(57)【要約】【課題】新規な磁性下地層構造物を有する垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】腐食特性が向上され、表面粗さが減少した垂直磁気データ記録用の磁気媒体。磁気媒体は、下地層と下地層の上に形成された垂直磁気記録層とを含む。下地層は、ＭｇＯで形成されることができ、垂直磁気記録層から離れている下地層の酸素濃度よりも垂直磁気記録層において大きい酸素濃度を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地層と、
前記下地層の上に形成された磁気記録層と、
を含み、
前記下地層は、前記磁気記録層に相対的に近いより高い酸素濃度と前記磁気記録層から離れたより低い酸素濃度とを有する垂直磁気データ記録用の磁気媒体。
【請求項２】
前記下地層はＭｇＯを含む請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項３】
前記下地層はＭｇＯを含み、前記磁気記録層はＦｅＰｔを含む請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項４】
前記下地層内の前記酸素濃度は段階的に変化する請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項５】
前記磁気記録層における前記下地層の前記酸素濃度は、前記磁気記録層から離れている前記下地層の前記酸素濃度よりも大きい約２原子百分率である請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項６】
前記磁気記録層における前記下地層の前記酸素濃度は、前記磁気記録層から離れている前記下地層の前記酸素濃度よりも大きい５原子百分率未満である請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項７】
前記磁気記録層における前記下地層の前記酸素濃度は、前記磁気記録層から離れている前記下地層の前記酸素濃度よりも大きい１〜５原子百分率である請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項８】
前記下地層はＭｇＯの第１の層とＭｇＯの第２の層とをさらに含み、ＭｇＯの前記第２の層はＭｇＯの前記第１の層と前記磁気記録層との間に設置されており、ＭｇＯの前記第２の層はＭｇＯの前記第１の層よりも高い酸素濃度を有する請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項９】
ＭｇＯの前記第１および第２の層は、実質的に等しい厚さを有する請求項８に記載の磁気媒体。
【請求項１０】
ＭｇＯの前記第１および第２の層はそれぞれ、約６ｎｍの厚さを有する請求項８に記載の磁気媒体。
【請求項１１】
ＭｇＯの前記第１および第２の層の総合厚さで割ったＭｇＯの前記第２の層の前記厚さは厚さ比を定義し、前記厚さ比は１７〜８７％である請求項８に記載の磁気媒体。
【請求項１２】
ＭｇＯの前記第２の層は、ＭｇＯの前記第１の層よりも大きい約２原子百分率である酸素濃度を有する請求項８に記載の磁気媒体。
【請求項１３】
ＭｇＯの前記第２の層は、ＭｇＯの前記第１の層よりも大きい１〜５原子百分率である酸素濃度を有する請求項８に記載の磁気媒体。
【請求項１４】
前記下地層がアモルファス緩衝層と前記磁気記録層との間にあるように前記下地層は前記アモルファス緩衝層の上に形成されている請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項１５】
前記磁気記録層は、非磁性境界によって分離される磁性粒子を含む請求項１に記載の磁気媒体。
【請求項１６】
下地層と前記下地層の上に形成された磁気記録層とを含む磁気媒体であって、前記下地層は、前記磁気記録層に相対的に近いより高い酸素濃度と前記磁気記録層から離れたより低い酸素濃度とを有する磁気媒体と、
上に形成された磁気読み書き素子を有するスライダと、
前記スライダに接続されたアクチュエータであって、前記磁気媒体の表面に隣接する前記スライダを移動させるアクチュエータと、
を含む磁気データ記録システム。
【請求項１７】
前記下地層はＭｇＯを含む請求項１６に記載の磁気データ記録システム。
【請求項１８】
前記磁気記録層はＦｅＰｔを含む請求項１６に記載の磁気データ記録システム。
【請求項１９】
前記磁気記録層における前記下地層の前記酸素濃度は、前記磁気記録層から離れている前記下地層の前記酸素濃度よりも大きい１〜５原子百分率である請求項１６に記載の磁気データ記録システム。
【請求項２０】
前記下地層はＭｇＯの第１の層とＭｇＯの第２の層とをさらに含み、ＭｇＯの前記第２の層はＭｇＯの前記第１の層と前記磁気記録層との間に設置されており、ＭｇＯの前記第２の層はＭｇＯの前記第１の層よりも高い酸素濃度を有する請求項１６に記載の磁気データ記録システム。
【請求項２１】
ＭｇＯの前記第１および第２の層は、実質的に等しい厚さを有する請求項１６に記載の磁気データ記録システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気データ記録に関し、より詳しくは、１平方インチ当たりの面記録密度が１テラバイト以上である磁気記録媒体、およびこのような磁気記録媒体を用いた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱安定性を維持しながら、より高い面記録密度を実現するために、磁気記録層は、高い垂直磁気異方性エネルギーＫｕを有する必要がある。Ｌ１０型ＦｅＰｔ合金は、現在使用されているＣｏＣｒＰｔベースの合金よりも高い垂直磁気記録異方性エネルギーＫｕを有する材料であり、従って、次世代磁気記録層用の材料として注目されている。（特許文献１）に例が記載されている。
【０００３】
このようなＬ１０秩序化ＦｅＰｔ合金を磁気記録層として使用するために、結晶格子間の交換相互作用を減らす必要がある。近年、例えば特許文献１（Ｐａｔｅｎｔ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  １）に開示のように、ＳｉＯ２やＣなどの非磁性材料をＬ１０秩序化ＦｅＰｔ合金に添加することによって粒状化を実現する試みの報告がある。この文脈において、粒状化は、磁性粒子を囲む非磁性材料の結晶粒界によってＦｅＰｔからなる磁性結晶粒子を互いに分離する構造を生成することによって磁性結晶粒子を磁気的に分割することを意味する。
【０００４】
磁気記録層においてＬ１０型結晶構造物を有するＦｅＰｔ合金を使用するために、ＦｅＰｔ層の（００１）結晶の方向付けを行う必要がある。これに関して、ＦｅＰｔ層の下に形成される下地層として適当な材料を使用することによって（００１）結晶の方向付けを行うことができることが広く知られている。（特許文献２）には、ＭｇＯ下地層の使用によって（００１）結晶の方向付けを有するＦｅＰｔ層が開示されている。また、ＦｅＰｔを秩序化することによって（００１）結晶の方向付けを行うために、少なくとも３００℃まで構造を加熱する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１０２４号公報
【特許文献２】特開２０１２−４８７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気記録層においてＬ１０型結晶構造物を有するＦｅＰｔ合金を使用するために、ＭｇＯ下地層を形成して、その下地層上のＦｅＰｔ層を加熱することによって（００１）結晶の方向付けを行う必要がある。従って、下地層の表面に粗さを生成する場合、この粗さをＦｅＰｔ層の表面で高めた結果、かなりの粗さが生成される。このような表面粗さが大きい場合、浮上性特性が低下し、その結果、優れた浮上性特性を長期にわたって維持することがある。今に至るまで使用されているＬ１０型結晶構造物を有するＦｅＰｔ合金媒体において、主に上述の理由で、耐食性が問題になっており、これを解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
下地層と下地層の上に形成された磁気記録層とを含み、下地層は、磁気記録層に相対的に近いより高い酸素濃度と磁気記録層から離れたより低い酸素濃度とを有する垂直磁気データ記録用の磁気媒体について記載されている。
【０００８】
下地層は、ＭｇＯの第１の層とＭｇＯの第２の層とを含むことができ、ＭｇＯの第２の層はＭｇＯの第１の層と磁気記録層との間に設置されており、ＭｇＯの第２の層はＭｇＯの第１の層よりも高い酸素濃度を有する。ＭｇＯの第２の層は、ＭｇＯの第１の層よりも大きい１〜５原子百分率である酸素濃度を有することができる。
【０００９】
実施形態による垂直磁気記録媒体は、基板の上に連続的に積層される層として形成でき、非晶質またはｂｃｃ結晶構造物を有する緩衝層と、（上述のように構成されている）ＭｇＯからなる下地層と、Ｌ１０型結晶構造物を有する垂直磁気記録層と、保護層とを少なくとも含むことができる。
【００１０】
下地層表面の粗さを減少して、ＦｅＰｔ磁気記録層の表面粗さを減少することができる。このようにして、耐食性を向上させ、長期にわたる浮上性特性の低下を防止することができる。また、下地層構造物の改良によって結晶方位を向上させる。
【００１１】
これらおよび他の特徴と利点は、全体にわたって同じ参照符号が同じ要素を示す図面と併せて行われる好ましい実施形態の下記の詳細な説明を読むと明瞭になろう。
【００１２】
好ましい使用形態だけでなく、実施形態の性質および利点をさらに十分理解するために、一定の縮尺ではない添付図面と併せて読まれる下記の詳細な説明を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１による垂直磁気記録媒体の断面構造の例を示す図である。
【図２】実施形態１および比較例の垂直磁気記録媒体の長期間の記憶にわたる浮上高特性の評価を示す。
【図３】実施形態１および比較例１、２の垂直磁気記録媒体におけるＦｅＰｔ結晶方位に関する結果の概要を示す。
【図４ａ】実施形態１および比較例１、２の垂直磁気記録媒体におけるＸ線回折ピークの評価結果を示す。
【図４ｂ】実施形態１および比較例１、２の垂直磁気記録媒体におけるＸ線回折ピークの評価結果を示す。
【図４ｃ】実施形態１および比較例１、２の垂直磁気記録媒体におけるＸ線回折ピークの評価結果を示す。
【図５】実施形態１および比較例１、２の垂直磁気記録媒体における表面粗さの評価結果を示す。
【図６】実施形態１の垂直磁気記録媒体の第１の下地層１０３（ＵＬ１）から第２の下地層１０４（ＵＬ２）を含む媒体の透過電子顕微鏡観察によって見つけられるような断面構造を示し、垂直磁気記録媒体内の下地層に関して高分解能ラザフォード後方散乱によるＭｇおよびＯの組成比の検査結果を示す。
【図７】実施形態１の垂直磁気記録媒体の下地層に関して光電子分光法（ＸＰＳ）によって得られたＭｇおよびＯの組成比の検査結果を示す。
【図８ａ】実施形態２の垂直磁気記録媒体の下地層に関して第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚を変えた場合、結晶方位Δθ５０（図８ａ）および表面粗さ（図８ｂ）の検査結果を示す。
【図８ｂ】実施形態２の垂直磁気記録媒体の下地層に関して第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚を変えた場合、結晶方位Δθ５０（図８ａ）および表面粗さ（図８ｂ）の検査結果を示す。
【図９】実施形態２の垂直磁気記録媒体の下地層に関して第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比を変えた場合、ＦｅＰｔ（００２）およびＭｇＯ（２００）の回折ピークの結晶方位Δθ５０の検査結果を示す。
【図１０】実施形態２の垂直磁気記録媒体の下地層に関して第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比を変えた場合、ＦｅＰｔの回折ピーク強度Ｉ００１／Ｉ００２およびＩ１１１／Ｉ００２の検査結果を示す。
【図１１】実施形態１および比較例３〜５の垂直磁気記録媒体のＦｅＰｔ（００１）結晶方位および表面粗さに関する評価結果および下地層の構成を示す。
【図１２ａ】実施形態１、３および４の垂直磁気記録媒体のＦｅＰｔ（００１）結晶方位および表面粗さに関する評価結果および下地層の構成を示す。
【図１２ｂ】実施形態１の下地層における酸素濃度の変化を概略的に示す。
【図１２ｃ】実施形態３の下地層における酸素濃度の変化を概略的に示す。
【図１２ｄ】実施形態４の下地層における酸素濃度の変化を概略的に示す。
【図１３ａ】比較例１および２の垂直磁気記録媒体の断面構造の例を示す図である。
【図１３ｂ】比較例１および２の垂直磁気記録媒体の断面構造の例を示す図である。
【図１４ａ】磁気データ記憶システムの例を例示する種々の図を示す。
【図１４ｂ】磁気データ記憶システムの例を例示する種々の図を示す。
【図１４ｃ】磁気データ記憶システムの例を例示する種々の図を示す。
【図１４ｄ】磁気データ記憶システムの例を例示する種々の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
下記の説明は、現在考えられる最良の実施形態である。この説明は、一般原理を例示する目的で行われており、ここで請求される発明概念を限定する意味はない。
【００１５】
実施形態１
図１は、垂直磁気記録媒体１００の構成を例示する。基板１０１の上に、垂直磁気記録媒体１００は、緩衝層１０２と、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる第１の下地層１０３およびより高い酸素濃度のＭｇＯからなる第２の下地層１０４を含むことができる下地層構造物１０８と、垂直磁気記録層１０５と、保護膜層１０６と、潤滑剤層１０７とを含む。
【００１６】
基板１０１として、例えば、化学的に強化されたガラス、結晶化ガラス、Ｓｉまたは熱酸化Ｓｉなどの種々の材料を使用することができる。緩衝層１０２の場合、主成分がＮｉであり、ＮｂおよびＴａのうち少なくとも１つの元素を含む非晶質Ｎｉ合金を使用することができる。Ｎｉに添加されるＮｂの量は、少なくとも２０原子百分率であるが７０原子百分率未満の範囲にあることが好ましく、Ｔａの量は、少なくとも３０原子百分率であるが６０原子百分率未満の範囲にあることが好ましい。これに加えて、Ｚｒを添加してもよい。
【００１７】
垂直磁気記録層１０５として、Ｌ１０結晶構造物を有し、主成分がＣ、炭化物、窒化物または酸化物などの非磁性材料からなる粒界を有するＦｅＰｔである合金を使用することができる。また、垂直磁気記録層において秩序化温度を下げる目的で、Ａｇ、ＡｕまたはＣｕを含む元素を添加してもよい。保護膜１０６は、炭素などの高硬度を有する材料であることができる。潤滑剤層１０７を、保護膜層１０６の上に設けることができる。
【００１８】
半導体または磁気や光学記録媒体の生成に使用される各種の薄膜堆積技術を、基板１０１の上に積層される種々の層を形成するために使用することができる。このような薄膜形成技術は、ＤＣマグネトロンスパッタリング、ＲＦマグネトロンスパッタリングまたは分子線エピタキシ（ＭＢＥ）を含むことができる。これらのうち、スパッタリング法が好ましい。なぜなら、スパッタリング法は、比較的高速の膜製造の大量生産に適しており、薄膜の微細構造物を形成することができ、膜厚分布を制御することができるからである。
【００１９】
実施形態として、図１は、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる第１の下地層１０３と第１の下地層１０３の上に形成されたより高い酸素濃度のＭｇＯからなる第２の下地層１０４とを有する垂直磁気記録媒体の構成を概略的に示す。１つの可能な実施形態によれば、基板１０１の上に、約１００ｎｍのＮｉ６２Ｔａ３８層で形成された緩衝層１０２と、緩衝層１０２の上に形成され約６ｎｍの厚さを有しより低い酸素濃度のＭｇＯ層で形成された第１の下地層１０３と、第１の下地層１０３の上に形成され約６ｎｍの厚さを有しより高い酸素濃度のＭｇＯ層で形成された第２の下地層１０４と、約１０ｎｍの厚さを有し平均組成が（Ｆｅ４５Ｐｔ４５Ａｇ１０）７０（ＳｉＯ２）３０である垂直磁気記録層１０５と、記録層１０４の上に形成され約３ｎｍの厚さを有するＣ層で形成された保護膜とが連続的に形成されている。それぞれＤＣスパッタリングまたはＲＦスパッタリングを用いて、膜を形成することができる。この後、約１ｎｍの厚さを有する潤滑剤層１０７を、Ｃ保護膜層１０６に塗布することができる。
【００２０】
また、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４に関して、第１の膜１０３内の酸素濃度を第２の層１０４の酸素濃度よりも低くするために、ＭｇＯターゲットを使用した。第２の下地層１０４内の酸素濃度を上げる１つの方法は、膜形成中にスパッタ堆積雰囲気に微量の酸素を加えることである。このようにして、第２の下地層の酸素濃度を第１の下地層の酸素濃度よりも高くすることができる。第１の層１０３に対して第２の層１０４の酸素濃度を上げる別の方法は、２つのＭｇＯターゲット、即ち、第１の層１０３の堆積中に使用されるべきより低い酸素濃度の第１のＭｇＯターゲットと、第２の層１０４の堆積中に使用されるべきより高い酸素濃度の第２のＭｇＯターゲットとを使用することである。製造方法に関係なく、形成される下地層内で酸素濃度の差を生成することが望ましい。
【００２１】
下地層が単層である図１３ａおよび図１３ｂを参照して、比較例１および比較例２を例示する。比較例１に関して、図１３は、より低い酸素濃度を有する単層である下地層１３０２のみを有する垂直磁気記録媒体１３００の構成の例を概略的に例示する。基板１０１の上に、緩衝層１０２を構成する約１００ｎｍのＮｉ６２Ｔａ３８層と、第１の下層１３０２を構成する約１２ｎｍのＭｇＯ層と、平均組成（Ｆｅ４５Ｐｔ４５Ａｇ１０）７０（ＳｉＯ２）３０の約１０ｎｍの磁気記録層１０５と、保護膜層１０６を構成する約３ｎｍのＣ層とが連続的に形成されている。ＤＣスパッタリングまたはＲＦスパッタリングによって、膜を堆積させることができる。この後、約１ｎｍの量の潤滑剤１０７をＣ層に塗布することができる。
【００２２】
図１３ｂを参照して比較例２を示し、比較例２は、より高い酸素濃度を有する下地層１３０６のみを有する垂直磁気記録媒体１３０４を例示する。他の点では、比較例２（図１３ｂ）は比較例１（図１３ａ）と同様である。
【００２３】
図２は、比較例（図１３ａおよび図１３ｂの媒体１３０２、１３０６）と比べて実施形態（例えば、図１の媒体１００）による記録媒体の長期間の記憶にわたる浮上性特性の検査結果を示す。縦軸は、浮上性特性を滑走試験によって確認した場合、例えば媒体の表面上に生成された突起のために、ヘッドの衝突が生じた回数を示す。線２０２は、比較例の場合の経時的な衝突数を示し、線２０４は、実施形態による媒体の場合の衝突数（ほとんど平坦でゼロ）を示す。腐食特性が悪い媒体において、膜内に存在する金属元素は、長期間の記憶にわたって膜表面の近傍に拡散し、動作中にスライダおよび磁気ヘッドと接触（即ち、「衝突」）することがある表面の凹凸を形成する。換言すれば、腐食特性が良い媒体において、このような変化は生じず、衝突が起こらない。これらの結果から、比較例１（図１３ａ、１３０２）および比較例２（図１３ｂ、１３０６）の場合の経時的な変化は、衝突回数の上昇および悪い腐食特性を引き起こすことが分かる。対照的に、実施形態（図１、１００）において、衝突回数は、時間が経ってもゼロで変わらず、腐食特性は向上される。このようにして、浮上性特性の耐久性は大幅に向上される。結晶方位の評価のために、Ｘ線回折装置を使用した。
【００２４】
図３は、実施形態（図１、１００）および比較例１および２（図１３ａおよび図１３ｂ、１３０４、１３０６）に関するＦｅＰｔ結晶方位の検査結果を示す。図４ａ〜図４ｃは、実施形態および比較例１および２のＸ線回折ピークの比較を示す。下地層およびＦｅＰｔ粒子の結晶方位を検査するために、ＦｅＰｔ（００１）、ＦｅＰｔ（００２）、ＦｅＰｔ（１１１）およびＭｇＯ（２００）の回折ピーク強度を比較する。その上、ＦｅＰｔ（００２）およびＭｇＯ（２００）の回折ピークから２θを求め、ロッキングカーブの半値幅（Δθ５０）を評価のために使用する。ＭｇＯ（２００）ピーク強度が大きくなり、Δθ５０が小さくなるにつれて、下地層の結晶方位は相対的に良い。（００１）および（００２）ピーク強度比（Ｉ００１／Ｉ００２）が大きくなるにつれて、ＦｅＰｔの相対的に良い秩序化を示す。また、ＦｅＰｔ（００１）およびＦｅＰｔ（００２）強度が大きくなり、ＦｅＰｔ（００２）のΔθ５０が小さくなるにつれて、相対的に良い結晶方位を示す。対照的に、ＦｅＰｔ（１１１）ピークは、悪い秩序化および結晶方位を意味する、垂直面から傾斜している結晶の存在を示す。比較例１の媒体の場合、Δθ５０は、６°で、実施形態１００（図１）のΔθ５０よりも劣っているけれども、かなり良い結晶方位結果が得られる。比較例２の場合、結晶方位は悪く、（００１）結晶方位ピークを検出できない。その代わりに、（１１１）結晶方位のピークが検出される。これから、ＦｅＰｔは秩序化されていないことが分かる。実施形態１００（図１）の場合、Δθ５０は５．２°であり、結晶方位は優れている。
【００２５】
図５は、実施形態１００（図１）および比較例１および２における表面粗さ結果の比較を示す。比較例１の媒体の場合、数ｎｍ〜約２０ｎｍの突起が表面から生成され、従って、全体的な粗さは悪い。比較例２の場合、非常に滑らかな表面状態が得られる。実施形態１００（図１）の場合も、滑らかな表面状態が得られる。
【００２６】
これらの結果を要約すると、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる下地層の場合、結晶方位は良いが、突起が表面に生成され、粗さが大きくなる。より高い酸素濃度のＭｇＯからなる下地層の場合、表面粗さは非常に優れているが、結晶方位は低下する。図１の媒体１００のような、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる第１の下地層１０３とより高い酸素濃度のＭｇＯからなる第２の下地層１０４とを有する垂直磁気記録媒体を用いて、高い耐食性だけでなく優れた結晶方位および小さい表面粗さも実現できるということが結論づけられる。
【００２７】
図６は、図１の下地層構造物１０８を含む媒体の、透過電子顕微鏡によって観察されるような構造の断面を示す。これらの結果から分かるように、ＭｇＯ（１００）結晶層は、第１の下地層１０３から第２の下地層１０４まで連続的に形成されている。図６は、高分解能ラザフォード後方散乱法を用いて行われた、これらのＭｇＯ層の組成比の検査結果を示す。横軸は、ＦｅＰｔ層およびＭｇＯ層の界面からの距離を示し、縦軸は、ＭｇおよびＯの濃度を示す。これから、ＦｅＰｔ側の第２の下地層１０４（ＵＬ２）内の酸素濃度は比較的高いが、第１の下地層１０３（ＵＬ１）内の酸素濃度は比較的低いことが分かる。
【００２８】
図７は、光電子分光法（ＸＰＳ）を用いたＭｇおよびＯの組成比の比較を示す。ＸＰＳにおいて、感度は、組成によって各元素に対して異なるので、実際の組成比とかなりの違いがある。その結果、絶対値との比較は難しいが、組成比の相対的比較は実現可能である。このようにして、酸素（Ｏ）およびマグネシウム（Ｍｇ）の比は、第１の下地層１０３（ＵＬ１）の場合よりも第２の下地層１０４（ＵＬ２）の場合に比較的大きいことが分かる。
【００２９】
上記から、各層において酸素およびマグネシウムの平均値で約２％の濃度差がある場合、特に優れた結果が得られることが分かる。各層において平均濃度差が１％の場合でも、粗さ減少効果、結晶方位向上効果、および耐食性向上効果が得られる。しかし、酸素およびマグネシウムの濃度差が大き過ぎると、ＭｇＯ層の膜密度が低下したり粗さが増加したりするという悪影響が生じ、従って、平均濃度差は、５原子百分率未満または１〜５原子百分率であることが望ましい。
【００３０】
インライン高速スパッタリング装置を用いて、垂直磁気記録媒体１００（図１）を生成することができる。この装置は、独立して排気できる、複数の膜形成処理チャンバ、専用加熱チャンバ、および基板導入／排出チャンバを含むことができる。全チャンバを１×１０−４Ｐａ未満の真空に排気することができ、基板を各処理チャンバに取り付けた搬送体を移動させることによって堆積を行うことができる。専用加熱チャンバにおいて基板を加熱することができ、ヒータに供給される電力を調整して加熱時間を変えることによって加熱中の温度を制御することができる。熱電対を設けることによってＰＩＤ制御で温度制御を行ってもよい。
【００３１】
原子間力顕微鏡を使用して、表面粗さを評価することができる。粗さ評価に採用される指標は、中心線平均粗さ（Ｒａ）および平均二乗表面粗さ（Ｒｑ）であることができる。
【００３２】
実施形態２
図１を再度参照して、第１および第２の下地層１０３、１０４の厚さを変えることができる。図８は、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比を約１：１に維持しながら第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚を変えた場合、（ａ）結晶方位Δθ５０および（ｂ）表面粗さを検査した場合に得られる結果を示す。このようにして、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚は、媒体１００の特性に重大な影響を与えることが分かった。ＭｇＯ層１０３、１０４の全膜厚が少なくとも２ｎｍであるが１６ｎｍ未満である場合、ＭｇＯ結晶方位は５．５°未満であり、ＦｅＰｔ結晶方位は９．４°未満であり、ＭｇＯ表面の粗さはＲｑで０．４４ｎｍ未満であるという点で優れた特性を得ることができる。さらに、ＭｇＯ層１０３、１０４の全膜厚が少なくとも４ｎｍであるが１２ｎｍ未満である場合、ＭｇＯ結晶方位は５°未満であり、ＦｅＰｔ結晶方位は８°未満であり、ＭｇＯ表面の粗さはＲｑで０．３５ｎｍ未満であるという点で優れた特性を得ることができる。
【００３３】
図９は、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚を約１２ｎｍで一定に維持しながら第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比を変えた場合、ＦｅＰｔ（００２）およびＭｇＯ（２００）の回折ピークの結晶方位Δθ５０の検査結果を示す。第２の下地層１０４の膜厚比を、ｔ（２ｎｄ）／｛ｔ（１ｓｔ−ＵＬ）＋ｔ（２ｎｄ−ＵＬ）｝）と定義することができる。図１０は、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の全膜厚を約１２ｎｍで一定に維持しながら第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比を変えた場合、ＦｅＰｔの回折ピーク強度比Ｉ００１／Ｉ００２およびＩ１１１／Ｉ００２の検査結果を示す。このようにして、第１の下地層１０３および第２の下地層１０４の膜厚比も、媒体１００の特性に重大な影響を与えることが分かる。前述の膜厚比が少なくとも１７％であるが８７％未満である場合、ＭｇＯ結晶方位は３．８°未満であり、ＦｅＰｔ結晶方位は５．８°未満であり、Ｉ００１／Ｉ００２は１．２を超え、Ｉ１１１／Ｉ００２は１未満であるという点で優れた特性を得ることができる。
【００３４】
比較例３〜５
図１１は、実施形態および比較例３〜５の結果を要約する。比較のために、酸素が少ない下地層および酸素が豊富な下地層を有する媒体（但し、堆積順を変える）に関してＦｅＰｔ（００１）結晶方位および表面粗さの評価結果を要約する。比較例３は、酸素が豊富な下地層と記録層との間に設置された酸素が少ない下地層を有する媒体の場合を示す。下地層のこの配置により、媒体は、耐食性が悪く、従って、磁気データ記録システム用に適さない。
【００３５】
比較例４は、酸素が豊富なＭｇＯ層からなる下地層を緩衝層と酸素が少ない下地層との間に形成した場合である。この例において、酸素が豊富なＭｇＯ層からなる下地層を、緩衝層と磁気記録層との間、または緩衝層と第１の酸素が少ないＭｇＯ下地層との間に形成した場合、結晶方位は悪くなり、製品は実用に適さない。
【００３６】
比較例５は、より低い酸素濃度のＭｇＯ層からなる第１の下地層１０３およびより高い酸素濃度のＭｇＯ層からなる第２の下地層１０４の順序を交換した場合を示す。この場合、結晶方位および表面粗さは両方とも悪いので、製品は実用に適さない。
【００３７】
従って、これらの２つの層、即ち、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる下地層およびより高い酸素濃度のＭｇＯ層からなる下地層を単に積層するだけでは、有益な効果は得られない。むしろ、より低い酸素濃度のＭｇＯからなる下地層を緩衝層との界面に形成すること、およびより高い酸素濃度のＭｇＯ層からなる下地層を磁気記録層との界面に形成することが重要である。
【００３８】
実施形態３および実施形態４
これらの他の実施形態の特性および評価結果を図１２ａに要約する。図１２ｂは、実施形態１に対する下地層１０３、１０４における酸素濃度の変化を概略的に示す。図１２ｃは、実施形態３の下地層における酸素濃度の変化を概略的に示す。図１２ｄは、実施形態４の下地層における酸素濃度の変化を概略的に示す。
【００３９】
これらの実施形態における特徴は、ＦｅＰｔ層との界面における下地層で酸素濃度が最高であり、緩衝層の界面側で酸素濃度が最低であることである。実施形態１に示すように、下地層を段階的に２層で形成した場合、最も簡単であり、従って、大量生産工程の点で効率的であるが、実施形態３および４に示すように、２つを超える層を形成して酸素濃度を段階的に変えた場合、優れた結晶方位および表面粗さを実現することができる。
【００４０】
この実施形態に記載されていない層構造、製造方法、材料、評価方法などの詳細は、実施形態１、２および５の場合と同じであった。
【００４１】
実施形態５
図１４は、磁気記憶装置を概略的に示す。図１４ａはその磁気記憶装置の平面図であり、図１４ｂは線Ａ−Ａ’に沿った断面図であり、図１４ｃはヘッドの図であり、図１４ｄはヘッドの側面図である。
【００４２】
この装置は、垂直磁気記録媒体１５０１と、垂直磁気記録媒体を駆動する駆動部１５０２と、磁気ヘッド用のスライダ１５０３と、磁気媒体１５０１の表面に隣接するスライダを移動させるアクチュエータ１５０４と、記録／再生信号処理回路１５０５とを含むことができる。磁気ヘッドは、磁気書き込み素子１５０７と磁気読み取り素子１５０８とを含むことができ、エネルギー照射素子１５０６を含んでもよい。近接場光は、懸架装置１２０１の上に形成された光導波路１２０２を通過し、この近接場光を使用するエネルギー照射手段１５０６に供給される。位置精度を高めるために、浮上性スライダ１５０３を屈曲部１２０３によって懸架装置の上に取り付ける。
【００４３】
前述の磁気記録装置に上記のような媒体１００（図１）を組み立て、ヘッドが約４ｎｍの浮上高を有することを確認した後、ヘッドを用いて記録を行うことができる。線密度方向に約２５ｎｍおよびトラック幅方向に５０ｎｍで領域を形成し、長期間の記憶の後でも、安定した記録／再生を実現することができる。
【００４４】
種々の実施形態を説明されたが、実施形態は、単に一例として提示されており、限定しないことを理解されたい。また、本発明の範囲に含まれる他の実施形態は、当業者に明らかになるであろう。従って、本発明の広さと範囲は、上記のいずれの例示的な実施形態によっても限定されるべきではなく、下記の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ規定されるべきである。
【符号の説明】
【００４５】
１００  垂直磁気記録媒体
１０１  基板
１０２  緩衝層
１０３  第１の下地層
１０４  第２の下地層
１０５  垂直磁気記録層
１０６  保護膜層
１０７  潤滑剤層
１０８  下地層構造物
２０２  線
２０４  線
１２０１  懸架装置
１２０２  光導波路
１２０３  屈曲部
１３００  垂直磁気記録媒体
１３０２  下地層
１３０４  垂直磁気記録媒体
１３０６  下地層
１５０１  磁気記録媒体
１５０２  駆動部
１５０３  スライダ
１５０４  アクチュエータ
１５０５  記録／再生信号処理回路
１５０６  エネルギー照射素子
１５０７  磁気書き込み素子
１５０８  磁気読み取り素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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