JP2015111482A - 垂直磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性粒子の良好な結晶配向性と低粒径分散が得られ、良好な記録再生特性を有し、高密度記録を可能とする垂直磁気記録媒体、及びこれを用いた磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】非磁性基板上に形成されたｆｃｃ構造を持つＮｉ合金からなる配向制御層、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層、ｆｃｃ構造を持つＡｇ粒子とＡｇ粒子間に設けられた非晶質のＧｅ粒界とからなる非磁性シード層、ＲｕまたはＲｕ合金からなる非磁性中間層、及び垂直磁気記録層を有し、配向制御層と非磁性バッファ層、非磁性バッファ層と非磁性シード層は接触して形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、垂直磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置に関する。

コンピュータを中心に利用されている情報記録、再生を行う磁気記憶装置（ＨＤＤ）は、その大容量、安価性、データアクセスの速さ、データ保持の信頼性などの理由により、家庭用ビデオデッキ、オーディオ機器、車載ナビゲーションシステムなど様々な分野で利用されている。ＨＤＤの利用の幅が広がるにつれ、その記憶容量の高密度化の要求も増し、近年ＨＤＤの高密度化開発はますます激しさを増している。

現在市販されているＨＤＤの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が近年主流となっている。垂直磁気記録方式は、情報を記録する磁気記録層を構成する磁性結晶粒子が、基板に対して垂直方向にその磁化容易軸を持つ。このため、高密度化の際にも記録ビット間の反磁界の影響が少なく、また高密度化においても静磁気的に安定である。垂直磁気記録媒体は、一般に、基板と、記録時に磁気ヘッドから発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性下地層と、垂直磁気記録層の磁性結晶粒を（００．１）面配向させ、かつその配向分散を低減する非磁性シード層及び／または非磁性下地層と、硬質磁性材料を含む垂直磁気記録層と、垂直磁気記録層の表面を保護する保護層から形成されている。

磁性結晶粒子が非磁性物質からなる粒界領域に取り囲まれた、いわゆるグラニュラ構造を有するグラニュラ型記録層は、磁性結晶粒子同士が非磁性粒界領域によって二次元的に、物理的に孤立化された構造となっているため、磁性粒子間に働く磁気的な交換相互作用が低減される。このため、記録・再生特性における遷移ノイズが低減でき、限界ビットサイズを低減することが可能となる。その反面、グラニュラ型記録層では粒子間の交換相互作用が低減されているため、粒子の組成、粒径の分散に伴う反転磁界の分散（ＳＦＤ）が増大してしまう傾向があり、記録・再生特性における遷移ノイズやジッターノイズの増大を招く傾向がある。

また、記録ビットサイズの下限値はグラニュラ型記録層の磁性結晶粒径に強く依存しているため、ＨＤＤの高記録密度化には、グラニュラ型記録層の粒径微細化を行う必要がある。グラニュラ型記録層の粒径微細化法としては、微細な結晶粒径を有する下地層を用いて、その上に積層されるグラニュラ型記録層粒径を微細化する手法がある。下地層の粒径を微細化するために、例えば、非磁性シード層を工夫したり、下地層をグラニュラ化したりする等の方法が考えられる。

特開２００３−１２３２４５号公報

本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性粒子の良好な結晶配向性と低粒径分散が得られ、良好な記録再生特性を有し、高密度記録を可能とする垂直磁気記録媒体、及びこれを用いた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

実施形態によれば、非磁性基板、
該非磁性基板上に形成された面心立方構造（ｆｃｃ構造）を持つニッケル合金からなる配向制御層、
該ニッケル合金配向制御層上に接触して形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層、
該非磁性バッファ層上に接触して形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀粒子と該銀粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界とからなる非磁性シード層、
該非磁性シード層上に形成された、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる非磁性中間層、及び
該非磁性中間層上に形成された垂直磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。

実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の一例の構成を表す断面図である。 実施形態にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図である。 実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。 比較の垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。 比較の垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。 比較の垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。 比較の垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。 比較の垂直磁気記録媒体の一例を表す概略的な断面図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、非磁性基板、非磁性基板上に形成されたｆｃｃ構造を持つニッケル合金からなる配向制御層、配向制御層上に形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層、非磁性バッファ層上に形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀粒子と銀粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界とからなる非磁性シード層、非磁性シード層上に形成された、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる非磁性中間層、及び非磁性中間層上に形成された垂直磁気記録層を有する。

実施形態にかかる垂直磁気記録媒体では、配向制御層と非磁性バッファ層、非磁性バッファ層と非磁性シード層は接触して形成されている。

図１に、実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を表す断面図を示す。

図示するように、この垂直磁気記録媒体２０は、基板１上に、軟磁性層３、ｆｃｃ構造を持つニッケル合金からなる配向制御層４、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層５、ｆｃｃ構造を持つ銀粒子と銀粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界とからなる非磁性シード層６、非磁性中間層７、及び垂直磁気記録層８を順に設けた構造を有する。

実施形態によれば、配向制御層と非磁性バッファ層を用いることで、垂直磁気記録層の結晶配向性を改善することができる。非磁性シード層を用いることで垂直磁気記録層の粒径分散を低減させることができる。また、これらの配向制御層、非磁性バッファ層、及び非磁性シード層を順番に形成し、層間をそれぞれ接触させることで、垂直磁気記録層の良好な結晶配向性と低粒径分散を同時に実現でき、媒体ノイズを低減することができる。

非磁性バッファ層は、ｆｃｃ構造を持つＡｇであることが好ましい。また、より好ましくは、Ａｇに、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群から選択される１種または２種の添加金属を含有する。さらに、非磁性バッファ層は、Ａｇを主成分とするｆｃｃ構造を持つ結晶粒子と、結晶粒子を取り囲み、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｈｆ、及びＴｉから選択される１種または２種の添加金属を含有する粒界層を含んでも良い。

Ａｇに添加金属を添加する場合、合計の原子量に対し添加金属の原子量の含有量は、１０ａｔ％ないし７０ａｔ％であることが好ましい。１０ａｔ％未満であると、添加の効果が得られない傾向があり、７０ａｔ％を越えると、添加金属が多すぎて、Ａｇ粒子の結晶構造が壊されて結晶配向性が悪化する傾向がある。さらに好ましくは２０ａｔ％ないし６０ａｔ％である。

非磁性バッファ層は、不活性ガス雰囲気下で０．５ないし１．０Ｐａの圧力下でスパッタリングすることにより形成することができる。一方、非磁性シード層は、不活性ガス雰囲気下で０．０５ないし０．３Ｐａの圧力下でスパッタリングすることにより形成することができる。これにより、粒径分散の小さい柱状のＡｇ粒子とそれを取り囲むＧｅ粒界からなる層が得られる。

非磁性シード層のゲルマニウム含有量は、５５ａｔ％ないし７０ａｔ％であることが好ましい。

５５ａｔ％未満であると、粒界物質が少ないために、Ａｇ粒子同士が繋がり、粒径分散が悪化する傾向があり、７０ａｔ％を越えると、粒界物質が多すぎて、Ａｇ粒子の結晶構造が壊されて結晶配向性が悪化する傾向がある。

配向制御層はｆｃｃ構造を持ち、Ｎｉと、Ｗ、Ｃｒ、炭素、Ｍｏ、及びＶからなる群から選択される少なくとも１種とからなることが好ましい。Ｎｉに添加される金属は５ａｔ％ないし３０ａｔ％であることが好ましい。５ａｔ％未満であると、Ｎｉが磁性を持ち始め、磁気的なノイズとなり記録再生特性が悪化する傾向があり、３０ａｔ％を超えると、Ｎｉ合金がｆｃｃ構造を保てなくなりアモルファス構造となって、結晶配向性が悪化する傾向がある。

実施形態に使用可能な基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板などがあげられる。ガラス基板としては、アモルファスガラスおよび結晶化ガラスが挙げられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層などの薄膜が形成されたものを用いることもできる。基板上への薄膜の形成方法としてスパッタリングのみならず、真空蒸着や電解メッキなどでも同様の効果を得ることができる。

非磁性基板と磁気記録層との間には、さらに、密着層や軟磁性下地層（ＳＵＬ）、非磁性下地層を設けることができる。

密着層は、基板との密着性の向上のために設けられる。密着層の材料としては、非晶質構造を持つ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔやこれらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。

密着層は例えば５ないし３０ｎｍの厚さを有し得る。

５ｎｍ未満では、充分な密着性を確保することができず膜が剥がれる現象が起きやすくなる傾向があり、３０ｎｍを越えると、プロセス時間が長くなりスループットが悪くなる傾向がある。

ＳＵＬは、垂直磁磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性下地層には、Ｃｏ，ＦｅまたはＮｉを含む材料を用いることができる。このような材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を挙げることができる。Ｃｏ合金は８０原子％以上のＣｏが含むことができる。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。他の軟磁性下地層の材料として、ＣｏＦｅ系合金たとえばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。また、Ｆｅを６０原子％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造また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構造を有する材料を用いることもできる。

軟磁性下地層は例えば１０ないし１００ｎｍの厚さを有し得る。

１０ｎｍ未満では、磁気ヘッドからの記録磁界を充分取り込めずに記録再生効率を向上させることができない傾向があり、１００ｎｍを越えると、プロセス時間が長くなりスループットが悪くなる傾向がある。

さらに、スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍの非磁性分断層を挿入することで反強磁性結合させることができる。非磁性分断層として、例えばＲｕ、Ｒｕ合金、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｐｔなどを用いることができる。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性下地層とを交換結合させることができる。交換結合力を制御するために、非磁性分断層の上下に磁性膜たとえばＣｏなど、または非磁性膜たとえばＰｔなどを積層することができる。

実施形態に使用可能な磁気記録層は、鉄またはコバルトから選ばれるいずれか一種とプラチナを主成分とすることができる。また、基板に対して垂直方向に磁気異方性を持った垂直磁気記録層を用いることが望ましい。垂直磁気記録層を用いると、高密度化した場合に、記録ドットから出る外部磁界が周囲の記録ドットの信号を保つ方向に働くため、熱揺らぎによって信号が消えにくく、高密度化を達成しやすいという傾向を持っている。

磁気記録層の厚さは、例えば３ないし３０ｎｍ、さらには５ないし１５ｎｍにすることができる。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。磁気記録層の厚さが３ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。磁気記録層の厚さが３０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。磁気記録層は二層以上の積層膜にすることもできるが、その際は、積層した合計を上述の範囲内にすることができる。磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることができる。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

Ｃｏを用いたグラニュラ型記録層の場合、磁気記録層のＰｔ含有量は、１０原子％以上２５原子％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量として上記範囲が好ましいのは、磁気記録層に必要な一軸結晶磁気異方性定数（Ｋｕ）が得られ、さらに磁性粒子の結晶配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合も、上記範囲未満である場合も、どちらも高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なＫｕが得られない傾向がある。

実施形態に使用可能な保護膜は、磁気記録層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目的で設けられる。保護膜の材料としては、たとえばＣを含むものが挙げられる。保護膜の厚さは１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録が可能である。カーボンは、ｓｐ^２結合炭素（グラファイト）とｓｐ^３結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ^３結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの製膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、ｓｐ２結合炭素とｓｐ^３結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ３結合炭素の割合が大きいものはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護膜として利用されている。化学気相成長法（ＣＶＤ法）によるＤＬＣの製膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を合わせることで、よりｓｐ^３結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

非磁性中間層の材料としては、Ｒｕ、またはＲｕとＣｒ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｓｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属との合金があげられる。

他の実施形態かかる磁気記録再生装置は、非磁性基板、非磁性基板上に形成されたｆｃｃ構造を持つニッケル合金からなる配向制御層、配向制御層上に形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層、非磁性バッファ層上に形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀粒子と銀粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界とからなる非磁性シード層、非磁性シード層上に形成された、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる非磁性中間層、及び非磁性中間層上に形成された垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体と、垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドを含む。

図２に、実施形態にかかる磁気記録再生装置の一例を、一部分解した斜視図を示す。

実施形態にかかる磁気記録再生装置７０において、実施形態にかかる情報を記録するための剛構成の磁気ディスク６２はスピンドル６３に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク６２にアクセスして情報の記録再生を行う磁気ヘッドを搭載したスライダーは、薄板状の板ばねからなるサスペンション６５の先端に取付けられている。サスペンション６５は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム６６の一端側に接続されている。

アーム６６の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ６７が設けられている。ボイスコイルモータ６７は、アーム６６のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。

アーム６６は、固定軸の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ６７によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク６２上におけるスライダー６４の位置は、ボイスコイルモータ６７によって制御される。

実施例
実施例１、および比較例１ないし１０
図３に、実施例１にかかる垂直磁気記録媒体を表す概略的な断面図を示す。図４に比較例１、図５に比較例２、図６に比較例３、図７に比較例４、図８に比較例５にかかる垂直磁気記録媒体を表す概略的な断面図を示す。

図３に示すように、実施形態にかかる磁気記録媒体では、非磁性ガラス基板１（コニカミノルタ社製アモルファス基板ＭＥＬ６、直径２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（キヤノンアネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバー内に収容して、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで製膜チャンバー内を排気した。この基板上に、製膜チャンバー内に、ガス圧が０．７ＰａとなるようにＡｒガスを導入して、密着層２として、Ｃｒ−２５％ＴｉをＤＣ５００Ｗで１０ｎｍ形成した。

次いで、軟磁性層３として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｆｅ−７ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｚｒを、ＤＣ５００Ｗで、４０ｎｍ形成した。

その後、配向制御層４として、Ｎｉ−５ａｔ％Ｗを、ＤＣ５００Ｗで、５ｎｍ形成した。

さらに、Ａｇからなる非磁性バッファ層５として、ＤＣ５００Ｗで、３ｎｍ形成した。

次いで、製膜チャンバー内に、ガス圧が０．１ＰａとなるようにＡｒガスを導入して、非磁性シード層６として、ＤＣ１００Ｗで、Ａｇ−６０％Ｇｅ膜を５ｎｍ形成した。 続いて、再び製膜チャンバー内に、ガス圧が０．７ＰａとなるようにＡｒガスを導入して、非磁性中間層７として、Ｒｕを、ＤＣ５００Ｗで１５ｎｍ形成した。

その後、垂直磁気記録層８として、Ｃｏ−１８ａｔ％Ｐｔ−１４ａｔ％Ｃｒ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２を、ＤＣ５００Ｗで１２ｎｍ形成した。次いで、ＣＶＤ法により、２．５ｎｍのダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護層９を形成した。

最後に、ディッピング法により図示しない潤滑剤を塗布し、実施形態に係る垂直磁気記録媒体１００を得た。

図４に示すように、Ａｇバッファ層５を製膜しない以外は、実施例１と同様にして作製し、比較例１に係る垂直磁気記録媒体２００を得た。

図５に示すように、ＮｉＷ配向性制御層４を製膜しない以外は、実施例１と同様にして作製し、比較例２に係る垂直磁気記録媒体３００を得た。

図６に示すように、ＡｇＧｅ非磁性シード層６を製膜しない以外は、実施例１と同様にして作製し、比較例３に係る垂直磁気記録媒体４００を得た。

図７に示すように、Ｔａ下地層１０をＡｇバッファ層５とＡｇＧｅ非磁性シード層６の間に形成した以外は、実施例１と同様にして作製し、比較例４に係る垂直磁気記録媒体５００を得た。

図８に示すように、Ｔａ下地層１０をＮｉＷ配向制御層４とＡｇバッファ層５の間に形成した以外は、実施例１と同様にして作製し、比較例５に係る垂直磁気記録媒体６００を得た。

また、バッファ層５の材料を下記表１の通りに変化させた以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、比較例６ないし１０に係る垂直磁気記録媒体を各々得た。

このようにして得られた比較例６ないし１０に係る垂直磁気記録媒体の断面構成は、図１と同様である。

以下に、実施例１及び比較例１ないし１０の構成を示す。

実施例１、および比較例６ないし１０の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例１の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例２の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例３の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例４の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／Ｔａ下地層１０／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例５の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ｔａ下地層１０／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
上記構成を有する実施例１の媒体および比較例１ないし１０の媒体に対して、以下の通りの分析を行いその特性を評価した。

まず、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定を用いて、非磁性シード層および垂直磁気記録層の膜平面方向の粒子構造を観測した。また、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＴＥＭ−ＥＤＸ）を用いて、粒子や粒界の組成も分析した。

平面ＴＥＭ分析により観測した結果を用いて、非磁性シード層および垂直磁気記録層の粒径解析を以下の手順で行った。倍率５０〜２００万倍の平面ＴＥＭ像の中から，粒子数が少なく見積もっても１００個以上ある任意の像をコンピュータに画像情報として取り込んだ。この画像情報を画像処理することにより、個々の結晶粒子の輪郭を抽出した。次に、結晶粒子の外周の２点を結ぶ重心を通る径を２度刻みに測定し、それらの平均値を測定して結晶粒子の結晶粒径として、平均粒径および粒径分散を求めた。また、粒界幅は粒子の重心と重心を結ぶ線上の粒界幅を測定し、それらの平均値を粒界幅とした。

実施例１および比較例１ないし１０の粒径解析の結果を、表１に示す。比較例３を除く、実施例１の媒体および比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体について、非磁性シード層のＡｇＧｅ膜は、平均粒径６ｎｍ程度の結晶質のＡｇ粒子と、粒界幅２ｎｍ程度の非晶質のＧｅ粒界からなることが分かった。この時、粒径分散は１３．３％であった。一方、比較例３の媒体について、非磁性バッファ層の結晶粒子がＡｇからなり結晶粒子同士は互いに接しており、粒界幅が実質的に０であった。この時、Ａｇ粒子の平均粒径は９ｎｍであり、粒径分散は２３．４％であった。続いて、垂直磁気記録層については、実施例１の媒体、比較例１ないし１０の媒体において、粒子は結晶質のＣｏＣｒＰｔからなり、粒界は非晶質ＳｉＯ_２からなることが分かった。実施例１の媒体の垂直磁気記録層の平均粒径は６．８ｎｍ、粒界幅１ｎｍ程度、粒径分散は１３．４％と良好であった。すなわち、実施例１の媒体の垂直磁気記録層の平均粒径と粒界幅の和である粒子間ピッチは非磁性シード層とほぼ同等であり、かつ粒径分散も同等であることから、非磁性シード層の粒子構造が垂直磁気記録層まで伝達できていることが分かった。

一方、比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体において、垂直磁気記録層の平均粒径は７．６ないし７．８ｎｍであり、非磁性シード層より肥大化していることが分かった。また粒径分散は、１８．１ないし１８．２％と非磁性シード層より悪化していることが分かった。すなわち、比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体において、非磁性シード層の粒子構造の垂直磁気記録層への伝達は不十分であることが分かった。また比較例３の媒体においては、垂直磁気記録層の平均粒径は８．８ｎｍであり、粒径分散は２２．８％であった。すなわち、比較例３の媒体は、実施例１の媒体や比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体の粒径分散に比べ、大幅に悪化していることが分かった。

次いで、これらの媒体の垂直磁気記録層の結晶配向性（Δθ５０）をＸ線回折装置（ＸＲＤ、スペクトリス社製、Ｘｐｅｒｔ−ＭＲＤ）を用いて、ロッキングカーブを測定することで調べた。得られた結果を下記表１に示す。実施例１の媒体の垂直磁気記録層のΔθ５０は３．１°と良好な結晶配向性を持つことが分かった。

一方、比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体の垂直磁気記録層の結晶配向性は、Δθ５０が１０ｄｅｇ以上と実施例１の媒体と比べ、大幅に悪化していることが分かった。さらに、比較例３の媒体では、垂直磁気記録層のΔθ５０は３．２°と実施例１の媒体とほぼ同等の良好な結晶配向性を持つことが分かった。

続いて、これらの媒体において、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価は、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。記録再生特性の評価には、書き込みにシールド付（シールドは、磁気ヘッドから出る磁束を収束させる働きを持つ）のシングルポール磁極であるシールディットポール磁極、再生部にＴＭＲ素子を用いたヘッドを用いて、記録周波数の条件を線記録密度１４００ｋＢＰＩとして測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

表１に示すように、本願の実施例１の媒体は、２２．１ｄＢと比較例１ないし比較例１０の媒体と比べて良好な記録再生特性を示すことが分かった。

以上をまとめると、比較例１、２、比較例４ないし１０の媒体において、垂直磁気記録層の粒径分散が比較例３の媒体に比べては改善しているものの、実施例１の媒体に比べるとやや悪く、かつ結晶配向性が１０ｄｅｇと大幅に悪化している。また比較例３の媒体においては、結晶配向性が実施例１の媒体と同等であるものの、粒径分散が２０％以上と大幅に悪いことが分かった。すなわち、比較例１ないし１０の媒体は、粒径分散の改善と結晶配向性の改善を両立できていない。よって、比較例の記録再生特性は、実施例１の媒体に比べて悪化していることが分かった。一方、実施例１の媒体は、非磁性シード層の粒子構造を垂直磁気記録層まで伝達しつつ、結晶配向性の改善も維持することで、低粒径分散と良結晶配向性が両立できていることが分かった。結果、記録再生特性も良好であった。

比較例１１ないし１３
軟磁性層３上に形成するＮｉＷ配向制御層、Ａｇ非磁性バッファ層、及びＡｇＧｅ非磁性シード層の製膜の順序を下記表２の通りに変更させた以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、比較例１１に係る垂直磁気記録媒体８００を得た。同様にして、比較例１２，１３を得た。なお、表２中、軟磁性層３上に形成される層を、軟磁性層３側から順に第１の層、第２の層、及び第３の層とした。

以下に、比較例１１ないし１３の媒体の構成を示す。

比較例１１の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／Ａｇバッファ層５／ＮｉＷ配向制御層４／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例１２の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
比較例１３の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／ＮｉＷ配向制御層４／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、結晶配向性、垂直磁気記録層の平均粒径、粒径分散、記録再生特性を調べた。

表２に示すように、比較例１１ないし１３の媒体は、実施例１の媒体と比べて記録再生特性が劣ることが分かった。

比較例１１ないし１３の媒体の悪化のメカニズムを以下に述べる。比較例１１の媒体は、比較例２と同等の結果を示している。これは、比較例１１の媒体のように、Ａｇ／ＮｉＷの順序では、ＡｇＧｅ膜の結晶配向性が改善できないことを示している。比較例１２の媒体は、比較例３と同等の結果を示している。すなわち、ＡｇＧｅ非磁性シード層を、ＮｉＷ／Ａｇより下層で製膜すると、低粒径分散構造が伝達できないことを示している。比較例１３の媒体は、比較例３と同等の結果を示している。すなわち、ＡｇＧｅ非磁性シード層を、ＮｉＷより下層で製膜すると、低粒径分散構造が伝達できないことを示している。

実施例２ないし７
非磁性バッファ層の材料を下記表３に示す材料に変更した以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、実施例２ないし７に係る垂直磁気記録媒体を得た。

以下に、実施例２ないし７の媒体の構成を示す。

実施例２ないし７の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇ合金バッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、結晶配向性、垂直磁気記録層の平均粒径、粒径分散、記録再生特性を調べた。

表３に示すように、実施例２ないし７の媒体は、実施例１の媒体と比べて垂直磁気記録層の結晶配向性（Δθ５０）に改善が見られ、これにより実施例１よりも記録再生特性の改善が見られている。

実施例８ないし１２、および比較例１４、１５
非磁性バッファ層を下記表４に示す材料に変更すること以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、実施例８ないし１２および比較例１４、１５に係る垂直磁気記録媒体を得た。

以下に、実施例８ないし１２および比較例１４、１５の媒体の構成を示す。

実施例８ないし１２および比較例１４、１５の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇ合金バッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、結晶配向性、垂直磁気記録層の平均粒径、粒径分散、記録再生特性を調べた。

表４に示すように、実施例８ないし１２の媒体は、実施例１の媒体と比べて垂直磁気記録層の結晶配向性（Δθ５０）に改善が見られ、これにより実施例１よりも記録再生特性の改善が見られている。一方、比較例１４、１５の媒体は、実施例１、５、８ないし１２の媒体に比べて、垂直磁気記録層の粒径分散等に悪化が見られ、よって、記録再生特性も悪化している。これは、Ａｇ非磁性バッファ層に添加した材料の添加量が多すぎたことが原因であると考えられる。

実施例１３ないし１６
配向制御層を下記表５に示すＮｉ合金に変更した以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、実施例１３ないし１６に係る垂直磁気記録媒体を得た。

以下に、実施例１３ないし１６の構成の媒体の構成を示す。

実施例１３ないし１６の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／Ｎｉ合金配向制御層４／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、結晶配向性、垂直磁気記録層の平均粒径、粒径分散、記録再生特性を調べた。

表５に示すように、実施例１３ないし１６の媒体は、実施例１の媒体と同等の特性を持つことが分かる。

実施例１７、１８、および比較例１６、１７
非磁性シード層を作製する際の圧力を、表６に示すように０．０１Ｐａないし１．０Ｐａの範囲で変更させて、非磁性シード層を形成した以外は、実施例１と同様にして、本願の実施例１７、１８の媒体、および比較例１６、１７の媒体を得た。ただし、０．０１Ｐａでの結果は、Ａｒ圧力が低すぎてスパッタ放電せず、製膜することができなかったため記載していない。

実施例１７、１８、および比較例１６、１７の媒体の構成は以下の通りである。

実施例１７、１８、および比較例１６、１７の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、これらの媒体に対して、実施例１と同様に、結晶配向性、垂直磁気記録層の平均粒径、粒径分散、記録再生特性を調べた。

表６に示すように、製膜圧力が０．０５ないし０．３Ｐａにおいて、比較例の媒体と比べて、良好な粒径分散および記録再生特性を持つことが分かった。

実施例１９ないし２１、比較例１９ないし２４
下記表７に示すように、非磁性シード層のＧｅの組成量を４０ａｔ％ないし８５ａｔ％まで変更させたＡｇ−Ｇｅターゲットを用いて、非磁性シード層６を形成したこと以外は、実施例１と同様にして作製し、本発明の実施例１９ないし２１、比較例１９ないし２４に係る垂直磁気記録媒体を得た。

本願の実施例１９ないし２１、および比較例１９ないし２４の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
これらの媒体の非磁性シード層に対して、平面方向のＴＥＭ分析を行った。

実施例１、１９ないし２１の媒体の非磁性シード層について、ＡｇＧｅ膜は粒径５〜６ｎｍ程度の結晶質のＡｇ粒子と、粒界幅１〜２ｎｍ程度の非晶質のＧｅ粒界からなることが分かった。この時、粒径分散は１３〜１４％程度で低粒径分散であった。一方、比較例１９ないし２１の媒体の非磁性シード層について、数個のＡｇ粒子が繋がったような構造を取っていることが分かった。これは、粒界物質であるＧｅ量が少なすぎて、Ａｇ粒子間を十分に分断できていないためと考えられる。次に、比較例２２ないし２４の媒体の非磁性シード層について、ＡｇＧｅ膜がアモルファス構造を取っていることが分かった。これは粒界物質であるＧｅ量が多すぎて、粒子構造が壊されてしまったものと考えられる。これらの媒体に対して、実施例１と同様に記録再生特性を調べた。表７の通り、実施例１、１９ないし２１の媒体は、比較例の媒体と比べて良好な記録再生特性を持つことが分かった。

実施例２２
垂直磁気記録層として、Ｆｅ−５０％Ｐｔ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２を用いて垂直磁気記録層を形成した以外は、実施例１と同様にして、本願の実施例２２の媒体を得た。

実施例２２の媒体の構成は、以下の通りである。

実施例２２の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／ＮｉＷ配向制御層４／Ａｇバッファ層５／ＡｇＧｅ非磁性シード層６／Ｒｕ非磁性中間層７／ＦｅＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層８／Ｃ保護層９
この媒体に対して、実施例１と同様に、ＴＥＭ測定、ＸＲＤ測定および記録再生特性を調べた。

表８に示すように、良好な粒径分散および記録再生特性を持つことが分かった。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…基板、２…密着層、３…軟磁性層、４…配向制御層、５…非磁性バッファ層、６…非磁性シード層、７…非磁性中間層、８…垂直磁気記録層、９…保護層、２０，６２，１００，２００，３００，４００，５００，６００…垂直磁気記録媒体、６４…スライダー、７０…磁気記録再生装置

Claims (8)

1. 非磁性基板、
   該非磁性基板上に形成されたｆｃｃ構造を持つニッケル合金からなる配向制御層、
   該ニッケル合金配向制御層上に接触して形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀を含む非磁性バッファ層、
   該非磁性バッファ層上に接触して形成された、ｆｃｃ構造を持つ銀粒子と該銀粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界とからなる非磁性シード層、
   該非磁性シード層上に形成された、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる非磁性中間層、及び
   該非磁性中間層上に形成された垂直磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記非磁性バッファ層は、銀と、ニッケル、ゲルマニウム、ハフニウム、及びチタンからなる群から選択される１種または２種の金属とを含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。
3. 前記非磁性バッファ層は、銀を主成分とするｆｃｃ構造を持つ結晶粒子と、該結晶粒子を取り囲み、該ニッケル、ゲルマニウム、ハフニウム、及びチタンから選択される１種または２種の金属を含有する粒界層とを含む請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記銀と前記金属の合計の原子量に対し前記金属の原子量の含有量は、１０ａｔ％ないし７０ａｔ％である請求項２または３に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記非磁性シード層は、不活性ガス雰囲気下で０．０５ないし０．３Ｐａの圧力でスパッタすることにより形成される請求項２ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記非磁性シード層のゲルマニウム含有量は、５５ａｔ％ないし７０ａｔ％であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記配向制御層は、ニッケルと、タングステン、クロム、炭素、モリブデン、及びバナジウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、
   前記垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドを具備する磁気記録再生装置。

Images