(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、グラニュラ磁性層と、該グラニュラ磁性層より上方に配置された補助記録層とを備え、
前記グラニュラ磁性層は柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子の周囲に酸化物を主成分とする非磁性物質が偏析して粒界部が形成されたグラニュラ構造を有し、
前記補助記録層はＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を主成分とし、さらに副成分として不動態を形成しかつ反強磁性体ではない金属を含み、
前記補助記録層は飽和磁化Ｍｓが５５０［ｅｍｕ／ｃｃ］以上７５０［ｅｍｕ／ｃｃ］以下であって、前記補助記録層の膜厚は１．５ｎｍから４．０ｎｍであることを特徴とする垂直磁気ディスク。
【請求項２】
前記副成分は、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉの群から選択されるいずれか１以上の元素であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ディスク。
【請求項３】
前記副成分は、１ａｔ％以上３ａｔ％以下含まれることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ディスク。
【請求項４】
前記補助記録層のＣｒの含有量は、３ａｔ％以上８ａｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ディスク。
【請求項５】
前記補助記録層は、４．５ａｔ％≦（Ｃrの含有量＋０．７５＊前記副成分の含有量）≦８．７５ａｔ％を満たすことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気ディスク。
【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ディスク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５０％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、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
垂直磁気ディスクの高記録密度化のために重要な要素としては、トラック幅の狭小化によるＴＰＩ（Tracks per Inch）の向上、及び、ＢＰＩ（Bits per Inch）向上時のシグナルノイズ比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）や、信号の書き込み易さであるオーバーライト特性（ＯＷ特性）などの電磁変換特性の確保、さらには、前記により記録ビットが小さくなった状態での熱揺らぎ耐性の確保、などが上げられる。中でも、高記録密度条件でのＳＮＲの向上は重要である。
【０００４】
グラニュラ磁性層は酸化物相と金属相が分離し、微細な粒を形成する為、高ＳＮＲに有効である。高記録密度のためにはグラニュラ磁性層の粒を微細化する必要があるが、微細化により粒の磁気的エネルギーも小さくなってしまい、熱揺らぎの問題が発生する。一方、熱揺らぎの問題を回避するためには媒体の磁気異方性を高くする必要があるが、磁気異方性とともに保磁力も高くなるため書き込みが困難になってしまう。すなわち、熱揺らぎとオーバーライト特性とを両方を高めたいという要請がある。
【０００５】
特許文献１には、主記録層の上又は下に該主記録層に接して形成された書き込み補助層（補助記録層に相当する）が提案されている。特許文献１において主記録層はグラニュラ構造を有する磁性層であって、書き込み補助層はＣｏＣｒ合金（例えばＣｏＣｒＰｔＢ）である。特許文献１では、書き込み補助層を設けることにより、オーバーライト特性と熱揺らぎ耐性とを両立させることが可能であると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０９９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし補助記録層は、オーバーライト特性と熱揺らぎ耐性を改善する一方、面内方向に磁気的な連続性を持っていることから、ノイズ源でもあり、書きにじみも大きくなり易い。この為、補助記録層の膜厚が厚いほどノイズが大きくなってしまい、高記録密度化を阻害する要因となる。また、補助記録層の膜厚が厚いと磁気ヘッド−軟磁性層間の磁気的スペーシングが増大し、書き込みを補助するはずの層がそれ自身の膜厚により逆に書き込みを阻害する方向へと作用してしまう。そこでノイズの低減とオーバーライト特性の向上を図るために、補助記録層を薄くしたいという要請がある。
【０００８】
補助記録層を磁気的な機能を損なうことなく薄くするためには、材料の飽和磁化Ｍｓを大きくすることが考えられる。磁性薄膜の磁気的な結合の強さは、飽和磁化・膜厚積（Ｍｓ・ｔ）によって決定されるためである。
【０００９】
例えば、ＣｏＣｒ合金からなる補助記録層においてＣｒの含有量を減らすと飽和磁化Ｍｓを好適に大きくすることができる。しかし、単にＣｒを減らすと、膜の耐腐食性が低下するため、コロージョン障害が発生しやすくなってしまう。その結果、ヘッドのクラッシュ障害が生じる可能性がある。
【００１０】
また補助記録層において単純にＭｓを上げて薄膜化するとＳＮＲが極端に低下するという問題がある。このため従来は、補助記録層のＭｓを低めに設定し、膜厚を厚めに設定することを余儀なくされていた。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み、補助記録層としての機能を維持しつつ薄膜化を図り、ＳＮＲの向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、発明者らは、まずコロージョン障害の発生防止について検討した。そして、何らかの方法で膜の耐腐食性を向上させられれば、Ｃｒの量を減らしてもコロージョンの析出を招くことなく飽和磁化Ｍｓを上げることができると考えた。
【００１３】
次に、発明者らは、飽和磁化ＭｓとＳＮＲのトレードオフの解消について検討した。補助記録層はそもそも面内方向に磁気的に連続し、ｃ軸が垂直方向に配向している必要がある。一方、グラニュラ磁性層は、磁性結晶粒子の周囲に酸化物を主成分とする粒界が形成されている。このため、グラニュラ磁性層の上に補助記録層を成膜すると、粒界の上では補助記録層の初期成長段階の結晶に乱れが生じ、結晶性が低下してしまうのだろうと考えた。結晶性の低下した部分が存在すると、Ｍｓの高い材料ほどノイズの増加量は大きくなるため、従来はＭｓを高くするほどＳＮＲが低下していたものと考えられる。また一般に膜厚を増やすと結晶性は改善する傾向にあるため、従来膜厚を厚くする必要があったのは、初期成長段階の結晶の乱れを補うためであったと考えられる。
【００１４】
そこで、たとえ薄くても結晶性を向上させることができれば、Ｍｓを高くしてもノイズが増大することがなく、また補助記録層を薄くすることも可能になると考えた。そして、さらに研究を重ねることにより、補助記録層の磁気的な機能や信頼性を維持しつつ薄膜化を図り、ひいてはＳＮＲを向上できると考えて発明を完成するに至った。
【００１５】
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ディスクの代表的な構成は、基板上に、グラニュラ磁性層と、グラニュラ磁性層より上方に配置された補助記録層とを備え、グラニュラ磁性層は柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子の周囲に酸化物を主成分とする非磁性物質が偏析して粒界部が形成されたグラニュラ構造を有し、補助記録層はＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を主成分とし、さらに副成分として不動態を形成しかつ反強磁性体ではない金属を含むことを特徴とする。なお、本願で言うところの「主成分」とは、全体組成をａｔ％（もしくはｍｏｌ％）としたときに、最も多く含まれる成分を指す。
【００１６】
上記構成によれば、補助記録層をＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を主成分としたことにより、補助記録層の結晶性を改善することができるため、補助記録層としての性能を維持しつつ薄膜化できる。そして、膜補助記録層から生じるノイズの低減を図ることができる。また付随的効果として、磁気ヘッド−軟磁性層間の磁気的スペーシングを削減することができる。そして、副成分が不動態を形成することにより、補助記録層の表面に耐腐食性を有する酸化皮膜が生じるため、補助記録層の耐腐食性を向上させ、コロージョン障害の発生を抑制することが可能となる。したがって、補助記録層としての機能を維持しつつ薄膜化を図り、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【００１７】
上記の副成分は、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉの群から選択されるいずれか１以上の元素であるとよい。これらの元素は、上述した不動態を形成し且つ反強磁性体ではないため、上記の副成分をして好適に用いることができる。
【００１８】
上記の副成分は、１ａｔ％以上３ａｔ％以下含まれるとよい。副成分の含有量が１ａｔ％未満であると、耐腐食性の向上を十分に図ることができない。一方、３ａｔ％を越えると、補助記録層の結晶配向性が悪化して、ＳＮＲが悪化する。このため、副成分の含有量は上記範囲が適切である。
【００１９】
上記の補助記録層は、飽和磁化Ｍｓが５５０［ｅｍｕ／ｃｃ］以上７５０［ｅｍｕ／ｃｃ］以下であるとよい。これにより、補助記録層の機能を維持しつつ磁気的スペーシングを低減できるような薄い膜厚を得ることができる。
【００２０】
上記の補助記録層のＣｒの含有量は、３ａｔ％以上８ａｔ％以下であるとよい。これにより、飽和磁化Ｍｓを好適に上昇させることが可能となる。
【００２１】
上記の補助記録層は、４．５ａｔ％≦（Ｃrの含有量＋０．７５＊副成分の含有量）≦８．７５ａｔ％を満たすことが好ましい。合計量をこの範囲とすることにより、薄膜化に適した飽和磁化Ｍｓを得ることができる。合計量が８．７５ａｔ％より多くなると、Ｃｏが少なくなってＭｓが落ちてしまうため好ましくない。また合計量が４．５ａｔ％より少なくなると、Ｍｓが高くなりすぎてノイズ源になってしまうため好ましくない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、補助記録層をＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を主成分とすることにより結晶性を改善し、副成分により耐腐食性を向上させて、補助記録層としての性能を維持しつつ薄膜化を図り、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】垂直磁気ディスクの構成を説明する図である。
【図２】補助記録層にＲｕを添加した場合としていない場合を比較する例である。
【図３】補助記録層に副成分を添加した場合としていない場合を比較する図である。
【図４】ＣｒおよびＡｌの含有量による飽和磁化Ｍｓの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（垂直磁気ディスク）
図１は、第１実施形態にかかる垂直磁気ディスク１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気ディスク１００は、基板１１０、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、下地層１５０、グラニュラ磁性層１６０、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。
【００２６】
基板１１０は、例えば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基板１１０を得ることができる。
【００２７】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００２８】
付着層１２０は基板１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１３０と基板１１０との密着強度を高める機能を備えている。付着層１２０は、例えばＣｒＴｉ系非晶質合金、ＣｏＷ系非晶質合金、ＣｒＷ系非晶質合金、ＣｒＴａ系非晶質合金、ＣｒＮｂ系非晶質合金等のアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば２〜２０ｎｍ程度とすることができる。付着層１２０は単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。
【００２９】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を収束することによって、グラニュラ磁性層１６０への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金、や、ＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３０のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。こうすることで磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３０から生じるノイズを低減することができる。スペーサ層を介在させた構成の場合、軟磁性層１３０の膜厚は、スペーサ層が０．３〜０．９ｎｍ程度、その上下の軟磁性材料の層をそれぞれ１０〜５０ｎｍ程度とすることができる。
【００３０】
前下地層１４０は、この上方に形成される下地層１５０の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４０は、ｈｃｐ構造であってもよいが、（１１１）面が基板１１０の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４０の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ等を１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒ等を好適に選択することができる。前下地層１４０の膜厚は１〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４０を複数層構造としてもよい。
【００３１】
下地層１５０はｈｃｐ構造であって、この上方に形成されるグラニュラ磁性層１６０のｈｃｐ構造の磁性結晶粒子（以下、磁性粒子と称する）の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備え、グラニュラ構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒子を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５０の結晶配向性が高いほど、グラニュラ磁性層１６０の結晶配向性を向上させることができる。また、下地層１５０の粒径を微細化することによって、グラニュラ磁性層１６０の磁性粒子の粒径を微細化することができる。下地層１５０の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５０の膜厚は、例えば５〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００３２】
また、スパッタ時のガス圧を変更することにより下地層１５０を２層構造としてもよい。具体的には、下地層１５０の上層側を形成する際に下層側を形成するときよりもＡｒのガス圧を高圧にすると、上方のグラニュラ磁性層１６０の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００３３】
グラニュラ磁性層１６０は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に、酸化物を主成分とする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。例えば、ＣｏＣｒＰｔ系合金にＳｉＯ２や、ＴｉＯ２などを混合したターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ系合金からなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２や、ＴｉＯ２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とができる。
【００３４】
なお、上記に示したグラニュラ磁性層１６０に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを１種類以上添加してもよい。また、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（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化コバルト（ＣｏＯまたはＣｏ３Ｏ４）、等の酸化物を例示できる。また、１種類の酸化物のみならず、２種類以上の酸化物を複合させて使用することも可能である。
【００３５】
分断層１７０は、グラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これによりグラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０の間、およびグラニュラ磁性層１６０内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な相互作用の強さを調節することができるため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎといった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００３６】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素または酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお分断層１７０には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していてもよい。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０の膜厚は、０．２〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３７】
また分断層１７０の構造に対する作用としては、上層の補助記録層１８０の結晶粒子の分離の促進である。例えば、上層が酸化物のように非磁性物質を含まない材料であっても、磁性結晶粒子の粒界を明瞭化させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、グラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０との間に分断層１７０を設ける構成としたが、これに限定するものではない。したがって、分断層１７０を設けずに、補助記録層１８０をグラニュラ磁性層１６０の直上に成膜する構成としてもよい。
【００３９】
補助記録層１８０は基板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１８０は、グラニュラ磁性層１６０に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎ等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。
【００４０】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっ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１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００４１】
補助記録層１８０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を主成分とする。このようにＲｕを含有させることにより、補助記録層１８０の結晶性を向上させることができる。そして、補助記録層１８０の結晶性を向上させたことにより、グラニュラ磁性層１６０の粒界（酸化物）の上においても、補助記録層１８０の初期成長段階の結晶の乱れを低減させることができる。したがってＭｓを高くしても増加するノイズを抑えることができると共に、膜厚を薄くすることも可能となる。
【００４２】
また補助記録層１８０のＣｒの含有量は、３ａｔ％以上８ａｔ％以下であるとよい。Ｃｒの含有量をこの範囲とすることにより、最適な飽和磁化Ｍｓを得ることが可能となる。
【００４３】
なお、主成分であるＣｏＣｒＰｔＲｕ合金に、さらにＢ、Ｔａ、Ｃｕ等の添加物を加えてもよい。具体的には、補助記録層１８０を、ＣｏＣｒＰｔＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＲｕＴａ、ＣｏＣｒＰｔＲｕＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｕＣｕＢなどとすることができる。
【００４４】
さらに本実施形態の特徴的な要素として、補助記録層１８０は、副成分として不動態を形成しかつ反強磁性体ではない金属を含む。この副成分が不動態を形成することにより、補助記録層１８０の表面に耐腐食性を有する酸化皮膜が生じる。したがって、補助記録層１８０の耐腐食性を向上させ、コロージョン障害の発生を抑制することが可能となる。その結果、補助記録層１８０としての機能を維持しつつ薄膜化を図り、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【００４５】
上記の副成分としては、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉの群から選択されるいずれか１以上の元素を好適に用いることができる。なお、副成分の含有量は、１ａｔ％以上３ａｔ％以下であることが好ましい。副成分の含有量が、１ａｔ％未満であると耐腐食性の向上を十分に図ることができず、３ａｔ％を越えると、補助記録層１８０の結晶配向性の悪化によりノイズが増大し、ＳＮＲが悪化してしまう。
【００４６】
さらに、４．５ａｔ％≦（Ｃrの含有量＋０．７５＊副成分の含有量）≦８．７５ａｔ％を満たすことが好ましい。合計量をこの範囲とすることにより、薄膜化に適した飽和磁化Ｍｓを得ることができる。ここで、副成分を添加すると、Ｃｒの０．７５倍のＭｓ低下が見られる。したがって、Ｃｒと副成分の合計量を考えるとき、Ｃｒの含有量＋０．７５＊副成分の含有量とすることによって包括的に考えることができる。そして、これらの合計量が８．７５ａｔ％より多くなると、Ｃｏが少なくなってＭｓが落ちてしまうため好ましくない。また合計量が４．５ａｔ％より少なくなると、Ｍｓが高くなりすぎてノイズ源になってしまうため好ましくない。
【００４７】
補助記録層１８０は、飽和磁化Ｍｓが５５０［ｅｍｕ／ｃｃ］〜７５０［ｅｍｕ／ｃｃ］であることが好ましい。これにより、補助記録層１８０の機能を維持しつつ磁気的スペーシングを低減できるような薄い膜厚を得ることができる。例えば、飽和磁化・膜厚積（Ｍｓ・ｔ）により決定されるグラニュラ磁性層１６０の強さを８２５〜３０００［ｅｍｕ・ｎｍ／ｃｃ］と設定した場合、飽和磁化Ｍｓを上記のように５５０［ｅｍｕ／ｃｃ］〜７５０［ｅｍｕ／ｃｃ］の範囲とすることにより、補助記録層１８０の膜厚を１．５ｎｍ〜４．０ｎｍの範囲まで薄膜化することができる。
【００４８】
上述したように補助記録層１８０を１．５ｎｍ〜４．０ｎｍ程度の薄膜とすることにより、補助記録層１８０から生じるノイズの低減を図ることができると共に、磁気ヘッド−軟磁性層間の磁気的スペーシングを削減することができる。なお１．５ｎｍ未満とすると、ＳＮＲが低下してしまう。これは、補助記録層１８０を上記材料としても初期成長段階の結晶性の乱れの影響が大きくなってしまうためと考えられる。また４．０ｎｍより厚くなると、磁気的スペーシングを削減する効果が得られない。
【００４９】
保護層１９０は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気ディスク１００を防護するための層である。保護層１９０は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。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ディスク１００を防護することができるため好適である。保護層１９０の膜厚は、例えば２〜６ｎｍとすることができる。
【００５０】
潤滑層２００は、垂直磁気ディスク１００の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９０の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば０．５〜２．０ｎｍとすることができる。
【００５１】
（実施例）
上記構成の垂直磁気ディスク１００の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
【００５２】
実施例として、基板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１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０はＣｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、０．７ｎｍのＲｕ層を挟んで、９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒをそれぞれ２０ｎｍ成膜した。前下地層１４０はＮｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層１５０は０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。グラニュラ磁性層１６０は、３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を２ｎｍ成膜した上に、さらに３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。分断層１７０はＲｕを０．３ｎｍ成膜した。補助記録層１８０は下記に示すように実施例と比較例を製作して比較した。保護層１９０はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて４．０ｎｍ成膜し、表層を窒化処理した。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて１．０ｎｍ形成した。
【００５３】
図２は、補助記録層１８０にＲｕを添加した場合としていない場合を比較する例である。Ｒｕを添加した例として、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金（６８Ｃｏ−６Ｃｒ−１５Ｐｔ−６Ｒｕ−５Ｂ）を、膜厚を変えて成膜した。Ｒｕを添加しない例としては、ＣｏＣｒＰｔ合金（６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂ）を膜厚を変えて成膜した。
【００５４】
図２を参照すれば、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金からなる補助記録層１８０は、ＣｏＣｒＰｔ合金と比較して、膜厚が薄い範囲からＳＮＲが高くなっていることがわかる。全体的に観察すれば、ＳＮＲの動きを示すカーブが１．５ｎｍ程度薄い膜厚に推移していて、さらにＳＮＲが向上している。このことから、補助記録層１８０の薄膜化を図れることがわかる。さらに具体的には、必要とされるＳＮＲの閾値を１６．０［ｄＢ］とすると、膜厚を１．５ｎｍ〜４．０ｎｍの範囲とすることにより所望のＳＮＲを得られることがわかる。これらのことから、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金を用いて、膜厚を１．５ｎｍ〜４．０ｎｍの範囲とすることにより、補助記録層としての性能を維持しつつ薄膜化でき、補助記録層から生じるノイズの低減を図ることができることがわかる。
【００５５】
また、補助記録層１８０をより薄くすることにより、付随的効果として、磁気ヘッド−軟磁性層間の磁気的スペーシングを削減することができる。
【００５６】
なお、Ｒｕを含まない（従来の）ＣｏＣｒＰｔ合金では、所望のＳＮＲを得るために４ｎｍ程度の膜厚が必要であることがわかる。そして、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金では、５ｎｍの厚みを成膜すると、かえってＳＮＲが低下してしまうことがわかる。これは、補助記録層の飽和磁化・膜厚積が大きくなりすぎて、ノイズ源となってしまうためと考えられる。
【００５７】
図３は、補助記録層１８０に副成分を添加した場合としていない場合を比較する図である。図３（ａ）は、実施例および比較例の組成および各種特性の変化を示す図である。図３（ｂ）は実施例および比較例における飽和磁化Ｍｓの変化を示す図である。なお、図３中の「Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ」の評価は、高温高湿下において所定期間経過後の垂直磁気ディスクの主表面上に析出したコロージョンのスポット数を計数し（コロージョン試験）、その数が所定値未満であった場合は試験をクリアできたとして「Ｐａｓｓ」、所定値以上であった場合は試験をクリアできなかったとして「Ｆａｉｌ」とした。
【００５８】
本実施例では、副成分としてＡｌを用いている。実施例１〜実施例２０では補助記録層に副成分のＡｌを含有させている。詳細には、実施例１の補助記録層は（６６Ｃｏ−６Ｃｒ−１６Ｐｔ−６Ｒｕ−５Ｂ−Ａｌ）から構成され、実施例２〜６はＣｒの含有量を増減させている。実施例７〜１１の補助記録層はＡｌを２ａｔ％とし、Ｃｒの含有量を増減させている。実施例１２〜１６の補助記録層はＡｌを３ａｔ％とし、Ｃｒの含有量を増減させている。実施例１７〜２０の補助記録層Ａｌを４ａｔ％とし、Ｃｒの含有量を増減させている。なお、実施例の組成に対してＡｌまたはＣｒを増減させた分はＣｏを増減させている（Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂの含有量は変化させていない）。
【００５９】
比較例１〜６では補助記録層に副成分を含有させていない。詳細には、比較例１の補助記録層は（６７Ｃｏ−６Ｃｒ−１６Ｐｔ−６Ｒｕ−５Ｂ）から構成され、比較例２〜６はＣｒの含有量を増減させている。比較例においても、ＡｌまたはＣｒを増減させた分はＣｏを増減させている（Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂの含有量は変化させていない）。
【００６０】
まず、図３に示す実施例１〜２０と比較例１〜６を比較すると、比較例６以外の比較例ではＣｒの含有量に拘わらずコロージョン試験をクリアすることができない。しかし、実施例１および実施例７以外の実施例では、Ａｌを添加することによりコロージョンの発生が抑制される。これは、添加されたＡｌが補助記録層において不動態を形成することにより、補助記録層の表面に酸化皮膜が形成され、腐食を防止できたためと推察できる。したがって、実施例のように副成分を添加することにより補助記録層の耐腐食性の向上を図れることが理解できる。
【００６１】
なお、実施例１および実施例７は、コロージョン試験をクリアすることができなかった。このことから、Ｃｒの含有量を２ａｔ％まで減らすと、１ａｔ％〜２ａｔ％程度のＡｌの添加では補えないほどに耐腐食性の低下が生じることがわかる。したがって、後述するＣｒの含有量の下限値は、飽和磁化Ｍｓだけでなくコロージョン特性においても意義があることが理解できる。
【００６２】
また、比較例６はＡｌを含有していないが、Ｃｒの含有量が多いため、耐腐食性の著しい低下が生じず、コロージョン試験をクリアできたものと考えられる。しかしながら、飽和磁化Ｍｓが極めて低いため補助記録層１８０の薄膜化を図ることができない。
【００６３】
次に、実施例１７〜２２を参照すると、Ａｌの含有量が４ａｔ％となると、コロージョン試験はクリアできるものの、良好なＳＮＲを達成できない。これは、Ａｌの含有量が多くなりすぎて補助記録層の結晶配向性が悪化し、ノイズが増大してしまった為と推測する。したがって、Ａｌの含有量を３ａｔ％以下とすることが好ましいことが理解できる。
【００６４】
更に、実施例１〜１６におけるＣｒの含有量に着目すると、Ｃｒの含有量が２ａｔ％の実施例１、実施例７および実施例１２では飽和磁化Ｍｓが高すぎ、Ｃｒの含有量が９ａｔ％の実施例６では飽和磁化Ｍｓが低すぎる。このことから、補助記録層１８０の良好な機能を確保するためには、補助記録層１８０のＣｒの含有量は、３ａｔ％〜８ａｔ％以下であるとよいことがわかる。
【００６５】
図４は、ＣｒおよびＡｌの含有量による飽和磁化Ｍｓの変化を示す図である。図４では、ＣｏＰｔＢ合金にＣｒまたは副成分としてのＡｌのみを添加して飽和磁化Ｍｓの値を比較している。図４に示すように、図４に示すように、ＣｒおよびＡｌいずれも添加するほど飽和磁化Ｍｓが低下する。しかし、実験によればＡｌがＭｓを低下させる程度は、Ｃｒの０．７５倍であった。換言すれば、同程度のＭｓを得ようとしたとき、ＡｌはＣｒよりも１／０．７５倍を添加できることを意味している。
【００６６】
そこで合計量としてＣｒの含有量＋０．７５＊Ａｌの含有量に着目したとき、図３に示すように、合計量が８．７５ａｔ％を超えている実施例６、実施例１１および実施例１６では良好なＳＮが得られない。またこれらの実施例は、飽和磁化Ｍｓは５５０［ｅｍｕ／ｃｍ３］未満となっている。飽和磁化Ｍｓが低いのは合計量が多いためと考えられるが、飽和磁化Ｍｓが低いためにオーバーライト特性が低下し、ＳＮＲが悪化したものと考えられる。
【００６７】
また上記の合計量が４．５ａｔ未満の実施例１〜２、実施例７、実施例１２においてもやはりＳＮＲが閾値に達していない。またこのとき、飽和磁化Ｍｓが高いのは合計量が少ないためと考えられるが、Ｍｓが高いためにノイズが増大し、ＳＮＲが悪化したものと考えられる。
【００６８】
このように、ＣｒとＡｌの合計量を、Ｍｓに与える影響を勘案して合計量＝Ｃrの含有量＋０．７５＊Ａｌの含有量とし、４．５ａｔ％≦合計量≦８．７５ａｔ％とすることにより、薄膜化に適した飽和磁化Ｍｓを得ることができる。なお合計量が８．７５ａｔ％より大きくなるとＭｓが低下してしまって、補助記録層１８０の薄膜化が図れなくなるため好ましくない。一方、４．５ａｔ％より少なくなるとＭｓが高くなりすぎるため、ノイズが増加してしまうため好ましくない。
【００６９】
上記説明したように、本実施形態にかかる垂直磁気ディスクおよびその製造方法によれば、補助記録層としての性能を維持しつつ薄膜化でき、補助記録層から生じるノイズの低減を図ることができる。そして、副成分が不動態を形成することにより、補助記録層の表面に耐腐食性を有する酸化皮膜が生じるため、補助記録層の耐腐食性を向上させ、コロージョン障害の発生を抑制することが可能となる。したがって、補助記録層としての機能を維持しつつ薄膜化を図り、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【００７０】
以上、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】
【００７１】
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ディスク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】
【００７２】
１００…垂直磁気ディスク、１１０…基板、１２０…付着層、１３０…軟磁性層、１４０…前下地層、１５０…下地層、１６０…グラニュラ磁性層、１７０…分断層、１８０…補助記録層、１９０…保護層、２００…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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