(57)【要約】【課題】  非磁性層と軟磁性層の境界面の粗さを低減することで結晶配向性を向上し、かつ非磁性層と下地層の原子間隔のマッチングを向上させることにより、ＳＮＲを向上し、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能な垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明にかかる垂直磁気記録媒体の構成は、基体上に、磁気記録層と、磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、下地層の下に設けられ非磁性材料からなり下地層の結晶配向性を制御するための非磁性層と、軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、非磁性層は、軟磁性層の上に設けられる第１非磁性層１１６ａと、第１非磁性層の上に設けられる第２非磁性層１１６ｂとから構成され、第１非磁性層は非晶質のＮｉ化合物からなり、第２非磁性層は結晶質のＮｉまたはＮｉ化合物からなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、信号を記録する磁気記録層と、該磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、該下地層の下に設けられ非磁性材料からなり該下地層の結晶配向性を制御するための非磁性層と、該非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、
前記非磁性層は、前記軟磁性層の上に設けられる第１非磁性層と、該第１非磁性層の上に設けられる第２非磁性層とから構成され、
前記第１非磁性層は非晶質のＮｉ化合物からなり、前記第２非磁性層は結晶質のＮｉまたはＮｉ化合物からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１非磁性層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは該元素の化合物を、４０ａｔ％〜６０ａｔ％含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第２非磁性層は、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは、該元素の化合物を、３ａｔ％〜８ａｔ％含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
基体上に、信号を記録する磁気記録層と、該磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、該下地層の結晶配向性を制御するための非磁性層と、該非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、
前記非磁性層は、前記軟磁性層の上に設けられ、非晶質材料からなる第１非磁性層と、該第１非磁性層の上に設けられ、ｆｃｃ構造を有する結晶質材料からなる第２非磁性層とから構成され、
前記磁気記録層は、柱状に成長して磁性の結晶粒子を形成するＣｏ系合金と、該結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成する複数の酸化物とからなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１非磁性層は、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔの群から選択される１または複数の元素、もしくは該元素の化合物と、
Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは該元素の化合物と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第２非磁性層は、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｇの群から選択される１または複数の元素、もしくは該元素の化合物と、
Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは該元素の化合物と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記酸化物は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕの群から選択される元素の酸化物であることを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
基体上に軟磁性層を成膜し、
前記軟磁性層上に、前記基体にバイアス電圧を印加せずに非晶質のＮｉ化合物からなる第１非磁性層を成膜し、
前記第１非磁性層上に、前記基体にバイアス電圧を印加しながら結晶質のＮｉ化合物からなる第２非磁性層を成膜し、
前記第２非磁性層上に、ＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層を成膜し、
前記下地層より上に、信号を記録する磁気記録層を成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記第１非磁性層は、Ｎｉと、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素の化合物からなることを特徴とする請求項８に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
前記第２非磁性層は、Ｎｉと、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素の化合物からなることを特徴とする請求項８に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
基体上に、信号を記録する磁気記録層と、該磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、該下地層の下に設けられ非磁性の結晶質材料からなり該下地層の結晶配向性を制御するための第２非磁性層と、該第２非磁性層より下に設けられ非晶質材料からなる第１非磁性層と、該第１非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、
ビッカース硬さＡ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて前記軟磁性層を成膜し、
ビッカース硬さＢ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて前記軟磁性層上に前記第１非磁性層を成膜し、
前記基体にバイアス電圧を印加しながら前記第１非磁性層上に前記第２非磁性層を成膜し、
前記ビッカース硬さＡと前記ビッカース硬さＢの関係式は、Ａ＜Ｂを満たすことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
前記第２非磁性層はＮｉＷからなることを特徴とする請求項１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１非磁性層は、ＮｉＴａまたはＮｉＴｉからなることを特徴とする請求項１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記第１非磁性層のＴａの含有量は、４０ａｔ％〜８５ａｔ％であることを特徴とする請求項１３に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
前記ビッカース硬さＢは、８００ＨＶ以上であることを特徴する請求項１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
前記第１非磁性層の膜厚は、１ｎｍ〜３ｎｍであることを特徴する請求項１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
基体上に、信号を記録する磁気記録層と、該磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、該下地層の下に設けられ非磁性の結晶質材料からなり該下地層の結晶配向性を制御するための第２非磁性層と、該第２非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、
前記第２非磁性層と前記軟磁性層との間に、非晶質材料からなり、該第２非磁性層をスパッタ成膜する際の衝撃から該軟磁性層を防護するための第１非磁性層を設けたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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）などに搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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インチ径の磁気記録媒体にして、１枚あたり２００ＧＢ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、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり４００ＧＢを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、磁気記録層の磁化容易軸が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従来の面内記録方式に比べて、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、いわゆる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。
【０００４】
垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２垂直磁気記録媒体（非特許文献１参照）が提案されている。これは磁気記録層において、Ｃｏのｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、ＳｉＯ２が偏析した非磁性の粒界部を形成したグラニュラ構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界（磁性粒子間の非磁性部分）には酸化物を用いることが知られており、例えばＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１つを用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
ところで、高記録密度化のために重要な要素としては、上記の保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性（ＯＷ特性）やＳＮＲ（Signal Noise Ratio）、トラック幅の狭小化などの電磁変換特性の向上がある。その中でも保磁力Ｈｃの向上とＳＮＲの向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。
【０００６】
ＳＮＲの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のために有効な要素としては、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が挙げられる。これらのうち、特に磁気記録層の結晶配向性を向上するために、垂直磁気記録媒体には下地層が設けられる。これにより、下地層の結晶粒子の上に磁気記録層の結晶粒子が成長するため、磁気記録層の結晶配向性を向上することができる。したがって、下地層の結晶配向性が磁気記録層の結晶配向性に影響を及ぼすため、下地層の下に結晶性のシード層（非磁性層）を設け、下地層の結晶配向性を向上している。
【０００７】
シード層（非磁性層）は、従来は単層で構成されるのが主流であったが、近年では２層で構成されるシード層を有する垂直磁気記録媒体も開発されている（特許文献２）。特許文献２では、シード層を、Ｃｒを含む非晶質合金とＮｉを主成分とする結晶質合金とから構成することにより、良好なＳＮＲを確保しつつ、耐食性に優れた垂直磁気記録媒体が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０２４３４６号公報
【特許文献２】特開２００７−１８４０１９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後記録密度の更なる向上が要請されている。このため、磁気記録媒体の更なる高記録密度化の達成には、ＳＮＲを更に向上させることが可能な新たな手法を確立する必要があった。
【００１１】
したがって、ＳＮＲを更に向上させるために発明者らが検討したところ、非磁性層とこれより上に成膜される複数の層における各境界面の状態が課題として挙げられた。すなわち、各境界面が粗くなると磁気記録層の結晶性が乱れ、各境界面の粗さを低減すればＳＮＲが向上すると考えられた。
【００１２】
そして、磁気記録媒体の各境界面を精査したところ、境界面が粗くなり始めるのは、非磁性層とその直下に存在する軟磁性層との境界面であった。このことから、かかる境界面が粗い（粗さが大きい）ため、これらの上に成膜される層がその状態（粗い状態）を継承して成長し、非磁性層より上に成膜される複数の層の各境界面が粗くなっていると考えられた。
【００１３】
そこで非磁性層を複数層にすることにより、境界面の粗さを低減することが考えられる。ただし上記したように、非磁性層の役割としては、Ｒｕからなる下地層の結晶配向性を向上させることが主である。特許文献２に記載の垂直磁気記録媒体でも複数の非磁性層（シード層）が形成されているが、耐食性を目的として異なる材料で構成されているため、各非磁性層における結晶の原子間隔に差が生じ、結晶粒子の連続的な成長が阻害されてしまう。したがって、かかる技術を用いて下地層の結晶配向性の更なる向上、ひいてはＳＮＲの飛躍的な向上の達成は困難である。換言すれば、非磁性層を単に複数の層にすればよいわけではなく、確かな目的の下に所定の条件の層とする必要がある。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み、非磁性層と軟磁性層の境界面の粗さを低減することで結晶配向性を向上させ、かつ非磁性層と下地層の原子間隔のマッチングを向上させることにより、ＳＮＲを向上させ、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能な垂直磁気記録媒体およびその製造方法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】
上記課題を解決するために発明者は鋭意検討し、非磁性層を構成する材料に着目した。そして、研究を重ねた結果、非磁性層に結晶質材料、特に結晶質のＮｉ化合物を用いると、非磁性層と軟磁性層との境界面が粗くなる傾向があることがわかった。そこで、発明者は、結晶質のＮｉ化合物以外の材料を用いて非磁性層を構成することも検討した。しかし、結晶質のＮｉ化合物は軟磁性層からのコロージョンの析出防止および磁気特性の確保のために用いられており、かかる性能を維持するためには非磁性層にそれを用いざるを得なかった。
【００１６】
そこで、更に研究を重ね、非磁性層とその下の軟磁性層との間に所定条件の層を介在させることにより、結晶質のＮｉ化合物からなる非磁性層を用いつつ、かかる非磁性層による軟磁性層への悪影響を排除し、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１７】
すなわち、上記課題を解決するために本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基体上に、信号を記録する磁気記録層と、磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、下地層の下に設けられ非磁性材料からなり下地層の結晶配向性を制御するための非磁性層と、非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、非磁性層は、軟磁性層の上に設けられる第１非磁性層と、第１非磁性層の上に設けられる第２非磁性層とから構成され、第１非磁性層は非晶質のＮｉ化合物からなり、第２非磁性層は結晶質のＮｉまたはＮｉ化合物からなることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、第２非磁性層、すなわち従来の結晶質の非磁性層と軟磁性層の間に非晶質のＮｉ化合物からなる第１非磁性層が介在する。これにより、軟磁性層を第１非磁性層により防護し、結晶質の非磁性層（第２非磁性層）による軟磁性層への悪影響を排除することができ、軟磁性層の表面粗さを低減することが可能となる。したがって、軟磁性層とこの上に成膜される層における各境界面の粗さが改善され、これらの層の結晶配向性を向上することが可能となる。その結果、ＳＮＲの向上、ひいては更なる高記録密度化の達成を図ることができる。
【００１９】
また第１非磁性層をＮｉ化合物、第２非磁性層とＮｉまたはＮｉ化合物から構成したことで、第１非磁性層および第２非磁性層はともにＮｉを含むこととなる。したがって、第１非磁性層の原子間隔と、第２非磁性層の原子間隔を近似させることができる。これにより、第２非磁性層の結晶性が向上し、下地層の結晶性および結晶配向性も向上するため、さらなるＳＮＲの向上を図ることができる。
【００２０】
上記の第１非磁性層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物を、４０ａｔ％〜６０ａｔ％含むとよい。これらの元素を含有させることで、第１非磁性層のＮｉ化合物を好適に非晶質化することが可能となる。
【００２１】
また第１非磁性層に上記の元素またはその化合物を４０ａｔ％〜６０ａｔ％含ませることで、第１非磁性層のＮｉ化合物を確実に非晶質化することが可能となる。なお含有量が４０ａｔ％未満であると、Ｎｉ化合物が十分に非晶質化されないため好ましくない。また含有量が６０ａｔ％を超えると、第１非磁性層上に成膜される第２非磁性層の結晶粒子の成長の礎となるＮｉの量が不足するため好ましくない。
【００２２】
上記の第２非磁性層は、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは、元素の化合物を、３ａｔ％〜８ａｔ％含むとよい。これらの元素を含有させることで、第２非磁性層のＮｉ化合物を好適に結晶化することが可能となる。特に、ＷはＮｉよりも原子間隔が大きく、Ｒｕの原子間隔に近い。このため、第２非磁性層にＷを含ませることにより、Ｎｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層の原子間隔に近づけることができ、第２非磁性層から下地層における連続的な結晶粒子の成長を促進することができる。
【００２３】
また第２非磁性層に上記の元素またはその化合物を３ａｔ％〜８ａｔ％含ませることで、第２非磁性層を構成するＮｉ化合物を確実に結晶化させることができ、耐コロージョン特性および磁気特性を確保することが可能となる。なお含有量が３ａｔ％未満であると、Ｎｉ化合物が強磁性を有してしまうため好ましくない。また含有量が８ａｔ％を超えると、Ｎｉの配向が悪化してしまうため好ましくない。
【００２４】
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の他の代表的な構成は、基体上に、信号を記録する磁気記録層と、磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、下地層の結晶配向性を制御するための非磁性層と、非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、非磁性層は、軟磁性層の上に設けられ、非晶質材料からなる第１非磁性層と、第１非磁性層の上に設けられ、ｆｃｃ構造を有する結晶質材料からなる第２非磁性層とから構成され、磁気記録層は、柱状に成長して磁性の結晶粒子を形成するＣｏ系合金と、結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成する複数の酸化物とからなることを特徴とする。
【００２５】
上記構成では、結晶質材料からなる第２非磁性層、すなわち従来の非磁性層と軟磁性層との間に、非晶質材料からなる第１非磁性層が介在する。非晶質材料は結晶質材料よりも高い硬度を有する。このため、硬い皮膜である第１非磁性層を用いて第２非磁性層（従来の非磁性層）成膜時の衝撃から軟磁性層を好適に防護し、かかる軟磁性層への悪影響を排除することができる。これにより、軟磁性層の表面粗さを低減することが可能となる。したがって、非磁性層と軟磁性層の境界面の粗さが低減され、軟磁性層とこの上に成膜される層における各境界面の粗さが改善されるため、これらの層の結晶配向性を向上させることができ、ＳＮＲの向上が図れる。そして、結晶質材料からなる第２非磁性層により、軟磁性層からのコロージョンの析出を抑制し、且つ良好な磁気特性を確保することが可能となる。また第２非磁性層がｆｃｃ構造を有する結晶質材料からなることで、第２非磁性層のｆｃｃ構造の（１１１）面上に、下地層のｈｃｐ構造の結晶粒子が成長するため、下地層の磁化容易軸を垂直方向に配向させることができる。したがって、ノイズが低減され、ＳＮＲを更に向上させることが可能となる。
【００２６】
また磁気記録層の粒界部を複数の酸化物から形成することで複数の酸化物の特性を得ることができるため、磁気記録層の結晶粒子（磁性粒子）の微細化および孤立化が、粒界部を１種類の酸化物から構成する場合よりも促進される。これにより、上述した第１非磁性層を介在させることによる結晶配向性の向上に伴う、磁気記録層の結晶粒子の粗大化が抑制されるため、結晶配向性が著しく向上しても、ＳＮＲの低下が生じることがない。したがって、ＳＮＲの飛躍的な向上を図ることができ、垂直磁気記録媒体の更なる高記録密度化を達成することが可能となる。
【００２７】
上記の第１非磁性層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物と、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物と、を含むとよい。
【００２８】
上記構成のように、第１非磁性層に、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔの群から選択される１または複数の元素、もしくはその化合物を含むことで、かかる第１非磁性層は軟磁性層をより好適に防護することができ、軟磁性層の表面粗さがより低減される。また第１非磁性層に、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくはその化合物を含むことで、第１非磁性層を好適に非晶質化することが可能となる。
【００２９】
上記の第２非磁性層は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｇの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物と、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物と、を含むとよい。
【００３０】
上記構成のように、第２非磁性層に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｇの群から選択される１または複数の元素、もしくはその化合物を含むことで、第２非磁性層の耐コロージョン特性および磁気特性をより向上させることが可能となる。また第２非磁性層に、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくはその化合物を含むことで、第２非磁性層を、非磁性化し且つ好適に結晶化することが可能となる。特に、Ｗは、原子間隔がＮｉよりも大きく、Ｒｕの原子間隔に近い。このため、第２非磁性層にＮｉを用いる場合にＷを更に含ませることにより、Ｎｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層の原子間隔に近づけることができ、第２非磁性層から下地層における連続的な結晶粒子の成長を促進することができる。
【００３１】
上記の酸化物は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕの群から選択される元素の酸化物であるとよい。これにより、磁気記録層の結晶粒子の微細化および孤立化をより促進することが可能となる。特に、Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化を最も促進することができ、Ｔｉの酸化物であるＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。
【００３２】
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基体上に軟磁性層を成膜し、軟磁性層上に、基体にバイアス電圧を印加せずに非晶質のＮｉ化合物からなる第１非磁性層を成膜し、第１非磁性層上に、基体にバイアス電圧を印加しながら結晶質のＮｉ化合物からなる第２非磁性層を成膜し、第２非磁性層上に、ＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層を成膜し、下地層より上に、信号を記録する磁気記録層を成膜することを特徴とする。
【００３３】
上記構成によれば、軟磁性層と、第２非磁性層、すなわち基体にバイアス電圧を印加しながら成膜される従来の非磁性層との間に、第１非磁性層が介在することとなる。かかる第１非磁性層は、基体にバイアス電圧を印加せずに成膜するので、第１非磁性層成膜時に軟磁性層が損傷を受けることがなく、軟磁性層の表面粗さの増大を回避することができる。このため、軟磁性層と第１非磁性層との境界面の粗さが増大することがない。そして、軟磁性層上に成膜された第１非磁性層上に従来の非磁性層である第２非磁性層を成膜することにより、軟磁性層は第１非磁性層により防護されるため、第２非磁性層成膜時に基体にバイアス電圧を印加しても、軟磁性層の表面粗さの増大を招くことがない。また第２非磁性層を基体にバイアス電圧を印加しながら成膜できることで、軟磁性層からのコロージョンの析出を抑制し、且つ高い磁気特性を確保することができる。したがって、バイアス電圧を印加しながら非磁性層（第２非磁性層）を成膜しつつ、これによる軟磁性層への悪影響を排除し、結晶配向性の向上、ひいてはＳＮＲの向上を図り、更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【００３４】
また上記構成では、第１非磁性層を非晶質のＮｉ化合物により構成する。非晶質材料は結晶質材料よりも高い硬度を有する。したがって、非晶質材料からなる硬い皮膜（第１非磁性層）により、従来の非磁性層（第２非磁性層）成膜時の衝撃から軟磁性層をより好適に防護することが可能となる。また第１非磁性層の硬度が高いことから、第２非磁性層成膜時に基体にバイアス電圧を印加しても、第１非磁性層と第２非磁性層の境界面の粗さの増大を招くことがない。これにより、結晶性である非磁性層とその直下の層の境界面の粗さが低減されるため、非磁性層（初期成長層）の結晶配向性が向上し、下地層、磁気記録層の結晶配向性が向上する。また非晶質材料の粒子は結晶構造を有さないため、非晶質材料からなる層は軟磁性層上に不規則に成膜する。したがって、非晶質の第１非磁性層により、微結晶により生じた軟磁性層の表面の微細な凹凸を平滑化し、軟磁性層の表面粗さ、ひいては軟磁性層上に成膜される層の界面粗さ（界面ラフネス）を低減することが可能となる。
【００３５】
更に、上記構成のように、第１非磁性層および第２非磁性層が共にＮｉを含有することにより、第１非磁性層の結晶の原子間隔と、第２非磁性層の結晶の原子間隔を近似させることができる。したがって、第２非磁性層の結晶性が向上し、下地層の結晶性および結晶配向性も向上するため、さらなるＳＮＲの向上を図ることができる。
【００３６】
上記の第１非磁性層は、Ｎｉと、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素の化合物からなるとよい。これにより、第１非磁性層を好適に非晶質化することが可能となる。
【００３７】
上記の第２非磁性層は、Ｎｉと、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素の化合物からなるとよい。これにより、第２非磁性層を、非磁性化し且つ好適に結晶化することが可能となる。特に、Ｗは、原子間隔がＮｉよりも大きく、Ｒｕの原子間隔に近い。このため、第２非磁性層にＮｉを用いる場合にＷを更に含ませることにより、Ｎｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層の原子間隔に近づけることができ、第２非磁性層から下地層における連続的な結晶粒子の成長を促進することができる。
【００３８】
本発明の他の代表的な構成は、基体上に、信号を記録する磁気記録層と、磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、下地層の下に設けられ非磁性の結晶質材料からなり下地層の結晶配向性を制御するための第２非磁性層と、第２非磁性層より下に設けられ非晶質材料からなる第１非磁性層と、第１非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、ビッカース硬さＡ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて軟磁性層を成膜し、ビッカース硬さＢ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて軟磁性層上に第１非磁性層を成膜し、基体にバイアス電圧を印加しながら第１非磁性層上に第２非磁性層を成膜し、ビッカース硬さＡとビッカース硬さＢの関係式は、Ａ＜Ｂを満たすことを特徴とする。
【００３９】
上記構成によれば、軟磁性層上に成膜される第１非磁性層は、かかる軟磁性層よりも高いビッカース硬さを有することとなる。したがって、軟磁性層は第１非磁性層により防護されるため、従来のようにバイアス電圧を印加して第２非磁性層を成膜したとしても、軟磁性層の表面粗さの増大を招くことがない。これにより、第２非磁性層と軟磁性層の境界面の粗さを低減されるため、結晶配向性が向上し、ＳＮＲの向上、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【００４０】
上記の第２非磁性層はＮｉＷからなるとよい。これにより、軟磁性層からのコロージョンの析出防止および磁気特性の確保を図ることができる。また第１非磁性層もＮｉを含む場合、かかる構成によれば第１非磁性層および第２非磁性層はともにＮｉを含むこととなる。したがって、第１非磁性層の結晶の原子間隔と、第２非磁性層の結晶の原子間隔を近似させることができる。その結果、第２非磁性層の結晶性が向上し、下地層の結晶性および結晶配向性も向上するため、さらなるＳＮＲの向上を図ることができる。更に、ＷはＮｉよりも原子間隔が大きく、Ｒｕの原子間隔に近いため、第２非磁性層にＷを含ませることにより、Ｎｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層の原子間隔に近づけることができる。これにより、第２非磁性層から下地層における連続的な結晶粒子の成長を促進することができる。
【００４１】
上記の第１非磁性層は、ＮｉＴａまたはＮｉＴｉからなるとよい。これにより、かかる第１非磁性層を用いて、軟磁性層を第２非磁性層成膜時の影響から好適に防護することが可能となる。
【００４２】
上記の第１非磁性層のＴａの含有量は、４０ａｔ％〜８５ａｔ％であるとよい。これにより、第１非磁性層のビッカース硬さを軟磁性層よりも高くすることができ、軟磁性層を好適に防護することが可能となる。
【００４３】
上記のビッカース硬さＢは、８００ＨＶ以上であるとよい。現状において用いられている軟磁性層のビッカース硬度は、おおよそ７００ＨＶ以上７５０ＨＶ未満である。したがって、かかる構成によれば、第１非磁性層のビッカース硬さが軟磁性層のそれを上回るため、第１非磁性層により軟磁性層を好適に防護することが可能となる。
【００４４】
上記の第１非磁性層の膜厚は、１ｎｍ〜３ｎｍであるとよい。第１非磁性層の厚みが１ｎｍよりも薄い場合、軟磁性層を十分に防護できなくなるおそれがある。また第１非磁性層の厚みが３ｎｍよりも厚い場合、当該垂直磁気記録媒体への信号の書き込み時における、磁気ヘッドからの磁束の軟磁性層への通過を妨げるおそれがある。したがって、第１非磁性層の厚みはかかる範囲内が好適である。
【００４５】
本発明の他の代表的な構成は、基体上に、信号を記録する磁気記録層と、磁気記録層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層と、下地層の下に設けられ非磁性の結晶質材料からなり下地層の結晶配向性を制御するための第２非磁性層と、第２非磁性層より下に設けられる軟磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、第２非磁性層と軟磁性層との間に、非晶質材料からなり、第２非磁性層をスパッタ成膜する際の衝撃から軟磁性層を防護するための第１非磁性層を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、非磁性層と軟磁性層の境界面の粗さを低減することで結晶配向性を向上し、かつ非磁性層と下地層の原子間隔のマッチングを向上させることにより、ＳＮＲを向上し、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能な垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】材質による特性の変化を示す図である。
【図３】第１前下地層の組成比による特性の変化を示す図である。
【図４】第２前下地層の組成比による特性の変化を示す図である。
【図５】第１前下地層と下記録層の材質による特性の変化を示す図である。
【図６】バイアス電圧によるＳＮＲの変化を示すグラフである。
【図７】組成比による第１前下地層のビッカース硬さの変化を示す図である。
【図８】第１前下地層の膜厚によるＳＮＲの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
（第１実施形態）
【００４９】
［垂直磁気記録媒体］
図１は、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、第１前下地層１１６ａ（第１非磁性層）、第２前下地層１１６ｂ（第２非磁性層）、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、下記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第１主記録層１２２ｃ、第２主記録層１２２ｄ、分断層１２４、補助記録層１２６、媒体保護層１２８、潤滑層１３０で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃはあわせて軟磁性層１１４を構成する。第１前下地層１１６ａと第２前下地層１１６ｂはあわせて前下地層１１６を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。下記録層１２２ａと介在層１２２ｂ、第１主記録層１２２ｃ、第２主記録層１２２ｄはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００５０】
ディスク基体１１０は、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板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。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のディスク基体１１０を得ることができる。
【００５１】
ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２６まで順次成膜を行い、媒体保護層１２８はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１３０をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成について説明する。
【００５２】
付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、軟磁性層１１４上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。
【００５３】
付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層、ＣｏＷ系非晶質層、ＣｒＷ系非晶質層、ＣｒＴａ系非晶質層、ＣｒＮｂ系非晶質層から選択することができる。付着層１１２は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばＣｒＴｉ層の上にＣｏＷ層またはＣｒＷ層を形成してもよい。
【００５４】
軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（AntiFerromagnetic exchange Coupling）を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層１１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢ、ＣｏＦｅＴａＺｒなどのＣｏ−Ｆｅ系合金、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００５５】
前下地層１１６は、非磁性層すなわち非磁性の合金層であり、本実施形態においては２層の非磁性層である第１前下地層１１６ａおよび第２前下地層１１６ｂから構成される。
【００５６】
第１前下地層１１６ａは非晶質のＮｉ化合物（Ｎｉ合金）から構成され、軟磁性層１１４を第２前下地層のスパッタ成膜から防護する作用を備える。すなわち、第２前下地層１１６ｂと軟磁性層１１４の間に第１前下地層１１６ａを設けることにより、第２前下地層１１６ｂを構成する結晶質材料による軟磁性層１１４への悪影響を排除することができ、軟磁性層１１４の表面粗さが低減される。これにより、軟磁性層１１４上に成膜される複数の層における各境界面の粗さが改善され、これらの層の結晶配向性を向上することが可能となる。したがって、ＳＮＲの向上および高記録密度化の達成を図ることができる。
【００５７】
また第１前下地層１１６ａは、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第１前下地層１１６ａのＮｉ化合物を好適に非晶質化することができる。
【００５８】
なお、第１前下地層１１６ａのＮｉ化合物を確実に非晶質化するためには、上記の元素または元素の化合物の含有量は、４０ａｔ％〜６０ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が４０ａｔ％未満であるとＮｉ化合物の非晶質化が不十分となり、含有量が６０ａｔ％を超えると、第１前下地層１１６ａ上に成膜される第２前下地層１１６ｂの結晶粒子の成長の礎となるＮｉの量が不足してしまうため好ましくない。
【００５９】
第２前下地層１１６ｂは結晶質のＮｉ化合物から構成され、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。第２前下地層１１６ｂは面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。
【００６０】
また第２前下地層１１６ｂは、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは、元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂのＮｉ化合物を好適に結晶化することができる。中でも、Ｗは、原子間隔がＮｉよりもＲｕに近いため、Ｗを含ませることにより、第２前下地層１１６ｂのＮｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層１１８の原子間隔に近づけることが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂから下地層１１８に続く連続的な結晶粒子の成長が促進される。
【００６１】
なお、第２前下地層１１６ｂのＮｉ化合物を確実に結晶化するためには、上記の元素または元素の化合物の含有量は、３ａｔ％〜８ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が３ａｔ％未満であるとＮｉ化合物が強磁性を有してしまい、含有量が８ａｔ％を超えると、Ｎｉ化合物の結晶化が不十分となり、耐コロージョン特性および磁気特性が著しく低下してしまうため好ましくない。
【００６２】
また第２前下地層１１６ｂは、下地層１１８との原子間隔のマッチングを図るために、ディスク基体１１０にバイアスを印加した状態でスパッタ成膜してもよい。これにより下地層１１８の結晶配向性を向上させることができる。また、第２前下地層１１６ｂの下に第１前下地層１１６ａと設けていることにより、第２前下地層１１６ｂの成膜時にバイアスを印加しても、軟磁性層１１４の表層が粗くなることがない。
【００６３】
そして上記説明したように、本実施形態では、第１前下地層１１６ａおよび第２前下地層１１６ｂ共にＮｉを含有するように構成している。これにより、第１前下地層１１６ａの原子間隔と、第２前下地層１１６ｂの原子間隔とを近似させることが可能となる。したがって、第１前下地層１１６ａから第２前下地層１１６ｂにかけて結晶粒子が連続的に成長し、更なる結晶配向性の向上を図ることができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては第２前下地層１１６ｂを合金層とした、すなわちＮｉ化合物から構成したが、これに限定するものではなく、かかる第２前下地層１１６ｂはＮｉを含む結晶性材料であればよい。したがって、Ｎｉ単体で構成することも可能である。
【００６５】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラ構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層１２２の配向性を向上させることができる。下地層１１８の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ等のＲｕ化合物から選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の原子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層１２２を良好に配向させることができる。
【００６６】
下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第１下地層１１８ａによる磁気記録層１２２の結晶配向性の向上、および第２下地層１１８ｂによる磁気記録層１２２の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００６７】
また、ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ｒｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Ｃｏの結晶粒子の微細化も可能となる。
【００６８】
さらに、下地層１１８のＲｕに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにＲｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層１２２のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。したがって、本実施形態では、２層で構成される下地層１１８のうち、磁気記録層１２２の直下に成膜される第２下地層１１８ｂに酸素を含ませる。すなわち第２下地層１１８ｂをＲｕＯにより構成する。これにより、上記の利点を最も効果的に得ることができる。なお酸素はリアクティブスパッタによって含有させてもよいが、スパッタリング成膜する際に酸素を含有するターゲットを用いることが好ましい。
【００６９】
磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒子（結晶粒子）の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラ構造を有している。磁気記録層１２２は、本実施形態では下記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第１主記録層１２２ｃ、第２主記録層１２２ｄから構成されている。これにより、下記録層１２２ａの結晶粒子（磁性粒子）から継続して第１主記録層１２２ｃ、第２主記録層１２２ｄの小さな結晶粒子が成長し、主記録層の微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。
【００７０】
本実施形態では、下記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ５用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ５は、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＣｒ２Ｏ５（酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成する。
【００７１】
介在層１２２ｂは非磁性の薄膜であって、下記録層１２２ａと第１主記録層１２２ｃの間に介在させることにより、これらの間の磁気的な連続性は分断される。このとき介在層１２２ｂの膜厚を所定の膜厚（０．７〜０．９ｎｍ）とすることにより、下記録層１２２ａと第１主記録層１２２ｃとの間には反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生する。これにより介在層１２２ｂの上下の層の間では磁化が引き合い、相互に磁化方向を固定するように作用するため、磁化軸の揺らぎが低減し、ノイズを低減することができる。
【００７２】
介在層１２２ｂは、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されるとよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと原子間隔が近いため、磁気記録層１２２の間に介在させてもＣｏの結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいからである。また介在層１２２ｂが極めて薄いことによっても、エピタキシャル成長を阻害しにくいものとなっている。
【００７３】
ここで下記録層１２２ａは、介在層１２２ｂがなければ第１主記録層１２２ｃおよび第２主記録層１２２ｄと連続した磁石であったところ、介在層１２２ｂによって分断されるために個別の短い磁石となる。そして、さらに下記録層１２２ａの膜厚を薄くすることにより、グラニュラ磁性粒子の縦横比が短くなることから（垂直磁気記録媒体においては、膜厚方向が磁化容易軸の縦方向にあたる）、磁石の内部に発生する反磁界が強くなる。このため下記録層１２２ａは硬磁性であるにもかかわらず、外部に出す磁界が小さくなり、磁気ヘッドによって拾われにくくなる。すなわち、下記録層１２２ａの膜厚を調節することによって、磁気ヘッドまで磁束が到達しにくく、かつ第１主記録層１２２ｃに対しては磁気的相互作用を有する程度に磁気モーメント（磁石の強さ）を設定することにより、高い保磁力を発揮しながらもノイズの少ない磁気記録層とすることができる。
【００７４】
本実施形態において第１主記録層１２２ｃはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いる。これにより、第１主記録層１２２ｃにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。
【００７５】
また本実施形態において第２主記録層１２２ｄは第１主記録層１２２ｃと連続しているが、組成および膜厚が異なっている。第２主記録層１２２ｄはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４を用いる。これにより、第２主記録層１２２ｄにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｏ３Ｏ４（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。
【００７６】
上記のように、本実施形態では第２主記録層１２２ｄが第１主記録層１２２ｃよりも多くの酸化物を含む構成としている。これにより、第１主記録層１２２ｃから第２主記録層１２２ｄにかけて、結晶粒子の分離を段階的に促進することができる。
【００７７】
また上記のように、第２主記録層１２２ｄにＣｏ酸化物を含有させている。ＳｉＯ２やＴｉＯ２を酸化物として混入すると、酸素欠損が生じる事実があり、ＳｉイオンやＴｉイオンが磁性粒子に混入して結晶配向性が乱れ、保磁力Ｈｃが低下してしまう。そこでＣｏ酸化物を含有させることにより、この酸素欠損を補うための酸素担持体として機能させることができる。Ｃｏ酸化物としてはＣｏ３Ｏ４を例示するが、ＣｏＯでもよい。
【００７８】
Ｃｏ酸化物はＳｉＯ２やＴｉＯ２よりもギブスの自由化エネルギーΔＧが大きく、Ｃｏイオンと酸素イオンが分離しやすい。したがってＣｏ酸化物から優先的に酸素が分離し、ＳｉＯ２やＴｉＯ２において生じた酸素欠損を補って、ＳｉやＴｉのイオンを酸化物として完成させ、粒界に析出させることができる。これにより、ＳｉやＴｉなどの異物が磁性粒子に混入することを防止し、その混入によって磁性粒子の結晶性を乱すことを防止することができる。このとき余剰となったＣｏイオンは磁性粒子に混入すると考えられるが、そもそも磁性粒子がＣｏ合金であるために、磁気特性を損なうことはない。したがって磁性粒子の結晶性および結晶配向性が向上し、保磁力Ｈｃを増大させることが可能となる。また、飽和磁化Ｍｓが向上することから、オーバーライト特性も向上するという利点を有している。
【００７９】
ただし、全ての磁気記録層にＣｏ酸化物を混入すると、ＳＮＲが低下するという問題がある。そこで、上記のようにＣｏ酸化物を混入しない第１主記録層１２２ｃを設けることにより、第１主記録層１２２ｃで高いＳＮＲを確保しつつ、第２主記録層１２２ｄで高い保磁力Ｈｃおよびオーバーライト特性を得ることが可能となる。なお第１主記録層１２２ｃの膜厚よりも第２主記録層１２２ｄの膜厚が厚いことが好ましく、好適な一例として第１主記録層１２２ｃを２ｎｍ、第２主記録層１２２ｄを８ｎｍとすることができる。
【００８０】
なお、上記に示した下記録層１２２ａおよび第１主記録層１２２ｃ、第２主記録層１２２ｄに用いた物質は一例であり、これに限定するものではない。粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物も好適に用いることができる。
【００８１】
さらに本実施形態では、下記録層１２２ａおよび第１主記録層１２２ｃにおいて２種類、第２主記録層１２２ｄにおいて３種類の非磁性物質（酸化物）を用いているが、これに限定するものではない。例えば、下記録層１２２ａから第２主記録層１２２ｄのいずれかまたはすべてにおいて、１種類の非磁性物質を用いてもよいし、２種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含むことが好ましい。したがって、本実施形態とは異なり、下記録層１２２ａから第２主記録層１２２ｄが１層のみで構成される場合（介在層１２２ｂを設けない場合）、かかる磁気記録層はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなることが好ましい。
【００８２】
分断層１２４は、磁気記録層１２２（第２主記録層１２２ｄ）と補助記録層１２６との間に設けられた非磁性の層である。ただし分断層１２４は、介在層１２２ｂよりも厚く形成する。これにより、磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間には磁気的効果として反強磁性交換結合ではなく、強磁性交換結合が発生する。これにより磁気記録層１２２が補助記録層１２６に対するピン層（磁化方向固定層）として作用し、補助記録層１２６に起因するノイズを低減させてＳＮＲを向上させることができる。
【００８３】
また本実施形態において分断層１２４は、Ｒｕ、Ｒｕ化合物、Ｒｕと酸素、またはＲｕと酸化物を含む薄膜によって構成することができる。これによっても、補助記録層１２６に起因するノイズを低減させることができる。分断層１２４を成膜する際に、分断層１２４に含有される酸素が磁気記録層１２２の酸化物の上に偏析し、磁性粒子の上にＲｕが偏析することにより、磁気記録層１２２のＣｏの結晶構造を補助記録層１２６のＣｏまで継承させられるためと考えられる。
【００８４】
分断層１２４のＲｕに含有させる酸化物としては様々なものが考えられるが、特にＷ、Ｔｉ、Ｒｕの酸化物を用いることにより、電磁変換特性（ＳＮＲ）を向上させることができる。例えば分断層１２４は、ＲｕＯ、ＲｕＷＯ３、またはＲｕＴｉＯ２であってもよい。中でも、ＷＯ３は高い効果を得ることができる。
【００８５】
これは、Ｒｕに含有させた酸素がスパッタ中に解離され、解離された酸素が、酸素添加の効果も示すためと考えられる。つまり、ＷＯ３を使うことにより、酸素添加の効果と酸化物添加の効果を併せ持つことができるので、好適である。酸化物の他の例としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物も好適に用いることができる。
【００８６】
補助記録層１２６は基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１２６は磁気記録層１２２に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層１２６の材質としては、例えばＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層１２６は逆磁区核形成磁界Ｈｎの調整、保磁力Ｈｃの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層１２６は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層１２６は磁気記録層１２２の上方に設けているが、下方に設けてもよい。
【００８７】
なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１２６全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Ｃｒが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層１２６に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層１２２の粒界よりも面積が小さい（酸化物の含有量が少ない）ことが好ましい。補助記録層１２６の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層１２２のグラニュラ磁性粒子と磁気的相互作用を有する（交換結合を行う）ことによってＨｎおよびＨｃを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびＳＮＲを向上させていると考えられる。またグラニュラ磁性粒子と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラ磁性粒子の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のＯＷ特性を向上させるものと考えられる。
【００８８】
媒体保護層１２８は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成することができる。媒体保護層１２８は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１００を防護することができる。
【００８９】
潤滑層１３０は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層１２８表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１３０の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層１２８の損傷や欠損を防止することができる。
【００９０】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができた。次に、本実施形態の実施例を説明する。
【００９１】
（実施例）
ディスク基体１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１１２から補助記録層１２６まで順次成膜を行った。付着層１１２は、Ｃｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１１４は、０．７ｎｍのスペーサ層１１４ｂを挟んで、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃをそれぞれ９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒで２０ｎｍ成膜した。前下地層１１６（第１前下地層および第２前下地層）の組成については後述する。第１下地層１１８ａは０．６ＰａのＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を１０ｎｍ成膜した。第２下地層１１８ｂは、酸素が含まれているターゲットを用いて５ＰａのＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ（ＲｕＯ）膜を１０ｎｍ成膜した。下記録層１２２ａは３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を２ｎｍ成膜した。介在層１２２ｂはＲｕを０．４〜０．５ｎｍ成膜した。第１主記録層１２２ｃは３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。第２主記録層１２２ｄは３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１２Ｃｒ―１６Ｐｔ）−４．５（ＳｉＯ２）−４．５（ＴｉＯ２）−１（Ｃｏ３Ｏ４）を１２ｎｍ成膜した。分断層１２４はＲｕＷＯ３を０．３ｎｍ成膜した。補助記録層１２６は６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを６ｎｍ成膜した。媒体保護層１２８はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４およびＣＮを用いて４ｎｍ成膜し、潤滑層１３０はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００９２】
図２は、材質による特性の変化を示す図である。なお、第１前下地層１１６ａ、第２前下地層１１６ｂ、第１下地層１１８ａに用いた材質については図２に示す通りであり、それらの組成比については元素記号に付記した数値の通りである。詳しくは、実施例１〜３は第２前下地層１１６ｂを９７Ｎｉ−３Ｗとし、第１前下地層１１６ａを実施例１は４５Ｎｉ−Ｔａ５５、実施例２は５０Ｎｉ−Ｔｉ５０としている。実施例３は第１前下地層１１６ａを４５Ｎｉ−Ｔａ５５とし、第１下地層１１８ａをＲｕに代えて９０Ｒｕ−Ｃｒ１０としている。比較例１は、第１前下地層１１６ａを４５Ｎｉ−Ｔａ５５とし、第２前下地層１１６ｂを設けていない例である。比較例２は、第１前下地層１１６ａを設けずに、第２前下地層１１６ｂを９７Ｎｉ−３Ｗとした例である。なおＮｉ化合物において添加物の比率が約４０ａｔ％以上になると非晶質化するため、これら実施例１〜３および比較例１、２はいずれも第１前下地層１１６ａが非晶質である。
【００９３】
また、図２中、Ｒａとは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した、軟磁性層１１４の表面粗さ、すなわち軟磁性層１１４と第１前下地層１１６ａとの境界面の粗さを表している。この値が大きいほど、境界面がより荒れた状態であることを示す。Δθ５０とは、Ｘ線回折装置を用いたロッキングカーブ法により測定した、結晶粒子の結晶配向性である。この値は、結晶粒子の配向のバラつきの大きさを表す配向分散（ｃ軸分散角）であり、小さいほど配向性に優れていることを示す。Ｈｃとは保磁力であり、静磁気特性の一種である。磁気記録層１２２のＨｃが上昇するにつれ、磁気記録層１２２の磁化が反転しにくくなり、垂直磁気記録媒体１００の信号保持性能が向上する。また、Ｈｃは、高記録密度化に伴って狭隘化するトラック幅でもデータ保持を可能とするために必要である。Ｈｎとは逆磁区核形成磁界であり、Ｈｎの絶対値が大きいほど、熱揺らぎ現象に対する耐性が高い。ＳＮＲとはシグナルノイズ比であり、電磁変換特性の一種である。ＳＮＲは信号とノイズの強度比を表しており、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。
【００９４】
図２に示すように、実施例と比較例とを比較すると、すべての実施例において、比較例よりも結晶粒子の結晶配向性（Δθ５０）が優れ、高いＳＮＲを得られることが理解できる。実施例について詳述すると、実施例１および２に示すように、第１前下地層１１６ａにＴａやＴｉを含有させることにより、高記録密度化に必要とされる１８．０ｄＢ以上のＳＮＲを得ることが可能となる。また実施例３から、第１下地層１１８ａにはＲｕだけでなく、Ｒｕ化合物も好適であることが理解できる。
【００９５】
更に比較例について詳述すると、比較例１から、非晶質のＮｉ化合物（ＮｉＴａ）を用いれば境界面の粗さ（表面粗さ）を低下させられることがわかる。しかし、この場合、結晶質のＮｉ化合物からなる第２前下地層１１６ｂを備えていないため、磁気特性（Ｈｃ、Ｈｎ、ＳＮＲ）を確保することができない。また比較例２では、結晶質のＮｉ化合物からなる第２前下地層１１６ｂを備えているため、ＳＮＲ以外の磁気特性はある程度確保できている。しかし、この場合、非晶質からなる第１前下地層１１６ａを備えていないため、境界面の粗さ（表面粗さＲａ）が増大し、結晶粒子の結晶配向性が低下し、高記録密度化を達成可能なＳＮＲ（１８．０ｄＢ以上）を得ることができない。
【００９６】
上記の結果から、垂直磁気記録媒体１００に、非晶質のＮｉ化合物からなる第１前下地層１１６ａ、および結晶質のＮｉ化合物からなる第２前下地層１１６ｂを設け、第１前下地層１１６ａを構成する材料を最適化することにより、境界面の粗さを低下させ、結晶配向性の向上、ひいてはＳＮＲの向上が可能であることが理解できる。
【００９７】
図３は、第１前下地層１１６ａの組成比による特性の変化を示す図である。図３（ａ）は、図２の実施例１をベースにして第１前下地層１１６ａの組成比を変化させた場合の特性の変化を示す表であり、図３（ｂ）は、かかる組成比とＳＮＲとの関係を示すグラフである。なお第１前下地層１１６ａ、第２前下地層１１６ｂ、第１下地層１１８ａに用いた材質およびそれらの組成比の表記については図２と同様である。また各パラメータの説明については重複記載となるため説明を省略する。
【００９８】
図３（ａ）に示すように、第１前下地層１１６ａのＮｉおよびＴａの組成比を、実施例１をベースにして前後に振る。詳しくは、実施例１、４、５、６はいずれも第２前下地層１１６ｂを９７Ｎｉ−３Ｗとし、第１前下地層１１６ａを、実施例４は６５Ｎｉ−Ｔａ３５、実施例５は５５Ｎｉ−４５Ｔａ、実施例１は４５Ｎｉ−Ｔａ５５、実施例６は３５Ｎｉ−６５Ｔａとしている。
【００９９】
図３（ａ）を参照すると、第１前下地層１１６ａのＴａの含有量が３５ａｔ％を超えると（実施例４）、境界面の表面粗さが低下し、結晶配向性も向上する。その結果、各種磁気特性も向上する。そして、Ｔａの含有量を更に増加させていく（実施例５および１）と、Ｔａの含有量が５５ａｔ％（実施例１）となったあたりで磁気的特性はピークに達する。その後、Ｔａの含有量を更に増加させると、磁気特性は低下する（実施例６）。このことから、第１前下地層１１６ａにおけるＴａの含有量を適切な範囲とすることで、高い磁気特性を好適に確保できることが理解できる。
【０１００】
そして、図３（ｂ）を参照すると、高記録密度化に必要とされるＳＮＲ１８．０ｄＢ以上という条件を満たすためには、第１前下地層１１６ａにおけるＴａの含有量は、約４０ａｔ％〜約６０ａｔ％であることがわかる。なお、含有量が４０ａｔ％未満（実施例４）の場合、第１前下地層１１６ａの非晶質化が不十分となり、軟磁性層１１４を第２前下地層１１６ｂから十分に防護できず、境界面の粗さ（表面粗さＲａ）が増大してしまい、高記録密度化に必要とされるだけの磁気特性を確保できなかったと考えられる。また、含有量が６０ａｔ％を超えた場合（実施例６）、第１前下地層１１６ａに含まれるＮｉの量が不足し、その上に成膜される第２前下地層１１６ｂのＮｉの結晶粒子の連続的な成長が阻害され、磁気特性が低下したと推測される。
【０１０１】
図４は、第２前下地層１１６ｂの組成比による特性の変化を示す図である。図４（ａ）は、図２の実施例１をベースにして第２前下地層１１６ｂの組成比を変化させた場合の特性の変化を示す表であり、図４（ｂ）は、かかる組成比とＳＮＲとの関係を示すグラフである。なお第１前下地層１１６ａ、第２前下地層１１６ｂ、第１下地層１１８ａに用いた材質およびそれらの組成比の表記については図２と同様である。また各パラメータの説明については重複記載となるため説明を省略する。
【０１０２】
図４（ａ）に示すように、第２前下地層１１６ｂのＮｉおよびＷの組成比を、実施例１をベースにして変化させる。詳しくは、実施例１、７、８、９において第１前下地層１１６ａはいずれも４５Ｎｉ−５５Ｔａであり、第２前下地層１１６ｂは、実施例１が９７Ｎｉ−３Ｗ、実施例７が９５Ｎｉ−５Ｗ、実施例８が９３Ｎｉ−７Ｗ、実施例９が９１Ｎｉ−９Ｗである。
【０１０３】
図４（ａ）を参照すると、第２前下地層１１６ｂのＷの含有量を３ａｔ％（実施例１）から増加させていくと徐々に各磁気特性が低下し始め（実施例７および８）、含有量が９ａｔ％を超えるとＳＮＲが所望の値（１８．０ｄＢ以上）を満たさなくなってしまう。
【０１０４】
そして、図４（ｂ）を参照すると、高記録密度化に必要とされるＳＮＲ１８．０ｄＢ以上という条件を満たすためには、第２前下地層１１６ｂのＷの含有量は、約８ａｔ％が上限であることがわかる。このことから、第２前下地層１１６ｂにおけるＷの含有量は、約３ａｔ％〜約８ａｔ％の範囲が適切であり、これにより、第２前下地層１１６ｂと第１下地層１１８ａの原子間隔のマッチングが向上し、ＳＮＲが向上することが理解できる。なお、含有量が３ａｔ％未満であると、第２前下地層１１６ｂが強磁性を有してしまうため好ましくない。また含有量が８ａｔ％を超えると、第２前下地層１１６ｂが非晶質化してしまい、上述したように磁気特性の確保が困難となる。
【０１０５】
上記説明した如く、本実施形態によれば、前下地層１１６（第１前下地層１１６ａ）と軟磁性層１１４（第１軟磁性層１１４ａ）の境界面の粗さを低減することで結晶配向性を向上し、かつ前下地層１１６（第２前下地層１１６ｂ）と下地層１１８（第１下地層１１８ａ）の原子間隔のマッチングを向上させることにより、ＳＮＲを向上し、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【０１０６】
（第２実施形態）
また発明者らが検討したところ、軟磁性層上に非磁性層を成膜する際（スパッタ時）に、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜すると、非磁性層と軟磁性層との境界面が粗くなる傾向があることを見出した。そこで、発明者は、バイアス電圧を印加せずに非磁性層を成膜することも検討した。しかし、非磁性層成膜時のバイアス電圧の印加は、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）の向上を目的として行われているため、バイアス電圧を印加しないとかかる特性の著しい低下を招いてしまう。したがって、非磁性層成膜時にはバイアス電圧を印加せざるを得なかった。
【０１０７】
そこで、発明者は研究を重ね、非磁性層とその下の軟磁性層との間に、軟磁性層を防護する層を介在させることにより、バイアス電圧を印加しながら非磁性層を成膜しつつ、かかる非磁性層による軟磁性層への悪影響を排除し、結晶配向性の著しい向上を図ることが可能であると考えた。そして、かかる手法を用いて垂直磁気記録媒体を作製し、そのＳＮＲの評価を行った。
【０１０８】
しかし、上記の手法を用いた垂直磁気記録媒体のＳＮＲは、結晶配向性の向上に伴って一旦は向上するものの、結晶配向性がある程度に達すると低下しはじめることがわかった。したがって、その原因を突き止めるべく、かかる垂直磁気記録媒体を精査した結果、結晶配向性の向上に伴って磁気記録層の結晶粒子（磁性粒子）が粗大化し始め、結晶粒子が所定の大きさに達すると、磁化遷移領域ノイズの増大によりＳＮＲが低下し始めることが判明した。
【０１０９】
したがって、結晶配向性のみを向上するだけではＳＮＲを飛躍的に向上させることは困難であり、上記の手法のみを用いてのＳＮＲの向上には限界があると考え、更に検討を重ねた。その結果、上記の手法と併せて磁気記録層の結晶粒子の微細化を図ることで、結晶配向性を向上させつつ、これに伴う磁気記録層の結晶粒子の粗大化を抑制し、ＳＮＲを飛躍的に向上することが可能であることを見出した。
【０１１０】
そこで本実施形態は、第２非磁性層をｆｃｃ構造を有する結晶質材料で構成したことについて説明する。これは、磁気記録層を、柱状に成長して磁性の結晶粒子を形成するＣｏ系合金と、結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成する複数の酸化物とから構成したことに密接な関係がある。
【０１１１】
以下、上記第１実施形態と異なる部分、もしくはさらに詳細に説明すべき部分について記載し、説明の重複する部分については説明を省略する。
【０１１２】
第１前下地層１１６ａは非晶質材料から構成され、軟磁性層１１４を第２前下地層のスパッタ成膜から防護する作用を備える。詳細には、非晶質材料は結晶質材料よりも高い硬度を有するため、非晶質材料から構成される第１前下地層１１６ａを第２前下地層１１６ｂと軟磁性層１１４の間に第１前下地層１１６ａを設けることにより、硬い皮膜（第１前下地層１１６ａ）により、従来の非磁性層（第２前下地層１１６ｂ）成膜時の衝撃から軟磁性層を好適に防護することが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂ成膜時の軟磁性層１１４への悪影響を排除することができ、軟磁性層１１４の表面粗さが低減される。したがって、軟磁性層１１４上に成膜される複数の層における各境界面の粗さが改善され、これらの層の結晶配向性を向上することが可能となり、ＳＮＲの向上および高記録密度化の達成を図ることができる。
【０１１３】
本実施形態において、第１前下地層１１６ａは、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物からなるとよい。これにより、かかる第１前下地層１１６ａが軟磁性層１１４をより好適に防護することができ、軟磁性層１１４の表面粗さがより低減される。
【０１１４】
また第１前下地層１１６ａは、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第１前下地層１１６ａを好適に非晶質化することができる。なお、第１前下地層１１６ａを確実に非晶質化するためには、これらの元素または元素の化合物の含有量は、４０ａｔ％〜６０ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が４０ａｔ％未満であると非晶質化が不十分となり、含有量が６０ａｔ％を超えると、第１前下地層１１６ａ上に成膜される第２前下地層１１６ｂの結晶粒子の成長の礎となるＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｔの量が不足してしまうため好ましくない。
【０１１５】
第２前下地層１１６ｂは結晶質材料から構成され、軟磁性層１１４からのコロージョンの析出を抑制する作用、および良好な磁気特性を確保する作用を備える。また第２前下地層１１６ｂは、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能も備える。このため、第２前下地層１１６ｂを構成する結晶質材料はｆｃｃ構造を有するとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂのｆｃｃ構造の（１１１）面上に、下地層１１８のｈｃｐ構造の結晶粒子が成長し、下地層１１８の磁化容易軸を垂直方向に配向させることができる。したがって、ノイズが低減され、ＳＮＲを更に向上させることが可能となる。なお、第２前下地層１１６ｂは面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。
【０１１６】
本実施形態では、上記の第２前下地層１１６ｂは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｙ、Ａｇの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物からなるとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂの耐コロージョン特性および磁気特性をより向上することが可能となる。
【０１１７】
また第２前下地層１１６ｂは、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは、元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂを好適に非磁性化および結晶化することができる。中でも、Ｗは、原子間隔がＮｉよりもＲｕに近いため、Ｗを含ませることにより、第２前下地層１１６ｂにＮｉを用いる場合にその原子間隔を、Ｒｕからなる下地層１１８の原子間隔に近づけることが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂから下地層１１８に続く連続的な結晶粒子の成長が促進される。
【０１１８】
なお、第２前下地層１１６ｂを確実に結晶化するためには、上記の元素または元素の化合物の含有量は、３ａｔ％〜８ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が３ａｔ％未満であると第２前下地層が強磁性を有してしまい、含有量が８ａｔ％を超えると、第２前下地層の結晶化が不十分となり、耐コロージョン特性および磁気特性が著しく低下してしまうため好ましくない。
【０１１９】
また第２前下地層１１６ｂは、下地層１１８との原子間隔のマッチングを図るために、ディスク基体１１０にバイアスを印加した状態でスパッタ成膜してもよい。これにより下地層１１８の結晶配向性を向上させることができる。また、第２前下地層１１６ｂの下に第１前下地層１１６ａと設けていることにより、第２前下地層１１６ｂの成膜時にバイアスを印加しても、軟磁性層１１４の表層が粗くなることがない。
【０１２０】
本実施形態では、磁気記録層１２２（下記録層１２２ａ）を、柱状に成長して磁性の結晶粒子（磁性粒子）を形成するＣｏ系合金と、結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成する複数の酸化物（複合酸化物）とから構成する。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができるため、下記録層１２２ａ（磁気記録層１２２）の結晶粒子（磁性粒子）の微細化および孤立化が、粒界部を１種類の酸化物から構成する場合よりも促進される。したがって、上述した第１前下地層１１６ａを介在させることによる結晶配向性の向上に伴う、磁気記録層１２２（特に下記録層１２２ａ）の結晶粒子の粗大化が抑制されるため、結晶配向性が著しく向上しても、ＳＮＲの低下が生じることがない。その結果、ＳＮＲの飛躍的な向上を図ることができ、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化を達成することが可能となる。
【０１２１】
上記の酸化物は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕの群から選択される元素の酸化物であるとよい。これにより、下記録層１２２ａの結晶粒子の微細化および孤立化をより促進することが可能となる。特に、Ｓｉの酸化物であるＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化を最も促進することができ、Ｔｉの酸化物であるＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。故に、下記録層１２２ａの粒界部を構成する複数の酸化物としては、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２を用いることが最も好ましい。
【０１２２】
したがって、複数の酸化物としてＳｉＯ２およびＴｉＯ２を用いた場合、すなわち下記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いた場合を例示する。この場合、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２は、Ｃｏ系合金であるＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２（酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成する。
【０１２３】
（実施例）
本実施形態の実施例および比較例について説明する。第２実施形態において実施例と比較例は、下記に示す実施例または比較例で説明していない部分については上記第１実施形態と同様の組成、膜厚、もしくは成膜条件で製造した。
【０１２４】
図５は第１前下地層１１６ａと下記録層１２２ａの材質による特性の変化を示す図である。図５中、実施例２１は、第１前下地層１１６ａを５０Ｃｒ−５０Ｔａで構成し、下記録層１２２ａを９５（Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−２．５（ＳｉＯ２）−２．５（ＴｉＯ２）で構成した。実施例２２は、第１前下地層１１６ａを５０Ｎｉ−５０Ｔａで構成し、下記録層１２２ａは実施例２１と同様に構成した。比較例２１は、第１前下地層１１６ａを設けず、下記録層１２２ａは実施例２１と同様に構成した。比較例２２は、第１前下地層１１６ａを設けず、下記録層１２２ａを９５（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）で構成した。比較例２３は、第１前下地層１１６ａを５０Ｃｒ−５０Ｔａで構成し、下記録層１２２ａは比較例２２と同様に構成した。比較例２４は、第１前下地層１１６ａを５０Ｎｉ−５０Ｔａで構成し、下記録層１２２ａは比較例２２と同様に構成した。なお、すべての実施例および比較例において、第２前下地層１１６ｂは９５Ｎｉ−５Ｗで構成した。
【０１２５】
また図５中、Δθ５０（Ｒｕ）とは、Ｘ線回折装置を用いたロッキングカーブ法（ＸＲＤ）により測定した、下地層１１８のＲｕの結晶粒子の結晶配向性である。この値は、結晶粒子の配向のバラつきの大きさを表す配向分散（ｃ軸分散角）であり、小さいほど配向性に優れていることを示す。粒子径は、平面透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した、下記録層１２２ａの結晶粒子の径であり、この値が小さいほど、結晶粒子が小さく、結晶粒子の微細化が促進されていることを示す。ＳＮＲは信号とノイズの強度比を表しており、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。
【０１２６】
図５に示す実施例２１、実施例２２、比較例２１および比較例２２を比較すると、実施例２１および実施例２２は、比較例２１および比較例２２よりもΔθ５０（Ｒｕ）が小さく、高いＳＮＲが得られている。このことから、実施例のように軟磁性層１１４と第２前下地層１１６ｂとの間に第１前下地層１１６ａを介在させることにより、第２前下地層１１６ｂ成膜時の軟磁性層１１４への悪影響が排除され、軟磁性層１１４とこの上に成膜される層、特に下地層１１８の結晶配向性を改善することができるため、ＳＮＲの向上が図れることが理解できる。
【０１２７】
また、実施例２１と比較例２３、および実施例２２と比較例２４を比較すると、下記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いた場合（実施例２１、実施例２２）の方が、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２を用いた場合（比較例２３、比較例２４）よりも下記録層１２２ａの結晶粒子の粒子径が小さい。このことから、磁気記録層１２２（特に下記録層１２２ａ）の粒界部を複数の酸化物から形成することで複数の酸化物の特性を得ることができ、粒界部を１種類の酸化物から構成する場合よりも、磁気記録層１２２の結晶粒子（磁性粒子）の微細化および孤立化が促進されることがわかる。したがって、第１前下地層１１６ａの介在により結晶配向性が著しく向上しても、磁気記録層１２２の結晶粒子の粗大化が抑制されるため、ＳＮＲの飛躍的な向上が可能であることが理解できる。
【０１２８】
上記説明した如く、本実施形態によれば、第２軟磁性層１１４ｂ（軟磁性層１１４）と第２前下地層１１６ｂ（前下地層１１６）との間に第１前下地層１１６ａを設けることで、軟磁性層１１４上に成膜される層の結晶配向性を向上し、且つ下記録層１２２ａ（磁気記録層１２２）の粒界部を複数の酸化物から構成することで、結晶配向性の向上に伴う結晶粒子（磁性粒子）の粗大化を抑制し、ＳＮＲの飛躍的な向上を図ることができる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化が可能となる。
【０１２９】
なお、本実施形態においては第２前下地層１１６ｂをＮｉＷ（Ｎｉ化合物）の合金層としたが、これに限定するものではなく、かかる第２前下地層１１６ｂは結晶性材料であればよい。したがって、第２前下地層１１６ｂをＮｉ単体で構成することも可能である。
【０１３０】
（第３実施形態）
また発明者らが検討したところ、軟磁性層上に非磁性層を成膜する際（スパッタ時）に、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜すると、非磁性層と軟磁性層との境界面が粗くなる傾向があることがわかった。そこで、発明者は、バイアス電圧を印加せずに非磁性層を成膜することも検討した。しかし、非磁性層成膜時のバイアス電圧の印加は、静磁気特性の向上を目的として行われているため、バイアス電圧を印加しないとかかる特性の著しい低下を招いてしまう。したがって、非磁性層成膜時にはバイアス電圧を印加せざるを得なかった。
【０１３１】
そこで、更に研究を重ね、非磁性層とその下の軟磁性層との間に所定条件の層を介在させることにより、バイアス電圧を印加しながら非磁性層を成膜しつつ、かかる非磁性層による軟磁性層への悪影響を排除し、上記課題を解決できることを見出した。
【０１３２】
そこで本実施形態では、軟磁性層上に、基体にバイアス電圧を印加せずに非晶質のＮｉ化合物からなる第１非磁性層を成膜し、第１非磁性層上に、基体にバイアス電圧を印加しながら結晶質のＮｉ化合物からなる第２非磁性層を成膜し、第２非磁性層上に、ＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層を成膜し、下地層より上に、信号を記録する磁気記録層を成膜した構成について説明する。
【０１３３】
以下、上記第１実施形態と異なる部分、もしくはさらに詳細に説明すべき部分について記載し、説明の重複する部分については説明を省略する。
【０１３４】
第１前下地層１１６ａは非晶質のＮｉ化合物から構成され、軟磁性層１１４を第２前下地層１１６ｂのスパッタ成膜から防護する作用を備える。詳細には、非晶質材料は結晶質材料よりも高い硬度を有するため、非晶質材料からなる第１前下地層１１６ａを、第２前下地層１１６ｂと軟磁性層１１４の間に設けることで、従来のようにバイアス電圧を印加して第２前下地層１１６ｂ（第２非磁性層）を成膜したとしても、硬い皮膜（第１前下地層１１６ａ）により、第２前下地層１１６ｂ成膜時の衝撃から軟磁性層１１４を好適に防護することが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂ成膜時の軟磁性層１１４への悪影響を排除することができ、軟磁性層１１４の表面粗さが低減される（軟磁性層１１４の表面粗さの増大を招くことがない）。したがって、軟磁性層１１４上に成膜される複数の層における各境界面の粗さが改善（低減）され、これらの層の結晶配向性を向上することが可能となり、ＳＮＲの向上、ひいては更なる高記録密度化の達成を図ることができる。
【０１３５】
また非晶質材料の粒子は結晶構造を有さないため、非晶質材料の粒子は軟磁性層１１４上に不規則に成膜する。したがって、非晶質の第１非磁性層１１６ａにより、微結晶により生じた軟磁性層１１４の表面の微細な凹凸を平滑化することができる。これにより、軟磁性層１１４の表面粗さ、ひいては軟磁性１１４層上に成膜される層の界面粗さ（界面ラフネス）を低減することが可能となる。
【０１３６】
本実施形態では、第１前下地層１１６ａは、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜される。このため、第１前下地層１１６ａ成膜時に軟磁性層１１４が損傷を受けることがなく、軟磁性層１１４の表面粗さの増大を回避することができ、軟磁性層１１４と第１前下地層１１６ａとの境界面の粗さが増大することがない。
【０１３７】
また第１前下地層１１６ａは、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの群から選択される１または複数の元素、もしくは元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第１前下地層１１６ａを好適に非晶質化することができる。なお、第１前下地層１１６ａを確実に非晶質化するためには、これらの元素または元素の化合物の含有量は、４０ａｔ％〜６０ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が４０ａｔ％未満であると非晶質化が不十分となり、含有量が６０ａｔ％を超えると、第１前下地層１１６ａ上に成膜される第２前下地層１１６ｂの結晶粒子の成長の礎となるＮｉの量が不足してしまうため好ましくない。
【０１３８】
第２前下地層１１６ｂは結晶質のＮｉ化合物から構成され、軟磁性層１１４からのコロージョンの析出を抑制する作用、および良好な磁気特性を確保する作用を備える。また第２前下地層１１６ｂは、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能も備える。このため、第２前下地層１１６ｂを構成する結晶質材料はｆｃｃ構造を有するとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂのｆｃｃ構造の（１１１）面上に、下地層１１８のｈｃｐ構造の結晶粒子が成長し、下地層１１８の磁化容易軸を垂直方向に配向させることができる。したがって、ノイズが低減され、ＳＮＲを更に向上させることが可能となる。なお、第２前下地層１１６ｂは面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。
【０１３９】
本実施形態では、第２前下地層１１６ｂは、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加しながら成膜される。これにより、第２前下地層１１６ｂと下地層１１８との原子間隔のマッチングを図り、下地層１１８の結晶配向性を向上させ、当該垂直磁気記録媒体１００の高い磁気特性を確保することが可能となる。なお、本実施形態では上述したように軟磁性層１１４と第２前下地層１１６ｂとの間に第１前下地層１１６ａを備えているため、かかる第２前下地層１１６ｂ成膜時に基体にバイアス電圧を印加しても、軟磁性層１１４の表面粗さの増大を招くことがない。
【０１４０】
また第２前下地層１１６ｂは、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎの群から選択される１または複数の元素、もしくは、元素の化合物を更に含むとよい。これにより、第２前下地層１１６ｂを好適に非磁性化および結晶化することができる。中でも、Ｗは、原子間隔がＮｉよりもＲｕに近いため、Ｗを含ませることにより、第２前下地層１１６ｂにＮｉを用いる場合にその原子間隔を、Ｒｕからなる下地層１１８の原子間隔に近づけることが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂから下地層１１８に続く連続的な結晶粒子の成長が促進される。したがって、第２前下地層１１６ｂはＮｉＷにより構成されることが最も好ましい。
【０１４１】
なお、第２前下地層１１６ｂを確実に結晶化するためには、上記の元素または元素の化合物の含有量は、３ａｔ％〜８ａｔ％以下であることが好ましい。かかる含有量が３ａｔ％未満であると第２前下地層が強磁性を有してしまい、含有量が８ａｔ％を超えると、第２前下地層の結晶化が不十分となり、耐コロージョン特性および磁気特性が著しく低下してしまうため好ましくない。
【０１４２】
上述したように、本実施形態では、第１前下地層１１６ａおよび第２前下地層１１６ｂを共にＮｉ化合物により構成している。これにより、第１前下地層１１６ａの結晶の原子間隔と、第２前下地層１１６ｂの結晶の原子間隔を近似させることができる。したがって、第２前下地層１１６ｂの結晶性、ひいては下地層１１８の結晶性および結晶配向性も向上するため、更なるＳＮＲの向上を図ることができる。
【０１４３】
（実施例）
本実施形態の実施例および比較例について説明する。第３実施形態において実施例と比較例は、下記に示す実施例または比較例で説明していない部分については上記第１実施形態と同様の組成、膜厚、もしくは成膜条件で製造した。第１前下地層１１６ａの組成は５０Ｎｉ−Ｔａ５０とし、第２前下地層１１６ｂの組成は９５Ｎｉ−５Ｗとした。
【０１４４】
図６は、バイアス電圧によるＳＮＲの変化を示すグラフである。図６（ａ）は、第２前下地層１１６ｂ成膜時のバイアス電圧を−５００Ｖ一定とし、第１前下地層１１６ａ成膜時のバイアス電圧を変化させた場合（系列１）におけるＳＮＲの変化を、図６（ｂ）は、第１前下地層１１６ａ成膜時の所定の値で一定とし、第２前下地層１１６ｂ成膜時のバイアス電圧を変化させた場合におけるＳＮＲの変化を示している。なお、図６（ｂ）中、系列２は、第１前下地層１１６ａ成膜時のバイアス電圧を０Ｖ一定とした場合のＳＮＲの変化を、系列３は、第１前下地層１１６ａ成膜時のバイアス電圧を−３００Ｖ一定とした場合のＳＮＲの変化を、系列４は、第１前下地層１１６ａ成膜時のバイアス電圧を−５００Ｖ一定とした場合のＳＮＲの変化を示している。
【０１４５】
図６（ａ）に示すように、第１前下地層１１６ａ成膜時にディスク基体１１０に印加するバイアス電圧を増大させる（正確には、バイアス電圧の絶対値を増大させる）と、ＳＮＲは著しく低下する。これは、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加しながら第１前下地層１１６ａを成膜すると、成膜時に軟磁性層に損傷が生じ、結晶配向性の低下を招くためであると考えられる。したがって、第１前下地層１１６ａはディスク基体１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜するべきであることがわかる。
【０１４６】
次に、バイアス電圧を印加せずに成膜した第１前下地層１１６ａ上に、バイアス電圧を印加しながら第２前下地層１１６ｂを成膜すると、図６（ｂ）に示すように、いずれの系列においても、印加するバイアス電圧の増大に伴ってＳＮＲが向上する。これは、第１前下地層１１６ａにより軟磁性層１１４が防護されることで、第２前下地層１１６ｂを成膜する際にバイアス電圧を印加しても軟磁性層１１４の表面粗さの増大が防止されるため、前下地層１１６と軟磁性層１１４の境界面の粗さが低減され、結晶配向性が向上したと考えられる。
【０１４７】
また図６（ｂ）において、いずれの系列においても、ＳＮＲが、第２前下地層１１６ｂ成膜時のバイアス電圧が０Ｖ（バイアス電圧を印加していない状態）から−２００Ｖの間で最も著しく向上していることから、第２前下地層１１６ｂの成膜時にディスク基体１１０に少しでもバイアス電圧を印加することが、当該垂直磁気記録媒体１００の高い磁気特性（特にＳＮＲ）を確保するために有効であることが確認できる。
【０１４８】
更に、図６（ｂ）を参照すると、系列２は、第２前下地層１１６ｂ成膜時のバイアス電圧の印加の有無、およびバイアス電圧の増減に拘わらず、系列３および４よりもＳＮＲが高い。このことから、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加せずに第１前下地層１１６ａを成膜することが、高ＳＮＲの確保に極めて有効であることが再確認できる。そして、系列３および４を比較すると、系列３のほうが若干ながらＳＮＲが高い。このことから、第１前下地層１１６ａ成膜時にディスク基体１１０にバイアス電圧を印加せざるを得ない場合には、かかるバイアス電圧をできる限り低くするべきであることがわかる。
【０１４９】
上記説明したように、本実施形態によれば、軟磁性層１１４上に、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜する第１前下地層１１６ａを設けることで、ディスク基体１１０にバイアス電圧を印加しながら成膜する第２前下地層１１６ｂからの軟磁性層１１４への悪影響を排除することが可能となる。これにより、軟磁性層１１４の表面粗さの増大、ひいては軟磁性層１１４上に成膜される各層の境界面の粗さの増大を防ぐことができる。したがって、バイアス電圧を印加しながら前下地層１１６（第２前下地層１１６ｂ）を成膜しつつ、結晶配向性の向上、ひいてはＳＮＲの向上を図り、更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【０１５０】
（第４実施形態）
また発明者らが検討したところ、軟磁性層上に第２非磁性層を成膜する際（スパッタ時）に、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜すると、第２非磁性層と軟磁性層との境界面が粗くなる傾向があることがわかった。そこで、発明者は、バイアス電圧を印加せずに第２非磁性層を成膜することも検討した。しかし、第２非磁性層成膜時のバイアス電圧の印加は、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）の向上を目的として行われているため、バイアス電圧を印加しないとかかる特性の著しい低下を招いてしまう。したがって、第２非磁性層成膜時にはバイアス電圧を印加せざるを得なかった。
【０１５１】
そこで、更に研究を重ね、第２非磁性層とその下の軟磁性層との間に所定条件の層を介在させることにより、バイアス電圧を印加しながら第２非磁性層を成膜しつつ、かかる第２非磁性層による軟磁性層への悪影響を排除し、上記課題を解決できることを見出した。
【０１５２】
そこで本実施形態では、軟磁性層の硬さよりも硬い第１非磁性層を成膜する垂直磁気記録媒体を製造する製造方法について説明する。以下、上記第１実施形態と異なる部分、もしくはさらに詳細に説明すべき部分について記載し、説明の重複する部分については説明を省略する。
【０１５３】
本実施形態において、軟磁性層１１４、特に第２軟磁性層１１４ｃは、ビッカース硬さＡ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて成膜される。ビッカース硬さの詳細については後述する。
【０１５４】
第１前下地層１１６ａは、ＮｉもしくはＮｉ化合物からなり、軟磁性層１１４を防護する層である。本実施形態において、第１前下地層１１６ａは、ビッカース硬さＢ（ＨＶ）の材料からなるターゲットを用いて成膜され、上述した軟磁性層１１４を成膜するターゲットを構成する材料のビッカース硬さＡと、ビッカース硬さＢは、その関係式がＡ＜Ｂを満たすよう構成される。
【０１５５】
上記構成により、第１前下地層１１６ａは軟磁性層１１４よりも高いビッカース硬さを有することとなり、軟磁性層１１４を第２前下地層１１６ｂのスパッタ成膜から防護する作用を備えることができる。すなわち、第２前下地層１１６ｂと軟磁性層１１４の間に、軟磁性層１１４よりも硬い第１前下地層１１６ａを設けることにより、従来のようにバイアス電圧を印加して第２前下地層１１６ｂを成膜したとしても、軟磁性層１１４は第１前下地層１１６ａにより防護される。したがって、第２前下地層１１６ｂによる軟磁性層１１４への悪影響を排除することができ、軟磁性層１１４の表面粗さが低減される（軟磁性層１１４の表面粗さの増大を招くことがない）。これにより、軟磁性層１１４上に成膜される複数の層における各境界面の粗さが改善（低減）され、これらの層の結晶配向性を向上させ、ＳＮＲの向上、ひいては更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【０１５６】
上記の第１前下地層１１６ａのビッカース硬さＢは、８００ＨＶ以上であることが好ましい。これは、現状において用いられている軟磁性層１１４のビッカース硬度はおおよそ７００ＨＶ以上７５０ＨＶ未満であるため、第１前下地層１１６ａのビッカース硬さがそれを上回っていれば、かかる第１前下地層１１６ａにより軟磁性層１１４を好適に防護することが可能となるからである。
【０１５７】
また第１前下地層１１６ａは、ＴａまたはＴｉを更に含むとよい。すなわち、第１前下地層１１６ａは、ＮｉＴａまたはＮｉＴｉから構成されるとよい。これにより、第１前下地層１１６ａのビッカース硬さを好適に高めることが可能となる。
【０１５８】
なお、第１前下地層１１６ａのビッカース硬さを軟磁性層１１４よりも確実に高くするためには、第１前下地層１１６ａのＴａの含有量は４０ａｔ％〜８５ａｔ％であることが好ましい。これにより、かかる第１前下地層１１６ａを用いて軟磁性層１１４を好適に防護することが可能となる。
【０１５９】
また第１前下地層１１６ａの膜厚は、１ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。第１前下地層１１６ａの厚みが１ｎｍよりも薄い場合、軟磁性層１１４を十分に防護できなくなるおそれがあり、また第１前下地層１１６ａの厚みが３ｎｍよりも厚い場合、当該垂直磁気記録媒体１００への信号の書き込み時の磁束の軟磁性層１１４への通過を妨げるおそれがある。
【０１６０】
第２前下地層１１６ｂは、ＮｉまたはＮｉ化合物から構成される非磁性の合金層である。これにより、軟磁性層１１４からのコロージョンの析出防止および磁気特性の確保を図ることができる。かかる第２前下地層１１６ｂは、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。第２前下地層１１６ｂは面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また第２前下地層１１６ｂは、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。
【０１６１】
また第２前下地層１１６ｂはＷを更に含むとよい。すなわち、第２前下地層１１６ｂはＮｉＷからなることが最も好ましい。Ｗは、原子間隔がＮｉよりもＲｕに近いため、Ｗを含ませることにより、第２前下地層１１６ｂのＮｉ化合物の原子間隔を、Ｒｕからなる下地層１１８の原子間隔に近づけることが可能となる。これにより、第２前下地層１１６ｂから下地層１１８に続く連続的な結晶粒子の成長が促進される。
【０１６２】
また第２前下地層１１６ｂは、下地層１１８との原子間隔のマッチングを図るために、ディスク基体１１０にバイアスを印加した状態でスパッタ成膜する。これにより下地層１１８の結晶配向性を向上させることができる。このとき、第２前下地層１１６ｂの下に第１前下地層１１６ａを設けていることにより、第２前下地層１１６ｂの成膜時にバイアスを印加しても、軟磁性層１１４の表層が粗くなることがない。
【０１６３】
そして上記説明したように、本実施形態では、第１前下地層１１６ａおよび第２前下地層１１６ｂ共にＮｉを含有する。これにより、第１前下地層１１６ａの原子間隔と、第２前下地層１１６ｂの原子間隔とを近似させることが可能となる。したがって、第１前下地層１１６ａから第２前下地層１１６ｂにかけて結晶粒子が連続的に成長し、更なる結晶配向性の向上を図ることができる。
【０１６４】
なお、本実施形態においては、第１前下地層１１６ａをＮｉＴａまたはＮｉＴｉ、第２前下地層１１６ｂをＮｉＷから構成することが好ましいとしたが、これらに限定するものではない。第１前下地層１１６ａは、そのビッカース硬さが軟磁性層１１４のビッカース硬さを上回ることが可能な材料であれば足り、第２前下地層１１６ｂは、軟磁性層１１４からのコロージョンの析出防止および磁気特性の確保を図ることが可能な材料であれば足りる。したがって、第１前下地層１１６ａおよび第２前下地層１１６ｂの材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができ、さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。
【０１６５】
図７は、組成比による第１前下地層１１６ａのビッカース硬さの変化を示す図である。なお、第１前下地層１１６ａはＮｉＴａにより構成した。また図７に示すビッカース硬さは、急冷リボン法（メルトスパン法）により作製した試験片に試験荷重２５ｇで圧子を押し込んで測定し、かかる測定１０回の平均値とした。
【０１６６】
図７に示すように、第１前下地層１１６ａは、Ｔａの含有量が増加するとビッカース硬さが高くなり、Ｔａの含有量が約７０ａｔ％となったあたりでビッカース硬さはピークを示す。そして、更にＴａの含有量を増加させると、ビッカース硬さは低下していく。したがって、図７を参照すると、ＮｉおよびＴａから構成される第１前下地層１１６ａのビッカース硬さを軟磁性層１１４よりも確実に高くする、すなわち８００ＨＶ以上とするためには、Ｔａの含有量は４０ａｔ％〜８５ａｔ％の範囲が適切であることが理解できる。
【０１６７】
図８は、第１前下地層１１６ａの膜厚によるＳＮＲの変化を示す図である。図８（ａ）は、実施例および比較例の組成およびＳＮＲの値を示す表であり、図８（ｂ）は、実施例および比較例のＳＮＲの変化を示すグラフである。なお、実施例、比較例共に、第２前下地層１１６ｂの組成は、Ｎｉ９５ａｔ％およびＷ５ａｔ％とした。
【０１６８】
図８（ａ）に示すように、実施例４１の組成は、４５Ｎｉ−５５Ｔａからなり、ビッカース硬さが９５０ＨＶの第１前下地層１１６ａと、膜厚７．２ｎｍの第２前下地層１１６ｂを有する垂直磁気記録媒体１００である。比較例４１は、９７Ｎｉ−３Ｗからなり、ビッカース硬さが１６０ＨＶの第１前下地層１１６ａと、膜厚４．３ｎｍの第２前下地層１１６ｂを有する垂直磁気記録媒体１００である。比較例４２は、９０Ｎｉ−１０Ｔａからなり、ビッカース硬さが２５０ＨＶの第１前下地層１１６ａと、膜厚５．８ｎｍの第２前下地層１１６ｂを有する垂直磁気記録媒体１００である。
【０１６９】
そして、図８（ａ）に示すように実施例および比較例の第１前下地層１１６ａの膜厚を変化させると、図８（ｂ）に示すようになる。図８（ｂ）を参照すると、実施例４１において比較例４１および比較例４２よりも高いＳＮＲを得られることが理解できる。このことから、軟磁性層１１４を成膜するターゲットの材料のビッカース硬さをＡ、第１前下地層１１６ａを成膜するターゲットの材料のビッカース硬さをＢとしたときのＡとＢの関係式がＡ＜Ｂとなるよう構成し、かかるターゲットを用いて成膜した第１前下地層１１６ａを軟磁性層１１４と第２前下地層１１６ｂとの間に介在させることにより、軟磁性層１１４が第２前下地層１１６ｂのスパッタ成膜から防護され、第２前下地層１１６ｂによる軟磁性層１１４への悪影響が排除されることがわかる。これにより、軟磁性層１１４の表面粗さが低減され、軟磁性層１１４上に成膜される複数の層における各境界面の粗さの改善（低減）が図れ、これらの層の結晶配向性が向上することによりＳＮＲが向上する。
【０１７０】
上記説明した如く、本実施形態によれば、軟磁性層１１４上に、かかる軟磁性層１１４の成膜に用いるターゲットのビッカース硬さよりも高いビッカース硬度を有するターゲットを用いて成膜した第１前下地層１１６ａを設ける。これにより、第２前下地層１１６ｂ成膜時における軟磁性層１１４の表面粗さの増大が防止され、第２前下地層１１６ｂと軟磁性層１１４の境界面の粗さを低減される。したがって、軟磁性層１１４上に成膜される層の結晶配向性が向上され、ＳＮＲが向上し、更なる高記録密度化の達成が可能となる。
【０１７１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１００  …垂直磁気記録媒体、１１０  …ディスク基体、１１２  …付着層、１１４  …軟磁性層、１１４ａ  …第１軟磁性層、１１４ｂ  …スペーサ層、１１４ｃ  …第２軟磁性層、１１６  …前下地層、１１６ａ  …第１前下地層、１１６ｂ  …第２前下地層、１１８  …下地層、１１８ａ  …第１下地層、１１８ｂ  …第２下地層、１２２  …磁気記録層、１２２ａ  …下記録層、１２２ｂ  …介在層、１２２ｃ  …第１主記録層、１２２ｄ  …第２主記録層、１２４  …分断層、１２６  …補助記録層、１２８  …媒体保護層、１３０  …潤滑層
【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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