(57)【要約】      （修正有）【課題】高密度の情報の記録再生が可能な垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層２、配向制御層９、磁気記録層６、保護層７を有する垂直磁気記録媒体１０であって、配向制御層９は、非磁性基板側１から順次積層されたシード層３及び中間層４，５を含む２層以上の積層体から構成され、シード層３は、Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏからなる群から選ばれる何れか１種以上の元素を主成分として含み、膜厚が０．３ｎｍ〜２ｎｍの範囲であり、且つ、中間層が（００２）配向していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。【選択図】図１
2009146507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、前記非磁性基板側から順次積層されたシード層及び中間層を含む２層以上の積層体から構成され、
前記シード層は、Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏからなる群から選ばれる何れか１種以上の元素を主成分として含み、膜厚が０．３ｎｍ〜２ｎｍの範囲であり、且つ、
前記中間層が（００２）配向していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記シード層が、（１１０）配向を主配向としない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】
前記シード層に含まれる主成分の元素の割合が、８０原子％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記裏打ち層が、軟磁性のアモルファス構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記中間層の少なくとも１層が、Ｒｕ，Ｒｅ、又はそれらの合金材料を主成分とすると共に、六方最密構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記中間層の少なくとも１層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記中間層の少なくとも１層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記磁気記録層の少なくとも１層が、強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物の結晶粒界とから形成されるグラニュラ構造を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
磁気記録媒体と当該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、
前記磁気記録媒体が、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びこの垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にＭＲヘッド、およびＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにＧＭＲヘッド、ＴｕＭＲヘッドなども導入され、著しい増加を続けている。
【０００３】
このように、磁気記録媒体については今後更に高記録密度化を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比（ＳＮＲ）、高分解能を達成することが要求されている。これまで広く用いられてきた長手磁気記録方式においては、線記録密度が高まるにつれて、磁化の遷移領域の隣接する記録磁区同士がお互いの磁化を弱めあおうとする自己減磁作用が支配的になるため、それを避けるために磁気記録層をどんどん薄くして形状磁気異方性を高めてやる必要がある。
【０００４】
その一方で、磁気記録層の膜厚を薄くしていくと、磁区を保つためのエネルギー障壁の大きさと熱エネルギーの大きさが同レベルに近づいてきて、記録された磁化量が温度の影響によって緩和される現象（熱揺らぎ現象）が無視できなくなり、これが線記録密度の限界を決めてしまうといわれている。
【０００５】
このような中、長手磁気記録方式の線記録密度改良に答える技術として最近ではＡＦＣ（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）媒体が提案され、長手磁気記録で問題となる熱磁気緩和の問題を回避しようという努力がなされている。
【０００６】
また、今後一層の面記録密度を実現するための有力な技術として注目されているのが垂直磁気記録技術である。従来の長手磁気記録方式が、媒体を面内方向へ磁化させるのに対し、垂直磁気記録方式では媒体面に垂直な方向に磁化させることを特徴とする。このことにより、長手磁気記録方式で高線記録密度を達成する妨げとなる自己減磁作用の影響を回避することができ、より高密度記録に適していると考えられている。また一定の磁性層膜厚を保つことができるため、長手磁気記録で問題となっている熱磁気緩和の影響も比較的少ないと考えられている。
【０００７】
垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上にシード層、中間層、磁気記録層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑層を塗布する場合が多い。また、多くの場合、裏打ち層とよばれる磁性膜がシード層の下に設けられる。中間層は磁気記録層の特性をより高める目的で形成される。またシード層は中間層、磁気記録層の結晶配向を整えると同時に磁性結晶の形状を制御する働きをすると言われている。
【０００８】
優れた特性を有する垂直磁気記録媒体を製造するためには、磁気記録層の結晶構造が重要である。すなわち、垂直磁気記録媒体において、その磁気記録層の結晶構造は、多くの場合六方最密構造をとるが、その（００２）結晶面が基板面に対して平行であること、換言するならば、結晶ｃ軸（［００２］軸）が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが重要である。しかしながら、垂直磁気記録媒体は比較的厚い磁気記録層を使用できるという利点がある反面、媒体全体の積層薄膜の総膜厚が現行の長手磁気記録媒体に比べて大きくなりがちであり、そのために媒体積層の過程において結晶構造を乱す要因を内包しやすいという欠点があった。
【０００９】
磁気記録層の結晶をできるだけ乱れなくさせるため、垂直磁気記録媒体の中間層には、従来磁気記録層と同様に六方最密構造をとるＲｕが用いられてきた。このＲｕの（００２）結晶面上には、磁気記録層の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶配向の良い垂直磁気記録媒体が得られる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、中間層の下に位置するシード層に求められる特性は、中間層の結晶配向を向上させることにある。そのため、従来シード層には、アモルファス材料や面心立方構造をとるシード層が用いられてきた（例えば、特許文献２参照。）。このアモルファス材料のシード層を用いることにより、裏打ち層と比較して表面凹凸が小さくなるため中間層が配向し易くなる。一方、面心立方構造をとるシード層を用いた場合には、面心立方構造の（１１１）結晶面配向上に六方最密構造の（００２）結晶面が優先配向するため、直接裏打ち層上にＲｕを成膜するよりも同じ配向性を得るためのトータルの膜厚を低減することができる。一方、特許文献３では、シード層には、体心立方構造をとる材料を用いている。
【００１１】
ただし、アモルファス材料のシード層においては表面の凹凸を小さくするために、また、面心立方結晶構造及び体心立方構造をとるシード層においてはそれぞれの結晶配向性を向上させるために、シード層にもある程度（５ｎｍ以上）の膜厚が必要である。そして、シード層が非磁性材料である場合には、シード層の膜厚を増大すると磁気記録層と軟磁性裏打ち層との距離が広がることで、記録時のヘッドからの磁束の引き込みが弱まり、書き込み能力が低減してしまう。
例えば、特許文献４には、Ｗシード層、Ｒｕ合金下地層を用いた垂直磁気記録媒体が記載されており、シード層の膜厚は３ｎｍ以上が好ましいと記載されている。
【００１２】
このように、アモルファス材料、面心立方構造、体心立方構造をとる結晶性材料をシード層に用いた場合では、シード層の膜厚が厚くなることにより記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を得るには不十分であった。このため、磁気記録層の結晶配向性の向上と裏打ち層と磁気記録層との間の膜厚低減による記録時の書き込み能力の維持、改善を両立し、尚且つ、安易に製造が可能な垂直磁気記録媒体が要望されていた。
【特許文献１】特開２００１−６１５８号公報
【特許文献２】特開２００６−７９７１８号公報
【特許文献３】特開２００３−１７８４１２号公報
【特許文献４】特開２００６−８５８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高密度の情報の記録再生が可能な垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は以下に掲げた。
（１）非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記配向制御層は、前記非磁性基板側から順次積層されたシード層及び中間層を含む２層以上の積層体から構成され、前記シード層は、Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏからなる群から選ばれる何れか１種以上の元素を主成分として含み、膜厚が０．３ｎｍ〜２ｎｍの範囲であり、且つ、前記中間層が（００２）配向していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（２）前記シード層が、（１１０）配向を主配向としないことを特徴とする（１）に記載の垂直磁気記録媒体。
（３）前記シード層に含まれる主成分の元素の割合が、８０原子％以上であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体。
（４）前記裏打ち層が、軟磁性のアモルファス構造であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（５）前記中間層の少なくとも１層が、Ｒｕ，Ｒｅ、又はそれらの合金材料を主成分とすると共に、六方最密構造を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（６）前記中間層の少なくとも１層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（７）前記中間層の少なくとも１層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せもつことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（８）前記磁気記録層の少なくとも１層が、強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物の結晶粒界とから形成されるグラニュラ構造を有することを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（９）磁気記録媒体と当該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、前記磁気記録媒体が、（１）乃至（８）のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁気記録層の結晶構造、特に六方最密構造の結晶ｃ軸が基板面に対して角度分散の小さい状態で配向し、且つ、軟磁性裏打ち層−磁気記録層間の非磁性層の膜厚を薄く抑制することにより、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置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】
【００１６】
本発明の実施系形態の一例である垂直磁気記録媒体について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の垂直磁気記録媒体の断面模式図を示す。また、図２は、本実施形態の磁気記録再生装置の模式図を示す。尚、以下の各図は、本実施形態の垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置の寸法関係とは異なる場合がある。
本実施形態の垂直磁気記録媒体１０は、図１に示すように、非磁性基板１上に少なくとも軟磁性裏打ち層（裏打ち層）２と、シード層３、第１中間層４、第２中間層５からなる配向制御層９と、磁気記録層６と、保護層７とが形成され、概略構成されている。
以下に、垂直磁気記録媒体１０の各層について詳細に説明する。
【００１７】
（非磁性基板）
本実施形態の非磁性基板１としては、特に限定されるものではなく、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
また、Ａｌ合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板を用いられることが好ましく、ガラス製基板の場合では、ミラーポリッシュ基板や表面粗さ（Ｒａ）が１（Å）未満である低Ｒａ基板などがより好ましい。なお、軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。
【００１８】
磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。洗浄については、水洗浄だけでなく、エッチング（逆スパッタ）による洗浄も含まれる。また、基板サイズも特に限定しない。
【００１９】
（裏打ち層）
本実施形態の軟磁性裏打ち層２は、媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、磁気記録層６に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。また、軟磁性裏打ち層２は、ＦｅＣｏ系合金、ＣｏＺｒＮｂ系合金、ＣｏＴａＺｒ系合金などいわゆる軟磁気特性を有する材料から構成される。さらに、軟磁性裏打ち層２は、アモルファス（非結晶質）構造であることが特に好ましい。軟磁性裏打ち層２をアモルファス構造とすることで、表面粗さ（Ｒａ）が大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となるためである。
更にまた、軟磁性裏打ち層２を、単層の場合のみでなく、２層の間にＲｕなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層同士を反強磁性結合（ＡＦＣ）させたものを適用することもできる。なお、軟磁性裏打ち層２の総膜厚は、２０（ｎｍ）〜１２０（ｎｍ）程度とすることが好ましく、記録再生特性とオーバーライト（ＯＷ）特性とのバランスにより適宜決定することができる。
【００２０】
（配向制御層）
本実施形態の配向制御層９は、裏打ち層２の上に設けられており、配向制御層９の直上の膜の配向性を制御する。また、配向制御層９は複数層から構成されており、非磁性基板１側からシード層３と、第１中間層４と第２中間層５とからなる中間層とが積層されて構成されている。なお、本明細書中では第１中間層４および第２中間層５をまとめて中間層と呼ぶこともある。
【００２１】
（シード層）
シード層３には、Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏからなる群から選ばれる何れか１種以上の元素を主成分として含む材料を用いることができる。主成分とは、シード層３を構成する元素の内で最も含有量の多い元素をさす。
ここで、シード層３上に形成される中間層には、例えば（００２）配向し、六方最密構造を有するＲｕが一般的に用いられる。この場合、通常シード層３には、Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ等の体心立方構造をとる材料は用いられない。その理由は以下による。すなわち、これらの体心立方構造を有する材料をシード層３として用いると、シード層３は最密面である（１１０）配向する。これにより、この（１１０）配向したシード層３上に中間層を形成する場合、六方最密構造をとるＲｕ等の材料は、最密面である（００２）結晶面ではなく（１０１）配向してしまう。したがって、このような（１０１）配向した中間層上に形成される磁気記録層６は、垂直配向である（００２）配向することができないためである。
【００２２】
本実施形態において、シード層３の材料として、上記のＷ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏを用いることができる理由は、この層が薄膜であり、且つ、この層を構成する材料の融点が高いことから、この層の結晶がランダムに配向し、シード層３上に形成される中間層の（１０１）配向が抑制されるためである。すなわち、本実施形態のシード層３の材料は、２０００℃以上の高融点の材料を薄膜で形成するのが好ましい。
また、上述のようなランダム配向した体心立方構造を有する高融点材料からなる薄膜シード層３の表面は、通常のアモルファス材料からなるシード層の表面と比較して表面の凹凸が少ない。このため、このシード層３の上に成膜される中間層の結晶が優れた配向性を得ることができる。
なお、シード層３が（１１０）配向していれば、電子線回折像の観察において周期的な回折スポットが観察される。これに対してシード層３がランダム配向であれば、回折スポットではなく、回折リングが観察される。
【００２３】
また、シード層３の膜厚は、０．３（ｎｍ）以上２（ｎｍ）以下の範囲とする。さらに、シード層３の膜厚は、０．３（ｎｍ）以上１．５（ｎｍ）以下の範囲であることが好ましい。シード層３の膜厚をこの範囲とすることによってシード層３の（１１０）配向が抑制され、このシード層３上に成膜される中間層が（１０１）配向することを抑制することができる。すなわち、シード層３は（１１０）結晶面を主配向とせずにランダムな配向となる。このシード層３上に中間層を設けた場合、中間層は良好な（００２）配向をすることができる。
さらに、シード層３に含まれる上記主成分の元素の割合は、８０原子％以上であることが好ましい。主成分の元素の割合が８０原子％未満であると融点が下がりすぎて薄膜としたときのランダム配向が悪化するため好ましくない。
【００２４】
（中間層）
本実施形態の中間層は、非磁性基板１側から第１中間層４、第２中間層５とし、少なくとも２層の中間層から構成されている。
中間層の結晶配向性によって、中間層の上に積層される磁気記録層６の結晶配向性がほぼ決定されるため、この中間層の配向制御は垂直磁気記録媒体１０の製造上極めて重要である。
【００２５】
（第１中間層）
第１中間層４は、シード層３の上に形成されている。第１中間層４の構成材料として、ＲｕやＲｅ、積層欠陥を持つ合金などを例示することができる。
すなわち、第１中間層４は、Ｒｕ，Ｒｅ、又はそれらの合金材料からなると共に、六方最密構造を有していることが好ましい。
また、第１中間層４は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せ持っていることが好ましい。
また、第１中間層４は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種以上を主成分とすると共に、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）とを併せ持っていることが好ましい。
上述のいずれの場合においても、第１中間層４は、優れた配向性と微細な結晶粒を形成することができる。
【００２６】
また、第１中間層４の膜厚は、１〜１５ｎｍの範囲が好ましく、５〜１０ｎｍの範囲がより好ましい。第１中間層４の膜厚が１〜１５ｎｍの範囲であると、第１中間層４の結晶配向性の向上と結晶粒同士の合体を抑制することができるため、好ましい。
なお、第１中間層４の成膜時では、ガス圧が低い条件で成膜することが好ましく、１Ｐａ以下とすることが好ましい。第１中間層４の成膜時のガス圧が１Ｐａ以下の条件では、第１中間層４の結晶配向を向上させることができるため好ましい。
【００２７】
（第２中間層）
本実施形態の第２中間層５は、第１中間層４の上に形成されており、六方最密構造または面心立方構造を有するとともに、第２中間層の結晶粒が、酸化物、窒化物、または空隙によって周りの結晶粒と分離されていることが好ましい。これにより、第２中間層の結晶粒同士の合体による、粒径の巨大化（結晶粒の粗大化）を抑制できるため好ましく、第２中間層５の上に成膜される後述する磁気記録層６を微細な結晶粒に形成することができるため好ましい。
【００２８】
前述したように、中間層全体の結晶配向を向上させるためには、中間層の初期成長部である第１中間層４では成膜時のガス圧が低いことが好ましい。
しかし、成膜時のガス圧が低い状態で膜成長を続けると、シード層３の結晶上の複数個の中間層の結晶は、膜成長の途中で結晶粒同士の合体が起こる。この合体した中間層の結晶上に形成される磁気記録層６の結晶は、１個の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶粒径が合体した中間層の結晶粒径程度まで大きくなってしまうという問題がある。
【００２９】
したがって、第２中間層５では、成膜時のガス圧は１．５Ｐａ以上とすることが好ましく、より好ましくは３Ｐａ以上である。第２中間層５の成膜時のガス圧を１．５Ｐａとすることによって、中間層の結晶粒間に空隙が生じて結晶粒同士の合体を抑制することができるため好ましい。
また、第２中間層５の結晶粒の周りを酸化物や窒化物の粒界で囲む場合およびグラニュラ構造とする場合は、第２中間層５の結晶粒同士の合体を抑制できるだけでなく、粒界幅を太くすることで結晶粒の微細化することができる。本実施形態では中間層３の結晶粒同士の合体を抑制することで、１個の微細な第１中間層４の結晶粒上に１個の微細な第２中間層５の結晶粒がエピタキシャル成長し、さらに１個の微細な第２中間層５の結晶粒上に１個の磁気記録層６の結晶粒がエピタキシャル成長するため、磁気記録層６の結晶の高密度化と粒径の微細化を両立することができる。
【００３０】
（磁気記録層）
本実施形態の磁気記録層６は、実際に信号の記録がなされる層であり、磁化容易軸（結晶ｃ軸）が非磁性基板１に対して主に垂直に配向している。したがって、最終的には磁気記録層６の結晶構造および磁気的性質が記録再生を決定する。
磁気記録層６の構成材料としては、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＢ−Ｘ、ＣｏＣｒＰｔＢ−Ｘ−Ｙ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｏ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−Ｎｂ２Ｏ５、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＣｒＰｔ−Ａｉ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｂ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−ＷＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＷＯ３などのＣｏ系合金薄膜が例示される。なお、上記の構成材料中のＸは、Ｒｕ、Ｗ等を示しており、Ｙは、Ｃｕ、Ｍｇ等を示している。
特に、垂直磁気記録層６の構成材料としてＯ，ＳｉＯ２，Ｃｒ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５などの酸化物とＣｏＣｒＰｔなどのＣｏ合金とを含む磁性層（酸化物磁性層）を用いる場合は、非磁性である酸化物が、強磁性であるＣｏ結晶粒の周りを取り囲んでグラニュラ構造を採用することが好ましい。これにより、Ｃｏ結晶粒同士の磁気的相互作用が弱まり、ノイズを減少することができる。本実施形態では、垂直磁気記録層６は、少なくとも１層が強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物の結晶粒界とから形成されるグラニュラ構造を有することが好ましい。
【００３１】
また、磁気記録層６の結晶構造は、六方最密構造であり、その（００２）結晶面が基板面に対して平行であること、すなわち結晶ｃ軸（［００２］軸）が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが好ましい。
【００３２】
結晶構造の評価方法として、ロッキングカーブの半値幅を用いることができる。はじめに、基板上に成膜した膜をＸ線回折装置にかけ、基板面に対して平行な結晶面を分析する。前述の中間層や磁気記録層６のように六方最密構造をとる膜を試料が含有する場合、その結晶面に対応する回折ピークが観測される。Ｃｏ系合金を用いた垂直磁気記録媒体１０の場合、六方最密構造のｃ軸［００２］方向が基板面に垂直になるような配向をするため、（００２）結晶面に対応するピークを観測することとなる。
次に、（００２）結晶面を回折するブラッグ角を維持したまま光学系を基板面に対してスイングさせる。この際、光学系を傾けた角度に対して（００２）結晶面の回折強度をプロットすることで、ひとつの回折ピーク（ロッキングカーブとよぶ）を描くことができる。
（００２）結晶面が、基板面に対して極めてよく平行にそろっている場合では、鋭い形状のロッキングカーブが得られる。一方、（００２）結晶面の向きが広く分散している場合では、ブロードなロッキングカーブが得られる。
したがって、ロッキングカーブの半値幅Δθ５０を垂直磁気記録媒体１０の結晶配向の良否の指標として用いることができる。このΔθ５０の値が小さいほど、垂直磁気記録媒体１０の結晶配向は優れていると判断することができる。
【００３３】
以上の、裏打ち層２、シード層３、第１中間層４、第２中間層５、磁気記録層６の各層の成膜には通常ＤＣマグネトロンスパッタリング法またはＲＦスパッタリング法が用いられる。また、ＲＦバイアス、ＤＣバイアス、パルスＤＣ、パルスＤＣバイアス、Ｏ２ガス、Ｈ２Ｏガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガスを用いることも可能である。
成膜時のスパッタリングガス圧力は各層ごとに特性が最適になるように適宜決定することができ、一般には０．１〜３０（Ｐａ）程度の範囲で制御され、垂直磁気記録媒体１０の性能を見ながら調整される。
【００３４】
なお、本実施形態では、シード層３の成膜方法には、一般的なＡｒガスによるスパッタリングだけでなく、ＡｒガスにＮ２ガスやＯ２ガスを添加するリアクティブスパッタリングも有用な方法として適用することができる。リアクティブスパッタリングでは、ＡｒガスにＮ２ガスやＯ２ガスを添加することによってシード層３の成膜レートが低下するため、シード層３の表面の凹凸がさらに小さくなり、中間層の配向性を改善することができる。また、Ａｒガスの代わりにＫｒガスを用いることでも表面凹凸が小さくなり、中間層の配向性を改善することができる。
【００３５】
（保護層）
本実施形態の保護層７は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体１０との接触によるダメージから垂直磁気記録媒体１０を保護するために設けられている。保護層７の材質としては、カーボン膜、ＳｉＯ２膜などが好ましく、特にカーボン膜が好ましい。
保護層７の保護膜の形成にはスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが用いることが可能であり、プラズマＣＶＤ法が特に好ましい。さらに、マグネトロンプラズマＣＶＤ法を用いることも可能である。
保護層７の膜厚は、１〜１０（ｎｍ）の範囲であり、好ましくは２〜６（ｎｍ）の範囲、さらに好ましくは２〜４（ｎｍ）の範囲である。
【００３６】
＜磁気記録再生装置＞
次に、上記の垂直磁気記録媒体１０を用いた磁気記録再生装置について説明する。
図２は、上記垂直磁気記録媒体１０を用いた磁気記録再生装置の一例を示すものである。磁気記録再生装置１００は、図２に示すように、上述した構成を有する垂直磁気記録媒体１０と、垂直磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１０１と、垂直磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１０２と、この磁気ヘッド１０２を垂直磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４とを備えて構成されている。
【００３７】
記録再生信号処理系１０４は、外部から入力されたデ−タを処理して記録信号を磁気ヘッド１０２に送り、磁気ヘッド１０２からの再生信号を処理してデ−タを外部に送ることができるようになっている。
【００３８】
本実施形態の磁気記録再生装置１００に用いる磁気ヘッド１０２には、再生素子として異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を利用したＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子だけでなく、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子、トンネル効果を利用したＴｕＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、シード層３の膜厚を０．３（ｎｍ）以上２（ｎｍ）以下とするため、シード層３は（１１０）配向を主配向としないランダムな配向とすることができる。そして、このシード層３の上に中間層を設けた場合、中間層は良好な（００２）配向をすることが明らかとした。したがって、このような構成を採用することにより、シード層３の膜厚を従来の半分以下に低減させることが可能となり、これにより磁気記録再生ヘッドと軟磁性裏打ち層２との距離を低減させることが可能となり、磁気記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体１０を提供することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態の垂直磁気記録媒体１０の配向制御層９は、今後のさらなる記録密度の向上が期待される、ＥＣＣ媒体や、ディスクリートトラックメデイア、パターンメディアのような新しい垂直記録媒体においても適用可能である。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、磁気記録層６の結晶構造、特に六方最密構造の結晶ｃ軸が基板面に対して角度分散の小さい状態で配向し、且つ、軟磁性裏打ち層２と磁気記録層６との間の非磁性層の膜厚を薄く抑制することにより、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００４３】
（実施例１、比較例１）
ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ１．０×１０−５（Ｐａ）以下に真空排気した。
次に、この基板上にスパッタリング法を用いて軟磁性裏打ち層Ｃｏ１０Ｔａ５Ｚｒを５０（ｎｍ）の膜厚となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した。
【００４４】
次にシード層として、高融点であり、且つ、体心立方構造を有する元素であるＷ，Ｔａ，Ｍｏ，ＮｂをＡｒ雰囲気中でそれぞれ１（ｎｍ）成膜し、第１中間層としてＲｕを５（ｎｍ）、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中でそれぞれ成膜した。また、第２中間層として、Ｒｕをそれぞれ１５（ｎｍ）の膜厚となるように、ガス圧５（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した（実施例１−１〜実施例１−４）。
なお、比較例は、シード層としてＷ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂをそれぞれ３（ｎｍ）、５（ｎｍ）、１０（ｎｍ）の膜厚となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜したもの、及びＶ，Ｃｒをそれぞれ１（ｎｍ）の膜厚となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜したものに、実施例１−１〜１−４と同条件で第１中間層と第２中間層をＡｒ雰囲気中で成膜した（比較例１−１〜比較例１−１４）。
さらに磁気記録層として９１（Ｃｏ１０Ｃｒ２０Ｐｔ）−９（ＳｉＯ２）（ｍｏｌ％）をガス圧５（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で１２（ｎｍ）成膜し、保護層としてカーボン膜をＡｒ雰囲気中で４（ｎｍ）成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。
【００４５】
得られた垂直磁気記録媒体（実施例１−１〜実施例１−４と比較例１−１〜比較例１−１４）について、潤滑剤を塗布し、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性の評価を行った。
その後、Ｋｅｒｒ測定装置により静磁気特性の評価を行った。
また、磁気記録層のＣｏ系合金の結晶配向性を調べるため、Ｘ線回折装置により磁性層のロッキングカーブの測定をおこなった。
【００４６】
それぞれの測定から実施例と比較例について、高信号雑音比：ＳＮＲ、保磁力：Ｈｃ、Δθ５０の結果を表１に一覧表にして示した。なお、いずれのパラメータも垂直磁気記録媒体の性能を評価する場合に広く使われる指標である。また、１Ｏｅは約７９Ａ／ｍである。
【００４７】
表１より、高融点の体心立方構造を有する元素Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂからなるシード層の膜厚を３（ｎｍ）以上にすると、磁気記録層の配向が悪化し、ＳＮＲも低下する。これはシード層の膜厚を厚くすることで、シード層が体心立方構造の（１１０）配向し、その上に中間層のＲｕが（００２）配向ではなく、（１０１）配向したためと考えられる。特に膜厚が１０（ｎｍ）においては、中間層のＲｕやその上の磁気記録層の配向の劣化がひどく、Δθ５０の値が測定不能になった。一方、融点が２０００（℃）以下の体心立方構造を有する元素であるＶやＣｒをシード層として用いた場合には、高融点の材料をシード層として用いた実施例１−１〜実施例１−４と比較して磁気記録層の配向が悪くＳＮＲも低い値しか得られなかった。これはシード層表面の凹凸が高融点シード層に比べて大きいためと考えられる。
【００４８】
【表１】
2009146507.tif 000003
【００４９】
（実施例２、比較例２）
実施例１と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。シード層として、高融点の体心立方構造を有するＷ，Ｍｏを、それぞれ膜厚が０．５（ｎｍ）、１（ｎｍ）、２（ｎｍ）となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した（実施例２−１〜実施例２−６）。
また、比較例では、シード層として、面心立方構造を有するＰｔ、六方最密構造を有するＴｉ、アモルファス材料であるＮｉ５０Ｎｂをそれぞれ膜厚が０．５（ｎｍ）、１（ｎｍ）、２（ｎｍ）、５（ｎｍ）、１０（ｎｍ）となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した（比較例２−１〜比較例２−１５）。
【００５０】
次に、第１中間層としてＲｕを、膜厚が１０（ｎｍ）となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜し、さらに、第２中間層としてＲｕ−２ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）を膜厚が１０（ｎｍ）となるように、ガス圧１０（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した。
更にまた、磁気記録層として９１（Ｃｏ１０Ｃｒ２０Ｐｔ）−９（ＳｉＯ２）を、保護層としてカーボン膜をそれぞれ実施例１と同様に成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。
Ｇｕｚｉｋ測定からは、高信号雑音比：ＳＮＲと書き込み能力：ＯＷ、Ｋｅｒｒ測定より保磁力：Ｈｃ、Ｘ線回折測定よりΔθ５０を実施例２−１〜実施例２−６と比較例２−１〜比較例２−１５に対して求めた。それぞれの結果を表２に一覧表にして示した。
【００５１】
表２より、シード層として、面心立方構造の結晶であるＰｔを用いた場合（比較例２−１〜比較例２−５）や、六方最密構造の結晶であるＴｉを用いた場合（比較例２−６〜比較例２−１０）では、シード層の膜厚を厚くすることで、シード層自体の配向性が向上する。そして、シード層の膜厚が１０（ｎｍ）の場合においては、磁気記録層のΔθ５０の値は実施例２−１〜実施例２−６と同程度になる。ただし、裏打ち層−磁気記録層間の膜厚が厚くなり裏打ち層の磁束を引き込みが弱くなるため、ＯＷ特性が低下して、ＳＮＲとしては実施例には及ばない結果になっている。一方、アモルファスのシード層である比較例２−１１〜比較例２−１５についても同様であり、シード層の膜厚を厚くすることでシード層表面の凹凸が小さくなることからＲｕの配向が改善しているが、配向及びＳＮＲともに実施例には及ばないことを確認した。
【００５２】
【表２】
2009146507.tif 000004
【００５３】
（実施例３）
実施例１と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。次に、シード層としてＭｏをそれぞれ膜厚が１（ｎｍ）と２（ｎｍ）となるように成膜したものを、ガスの総流量をＡｒ１００％においてガス圧が０．６（Ｐａ）になるように固定し、Ｎ２ガスの流量を０，２０，４０，６０％、Ｏ２ガスの流量を２％の雰囲気中でそれぞれ成膜した（実施例３−１〜実施例３−１０）。
【００５４】
次に、第１中間層としてＲｕを、膜厚が１０（ｎｍ）となるように、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜し、さらに、第２中間層としてＲｕ−２ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）を膜厚が１０（ｎｍ）となるように、ガス圧１０（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した。
更にまた、磁気記録層として９１（Ｃｏ１０Ｃｒ２０Ｐｔ）−９（ＳｉＯ２）を、保護層としてカーボン膜をそれぞれ実施例１と同様に成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。表３にＳＮＲ、Ｈｃ、デルタθ５０の結果を一覧表にして示した。
【００５５】
表３より、実施例３では１００％Ａｒガスに対してＮ２ガスやＯ２ガスを添加することで磁気記録層の結晶配向性が向上し、ＳＮＲも改善している。これは、添加ガスによりシード層の表面凹凸が小さくなったためと考えられる。
以上より、実施例３−１〜実施例３−１０に示したようなシード層の膜厚および添加ガスの流量の組み合わせにおいても、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体を製造することができた。
【００５６】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本実施形態の垂直磁気記録媒体を示す断面模式図である。
【図２】図２は、本実施形態の磁気記録再生装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・非磁性基板、２・・・裏打ち層、３・・・シード層、４・・・第１中間層、５・・・第２中間層、６・・・磁気記録層、７・・・保護層、９・・・配向制御層、１０・・・垂直磁気記録媒体、１００・・・磁気記録再生装置、１０１・・・媒体駆動部、１０２・・・磁気ヘッド、１０３・・・ヘッド駆動部、１０４・・・記録再生信号系
【図１】
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【図２】
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