(57)【要約】【課題】  高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図ることにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基板上に、複数のグラニュラ磁性層と、Ｒｕ合金を主成分とする分断層１７０と、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層１８０とを少なくともこの順に備え、複数のグラニュラ磁性層は、それぞれが柱状に成長した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、さらに複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚いことを特徴とする。【選択図】図１
2011076693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、複数のグラニュラ磁性層と、Ｒｕ合金を主成分とする分断層と、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層とを少なくともこの順に備え、
前記複数のグラニュラ磁性層は、それぞれが柱状に成長した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、
さらに前記複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚いことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記複数のグラニュラ磁性層は、総膜厚が１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
基板上に少なくとも、
それぞれが柱状に成長した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する複数のグラニュラ磁性層を成膜する工程と、
前記複数のグラニュラ磁性層の上方に、Ｒｕ合金を主成分とする分断層を成膜する工程と、
前記分断層の上方に、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層を成膜する工程と、
を包含し、
前記複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、表層側のグラニュラ磁性層は基板側のグラニュラ磁性層よりも、飽和磁化Ｍｓが高い材料で、かつ厚い膜厚で成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【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およびその製造方法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、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４５０ＧＢｉｔ／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】
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】
ここで、垂直磁気記録媒体の高記録密度化をさらに進めるための重要な要素として、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 Noise Ratio）、トラック幅の狭小化などの電磁変換特性の向上がある。これらの特性を向上させるための方法はいくつか知られているが、例えば磁気記録層の膜厚を厚くする、磁気記録層の結晶配向性を向上させる、垂直磁気異方性を高めるなどの方法が知られている。
【０００５】
例えば特許文献１には、複数の強磁性層を有する記録層を備え、下部の強磁性層から上部の強磁性層へ行くほど磁気異方性が次第に低くなるように形成された垂直磁気記録媒体が開示されている。この垂直磁気記録媒体では、下部の強磁性層をＣｏＰｔ−酸化物で形成し、上部の強磁性層をＣｏＣｒＰｔ−酸化物で形成している。また、下部から上部の強磁性層へ行くほどＰｔ含有量を低下させることで、下部の強磁性層から上部の強磁性層へ行くほど磁気異方性エネルギーＫｕが次第に低くなるように形成している。特許文献１では、これらによって、熱的に安定しており、磁気異方性エネルギーＫｕが高い高記録密度の垂直磁気記録媒体を具現できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７０５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年求められている３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタを超える磁気記録媒体では、従来の２５０ＧＢｙｔｅ／プラッタの磁気記録媒体よりもさらなる高周波ノイズ対策が必要となる。すなわち、従来の記録密度であれば支障なく読み書きできていた媒体であっても、高記録密度化および高速化に伴って信号の読み書きが高周波化すると、書き込みが不十分となって信号が弱くなり、また読み出す際の信号もノイズのために判然としなくなり、結果的に読み書きができなくなってしまうという問題がある。したがって、さらに高いＳＮＲが必要となる。
【０００８】
また高記録密度化するためには、トラック幅を狭くする必要がある。なおここでいうトラック幅とは、磁気ヘッドを機械的に制御した際のトラックの幅（書き込みの間隔）ではなく、線状の書き込みを直行方向に読み出した際の出力プロファイル（信号強度の変動）から判断されるトラックの幅である。
【０００９】
トラック幅を狭くするためには、書きにじみを減らす必要があるため保磁力Ｈｃを高くする必要がある。保磁力Ｈｃを高めるためには、まず磁気記録層の膜厚を厚くすることが考えられるが、この場合はＳＮＲおよびＯＷ特性が低下するというトレードオフがある。従来はトラック幅を狭くするために、Ｋｕの高い材料を用いて膜厚を薄くし、スペーシングロス（磁気ヘッドから軟磁性層までの距離）を小さくすることによって、保磁力Ｈｃを高めながらＯＷ特性を維持していた。しかしＫｕの高い材料を用いるとＳＮＲが低下するため、結局は高記録密度化が推進されていなかった。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図ることにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした垂直磁気記録媒体およびその製造方法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】
【００１１】
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、基板上に、複数のグラニュラ磁性層と、Ｒｕ合金を主成分とする分断層と、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層とを少なくともこの順に備え、複数のグラニュラ磁性層は、それぞれが柱状に成長した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、さらに複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚いことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、まずグラニュラ磁性層を多層化することによって磁性粒子の肥大化を抑え、磁性粒子の分離孤立化および微細化を図ることにより、トラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図っている。また飽和磁化Ｍｓを表層側に向かって低くすることにより、下方のグラニュラ磁性層で保磁力Ｈｃを維持しつつ、磁気ヘッドに近い上方のグラニュラ磁性層ではノイズを低減し、ＳＮＲの向上を図っている。さらにグラニュラ磁性層の膜厚をノイズの少ない層ほど厚くすることにより、ノイズの増大を抑えつつ、保磁力Ｈｃの維持を図っている。さらに、これらのことから、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲを向上させることができる。したがって、高周波ノイズ耐性が高く、高記録密度化が可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【００１３】
なお、「主成分」とは、全体組成をａｔ％（もしくはｍｏｌ％）としたときに、少なくとも５０％以上含まれることを指すものである。例えば、９０（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）という組成を考えた場合、ＣｏＣｒＰｔ合金は全体の９０％を占めるため主成分である。
【００１４】
また、従来はＳＮＲの低下防止に配慮してグラニュラ磁性層の飽和磁化Ｍｓを低く設定していたところ、上記構成であれば、複数のグラニュラ磁性層の全体としての飽和磁化Ｍｓを高く設定することが可能になる。これにより信号強度を高めることができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００１５】
さらに、基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が、飽和磁化Ｍｓと膜厚ｔの積である磁化膜厚積Ｍｓ・ｔが高い構成となっていることが好ましい。磁気ヘッドの近くに、飽和磁化Ｍｓが低く、かつ磁化膜厚積Ｍｓ・ｔの高い層を配置することにより、効果的にＳＮＲを向上させることができる。
【００１６】
またさらに、複数のグラニュラ磁性層と補助記録層との間に分断層を介在させることで、複数のグラニュラ磁性層が補助記録層から受ける磁気的相互作用の強度を調整することができる。このためＯＷ特性を維持しつつ、トラック幅を狭く保つことができる。
【００１７】
複数のグラニュラ磁性層は、総膜厚が１２ｎｍ以下であるとよい。１２ｎｍ以上となるとスペーシングロスが大きくなりすぎて、ＯＷ特性が低下するためである。なお、グラニュラ磁性層の基板側の層において飽和磁化Ｍｓを高くしたことにより、膜厚を薄くできるため、このような総膜厚を実現することができる。
【００１８】
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製造方法の代表的な構成は、基板上に少なくとも、それぞれが柱状に成長した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する複数のグラニュラ磁性層を成膜する工程と、複数のグラニュラ磁性層の上方に、Ｒｕ合金を主成分とする分断層を成膜する工程と、分断層の上方に、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層を成膜する工程と、を包含し、複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、表層側のグラニュラ磁性層は基板側のグラニュラ磁性層よりも、飽和磁化Ｍｓが高い材料で、かつ厚い膜厚で成膜することを特徴とする。
【００１９】
上述した垂直磁気記録媒体における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該垂直磁気記録媒体の製造方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図ることにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図３】実施例および比較例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
なお、以下の記載において「主成分」とは、全体組成をａｔ％（もしくはｍｏｌ％）としたときに、少なくとも５０％以上含まれることを指すものである。例えば、９０（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）という組成を考えた場合、ＣｏＣｒＰｔ合金は全体の９０％を占めるため主成分である。
（第１実施形態）
【００２４】
［垂直磁気記録媒体およびその製造方法］
図１は、第１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、基板１１０、密着層１２０、第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３、前下地層１４０、下地層１５０、第１磁気記録層１６１、第２磁気記録層１６２、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。なお第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３は、あわせて軟磁性層１３０を構成する。第１磁気記録層１６１、第２磁気記録層１６２とはあわせて主記録層１６０を構成する。
【００２５】
基板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基板１１０を得ることができる。
【００２６】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて密着層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。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。
【００２７】
密着層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。密着層１２０は、基板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。密着層１２０の膜厚は、例えば７ｎｍ程度とすることができる。
【００２８】
密着層１２０の組成としては、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。密着層１２０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。またこれらの密着層１２０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。
【００２９】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において主記録層１６０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１３０は第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３の間に非磁性のスペーサ層１３２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１３０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１３０から生じるノイズを低減することができる。軟磁性層１３０の膜厚は、第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃがそれぞれ例えば２０ｎｍ程度、スペーサ層１３２が例えば０．７ｎｍ程度とすることができる。第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３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。
【００３０】
前下地層１４０（シード層ともいわれる）は、非磁性の合金層であり、軟磁性層１３０を防護する作用と、この上に成膜される下地層１５０に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ結晶構造）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１４０は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面が基板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１４０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１４０の膜厚は８〜１１ｎｍ程度とすることができる。前下地層１４０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ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＷＡｌ、ＮｉＷＡｌＳｉ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。また前下地層１４０を２層構造としてもよい。
【００３１】
下地層１５０はｈｃｐ結晶構造であって、主記録層１６０のＣｏのｈｃｐ結晶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１５０の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１５０の結晶の（０００１）面が基板１１０の主表面と平行になっているほど、主記録層１６０の配向性を向上させることができる。下地層１５０の膜厚は、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。下地層１５０の材質としてはＲｕが代表的である。Ｒｕはｈｃｐ結晶構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする主記録層１６０を良好に配向させることができる。
【００３２】
主記録層１６０は、柱状に連続して成長したＣｏＣｒＰｔ合金の磁性粒子の周囲に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ている。本実施形態では組成および膜厚の異なる複数のグラニュラ磁性層として第１磁気記録層１６１、第２磁気記録層１６２から構成されている。
【００３３】
第１磁気記録層１６１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。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ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および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した。第１磁気記録層１６１の磁性粒子は、下地層に含まれるＲｕの結晶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。
【００３４】
また、第１磁気記録層１６１の磁性粒子は、第２磁気記録層１６２まで連続して成長する磁性粒子の初期成長層である。そのため、第１磁気記録層１６１を薄く構成することで、磁性粒子の全体にわたっての肥大化を抑えている。
【００３５】
第２磁気記録層１６２は、第１磁気記録層１６１の上に設けられ、第１磁気記録層１６１と同様に、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。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２、ＴｉＯ２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、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ＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）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した。本実施形態では、第１磁気記録層１６１の結晶粒子から継続して第２磁気記録層１６２の結晶粒子が成長することで、微細化および結晶配向性の向上を図っている。
【００３６】
上記のように主記録層１６０を多層化することによって、磁性粒子の肥大化を抑え、磁性粒子の分離孤立化および微細化を図ることができる。これにより、トラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図っている。
【００３７】
また本実施形態では、基板側の第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が飽和磁化Ｍｓが低い構成としている。これにより、下方のグラニュラ磁性層で保磁力Ｈｃを維持しつつ、磁気ヘッドに近い上方のグラニュラ磁性層ではノイズを低減し、ＳＮＲの向上を図っている。また、従来はＳＮＲの低下防止に配慮してグラニュラ磁性層の飽和磁化Ｍｓを低く設定していたところ、上記構成のように、複数のグラニュラ磁性層の全体（主記録層１６０）として、飽和磁化Ｍｓを高く設定することが可能になる。これにより信号強度を高めることができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００３８】
なお、飽和磁化Ｍｓを高くするためには、Ｃｒの含有量を少なくして、Ｃｏの含有量を多くすることが考えられる。具体例としては、第１磁気記録層１６１として９０（７４Ｃｏ−１０Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）とし、第２磁気記録層１６２として９０（７２Ｃｏ−１２Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）とすることができる。これらの成分調整により、第１磁気記録層１６１は、その材質において第２磁気記録層１６２よりも飽和磁化Ｍｓの向上を優先させた構成となっている。
【００３９】
また本実施形態では、基板側の第１磁気記録層１６１よりも表層側の第２磁気記録層１６２の方が膜厚が厚い構成としている。例えば第１磁気記録層１６１は３．３ｎｍ、第２磁気記録層１６２は７．１ｎｍとすることができる。このように、飽和磁化Ｍｓが低くノイズの少ない層ほど膜厚を厚くすることにより、ノイズの増大を抑えつつ、保磁力Ｈｃの維持を図っている。
【００４０】
これらのことから、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲを向上させることができる。したがって、高周波ノイズ耐性が高く、高記録密度化が可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【００４１】
これら複数のグラニュラ磁性層（第１磁気記録層１６１、第２磁気記録層１６２）を含む主記録層１６０であるが、本実施形態では、その総膜厚を１２ｎｍ以下としている。１２ｎｍ以上となるとスペーシングロスが大きくなりすぎて、ＯＷ特性が低下するためである。なお、グラニュラ磁性層の基板側の層（第１磁気記録層１６１）において飽和磁化Ｍｓを高くしたことにより、膜厚を薄くできるため、このような総膜厚を実現することができる。
【００４２】
また、主記録層１６０では、基板側である第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が、飽和磁化Ｍｓと膜厚ｔの積である磁化膜厚積Ｍｓ・ｔが高い構成となっていることが好ましい。磁気ヘッドの近くに、飽和磁化Ｍｓが低く、かつ磁化膜厚積Ｍｓ・ｔの高い層（第２磁気記録層１６２）を配置することにより、効果的にＳＮＲを向上させることができるからである。
【００４３】
なお酸化物の量については、第２磁気記録層１６２は、上述したように第１磁気記録層１６１よりもＳＮＲを高くしたいことから、第２磁気記録層１６２の酸化物含有量は第１磁気記録層１６１と同じかまたは若干多いことが望ましい。
【００４４】
なお、上記に示した第１磁気記録層１６１、第２磁気記録層１６２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。粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、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。さらに本実施形態では、第１磁気記録層１６１および第２磁気記録層１６２において３種類の酸化物を用いているが、これに限定されるものではなく、いずれの層においても１種類の酸化物としたり、または２種類以上の酸化物を複合したりすることも可能である。
【００４５】
分断層１７０は第２磁気記録層１６２の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、これらの層の磁性をほぼ分断する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、若干であれば弱い磁性を有していてもよい。
【００４６】
分断層１７０の磁性に対する作用としては、第２磁気記録層１６２と補助記録層１８０との磁性を分断し、これらの間の交換結合の強さを調整する。これにより第２磁気記録層１６２と補助記録層１８０の間、および第２磁気記録層１６２の隣接する磁性粒子の間での磁気的な接続を弱め、保磁力Ｈｃとオーバーライト特性を維持しつつ、ＳＮＲの向上、トラック幅の狭小化を図ることができる。
【００４７】
また分断層１７０の結晶構造に対する作用としては、補助記録層１８０の結晶粒子の分離を促進する。補助記録層１８０は後述するように面内方向に磁気的に連続した磁性層であるが、結晶粒子の粒界（酸化物ではない）が明瞭となり、磁化反転の単位が小さくなり、また磁壁も狭くなる。これによりＳＮＲを向上させることができる。良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０は０．３〜０．９ｎｍの膜厚であることが好ましい。
【００４８】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、Ｒｕ合金を主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ合金とは、Ｒｕに他の金属元素を添加したものである。
【００４９】
これらのように、分断層１７０を第２磁気記録層１６２と補助記録層１８０との間に介在させることで、第２磁気記録層１６２が補助記録層１８０から受ける磁気的相互作用の強度を調整することができる。このため垂直磁気記録媒体１００のＯＷ特性を維持しつつ、そのトラック幅の狭小化を図ることができる。
【００５０】
補助記録層１８０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１８０は主記録層１６０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。補助記録層の膜厚は、例えば５〜７ｎｍとすることができる。補助記録層１８０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。
【００５１】
補助記録層１８０は主記録層１６０の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、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１８０は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高い材料であることが望ましい。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。
【００５２】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が連続しており、磁性粒子が酸化物などの非磁性物質によって微細化（分離孤立化）されていない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、複数のグラニュラ磁性粒子の集合体から構成される記録ビットにまたがって（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。
【００５３】
保護層１９０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１９０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。保護層１９０の膜厚は、例えば４〜６ｎｍとすることができる。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記録媒体１００を防護することができる。
【００５４】
潤滑層２００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１９０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１３６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１９０の損傷や欠損を防止することができる。潤滑層１３６の膜厚は、例えば１ｎｍ程度とすることができる。
【００５５】
以上、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００およびその製造方法について説明した。上述したように、本実施形態では、主記録層１６０に第１磁気記録層１６１と第２磁気記録層１６２が設けられる。さらに、基板側の第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚い構成とされている。そのため、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲを向上させることができる。。これらによって、高周波ノイズ耐性が高く、高記録密度化が可能な磁気記録媒体を提供することが可能となる。
（第２実施形態）
【００５６】
［垂直磁気記録媒体およびその製造方法］
本発明の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２０２の構成を説明する図である。図２に示すように、第２実施形態における第１実施形態との違いは、３層のグラニュラ磁性層からなる主記録層２６０を含んで構成されている点である。
【００５７】
本実施形態では、主記録層２６０は、第１磁気記録層２６１、第２磁気記録層２６２、第３記録層２６３の３層のグラニュラ磁性層から構成されている。この３層のグラニュラ磁性層は、互いに基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚い構成となっている。
【００５８】
第１磁気記録層２６１は、主記録層２６０に含まれる複数のグラニュラ磁性層のうち、もっとも下側（基板側）に位置するグラニュラ磁性層である。第１磁気記録層２６１の磁性粒子は、下地層１１８の上に成膜されているため、下地層に含まれるＲｕの結晶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。
【００５９】
第１磁気記録層２６１は、主記録層２６０に含まれる複数のグラニュラ磁性層のなかでも最も飽和磁化Ｍｓが高い構成となっている。また、第１磁気記録層２６１は、主記録層２６０に含まれる複数のグラニュラ磁性層のなかでも最も膜厚が薄い構成となっている。
【００６０】
第２磁気記録層２６２は、第１磁気記録層２６１の上に成膜されるグラニュラ磁性層である。第２磁気記録層２６２の磁性粒子は、その下の第１磁気記録層２６１の磁性粒子に連続して成長している。第２磁気記録層２６２の飽和磁化Ｍｓは、第１磁気記録層２６１より大きく、第３記録層２６３より小さくなっている。また第２磁気記録層２６２の膜厚は、第１磁気記録層２６１より厚く、第３記録層２６３より薄くなっている。
【００６１】
第３記録層２６３は、第２磁気記録層２６２の上に成膜されるグラニュラ磁性層である。第３記録層２６３の飽和磁化Ｍｓは、主記録層２６０に含まれる複数のグラニュラ磁性層のなかでも最も飽和磁化Ｍｓが低い構成となっている。また、第３記録層２６３は、主記録層２６０に含まれる複数のグラニュラ磁性層のなかでも最も膜厚が厚い構成となっている。磁性粒子も、その下の第１磁気記録層２６１および第２磁気記録層２６２の磁性粒子に連続して成長している。
【００６２】
これら複数のグラニュラ磁性層を含む主記録層２６０であるが、本実施形態では、その総膜厚を１２ｎｍ以下としている。１２ｎｍ以上となるとスペーシングロスが大きくなりすぎて、ＯＷ特性が低下するためである。なお、グラニュラ磁性層の基板側の層において飽和磁化Ｍｓを高くしたことにより、膜厚を薄くできるため、全体としての飽和磁化Ｍｓを維持したまま上記のような薄い総膜厚を実現することができる。
【００６３】
上記のように、本実施形態では、まず主記録層２６０を多層化することによって磁性粒子の肥大化を抑え、磁性粒子の分離孤立化および微細化を図ることにより、トラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図っている。また飽和磁化Ｍｓを表層側に向かって低くすることにより、下方のグラニュラ磁性層で保磁力Ｈｃを維持しつつ、磁気ヘッドに近い上方のグラニュラ磁性層ではノイズを低減し、ＳＮＲの向上を図っている。さらにグラニュラ磁性層の膜厚をノイズの少ない層ほど厚くすることにより、ノイズの増大を抑えつつ、保磁力Ｈｃの維持を図っている。これらのことから、主記録層２６０は、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲを向上させることができる。
【００６４】
また、従来はＳＮＲの低下防止に配慮してグラニュラ磁性層の飽和磁化Ｍｓを低く設定していたところ、上記構成のように、複数のグラニュラ磁性層の全体（主記録層２６０）として、飽和磁化Ｍｓを高く設定することが可能になる。これにより信号強度を高めることができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００６５】
なお、主記録層２６０に含まれる第１〜第３記録層は、基板側のグラニュラ磁性層より表層側のグラニュラ磁性層の方が、飽和磁化Ｍｓと膜厚ｔの積である磁化膜厚積Ｍｓ・ｔが高い構成となっていることが好ましい。磁化膜厚積Ｍｓ・ｔの高い層（本実施形態において第３記録層２６３）が磁気ヘッドの近くに位置することにより、ＳＮＲを向上させることができるからである。
【００６６】
以上、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２０２およびその製造方法について説明した。本実施形態では、主記録層２６０を３層化することによって磁性粒子の肥大化を抑え、表層側に向かって飽和磁化Ｍｓを低く、膜厚を厚くすることにより、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲを向上させることができる。これらによって、高周波ノイズ耐性が高く、さらなる高記録密度化が可能な磁気記録媒体２０２を提供することが可能となる。
【００６７】
（実施例）
上記構成の垂直磁気記録媒体およびその製造方法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。図３は、実施例および比較例について説明する図である。
【００６８】
実施例および比較例として、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、密着層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。密着層１２０は５０Ｃｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３はそれぞれ９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを２０ｎｍ成膜し、スペーサ層１３２はＲｕを０．７ｎｍ成膜した。前下地層１４０はＮｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層１５０はＲｕを１０ｎｍ成膜した上に、５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。複数のグラニュラ磁性層を含む主記録層１６０および主記録層２６０は、図３に示すように実施例１〜２および比較例１〜４を作成して比較した。分断層１７０の組成は０．３ｎｍのＲｕを成膜した。補助記録層１８０は５．５ｎｍの５７Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１９０はＣＶＤ法により１ｎｍのＣ２Ｈ４を成膜し、表層にＮ２を含浸させた。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００６９】
実施例１では、主記録層１６０を総膜厚１０．４ｎｍの２層構造とし、第１磁気記録層１６１は９０（７４Ｃｏ−１０Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）のターゲットを用いて保磁力Ｍｓが６００（ｅｍｕ/ｃｍ３）の層を３．３ｎｍの膜厚で成膜し、第２磁気記録層１６２は９０（７２Ｃｏ−１２Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）のターゲットを用いて５５０（ｅｍｕ/ｃｍ３）の層を７．１ｎｍの膜厚で成膜した。すなわち実施例１では、基板側の第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が飽和磁化Ｍｓが低く、かつ膜厚が厚くなっている。
【００７０】
実施例２では、主記録層２６０を総膜厚１１．３ｎｍの３層構造とし、第１磁気記録層２６１は９０（７４Ｃｏ−１０Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）のターゲットを用いて保磁力Ｍｓが６００（ｅｍｕ/ｃｍ３）の層を１．２ｎｍの膜厚で成膜し、第２磁気記録層２６２は９０（７１Ｃｏ−１３Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）のターゲットを用いて保磁力Ｍｓが５３０（ｅｍｕ/ｃｍ３）の層を４．１ｎｍの膜厚で成膜し、第３記録層は９０（７０Ｃｏ−１４Ｃｒ−１６Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）のターゲットを用いて保磁力Ｍｓが５１０（ｅｍｕ/ｃｍ３）の層を６ｎｍの膜厚で成膜した。すなわち実施例２では、基板側の第１磁気記録層１６１から表層側の第３磁気記録層１６３に向かって、次第に飽和磁化Ｍｓが低くなり、かつ次第に膜厚が厚くなっている。
【００７１】
図３を参照して、実施例１〜２および比較例１〜４について検証する。実施例および比較例は、Ｈｃ、ＭＥＷ、ＳＮＲの評価を行った。
【００７２】
比較例１は、グラニュラ磁性層を１層とした例である。グラニュラ磁性層を２層化した実施例１と比較例１とを比較すると、まずＳＮＲについて実施例１の方が高い値（０．４ｄＢ差）を示している。
【００７３】
さらに、実施例１は、ＭＥＷ（Magnet Erase Width）が９５ｎｍと、比較例１のＭＥＷ：９８よりも小さい値（狭い値）となっている。ここで、ＭＥＷはイレース幅を含んだトラック幅である。これらのことから、実施例１では、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつ高いＳＮＲを有することが確認できた。
【００７４】
比較例２は、基板側の第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が飽和磁化Ｍｓが高い例である。実施例１と比較例２とを比べると、実施例１の方が保磁力Ｈｃの値は同程度であるものの、ＳＮＲは若干向上している。この測定結果からは、磁気ヘッドに近い表層側に飽和磁化Ｍｓが低い層を配置することで、ＳＮＲが向上することを確認できる。
【００７５】
比較例３は、基板側の第１磁気記録層１６１より表層側の第２磁気記録層１６２の方が膜厚が薄い例である。比較例３は総膜厚が９．９ｎｍと、総膜厚１０．４ｎｍの実施例１よりも薄いにもかかわらず保磁力Ｈｃが５２８９（Ｏｅ）と高い値を有しているため、有効であるようにも思われる。しかし、比較例３は実施例１に比して、ＳＮＲが０．３ｄＢ差と、大幅に低下している。これは、比較例３では、飽和磁化Ｍｓが高い層が厚くなったことにより、ノイズが増大した結果であると考えられる。
【００７６】
比較例４は、基板側より表層側の方が飽和磁化Ｍｓが高く、かつ膜厚が薄い例である。この比較例４では、ＳＮＲが０．３ｄＢ差と大幅に低下している。
【００７７】
上記のことから、実施例１は、第１磁気記録層１６１と第２磁気記録層１６２とを、表層側へ向かって膜厚が厚く、かつ飽和磁化Ｍｓが低くなるように積層することで、主記録層１６０の総膜厚を厚くすることなく、高い保磁力Ｈｃを維持してトラック幅を狭く保ちつつ高いＳＮＲが達成できることを確認できた。
【００７８】
さらに主記録層２６０を３層化させた実施例２は、全ての項目において良好な結果を得ていることが確認できる。たとえば、ＳＮＲが１６．５ｄＢと、他の実施例および比較例と比べても非常に良好な値を示している。さらに、ＭＥＷ：９２ｎｍと、他の実施例および比較例よりも狭いトラック幅を保っている。そして、保磁力Ｈｃも５３１４（Ｏｅ）と最も高い値を保っている。
【００７９】
以上説明したように、実施例１および実施例２では、保磁力Ｈｃを維持しトラック幅を狭く保ちつつＳＮＲの向上を図れることが確認された。したがって、実施例１および実施例２によれば、高周波ノイズ耐性が高く、高記録密度化が可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【００８０】
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】
【００８１】
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】
【００８２】
１００  …垂直磁気記録媒体
１１０  …基板
１２０  …密着層
１３０  …軟磁性層
１３１  …第１軟磁性層
１３２  …スペーサ層
１３３  …第２軟磁性層
１４０  …前下地層
１５０  …下地層
１６０  …主記録層
１６１  …第１磁気記録層
１６２  …第２磁気記録層
１７０  …分断層
１８０  …補助記録層
１９０  …保護層
２００  …潤滑層
２０２  …垂直磁気記録媒体
２６０  …主記録層
２６１  …第１磁気記録層
２６２  …第２磁気記録層
２６３  …第３記録層
２７０  …分断層
【図１】
2011076693.tif 000003
【図２】
2011076693.tif 000004
【図３】
2011076693.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月4日(2009.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
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製造方法の代表的な構成は、基板上に少なくとも、それぞれが柱状に成長した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する複数のグラニュラ磁性層を成膜する工程と、複数のグラニュラ磁性層の上方に、Ｒｕ合金を主成分とする分断層を成膜する工程と、分断層の上方に、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層を成膜する工程と、を包含し、複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、表層側のグラニュラ磁性層は基板側のグラニュラ磁性層よりも、飽和磁化Ｍｓが低い材料で、かつ厚い膜厚で成膜することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
第２磁気記録層２６２は、第１磁気記録層２６１の上に成膜されるグラニュラ磁性層である。第２磁気記録層２６２の磁性粒子は、その下の第１磁気記録層２６１の磁性粒子に連続して成長している。第２磁気記録層２６２の飽和磁化Ｍｓは、第１磁気記録層２６１より低く、第３記録層２６３より高くなっている。また第２磁気記録層２６２の膜厚は、第１磁気記録層２６１より厚く、第３記録層２６３より薄くなっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
基板上に少なくとも、
それぞれが柱状に成長した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する複数のグラニュラ磁性層を成膜する工程と、
前記複数のグラニュラ磁性層の上方に、Ｒｕ合金を主成分とする分断層を成膜する工程と、
前記分断層の上方に、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする補助記録層を成膜する工程と、
を包含し、
前記複数のグラニュラ磁性層は、互いに接するいずれの２層においても、表層側のグラニュラ磁性層は基板側のグラニュラ磁性層よりも、飽和磁化Ｍｓが低い材料で、かつ厚い膜厚で成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体。