垂直磁気記録媒体
【課題】Ｃｏを含有するグラニュラ構造の磁気記録層と、補助記録層とを備えた構成において、電磁変換特性におけるノイズを低減できる垂直磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第1磁気記録層２０ａと、前記第１磁気記録層２０ａ上に設けられた非磁性層２２と、前記非磁性層２２上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層２０ｂと、前記第２磁気記録層２０ｂ上に設けられた補助記録層２４と、を具備していることを特徴とする。
【解決手段】本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第1磁気記録層２０ａと、前記第１磁気記録層２０ａ上に設けられた非磁性層２２と、前記非磁性層２２上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層２０ｂと、前記第２磁気記録層２０ｂ上に設けられた補助記録層２４と、を具備してい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。
【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などに用いられる２．５インチ径の磁気記録媒体にして、１枚あたり２５０ＧＢ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ことが求められる。
【０００３】
ＨＤＤなど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、近年、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体（垂直磁気記録媒体）が提案されている。従来の面内磁気記録方式では、磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式では、磁化容易軸が基体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、高密度記録時に、より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適した磁気記録層の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2やＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2が広く用いられている。これらの材料は、Ｃｏのようなｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に成長し、Ｃｒ及びＳｉＯ2（又はＴｉＯ2）が偏析して非磁性の粒界を形成してなるグラニュラ構造を採る。この構造は、物理的に独立した微細な磁性粒子を形成し易く、高記録密度を達成し易い。
【０００５】
上記磁気記録層においては、結晶粒子が微細な磁気ビットを安定かつ明瞭に保持するために、十分に細かく、その結晶粒径の分散も小さいことが必要とされる。また、Ｃｏのc軸、すなわち磁化容易軸が基板面に対して狭い分散をもって垂直配向していることが求められる。
【０００６】
上記理想的なグラニュラ構造を得るためには、一般的に下地層を用いた微細構造制御を行う。具体的には、磁気記録層の下部に、下地層を単層もしくは複数層、さらには下地層の構造を制御する配向制御層を積層させて、微細かつ高配向の粒子構造を達成する。
【０００７】
例えば，配向制御層としてＮｉＷ膜を用い、その上に下地層であるＲｕ膜を積層することにより、高いｃ軸の配向性と、結晶粒子の微細化、粒径の低分散化を達成することが報告されている（特許文献１）。
【０００８】
ここで、下地層の材料であるＲｕは、Ｃｏと同様にｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）を有し、かつ両者の格子間隔も近いことから、Ｃｏ粒子のエピタキシャル成長を誘引し、Ｃｏのｈｃｐ結晶の生成、ｃ軸の高配向性を達成するために用いられている。
【０００９】
しかしながら、その一方でＲｕ（ａ＝２．７０５オングストローム）とＣｏ（ａ＝２．５０３オングストローム）との間の結晶格子間隔の差異により、Ｒｕ膜と磁気記録層との間の界面は完全なエピタキシャル成長とはならず、磁気記録層に格子欠陥が誘発されることが予想される。これにより、磁気記録層の結晶磁気異方性（Ｋｕ）の低下が引き起こされたり、格子欠陥を含む初期劣化層が形成されて、電磁変換特性におけるノイズ源となる可能性がある。
【特許文献１】特開２００７−１７９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｃｏを含有するグラニュラ構造の磁気記録層と、Ｈｎ（逆磁区核形成磁界）の改善やオーバーライトの改善に寄与する補助記録層を備えた構成において、電磁変換特性におけるノイズを低減でき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】
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、各層の膜厚を適宜調整することにより、第１磁気記録層には、強い反磁界が加わる。すなわち、第１磁気記録層から漏洩する磁界強度は極めて低いものとなり、これにより、第１磁気記録層に起因するノイズを低下することができる。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第１磁気記録層の厚さが５ｎｍ以下であり、前記非磁性層の厚さが０．１ｎｍ〜１ｎｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、Ｃｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層とを有しているので、電磁変換特性におけるノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
下地層の材料としてのＲｕと磁気記録層に含まれるＣｏとの間の結晶格子間隔の差異に基づく電磁変換特性におけるノイズを低減させるためには、下地層と磁気記録層との間に、できるだけ磁気記録層に近い結晶構造及び結晶格子間隔を有する層を介在させ、磁気記録層に理想的なエピタキシャル成長を促すことが考えられる。しかしながら、単純にこのような手法をとった場合、下地層のＲｕと磁気記録層のグラニュラ層が磁性を有してしまうために、グラニュラ層そのものがノイズ源となってしまうことは明白である。
【００１７】
本発明者らはこのような点に着目し、従来系である下地層／磁気記録層という構成を下地層／第１磁気記録層／非磁性層／第２磁気記録層という構成に置き換えることにより、前記問題を生じることなく電磁変換特性におけるノイズを低減できることを見出し本発明をするに至った。
【００１８】
本発明の骨子は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体により、電磁変換特性におけるノイズを低減することである。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体の概略構成を示す断面図である。この磁気記録媒体は、垂直磁気記録再生方式に用いられる磁気記録媒体である。
【００２０】
図１に示す磁気記録媒体は、ディスク基体１、付着層１２、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃ、配向制御層１６、第１下地層１８ａ、第２下地層１８ｂ、第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２、第２磁気記録層２０ｂ、補助記録層２４、媒体保護層２８、及び潤滑層３０がその順で積層されて構成されている。なお、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃは、あわせて軟磁性層１４を構成する。第１下地層１８ａと第２下地層１８ｂはあわせて下地層１８を構成する。第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２、第２磁気記録層２０ｂは合わせて磁気記録層２０を構成する。
【００２１】
ディスク基体１０としては、例えば、ガラス基板、アルミニウム基板、シリコン基板、プラスチック基板などを用いることができる。ディスク基体１０にガラス基板を用いる場合には、例えば、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型してガラスディスクを作製し、このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施すことにより作製することができる。
【００２２】
付着層１２は、ディスク基体１０との間の密着性を向上させるための層であり、軟磁性層１４の剥離を防止することができる。付着層１２としては、例えば、ＣｒＴｉ膜などを用いることができる。
【００２３】
軟磁性層１４の第１軟磁性層１４ａ及び第２軟磁性層１４ｃとしては、例えば、ＦｅＣｏＴａＺｒ膜などを用いることができる。スペーサ層１４ｂとしては、Ｒｕ膜などを挙げることができる。第１軟磁性層１４ａと第２軟磁性層１４ｃとは、反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）しており、これにより、軟磁性層１４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を極めて少なくして、軟磁性層１４から生じるノイズを低減することができる。
【００２４】
配向制御層１６は、軟磁性層１４を保護すると共に、下地層１８の結晶粒の配向を促進する。配向制御層１６の材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選択したものを用いることができる。さらに、これらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金を用いても良い。例えば、ＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒが好適である。
【００２５】
下地層１８を構成する材料はｈｃｐ構造を有し、磁気記録層２０を構成する材料のｈｃｐ構造の結晶をグラニュラ構造として成長させることができる。したがって、下地層１８の結晶配向性が高いほど、磁気記録層２０の配向性を向上させることができる。下地層１８の材質としては、Ｒｕの他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏなどのＲｕ化合物を挙げることができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、Ｃｏを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。
【００２６】
本実施の形態において、下地層１８は、２層構造のＲｕ膜で構成されている。上層側の第２下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くしている。ガス圧を高くするとスパッタリングされるＲｕ粒子の自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶粒子の分離性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ｒｕの結晶格子の大きさはＣｏの結晶格子よりも大きいため、Ｒｕの結晶格子を小さくすればＣｏのそれに近づき、Ｃｏのグラニュラ層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
【００２７】
磁気記録層２０は、第１磁気記録層２０ａ（ディスク基体側）と、第２磁気記録層２０ｂ（補助記録層側）とから構成されている。第１磁気記録層２０ａ及び第２磁気記録層２０ｂは、それぞれ１層のグラニュラ構造の磁性層である。磁気記録層２０ａ，２０ｂの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ-Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２などを挙げることができる。これらの材料においては、複数の酸化物が含まれていても良い。ここでは、第１磁気記録層２０ａには、ＣｏＣｒＰｔ-Ｃｒ２Ｏ３を用い、第２磁気記録層２０ｂには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２・ＴｉＯ２を用いた。これらのグラニュラ構造の磁性層においては、非磁性物質（酸化物）が磁性物質の周囲に偏析して粒界を形成している。これにより、これらの磁性層は、磁性粒（磁性グレイン）が柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を有する構造を持つ。この磁性粒は、下地層１８のグラニュラ構造から継続してエピタキシャル成長している。なお、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（ＣｒＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコン（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を例示することができる。
【００２８】
第１磁気記録層２０ａは、第２磁気記録層２０ｂに良好なエピタキシャル成長を促すために、良好な結晶構造を保てる範囲で薄膜化する必要がある。例えば、第１磁気記録層２０ａの厚さは、実質的に５ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２磁気記録層２０ｂの厚さは、好適な保磁力を得るために、５ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
第１磁気記録層２０ａは、第２磁気記録層２０ｂの結晶欠陥を低減させ、ひいては媒体ノイズを低減させる効果を有する。このため、第１磁気記録層２０ａの組成は、第２磁気記録層２０ｂの組成と近いことが好ましい。なお、第２磁気記録層２０ｂに適度な結晶歪みを誘発すると、結晶磁気異方性（Ｋｕ）が増大するので、この点を考慮して、適宜組成を調整することが望ましい。
【００３０】
第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとの間には、非磁性層２２を設ける。これにより、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となり、かつ、非磁性層に適切な材料及び膜厚を選択することにより、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向きが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。これにより、第１磁気記録層２０ａには、強い反磁界が加わる。すなわち、第１磁気記録層２０ａから漏洩する磁界強度は極めて低いものとなり、これにより、第１磁気記録層２０ａに起因するノイズを低下することができる。第１磁気記録層２０ａの膜厚が大きいと、第１磁気記録層２０ａ内の反磁界が低下し、第１磁気記録層２０ａから漏洩する磁界が大きくなってノイズが顕在化するので、この点からも第１磁気記録層２０ａは薄いことが望ましい。
【００３１】
本実施の形態においては、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１磁気記録層２０ａ及び／又は第２磁気記録層２０ｂが、複数層の磁気記録層で構成されていても良く、また、第１磁気記録層２０ａ及び／又は第２磁気記録層２０ｂが、層の厚さ方向に組成が異なる層（例えば、酸化物を含むグラニュラ膜である場合に、厚さ方向で酸化物の含有量が異なるもの）であっても良い。
【００３２】
非磁性層２２は、第１磁気記録層２０ａから第２磁気記録層２０ｂへのエピタキシャル成長を阻害しない程度に薄膜化することが好ましい。例えば、非磁性層２２の厚さは、０．１ｎｍ〜１ｎｍであることが好ましい。また、非磁性層２２の材料としては、Ｃｏとの間の良好なエピタキシャル成長を阻害しないという観点から、Ｒｕや、Ｒｕ化合物（ＲｕＯ，ＲｕＣｒ，ＲｕＣｏ，Ｒｕ−ＳｉＯ2，Ｒｕ−ＴｉＯ2，Ｒｕ−Ｃｒ2Ｏ3）などを用いることが望ましい。なお、非磁性層２２が極薄膜の場合、結晶の相図には現われない結晶系の形成も予想されるため、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂのエピタキシャル成長を阻害しない条件の下であれば、いかなる材料を用いても良い。
【００３３】
このように、磁気記録層２０を、下地層１８の上に、第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２及び第２磁気記録層２０ｂのこの順で積層して形成することにより、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂが磁気的に分離されるので、第２磁気記録層２０ｂの膜質改善、ひいては電磁変換特性におけるノイズを低減（ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）の改善）することができる。さらに、この構成によれば、静磁気的に第１磁気記録層２０ａからのノイズが発生せず、媒体全体の低ノイズ化を実現することができる。
【００３４】
補助記録層２４は、逆磁区核形成磁界Ｈｎ、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を目的とする。交換結合層２４としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔや、ＣｏＣｒＰｔＢ膜などを用いることができる。
【００３５】
付着層１２から補助記録層２４までは、ディスク基体１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて順次成膜を行う。生産性を考慮すると、インライン型成膜によりこれらの層や膜を形成することが好ましい。
【００３６】
媒体保護層２８は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を保護するための保護層である。媒体保護層２８を構成する材料としては、例えば、カーボン、ジルコニア、シリカなどが挙げられる。一般に、ＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタリング法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を保護することができる。
【００３７】
潤滑層３０は、例えば、液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じ加熱処理を行って形成する。
【００３８】
ここで、上記構成の垂直磁気記録媒体における非磁性層についてさらに詳述する。図２は、非磁性層２２であるＲｕ膜の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。ここでは、第１磁気記録層２０ａを厚さ２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜とし、第２磁気記録層２０ｂを厚さ１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2・ＳｉＯ2とし、非磁性層２２の膜厚を０．２ｎｍから１ｎｍの範囲で変化させている。また、図２には、比較例として、非磁性層２２を設けない場合もプロットした。
【００３９】
図２から分かるように、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成、すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂとの間に非磁性層２２が介在する構成を有する垂直磁気記録媒体は、ＳＮＲが非常に改善されていた。この現象について本発明らが鋭意検討したところ、第２磁気記録層２０ｂが、第１磁気記録層２０ａの構造を引き継いで、Ｃｏが柱状にエピタキシャル成長し、第２磁気記録層２０ｂに格子欠陥の少ないグラニュラ構造が形成されたからであるとの考察がなされた。一方で、第１磁気記録層２０ａは、格子欠陥の多い、すなわち電磁変換特性において、高ノイズを誘引する構造を有することが想定されるが、第１磁気記録層２０ａの膜厚が十分に薄く、かつ、非磁性層２２が存在しているので、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となる。かつ、非磁性層に適切な材料及び膜厚を選択しているので、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向きが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。このため、第１磁気記録層２０ａ内に大きな反磁界が生まれ、第１磁気記録層２０ａからは再生出力／ノイズのいずれにおいても寄与が低く、垂直磁気記録媒体全体として高ＳＮＲ化が達成されたものとの考察がなされた。
【００４０】
図３は、第１磁気記録層２０ａであるＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。ここでは、非磁性層２２を厚さ０．２ｎｍのＲｕ膜とし、第２磁気記録層２０ｂを厚さ１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2・ＳｉＯ2とし、第１磁気記録層２０ａの膜厚を１ｎｍから６．５ｎｍの範囲で変化させている。また、図３には、比較例として、第１磁気記録層２０ａを設けない場合もプロットした。
【００４１】
図３から分かるように、第１磁気記録層２０ａの有無により、トラック幅に著しい改善が認められる。また、第１磁気記録層２０ａの膜厚が所望の膜厚（５ｎｍ）以上となると、ＳＮＲが低下する傾向が認められる。この結果は、図２における考察を裏付けるものである。
【００４２】
図４は、非磁性層膜厚を変化させたときの再生出力と非磁性層膜厚との間の関係を示す図である。図４から分かるように、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成をとることにより、出力が低下することが確認された。これは、第１磁気記録層２０ａに加わる反磁界の増大により、第１磁気記録層２０ａから外部へ漏洩する磁界が低下し、再生出力／ノイズに寄与しないからであるとかんがえられる。この結果は、上記仮説を裏付けるものである。
【００４３】
図５は、本発明の垂直磁気記録媒体における磁気記録層を説明するための図である。第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成をとることにより、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となる。そして、非磁性層２２に適切な材料及び膜厚を選択することにより、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向き２０ｃが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。このため、第１磁気記録層２０ａ内に大きな反磁界が生まれ、第１磁気記録層２０ａからは再生出力／ノイズのいずれにおいても寄与が低く、垂直磁気記録媒体全体として高ＳＮＲ化が達成されたものと思われる。
【００４４】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例）
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てガラスディスクを作製し、このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施すことによりガラス基板を作製した。このガラス基板上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（CoTaZrFe/Ru/CoTaZrFe）、厚さ１０ｎｍのNiW膜、厚さ２０ｎｍのRu膜、厚さ２ｎｍのCoCrPt-Cr203膜、厚さ０．２ｎｍのRu膜、厚さ１０ｎｍのCoCrPt-TiO2・Si02膜、厚さ７ｎｍの補助記録層（CoCrPtB）を、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法により順次成膜した。
【００４５】
なお、第１磁気記録層２０ａの成膜においては、非磁性物質の例としての酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用い、第２磁気記録層２０ｂの成膜においては、非磁性物質の例としての酸化チタン（ＴｉＯ2）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いた。また、本実施例では、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂとで異なる材料（ターゲット）を用いているが、これに限定されず組成や種類が同じ材料を用いても良い。
【００４６】
次いで、交換結合層上にＣＶＤ法により厚さ５ｎｍのカーボン層を形成し、その上にディップ法により厚さ１．３ｎｍの潤滑層を形成して実施例の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４７】
得られた垂直磁気記録媒体について電磁変換特性評価を行った。電磁変換特性評価は、スピンスタンドを用いて磁気ヘッドによる記録再生特性を調べることにより行った。具体的には、記録周波数を変えて記録密度を変化させて信号を記録し、この信号の再生出力を読み取ることにより調べた。なお、磁気ヘッドとしては、垂直記録用単磁極ヘッド（記録用）、ＧＭＲヘッド（再生用）が一体となった垂直記録用マージ型ヘッドを用いた。その結果、ＳＮＲは１７．６ｄＢであった。これは、第１磁気記録層に強い反磁界が加わり、これにより、第１磁気記録層に起因するノイズが低下したからであると考えられる。
【００４８】
（比較例）
磁気記録層を分断する非磁性層を設けずに、磁気記録層として、厚さ２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜を用いること以外は実施例と同様にして比較例の垂直磁気記録媒体を作製した。得られた垂直磁気記録媒体について実施例と同様にして電磁変換特性評価を行った。その結果、ＳＮＲは１６．９ｄＢであった。これは、非磁性層がないために、磁気記録層に起因するノイズを低下させられなかったからであると考えられる。
【００４９】
本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。例えば、磁性記録層及び補助記録層は、特にその構造に限定はされないが、好ましくは磁性記録層がグラニュラ構造を有する少なくとも一つの磁性層であって、補助記録層はグラニュラ構造を有するものや、連続膜、グラニュラ層よりも粒子の孤立化の程度が少ない、いわゆるキャップ層や、結晶構造を有さないアモルファス層を用いることができる。また、上記実施の形態における層構成、部材の材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
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として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図２】非磁性層膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。
【図３】第１磁気記録層の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。
【図４】非磁性層膜厚を変化させたときの再生出力と非磁性層膜厚との間の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の磁気記録層を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ディスク基体
１２ 付着層
１４ 軟磁性層
１４ａ 第１軟磁性層
１４ｂ スぺ−サ層
１４ｃ 第２軟磁性層
１６ 配向制御層
１８ 下地層
１８ａ 第１下地層
１８ｂ 第２下地層
２０ 磁気記録層
２０ａ 第１磁気記録層
２０ｂ 第２磁気記録層
２０ｃ 磁化の向き
２２ 非磁性層
２４ 補助記録層
２８ 媒体保護層
３０ 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。
【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などに用いられる２．５インチ径の磁気記録媒体にして、１枚あたり２５０ＧＢ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ことが求められる。
【０００３】
ＨＤＤなど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、近年、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体（垂直磁気記録媒体）が提案されている。従来の面内磁気記録方式では、磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式では、磁化容易軸が基体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、高密度記録時に、より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適した磁気記録層の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2やＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2が広く用いられている。これらの材料は、Ｃｏのようなｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に成長し、Ｃｒ及びＳｉＯ2（又はＴｉＯ2）が偏析して非磁性の粒界を形成してなるグラニュラ構造を採る。この構造は、物理的に独立した微細な磁性粒子を形成し易く、高記録密度を達成し易い。
【０００５】
上記磁気記録層においては、結晶粒子が微細な磁気ビットを安定かつ明瞭に保持するために、十分に細かく、その結晶粒径の分散も小さいことが必要とされる。また、Ｃｏのc軸、すなわち磁化容易軸が基板面に対して狭い分散をもって垂直配向していることが求められる。
【０００６】
上記理想的なグラニュラ構造を得るためには、一般的に下地層を用いた微細構造制御を行う。具体的には、磁気記録層の下部に、下地層を単層もしくは複数層、さらには下地層の構造を制御する配向制御層を積層させて、微細かつ高配向の粒子構造を達成する。
【０００７】
例えば，配向制御層としてＮｉＷ膜を用い、その上に下地層であるＲｕ膜を積層することにより、高いｃ軸の配向性と、結晶粒子の微細化、粒径の低分散化を達成することが報告されている（特許文献１）。
【０００８】
ここで、下地層の材料であるＲｕは、Ｃｏと同様にｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）を有し、かつ両者の格子間隔も近いことから、Ｃｏ粒子のエピタキシャル成長を誘引し、Ｃｏのｈｃｐ結晶の生成、ｃ軸の高配向性を達成するために用いられている。
【０００９】
しかしながら、その一方でＲｕ（ａ＝２．７０５オングストローム）とＣｏ（ａ＝２．５０３オングストローム）との間の結晶格子間隔の差異により、Ｒｕ膜と磁気記録層との間の界面は完全なエピタキシャル成長とはならず、磁気記録層に格子欠陥が誘発されることが予想される。これにより、磁気記録層の結晶磁気異方性（Ｋｕ）の低下が引き起こされたり、格子欠陥を含む初期劣化層が形成されて、電磁変換特性におけるノイズ源となる可能性がある。
【特許文献１】特開２００７−１７９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｃｏを含有するグラニュラ構造の磁気記録層と、Ｈｎ（逆磁区核形成磁界）の改善やオーバーライトの改善に寄与する補助記録層を備えた構成において、電磁変換特性におけるノイズを低減でき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】
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、各層の膜厚を適宜調整することにより、第１磁気記録層には、強い反磁界が加わる。すなわち、第１磁気記録層から漏洩する磁界強度は極めて低いものとなり、これにより、第１磁気記録層に起因するノイズを低下することができる。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記第１磁気記録層の厚さが５ｎｍ以下であり、前記非磁性層の厚さが０．１ｎｍ〜１ｎｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に、Ｃｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層とを有しているので、電磁変換特性におけるノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
下地層の材料としてのＲｕと磁気記録層に含まれるＣｏとの間の結晶格子間隔の差異に基づく電磁変換特性におけるノイズを低減させるためには、下地層と磁気記録層との間に、できるだけ磁気記録層に近い結晶構造及び結晶格子間隔を有する層を介在させ、磁気記録層に理想的なエピタキシャル成長を促すことが考えられる。しかしながら、単純にこのような手法をとった場合、下地層のＲｕと磁気記録層のグラニュラ層が磁性を有してしまうために、グラニュラ層そのものがノイズ源となってしまうことは明白である。
【００１７】
本発明者らはこのような点に着目し、従来系である下地層／磁気記録層という構成を下地層／第１磁気記録層／非磁性層／第２磁気記録層という構成に置き換えることにより、前記問題を生じることなく電磁変換特性におけるノイズを低減できることを見出し本発明をするに至った。
【００１８】
本発明の骨子は、非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体により、電磁変換特性におけるノイズを低減することである。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体の概略構成を示す断面図である。この磁気記録媒体は、垂直磁気記録再生方式に用いられる磁気記録媒体である。
【００２０】
図１に示す磁気記録媒体は、ディスク基体１、付着層１２、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃ、配向制御層１６、第１下地層１８ａ、第２下地層１８ｂ、第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２、第２磁気記録層２０ｂ、補助記録層２４、媒体保護層２８、及び潤滑層３０がその順で積層されて構成されている。なお、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃは、あわせて軟磁性層１４を構成する。第１下地層１８ａと第２下地層１８ｂはあわせて下地層１８を構成する。第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２、第２磁気記録層２０ｂは合わせて磁気記録層２０を構成する。
【００２１】
ディスク基体１０としては、例えば、ガラス基板、アルミニウム基板、シリコン基板、プラスチック基板などを用いることができる。ディスク基体１０にガラス基板を用いる場合には、例えば、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型してガラスディスクを作製し、このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施すことにより作製することができる。
【００２２】
付着層１２は、ディスク基体１０との間の密着性を向上させるための層であり、軟磁性層１４の剥離を防止することができる。付着層１２としては、例えば、ＣｒＴｉ膜などを用いることができる。
【００２３】
軟磁性層１４の第１軟磁性層１４ａ及び第２軟磁性層１４ｃとしては、例えば、ＦｅＣｏＴａＺｒ膜などを用いることができる。スペーサ層１４ｂとしては、Ｒｕ膜などを挙げることができる。第１軟磁性層１４ａと第２軟磁性層１４ｃとは、反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）しており、これにより、軟磁性層１４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を極めて少なくして、軟磁性層１４から生じるノイズを低減することができる。
【００２４】
配向制御層１６は、軟磁性層１４を保護すると共に、下地層１８の結晶粒の配向を促進する。配向制御層１６の材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選択したものを用いることができる。さらに、これらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金を用いても良い。例えば、ＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒが好適である。
【００２５】
下地層１８を構成する材料はｈｃｐ構造を有し、磁気記録層２０を構成する材料のｈｃｐ構造の結晶をグラニュラ構造として成長させることができる。したがって、下地層１８の結晶配向性が高いほど、磁気記録層２０の配向性を向上させることができる。下地層１８の材質としては、Ｒｕの他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏなどのＲｕ化合物を挙げることができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、Ｃｏを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。
【００２６】
本実施の形態において、下地層１８は、２層構造のＲｕ膜で構成されている。上層側の第２下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くしている。ガス圧を高くするとスパッタリングされるＲｕ粒子の自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶粒子の分離性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ｒｕの結晶格子の大きさはＣｏの結晶格子よりも大きいため、Ｒｕの結晶格子を小さくすればＣｏのそれに近づき、Ｃｏのグラニュラ層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
【００２７】
磁気記録層２０は、第１磁気記録層２０ａ（ディスク基体側）と、第２磁気記録層２０ｂ（補助記録層側）とから構成されている。第１磁気記録層２０ａ及び第２磁気記録層２０ｂは、それぞれ１層のグラニュラ構造の磁性層である。磁気記録層２０ａ，２０ｂの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ-Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ２などを挙げることができる。これらの材料においては、複数の酸化物が含まれていても良い。ここでは、第１磁気記録層２０ａには、ＣｏＣｒＰｔ-Ｃｒ２Ｏ３を用い、第２磁気記録層２０ｂには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２・ＴｉＯ２を用いた。これらのグラニュラ構造の磁性層においては、非磁性物質（酸化物）が磁性物質の周囲に偏析して粒界を形成している。これにより、これらの磁性層は、磁性粒（磁性グレイン）が柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を有する構造を持つ。この磁性粒は、下地層１８のグラニュラ構造から継続してエピタキシャル成長している。なお、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（ＣｒＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコン（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を例示することができる。
【００２８】
第１磁気記録層２０ａは、第２磁気記録層２０ｂに良好なエピタキシャル成長を促すために、良好な結晶構造を保てる範囲で薄膜化する必要がある。例えば、第１磁気記録層２０ａの厚さは、実質的に５ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２磁気記録層２０ｂの厚さは、好適な保磁力を得るために、５ｎｍ〜１５ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
第１磁気記録層２０ａは、第２磁気記録層２０ｂの結晶欠陥を低減させ、ひいては媒体ノイズを低減させる効果を有する。このため、第１磁気記録層２０ａの組成は、第２磁気記録層２０ｂの組成と近いことが好ましい。なお、第２磁気記録層２０ｂに適度な結晶歪みを誘発すると、結晶磁気異方性（Ｋｕ）が増大するので、この点を考慮して、適宜組成を調整することが望ましい。
【００３０】
第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとの間には、非磁性層２２を設ける。これにより、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となり、かつ、非磁性層に適切な材料及び膜厚を選択することにより、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向きが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。これにより、第１磁気記録層２０ａには、強い反磁界が加わる。すなわち、第１磁気記録層２０ａから漏洩する磁界強度は極めて低いものとなり、これにより、第１磁気記録層２０ａに起因するノイズを低下することができる。第１磁気記録層２０ａの膜厚が大きいと、第１磁気記録層２０ａ内の反磁界が低下し、第１磁気記録層２０ａから漏洩する磁界が大きくなってノイズが顕在化するので、この点からも第１磁気記録層２０ａは薄いことが望ましい。
【００３１】
本実施の形態においては、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１磁気記録層２０ａ及び／又は第２磁気記録層２０ｂが、複数層の磁気記録層で構成されていても良く、また、第１磁気記録層２０ａ及び／又は第２磁気記録層２０ｂが、層の厚さ方向に組成が異なる層（例えば、酸化物を含むグラニュラ膜である場合に、厚さ方向で酸化物の含有量が異なるもの）であっても良い。
【００３２】
非磁性層２２は、第１磁気記録層２０ａから第２磁気記録層２０ｂへのエピタキシャル成長を阻害しない程度に薄膜化することが好ましい。例えば、非磁性層２２の厚さは、０．１ｎｍ〜１ｎｍであることが好ましい。また、非磁性層２２の材料としては、Ｃｏとの間の良好なエピタキシャル成長を阻害しないという観点から、Ｒｕや、Ｒｕ化合物（ＲｕＯ，ＲｕＣｒ，ＲｕＣｏ，Ｒｕ−ＳｉＯ2，Ｒｕ−ＴｉＯ2，Ｒｕ−Ｃｒ2Ｏ3）などを用いることが望ましい。なお、非磁性層２２が極薄膜の場合、結晶の相図には現われない結晶系の形成も予想されるため、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂのエピタキシャル成長を阻害しない条件の下であれば、いかなる材料を用いても良い。
【００３３】
このように、磁気記録層２０を、下地層１８の上に、第１磁気記録層２０ａ、非磁性層２２及び第２磁気記録層２０ｂのこの順で積層して形成することにより、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂが磁気的に分離されるので、第２磁気記録層２０ｂの膜質改善、ひいては電磁変換特性におけるノイズを低減（ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）の改善）することができる。さらに、この構成によれば、静磁気的に第１磁気記録層２０ａからのノイズが発生せず、媒体全体の低ノイズ化を実現することができる。
【００３４】
補助記録層２４は、逆磁区核形成磁界Ｈｎ、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を目的とする。交換結合層２４としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔや、ＣｏＣｒＰｔＢ膜などを用いることができる。
【００３５】
付着層１２から補助記録層２４までは、ディスク基体１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて順次成膜を行う。生産性を考慮すると、インライン型成膜によりこれらの層や膜を形成することが好ましい。
【００３６】
媒体保護層２８は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を保護するための保護層である。媒体保護層２８を構成する材料としては、例えば、カーボン、ジルコニア、シリカなどが挙げられる。一般に、ＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタリング法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を保護することができる。
【００３７】
潤滑層３０は、例えば、液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じ加熱処理を行って形成する。
【００３８】
ここで、上記構成の垂直磁気記録媒体における非磁性層についてさらに詳述する。図２は、非磁性層２２であるＲｕ膜の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。ここでは、第１磁気記録層２０ａを厚さ２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜とし、第２磁気記録層２０ｂを厚さ１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2・ＳｉＯ2とし、非磁性層２２の膜厚を０．２ｎｍから１ｎｍの範囲で変化させている。また、図２には、比較例として、非磁性層２２を設けない場合もプロットした。
【００３９】
図２から分かるように、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成、すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂとの間に非磁性層２２が介在する構成を有する垂直磁気記録媒体は、ＳＮＲが非常に改善されていた。この現象について本発明らが鋭意検討したところ、第２磁気記録層２０ｂが、第１磁気記録層２０ａの構造を引き継いで、Ｃｏが柱状にエピタキシャル成長し、第２磁気記録層２０ｂに格子欠陥の少ないグラニュラ構造が形成されたからであるとの考察がなされた。一方で、第１磁気記録層２０ａは、格子欠陥の多い、すなわち電磁変換特性において、高ノイズを誘引する構造を有することが想定されるが、第１磁気記録層２０ａの膜厚が十分に薄く、かつ、非磁性層２２が存在しているので、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となる。かつ、非磁性層に適切な材料及び膜厚を選択しているので、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向きが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。このため、第１磁気記録層２０ａ内に大きな反磁界が生まれ、第１磁気記録層２０ａからは再生出力／ノイズのいずれにおいても寄与が低く、垂直磁気記録媒体全体として高ＳＮＲ化が達成されたものとの考察がなされた。
【００４０】
図３は、第１磁気記録層２０ａであるＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。ここでは、非磁性層２２を厚さ０．２ｎｍのＲｕ膜とし、第２磁気記録層２０ｂを厚さ１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ2・ＳｉＯ2とし、第１磁気記録層２０ａの膜厚を１ｎｍから６．５ｎｍの範囲で変化させている。また、図３には、比較例として、第１磁気記録層２０ａを設けない場合もプロットした。
【００４１】
図３から分かるように、第１磁気記録層２０ａの有無により、トラック幅に著しい改善が認められる。また、第１磁気記録層２０ａの膜厚が所望の膜厚（５ｎｍ）以上となると、ＳＮＲが低下する傾向が認められる。この結果は、図２における考察を裏付けるものである。
【００４２】
図４は、非磁性層膜厚を変化させたときの再生出力と非磁性層膜厚との間の関係を示す図である。図４から分かるように、第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成をとることにより、出力が低下することが確認された。これは、第１磁気記録層２０ａに加わる反磁界の増大により、第１磁気記録層２０ａから外部へ漏洩する磁界が低下し、再生出力／ノイズに寄与しないからであるとかんがえられる。この結果は、上記仮説を裏付けるものである。
【００４３】
図５は、本発明の垂直磁気記録媒体における磁気記録層を説明するための図である。第１磁気記録層２０ａ／非磁性層２２／第２磁気記録層２０ｂの構成をとることにより、第１磁気記録層２０ａと、第２磁気記録層２０ｂとが磁気的に分離された状態となる。そして、非磁性層２２に適切な材料及び膜厚を選択することにより、膜面垂直方向に反強磁性交換結合（ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling）が発生する。すなわち、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂの磁化の向き２０ｃが互いに向き合う方向に（反平行に）配置する。このため、第１磁気記録層２０ａ内に大きな反磁界が生まれ、第１磁気記録層２０ａからは再生出力／ノイズのいずれにおいても寄与が低く、垂直磁気記録媒体全体として高ＳＮＲ化が達成されたものと思われる。
【００４４】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例）
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てガラスディスクを作製し、このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施すことによりガラス基板を作製した。このガラス基板上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（CoTaZrFe/Ru/CoTaZrFe）、厚さ１０ｎｍのNiW膜、厚さ２０ｎｍのRu膜、厚さ２ｎｍのCoCrPt-Cr203膜、厚さ０．２ｎｍのRu膜、厚さ１０ｎｍのCoCrPt-TiO2・Si02膜、厚さ７ｎｍの補助記録層（CoCrPtB）を、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法により順次成膜した。
【００４５】
なお、第１磁気記録層２０ａの成膜においては、非磁性物質の例としての酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用い、第２磁気記録層２０ｂの成膜においては、非磁性物質の例としての酸化チタン（ＴｉＯ2）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いた。また、本実施例では、第１磁気記録層２０ａと第２磁気記録層２０ｂとで異なる材料（ターゲット）を用いているが、これに限定されず組成や種類が同じ材料を用いても良い。
【００４６】
次いで、交換結合層上にＣＶＤ法により厚さ５ｎｍのカーボン層を形成し、その上にディップ法により厚さ１．３ｎｍの潤滑層を形成して実施例の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４７】
得られた垂直磁気記録媒体について電磁変換特性評価を行った。電磁変換特性評価は、スピンスタンドを用いて磁気ヘッドによる記録再生特性を調べることにより行った。具体的には、記録周波数を変えて記録密度を変化させて信号を記録し、この信号の再生出力を読み取ることにより調べた。なお、磁気ヘッドとしては、垂直記録用単磁極ヘッド（記録用）、ＧＭＲヘッド（再生用）が一体となった垂直記録用マージ型ヘッドを用いた。その結果、ＳＮＲは１７．６ｄＢであった。これは、第１磁気記録層に強い反磁界が加わり、これにより、第１磁気記録層に起因するノイズが低下したからであると考えられる。
【００４８】
（比較例）
磁気記録層を分断する非磁性層を設けずに、磁気記録層として、厚さ２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ2Ｏ3膜を用いること以外は実施例と同様にして比較例の垂直磁気記録媒体を作製した。得られた垂直磁気記録媒体について実施例と同様にして電磁変換特性評価を行った。その結果、ＳＮＲは１６．９ｄＢであった。これは、非磁性層がないために、磁気記録層に起因するノイズを低下させられなかったからであると考えられる。
【００４９】
本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。例えば、磁性記録層及び補助記録層は、特にその構造に限定はされないが、好ましくは磁性記録層がグラニュラ構造を有する少なくとも一つの磁性層であって、補助記録層はグラニュラ構造を有するものや、連続膜、グラニュラ層よりも粒子の孤立化の程度が少ない、いわゆるキャップ層や、結晶構造を有さないアモルファス層を用いることができる。また、上記実施の形態における層構成、部材の材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
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として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図２】非磁性層膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。
【図３】第１磁気記録層の膜厚を変化させたときのＳＮＲとトラック幅との間の関係を示す図である。
【図４】非磁性層膜厚を変化させたときの再生出力と非磁性層膜厚との間の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の磁気記録層を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ディスク基体
１２ 付着層
１４ 軟磁性層
１４ａ 第１軟磁性層
１４ｂ スぺ−サ層
１４ｃ 第２軟磁性層
１６ 配向制御層
１８ 下地層
１８ａ 第１下地層
１８ｂ 第２下地層
２０ 磁気記録層
２０ａ 第１磁気記録層
２０ｂ 第２磁気記録層
２０ｃ 磁化の向き
２２ 非磁性層
２４ 補助記録層
２８ 媒体保護層
３０ 潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成さ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。
【請求項３】
前記第１磁気記録層の厚さが５ｎｍ以下であり、前記非磁性層の厚さが０．１ｎｍ〜１ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくともＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第１磁気記録層と、前記第１磁気記録層上に設けられた非磁性層と、前記非磁性層上に設けられたＣｏを含有する柱状の磁性粒子間に非磁性の粒界部を有するグラニュラ構造の第２磁気記録層と、前記第２磁気記録層上に設けられた補助記録層と、を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成さ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。
【請求項３】
前記第１磁気記録層の厚さが５ｎｍ以下であり、前記非磁性層の厚さが０．１ｎｍ〜１ｎｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３４６０３（Ｐ２０１１−３４６０３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９３６５９（Ｐ２００８−９３６５９）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]