(57)【要約】【課題】  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ノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて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。【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、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有する磁気記録層２２を備える垂直磁気記録媒体１００であって、粒界部は、複数の種類の酸化物を含有することを特徴とする。【選択図】  図１
2009099241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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有する磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体であって、
前記粒界部は、複数の種類の酸化物を含有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記複数の種類の酸化物は、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２のいずれをも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】
前記複数の種類の酸化物の含有量が、酸化物全体として６ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％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４】
グラニュラー構造を有する前記磁気記録層を複数備え、
少なくとも一つの磁気記録層において、前記粒界部に複数の種類の酸化物を含有す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。
【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の向上とオーバーライト特性、ＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）の向上とトラック幅の狭小化など様々なものがある。その中でも重要な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を図る必要がある。すなわち、媒体の高記録密度化のためには、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。
【０００６】
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。
【０００７】
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（Signal-Noise Ratio）を向上させることができる。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明は、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ノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らが磁性粒子の微細化と孤立化を目的として粒界を形成する酸化物について検討したところ、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鋭意検討したところ、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。
【００１１】
このように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。しかしこの特性は一長一短があって、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。
【００１２】
そこで発明者らが複数の酸化物の特性をあわせもつことができないかを検討したところ、複数の酸化物を適切に用いることによってその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。
【００１３】
すなわち本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、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を有する磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体であって、粒界部は、複数の種類の酸化物を含有することを特徴とする。
【００１４】
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ノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて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。
【００１５】
複数の種類の酸化物は、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２のいずれをも含んでいてもよい。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。
【００１６】
複数の種類の酸化物の含有量が、酸化物全体として６ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％であることが好ましい。上記範囲にあるとき、含有する１つの酸化物の単体の作用を上回ることができ、高い保磁力とＳＮＲを得ることができる。
【００１７】
グラニュラー構造を有する磁気記録層を複数備える場合には、少なくとも一つの磁気記録層において、粒界部に複数の種類の酸化物を含有していればよい。さらには、複数の磁気記録層のうちの2以上または全ての層が複数の種類の酸化物を含有していてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる垂直磁気記録媒体によれば、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ノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて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】
【００１９】
［第１実施形態］
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の第１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。
【００２０】
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、ディスク基体１０、付着層１２、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃ、配向制御層１６、第１下地層１８ａ、第２下地層１８ｂ、微細化促進層２０、第１磁気記録層２２ａ、第２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１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃは、あわせて軟磁性層１４を構成する。第１下地層１８ａと第２下地層１８ｂはあわせて下地層１８を構成する。第１磁気記録層２２ａと第２磁気記録層２２ｂとはあわせて磁気記録層２２を構成する。
【００２１】
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２２の第２磁気記録層２２ｂ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。
【００２２】
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。
【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、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。
【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。
【００２５】
軟磁性層１４は、第１軟磁性層１４ａと第２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、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、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１軟磁性層１４ａ、第２軟磁性層１４ｃの組成はＣｏＦｅＴａＺｒ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。配向制御層の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ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ＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。
【００２７】
下地層１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層２２のｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させることができる。したがって、下地層１８の結晶配向性が高いほど、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、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。
【００２８】
本実施形態において下地層１８は、Ｒｕからなる２層構造となっている。上層側の第２下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くしている。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。
【００２９】
微細化促進層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１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。微細化促進層２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。
【００３０】
磁気記録層２２は、膜厚の薄い第１磁気記録層２２ａと、膜厚の厚い第２磁気記録層２２ｂとから構成されている。
【００３１】
第１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辺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、微細化促進層２０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。
【００３２】
第２磁気記録層２２ｂは、複合酸化物（複数の種類の酸化物）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。本実施形態では、ＳｉＯ２とＴｉＯ２をそれぞれ３ｍｏｌ％ずつ含有したものと、ＳｉＯ２とＴｉＯ２をそれぞれ５ｍｏｌ％ずつ含有したものを採用した。第２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。
【００３３】
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かつ高い飽和磁化ＭＳを示す薄膜（補助記録層）である。補助記録層２４は、逆磁区核形成磁界Ｈｎ、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を目的とする。補助記録層２４の組成は、ＣｏＣｒＰｔＢとした。
【００３４】
媒体保護層２６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２６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。
【００３５】
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。
【００３６】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００が得られた。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。
［評価］
【００３７】
［実施例と評価］
図２は、実施例及び比較例における酸化物または複合酸化物の混合比とＳＮＲの関係を示す図である。実施例１は上記実施形態において説明したように、第１磁気記録層２２ａは酸化物としてＣｒ２Ｏ３を含有させ、第２磁気記録層２２ｂには複合酸化物としてＳｉＯ２とＴｉＯ２をそれぞれ３ｍｏｌ％ずつまたは５ｍｏｌ％ずつ含有させたものである。比較例１は第２磁気記録層２２ｂに酸化物としてＳｉＯ２を含有させたもの、比較例２は第２磁気記録層２２ｂに酸化物としてＴｉＯ２を含有させたものである。なお実施例１のデータはプロットが少ないため、比較例１および比較例２と同様の傾向を示すものとして、これらの線図の傾きに基づいて外挿している（図においてそれぞれを破線で示す）。
【００３８】
図２からわかるように、比較例１（ＳｉＯ２）よりも比較例２（ＴｉＯ２）の方がＳＮＲは良い結果を示している。ＳｉＯ２とＴｉＯ２の差異としては、ＴｉＯ２の方が磁性粒が大きくなることがわかっている。一般に磁性粒が大きいとＳＮＲは悪くなる。しかしＴｉＯ２の場合は、それを上回って磁性粒が均一になる傾向にあるために、ＳｉＯ２よりもＳＮＲが良好な値を示すと考えられる。
【００３９】
そして複合酸化物を用いた実施例１は、比較例１および比較例２よりもＳＮＲがさらに良い結果を示している。これは、ＳｉＯ２の作用として孤立化が得られ、ＴｉＯ２の効果として磁性粒子が大きくなったために、あわせてＳＮＲの向上に寄与したものと考えられる。
【００４０】
ここで図２を参照すれば、複合酸化物の含有量が、酸化物全体として６ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％であるとき、比較例２を上回る電磁変換特性を示している。すなわち上記の範囲にあるとき、複合酸化物を構成する一方の酸化物の特性を上回ることができることがわかり、複合酸化物の含有量として好ましい。
【００４１】
図３は複合酸化物の含有量を酸化物全体として変化させたときのＳＮＲおよび保磁力Ｈｃを示す図である。このときＳｉＯ２とＴｉＯ２の含有量は同じであるとする（例えば合計量が１０ｍｏｌ％のとき、ＳｉＯ２とＴｉＯ２はそれぞれ５ｍｏｌ％ずつ）。ここで各実施例および比較例における複合酸化物の含有量は、比較例１０が３ｍｏｌ％、実施例１０〜実施例１４は６ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％、比較例１１〜比較例１３は１３ｍｏｌ％〜１５ｍｏｌ％である。
【００４２】
図３からわかるように、複合酸化物の合計含有量が増加する事により、ＳＮＲが良化し、１０ｍｏｌ％にて極大値を持つ。更に複合酸化物の合計含有量が増加する事によりＳＮＲは徐々に低下する。保持力Ｈｃも同様の傾向にあり、複合酸化物の合計含有量が増加する事により良化し、１０ｍｏｌ％にて極大値を持ち、さらに合計含有量が増加すると徐々に低下する。
【００４３】
一方、各パラメータの所要量として、保磁力Ｈｃは、高記録密度化（トラック幅の狭化）および熱揺らぎ耐性の観点から、４０００［Ｏｅ］以上は必要である。このため比較例１０〜１３は所要量を満たさず、含有量は６ｍｏｌ％（実施例１０）以上、１２ｍｏｌ％以下（実施例１４）が必要であることがわかる。ＳＮＲは、保磁力Ｈｃ、ＯＷ特性制限範囲内で高い方が、高記録密度のＨＤＤを作成する事が可能である。したがって、これらの条件を満たすことのできる酸化物の合計含有量は、６ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％であることがわかる。
【００４４】
［第２実施形態］
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の第２実施形態について説明する。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。上記第１実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４は第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１０２の構成を説明する図である。図４に示す垂直磁気記録媒体１０２は、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、配向制御層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、微細化促進層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、補助記録層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。
【００４６】
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１０２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。
【００４７】
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盤状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラス基板の種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラス基板の材質としては、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１０を得ることができる。
【００４８】
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から補助記録層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。
【００４９】
付着層１１２は非晶質の下地層であって、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の合金膜とすることが好ましい。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
配向制御層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。配向制御層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。また配向制御層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。配向制御層の材質としては、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。
【００５３】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層２２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１８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。
【００５４】
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。
【００５５】
微細化促進層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。微細化促進層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。
【００５６】
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、微細化促進層２０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、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３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。
【００５７】
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。例えば第１磁気記録層２２ａ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。また例えば第２磁気記録層２２ｂ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。
【００５８】
補助記録層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。補助記録層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、オーバーライト特性の改善を図ることができる。
【００５９】
なお補助記録層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。
【００６０】
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。
【００６１】
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１０２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。
【００６２】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１０２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。
【００６３】
［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から補助記録層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。配向制御層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。微細化促進層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。磁気記録層１２２は下記の実施例および比較例の構成で形成した。補助記録層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。
【００６４】
図５は非磁性物質の組成を変化させた場合を説明する図であって、図５（ａ）はＳＮＲおよび保磁力Ｈｃを示す図、図５（ｂ）は熱揺らぎ特性を説明する図である。ここで、非磁性物質の含有量の合計量は等しく１０ｍｏｌ％である。なお図５（ａ）では理解を容易とするために、酸化物のみを記載している。
【００６５】
実施例２０では、第１磁気記録層１２２ａは酸化物としてＣｒ２Ｏ３を含有させ、第２磁気記録層１２２ｂは複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有させてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。実施例２１では、第１磁気記録層１２２ａは複合酸化物の例としてＣｒ２Ｏ３とＳｉＯ２を含有させてＣｏＣｒＰｔ―Ｃｒ２Ｏ３―ＳｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成し、第２磁気記録層１２２ｂは複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有させた。実施例２２では、第１磁気記録層１２２ａは複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有させ、第２磁気記録層１２２ｂは複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有させた。実施例２３では、第１磁気記録層１２２ａは複合酸化物の例としてＣｒ２Ｏ３とＴｉＯ２を含有させ、第２磁気記録層１２２ｂは複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有させた。
【００６６】
また実施例２４と比較例２０は、磁気記録層を単層にした例である。図６は磁気記録層を単層にした構成を示す図である。図６に示す垂直磁気記録媒体１０４において、微細化促進層１２０の上には単層の磁気記録層１２３が設けられている。磁気記録層１２３は、上述した第２磁気記録層１２２ｂと同様に、非磁性物質が磁性物質の周辺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ている。そして実施例２４は磁気記録層１２３の酸化物をＳｉＯ２とＴｉＯ２の複合酸化物としたものである。比較例２０は磁気記録層１２３の酸化物をＹｉＯ３（酸化イットリウム）とＴｉＯ２の複合酸化物としたものである。
【００６７】
図５（ａ）からわかるように、主記録層である第２磁気記録層１２２ｂ、または単層である磁気記録層１２３がＳｉＯ２とＴｉＯ２の複合酸化物であるものは、高いＳＮＲと保磁力Ｈｃを示している。これに対し比較例２０は、Ｈｃが所要量を満たしていない。このことから、単に複数の酸化物を複合させればよいわけではなく、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の複合酸化物とすることが磁気記録層の非磁性物質として好適であることがわかる。
【００６８】
また、単層の磁気記録層２３を備えた実施例２４よりも、磁気記録層を多層構造にして複数備えた実施例２０〜２３の方がＳＮＲと保磁力Ｈｃが向上している。保磁力Ｈｃが向上することにより、トラック幅の狭化を図ることができる。またＳＮＲが向上することにより、記録ビット長を短縮することができる。これらのことから、磁気記録層を多層構造にした方が、さらなる高記録密度化を図ることができることがわかる。なおＳｉＯ２とＴｉＯ２を混合させると保持力ＨｃとＳＮＲが共に向上する理由については定かではないが、ＳｉＯ２による微細化とＴｉＯ２による磁性粒の均一化が良好に協働したためと考えられる。
【００６９】
さらに、複数の磁気記録層を備えた構成の中でも、第１磁気記録層１２２ａをも非磁性物質に複合酸化物を含有させた実施例２１〜２３の方がＳＮＲが向上しているため、好ましいことがわかる。この理由については定かではないが、以下のように考えることができる。
【００７０】
図５（ｂ）にＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２（単一酸化物）とＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２（複合酸化物）の熱揺らぎ特性の評価結果を示す。通常、ＳＮＲの改善には熱揺らぎ特性が重要な要素となる。熱揺らぎ特性はＫｕＶ／ＫＴという指標で示すことができる。ここでＫｕは材料固有の磁気異方性エネルギー、Ｖは磁性粒の体積、Ｋはボルツマン定数、Ｔは温度である。図５（ｂ）の実験において、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２とＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２では組成が殆ど同じであるため、磁性粒のＫｕの値は理論的には変わりがない。Ｋｕは定数であり、２つの磁性層では差が生じない。また測定時の温度は室温であり、Ｔも同じ値である。そのため、このＫｕＶ／ＫＴの違いは、磁性粒の磁気的な孤立化（微細化）による磁性粒の体積減少（Ｖの低下）が考えられる。すなわち、第１磁気記録層１２２ａをも非磁性物質に複合酸化物を含有させたことにより、第１磁気記録層１２２ａの熱揺らぎ特性が向上して、ＳＮＲが改善したものと考えられる。
【００７１】
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。
【００７２】
例えば、上記実施形態および実施例においては、磁気記録層を第１磁気記録層と第２磁気記録層の２層からなる、または１層からなると説明した。しかし磁気記録層がさらに３以上の層からなる場合であっても、少なくとも一つの磁気記録層に複数の種類の酸化物を含有させることにより、上記と同様に本発明の利益を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
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の製造方法として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１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酸化物または複合酸化物の混合比とＳＮＲの関係を示す図である。
【図３】複合酸化物の含有量を酸化物全体として変化させたときのＳＮＲおよび保磁力Ｈｃを示す図である。
【図４】第２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５】非磁性物質の組成を変化させた場合を説明する図である。
【図６】磁気記録層を単層にした構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…ディスク基体、１２…付着層、１４…軟磁性層、１４ａ…第１軟磁性層、１４ｂ…スペーサ層、１４ｃ…第２軟磁性層、１６…配向制御層、１８…下地層、１８ａ…第１下地層、１８ｂ…第２下地層、２０…微細化促進層、２２…磁気記録層、２２ａ…第１磁気記録層、２２ｂ…第２磁気記録層、２３…磁気記録層（単層）、２４…補助記録層、２６…媒体保護層、２８…潤滑層、１００、１０２、１０４…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…配向制御層、１１８…下地層、１１８ａ…第１下地層、１１８ｂ…第２下地層、１２０…微細化促進層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２３…磁気記録層、１２４…補助記録層、１２６…媒体保護層、１２８…潤滑層
【図１】
2009099241.tif 000003
【図２】
2009099241.tif 000004
【図３】
2009099241.tif 000005
【図４】
2009099241.tif 000006
【図５】
2009099241.tif 000007
【図６】
2009099241.tif 000008