(57)【要約】【課題】垂直磁性層の高い垂直配向性を維持し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層１１と、直上の層の配向性を制御する配向制御層１２と、磁化容易軸が前記非磁性基板１に対して主に垂直に配向した垂直磁性層１３とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、配向制御層１２を構成する結晶粒子を基板面に対して斜め方向に結晶成長させながら一方向に規則的に配列した柱状晶Ｓ１を形成するステップと、垂直磁性層１３を２層以上の磁性層１４，１５から構成し、各磁性層１４，１５を構成する結晶粒子を、配向制御層１２を構成する柱状晶Ｓ１の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長させながら厚み方向に連続した柱状晶Ｓ２，Ｓ３を形成するステップとを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層を構成する結晶粒子を基板面に対して斜め方向に結晶成長させながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成するステップと、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子を、前記配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長させながら厚み方向に連続した柱状晶を形成するステップとを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記配向制御層を形成する際に、スパッタリング法を用いて、スパッタガス圧を１Ｐａ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記配向制御層を形成する際に、スパッタリング法を用いて、スパッタ粒子を基板面に対して斜影効果が得られる角度範囲で斜めに入射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記配向制御層をスパッタリング法で形成する際に、前記スパッタ粒子の基板面に対する入射角度を、この基板面の垂線に対して２０〜５０゜の角度範囲とすることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記配向制御層がＲｕ層又はＲｕを主成分とする層を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記Ｒｕ層又はＲｕを主成分とする層を複数積層し、この複数積層した層の全てをスパッタリング法で形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記配向制御層が、ｆｃｃ構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、ｂｃｃ構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつ層を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記配向制御層が、ｆｃｃ構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、ｈｃｐ構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｈｃｐ構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつ層を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体であって、
前記配向制御層を構成する結晶粒子が基板面に対して斜め方向に結晶成長しながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成していると共に、
前記垂直磁性層が２層以上の磁性層から構成され、各磁性層を構成する結晶粒子が前記配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長しながら厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記一方向がディスク状の非磁性基板における半径方向であることを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記斜め方向に結晶成長した配向制御層を構成する柱状晶の角度が基板面の垂線に対して２０〜５０゜の角度範囲にあることを特徴とする請求項９又は１０に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記配向制御層を構成する結晶粒子の粒径が５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記磁性層がグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項９〜１２の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】
請求項１〜８の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体又は請求項９〜１３の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上で増えており、今後もその傾向は続くと言われている。それに伴って高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、記録磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ効果にも強い。このため、ＨＤＤはそのほとんどが垂直磁気記録方式に置き換わりつつある。
【０００４】
垂直磁気記録媒体では、記録磁性層と非磁性基板との間に、軟磁性材料から構成される裏打ち層を設けている。これは、書き込み時に単磁極ヘッドから放出される磁束の収斂性を高め、磁束勾配を急峻にすることにより書き込み磁界を高める役割を担っている。
【０００５】
垂直磁気記録媒体の記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させるために、裏打ち層と記録磁性層との間に配向制御層を形成することにより、磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とし、これにより磁性層の垂直配向性を高めることが提案されている（特許文献１を参照。）。また、この特許文献１には、配向制御層をスパッタリングにより形成するに際し、スパッタガス圧力を１０Ｐａ以上とすることにより磁性層の垂直磁気異方性を高めることが記載されている。
【０００６】
一方、配向制御層としてＲｕを用いることが開示されている（特許文献２を参照。）。Ｒｕは、その柱状晶の頂部にドーム状の凸部を有するため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、また成長した結晶粒子の分離構造を促進し、また結晶粒子を孤立化させ、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有する旨が記載されている（特許文献３を参照。）。
【０００７】
一方、配向制御層として２つのＲｕ層を使用し、基板側のＲｕ層を低ガス圧（０．６Ｐａ）、磁性層側のＲｕ層を高ガス圧（１０Ｐａ）の２段で成膜することにより、1段で成膜するよりもＳ／Ｎ比を改善できることが報告されている（特許文献４を参照。）。
【０００８】
また、配向制御層として、ｆｃｃ構造を有する元素とｂｃｃ構造を有する元素、又はｈｃｐ構造を有する元素との合金からなり、（１１１）面配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造、又はｈｃｐ構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつ材料を用いることが提案されている。（特許文献５を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３１０９１０号公報
【特許文献２】特開平７−２４４８３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７２９９０号公報
【特許文献４】特開２００２−１９７６３０号公報
【特許文献５】国際公開第０７／１２９６８７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は留まることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に高い特性の向上が求められている。具体的に、磁気記録媒体の記録密度を高めるためには、上述した配向制御層を構成する結晶の配向性を保ちつつ、配向制御層の表面凹凸形成を促進することにより、この上に形成される柱状構造の磁性粒子間の磁気分離を促進する必要がある。
【００１１】
上述のように、配向制御層を構成する結晶を微細化し、配向性を高めるためには、低ガス圧と高ガス圧のスパッタリングとをこの順で用いた２段成膜を用いる場合がある。しかしながら、高ガス圧のスパッタリングは、析出結晶をポーラス（低密度化）にし、形成する膜の結晶性を低下させる。すなわち、ガス圧が高くなることにより、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなり、エネルギーが低下すること、並びに成長結晶内にガス分子が混入し易くなることに起因して、形成する膜の結晶性が低下することになる。
【００１２】
また、上記特許文献４に記載されるように、配向制御層を構成する結晶の配向性を維持しつつ表面凹凸を増強するため、低ガス圧と高ガス圧のスパッタリングをこの順で用いた２段成膜を用いる方法がある。しかしながら、高ガス圧でスパッタリングすると、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなりエネルギーが低下すること、並びに成長結晶内にガス分子が混入し易くなることに起因して、どうしても形成される膜の結晶性を低下させ、スクラッチ耐性も劣化してしまう。このため、配向制御層を低ガス圧で形成しても、十分に表面凹凸が形成されるようなプロセスが望まれている。
【００１３】
また、上記特許文献５に記載の発明では、配向制御層に層状不整格子を導入して配向制御層を薄膜化し、結晶粒径の微細化と垂直配向性向上の両立を図っているが、更なる特性の向上が望まれている。
【００１４】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体の製造方法、そのような製造方法を用いて製造された磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置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】
【００１５】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）  少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層を構成する結晶粒子を基板面に対して斜め方向に結晶成長させながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成するステップと、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子を、前記配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長させながら厚み方向に連続した柱状晶を形成するステップとを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）  前記配向制御層を形成する際に、スパッタリング法を用いて、スパッタガス圧を１Ｐａ以下とすることを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）  前記配向制御層を形成する際に、スパッタリング法を用いて、スパッタ粒子を基板面に対して斜影効果が得られる角度範囲で斜めに入射させることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４）  前記配向制御層をスパッタリング法で形成する際に、前記スパッタ粒子の基板面に対する入射角度を、この基板面の垂線に対して２０〜５０゜の角度範囲とすることを特徴とする前項（３）又は（４）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）  前記配向制御層がＲｕ層又はＲｕを主成分とする層を含むことを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６）  前記Ｒｕ層又はＲｕを主成分とする層を複数積層し、この複数積層した層の全てをスパッタリング法で形成することを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７）  前記配向制御層が、ｆｃｃ構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、ｂｃｃ構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつ層を含むことを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８）  前記配向制御層が、ｆｃｃ構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、ｈｃｐ構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｈｃｐ構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつ層を含むことを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９）  少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体であって、
前記配向制御層を構成する結晶粒子が基板面に対して斜め方向に結晶成長しながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成していると共に、
前記垂直磁性層が２層以上の磁性層から構成され、各磁性層を構成する結晶粒子が前記配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長しながら厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする磁気記録媒体。
（１０）  前記一方向がディスク状の非磁性基板における半径方向であることを特徴とする前項（９）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１）  前記斜め方向に結晶成長した配向制御層を構成する柱状晶の角度が基板面の垂線に対して２０〜５０゜の範囲にあることを特徴とする前項（９）又は（１０）に記載の磁気記録媒体。
（１２）  前記配向制御層を構成する結晶粒子の粒径が５ｎｍ以下であることを特徴とする前項（９）〜（１１）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（１３）  前記磁性層がグラニュラー構造を有することを特徴とする前項（９）〜（１２）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（１４）  請求項（１）〜（８）の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体又は前項（９）〜（１３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、高ガス圧のスパッタリングを行わずに、配向制御層を構成する柱状晶を微細化し、その密度を高めることができる。これにより、配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から垂直磁性層の最上層に至るまで、磁性層を構成する柱状晶を微細化し、磁気記録媒体の記録密度を高めることが可能である。また、配向制御層を構成する結晶粒子を高密度化及び高硬度化することによって、その上に形成される磁性層のベースを安定させながら、磁気記録媒体の表面における傷付き耐性を向上させることが可能である。
【００１７】
したがって、本発明によれば、垂直磁性層の高い垂直配向性を達成し、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した磁気記録媒体の製造に用いられるスパッタ装置の一構成例を示す図である。
【図２】スパッタ粒子の基板面に対する入射角度を説明するための図である。
【図３】配向制御層及び垂直磁性層の結晶成長の状態を示す断面図である。
【図４】本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図５】磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示す断面図である。
【図６】磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【図７】スパッタ装置が備えるコリメータシールドを説明するための図である。
【図８】実施例１−２のＲｕ層の断面ＴＥＭ像である。
【図９】Ｒｕ層の表面粗さとスパッタ粒子の入射角度との関係を示すグラフである。
【図１０】Ｒｕの配向分散とスパッタ粒子の入射角度との関係を示すグラフである。
【図１１】Ｒｕの配向分散とＲｕ層形成時のガス圧力との関係を示すグラフである。
【図１２】磁気記録媒体のＨｃとスパッタ粒子の入射角度との関係を示すグラフである。
【図１３】磁気記録媒体のＳ／Ｎ比とスパッタ粒子の入射角度との関係を示すグラフである。
【図１４】磁気記録媒体のＳ／Ｎ比とＲｕ層形成時のガス圧力との関係を示すグラフである。
【図１５】ｆｃｃ構造の（１１１）面配向を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。
【００２０】
本発明は、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、配向制御層を構成する結晶粒子を基板面に対して斜め方向に結晶成長させながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成するステップと、垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子を、配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長させながら厚み方向に連続した柱状晶を形成するステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、配向制御層を形成する際は、スパッタリング法を用いて、スパッタ粒子を基板面に対して斜影効果が得られる角度範囲で斜めに入射させる。
ここで、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法に用いられるスパッタ装置（磁気記録媒体の製造装置）の一例を図１に示す。
【００２２】
このスパッタ装置は、図１に示すように、非磁性基板Ｗ上に配向制御層を形成する際に用いられるものであり、チャンバ１００内に、非磁性基板Ｗと対向配置されたターゲット１０１と、非磁性基板Ｗとターゲット１０１との間に配置された遮蔽板１０２とをに備えている。また、このスパッタ装置には、スパッタガス等をチャンバ１００内に導入する導入経路１０３と、チャンバ１００内のスパッタガス等をチャンバ１００から導出する導出経路１０４とが設けられている。
【００２３】
ターゲット１０１は、スパッタリングによりスパッタ粒子を放出する放出源であり、所定の厚みで円板状に形成された上記配向調整層の構成材料からなる。
【００２４】
遮蔽板１０２は、ターゲット１０１から放出されたスパッタ粒子の方向を定める方向設定手段であり、その中央部に円形状の通過口１０２ａを有した円板からなる。そして、これら非磁性基板Ｗとターゲット１０１と遮蔽板１０２とは、互いの中心軸を一致させた状態で、所定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。
【００２５】
なお、遮蔽板１０２には、耐熱性に優れ、不純物発生が少ない金属材料として、例えばステンレスやアルミニウム合金などを用いるのが好ましく、特に、付着した成膜粒子を除去する作業が容易であり、しかも安価なアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００２６】
また、スパッタ粒子の入射角度の精度を高めるためには、遮蔽板１０２を可能な限り薄く形成することが好ましい。例えば、外径２．５インチ（６３．５ｍｍ）の非磁性基板Ｗを用いる場合には、遮蔽板１０２の厚みを１．５〜５ｍｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは２〜４ｍｍの範囲とする。
【００２７】
以上のようなスパッタ装置を用いて、非磁性基板Ｗ上に配向調整層を形成する際は、アルゴンなどのスパッタガスを導入経路１０３を通してチャンバ１００内に導入すると共に、ターゲット１０１に給電しながら、ターゲット１０１から放出されたスパッタ粒子を非磁性基板Ｗに入射させる。
【００２８】
このとき、ターゲット１０１から放出されたスパッタ粒子のうち、遮蔽板１０２の通過口１０２ａを通過したスパッタ粒子のみが非磁性基板Ｗに入射することになる。すなわち、遮蔽板１０２は、非磁性基板Ｗに入射するスパッタ粒子の方向を定めるものであり、この目的とする方向以外の方向に放出されたスパッタ粒子を遮断することによって、通過口１０２ａを通過したスパッタ粒子のみが非磁性基板Ｗの基板面に対して斜めに入射することになる。具体的に、スパッタ粒子の非磁性基板Ｗに対する入射方向（上記一方向）は、ディスク状の非磁性基板Ｗにおける半径方向であり、スパッタ粒子は、この非磁性基板Ｗの内周側から外周側に向かって斜めに入射することになる。
【００２９】
したがって、非磁性基板Ｗの上に被着したスパッタ粒子は、基板面に対して斜め方向に結晶成長しながら、半径方向の内側から外側に向かって規則的に配列した配向制御層の柱状晶を形成することになる。
【００３０】
また、本発明では、図２に示すように、スパッタ粒子Ｓを非磁性基板Ｗの基板面に対して斜影効果が得られる角度範囲で斜めに入射させる。具体的に、スパッタ粒子Ｓの基板面Ｔに対する入射角度αは、この基板面Ｔの垂線Ｖに対して２０〜５０゜の角度範囲とすることが好ましい。
【００３１】
スパッタ粒子Ｓの入射角度αが２０°未満であると、ほとんどのスパッタ粒子が基板面に対して垂直に入射するため、低ガス圧成膜では斜影効果による凹凸促進がほとんど期待できない。一方、スパッタ粒子Ｓの入射角度αが５０゜を越えると、低ガス圧成膜においても斜影効果の影響が大きくなり表面凹凸は増強されるものの、スパッタ粒子のエネルギーが低いため膜の密着力が悪く結晶配向性が低下してしまう。したがって、スパッタ粒子Ｓの基板面Ｔに対する入射角度αは、この基板面Ｔの垂線Ｖに対して２０〜５０゜の角度範囲とすることが好ましく、より好ましくは、２５〜４０゜の角度範囲である。これにより、斜め方向に結晶成長した配向制御層を構成する柱状晶の角度も基板面の垂線に対して２０〜５０゜の角度範囲となる。
【００３２】
本発明では、スパッタ粒子の基板面に対する入射角度を上記範囲に設定することによって、高ガス圧のスパッタリングを行わずに、配向制御層を構成する柱状晶を微細化し、その密度を高めることができる。これにより、配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から垂直磁性層の最上層に至るまで、磁性層を構成する柱状晶を微細化し、磁気記録媒体の記録密度を高めることができる。また、配向制御層を構成する結晶粒子を高密度化及び高硬度化することによって、その上に形成される磁性層のベースを安定させながら、磁気記録媒体の表面における傷付き耐性を向上させることが可能である。
【００３３】
以上のように、本発明は、磁性層の垂直配向性を高め、なお且つ、磁性粒子を微細化するためには、配向制御層を構成する結晶粒子を微細化し、また結晶性を高める必要があるとの考えに基づく。
【００３４】
すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体は、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体であって、配向制御層を構成する結晶粒子が基板面に対して斜め方向に結晶成長しながら一方向に規則的に配列した柱状晶を形成していると共に、垂直磁性層が２層以上の磁性層から構成され、各磁性層を構成する結晶粒子が配向制御層を構成する柱状晶の各頂部から基板面に対して垂直な方向に結晶成長しながら厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする。
【００３５】
具体的に、本発明を適用した磁気記録媒体では、例えば図３に示すように、非磁性基板の上には、軟磁性下地層１１を介して配向制御層１２を構成する結晶粒子が基板面に対して斜め方向に結晶成長しながら非磁性基板Ｗの半径方向に規則的に配列した柱状晶Ｓ１を形成している。
【００３６】
この配向制御層１２は、Ｒｕ層又はＲｕを主成分とする層を含むものであって、これらＲｕ層又はＲｕを主成分とする層を複数積層し、この複数積層した層の全てを、上述したスパッタ装置を用いて、斜影効果が得られる範囲で斜め成膜した場合には、この配向制御層１２を構成する各柱状晶Ｓ１の頂部１２ａを微細なドーム構造とすることができる。
【００３７】
また、配向制御層１２は、垂直磁性層１３を効率よく垂直配向させるために、ｆｃｃ構造を有する元素と、ｂｃｃ構造を有する元素又はｈｃｐ構造を有する元素との合金からなり、（１１１）面配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつことが好ましい。なお、ここで言う配向制御層１２としてのｆｃｃ構造、ｂｃｃ構造、ｈｃｐ構造とは、本発明の趣旨に鑑みれば、当然のことながら本発明の磁気記録媒体が実際に使用される環境下での結晶構造、すなわち、常温での結晶構造を指す。
【００３８】
そして、この配向制御層１２上に形成される垂直磁性層１３は、２層以上の磁性層１４，１５から構成され、これら磁性層１４，１５を構成する結晶粒子は、配向制御層１２を構成する柱状晶Ｓ１の各頂部１２ａから基板面に対して垂直な方向に結晶成長しながら厚み方向に連続した柱状晶Ｓ２，Ｓ３を形成している。なお、図３に示す磁性層１４は、グラニュラー構造を有する層であり、この磁性層１３を形成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１６が形成されている。
【００３９】
したがって、配向制御層１２の結晶粒子を微細化すれば、この配向制御層１２を構成する各柱状晶Ｓ１を高密度化し、更に、これら各柱状晶Ｓ１の頂部から厚み方向に柱状に成長する各磁性層１４，１５の柱状晶Ｓ２，Ｓ３も高密度化することが可能となる。
【００４０】
また、本発明では、配向制御層１２を構成する結晶粒子の粒径を５ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下とする。従来の配向制御層を構成する結晶粒子は、その粒径が６〜９ｎｍ程度であったが、本発明では、この結晶粒径を５ｎｍ以下とすることで、磁気記録媒体の磁性粒子密度を２倍以上に高めることが可能となり、その結果、磁気記録媒体の記録密度も２倍以上に高めることが可能となる。
【００４１】
（磁気記録媒体）
図４は、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。
この磁気記録媒体は、図４に示すように、非磁性基板１の上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とを順次積層した構造を有している。
【００４２】
このうち、軟磁性下地層２と配向制御層３とが下地層を構成している。一方、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａと、磁性層４ｂと磁性層４ｃとの間に上層の非磁性層７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。
【００４３】
さらに、図示を省略するものの、各磁性層４ａ〜４ｃ及び非磁性層７ａ，７ｂを構成する結晶粒子は、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成している。
【００４４】
非磁性基板１としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよく、例えば、ガラスや、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。また、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００４５】
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
【００４６】
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、表面の微小うねり(Ｗａ)が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下。）であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、端面のチャンファー部の面取り部と、側面部との少なくとも一方の表面平均粗さ(Ｒａ)が１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下。）のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。なお、微少うねり(Ｗａ)は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００４７】
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板１と軟磁性下地層２の間に密着層を設けることが好ましく、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。
【００４８】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられている。この作用は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
【００４９】
軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど。）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど。）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど。）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど。）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど。）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど。）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど。）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど。）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００５０】
また、軟磁性下地層２としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、又は微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることができる。
【００５１】
その他にも、軟磁性下地層２としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。この具体的な材料としては、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
【００５２】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは、１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下。）とすることが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。この保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００５３】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とすることが好ましい。このＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００５４】
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）は、１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・ｎｍ）以上）であることが好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００５５】
軟磁性下地層２は、２層の軟磁性膜から構成されており、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となり、このようなＡＦＣ構造を採用することで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
【００５６】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、この軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的又は完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）及びその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、若しくは上記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができるため、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００５７】
また、軟磁性下地層２上に形成される配向制御層３は、垂直磁性層４の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善することができる。このような材料としては、特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金が好ましく、またこれらの合金を多層化してもよい。例えば、基板側からＮｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造を採用することが好ましい。
【００５８】
例えば、Ｎｉ系合金であれば、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含む、ＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金の中から選ばれる少なくとも１種類の材料からなることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち少なくとも１種又は２種以上を含む非磁性材料であってもよい。この場合、配向制御層３としての効果を維持し、磁性を持たない範囲とするため、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００５９】
本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３をＮｉＷ合金層（下層）とＲｕ層（上層）との２層構造とした場合、その層厚としてＮｉＷ合金層を６ｎｍ程度、Ｒｕ層を１５ｎｍ程度にすることができる。この層厚は、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができるのでなるべく薄くした方が再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
【００６０】
また、配向制御層３は、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に金属粒子が分散した構造であってもよい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００６１】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、合金に対して、１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性及び配向性を損ねるほか、配向制御層３の上に形成された磁性層の結晶性及び配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の添加による効果が得られないため好ましくない。
【００６２】
また、配向制御層３としては、ｆｃｃ構造を有する元素と、ｂｃｃ構造を有する元素又はｈｃｐ構造を有する元素との合金からなり、（１１１）面配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつものを用いることができる。この層状不整格子は、１層構造、又はＮｉＷ合金層を下層とする２層構造で用いることができる。
【００６３】
ここで、ｆｃｃ構造の（１１１）面配向とは、図１５のように、原子を１面に最密に配置した３層（Ａ，Ｂ，Ｃ）が周期的に重なり合って積層している（Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ→・・・）。ここにｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造の元素が混合することにより、Ａ→Ｂ→Ｃという周期性にずれが生じるため積層欠陥が起こる（例：Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ→Ｃ→Ａ→Ｂ→Ｃ→・・・）。この積層欠陥は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などにより観察することができる。
【００６４】
また、Ｘ線回折のＩｎ−Ｐｌａｎｅ測定において、（１１１）面配向による回折ピークのほかに、低角側にｆｃｃ構造の消滅則からは現れない角度に回折ピークが観察される（ｆｃｃの消滅則の破れ）。ＴＥＭの画像から積層欠陥に周期性がみられず、また回折ピークの強度から何度も積層欠陥が起こっていると考えられるので、層状不整格子と呼んでいる。
【００６５】
ｆｃｃ構造と同じ最密構造である、ｈｃｐ構造の（００２）面配向は、Ａ，Ｂの２層が交互に積層したものである（Ａ→Ｂ→Ａ→Ｂ→・・・）。言い換えれば、ｆｃｃ構造の（１１１）面配向において、積層欠陥によりＣ層が完全にない状態である。よって、ｆｃｃ構造の元素と、ｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造の元素との混合により生じる層状不整格子は、ｆｃｃ構造の（１１１）面配向とｈｃｐ構造の（００２）面配向の間に位置するものと考えられる。
【００６６】
ｆｃｃ構造の（１１１）面配向では、基板面に対して法線方向の＜１１１＞のほかに、＜−１１１＞、＜１−１１＞、＜１１−１＞方向にも軸対称性が存在する。このような４つの軸対称性のうち、基板面に対して法線方向の＜１１１＞以外のものは、ｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造の元素を混合することで積層欠陥が起こるため、対称性が失われる。つまり、ｆｃｃ構造を有する元素と、ｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造を有する元素との合金からなり、（１１１）面配向する結晶構造と、ｆｃｃ構造とｂｃｃ構造又はｈｃｐ構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつ配向制御層では、＜１１１＞軸対称性のみを有する。
【００６７】
このような構造を有する配向制御層の具体例としては、ｆｃｃ構造を有するＰｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄとｂｃｃ構造を有するＣｒ、Ｔａ、Ｗとの合金材料であるＰｔ−Ｃｒ，Ｉｒ−Ｃｒ（その際の好ましい組成比の例としては、Ｐｔ−ＣｒではＣｒが１４，２４，３４，４４，５５，６５，７５（原子％）、Ｉｒ−ＣｒではＣｒが４２，５３，６４，７０（原子％）である。），Ｐｄ−Ｃｒ，Ａｕ−Ｃｒ、Ｐｔ−Ｃｒ、Ｉｒ−Ｃｒ、Ｐｔ−Ｔａ，Ｐｄ−Ｔａ，Ｉｒ−Ｔａ，Ａｕ−Ｔａ、Ｎｉ−Ｔａ、Ｐｔ−Ｗ，Ｐｄ−Ｗ，Ｉｒ−Ｗ，Ａｕ−Ｗ、Ｎｉ−Ｗなどがある。また、ｆｃｃ構造を有する元素とｈｃｐ構造を有するＴｉ、Ｒｅとの合金であるＴｉ−Ｒｅ，Ｔｉ−Ｒｅ，Ｔｉ−Ｒｅ，Ｔｉ−Ｒｅ、Ｔｉ−Ｒｅ、Ｐｔ−Ｒｅ，Ｐｄ−Ｒｅ，Ｉｒ−Ｒｅ，Ａｕ−Ｒｅ、Ｎｉ−Ｒｅなどがある。
【００６８】
また、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、非磁性下地層８を設けることが好ましい。配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。この初期部の乱れた部分を非磁性下地層８で置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。
【００６９】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下とすることが好ましい。酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、磁性粒子を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００７０】
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
【００７１】
非磁性下地層８の厚みは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。３ｎｍの厚さを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００７２】
磁性層４ａは、図５に示すように、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００７３】
磁性層４ａは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。また、磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。
【００７４】
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。すなわち、酸化物４１の含有量としては、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００７５】
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ａを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００７６】
磁性層４ａ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下（さらに好ましくは６ａｔ％以上１７ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるからである。
【００７７】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００７８】
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量を上記範囲としたのは、８ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるためである。一方、２０ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００７９】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００８０】
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００８１】
また、上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００８２】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などを挙げることができる。
【００８３】
磁性層４ｂは、図５に示すように、Ｃｏを主成分とし、更に酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。また、磁性層４ｂは、酸化物４１を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００８４】
磁性層４ｂは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００８５】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の化合物の総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００８６】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ｂを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００８７】
磁性層４ｂ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１８ａｔ％以下（さらに好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下。）であることが好ましい。Ｃｒの含有量が上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。
【００８８】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００８９】
磁性層４ｂ中のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲であるのは、１０ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、２２ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性が得られるためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００９０】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００９１】
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００９２】
また、上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００９３】
磁性層４ｃは、図５に示すように、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含まない材料から構成することが好ましく、層中の磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長している構造であることが好ましい。この場合、磁性層４ａ〜４ｃの磁性粒子４２が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長することが好ましい。また、磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性及び配向性がより向上したものとなる。
【００９４】
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力が十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合には、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過ぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００９５】
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲にある場合には、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更に記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００９６】
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００９７】
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００９８】
また、上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。一方、１６ａｔ％を超えた場合には、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００９９】
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は、１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。
【０１００】
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料を挙げることができる。
【０１０１】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
【０１０２】
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
【０１０３】
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
【０１０４】
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚みが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えた場合には、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【０１０５】
本発明では、非磁性基板１側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５側の磁性層を、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とすることが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【０１０６】
また、本発明では、上記垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、上記磁性層４ａ，４ｂに加えて、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ，４ｂの上に設けた構成とすることができる。
【０１０７】
また、本発明では、垂直磁性層４を構成する３層以上の磁性層間に非磁性層７（図５では符号７ａ，７ｂで示す。）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
【０１０８】
すなわち、非磁性層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する各層の静磁結合を完全に切断しない範囲、具体的には０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とすることが好ましい。
【０１０９】
本発明の３層以上の磁性層４ａ，４ｂ，４ｃが強磁性結合（フェロ・カップリング結合、以下、ＦＣ結合と呼ぶ。）し、また、静磁結合が完全に切れた際には、Ｍ−Ｈループが２段階に反転するループになるために、容易に判別可能である。この２段ループが生じた場合は、磁気ヘッドからの磁界に対して磁気グレインが一斉に反転しないことを意味しており、その結果再生時のＳ／Ｎ比の著しい悪化や分解能の低下が生じるため好ましくない。
【０１１０】
但し、Ｒｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣ結合が生じる。本発明においては、ＡＦＣ結合ではなく各磁性層４ａ，４ｂ，４ｃがＦＣで静磁結合していることが必須である。
【０１１１】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることができる。
【０１１２】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ＣｏＣｒ系合金を用いる場合には、Ｃｏの含有量は、３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
【０１１３】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金として、Ｒｕ以外では、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も用いることができる。
【０１１４】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。この場合のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【０１１５】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【０１１６】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。また、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【０１１７】
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合には、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の添加による効果が得られないため好ましくない。
【０１１８】
保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすることがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から好ましい。
【０１１９】
潤滑層６には、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いることが好ましい。
【０１２０】
（磁気記録再生装置）
図６は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、上記図４に示す構成を有する磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。また、記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。また、本発明を適用した磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド５２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、上記磁気記録媒体の製造装置として、非磁性基板Ｗとターゲット１０１との間に遮蔽板１０２を配置したスパッタ装置を例示したが、遮蔽板１０２に代えて、図７に示すコリメータシールド２０２を用いてもよい。図７（ａ）には、コリメータシールド２０２の斜視図を示し、図７（ｂ）には、コリメータシールド２０２とターゲット１０１の位置関係を側断面模式図で示す。
【０１２２】
図７に示すコリメータシールド２０２は、平面視したときの外形が略円形であり、中心部に位置する中心隔壁２０２ａと、中心隔壁２０２ａを中心にして中心隔壁２０２ａを同心円状に囲む複数の環状隔壁２０２ｂと、中心隔壁２０２ａから放射状に延びて各環状隔壁２０２ｂを連結する直状隔壁２０２ｃとによって構成されている。環状隔壁２０２ｂは、ターゲット側から非磁性基板Ｗ側に向けて全体が先窄みとなるように傾斜している。そして、中心隔壁２０２ａ、環状隔壁２０２ｂ、直状隔壁２０２ｃによって区画された空間が開口部２０２ｄとなっている。環状隔壁２０２ｂが傾斜しているため、ターゲット１０１からスパッタされて開口部２０２ｄを通過するスパッタ粒子は、環状隔壁２０２ｂの傾斜方向に沿って移動する成分のみが通過する。
【０１２３】
環状隔壁２０２ｂの傾斜角度を調整することで、スパッタ粒子を非磁性基板Ｗの基板面に対して斜影効果が得られる角度範囲で斜めに入射させることができる。例えば、スパッタ粒子の基板面に対する入射角度αを、この基板面の垂線に対して２０〜５０゜の角度範囲とすることができる。
【実施例】
【０１２４】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１２５】
（実施例１−１〜１−１１、比較例１−１〜１−２）
先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【０１２６】
次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、を用いて、Ａｒガスの圧力を０．８ＰａとしてＮｉＷ層を５ｎｍスパッタ成膜した。
【０１２７】
次に、このＮｉＷ層の上に、スパッタリングガスにＡｒを使用して、スパッタ圧力を０．８ＰａとしてＲｕ層を２０ｎｍ成膜した。このとき、スパッタ粒子の角度を調節する目的で、図７に示すコリメータシールドを用いた。スパッタ粒子の入射角度は、ターゲット前方に設置したコリメータの角度を調節することにより行った。すなわち、ターゲットと非磁性基板の間に、同心円状にスリット（開口部）の入ったコリメータシールドを設置し、コリメータの角度により規定される入射角度を有するスパッタ粒子のみ基板へと到達するようにした。
【０１２８】
そして、スパッタ粒子の入射角度を、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、７０度とした実施例１−１〜１−１１のサンプルと、比較のため、Ａｒガス圧を０．８Ｐａで、スパッタ粒子の入射角度を０度で成膜した比較例１−１のサンプルとを作製した。
【０１２９】
また、スパッタ粒子の入射角度は０度に固定し、Ｒｕ層を２段に分けて成膜した比較例１−２のサンプルを作製した。すなわち、この比較例１−２では、第１のＲｕ層及び第２のＲｕ層を何れもＡｒガスを用いて、それぞれ０．８Ｐａ、１０Ｐａの条件にて成膜した。第１のＲｕ層及び第２のＲｕ層の層厚は、何れも２０ｎｍとした。Ｒｕ層以外は、上記実施例１−１〜１−１１及び比較例１−１と同様の条件で配向制御層の形成を行った。
【０１３０】
ここで、Ｒｕの入射角度が３０度である実施例１−３のサンプルの断面ＴＥＭ像を図８に示す。図８に示す断面ＴＥＭ像から、Ｒｕ（００２）の格子面は基板にほぼ平行であり、Ｒｕ結晶粒はスパッタ粒子の入射角度である３０度の方向に成長していることがわかる。また、それに伴って、Ｒｕ層の表面には大きな表面凹凸が形成されていることがわかる。なお、他の入射角度でＲｕをスパッタした場合も同様に、Ｒｕ粒子は入射角の方向に成長していることが確認された。
【０１３１】
また、実施例１−１〜１−１１及び比較例１−１〜１−２のサンプルについて、Ｒｕ成膜方法、Ｘ線反射率法にて評価したＲｕ表面の粗さ、並びにＸＲＤにより評価したＲｕ（００２）面の配向分散をまとめたものを表１に示す。
【０１３２】
【表１】
2011086350.tif 000003
【０１３３】
また、Ｒｕ層の表面粗さと入射角度との関係を測定したグラフを図９に示す。図９に示すグラフから、２０度以上の角度から入射した０．８ＰａのＲｕは、１０Ｐａで作製した比較例１−２と同様の表面凹凸が形成されていることがわかる。
【０１３４】
また、Ｒｕ粒子の入射角度とＲｕの配向分散との関係を測定したグラフを図１０に示す。図１０に示すグラフから、入射角度が５０度以内であれば、Ｒｕの配向分散は比較例１−２と同等以下と低い値に抑えられることがわかる。
【０１３５】
また、Ｒｕ粒子の入射角度が３０度のときの、Ａｒガス圧とＲｕの配向分散との関係を測定したグラフを図１１に示す。図１１に示すグラフから、Ａｒガス圧が１Ｐａ以下であれば、Ｒｕの配向分散は比較例１−２と同等以下の低い値に抑えられることがわかる。
【０１３６】
以上の結果から、Ｒｕスパッタ粒子の入射角度範囲が２０〜５０゜であれば、１Ｐａ以下の低ガス圧でＲｕ層を形成しても、比較例１−２と同等のＲｕ配向分散を維持しつつ、Ｒｕ表面凹凸を比較例１−２よりも増強できることがわかった。
【０１３７】
（実施例１−１２）
実施例１−１２では、実施例１−１のＲｕ層を層状不整材料である６０Ｐｄ４０Ｗとして、入射角２０度、ガス圧０．８Ｐａで２０ｎｍ成膜した。その他の条件は実施例１−１と同じとした。
【０１３８】
そして、この実施例１−１２のサンプルをＸ線反射率法及びＸＲＤにて評価したところ、ＰｄＷの表面粗さは１．６０ｎｍ、配向分散は１．８０度であった。
【０１３９】
以上の結果から、スパッタ粒子を斜めに入射させるとＲｕの代わりに層状不整格子材料を配向制御層材料として用いても、比較例１−２と同等の配向分散を維持しつつ、表面凹凸を比較例１−２よりも増強できることがわかった。
【０１４０】
（実施例２−１〜２−１１、比較例２−１〜２−２）
先ず、記録再生特性を比較するため、実施例１−１〜１−１１及び比較例１−１〜１−２のサンプル上に、第１記録磁性層、非磁性層、第２記録磁性層、非磁性層、キャップ磁性層、カーボン保護膜、潤滑層を、以下のとおり成膜した。
【０１４１】
すなわち、各サンプルの上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝からなる第１記録磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。
【０１４２】
次に、記録磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２｛Ｃｒ含有量３０ａｔ％、残部Ｃｏの合金を８８ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を１２ｍｏｌ％｝からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１４３】
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１１ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝からなる第２記録磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。
【０１４４】
次に、キャップ磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１４５】
次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとしてキャップ磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。
【０１４６】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜し、実施例２−１〜２−１１及び比較例２−１〜２−２の磁気記録媒体を作製した。
【０１４７】
なお、作製した磁気記録媒体を断面ＴＥＭで観察したところ、Ｒｕ層はスパッタ粒子の入射角とほぼ等しい角度に柱状成長していた。またＲｕ柱状晶の結晶粒径（成長方向に対して垂直の平均径）は５ｎｍ以下であった。
【０１４８】
そして、実施例２−１〜２−１１、比較例２−１〜２−２の磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比の評価を行った。なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。Ｓ／Ｎ比は、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。記録再生特性評価の後、極Ｋｅｒｒ測定装置により静磁気特性（Ｈｃ）の評価を行った。
【０１４９】
そして、実施例２−１〜２−１１及び比較例２−１〜２−２の、Ｒｕ成膜方法、Ｈｃ、Ｓ／Ｎをまとめたものを表２に示す。
【０１５０】
【表２】
2011086350.tif 000004
【０１５１】
また、Ｒｕ粒子の入射角度とＨｃとの関係を測定したグラフを図１２に示す。図１２に示すグラフから、Ｒｕの入射角度が増大するに伴い、Ｈｃが増大しており、入射角度が２０度以上では比較例２−２よりも高いＨｃが得られることがわかる。これは、Ｒｕ層の表面凹凸の増強により記録磁性層の分離が促進されたためと考えられる。
【０１５２】
また、Ｒｕ粒子の入射角度とＳ／Ｎ比との関係を測定したグラフを図１３に示す。図１３に示す測定結果から、Ｓ／Ｎ比はＲｕ粒子の入射角度が２０〜５０度の範囲で、比較例２−２よりも高い値を示すことがわかる。この理由は、２０〜５０度の範囲では、Ｒｕの配向分散を低く保ちつつ、比較例２−２よりも表面凹凸を形成できているものと考えられる。
【０１５３】
また、Ｒｕ粒子の入射角度を３０度に固定した際の、Ｒｕ成膜ガス圧に対するＳ／Ｎ比の関係を測定したグラフを図１４に示す。図１４に示すグラフから、成膜ガス圧を１Ｐａ以上にすると、Ｒｕ配向分散が悪化してしまう結果、Ｓ／Ｎ比が劣化することがわかる。
【０１５４】
以上の結果より、Ｒｕスパッタ粒子の入射角度範囲が２０〜５０度であれば、１Ｐａ以下の低ガス圧でＲｕ層を形成しても、比較例２−２よりも高いＨｃ及びＳ／Ｎ比を得られることがわかった。
【０１５５】
また、実施例２−２及び比較例２−２の磁気記録媒体について、傷付き（スクラッチ）耐性の評価を行った。具体的には、クボタコンプス社製のＳＡＦテスター及びＣａｎｄｅｌａ社製の光学式表面検査装置（ＯＳＡ）を用い、ディスクの回転数５０００ｒｐｍ、気圧１００Ｔｏｒｒ、室温という測定条件にて、テスターでヘッドをロードさせたまま２０００秒保持し、その後に、ＯＳＡにてスクラッチの本数をカウントした。
【０１５６】
その結果、実施例２−２の磁気記録媒体では、ＯＳＡのスクラッチカウント数が２３０であり、比較例２−２の磁気記録媒体では、ＯＳＡのスクラッチカウント数が１１５０であり、実施例２−２の磁気記録媒体の方が傷付き耐性が高かった。
【０１５７】
以上に示した評価結果から、本発明を適用した磁気記録媒体は、電磁変換特性及びスクラッチ耐性に優れていることが明らかとなった。
【０１５８】
（実施例２−１２）
実施例２−１２では、層状不整材料を配向制御層として用いている実施例１−１２上に、第１記録磁性層、非磁性層、第２記録磁性層、非磁性層、キャップ磁性層、カーボン保護膜、潤滑層を、実施例２−１と同様に成膜し、磁気記録媒体を作製した。
【０１５９】
そして、この実施例２−１２の磁気記録媒体について、静磁気特性及び記録再生特性を評価したところ、Ｈｃは４．６ｋＯｅ、Ｓ／Ｎ比は１７．７ｄＢであった。
【０１６０】
以上の結果から、スパッタ粒子を斜めに入射させるとＲｕの代わりに層状不整格子材料を配向制御層材料として用いても、比較例２−２よりも高いＨｃ及びＳ／Ｎ比が得られることがわかった。
【符号の説明】
【０１６１】
１…非磁性基板  
２…軟磁性下地層  
３…配向制御層  
４…垂直磁性層  
４ａ…下層の磁性層  
４ｂ…中層の磁性層  
４ｃ…上層の磁性層  
５…保護層  
６…潤滑層  
７…非磁性層  
７ａ…下層の非磁性層  
７ｂ…上層の非磁性層  
８…非磁性下地層  
１１…軟磁性下地層
１２…配向制御層  
１２ａ…頂部  
１３…垂直磁性層
１４，１５…磁性層  
４１…酸化物  
４２…磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）  
５０…磁気記録媒体  
５１…媒体駆動部  
５２…磁気ヘッド  
５３…ヘッド駆動部  
５４…記録再生信号処理系  
１００…チャンバ  
１０１…ターゲット  
１０２…遮蔽板  
１０２ａ…通過口  
１０３…導入経路  
１０４…導出経路  
Ｗ…非磁性基板
【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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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図８】
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