垂直磁気記録媒体
【課題】 高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 本発明にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成は、基体１１０上に少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層１２２ａと、第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層１２２ｂと、介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層１２２ｃと、を備え、第１磁気記録層および第２磁気記録層は、粒界部を形成する酸化物を含み、第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であることを特徴とする。
【解決手段】 本発明にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成は、基体１１０上に少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層１２２ａと、第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層１２２ｂと、介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層１２２ｃと、を備え、第１磁気記録層および第２磁気記録層は、粒界部を形成する酸化物を含み、第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であ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に関するものである。
【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、１枚あたり２００ＧＢ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１平方インチあたり４００ＧＢを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【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に、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、磁気記録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る磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２垂直磁気記録媒体（非特許文献１参照）が提案されている。これは磁気記録層において、Ｃｏのｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、ＳｉＯ２が偏析した非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界（磁性粒子間の非磁性部分）には酸化物を用いることが知られており、例えばＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１つを用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし磁気記録層に強い磁界を印加すると、隣接トラックへの漏れ磁場も大きくなることから、ＷＡＴＥ（Wide Area Track Erasure）、すなわち、書込みの対象となるトラックを中心に数μｍにわたって記録情報が消失する現象が問題となる。ＷＡＴＥを低減させる手法として、磁気記録層の逆磁区核形成磁界Ｈｎを負とし、さらにその絶対値を大きくすることが重要である。高い（絶対値の大きい）Ｈｎを得るために、グラニュラー構造を有する磁気記録層の上方又は下方に高い垂直磁気異方性を示す薄膜が形成されたＣＧＣ（Coupled Granular Continuous）媒体が考案されている（特許文献２）。
【０００６】
一般に、磁気記録層の保磁力Ｈｃを向上させていくと、高記録密度化が達成できる反面、磁気ヘッドによる書き込みが困難になる傾向にある。そこで、書き込みやすさ、すなわちオーバーライト特性（ＯＷ特性）の改善を図るために、近年では、基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続し、垂直磁気異方性の高い単一の膜である補助記録層を磁気記録層の上に形成する場合が多い。補助記録層は、飽和磁化Ｍｓを向上させることによりオーバーライト特性を向上させる役割を有している。言い換えれば、磁気記録層の上に補助記録層を設ける目的は、逆磁区核形成磁界Ｈｎを向上させてノイズを低減し、飽和磁化Ｍｓを向上させてオーバーライト特性も向上させることである。なお補助記録層は連続層またはキャップ層とも呼ばれる場合もある。
【非特許文献１】T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)
【特許文献１】特開２００６−０２４３４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）、トラック幅の狭小化などの電磁変換特性の向上がある。その中でも保磁力Ｈｃの向上とＳＮＲの向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。
【０００８】
ＳＮＲの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のために有効な要素としては、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が挙げられる。中でも、磁性粒子の孤立化が促進されると隣接する磁性粒子との磁気的相互作用を遮断されるため、ノイズを大幅に低減することができ、ＳＮＲを著しく向上させることが可能となる。上述のグラニュラー構造の垂直磁気記録媒体では、酸化物によって粒界を形成することによって磁性粒子を孤立化および微細化し、ＳＮＲを向上させている。
【０００９】
しかし上記のように、磁性粒子の孤立化を促進させるために単に磁気記録層中の酸化物量を増加させると、保磁力Ｈｃの低下を引き起こし、記録再生特性の悪化につながる。そこで、磁気記録層を複数の層から構成して、保磁力が高い層とＳＮＲが高い層に役割分担することにより両方の特性を得ていたが、高保磁力Ｈｃを有する層に起因するノイズが問題となった。このため従来は保磁力の高い層の膜厚を薄めにしてノイズを抑えていた。しかし、最低限必要な保磁力を確保する必要があるため、ある程度のノイズは容認する必要があった。
【００１０】
また、上記の補助記録層はグラニュラー構造を有しておらず、面内方向に磁気的にほぼ連続した構造となっている。このため、補助記録層によりオーバーライト特性を改善できる反面、ノイズの増加を招くこととなる。特に補助記録層は、媒体の上方に位置することになるため、ノイズ増加に対する影響は大きい。かといって、補助記録層なしではＯＷ特性が極端に低くなり、昨今の保磁力の高い磁気記録層は、もはや書き込むことができなくなってしまう。このため、やはりある程度のノイズは容認する必要があった。
【００１１】
したがって、上記の技術では、高い保磁力Ｈｃを確保するためにノイズの増加をある程度許容しなくてはならず、ＳＮＲの向上は限界に達していた。このため、磁気記録媒体の更なる高記録密度化の達成には、高い保磁力Ｈｃを確保しつつ、ＳＮＲを更に向上することが可能な新たな手法の確立が課題となっていた。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能な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】
【００１３】
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、磁気記録層に起因するノイズの低減に着目した。すなわち、磁気記録層における磁化状態がノイズの発生に影響を及ぼしている可能性があると考えた。そして、さらに研究を重ねることにより、磁気記録層を第１磁気記録層と第２磁気記録層とからなる２層で構成し、その間にＲｕを含む非磁性の介在層を介在させることにより、磁気記録層、特に第１磁気記録層の磁化方向を制御し、低ノイズ化を図り、上記課題の解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１４】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基体上に、少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層と、第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層と、介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層と、を備え、第１磁気記録層および第２磁気記録層は、粒界部を形成する酸化物を含み、第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の如く、第１磁気記録層と第２磁気記録層の間に、Ｒｕを含む介在層を介在させることにより、磁気記録層間に磁気的な相互作用である反強磁性交換結合（ＡＦＣ：Antiferro-magnetic exchange coupling）を発生させることができる。これにより、第１磁気記録層の磁化方向と、第２磁気記録層の磁化方向とを反平行（相反する方向）に整列させ、相互に磁化方向を固定するように作用させることが可能となる。
【００１６】
また、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲とすることにより、第１磁気記録層および第２磁気記録層における酸化物の含有量が適切化され、第１磁気記録層は粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２磁気記録層は粒界部が多くＳＮＲが高い層とすることができる。したがって、高保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上することが可能となる。また第１磁気記録層が高保磁力Ｈｃであることから、かかる第１磁気記録層は、第２磁気記録層の磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００１７】
上記の介在層は、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下であるとよい。介在層の膜厚をかかる範囲内に設定することにより、第１磁気記録層および第２磁気記録層の磁気を遮断し、ＡＦＣを発生させることができる。
【００１８】
なお、介在層の膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層間で生じる交換結合が弱くなってしまうために、所望のＳＮＲが得られない。また１０Å以上に膜厚が厚くなると、介在層の上下の磁気記録層が磁気的に完全に分離されて結晶配向性の継承を全く失ってしまう。一方、介在層の膜厚を２Å以下とすると、第１磁気記録層および第２磁気記録層の磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なくなってしまう。また２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまう。尚、ここで皮膜とは必ずしも連続なものでなくともよく、例えば島状に膜が析出した状態でも、機能が発揮できれば問題とはならない。
【００１９】
上記の介在層は、ＲｕまたはＲｕ化合物からなるとよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁気記録層の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００２０】
上記のＲｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されるとよい。数多く存在するＲｕ化合物の中でも、これらのＲｕ化合物が、高保磁力Ｈｃの確保およびＳＮＲの向上に最も効果的である。
【００２１】
特に、かかるＲｕ化合物が、ＲｕＯである場合、または酸化物を含有する場合、介在層は酸素原子を含む事となる。これにより、介在層のうち、第１磁気記録層のグラニュラー構造の粒界の上に位置する部分は、含有させた酸素原子が第１磁気記録層の粒界に含まれている酸素原子と親和性が高いため、Ｒｕ酸化物として磁性層の粒界構造を継承する。また介在層が酸化物を含んでいる場合、その酸化物が第１磁気記録層の粒界と親和性が高くなり、同様に第１磁気記録層の粒界構造を継承することとなる。したがって、いずれの場合においても介在層が第１磁気記録層の粒界構造の承継を阻害することなく、第２磁気記録層のＣｏの結晶粒子を成長させることができる。
【００２２】
なお、介在層は、Ｒｕと酸素とを含ませるための具体的な手段の一つとして、Ｒｕと酸化物とから構成することができる。Ｒｕと酸化物とを含むターゲットを用いてスパッタリングを行うと、酸化物から解離した酸素が膜中に含まれるため、酸素添加と同様の効果を奏するためである。
【００２３】
また、介在層に含まれる酸化物は、ＷＯ３、ＴｉＯ２、またはＲｕＯが特に好ましい。これにより、電磁変換特性（ＳＮＲ）を向上させることができる。中でも、ＷＯ３は高い効果を得ることができる。これは、ＷＯ３が不安定な酸化物であるので、スパッタ中により多くの酸素が解離され、より効果的に酸素添加の効果を示すためである。
【００２４】
上記の第１磁気記録層は、膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下であるとよい。
【００２５】
これにより第１磁気記録層の反磁界を強くして、第１磁気記録層に起因するノイズを低減させることができる。そして、第１磁気記録層の酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることにより、第１磁気記録層は第２磁気記録層の磁化方向を固定するｐｉｎ層としても機能するため、高保磁力Ｈｃを達成することができる。
【００２６】
上記の第１磁気記録層に含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上であるとよい。５ｍｏｌ％以上であるとき高い保磁力Ｈｃと高いＳＮＲとを得ることができるためである。
【００２７】
上記の第２磁気記録層に含まれる酸化物は、２種以上であるとよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、第２磁気記録層の磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【００２８】
上記の第２磁気記録層に含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択されるとよい。
【００２９】
ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化を促進し、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。そしてこれらの酸化物を複合させて第２磁気記録層の粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体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】
【００３１】
以下に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詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３２】
（実施形態）
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体の実施形態について説明した後に、第１磁気記録層、第２磁気記録層、および第１磁気記録層と第２磁気記録層の間に設けた介在層について詳細に説明する。
【００３３】
［垂直磁気記録媒体］
図１は、本実施形態にかか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、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃ、補助記録層１２４、媒体保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００３４】
ディスク基体１１０は、アモルファス（非晶質）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ディスク基体１１０を得ることができる。
【００３５】
ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、媒体保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成について説明する。
【００３６】
付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。
【００３７】
付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層、ＣｏＷ系非晶質層、ＣｒＷ系非晶質層、ＣｒＴａ系非晶質層、ＣｒＮｂ系非晶質層から選択することができる。中でもＣｏＷ系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層１１２は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばＣｒＴｉ層の上にＣｏＷ層またはＣｒＷ層を形成してもよい。またこれらの付着層１１２は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。
【００３８】
軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２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を備えるように構成することができる。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、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢ、ＣｏＦｅＴａＺｒなどのＣｏ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００３９】
前下地層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層１１６の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばｆｃｃ構造を取る合金としてはＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。
【００４０】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層１２２の配向性を向上させることができる。下地層１１８の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層１２２を良好に配向させることができる。
【００４１】
下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第１下地層１１８ａによる磁気記録層１２２の結晶配向性の向上、および第２下地層１１８ｂによる磁気記録層１２２の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００４２】
また、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平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ｒｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Ｃｏの結晶粒子の微細化も可能となる。
【００４３】
さらに、下地層１１８のＲｕに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにＲｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。なお酸素はリアクティブスパッタによって含有させてもよいが、スパッタリング成膜する際に酸素を含有するターゲットを用いることが好ましい。
【００４４】
非磁性グラニュラー層１２０はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａ（または磁気記録層１２２）のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層１２２の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラー層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。
【００４５】
本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層１２０にＣｏＣｒ−ＳｉＯ２を用いる。これにより、Ｃｏ系合金（非磁性の結晶粒子）の間にＳｉＯ２（非磁性物質）が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラー層１２０がグラニュラー構造となる。なお、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２は一例であり、これに限定されるものではない。他には、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒（磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ２、Ｃｒ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を例示できる。
【００４６】
なお本実施形態では、下地層１８８（第２下地層１８８ｂ）の上に非磁性グラニュラー層１２０を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層１２０を設けずに垂直磁気記録媒体１００を構成することも可能である。
【００４７】
磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に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。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そ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ことができる。
【００４８】
磁気記録層１２２は、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｃ、およびこれらの間に設けられた介在層１２２ｂとから構成されている。これにより、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｃの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｃの微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。
【００４９】
本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３を用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３は、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＣｒおよびＣｒ２Ｏ３（酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
【００５０】
介在層１２２ｂはＲｕからなる非磁性の薄膜であって、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃの間に介在させることにより、これらの磁気記録層１２２間の磁気的な連続性は分断される。したがってこれらの磁気記録層１２２の間には、反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生する。これにより介在層１２２ｂの上下の磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）の間では磁化方向が反平行となり、ノイズを低減することができる。
【００５１】
また第２磁気記録層１２２ｃには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いる。第２磁気記録層１２２ｃにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＣｒおよびＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。
【００５２】
なお、上記に示した第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ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。また、本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃで異なる材料（ターゲット）であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物も好適に用いることができる。
【００５３】
さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにおいて１種類の、第２磁気記録層１２２ｃにおいて２種類の非磁性物質（酸化物）を用いているが、これに限定されるものではなく、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｃのいずれかまたは両方において２種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含むことが好ましい。したがって、本実施形態とは異なり、磁気記録層１２２が１層のみで構成される場合、かかる磁気記録層１２２はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなることが好ましい。
【００５４】
補助記録層１２４は基体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１２４は磁気記録層１２２に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層１２４の材質としては、例えばＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層１２４は逆磁区核形成磁界Ｈｎの調整、保磁力Ｈｃの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層１２４は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層１２４は磁気記録層１２２の上方に設けているが、下方に設けてもよい。
【００５５】
なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１２４全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Ｃｒが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層１２４に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層１２２の粒界よりも面積が小さい（酸化物の含有量が少ない）ことが好ましい。補助記録層１２４の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層１２２のグラニュラー磁性粒と磁気的相互作用を有する（交換結合を行う）ことによってＨｎおよびＨｃを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびＳＮＲを向上させていると考えられる。またグラニュラー磁性粒と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラー磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のＯＷ特性を向上させるものと考えられる。
【００５６】
媒体保護層１２６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できる。媒体保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。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垂直磁気記録媒体１００を防護することができる。
【００５７】
潤滑層１２８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することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。
【００５８】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができた。次に、本発明の特徴である磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｃ、およびこれらの間に設けた介在層１２２ｂ）についてさらに詳述する。
【００５９】
上述したように、介在層１２２ｂは、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に設けられた非磁性層である。これにより、これらの磁気記録層１２２間の磁気的な連続性は分断され、磁気記録層１２２の間には、磁気的効果として反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生する。
【００６０】
図２は、第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃからなる磁気結合のモデルを説明する図である。図２に示すように、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に介在層１２２ｂを設けることで反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生し、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃは磁化方向が反平行となり、相互に磁化方向を固定するように作用する。このため、ノイズを低減することができる。
【００６１】
また図２に示すように、第１磁気記録層１２２ａの厚みは第２磁気記録層１２２ｃの厚みよりも薄いことが好ましく、更に好ましくは、第１磁気記録層１２２ａは膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下であるとよい。
【００６２】
ここで第１磁気記録層１２２ａは、介在層１２２ｂがなければ第２磁気記録層１２２ｃと連続した磁石であったところ、介在層１２２ｂによって分断されるために個別の短い磁石となる。そして、さらに第１磁気記録層１２２ａの膜厚を薄くすることにより、グラニュラー磁性粒子の縦横比が短くなることから（垂直磁気記録媒体においては、膜厚方向が磁化容易軸の縦方向にあたる）、磁石の内部に発生する反磁界が強くなる。このため第１磁気記録層１２２ａから外部に発生する磁界が弱まり、磁気ヘッドによって拾われにくくなる。すなわち、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を調節することによって、磁気ヘッドまで磁界が到達しにくく、かつ第２磁気記録層１２２ｃに対しては磁気的相互作用を有する程度に磁気モーメント（磁石の強さ）を設定することにより、高い保磁力を発揮しながらもノイズの少ない磁気記録層１２２とすることができる。
【００６３】
また、第１磁気記録層１２２ａから出るノイズは磁気ヘッドに到達しないため、第１磁気記録層１２２ａは酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることができ、さらには第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能させることができる。
【００６４】
介在層１２２ｂは、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下（０．２ｎｍ以上〜１ｎｍ以下）であるとよい。これにより、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断し、ＡＦＣを発生させることができる。ここで、介在層１２２ｂの膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層１２２間で生じる交換結合が弱くなってしまうために所望のＳＮＲが得られず、また介在層１２２ｂの上下の磁気記録層１２２が磁気的に完全に分離されて結晶配向性の継承も失ってしまう。一方、介在層１２２ｂの膜厚を２Å以下とすると、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なくなってしまい、また皮膜を形成できなくなってしまう。なおＡＦＣの交換結合の強さは介在する介在層１２２ｂの厚みによって振動しながら減衰するため、振動のピークを得られる膜厚とすることが好ましい。
【００６５】
また結晶構造上は、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃが同様のグラニュラー構造であることから、これらの結晶配向性の継承を妨げない。介在層１２２ｂには磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）ほど大量の酸化物が含まれていないために粒界は形成しないが、１ｎｍ以下という極端な薄膜であり、かつ後述するように介在層１２２ｂを構成するＲｕがｈｃｐ構造を有することから、結晶成長を阻害しないものと推察される。
【００６６】
以上、磁気記録層１２２の膜構成による利点を説明した。次に、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ、介在層１２２ｂの組成について詳述する。
【００６７】
第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃは、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を有する層であり、粒界部を形成する物質として酸化物を含有する。ここで、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であるとよい。
【００６８】
これにより、第１磁気記録層１２２ａは粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２磁気記録層１２２ｃは粒界部が多くＳＮＲが高い層とすることができ、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上することが可能となる。また第１磁気記録層１２２ａが高保磁力であることから、かかる第１磁気記録層１２２ａは、第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００６９】
なお、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上であるとよい。これにより、高い保磁力Ｈｃと高いＳＮＲとを得ることができるためである。
【００７０】
また、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物は、２種以上であるとよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、第２磁気記録層１２２ｃの磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、ＳＮＲを向上させて垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化を図ることができる。
【００７１】
中でも、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択されるとよい。ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化の促進、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）の向上を図る特性がある。したがって、これらの酸化物を複合させて第２磁気記録層１２２ｃの粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。
【００７２】
介在層１２２ｂは、ＲｕまたはＲｕ化合物からなるとよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと格子定数が近く、また磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁気記録層１２２の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００７３】
なお、Ｒｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されるとよい。これらのＲｕ化合物が、高保磁力Ｈｃの確保およびＳＮＲの向上に最も効果的だからである。
【００７４】
（実施例）
ディスク基体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法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行った。付着層１１２は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＣｒＴａＺｒとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。第１下地層１１８ａは所定圧力（低圧：例えば０．６〜０．７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を成膜した。第２下地層１１８ｂは、酸素が含まれているターゲットを用いて所定圧力より高い圧力（高圧：例えば４．５〜７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ膜を成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。第２磁気記録層１２２ｃは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第１磁気記録層１２２ａおよび介在層１２２ｂは、膜厚および組成について下記のような実施例と比較例を作成した。補助記録層１２４の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層１２６はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１２８はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００７５】
図３は、介在層１２２ｂの膜厚とＳＮＲの関係を示す図である。介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとした。また、図３中、各系列に記載している物質名は、第１磁気記録層１２２ａの組成を示している。
【００７６】
図３に示すように、いずれの系列においても、介在層１２２ｂを設けない、すなわち介在層１２２ｂの膜厚が０ｎｍから増すにつれ、ＳＮＲが著しく向上する。そして、介在層１２２ｂの膜厚が１ｎｍ（１０Å）を超えるとＳＮＲは低下し始め、膜厚が３ｎｍとなると、ＳＮＲは介在層１２２ｂを設けない状態よりも低い値となる。
【００７７】
垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化達成のために所望されるＳＮＲは１７．５ｄＢ以上であることから、図３を参照すると、介在層１２２ｂの膜厚は、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍ（２Å〜１０Å）が好ましいことが理解できる。これは、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に磁気的な相互作用である反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生し、第１磁気記録層１２２ａの磁化方向と第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向とが反平行に整列して固定され、ノイズが低減された結果、ＳＮＲが向上したためと推測される。
【００７８】
なお、介在層１２２ｂの厚みが０．２ｎｍより薄い場合、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なかったため、所望する値までのＳＮＲの向上が図れなかったと考えられる。また、介在層１２２ｂの膜厚が１．０ｎｍよりも厚い場合、磁気記録層１２２間で生じるＡＦＣが弱くなってしまったため、磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）の磁化方向の整列や固定する作用が低下し、所望のＳＮＲを得ることができなかったと考察される。
【００７９】
更に、図３において第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物に着目すると、４つの系列は、酸化物として、ＳｉＯ２（４ｍｏｌ％）およびＴｉＯ２（４ｍｏｌ％）を含む１つの系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む他の３つの系列とに大別することができる。そして、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含む系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む系列とを比較すると、いずれの系列においても、介在層１２２ｂを設けることでＳＮＲが向上し、介在層１２２ｂの膜厚が厚くなりすぎるとＳＮＲが低下する、というほぼ同様の傾向を示していることがわかる。このことから、介在層１２２ｂの膜厚を最適化することで、酸化物の種類に依ることなくＳＮＲの向上が可能であることがわかる。
【００８０】
また、Ｃｒ２Ｏ３を含む系列のみに着目すると、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量が５ｍｏｌ％、７ｍｏｌ％、９ｍｏｌ％と増加するにつれて、ＳＮＲが向上していることがわかる。これは、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量を増やすことで、第１磁気記録層１２２ａにおける柱状の磁性粒子の粒界、すなわち粒界部を形成する物質が増え、その結果、磁性粒子の柱が細くなったためと考えられる。
【００８１】
図４は、介在層１２２ｂの組成とＳＮＲおよびトラック幅の関係を示す図である。ここで、介在層１２２ｂの組成は、実施例１ではＲｕ、実施例２ではＲｕ−Ｃｏ、実施例３ではＲｕ−Ｃｒ、実施例４ではＲｕ−ＳｉＯ２、比較例１ではＣｏ−Ｃｒ、比較例２ではＮｉ−Ｃｕである。Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−ＣｒおよびＲｕ−ＳｉＯ２は、Ｒｕ化合物である。また、介在層１２２ｂの膜厚は全て７Åとした。なお、上記のトラック幅とは、垂直磁気記録媒体１００の実際のトラック幅ではなく、記憶可能幅試験において求められたトラックプロファイルが所定の割合を示すトラックの幅である。
【００８２】
図４に示すように、実施例および比較例は、いずれも高記録密度化に際して所望されるＳＮＲの値、１７．５ｄＢを上回っている。しかし、実施例および比較例を比較すると、介在層１２２ｂがＲｕまたはＲｕ化合物から構成される実施例の方が比較例よりも高ＳＮＲであることがわかる。したがって、更なる高記録密度化を達成するためには、介在層１２２ｂにはＲｕまたはＲｕ化合物を用いることが好ましいことが理解できる。
【００８３】
またトラック幅においても、実施例は比較例よりも狭小化されている。このことからも、介在層にＲｕまたはＲｕ化合物を用いることでトラック幅を狭小化することができ、更なる高記録密度化の達成が可能であることがわかる。
【００８４】
図５は、磁気記録層１２２の酸化物の含有量の関係であるＡ／ＢとＳＮＲおよび保磁力Ｈｃの関係を示す図である。なお、保磁力Ｈｃは絶対値が大きいほど優れているため、絶対値としてグラフに示している。なお、介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとし、膜厚は７Åとした。
【００８５】
図５に示すように、Ａ／Ｂが増大するにつれて、ＳＮＲは向上し、保磁力Ｈｃは低下する。このことから、保磁力ＨｃとＳＮＲはトレードオフの関係にあることが改めてわかる。しかし、Ａ／Ｂを０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲とすることで、高記録密度化達成のための、ＳＮＲ１７．５ｄＢ以上、および保磁力Ｈｃ４８００Ｏｅ以上という２つの条件を満たすことができる。したがって、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能となる。
【００８６】
図６は、第１磁気記録層１２２ａの膜厚と保磁力Ｈｃの関係を示す図である。なお、図６においても保磁力Ｈｃは絶対値としてグラフに示している。また図６中、各系列に記載している物質名は、第１磁気記録層１２２ａの組成を示している。介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとし、膜厚は７Åとした。
【００８７】
図６に示すように、いずれの系列においても、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が増すにつれ、保磁力Ｈｃが向上する。そして、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が約３ｎｍを超えると保磁力Ｈｃは低下し始め、膜厚が約４ｎｍとなると、保磁力Ｈｃは第１磁気記録層１２２ａを設けない状態よりも低い値となる。
【００８８】
垂直磁気記録媒体に所望される保磁力Ｈｃは４８００Ｏｅ以上であることから、図６を参照すると、第１磁気記録層１２２ａの膜厚は、０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下が好ましいことが理解できる。これにより、高保磁力Ｈｃを確保しつつ、垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化を達成することができる。そして、第１磁気記録層１２２ａが高保磁力Ｈｃであることから、かかる第１磁気記録層１２２ａは、第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００８９】
また、図６において第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物に着目すると、５つの系列は、酸化物として、ＴｉＯ２（９ｍｏｌ％）を含む系列と、ＳｉＯ２（４ｍｏｌ％）およびＴｉＯ２（４ｍｏｌ％）を含む系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む他の３つの系列とに大別することができる。そして、上記の系列を比較すると、いずれの系列においても、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が厚くなると保磁力Ｈｃが向上していき、膜厚が厚くなりすぎると保磁力Ｈｃが低下し始めるという傾向を示すことがわかる。このことから、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を最適化することで、酸化物の種類に依ることなく高保磁力Ｈｃの確保が可能であることが理解できる。
【００９０】
上記説明した如く、本発明によれば、磁気記録層１２２を第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、および第２磁気記録層１２２ｃから構成し、各層の膜厚および組成を最適化することで、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上させることができる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化を達成することが可能である。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施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、各種の変更例また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】
【００９２】
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として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】第１磁気記録層、介在層、第２磁気記録層からなる磁気結合のモデルを説明する図である。
【図３】介在層の膜厚とＳＮＲの関係を示す図である。
【図４】介在層の組成とＳＮＲおよびトラック幅の関係を示す図である。
【図５】磁気記録層の酸化物の含有量の関係であるＡ／ＢとＳＮＲおよび保磁力Ｈｃの関係を示す図である。
【図６】第１磁気記録層の膜厚と保磁力Ｈｃの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
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、１１４ａ …第１軟磁性層、１１４ｂ …スペーサ層、１１４ｃ …第２軟磁性層、１１６ …前下地層、１１８ …下地層、１１８ａ …第１下地層、１１８ｂ …第２下地層、１２０ …非磁性グラニュラー層、１２２ …磁気記録層、１２２ａ …第１磁気記録層、１２２ｂ …介在層、１２２ｃ …第２磁気記録層、１２４ …補助記録層、１２６ …媒体保護層、１２８ …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に関するものである。
【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、１枚あたり２００ＧＢ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１平方インチあたり４００ＧＢを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【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に、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、磁気記録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る磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２垂直磁気記録媒体（非特許文献１参照）が提案されている。これは磁気記録層において、Ｃｏのｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、ＳｉＯ２が偏析した非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界（磁性粒子間の非磁性部分）には酸化物を用いることが知られており、例えばＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１つを用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし磁気記録層に強い磁界を印加すると、隣接トラックへの漏れ磁場も大きくなることから、ＷＡＴＥ（Wide Area Track Erasure）、すなわち、書込みの対象となるトラックを中心に数μｍにわたって記録情報が消失する現象が問題となる。ＷＡＴＥを低減させる手法として、磁気記録層の逆磁区核形成磁界Ｈｎを負とし、さらにその絶対値を大きくすることが重要である。高い（絶対値の大きい）Ｈｎを得るために、グラニュラー構造を有する磁気記録層の上方又は下方に高い垂直磁気異方性を示す薄膜が形成されたＣＧＣ（Coupled Granular Continuous）媒体が考案されている（特許文献２）。
【０００６】
一般に、磁気記録層の保磁力Ｈｃを向上させていくと、高記録密度化が達成できる反面、磁気ヘッドによる書き込みが困難になる傾向にある。そこで、書き込みやすさ、すなわちオーバーライト特性（ＯＷ特性）の改善を図るために、近年では、基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続し、垂直磁気異方性の高い単一の膜である補助記録層を磁気記録層の上に形成する場合が多い。補助記録層は、飽和磁化Ｍｓを向上させることによりオーバーライト特性を向上させる役割を有している。言い換えれば、磁気記録層の上に補助記録層を設ける目的は、逆磁区核形成磁界Ｈｎを向上させてノイズを低減し、飽和磁化Ｍｓを向上させてオーバーライト特性も向上させることである。なお補助記録層は連続層またはキャップ層とも呼ばれる場合もある。
【非特許文献１】T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)
【特許文献１】特開２００６−０２４３４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）、トラック幅の狭小化などの電磁変換特性の向上がある。その中でも保磁力Ｈｃの向上とＳＮＲの向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。
【０００８】
ＳＮＲの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のために有効な要素としては、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が挙げられる。中でも、磁性粒子の孤立化が促進されると隣接する磁性粒子との磁気的相互作用を遮断されるため、ノイズを大幅に低減することができ、ＳＮＲを著しく向上させることが可能となる。上述のグラニュラー構造の垂直磁気記録媒体では、酸化物によって粒界を形成することによって磁性粒子を孤立化および微細化し、ＳＮＲを向上させている。
【０００９】
しかし上記のように、磁性粒子の孤立化を促進させるために単に磁気記録層中の酸化物量を増加させると、保磁力Ｈｃの低下を引き起こし、記録再生特性の悪化につながる。そこで、磁気記録層を複数の層から構成して、保磁力が高い層とＳＮＲが高い層に役割分担することにより両方の特性を得ていたが、高保磁力Ｈｃを有する層に起因するノイズが問題となった。このため従来は保磁力の高い層の膜厚を薄めにしてノイズを抑えていた。しかし、最低限必要な保磁力を確保する必要があるため、ある程度のノイズは容認する必要があった。
【００１０】
また、上記の補助記録層はグラニュラー構造を有しておらず、面内方向に磁気的にほぼ連続した構造となっている。このため、補助記録層によりオーバーライト特性を改善できる反面、ノイズの増加を招くこととなる。特に補助記録層は、媒体の上方に位置することになるため、ノイズ増加に対する影響は大きい。かといって、補助記録層なしではＯＷ特性が極端に低くなり、昨今の保磁力の高い磁気記録層は、もはや書き込むことができなくなってしまう。このため、やはりある程度のノイズは容認する必要があった。
【００１１】
したがって、上記の技術では、高い保磁力Ｈｃを確保するためにノイズの増加をある程度許容しなくてはならず、ＳＮＲの向上は限界に達していた。このため、磁気記録媒体の更なる高記録密度化の達成には、高い保磁力Ｈｃを確保しつつ、ＳＮＲを更に向上することが可能な新たな手法の確立が課題となっていた。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能な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】
【００１３】
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、磁気記録層に起因するノイズの低減に着目した。すなわち、磁気記録層における磁化状態がノイズの発生に影響を及ぼしている可能性があると考えた。そして、さらに研究を重ねることにより、磁気記録層を第１磁気記録層と第２磁気記録層とからなる２層で構成し、その間にＲｕを含む非磁性の介在層を介在させることにより、磁気記録層、特に第１磁気記録層の磁化方向を制御し、低ノイズ化を図り、上記課題の解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１４】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基体上に、少なくとも、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層と、第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層と、介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層と、を備え、第１磁気記録層および第２磁気記録層は、粒界部を形成する酸化物を含み、第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の如く、第１磁気記録層と第２磁気記録層の間に、Ｒｕを含む介在層を介在させることにより、磁気記録層間に磁気的な相互作用である反強磁性交換結合（ＡＦＣ：Antiferro-magnetic exchange coupling）を発生させることができる。これにより、第１磁気記録層の磁化方向と、第２磁気記録層の磁化方向とを反平行（相反する方向）に整列させ、相互に磁化方向を固定するように作用させることが可能となる。
【００１６】
また、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲とすることにより、第１磁気記録層および第２磁気記録層における酸化物の含有量が適切化され、第１磁気記録層は粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２磁気記録層は粒界部が多くＳＮＲが高い層とすることができる。したがって、高保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上することが可能となる。また第１磁気記録層が高保磁力Ｈｃであることから、かかる第１磁気記録層は、第２磁気記録層の磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００１７】
上記の介在層は、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下であるとよい。介在層の膜厚をかかる範囲内に設定することにより、第１磁気記録層および第２磁気記録層の磁気を遮断し、ＡＦＣを発生させることができる。
【００１８】
なお、介在層の膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層間で生じる交換結合が弱くなってしまうために、所望のＳＮＲが得られない。また１０Å以上に膜厚が厚くなると、介在層の上下の磁気記録層が磁気的に完全に分離されて結晶配向性の継承を全く失ってしまう。一方、介在層の膜厚を２Å以下とすると、第１磁気記録層および第２磁気記録層の磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なくなってしまう。また２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまう。尚、ここで皮膜とは必ずしも連続なものでなくともよく、例えば島状に膜が析出した状態でも、機能が発揮できれば問題とはならない。
【００１９】
上記の介在層は、ＲｕまたはＲｕ化合物からなるとよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁気記録層の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００２０】
上記のＲｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されるとよい。数多く存在するＲｕ化合物の中でも、これらのＲｕ化合物が、高保磁力Ｈｃの確保およびＳＮＲの向上に最も効果的である。
【００２１】
特に、かかるＲｕ化合物が、ＲｕＯである場合、または酸化物を含有する場合、介在層は酸素原子を含む事となる。これにより、介在層のうち、第１磁気記録層のグラニュラー構造の粒界の上に位置する部分は、含有させた酸素原子が第１磁気記録層の粒界に含まれている酸素原子と親和性が高いため、Ｒｕ酸化物として磁性層の粒界構造を継承する。また介在層が酸化物を含んでいる場合、その酸化物が第１磁気記録層の粒界と親和性が高くなり、同様に第１磁気記録層の粒界構造を継承することとなる。したがって、いずれの場合においても介在層が第１磁気記録層の粒界構造の承継を阻害することなく、第２磁気記録層のＣｏの結晶粒子を成長させることができる。
【００２２】
なお、介在層は、Ｒｕと酸素とを含ませるための具体的な手段の一つとして、Ｒｕと酸化物とから構成することができる。Ｒｕと酸化物とを含むターゲットを用いてスパッタリングを行うと、酸化物から解離した酸素が膜中に含まれるため、酸素添加と同様の効果を奏するためである。
【００２３】
また、介在層に含まれる酸化物は、ＷＯ３、ＴｉＯ２、またはＲｕＯが特に好ましい。これにより、電磁変換特性（ＳＮＲ）を向上させることができる。中でも、ＷＯ３は高い効果を得ることができる。これは、ＷＯ３が不安定な酸化物であるので、スパッタ中により多くの酸素が解離され、より効果的に酸素添加の効果を示すためである。
【００２４】
上記の第１磁気記録層は、膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下であるとよい。
【００２５】
これにより第１磁気記録層の反磁界を強くして、第１磁気記録層に起因するノイズを低減させることができる。そして、第１磁気記録層の酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることにより、第１磁気記録層は第２磁気記録層の磁化方向を固定するｐｉｎ層としても機能するため、高保磁力Ｈｃを達成することができる。
【００２６】
上記の第１磁気記録層に含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上であるとよい。５ｍｏｌ％以上であるとき高い保磁力Ｈｃと高いＳＮＲとを得ることができるためである。
【００２７】
上記の第２磁気記録層に含まれる酸化物は、２種以上であるとよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、第２磁気記録層の磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【００２８】
上記の第２磁気記録層に含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択されるとよい。
【００２９】
ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化を促進し、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。そしてこれらの酸化物を複合させて第２磁気記録層の粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体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】
【００３１】
以下に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詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３２】
（実施形態）
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体の実施形態について説明した後に、第１磁気記録層、第２磁気記録層、および第１磁気記録層と第２磁気記録層の間に設けた介在層について詳細に説明する。
【００３３】
［垂直磁気記録媒体］
図１は、本実施形態にかか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、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃ、補助記録層１２４、媒体保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００３４】
ディスク基体１１０は、アモルファス（非晶質）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ディスク基体１１０を得ることができる。
【００３５】
ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、媒体保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成について説明する。
【００３６】
付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。
【００３７】
付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層、ＣｏＷ系非晶質層、ＣｒＷ系非晶質層、ＣｒＴａ系非晶質層、ＣｒＮｂ系非晶質層から選択することができる。中でもＣｏＷ系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層１１２は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばＣｒＴｉ層の上にＣｏＷ層またはＣｒＷ層を形成してもよい。またこれらの付着層１１２は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。
【００３８】
軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２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を備えるように構成することができる。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、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢ、ＣｏＦｅＴａＺｒなどのＣｏ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００３９】
前下地層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層１１６の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばｆｃｃ構造を取る合金としてはＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。
【００４０】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層１２２の配向性を向上させることができる。下地層１１８の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層１２２を良好に配向させることができる。
【００４１】
下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第１下地層１１８ａによる磁気記録層１２２の結晶配向性の向上、および第２下地層１１８ｂによる磁気記録層１２２の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００４２】
また、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平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ｒｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Ｃｏの結晶粒子の微細化も可能となる。
【００４３】
さらに、下地層１１８のＲｕに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにＲｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。なお酸素はリアクティブスパッタによって含有させてもよいが、スパッタリング成膜する際に酸素を含有するターゲットを用いることが好ましい。
【００４４】
非磁性グラニュラー層１２０はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａ（または磁気記録層１２２）のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層１２２の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラー層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。
【００４５】
本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層１２０にＣｏＣｒ−ＳｉＯ２を用いる。これにより、Ｃｏ系合金（非磁性の結晶粒子）の間にＳｉＯ２（非磁性物質）が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラー層１２０がグラニュラー構造となる。なお、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２は一例であり、これに限定されるものではない。他には、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒（磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ２、Ｃｒ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を例示できる。
【００４６】
なお本実施形態では、下地層１８８（第２下地層１８８ｂ）の上に非磁性グラニュラー層１２０を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層１２０を設けずに垂直磁気記録媒体１００を構成することも可能である。
【００４７】
磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に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。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そ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ことができる。
【００４８】
磁気記録層１２２は、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｃ、およびこれらの間に設けられた介在層１２２ｂとから構成されている。これにより、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｃの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｃの微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。
【００４９】
本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３を用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３は、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＣｒおよびＣｒ２Ｏ３（酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
【００５０】
介在層１２２ｂはＲｕからなる非磁性の薄膜であって、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃの間に介在させることにより、これらの磁気記録層１２２間の磁気的な連続性は分断される。したがってこれらの磁気記録層１２２の間には、反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生する。これにより介在層１２２ｂの上下の磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）の間では磁化方向が反平行となり、ノイズを低減することができる。
【００５１】
また第２磁気記録層１２２ｃには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を用いる。第２磁気記録層１２２ｃにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＣｒおよびＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。
【００５２】
なお、上記に示した第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ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。また、本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃで異なる材料（ターゲット）であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物も好適に用いることができる。
【００５３】
さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにおいて１種類の、第２磁気記録層１２２ｃにおいて２種類の非磁性物質（酸化物）を用いているが、これに限定されるものではなく、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｃのいずれかまたは両方において２種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含むことが好ましい。したがって、本実施形態とは異なり、磁気記録層１２２が１層のみで構成される場合、かかる磁気記録層１２２はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなることが好ましい。
【００５４】
補助記録層１２４は基体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１２４は磁気記録層１２２に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層１２４の材質としては、例えばＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層１２４は逆磁区核形成磁界Ｈｎの調整、保磁力Ｈｃの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層１２４は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層１２４は磁気記録層１２２の上方に設けているが、下方に設けてもよい。
【００５５】
なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１２４全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Ｃｒが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層１２４に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層１２２の粒界よりも面積が小さい（酸化物の含有量が少ない）ことが好ましい。補助記録層１２４の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層１２２のグラニュラー磁性粒と磁気的相互作用を有する（交換結合を行う）ことによってＨｎおよびＨｃを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびＳＮＲを向上させていると考えられる。またグラニュラー磁性粒と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラー磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のＯＷ特性を向上させるものと考えられる。
【００５６】
媒体保護層１２６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できる。媒体保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。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垂直磁気記録媒体１００を防護することができる。
【００５７】
潤滑層１２８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することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。
【００５８】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができた。次に、本発明の特徴である磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｃ、およびこれらの間に設けた介在層１２２ｂ）についてさらに詳述する。
【００５９】
上述したように、介在層１２２ｂは、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に設けられた非磁性層である。これにより、これらの磁気記録層１２２間の磁気的な連続性は分断され、磁気記録層１２２の間には、磁気的効果として反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生する。
【００６０】
図２は、第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃからなる磁気結合のモデルを説明する図である。図２に示すように、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に介在層１２２ｂを設けることで反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生し、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃは磁化方向が反平行となり、相互に磁化方向を固定するように作用する。このため、ノイズを低減することができる。
【００６１】
また図２に示すように、第１磁気記録層１２２ａの厚みは第２磁気記録層１２２ｃの厚みよりも薄いことが好ましく、更に好ましくは、第１磁気記録層１２２ａは膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下であるとよい。
【００６２】
ここで第１磁気記録層１２２ａは、介在層１２２ｂがなければ第２磁気記録層１２２ｃと連続した磁石であったところ、介在層１２２ｂによって分断されるために個別の短い磁石となる。そして、さらに第１磁気記録層１２２ａの膜厚を薄くすることにより、グラニュラー磁性粒子の縦横比が短くなることから（垂直磁気記録媒体においては、膜厚方向が磁化容易軸の縦方向にあたる）、磁石の内部に発生する反磁界が強くなる。このため第１磁気記録層１２２ａから外部に発生する磁界が弱まり、磁気ヘッドによって拾われにくくなる。すなわち、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を調節することによって、磁気ヘッドまで磁界が到達しにくく、かつ第２磁気記録層１２２ｃに対しては磁気的相互作用を有する程度に磁気モーメント（磁石の強さ）を設定することにより、高い保磁力を発揮しながらもノイズの少ない磁気記録層１２２とすることができる。
【００６３】
また、第１磁気記録層１２２ａから出るノイズは磁気ヘッドに到達しないため、第１磁気記録層１２２ａは酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることができ、さらには第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能させることができる。
【００６４】
介在層１２２ｂは、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下（０．２ｎｍ以上〜１ｎｍ以下）であるとよい。これにより、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断し、ＡＦＣを発生させることができる。ここで、介在層１２２ｂの膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層１２２間で生じる交換結合が弱くなってしまうために所望のＳＮＲが得られず、また介在層１２２ｂの上下の磁気記録層１２２が磁気的に完全に分離されて結晶配向性の継承も失ってしまう。一方、介在層１２２ｂの膜厚を２Å以下とすると、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なくなってしまい、また皮膜を形成できなくなってしまう。なおＡＦＣの交換結合の強さは介在する介在層１２２ｂの厚みによって振動しながら減衰するため、振動のピークを得られる膜厚とすることが好ましい。
【００６５】
また結晶構造上は、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃが同様のグラニュラー構造であることから、これらの結晶配向性の継承を妨げない。介在層１２２ｂには磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）ほど大量の酸化物が含まれていないために粒界は形成しないが、１ｎｍ以下という極端な薄膜であり、かつ後述するように介在層１２２ｂを構成するＲｕがｈｃｐ構造を有することから、結晶成長を阻害しないものと推察される。
【００６６】
以上、磁気記録層１２２の膜構成による利点を説明した。次に、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ、介在層１２２ｂの組成について詳述する。
【００６７】
第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃは、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を有する層であり、粒界部を形成する物質として酸化物を含有する。ここで、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量をＡ、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物の量をＢとすると、酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であるとよい。
【００６８】
これにより、第１磁気記録層１２２ａは粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２磁気記録層１２２ｃは粒界部が多くＳＮＲが高い層とすることができ、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上することが可能となる。また第１磁気記録層１２２ａが高保磁力であることから、かかる第１磁気記録層１２２ａは、第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００６９】
なお、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上であるとよい。これにより、高い保磁力Ｈｃと高いＳＮＲとを得ることができるためである。
【００７０】
また、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物は、２種以上であるとよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、第２磁気記録層１２２ｃの磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、ＳＮＲを向上させて垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化を図ることができる。
【００７１】
中でも、第２磁気記録層１２２ｃに含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択されるとよい。ＳｉＯ２は磁性粒子の微細化および孤立化の促進、ＴｉＯ２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）の向上を図る特性がある。したがって、これらの酸化物を複合させて第２磁気記録層１２２ｃの粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。
【００７２】
介在層１２２ｂは、ＲｕまたはＲｕ化合物からなるとよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと格子定数が近く、また磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁気記録層１２２の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。
【００７３】
なお、Ｒｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されるとよい。これらのＲｕ化合物が、高保磁力Ｈｃの確保およびＳＮＲの向上に最も効果的だからである。
【００７４】
（実施例）
ディスク基体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法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行った。付着層１１２は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＣｒＴａＺｒとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。第１下地層１１８ａは所定圧力（低圧：例えば０．６〜０．７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を成膜した。第２下地層１１８ｂは、酸素が含まれているターゲットを用いて所定圧力より高い圧力（高圧：例えば４．５〜７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ膜を成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。第２磁気記録層１２２ｃは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第１磁気記録層１２２ａおよび介在層１２２ｂは、膜厚および組成について下記のような実施例と比較例を作成した。補助記録層１２４の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層１２６はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１２８はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００７５】
図３は、介在層１２２ｂの膜厚とＳＮＲの関係を示す図である。介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとした。また、図３中、各系列に記載している物質名は、第１磁気記録層１２２ａの組成を示している。
【００７６】
図３に示すように、いずれの系列においても、介在層１２２ｂを設けない、すなわち介在層１２２ｂの膜厚が０ｎｍから増すにつれ、ＳＮＲが著しく向上する。そして、介在層１２２ｂの膜厚が１ｎｍ（１０Å）を超えるとＳＮＲは低下し始め、膜厚が３ｎｍとなると、ＳＮＲは介在層１２２ｂを設けない状態よりも低い値となる。
【００７７】
垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化達成のために所望されるＳＮＲは１７．５ｄＢ以上であることから、図３を参照すると、介在層１２２ｂの膜厚は、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍ（２Å〜１０Å）が好ましいことが理解できる。これは、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃとの間に磁気的な相互作用である反強磁性交換結合（ＡＦＣ）が発生し、第１磁気記録層１２２ａの磁化方向と第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向とが反平行に整列して固定され、ノイズが低減された結果、ＳＮＲが向上したためと推測される。
【００７８】
なお、介在層１２２ｂの厚みが０．２ｎｍより薄い場合、第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃの磁気を遮断できず、ＡＦＣを発生させることが出来なかったため、所望する値までのＳＮＲの向上が図れなかったと考えられる。また、介在層１２２ｂの膜厚が１．０ｎｍよりも厚い場合、磁気記録層１２２間で生じるＡＦＣが弱くなってしまったため、磁気記録層１２２（第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ）の磁化方向の整列や固定する作用が低下し、所望のＳＮＲを得ることができなかったと考察される。
【００７９】
更に、図３において第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物に着目すると、４つの系列は、酸化物として、ＳｉＯ２（４ｍｏｌ％）およびＴｉＯ２（４ｍｏｌ％）を含む１つの系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む他の３つの系列とに大別することができる。そして、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含む系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む系列とを比較すると、いずれの系列においても、介在層１２２ｂを設けることでＳＮＲが向上し、介在層１２２ｂの膜厚が厚くなりすぎるとＳＮＲが低下する、というほぼ同様の傾向を示していることがわかる。このことから、介在層１２２ｂの膜厚を最適化することで、酸化物の種類に依ることなくＳＮＲの向上が可能であることがわかる。
【００８０】
また、Ｃｒ２Ｏ３を含む系列のみに着目すると、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量が５ｍｏｌ％、７ｍｏｌ％、９ｍｏｌ％と増加するにつれて、ＳＮＲが向上していることがわかる。これは、第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物の量を増やすことで、第１磁気記録層１２２ａにおける柱状の磁性粒子の粒界、すなわち粒界部を形成する物質が増え、その結果、磁性粒子の柱が細くなったためと考えられる。
【００８１】
図４は、介在層１２２ｂの組成とＳＮＲおよびトラック幅の関係を示す図である。ここで、介在層１２２ｂの組成は、実施例１ではＲｕ、実施例２ではＲｕ−Ｃｏ、実施例３ではＲｕ−Ｃｒ、実施例４ではＲｕ−ＳｉＯ２、比較例１ではＣｏ−Ｃｒ、比較例２ではＮｉ−Ｃｕである。Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−ＣｒおよびＲｕ−ＳｉＯ２は、Ｒｕ化合物である。また、介在層１２２ｂの膜厚は全て７Åとした。なお、上記のトラック幅とは、垂直磁気記録媒体１００の実際のトラック幅ではなく、記憶可能幅試験において求められたトラックプロファイルが所定の割合を示すトラックの幅である。
【００８２】
図４に示すように、実施例および比較例は、いずれも高記録密度化に際して所望されるＳＮＲの値、１７．５ｄＢを上回っている。しかし、実施例および比較例を比較すると、介在層１２２ｂがＲｕまたはＲｕ化合物から構成される実施例の方が比較例よりも高ＳＮＲであることがわかる。したがって、更なる高記録密度化を達成するためには、介在層１２２ｂにはＲｕまたはＲｕ化合物を用いることが好ましいことが理解できる。
【００８３】
またトラック幅においても、実施例は比較例よりも狭小化されている。このことからも、介在層にＲｕまたはＲｕ化合物を用いることでトラック幅を狭小化することができ、更なる高記録密度化の達成が可能であることがわかる。
【００８４】
図５は、磁気記録層１２２の酸化物の含有量の関係であるＡ／ＢとＳＮＲおよび保磁力Ｈｃの関係を示す図である。なお、保磁力Ｈｃは絶対値が大きいほど優れているため、絶対値としてグラフに示している。なお、介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとし、膜厚は７Åとした。
【００８５】
図５に示すように、Ａ／Ｂが増大するにつれて、ＳＮＲは向上し、保磁力Ｈｃは低下する。このことから、保磁力ＨｃとＳＮＲはトレードオフの関係にあることが改めてわかる。しかし、Ａ／Ｂを０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲とすることで、高記録密度化達成のための、ＳＮＲ１７．５ｄＢ以上、および保磁力Ｈｃ４８００Ｏｅ以上という２つの条件を満たすことができる。したがって、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上し、更なる高記録密度化を達成することが可能となる。
【００８６】
図６は、第１磁気記録層１２２ａの膜厚と保磁力Ｈｃの関係を示す図である。なお、図６においても保磁力Ｈｃは絶対値としてグラフに示している。また図６中、各系列に記載している物質名は、第１磁気記録層１２２ａの組成を示している。介在層１２２ｂの組成は全てＲｕとし、膜厚は７Åとした。
【００８７】
図６に示すように、いずれの系列においても、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が増すにつれ、保磁力Ｈｃが向上する。そして、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が約３ｎｍを超えると保磁力Ｈｃは低下し始め、膜厚が約４ｎｍとなると、保磁力Ｈｃは第１磁気記録層１２２ａを設けない状態よりも低い値となる。
【００８８】
垂直磁気記録媒体に所望される保磁力Ｈｃは４８００Ｏｅ以上であることから、図６を参照すると、第１磁気記録層１２２ａの膜厚は、０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下が好ましいことが理解できる。これにより、高保磁力Ｈｃを確保しつつ、垂直磁気記録媒体１００の高記録密度化を達成することができる。そして、第１磁気記録層１２２ａが高保磁力Ｈｃであることから、かかる第１磁気記録層１２２ａは、第２磁気記録層１２２ｃの磁化方向を固定するｐｉｎ層として機能することが可能となる。
【００８９】
また、図６において第１磁気記録層１２２ａに含まれる酸化物に着目すると、５つの系列は、酸化物として、ＴｉＯ２（９ｍｏｌ％）を含む系列と、ＳｉＯ２（４ｍｏｌ％）およびＴｉＯ２（４ｍｏｌ％）を含む系列と、Ｃｒ２Ｏ３を含む他の３つの系列とに大別することができる。そして、上記の系列を比較すると、いずれの系列においても、第１磁気記録層１２２ａの膜厚が厚くなると保磁力Ｈｃが向上していき、膜厚が厚くなりすぎると保磁力Ｈｃが低下し始めるという傾向を示すことがわかる。このことから、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を最適化することで、酸化物の種類に依ることなく高保磁力Ｈｃの確保が可能であることが理解できる。
【００９０】
上記説明した如く、本発明によれば、磁気記録層１２２を第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、および第２磁気記録層１２２ｃから構成し、各層の膜厚および組成を最適化することで、高い保磁力Ｈｃを確保しつつＳＮＲを更に向上させることができる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化を達成することが可能である。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施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、各種の変更例また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】
【００９２】
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として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】第１磁気記録層、介在層、第２磁気記録層からなる磁気結合のモデルを説明する図である。
【図３】介在層の膜厚とＳＮＲの関係を示す図である。
【図４】介在層の組成とＳＮＲおよびトラック幅の関係を示す図である。
【図５】磁気記録層の酸化物の含有量の関係であるＡ／ＢとＳＮＲおよび保磁力Ｈｃの関係を示す図である。
【図６】第１磁気記録層の膜厚と保磁力Ｈｃの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
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、１１４ａ …第１軟磁性層、１１４ｂ …スペーサ層、１１４ｃ …第２軟磁性層、１１６ …前下地層、１１８ …下地層、１１８ａ …第１下地層、１１８ｂ …第２下地層、１２０ …非磁性グラニュラー層、１２２ …磁気記録層、１２２ａ …第１磁気記録層、１２２ｂ …介在層、１２２ｃ …第２磁気記録層、１２４ …補助記録層、１２６ …媒体保護層、１２８ …潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に、少なくとも、
柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層と、
前記第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層と、
前記介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層と、を備え、
前記第１磁気記録層および第２磁気記録層は、前記粒界部を形成する酸化物を含み、
前記第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、前記第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、該酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記介在層は、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下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】
前記介在層は、ＲｕまたはＲｕ化合物からな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４】
前記Ｒｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されることを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１磁気記録層は、膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下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６】
前記第１磁気記録層に含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上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７】
前記第２磁気記録層に含まれる酸化物は、２種以上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８】
前記第２磁気記録層に含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択され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１】
基体上に、少なくとも、
柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第１磁気記録層と、
前記第１磁気記録層の上に設けられ、Ｒｕを含む非磁性の介在層と、
前記介在層の上に設けられ、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の第２磁気記録層と、を備え、
前記第１磁気記録層および第２磁気記録層は、前記粒界部を形成する酸化物を含み、
前記第１磁気記録層に含まれる酸化物の量をＡ、前記第２磁気記録層に含まれる酸化物の量をＢとすると、該酸化物の含有量の関係Ａ／Ｂは、０．５＜Ａ／Ｂ＜１．０の範囲であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記介在層は、膜厚が２Å以上且つ１０Å以下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】
前記介在層は、ＲｕまたはＲｕ化合物からな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４】
前記Ｒｕ化合物は、ＲｕＯ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−Ｃｒ２Ｏ３、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−Ｔａ２Ｏ５の群から選択されることを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１磁気記録層は、膜厚が０．７ｎｍ以上且つ３．０ｎｍ以下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６】
前記第１磁気記録層に含まれる酸化物の量は、５ｍｏｌ％以上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７】
前記第２磁気記録層に含まれる酸化物は、２種以上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８】
前記第２磁気記録層に含まれる酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＣｏＯから１または複数選択され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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７５６８６（Ｐ２０１１−１７５６８６Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４９２６６（Ｐ２００８−２４９２６６）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【出願人】（５０１２５９７３２）ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド (124)
【住所又は居所原語表記】１３８ Ｃｅｃｉｌ Ｓｔｒｅｅｔ，＃０８−０３ Ｃｅｃｉｌ Ｃｏｕｒｔ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ ０６９５３８
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【出願人】（５０１２５９７３２）ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド (124)
【住所又は居所原語表記】１３８ Ｃｅｃｉｌ Ｓｔｒｅｅｔ，＃０８−０３ Ｃｅｃｉｌ Ｃｏｕｒｔ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ ０６９５３８
【Ｆターム（参考）】
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