(57)【要約】【課題】高耐食性及び高Ｂｓを有した磁気記録媒体を製造する。【解決手段】磁気記録媒体１０は、垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層１８とする磁気記録媒体１０であり、記録層１８の下層に形成する軟磁性裏打層（上側軟磁性裏打層１３ｃ及び下側軟磁性裏打層１３ａ）の材質がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素が添加された合金であり、さらにＣｒが添加された合金である。このような軟磁性裏打層を備えた磁気記録媒体１０によれば、高耐食性及び高Ｂｓを有した軟磁性裏打層が形成され、高Ｈｃ記録で、且つ高いＳ／Ｎ性能を有する磁気記録媒体が実現できる。【選択図】図１
2008135137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体において、
前記記録層の下層に形成する軟磁性裏打層の材質が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム（Ｃｒ）を添加させた材質であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金においては、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、炭素（Ｃ）の少なくとも一つの元素を添加させることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記軟磁性裏打層において、鉄（Ｆｅ）とコバルト（Ｃｏ）の元素比率が６５：３５であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性裏打層において、クロム含有量が５ａｔ％以上１８ａｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記記録層と前記軟磁性裏打層との間に形成させた中間層がｆｃｃ構造の第１の多結晶薄膜に、ｈｃｐ構造の第２の多結晶薄膜を積層した被膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記中間層が前記記録層の結晶性を制御する配向制御層を含む構成をしていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記記録層が磁性粒子を非磁性材料内に分散させたグラニュラー構造をしていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記記録層の上にコバルト基合金薄膜が少なくとも１層以上積層されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
垂直磁気異方性を有する磁性層を記録層とする磁気記録媒体の製造方法において、
非磁性基板の上に、組成が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム（Ｃｒ）を添加させた軟磁性裏打層を形成する工程と、
形成された前記軟磁性裏打層の上に中間層を形成する工程と、
形成された前記中間層の上に垂直磁気異方性を有する記録層を形成する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体を備えた磁気記録装置において、
前記記録層の下層に形成する軟磁性裏打層の材質が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム(Ｃｒ)を添加させた材質であり、前記軟磁性裏打層を有した前記磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置に関し、特に垂直磁気記録を利用した磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ等で処理される情報量は目覚しい勢いで増大しており、そのコンピュータと共に使用される記録装置に対して、更なる高記録密度が求められている。
記録媒体の中で、特に磁気ディスク等の磁気記録媒体は、他の媒体に比べて歴史的に古く、一般に広く普及している。
【０００３】
現在まで市場に供給されている磁気記録媒体の大部分は、記録層に記録された磁化の方向が面内方向に向いた面内磁気記録媒体と呼ばれるものである。この面内磁気記録媒体において高記録密度を得る方法としては、例えば、記録層を薄くすると共に該記録層を構成する磁性結晶粒を微細化し、磁性結晶粒同士の相互作用を低減する方法がある。
【０００４】
しかしながら、このように磁性結晶粒を微細化すると、その磁性結晶粒の熱安定性が低下し、磁気ディスクに熱が加わったときに情報が消失する現象が起きてしまう。このような現象は、熱揺らぎ現象と呼ばれ、高記録密度化を阻む一つの要因となっている。
【０００５】
そこで、磁性結晶粒を微細化せずに高記録密度を達成する磁気記録媒体として、記録層における磁化の方向を、記録層の面内方向の垂直方向に向ける垂直磁気記録媒体が近年実用化されてきている。
【０００６】
垂直磁気記録媒体によれば、面内磁気記録媒体と比較して、記録層の表面における一つ一つの磁区の面積が小さくなるので、より大きな記録密度を達成することが可能となる。さらに、記録層の膜面に対して垂直方向に磁化が向いているので、記録層を厚くすることが可能となり、記録層を薄膜化した場合に発生する熱揺らぎ現象が起き難い。
【０００７】
このような垂直磁気記録媒体の記録層として最近注目されているものに、グラニュラー記録層がある。グラニュラー記録層は、記録層の垂直方向に長い柱状の磁性結晶粒同士が、酸化物または窒化物によって互いに分離されてなり、例えばＣｏＰｔ（白金）合金等がその磁性結晶粒として用いられる。
【０００８】
このような垂直磁気記録媒体において、より高い記録密度で高品質の記録再生信号を得るためには、記録層のＨｃ（保磁力）を高める必要がある。また、垂直磁気記録媒体は高いデータ書き込み磁化を発生させるために、記録層の下層に軟磁性裏打層を有するが、その材料、磁気特性によって書き込み易さが異なってくる。
【０００９】
この軟磁性裏打層は、ライトヘッド機能の一部を担っており、軟磁性裏打層のＢｓ（飽和磁化強度）と膜厚の積が大きいほど、軟磁性裏打層内に閉じ込められる磁力線数が多くなり、高いライト能力を有する。その結果、より高いＨｃの媒体に情報を書き込む事が可能となる。但し、量産性の観点からは、軟磁性裏打層膜厚の増大は極力避けたいため、軟磁性裏打層のＢｓを向上させることで高いライト能力を得るのが有効な手段となる。
【００１０】
このような軟磁性裏打層の材料としては、Ｆｅ（鉄）が主成分である合金が用いられる（例えば、特許文献１参照）。中でも、Ｂｓが最も高くなる合金として、６５ａｔ％Ｆｅ−Ｃｏ合金が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２５０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、Ｆｅ組成が高い合金の磁性材料は、その低耐食性が問題になっている。このようなＦｅ合金の耐食性を向上させるために、例えば、ステンレス鋼の開発の経緯からＣｒ（クロム）を添加する方法が一般的に有効であることが知られている。
【００１２】
ところが、充分な耐食性を確保するレベルまでＣｒを添加するとＢｓが減少し、高い信号品質を維持できないという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高耐食性及び高Ｂｓを有した軟磁性裏打層を形成し、高耐食性、高Ｈｃ記録であると共に、高いＳ／Ｎ性能を有する磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録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】
【００１３】
本発明では上記課題を解決するために、図１に例示する構成で実現可能な磁気記録媒体１０が提供される。本発明の磁気記録媒体は、垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層１８とする磁気記録媒体１０であり、記録層１８の下層に形成する軟磁性裏打層（上側軟磁性裏打層１３ｃ及び下側軟磁性裏打層１３ａ）の材質がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、ＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加したＦｅＣｏＺｒ合金にＣｒを添加させた材質であることを特徴とする。
【００１４】
図１に示すような磁気記録媒体１０によれば、材質がＦｅＣｏＺｒ合金である磁気記録媒体１０の軟磁性裏打層にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素が添加され、さらにＦｅＣｏＺｒ合金にＣｒが添加される。
【００１５】
また、本発明では、垂直磁気異方性を有する磁性層を記録層とする磁気記録媒体の製造方法において、非磁性基板の上に、組成がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、前記ＦｅＣｏＺｒ合金にＣｒを添加させた軟磁性裏打層を形成する工程と、形成された前記軟磁性裏打層の上に中間層を形成する工程と、形成された前記中間層の上に垂直磁気異方性を有する記録層を形成する工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１６】
このような磁気記録媒体の製造方法によれば、非磁性基板の上に、組成がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加され、さらにＣｒが添加された軟磁性裏打層が形成され、形成された軟磁性裏打層の上に中間層が形成され、形成された中間層の上に垂直磁気異方性を有する記録層が形成される。
【００１７】
また、本発明では、垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体を備えた磁気記録装置において、前記記録層の下層に形成する軟磁性裏打層の材質がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、前記ＦｅＣｏＺｒ合金にＣｒを添加させた材質であり、前記軟磁性裏打層を有した前記磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置が提供される。
【００１８】
このような磁気記録装置によれば、軟磁性裏打層としてＦｅＣｏＺｒ合金を用い、ＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、さらにＣｒを添加させた磁気記録媒体が磁気記録装置に搭載される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体において、記録層の下層に形成する軟磁性裏打層にＦｅＣｏＺｒ合金を用い、ＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、さらにＣｒを添加させた。
【００２０】
また、本発明では、非磁性基板の上に、組成がＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加し、さらにＣｒを添加した軟磁性裏打層を形成し、軟磁性裏打層の上に中間層を形成し、中間層の上に垂直磁気異方性を有する記録層を形成するようにした。
【００２１】
また、本発明では、軟磁性裏打層としてＦｅＣｏＺｒ合金を用い、ＦｅＣｏＺｒ合金にＴａまたはＮｂの少なくとも一つの元素を添加して、さらにＣｒを添加させた磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載した。
【００２２】
これにより、磁気記録媒体に、高耐食性及び高Ｂｓを有した軟磁性裏打層が形成され、高耐食性、高Ｈｃ記録であると共に、高いＳ／Ｎ性能を有する磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、以下に詳細に説明する。この実施の形態で説明する磁気記録媒体は、記録層における磁化の方向が基板面に対して垂直方向に向いた垂直磁気記録媒体である。
【００２４】
図１は磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部断面模式図である。
磁気記録媒体１０は、非磁性の基材１１の上に、シード層１２が形成されている。このシード層１２は、基材１１の表面状態によって、その上に積層される膜の結晶性に影響を与えない機能を有すると共に、密着層としての機能を有する。
【００２５】
シード層１２の上には、下側軟磁性裏打層１３ａが形成されている。下側軟磁性裏打層１３ａは、軟磁性のアモルファス材料であり、例えば、ＦｅＣｏＣｒ合金にＺｒ（ジルコニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｂ（ホウ素）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｃ（炭素）の中から少なくとも一つ以上の元素を添加したアモルファス材料で構成されている。
【００２６】
そして、下側軟磁性裏打層１３ａの上には、磁区制御層１３ｂが形成され、磁区制御層１３ｂの上には、下側軟磁性裏打層１３ａと同材質の上側軟磁性裏打層１３ｃが形成されている。
【００２７】
このように基材１１の上には、シード層１２を介して下側軟磁性裏打層１３ａ、磁区制御層１３ｂ及び上側軟磁性裏打層１３ｃを具備した裏打層１３が形成されている。
そして、上側軟磁性裏打層１３ｃの上には、配向制御層１４が形成されている。そして、配向制御層１４の上に非磁性層１５が形成されている。
【００２８】
非磁性層１５の上には、非磁性材料中に磁性粒子が分散されたグラニュラー構造の主記録層１６が形成されている。このようなグラニュラー構造の主記録層１６では、それぞれの磁性粒子が磁化容易軸を揃えて孤立化しているため、主記録層１６でのノイズを低減することが可能になる。
【００２９】
そして、主記録層１６の上には、主記録層１６への書き込みを補助する書き込み補助層１７が形成されている。尚、主記録層１６と書き込み補助層１７を具備した層を記録層１８と呼ぶ。さらに、書き込み補助層１７の上に保護層１９が形成されている。このような構成により、磁気記録媒体１０が形成されている。
【００３０】
一方、磁気ヘッド２０による磁気記録媒体１０への書き込みは、主磁極２０ｂとリターンヨーク２０ａよりなる磁気ヘッド２０を磁気記録媒体１０に対向させ、断面積の小さな主磁極２０ｂで発生した磁束密度の高い記録磁界Ｈを記録層１８に誘導させる。その結果、垂直磁気異方性を有する主記録層１６のうち、主磁極２０ｂの直下にある磁区では、この記録磁界Ｈによって磁化が反転し、磁化による情報が書き込まれる。
【００３１】
記録磁界Ｈは、主記録層１６を垂直に貫いた後、磁気ヘッド２０と共に磁束回路を構成する裏打層１３を面内方向で走り、再び主記録層１６を通って、断面積の大きなリターンヨーク２０ａに低い磁束密度で帰還される。
【００３２】
そして、磁気記録媒体１０と磁気ヘッド２０とを面内において図の矢印Ａの方向に相対移動させつつ、記録信号に応じて記録磁界Ｈの向きを変えることにより、垂直方向に磁化された複数の磁区が磁気記録媒体１０のトラック方向に連なって形成され、記録信号が磁気記録媒体１０に記録される。
【００３３】
次に、磁気記録媒体の各層の具体的な構成について製造工程と共に説明する。
図２は軟磁性裏打層形成工程の要部断面模式図である。
先ず、表面の化学処理によって剛性が高められたガラス基板等の非磁性の基材１１の上に、成膜圧力が約０．３Ｐａ〜０．８Ｐａであるスパッタ法により、Ｃｒ層を膜厚が約３ｎｍになるように形成する。このＣｒ層をシード層１２とする。
【００３４】
シード層１２の成長レートは、特に限定されないが、本実施形態では例えば５ｎｍ／ｓｅｃとする。このシード層１２は、基材１１の表面状態によって、後工程で積層される膜の結晶性に影響を与えないようにする機能を有すると共に、密着層としての機能を有する。また、この上に積層する膜の結晶性に問題が無い場合には、シード層１２の形成を省略してもよい。
【００３５】
また、基材１１の材質については、ガラスに限定されない。例えば、記録媒体がハードディスクのようなソリッド媒体の場合には、樹脂、ＮｉＰ（ニッケルリン）めっきＡｌ（アルミ）合金基板及びＳｉ基板を基材１１の材料として用いてもよい。また、記録媒体が可撓性のテープ状である場合には、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＰＥＮ（Ploy Ethylene Naphthalate）、ポリイミド等を基材１１の材質として用いてもよい。
【００３６】
次に、シード層１２の上に、成膜圧力を０．３Ｐａ〜０．８Ｐａ、成長レートを５ｎｍ／ｓｅｃとするスパッタ法により、軟磁性のアモルファスＦｅＣｏＺｒＴａＣｒ層を膜厚が約３０ｎｍとなるように形成する。このアモルファスＦｅＣｏＺｒＴａＣｒ層が下側軟磁性裏打層１３ａになる。但し、下側軟磁性裏打層１３ａを構成する軟磁性のアモルファス材料はＦｅＣｏＺｒＴａＣｒに限定されない。例えば、ＦｅＣｏＣｒ合金に、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃの中から少なくとも一つ以上の元素を添加した材料で、下側軟磁性裏打層１３ａを構成してもよい。これらの元素の少なくとも一つ以上をＦｅＣｏＣｒ合金に添加することにより、ＦｅＣｏＣｒ合金を容易に非晶質化できるからである。
【００３７】
そして、この下側軟磁性裏打層１３ａの上に、スパッタ法により極薄の非磁性層を形成する。この非磁性層は、例えば膜厚が約０．４ｎｍ〜３ｎｍのＲｕ（ルテニウム）層であり、下側軟磁性裏打層１３ａと後述する上側軟磁性裏打層１３ｃとの磁区制御層１３ｂになる。
【００３８】
即ち、磁区制御層１３ｂは、下側軟磁性裏打層１３ａと後述する上側軟磁性裏打層１３ｃとの安定な反強磁性結合を促進させる機能を有する。尚、磁区制御層１３ｂの材質については、Ｒｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｃｕ（銅）を用いてもよい。
【００３９】
続いて、下側軟磁性裏打層１３ａと同じ成膜条件で、磁区制御層１３ｂの上に、上側軟磁性裏打層１３ｃを形成する。具体的には、上側軟磁性裏打層１３ｃとしての膜厚が約３０ｎｍとなるように、アモルファスＦｅＣｏＺｒＴａＣｒ層を磁区制御層１３ｂの上に形成する。上側軟磁性裏打層１３ｃは、既述の下側軟磁性裏打層１３ａと同様のアモルファス材料で形成する。
【００４０】
これにより、シード層１２の上には、下側軟磁性裏打層１３ａ、磁区制御層１３ｂ及び上側軟磁性裏打層１３ｃを具備した裏打層１３が形成されたことになる。
上述したように、裏打層１３では、磁区制御層１３ｂを介して下側軟磁性裏打層１３ａと上側軟磁性裏打層１３ｃとが反強磁性結合をしている。従って、軟磁性裏打層での磁化Ｍ１は互いに反並行の状態で安定している。
【００４１】
その結果、隣り合う磁化が反対方向を向く場合に見られる磁化の突合せが上側軟磁性裏打層１３ｃまたは下側軟磁性裏打層１３ａの膜面内に存在しても、突合せ部分から漏れる磁束は、下側軟磁性裏打層１３ａ、上側軟磁性裏打層１３ｃのそれぞれ磁化が反並行状態にあるため裏打層１３内で還流する。
【００４２】
還流する結果、磁壁を発生源とする磁束が裏打層１３の上方に延び難くなるため、後述する磁気ヘッドがその磁束を拾わなくなり、上記の磁束に起因して読み取り時に発生するスパイクノイズが減少する。
【００４３】
尚、このようにスパイクノイズを減少させる構造としては、反強磁性体層の上に単層の軟磁性裏打層を形成する構造もある。この場合の反強磁性体層は、例えばＩｒＭｎ（マンガン）、ＦｅＭｎ等で構成する。
【００４４】
以上の工程で、軟磁性裏打層が完成する。
図３は配向制御層及び非磁性層形成工程の要部断面模式図である。
次いで、上側軟磁性裏打層１３ｃの上に、成膜圧力を０．３Ｐａ〜０．８Ｐａ、成長レートを２ｎｍ／ｓｅｃとするスパッタ法により、軟磁性のＮｉＦｅＣｒ層を膜厚が約５ｎｍとなるように形成し、それを配向制御層１４とする。
【００４５】
ＮｉＦｅＣｒ層は、ＦｅＣｏ合金基のアモルファス材料を上側軟磁性裏打層１３ｃに用いたことで、良好なｆｃｃ（face-centered cubic）構造の結晶構造となる。
このようなｆｃｃ構造を持つ配向制御層１４は、ＮｉＦｅＣｒの他に、Ｐｔ、Ｐｄ（パラジウム）、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＳｉ、Ａｌ、Ｃｕ及びＩｎ（インジウム）のいずれか、もしくはこれらの合金でも構成され得るので、これらの材料を配向制御層１４の材質として用いてもよい。
【００４６】
また、その配向制御層１４をＮｉＦｅ等の軟磁性材料で形成すると、配向制御層１４が上側軟磁性裏打層１３ｃの機能を兼ねることができる。その結果、後述する磁気ヘッドから上側軟磁性裏打層１３ｃまでの距離が見かけ上短くなり、磁気ヘッドによって磁気情報を感度良く拾うことができる。
【００４７】
次いで、成膜圧力を４Ｐａ〜１０Ｐａとするスパッタ法により、配向制御層１４の上に非磁性層１５としてのＲｕ層を膜厚が約１０ｎｍとなるように形成する。Ｒｕ層の成長レートは、なるべく低い方が好ましく、本実施の形態では０．５ｎｍ／ｓｅｃとする。
【００４８】
ここで、非磁性層１５を構成するＲｕ層の結晶構造はｈｃｐ（hexagonal close-packed）構造である。このｈｃｐ構造は、配向制御層１４の結晶構造であるｆｃｃ構造と格子マッチングがよい。即ち、配向制御層１４の作用によって、配向が一方向に揃えられた良好な結晶性の非磁性層１５が配向制御層１４上に成長する。
【００４９】
尚、Ｒｕ層に代えて、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｗ及びＲｅ（レニウム）のいずれかとＲｕとによりなるＲｕ合金を用い、ｈｃｐ構造の非磁性層１５を形成させてもよい。
図４は記録層形成工程の要部断面模式図であり、（Ａ）は記録媒体全体の要部断面模式図であり、（Ｂ）は主記録部の要部断面拡大図である。
【００５０】
次に、上記非磁性層１５まで形成させた基材１１をスパッタチャンバ内に設置する。このスパッタチャンバ内には、Ｃｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０ターゲット及びＳｉＯ2（酸化シリコン）ターゲットが配置されている。ここで、本実施の形態では、合金をＣｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０と表記した場合、Ｃｏ含有量が６６ａｔ％、Ｃｒ含有量が１４ａｔ％、Ｐｔ含有量が２０ａｔ％のＣｏＣｒＰｔ合金と定義する。
【００５１】
そして、微量のＯ2（酸素）、例えば、流量比で０．２％〜２％のＯ2をＡｒ（アルゴン）ガスに添加して、この混合ガスをスパッタガスとしてチャンバ内に導入して圧力を比較的高圧の約３Ｐａ〜７Ｐａに安定させる。そして、基板温度を比較的低温の１０℃〜８０℃に保持する。
【００５２】
このような状態で、上記のターゲットと基材１１との間に、パワーが４００Ｗ〜１０００Ｗの高周波電力を印加し、Ｃｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０とＳｉＯ2とのスパッタ成膜を行う。その高周波電力の周波数は、特に限定されず、例えば１３．５６ＭＨｚでよい。または、パワーが４００Ｗ〜１０００Ｗ程度のＤＣ電力を用いて、スパッタ成膜を行ってもよい。
【００５３】
上記のように、スパッタ法において比較的高圧（約３Ｐａ〜７Ｐａ）且つ低温（約１０℃〜８０℃）の成膜条件を採用すると、低圧且つ高温で成膜する場合と比較して疎な膜が形成する。そのため、非磁性層１５の上では、Ｃｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０とＳｉＯ2とが互いに混合せず、ＳｉＯ2よりなる非磁性材料１６ａ中に、Ｃｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０よりなる磁性粒子１６ｂが分散されたグラニュラー構造の主記録層１６が形成する。
【００５４】
この主記録層１６の非磁性材料１６ａの含有率は、特に限定されないが、約５ａｔ％〜１５ａｔ％であるのが好ましい。本実施の形態では、その含有率を一例として７ａｔ％の（Ｃｏ６６Ｃｒ１４Ｐｔ２０）９３（ＳｉＯ2）７層を主記録層１６として形成している。
【００５５】
また、主記録層１６の膜厚は特に限定されないが、本実施形態では例えば１２ｎｍである。そして、主記録層１６の成長レートは、例えば５ｎｍ／ｓｅｃである。
そして、主記録層１６の下のｈｃｐ構造の非磁性層１５は、膜面に対して垂直方向に磁性粒子１６ｂの配向を揃えるように機能する。そのため、磁性粒子１６ｂは、非磁性層１５と同じように垂直方向に延びたｈｃｐ構造の結晶構造となると共に、ｈｃｐ構造の六角柱の高さ方向が磁化容易軸になり、主記録層１６が垂直磁気異方性を呈するようになる。
【００５６】
このようなグラニュラー構造をした主記録層１６では、それぞれの磁性粒子１６ｂが磁化容易軸を揃えて孤立化するため、主記録層１６でのノイズを低減することが可能になる。
【００５７】
また、磁性粒子１６ｂにおいて、Ｐｔ含有率を２５ａｔ％以上とすると、主記録層１６の磁気異方性定数Ｋｕが低下する。従って、磁性粒子１６ｂでのＰｔ含有率は２５ａｔ％未満とするのが好ましい。
【００５８】
さらに、上記のように、スパッタガス中に流量比で０．２％〜２％程度の微量のＯ2を添加することにより、主記録層１６における磁性粒子１６ｂの孤立化が促進され、電磁変換特性を向上させることが可能になる。
【００５９】
尚、磁性粒子１６ｂの孤立化、つまり、磁性粒子１６ｂ同士の間隔の拡大は、主記録層１６の下の非磁性層１５の表面の凹凸を大きくすることによっても促進することができる。このように凹凸を大きくするには、非磁性層１５を構成するＲｕ層を、既述のような０．５ｎｍ／ｓｅｃ程度の低成長レートで成長すればよい。
【００６０】
そして、上記では、非磁性材料１６ａとしてＳｉＯ2を採用したが、ＳｉＯ2以外の酸化物を非磁性材料１６ａとして用いてもよい。そのような酸化物としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ及びＺｒのいずれかの酸化物が挙げられる。さらに、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ及びＺｒのいずれかの窒化物を非磁性材料１６ａの材質としてもよい。
【００６１】
さらに、磁性粒子１６ｂとして、ＣｏとＦｅとを含むＣｏＦｅ合金で構成される粒子を採用してもよい。このＣｏＦｅ合金を使用する場合、主記録層１６に対して熱処理を施し、磁性粒子１６ｂの結晶構造をＨＣＴ（Honeycomb Chained Triangle）構造にするのが好ましい。また、そのＣｏＦｅ合金にＣｕまたはＡｇ（銀）を添加してもよい。
【００６２】
次に、Ａｒガスをスパッタガスとするスパッタ法により、ＣｏとＣｒとを含む合金層、例えばＣｏ６７Ｃｒ１９Ｐｔ１０Ｂ４層を主記録層１６の上に膜厚が約６ｎｍとなるように形成する。このＣｏ６７Ｃｒ１９Ｐｔ１０Ｂ４層を主記録層１６への書き込みを補助する書き込み補助層１７とする。書き込み補助層１７の成膜条件は特に限定されないが、本実施の形態では、例えば成膜圧力０．３Ｐａ〜０．８Ｐａ、成長レート５ｎｍ／ｓｅｃを採用する。
【００６３】
書き込み補助層１７を構成するＣｏ６７Ｃｒ１９Ｐｔ１０Ｂ４層については、その下の主記録層１６中の磁性粒子１６ｂと同じ結晶構造のｈｃｐ構造を有するため、磁性粒子６ｂと書き込み補助層１７との格子マッチングは良好であり、結晶性の良好な書き込み補助層１７が主記録層１６上に成長する。また、このような書き込み補助層１７は単層に限らず、例えば、Ｃｏ基合金薄膜が少なくとも１層以上積層させてもよい。
【００６４】
そして、Ｃ2Ｈ2（アセチレン）ガスを反応ガスとするＲＦ−ＣＶＤ（Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition）法により、記録層１８の上に保護層１９としてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）層を膜厚が約４ｎｍとなるように形成する。
【００６５】
この保護層１９の成膜条件は、例えば、成膜圧力約４Ｐａ、高周波電力のパワー１０００Ｗで、基材−シャワーヘッド間のバイアス電圧は、２００Ｖである。
以上により、本実施の形態の磁気記録媒体１０の基本構造が完成する。
【００６６】
次にＦｅ６１Ｃｏ３３Ｚｒ４Ｔａ２合金、Ｆｅ６１Ｃｏ３３Ｚｒ４Ｎｂ２合金、Ｆｅ５７Ｃｏ３１Ｂ１２合金にＣｒを添加した合金材料のＢｓについて説明を行う。
図５はＣｒ添加量とＢｓの関係を説明する図である。この図の横軸はＣｒの添加量を表し、Ｃｒ組成（ａｔ％）を示している。また、縦軸はＢｓ（ｋＯｅ）を示している。また、図６はスレーターポーリング曲線を説明する図である。この図の横軸は１原子あたりの電子数で、縦軸は原子飽和磁気モーメントである。
【００６７】
Ｃｒを添加する前の図５に示す３種類の合金はＦｅ：Ｃｏ＝６５：３５の比率の合金に、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂのいずれかを添加してアモルファス化した合金である。３種類の合金のＢｓは、いずれも約１９ｋＯｅと高い値を示す。
【００６８】
ここで、ＦｅとＣｏの比率を６５：３５とした理由は、図６に示すスレーターポーリング曲線からこの比率の合金が最も高いＢｓを示す合金になるからである。
また、ＦｅＣｏＢ合金は、垂直磁気記録媒体の高Ｂｓ軟磁性材料として一般的に用いられてきた材料で、ここではリファレンスとして図５に示している。
【００６９】
図５の結果からは、Ｃｒ添加量を増大すると、全ての合金でＢｓが低下することが分かった。但し、ＦｅＣｏＺｒＴａ合金、ＦｅＣｏＺｒＮｂ合金は、ＦｅＣｏＢ合金と比較してＣｒ添加量に対するＢｓの低下が鈍化し、相対的にＢｓの値がＦｅＣｏＢより高いことが分かった。
【００７０】
上述したように、軟磁性裏打層に用いる材料のＢｓは高い方がよい。しかし、耐食性を高めるために、比較的Ｂｓの低い材料（例えば、Ｆｅを含まないか、含んだ場合は含有量が少ない材料）を用いることが多かった。
【００７１】
Ｂｓの低い材料を用いても、その膜厚を増加させればライト能力は増加する。
しかし、垂直磁気記録媒体の量産性を向上させるには、軟磁性裏打層の膜厚を１００ｎｍ以下とすることが重要であり、さらに量産性を向上させるには、５０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００７２】
このような膜厚で、充分なライト能力を有するには、Ｂｓとして１０ｋＯｅ以上必要である。従って、図５の結果からＦｅＣｏＺｒＴａ合金、ＦｅＣｏＺｒＮｂ合金のＣｒ添加は１８ａｔ％が上限になる。
【００７３】
次に、Ｃｒを添加したＦｅＣｏＺｒＴａ合金、ＦｅＣｏＺｒＮｂ合金の耐食性について検討した。耐食性の評価にはＪＩＳ塩水噴霧試験を適用した。
塩水噴霧試験の具体的方法は、試験対象（合金リボン）の重量を測定した後、３５℃の恒温槽中におき、５％ＮａＣｌ溶液を１６時間噴霧し続けた後、乾燥させて再度重量測定を行うというものである。Ｆｅの腐食が進行した場合、その酸化物形成、水酸化物の取り込みにより重量が増加することから、その重量増加率が大きいほど、耐食性が弱いと考えられる。
【００７４】
図７は耐食性を説明する図である。この図の横軸はＣｒ添加量で、Ｃｒ組成（ａｔ％）を示している。また、縦軸は耐食性を任意値で示している。この任意値は低いほど、耐食性が高い。
【００７５】
ここで、Ｃｒを添加する前の合金、即ちＣｒ添加量が０ａｔ％である合金を比較すると、図７に示すように、ＦｅＣｏＺｒＴａ合金及びＦｅＣｏＺｒＮｂ合金は、ＦｅＣｏＢ合金よりも耐食性が高いことが分かった。また、Ｃｒを添加しても、ＦｅＣｏＺｒＴａ合金及びＦｅＣｏＺｒＮｂ合金は、ＦｅＣｏＢ合金よりも耐食性が相対的に高いことが分かった。
【００７６】
磁気記録媒体としての耐蝕性評価は、電気化学的手法（磁気記録媒体上に酸等を滴下し電圧を加えた際の電流を評価する等）が用いられたりする。このような手法での耐食性基準から考えると、塩水噴霧試験での重量増加が３０（任意単位）以下であれば、磁気記録媒体として問題ないレベルであることが経験的に分かっている。
【００７７】
このことからＦｅＣｏＺｒＴａ合金及びＦｅＣｏＺｒＮｂ合金に５ａｔ％以上のＣｒを添加すれば、充分な耐食性を確保できることが分かった。
従って、軟磁性裏打層としてのＦｅＣｏＺｒＴａ合金またはＦｅＣｏＺｒＮｂ合金には、５ａｔ％〜１８ａｔ％以下のＣｒを含有させることにより、高耐食性及び高データ品質を両立する磁気記録媒体が実現できることが分かった。
【００７８】
次に、図１に示す磁気記録媒体１０及び磁気ヘッド２０を備えた磁気記録装置３０について説明する。
図８は磁気記録装置の要部上面図である。この磁気記録装置３０は、例えば、パーソナルコンピュータやテレビの録画装置に搭載されるハードディスク装置として用いられる。
【００７９】
この磁気記録装置３０では、磁気記録媒体１０が、スピンドルモータ等によって回転可能な状態でハードディスクとして筐体３１に搭載されている。
筐体３１の内部には、軸３２を中心にしてアクチュエータ等により回転可能なキャリッジアーム３３が設けられており、このキャリッジアーム３３の先端に設けられた磁気ヘッド２０が磁気記録媒体１０を上方から走査し、磁気記録媒体１０への磁気情報の書き込み及び読み取りが行われる。
【００８０】
尚、磁気ヘッド２０の種類については、特に限定されず、ＧＭＲ（Giant Magnetro Resistive）素子やＴＭＲ（Ferromagnetic Tunnel Junction Magnetro Resistive）素子で磁気ヘッドを構成してもよい。
【００８１】
このような磁気記録装置３０は、高耐食性に優れ、高Ｂｓを有する磁気記録媒体１０を備えているので、高耐食性に優れ、高Ｈｃ記録であり、且つ高いＳ／Ｎ性能を示す。そして、このような磁気記録装置３０を用いることにより、情報保持の信頼性が長期にわたって保証される。
【００８２】
尚、磁気記録装置３０は、上記のようなハードディスク装置に限定されず、可撓性のテープ状の磁気記録媒体に対して磁気情報を記録するための装置であってもよい。
（付記１）  垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体において、
前記記録層の下層に形成する軟磁性裏打層の材質が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム（Ｃｒ）を添加させた材質であることを特徴とする磁気記録媒体。
【００８３】
（付記２）  前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金においては、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、炭素（Ｃ）の少なくとも一つの元素を添加させることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
【００８４】
（付記３）  前記軟磁性裏打層において、鉄（Ｆｅ）とコバルト（Ｃｏ）の元素比率が６５：３５であることを特徴とする付記１または２記載の磁気記録媒体。
（付記４）  前記軟磁性裏打層において、クロム含有量が５ａｔ％以上１８ａｔ％以下であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【００８５】
（付記５）  前記記録層と前記軟磁性裏打層との間に形成させた中間層がｆｃｃ構造の第１の多結晶薄膜に、ｈｃｐ構造の第２の多結晶薄膜を積層した被膜であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【００８６】
（付記６）  前記中間層が前記記録層の結晶性を制御する配向制御層を含む構成をしていることを特徴とする付記１乃至５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
（付記７）  前記記録層が磁性粒子を非磁性材料内に分散させたグラニュラー構造をしていることを特徴とする付記１乃至６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【００８７】
（付記８）  前記記録層の上にコバルト基合金薄膜が少なくとも１層以上積層されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
（付記９）  垂直磁気異方性を有する磁性層を記録層とする磁気記録媒体の製造方法において、
非磁性基板の上に、組成が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム（Ｃｒ）を添加させた軟磁性裏打層を形成する工程と、
形成された前記軟磁性裏打層の上に中間層を形成する工程と、
形成された前記中間層の上に垂直磁気異方性を有する記録層を形成する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【００８８】
（付記１０）  前記中間層がｆｃｃ構造の多結晶薄膜に、ｈｃｐ構造の多結晶薄膜を積層した被膜であることを特徴とする付記９記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）  垂直磁気異方性を示す磁性層を記録層とする磁気記録媒体を備えた磁気記録装置において、
前記記録層の下層に形成する軟磁性裏打層の材質が鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にタンタル（Ｔａ）またはニオブ（Ｎｂ）の少なくとも一つの元素を添加して、前記鉄コバルトジルコニウム（ＦｅＣｏＺｒ）合金にクロム(Ｃｒ)を添加させた材質であり、前記軟磁性裏打層を有した前記磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】磁気記録媒体及び磁気ヘッドの要部断面模式図である。
【図２】軟磁性裏打層形成工程の要部断面模式図である。
【図３】配向制御層及び非磁性層形成工程の要部断面模式図である。
【図４】記録層形成工程の要部断面模式図であり、（Ａ）は記録媒体全体の要部断面模式図であり、（Ｂ）は主記録部の要部断面拡大図である。
【図５】Ｃｒ添加量とＢｓの関係を説明する図である。
【図６】スレーターポーリング曲線を説明する図である。
【図７】耐食性を説明する図である。
【図８】磁気記録装置の要部上面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  磁気記録媒体
１１  基材
１２  シード層
１３  裏打層
１３ａ  下側軟磁性裏打層
１３ｂ  磁区制御層
１３ｃ  上側軟磁性裏打層
１４  配向制御層
１５  非磁性層
１６  主記録層
１６ａ  非磁性材料
１６ｂ  磁性粒子
１７  書き込み補助層
１８  記録層
１９  保護層
２０  磁気ヘッド
２０ａ  リターンヨーク
２０ｂ  主磁極
３０  磁気記録装置
３１  筐体
３２  軸
３３  キャリッジアーム
【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】
2008135137.tif 000007
【図６】
2008135137.tif 000008
【図７】
2008135137.tif 000009
【図８】
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