(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板および磁気記録層を含み、
前記磁気記録層は、１つまたは複数の第１磁気記録層と、１つまたは複数の第２磁気記録層とを含み、
前記１つまたは複数の第１磁気記録層は、前記非磁性基板側から奇数番目の層であり、
前記１つまたは複数の第２磁気記録層は、前記非磁性基板側から偶数番目の層であり、
前記第１磁気記録層は、規則合金を含む第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲み、カーボンを含む第１非磁性部とを有するグラニュラー構造を有し、
前記第２磁気記録層は、規則合金を含む第２磁性結晶粒と、前記第２磁性結晶粒を取り囲み、ＺｎおよびＯを含む第２非磁性部とを有するグラニュラー構造を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記磁気記録層は、１つの第１磁気記録層と、１つの第２磁気記録層とからなる２層積層構造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】
前記磁気記録層は、２つの第１磁気記録層と、１つの第２磁気記録層とからなる３層積層構造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４】
前記磁気記録層は第３磁気記録層をさらに含み、前記磁気記録層を構成する磁性を有する層は、いずれもグラニュラー構造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５】
前記第２非磁性部は、前記第２磁気記録層の１０体積％以上かつ５０体積％以下を構成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６】
前記第１磁気記録層は０．５〜４ｎｍの膜厚を有し、前記第２磁気記録層は１〜２０ｎｍの膜厚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７】
前記第１磁性結晶粒および前記第２磁性結晶粒は、同じ構成元素からな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８】
前記規則合金は、ＦｅおよびＣｏから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含む合金であることを特徴とする請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄからなる群から選択され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。
【請求項１０】
前記非磁性基板と前記磁気記録層との間に、ヒートシンク層、密着層、軟磁性裏打ち層、下地層、およびシード層からなる群から選択される１つまたは複数の層をさらに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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体に関する。より詳細には、本発明は、エネルギーアシスト磁気記録方式で使用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、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層とを少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、軟磁性材料から形成されて、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含んでもよい。【０００３】
特開２００１−２９１２３０号公報（特許文献１）は、垂直磁気記録媒体の磁気記録層を形成するための材料として、グラニュラー磁性材料を記載している。グラニュラー磁性材料は、磁性結晶粒と、磁性結晶粒の周囲を取り囲むように偏析した非磁性部を含む。グラニュラー磁性材料中の個々の磁性結晶粒は、非磁性部によって磁気的に分離されている。【０００４】
近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒の粒径を縮小させる必要に迫られている。一方で、磁性結晶粒の粒径の縮小は、記録された磁化（信号）の熱安定性を低下させる。そのため、磁性結晶粒の粒径の縮小による熱安定性の低下を補償するために、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒をより高い結晶磁気異方性を有する材料を用いて形成することが、求められている。【０００５】
求められる高い結晶磁気異方性を有する材料として、Ｌ１０型規則合金が提案されている。特開２００４−１７８７５３号公報（特許文献２）は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含むＬ１0型規則合金およびその製造方法を記載している。代表的なＬ１0型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。【０００６】
規則合金を得るためには、高温度の成膜プロセスを必要とし、また、規則構造を成長させる特殊な下地層を必要としている。この課題に対して、国際公開第２０１１／１３２７４７号（特許文献３）は、Ｌ１０型規則構造を有するＦｅＰｔ合金と、ＺｎＯなどの金属酸化物とを含む磁気記録層およびその製造方法を記載している。この提案の解決しようとする課題は、金属またはガラス製の基板に特殊な結晶面および／または表面処理を必要とせず、例えば、アモルファス熱酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの多結晶表面上で、できるだけ低温度でＬ１０型ＦｅＰｔ薄膜を成膜することである。この方法においては、融点および酸化物生成自由エネルギーを基準として金属酸化物を構成する金属を選択する。このことにより、低温でも金属原子をＦｅＰｔ合金中で移動しやすくして、短時間の急速加熱処理によるＬ１０型規則構造の形成を可能にしている。【０００７】
一方、基本的に磁気記録層の膜厚は媒体面内方向に一様であるため、磁性結晶粒を小さくしていくことは、一定の高さを有する磁性結晶粒の断面積を小さくすることを意味する。その結果、磁性結晶粒自身に作用する反磁界が小さくなり、磁性結晶粒の磁化を反転させるために必要な磁界（反転磁界）は大きくなる。このように、磁性結晶粒の形状で考えた場合、記録密度の向上は、信号の記録の際により大きな磁界が必要となることを意味する。【０００８】
記録のために必要な磁界強度の増加の課題に対して、熱アシスト記録方式、マイクロ波アシスト記録方式などのエネルギーアシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１参照）。熱アシスト記録方式は、磁性材料における磁気異方性定数（Ｋｕ）の温度依存性、すなわち高温ほどＫｕが小さいという特性を利用する。この方式では、磁気記録層の加熱機能を有するヘッドを用いる。すなわち、磁気記録層を昇温させて一時的にＫｕを低下させることにより反転磁界を低減させ、その間に書き込みを行う。降温後はＫｕが元の高い値に戻るため、安定して記録信号（磁化）を保持できる。熱アシスト記録方式を適用する場合には、従来の設計指針に加え、温度特性を考慮して磁気記録層を設計する必要がある。【０００９】
グラニュラー構造は、磁性結晶粒間の磁気的な相互作用を低減して、磁化遷移ノイズ等を低減し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させることができる。一方で、個々の磁性結晶粒の磁気特性のバラツキに対する要求は厳しく、磁性結晶粒を均質に形成することが要請される。しかし、磁性結晶粒を規則合金を用いて形成する場合は、均質な磁性結晶粒を形成することには困難が伴う。磁性結晶粒の均質性に対する要請を緩和するために、グラニュラー構造の磁性層の上に磁気的には連続的な層を形成する方法が提案されている。特開２０１３−１６８１９７号（特許文献４）は、グラニュラー構造の第１磁性層と、非晶質構造の第２磁性層とからなる、２層構造の磁気記録層を含む磁気記録媒体を記載している。この提案の目的は、第２磁性層によって第１磁性層の磁性結晶粒間に適度な磁気的な相互作用をもたらすことにより、反転磁界の分散を低減することである。磁性層の構成例の一つとして、第１磁性層を下部磁性層および上部磁性層の積層とする例が記載されている。ここで、下部磁性層は、主成分としてＬ１０型ＦｅＰｔ合金を含み、Ｃを含有する。上部磁性層は、主成分としてＬ１０型ＦｅＰｔ合金を含み、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどからなる少なくとも１種の成分を含有する。第２磁性層は、主成分としてＣｏを含み、かつ、６〜１６原子％のＺｒと、ＢおよびＴａからなる群から選択される少なくとも１種の元素とを含有する。上記の構成において、２層構造の第１磁性層は、粒径分散の低減およびＳＮＲの向上に有効であり、非晶質の第２磁性層は反転磁界分散ＳＦＤの低減に有効であるとされている。【００１０】
Ｌ１０型等の規則構造の磁性膜を高品質に形成することは困難が伴い、成膜の途上で結晶の異常成長が発生しやすいことが知られている。磁性結晶粒を分離するための非磁性材料が磁性結晶粒の粒間を充填するだけでなく、磁性結晶粒の上面をも覆うためである。特開２０１１−１５４７４６号公報（特許文献５）は、成膜が進むにしたがって磁性結晶粒の粒界を形成する材料を順次減少させることによって、結晶の異常成長を緩和する方法を提案している。磁気記録媒体は、基板と、Ｌ１０型規則合金からなる磁性結晶粒と粒界偏析材料とを含むグラニュラー構造の第１磁性層と、非晶質構造の第２磁性層とを有している。ここで、第１磁性層中の粒界偏析材料の含有量は、基板から第２磁性層に向かって連続的または段階的に減少している。粒界偏析材料の含有量の制御により、磁性結晶粒の粒径を減少させた場合であっても垂直方向に連続成長したコラム構造が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２９１２３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８７５３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／１３２７４７号
【特許文献４】特開２０１３−１６８１９７号公報
【特許文献５】特開２０１１−１５４７４６号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】稲葉他、「新しい高密度記録技術−エネルギーアシスト磁気記録媒体−」、富士時報、富士電機ホールディングス株式会社  技術開発本部、２０１０年７月１０日、第８３巻第４号、２５７−２６０
【非特許文献２】R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４
【非特許文献３】近角聰信、強磁性体の物理（下）  裳華房、１０−２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
磁気記録媒体のＳＮＲを向上させるためには、磁気記録層をグラニュラー構造の層だけで構成することが好ましい。積層された複数の磁気記録層を有する場合には、各磁気記録層がそれぞれグラニュラー構造を有することが好ましい。しかしながら、規則構造の磁性結晶粒を用いて均質なグラニュラー構造を得ることは困難が伴う。規則構造とするためには、個々の原子を規則構造に対応する特定の格子点の位置に正しく配置することが要請される。従って、従来から用いられている六方晶最密充填（ｈｃｐ）構造、面心立方（ｆｃｃ）構造等の結晶構造に比べて、磁性結晶粒の形成技術に要請される水準が格段に高い。特に、大きな膜厚を得ようとして成膜を進めると、膜厚の増加に伴い不均質な結晶成長が生じやすい。このため、磁気記録層に生じるグラニュラー構造のバラつきを緩和するために補助的な連続膜を付加したり、あるいは磁性結晶粒の膜厚方向の均一性をある程度犠牲にして膜厚方向に磁性結晶粒を変化させて結晶成長させているのが現状である。【００１４】
グラニュラー構造の磁気記録層の本来の性能を生かすためには、規則構造の磁性結晶粒を可能な限り均質に成長させることが要請されている。【００１５】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、規則構造を有する磁性結晶粒を用いた磁気記録媒体において、優れた磁気特性を有すると同時に、大きな膜厚を有するグラニュラー構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の１つの構成例である垂直磁気記録媒体は、非磁性基板および磁気記録層を含み、磁気記録層は、１つまたは複数の第１磁気記録層と、１つまたは複数の第２磁気記録層とを含み、前記１つまたは複数の第１磁気記録層は、前記非磁性基板側から奇数番目の層であり、前記１つまたは複数の第２磁気記録層は、前記非磁性基板側から偶数番目の層であり、第１磁気記録層は、規則合金を含む第１磁性結晶粒と、第１磁性結晶粒を取り囲み、カーボン（Ｃ）を含む第１非磁性部とを有するグラニュラー構造を有し、第２磁気記録層は、規則合金を含む第２磁性結晶粒と、第２磁性結晶粒を取り囲み、ＺｎおよびＯを含む第２非磁性部とを有するグラニュラー構造を有することを特徴とする。たとえば、磁気記録層は、１つの第１磁気記録層と１つの第２磁気記録層とからなる２層構成であってもよいし、２つの第１磁気記録層と１つの第２磁気記録層とからなる３層構成であってもよい。ここで、磁気記録層は第３磁気記録層をさらに含んでもよい。第３磁気記録層を含む場合には、磁気記録層を構成する磁性を有する層は、いずれもグラニュラー構造を有することが望ましい。また、第２非磁性部は、第２磁気記録層の１０体積％以上かつ５０体積％以下を構成してもよい。また、第１磁気記録層は０．５〜４ｎｍの膜厚を有し、第２磁気記録層は１〜２０ｎｍの膜厚を有することが望ましい。さらに、第１磁性結晶粒および第２磁性結晶粒は、同じ構成元素からなることが望ましい。ここで、規則合金は、ＦｅおよびＣｏから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含む合金であってもよい。好ましくは、規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄからなる群から選択される。さらに、非磁性基板と磁気記録層との間に、ヒートシンク層、密着層、軟磁性裏打ち層、下地層、およびシード層からなる群から選択される１つまたは複数の層をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上記の構成を採用することにより、磁性結晶粒の分離性を維持し、かつ大きな膜厚を有する磁気記録層を含む磁気記録媒体を得ることができる。この磁気記録媒体は、エネルギーアシスト磁気記録方式に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１つの構成例の磁気記録媒体を示す断面図である。
【図２】本発明の別の構成例の磁気記録媒体を示す断面図である。
【図３Ａ】実施例１の磁気記録媒体の磁気記録層の組織を示す断面ＴＥＭ写真である。
【図３Ｂ】実施例１の磁気記録媒体の磁気記録層の組織を示す上面ＴＥＭ写真である。
【図４Ａ】比較例１の磁気記録媒体の磁気記録層の組織を示す断面ＴＥＭ写真である。
【図４Ｂ】比較例１の磁気記録媒体の磁気記録層の組織を示す上面ＴＥＭ写真である。
【図５】比較例２の磁気記録媒体の磁気記録層の組織を示す断面ＴＥＭ写真である。
【図６Ａ】比較例１の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図６Ｂ】実施例１の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図７Ａ】比較例３の磁気記録媒体の面内方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図７Ｂ】比較例３の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図７Ｃ】実施例２の磁気記録媒体の面内方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図７Ｄ】実施例２の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図８】実施例３の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図９】比較例４の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図１０】実施例６の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【図１１】実施例７の磁気記録媒体の垂直方向のＭ−Ｈヒステリシスループを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
磁気記録媒体は、非磁性基板および磁気記録層を含み、磁気記録層は、１つまたは複数の第１磁気記録層と、１つまたは複数の第２磁気記録層とを含み、第１磁気記録層は非磁性基板側から奇数番目の層であり、第２磁気記録層は非磁性基板側から偶数番目の層であり、第１磁気記録層は、規則合金を含む第１磁性結晶粒と、第１磁性結晶粒を取り囲み、カーボンを主成分とする材料を含む第１非磁性部とを有するグラニュラー構造を有し、第２磁気記録層は、規則合金を含む第２磁性結晶粒と、第２磁性結晶粒を取り囲み、ＺｎおよびＯを含む第２非磁性部とを有するグラニュラー構造を有することを特徴とする。
【００２０】
図１に、１つの第１磁気記録層５１および１つの第２磁気記録層５２からなる磁気記録層５０を含む本発明の１つの構成例の磁気記録媒体を示した。また、図２に、２つの第１磁気記録層５１および１つの第２磁気記録層５２からなる磁気記録層５０を含む、本発明の別の構成例の磁気記録媒体を示した。図２では、２つの第１磁気記録層５１を、それぞれ５１ａ、５１ｂとして示している。これらの構成例において、磁気記録媒体は、非磁性基板１０、密着層２０、下地層３０、シード層４０、磁気記録層５０、および保護層６０を有する。図１および図２の構成例に示した密着層２０、下地層３０、シード層４０、および保護層６０は、任意選択的に設けてもよい層である。さらに、本発明のこれらの構成例の磁気記録媒体は、非磁性基板１０と磁気記録層５０との間に、ヒートシンク層、軟磁性裏打ち層、中間層などをさらに含んでもよい。
【００２１】
始めに、磁気記録層５０について説明する。
【００２２】
磁気記録層５０においては、特定の組成を有する２層を積層することにより、磁性結晶粒の良好な成長を可能としている。初めに磁性結晶粒が良好に分離された第１磁気記録層５１を配置し、第１磁気記録層５１をテンプレートとして第２磁気記録層５２を形成する。前述の２層積層構造を反復して、３層以上の多層積層構成の磁気記録層５０を形成してもよい。多層積層構成の磁気記録層５０において、非磁性基板１０側から奇数番目の層が第１磁気記録層５１であり、偶数番目の層が第２磁気記録層５２である。多層積層構造を採用する場合、その最上層は、第１磁気記録層５１または第２磁気記録層５２のどちらであってもよい。以下、１つの第１磁気記録層５１と１つの第２磁気記録層５２からなる２層積層構造を例として説明する。
【００２３】
磁性結晶粒が良好な規則構造を得るためには、磁性結晶粒を構成する元素が、非磁性部を構成する元素と良く分離することが必要である。このためには、非磁性部を構成する元素が良く拡散して磁性結晶粒の位置から非磁性部まで速やかに移動することが要請される。規則合金が、ＦｅおよびＣｏから選択される少なくとも一種の元素とＰｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含む合金である場合には、カーボン（Ｃ）は拡散性に優れた材料であり、酸化物、窒化物などと比較して磁性結晶粒の位置から非磁性部まで速やかに移動する。この結果、磁性結晶粒とカーボンとが良く分離して磁性結晶粒を構成する規則合金の規則度が向上する。また均質な磁性結晶粒を形成しやすい。しかしながら、非磁性部の材料としてカーボンを用いて単純に磁気記録層の膜厚を増大すると、磁気異方性定数（Ｋｕ）、角形比などの磁気記録層の磁気特性が低下することが分かってきた。膜厚が約２ｎｍ以下ならば磁性結晶粒の良好な分離が実現される。しかしながら、約２ｎｍを超える膜厚においては、本来は磁性結晶粒の粒界部に存在すべきカーボンが磁性結晶粒の上表面を覆って磁性結晶粒の柱状成長を阻害しやすくなる。また、当該上表面のカーボンの上で磁性結晶粒が再度成長を開始する二次成長も発生することにより、磁気特性を低下させることが分かった。
【００２４】
従って、第１磁気記録層５１の膜厚をカーボンが上表面を覆わない程度に制限して、第１磁気記録層５１の上に第２磁気記録層５２を形成する。第２磁気記録層５２の第２非磁性部はカーボンより拡散係数の小さな材料で形成する。一般的には酸化物材料および窒化物材料はカーボンに比べて拡散性能が低いため材料の候補となる。しかしながら、検討の結果、本発明者らはさらに他の要素を考慮すべきことを見出した。
【００２５】
カーボンの拡散性能が高いこと、および、結晶粒界は疎な組織構造を有しやすいことの相乗作用により、カーボンは第２磁気記録層５２の第２非磁性部まで拡散しやすい。第２非磁性部へのカーボンの拡散しやすさは、第２非磁性部に導入する材料によって変化する。例えば、第２非磁性部として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の材料を用いた場合、カーボンは第２非磁性部まで拡散し、さらには第２磁性結晶粒の上表面に達して結晶成長を阻害することが分かった。
【００２６】
一方、第２非磁性部にＺｎおよびＯ、好ましくはＺｎＯを導入すると、カーボンの拡散は抑止され、第２磁性結晶粒は良好に分離して形成される。この要因は現時点で必ずしも充分に解明されているわけではない。何ら理論に拘束されるものではないが、ＺｎおよびＯを導入したときのカーボン拡散抑制効果は、ＺｎおよびＺｎＯがカーボンと反応して炭化物または炭酸塩を形成しないことに起因すると考えている。
【００２７】
なお、第１磁気記録層５１の第１非磁性部の材料としてＺｎＯを用いた場合には、第１磁性結晶粒の分離は不十分なものとなりやすい。この理由は、ＺｎＯの拡散性能がカーボンに比較して低いことから、成長初期の結晶成長核の形成が不均質となりやすいためと考えている。従って、ＺｎＯを非磁性部に用いた層を形成する場合は、その下層として磁性結晶粒の分離が確立した第１磁気記録層５１を配置し、その上にＺｎＯを非磁性部に用いた層を形成することによって良好なグラニュラー構造を形成することができる。
【００２８】
また、非磁性体としてカーボンを用いる規則合金グラニュラー磁性材料からなる下層の上に、非磁性体としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２などを用いる規則合金グラニュラー磁性材料からなる上層を積層する場合には、約５ｎｍまでの全膜厚においては磁性結晶粒の柱状成長を維持することが可能であった。しかしながら、全膜厚が５ｎｍを超えると、一部の領域で磁性結晶粒の柱状成長が阻害され、磁性結晶粒の高さが不均一となることが観察された。
【００２９】
以上の点を総合的に判断すれば、本発明の効果は、第１磁気記録層５１と第２磁気記録層５２の特定の組み合わせで得られる特異的な効果であるものと考えている。
【００３０】
以下、磁気記録層５０についてさらに詳細に説明する。
【００３１】
第１磁気記録層５１は、第１磁性結晶粒と、第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性部とを有するグラニュラー構造を有する。第１磁性結晶粒は、規則合金を用いて構成される。第１磁性結晶粒が規則合金としての特性を発揮する限りにおいて、規則合金は、少量の結晶欠陥、あるいは少量の不純物を含んでもよい。好ましくは、第１磁性結晶粒は、Ｌ１0型規則合金を用いて形成される。用いることができるＬ１0型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどの、ＦｅおよびＣｏから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含む合金である。規則合金の規則化に必要な温度の低減、保磁力の温度勾配の増大、マイクロ波に対する強磁性共鳴周波数の調整などを目的として、Ｌ１0型規則合金に対してＮｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒなどの金属を添加しても良い。Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒを添加することにより、磁気的相互作用が低減して磁気異方性、キュリー温度などの磁気特性を変化させて、所望の磁気特性を得ることができる。また、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕを添加することにより、規則化温度を低減し、磁気異方性を向上させる効果を得ることができる。
【００３２】
第１非磁性部は、カーボンを主成分とする材料からなる。好ましくは、第１非磁性部はカーボンで形成される。以下、わかり易さのために第１非磁性部をカーボンで構成する場合を例にとって説明する。しかしながら、カーボンを主成分とする材料においても以下と同様の議論が可能である。磁気記録層５０の膜厚が増大するにつれて、カーボンは第１非磁性部だけでなく第１磁性結晶粒の上表面にも堆積しやすくなり、前記した二次成長を誘発しやすくなる。第１磁性結晶粒の上表面へのカーボンの堆積を抑制するためには、過剰なカーボンを抑制することが好ましい。
【００３３】
第１磁気記録層５１の第１非磁性部の体積比率が第１磁性結晶粒の粒径を決める。第１磁性結晶粒の粒径は５〜１２ｎｍとすることが好ましい。このため、第１非磁性部は、第１磁気記録層５１全体を基準として１０〜６０体積％であることが好ましい。前述の体積比率を採用することによって、第１磁性結晶粒の柱状成長限界膜厚を大きくすると同時に、第２磁気記録層５２中の第２磁性結晶粒の配向性および規則度を向上させて磁気記録層５０全体の磁気異方性定数Ｋｕを大きくすることができる。ここで、「柱状成長限界膜厚」とは、磁性結晶粒が柱状成長することができる最大の膜厚を意味する。
【００３４】
第１磁気記録層５１は、０．５〜４ｎｍ、好ましくは１〜２ｎｍの範囲内の膜厚を有することができる。この範囲内の膜厚を有することによって、第１磁性結晶粒の磁気的分離および柱状成長を促進すると同時に、第１磁性結晶粒の粒径の分散を減少させることができる。ここで、第１磁性結晶粒と第１非磁性部との分離の程度は、ヒステリシスループのαによって判断することができる。「ヒステリシスループのα」は、保磁力付近（Ｈ＝Ｈｃ）における磁化曲線の傾きを意味し、α＝４π×（ｄＭ／ｄＨ）の式で求められる。α値の決定においては、Ｍの単位として「ｅｍｕ／ｃｍ３」を用い、Ｈの単位として「Ｏｅ」を用いる。グラニュラー構造中の磁性結晶粒が磁気的に良好に分離されていない場合、α値が増大する。一方、たとえば二次成長による結晶粒が存在する場合のような、磁性結晶粒の磁気特性のバラツキが大きい場合、α値が減少する。α値は、０．７５以上、３．０未満、より好ましくは０．９以上、２．０未満とすることが好ましい。また、「第１磁性結晶粒の二次成長」とは、下層表面から成長した第１磁性結晶粒の上表面が第１非磁性部を構成する材料で被覆され、その上にランダムな配向を有する磁性結晶粒が成長する現象を意味する。第１磁性結晶粒の二次成長が発生した場合、磁性結晶粒の配向の乱れによって磁気記録層５０全体の磁気異方性が低下する。
【００３５】
第２磁気記録層５２は、第２磁性結晶粒と、第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性部とを有するグラニュラー構造を有する。第２磁性結晶粒は、第１磁性結晶粒と同様に、規則合金を用いて構成される。第２磁性結晶粒が規則合金としての特性を発揮する限りにおいて、規則合金は少量の結晶欠陥、あるいは少量の不純物を含んでもよい。好ましくは、第２磁性結晶粒は、Ｌ１0型規則合金を用いて形成される。一方、第２非磁性部は、ＺｎとＯとを含む。好ましくは、第２非磁性部は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む。さらに好ましくは、第２非磁性部はＺｎＯからなる。第２磁性結晶粒は、第１磁性結晶粒の上に形成され、第２非磁性部は、第１非磁性部の上に形成される。本発明者らは、ＺｎＯが、第２磁性結晶粒の磁気的な分離を維持しつつ、第２磁気記録層５２の膜厚の増大を可能にすることを見いだした。この効果は、検討した他の金属酸化物に比較してＺｎＯで特に顕著である。第２非磁性部の体積比率は、第２磁気記録層５２全体を基準として１０〜５０体積％であることが好ましい。第２非磁性部の体積比率が２０〜４０体積％であることがさらに好ましい。前述の体積比率を採用することによって、第２磁性結晶粒の良好な磁気的分離および高い規則度を維持して、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する磁気記録層５０を得ることができる。
【００３６】
第２磁気記録層５２は、２０ｎｍ以下、好ましくは７ｎｍ以下の膜厚を有することができる。この範囲内の膜厚を有することによって、複数の第２磁性結晶粒が合体して巨大な結晶粒を形成することを抑制することができる。巨大な結晶粒は、磁性結晶粒の磁気的分離を損なうものである。また、第２磁気記録層５２は、充分な結晶成長を確保するために１ｎｍ以上の膜厚を有することが好ましい。
【００３７】
第１磁気記録層５１および第２磁気記録層５２がグラニュラー構造を有すること、ならびに、第１磁性結晶粒の上に第２磁性結晶粒を形成して、磁気記録層５０の膜厚を貫通する磁性結晶粒を形成することによって、隣接する磁性結晶粒の間の交換相互作用が低減され、高密度の磁気記録が可能となる。また、第１磁性結晶粒および第２磁性結晶粒は、同じ構成元素からなることが好ましい。同じ構成元素とすることで第１磁性結晶粒から第２磁性結晶粒へのエピタキシャル成長が促進され、規則合金の規則度が向上するためである。
【００３８】
磁気記録層５０の形成においては、最初に第１磁気記録層５１を形成する。第１磁気記録層５１の形成は、好ましくは、基板の加熱を伴うスパッタ法にて実施される。続いて、第１磁気記録層５１の上に、第２磁気記録層５２を形成する。第２磁気記録層５２の形成は、異なるターゲットを用いることを除いて、好ましくは、第１磁気記録層５１と同様に基板の加熱を伴うスパッタ法にて実施される。ここで、第１磁気記録層５１の第１磁性結晶粒の上に第２磁気記録層５２の第２磁性結晶粒が形成される。第１磁気記録層５１および第２磁気記録層５２を形成する際の基板温度は、４００〜５００℃の範囲内であることが好ましい。この範囲内の基板温度を採用することにより、第１磁性結晶粒および第２磁性結晶粒中のＬ１０型規則合金材料の規則度を向上させることができる。
【００３９】
以上の構成を採用することによって、第１磁気記録層の磁性結晶粒と第２磁気記録層の磁性結晶粒とは１対１で柱状成長することとなる。言い換えれば、第２磁気記録層の第２磁性結晶粒は、第１磁気記録層の第１磁性結晶粒を引き継いで柱状成長することとなる。結果として、磁気記録層５０の膜厚を貫通する磁性結晶粒を形成される。このようにして、第１および第２磁性結晶粒の二次成長を抑制することにより、所望の磁気異方性定数を有すると同時に、大きな膜厚を有する磁気記録層を有する磁気記録媒体を得ることができる。
【００４０】
複数の第１磁気記録層５１と１つまたは複数の第２磁気記録層５２からなる、３層以上の多層積層構成においても、前述の２層積層構造と同様の柱状成長によって、磁気記録層５０の膜厚を貫通する磁性結晶粒を形成される。したがって、第１および第２磁性結晶粒の二次成長を抑制することにより、所望の磁気異方性定数を有すると同時に、大きな膜厚を有する磁気記録層を有する磁気記録媒体を得ることができる。
【００４１】
磁気記録層５０のさらに他の実施形態は、上述した第１磁気記録層５１および第２磁気記録層５２に付加して、第３磁気記録層をさらに配置する構成である。第３磁気記録層を配置することで磁気記録媒体の性能をさらに向上することができる。以下の説明では、第１磁気記録層５１と第２磁気記録層５２との積層構成を「基本磁気記録層」と呼ぶ。
【００４２】
構成例の１つは、基本磁気記録層とは異なるキュリー温度Ｔｃを有し、Ｔｃ制御を目的とした第３磁気記録層（以下、Ｔｃ制御磁気記録層と呼ぶ。）をさらに配置した構成である。両者のＴｃに合わせた記録温度を設定することで、記録時に必要とされる磁気記録媒体全体としての反転磁界を低減することができる。例えば、Ｔｃ制御磁気記録層のキュリー温度を基本磁気記録層のキュリー温度より低く設定し、かつ、記録温度を両者のキュリー温度の中間に設定する場合、記録時にＴｃ制御磁気記録層の磁化は消失して、記録に必要な反転磁界は低減する。このようにして磁気記録ヘッドに要請される記録時の発生磁界を低減して良好な磁気記録性能を発揮することができる。
【００４３】
Ｔｃ制御磁気記録層は、基本磁気記録層の上下いずれに配置しても良い。Ｔｃ制御磁気記録層はグラニュラー構造とすることが好ましい。基本磁気記録層およびＴｃ制御磁気記録層の磁性結晶粒を概ね同じ位置に配置することが特に好ましく、概ね同じ位置とすることでＳＮＲ等の性能を向上することができる。
【００４４】
Ｔｃ制御磁気記録層を構成する磁性結晶粒は、Ｃｏ，Ｆｅのうちのいずれか１つを少なくとも含む材料とすることが好ましく、さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕのうちの少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金等を用いることができる。磁性結晶粒の結晶構造は、Ｌ１０型、Ｌ１１型、Ｌ１２型等の規則構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造等とすることができる。
【００４５】
Ｔｃ制御磁気記録層を構成する非磁性部の材料としては、前述したＺｎＯ、あるいはＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮ等の窒化物、Ｃ、Ｂ等を用いることができる。
【００４６】
Ｔｃ制御磁気記録層として、基本磁気記録層と同様の材料を用いて、異なる組成とした層を用いてもよい。例えば、第２磁気記録層中のＺｎＯの比率を変更した層、規則合金に添加するＮｉなどの元素を変更した層等を、Ｔｃ制御磁気記録層として用いることができる。
【００４７】
基本磁気記録層とＴｃ制御磁気記録層との間の磁気的な交換結合を調整するために、基本磁気記録層とＴｃ制御磁気記録層との間に交換結合制御層を配置することが好ましい。記録温度における磁気的な交換結合を調整することにより、反転磁界を調整することができる。交換結合制御層は、所望する交換結合に応じて、磁性を有する層または非磁性の層のいずれであってもよい。記録温度における反転磁界の低減効果を高めるためには非磁性層を用いることが好ましい。
【００４８】
第３磁気記録層は、記録を保存する温度において基本磁気記録層と協働して記録したい情報（例えば、「０」、「１」の情報。）に対応する磁化を保持する作用、および／または、記録する温度において基本磁気記録層と協働して記録を容易にする作用を有する。この目的に資するために、上述したＴｃ制御磁性層に替えて、もしくはＴｃ制御磁気記録層に加えて、他の第３磁気記録層を付加することができる。例えば、磁気特性を制御する第３磁気記録層、マイクロ波アシスト磁気記録に向けた強磁性共鳴周波数を制御する第３磁気記録層等を付加してもよい。ここで、制御される磁気特性は、Ｋｕ、反転磁界、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓなどを含む。また、付加する第３磁気記録層は単層であっても良く、あるいは異なる組成を有する等の異なる層を積層した構成としてもよい。また、異なる構成を有する複数の第３磁気記録層を付加してもよい。付加する第３磁気記録層は、磁気的に連続な連続膜ではなく、グラニュラー構造の膜であることが好ましい。グラニュラー構造とすることで、磁性結晶粒間の磁気的な相互作用を適切に調整して高いＳＮＲを得ることができる等、磁気記録媒体としての性能を向上することができるからである。
【００４９】
以下、磁気記録媒体を構成する他の要素について順次説明する。
【００５０】
非磁性基板１０は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料（ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、強化ガラス、結晶化ガラス等）を用いて、非磁性基板１０を形成することができる。
【００５１】
任意選択的に設けてもよい密着層２０は、その上に形成される層とその下に形成される層（非磁性基板１０を含む）との密着性を高めるために用いられる。密着層２０を非磁性基板１０の上面に設ける場合、密着層２０は、前述の非磁性基板１０の材料との密着性が良好な材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。あるいはまた、非磁性基板１０以外の２つの構成層の間に密着層２０を形成してもよい。密着層２０は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。
【００５２】
任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層（不図示）は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。
【００５３】
前述の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層５０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率および比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、またはそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを示す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成し、ヒートシンク層に軟磁性裏打ち層の機能（ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層５０に集中させる機能）を付与することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量および熱分布、ならびに磁気記録媒体の層構成および各構成層の厚さによって変化する。他の構成層との連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、非磁性基板１０と密着層２０との間、密着層２０と下地層３０との間などに設けることができる。
【００５４】
下地層３０は、その下に形成される層の結晶構造が、磁気記録層５０の結晶配向性および磁性結晶粒のサイズなどに及ぼす影響を遮断するために設けられる層である。また、軟磁性裏打ち層を設ける場合、軟磁性裏打ち層に対する磁気的影響を抑制するために、下地層３０は非磁性であることが要求される。下地層３０を形成するための材料は、ＣｒおよびＴａなどの金属、ＮｉＷ合金、およびＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、およびＣｒＷなどのＣｒをベースとする合金を含む。下地層３０は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００５５】
シード層４０の機能は、磁気記録層５０と下地層３０などのその下にある層との間の密着性を確保すること、上層である磁気記録層５０の第１磁性結晶粒および第２磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御することである。シード層４０は非磁性であることが好ましい。加えて、シード層４０を有する磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合には、シード層４０が熱的なバリアとして磁気記録層５０の温度上昇および温度分布を制御することが好ましい。磁気記録層５０の温度上昇および温度分布を制御するために、シード層４０は、熱アシスト記録時の磁気記録層４０の加熱の際に磁気記録層５０の温度を速やかに上昇させる機能と、磁気記録層５０の面内方向の伝熱が起こる前に、深さ方向の伝熱によって磁気記録層５０の熱を下地層３０などの下層に導く機能とを両立することが好ましい。
【００５６】
上記の機能を達成するために、シード層４０の材料は、磁気記録層５０の材料に合わせて適宜選択される。より具体的には、シード層４０の材料は、磁気記録層の磁性結晶粒の材料に合わせて選択される。たとえば、磁気記録層５０の磁性結晶粒がＬ１0型規則合金で形成される場合、ＮａＣｌ型の化合物を用いてシード層４０を形成することが好ましい。特に好ましくは、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3などの酸化物、あるいはＴｉＮなどの窒化物を用いてシード層４０を形成する。また、上記の材料からなる複数の層を積層して、シード層４０を形成することもできる。磁気記録層５０の磁性結晶粒の結晶性の向上、および生産性の向上の観点から、シード層４０は、１ｎｍ〜６０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。シード層４０は、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタ法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００５７】
保護層６０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層６０を形成することができる。また、保護層６０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層６０は、たとえば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、または金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層６０は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００５８】
また、任意選択的に、前述の磁気記録媒体は、保護層６０の上に設けられる液体潤滑剤層（不図示）をさらに含んでもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料（たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤など）を用いて形成することができる。液体潤滑剤層は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
平滑な表面を有する化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を洗浄し、非磁性基板１０を準備した。洗浄後の非磁性基板１０を、スパッタ装置内に導入した。圧力０．３ＰａのＡｒガス中で純Ｔａターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＴａ密着層２０を形成した。【００６０】
次に、圧力０．３ＰａのＡｒガス中で純Ｃｒターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層３０を形成した。【００６１】
次に、基板を３００℃に加熱し、圧力０．１ＰａのＡｒガス中でＭｇＯターゲットを用いたＲＦスパッタ法により膜厚５ｎｍのＭｇＯシード層４０を形成した。印加したＲＦ電力は１００Ｗであった。【００６２】
次に、シード層４０を形成した積層体を４５０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＣを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１を形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−Ｃターゲットの組成を、得られる第１磁気記録層５１の組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%Ｃになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００６３】
続いて、積層体が４５０℃に加熱された状態で、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＺｎＯを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚７ｎｍのＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−ＺｎＯターゲットの組成を、得られる第２磁気記録層５２の組成が６５体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−３５体積%ＺｎＯになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００６４】
次に、基板温度２５℃、圧力０．３ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚３ｎｍのＰｔ保護層６０を形成して磁気記録媒体を得た。【００６５】
ＰＰＭＳ装置（Quantum Design社製；Physical Property Measurement System）により、得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループを図６Ｂに示す。また、得られたＭ−Ｈヒステリシスループから保磁力Ｈｃおよびα値を決定した。また、ＰＰＭＳ装置を用いて自発磁化の磁場印加角度依存性を評価し、磁気異方性定数Ｋｕを決定した。測定された磁気異方性定数Ｋｕを磁気記録層５０中の磁性結晶粒の体積比率で除算して、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを得た。磁気異方性定数Ｋｕの決定には、R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４（非特許文献２）、ならびに近角聰信、強磁性体の物理（下）  裳華房、１０−２１（非特許文献３）に記載の手法を用いた。本実施例の磁気記録媒体は、９．６ｋＯｅ（７６０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、２．８のα値、および１６．２×１０６ｅｒｇ／ｃｍ３（１６．２×１０５Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【００６６】
また、本実施例の磁気記録媒体の断面、ならびに第２磁気記録層５２を形成した直後に抜き取った試料の上面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察した。磁気記録媒体の断面のＴＥＭ写真を図３Ａに示し、前述の試料の上面のＴＥＭ写真を図３Ｂに示した。なお、図３Ａには、設計上の層構成を併せて示した。【００６７】
（比較例１）
Ｆｅ50Ｐｔ50およびＳｉＯ２を含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚７ｎｍのＦｅＰｔ−ＳｉＯ２第２磁気記録層５２を形成したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−ＳｉＯ２ターゲットの組成を、得られる第２磁気記録層５２の組成が７５体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−２５体積%ＳｉＯ２になるように調整した。【００６８】
本比較例のＭ−Ｈヒステリシスループを図６Ａに示す。本実施例の磁気記録媒体は、７．６ｋＯｅ（６１０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．５５のα値、および７．２×１０６ｅｒｇ／ｃｍ３（７．２×１０５Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【００６９】
また、本比較例の磁気記録媒体の断面、ならびに第２磁気記録層５２を形成した直後に抜き取った試料の上面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察した。磁気記録媒体の断面のＴＥＭ写真を図４Ａに示し、前述の試料の上面のＴＥＭ写真を図４Ｂに示した。なお、図４Ａには、設計上の層構成を併せて示した。【００７０】
（比較例２）
ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を形成せず、ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１の膜厚を９ｎｍに変更したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。【００７１】
本比較例の磁気記録媒体の断面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察した。磁気記録媒体の断面のＴＥＭ写真を図５に示した。なお、図５には、設計上の層構成を併せて示した。【００７２】
（評価１）
図３Ｂおよび図４Ｂの上面のＴＥＭ写真から、実施例１および比較例１の磁気記録媒体においては、ＦｅＰｔからなる磁性結晶粒が良好に分離していることが分かる。【００７３】
また、図３Ａの断面のＴＥＭ写真から、ＦｅＰｔ−ＺｎＯからなる第２磁気記録層５２を有する実施例１の磁気記録媒体において、カーボン（ＴＥＭ写真において白く明るく見える部分）が、ＭｇＯ層から２ｎｍまでの領域のみに存在していることが分かる。ここで、「２ｎｍ」は、ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１の膜厚の設計値である。そのため、カーボンは、第２磁気記録層のＦｅＰｔ磁性結晶粒の上表面側に拡散していない。さらに、図６Ｂに示すＭ−Ｈヒステリシスループから、実施例１の磁気記録媒体が、比較的大きい保磁力Ｈｃおよび１より大きなα値を有することが分かる。これは、磁気記録層５０中の磁性結晶粒の磁気特性のバラツキが少ないことに起因する。そして、実施例１の磁気記録媒体の磁気記録層５０は大きな磁気異方性定数Ｋｕを有し、磁性結晶粒中のＦｅＰｔの規則度が高いことが分かる。【００７４】
一方、図４Ａの断面のＴＥＭ写真から、ＦｅＰｔ−ＳｉＯ２からなる第２磁気記録層を有する比較例１の磁気記録媒体においては、カーボンが第２磁気記録層のＦｅＰｔ磁性結晶粒の上表面側にまで拡散していることが観察される。このため、比較例１の磁気記録媒体において、ＦｅＰｔ磁性結晶粒のＭｇＯ層からの高さが５ｎｍ〜９ｎｍの範囲でばらついていることが分かる。さらに、図６Ａに示すＭ−Ｈヒステリシスループから、比較例１の磁気記録媒体が、実施例１に比較して小さい保磁力Ｈｃおよび１より小さいα値を有することが分かる。これは、磁気記録層５０中に磁気特性に劣る磁性結晶粒が存在すること、ならびに磁性結晶粒のばらつきが大きいことに起因する。そして、比較例１の磁気記録媒体は、実施例１に比較して小さな磁気異方性定数Ｋｕを有し、磁性結晶粒中のＦｅＰｔの規則度が若干低いことが分かる。【００７５】
以上の結果から、実施例１の磁気記録媒体の第２非磁性部を構成するＺｎＯが、比較例１の磁気記録媒体の第２非磁性部を構成するＳｉＯ２などの他の金属酸化物に比較して、カーボンの拡散を顕著に抑制することが分かった。【００７６】
さらに、図５の断面のＴＥＭ写真を参照すれば、第２磁気記録層を形成せず、膜厚９ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層を有する比較例２の磁気記録媒体においては、ＭｇＯ層からの距離が２〜７ｎｍの領域において、磁性結晶粒の二次成長が起こっていることが分かる。すなわち、非磁性部を構成するカーボンがＦｅＰｔ磁性結晶粒の上表面側に拡散して、ＦｅＰｔ磁性結晶粒の柱状成長が停止していることが分かる。その後に上表面側に拡散したカーボン上にＦｅＰｔ磁性結晶粒が形成されている。【００７７】
（実施例２）
以下の相違点を除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。
（ａ）密着層２０を形成した積層体を４００℃に加熱し、圧力０．１ＰａのＡｒガス中でＭｇＯターゲットを用いたＲＦスパッタ法により膜厚１ｎｍのＭｇＯ中間層を形成した。印加したＲＦ電力は１００Ｗであった。ＭｇＯ中間層の上に、Ｃｒ下地層３０を形成した。
（ｂ）第２磁気記録層５２の組成を７５体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−２５体積%ＺｎＯに変更し、膜厚を３ｎｍに変更した。
（ｃ）保護層６０を、膜厚５ｎｍのＰｔ層と膜厚５ｎｍのＴａ層との積層構造に変更した。Ｔａ層は、圧力０．３ＰａのＡｒガス中で純Ｔａターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。【００７８】
本実施例の磁気記録媒体は、非磁性基板１０の側から、膜厚５ｎｍのＴａ密着層２０、膜厚１ｎｍのＭｇＯ中間層、膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層３０、膜厚５ｎｍのＭｇＯシード層４０、膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１、膜厚３ｎｍのＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２、および、膜厚５ｎｍのＰｔ層と膜厚５ｎｍのＴａ層との積層構造を有する保護層６０を有した。なお、ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１は、６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%Ｃの組成を有した。ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２は、７５体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−２５体積%ＺｎＯの組成を有した。【００７９】
本実施例の磁気記録媒体の面内方向におけるＭ−Ｈヒステリシスループを図７Ｃに示し、垂直方向におけるＭ−Ｈヒステリシスループを図７Ｄに示す。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、１３．５２ｋＯｅ（１０７６Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃおよび１．６２のα値を有した。【００８０】
（比較例３）
ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１を形成せず、ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２の膜厚を４ｎｍに変更したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。【００８１】
本比較例の磁気記録媒体の面内方向におけるＭ−Ｈヒステリシスループを図７Ａに示し、垂直方向におけるＭ−Ｈヒステリシスループを図７Ｂに示す。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、０．０６ｋＯｅ（５Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃおよび４．４０のα値を有した。【００８２】
（評価２）
図７Ａおよび図７ＢのＭ−Ｈヒステリシスループから、比較例３の磁気記録媒体は、異方性に乏しいことが分かる。また、比較例３の磁気記録媒体においては、垂直方向の保磁力Ｈｃが小さく、α値は１より遙かに大きい。これらの測定結果から、ＭｇＯシード層上に直接ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層が形成された比較例３の磁気記録媒体では、ＦｅＰｔ磁性結晶粒の磁気的分離が不良であることが分かる。【００８３】
一方、図７Ｃおよび図７ＤのＭ−Ｈヒステリシスループから、実施例２の磁気記録媒体は、顕著な異方性を示すことが分かる。さらに、実施例２の磁気記録媒体は、大きな垂直方向の保磁力、および１に近いα値を有する。これらの測定結果から、ＭｇＯシード層上にＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層およびＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層がこの順に形成された実施例２の磁気記録媒体では、第１磁気記録層および第２磁気記録層の両方においてＦｅＰｔ磁性結晶粒が磁気的に良好に分離されていることが分かる。【００８４】
以上の結果から、第２磁気記録層５２において、ＺｎＯ非磁性部によりＦｅＰｔ磁性結晶粒を良好に分離するためには、その下にあるＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１が必要であることが分かる。ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１によって、第１非磁性部による第１磁性結晶粒の分離を確立し、ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２の第２磁性結晶粒が第１磁性結晶粒の上に成長するためであると考えられる。この結果として、磁気記録層５０全体として、磁気的に良好に分離した磁性結晶粒が得られると考えられる。【００８５】
（実施例３）
実施例１と同様の手順を用いて、ＭｇＯシード層４０までの層を形成した。【００８６】
次に、シード層４０を形成した積層体を４５０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＣを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍの第１のＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１ａを形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−Ｃターゲットの組成を、得られる第１の第１磁気記録層５１ａの組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%Ｃになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００８７】
次いで、積層体が４５０℃に加熱された状態で、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＺｎＯを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１ｎｍのＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−ＺｎＯターゲットの組成を、得られる第２磁気記録層５２の組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%ＺｎＯになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００８８】
次に、第２磁気記録層５２を形成した積層体を４５０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＣを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍの第２のＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１ｂを形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−Ｃターゲットの組成を、得られる第２の第１磁気記録層５１ｂの組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%Ｃになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００８９】
次に、基板温度２５℃、圧力０．３ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＰｔ保護層６０を形成して磁気記録媒体を得た。【００９０】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループを図８に示した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、６９７ｅｍｕ／ｃｍ３（６９７Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、２２．９ｋＯｅ（１８２０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．５９のα値、０．８９の角形比Ｍｒ／Ｍｓ（飽和磁化Ｍｓに対する残留磁化Ｍｒの比）、および２．５６×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（２．５６×１０６Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【００９１】
（実施例４）
ＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２の膜厚を０．５ｎｍに変更したことを除いて実施例３の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。【００９２】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、７０９ｅｍｕ／ｃｍ３（７０９Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、２５．０ｋＯｅ（１９９０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．５８のα値、０．８５の角形比Ｍｒ／Ｍｓ、および３．３９×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（３．３９×１０６Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【００９３】
（実施例５）
Ｆｅ50Ｐｔ50−Ｃターゲットの組成を変更してＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２の組成を８０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−２０体積%ＺｎＯに変更したことを除いて実施例３の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。【００９４】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、７８２ｅｍｕ／ｃｍ３（７８２Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、２４．４ｋＯｅ（１９４０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．６８のα値、０．９０の角形比Ｍｒ／Ｍｓ、および３．１３×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（３．１３×１０６Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【００９５】
（実施例６）
実施例１と同様の手順を用いて、ＭｇＯシード層４０までの層を形成した。【００９６】
次に、積層体を４５０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＣを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１を形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−Ｃターゲットの組成を、得られる第１磁気記録層５１の組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%Ｃになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００９７】
次いで、積層体が４５０℃に加熱された状態で、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50およびＺｎＯを含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１ｎｍのＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を形成した。ここで、Ｆｅ50Ｐｔ50−ＺｎＯターゲットの組成を、得られる第２磁気記録層５２の組成が６０体積%Ｆｅ50Ｐｔ50−４０体積%ＺｎＯになるように調整した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【００９８】
上記の第１磁気記録層５１および第２磁気記録層５２の積層を交互に繰り返して、４つの第１磁気記録層５１および３つの第２磁気記録層５２が交互に積層された、総膜厚１１ｎｍの磁気記録層５０を形成した。【００９９】
最後に、基板温度２５℃、圧力０．３ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＰｔ保護層６０を形成して磁気記録媒体を得た。【０１００】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループを図１０に示した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、６６２ｅｍｕ／ｃｍ３（６６２Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、２０．２ｋＯｅ（１６１０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．６７のα値、および１．９８×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（１．９８×１０６Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【０１０１】
（実施例７）
第１磁気記録層５１の積層および第２磁気記録層５２の積層の繰り返し回数を変更したことを除いて実施例６の手順を繰り返して、７つの第１磁気記録層５１および６つの第２磁気記録層５２が交互に積層された、総膜厚２０ｎｍの磁気記録層５０を有する磁気記録媒体を得た。【０１０２】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループを図１１に示した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、６３８ｅｍｕ／ｃｍ３（６３８Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、１５．５ｋＯｅ（１２３０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、０．６５のα値、および１．２６×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（１．２６×１０６Ｊ／ｍ３）の磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを有した。【０１０３】
（比較例４）
実施例３と同様の手順を用いて、第１のＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１ａまでの層を形成した。【０１０４】
次いで、積層体が４５０℃に加熱された状態で、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ50Ｐｔ50を含むターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１ｎｍのＦｅＰｔ磁性層を形成した。印加したＤＣ電力は４０Ｗであった。【０１０５】
続いて、実施例３と同様の手順を用いて、膜厚２ｎｍの第２のＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１ｂおよび膜厚５ｎｍのＰｔ保護層６０を形成して磁気記録媒体を得た。【０１０６】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を、実施例１と同様の手順により測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループを図９に示した。本実施例の磁気記録媒体は、垂直方向において、９３３ｅｍｕ／ｃｍ３（９３３Ａ／ｍｍ）の飽和磁化Ｍｓ、１９．９ｋＯｅ（１５８０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃ、および０．７８の角形比Ｍｒ／Ｍｓを有した。なお、図９に示したＭ−Ｈヒステリシスループの段差のために、α値および磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎの測定ができなかった。【０１０７】
（評価３）
１ｎｍの膜厚を有するＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を有する実施例３の磁気記録媒体は、図８に示すように、段差のないスムーズなＭ−Ｈヒステリシスループを示した。０．５ｎｍの膜厚を有するＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を有する実施例４の磁気記録媒体も、同様に、段差のないスムーズなＭ−Ｈヒステリシスループを示した。これは、磁気記録層５０中のＦｅＰｔ磁性結晶粒が良好に磁気的に分離されていることを意味する。一方、図９に示す比較例４の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループは矢印で示した部分に段差が有した。これは、ＦｅＰｔ磁性結晶粒間の磁気的分離が不十分であることを意味する。これらの結果から、２つのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１ａ，ｂの間に、０．５ｎｍ以上の膜厚を有するＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を配置することによって、ＦｅＰｔ磁性結晶粒の柱状成長を促進するとともに、ＦｅＰｔ磁性結晶粒間の磁気的分離を促進できたことが分かった。また、実施例３および４の磁気記録媒体は、大きな保磁力Ｈｃ、良好なα値、および大きなＫｕ＿ｇｒａｉｎの値を有した。【０１０８】
さらに、ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１およびＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２の交互積層の回数を増加した実施例５および６の磁気記録媒体も、図１０および図１１に示すように、段差のないスムーズなＭ−Ｈヒステリシスループを示した。また、実施例５および６の磁気記録媒体は、大きな保磁力Ｈｃ、良好なα値、および大きなＫｕ＿ｇｒａｉｎの値を有した。これらの結果から、ＦｅＰｔ−Ｃ第１磁気記録層５１とＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２とを交互に積層することによって、ＦｅＰｔ磁性結晶粒の柱状成長ならびにＦｅＰｔ磁性結晶粒間の磁気的分離を促進すると同時に、磁気記録層５０の膜厚を増大できることが分かった。【０１０９】
また、ＺｎＯの含有量を減少させた実施例５の磁気記録媒体も、実施例３の磁気記録媒体と同様に、段差のないスムーズなＭ−Ｈヒステリシスループを示した。また、実施例５の磁気記録媒体は、大きな保磁力Ｈｃ、良好なα値、および大きなＫｕ＿ｇｒａｉｎの値を有した。この結果から、第１磁気記録層５１の非磁性部の含有量と、第２磁気記録層５２の非磁性部の含有量とを一致させる必要はなく、２０％のＺｎＯを含むＦｅＰｔ−ＺｎＯ第２磁気記録層５２を配置することによって、ＦｅＰｔ磁性結晶粒の柱状成長を促進するとともに、ＦｅＰｔ磁性結晶粒間の磁気的分離を促進できたことが分かった。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  非磁性基板
２０  密着層
３０  下地層
４０  シード層
５０  磁気記録層
５１、５１ａ、５１ｂ  第１磁気記録層
５２  第２磁気記録層
６０  保護層
【図１】
0005999277.tif 000002
【図２】
0005999277.tif 000003
【図３Ａ】
0005999277.tif 000004
【図３Ｂ】
0005999277.tif 000005
【図４Ａ】
0005999277.tif 000006
【図４Ｂ】
0005999277.tif 000007
【図５】
0005999277.tif 000008
【図６Ａ】
0005999277.tif 000009
【図６Ｂ】
0005999277.tif 000010
【図７Ａ】
0005999277.tif 000011
【図７Ｂ】
0005999277.tif 000012
【図７Ｃ】
0005999277.tif 000013
【図７Ｄ】
0005999277.tif 000014
【図８】
0005999277.tif 000015
【図９】
0005999277.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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