JP2005276367A - 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体における磁性層の磁性粒子の微細化した場合に粒径分布の広がりや結晶性低下を抑え、微細で粒径分布が小さく結晶性の良好な磁性層を有する垂直磁気記録媒体により、高密度記録を可能にする。
【解決手段】基板上に形成された第一の下地層として２種類以上の酸化物を用いて成膜し分相することにより、結晶粒径を均一に微細化した第一の下地層を得る。この上に結晶配向性を改善させる第二の下地層を形成し、さらにこの上に垂直磁性層を形成することにより、結晶性が良好で、均一で微細な磁性粒子を有する垂直磁気記録層を得る。このようにして、熱揺らぎ耐性を確保するとともに低ノイズ化を確保して、高密度記録に適した垂直磁気記録媒体を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体、及びそれを用いた磁気記録再生装置に関する。

ハードディスク装置の大容量化が求められている中で、記録密度の向上に伴い、媒体に起因するノイズの増大が問題となっている。媒体ノイズの主たる原因はビット境界部のジグザグ状の磁壁に起因すると考えられている。これは、ビットの形状がヘッドの書き込み磁場や、媒体内を構成する粒子サイズなどいろいろな要因が係わって決定され、特に粒子サイズのばらつきなどのために、ビット境界部が形成される位置が不確定であることに起因する。ノイズ低減のためには、記録ビット境界部の凹凸を可能な限り小さくする必要がある。記録ビット境界部の凹凸低減のためには、磁性層を形成する磁性粒子を微細化する方法がある。

しかしながら、磁性粒子の微細化を進めていくと、同時に磁性層の熱ゆらぎ耐性が劣化してしまうという問題が生じる。そこで、磁性粒子の熱ゆらぎ耐性を保ちつつ、記録ビットの境界部の凹凸を低減させるためには、粒子の粒径分布を均一化することが有効である。しかしながら、結晶粒子の大きさを現状レベル（１０ｎｍ程度）以下に維持しながら、さらに粒径分布を均一化することは、現状の膜形成技術では困難と考えられている。

微細で均一な膜を得る技術として、触媒分野において、ＳｉＯ_２で形成された微細で均一な細孔を作製する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）

この従来技術によると、製膜後に酸素雰囲気中でアニール処理することにより、Ｆｅ_２Ｏ_３粒子とＳｉＯ_２粒界の微細な膜が形成され、この膜に対して酸によるエッチング処理を行うことで、ＳｉＯ_２で形成された微細な細孔を持つ膜を形成することができる。 しかしながら、この従来技術は、一次元貫通気孔を持つセラミック膜に関する技術であり、数〜数十時間を要する大気中での加熱処理などを必要としており、量産性を重視し、かつ真空中での製膜を主とする磁気記録媒体には、容易に応用することはできない。

一方、酸化コバルト、酸化鉄、酸化クロム、酸化ニッケルからなる結晶粒子と、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化亜鉛からなる結晶粒界部からなるハニカム構造の下地膜を持ち、制御層が、酸化マグネシウム、クロム合金、ニッケル合金からなる制御層を持つ、磁気記録媒体が開示されている。（例えば、特許文献２および３参照）

上記従来技術では、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法を用いて、通常のスパッタリング法よりも均一で、ハニカム状の結晶粒子構造を持つ下地膜を備えた磁気記録媒体に関する技術を開示している。また、下地層と磁性層との間に、それらの層の結晶格子のずれを調整するための格子定数制御層を設けることにより、上記の結晶格子の不一致による保磁力の減少及び磁気特性の変化を抑制することも開示している。これにより、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を越える記録密度が可能になるとされている。

ここで、一般に金属の酸化物には、室温大気圧下で安定な、異なった酸化数の酸化物が存在し、例えば、酸化コバルトであれば、ＣｏＯ，Ｃｏ_３Ｏ_４などが、また酸化鉄であれば、ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４などが存在する。上記従来技術には、それら、酸化数（金属の価数）に関する情報は特に開示はされていない。

１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を越えるさらなる高密度記録を達成するためには、さらに均一で微細な結晶粒子を持つ磁性膜を作製する必要がある。このためには、下地層としてさらに均一で微細な結晶粒子を形成することが望まれるが、この技術は、均一で微細な結晶粒子を形成し、記録層の磁性粒子を微細化しかつ均一化して、１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を越えるさらなる高密度記録を達成するにはまだ十分とはいえない。

また特許文献４には、軟磁性下地層と磁気記録層の間に、面内方向に磁気的に孤立化したセミハードのフェライト、あるいは軟磁性グラニュラ膜からなるものを設けた垂直磁気記録媒体の発明が開示されている。ここではセミハードのフェライトとして、γ−Ｆｅ_２Ｏ_３やＦｅ_３Ｏ_４が用いられており、また、軟磁性グラニュラ膜としては、軟磁性粒子としてＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉから選ばれた少なくとも１種類の材料からなり、非磁性母材としてＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，Ｃ，ＺｒＯ_２から選ばれる材料を組み合わせることを特徴としている。

上記従来技術では、ヘッドからの磁界を、セミハードあるいは軟磁気特性を持った微細な粒子が急峻に集めることを目的としたもので、この下地層はさらなる高密度記録を達成するために十分に均一で微細な結晶粒子を形成することに対し、特に示唆を与えるものではない。
特開平１０−１８２２６３号公報 特開２００１−１３４９３０号公報 特開２００２−１６３８１９号公報 特開２００３−２２８８０９号公報

本発明の目的は、上述した従来技術における磁気記録媒体における磁性層の磁性粒子微細化に伴う粒径分布の広がりや結晶性低下の問題点を解決し、微細で粒径分布が小さく結晶性の良好な磁性層を有する磁気記録媒体を提供することにある。

本発明者は鋭意研究の結果、次の方法により、微細で粒径分布が小さく結晶性の良好な磁性粒子を有し、磁性粒子間が非磁性体でよく分断されており、転移ノイズが小さく高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を得ることができることを見出し、本発明をなすに至った。

即ち、２種類以上の酸化物からなる第一の下地層を作製し、その層を酸素雰囲気中でアニール処理し、規則的でかつ粒径分布の小さい結晶粒子からなる層を得た。さらに、この酸化物の組成比やアニール処理の温度、酸素濃度を適切に制御することにより、粒径分布が制御されかつ、微細な結晶粒子を得ることができた。次に、第一の下地層の上に結晶配向性改善のための第二の下地層を設けた。このとき、第二の下地層の結晶粒子は、第一の下地層の結晶粒子上に、柱状、あるいはアイランド状に成長させ、さらに第二の下地層の結晶粒子上に、磁性層の結晶粒子をエピタキシャル成長させた。こうすることにより、微細でかつよく揃い、粒子間がよく分断された磁性粒子を持つ磁性層を得ることができた。

本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、非磁性基板上に形成された第一の下地層と、第一の下地層上に形成された非磁性の第二の下地層と、第二の下地層の上に形成された磁性層と、磁性層の上に形成された保護膜とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、第一の下地層は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、ＭｏＯ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、およびＺｒＯ_２からなる群から選ばれる複数種の酸化物を主成分とし、柱状に成長した第一の下地層の結晶粒子と第一の下地層の結晶粒子を取り囲む結晶粒界相とを有し、第二の下地層は、第一の下地層の結晶粒子上に成長した面心立方構造または六方稠密構造を有する結晶粒子を有することを特徴とする。

また本発明の磁気記録再生装置は、上記垂直磁気記録媒体と、垂直磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドと、磁気ヘッドを垂直磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備することを特徴とする。

本発明によれば、酸素雰囲気中でアニール処理を行うことで、第一の下地層の結晶粒径を均一で微細なものする。この第一の下地層上に、結晶配向性を改善させる第二の下地層を形成し、その上に垂直磁性層を形成することで、結晶性のよい、均一で微細な磁性粒子を提供する。これにより、熱揺らぎ耐性を悪化させることなく、垂直磁性層の転移ノイズを低減し、低ノイズ化が可能となるので、より高密度な垂直磁気記録が可能となる。

次に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、詳細に述べる。図１は本発明の一実施形態の垂直磁気記録媒体１０について、その断面図を模式的に示したものである。図１において、磁気記録媒体１０は、非磁性基板１上に、第一の下地層２、第二の下地層３、垂直磁性層４、および保護膜５が順に積層された構造を有する。また、垂直磁気記録媒体表面には、例えばディップ法等によりパーフルオロポリエーテル等の潤滑剤を塗布し、潤滑層を形成することができる。

本発明においては、第一の下地層２の結晶粒径を均一でかつ微細にすることで、垂直磁性層４の結晶粒子を均一でかつ微細にすることができる。非磁性基板１上に、主に粒径と粒径分布を決定する第一の下地層２と、前記第一の下地層の上に形成された垂直磁性層２の結晶粒子の配向性を制御する第二の下地層３と、前記第二の下地層の上に形成された垂直磁性層を備えた構成で、垂直磁性層４は第二の下地層３の上にエピタキシャル的に成長させることで、これらの下地層において得られた均一でかつ微細な結晶粒径の構造を垂直磁性層に導入することができる。

本発明では、第一の下地層２を２種類以上の酸化物からなる粒子・粒界構造で形成する。第一の下地層２を規則的で粒径分布の均一な膜にする方法として、例えば下記のような手法を選ぶことができる。第一の下地層２となる膜を製膜し、その後に酸素雰囲気中でアニール処理を行う。これにより、ある大きさの粒径分布を持っていた膜、あるいは一様な非晶質であった膜が、酸化過程で分相化し、結晶粒径が規則的で均一な膜となる。分相化するためには、アニール前の結晶構造が非晶質であることがより好適である。

なぜなら、既にアニール前に分相化しているような系では、アニール処理によってさらに分相化が進むだけで、それ以上微細な結晶構造を得ることはできないからである。また、アニール処理前の２種類以上の酸化物のうちどれか一つ、あるいはその全てが準安定な酸化物になっていることにより好適である。

ここで準安定な酸化物とは、室温下で化学量論比的に、最も安定とされる価数よりも小さい価数を取っていることを指す。また、準安定な酸化物が存在しない物質でも、スパッタリング等によって生成した一時的に準安定な状態でもよく、また最も酸素が欠損したような状態でもよい。また、物質によっては、準安定な酸化物ではなく、酸化前の純金属の状態でもよい。

このような準安定な状態の酸化物は、酸素雰囲気中のアニール過程でさらに酸化反応が進むことが可能であり、その反応が拡散（分相化）の駆動力となる。よって、既に安定な酸化物が存在すると、アニール処理を行ってもほとんど拡散が起こらず、分相化過程の障害となってしまう。

酸素雰囲気下のアニール処理については、大気中でアニール処理を行うと窒素等の不純物が含まれるため、大気圧の純酸素雰囲気中が望ましい。これによって、大気中（窒素および酸素などの混合雰囲気下）でのアニールに比べて、処理時間や温度を低減することができる。真空中で行う場合には、なるべく酸素分圧の高い状態で行うことが望ましい。温度については、４００〜７００℃の温度でアニール処理を行うことが望ましい。

しかしながら、酸化反応を考慮することで、より低温での処理が可能である。すなわち、上記酸化過程おいて、１．表層で酸化反応が起こる、２．酸化物間で分相化が起こる、３．表層から物質内部に向かった拡散が起こる、という３つの反応が起こっている。１．においては、酸化反応が始まるだけの酸素と温度があればよい。２．については、比較的多量の酸素を必要とするが、温度は高温である必要はない。３．については、高温が必要であるが、ほとんど酸素を必要としない。よって、３．の物質内部への反応を必要としない場合には、比較的低温の３００〜４００℃の温度でのアニール処理が可能となる。ただし、アニール処理の条件は、下地層の膜厚や組成比によって大きく異なるため、適切な制御が必要である。

また、アニール処理の代わりに、散乱を用いたイオン化過程や酸などを用いた酸化過程を用いてもよい。アニール処理によって、規則的な均一な膜を形成することは可能であるが、微細な膜を形成するには、さらに酸化物の組成比を適切に制御する必要がある。酸化物の組成比は、それぞれの組み合わせによって異なるが、結晶性のよい酸化物と非晶質になりやすい酸化物を組み合わせることが望ましい。これにより、結晶性のよい酸化物が結晶粒子となり、非晶質になりやすい酸化物が結晶粒界を形成する。

第一の下地層２を形成する物質として、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、ＭｏＯ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、およびＺｒＯ_２を使用することが出来る。これらの化合物のうち、結晶粒子として、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、ＭｏＯ_３およびＭｎ_３Ｏ_４を用いると、微細な結晶粒子を作りやすいという利点を持っており、結晶粒界相として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２およびＺｒＯ_２を用いると、非晶質になりやすいため、結晶粒界を形成するのに適している。特に、結晶粒子を形成する酸化物として、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯが望ましく、また、結晶粒界を形成する物質として、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３が望ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯは準安定な酸化物が生成しやすく、一方、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３は準安定状態として酸素欠損が生じやすいため、分相化反応が促進されやすいという利点をもっている。

また、結晶粒界を形成する酸化物は、第一の下地層２を構成する全物質に対して、モル百分率で２０ないし５０％含むことが望ましく、さらに好ましくは、３５ないし４５％である。２０モル％以下であると、結晶粒子を分断するのに十分ではなく、また５０モル％以上だと、分相化した際に、結晶粒子の密度が減少する。

本発明に用いられる第一の下地層２の好ましい厚さは、１ないし３０ｎｍである。１ｎｍ未満であると、第一の下地層の結晶性が低下し、よってその上の磁性記録層の結晶性も悪くなり、ノイズが増大する傾向があり、３０ｎｍを超えると、磁性記録層の磁性粒子が大きくなりノイズが増大する傾向がある。

スパッタリング法として、コンポジットターゲットを用いた単元のスパッタリング法を用いることができる。また、それぞれの物質のターゲットを用いた、多元同時スパッタリング法を用いることもできる。

次に、ここで得られた微細で均一な第一の下地層２上に、結晶配向性を改善するための第二の下地層３を形成する。第二下地層３は、磁性層がエピタキシャル成長できるような結晶面を持つことが重要であり、また第一の下地層２の結晶粒子上に選択的に成長する必要がある。そのような物質として、面心立方格子や六方稠密構造などの最密面が出ていることが望ましい。この第二の下地層３は一様な膜厚を持っていてもよいし、また不均一にアイランド状になっていてもよい。また、第二の下地層３の結晶性をさらに改善するために、第一の下地層２の表面を覆う酸素を取り除くなどのエッチング処理を行ってもよい。

本発明の第二の下地層３を構成する物質として、Ｐｔ，ＰｄおよびＣｏを少なくとも一種類含む合金を用いることができる。これらの合金は、薄い膜厚でも結晶性がよいという利点をもっている。

また第二下地層３は、上記金属物質に、酸化物、窒化物および炭化物を含有させたグラニュラ構造をとってもよい。すなわち、上記金属からなる結晶粒子を、酸化物、窒化物および炭化物から構成される結晶粒界相が取り囲むことで、粒子粒界構造が明確になり、その上に構成される磁性層の粒子分断を促進することができる。

第二の下地層３は、０．１ないし２０ｎｍの膜厚を持つことが望ましい。０．１ｎｍ未満であると、第二の下地層３の結晶性が悪く、よってその上の磁性記録層の結晶性も悪くなり、ノイズが増大する傾向があり、２０ｎｍを超えると、磁性記録層の磁性粒子が大きくなりノイズが増大する傾向がある。

また、第二の下地層３は、第一の下地層２の結晶粒子上に成長したアイランド状になっていてもよい。

また、第二の下地層３を構成する結晶粒子間距離と、第一の下地層２を構成する結晶粒子間距離が±１０％以内であることが望ましい。±１０％以上であると、第一の下地層２の結晶粒子上に、第二の下地層３の結晶粒子が選択的に成長しているとは言えず、第一の下地層２の均一な粒径分布を磁性層まで提供することができない。

垂直磁性層４は、ＣｏとＰｔを主成分に形成される。また、垂直磁性層４は、異なった組成の磁性層を２層以上積層させることもできる。また、製膜前にアニール処理が入るため、製膜前に冷却過程を入れてもよい。

垂直磁性層４を構成する物質として、ＣｏＰｔ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔＢ合金、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２合金、ＣｏＣｒＰｔＯ合金およびＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２合金等を使用することができ、特に、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２合金、ＣｏＣｒＰｔＯ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２合金を使用することがより好ましい。これらの合金は、結晶配向性がよい、磁気異方性が大きい、熱ゆらぎ耐性に優れているという利点を有する。特に、磁性層に酸素を含んだ場合、結晶粒界相が明確になり、より磁気的相互作用を分断することができる。この場合の磁性層における酸素含有量としては、その効果がよく得られ、飽和磁化の低下が顕著でない範囲として、５〜２０ ａｔ％の範囲が好ましい。

垂直磁気記録媒体１０の表面の例えば磁気記録層表面、あるいは保護層表面の上には、例えばディップ法等によりパーフルオロポリエーテル等の潤滑剤を塗布し、潤滑層を形成することができる。

図２は本発明のもう一つの実施形態における垂直磁気記録媒体２０について、その断面図を模式的に示したものである。図２の構成は、図１における第二の下地層３と垂直磁性層４との間に、さらにもう一層の第三の下地層６を設けた構成となっている。これによって、磁性層の結晶性をさらに改善することができる。

第三の下地層６としては、例えばＲｕ，ＲｕＣｒ，Ｒｈ，Ｈｆ，ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔＢを使用することができる。特に、Ｒｕ、ＲｈおよびＲｅを含む合金を使用することが望ましい。これらの物質は、その上に磁性層がエピタキシャル成長しやすいという利点をもつ。

図３は本発明のさらにもう一つの実施形態の垂直磁気記録媒体２０について、その断面図を模式的に示したものである。図３に示すように、図１における第一の下地層２と非磁性基板１との間に、軟磁性層７を設けることができる。高透磁率な軟磁性層を設けることにより、軟磁性層上に垂直磁性層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。

軟磁性層として用いる軟磁性材料としては、飽和磁束密度が高く、軟磁気特性が良好なＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮｉ、及びＦｅＡｌＳｉなどが用いられる。

また、図４に示したように、図３に示した軟磁性層７と非磁性基板１との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性層等のバイアス付与層８を設けることができる。軟磁性層７は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層８の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層７にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層８を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。

バイアス付与層８に用いるバイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢ、ＣｏＣｒＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＷＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ_２、及びＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ_２が挙げられる。

第三の下地層、軟磁性層、及びバイアス付与層は、いずれも例えばスパッタ法などの成膜方法により形成することができる。

非磁性基板１としては、ガラス基板、Ａｌ系の合金基板あるいは表面が酸化したＳｉ基板，セラミックス，及びプラスチックなどを使用することができる。さらに，それら非磁性基板表面にＮｉＰ合金などのメッキが施されている場合でも同様の効果が期待される。

磁気記録層４上には、少なくとも１層の保護層５を設けることができる。保護層５としては、例えばＣ，ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ），ＳｉＮ_ｘ，ＳｉＯ_ｘ，ＣＮ_ｘ、およびＣＨ_ｘが挙げられる。

本発明に用いられる非磁性基板１として、アルミノケイ酸ガラス、化学強化ガラス、ＮｉＰメッキＡｌＭｇ基板や、より高い耐熱温度を有する非磁性基板例えば結晶化ガラス基板、Ｓｉ基板、Ｃ基板、及びＴｉ基板等を使用することができる。

図５には、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。図５に示されるように、本発明の垂直磁気記録装置５００は、上面の開口した矩形箱状の筐体５１と、複数のねじにより筐体５１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。

筐体５１内には、上述した実施の形態に係わる垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録媒体５２、この磁気記録媒体５２を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ５３、磁気記録媒体５２に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド５４、磁気ヘッド５４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド５４を磁気記録媒体５２に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ５５、ヘッドアクチュエータ５５を回転自在に支持する回転軸５６、回転軸５６を介してヘッドアクチュエータ５５を回転及び位置決めするボイスコイルモータ５７、ヘッドアンプ回路５８が収納されている。

この垂直磁気記録装置５０の磁気記録媒体５２に、本発明の実施形態に係わる垂直磁気記録媒体を用いることができる。

以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

２．５インチ磁気ディスク用の結晶化ガラス基板からなる非磁性基板を用意した。この非磁性基板を１×１０^−５Ｐａの真空度の真空チャンバー内に設置し、基板温度を２５０℃まで加熱して、ガス圧０．６ＰａのＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリングを行った。

まず、非磁性基板をターゲットに対向するように配置し、ＤＣ５００Ｗをターゲットに放電し、裏打ち非磁性層として、Ｃｒ層を厚さ４０ｎｍ形成した。その上に厚さ２５ｎｍになるようにバイアス付与層として、ＣｏＣｒＰｔ強磁性層を製膜した。得られたＣｏＣｒＰｔ強磁性層上に、厚さ２００ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層を形成した。

その後、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性層上に、第一の下地層としてＦｅＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２ターゲットを用いて、５００Ｗで放電し、厚さ１０ｎｍになるように製膜してＦｅＯ−ＳｉＯ_２層を形成した。

その後、ガス圧２Ｐａの酸素雰囲気中で、５００℃まで加熱し、３分間アニール処理を行った。

次に、基板を室温まで冷却させた後、第二の下地層として、Ｐｔターゲットを用いて、ＤＣ５００Ｗで放電し、第一の下地層上に厚さ１０ｎｍになるように製膜してＰｔ層を形成した。次に、Ｐｔ層上に、（Ｃｏ−１６ａｔ％Ｐｔ−１０ａｔ％Ｃｒ）−８ｍｏｌ％ＳｉＯ_２のコンポジットターゲットを用意し、Ｐｔ下地層上に、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２垂直磁性層を１５ｎｍ製膜した。最後に、Ｃ保護層を７ｎｍの厚さで製膜した。

このように真空容器内で連続して製膜した基板を大気中に取り出した後、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル系潤滑膜を１．５ｎｍの厚さに形成し、垂直磁気記録媒体を得た。

図６に、得られた垂直磁気記録媒体の構成を表す概略断面図を示す。図示するように、この垂直磁気記録媒体５００は、非磁性基板１上に、Ｃｒ非磁性膜１９、ＣｏＣｒＰｔ強磁性層１８、ＣｏＺｒＮｂ軟磁性層１７、ＦｅＯ−ＳｉＯ_２第一下地層１２、Ｐｔ第二下地層１３、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２垂直磁性層１４、Ｃ保護層１５、及び図示しない潤滑層を順次積層した構造を有する。

まず、得られた垂直磁気記録媒体の垂直磁性層に対して透過型分析電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定を行い、第一下地層、第二下地層および垂直磁性層の結晶粒子の粒径分布を調べた。それぞれの層での粒径分布の評価は、以下の手順で行った。まず，倍率５０〜２００万倍の平面ＴＥＭ像の中から，粒子数が少なく見積もっても１００個以上ある任意の像をコンピュータに画像情報として取り込んだ。この画像情報を画像処理することにより、個々の結晶粒子の輪郭を抽出して輪郭で囲まれた内部の画素数を調べ，これを単位面積当りの画素数を用いて面積に変換することで，各結晶粒子が占める面積を得た。次に，結晶粒子が円形であるとした場合の直径を，各結晶粒子の面積から計算してこれを結晶粒径とし、結晶粒径の平均値および標準偏差を求めた。また、結晶粒子間には、１ないし２ｎｍ程度の厚さを持った粒界相を観測することができ、この粒界相厚を考慮して、結晶粒子間の平均粒子間距離を求めた。

その結果、第一下地層、第二下地層および垂直磁性層は、それぞれおよそ４ｎｍの粒径の結晶粒子から形成されており、その粒径分布は標準偏差で０．５ｎｍ以下であった。また、第一下地層と第二下地層の結晶粒子の平均粒子間距離との差は１０％以下であった。

次に，上記と同様にしてコンピュータに取り込んだ平面ＴＥＭ像を画像処理することにより，２次元高速フーリエ変換を行って、第一下地層、第二下地層および垂直磁性層の粒子配列の周期性を評価した。第一下地層、第二下地層および垂直磁性層のそれぞれの変換前の実空間像において，六方対称の規則性があることは明らかであったが，変換後のスペクトル像においても，４つの明瞭なピークが観察されたことから粒子配列には２次元的な規則性があり，そのピークの配置から粒子配列は六方対称であるという裏付けが得られた。

また、透過型分析電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分光装置（ＴＥＭ−ＥＤＸ）を用いて、第一下地層の局所的な元素濃度分布を調べたところ、Ｆｅ_２Ｏ_３を主成分とした結晶粒子と、各結晶粒子の周りにＳｉＯ_２を主成分とした結晶粒界相が存在する構造を確認することができた。

次に、この垂直磁性層に対して、Ｘ線回折測定を行ったところ、強いＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークを観測した。このＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークに対してロッキングカーブ測定を行ったところ、ピークの半値幅は５°という良好な結晶性を得た。

得られた垂直磁気記録媒体について、電磁石を備えた着磁装置を用いて、円板上基板の半径方向外向きに１１８５Ａ／ｍ（１５０００ Ｏｅ）の磁界を印加し、バイアス付与層の強磁性層の面内半径方向への磁化を行った。

着磁された垂直磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性の評価を行った。記録再生ヘッドは、記録部に単磁極、再生素子に磁気抵抗効果を利用した、記録トラック幅０．２５μｍ、再生トラック幅０．１５μｍのヘッドを用いた。また、測定はディスクの回転数は４２００ｒｐｍで、中心より半径位置２２．２ｍｍと一定の位置で行った。

その結果、媒体のＳＮＲｍ（再生信号出力Ｓ ： 線記録密度１１９ｋＦＣＩの出力、Ｎｍ ： ７１６ｋＦＣＩでのｒｍｓ値（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ））が２５．５ｄＢという良好な媒体を得ることができた。さらに、熱揺らぎ指標である低域出力５０ｋＦＣＩでの減衰値は、−０．００５ｄＢ／ｄｅｃａｄｅという良好な値であった。

比較例１
比較の垂直磁気記録媒体として、Ｔｉターゲットを用い、第一の下地層としてＴｉ層を１０ｎｍの厚さで形成した以外は、実施例１の垂直磁気記録媒体と同様にして垂直磁気記録媒体を得た。

得られた垂直磁気記録媒体は、第一の記録層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

また、得られた垂直磁気記録媒体の第一の下地層に対してＴＥＭ測定を行い、第一の下地層中の磁性粒子の粒径分布を調べた。その結果、１０ないし１３ｎｍの粒径分布を持つことがわかった。

同様に、第二の下地層に対してもＴＥＭ測定を行ったところ、第一の下地層と第二の下地層の平均粒子間距離は、２０ないし３０％であった。
また、この垂直磁性層に対して、Ｘ線回折測定を行ったところ、強いＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークを観測したが、このＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークに対してロッキングカーブ測定を行ったところ、ピークの半値幅は１０°という値を得た。

実施例１と同様に記録再生特性の評価を行ったところ、ＳＮＲｍが１９．８ｄＢであった。さらに、低域出力５０ｋＦＣＩでの減衰値は、−０．１３ｄＢ／ｄｅｃａｄｅという値であった。

よって、第一の下地層として、Ｔｉを用いた比較例１の従来の媒体よりも、２種類以上の酸化物を用いた実施例１の本発明の媒体の方が、よい特性を示すことがわかった。

第一の下地層として、ＣｏＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを用意した。ＦｅＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２のコンポジットターゲットの代わりに、上記コンポジットターゲットを使用する以外は、実施例１と同様にして、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は、第一下地層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして第一下地層に対するＴＥＭ観察および画像処理を行い、第一下地層の結晶粒子の粒径分布を調べた。その結果、第一下地層はおよそ５ｎｍの粒径の結晶粒子から形成されており、その粒径分布は標準偏差で０．８ｎｍ以下であった。また、結晶粒子間には、１ないし２ｎｍ程度の厚さを持った粒界相を観測することができた。ＴＥＭ−ＥＤＸを用いて、第一下地層の局所的な元素濃度分布を調べたところ、Ｃｏ_３Ｏ_４を主成分とした結晶粒子と、各結晶粒子の周りにＳｉＯ_２を主成分とした結晶粒界相が存在する構造を確認することができた。
さらに、第二下地層に対してもＴＥＭ測定を行い、第二下地層の粒径分布を調べたところ、第一下地層の結晶粒子の平均粒子間距離と、第二下地層の結晶粒子の平均粒子間距離との差は１０％以下であった。

次に、この垂直磁性層に対して、Ｘ線回折測定を行ったところ、強いＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークを観測した。このＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２（００．２）ピークに対してロッキングカーブ測定を行ったところ、ピークの半値幅は４°という良好な結晶性を得た。

実施例１と同様に記録再生特性の評価を行ったところ、ＳＮＲｍが２５．３ｄＢであった。さらに、低域出力５０ｋＦＣＩでの減衰値は、−０．００８ｄＢ／ｄｅｃａｄｅという良好な値であった。

同様の改善効果が、ＣｏＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２の他に、Ｘ−３０ｍｏｌ％Ｙコンポジットターゲット（Ｘ＝ＭｇＯ，ＭｏＯ_２，Ｍｎ_２Ｏ_３，Ｙ＝ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ，ＺｒＯ_２）で表される様々な元素の酸化物を用いて、第一下地層を作製した垂直磁気記録媒体でも得られた。但し、Ｘ，Ｙの酸化物はターゲットでの組成比を表しており、膜中の酸化物の組成比を表すものではない。

得られた垂直磁気記録媒体は、第一下地層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にしてＴＥＭ−ＥＤＸを用いて、第一下地層の局所的な元素濃度分布を調べたところ、上記Ｘの酸化物を主成分とした結晶粒子と、各結晶粒子の周りに上記Ｙを主成分とした結晶粒界相が存在する構造を確認することができた。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にしてＴＥＭによる粒径観察および記録再生特性評価を行った。その結果を表１に示す。

表１から、第一の下地層の結晶粒子を構成する物質として、Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｃｏ_３Ｏ_４，ＭｇＯ，ＭｏＯ_３およびＭｎ_３Ｏ_４より選ばれた少なくとも一つの酸化物と、第一の下地層の結晶粒界相を構成する物質として、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ，ＺｒＯ_２から選ばれる少なくとも一つの酸化物を用いると、比較例１の従来の媒体よりも、よい特性を示すことがわかった。

また、第一の下地層の結晶粒子を構成する物質として、Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｃｏ_３Ｏ_４，ＭｇＯから選ばれる酸化物を用い、結晶粒界相を構成する物質として、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３から選ばれる酸化物を用いると、さらによい特性を示すことがわかった。

第一の下地層として、ＭｇＯ−４０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを用意した。ＦｅＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２のコンポジットターゲットの代わりに、ＭｇＯ−４０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを使用し、様々に膜厚を変化させた以外は実施例１と同様にして、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は、第一の下地層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた様々な垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。

図７に、ＭｇＯ−４０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２第一の下地層に関する膜厚とＳＮＲｍ、および膜厚と結晶粒径との関係を表すグラフ図を示す。
曲線１０１、１１１は、膜厚がｘ ｎｍ（０≦ｘ≦７０）の時のグラフ図を各々表している。

グラフから分かるように、第一下地層の膜厚を１ないし３０ｎｍの範囲で用いた方が、ＳＮＲｍおよび平均粒径が良好であることがわかった。

第一の下地層として、様々な組成比を持つＣｏＯ−ｘ ｍｏｌ％Ａｌ_２Ｏ_３コンポジットターゲット（１０ｍｏｌ％≦ｘ≦７０ｍｏｌ％）を用意した。ＦｅＯ−３０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２のコンポジットターゲットの代わりに、ＣｏＯ−ｘ ｍｏｌ％Ａｌ_２Ｏ_３コンポジットターゲットを使用し、様々に組成比を変化させた以外は実施例１と同様にして、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は、第一の下地層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にしてＴＥＭ−ＥＤＸを用いて、第一下地層の局所的な元素濃度分布を調べたところ、Ｃｏ_３Ｏ_４を主成分とした結晶粒子と、各結晶粒子の周りにＡｌ_２Ｏ_３を主成分とした結晶粒界相が存在する構造を確認することができた。

得られた様々な垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。

８に、ＣｏＯ−ｘ ｍｏｌ％Ａｌ_２Ｏ_３第一の下地層に関する組成比とＳＮＲｍ、および組成比と結晶粒径との関係を表すグラフ図を示す。曲線１２１、１３１は、組成比がｘ ｍｏｌ％（１０≦ｘ≦７０）の時のグラフ図を各々表している。

グラフから分かるように、第一下地層の結晶粒界相を構成する酸化物の組成比を２０ないし５０ｍｏｌ％の範囲で用いた方が、ＳＮＲｍおよび平均粒径が良好であることがわかった。

第二の下地層として、ＰｄおよびＣｏからなるターゲットを用意した。 Ｐｔターゲットの代わりに、これらの様々な物質のターゲットを使用した以外は実施例１と同様にして、垂直磁気記録媒体を作製した。

次に、比較のために、従来の垂直磁気記録媒体として、
Ｒｕターゲットを用い、第二の下地層としてＲｕ層を１０ｎｍの厚さで形成した以外は、実施例１の垂直磁気記録媒体と同様にして垂直磁気記録媒体を得た。

本発明の媒体、および従来の垂直磁気記録媒体は、第二の下地層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

以上得られた本発明の媒体、および従来の垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。その結果を表２に示す。

表２から分かるように、第二の下地層としてＰｔ，Ｐｄ，Ｃｏを用いた方が、従来の媒体よりよい特性を示すことがわかった。

第二の下地層として、Ｐｄ−１０ｍｏｌ％ Ｘターゲット（Ｘ＝Ｃｒ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ，Ｙ_２Ｏ_３，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＴａＮ）を用意した。Ｐｔターゲットの代わりに、Ｐｄ−１０ｍｏｌ％Ｘターゲットを使用し、様々なＰｄ合金を用いた以外は実施例１と同様にして、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は、第二の下地層の膜厚が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、ＴＥＭ−ＥＤＸを用いて、第二下地層の局所的な元素濃度分布を調べたところ、Ｐｄを主成分とした結晶粒子と、各結晶粒子の周りにＸで表される化合物を主成分とした結晶粒界相が存在する構造を確認することができた。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。

以上得られた本発明の媒体、および従来の垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。その結果を表３に示す。

表３から分かるように、第二下地層として、グラニュラ構造を持つＰｄ合金を用いた方が、従来の媒体よりよい特性を示すことがわかった。また、結晶粒界相を構成する物質は、酸化物、炭化物、窒化物が望ましいことがわかった。

第二の下地層として、Ｐｄターゲットを用意した。Ｐｔターゲットの代わりに、Ｐｄターゲットを使用し、様々に膜厚を変化させた以外は実施例１と同様にして、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は、第二の下地層の膜厚が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして粒径分布測定および記録再生特性評価を行った。
図８に、Ｐｄ第二下地層に関する膜厚とＳＮＲｍ、および膜厚と結晶粒径との関係を表すグラフ図を示す。曲線１４１、１５１は、膜厚がｘ ｎｍ（０≦ｘ≦４０）の時のグラフ図を各々表している。グラフから分かるように、第二下地層の膜厚を０．１ないし２０ｎｍの範囲で用いた方が、ＳＮＲｍおよび平均粒径が良好であることがわかった。

第二の下地層として、Ｐｔターゲットを用意した。Ｐｔターゲットを使用し、スパッタリング時のＡｒガス圧が３Ｐａになるように設定し、膜厚が１ｎｍになるように、第二下地層を形成した以外には、実施例１と同様にして、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対して、断面ＴＥＭ測定すると、Ｐｔ粒子が、第一下地層の結晶粒子部分にアイランド状に形成されていた。また、垂直磁性層がＰｔアイランド上にエピタキシャル成長していることがわかった。
得られた垂直磁気記録媒体は、第二の下地層がアイランド状に形成されていること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして記録再生特性評価を行ったところ、ＳＮＲｍが２４．９ｄＢと良好な特性を示すことがわかった。

垂直磁気記録媒体として、アニール処理後に、室温まで冷却することなしに、第二の下地層、垂直磁性層および保護層を形成し、その際、垂直磁性層として、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２垂直磁性層の代わりに、Ｃｏ−１８ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂターゲットを用意し、ＣｏＣｒＰｔＢ垂直磁性層を厚さ１５ｎｍで形成した以外は、実施例１と同様にして本発明の垂直磁気記録媒体を得た。
得られた垂直磁気記録媒体は、垂直磁性層が異なること以外は、図６に示す垂直磁気記録媒体と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして記録再生特性評価を行ったところ、ＳＮＲｍが２４．７ｄＢと良好な特性を示すことがわかった。

第二の下地層と垂直磁性層の間に、Ｒｕターゲットを用意し、膜厚が１５ｎｍになるように、第三の下地層を形成した以外には、実施例１と同様にして、垂直磁気記録媒体を作製した。

図９に、得られた垂直磁気記録媒体の構成を表す概略断面図を示す。図示するように、この垂直磁気記録媒体７０は、Ｐｔ第二下地層１３とＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２垂直磁性層１４との間に、Ｒｕ第三下地層１６が形成されていること以外は、図６と同様の構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体に対して、実施例１と同様にして記録再生特性評価を行ったところ、ＳＮＲｍが２５．６ｄＢと良好な特性を示すことがわかった。

また、Ｒｕの代わりに、Ｒｈ、Ｒｅを用いた場合にも、同様の改善の効果が得られた。

垂直磁気記録媒体として、製膜前の加熱処理を行わず、かつＣｒ非磁性層、ＣｏＣｒＰｔ強磁性層、及びＣｏＺｒＮｂ軟磁性層を製膜しないこと以外は、実施例１と同様にして、垂直磁気記録媒体を作製した。

図１０に、本発明の垂直磁気記録媒体のさらに他の例の構成を表す断面図を示す。図示するように、垂直磁気記録媒体８０は、非磁性基板１上に、ＦｅＯ−ＳｉＯ_２第一下地層２２、Ｐｔ第二下地層２３、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２垂直磁性層２４、Ｃ保護層２５、及び図示しない潤滑膜を順次積層した構成を有する。

この垂直磁気記録媒体について、磁気抵抗効果を用いた記録トラック幅０．２５μｍ、再生トラック幅０．１５μｍのリング型ヘッドを用いて、記録再生特性の評価を行ったところ、ＳＮＲｍが２１．５ｄＢであった。

比較例２
第一下地層として、Ｔｉターゲットを用いて、Ｔｉ第一下地層を厚さ１０ｎｍの厚さで形成した以外は、実施例９と同様にして従来の垂直磁気記録媒体を得た。

得られた垂直磁気記録媒体は、第一下地層が異なる以外は、図１０と同様の層構成を有する。

得られた垂直磁気記録媒体について、磁気抵抗効果を用いた記録トラック幅０．２５μｍ、再生トラック幅０．１５μｍのリング型ヘッドを用いて、記録再生特性の評価を行ったところ、ＳＮＲｍが１６．８ｄＢであった。

本発明に係る垂直磁気記録媒体の一実施形態の模式的断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の一実施形態の模式的断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の一実施形態の模式的断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の一実施形態の模式的断面図である。 本発明に係る磁気記録再生装置のさらに他の一実施形態について、一部を開いてその構成を示した斜視図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の一実施例について、その構成を表す断面図である。 ＭｇＯ−４０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２第一の下地層に関する膜厚とＳＮＲｍ、および膜厚と結晶粒径との関係を表すグラフである。 ＣｏＯ−ｘ ｍｏｌ％Ａｌ_２Ｏ_３第一の下地層に関する組成比とＳＮＲｍ、および組成比と結晶粒径との関係を表すグラフ表すグラフである。 Ｐｄ第二下地層に関する膜厚とＳＮＲｍ、および膜厚と結晶粒径との関係を表すグラフ表すグラフである。 本発明に係る垂直磁気記録媒体の一実施例について、その構成を表す断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体の一実施例について、その構成を表す断面図である。

符号の説明

１…非磁性基板、２，１２，２２…第一下地層、３，１３，２３…第二下地層、４，１４，２４…垂直磁性層、６，１６…第三下地層、７，１７…軟磁性層、８，１８…バイアス付与層、１９…裏打ち非磁性層、５，１５，２５…保護層、１０，２０，３０，４０，５０，７０，８０…垂直磁気記録媒体、５１…筐体、５２…磁気記録媒体、５３…スピンドルモータ、５４…磁気ヘッド、５５…ヘッドアクチュエータ、５６…回転軸、５７…ボイスコイルモータ、５８…ヘッドアンプ回路、５００…垂直磁気記録装置。

Claims (21)

1. 非磁性基板と、
   前記非磁性基板上に形成された第一の下地層と、
   前記第一の下地層上に形成された非磁性の第二の下地層と、
   前記第二の下地層の上に形成された磁性層と、
   前記磁性層の上に形成された保護膜と
   が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
   前記第一の下地層は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、ＭｏＯ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、およびＺｒＯ_２からなる群から選ばれる複数種の酸化物を主成分とし、柱状に成長した第一の下地層の結晶粒子と前記第一の下地層の結晶粒子を取り囲む結晶粒界相とを有し、
   前記第二の下地層は、前記第一の下地層の結晶粒子上に成長した面心立方構造または六方稠密構造を有する結晶粒子を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記第二の下地層が、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＣｏのうち少なくとも一種の合金を主成分とす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。
3. 前記第一の下地層の結晶粒子が、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｇＯ、ＭｎＯ_３、およびＭｎ_３Ｏ_４から選ばれる少なくとも一種類の酸化物を含み、前記第一の下地層の結晶粒界がＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、およびＺｒＯ_２から選ばれる少なくとも一種の酸化物を含むことを特徴とする請求項１ないし２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記第一の下地層の結晶粒子が、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４およびＭｇＯから選ばれる少なくとも一種の酸化物を含み、前記第一の下地層の結晶粒界がＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３のうちから選ばれる少なくとも一種の酸化物を含むことを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記第二の下地層と、前記磁性層との間に第三の下地層を持つことを特徴とする請求項１ないし４に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記第三の下地層が、Ｒｕ，ＲｈおよびＲｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とすることを特徴とする請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記第一の下地層において、結晶粒界相を構成する酸化物が、第一の下地層を構成する全物質に対して、モル百分率で２０ないし５０％であることを特徴とする請求項１ないし６に記載の垂直磁気記録媒体。
8. 前記第一の下地層において、結晶粒界相を構成する酸化物が、第一の下地層を構成する全物質に対して、モル百分率で３５ないし４５％であることを特徴とする請求項１ないし６に記載の垂直磁気記録媒体。
9. 前記第一の下地層において、結晶粒子の配列が膜面内方向において規則性を有することを特徴とする請求項１ないし８に記載の垂直磁気記録媒体。
10. 前記第一の下地層の膜厚が１ないし３０ｎｍであることを特徴とする請求項１ないし９に記載の垂直磁気記録媒体。
11. 前記第二の下地層は、柱状に成長した結晶粒子が酸化物，窒化物，または炭化物からなる結晶粒界相によって分断されたグラニュラ構造を有していることを特徴とする請求項１ないし１０に記載の垂直磁気記録媒体。
12. 前記第二の下地層の膜厚が０．１ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項１ないし１１に記載の垂直磁気記録媒体。
13. 前記第二の下地層が、前記第一の下地層の結晶粒子上に成長した島状の第二の下地層の結晶粒子を有することを特徴とする請求項１ないし１２に記載の垂直磁気記録媒体。
14. 前記第二の下地層の結晶粒子の平均粒子間距離と、前記第一の下地層の結晶粒子の平均粒子間距離との差が、±１０％以内であることを特徴とする請求項１ないし１３に記載の垂直磁気記録媒体
15. 前記磁性層が、ＣｏＰｔ合金を主成分とする磁性結晶粒子を有することを特徴とする請求項１ないし１４に記載の垂直磁気記録媒体。
16. 前記磁性層が５〜２０ ａｔ．％の酸素を含むことを特徴とする請求項１５に記載の垂直磁気記録媒体。
17. 前記磁性層を構成する磁性結晶粒子の平均粒径が１〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１ないし１６に記載の垂直磁気記録媒体。
18. 前記磁性層において、磁性結晶粒子の配列が膜面内方向において規則性を有することを特徴とする請求項１ないし１７に記載の垂直磁気記録媒体。
19. 前記非磁性基板と第一下地層の間に、少なくとも一層の軟磁性層を持つことを特徴とする請求項１ないし１８に記載の垂直磁気記録媒体。
20. 請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、前記垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
21. 前記記録再生ヘッドとして、単磁極記録ヘッドを有することを特徴とする請求項２０に記載の磁気記録再生装置。

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