(57)【要約】【課題】垂直磁性層の密度及び硬度が低下することなく、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を得ることが可能な磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体、並びに、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】垂直磁性層４の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層４に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、垂直磁性層４を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主として垂直に配向した垂直磁性層をスパッタリング法によって形成する工程とを具備してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、
前記垂直磁性層をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、前記ターゲット中に含有される酸素の比率を、前記垂直磁性層に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、
前記垂直磁性層を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記垂直磁性層を形成する工程は、前記ターゲット中に含まれる酸素の比率を、前記垂直磁性層に含有させる酸素の比率の１．２〜４倍の範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層に含まれる酸化物の含有量を、前記垂直磁性層の磁性粒子を構成する元素のモル総量に対して、３〜１８モル％の範囲内として形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層の磁性粒子を、前記配向制御層を構成する粒子から連続した柱状晶として形成することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造される磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドへの信号入力及び前記磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段とを組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在、その記録密度が年率５０％以上で増えており、今後もその傾向は続くと言われている。このため、高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体としては、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、所謂、垂直磁気記録媒体が用いられている。この垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑制できるという利点がある。さらに、垂直磁気記録媒体は、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ効果にも強いという利点がある。このため、垂直磁気記録媒体は、近年、大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の種々の構造が提案されている。
【０００４】
また、近年では、磁気記録媒体のさらなる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書きこみ能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。このような単磁極ヘッドに対応するため、記録層である垂直磁性層と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間の、磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上述のように、単に、裏打ち層を設けた磁気記録媒体を用いた場合、記録再生時の記録再生特性や、熱揺らぎ耐性、記録分解能等の各特性が決して満足できるものとはならず、これら各特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。
【０００６】
特に、記録再生特性として重要な、再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする高Ｓ／Ｎ化と、熱揺らぎ耐性の向上との両立は、今後の高記録密度化においては必須事項である。しかしながら、これら２つの事項は相反する関係を有しており、一方を向上させれば一方が不充分になることから、上記２事項の高レベルでの両立は重要な課題となっている。
【０００７】
上記問題を解決し、垂直磁気記録媒体の記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させるため、配向制御層を用いて、多層の磁性層を各々の磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とすることにより、磁性層の垂直配向性を高める方法が提案されている（例えば、特許文献１の図２を参照）。
また、上述のような配向制御層として、例えば、Ｒｕを用いることが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２に記載のＲｕからなる配向制御層は、その成長表面にドーム形状のような凸部を有するため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離構造を促進して結晶粒子を孤立化させることにより、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有する。
また、磁性結晶粒子を磁気的に分離、孤立化させることによって磁性結晶粒子間の磁気的相互作用を低減する方法として、磁性層にＳｉＯ２等を添加し、磁性結晶粒子がＳｉＯ２等を多く含む粒界領域に取り囲まれた、所謂、グラニュラー構造を有する垂直磁気記録層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００８】
また、グラニュラー構造を有する垂直磁気記録層を形成する方法として、ＣｏＣｒＰｔ合金及びＳｉＯ２を含有する複合型ターゲットを用い、アルゴン酸素混合ガス雰囲気中におけるＤＣマグネトロンスパッタにより、グラニュラー構造の垂直磁気記録層を形成する方法が開示されている（例えば、非特許文献１を参照）。非特許文献１には、酸素含有雰囲気中で反応性スパッタを行うことにより、保磁力が増加するとともに記録再生特性が向上することが記載されている。また、非特許文献１には、ＳｉＯ２の濃度によって最適な酸素分圧が決定され、ＳｉＯ２濃度が低いほど最適酸素分圧が高くなることや、酸素濃度が最適値を超えて過剰な状態になると、磁気特性や記録再生特性が大幅に劣化すること等が記載されている。
【０００９】
また、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２系の磁性膜をスパッタリング法で形成する際、ターゲットの磁性を下げてスパッタ効率を高めるため、強磁性合金となるＣｏ母合金をＣｏＯ、ＣｏＳｉとしてターゲットに含有させ、ターゲットの磁性を下げる方法が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３１０９１０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２９９０号公報
【特許文献３】特開２００２−３４２９０８号公報
【特許文献４】特開２００６−２９９４０１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，  Ｖｏｌ．４０，  Ｎｏ．４，  Ｊｕｌｙ  ２００４，  ｐ．２４９８−２５００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求はとどまることがなく、磁気記録媒体には、これまで以上に高い記録再生特性、熱揺らぎ特性の向上が求められている。また、ヘッド−磁気記録媒体間のスペーシングの低減に伴い、ヘッドと磁気記録倍体とが、万が一、接触したとしても記録が保持できるように、磁気記録媒体の傷付き耐性の向上も求められている。このような要求に応えるため、非特許文献１等に記載されたようなグラニュラー構造を有する磁性層を使用するとともに、グラニュラー構造を構成する磁性結晶粒子の磁気的な分離性及び孤立化を、これまで以上に高めることが求められている。また、電磁変換特性に優れる、グラニュラー構造を有する垂直磁性層を形成する方法としても、非特許文献１等に記載されたような酸素含有雰囲気中で反応性スパッタを行う方法が採用されている。
【００１３】
上記方法のように、反応性スパッタ法を用いてグラニュラー構造を有する磁性層を形成する場合、酸素の脱離を防ぐためにガス圧を高める必要がある。しかしながら、本発明者等が鋭意検討したところ、スパッタ成膜時のガス圧を高めると、磁性層の密度が低下し、膜の硬度が低下することが明らかとなった。このため、例えば、グラニュラー構造を有する磁性層を、低いスパッタガス圧で形成することにより、上記問題を解決することも考えられる。ここで、グラニュラー構造を有する磁性層を低いガス圧で形成するためには、例えば、マグネトロンスパッタ装置を使用し、成膜条件を厳密に制御して膜中に含まれる酸素濃度を安定化させる必要がある。しかしながら、磁性合金を含むターゲットは透磁率が高く、ターゲットを貫く磁束の量が低くなるため、マグネトロンによるスパッタ条件の厳密な制御が困難であるという問題があった。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、垂直磁性層の密度及び硬度が低下することなく、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性並びに傷付き耐性の何れをも得ることが可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記本発明の製造方法によって得られ、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を備え、高記録密度に対応可能な磁気記録媒体を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記本発明の磁気記録媒体を備え、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、グラニュラー構造を有する垂直磁性層をスパッタリング法で形成する際の成膜条件について鋭意検討を行なった。
上述したように、スパッタリング法を用いてグラニュラー構造の磁性層を形成する場合、ガス圧を高める必要があることから、磁性層の密度が低下して膜の硬度が低くなるという問題がある。一方、低いガス圧でグラニュラー構造の磁性層を形成する場合、マグネトロンスパッタ装置を使用して成膜条件を厳密に制御し、膜中に含まれる酸素濃度を安定化させる必要があるが、磁性合金を含むターゲットを貫く磁束の量が低くなるため、成膜条件の厳密な制御が困難となる。
【００１６】
このため、本発明者等は、スパッタリング法でグラニュラー構造を有する垂直磁性層を形成する際のガス圧を低圧とした場合でも、安定して成膜条件を制御可能な方法を見出すべく鋭意実験を繰り返した。この結果、垂直磁性層をスパッタリング法で形成するためのターゲットとして、Ｃｏの酸化物と、非磁性金属とＣｏとの化合物を使用し、また、ターゲット中に含まれる酸素の比率を高めることにより、ガス圧を下げることが可能となることを知見した。これにより、硬度が高く、電磁変換特性に優れる垂直磁性層が形成できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下に示す構成を採用する。
【００１７】
［１］  非磁性基板上に、少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主として垂直に配向した垂直磁性層をスパッタリング法によって形成する工程とを具備してなる磁気記録媒体の製造方法であって、前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、前記垂直磁性層をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、前記ターゲット中に含有される酸素の比率を、前記垂直磁性層に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、前記垂直磁性層を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
［２］  前記垂直磁性層を形成する工程は、前記ターゲット中に含まれる酸素の比率を、前記垂直磁性層に含有させる酸素の比率の１．２〜４倍の範囲とすることを特徴とする上記［１］に記載の磁気記録媒体の製造方法。
［３］  前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層に含まれる酸化物の含有量を、前記垂直磁性層の磁性粒子を構成する元素のモル総量に対して、３〜１８モル％の範囲内として形成することを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の磁気記録媒体の製造方法。
［４］  前記垂直磁性層を形成する工程は、前記垂直磁性層の磁性粒子を、前記配向制御層を構成する粒子から連続した柱状晶として形成することを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００１８】
［５］  上記［１］〜［４］の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造される磁気記録媒体。
［６］  上記［５］に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドへの信号入力及び前記磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段とを組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、垂直磁性層の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、垂直磁性層をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、垂直磁性層を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とする方法なので、低いガス圧下においても、成膜条件を厳密に制御して膜中に含まれる酸素濃度を安定化させながら、垂直磁性層を成膜することができる。これにより、垂直磁性層の密度及び硬度が高く、電磁変換特性に優れる垂直磁性層が形成できる。従って、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性並びに傷付き耐性の何れをも備える磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の磁気記録媒体によれば、上記本発明の製造方法によって得られる磁気記録媒体なので、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性並びに傷付き耐性の何れをも備え、高記録密度に対応可能な磁気記録媒体が実現できる。
また、本発明の磁気記録再生装置は、上記本発明の磁気記録媒体を備えたものなので、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体を模式的に説明する図であり、非磁性基板上に各層が成膜された磁気記録媒体の構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体を模式的に説明する図であり、図１の磁気記録媒体の要部である垂直磁性層及び非磁性層の構造を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係る磁気記録媒体が用いられてなる磁気記録再生装置を模式的に示す概略図である。
【図４】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体の実施例並びに比較例について模式的に説明する図であり、グラニュラー層構造の垂直磁性層の組織を観察した電子顕微鏡写真図である。
【図５】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体の実施例並びに比較例について模式的に説明する図であり、磁気記録媒体の表面に発生したスクラッチの本数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置の一実施形態について、図面を適宜参照して説明する。
図１及び図２は本実施形態の磁気記録媒体を模式的に説明する断面図であり、図３は本実施形態の磁気記録媒体が備えられてなる磁気記録再生装置の一例を模式的に説明する概略図である。また、図４及び図５は本発明に係る磁気記録媒体の一実施例を模式的に説明する写真図である。なお、以下の説明において参照する図面は、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置を説明するための図面であって、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の磁気記録媒体等の寸法関係とは異なっている。
【００２３】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板１上に、少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層３を形成する工程と、磁化容易軸が非磁性基板１に対して主として垂直に配向した垂直磁性層４をスパッタリング法によって形成する工程とを具備してなる方法であり、垂直磁性層４を形成する工程は、垂直磁性層４の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、前記ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層４に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、垂直磁性層４を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とする方法である。
【００２４】
［磁気記録媒体］
本実施形態の製造方法で得られる磁気記録媒体１０について、図１及び図２に示す模式断面図、及び、図３に示す磁気記録再生装置５０の例を用いて詳細に説明する。図１及び図２の各図は、非磁性基板１上に各層を形成することによって得られる磁気記録媒体１０の層構造を示す縦断面図である。
また、本実施形態の磁気記録媒体１０は、非磁性基板１上に、磁気的に分離した図示略の磁気記録パターンを有するものであり、平面視略ドーナツ型の板状とされている（図３中の磁気記録再生装置５０における符号１０を参照）。
【００２５】
本実施形態の磁気記録媒体１０は、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２、配向制御層３、垂直磁性層４、保護層５及び潤滑層６の各層が順次形成されてなり、これらの内、軟磁性下地層２と配向制御層３とが下地層を構成する。また、本実施形態で説明する例の垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの３層を含み、下部磁性層４ａと中部磁性層４ｂとの間、及び、中間磁性層４ｂと上部磁性層４ｃとの間に、各々、非磁性層７（７ａ、７ｂ）が備えられている。また、本実施形態の垂直磁性層４は、下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの各々を構成する磁性粒子４２が、下部磁性層４ａから上部磁性層４ｃまで連続した柱状晶とされている。
【００２６】
また、磁気記録媒体１０は、非磁性基板１の垂直方向に磁化が付与される垂直磁性層４を備えたものであり、読み出しヘッド及び書き込みヘッドを備えた磁気ヘッド５７（図３の磁気記録再生装置５０を参照）により、図示略の磁気記録パターンへの情報信号の書き込み及び読み出しが行われる。
【００２７】
非磁性基板１としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いることができる他、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン等の非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
【００２８】
非磁性基板１に用いられるガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがある。これらの内、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを用いることができ、また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。また、セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素等を主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物等が使用可能である。
また、非磁性基板１としては、上述のような金属基板又は非金属基板の表面に、メッキ法やスパッタ法を用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることも可能である。
【００２９】
非磁性基板１は、平均表面粗さＲａが２ｎｍ（２０Å）以下、より好ましくは１ｎｍ以下であるとことが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録において好適である。
また、非磁性基板１は、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下、より好ましくは０．２５ｎｍ以下であることが、上記同様、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録において好適である。
また、非磁性基板１は、端面のチャンファー部の面取り部、及び、側面部の内、少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下、より好ましくは９．５ｎｍ以下のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性の点から好適である。
ここで、本実施形態において説明する微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置（型番：Ｐ−１；ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００３０】
非磁性基板１と後述の軟磁性下地層２との間には、図示略の密着層を設けることが好ましい。非磁性基板１と、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２とが直に接する場合、非磁性基板１の表面の吸着ガス、水分の影響、又は基板成分の拡散により、腐食が進行する可能性がある。このような腐食の進行を抑制するため、非磁性基板１上に密着層を設けることが好ましい。
密着層を構成する材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能であり、その厚さを３０Å以上とすることが好ましい。
【００３１】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の非磁性基板に対する垂直方向成分を大きくするために、また、情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向を、より強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられる膜である。このような軟磁性下地層２を設けることで得られる作用は、特に、磁気記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなるので好ましい。
【００３２】
軟磁性下地層２は、軟磁性材料からなるものであり、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂ等）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶ等）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉ等）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯ等）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕ等）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ等）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯ等）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮ等）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金等を挙げることができる。
【００３３】
また、軟磁性下地層２を構成する材料としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。
また、軟磁性下地層２を構成する材料としては、上記各材料の他、例えば、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等の内の少なくとも１種以上を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることが可能である。このような材料としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ及びＣｏＺｒＭｏ系合金等を、好適な材料として挙げることができる。
【００３４】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下であることが好ましく、２０（Ｏｅ）以下であることがより好ましい。ここで、保磁力Ｈｃの単位は、１（Ｏｅ）＝７９（Ａ／ｍ）である。保磁力Ｈｃが１００（Ｏｅ）を超えると、軟磁気特性が不充分となり、再生波形が所謂矩形波から、歪みを持った波形になるため好ましくない。
【００３５】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とすることが好ましい。この飽和磁束密度Ｂｓが０．６Ｔ未満だと、再生波形が所謂矩形波から、歪みを持った波形になるため好ましくない。
【００３６】
また、本実施形態の磁気記録媒体１０においては、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積｛Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）｝が１５（Ｔ・ｎｍ）以上であることが好ましく、２５（Ｔ・ｎｍ）以上であることがより好ましい。このＢｓ・ｔが１５（Ｔ・ｎｍ）未満であると、再生波形が歪みをもつようになり、ＯＷ特性（Ｏｖｅｒ  Ｗｒｉｔｅ特性：記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００３７】
また、本実施形態では、詳細な図示を省略するが、軟磁性下地層２が２層の軟磁性膜から構成され、２層の軟磁性層の間にＲｕ層が設けられていることがより好ましい。Ｒｕ層の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの所定の範囲に調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となる。このように、軟磁性下地層２をＡＦＣ構造とすることで、所謂スパイクノイズを抑制することが可能となる。
【００３８】
軟磁性下地層２の表面（後述の配向制御層３側の面）２ａは、軟磁性下地層２を構成する上記材料が、部分的あるいは全面的に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面２ａ及びその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、もしくは上記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。これにより、軟磁性下地層２の表面２ａの磁気的な揺らぎを抑えることができるので、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することが可能となる。
【００３９】
配向制御層３は、軟磁性下地層２上に形成され、後述の垂直磁性層４の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善する作用を有する。
配向制御層３を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金が特に好ましく、また、これらの合金を多層化して用いても良い。例えば、非磁性基板１側から、Ｎｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造等の構成を適宜採用することが好ましい。
【００４０】
配向制御層３に、例えば、Ｎｉ系合金を用いた場合は、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含むＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金から選ばれる少なくとも１種類以上の材料とすることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち１種または２種以上を含む非磁性材料としても良い。この場合、配向制御層としての効果を維持しながら磁性を持たない範囲ということで、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【００４１】
本実施形態の磁気記録媒体１０では、配向制御層３を、ＮｉＷ合金（下層）とＲｕ（上層）との２層構造とした場合、その層厚として、ＮｉＷ合金を６ｎｍ程度、Ｒｕを１５ｎｍ程度にすることが好ましい。配向制御層３を上記膜厚とすることで、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができ、また、出来る限り薄く構成することが、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる点からより好ましい。
【００４２】
また、配向制御層３の表面形状は、上述したように、垂直磁性層４の垂直配向性や表面形状に影響を与えるため、最適な表面形状及び適度な粗さにすることが好ましい。
【００４３】
また、配向制御層３は、酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に金属粒子が分散した構造とされていても良い。このような構造は、酸化物、金属窒化物、金属炭化物を含んだ合金材料を配向制御層３に使用することで可能となる。配向制御層３に用いる酸化物としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮ等が、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣ等が利用可能である。例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
【００４４】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量の合計としては、合金全体に対して、１モル％以上１２モル％以下であることが好ましい。例えば、上記のＲｕ−ＳｉＯ２の場合には、９９Ｒｕ−１（ＳｉＯ２）〜８８Ｒｕ−１２（ＳｉＯ２）の範囲内で酸化物を含有させることが好ましい。配向制御層３中に含まれる酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量の合計が上記範囲を超えると、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねる他、配向制御層３の上に形成される垂直磁性層の結晶性や配向性を損ねる虞があるため、好ましくない。また、配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満だと、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００４５】
配向制御層３と後述の垂直磁性層４との間には、非磁性下地層８を設けることが好ましい。配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部分には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。このような、結晶生長の乱れが生じた垂直磁性層４の初期部分を非磁性下地層８に置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。
【００４６】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物を含んだ材料からなることが好ましい。また、非磁性下地層８を構成する酸化物としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましく、特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。またさらに、非磁性下地層８を構成する酸化物は、酸化物が２種類以上添加されてなる複合酸化物であることが好ましく、特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２等の組み合わせが好適である。
【００４７】
また、非磁性下地層８には、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２を用いることが好ましく、結晶成長の観点からＰｔを入れることも好適である。また、上記材料中におけるＣｒの含有量としては、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下であることが好ましい。また、上記材料中における酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する合金、例えば、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したモル総量に対して、３モル％以上１８モル％以下であることが好ましい。
【００４８】
非磁性下地層８の厚さは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。非磁性下地層８の厚さが３ｎｍを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるため、好ましくない。
【００４９】
垂直磁性層４は、非磁性基板１上において適宜設けられる非磁性下地層８の上に形成され、非磁性基板１側から、下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの３層を含む構造とされている。また、図１及び図２に示す例では、垂直磁性層４は、下部磁性層４ａと中部磁性層４ｂとの間、及び、中間磁性層４ｂと上部磁性層４ｃとの間に、各々、非磁性層７（７ａ、７ｂ）が備えられている。
【００５０】
垂直磁性層４を構成する下部磁性層４ａは、スパッタリング法によって形成された、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層である。また、本実施形態の下部磁性層４ａは、酸化物４１を含んだ材料からなる。この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇ等の酸化物が挙げられ、特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を用いるのが好適である。また、下部磁性層４ａは、上述のような酸化物を２種類以上添加した複合酸化物を含むことがより好ましく、特に、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００５１】
下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散された、いわゆるグラニュラー構造の磁性層である。図１及び図２に示す例では、下部磁性層４ａの磁性粒子４２が、非磁性下地層８を介して配向制御層３を構成する粒子から連続した柱状晶として形成される。
【００５２】
本実施形態では、垂直磁性層４を、図２に示すような３層構造とした場合、下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの各々を構成する磁性粒子が、下部磁性層４ａから上部磁性層４ｃまでを上下に貫くように連続した柱状構造の結晶であることが好ましい。このような構造とすることにより、垂直磁性層４の磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を備える磁気記録媒体１０を得ることができる。なお、図２に示す例においては、垂直磁性層４をなす下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの各々の間に非磁性層７（７ａ、７ｂ）が設けられている。そして、柱状構造とされた垂直磁性層４の磁性粒子４２は、非磁性層７に含まれる磁性粒子（図２中の符号７２等を参照）を介して、下部磁性層４ａから上部磁性層４ｃまでを上下に貫くように連続した柱状構造の結晶とされている。
【００５３】
上述のようなグラニュラー構造の下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）を得るためには、含有させる酸化物４１の量、及び、スパッタリング法による成膜時に用いるターゲットの組成比や成膜条件が重要となる。
【００５４】
下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）に含まれる酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する合金、例えば、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したモル総量に対して、３モル％以上１８モル％以下であることが好ましい。また、下部磁性層４ａに含まれる酸化物４１の含有量は、上記合金を１つの化合物として算出したモル総量に対し、６モル％以上１３モル％以下であることがさらに好ましい。
【００５５】
下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性層を形成した際に磁性粒子の周囲に酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化を促進することができるためである（図２を参照）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留して磁性粒子の配向性や結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として、磁性粒子が垂直磁性層を上下に貫くような連続した柱状構造が形成されなくなるので好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離や微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大して、高密度記録に適したＳ／Ｎ比が得られなくなるので好ましくない。
【００５６】
下部磁性層４ａのＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下であることが好ましく、６ａｔ％以上１７ａｔ％以下であることがより好ましい。下部磁性層４ａのＣｒ含有量を上記範囲とすることにより、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と充分な熱揺らぎ特性が得られる。下部磁性層４ａのＣｒ含有量が上記範囲を超えると、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるために熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性や配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるので好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いために垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際に磁気ヘッドで充分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるので好ましくない。
【００５７】
下部磁性層４ａのＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。下部磁性層４ａのＰｔの含有量が８ａｔ％未満だと、垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるので好ましくない。また、下部磁性層４ａのＰｔの含有量が２０ａｔ％を超えると、磁性粒子の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるので好ましくない。本実施形態では、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るため、下部磁性層４ａのＰｔ含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００５８】
またさらに、下部磁性層４ａのＰｔ含有量が上記範囲を超えると、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性や配向性が損なわれる虞があるので好ましくない。また、下部磁性層４ａのＰｔ含有量が上記範囲未満だと、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないので好ましくない。
【００５９】
また、下部磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの酸化物の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの内から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進させるか、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることが可能となる。
また、下部磁性層４ａ中の上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が８ａｔ％を超えると、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性や配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないので好ましくない。
【００６０】
また、下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）に最も適した材料としては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０モル％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０モル％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）８、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ２Ｏ３）６の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）等を挙げることができる。
【００６１】
中間磁性層４ｂは、後述の非磁性層７ａ（７）を介して下部磁性層４ａ上に設けられ、下部磁性層４ａと同様、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなる。中間磁性層４ｂに含まれる酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏ等の酸化物であることが好ましく、特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。また、中間磁性層４ｂに含まれる酸化物４１は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましく、特に、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００６２】
本発明に係る磁気記録媒体においては、図２に示す例のように、垂直磁性層４を多層構造とすることができる。そして、多層構造とした垂直磁性層４に、本発明に係る構成の、Ｃｏを主成分とするグラニュラー構造の磁性層を複数設けることができる。例えば、垂直磁性層を下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃの三層構造とする場合には、下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂの２層を、本発明に係る構成の磁性層とし、上部磁性層４ｃをグラニュラー構造ではない磁性層とすることがより好ましい。このような複合構造を採用することにより、図２に示す例のように、磁性粒子４２は、下部磁性層４ａ、中間磁性層４ｂ及び上部磁性層４ｃを上下に貫くように連続した柱状決勝となる。これにより、垂直磁性層４の磁性粒子４２の配向及び結晶性が良好となり、結果として、高密度記録に適したＳ／Ｎ比を備える磁気記録媒体１０を得ることができる。また、グラニュラー構造の下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂの上に、非グラニュラー構造の上部磁性層４ｃを設けることにより、磁気記録媒体に磁気ヘッドで信号を記録した後の、ビット間のグラニュラー粒子に起因した粒子間の遷移をなだらかにすることができる。これにより、磁気記録媒体におけるビット間の遷移幅を狭くすることができ、高密度記録に適したＳ／Ｎ比を備える磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００６３】
上部磁性層４ｃとしては、Ｃｏ、Ｃｒの他にＰｔを含んだ材料を用いても構わない。この場合の上部磁性層４ｃのＰｔ含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。上部磁性層４ｃのＰｔ含有量を上記範囲とすることにより、高記録密度に適した充分な保磁力が得られ、さらに、記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を備える磁気記録媒体１０が得られる。上部磁性層のＰｔ含有量が上記範囲を超えると、磁性層中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性や配向性が損なわれる虞があるので好ましくない。また、上部磁性層のＰｔ含有量が上記範囲未満であると、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないので好ましくない。
【００６４】
また、上部磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含む構成とすることができる。上部磁性層４ｃが上記元素を含有することにより、磁性粒子の微細化を促進させるか、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を備える磁気記録媒体１０を得ることができる。
また、上部磁性層４ｃ中における上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が１６ａｔ％を超えると、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性や配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないので好ましくない。
【００６５】
上部磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系の材料を挙げることできる。上部磁性層４ｃにＣｏＣｒＰｔＢ系の材料を用いる場合、ＣｒとＢの合計含有量は１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。
【００６６】
上部磁性層４ｃに適した材料の具体例としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系の材料でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝が挙げられる。さらに、上記各材料の他にも、例えば、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系等の材料を挙げることができる。
【００６７】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。垂直磁性層４の垂直保磁力が３０００［Ｏｅ］未満だと、記録再生特性、特に周波数特性が低下し、また、熱揺らぎ特性も低下することから、高密度記録媒体として好ましくない。
【００６８】
また、垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満だと、熱揺らぎ耐性に劣ることから好ましくない。
【００６９】
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば、垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
【００７０】
垂直磁性層４の全体の厚さは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚さが上記未満だと、充分な再生出力が得られず、また、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、Ｓ／Ｎ比や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が低下するので好ましくない。
【００７１】
なお、本発明に係る磁気記録媒体は、図１及び図２に示す例には限定されず、垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂに加えて、グラニュラー構造を有する図示略の第２中間磁性層を設けることで、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない上部磁性層４ｃを設けた構成としても良い。またさらに、酸化物を含まない第２上部磁性層を設けることで、酸化物を含まない上部磁性層を２層で構成し、グラニュラー構造の磁性層の上に設けた構成とすることも可能である。
本発明に係る磁気記録媒体においては、非磁性基板１側の磁性層（本例では下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂ）をグラニュラー構造の磁性層とし、後述の保護層５側の磁性層（本例では上部磁性層４ｃ）を、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とすることが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【００７２】
なお、本発明に係る磁気記録媒体では、図１及び図２に示すように、垂直磁性層４を構成する各磁性層の間に非磁性層７（７ａ、７ｂ）を設けるのが好ましい。このように、垂直磁性層４を構成する各磁性層の間に、非磁性層７を適度な厚さで設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。これにより、磁気記録媒体１０のＳ／Ｎ比をより向上させることが可能となる。
【００７３】
垂直磁性層４を構成する各磁性層間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いることが好ましい。このようなｈｃｐ構造を有する材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる１種又は２種以上）を用いるのが好適である。
【００７４】
また、非磁性層７としてＣｏＣｒ系合金を用いる場合には、Ｃｏ含有量は３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。非磁性層７中のＣｏ含有量がこの範囲であれば、垂直磁性層４を構成する磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能となる。
また、非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金を用いる場合、Ｒｕ以外では、例えば、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎ等の合金を用いることもできる。
【００７５】
また、非磁性層７の材料としては、該非磁性層７の上下の磁性層の結晶性や配向性を損ねない範囲で、他の構造を有する金属元素あるいは合金を使用することも可能である。このような金属元素あるいは合金としては、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ等の金属元素あるいは合金が挙げられる。特に、非磁性層７にＣｒ合金を用いる場合には、ＣｒＸ２（Ｘ２：Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適であり、この場合のＣｒ含有量は６０ａｔ％以上であることが好ましい。
【００７６】
また、非磁性層７としては、上記合金の金属粒子が、酸化物、金属窒化物又は金属炭化物中に分散した構造とするのが好ましい（図２における符号７１、７２を参照）。さらに、金属粒子７２が、非磁性層７を上下に貫くように連続した柱状構造を有していればより好適である。このような構造とする場合には、非磁性層７に酸化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。この場合の酸化物としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が挙げられる。また、金属窒化物としては、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮ等が挙げられ、金属炭化物としては、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣ等が挙げられる。上述のような、非磁性層７をなす構造としては、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣ等を挙げることができる。
【００７７】
上述した、非磁性層７中の酸化物、金属窒化物及び金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜４の結晶成長、結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。具体的には、非磁性層７中の酸化物、金属窒化物及び金属炭化物の合計含有量が、合金全体に対して、４モル％以上３０モル％以下であることが好ましい。非磁性層７中の酸化物、金属窒化物及び金属炭化物の合計含有量が上記範囲を超えると、金属粒子中に酸化物、金属窒化物又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や配向性を損ねる虞がある。また、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫くように連続する柱状構造となり難くなり、非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねる虞があるので好ましくない。また、非磁性層７中の酸化物、金属窒化物及び金属炭化物の合計含有量が上記範囲未満だと、これら酸化物、金属窒化物及び金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００７８】
本実施形態の磁気記録媒体１０は、図１に示すように、さらに、垂直磁性層４上に保護層５を設けることが好ましい。保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッド（図３の符号５７を参照）が磁気記録媒体に接触した際に、媒体表面の損傷を防ぐためのものである。このような保護層５としては、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含む材料が使用可能である。
【００７９】
保護層５の厚さとしては、１〜１０ｎｍの範囲とすることが、磁気ヘッドと磁気記録媒体の距離を小さくできるので、高記録密度の観点から好ましい。保護層の膜厚が上記範囲を超えると、磁気ヘッドと磁性層との間の距離が大きくなり、充分な強さの出入力信号が得られなくなる虞がある。
【００８０】
なお、本実施形態の磁気記録媒体１０では、保護５の上に、さらに、潤滑層６を形成することが好ましい。潤滑層６に用いる潤滑剤としては、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸等を用いることが好ましい。また、潤滑層６は、通常１〜４ｎｍの厚さで形成される。
【００８１】
磁気記録媒体１０は、上記各構成により、垂直磁性層４及び非磁性層７によって形成される図示略の磁気記録パターンに、磁気ヘッド（図３に示す磁気記録再生装置５０の磁気ヘッド５７を参照）によって磁気記録あるいは再生を行なうことが可能な構成とされる。本実施形態の磁気記録媒体１０は、下記の本発明に係る製造方法によって得られるものなので、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性が確保され、高記録密度に対応可能なものとなる。
【００８２】
［磁気記録媒体の製造方法］
以下、図１〜図３を適宜参照しながら、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法について、以下に詳しく説明する。
上述したように、本実施形態の磁気記録媒体１０の製造方法は、非磁性基板１上に、少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層３を形成する工程と、磁化容易軸が非磁性基板１に対して主として垂直に配向した垂直磁性層４をスパッタリング法によって形成する工程とを具備してなる方法であり、垂直磁性層４を形成する工程は、垂直磁性層４の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、前記ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層４に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、垂直磁性層４を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とする方法である。
【００８３】
本実施形態の製造方法では、例えば、非磁性基板１上に軟磁性下地層２を形成した後、配向制御層３、非磁性下地層８、垂直磁性層４及び非磁性層７、保護層５、潤滑層６を形成する各々の工程を、この順で備えた方法とすることができる。なお、本発明に係る磁気記録媒体１０の製造方法では、垂直磁性層４を形成する工程以外の工程については、従来公知の方法を用いることができる。従って、本実施形態においては、軟磁性下地層２、配向制御層３、非磁性下地層８、非磁性層７、保護層５及び潤滑層６を形成する各々の工程については、その詳細な説明を省略する。
【００８４】
本実施形態では、磁気記録媒体１０の記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を向上させるため、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成する工程に関して、以下のような方法を採用する。
まず、垂直磁性層４を構成する磁性結晶粒子の磁気的な分離性及び孤立化を高めるため、垂直磁性層４の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成する。
【００８５】
また、本実施形態の製造方法では、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成するためのターゲットとして、Ｃｏの酸化物と、非磁性金属とＣｏとの化合物を含むものを使用する。これにより、ターゲット中に含まれる強磁性のＣｏ母合金の含有量を減らし、ターゲットの磁化を下げて透磁率を低くすることで、マグネトロンスパッタ時にターゲットを貫く磁束の量を高めることができる。これにより、適正なスパッタ条件を選定することで、析出膜の膜質制御性を高めることが可能となる。
【００８６】
さらに、本実施形態の製造方法では、垂直磁性層４を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下と低くする。これにより、成膜される垂直磁性膜４の密度を高めることが可能となり、垂直磁性膜４の硬度が向上する。
またさらに、本実施形態の製造方法では、ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層４に含有させる酸素の比率よりも高い比率とする。これにより、成膜中の垂直磁性膜４から酸素が脱離した場合でも、上記ターゲット中に過剰に含有させた酸素、具体的には、酸化コバルト中の酸素で離脱分を補うことが可能となる。従って、磁気的分離性に優れ、孤立化した磁性結晶粒子を有する、膜密度及び硬度の高い垂直磁性層４を形成することができる。
【００８７】
ここで、例えば、９０ＣｏＣｒＰｔ−１０（ＳｉＯ２）の磁性層をスパッタ法で形成する場合、通常、磁性層と同一組成のターゲットを使用して成膜処理を行う。しかしながら、ＣｏＣｒＰｔ合金は強磁性であるため、この合金を少なくとも９０％含むターゲットも強磁性となる。このため、このようなターゲットを用いてマグネトロンスパッタを行っても、マグネトロンの磁束がターゲットをうまく透過せず、高い制御性で成膜を行うことができないという問題がある。
【００８８】
これに対し、本発明に係る製造方法では、ターゲットに含まれるＳｉを、Ｃｏとの非磁性化合物とし、酸素を、非磁性の酸化コバルトとすることができるので、ターゲット中に含まれる強磁性のＣｏ合金を減らし、ターゲットの磁性を下げることが可能となる。
さらに、本発明に係る製造方法では、スパッタリングガス圧力を１Ｐａ以下に下げて垂直磁性層４を成膜することにより、ターゲットからの酸素供給量を増加できるため、ターゲット中の酸化コバルトをさらに増やすことが可能となる。これにより、垂直磁性膜４のスパッタリング成膜に用いるターゲットの磁性をさらに下げることが可能となる。即ち、本発明に係る製造方法では、スパッタ時のガス圧を下げることで密度の高い緻密な膜を形成できる効果が得られ、これに伴い、ターゲットからの酸素の供給を高める必要性から、ターゲット中の酸化コバルトの含有量が増加する。これにより、ターゲットの磁性が低下し、スパッタ時におけるマグネトロンの制御性が増すという相乗効果が得られる。
【００８９】
本実施形態の製造方法では、特に、垂直磁性層４（ここでは下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂ）を形成する工程において、上記ターゲット中に含まれる酸素の比率を、下部磁性層４ａ及び中間磁性層４ｂに含有させる酸素の比率の１．２〜４倍の範囲とすることがより好ましい。この理由は、上記数値が１．２倍未満だと酸素が不足して酸化物粒界の形成が不充分となり、また、４倍以上だと酸素が過剰になり、Ｃｏまで酸化されて磁性が低下してしまうためである。これにより、１Ｐａ以下の低圧でスパッタリング成膜を行った場合に、膜密度及び硬度がより高い垂直磁性膜を形成することが可能となる。
【００９０】
例えば、９２．３モル％Ｃｏ−７．７モル％（ＳｉＯ２）のグラニュラー構造の磁性層を形成する場合、従来から通常用いられる条件のスパッタ法による成膜処理では、同一の元素比のターゲット材が用いられる。この場合、例えば、９２．３モル％Ｃｏ−７．７モル％（ＳｉＯ２）のターゲットや、Ｃｏ（７９．９原子％）−Ｓｉ（６．７原子％）−Ｏ（１３．４原子％）のターゲットが使用される。
【００９１】
これに対し、本発明に係る製造方法では、ターゲット中に含まれる酸素の量を、磁性層に含有させる酸素比率に対して２倍〜４倍の範囲とするため、上記同様の例とした場合、ターゲット中の元素比は、Ｃｏ（７９．９）−Ｓｉ（６．７）−Ｏ（２６．８）からＣｏ（７９．９）−Ｓｉ（６．７）−Ｏ（５３．６）（括弧内は各元素の原子比）の範囲内とする。そして、本発明に係る製造方法では、ターゲットを構成する化合物として、Ｃｏの酸化物と、非磁性金属とＣｏとの化合物を使用する。このため、磁性層のグラニュラー構造を構成する酸化物であるＳｉＯ２の全てをＣｏとの化合物とした場合、Ｃｏ（７９．９）−Ｓｉ（６．７）−Ｏ（２６．８）（括弧内は各元素の原子比）は、Ｃｏ（７９．８−６．７−２６．８）−ＣｏＳｉ（６．７）−ＣｏＯ（２６．８）（括弧内は各元素の原子比）となる。これをモル％で表すと、５８モル％Ｃｏ−８．４モル％ＣｏＳｉ−３３．６モル％ＣｏＯとなる。同様に、Ｃｏ（７９．９）−Ｓｉ（６．７）−Ｏ（５３．６）は、Ｃｏ（７９．８−６．７−５３．６）−ＣｏＳｉ（６．７）−ＣｏＯ（５３．６）となり、これをモル％で表すと、２４．４モル％Ｃｏ−８．４モル％ＣｏＳｉ−６７．２モル％ＣｏＯとなる。
【００９２】
また、本実施形態では、垂直磁性層４を形成する工程において、垂直磁性層４に含まれる酸化物の含有量を、垂直磁性層４の磁性粒子４２を構成する元素のモル総量に対して、３〜１８モル％の範囲内として形成することがより好ましい。この理由は、酸化物の含有量が３モル％以下だと磁性粒子４２同士が分離せずに結合し、ノイズが増加してしまい、また、１８モル％以上だと、磁性粒子４２同士は分離するものの、全体に占める体積が減少し、出力が低下してしまうためである。このような理由により、３〜１８モル％の酸化物を有する垂直磁性層４を形成することで、磁性粒子４２の周囲に酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化を促進することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、垂直磁性層４を形成する工程において、垂直磁性層４の磁性粒子４２を、配向制御層３を構成する粒子から連続した柱状晶として形成することがより好ましい。これにより、垂直磁性層４の磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適したＳ／Ｎ比を備える磁気記録媒体１０を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施形態の製造方法では、配向制御層３を形成する工程において、成膜用のガスに酸素や窒素を導入してもよい。例えば、成膜方法としてスパッタリング法を用いる場合には、成膜用ガスとして、アルゴンに酸素を体積率で０．０５〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガスや、アルゴンに窒素を体積率で０．０１〜２０％（好ましくは０．０２〜１０％）程度混合したガス等が好適に用いられる。
【００９５】
以上説明したような、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、垂直磁性層４の少なくとも一部を、Ｃｏが主成分であるとともに、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属の酸化物を含むグラニュラー構造の磁性層として形成し、垂直磁性層４をスパッタリング法で形成するためのターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層４に含有させる酸素の比率よりも高い比率とし、垂直磁性層４を形成する際のスパッタリングガス圧を１Ｐａ以下とする方法なので、低いガス圧下においても、成膜条件を厳密に制御して膜中に含まれる酸素濃度を安定化させながら、垂直磁性層４を成膜することができる。これにより、垂直磁性層４の密度及び硬度が高く、電磁変換特性に優れる垂直磁性層４が形成できる。従って、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を備える磁気記録媒体１０を製造することが可能となる。
【００９６】
また、上記本発明の製造方法によって得られる磁気記録媒体１０は、  優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を備え、高記録密度に対応可能なものとなる。
【００９７】
［磁気記録再生装置］
次に、本発明に係る磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）の構成を図３に示す。本発明に係る磁気記録再生装置５０は、図３に示すように、上述の本発明に係る磁気記録媒体１と、これを記録方向に駆動する媒体駆動部５１と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド５７と、磁気ヘッド５７を磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部５８と、磁気ヘッド５７への信号入力と磁気ヘッド５７からの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせた記録再生信号系５９とを具備したものである。これらを組み合わせることにより、記録密度の高い磁気記録再生装置５０を構成することが可能となる。本実施形態の磁気記録再生装置５０は、上記構成の磁気記録媒体１が用いられてなるものなので、充分な再生出力と高いＳＮＲを備え、また、磁気ヘッド５７の浮上特性に優れ、正確な磁気記録再生動作を行なうことが可能となり、優れた高密度記録特性を有するものとなる。
【００９８】
さらに、本実施形態では、上述の磁気ヘッド５７の再生素子を、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲヘッド等から構成することにより、高記録密度においても充分な信号強度を得ることができ、高記録密度を有する磁気記録再生装置が実現可能となる。
【実施例】
【００９９】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置を、実施例および比較例を示してより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【０１００】
［実施例１］
まず、洗浄済みのＨＤ用ガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、予め、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を真空排気した。
【０１０１】
次に、このガラス基板上に、Ｃｒターゲットを用いて、１０ｎｍの密着層を成膜した。次いで、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝の組成を有するターゲットを用いて、基板温度を１００℃以下として２５ｎｍの厚さの軟磁性層を形成した。そして、この上にＲｕ層を０．７ｎｍの厚さで成膜した後、さらに、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａからなる軟磁性層を２５ｎｍの厚さで成膜することにより、軟磁性下地層２とした。
【０１０２】
次に、軟磁性下地層２の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝の組成を有するターゲットと、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜することにより、配向制御層３とした。
【０１０３】
次に、配向制御層３の上に、本発明に係る製造方法により、グラニュラー構造を有する磁性層をスパッタリング法によって形成した。この際、ターゲットとして、成膜する磁性層の目標酸素比率に対し、約２．３倍の酸素比率とされた、５３．５モル％Ｃｏ−８．４モル％ＣｏＳｉ−３８．２モル％ＣｏＯのターゲットを使用した。そして、成膜される磁性膜が、９２．３モル％Ｃｏ−７．７モル％ＳｉＯ２のグラニュラー構造の磁性層となるように、スパッタガス圧及び投入電力を調整した。この際、従来公知のＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いるとともに、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、また、スパッタリングガス圧を０．６Ｐａ、投入電力（ターゲットに印加するパワー）を１０００Ｗとして成膜処理を行い、９ｎｍの垂直磁性層を形成した。
【０１０４】
［比較例１］
磁性層の成膜時に用いるターゲットとして、成膜する磁性層と同一量の元素を含む、７５モル％Ｃｏ−８モル％ＣｏＳｉ−１７モル％ＣｏＯのターゲットを使用し、また、スパッタガス圧を４Ｐａとした点を除き、実施例１と同様の手順により、ＨＤ用ガラス基板上にグラニュラー構造を有する磁性層を形成した。
【０１０５】
［比較例２］
磁性層の成膜時に用いるターゲットとして、成膜する磁性層と同一組成である、９２．３モル％Ｃｏ−７．７モル％ＳｉＯ２のターゲットを使用し、また、スパッタガス圧を４Ｐａとした点を除き、実施例１と同様の手順により、ＨＤ用ガラス基板上に、グラニュラー構造を有する磁性層を形成した。
【０１０６】
［実施例１及び比較例１、２で形成した垂直磁性膜の評価］
上記実施例１、比較例１、２で成膜したグラニュラー構造の磁性層の組織を、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて観察した。図４（ａ）〜（ｃ）の顕微鏡写真図に示すように、実施例１で成膜した磁性層（図４（ａ））は、比較例１（図４（ｂ））及び比較例２（図４（ｃ））に比べ、磁性粒子の粒界部分が明確に識別されていることから、磁性粒子と酸化物粒界とが良好に分離していることが推測される。
【０１０７】
［実施例２］
まず、洗浄済みのＨＤ用ガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、予め、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を真空排気した。
【０１０８】
次に、このガラス基板上に、Ｃｒターゲットを用いて、１０ｎｍの密着層を成膜した。次いで、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝の組成を有するターゲットを用いて、基板温度を１００℃以下として２５ｎｍの厚さの軟磁性層を形成した。そして、この上にＲｕ層を０．７ｎｍの厚さで成膜した後、さらに、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａからなる軟磁性層を２５ｎｍの厚さで成膜することにより、軟磁性下地層２とした。
【０１０９】
次に、軟磁性下地層２の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝の組成を有するターゲットと、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜することにより、配向制御層３とした。
【０１１０】
次に、配向制御層３の上に、本発明に係る製造方法により、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１モル％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６モル％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３モル％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３モル％｝の組成を有し、グラニュラー構造を有する下部磁性層４ａ（垂直磁性層４）をスパッタリング法によって形成した。この際、ターゲットとして、成膜する磁性層の目標酸素比率に対し、約２．５倍の酸素比率とされた、１３モル％Ｃｏ−１５モル％Ｃｒ−１６モル％Ｐｔ−４９モル％ＣｏＯ−７モル％ＣｏＳｉのターゲットを使用した。この際、従来公知のＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いるとともに、スパッタリングガスとしてＡｒを用い、また、スパッタリングガス圧を０．６Ｐａ、投入電力（ターゲットに印加するパワー）を１０００Ｗとして成膜処理を行い、９ｎｍの下部磁性層４ａを形成した。
【０１１１】
次いで、下部磁性層４ａの上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層７ａを、０．３ｎｍの厚さで形成した。
次いで、非磁性層７ａの上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３からなる中間磁性層４ｂを、上述の下部磁性層４ａと同様の方法で成膜した。なお、中間磁性層４ｂの膜厚は６ｎｍとした。
次いで、中間磁性層４ｂの上に、Ｒｕからなる非磁性層７ｂを、０．３ｎｍの厚さで形成した。
そして、非磁性層７ｂの上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用い、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして、上部磁性層４ｃを７ｎｍの厚さで形成した。
【０１１２】
次に、上部磁性層４ｃの表面に、高周波プラズマＣＶＤ法にて、カーボン（Ｃ）材料からなる保護層５を、３．０ｎｍの膜厚で形成した。
次いで、保護層５の上に、ディッピング法により、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層６を形成することにより、磁気記録媒体を得た。
【０１１３】
そして、上記方法で製造した磁気記録媒体の磁気記録再生特性を、リードライトアナライザ（型番：ＲＷＡ１６３２；米国ＧＵＺＩＫ社製）、及び、スピンスタンド（型番：Ｓ１７０１ＭＰ）を用いて測定した。この際、評価用の磁気ヘッドとして、書き込みようにはシングルポール磁極、読み込み用にはＴＭＲを用いた磁気ヘッドを使用した。
【０１１４】
本実施例においては、Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩの信号を記録して測定した。
また、記録特性（ＯＷ）については、まず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターによって高周波成分を取り出し、その残留割合によってデータの書き込み能力を評価した。
また、熱揺らぎ特性の評価については、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を、次式｛（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）｝に基づいて算出した。この式において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１００００秒後の再生出力を示す。
【０１１５】
上記各評価試験の結果、実施例２で作製した本発明に係る磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎ比が１８．１ｄＢ、ＯＷが３７．９ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であり、電磁変換特性に優れていることが確認できた。
【０１１６】
［比較例３］
下部磁性層及び中間磁性層をスパッタリング法で成膜する際に用いるターゲットとして、磁性層と同一の（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３の組成を有するものを用い、また、スパッタガス圧を２Ｐａとした点を除き、実施例２と同様の手順で磁気記録媒体を製造した。
比較例３で得られた磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎが１７．５ｄＢ、ＯＷが３６．２ｄＢ、熱揺らぎが０．６％であり、上記実施例２で作製した本発明に係る磁気記録媒体に比べ、電磁変換特性に劣るものとなった。
【０１１７】
［実施例２及び比較例３で製造した磁気記録媒体の傷付き耐性の評価］
上記実施例２及び比較例３で製造した磁気記録媒体の傷付き耐性の評価を、クボタコンプス社製ＳＡＦテスター及びＣａｎｄｅｌａ社製光学式表面検査装置（ＯＳＡ）を用いて行なった。この際の測定条件は、ディスクの回転数を５０００ｒｐｍ、気圧を１００Ｔｏｒｒとし、室温下の条件とした。また、測定方法としては、ＳＡＦテスターでヘッドをロードさせたままで２０００秒保持し、その後、ＯＳＡにてスクラッチの本数を行なう方法とした。
図５のグラフに示すように、実施例２で製造した磁気記録媒体は、比較例３の磁気記録媒体に比べ、ＯＳＡのスクラッチカウント数が大幅に少ないことから、密度が高く、また、硬度が高い磁性膜が形成されているものと推測される。
【０１１８】
［比較例４］
下部磁性層及び中間磁性層をスパッタリングで成膜する際に用いるターゲットとして、磁性層と同一の（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３の組成を有するものを用い、また、スパッタガス圧を１．２Ｐａとした点を除き、実施例２と同様の手順で磁気記録媒体を製造した。
比較例４で得られた磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎが１６．８ｄＢ、ＯＷが３５．４ｄＢ、熱揺らぎが０．９％であり、上記実施例２で作製した本発明に係る磁気記録媒体に比べ、電磁変換特性に劣るものとなった。
【０１１９】
以上の結果により、本発明に係る製造方法によって得られる磁気記録媒体が、優れた記録再生特性及び熱揺らぎ特性の両方を備え、電磁変換特性に優れ、高記録密度に対応可能であることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録再生装置、所謂ハードディスクドライブに用いられる磁気記録媒体の製造工程に適用することで、電磁変換特性に優れた磁気記録媒体を高い生産性で製造することが可能となり、産業上の利用可能性は計り知れない。
【符号の説明】
【０１２１】
１…非磁性基板、３…配向制御層、４…垂直磁性層、４ａ…下部磁性層（垂直磁性層）、４ｂ…中間磁性層（垂直磁性層）、４ｃ…上部磁性層（垂直磁性層）、４１…酸化物、４２…磁性粒子、１０…磁気記録媒体、５０…磁気記録再生装置、５１…媒体駆動部（磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部）、５７…磁気ヘッド、５８…ヘッド駆動部（磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段）、５９…記録再生信号系（記録再生信号処理手段）
【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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