は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌのうちの１種の元素、または、これらの元素の２種以上の組み合わせによる化合物を主成分として含む材料からなることを特徴とする構成１に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
（構成３）
前記非磁性金属膜の膜厚が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする構成１又は２に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
前記非磁性金属膜の膜厚が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする構成１又は２に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
（構成４）
前記炭素系保護膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
前記炭素系保護膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
（構成５）
前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体。
（構成６）
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体。
（構成６）
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体である。
本発明によれば、従来の両面媒体とほぼ同等の磁気特性、信頼性特性が得られ、しかもコストの大幅な低減を可能にする片面垂直磁気記録媒体を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明に係る片面垂直磁気記録媒体は、構成１にあるように、垂直磁気記録に用いる磁気記録媒体であって、基板の片面のベース面上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層を備え、前記基板の他方の片面である副基板面上に、順に、非磁性金属膜と炭素系保護膜を備えたことを特徴とするものである。
本発明に係る片面垂直磁気記録媒体は、構成１にあるように、垂直磁気記録に用いる磁気記録媒体であって、基板の片面のベース面上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層を備え、前記基板の他方の片面である副基板面上に、順に、非磁性金属膜と炭素系保護膜を備えたことを特徴とするものである。
図１は、本発明に係る片面垂直磁気記録媒体の一実施の形態を示す断面図である。図１に示す実施の形態によれば、本発明に係る片面垂直磁気記録媒体１０は、基板１の片面のベース面（主基板面）１Ａ上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層２を備え、上記基板１の他方の片面である副基板面１Ｂ上には、順に、非磁性金属膜３および炭素系保護膜４を備えた構造である。
上記基板１としては、ガラス基板が好ましく用いられる。
上記磁気記録媒体構成層２は、垂直磁気記録媒体構成層であり、具体的には、基板１に近い側から、例えば付着層、軟磁性層、シード層、下地層、磁気記録層（垂直磁気記録層）、保護層、潤滑層などを積層したものである。
上記磁気記録媒体構成層２は、垂直磁気記録媒体構成層であり、具体的には、基板１に近い側から、例えば付着層、軟磁性層、シード層、下地層、磁気記録層（垂直磁気記録層）、保護層、潤滑層などを積層したものである。
また、上記基板１の副基板面１Ｂ上に設けられる非磁性金属膜３は、具体的には、例えば、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌのうちの１種の元素、または、これらの元素の２種以上の組み合わせによる化合物を主成分として含む材料が好ましく用いられる。これらの元素は、ガラス基板及び炭素系保護層との密着性が高く、また、酸化作用等に対する化学的な安定性が高いため好ましい。また、これらの元素を組み合わせることで、緻密なアモルファス膜とすることができるためさらに好ましい。これらの元素の２種以上の組み合わせによる化合物としては、例えば、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏ、ＣｒＴａなどが好適に用いられる。
上記非磁性金属膜３の材質として例えばＣｒＴｉを用いる場合、ＣｒとＴｉの組成比は、原子％比で、Ｃｒ：Ｔｉ＝10：90〜70：30の範囲であることがアモルファス膜とする観点から好ましい。
上記非磁性金属膜３の材質として例えばＣｒＴｉを用いる場合、ＣｒとＴｉの組成比は、原子％比で、Ｃｒ：Ｔｉ＝10：90〜70：30の範囲であることがアモルファス膜とする観点から好ましい。
上記非磁性金属膜３は、例えば投入電力１００〜１０００Ｗのスパッタリング法により形成することができる。
上記非磁性金属膜３の膜厚としては、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、３０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲である。非磁性金属膜３の膜厚が１０ｎｍ未満であると、従来の両面媒体とほぼ同等の磁気特性や信頼性特性が得られにくいことに加えて、CVD保護膜など基板バイアスプロセスを使用する際にバイアスアークの発生によってディスクがワレたりカケたりするため好ましくない。また、１００ｎｍよりも厚くなると、フラットネスの劣化という不具合が生じる場合があるほか、２００ｎｍ以上では、膜厚が厚すぎることにより生産性低下の観点からも好ましくない。
上記非磁性金属膜３の膜厚としては、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、３０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲である。非磁性金属膜３の膜厚が１０ｎｍ未満であると、従来の両面媒体とほぼ同等の磁気特性や信頼性特性が得られにくいことに加えて、CVD保護膜など基板バイアスプロセスを使用する際にバイアスアークの発生によってディスクがワレたりカケたりするため好ましくない。また、１００ｎｍよりも厚くなると、フラットネスの劣化という不具合が生じる場合があるほか、２００ｎｍ以上では、膜厚が厚すぎることにより生産性低下の観点からも好ましくない。
また、上記非磁性金属膜３上に形成する炭素系保護膜４としては、アモルファスのダイヤモンドライクカーボン膜が好適であり、特に水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマＣＶＤ法により炭素系保護膜４を形成することができる。炭素系保護膜４の膜厚としては、本発明において特に制約はないが、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の範囲であることが好ましく、特に２ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
本発明の片面垂直磁気記録媒体によれば、基板の副基板面に非磁性金属膜を設けることにより、従来の両面媒体とほぼ同等の良好な磁気特性、信頼性特性が得られる上に、全体的な構成としては高価な貴金属材料を含有する磁気記録層等は基板の片面側だけに設けた片面媒体であるためコストの大幅な低減が可能になる。また、本発明の片面垂直磁気記録媒体は、基板の副基板面に非磁性金属膜を設けることで、基板の反りによるフラットネスの劣化を抑制することができ、また、バイアススパッタリング法等のバイアス電圧を印加する成膜手法を用いることが可能になる。さらには、ガラス基板を用いた場合のガラス成分の溶出を抑制することができるという効果も奏する。
なお、上記基板１用ガラスとしては、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダタイムガラス等が挙げられるが、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。また、アモルファスガラス、結晶化ガラスを用いることができる。軟磁性層をアモルファスとする場合にあっては、基板をアモルファスガラスとすると好ましい。なお、化学強化したガラスを用いると、剛性が高く好ましい。本発明において、基板主表面の表面粗さはRmaxで３ｎｍ以下、Raで０．３ｎｍ以下であることが好ましい。
また、上記基板１のベース面（主基板面）１Ａ上に設けられる前記磁気記録層としては、高記録密度化に有効な垂直磁気記録層であることが好ましく、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、Si,Ti,Cr,Co,Zr,V,Ta,W等の酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことが好適である。
具体的に上記強磁性層を構成するＣｏ系磁性材料としては、非磁性物質である酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化チタン（ＴｉＯ２）などの前記酸化物を少なくとも一種以上を含有するＣｏＣｒＰｔ（コバルト−クロム−白金）やＣｏＣｒ（コバルト−クロム）、ＣｏＰｔ（コバルト−白金）からなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を成型する材料が望ましい。また、この強磁性層の膜厚は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましい。
具体的に上記強磁性層を構成するＣｏ系磁性材料としては、非磁性物質である酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化チタン（ＴｉＯ２）などの前記酸化物を少なくとも一種以上を含有するＣｏＣｒＰｔ（コバルト−クロム−白金）やＣｏＣｒ（コバルト−クロム）、ＣｏＰｔ（コバルト−白金）からなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を成型する材料が望ましい。また、この強磁性層の膜厚は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、前記磁気記録層においては、上記強磁性層の上方に補助記録層を設けることが好適である。補助記録層を設けることで、強磁性層内の磁性粒の間の交換エネルギーを制御することができる。これにより磁気記録層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、補助記録層の高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層の組成は、例えばＣｏＣｒＰｔＢなどのＣｏＰｔ系合金とすることができる。
また、前記垂直磁気記録層と前記補助記録層との間に、交換結合制御層を有することが好適である。交換結合制御層を設けることにより、前記垂直磁気記録層と前記連続層との間の交換結合の強さを好適に制御して記録再生特性を最適化することができる。交換結合制御層としては、例えば、Ｒｕなどが好適に用いられる。
上記強磁性層を含む垂直磁気記録層の形成方法としては、スパッタリング法で成膜することが好ましい。特にDCマグネトロンスパッタリング法で形成すると均一な成膜が可能となるので好ましい。
また、基板上に、垂直磁気記録層の磁気回路を好適に調整するための軟磁性層は、第一軟磁性層と第二軟磁性層の間に非磁性のスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchangecoupling：反強磁***換結合）を備えるように構成した。これにより第一軟磁性層と第二軟磁性層の磁化方向を高い精度で反並行に整列固定させることができ、軟磁性層から生じるノイズを低減することができる。例えば、第一軟磁性層、第二軟磁性層の組成は、ＡＦＣ構造に代表的に使用されるＣｏＴａ系、ＣｏＺｒ系、ＣｏＮｂ系、ＦｅＡｌＳｉ系、ＣｏＦｅ系の化合物、あるいはこれらの化合物の組み合わせから形成される三元系化合物、四元系化合物を使用するが、さらに透磁率、耐食性、平坦性を向上させるための添加元素を混合させてもよい。また、アモルファス構造を促進させるＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒなどを添加させるとよい。更には、ＦｅＭｎやＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性バイアス結合構造に用いられる材料や、硬磁性材料を磁化固定のために適用してもよい。具体的には、第一軟磁性層、第二軟磁性層の組成はＣｏＴａＺｒ（コバルト−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒＡｌ（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム−アルミニウム）とすることができる。なお、スペーサ層の組成はＲｕ（ルテニウム）、Ｒｕ酸化物とすることができるが、交換結合定数を制御するための添加元素を混合させてもよい。
また、基板上に、垂直磁気記録層の結晶配向を基板面に対して垂直方向に配向させるための非磁性下地層を設けることが好ましい。非磁性下地層の材料としては、例えばＲｕまたはその合金が好ましい。Ｒｕの場合、hcp結晶構造を備えるＣｏＰｔ系垂直磁気記録層の結晶軸（c軸）を垂直方向に配向するよう制御する作用が高く好適である。
また、上記軟磁性層の上には、上層の下地層の結晶粒の配向ならびに結晶性、さらには分離性を制御する作用を備えるシード層を設けることが好ましい。このようなシード層の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選択することができる。更にこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれかを１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えば、この中でもfcc結晶構造のＮｉＷ系合金などは、上層のＲｕ下地層の結晶性向上の効果が高く好ましい。シード層の膜厚は、下地層の結晶成長の制御を行うのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。
また、上記軟磁性層の上には、上層の下地層の結晶粒の配向ならびに結晶性、さらには分離性を制御する作用を備えるシード層を設けることが好ましい。このようなシード層の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選択することができる。更にこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれかを１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えば、この中でもfcc結晶構造のＮｉＷ系合金などは、上層のＲｕ下地層の結晶性向上の効果が高く好ましい。シード層の膜厚は、下地層の結晶成長の制御を行うのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。
また、基板と軟磁性層との間に、付着層を形成することも好ましい。付着層を形成することにより、基板と軟磁性層との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層の剥離を防止することができる。付着層の材料としては、例えばＣｒやＴｉを含有する材料を用いることができる。
また、前記垂直磁気記録層の上に、保護層を設けることが好適である。保護層を設けることにより、磁気記録媒体上を浮上飛行する磁気ヘッドから磁気ディスク表面を保護することができる。保護層の材料としては、たとえば炭素系保護層が好適である。また、保護層の膜厚は２〜５ｎｍ程度が好適である。
また、前記保護層上に、更に潤滑層を設けることも好ましい。潤滑層を設けることにより、磁気ヘッドと磁気ディスク間の磨耗を抑止でき、磁気ディスクの耐久性を向上させることができる。潤滑層の材料としては、たとえばＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）系化合物が好ましい。潤滑層は、例えばディップコート法で形成することができる。
以下実施例、比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ガラス基板を得た。ディスク直径は65mmである。このガラス基板の主表面の表面粗さをAFM（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Rmaxが2nm、Raが0.2nmという平滑な表面形状であった。なお、Rmax及びRaは、日本工業規格（JIS）に従う。
（実施例１）
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ガラス基板を得た。ディスク直径は65mmである。このガラス基板の主表面の表面粗さをAFM（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Rmaxが2nm、Raが0.2nmという平滑な表面形状であった。なお、Rmax及びRaは、日本工業規格（JIS）に従う。
次に、得られたガラス基板上に、真空引きを行なった成膜装置（到達真空度１０−５Ｐａ以下）を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にて、磁気記録媒体構成層の付着層から垂直磁気記録層の各成膜を行った。
まず、ガラス基板の両面に、５０Cr−５０Ti（ａｔ％比：以下同じ）のターゲットを用いて成膜した。このとき、ガラス基板のベース面上の付着層としての膜厚は１０ｎｍ、ガラス基板のベース面とは反対面の副基板面上の非磁性金属膜としての膜厚は３０ｎｍとした。
次に、ガラス基板のベース面上にのみ、軟磁性層から補助記録層までを以下のとおり成膜した。すなわち、上記付着層の上に、軟磁性層として、９２（４０Fe−６０Co）−３Ta−５Zr、Ru層、９２（４０Fe−６０Co）−３Ta−５Zrを、それぞれ２０ｎｍ、０．７ｎｍ、２０ｎｍ成膜した。
次にシード層として９５Ni−５Wを８ｎｍ成膜し，下地層としてＡｒガス圧を低圧及び高圧と変化させて２層のRu層をそれぞれ１０ｎｍずつ成膜した。
さらに、その上に垂直磁気記録層として、９０（７０Co−１０Cr−２０Pt）−１０（Cr２O３）を第１磁気記録層として２ｎｍ、９０（７２Co−１０Cr−１８Pt）−５（SiO２）−５（TiO２）を第２磁気記録層として１２ｎｍ、磁気結合制御層として、Ruを０．３ｎｍ、補助記録層として６２Co−１８Cr−１５Pt−５Bを５．５ｎｍそれぞれ成膜した。
まず、ガラス基板の両面に、５０Cr−５０Ti（ａｔ％比：以下同じ）のターゲットを用いて成膜した。このとき、ガラス基板のベース面上の付着層としての膜厚は１０ｎｍ、ガラス基板のベース面とは反対面の副基板面上の非磁性金属膜としての膜厚は３０ｎｍとした。
次に、ガラス基板のベース面上にのみ、軟磁性層から補助記録層までを以下のとおり成膜した。すなわち、上記付着層の上に、軟磁性層として、９２（４０Fe−６０Co）−３Ta−５Zr、Ru層、９２（４０Fe−６０Co）−３Ta−５Zrを、それぞれ２０ｎｍ、０．７ｎｍ、２０ｎｍ成膜した。
次にシード層として９５Ni−５Wを８ｎｍ成膜し，下地層としてＡｒガス圧を低圧及び高圧と変化させて２層のRu層をそれぞれ１０ｎｍずつ成膜した。
さらに、その上に垂直磁気記録層として、９０（７０Co−１０Cr−２０Pt）−１０（Cr２O３）を第１磁気記録層として２ｎｍ、９０（７２Co−１０Cr−１８Pt）−５（SiO２）−５（TiO２）を第２磁気記録層として１２ｎｍ、磁気結合制御層として、Ruを０．３ｎｍ、補助記録層として６２Co−１８Cr−１５Pt−５Bを５．５ｎｍそれぞれ成膜した。
次に、ガラス基板の両面に、エチレンガスを使用して、プラズマＣＶＤ法により、水素化ダイヤモンドライクカーボンからなる炭素系保護層を形成した。なお、マイナス３００Ｖのバイアス電圧を印加しつつ炭素系保護層を形成した。炭素系保護層の膜厚は５ｎｍとした。この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）からなる潤滑層をディップコート法により形成した。潤滑層の膜厚は１ｎｍとした。
以上の製造工程により、実施例１の片面垂直磁気記録媒体が得られた。
以上の製造工程により、実施例１の片面垂直磁気記録媒体が得られた。
（実施例２）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を４５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を４５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例３）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を６０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を６０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例４）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の片面垂直磁気記録媒体を作製した。なお、炭素系保護膜の成膜時にバイアスアーク発生が認められた。
（実施例５）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の片面垂直磁気記録媒体を作製した。なお、炭素系保護膜の成膜時にバイアスアーク発生が認められた。
（実施例５）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例６）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を２０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例７）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例８）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１５０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を２０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例７）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例８）
基板の副基板面に成膜するＣｒＴｉ膜の膜厚を１５０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例９）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｃｒ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１０）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｔｉ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１０の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｃｒ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１０）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｔｉ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１０の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１１）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｔａ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１１の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１２）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｗ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｔａ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１１の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１２）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｗ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１３）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｍｏ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１３の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１４）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、５０Ｃｒ−５０Ｍｏ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１４の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１５）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、５０Ｃｒ−５０Ｔａ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１５の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｍｏ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１３の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１４）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、５０Ｃｒ−５０Ｍｏ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１４の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（実施例１５）
基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、前記ＣｒＴｉ膜の代わりに、５０Ｃｒ−５０Ｔａ膜を３０ｎｍ成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１５の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（比較例１）
基板の副基板面には薄膜を何も成膜していないこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面には薄膜を何も成膜していないこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の片面垂直磁気記録媒体を作製した。
（比較例２）
基板の副基板面には実施例１と同じ炭素系保護膜だけを成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。なお、上記炭素系保護膜の成膜時にバイアスアーク発生のトラブルが認められた。
基板の副基板面には実施例１と同じ炭素系保護膜だけを成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の片面垂直磁気記録媒体を作製した。なお、上記炭素系保護膜の成膜時にバイアスアーク発生のトラブルが認められた。
（参考例）
基板の副基板面上にも、ベース面上と同一の磁気記録媒体構成層を形成し、両面垂直磁気記録媒体を作製した。
基板の副基板面上にも、ベース面上と同一の磁気記録媒体構成層を形成し、両面垂直磁気記録媒体を作製した。
上記実施例、比較例、及び参考例の垂直磁気記録媒体を用いて、以下の評価を行った。
［磁気特性評価］
磁気特性の評価は、垂直磁気特性Kerr効果測定装置（米国テンコール社製、モデルModel-32kt Gauss meter）を用いて行った。保磁力Ｈｃ、核成長磁界Ｈｎ、及び参考例の媒体に対する保磁力Ｈｃの差ΔＨｃと核成長磁界Ｈｎの差ΔＨｎとを纏めて以下の表１に示した。なお、表１中の磁気特性の単位は、すべてエルステッド［Oe］で表記した。これらの特性は、主基板面（ベース面）の結果である。
［磁気特性評価］
磁気特性の評価は、垂直磁気特性Kerr効果測定装置（米国テンコール社製、モデルModel-32kt Gauss meter）を用いて行った。保磁力Ｈｃ、核成長磁界Ｈｎ、及び参考例の媒体に対する保磁力Ｈｃの差ΔＨｃと核成長磁界Ｈｎの差ΔＨｎとを纏めて以下の表１に示した。なお、表１中の磁気特性の単位は、すべてエルステッド［Oe］で表記した。これらの特性は、主基板面（ベース面）の結果である。
［信頼性評価］
信頼性評価は、媒体を大気圧、温度９０℃、湿度９０％の雰囲気下で３日間放置したときのコロージョンスポットテストにより実施した。このコロージョンスポットテストは、KLAテンコール社製OSA6100を用いて測定した。スポットカウント数（単位：カウント/mm2）の値を纏めて以下の表２に示した。これらの結果はベース面（主基板面）である。
信頼性評価は、媒体を大気圧、温度９０℃、湿度９０％の雰囲気下で３日間放置したときのコロージョンスポットテストにより実施した。このコロージョンスポットテストは、KLAテンコール社製OSA6100を用いて測定した。スポットカウント数（単位：カウント/mm2）の値を纏めて以下の表２に示した。これらの結果はベース面（主基板面）である。
［フラットネス評価］
媒体のフラットネス評価（基板の反り）は、ニュートンリング評価用オプチフラット装置を用いて測定した。平均値を以下の表３に纏めて示した。
媒体のフラットネス評価（基板の反り）は、ニュートンリング評価用オプチフラット装置を用いて測定した。平均値を以下の表３に纏めて示した。
表１に示す磁気特性評価の結果から、副基板面に非磁性金属膜として例えばＣｒＴｉ膜を形成することにより、片面磁気記録媒体においても、従来の両面磁気記録媒体とほぼ同等の磁気特性が得られることが分かる。特に、ＣｒＴｉ膜の膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることにより、保磁力Ｈｃが両面磁気記録媒体と同等になり、またＨｎを好適な−2400Oe以下とし、さらには、両面磁気記録媒体との保磁力Ｈｃの差ΔＨｃが好適な200Oe以下、両面磁気記録媒体とのＨｎの差ΔＨｎが好適な300Oe以下とすることができる。
また、表２に示す信頼性評価の結果から、副基板面に非磁性金属膜として例えばＣｒＴｉ膜を１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに成膜することにより、コロージョンスポット数が激減している。これは副基板面及びその端部までをCrTi膜で被覆させたことにより、高温高湿環境下においてもCoを含む材料のCoまたはガラス基板に含有されるアルカリ金属がイオン化されにくくなり、結果、主基板面に表出しにくくなっているからである。なお、これらCoやアルカリ金属は、端面や反対面からマイグレーションして表出する可能性がある。
以上により本発明による片面磁気記録媒体は、高温高湿環境下でも高い信頼性が得られることが分かる。
また、表３に示すフラットネス評価の結果から、副基板面に非磁性金属膜として例えばＣｒＴｉ膜を成膜することにより、フラットネスが非常に小さくなり、基板の反りをほぼ無くすことができる。
以上により本発明による片面磁気記録媒体は、高温高湿環境下でも高い信頼性が得られることが分かる。
また、表３に示すフラットネス評価の結果から、副基板面に非磁性金属膜として例えばＣｒＴｉ膜を成膜することにより、フラットネスが非常に小さくなり、基板の反りをほぼ無くすことができる。
以上のように、副基板面に非磁性金属膜として例えばＣｒＴｉ膜をたとえば１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに成膜することにより、磁気特性、信頼性、フラットネスのいずれの評価においても良好な結果が得られ、特に上記ＣｒＴｉ膜の膜厚が３０〜６０ｎｍの範囲では、さらに良好な結果が得られる。
なお、基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｃｒ膜、Ｔｉ膜、Ｔａ膜、Ｗ膜、Ｍｏ膜、５０Ｃｒ−５０Ｍｏ膜、または５０Ｃｒ−５０Ｔａ膜（膜厚はいずれも３０ｎｍ）としたこと以外は、実施例１と同様にして作製した実施例９〜１５の片面垂直磁気記録媒体についても上記と同様の評価を行ったところ、上記表１〜３に示したように、いずれの媒体についても本発明による良好な結果が得られた。
また、副基板面において、ガラス基板のガラス成分の溶出を同じくコロージョンスポットにより確認したところ、上記実施例の磁気記録媒体においては、いずれもガラス基板のガラス成分の溶出は確認されなかった。一方、上記比較例の磁気記録媒体においてはガラス成分の溶出が確認された。
なお、基板の副基板面に成膜する非磁性金属膜として、ＣｒＴｉ膜の代わりに、Ｃｒ膜、Ｔｉ膜、Ｔａ膜、Ｗ膜、Ｍｏ膜、５０Ｃｒ−５０Ｍｏ膜、または５０Ｃｒ−５０Ｔａ膜（膜厚はいずれも３０ｎｍ）としたこと以外は、実施例１と同様にして作製した実施例９〜１５の片面垂直磁気記録媒体についても上記と同様の評価を行ったところ、上記表１〜３に示したように、いずれの媒体についても本発明による良好な結果が得られた。
また、副基板面において、ガラス基板のガラス成分の溶出を同じくコロージョンスポットにより確認したところ、上記実施例の磁気記録媒体においては、いずれもガラス基板のガラス成分の溶出は確認されなかった。一方、上記比較例の磁気記録媒体においてはガラス成分の溶出が確認された。
すなわち、本発明に係る基板の副基板面には非磁性金属膜及び炭素系保護膜を成膜した片面垂直磁気記録媒体によれば、従来の両面媒体とほぼ同等の磁気特性、信頼性特性が得られ、基板の反りも少ない、しかもコストを大幅に低減可能な垂直磁気記録媒体を得ることができる。
１ 基板
１Ａ ベース面（主基板面）
１Ｂ 副基板面
２ 磁気記録媒体構成層
３ 非磁性金属膜
４ 炭素系保護膜
１０ 片面垂直磁気記録媒体
１Ａ ベース面（主基板面）
１Ｂ 副基板面
２ 磁気記録媒体構成層
３ 非磁性金属膜
４ 炭素系保護膜
１０ 片面垂直磁気記録媒体
Claims (4)
- 垂直磁気記録に用いる磁気記録媒体であって、
基板の片面のベース面上に、少なくとも磁気記録層を含む磁気記録媒体構成層を備え、前記基板の他方の片面である副基板面上に、順に、非磁性金属膜と炭素系保護膜を備え、
前記非磁性金属膜は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌのうちの１種の元素、または、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌの元素の２種以上の組み合わせによる化合物を含む材料からなり、かつ、前記非磁性金属膜の膜厚が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする片面垂直磁気記録媒体。 - 前記炭素系保護膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする請求項１に記載の片面垂直磁気記録媒体。
- 前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の片面垂直磁気記録媒体。
- 前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の片面垂直磁気記録媒体。
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