(57)【要約】【課題】  磁気記録層に形成される境界の非磁性粒の密度を高めることで、粒界部を薄く形成したとしても高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持し、高記録密度化を図ることを目的とする。【解決手段】  磁気記録層２２として、少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部２２ｄが形成されたグラニュラー構造の強磁性層を有する、本発明の垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録ディスク１００は、粒界部に析出される酸化物の絶縁抵抗が、１．３×１０１〜３×１０１３Ωｍであることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録層として、少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部が形成されたグラニュラー構造の強磁性層を有する垂直磁気記録媒体であって、
前記粒界部に析出される酸化物の絶縁抵抗は、１．３×１０１〜３×１０１３Ωｍであることを特徴とする、垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記粒界部は、酸素または酸化物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁気記録層形成時のターゲットにおける酸素または酸化物の組成比は、５〜１５ｍｏｌ％であることを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記粒界部の磁性粒部と粒界部の和に対する面積比は、１０〜３５％であることを特徴とする、請求項１〜３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およびその製造方法に関する。
【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ディスクにして、１枚あたり１００ＧＢ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１５０Ｇ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等に用いられる垂直磁気記録ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来から商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、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が発生するようになり、面内磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録ディスクが提案されている。
【０００４】
垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は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面内記録方式に比べて、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。
【０００５】
垂直磁気記録方式において磁気記録層がｈｃｐ構造（六方最密充填構造）である場合には磁化容易軸はＣ軸方向であり、Ｃ軸を基板の垂直方向に配向させる必要がある。このＣ軸の配向性を向上させるためには、例えば、特許文献１に示されるように、磁気記録層の下にｈｃｐ構造の非磁性下地層を設けることが有効である。
【０００６】
さらに垂直磁気記録方式では、磁気記録層を磁性粒（磁性グレイン）の間に非磁性物質（主に酸化物）を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化することによりＳ／Ｎ比（Signal/Noise Ratio）および保磁力Ｈｃを向上させることができる。また、特許文献２には、磁性粒をエピタキシャル成長させて柱状のグラニュラー構造を形成した構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−７７１２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように垂直磁気記録方式においても更なる高記録密度化が要求されている。従来から高記録密度を実現するために有効な手段の一つとして、磁性粒のグラニュラー構造の孤立微細化がある。すなわち、上述したように高記録密度化を図るためには磁性粒（磁性グレイン）をより確実に非磁性物質で分離させて孤立化させ、また個々の磁性粒を微細化して記録ビットの境界を明確にすることが有効である。
【０００８】
しかしながら、過度に磁性粒を微細化すれば、磁性粒を構成する原子の数が少なくなるため磁化を保持できなくなり、面内磁気記録媒体と同様に熱揺らぎ現象が問題となってしまう。従って、磁性粒の微細化にはある程度の限界が存在する。
【０００９】
この熱揺らぎの問題を改善するために、例えば、磁気記録層の組成を最適化することで異方性定数Ｋｕを増大させ、媒体の保磁力を向上させるといった対応が考えられる。また、シード層材料や下地材料、あるいはそれらの膜構成の最適化により磁気記録層の結晶配向性を改善することにより保磁力を向上させる方法によっても熱揺らぎ問題を改善することが可能である。
【００１０】
しかし、上述したように磁性粒の微細化にはある程度の限界があるので、磁性粒によって形成される磁気記録層自体の保磁力改善は容易ではない。そこで、磁性物質による磁性粒の周囲で粒界部を形成する非磁性物質に焦点をあて、その改良によって磁性粒間のさらなる孤立化を検討した。
【００１１】
本発明は、磁性粒の微細化の限界により生じ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、磁気記録層に形成される境界の非磁性粒の密度を高めることで、粒界部を薄く形成したとしても高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持し、高記録密度化を図ることが可能な、垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、グラニュラー構造の形成に用いられる非磁性物質を絶縁抵抗の高い物質で形成することで、磁性粒間の相互作用を弱めることができ、磁性粒を孤立化させるという粒界の機能を向上させることが可能であることを見出し、さらに研究を重ねることにより、本発明を完成するに到った。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、磁気記録層として、少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部が形成されたグラニュラー構造の強磁性層を有する垂直磁気記録媒体であって、粒界部に析出される酸化物の絶縁抵抗は、１．３×１０１〜３×１０１３Ωｍであることを特徴とする、垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１４】
このように酸化物の絶縁抵抗が１．３×１０１〜３×１０１３Ωｍとなるような絶縁性の非磁性物質をターゲットとして用いることで、グラニュラー構造の形成に用いられる非磁性物質を絶縁抵抗の高い物質で形成することができ、境界の密度を高め、磁性粒間の相互作用を弱めることができる。磁性粒間の相互作用が弱くなることで磁性粒間が孤立化し、粒界部を薄く形成したとしても高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持することが可能となり、高記録密度化を図ることができる。
【００１５】
粒界部は、酸素または酸化物を含んでもよい。また、磁気記録層形成時のターゲットにおける酸素または酸化物の組成比は、５〜１５ｍｏｌ％であってもよい。
【００１６】
酸素（Ｏ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の酸化物は、グラニュラー構造の形成に用いられる非磁性物質として有用であり、かつ絶縁性を有している。従って、かかる酸化物をターゲットとして用いることで、高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を得ることが可能となり、高記録密度化を図ることができる。
【００１７】
粒界部の磁性粒部と粒界部の和に対する面積比、すなわち、任意の面積において粒界部が占める面積の割合は、１０〜３５％であるとよい。粒界部の厚さは、このような面積比や体積比によっても規定することができる。本発明の垂直磁気記録媒体における磁気記録層の粒界部は、絶縁性の非磁性粒で構成されているので、粒界部の面積割合を１０〜３５％にしたとしても、高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持し、高記録密度化を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、本発明の垂直磁気記録媒体によれば、磁気記録層の粒界部が絶縁性の非磁性粒で構成されるので、粒界部の厚さを薄く形成したとしても高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持し、高記録密度化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の実施形態について説明する。図１は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。なお、以下の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。また、以下の説明では、垂直磁気記録媒体としてディスク形状の垂直磁気記録ディスク１００を挙げているがかかる場合に限られず、他の形状の記録媒体も当然にして含まれる。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる垂直磁気記録ディスク１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録ディスク１００は、ディスク基体１０、付着層１２、第一軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第二軟磁性層１４ｃ、配向制御層１６、第一下地層１８ａ、第二下地層１８ｂ、オンセット層２０、第一磁気記録層２２ａ、第二磁気記録層２２ｂ、補助記録層２４、媒体保護層２６、潤滑層２８で構成されている。なお第一軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第二軟磁性層１４ｃは、あわせて軟磁性層１４を構成する。第一下地層１８ａと第二下地層１８ｂはあわせて下地層１８を構成する。第一磁気記録層２２ａと第二磁気記録層２２ｂとはあわせて磁気記録層２２を構成する。
【００２１】
まず、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ディスク基体１０を得た。
【００２２】
アルミノシリケートガラスは、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、特に、磁気ヘッドの浮上量をより安定して低減できる。また、アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。
【００２３】
得られたディスク基体１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、付着層１２から補助記録層２４まで順次成膜を行い、媒体保護層２６はＣＶＤ法により成膜した。この後、潤滑層２８をディップコート法により形成した。なお、均一な成膜が可能であるという点で、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詳述する。
【００２４】
付着層１２は、１０ｎｍのＴｉ合金層となるように、Ｔｉ合金ターゲットを用いて成膜した。付着層１２を形成することにより、ディスク基体１０と軟磁性層１４との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層１４の剥離を防止することができる。付着層１２の材料としては、例えばＣｒＴｉ合金を用いることができる。実用上の観点からは付着層の膜厚は、１ｎｍ〜５０ｎｍとすることが好ましい。
【００２５】
軟磁性層１４は、第一軟磁性層１４ａと第二軟磁性層１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１４ｂ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した。これにより軟磁性層１４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、磁化の垂直成分が極めて少なくなることで軟磁性層１４から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層１４ａ、第二軟磁性層１４ｃの組成はＣｏＣｒＦｅＢとし、スペーサ層１４ｂの組成はＲｕ（ルテニウム）とした。
【００２６】
配向制御層１６は、軟磁性層１４を防護する作用と、下地層１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。配向制御層１６としては、ｆｃｃ（面心立方格子）構造を有するＮｉＷもしくはＮｉＣｒの層とした。
【００２７】
下地層１８は、Ｒｕからなる２層構造となっている。上層側の第二下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くすることにより、結晶配向性を改善することができる。
【００２８】
オンセット層２０は、非磁性のグラニュラー層である。下地層１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第一磁気記録層２２ａ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段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。オンセット層２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。
【００２９】
磁気記録層２２は、膜厚の薄い第一磁気記録層２２ａと、膜厚の厚い第二磁気記録層２２ｂとから構成されている。
【００３０】
第一磁気記録層２２ａは、非磁性物質の例としての酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３のｈｃｐ結晶構造を形成した。非磁性物質は磁性物質の周囲に偏析して粒界部を形成し、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、オンセット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。
【００３１】
第二磁気記録層２２ｂは、非磁性物質の例としての酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第二磁気記録層２２ｂにおいても磁性粒はグラニュラー構造を形成した。
【００３２】
図２は、グラニュラー構造における磁性物質で形成された磁性粒部２２ｃとその周囲に形成される粒界部２２ｄの構成を示したイメージ図である。ここでは、第二磁気記録層２２ｂの、垂直磁気記録ディスク１００と平行な断面における磁性粒部２２ｃと粒界部２２ｄとの関係が示されている。かかる磁性粒部２２ｃにおける磁性粒を過度に微細化すれば、面内磁気記録媒体と同様に熱揺らぎ現象が問題となってしまう。従って、磁性粒の微細化にはある程度の限界が存在する。そこで、本実施形態においては、粒界部２２ｄを高い絶縁抵抗値を有する絶縁性の非磁性粒で形成し、磁性粒間をさらに孤立化させた。
【００３３】
上記ターゲットとして用いた酸化チタン（ＴｉＯ２）は、グラニュラー構造の境界を成す。また、酸化チタン（ＴｉＯ２）の絶縁抵抗（比抵抗）は、約１．２×１０２Ωｍであり、かかる絶縁性により、境界の絶縁度を高め、磁性粒間の相互作用を弱めることができる。磁性粒間の相互作用が弱くなることで磁性粒が孤立化し、粒界部を薄く形成したとしても高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持することが可能となり、高記録密度化を図ることができる。
【００３４】
上述した絶縁性の非磁性粒は、電子が伝達しにくい構造をとっており、電子スピンの相互作用が増大することで、磁性粒間の相互作用を減少させる効果を奏する。従って、隣接する磁性粒間のノイズを低減でき、各磁性粒をより孤立化可能な磁気記録層を形成することができる。
【００３５】
また、粒界部に析出される酸化物の絶縁抵抗が、１．３×１０１〜３×１０１３Ωｍであることは、粒界部における非磁性粒の絶縁度が高くなる。非磁性粒がこのような抵抗値となった粒界部では、絶縁度が高くなった分、粒界部の厚みを狭くすることが可能となる。
【００３６】
ここで、酸化物の絶縁抵抗が３×１０１３Ωｍより大きいと、ターゲット表面で局所的(主に酸化物が集中している部分)に高電圧がかかり、異常放電が起きやすくなる。かかる異常放電により、通常よりも大きな塊でスパッタされたものが、垂直磁気記録ディスク１００表面のパーティクルとなり、媒体の品質を低下させる。また、酸化物の絶縁抵抗が１．３×１０１Ωｍ未満だと、上述した異常放電は起きにくくなるが、特性が金属に近くなり、粒が明瞭に分離しなくなり、ノイズが大きくなる。従って、Ｓ／Ｎ比の低下を招く。
【００３７】
本実施形態では、ターゲットとして酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いているが、ターゲットは、酸素または他の酸化物とすることができ、例えば、酸素（Ｏ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ２Ｏ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等を用いることができる。かかる酸素または酸化物は、グラニュラー構造の形成に用いられる非磁性物質として有用であり、かつ絶縁性を有している。従って、かかる酸化物をターゲットとして用いることで、高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を得ることが可能となり、高記録密度化を図ることができる。
【００３８】
かかる酸化物のＣｏＣｒＰｔに対する組成比は、５〜１５ｍｏｌ％であってもよい。ここで、酸素または酸化物の組成比を上げ粒界部の厚みを厚く形成すると、磁性粒間の相互作用が下がりノイズが低減される。また、組成比を下げるとノイズは増加するが信号が強くなる。
【００３９】
粒界部の全体に占める面積の割合は、１０〜３５％である。粒界部の厚さは、このような面積比や体積比によっても規定することができる。本実施形態の垂直磁気記録ディスク１００における磁気記録層２２の粒界部は絶縁性の非磁性粒で構成されているので、面積比（粒界部の面積割合）を１０〜３５％としても、高い逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）および良好なＳ／Ｎ比を維持し、高記録密度化を図ることが可能である。
【００４０】
補助記録層２４は、グラニュラー磁性層の上に高い垂直磁気異方性を示す薄膜（連続層）を形成し、ＣＧＣ構造（Coupled Granular Continuous）を構成するものである。これによりグラニュラー層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、連続膜の高熱ゆらぎ耐性を付け加えることができる。補助記録層２４の組成は、ＣｏＣｒＰｔＢとした。
【００４１】
媒体保護層１０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した。媒体保護層１０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。
【００４２】
潤滑層２８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した。潤滑層２８の膜厚は約１ｎｍである。
【００４３】
以上の製造工程により、垂直磁気記録ディスク１００が得られた。以下、このような製造工程により生成された垂直磁気記録ディスク１００の実施例を用いて、本実施形態の有効性について説明する。
【００４４】
図３は、磁気記録層２２の粒界部を構成する酸化物を例示した説明図である。ここで、ディスクスクラッチは、異常放電によるパーティクルを原因としてバーニッシュにより発生する。かかるディスクスクラッチは、ＯＳＡ(Optical Surface Analyzer)を使用して観察できる。ＯＳＡは観測点部分にレーザを当て、表面の凹凸により散乱される光を検出し、パーティクルやスクラッチを検出する装置である。
【００４５】
図３では、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）それぞれで粒界部を構成した場合の逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）、ディスクスクラッチの有無、およびＳ／Ｎ比が示されている。酸化物によって当該垂直磁気記録ディスク１００を生成した場合、図３に示すように、逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）およびＳ／Ｎ比が高い値になる。
【００４６】
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、本発明は係る例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】
【００４７】
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に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態にかかる垂直磁気記録ディスククの構成を説明する図である。
【図２】グラニュラー構造における磁性物質とその周囲に形成される非磁性物質の構成を示したイメージ図である。
【図３】磁気記録層の粒界部を構成する酸化物を例示した説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ディスク基体
１２  付着層
１４  軟磁性層
１６  配向制御層
１８  下地層
２０  オンセット層
２２  磁気記録層
２２ｃ  磁性粒部
２２ｄ  粒界部
２４  補助記録層
２６  媒体保護層
２８  潤滑層
１００  垂直磁気記録ディスク
【図１】
2009087407.tif 000003
【図２】
2009087407.tif 000004
【図３】
2009087407.tif 000005