JP2009289361A - 垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置において、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させ、更なる低媒体ノイズ化を可能とすることを目的とする。
【解決手段】垂直磁気記録媒体は、非磁性シード層と、非磁性シード層上に設けられた非磁性中間層と、非磁性中間層上に設けられた垂直記録層とを備える。非磁性シード層は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層と、第１のシード層と非磁性中間層との間に設けられておりｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層を有する。第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に係り、特に垂直磁気記録方式を採用する垂直磁気記録媒体及びそのような垂直磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に関する。

磁気ディスク装置に代表される磁気記憶装置には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）等に内蔵されている内蔵型と、ＰＣ等に外付けされる外付け型がある。これらの磁気記憶装置に対しては、記憶容量を増大するために、磁気記憶装置に内蔵されている磁気記録媒体の面記録密度を増加する要望がある。

近年、高記録密度において記録ビット安定性が高い垂直磁気記録方式の磁気記憶装置が実用化されている。磁気記録媒体の面記録密度の増加に対しては、垂直磁気記録方式を採用する垂直磁気記録媒体でも、水平（又は、面内）磁気記録方式を採用する磁気記録媒体の場合と同様に、媒体ノイズの低減が求められる。

垂直磁気記録媒体では、媒体ノイズの低減のために、垂直記録層にグラニュラ磁性層を用いることが提案されている。グラニュラ磁性層では、磁性粒子の粒子界面に酸化物又は窒化物である非磁性材料が形成され、磁性粒子を磁気的に分離又は孤立化して媒体ノイズを低減する。又、グラニュラ磁性層における磁性粒子の更なる磁気的分離又は孤立化を促進させるために、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、垂直記録層の直下の非磁性中間層の結晶粒子同士を空隙により分離する方法が提案されている。

垂直磁気記録媒体の面記録密度を更に増加するには、信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）の更なる向上が求められる。現在、ＳＮＲの更なる向上のための対策は、主に低媒体ノイズ化が主流となっている。低媒体ノイズ化のためには、垂直記録層の磁性粒子の微細化、均一化及び結晶配向分散の低減が必要となる。本明細書では、磁性粒子等の結晶粒子の結晶配向分散の低減を、高配向化とも言う。これらの磁性粒特性を決定付けるのに重要な役目を担っているのが、垂直記録層の直下に設けられた非磁性中間層である。非磁性中間層の結晶粒子を微細化、均一化及び高配向化することができれば、非磁性中間層上にエピタキシャル成長される垂直記録層の磁性粒子も微細化、均一化及び高配向化することができる。

非磁性中間層の結晶粒子を微細化、均一化及び高配向化するために、非磁性中間層の直下にシード層を設ける手法も提案されている。例えば、特許文献２には、ｈｃｐ（hexagonal close packed）構造のＲｕ中間層の直下にｆｃｃ（face centered cubic）構造のＮｉＷシード層を設けることが提案されている。しかし、特許文献２で提案されている媒体構成では、シード層の結晶粒子の微細化と結晶粒子の高配向化は相反するものであり、結晶粒子の微細化と高配向化を両立させるには限界がある。このため、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させるには限界があった。従って、従来の垂直磁気記録媒体では、更なる低媒体ノイズ化には限界があり、そのために面記録密度の更なる増加にも限界があった。
特開２００５−３５３２５６号公報 特開２００７−１７９５９８号公報 特開２００１−１５５３２１号公報 特開２００７−２５７８０４号公報 特開２００７−１８４０１９号公報 Toshio Ando et al., "Tripple-Layer Perpendicular Recording Media for High SN Ratio and Signal Stability", IEEE Transactions on Magnetics, Vol.33, No.5, September 1997, pp.2983-2985 S. S. P. Parkin, "Systematic Variation of the Strength and Oscillation Period of Indirect Magnetic Exchange Coupling through the 3d, 4d, and 5d Transition Metals", Physical Review Letters, Vol.67, No.25, December 16, 1991, pp.3598-3601

従来の垂直磁気記録媒体では、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させるには限界があり、更なる低媒体ノイズ化が難しいという問題があった。

そこで、本発明は、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させ、更なる低媒体ノイズ化を可能とする垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、非磁性シード層と、前記非磁性シード層上に設けられた非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に設けられた垂直記録層とを備え、前記非磁性シード層は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層と、前記第１のシード層と前記非磁性中間層との間に設けられておりｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層を有し、前記第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い垂直磁気記録媒体が提供される。

本発明の一観点によれば、少なくとも１つの磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報を書き込み及び／又は該磁気記録媒体から情報を読み出すトランスデューサを備え、前記磁気記録媒体に情報を書き込み及び／又は該磁気記録媒体から情報を読み出すトランスデューサを備え、前記磁気記録媒体は上記の如き構成を有する垂直磁気記録媒体である磁気記憶装置が提供される。

開示の垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置によれば、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させ、更なる低媒体ノイズ化を可能とすることができる。

開示の垂直磁気記録媒体は、非磁性中間層が非磁性シード層と垂直記録層の間に設けられた構成を有する。又、非磁性シード層は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層と、第１のシード層と非磁性中間層との間に設けられておりｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層を有する。第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い。

本発明者らは、非磁性シード層をＮｉ基のｆｃｃ構造を有する第１のシード層とＮｉ基のｆｃｃ構造を有する第２のシード層とで構成し、且つ、第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量を第１のシード層中の含有量より多くすると、非磁性シード層の結晶粒子の微細化と高配向化の両立が図れることを見出した。

シード層の結晶粒子の微細化と高配向化を両立させることで、垂直記録層の磁性粒子の微細化と高配向化を両立させることができる。このため、更なる低媒体ノイズ化が可能となり、面記録密度の更なる増加も可能となる。

以下に、本発明の垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置の各実施例を、図面と共に説明する。

図１は、本発明の一実施例における垂直磁気記録媒体の一部を示す断面図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１０は、例えば磁気ディスクである。

垂直記録層媒体１０は、非磁性基板１１上に軟磁性裏打ち層１２、非磁性シード層１３、非磁性中間層１４、垂直記録層１５及び保護膜１６が積層された構造を有する。非磁性基板１１と軟磁性裏打ち層１２の間に、軟磁性裏打ち層１２の密着性向上や、磁気異方性制御のためのシード層（図示せず）を更に設けても良い。又、保護層１６上に、潤滑層１７が設けられている。

非磁性基板１１は、本実施例ではガラス基板である。しかし、非磁性基板１１はガラス基板に限定されず、化学強化ガラス基板、結晶化ガラス基板、ＮｉＰメッキを施されたＡｌ基板又はＡｌ合金基板、プラスチック基板、Ｓｉ基板、熱酸化Ｓｉ基板等を用いても良い。

軟磁性裏打ち層１２は、軟磁性裏打ち層１２自体の磁区制御等のために、２層以上の積層構造を有しても良い。本実施例では、軟磁性裏打ち層１２は、軟磁性層１２−１、非磁性分断層１２−２及び軟磁性層１２−３の積層構造を有する。

軟磁性層１２−１は、例えばＦｅＣｏＴａＺｒで形成されるが、他の非晶質若しくは微結晶構造領域のＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＮｂＴａ，ＦｅＣｏＺｒＮｂ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＣｒＢ，ＮｉＦｅＳｉＢ，ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＨｆＣ，ＮｉＦｅ等の軟磁性材料を用いても良い。非磁性裏打ち層１２からのノイズ低減のためには、軟磁性材料は非晶質若しくは微結晶構造を持つことが好ましい。非磁性分断層１２−２は、例えばＲｕで形成されるが、Ｒｕ以外に非特許文献２に示されるような材料を用いても良い。軟磁性層１２−３は、例えばＦｅＣｏＮｂＺｒで形成される。

尚、軟磁性裏打ち層１２は省略しても良いが、より大きな記録磁界と磁場勾配を得るためには設けることが望ましい。

非磁性シード層１３は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層１３−１と、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層１３−２を有する。第２のシード層１３−２を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層１３−１中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い。ゴールドシュミット半径は、単体元素の結晶構造を剛体球モデルにて再現したときの剛体球の半径、即ち、原子半径を言う。

Ｎｉ合金の固溶範囲内では、主成分のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の割合が大きい程、結晶粒子が小さくなる傾向にある。しかしながら、これと同時に結晶配向分散の増大も発生するため、シード層の組成調整による結晶粒子の微細化と高配向化の両立は難しかった。本実施例では、第１のシード層１３−１に求められる結晶粒子の微細化の効果は大きくなく、むしろ結晶粒子の高配向化の効果の方が重要となる。一方、第２のシード層１３−２で求められるのは、第２のシード層１３−２の直上の非磁性中間層１４の結晶粒子の微細化を促すための微細化の効果である。これらの効果を発現する第１及び第２のシード層１３−１，１３−２を設けることにより、結晶粒子の微細化と高配向化の両方を実現することができる。

第１のシード層１３−１は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている。一方、第２のシード層は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている。Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌは、Ｎｉよりゴールドシュミット半径が大きく、Ｎｉに添加した場合には結晶欠陥の起点となりやすい。結晶欠陥が発生すると、結晶欠陥により結晶粒界が誘発されてＮｉ合金の結晶粒径が微細化し易くなる。更に、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌは、Ｎｉへの固溶限界も１０ａｔ．％と比較的大きく、Ｎｉ合金の結晶構造を保ちながら結晶粒子の微細化が可能である。尚、Ｎｉへのゴールドシュミット半径が大きな添加元素の添加量が増加すると結晶粒子の微細化は図れるが、結晶配向は低下してしまう。本実施例において主成分のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の組成を１６ａｔ．％以下と規定するのは、１６ａｔ．％を超えると格子が形成されず非晶質となってしまうからである。このように、第１のシード層１３−１の結晶粒子が第２のシード層１３−２の結晶粒子より大きくなるように、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の組成を選定する。

本実施例では、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２は、いずれも結晶構造を有する必要がある。第１及び第２のシード層１３−１，１３−２を形成する上記の如きＮｉ合金は、Ｎｉ以外の全元素（即ち、添加元素）の組成比に対し、比較的結晶を組み易く、且つ、固溶範囲の組成である必要がある。そこで、図２と共に後述するように、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の各々について、Ｎｉ以外の全元素の組成比の範囲を、垂直磁気記録媒体１０の良好な特性が得られる範囲の上限及び下限に応じて選定した。第１のシード層１３−１のＮｉ以外の全元素の組成比は、１ａｔ．％〜１２ａｔ．％である。一方、第２のシード層１３−２のＮｉ以外の全元素の組成比は、２ａｔ．％〜１６ａｔ．％である。

一般に、ゴールドシュミット半径が異なる元素からなる合金は、大きな結晶粒子を形成しにくい。これは、２元系の合金でも、３元系の合金でも言えることである。従って、Ｎｉ−Ｘ（Ｘは任意の添加元素）なる２元系の合金を第２のシード層１３−２として用いても、適切な組成範囲であれば結晶構造、及び結晶粒径や結晶配向を含む層構造は同様のものとなる。ただし、母相となるＮｉが磁性材料であり、添加元素によっては第２のシード層１３−２が非磁性とならないことがある。結晶質のシード層は、非磁性材料で形成することが望ましいので、本実施例では少量の添加でも非磁性となるような添加元素をＮｉに添加している。第１のシード層１３−１は、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒからなるグループから選択された少なくとも１つの添加元素を含むＮｉ合金で形成されており、全添加元素の組成比は１ａｔ．％〜１２ａｔ．％である。一方、第２のシード層は、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌからなるグループから選択された少なくとも１つの添加元素を含むＮｉ合金で形成されており、全添加元素の組成比は２ａｔ．％〜１６ａｔ．％である。

第１のシード層１３−１の直下に設けられた層を形成する材料にもよるが、一般に、１ｎｍ未満の極薄膜は、膜の面内方向に連続膜構造とならずに島状の不連続構造となってしまう可能性が高い。第１のシード層１３−１がこのような不連続構造になった場合、第１のシード層１３−１の直上に設けられた第２のシード層１３−２の結晶粒子は微細化及び均一化される可能性はあるものの、結晶配向は劣化してしまい結晶粒子の高配向化は望めない。

又、第１のシード層１３−１の膜厚が５ｎｍを超えると、Ｎｉ合金固有の結晶構造が発現し始め、第１のシード層１３−１自体の結晶性が低下するため、結晶粒子の高配向化は望めない。更に、第１のシード層１３−１の膜厚が５ｎｍを超えると、ヘッド（図示せず）と軟磁性裏打ち層１２との間の距離が広がってしまう。ヘッドと軟磁性裏打ち層１２との間の距離は、記録磁界強度、記録磁界勾配等の記録特性に影響を及ぼし、高密度記録のためにできるだけ大きく急峻な記録磁界を発生させるには、この距離は小さい方が良い。このため、本実施例では、第１のシード層１３−１の膜厚は、ｆｃｃ構造を有する範囲であれば良いが、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍである。

第２のシード層１３−２の膜厚は、結晶粒子の微細化の見地からは結晶粒子の肥大化が起こらない比較的薄い範囲であることが望ましいが、結晶配向の見地からはある程度の結晶性を有する比較的厚い範囲であることが望ましい。更に、ヘッドと軟磁性裏打ち層１２との間の距離を考慮して記録特性の観点からは、第２のシード層１３−２の膜厚は比較的薄い範囲であることが望ましい。このため、本実施例では、第２のシード層１３−２の膜厚は、ｆｃｃ構造を有する範囲であれば良いが、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍである。

尚、非磁性シード層１３全体の膜厚が厚くなると、その分製造プロセスの時間もかかってしまい、記録特性も低下してしまうので、非磁性シード層１３全体の膜厚は好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは８ｎｍ以下である。又、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の結晶構造を良好なものとするためには、非磁性シード層１３全体の膜厚は好ましくは２ｎｍ以上であり、より好ましくは３ｎｍ以上である。

非磁性中間層１４は、少なくとも結晶粒子同士が空隙により互いに隔離された柱状構造を持つＲｕ又はＲｕを５０ａｔ．％以上の主成分とするＲｕ合金で形成された非磁性中間層が最表面にある１層以上の積層構造を有する。非磁性中間層１４の構造には、例えば上記特許文献１で開示されている構造を用いることができる。本実施例では、非磁性中間層１４は、Ｒｕ非磁性中間層１４−１と、Ｒｕ非磁性中間層１４−２を有する。非磁性中間層１４−２は、結晶粒子が空隙により物理的に隔離された構造を持つ。尚、非磁性中間層１４は、このような２層構造に限定されるものではなく、少なくとも非磁性下地層１４−２のような結晶粒子が空隙により物理的に隔離された構造を持つ非磁性層が最表面にあれば良い。

垂直記録層１５は、少なくとも磁性粒子が非固溶相で隔離された柱状構造を持つグラニュラ磁性層を有する。垂直記録膜１５は、記録再生特性の向上のために、グラニュラ磁性層を２層以上設けた構造としても良い。又、垂直記録層１５が２層以上のグラニュラ磁性層を有する構造の場合、グラニュラ磁性層間に非磁性、若しくは、弱磁性の層を設けても良い。更に、記録特性や耐食性の向上のために、グラニュラ磁性層上に所謂連続膜構造を持つ磁性層を設けても良い。本実施例では、垂直記録層１５は、グラニュラ磁性層（第１の磁性層）１５−１と、連続膜構造を持つ書き込み補助層として機能する連続膜磁性層（第２の磁性層）１５−２を有する。グラニュラ磁性層１５−１は例えばＣｏＣｒＰｔ合金で形成されており、連続膜磁性層１５−２は例えばＣｏＣｒＰｔＢ合金で形成されている。この場合、グラニュラ磁性層１５−１は、少なくともＣｏＣｒＰｔ合金粒子が非非固溶相で隔離された柱状構造を持つ。連続膜磁性層１５−２の磁気異方性は、グラニュラ磁性層１５−１の磁気異方性より小さい。

保護層１６は、例えばＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）で形成されており、膜厚は例えば４．０ｎｍである。潤滑層１７は、例えばフッ素系潤滑剤で形成されており、膜厚は例えば１．０ｎｍである。

次に、垂直磁気記録媒体１０の製造方法について説明する。本実施例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ１３と、比較例のサンプルＣｍｐ１〜Ｃｍｐ５は、以下のように作成した。

（１）サンプルＥｍｂ１：
サンプルＥｍｂ１の非磁性基板１１には、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金基板を用いた。

軟磁性裏打ち層１２は、軟磁性裏打ち層１２からの漏洩磁束の抑制のために磁区制御されていることが望ましい。磁区制御の技術としては、例えば非特許文献１に記載されているような非磁性裏打ち層の磁化方向をそろえる方法や、例えば特許文献３に記載されているような極薄の非磁性分断層により分断された軟磁性裏打ち層を反強磁性的に結合させる方法が提案されている。本実施例では、特許文献３の手法のように、図１において非磁性基板１１上に軟磁性層１２−１、非磁性分断層１２−２及び軟磁性層１２−３をこの順に堆積させた。

下層軟磁性層１２−１は、ＦｅＣｏＴａＺｒを０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１ｋＷの投入電力にてＤＣ（Direct Current）スパッタ法にて２５ｎｍ堆積させた。非磁性裏打ち層１２全体の膜厚は、非磁性裏打ち層１２の飽和磁束密度Ｂｓが１（Ｔ）以上の場合、記録再生特性の見地から１０ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上である。又、量産設備やコストの見地からは、非磁性裏打ち層１２全体の膜厚は１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは６０ｎｍ以下である。

尚、以下の説明では、堆積方法として特に断らない限りＤＣスパッタ法を用いるものとするが、各層の堆積方法はＤＣスパッタ法に限らず、ＲＦ（Radio Frequency）スパッタ法、パルスＤＣスパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等で各層を成膜することも可能である。

次に、ＦｅＣｏＮｂＺｒ軟磁性層１２−１上に、非磁性分断層１２−２としてＲｕを０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力１５０Ｗにて０．４ｎｍ堆積させた。Ｒｕ非磁性分断層１２−２の膜厚は、隣接する磁性層の磁化が反強磁性的に結合するように選定した。非磁性分断層１２−２にＲｕを用いた場合、一般的には０．５ｎｍ〜１ｎｍ程度の膜厚が適当である。

次に、Ｒｕ非磁性分断層１２−２上に、軟磁性層１２−３としてＦｅＣｏＮｂＺｒを０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１ｋＷの投入電力にてＤＣスパッタ法にて２５ｎｍ堆積させた。

非磁性裏打ち層１２の上に非磁性シード層１３を堆積させた。非磁性シード層１３は、ｆｃｃ構造を持つ第１のシード層１３−１とｆｃｃ構造を持つ第２のシード層１３−２で形成した。第１のシード層１３−１をＮｉＷとし、第２のシード層１３−２にＮｉＷＮｂを用いたときに結晶粒子の微細化及び高配向化の両立が図れることが確認された。サンプルＥｍｂ１では、第１のシード層１３−１のＮｉ_９２Ｗ_８を０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１５０Ｗの投入電力でＤＣスパッタ法にて３．２ｎｍ堆積させた。又、第２のシード層１３−２のＮｉ_８６Ｗ_８Ｎｂ_６を０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１００Ｗの投入電力でＤＣスパッタ法にて３．２ｎｍ堆積させた。

第１のシード層１３−１の膜厚は、ｆｃｃ構造が得られる範囲であれば良いが、薄過ぎると第１のシード層１３−１自体が連続膜で無くなり非磁性中間層１４とその上方の結晶配向分散が増加、即ち、劣化する。又、第１のシード層１３−１は厚すぎるとヘッドと軟磁性裏打ち層１２の距離が大きくなり記録特性に悪影響を与える。従って、第１のシード層１３−１の膜厚は、１ｎｍ〜５ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることが確認された。

第２のシード層１３−２の膜厚は、ｆｃｃ構造が得られる範囲であれば良いが、粒径微細化の見地からは結晶粒子の肥大化が起こらない薄膜領域である方が良く、結晶配向の見地からはある程度の結晶性が必要となり、更に、記録特性の観点からは第２のシード層１３−２は薄い方が良い。従って、第２のシード層１３−２の膜厚は好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることが確認された。

非磁性シード層１３上に、非磁性中間層１４を堆積させた。サンプルＥｍｂ１では、グラニュラ磁性層１５−１の磁性結晶の磁気的な孤立化の促進のために、次に述べるような積層構造を採用した。非磁性中間層１４−１としてＲｕを０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力８００Ｗにて１４ｎｍ堆積させた。次に、非磁性中間層１４−２としてＲｕを５ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力３００Ｗにて７ｎｍ堆積させた。非磁性中間層１４−２は、高圧ガスと低堆積レートの効果により、結晶粒子が空隙により物理的に隔離された構造を持つ。

次に、非磁性中間層１４上に、垂直記録層１５を堆積させた。サンプルＥｍｂ１では、垂直記録層１５は良好な記録再生特性を得るために、例えば特許文献４に開示されているような構造とした。つまり、基板側に設けたグラニュラ磁性層１５−１上に、所謂連続膜構造を持つ連続膜磁性層１５−２を設けた。先ず、基板側に設けるグラニュラ磁性層１５−１として、４ＰａのＡｒ雰囲気中にて投入電力３００Ｗにて８ｎｍの９２（６６Ｃｏ−１３Ｃｒ−２１Ｐｔ）−８ＴｉＯ２を堆積させた。次に、連続膜磁性層１５−２として０．５ＰａのＡｒ雰囲気中にて投入電力４００Ｗにて６３Ｃｏ−２０Ｃｒ−１３Ｐｔ−４Ｂを７ｎｍ堆積させた。

垂直記録層１５上に、ＤＬＣ保護層１６をＣＶＤ法にて４ｎｍ堆積させた。又、保護層１６上に、フッ素系潤滑剤を１ｎｍ塗布し、研磨テープにて表面の突起や異物を除去することで潤滑層１７を形成した。

（２）サンプルＥｍｂ２：
垂直磁気記録媒体１０の特性の第１のシード層１３−１の膜厚依存性を調べるために、上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件下で、第１のシード層１３−１と第２のシード層１３−２の合計膜厚を６．４ｎｍと一定にして、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の夫々の膜厚を変化させたサンプルを作成した。第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の合計膜厚を一定としたのは、後にサンプルの記録再生特性を比較する時に、ヘッドの記録能力を同条件とするためである。

サンプルＥｍｂ２では、第１のシード層１３−１は膜厚が５．０ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が１．４ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｎｂ_６で形成された。

（３）サンプルＥｍｂ３：
サンプルＥｍｂ３では、上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が１．５ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が４．９ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｎｂ_６で形成された。

（４）サンプルＣｍｐ１：
サンプルＣｍｐ１では、上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が０、即ち、第１のシード層１３−１は形成せず、第２のシード層１３−２は膜厚が６．４ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｎｂ_６で形成された。

（５）サンプルＥｍｂ４：
サンプルＥｍｂ４は、上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件下で、第２のシード層１３−１にＮｉ_８６Ｗ_８Ａｌ_６を用いて作成された。第１のシード層１３−１は膜厚が５．０ｎｍに形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が１．４ｎｍに形成された。

（６）サンプルＥｍｂ５：
サンプルＥｍｂ５では、上記サンプルＥｍｂ４の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ａｌ_６で形成された。

（７）サンプルＥｍｂ６：
サンプルＥｍｂ６では、上記サンプルＥｍｂ４の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が１．５ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が４．９ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ａｌ_６で形成された。

（８）サンプルＣｍｐ３：
サンプルＣｍｐ３では、上記サンプルＥｍｂ４の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が０、即ち、第１のシード層１３−１は形成せず、第２のシード層１３−２は膜厚が６．４ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ａｌ_６で形成された。

（９）サンプルＥｍｂ７：
サンプルＥｍｂ７は、上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件下で、第２のシード層１３−１にＮｉ_８６Ｗ_８Ｔａ_６を用いて作成された。第１のシード層１３−１は膜厚が５．０ｎｍに形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が１．４ｎｍに形成された。

（１０）サンプルＥｍｂ８：
サンプルＥｍｂ８では、上記サンプルＥｍｂ７の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｔａ_６で形成された。

（１１）サンプルＥｍｂ９：
サンプルＥｍｂ９では、上記サンプルＥｍｂ７の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が１．５ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が４．９ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｔａ_６で形成された。

（１２）サンプルＣｍｐ４：
サンプルＣｍｐ４では、上記サンプルＥｍｂ７の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が０、即ち、第１のシード層１３−１は形成せず、第２のシード層１３−２は膜厚が６．４ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｔａ_６で形成された。

（１３）サンプルＣｍｐ５：
サンプルＣｍｐ５は、上記サンプルＥｍｂ７の場合と同様の条件下で、第１のシード層１３−１は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８６Ｗ_８Ｔａ_６で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成された。つまり、サンプルＣｍｐ５では、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２の積層順序が、サンプルＥｍｂ７とは逆である。

（１４）サンプルＥｍｂ１０：
上記サンプルＥｍｂ１の場合と同様の条件下で、第１のシード層１３−１と第２のシード層１３−２の合計膜厚を６．４ｎｍと一定にして、第２のシード層１３−２の組成を変化させたサンプルを作成した。

サンプルＥｍｂ１０では、第１のシード層１３−１は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８２Ｗ_８Ｎｂ_１０で形成された。

（１５）サンプルＥｍｂ１１：
サンプルＥｍｂ１１では、上記サンプルＥｍｂ１０の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が３．２のＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８４Ｗ_８Ｎｂ_８で形成された。

（１６）サンプルＥｍｂ１２：
サンプルＥｍｂ１２では、上記サンプルＥｍｂ１０の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が３．２のＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_８８Ｗ_８Ｎｂ_４で形成された。

（１７）サンプルＥｍｂ１３：
サンプルＥｍｂ１３では、上記サンプルＥｍｂ１０の場合と同様の条件で第１のシード層１３−１は膜厚が３．２のＮｉ_９２Ｗ_８で形成され、第２のシード層１３−２は膜厚が３．２ｎｍのＮｉ_９０Ｗ_８Ｎｂ_２で形成された。

図２は、実施例及び比較例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ１３，Ｃｍｐ１〜Ｃｍｐ５の特性を示す図である。図２に示す特性は、非磁性中間層１４（本実施例の場合、非磁性中間層１４−１）の粒径（ｎｍ）、非磁性中間層１４を形成するＲｕの（００２）結晶面のロッキングカーブから得られる半値幅Δθ５０（ｄｅｇ）及び垂直記録層１５への周知のテストライト及びテストリードにより得られたＳＮＲ（ｄＢ）を含む。ＳＮＲは、垂直磁気記録媒体１０の記録再生特性を示す。

実施例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ１３と比較例のサンプルＣｍｐ１〜Ｃｍｐ５の結晶粒径、半値幅Δθ５０及びＳＮＲ（即ち、記録再生特性）を比較することで、次のような特性が確認された。

図２に示す比較例のサンプルＣｍｐ１，Ｃｍｐ２と実施例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ３を比較すると、実施例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ３では結晶粒子の微細化、及び、結晶配向分散の増加の抑制が両立し、ＳＮＲが向上することが確認された。又、比較例のサンプルＣｍｐ２のように第２シード層１３−２を形成するＮｉＷＮｂだけでは、結晶粒子の微細化は実現できるものの、結晶配向分散が増加してＳＮＲが劣化することも確認された。従って、第１及び第２のシード層１３−１，１３−２で形成された２層構造の非磁性シード層１３によるＳＮＲの改善効果が確認された。

第２のシード層１３−２の材料を変えた比較例のサンプルＣｍｐ１〜Ｃｍｐ３及び実施例のサンプルＥｍｂ４〜Ｅｍｂ９を、実施例のサンプルＥｍｂ１〜Ｅｍｂ３を比較すると、第２のシード層１３−２の材料を変えた場合でも、結晶粒子を微細化する効果及び結晶配向分散の増加の抑制する効果が現れる傾向は変わらないことが確認された。結晶粒子を微細化する効果及び結晶配向分散の増加の抑制する効果の程度は、第２のシード層１３−２に用いる材料に応じて変化することも確認された。図２からもわかるように、第２のシード層１３−２にＮｉＷＮｂを用いた場合が、結晶粒子を微細化する効果及び結晶配向分散の増加の抑制する効果が最も大きいことが確認された。

又、比較例のサンプルＣｍｐ５と実施例のサンプルＥｍｂ１の比較から、第２のシード層１３−２に含まれるＮｉ以外のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の組成が第１のシード層１３−１に含まれるＮｉ以外のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の組成以下の場合には、結晶配向分散の増加を抑制する効果が現れないことも確認された。これは、第１のシード層１３−１の結晶配向分散を抑制する効果が低下するための考えられる。

更に、図２からもわかるように、第２のシード層１３−２のＮｉ以外のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の総量に適正値があることが確認された。つまり、第２のシード層１３−２に含まれるＮｉ以外のＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の総量が、第１のシード層１３−１に含まれるＮｉよりゴールドシュミット半径が大きな元素の総量より第１のシード層１３−１より少なければ結晶粒子を微細化する効果は小さく、多すぎれば結晶配向分散が増大してしまう。このため、第１のシード層１３−１は、Ｎｉを主成分としＷ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されていることが望ましく、第１のシード層１３−１を形成するＮｉ合金中Ｎｉ以外の全元素の組成比は１ａｔ．％〜１２ａｔ．％であることが望ましく、第１のシード層１３−１の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることが望ましいことが確認された。又、第２のシード層１３−２は、Ｎｉを主成分としＷ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むＮｉ合金で形成されていることが望ましく、第２のシード層１３−２を形成するＮｉ合金中Ｎｉ以外の全元素の組成比は２ａｔ．％〜１６ａｔ．％であることが望ましく、第２のシード層１３−２の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍであることが望ましいことが確認された。

上記実施例によれば、従来の垂直磁気記録媒体より高い記録再生特性の垂直記録媒体を作成することができる。従って、より高記録密度の垂直磁気記録媒体を提供でき、より記録容量の大きな磁気記憶装置を提供できる。

次に、本実施例における磁気記憶装置を、図３及び図４と共に説明する。図３は、本実施例における磁気記憶装置の一部を示す断面図であり、図４は、図３の磁気記憶装置の一部を上部カバーを取り外して示す平面図である。

図３及び図４において、ベース１１３にはモータ１１４が取り付けられており、このモータ１１４は複数の磁気記録ディスク１１６が固定されたハブ１１５を回転する。各磁気記録ディスク１１６は、図１に示す垂直磁気記録媒体１０の構造を有する。磁気記録ディスク１１６からの情報の読み取りはスライダ１１７に固定されたＭＲ（Magneto-Resistive）ヘッドにより行われる。ＭＲヘッドには、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）ヘッド、ＴｕＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）ヘッド等を使用可能である。ＭＲヘッドにはインダクティブヘッドが組み合わされており、磁気記録ディスク１１６への情報の書き込みはこのインダクティブヘッドにより行われる。ＭＲヘッド及びインダクティブヘッドは、トランスデューサを構成する。スライダ１１７はサスペンション１１８に接続されており、サスペンション１１８はスライダ１１７を磁気記録ディスク１１６の記録面に押し付ける。スライダ１１７の表面はパターン化されており、特定のディスク回転速度及びサスペンション硬度では、スライダ１１７が磁気記録ディスク１１６の記録面より所定距離浮いた位置を走査するようになっている。サスペンション１１８は、アクチュエータ１２０に接続された強固なアーム１１９に固定されている。これにより、磁気記録ディスク１１６の広範囲にわたって書き込みを行うことが可能となる。

勿論、磁気記録ディスク１１６の数は図３に示すように３つに限定されるものではなく、２つ、或いは、４つ以上の磁気記録ディスク１１６を磁気記憶装置内に設けても良い。

更に、本実施例における垂直磁気記録媒体は、磁気記録ディスクに限定されるものではなく、本発明は、磁気記録カードを含む各種磁気記録媒体に適用可能である。

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
（付記１）
非磁性シード層と、
前記非磁性シード層上に設けられた非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上に設けられた垂直記録層とを備え、
前記非磁性シード層は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層と、前記第１のシード層と前記非磁性中間層との間に設けられておりｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層を有し、
前記第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い、垂直磁気記録媒体。
（付記２）
前記第１のシード層は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている、付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３）
前記第１のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の全元素の組成比は、１ａｔ．％〜１２ａｔ．％である、付記１又は２記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４）
前記第１のシード層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍである、付記１乃至３のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５）
前記第１のシード層の膜厚は２ｎｍ〜４ｎｍである、付記１乃至３のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６）
前記第２のシード層は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている、付記１乃至５のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記７）
前記第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の全元素の組成比は、２ａｔ．％〜１６ａｔ．％である、付記１乃至６のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８）
前記第２のシード層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍである、付記１乃至７のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９）
前記第２のシード層の膜厚は２ｎｍ〜４ｎｍである、付記１乃至７のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０）
前記第１のシード層及び前記第２のシード層の合計膜厚は、３ｎｍ以上である、付記８又は９記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１）
前記第１のシード層はＮｉＷで形成されており、前記第２のシード層はＮｉＷＮｂで形成されている、付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２）
前記非磁性中間層は、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする合金で形成されている、付記１乃至１１のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１３）
基板と、
前記基板上の設けられた軟磁性裏打ち層を更に備え、
前記軟磁性裏打ち層はＣｏとＦｅを含み、且つ、非晶質又は微結晶質である材料で形成されている、付記１乃至１２のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１４）
前記垂直記録層は、グラニュラ磁性材料で形成された１以上の磁性層を有する、付記１乃至１３のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１５）
前記垂直磁性層は、前記非磁性中間層上に設けられグラニュラ磁性材料で形成された第１の磁性層と、前記第１の磁性層上に設けられ、且つ、前記第１の磁性層より磁気異方性が小さい第２の磁性層を有する、付記１乃至１４のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１６）
少なくとも１つの磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に情報を書き込み及び／又は該磁気記録媒体から情報を読み出すトランスデューサを備え、
前記磁気記録媒体は、付記１乃至１５のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体である、磁気記憶装置。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施例における垂直磁気記録媒体の一部を示す断面図である。 実施例及び比較例のサンプルの特性を示す図である。 本発明の一実施例における磁気記憶装置の一部を示す断面図である。 図３の磁気記憶装置の一部を上部カバーを取り外して示す平面図である。

符号の説明

１０ 垂直磁気記録媒体
１１ 非磁性基板
１２ 軟磁性裏打ち層
１３ 非磁性シード層
１３−１ 第１のシード層
１３−２ 第２のシード層
１４ 非磁性中間層
１５ 垂直記録層
１６ 保護層
１１６ 磁気記録ディスク

Claims (10)

1. 非磁性シード層と、
   前記非磁性シード層上に設けられた非磁性中間層と、
   前記非磁性中間層上に設けられた垂直記録層とを備え、
   前記非磁性シード層は、ｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第１のシード層と、前記第１のシード層と前記非磁性中間層との間に設けられておりｆｃｃ構造を有するＮｉ合金で形成された第２のシード層を有し、
   前記第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量は、第１のシード層中のＮｉ以外の元素でＮｉよりゴールドシュミット半径が大きい元素の含有量より多い、垂直磁気記録媒体。
2. 前記第１のシード層は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている、請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
3. 前記第１のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の全元素の組成比は、１ａｔ．％〜１２ａｔ．％である、請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記第１のシード層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍである、請求項１乃至３のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記第２のシード層は、Ｎｉを主成分とし、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ａｌからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むｆｃｃ構造のＮｉ合金で形成されている、請求項１乃至４のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記第２のシード層を形成するＮｉ合金中、Ｎｉ以外の全元素の組成比は、２ａｔ．％〜１６ａｔ．％である、請求項１乃至５のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記第２のシード層の膜厚は１ｎｍ〜５ｎｍである、請求項１乃至６のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
8. 前記第１のシード層はＮｉＷで形成されており、前記第２のシード層はＮｉＷＮｂで形成されている、請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
9. 前記垂直記録層は、グラニュラ磁性材料で形成された１以上の磁性層を有する、請求項１乃至８のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体。
10. 少なくとも１つの磁気記録媒体と、
    前記磁気記録媒体に情報を書き込み及び／又は該磁気記録媒体から情報を読み出すトランスデューサを備え、
    前記磁気記録媒体は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体である、磁気記憶装置。

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