垂直磁気記録媒体用記録層、垂直磁気記録媒体、及び強磁性金属膜の作製方法
【課題】 グラニュラー構造を採用していない高記録密度を有する垂直磁気記録媒体用記録層、該記録層を備えた垂直磁気記録媒体、及び強磁性金属膜作製方法の提供。
【解決手段】 基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、強磁性金属粒子がＦｅ、Ｃｏ等から選ばれた金属、これらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、固溶しない金属粒子がＺｎ、Ｉｎ等から選ばれた金属、これらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる。この記録層を有する記録媒体。強磁性金属粒子を含む膜に、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加し、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を得る。
【解決手段】 基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、強磁性金属粒子がＦｅ、Ｃｏ等から選ばれた金属、これらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、固溶しない金属粒子がＺｎ、Ｉｎ等から選ばれた金属、これらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる。この記録層を有する記録媒体。強磁性金属粒子を含む膜に、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加し、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体用記録層、この記録層を用いる垂直磁気記録媒体、及びこの記録層として用いることができる強磁性金属膜の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録媒体における記録方式には、面内磁気記録方式や垂直磁気記録方式があり、近年、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へと開発の方向が移りつつある。この面内磁気記録方式では、例えば、面内に結晶磁化容易軸が配向した、面内異方性を持つＣｏ−Ｃｒ基の合金薄膜が用いられており、このような媒体がリングヘッドの漏洩磁界によって面内方向で磁化されていく。この面内磁気記録方式では、記録ビット間の反磁界の影響で高密度化と共に膜厚を薄くしていくことが必要であるため、それに伴ってヘッド信号が微弱となり、記録密度が低くなるという問題がある。
【０００３】
一方、ビットの磁化が記録媒体の垂直方向となる垂直磁気記録方式では、磁化容易軸を面に垂直に配向させた媒体構造を用いる。この場合、磁化は、ビットサイズがナノスケールになっても静磁気相互作用により不安定化しないので、原理的には、面内磁気記録方式よりもはるかに記録密度が高くなるという長所がある。この垂直磁気記録方式の場合、面内磁気記録方式と同様の原理で結晶粒界にＣｒを偏析させて、各結晶粒を磁気的に孤立させる方式から、近年、マトリクス中にＣｏ系合金等からなる柱状粒子を埋め込んだグラニュラー構造を有する垂直磁化膜からなる記録層を備えた垂直磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このグラニュラー構造とは、強磁気記録材料の粒界に絶縁性の物質が偏析している構造である。
【０００４】
しかしながら、上記のようなグラニュラー構造を採用したとしても、高い記録密度を有する記録層を構成するのは、現状では極めて困難であると言われている。例えば、ＣｏＣｒＰｔ粒子の周りにＳｉＯ２やＴｉＯ２のような絶縁性酸化物を偏析せしめ、極薄壁で強磁性結晶粒子を孤立化せしめるグラニュラー構造の場合、この極薄壁を均一に偏析させる工程で、強磁性結晶粒子を微細化するほど、酸化物からなる極薄壁の均一性が悪化し、基板面内で磁気記録特性の分布を維持することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、グラニュラー構造を採用することなく、高記録密度を有する垂直磁気記録媒体用記録層、この記録層を備えた垂直磁気記録媒体、及びこの記録層として用いることができる強磁性金属膜の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の垂直磁気記録媒体用記録層は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、該強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、該固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の垂直磁気記録媒体用記録層はまた、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、該記録層が、さらに該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
前記記録層において、固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする。
【００１０】
前記記録層中に含まれている金属粒子が、０．５ａｔ％未満であり、かつ２．２ａｔ％を超えると、保持力が低く、記録層として有効に機能しない。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とを含んでいることを特徴とする。
【００１２】
前記垂直磁気記録媒体において、固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする。
【００１３】
前記記録層において、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の強磁性金属膜の作製方法は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする。
【００１５】
本発明の強磁性金属膜の作製方法はまた、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、強磁性金属を有する層に、強磁性金属とは固溶しない金属を所定量添加することにより、この固溶しない金属を粒界に均一に分散せしめて、磁気的に安定な微細磁気ドット領域の形成された高記録密度を有する記録層及び垂直磁気記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、強磁性金属粒子の粒界に、この強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有し、磁気的に安定な、かつ高記録密度を有する強磁性金属膜を提供できるので、この膜を垂直磁気記録媒体で高記録密度を有する記録層として用いることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の記録層を作製するために用いるＤＣマグネトロンスパッタリング装置の一構成例を示す模式的構成図。
【図２】実施例１で作製された記録層に対する磁気特性（Ｍ−Ｈ）のヒステリシスを示すグラフ。
【図３】実施例１で作製された記録層に対する、Ｉｎ量（ａｔ％）の変動による磁気特性変化を示し、（ａ）はＩｎ量の変動による保持力（Ｈｃ）の変化を示すグラフ、（ｂ）はＩｎ量の変動による磁気モーメント（Ｍｓ）の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る垂直磁気記録媒体用記録層の実施の形態によれば、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなり、この固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる。この場合、ＴＥＭ写真及び図２に示す結果によれば、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域が形成されていることが分かる。固溶しない金属が３重点部分で析出する。
【００２０】
記録層中に含まれる固溶しない金属の量が、０．５ａｔ％未満であり、かつ２．２ａｔ％を超えると、上記したように保持力が低く、記録層として有効に機能しない。下限が０．６５ａｔ％であると、０．５ａｔ％の場合よりも保持力が高く、また、上限が２．０ａｔ％であると、２．２ａｔ％の場合より保持力が高く、記録層としてより有効に機能する。
【００２１】
本発明に係る垂直磁気記録媒体用記録層の別の実施の形態によれば、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、この記録層が、さらに強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる。この場合も、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域が形成されている。固溶しない金属が３重点部分で析出する。
【００２２】
本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施の形態によれば、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、この下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなっている記録媒体であって、記録層は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とからなり、この金属粒子が強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含まれている。
【００２３】
本発明に係る強磁性金属膜の作製方法の実施の形態によれば、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％添加することにより、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜が作製される。
【００２４】
上記において、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａから選ばれた少なくとも２種の金属の合金としては、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等の合金を挙げることができ、また、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉから選ばれた少なくとも２種の金属の強磁性金属とは固溶しない合金としては、例えばＩｎ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｐｂ、Ｉｎ−Ｂｉ等の合金を挙げることができる。
【００２５】
以下、図１を参照し、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有し、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる複数の強磁性金属粒子と、この強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる記録層をＤＣマグネトロンスパッタ法に従って作製する方法について説明する。
【００２６】
図１は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置の構成例を模式的に示す構成図である。この装置の下方には回転自在の基板ステージ１１が配置され、この基板ステージ１１の上には、記録層を形成するための処理対象基板Ｓが載置される。
【００２７】
装置の上方には、基板Ｓと対向して、強磁性金属をスパッタして膜を基板Ｓ上に形成するためのＤＣマグネトロンスパッタカソード１２及び強磁性金属とは固溶しない金属をスパッタして膜を形成するためのＤＣマグネトロンスパッタカソード１３が配置されており、カソード１２及び１３の先端部には、それぞれ、強磁性金属から構成されたスパッタリングターゲット１２ａ及び強磁性金属とは固溶しない金属から構成されたスパッタリングターゲット１３ａが埋め込まれている。このように２つのカソードから同時に同一基板へ成膜できる共デポシステムとすると共に、上記したように、基板面内での組成のバラつきを抑制するために、基板を載置する基板ステージは回転自在に構成されている。
【００２８】
図１では、スパッタカソードを２つ用いてスパッタ膜を形成する場合を示しているが、このカソードの数は制限されず、スパッタ膜の組成によっては、３つ以上のカソードを適宜の位置に設置しても良い。
【００２９】
上記カソード１２と１３とは、基板Ｓ上に所望の組成を有する記録層を形成できるように配置されている。例えば、カソード１２は、基板Ｓの表面に対して垂直に対向して配置され、基板Ｓの表面にスパッタ粒子が垂直入射できるように構成され、また、カソード１３は、基板Ｓの表面に対して角度を持って斜めに対向して配置され、基板の表面にスパッタ粒子が斜めから入射できるように構成されている。
【００３０】
カソード１２及び１３の各ターゲット１２ａ及び１３ａの表面と基板Ｓの表面との距離（Ｔ／Ｓ）は、ターゲット１３ａと基板との距離の方が、ターゲット１２ａと基板Ｓとの距離より長くなるように設定することが好ましい。これは、固溶しない金属粒子の入射量の調整を助けるためであるが、この入射量の調整は、主としては、ＤＣ電力供給装置によるカソード１３への供給電力の調整により行われる。
【００３１】
また、ＤＣマグネトロンスパッタカソード１２及び１３の基板Ｓ側の口径は、前者の口径の方が後者の口径よりも大きいことが必要である。これは、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、主材料の強磁性金属をスパッタして基板Ｓ上に強磁性金属膜を形成しながら、基板に堆積中の強磁性金属膜内に、強磁性金属には固溶しない金属の極微量をスパッタして入射せしめ、目的とする記録層を形成するためである。
【００３２】
ＤＣマグネトロンスパッタ法において用いるスパッタリングガスとしては、特に制限はなく、既知のスパッタリングガスであればよく、例えば、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅ等を挙げることができる。
【００３３】
次に、図１に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、本発明の記録層（強磁性金属膜）を作製する方法について説明する。
【００３４】
装置内の基板ステージ１１上に基板Ｓを載置する。スパッタリングプロセスは、基板Ｓを回転させながら行う。ＤＣマグネトロンスパッタ法に従って、スパッタリングガス雰囲気中で、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１２に所定の電力（３００〜５００Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１２ａから、基板Ｓ上に、強磁性金属のスパッタ粒子を入射せしめ、強磁性金属膜を形成させる。この強磁性金属膜を形成させながら、カソード１２より口径の小さいカソード１３に所定の電力（５〜１５Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１３ａから、基板Ｓ上の強磁性金属膜に強磁性金属には固溶しない金属のスパッタ粒子を入射せしめ、固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２ａｔ％ドーピングし、目的とする記録層（強磁性金属膜）を作製する。この際、カソード１３に投入する電力を調整することにより、固溶しない金属の析出量を調整することができる。
【００３５】
基板Ｓとしては、垂直磁気記録媒体で用いることのできるものであれば良く、例えば、プラスチック基板、ガラス（結晶化及び強化ガラス）基板、金属（Ｓｉ及びＡｌ合金）基板、ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム等を用いることができる。
【００３６】
上記下地層としては、強磁性金属粒子の磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に配向させるために、例えば、Ｒｕ又はＲｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｆｅ、Ｒｕ−Ｎｉ等のＲｕ合金からなる層を、そして結晶性や配向性などの観点から、例えば２〜１６ｎｍ程度の膜厚で形成すればよい。
【００３７】
本発明の垂直磁気記録媒体は、例えば、上記したようにして作製された記録層を利用し、公知のプロセスに従い、次のようにして作製することができる。まず、真空プロセスチャンバ内にガラス製円盤状基板を導入し、その基板表面を既知方法によりクリーニングし、クリーニングされた基板上に既知方法により下地層を形成し、その上にＳＵＬ層（面内磁化膜）を形成した後、上記した磁気記録層をスパッタ法により形成する。磁気記録層形成後は、引き続き真空プロセスチャンバ内にて保護層としての既知ＤＬＣ層を形成し、得られた垂直磁気記録媒体を大気中に取り出す。かくして作製された垂直磁気記録媒体は、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散した（すなわち、固溶しない金属粒子が３重点部分に析出した）、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を持っている領域を有する磁気的に安定な微細磁区領域が形成されている高記録密度を有する記録層を用いているので、有用な記録媒体である。
【実施例１】
【００３８】
本実施例では、図１に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＣｏ（９０ａｔ％）−Ｆｅ（１０ａｔ％）の強磁性合金膜を形成する際に、この強磁性合金には固溶しないＩｎを微量ドーピングして作製した記録層（強磁性金属膜）について、その磁気特性を評価した。この場合、スパッタリングターゲット１２ａと基板Ｓの表面との距離Ｔ／Ｓを２００ｍｍに設定し、また、スパッタリングターゲット１３ａと基板Ｓの表面との距離Ｔ／Ｓを３００ｍｍに設定した装置を用いた。
【００３９】
装置内の基板ステージ１１上にφ＝２．５インチガラス基板Ｓを載置し、基板Ｓを回転させながら、ＤＣマグネトロンスパッタ法に従って、Ａｒガス雰囲気中で、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１２（φ：５インチ）に所定の電力（２００Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１２ａから、基板Ｓ上に、Ｃｏ−Ｆｅ粒子を入射せしめ、Ｃｏ−Ｆｅ膜を形成させた。このＣｏ−Ｆｅ膜を形成させながら、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１３（φ：２インチ）に所定の電力（０〜６０Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１３ａから、基板Ｓ上のＣｏ−Ｆｅ膜にＩｎ粒子を入射せしめ、Ｃｏ−Ｆｅに対して所定量のＩｎを含んでいる記録層（膜厚：２０ｎｍ）を作製した。作製された記録層において、Ｃｏ−Ｆｅ粒子の粒界にＩｎ粒子が均一に分散していることが、ＴＥＭ写真により確認された。Ｉｎが３重点部分で析出していた。
【００４０】
かくして得られた記録層に対して、公知の方法により磁気特性（Ｍ−Ｈ）を評価し、その結果を図２に示す。また、その際のＩｎ量（ａｔ％）による保持力（Ｈｃ）の変化と磁気モーメント（Ｍｓ）の変化とを評価し、その結果を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。Ｉｎで構成されたスパッタリングターゲット１３ａへの投入電力を変化させることで、すなわち記録層中のＩｎ量を変化させることで、磁気モーメントと保持力との変化を評価した。
【００４１】
図２から明らかなように、投入電力（Ｉｎ量）を変動（電力：０〜６０Ｗ；Ｉｎ量：０〜３ａｔ％）させた場合、投入電力が１０Ｗ、１５Ｗ、及び３０Ｗで、即ちＩｎ量が０．５ａｔ％、０．７５ａｔ％、及び１．５ａｔ％で磁気特性のヒステリシスの高さが変わっていないことが分かる。このことから、Ｉｎが磁性粒子の粒界に存在しているものと考えられる。すなわち、図２に示されているように、ヒステリシスの上下の高さ（Ｍｓ）に大きな差が現れていないので、Ｉｎが粒界に均一に分散している状態が示唆されているものと考えられる。Ｉｎが膜中に分散している場合には、この上下の高さが低下してくるからである。
【００４２】
図３（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、磁気モーメントを維持しながら、保持力が大きくなる領域があり、その領域外では磁気モーメントは急激に低下し、保持力も低下することが分かる。このように磁気モーメントが変化しない領域が存在するということは、Ｃｏ−Ｆｅのような強磁性金属膜中に含まれるＩｎのような固溶しない金属が、所定の量であれば、粒界に均一に分散している結果であると共に、強磁性金属膜を形成する結晶粒子が微細化している結果であると考えられる。所定量を超える量の固溶しない金属が添加された場合には、固溶しない金属は、強磁性金属膜中への混入が始まって合金化し、その結果、磁気モーメントの低下を引き起こし、さらには磁気記録に必要な保持力を消失させるものと考えられる。
【００４３】
従って、図３（ａ）及び（ｂ）から、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を有する領域は、Ｉｎのような強磁性金属に固溶しない金属を、強磁性金属に対して、保持力Ｈｃ：２２．５Ｏｅ以上で、磁気モーメントＭｓが一定である範囲として、０．５〜２．２ａｔ％、また、好ましい範囲として、Ｈｃが２５Ｏｅ以上で、０．６５〜２．０ａｔ％含んでいれば良いことが分かる。
【実施例２】
【００４４】
本実施例では、Ｃｏ−Ｆｅ合金の代わりにＣｏ−Ｐｔ合金を用い、また、Ｉｎの代わりにＺｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｐｂ、及びＩｎ−Ｂｉを用いて実施例１のプロセスを繰り返した。かくして得られた強磁性金属膜に対する磁気特性は、実施例１と同様であった。
【００４５】
（比較例１）
実施例１におけるＩｎの代わりに、強磁性金属には固溶しない非磁性材料であるＳｉＯ２を用いて実施例１のプロセスを繰り返した。得られた層においてＳｉＯ２は粒界に均一に分散しなかった。
【実施例３】
【００４６】
実施例１で作製した垂直磁気記録媒体用記録層を用い、上記した公知プロセスを経て垂直磁気記録媒体を作製する。かくして作製された垂直磁気記録媒体は、Ｃｏ−Ｆｅ粒子の粒界にＩｎ粒子が均一に分散した（すなわち、Ｉｎが３重点部分に析出した）、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を持っている領域を有する磁気的に安定な微細磁区領域が形成されている高記録密度を有する記録層を用いているので、有用な記録媒体である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、磁気的に安定な極微細磁区領域の形成された、高記録密度を有する記録層（強磁性金属膜）及び垂直磁気記録媒体が提供されるので、本発明は磁気記録媒体の技術分野で利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 基板ステージ
１２、１３ ＤＣマグネトロンスパッタカソード
１２ａ、１３ａ スパッタリングターゲット
Ｓ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体用記録層、この記録層を用いる垂直磁気記録媒体、及びこの記録層として用いることができる強磁性金属膜の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録媒体における記録方式には、面内磁気記録方式や垂直磁気記録方式があり、近年、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へと開発の方向が移りつつある。この面内磁気記録方式では、例えば、面内に結晶磁化容易軸が配向した、面内異方性を持つＣｏ−Ｃｒ基の合金薄膜が用いられており、このような媒体がリングヘッドの漏洩磁界によって面内方向で磁化されていく。この面内磁気記録方式では、記録ビット間の反磁界の影響で高密度化と共に膜厚を薄くしていくことが必要であるため、それに伴ってヘッド信号が微弱となり、記録密度が低くなるという問題がある。
【０００３】
一方、ビットの磁化が記録媒体の垂直方向となる垂直磁気記録方式では、磁化容易軸を面に垂直に配向させた媒体構造を用いる。この場合、磁化は、ビットサイズがナノスケールになっても静磁気相互作用により不安定化しないので、原理的には、面内磁気記録方式よりもはるかに記録密度が高くなるという長所がある。この垂直磁気記録方式の場合、面内磁気記録方式と同様の原理で結晶粒界にＣｒを偏析させて、各結晶粒を磁気的に孤立させる方式から、近年、マトリクス中にＣｏ系合金等からなる柱状粒子を埋め込んだグラニュラー構造を有する垂直磁化膜からなる記録層を備えた垂直磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このグラニュラー構造とは、強磁気記録材料の粒界に絶縁性の物質が偏析している構造である。
【０００４】
しかしながら、上記のようなグラニュラー構造を採用したとしても、高い記録密度を有する記録層を構成するのは、現状では極めて困難であると言われている。例えば、ＣｏＣｒＰｔ粒子の周りにＳｉＯ２やＴｉＯ２のような絶縁性酸化物を偏析せしめ、極薄壁で強磁性結晶粒子を孤立化せしめるグラニュラー構造の場合、この極薄壁を均一に偏析させる工程で、強磁性結晶粒子を微細化するほど、酸化物からなる極薄壁の均一性が悪化し、基板面内で磁気記録特性の分布を維持することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、グラニュラー構造を採用することなく、高記録密度を有する垂直磁気記録媒体用記録層、この記録層を備えた垂直磁気記録媒体、及びこの記録層として用いることができる強磁性金属膜の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の垂直磁気記録媒体用記録層は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、該強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、該固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の垂直磁気記録媒体用記録層はまた、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、該記録層が、さらに該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
前記記録層において、固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする。
【００１０】
前記記録層中に含まれている金属粒子が、０．５ａｔ％未満であり、かつ２．２ａｔ％を超えると、保持力が低く、記録層として有効に機能しない。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とを含んでいることを特徴とする。
【００１２】
前記垂直磁気記録媒体において、固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする。
【００１３】
前記記録層において、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の強磁性金属膜の作製方法は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする。
【００１５】
本発明の強磁性金属膜の作製方法はまた、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、強磁性金属を有する層に、強磁性金属とは固溶しない金属を所定量添加することにより、この固溶しない金属を粒界に均一に分散せしめて、磁気的に安定な微細磁気ドット領域の形成された高記録密度を有する記録層及び垂直磁気記録媒体を提供することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、強磁性金属粒子の粒界に、この強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有し、磁気的に安定な、かつ高記録密度を有する強磁性金属膜を提供できるので、この膜を垂直磁気記録媒体で高記録密度を有する記録層として用いることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の記録層を作製するために用いるＤＣマグネトロンスパッタリング装置の一構成例を示す模式的構成図。
【図２】実施例１で作製された記録層に対する磁気特性（Ｍ−Ｈ）のヒステリシスを示すグラフ。
【図３】実施例１で作製された記録層に対する、Ｉｎ量（ａｔ％）の変動による磁気特性変化を示し、（ａ）はＩｎ量の変動による保持力（Ｈｃ）の変化を示すグラフ、（ｂ）はＩｎ量の変動による磁気モーメント（Ｍｓ）の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る垂直磁気記録媒体用記録層の実施の形態によれば、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなり、この固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる。この場合、ＴＥＭ写真及び図２に示す結果によれば、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域が形成されていることが分かる。固溶しない金属が３重点部分で析出する。
【００２０】
記録層中に含まれる固溶しない金属の量が、０．５ａｔ％未満であり、かつ２．２ａｔ％を超えると、上記したように保持力が低く、記録層として有効に機能しない。下限が０．６５ａｔ％であると、０．５ａｔ％の場合よりも保持力が高く、また、上限が２．０ａｔ％であると、２．２ａｔ％の場合より保持力が高く、記録層としてより有効に機能する。
【００２１】
本発明に係る垂直磁気記録媒体用記録層の別の実施の形態によれば、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、この記録層が、さらに強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる。この場合も、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域が形成されている。固溶しない金属が３重点部分で析出する。
【００２２】
本発明に係る垂直磁気記録媒体の実施の形態によれば、基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、この下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなっている記録媒体であって、記録層は、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とからなり、この金属粒子が強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含まれている。
【００２３】
本発明に係る強磁性金属膜の作製方法の実施の形態によれば、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％添加することにより、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜が作製される。
【００２４】
上記において、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａから選ばれた少なくとも２種の金属の合金としては、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等の合金を挙げることができ、また、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉから選ばれた少なくとも２種の金属の強磁性金属とは固溶しない合金としては、例えばＩｎ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｐｂ、Ｉｎ−Ｂｉ等の合金を挙げることができる。
【００２５】
以下、図１を参照し、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有し、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる複数の強磁性金属粒子と、この強磁性金属粒子を相互に離隔する強磁性金属粒子とは固溶しない、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２．０ａｔ％含んでいる記録層をＤＣマグネトロンスパッタ法に従って作製する方法について説明する。
【００２６】
図１は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置の構成例を模式的に示す構成図である。この装置の下方には回転自在の基板ステージ１１が配置され、この基板ステージ１１の上には、記録層を形成するための処理対象基板Ｓが載置される。
【００２７】
装置の上方には、基板Ｓと対向して、強磁性金属をスパッタして膜を基板Ｓ上に形成するためのＤＣマグネトロンスパッタカソード１２及び強磁性金属とは固溶しない金属をスパッタして膜を形成するためのＤＣマグネトロンスパッタカソード１３が配置されており、カソード１２及び１３の先端部には、それぞれ、強磁性金属から構成されたスパッタリングターゲット１２ａ及び強磁性金属とは固溶しない金属から構成されたスパッタリングターゲット１３ａが埋め込まれている。このように２つのカソードから同時に同一基板へ成膜できる共デポシステムとすると共に、上記したように、基板面内での組成のバラつきを抑制するために、基板を載置する基板ステージは回転自在に構成されている。
【００２８】
図１では、スパッタカソードを２つ用いてスパッタ膜を形成する場合を示しているが、このカソードの数は制限されず、スパッタ膜の組成によっては、３つ以上のカソードを適宜の位置に設置しても良い。
【００２９】
上記カソード１２と１３とは、基板Ｓ上に所望の組成を有する記録層を形成できるように配置されている。例えば、カソード１２は、基板Ｓの表面に対して垂直に対向して配置され、基板Ｓの表面にスパッタ粒子が垂直入射できるように構成され、また、カソード１３は、基板Ｓの表面に対して角度を持って斜めに対向して配置され、基板の表面にスパッタ粒子が斜めから入射できるように構成されている。
【００３０】
カソード１２及び１３の各ターゲット１２ａ及び１３ａの表面と基板Ｓの表面との距離（Ｔ／Ｓ）は、ターゲット１３ａと基板との距離の方が、ターゲット１２ａと基板Ｓとの距離より長くなるように設定することが好ましい。これは、固溶しない金属粒子の入射量の調整を助けるためであるが、この入射量の調整は、主としては、ＤＣ電力供給装置によるカソード１３への供給電力の調整により行われる。
【００３１】
また、ＤＣマグネトロンスパッタカソード１２及び１３の基板Ｓ側の口径は、前者の口径の方が後者の口径よりも大きいことが必要である。これは、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、主材料の強磁性金属をスパッタして基板Ｓ上に強磁性金属膜を形成しながら、基板に堆積中の強磁性金属膜内に、強磁性金属には固溶しない金属の極微量をスパッタして入射せしめ、目的とする記録層を形成するためである。
【００３２】
ＤＣマグネトロンスパッタ法において用いるスパッタリングガスとしては、特に制限はなく、既知のスパッタリングガスであればよく、例えば、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅ等を挙げることができる。
【００３３】
次に、図１に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、本発明の記録層（強磁性金属膜）を作製する方法について説明する。
【００３４】
装置内の基板ステージ１１上に基板Ｓを載置する。スパッタリングプロセスは、基板Ｓを回転させながら行う。ＤＣマグネトロンスパッタ法に従って、スパッタリングガス雰囲気中で、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１２に所定の電力（３００〜５００Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１２ａから、基板Ｓ上に、強磁性金属のスパッタ粒子を入射せしめ、強磁性金属膜を形成させる。この強磁性金属膜を形成させながら、カソード１２より口径の小さいカソード１３に所定の電力（５〜１５Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１３ａから、基板Ｓ上の強磁性金属膜に強磁性金属には固溶しない金属のスパッタ粒子を入射せしめ、固溶しない金属粒子を、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％、好ましくは０．６５〜２ａｔ％ドーピングし、目的とする記録層（強磁性金属膜）を作製する。この際、カソード１３に投入する電力を調整することにより、固溶しない金属の析出量を調整することができる。
【００３５】
基板Ｓとしては、垂直磁気記録媒体で用いることのできるものであれば良く、例えば、プラスチック基板、ガラス（結晶化及び強化ガラス）基板、金属（Ｓｉ及びＡｌ合金）基板、ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム等を用いることができる。
【００３６】
上記下地層としては、強磁性金属粒子の磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に配向させるために、例えば、Ｒｕ又はＲｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｆｅ、Ｒｕ−Ｎｉ等のＲｕ合金からなる層を、そして結晶性や配向性などの観点から、例えば２〜１６ｎｍ程度の膜厚で形成すればよい。
【００３７】
本発明の垂直磁気記録媒体は、例えば、上記したようにして作製された記録層を利用し、公知のプロセスに従い、次のようにして作製することができる。まず、真空プロセスチャンバ内にガラス製円盤状基板を導入し、その基板表面を既知方法によりクリーニングし、クリーニングされた基板上に既知方法により下地層を形成し、その上にＳＵＬ層（面内磁化膜）を形成した後、上記した磁気記録層をスパッタ法により形成する。磁気記録層形成後は、引き続き真空プロセスチャンバ内にて保護層としての既知ＤＬＣ層を形成し、得られた垂直磁気記録媒体を大気中に取り出す。かくして作製された垂直磁気記録媒体は、強磁性金属粒子の粒界に固溶しない金属粒子が均一に分散した（すなわち、固溶しない金属粒子が３重点部分に析出した）、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を持っている領域を有する磁気的に安定な微細磁区領域が形成されている高記録密度を有する記録層を用いているので、有用な記録媒体である。
【実施例１】
【００３８】
本実施例では、図１に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＣｏ（９０ａｔ％）−Ｆｅ（１０ａｔ％）の強磁性合金膜を形成する際に、この強磁性合金には固溶しないＩｎを微量ドーピングして作製した記録層（強磁性金属膜）について、その磁気特性を評価した。この場合、スパッタリングターゲット１２ａと基板Ｓの表面との距離Ｔ／Ｓを２００ｍｍに設定し、また、スパッタリングターゲット１３ａと基板Ｓの表面との距離Ｔ／Ｓを３００ｍｍに設定した装置を用いた。
【００３９】
装置内の基板ステージ１１上にφ＝２．５インチガラス基板Ｓを載置し、基板Ｓを回転させながら、ＤＣマグネトロンスパッタ法に従って、Ａｒガス雰囲気中で、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１２（φ：５インチ）に所定の電力（２００Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１２ａから、基板Ｓ上に、Ｃｏ−Ｆｅ粒子を入射せしめ、Ｃｏ−Ｆｅ膜を形成させた。このＣｏ−Ｆｅ膜を形成させながら、図示していないＤＣ電力供給装置からカソード１３（φ：２インチ）に所定の電力（０〜６０Ｗ）を投入し、スパッタリングターゲット１３ａから、基板Ｓ上のＣｏ−Ｆｅ膜にＩｎ粒子を入射せしめ、Ｃｏ−Ｆｅに対して所定量のＩｎを含んでいる記録層（膜厚：２０ｎｍ）を作製した。作製された記録層において、Ｃｏ−Ｆｅ粒子の粒界にＩｎ粒子が均一に分散していることが、ＴＥＭ写真により確認された。Ｉｎが３重点部分で析出していた。
【００４０】
かくして得られた記録層に対して、公知の方法により磁気特性（Ｍ−Ｈ）を評価し、その結果を図２に示す。また、その際のＩｎ量（ａｔ％）による保持力（Ｈｃ）の変化と磁気モーメント（Ｍｓ）の変化とを評価し、その結果を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。Ｉｎで構成されたスパッタリングターゲット１３ａへの投入電力を変化させることで、すなわち記録層中のＩｎ量を変化させることで、磁気モーメントと保持力との変化を評価した。
【００４１】
図２から明らかなように、投入電力（Ｉｎ量）を変動（電力：０〜６０Ｗ；Ｉｎ量：０〜３ａｔ％）させた場合、投入電力が１０Ｗ、１５Ｗ、及び３０Ｗで、即ちＩｎ量が０．５ａｔ％、０．７５ａｔ％、及び１．５ａｔ％で磁気特性のヒステリシスの高さが変わっていないことが分かる。このことから、Ｉｎが磁性粒子の粒界に存在しているものと考えられる。すなわち、図２に示されているように、ヒステリシスの上下の高さ（Ｍｓ）に大きな差が現れていないので、Ｉｎが粒界に均一に分散している状態が示唆されているものと考えられる。Ｉｎが膜中に分散している場合には、この上下の高さが低下してくるからである。
【００４２】
図３（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、磁気モーメントを維持しながら、保持力が大きくなる領域があり、その領域外では磁気モーメントは急激に低下し、保持力も低下することが分かる。このように磁気モーメントが変化しない領域が存在するということは、Ｃｏ−Ｆｅのような強磁性金属膜中に含まれるＩｎのような固溶しない金属が、所定の量であれば、粒界に均一に分散している結果であると共に、強磁性金属膜を形成する結晶粒子が微細化している結果であると考えられる。所定量を超える量の固溶しない金属が添加された場合には、固溶しない金属は、強磁性金属膜中への混入が始まって合金化し、その結果、磁気モーメントの低下を引き起こし、さらには磁気記録に必要な保持力を消失させるものと考えられる。
【００４３】
従って、図３（ａ）及び（ｂ）から、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を有する領域は、Ｉｎのような強磁性金属に固溶しない金属を、強磁性金属に対して、保持力Ｈｃ：２２．５Ｏｅ以上で、磁気モーメントＭｓが一定である範囲として、０．５〜２．２ａｔ％、また、好ましい範囲として、Ｈｃが２５Ｏｅ以上で、０．６５〜２．０ａｔ％含んでいれば良いことが分かる。
【実施例２】
【００４４】
本実施例では、Ｃｏ−Ｆｅ合金の代わりにＣｏ−Ｐｔ合金を用い、また、Ｉｎの代わりにＺｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｐｂ、及びＩｎ−Ｂｉを用いて実施例１のプロセスを繰り返した。かくして得られた強磁性金属膜に対する磁気特性は、実施例１と同様であった。
【００４５】
（比較例１）
実施例１におけるＩｎの代わりに、強磁性金属には固溶しない非磁性材料であるＳｉＯ２を用いて実施例１のプロセスを繰り返した。得られた層においてＳｉＯ２は粒界に均一に分散しなかった。
【実施例３】
【００４６】
実施例１で作製した垂直磁気記録媒体用記録層を用い、上記した公知プロセスを経て垂直磁気記録媒体を作製する。かくして作製された垂直磁気記録媒体は、Ｃｏ−Ｆｅ粒子の粒界にＩｎ粒子が均一に分散した（すなわち、Ｉｎが３重点部分に析出した）、磁気モーメントを維持しながら、適度の保持力を持っている領域を有する磁気的に安定な微細磁区領域が形成されている高記録密度を有する記録層を用いているので、有用な記録媒体である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、磁気的に安定な極微細磁区領域の形成された、高記録密度を有する記録層（強磁性金属膜）及び垂直磁気記録媒体が提供されるので、本発明は磁気記録媒体の技術分野で利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 基板ステージ
１２、１３ ＤＣマグネトロンスパッタカソード
１２ａ、１３ａ スパッタリングターゲット
Ｓ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、該強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、該固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項２】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項３】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項４】
基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、該記録層が、さらに該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を含んでいることを特徴とする垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項５】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項６】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項４又は５記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項７】
基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とを含んでいることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項７記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項７又は８記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする強磁性金属膜の作製方法。
【請求項１１】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする強磁性金属膜の作製方法。
【請求項１】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子とからなる垂直磁気記録媒体用記録層であって、該強磁性金属粒子が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなり、また、該固溶しない金属粒子が、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項２】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項３】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項４】
基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を有している垂直磁気記録媒体の記録層であって、該記録層が、さらに該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子を含んでいることを特徴とする垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項５】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項６】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項４又は５記載の垂直磁気記録媒体用記録層。
【請求項７】
基板上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金からなる下地層と、この下地層上に形成された記録層とを備え、該下地層が、基板面に対して垂直方向に成長し、互いに離隔されてなる結晶粒子からなり、該記録層が、基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子と、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子で、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる金属粒子とを含んでいることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記固溶しない金属粒子が、強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％含まれていることを特徴とする請求項７記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記強磁性金属粒子の粒界に前記固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有していることを特徴とする請求項７又は８記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする強磁性金属膜の作製方法。
【請求項１１】
基板面に対してほぼ垂直方向に磁化容易軸を有する複数の強磁性金属粒子を含む膜であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＴａからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の金属の合金からなる強磁性金属粒子を含む膜に、該強磁性金属粒子とは固溶しない金属粒子であって、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｂ及びＢｉからなる群から選ばれた金属又はこれらの金属から選ばれた少なくとも２種の合金からなる固溶しない金属粒子を、該強磁性金属粒子に対して０．５〜２．２ａｔ％添加することにより、該強磁性金属粒子の粒界に該固溶しない金属粒子が均一に分散している磁区形成領域を有する強磁性金属膜を作製することを特徴とする強磁性金属膜の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−８１８７３（Ｐ２０１１−８１８７３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３３９２８（Ｐ２００９−２３３９２８）
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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