(57)【要約】  本発明は、ノイズを低減してさらなる高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体を提供する。本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性基体（１）上に、少なくとも、軟磁性層（２）、第一の配向制御層（３）、第二の配向制御層（４）、非磁性中間層（５）、磁気記録層（６）、保護層（７）が順次積層された構造を有し；第一の配向制御層（３）が、ｆｃｃ構造を有する薄膜からなり；磁気記録層（６）が、強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物を主体とする非磁性粒界を有する少なくとも１層の薄膜を有し；非磁性中間層（５）が、ＲｕまたはＲｕを含む合金薄膜からなり；第二の配向制御層（４）が、Ｎｉ、Ｆｅから選ばれる１種または複数種の元素を少なくとも含むｆｃｃ構造を有する合金薄膜からなり、かつその飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に、少なくとも、軟磁性層、第一の配向制御層、第二の配向制御層、非磁性中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、
前記第一の配向制御層が、面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有する薄膜からなり、
前記磁気記録層が、強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物もしくは窒化物を主体とする非磁性粒界とを有する少なくとも１層の薄膜を有し、
前記非磁性中間層が、ＲｕまたはＲｕを含む合金薄膜からなり、
前記第二の配向制御層が、ＮｉおよびＦｅから選ばれる１種または複数種の元素を少なくとも含む面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有する合金薄膜からなり、かつその飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以下である
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第二の配向制御層の飽和磁束密度Ｂｓが０．５Ｔ以下である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】
前記第二の配向制御層が、Ｃｒ、ＭｎおよびＷから選ばれる１種または複数種の元素をさらに含む合金薄膜からなることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第二の配向制御層が、Ｃｏ元素をさらに含む合金薄膜からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第二の配向制御層が、非磁性であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載に垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第一の配向制御層が、少なくともＮｉとＦｅとを含む合金であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記第一の配向制御層が、軟磁性であることを特徴とする請求項６に記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載される垂直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、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が製品化され始めている。【０００３】
垂直磁気記録媒体は、一般に、軟磁性裏打ち層、非磁性中間層、磁気記録層、保護層を順次積層して形成されている。非磁性中間層としては、ＲｕまたはＲｕを含む合金が使用されている。磁気記録層としては、強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物を主体とする非磁性粒界からなる、いわゆるグラニュラー構造を有する材料が広く使用されている。【０００４】
たとえば、Oikawa et al. ”High Performance CoPtCrO Single Layered Perpendicular Media with No Recording Demagnetization” IEEE Transactions on Magnetics, Vol.36, No.5, P.2393-2395, September 2000には、Ｒｕからなる非磁性中間層と、いわゆるグラニュラー構造を有するＣｏＰｔＣｒ−Ｏ合金からなる磁気記録層とを有する垂直記録媒体が記載されている（非特許文献１参照）。ここでは、非磁性中間層であるＲｕの膜厚を増加させるにしたがって、磁気記録層において、ＣｏＰｔＣｒ−Ｏ合金のｃ軸配向性が向上するとともに、磁性結晶粒の孤立が促進される。それに伴い、優れた磁気特性と電磁変換特性が得られている。【０００５】
また、米国特許第７，０６７，２０６号明細書には、軟磁性裏打ち層と、面心立方（ｆｃｃ）構造を有する合金からなる配向制御層と、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＲｕからなる非磁性中間層と、グラニュラー構造を有するＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金からなる磁気記録層とをこの順に有する垂直磁気記録媒体が記載されている（特許文献１参照）。ここでは、配向制御層の付与により、非磁性中間層および磁気記録層におけるさらなる微細構造制御が可能になることで、さらに優れた電磁変換特性が実現できている。【０００６】
さらに、特開２００４−２８８３４８号公報には、軟磁性裏打ち層とＲｕまたはＲｕ基合金を含む非磁性中間層との間に、軟磁性パーマロイ系材料からなる下地層と軟磁性Ｃｏ層または軟磁性Ｃｏ基合金層とを設けた垂直磁気記録媒体が記載されている（特許文献２参照）。ここでは、軟磁性Ｃｏ層または軟磁性Ｃｏ基合金層を設けることにより、磁気記録層の保磁力が増大し、媒体の角型比が向上し、同時に、非磁性中間層であるＲｕまたはＲｕ基合金膜厚を低減することが可能となっている。その結果、媒体ノイズが低減し、ＳＮＲが向上している。【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，０６７，２０６号明細書
【特許文献２】特開２００４−２８８３４８号公報
【非特許文献１】Oikawa et al. ”High Performance CoPtCrO Single Layered Perpendicular Media with No Recording Demagnetization” IEEE Transactions on Magnetics, Vol.36, No.5, P.2393-2395, September 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
垂直磁気記録媒体のさらなる高記録密度化のためには、軟磁性層と磁気記録層との間の中間層の薄膜化が非常に重要であるが、磁気記録層の磁性結晶粒の磁気的な孤立の促進、結晶配向性の向上のためには中間層をある程度厚くする必要があり、ジレンマに陥ってしまう。さらに、高密度化のために中間層膜厚を薄くすると、その分、軟磁性層に起因するノイズが増加し、特性が劣化してしまう。【０００９】
本発明は、上述の点に鑑み、ノイズを低減してさらなる高記録密度化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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性基体上に、少なくとも、軟磁性層、第一の配向制御層、第二の配向制御層、非磁性中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されてなり；第一の配向制御層が、面心立方（ｆｃｃ）構造を有する薄膜からなり；磁気記録層が、強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物を主体とする非磁性粒界を有する少なくとも１層の薄膜を有し；非磁性中間層が、ＲｕまたはＲｕを含む合金薄膜からなり；第二の配向制御層が、ＮｉおよびＦｅから選ばれる１種または複数種の元素を少なくとも含む面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有する合金薄膜からなり、かつその飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下であることを特徴とする。【００１１】
ここで、第二の配向制御層が、Ｃｒ、ＭｎおよびＷから選ばれる１種または複数種の元素をさらに含む合金薄膜からなることが好ましい。また、第二の配向制御層がＣｏ元素をさらに含む合金薄膜からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第二の配向制御層が、少なくともＮｉ、Ｆｅから選ばれる１種類以上の元素を含むｆｃｃ構造を有する合金薄膜からなり、かつその飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下とすることにより、良好なＳＮＲ特性を有する垂直磁気記録媒体を作製することができる。【００１３】
さらに、第二の配向制御層に、Ｃｒ、ＭｎおよびＷから選ばれる１種または複数種の元素を添加することにより、さらに特性の優れた垂直磁気記録媒体を作製することが可能である。また、第二の配向制御層に、Ｃｏ元素を添加することにより、さらに特性が優れた垂直磁気記録媒体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施形態の構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    非磁性基体
２    軟磁性層
３    第一の配向制御層
４    第二の配向制御層
５    非磁性中間層
６    磁気記録層
７    保護層
８    液体潤滑剤層
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施形態の構成を示す断面模式図である。図１に示すように、本発明の実施形態の垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に、軟磁性層２、第一の配向制御層３、第二の配向制御層４、非磁性中間層５、磁気記録層６および保護層７が順次形成された構造を有しており、さらにその上に液体潤滑剤層８が形成されている。【００１７】
非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、あるいは強化ガラス、結晶化ガラスなどを用いることができる。【００１８】
軟磁性層２としては、ＮｉＦｅ系合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＴａ系合金等を用いることができるが、たとえばＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＴａＺｒなどのような非晶質のＣｏ合金を用いることにより良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性層２の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造および特性によって最適値が変化するが、生産性との兼ね合いから、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましい。【００１９】
第一の配向制御層３は、面心立方（ｆｃｃ）の結晶構造を有する金属または合金であることが必要である。第一の配向制御層３として軟磁性を有するＮｉＦｅ系合金のような材料を用いた場合，磁気記録ヘッドと軟磁性を有する層との距離を広げることなく、非磁性中間層５の構造制御が出来るため、第一の配向制御層３は、少なくともＮｉとＦｅとを含み、軟磁性を有する合金が非常に好ましい。【００２０】
非磁性中間層５は、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有する金属または合金であることが必要であり、その中でも純ＲｕまたはＲｕを含む合金であることが非常に望ましい。【００２１】
磁気記録層６は、強磁性を有するＣｏＣｒ系合金結晶粒とそれを取り巻く非磁性粒界からなり、かつその非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなる、いわゆるグラニュラー磁性層である。グラニュラー磁性層は、たとえば非磁性粒界を構成する酸化物もしくは窒化物を含有する強磁性金属をターゲットとするスパッタリング、あるいは、酸素もしくは窒素を含有するＡｒガス中で強磁性金属をターゲットとする反応性スパッタリングにより、作製することができる。グラニュラー磁性層として良好な特性を得るためには、成膜時のガス圧を１０ｍＴｏｒｒ以上にすることが望ましい。【００２２】
強磁性を有する結晶粒を構成する材料としてはＣｏＰｔＣｒ系合金が好適に用いられる。さらにＢ、Ｔａなどを適宜添加しても良い。一方、非磁性粒界を構成する材料としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒなどの元素の酸化物あるいは窒化物を用いることができる。さらに、特性を上げる目的で、磁気記録層６を２層以上の積層構造としても良い。その場合、２層目以降の材料としては、１層目とは組成の異なるグラニュラー磁性層、あるいは、酸化物および窒化物を含まないＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢなどの磁性層を用いることができる。磁気記録層６の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが望ましい。膜厚をこの範囲内とすることによって、磁気記録層としての十分な特性、および高い記録再生分解能が得られる。【００２３】
保護層７は、たとえばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。【００２４】
液体潤滑剤層８は、たとえばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。【００２５】
以下、第二の配向制御層４について説明する。第二の配向制御層４は、少なくともＮｉ、Ｆｅから選ばれる１種類以上の元素を含むｆｃｃ構造を有する合金薄膜からなることが必要である。さらに、磁気記録媒体におけるノイズを低下させ、優れた電磁変換特性を得るために、第二の配向制御層４は、１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下のＢｓを有することが必要である。【００２６】
さらに、Ｃｒ、ＭｎおよびＷから選ばれる１種または複数種の元素を添加して、第二の配向制御層のＢｓを１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下に制御することにより、結晶粒の微細化が促進され、さらに優れた電磁変換特性を有する垂直磁気記録媒体を作製することができる。その添加量は、第二の配向制御層が、ｆｃｃ構造を有している限りにおいては、特に制限はないが、Ｍｎの添加量が多い場合に耐蝕性が劣化する可能性があるため、Ｍｎの添加量を５０％以下にすることが好ましい。【００２７】
また、第二の配向制御層４が、Ｃｏ元素をさらに含有することが好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下に、上述の実施形態を具体化した本発明の実施例について説明する。【００２９】
［実施例１］
非磁性基体１として、ＮｉＰめっきを施したＡｌ基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入した。圧力５ｍＴｏｒｒ（約０．６７Ｐａ）のＡｒガス中で、Ｃｏ８７Ｚｒ５Ｎｂ８ターゲットを用い、ＣｏＺｒＮｂアモルファス合金からなる膜厚１００ｎｍの軟磁性層２を形成した。続いて、圧力１０ｍＴｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）のＡｒガス中で、Ｎｉ８３Ｆｅ１２Ｃｒ５ターゲットを用い、ｆｃｃ構造のＮｉＦｅＣｒ軟磁性合金からなる膜厚１０ｎｍの第一の配向制御層３を形成した。引き続いて、圧力５ｍＴｏｒｒ（約０．６７Ｐａ）のＡｒガス中で、表１に示す組成からなるターゲットを用いて、膜厚１０ｎｍの第二の配向制御層４を形成した。【００３０】
その後、圧力３０ｍＴｏｒｒ（約４．００Ｐａ）のＡｒガス中で、Ｒｕからなる膜厚１５ｎｍの非磁性中間層５を形成した。続いて、圧力３０ｍＴｏｒｒ（約４．００Ｐａ）のＡｒガス中で、ＳｉＯ２を１２ｍｏｌ％添加したＣｏ７９Ｃｒ７Ｐｔ１４ターゲットを用いて膜厚１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラー磁性層を形成し、圧力５ｍＴｏｒｒ（約０．６７Ｐａ）のＡｒガス中で、Ｃｏ６６Ｃｒ２０Ｐｔ１０Ｂ４ターゲットを用いて膜厚５ｎｍの合金磁性層を形成することによって、２層積層構造の磁気記録層６を形成した。ついで、ＣＶＤ法によりカーボンを主体とする膜厚５ｎｍの保護層７を積層した後、積層体を真空中から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテル液体潤滑剤を塗布して膜厚１．５ｎｍの液体潤滑剤層８を形成し、図１に示す構成の垂直磁気記録媒体を作製した。【００３１】
第二の配向制御層４および各層の結晶構造は、第二配向制御層および各層を形成する前後のものを測定用試料として、Ｘ線回折法により求めた。第二の配向制御層４の飽和磁束密度Ｂｓは、ＮｉＰめっきを施したＡｌ基板に単層膜を形成したものを測定用試料として、ＶＳＭを用いて算出した。垂直磁気記録媒体の電磁変換特性は、スピンスタンドテスター(Guzik社製)を用い書込みトラック幅０．１２μｍの垂直記録用シールドポールヘッドを用いて、記録密度７００ｋＦＣＩでのＳＮＲ（信号対ノイズ比）にて比較検討した。その結果を第１表に示す。【００３２】
【表１】
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【００３３】
第二の配向制御層４がＮｉもＦｅも含まない場合には、第二の配向制御層４が０．５Ｔ以下のＢｓを有するｆｃｃ構造であっても、垂直磁気記録媒体のＳＮＲは１０ｄＢ以下の低い値となる。また、第二の配向制御層４がＮｉまたはＦｅのうち少なくとも１種類の元素を含んでおり、結晶構造がｆｃｃであっても、Ｂｓが１Ｔ以上ある場合には、第二の配向制御層起因のノイズが増加するため、良好なＳＮＲが得られない。さらに、第二の配向制御層４が１Ｔ以下のＢｓを有する場合であっても、結晶構造がｆｃｃでない場合には、やはり良好な特性は得られない。【００３４】
ＮｉまたはＦｅのうち少なくとも１種類の元素を含み、ｆｃｃ構造を有する第二の配向制御層４を用いた場合でも、Ｂｓが低い方がＳＮＲが良好であることが分かる。１０ｄＢ以上のＳＮＲを得るためには、Ｂｓを１Ｔ以下とすること、ならびに、さらに良好なＳＮＲを望む場合には、Ｂｓを０．５Ｔ以下とすることが望ましいことが分かる。【００３５】
したがって、第二の配向制御層４としては、ＮｉおよびＦｅから選ばれる１種または複数種の元素を少なくとも含むｆｃｃ構造を有し、かつ、１Ｔ以下、好ましくは０．５Ｔ以下のＢｓを有する合金薄膜を用いる必要がある。また、ＮｉまたはＦｅのうち少なくとも１種の元素を含む第二の配向制御層４に、Ｃｒ、ＭｎおよびＷから選ばれる１種または複数種の元素を添加することにより、Ｃｒ、ＭｎまたはＷを添加しない場合よりも、より良好なＳＮＲが得られることが分かる。さらに、第二の配向制御層４のＢｓが低下するほどＳＮＲは向上し、Ｂｓが０Ｔになる程度（すなわち、第二の配向制御層４が非磁性となる程度）までＣｒまたはＷを添加したものにおいて良好なＳＮＲが得られており、Ｃｏをさらに含有したものにおいて最も良好なＳＮＲが得られている。
【図１】
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【国際調査報告】
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