垂直磁気記録媒体及びその製造方法
【課題】結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できる垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の垂直磁気記録媒体１００は、基板１００と、基板１００上に設けられた第一下地層１５０ａと、第一下地層１５０ａ上に設けられた第二下地層１５０ｂと、第二下地層１５０ｂ上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する主記録層１６０とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体１００であって、主記録層１６０を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、第二下地層１５０ｂを構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することを特徴とする。
【解決手段】本発明の垂直磁気記録媒体１００は、基板１００と、基板１００上に設けられた第一下地層１５０ａと、第一下地層１５０ａ上に設けられた第二下地層１５０ｂと、第二下地層１５０ｂ上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する主記録層１６０とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体１００であって、主記録層１６０を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、第二下地層１５０ｂを構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することを特徴とする。
【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及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インチ径の磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められている。
【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、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、グラニュラー磁性層（グラニュラー構造を有する磁性層）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、従来の面内磁気記録方式に比べて、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られる垂直磁気記録媒体として、非磁性基板上に裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層が積層された磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる磁気記録媒体において、磁気記録層は、六方最密構造（ｈｐｃ構造）をとるＣｏ合金材料を用いて構成され、配向制御層は、磁気記録層の特性を向上する中間層と、中間層及び磁気記録層の結晶配向を整えるシード層と、から構成されている。中間層は、ｈｃｐ構造をとるＲｕやＲｕ合金を用いるスパッタリングによって積層され、低圧条件下で成膜される第一中間層（第一下地層）と、高圧条件下で成膜される第二中間層（第二下地層）とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０５９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体において、高記録密度化及び高ＳＮ比を実現するためには、磁気記録層の結晶配向性の向上及び結晶粒径の微細化（粒子分離性）が重要となる。特許文献１の磁気記録媒体においては、第一中間層を低圧条件下で成膜して結晶配向性を向上すると共に、第二中間層を高圧条件下で成膜することにより、結晶粒間に生じる空隙によって結晶粒同士の結合を抑制し、磁気記録層の結晶粒径を微細化している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の磁気記録媒体では、磁気記録層の結晶粒径の微細化のため、第二中間層を高圧条件下で成膜する必要があり、成膜時の圧力を上げるにつれて磁気記録層の材料として用いられるＣｏ合金材料などの結晶配向性が悪化する問題がある。このため、第二中間層による磁気記録層の結晶配向性の向上への寄与は第一中間層と比較して低くなり、必ずしも十分に結晶配向性を向上できない問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できる垂直磁気記録媒体及びその製造方法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】
【０００９】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、前記第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層を構成する材料が、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることが好ましい。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層の膜厚が、２ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層は、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成することが好ましい。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層は、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成することが好ましい。
【００１４】
本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法は、基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むターゲットを用いるスパッタリングにより前記第二下地層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できる垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の積層構造の説明図である。
【図２】第二下地層の膜厚と保磁力（Ｈｃ）との間の関係を示す図である。
【図３】第二下地層の膜厚と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係を示す図である。
【図４】保磁力（Ｈｃ）と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係を示す図である。
【図５】第二下地層の膜厚と結晶配向性分散（Δ５０）との間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係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、基板１１０上に少なくとも磁性層を含む積層膜を有する。積層膜は、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、下地層１５０（第一下地層１５０ａ、第二下地層１５０ｂ）、主記録層１６０、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、及び潤滑層２００で主に構成されている。
【００１８】
基板１１０は、例えば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基板１１０を得ることができる。
【００１９】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００２０】
付着層１２０は基板１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１３０と基板１１０との密着強度を高める機能を備えている。付着層１２０は、例えばＣｒＴｉ系非晶質合金、ＣｏＷ系非晶質合金、ＣｒＷ系非晶質合金、ＣｒＴａ系非晶質合金、ＣｒＮｂ系非晶質合金などのアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば２ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。付着層１２０は単層でも良く、積層構造でも良い。
【００２１】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を集束することによって、磁気記録層への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金、や、ＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３０のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層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。この構成により、磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３０から生じるノイズを低減することができる。スペーサ層を介在させた構成の場合、軟磁性層１３０の膜厚は、スペーサ層が０．３ｎｍ〜０．９ｎｍ程度、その上下の軟磁性材料の層をそれぞれ１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２２】
前下地層１４０は、この上方に形成される下地層１５０の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４０は、ｈｃｐ構造であっても良いが、（１１１）面が基板１１０の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４０の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａなどを１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒなどを好適に選択することができる。前下地層１４０の膜厚は１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４０を積層構造としても良い。
【００２３】
下地層１５０はｈｃｐ構造であって、この上方に形成される主記録層１６０のｈｃｐ構造の磁性結晶粒の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備え、主記録層のグラニュラー構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５０の結晶配向性が高いほど、主記録層１６０の結晶配向性を向上させることができ、また、下地層１５０の粒径を微細化することによって、主記録層の粒径を微細化することができる。下地層１５０の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５０の膜厚は、例えば５ｎｍ〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００２４】
下地層１５０は、２層構造のＲｕ含有膜で構成されており、前下地層１４０上に積層される第一下地層１５０ａと、第一下地層１５０ａ上に積層される第二下地層１５０ｂとを含む。第一下地層１５０ａと第二下地層１５０ｂとは異なる成膜条件で成膜される。上層側の第二下地層１５０ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１５０ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を相対的に高くしている。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、ガス圧を高くにすることにより、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。
【００２５】
第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する材料で構成される。第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むことにより、第二下地層１５０ｂに酸化物による結晶粒界が形成され、粒子間の分離性が促進されると共に、下地層１５０を構成するＲｕ及び主記録層１６０の結晶配向性を向上する作用もある。これは、スパッタリング法による第二下地層１５０ｂ成膜工程において、Ｃｏ酸化物の一部が分解（還元）されて生じるＣｏ原子が、Ｒｕ原子と結合してＲｕ−Ｃｏ化合物（合金）を形成するためと推測される。
【００２６】
また、第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることが好ましい。第二下地層１５０ｂがこの範囲の組成を有することにより、粒子間の分離性促進効果と結晶配向性向上効果の両立が出来る。
【００２７】
第二下地層１５０ｂの膜厚は、２ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。第二下地層１５０ｂの膜厚が２ｎｍ〜２０ｎｍの範囲にあることにより、粒子間の分離性促進効果と結晶配向性向上効果が最大限に引き出されるので、媒体の記録再生特性が向上する。第二下地層１５０ｂの膜厚は、特に、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲が好ましく、さらに５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００２８】
また、第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成することが好ましい。これらのターゲットを用いてスパッタリングすることにより、Ｃｏ酸化物がＲｕ結晶粒界に偏析するので、Ｒｕ結晶粒、またその上に成長するＣｏ結晶粒の分離性や孤立化が促進される。したがって、高ＳＮ比を有する垂直磁気記録媒体を実現することができる。
【００２９】
また、第二下地層１５０ｂは、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成することが好ましい。この条件下で第二下地層１５０ｂを形成することにより、第二下地層１５０ｂの結晶粒間に空隙が生成され、粒子の分離性や孤立化が図れるので、媒体ノイズ特性が低減できる。
【００３０】
また、第一下地層１５０ａのスパッタリング時のガス圧と第二下地層１５０ｂのスパッタリング時のガス圧とを変更してもよい。具体的には、第二下地層１５０ｂを形成する際のスパッタリング時のガス圧を、第一下地層１５０ａ側を形成するときのＡｒのガス圧より高圧にすると、上方の主記録層１６０の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００３１】
主記録層１６０は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に、酸化物を主成分とする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。例えば、ＣｏＣｒＰｔ系合金にＳｉＯ２や、ＴｉＯ２などを混合したターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ系合金からなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２や、ＴｉＯ２が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を形成することができる。
【００３２】
なお、上記に示した主記録層１６０に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを１種類以上添加してもよい。また、粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化コバルト（ＣｏＯ又はＣｏ３Ｏ４）、等の酸化物を例示できる。また、１種類の酸化物のみならず、２種類以上の酸化物を複合させて使用することも可能である。
【００３３】
分断層１７０は、主記録層１６０と補助記録層１８０の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これにより１６０と補助記録層１８０の間、および１６０内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な結合の強さを調節することができるため、ＨｃやＨｎといった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００３４】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素又は酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお、分断層１７０には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していても良い。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０の膜厚は、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３５】
補助記録層１８０は、基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１８０は、主記録層１６０に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎ等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ（Ｏｖｅｒ Ｗｒｉｔｅ）特性、及びＳＮＲの改善を図ることを目的としている。補助記録層１８０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができ、さらに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕなどの添加物を加えても良い。具体的には、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢなどとすることができる。また、補助記録層１８０の膜厚は、例えば３ｎｍ〜１０ｎｍとすることができる。
【００３６】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっていることを意味する。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていても良いことを意味する。すなわち、補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していれば良い。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００３７】
保護層１９０は、磁気ヘッドの衝撃や腐食から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。保護層１９０は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタリング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媒体１００を防護することができるため好適である。保護層１９０の膜厚は、例えば２ｎｍ〜６ｎｍとすることができる。
【００３８】
潤滑層２００は、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９０の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば０．５ｎｍ〜２．０ｎｍとすることができる。
【００３９】
ここで、第二下地層１５０ｂの膜厚と保磁力（Ｈｃ）との間の関係について調べた。その結果を図２に示す。図２においては、第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５ＳｉＯ２を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合について示している。なお、保磁力は、Ｋｅｒｒ効果型磁力計を用いて室温で測定した。その際、磁界は２０秒間で＋１５０００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）から−１５０００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）まで一定の速度で掃印した。図２から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合であっても、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合とほぼ同様の保磁力を示している。
【００４０】
次に、第二下地層１５０ｂの膜厚と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係について調べた。その結果を図３に示す。図３に示すように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５ＳｉＯ２を含有する場合には第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合よりも、核形成磁界は低下する（絶対値が〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）低下）。また、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合や、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合には第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合よりも、核形成磁界は増加する（絶対値が５０Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）増加）。核形成磁界は、Ｋｅｒｒ効果評価装置を用いて室温で測定した。図３から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することによって、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合より核形成磁界の増加が得られている。核形成磁界が高いほど、媒体フリンジ特性（隣接トラックを書き込むときの耐イレーズ特性）も良くなるので、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することによって、媒体フリンジ特性の向上が期待できる。
【００４１】
次に、保磁力（Ｈｃ）と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係について調べた。その結果を図４に示す。図４に示すように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合、ガス圧が４．５Ｐａにおいても、６Ｐａにおいても、第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合と比べ、同等なＨｃにおいて、核形成磁界の絶対値：｜Ｈｎ｜が増加する（＋５０Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ））。以上のように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することで、同等な保磁力（Ｈｃ）でも、核形成磁界（Ｈｎ）の増加が得られているので、媒体のＯＷ特性を悪化せずにフリンジ特性の向上が期待できる。
【００４２】
次に、第二下地層１５０ｂの膜厚と結晶配向性分散（Δ５０）との間の関係について調べた。その結果を図５に示す。図５においては、第二下地層１５０ｂがＲｕＯ（２ｋｐｐｍ）（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．９ＳｉＯ２（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合について示している。なお、結晶配向性分散は、リガクＳｍａｒｔ Ｌａｂ Ｘ線回折装置を用い、Ｘ線パワーは４５ｋＶ、２００ｍＡで使用して測定した。図５から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合よりも結晶配向性分散（Δ５０）が低く、配向性が高かった。
【００４３】
このように、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合と同等の磁気特性を示し、結晶粒径の微細化が達成されていることが分かる。また、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合よりも高い結晶配向性を示すことが分かった。このため、このような第二下地層を持つ垂直磁気記録媒体は、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成することができる。
【００４４】
（実施例）
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
【００４５】
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。そして、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ディスク基体である基板を得た。基板の直径は、６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、ディスク厚は０．６３５ｍｍの２．５インチ型磁気ディスク用基板である。得られた基板の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察したところ、Ｒｍａｘが２．１８ｎｍ、Ｒａが０．１８ｎｍの平滑な表面であることを確認した。尚、Ｒｍａｘ及びＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００４６】
次に、基板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で、Ａｒ雰囲気中で順次、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、第一下地層１５０ａ、第二下地層１５０ｂ、主記録層１６０、分断層１７０、及び補助記録層１８０の成膜を行った。なお、特に記載しない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａとした。
【００４７】
具体的には、付着層１２０として、Ｃｒ−５０Ｔｉを厚さ１０ｎｍで成膜した。軟磁性層１３０として、厚さ０．７ｎｍのＲｕ層を挟んで、９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒをそれぞれ厚さ２０ｎｍで成膜した。前下地層１４０として、Ｎｉ−５Ｗを厚さ８ｎｍで成膜した。第一下地層１５０ａとして、Ａｒガス圧０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。第二下地層１５０ｂとして、Ａｒガス圧４．５ＰａでＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４を８ｎｍ成膜した。主記録層１６０として、Ａｒガス圧３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を厚さ２ｎｍで成膜した上に、さらにＡｒガス圧３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。分断層１７０として、Ｒｕを厚さ０．３ｎｍで成膜した。補助記録層１８０として、６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを厚さ６ｎｍで成膜した。
【００４８】
補助記録層１８０上に、ＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて厚さ４ｎｍで成膜して保護層１９０を形成し、その表層を窒化処理した。次いで、ディップコート法によりＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）を用いて厚さ１ｎｍで形成して潤滑層２００を形成した。このようにして、実施例に係る垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４９】
（比較例）
第一下地層１５０ａとして、Ａｒガス圧０．６ＰａでＲｕを厚さ１０ｎｍ成膜し、第二下地層１５０ｂとして、Ａｒガス圧４．５ＰａでＲｕを厚さ８ｎｍで成膜すること以外実施例と同様にして比較例の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００５０】
作製した実施例の垂直磁気記録媒体及び比較例の垂直磁気記録媒体のＳＮＲを調べたところ、実施例の垂直磁気記録媒体は１８．４ｄＢであり、比較例の垂直磁気記録媒体は １８．０ｄＢであった。なお、ＳＮＲは、日立ハイテクノロジーズ社製スピンスタンドを用いて、１５００ｋｆｃｉの条件下で測定した。
【００５１】
このように、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合（実施例）には、第二下地層を構成する材料がＲｕを含有する場合（比較例）に比べて、ＳＮＲが非常に良好であった。これは、第二下地層がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することにより、高い結晶配向性を示したためであると考えられる。このため、本発明の垂直磁気記録媒体が、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できていることが分かる。
【００５２】
以上、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説明したが、本発明はかかる実施の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、各種の変更例又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】
【００５３】
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及びその製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 垂直磁気記録媒体
１１０ 基板
１２０ 付着層
１３０ 軟磁性層
１４０ 前下地層
１５０ 下地層
１５０ａ 第一下地層
１５０ｂ 第二下地層
１６０ 主記録層
１７０ 分断層
１８０ 補助記録層
１９０ 保護層
２００ 潤滑層
【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及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インチ径の磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められている。
【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、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、グラニュラー磁性層（グラニュラー構造を有する磁性層）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、従来の面内磁気記録方式に比べて、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られる垂直磁気記録媒体として、非磁性基板上に裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層が積層された磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる磁気記録媒体において、磁気記録層は、六方最密構造（ｈｐｃ構造）をとるＣｏ合金材料を用いて構成され、配向制御層は、磁気記録層の特性を向上する中間層と、中間層及び磁気記録層の結晶配向を整えるシード層と、から構成されている。中間層は、ｈｃｐ構造をとるＲｕやＲｕ合金を用いるスパッタリングによって積層され、低圧条件下で成膜される第一中間層（第一下地層）と、高圧条件下で成膜される第二中間層（第二下地層）とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０５９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体において、高記録密度化及び高ＳＮ比を実現するためには、磁気記録層の結晶配向性の向上及び結晶粒径の微細化（粒子分離性）が重要となる。特許文献１の磁気記録媒体においては、第一中間層を低圧条件下で成膜して結晶配向性を向上すると共に、第二中間層を高圧条件下で成膜することにより、結晶粒間に生じる空隙によって結晶粒同士の結合を抑制し、磁気記録層の結晶粒径を微細化している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の磁気記録媒体では、磁気記録層の結晶粒径の微細化のため、第二中間層を高圧条件下で成膜する必要があり、成膜時の圧力を上げるにつれて磁気記録層の材料として用いられるＣｏ合金材料などの結晶配向性が悪化する問題がある。このため、第二中間層による磁気記録層の結晶配向性の向上への寄与は第一中間層と比較して低くなり、必ずしも十分に結晶配向性を向上できない問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できる垂直磁気記録媒体及びその製造方法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】
【０００９】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、前記第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層を構成する材料が、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることが好ましい。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層の膜厚が、２ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層は、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成することが好ましい。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第二下地層は、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成することが好ましい。
【００１４】
本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法は、基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むターゲットを用いるスパッタリングにより前記第二下地層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できる垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の積層構造の説明図である。
【図２】第二下地層の膜厚と保磁力（Ｈｃ）との間の関係を示す図である。
【図３】第二下地層の膜厚と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係を示す図である。
【図４】保磁力（Ｈｃ）と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係を示す図である。
【図５】第二下地層の膜厚と結晶配向性分散（Δ５０）との間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係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、基板１１０上に少なくとも磁性層を含む積層膜を有する。積層膜は、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、下地層１５０（第一下地層１５０ａ、第二下地層１５０ｂ）、主記録層１６０、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、及び潤滑層２００で主に構成されている。
【００１８】
基板１１０は、例えば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基板１１０を得ることができる。
【００１９】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００２０】
付着層１２０は基板１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１３０と基板１１０との密着強度を高める機能を備えている。付着層１２０は、例えばＣｒＴｉ系非晶質合金、ＣｏＷ系非晶質合金、ＣｒＷ系非晶質合金、ＣｒＴａ系非晶質合金、ＣｒＮｂ系非晶質合金などのアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば２ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。付着層１２０は単層でも良く、積層構造でも良い。
【００２１】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を集束することによって、磁気記録層への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金、や、ＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３０のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層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。この構成により、磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３０から生じるノイズを低減することができる。スペーサ層を介在させた構成の場合、軟磁性層１３０の膜厚は、スペーサ層が０．３ｎｍ〜０．９ｎｍ程度、その上下の軟磁性材料の層をそれぞれ１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２２】
前下地層１４０は、この上方に形成される下地層１５０の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４０は、ｈｃｐ構造であっても良いが、（１１１）面が基板１１０の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４０の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａなどを１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒなどを好適に選択することができる。前下地層１４０の膜厚は１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４０を積層構造としても良い。
【００２３】
下地層１５０はｈｃｐ構造であって、この上方に形成される主記録層１６０のｈｃｐ構造の磁性結晶粒の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備え、主記録層のグラニュラー構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５０の結晶配向性が高いほど、主記録層１６０の結晶配向性を向上させることができ、また、下地層１５０の粒径を微細化することによって、主記録層の粒径を微細化することができる。下地層１５０の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５０の膜厚は、例えば５ｎｍ〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００２４】
下地層１５０は、２層構造のＲｕ含有膜で構成されており、前下地層１４０上に積層される第一下地層１５０ａと、第一下地層１５０ａ上に積層される第二下地層１５０ｂとを含む。第一下地層１５０ａと第二下地層１５０ｂとは異なる成膜条件で成膜される。上層側の第二下地層１５０ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１５０ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を相対的に高くしている。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、ガス圧を高くにすることにより、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。
【００２５】
第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する材料で構成される。第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むことにより、第二下地層１５０ｂに酸化物による結晶粒界が形成され、粒子間の分離性が促進されると共に、下地層１５０を構成するＲｕ及び主記録層１６０の結晶配向性を向上する作用もある。これは、スパッタリング法による第二下地層１５０ｂ成膜工程において、Ｃｏ酸化物の一部が分解（還元）されて生じるＣｏ原子が、Ｒｕ原子と結合してＲｕ−Ｃｏ化合物（合金）を形成するためと推測される。
【００２６】
また、第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることが好ましい。第二下地層１５０ｂがこの範囲の組成を有することにより、粒子間の分離性促進効果と結晶配向性向上効果の両立が出来る。
【００２７】
第二下地層１５０ｂの膜厚は、２ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。第二下地層１５０ｂの膜厚が２ｎｍ〜２０ｎｍの範囲にあることにより、粒子間の分離性促進効果と結晶配向性向上効果が最大限に引き出されるので、媒体の記録再生特性が向上する。第二下地層１５０ｂの膜厚は、特に、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲が好ましく、さらに５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００２８】
また、第二下地層１５０ｂは、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成することが好ましい。これらのターゲットを用いてスパッタリングすることにより、Ｃｏ酸化物がＲｕ結晶粒界に偏析するので、Ｒｕ結晶粒、またその上に成長するＣｏ結晶粒の分離性や孤立化が促進される。したがって、高ＳＮ比を有する垂直磁気記録媒体を実現することができる。
【００２９】
また、第二下地層１５０ｂは、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成することが好ましい。この条件下で第二下地層１５０ｂを形成することにより、第二下地層１５０ｂの結晶粒間に空隙が生成され、粒子の分離性や孤立化が図れるので、媒体ノイズ特性が低減できる。
【００３０】
また、第一下地層１５０ａのスパッタリング時のガス圧と第二下地層１５０ｂのスパッタリング時のガス圧とを変更してもよい。具体的には、第二下地層１５０ｂを形成する際のスパッタリング時のガス圧を、第一下地層１５０ａ側を形成するときのＡｒのガス圧より高圧にすると、上方の主記録層１６０の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００３１】
主記録層１６０は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に、酸化物を主成分とする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。例えば、ＣｏＣｒＰｔ系合金にＳｉＯ２や、ＴｉＯ２などを混合したターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ系合金からなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２や、ＴｉＯ２が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を形成することができる。
【００３２】
なお、上記に示した主記録層１６０に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを１種類以上添加してもよい。また、粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化コバルト（ＣｏＯ又はＣｏ３Ｏ４）、等の酸化物を例示できる。また、１種類の酸化物のみならず、２種類以上の酸化物を複合させて使用することも可能である。
【００３３】
分断層１７０は、主記録層１６０と補助記録層１８０の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これにより１６０と補助記録層１８０の間、および１６０内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な結合の強さを調節することができるため、ＨｃやＨｎといった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００３４】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素又は酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお、分断層１７０には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していても良い。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０の膜厚は、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３５】
補助記録層１８０は、基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１８０は、主記録層１６０に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎ等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ（Ｏｖｅｒ Ｗｒｉｔｅ）特性、及びＳＮＲの改善を図ることを目的としている。補助記録層１８０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができ、さらに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕなどの添加物を加えても良い。具体的には、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢなどとすることができる。また、補助記録層１８０の膜厚は、例えば３ｎｍ〜１０ｎｍとすることができる。
【００３６】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっていることを意味する。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていても良いことを意味する。すなわち、補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していれば良い。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００３７】
保護層１９０は、磁気ヘッドの衝撃や腐食から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。保護層１９０は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタリング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媒体１００を防護することができるため好適である。保護層１９０の膜厚は、例えば２ｎｍ〜６ｎｍとすることができる。
【００３８】
潤滑層２００は、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９０の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば０．５ｎｍ〜２．０ｎｍとすることができる。
【００３９】
ここで、第二下地層１５０ｂの膜厚と保磁力（Ｈｃ）との間の関係について調べた。その結果を図２に示す。図２においては、第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５ＳｉＯ２を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合について示している。なお、保磁力は、Ｋｅｒｒ効果型磁力計を用いて室温で測定した。その際、磁界は２０秒間で＋１５０００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）から−１５０００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）まで一定の速度で掃印した。図２から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合であっても、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合とほぼ同様の保磁力を示している。
【００４０】
次に、第二下地層１５０ｂの膜厚と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係について調べた。その結果を図３に示す。図３に示すように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５ＳｉＯ２を含有する場合には第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合よりも、核形成磁界は低下する（絶対値が〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）低下）。また、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合や、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．２５Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合には第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合よりも、核形成磁界は増加する（絶対値が５０Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）増加）。核形成磁界は、Ｋｅｒｒ効果評価装置を用いて室温で測定した。図３から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することによって、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合より核形成磁界の増加が得られている。核形成磁界が高いほど、媒体フリンジ特性（隣接トラックを書き込むときの耐イレーズ特性）も良くなるので、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することによって、媒体フリンジ特性の向上が期待できる。
【００４１】
次に、保磁力（Ｈｃ）と核形成磁界（Ｈｎ）との間の関係について調べた。その結果を図４に示す。図４に示すように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４を含有する場合、ガス圧が４．５Ｐａにおいても、６Ｐａにおいても、第二下地層１５０ｂがＲｕＯを含有する場合と比べ、同等なＨｃにおいて、核形成磁界の絶対値：｜Ｈｎ｜が増加する（＋５０Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ）〜１００Ｏｅ（１０００／（４π）Ａ／ｍ））。以上のように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することで、同等な保磁力（Ｈｃ）でも、核形成磁界（Ｈｎ）の増加が得られているので、媒体のＯＷ特性を悪化せずにフリンジ特性の向上が期待できる。
【００４２】
次に、第二下地層１５０ｂの膜厚と結晶配向性分散（Δ５０）との間の関係について調べた。その結果を図５に示す。図５においては、第二下地層１５０ｂがＲｕＯ（２ｋｐｐｍ）（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−１．９ＳｉＯ２（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合、第二下地層１５０ｂがＲｕ−０．６Ｃｏ３Ｏ４（ガス圧４．５Ｐａ）を含有する場合について示している。なお、結晶配向性分散は、リガクＳｍａｒｔ Ｌａｂ Ｘ線回折装置を用い、Ｘ線パワーは４５ｋＶ、２００ｍＡで使用して測定した。図５から分かるように、第二下地層１５０ｂがＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合よりも結晶配向性分散（Δ５０）が低く、配向性が高かった。
【００４３】
このように、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合と同等の磁気特性を示し、結晶粒径の微細化が達成されていることが分かる。また、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合には、第二下地層１５０ｂがＲｕＯやＲｕ−ＳｉＯ２である場合よりも高い結晶配向性を示すことが分かった。このため、このような第二下地層を持つ垂直磁気記録媒体は、結晶配向性の向上と結晶粒径の微細化とを両立でき、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成することができる。
【００４４】
（実施例）
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
【００４５】
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。そして、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ディスク基体である基板を得た。基板の直径は、６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、ディスク厚は０．６３５ｍｍの２．５インチ型磁気ディスク用基板である。得られた基板の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察したところ、Ｒｍａｘが２．１８ｎｍ、Ｒａが０．１８ｎｍの平滑な表面であることを確認した。尚、Ｒｍａｘ及びＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００４６】
次に、基板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で、Ａｒ雰囲気中で順次、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、第一下地層１５０ａ、第二下地層１５０ｂ、主記録層１６０、分断層１７０、及び補助記録層１８０の成膜を行った。なお、特に記載しない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａとした。
【００４７】
具体的には、付着層１２０として、Ｃｒ−５０Ｔｉを厚さ１０ｎｍで成膜した。軟磁性層１３０として、厚さ０．７ｎｍのＲｕ層を挟んで、９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒをそれぞれ厚さ２０ｎｍで成膜した。前下地層１４０として、Ｎｉ−５Ｗを厚さ８ｎｍで成膜した。第一下地層１５０ａとして、Ａｒガス圧０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。第二下地層１５０ｂとして、Ａｒガス圧４．５ＰａでＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４を８ｎｍ成膜した。主記録層１６０として、Ａｒガス圧３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を厚さ２ｎｍで成膜した上に、さらにＡｒガス圧３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。分断層１７０として、Ｒｕを厚さ０．３ｎｍで成膜した。補助記録層１８０として、６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを厚さ６ｎｍで成膜した。
【００４８】
補助記録層１８０上に、ＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて厚さ４ｎｍで成膜して保護層１９０を形成し、その表層を窒化処理した。次いで、ディップコート法によりＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）を用いて厚さ１ｎｍで形成して潤滑層２００を形成した。このようにして、実施例に係る垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４９】
（比較例）
第一下地層１５０ａとして、Ａｒガス圧０．６ＰａでＲｕを厚さ１０ｎｍ成膜し、第二下地層１５０ｂとして、Ａｒガス圧４．５ＰａでＲｕを厚さ８ｎｍで成膜すること以外実施例と同様にして比較例の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００５０】
作製した実施例の垂直磁気記録媒体及び比較例の垂直磁気記録媒体のＳＮＲを調べたところ、実施例の垂直磁気記録媒体は１８．４ｄＢであり、比較例の垂直磁気記録媒体は １８．０ｄＢであった。なお、ＳＮＲは、日立ハイテクノロジーズ社製スピンスタンドを用いて、１５００ｋｆｃｉの条件下で測定した。
【００５１】
このように、第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有する場合（実施例）には、第二下地層を構成する材料がＲｕを含有する場合（比較例）に比べて、ＳＮＲが非常に良好であった。これは、第二下地層がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金を含有することにより、高い結晶配向性を示したためであると考えられる。このため、本発明の垂直磁気記録媒体が、高記録密度化及び高ＳＮ比を達成できていることが分かる。
【００５２】
以上、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説明したが、本発明はかかる実施の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、各種の変更例又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】
【００５３】
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及びその製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 垂直磁気記録媒体
１１０ 基板
１２０ 付着層
１３０ 軟磁性層
１４０ 前下地層
１５０ 下地層
１５０ａ 第一下地層
１５０ｂ 第二下地層
１６０ 主記録層
１７０ 分断層
１８０ 補助記録層
１９０ 保護層
２００ 潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、前記第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金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】
前記第二下地層を構成する材料が、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第二下地層の膜厚が、２ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第二下地層は、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第二下地層は、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成されたことを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むターゲットを用いるスパッタリングにより前記第二下地層を形成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１】
基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層を構成する磁性材料がＣｏＣｒＰｔ合金を含有し、前記第二下地層を構成する材料がＲｕ−Ｃｏ酸化物合金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】
前記第二下地層を構成する材料が、Ｒｕ−ｘＣｏＯ合金（ｘは、０．２モル以上５モル以下の範囲）であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第二下地層の膜厚が、２ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第二下地層は、Ｒｕ−ＣｏＯ合金又はＲｕ−Ｃｏ３Ｏ４合金をターゲットとして用いたスパッタリングにより形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第二下地層は、Ａｒ雰囲気下、ガス圧３Ｐａ〜１０Ｐａの範囲の条件で形成されたことを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
基板と、前記基板上に設けられた第一下地層と、前記第一下地層上に設けられた第二下地層と、前記第二下地層上に設けられ、グラニュラー構造を有する磁性材料を含有する磁性層とを含む積層膜を有する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、Ｒｕ−Ｃｏ酸化物合金を含むターゲットを用いるスパッタリングにより前記第二下地層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９０８６（Ｐ２０１２−９０８６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１２３８（Ｐ２０１０−１４１２３８）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
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