(57)【要約】【課題】  記録層における垂直配向性を良好として、垂直磁気記録方式による高記録面密度化を可能とする。また、ディスク基板と記録層との間に軟磁性下地層を設けても、記録層の垂直配向性が損なわれないようにする。さらに、垂直磁気記録ディスクを廉価にて供給できるようにする。【解決手段】  非磁性のディスク基板１上に、ｆｃｃ構造の金属元素を含むアモルファス非磁性金属材料の第１非磁性下地層４を形成し、この第１非磁性下地層４上にｈｃｐ構造を含有する非磁性材料の第２非磁性下地層５を形成し、この第２非磁性下地層５上に垂直磁気記録層６を形成する。軟磁性下地層３は、アモルファスの軟磁性材料により、ディスク基板１と第１非磁性下地層４との間に形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料からなる基板上に第１及び第２の非磁性下地層が形成され、これら非磁性下地層上に垂直磁気記録層が形成された垂直磁気記録媒体であって、
前記第１の非磁性下地層は、単体で面心立方結晶構造を形成する金属元素を含有するアモルファスの非磁性金属材料からなり、
前記第２の非磁性下地層は、前記第１の非磁性下地層上にこの第１の非磁性下地層に接して形成され、六方細密充填結晶構造を含有する非磁性材料からなり、
前記垂直磁気記録層は、前記第２の非磁性下地層上にこの第２の非磁性下地層に接して形成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１の非磁性下地層は、ニッケルを含有するアモルファスの非磁性金属材料からなることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記基板と前記第１の非磁性下地層との間に、アモルファスの軟磁性下地層が形成されていることを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記アモルファスの軟磁性下地層は、アモルファスのコバルト系材料からなることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記垂直磁気記録層は、グラニュラー磁性層であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記基板は、アモルファスを含むガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の垂直磁気記録媒体。
【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ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の高度化に伴って種々の情報処理装置が提案されており、また、これら情報処理装置において使用される情報記録装置が提案されている。そして、このような情報記録装置においては、情報処理装置の小型化、高性能化のために、情報記録容量の大量化、記録密度の高密度化が求められている。
【０００３】
このような情報記録装置として、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に代表される磁気ディスクを記録媒体として使用する磁気記録装置においては、２．５インチ径磁気ディスクにおいて、１枚あたり３０ＧＢ（ギガバイト）を超える情報記録容量が求められるようになってきている。
【０００４】
磁気ディスクにおける情報記録容量の向上を図るためには、磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して情報信号の記録再生を行う磁気ヘッドとの双方の性能向上が必要である。磁気ディスクにおいて、前述の要求に応えるためには、１平方インチあたり６０ギガビット（６０Ｇbit／inch２）を超える情報記録面密度を実現することが必要である。
【０００５】
ところで、現在広く使用されている磁気記録装置においては、磁気ディスクとして、いわゆる面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式）の磁気記録層を備えたものが使用されている。この面内磁気記録方式においては、磁気記録層における磁化方向は、磁気ディスクの主面部に略々平行な方向となる。
【０００６】
面内磁気記録方式において、記録層における結晶粒を小さくして、１平方インチあたり６０ギガビットのような高記録面密度で情報記録を行おうとしても、隣接する結晶粒間の反磁界の影響が大きくなり、良好な記録が行えない虞れがある。また、記録層における結晶粒を小さくする場合には、記録層の厚さを薄くしなければならないので、熱磁気余効による熱揺らぎ障害が発生し易くなるという問題がある。熱揺らぎ障害が顕著になると、記録磁化が時間経過とともに減衰し、ついには記録された情報を正常に再生することができなくなってしまう。
【０００７】
そのため、近年、磁気ディスクにおいて、面内磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式を採用することが提案されている。垂直磁気記録方式においては、記録面密度を高くしても、熱揺らぎ障害に対する耐性が高い。したがって、垂直磁気記録方式は、高記録面密度の情報記録を達成するのに好ましい記録再生方式である。
【０００８】
磁気ディスクにおいて、面内磁気記録方式に代えて垂直磁気記録方式を採用するためには、記録層の構成について、大幅な変更が必要である。すなわち、垂直磁気記録方式を採用した磁気ディスク（以下、「垂直磁気記録ディスク」という。）においては、硬磁性層である記録層の磁化容易軸を、磁気ディスクの主面に対する垂直方向（法線方向）に配向させる必要がある。
【０００９】
例えば、記録層をコバルト（Ｃｏ）系強磁性材料を用いて形成する場合には、記録層の磁化容易軸は、コバルトの六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造におけるｃ軸となる。したがって、この場合には、コバルトの結晶構造のｃ軸を磁気ディスクの主面に対する垂直方向に配向させる必要がある。
【００１０】
そのため、垂直磁気記録ディスクにおいては、記録層の磁化容易軸の垂直配向を促進するための非磁性下地層を設けるとともに、これら非磁性下地層及び記録層をエピタキシャル成長（ヘテロエピタキシャル成長）によって形成する必要がある。
【００１１】
例えば、特許文献１には、垂直磁気記録ディスクとして、非磁性材料からなるディスク基板上に面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を有する金属または合金からなるシード層（第１の下地層）を形成し、このシード層上に六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を有する金属または合金からなる非磁性下地層（第２の下地層）を形成し、この非磁性下地層上に記録層である磁性層を形成したものが記載されている。
【００１２】
また、特許文献２には、垂直磁気記録ディスクとして、非磁性材料からなるディスク基板上にチタン（Ｔｉ）またはチタンを含む合金からなる第１の下地層を形成し、この第１の下地層上にクロム（Ｃｒ）を含む第２の下地層を形成し、この第２の下地層上に記録層である磁性層を形成したものが記載されている。
【００１３】
さらに、特許文献３には、垂直磁気記録ディスクとして、非磁性材料からなるディスク基板上に強磁性微結晶からなる軟磁性層を形成し、この軟磁性層上にニッケル（Ｎｉ）を主成分としジルコニウム（Ｚｒ）を含有する非磁性のアモルファス（非晶質）合金からなる中間層を形成し、この中間層上に記録層である磁性層を形成したものが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−７７１２２公報
【特許文献２】特開２００２−９２８６５公報
【特許文献３】特開２００２−７４６４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、最近では、磁気ディスクの情報記録面密度として、１平方インチあたり１
００Ｇビット（１００Ｇbit／inch２）以上が求められるようになりつつある。このような高記録面密度において良好に情報記録及び再生が行える垂直磁気記録ディスクを実現するには、所定のＳ／Ｎ比及び分解能を確保するため、記録層の磁化容易軸の垂直配向性について、さらに一層の厳密な制御をする必要が生ずる。
【００１５】
一方、垂直磁気記録ディスクにあっては、特許文献３に記載されているように、ディスク基板上に軟磁性体や強磁性微結晶からなる軟磁性層を備え、この軟磁性層上に硬磁性体からなる記録層を備える、いわゆる二層型垂直磁気記録ディスクが好ましいと考えられる。これは、このような二層型垂直磁気記録ディスクにあっては、磁気記録時において、磁気ヘッド、記録層及び軟磁性層間に、好適な磁気回路を形成することができ、鏡像効果に基づき、軟磁性層が磁気記録を補助する作用を得ることができるからである。すなわち、ディスク基板と記録層との間に軟磁性層を設けることは、垂直磁気記録ディスクとして好ましい構成であると考えられる。
【００１６】
ところが、軟磁性層を形成することは、記録層の垂直配向性を阻害してしまうという問題がある。そして、軟磁性層と記録層との間に非磁性下地層を形成したとしても、軟磁性層によって非磁性下地層の配向性や表面性（平滑性）が乱されてしまい、非磁性下地層の所望の作用、すなわち、記録層の垂直配向性を良好にするという作用が発揮されない虞れがある。
【００１７】
そして、前述のように、磁気ディスクにおいて面内磁気記録方式に代えて垂直磁気記録方式を採用するために、記録層の構成について大幅な変更を行った場合には、既に市場に広く普及している面内磁気記録方式の磁気ディスクに比較して、開発コストや製造コストが大幅に増大してしまい、廉価な磁気ディスクの供給ができなくなる虞れがある。さらに、前述のように、記録層の成膜における垂直配向性を一層厳密に制御しなければならないとすると、垂直磁気記録ディスクの製造コストはさらに増大してしまうという問題がある。
【００１８】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、その第１の目的は、優れた垂直配向性を有する記録層を備えた垂直磁気記録媒体を提供し、磁気記録媒体における高記録面密度化に資することにある。
【００１９】
また、本発明の第２の目的は、垂直磁気記録媒体において、基板と記録層との間に軟磁性層を設けた場合においても、記録層の垂直配向性が損なわれることがないようにして、磁気記録媒体における高記録面密度化に資することにある。
【００２０】
さらに、本発明の第３の目的は、高記録面密度化を実現できる垂直磁気記録媒体を廉価にて供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者は、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、非磁性材料からなる基板上に、アモルファスの非磁性金属材料からなる第１の非磁性下地層を形成し、この第１の非磁性下地属上に、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を含む非磁性材料からなる第２の非磁性金属下地層を形成し、この第２の非磁性金属下地層上に、垂直磁気記録層を形成することにより、垂直磁気記録層の垂直配向性を厳密に制御できることを見出した。
【００２２】
また、本発明者は、基板と垂直磁気記録層との間に軟磁性下地層を形成する場合にあっては、この軟磁性下地層を基板と第１の非磁性下地層との間に形成することとし、この軟磁性下地層をなす材料として、アモルファス材料からなる第１の非磁性下地層に対応してアモルファスの軟磁性材料を選定することにより、垂直磁気記録層の垂直配向性を損なうことがないことも見出した。
【００２３】
そして、本発明者は、走査透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によるによる観察結果に重畳される電子線回折像のフーリエ変換（ＦＦＴ）結果を用いることにより、垂直磁気記録層の垂直配向性の厳密な制御を確認することができた。
【００２４】
すなわち、本発明は以下の構成を備える。
【００２５】
請求項１記載の本発明は、非磁性材料からなる基板上に第１及び第２の非磁性下地層が形成されこれら非磁性下地層上に垂直磁気記録層が形成された垂直磁気記録媒体であって、前記第１の非磁性下地層は、単体で面心立方結晶構造を形成する金属元素を含有するアモルファスの非磁性金属材料からなり、前記第２の非磁性下地層は、前記第１の非磁性下地層上にこの第１の非磁性下地層に接して形成され六方細密充填結晶構造を含有する非磁性材料からなり、前記垂直磁気記録層は、前記第２の非磁性下地層上にこの第２の非磁性下地層に接して形成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の垂直磁気記録媒体であって、前記第１の非磁性下地層は、ニッケルを含有するアモルファスの非磁性金属材料からなることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項３記載の本発明は、請求項１、または、請求項２記載の垂直磁気記録媒体であって、前記基板と前記第１の非磁性下地層との間に、アモルファスの軟磁性下地層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項４記載の本発明は、請求項３記載の垂直磁気記録媒体であって、前記アモルファスの軟磁性下地層は、アモルファスのコバルト系材料からなることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項５記載の本発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の垂直磁気記録媒体であって、前記垂直磁気記録層は、グラニュラー磁性層であることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項６記載の本発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の垂直磁気記録媒体であって、前記基板は、アモルファスを含むガラス基板であることを特徴とするものである。
【００３１】
なお、本発明にいうアモルファスとは、結晶学的に言う「長距離秩序を備えない物質」のことであって、例えば、完全な非晶質物質や、微結晶（ナノクリスタル）を含む非晶質物質のことである。このような物質は、長距離秩序を備えないので、Ｘ線回折像においては、結晶質に由来する鋭利なピークが観察されない。また、物質がアモルファスであることは、後述するように、走査透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果に重畳される電子線回折像のフーリエ変換（ＦＦＴ）結果を用いることによっても確認することができる。
【００３２】
また、本発明にいうグラニュラー磁性層とは、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、磁性粒の周囲に非磁性物質を含む粒界部が形成されている磁性層のことをいう。粒界部を構成する物質は、酸化物であることが好ましい。磁性粒間の交換相互作用が抑制、または、遮断されると、記録磁化の磁化反転がスムースになるので、媒体ノイズを抑制することができ、高記録面密度化に資することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る垂直磁気記録媒体においては、第１の非磁性下地層が、単体で面心立方結晶構造を形成する金属元素を含有するアモルファスの非磁性金属材料からなり、第２の非磁性下地層が、第１の非磁性下地層上にこの第１の非磁性下地層に接して形成され六方細密充填結晶構造を含有する非磁性材料からなり、垂直磁気記録層が、第２の非磁性下地層上にこの第２の非磁性下地層に接して形成されていることにより、垂直磁気記録層の垂直配向性を厳密に制御することができる。
【００３４】
すなわち、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、優れた垂直配向性を有する垂直磁気記録層を備えているので、磁気記録媒体における高記録面密度化に資することができる。
【００３５】
この垂直磁気記録媒体において、第１の非磁性下地層をニッケルを含有するアモルファスの非磁性金属材料から形成することにより、良好な特性を実現することができる。
【００３６】
そして、本発明に係る垂直磁気記録媒体において、基板と第１の非磁性下地層との間にアモルファスの軟磁性下地層を形成した場合には、垂直磁気記録層の垂直配向性を損なうことなく、磁気ヘッド、垂直磁気記録層及び軟磁性下地層間に亘る好適な磁気回路を形成することができる。
【００３７】
また、このアモルファスの軟磁性下地層をアモルファスのコバルト系材料からなるものとすることにより、特に均一な非晶質状態を実現でき、第１の非磁性下地層のアモルファス性を乱すことがない。
【００３８】
すなわち、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、基板と垂直磁気記録層との間に軟磁性下地層を設けても、垂直磁気記録層の垂直配向性が損なわれることがないので、磁気記録媒体における高記録面密度化に資することができる。
【００３９】
さらに、本発明に係る垂直磁気記録媒体において、垂直磁気記録層をグラニュラー磁性層であることとした場合には、垂直磁気記録層における記録磁化の磁化反転がスムースになり、媒体ノイズを抑制することができ、磁気記録媒体における高記録面密度化に資することができる。
【００４０】
そして、本発明に係る垂直磁気記録媒体においては、基板として、アモルファスを含むガラス基板を使用することにより、良好な特性を実現することができる。
【００４１】
さらに、本発明は、製造が容易な垂直磁気記録媒体を提供することができ、高記録面密度化を実現できる垂直磁気記録媒体を廉価にて供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る垂直磁気記録媒体は、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に搭載される磁気ディスクとして構成され、垂直磁気記録方式によって高密度の情報信号記録及び再生を行うことができる記録媒体である。磁気ディスクとして構成された本発明に係る垂直磁気記録媒体は、例えば、１．０インチ（inch）、１．８インチ、２．５インチ、３．５インチなどの所定の直径となされて作製される。
【００４３】
図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【００４４】
この垂直磁気記録媒体は、図１に示すように、非磁性材料からなる基板１上に第１及び第２の非磁性下地層４，５が形成され、これら非磁性下地層４，５上に垂直磁気記録層６が形成されて構成されている。これら各非磁性下地層４，５及び垂直磁気記録層６は、これらの間に他の層が形成されることなく、互いに連続した積層構造を形成している。
【００４５】
基板１としては、アモルファスを含むガラスからなるガラス基板を使用することができる。この基板１をなすガラス材料としては、アルミノシリケートガラスを化学強化した化学強化ガラスが好ましい。この基板１の表層には、化学強化による圧縮応力層が形成されていることが望ましい。
【００４６】
この基板１上には、付着層２を介して、軟磁性下地層３が形成されている。この軟磁性下地層３の膜厚は、３００ｎｍ程度である。付着層２は、軟磁性下地層３の基板１に対する密着力を補強するための層であり、軟磁性下地層３の基板１に対する密着力が充分に確保されていれば、必ずしも設けることを要しない。
【００４７】
軟磁性下地層３は、アモルファスを含むガラスからなる基板１に対する密着力を確保するためには、アモルファス材料からなることが望ましい。また、この軟磁性下地層３は、好ましい軟磁気特性を備える材料からなることが望ましく、例えば、コバルト（Ｃｏ）系軟磁性材料からなることが望ましい。コバルト（Ｃｏ）系軟磁性材料のなかでも、コバルト−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｚｒ）系合金、コバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）系合金などの材料が軟磁性下地層３をなす材料として特に好ましい。
【００４８】
コバルト（Ｃｏ）系軟磁性材料、特にコバルト−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｚｒ）系軟磁性材料は、均一な非晶質状態を実現できる材料である。したがって、このような材料により軟磁性下地層３を形成すれば、この軟磁性下地層３の上層、すなわち、第１の非磁性下地層４のアモルファス性を乱すことがないので、第１の非磁性下地層４の特性を良好なものとすることができる。
【００４９】
なお、付着層２を設ける場合には、この密着層２も、アモルファスを含むガラスからなる基板１及びアモルファス材料からなる軟磁性下地層３に対する密着力を確保するために、例えば、クロム−チタン（Ｃｒ−Ｔｉ）系合金などのアモルファス材料からなることが好ましい。
【００５０】
そして、軟磁性下地層３上には、この軟磁性下地層３に接して、第１の非磁性下地層４が形成されている。この第１の非磁性下地層４は、単体で面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を形成する金属元素、例えば、ニッケル（Ｎｉ）を含有するＮｉ系合金のアモルファス非磁性金属材料からなる。このようなＮｉ系合金としては、ニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）系合金、クロム−ニッケル−タンタル（Ｃｒ−Ｎｉ−Ｔａ）系合金、ニッケル−ニオブ（Ｎｉ−Ｎｂ）系合金などが挙げられる。この第１の非磁性下地層４の膜厚は、１５ｎｍ程度である。
【００５１】
なお、軟磁性下地層３と第１の非磁性下地層４との聞に介挿層を設けることもできるが、この場合には、この介挿層は、第１の非磁性下地層４のアモルファス性を乱さないように、アモルファスの非磁性材料からなるものとすることが望ましい。このような介挿層の代表例としては、アモルファスカーボン層を拳げることができる。
【００５２】
第１の非磁性下地層４をなすアモルファス非磁性金属材料は、面心立方（ｆｃｃ）構造のナノクリスタル（微結晶）を含有することが望ましい。この第１の非磁性下地層４に含有される単体で面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を形成する金属元素としては、ニッケル（Ｎｉ）の他に、ニオブ（Ｎｂ）系合金、パラジウム（Ｐｄ）系合金、鉛（Ｐｂ）系合金、アルミニウム（Ａｌ）系合金などが挙げられる。
【００５３】
そして、この第１の非磁性下地層４上には、この第１の非磁性下地層４に接して、第２の非磁性下地層５が形成されている。この第２の非磁性下地層５は、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を含有する非磁性材料からなる。この第２の非磁性下地層５は、膜厚が２０ｎｍ程度である。
【００５４】
この第２の非磁性下地層５は、第１の非磁性下地層４上に形成されることによって、この第１の非磁性下地層４の作用により、第２の非磁性下地層５を構成する六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のｃ軸が基板面に対して精密に垂直配向するように制御されて形成されている。また、第２の非磁性下地層５は、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造の結晶粒が均一に微細化するように制御されて形成されている。このメカニズムについて以下に説明する。
【００５５】
すなわち、本発明の第１の作用として、前述のような第１の非磁性下地層４と第２の非磁性下地層５とを組み合わせることにより、これらの層間の界面が極めて平滑な界面として形成されることが挙げられる。このため、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のｃ軸が精密に垂直配向するという作用が得られる。
【００５６】
そして、本発明の第２の作用は、第１の非磁性下地層４のアモルファスに微細に含有される面心立方（ｆｃｃ）構造のナノクリスタル（微結晶）と関連性がある。すなわち、本発明においては、第１の非磁性下地層４は、例えばニッケル（Ｎｉ）等、単体において面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を形成する金属元素を含有するアモルファスの層として形成されている。このとき、第１の非磁性下地層４は、全体としてはアモルファスとなっているが、微細領域には、面心立方（ｆｃｃ）結晶構造のナノクリスタル（微結晶）が散在する構造を形成している。この面心立方微結晶においては、結晶格子立方体の３つの面の対角線上にある３個の原子｛ｆｃｃ（１１１）｝が正三角形を形成しているため、この正三角形が、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造におけるｃ軸に垂直な正三角形に対応して接合することになると考えられる。このため、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を微細に均一化することができるものと考えられる。
【００５７】
この第２の非磁性下地層５をなす六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を含む金属材料としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）金属、ルテニウム（Ｒｕ）系合金などが挙げられる。特に、第１の非磁性下地層４の材料としてニッケル（Ｎｉ）系アモルファス合金材料を選択した場合には、これに組み合わせる第２の非磁性下地層５の材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）系金属、たまは、ルテニウム（Ｒｕ）系合金材料を選択することが望ましい。これは、前述したニッケル（Ｎｉ）系アモルファス材料に含有されるナノクリスタル（微結晶）の面心立方（ｆｃｃ）構造と、ルテニウム（Ｒｕ）系材料の六方細密充填（ｈｃｐ）構造との接合性が良好であるので、本発明の作用を好ましく実現できるからである。
【００５８】
この第２の非磁性下地層５上には、この第２の非磁性下地層５に接して、垂直磁気記録層６が形成されている。この垂直磁気記録層６は、コバルト−白金（Ｃｏ−Ｐｔ）系合金の如き、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造の硬磁性材料からなり、クロム（Ｃｒ）や二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の非磁性材料を含有することにより、グラニュラー磁性層として形成されている。すなわち、この垂直磁気記録層６においては、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、磁性粒間に、クロム（Ｃｒ）や二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の非磁性材料が析出している。この垂直磁気記録層６は、膜厚が１５ｎｍ程度であり、エピタキシャル成長（ヘテロエピタキシャル成長）によって形成される。
【００５９】
この垂直磁気記録層６は、第２の非磁性下地層５上に形成されることによって、この第２の非磁性下地層５の作用により、結晶粒の微細化と均一化を促進されて形成される。これは、前述したように、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造が微細で均一化されたものになっているためである。
【００６０】
また、垂直磁気記録層６は、第２の非磁性下地層５上に形成されることによって、この第２の非磁性下地層５の作用により、垂直配向性を促進されて形成される。すなわち、この垂直磁気記録層６においては、磁化容易軸は、基板１の主面部に対して垂直に配向されている。これは、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造におけるｃ軸が基板１の主面部に垂直な方向に良好に配向されているため、垂直磁気記録層６の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造におけるｃ軸が、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のｃ軸に倣って配向されるためである。
【００６１】
なお、第１の非磁性下地層４がナノクリスタル（微結晶）を含有するアモルファスからなること、第２の非磁性下地層５が六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造の材料からなること、及ぴ、これら両層が良好な接合性を具備していることは、走査透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果（ＴＥＭ断面観察像）及びこれに重畳されて検出される電子線回折像をフーリエ変換することによって確認できる。
【００６２】
図２は、走査透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果と、これに重畳されて検出される電子線回折像をフーリエ変換した結果とを重ねて図示したものである。
【００６３】
図２において下側に示す層は、後述の実施例１における垂直磁気ディスクの第１の非磁性下地層４であり、上側の層は、第２の非磁性下地層５である。この図２において、これらの層間に形成されている平坦な界面を確認することができる。このＴＥＭ断面観察像に重ねられているリング状、または、スポット状の図は、当該断面位置における電子線回折像のフーリエ変換結果である。
【００６４】
第１及び第２の非磁性下地層４，５の界面付近においてリング状の電子線回折像が観察されているが、これは、第１の非磁性下地層４が全体としてはアモルファスでありながら、このアモルファス中に、ナノクリスタル（微結晶）が形成されていることを示している。上側の第２の非磁性下地層５においてはスポット状の電子線回折像が観察されているが、これは、第２の非磁性下地層５において六方細密充填（ｈｃｐ）結晶が形成されていることを示している。
【００６５】
また、これら両層の界面近傍において観察されるリング状の電子線回折像と、第２の非磁性下地層５において観察されるスポット状の電子線回折像とを重ねると、リング状の電子線回折像にスポット状の電子線回折像が重なる関係にあることが分かる。これは、第１の非磁性下地層４中のナノクリスタル（微結晶）と、第２の非磁性下地層５の六方細密充填（ｈｃｐ）結晶とが整合して接合していることを示している。
【００６６】
したがって、本発明においては、第１の非磁性下地層４は、アモルファス性であることにより平滑表面を提供して第２の非磁性下地層５の結晶構造の垂直配向を促進する機能を備えるとともに、同時に、微細な結晶性を備えることにより、第２の非磁性下地層５の結晶構造の微細化と均一化とを促進する機能を併せ持っていることが分かる。
【００６７】
ここまで述べたように、本発明においては、極めて均一かつ微細であって、かつ、垂直配向性に優れた下地構造を実現することができる。したがって、このような下地構造の上にエピタキシャル成長（ヘテロエピタキシャル成長）によって形成される垂直磁気記録層６は、均一かつ微細な構造を備えるとともに、垂直配向性の高い優れた特徴を備えることになる。
【００６８】
なお、本発明において、垂直磁気記録層６を構成する磁性材料としては、硬磁性体材料であれば特に限定されないが、前述したように、この垂直磁気記録層６は、グラニュラー磁性層、特にコバルト（Ｃｏ）系強磁性材料を含むグラニュラー磁性層であることが好ましい。コバルト（Ｃｏ）系の強磁性材料は、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のｃ軸方向に磁気異方性を備えるので、垂直磁気記録層６においては、このｃ軸が基板面に対して垂直配向するように制御される。一方、六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を有する材料において、ｃ軸の垂直配向が促進されれば促進されるほど、磁性粒（磁性グレイン）間の交換相互作用を遮断、または、抑制するための非磁性の粒界部の形成が阻害されてしまうという問題がある。コバルト（Ｃｏ）系強磁性材料を含むグラニュラー磁性層においては、このような阻害要因を緩和して積極的に非磁性粒界部を形成させることができるので、本発明における垂直磁気記録層６を構成する磁性材料として好適である。
【００６９】
そして、垂直磁気記録層６上には、保護層７が形成されている。この保護層７は、水素化カーボンなどからなり、膜厚は５ｎｍ程度である。この保護層７は、図示しない磁気ヘッドの衝撃から、この垂直磁気記録媒体を防護するための層である。また、この保護層７上には、潤滑層８が形成されている。
この潤滑層８は、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）などからなり、膜厚は１ｎｍ程度である。この潤滑層８は、図示しない磁気ヘッドの衝撃を緩和するための層である。
【００７０】
ところで、軟磁性下地層３は、基板１と第１の非磁性下地層４との間に位置して形成されている。この垂直磁気記録媒体においては、この軟磁性下地層３が設けられていることにより、いわゆる二層型垂直磁気記録媒体となっている。したがって、この垂直磁気記録媒体においては、磁気記録時において、図示しない磁気ヘッド、垂直磁気記録層６及び軟磁性下地層３間に、好適な磁気回路を形成することができ、鏡像効果に基づき、軟磁性下地層３が磁気記録を補助する作用を得ることができる。
【実施例１】
【００７１】
以下、本発明の実施例について、比較例を挙げつつ、詳細に説明する。
【００７２】
この実施例１においては、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により円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。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を得た。
【００７３】
この基板の主面部の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって測定したところ、Ｒmaxが４．８ｎｍ、Ｒａが０．４２ｎｍｍという平滑な表面形状であった。なお、Ｒmax及びＲａの表記は、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１）にしたがっている。
【００７４】
このようにして得られたディスク基板上に、真空引きを行な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、アルゴンガス（Ａｒ）雰囲気中で、図１に示すように、付着層２、軟磁性下地層３、第１の非磁性下地層４、第２の非磁性下地層５、垂直磁気記録層６を順次成膜した。アルゴンガスの圧力は４５ｍTorrとした。
【００７５】
なお、少なくとも垂直磁気記録層６の成膜においては、アルゴンガスの圧力は１０ｍTorr以上とすることが好ましい。
【００７６】
付着層２は、膜厚２０ｎｍのクロム（Ｃｒ）系アモルファス層となるように成膜した。具体的には、この付着層２は、アモルファスのクロム−チタン（Ｃｒ−Ｔｉ）合金ターゲットを用いて成膜した。
【００７７】
軟磁性層下地層３は、膜厚３００ｎｍのアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％、）の合金層となるように、コバルト−ジルコニウム−タンタル合金ターゲットを用いて成膜した。このコバルト−ジルコニウム−タンタル合金は、軟磁気特性を示す軟磁性体である。
【００７８】
第１の非磁性下地層４は、非磁性アモルファスのニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）（Ｎｉ：４５at％、Ｔａ：５５at％）の合金層となるよう‐に、ニッケル−タンタル合金ターゲットを用いて成膜した。膜厚は１５ｎｍである。なお、この段階まで成膜されたディスクの一部を分取し、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、表面粗さを測定したところ、Ｒmaxが５．１ｎｍ、Ｒａが０．４８ｎｍという平滑な表面形状であった。
【００７９】
振動試料型磁化測定装置（ＶＳＭ）により、この段階まで成膜されたディスクの磁気特性を測定したところ、保磁力（Ｈｃ）は２エルステッド（oersted）、飽和磁束密度は８１０ｅｍｕ／ｃｃであり、好適な軟磁性特性を示していることを確認した。
【００８０】
引き続き、第２の非磁性下地層５及び垂直磁気記録層６を順次成膜した。第２の非磁性下地層５は、膜厚２０ｎｍの非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層となるように、ルテニウム金属ターゲットを用いて成膜した。
【００８１】
次に、膜厚１５ｎｍの六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造からなる垂直磁気記録層６が形成されるように、コバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体のターゲットを用いて成膜した。この垂直磁気記録層６をなす材料は、合金グラニュラー材料である。
【００８２】
次に、アルゴン（Ａｒ）に水素を３０％含有させた混合ガスを用いて、カーボンターゲットをスパッタリングすることにより、膜厚５ｎｍの水素化カーボン（水素化炭素）からなる保護層７を形成した。この保護層７は、水素化カーボンからなることで、充分な膜硬度を有し、磁気ヘッドからの衝撃に対して垂直磁気記録層６を防護することができる。
【００８３】
そして、この保護層７上に、ディップコート法により、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）からなる潤滑層８を形成した。この潤滑層８の膜厚は１ｎｍである。
【００８４】
以上の製造工程により、磁気ディスクとしての垂直磁気記録媒体が作製された。
【００８５】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、以下の〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４６００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、１．００、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２５．５ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【表１】
2005044464.tif 000003
【００８６】
なお、この実施例１及び後述する各実施例における付着層２、軟磁性下地層３、第１の非磁性下地層４、第２の非磁性下地層５及び垂直磁気記録層６をなす材料の結晶構造及び組成は、以下の〔表２〕に示す通りである。
【表２】
2005044464.tif 000004
【実施例２】
【００８７】
この実施例２においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）（Ｎｉ：４５at％、Ｔａ：５５at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−ボロン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（Ｂ））系合金（Ｃｏ：６６at％、Ｃｒ：１７at％、Ｐｔ：１３at％、Ｂ：４at％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００８８】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４５００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、０．９８、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２１．５ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【実施例３】
【００８９】
この実施例３においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのクロム−ニッケル−タンタル（Ｃｒ−Ｎｉ−Ｔａ）（Ｃｒ：５０at％、Ｎｉ：４０at％、Ｔａ：１０at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００９０】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４５５０エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、１．００、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２５．０ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【実施例４】
【００９１】
この実施例４においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのニッケル−ニオブ（Ｎｉ−Ｎｂ）（Ｎｉ：６０at％、Ｎｂ：４０at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００９２】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４０００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、１．００、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２４．０ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【実施例５】
【００９３】
この実施例５においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）（Ｎｉ：４５at％、Ｔａ：５５at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）及び二酸化シリコン（ＳｉＯ２）（Ｒｕ：９５mol％−ＳｉＯ２：５mol％）からなる金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００９４】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４６５０エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、１．００、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２６．５ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【実施例６】
【００９５】
この実施例６においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３を面心立方（ｆｃｃ）結晶構造のニッケル−鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）（Ｎｉ：４８at％、Ｆｅ：５２at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）（Ｎｉ：４５at％、Ｔａ：５５at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００９６】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、４０００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、０．８０、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２１．１ｄＢであり、良好な特性が確認された。
【００９７】
〔比較例１〕
この比較例１においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４をチタン（Ｔｉ）（Ｔｉ：１００at％）の金属層とし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【００９８】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、３８００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、０．７９、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２０．１ｄＢであり、前記の各実施例よりも特性が劣ること確認された。
【００９９】
〔比較例２〕
この比較例２においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４を非磁性アモルファスのニッケル−タンタル（Ｎｉ−Ｔａ）（Ｎｉ：４５at％、Ｔａ：５５at％）の合金層とし、第２の非磁性下地層５をなくし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【０１００】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、５００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、０．１０、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、１２．１ｄＢであり、前記の各実施例よりも特性が劣ること確認された。
【０１０１】
〔比較例３〕
この比較例３においては、実施例１と同様の基板を用いて、〔表１〕に示すように、軟磁性下地層３をアモルファス（非晶質）のコバルト−タンタル−ジルコニウム（Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ）（Ｃｏ：８８at％、Ｔａ：７at％、Ｚｒ：５at％）の合金層とし、第１の非磁性下地層４をなくし、第２の非磁性下地層５を非磁性で六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造のルテニウム（Ｒｕ）金属層とし、垂直磁気記録層６をコバルト−クロム−白金−二酸化シリコン（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−（ＳｉＯ２））系合金（（Ｃｏ：６４at％、Ｃｒ：１６at％、Ｐｔ：２０at％）：９２mol％−ＳｉＯ２：８mol％）からなる硬磁性体層として、を順次成膜した。その他の材料、作製条件は、実施例１と同様である。
【０１０２】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性は、〔表１〕に示すように、保磁力（Ｈｃ）は、２６００エルステッド、角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、０．９１、記録密度８００ｋFciにおけるシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）は、２０．２ｄＢであり、前記の各実施例よりも特性が劣ること確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図２】走査透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果とこれに重畳されて検出される電子線回折像をフーリエ変換した結果とを重ねて示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１    ディスク基板
３    軟磁性下地層
４    第１の非磁性下地層
５    第２の非磁性下地層
６    垂直磁気記録層
【図１】
2005044464.tif 000005
【図２】
2005044464.tif 000006