(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に少なくともシード層、下地層、磁気記録層、被覆層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
前記シード層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、ＮｉＦｅ、或いはＮｉＦｅに、少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏのいずれかを添加した合金、又はＣｏ、或いはＣｏに少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｎｉのいずれかを添加した合金からなり、
前記下地層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｚｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏのうちから選ばれる金属、或いはその合金からなり、
前記磁気記録層は、前記下地層上に、異なる材料からなる２つの磁性層を積層した構造からなり、
前記下地層側の磁性層は、ＣｏＰｔＣｒを成分とする強磁性結晶粒と、ＳｉＯ2の酸化物を成分とする非磁性結晶粒界とからなり、
前記被覆層側の磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢを成分とする強磁性結晶粒と、Ｃｒの濃度が該強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された非磁性結晶粒界とからなり、
前記被覆層側の磁性層は、前記下地層側の磁性層が形成された前記非磁性基体を加熱処理した後に形成され、
前記加熱処理の後に、前記非磁性結晶粒界のＣｒの濃度が前記強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された前記被覆層側の磁性層を形成することによって、該被覆層側の磁性層の前記強磁性結晶粒が、前記下地層側の磁性層の前記強磁性結晶粒と同一の結晶粒径を有し、かつ、前記被覆層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界が、前記下地層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界と同一の結晶粒界幅を有したままの状態で、当該上下の磁性層間の前記強磁性結晶粒と前記非磁性結晶粒界とのそれぞれの領域において結晶成長の制御を行うことによって当該記録媒体を作製されたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記シード層よりも下層に、軟磁性裏打ち層をさらに設けた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】
非磁性基体上に少なくともシード層、下地層、異なる材料の磁性層を積層した構造からなる磁気記録層、被覆層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、ＮｉＦｅ、或いはＮｉＦｅに、少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏのいずれかを添加した合金、又はＣｏ、或いはＣｏに少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｎｉのいずれかを添加した合金からなり、
前記下地層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｚｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏのうちから選ばれる金属、或いはその合金からなり、
前記非磁性基体上に前記下地層を形成した後の前記磁気記録層を形成する工程は、
前記下地層上に、ＣｏＰｔＣｒを成分とする強磁性結晶粒と、ＳｉＯ2の酸化物を成分とする非磁性結晶粒界とからなる磁性層を形成する工程と、
前記磁性層が形成された前記非磁性基体を加熱処理する工程と、
前記加熱処理された前記下地層側の磁性層上に、ＣｏＣｒＰｔＢを成分とする強磁性結晶粒と、Ｃｒの濃度が該強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された非磁性結晶粒界とからなる磁性層を形成する工程と
を具え、
前記加熱処理の後に、前記非磁性結晶粒界のＣｒの濃度が前記強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された前記被覆層側の磁性層を形成することによって、該被覆層側の磁性層の前記強磁性結晶粒が、前記下地層側の磁性層の前記強磁性結晶粒と同一の結晶粒径を有し、かつ、前記被覆層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界が、前記下地層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界と同一の結晶粒界幅を有したままの状態で、当該上下の磁性層間の前記強磁性結晶粒と前記非磁性結晶粒界とのそれぞれの領域において結晶成長の制御を行うようにしたことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記シード層よりも下層に、軟磁性裏打ち層をさらに設けたことを特徴とする請求項３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、各種磁気記録装置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。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、記録磁化が媒体面内方向に垂直な垂直磁気記録方式が注目されつつある。
垂直磁気記録媒体は、主に、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層を目的の方向に配向させるための下地層と、磁気記録層の表面を保護する保護膜と、この記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層とから構成される。軟磁性裏打ち層は、ある方が媒体の性能は高くなるが、無くても記録は可能なため、除いた構成となる場合もある。
垂直磁気記録媒体においても、長手磁気記録媒体と同様、高記録密度化のためには、高熱安定性と低ノイズ化との両立が必須である。
【０００３】
従来の長手磁気記録媒体では、これまでにさまざまな磁気記録層の組成、構造、および、非磁性下地層の材料等が提案されてきた。実用化されている磁気記録層は、ＣｏＣｒからなる合金（以下、ＣｏＣｒ合金という）を用い、Ｃｒと結晶粒界に偏析させ、結晶粒界の主成分をＣｒとすることにより、磁気的に孤立した磁性粒子を得ている。その他の磁気記録層材料としては、結晶粒界の主成分を酸化物や窒化物とした磁性層が提案されている（特許文献１参照、特許文献２参照）。
【０００４】
前述の磁性層材料は、両者とも、例えば下地層により結晶配向を制御するなどして垂直異方性を出現させることにより、垂直磁気記録媒体にも適用することが可能である。垂直磁気記録媒体でも、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減することが、高記録密度化の課題となっている。
【０００５】
ＣｏＣｒ合金を用いた例としては、例えば特許文献３が挙げられ、磁気記録層にＣｏＣｒＰｔ−Ｘを用い、粒界のＣｒ濃度の比率を粒内よりも高めることにより偏析構造を形成している。
【０００６】
粒界の主成分を酸化物或いは窒化物とした例としては、特許文献４および特許文献５が挙げられ、熱処理を行うことにより偏析構造の形成を実現している。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第５，６７９，４７３号明細書
【特許文献２】特開２００１−１０１６５１号公報
【特許文献３】特開２００２−３５８６１５号公報
【特許文献４】特開２０００−３０６２２８号公報
【特許文献５】特開２０００−３１１３２９号公報
【特許文献６】特開２００２−２３０７３５号公報
【特許文献７】特開２００３−１６８２０７号公報
【非特許文献１】IEEE Trans.Magn.,「ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ 磁気記録層（T.Oikawa, M.Nakamura, H,Uwazumi, T.Shimatsu, H.Muraoka, and Y.Nakamura, “Microstructure and Magnetic Properties of CoPtCr-SiO２ Perpendicular Recording Media」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１に提案されているように、磁気記録層における粒界の主成分をＣｒとする従来のＣｏＣｒ合金に比べて、飛躍的に媒体ノイズを低減できることが報告されている。
【０００９】
近年では、この媒体ノイズの低減化のみならず、高熱安定性をも両立させるために、磁気記録層を機能分離した複数の層を積層した構造の垂直磁気記録媒体も提案されている。
例えば、特許文献６では、ＣｒおよびＰｔ濃度の異なるＣｏＣｒＰｔ合金磁性層を複数積層する構造が提案されている。また、特許文献７では、磁気記録層を構成する上下２層の磁性層からなる構造において、粒界の主成分を酸化物或いは窒化物とした上側層の磁性層に、耐食性向上を目的としてＣｏＣｒ合金を含む構造が提案されている。
【００１０】
さらに、垂直磁気記録媒体のさらなる高密度化を図るためには、媒体ノイズの低減化が必須の条件であり、この媒体ノイズの低減化ためには、特許文献７のような磁気記録層が上下２層構造からなる構造において粒界の主成分を酸化物或いは窒化物とした磁性層を有することが好ましい。
【００１１】
そして、媒体ノイズの低減化による高密度化と、耐食性に優れた高信頼性化との両立を達成するには、上側層の磁性層にＣｏＣｒ合金を配した特許文献７の構造が考えられる。しかも、特許文献７では、磁気記録層を構成する上下２つの磁性層を成膜後に「後加熱」を行うことによって、電磁変換特性をも向上させている。
【００１２】
しかしながら、この特許文献７では、さらなる電磁変換特性の向上のためには、特に、磁気記録層を構成する上側層のＣｏＣｒ合金層内における磁気的な相互作用を低減させることが必要であり、この低減化のためには、Ｃｒの粒界への偏析をさらに促進させることが望まれるが、特許文献７のような後加熱の処理では、このような課題を解決し得ないのが現状である。
【００１３】
また、非特許文献１のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２の磁気記録層を第１の磁性層とし、特許文献６の構成材料として用いられているＣｏＣｒＰｔ合金膜を第２の磁性層として、電磁変換特性の向上を図ることも考えられるが、何ら具体的な構成として開示されているものは存在しない。
しかも、この電磁変換特性の改善による高密度化と、耐食性の改善による高信頼性化との両立を満たすものは存在していないのが現状である。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、磁気記録層が複数の磁性層から構成されている場合において、高密度化と高信頼性化との両方を満たすことが可能な、垂直磁気記録媒体、および、その製造方法を提供することにある。
【発明の効果】
【００１５】
上記の問題を解決するために、垂直磁気記録媒体の磁気記録層を異なる材料の磁性層を積層した構造において、下側層の磁性層が酸化物或いは窒化物を主成分とする非磁性結晶粒界が強磁性を有する結晶粒を取り巻く構造とし、上側層の磁性層がＣｒを主成分とする非磁性結晶粒界が強磁性を有する結晶粒を取り巻く構造とし、かつ、下側層の磁性層を形成した後、上側層の磁性層の形成前に、加熱プロセスを加えるようにしたので、上下層形成後に後加熱を行う場合に比して、上側層のＣｒの偏析が飛躍的に促進され、電磁変換特性を一段と向上させると同時に耐食性を一段と向上させることができ、これにより、垂直磁気記録媒体の高記録密度化と高信頼性化との両方を実現させることが可能となるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくともシード層、下地層、磁気記録層、被覆層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記シード層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、ＮｉＦｅ、或いはＮｉＦｅに、少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏのいずれかを添加した合金、又はＣｏ、或いはＣｏに少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｎｉのいずれかを添加した合金からなり、前記下地層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｚｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏのうちから選ばれる金属、或いはその合金からなり、前記磁気記録層は、前記下地層上に、異なる材料からなる２つの磁性層を積層した構造からなり、前記下地層側の磁性層は、ＣｏＰｔＣｒを成分とする強磁性結晶粒と、ＳｉＯ2の酸化物を成分とする非磁性結晶粒界とからなり、前記被覆層側の磁性層は、ＣｏＣｒＰｔＢを成分とする強磁性結晶粒と、Ｃｒの濃度が該強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された非磁性結晶粒界とからなり、前記被覆層側の磁性層は、前記下地層側の磁性層が形成された前記非磁性基体を加熱処理した後に形成され、前記加熱処理の後に、前記非磁性結晶粒界のＣｒの濃度が前記強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された前記被覆層側の磁性層を形成することによって、該被覆層側の磁性層の前記強磁性結晶粒が、前記下地層側の磁性層の前記強磁性結晶粒と同一の結晶粒径を有し、かつ、前記被覆層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界が、前記下地層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界と同一の結晶粒界幅を有したままの状態で、当該上下の磁性層間の前記強磁性結晶粒と前記非磁性結晶粒界とのそれぞれの領域において結晶成長の制御を行うことによって当該記録媒体を作製されたことを特徴とする。
ここで、前記シード層よりも下層に、軟磁性裏打ち層をさらに設けることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基体上に少なくともシード層、下地層、異なる材料の磁性層を積層した構造からなる磁気記録層、被覆層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記シード層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、ＮｉＦｅ、或いはＮｉＦｅに、少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏのいずれかを添加した合金、又はＣｏ、或いはＣｏに少なくともＢ，Ｓｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｎｉのいずれかを添加した合金からなり、前記下地層は、六方最密充填構造或いは面心立方格子構造の結晶構造であり、かつ、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｚｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｃｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏのうちから選ばれる金属、或いはその合金からなり、前記非磁性基体上に前記下地層を形成した後の前記磁気記録層を形成する工程は、前記下地層上に、ＣｏＰｔＣｒを成分とする強磁性結晶粒と、ＳｉＯ2の酸化物を成分とする非磁性結晶粒界とからなる磁性層を形成する工程と、前記磁性層が形成された前記非磁性基体を加熱処理する工程と、前記加熱処理された前記下地層側の磁性層上に、ＣｏＣｒＰｔＢを成分とする強磁性結晶粒と、Ｃｒの濃度が該強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された非磁性結晶粒界とからなる磁性層を形成する工程とを具え、前記加熱処理の後に、前記非磁性結晶粒界のＣｒの濃度が前記強磁性結晶粒内のＣｒの濃度に比べて高く設定された前記被覆層側の磁性層を形成することによって、該被覆層側の磁性層の前記強磁性結晶粒が、前記下地層側の磁性層の前記強磁性結晶粒と同一の結晶粒径を有し、かつ、前記被覆層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界が、前記下地層側の磁性層の前記非磁性結晶粒界と同一の結晶粒界幅を有したままの状態で、当該上下の磁性層間の前記強磁性結晶粒と前記非磁性結晶粒界とのそれぞれの領域において結晶成長の制御を行うようにしたことを特徴とする。
ここで、前記シード層よりも下層に、軟磁性裏打ち層をさらに設けることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[第１の例]
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体１の断面構造を示す。
垂直磁気記録媒体１は、非磁性基体１１上に、少なくとも、下地層１４、磁性層１５１および磁性層１５２の異なる材料の磁性層が積層された磁気記録層１５、保護層１６、液体潤滑材層１７が順に形成された構造となっている。
非磁性基体１１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。
【００２６】
下地層１４としては、例えば、六方最密充填構造をとる金属或いはその合金材料であるものか、若しくは、面心立方格子構造をとる金属或いはその合金材料が好ましく用いられる。
【００２７】
六方最密充填構造をとる金属としては、例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｚｎ，Ｔｃ，Ｒｅ等、面心立方格子構造をとる金属としては、Ｃｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏ等が例として挙げられる。
【００２８】
Ｒｕ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ或いはそれらの合金は、後述する磁性層１５１の非磁性粒界成分に含まれる酸素或いは窒素との反応性が小さく、そのため磁性層１５１の強磁性結晶粒の主成分であるＣｏの結晶配向を妨げにくく、特に好ましく用いられる。膜厚は薄い方が好ましいが、十分に結晶成長が見られる３ｎｍ以上が好ましい。
【００２９】
保護層１６は、例えば、カーボンを主体とする薄膜が用いることができる。
液体潤滑材層１７は、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。
【００３０】
また、以下に述べるように、シード層１３、軟磁性裏打ち層１２をさらに設けてもよい。
例えば、下地層１４の配向性を向上させるために、下地層１４の直下にシード層１３を設けることができる。
非磁性でもかまわないが、シード層１３の下層にさらに軟磁性層裏打ち層１２を配する場合は、軟磁性層裏打ち層１２の一部としての働きを担うよう軟磁気特性を示すような材料がより好ましく用いられる。
【００３１】
軟磁性特性を示すシード層１３の材料としては、ＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＮｂ，ＮｉＦｅＢ，ＮｉＦｅＣｒなどのＮｉ基合金や、Ｃｏ或いは、ＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅ等のＣｏ基合金が挙げられる。いずれの材料も、下地層１４と同様、面心立方格子構造或いは六方最密充填構造の結晶構造をとることが好ましい。また、結晶格子整合性確保と結晶粒径制御などを機能分離する意味で、上記の材料を積層して複数の層とすることも可能である。
【００３２】
磁気ヘッドが発生する磁束を集中させ記録を補助するために、下地層１４より下層に、シード層１３を設ける場合はその下層に、軟磁性裏打ち層１２を設けることができる。
【００３３】
軟磁性裏打ち層１２としては、例えば、結晶のＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ等、微結晶のＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰ、非晶質のＣｏ合金であるＣｏＺｒＮｂなどを用いることができる。軟磁性裏打ち層１２の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であることが望ましい。なお、めっき法などによって、連続成膜する他の層の成膜前に、あらかじめ非磁性基体に成膜する場合、数μｍと厚くしてもかまわない。
【００３４】
(磁気記録層）
ここで、磁気記録層１５について説明する。
磁気記録層１５は、異なる材料の磁性層を積層した構造であり、下地層側の磁性層１５１と、保護層側の磁性層１５２とからなる。
【００３５】
図２に示すように、下地層１４側の磁性層１５１は、磁化物或いは窒化物を主成分とする非磁性結晶粒界２１が、強磁性を有する結晶粒２０を取り巻く構造となっている。
磁性層１５１における強磁性を有する結晶粒２０は、Ｃｏを主成分とし、かつ少なくともＰｔを含む。
この強磁性を有する結晶粒２０には、Ｃｏ及びＰｔの他、粒経制御、結晶性向上を目的として、Ｔａ，Ｂ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｄ，Ｃｕ等を添加することも可能である。
磁性層１５１における非磁性結晶粒界２１は、Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｙ，Ｃｅの酸化物或いは窒化物からなる。
【００３６】
図３に示すように、保護層１６側の磁性層１５２は、Ｃｒを主成分とする非磁性結晶粒界３１が、強磁性を有する結晶粒３０を取り巻く構造となっている。
磁性層１５２における強磁性を有する結晶粒３０は、Ｃｏを主成分とし、かつ少なくともＣｒを含むものとする。
この強磁性を有する結晶粒３０には、Ｃｏ及びＣｒの他、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｄ，Ｃｕ等を添加することも可能である。
【００３７】
磁性層１５２における非磁性結晶粒界３１は、非強磁性成分の濃度が強磁性を有する結晶粒３０内の同一の非強磁性成分の濃度に比べて高く設定されたものとなっている。例えば、結晶粒３０が非強磁性成分としてＣｒを含む場合、非磁性結晶粒界３１では、その非強磁性成分Ｃｒの濃度が結晶粒３０内の同一の非強磁性成分Ｃｒの濃度に比べて高くなっている（このことを、Ｃｒリッチという）。
【００３８】
そして、このような構造とされた磁気記録層１５は、磁性層１５１が形成された後、磁性層１５２の形成前に、非磁性基体の加熱処理がなされている。非磁性基体１１の加熱条件としては、十分な効果がみられる１５０℃以上の温度と、量産性を考慮した１秒以上１０分以下の加熱時間とに設定することが好ましい。
【００３９】
[第２の例]
本発明の第２の実施の形態を、図４〜図７に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
本例では、前述した第１の例で示した垂直磁気記録媒体１の製造方法について説明する。
【００４０】
（製造方法）
図４は、試作例として、垂直磁気記録媒体１の製造方法の流れを示す。
ステップＳ１では、非磁性基体１１上に、下地層１４までの層を順次形成する。
【００４１】
非磁性基体１１としては、表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−５ガラス基板）を用いる。そして、この非磁性基体１１を、洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｃｏ８８Ｚｒ４ Ｎｂ８ ターゲットを用いて、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＣｏＺｒＮｂを１５０ｎｍ形成した後、軟磁性のＮｉ基合金であるＮｉ８４Ｆｅ１２Ｓｉ３Ｂ１ ターゲットを用いて、Ａｒガス圧２０ｍＴｏｒｒ下でＮｉＦｅＳｉＢシード層１３を１０ｎｍ成膜する。
【００４２】
さらに、シード層１３上に、Ｒｕターゲットを用いて、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下でＲｕ下地層１４を１０ｎｍ成膜する。
【００４３】
ステップＳ２では、磁気記録層１５を構成する下側の磁性層１５１を形成する。
（Ｃｏ７２Ｐｔ１８Ｃｒ１０）９３（ＳｉＯ２）７ ターゲットを用いて、図２に示したＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１を、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下でＲＦスパッタリング法により８ｎｍだけ成膜する。
【００４４】
ステップＳ３では、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１が形成された非磁性基体１１に対して加熱処理（以下、中間加熱という）を行う。
この中間加熱は、加熱チャンバーにてランプヒーターを用いて、基板温度２００℃で１０秒間だけ行う。
【００４５】
ステップＳ４では、中間加熱後、磁気記録層１５を構成する上側の磁性層１５２を形成する。
Ｃｏ６６Ｃｒ２０Ｐｔ１０Ｂ４ ターゲットを用いて、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下で、加熱処理されたＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１上に、図３に示したＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を６ｎｍだけ成膜する。
【００４６】
ステップＳ５では、被覆層として、保護層１６から上方の層を順次形成する。
すなわち、イオンビーム堆積法を用いてカーボンからなる保護層１６を３ｎｍだけ成膜した後、真空装置から取り出す。
その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層１７を、２ｎｍをディップ法により形成することにより、垂直磁気記録媒体１として構成する。
なお、磁性層１５１、保護層１６以外の各層の成膜には、全てＤＣマグネトロンスパッタリング法により行った。
【００４７】
（磁気記録層に対する中間加熱）
次に、磁気記録層１５の磁性層１５１，１５２に対する中間加熱の利点について説明する。
＜中間加熱による構造上の特異性＞
（１）図５は、本例の磁気記録層１５の断面構造を示し、中間加熱有りの例である。図６は、従来の磁気記録層１５の断面構造を比較して示すものであり、中間加熱無しの例である。
図５からわかるように、磁気記録層１５の上下層の位置の対応関係は、基本的には、
「磁性層１５１の結晶粒上に磁性層１５２の結晶粒が位置し、磁性層１５１の結晶粒界上に磁性層１５２の結晶粒界が位置する」の関係にあることになる。
すなわち、図５に示すように中間加熱が有る場合は、磁性層１５２は、下層の磁性層１５１の粒径及び粒界幅を反映する形でそのまま上方に成長していく。
【００４８】
これに対して、図６に示すように、中間加熱がない場合は、磁性層１５２は、下層の磁性層１５１との界面部分では粒径及び粒界幅を反映するが、粒界幅が狭くなり、かつ、結晶粒径が増大しながら成長していく。
【００４９】
例えば、図６の強磁性結晶粒３０のＡ部分の場合は、この粒界幅が狭くなった分だけ粒径が増大する。図６の強磁性結晶粒３０のＢ部分の場合は、隣接する結晶粒と結合して成長するために粒径が増大（倍増）する。
このようにして、中間加熱が無い場合には、平均結晶粒径の増大、平均粒界幅の低下が起こることになる。
【００５０】
（２）ここで、本例の図５の磁気記録層１５の構造において、平均粒界幅は、略０．５〜２．０ｎｍ、平均粒径は、略４〜１２ｎｍの範囲として定義できる。
この場合、粒径制御および結晶性制御は、磁気記録層１５の組成、磁気記録層１５への添加物、磁気記録層１５の成膜プロセス，或いは下地層１４の粒径や粒界構造などによって決定することができる。
【００５１】
従って、図６の加熱無しの場合の磁性層１５２においては、上記値よりも平均粒界幅は狭く、平均粒径は大きくなる。例えば、中間加熱有りでは平均粒界幅＝１．１ｎｍ／平均粒径＝７．３ｎｍになるのに対して、中間加熱無しでは平均粒界幅＝０．７ｎｍ／平均粒径＝９．５ｎｍになる。
【００５２】
図５の磁気記録層１５の構造において、粒径制御および結晶性制御は、以下のような添加元素を選択して行うことができる。
磁性層１５１において、添加元素としてＴａ，Ｂ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒを選択することにより、粒径の微細化を図り、粒間の磁気的相互作用を低減させることができる。
磁性層１５１において、添加元素としてＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕを選択することにより、結晶性を高めて、結晶磁気異方性定数Ｋｕを向上させることができる。
【００５３】
磁性層１５２において、添加元素としてＴａ，Ｂ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗを選択することにより、粒径の微細化を図り、粒間の磁気的相互作用を低減させることができる。
磁性層１５２において、添加元素としてＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｐｔを選択することにより、結晶性を高めて、結晶磁気異方性定数Ｋｕを向上させることができる。
【００５４】
＜中間加熱による作用効果＞
（１）図５の磁気記録層１５の構造において、磁性層１５２は、中間加熱により、磁性層１５１と同じ粒径および粒界幅を保持したまま成長すると共に、Ｃｒの偏析度が優れる、という利点がある。その結果、以下のような理由でＳＮＲが向上する。
同じ粒径および粒界幅を保持する点から、磁性粒子間の物理的な距離が離れるために、磁気的な粒間相互作用が低減する⇒磁気クラスタサイズ（後述する）が小さくなる⇒ビットの遷移ノイズが低減する（＝ビットとビットの転移領域の幅が狭まる）。
【００５５】
Ｃｒの偏析度が優れる点から、[1]粒内のＣｏ比率が高くなる⇒各粒子で磁束密度が増加する⇒信号出力が増加する[2]粒界のＣｏ比率が小さくなる⇒磁気的な相互作用が低減する⇒磁気クラスタのサイズが小さくなる⇒ビットの遷移ノイズが低減する。
【００５６】
図５の磁気記録層１５の構造では、磁性粒子１個が完全に独立して磁化反転することを理想（磁性粒子間の磁気的な相互作用が皆無しの場合）とするが、実際には、磁性粒子間には磁気的な相互作用が働くため、磁性粒子が数個以上で磁化反転単位を形成する。この磁性粒子の集団を磁気クラスタという。この磁気クラスタの低減により、ノイズが低減し、ＳＮＲが向上する。
【００５７】
これに対して、図６の磁気記録層１５の構造では、例えば、中間加熱を行わず、磁性層１５２の形成後に加熱（後加熱という）した場合（図７の比較例４参照）は、磁性層１５１の均一化と磁性層１５２のＣｒ偏析は起こりうるが、その度合いは小さい。
【００５８】
磁性層１５２の成長の仕方は、一切加熱プロセスを用いない場合（図７の比較例３参照）と同様であるため、粒子間の物理的な距離が小さくなり、その結果、図５の磁気記録層１５の構造に比べて磁気クラスターサイズが大きくなる、すなわちＳＮＲが悪くなる。
【００５９】
従って、本例のように中間加熱を行うことにより、磁気記録層１５の層全体としての磁気クラスタのサイズが低減することができ、この磁気クラスタの低減により、ノイズが低減し、ＳＮＲが向上することになる。
【００６０】
（２）以上の説明から、中間加熱による利点についてまとめる。
ａ）磁性層１５１に対して中間加熱を施すことにより、粒径のばらつきが低減され、粒径が均一化される。このとき、平均結晶粒径、平均結晶粒界幅は、ほとんど変化しない。
【００６１】
ｂ）磁性層１５１に対して非加熱として磁性層１５２を形成する場合には、磁性層１５２の膜厚増加に対して、結晶粒径が増大し、結晶粒界幅も小さくなる。
しかし、本例のように中間加熱を施した後に磁性層１５２を形成する場合には、結晶粒径の増大、結晶粒界幅の低下が抑制されて、磁性層１５２は、下層の磁性層１５１の結晶粒径および結晶粒界幅とほぼ同一サイズで成長する。
【００６２】
ｃ）また、中間加熱を施した後に形成された磁性層１５２においては、図３に示したように非磁性結晶粒界３１へのＣｒ偏析が促進され、非磁性結晶粒界３１が強磁性結晶粒界３０のＣｒに比べて一段とリッチ（＝Ｃｒリッチ）となる。これに伴い、磁性層１５２の強磁性結晶粒界３０として、ＣｏＣｒ（ＰｔＢ）層を採用することができる。
【００６３】
ｄ）さらに、中間加熱後の磁性層１５２の表面は、従来の後加熱に比べて表面が平坦化される。
【００６４】
（３）以上から、中間加熱を行うことにより、
[1]結晶粒径の均一化
[2]上層の磁性層１５２での結晶粒径の増大化の抑制
[3]上層の磁性層１５２でのＣｒ偏析化の促進
[4]上層の磁性層１５２への、ＣｏＣｒ（ＰｔＢ）の採用
[5]磁性層１５２の表面の平坦化
の作用効果を導き出すことができる。
【００６５】
これにより、作用効果[1]、[2]、[3]から、信号出力（Ｓｉｇｎａｌ）の向上と、ノイズ（Ｎｏｉｓｅ）の低減とを同時に導き出すことができ、ひいては、電磁変換特性評価によるＳＮＲの向上、すなわち、高記録密度化の向上を一段と図ることができる。
【００６６】
この場合、記録密度は、ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ビット読み誤り率）特性を評価して決定する。このＢＥＲが悪い（ビット読み誤り率が高い）と、その記録密度での記録再生は不可能ということになる。その閾値は、主に、信号処理回路によって異なり、例えば、ある信号処理回路では、ＢＥＲ＝１０−５以下ならば正確にデータを再生できるが、別の回路ではＢＥＲ＝１０−６以下しか許容されない、などとなる。一般に、ＳＮＲが向上すると、ＢＥＲ特性も向上するため、本例においても、ＳＮＲ向上＝高記録密度化として定義する。例として、ＳＮＲ＝１ｄＢの改善に対してＢＥＲ＝１〜１．５桁の改善、ＳＮＲ＝＋２ｄＢの改善に対してＢＥＲ＝＋２〜３桁の改善という相関関係がある。
【００６７】
また、作用効果[4]、[5]から、保護層１６を含む保護膜の被覆率を向上させることができ、ひいては、ＩＣＰ評価によるＣｏ溶出量の低減化（＝高耐食性）、すなわち、高信頼性を得ることができる。
【００６８】
（垂直磁気記録媒体の評価）
図７は、上記試作例の評価の１例を示す。
評価項目としては、磁気記録層１５の構成条件（磁性層での膜厚、加熱）１００と、電磁変換特性評価（ＳＮＲ）１０１と、ＩＣＰ評価（Ｃｏ溶出量）１０２とした。
【００６９】
上記試作例の評価に際して、下記の比較例１〜４を作製して比較した。
＜比較例１＞
比較例１として、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１を成膜後、加熱を行わず、かつ、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を成膜しないこと以外は、全て上記試作例と同様にして垂直磁気記録媒体１を作製する。
【００７０】
＜比較例２＞
比較例２として、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１の膜厚を１４ｎｍとすること以外は、全て上記試作例と同様にして垂直磁気記録媒体１を作製する。
【００７１】
＜比較例３＞
比較例３として、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１を成膜後、加熱を行わないこと以外は、上記試作例と同様にして垂直磁気記録媒体１を作製する。
【００７２】
＜比較例４＞
比較例４として、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１を成膜後、ＣｏＣｒＰｔＢ成膜前の加熱を行わず、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を成膜後に加熱を行うこと以外は、全て試作例と同様にして垂直磁気記録媒体１を作製する。
なお、加熱条件は、試作例におけるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２ 磁性層１５１を成膜後、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２の成膜前の加熱と全く同一の２００℃で１０秒間とした。
【００７３】
以上のようにして作製した５種類の垂直磁気記録媒体について、記録密度の観点から電磁変換特性の評価１０１を、耐食性の観点から磁気記録層１５からのＣｏ溶出量のＩＣＰ評価１０２を行った。
電磁変換特性評価１０１は、スピンスタンドテスターにて、ＧＭＲヘッドを用いて行い、ＳＮＲを求めた。
Ｃｏ溶出量の評価１０２は、温度８５℃かつ相対湿度８０％の高温高湿環境下に９６時間放置した後、５０ｍｌの純水中で３分間揺動させて溶出したＣｏを抽出し、その濃度をＩＣＰ発光分光分析法によって測定し、算出した。
【００７４】
図４において、ＳＮＲは線記録密度３６７ｋＦＣｌでの値を例として示したが、記録密度が変わっても優劣順はかわらないことを確認している。
【００７５】
まず、比較例１と、比較例３とを比較する。
比較例１は、ＳＮＲ＝１３．４２ｄＢ、Ｃｏ溶出量＝０．６２５（ｎｇ／ｃｍ２）であり、比較例３は、ＳＮＲ＝１２．８０ｄＢ、Ｃｏ溶出量＝０．２１６（ｎｇ／ｃｍ２）である。比較例１，３共に、加熱は無い。
【００７６】
これにより、比較例３の方が、ＳＮＲは約０．６ｄＢ低いが、Ｃｏ溶出量は約３分の１に抑制されている。
この比較結果から、結晶粒界２１の主成分が酸化物のＳｉＯ２であるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２磁性層１５１に比べて、Ｃｏ溶出量が小さな、結晶粒界３１の主成分がＣｒであるＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を積層することにより、Ｃｏ溶出量を大幅に抑制することができる。
【００７７】
しかし、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２内の磁気的な粒間相互作用が比較的大きいため、ノイズが増加し、ＳＮＲが劣化することがわかる。
【００７８】
ここで、比較例１と比較例３とは、磁気記録層１５としての総膜厚が、比較例１では８ｎｍ、比較例３では１４ｎｍとなり、異なっている。
【００７９】
上記のＳＮＲおよびＣｏ溶出量が単純な膜厚の効果でないことを確認するため、比較例２ではＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２磁性層１５１の膜厚を１４ｎｍとした。
【００８０】
また、比較例２は、ＳＮＲ＝１３．５６ｄＢ、Ｃｏ溶出量＝０．６８４（ｎｇ／ｃｍ２）であり、加熱は無い。
【００８１】
ここで、比較例２を、比較例１と比較すると、ＳＮＲが０．３ｄＢ良くなり、Ｃｏ溶出量は約０．０６ｎｇ／ｃｍ２増加しているが、比較例３と比較すると、ＳＮＲには約０．８ｄＢ優れるが、Ｃｏ溶出量は３倍以上の値となっている。
【００８２】
これは、比較例１と比較例３を比較した場合と同様な傾向であり、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２磁性層１５１にＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を積層した場合に、ＳＮＲは劣化するが、Ｃｏ溶出量が改善されるのは、単純な膜厚の効果でないことが確認できる。
【００８３】
次に、比較例３と比較例４を比較する。
比較例４は、ＳＮＲ＝１３．９３ｄＢ、Ｃｏ溶出量＝０．２１３（ｎｇ／ｃｍ２）であり、後加熱が有る。
ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２を成膜後に加熱を行った比較例４の方では、ＳＮＲが約１．１ｄＢ向上するが、一方、Ｃｏ溶出量は差が０．００３ｎｇ／ｃｍ２とほぼ同等である。
【００８４】
ＳＮＲが向上した結果からは、後加熱では、ＣｏＣｒＰｔＢ層において粒界へのＣｒの偏析が促進され、磁気的な粒間相互作用が低減する効果があることがわかる。また、Ｃｏ溶出量にほとんど差がないという結果からは、加熱により保護層１６の膜質が変化し、その結果Ｃｏ溶出量が変化する、ということはないことが確認できる。
【００８５】
最後に、試作例と、比較例４とを比較する。
試作例は、ＳＮＲ＝１５．０６ｄＢ、Ｃｏ溶出量＝０．０７４（ｎｇ／ｃｍ２）であり、中間加熱がある。
【００８６】
試作例では、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２磁性層１５１とＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２との中間で加熱を行っているため、比較例４よりもＳＮＲが約１．１ｄＢ優れ、Ｃｏ溶出量も約３分の１である０．０７４ｎｇ／ｃｍ２という非常に小さな値に抑制されている。
【００８７】
ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２磁性層１５１とＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２との中間加熱は、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層１５２にとっては成膜前の加熱となり、後加熱よりもＣｒの偏析が促進されると同時に、Ｃｏ溶出量の抑制効果も向上することがわかる。
【００８８】
以上のように、磁気記録層１５を異なる材料の磁性層１５１，１５２を積層した構造とし、下層の磁性層１５１は酸化物或いは窒化物を主成分とする非磁性結晶粒界２１が強磁性を有する結晶粒２０を取り巻く構造とされ、上層の磁性層１５２はＣｒを主成分とする非磁性結晶粒界３１が強磁性を有する結晶粒３０を取り巻く構造とされているので、下層の磁性層形成後、上層の磁性層形成前に、非磁性基体１１を加熱するプロセスを行うことによって作製された垂直磁気記録媒体１は、従来の後加熱有りのタイプの磁気記録媒体（比較例４）に比べて高ＳＮＲ化を実現できると共に、従来の後加熱無しのタイプの磁気記録媒体（比較例１〜３）に比べて磁気記録層１５からのＣｏ溶出量を大幅抑制することができる。これにより、電磁変換特性の改善による高密度化と、耐食性の改善による高信頼性化との両立を満たす垂直磁気記録媒体１の作製が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態である、垂直磁気記録媒体の層構造を示す断面図である。
【図２】磁気記録層を構成する下層の磁性層の取巻構造を示す説明図である。
【図３】磁気記録層を構成する上層の磁性層の取巻構造を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である、垂直磁気記録媒体の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】中間加熱有りの磁性層の層構造を示す断面図である。
【図６】中間加熱無しの従来の磁性層の層構造を示す断面図である。
【図７】上記試作例の評価の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  垂直磁気記録媒体
１１  非磁性基体
１２  軟磁性裏打ち層
１３  シード層
１４  下地層
１５  磁気記録層
１６  保護層
１７  液体潤滑材層
２０  結晶粒
２１  非磁性結晶粒界
３０  結晶粒
３１  非磁性結晶粒界
１５１，１５２  磁性層
【図１】
0004812254.tif 000002
【図２】
0004812254.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004812254.tif 000005
【図５】
0004812254.tif 000006
【図６】
0004812254.tif 000007
【図７】
0004812254.tif 000008