(57)【要約】【課題】平均粒径および粒径分散を低減した磁気記録媒体を提供する。磁気記録媒体として適用可能な磁気特性（磁気異方性エネルギー）を有する磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基板と、粒径制御層と、第１シード層と、第２シード層と、規則合金を含む磁気記録層とをこの順に含み、前記第２シード層が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、金属酸化物から形成された粒界材料とからなる磁気記録媒体である。ΔＧ500を５００℃での標準生成ギブスエネルギーとしたとき、前記金属酸化物中の金属元素と、窒素とが反応した場合に形成される窒化物のΔＧ500が、ＴｉＮのΔＧ500よりも高い材料から前記粒界材料が選択されており、前記金属酸化物中の金属元素と、酸素とが反応した場合に形成される酸化物のΔＧ500が、ＴｉＯ2のΔＧ500よりも低い材料から前記粒界材料が選択されており、前記粒界材料が、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯからなる群から選択される少なくとも１種以上を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、粒径制御層と、第１シード層と、第２シード層と、規則合金を含む磁気記録層とをこの順に含み、前記第２シード層が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、金属酸化物から形成された粒界材料とからなり、
ΔＧ500を５００℃での標準生成ギブスエネルギーとしたとき、
前記金属酸化物中の金属元素と、窒素とが反応した場合に形成される窒化物のΔＧ500が、ＴｉＮのΔＧ500よりも高い材料から前記粒界材料が選択されており、
前記金属酸化物中の金属元素と、酸素とが反応した場合に形成される酸化物のΔＧ500が、ＴｉＯ2のΔＧ500よりも低い材料から前記粒界材料が選択されており、
前記粒界材料が、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯからなる群から選択される少なくとも１種以上を含む、磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第２シード層が、前記結晶粒子と前記粒界材料とから形成される固溶体を含まない、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記粒界材料が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と前記粒界材料の総量に基づき、５体積％以上５０体積％未満である、請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第２シード層が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の周囲を取り囲む前記粒界材料からなるグラニュラー構造を有する、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】
前記磁気記録層が、ＦｅおよびＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、およびＲｈからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素と、を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第１シード層が、下部第１シード層と、上部第１シード層とをこの順に含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記粒径制御層が、Ｒｕ結晶粒子と、Ｒｕ結晶粒子を取り囲む酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種と、を含むグラニュラー構造である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記粒径制御層と前記第１シード層との間に非磁性中間層をさらに含み、前記非磁性中間層が、Ｐｔ結晶粒子または、Ｐｔ結晶粒子と、Ｐｔ結晶粒子を取り囲む酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種と、を含むグラニュラー構造である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記基板と前記粒径制御層との間に、ＲｕまたはＲｕ合金から形成された配向制御層をさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に関し、典型的にはハードディスク磁気記録装置（ＨＤＤ）に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。
【０００３】
良好な磁気特性を得ることを目的として、グラニュラー構造を用いて垂直磁気記録媒体の磁気記録層を形成することが提案されている。グラニュラー構造の磁気記録層は、磁性結晶粒子と、磁性結晶粒子の周囲を取り囲むように偏析した非磁性の粒界材料とを含む。グラニュラー構造の磁気記録層中の個々の磁性結晶粒子は、非磁性の粒界材料によって磁気的に分離されている。
【０００４】
近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、グラニュラー構造の磁気記録層中の磁性結晶粒子の粒径を縮小させる必要に迫られている。特にＨＡＭＲ（熱アシスト磁気記録）媒体においては、現行の垂直磁気記録媒体と同様に、Ｒｕ等の下地層で記録層の粒子構造を制御することにより、平均粒径および粒径分散を低減したいとの要望がある。
【０００５】
特許文献１においては、基板と、Ｒｕ−ＴｉＯ2層と、ＺｎＯ層と、ＭｇＯ層と、ＦｅＰｔ磁気記録層とをこの順に含む構成を有する磁気記録媒体が記載されている。ここでは、グラニュラー構造からなるＦｅＰｔ磁気記録層の粒径微細化と磁気特性の両立を図っている。
【０００６】
特許文献２においては、基板と、磁気記録層と、基板と磁気記録層との間に配置されるＴｉＮ−Ｘ層とを含む磁気記録媒体が示されている。ここでは、磁気記録層のエピタキシャル成長の配向性向上および、磁気記録層の粒度の制御を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２０１６−００３５９６号
【特許文献２】特表２０１５−５３０６９１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４
【非特許文献２】近角聰信、強磁性体の物理（下）、裳華房、１０−２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、ＦｅＰｔ粒子を小さくできるものの、ＭｇＯ層の粒径に対して、ＦｅＰｔ粒径が大きくなるという課題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、ＦｅＰｔ磁性結晶粒子の周囲を取り囲むはずの非磁性体の偏析が不規則であった。そのため、ＦｅＰｔ磁性粒子が繋がった部分が多数あり、個々の磁性粒子間の磁気的な分離が不十分であるという課題があった。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、平均粒径および粒径分散を低減した磁気記録媒体を提供することである。本発明が解決しようとする別の課題は、磁気記録媒体として適用可能な磁気特性（磁気異方性エネルギー）を有する磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題を解決するための手段の一例は、基板と、粒径制御層と、第１シード層と、第２シード層と、規則合金を含む磁気記録層とをこの順に含み、前記第２シード層が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、金属酸化物および炭素からなる群から選択される少なくとも１種以上を主成分とする粒界材料とからなる、磁気記録媒体である。
【００１３】
ここで、前記粒界材料が金属酸化物であり、ΔＧ500を５００℃での標準生成ギブスエネルギーとしたとき、前記金属酸化物中の金属元素と、窒素とが反応した場合に形成される窒化物のΔＧ500が、ＴｉＮのΔＧ500よりも高い材料から前記粒界材料が選択されていることが好ましい。あるいは、前記粒界材料が金属酸化物であり、ΔＧ500を５００℃での標準生成ギブスエネルギーとしたとき、前記金属酸化物中の金属元素と、酸素とが反応した場合に形成される酸化物のΔＧ500が、ＴｉＯ2のΔＧ500よりも低い材料から前記粒界材料が選択されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記粒界材料が、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、およびＹ2Ｏ3からなる群から選択される少なくとも１種以上であることが好ましい。あるいは、前記粒界材料が炭素から形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記粒界材料が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と前記粒界材料の総量に基づき、５体積％以上５０体積％未満であることが好ましい。
【００１６】
ここで、前記第２シード層が、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の周囲を取り囲む前記粒界材料からなるグラニュラー構造を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記磁気記録層が、ＦｅおよびＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、およびＲｈからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素と、を含むことが好ましい。
【００１８】
さらに、前記第１シード層が、下部第１シード層と、上部第１シード層とをこの順に含むことが好ましい。
【００１９】
さらに、前記粒径制御層が、Ｒｕ結晶粒子と、Ｒｕ結晶粒子を取り囲む酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種と、を含むグラニュラー構造であることが好ましい。
【００２０】
さらに、前記粒径制御層と前記第１シード層との間に非磁性中間層をさらに含み、前記非磁性中間層が、Ｐｔ結晶粒子または、Ｐｔ結晶粒子と、Ｐｔ結晶粒子を取り囲む酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種と、を含むグラニュラー構造であることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記基板と前記粒径制御層との間に、ＲｕまたはＲｕ合金から形成された配向制御層をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、平均粒径および粒径分散を低減した磁気記録媒体を形成することが可能となる。また、磁気異方性エネルギーの大きい磁気記録媒体を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の磁気記録媒体の１つの構成例を示す概略断面図である。
【図２】実施例１の磁気記録媒体の構成例を示す概略断面図である。
【図３】実施例１のサンプル番号＝１−３のＳＥＭ写真である。
【図４】実施例２のサンプル番号＝２−３のＳＥＭ写真である。
【図５】実施例３のサンプル番号＝３のＳＥＭ写真である。
【図６】比較例１のサンプル番号＝４のＳＥＭ写真である。
【図７】実施例１と比較例２、３、５の平均粒径の比較を示す。
【図８】実施例１と比較例２、３、５の粒径分散の比較を示す。
【図９】実施例１と比較例２、３、５の磁気異方性定数の比較を示す。
【図１０】比較例２のサンプル番号＝５のＳＥＭ写真である。
【図１１】比較例３のサンプル番号＝６−３のＳＥＭ写真である。
【図１２】実施例２と比較例２、４、５の平均粒径の比較を示す。
【図１３】実施例２と比較例２、４、５の粒径分散の比較を示す。
【図１４】実施例２と比較例２、４、５の磁気異方性定数の比較を示す。
【図１５】比較例４のサンプル番号＝７−３のＳＥＭ写真である。
【図１６】実施例１と比較例２、６の平均粒径の比較を示す。
【図１７】実施例１と比較例２、６の粒径分散の比較を示す。
【図１８】実施例１と比較例２、６の磁気異方性定数の比較を示す。
【図１９Ａ】実施例１のサンプル番号＝１−３の磁化曲線を示す。
【図１９Ｂ】比較例６のサンプル番号＝１０−３の磁化曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１、２に、本発明を実施するための形態の１例を示す。
【００２５】
図１は、基板１と、粒径制御層２と、第１シード層３と、第２シード層４と、規則合金を含む磁気記録層５とをこの順に含み、第２シード層４がＴｉＮ（窒化チタン）を主成分とする結晶粒子と、粒界材料から形成されている、磁気記録媒体１０の１つの構成例である。なお、本願の以下の説明において、共通する構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
本形態の構成では、磁気記録層５のグラニュラー構造を導くためのグラニュラー構造を有する粒径制御層２がある。粒径制御層２のグラニュラー構造は、微細な平均粒径で粒径分散の少ない結晶粒子からなることが好ましい。その上に形成された第１シード層３は、粒径制御層２の粒構造を引き継いだ微細で粒径分散の少ない結晶粒子から形成される。
【００２７】
ここで、グラニュラー構造とは、コラム状の個々の結晶粒子に対して周囲を取り囲むように粒界材料が存在する構造を意味する。基板に平行な膜面において、粒状の結晶粒子があり、その周囲に粒界材料が存在する状態である。完全に取り囲まれた方が粒子の孤立性が高まるので好ましい。一方、基板に垂直な膜面においては、粒界材料により分離された柱状の結晶粒子が各層の表裏面に渡って貫かれている状態が好ましい。結晶粒子の粒界に粒界材料が偏析することで、グラニュラー構造が形成される。
【００２８】
また、粒径とは、基板に平行な膜面における、粒状の結晶粒子の円相当径を意味する。平均粒径とは、粒径の平均値を意味する。粒径分散とは、粒径の分散値を意味する。
【００２９】
次に、第１シード層３上に、第２シード層４が形成される。こうして、微細で粒径分散の少ない結晶粒子からなる第１シード層３の粒界に対応して、第２シード層４の粒界材料が積極的に偏析される。そのため、第２シード層４は、第１シード層３、ひいては粒径制御層２の粒構造を引き継ぐ。より好ましくは、ＴｉＮからなる微細で小さな粒径分散の結晶粒子と、ＴｉＮ結晶粒子の周囲を取り囲む粒界材料からなるグラニュラー構造となる。
【００３０】
さらに、磁気記録層５の直下に第２シード層４が形成される。こうして、微細な平均粒径で小さな粒径分散の結晶粒子からなる良好なグラニュラー構造を有する磁気記録層５を形成することができる。第２シード層４のＴｉＮ結晶粒子に対して、ＦｅＰｔなどの規則合金からなる磁性結晶粒子はぬれ性が高い。更に、第２シード層４の粒界材料が酸化物または炭素を含み、磁気記録層５の非磁性体（粒界材料）が酸化物または炭素を含む場合、第２シード層４の粒界材料に対して、磁気記録層５の非磁性体はぬれ性が高くなる。そのため第２シード層４のＴｉＮ結晶粒子上には積極的に磁性結晶粒子が形成され、第２シード層４の粒界材料上には積極的に非磁性体（粒界材料）が偏析するからである。ひいては、粒径制御層２の粒構造をより反映したグラニュラー構造を有する磁気記録層５を形成できるようになる。こうして、磁性結晶粒子の粒径微細化、粒径分散低減が可能となる。また、第２シード層４のＴｉＮ結晶粒子上に積極的に磁性結晶粒子が形成され、第２シード層４の粒界材料上に積極的に非磁性体（粒界材料）が偏析する。そのため、個々に磁気的に分離された磁性結晶粒子からなるグラニュラー構造を有する磁気記録層５が形成できる。更に、第２シード層の粒界を跨いで形成される磁性結晶粒子が減少する。第２シード層の粒界を跨いで形成される磁性結晶粒子は結晶欠陥を持つため磁気異方性エネルギーが低下する。本形態では、そのような結晶欠陥を持つ磁性結晶粒子が少ないために、磁気異方性エネルギー向上に効果が発揮される。
【００３１】
基板１は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料を用いて、基板１を形成することができる。用いることができる材料は、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ＭｇＯ単結晶、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＳｒＴｉＯ3、強化ガラス、結晶化ガラス等を含む。
【００３２】
基板１と後に詳述する粒径制御層２との間に、密着層６、軟磁性裏打ち層、ヒートシンク層、または配向制御層７、非磁性中間層８を任意選択的に設けてもよい。
【００３３】
任意で、密着層６を設けてもよい。密着層６は、密着層６の上に形成される層と密着層６の下に形成される層との密着性を高めるために用いられる。密着層６の下に形成される層としては、基板１を含む。密着層６を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒなどの金属、ＣｏＮｉ系合金、Ｎｉ合金、Ｐｔ合金、Ｐｄ合金、Ｔａ合金、Ｃｒ合金、ＣｒＴｉ合金、Ｓｉ合金、およびＣｕ合金を含む。密着層６は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。本構成例において好ましい密着層６は、ＣｒＴｉ合金から構成される。また、密着層６は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００３４】
任意で、軟磁性裏打ち層（不図示）を設けてもよい。軟磁性裏打ち層は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の厚さの最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続して軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の厚さを有することが好ましい。また、軟磁性裏打ち層は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００３５】
任意で、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、本発明の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合に好適に用いられる。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層５の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率および比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、またはそれらを主成分とする合金材料を含む。ここで、「主成分とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを示す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成することができる。軟磁性材料を用いることによって、ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層５に集中させる機能をヒートシンク層に付与し、軟磁性裏打ち層の機能を補完することもできる。ヒートシンク層の厚さの最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量および熱分布、ならびに磁気記録媒体の層構成および各構成層の厚さによって変化する。他の構成層と連続して形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の厚さは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタリング法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタリング法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、基板１と密着層６との間、密着層６と配向制御層７との間などに設けることができる。
【００３６】
任意で、配向制御層７を設けてもよい。配向制御層７は、配向制御層７の上に形成される層の配向を制御するための層である。配向制御層は、密着層６と後述する粒径制御層２との間や、後述する非磁性中間層８と後述する第１シード層３との間などに形成される。配向制御層７は、単層であっても多層であってもよい。配向制御層７に用いることができる材料は、好適には、ｈｃｐ構造または面心立方（ｆｃｃ）構造を有する材料であるが、それらに限定されるものではない。前記配向制御層７は、例えばＲｕまたはＲｕ合金を含む。Ｒｕ合金は、例えばＲｕとＣｒ、Ｃｏ等との合金である。ＲｕまたはＲｕ合金には、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂ、Ｍｎ、ＡｌおよびＴｉからなる群から選択される１種または複数の元素をさらに含んでもよい。本構成例において好ましい配向制御層７は、Ｒｕ／ＲｕＣｒの積層構造や、Ｒｕから形成された層である。配向制御層７は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。なお、Ａ／Ｂなどの表記は、Ａが上層であり、Ｂが下層であることを意味する。
【００３７】
粒径制御層２は、典型的には磁気記録層５までの良好なグラニュラー構造を導くためのグラニュラー構造を有する層である。粒径制御層２は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法により形成することができる。具体的には、粒径制御層２は、ＲｕまたはＲｕ合金と、酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料と、を含む。より好ましくは、ＲｕまたはＲｕ合金と、酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料と、を主成分とする。ここで、「主成分」とは、「ＲｕまたはＲｕ合金と、酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料」の含有量が５０体積％以上であることを示す。なお、ＲｕまたはＲｕ合金とともに含まれる酸化物、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料は、粒界材料と呼ぶこともできる。粒界材料は、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯなどの酸化物、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＷＣなどの炭化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物とすることができる。グラニュラー構造を形成するために、ＲｕまたはＲｕ合金とともに含まれる粒界材料の量は、ＲｕまたはＲｕ合金と、粒界材料を合わせた全体量を基準として、５体積％以上５０体積％未満であることが好ましく、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以上４０体積％以下であることが更に好ましい。なお、本願において、材料の体積％はｖｏｌ％とも記載され、原則としてその材料が含まれる層の総量を基準として前記層に前記材料が含まれる割合を意味する。
【００３８】
例えば、粒径制御層２は、Ｒｕと、ＴｉＯm（ｍ＝１．５〜２．５）またはＳｉＯn（ｎ＝１．５〜２．５）と、を主成分とする。粒径制御層２は、典型的にはＲｕ−ＴｉＯ2、あるいはＲｕ−ＳｉＯ2を主成分とする。粒径制御層２がＲｕ−ＴｉＯ2を主成分とする場合、グラニュラー構造は、Ｒｕ結晶粒子と、Ｒｕ結晶粒子の周囲を取り囲むように偏析したＴｉＯ2を主成分とする。なお、Ｒｕ−ＴｉＯ2とは、ＲｕとＴｉＯ2が並存した状態を意味する。Ｒｕ−ＳｉＯ2とは、ＲｕとＳｉＯ2が並存した状態を意味する。なお、前記粒径制御層２は単層であっても多層であってもよい。粒界材料の異なる層を積層してもよいし、濃度の異なる粒界材料の層を積層してもよい。
【００３９】
任意で、粒径制御層２と後に詳述する第１シード層３との間に、非磁性中間層８を設けてもよい。非磁性中間層８は、第１シード層３の結晶配向性を向上させるための層である。この場合、非磁性中間層８は、Ｐｔと、酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料と、を含む。より好ましくは、Ｐｔと、酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料と、を主成分とすることが好ましい。ここで、「主成分」とは、「Ｐｔと、酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料」の含有量が５０体積％以上であることを示す。非磁性中間層８は、グラニュラー構造を有する。Ｐｔとともに含まれる酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料は、粒界材料と呼ぶこともできる。粒界材料は、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯなどの酸化物、炭素（Ｃ）、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＷＣなどの炭化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物とすることができる。好ましくは、非磁性中間層８の粒界材料は、粒径制御層２の粒界材料と同種の化合物を含む。例えば、非磁性中間層８の粒界材料が酸化物であれば、粒径制御層２の粒界材料は酸化物を含むものが好ましい。同様に、炭素同士、炭化物同士、窒化物同士が好ましい。更に好ましくは、同じ化合物を含む。例えば、非磁性中間層８の粒界材料がＴｉＯmであれば、粒径制御層２の粒界材料はＴｉＯm（ｍ＝１．５〜２．５）を含むことが好ましい。そうすることで、粒径制御層２の粒界材料上に非磁性中間層８の粒界材料が積極的に形成され、粒径制御層２のＲｕ結晶粒子上にＰｔ結晶粒子が形成される。そのため、良好なグラニュラー構造が引き継がれる。
【００４０】
グラニュラー構造を形成するために、Ｐｔとともに含まれる粒界材料の量は、Ｐｔと粒界材料を合わせた全体量を基準として、５体積％以上５０体積％未満であることが好ましく、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以上４０体積％以下であることが更に好ましい。
【００４１】
あるいは、非磁性中間層８は、Ｐｔを含む。より好ましくは、Ｐｔを主成分とすることが好ましい。ここで、「主成分」とは、「Ｐｔと、酸化物、炭素、炭化物、および窒化物からなる群から選択された少なくとも１種の材料」の含有量が５０体積％以上であることを示す。非磁性中間層８がＰｔを主成分とする場合は、結晶粒子の分離構造を維持するために、その厚みを０．１〜３.０ｎｍにすることが好ましい。
【００４２】
第１シード層３は、後に詳述する第２シード層４中のＴｉＮ結晶粒子の結晶配向を適切な配向とし、ひいては、後に詳述する磁気記録層５中の規則合金の結晶配向を磁気記録媒体に適切な配向とするための層である。例えばＬ１0型規則合金の結晶配向を垂直磁気記録媒体に適切な（００１）配向とすることが可能となる。また、粒径制御層の結晶粒子の分離構造を第２シード層４へ導くためには、第１シード層３の厚さを厚くし過ぎてはならない。前述の効果を達成するために、第１シード層３は、１ｎｍから３０ｎｍの範囲内の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、２ｎｍから２０ｎｍの範囲内の厚さを有することである。
【００４３】
典型的には、第１シード層３は、下部第１シード層と、上部第１シード層とをこの順に含む。
【００４４】
下部第１シード層は、六方ウルツ鉱型結晶構造を有する。好ましくはＺｎＯ、ＡｌＮ、ＧａＮ、あるいは、ＩｎＮを含む。より好ましくは、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＧａＮ、あるいは、ＩｎＮを主成分とする。更に好ましくはＺｎＯ（酸化亜鉛）を含む。あるいは、ＺｎＯを主成分とする。ここで、「主成分」とは、当該材料の含有量が５０体積％以上であることを示す。本構成例において、ＺｎＯは、典型的には（００２）配向した六方ウルツ鉱型結晶構造を有する。本構成例におけるＺｎＯは、例えばＸ線回折を用いた面直方向のθ−２θ測定で得られるＸＲＤプロファイルが、ＺｎＯ結晶の代表的なピークである２θ＝３３．４°〜３５．４°の範囲にピークを有する化合物群を含む。ＺｎＯは、２θ＝３３．４°〜３５．４°の範囲にピークを有する化合物群であればよく、化学量論組成であっても、非化学量論組成であってもよい。また、ＺｎＯにＡｌ、Ｇａ、Ｉｎなどを添加してもよい。更に、下部第１シード層があることで上部第１シード層が薄い場合でも、磁気記録層５の結晶配向性を良好にする効果を有すると考えられる。また、粒径制御層の結晶粒子の分離構造を上部第１シード層へ導くためには、厚さを厚くし過ぎてはならない。前述の効果を達成するために、下部第１シード層は、０．５ｎｍから２０ｎｍの範囲内の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、１ｎｍから１０ｎｍの範囲内の厚さを有することである。
【００４５】
上部第１シード層は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）を含む。より好ましくは、ＭｇＯを主成分とする。ここで、「主成分」とは、ＭｇＯの含有量が５０体積％以上であることを示す。本構成例において、ＭｇＯは、典型的には（００２）配向した塩化ナトリウム型結晶構造を有する。本構成例におけるＭｇＯは、例えばＸ線回折を用いた面直方向のθ−２θ測定で得られるＸＲＤプロファイルが、ＭｇＯ結晶の代表的なピークである２θ＝４２．０°〜４４．０°の範囲にピークを有する化合物群を含む。ＭｇＯは、２θ＝４２．０°〜４４．０°の範囲にピークを有する化合物群であればよく、化学量論組成であっても、非化学量論組成であってもよい。また、ＭｇＯにＣａ、Ｓｒ、Ｂａなどを添加してもよい。上部第１シード層は、その上に形成される規則合金からなる磁気記録層５の規則度を向上させる。また、上部第１シード層は、下部第１シード層の結晶粒子の分離構造を第２シード層４へ導き、第２シード層４中の結晶粒子の分離を促進すると考えられる。前述の効果を達成するために、上部第１シード層は、１ｎｍから２０ｎｍの範囲内の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、１ｎｍから１０ｎｍの範囲内の厚さを有することである。
【００４６】
第１シード層３、下部第１シード層、および上部第１シード層は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。ここで、上部第１シード層を形成する際に、基板１の温度を３００℃から５００℃の範囲内に設定することが好ましい。この温度で成膜することによって、上部第１シード層の表面粗さを低減することができる。一方、下部第１シード層においては、形成時に基板１を室温で形成してもよい。室温で形成された下部第１シード層は、基板温度３００℃から５００℃の範囲内で形成された上部第１シード層と同等またはそれより低い表面粗さを実現することができる。
【００４７】
第２シード層４は、磁気記録層５を良好なグラニュラー構造に導くための層である。第２シード層４は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、金属酸化物および炭素からなる群から選択される少なくとも１種以上の材料を主成分とする粒界材料とから形成される。ＴｉＮを主成分とする結晶粒子は、磁気記録層５の磁性結晶粒子とのぬれ性が良い。そのため、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子上に優先的に磁気記録層５の磁性結晶粒子が形成される。ひいては、磁気記録層５の磁性結晶粒子の良好なグラニュラー構造に導く効果を有する。また、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子は、磁気記録層５の磁性結晶粒子の結晶配向性を良好にする効果も有する。前記の効果を得るためには、高品質なＴｉＮを主成分とする結晶粒子からなることが好ましい。
【００４８】
なお、第２シード層４において、結晶粒子と粒界材料は、並存した状態である。「結晶粒子と粒界材料が並存した状態」とは、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子中に、粒界材料が混入していない状態である。そのためには、ＴｉＮと粒界材料とが化学反応を起こしにくいことが必要である。また、具体的には、前記状態は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、それを取り囲む粒界材料が存在する状態、または、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、その三重点などに局所的に粒界材料が存在する状態である。
【００４９】
ここで「ＴｉＮを主成分とする結晶粒子」とは、ＴｉＮの含有量が第２シード層４の結晶粒子総量の５０体積％以上であることを示す。ＴｉＮの含有量が多い方が、磁気記録層５を良好なグラニュラー構造に導くことができる。前記含有量は、好ましくは６０体積％以上、より好ましくは、８０体積％以上である。更に好ましくは、第２シード層４の結晶粒子は、ＴｉＮからなる。
【００５０】
「金属酸化物および炭素からなる群から選択される少なくとも１種以上の材料を主成分とする」とは、含有量が、第２シード層４の粒界材料総量の５０体積％以上であることを示す。第２シード層４の粒界に含まれる意図しない不純物は、「金属酸化物および炭素からなる群から選択される少なくとも１種以上の材料」とは明確に区別される。意図しない不純物の含有量が少ない方が、磁気記録層５を良好なグラニュラー構造に導くことができる。前記含有量は、好ましくは８０体積％以上、より好ましくは９０体積％以上である。更に好ましくは、第２シード層４の粒界材料は、意図しない不純物を含まず、金属酸化物および炭素からなる群から選択される少なくとも１種以上の材料のみで構成される。
【００５１】
本構成例において、第２シード層４中のＴｉＮは、典型的には（００２）配向した塩化ナトリウム型結晶構造を有する。本構成例におけるＴｉＮは、例えばＸ線回折を用いた面直方向のθ−２θ測定で得られるＸＲＤプロファイルが、ＴｉＮ結晶の代表的なピークである２θ＝４１．６°〜４３．６°の範囲にピークを有する化合物群を含む。ＴｉＮは、２θ＝４１．６°〜４３．６°の範囲にピークを有する化合物群であればよく、化学量論組成であっても、非化学量論組成であってもよい。また、ＴｉＮに、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎなど窒化物を形成する材料を添加してもよい。第２シード層４は、スパッタリング法などの当該技術において知られている任意の方法により形成することができる。
【００５２】
ここで、５００℃において化合物を単体から生成するときの自由エネルギー（標準生成ギブスエネルギー）の変化をΔＧ500と記すものとする。第１の態様において、第２シード層４中の粒界材料が金属酸化物であるとき、前記金属酸化物中の、金属元素と窒素とが反応した場合に形成される窒化物のΔＧ500がＴｉＮのΔＧ500よりも高い材料から、前記粒界材料が選択される。そうすることで、粒界材料中の金属元素とＴｉＮとの化学反応が起きにくい。そのため、粒界材料中の金属元素とＴｉＮとが化合物を作って、結晶粒子中に混入するということがない。また、粒界材料中の金属元素により、ＴｉＮから窒素を奪われることがなく、ＴｉＮの窒素欠損による結晶欠陥を生じさせるということがない。更に、粒界材料は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の粒界に、金属酸化物のまま析出する。ひいては、高品質なＴｉＮを主成分とした結晶粒子と、粒界材料とが併存した第２シード層４が得られる。具体的には、前記粒界材料は、ＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｏ3Ｏ4、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、Ｙ2Ｏ3からなる群から選択される少なくとも１種以上である。なお、本発明では、金属元素として、Ｓｉ、Ｂも含む。
【００５３】
第２の態様において、第２シード層４中の粒界材料が金属酸化物であり、前記金属酸化物中の金属元素と、酸素とが反応した場合に形成される酸化物のΔＧ500が、ＴｉＯ2のΔＧ500よりも低い材料から前記粒界材料が選択される。そうすることで、粒界材料中の酸素とＴｉＮとの化学反応が起きにくい。そのため、酸素とＴｉＮとが化合物を作って、結晶粒子中に混入するということがなく、ＴｉＮの結晶欠陥を生じさせない。また、粒界材料が還元されることがなく、粒界材料から還元された金属元素とＴｉＮとが化合物を作るということもない。更に、粒界材料は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の粒界に、金属酸化物のまま析出する。ひいては、高品質なＴｉＮを主成分とした結晶粒子と、粒界材料とが併存した第２シード層４が得られる。具体的には、前記粒界材料は、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2からなる群から選択される少なくとも１種以上である。
【００５４】
より好ましくは、第２シード層４中の粒界材料が第１、第２の態様を共に満たす。具体的には、前記粒界材料は、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、およびＹ2Ｏ3からなる群から選択される少なくとも１種以上である。上記の材料にすることで、より高品質なＴｉＮを主成分とした結晶粒子と、粒界材料とが併存した第２シード層４が得られる。
【００５５】
また、第３の態様において、第２シード層４中の粒界材料は、炭素から選択される。炭素がＴｉと反応した場合に形成されるＴｉＣのΔＧ500は、ＴｉＮのΔＧ500よりも高い。そのために、ＴｉＮの一部が炭化することがなく、ＴｉＮは結晶欠陥を生じない。また、粒界材料として投入した炭素は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の粒界に、炭素のまま析出する。ひいては、高品質なＴｉＮを主成分とした結晶粒子と、粒界材料とが併存した第２シード層が得られる。
【００５６】
第２シード層４において、粒界材料が、第２シード層の総量に基づき、５体積％以上５０体積％未満であることが好ましく、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以上４０体積％以下であることが更に好ましい。粒界材料の量が多すぎると、例えば粒界材料が第２シード層の表面（磁気記録層との界面）に回り込み、磁気記録層の結晶性を乱す。また、例えば、粒界材料が偏析しきれず、ＴｉＮ結晶粒子中に残存してしまうために、ＴｉＮの結晶性が低下し、磁気記録層の結晶性を乱す。ひいては、磁気特性が悪化する。一方、粒界材料の量が少なすぎると粒界材料の偏析量が少なすぎ、ＴｉＮ結晶粒子を取り囲むことができない部分が多数発生する。そのために、磁気記録層５の良好なグラニュラー構造を導くことができなくなる。第２シード層４の総量に基づき、粒界材料の量を適宜選択することが必要である。
【００５７】
より好ましくは、第２シード層４は、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子と、ＴｉＮを主成分とする結晶粒子の周囲を取り囲む粒界材料からなるグラニュラー構造を有する。ここで「主成分」とは、ＴｉＮの含有量が結晶粒子の総量の５０体積％以上であることを示す。ＴｉＮの含有量が多い方が、磁気記録層５を良好なグラニュラー構造に導くことができる。前記含有量は、好ましくは６０体積％以上、より好ましくは８０体積％以上である。更に好ましくは、第２シード層４の結晶粒子は、ＴｉＮからなる。
【００５８】
第２シード層４の良好な粒分離を行うために、高温で成膜してもよい。成膜時の好ましい基板温度は、２０〜６００℃の範囲内である。２０℃以上であることによって第２シード層４の良好な粒分離が促進され、６００℃以下であるため表面粗さを抑制するという効果がある。
【００５９】
磁気記録層５の良好なグラニュラー構造を導くために、第２シード層４は、０．５ｎｍから２０ｎｍの範囲内の厚さを有することが好ましい。より好ましくは、１ｎｍから１０ｎｍの範囲内の厚さを有することである。更に好ましくは、２ｎｍから５ｎｍの範囲内の厚さを有することである。厚すぎるとＴｉＮの柱状成長が継続できない部分がではじめ、徐々に磁気記録層５のグラニュラー構造を乱す。逆に、薄すぎるとＴｉＮがムラ状に形成され、磁気記録層５のグラニュラー構造を乱すためである。そのため、厚さを適宜選択することが必要である。
【００６０】
磁気記録層５は、規則合金からなる磁性結晶粒子を含む。規則合金からなる磁性結晶粒子は、例えばＦｅおよびＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、およびＲｈからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素とを含む。好ましい規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄからなる群から選択されるＬ１0型規則合金である。特性変調のために、規則合金は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、およびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素をさらに含んでもよい。望ましい特性変調は、規則合金の規則化に必要な温度の低下を含む。
【００６１】
本発明に用いられる規則合金において、第２元素に対する第１元素の組成比は、原子数を基準として０．７〜１．３の範囲内、好ましくは０．８〜１．１の範囲内としてもよい。この範囲内の組成比を用いることによって、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有するＬ１0型規則構造を得ることができる。
【００６２】
あるいはまた、磁気記録層５は、磁性結晶粒子と、磁性結晶粒子を取り囲む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を含む。磁性結晶粒子は、前述の規則合金を含んでもよい。第２シード層４のＴｉＮ結晶粒子に対して、規則合金からなる磁性結晶粒子はぬれ性が高い。そのため、第２シード層４のＴｉＮ結晶粒子上には積極的に磁性結晶粒子が形成される。非磁性結晶粒界は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯなどの酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）などの材料を含んでもよい。磁気記録層５の非磁性結晶粒界は、第２シード層４の粒界材料と同種の化合物を含むものが好ましい。例えば、第２シード層４の粒界材料が酸化物であれば、磁気記録層５の非磁性粒界材料は酸化物を含むものが好ましい。同様に、炭素同士、炭化物同士、窒化物同士が好ましい。更に好ましくは、第２シード層４の粒界材料と同じ化合物を含む。例えば、第２シード層の粒界材料がＡｌ2Ｏ3であれば、磁気記録層５の非磁性粒界材料はＡｌ2Ｏ3を含むものが好ましい。
【００６３】
または、磁気記録層５の非磁性結晶粒界は、第２シード層４の粒界材料との間で化合物を作るものが好ましい。例えば、第２シード層４の粒界材料がＭｇＯやＣａＯであれば、磁気記録層５の非磁性粒界材料はＣを含むものが好ましい。そうすることで、第２シード層の粒界材料上に、磁気記録層５の非磁性粒界材料が積極的に形成される。そのため、良好なグラニュラー構造が得られる。
【００６４】
第２シード層４の粒界材料と、磁気記録層５の非磁性結晶粒界との好ましい組合せは、例えば、粒界材料と非磁性結晶粒界の順に、Ａｌ2Ｏ3とＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯとＭｇＯ、ＭｇＯとＣ、ＣａＯとＣａＯ、ＣａＯとＣ、Ｓｃ2Ｏ3とＳｃ2Ｏ3、ＳｒＯとＳｒＯ、Ｙ2Ｏ3とＹ2Ｏ3などである。
【００６５】
また、磁気記録層５は、単層であってもよいし、複数の磁気記録層５からなってもよい。磁気記録層５のうち第２シード層４と接する層が、規則合金からなる磁性結晶粒子を含むグラニュラー構造を有する磁気記録層５であればよい。第２シード層４と接していない層は、非グラニュラー構造であってもよいし、グラニュラー構造を有してもよい。非グラニュラー構造を含むものとして、磁性キャップ層と呼ばれる連続層からなる磁気記録層を、グラニュラー構造を有する磁気記録層の上部に設けてもよい。さらに、Ｒｕなどの結合層を磁気記録層で挟んで積層したＥＣＣ（Ｅｘｃｈａｎｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）構造を有してもよい。
【００６６】
磁気記録層５は、スパッタリング法により所定の材料を堆積させることによって形成することができる。規則合金を含む磁気記録層５を形成する場合、規則合金を形成する材料を含むターゲットを用いることができる。より詳細には、前述の規則合金を構成する元素を所定の比率で含むターゲットを用いることができる。あるいはまた、単一の元素を含む複数のターゲットを用い、それぞれのターゲットに印加する電力を調整して元素の比率を制御することによって、磁気記録層５を形成してもよい。グラニュラー構造を有する磁気記録層５を形成する場合、磁性結晶粒子を形成する材料と非磁性結晶粒界を形成する材料とを所定の比率で含むターゲットを用いることができる。あるいはまた、磁性結晶粒子を形成する材料を含むターゲットと非磁性結晶粒界を形成する材料を含むターゲットとを用い、それぞれのターゲットに印加する電力を調整する。こうして磁性結晶粒子および非磁性結晶粒界の構成比率を制御することによって、磁気記録層５を形成してもよい。ここで、磁性結晶粒子を規則合金で形成する場合、規則合金を構成する元素を別個に含む複数のターゲットを用いてもよい。
【００６７】
磁気記録層５が規則合金を含む場合、磁気記録層５を形成する際に基板１の加熱を伴う。この際の基板１の温度は、例えば３００℃〜６００℃の範囲内である。この範囲内の基板温度を採用することによって、磁気記録層５中の規則合金の規則度を向上させることができる。３００℃以上であるため、Ｌ１0規則合金の規則度を向上することができる。６００℃以下であるため表面粗さを抑制するという効果がある。
【００６８】
任意で、保護層（不図示）を設けてもよい。保護層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどの炭素系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層を形成することができる。また、保護層は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層は、たとえば、特性の異なる２種の炭素系材料の積層構造、金属と炭素系材料との積層構造、または金属酸化物層と炭素系材料との積層構造であってもよい。保護層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００６９】
任意で、液体潤滑剤層（不図示）を設けてもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤などを用いることができる。液体潤滑剤層は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００７０】
［１］実施例および比較例の概要
第１表に、実施例および比較例の概要を示す。第１表に示すように、実施例および比較例では、Ｒｕ−ＴｉＯ2粒径制御層がある場合とない場合、ＴｉＮ−Ｘ第２シード層がある場合とない場合を示す。更に、Ｘが、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃ（炭素）、ＺｒＯ2の場合とない場合を示す。また、第２シード層におけるＸに関しては、その添加量を２０〜７０体積％の範囲（一部６０体積％までの範囲）で変化させた場合を示す。なお、本願の実施例および比較例では、原則として「Ａ−Ｂ」などの表記は、ＡとＢが並存するように形成したことを意味する。更に、「Ａ−Ｃ体積％Ｂ」などの表記は、ＡとＢの総量に対して、ＢがＣ体積％存在するように形成したことを意味する。
【００７１】
【表１】
2020030880.tif 000003
【００７２】
実施例１、２、３は、粒径制御層としてＲｕ−ＴｉＯ2層を形成し、第１シード層としてＭｇＯ／ＺｎＯ層を形成し、第２シード層としてＴｉＮ−Ｘ層を形成したものである。実施例１においてＸ＝Ａｌ2Ｏ3とし、実施例２においてＸ＝ＭｇＯとし、実施例３においてＸ＝Ｃ（炭素）とした。なお、Ａ／Ｂなどの表記は、Ａが上層であり、Ｂが下層であることを意味する。
【００７３】
一方、比較例１は、粒径制御層としてＲｕ−ＴｉＯ2層を形成し、第１シード層としてＭｇＯ／ＺｎＯ層を形成しているものの、第２シード層を形成していない。第２シード層の有効性を確認するための例である。
【００７４】
比較例２は、第２シード層がＴｉＮからなり、Ｘが添加されていない。Ｘの添加の必要性を確認するための例である。実施例１、２、３におけるＸ添加量０のデータに対応する。
【００７５】
比較例３、４は、実施例１、２において粒径制御層がない場合に対応する。粒径制御層の必要性を確認するための例である。
【００７６】
比較例５は、比較例３、４に対して、第２シード層がＴｉＮからなり、Ｘが添加されていない。
【００７７】
比較例６は、実施例１、２、３に対して、第２シード層のＸ＝ＺｒＯ2としたものである。
【００７８】
［２］実施例、比較例の層構成および作製条件
第２表に、実施例および比較例の層構成および作製条件を示す。
実施例１を例に、具体的な層構成およびその成膜方法を示す。実施例１の磁気記録媒体の構成の概略断面図を図２に示す。実施例１の層構成は、図２に示すように、基板１側から、密着層６、配向制御層７、粒径制御層２、非磁性中間層８、第１シード層３、第２シード層４、磁気記録層５がこの順に形成されている。
【００７９】
より具体的な層構成を示す。まず、ガラス製の基板１上に、Ｎｉ合金（４ｎｍ）／ＣｒＴｉ合金（１５ｎｍ）からなる密着層６が形成されている。その上に、Ｒｕ（６ｎｍ）／Ｒｕ合金（４ｎｍ）からなる配向制御層７が形成されている。その上に、Ｒｕ−２５体積％ＴｉＯ2（１ｎｍ）からなる粒径制御層２が形成されている。その上に、Ｐｔ−４０体積％ＴｉＯ2（８ｎｍ）からなる非磁性中間層８が形成されている。その上に、ＭｇＯ（２ｎｍ）／ＺｎＯ（２ｎｍ）からなる第１シード層３が形成されている。その上に、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3（５ｎｍ）からなる第２シード層４が形成されている。その上に、ＦｅＰｔ−３０体積％Ｃ（４ｎｍ）からなる磁気記録層５が形成されている。なお、Ａ／Ｂなどの表記は、Ａが上層であり、Ｂが下層であることを意味し、カッコ内は膜厚を意味する。
【００８０】
実施例１の成膜方法は、第２表に記載された通りである。具体的には、ガラス製の基板１を準備し、下層から順にスパッタリングで成膜を行った。まず、密着層６としてＣｒＴｉ合金とＮｉ合金を、配向制御層７としてＲｕ合金とＲｕを、この順に成膜した。粒径制御層２としてＲｕ−２５体積％ＴｉＯ2を、非磁性中間層８としてＰｔ−４０体積％ＴｉＯ2を、この順に、成膜した。ここまでに成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリングで、所定の材料組成が成膜されるように調整されたターゲットを用いて、第２表に記載した所定の膜厚になるように、電力、ガス圧を調整して成膜した。次に、第１シード層３を、ＲＦマグネトロンスパッタリングで成膜した。第１シード層３は、第２表に記載した電力、ガス圧で室温にてＺｎＯ層を成膜、基板を３５０℃に加熱した後、第２表に記載した電力、ガス圧でＭｇＯ層を成膜した。更に、第２シード層４を、基板を３５０℃に保持した状態で、ＴｉＮとＡｌ2Ｏ3の２つのターゲットを用いてＲＦによるコスパッタリングで成膜した。Ａｌ2Ｏ3ターゲット側の電力量を５００Ｗで固定し、ＴｉＮターゲット側の電力量を調整することで、Ａｌ2Ｏ3量が異なる複数のサンプルを作製した。ＴｉＮとＡｌ2Ｏ3の総量に対して、Ａｌ2Ｏ3量が、２０、３０、４０、５０、６０、７０体積％の６種類のサンプルを作製した。最後に、基板を４５０℃に加熱した後、磁気記録層５として、ＦｅＰｔ−ＣをＤＣマグネトロンスパッタリングで成膜した。ＦｅＰｔ−Ｃの総量に対してＣが３０体積％が成膜されるように調整されたターゲットを用いて、膜厚４ｎｍになるように第２表に記載した電力、ガス圧で成膜を行った。
【００８１】
実施例２は、実施例１に対して、第２シード層をＴｉＮ−ＭｇＯとした。実施例３は、実施例１に対して、第２シード層をＴｉＮ−Ｃとし、膜厚を１ｎｍとした。また、実施例３では、ＴｉＮとＣの総量に対して、Ｃ量を４０体積％のみとした。比較例１は、実施例１に対して、第２シード層を除いて成膜した。比較例２は、実施例１に対して、第２シード層をＴｉＮとした。比較例３は、実施例１に対して、粒径制御層を除き、非磁性中間層をＰｔとした。比較例４は、実施例２に対して、粒径制御層を除き、非磁性中間層をＰｔとした。比較例５は、比較例３に対して、第２シード層をＴｉＮとした。比較例６は、実施例１に対して、第２シード層をＴｉＮ−ＺｒＯ2とした。
【００８２】
実施例１〜３、比較例１〜６におけるサンプル番号と粒径制御層の関係を第３表〜第１１表に示す。
【００８３】
【表２】
2020030880.tif 000004
【００８４】
【表３】
2020030880.tif 000005
【００８５】
【表４】
2020030880.tif 000006
【００８６】
【表５】
2020030880.tif 000007
【００８７】
【表６】
2020030880.tif 000008
【００８８】
【表７】
2020030880.tif 000009
【００８９】
【表８】
2020030880.tif 000010
【００９０】
【表９】
2020030880.tif 000011
【００９１】
【表１０】
2020030880.tif 000012
【００９２】
【表１１】
2020030880.tif 000013
【００９３】
［３］実施例および比較例の評価手法
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、基板に垂直な方向から基板に平行な膜表面の粒子構造を観察した。ＳＥＭ観察は、倍率４０万倍、加速電圧１５ｋＶで行った。また、ＳＥＭ観察により取得した画像において幅300nm×高さ200nmの領域から、画像解析ソフトウェア（三谷商事株式会社製、商品名：WinRoof）を用いて、画像処理により粒子と粒界の領域を分離し、粒径解析を行った。粒径解析では、分離された各粒子毎に円相当径による粒径を割りだした。全ての粒径の平均値としての平均粒径＜Ｄ＞、全ての粒径の分散値としての粒径分散σを算出した。
【００９４】
ＰＰＭＳ装置（Quantum Design社製、商品名：Physical Property Measurement System）を用いて自発磁化の磁場印加角度依存性を評価し、所望の温度における磁気異方性定数Ｋｕを決定した。磁気異方性定数Ｋｕの決定には、R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４、ならびに近角聰信、強磁性体の物理（下）、裳華房、１０−２１に記載の手法を用いた（非特許文献３及び４参照）。
【００９５】
また、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、磁化曲線を測定し、保磁力を評価した。磁化曲線は、基板に垂直な面で測定した。
【００９６】
［４］実施例１、２、３と比較例１の比較
第２シード層の効果を検証するため、ＴｉＮ−４０体積％Ａｌ2Ｏ3からなる第２シード層（実施例１、サンプル番号：１−３）、ＴｉＮ−４０体積％ＭｇＯからなる第２シード層（実施例２、サンプル番号：２−３）、ＴｉＮ−４０体積％Ｃからなる第２シード層（実施例３、サンプル番号：３）と、第２シード層のないもの（比較例１、サンプル番号：４）を比較した。ＳＥＭ観察の結果を図３〜６に、粒径解析の結果と磁気異方性定数の結果を第１２表に示す。
【００９７】
図３は、実施例１のサンプル番号＝１−３のＳＥＭ写真である。図４は、実施例２のサンプル番号＝２−３のＳＥＭ写真である。図５は、実施例３のサンプル番号＝３のＳＥＭ写真である。図６は、比較例１のサンプル番号＝４のＳＥＭ写真である。
【００９８】
【表１２】
2020030880.tif 000014
【００９９】
・平均粒径、粒径分散の比較
図３〜６のＳＥＭ写真に示すように、実施例１〜３および比較例１では、明瞭なグラニュラー構造が形成できている。粒径を比較すると、比較例１に対し、実施例１〜３では全体的に粒径が小さくなっていることが分かる。第１２表に示すように、第２シード層を形成しない比較例１の磁気記録層の平均粒径は８．３ｎｍ、粒径分散２．６ｎｍであった。これに対し、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＮ−ＭｇＯ、または、ＴｉＮ−Ｃからなる第２シード層を形成した実施例１、２、３では、磁気記録層の平均粒径が６．９ｎｍ、７．９ｎｍ、７．３ｎｍに減少し、粒径分散も１．９ｎｍ、２．３ｎｍ、２．０ｎｍと小さくすることができた。
【０１００】
・磁気特性（磁気異方性エネルギー）の比較
第１２表に示すように、磁気異方性定数Ｋｕに関しては、同等かやや向上した。また、実施例１、２、３ともに、Ｋｕ＝１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3以上あり、磁気記録媒体として適用可能であることが確認された。
【０１０１】
これらの結果から、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＮ−ＭｇＯ、または、ＴｉＮ−Ｃからなる第２シード層を、ＭｇＯ／ＺｎＯ第１シード層とＦｅＰｔ磁気記録層の間に形成することで、磁気特性（磁気異方性エネルギー）の低下を伴わないことがわかった。こうして、磁気記録層の磁性結晶粒子の平均粒径、および粒径分散を小さくすることができ、好ましいことが分かる。
【０１０２】
［５］実施例１と比較例２の比較
［５−１］第２シード層のＸ＝Ａｌ2Ｏ3の効果を示すためのサンプル
実施例１は、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3からなる第２シード層を含む例である。Ａｌ2Ｏ3の最適な添加量を示すため、実施例１において、異なるＡｌ2Ｏ3の添加量を有する複数のサンプル（サンプル番号：１−１〜１−６）を作製した。比較例２は、Ａｌ2Ｏ3添加なしのＴｉＮからなる第２シード層を含む例（サンプル番号：５）である。
【０１０３】
第１３表、図３、７〜１０にＡｌ2Ｏ3の各添加量における結果を示す。図３は、実施例１のサンプル番号＝１−３のＳＥＭ写真である。図７の丸印は、実施例１と比較例２の平均粒径の比較を示す。図８の丸印は、実施例１と比較例２の粒径分散の比較を示す。図９の丸印は、実施例１と比較例２の磁気異方性定数の比較を示す。図１０は、比較例２のサンプル番号＝５のＳＥＭ写真である。
【０１０４】
【表１３】
2020030880.tif 000015
【０１０５】
［５−２］第２シード層のＸ＝Ａｌ2Ｏ3の効果
第２シード層にＡｌ2Ｏ3を添加しないＴｉＮを用いたサンプル（比較例２）の磁気記録層は、図１０のＳＥＭ写真に示すように、微細な粒子が複数凝集し、粗大で角ばった凝集粒子を含む。第１３表に示すように、平均粒径、粒径分散は、約９．７ｎｍ、４．６ｎｍであった。それに対し、第２シード層がＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3からなるサンプル（実施例１、サンプル番号：１−３）の磁気記録層は、図３のＳＥＭ写真に示すように、微細な粒子によるグラニュラー構造を有する。また、第１３表に示すように、平均粒径、粒径分散は約６．９ｎｍ、１．９ｎｍであった。ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3により、平均粒径、粒径分散ともに減少していることが分かる。
【０１０６】
実施例１と同様の手順で粒径制御層まで形成したサンプルにおいて、粒径制御層表面で観察した平均粒径は、約７ｎｍであった。つまり、本実施例１のサンプル番号：１−３において、磁気記録層の平均粒径と粒径制御層の平均粒径は、ほぼ同じになった。第２シード層をＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3にすることにより、Ａｌ2Ｏ3を添加しないＴｉＮに比べて、磁気記録層の平均粒径が粒径制御層の平均粒径に近づいたことになる。このことは、第２シード層に、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3を用いることで、粒径制御層のグラニュラー構造を反映した磁気記録層のグラニュラー構造が得られた結果である。
【０１０７】
［５−３］第２シード層のＸ＝Ａｌ2Ｏ3におけるＡｌ2Ｏ3量の最適な範囲
図７の丸印、図８の丸印、および第１３表に示すように、Ａｌ2Ｏ3添加量４０体積％まではＡｌ2Ｏ3添加量が増加するに従って、平均粒径、粒径分散は、減少する。
【０１０８】
平均粒径は、図７の丸印に示すように、Ａｌ2Ｏ3添加量４０体積％までＡｌ2Ｏ3添加量にしたがって、粒径制御層の粒径である７ｎｍに向かって減少していく。４０体積％で粒径制御層の平均粒径である７ｎｍと同等になる。４０体積％〜７０体積％では、粒径制御層の平均粒径と同等の７ｎｍで一定になる。
【０１０９】
粒径分散は、図８の丸印に示すように、Ａｌ2Ｏ3添加することで、添加なしに比べて大幅に減少する。更に、添加量４０体積％までＡｌ2Ｏ3添加量にしたがって減少を続け、４０体積％〜７０体積％では、粒径分散１．８ｎｍ程度で一定となる。
【０１１０】
図９の丸印、および第１３表に示すように、磁気特性（磁気異方性定数）は、Ａｌ2Ｏ3添加量が４０体積％まで上昇する。５０体積％で大幅に低下し、５０体積％〜７０体積％では１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3を下回ってしまう。４０体積％までの磁気異方性定数の向上は、下層の粒界を跨ぐことによる結晶欠陥が減少し、磁気記録層の結晶性が良好になったことによる結果である。一方、５０体積％以上で磁気異方性定数が低下したのは、Ａｌ2Ｏ3添加量が多すぎることで粒界に偏析し切れなくなり、第２シード層と磁気記録層との界面に偏析してしまったため、磁気記録層のＦｅＰｔのヘテロエピタキシャルの成長が阻害されたことが原因と考えられる。また、５０体積％以上では、磁気記録媒体への適用として目安となる１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3を下回ってしまう。
【０１１１】
以上のように、ＴｉＮにＡｌ2Ｏ3を添加していくことで、磁気記録層の粒子構造は、粒径制御層の粒子構造を反映するようになり、平均粒径、粒径分散が小さくなり、磁気特性が向上する。ただし、Ａｌ2Ｏ3の添加量を５０体積％以上にすると、平均粒径、粒径分散の減少はなくなり、磁気特性が悪化する。このため、Ａｌ2Ｏ3の添加量は５０体積％より少なくすることが好ましい。
【０１１２】
［６］実施例１と比較例２、３、５の比較
［６−１］粒径制御層の必要性を示すためのサンプル
実施例１の層構成は、Ｒｕ−ＴｉＯ2からなる粒径制御層、およびＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3からなる第２シード層を含む例である。比較例３の層構成は、粒径制御層の必要性を示すため、粒径制御層がなく、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3からなる第２シード層を含む例である。実施例１と同様、異なるＡｌ2Ｏ3の添加量を有する複数のサンプル（サンプル番号：６−１〜６−６）を作製した。
【０１１３】
比較例２、比較例５の層構成は、実施例１、比較例３に対して、第２シード層がＡｌ2Ｏ3添加のないＴｉＮからなるものである。
【０１１４】
第１４表、図７〜９、１１にＡｌ2Ｏ3の各添加量における結果を示す。図１１は、比較例３のサンプル番号＝６−３のＳＥＭ写真である。図７の四角印は、比較例３、５の平均粒径を示す。図８の四角印は、比較例３、５の粒径分散を示す。図９の四角印は、比較例３、５の磁気異方性定数を示す。
【０１１５】
【表１４】
2020030880.tif 000016
【０１１６】
［６−２］粒径制御層の効果
粒径制御層を含まない層の上に、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3第２シード層を作製した場合（比較例３、サンプル番号＝６−３）、図１１のＳＥＭ写真に示すように、磁気記録層は、粒径数ｎｍの微細な粒子と、粒径数十ｎｍの巨大な粒子が混在した状態になる。図３の粒径制御層を含んだ層の上に形成した場合（実施例１、サンプル番号＝１−３）のように、均一な粒子によるグラニュラー構造の磁気記録層とはならない。
【０１１７】
図７の丸印と四角印に示すように、第２シード層にＡｌ2Ｏ3を含まない場合（比較例２、５）の磁気記録層の結晶粒子の平均粒径は、粒径制御層を含むもの（丸印）が９．７ｎｍ、粒径制御層を含まないもの（四角印）が９．５ｎｍとなり、同じように大きい。
【０１１８】
粒径制御層を含まないもの（比較例３）の磁気記録層の結晶粒子の平均粒径は、図７の四角印に示すように、Ａｌ2Ｏ3を添加することで８ｎｍ程度に減少する。しかしながら、Ａｌ2Ｏ3添加量を変えても小さくならない。図７の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）に対して、平均粒径は大きい。
【０１１９】
粒径制御層を含まないもの（比較例３）の磁気記録層の結晶粒子の粒径分散は、図８の四角印に示すように、Ａｌ2Ｏ3を添加することでも３．４ｎｍまでしか減少しない。しかしながら、Ａｌ2Ｏ3添加量を変えても２．５〜３．５ｎｍ程度にしかならない。図８の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）に対して、粒径分散も大きい。４０体積％までの添加では、磁気記録媒体への適用として目安となる粒径分散３ｎｍ未満にならず、磁気記録媒体として適用することはできない。
【０１２０】
粒径制御層を含まないもの（比較例３）の磁気異方性定数は、図９の四角印に示すように、Ａｌ2Ｏ3添加量が４０体積％までほぼ変わらず、５０体積％以上で大幅に低下する。図９の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）において見られた、４０体積％までにおける磁気異方性定数の向上が見られない。また、５０体積％以上では、磁気記録媒体への適用として目安となる磁気異方性定数１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3を下回ってしまった。
【０１２１】
以上のように、ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3第２シード層を含む場合において、粒径制御層を形成しない場合は、磁気記録媒体へ適用可能な粒径分散および磁気異方性定数を同時に満足するものは得られない。ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3第２シード層を含む場合において、粒径制御層を形成することで、磁気記録層の磁性結晶粒子の平均粒径、粒径分散共に大幅に小さくすることができるとともに、磁気異方性定数も向上できる。
【０１２２】
［７］実施例２と比較例２の比較
［７−１］第２シード層のＸ＝ＭｇＯの効果を示すためのサンプル
実施例２は、ＴｉＮ−ＭｇＯからなる第２シード層を含む例である。ＭｇＯの最適な添加量を示すため、実施例２において、異なるＭｇＯの添加量を有する複数のサンプル（サンプル番号：２−１〜２−６）を作製した。比較例２は、ＭｇＯ添加なしのＴｉＮからなる第２シード層を含む例（サンプル番号：５）である。
【０１２３】
第１５表、図４、１２〜１４にＭｇＯの各添加量における結果を示す。図４は、実施例２のサンプル番号＝２−３のＳＥＭ写真である。図１２は、実施例２と比較例２の平均粒径の比較を示す。図１３は、実施例２と比較例２の粒径分散の比較を示す。図１４は、実施例２と比較例２の磁気異方性定数の比較を示す。図１０は、比較例２のサンプル番号＝５のＳＥＭ写真である。
【０１２４】
【表１５】
2020030880.tif 000017
【０１２５】
［７−２］第２シード層のＭｇＯ添加の効果
第２シード層にＭｇＯを添加しないＴｉＮを用いたサンプル（比較例２）での磁気記録層は、図１０のＳＥＭ写真に示すように、微細な粒子が複数凝集し、粗大で角ばった凝集粒子を含む。第１５表に示すように、平均粒径と、粒径分散は、約９．７ｎｍ、４．６ｎｍであった。それに対し、第２シード層がＴｉＮ−ＭｇＯからなるサンプル（実施例２、サンプル番号：２−３）の磁気記録層は、図４のＳＥＭ写真に示すように、微細な粒子によるグラニュラー構造を有する。また、第１５表に示すように、平均粒径、粒径分散は約７．９ｎｍ、２．３ｎｍであった。ＴｉＮ−ＭｇＯにより、平均粒径、粒径分散ともに減少していることが分かる。
【０１２６】
実施例１と同様の手順で、粒径制御層まで形成したサンプルにおいて、粒径制御層表面で観察した平均粒径は、約７ｎｍであった。第２シード層において、ＴｉＮにＭｇＯを添加することにより、ＭｇＯを添加しない場合に比べて、磁気記録層の磁性結晶粒子の平均粒径が粒径制御層の平均粒径に近づいたことになる。このことは、第２シード層に、ＴｉＮ−ＭｇＯを用いることで、粒径制御層のグラニュラー構造を反映して、良好な磁気記録層のグラニュラー構造が得られた結果である。
【０１２７】
［７−３］第２シード層のＸ＝ＭｇＯにおけるＭｇＯ量の最適な範囲
図１２の丸印、図１３の丸印、および第１５表に示すように、ＭｇＯ添加量５０体積％まではＭｇＯ添加量が増加するに従って、平均粒径、粒径分散は、減少する。
【０１２８】
平均粒径は、図１２の丸印に示すように、ＭｇＯ添加量５０体積％までＭｇＯ添加量にしたがって、粒径制御層の粒径である７ｎｍに向かって減少し、５０体積％で平均粒径７.７ｎｍとなる。５０体積％〜７０体積％では、７．７ｎｍ程度で一定になる。
【０１２９】
粒径分散は、図１３の丸印に示すように、ＭｇＯ添加することで、添加なしに比べて大幅に減少する。更に、添加量５０体積％までＭｇＯ添加量にしたがって減少を続け、５０体積％〜７０体積％では、粒径分散２ｎｍ程度で一定となる。
【０１３０】
図１４の丸印、および第１５表に示すように、磁気特性（磁気異方性定数）は、ＭｇＯ添加量が４０体積％まで上昇する。５０体積％で低下し、５０体積％〜７０体積％では徐々に低下する。４０体積％までの磁気異方性定数の向上は、下層の粒界を跨ぐことによる結晶欠陥が減少し、磁気記録層の結晶性が良好になったことによる結果である。一方、５０体積％以上で磁気異方性定数が低下したのは、ＭｇＯ添加量が多すぎることで粒界に偏析し切れなくなり、第２シード層と磁気記録層との界面に偏析してしまったため、磁気記録層のＦｅＰｔのヘテロエピタキシャルの成長が阻害されたことが原因と考えられる。
【０１３１】
以上のように、ＴｉＮにＭｇＯを添加していくことで、磁気記録層の粒子構造は、粒径制御層の粒子構造を反映するようになり、平均粒径、粒径分散が小さくなり、磁気特性が向上する。ただし、ＭｇＯ添加量を５０体積％以上にすると、磁気特性が悪化する。このため、ＭｇＯの添加量は５０体積％より少なくすることが好ましい。
【０１３２】
［８］実施例２と比較例２、４、５の比較
［８−１］粒径制御層の必要性を示すためのサンプル
実施例２の層構成は、Ｒｕ−ＴｉＯ2からなる粒径制御層、およびＴｉＮ−ＭｇＯからなる第２シード層を含む例である。比較例４の層構成は、粒径制御層の必要性を示すため、粒径制御層がなく、ＴｉＮ−ＭｇＯからなる第２シード層を含む例である。実施例２と同様、異なるＭｇＯの添加量を有する複数のサンプル（サンプル番号：７−１〜７−６）を作製した。
【０１３３】
比較例２、比較例５の層構成は、実施例２、比較例４に対して、第２シード層がＭｇＯ添加のないＴｉＮからなるものである。
【０１３４】
第１６表、図１２〜１５にＭｇＯの各添加量における結果を示す。図１５は、比較例４のサンプル番号＝７−３のＳＥＭ写真である。図１２の四角印は、比較例４、５の平均粒径を示す。図１３の四角印は、比較例４、５の粒径分散を示す。図１４の四角印は、比較例４、５の磁気異方性定数を示す。
【０１３５】
【表１６】
2020030880.tif 000018
【０１３６】
［８−２］粒径制御層の効果
粒径制御層を含まない層の上に、ＴｉＮ−ＭｇＯ第２シード層を作製した場合（比較例４、サンプル番号＝７−３）、図１５のＳＥＭ写真に示すように、磁気記録層は、粒径数ｎｍの微細な粒子と、粒径数十ｎｍの巨大な粒子が混在した状態になる。図４の粒径制御層を含んだ層の上に形成した場合（実施例２、サンプル番号＝２−３）のように、均一な粒子によるグラニュラー構造の磁気記録層とはならない。
【０１３７】
図１２の丸印と四角印に示すように、第２シード層にＭｇＯを含まない場合（比較例２、５）の磁気記録層の結晶粒子の平均粒径は、粒径制御層を含むもの（丸印）が９．７ｎｍ、粒径制御層を含まないもの（四角印）が９．５ｎｍとなり、同じように大きい。
【０１３８】
粒径制御層を含まないもの（比較例４）の磁気記録層の結晶粒子の平均粒径は、図１２の四角印に示すように、ＭｇＯを添加しても減少傾向は示さず、８．６〜９．９ｎｍとなる。図７の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）に対して、平均粒径は大きい。
【０１３９】
粒径制御層を含まないもの（比較例４）の磁気記録層の結晶粒子の粒径分散は、図１３の四角印に示すように、ＭｇＯを添加しても、３．２〜４．０ｎｍ程度にしか減少しない。図１３の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）に対して、粒径分散も大きい。磁気記録媒体への適用として目安となる粒径分散３ｎｍ未満にならず、磁気記録媒体として適用することはできない。
【０１４０】
粒径制御層を含まないもの（比較例４）の磁気異方性定数は、図１４の四角印に示すように、ＭｇＯ添加量が３０体積％まで上昇し、５０体積％以上で大幅に低下する。図９の丸印で示す粒径制御層を含むもの（実施例１）において見られた、４０体積％までにおける磁気異方性定数の向上が見られない。また、５０体積％以上では、磁気記録媒体への適用として目安となる磁気異方性定数１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3を下回ってしまった。
【０１４１】
以上のように、ＴｉＮ−ＭｇＯ第２シード層を含む場合において、粒径制御層を形成しない場合は、磁気記録媒体へ適用可能な粒径分散および磁気異方性定数を同時に満足するものは得られない。ＴｉＮ−ＭｇＯ第２シード層を含む場合において、粒径制御層を形成することで、磁気記録層の磁性結晶粒子の平均粒径、粒径分散共に大幅に小さくすることができるとともに、磁気異方性定数も向上できる。
【０１４２】
［９］実施例１と比較例２、６の比較
［９−１］第２シード層のＸをＺｒＯ2とした場合のサンプル
比較例６の層構成は、実施例１の第２シード層ＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3に対して、第２シード層をＴｉＮ−ＺｒＯ2とした。比較例６の層構成について、異なるＺｒＯ2の添加量を有する複数のサンプルを作製した。第１７表、図１６〜１９に添加量および結果を示す。
【０１４３】
図１６は、実施例１と比較例２、６の平均粒径の比較を示す。図１７は、実施例１と比較例２、６の粒径分散の比較を示す。図１８は、実施例１と比較例２、６の磁気異方性定数の比較を示す。図１９Ａは、実施例１のサンプル番号＝１−３の磁化曲線を示す。図１９Ｂは、比較例６のサンプル番号＝１０−３の磁化曲線を示す。
【０１４４】
【表１７】
2020030880.tif 000019
【０１４５】
［９−２］第２シード層のＸをＺｒＯ2とした場合の平均粒径と粒径分散について
第２シード層をＴｉＮ−ＺｒＯ2とした場合の磁気記録層の結晶粒子の平均粒径は、図１６の四角印で示すように、ＺｒＯ2添加なし（比較例２）のものに比べて減少する。ＺｒＯ2添加量５０体積％まではＺｒＯ2添加量が増加するに従って減少し、５０体積％以上で７．６〜７．８ｎｍ程度で一定になる。減少する傾向は、第２シード層をＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3とした場合（実施例１）と同様だが、減少する量は小さい。
【０１４６】
粒径分散は、図１７の四角印、および第１７表に示すように、ＺｒＯ2添加することで、添加なしに比べて減少するが、図１７の丸印で示す第２シード層をＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3とした場合（実施例１）に比べて、減少する量は小さい。また、ＺｒＯ2添加量が増加するに従って減少するものの、６０体積％添加しても粒径分散は３．１ｎｍである。磁気記録媒体への適用として目安となる粒径分散３ｎｍ未満にならず、磁気記録媒体として適用することはできない。
【０１４７】
［９−３］第２シード層のＸをＺｒＯ2とした場合磁気特性について
第２シード層をＴｉＮ−ＺｒＯ2とした場合の磁気記録層の磁気異方性定数は、図１８の四角印、および第１７表に示すように、ＺｒＯ2添加で低下し、１．０×１０7ｅｒｇ／ｃｍ3を下回ってしまい磁気記録媒体として適用できない。
【０１４８】
また、図１９Ａに示すように、第２シード層をＴｉＮ−Ａｌ2Ｏ3とした場合（実施例１）の磁化曲線は、保磁力が２０ｋＯｅとなり、磁気記録媒体への適用として目安となる保磁力１５ｋＯｅ以上となる。一方、図１９Ｂに示すように、第２シード層をＴｉＮ−ＺｒＯ2とした場合（比較例６）の磁化曲線は、保磁力が１ｋＯｅ程度しかなく、磁気記録媒体として適用することはできない。
【０１４９】
［１０］第２シード層ＴｉＮ−Ｘの考察
磁気記録層を良好なグラニュラー構造に導くためには、第２シード層においてＴｉＮ結晶粒子と粒界材料Ｘは並存している必要がある。そのため、ＴｉＮとＸは反応性が低い方が好ましい。ＴｉＮとＸの反応性を考えるうえで、第２シード層の成膜時の基板温度（２０℃〜６００℃）、および磁気記録層成膜中の基板温度（３００℃〜６００℃）を考慮し、５００℃における標準生成ギブスエネルギー（ΔＧ500と記す）を検討した。
【０１５０】
第１８表に、各種金属元素の５００℃における窒化反応および酸化反応の標準生成ギブスエネルギーΔＧ500を示す。また、ここではＳｉ、Ｂも金属元素として検討した。
【０１５１】
【表１８】
2020030880.tif 000020
【０１５２】
ＴｉＮ−ＸのＸが金属酸化物の場合、５００℃におけるギブスの自由エネルギーΔＧ500から、金属酸化物中に含まれる金属元素の窒化反応のΔＧ500がＴｉの窒化反応のΔＧ500よりも高くなるものが好ましい。そうすることで、ＴｉＮ結晶の窒素欠損が生じない。
【０１５３】
また、金属酸化物中に含まれる金属元素の酸化反応のΔＧ500がＴｉの酸化反応のΔＧ500よりも低くなるものが好ましい。そうすることで、ＴｉＮ結晶の一部が酸化することによる欠陥が生じない。
【０１５４】
ＴｉＮ−ＸのＸは、第１８表において窒化反応のΔＧ500がＴｉより高く、酸化反応のΔＧ500がＴｉより低い金属元素からなる金属酸化物である、Ａｌ2Ｏ3（実施例１）、ＭｇＯ（実施例２）、ＣａＯ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯおよび、Ｙ2Ｏ3からなる少なくとも１種以上を主成分とすることが好ましい。
【０１５５】
一方、ＺｒＯ2（比較例１）やＨｆＯ2は、酸化物中に含まれる金属元素の窒化反応のΔＧ500がＴｉの窒化反応のエネルギーよりも低い。そのため、ＴｉＮ結晶から窒素を奪って、ＴｉＮ結晶に欠陥が生じると考えられ、好ましくない。
【０１５６】
また、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｃｏ3Ｏ4は、酸化物中に含まれる金属元素の酸化反応のΔＧ500がＴｉの酸化反応のΔＧ500よりも高い。そのため、ＴｉＮ結晶へ酸素を供給して、ＴｉＮ結晶の一部が酸化することによる欠陥が生じる可能性があると考えられ、好ましくない。
【０１５７】
第２シード層ＴｉＮ−Ｘにおいて、Ｘ＝Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯの場合、ＦｅＰｔ層の磁気特性を低下させることはなかったが、Ｘ＝ＺｒＯ2では、磁気特性が低下した。これは、ＺｒＯ2によりＴｉＮ結晶に欠陥が生じ、そのためにヘテロエピタキシャル成長するＦｅＰｔ結晶の結晶性が悪化したためと考えられる。
【０１５８】
第１９表に、Ｔｉの５００℃における窒化反応および炭化反応の標準生成ギブスエネルギーΔＧ500を示す。
【０１５９】
第１９表に示すように、ＴｉＣよりＴｉＮの方がΔＧ500が低く、より安定である。第２シード層ＴｉＮ−Ｘにおいて、Ｘ＝Ｃにおいても、ＴｉＮ結晶に欠陥を生じさせることはない。そのため、Ｘ＝Ｃ（実施例３）においても、Ｘ＝Ａｌ2Ｏ3（実施例１）、Ｘ＝ＭｇＯ（実施例２）と同様の効果があったものと考えられる。
【０１６０】
【表１９】
2020030880.tif 000021
【０１６１】
［１１］まとめ
本実施例では、Ｒｕ−ＴｉＯ2粒径制御層２、ＭｇＯ／ＺｎＯ第１シード層３上に、ＴｉＮ−Ｘ第２シード層４を形成し、ＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層５を形成した。
【０１６２】
第１シード層３上に、直接に磁気記録層５を成膜すると、平均粒径および粒径分散が大きくなる。上部第１シード層のＭｇＯ結晶粒子と、磁気記録層５のＦｅＰｔ結晶粒子とは、濡れ性が悪い。そのために、ＭｇＯ結晶粒子上にＦｅＰｔ結晶粒子がうまく形成されない。その結果として、ＭｇＯ結晶粒子を跨いでＦｅＰｔ結晶粒子が形成される部分が生じ、磁気記録層５の平均粒径および粒径分散が大きくなる。
【０１６３】
そこで、第１シード層３上にＦｅＰｔ結晶粒子との濡れ性の良いＴｉＮ結晶粒子を用いた第２シード層４を形成した後、磁気記録層５を成膜した。しかしながら、ＴｉＮのみで第２シード層４を形成したところ、ＴｉＮ結晶粒子の粒界をまたいで粒子が形成されてしまった。これはＴｉＮ結晶粒子とＦｅＰｔ結晶粒子との濡れ性が良く、ＦｅＰｔ結晶粒子が広がってしまったためである。一方、ＴｉＮ−Ｘ（Ｘ＝Ａｌ2Ｏ3やＭｇＯ）で第２シード層４を形成したところ、ＦｅＰｔ結晶粒子の広がりが抑制され、粒径制御層の粒構造を引き継ぐようになった。そのため、微細な平均粒径で粒径分散を抑えたＦｅＰｔグラニュラー磁気記録層が形成できるようになった。
【０１６４】
グラニュラー構造を有する粒径制御層２上に、第１シード層、ＴｉＮ−Ｘからなる第２シード層４を形成することにより、磁気記録層５は、粒径制御層２のグラニュラー構造を引き継いだグラニュラー構造となった。その結果、磁気記録層５のグラニュラー構造の粒径微細化、粒径分散低減に効果が発揮されることが確認された。粒径制御層２、および非磁性中間層８がグラニュラー構造を有することで、第１シード層３においても微細で粒径分散の少ない結晶粒子が得られる。そのため、第２シード層４のＸがＴｉＮ結晶粒子の粒界に積極的に偏析されたためである。
【０１６５】
より好ましくは、粒径制御層２、および非磁性中間層８がグラニュラー構造を有することで、第１シード層３においても微細で粒径分散の少ない結晶粒子が得られる。そのため、第２シード層４が、ＴｉＮからなる結晶粒子とＴｉＮ結晶粒子の周囲を取り囲む粒界材料Ｘからなるグラニュラー構造を有するようになることである。第２シード層４がＴｉＮからなる結晶粒子とＴｉＮ結晶粒子の周囲を取り囲む粒界材料Ｘからなるグラニュラー構造を有することで、その上に形成されるＦｅＰｔなどの規則合金からなる結晶粒子を有する磁気記録層５は、第２シード層４のグラニュラー構造を引き継いだグラニュラー構造を有するようになる。ひいては粒径制御層２のグラニュラー構造を引き継ぐようになる。そのため、微細な平均粒径で粒径分散を抑えた磁気記録層が形成できる。ＴｉＮ−Ｘが、粒径制御層２のグラニュラー構造を磁気記録層のグラニュラー構造へ橋渡しする。それにより、磁気記録層５の磁性結晶粒子の平均粒径、粒径分散を抑えることができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１  基板
２  粒径制御層
３  第１シード層
４  第２シード層
５  磁気記録層
６  密着層
７  配向制御層
８  非磁性中間層
１０  磁気記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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