(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に少なくとも、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、
前記下地層は下方から順に、ルテニウムを含む第１下地層および第２下地層と、金属を含み酸化物を含まない第３下地層との３層で構成され、
スパッタリングによる成膜時のガス圧は、前記３層のうち前記第２下地層が最も高いことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第３下地層に含まれる金属は、ｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）を有す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３下地層に含まれる金属は、ルテニウム、クロム・タンタル合金またはクロム・チタン合金から選択され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４】
前記成膜時のガス圧は、実質的に、第１下地層が１Ｐａ、第２下地層が３．５Ｐａ、第３下地層が０．５〜０．６Ｐａであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第３下地層の膜厚は１〜１．５ｎｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項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、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２００ＧＢｙｔｅ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４００ＧＢｉｔ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】
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、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、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 to Noise Ratio：シグナルノイズ比）などの電磁変換特性の向上、トラック幅の狭小化など様々なものがある。その中でも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。なかでも、磁性粒子の孤立化が促進されるとその交換相互作用を遮断されるため、ノイズを大幅に低減することができ、ＳＮＲを著しく向上させることが可能となる。
【０００７】
そこで、磁気記録層の下に下地層を設けることが試みられている。下地層はｈｃｐ構造であって、磁気記録層の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、下地層の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層の結晶の（０００１）面がディスク基体の主表面と平行になっているほど、磁気記録層の配向性を向上させることができる。下地層の材質としてはＲｕが代表的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０２４３４６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】
発明者らは、さらなるノイズ低減を目指して、上記のＲｕ下地層を２層構造にすることに想到した。すなわち、２層構造のＲｕ下地層のうち、まず、所定圧力の雰囲気ガス下で、磁気記録層から遠い側の第１下地層をスパッタリングにより成膜し、所定圧力より高圧の雰囲気ガス下で、磁気記録層に近い側の第２下地層をスパッタリングにより成膜する。そして、第２下地層の成膜に用いるターゲットには酸素または酸化物を含ませている。
【００１１】
上記のように下地層を構成すれば、第１下地層、第２下地層、磁気記録層にかけて段階的に酸素の含有量が増加することとなる。すなわち第１下地層から磁気記録層にいくにつれて、下地層または磁気記録層において結晶粒子となる物質以外の物質の含有量が段階的に多くなる。このような構成により、第１下地層から磁気記録層にかけて、結晶粒子の分離を段階的（略連続的）に促進することができる。
【００１２】
また上記構成の如く下地層に酸素または酸化物を含有させることにより、下地層においてＲｕの結晶粒子の境界に酸素または酸化物（Ｒｕの結晶粒子以外の物質）が析出するため、Ｒｕの結晶粒子の分離が促進される。その結果、下地層上に成膜される磁気記録層では、下地層のＲｕの結晶粒子上には磁気記録層の結晶粒子（磁性粒子）が析出し、下地層の酸素（または酸化物）の境界上には、かかる境界を形成する酸素（または酸化物）と親和性が高い、磁気記録層に含まれる酸素（または酸化物）が析出し、粒界を形成する。したがって、磁気記録層の酸化物の粒界への析出を促進することができ、柱状の結晶粒子への酸化物の混入が低減される。これにより、磁気記録層における結晶粒子の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。
【００１３】
更に、上述した如く下地層に酸素または酸化物を含有させることで、従来の酸素を含有しない下地層よりもＲｕの結晶粒子の分離および微細化を促進することができるため、柱状の構造である下地層の結晶粒子が微細化し、その微細化した下地層の表面に磁気記録層の磁性粒子が柱状に成長し、グラニュラ構造を形成する。したがって、磁気記録層の磁性粒子の微細化と孤立化を促進することができる。
【００１４】
また、下地層を上記のような第１下地層および第２下地層の２層で構成することで、従来からの２層構成の下地層が有する利点を得ることができる。すなわち、第１下地層による磁気記録層の結晶配向性の向上、および第２下地層による磁気記録層の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００１５】
しかしながら、第２下地層は粗になってグラニュラの種になっているが、その代わりに膜密度が低い。そのため耐腐食性が低く、コロージョンが発生するという問題がある。コロージョンは、典型的にはコバルト（Ｃｏ）などの金属が下層から析出し、垂直磁気記録媒体の表面に酸化物を形成する現象である。コロージョンが発生すると、その位置に記録されたデータが消失してしまうほか、磁気ヘッドの低浮上量化もあいまってクラッシュ障害が発生し、ディスクドライブの故障に発展するおそれがある。
【００１６】
また、第２下地層は、強度も低く、耐衝撃性も低くなる。現在の垂直磁気記録媒体では１０層程度の膜が形成されるが、第２下地層が最も粗な構造を有している。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑み、磁気記録層の磁性粒子の微細化と孤立化を促進するという本来の目的を達成しつつ、コロージョンも生じさせない下地層を備えた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】
【００１８】
上記課題を解決するために発明者は鋭意検討し、下地層を３層構造とし、磁気記録層に遠い側から順に、低圧、高圧、低圧、という雰囲気下でスパッタリングして成膜するという着想を得て、本発明を完成するに到った。
【００１９】
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、基体上に少なくとも、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、下地層は下方から順に、ルテニウムを含む第１下地層および第２下地層と、金属を含む第３下地層との３層で構成され、スパッタリングによる成膜時のガス圧は、３層のうち第２下地層が最も高いことを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、粗い第２下地層に比較して、成膜時のガス圧が低い第３下地層のほうが、膜密度は高く、緻密になる。かかる第３下地層が、コロージョンの原因となる金属の上昇を塞き止めるため、コロージョンが防止できる。また第３下地層の膜密度を高くすることで、耐衝撃性も向上する。
【００２１】
さらに、磁気記録層に遠い側から順に、低圧（第１下地層）、高圧（第２下地層）、低圧（第３下地層）、という雰囲気下でスパッタリングして成膜するため、第１下地層による磁気記録層の結晶配向性の向上、および第２下地層による磁気記録層の磁性粒子の粒径の微細化、という下地層を２層構造にしたときの作用は、依然として保持される。
【００２２】
上記の第３下地層に含まれる金属は、ｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）を有するとよい。第３下地層も、第１および第２下地層と同様にｈｃｐ構造とし、磁気記録層の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させるためである。
【００２３】
上記の第３下地層に含まれる金属は、ルテニウム、クロム・タンタル合金またはクロム・チタン合金から選択されるとよい。これらの素材に酸化物を含有させないことによって、高密度の金属層とし、コロージョンを防止することが可能だからである。とりわけ、第１および第２下地層と同様にルテニウムを用いるのが望ましい。ルテニウムはｈｃｐ構造をとり、また結晶の原子間隔がＣｏと近く、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からである。
【００２４】
上記の成膜時のガス圧は、実質的に、第１下地層が１Ｐａ、第２下地層が３．５Ｐａ、第３下地層が０．５〜０．６Ｐａとするとよい。また、上記の第３下地層の膜厚は１〜１．５ｎｍとするとよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、磁気記録層の磁性粒子の微細化と孤立化を促進するという本来の目的を達成しつつ、コロージョンも生じさせない下地層を備えた垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本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】図１を部分的に拡大した模式図であり、第３下地層が下層から上昇しようとするコロージョンの原因となる金属を塞き止める様子を示す図である。
【図３】本実施例および比較例の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施形態）［垂直磁気記録媒体］
図１は、本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、前下地層１１６（非磁性層）、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、第３下地層１１８ｃ、非磁性グラニュラ層１２０、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下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂおよび第３下地層１１８ｃ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。またこれらの付着層１１２は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。
【００３３】
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。
【００３４】
前下地層１１６は、非磁性層すなわち非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、下地層１１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。前下地層１１６の材質としては、具体的には、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選択することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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３層構造とすることができる。具体的には、スパッタリングによる成膜時のガス圧は、３層のうち第２下地層１１８ｂが最も高い。すなわち、磁気記録層に遠い側から順に、低圧（第１下地層１１８ａ）、高圧（第２下地層１１８ｂを３．５Ｐａで成膜）、低圧（第３下地層１１８ｃを０．５〜０．６Ｐａで成膜）、という雰囲気下でスパッタリングして成膜する。また本実施形態では、第３下地層１１８ｃの膜厚は１〜１．５ｎｍとする。
【００３８】
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。
【００３９】
さらに本実施形態では、第２下地層１１８ｂのＲｕに酸素を微少量含有させ、ＲｕＯにより構成する。あるいは、第２下地層１１８ｂのＲｕに酸化物を微少量含有させる。酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４を用いてよい。これにより、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からである。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または酸化物を含有するターゲットを用いることが好ましい。
【００４０】
一方、第３下地層１１８ｃには酸素は含ませない。第３下地層に酸化物を含有させないことによって、高密度の金属層とし、コロージョンを防止することが可能だからである。
【００４１】
図２は図１を部分的に拡大した模式図であり、第３下地層１１８ｃが下層から上昇しようとするコロージョンの原因となる金属を塞き止める様子を示す図である。図２に示すように、コロージョンの原因となるのは、軟磁性層１１４から上昇するＣｏや、前下地層１１６から上昇するＮｉなどである。粗い第２下地層１１８ｂに比較して、成膜時のガス圧が低い第３下地層１１８ｃのほうが、膜密度は高く、緻密になる。かかる第３下地層１１８ｃが、コロージョンの原因となる金属の上昇を塞き止めるため、コロージョンが防止できる。また第３下地層１１８ｃの膜密度を高くすることで、耐衝撃性も向上する。
【００４２】
また、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、という、従前からの２層構造の作用は、依然として保持される。
【００４３】
第３下地層１１８ｃに含まれる金属は、ｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）を有する。本実施形態では、第３下地層１１８ｃも、第１および第２下地層１１８ａ、１１８ｂと同様に、ルテニウム製である。ルテニウムはｈｃｐ構造をとり、また結晶の原子間隔がＣｏと近く、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からである。
【００４４】
なお、第３下地層１１８ｃとして、クロム・タンタル合金またはクロム・チタン合金を選択してもよい。これらの素材に酸化物を含有させないことによって、高密度の金属層とし、コロージョンを防止することが可能だからである。
【００４５】
非磁性グラニュラ層１２０はグラニュラ構造を有する非磁性の層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性グラニュラ層１２０を形成し、この上に下記録層１２２ａ（すなわち磁気記録層１２２全体）のグラニュラ層を成長させることにより、磁性のグラニュラ層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層１２２の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラ層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラ構造とすることができる。
【００４６】
本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラ層１２０にＣｏＣｒ−ＳｉＯ２を用いる。これにより、Ｃｏ系合金（非磁性の結晶粒子）の間にＳｉＯ２（非磁性物質）が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラ層１２０がグラニュラ構造となる。なお、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２は一例であり、これに限定するものではない。他には、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒子（磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒子の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を例示できる。
【００４７】
なお本実施形態では、下地層１８８（第２下地層１８８ｂ）の上に非磁性グラニュラ層１２０を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラ層１２０を設けずに垂直磁気記録媒体１００を構成することも可能である。
【００４８】
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。この磁性粒子は、非磁性グラニュラ層１２０を設けることにより、そのグラニュラ構造から継続してエピタキシャル成長することができる。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。
【００４９】
本実施形態では、下記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ５−ＳｉＯ２を用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ５−ＳｉＯ２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、ＳｉＯ２（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。この磁性粒子は、非磁性グラニュラ層１２０のグラニュラ構造から継続してエピタキシャル成長した。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、外部に出す磁気モーメントが小さくなり、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、保持力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。
【００５７】
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、保持力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。
【００５８】
ただし、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で高い保持力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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
これは、Ｒｕに含有させた酸素または酸化物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。
【００６５】
本実施形態では、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＦｅＴａＺｒとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。第１下地層１１８ａは低圧（１Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜として成膜した。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高圧（３．５Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ（ＲｕＯ）膜として成膜した。第３下地層１１８ｃは、第１下地層１１８ａと同様に、酸素を含まないターゲットを用いてＡｒ雰囲気下でＲｕ膜として成膜したが、ガス圧は最も低く、０．５〜０．６Ｐａで成膜した。
【００７１】
媒体保護層１２８はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４およびＣＮを用いて成膜し、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。
【００７２】
図３は本実施例および比較例の評価結果を示す図である。第２下地層１１８ｂより第３下地層１１８ｃのスパッタリング成膜時のガス圧を低くした実施例１〜実施例３のほうが、比較例１〜比較例３に比較して、保持力ＨｃやＳＮＲなどの電気的特性に優れ、また、コロージョンによるディスククラッシュも生じず、信頼性に優れ、総合的に評価が高いことが分かる。
【００７３】
ガス圧は、おおむね、１．０Ｐａ以下が低い値、１．５Ｐａ以上が高い値と考えられ、上記のように、第２下地層１１８ｂの製膜時のガス圧を高い値とし、第３下地層１１８ｃの製膜時のガス圧を低い値とした各実施例において、良好な結果が得られた。一方、これらと異なるガス圧の組み合わせを行った各比較例では、良好な結果が得られなかった。
【００７４】
なお第１下地層１１８ａのスパッタリング成膜時のガス圧は、第２下地層１１８ｂのそれより低く、共通の値としたため、図３では省略している。
【００７５】
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】
【００７６】
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として利用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
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
１１８  …下地層
１１８ａ  …第１下地層
１１８ｂ  …第２下地層
１１８ｃ  …第３下地層
１２０  …非磁性グラニュラ層
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】
0005643516.tif 000002
【図２】
0005643516.tif 000003
【図３】
0005643516.tif 000004