JP2008287808A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 厚さが薄く、垂直磁気記録層における磁性体の配向分散を減少させることができ、かつ、安価に製造できる下地層を有する垂直磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】 平坦な非磁性基板１の上に、軟磁性裏打ち層２としてＣoＺrＮb系合金層を形成する。続いて第３下地層３および第２下地層４を形成した後、第１下地層５としてＲu層を形成する。次にＣoＣrＰt系合金からなる磁性体微結晶とＳiＯ₂またはＴiＯ₂からなるグラニュラ構造の垂直磁気記録層６を形成して、垂直磁気記録媒体１０を作製する。本発明の特徴として、Ｔaからなる第２下地層４と、ＨfまたはＺrの単体、或いはその合金からなる第３下地層３を形成する。合金はＮi、Ｔa、Ｒu、Ｃo、またはＺrとの合金であり、ＨfまたはＺrの分率が１０ａｔ％以上である。上記の構成で、Δθ₅₀を３度程度、第３下地層３と第２下地層４の合計膜厚を３．５ｎｍ程度に抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体に関するものであり、詳しくは、垂直磁気記録媒体の下地層に関するものである。

従来、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置などの磁気記録再生装置の磁気記録媒体として、主に面内磁気記録媒体が用いられてきた。面内磁気記録媒体とは、基板に対して平行な方向の磁化によって記録を行うように設計された磁気記録媒体であって、磁気記録層内の磁性体微結晶の磁化容易軸が基板に対して平行に配向するように形成されている。ここで、磁化容易軸とは、磁化の方向がそろいやすい磁性体結晶の結晶方位であり、例えば、コバルト系合金磁性体ではコバルトが形成する六方最密構造のｃ軸に一致する。

近年、ＨＤＤ装置などの磁気記録再生装置の大容量化および高記録密度化に対する要求はますます増大している。これに対応するために、記録単位である１ビットのデータを記録する磁性体（記録ビット）の体積は徐々に縮小されてきており、面内磁気記録媒体では超常磁性限界と呼ばれる限界に近づきつつある。記録ビットの大きさが超常磁性限界を下回ると、磁性体の磁化方向が熱運動によって乱され、記録情報が数年の間に失われ、記録再生特性が悪化する熱揺らぎ現象が問題になる。面内磁気記録媒体では、記録ビット間には反発力が作用するため、熱揺らぎが起こりやすい。

これに対し、垂直磁気記録媒体は、基板に対して垂直な方向の磁化によって記録を行うように設計された磁気記録媒体であって、磁気記録層内の磁性体微結晶の磁化容易軸が基板に対して垂直に配向するように形成されている。垂直磁気記録媒体では、記録ビット間に吸引力が作用し、この吸引力は記録密度が増すにつれて強くなるため、面内磁気記録媒体に比べて記録ビットの情報が静磁気的に安定であり、熱揺らぎに対する耐性が高い。このため、より高記録密度化が可能な媒体として垂直磁気記録媒体が注目されている（例えば、渦巻拓也，雑誌FUJITSU，56，4，p.286-291（2005））。

図６は垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す断面図である。図６に示すように、垂直磁気記録媒体は、通常、基板１０１上に軟磁性裏打ち層１０２、下地層１０３〜１０５、垂直磁気記録層１０６、および保護層１０７などが積層されて形成されている。垂直磁気記録層１０６は、例えばコバルト系合金磁性体からなる。軟磁性裏打ち層１０２は、記録時に磁気ヘッドから発生する磁束を基板に垂直な方向に導き、磁束が隣接する記録ビットへ広がるのを抑え、書き込みを行おうとする記録ビットに磁束を集中させる働きをする高透磁性材料層である。軟磁性裏打ち層１０２の作用は、単磁極型磁気記録ヘッドを用いる場合に顕著になる。

原理的には優れていても，最近まで垂直磁気記録媒体が実用化されなかった原因として、垂直磁気記録媒体の媒体ノイズが大きいことがある。垂直磁気記録媒体のノイズを大きくする原因の１つは、垂直磁気記録層１０６における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向が、基板１０１に垂直な方向からずれる配向分散である。このずれが生じると、磁性体微結晶の磁化の効率が悪化する。また、記録ビット間の境界領域（遷移領域）で、磁化方向が異なる磁性体微結晶が垂直方向において重なると、記録ビット間の境界が不明確になり、記録密度を上げることが難しくなる。その他に、磁性体微結晶の結晶粒径が大きいと遷移領域の材質的なばらつきが大きくなり、境界が不明瞭になってジッター的なノイズが増大する。加えて、結晶粒径のばらつきが大きいと、各粒子の保磁力など磁気特性の分散も大きくなり、これも不明瞭な遷移領域を作る原因になる。

従って、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）を向上させるには、垂直磁気記録層１０６における磁性体微結晶の配向分散を減少させ、さらに磁性体微結晶の結晶粒径を微小化するのがよく、この役割を担っているのが下地層１０３〜１０５である。下地層は、通常、複数の層からなる。ここでは、垂直磁気記録媒体の直下の層を第１下地層と呼び、それより下方の層をまとめて下部下地層（シード層）と呼び、各層は上から順に第２下地層、第３下地層と呼ぶことにする。

第１下地層１０５としては、通常、ルテニウム層などが用いられる。ルテニウム層は、結晶方位が一定方向に揃った層を自身が形成することによって、その上に形成される磁性体微結晶の配向を制御する。従って、垂直磁気記録層１０６における磁性体微結晶の配向分散を小さく抑えるためには、結晶方位が一定方向に揃った第１下地層１０５を形成する必要がある。

結晶方位が揃った第１下地層１０５を形成する役割を担うのが、第２下地層以下の下部下地層（シード層）である。下部下地層（シード層）については種々の構成が検討されており、単層または積層構造が提案されている。

例えば、特許文献１では、厚さ１５ｎｍのルテニウム層などの第１下地層１０５の下部下地層（シード層）として、厚さ８ｎｍのタンタル層を形成する例や、図６に示したように、厚さ８ｎｍのタンタル層からなる第３下地層１０３の上に、厚さ５ｎｍの白金層からなる第２下地層１０４を積層する例が示されている。

また、後述の特許文献２では、厚さ２ｎｍのルテニウム層からなる第１下地層の下部下地層（シード層）として、厚さ５ｎｍの白金炭素合金（ＰtＣ）層を形成した例が示されている。ここで、白金炭素合金層における炭素含有量は、１〜４０ａｔ％、好ましくは５〜３０ａｔ％、特に好ましくは２５ａｔ％であり、その厚さは０．５〜１５ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ、特に好ましくは５ｎｍである。

また、後述の非特許文献１では、第２下地層（シード層）として厚さ２．５ｎｍのタンタル層を形成した例が示されている。

特開２００５−１９６８１３号公報（第８−１０及び１２頁、図２，３及び表２，３） 特開２００６−２０２４７６号公報（第６−８及び１１頁、図１及び表１） W. K. Shen et al.，IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 42, No. 10，p. 2381〜2383（2006）

垂直磁気記録媒体においては、磁気記録層と軟磁性裏打ち層の間の距離を縮めることで、急峻な記録磁界を確保することが可能となり、記録分解能が向上する。従って、特許文献１に記載されている下部下地層（シード層）、特にタンタル層と白金層の積層構造では、その厚さを抑え、より薄型化することが望まれる。

特許文献２では、白金が高価なので別の材料が使えればさらに望ましいと考えられる。

非特許文献１では、シード層厚が非常に薄いことは好ましいが、垂直磁気記録層における磁性体微結晶の配向分散は悪化しており、十分ではない。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、厚さが薄く、垂直磁気記録層における磁性体の配向分散を減少させることができ、かつ、安価に製造できる下地層を有する垂直磁気記録媒体を提供することにある。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、下部下地層（シード層）としてハフニウム又はジルコニウムの単体、或いは合金からなる層を形成することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに到った。

即ち、本発明は、基体上に、少なくとも、軟磁性裏打ち層、第３下地層、第２下地層、第１下地層、および垂直磁気記録層がこの順で積層された磁気記録媒体において、
第２下地層がタンタルＴaからなり、
第３下地層が、ハフニウムＨf又はジルコニウムＺrの単体、或いは、少なくともハフ ニウムおよびジルコニウムのいずれかを含む合金からなる
ことを特徴とする、磁気記録媒体に係わるものである。

本発明の磁気記録媒体は、前記垂直磁気記録層の下地層として前記第１下地層〜前記第３下地層を有する垂直磁気記録媒体であるが、前記第２下地層としてタンタル層を形成し、その下地層として、ハフニウムＨf又はジルコニウムＺrの単体、或いは、少なくともハフニウムおよびジルコニウムのいずれかを含む合金からなる前記第３下地層を形成することを特徴とする。この新規に見出された材料構成の前記第２下地層および前記第３下地層を形成することによって、結晶方位が一定方向に揃った前記第１下地層が形成され、その結果、磁性体微結晶の磁化容易軸が前記基体の面に対し垂直に揃った前記垂直磁気記録層が形成される。この際、前記第２下地層と前記第３下地層とを合わせた膜厚は数ｎｍ程度で十分である。この結果、記録分解能が高く、前記垂直磁気記録層における磁性体の配向分散に起因する媒体ノイズが少なく、さらなる高密度磁気記録が可能で、かつ、安価に製造できる垂直磁気記録媒体を提供することができる。

本発明の磁気記録媒体において、前記合金が、ニッケルＮi、タンタル、ルテニウムＲu、コバルトＣo、及びジルコニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種との合金であるのがよい。また、前記合金におけるハフニウム又はジルコニウムの組成分率が、１０ａｔ％以上であるのがよい。

また、前記第３下地層の厚さが１〜５ｎｍであるのがよい。また、前記第２下地層の厚さが１〜５ｎｍであるのがよく、１．５〜２．５ｎｍであるのがより好ましい。後述の実施例で示されるように、本発明に基づく前記第２下地層および前記第３下地層は、数ｎｍ程度の合計膜厚で十分な性能を発揮する。

また、前記第１下地層がルテニウムからなるのがよい。ルテニウム結晶は六方最密構造を有し、前記垂直磁気記録層の磁性体材料として用いられるＣoＣrＰt合金との格子整合性が高い。このため、その（０００１）面の上にコバルトを主成分とするＣoＣrＰt合金微結晶をエピタキシャル成長させ、その磁化容易軸をルテニウム層の（０００１）面に対し垂直に配向させることができる。

次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に、より具体的に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に基づく垂直磁気記録媒体の構成を示す断面図である。図１に示すように、垂直磁気記録媒体１０は、前記基体である基板１の上に軟磁性裏打ち層２、第３下地層３、第２下地層４、第１下地層５、垂直磁気記録層６、および保護層７がこの順で積層され、表面が潤滑剤膜８で被覆されている。

基板１としては、非磁性基板で、表面が平坦であることが重要である。具体的には、ガラス基板やシリコン基板などがよく、その他に、セラミック基板やプラスチック基板などの非金属基板、或いはアルミニウムやアルミニウム合金などの金属基板などを用いてもよい。

垂直磁気記録層６を構成する磁性体微結晶の材料としては、例えばＣoＣrＰt系合金を挙げることができる。ＣoＣrＰt系合金は、高い結晶磁気異方性エネルギーを有しているため、熱揺らぎに対する耐性が高く、高記録密度化に適し、磁気記録層を構成する磁性体材料として好適に用いられている。しかしながら、垂直磁気記録層６では、磁性体微結晶の磁化容易軸が基板１に対して垂直に配向するように形成されるため、結晶成長のメカニズムが面内磁気記録層の場合と異なり、磁気記録媒体のノイズの低減に有効な加熱成膜によるクロム偏析が十分に起こらない。このため、ＣoＣrＰt系合金単独で垂直磁気記録層を形成すると、磁性体微結晶間の磁気的相互作用を十分に小さくすることができず、媒体ノイズが大きくなるという問題が生じる。

そこで、垂直磁気記録層６をＣoＣrＰt系合金からなる磁性体微結晶とＳiＯ₂またはＴiＯ₂とで構成し、粒径５ｎｍ程度の磁性体微結晶がＳiＯ₂またはＴiＯ₂で取り囲まれ、磁性体微結晶間が幅１〜２ｎｍのＳiＯ₂またはＴiＯ₂によって隔離されているグラニュラ構造の磁気記録層を室温成膜で形成するのがよい（例えば、特開２００２−８３４１１号公報および特開２００１−４３５２６号公報参照。）。このようにすると、磁性体微結晶間の磁気的相互作用を小さくし、媒体ノイズを小さくすることができる。

軟磁性裏打ち層２の材料としては、高透磁率の軟磁性材料、例えばＣoＺrＮb系合金を挙げることができる。軟磁性裏打ち層２は、記録時に磁気ヘッドから発生する磁束を基板１に垂直な方向に導き、磁束が隣接する記録ビットへ広がるのを抑え、書き込みを行おうとする記録ビットにおける磁束密度の垂直方向成分を増大させる働きをする。

図２は、垂直磁気記録層６への記録に好適に用いられる単磁極型磁気記録ヘッド１１と、垂直磁気記録層６と、軟磁性裏打ち層２との関係を示す斜視図および一部断面図である。

図２に示すように、軟磁性裏打ち層２は、記録時に磁気記録ヘッド１１から発生する記録磁界を、主磁極１２に対向する位置と補助極１３に対向する位置との間で基板面に平行な方向に導く。これによって、軟磁性裏打ち層２は、主磁極１２から発生した磁力線１４が軟磁性裏打ち層２を通って補助極１３へ還流する閉磁気回路を形成し、磁気ヘッド機能の一部を分担する。この結果、磁気記録ヘッド１１は、軟磁性裏打ち層２との磁気的相互作用によって垂直磁気記録層６に直交する方向に記録磁界を集中させ、急峻で大きな磁界を垂直磁気記録層６に発生させることができる。なお、１記録ビットのサイズは、２０ｎｍ×１００ｎｍ程度である。

第１下地層５は、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の配向分散を減少させ、また、磁性体微結晶の結晶粒径のばらつきを抑え微小化することによって、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を向上させる働きをする。第１下地層５を形成する材料としては、最密構造を有する材料が好ましく、例えば、ルテニウムＲuを挙げることができる。

ルテニウム結晶は六方最密構造を有する。第１下地層５としてルテニウム層を設けると、その（０００１）面の上に垂直磁気記録層６のコバルトの（０００１）面がエピタキシャル成長し、コバルトを主成分とするＣoＣrＰt合金微結晶の磁化容易軸をルテニウム層の（０００１）面に対し垂直に配向させることができる。この際、ルテニウム層はＣoＣrＰt合金との格子整合性が高いので、磁性体微結晶の結晶構造の歪みを防止して、配向性を向上させることができる。なお、ルテニウム層の厚さは、１５〜２０ｎｍ以下とするのがよい。これは、ルテニウム層の厚さが薄いほど、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間の距離が小さくなり、磁気記録ヘッドからの磁界勾配が急峻になって、高密度記録に適するからである。ただし、結晶配向を良くし、さらに結晶粒の分離を行うためには、ルテニウム層の厚さに最小限度の厚さ、例えば２〜３ｎｍ程度の厚さが必要になる。

ルテニウム層は、結晶方位が一定方向に揃った層を自身が形成することによって、その上に形成される磁性体微結晶の配向を制御する。従って、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の配向分散を小さく抑えるためには、基板１の面に対し結晶方位が一定方向に揃ったルテニウム層を第１下地層５として形成する必要がある。このような第１下地層５を形成する役割を担うのが下部下地層（シード層）である。

本実施の形態では、本発明の特徴である下部下地層（シード層）として、タンタルＴaからなる第２下地層４と、ハフニウムＨfまたはジルコニウムＺrの単体、或いは、少なくともハフニウムおよびジルコニウムのいずれかを含む合金からなる第３下地層３とを形成する。この際、第３下地層３を形成する合金は、ニッケルＮi、タンタル、ルテニウムＲu、コバルトＣo、およびジルコニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種との合金であるのがよく、ハフニウムまたはジルコニウムの組成分率が１０ａｔ％以上であるのがよい。また、第３下地層３の厚さが１〜５ｎｍであるのがよい。また、第２下地層４の厚さが１〜５ｎｍであるのがよく、１．５〜２．５ｎｍであるのがより好ましい。後述の実施例で示されるように、第２下地層４および第３下地層３は、合計膜厚が３．５ｎｍ程度で最も高い性能を発揮する。

磁性体微結晶の磁化容易軸の配向状態は、Ｘ線回折装置を用いてコバルトの（０００２）面によるＸ線散乱（ＸＲＤ）を測定することによって知ることができる。すなわち、磁化容易軸の配向分散（基板１の面に垂直な方向からのずれ）が大きいほど、（０００２）面からのＸ線散乱ピークの散乱角の半値幅△θ₅₀が大きくなる。従って、Ｘ線散乱ピークの半値幅△θ₅₀を磁化容易軸の配向分散を示す指標として用いることができる。一般に、△θ₅₀が４〜５度以下であれば、磁化容易軸の配向状態は良好であるとみなされる。

保護層７は、垂直磁気記録層６の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばカーボンを含むものが使用可能である。

潤滑剤膜８は、従来公知の材料、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を用いるのが好ましい。

磁気記録媒体１０を製造するには、基板１の上にスパッタリング法などによって、軟磁性裏打ち層２、第３下地層膜３、第２下地層４、第１下地層５、垂直磁気記録層６を順次形成し、さらに、スパッタリング法やＣＶＤ法（化学気相成長法）などによって保護層７を形成し、ディッピング法などによって潤滑剤膜８を形成するのがよい。

実施例では、図１に示した垂直磁気記録媒体１０を作製し、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、第２下地層４であるＴａ層の厚さ、第３下地層３であるＮiＨf層の厚さ、およびＮiＨf層におけるＨfの分率との関係を調べた。

実施例１
基板１として平滑なガラス基板を用いた。スパッタリング装置の真空チャンバ内に基板１を配置し、スパッタリング装置の真空チャンバ内を２×１０^-8Ｔorr以下に排気した後、アルゴン雰囲気とし、基板１を加熱することなく、対応するターゲットを用いてスパッタリング法によって下記の各層を成膜し、垂直磁気記録媒体１０を作製した。

まず、軟磁性裏打ち層２としてＣoＺrＮb合金層を５０ｎｍの厚さに成膜した後、第３下地層３としてＮiＨf合金層（Ｈf分率４０ａｔ％）を１．６ｎｍの厚さに成膜した。次にその上に第２下地層４としてＴa層を１〜５ｎｍの間の種々の厚さに成膜した。続いて第１下地層５としてＲu層を１８ｎｍの厚さに成膜し、さらに垂直磁気記録層６としてＣoＣrＰt−ＳiＯ₂層を１０ｎｍの厚さに成膜し、最後に保護層７としてカーボン層を３ｎｍの厚さに成膜した。ただし、Ｒu層は成膜条件を変えて２層に形成した。これは、垂直磁気記録層６のＣoＣrＰt−ＳiＯ₂層の結晶粒の分離と配向分散の低減とを両立させるのに効果があるからである。

各層２〜７を形成したスパッタ条件は、下記の通りである。
＜材料＞（膜厚） ：＜スパッタ条件＞
ＣoＺrＮb（５０ｎｍ） ：Ａrガス圧力２ｍＴorr、ＲＦ１７０Ｗ
ＮiＨf（１．６ｎｍ） ：Ａrガス圧力４ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ
Ｔa（１〜５ｎｍ） ：Ａrガス圧力４ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ
Ｒu（１０ｎｍ） ：Ａrガス圧力５ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ
（ ８ｎｍ） ：Ａrガス圧力１０ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ
ＣoＣrＰt−ＳiＯ₂（１０ｎｍ）：Ａrガス圧力１０ｍＴorr、ＤＣ１００Ｗ
カーボン（３ｎｍ） ：Ａrガス圧力４ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ

成膜した膜の厚さは、成膜時間と、上記のスパッタ条件下における下記の成膜速度から推定した。
＜材料＞ ：＜成膜速度＞
ＣoＺrＮb ： ４５ｎｍ／１０ｍｉｎ
ＮiＨf ： ９６ｎｍ／１０ｍｉｎ
Ｔa ：１２０ｎｍ／１０ｍｉｎ
Ｒu ：１９０ｎｍ／１０ｍｉｎ（Ａrガス圧力５ｍＴorr時）
：１８０ｎｍ／１０ｍｉｎ（Ａrガス圧力１０ｍＴorr時）
ＣoＣrＰt−ＳiＯ₂ ： ６６ｎｍ／１０ｍｉｎ
カーボン ： ３８ｎｍ／２０ｍｉｎ

図３は、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、第２下地層４であるＴａ層の厚さとの関係を示すグラフである。図３から、Ｔａ層の厚さが１〜５ｎｍである場合に△θ₅₀は４度より小さく、配向分散が小さく抑えられていることがわかる。特に、Ｔａ層の厚さが１．５〜２．５ｎｍである場合に△θ₅₀は３．４度より小さくてより好ましく、２ｎｍ程度の場合に、配向分散が最も小さく抑えられることがわかる。なお、△θ₅₀は、島津製作所製のＸ線回折装置ＸＲＤ−６０００（４０ｋＶ、３０ｍＡ）を用いて調べた（以下、同様。）。

実施例２
第２下地層４であるＴa層の厚さを２ｎｍに固定し、第３下地層３であるＮiＨf層（Ｈf分率４０ａｔ％）を０〜４ｎｍの間の種々の厚さに成膜し、その他は実験１と同様にして、垂直磁気記録媒体１０を作製した。

図４は、磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、第３下地層３であるＮiＨf層（Ｈf分率４０ａｔ％）の厚さとの関係を示すグラフである。図４から、ＮiＨf層の厚さが１ｎｍ以上である場合に、△θ₅₀はほぼ最小値を保ち、配向分散が最小に抑えられることがわかる。

実施例３
基板１として、ガラス基板の代わりに平滑なシリコン基板を用いた。第３下地層３であるＮiＨf層の厚さを１．５ｎｍに、また、第２下地層４であるＴa層の厚さを２ｎｍに固定し、ＮiＨf層についてはＨfの分率を０〜１００％の種々の大きさに変え、その他は実験１と同様にして、垂直磁気記録媒体１０を作製した。

この際、ＮiＨf合金層はＮiターゲットとＨfターゲットの同時スパッタリングによって形成し、合金層の組成（Ｈf分率）は、ＮiおよびＨfのスパッタパワーを変えることによって調整した。また、合金層の組成（Ｈf分率）は、各ターゲットの成膜速度に基づいて推定した。下記に成膜速度の一例を示す、

＜材料＞ ：＜スパッタ条件＞ ：＜成膜速度＞
Ｎi ：Ａrガス圧力４ｍＴorr、ＤＣ１００Ｗ： ８７ｎｍ／１０ｍｉｎ
Ｈf ：Ａrガス圧力４ｍＴorr、ＤＣ１５０Ｗ：１３６ｎｍ／１０ｍｉｎ

図５は、磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、ＮiＨf層におけるＨf分率との関係を示すグラフである。図５から、Ｈf分率が０％（Ｎiのみ）の場合には、△θ₅₀が大きくて、配向分散が大きいが、Ｈf分率が１０％以上である場合に、△θ₅₀はほぼ最小値に保たれ、配向分散が最小に抑えられていることがわかる。また、Ｈf分率が１００％であっても（第３下地層３がＨf単体であっても）、配向分散は最小に抑えられる。

これは、第３下地層３の材料としてＮiＨfに代えてＴaＨfやＲuＨfやＣoＨfやＺrＨfを用いた場合でも、同様の結果が得られた。また、Ｈfに変えてＺrを用いた場合でも同様の結果が得られ、第３下地層３の材料としてＮiＺrやＴaＺrやＲuＺrやＣoＺrやＺr単体を用いた場合でも、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向分散は低減された。

なお、実施例２と実施例３とを同じ条件、すなわち、第２下地層４であるＴa層の厚さが２ｎｍ、第３下地層３であるＮiＨf層の厚さが１．５ｎｍ、ＮiＨf層のＨf分率が４０ａｔ％の条件で比べると、実施例２では△θ₅₀が３．２度程度であるのに対し、実施例３では△θ₅₀が３．０度程度に向上している。これは、ガラス基板に代えて、表面がより平坦なシリコン基板を用いた効果であると考えられる。

上述したように、第２下地層４としてＴa層を形成する場合、その下地層である第３下地層３として、ＨfまたはＺrの単体、あるいはＨfまたはＺrが１０ａｔ％以上の分率で含まれる合金からなる層を形成することで、垂直磁気記録層６における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向分散が大きく抑制され、配向分散の指標であるΔθ₅₀は３度程度に抑えられる。このとき、第２下地層４の厚さは２ｎｍ程度、第３下地層３の厚さは１．５ｎｍ程度であり、両者を合わせた下部下地層（シード層）の厚さが３．５ｎｍ程度と非常に薄く抑えられる。この結果、磁気記録層６と軟磁性裏打ち層２との間の距離を縮めることで、急峻な記録磁界を形成することが可能となり、記録分解能が向上する。

第３下地層３としてＨfまたはＺrの合金からなる層を形成する場合、ＨfまたはＺrの分率は１０ａｔ％程度以上であればよい。従って、この合金をＮiやＣoとの合金とすることによって第３下地層３を磁性体層とし、軟磁性裏打ち層２と同様に機能させることができる。この場合、磁気記録層６と軟磁性裏打ち層２との距離を第３下地層３の厚さ分さらに縮めることができ、さらに急峻な記録磁界を形成することが可能となり、記録分解能がさらに向上する。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。

本発明によると、安価で高性能の垂直磁気記録媒体を提供することができ、高密度磁気記録の実現に寄与することによって、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置などの磁気記録再生装置の有用性のさらなる向上と普及とに貢献できる。

本発明の実施の形態に基づく垂直磁気記録媒体の構成を示す断面図である。 同、垂直磁気記録層への記録に用いられる単磁極型磁気記録ヘッドと、垂直磁気記録層と、軟磁性裏打ち層との関係を示す斜視図および一部断面図である。 本発明の実施例による、垂直磁気記録層における磁性体微結晶の磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、第２下地層であるＴａ層の厚さとの関係を示すグラフである。 同、磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、第３下地層であるＮiＨf層（Ｈf分率４０ａｔ％）の厚さとの関係を示すグラフである。 同、磁化容易軸の配向分散の指標である△θ₅₀と、ＮiＨf層におけるＨf分率との関係を示すグラフである。 従来の垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１…基板、２…軟磁性裏打ち層、３…第３下地層、４…第２下地層、５…第１下地層、
６…垂直磁気記録層、７…保護層、８…潤滑剤膜、１０…垂直磁気記録媒体、
１１…単磁極型磁気記録ヘッド、１２…主磁極、１３…補助極、１４…磁力線、
１０１…基板、１０２…軟磁性裏打ち層、１０３…第３下地層、１０４…第２下地層、
１０５…第１下地層、１０６…垂直磁気記録層、１０７…保護層、１０８…潤滑剤膜

Claims (7)

1. 基体上に、少なくとも、軟磁性裏打ち層、第３下地層、第２下地層、第１下地層、および垂直磁気記録層がこの順で積層された磁気記録媒体において、
   第２下地層がタンタルＴaからなり、
   第３下地層が、ハフニウムＨf又はジルコニウムＺrの単体、或いは、少なくともハフ ニウムおよびジルコニウムのいずれかを含む合金からなる
   ことを特徴とする、磁気記録媒体。
2. 前記合金が、ニッケルＮi、タンタル、ルテニウムＲu、コバルトＣo、及びジルコニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種との合金である、請求項１に記載した磁気記録媒体。
3. 前記合金におけるハフニウム又はジルコニウムの組成分率が１０ａｔ％以上である、請求項１に記載した磁気記録媒体。
4. 前記第３下地層の厚さが１〜５ｎｍである、請求項１に記載した磁気記録媒体。
5. 前記第２下地層の厚さが１〜５ｎｍである、請求項１に記載した磁気記録媒体。
6. 前記第２下地層の厚さが１．５〜２．５ｎｍである、請求項５に記載した磁気記録媒体。
7. 前記第１下地層がルテニウムからなる、請求項１に記載した磁気記録媒体。

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