(57)【要約】【課題】  保護層の耐摩耗性や耐衝撃性等の耐久性を向上し、保護層の膜厚が３ｎｍ以下に制限されたとしてもスクラッチ等の諸問題を回避可能な、垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供する。【解決手段】  基体１１０上に少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層１２２と、磁気記録層より上に設けられた非磁性のバリア層１２４と、バリア層より上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層１２６と、補助記録層より上に設けられカーボンを主体とする保護層１２８と、保護層の上に設けられた潤滑層１３０と、を備え、保護層は、ラマンスペクトルのＤピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下であることを特徴とする。【選択図】図１
2011192320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に少なくとも、
柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層と、
前記磁気記録層より上に設けられた非磁性のバリア層と、
前記バリア層より上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層と、
前記補助記録層より上に設けられカーボンを主体とする保護層と、
前記保護層の上に設けられた潤滑層と、を備え、
前記保護層は、波長５１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザーによって該保護層を励起してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲の内、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、１３５０ｃｍ−１付近に現れるＤピークと１５２０ｃｍ−１付近に現れるＧピークとをガウス関数により波形分離したときの、Ｄピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下であることを特徴とする垂直磁気ディスク。
【請求項２】
前記磁気記録層および前記補助記録層は、Ｃｒを含有するＣｏ合金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】
前記バリア層は、ＲｕまたはＲｕ合金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４】
前記バリア層は、Ｃｒを含まない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】
前記保護層は炭素を主成分とする被膜に窒素を含有してなり、該保護層の最表面の窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０以上０．１５０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６】
基体上に、
柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を成膜し、
前記磁気記録層より上に非磁性のバリア層を成膜し、
前記バリア層より上に基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層を成膜し、
後に形成される保護層の、波長５１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザーによって該保護層を励起してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲の内、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、１３５０ｃｍ−１付近に現れるＤピークと１５２０ｃｍ−１付近に現れるＧピークとをガウス関数により波形分離したときの、Ｄピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下となるように当該垂直磁気記録媒体を加熱し、
前記保護層をＣＶＤ法により成膜することを特徴とする、垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記加熱は、２５０℃以上３５０℃以下の温度で為され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の製造方法。
【請求項８】
前記保護層を成膜した後、さらに、流量が１００ｓｃｃｍ以上３５０ｓｃｃｍ以下の窒素雰囲気下に曝し、該保護層の表面の窒素（Ｎ）と炭素（Ｃ）の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０〜０．１５０となるように処理を行うことを特徴とする、請求項６に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
さらに、末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を含有する潤滑層を形成す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の製造方法。
【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２００ＧＢ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４００ＧＢ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、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録媒体が提案されている。垂直磁気記録方式は、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】
また、このような情報記録密度の増加に伴い、円周方向の線記録密度（ＢＰＩ:Bit Per Inch）、半径方向のトラック記録密度（ＴＰＩ:Track Per Inch）のいずれも増加の一途を辿っている。さらに、磁気ディスクの磁性層と、磁気ヘッドの記録再生素子との間隙（磁気的スペーシング）を狭くしてＳ／Ｎ比を向上させる技術も検討されている。近年望まれる磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下である。
【０００５】
このような、磁気的スペーシングを小さくするための１つの技術として、磁気ヘッド素子の動作時に、ヘッド素子を発熱させ、その熱によって磁気ヘッドを熱膨張させ、ＡＢＳ（The air bearing surface）方向にわずかに突出させるＤＦＨ(Dynamic Flying Height)ヘッドが提案されている。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隙を調節し、常に安定して狭い磁気的スペーシングで磁気ヘッドを飛行させることができる。
【０００６】
垂直磁気記録ディスクでは、磁気ヘッドが垂直磁気記録ディスクに衝突した際、磁気記録層の表面が傷つかないように保護する保護層が設けられる。保護層は、カーボンオーバーコート（ＣＯＣ）、即ち、カーボン皮膜によって高硬度な皮膜を形成する。保護層には、カーボンの硬いダイヤモンドライク結合（アモルファス結合）と、柔らかいグラファイト結合とが混在しているものもある（例えば、特許文献１）。また、ダイヤモンドライク結合保護層を、ＣＶＤ(Chemical Vapour Deposition)法によって製造する技術も開示されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
また保護層の上には、磁気ヘッドが衝突した際に保護層および磁気ヘッドを保護するために、潤滑層が形成される。潤滑層は、例えばパーフルオロポリエーテルを塗布して焼結することにより形成される。
【０００８】
一方、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ー構造を構成し、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。
【０００９】
ところで磁気記録層に強い磁界を印加すると、隣接トラックへの漏れ磁場も大きくなることから、ＷＡＴＥ（Wide Area Track Erasure）、すなわち、書込みの対象となるトラックを中心に数μｍにわたって記録情報が消失する現象が問題となる。ＷＡＴＥを低減させる手法として、磁気記録層の逆磁区核形成磁界Ｈｎを負とし、さらにその絶対値を大きくすることが重要である。高い（絶対値の大きい）Ｈｎを得るために、グラニュラー構造を有する磁気記録層の上方又は下方に高い垂直磁気異方性を示す薄膜（補助記録層）を形成することが知られている。
【００１０】
また補助記録層は、飽和磁化Ｍｓを向上させることにより、書き込みやすさ、すなわちオーバーライト特性を向上させる役割も有している。言い換えれば、磁気記録層の上に補助記録層を設ける目的は、逆磁区核形成磁界Ｈｎを向上させてノイズを低減し、飽和磁化Ｍｓを向上させてオーバーライト特性も向上させることである。なお補助記録層は連続層またはキャップ層とも呼ばれる場合もある。
【特許文献１】特開平１０−１１７３４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４１８２号公報
【非特許文献１】T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したような例えば１０ｎｍ以下の磁気的スペーシングを達成するために、垂直磁気記録ディスクの保護層に対して３ｎｍ以下の薄膜化が求められている。しかし、単に保護層を薄膜化すると、保護層自体の耐摩耗性や耐衝撃性等の耐久性が劣化することとなる。
【００１２】
従来から保護層の様々な形成方法が知られているが、従来の保護層は十分な耐久性を有していないため、ＬＵＬ(Load Unload)方式の垂直磁気記録ディスク装置において、磁気記録ヘッドが垂直磁気記録ディスク上にロードされた時の衝撃で、垂直磁気記録ディスク上に微少なスクラッチ等が発生し、再生信号が低下する問題が起こっている。
【００１３】
また、上述したＤＦＨヘッドを用いた場合においても、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触したとき、潤滑層の固着力が弱い場合には、潤滑層が磁気ヘッドに移着してしまう場合がある。すると磁気ヘッドが覆われることによってリードライトに不良を生じたり、磁気ヘッドの浮上が不安定となってハイフライライト現象を生じたりするおそれがある。ハイフライライト現象とは、磁気ヘッドが磁気ディスクから離れてしまったことにより書き込んだはずのデータが書き込まれていない現象であり、必ずしもハードウェアは故障していなくても読み出しエラーを生じてしまう。
【００１４】
ここで、ＣＶＤ法によるカーボン保護層は、基板温度を高くすることによって緻密で硬い被膜を形成できることが知られている。このため、従前の面内記録方式の磁気ディスクにおいては、保護層を成膜する前に加熱するプロセスが採用されている場合が多かった。しかし垂直磁気ディスクにおいては加熱すると保磁力Ｈｃなどの特性が著しく低下してしまうため、加熱プロセスを採用することができず、所望の硬さの保護層を得ることが難しかった。ここで、加熱によって垂直記録方式のどの層が損傷を受けているのかわかっていなかったのが現状である。
【００１５】
本発明は、従来の保護層の構成が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、保護層の耐摩耗性や耐衝撃性等の耐久性を向上し、保護層の膜厚が３ｎｍ以下に制限されたとしてもスクラッチ等の諸問題を回避可能な、垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、垂直磁気記録媒体の加熱による特性の劣化は、補助記録層のＣｒの量に依存することがわかった。そして補助記録層のＣｒが磁気記録層に影響を及ぼしているために特性が劣化していることを突き止め、この影響を排除することで保護層成膜前に加熱しても特性の劣化を防止できることを見出し、さらに研究を重ねることにより、本発明を完成するに到った。
【００１７】
すなわち本発明に係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、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層と、磁気記録層より上に設けられた非磁性のバリア層と、バリア層より上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層と、補助記録層より上に設けられカーボンを主体とする保護層と、保護層の上に設けられた潤滑層と、を備え、保護層は、波長５１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザーによって該保護層を励起してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲の内、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、１３５０ｃｍ−１付近に現れるＤピークと１５２０ｃｍ−１付近に現れるＧピークとをガウス関数により波形分離したときの、Ｄピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下であることを特徴とする。
【００１８】
上記のように、磁気記録層と補助記録層の間に非磁性のバリア層を設けることにより、保護層成膜前に加熱しても保磁力Ｈｃが低下することを防止することができる。すなわちバリア層を設ければラマンスペクトルによるピーク比Ｄｈ／Ｇｈを０．７０〜０．９５とすることができ、耐衝撃性や耐摩耗性、耐食性等の耐久性を向上することができる。
【００１９】
磁気記録層および補助記録層は、Ｃｒを含有するＣｏ合金であってもよい。かかる構成により、磁気記録層および補助記録層に垂直磁気異方性の高い磁性膜を得ることができる。したがって、磁気記録層の高密度記録性と低ノイズ性を向上することが可能である。また、磁気記録層の上に補助記録層を備えることにより、垂直磁気記録媒体に更に高熱ゆらぎ耐性を付加することができる。
【００２０】
ここで、バリア層を設けない場合に保護層成膜前に加熱を行うと保磁力が低下してしまうのは、補助記録層に含まれるＣｒが磁気記録層に拡散し、磁性粒子の結晶配向性が低下してしまうためと考えられる。これに対し上記構成のようにバリア層を設けることにより保持力の低下を低減できるのは、Ｃｒの拡散を防止できるためと考えられる。すなわち、バリア層を設けることによって、高熱に加熱しても保磁力を維持しうると共に、上記のように緻密で硬度の高い保護層を成膜することが可能となる。
【００２１】
バリア層は、ＲｕまたはＲｕ合金であってもよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁性層の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００２２】
またバリア層は、ＲｕまたはＲｕ合金にＷ（タングステン）を含有させてもよい。Ｗを含有させると、特に高温加熱時に保磁力Ｈｃの低下が少ない。これは、Ｗが高融点材料であるために、加熱しても結晶構成がくずれにくく、補助記録層と磁気記録層の間のＣｒの拡散を防止できるためと考えられる。
【００２３】
バリア層は、Ｃｒを含まないことが好ましい。バリア層にＣｒを含んでいると、加熱によって保磁力Ｈｃの低下が見られるためである。これは、バリア層のＣｒが磁気記録層に拡散して結晶配向性に影響を与えるためと考えられる。
【００２４】
保護層は炭素を主成分とする被膜に窒素を含有してなり、該保護層の最表面の窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０以上０．１５０以下であってもよい。このように窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）を０．０５０〜０．１５０とすることで、潤滑層の付着率を高めることができ、ハイフライライトの問題や磁気ヘッドとのクラッシュを回避することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基体上に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を成膜し、磁気記録層より上に非磁性のバリア層を成膜し、バリア層より上に基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層を成膜し、後に形成される保護層の、波長５１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザーによって該保護層を励起してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲の内、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、１３５０ｃｍ−１付近に現れるＤピークと１５２０ｃｍ−１付近に現れるＧピークとをガウス関数により波形分離したときの、Ｄピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下となるように当該垂直磁気記録媒体を加熱し、保護層をＣＶＤ法により成膜することを特徴とする。
【００２６】
上記のように、磁気記録層と補助記録層の間に非磁性のバリア層を設け、保護層成膜前に加熱してから保護層を成膜することにより、高い保持力Ｈｃを維持したまま保護層の耐衝撃性や耐摩耗性、耐食性等の耐久性を向上することができる。
【００２７】
加熱は、２５０℃以上３５０℃以下の温度で為されていてもよい。保護層成膜直前に加熱処理した場合、プラズマで分解された炭素原子が高エネルギーを維持したまま基板まで到達できる。この高エネルギーを維持した炭素原子が磁性膜上の基板に成膜されることから、緻密で耐久性のある保護層が成膜できる。また、磁性層を高温で加熱することにより、磁性層と保護層との密着性も向上する。
【００２８】
保護層を成膜した後、さらに、流量が１００ｓｃｃｍ以上３５０ｓｃｃｍ以下の窒素雰囲気下に曝し、該保護層の表面の窒素（Ｎ）と炭素（Ｃ）の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０〜０．１５０となるように処理を行ってもよい。流量が１００〜３５０ｓｃｃｍの窒素雰囲気下に曝すことで窒素（Ｎ）と炭素（Ｃ）の原子量比（Ｎ／Ｃ）を０．０５０〜０．１５０とすることができ、保護層と潤滑層との密着性と硬度が好適になる。
【００２９】
さらに、末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を含有する潤滑層を形成してもよい。パーフルオロポリエーテルは、直鎖構造を備え、垂直磁気記録媒体用に適度な潤滑性能を発揮するとともに、末端基に水酸基（ＯＨ）を備えることで、保護層に対して高い密着性能を発揮することができる。特に、保護層の表面に窒素を含有する表面処理層を備える本発明の構成では、（Ｎ＋）と（ＯＨ−）とが高い親和性を奏するので、高い潤滑層密着率を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、保護層の耐摩耗性や耐衝撃性等の耐久性を向上し、保護層の膜厚が３ｎｍ以下に制限されたとしてもスクラッチ等の諸問題を回避可能な、垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（実施形態）
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体の実施形態について説明した後に、磁気記録層と補助記録層の間に設けたバリア層、および保護層について詳細に説明する。
【００３３】
［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、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、バリア層１２４、補助記録層１２６、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と第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００３４】
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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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、この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。
【００３７】
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。中でもＣｏＷ系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。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。
【００３８】
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（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。
【００３９】
前下地層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層１１６の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばｆｃｃ構造を取る合金としてはＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。
【００４０】
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ー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、また結晶の格子間隔が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。
【００４１】
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２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、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が可能となる。
【００４２】
また、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の微細化も可能となる。
【００４３】
さらに、下地層１１８のＲｕに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにＲｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。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を含有するターゲットを用いることが好ましい。
【００４４】
非磁性グラニュラー層１２０はグラニュラー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のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａ（または磁気記録層１２２）のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー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。非磁性グラニュラー層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、グラニュラー構造とすることができる。
【００４５】
本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層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、非磁性グラニュラー層１２０がグラニュラー構造となる。なお、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２は一例であり、これに限定されるものではない。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（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（ＣｒＯ２）、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。
【００４６】
なお本実施形態では、下地層１１８８（第２下地層１１８８ｂ）の上に非磁性グラニュラー層１２０を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層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。
【００４７】
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ー構造を有している。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そのグラニュラー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は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｂとから構成されている。これにより、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｂの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｂの微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。
【００４８】
本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３を用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３は、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＣｒおよびＣｒ２Ｏ３（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ー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
【００４９】
また第２磁気記録層１２２ｂには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いる。第２磁気記録層１２２ｂ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Ｃｒおよび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ー構造を形成した。
【００５０】
なお、上記に示した第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｂ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。また、本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂで異なる材料（ターゲット）であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。非磁性領域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。
【００５１】
さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにおいて１種類の、第２磁気記録層１２２ｂにおいて２種類の非磁性物質（酸化物）を用いているが、これに限定されるものではなく、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方において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、磁気記録層１２２が１層のみで構成される場合、かかる磁気記録層１２２はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなることが好ましい。
【００５２】
バリア層１２４は、磁気記録層１２２（第２磁気記録層１２２ｂ）と補助記録層１２６との間に設けられた非磁性の層である。本実施形態においてバリア層１２４は、ＲｕまたはＲｕ合金からなる薄膜である。バリア層１２４を設けることにより、基体を加熱しても磁気記録層１２２と補助記録層１２６との間でのＣｒの拡散を防止し、保磁力Ｈｃの低下を抑制することができる。すなわち、バリア層１２４を設けることによって保護層成膜前の加熱を可能とすることができる。
【００５３】
またバリア層１２４に酸素を含むことにより、多量の酸化物を含む磁気記録層１２２の上にバリア層１２４を成膜し、さらにその上に酸素を含まない補助記録層１２６を成膜した場合の磁気的、構造的な橋渡しとなるため、補助記録層に起因すると考えられるノイズを低減させてＳＮＲの向上を図ることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。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。
【００５７】
また保護層１２８は、保護層成膜前に加熱を行うことにより、Ｄｈ／Ｇｈを高めて、緻密で硬い保護層１２８を形成し、媒体の耐衝撃性や耐摩耗性、耐食性等の耐久性を向上することができる。そして、上記のように磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間にバリア層１２４を設けることにより、保磁力Ｈｃを低下させることなく加熱を行うことができるため、保磁力Ｈｃと耐久性を両立させた垂直磁気記録媒体とすることができる。
【００５８】
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、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、保護層１２８の損傷や欠損を防止することができる。
【００５９】
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、本発明の特徴であるバリア層１２４と保護層１２８についてさらに詳述する。
【００６０】
図２は、バリア層を設けない場合における、補助記録層１２６のＣｒ含有量による保磁力Ｈｃの温度依存を説明する図である。図２では、補助記録層をＣｏＣｒＰｔＢとし、Ｃｒが１７ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％、１９ｍｏｌ％の場合について、温度を１５０℃〜４００℃まで変化させて保磁力Ｈｃを測定している。図２からわかるように、より高温で加熱するほど、および、より多くのＣｒを含有するほど、保磁力Ｈｃが低下していることがわかる。これは、磁気記録層１２２と補助記録層１２６との間でＣｒが拡散し、磁気記録層１２２の結晶配向性を見出すためと考えられる。
【００６１】
これに対し、上述したバリア層１２４は磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間に設けた、Ｒｕと酸素を含む非磁性の層である。このようなバリア層１２４を設けることにより、磁気記録層１２２と補助記録層１２６との間でのＣｒの拡散を防止し、保護層成膜前に基体を加熱しても保磁力Ｈｃの低下を抑制することができる。すなわち、バリア層１２４を設けることによって保護層成膜前の加熱を可能とすることができる。これにより保護層１２８のラマンスペクトルによるピーク比Ｄｈ／Ｇｈを０．７０〜０．９５とすることができ、耐衝撃性や耐摩耗性、耐食性等の耐久性を向上することができる。
【００６２】
すなわち本実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、基体上に少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層と、磁気記録層より上に設けられた非磁性のバリア層と、バリア層より上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層と、補助記録層より上に設けられカーボンを主体とする保護層と、保護層の上に設けられた潤滑層と、を備え、保護層は、波長５１４．５ｎｍのアルゴンイオンレーザーによって該保護層を励起してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲の内、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、１３５０ｃｍ−１付近に現れるＤピークと１５２０ｃｍ−１付近に現れるＧピークとをガウス関数により波形分離したときの、Ｄピークの高さ（Ｄｈ）とＧピークの高さ（Ｇｈ）の比（Ｄｈ／Ｇｈ）が０．７０以上０．９５以下である。
【００６３】
また逆説的ではあるが、バリア層１２４を設けることにより、磁気記録層１２２および補助記録層１２６がＣｒを含有するＣｏ合金であっても、加熱による保磁力Ｈｃの低下を防止することができる。これらをＣｒを含有するＣｏ合金とすることにより、磁気記録層１２２および補助記録層１２６に垂直磁気異方性の高い磁性膜を得ることができる。したがって、磁気記録層１２２の高密度記録性と低ノイズ性を向上することが可能である。また、磁気記録層１２２の上に補助記録層１２６を備えることにより、垂直磁気記録媒体１００に更に高熱ゆらぎ耐性を付加することができる。
【００６４】
バリア層１２４は、ＲｕまたはＲｕ合金であってもよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００６５】
またバリア層１２４は、ＲｕまたはＲｕ合金にＷ（タングステン）を含有させてもよい。Ｗを含有させると、特に高温加熱時に保磁力Ｈｃの低下が少ない。これは、Ｗが高融点材料であるために、加熱しても結晶構成がくずれにくく、補助記録層１２６と磁気記録層１２２の間のＣｒの拡散を防止できるためと考えられる。バリア層をＲｕと酸化物とによって構成する場合、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。中でも、ＷＯ３は高い効果を得ることができる。これは、ＷＯ３が、不安定な酸化物であるので、スパッタ中に酸素が解離され、解離された酸素が、酸素添加の効果も示すためであると考えられる。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。
【００６６】
また、上記のバリア層１２４に酸素を含むことにより、補助記録層に起因すると考えられるノイズを低減させてＳＮＲの向上を図ることができる。これは、補助記録層１２６が結晶成長する際に磁気記録層１２２から継承する微細構造を調整できるため、すなわちバリア層１２４に磁気記録層１２２に含まれる酸化物よりも少ない割合で酸素を含ませることにより、多量の酸素を含む磁気記録層１２２の粒界と、酸素を含まない補助記録層１２６との橋渡しをすることが可能になったためと推察される。バリア層１２４のうち磁気記録層１２２の磁性粒子の上に位置する部分は、Ｒｕが磁気記録層１２２のＣｏの結晶構造を補助記録層１２６のＣｏまで継承させる。バリア層１２４のうち磁気記録層１２２の粒界の上に位置する部分は、粒界を形成する酸化物とＲｕの格子定数が大きく異なることから結晶配向性の継承は存在せず、Ｒｕと酸素原子は自由にマイグレーションを生じながら皮膜（結晶）を形成する。そしてこのＲｕの結晶の上に補助記録層１２６が成膜されることにより、補助記録層１２６のＣｏ粒子は、より分離が促進され、低ノイズ化が達成される。したがって、全体として補助記録層１２６の結晶配向性が向上する。
【００６７】
バリア層１２４においてＲｕに酸素を含有させる場合、ターゲットにあらかじめ酸素を含有させる方法と、スパッタリングの際に雰囲気ガスに酸素を添加するリアクティブスパッタ法がある。中でも、バリア層１２４をＲｕと酸化物からなるターゲットを用いてスパッタリングを行う方が、膜全体に均一に酸素を含有させられるために好ましい。
【００６８】
一方、バリア層１２４は、Ｃｒを含まないことが好ましい。バリア層１２４にＣｒを含んでいると、加熱によって保磁力Ｈｃの低下が見られるためである。これは、バリア層１２４のＣｒが磁気記録層１２２に拡散して結晶配向性に影響を与えるためと考えられる。
【００６９】
図３はバリア層１２４の材質を変化させた場合の補助記録層１２６のＣｒ含有量による保磁力Ｈｃの温度依存を説明する図である。補助記録層１２６は、いずれもＣｏ６１Ｃｒ１９Ｐｔ１５Ｂ５としている。図３ではバリア層１２４の材質について、バリア層なし、Ｒｕ、Ｒｕ＋Ｗ、Ｒｕ＋ＷＯ、Ｒｕ＋Ｃｒ、Ｒｕ＋ＣｒＯの場合について、温度を１５０℃〜４００℃まで変化させて保磁力Ｈｃを測定している。
【００７０】
図３からわかるように、バリア層なしの場合に比べて、バリア層１２４を設けた場合には飛躍的に保磁力Ｈｃを４８００［Ｏｅ］以上に維持できていることがわかる。なお現状において、垂直磁気記録媒体として成立するためには保磁力Ｈｃが４８００［Ｏｅ］以上必要であるとされている。これは、磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間のＣｒの拡散を防止できたためと考えられる。
【００７１】
しかし、バリア層１２４を設けた中でも、Ｒｕ＋ＣｒまたはＲｕ＋ＣｒＯのようにＣｒを含むものは、保磁力Ｈｃの低下が大きい。これはバリア層１２４の中のＣｒが磁気記録層１２２に拡散してしまうためと考えられる。
【００７２】
Ｃｒを含まないものはいずれも同程度に保磁力Ｈｃを維持できており、４００℃に加熱した場合であっても４８５０［Ｏｅ］以上の保磁力を保っている。また、中ではＷを含むものが保磁力Ｈｃを高く維持できている。これはＷが高融点材料であるために、加熱しても結晶構成がくずれにくく、補助記録層１２６と磁気記録層１２２の間のＣｒの拡散を防止できるためと考えられる。
【００７３】
バリア層１２４は、膜厚が２Å以上〜１０Å以下（０．２ｎｍ以上〜１ｎｍ以下）であってもよい。このような薄膜とすることによりバリア層１２４は完全な膜を形成せず、磁気記録層１２２の結晶粒子から補助記録層１２６へと続く結晶配向性の継承は阻害されない。バリア層１２４の膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層１２２と補助記録層１２６とが磁気的に完全に分断されて、所望の電磁気特性を得られない。一方、膜厚が２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまう。
【００７４】
保護層１２８は炭素を主成分とする被膜に窒素を含有してなり、該保護層１２８の最表面の窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０以上０．１５０以下であってもよい。このように窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）を０．０５０〜０．１５０とすることで、潤滑層１３０の付着率を高めることができ、ハイフライライトの問題や磁気ヘッドとのクラッシュを回避することが可能となる。
【００７５】
保護層成膜前の加熱は、２５０℃以上３５０℃以下の温度で為されていてもよい。保護層成膜直前に加熱処理した場合、プラズマで分解された炭素原子が高エネルギーを維持したまま基板まで到達できる。この高エネルギーを維持した炭素原子が補助記録層１２６上の基板に成膜されることから、緻密で耐久性のある保護層１２８が成膜できる。また、補助記録層１２６を高温で加熱することにより、補助記録層１２６と保護層１２８との密着性も向上する。
【００７６】
保護層１２８を成膜した後、さらに、流量が１００ｓｃｃｍ以上３５０ｓｃｃｍ以下の窒素雰囲気下に曝し、該保護層１２８の表面の窒素（Ｎ）と炭素（Ｃ）の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５０〜０．１５０となるように処理を行ってもよい。流量が１００〜３５０ｓｃｃｍの窒素雰囲気下に曝すことで窒素（Ｎ）と炭素（Ｃ）の原子量比（Ｎ／Ｃ）を０．０５０〜０．１５０とすることができ、保護層１２８と潤滑層１３０との密着性と硬度が好適になる。
【００７７】
さらに、末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を含有する潤滑層１３０を形成してもよい。パーフルオロポリエーテルは、直鎖構造を備え、垂直磁気記録媒体用に適度な潤滑性能を発揮するとともに、末端基に水酸基（ＯＨ）を備えることで、保護層１２８に対して高い密着性能を発揮することができる。特に、保護層１２８の表面に窒素を含有する表面処理層を備える本発明の構成では、（Ｎ＋）と（ＯＨ−）とが高い親和性を奏するので、高い潤滑層密着率を得ることができる。
【００７８】
（実施例）
図４は、実施例と比較例のパラメータおよび有効性を示した説明図である。ここでは、１３の実施例と８の比較例を挙げ、それぞれに対してＬＵＬ耐久性試験、ピンオンディスク試験、ハイフライライト試験を実行し、その有効性を評価している。
【００７９】
まず、実施例１の構成について説明する。
【００８０】
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。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。第１下地層１１８ａは所定圧力（低圧：例えば０．６〜０．７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を成膜した。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所定圧力より高い圧力（高圧：例えば４．５〜７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ膜を成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。第１磁気記録層１２２ａは粒界部に酸化物の例としてＣｒ２Ｏ３を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層１２２ｂは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。
【００８１】
バリア層１２４は膜厚を３Åとし、その組成はＲｕ＋ＷＯ３とした。補助記録層１２６の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。
【００８２】
そして、補助記録層１２６形成後の垂直磁気記録ディスク１００表面を加熱した。加熱にはＰＴＣヒーターを用いた。加熱時間は約５秒である。なお、垂直磁気記録ディスク１００の基板温度は磁性層成膜直後にチャンバーの窓より放射温度計を用いて確認した。
【００８３】
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。
【００８４】
また、磁気記録層１２２まで形成したディスク上に、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａの圧力下で、バイアスを−３００Ｖと−４００Ｖに切り換えて印加させながらプラズマＣＶＤ法で保護層１２８を形成した。保護層１２８形成時の成膜速度は１ｎｍ／ｓｅｃであった。
【００８５】
さらに、保護層１２８を形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２５０ｓｃｃｍ導入して３Ｐａの真空度に調整した圧力下で保護層１２８を窒素雰囲気下に曝した。こうして、保護層１２８の表面に窒素を含浸させる処理が行われた。
【００８６】
保護層１２８まで成膜した後、当該保護層１２８の膜厚を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察により測定した。すると、保護層１２８の膜厚は３．０ｎｍであった。
【００８７】
また、保護層１２８を形成後、ＥＳＣＡにて保護層１２８の窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）を確認したところ、その値は０．１０７であった。かかるＥＳＣＡ分析の測定条件は以下の通りである。
装置：          アルバックファイ社製      Ｑｕａｎｔｕｍ２０００
Ｘ線励起源：    Ａｌ−Ｋα線（１４８６．６ｅＶ）
Ｘ線源          ２０Ｗ
分析室真空度    ＜２×１０−７  Ｐａ
パスエネルギー  １１７．５ｅＶ
光電子検出角    ４５°
測定対象ピーク  Ｃ１ｓ、Ｎ１ｓ
分析領域１００ｕｍφ
積算回数１０回
また、保護層１２８を形成後、ラマン分光分析を行なったところ、Ｄｈ／Ｇｈは０．８０であった。
【００８８】
なお、ラマン分光分析は、保護層１２８の表面に、波長が５１４．５ｎｍのＡｒイオンレーザーを照射し、９００ｃｍ−１〜１８００ｃｍ−１の波数帯に表れるラマン散乱によるラマンスペクトルを観察することで為された。
【００８９】
図５は、ラマンスペクトルのイメージを説明するための説明図である。ここでは、ラマンスペクトルの波数９００ｃｍ−１から１８００ｃｍ−１の範囲内において、蛍光によるバックグランドを直線近似で補正し、ＤピークとＧピークのピーク高さの比をＤｈ／Ｇｈとして求めた。
【００９０】
ラマン分光分析は通常、潤滑層１３０塗布前に行うが、潤滑剤塗布後に測定しても構わない。潤滑剤塗布前後でラマン分光分析を行ったところ、Ｄｈ／Ｇｈ値は前後どちらにおいても全く同じ値を示しており、末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑層のラマン分光分析への影響はないことが明らかとなった。
【００９１】
保護層１２８を形成後、７０℃の純水中で４００秒間浸漬洗浄を行い、その後、更にＩＰＡにて４００秒洗浄し、仕上げ乾燥としてＩＰＡベーパーにて乾燥を行った。
【００９２】
次に、超純水及びＩＰＡ洗浄後の保護層１２８の上に、デップ法を用いてＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）化合物からなる潤滑層１３０を形成した。具体的には、アウジモント社製のアルコール変性フォンプリンゼット誘導体を用いた。この化合物はＰＦＰＥの主鎖の両末端にそれぞれ１個〜２個、即ち、１分子当たり２個〜４個の水酸基を末端基に備えている。潤滑層１３０の膜厚は１．４ｎｍであった。
【００９３】
以上のように、生成された垂直磁気記録ディスク１００について、表面粗さをＡＦＭで観察したところ、Ｒｍａｘが２．３０ｎｍ、Ｒａが０．２２ｎｍの平滑な表面であることを確認した。また、グライドハイトを測定したところ３．２ｎｍであった。磁気ヘッドの浮上量を安定的に１０ｎｍ以下とする場合、垂直磁気記録ディスク１００のグライドハイトは４．０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００９４】
このようにして得られた垂直磁気記録ディスク１００の各種性能を以下のようにして評価分析した。
【００９５】
（ＬＵＬ耐久性試験）
ＬＵＬ耐久性試験は、５４００ｒｐｍで回転する２．５インチ型ＨＤＤと、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドを用いて行なった。なお、磁気ヘッドのスライダはＮＰＡＢ（負圧型）スライダを用い、再生素子はＤＦＨ機構を搭載したＴＭＲ型素子を用いた。垂直磁気記録ディスク１００をこのＨＤＤに搭載し、上述の磁気ヘッドによりＬＵＬ動作を連続して行なった。
【００９６】
そして、ＨＤＤが故障することなく耐久したＬＵＬ回数を測定することにより、垂直磁気記録ディスク１００のＬＵＬ耐久性を評価した。また、試験環境は７０℃／８０％ＲＨの環境下で行った。これは通常のＨＤＤ運転環境よりも、過酷な条件であり、カーナビゲーション等の用途に使用されるＨＤＤを想定した環境下で行うことにより、垂直磁気記録ディスク１００の耐久信頼性をより的確に判断するためである。
【００９７】
かかるＬＵＬ耐久性試験において、実施例１〜１３の垂直磁気記録ディスク１００は、その故障を生じることなくＬＵＬ回数が１００万回を超えた。通常、ＬＵＬ耐久性試験では、故障無くＬＵＬ回数が連続して４０万回を超えることが必要とされている。かかるＬＵＬ回数４０万回は、通常のＨＤＤの使用環境における１０年程度の利用に匹敵する。
【００９８】
（ピンオンディスク試験）
ピンオンディスク試験は次のようにして行った。即ち、保護層１２８の耐久性及び耐磨耗性を評価するために、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣからなる直径２ｍｍの球を１５ｇ荷重で垂直磁気記録媒体の半径２２ｍｍ位置の当該保護層１２８上に押し付けながら、この垂直磁気記録ディスク１００を回転させることにより、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ球と保護層１２８とを２ｍ／ｓｅｃの速度で相対的に回転摺動させ、この摺動により保護層１２８が破壊に至るまでの摺動回数を測定した。
【００９９】
このピンオンディスク試験では、保護層１２８が破壊に至るまでの摺動回数が３００回以上であれば合格とする。なお、通常磁気記録ヘッドは垂直磁気記録ディスク１００に接触しないので、このピンオン試験は、実際の使用環境に比べて過酷な環境での耐久試験である。例えば、実施例１の垂直磁気記録ディスク１００は、摺動回数が５０１回となり、他の実施例においても軒並み、３００回を超える値となった。
【０１００】
（ハイフライライト試験）
ハイフライライト試験は次のようにして行った。５４００ｒｐｍで回転する２．５インチ型ＨＤＤと、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドを用いる。また、磁気ヘッドのスライダはＮＰＡＢ（負圧型）スライダを用い、再生素子はＤＦＨ機構を搭載したＴＭＲ型素子を用いた。垂直磁気記録ディスク１００をこのＨＤＤに搭載し、ＤＦＨ機構を動作させ、ヘッド素子を発熱させた。その熱によって磁気ヘッドが熱膨張し、ＡＢＳ方向に２ｎｍ突出させた状態にして、その状態で記録再生を１０００時間行い、エラー障害発生の有無を調べた。その結果、実施例１〜１３における１０００時間の記録再生において、エラーは発生しなかった。
【０１０１】
上述した実施例と同様に比較例にも、それぞれ、ＬＵＬ耐久性試験、ピンオンディスク試験、ハイフライライト試験を実行した。
【０１０２】
例えば、比較例１では、保護層１２８に曝す窒素ガスを９０ｓｃｃｍとしたこと以外は、実施例１と同様に垂直磁気記録ディスクを形成した。しかし、窒素導入量が少なすぎたため、ハイフライライト試験において１２時間後に記録再生できない障害が発生した。
【０１０３】
また、比較例２では、３６０ｓｃｃｍの窒素ガスに曝しているので、窒素導入量が多すぎ、ピンオン試験ディスク試験にて規格の３００回に到達せず、さらにＬＵＬ試験にて垂直磁気記録ディスクにスクラッチが生じ３０万回でクラッシュした。その他の比較例においても実施例と１または複数のパラメータを相違させ、所定範囲外とすることで、上記ＬＵＬ耐久性試験、ピンオンディスク試験、ハイフライライト試験の１または複数の合格値を満たさないことが理解できる。
【０１０４】
図６は、実施例と比較例とのＮ／ＣおよびＤｈ／Ｇｈをプロットしたプロット図である。図中実線の四角で示された、Ｎ／Ｃ＝０．０５０〜０．１５０およびＤｈ／Ｇｈ＝０．７０〜０．９５の範囲内における実施例と、範囲外の比較例とを参照して分かるように、本実施形態における垂直磁気記録ディスク１００は、ＤＦＨヘッドにも適用可能であり、かつ、３ｎｍ以下の保護層膜厚であっても、ハイフライライト障害を回避でき、さらに耐摩耗性、摺動特性に好適である。また、本実施形態の垂直磁気記録ディスク１００は、ＬＵＬ方式のＨＤＤにも適用できることは言うまでもない。
【０１０５】
上記説明した如く、本発明によれば、補助記録層に起因すると考えられるノイズを低減させてＳＮＲの向上を図ることができる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化を達成することが可能である。
【０１０６】
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】
【０１０７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【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】バリア層を設けない場合における、補助記録層のＣｒ含有量による保磁力Ｈｃの温度依存を説明する図である。
【図３】バリア層の材質を変化させた場合の補助記録層のＣｒ含有量による保磁力Ｈｃの温度依存を説明する図である。
【図４】実施例と比較例のパラメータおよび有効性を示した説明図である。
【図５】ラマンスペクトルのイメージを説明するための説明図である。
【図６】実施例と比較例とのＮ／ＣおよびＤｈ／Ｇｈをプロットしたプロット図である。
【符号の説明】
【０１０９】
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、１２０…非磁性グラニュラー層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２４…バリア層、１２６…補助記録層、１２８…保護層、１３０…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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【図５】
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【図６】
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