JP2016031773A - 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磁気記録媒体を得る。【解決手段】非磁性基板上に、ｆｃｃ構造を持つ、Ｎｉ合金またはＡｇ合金からなる配向制御層、Ａｇと、Ｇｅと、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｕ、及びＴｉからなる群から選択される金属Ｘとからなる非磁性シード層、及びＲｕまたはＲｕ合金からなる非磁性中間層、及び磁気記録層を具備する。配向制御層は非磁性シード層と接触している。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、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 特開２０１３−１２５５５４号公報

本発明の実施形態は、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、面心立方格子（ｆｃｃ）を持つ、ニッケル合金または銀合金からなる配向制御層、
該配向制御層上に接触して形成され、銀と、ゲルマニウムと、アルミニウム、マグネシウム、金、及びチタンからなる群から選択される金属Ｘ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磁気記録層を具備することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。

実施形態にかかる磁気記録媒体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。 比較の磁気記録媒体の構成を表す断面図である。 比較の磁気記録媒体の構成を表す断面図である。 比較の磁気記録媒体の構成を表す断面図である。 比較の磁気記録媒体の構成を表す断面図である。 実施形態にかかる磁気記録媒体の他の構成を表す断面図である。

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Ｎｉ合金またはＡｇ合金からなる配向制御層、配向制御層と接触して形成されたＡｇＧｅ−Ｘ（但し、ＸはＡｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉからなる群から選択される）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。

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１００は、非磁性基板１上に、密着層２、軟磁性層３、ｆｃｃ構造を持つ配向制御層４、非磁性シード層５、非磁性中間層６、垂直磁気記録層７、及び保護層８を順に設けた構造を有する。

実施形態によれば、ｆｃｃ構造を持つＮｉ合金またはＡｇ合金からなる配向制御層を用いることで、垂直磁気記録層の結晶配向性を改善することができる。

また、実施形態にかかる非磁性シード層を用いることで垂直磁気記録層のピッチ分散を低減させることができる。これらの配向制御層と非磁性シード層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ピッチ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。

配向制御層は、ｆｃｃ構造を持ち、Ｎｉ合金またはＡｇ合金からなる。

Ｎｉ合金に添加する金属としては、Ｗ、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃ等が挙げられる。

Ａｇ合金に添加する金属としては、Ｎｉ，Ｇｅ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ等が挙げられる。

Ｎｉ合金に添加される金属は５原子％ないし３０原子％であることが好ましい。５原子％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、３０原子％を超えると、Ｎｉ合金またはＡｇ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。

Ａｇ合金に添加する金属は、５０原子％以下であることが好ましい。５０原子％を超えると、ｆｃｃ構造以外の構造となり、アモルファス化して、結晶配向性が悪くなる傾向がある。

非磁性シード層は、ピッチ分散の低い柱状のＡｇ−Ｘ（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）粒子とそれを取り囲むＧｅ粒界とからなるＡｇＧｅ−Ｘ（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）から形成されることが好ましい。ＡｇＧｅ−ＸにはさらにＳｉを添加することができる。この非磁性シード層を使用することにより、垂直磁気記録層のピッチ分散をより低減させることができる。

非磁性シード層は、Ａｇと、Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉからなる群から少なくとも１種の添加金属を主成分とするｆｃｃ構造を持つ結晶粒子と、結晶粒子を取り囲み、アモルファス構造を持つＧｅからなる粒界層からなることが好ましい。なお、Ｓｉを添加する場合、粒界層がＧｅ−Ｓｉから形成される。

非磁性シード層に添加される金属（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）の含有量は、ＡｇとＧｅとＸの合計の原子量に対し３原子％ないし２０原子％であることが好ましい。３原子％未満であると、添加の効果が得られない傾向があり、２０原子％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。ＡｇＧｅ−ＸにさらにＳｉを添加する場合、非磁性シード中の銀と、ゲルマニウムと、金属Ｘと、ケイ素との合計の原子量に対しケイ素の含有量は、２０原子％以下であることが好ましい。２０原子％を越えると、粒界物質が多すぎて、非磁性シード層がアモルファス化する傾向がある。

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、ピッチ分散の小さい柱状のＡｇ−Ｘ（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）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、５５原子％ないし７０原子％であることが好ましい。５５原子％未満であると、粒界物質が少ないために、粒子同士が繋がり、粒径分散が悪化する傾向があり、７０原子％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。

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。

非磁性基板と配向制御層との間には、さらに、非磁性基板から順に、密着層、軟磁性下地層（ＳＵＬ）、及び非磁性下地層など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７０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。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ないし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。

非磁性中間層は、その上に形成される磁気記録層の磁性粒子を孤立させる役割と磁気記録層の結晶性を改善させる働きを持っている。そのような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。非磁性中間層は例えば５ないし３０ｎｍの厚さを有し得る。５ｎｍ未満では、充分な結晶配向性を確保することができない傾向がある。３０ｎｍを越えると、磁気ヘッドとＳＵＬまでの距離（スペーシング）が広がってしまい、磁気記録層への書き込みが弱くなり、記録再生特性が悪化する傾向がある。

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層は、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。保護層の材料としては、たとえばＣを含むものが挙げられる。保護層の厚さは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、ｓｐ^２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。ｓｐ^３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層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。

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
以下、実施例を示し、実施形態をより具体的に説明する。

実施例１、および比較例１ないし４
実施例１にかかる垂直磁気記録媒体は図１と同様の構成を有する。図３から図７には、それぞれ比較例１から比較例４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。

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１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、密着層３として、Ｃｏ−２０原子％Ｆｅ−７原子％Ｔａ−５原子％Ｚｒを、ＤＣ５００Ｗで、４０ｎｍ形成した。次いで、配向制御層４として、Ｎｉ−５原子％Ｗを、ＤＣ５００Ｗで、５ｎｍ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５として、ＤＣ１００Ｗで、Ａｇ−６０原子％Ｇｅ−１０原子％Ａｌ膜を５ｎｍ形成した。次いで、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６として、Ｒｕを、ＤＣ５００Ｗで１０ｎｍ形成し、さらにガス圧を６Ｐａ変更して、Ｒｕを、ＤＣ５００Ｗで１０ｎｍ形成し、合計２０ｎｍのＲｕ非磁性中間層６を得た。その後、垂直磁気記録層７として、（Ｃｏ−１８原子％Ｐｔ−１４原子％Ｃｒ）−１０モル％ＳｉＯ_２を、ＤＣ５００Ｗで１２ｎｍ形成した。次いで、ＣＶＤ法により、２．５ｎｍのＤＬＣ保護層８を形成した。次いで、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３に示すように、ＡｇＧｅ−Ａｌシード層５を製膜しない以外は、実施例１の媒体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４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の媒体と同様にして作製し、比較例２にかかる垂直磁気記録媒体３００を得た。

図５に示すように、Ｔａ下地層９をＮｉＷ配向制御層４とＡｇＧｅ−Ａｌシード層５の間に形成した以外は、実施例１の媒体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６に示すように、ＮｉＷ配向制御層４とＡｇＧｅ−Ａｌシード層５を、形成する順序を逆にした以外は、実施例１の媒体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。

実施例１、および比較例１ないし４により得られる磁気記録媒体の構成を以下に示す。

実施例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−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
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／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
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／ＡｇＧｅ−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
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／Ｔａ下地層９／ＡｇＧｅ−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
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／ＡｇＧｅ−Ａｌ非磁性シード層５／ＮｉＷ配向制御層４／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
得られた実施例１および比較例１ないし４の媒体に対して、以下のようにして、測定及び評価を行った。

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ピッチ解析を以下の手順で行った。

倍率５０ないし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および重心を抽出した。隣り合う粒子間の重心間距離から粒子間の平均ピッチとピッチ分散を導出し、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。次いで、これらの媒体のシード層および垂直磁気記録層の結晶配向性（Δ_θ５０）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査した。

実施例１および比較例１ないし４の媒体のピッチ解析および結晶性評価の結果を下記表１に示す。

比較例１、比較例４を除く、実施例１および比較例２ないし４の媒体について、ＡｇＧｅ−Ａｌ膜は、平均粒径６ｎｍ程度の結晶質のＡｇ−Ａｌ粒子と、粒界幅１．９ｎｍ程度の非晶質のＧｅ粒界からなることが分かった。この時、平均ピッチは７．９ｎｍ、ピッチ分散は１１．２％であった。また実施例１および比較例１、３、４の媒体について、ＮｉＷ層は結晶粒子がＮｉＷ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、ＮｉＷ粒子の平均粒径は９ｎｍであり、ピッチ分散は２１．４％であった。

続いて、垂直磁気記録層については、実施例１の媒体および比較例１ないし４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Δ_θ５０は２．８ｄｅｇ、平均ピッチは８．１ｎｍ、ピッチ分散は１２．５％と良好であった。一方、比較例１、４の媒体において、垂直磁気記録層のΔ_θ５０は、２．７、３．６ｄｅｇと良好であるものの、平均粒径は９．２ないし９．３ｎｍであり、ピッチ分散は２２ないし２２．６％と実施例１の媒体より悪化していることが分かった。また、比較例２、比較例３の媒体において、垂直磁気記録層の平均ピッチは７．８ｎｍ、ピッチ分散は１６．２ないし１６．３ｎｍと比較的良好であった。しかし、垂直磁気記録層のΔ_θ５０は、１３ないし１３．３ｄｅｇと実施例１の媒体より大幅に悪化していることが分かった。

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。結果を表１に示す。本願の実施例１の媒体は、２３．１ｄＢと比較例１ないし４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２、３の媒体において、垂直磁気記録層のピッチ分散が比較例１の媒体に比べて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以上と大幅に悪化している。また比較例１，４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、ピッチ分散が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４の媒体は、ピッチ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、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、低ピッチ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。

実施例２ないし６、および比較例５ないし８
非磁性シード層５を下記表２の通り変化させた以外は、実施例１の媒体と同様にして作製し、図１と同様の構成を有する実施例２ないし４および比較例５ないし８に係る垂直磁気記録媒体を得た。

また、図７に示すように、配向制御層４の代わりに、Ａｇ系配向制御層１０を形成すること以外は、実施例１の媒体と同様にして、実施例５，６に係る垂直磁気記録媒体６００を得た。

実施例２ないし６、および比較例５ないし８により得られる磁気記録媒体の構成を以下に示す。

実施例２ないし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／ＡｇＧｅ−Ｘ非磁性シード層５（Ｘ＝Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
実施例５、６の構成
非磁性ガラス基板１／ＣｒＴｉ密着層２／ＣｏＦｅＴａＺｒ軟磁性層３／Ａｇ系配向制御層１０／ＡｇＧｅ−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
比較例５ないし８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−Ｘ非磁性シード層５（Ｘ＝Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｒ）／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
これらの媒体のシード層５に対して、平面方向のＴＥＭ分析およびＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。実施例２ないし６の媒体のシード層５について、ＡｇＧｅ−Ｘ膜は粒径６ｎｍ程度のｆｃｃ構造を持つ結晶質のＡｇ−Ｘ粒子（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）と、粒界幅１ないし２ｎｍ程度のアモルファス構造のＧｅ粒界からなることが分かった。この時、ピッチ分散は１１ないし１２％程度と低ピッチ分散であった。

一方、比較例５ないし８の媒体のシード層５について、ＡｇＧｅ−Ｘ膜（Ｘ＝Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｒ）が粒子と粒界に分離せずに、膜面に一様なアモルファス構造を取っていることが分かった。これはＰｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｒの添加により、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、結晶配向性、平均ピッチ、ピッチ分散、記録再生特性を調査した。表２の通り、実施例２ないし６の媒体は、比較例５ないし８の媒体と比べて改善が見られ、これにより、比較例５ないし８よりも記録再生特性の改善が見られている。

実施例７ないし１０、および比較例９ないし１１
非磁性シード層５のＡｌ添加量を下記表３の通り変化させた以外は、実施例１の媒体と同様にして、図１と同様の構成を有する、実施例７ないし１０および比較例９ないし１１に係る垂直磁気記録媒体を得た。

実施例７ないし１０、および比較例９ないし１１の構成を以下に示す。

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−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
これらの媒体のシード層に対して、平面方向のＴＥＭ分析およびＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。実施例１、７ないし１０の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ膜は粒径６ｎｍ程度のｆｃｃ構造を持つ結晶質のＡｇ−Ａｌ粒子と、粒界幅１ないし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、ピッチ分散は１１ないし１２％程度で低ピッチ分散であった。一方、比較例９の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ膜は粒径６ｎｍ程度の結晶質のＡｇ粒子と、粒界幅１ないし２ｎｍ程度の非晶質のＧｅ粒界からなることが分かった。しかし、ピッチ分散は１９％程度と実施例１、７ないし１０の媒体に比べてピッチが悪化していることが分かった。次いで、比較例１０、１１の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ膜が粒子と粒界構造を取らずに、膜面に一様なアモルファス構造を取っていることが分かった。これは添加物質であるＡｌの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測定した。下記表３の通り、実施例１、７ないし１１の媒体は、比較例９ないし１１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１１ないし１３、比較例１２ないし１７
シード層のＧｅの組成量を４０原子％ないし８５原子％まで変更させたＡｇＧｅ−Ａｌターゲットを用いて、シード層５を形成した以外は、実施例１と同様にして作製し、図１と同様の構成を有する、実施例１１ないし１３、比較例１２ないし１７に係る垂直磁気記録媒体を得た。

実施例１１ないし１３、および比較例１２ないし１７の構成を以下に示す。

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−Ａｌ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
これらの媒体のシード層５に対して、平面方向のＴＥＭ分析およびＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。実施例１、１１ないし１３の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ膜は粒径６ｎｍ程度のｆｃｃ構造を持つ結晶質のＡｇ−Ａｌ粒子と、粒界幅１ないし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、ピッチ分散は１１ないし１２％程度で低ピッチ分散であった。一方、比較例１２ないし１４の媒体のシード層について、数個のＡｇ−Ａｌ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−Ａｌ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１５ないし１７の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ膜が粒子と粒界構造を取らずに、膜面に一様な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査した。表４の通り、実施例１、１１ないし１３の媒体は、比較例１２ないし１７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１４ないし１８、比較例１８ないし１９
シード層に、さらにＳｉを添加し、そのＳｉの組成量を０原子％ないし３０原子％まで変更させたＡｇＧｅ−Ａｌ−Ｓｉターゲットを用いて、シード層５を形成した以外は、実施例１と同様にして、図１と同様の構成を有する、実施例１４ないし１８、比較例１８ないし１９に係る垂直磁気記録媒体を得た。

実施例１４ないし１８、および比較例１８ないし１９の構成を以下に示す。

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−Ａｌ−Ｓｉ非磁性シード層５／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
これらの媒体のシード層５に対して、平面方向のＴＥＭ分析およびＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。実施例１４ないし１８の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ−Ｓｉ膜は粒径６ｎｍ程度のｆｃｃ構造を持つ結晶質のＡｇ−Ａｌ粒子と、粒界幅１ないし２ｎｍ程度の非晶質のＧｅ−Ｓｉ粒界からなることが分かった。この時、ピッチ分散は１１ないし１２％程度（垂直磁気記録層は１２ないし１３％）で低ピッチ分散であった。一方、比較例１８ないし１９の媒体のシード層について、ＡｇＧｅ−Ａｌ−Ｓｉ膜が粒子と粒界構造を取らずに、膜面に一様な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−Ｓｉ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、垂直磁気記録層の結晶配向性、平均ピッチ、ピッチ分散、記録再生特性を調査した。表５の通り、実施例１４ないし１８の媒体は、比較例１８、１９の媒体より、良好な記録再生特性を持つことが分かった。

実施例１９ないし２１
シード層の組成を下記表６の通りに変化させた以外は、実施例１と同様にして、図１と同様の構成を有する、実施例１９ないし２１に係る垂直磁気記録媒体１００を得た。

実施例１９ないし２１の構成を以下に示す。

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−Ｘ−Ｓｉ非磁性シード層５（Ｘ＝Ａｌ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｔｉ）／Ｒｕ非磁性中間層６／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層７／Ｃ保護層８
これらの媒体に対して、実施例１と同様に、垂直磁気記録層の結晶配向性、平均ピッチ、ピッチ分散、記録再生特性を調査した。下記表６の通り、実施例１９ないし２１の媒体は、比較例の媒体より、良好な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…密着層、４…配向制御層、５…非磁性シード層、６…非磁性中間層、７…垂直磁気記録層、８…保護層、１００，２００，３００，４００，５００，６００…垂直磁気記録媒体

Claims (7)

1. 非磁性基板、
   該非磁性基板上に形成され、面心立方格子構造を持つ、ニッケル合金または銀合金からなる配向制御層、
   該配向制御層上に接触して形成され、銀と、ゲルマニウムと、アルミニウム、マグネシウム、金、及びチタンからなる群から選択される少なくとも１種の金属Ｘ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磁気記録層を具備することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 非磁性基板、
   該非磁性基板上に形成され、面心立方格子構造を持つ、ニッケル合金または銀合金からなる配向制御層、
   該配向制御層上に接触して形成され、銀と、ゲルマニウムと、ケイ素と、アルミニウム、マグネシウム、金、及びチタンからなる群から選択される少なくとも１種の金属Ｘ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磁気記録層を具備することを特徴とする磁気記録媒体。
3. 前記非磁性シード層は、銀と、アルミニウム、マグネシウム、金、及びチタンからなる群から選択される金属Ｘとからなる面心立方格子構造を持つ粒子、及び該粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウムケイ素粒界を含む請求項２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記非磁性シード中の銀と、ゲルマニウムと、金属Ｘと、ケイ素との合計の原子量に対しケイ素の含有量は、２０原子％以下である請求項２または３に記載の磁気記録媒体。
5. 前記非磁性シード層は、銀と、アルミニウム、マグネシウム、金、及びチタンからなる群から選択される金属Ｘとからなる面心立方格子構造を持つ粒子、及び該粒子間に設けられた非晶質のゲルマニウム粒界を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
6. 前記非磁性シード層中の銀と、ゲルマニウムと、金属Ｘとの合計の原子量に対し金属Ｘの含有量は、３ないし２０原子％である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、前記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と、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備する磁気記録再生装置。

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