JP2006079718A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ノイズ特性等の電磁変換特性と熱安定性を損ねることなく書き込み特性の向上を実現した垂直磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】 非磁性下地層４およびグラニュラー型の磁性層５を備えた垂直磁気記録媒体において、微小角入射Ｘ線回折による強磁性結晶粒測定にて、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下であることを特徴とする。軟磁性裏打ち層２、シード層３を備えてよく、シード層３はアモルファス構造を有する層とｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層の積層が好ましい。
【選択図】 図１
【解決手段】 非磁性下地層４およびグラニュラー型の磁性層５を備えた垂直磁気記録媒体において、微小角入射Ｘ線回折による強磁性結晶粒測定にて、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下であることを特徴とする。軟磁性裏打ち層２、シード層３を備えてよく、シード層３はアモルファス構造を有する層とｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層の積層が好ましい。
【選択図】 図１
Description
本発明は、情報の記録再生を行うための垂直磁気記録媒体に関し、より詳細には、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置に搭載される垂直磁気記録媒体に関する。
現在、磁気記録媒体においては、基板上にＣｒ、Ｃｒ合金等からなる下地層等を介して、Ｃｏ系合金等の磁性層を設け、記録磁化の方向を基板面内に向けて記録する長手記録方式が用いられているが、近年の磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は益々高まっており、より高記録密度化に適した垂直磁気記録媒体の研究開発が活発となっている。
ノイズ特性に代表される磁気記録媒体の電磁変換特性を向上し、高記録密度化を進めるためは、磁性層を構成する強磁性結晶粒の磁気的な分離を促進し、磁化反転単位を小さくする必要がある。この目的に適した方式として、グラニュラー型の磁性層が注目されている。これは酸化物あるいは窒化物等の非磁性結晶粒界がＣｏ基合金等からなる強磁性結晶粒を囲む構成を有するもので、非磁性結晶粒界により、強磁性結晶粒間の磁気的な相互作用が低減して磁化反転単位を小さくする効果を有している（例えば、非特許文献１参照。）。Ｃｏ基合金の強磁性結晶粒は六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造で構成されてきている。Ｃｏ基合金はその結晶構造により磁気特性が変化するが、ｈｃｐ構造において最も高い保磁力が得られる等のことから、良好な磁気特性を得るためにはｈｃｐ構造が最適であり、面心立方（ｆｃｃ）等の結晶構造は磁気特性を劣化させるため排除すべきものと考えられてきたためである（例えば、特許文献１参照。）。
ノイズ特性に代表される磁気記録媒体の電磁変換特性を向上し、高記録密度化を進めるためは、磁性層を構成する強磁性結晶粒の磁気的な分離を促進し、磁化反転単位を小さくする必要がある。この目的に適した方式として、グラニュラー型の磁性層が注目されている。これは酸化物あるいは窒化物等の非磁性結晶粒界がＣｏ基合金等からなる強磁性結晶粒を囲む構成を有するもので、非磁性結晶粒界により、強磁性結晶粒間の磁気的な相互作用が低減して磁化反転単位を小さくする効果を有している（例えば、非特許文献１参照。）。Ｃｏ基合金の強磁性結晶粒は六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造で構成されてきている。Ｃｏ基合金はその結晶構造により磁気特性が変化するが、ｈｃｐ構造において最も高い保磁力が得られる等のことから、良好な磁気特性を得るためにはｈｃｐ構造が最適であり、面心立方（ｆｃｃ）等の結晶構造は磁気特性を劣化させるため排除すべきものと考えられてきたためである（例えば、特許文献１参照。）。
ノイズ特性等を向上して高記録密度化を進めるために磁化反転単位を低減するとともに、一方では、いわゆる「熱揺らぎ」の現象が顕在化するようになってきた。磁性体の熱安定性（熱揺らぎ耐性）は、一軸異方性定数をＫｕとし、活性化体積をＶａとすると、両者の積であるＫｕＶａという指標で表され、Ｖａは磁化反転単位の体積Ｖと相関していることが知られている。即ち、ＫｕＶａ（あるいはＫｕＶ）が小さくなるほど磁気記録媒体の熱安定性は低下する。この指標から明らかなように、記録密度を向上するために磁化反転単位を小さくするとともに熱安定性が低下することとなり、垂直磁気記録媒体といえども熱揺らぎ問題を生じることとなる。従って、磁化反転単位を小さくしても熱安定性を維持するためには、Ｋｕを大きくする必要がある。
しかしながら、ＨＤＤにおいて記録時に必要となる磁場強度は、ほぼＫｕに比例することが知られている。特に、グラニュラー膜のように、強磁性結晶粒間の磁気的な相互作用が十分に低下した場合、強磁性結晶粒の磁化を反転させるために必要な磁場の値は異方性磁界（Ｈｋ）に近づくことが知られている。Ｈｋは、強磁性結晶粒の飽和磁化をＭｓとして、Ｈｋ＝２Ｋｕ／Ｍｓで表される。即ち、ノイズ特性等と熱安定性を確保するため、Ｖを低下させつつＫｕを増加させた場合、Ｈｋの増大を招くことになって、記録時に必要となる磁場強度が増加し、その増加が著しい場合には記録不能となる場合も生じる。
しかしながら、ＨＤＤにおいて記録時に必要となる磁場強度は、ほぼＫｕに比例することが知られている。特に、グラニュラー膜のように、強磁性結晶粒間の磁気的な相互作用が十分に低下した場合、強磁性結晶粒の磁化を反転させるために必要な磁場の値は異方性磁界（Ｈｋ）に近づくことが知られている。Ｈｋは、強磁性結晶粒の飽和磁化をＭｓとして、Ｈｋ＝２Ｋｕ／Ｍｓで表される。即ち、ノイズ特性等と熱安定性を確保するため、Ｖを低下させつつＫｕを増加させた場合、Ｈｋの増大を招くことになって、記録時に必要となる磁場強度が増加し、その増加が著しい場合には記録不能となる場合も生じる。
また、磁化反転単位を小さくしていくと、反磁界が小さくなるため、磁性層の反転磁界は大きくなっていく。つまり、磁化反転単位を小さくするほど記録に必要となる磁場強度は大きくなっていくことになる。
つまり、高記録密度化に向けた磁化反転単位の微細化とＫｕの増加は、磁気記録媒体のノイズ特性と熱安定性の向上に寄与するものの、双方とも書き込み特性（磁気記録媒体への記録しやすさ）を低下させることにつながる。
以上の背景から、書き込み特性を低下させることなく磁気記録媒体の熱安定性やノイズ特性等の電磁変換特性を向上させる方法が求められている。
特開平６−９６９５０
及川忠昭 他、「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２／Ｒｕ垂直磁気記録媒体における磁気特性のＰｔ、Ｃｒ組成依存性」、日本応用磁気学会誌、２００４年、第２８巻、ｐ．２５４−２５７
つまり、高記録密度化に向けた磁化反転単位の微細化とＫｕの増加は、磁気記録媒体のノイズ特性と熱安定性の向上に寄与するものの、双方とも書き込み特性（磁気記録媒体への記録しやすさ）を低下させることにつながる。
以上の背景から、書き込み特性を低下させることなく磁気記録媒体の熱安定性やノイズ特性等の電磁変換特性を向上させる方法が求められている。
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ノイズ特性等の電磁変換特性と熱安定性を損ねることなく書き込み特性の向上を実現した垂直磁気記録媒体を提供することにある。
このような目的を達成するために、発明者は鋭意検討を進めた結果、磁性層を構成する強磁性結晶粒に適切な比率のｆｃｃ構造を導入することにより、上述の問題を解決して、本発明を完成するに至ったものである。
より具体的には、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層および磁性層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、磁性層はＣｏ基合金からなる強磁性結晶粒と、酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界とからなり、微小角入射Ｘ線回折による強磁性結晶粒測定において、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下であることを特徴とする。
また、非磁性基板と非磁性下地層の間にシード層を有することが好ましく、該シード層はｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層であることが好ましい。特に好ましくは、該シード層をアモルファス構造を有する層とｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層とをこの順に積層して形成する。
より具体的には、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層および磁性層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、磁性層はＣｏ基合金からなる強磁性結晶粒と、酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界とからなり、微小角入射Ｘ線回折による強磁性結晶粒測定において、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下であることを特徴とする。
また、非磁性基板と非磁性下地層の間にシード層を有することが好ましく、該シード層はｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層であることが好ましい。特に好ましくは、該シード層をアモルファス構造を有する層とｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層とをこの順に積層して形成する。
また、シード層が、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、ＢまたはＰを含有することが好ましい。
また、非磁性下地層が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、ＨｆまたはＯｓを含有することが好ましい。特に好ましくは、非磁性下地層が、ＲｕまたはＲｅを含有し、さらにＴｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、ＣまたはＡｌを含有する。
また、非磁性下地層の膜厚が、３ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、磁性層がＣｏＰｔ基合金と酸化物から構成され、ＣｏＰｔ基合金はＰｔを５原子％以上、２６原子％以下含有し、酸化物は前記磁性層の５モル％以上、１５モル％以下であることが好ましい。
また、磁性層の酸化物がＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることが好ましい。
また、非磁性下地層が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、ＨｆまたはＯｓを含有することが好ましい。特に好ましくは、非磁性下地層が、ＲｕまたはＲｅを含有し、さらにＴｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、ＣまたはＡｌを含有する。
また、非磁性下地層の膜厚が、３ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、磁性層がＣｏＰｔ基合金と酸化物から構成され、ＣｏＰｔ基合金はＰｔを５原子％以上、２６原子％以下含有し、酸化物は前記磁性層の５モル％以上、１５モル％以下であることが好ましい。
また、磁性層の酸化物がＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることが好ましい。
また、非磁性基板とシード層の間に軟磁性裏打ち層を有することが好ましい。
また、非磁性基板は、アルミ、ガラスまたはプラスチック樹脂のいずれかであってよい。
また、非磁性基板は、アルミ、ガラスまたはプラスチック樹脂のいずれかであってよい。
垂直磁気記録媒体を上記のように構成することにより、低ノイズで高熱安定性を有し、かつ、書き込み特性が良好である垂直磁気記録媒体を実現することが可能となった。
以下、図面を参照して本発明の最良の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための模式図で、非磁性基板１上に、軟磁性裏打ち層２、シード層３、非磁性下地層４、磁性層５が順次形成され、磁性層５の上には保護層６、液体潤滑層７が設けられている。
本発明の垂直磁気記録媒体の基本的特徴は、磁性層がＣｏ基合金からなる強磁性結晶粒と、酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界とからなり、ｈｃｐ構造を有するＣｏ基合金（以下、ｈｃｐ−Ｃｏ基合金相と表す）中に適切な比率のｆｃｃ構造を有するＣｏ基合金（以下、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相と表す）を導入した強磁性結晶粒を構成することにより、低ノイズと高い熱安定性を維持しつつ、書き込み特性を向上することにある。
以下、より具体的に説明する。
図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための模式図で、非磁性基板１上に、軟磁性裏打ち層２、シード層３、非磁性下地層４、磁性層５が順次形成され、磁性層５の上には保護層６、液体潤滑層７が設けられている。
本発明の垂直磁気記録媒体の基本的特徴は、磁性層がＣｏ基合金からなる強磁性結晶粒と、酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界とからなり、ｈｃｐ構造を有するＣｏ基合金（以下、ｈｃｐ−Ｃｏ基合金相と表す）中に適切な比率のｆｃｃ構造を有するＣｏ基合金（以下、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相と表す）を導入した強磁性結晶粒を構成することにより、低ノイズと高い熱安定性を維持しつつ、書き込み特性を向上することにある。
以下、より具体的に説明する。
非磁性基板１は、磁気記録媒体用に通常用いられる基板であってよく、例えば、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。また、基板加熱温度を１００℃以内に抑える場合は、ポリカーボネイト、ポリオレフィン等の樹脂からなるプラスチック基板を用いることもできる。
軟磁性裏打ち層は、記録時にヘッドから発生する磁束の広がりを防止し、垂直方向の磁界を確保する役割を担う層である。したがって軟磁性裏打ち層２を設けることが好ましいが、該層が無くても記録は可能である。軟磁性裏打ち層の材料としては、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、非晶質のＣｏ合金等を用いることができる。特に非晶質のＣｏ合金、例えばＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより、良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性に応じて適宜調整されるが、生産性を考慮した場合に１０ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚で用いることが好ましい。
軟磁性裏打ち層は、記録時にヘッドから発生する磁束の広がりを防止し、垂直方向の磁界を確保する役割を担う層である。したがって軟磁性裏打ち層２を設けることが好ましいが、該層が無くても記録は可能である。軟磁性裏打ち層の材料としては、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、非晶質のＣｏ合金等を用いることができる。特に非晶質のＣｏ合金、例えばＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより、良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性に応じて適宜調整されるが、生産性を考慮した場合に１０ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚で用いることが好ましい。
シード層３は磁性層の結晶構造を好適に制御するために、設けることが好ましい層である。シード層３は単層または複数の層の積層により形成される。単層により形成する場合は、ｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有して形成する。以下、これを結晶性シード層と呼ぶ。積層にて形成する場合は、始めにアモルファス構造を有する層（以下、アモルファスシード層と呼ぶ）を形成し、引続いて結晶性シード層を形成する。このように積層して構成することにより効果は一層増大する。
アモルファスシード層は、軟磁性裏打ち層の表面に凹凸が生じる場合に凹凸を平坦化するとともに、結晶性シード層の配向性を向上するための層である。従って、軟磁性裏打ち層の表面が平坦な場合にはアモルファスシード層を省略することも可能である。アモルファスシード層はＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、ＢおよびＰの内のいずれか１種類以上の元素を含むことが好ましい。良好なアモルファス構造を得るには、Ｔａ、ＴａＮｉ、ＴａＮｉＢ、ＴｉＣｒ、ＮｉＮｂ、ＣｒＢを用いることが特に好ましい。アモルファスシード層の膜厚は、２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で形成されることが好ましい。２ｎｍより薄い場合には、表面凹凸の平坦化効果が認められず、結晶性シード層の配向も劣化する。１０ｎｍより厚い場合には、軟磁性裏打ち層とヘッドの距離が長くなるため、出力が低下する。
アモルファスシード層は、軟磁性裏打ち層の表面に凹凸が生じる場合に凹凸を平坦化するとともに、結晶性シード層の配向性を向上するための層である。従って、軟磁性裏打ち層の表面が平坦な場合にはアモルファスシード層を省略することも可能である。アモルファスシード層はＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、ＢおよびＰの内のいずれか１種類以上の元素を含むことが好ましい。良好なアモルファス構造を得るには、Ｔａ、ＴａＮｉ、ＴａＮｉＢ、ＴｉＣｒ、ＮｉＮｂ、ＣｒＢを用いることが特に好ましい。アモルファスシード層の膜厚は、２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲で形成されることが好ましい。２ｎｍより薄い場合には、表面凹凸の平坦化効果が認められず、結晶性シード層の配向も劣化する。１０ｎｍより厚い場合には、軟磁性裏打ち層とヘッドの距離が長くなるため、出力が低下する。
結晶性シード層は、上層に形成する非磁性下地層４の粒径分布と配向性を向上させるためのものである。結晶性シード層は、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、ＢおよびＰの内のいずれか１種類以上の元素を含むことが好ましい。その材料組成は、非磁性下地層材料の格子定数にあわせて適宜選択される。また、上層に形成する非磁性下地層４の良好な配向性および磁性層５の磁化容易軸の良好な垂直配向性を得るために、ｆｃｃもしくはｈｃｐ構造であることが好ましく、特に、ｆｃｃ（１１１）面またはｈｃｐ（００２）面が非磁性基板面に平行に配向することが好ましい。結晶性シード層の粒径を微細化することにより、非磁性下地層の粒径ならびに磁性層の強磁性結晶粒の粒径を微細化することが可能である。結晶性シード層の粒径を微細化するためにＢ、Ｐを添加することができ、添加量は、磁性層５の組成から決まるＫｕ値および磁性層の膜厚から予想される熱揺らぎを起こさない強磁性結晶粒径を考慮して適宜選択される。結晶性シ-ド層の膜厚は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲で形成されることが好ましい、５ｎｍより薄い場合には良好なｆｃｃ（１１１）またはｈｃｐ（００２）配向が得られないため、下地層４、磁性層５の配向性を劣化させることとなる。２０ｎｍより厚い場合には、結晶性シ-ド層の粒径が肥大する結果、その上層に形成する下地層４、磁性層５の粒径も肥大することとなり、ノイズが増加することになる。
非磁性下地層４は、磁性層５のｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の発現程度を調整する作用を有するとともに、磁性層の垂直配向性を向上し、また磁性層の初期成長層を抑制する作用も有する。非磁性下地層４は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、ＨｆおよびＯｓの内の少なくとも１種以上の元素を含むことが好ましい。特に好ましくは、ＲｕまたはＲｅを主体として、さらに磁性層５の格子定数に応じてＴｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、ＣおよびＡｌの内のいずれかひとつ以上の元素を含んだ合金とする。非磁性下地層４の膜厚は、３ｎｍ〜２０ｎｍの範囲で形成されることが好ましい。３ｎｍより薄い場合には、良好な結晶性が得られないため、非磁性下地層４の配向性が劣化し、磁性層５の配向性も劣化させることになり、また、磁性層５の初期成長層の形成を助長することとなる。２０ｎｍより厚い場合には、磁性層のｈｃｐ−Ｃｏ基合金相の成長が促進される結果、適切な比率のｆｃｃ−Ｃｏ基合金相を導入することが妨げられる。また非磁性下地層４の粒径が肥大することにより、磁性層５の粒径も肥大する結果、ノイズの増大を招くことともなる。
磁性層５は、情報を記録するための層であり、垂直磁気記録媒体として用いるためには、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向している必要がある。特に、ｈｃｐ（００２）の結晶格子面が基板面に平行に配向することが好ましい。磁性層５はいわゆるグラニュラー構造を有し、Ｃｏ基合金からなる強磁性結晶粒を酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界が囲む構造とする。グラニュラー構造とすることにより、ノイズを低減することが可能となる。ここで、「主成分とする」とは、他の成分を微量に含有することを妨げない意味であり、酸化物が非磁性結晶粒界の概ね９０モル％以上の比率で存在することを表している。
強磁性結晶粒を構成するＣｏ基合金としては、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＢ等のＣｏＰｔ基合金、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ等のＣｏＣｒ基合金等を用いることができる。ＣｏＰｔ基合金はＫｕを高く設定することができることから特に好ましく用いられる。
強磁性結晶粒を構成するＣｏ基合金としては、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＢ等のＣｏＰｔ基合金、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ等のＣｏＣｒ基合金等を用いることができる。ＣｏＰｔ基合金はＫｕを高く設定することができることから特に好ましく用いられる。
酸化物としては、Ｃｏ基合金の強磁性結晶粒の磁気的分離性能に優れたＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２またはＡｌ２Ｏ３を用いることが好ましい。ＳｉＯ２はＣｏＰｔ基合金の強磁性結晶粒の磁気的分離性能に優れていることから特に好ましく用いられる。
熱安定性、ノイズ特性および書き込み特性を同時に良好とするために、強磁性結晶粒に適切な比率のｆｃｃ結晶構造を導入する。強磁性結晶粒の結晶構造を微小角入射Ｘ線回折により２θスキャンで測定した時に、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下とする。
ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の存在比率が増加してＡ／Ｂが１．５を超えた場合には、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が劣化して実用に耐えなくなる。これは、Ｃｏ基合金のＫｕがｈｃｐ−Ｃｏ基合金相とｆｃｃ−Ｃｏ基合金相において異なり、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相においてはＫｕが低下するためと考えられる。即ち、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が増大する場合は、前述した熱安定性の指標であるＫｕＶが磁性層全体として考えれば低下することとなり、熱安定性が劣化するためと考えられる。
熱安定性、ノイズ特性および書き込み特性を同時に良好とするために、強磁性結晶粒に適切な比率のｆｃｃ結晶構造を導入する。強磁性結晶粒の結晶構造を微小角入射Ｘ線回折により２θスキャンで測定した時に、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下とする。
ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の存在比率が増加してＡ／Ｂが１．５を超えた場合には、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が劣化して実用に耐えなくなる。これは、Ｃｏ基合金のＫｕがｈｃｐ−Ｃｏ基合金相とｆｃｃ−Ｃｏ基合金相において異なり、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相においてはＫｕが低下するためと考えられる。即ち、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が増大する場合は、前述した熱安定性の指標であるＫｕＶが磁性層全体として考えれば低下することとなり、熱安定性が劣化するためと考えられる。
ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の存在比率が低下してＡ／Ｂが０．２未満となる場合には、次に示す２者のいずれかとなる。１）熱安定性は良好であるが、ノイズ特性あるいは書き込み特性が劣化して実用に耐えなくなる。２）書き込み特性は良好であるが、ノイズ特性あるいは熱安定性が劣化して実用に耐えなくなる。いずれが発現するかは、磁性層を構成する強磁性結晶粒の材料組成、非磁性粒界の比率、非磁性下地層の構成等により異なるが、Ａ／Ｂが０．２未満となる場合は熱安定性、ノイズ特性および書き込み特性を同時に実用可能な範囲とすることが困難となる。
ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率の調整は、磁性層を構成する強磁性結晶粒の材料組成、非磁性粒界の比率、非磁性下地層の構成等により行う。
Ｃｏ基合金への添加元素の量によりｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。また、添加量により、Ｋｕ、保磁力等も変化するため、所望の特性に合わせて添加量を適宜設定する。例えば、ＣｏへＰｔを添加する場合は、ＰｔはＣｏ基合金の５〜２６原子％の範囲で添加することが好ましい。他の諸条件が同じであれば、Ｐｔの添加量を増加するに伴いｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の量が増加する。５原子％より少ない場合はｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の形成が不十分であり、またｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕが小さいため、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が確保できない。グラニュラー型の磁性層において、Ｐｔの添加量が２６原子％を超える場合には、ｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕは向上するが、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が多く形成されすぎるため、磁性層全体のＫｕは低下することになる。このため、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が確保できない。
ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率の調整は、磁性層を構成する強磁性結晶粒の材料組成、非磁性粒界の比率、非磁性下地層の構成等により行う。
Ｃｏ基合金への添加元素の量によりｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。また、添加量により、Ｋｕ、保磁力等も変化するため、所望の特性に合わせて添加量を適宜設定する。例えば、ＣｏへＰｔを添加する場合は、ＰｔはＣｏ基合金の５〜２６原子％の範囲で添加することが好ましい。他の諸条件が同じであれば、Ｐｔの添加量を増加するに伴いｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の量が増加する。５原子％より少ない場合はｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の形成が不十分であり、またｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕが小さいため、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が確保できない。グラニュラー型の磁性層において、Ｐｔの添加量が２６原子％を超える場合には、ｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕは向上するが、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が多く形成されすぎるため、磁性層全体のＫｕは低下することになる。このため、書き込み特性は良好となるが、熱安定性が確保できない。
非磁性粒界を構成する酸化物の量によってもｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。また、酸化物の量により、Ｍｓ、保磁力等が変化するため、所望の特性に合わせて酸化物の量を適宜設定する。酸化物の量は、磁性層に対して５〜１５モル％含有することが好ましい。５モル％より少ない場合は、ｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の形成が不十分であり、また、酸化物による強磁性結晶粒の分離性が不十分となるため、高い熱安定性は得られるが、ノイズ特性と書き込み特性が劣化する。１５％より多い場合には、非磁性粒界が厚く、強磁性結晶粒の粒径が微細になる。粒径が微細すぎる領域ではｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の形成が助長されすぎる結果、ノイズ特性と書き込み特性は良好となるが、熱安定性が確保できない。
前記したように、非磁性下地層４の構成によってもｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。
前記したように、非磁性下地層４の構成によってもｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。
また、シード層３〜磁性層５の各層を成膜する際のスパッター電力、ガス圧等の成膜条件によってもｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率を調整できる。
磁性層５の厚さは、ヘッドの書き込み能力、熱安定性などのバランスにより適宜設定されるが、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
保護層６は通常使用されている保護層を用いることができる。例えばカーボンを主体とする保護層を用いることができる。保護層６の膜厚等は、通常の磁気記録媒体で用いられる膜厚等を用いることができる。
潤滑層７も通常使用されている材料を用いることができる。例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。潤滑層７の膜厚等は、通常の磁気記録媒体で用いられる膜厚等を用いることができる。
磁性層５の厚さは、ヘッドの書き込み能力、熱安定性などのバランスにより適宜設定されるが、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
保護層６は通常使用されている保護層を用いることができる。例えばカーボンを主体とする保護層を用いることができる。保護層６の膜厚等は、通常の磁気記録媒体で用いられる膜厚等を用いることができる。
潤滑層７も通常使用されている材料を用いることができる。例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。潤滑層７の膜厚等は、通常の磁気記録媒体で用いられる膜厚等を用いることができる。
以下に本発明の垂直磁気記録媒体について実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。
図１に示す構成を用い、磁性層に添加するＰｔの量を変えて、実施例１、比較例１、２を作製した。
非磁性基板１として、直径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの円板状の化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用いた。これを洗浄し、スパッタ装置内に導入後、Ｃｏ８Ｚｒ５Ｎｂ（数字は原子％を表し、Ｚｒが８原子％、Ｎｂが５原子％、残部がＣｏであることを表す。以下、同様である。）ターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層２を２００ｎｍの膜厚にて成膜した。引続きＴａからなるアモルファスシード層を５ｎｍ、Ｎｉ１２Ｆｅ８Ｂターゲットを用いて結晶性シード層を５ｎｍの膜厚にて積層し、シード層３を形成した。続いてＲｕターゲットを用いて非磁性下地層４をＡｒガス圧４．０Ｐａ下で１０ｎｍの膜厚にて成膜した。続いて、磁性層５を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ１６Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２ターゲットを用いて、Ａｒガス圧４．０Ｐａ下で膜厚１５ｎｍにて形成した。引続きカーボン保護膜６をＣＶＤ法により膜厚５ｎｍにて形成した後、真空装置から取り出した。これらの成膜は、カーボン保護膜を除き、全てＤＣマグネトロンスパッタリング法により行った。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層７を膜厚２ｎｍにてディップ法により形成した。以上のようにして作製された垂直磁気記録媒体を実施例１とした。
非磁性基板１として、直径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの円板状の化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用いた。これを洗浄し、スパッタ装置内に導入後、Ｃｏ８Ｚｒ５Ｎｂ（数字は原子％を表し、Ｚｒが８原子％、Ｎｂが５原子％、残部がＣｏであることを表す。以下、同様である。）ターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層２を２００ｎｍの膜厚にて成膜した。引続きＴａからなるアモルファスシード層を５ｎｍ、Ｎｉ１２Ｆｅ８Ｂターゲットを用いて結晶性シード層を５ｎｍの膜厚にて積層し、シード層３を形成した。続いてＲｕターゲットを用いて非磁性下地層４をＡｒガス圧４．０Ｐａ下で１０ｎｍの膜厚にて成膜した。続いて、磁性層５を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ１６Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２ターゲットを用いて、Ａｒガス圧４．０Ｐａ下で膜厚１５ｎｍにて形成した。引続きカーボン保護膜６をＣＶＤ法により膜厚５ｎｍにて形成した後、真空装置から取り出した。これらの成膜は、カーボン保護膜を除き、全てＤＣマグネトロンスパッタリング法により行った。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層７を膜厚２ｎｍにてディップ法により形成した。以上のようにして作製された垂直磁気記録媒体を実施例１とした。
（比較例１）
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ２Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例１を作製した。
（比較例２）
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ３０Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例２を作製した。
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ２Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例１を作製した。
（比較例２）
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ８Ｃｒ３０Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例２を作製した。
磁性層のＳｉＯ２量ならびにＰｔ量、Ｃｒ量を変えて実施例２、比較例３、４を作製した。
磁性層のターゲット組成を８５モル％（Ｃｏ１０Ｃｒ２５Ｐｔ）−１５モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２を作製した。
（比較例３）
磁性層のターゲット組成を８２モル％（Ｃｏ８Ｃｒ１６Ｐｔ）−１８モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例３を作製した。
（比較例４）
磁性層のターゲット組成をＣｏ８Ｃｒ３０Ｐｔとしたこと以外は、実施例１と同様にして比較例４を作製した。
磁性層のターゲット組成を８５モル％（Ｃｏ１０Ｃｒ２５Ｐｔ）−１５モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２を作製した。
（比較例３）
磁性層のターゲット組成を８２モル％（Ｃｏ８Ｃｒ１６Ｐｔ）−１８モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして比較例３を作製した。
（比較例４）
磁性層のターゲット組成をＣｏ８Ｃｒ３０Ｐｔとしたこと以外は、実施例１と同様にして比較例４を作製した。
酸化物をＣｒ２Ｏ３とした例である。
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ５Ｃｒ１６Ｐｔ）−１０モル％Ｃｒ２Ｏ３としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３を作製した。
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ５Ｃｒ１６Ｐｔ）−１０モル％Ｃｒ２Ｏ３としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３を作製した。
強磁性結晶粒の材料をＣｏＳｉＰｔとした例である。
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ４Ｓｉ１６Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４を作製した。
磁性層のターゲット組成を９０モル％（Ｃｏ４Ｓｉ１６Ｐｔ）−１０モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４を作製した。
非磁性下地層の材料をＲｅとした例である。
非磁性下地層をＲｅターゲットとして膜厚１５ｎｍにて形成し、磁性層のターゲット組成を８８モル％（Ｃｏ８Ｃｒ２０Ｐｔ）−１２モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５を作製した。
非磁性下地層をＲｅターゲットとして膜厚１５ｎｍにて形成し、磁性層のターゲット組成を８８モル％（Ｃｏ８Ｃｒ２０Ｐｔ）−１２モル％ＳｉＯ２としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例５を作製した。
シード層３を結晶性シード層単層にした例である。
Ｔａからなるアモルファスシード層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして実施例６を作製した。
（比較例５）
非磁性下地層の膜厚を厚くした例である。
Ｒｕをターゲットとして非磁性下地層を膜厚３０ｎｍで形成したこと以外は、実施例１と同様にして比較例５を作製した。
本発明における実施例１〜６、比較例１〜５について説明する。各実施例および比較例について保磁力（Ｈｃ）、規格化ノイズ、オーバーライト（Ｏ／Ｗ）、出力減衰、およびＡ／Ｂを測定した。結果を表１に示す。
Ｔａからなるアモルファスシード層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして実施例６を作製した。
（比較例５）
非磁性下地層の膜厚を厚くした例である。
Ｒｕをターゲットとして非磁性下地層を膜厚３０ｎｍで形成したこと以外は、実施例１と同様にして比較例５を作製した。
本発明における実施例１〜６、比較例１〜５について説明する。各実施例および比較例について保磁力（Ｈｃ）、規格化ノイズ、オーバーライト（Ｏ／Ｗ）、出力減衰、およびＡ／Ｂを測定した。結果を表１に示す。
保磁力はカー（Ｋｅｒｒ）効果磁力計を用いて測定した。規格化ノイズは、ＧＭＲヘッドを用いて線記録密度４００ｋＦＣＩ（ｋｉｌｏ ｆｌｕｘ ｃｈａｎｇｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）にてスピンスタンド型テスターで測定した。Ｏ／Ｗは同じくスピンスタンド型テスターを用い、３４０ｋＦＣＩ信号上に４５ｋＦＣＩ信号を上書きした時の値を用いた。出力減衰は、スピンスタンド型テスターを用いて、６０℃において線記録密度３００ｋＦＣＩにて出力減衰を測定した。Ａ／Ｂは、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ８（Ｓｕｐｅｒ Ｐｈｏｔｏｎ ｒｉｎｇ−８ ＧｅＶ）のアンジュレータービームラインＢＬ１６ＸＵで４軸回折計を用いた微小角入射Ｘ線回折法により、Ｘ線エネルギーを１０ｋｅＶ（波長：０．１２４ｎｍ）、入射角を全反射条件（０．２０°）、入射スリットを０．１ｍｍ（水平方向）×１ｍｍ（鉛直方向）、受光スリットをダブルスリット、検出器をシンチレーションカウンタとして、ｆｃｃ（１１１）の検出はχ角度を６９．５°、ｈｃｐ（１０１）の検出に関してはχ角度を６０．２°として２θスキャンを行い測定した。
Ｏ／Ｗは書き込み特性の指標となる値であり、３０ｄＢ以上であれば実用上使用可能とされている。出力減衰は熱安定性の指標となる値であり、出力減衰の上限は、一般的に５年間で５％とされており、これは約０．６％／ｄｅｃａｄｅに相当する。規格化ノイズの絶対値は、同じ媒体であっても線記録密度等により変化するが、今回の測定条件においては、２７μＶｒｍｓ／ｍＶｐｐが実用上の問題が生じない値である。ここでｒｍｓは自乗平均（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ），ｐｐはピーク間の値（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）であることを表す。
実施例１〜６および比較例１〜５の垂直磁気記録媒体出力減衰のＡ／Ｂに対する依存性を図２に示し、また、規格化ノイズのＡ／Ｂに対する依存性を図３に示す。図２を参照すれば、Ａ／Ｂが１．５を超えて増加する場合、出力減衰は急速に劣化し、実用に耐えない値となることが分かる。Ａ／Ｂが０．２〜１．５では出力減衰は低い値を示す。Ａ／Ｂが０．２より小さくなる場合は、垂直磁気記録媒体の構成条件により出力減衰の値は変化する。この点の詳細については後述する。図３を参照すれば、Ａ／Ｂが０．２より小さくなる場合、規格化ノイズは急速に劣化する。Ａ／Ｂが０．２〜１．５では規格化ノイズは小さな値を示す。Ａ／Ｂが１．５を超える場合、垂直磁気記録媒体の構成条件により規格化ノイズの値は変化する。この点の詳細については後述する。
実施例１〜６および比較例１〜５の垂直磁気記録媒体出力減衰のＡ／Ｂに対する依存性を図２に示し、また、規格化ノイズのＡ／Ｂに対する依存性を図３に示す。図２を参照すれば、Ａ／Ｂが１．５を超えて増加する場合、出力減衰は急速に劣化し、実用に耐えない値となることが分かる。Ａ／Ｂが０．２〜１．５では出力減衰は低い値を示す。Ａ／Ｂが０．２より小さくなる場合は、垂直磁気記録媒体の構成条件により出力減衰の値は変化する。この点の詳細については後述する。図３を参照すれば、Ａ／Ｂが０．２より小さくなる場合、規格化ノイズは急速に劣化する。Ａ／Ｂが０．２〜１．５では規格化ノイズは小さな値を示す。Ａ／Ｂが１．５を超える場合、垂直磁気記録媒体の構成条件により規格化ノイズの値は変化する。この点の詳細については後述する。
以下、更に詳細に説明する。
実施例１、比較例１、２を比較すると、Ｃｏ基合金に添加するＰｔ量の変化によりＡ／Ｂが変化し、他の諸条件が同じであれば、Ｐｔ量の増加によりＡ／Ｂが増加することが分かる。これに伴い、諸特性が変化する。実施例１では、Ａ／Ｂが０．２５であり、規格化ノイズ、Ｏ／Ｗ、出力減衰共に良好な特性を示している。これに対して、実施例１と比べてＰｔ量が少ない比較例１では、Ａ／Ｂが０．１５となっている。前述したように、Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例１の場合はＯ／Ｗは良好な値を示し、規格化ノイズが増加し、出力減衰が大幅に劣化している。これは、Ｐｔ量が少ないことによりｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕが低いためと考えられる。Ｐｔ量を多くした比較例２では、比較例１ほどではないが、出力減衰の値が実施例１に対して劣化している。比較例２は、Ａ／Ｂが１．５を超えてｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が増加し、保磁力が低下したために出力減衰の劣化が生じたものと考えられる。
実施例１、比較例１、２を比較すると、Ｃｏ基合金に添加するＰｔ量の変化によりＡ／Ｂが変化し、他の諸条件が同じであれば、Ｐｔ量の増加によりＡ／Ｂが増加することが分かる。これに伴い、諸特性が変化する。実施例１では、Ａ／Ｂが０．２５であり、規格化ノイズ、Ｏ／Ｗ、出力減衰共に良好な特性を示している。これに対して、実施例１と比べてＰｔ量が少ない比較例１では、Ａ／Ｂが０．１５となっている。前述したように、Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例１の場合はＯ／Ｗは良好な値を示し、規格化ノイズが増加し、出力減衰が大幅に劣化している。これは、Ｐｔ量が少ないことによりｈｃｐ−Ｃｏ基合金相のＫｕが低いためと考えられる。Ｐｔ量を多くした比較例２では、比較例１ほどではないが、出力減衰の値が実施例１に対して劣化している。比較例２は、Ａ／Ｂが１．５を超えてｆｃｃ−Ｃｏ基合金相が増加し、保磁力が低下したために出力減衰の劣化が生じたものと考えられる。
次に、磁性層に添加するＳｉＯ２量の影響について説明する。
実施例１と比較例３、比較例２と４をそれぞれ比較すると、ＳｉＯ２量によりＡ／Ｂが変化し、他の諸条件が同じであれば、ＳｉＯ２量の増加によりＡ／Ｂが増加することが分かる。また、Ａ／Ｂの増加に伴い、Ｏ／Ｗが向上していることが分かる。
比較例３は、実施例１に比べてＳｉＯ２量を多くした場合である。Ｏ／Ｗと規格化ノイズは良好であるが、出力減衰が著しく大きくなっている。保磁力に関しても著しい減少がおきていることから強磁性結晶粒が微細になりすぎたためと考えられる。過剰にＳｉＯ２を添加してＡ／Ｂを大きくしすぎる場合は熱安定性が劣化することがわかった。
比較例４は、酸化物相であるＳｉＯ２がない磁性層組成の場合である。前述したように、Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例４は、出力減衰が良好で、規格化ノイズが増加し、Ｏ／Ｗが低下している。これは、Ｐｔが３０原子％添加されているためＫｕの値が大きく、ＳｉＯ２が添加されていないため、強磁性結晶粒の分離性が悪いためと考えられる。保磁力が低いのは分離性劣化のためと考えられる。酸化物相がない磁性層では、書き込み特性とノイズ特性が劣化することがわかった。
実施例１と比較例３、比較例２と４をそれぞれ比較すると、ＳｉＯ２量によりＡ／Ｂが変化し、他の諸条件が同じであれば、ＳｉＯ２量の増加によりＡ／Ｂが増加することが分かる。また、Ａ／Ｂの増加に伴い、Ｏ／Ｗが向上していることが分かる。
比較例３は、実施例１に比べてＳｉＯ２量を多くした場合である。Ｏ／Ｗと規格化ノイズは良好であるが、出力減衰が著しく大きくなっている。保磁力に関しても著しい減少がおきていることから強磁性結晶粒が微細になりすぎたためと考えられる。過剰にＳｉＯ２を添加してＡ／Ｂを大きくしすぎる場合は熱安定性が劣化することがわかった。
比較例４は、酸化物相であるＳｉＯ２がない磁性層組成の場合である。前述したように、Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例４は、出力減衰が良好で、規格化ノイズが増加し、Ｏ／Ｗが低下している。これは、Ｐｔが３０原子％添加されているためＫｕの値が大きく、ＳｉＯ２が添加されていないため、強磁性結晶粒の分離性が悪いためと考えられる。保磁力が低いのは分離性劣化のためと考えられる。酸化物相がない磁性層では、書き込み特性とノイズ特性が劣化することがわかった。
実施例２は、Ｐｔ量およびＳｉＯ２量の両者を実施例１に比べて増加したもので、Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。Ａ／Ｂは１．４８であり、この程度のｆｃｃ−Ｃｏ基合金相の比率であれば、熱揺らぎがおきない程度の適切な結晶粒径と分離性を持った構造を維持しているため良好な特性が得られていると考えられる。
実施例３は酸化物をＣｒ２Ｏ３にしたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、Ｃｒ２Ｏ３においても、強磁性結晶粒が酸化物の非磁性結晶粒界で覆われた良好な微細構造が得られることを確認できた。
実施例４は強磁性結晶粒の組成をＣｏ４Ｓｉ１６Ｐｔとしたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、強磁性結晶粒中のＣｒをＳｉにおきかえた場合でも、良好な特性が得られることを確認できた。
実施例３は酸化物をＣｒ２Ｏ３にしたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、Ｃｒ２Ｏ３においても、強磁性結晶粒が酸化物の非磁性結晶粒界で覆われた良好な微細構造が得られることを確認できた。
実施例４は強磁性結晶粒の組成をＣｏ４Ｓｉ１６Ｐｔとしたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、強磁性結晶粒中のＣｒをＳｉにおきかえた場合でも、良好な特性が得られることを確認できた。
実施例５は非磁性下地層４をＲｅとしたものである。ＲｅはＲｕと比較して格子定数が大きいため、磁性層のＰｔ量を増やし、エピタキシャル成長を損なわないように調整した。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。エピタキシャル成長を損なわない組成を選択することにより、Ｒｕ非磁性下地層と同様、良好な特性が得られることがわかった。
実施例６はシード層３を結晶性シード層の単層としたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、シード層を結晶性シード層単層にした場合でも、良好な特性が得られることを確認できた。
比較例５は、Ｒｕ非磁性下地層４の膜厚を厚くした場合である。Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例５は、出力減衰に関しては良好であるが、規格化ノイズが増加し、Ｏ／Ｗが劣化していた。これは、保磁力の値が非常に大きいことから、Ｒｕ非磁性下地層の膜厚を厚くすることにより磁性層のｃ軸垂直配向分散が小さくなっているためと考えられる。また、規格化ノイズが増加していることから強磁性結晶粒も大きくなっていると考えられる。Ｒｕ非磁性下地層の膜厚を厚くしすぎてＡ／Ｂを低下させすぎた場合には、ノイズ特性、書き込み特性が劣化することがわかった。
実施例６はシード層３を結晶性シード層の単層としたものである。Ｏ／Ｗ、出力減衰、規格化ノイズのいずれも良好な値を示している。従って、シード層を結晶性シード層単層にした場合でも、良好な特性が得られることを確認できた。
比較例５は、Ｒｕ非磁性下地層４の膜厚を厚くした場合である。Ａ／Ｂが０．２を下回る場合は２種類のケースが発現するが、比較例５は、出力減衰に関しては良好であるが、規格化ノイズが増加し、Ｏ／Ｗが劣化していた。これは、保磁力の値が非常に大きいことから、Ｒｕ非磁性下地層の膜厚を厚くすることにより磁性層のｃ軸垂直配向分散が小さくなっているためと考えられる。また、規格化ノイズが増加していることから強磁性結晶粒も大きくなっていると考えられる。Ｒｕ非磁性下地層の膜厚を厚くしすぎてＡ／Ｂを低下させすぎた場合には、ノイズ特性、書き込み特性が劣化することがわかった。
１ 非磁性基板
２ 軟磁性裏打ち層
３ シード層
４ 非磁性下地層
５ 磁性層
６ 保護層
７ 潤滑層
２ 軟磁性裏打ち層
３ シード層
４ 非磁性下地層
５ 磁性層
６ 保護層
７ 潤滑層
Claims (11)
- 非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層および磁性層が順次積層された垂直磁気記録媒体であって、
前記磁性層はＣｏ基合金からなる強磁性結晶粒と、酸化物を主成分とする非磁性結晶粒界とからなり、
微小角入射Ｘ線回折による強磁性結晶粒測定において、χ軸角度を６９．５°として得られたｆｃｃ（１１１）ピーク積分強度をＡとし、χ軸角度を６０．２°として得られたｈｃｐ（１０１）ピーク積分強度をＢとして、Ａ／Ｂが０．２以上、１．５以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記非磁性基板と前記非磁性下地層の間にシード層を有し、該シード層がｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有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。
- 前記非磁性基板と前記非磁性下地層の間にシード層を有し、該シード層がアモルファス構造を有する層とｆｃｃまたはｈｃｐの結晶構造を有する層とを順次積層した層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。
- 前記シード層がＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｉ、ＢまたはＰを含有することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記非磁性下地層が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、ＨｆまたはＯｓを含有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記非磁性下地層が、ＲｕまたはＲｅを含有し、さらにＴｉ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｔｍ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂ、ＣまたはＡｌを含有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記非磁性下地層の膜厚が、３ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記磁性層がＣｏＰｔ基合金と酸化物から構成され、ＣｏＰｔ基合金はＰｔを５原子％以上、２６原子％以下含有し、酸化物は前記磁性層の５モル％以上、１５モル％以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記磁性層の酸化物がＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記非磁性基板と前記シード層の間に軟磁性裏打ち層を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記非磁性基板が、アルミ、ガラスまたはプラスチック樹脂のいずれかであること特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
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