JP2010118091A - 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直磁性層の高い垂直配向性を維持することを可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも非磁性基板上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層１１と、磁化容易軸が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積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、垂直磁性層を２層以上の磁性層１２〜１４から構成し、各磁性層１２〜１４を構成する結晶粒子が配向制御層１１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〜Ｓ３を形成するように各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とする。
【選択図】図１

Description

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。

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％以上で増えており、今後もその傾向は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。

現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、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である。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、熱揺らぎ効果にも強い。このため、近年大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の構造が提案されている。

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。このような単磁極ヘッドに対応するために、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。

しかしながら、上述した裏打ち層を単に設けた磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置では、記録再生時の記録再生特性や、熱揺らぎ耐性、記録分解能において満足できるものではなく、これらの特性に優れた磁気記録媒体が要望されている。

とりわけ記録再生特性として重要な再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする高Ｓ／Ｎ化と、熱揺らぎ耐性の向上との両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかしながら、この２項目は相反する関係を有しているため、一方を向上させれば、一方が不充分となり、高レベルでの両立は重要な課題となっている。

このような課題を解決するために、３層の磁性層を、非磁性層等を用いてＡＦＣ（アンチ・フェロ・カップリング）結合させることにより、合成Ｍｒｔ並びにＰＷ５０の低下という長所を享受しながら、Ｓ／Ｎ比の低下を起こさないことを特徴とする磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

具体的に、この特許文献１には、基板と、該基板上に設けられ、残留磁化Ｍｒ、厚さｔ、及び残留磁化・厚さ積Ｍｒｔを有する第１下部強磁性層と、該第１下部強磁性層上に設けられた強磁性結合層と、該強磁性結合層上に設けられ、Ｍｒｔ値を有する第２下部強磁性層と、該第２下部強磁性層上に設けられた反強磁性結合層と、該反強磁性結合層上に設けられ、前記第１及び第２下部強磁性層のＭｒｔ値の合計よりも大きなＭｒｔ値を有する上部強磁性層とを有することを特徴とする磁気記録媒体が記載されている。

一方、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（例えば、特許文献２を参照。）。

また、配向制御層としては、例えばＲｕを用いることが開示されている。Ｒｕは、その成長表面にドーム状の凸部を有するため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、また成長した結晶粒子の分離構造を促進し、また結晶粒子を孤立化させ、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有する（例えば、特許文献３を参照。）。
特開２００５−２７６４１０号公報 特開２００４−３１０９１０号公報 特開２００７−２７２９９０号公報

ところで、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は留まることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に高い記録再生特性及び熱揺らぎ特性の向上が求められている。このような要求に応えるため、特許文献１に記載されているように磁性層を多層化し、また多層化した磁性層間に非磁性層を設けてＡＦＣ結合等させること、またこの多層化した磁性層又は非磁性層を構成する粒子を連続した柱状構造とすることが提案されている。しかしながら、磁性層を多層化することにより磁性層の垂直配向性が悪化する問題があり、今後の磁気記録媒体の高記録密度化において障害となっている。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持することを可能とした磁気記録媒体の製造方法、並びにそのような製造方法を用いて製造された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。

本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、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積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性層と、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が積層されてなる磁気記録媒体であって、
前記配向制御層と前記垂直磁性層との間に前記非磁性層を配置し、又は、前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成して当該磁性層の間に前記非磁性層を配置し、
前記磁性層及び前記非磁性層を構成する結晶粒子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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（３） 前記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とするための処理をドライエッチングプロセスにより行うことを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４） 前記ドライエッチングプロセスにより処理された層の表面が、当該層を形成する各柱状晶の頂上に位置するドーム状の凸部を平坦化した形状を有することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層の上に形成される磁性層又は非磁性層がグラニュラー構造を有することを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６） 前記表面粗さを２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層を、少なくとも最下層に位置する磁性層とすることを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７） 前項（１）〜（６）の何れか一項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磁気記録再生装置。

以上のように、本発明によれば、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることで、配向制御層から垂直磁性層の最上層に至るまで厚み方向に連続した柱状晶を成長させることができるため、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持することが可能である。

以下、本発明を適用した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ものとする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、多層化した磁性層の垂直配向性が低下する原因に、磁性層を成長させる下層の表面粗さが関係していることを解明した。

すなわち、図１（ａ）に示すように、配向制御層１１の表面には、Ｒ_ｍａｘで５ｎｍ以上程度のドーム状の凸部１１ａが形成され、この凸部１１ａから厚み方向に磁性層（又は非磁性層）１２の結晶粒子が柱状晶Ｓ１となって成長する。また、この柱状晶Ｓ１の上に形成される非磁性層（又は磁性層）１３と及び最上層の磁性層１４の結晶粒子も、柱状晶Ｓ１に連続した柱状晶Ｓ２，Ｓ３となってエピタキシャル成長する。

このように、磁性層１２〜１４を多層化した場合、これら各層１２〜１４を構成する結晶粒子は、配向制御層１１から最上層の磁性層１４に至るまで連続した柱状晶Ｓ１〜Ｓ３となってエピタキシャル成長を繰り返す。なお、図１（ａ）に示す層１３は、グラニュラー構造を有する層であり、この層１３を形成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１５が形成されている。

ここで、本発明者は、各層１２〜１４の結晶粒子が配向制御層１１の表面形状を受け継ぎながら結晶成長するものの、多くの場合、各層１２〜１４の成長表面が上層に向かうほど面粗度が悪化することを見出した。

すなわち、図１（ａ）に示すように、柱状晶Ｓ２がその下層に位置する柱状晶Ｓ１の凸部１１ａの直上から成長すれば、この柱状晶Ｓ２が基板面に対して垂直に成長し、磁性層１４の垂直配向性が悪化することを防ぐことができる。

一方、図１（ｂ）に示すように、柱状晶Ｓ２’がその下層に位置する柱状晶Ｓ１の凸部１１ａの直上からずれた位置から成長すると、この柱状晶Ｓ２’が基板面に対して斜めに成長することになる。この場合、磁性層１４の垂直配向性が悪化すると共に、他の柱状晶と合体して成長面の表面粗度を悪化させることになる。

さらに、磁性層１２〜１４の成長面における表面粗度が悪化した場合には、成長面の表面積が高くなるため、柱状晶の凸部の直上からずれて次の柱状晶が成長する可能性が高くなる。このため、磁性層１２〜１４の成長面における表面粗度を更に悪化させることになり、この悪循環が磁性層１２〜１４の垂直配向性を益々悪化させることになる。

これに対して、本発明者は、多層化した磁性層のうち、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)をある特定の範囲とすることによって、磁性層の垂直配向性を悪化させずに、柱状晶が基板面に対して垂直に成長することを見出した。

すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、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積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子が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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする。

また、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性層と、磁化容易軸が非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、配向制御層と垂直磁性層との間に非磁性層を配置し、又は、垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成して当該磁性層の間に非磁性層を配置し、磁性層及び非磁性層を構成する結晶粒子が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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする。

本発明では、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を４．５ｎｍ以下とすることによって、柱状晶の凸部上から次の柱状晶を垂直に成長させる確率を高めることができる。一方、この表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ以上とすることによって、柱状晶の凸部上から次の柱状晶を成長させる際に、結晶粒子が分離し易くなり、孤立化した結晶粒子によって柱状晶が成長し易くなる。したがって、本発明によれば、、配向制御層から垂直磁性層の最上層に至るまで厚み方向に連続した柱状晶を成長させることができるため、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持することが可能である。

本発明では、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を４．５ｎｍ以下とする方法として、各層の成膜条件を制御する方法を採用することができる。上述したように、配向制御層の表面には、Ｒ_ｍａｘで５ｎｍ以上程度のドーム状の凸部が形成され、この配向制御層の表面形状を受け継ぎながら各層の結晶粒子が結晶成長するため、一般的には多層化するに従って上層の表面粗さが悪化することになる。

このため、磁性層や非磁性層を多層化する際には、各層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)が２〜４．５ｎｍの範囲となるように各層の成膜条件を制御する必要がある。具体的には、磁性層や非磁性層をスパッタリング法により形成する場合は、成膜速度を下げる又は成膜ガス圧を下げることにより、成膜後の表面粗さを低くすることができる。

本発明では、上記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とするための処理をドライエッチングプロセスにより行うことが好ましい。ドライエッチングプロセスとしては、不活性ガスや酸素ガスなどを用いたイオンビームエッチング等を好適に用いることができる。

本発明におけるドライエッチングプロセスは、上述した結晶成長させる層の下層に位置する磁性層又は非磁性層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とするための処理であるが、多くの場合は、表面粗さが悪化した磁性層又は非磁性層の表面にある凸部をエッチングし、その表面粗さを下げる処理となる。具体的には、図２（ａ）に示すように、磁性層又は非磁性層２０を形成する各柱状晶Ｓの頂上に位置するドーム状の凸部２０ａを、図２（ｂ）に示すように、上述したドライエッチングプロセスにより平坦化する。

本発明では、上記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層の上に形成される磁性層又は非磁性層がグラニュラー構造を有することが好ましい。グラニュラー構造の場合、結晶粒子が酸化物で分離されているため、結晶粒子を分離し、孤立化させることが容易となり、垂直磁性層の垂直配向性を高めるのに適している。

本発明では、上記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層を、少なくとも最下層に位置する磁性層とすることが好ましい。本発明では、磁性層の表面粗さを特定の範囲内とするために、磁性層の成膜条件を制御する、又は、磁性層の成長後の表面にイオンビーム等を照射することとなる。しかしながら、磁性層の表面粗さをある特定の範囲内とするために成膜条件を制御することは、磁性層の磁気特性を最適なものとする観点では好ましくない場合がある。例えば、磁性層の表面にイオンビーム等を照射すると、磁性層の結晶構造を悪化させ、磁気特性を低下させる場合がある。したがって、これらの制御を行う磁性層は、磁気記録媒体の電磁変換特性への影響が少ない最下層の磁性層とすることが望ましい。

図３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。
この磁気記録媒体は、図３に示すように、非磁性基板１の上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とを順次積層し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。一方、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層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａと、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。

さらに、図示を省略するものの、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。

非磁性基板１としては、例えば、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く、例えば、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、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ることもできる。

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。

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以下であるとことが、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。この保磁力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。この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。この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。

軟磁性下地層２は、２層の軟磁性膜から構成されており、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。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層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となり、このようなＡＦＣ構造を採用することで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。

軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、この軟磁性下地層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るため、この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。

また、軟磁性下地層２上に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て、記録再生特性を改善することができる。このような材料としては、特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金が好ましく、またこれらの合金を多層化してもよい。例えば、基板側からＮｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造を採用することが好ましい。

例えば、Ｎｉ系合金であれば、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含む、ＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金の中から選ばれる少なくとも１種類の材料からなることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち少なくとも１種又は２種以上を含む非磁性材料であってもよい。この場合、配向制御層３としての効果を維持し、磁性を持たない範囲とするため、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲とすることが好ましい。

本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３をＮｉＷ合金層（下層）とＲｕ層（上層）との２層構造とした場合、その層厚としてＮｉＷ合金層を６ｎｍ程度、Ｒｕ層を１５ｎｍ程度にすることができる。この層厚は、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができるのでなるべく薄くした方が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。

配向制御層３の表面形状は、上述した垂直磁性層４の垂直配向性や表面形状などに影響を与えるため、適度な表面形状及び粗さとする必要がある。

また、配向制御層３の成膜用のガスには、酸素や窒素などを導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いる場合には、プロセスガスとしては、アルゴンに酸素を体積率で０．０５〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガス、アルゴンに窒素を体積率で０．０１〜２０％（好ましくは０．０２〜１０％）程度混合したガスが好適に用いられる。

また、配向制御層３は、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に金属粒子が分散した構造であってもよい。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、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、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、ＮｉＴａ−ＳｉＯ_２、ＲｕＣｏ−Ｔａ_２Ｏ_５、Ｒｕ−ＳｉＯ_２、Ｐｔ−Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。

配向制御層３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、合金に対して、１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。配向制御層３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、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、金属粒子の結晶性及び配向性を損ねるほか、配向制御層３の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、配向制御層３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、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。

また、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、非磁性下地層８を設けることが好ましい。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。この初期部の乱れた部分を非磁性下地層８で置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。

非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。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く、その中でも特に、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２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。

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、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ_２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ_２−Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２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。

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。３ｎｍの厚さを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。

磁性層４ａは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物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、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２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、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などを好適に用いることができる。

磁性層４ａは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。また、磁性粒子４２は、図４に示すように、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の磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。

このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。すなわち、酸化物４１の含有量としては、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い。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。

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、この磁性層４ａを形成した際、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、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いた柱状構造が形成されなくな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。

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。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からである。

一方、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が高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、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。

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の含有量を上記範囲としたのは、８ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるためである。一方、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。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、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。

また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、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。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。

磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１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、熱揺らぎ特性を得ることができる。

また、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。８ａｔ％を超えた場合、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。

磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ_２）｛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％、ＳｉＯ_２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ_２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ_２Ｏ_３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ_２Ｏ_５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＳｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＳｉＯ_２）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ_２Ｏ_３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ_２Ｏ_３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ_２）などを挙げることができる。

磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とし、更に酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２を好適に用いることができる。また、磁性層４ｂは、酸化物４１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、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などを好適に用いることができる。

磁性層４ｂは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図４に示すように、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の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。

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い。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のは、この磁性層４ｂを形成した際、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、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いた柱状構造が形成されなくな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、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。

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の含有量が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。

一方、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が高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、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。

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の含有量が上記範囲であるのは、１０ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、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が低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性が得られるためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。

また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、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。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。

磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１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、熱揺らぎ特性を得ることができる。

また、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。８ａｔ％を超えた場合、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。

磁性層４ｃは、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含まない材料から構成することが好ましく、図４に示すように、層中の磁性粒子４２が磁性層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構造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より向上したものとなる。

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が十分確保でき、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には、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。

また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。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にある場合には、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を得ることができる。

一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、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には、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。

磁性層４ｃは、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。

また、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。一方、１６ａｔ％を超えた場合には、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。

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系の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は、１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。

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。その他の系でも、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。

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。

垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、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た場合には、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、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。

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することができ、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２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とすることがヘッドと媒体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。

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。

本発明では、非磁性基板１側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５側の磁性層を、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。

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、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成とし、また、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することができる。

また、本発明では、垂直磁性層４を構成する３層以上の磁性層間に非磁性層７（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。

垂直磁性層４を構成する磁性層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、ＣｏＣｒＸ_１合金（Ｘ_１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。

垂直磁性層４を構成する磁性層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、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金として、Ｒｕ以外では、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も用いることができる。

また、垂直磁性層４を構成する磁性層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、ＣｒＸ_２（Ｘ_２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。この場合のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。

また、垂直磁性層４を構成する磁性層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、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、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−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ_２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ_２Ｏ_５、Ｒｕ−ＳｉＯ_２、Ｒｕ−Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。

垂直磁性層４を構成する磁性層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い。また、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

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には、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。

図５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、上記図３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。また、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。また、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。

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）
実施例１では、先ず、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。また、この密着層の上に、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で成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。

次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。

次に、配向制御層の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ_２）６−（ＴｉＯ_２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、Ｃｒ_２Ｏ_３からなる酸化物を３ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。

次に、この磁性層の表面に形成された凸部をイオンビームエッチングにより選択的に１．５ｎｍだけエッチングした。また、エッチングイオンには、Ａｒイオンを用い、イオンの量は、５×１０^１６原子／ｃｍ^２、加速電圧は２０ｋｅＶとした。なお、エッチング前の磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで５．０ｎｍ、エッチング後の磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで３．５ｎｍであった。

次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ_２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。この非磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで３．７ｎｍであった。

次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ_２）５−（ＴｉＯ_２）３からなる磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。この磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで４．４ｎｍであった。

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。この非磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで４．５ｎｍであった。

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、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。この磁性層の表面粗さは、Ｒ_ｍａｘで５．１ｎｍであった。

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の磁気記録媒体を作製した。

そして、この実施例１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、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。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。

Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。

一方、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。

一方、熱揺らぎ特性について、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（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）に基いて算出した。なお、この式中において、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。

その結果、実施例１で得られた磁気記録媒体の記録再生特性については、Ｓ／Ｎが１７．３ｄＢ、ＯＷが３７．４ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。

（比較例１）
比較例１では、最下層の磁性層に対してイオンビームエッチングを実施しなかった以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。

また、この比較例１の磁気記録媒体では、最下層の磁性層における表面粗さはＲ_ｍａｘで５．０ｎｍ、その上の非磁性層における表面粗さはＲ_ｍａｘで５．１ｎｍ、その上の磁性層における表面粗さはＲ_ｍａｘで５．９ｎｍ、その上の非磁性層における表面粗さはＲ_ｍａｘで６．０ｎｍ、その上の磁性層における表面粗さはＲ_ｍａｘで６．８ｎｍであった。

そして、比較例１で得られた磁気記録媒体の記録再生特性について、実施例１と同様に測定したところ、Ｓ／Ｎが１６．１ｄＢ、ＯＷが３６．２ｄＢ、熱揺らぎが０．７％であった。

以上のように、本発明によれば、電磁変換特性に優れ、なお且つ高記録密度化に対応可能な磁気記録媒体を得ることが可能である。

（ａ）は、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、（ｂ）は、柱状晶が基板面に対して斜めに成長した状態示す断面図である。 （ａ）は、柱状晶の頂上に位置するドーム状の凸部を示す断面図、（ｂ）は、その凸部を平坦化した状態を示す断面図である。 本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。 磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示す断面図である。 磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…非磁性基板
２…軟磁性下地層
３…配向制御層
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
１１…配向制御層
１１ａ…凸部
１２〜１４，２０…磁性層又は非磁性層
２０ａ…凸部
Ｓ…柱状晶
４１…酸化物
４２…磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）
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

Claims (7)

1. 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、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積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、各磁性層を構成する結晶粒子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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性層と、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が積層されてなる磁気記録媒体であって、
   前記配向制御層と前記垂直磁性層との間に前記非磁性層を配置し、又は、前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成して当該磁性層の間に前記非磁性層を配置し、
   前記磁性層及び前記非磁性層を構成する結晶粒子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各層を結晶成長させる際に、結晶成長させる層の下層に位置する層の表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２〜４．５ｎｍの範囲とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とするための処理をドライエッチングプロセスにより行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記ドライエッチングプロセスにより処理された層の表面が、当該層を形成する各柱状晶の頂上に位置するドーム状の凸部を平坦化した形状を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記表面粗さ(Ｒ_ｍａｘ)を２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層の上に形成される磁性層又は非磁性層がグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記表面粗さを２ｎｍ〜４．５ｎｍの範囲とする層を、少なくとも最下層に位置する磁性層とすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項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。

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