(57)【要約】【課題】高密度記録が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供する。【解決手段】磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する下地層１３、六方細密充填結晶構造を有Ｃｏ、ＣｏＣｒ、およびＣｏＣｒを主成分とするＣｏＣｒ合金からなる群のうち、いずれか１種から選択される第１中間層１４、六方細密充填結晶構造を有する第２中間層１５、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の磁性粒子を含み、該磁性粒子が互いに離隔されてなるグラニュラ構造の磁性層１６、保護膜１８、および潤滑層１９が順次堆積された構成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる下地層と、
前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる第１の中間層と、
前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む第２の中間層と、
前記第２の中間層上に、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の磁性粒子を含み、該磁性粒子が互いに離隔されてなる磁性層とを備える磁気記録媒体。
【請求項２】
前記磁性層は、磁性粒子同士が基板面に平行な方向に空間あるいは非磁性材料よって離隔して形成されてな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】
前記下地層は、Ｂ２結晶構造を有する材料が、ＡｌＣｏ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｌＲｕ、ＡｇＭｇ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＣｏＦｅ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴｉ、ＣｏＺｒ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＮｉＡｌ、ＮｉＦｅ、ＮｉＴｉ、ＡｌＲｕＮｉ、およびＡｌ2ＦｅＭｎ2からなる群のうちいずれか１種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】
前記第１の中間層は、Ｃｏ、または６３原子％以上でかつ１００原子％未満の範囲のＣｏを含むＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ合金からなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第２の中間層は、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ4（Ｘ4は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群のうち１種を含む。）からなる結晶粒子を含み、該結晶粒子同士が互いに離隔して形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第２の中間層と前記磁性層との間に、該第２の中間層側から、他の磁性層および非磁性結合層とをさらに備え、
前記磁性層と他の磁性層とが非磁性結合層を介して反強磁性的に交換結合することを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記他の磁性層は、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の他の磁性粒子と、該他の磁性粒子の周囲を取囲む酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料の他の非固溶相とを含むことを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料を堆積して下地層を形成する工程と、
前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる材料を堆積して第１の中間層を形成する工程と、
前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む材料を堆積して第２の中間層を形成する工程と、
前記第２の中間層上に、強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料とを同時にスパッタして磁性層を形成する工程とを備える磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記磁性層を形成する工程はＤＣスパッタ法を用いることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
磁気ヘッドを備えた記録再生手段と、請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面内磁気記録方式の磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置の大容量化に対する市場の需要は非常に高く、磁気記憶装置の小型化と相まって、超高密度記録の実現が要求されている。垂直磁気記録方式では、現在主流の面内記録方式よりも原理的に記録密度が向上可能であるといわれている。垂直磁気記録方式の磁気記憶装置は量産が開始されているが、信頼性に対する不安や設備投資、量産コスト等の面から本格的な量産にはリスクが大きいため、面内記録方式の磁気記録密度のさらなる向上を期待する声も多い。
【０００３】
面内記録方式の記録密度の伸び悩みの理由の一つに、記録容易性の確保の問題と、ＣｏＣｒＰｔＢ合金のような合金記録層を有する磁気記録媒体の信号対雑音比（ＳＮ比）の改善の難しさがある。記録容易性の問題はヘッド磁界不足に起因するが、記録層を構成する磁性粒子の反転磁界をヘッド磁界以下に抑制することができないためである。
【０００４】
反転磁界はおよそ磁性粒子の異方性磁界Ｈkに比例し、異方性磁界Ｈkは２Ｋu／Ｍsで示すことができる。ここでＫuは記録層の結晶磁気異方性定数、Ｍsは飽和磁化である。磁気記録媒体のＳＮ比は磁性粒子を微細化することで改善される。しかし、磁性粒子の微細化に伴い、熱擾乱により残留磁化の大きさが経時的に低下する割合が増加する。その対策として結晶磁気異方性定数Ｋuを増加する必要がある。
【０００５】
さらに、合金記録層の材料の観点からは、磁性粒子の粒径微細化および非磁性材料の偏析のため、非磁性材料の含有率を増加する方がよい。しかし、磁性粒子の核の部分の飽和磁化Ｍsが低下するため、上式から異方性磁界Ｈkが増加する。したがって、合金記録層を採用した磁気記録媒体では、高記録密度化に伴って反転磁界が増大する傾向にあるため記録容易性の確保が困難になる。
【０００６】
ところで、記録層として非磁性母材中に基板面に対して垂直方向に成長した磁性粒子が基板面に平行な方向に分布した構造を有する磁気記録媒体、いわゆるグラニュラ媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。グラニュラ媒体は、記録層の磁性粒子が非磁性母材により離隔されており、磁性粒子と非磁性母材とが互いに固溶しない性質を利用しているため、磁性粒子自体の組成の制御が容易であるという特徴を有する。すなわち、従来の合金記録層のように、粒径微細化および非磁性材料の偏析のために、磁性粒子の非磁性材料の含有率を増加する必要がないため、飽和磁化Ｍsの低下に伴う反転磁界Ｈ0の増加を回避できる。したがって、飽和磁化を維持しつつ媒体ノイズを低減可能となり、ＳＮ比の良好な磁気記録媒体の実現が期待される。
【特許文献１】特開２００１−５６９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のグラニュラ媒体では、十分な面内保磁力（基板面に平行な方向の保磁力。）および面内配向性（磁性粒子の磁化容易軸が基板面に平行な方向に配向する程度を示す。）を両立することが困難であり、記録密度をさらに向上することが難しくなっている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、記録密度の向上が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供することである。具体的な本発明の目的は、高保磁力でかつ面内配向性が良好な磁気記録媒体、その製造方法およびその磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、前記基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる下地層と、前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる第１の中間層と、前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む第２の中間層と、前記第２の中間層上に、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の磁性粒子を含み、該磁性粒子が互いに離隔されてなる磁性層とを備える磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明によれば、いわゆるグラニュラ構造の磁性層の下地として、体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる下地層と、六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる第１の中間層と、六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む第２の中間層とを積層することで、六方細密充填結晶構造を有する磁性粒子のｃ軸の面内配向性を高めると共に面内保磁力が増加する。したがって、グラニュラ構造の磁性層の特徴である優れた信号対雑音比（ＳＮ比）を有すると共に、面内保磁力を向上し、面内配向性を高めることができる。その結果、記録密度の向上が可能な磁気記録媒体を提供できる。なお、本願明細書において、面内保磁力は基板面に平行な方向の保磁力であり、面内配向性は、磁性層の磁性粒子のｃ軸（磁化容易軸）が基板面に平行な方向に配向する程度を示す。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料を堆積して下地層を形成する工程と、前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる材料を堆積して第１の中間層を形成する工程と、前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む材料を堆積して第２の中間層を形成する工程と、前記第２の中間層上に、強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料とを同時にスパッタして磁性層を形成する工程とを備える磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、グラニュラ構造の磁性層の特長である優れた信号対雑音比（ＳＮ比）を有すると共に、面内保磁力を向上し、面内配向性を高めた磁気記録媒体が製造できる。
【００１３】
本発明のその他の観点によれば、磁気ヘッドを備えた記録再生手段と、上記いずれかの磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置が提供される。
【００１４】
本発明によれば、磁気記録媒体の面内保磁力が高くかつ面内配向性が良好であり、ＳＮ比も良好であるので、磁気記憶装置の高記録密度化が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、グラニュラ構造の磁性層の下地として体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる下地層と、六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる第１の中間層と、六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む第２の中間層を形成することで記録密度の向上が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る第１例の磁気記録媒体の断面図である。図１を参照するに、第１例の磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、第２中間層１５、磁性層１６、保護膜１８、および潤滑層１９が順に積層された構成からなる。
【００１８】
基板１１は、特に制限はなく、ガラス基板、ＮｉＰめっきアルミニウム合金基板、シリコン基板、プラスチック基板、セラミックス基板、カーボン基板等を用いることができる。
【００１９】
なお、基板１１の表面に、記録方向（磁気記録媒体１０が磁気ディスクの場合は周方向に相当する。）に沿った多数の溝からなるテクスチャ（例えば、機械的テクスチャ）が形成されてもよい。このようなテクスチャにより、磁性層１６のｃ軸（磁化容易軸）を記録方向に配向させることができる。その結果、磁気記録媒体１０の磁気特性が向上し、さらに、記録再生特性、例えば再生出力や分解能が向上する。テクスチャは基板１１の表面の代わりに、後述するシード層１２の表面に形成されてもよい。
【００２０】
シード層１２は非晶質状態の非磁性合金材料からなる。シード層１２は、後述するように、下地層１３の結晶粒子の粒径微細化が特に優れている点で、ＣｏＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＰ、およびこれらの合金を主成分とする３元系以上の合金等から選択されることが好ましい。また、シード層１２の膜厚は５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。シード層１２は、非晶質状態のため、その表面が結晶学的に一様であるため、基板表面に下地層１３を直接形成する場合よりも、下地層１３に結晶学的な異方性を与えることを回避する。そのため、下地層１３がそれ自体の結晶構造を形成し易くなり、結晶性および結晶配向性が向上する。さらに、下地層１３の上にエピタキシャル成長する、第１中間層１４、第２中間層１５、および磁性層１６の結晶性および結晶配向性が向上する。これにより、磁性層１６磁性粒子のｃ軸の面内配向性および面内保磁力が向上し、その結果、記録再生特性が向上する。
【００２１】
さらにシード層１２は非晶質状態のため、下地層１３の結晶粒子を微細化し、さらに、結晶粒子の粒径分散を狭小化することができる。これらは、第１中間層１４および第２中間層１５を介して磁性層１６の磁性粒子の粒径微細化および粒径分散の狭小化をもたらし、信号対雑音比（ＳＮ比）を向上させる。なお、このようにシード層１２は設けることが好ましいが、必須ではない。
【００２２】
下地層１３は、体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる。下地層１３は、体心立方結晶構造を有する材料として、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、およびＣｒ−Ｘ1合金（Ｘ1は、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ｍｎ、およびＴｉからなる群のうち１種を含む。）から選択されることが好ましい。
【００２３】
また、下地層１３は、Ｂ２結晶構造を有する材料として、ＡｌＣｏ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｌＲｕ、ＡｇＭｇ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＣｏＦｅ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴｉ、ＣｏＺｒ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＮｉＡｌ、ＮｉＦｅ、ＮｉＴｉ、ＡｌＲｕＮｉ、およびＡｌ2ＦｅＭｎ2から選択されることが好ましい。下地層１３は、六方細密充填結晶構造を有する第１中間層１４および第２中間層１５のｃ軸を基板面に対して平行に配向させ、さらにその上の磁性層１６のｃ軸を基板面に平行に配向させて、面内配向性を向上させる。なお、以下では説明の便宜のため、「磁性層１６の磁性粒子のｃ軸」を特に断らない限り「磁性層１６のｃ軸」と称する。
【００２４】
また、下地層１３はＡｌＲｕ膜であることが好ましい。ＡｌＲｕ膜を下地層１３として、この上に、次に説明する第１中間層１４および第２中間層１５を堆積することで、磁性層１６のｃ軸の面内配向性が極めて良好となる。
【００２５】
なお、下地層１３の膜厚は特に限定されないが、磁性層１６の面内配向性を十分に向上させる点で３ｎｍ以上に設定されることが好ましく、かつ、磁性層１６の磁性粒子が過度に肥大化することを回避するために、３０ｎｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。
【００２６】
第１中間層１４は、六方細密充填結晶構造を有するＣｏおよびＣｏ合金からなる。第１中間層１４に好適なＣｏ合金は、Ｃｏ−Ｘ2（Ｘ2は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、およびＲｕからなる群のうち１種を含む。）が挙げられる。第１中間層１４は磁性層１６のｃ軸の面内配向性をいっそう向上する。すなわち、第１中間層１４は、下地層１３が有する面内配向性向上の効果を相乗的に高めて磁性層１６のｃ軸の面内配向性をいっそう向上させる。
【００２７】
さらに、基板１１あるいはシード層１２にテクスチャを形成した場合は、テクスチャの効果と下地層１３および第１中間層１４の効果とが相まって、テクスチャの形成方向、つまり記録方向への磁性層１６のｃ軸の配向性が極めて良好となる。
【００２８】
また、第１中間層１４は、Ｃｏ（純Ｃｏ）、Ｃｏを主成分とする（Ｃｏの含有量が６３原子％以上でかつ１００原子％未満を意味する。）ＣｏＣｒおよびＣｏＣｒ合金（ＣｏＣｒ−Ｘ3（Ｘ3は、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、およびＲｕからなる群のうち１種を含む。））のいずれかからなることが好ましい。Ｃｏ含有量が６３原子％未満では、磁性層１６のｃ軸の面内配向性が悪化する傾向となる。また、第１中間層１４は、ＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ合金はＣｏ含有量が多いほど磁性層１６のｃ軸の面内配向性が良好となる。第１中間層１４のＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ合金は、特に、極めて面内配向性が良好である点で、Ｃｏ含有量が９０原子％以上であることがとりわけ好ましい。さらに、第１中間層１４が純Ｃｏからなる場合、磁性層１６のｃ軸の面内配向性が極めて高い。
【００２９】
第１中間層１４の膜厚は、０．５ｎｍ以上に設定されることが好ましい。後ほど実施例において説明するが、０．５ｎｍ以上の膜厚の第１中間層１４を設けることで、これを設けない場合よりも垂直保磁力Ｈcpと面内保磁力Ｈciとの比Ｈcp／Ｈci（以下、比Ｈcp／Ｈciを「保磁力比」と称する。）が急激に低下する。これは、磁性層１６のｃ軸の面内配向性が向上したことを意味する。また、第１中間層１４が強磁性を有する場合は、その膜厚が過度に厚いときはノイズ発生源となり、磁気記録媒体１０のＳＮ比に影響する。このため、第１中間層１４の膜厚の上限は３．０ｎｍ以下に設定されることが好ましい。
【００３０】
第２中間層１５は、六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ−Ｘ4（Ｘ4は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群のうち１種を含む。）からなる。第２中間層１５がＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4からなる場合は、結晶粒子同士が互いに密接した連続膜でもよく、あるいは、結晶粒子同士が面内方向に空間によって互いに離隔された構造体（いわゆるグラニュラ構造体）でもよい。第２中間層１５がグラニュラ構造体である場合は、磁性層１６の磁性粒子がＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4の結晶粒子の上にエピタキシャル成長するので、磁性粒子同士が互いに離隔される。その結果、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低減されて媒体ノイズが低減される。
【００３１】
また、第２中間層１５は、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4と、これらに固溶しない酸化物、窒化物、あるいは炭化物（以下、「酸化物等」と略称する。）からなる構成としてもよい。この場合、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4の結晶粒子は、基板面に垂直方向に成長し、結晶粒子の周りを酸化物等からなる非固溶相が囲む構造が形成される。これにより、磁性層１６の磁性粒子がＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4の結晶粒子の上にエピタキシャル成長するので、磁性粒子同士が互いに離隔される。その結果、上述した理由と同様の理由により媒体ノイズが低減される。酸化物等としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の酸化物や、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、Ｍｇ3Ｎ2等の窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ等の炭化物が挙げられる。ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4は、非磁性材料であるので、磁性層１６に磁気的な影響を全く与えず、媒体ノイズをいっそう低減することができる。このような第２中間層１５は、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4からなるスパッタターゲットと、酸化物等からなるスパッタターゲットを同時にスパッタすることで形成される。なお、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4と酸化物等との混合材料のスパッタターゲットを用いてもよい。
【００３２】
第２中間層１５の成膜条件、あるいはＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4と酸化物等との含有量の割合によっては、結晶粒子間に酸化物等がほとんど存在せず空間が形成される場合もある。この空間は、略真空状態か、成膜中の不活性ガスや空気が存在するものと推察される。
【００３３】
また、第２中間層１５の膜厚は１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定されることが好ましく、さらに、この範囲において薄い方が好ましい。特に、第１中間層１４が純Ｃｏからなる場合は、後に説明する実施例によれば、第２中間層１５の膜厚は１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定することが好ましく、とりわけ保磁力比が良好である点で１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３４】
また、第１中間層１４がＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ合金の場合は、第２中間層１５の膜厚は磁性層１６の保磁力を３ｋＯｅ以上とすることができる点で、５ｎｍ〜３０ｎｍに設定することが特に好ましい。
【００３５】
さらに、第２中間層１５がＲｕまたはＲｕ−Ｘ4からなりグラニュラ構造を有する場合、あるいはＲｕまたはＲｕ−Ｘ4と、上記酸化物等からなるグラニュラ構造を有する場合は、第２中間層１５の下地として、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ4からなり、結晶粒子が互いに接する多結晶体の中間連続膜（不図示）を形成することが好ましい。中間連続膜の結晶粒子が第２中間層１５の結晶粒子の成長核となるため、第２中間層１５の結晶粒子の初期成長段階の結晶性が良好となり、その結晶粒子全体の結晶性および結晶配向性がいっそう良好となる。
【００３６】
磁性層１６は、多数の磁性粒子と、磁性粒子を取囲み、磁性粒子同士を面内方向に離隔する非磁性材料からなる非固溶相から構成される。磁性粒子は柱状構造を有し、基板面に対して略垂直方向に延びている。すなわち、磁性層１６は、各々の磁性粒子が非固溶相に囲まれ、隣接する磁性粒子同士は非固溶相により離隔して配置される。このようなグラニュラ構造は、スパッタ法等により自己組織的に形成される。なお、一つの磁性粒子は、その全体が単結晶領域からなることが好ましいが、複数の単結晶領域を有してもよく、結晶粒界や結晶欠陥を有していてもよい。
【００３７】
磁性粒子は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料から選択される。ＣｏＣｒＰｔ合金として、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、およびＣｕからなる群のうち少なくとも１種を含む。）が挙げられる。磁性粒子を構成する強磁性材料は六方細密充填結晶構造を有するので、第２中間層１５との格子整合性が良好であり、磁性粒子のｃ軸が第２中間層１５のｃ軸と平行になるように磁性粒子が形成される。したがって、磁性粒子はそのｃ軸が基板面に平行に配向する。
【００３８】
磁性粒子の強磁性材料が上述したＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる場合は、強磁性材料当たりのＣｏ含有量が５０原子％〜８０原子％、Ｐｔ含有量が１５原子％〜３０原子％、Ｍ濃度が０原子％よりも多くかつ２０原子％以下、残りがＣｒ含有量となるように設定する。このようにＰｔ含有量を従来の面内磁気記録媒体と比較して多く設定することにより、異方性磁界を増加して面内保磁力を高めることができ、高記録密度化が可能となる。
【００３９】
非固溶相は、各々、磁性粒子を形成する強磁性材料と固溶しない、あるいは化合物を形成しない非磁性材料から構成される。このような非磁性材料としては、上述した酸化物等が挙げられる。このような固溶相により磁性粒子を互いに物理的に離隔できる。したがって、磁性粒子間に働く磁気的相互作用が低減され、その結果、媒体ノイズを低減し、良好なＳＮ比を確保できる。
【００４０】
磁性層１６の非固溶相の含有量は、磁性層１６全体を１００原子％とすると、５原子％〜１５原子％の範囲に設定されることが好ましい。非固溶相の含有量が５原子％を切ると、磁性粒子同士が結合し易くなり、磁性粒子間を十分に離隔することができなくなる。また、非固溶相の含有量が１５原子％を超えると、磁性粒子の割合が低下するので、再生出力が低下する傾向となる。なお、非固溶相の含有量は、Ｙ＝ＭY／（ＭX＋ＭY）×１００（原子％）と表される。ここで、ＭXは磁性層１６の磁性粒子を構成する原子の原子数、ＭYは磁性層１６の非固溶相を構成する原子の原子数である。
【００４１】
磁性層１６の膜厚は、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定され、面内保磁力がより高い点で１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００４２】
保護膜１８は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜１５ｎｍであり、アモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、および酸化アルミニウム等から選択される材料により構成される。なお、保護膜１８はその材料に特に制限はない。
【００４３】
潤滑層１９は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜５ｎｍのパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などにより構成される。潤滑剤としては、例えば、末端基が−ＯＨやピペロニル基等からなるパーフルオロポリエーテルを用いることができる。なお、潤滑層１９は、保護膜１８の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。
【００４４】
以上説明したように、第１例の磁気記録媒体１０は、下地層１３および第１中間層１４によりグラニュラ構造の磁性層１６のｃ軸の面内配向性を高め、さらに第２中間層１５により磁性層１６の面内保磁力が高まる。したがって、グラニュラ構造の磁性層１６の特長である良好なＳＮ比を有しつつ、磁性層１６の面内配向性を高め、かつ面内保磁力を向上することができる。その結果、記録密度の向上が可能な磁気記録媒体１０を提供できる。
【００４５】
次に、図１を参照しつつ、第１の実施の形態に係る第１例の磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【００４６】
最初に、基板１１の表面を洗浄・乾燥後、基板１１を加熱処理する。基板１１の加熱処理は、真空雰囲気でヒータ等により基板を所定の温度、例えば１５０℃に加熱する。なお、加熱処理の前に、基板表面にテクスチャ処理してもよい。テクスチャ処理は、基板１１が円板状の場合、周方向に沿って多数の溝を形成する機械的テクスチャ処理が挙げられる。このようなテクスチャを形成することで、磁性層１６のｃ軸を周方向に配向させることができる。
【００４７】
次いで、スパッタ装置を用いて上述した材料からなるスパッタターゲットを使用して、シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、および第２中間層１５を順に形成する。具体的には、ＤＣ（直流）マグネトロン法により成膜室内をＡｒガス雰囲気で圧力０．６７Ｐａに設定する。シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、および第２中間層１５を成膜する。なお、スパッタ装置は成膜前に予め１０-7Ｐａまで排気し、その後Ａｒガス等の雰囲気ガスを供給することが好ましい。
【００４８】
第２中間層１５の材料として、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ4を用いる場合は、成膜室内の圧力を０．６７Ｐａ以上に設定することが好ましい。この場合、圧力の上限は特に制限されないが、第２中間層１５の表面粗さの過度の増加を抑制する点で８Ｐａ以下に設定することが好ましく、さらに４Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）以下に設定することが好ましい。これにより、結晶粒子間には空間が形成され、結晶粒子同士が離隔された構造が形成される。これにより、第２中間層１５を構成する結晶粒子が互いに離隔するように形成される。なお、ＤＣマグネトロン法の代わりに、ＲＦ（交流）マグネトロン法を用いてもよい。
【００４９】
なお、第２中間層１５の材料として、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4と、上述した酸化物等からなるグラニュラ構造体を形成する場合は、次に説明する磁性層１６と略同様にして形成する。
【００５０】
次いで、第２中間層１５上にスパッタ装置を用いて、上述した強磁性材料と非磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて磁性層１６を形成する。具体的には、ＤＣスパッタ法、例えばＤＣマグネトロン法により、上述した磁性材料と非磁性材料を複合化したスパッタターゲットを用い、不活性ガス雰囲気で圧力を０．６７Ｐａ〜８Ｐａの範囲に設定して例えば５００Ｗの投入電力で磁性層１６を成膜する。ＤＣスパッタ法を用いることで従来の磁気記録媒体の成膜装置をそのまま利用できるので設備コストを削減できる。また、ＤＣスパッタ法はＲＦスパッタ法に比べてスパッタレートが高いため、成膜速度をより大きく設定可能なため、所望の膜厚の磁性層１６をより短時間で形成でき、ひいては、磁気記録媒体の生産効率を向上できる。なお、このようにＤＣスパッタ法を用いることが好ましいが、ＲＦスパッタ法を用いても磁性層１６を成膜してもよい。
【００５１】
なお、磁性層１６の形成は、磁性材料のスパッタターゲットと、非磁性材料のスパッタターゲットを用いて、これらのスパッタターゲットを同時にスパッタしてもよい。
【００５２】
次いで、磁性層１６上に、スパッタ法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ）法等を用いて保護膜１８を形成する。
【００５３】
なお、上述したシード層１２を形成する工程から保護膜１８を形成する工程までは、工程間は真空あるいは不活性ガス雰囲気に保持することが好ましい。これにより、成膜した各層の表面の清浄性を保持できる。
【００５４】
次いで、保護膜１８の表面に潤滑層１９を形成する。潤滑層１９は、浸漬法、スピンコート法等を用いて、潤滑剤を溶媒で希釈した希釈溶液を塗布する。以上により、本実施の形態に係る磁気記録媒体１０が形成される。
【００５５】
この製造方法では、グラニュラ構造の磁性層１６の特長である優れた信号対雑音比（ＳＮ比）を有すると共に、面内保磁力を向上し、面内配向性を高めた磁気記録媒体１０が製造できる。特に、グラニュラ構造の磁性層１６をＤＣスパッタ法により形成できる。このため、シード層１２から保護膜１８までの各層をＤＣスパッタ法により形成できる。
【００５６】
また、第２中間層１５の材料としてＲｕまたはＲｕ−Ｘ4を用いる場合、成膜室内の圧力を上記の所定の圧力に設定して形成することで、結晶粒子同士が空間によって離隔される。これによりグラニュラ構造体の第２中間層１５が形成される。
【００５７】
また、基板１１の加熱処理はシード層１２の形成前にのみ行えばよく、磁性層１６の形成前に行う必要がない。これにより、加熱処理用の真空チャンバーを省略できるため、連続成膜スパッタ装置の真空チャンバーを減らすことで、設備コストを低減できる。あるいは加熱処理用の真空チャンバーの代わりに成膜用の真空チャンバーのスペースが得られるので磁気記録媒体の層数の冗長度が拡大する。
【００５８】
（第２例の磁気記録媒体）
次に第１の実施の形態に係る第２例の磁気記録媒体を説明する。第２例の磁気記録媒体は、図１に示す第１例の磁気記録媒体の変形例である。
【００５９】
図２は、第１の実施の形態に係る第２例の磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
図２を参照するに、第２例の磁気記録媒体２０は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、第２中間層１５、第１磁性層２１、非磁性結合層２２、第２磁性層１６、保護膜１８、および潤滑層１９が順次堆積された構成からなる。磁気記録媒体２０は、第１磁性層２１の磁化と第２磁性層１６の磁化とが非磁性結合層２２を介して反強磁性的に結合し、外部磁界が印加されない状態で互いに向きが逆になっている。第１磁性層２１、非磁性結合層２２、および第２磁性層１６からなる積層体は記録層として機能し、それ以外は図１に示す第１例の磁気記録媒体１０と同様に構成される。なお、第２磁性層１６は、図１に示す第１例の磁気記録媒体１０の磁性層１６と同様の構成を有するので、同じ符号（"１６"）を付している。
【００６１】
第１磁性層２１および第２磁性層１６は、上述した図１に示す第１例の磁気記録媒体１０の磁性層１６と同様の材料から構成され、グラニュラ構造を有する。第１磁性層２１をグラニュラ構造の磁性層とすることで、第２中間層１５を構成する結晶粒子上に第１磁性層２１の磁性粒子がエピタキシャル成長し、さらにその上に非磁性結合層２２を介して第２磁性層１６の磁性粒子１６がエピタキシャル成長する。したがって、下地層１３および第１中間層１４によりもたらされる良好な面内配向性が第１磁性層２１および第２磁性層１６に引き継がれる。
【００６２】
また、第１磁性層２１はＣｒ偏析構造を有する合金磁性層でもよい。この場合、第１磁性層２１は、ＣｏＣｒおよびＣｏＣｒ合金のいずれかの強磁性材料からなる。第１磁性層２１に好適なＣｏＣｒ合金としては、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、およびＣｕからなる群のうち１種を含む。）が挙げられる。この場合、第１磁性層２１は磁性粒子同士が接する多結晶体を形成しているが、第１磁性層２１の磁性粒子は、第２中間層１５を構成する結晶粒子上にエピタキシャル成長するので、第１磁性層２１の磁性粒子は第２中間層１５の結晶粒子の配置を非磁性結合層２２を介して第２磁性層１６の磁性粒子に引き継ぐことができる。なお、第２中間層１５がグラニュラ構造を有する場合は、第２中間層１５の結晶粒子の離隔的配置の影響で、第１磁性層２１の磁性粒子が、その粒界の一部が切れて空間が形成されていてもよい。
【００６３】
先の図１に示す第１例の磁気記録媒体１０では、下地層１３、第１中間層１４、および第２中間層１５の積層体が磁性層１６にｃ軸の良好な面内配向性をもたらしたが、第２例の磁気記録媒体２０でも第１磁性層２１および非磁性結合層２２を介して第２磁性層１６にｃ軸の良好な面内配向性をもたらすことができる。
【００６４】
非磁性結合層２２は、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等から選択される。これらのうち、Ｒｈ、Ｉｒは面心立方結晶構造を有するのに対しＲｕは六方細密充填結晶構造を有する。非磁性結合層２２は、その上に形成される第２磁性層１６が六方細密充填結晶構造を有する場合、ＲｕあるいはＲｕ系合金であることが好ましい。Ｒｕ系合金としてはＲｕ−Ｘ5（Ｘ5はＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち１種を含む。）が挙げられる。また、非磁性結合層２２の厚さは０．４ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定される。この範囲に非磁性結合層２２の厚さを設定することで、非磁性結合層２２を介して第１磁性層２１と第２磁性層１６とが反強磁性的に交換結合する。
【００６５】
第１磁性層２１の膜厚は、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定され、良好な記録再生特性が得られ、かつ第２磁性層１６との間に十分大きな交換結合磁界を形成する点で、１．５ｎｍ〜３．０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。また、第２磁性層１６の膜厚は、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定され、面内保磁力がより高い点で１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。第１磁性層２１の膜厚は、第２磁性層１６の膜厚よりも小さく設定されることが好ましい。これにより、再生出力を確保すると共に、第１磁性層２１、非磁性中間層２２、および第２磁性層１６からなる積層体全体の膜厚の増加を抑制できる。
【００６６】
次に、図２を参照しつつ、第１の実施の形態に係る第２例の磁気記録媒体の製造方法を説明する。第２例の磁気記録媒体２０は、第１例の磁気記録媒体と略同様の製造方法により形成する。
【００６７】
最初に、基板１１の表面の洗浄から、第２中間層１５までの形成を第１例の磁気記録媒体と同様の製造方法により行う。
【００６８】
次いで、第１磁性層２１が、上述した合金磁性層からなる場合は、不活性雰囲気中でＤＣスパッタ法によりＣｏ、ＣｏＣｒ、およびＣｏＣｒ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて成膜する。この場合、第１磁性層２１の形成に先立って、例えば２１０℃の基板加熱処理を行ってもよい。また、第１磁性層２１が、グラニュラ構造体の場合は、第１例の磁性層と同様の条件で形成する。
【００６９】
次いで、非磁性結合層２２を例えばＲｕからなるスパッタターゲットを用いてＤＣスパッタ法により例えば０．７ｎｍ形成し、さらに、第２磁性層１６、保護膜１８、および潤滑層１９を第１例の磁気記録媒体と同様の方法で形成する。以上により第２例の磁気記録媒体２０が形成される。
【００７０】
以上説明したように、第２例の磁気記録媒体２０は、第１磁性層２１および第２磁性層１６が反強磁性的に交換結合しているので、残留磁化の熱安定性が高まり、記録された磁化の磁化量の低下が抑制される。したがって、磁気記録媒体２０は、第１例の磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに長期信頼性に優れている。
【００７１】
（第３例の磁気記録媒体）
次に第１の実施の形態に係る第３例の磁気記録媒体を説明する。第３例の磁気記録媒体は、図１に示す第１例の磁気記録媒体の変形例である。
【００７２】
図３は、第１の実施の形態に係る第３例の磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００７３】
図３を参照するに、第３例の磁気記録媒体３０は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、第２中間層１５、磁性層１６、合金磁性層３１、保護膜１８、および潤滑層１９が順次堆積された構成からなる。磁気記録媒体３０は、磁性層１６上に、金属強磁性材料からなる合金磁性層３１が設けられている以外は図１に示す第１例の磁気記録媒体と同様である。磁性層１６と合金磁性層３１とは強磁性的に結合しており、磁性層１６と合金磁性層３１とが略一体化して記録層として機能する。
【００７４】
合金磁性層３１はＣｏＣｒＰｔ合金からなる。ＣｏＣｒＰｔ合金として、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、およびＣｕからなる群のうち少なくとも１種を含む。）が挙げられる。合金磁性層３１は磁性粒子（結晶粒子）が互いに接した多結晶体である。これにより、磁性層１６の有する磁気異方性および低ノイズ構造と、合金磁性層３１の粒子間の交換結合を適切に組み合わせて利用できるため、磁性層１６および合金磁性層３１からなる記録層の残留磁化の熱安定性を維持したまま、記録過程における反転磁界強度を抑制できる。したがって、より小さな記録磁界強度によって記録可能となり（記録容易性の向上）、オーバーライト特性が向上し、ひいてはＳＮ比が向上する。
【００７５】
また、磁性層１６は磁性粒子と非固溶層からなるグラニュラ構造を有するため、磁性粒子と非固溶層との成長速度等の違いにより表面に微小な凹凸が形成され易く、磁性層１６の表面性が悪化し易い。しかし、磁性層１６の表面に合金磁性層３１を堆積することで表面性の悪化を抑制できる。
【００７６】
また、合金磁性層３１の磁性粒子は六方細密充填結晶構造を有する。したがって、合金磁性層３１は磁性層１６の磁性粒子との格子整合性が良好であるので、合金磁性層３１の結晶性および結晶配向性が良好となり、記録再生特性が向上する。
【００７７】
合金磁性層３１の飽和磁束密度は、磁性層１６の飽和磁束密度よりも大きく設定することが好ましい。これにより再生出力を維持しつつ磁性層１６および合金磁性層３１からなる記録層全体の膜厚の低減が図れるため、オーバーライト特性等の記録性能が向上する。合金磁性層３１の膜厚は、反磁界強度および表面粗さの低減の点で、１ｎｍ以上であることが好ましく、媒体ノイズの低減の点で１０ｎｍ以下が好ましい。さらに、反磁界強度の低減と媒体ノイズの低減をよりいっそう両立させる点では、３ｎｍ〜５ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００７８】
以上説明したように、第３例の磁気記録媒体３０は、第１例の磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに、グラニュラ構造の磁性層１６上に合金磁性層３１が設けられているので、磁性層１６および合金磁性層３１からなる記録層の残留磁化の熱安定性を維持したまま、記録過程における反転磁界強度を抑制できる。その結果、記録容易性が向上し、ＳＮ比が向上する。
【００７９】
（第４例の磁気記録媒体）
次に第１の実施の形態に係る第４例の磁気記録媒体を説明する。第４例の磁気記録媒体は、図２に示す第２例の磁気記録媒体２０に、図３に示す第３例の磁気記録媒体３０の合金磁性層３１を組み合わせた例である。
【００８０】
図４は、第１の実施の形態に係る第４例の磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図４を参照するに、第４例の磁気記録媒体３５は、基板１１と、基板１１上に、シード層１２、下地層１３、第１中間層１４、第２中間層１５、第１磁性層２１、非磁性結合層２２、第２磁性層１６、合金磁性層３１、保護膜１８、および潤滑層１９が順次堆積された構成からなる。磁気記録媒体３５は、第２磁性層１６上に、金属強磁性材料からなる合金磁性層３１が設けられている以外は図２に示す第２例の磁気記録媒体２０と同様である。第２磁性層１６と合金磁性層３１とは強磁性的に結合しており、磁性層１６と合金磁性層３１とが略一体化して記録層として機能する。合金磁性層３１は、第３例の磁気記録媒体と同様の材料および膜厚から選択され、その作用も第３例の合金磁性層と同様である。
【００８２】
したがって、第４例の磁気記録媒体３５は、第２例の磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに、グラニュラ構造の第２磁性層１６上に合金磁性層３１が設けられているので、第１磁性層２１、非磁性結合層２２、第２磁性層１６、および合金磁性層３１からなる記録層の残留磁化の熱安定性を維持したまま、記録過程における反転磁界強度を抑制できる。その結果、記録容易性が向上し、ＳＮ比が向上する。
【００８３】
以下、第１の実施の形態に係る実施例１〜９を説明する。実施例１〜９のそれぞれの磁気記録媒体の構成は、上述した第１例の磁気記録媒体の構成と同様である。
【００８４】
［実施例１および比較例１］
図５は、実施例１および比較例１の磁気ディスクの層構成と磁気特性を示す図である。図５中、各膜の組成は原子％で示している。ただし、磁性層のスパッタターゲット材料の（ＣｏＣｒＰｔ20）90−（ＳｉＯ2）10の表記は、ＣｏＣｒＰｔ20が強磁性材料の組成（強磁性材料中のＰｔ含有量が強磁性材料全体に対して２０原子％であることを示す。）を示し、ＳｉＯ2が非磁性材料の組成を化学式で示し、さらに、ＣｏＣｒＰｔ20が９０原子％、ＳｉＯ2が１０原子％で含まれていることを示す。なお、保護膜の記載は省略している。
【００８５】
また、面内保磁力は、基板面に平行な面内でかつ周方向に測定磁界を印加してカー回転角を測定した場合の保磁力である。また、保磁力比は、垂直保磁力Ｈｃｐと面内保磁力とのＨｃｉとの比Ｈｃｐ／Ｈｃｉであり、この値が小さいほど面内配向性が良好であり好ましいことを示している。垂直保磁力Ｈｃｐは、基板面に垂直な方向に測定磁界を印加してカー回転角を測定した場合の保磁力である。
【００８６】
図５に示す実施例１（実施例１−１〜１−３）および比較例１（比較例１−１〜１−６）の磁気ディスクを以下のようにして形成した。
【００８７】
最初に、表面に機械的テクスチャが形成されたガラス基板を洗浄後、真空雰囲気で基板を１５０℃に加熱し、次いで対向型のＤＣマグネトロンスパッタ装置により、シード層、下地層、第１中間層、第２中間層、磁性層、および保護膜（カーボン膜）を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタ装置の成膜室にアルゴンガスを供給し、アルゴンガス雰囲気下、Ｒｕ膜の成膜工程以外は圧力を０．６７Ｐａに設定し、図５に示す各層の材料のターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ法によりスパッタした。Ｒｕ膜の成膜工程では、４Ｐａに設定した。なお、図５の各層の欄において"−"はその層を形成しなかったことを示している。また、各層の材料はターゲットの材料組成を示しており、各元素の含有量を原子％で示している。
【００８８】
また、各層の膜厚は、ＣｒＴｉ膜が２５ｎｍ、ＡｌＲｕ膜が２０ｎｍ、ＣｒＭｏＴｉ膜が６ｎｍ、Ｃｏ90Ｃｒ10膜が１．５ｎｍ、Ｒｕ膜が３０ｎｍ、（ＣｏＣｒＰｔ20）90−（ＳｉＯ2）10膜が１５ｎｍ、カーボン膜が４．５ｎｍである。
【００８９】
実施例１−１は、比較例１−１の構成に対して第２中間層のＲｕ膜を追加した構成を有する。実施例１−１は、比較例１−１よりも約３倍の面内保磁力を有し、保磁力比が略同等となっている。すなわち、第２中間層としてＲｕ膜を形成することにより面内配向性を維持しつつ面内保磁力が増加することが分かる。
【００９０】
実施例１−２は、比較例１−２の構成に対して第２中間層のＲｕ膜を追加した構成を有する。実施例１−２は、比較例１−２よりも約３倍の面内保磁力を有し、保磁力比が略同等となっている。実施例１−２によれば、第２中間層としてＲｕ膜を用いることにより面内配向性を維持しつつ面内保磁力が増加し、実施例１−１と同様の結果が得られている。
【００９１】
なお、比較例１−３は、比較例１−２に対してＣｏ90Ｃｒ10膜を省略した構成を有するが、面内保磁力および保磁力比は比較例１−２と略同等となっている。このことからも、高保磁力化には第２中間層のＲｕ膜が必要であることが分かる。
【００９２】
また、実施例１−２は、比較例１−４の構成に対して第１中間層のＣｏ90Ｃｒ10膜を追加した構成を有する。実施例１−２は、比較例１−４よりも面内保磁力が増加し、かつ保磁力比が低減され、すなわち、面内配向性が向上している。このことから、第１中間層のＣｏ90Ｃｒ10膜がＲｕ膜の結晶性および（０００１）面の結晶配向性を向上させ、その結果、磁性層の磁性粒子の結晶性およびｃ軸の面内配向性を向上させていることが分かる。
【００９３】
実施例１−３は、実施例１−２の下地層のＣｒＭｏＴｉ膜の代わりにＡｌＲｕ膜を形成した構成を有する。実施例１−３は、実施例１−２よりも保磁力比が約１／３に低減されており、極めて面内配向性が良好である。一方、実施例１−３の面内保磁力は、実施例１−２と略同等である。したがって、下地層としてＡｌＲｕ膜を設けることで、面内保磁力を維持しつつ面内配向性を極めて高めることができる。
【００９４】
また、実施例１−３は、比較例１−５に対して第１中間層のＣｏ90Ｃｒ10膜を追加した構成を有する。実施例１−３は、比較例１−５よりも面内保磁力が高く、かつ面内配向性が良好である。このことから、第１中間層のＣｏ90Ｃｒ10膜がＲｕ膜の（０００１）面の結晶配向性および結晶性を向上させ、その結果、磁性層の磁性粒子の結晶性およびｃ軸の面内配向性を向上させていることが分かる。
【００９５】
さらにまた、実施例１−３は、比較例１−６に対して第２中間層のＲｕ膜を追加した構成を有する。実施例１−３は、比較例１−６よりも約４倍の面内保磁力を有し、保磁力比が略同等となっている。したがって、実施例１−３によれば、第２中間層としてＲｕ膜を用いることにより面内配向性を維持しつつ面内保磁力が増加することが分かる。また、実施例１−３と実施例１−２とを比較すると下地層材料が異なるが、第２中間層のＲｕ膜の効果は同等であることが分かる。
【００９６】
［実施例２および比較例２］
図６は、実施例２および比較例２の磁気ディスクの層構成と磁気特性を示す図である。
【００９７】
図６を参照するに、実施例２および比較例２は、磁性層のスパッタターゲット材料の組成に（ＣｏＣｒＰｔ25）90−（ＳｉＯ2）10を用いた以外は実施例１および比較例１の形成条件および層構成と同様である。実施例２および比較例２の層構成は、磁性層以外は、実施例２−１〜実施例２−３、比較例２−１〜比較例２−６のそれぞれが図５に示す実施例１−１〜１−３、比較例１−１〜１−６のそれぞれと同様である。実施例２においても比較例２に対して実施例１と同様の効果が得られている。
【００９８】
［実施例３および４］
実施例３および４はそれぞれ磁性層の膜厚を１０ｎｍ〜３０ｎｍに異ならせ磁気ディスクを形成し、実施例１と同様の方法で、実施例３および４の磁気ディスクの面内保磁力および保磁力比を測定した。
【００９９】
実施例３の磁気ディスクの層構成は、基板側から順に、シード層：ＣｒＴｉ膜（２５ｎｍ）、下地層：ＡｌＲｕ膜（２０ｎｍ）およびＣｒＭｏＴｉ膜（６ｎｍ）、第１中間層：Ｃｏ90Ｃｒ10膜（１．５ｎｍ）、第２中間層：Ｒｕ膜（３０ｎｍ）、磁性層：（ＣｏＣｒＰｔ20）90−（ＳｉＯ2）10膜（１５ｎｍ）、保護膜：カーボン膜（４．５ｎｍ）である。また、実施例４は磁性層が（ＣｏＣｒＰｔ25）90−（ＳｉＯ2）10膜である以外は実施例３と同様である。また、実施例３および４の形成条件は実施例１の形成条件と同様に設定した。なお、上記括弧内は膜厚を示し、以下の実施例および比較例でも同様に表記する。
【０１００】
図７Ａは、実施例３および４の磁気ディスクの面内保磁力と磁性層膜厚との関係を示す図、図７Ｂは、実施例３および４の磁気ディスクの保磁力比と磁性層膜厚との関係を示す図である。
【０１０１】
図７Ａおよび図７Ｂを参照するに、実施例３および４は、磁性層の膜厚が１５ｎｍ付近で保磁力が最大値を示しており、保磁力が大きい点で１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましいことが分かる。また、磁性層の膜厚が増加するにつれて磁性粒子の粒径が増加して媒体ノイズを増加させることが予想されるので、媒体ノイズを低減する点でも磁性層の膜厚は１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【０１０２】
また、保磁力比は、磁性層の膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲で十分低減されているが、この範囲のうち膜厚が小さい方が好ましい結果になっている。したがって、良好な面内保磁力および保磁力比が両立する点で、磁性層の膜厚が１０ｎｍ〜２０ｎｍに設定されることが好ましい。
【０１０３】
［実施例５］
実施例５は、第１中間層を純Ｃｏ膜、それ以外は実施例３と同様の層構成とし、第１中間層の純Ｃｏ膜の膜厚を０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲で０．５ｎｍごとに異ならせた磁気ディスクを形成した。実施例５の形成条件は、実施例１の形成条件と同様に設定した。
【０１０４】
図８Ａは、実施例５の磁気ディスクの面内保磁力とＣｏ膜の膜厚との関係を示す図、図８Ｂは実施例５の磁気ディスクの保磁力比とＣｏ膜の膜厚との関係を示す図である。
【０１０５】
図８Ａおよび図８Ｂを参照するに、第１中間層のＣｏ膜の膜厚が０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲で、面内保磁力および保磁力比が良好であり略一定となっている。すなわち、Ｃｏ膜の膜厚が０．５ｎｍ以上では面内保磁力が十分に高く、かつ面内配向性が良好であることが分かる。さらに、Ｃｏ膜の膜厚が２ｎｍを超えても面内保磁力が十分に高く、かつ面内配向性が良好であることが期待される。
【０１０６】
［実施例６］
実施例６は、実施例５の層構成で、第１中間層の純Ｃｏ膜の膜厚を１．５ｎｍに設定して、第２中間層のＲｕ膜の膜厚を１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲で異ならせた磁気ディスクを形成した。また、実施例６との比較のため、比較例３として、Ｒｕ膜を設けない以外は実施例６と同じ層構成の磁気ディスクを形成した。
【０１０７】
図９Ａは、実施例６の磁気ディスクの面内保磁力とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図、図９Ｂは実施例６の磁気ディスクの保磁力比とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図である。なお、比較例３の面内保磁力および保磁力比は、それぞれ図９Ａおよび図９ＢにＲｕ膜の膜厚を０ｎｍとして示している。
【０１０８】
図９Ａを参照するに、Ｒｕ膜厚が１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲で、Ｒｕ膜を形成しない場合に比べて面内保磁力が増加する傾向であることが分かる。特に、Ｒｕ膜厚が１ｎｍでＲｕ膜を形成しない場合よりも面内保磁力が急激に増加している。
【０１０９】
また、図９Ｂを参照するに、保磁力比はＲｕ膜の膜厚が１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲で十分な保磁力比を示している。特に、保磁力比はＲｕ膜の膜厚が薄い方が良好であり、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で特に良好である。したがって、実施例６によれば、Ｒｕ膜の膜厚は１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定されることが好ましく、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることがさらに好ましいことが分かる。
【０１１０】
［実施例７］
実施例７は、第１中間層をＣｏ90Ｃｒ10膜として膜厚を０．５ｎｍ〜３ｎｍの範囲で異ならせた磁気ディスクを形成した。また、実施例７との比較のため、比較例４として、Ｃｏ90Ｃｒ10膜を設けない以外は、実施例７と同じ層構成の磁気ディスクを形成した。
【０１１１】
実施例７の磁気ディスクの層構成は、磁性層以外は実施例３と同様である。磁性層は（ＣｏＣｒＰｔ20）90−（ＳｉＯ2）10膜（１５ｎｍ）である。
【０１１２】
図１０Ａは、実施例７の磁気ディスクの面内保磁力とＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚との関係を示す図、図１０Ｂは、実施例７の磁気ディスクの面内保磁力とＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚との関係を示す図である。なお、比較例４の面内保磁力および保磁力比は、それぞれ図１０Ａおよび図１０ＢにＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚を０ｎｍとして示している。
【０１１３】
図１０Ａおよび図１０Ｂを参照するに、第１中間層のＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚が０．５ｎｍ〜３．０ｎｍの範囲で、面内保磁力および保磁力比が略一定となっている。すなわち、Ｃｏ90Ｃｒ10膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であれば面内保磁力が十分に高く、かつ面内配向性が良好であることが分かる。さらに、Ｃｏ90Ｃｒ10膜の膜厚が３ｎｍを超えても面内保磁力が十分に高く、かつ面内配向性が良好であることが期待される。
【０１１４】
［実施例８および実施例９］
実施例８および９は、実施例３と同様の構成を有し、第２中間層のＲｕ膜の形成工程での圧力を異ならせた磁気ディスクを形成した。実施例８は０．６７Ｐａ、実施例９は４Ｐａに設定した。他の形成条件は、実施例１と同様の条件に設定した。
【０１１５】
図１１は、実施例８および実施例９の磁気ディスクの面内保磁力と磁性層の膜厚との関係を示す図である。
【０１１６】
図１１を参照するに、実施例８よりも実施例９の方が磁性層の膜厚が１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内で極めて大きい面内保磁力を示している。すなわちＲｕ膜の成膜時の圧力が磁気記録媒体の面内保磁力が増加する点で０．６７Ｐａよりも４Ｐａの方が好ましい。
【０１１７】
発明者のさらなる検討によれば、圧力が高い方が磁気記録媒体の面内保磁力が増加ため、圧力は高い方が好ましいが、Ｒｕ膜の成膜時の圧力は、０．６５５Ｐａ〜８Ｐａの範囲に設定されることが好ましく、高保磁力の点で４Ｐａ〜８Ｐａの範囲に設定されることがさらに好ましいことが確認されている。
【０１１８】
（第２の実施の形態）
本発明の実施の形態は、第２の実施の形態に係る磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に関するものである。
【０１１９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図１２を参照するに、磁気記憶装置５０は大略ハウジング５１からなる。ハウジング５１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ５２、ハブ５２に固定され回転される磁気記録媒体５３、アクチュエータユニット５４、アクチュエータユニット５４に取り付けられ磁気記録媒体５３の半径方向に移動されるアーム５５およびサスペンション５６、サスペンション５６に支持された磁気ヘッド５８が設けられている。磁気ヘッド５８は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、またはＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）等の再生ヘッドと誘導型の記録ヘッドとの複合型ヘッドからなる。この磁気記憶装置５０の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。
【０１２０】
磁気記録媒体５３は、例えば第１の実施の形態に係る第１例〜第４例のいずれかに係る磁気記録媒体である。磁気記録媒体５３は、ＳＮ比が良好であり、さらに記録層の面内保磁力が高く、かつ面内配向性が良好であるので、磁気記憶装置５０の高記録密度化を図ることが可能である。
【０１２１】
なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置５０の基本構成は、図１２に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド５８は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。
【０１２２】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２３】
例えば、上記第２の実施の形態では、磁気記録媒体は磁気ディスクを例として説明したが磁気テープでもよい。磁気テープにはディスク状の基板の代わりにテープ状の基板、例えば、テープ状のＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いる。
【０１２４】
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）  基板と、
前記基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料からなる下地層と、
前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる第１の中間層と、
前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む第２の中間層と、
前記第２の中間層上に、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の磁性粒子を含み、該磁性粒子が互いに離隔されてなる磁性層とを備える磁気記録媒体。
（付記２）  前記磁性層は、磁性粒子同士が基板面に平行な方向に空間あるいは非磁性材料よって離隔して形成されてなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３）  前記磁性層は、磁性粒子の周囲を取囲む酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料の非固溶相を含むことを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記４）  前記磁性層は、磁性粒子がＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料からなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記５）  前記下地層は、体心立方結晶構造を有する材料がＣｒまたはＣｒ合金であることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記６）  前記下地層は、Ｂ２結晶構造を有する材料が、ＡｌＣｏ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｌＲｕ、ＡｇＭｇ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＣｏＦｅ、ＣｏＨｆ、ＣｏＴｉ、ＣｏＺｒ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＮｉＡｌ、ＮｉＦｅ、ＮｉＴｉ、ＡｌＲｕＮｉ、およびＡｌ2ＦｅＭｎ2からなる群のうちいずれか１種であることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記７）  前記第１の中間層は、Ｃｏ、または６３原子％以上でかつ１００原子％未満の範囲のＣｏを含むＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ合金からなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記８）  前記第２の中間層は、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ4（Ｘ4は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群のうち１種を含む。）からなる結晶粒子を含み、該結晶粒子同士が互いに離隔して形成されてなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記９）  前記第２の中間層は、結晶粒子を取囲む酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料を含むことを特徴とする付記８記載の磁気記録媒体。
（付記１０）  前記第２の中間層の下側に接して、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ4（Ｘ4は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群のうち１種を含む。）からなる他の結晶粒子を含み、該他の結晶粒子同士が互いに接してなる中間連続膜をさらに有することを特徴とする付記８または９記載の磁気記録媒体。
（付記１１）  前記磁性層上に、ＣｏＣｒＰｔ合金からなるその他の磁性層をさらに備えることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記１２）  前記第２の中間層と前記磁性層との間に、該第２の中間層側から、他の磁性層および非磁性結合層とをさらに備え、
前記磁性層と他の磁性層とが非磁性結合層を介して反強磁性的に交換結合することを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記１３）  前記他の磁性層は、基板面に対して略平行方向に磁化容易軸を有する六方細密充填結晶構造を有する複数の他の磁性粒子と、該他の磁性粒子の周囲を取囲む酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料の他の非固溶相とを含むことを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体。
（付記１４）  前記他の磁性層上に、ＣｏＣｒＰｔ合金からなるその他の磁性層をさらに備えることを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体。
（付記１５）  前記基板と下地層との間に、非晶質状態の非磁性合金材料からなるシード層をさらに備えることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記１６）  基板上に体心立方結晶構造あるいはＢ２結晶構造を有する材料を堆積して下地層を形成する工程と、
前記下地層上に六方細密充填結晶構造を有し、ＣｏあるいはＣｏ合金からなる材料を堆積して第１の中間層を形成する工程と、
前記第１の中間層上に六方細密充填結晶構造を有する、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＲｕ合金からなる群のうち１種を含む材料を堆積して第２の中間層を形成する工程と、
前記第２の中間層上に、強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料とを同時にスパッタして磁性層を形成する工程とを備える磁気記録媒体の製造方法。
（付記１７）  前記磁性層を形成する工程はＤＣスパッタ法を用いることを特徴とする付記１６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１８）  前記第２の中間層を形成する工程は、圧力を０．６７Ｐａ〜８Ｐａの範囲に設定し、ＲｕあるいはＲｕ合金材料をスパッタすることを特徴とする付記１６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１９）  前記第２の中間層を形成する工程は、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ4（Ｘ4は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群のうち１種を含む。）と、酸化物、窒化物、および炭化物からなる群のうちいずれか１種からなる非磁性材料とを同時にスパッタすることを特徴とする付記１６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記２０）  磁気ヘッドを備えた記録再生手段と、付記１記載の磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１例の磁気記録媒体の断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る第２例の磁気記録媒体の断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る第３例の磁気記録媒体の断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る第４例の磁気記録媒体の断面図である。
【図５】実施例１および比較例１の磁気ディスクの層構成と磁気特性を示す図である。
【図６】実施例２および比較例２の磁気ディスクの層構成と磁気特性を示す図である。
【図７Ａ】実施例３および４の磁気ディスクの面内保磁力と磁性層膜厚との関係を示す図である。
【図７Ｂ】実施例３および４の磁気ディスクの保磁力比と磁性層膜厚との関係を示す図である。
【図８Ａ】実施例５の磁気ディスクの面内保磁力とＣｏ膜の膜厚との関係を示す図である。
【図８Ｂ】実施例５の磁気ディスクの保磁力比とＣｏ膜の膜厚との関係を示す図である。
【図９Ａ】実施例６の磁気ディスクの面内保磁力とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図である。
【図９Ｂ】実施例６の磁気ディスクの保磁力比とＲｕ膜の膜厚との関係を示す図である。
【図１０Ａ】実施例７の磁気ディスクの面内保磁力とＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚との関係を示す図である。
【図１０Ｂ】実施例７の磁気ディスクの保磁力比とＣｏ90Ｃｒ10膜の膜厚との関係を示す図である。
【図１１】実施例８および実施例９の磁気ディスクの面内保磁力と磁性層の膜厚との関係を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０，２０，３０，３５，５３    磁気記録媒体
１１    基板
１２    シード層
１３    下地層
１４    第１中間層
１５    第２中間層
１６    磁性層
１８    保護膜
１９    潤滑層
２１    第１磁性層
２２    非磁性結合層
３１    合金磁性層
５０    磁気記憶装置
【図１】
2007257679.tif 000003
【図２】
2007257679.tif 000004
【図３】
2007257679.tif 000005
【図４】
2007257679.tif 000006
【図５】
2007257679.tif 000007
【図６】
2007257679.tif 000008
【図７Ａ】
2007257679.tif 000009
【図７Ｂ】
2007257679.tif 000010
【図８Ａ】
2007257679.tif 000011
【図８Ｂ】
2007257679.tif 000012
【図９Ａ】
2007257679.tif 000013
【図９Ｂ】
2007257679.tif 000014
【図１０Ａ】
2007257679.tif 000015
【図１０Ｂ】
2007257679.tif 000016
【図１１】
2007257679.tif 000017
【図１２】
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