垂直磁気記録媒体
【課題】磁気記録層の磁気特性を低下させる事なしに結晶粒径の低減を可能とし、それによって低ノイズ化、ＳＮＲ向上、記録容易性(Write-ability)向上といった性能向上を可能とする垂直磁気記録媒体の提供。
【解決手段】非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層され、強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、強磁性中間層の飽和磁束密度と膜厚との積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有する垂直磁気記録媒体。
【解決手段】非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層され、強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、強磁性中間層の飽和磁束密度と膜厚との積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有する垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。より詳細には、本発明は、コンピューター、ＡＶ機器等の外部記憶装置として用いられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９７年以降、ＨＤＤの記録密度は年率６０〜１００％の割合で急速に増加してきた。このような著しい成長の結果、これまで用いられてきた面内記録方式における高密度化が、限界に近づこうとしている。このような状況から、近年、高密度化が可能な垂直記録方式が注目を浴び、盛んにその研究開発がなされてきた。そしていよいよ２００５年より、垂直記録方式を採用したＨＤＤの製品化が開始された。
【０００３】
垂直磁気記録媒体は、主に、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層を目的の方向に配向させるための下地層と、磁気記録層の表面を保護する保護膜と、磁気記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層とから構成される。
【０００４】
磁気記録媒体の基本的な特性を向上させるには、信号出力−ノイズ比（ＳＮＲ）を向上させることが必要である。すなわち、磁気記録媒体からの信号出力を向上させ、ノイズを低減することが必要となる。信号出力低下およびノイズ増加の原因の１つは、磁気記録層の配向分散（結晶配向のバラツキ）の増大である。垂直磁気記録媒体では磁気記録層の磁化容易軸を媒体面と垂直に配向させる必要がある、この際に、その磁化容易軸の配向分散が大きくなると、垂直方向の磁束の低下から信号出力が低下する。また、本発明者らの検討では、配向分散の大きな媒体では、結晶粒間の磁気的な分離性が低下して磁気クラスタサイズが増加し、ノイズが増加するという結果が得られている（非特許文献１参照）。
【０００５】
また、磁気特性の向上および軟磁性裏打ち層に起因するノイズの低減による電磁変換特性の向上を目的として、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間にＦｅ、Ｃｒ、Ｃｏ合金とＲｕとの２層の下地層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献１参照）。また、前述の目的のために、ＣｏＦｅ合金からなる軟磁性裏打ち層、および磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間にＲｕの下地層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、磁気記録層における配向分散の減少、初期成長層の低減、結晶粒径の低減などを目的として、軟磁性裏打ち層と磁気記録層との間に、軟磁性パーマロイ系材料からなる下地層、ならびにＲｕまたはＲｕ基合金からなる比較的に厚い膜厚を有する非磁性中間層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献３および４参照）。さらに、軟磁性裏打ち層、軟磁性パーマロイ系材料の下地層、ＲｕまたはＲｕ基合金材料の中間層、および磁気記録層を配設した垂直磁気記録媒体において、下地層と中間層との間に軟磁性Ｃｏ層または軟磁性Ｃｏ基合金層を挿入することによって、中間層の膜厚の低減と同時に、磁気記録層の保磁力および角型比の増大、および従来用いられている記録密度における記録信号のＳＮＲの向上を実現することが提案されている（特許文献５参照）。
【０００７】
さらに、ノイズ特性および熱揺らぎ耐性の向上を目的として、磁気記録層を第１および第２垂直磁性膜に分離し、それらの間に下地膜および非磁性中間膜を挿入した構成の垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献６参照）。この構成においては、第１および第２垂直磁性膜は磁気的に結合している。この構成の目的は、下層である第１垂直磁性膜の磁気異方性エネルギーを上層である第２垂直磁性膜の磁気異方性エネルギーより大きくすることによる、第２垂直磁性膜の磁化揺らぎの防止、および第２垂直磁性膜の記録磁区の境界を直線的とすることによる、ノイズの低減である。また、この構成においては、垂直磁気異方性エネルギーの大きい第１垂直磁性膜の採用によって、熱揺らぎ耐性の向上が可能となる。
【０００８】
また、ノイズ特性およびＳＮＲの向上を目的として、軟磁性裏打ち層と磁気記録層との間に第１下地層、第１非磁性中間層、第２下地層および第２非磁性中間層を配設し、第１下地層を少なくともＮｉおよびＦｅを含むｆｃｃ構造を有する材料で形成し、第２下地層を少なくともＣｏを含むｆｃｃ構造を有する軟磁性材料で形成した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献７参照）。この構成においては、第１非磁性中間層、第２下地層および第２非磁性中間層の積層構造を設けることによって、これら各層の結晶成長を抑制して、各層の結晶粒径が微細化される。その結果、少なくともＮｉおよびＦｅを含むｆｃｃ構造を有する材料で形成される第１下地層がもたらす結晶粒径の微細化効果を、磁気記録層７の結晶粒径の微細化に利用している。
【０００９】
しかしながら、さらなる高記録密度化に向けて、高密度記録時においても高い信号出力と低いノイズとを実現し、高いＳＮＲを達成することができる垂直磁気記録媒体に対する要求が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１０００３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８３２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５８６１７号公報
【特許文献４】特開２００３−１２３２３９号公報
【特許文献５】特開２００４−２８８３４８号公報
【特許文献６】特開２００１−１０１６４３号公報
【特許文献７】特開２００８−１１７５０６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】竹野入俊司、酒井泰志、榎本一雄、渡辺貞幸、上住洋之，「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ2垂直磁気記録媒体の開発と課題」、応用磁気学会第１３５回研究会資料（２００４年３月１２日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
垂直磁気記録媒体の信号出力の増大およびノイズの低減によって高いＳＮＲを実現するためには、磁気記録層の配向分散を可能な限り小さくする必要がある。
【００１３】
上記の点に加え、磁気記録媒体の低ノイズ化のためには、磁気記録層の結晶粒径を縮小することが必要である。なぜなら、磁気記録層の結晶粒径が大きくなると、ビットの遷移領域がギザギザになり、遷移ノイズが増加するためである。したがって、結晶粒径を縮小してビットの遷移領域を直線的にすることによって、遷移ノイズを低下させることが必要となる。この点に関して、下地層または中間層が、その上に形成される磁気記録層の結晶性、配向性および結晶粒径などを制御する機能を有し、磁気記録層の特性に影響を及ぼすことが知られている。特に、下地層または中間層の上にエピタキシャル成長によって磁気記録層を形成する場合、磁気記録層の結晶粒径が下地層または中間層の材料の結晶粒径に従うことがよく知られている。したがって、磁気記録層の結晶粒径を低減させるためには、下地層または中間層の結晶粒径を低減させることが有効である。
【００１４】
さらに、垂直磁気記録媒体の記録密度向上の観点からも、ビットの遷移領域におけるノイズを低減する必要がある。そのためには、急峻な記録磁界を確保して、遷移をできる限り直線的にすることが有効である。ここで、急峻な記録磁界を得るためには軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間の距離を、できる限り小さくする必要がある。また、記録密度が向上するにつれて磁気ヘッドの記録磁界が低下するため、十分な記録磁界を確保するためにも軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間の距離を短縮する必要がある。一般に、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間には、非磁性の下地層および／または中間層が設けられる。しかしながら、現時点において、この非磁性下地層および／または中間層は２０〜３０ｎｍ程度の膜厚を有し、その大きな膜厚が軟磁性裏打ち層−磁気ヘッド間距離を増加させる要因となっている。実際、前述のように現在提案されている構成においては、非磁性下地層および／または中間層は大きな膜厚（たとえば、特許文献１および特許文献２に記載の構成において３５ｎｍ以上）を有し、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との間の距離を短縮して、高密度記録時に高いＳＮＲを得るという点では不十分であった。
【００１５】
しかしながら、下地層または中間層の膜厚を減少させた場合、磁気記録層材料の結晶配向性の低下、磁性結晶粒間の磁気的分離の阻害が起こり、磁気記録層の磁気特性が低下することが知られている。以上の点を考慮すると、単に膜厚を減少させるのではなく、磁気記録層の磁気特性を維持ないし向上させながら、下地層または中間層の膜厚の減少を行う必要がある。
【００１６】
したがって、本発明の課題は、磁気記録層の磁気特性を低下させることなしに下地層または中間層の膜厚の実効的な減少を可能とし、それによって低ノイズ化、ＳＮＲ向上、記録容易性(Write-ability)向上といった性能向上を可能とする垂直磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような状況を鑑み、本発明者らは鋭意検討を進めた結果、ｆｃｃ構造、ｈｃｐ構造あるいはアモルファス構造の非磁性金属膜からなる非磁性下地層、およびその上に配設された強磁性中間層を有する構成において、強磁性中間層の飽和磁束密度Ｂｓに膜厚ｔを乗じた値Ｂｓ・ｔを０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲に設定した時に、磁気記録層の磁気特性を維持しつつ実効的な非磁性中間層の厚さを低減することができることを見いだした。また、本発明者らは、上記の手段によって媒体ノイズ低減、ＳＮＲ向上、記録容易性向上といった垂直磁気記録媒体性能の向上を同時に実現できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１８】
本発明に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層されており、強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、強磁性中間層の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有することを特徴とする。
【００１９】
ここで、非磁性下地層は、ｆｃｃ構造あるいはｈｃｐ構造をもった非磁性金属、あるいはアモルファス構造をもった非磁性金属で形成されていることが好ましい。また、非磁性下地層が、Ｎｉ、ＣｏおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む合金で形成されている合金で形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
前述のような構成を採ることによって、磁気記録層における磁性結晶粒の磁気的な分離を確保しつつ、実効的な非磁性中間層の膜厚を低減することが可能となる。それによって、媒体ノイズの低減、ＳＮＲの向上、軟磁性裏打ち層−磁気ヘッド間距離の短縮による記録容易性の向上を同時に達成することができる垂直磁気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体の断面模式図である。
【図２】強磁性中間層のＢｓ・ｔとＯ／Ｗとの関係を表すグラフである。
【図３】強磁性中間層のＢｓ・ｔと媒体ノイズとの関係を表すグラフである。
【図４】強磁性中間層のＢｓ・ｔとＳＮＲとの関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好ましい形態について説明する。図１は本発明に係る垂直記録媒体を説明するための断面模式図である。図１に示すように、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板１０、軟磁性裏打ち層２０、非磁性下地層３０、強磁性中間層４２、非磁性中間層４４、垂直磁気記録層５０、保護層６０、液体潤滑層７０を有する。これらの層のうち、保護層６０および液体潤滑層７０は、必要に応じて配設することができる層である。
【００２３】
当該技術において知られている、表面が平滑である様々な基体を、非磁性基板１０として用いることができる。例えば、磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、強化ガラス、または結晶化ガラスなどを、非磁性基体１０として用いることができる。
【００２４】
軟磁性裏打ち層２０は、ＦｅＴａＣ、またはセンダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金のような結晶性材料、あるいは、ＣｏＺｒＮｂまたはＣｏＴａＺｒのようなＣｏ合金を含む非晶質材料を用いて形成することができる。軟磁性裏打ち層２の膜厚の最適値は、記録に使用する磁気ヘッドの構造および特性に依存して変化する。しかしながら、生産性の観点から、軟磁性裏打ち層２０は、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
【００２５】
非磁性下地層３０は、面心立方（ｆｃｃ）構造または六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有する非磁性金属を用いて形成することができる。ｆｃｃ構造またはｈｃｐ構造を有する非磁性金属としては、Ｃｏ合金またはＮｉ合金を用いることができる。これらの材料を用いた場合、非磁性下地層３０に、その上に形成される層の結晶配向性の制御機能を付与することができる。あるいはまた、非磁性下地層３０は、アモルファス構造を有する非磁性金属を用いて形成することができる。アモルファス構造を有する非磁性金属としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＢ、またはＣｒＴａのようなＣｒ合金を用いることができる。いずれの場合においても、非磁性下地層３０は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。望ましくは、非磁性下地層３０は、軟磁性裏打ち層２０と接触して形成される。
【００２６】
本発明で用いる強磁性中間層４２は、ＣｏＣｒ基合金で形成される。強磁性を有するために、ＣｏＣｒ基合金中のＣｒ含有量は、全原子を基準として３３原子％以下であることが望ましい。ＣｏＣｒ基合金で形成される本発明の強磁性中間層４２は、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造を有する。
【００２７】
本発明において、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが、０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲である事が必要である。強磁性中間層４２のＢｓ・ｔが０．１５Ｔ・ｎｍより低い場合、垂直磁気記録媒体の記録容易性が低下する。逆に、強磁性中間層４２のＢｓ・ｔが３．６Ｔ・ｎｍより高い場合には、垂直磁気記録媒体のＳＮＲの劣化を招く。なぜなら、強磁性中間層４２のＤＣノイズ源としての影響が大きくなるためである。このような理由により、強磁性中間層４２のＢｓ・ｔを０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内とすることによって、垂直磁気記録媒体における記録容易性とＳＮＲとを両立させることができると考えている。
【００２８】
非磁性中間層４４は、Ｒｕ、Ｒｅ、もしくはこれらを主成分とする合金を用いて形成される単層膜であってもよい。あるいはまた、非磁性を示すＣｏＣｒ（全原子を基準とするＣｒ含有量が３３原子％を超える）のようなＣｏ合金またはＮｉ合金で形成される下層と、Ｒｕ、Ｒｅ、もしくはこれらを主成分とする合金を用いて形成される上層とからなる積層膜であってもよい。
【００２９】
非磁性中間層４４は、３ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。このような範囲内の膜厚とすることによって、垂直磁気記録層５０の磁気特性および電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を垂直磁気記録層５０に付与することが可能となる。非磁性中間層の膜厚を３ｎｍ未満とした場合、強磁性中間層４２と垂直磁気記録層５０の間に磁気的な結合が生じてＳＮＲ特性が低下する。逆に、非磁性中間層の膜厚を３０ｎｍより大きくすると、軟磁性裏打ち層２０と垂直磁気記録層５０との間の距離が長くなり、軟磁性裏打ち層２０の機能（磁気ヘッドが発生する磁束を垂直磁気記録層５０に集中させる機能）が低下する。
【００３０】
垂直磁気記録層５０は、好適には、少なくともＣｏとＰｔとを含む合金の強磁性材料を用いて形成することができる。本発明の磁気記録媒体を垂直磁気記録媒体として用いるためには、垂直磁気記録層５０の材料の磁化容易軸（六方最密充填（ｈｃｐ）構造のｃ軸）が非磁性基体１０表面に垂直方向に配向していることが必要である。たとえば、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの合金材料の単層膜、あるいはＣｏ膜とＰｔ膜との交互積層膜（［Ｃｏ／Ｐｔ］n）、Ｃｏ膜とＰｄ膜との交互積層膜（［Ｃｏ／Ｐｄ］n）などの多層積層膜を、垂直磁気記録層５０として使用することができる。
【００３１】
あるいはまた、非磁性酸化物または非磁性窒化物のマトリクス中に磁性結晶粒子が分散されているグラニュラー構造を有する材料を用いて、単層または多層からなる垂直磁気記録層５０を形成することがさらに好ましい。用いることができるグラニュラー構造を有する材料は、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−Ａｌ2Ｏ3、ＣｏＰｔ−ＡｌＮ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｓｉ3Ｎ4などを含むが、これらに限定されるものではない。本発明においては、グラニュラー構造を有する材料を用いることによって、垂直磁気記録層５０内で近接する磁性結晶粒間の磁気的分離を促進し、ノイズの低減、ＳＮＲの向上および記録分解能の向上といった媒体特性の改善を図ることができる。
【００３２】
垂直磁気記録層５０の膜厚は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および高密度記録の観点から、垂直磁気記録層５０は、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下の膜厚を有することができる。
【００３３】
任意選択的に設けることができる保護層６０は、その下にある垂直磁気記録層５０以下の各構成層を保護するための層である。保護層６０として、たとえば、カーボンを主成分とする薄膜を用いることができる。その他にも、当該技術において磁気記録媒体保護層用の材料として知られている種々の薄膜材料を使用して、保護層６０を形成してもよい。
【００３４】
任意選択的に設けることができる液体潤滑層７０は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体上を浮上または接触する際の潤滑を付与するための層である。液体潤滑層７０は、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。
【００３５】
非磁性基板１０の上に積層される各層は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる様々な成膜技術によって形成することが可能である。軟磁性裏打ち層２０から保護層６０に至る各層の形成には、たとえば、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法などを用いることが出来る。また、カーボンを主成分とする保護層６０の形成においては、前記の方法に加えてプラズマＣＶＤ法を用いることもできる。一方、液体潤滑層７０の形成には、たとえば、ディップ法、スピンコート法などを用いることができる。
【００３６】
任意選択的に、非磁性基板１０と軟磁性裏打ち層２０との間に、軟磁性裏打ち層２０の磁区を制御する磁区制御層を設けてもよい。あるいは、非磁性基板１０と軟磁性裏打ち層２０との密着性を改良する密着層を設けてもよい。
【００３７】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓおよび膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを制御しているために、高密度記録時においても高い信号出力と低いノイズとを実現し、高いＳＮＲおよび高い記録容易性を達成することが可能となる。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
表面が平滑な化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−５ガラス基板）を洗浄し、非磁性基板１０として用いた。非磁性基板１０をＤＣマグネトロンスパッタ装置内に導入し、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中にてＣｏ３Ｚｒ５Ｎｂ（全原子を基準として、３ａｔ％のＺｒ、５ａｔ％のＮｂおよび残余のＣｏで構成される。以下同様。）ターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層２０を成膜した。次に、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中にてＮｉ２５Ｃｒターゲットを用いて、膜厚６ｎｍのＮｉ２５Ｃｒ非磁性下地層３０を成膜した。得られたＮｉ２５Ｃｒ膜は非磁性であり、ｆｃｃ構造を有した。
【００３９】
次に、圧力０．６７ＰａのＡｒ−４％Ｎ2ガス中にてＣｏ２５Ｃｒターゲットを用いて、膜厚２ｎｍのＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２を成膜した。ここで、振動式磁化計により測定したＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓはおおよそ０．３９Ｔであった。得られたＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２はｈｃｐ構造を有した。
【００４０】
引き続いて、圧力０．６７ＰａのＡｒ−４％Ｎ2ガス中にてＣｏ３５Ｃｒターゲットを用いて、非磁性中間層４４の下層として膜厚１０ｎｍのＣｏ３５Ｃｒ膜を成膜した。得られたＣｏ３５Ｃｒ積層膜はｆｃｃ構造を有していた。続いて、圧力４．０ＰａのＡｒガス中にてＲｕターゲットを用いて、非磁性中間層４４の上層として膜厚８ｎｍのＲｕ膜を成膜した。
【００４１】
引き続いて、２層構成の垂直磁気記録層５０を成膜した。最初に、圧力５．３Ｐａにて９２（Ｃｏ１２Ｃｒ１８Ｐｔ）−８ＳｉＯ2ターゲットを用いて、膜厚８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2第１磁気記録層を成膜した。次に、圧力１．２Ｐａにて９６（Ｃｏ２０Ｃｒ１２Ｐｔ）−４ＳｉＯ2ターゲットを用いて膜厚８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2第２磁気記録層を成膜し、総膜厚１６ｎｍの垂直磁気記録層５０を得た。次に、圧力０．１３Ｐａにおいて、エチレンを材料ガスとするプラズマＣＶＤ法により、膜厚４ｎｍのカーボンからなる保護層６０を成膜した。保護層６０以下の層を形成した積層体を、真空装置から取り出した。最後に、保護層６０の上に膜厚２ｎｍのパーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層７０をディップ法を用いて形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
【００４２】
［実施例２〜６、比較例１〜２］
各実施例において、Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２と非磁性中間層４４の下層であるＣｏ３５Ｃｒ膜との総膜厚を１２ｎｍに固定した。Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２およびＣｏ３５Ｃｒ膜の膜厚を第１表に示すように変更したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、垂直磁気記録媒体を得た。Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔも、第１表に示した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
［実施例７〜９］
各実施例において、（ａ）Ｃｒの組成比を２８原子％から３２％原子％まで変化させたＣｏＣｒ合金からなり、１２ｎｍの膜厚を有する強磁性中間層４２を形成したこと、および（ｂ）非磁性中間層４４下層のＣｏ３５Ｃｒ膜を省略し、非磁性中間層４４を８ｎｍの膜厚を有する単層膜としたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、垂直磁気記録媒体を得た。ＣｏＣｒ強磁性中間層４２の組成、飽和磁束密度Ｂｓ、および飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔを、第２表に示した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
［評価］
上記の実施例および比較例で得られた垂直磁気記録媒体について、Ｋｅｒｒ効果測定装置を用いて保磁力Ｈｃを測定した。さらに、リード・ライトテスタを用いて、各垂直磁気記録媒体のＳＮＲ、媒体ノイズ、オーバーライト特性（ＯＷ）を測定した。なお、ＳＮＲおよび媒体ノイズの評価は、記録密度５１０ｋｆｃｉの信号を用いて行った。媒体ノイズは、信号出力に対して規格化した値を示す。ＯＷは、最初に、トラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの第１信号を記録し、その信号の信号出力（Ｔ１）を測定し、次いで、同一トラックに記録密度６８ｋｆｃｉの第２信号を上書きし、上書き後の第１信号の消し残り信号出力（Ｔ２）を測定し、以下の式（「ｌｏｇ」は常用対数を示す）によって得られる値として評価した。
ＯＷ＝−２０×ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１） ［単位：ｄＢ］
このように高密度記録信号上に低密度記録信号を上書きするＯＷはリバースオーバーライトと呼ばれ、垂直磁気記録媒体における記録容易性を明確に評価できる指標となっている。
【００４７】
第３表に、実施例１〜９および比較例１〜２の垂直磁気記録媒体の磁気特性（保磁力Ｈｃ）、および電磁変換特性（ＳＮＲ、媒体ノイズ（規格化値）、およびＯ／Ｗ）の評価結果を示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
以下、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが本発明の範囲内である実施例１〜９を、Ｂｓ・ｔが本発明の範囲外となる比較例１〜２と比較する。なお、実施例１〜９および比較例１〜２において、保磁力Ｈｃがほぼ同じ値となるように調整している。Ｂｓ・ｔの変化に伴うＯ／Ｗ、媒体ノイズおよびＳＮＲの挙動を、それぞれ図２〜４に示す。
【００５０】
図２から、Ｂｓ・ｔの増加に伴いＯ／Ｗの値が上昇し、記録容易性が向上していることが分かる。しかしながら、図３から、Ｂｓ・ｔが２Ｔ・ｎｍより大きくなると媒体ノイズの増加が始まることが分かる。これらの結果から、記録容易性の向上と媒体ノイズの増加とは、異なる挙動を示すことが分かる。
【００５１】
一方、図４に示したＢｓ・ｔの変化に伴うＳＮＲの挙動から、強磁性中間層４２の挿入によりＳＮＲが改善されることが分かる。しかしながら、媒体ノイズの増加が始まるＢｓ・ｔが２Ｔ・ｎｍ以上の領域において、ＳＮＲの低下が認められる。
【００５２】
以上の結果から、Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６（Ｔ・ｎｍ）の範囲内で、ＳＮＲの向上、記録容易性（Ｏ／Ｗ）の向上、および媒体ノイズの低下が達成されていることが分かった。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 非磁性基体
２０ 軟磁性裏打ち層
３０ 非磁性下地層
４２ 強磁性中間層
４４ 非磁性中間層
５０ 磁気記録層
６０ 保護膜
７０ 液体潤滑剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。より詳細には、本発明は、コンピューター、ＡＶ機器等の外部記憶装置として用いられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９７年以降、ＨＤＤの記録密度は年率６０〜１００％の割合で急速に増加してきた。このような著しい成長の結果、これまで用いられてきた面内記録方式における高密度化が、限界に近づこうとしている。このような状況から、近年、高密度化が可能な垂直記録方式が注目を浴び、盛んにその研究開発がなされてきた。そしていよいよ２００５年より、垂直記録方式を採用したＨＤＤの製品化が開始された。
【０００３】
垂直磁気記録媒体は、主に、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層を目的の方向に配向させるための下地層と、磁気記録層の表面を保護する保護膜と、磁気記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層とから構成される。
【０００４】
磁気記録媒体の基本的な特性を向上させるには、信号出力−ノイズ比（ＳＮＲ）を向上させることが必要である。すなわち、磁気記録媒体からの信号出力を向上させ、ノイズを低減することが必要となる。信号出力低下およびノイズ増加の原因の１つは、磁気記録層の配向分散（結晶配向のバラツキ）の増大である。垂直磁気記録媒体では磁気記録層の磁化容易軸を媒体面と垂直に配向させる必要がある、この際に、その磁化容易軸の配向分散が大きくなると、垂直方向の磁束の低下から信号出力が低下する。また、本発明者らの検討では、配向分散の大きな媒体では、結晶粒間の磁気的な分離性が低下して磁気クラスタサイズが増加し、ノイズが増加するという結果が得られている（非特許文献１参照）。
【０００５】
また、磁気特性の向上および軟磁性裏打ち層に起因するノイズの低減による電磁変換特性の向上を目的として、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間にＦｅ、Ｃｒ、Ｃｏ合金とＲｕとの２層の下地層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献１参照）。また、前述の目的のために、ＣｏＦｅ合金からなる軟磁性裏打ち層、および磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間にＲｕの下地層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、磁気記録層における配向分散の減少、初期成長層の低減、結晶粒径の低減などを目的として、軟磁性裏打ち層と磁気記録層との間に、軟磁性パーマロイ系材料からなる下地層、ならびにＲｕまたはＲｕ基合金からなる比較的に厚い膜厚を有する非磁性中間層を配設した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献３および４参照）。さらに、軟磁性裏打ち層、軟磁性パーマロイ系材料の下地層、ＲｕまたはＲｕ基合金材料の中間層、および磁気記録層を配設した垂直磁気記録媒体において、下地層と中間層との間に軟磁性Ｃｏ層または軟磁性Ｃｏ基合金層を挿入することによって、中間層の膜厚の低減と同時に、磁気記録層の保磁力および角型比の増大、および従来用いられている記録密度における記録信号のＳＮＲの向上を実現することが提案されている（特許文献５参照）。
【０００７】
さらに、ノイズ特性および熱揺らぎ耐性の向上を目的として、磁気記録層を第１および第２垂直磁性膜に分離し、それらの間に下地膜および非磁性中間膜を挿入した構成の垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献６参照）。この構成においては、第１および第２垂直磁性膜は磁気的に結合している。この構成の目的は、下層である第１垂直磁性膜の磁気異方性エネルギーを上層である第２垂直磁性膜の磁気異方性エネルギーより大きくすることによる、第２垂直磁性膜の磁化揺らぎの防止、および第２垂直磁性膜の記録磁区の境界を直線的とすることによる、ノイズの低減である。また、この構成においては、垂直磁気異方性エネルギーの大きい第１垂直磁性膜の採用によって、熱揺らぎ耐性の向上が可能となる。
【０００８】
また、ノイズ特性およびＳＮＲの向上を目的として、軟磁性裏打ち層と磁気記録層との間に第１下地層、第１非磁性中間層、第２下地層および第２非磁性中間層を配設し、第１下地層を少なくともＮｉおよびＦｅを含むｆｃｃ構造を有する材料で形成し、第２下地層を少なくともＣｏを含むｆｃｃ構造を有する軟磁性材料で形成した垂直磁気記録媒体が提案されている（特許文献７参照）。この構成においては、第１非磁性中間層、第２下地層および第２非磁性中間層の積層構造を設けることによって、これら各層の結晶成長を抑制して、各層の結晶粒径が微細化される。その結果、少なくともＮｉおよびＦｅを含むｆｃｃ構造を有する材料で形成される第１下地層がもたらす結晶粒径の微細化効果を、磁気記録層７の結晶粒径の微細化に利用している。
【０００９】
しかしながら、さらなる高記録密度化に向けて、高密度記録時においても高い信号出力と低いノイズとを実現し、高いＳＮＲを達成することができる垂直磁気記録媒体に対する要求が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１０００３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８３２３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５８６１７号公報
【特許文献４】特開２００３−１２３２３９号公報
【特許文献５】特開２００４−２８８３４８号公報
【特許文献６】特開２００１−１０１６４３号公報
【特許文献７】特開２００８−１１７５０６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】竹野入俊司、酒井泰志、榎本一雄、渡辺貞幸、上住洋之，「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ2垂直磁気記録媒体の開発と課題」、応用磁気学会第１３５回研究会資料（２００４年３月１２日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
垂直磁気記録媒体の信号出力の増大およびノイズの低減によって高いＳＮＲを実現するためには、磁気記録層の配向分散を可能な限り小さくする必要がある。
【００１３】
上記の点に加え、磁気記録媒体の低ノイズ化のためには、磁気記録層の結晶粒径を縮小することが必要である。なぜなら、磁気記録層の結晶粒径が大きくなると、ビットの遷移領域がギザギザになり、遷移ノイズが増加するためである。したがって、結晶粒径を縮小してビットの遷移領域を直線的にすることによって、遷移ノイズを低下させることが必要となる。この点に関して、下地層または中間層が、その上に形成される磁気記録層の結晶性、配向性および結晶粒径などを制御する機能を有し、磁気記録層の特性に影響を及ぼすことが知られている。特に、下地層または中間層の上にエピタキシャル成長によって磁気記録層を形成する場合、磁気記録層の結晶粒径が下地層または中間層の材料の結晶粒径に従うことがよく知られている。したがって、磁気記録層の結晶粒径を低減させるためには、下地層または中間層の結晶粒径を低減させることが有効である。
【００１４】
さらに、垂直磁気記録媒体の記録密度向上の観点からも、ビットの遷移領域におけるノイズを低減する必要がある。そのためには、急峻な記録磁界を確保して、遷移をできる限り直線的にすることが有効である。ここで、急峻な記録磁界を得るためには軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間の距離を、できる限り小さくする必要がある。また、記録密度が向上するにつれて磁気ヘッドの記録磁界が低下するため、十分な記録磁界を確保するためにも軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間の距離を短縮する必要がある。一般に、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間には、非磁性の下地層および／または中間層が設けられる。しかしながら、現時点において、この非磁性下地層および／または中間層は２０〜３０ｎｍ程度の膜厚を有し、その大きな膜厚が軟磁性裏打ち層−磁気ヘッド間距離を増加させる要因となっている。実際、前述のように現在提案されている構成においては、非磁性下地層および／または中間層は大きな膜厚（たとえば、特許文献１および特許文献２に記載の構成において３５ｎｍ以上）を有し、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との間の距離を短縮して、高密度記録時に高いＳＮＲを得るという点では不十分であった。
【００１５】
しかしながら、下地層または中間層の膜厚を減少させた場合、磁気記録層材料の結晶配向性の低下、磁性結晶粒間の磁気的分離の阻害が起こり、磁気記録層の磁気特性が低下することが知られている。以上の点を考慮すると、単に膜厚を減少させるのではなく、磁気記録層の磁気特性を維持ないし向上させながら、下地層または中間層の膜厚の減少を行う必要がある。
【００１６】
したがって、本発明の課題は、磁気記録層の磁気特性を低下させることなしに下地層または中間層の膜厚の実効的な減少を可能とし、それによって低ノイズ化、ＳＮＲ向上、記録容易性(Write-ability)向上といった性能向上を可能とする垂直磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような状況を鑑み、本発明者らは鋭意検討を進めた結果、ｆｃｃ構造、ｈｃｐ構造あるいはアモルファス構造の非磁性金属膜からなる非磁性下地層、およびその上に配設された強磁性中間層を有する構成において、強磁性中間層の飽和磁束密度Ｂｓに膜厚ｔを乗じた値Ｂｓ・ｔを０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲に設定した時に、磁気記録層の磁気特性を維持しつつ実効的な非磁性中間層の厚さを低減することができることを見いだした。また、本発明者らは、上記の手段によって媒体ノイズ低減、ＳＮＲ向上、記録容易性向上といった垂直磁気記録媒体性能の向上を同時に実現できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１８】
本発明に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層されており、強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、強磁性中間層の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有することを特徴とする。
【００１９】
ここで、非磁性下地層は、ｆｃｃ構造あるいはｈｃｐ構造をもった非磁性金属、あるいはアモルファス構造をもった非磁性金属で形成されていることが好ましい。また、非磁性下地層が、Ｎｉ、ＣｏおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む合金で形成されている合金で形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
前述のような構成を採ることによって、磁気記録層における磁性結晶粒の磁気的な分離を確保しつつ、実効的な非磁性中間層の膜厚を低減することが可能となる。それによって、媒体ノイズの低減、ＳＮＲの向上、軟磁性裏打ち層−磁気ヘッド間距離の短縮による記録容易性の向上を同時に達成することができる垂直磁気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体の断面模式図である。
【図２】強磁性中間層のＢｓ・ｔとＯ／Ｗとの関係を表すグラフである。
【図３】強磁性中間層のＢｓ・ｔと媒体ノイズとの関係を表すグラフである。
【図４】強磁性中間層のＢｓ・ｔとＳＮＲとの関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好ましい形態について説明する。図１は本発明に係る垂直記録媒体を説明するための断面模式図である。図１に示すように、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板１０、軟磁性裏打ち層２０、非磁性下地層３０、強磁性中間層４２、非磁性中間層４４、垂直磁気記録層５０、保護層６０、液体潤滑層７０を有する。これらの層のうち、保護層６０および液体潤滑層７０は、必要に応じて配設することができる層である。
【００２３】
当該技術において知られている、表面が平滑である様々な基体を、非磁性基板１０として用いることができる。例えば、磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、強化ガラス、または結晶化ガラスなどを、非磁性基体１０として用いることができる。
【００２４】
軟磁性裏打ち層２０は、ＦｅＴａＣ、またはセンダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金のような結晶性材料、あるいは、ＣｏＺｒＮｂまたはＣｏＴａＺｒのようなＣｏ合金を含む非晶質材料を用いて形成することができる。軟磁性裏打ち層２の膜厚の最適値は、記録に使用する磁気ヘッドの構造および特性に依存して変化する。しかしながら、生産性の観点から、軟磁性裏打ち層２０は、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
【００２５】
非磁性下地層３０は、面心立方（ｆｃｃ）構造または六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有する非磁性金属を用いて形成することができる。ｆｃｃ構造またはｈｃｐ構造を有する非磁性金属としては、Ｃｏ合金またはＮｉ合金を用いることができる。これらの材料を用いた場合、非磁性下地層３０に、その上に形成される層の結晶配向性の制御機能を付与することができる。あるいはまた、非磁性下地層３０は、アモルファス構造を有する非磁性金属を用いて形成することができる。アモルファス構造を有する非磁性金属としては、ＣｒＴｉ、ＣｒＢ、またはＣｒＴａのようなＣｒ合金を用いることができる。いずれの場合においても、非磁性下地層３０は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。望ましくは、非磁性下地層３０は、軟磁性裏打ち層２０と接触して形成される。
【００２６】
本発明で用いる強磁性中間層４２は、ＣｏＣｒ基合金で形成される。強磁性を有するために、ＣｏＣｒ基合金中のＣｒ含有量は、全原子を基準として３３原子％以下であることが望ましい。ＣｏＣｒ基合金で形成される本発明の強磁性中間層４２は、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造を有する。
【００２７】
本発明において、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが、０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲である事が必要である。強磁性中間層４２のＢｓ・ｔが０．１５Ｔ・ｎｍより低い場合、垂直磁気記録媒体の記録容易性が低下する。逆に、強磁性中間層４２のＢｓ・ｔが３．６Ｔ・ｎｍより高い場合には、垂直磁気記録媒体のＳＮＲの劣化を招く。なぜなら、強磁性中間層４２のＤＣノイズ源としての影響が大きくなるためである。このような理由により、強磁性中間層４２のＢｓ・ｔを０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内とすることによって、垂直磁気記録媒体における記録容易性とＳＮＲとを両立させることができると考えている。
【００２８】
非磁性中間層４４は、Ｒｕ、Ｒｅ、もしくはこれらを主成分とする合金を用いて形成される単層膜であってもよい。あるいはまた、非磁性を示すＣｏＣｒ（全原子を基準とするＣｒ含有量が３３原子％を超える）のようなＣｏ合金またはＮｉ合金で形成される下層と、Ｒｕ、Ｒｅ、もしくはこれらを主成分とする合金を用いて形成される上層とからなる積層膜であってもよい。
【００２９】
非磁性中間層４４は、３ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上３０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内の膜厚を有する。このような範囲内の膜厚とすることによって、垂直磁気記録層５０の磁気特性および電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を垂直磁気記録層５０に付与することが可能となる。非磁性中間層の膜厚を３ｎｍ未満とした場合、強磁性中間層４２と垂直磁気記録層５０の間に磁気的な結合が生じてＳＮＲ特性が低下する。逆に、非磁性中間層の膜厚を３０ｎｍより大きくすると、軟磁性裏打ち層２０と垂直磁気記録層５０との間の距離が長くなり、軟磁性裏打ち層２０の機能（磁気ヘッドが発生する磁束を垂直磁気記録層５０に集中させる機能）が低下する。
【００３０】
垂直磁気記録層５０は、好適には、少なくともＣｏとＰｔとを含む合金の強磁性材料を用いて形成することができる。本発明の磁気記録媒体を垂直磁気記録媒体として用いるためには、垂直磁気記録層５０の材料の磁化容易軸（六方最密充填（ｈｃｐ）構造のｃ軸）が非磁性基体１０表面に垂直方向に配向していることが必要である。たとえば、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの合金材料の単層膜、あるいはＣｏ膜とＰｔ膜との交互積層膜（［Ｃｏ／Ｐｔ］n）、Ｃｏ膜とＰｄ膜との交互積層膜（［Ｃｏ／Ｐｄ］n）などの多層積層膜を、垂直磁気記録層５０として使用することができる。
【００３１】
あるいはまた、非磁性酸化物または非磁性窒化物のマトリクス中に磁性結晶粒子が分散されているグラニュラー構造を有する材料を用いて、単層または多層からなる垂直磁気記録層５０を形成することがさらに好ましい。用いることができるグラニュラー構造を有する材料は、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−Ａｌ2Ｏ3、ＣｏＰｔ−ＡｌＮ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｓｉ3Ｎ4などを含むが、これらに限定されるものではない。本発明においては、グラニュラー構造を有する材料を用いることによって、垂直磁気記録層５０内で近接する磁性結晶粒間の磁気的分離を促進し、ノイズの低減、ＳＮＲの向上および記録分解能の向上といった媒体特性の改善を図ることができる。
【００３２】
垂直磁気記録層５０の膜厚は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および高密度記録の観点から、垂直磁気記録層５０は、好ましくは４０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下の膜厚を有することができる。
【００３３】
任意選択的に設けることができる保護層６０は、その下にある垂直磁気記録層５０以下の各構成層を保護するための層である。保護層６０として、たとえば、カーボンを主成分とする薄膜を用いることができる。その他にも、当該技術において磁気記録媒体保護層用の材料として知られている種々の薄膜材料を使用して、保護層６０を形成してもよい。
【００３４】
任意選択的に設けることができる液体潤滑層７０は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体上を浮上または接触する際の潤滑を付与するための層である。液体潤滑層７０は、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。
【００３５】
非磁性基板１０の上に積層される各層は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる様々な成膜技術によって形成することが可能である。軟磁性裏打ち層２０から保護層６０に至る各層の形成には、たとえば、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法などを用いることが出来る。また、カーボンを主成分とする保護層６０の形成においては、前記の方法に加えてプラズマＣＶＤ法を用いることもできる。一方、液体潤滑層７０の形成には、たとえば、ディップ法、スピンコート法などを用いることができる。
【００３６】
任意選択的に、非磁性基板１０と軟磁性裏打ち層２０との間に、軟磁性裏打ち層２０の磁区を制御する磁区制御層を設けてもよい。あるいは、非磁性基板１０と軟磁性裏打ち層２０との密着性を改良する密着層を設けてもよい。
【００３７】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓおよび膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを制御しているために、高密度記録時においても高い信号出力と低いノイズとを実現し、高いＳＮＲおよび高い記録容易性を達成することが可能となる。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
表面が平滑な化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−５ガラス基板）を洗浄し、非磁性基板１０として用いた。非磁性基板１０をＤＣマグネトロンスパッタ装置内に導入し、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中にてＣｏ３Ｚｒ５Ｎｂ（全原子を基準として、３ａｔ％のＺｒ、５ａｔ％のＮｂおよび残余のＣｏで構成される。以下同様。）ターゲットを用いて、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層２０を成膜した。次に、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中にてＮｉ２５Ｃｒターゲットを用いて、膜厚６ｎｍのＮｉ２５Ｃｒ非磁性下地層３０を成膜した。得られたＮｉ２５Ｃｒ膜は非磁性であり、ｆｃｃ構造を有した。
【００３９】
次に、圧力０．６７ＰａのＡｒ−４％Ｎ2ガス中にてＣｏ２５Ｃｒターゲットを用いて、膜厚２ｎｍのＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２を成膜した。ここで、振動式磁化計により測定したＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓはおおよそ０．３９Ｔであった。得られたＣｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２はｈｃｐ構造を有した。
【００４０】
引き続いて、圧力０．６７ＰａのＡｒ−４％Ｎ2ガス中にてＣｏ３５Ｃｒターゲットを用いて、非磁性中間層４４の下層として膜厚１０ｎｍのＣｏ３５Ｃｒ膜を成膜した。得られたＣｏ３５Ｃｒ積層膜はｆｃｃ構造を有していた。続いて、圧力４．０ＰａのＡｒガス中にてＲｕターゲットを用いて、非磁性中間層４４の上層として膜厚８ｎｍのＲｕ膜を成膜した。
【００４１】
引き続いて、２層構成の垂直磁気記録層５０を成膜した。最初に、圧力５．３Ｐａにて９２（Ｃｏ１２Ｃｒ１８Ｐｔ）−８ＳｉＯ2ターゲットを用いて、膜厚８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2第１磁気記録層を成膜した。次に、圧力１．２Ｐａにて９６（Ｃｏ２０Ｃｒ１２Ｐｔ）−４ＳｉＯ2ターゲットを用いて膜厚８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2第２磁気記録層を成膜し、総膜厚１６ｎｍの垂直磁気記録層５０を得た。次に、圧力０．１３Ｐａにおいて、エチレンを材料ガスとするプラズマＣＶＤ法により、膜厚４ｎｍのカーボンからなる保護層６０を成膜した。保護層６０以下の層を形成した積層体を、真空装置から取り出した。最後に、保護層６０の上に膜厚２ｎｍのパーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層７０をディップ法を用いて形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
【００４２】
［実施例２〜６、比較例１〜２］
各実施例において、Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２と非磁性中間層４４の下層であるＣｏ３５Ｃｒ膜との総膜厚を１２ｎｍに固定した。Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２およびＣｏ３５Ｃｒ膜の膜厚を第１表に示すように変更したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、垂直磁気記録媒体を得た。Ｃｏ２５Ｃｒ強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔも、第１表に示した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
［実施例７〜９］
各実施例において、（ａ）Ｃｒの組成比を２８原子％から３２％原子％まで変化させたＣｏＣｒ合金からなり、１２ｎｍの膜厚を有する強磁性中間層４２を形成したこと、および（ｂ）非磁性中間層４４下層のＣｏ３５Ｃｒ膜を省略し、非磁性中間層４４を８ｎｍの膜厚を有する単層膜としたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、垂直磁気記録媒体を得た。ＣｏＣｒ強磁性中間層４２の組成、飽和磁束密度Ｂｓ、および飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔを、第２表に示した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
［評価］
上記の実施例および比較例で得られた垂直磁気記録媒体について、Ｋｅｒｒ効果測定装置を用いて保磁力Ｈｃを測定した。さらに、リード・ライトテスタを用いて、各垂直磁気記録媒体のＳＮＲ、媒体ノイズ、オーバーライト特性（ＯＷ）を測定した。なお、ＳＮＲおよび媒体ノイズの評価は、記録密度５１０ｋｆｃｉの信号を用いて行った。媒体ノイズは、信号出力に対して規格化した値を示す。ＯＷは、最初に、トラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの第１信号を記録し、その信号の信号出力（Ｔ１）を測定し、次いで、同一トラックに記録密度６８ｋｆｃｉの第２信号を上書きし、上書き後の第１信号の消し残り信号出力（Ｔ２）を測定し、以下の式（「ｌｏｇ」は常用対数を示す）によって得られる値として評価した。
ＯＷ＝−２０×ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１） ［単位：ｄＢ］
このように高密度記録信号上に低密度記録信号を上書きするＯＷはリバースオーバーライトと呼ばれ、垂直磁気記録媒体における記録容易性を明確に評価できる指標となっている。
【００４７】
第３表に、実施例１〜９および比較例１〜２の垂直磁気記録媒体の磁気特性（保磁力Ｈｃ）、および電磁変換特性（ＳＮＲ、媒体ノイズ（規格化値）、およびＯ／Ｗ）の評価結果を示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
以下、強磁性中間層４２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが本発明の範囲内である実施例１〜９を、Ｂｓ・ｔが本発明の範囲外となる比較例１〜２と比較する。なお、実施例１〜９および比較例１〜２において、保磁力Ｈｃがほぼ同じ値となるように調整している。Ｂｓ・ｔの変化に伴うＯ／Ｗ、媒体ノイズおよびＳＮＲの挙動を、それぞれ図２〜４に示す。
【００５０】
図２から、Ｂｓ・ｔの増加に伴いＯ／Ｗの値が上昇し、記録容易性が向上していることが分かる。しかしながら、図３から、Ｂｓ・ｔが２Ｔ・ｎｍより大きくなると媒体ノイズの増加が始まることが分かる。これらの結果から、記録容易性の向上と媒体ノイズの増加とは、異なる挙動を示すことが分かる。
【００５１】
一方、図４に示したＢｓ・ｔの変化に伴うＳＮＲの挙動から、強磁性中間層４２の挿入によりＳＮＲが改善されることが分かる。しかしながら、媒体ノイズの増加が始まるＢｓ・ｔが２Ｔ・ｎｍ以上の領域において、ＳＮＲの低下が認められる。
【００５２】
以上の結果から、Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６（Ｔ・ｎｍ）の範囲内で、ＳＮＲの向上、記録容易性（Ｏ／Ｗ）の向上、および媒体ノイズの低下が達成されていることが分かった。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 非磁性基体
２０ 軟磁性裏打ち層
３０ 非磁性下地層
４２ 強磁性中間層
４４ 非磁性中間層
５０ 磁気記録層
６０ 保護膜
７０ 液体潤滑剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、前記強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、前記強磁性中間層の飽和磁束密度と膜厚との積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、前記非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性下地層が、ｆｃｃ構造あるいはｈｃｐ構造を有する非磁性金属で形成されてい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】
前記非磁性下地層が、アモルファス構造を有する非磁性金属で形成されてい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】
前記非磁性下地層が、Ｎｉ、ＣｏおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む合金で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、非磁性下地層、強磁性中間層、非磁性中間層、および垂直磁気記録層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、前記強磁性中間層がＣｏＣｒ基合金で形成されており、前記強磁性中間層の飽和磁束密度と膜厚との積Ｂｓ・ｔが０．１５〜３．６Ｔ・ｎｍの範囲内であり、前記非磁性中間層が３ｎｍ以上の膜厚を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性下地層が、ｆｃｃ構造あるいはｈｃｐ構造を有する非磁性金属で形成されてい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】
前記非磁性下地層が、アモルファス構造を有する非磁性金属で形成されてい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】
前記非磁性下地層が、Ｎｉ、ＣｏおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む合金で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１６１７３（Ｐ２０１１−２１６１７３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７５１１（Ｐ２０１０−２１７５１１）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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