(57)【要約】【課題】  本発明は、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）を高めつつ、電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）を高めることにより、さらなる高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を提供することを目的としている。【解決手段】  本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基板上に少なくとも第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂをこの順に備える垂直磁気記録方式の磁気記録媒体１００において、第１磁気記録層および第２磁気記録層は柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であって、第１磁気記録層および第２磁気記録層の粒界部は、それぞれ複数の種類の酸化物を含有し、第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．１２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．６４の範囲内であることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第１磁気記録層、第２磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録方式の磁気記録媒体において、
前記第１磁気記録層および第２磁気記録層は柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であって、
前記第１磁気記録層および第２磁気記録層の粒界部は、それぞれ複数の種類の酸化物を含有し、
前記第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、
前記第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、
Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．１２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．６４の範囲内であ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磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、
前記第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、
Ａ＋Ｂが１１＜Ａ＋Ｂ＜２７の範囲内である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】
前記第１磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をαｍｏｌ％、
前記第２磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をβｍｏｌ％とすると、
前記含有量の関係はα≦βであることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記複数の種類の酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５から選択された酸化物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径垂直磁気記録媒体にして、１枚あたり１６０ＧＢを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり２５０Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録媒体が提案されている。垂直磁気記録方式は、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は従来の面内記録方式に比べて、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。
【０００４】
垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２垂直磁気記録媒体（非特許文献１参照）が提案されている。これは磁気記録層において柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界（磁性粒子間の非磁性部分）には酸化物を用いることが知られており、例えばＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１つを用いることが提案されている（特許文献１）。
【非特許文献１】T. Oikawa et. al., IEEE Trans. Magn, vol.38, 1976-1978(2002)
【特許文献１】特開２００６−０２４３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性（ＯＷ特性）やＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）などの電磁変換特性の向上、トラック幅の狭小化など様々なものがある。その中でもＳＮＲの向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。かかるＳＮＲの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のためには、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が必要であるが、これとあわせて極小化する磁性粒子の保磁力Ｈｃを向上させる必要がある。
【０００６】
保磁力Ｈｃの向上は、磁性層や下地層などの材質や結晶配向性、膜構成などを最適化することによって行われる。したがって、上記の保磁力ＨｃおよびＳＮＲを向上するためには、磁性粒子の粒径を均一化、微細化し、しかも個々の磁性粒子が磁気的に分断された偏折伏態とすることが望ましい。
【０００７】
ところで、Ｃｏ系垂直磁気記録層、中でもＣｏＰｔ系垂直磁気記録層は、保磁力Ｈｃが高く、逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）をゼロ未満の小さな値とすることができるので熱揺らぎに対する耐性を向上させることができ、また高いＳＮＲが得られるので好適である。この垂直磁気記録層にＣｒ等の元素を含有させることにより、磁性粒子の粒界部分にＣｒを偏析させることができるので、磁性粒子を孤立化させてその交換相互作用を遮断し、高記録密度化に資することができる。
【０００８】
さらに上述のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２型垂直磁気記録媒体では、ＳｉＯ２等の酸化物を添加することにより、ＣｏＰｔのエピタキシャル成長を阻害することなく粒界に酸化物を偏析させることができる。これにより磁性粒子を微細化し、かつ磁性粒子間の孤立化を促進することで、ＳＮＲを向上させることができる。
【０００９】
磁性粒子の微細化や孤立化は、粒界に偏析した酸化物の水平方向（面内方向）の厚みに影響される。酸化物の量を増加させると、高記録密度時のＳＮＲは向上する。一方、酸化物の量を過度に増加させると保磁力Ｈｃおよび垂直磁気異方性が劣化し、熱安定性の劣化やノイズの増大が問題となる。すなわち、粒界に酸化物を含有させることは有効であるが、含有させられる酸化物の量には自ずと上限があり、微細化や孤立化の向上にも限界が見え始めている。
【００１０】
また、高記録密度化のために重要な要素としてさらに、磁気ヘッドによる磁気記録媒体への書き込みやすさ、すなわちＯＷ特性の向上が挙げられる。ＯＷ特性は、保磁力Ｈｃの向上に反比例して低下する。すなわち、保磁力Ｈｃが向上すると高記録密度化が達成できる反面、磁気ヘッドによる書き込みが困難になる傾向にある。これは、磁気記録層の保磁力Ｈｃが向上するにつれ、磁気記録層の磁化が反転しにくくなり、磁気ヘッドによる書き込みの際に強い磁界の印加が必要になるからである。
【００１１】
上述したように、さらなる高記録密度を達成するためには、保磁力Ｈｃを向上させる必要がある。保磁力Ｈｃを向上させるために、磁気記録層の膜厚を厚くする方法が考えられるが、膜厚を厚くすると、ＯＷ特性およびＳＮＲが低下してしまう。
【００１２】
そこで、本願発明者らは、磁気記録層を２層構造とすることで、保磁力Ｈｃを向上させつつＯＷ特性およびＳＮＲをも向上させることを見出した。しかしながら、本願発明者らが、さらに詳細に２層構造の磁気記録層を検討した結果、すべての垂直磁気記録媒体においてＳＮＲが向上しているわけではないことを発見した。
【００１３】
本発明は、磁気記録層が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、２層構造の磁気記録層において静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）を高めつつ、電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）を高めることにより、さらなる高記録密度化を図ることのできる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】
【００１４】
本願発明者らは、上記課題について鋭意検討したところ、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）と電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）は、磁気記録層の垂直方向の膜厚に依存していることに着目した。そして、磁気記録層の膜厚が上記の特性におよぼす影響については、第１磁気記録層の膜厚と第２磁気記録層の膜厚の膜厚比を制御することによって、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）と電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）が共に向上することを見出した。
【００１５】
また、粒界を形成する酸化物についても検討したところ、酸化物が及ぼす影響はその量だけではなく、酸化物の種類によっても影響が異なることに着目した。そして酸化物の種類に依存する影響については、ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化を促進する傾向にあり、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる傾向にあることがわかった。上記酸化物は種類によって特性を有し、所望の性能に応じて選択が可能であるが、その特性は一長一短があり、いずれの酸化物も今後の高記録密度化に対して必ずしも応えられるものではない。
【００１６】
上記事項について発明者らが検討した結果、第１磁気記録層の膜厚と第２磁気記録層の膜厚の膜厚比を制御し、各磁気記録層に複数の酸化物を適切に用いることによって、静磁気特性と電磁変換特性を相殺することなく得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１７】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基板上に少なくとも第１磁気記録層、第２磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録方式の磁気記録媒体において、第１磁気記録層および第２磁気記録層は柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であって、第１磁気記録層および第２磁気記録層の粒界部は、それぞれ複数の種類の酸化物を含有し、第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．１２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．６４の範囲内であることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、複数の酸化物の特性を得ることができ、磁気記録層の磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることにより静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）を高めつつ、電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）を高めることが可能となる。また、第１磁気記録層と第２磁気記録層の膜厚比が上記の範囲内であることにより、垂直磁気記録媒体に求められる、ＯＷ特性が−３０ｄＢ以上、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ以上という基準を達成することができる。これにより、さらなる高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。ここで、ＯＷ特性が−３０ｄＢ以上という基準値は、ＯＷ特性が−３０ｄＢ未満であると磁気記録媒体への書き込みができないということに基づいた値である。また、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ以上という基準値は、データを消失しないために必要な熱揺らぎ耐性を得るために、また、高記録密度化に伴って狭隘化するトラック幅でもデータ保持を可能とするために必要である。
【００１９】
上記の第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、Ａ＋Ｂが１１＜Ａ＋Ｂ＜２７の範囲内であるとよい。
【００２０】
磁性層の総膜厚Ａ＋Ｂが厚くなるにつれ、保磁力Ｈｃは向上する傾向がある。しかし、それに反比例して、ＯＷ特性およびＳＮＲは低下してしまう。したがって、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）と電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）とが相殺されずに、両特性を向上させるためには、Ａ+Ｂが上記範囲内であるとよい。
【００２１】
上記の第１磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をαｍｏｌ％、第２磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をβｍｏｌ％とすると、含有量の関係はα≦βであるとよい。これにより高い保磁力ＨｃおよびＳＮＲを維持したままＯＷ特性を向上できるからである。
【００２２】
上記の複数の種類の酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５から選択されるとよい。酸化物としては、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、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であればよい。特に、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２のいずれをも含んでいることが好ましい。ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化を促進し、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。そしてこれらの酸化物を複合させて磁気記録層の粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる垂直磁気記録媒体によれば、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）を高めつつ、電磁変換特性（特に特にＯＷ特性およびＳＮＲ）を高めることにより、さらなる高記録密度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２５】
図１は本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、基体としてのディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、連続層１２４、媒体保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００２６】
以下に説明するように、本実施形態に示す垂直磁気記録媒体１００は、磁気記録層１２２の第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方に複数の種類の酸化物（以下、「複合酸化物」という。）を含有させることにより、非磁性の粒界に複合酸化物を偏析させている。
【００２７】
ディスク基体１１０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で円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。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ディスク基体１１０を得ることができる。
【００２８】
ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から連続層１２４まで順次成膜を行い、媒体保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明する。
【００２９】
付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。
【００３０】
付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層、ＣｏＷ系非晶質層、ＣｒＷ系非晶質層、ＣｒＴａ系非晶質層、ＣｒＮｂ系非晶質層から選択することができる。中でもＣｏＷ系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層１１２は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばＣｒＴｉ層の上にＣｏＷ層またはＣｒＷ層を形成してもよい。またこれらの付着層１１２は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。
【００３１】
軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層１１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢなどのＣｏ−Ｆｅ系合金、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００３２】
前下地層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方細密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面、または体心立方構造（ｂｃｃ構造）の（１１０）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばｆｃｃ構造としてはＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒ、ｂｃｃ構造としてはＴａを好適に選択することができる。
【００３３】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層２２の配向性を向上させることができる。下地層の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。
【００３４】
下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする。ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶配向性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ｒｕの結晶格子の大きさはＣｏの結晶格子よりも大きいため、Ｒｕの結晶格子を小さくすればＣｏのそれに近づき、Ｃｏのグラニュラー層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
【００３５】
非磁性グラニュラー層１２０は非磁性のグラニュラー層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａのグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。非磁性グラニュラー層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。特にＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、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、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を例示できる。
【００３６】
磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層１２２は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｂとから構成されている。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂは、いずれも非磁性物質としてはＳｉＯ２、ＣｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５等の酸化物や、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物を好適に用いることができる。
【００３７】
さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方において２以上の非磁性物質を複合して用いる。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、特にＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含むことが好ましく、次にいずれかに代えて／加えてＣｒ２Ｏ３を好適に用いることができる。
【００３８】
例えば第１磁気記録層１２２ａは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＣｒ２Ｏ３とＳｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成することができる。非磁性物質であるＣｒおよび複合酸化物は磁性物質であるＣｏの周囲に偏析して粒界を形成し、磁性粒（磁性グレイン）は柱状のグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
【００３９】
また例えば第２磁気記録層１２２ｂは、粒界部に複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成することができる。第２磁気記録層１２２ｂにおいても磁性粒はグラニュラー構造を形成した。
【００４０】
上記の第１磁気記録層１２２ａの膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚をＢｎｍとすると、Ａ／（Ａ＋Ｂ）は０．１２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．６４の範囲内であることが好ましい。これにより、垂直磁気記録媒体に求められる、ＯＷ特性が−３０ｄＢ以上、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ以上という基準を達成し、さらなる高記録密度化がなされた垂直磁気記録媒体を得ることができる。ＯＷ特性が−３０ｄＢ以上という基準値は、ＯＷ特性が−３０ｄＢ未満であると磁気記録媒体への書き込みができないということに基づいた値である。また、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ以上という基準値は、データを消失しないために必要な熱揺らぎ耐性を得るために、また、高記録密度化に伴って狭隘化するトラック幅でもデータ保持を可能とするために必要である。
【００４１】
また、上記の第１磁気記録層の膜厚と第２磁気記録層の膜厚との総膜厚Ａ＋Ｂは、１１＜Ａ＋Ｂ＜２７の範囲内であることが好ましい。磁性層の総膜厚Ａ＋Ｂが厚くなるにつれ、保磁力Ｈｃは向上するが、それに反比例して、ＯＷ特性およびＳＮＲは低下してしまう。したがって、Ａ+Ｂが上記範囲内であると、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）と電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）とが相殺されずに、両特性が共に向上する。
【００４２】
上述したように、第１磁気記録層および第２磁気記録層の粒界部は、それぞれ複数の種類の酸化物を含有している。そして第１磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をαｍｏｌ％、第２磁気記録層に含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量をβｍｏｌ％とすると、含有量の関係はα≦βとなっている。
【００４３】
これにより、膜厚が薄くてもグラニュラーの柱状構造を形成することができる。すなわち非磁性グラニュラー層１２０のグラニュラー構造から継続してＣｏ結晶をエピタキシャル成長させるとき、第１磁気記録層１２２ａの方が第２磁気記録層１２２ｂよりも酸化物が少ない場合には、第１磁気記録層１２２ａの方が結晶粒子が大きいために柱状構造を形成しやすい。そして、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｂの小さな結晶粒子が成長することにより、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｂの微細化を図ることができる。したがって膜厚が薄い段階から高い結晶配向性と微細化の向上を得ることができ、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【００４４】
連続層１２４はグラニュラー構造を有する磁気記録層１２２の上に、面内方向に磁気的に連続した層（連続層とも呼ばれる）である。連続層１２４は必ずしも必要ではないが、これを設けることにより磁気記録層１２２の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、逆磁区核形成磁界Ｈｎの向上、耐熱揺らぎ特性の改善、ＯＷ特性の改善を図ることができる。
【００４５】
なお連続層１２４として、単一の層ではなく、高い垂直磁気異方性かつ高い飽和磁化ＭＳを示す薄膜（連続層）を形成するＣＧＣ構造（Coupled Granular Continuous）としてもよい。なおＣＧＣ構造は、グラニュラー構造を有する磁気記録層と、ＰｄやＰｔなどの非磁性物質からなる薄膜のカップリング制御層と、ＣｏＢとＰｄとの薄膜を積層した交互積層膜からなる交換エネルギー制御層とから構成することができる。
【００４６】
媒体保護層１２６は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成することができる。媒体保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。
【００４７】
潤滑層１２８は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。
【００４８】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができる。以下に、実施例と比較例を用いて本発明の有効性について説明する。
【００４９】
（実施例と評価）
ディスク基体１１０上に、真空引きを行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Ａｒ雰囲気中で、付着層１１２から連続層１２４まで順次成膜を行った。付着層１１２は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＣｒＦｅＢとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。下地層１１８は、第１下地層１１８ａは高圧Ａｒ下でＲｕを成膜し、第２下地層１１８ｂは低圧Ａｒ下でＲｕを成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。第１磁気記録層１２２ａは粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＣｒ２Ｏ３とＳｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層１２２ｂは、粒界部に複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。連続層１２４の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層１２６はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１２８はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００５０】
図２は、実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚およびその膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）、総膜厚Ａ＋Ｂと、保磁力Ｈｃ、ＯＷ特性、ＳＮＲの数値を示す図である。各実施例および比較例における第１磁気記録層の膜厚Ａおよび第２磁気記録層の膜厚Ｂ、磁気記録層の総膜厚Ａ＋Ｂ、その比であるＡ／（Ａ＋Ｂ）、各種パラメータの数値は、図２に示す通りである。ここで、ＯＷ特性はその数値の絶対値が大きいほど性能が優れている。
【００５１】
図２において系列１は第１磁気記録層１２２ａの膜厚を２．９ｎｍに固定して第２磁気記録層１２２ｂの膜厚を変化させている。系列２は、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚を系列１でＯＷ特性が良好であったときの９．７ｎｍに固定して、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を変化させている。このとき、プロット番号１５において保磁力Ｈｃが、プロット番号１３においてＳＮＲが最大値を示したため、プロット番号１４は保磁力ＨｃおよびＳＮＲの両特性を最もバランスよく備えていると考えた。したがって、系列３は第１磁気記録層１２２ａの膜厚をプロット番号１４と同様の６．９ｎｍに固定して、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚を変化させている。
【００５２】
なお、図２において、実施例および比較例のいずれにおいても、第１磁気記録層１２２ａに含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量αを５ｍｏｌ％、第２磁気記録層１２２ｂに含まれる複数の種類の酸化物の全体の含有量βを１０ｍｏｌ％としている。また、αとβの比を、α：β＝１：２〜１：１の範囲で組成を変更して実験した場合においても、上記の各種パラメータの数値は図２と同様の傾向を示す。なお、かかる値は例示にすぎず、これに限定されるものではない。
【００５３】
図２を参照すると、すべての系列において、総膜厚Ａ＋Ｂが大きくなるにつれ、それにほぼ反比例するようにＯＷ特性の絶対値は低下する。このことから、総膜厚Ａ＋Ｂが小さいほど、磁気ヘッドによる磁気記録媒体への書き込みやすさであるＯＷ特性が向上することがわかる。
【００５４】
また、図２より、すべての系列において保磁力Ｈｃにはピーク（最大値）が存在し、総膜厚Ａ＋Ｂが大きくなりすぎると保磁力Ｈｃは低下する傾向があることがわかる。そして、系列２において、比較例１および３は要求される保磁力Ｈｃを満たしていないことから、総膜厚Ａ＋Ｂは１１ｎｍ＜Ａ＋Ｂ＜２７ｎｍの範囲内であるとよいことがわかる。
【００５５】
図３は、実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と保磁力ＨｃおよびＯＷ特性の関係を示す図である。
【００５６】
図３（ａ）は、系列１における磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と保磁力ＨｃおよびＯＷ特性の関係を示す図である。第１磁気記録層１２２ａの膜厚Ａを２．９ｎｍ一定とし、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚Ｂを９．７ｎｍから増加させた結果、実施例１および比較例１のいずれにおいても、保磁力Ｈｃは要求されている値である４０００Ｏｅを上回っている。また、ＯＷ特性においては、実施例１のＡ／（Ａ＋Ｂ）が０．２３のときに、ＯＷ特性の絶対値が最大値である−４８．９ｄＢとなる。しかし、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．１２以下である比較例１においては、ＯＷ特性の絶対値は要求されている値である−３０ｄＢを下回ってしまう。
【００５７】
上記の結果を踏まえ、系列２においては、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚Ｂを、系列１においてＯＷ特性の絶対値が最大値であったときの膜厚Ｂの値９．７ｎｍで一定とし、第１磁気記録層１２２ａの膜厚Ａを変化させ、保磁力ＨｃおよびＯＷ特性を測定した。図３（ｂ）は、系列２における磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と保磁力ＨｃおよびＯＷ特性の関係を示す図である。図３（ｂ）では、実施例２および比較例２、比較例３のいずれにおいてもＯＷ特性の絶対値は要求されている値である−３０ｄＢを上回っている。
【００５８】
また図３（ｂ）より、系列２の保磁力Ｈｃは、比較例２において要求されている値である４０００Ｏｅを下回っている。このことから、保磁力Ｈｃにおいても、Ａ／（Ａ＋Ｂ）は０．１２より大きい必要があることがわかる。そして、保磁力Ｈｃは、実施例２の範囲において要求されている値である４０００Ｏｅという基準を満たし、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．４〜０．５付近においてピークとなる。その後Ａ／（Ａ＋Ｂ）が増すにつれて値は低下していき、比較例３の範囲において、保磁力Ｈｃは４０００Ｏｅ未満となる。このことから、膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が増大しすぎるとＯＷ特性だけでなく保磁力Ｈｃも低下するため、Ａ／（Ａ＋Ｂ）は０．６４未満であるとよいことがわかる。
【００５９】
上記の結果を踏まえ、第１磁気記録層１２２ａの膜厚Ａを、系列２において保磁力Ｈｃのピーク付近の膜厚Ａの値６．９ｎｍで一定とし、第２磁気記録層１２２ｂの膜厚Ｂを９．７ｎｍから増加させ、保磁力ＨｃおよびＯＷ特性を測定した（系列３）。図３（ｃ）は、系列３における磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と保磁力ＨｃおよびＯＷ特性の関係を示す図である。図３（ｃ）に示すように、実施例３は保磁力ＨｃおよびＯＷ特性のいずれもが要求されている基準を満たしている。
【００６０】
図４は、実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）とＳＮＲの関係を示す図である。図４に示すように、膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が増大しすぎるとＳＮＲは低下してしまう。
【００６１】
以上の結果から、第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、その膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）を０．１２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．６４の範囲内とすることにより、静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）と電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）との相殺を回避することができる。したがって静磁気特性（特に保磁力Ｈｃ）を高めつつ、電磁変換特性（特にＯＷ特性およびＳＮＲ）を高めることができ、さらなる高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【００６２】
また、第１磁気記録層の膜厚をＡｎｍ、第２磁気記録層の膜厚をＢｎｍとすると、その総膜厚Ａ＋Ｂを１１ｎｍ＜Ａ＋Ｂ＜２７ｎｍの範囲内とすることが好ましい。総膜厚Ａ＋Ｂが厚すぎるとＯＷ特性が低下してしまうためであり、薄すぎると十分な保磁力Ｈｃが得られないためである。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚および総膜厚Ａ＋Ｂ、その膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と、保磁力Ｈｃ、ＯＷ特性、ＳＮＲの数値を示す図である。
【図３】実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）と保磁力ＨｃおよびＯＷ特性の関係を示す図である。
【図４】実施例及び比較例における、磁気記録層の膜厚比Ａ／（Ａ＋Ｂ）とＳＮＲの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…垂直磁気記録媒体、１１０…ディスク基体、１１２…付着層、１１４…軟磁性層、１１４ａ…第１軟磁性層、１１４ｂ…スペーサ層、１１４ｃ…第２軟磁性層、１１６…前下地層、１１８…下地層、１１８ａ…第１下地層、１１８ｂ…第２下地層、１２０…非磁性グラニュラー層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２４…連続層、１２６…媒体保護層、１２８…潤滑層
【図１】
2009245480.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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