磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置
【課題】高い信頼性を有し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層３ａを形成する工程と、低ガス圧層３ａ上にスパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備え、垂直磁性層４を積層する工程が、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備える製造方法とする。
【解決手段】スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層３ａを形成する工程と、低ガス圧層３ａ上にスパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備え、垂直磁性層４を積層する工程が、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備える製造方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上増えており、今後も増加傾向が続くと言われている。それに伴って高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在市販されている磁気記録再生装置には、磁気記録媒体として、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体が搭載されている。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、垂直磁気記録媒体は、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ特性優れている。
【０００４】
また、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書き込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。具体的には、記録層である垂直磁性層と非磁性基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間の磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
また、垂直磁気記録媒体の記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させるために、配向制御層を用い、多層の磁性層を形成して、それぞれの磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とし、これにより磁性層の垂直配向性を高めることが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、配向制御層をスパッタリング法により形成するに際し、スパッタガス圧力を１０Ｐａ以上とすることにより、磁性層の垂直磁気異方性を高めることが記載されている。
【０００６】
配向制御層としてはＲｕを用いることが提案されている（特許文献２参照）。また、Ｒｕは、柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されるものであるため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離構造を促進し、結晶粒子を孤立化させて、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有することが知られている（特許文献３参照）。
一方、配向制御層として２つのＲｕ層を使用し、基板側のＲｕ層を低ガス圧（０．６Ｐａ）、磁性層側のＲｕ層を高ガス圧（１０Ｐａ）で成膜することにより、Ｒｕ層の配向性を高め、その上に成長する垂直磁性層の配向性を高め、また磁性粒子を微細化することが知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１０９１０号公報
【特許文献２】特開平７−２４４８３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７２９９０号公報
【特許文献４】特開２００２−１９７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、磁気記録媒体の記録密度を高めるために、低ガス圧でのスパッタリングと高ガス圧でのスパッタリングとをこの順で行う２段成膜を行って、配向制御層を構成する結晶を微細化し、配向制御層の上に形成される垂直磁性層の柱状構造の磁性粒子を微細化する場合、以下に示すように、高ガス圧でのスパッタリングによって形成された膜の硬度を十分に高くできなかった。
【０００９】
すなわち、高ガス圧でスパッタリングを行うと、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなり、エネルギーが低下することと、成長結晶内にガス分子が混入し易くなることとによって、形成される膜の結晶性が低下するので、高硬度の膜を形成することは困難である。しかし、高ガス圧でのスパッタリングにおける圧力を低下させると、配向制御層を構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されにくくなり、配向制御層の上に成長される垂直磁性層の結晶粒子を分離して、垂直磁性層の磁性粒子を微細化する効果が十分に得られなくなる。このため、２段成膜を用いて配向制御層を形成する場合には、配向制御層を構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部を形成するために、膜の硬度を犠牲にせざるを得なかった。
【００１０】
このように、従来、２段成膜を用いて配向制御層を形成してなる磁気記録媒体は、高ガス圧でのスパッタリングによって形成された膜の硬度が低いものとなるため、磁気記録媒体の硬度が不十分であり、磁気記録媒体の表面に傷が付きやすく、十分な信頼性が得られなかった。このため、２段成膜を用いて配向制御層および柱状構造の磁性粒子を微細化することにより記録密度を高めることができ、しかも、緻密で高硬度な膜からなる配向制御層が形成されることにより、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できる製造方法が要求されている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて提案されたものであり、高い信頼性が得られ、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された信頼性の高い磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置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】
本発明者は、上記課題を解決するために、配向制御層を形成するための２段成膜の条件について、鋭意検討を行った。その結果、低ガス圧でのスパッタリングおよび高ガス圧でのスパッタリングを、それぞれ所定のスパッタリングガス圧、層厚、材料で行うとともに、高ガス圧でのスパッタリングにおいてグラニュラー構造を有する層を形成し、配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させることで、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られ、しかも、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できることを見出した。
【００１３】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）非磁性基板の上に軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層を形成する工程とを、少なくとも備える磁気記録媒体の製造方法であって、前記配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）前記垂直磁性層を積層する工程が、スパッタリング法により垂直磁性層を形成する工程であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）（１）または(２)に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えるので、２段成膜を用いて配向制御層および配向制御層の上に成長される垂直磁性層の磁性粒子を微細化することができ、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られる磁気記録媒を製造できる。
【００１５】
しかも、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程を備えるので、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、高ガス圧層を形成する工程におけるスパッタリングガス圧を低くすることができ、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、膜の硬度を高めることができる。したがって、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できる。
【００１６】
また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えるものであるので、表面の傷付き耐性に優れ、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体を備えた優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。
【図２】図２は、配向制御層と垂直磁性層との積層構造を説明するための拡大模式図であり、各層の柱状晶が基板面に対して垂直に成長した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図である。
【図４】図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１９】
（磁気記録媒体の製造方法）
本発明は、非磁性基板の上に、軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを、少なくとも積層してなる磁気記録媒体の製造方法である。
図１は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例として、図１に示す磁気記録媒体の製造方法を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示す磁気記録媒体は、非磁性基板１の上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、非磁性下地層８と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次積層された構造を有している。このうち、軟磁性下地層２と配向制御層３とが下地層を構成している。
【００２１】
「非磁性基板」
非磁性基板１としては、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラスや、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。また、非磁性基板１としては、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いてもよい。
【００２２】
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
【００２３】
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、表面の微小うねり(Ｗａ)が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、端面のチャンファー部の面取り部と側面部との少なくとも一方の表面平均粗さ(Ｒａ)が１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。なお、微少うねり(Ｗａ)は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００２４】
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板１と軟磁性下地層２の間に密着層を設けることが好ましく、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。また、密着層は、スパッタリング法などを用いて形成できる。
【００２５】
「軟磁性下地層」
非磁性基板の上には、軟磁性下地層２が形成される。軟磁性下地層２の形成方法は特に限られるものではなく、例えば、スパッタリング法などを用いることができる。
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられている。この作用は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
【００２６】
軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００２７】
また、軟磁性下地層２としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、又は微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることができる。
【００２８】
その他にも、軟磁性下地層２としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。この具体的な材料としては、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
【００２９】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは、１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下）とすることが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とすることが好ましい。軟磁性下地層２のＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）は、１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・ｎｍ）以上）であることが好ましい。軟磁性下地層２のＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００３０】
軟磁性下地層２は、２層の軟磁性膜から構成されていることが好ましく、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜が設けられていることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜をＡＦＣ構造とすることができる。軟磁性下地層２が、このようなＡＦＣ構造を採用したものである場合、いわゆるスパイクノイズを抑制できる。
【００３１】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、磁性下地層２を構成する材料が、部分的又は完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）及びその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、若しくは上記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができ、磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００３２】
「配向制御層」
軟磁性下地層２の上には、配向制御層３が形成される。配向制御層３は、垂直磁性層４の結晶粒を微細化し、記録再生特性を改善するものである。図１に示すように、配向制御層３は、軟磁性下地層２側に配置された低ガス圧層３ａと、低ガス圧層３ａ上に配置された高ガス圧層３ｂとを備えており、配向制御層３を積層する工程は、低ガス圧層３ａを形成する工程と、高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備えている。
【００３３】
低ガス圧層３ａは、配向制御層３の核発生密度を高めるためのものであり、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものである。低ガス圧層３ａは、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で形成する（低ガス圧層を形成する工程）。
【００３４】
本実施形態においては、低ガス圧層３ａの層厚が８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であるので、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が小さく、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲未満であると、垂直磁性層４の配向性を高め、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が不十分となり、良好なＳ／Ｎ比が得られない。低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲を超えると、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなり、磁気ヘッドと軟磁性下地層２との磁気結合が弱まり高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となる。
【００３５】
また、本実施形態においては、低ガス圧層３ａがＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものであるので、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成され、この凸部上に高ガス圧層３ｂおよび垂直磁性層４の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離を促進し、結晶粒子を孤立化させて柱状に成長させることができ、優れた配向性を有する配向制御層３が得られる。低ガス圧層３ａを構成するＲｕを主成分とする材料としては、Ｒｕ系合金が挙げられる。
【００３６】
低ガス圧層３ａをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスとしては、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅのいずれか１種以上を用いることが好ましい。また、低ガス圧層３ａを成膜する際に用いるスパッタリングガスとして、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅから選ばれる２種以上を用いる場合、例えば、Ａｒに対してＫｒを４０体積％以上、Ｘｅを３０体積％以上含有させたスパッタリングガスを用いることできる。なお、Ｋｒ及びＸｅは、Ａｒに比べてイオン化ポテンシャルが低いため低ガス圧でも電離し易く、原子量が大きいため高エネルギーのスパッタ粒子を形成できる。さらに、上記効果は、ＫｒよりＸｅの方が大きい。したがって、スパッタリングガスとして、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅから選ばれる２種以上を用いる場合、Ｋｒ又はＸｅは、スパッタリングガス中になるべく多く含有させることが好ましく、最も好ましくは、Ｘｅを１００％で使用する。
【００３７】
本実施形態においては、低ガス圧層３ａを形成する際のスパッタリングガス圧が０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内であるので、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が十分に得られ、なおかつ、十分に高い硬度を有するものとなる。
低ガス圧層３ａのスパッタリングガス圧が上記範囲未満であると、形成する膜の配向性が低下し、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が不十分となる。また、低ガス圧層３ａのスパッタリングガス圧が上記範囲を超えると、形成する膜の結晶性が低下し、膜の硬度が低くなり、磁気記録媒体の信頼性が低下する。
【００３８】
次いで、低ガス圧層３ａ上に高ガス圧層３ｂを形成する（高ガス圧層を形成する工程）。高ガス圧層３ｂは、低ガス圧層３ａを構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させたものである。
高ガス圧層３ｂは、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有するものであり、低ガス圧層３ａ上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で形成する。
【００３９】
本実施形態においては、高ガス圧層３ｂがＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内（上記酸化物の合計を体積％で表現する場合は、好ましくは１体積％〜１０体積％の範囲内）で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有するものであるので、優れた配向性を有する配向制御層３が得られる。高ガス圧層３ｂに含まれる酸化物が２種類以上の酸化物からなる複合酸化物である場合、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＷＯ２などを好適に用いることができる。
【００４０】
高ガス圧層３ｂ中の酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物が残留し、金属粒子の結晶性及び配向性を損ねるほか、配向制御層３上に形成された磁性層の結晶性及び配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、高ガス圧層３ｂ中の酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物の添加による下記効果が十分に得られないため好ましくない。
【００４１】
すなわち、高ガス圧層３ｂは、上記のいずれか１種以上の酸化物を上記範囲内で含むものであるため、スパッタリング法により高ガス圧層３ｂを形成する際におけるスパッタリングガス圧を従来よりも低い４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内としても、頂部にドーム状の凸部を有する柱状晶からなる高ガス圧層３ｂが得られ、従来と同等に結晶粒子が分離されたものが得られる。したがって、本実施形態においては、スパッタリングガス圧を高くすることによる硬度の低下を抑制でき、信頼性を向上させることができる。
【００４２】
高ガス圧層３ｂのスパッタリングガス圧が上記範囲未満であると、高ガス圧層３ｂの頂部に形成されるドーム状の凸部の形状が不良となり、静磁気特性が低下するため、配向制御層３の上に成長される垂直磁性層４の結晶粒子を分離して、垂直磁性層の磁性粒子を微細化する効果が十分に得られなくなり、良好なＳ／Ｎ比および熱揺らぎ特性が得られない。
また、高ガス圧層３ｂのスパッタリングガス圧が上記範囲を超えると、配向制御層３の配向の劣化による静磁気特性の低下が起こり、高ガス圧層３ｂの硬度が不十分となるとともに、良好な熱揺らぎ特性が得られない。
なお、高ガス圧層３ｂをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスとしては、低ガス圧層３ａをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスと同様のものを用いることができる。
【００４３】
また、高ガス圧層３ｂは、上記のいずれか１種以上の酸化物を上記範囲内で含むものであるため、高ガス圧層３ｂの厚みを従来と比較して薄い４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内としても、頂部にドーム状の凸部を有する柱状晶からなる高ガス圧層３ｂが得られ、従来と同等に結晶粒子が分離されたものが得られる。したがって、本実施形態においては、高ガス圧層３ｂの厚みが薄く、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が小さいものとなり、高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【００４４】
高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲未満であると、高ガス圧層３ｂの頂部に形成されるドーム状の凸部の形状が不良となり、高ガス圧層３ｂの結晶粒子の分離も不十分となり、結晶粒子の中に粒界へ出るべき酸化物等の不純物が残ってしまい、結晶磁気異方性（Ｋｕ）が低下して静磁気特性が低下するため、良好なＳ／Ｎ比および熱揺らぎ特性が得られない。
また、高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲を超えると、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなり、高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となる。また、高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲を超えると、高ガス圧層３ｂの配向が劣化して静磁気特性が低下し、熱揺らぎ特性が低下する。また、高ガス圧層３ｂの層厚が低ガス圧層３ａの層厚を超えると、良好な傷付き耐性が得られない。
【００４５】
ここで、本実施形態の磁気記録媒体において、配向制御層を構成する結晶粒子と垂直磁性層を構成する磁性粒子との関係について図面を用いて説明する。
図２は、配向制御層と垂直磁性層との積層構造を説明するための拡大模式図であり、各層の柱状晶が基板面に対して垂直に成長した状態を示す断面図である。なお、図２においては、配向制御層を構成する低ガス圧層および高ガス圧層と垂直磁性層以外の部材の記載を省略して示している。
【００４６】
図２に示すように、低ガス圧層３ａ上には、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶Ｓ１の頂部をドーム状の凸とする凹凸面Ｓ１ａが形成されている。低ガス圧層３ａの凹凸面Ｓ１ａ上には、凹凸面Ｓ１ａから厚み方向に高ガス圧層３ｂを構成する結晶粒子が柱状晶Ｓ２となって成長している。なお、高ガス圧層３ｂは、グラニュラー構造を有するものであるので、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１５が形成されている。そして、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の上には、垂直磁性層４の結晶粒子が柱状晶Ｓ３となって厚み方向に成長している。
【００４７】
このように、本実施形態の磁気記録媒体においては、低ガス圧層３ａの柱状晶Ｓ１上に高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２と垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３とが連続した柱状晶となってエピタキシャル成長する。なお、本実施形態においては、垂直磁性層が多層化されており、垂直磁性層の各層を構成する結晶粒子は、配向制御層から最上層の垂直磁性層に至るまで連続した柱状晶となってエピタキシャル成長を繰り返している。したがって、本実施形態においては、低ガス圧層３ａを構成する結晶粒子を微細化し、柱状晶Ｓ１を高密度化することで、柱状晶Ｓ１の頂部から厚み方向に柱状に成長する高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２および垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３も高密度化される。
【００４８】
「非磁性下地層」
本実施形態の磁気記録媒体においては、配向制御層３と垂直磁性層４の間に、非磁性下地層８が設けられている。なお、以下に示すように、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、非磁性下地層８が設けられていることが好ましいが、非磁性下地層８が設けられていなくてもよい。すなわち、配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。非磁性下地層８を設けることで、ノイズの発生を抑制できる。
【００４９】
また、非磁性下地層８は、スパッタリング法を用いて形成することが好ましい。このことにより、配向制御層３の低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂの柱状晶と連続した柱状晶として、非磁性下地層８を配向制御層３の高ガス圧層３ｂ上に容易にエピタキシャル成長させることができる。
【００５０】
非磁性下地層８は、Ｃｒと酸化物とを含んだ材料からなるものであることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下とすることが好ましい。酸化物としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、磁性粒子を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００５１】
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
【００５２】
非磁性下地層８の厚みは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。非磁性下地層８の厚さが３ｎｍを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００５３】
「垂直磁性層」
非磁性下地層８の上には、垂直磁性層４が形成される。図１に示すように、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含むものである。本実施形態の磁気記録媒体では、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａを含み、磁性層４ｂと磁性層４ｃとの間に上層の非磁性層７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。各磁性層４ａ〜４ｃ及び非磁性層７ａ，７ｂを構成する結晶粒子は、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成している。
【００５４】
垂直磁性層４（磁性層４ａ〜４ｃおよび非磁性層７ａ，７ｂ）は、スパッタリング法を用いて形成することが好ましい。このことにより、配向制御層３の低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂの柱状晶と連続した柱状晶として、垂直磁性層４を非磁性下地層８上に容易にエピタキシャル成長させることができる。
【００５５】
図３は、垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図である。図３に示すように、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａは、グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２と、酸化物４１とを含むものであることが好ましい。
酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００５６】
磁性粒子４２は、磁性層４ａ中に分散していることが好ましい。また、磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの配向及び結晶性が良好なものとなり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られる。
【００５７】
柱状構造の磁性粒子４２を有する垂直磁性層４を得るためには、磁性層４ａに含まれる酸化物４１の含有量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。磁性層４ａに含まれる酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましく、６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。
【００５８】
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性層４ａを形成した際に磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ねたり、磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出して、磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いてなる柱状構造が形成されなくなったりするため好ましくない。また、酸化物４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００５９】
磁性層４ａ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下（さらに好ましくは６ａｔ％以上１７ａｔ％以下）であることが好ましい。磁性層４ａ中のＣｒの含有量を上記範囲とした場合、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。
【００６０】
一方、磁性層４ａ中のＣｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため、熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高くなるため、垂直保磁力が高くなり過ぎてデータを記録する際に、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００６１】
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が８ａｔ％未満であると、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るために垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。Ｐｔの含有量が２０ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果、磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、磁性層４ａ中Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００６２】
磁性層４ａの磁性粒子４２には、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素が含まれていてもよい。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００６３】
また、磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が８ａｔ％を超えると、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６４】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などを挙げることができる。
【００６５】
図３に示すように、垂直磁性層４を構成する磁性層４ｂも磁性層４ａと同様に、グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２と、酸化物４１とを含むものであることが好ましい。
酸化物４１は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を酸化物４１として好適に用いることができる。また、磁性層４ｂを構成する酸化物４１は、２種類以上の酸化物からなる複合酸化物であることが好ましい。中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などからなる複合酸化物を酸化物４１として好適に用いることができる。
【００６６】
磁性層４ｂを構成する磁性粒子４２は、磁性層４ｂ中に分散していることが好ましい。磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及び結晶性が良好なものとなり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られる。
【００６７】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の化合物の総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましく、さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましい理由は、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量と同じである。
【００６８】
磁性層４ｂ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１８ａｔ％以下（さらに好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。
【００６９】
一方、磁性層４ｂ中のＣｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため、熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高くなるため、垂直保磁力が高くなり過ぎてデータを記録する際に、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００７０】
磁性層４ｂ中のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が１０ａｔ％未満であると、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るために垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。Ｐｔの含有量が２２ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果、磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、磁性層４ｂ中Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００７１】
磁性層４ｂの磁性粒子４２には、磁性層４ａの磁性粒子４２と同様に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素が含まれていてもよい。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
また、磁性層４ｂの磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、磁性層４ａの磁性粒子４２と同様の理由により、８ａｔ％以下であることが好ましい。
【００７２】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ｃは、図３に示すように、Ｃｏ、Ｃｒを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２を含み、酸化物４１を含まないものであることが好ましい。磁性層４ｃ中の磁性粒子４２は、磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長しているものであることが好ましい。この場合、磁性層４ａ〜４ｃの磁性粒子４２が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長することが好ましい。また、磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性及び配向性が向上したものとなる。
【００７３】
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力を十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過ぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００７４】
また、磁性層４ｃを構成する磁性粒子４２が、Ｃｏ、Ｃｒの他にＰｔを含んだ材料である場合、磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲である場合、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更に記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性が得られる。一方、磁性層４ｃ中のＰｔの含有量が上記範囲を超えると、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００７５】
磁性層４ｃを構成する磁性粒子４２は、非グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７６】
また、磁性層４ｃの磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が１６ａｔ％を超えると、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７７】
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系としては、ＣｒとＢとの合計の含有量が１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であるものが好ましい。
【００７８】
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系としては、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料を挙げることができる。
【００７９】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
【００８０】
垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２の平均粒径は３〜１２ｎｍであることが好ましい。磁性粒子４２の平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚みが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層４中の磁性粒子４２の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００８１】
本発明では、垂直磁性層４を構成する複数の磁性層４ａ，４ｂ、４ｃのうち、非磁性基板１側の磁性層４ａをグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５側の磁性層４ｃを、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とすることが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【００８２】
また、本発明では、上記垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、上記磁性層４ａ，４ｂに加えて、さらにグラニュラー構造の磁性層を形成し、これら３層のグラニュラー構造の磁性層の上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成としてもよいし、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ，４ｂの上に設けた構成としてもよい。
【００８３】
また、本発明では、垂直磁性層４を構成する複数の磁性層間に非磁性層７（図１および図３では符号７ａ，７ｂで示す）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
非磁性層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する各層の静磁結合を完全に切断しない範囲、具体的には０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とすることが好ましい。
【００８４】
本発明の３層以上の磁性層４ａ，４ｂ，４ｃが強磁性結合（フェロ・カップリング結合、以下、ＦＣ結合と呼ぶ。）し、また、静磁結合が完全に切れた際には、Ｍ−Ｈループが２段階に反転するループになるために、容易に判別可能である。この２段ループが生じた場合は、磁気ヘッドからの磁界に対して磁気グレインが一斉に反転しないことを意味しており、その結果再生時のＳ／Ｎ比の著しい悪化や分解能の低下が生じるため好ましくない。
【００８５】
非磁性層７としてＲｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣ結合が生じる。本発明においては、ＡＦＣ結合ではなく各磁性層４ａ，４ｂ，４ｃがＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００８６】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す）などを好適に用いることができる。
【００８７】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、ＣｏＣｒ系合金を用いる場合には、Ｃｏの含有量は、３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
また、磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金を用いる場合、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も用いることができる。
【００８８】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。Ｃｒ合金中のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【００８９】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００９０】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜４の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましく、非磁性層７を構成する合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００９１】
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、合金の金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の添加による効果が得られないため好ましくない。
【００９２】
「保護層」
垂直磁性層４上には保護層５が形成される。保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触したときの媒体表面の損傷を防ぐためのものである。保護層５としては、従来公知の材料を使用することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすることが、磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離を小さくできるので高記録密度の点から好ましい。保護層５は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法などを用いて形成される。
【００９３】
「潤滑層」
保護層５上には潤滑層６が形成される。潤滑層６には、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いることが好ましい。潤滑層６は、例えば、ディッピング法などを用いて形成される。
【００９４】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、配向制御層３を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層３ａを形成する工程と、低ガス圧層３ａ上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備え、垂直磁性層４を積層する工程が、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えるので、２段成膜を用いて配向制御層３および配向制御層３の上に成長される垂直磁性層４の磁性粒子を微細化することができ、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られる磁気記録媒を製造できる。
【００９５】
しかも、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、高ガス圧層を形成する工程におけるスパッタリングガス圧を低くすることができるので、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、膜の硬度を高めることができる。したがって、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性を有する磁気記録媒体が得られる。
【００９６】
（磁気記録再生装置）
図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、図１に示す構成を有する磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。
【００９７】
記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。本発明を適用した磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド５２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
【００９８】
図４に示す磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された図１に示す磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッド５２とを備えるものであるので、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体５０を備えた優れたものとなる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１〜５、比較例１〜２６）
以下に示す製造方法により、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体を作製し、評価した。
【０１００】
まず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。
このようにして得られた密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜し、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜し、これを軟磁性下地層とした。
【０１０１】
次に、軟磁性下地層の上に配向制御層として、低ガス圧層と高ガス圧層とを形成した。
まず、軟磁性下地層の上に、表１および表２に示すスパッタリングガス圧（ガス圧）で、表１および表２に示す層厚のＲｕからなる低ガス圧層を形成した。
次に、低ガス圧層の上に、表１および表２に示すスパッタリングガス圧（ガス圧）、表１および表２に示す層厚で、表１および表２に示す含有量で表１および表２に示す添加物を含むＲｕからなる高ガス圧層を形成した。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【０１０４】
その後、配向制御層上に、垂直磁性層を形成した。
まず、配向制御層の高ガス圧層上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層を、スパッタリングガス圧を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。
【０１０５】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層を、スパッタリングガス圧を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。
【０１０６】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタリングガス圧を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。
【０１０７】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜し、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体を作製した。
【０１０８】
このようにして得られた実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性として信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。その結果を表１および表２に示す。
【０１０９】
なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
記録特性（ＯＷ）については、先ず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分を取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１１０】
熱揺らぎ特性については、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率（％）を、下記（式１）を用いて算出した。
（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）…（式１）
なお、（式１）中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１１１】
また、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体について、配向制御層を構成する膜の硬度の評価として、磁気記録媒体の傷付き（スクラッチ）耐性を評価した。具体的には、クボタコンプス社製のＳＡＦテスター及びＣａｎｄｅｌａ社製の光学式表面検査装置（ＯＳＡ）を用い、ディスクの回転数５０００ｒｐｍ、気圧１００Ｔｏｒｒ、室温という測定条件にて、ＳＡＦテスターでヘッドをロードさせたまま２０００秒保持し、その後に、ＯＳＡにてスクラッチの本数をカウントした。その結果を表１および表２に示す。
【０１１２】
表１に示すように実施例１〜５の磁気記録媒体は、いずれもＳ／Ｎ比が１６．４ｄＢ以上、記録特性（ＯＷ）が３６．８ｄＢ以上、熱揺らぎが０．５％以下であり、良好であった。また、実施例１〜５の磁気記録媒体は、いずれもスクラッチ数が１０００以下であり、傷付き耐性が高かった。
【０１１３】
これに対し、表２に示すように比較例１〜８の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない。このため、比較例１〜４、６〜８の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層の層厚およびガス圧が本発明の範囲内であっても、Ｓ／Ｎ比、ＯＷ、熱揺らぎ、スクラッチ数のいずれかが不良であった。また、比較例５の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、高ガス圧層のガス圧が低すぎるため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。
【０１１４】
また、比較例１〜５より、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層の層厚が同じであり、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない場合、高ガス圧層のガス圧を低くすると、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となり、高ガス圧層のガス圧を高くすると、ＯＷおよび傷付き耐性が不良になることが分かる。
また、比較例１、６〜８より、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層のガス圧が同じであり、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない場合、高ガス圧層の層厚を薄くすると、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となり、高ガス圧層の層厚を厚くすると、ＯＷおよび傷付き耐性が不良になることが分かる。
【０１１５】
また、比較例９〜１２の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が低すぎるため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。しかし、比較例９〜１２の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれていない比較例５と比較して、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが良好であり、比較例９〜１２より、高ガス圧層に含まれている添加物の含有量が多いものほど、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが良好となっている。
【０１１６】
比較例１３および比較例１４の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、比較例１３の磁気記録媒体は、高ガス圧層の層厚が厚いため、高ガス圧層３ｂの配向が劣化して静磁気特性が低下し、熱揺らぎが不良になっているとともに、傷付き耐性が不良となっている。また、比較例１４の磁気記録媒体は、高ガス圧層の層厚が薄いため、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。
比較例１５の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が高いため、配向の劣化による静磁気特性の低下が起こり、ＯＷ、熱揺らぎおよび傷付き耐性が不良となった。
【０１１７】
比較例１６および比較例１７の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、比較例１６の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚が厚いため、ＯＷが不良となった。
比較例１７、１８の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚が薄いため、配向制御層を構成する低ガス圧層の割合が少なく、Ｓ／Ｎ比、傷付き耐性が不良となった。
また、比較例１９の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層の層厚が厚いため、ＯＷおよび傷付き耐性が不良となった。
【０１１８】
比較例２０の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層のガス圧が高いため、低ガス圧層を構成するＲｕ（００１）配向が劣化し、ＯＷおよび傷付き耐性が不良となった。
比較例２１の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層に添加物としてＳｉＯ２が含まれているため、配向制御層の配向が劣化し、ＯＷは良好であったが、静磁気特性が劣化してＳ／Ｎ比が不良となり、熱揺らぎおよび傷付き耐性も不良となった。
【０１１９】
比較例２２〜２６の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が低いため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、静磁気特性が劣化してＳ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となった。
また、比較例２２と比較例５とを比較すると、比較例２２は高ガス圧層に含まれる添加物の量が少ないため、高ガス圧層に添加物が含まれていない比較例５とのＳ／Ｎ比、ＯＷ、熱揺らぎ、スクラッチ数の差が小さかった。
また、比較例２３、２４に示すように、高ガス圧層に含まれる添加物の量が多くても、高ガス圧層のガス圧が低いと、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となる。
また、比較例２５、２６に示すように、高ガス圧層に含まれる添加物を代えても、高ガス圧層のガス圧が低い場合、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地層、３…配向制御層、３ａ…低ガス圧層、３ｂ…高ガス圧層、４…垂直磁性層、４ａ…下層の磁性層、４ｂ…中層の磁性層、４ｃ…上層の磁性層、５…保護層、６…潤滑層、７…非磁性層、７ａ…下層の非磁性層、７ｂ…上層の非磁性層、８…非磁性下地層、１５…酸化物、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…柱状晶、Ｓ１ａ…凹凸面、４１…酸化物、４２…磁性粒子、５０…磁気記録媒体、５１…媒体駆動部、５２…磁気ヘッド、５３…ヘッド駆動部、５４…記録再生信号処理系。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上増えており、今後も増加傾向が続くと言われている。それに伴って高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在市販されている磁気記録再生装置には、磁気記録媒体として、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体が搭載されている。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、垂直磁気記録媒体は、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ特性優れている。
【０００４】
また、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書き込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。具体的には、記録層である垂直磁性層と非磁性基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間の磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
また、垂直磁気記録媒体の記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させるために、配向制御層を用い、多層の磁性層を形成して、それぞれの磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とし、これにより磁性層の垂直配向性を高めることが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、配向制御層をスパッタリング法により形成するに際し、スパッタガス圧力を１０Ｐａ以上とすることにより、磁性層の垂直磁気異方性を高めることが記載されている。
【０００６】
配向制御層としてはＲｕを用いることが提案されている（特許文献２参照）。また、Ｒｕは、柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されるものであるため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離構造を促進し、結晶粒子を孤立化させて、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有することが知られている（特許文献３参照）。
一方、配向制御層として２つのＲｕ層を使用し、基板側のＲｕ層を低ガス圧（０．６Ｐａ）、磁性層側のＲｕ層を高ガス圧（１０Ｐａ）で成膜することにより、Ｒｕ層の配向性を高め、その上に成長する垂直磁性層の配向性を高め、また磁性粒子を微細化することが知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１０９１０号公報
【特許文献２】特開平７−２４４８３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７２９９０号公報
【特許文献４】特開２００２−１９７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、磁気記録媒体の記録密度を高めるために、低ガス圧でのスパッタリングと高ガス圧でのスパッタリングとをこの順で行う２段成膜を行って、配向制御層を構成する結晶を微細化し、配向制御層の上に形成される垂直磁性層の柱状構造の磁性粒子を微細化する場合、以下に示すように、高ガス圧でのスパッタリングによって形成された膜の硬度を十分に高くできなかった。
【０００９】
すなわち、高ガス圧でスパッタリングを行うと、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなり、エネルギーが低下することと、成長結晶内にガス分子が混入し易くなることとによって、形成される膜の結晶性が低下するので、高硬度の膜を形成することは困難である。しかし、高ガス圧でのスパッタリングにおける圧力を低下させると、配向制御層を構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されにくくなり、配向制御層の上に成長される垂直磁性層の結晶粒子を分離して、垂直磁性層の磁性粒子を微細化する効果が十分に得られなくなる。このため、２段成膜を用いて配向制御層を形成する場合には、配向制御層を構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部を形成するために、膜の硬度を犠牲にせざるを得なかった。
【００１０】
このように、従来、２段成膜を用いて配向制御層を形成してなる磁気記録媒体は、高ガス圧でのスパッタリングによって形成された膜の硬度が低いものとなるため、磁気記録媒体の硬度が不十分であり、磁気記録媒体の表面に傷が付きやすく、十分な信頼性が得られなかった。このため、２段成膜を用いて配向制御層および柱状構造の磁性粒子を微細化することにより記録密度を高めることができ、しかも、緻密で高硬度な膜からなる配向制御層が形成されることにより、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できる製造方法が要求されている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みて提案されたものであり、高い信頼性が得られ、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された信頼性の高い磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置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】
本発明者は、上記課題を解決するために、配向制御層を形成するための２段成膜の条件について、鋭意検討を行った。その結果、低ガス圧でのスパッタリングおよび高ガス圧でのスパッタリングを、それぞれ所定のスパッタリングガス圧、層厚、材料で行うとともに、高ガス圧でのスパッタリングにおいてグラニュラー構造を有する層を形成し、配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させることで、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られ、しかも、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できることを見出した。
【００１３】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）非磁性基板の上に軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層を形成する工程とを、少なくとも備える磁気記録媒体の製造方法であって、前記配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）前記垂直磁性層を積層する工程が、スパッタリング法により垂直磁性層を形成する工程であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）（１）または(２)に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えるので、２段成膜を用いて配向制御層および配向制御層の上に成長される垂直磁性層の磁性粒子を微細化することができ、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られる磁気記録媒を製造できる。
【００１５】
しかも、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程を備えるので、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、高ガス圧層を形成する工程におけるスパッタリングガス圧を低くすることができ、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、膜の硬度を高めることができる。したがって、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できる。
【００１６】
また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えるものであるので、表面の傷付き耐性に優れ、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体を備えた優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。
【図２】図２は、配向制御層と垂直磁性層との積層構造を説明するための拡大模式図であり、各層の柱状晶が基板面に対して垂直に成長した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図である。
【図４】図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１９】
（磁気記録媒体の製造方法）
本発明は、非磁性基板の上に、軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを、少なくとも積層してなる磁気記録媒体の製造方法である。
図１は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例として、図１に示す磁気記録媒体の製造方法を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示す磁気記録媒体は、非磁性基板１の上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、非磁性下地層８と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次積層された構造を有している。このうち、軟磁性下地層２と配向制御層３とが下地層を構成している。
【００２１】
「非磁性基板」
非磁性基板１としては、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラスや、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。また、非磁性基板１としては、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いてもよい。
【００２２】
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
【００２３】
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、表面の微小うねり(Ｗａ)が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、端面のチャンファー部の面取り部と側面部との少なくとも一方の表面平均粗さ(Ｒａ)が１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。なお、微少うねり(Ｗａ)は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００２４】
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板１と軟磁性下地層２の間に密着層を設けることが好ましく、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。また、密着層は、スパッタリング法などを用いて形成できる。
【００２５】
「軟磁性下地層」
非磁性基板の上には、軟磁性下地層２が形成される。軟磁性下地層２の形成方法は特に限られるものではなく、例えば、スパッタリング法などを用いることができる。
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられている。この作用は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
【００２６】
軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００２７】
また、軟磁性下地層２としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、又は微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることができる。
【００２８】
その他にも、軟磁性下地層２としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。この具体的な材料としては、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
【００２９】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは、１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下）とすることが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とすることが好ましい。軟磁性下地層２のＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）は、１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・ｎｍ）以上）であることが好ましい。軟磁性下地層２のＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００３０】
軟磁性下地層２は、２層の軟磁性膜から構成されていることが好ましく、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜が設けられていることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜をＡＦＣ構造とすることができる。軟磁性下地層２が、このようなＡＦＣ構造を採用したものである場合、いわゆるスパイクノイズを抑制できる。
【００３１】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、磁性下地層２を構成する材料が、部分的又は完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）及びその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、若しくは上記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができ、磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００３２】
「配向制御層」
軟磁性下地層２の上には、配向制御層３が形成される。配向制御層３は、垂直磁性層４の結晶粒を微細化し、記録再生特性を改善するものである。図１に示すように、配向制御層３は、軟磁性下地層２側に配置された低ガス圧層３ａと、低ガス圧層３ａ上に配置された高ガス圧層３ｂとを備えており、配向制御層３を積層する工程は、低ガス圧層３ａを形成する工程と、高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備えている。
【００３３】
低ガス圧層３ａは、配向制御層３の核発生密度を高めるためのものであり、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものである。低ガス圧層３ａは、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で形成する（低ガス圧層を形成する工程）。
【００３４】
本実施形態においては、低ガス圧層３ａの層厚が８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であるので、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が小さく、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲未満であると、垂直磁性層４の配向性を高め、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が不十分となり、良好なＳ／Ｎ比が得られない。低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲を超えると、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなり、磁気ヘッドと軟磁性下地層２との磁気結合が弱まり高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となる。
【００３５】
また、本実施形態においては、低ガス圧層３ａがＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものであるので、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成され、この凸部上に高ガス圧層３ｂおよび垂直磁性層４の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離を促進し、結晶粒子を孤立化させて柱状に成長させることができ、優れた配向性を有する配向制御層３が得られる。低ガス圧層３ａを構成するＲｕを主成分とする材料としては、Ｒｕ系合金が挙げられる。
【００３６】
低ガス圧層３ａをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスとしては、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅのいずれか１種以上を用いることが好ましい。また、低ガス圧層３ａを成膜する際に用いるスパッタリングガスとして、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅから選ばれる２種以上を用いる場合、例えば、Ａｒに対してＫｒを４０体積％以上、Ｘｅを３０体積％以上含有させたスパッタリングガスを用いることできる。なお、Ｋｒ及びＸｅは、Ａｒに比べてイオン化ポテンシャルが低いため低ガス圧でも電離し易く、原子量が大きいため高エネルギーのスパッタ粒子を形成できる。さらに、上記効果は、ＫｒよりＸｅの方が大きい。したがって、スパッタリングガスとして、Ａｒ、Ｋｒ又はＸｅから選ばれる２種以上を用いる場合、Ｋｒ又はＸｅは、スパッタリングガス中になるべく多く含有させることが好ましく、最も好ましくは、Ｘｅを１００％で使用する。
【００３７】
本実施形態においては、低ガス圧層３ａを形成する際のスパッタリングガス圧が０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内であるので、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が十分に得られ、なおかつ、十分に高い硬度を有するものとなる。
低ガス圧層３ａのスパッタリングガス圧が上記範囲未満であると、形成する膜の配向性が低下し、垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２を微細化する効果が不十分となる。また、低ガス圧層３ａのスパッタリングガス圧が上記範囲を超えると、形成する膜の結晶性が低下し、膜の硬度が低くなり、磁気記録媒体の信頼性が低下する。
【００３８】
次いで、低ガス圧層３ａ上に高ガス圧層３ｂを形成する（高ガス圧層を形成する工程）。高ガス圧層３ｂは、低ガス圧層３ａを構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させたものである。
高ガス圧層３ｂは、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有するものであり、低ガス圧層３ａ上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で形成する。
【００３９】
本実施形態においては、高ガス圧層３ｂがＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内（上記酸化物の合計を体積％で表現する場合は、好ましくは１体積％〜１０体積％の範囲内）で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有するものであるので、優れた配向性を有する配向制御層３が得られる。高ガス圧層３ｂに含まれる酸化物が２種類以上の酸化物からなる複合酸化物である場合、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＷＯ２などを好適に用いることができる。
【００４０】
高ガス圧層３ｂ中の酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物が残留し、金属粒子の結晶性及び配向性を損ねるほか、配向制御層３上に形成された磁性層の結晶性及び配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、高ガス圧層３ｂ中の酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物の添加による下記効果が十分に得られないため好ましくない。
【００４１】
すなわち、高ガス圧層３ｂは、上記のいずれか１種以上の酸化物を上記範囲内で含むものであるため、スパッタリング法により高ガス圧層３ｂを形成する際におけるスパッタリングガス圧を従来よりも低い４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内としても、頂部にドーム状の凸部を有する柱状晶からなる高ガス圧層３ｂが得られ、従来と同等に結晶粒子が分離されたものが得られる。したがって、本実施形態においては、スパッタリングガス圧を高くすることによる硬度の低下を抑制でき、信頼性を向上させることができる。
【００４２】
高ガス圧層３ｂのスパッタリングガス圧が上記範囲未満であると、高ガス圧層３ｂの頂部に形成されるドーム状の凸部の形状が不良となり、静磁気特性が低下するため、配向制御層３の上に成長される垂直磁性層４の結晶粒子を分離して、垂直磁性層の磁性粒子を微細化する効果が十分に得られなくなり、良好なＳ／Ｎ比および熱揺らぎ特性が得られない。
また、高ガス圧層３ｂのスパッタリングガス圧が上記範囲を超えると、配向制御層３の配向の劣化による静磁気特性の低下が起こり、高ガス圧層３ｂの硬度が不十分となるとともに、良好な熱揺らぎ特性が得られない。
なお、高ガス圧層３ｂをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスとしては、低ガス圧層３ａをスパッタリング法で成膜する際に用いるスパッタリングガスと同様のものを用いることができる。
【００４３】
また、高ガス圧層３ｂは、上記のいずれか１種以上の酸化物を上記範囲内で含むものであるため、高ガス圧層３ｂの厚みを従来と比較して薄い４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内としても、頂部にドーム状の凸部を有する柱状晶からなる高ガス圧層３ｂが得られ、従来と同等に結晶粒子が分離されたものが得られる。したがって、本実施形態においては、高ガス圧層３ｂの厚みが薄く、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が小さいものとなり、高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【００４４】
高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲未満であると、高ガス圧層３ｂの頂部に形成されるドーム状の凸部の形状が不良となり、高ガス圧層３ｂの結晶粒子の分離も不十分となり、結晶粒子の中に粒界へ出るべき酸化物等の不純物が残ってしまい、結晶磁気異方性（Ｋｕ）が低下して静磁気特性が低下するため、良好なＳ／Ｎ比および熱揺らぎ特性が得られない。
また、高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲を超えると、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなり、高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となる。また、高ガス圧層３ｂの層厚が上記範囲を超えると、高ガス圧層３ｂの配向が劣化して静磁気特性が低下し、熱揺らぎ特性が低下する。また、高ガス圧層３ｂの層厚が低ガス圧層３ａの層厚を超えると、良好な傷付き耐性が得られない。
【００４５】
ここで、本実施形態の磁気記録媒体において、配向制御層を構成する結晶粒子と垂直磁性層を構成する磁性粒子との関係について図面を用いて説明する。
図２は、配向制御層と垂直磁性層との積層構造を説明するための拡大模式図であり、各層の柱状晶が基板面に対して垂直に成長した状態を示す断面図である。なお、図２においては、配向制御層を構成する低ガス圧層および高ガス圧層と垂直磁性層以外の部材の記載を省略して示している。
【００４６】
図２に示すように、低ガス圧層３ａ上には、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶Ｓ１の頂部をドーム状の凸とする凹凸面Ｓ１ａが形成されている。低ガス圧層３ａの凹凸面Ｓ１ａ上には、凹凸面Ｓ１ａから厚み方向に高ガス圧層３ｂを構成する結晶粒子が柱状晶Ｓ２となって成長している。なお、高ガス圧層３ｂは、グラニュラー構造を有するものであるので、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１５が形成されている。そして、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の上には、垂直磁性層４の結晶粒子が柱状晶Ｓ３となって厚み方向に成長している。
【００４７】
このように、本実施形態の磁気記録媒体においては、低ガス圧層３ａの柱状晶Ｓ１上に高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２と垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３とが連続した柱状晶となってエピタキシャル成長する。なお、本実施形態においては、垂直磁性層が多層化されており、垂直磁性層の各層を構成する結晶粒子は、配向制御層から最上層の垂直磁性層に至るまで連続した柱状晶となってエピタキシャル成長を繰り返している。したがって、本実施形態においては、低ガス圧層３ａを構成する結晶粒子を微細化し、柱状晶Ｓ１を高密度化することで、柱状晶Ｓ１の頂部から厚み方向に柱状に成長する高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２および垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３も高密度化される。
【００４８】
「非磁性下地層」
本実施形態の磁気記録媒体においては、配向制御層３と垂直磁性層４の間に、非磁性下地層８が設けられている。なお、以下に示すように、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、非磁性下地層８が設けられていることが好ましいが、非磁性下地層８が設けられていなくてもよい。すなわち、配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。非磁性下地層８を設けることで、ノイズの発生を抑制できる。
【００４９】
また、非磁性下地層８は、スパッタリング法を用いて形成することが好ましい。このことにより、配向制御層３の低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂの柱状晶と連続した柱状晶として、非磁性下地層８を配向制御層３の高ガス圧層３ｂ上に容易にエピタキシャル成長させることができる。
【００５０】
非磁性下地層８は、Ｃｒと酸化物とを含んだ材料からなるものであることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下とすることが好ましい。酸化物としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、磁性粒子を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００５１】
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
【００５２】
非磁性下地層８の厚みは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。非磁性下地層８の厚さが３ｎｍを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００５３】
「垂直磁性層」
非磁性下地層８の上には、垂直磁性層４が形成される。図１に示すように、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含むものである。本実施形態の磁気記録媒体では、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａを含み、磁性層４ｂと磁性層４ｃとの間に上層の非磁性層７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。各磁性層４ａ〜４ｃ及び非磁性層７ａ，７ｂを構成する結晶粒子は、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成している。
【００５４】
垂直磁性層４（磁性層４ａ〜４ｃおよび非磁性層７ａ，７ｂ）は、スパッタリング法を用いて形成することが好ましい。このことにより、配向制御層３の低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂの柱状晶と連続した柱状晶として、垂直磁性層４を非磁性下地層８上に容易にエピタキシャル成長させることができる。
【００５５】
図３は、垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図である。図３に示すように、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａは、グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２と、酸化物４１とを含むものであることが好ましい。
酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００５６】
磁性粒子４２は、磁性層４ａ中に分散していることが好ましい。また、磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの配向及び結晶性が良好なものとなり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られる。
【００５７】
柱状構造の磁性粒子４２を有する垂直磁性層４を得るためには、磁性層４ａに含まれる酸化物４１の含有量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。磁性層４ａに含まれる酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましく、６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。
【００５８】
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性層４ａを形成した際に磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ねたり、磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出して、磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いてなる柱状構造が形成されなくなったりするため好ましくない。また、酸化物４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００５９】
磁性層４ａ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下（さらに好ましくは６ａｔ％以上１７ａｔ％以下）であることが好ましい。磁性層４ａ中のＣｒの含有量を上記範囲とした場合、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。
【００６０】
一方、磁性層４ａ中のＣｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため、熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高くなるため、垂直保磁力が高くなり過ぎてデータを記録する際に、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００６１】
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が８ａｔ％未満であると、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るために垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。Ｐｔの含有量が２０ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果、磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、磁性層４ａ中Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００６２】
磁性層４ａの磁性粒子４２には、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素が含まれていてもよい。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００６３】
また、磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が８ａｔ％を超えると、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６４】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などを挙げることができる。
【００６５】
図３に示すように、垂直磁性層４を構成する磁性層４ｂも磁性層４ａと同様に、グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２と、酸化物４１とを含むものであることが好ましい。
酸化物４１は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を酸化物４１として好適に用いることができる。また、磁性層４ｂを構成する酸化物４１は、２種類以上の酸化物からなる複合酸化物であることが好ましい。中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などからなる複合酸化物を酸化物４１として好適に用いることができる。
【００６６】
磁性層４ｂを構成する磁性粒子４２は、磁性層４ｂ中に分散していることが好ましい。磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及び結晶性が良好なものとなり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られる。
【００６７】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の化合物の総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましく、さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましい理由は、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量と同じである。
【００６８】
磁性層４ｂ中のＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１８ａｔ％以下（さらに好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。
【００６９】
一方、磁性層４ｂ中のＣｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため、熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高くなるため、垂直保磁力が高くなり過ぎてデータを記録する際に、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００７０】
磁性層４ｂ中のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が１０ａｔ％未満であると、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るために垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。Ｐｔの含有量が２２ａｔ％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果、磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、磁性層４ｂ中Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００７１】
磁性層４ｂの磁性粒子４２には、磁性層４ａの磁性粒子４２と同様に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素が含まれていてもよい。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
また、磁性層４ｂの磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、磁性層４ａの磁性粒子４２と同様の理由により、８ａｔ％以下であることが好ましい。
【００７２】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ｃは、図３に示すように、Ｃｏ、Ｃｒを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２を含み、酸化物４１を含まないものであることが好ましい。磁性層４ｃ中の磁性粒子４２は、磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長しているものであることが好ましい。この場合、磁性層４ａ〜４ｃの磁性粒子４２が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長することが好ましい。また、磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性及び配向性が向上したものとなる。
【００７３】
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力を十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過ぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００７４】
また、磁性層４ｃを構成する磁性粒子４２が、Ｃｏ、Ｃｒの他にＰｔを含んだ材料である場合、磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲である場合、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更に記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性が得られる。一方、磁性層４ｃ中のＰｔの含有量が上記範囲を超えると、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００７５】
磁性層４ｃを構成する磁性粒子４２は、非グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７６】
また、磁性層４ｃの磁性粒子４２中に含まれるＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他の上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。上記元素の合計の含有量が１６ａｔ％を超えると、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７７】
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系としては、ＣｒとＢとの合計の含有量が１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であるものが好ましい。
【００７８】
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系としては、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料を挙げることができる。
【００７９】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
【００８０】
垂直磁性層４を構成する磁性粒子４２の平均粒径は３〜１２ｎｍであることが好ましい。磁性粒子４２の平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚みが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層４中の磁性粒子４２の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００８１】
本発明では、垂直磁性層４を構成する複数の磁性層４ａ，４ｂ、４ｃのうち、非磁性基板１側の磁性層４ａをグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５側の磁性層４ｃを、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とすることが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【００８２】
また、本発明では、上記垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、上記磁性層４ａ，４ｂに加えて、さらにグラニュラー構造の磁性層を形成し、これら３層のグラニュラー構造の磁性層の上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成としてもよいし、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ，４ｂの上に設けた構成としてもよい。
【００８３】
また、本発明では、垂直磁性層４を構成する複数の磁性層間に非磁性層７（図１および図３では符号７ａ，７ｂで示す）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
非磁性層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する各層の静磁結合を完全に切断しない範囲、具体的には０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とすることが好ましい。
【００８４】
本発明の３層以上の磁性層４ａ，４ｂ，４ｃが強磁性結合（フェロ・カップリング結合、以下、ＦＣ結合と呼ぶ。）し、また、静磁結合が完全に切れた際には、Ｍ−Ｈループが２段階に反転するループになるために、容易に判別可能である。この２段ループが生じた場合は、磁気ヘッドからの磁界に対して磁気グレインが一斉に反転しないことを意味しており、その結果再生時のＳ／Ｎ比の著しい悪化や分解能の低下が生じるため好ましくない。
【００８５】
非磁性層７としてＲｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣ結合が生じる。本発明においては、ＡＦＣ結合ではなく各磁性層４ａ，４ｂ，４ｃがＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００８６】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す）などを好適に用いることができる。
【００８７】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、ＣｏＣｒ系合金を用いる場合には、Ｃｏの含有量は、３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
また、磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金を用いる場合、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も用いることができる。
【００８８】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。Ｃｒ合金中のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【００８９】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００９０】
垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂ，４ｃ間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜４の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましく、非磁性層７を構成する合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００９１】
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、合金の金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の添加による効果が得られないため好ましくない。
【００９２】
「保護層」
垂直磁性層４上には保護層５が形成される。保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触したときの媒体表面の損傷を防ぐためのものである。保護層５としては、従来公知の材料を使用することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすることが、磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離を小さくできるので高記録密度の点から好ましい。保護層５は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法などを用いて形成される。
【００９３】
「潤滑層」
保護層５上には潤滑層６が形成される。潤滑層６には、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いることが好ましい。潤滑層６は、例えば、ディッピング法などを用いて形成される。
【００９４】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、配向制御層３を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層３ａを形成する工程と、低ガス圧層３ａ上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が低ガス圧層３ａの層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層３ｂを形成する工程とを備え、垂直磁性層４を積層する工程が、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えるので、２段成膜を用いて配向制御層３および配向制御層３の上に成長される垂直磁性層４の磁性粒子を微細化することができ、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性が得られる磁気記録媒を製造できる。
【００９５】
しかも、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、高ガス圧層を形成する工程におけるスパッタリングガス圧を低くすることができるので、従来の２段成膜を用いた場合と比較して、膜の硬度を高めることができる。したがって、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性を有する磁気記録媒体が得られる。
【００９６】
（磁気記録再生装置）
図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、図１に示す構成を有する磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。
【００９７】
記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。本発明を適用した磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド５２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
【００９８】
図４に示す磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された図１に示す磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッド５２とを備えるものであるので、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体５０を備えた優れたものとなる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１〜５、比較例１〜２６）
以下に示す製造方法により、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体を作製し、評価した。
【０１００】
まず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。
このようにして得られた密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜し、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜し、これを軟磁性下地層とした。
【０１０１】
次に、軟磁性下地層の上に配向制御層として、低ガス圧層と高ガス圧層とを形成した。
まず、軟磁性下地層の上に、表１および表２に示すスパッタリングガス圧（ガス圧）で、表１および表２に示す層厚のＲｕからなる低ガス圧層を形成した。
次に、低ガス圧層の上に、表１および表２に示すスパッタリングガス圧（ガス圧）、表１および表２に示す層厚で、表１および表２に示す含有量で表１および表２に示す添加物を含むＲｕからなる高ガス圧層を形成した。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
【表２】
【０１０４】
その後、配向制御層上に、垂直磁性層を形成した。
まず、配向制御層の高ガス圧層上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層を、スパッタリングガス圧を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。
【０１０５】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層を、スパッタリングガス圧を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。
【０１０６】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタリングガス圧を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。
【０１０７】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜し、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体を作製した。
【０１０８】
このようにして得られた実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性として信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。その結果を表１および表２に示す。
【０１０９】
なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
記録特性（ＯＷ）については、先ず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分を取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１１０】
熱揺らぎ特性については、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率（％）を、下記（式１）を用いて算出した。
（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）…（式１）
なお、（式１）中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１１１】
また、実施例１〜５、比較例１〜２６の磁気記録媒体について、配向制御層を構成する膜の硬度の評価として、磁気記録媒体の傷付き（スクラッチ）耐性を評価した。具体的には、クボタコンプス社製のＳＡＦテスター及びＣａｎｄｅｌａ社製の光学式表面検査装置（ＯＳＡ）を用い、ディスクの回転数５０００ｒｐｍ、気圧１００Ｔｏｒｒ、室温という測定条件にて、ＳＡＦテスターでヘッドをロードさせたまま２０００秒保持し、その後に、ＯＳＡにてスクラッチの本数をカウントした。その結果を表１および表２に示す。
【０１１２】
表１に示すように実施例１〜５の磁気記録媒体は、いずれもＳ／Ｎ比が１６．４ｄＢ以上、記録特性（ＯＷ）が３６．８ｄＢ以上、熱揺らぎが０．５％以下であり、良好であった。また、実施例１〜５の磁気記録媒体は、いずれもスクラッチ数が１０００以下であり、傷付き耐性が高かった。
【０１１３】
これに対し、表２に示すように比較例１〜８の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない。このため、比較例１〜４、６〜８の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層の層厚およびガス圧が本発明の範囲内であっても、Ｓ／Ｎ比、ＯＷ、熱揺らぎ、スクラッチ数のいずれかが不良であった。また、比較例５の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、高ガス圧層のガス圧が低すぎるため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。
【０１１４】
また、比較例１〜５より、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層の層厚が同じであり、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない場合、高ガス圧層のガス圧を低くすると、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となり、高ガス圧層のガス圧を高くすると、ＯＷおよび傷付き耐性が不良になることが分かる。
また、比較例１、６〜８より、低ガス圧層の層厚およびガス圧、高ガス圧層のガス圧が同じであり、高ガス圧層がグラニュラー構造を有していない場合、高ガス圧層の層厚を薄くすると、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となり、高ガス圧層の層厚を厚くすると、ＯＷおよび傷付き耐性が不良になることが分かる。
【０１１５】
また、比較例９〜１２の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が低すぎるため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。しかし、比較例９〜１２の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれていない比較例５と比較して、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが良好であり、比較例９〜１２より、高ガス圧層に含まれている添加物の含有量が多いものほど、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが良好となっている。
【０１１６】
比較例１３および比較例１４の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、比較例１３の磁気記録媒体は、高ガス圧層の層厚が厚いため、高ガス圧層３ｂの配向が劣化して静磁気特性が低下し、熱揺らぎが不良になっているとともに、傷付き耐性が不良となっている。また、比較例１４の磁気記録媒体は、高ガス圧層の層厚が薄いため、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良であった。
比較例１５の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が高いため、配向の劣化による静磁気特性の低下が起こり、ＯＷ、熱揺らぎおよび傷付き耐性が不良となった。
【０１１７】
比較例１６および比較例１７の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、比較例１６の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚が厚いため、ＯＷが不良となった。
比較例１７、１８の磁気記録媒体は、低ガス圧層の層厚が薄いため、配向制御層を構成する低ガス圧層の割合が少なく、Ｓ／Ｎ比、傷付き耐性が不良となった。
また、比較例１９の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層の層厚が厚いため、ＯＷおよび傷付き耐性が不良となった。
【０１１８】
比較例２０の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層のガス圧が高いため、低ガス圧層を構成するＲｕ（００１）配向が劣化し、ＯＷおよび傷付き耐性が不良となった。
比較例２１の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれておらず、低ガス圧層に添加物としてＳｉＯ２が含まれているため、配向制御層の配向が劣化し、ＯＷは良好であったが、静磁気特性が劣化してＳ／Ｎ比が不良となり、熱揺らぎおよび傷付き耐性も不良となった。
【０１１９】
比較例２２〜２６の磁気記録媒体は、高ガス圧層に添加物が含まれているが、高ガス圧層のガス圧が低いため、ＯＷおよび傷付き耐性は良好であったが、静磁気特性が劣化してＳ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となった。
また、比較例２２と比較例５とを比較すると、比較例２２は高ガス圧層に含まれる添加物の量が少ないため、高ガス圧層に添加物が含まれていない比較例５とのＳ／Ｎ比、ＯＷ、熱揺らぎ、スクラッチ数の差が小さかった。
また、比較例２３、２４に示すように、高ガス圧層に含まれる添加物の量が多くても、高ガス圧層のガス圧が低いと、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となる。
また、比較例２５、２６に示すように、高ガス圧層に含まれる添加物を代えても、高ガス圧層のガス圧が低い場合、Ｓ／Ｎ比および熱揺らぎが不良となる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地層、３…配向制御層、３ａ…低ガス圧層、３ｂ…高ガス圧層、４…垂直磁性層、４ａ…下層の磁性層、４ｂ…中層の磁性層、４ｃ…上層の磁性層、５…保護層、６…潤滑層、７…非磁性層、７ａ…下層の非磁性層、７ｂ…上層の非磁性層、８…非磁性下地層、１５…酸化物、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…柱状晶、Ｓ１ａ…凹凸面、４１…酸化物、４２…磁性粒子、５０…磁気記録媒体、５１…媒体駆動部、５２…磁気ヘッド、５３…ヘッド駆動部、５４…記録再生信号処理系。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の上に軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層を形成する工程とを、少なくとも備える磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、
前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、
前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記垂直磁性層を積層する工程が、スパッタリング法により垂直磁性層を形成する工程であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
非磁性基板の上に軟磁性下地層を形成する工程と、直上の層の配向性を制御する配向制御層を形成する工程と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層を形成する工程とを、少なくとも備える磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層を積層する工程が、スパッタリング法により、スパッタリングガス圧０．６Ｐａ〜１．２Ｐａの範囲内で、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなる低ガス圧層を形成する工程と、
前記低ガス圧層上にスパッタリング法により、スパッタリングガス圧４Ｐａ〜１２Ｐａの範囲内で、層厚が前記低ガス圧層の層厚以下で４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内であり、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５の何れか１種以上の酸化物を合計で０．５ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％の範囲内で含むＲｕを主成分とする材料からなるグラニュラー構造を有する高ガス圧層を形成する工程とを備え、
前記垂直磁性層を積層する工程が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を形成するように結晶粒子を結晶成長させる工程を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記垂直磁性層を積層する工程が、スパッタリング法により垂直磁性層を形成する工程であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１２３９７６（Ｐ２０１１−１２３９７６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３１１１（Ｐ２００９−２８３１１１）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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