垂直磁気記録媒体
【課題】磁気特性及び熱安定性を劣化させずに、電磁変換特性を向上させ、よりいっそうの高記録密度化に対応可能な垂直磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】本発明は、垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体である。前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含む。また、この酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料である。
【解決手段】本発明は、垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体である。前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含む。また、この酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料である。
【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）等の磁気ディスク装置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（ハードディスクドライブ）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インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイト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、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇ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。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、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、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
【０００３】
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案された。垂直磁気記録方式の場合、面内磁気記録方式とは異なり、主記録層の磁化容易軸を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面内記録方式に比べて、記録層の膜厚が厚くできるため、熱揺らぎの現象を抑制することができる。また、垂直磁気記録媒体では、軟磁性層が設けられ、軟磁性層により、記録ヘッドからの磁束を収束させ、また鏡像効果により、長手記録媒体に比べ急峻で大きな磁界を発生させることが可能になるので、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おいて磁気記録層がｈｃｐ構造（六方細密充構造）である場合には磁化容易軸はｃ軸であり、ｃ軸を基板の法線方向に配向させる必要がある。このｃ軸の配向性を向上させるためには、磁気記録層の下にｈｃｐ構造の非磁性下地層を設けることが有効である。下地層にはＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆなどが知られているが、特にＲｕ（ルテニウム）が磁気記録層の結晶配向性を効果的に向上させ、保磁力Ｈｃを高めることができることが知られている。
【０００５】
垂直磁気記録方式では、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させるためには、磁気記録層の磁性粒（磁性グレイン）の間に非磁性物質（例えば、クロム）または酸化物を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化することにより行なわれている（例えば、特許文献１）。また粒界部への非磁性物質または酸化物の偏析の促進及び磁性粒の微細化の促進のために、磁性層の多層化が行われている。（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３６５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８６１０６号公報
【特許文献３】特開２００６−３５１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、最近では、磁気ディスクの情報記録密度のさらなる高記録密度化が要求されており、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクとして、１枚あたり２５０ＧＢを越える情報記録容量が求められるようになってきている。このような要請に応えるためには１平方インチあたり４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現する必要がある。このような高記録密度を可能にするためにはさらに磁性粒の微細化し、Ｓ／Ｎ比を向上させる必要がある。従来構成の垂直磁気記録媒体では磁性層を多層化しながら、沢山の非磁性物質(例えばクロム)を添加し、飽和磁化（Mｓ）を低減したところでノイズを抑制している（例えば、上記特許文献３）。この方法では、磁性層の結晶磁気異方性（Ku）が低下し、磁性層の磁気的なエネルギーが反磁界及び熱のエネルギーに打ち勝てなくなり、熱揺らぎの現象が問題になってくる。また、この構成では、信号を出すために、磁性層の膜厚を厚くする必要があり、媒体を製造するとき余分な材料を使用する必要があり、材料コストが上がってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、磁性層のMs及びKuを低下せずに、電磁変換特性の信号出力および磁気特性を向上する垂直磁気記録媒体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】
上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討したところ、現行の磁気記録媒体における記録層の一部である磁性層（例えば２層の磁性層を含む場合には上方の第二磁性層または下方の第一磁性層）に着眼した。従来はこの磁性層に非磁性物質として添加されたクロム成分を無くし、粒界部への偏析には酸化物のみ用いることを考えた。そのため、現行の磁性層に様々なMsおよびKuの材料を用い、その磁気特性および電磁変換特性を調べた結果、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子が最適であることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有するものである。
【００１０】
（構成１）
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【００１１】
（構成２）
前記酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする構成１に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１２】
（構成３）
前記最上の磁性層に含まれるＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲であることを特徴とする構成１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１３】
（構成４）
前記磁性層は２層の磁性層を含み、そのうちの下方または上方の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１４】
（構成５）
前記下地層は、Ｒｕ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体の磁性層中に、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことにより、Ｃｒ成分を無くし、酸化物を増やすことで、記録層全体のKuが向上でき熱揺らぎの現象が抑制できる。また、この材料を用いると磁性層の膜厚が低減でき、記録再生特性の改善及びコストの削減ができる。その結果、低コストで垂直磁気記録媒体の記録再生特性の改善及び熱揺らぎ現象の抑制をすることができる。
したがって、磁気特性及び熱安定性を劣化させずに、電磁変換特性を向上させ、よりいっそうの高記録密度化に対応可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の層構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１００の層構造を示した断面図である。かかる垂直磁気記録媒体１００は、基体（ディスク基体）１１０、付着層１１２、軟磁性層１１４、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、第一磁性層１２２、第二磁性層１２４、層間結合層１２５、連続層１２６、媒体保護層１２８、潤滑層１３０で構成することができる。
【００１８】
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する。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体（以下、「ディスク基体」という。）１１０を得る。アルミノシリケートガラスは、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、特に、磁気ヘッドの浮上量をより安定して低減できる。また、アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。このときディスク直径は例えば２．５インチディスクの場合、６５ｍｍである。このディスク基体１１０の主表面の表面粗さは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定した場合、Ｒｍａｘが３ｎｍ以下、Ｒａが０．２ｎｍ以下という平滑な表面形状であることが好適である。なお、ＲｍａｘおよびＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００１９】
このようにして得られるディスク基体１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用い、Ａｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、付着層１１２から連続層１２６まで順次成膜を行い、媒体保護層１２８は好適にはＣＶＤ法により成膜する。この後、潤滑層１３０を例えばディップコート法により形成する。なお、均一な成膜が可能であるという点で、枚様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。また、以下の各層の材料は特に断りのない限り、あくまでも一例であって、本発明ではこれらの材料に限定する趣旨ではない。
【００２０】
上記付着層１１２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する。付着層１１２を形成することにより、ディスク基体１１０と軟磁性層１１４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１１４の剥離を防止することができる。付着層１１２の材料としては、例えばＴｉ含有材料を用いてもよい。実用上の観点からは付着層の膜厚は、１ｎｍ〜５０ｎｍとするのが好ましい。
【００２１】
上記軟磁性層１１４は、第一軟磁性層１１４ａ、非磁性スペーサ層１１４ｂ、第二軟磁性層１１４ｃから構成されている。第一軟磁性層１１４ａと第二軟磁性層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した。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、磁化の垂直成分が極めて少なくなることで軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。具体的には、例えば第一軟磁性層１１４ａ、第二軟磁性層１１４ｃの組成はＦｅＣｏＴａＺｒとし、非磁性スペーサ層１１４ｂの組成は非磁性材料の組成はＲｕ（ルテニウム）とすることができる。
【００２２】
上記配向制御層１１６は、軟磁性層１１４を防護する作用と、下地層１１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用及び結晶粒を微細化する作用を備える。配向制御層１１６は、ｆｃｃ構造を有するNiWを用いて成膜することができる。
【００２３】
上記下地層１１８は、例えばＲｕからなる２層構造となっている。上層側の第二下地層１１８ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を低くすることにより、結晶配向性を改善することができる。
【００２４】
上記オンセット層１２０は第一磁性層１２２の磁性結晶粒を微細化する作用を備える。オンセット層１２０には、hcp構造の有するCoCrRu-TiO2を用いて成膜することができる。
【００２５】
上記第一磁性層１２２は、第二磁性層１２４の初期層を形成するため磁性のグラニュラー層である。第一磁性層１２２には、例えばｈｃｐ結晶構造の（Co−12Cr−18Pt）−５TiO2、（Co-12Cr-18Pt）-３．５Cr2O3−３．５SiO2、（Co-12Cr-18Pt）-４．５TiO2−４．５SiO2−１Co3O4などを用いるのが好適である。
【００２６】
上記第二磁性層１２４は、本実施の形態においては、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含有する。本発明者は、第二磁性層に様々なMsおよびKuの材料を用い、その磁気特性および電磁変換特性を調べた結果、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子が最適であることを見い出した。非磁性物質の例としての酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化クロム（Cr2O3）、酸化タングステン（WO3）、酸化コバルト（CoO）、酸化コバルト（Co3O4）、酸化タンタル（Ta2O5）のいずれか或いはこれらの酸化物の任意の複数の材料を含有するＣｏＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を形成する。これら酸化物は磁性物質の周囲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する。この磁性粒は、オンセット層１２０及び第一磁性層１２２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。
【００２７】
本発明者は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子において、Ptの添加量及び酸化物の種類、添加量を変化させた材料についても検討した結果、第二磁性層１２４としては、とりわけ、(Co−ｘPt)−１３TiO2（ｘ＝２０，２２，２５）、(Co−２２Pt)−ｙTiO2（ｙ＝９，１０、１１，１２，１３，１４）、(Co−２２Pt)-１２酸化物（酸化物＝TiO2，SiO2，Cr2O3、Ta2O5、WO3、CoO、Co3O4から選ばれる少なくとも一つの材料）合金で構成される化合物群から選択される少なくとも一つの化合物から形成されることが好適である。なお、ＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲が好ましく、さらに好ましくは９〜１４原子％の範囲である。
【００２８】
第二磁性層１２４の膜厚としては、１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上である。第二磁性層１２４が１ｎｍ未満になると、初期層のみが存在し、磁気特性が劣化してしまうことがある。したがって、第二磁性層１２４の膜厚は例えば３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で適宜設定しうる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、上層の第二磁性層中に酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むが、これに限らず、第一磁性層中に酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むようにしてもよい。また、例えば３層以上の多層構成の磁性層の場合、少なくとも一つの磁性層は酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子から構成されており、その他の磁性層は酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔまたは酸化物を含有するＣｏＣｒ磁性粒子から構成されることが好ましい。
【００３０】
上記層間結合層１２５は、例えば（Ｃｏ−３０Ｃｒ）−１２ＴｉＯ２または（Ｃｏ−３０Ｃｒ）−１２ＳｉＯ２を用いて、第二磁性層１２４と連続層１２６との層間の磁気的な結合を制御する。
【００３１】
上記連続層１２６は、例えばＣｏＣｒＰｔＢ膜からなり、低Ａｒガスで形成され、当該連続層１２６の面方向に磁性が連続している。かかる連続層１２６の膜厚は１０ｎｍ以下であることが好ましく、望ましくは５ｎｍ以下である。
【００３２】
上記媒体保護層１２８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好ましい。媒体保護層１２８は、磁気ヘッドの衝撃から第二磁性層１２６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第二磁性層１２６を防護することができる。
【００３３】
上記潤滑層１３０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て形成することができる。潤滑層１３０の膜厚は約１ｎｍである。このパーフロロポリエーテルは、直鎖構造を備え、磁気ディスク用に適度な潤滑性能を発揮するとともに、末端基に水酸基（ＯＨ）を備えることで、炭素系媒体保護層に対して高い密着性能を発揮することができる。
【実施例】
【００３４】
以下実施例、比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
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製した。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ディスク基体を得た。ガラス基板の直径は、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った。ここで、得られたガラス基板の表面粗さを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。なお、Ｒｍａｘ及びＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００３５】
次に、キヤノンアネルバ社製Ｃ３０４０スパッタ成膜装置を用いて、ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリングで順次、付着層１１２、軟磁性層１１４、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、第一磁性層１２２、第二磁性層１２４、層間結合層１２５、連続層１２６の成膜を行なった。
【００３６】
まず、付着層１１２は、１０ｎｍのＣｒＴｉ（Ｃｒ：５５ａｔ％、Ｔｉ：４５ａｔ％）層となるように、ＣｒＴｉターゲットを用いて成膜した。
次に、軟磁性層１１４ａ、１１４ｃは、２０ｎｍのアモルファスＦｅＣｏＴａＺｒ（Ｆｅ：３７ａｔ％、Ｃｏ：５５ａｔ％、Ｔａ：３ａｔ％、Ｚｒ：５ａｔ％）層となるように、ＦｅＣｏＴａＺｒターゲットを用いて成膜した。非磁性スペーサ層１１４ｂとしてはＲｕターゲットを用いて０．５ｎｍのＲｕ層を成膜した。
【００３７】
そして、軟磁性層１１４の上に６ｎｍのＮｉＷ（Ｎｉ：９５ａｔ％、Ｗ：５ａｔ％）からなる配向制御層１１６、それぞれの膜厚１０ｎｍのＲｕからなる下地層１１８ａと１１８ｂ（下地層１１８ａのＲｕ層の成膜ガス圧：１．５Ｐａ、下地層１１８ｂのＲｕ層の成膜ガス圧：６．０Ｐａ）、１．５ｎｍのCoCrRu−TiO2（Ｃｏ：５２ａｔ％、Ｃｒ：２７ａｔ％、Ｒｕ：９ａｔ％、ＴｉＯ2：１２ａｔ％）からなるオンセット層１２０、および５ｎｍのCoCrPt-SiO2-Cr2O3（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、SiO2：３．５at.%、Cr2O3：３．５at％）からなる第一磁性層１２２、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ2の第二磁性層１２４，層間結合層１２５、連続層１２６を順次成膜した。
【００３８】
第二磁性層１２４は、ｈｃｐ結晶構造のＣｏＰｔ−ＴｉＯ2（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ2：１２ａｔ％）からなる硬磁性体のターゲットを用いて５ｎｍ成膜した。層間結合層１２５には、ｈｃｐ結晶構造のＣｏ−２７Ｃｒ−１２ＴｉＯ２のターゲットを用いて０．６ｎｍ成膜した。さらに、連続層１２６は、ＣｏＣｒＰｔＢ（Ｃｏ：６６ａｔ％、Ｃｒ：１８ａｔ％、Ｐｔ：１１ａｔ％、Ｂ：５ａｔ％）のターゲットを用いて７．０ｎｍ成膜した。
【００３９】
次に、連続層１２６の上には、ＣＶＤ法で水素化カーボンからなる媒体保護層１２８を形成した。水素化炭素とすることで、膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対して垂直主記録層を防護することができる。
この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）からなる潤滑層１３０をディップコート法により形成した。潤滑層１３０の膜厚は１ｎｍである。
以上のようにして、実施例１の垂直磁気記録媒体を得た。
【００４０】
（比較例１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：７ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（比較例２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６６ａｔ％、Ｃｒ：３ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
【００４１】
（実施例２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：７２ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：９ａｔ％）とした。
（実施例３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：７１ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１０ａｔ％）とした。
【００４２】
（実施例４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：７０ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１１ａｔ％）とした。
（実施例５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６８ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
【００４３】
（実施例６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１４ａｔ％）とした。
（実施例７）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１２ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００４４】
（実施例８）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：９ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
（実施例９）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００４５】
（実施例１０）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：７０ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、ＴｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
（実施例１１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｐｔ：２２ａｔ％、ＴｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
【００４６】
（実施例１２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＳｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（実施例１３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：７４ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：７ａｔ％）とした。
【００４７】
（実施例１４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｔａ２Ｏ５（Ｃｏ：７６ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｔａ２Ｏ５：５ａｔ％）とした。
（実施例１５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＷＯ３（Ｃｏ：７６ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＷＯ３：５ａｔ％）とした。
【００４８】
（実施例１６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＣｏＯ（Ｃｏ：７５ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＣｏＯ：６ａｔ％）とした。
（実施例１７）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：７５ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：６ａｔ％）とした。
【００４９】
（実施例１８）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：７ａｔ％）とした。
（実施例１９）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：５ａｔ％）とした。
【００５０】
（実施例２０）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：２．５ａｔ％、ＳｉＯ２：２．５ａｔ％）とした。
（実施例２１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｃｒ：７ａｔ％、Ｐｔ：１４ａｔ％、ＴｉＯ２：４．５ａｔ％、ＳｉＯ２：４．５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５１】
（実施例２２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６３ａｔ％、Ｃｒ：１３ａｔ％、Ｐｔ：１４ａｔ％、ＴｉＯ２：４．５ａｔ％、ＳｉＯ２：４．５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５２】
（実施例２３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：４ａｔ％）とした。
（実施例２４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５３】
（実施例２５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（実施例２６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：９ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％）とした。
【００５４】
（評価）
上記で得られた実施例及び比較例の各垂直磁気記録媒体の評価を次のようにして行った。
磁気特性の飽和磁化（Ms）の評価には最大印加磁場が１５ｋOeの振動試料型磁力計（VSM）を用いた。VSM測定用のサンプルには、基体（ディスク基体）１１０、付着層１１２、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、媒体保護層１２８の構成で作製した。結晶磁気異方性Kuの評価には印加磁場２５ｋOeトルク磁力計を用いた。なお、下記表３中のMsおよびKuは、第二磁性層に関する測定結果である。
また、保磁力Hc及び熱揺らぎの指標ｖKu/kTの評価には、最大印加磁場が２０kOe極Kerr効果測定装置を用いた。さらに、記録再生特性の評価には、Ｒ／Ｗアナライザーと、記録側がＳＰＴ素子、再生側がＧＭＲ素子を備える垂直磁気記録方式用磁気ヘッドとを用いて、記録密度を１５５０ｋｆｃｉとして測定した。このとき、磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍであった。
【００５５】
実施例及び比較例の各垂直磁気記録媒体における第一磁性層および第二磁性層の材料は纏めて下記表１および表２に示すとともに、上記の評価結果については纏めて下記表３に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３の結果からわかるように、本発明実施例の垂直磁気記録媒体によれば、第二磁性層または第一磁性層として、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含み、Cr成分を無くし、酸化物を増やすことにより、記録層全体のKuが向上でき熱揺らぎの現象が抑制できる。また、第二磁性層または第一磁性層にこの酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を用いると磁性層の膜厚が低減でき、記録再生特性の改善及びコストの削減ができる。その結果、低コストで垂直記録媒体の記録再生特性の改善及び熱揺らぎ現象の抑制をすることができる。
すなわち、本発明によれば、磁気特性及び熱安定性を劣化させずに、電磁変換特性を向上させ、よりいっそうの高記録密度化に対応可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 垂直磁気記録媒体
１１０ ディスク基体
１１２ 付着層
１１４ 軟磁性層
１１６ 配向制御層
１１８ 下地層
１２０ オンセット層
１２２ 第一磁性層
１２４ 第二磁性層
１２５ 層間結合層
１２６ 連続層
１２８ 媒体保護層
１３０ 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）等の磁気ディスク装置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（ハードディスクドライブ）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インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイト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、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇ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。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、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、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
【０００３】
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案された。垂直磁気記録方式の場合、面内磁気記録方式とは異なり、主記録層の磁化容易軸を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面内記録方式に比べて、記録層の膜厚が厚くできるため、熱揺らぎの現象を抑制することができる。また、垂直磁気記録媒体では、軟磁性層が設けられ、軟磁性層により、記録ヘッドからの磁束を収束させ、また鏡像効果により、長手記録媒体に比べ急峻で大きな磁界を発生させることが可能になるので、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おいて磁気記録層がｈｃｐ構造（六方細密充構造）である場合には磁化容易軸はｃ軸であり、ｃ軸を基板の法線方向に配向させる必要がある。このｃ軸の配向性を向上させるためには、磁気記録層の下にｈｃｐ構造の非磁性下地層を設けることが有効である。下地層にはＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆなどが知られているが、特にＲｕ（ルテニウム）が磁気記録層の結晶配向性を効果的に向上させ、保磁力Ｈｃを高めることができることが知られている。
【０００５】
垂直磁気記録方式では、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させるためには、磁気記録層の磁性粒（磁性グレイン）の間に非磁性物質（例えば、クロム）または酸化物を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化することにより行なわれている（例えば、特許文献１）。また粒界部への非磁性物質または酸化物の偏析の促進及び磁性粒の微細化の促進のために、磁性層の多層化が行われている。（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３６５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８６１０６号公報
【特許文献３】特開２００６−３５１０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、最近では、磁気ディスクの情報記録密度のさらなる高記録密度化が要求されており、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクとして、１枚あたり２５０ＧＢを越える情報記録容量が求められるようになってきている。このような要請に応えるためには１平方インチあたり４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現する必要がある。このような高記録密度を可能にするためにはさらに磁性粒の微細化し、Ｓ／Ｎ比を向上させる必要がある。従来構成の垂直磁気記録媒体では磁性層を多層化しながら、沢山の非磁性物質(例えばクロム)を添加し、飽和磁化（Mｓ）を低減したところでノイズを抑制している（例えば、上記特許文献３）。この方法では、磁性層の結晶磁気異方性（Ku）が低下し、磁性層の磁気的なエネルギーが反磁界及び熱のエネルギーに打ち勝てなくなり、熱揺らぎの現象が問題になってくる。また、この構成では、信号を出すために、磁性層の膜厚を厚くする必要があり、媒体を製造するとき余分な材料を使用する必要があり、材料コストが上がってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、磁性層のMs及びKuを低下せずに、電磁変換特性の信号出力および磁気特性を向上する垂直磁気記録媒体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】
上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討したところ、現行の磁気記録媒体における記録層の一部である磁性層（例えば２層の磁性層を含む場合には上方の第二磁性層または下方の第一磁性層）に着眼した。従来はこの磁性層に非磁性物質として添加されたクロム成分を無くし、粒界部への偏析には酸化物のみ用いることを考えた。そのため、現行の磁性層に様々なMsおよびKuの材料を用い、その磁気特性および電磁変換特性を調べた結果、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子が最適であることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有するものである。
【００１０】
（構成１）
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【００１１】
（構成２）
前記酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする構成１に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１２】
（構成３）
前記最上の磁性層に含まれるＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲であることを特徴とする構成１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１３】
（構成４）
前記磁性層は２層の磁性層を含み、そのうちの下方または上方の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【００１４】
（構成５）
前記下地層は、Ｒｕ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体の磁性層中に、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことにより、Ｃｒ成分を無くし、酸化物を増やすことで、記録層全体のKuが向上でき熱揺らぎの現象が抑制できる。また、この材料を用いると磁性層の膜厚が低減でき、記録再生特性の改善及びコストの削減ができる。その結果、低コストで垂直磁気記録媒体の記録再生特性の改善及び熱揺らぎ現象の抑制をすることができる。
したがって、磁気特性及び熱安定性を劣化させずに、電磁変換特性を向上させ、よりいっそうの高記録密度化に対応可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の層構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１００の層構造を示した断面図である。かかる垂直磁気記録媒体１００は、基体（ディスク基体）１１０、付着層１１２、軟磁性層１１４、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、第一磁性層１２２、第二磁性層１２４、層間結合層１２５、連続層１２６、媒体保護層１２８、潤滑層１３０で構成することができる。
【００１８】
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する。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体（以下、「ディスク基体」という。）１１０を得る。アルミノシリケートガラスは、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、特に、磁気ヘッドの浮上量をより安定して低減できる。また、アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。このときディスク直径は例えば２．５インチディスクの場合、６５ｍｍである。このディスク基体１１０の主表面の表面粗さは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定した場合、Ｒｍａｘが３ｎｍ以下、Ｒａが０．２ｎｍ以下という平滑な表面形状であることが好適である。なお、ＲｍａｘおよびＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００１９】
このようにして得られるディスク基体１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用い、Ａｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、付着層１１２から連続層１２６まで順次成膜を行い、媒体保護層１２８は好適にはＣＶＤ法により成膜する。この後、潤滑層１３０を例えばディップコート法により形成する。なお、均一な成膜が可能であるという点で、枚様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。また、以下の各層の材料は特に断りのない限り、あくまでも一例であって、本発明ではこれらの材料に限定する趣旨ではない。
【００２０】
上記付着層１１２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する。付着層１１２を形成することにより、ディスク基体１１０と軟磁性層１１４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１１４の剥離を防止することができる。付着層１１２の材料としては、例えばＴｉ含有材料を用いてもよい。実用上の観点からは付着層の膜厚は、１ｎｍ〜５０ｎｍとするのが好ましい。
【００２１】
上記軟磁性層１１４は、第一軟磁性層１１４ａ、非磁性スペーサ層１１４ｂ、第二軟磁性層１１４ｃから構成されている。第一軟磁性層１１４ａと第二軟磁性層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した。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、磁化の垂直成分が極めて少なくなることで軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。具体的には、例えば第一軟磁性層１１４ａ、第二軟磁性層１１４ｃの組成はＦｅＣｏＴａＺｒとし、非磁性スペーサ層１１４ｂの組成は非磁性材料の組成はＲｕ（ルテニウム）とすることができる。
【００２２】
上記配向制御層１１６は、軟磁性層１１４を防護する作用と、下地層１１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用及び結晶粒を微細化する作用を備える。配向制御層１１６は、ｆｃｃ構造を有するNiWを用いて成膜することができる。
【００２３】
上記下地層１１８は、例えばＲｕからなる２層構造となっている。上層側の第二下地層１１８ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を低くすることにより、結晶配向性を改善することができる。
【００２４】
上記オンセット層１２０は第一磁性層１２２の磁性結晶粒を微細化する作用を備える。オンセット層１２０には、hcp構造の有するCoCrRu-TiO2を用いて成膜することができる。
【００２５】
上記第一磁性層１２２は、第二磁性層１２４の初期層を形成するため磁性のグラニュラー層である。第一磁性層１２２には、例えばｈｃｐ結晶構造の（Co−12Cr−18Pt）−５TiO2、（Co-12Cr-18Pt）-３．５Cr2O3−３．５SiO2、（Co-12Cr-18Pt）-４．５TiO2−４．５SiO2−１Co3O4などを用いるのが好適である。
【００２６】
上記第二磁性層１２４は、本実施の形態においては、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含有する。本発明者は、第二磁性層に様々なMsおよびKuの材料を用い、その磁気特性および電磁変換特性を調べた結果、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子が最適であることを見い出した。非磁性物質の例としての酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化クロム（Cr2O3）、酸化タングステン（WO3）、酸化コバルト（CoO）、酸化コバルト（Co3O4）、酸化タンタル（Ta2O5）のいずれか或いはこれらの酸化物の任意の複数の材料を含有するＣｏＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を形成する。これら酸化物は磁性物質の周囲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する。この磁性粒は、オンセット層１２０及び第一磁性層１２２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。
【００２７】
本発明者は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子において、Ptの添加量及び酸化物の種類、添加量を変化させた材料についても検討した結果、第二磁性層１２４としては、とりわけ、(Co−ｘPt)−１３TiO2（ｘ＝２０，２２，２５）、(Co−２２Pt)−ｙTiO2（ｙ＝９，１０、１１，１２，１３，１４）、(Co−２２Pt)-１２酸化物（酸化物＝TiO2，SiO2，Cr2O3、Ta2O5、WO3、CoO、Co3O4から選ばれる少なくとも一つの材料）合金で構成される化合物群から選択される少なくとも一つの化合物から形成されることが好適である。なお、ＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲が好ましく、さらに好ましくは９〜１４原子％の範囲である。
【００２８】
第二磁性層１２４の膜厚としては、１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上である。第二磁性層１２４が１ｎｍ未満になると、初期層のみが存在し、磁気特性が劣化してしまうことがある。したがって、第二磁性層１２４の膜厚は例えば３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で適宜設定しうる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、上層の第二磁性層中に酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むが、これに限らず、第一磁性層中に酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むようにしてもよい。また、例えば３層以上の多層構成の磁性層の場合、少なくとも一つの磁性層は酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子から構成されており、その他の磁性層は酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔまたは酸化物を含有するＣｏＣｒ磁性粒子から構成されることが好ましい。
【００３０】
上記層間結合層１２５は、例えば（Ｃｏ−３０Ｃｒ）−１２ＴｉＯ２または（Ｃｏ−３０Ｃｒ）−１２ＳｉＯ２を用いて、第二磁性層１２４と連続層１２６との層間の磁気的な結合を制御する。
【００３１】
上記連続層１２６は、例えばＣｏＣｒＰｔＢ膜からなり、低Ａｒガスで形成され、当該連続層１２６の面方向に磁性が連続している。かかる連続層１２６の膜厚は１０ｎｍ以下であることが好ましく、望ましくは５ｎｍ以下である。
【００３２】
上記媒体保護層１２８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好ましい。媒体保護層１２８は、磁気ヘッドの衝撃から第二磁性層１２６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第二磁性層１２６を防護することができる。
【００３３】
上記潤滑層１３０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て形成することができる。潤滑層１３０の膜厚は約１ｎｍである。このパーフロロポリエーテルは、直鎖構造を備え、磁気ディスク用に適度な潤滑性能を発揮するとともに、末端基に水酸基（ＯＨ）を備えることで、炭素系媒体保護層に対して高い密着性能を発揮することができる。
【実施例】
【００３４】
以下実施例、比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
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製した。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ディスク基体を得た。ガラス基板の直径は、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った。ここで、得られたガラス基板の表面粗さを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。なお、Ｒｍａｘ及びＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００３５】
次に、キヤノンアネルバ社製Ｃ３０４０スパッタ成膜装置を用いて、ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリングで順次、付着層１１２、軟磁性層１１４、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、第一磁性層１２２、第二磁性層１２４、層間結合層１２５、連続層１２６の成膜を行なった。
【００３６】
まず、付着層１１２は、１０ｎｍのＣｒＴｉ（Ｃｒ：５５ａｔ％、Ｔｉ：４５ａｔ％）層となるように、ＣｒＴｉターゲットを用いて成膜した。
次に、軟磁性層１１４ａ、１１４ｃは、２０ｎｍのアモルファスＦｅＣｏＴａＺｒ（Ｆｅ：３７ａｔ％、Ｃｏ：５５ａｔ％、Ｔａ：３ａｔ％、Ｚｒ：５ａｔ％）層となるように、ＦｅＣｏＴａＺｒターゲットを用いて成膜した。非磁性スペーサ層１１４ｂとしてはＲｕターゲットを用いて０．５ｎｍのＲｕ層を成膜した。
【００３７】
そして、軟磁性層１１４の上に６ｎｍのＮｉＷ（Ｎｉ：９５ａｔ％、Ｗ：５ａｔ％）からなる配向制御層１１６、それぞれの膜厚１０ｎｍのＲｕからなる下地層１１８ａと１１８ｂ（下地層１１８ａのＲｕ層の成膜ガス圧：１．５Ｐａ、下地層１１８ｂのＲｕ層の成膜ガス圧：６．０Ｐａ）、１．５ｎｍのCoCrRu−TiO2（Ｃｏ：５２ａｔ％、Ｃｒ：２７ａｔ％、Ｒｕ：９ａｔ％、ＴｉＯ2：１２ａｔ％）からなるオンセット層１２０、および５ｎｍのCoCrPt-SiO2-Cr2O3（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、SiO2：３．５at.%、Cr2O3：３．５at％）からなる第一磁性層１２２、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ2の第二磁性層１２４，層間結合層１２５、連続層１２６を順次成膜した。
【００３８】
第二磁性層１２４は、ｈｃｐ結晶構造のＣｏＰｔ−ＴｉＯ2（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ2：１２ａｔ％）からなる硬磁性体のターゲットを用いて５ｎｍ成膜した。層間結合層１２５には、ｈｃｐ結晶構造のＣｏ−２７Ｃｒ−１２ＴｉＯ２のターゲットを用いて０．６ｎｍ成膜した。さらに、連続層１２６は、ＣｏＣｒＰｔＢ（Ｃｏ：６６ａｔ％、Ｃｒ：１８ａｔ％、Ｐｔ：１１ａｔ％、Ｂ：５ａｔ％）のターゲットを用いて７．０ｎｍ成膜した。
【００３９】
次に、連続層１２６の上には、ＣＶＤ法で水素化カーボンからなる媒体保護層１２８を形成した。水素化炭素とすることで、膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対して垂直主記録層を防護することができる。
この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）からなる潤滑層１３０をディップコート法により形成した。潤滑層１３０の膜厚は１ｎｍである。
以上のようにして、実施例１の垂直磁気記録媒体を得た。
【００４０】
（比較例１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６２ａｔ％、Ｃｒ：７ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（比較例２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６６ａｔ％、Ｃｒ：３ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
【００４１】
（実施例２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：７２ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＴｉＯ２：９ａｔ％）とした。
（実施例３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：７１ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１０ａｔ％）とした。
【００４２】
（実施例４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：７０ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１１ａｔ％）とした。
（実施例５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６８ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
【００４３】
（実施例６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１４ａｔ％）とした。
（実施例７）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１２ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００４４】
（実施例８）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：９ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
（実施例９）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とし、第二磁性層１２４としては、ＣｏＣｒＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６４ａｔ％、Ｃｒ：９ａｔ％、Ｐｔ：１６ａｔ％、TｉＯ２：５ａｔ％、ＳｉＯ２：５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００４５】
（実施例１０）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：７０ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、ＴｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
（実施例１１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＴｉＯ２（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｐｔ：２２ａｔ％、ＴｉＯ２：１３ａｔ％）とした。
【００４６】
（実施例１２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＳｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（実施例１３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：７４ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：７ａｔ％）とした。
【００４７】
（実施例１４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｔａ２Ｏ５（Ｃｏ：７６ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｔａ２Ｏ５：５ａｔ％）とした。
（実施例１５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＷＯ３（Ｃｏ：７６ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＷＯ３：５ａｔ％）とした。
【００４８】
（実施例１６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−ＣｏＯ（Ｃｏ：７５ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、ＣｏＯ：６ａｔ％）とした。
（実施例１７）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：７５ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：６ａｔ％）とした。
【００４９】
（実施例１８）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：７ａｔ％）とした。
（実施例１９）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：５ａｔ％）とした。
【００５０】
（実施例２０）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６７ａｔ％、Ｃｒ：１１ａｔ％、Ｐｔ：１７ａｔ％、Ｃｒ２Ｏ３：２．５ａｔ％、ＳｉＯ２：２．５ａｔ％）とした。
（実施例２１）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｃｒ：７ａｔ％、Ｐｔ：１４ａｔ％、ＴｉＯ２：４．５ａｔ％、ＳｉＯ２：４．５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５１】
（実施例２２）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６３ａｔ％、Ｃｒ：１３ａｔ％、Ｐｔ：１４ａｔ％、ＴｉＯ２：４．５ａｔ％、ＳｉＯ２：４．５ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５２】
（実施例２３）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：４ａｔ％）とした。
（実施例２４）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第二磁性層１２４としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２−Ｃｏ３Ｏ４（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：８ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％、Ｃｏ３Ｏ４：１ａｔ％）とした。
【００５３】
（実施例２５）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：１２ａｔ％）とした。
（実施例２６）
上述した実施例１と同様の膜構成で、第一磁性層１２２としては、ＣｏＰｔ−TｉＯ２−ＳｉＯ２（Ｃｏ：６９ａｔ％、Ｐｔ：１９ａｔ％、TｉＯ２：９ａｔ％、ＳｉＯ２：３ａｔ％）とした。
【００５４】
（評価）
上記で得られた実施例及び比較例の各垂直磁気記録媒体の評価を次のようにして行った。
磁気特性の飽和磁化（Ms）の評価には最大印加磁場が１５ｋOeの振動試料型磁力計（VSM）を用いた。VSM測定用のサンプルには、基体（ディスク基体）１１０、付着層１１２、配向制御層１１６、下地層１１８、オンセット層１２０、媒体保護層１２８の構成で作製した。結晶磁気異方性Kuの評価には印加磁場２５ｋOeトルク磁力計を用いた。なお、下記表３中のMsおよびKuは、第二磁性層に関する測定結果である。
また、保磁力Hc及び熱揺らぎの指標ｖKu/kTの評価には、最大印加磁場が２０kOe極Kerr効果測定装置を用いた。さらに、記録再生特性の評価には、Ｒ／Ｗアナライザーと、記録側がＳＰＴ素子、再生側がＧＭＲ素子を備える垂直磁気記録方式用磁気ヘッドとを用いて、記録密度を１５５０ｋｆｃｉとして測定した。このとき、磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍであった。
【００５５】
実施例及び比較例の各垂直磁気記録媒体における第一磁性層および第二磁性層の材料は纏めて下記表１および表２に示すとともに、上記の評価結果については纏めて下記表３に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３の結果からわかるように、本発明実施例の垂直磁気記録媒体によれば、第二磁性層または第一磁性層として、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含み、Cr成分を無くし、酸化物を増やすことにより、記録層全体のKuが向上でき熱揺らぎの現象が抑制できる。また、第二磁性層または第一磁性層にこの酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を用いると磁性層の膜厚が低減でき、記録再生特性の改善及びコストの削減ができる。その結果、低コストで垂直記録媒体の記録再生特性の改善及び熱揺らぎ現象の抑制をすることができる。
すなわち、本発明によれば、磁気特性及び熱安定性を劣化させずに、電磁変換特性を向上させ、よりいっそうの高記録密度化に対応可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 垂直磁気記録媒体
１１０ ディスク基体
１１２ 付着層
１１４ 軟磁性層
１１６ 配向制御層
１１８ 下地層
１２０ オンセット層
１２２ 第一磁性層
１２４ 第二磁性層
１２５ 層間結合層
１２６ 連続層
１２８ 媒体保護層
１３０ 潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、
基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、
前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料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３】
前記の磁性層に含まれるＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲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】
前記磁性層は２層の磁性層を含み、そのうちの下方もしくは上方の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔ磁性粒子を含む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】
前記下地層は、Ｒｕ又はその合金を主成分とする材料からな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１】
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、
基板上に、少なくとも軟磁性層と下地層と磁性層とを備える垂直磁気記録媒体において、
前記磁性層は、複数の磁性層を含む多層構成からなり、そのうちの少なくとも一層の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＰｔ磁性粒子を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4から選ばれる少なくとも一つの材料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３】
前記の磁性層に含まれるＣｏＰｔ磁性粒子中の酸化物含有量は、８〜１５原子％の範囲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】
前記磁性層は２層の磁性層を含み、そのうちの下方もしくは上方の磁性層は、酸化物を含有するＣｏＣｒＰｔ磁性粒子を含む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】
前記下地層は、Ｒｕ又はその合金を主成分とする材料からな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。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２５７５６５（Ｐ２０１０−２５７５６５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６７３８８（Ｐ２０１０−６７３８８）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【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２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【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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