JP2010287260A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録層の結晶配向、磁気クラスターサイズを保持しながら、書き込み性能を向上し、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を実現する。
【解決手段】基板１１上に密着層１２、軟磁性下地層１３、平坦化層１４、シード層１５、中間層１６、磁気記録層１７、保護層１８が順次形成されてなる垂直磁気記録媒体において、シード層１５は第一シード層１５１と第二シード層１５２の積層構造とし、第一シード層１５１はＮｉＷ合金を主成分とするｆｃｃ構造を有する非磁性合金により構成し、第二シード層１５２はＮｉＦｅ合金若しくはＣｏＦｅ合金を主成分とするｆｃｃ構造を有する軟磁性合金によって構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、大容量の情報記録が可能な磁気記録媒体に係り、特に高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体に関するものである。

垂直磁気記録方式は、隣接する磁化が向き合わないために記録状態が安定であり、本質的に高密度記録に適した方式である。垂直磁気記録媒体は、主に軟磁性下地層とシード層、中間層、磁気記録層を積層した構造からなる。軟磁性下地層は、磁気ヘッドから発生する磁界の広がりを抑え、効率的に磁気記録層を磁化する役割をもつ。シード層と中間層は、磁気記録層の酸化物の偏析や結晶配向を制御する役割をもつ。磁気記録層には、一般的にＣｏＣｒＰｔ合金にＳｉＯ２等の酸化物を添加したグラニュラ型の記録層が用いられており、ＣｏＣｒＰｔ合金で形成された磁性粒子の周りに、酸化物が磁性粒界に偏析することで磁気クラスターサイズを低減している。良好な記録再生性能を得るたには、磁気クラスターサイズを低減することが、一つの条件とされている。

記録再生性能や記録密度をさらに向上させる為には、磁気記録層の磁気クラスターサイズの低減に加えて、軟磁性下地層と磁気ヘッドとの距離を低減することで、書き込み性能を向上させる必要がある。上記したように軟磁性下地層は記録ヘッドから発生する磁束の広がりを防止し、磁気記録層への書き込みを補助する役割を有している。そのため両者間の距離を縮めることにより、記録ヘッドの磁界勾配を急峻にし、より効率的に記録することが出来る。軟磁性下地層と磁気ヘッドの距離を縮める方法として、磁気ヘッドの浮上量を低減すること、保護層や潤滑層、更に磁気記録層や中間層の膜厚を薄くすることが挙げられる。保護層や潤滑層の膜厚を低減するのは信頼性の観点から限界がある。又、磁気記録層の膜厚低減は熱揺らぎ耐性の劣化、ノイズの増大、信号品質の劣化に繋がるため問題がある。中間層およびシード層は、磁気記録層の配向性や結晶性を制御するのに重要な役割を持つため、磁気記録層の特性を維持しつつ、中間層およびシード層の膜厚を薄くするのは限界がある。一方、シード層を軟磁性材料で置き換えて、軟磁性層と磁気ヘッドの距離を実効的に縮める方法が提案されている（例えば、特許文献１，２，３）。この場合、軟磁性材料への置き換えにより、磁気記録層の結晶配向や磁気クラスターサイズ等の磁気特性が劣化せずに、書き込み性能が向上することが重要である。

特開２００３−１２３２３９号公報 特開２００７−１７９５９８号公報 特開２００４−２８８３４８号公報

従来提案された媒体構成は中間層およびシード層の膜厚が厚く、記録性能が十分確保できなかった。一方、中間層及びシード層の膜厚を薄くすると磁気記録層の磁気特性が劣化し、記録再生特性が優れた磁気記録媒体を得るには不十分であった。また、シード層を単純に軟磁性材料に置き換えた場合も、磁気記録層の結晶配向性の劣化や、磁気クラスターサイズの増大は避けられなかった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的はシード層の材料や構造の組み合わせを選ぶことによって、磁気記録層の結晶配向性、磁気クラスターサイズを保持しながら、書き込み性能を向上し、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を実現することである。

上記目的を達成するために、本発明の垂直磁気記録媒体においては、基板上に少なくとも軟磁性下地層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記シード層は前記基板側から第一シード層と第二シード層を有し、前記第一シード層はｆｃｃ構造を有する非磁性合金であり、前記第二シード層はｆｃｃ構造を有する軟磁性合金であることを特徴とする。
前記第一シード層はＮｉＷ合金であることが望ましい。また、前記ＮｉＷ合金のＷ含有量は２０原子％以下であることが望ましい。
前記第一シード層はＮｉＷＣｒ合金であっても良い。
前記第二シード層は、ＮｉＦｅ若しくはＣｏＦｅを主成分とする合金であることが望ましい。また、第二シード層はさらに、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうち少なくともいずれかを含むことが望ましい。

上記目的を達成するために、本発明の垂直磁気記録媒体においては、基板上に少なくとも軟磁性下地層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記シード層は前記基板側から第一シード層と第二シード層の積層膜を単位膜とする２周期以上の積層構造であり、前記第一シード層はｆｃｃ構造を有する非磁性合金であり、前記第二シード層はｆｃｃ構造を有する軟磁性合金であることを特徴とする。
前記第一シード層はＮｉＷ合金であることが望ましい。また、前記ＮｉＷ合金のＷ含有量は２０原子％以下であることが望ましい。
前記第一シード層はＮｉＷＣｒ合金であっても良い。
前記第二シード層は、ＮｉＦｅ若しくはＣｏＦｅを主成分とする合金であることが望ましい。また、第二シード層はさらに、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうち少なくともいずれかを含むことが望ましい。

本発明によれば、磁気記録層の結晶配向性、磁気クラスターサイズを保持しながら、書き込み性能を向上し、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を実現することができる。

実施例１に係る垂直磁気記録媒体の層構造を示す断面図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体のターゲット組成とＡｒガス圧と膜厚を示す図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体と比較例媒体の、結晶配向性と磁気特性および記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体の第一シード層の膜厚を変化させたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体の第二シード層の膜厚を変化させたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体の第二シード層の材料を変えたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例１に係る垂直磁気記録媒体の第一シード層をＮｉＷＣｒ合金に変えたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体の層構造を示す断面図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体のターゲット組成とＡｒガス圧と膜厚を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体と比較例媒体の、結晶配向性と磁気特性および記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体のシード層の層数を変化させたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体の第一シード層及び第三シード層の膜厚を変化させたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体の第二シード層及び第四シード層の膜厚を変化させたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体の第二シード層及び第四シード層の材料を変えたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。 実施例２に係る垂直磁気記録媒体の第一シード層及び第三シード層をＮｉＷＣｒ合金に変えたときの、結晶配向性と記録再生特性の評価結果を示す図である。

実施例による垂直磁気記録媒体は、基板上に密着層が形成され、密着層上に軟磁性下地層が形成され、軟磁性下地層上にシード層が形成され、シード層上に中間層が形成され、中間層上に垂直磁気記録層が形成されている。

密着層の材料としては、基板との密着性、表面平坦性に優れていれば特に限定するものではないが、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｂの少なくとも二種以上の金属を含む合金で構成することが好ましい。より具体的には、ＮｉＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＴａ、ＣｒＴｉ、ＣｏＴｉ、ＮｉＴａＺｒ、ＮｉＣｒＺｒ、ＣｒＴｉＡｌ、ＣｒＴｉＴａ、ＣｏＴｉＮｉ、ＣｏＴｉＡｌ等を用いることができる。

軟磁性層下地層は、飽和磁束密度（Ｂｓ）が少なくとも１テスラ以上で、ディスク基板の半径方向に一軸異方性が付与されており、ヘッド走行方向に測定した保磁力が１．６ｋＡ／ｍ以下で、さらに表面平坦性に優れていれば特に材料を限定するものではない。具体的には、ＣｏもしくはＦｅを主成分とし、これにＴａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃ等を添加した非晶質合金を用いると上記特性が得られやすい。その膜厚は磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が異なるが、概ね１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると、磁気ヘッドからの磁束を十分に吸収せず書き込みが不十分となる。一方１００ｎｍより厚くなると逆に書き広がりが生じ、記録再生特性が劣化する。ここで、非晶質合金とはＸ線回折スペクトラムにおいて、ハローパターン以外の明瞭な回折ピークを示さないことを、もしくは高分解能電子顕微鏡にて撮影した格子像から得られた平均粒径が５ｎｍ以下であることを示す。

軟磁性下地層のノイズをより低減するために、軟磁性下地層に非磁性層を挿入し、この非磁性層を介して上下の軟磁性層を反強磁性的或いは静磁気的に結合させる。非磁性層の上側の軟磁性層と下側の軟磁性層の磁気モーメントを等しくすると両層の間で磁束が還流し、両層の磁区状態がより安定化されるので好ましい。非磁性層に用いる材料としてはＲｕ、Ｃｒ或いはＣｕを用いることが望ましい。上下軟磁性下地層の結合の大きさは磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が異なる。この場合、非磁性層の膜厚を変えて調整するか、或いは上記非磁性層にＣｏ、Ｆｅ等の第３元素を添加して調整することが出来る。

シード層は基板側から第一シード層と第二シード層の二層構造からなる。基板側に形成された第一シード層はｆｃｃ構造を有する非磁性材料で構成され、第二シード層と中間層の結晶性、及び磁気記録層の酸化物の粒界偏析を制御する目的で形成されている。W含有量が概ね２０原子%以下であるＮｉＷ合金は、ｆｃｃ構造を有する非磁性合金であり、第一シード層として好適な材料である。ＮｉＷ合金は、強磁性元素であるＮｉが磁気モーメントを発生する場合があるが、スレーター・ポーリング曲線で表されている様に、Ｎｉ合金はＦｅやＣｏ合金とくらべ磁気モーメントが小さい。また、ＮｉＷ合金はＷにより磁気モーメントが希釈されるため磁気モーメントはＮｉのそれよりも低い値となり非磁性材料となる。ここで、非磁性材料とは、飽和磁束密度が概ね０．１テスラ以下のものとする。第一シード層の膜厚は、組み合わせる第二シード層の膜厚によって最適値が異なってくるが、概ね２ｎｍ〜８ｎｍの範囲であることが好ましい。２ｎｍより薄いとシード層としての効果が不十分となり、８ｎｍより厚くなると、Ｘ線回折より測定される結晶子サイズが大きくなり、ノイズが大きくなるので好ましくない。

第二のシード層はｆｃｃ構造を有する軟磁性材料で構成され、磁気ヘッドから発生する磁界を引き込む役割と、中間層の結晶性と、磁気記録層の酸化物の粒界偏析を制御する目的で形成されている。具体的には、ＮｉＦｅ合金若しくはＣｏＦｅ合金からなるｆｃｃ構造を有する軟磁性材料に、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうちいずれかを添加した材料を用いる。また、飽和磁束密度（Ｂｓ）は０．４テスラ以上であることが好ましい。第二シード層の膜厚は、組み合わせる第一シード層の膜厚によって最適値が異なってくるが、概ね２ｎｍ〜７ｎｍの範囲であることが好ましい。２ｎｍより薄いとシード層としての効果が不十分となり、７ｎｍより厚くなると、Ｘ線回折より測定される結晶子サイズが大きくなり、ノイズが大きくなるので好ましくない。

シード層は、第一シード層と第二シード層の二層構造を単位膜とした、多重積層構造を用いることもできる。第一シード層は上記ＮｉＷ合金で構成される。第一シード層の一層の膜厚は１ｎｍ〜４ｎｍの範囲である事が好ましい。１ｎｍより薄いとシード層としての効果が不十分となり、４ｎｍより厚くなるとノイズが増大するので好ましくない。第二シード層は、上記ＮｉＦｅ合金若しくはＣｏＦｅ合金からなるｆｃｃ構造を有する軟磁性材料に、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうちいずれかを添加した材料を用いる。単位膜内の第二シード層の膜厚は概ね１ｎｍ〜４ｎｍの範囲であることが好ましい。１ｎｍより薄いとシード層としての効果が不十分となり、４ｎｍより厚くなるとノイズが増大するので好ましくない。

軟磁性下地層の表面平坦性を確保するために、軟磁性下地層と第一シード層との間に非磁性層（平坦化層）を挿入することもできる。具体的には、ＮｉＴａ、Ｔａ等の非晶質合金、Ｐｄ、Ｔｉ等のｆｃｃ構造や六方稠密格子（ｈｃｐ）構造の合金を用いることが出来る。膜厚は概ね５ｎｍ以下が好ましい。５ｎｍより厚いと、軟磁性下地層と磁気ヘッドの距離が遠くなり、書き込み性能が損なわれるのでの好ましくない。軟磁性下地層の表面平坦性が十分確保されている場合、上記平坦化層は必ずしも必要であるとは限らないため、上記平坦化層の有無は、本発明の範囲を制限するものではない。

中間層としては、Ｒｕ単体か、Ｒｕを主成分としたｈｃｐ構造やｆｃｃ構造の合金、或いはグラニュラ構造を有する合金を用いることができる。また、中間層は単層膜でもよいが、結晶構造の異なる材料を用いた積層膜でもよい。膜厚は薄いほど、磁気ヘッドと軟磁性層の距離は近づくが、上記シード層と組み合わせれば中間層の膜厚を薄くしなくても、磁気ヘッドと軟磁性層との実効的な距離を短くすることができる。具体的には、１０ｎｍ以上である事が好ましい。１０ｎｍより薄いと、磁気記録層の結晶性や磁気記録層の酸化物の粒界偏析が不十分となり、磁気クラスターサイズが増大し、ノイズが増大するので好ましくない。

磁気記録層としては、少なくともＣｏとＰｔを含む合金を用いることができる。またＣｏＣｒＰｔを主成分とし、それに酸化物を添加したグラニュラ構造を有する合金、具体的にはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＭｇＯ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｏＣｒＰｔ−Ｂ_２Ｏ_３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｎｂ_２Ｏ_５、ＣｏＣｒＰｔ−ＣｏＯ若しくは上記酸化物を二種類以上含むＣｏＣｒＰｔ合金などを用いることができる。さらに、(Ｃｏ／Ｐｄ)多層膜、(ＣｏＢ／Ｐｄ)多層膜、（Ｃｏ／Ｐｔ）多層膜、(ＣｏＢ／Ｐｔ)多層膜等の人工格子膜を用いることもできる
磁気記録層の保護層としては、カーボンを主体とする厚さ２ｎｍ以上、８ｎｍ以下の膜を形成し、さらにパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を用いることが好ましい。これにより信頼性の高い垂直磁気記録媒体が得られる。

基板はガラス基板、ＮｉＰめっき膜をコーティングしたＡｌ合金基板、セラミックス基板、さらにテクスチャ加工により表面に同心円状の溝が形成された基板を用いることができる。

以上は、垂直磁気記録媒体としての一形態を説明したが、磁気記録層と軟磁性下地層を含む磁気記録媒体、例えばディスクリートトラック媒体(DTM)、ビットパターンドメディア媒体(BPM)、熱アシスト記録媒体(HAMR)、マイクロウェーブアシスト記録媒体（MAMR）に対しても、上記原理は変わらないため、同様な効果が得られる。

磁気記録層の磁気特性はネオアーク製のＫｅｒｒ効果磁力計を用いて評価した。測定波長３５０ｎｍ、レーザーのスポット半径は約１mmである。磁界は媒体面垂直方向に印加した。最大印加磁界２０ｋＯｅ（１５８０ｋＡ/ｍ）とし、６０秒間でメジャーループの測定を行い、保磁力（Ｈｃ）を求めた。磁気クラスターサイズ（Ｄｎ）はマイナーループの測定から、磁化反転の最小単位の平均値として求めた。結晶配向性はＲigaku製のＸ線回折装置を用いて、Ｒｕ層の回折ピークの半値幅（Δθ５０）で評価した。記録再生特性は日立ハイテクノロジーズ製スピンスタンド評価装置を用いて評価した。評価に用いたヘッドは、トレーリングシールド型記録素子と、ＴＭＲ効果を利用した再生素子を併せ持つ複合磁気ヘッドである。ある線記録密度でデータを記録して、１０^８ビットのデータを読み出したときの、（誤ビット数）/（読み出しビット数）をビットエラーレート（ＢＥＲ）とした。ＢＥＲは値が低いほど良好な特性となる。書き込み性能を表す、オーバーライト（ＯＷ）特性は１９６８５ｆｒ/ｍｍの信号の上に３９３７ｆｒ/ｍｍの信号を重ね書きした後の記録密度１９６８５ｆｒ/ｍｍの信号の消え残り成分と３９３７ｆｒ/ｍｍの信号強度の比を用いて評価した。ＯＷは値が低いほど、書き込み性能が高いことを表す。
以下、実施例について、図面を参照して説明する。

図１に実施例１の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板１１には厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍ（２．５インチ型）のガラスディスク基板を用い、スパッタリング法により密着層１２、軟磁性下地層１３、平坦化層１４、第一シード層１５１、第二シード層１５２、中間層１６、第一記録層１７１、第二記録層１７２、保護層１８を順次形成した。図２に、実施例１の垂直磁気記録媒体において、ターゲット組成を例示した例（以下、実施例１−１と表記する）を、Ａｒガス圧および膜厚と共に示す。

まず、基板１１上に密着層１２であるＮｉＴａを１０ｎｍ、その上に第一軟磁性層１３1であるＦｅＣｏＴａＺｒを１５ｎｍ、非磁性層１３２であるＲｕを０．４ｎｍ、第二軟磁性層１３３であるＦｅＣｏＴａＺｒを１５ｎｍ順に形成した。その上に平坦下層１４を４ｎｍ形成した。さらに第一シード層１５１であるＮｉＷを4ｎｍ、第二シード層１５２であるＮｉＦｅＷを３ｎｍ、中間層１６であるＲｕをＡｒ圧力１Ｐａで８ｎｍ、Ａｒ圧力５Ｐａで８ｎｍ形成し、第一記録層１７１であるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２を１３ｎｍ、第二記録層１７２であるＣｏＣｒＰｔＢを４ｎｍ、保護層１８であるカーボンを３．５ｎｍ形成した。その後、パーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオルカーボン材で希釈した潤滑剤を塗布し、表面にバニッシュをかけて実施例１−１の垂直記録媒体を作製した。スパッタガスとしてはＡｒを使用し、磁気記録層を形成する際には酸素を２０ｍＰａの分圧で添加した。保護層１８を形成する時は、製膜時のＡｒ圧力０．６Ｐａに対し窒素を５０ｍＰａの分圧で添加した。

上記実施例１−１の比較例として、図３に示すように、シード層がＮｉＷ層のみで構成される比較例媒体１−２，１−３、ＮｉＷ層のない比較例媒体１−４、第一シード層が軟磁性材料で構成され、第二シード層がＮｉＷ合金で構成される比較例媒体１−５を用意した。比較例１−２はシード層が一層構造からなり、ＮｉＷ合金を７ｎｍ形成している。比較例１−２のシード層以外の構成は実施例１−１と同条件である。比較例１−３はシード層が一層構造からなり、ＮｉＷ合金を４ｎｍ、中間層であるＲｕをＡｒ圧力１Ｐａで４ｎｍ、Ａｒ圧力５Ｐａで８ｎｍ形成している。比較例１−３のシード層、中間層以外の構成は実施例１−１と同条件である。比較例１−４は、シード層が一層構造からなり、ＮｉＦｅＷ合金を７ｎｍ形成している。比較例１−４のシード層以外の構成は実施例１−１と同条件である。比較例１−５は、シード層の構成順序が実施例１−１と逆であり、第一シード層にＮｉＦｅＷ合金を３ｎｍ、第二シード層にＮｉＷ合金を４ｎｍ形成している。比較例１−５のシード層以外の構成は実施例１−１と同条件である。

図３に、実施例及び比較例の垂直磁気記録媒体について、結晶配向性と磁気特性及び記録再生特性について評価した結果を示す。図３には軟磁性層から磁気記録層までの距離も示している。実施例１−１は、従来の中間層の厚い比較例１−２と比較して、同程度の結晶配向性（Δθ５０）、保磁力（Ｈｃ）、磁気クラスターサイズ（Ｄｎ）が得られた。一方、比較例媒体１−３〜１−５は、実施例１−１の媒体に比べ結晶配向性が０．７度以上劣化しており、保磁力は、０．７kOe以上の低下が見られ、磁気クラスターサイズは８ｎｍ以上の増加が見られた。このことから、ＮｉＷシード層の上層の軟磁性シード層にＮｉＦｅＷ合金を用いると、磁気記録層１７の磁気特性を従来の中間層の厚い比較例媒体１−２と同程度に良好に保つことができることがわかった。さらに、実施例１−１は従来の中間層の厚い比較例媒体１−２と比較して、ＢＥＲとＯＷ特性に関して改善が見られた。一方、比較例媒体１−３〜１−５は、実施例１−１の媒体と比較してＢＥＲが０．４桁以上劣化していた。

以上のことから、第一シード層にｆｃｃ構造を有する非磁性合金（ＮｉＷ）を、第二シード層にｆｃｃ構造を有する軟磁性合金（ＮｉＦｅＷ）を用いると、磁気記録層の磁気特性の劣化を抑制でき、中間層の厚い場合でも書き込み性能を改善できるため、優れた記録再生特性が得られることが分かった。

次に、実施例１−１と同じ層構成で、第一シード層１５１のＮｉＷ合金の膜厚を変化させた時の、結晶配向性とビットエラーレートの関係を調べた。ＮｉＷ合金以外の膜厚は全て固定している。結果を図４に示す。ＮｉＷ合金の膜厚増加に伴い、結晶配向性は改善する。一方、ビットエラーレートは膜厚４ｎｍ〜６ｎｍで−３．１桁の優れた特性を示し、膜厚が１０ｎｍ以上になると劣化する。これは、膜厚の増加によってＸ線回折より測定される記録層の結晶子サイズが増大し、ノイズが増大したためである。本媒体では、第二シード層１５２の膜厚を３ｎｍに固定しているため、第一シード層１５１であるＮｉＷ合金の膜厚は４ｎｍ〜８ｎｍが最適であったが、例えば、第二シード層１５２の膜厚が５ｎｍの場合には、第一シード層１５１の膜厚が２ｎｍでも優れた特性を示す。第一シード層１５１の膜厚は、第二シード層１５２の膜厚によってその最適値が異なるが、第一シード層の膜厚と第二シード層の膜厚の総膜厚は概ね１１ｎｍ以下である事が好ましい。

次に、実施例１−１と同じ層構成で、第二シード層１５２のＮｉＦｅＷ合金の膜厚を変化させた時の、結晶配向性とビットエラーレートの関係を調べた。その結果を図５に示す。ＮｉＦｅＷ合金以外の膜厚は全て固定している。ＮｉＦｅＷ合金の膜厚増加に伴い、結晶配向性は改善する。一方、ビットエラーレートは膜厚３ｎｍ〜５ｎｍで−３．１桁の優れた特性を示し、膜厚が９ｎｍ以上になると劣化する。これは、膜厚の増加によって、Ｘ線回折より測定される結晶子サイズが増大し、ノイズが増大したためである。本媒体では、第一シード層１５１の膜厚を４ｎｍに固定しているため、第二シード層１５２であるＮｉＦｅＷの膜厚は３ｎｍ〜７ｎｍが最適であったが、例えば、第一シード層１５１の膜厚が５ｎｍの場合には、第二シード層の膜厚が２ｎｍでも優れた特性を示す。第二シード層１５２の膜厚は、第一シード層１５１の膜厚によってその最適値が異なるが、第一シード層１５１の膜厚と第二シード層１５２の総膜厚は概ね１１ｎｍ以下である事が好ましい。

次に、実施例１−１と同じ層構成で、第二シード層１５２の材料を、ＮｉＦｅＶ、ＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＷ、ＣｏＦｅＶ、ＣｏＦｅＴａに変えた媒体を用意した。第一シード層１５１のＮｉＷ合金の膜厚は４ｎｍ、第二シード層１５２の膜厚は３ｎｍに固定している。図６に、実施例１−１の媒体と、第二シード層１５２の材料を前記のように変えた媒体の磁気特性と記録再生特性を示す。第二シード層１５２の材料を前記のように変えた媒体はいずれも実施例１−１と同様、結晶配向は良好であり、良好なＯＷ特性と低ビットエラーレートが得られていることがわかる。

次に、実施例１−１と同じ層構成で、第二シード層１５２の材料をＮｉＷＣｒ合金に変えた媒体を作成した。第一シード層１５１の膜厚は４ｎｍ、第二シード層１５２の膜厚は３ｎｍとしている。磁気記録層１７の磁気特性、記録再生特性を調べた結果を図７に示す。実施例１−１と同様、優れた磁気特性、記録再生特性が得られることがわかった。

以上のとおり、第一シード層にｆｃｃ構造を有する非磁性合金を用い、第二シード層にｆｃｃ構造を有する軟磁性合金を用いることにより、磁気記録層の結晶配向性、磁気クラスターサイズを保持しながら、書き込み性能を向上し、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を実現することができる。

図８に実施例２の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板２１には厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍ（２．５インチ型）のガラスディスク基板を用い、スパッタリング法により密着層２２、軟磁性下地層２３、平坦化層２４、第一シード層２５１、第二シード層２５２、第三シード層２５３、第四シード層２５４、中間層２６、第一記録層２７１、第二記録層２７２、保護層２８を順次形成した。図９に、実施例２の垂直磁気記録媒体において、ターゲット組成を例示した例（以下、実施例２−１と表記する）を、Ａｒガス圧および膜厚と共に示す。

まず、基板２１上に密着層２２であるＮｉＴａを１０ｎｍ、その上に第一軟磁性層２３１であるＦｅＣｏＴａＺｒを１５ｎｍ、非磁性層２３２であるＲｕを０．４ｎｍ、第二軟磁性層２３３であるＦｅＣｏＴａＺｒを１５ｎｍ順に形成した。その上に平坦化層２４を４ｎｍ形成した。シード層２５は、ＮｉＷ合金とＮｉＦｅＷ合金を交互に積層した多重積層構造を有する。具体的には、第一シード層２５１であるＮｉＷ合金を２ｎｍ、第二シード層２５２であるＮｉＦｅＷ合金を２ｎｍ、第三シード層２５３であるＮｉＷ合金を２ｎｍ、第四シード層２５４であるＮｉＦｅＷ合金を２ｎｍ形成した。その上に、中間層２６であるＲｕをＡｒ圧力１Ｐａで８ｎｍ、Ａｒ圧力５Ｐａで８ｎｍ形成し、第一記録層２７１であるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２を１３ｎｍ、第二記録層２７２であるＣｏＣｒＰｔＢを４ｎｍ、保護層２８であるカーボンを３．５ｎｍ形成した。その後、パーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオルカーボン材で希釈した潤滑剤を塗布し、表面にバニッシュをかけて実施例２−１の垂直記録媒体を作製した。スパッタガスとしてはＡｒを使用し、磁気記録層２７を形成する際には酸素を２０ｍＰａの分圧で添加した。保護層２８を形成する時は、製膜時のＡｒ圧力０．６Ｐａに対し窒素を５０ｍＰａの分圧で添加した。

実施例２−１の垂直磁気記録媒体について、結晶配向と磁気記録層の磁気特性、及び記録再生特性について評価した結果を図１０に示す。実施例２−１の媒体は、比較例媒体１−２と同程度の保磁力（Ｈｃ）と磁気クラスターサイズ（Ｄｎ）を示し、比較例媒体１−２と同様に結晶配向性（Δθ５０）は良好である。ＯＷ特性は比較例媒体１−２と比較して、２．６dBの改善があり、ビットエラーレートは０．３桁小さくなることがわかる。また、実施例１−１の媒体と比較すると、ＯＷは０．４dB改善し、ビットエラーレートは０．１桁改善する。実施例２−１が実施例１−１と比較して、良好な記録再生特性が得られるのは、軟磁性シード層がＮｉＷ層を介して二層構造になることによって、二つの軟磁性シード層の間で磁束が還流し、再生時の漏洩磁界が抑制され、ノイズが低減したためである。

次に、実施例２−１と同様にＮｉＷ合金とＮｉＦｅＷ合金を交互に積層し、シード層１５の積層数を変化させたときの結晶配向性とビットエラーレートの関係を調べた。一つのＮｉＷ層の膜厚は２ｎｍ、一つのＮｉＦｅＷ層の膜厚は２ｎｍに固定している。シード層以外の膜厚は実施例２−１と同じである。結果を図１１に示す。図１１にはＮｉＷ層とＮｉＦｅＷ層の積層数の総数を示している。シード層１５の積層数の増加に伴い、結晶配向性は改善し、ＯＷも改善している。一方、ビットエラーレートは積層数が４の時に−３．２桁の優れた特性を示し、積層数が８以上になると劣化する。これは、積層数の増加によってノイズが増大したためである。本媒体では、シード層の積層数は４〜６が最適であったが、第一シード層及び第三シード層、第二シード層及び第四シード層の膜厚によって、その最適値は異なる。

次に、実施例２−１と同様に積層数を４に固定し、第一シード層２５１及び第三シード層２５３であるＮｉＷ合金の膜厚を変化させた時の、結晶配向性とビットエラーレートの関係を調べた。第二シード層２５２及び第四シード層２５４であるＮｉＦｅＷ合金の膜厚は２ｎｍに固定し、シード層以外の膜厚は実施例２−１と同じである。結果を図１２に示す。ＮｉＷ合金の膜厚増加に伴い、結晶配向は改善する。一方、ビットエラーレートは膜厚２ｎｍで−３．２桁の優れた特性を示し、膜厚が６ｎｍ以上になると劣化する。これは、膜厚の増加によってＸ線回折より測定される記録層の結晶子サイズが増大し、ノイズが増大したためである。

次に、実施例２−１と同様に積層数を４に固定し、第二シード層２５２及び第四シード層２５４であるＮｉＦｅＷ合金の膜厚を変化させた時の、結晶配向性とビットエラーレートの関係を調べた。第一シード層２５１及び第三シード層２５３であるＮｉＷ合金の膜厚は２ｎｍに固定し、シード層以外の膜厚は実施例２−１と同じである。結果を図１３に示す。ＮｉＦｅＷ合金の膜厚増加に伴い、結晶配向性は改善する。一方、ビットエラーレートは膜厚２ｎｍで−３．２桁の優れた特性を示し、膜厚が６ｎｍ以上になると劣化する。これは、膜厚の増加によってＸ線回折より測定される記録層の結晶子サイズが増大し、ノイズが増大したためである。

次に、実施例２−１と同じ層構成で、第二シード層２５２及び第四シード層２５４の材料を、ＮｉＦｅＶ、ＮｉＦｅＴａ、ＣｏＦｅＷ、ＣｏＦｅＶ、ＣｏＦｅＴａに変えた媒体を用意した。第一シード層２５１及び第三シード層２５３であるＮｉＷ合金の膜厚は２ｎｍ、第二シード層２５２及び第四シード層２５４の膜厚は２ｎｍに固定している。図１４に、実施例２−１の媒体と、第二シード層２５２及び第四シード層２５４の材料を前記のように変えた媒体の結晶配向と磁気特性と記録再生特性を示す。第二シード層２５２及び第四シード層２５４の材料を変えた媒体はいずれも実施例２−１と同様、結晶配向性は良好であり、良好なＯＷ特性と低ビットエラーレートが得られていることがわかる。

次に、実施例２−１と同じ層構成で、第一シード層２５１及び第三シード層２５３の材料をＮｉＷＣｒ合金に変えた媒体を作成した。第一シード層２５１、第二シード層２５２、第三シード層２５３、第四シード層２５４の膜厚は２ｎｍとしている。結晶配向性、記録再生特性を調べた結果を図１５に示す。実施例２−１と同様、優れた結晶配向性、記録再生特性が得られることがわかった。

以上の説明のとおり、シード層を、ｆｃｃ構造を有する非磁性合金と、ｆｃｃ構造を有する軟磁性合金の積層膜を単位膜とする２周期以上の積層構造とすることにより、実施例１の媒体よりも、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を得ることができる。

本発明は垂直磁気記録媒体として実現されて有用であり、さらに、ディスクリートトラック媒体(DTM)、ビットパターンドメディア媒体(BPM)、熱アシスト記録媒体(HAMR)、マイクロウェーブアシスト記録媒体（MAMR）への適用も可能である。

１１…基板、１２…密着層、１３…軟磁性下地層、１４…平坦化層、１５…シード層、１６…中間層、１７…記録層、１８…保護層、１３１…第一軟磁性層、１３２…非磁性層、１３３…第二軟磁性層、１５１…第一シード層、１５２…第二シード層、１７１…第一記録層、１７２…第二記録層、２１…基板、２２…密着層、２３…軟磁性下地層、２４…平坦化層、２５…シード層、２６…中間層、２７…記録層、２８…保護層、２３１…第一軟磁性層、２３２…非磁性層、２３３…第二軟磁性層、２５１…第一シード層、２５２…第二シード層、２５３…第三シード層、２５４…第四シード層、２７１…第一記録層、２７２…第二記録層。

Claims (16)

1. 基板上に少なくとも軟磁性下地層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記シード層は前記基板側から第一シード層と第二シード層を有し、前記第一シード層はｆｃｃ構造を有する非磁性合金であり、前記第二シード層はｆｃｃ構造を有する軟磁性合金であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記第一シード層はＮｉＷ合金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。
3. 前記ＮｉＷ合金のＷ含有量が２０原子％以下であることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記第一シード層はＮｉＷＣｒ合金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。
5. 前記第二シード層は、ＮｉＦｅ若しくはＣｏＦｅを主成分とする合金であることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体
6. 前記第二シード層はさらに、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうち少なくともいずれかを含む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. 前記第一シード層の膜厚は２ｎｍ〜８ｎｍの範囲であり、前記第二シード層の膜厚は２ｎｍ〜７ｎｍの範囲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。
8. 前記中間層はＲｕ或るいはＲｕ合金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。
9. 基板上に少なくとも軟磁性下地層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記シード層は前記基板側から第一シード層と第二シード層の積層膜を単位膜とする２周期以上の積層構造であり、前記第一シード層はｆｃｃ構造を有する非磁性合金であり、前記第二シード層はｆｃｃ構造を有する軟磁性合金であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
10. 前記第一シード層はＮｉＷ合金であることを特徴とする請求項９に記載の垂直磁気記録媒体。
11. 前記ＮｉＷ合金のＷ含有量が２０原子％以下であることを特徴とする請求項１０に記載の垂直磁気記録媒体。
12. 前記第一シード層はＮｉＷＣｒ合金であることを特徴とする請求項９に記載の垂直磁気記録媒体。
13. 前記第二シード層は、ＮｉＦｅ若しくはＣｏＦｅを主成分とする合金であることを特徴とする請求項１０に記載の垂直磁気記録媒体。
14. 前記第二シード層はさらに、Ｗ，Ｖ，Ｔａのうち少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１３に記載の垂直磁気記録媒体。
15. 前記第一シード層の膜厚は１ｎｍ〜４ｎｍの範囲であり、前記第二シード層の膜厚は１ｎｍ〜４ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項９に記載の垂直磁気記録媒体
16. 前記中間層がＲｕ或るいはＲｕ合金であることを特徴とする請求項９に記載の垂直磁気記録媒体。

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