垂直磁気記録媒体
【課題】保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を実現可能にする。
【解決手段】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、軟磁性層１３０と、Ｎｉを主成分とし、Ｗ、Ｂを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素のうち１つ以上の元素を含有する前下地層１４０と、ＲｕまたはＲｕ合金を主成分とする下地層１５０と、ＣｏＣｒＰｔ系の磁性粒子と非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層１６０と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】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、軟磁性層１３０と、Ｎｉを主成分とし、Ｗ、Ｂを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素のうち１つ以上の元素を含有する前下地層１４０と、ＲｕまたはＲｕ合金を主成分とする下地層１５０と、ＣｏＣｒＰｔ系の磁性粒子と非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層１６０と、を備えたことを特徴とする。
【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インチ径の垂直磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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４５０ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
垂直磁気記録媒体の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（ＯＷ特性）やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）などの電磁変換特性の向上、トラック幅の狭小化などの様々なものがある。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。
【０００４】
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。中でも粒径の微細化は、記録ビットの境界の磁化遷移領域ノイズの低減に効果的である。
【０００５】
また高記録密度化するためには、トラック幅を狭くする必要がある。トラック幅を狭くするためには、書きにじみを減らす必要があるため保磁力Ｈｃを高くする必要がある。保磁力Ｈｃを高めるためには、まず磁気記録層の膜厚を厚くすることが考えられるが、この場合はＳＮＲおよびＯＷ特性が低下するというトレードオフがある。保磁力Ｈｃを向上させるための他の手段の１つとして、磁性粒子の結晶配向性を向上させることが考えられる。
【０００６】
従来からも磁気記録層の結晶配向性を向上させるために、Ｒｕ等からなる下地層（中間層と言われる場合もある）を設けたり（例えば特許文献１）、さらにその下にｆｃｃ構造の前下地層（シード層と言われる場合もある）を設けたりした構成が知られている（例えば特許文献２）。特許文献２では、軟磁性膜が非晶質構造、下地膜（前下地層に相当する）をＮｉＷ合金、中間膜（下地層に相当する）をＲｕ合金とすることにより、生産性に優れ、かつ高密度の情報の記録再生が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置を提供できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７?３３４８３２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年求められている３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタを超える磁気記録媒体では、従来の２５０ＧＢｙｔｅ／プラッタの磁気記録媒体よりもさらなる高周波ノイズ対策が必要となる。すなわち、従来の記録密度であれば支障なく読み書きできていた媒体であっても、高記録密度化および高速化に伴って信号の読み書きが高周波化すると、書き込みが不十分となって信号が弱くなり、また読み出す際の信号もノイズのために判然としなくなり、結果的に読み書きができなくなってしまうという問題がある。したがって、さらに高いＳＮＲ、保磁力Ｈｃが必要となる。
【０００９】
さらに、常温では十分な保磁力を発揮する磁気記録層であっても、磁性粒子が微細化するとキュリー温度が低下し、ハードディスクの動作温度（例えば６０℃）では容易に磁化反転するようになってしまう。このため、あるトラックに信号を書き込む際に隣接するトラックの信号も書き換わってしまう、いわゆる高温フリンジといわれる現象が発生してしまう。故に、トラック幅が小さくなったとしても、結局ＴＰＩ(Track per Inch)を高めることができなくなってしまう。高温フリンジ耐性を高めるためには、逆磁区核形成磁界Ｈｎをさらに高める必要がある。保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎはおおむね同時に増減するため、逆磁区核形成磁界Ｈｎは保磁力Ｈｃと同様に結晶配向性を向上させることによって高めることができる。
【００１０】
しかし、ＳＮＲを向上させるために磁性粒子の微細化を推進すると、結晶配向性が低下する傾向にある。これは、グラニュラ構造を有する磁気記録層において柱状に成長する磁性粒子があまりに細くなると、順調にエピタキシャル成長できなくなってしまうためと考えられる。したがって、ＳＮＲの向上と、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎの向上とを両立させることは難しい。
【００１１】
そこで本発明は、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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】
【００１２】
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、軟磁性層と、Ｎｉを主成分とし、Ｗと、Ｂとを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素から１つ以上の元素を含有する前下地層と、ＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、前下地層において、ＮｉＷ合金にＢを含有させることによって微細化を図り、またＡ群の元素を含有させることによって結晶配向性を向上させることができる。このため、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を図ることができる。
【００１４】
前下地層において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％以下であることが好ましい。これらの範囲において、好適に本発明の効果を得ることができる。Ｂの含有量が３ａｔ％より多くなると、ＳＮＲが却って低下してしまうためである。これは、微細化が過度に進行するためと考えられる。またＡ群の元素が合計５ａｔ％より多くなると、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎが、含有させない場合よりも却って低下してしまうためである。これは、Ｎｉの含有量が少なくなるために結晶配向性が低下してしまうためと考えられる。
【００１５】
軟磁性層と前下地層の間に、非晶質構造をなす非晶質金属層を備えていることが好ましい。これにより前下地層を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層の微細な結晶粒から受ける影響を遮断することができ、所望の結晶を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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】
【００１７】
【図１】第１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】含有するＡ群の元素の有無による比較を説明する図である。
【図３】Ｂの含有量による比較を説明する図である。
【図４】Ｚｒの含有量による比較を説明する図である。
【図５】非晶質金属層の有無による比較を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
［第１実施形態］
【００１９】
（垂直磁気記録媒体）
図１は、第１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１２０、軟磁性層１３０（第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３）、非晶質金属層１３８、前下地層１４０、下地層１５０、グラニュラ磁性層１６０、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。
【００２０】
ディスク基体１１０は、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。
【００２１】
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１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００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。
【００２２】
付着層１２０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１３０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１２０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（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば６〜８ｎｍ程度とすることができる。
【００２３】
付着層１２０の組成としては、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ＣｒＴｉ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１２０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。
【００２４】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式においてグラニュラ磁性層１６０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１３０は第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３の間に非磁性のスペーサ層１３２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することができる。これにより軟磁性層１３０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１３０から生じるノイズを低減することができる。軟磁性層１３０の膜厚は、第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３がそれぞれ１５〜３０ｎｍ程度、スペーサ層１３２が０．３〜０．９ｎｍ程度とすることができる。第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３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、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００２５】
非晶質金属層１３８は非晶質（アモルファス）の層であって、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の微細な結晶粒から受ける影響を遮断する役割を有している。非晶質金属層１３８は、ＮｉもしくはＮｉ化合物からなり、例えばＮｉＴａまたはＮｉＴｉから構成されるとよい。また非晶質金属層１３８の膜厚は、１ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。非晶質金属層１３８の厚みが１ｎｍよりも薄い場合、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の微細な結晶粒から受ける影響を遮断できなくなるおそれがある。また非晶質金属層１３８の厚みが３ｎｍよりも厚い場合、不必要に磁気ヘッドから軟磁性層までの距離（磁気的スペーシング）が増大してオーバーライト特性を低下させてしまうおそれがある。
【００２６】
前下地層１４０（シード層ともいわれる）は、非磁性の合金層であり、軟磁性層１３０を防護する作用と、この上に成膜される下地層１５０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。
【００２７】
本実施形態において前下地層１４０は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ、Ｂを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素のうち１つ以上の元素を含有する。具体例としては、ＮｉＷＢＺｒ、ＮｉＷＢＡＬ、ＮｉＷＢＳｉ、ＮｉＷＢＺｒＡＬ、ＮｉＷＢＺｒＳｉなどを挙げることができる。
【００２８】
上記構成によれば、ＮｉＷ合金にＢを含有させることによって微細化を図り、またＡ群の元素を含有させることによって結晶配向性を向上させることができるため、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上させることができ、さらなる高記録密度化を図ることができる。一般的には微細化すると保磁力Ｈｃなどは低下するところ、それでも向上させることができるのは、Ａ群の元素を含有させることによって前下地層のＮi結晶のｆｃｃ構造の（１１１）面が、より多くディスク基体１１０の主表面と平行な面に現れるためと考えられる。具体的には、Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-Ray Diffraction）における（２００）面に対する（１１１）面の積分強度比が高くなるためと考えられる。ｆｃｃ構造は（１１１）面においてｈｃｐ構造と同様の六角形の原子配置が出現するため、これを基礎としてその上の下地層１５０のＲｕの結晶が成長することができる。したがって、下地層１５０、ひいてはグラニュラ磁性層１６０の結晶配向性を向上させることができる。
【００２９】
ここで、上述のように非晶質金属層１３８を備えていることにより、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の結晶から受ける影響を遮断することができる。したがって前下地層１４０の結晶成長が阻害されることがなく、所望の結晶を自由に形成することができる。
【００３０】
前下地層１４０において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％以下であることが好ましい。これらの範囲において、好適に本発明の効果を得ることができる。Ｂの含有量が３ａｔ％より多くなると、ＳＮＲが却って低下してしまうためである。これは、微細化が過度に進行するためと考えられる。またＡ群の元素が合計５ａｔ％より多くなると、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎが、含有させない場合よりも却って低下してしまうためである。これは、Ｎｉの含有量が少なくなるために結晶配向性が低下してしまうためと考えられる。なお、Ｗの含有量が１０ａｔ％より多くなると、前下地層が非晶質（アモルファス）になってしまうため、Ｗの含有量は１０ａｔ％以下であることが好ましい。
【００３１】
下地層１５０はＲｕまたはＲｕ合金を主成分とするｈｃｐ構造であって、グラニュラ磁性層１６０のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラ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１５０の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１５０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、グラニュラ磁性層１６０の配向性を向上させることができる。下地層１５０の膜厚は、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。下地層１５０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を主成分とするグラニュラ磁性層１６０を良好に配向させることができる。
【００３２】
さらに、下地層１５０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、グラニュラ磁性層１６０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。
【００３３】
グラニュラ磁性層１６０はＣｏＣｒＰｔ系の磁性粒子と非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有している。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２、ＴｉＯ２、を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。
【００３４】
グラニュラ磁性層１６０ではＳｉＯ２によって孤立微細化を図ると共にＴｉＯ２によってＳＮＲの向上を図っている。グラニュラ磁性層１６０の膜厚は、必要な保磁力を得られる厚さとする。特に、磁気ヘッドから軟磁性層１３０までの距離であるスペーシングロスを低減させる目的から、１２ｎｍ以下とすると好適である。
【００３５】
なお、上記に示したグラニュラ磁性層１６０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。粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化コバルト（ＣｏＯまたはＣｏ３Ｏ４）、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。さらに本実施形態では、グラニュラ磁性層１６０において３種類の酸化物を用いているが、これに限定されるものではなく、いずれの層においても１種類の酸化物としたり、または２種類以上の酸化物を複合したりすることも可能である。
【００３６】
分断層１７０はグラニュラ磁性層１６０の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、これらの層の磁性をほぼ分断する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、若干であれば弱い磁性を有していてもよい。
【００３７】
分断層１７０の磁性に対する作用としては、グラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０との磁性を分断し、これらの間の交換結合の強さを調整する。これによりグラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０の間、およびグラニュラ磁性層１６０の隣接する磁性粒子の間での磁気的な接続を弱め、補助記録層１８０に起因するノイズを低減することができる。したがって、保磁力Ｈｃとオーバーライト特性を維持しつつ、ＳＮＲの向上、トラック幅の狭小化を図ることができる。
【００３８】
また分断層１７０の結晶構造に対する作用としては、補助記録層１８０の結晶粒子の分離を促進する。補助記録層１８０は後述するように面内方向に磁気的に連続した磁性層であるが、結晶粒子の粒界（酸化物ではない）が明瞭となり、磁化反転の単位が小さくなり、また磁壁も狭くなる。これによりＳＮＲを向上させることができる。良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０は０．３〜０．９ｎｍの膜厚であることが好ましい。
【００３９】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、Ｒｕ合金を主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ合金とは、Ｒｕに他の金属元素を添加したものであるが、さらに酸素を含んだり、酸化物を添加したりしたものもＲｕ合金に含まれる。具体例としては、ＲｕＣｏ、ＲｕＷＯ３、ＲｕＴｉＯ２、ＲｕＯなどを含有させたターゲットを用いて成膜することができる。分断層１７０に酸素を含ませた場合には、多量の酸化物を含むグラニュラ磁性層１６０と、酸素を含まない補助記録層１８０との間で、磁気的および構造的な橋渡しとなる。
【００４０】
また分断層１７０は、Ｃｏを含んでいてもよい。具体例としては、ＲｕＣｏを挙げることができる。特にＲｕＣｏは、Ｃｏがグラニュラ磁性層１６０から補助記録層１８０に向かって結晶配向性を継承することができ、ＳＮＲの向上に優れている。
【００４１】
補助記録層１８０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１８０はグラニュラ磁性層１６０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１８０の膜厚は、例えば５〜７ｎｍとすることができる。補助記録層１８０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。
【００４２】
補助記録層１８０はグラニュラ磁性層１６０の磁性粒子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、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１８０は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高い材料であることが望ましい。また磁性粒子と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）が磁性粒子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。
【００４３】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が連続しており、磁性粒子が酸化物などの非磁性物質によって微細化（分離孤立化）されていないことを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体から構成される記録ビットにまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において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。
【００４４】
保護層１９０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。保護層１９０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。保護層１９０の膜厚は、例えば４〜６ｎｍとすることができる。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。
【００４５】
潤滑層２００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、保護層１９０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２００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、保護層１９０の損傷や欠損を防止することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば１．３〜１．４ｎｍとすることができる。
【００４６】
（実施例）
上記構成の垂直磁気記録媒体１００の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
【００４７】
実施例として、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１２０から補助記録層１３２まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０はＣｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３はそれぞれ９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを２０ｎｍ成膜し、スペーサ層１３２はＲｕを０．７ｎｍ成膜した。非晶質金属層１３８および前下地層１４０は、下記に示すように実施例と比較例を作成して比較した。下地層１５０は０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。グラニュラ磁性層１６０は、９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を２ｎｍ成膜した上に３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。分断層１７０は０．３ｎｍのＲｕを成膜した。補助記録層１８０は６ｎｍの６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１９０はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて成膜し、表層を窒化処理した。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００４８】
図２は含有するＡ群の元素の有無による比較を説明する図である。図２において比較例１は前下地層１４０の組成をＮｉ−４Ｗとしたもの、比較例２はＮｉ−４Ｗ−１Ｂとしたもの、比較例３はＮｉ−４Ｗ−１Ｚｒとしたものである。一方、実施例１は前下地層１４０の組成をＮｉ−４Ｗ−１Ｚｒ−１Ｂとしたもの、実施例２はＮｉ−４Ｗ−１ＡＬ−１Ｂとしたもの、実施例３はＮｉ−４Ｗ−１Ｓｉ−１Ｂとしたものである。なお比較例１〜３および実施例１の全てにおいて、非晶質金属層１３８は設けず、前下地層１４０の膜厚は８ｎｍとした。なお実施例２〜３および比較例１〜３では、グラニュラ磁性層１６０の膜厚を調節することにより保磁力Ｈｃを変化させ、トラック幅ＭＷＷを実施例１とほぼ同等に揃えた。
【００４９】
図２において比較例１と比較例２とを比較すれば、Ｂを１ａｔ％含有させることにより、ＳＮＲが若干向上している。これは、Ｂの添加によって前下地層１４０の結晶が微細化された結果、グラニュラ磁性層１６０の磁性粒子も微細化されたためと考えられる。しかしこの程度のＳＮＲの向上では不十分である。
【００５０】
次に比較例１と比較例３とを比較すれば、Ｚｒを１ａｔ％含有させたことにより、ＳＮＲが若干向上し、Ｈｎが大幅に向上している。これは、Ｚｒの添加によって前下地層１４０の（１１１）面の結晶配向性が良くなった結果、グラニュラ磁性層１６０の磁性粒子の結晶配向性が向上したものと考えられる。しかしこれだけでは、ＳＮＲの上げ幅が小さいため、希望する高記録密度化には不足している。
【００５１】
次に比較例１と実施例１とを比較すれば、ＢとＺｒの両方を１ａｔ％ずつ含有させたことにより、ＳＮＲは最も大きく向上し、Ｈｎも向上している。これは、Ｂによって磁性粒子の微細化が進行しても、Ｚｒによって結晶配向性が大幅に向上することから、微細化と結晶配向性が両立され、結果ＳＮＲとＨｎの両立が可能となったものである。なお比較例２よりもＳＮＲが高いのは、これも結晶配向性が低下せずに微細化できた効果であると考えられる。
【００５２】
実施例２および実施例３では、いずれも比較例以上のＳＮＲを実現している。したがってＡ群の元素としては、Ｚｒのみではなく、ＡＬ、Ｓｉも選択可能であることが確認された。
【００５３】
図３はＢの含有量による比較を説明する図である。実施例１はＢを１ａｔ％含有させた構成であるが、実施例４は３ａｔ％、比較例４は５ａｔ％のＢを含有させている。なお、Ｂが増加した分は、主成分であるＮｉが減少している。図３においてＳＮＲを参照すれば、Ｂを５ａｔ％添加すると大きく低下した。したがって、Ｂの含有量は３ａｔ％以下が好ましいことがわかる。
【００５４】
図４はＺｒの含有量による比較を説明する図である。実施例１はＺｒを１ａｔ％含有させた構成であるが、実施例５は３ａｔ％、実施例６は５ａｔ％、比較例５は１０ａｔ％のＺｒを含有させている。なお、Ｚｒが増加した分は、主成分であるＮｉが減少している。図４においてＨｎを参照すれば、実施例５ではＨｎが若干増加しているが、実施例６では低下し始めており、比較例５では大幅に低下した。また、比較例５では、Ｈｃ及びＳＮＲも大幅に低下した。したがって、Ｚｒの含有量は５ａｔ％以下が好ましいことがわかる。
【００５５】
図５は、実施例１及び５のそれぞれに非晶質金属層１３８を挿入した、実施例７及び８の結果を説明する図である。非晶質金属層１３８は、軟磁性層１３０と前下地層１４０との間に設けている。なお、非晶質金属層１３８としては、Ｎｉ−５０Ｔａを１．４ｎｍ成膜し、同時に、前下地層１４０の膜厚を７．５ｎｍとした。
【００５６】
図５と実施例１及び５を参照すれば、非晶質金属層１３８を設けることによって、Ｈｃ、Ｈｎ、およびＳＮＲのいずれもが、さらに向上している。特にＨｃ、Ｈｎが向上していることから、結晶配向性が向上しているものと考えられる。このことから、非晶質金属層１３８の有効性を確認することができた。これは上述したように、非晶質金属層１３８を備えていることにより、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の結晶から受ける影響を遮断したものと考えられる。
【００５７】
以上、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】
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
１００ …垂直磁気記録媒体
１１０ …ディスク基体
１２０ …付着層
１３０ …軟磁性層
１３１ …第１軟磁性層
１３２ …スペーサ層
１３３ …第２軟磁性層
１３８ …非晶質金属層
１４０ …前下地層
１５０ …下地層
１６０ …グラニュラ磁性層
１７０ …分断層
１８０ …補助記録層
１９０ …保護層
２００ …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インチ径の垂直磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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４５０ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
垂直磁気記録媒体の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（ＯＷ特性）やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）などの電磁変換特性の向上、トラック幅の狭小化などの様々なものがある。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。
【０００４】
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。中でも粒径の微細化は、記録ビットの境界の磁化遷移領域ノイズの低減に効果的である。
【０００５】
また高記録密度化するためには、トラック幅を狭くする必要がある。トラック幅を狭くするためには、書きにじみを減らす必要があるため保磁力Ｈｃを高くする必要がある。保磁力Ｈｃを高めるためには、まず磁気記録層の膜厚を厚くすることが考えられるが、この場合はＳＮＲおよびＯＷ特性が低下するというトレードオフがある。保磁力Ｈｃを向上させるための他の手段の１つとして、磁性粒子の結晶配向性を向上させることが考えられる。
【０００６】
従来からも磁気記録層の結晶配向性を向上させるために、Ｒｕ等からなる下地層（中間層と言われる場合もある）を設けたり（例えば特許文献１）、さらにその下にｆｃｃ構造の前下地層（シード層と言われる場合もある）を設けたりした構成が知られている（例えば特許文献２）。特許文献２では、軟磁性膜が非晶質構造、下地膜（前下地層に相当する）をＮｉＷ合金、中間膜（下地層に相当する）をＲｕ合金とすることにより、生産性に優れ、かつ高密度の情報の記録再生が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置を提供できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７?３３４８３２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年求められている３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタを超える磁気記録媒体では、従来の２５０ＧＢｙｔｅ／プラッタの磁気記録媒体よりもさらなる高周波ノイズ対策が必要となる。すなわち、従来の記録密度であれば支障なく読み書きできていた媒体であっても、高記録密度化および高速化に伴って信号の読み書きが高周波化すると、書き込みが不十分となって信号が弱くなり、また読み出す際の信号もノイズのために判然としなくなり、結果的に読み書きができなくなってしまうという問題がある。したがって、さらに高いＳＮＲ、保磁力Ｈｃが必要となる。
【０００９】
さらに、常温では十分な保磁力を発揮する磁気記録層であっても、磁性粒子が微細化するとキュリー温度が低下し、ハードディスクの動作温度（例えば６０℃）では容易に磁化反転するようになってしまう。このため、あるトラックに信号を書き込む際に隣接するトラックの信号も書き換わってしまう、いわゆる高温フリンジといわれる現象が発生してしまう。故に、トラック幅が小さくなったとしても、結局ＴＰＩ(Track per Inch)を高めることができなくなってしまう。高温フリンジ耐性を高めるためには、逆磁区核形成磁界Ｈｎをさらに高める必要がある。保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎはおおむね同時に増減するため、逆磁区核形成磁界Ｈｎは保磁力Ｈｃと同様に結晶配向性を向上させることによって高めることができる。
【００１０】
しかし、ＳＮＲを向上させるために磁性粒子の微細化を推進すると、結晶配向性が低下する傾向にある。これは、グラニュラ構造を有する磁気記録層において柱状に成長する磁性粒子があまりに細くなると、順調にエピタキシャル成長できなくなってしまうためと考えられる。したがって、ＳＮＲの向上と、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎの向上とを両立させることは難しい。
【００１１】
そこで本発明は、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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】
【００１２】
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、軟磁性層と、Ｎｉを主成分とし、Ｗと、Ｂとを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素から１つ以上の元素を含有する前下地層と、ＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、前下地層において、ＮｉＷ合金にＢを含有させることによって微細化を図り、またＡ群の元素を含有させることによって結晶配向性を向上させることができる。このため、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を図ることができる。
【００１４】
前下地層において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％以下であることが好ましい。これらの範囲において、好適に本発明の効果を得ることができる。Ｂの含有量が３ａｔ％より多くなると、ＳＮＲが却って低下してしまうためである。これは、微細化が過度に進行するためと考えられる。またＡ群の元素が合計５ａｔ％より多くなると、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎが、含有させない場合よりも却って低下してしまうためである。これは、Ｎｉの含有量が少なくなるために結晶配向性が低下してしまうためと考えられる。
【００１５】
軟磁性層と前下地層の間に、非晶質構造をなす非晶質金属層を備えていることが好ましい。これにより前下地層を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層の微細な結晶粒から受ける影響を遮断することができ、所望の結晶を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上することにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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】
【００１７】
【図１】第１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】含有するＡ群の元素の有無による比較を説明する図である。
【図３】Ｂの含有量による比較を説明する図である。
【図４】Ｚｒの含有量による比較を説明する図である。
【図５】非晶質金属層の有無による比較を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
［第１実施形態］
【００１９】
（垂直磁気記録媒体）
図１は、第１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１２０、軟磁性層１３０（第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３）、非晶質金属層１３８、前下地層１４０、下地層１５０、グラニュラ磁性層１６０、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。
【００２０】
ディスク基体１１０は、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。
【００２１】
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１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００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。
【００２２】
付着層１２０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１３０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１２０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（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば６〜８ｎｍ程度とすることができる。
【００２３】
付着層１２０の組成としては、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ＣｒＴｉ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１２０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。
【００２４】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式においてグラニュラ磁性層１６０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１３０は第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３の間に非磁性のスペーサ層１３２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することができる。これにより軟磁性層１３０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１３０から生じるノイズを低減することができる。軟磁性層１３０の膜厚は、第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３がそれぞれ１５〜３０ｎｍ程度、スペーサ層１３２が０．３〜０．９ｎｍ程度とすることができる。第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３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、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００２５】
非晶質金属層１３８は非晶質（アモルファス）の層であって、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の微細な結晶粒から受ける影響を遮断する役割を有している。非晶質金属層１３８は、ＮｉもしくはＮｉ化合物からなり、例えばＮｉＴａまたはＮｉＴｉから構成されるとよい。また非晶質金属層１３８の膜厚は、１ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。非晶質金属層１３８の厚みが１ｎｍよりも薄い場合、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の微細な結晶粒から受ける影響を遮断できなくなるおそれがある。また非晶質金属層１３８の厚みが３ｎｍよりも厚い場合、不必要に磁気ヘッドから軟磁性層までの距離（磁気的スペーシング）が増大してオーバーライト特性を低下させてしまうおそれがある。
【００２６】
前下地層１４０（シード層ともいわれる）は、非磁性の合金層であり、軟磁性層１３０を防護する作用と、この上に成膜される下地層１５０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。
【００２７】
本実施形態において前下地層１４０は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ、Ｂを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素のうち１つ以上の元素を含有する。具体例としては、ＮｉＷＢＺｒ、ＮｉＷＢＡＬ、ＮｉＷＢＳｉ、ＮｉＷＢＺｒＡＬ、ＮｉＷＢＺｒＳｉなどを挙げることができる。
【００２８】
上記構成によれば、ＮｉＷ合金にＢを含有させることによって微細化を図り、またＡ群の元素を含有させることによって結晶配向性を向上させることができるため、保磁力Ｈｃと逆磁区核形成磁界Ｈｎ、およびＳＮＲを総合的に向上させることができ、さらなる高記録密度化を図ることができる。一般的には微細化すると保磁力Ｈｃなどは低下するところ、それでも向上させることができるのは、Ａ群の元素を含有させることによって前下地層のＮi結晶のｆｃｃ構造の（１１１）面が、より多くディスク基体１１０の主表面と平行な面に現れるためと考えられる。具体的には、Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-Ray Diffraction）における（２００）面に対する（１１１）面の積分強度比が高くなるためと考えられる。ｆｃｃ構造は（１１１）面においてｈｃｐ構造と同様の六角形の原子配置が出現するため、これを基礎としてその上の下地層１５０のＲｕの結晶が成長することができる。したがって、下地層１５０、ひいてはグラニュラ磁性層１６０の結晶配向性を向上させることができる。
【００２９】
ここで、上述のように非晶質金属層１３８を備えていることにより、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の結晶から受ける影響を遮断することができる。したがって前下地層１４０の結晶成長が阻害されることがなく、所望の結晶を自由に形成することができる。
【００３０】
前下地層１４０において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％以下であることが好ましい。これらの範囲において、好適に本発明の効果を得ることができる。Ｂの含有量が３ａｔ％より多くなると、ＳＮＲが却って低下してしまうためである。これは、微細化が過度に進行するためと考えられる。またＡ群の元素が合計５ａｔ％より多くなると、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎが、含有させない場合よりも却って低下してしまうためである。これは、Ｎｉの含有量が少なくなるために結晶配向性が低下してしまうためと考えられる。なお、Ｗの含有量が１０ａｔ％より多くなると、前下地層が非晶質（アモルファス）になってしまうため、Ｗの含有量は１０ａｔ％以下であることが好ましい。
【００３１】
下地層１５０はＲｕまたはＲｕ合金を主成分とするｈｃｐ構造であって、グラニュラ磁性層１６０のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラ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１５０の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１５０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、グラニュラ磁性層１６０の配向性を向上させることができる。下地層１５０の膜厚は、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。下地層１５０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を主成分とするグラニュラ磁性層１６０を良好に配向させることができる。
【００３２】
さらに、下地層１５０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、グラニュラ磁性層１６０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。
【００３３】
グラニュラ磁性層１６０はＣｏＣｒＰｔ系の磁性粒子と非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有している。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ２、ＴｉＯ２、を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。
【００３４】
グラニュラ磁性層１６０ではＳｉＯ２によって孤立微細化を図ると共にＴｉＯ２によってＳＮＲの向上を図っている。グラニュラ磁性層１６０の膜厚は、必要な保磁力を得られる厚さとする。特に、磁気ヘッドから軟磁性層１３０までの距離であるスペーシングロスを低減させる目的から、１２ｎｍ以下とすると好適である。
【００３５】
なお、上記に示したグラニュラ磁性層１６０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。粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＸＯＹ）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化コバルト（ＣｏＯまたはＣｏ３Ｏ４）、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。さらに本実施形態では、グラニュラ磁性層１６０において３種類の酸化物を用いているが、これに限定されるものではなく、いずれの層においても１種類の酸化物としたり、または２種類以上の酸化物を複合したりすることも可能である。
【００３６】
分断層１７０はグラニュラ磁性層１６０の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、これらの層の磁性をほぼ分断する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、若干であれば弱い磁性を有していてもよい。
【００３７】
分断層１７０の磁性に対する作用としては、グラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０との磁性を分断し、これらの間の交換結合の強さを調整する。これによりグラニュラ磁性層１６０と補助記録層１８０の間、およびグラニュラ磁性層１６０の隣接する磁性粒子の間での磁気的な接続を弱め、補助記録層１８０に起因するノイズを低減することができる。したがって、保磁力Ｈｃとオーバーライト特性を維持しつつ、ＳＮＲの向上、トラック幅の狭小化を図ることができる。
【００３８】
また分断層１７０の結晶構造に対する作用としては、補助記録層１８０の結晶粒子の分離を促進する。補助記録層１８０は後述するように面内方向に磁気的に連続した磁性層であるが、結晶粒子の粒界（酸化物ではない）が明瞭となり、磁化反転の単位が小さくなり、また磁壁も狭くなる。これによりＳＮＲを向上させることができる。良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０は０．３〜０．９ｎｍの膜厚であることが好ましい。
【００３９】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、Ｒｕ合金を主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ合金とは、Ｒｕに他の金属元素を添加したものであるが、さらに酸素を含んだり、酸化物を添加したりしたものもＲｕ合金に含まれる。具体例としては、ＲｕＣｏ、ＲｕＷＯ３、ＲｕＴｉＯ２、ＲｕＯなどを含有させたターゲットを用いて成膜することができる。分断層１７０に酸素を含ませた場合には、多量の酸化物を含むグラニュラ磁性層１６０と、酸素を含まない補助記録層１８０との間で、磁気的および構造的な橋渡しとなる。
【００４０】
また分断層１７０は、Ｃｏを含んでいてもよい。具体例としては、ＲｕＣｏを挙げることができる。特にＲｕＣｏは、Ｃｏがグラニュラ磁性層１６０から補助記録層１８０に向かって結晶配向性を継承することができ、ＳＮＲの向上に優れている。
【００４１】
補助記録層１８０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１８０はグラニュラ磁性層１６０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１８０の膜厚は、例えば５〜７ｎｍとすることができる。補助記録層１８０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。
【００４２】
補助記録層１８０はグラニュラ磁性層１６０の磁性粒子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、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１８０は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高い材料であることが望ましい。また磁性粒子と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）が磁性粒子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。
【００４３】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が連続しており、磁性粒子が酸化物などの非磁性物質によって微細化（分離孤立化）されていないことを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体から構成される記録ビットにまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において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。
【００４４】
保護層１９０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。保護層１９０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。保護層１９０の膜厚は、例えば４〜６ｎｍとすることができる。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。
【００４５】
潤滑層２００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、保護層１９０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２００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、保護層１９０の損傷や欠損を防止することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば１．３〜１．４ｎｍとすることができる。
【００４６】
（実施例）
上記構成の垂直磁気記録媒体１００の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
【００４７】
実施例として、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１２０から補助記録層１３２まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０はＣｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３はそれぞれ９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを２０ｎｍ成膜し、スペーサ層１３２はＲｕを０．７ｎｍ成膜した。非晶質金属層１３８および前下地層１４０は、下記に示すように実施例と比較例を作成して比較した。下地層１５０は０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。グラニュラ磁性層１６０は、９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を２ｎｍ成膜した上に３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１２ｎｍ成膜した。分断層１７０は０．３ｎｍのＲｕを成膜した。補助記録層１８０は６ｎｍの６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１９０はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて成膜し、表層を窒化処理した。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。
【００４８】
図２は含有するＡ群の元素の有無による比較を説明する図である。図２において比較例１は前下地層１４０の組成をＮｉ−４Ｗとしたもの、比較例２はＮｉ−４Ｗ−１Ｂとしたもの、比較例３はＮｉ−４Ｗ−１Ｚｒとしたものである。一方、実施例１は前下地層１４０の組成をＮｉ−４Ｗ−１Ｚｒ−１Ｂとしたもの、実施例２はＮｉ−４Ｗ−１ＡＬ−１Ｂとしたもの、実施例３はＮｉ−４Ｗ−１Ｓｉ−１Ｂとしたものである。なお比較例１〜３および実施例１の全てにおいて、非晶質金属層１３８は設けず、前下地層１４０の膜厚は８ｎｍとした。なお実施例２〜３および比較例１〜３では、グラニュラ磁性層１６０の膜厚を調節することにより保磁力Ｈｃを変化させ、トラック幅ＭＷＷを実施例１とほぼ同等に揃えた。
【００４９】
図２において比較例１と比較例２とを比較すれば、Ｂを１ａｔ％含有させることにより、ＳＮＲが若干向上している。これは、Ｂの添加によって前下地層１４０の結晶が微細化された結果、グラニュラ磁性層１６０の磁性粒子も微細化されたためと考えられる。しかしこの程度のＳＮＲの向上では不十分である。
【００５０】
次に比較例１と比較例３とを比較すれば、Ｚｒを１ａｔ％含有させたことにより、ＳＮＲが若干向上し、Ｈｎが大幅に向上している。これは、Ｚｒの添加によって前下地層１４０の（１１１）面の結晶配向性が良くなった結果、グラニュラ磁性層１６０の磁性粒子の結晶配向性が向上したものと考えられる。しかしこれだけでは、ＳＮＲの上げ幅が小さいため、希望する高記録密度化には不足している。
【００５１】
次に比較例１と実施例１とを比較すれば、ＢとＺｒの両方を１ａｔ％ずつ含有させたことにより、ＳＮＲは最も大きく向上し、Ｈｎも向上している。これは、Ｂによって磁性粒子の微細化が進行しても、Ｚｒによって結晶配向性が大幅に向上することから、微細化と結晶配向性が両立され、結果ＳＮＲとＨｎの両立が可能となったものである。なお比較例２よりもＳＮＲが高いのは、これも結晶配向性が低下せずに微細化できた効果であると考えられる。
【００５２】
実施例２および実施例３では、いずれも比較例以上のＳＮＲを実現している。したがってＡ群の元素としては、Ｚｒのみではなく、ＡＬ、Ｓｉも選択可能であることが確認された。
【００５３】
図３はＢの含有量による比較を説明する図である。実施例１はＢを１ａｔ％含有させた構成であるが、実施例４は３ａｔ％、比較例４は５ａｔ％のＢを含有させている。なお、Ｂが増加した分は、主成分であるＮｉが減少している。図３においてＳＮＲを参照すれば、Ｂを５ａｔ％添加すると大きく低下した。したがって、Ｂの含有量は３ａｔ％以下が好ましいことがわかる。
【００５４】
図４はＺｒの含有量による比較を説明する図である。実施例１はＺｒを１ａｔ％含有させた構成であるが、実施例５は３ａｔ％、実施例６は５ａｔ％、比較例５は１０ａｔ％のＺｒを含有させている。なお、Ｚｒが増加した分は、主成分であるＮｉが減少している。図４においてＨｎを参照すれば、実施例５ではＨｎが若干増加しているが、実施例６では低下し始めており、比較例５では大幅に低下した。また、比較例５では、Ｈｃ及びＳＮＲも大幅に低下した。したがって、Ｚｒの含有量は５ａｔ％以下が好ましいことがわかる。
【００５５】
図５は、実施例１及び５のそれぞれに非晶質金属層１３８を挿入した、実施例７及び８の結果を説明する図である。非晶質金属層１３８は、軟磁性層１３０と前下地層１４０との間に設けている。なお、非晶質金属層１３８としては、Ｎｉ−５０Ｔａを１．４ｎｍ成膜し、同時に、前下地層１４０の膜厚を７．５ｎｍとした。
【００５６】
図５と実施例１及び５を参照すれば、非晶質金属層１３８を設けることによって、Ｈｃ、Ｈｎ、およびＳＮＲのいずれもが、さらに向上している。特にＨｃ、Ｈｎが向上していることから、結晶配向性が向上しているものと考えられる。このことから、非晶質金属層１３８の有効性を確認することができた。これは上述したように、非晶質金属層１３８を備えていることにより、前下地層１４０を成膜する際にその結晶構造が軟磁性層１３０の結晶から受ける影響を遮断したものと考えられる。
【００５７】
以上、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】
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
１００ …垂直磁気記録媒体
１１０ …ディスク基体
１２０ …付着層
１３０ …軟磁性層
１３１ …第１軟磁性層
１３２ …スペーサ層
１３３ …第２軟磁性層
１３８ …非晶質金属層
１４０ …前下地層
１５０ …下地層
１６０ …グラニュラ磁性層
１７０ …分断層
１８０ …補助記録層
１９０ …保護層
２００ …潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも、
軟磁性層と、
Ｎｉを主成分とし、Ｗと、Ｂとを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素から１つ以上の元素を含有する前下地層と、
ＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、
を備えたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記前下地層において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％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】
前記軟磁性層と前記前下地層の間に、非晶質構造をなす非晶質金属層を備えた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】
基板上に少なくとも、
軟磁性層と、
Ｎｉを主成分とし、Ｗと、Ｂとを含有し、さらにＺｒ、ＡＬ、ＳｉからなるＡ群の元素から１つ以上の元素を含有する前下地層と、
ＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、
を備えたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記前下地層において、Ｂの含有量は３ａｔ％以下、Ａ群の元素の含有量は合計５ａｔ％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】
前記軟磁性層と前記前下地層の間に、非晶質構造をなす非晶質金属層を備えた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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−７６６８３（Ｐ２０１１−７６６８３Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９１３１（Ｐ２００９−２２９１３１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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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