説明

垂直磁気記録媒体の製造方法

【課題】垂直磁気記録層の磁性粒子の粒度分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体を得る。
【解決手段】磁気記録層の下に、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウムまたは第1のルテニウム合金からなる第1非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、第1非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第2のルテニウム合金のうち一方からなる第2非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する多層下地層を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハードディスク装置の大容量化が求められている中で、記録密度の向上に伴い記録ビットサイズがますます小さくなっている。大容量のハードディスク媒体を形成するためには、記録ビットサイズの微細化するばかりでなく、記録再生特性の向上、すなわち媒体から発生するノイズを低減させる必要がある。媒体ノイズの主たる原因は、ビット境界部のジグザグ状の磁壁に起因すると考えられている。ビット境界部から発生するノイズを低減する一つの方法として、より明確な記録ビット境界を形成するという方法がある。これにより、記録ビット間の磁気的相互作用が低減され、一つ一つの記録ビットに正確に記録再生が行えるようになる。
【0003】
記録再生特性の改善の手段として、例えば、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層と磁性層と保護膜が順次積層されている垂直磁気記録媒体において、磁性層は、強磁性の結晶粒と酸化物を主成分とする非磁性の結晶粒界とからなり、非磁性下地層は、六方最密充填結晶構造の金属または合金で構成され、非磁性下地層と非磁性基板との間に、面心立方結晶構造の金属または合金で構成したシード層を備えるという技術がある(例えば、特許文献1参照)。特にこの技術では、シード層がCu,Au,Pd,Pt,Irのいずれかの金属、あるいはCu,Au,Pd,Pt,Irのうちの少なくとも1種を含む合金、またはNiとFeを含む合金である。この技術では、シード層として面心立方構造の最密面である(111)面を配向させることにより、その上に形成する六方最密構造からなる非磁性下地層を(002)面に配向させることを試みている。また、これにより、非磁性下地層と同じ六方最密構造をとる記録層の結晶配向性も改善し、磁気特性に優れた垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。しかしながら、面心立方構造をとる結晶質のシード層を使用すると結晶配向性は改善するが、シード層の粒径が非磁性下地層に反映されるため、結晶粒子を微細化することが困難となる。
【0004】
また、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性下地層と、第1非磁性下地層と、第2非磁性下地層と、垂直磁気記録膜と、保護膜とが設けられ、前記第1非磁性下地層がPt,Pdまたはこれらのうち少なくともいずれか一方の合金からなり、第2非磁性下地層がRuまたはRu合金からなるので、記録再生特性および熱揺らぎ耐性の向上を試みた技術がある(例えば、特許文献2参照)。特に、第1非磁性下地層には、結晶粒子を微細化する目的として、Pt,Pdに他の元素を添加したPt合金,Pd合金を用いることができる。好ましい添加元素としては、B,C,P,Si,Al,Cr,Co,Ta,W,Pr,Nd,Smなどを挙げられており、特にCを添加することによって、第2非磁性下地層および磁気記録層の結晶性の改良を試みている。
【0005】
しかしながら、PtやPdに添加物を加えることによって、結晶配向性や記録再生特性の改善は見られるが、実施例のように、第1非磁性下地層は粒径が観察されており、結晶粒子の形状を維持している。この場合、第1非磁性下地層の粒径が制限となって、磁気記録層のさらなる粒径微細化が困難となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−77122号公報
【特許文献2】特開2004−327006号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、垂直磁気記録層の磁性粒子の粒径分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に少なくとも一層の軟磁性層を形成する工程と、
該軟磁性層上に、ルテニウム、及び第1のルテニウム合金のうち一方からなる第1非磁性下地層を、不活性ガス雰囲気でスパッタすることにより形成する工程と、
該第1非磁性下地層上に、1nmないし5nmの厚さを有する、ルテニウムと10atm%ないし40atm%のシリコンからなる非磁性テンプレート層を形成する工程と、
該非磁性テンプレート層上に、ルテニウム、及び第2のルテニウム合金のうち一方からなる第2非磁性下地層を、不活性ガス雰囲気で該第1非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタすることにより形成する工程と、
該第2非磁性下地層上に垂直磁気記録層を形成する工程とを具備することを特徴とする
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、垂直磁気記録層の磁性粒子の粒度分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施態様に係る垂直磁気記録媒体の構成を表す断面図は、本発明の一実施態様に係る垂直磁気記録媒体の構成を表す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図である。
【図3】本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の垂直磁気記録媒体は、
非磁性基板、
非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層、
軟磁性層上に設けられた多層の非磁性下地層、
非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備する垂直磁気記録媒体であって、
多層の非磁性下地層は、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第1のルテニウム合金のうち一方からなる第1非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、該第1非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第2のルテニウム合金のうち一方からなる第2非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する。
【0012】
図1に、本発明の一実施態様に係る垂直磁気記録媒体の構成を表す断面図を示す。
【0013】
図示するように、この垂直磁気記録媒体30は、非磁性基板上3に、多層下地層8、及び垂直磁気記録層12が順に形成された構成を持つ。多層下地層8として、第1の非磁性下地層9、非磁性テンプレート層10,及び第2の非磁性下地層11が、非磁性基板上3に、順に形成されている。
【0014】
第1非磁性下地層、及び第2非磁性下地層は、ルテニウムまたはルテニウム合金である。第1非磁性下地層、及び第2非磁性下地層は、その組成が同じであっても異なっていても良い。
【0015】
第1非磁性下地層、及び第2非磁性下地層は、例えその組成が同じであっても不活性ガス下でスパッタを行う際の圧力が異なるため、その結晶状態に差異が生じる。低圧の不活性ガス下でスパッタを行うと、密度の高い、良結晶性の結晶粒子を持つ下地層が得られる。一方、高圧の不活性ガス下でスパッタを行うと、はっきりとした結晶粒子と結晶粒界を持つ下地層が得られる。
【0016】
不活性ガスは、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選択される。
【0017】
非磁性テンプレート層は、ルテニウムとシリコンから形成される。本発明に用いられる非磁性テンプレート層は、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる柱状の粒子と、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる柱状の粒子を取り囲むように形成されたシリコンからなる粒界から構成される。この非磁性テンプレート層は、非常に粒径分布が良く、標準偏差で20%以下の粒径分布を持ち得る。この非磁性テンプレート層を、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる第1および第二非磁性下地層の間に形成することで、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる第二非磁性下地層の粒径分布を非常に向上させることができる。これにより、第2非磁性下地層上に形成する垂直磁気記録層の粒径分布も改善され、結果として、記録再生特性が大幅に向上され、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【0018】
図2は、本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図である。
【0019】
図2において、垂直磁気記録媒体20は、非磁性基板1上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3として第1軟磁性層4、磁気制御層5、第2軟磁性層6、配向制御層7、下地層8、垂直磁気記録層12、保護層13および図示略の潤滑層とが順に積層された構成を有する。下地層8は、第1下地層9、非磁性テンプレート層10、及び第2非磁性下地層11の多層体からなる。
【0020】
非磁性基板1としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を使用することが出来る。あるいは、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン等の非金属材料からなる非金属基板を用いることができる。ガラス材料としては、アモルファスガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用することができる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを使用することができる。
【0021】
非磁性基板1は、0.8nm以下の平均表面粗さ(Ra)を有し得る。さらには、0ないし0.4nmのRaを有し得る。Raが小さいと、中間層8および垂直磁気記録層9の結晶配向性を高めることができ、記録再生特性を改善することができる。また、高密度記録の際に必要な、磁気ヘッドの低浮上化も可能となる傾向がある。非磁性基板1は、表面の微小うねり(Wa)が0ないし0.3nmとなり得る。さらには、Waが0.25nmとなり得る。Waが小さいと、低浮上で磁気ヘッドを使用することが可能となる。
【0022】
密着層2は、非晶質構造を有し得る。磁気記録媒体をスパッタリング等で作製した場合、基板や磁気記録媒体は、加熱されて温度が上がり熱膨張が発生する。一般に、熱膨張率は、基板と金属薄膜とで異なるため、基板界面では応力が発生する。密着層2を結晶構造とした場合、基板界面での応力を吸収する際に、結晶構造に微小な亀裂が入り、そこを起点として、基板の成分や吸着した水分などを原因とするコロージョンが、媒体内部に侵食する傾向がある。これに対し、密着層2を非晶質構造にすることで、結晶構造に亀裂等を生じさせることなく応力を吸収でき、部分的に不安定な箇所や、または密度の異なる部分がなくなることにより、コロージョン耐性を向上させることが可能となる。
【0023】
軟磁性裏打ち層3は、第1軟磁性層4および第2軟磁性層6の2層の軟磁性層と、この間に形成される磁気制御層5とから構成される。第1軟磁性層4と第2軟磁性層6とは、磁気制御層5によって、その磁気的結合が制御されており、通常反強磁性結合をしている。このような構成とすることで、外部からの磁界に対する耐性を高めることができる。高透磁率な軟磁性裏打ち層3を設けることにより、軟磁性裏打ち層上に垂直磁気記録層を有する、いわゆる二層膜垂直磁気記録媒体が構成される。この二層膜垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層は、垂直磁気記録層を磁化するための磁気ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという、磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。第1軟磁性層4および第2軟磁性層6は、CoZrNb合金、CoTaZr合金、FeCoB合金、CoFeAl合金、CoAlCr合金などを用いることができる。このとき、CoZrNbの飽和磁束密度Bsは1.1(T)以上にすることができる。さらには、CoTaZrのBsは1.4(T)ないし1.8(T)にすることができる。このような材料を第1軟磁性層4および第2軟磁性層6に用いることにより、高い飽和磁束密度を有するとともに、より優れた記録再生特性を得ることができる。第1軟磁性層4、磁気制御層5、第2軟磁性層6の含めた軟磁性裏打ち層の膜厚は、20nmないし60nmにすることができる。軟磁性裏打ち層の膜厚が20nm未満だと、ヘッドからの磁束を充分に吸収することができず、書き込みが不十分となり、記録再生特性が悪化する傾向がある。また、軟磁性裏打ち層の膜厚が60nmを超えると、平坦性が悪化し、製膜時間も増大して、生産性が著しく低下するため好ましくない。第1軟磁性層4および第2軟磁性層6は、非晶質構造にすることができる。非晶質構造とすることで、Raが大きくなることを防止し、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高密度化が可能となる。
【0024】
磁気制御層5として、例えばRu、Pt、Pd、及びCuなどの合金を用いることができる。Ruを用いることが特に好ましい。磁気制御層5の厚みによって、第1軟磁性層4と第2軟磁性層6との磁気的な結合を制御することができる。また、磁気制御層5の厚みは、0.5〜1.2nmにすることが出来る。さらには、0.6〜0.8nmにすることができる。この範囲の厚みであると、第1軟磁性層4と第2軟磁性層6とが反強磁性結合し、磁気記録媒体の外磁場耐性を高めることが可能となる。
【0025】
配向制御層7は、下地層8および垂直磁気記録層12の結晶配向性や結晶粒径を制御するためのものである。配向制御層7としては、例えばNi合金、Pt合金、Pd合金、Ta合金、Cr合金、Si合金、及びCu合金のいずれかを用いることができる。これらを用いると、結晶配向性の改善、結晶粒径の低減が可能となる。また、下地層8との結晶格子サイズの整合性を高めるために、所定の元素を添加することができる。結晶サイズを低減するために添加する元素としては、特に、B、Mn、Al、Si酸化物、Ti酸化物などを挙げることができる。下地層8との結晶格子サイズの整合性を高めるために添加する元素としては、Ru,Pt,W,Mo,Ta,Nb,Tiなどを用いることができる。配向制御層7の膜厚は、1nmないし10nmにすることができる。配向制御層7の膜厚が1nm未満であると、配向制御層としての効果が不十分となり、粒径の微細化の効果を得ることができず、また結晶配向性も悪化する傾向がある。また、配向制御層7の膜厚が10nmを超えると、スペーシングもロスし、結晶粒径も大きくなる傾向がある。また、配向制御層7は、一層ではなく複数の層から形成することができる。その場合、配向制御層全体の膜厚は、2nm以上15nmとすることができる。2nm以下では、配向制御層としての効果が不十分となる傾向があり。下地層全体の膜厚が15nmを超えると、スペーシングロスが無視できなくなり、記録再生特性が悪化する。
【0026】
下地層8としては、RuまたはRu合金を用いることが望ましい。Ru合金としては例えば、Ru−Cr、Ru−Co、Ru−Mn、Ru−SiO2,Ru−TiO2、Ru−TiOx、Ru−B、Ru−Cなどが挙げられる。その中でも、良結晶性を実現できるRu−Crが望ましい。また、第1非磁性下地層9、第2非磁性下地層11のように、2層構造にすることが望ましい。この際、第1非磁性下地層9は、相対的に密度の高く、良結晶性であることが好ましい。例えば、1Pa以下の低Ar圧でスパッタリングすることで、密度の高い、良結晶性の第1非磁性下地層9を作製することができる。第2非磁性下地層11は、結晶粒子と結晶粒界を持つことが好ましい。例えば、5Pa以上の高Ar圧でスパッタリングすることで、はっきりとした結晶と結晶粒界を持つ第2非磁性下地層11を作成することができる。下地層8の膜厚は5nmないし24nm以下とすることが出来、さらには、5ないし16nmにすることができる。下地層8の膜厚が薄いと、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層3との距離が小さくなり、磁気ヘッドからの磁束を急峻にすることができ、信号の書き込み容易性を改善することができる。下地層8の膜厚が5nm未満であると、結晶配向性が悪化する傾向がある。一方、24nm以上であると、スペーシングロスが発生し、記録再生特性が悪化する傾向がある。
【0027】
非磁性テンプレート層10としては、粒径分布のテンプレートとして、第1非磁性下地層9と第2非磁性下地層11の間に形成する。非磁性テンプレート層10としては、Ru−Si合金を使用することができる。Ru−Si合金を使用する理由は、下地層8がRuまたはRu合金から形成されており、また、Ru−Si合金がRu粒子とSi粒界からなるきれいな粒子粒界構造を持ち、すぐれた粒径分布を持つためである。非磁性テンプレート層10は、粒径分布のテンプレート層として使用するためには、良い粒径分布を持つ必要があり、標準偏差として20%以下とすることが出来る。これによって、非磁性テンプレート層10上に形成する、第2非磁性下地層11および垂直磁気記録層12の粒径分布を格段に改善することができる。非磁性テンプレート層10は1nm以上、5nm以下であることが望ましい。非磁性テンプレート層10の膜厚が1nm未満、または5nmよりも厚い場合であると、結晶配向性が悪化して好ましくない。
【0028】
垂直磁気記録層12は、磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に有している。また、DTR型あるいは、BPM型に加工が施されている。垂直磁気記録層12を構成する主な元素としては、少なくともCoとPtを含有し、さらにSNR特性改善等の目的で酸化物やCr,B,Cu,Ta、Zr、Ruを添加することもできる。垂直磁気記録層12に含有される酸化物としては、SiO,SiO,Cr,CoO、Co、Ta、TiO等を挙げることができる。このような酸化物の含有量は、7〜15mol%の範囲にすることができる。酸化物の含有量が7mol%未満であると、磁性粒子間の分断が不十分となりSNR特性が不十分となる傾向がある。酸化物の含有量が15mol%を超えると、高記録密度に対応するだけの保磁力を得ることができなくなる傾向がある。垂直磁気記録層12の核磁気生成エネルギー(−Hn)は、1.5(kOe)以上にすることができる。−Hnが1.5(kOe)未満であると、熱揺らぎが発生する傾向がある。垂直磁気記録媒体12の膜厚は6〜20nmの範囲にすることができる。酸化物グラニュラ層からなる垂直磁気記録媒体12の厚さがこの範囲であれば、充分な出力を確保することができ、オーバーライト(OW)特性の悪化が生じにくい傾向がある。垂直磁気記録層12は単層構造にしても良いし、組成の異なる材料からなる2層以上の構造とすることもできる。特に、酸化物を含む層の上に、酸化物を含まない層を順次積層した構造であることが望ましい。保護層13は垂直磁気記録層12の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触した際に媒体表面の損傷を防ぐためのものである。保護層13としては、従来公知の材料を使用でき、例えば、C、SiO、ZrOを含むものを使用することが可能である。また、保護層13の膜厚は1nmないし5nmの範囲とすることができる。保護層13の膜厚は1nmないし5nmの範囲であると、磁気ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高記録密度の点から望ましい。Cは、sp結合炭素(グラファイト)とsp結合炭素(ダイヤモンド)に分類できる。sp結合炭素とsp3結合炭素が混在したアモルファスカーボンのうち、sp結合炭素の割合の大きいダイヤモンドライクカーボン(DLC)が耐久性、耐食性の面から有用である。DLCはCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、製膜することができる。CVDでは、原料ガスをプラズマ中で励起・分解し、化学反応によってDLCを生成させるというものである。
【0029】
保護膜13上には、図示しない潤滑剤を設けることが出来る。
【0030】
なお、図示しない潤滑剤には、従来公知の材料、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸等を用いることができる。
【0031】
以上、説明したように、本実施形態の磁気記録媒体20によれば、非磁性基板1上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3として第1軟磁性層4、磁気制御層5、第2軟磁性層6、配向制御層7、下地膜8として、第1非磁性下地層9、非磁性テンプレート層10、第2非磁性下地層11、垂直磁気記録層12、保護層13および図示略の潤滑層とがこの順番で積層された構成となっている。
【0032】
図3は、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【0033】
図3に示されるように、本発明の垂直磁気記録装置30は、上面の開口した矩形箱状の筐体31と、複数のねじにより筐体31にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。
【0034】
筐体31内には、本発明に係る垂直磁気記録媒体32、この垂直磁気記録媒体32を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ33、磁気記録媒体32に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド34、磁気ヘッド34を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド34を垂直磁気記録媒体32に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ35、ヘッドアクチュエータ35を回転自在に支持する回転軸36、回転軸36を介してヘッドアクチュエータ35を回転、位置決めするボイスコイルモータ37、及びヘッドアンプ回路38等が収納されている。
【0035】
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【0036】
実施例1
ガラス基板(MYG社製アモルファス基板MEL3、直径2.5インチ)を、DCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製C−3010)の製膜チャンバー内に収容して、到達真空度1×10−5Paとなるまで製膜チャンバー内を排気した。その後、製膜チャンバー内を0.8PaになるようにArを流入して、この基板上に、密着層としてCr−40原子%Tiを8nm、第1軟磁性層としてCo−5原子%Zr−4原子%Nbを20nm、Ru膜を0.6nm、第2軟磁性層としてCo−5原子%Zr−4原子%Nbを20nm製膜して軟磁性裏打ち層を形成した。この際、密着層および各軟磁性層の結晶構造がアモルファス構造であることをX線回折装置で確認した。
【0037】
次いで、配向制御層としてNi−8原子%Wを5nm、第1非磁性下地層としてRuを8nm、非磁性テンプレート層としてRu−20原子%Siを3nm形成した。その後、製膜チャンバー内の圧力を6Paに設定してArを流入させ、第2非磁性下地層としてRuを6nm形成した。その後、製膜チャンバー内の圧力を3Paに設定してArを流入させ、垂直磁気記録層として、第1垂直磁気記録層Co−20原子%Cr−18原子%Pt−10mol%SiOを12nm形成した。次に、製膜チャンバー内圧力を0.8Paに設定してArを流入し、第2垂直磁気記録層Co−18原子%Cr−14原子%Pt−3原子%Bを6nm形成した。次いで、CVD法により、4nmのDLC保護層を形成した。次いで、ディッピング法により、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
【0038】
比較例1
非磁性テンプレート層を設けなかった以外は、実施例1に準じて比較例1の磁気記録媒体を作製した。
【0039】
比較例2
非磁性テンプレート層を、第1非磁性下地層と第2非磁性下地層の間ではなく、第2軟磁性層と配向制御層の間に設けた以外は、実施例1に準じて比較例2の磁気記録媒体を作製した。
【0040】
比較例3
非磁性テンプレート層を、第1非磁性下地層と第2非磁性下地層の間ではなく、配向制御層と第1非磁性下地層の間に設けた以外は、実施例1に準じて比較例3の磁気記録媒体を作製した。
【0041】
比較例4
非磁性テンプレート層を、第1非磁性下地層と第2非磁性下地層の間ではなく、第2非磁性下地層と垂直磁気記録層の間に設けた以外は、実施例1に準じて比較例4の磁気記録媒体を作製した。
【0042】
比較例5
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第1非磁性下地層全てをRu−20原子%Siに変更した以外は、実施例1に準じて比較例5の磁気記録媒体を作製した。
【0043】
比較例6
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第2非磁性下地層全てをRu−20原子%Siに変更した以外は、実施例1に準じて比較例6の磁気記録媒体を作製した。
【0044】
比較例7
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第1非磁性下地層および第2非磁性下地層の両方をRu−20原子%Siに変更した以外は、実施例1に準じて比較例7の磁気記録媒体を作製した。
【0045】
比較例8
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第1非磁性下地層全てをRu−10mol%SiOに変更した以外は、実施例1に準じて比較例8の磁気記録媒体を作製した。
【0046】
比較例9
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第2非磁性下地層全てをRu−10mol%SiOに変更した以外は、実施例1に準じて比較例9の磁気記録媒体を作製した。
【0047】
比較例10
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第1非磁性下地層および第2非磁性下地層の両方をRu−10mol%SiOに変更した以外は、実施例1に準じて比較例10の磁気記録媒体を作製した。
【0048】
比較例11
非磁性テンプレート層として、Ru−20原子%Siを用いる代わりに、3nmの厚さのRu−10mol%SiOを用いた以外は、実施例1に準じて比較例11の磁気記録媒体を作製した。
【0049】
比較例12
非磁性テンプレート層として、Ru−20原子%Siを用いる代わりに、3nmの厚さのRu−30原子%Crを用いた以外は、実施例1に準じて比較例12の磁気記録媒体を作製した。
【0050】
これら、実施例1および比較例1〜12の磁気記録媒体において、まず、得られた垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層に対して透過型分析電子顕微鏡(TEM)測定を行い、第2非磁性下地層および垂直磁気記録層の結晶粒子の粒径分布を調べた。それぞれの層での粒径分布の評価は、以下の手順で行った。まず、倍率50〜200万倍の平面TEM像の中から、粒子数が少なく見積もっても100個以上ある任意の像をコンピュータに画像情報として取り込んだ。この画像情報を画像処理することにより、個々の結晶粒子の輪郭を抽出して輪郭で囲まれた内部の画素数を調べた。得られた画素数を単位面積当りの画素数で除して面積に変換することで、各結晶粒子が占める面積を得た。次に、結晶粒子が円形であると見なした場合の直径を、各結晶粒子の面積から計算してこれを結晶粒径とし、この結晶粒径の平均値および標準偏差を求めた。
【0051】
また、実施例1および比較例1〜12の磁気記録媒体において、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価には、書き込みにシールド付のシングルポール磁極であるシールディットポール磁極、再生部にTMR素子を用いたヘッドを用いて、記録周波数の条件を線記録密度1700kBPIとして測定した。なお、シールドは、磁気ヘッドから出る磁束を収束させる働きを持つ。
【0052】
実施例1および比較例1〜6の磁気記録媒体の評価結果を下記表1−1,表1−2に示す。
【表1】

【0053】
【表2】

【0054】
表1−1,表1−2に示すように、実施例1の磁気記録媒体は、比較例1〜6の磁気記録媒体と比較して、粒径分布の標準偏差および記録再生特性において優れていることが分かった。
【0055】
実施例2
第1非磁性下地層および第2非磁性下地層の製膜時圧力を変化させた以外は、実施例1に準じて実施例2の磁気記録媒体を作製した。
【0056】
実施例2の磁気記録媒体の評価結果を下記表2に示す。
【表3】

【0057】
上記表2に示すように、第1非磁性下地層としては、製膜時のAr圧力を0.1〜1.0Paの範囲でかつ、第2非磁性下地層として、6.0〜10.0Paの範囲で製膜すると、記録再生特性において良好な特性を示すことが分かった。
【0058】
実施例3
非磁性テンプレート層として、様々な組成比を用いた以外は、実施例1に準じて実施例3の磁気記録媒体を作製した。
【0059】
実施例3の磁気記録媒体の評価結果を下記表3に示す。
【表4】

【0060】
上記表3に示すように、非磁性テンプレート層として、Ru−SiのSi組成量が10〜40原子%において、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
【0061】
実施例4
第1非磁性下地層および第2非磁性下地層として、どちらか一方、または両方にRu−30原子%Crを用いた以外は、実施例1に準じて実施例4の磁気記録媒体を作製した。
【0062】
実施例4および比較例1の磁気記録媒体の評価結果を下記表4に示す。
【表5】

【0063】
上記表4に示すように、第1非磁性下地層および第2非磁性下地層として、Ru−30原子%Crを用いた場合でも、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
【0064】
実施例5
非磁性テンプレート層として、様々な厚さのRu−20原子%Siを用いた以外は、実施例1に準じて実施例5の磁気記録媒体を作製した。
【0065】
実施例5の磁気記録媒体の評価結果を下記表5に示す。
【表6】

【0066】
上記表5に示すように、非磁性テンプレート層として、厚さ1nm以上、または厚さ5nm以下のRu−20原子%Siを用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
【0067】
実施例6
配向制御層として、NiW層を用いる代わりに、5nmのSi層および5nmのPd層を用いた以外は、実施例1に準じて実施例6の磁気記録媒体を作製した。
【0068】
実施例6、実施例1および比較例1の磁気記録媒体の評価結果を表6に示す。
【表7】

【0069】
表6に示すように、配向制御層として、Si層およびPd層を用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
【0070】
実施例7
第1垂直磁気記録層の添加物として、SiOの代わりに様々な酸化物を用いた以外は、実施例1に準じて実施例7の磁気記録媒体を作製した。また、酸化物を用いない以外は、実施例1に準じて比較例13の磁気記録媒体を作製した。
【0071】
実施例7、実施例1および比較例13の磁気記録媒体の評価結果を下記表7に示す。
【表8】

【0072】
上記表7に示すように、記録層の酸化物として、SiO、TiO、Crを用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
【符号の説明】
【0073】
1…非磁性基板、3…軟磁性裏打ち層、8…多層下地層、9…第1の非磁性下地層、10…非磁性テンプレート層、11…第2の非磁性下地層、12…垂直磁気記録層、30…垂直磁気記録媒体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性基板上に少なくとも一層の軟磁性層を形成する工程と、
該軟磁性層上に、ルテニウム、及び第1のルテニウム合金のうち一方からなる第1非磁性下地層を、不活性ガス雰囲気でスパッタすることにより形成する工程と、
該第1非磁性下地層上に、1nmないし5nmの厚さを有する、ルテニウムと10atm%ないし40atm%のシリコンからなる非磁性テンプレート層を形成する工程と、
該非磁性テンプレート層上に、ルテニウム、及び第2のルテニウム合金のうち一方からなる第2非磁性下地層を、不活性ガス雰囲気で該第1非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタすることにより形成する工程と、
該第2非磁性下地層上に垂直磁気記録層を形成する工程と具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項2】
前記軟磁性層と該第1非磁性下地層との間に、Si合金からなる配向制御層をさらに設けることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1非磁性下地層及び前記第2非磁性下地層のうち少なくとも一方が、ルテニウムまたはルテニウム−クロム合金からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記垂直磁気記録層は、コバルトと、プラチナと、クロムと、
シリコン酸化物、クロム酸化物、チタン酸化物、またはその組合せのうち少なくとも1つの酸化物とを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記第2非磁性下地層及び前記垂直磁気記録層において、各々、その結晶粒子の粒径分布の標準偏差は、20%と同等またはそれより低いことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記第1非磁性下地層は、そのスパッタ時の圧力が0.1ないし1.0Pa、前記第2非磁性下地層は、そのスパッタ時の圧力が6.0ないし10.0Paであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記不活性ガスは、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選択される請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記第1のルテニウム合金は、ルテニウム−クロム(Ru−Cr)、ルテニウム−コバルト(Ru−Co)、ルテニウム−マンガン(Ru−Mn)、ルテニウム−二酸化ケイ素(Ru−SiO2),ルテニウム−二酸化チタン(Ru−TiO2)、ルテニウム−チタン酸化物(Ru−TiOx)、ルテニウム−ホウ素(Ru−B)、ルテニウム−炭素(Ru−C)から選択される少なくとも1種との合金である請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記第2のルテニウム合金は、Ru−Cr、Ru−Co、Ru−Mn、Ru−SiO2,Ru−TiO2、Ru−TiOx、Ru−B、Ru−Cから選択される少なくとも1種との合金である請求項1に記載の方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2011−146126(P2011−146126A)
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−98025(P2011−98025)
【出願日】平成23年4月26日(2011.4.26)
【分割の表示】特願2009−124419(P2009−124419)の分割
【原出願日】平成21年5月22日(2009.5.22)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】