(57)【要約】【課題】垂直記録媒体において、保磁力を低下させずに高い熱安定性を実現するためには、記録層を低い積層欠陥密度を保ったまま同時に粒径分散を小さくする必要がある。【解決手段】垂直記録媒体１００は、基板１０1上に非磁性下地層１０２、軟磁性下地層１０３、非磁性層１０４、軟磁性下地層１０５、非磁性中間層１０６，１０７，１０８、記録層１０９、保護層１１０および潤滑層１１１を有する。記録層１０９は、強磁性のコバルトを主成分とする柱状の結晶粒Ａと、結晶粒界Ｂとからなり、結晶粒界Ｂを共晶組成の酸化物、またはアルミニウムと珪素とマグネシウムの酸化物を含み、その融点が１５００°Ｃ以下の組成で構成する。【選択図】図３
2007257762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも非磁性下地層と記録層と保護層とを有する垂直磁気記録媒体であって、前記記録層は、強磁性のコバルトを主成分とする結晶粒と、前記結晶粒内に比べコバルトの濃度が低い結晶粒界とを有し、該結晶粒界が共晶組成の酸化物を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記記録層が、白金を含有したコバルト基合金であ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】
前記記録層が、白金とクロムを含有したコバルト基合金であ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４】
前記酸化物が、マグネシウムと珪素の酸化物、ニオブと珪素の酸化物、アルミニウムとマグネシウムと珪素の酸化物のうちのいずれかであ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５】
前記非磁性下地層と記録層の間に、該記録層の結晶粒の空間的な分離を促進するための非磁性中間層を有す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６】
前記非磁性下地層と非磁性中間層の間に、軟磁性下地層を有することを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
基板面に平行な方向の記録層の結晶粒像を透過電子顕微鏡により撮影し、得られた写真をスキャナで取り込み、画像のコントラストが観察されるコア部分を結晶粒と定義し、各結晶粒に存在するピクセル数を計算し、ピクセル数とスケールとの換算から各結晶の面積を求め、得られた各結晶粒の面積と同じ面積の真円の直径として結晶粒径を定義し、個々の結晶粒の粒径Ｄｉを求め、この計算を３００個程度の結晶粒について行ない、得られた粒子径の算術平均値を平均結晶粒径＜Ｄ＞とし、個々の結晶粒の粒径Ｄｉと平均結晶粒径＜Ｄ＞の差分の二乗和を測定した結晶の個数Ｎで割り、その平方根から標準偏差σを求め、この標準偏差σを平均結晶粒径＜Ｄ＞で除した量σ／＜Ｄ＞を粒径分散とした場合、σ／＜Ｄ＞が１８．２％以下であ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８】
基板上に、少なくとも非磁性下地層と記録層と保護層とを有する垂直磁気記録媒体であって、前記記録層は、強磁性のコバルトを主成分とする結晶粒と、前記結晶粒内に比べコバルトの濃度が低い結晶粒界とを有し、該結晶粒界がアルミニウムと珪素とマグネシウムの酸化物を含み、該酸化物の融点が１５００°Ｃ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記酸化物の濃度範囲が、
５ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−３０ｗｔ．％ＭｇＯ−６５ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
１２ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−２０ｗｔ．％ＭｇＯ−６８ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
１７ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−１０ｗｔ．％ＭｇＯ−８３ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
１５ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−５ｗｔ．％ＭｇＯ−８０ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
３９ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−１４ｗｔ．％ＭｇＯ−４７ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
２３ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−３０ｗｔ．％ＭｇＯ−４７ｗｔ．％ＳｉＯ２と、
により囲まれる範囲であることを特徴とする請求項８記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記非磁性下地層と記録層の間に、該記録層の結晶粒の空間的な分離を促進するための非磁性中間層を有することを特徴とする請求項８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、コバルトを主成分とする柱状の磁性結晶粒から構成される記録層を有する垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報処理装置の外部記録装置として使用されるハードディスク装置は、大容量化・小型化が進み、それに対応するため記録密度の向上が図られている従来の面内磁気記録方式を用いて高密度化を行うと、媒体上の磁化の転移領域で反磁界が大きいため記録層の膜厚を薄くする必要があり、その結果、熱的な錯乱によって記録されたデータが消えてしまうという問題がある。一方、記録磁化の方向が媒体の膜厚方向である垂直磁気記録方式は、磁化転移領域で反磁界が小さいため媒体の膜厚を薄くする必要が比較的少なく、高記録密度化を達成しやすい。しかしながら、垂直磁気記録方式においても、さらなる高記録密度化のためには、高い保磁力を有し、高い熱安定性を有する媒体が必要である。
【０００３】
特許文献１には、磁性層の積層欠陥密度と粒径分散の積を０．０２以下とすることにより、高い保磁力を有し、熱ゆらぎに対して十分に安定である垂直磁気記録媒体が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、垂直磁気記録層が、強磁性の結晶粒と非磁性の結晶粒界相とからなり、結晶粒界相が２種類以上の酸化物からなることにより、記録層の磁性粒子を微細化することができ、低ノイズ化を実現し、高密度記録が可能になることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６８２０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１００５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、磁性層の材料積層欠陥が多いと磁性膜の磁気異方性は低下し、保磁力の低下、および記録磁化の熱安定性の低下を招く。したがって、高い熱安定性を実現するためには、磁性層の積層欠陥密度を低減すればよい。積層欠陥密度を低減するためには、磁性層成膜時の温度を低減することが効果的であるが、この場合には、磁性層を構成する結晶粒径分布の分散が広がるため、やはり保磁力の低下および記録磁化の熱安定性の低下を招き、高い熱安定性を実現することはできない。したがって、低い積層欠陥密度を保ったまま同時に粒径分散を小さくすることは困難である。また、特許文献２には、記録層の結晶粒界相を２種類以上の酸化物とすることにより、記録層の磁性粒子を微細化することの記載はあるが、しかしながら、記録層製膜時の温度を低減し、同時に粒径分散を小さくするために最適な酸化物の組成についての記載はない。
【０００７】
本発明の目的は、低い積層欠陥密度を保ったまま、結晶粒の粒径分散を小さくした垂直磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも非磁性下地層と記録層と保護層とを有し、記録層が強磁性のコバルトを主成分とする結晶粒と、前記結晶粒内に比べコバルトの濃度が低い結晶粒界とを有し、結晶粒界が共晶組成の酸化物を含むものである。
また、本発明の垂直磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも非磁性下地層と記録層と保護層とを有し、記録層が強磁性のコバルトを主成分とする結晶粒と、前記結晶粒内に比べコバルトの濃度が低い結晶粒界とを有し、結晶粒界がアルミニウムと珪素とマグネシウムの酸化物を含み、その酸化物の融点は１５００°Ｃ以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低い積層欠陥密度を保ったまま、結晶粒の粒径分散を小さくした垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施例について説明する。図１は実施例による垂直磁気記録ディスク媒体（以下、垂直記録媒体と略す）の構成を示す断面図である。垂直記録媒体１００は、基板１０1上に非磁性下地層１０２、軟磁性下地層１０３、非磁性層１０４、軟磁性下地層１０５、非磁性中間層１０６，１０７，１０８、記録層１０９、保護層１１０および潤滑層１１１を有する。図２に記録層１０９のイメージを断面で示すが、記録層１０９が強磁性のコバルトを主成分とする柱状の結晶粒Ａと、結晶粒内に比べコバルトの濃度が低い結晶粒界Ｂとからなり、結晶粒界Ｂを共晶組成の酸化物を含む組成とするか、またはアルミニウムと珪素とマグネシウムの酸化物を含み、その融点が１５００°Ｃ以下の組成とすれば、結晶粒径の分散の小さな記録層が得られる。これは、結晶粒界を構成する酸化物の融点が、各酸化物の固有の融点、あるいは擬２元系の酸化物の融点に比べ大幅に低くなることにより、薄膜形成時の原子の移動度が高まり、明瞭な粒界が形成されやすくなるためである。
【００１１】
次に垂直記録媒体１００の製造方法について説明する。基板１０１には厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍのガラス基板を用いた。ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、基板１０１の加熱は行なわず、全てのチャンバを２×１０−５Ｐａ以下の真空まで排気後、基板１０１を載せたキャリアを各プロセスチャンバに移動させて、非磁性中間層１０８を除き、Ａｒガス圧０．７Ｐａの条件で以下の薄膜形成を行なった。
【００１２】
非磁性下地層１０２として厚さ５ｎｍの５０ａｔ．％Ａｌ−５０ａｔ．％Ｔｉ合金膜を形成した。軟磁性層１０３として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成し、非磁性層１０４として厚さ０．７ｎｍのＲｕ膜を形成後、再び軟磁性下地層１０５として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成した。非磁性中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を８ｎｍ、非磁性中間層１０７としてＲｕを８ｎｍ形成した。非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にはＡｒガス圧２Ｐａとした。
【００１３】
その後、図３に示す酸化物Ｏｘ１からＯｘ１１のいずれかと白金（Ｐｔ）を含有したコバルト（Ｃｏ）基合金を記録層１０９として厚さ１２ｎｍとなるように、図４に示す組成のターゲットＡ０１からＡ１５を用いて作製した。非特許文献（窯業協会、窯業工学ハンドブック（新版）、昭和４６年２月１５日、技報堂、2046ページ、付図-32.12）に示されるように、図３で、Ｏｘ３とＯｘ６は共晶(eutectic)組成であり、Ｏｘ９は３元共晶の組成である。図３に示すこれら以外の組成は共晶組成ではないが、Ｏｘ７とＯｘ８ならびにＯｘ１０の融点はいずれも１５００°Ｃ以下である。ここでＯｘ１０は２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２からなる斜方晶(cordierite)を構成する組成をとる。Ｏｘ４はＭｇＯ・ＳｉＯ２からなる単斜晶(clinoenstatite)を構成する組成であり、この組成も共晶組成ではない。また、Ｏｘ１とＯｘ２、Ｏｘ４とＯｘ５は融点が１６００°Ｃ以上のＭｇＯ-ＳｉＯ２系の酸化物である。さらにＯｘ１１はほぼＡｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２の組成をとり、その融点は１８４０°Ｃ以上である。
続いて、化学蒸着法で炭素を主成分とする保護層１１０を厚さ４ｎｍ形成後、大気中に取り出し、パーフルオロポリエーテルを含む潤滑層１１１を形成した。
【００１４】
以下の説明において、平均結晶粒径＜Ｄ＞と粒径分散σ／＜Ｄ＞は透過電子顕微鏡(ＴＥＭ)像から算出した。まず、基板面に平行な方向の記録層の結晶粒像を透過電子顕微鏡により撮影する。次に得られた写真をスキャナで取り込み、画像のコントラストが観察されるコア部分を結晶粒と定義し、各結晶粒に存在するピクセル数を計算した。ピクセル数とスケールとの換算から、各結晶の面積を求め、得られた各結晶粒の面積と同じ面積の真円の直径として結晶粒径を定義し、個々の結晶粒の粒径Ｄｉを求めた。この計算を３００個程度の結晶粒について行ない、得られた粒子径の算術平均値を平均結晶粒径＜Ｄ＞とした。また、個々の結晶粒の粒径Ｄｉと平均結晶粒径＜Ｄ＞の差分の二乗和を測定した結晶の個数Ｎで割り、その平方根から標準偏差σを求めた。この標準偏差σを平均結晶粒径＜Ｄ＞で除した量σ／＜Ｄ＞を粒径分散と定義した。
【００１５】
上記の垂直記録媒体１００について、エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）の付いた透過電子顕微鏡(ＴＥＭ)により記録層面内の元素濃度分布をマッピングし、平均結晶粒径＜Ｄ＞と粒径分散σ／＜Ｄ＞を評価した。その結果、Ｃｏ−Ｐｔ合金に酸化物の濃度を変えて添加した図４のターゲットを用いた場合、図４に示すような値が得られた。図４に示すいずれの組成のターゲットを用いた場合にも、記録層１０９の結晶粒界でコバルト濃度が低く、かつ図３に示す酸化物を構成する元素の濃度が高く検出された。記録層１０９を単層で形成した試料についてＩＣＰＳ分析をした結果から図４に示すいずれの組成のターゲットを用いた試料でも、記録層１０９の組成はターゲットの組成と概ね一致していた。
【００１６】
Ｃｏ−Ｐｔ合金に、図３に示す酸化物を８ｍｏｌ％添加して形成した記録層の平均結晶粒径＜Ｄ＞は、図５に示すように概ね８．２ｎｍ程度であった。これらの添加した酸化物の融点に対して粒径分散σ／＜Ｄ＞を整理すると、図６に示すように融点の低下と共に粒径分散σ／＜Ｄ＞が小さくなることが明らかになった。特にターゲットＡ０３、Ａ０６からＡ１０、並びにＡ１２からＡ１５を用いた場合、σ／＜Ｄ＞を１８．２％以下に小さくすることが可能であった。
【００１７】
図３に示す酸化物の中で最もσ／＜Ｄ＞を小さくすることができたＯｘ９について、８２ａｔ．％Ｃｏ−１８ａｔ．％Ｐｔ合金に添加する割合を６ｍｏｌ％から１０ｍｏｌ％まで変化させ、ターゲットＡ１２とＡ０９とＡ１３を用いて作製した試料について、平均結晶粒径＜Ｄ＞と粒径分散σ／＜Ｄ＞を比較した。添加する酸化物Ｏｘ９の濃度を増加すると、平均結晶粒径＜Ｄ＞は９．３ｎｍから７．４ｎｍまで減少した。一方、添加する酸化物Ｏｘ９の濃度を増加しても粒径分散σ／＜Ｄ＞はほぼ１６．２％前後で殆ど変化せず、小さな値をとっていた。
【００１８】
さらにＯｘ９の添加濃度を８ｍｏｌ％に固定して、コバルトと白金の割合について図４に示すＡ１４とＡ１５のターゲットを用いて比較した。その結果、１６ａｔ．％から２０ａｔ．％まで白金濃度を変化させてコバルトに対して置換しても平均結晶粒径＜Ｄ＞は８．３ｎｍ程度、粒径分散σ／＜Ｄ＞は１６．２％程度の小さな粒径分散を示した。図４に示すターゲットＡ０１を用いた場合を、ターゲットＡ０３とＡ０６のターゲットを用いた場合と比較すると、平均結晶粒径＜Ｄ＞は概ね８．２ｎｍ前後であり、酸化物の融点に依らず略一定であった。一方、粒径分散σ／＜Ｄ＞は２０．４％から１８．２％以下に低減することができた。前記記録層を作製するのに用いたターゲットＡ０３とＡ０６に含有させた酸化物Ｏｘ３とＯｘ６は共晶組成の酸化物を添加した合金ターゲットである。
【００１９】
以上の結果を纏めると、（１）共晶組成の酸化物をＣｏ−Ｐｔ合金に添加した場合、平均結晶粒径＜Ｄ＞を大きく変化させずに粒径分散σ／＜Ｄ＞を１８．２％以下に小さくすることができ、（２）融点の低い酸化物をＣｏ−Ｐｔ合金に添加し、その添加濃度を変えた場合、粒径分散σ／＜Ｄ＞を変えずに平均結晶粒径＜Ｄ＞を制御でき、（３）白金の濃度を１６ａｔ．％から２０ａｔ．％まで変化させても粒径分散σ／＜Ｄ＞を小さく保てることが明らかになった。
【００２０】
これらの垂直記録媒体をハードディスクドライブに搭載し、６０°Ｃに加熱後、相対湿度８５％の環境下に１週間暴露し、ランダムシークを継続した。その後、相対湿度を５０％まで低減してから室温に戻し、ハードディスクドライブを分解した。取り出したヘッド並びに垂直記録媒体の表面を、エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置付きの走査型電子顕微鏡で表面観察並びに元素のマッピング観察を行なった。その結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められなかった。また、ランダムシークしたヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、マグネシウム、珪素による汚れは元素分析結果から認められなかった。
【００２１】
なお、上記実施例において、基板１０１には厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍのガラス基板を用いたが、厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍのガラス基板でもよく、基板の直径と厚さは限定されない。基板にはクランプするための穴が設けられていても良い。また、軟磁性下地層１０５を形成後にヘリウム等の熱交換用の気体を用いて基板を冷却することは、その後に形成する記録層１０９の粒径分散を低減する上で好ましい。
【００２２】
非磁性中間層１０８を除き、Ａｒガス圧０．７Ｐａの条件で薄膜形成を行なったが、放電ガス圧力は０．７Ｐａに限定されないが、安定して繰り返し放電する圧力を設定する必要がある。非磁性中間層１０７の放電ガス圧力を非磁性中間層１０８よりも低く設定するのは、ｈｃｐ構造をとる非磁性中間層１０７の結晶を膜面の法線方向にｃ軸配向させ、かつ非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にＡｒガス圧を２Ｐａとしたのは、薄膜形成時の自己陰影効果（Self Shadowing effect）により、空間的に結晶粒の分離を促進することによりその上に形成する記録層１０９を構成する結晶粒の空間的な分離を促進するためである。非磁性中間層１０８を形成する際に圧力を高くしすぎると、排気能の低下を起こす場合もあるため、非磁性中間層１０7を形成する際の放電圧力に比べ、相対的に高い圧力を設定することが望ましい。
【００２３】
非磁性下地層１０２として厚さ５ｎｍの５０ａｔ．％Ａｌ−５０ａｔ．％Ｔｉ合金膜を形成したが、高濃度のＴｉを含有していれば金属間化合物を潜在的に作りやすいため、結晶粒が微細化しかつ接着力が高くなるため、アルミニウム（Ａｌ）に換わる元素としてＣｒ、Ｃｏ、Ｎｉ等を置換或いはＡｌと同時に含有させても良い。非磁性下地層１０２の厚さは１０ｎｍよりも厚くすることができるが、厚くしすぎると耐摺動信頼性が劣化する。一方、非磁性下地層１０２を設けない場合には、基板１０１との接着力が低下する。非磁性下地層１０２の厚さを３ｎｍから１０ｎｍ形成すれば、接着力が向上しかつ耐摺動信頼性が向上するので好ましい。
【００２４】
軟磁性層１０３として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成し、非磁性層１０４として厚さ０．７ｎｍのＲｕ膜を形成後、再び軟磁性下地層１０５として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成したのは、軟磁性下地層を反強磁性結合させ、かつ上部記録層の磁化状態が決まった後で軟磁性下地層の残留磁化に起因したノイズを抑制するためである。非磁性層１０４として厚さ０．７ｎｍのＲｕ膜に代わり、Ｒｕ−５０％Ｆｅ合金等、Ｒｕを含んだ合金或いはＲｕを主成分とする合金を用いることも可能である。非磁性層１０４の厚さを０．７ｎｍとしたのは、反強磁性の結合磁界が大きくなるようにするための膜厚設定であり、Ｒｕを含んだ合金或いはＲｕを主成分とする合金を用いる場合、概ねその膜厚として０．５ｎｍから０．８ｎｍを設定することが好ましい。
【００２５】
さらに軟磁性層１０３と１０５の組成は前記の組成に限らず、耐食信頼性が得られる軟磁性合金であれば組成は限定されない。軟磁性層１０３と１０５の各層の残留磁束密度と膜厚の積は略等しく、非磁性層１０４を介して反強磁性結合が可能な大きさであることが好ましいが、軟磁性層１０３と１０５を設けなくても記録層１０９の結晶配向性を向上させることによりσ／＜Ｄ＞を小さくすることは可能である。
【００２６】
非磁性中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を８ｎｍ形成したのは、軟磁性下地層上に形成する非磁性中間層１０７としてｈｃｐ構造をとるＲｕのｃ軸を高配向させるためである。非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にはＡｒガス圧を２Ｐａとしたのは前述した理由による。
【００２７】
図３に示す酸化物の中でＯｘ３とＯｘ６からＯｘ１０で示す組成の融点は、図３の右側に記すように１５４３゜Ｃ以下である。酸化物の組成は図３に示す組成に限定されないが、非特許文献（窯業協会、窯業工学ハンドブック（新版）、昭和４６年２月１５日、技報堂、2046ページ、付図-32.53）のＡｌ２Ｏ３-ＭｇＯ-ＳｉＯ２系状態図で融点が１５００゜Ｃ以下の組成領域を有する酸化物を添加することが望ましい。具体的には、下記６組成により囲まれる酸化物の濃度範囲である。
(1)５ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−３０ｗｔ．％ＭｇＯ−６５ｗｔ．％ＳｉＯ２,（Ｏｘ７の組成）
(2)１２ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−２０ｗｔ．％ＭｇＯ−６８ｗｔ．％ＳｉＯ２
(3)１７ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−１０ｗｔ．％ＭｇＯ−８３ｗｔ．％ＳｉＯ２
(4)１５ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−５ｗｔ．％ＭｇＯ−８０ｗｔ．％ＳｉＯ２
(5)３９ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−１４ｗｔ．％ＭｇＯ−４７ｗｔ．％ＳｉＯ２
(6)２３ｗｔ．％Ａｌ２Ｏ３−３０ｗｔ．％ＭｇＯ−４７ｗｔ．％ＳｉＯ２
酸化物としてＮａ２ＯやＷＯ３を選択して添加した場合には、酸化物を含有した記録層から吸着水に起因して生じたイオンがヘッドと磁気記録媒体の界面に溶出しやすくなるため、耐食信頼性を向上する上で酸化物としてＡｌ２Ｏ３-ＭｇＯ-ＳｉＯ２系を選択することが好ましい。白金の添加量として１６〜２０ａｔ．％となるようにしたのは、２０ａｔ．％よりも白金の濃度を高くすると異方性磁界が大きくなりすぎ、高密度記録する際にオーバーライト性能が劣化するためであり、１６ａｔ．％よりも白金濃度を低くすると所望の媒体の保磁力が得にくくなるためである。
【００２８】
保護層１１０の厚さは薄い方が電磁変換特性上好ましいが、保護層を設けずに潤滑層を形成すると耐摺動性が劣化するので好ましくは３ｎｍから４ｎｍ程度の厚さで形成することが望ましい。
【００２９】
記録層の形成にはＤＣマグネトロンスパッタリング法だけでなく、ＤＣパルススパッタ法、対向ターゲットスパッタ法、高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタ法等の物理蒸着法を用いることも可能である。高周波を用いたスパッタ法による製膜は発熱量が大きいため、粒径分散が大きくなりやすいことから、ＤＣマグネトロンスパッタ法は特に好ましい。
【００３０】
上記実施例の変形例１として、記録層１０９の合金を、更にＣｒを１２ａｔ．％から２０ａｔ．％添加した（７０〜６２ａｔ．％）Ｃｏ−１８ａｔ．％Ｐｔ−（１２〜２０ａｔ．％）Ｃｒ合金とし、添加する酸化物を図３のＯｘ１とＯｘ９を選択して図７に示すターゲットＢ０１を用いて垂直記録媒体を形成した。平均結晶粒径＜Ｄ＞は８．６ｎｍであり、図４のターゲットＡ０１を用いた場合に比べ、平均結晶粒径＜Ｄ＞が若干大きくなった。酸化物として図３に示すＯｘ９を選択した場合、ターゲットＢ０９とＢ１２とＢ１３を用いて形成した垂直記録媒体の記録層（９０〜９４ｍｏｌ％）ＣｏＰｔＣｒ−（１０〜６ｍｏｌ％）Ｏｘ９を比較すると、酸化物Ｏｘ９の添加濃度が減少するに従い、平均結晶粒径＜Ｄ＞が大きくなった。一方、これらの媒体の記録層について測定した粒径分散σ／＜Ｄ＞は概ね１６％台でターゲットＢ０１を用いた場合に比べ小さな分散を示した。
【００３１】
さらに酸化物Ｏｘ９の添加濃度を８ｍｏｌ％に固定し、白金の濃度を１８ａｔ．％に固定して、コバルトとクロムの割合についてＢ１５とＢ１４のターゲットを用いて形成した垂直記録媒体の記録層１０９について比較した。その結果、１２ａｔ．％から２０ａｔ．％まで白金濃度を変化させると平均結晶粒径＜Ｄ＞は７．８ｎｍから８．９ｎｍに増加するものの、粒径分散σ／＜Ｄ＞は１６．２％程度の小さな粒径分散を示すことが明らかになった。
【００３２】
これらの媒体の記録層１０９について、エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）の付いた透過電子顕微鏡(ＴＥＭ)により記録層面内の元素濃度分布をマッピングし粒界の組成揺らぎを調べた。その結果、図７に示すいずれの組成のターゲットを用いた場合にも、記録層１０９の結晶粒界でコバルト濃度が低く、図３に示す酸化物を構成する元素の濃度が高く検出された。
【００３３】
以上の結果を上記実施例と比較する。ターゲットＡ０９とＢ０９、Ａ１２とＢ１２、Ａ１３とＢ１３をそれぞれ比較する。いずれもＣｏにＣｒを１６ａｔ．％添加して置換すると平均結晶粒径＜Ｄ＞は約０．５ｎｍ増加するものの、粒径分散σ／＜Ｄ＞は１６％台の小さな値をとる。一方、ターゲットＡ０１とＢ０１の比較から明らかなように、ＳｉＯ２だけを単独で添加した場合に平均結晶粒径＜Ｄ＞は酸化物としてＯｘ９を選択した場合と同程度にできるが、粒径分散σ／＜Ｄ＞は２０％台と大きくなった。すなわち、酸化物の組成を適切に選択することにより、Ｃｒが添加された合金でもＣｒが添加されていない合金と同様に粒径分散σ／＜Ｄ＞は小さく制御できる。
【００３４】
これらの垂直記録媒体について、上記実施例と同様にハードディスクドライブに搭載して同様の評価を行った結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められず、ランダムシークした磁気ヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、マグネシウム、珪素による汚れは元素分析結果から認められなかった。
【００３５】
次に上記実施例の変形例２の垂直記録媒体３００の断面を図８に示す。基板１０1上に非磁性下地層１０２、非磁性中間層１０６，１０７，１０８、記録層１０９、保護層１１０、潤滑層１１１を有する。変形例１の垂直記録媒体において、軟磁性下地層１０３、非磁性層１０４、軟磁性下地層１０５を形成しなかった構成例である。
【００３６】
基板１０１には厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍのガラス基板を用いた。基板の加熱は行なわず、非磁性中間層１０８を除き、Ａｒガス圧０．７Ｐａの条件でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、以下の薄膜形成を行なった。
【００３７】
非磁性下地層１０２として厚さ５ｎｍの５０ａｔ．％Ａｌ−５０ａｔ．％Ｔｉ合金膜を形成した。さらに、非磁性中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を８ｎｍ、非磁性中間層１０７としてＲｕを８ｎｍ形成した。非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にはＡｒガス圧２Ｐａとした。
【００３８】
さらに、図３に示す酸化物Ｏｘ１あるいはＯｘ９と白金並びにクロムを含有したコバルト基合金を記録層１０９として厚さ１２ｎｍとなるように、図９に示す組成のターゲットを用いて作製した。その後、化学蒸着法にて炭素を主成分とする保護層１１０を厚さ４ｎｍ形成し、大気中に取り出し、パーフルオロポリエーテルを含む潤滑層１１１を形成した。
【００３９】
これらの媒体について、ＴＥＭにより平均結晶粒径＜Ｄ＞と粒径分散σ／＜Ｄ＞を評価した結果、図９に示すような値が得られた。ターゲットＢ１４，Ｂ０９，Ｂ１５を用いて（６２〜７０ａｔ．％）Ｃｏ−１８ａｔ．％Ｐｔ−（２０〜１２）ａｔ．％Ｃｒ合金に酸化物Ｏｘ９の濃度を８ｍｏｌ％添加した記録層１０９についてＴＥＭ観察した結果、平均結晶粒径＜Ｄ＞は８〜９ｎｍでほぼ一定値をとり、粒径分散σ／＜Ｄ＞は１６％台であった。一方、ターゲットＢ１２，Ｂ１３，Ｂ０９を用いて６６ａｔ．％Ｃｏ−１８ａｔ．％Ｐｔ−１６ａｔ．％Ｃｒ合金に酸化物Ｏｘ９の濃度を６〜１０ｍｏｌ％の範囲で添加した記録層１０９についてＴＥＭ観察した結果、平均結晶粒径＜Ｄ＞は７．８〜９．４ｎｍであり、酸化物添加濃度の増加に伴い、平均結晶粒径＜Ｄ＞が減少した。一方、粒径分散σ／＜Ｄ＞は１６％台であり、ＳｉＯ２だけを添加した場合に比べ粒径分散σ／＜Ｄ＞は小さく制御することができた。
【００４０】
さらにこれらの媒体の記録層１０９について、ＥＤＸの付いたＴＥＭを用いて記録層面内の元素濃度分布をマッピングし記録層の粒界について面内方向の組成揺らぎを調べた。その結果、図９に示すいずれの組成のターゲットを用いた記録層１０９でも、記録層１０９の結晶粒界でコバルト濃度が低く、図３に示す酸化物を構成する元素の濃度が高く検出された。
【００４１】
これらの垂直記録媒体について、上記実施例と同様にハードディスクドライブに搭載して同様の評価を行った結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められなかった。また、ランダムシークした磁気ヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、マグネシウム、珪素による汚れは元素分析結果から認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例による垂直記録媒体の構成を示す断面図である。
【図２】記録層のイメージを示す断面図である。
【図３】検討に用いた酸化物の組成と融点の関係を示す図である。
【図４】ターゲット組成と記録層の平均結晶粒径<Ｄ>並びに粒径分散σ／＜Ｄ＞の関係を示す図である。
【図５】平均結晶粒径<Ｄ>とターゲットに添加した酸化物の融点との関係を示す図である。
【図６】粒径分散σ／＜Ｄ＞とターゲットに添加した酸化物の融点との関係を示す図である。
【図７】変形例１のターゲット組成と記録層の平均結晶粒径<Ｄ>並びに粒径分散σ／＜Ｄ＞の関係を示す図である。
【図８】変形例２の垂直記録媒体の構成を示す断面図である。
【図９】変形例２のターゲット組成と記録層の平均結晶粒径<Ｄ>並びに粒径分散σ／＜Ｄ＞の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００…垂直記録媒体、
１０１…基板、
１０２…非磁性下地層、
１０３…軟磁性下地層、
１０４…非磁性層、
１０５…軟磁性下地層、
１０６，１０７，１０８…非磁性中間層、
１０９…記録層、
１１０…保護層、
１１１…潤滑層、
３００…垂直記録媒体、
Ａ…強磁性のコバルトを主成分とする柱状の結晶粒、
Ｂ…結晶粒内に比べコバルト濃度が低い結晶粒界。
【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８】
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【図９】
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