JP4188196B2 - 垂直磁気記録媒体、その製造方法、及びこれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる粒子分散型磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置に用いて好適な技術に関する。

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、近年徐々に応用の幅を広げ、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、市販されている磁気記録再生装置には、面内磁気記録方式が利用されている。この方式では、情報を記録する磁気記録層を構成する磁性結晶粒子が、基板に対して平行方向にその磁化容易軸を持つ。ここで、磁化容易軸とは、磁化の方向が向きやすい軸のことであり、Ｃｏ系合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造のｃ軸のことを指す。面内磁気記録媒体では、記録密度を高めるため記録ビットを小さくすることに対応して、磁性層の磁化反転単位径が小さくなりすぎ、その情報が熱的に消去されるいわゆる熱ゆらぎ効果によって、記録再生特性が悪化する可能性がある。さらに、高密度化につれ、記録ビット間の境界領域で発生する反磁界の影響により媒体から発生するノイズが増大する傾向がある。

これに対し、磁気記録層中の磁化容易軸が基板に対して、略垂直方向に配向した、いわゆる垂直磁気記録方式は、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。このため、垂直磁気記録方式は、面内記録方式に変わる技術として、近年大きな注目を集めている。垂直磁気記録媒体は、一般に、基板と、磁気記録層を配向させるための配向制御下地層と、硬質磁性材料の磁気記録層と、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。さらに、基板と下地層との間に、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裏打ち層が設けられることもある。

垂直磁気記録媒体においても、記録密度の高密度化には、熱安定性を保ちながら低ノイズ化を実現する必要がある。ノイズ低減法としては、記録層の磁性結晶粒子そのものの大きさを微細化する方法が一般に用いられている。現在、広く用いられているＣｏＣｒ系磁性層を例にとると、ＴａやＢを添加し、あるいは適当な温度で熱して粒界に非磁性Ｃｒを偏析させることによって、磁性粒子を微細化させている。しかし垂直磁気記録媒体では、Ｃｒ偏析による磁性粒子微細化が十分に達成できておらず、磁性結晶粒子間の空間的な分離も不完全なため、粒子間の磁気的相互作用が十分低減できていない。これにより、記録ビット間の転移ノイズが十分低減できないという問題が起こっていた。

この磁気的相互作用を低減させる方策として、記録層にＳｉＯ_ｘを添加し、磁性結晶粒子がこれらの添加物によって取り囲まれたグラニュラ構造を有する磁気記録層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２に磁性薄膜に少なくとも一種のアルカリ土類金属の酸化物を添加する技術が開示されている。
特開２００２−８３４１１号公報 特開平０９−２０４６５１号公報

しかし、ＳｉＯ_ｘは、膜中における拡散速度が遅く、磁性結晶粒界へ十分に析出できないため、析出しきれないＳｉＯ_ｘの一部は、磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成し、そのため磁性結晶粒子の結晶性や配向性が乱れ、その結果、記録再生(Ｒ／Ｗ)特性における信号対ノイズ比(ＳＮＲ)が低化するという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、磁性結晶粒子の粒径を微細化せしめ、良好なＳＮＲ特性を有し、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録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。すなわち、
（１） 基板と、
該基板上に形成された少なくとも一層の下地層と、
該下地層上に形成されて、磁化容易軸が前記基板面に対し垂直に配向し、磁性結晶粒子と該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する垂直磁気記録層と、を含み、
前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつ、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有するとともに、
前記垂直磁気記録層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（２） 前記垂直磁気記録層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする前項１に記載の垂直磁気記録媒体。
（３） 前記磁性結晶粒子は、Ｃｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有することを特徴とする前項１または２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（４） 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とすることを特徴とする前項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（５） 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、
前記粒界領域は、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする前項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（６） 前記下地層中の前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することを特徴とする前項５に記載の垂直磁気記録媒体。
（７） 前記下地層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であることを特徴とする前項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） 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする前項１から７記載の垂直磁気記録媒体
（９） 基板に下地層を形成する工程と、
該下地層上に、磁性結晶粒子材料と、Ｓｉの酸化物及びＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含む材料とを蒸着して磁性結晶粒子及び該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域を有する垂直磁気記録層を形成する工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法
（１０） 前記垂直磁気記録層中の粒界領域が、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することを特徴とする前項９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１１） 前記垂直磁気記録層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合を、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下とすることを特徴とする前項９または１０に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１２） 前記垂直磁気記録層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする前項９から１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１３） 前記磁性結晶粒子は、Ｃｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有することを特徴とする前項９ないし１２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１４） 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を含むことを特徴とする前項９ないし１３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１５） 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を含む非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、
前記粒界領域は、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする前項９ないし１４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１６） 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＳｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であることを特徴とする前項１５に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１７） 前記下地層中の前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することを特徴とする前項１５ないし１６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１８） 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする前項１５から１７に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（１９） 前項１ないし８のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
（２０） 前記記録再生ヘッドは、単磁極記録ヘッドである前項１９に記載の磁気記録再生装置。

本発明は、第１に、基板と、該基板上に形成された下地層と、該下地層上に形成され、磁化容易軸が基板に対し垂直に配向し、磁性結晶粒子と、該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する垂直磁気記録層とを具備し、前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することを特徴とする垂直磁気記録媒体を提供する。
本発明は、第２に、下地層が形成された基板を用意し、該下地層上に、磁性結晶粒子材料と、Ｓｉの酸化物及びＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含む材料とを蒸着し、磁性結晶粒子、及び該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域を有する垂直磁気記録層を形成する工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法を提供する。
本発明は、第３に、上記垂直磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置を提供する。

本発明における垂直磁気記録媒体は、基板上に、下地層、及び磁化容易軸が基板に対し垂直に配向した垂直磁気記録層とを順に積層した多層構成を含み、垂直磁気記録層は、磁性結晶粒子と、この磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有し、この粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することができる。

本発明においては、磁性結晶粒子の分断及び微細化のための添加物（添加材料）として、所定の成分元素を組み合わせＳｉＯ_ｘよりも融点またはガラス転移温度が低い複合酸化物を使用している。
これにより融点またはガラス転移温度が高い材料に比べて、融点またはガラス転移温度以下の同じ温度において、体弾性率または粘性が低くでき、特に体拡散における拡散の活性化エネルギーを減少し、拡散速度を劇的に増加することができる。従って、このような複合酸化物を、粒界領域として磁性結晶粒子材料と同時に蒸着に供すると、高速で拡散して、磁性結晶粒子内に残留することなく磁性結晶粒子の粒界に十分析出することが可能となる。このため、本発明によれば、磁性結晶粒子の分断及び微細化のための添加物として、上記の所定の成分元素を組み合わせた複合酸化物を使用することにより、磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成することなく微細化されたグラニュラ構造を形成することができる。

Ｓｉの酸化物への添加材料として好ましく用いられる元素としてはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａが挙げられる。これらの元素は、酸化物としてシリカガラスに添加すると、そのガラス転移温度を低下させることができ、より好ましくは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａである。これらの元素は、ＳｉＯ_ｘのガラス転移温度を低下させる効果が特に高い。

垂直磁気記録層（垂直磁性層）中における添加材料の物質量の割合は、磁性結晶粒子と粒界領域とからなる垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、好ましくは１ないし２０モル％である。これは、１モル％未満であるとＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、２０モル％を超えるとＲ／Ｗ特性における再生出力が低下する傾向があるからである。

複合酸化物中の、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の割合の合計は好ましくは１ないし３０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、３０モル％を超えるとこれらの元素がＳｉＯ_２と固溶しきれず、磁性粒子と結合することにより磁気特性に悪影響を及ぼす傾向がある。

磁性結晶粒子材料としては、例えばＣｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有する合金を好ましく使用し得る。これらの合金は、高い結晶磁気異方性エネルギーを有しているため熱揺らぎ耐性が高く、好ましい。これらの合金系に、磁気特性を改善する目的で、必要に応じてＴａやＣｕ，Ｂといった添加元素を加えることができる。
磁性結晶粒子材料として、より好ましくは、ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＰｔＢ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＮｄ，ＣｏＣｒＰｔＣｕ等の合金があげられる。
本発明において、「主成分とする」とは、他の元素に比べて最も物質量が多い元素のことを意味するものである。

垂直磁気記録層は、必要に応じて二層以上の多層構造にしてもよい。その場合、少なくとも一層が上記のような層であればよい。

垂直磁気記録層の下地層としては、例えばＲｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｉｒを用いることができる。これらの元素は、上記ＣｏＣｒＰｔ合金との格子整合性が高く、垂直磁気記録層の結晶配向性を向上させることができるため好ましい。
上記下地層は、必要に応じて２以上の層の積層にすることができる。例えば基板側から、ＮｉＴａ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｒｈ，ＮｉＴａ／Ｐｔ，ＮｉＴａ／Ｐｄ，ＮｉＴａ／Ｉｒ，ＮｉＴａ／Ｔｉ，ＮｉＮｂ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ，ＮｉＮｂ／Ｉｒ，ＮｉＮｂ／Ｔｉ，ＮｉＴａ／Ｐｔ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｐｔ／Ｒｈ，ＮｉＴａ／Ｐｄ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｐｄ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ／Ｒｈ，等の積層があげられる。

上記下地層に、酸化物を添加し、グラニュラ構造とすることで、垂直磁気記録媒体のＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。添加する酸化物としてはＳｉ，Ｃｒ，Ｔｉの酸化物が好ましく、Ｓｉの酸化物にＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちから選択される少なくとも一種の元素の酸化物を添加した複合酸化物をもちいると、Ｒ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。

下地層への上記酸化物の添加量、即ちこれら酸化物の物質量の合計の割合は、非磁性結晶粒子と粒界領域とからなる下地層の全体の物質量に対する割合で、好ましくは１ないし２０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、２０モル％を超えると垂直磁気記録層の配向性が低下しＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲが低下する傾向がみられる。

前記複合酸化物中のＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの物質量の割合の合計は、非磁性結晶粒子と粒界領域とからなる下地層の全体の物質量に対する割合で、好ましくは１ないし３０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、３０モル％を超えるとこれらの元素がＳｉＯ_２と固溶しきれず、垂直磁気記録層の配向性に悪影響を及ぼす傾向がある。

グラニュラ構造をもつ下地層は二層以上の多層でも良く、また、垂直磁気記録層に直接接する層でも直接接する層でなくても構わない。

上記下地層と基板との間には、軟磁性層を設けることができる。
高透磁率な軟磁性層を設けることにより、軟磁性層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば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役目を果たし得る。
このような軟磁性層として、例えばＣｏＺｒＮｂ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＣ，ＮｉＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＮ，ＦｅＴａＮがあげられる。

また、軟磁性層と基板との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性膜等のバイアス付与層を設けることができる。軟磁性層は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。バイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ_２があげられる。

非磁性基板として、ガラス基板、Ａｌ系の合金基板あるいは表面が酸化したＳｉ単結晶基板，セラミックス，及びプラスチック等を使用することができる。さらに，それら非磁性基板表面にＮｉＰ合金などのメッキが施されている場合でも同様の効果が期待される。

磁気記録層上には、保護層を設けることができる。保護層としては、例えばＣ，ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ），ＳｉＮ_ｘ，ＳｉＯ_ｘ，ＣＮ_ｘがあげられる。

本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法においては、スパッタリング法として、コンポジットターゲットを用いた単元のスパッタリング法及びそれぞれの物質のターゲットを用いた、多元同時スパッタリング法を用いることができる。

本発明の垂直磁気記録媒体においては、垂直磁気記録媒体としてのＲ／Ｗ特性向上し、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、磁性結晶粒子の粒径を微細化せしめ、良好なＳＮＲ特性を有し、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録装置を提供することができる。

以下、本発明に係るの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図であり、図において、符号１０は垂直磁気記録媒体である。

本実施形態における垂直磁気記録媒体１０は、垂直磁気記録媒体は、基板上に、下地層、及び磁化容易軸が基板に対し垂直に配向した垂直磁気記録層とを順に積層した多層構成を含み、具体的には、図１に示すように、基板１１上に、軟磁性層１２、第２の下地層１３、第１の下地層１４、垂直磁気記録層（垂直磁性層）１５、保護層１６を順に積層した構成を有する。

本実施形態における垂直磁気記録層１５は、磁性結晶粒子と、この磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有し、この粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素を含有する。

この粒界領域は、磁性結晶粒子の分断及び微細化のため上記のように所定の成分元素を組み合わせた複合酸化物とされて、ＳｉＯ_ｘよりも融点またはガラス転移温度が低くなる酸化物とされている。これにより、磁性結晶粒子と過飽和固溶体を形成することなく微細化されたグラニュラ構造が形成される。

Ｓｉの酸化物への添加材料として好ましく用いられる元素としてはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａが挙げられる。これらの元素は、シリカガラスに添加すると、そのガラス転移温度を低下させることができることが知られている。より好ましくは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａである。これらの元素は、ＳｉＯ_ｘのガラス転移温度を低下させる効果が特に高いため、垂直磁気記録媒体におけるＲ／Ｗ特性を著しく向上することが可能となる。

垂直磁性層１５中における添加材料の物質量の割合は、好ましくは１ないし２０モル％である。これは、１モル％未満であるとＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、２０モル％を超えるとＲ／Ｗ特性における再生出力が低下する傾向があるからである。

垂直磁性層１５中における複合酸化物中の、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの物質量の割合の合計は好ましくは１ないし３０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、３０モル％を超えるとこれらの元素がＳｉＯ_２と固溶しきれず、磁性粒子と結合することにより磁気特性に悪影響を及ぼす傾向がある。

垂直磁性層１５中における磁性結晶粒子材料としては、例えばＣｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有する合金が好ましく、より好ましくは、ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＰｔＢ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＮｄ，ＣｏＣｒＰｔＣｕ等が適用される。これらの合金を適応することにより、高い結晶磁気異方性エネルギーを有して熱揺らぎ耐性が高く、さらに、必要に応じてＴａやＣｕ，Ｂといった添加元素を加えることで合金系の磁気特性を改善することができる。

垂直磁気記録層１５は、必要に応じて二層以上の多層構造にしてもよい。その場合、少なくとも一層が上記のような層であればよい。

グラニュラ構造をもつ下地層１３，１４としては、例えばＲｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｉｒを用いることができる。これらの元素は、上記ＣｏＣｒＰｔ合金との格子整合性が高く、垂直磁気記録層１５の結晶配向性を向上させることができるため好ましい。
上記下地層１３，１４の積層は、例えば基板側から、ＮｉＴａ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｒｈ，ＮｉＴａ／Ｐｔ，ＮｉＴａ／Ｐｄ，ＮｉＴａ／Ｔｉ，ＮｉＮｂ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ，ＮｉＮｂ／Ｉｒ，ＮｉＮｂ／Ｔｉ等の積層とされている。
また、下地層１４は垂直磁気記録層１５に直接接する層でなくても構わない。

上記下地層１３，１４に、酸化物を添加し、グラニュラ構造とすることで、垂直磁気記録媒体のＲ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。添加する酸化物としてはＳｉ，Ｃｒ，Ｔｉの酸化物が好ましく、Ｓｉの酸化物にＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａのうちから選択される少なくとも一種の元素を添加した複合酸化物をもちいると、Ｒ／Ｗ特性をさらに向上させることができる。

下地層１３，１４への上記酸化物の添加量は、好ましくは１ないし２０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、２０モル％を超えると垂直磁気記録層１５の配向性が低下しＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲが低下する傾向がみられる。

下地層１３，１４における複合酸化物中のＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの物質量の割合の合計は好ましくは１ないし３０モル％である。１モル％未満ではＲ／Ｗ特性におけるＳＮＲの顕著な向上効果が現れない傾向があり、３０モル％を超えるとこれらの元素がＳｉＯ_２と固溶しきれず、垂直磁気記録層１５の配向性に悪影響を及ぼす傾向がある。

軟磁性層１２は、高透磁率なものとされ、下地層１３と基板１１との間に設けられることにより、軟磁性層１２より上側に垂直磁気記録層１５を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層１２は、垂直磁磁気記録層１５を磁化するための磁気ヘッド例えば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（垂直磁性層１５）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役目を果たし得る。
このような軟磁性層１２の材質として、例えばＣｏＺｒＮｂ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＣ，ＮｉＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＮ，ＦｅＴａＮがあげられる。

また、軟磁性層１２と基板１１との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性膜等のバイアス付与層を設けることができる。軟磁性層１２は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層１２にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。バイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ_２があげられる。

非磁性基板１１として、ガラス基板、Ａｌ系の合金基板あるいは表面が酸化したＳｉ単結晶基板，セラミックス，及びプラスチック等を使用することができる。さらに，それら非磁性基板表面にＮｉＰ合金などのメッキが施されている場合でも同様の効果が期待される。

垂直磁気記録層１５上には、保護層１６が設けられ、保護層１６としては、例えばＣ，ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ），ＳｉＮ_ｘ，ＳｉＯ_ｘ，ＣＮ_ｘがあげられる。

本実施形態における垂直磁気記録媒体１０を製造する際に、各層を積層する際の製造方法としてはスパッタリング法等の蒸着法が適応でき、特に、スパッタリング法として、コンポジットターゲットを用いた単元のスパッタリング法及びそれぞれの物質のターゲットを用いた、多元同時スパッタリング法を用いることができる。

本実施形態における垂直磁気記録媒体１０は、上記のような構成としたため、垂直磁気記録媒体としてのＲ／Ｗ特性向上し、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、磁性結晶粒子の粒径を微細化せしめ、良好なＳＮＲ特性を有し、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録装置を提供することができる。

特に、垂直磁性層１５中において、高い結晶磁気異方性エネルギーを有して熱揺らぎ耐性が高くでき、磁気特性を改善することが可能となる。
ここで、前述した特許文献２には、磁性薄膜に少なくとも一種のアルカリ土類金属の酸化物を添加する技術が開示されており、アルカリ土類金属酸化物とともＳｉＯが包含されてもよいと記載されているが、該特許文献では本発明と異なり、ＳｉＯとアルカリ土類金属酸化物の組成比、あるいは、磁性膜中の酸化物の組成が規定されていないため、前記特許文献２に開示されている技術のみでは上記のようなＳＮＲの顕著な向上効果を得ることはできない。

以下、本発明に係る垂直垂直磁気記録媒体の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２は、本実施形態における垂直垂直磁気記録媒体２０の一例を表す断面図である。
本実施形態において、上述の第１実施形態と異なるのは、図２に示すように、下地層が３層とされた点であり、それ以外の相当する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態における下地層１３，１３Ａ，１４は、グラニュラ構造をもつものとされて３層が積層され、例えば基板側から、ＮｉＴａ／Ｐｔ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｐｔ／Ｒｈ，ＮｉＴａ／Ｐｄ／Ｒｕ，ＮｉＴａ／Ｐｄ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｐｔ／Ｒｈ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ／Ｒｕ，ＮｉＮｂ／Ｐｄ／Ｒｈ等の積層とすることもできる。
また、下地層１４は垂直磁気記録層１５に直接接する層でなくても構わない。

本実施形態における垂直垂直磁気記録媒体２０では、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、下地層が３層とされているため、より良好なＳＮＲ値を得ることができる。

図３に、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
図３に示されるように、本発明の垂直磁気記録装置は、上面の開口した矩形箱状の筐体６１と、複数のねじにより筐体６１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。

筐体６１内には、上述した実施形態の垂直磁気記録媒体１０を用いた磁気記録媒体６２、この磁気記録媒体６２を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ６３、磁気記録媒体６２に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド６４、磁気ヘッド６４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド６４を磁気記録媒体６２に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ６５、ヘッドアクチュエータ６５を回転自在に支持する回転軸６６、回転軸６６を介してヘッドアクチュエータ６５を回転及び位置決めするボイスコイルモータ６７、ヘッドアンプ回路６８が収納されている。
このように、垂直磁気記録装置６０の磁気記録媒体６２に、本発明の各実施形態に係る垂直磁気記録媒体１０を用いることができる。
本実施形態の垂直磁気記録再生装置によれば、上記のように、磁性結晶粒子の結晶性や配向性を乱すことなく、その磁性結晶粒子の粒径が微細化され、良好なＳＮＲ特性を示す垂直磁気記録媒体１０を用いることで、高密度記録が可能な磁気記録再生装置を得ることができる。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
実施例１として、図１に示した構造の垂直磁気記録媒体を作成した。まず、２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板を用意した。
スパッタリング装置の真空チャンバー内を２×１０^−５Ｐａ以下に排気した後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、軟磁性層として、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０ターゲットを使用し、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０軟磁性層を２００ｎｍ、第２の下地層として、Ｔａターゲットを使用し、Ｔａ層を８ｎｍ形成した。その後３ＰａのＡｒ雰囲気中で、第１の下地層として、Ｒｕターゲットを使用し、Ｒｕ層を１５ｎｍ積層した。

次に、磁性結晶粒子材料として、Ｃｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ、ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏを混合したコンポジットターゲットを用い、磁気記録層を１５ｎｍ形成した。その後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、保護層としてＣを７ｎｍ積層した。成膜後、保護層表面にディップ法によりパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）潤滑剤を１．３ｎｍ（１３Å）の厚さに塗布し、各々磁気記録媒体を得た。各ターゲットへの投入電力は１０００Ｗとした。磁気記録層の組成は、ＣｏＣｒＰｔ合金と酸化物ＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏとのモル比を（１−ｘ）：ｘ、酸化物中のＳｉＯ_２とＬｉＯ_２とのモル比を（１-ｙ）：ｙとして、ｘ，ｙをそれぞれ０から０．３、０から０．４の範囲で変化させた。

さらに、Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用する以外は、同様にして種々の磁気記録媒体を得た。
各垂直磁気記録媒体について、スピンスタンドを用いてＲ／Ｗ特性を評価した。磁気ヘッドとして、記録トラック幅０．３μｍの単磁極ヘッドと、再生トラック幅０．２μｍのＭＲヘッドを組み合わせたものを用いた。

測定条件は、半径位置２０ｍｍと一定の位置で、ディスクを４２００ｒｐｍで回転させて行った。
媒体ＳＮＲとして微分回路を通した後の微分波形の信号ノイズ比（ＳＮＲｍ）（但し、Ｓは線記録密度１１９ｋｆｃｉの出力、Ｎｍは７１６ｋｆｃｉでのｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）値）の値を、また、記録分解能の指標として、微分波形の半値幅ｄＰＷ５０を評価した。
下記表１に、ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５で各添加材料を添加した場合のＳＮＲｍ値及びｄＰＷ５０値を示す。

上記表１に示すように、ＳＮＲｍ値及びｄＰＷ５０値は、ＳｉＯ_２単体を添加した場合と比較すると、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯのいずれかをＳｉＯ_２とともに添加した場合の方が、ＳＮＲｍが勝っていることが分かった。

また、図４に、添加材料がＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏ（ｙ＝０．０５）の場合について、添加量ｘとＳＮＲｍ値の関係を表すグラフ図を示す。添加量が１モル％から２０モル％の場合、ＳＮＲｍが向上して、好ましいことが分かった。Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを添加した場合においても同様の傾向が見られた。

また、図５に、添加量ｘが０．０８の場合について、ＳｉＯ_２とＬｉ_２Ｏの比ｙとＳＮＲｍ値の関係を示す。ｙが０．０１から０．３の場合、ＳＮＲｍが向上して、好ましいことが分かった。Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを添加した場合においても同様の傾向が見られた。

次に、ＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏの添加量ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５のものについて、加速電圧４００ｋＶの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて記録層部分の微細構造を観察した。その結果、磁性結晶粒子部分と結晶粒界部分が明確に観察され、磁性結晶粒子を粒界領域が取り囲むグラニュラ構造が形成されていることが分かった。また、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＸ）によって、結晶粒界部分の元素分析を行った結果、結晶粒界部分にＳｉとＬｉが存在していることが確認された。

次に、添加材料がＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏの場合について、第２の下地層をＴａ、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ、あるいはＮｉ−３０ａｔ％Ｎｂに置き換え、第２の下地層をＲｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒあるいはＴｉに各々置き換えること以外は、同様にして、下記表２に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。
添加量ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を下記表２に示す。

上記表２から明らかなように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを添加した場合においても見られた。

次に、図２に示した構造の垂直磁気記録媒体２０のように、第２の下地層と軟磁層の間に、第３の下地層を設けた以外は同様にして、下記表３に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。
添加量ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を下記表３に示す。

上記表３から明らかなように、いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを添加した場合においても見られた。

＜実施例２＞
実施例２として、２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板を用意した。
スパッタリング装置の真空チャンバー内を２×１０^−５Ｐａ以下に排気した後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、軟磁性層として、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０ターゲットを使用し、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０軟磁性層を２００ｎｍ、第２の下地層として、Ｔａターゲットを使用し、Ｔａ層を８ｎｍ形成した。その後３ＰａのＡｒ雰囲気中で、第１の下地層として、ＲｕとＳｉＯ_２を混合したコンポジットターゲットを使用し、Ｒｕ−ＳｉＯ_２層を１５ｎｍ積層した。

次に、磁性結晶粒子材料として、Ｃｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ、ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏを混合したコンポジットターゲットを用い、磁気記録層を１５ｎｍ形成した。その後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、保護層としてＣを７ｎｍ積層した。成膜後、保護層表面にディップ法によりＰＦＰＥ潤滑剤を１．３ｎｍ（１３Å）の厚さに塗布し、各々磁気記録媒体を得た。各ターゲットへの投入電力は１０００Ｗとした。第１の下地層の組成は、ＲｕとＳｉＯ_２のモル比を（１−ａ）：ａとして、ａを０から０．３の範囲で変化させた。磁気記録層の組成は、実施例１と同様に変化させた。

さらに、磁気記録層のＬｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用し、下地層１のＳｉＯ_２の代わりに各々Ｃｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯを使用する場合についても、同様にして種々の垂直磁気記録媒体を得た。
作製した媒体について、実施例１と同様の方法でＲ／Ｗ特性を評価した。ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５，ａ＝０．０５の場合について、ＳＮＲｍ値及びｄＰＷ５０値を下記表４に示す。

第１の下地層がＲｕ単体の場合と比較すると、ＳｉＯ_２，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯのいずれかを添加した場合でも、ＳＮＲｍが勝っていることが分かった。

図６に、第１の下地層への添加材料がＳｉＯ_２の場合について、添加量ａとＳＮＲｍ値の関係を示す。添加量ａが０．０１から０．２の範囲の場合、ＳＮＲｍが向上して、さらに好ましいことが分かった。Ｃｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯを添加した場合においても同様の傾向が見られた。

次に、第１の下地層への添加材料がＳｉＯ２の場合について、第２の下地層をＴａ、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ、あるいはＮｉ−３０ａｔ％Ｎｂに置き換え、第１の下地層のＲｕの代わりに、Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，あるいはＴｉを使用すること以外は、同様にして、下記表５に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。添加量ａ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を表５に示す。

いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１の下地層への添加材料としてＣｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯを使用した場合においても見られた。

次に、第２の下地層と軟磁層の間に、第３の下地層を設けた以外は同様にして、下記表６に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。添加量ａ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を表６に示す。

いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１の下地層への添加材料としてＣｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯを使用した場合においても見られた。
また、第１の下地層への材料添加による、上のようなＳＮＲｍ改善効果は、磁気記録層のＬｉ_２Ｏの代わりに、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，あるいはＢａＯを各々使用した場合についても、それぞれ同様に確認された。

＜実施例３＞
実施例３として、２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板を用意した。
スパッタリング装置の真空チャンバー内を２×１０−５Ｐａ以下に排気した後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、軟磁性層として、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０ターゲットを使用し、Ｃｏ_８４Ｚｒ_６Ｎｂ_１０軟磁性層を２００ｎｍ、第２の下地層として、Ｔａターゲットを使用し、Ｔａ層を８ｎｍ形成した。その後３ＰａのＡｒ雰囲気中で、第１の下地層として、Ｒｕ，ＳｉＯ_２，Ｌｉ_２Ｏを混合したコンポジットターゲットを使用し、Ｒｕ−ＳｉＯ_２−Ｌｉ_２Ｏ層を１５ｎｍ積層した。

次に、磁性結晶粒子材料として、Ｃｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ、ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏを混合したコンポジットターゲットを用い、磁気記録層を１５ｎｍ形成した。その後、０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で、保護層としてＣを７ｎｍ積層した。成膜後、保護層表面にディップ法によりＰＦＰＥ潤滑剤を１．３ｎｍ（１３Å）の厚さに塗布し、各々磁気記録媒体を得た。各ターゲットへの投入電力は１０００Ｗとした。第１の下地層の組成は、Ｒｕと酸化物ＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏのモル比を（１−ａ）：ａ、酸化物中のＳｉＯ_２とＬｉ_２Ｏのモル比を（１−ｂ）：ｂとして、ａ，ｂをそれぞれ０から０．３、０から０．４の範囲で変化させた。磁気記録層の組成は、実施例１と同様に変化させた。

さらに、磁気記録層のＬｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用し、第１の下地層のＬｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用する場合についても、同様にして種々の垂直磁気記録媒体を得た。
作製した媒体について、実施例１と同様の方法でＲ／Ｗ特性を評価した。ｘ＝０．０８，ｙ＝０．０５，ａ＝０．０５，ｂ＝０．０５の場合について、ＳＮＲｍ値及びｄＰＷ５０値を下記表７に示す。

第１の下地層がＲｕ−ＳｉＯ２単体の場合と比較すると、ＳｉＯ２とともにＬｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｃｓ２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯいずれかを添加すると、ＳＮＲｍ改善して好ましいことが分かった。

図７に、第１の下地層への添加材料がＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏ（ｂ＝０．０５）の場合について、添加量ａとＳＮＲｍ値の関係を示す。添加量ａが０．０１から０．２の範囲の場合、ＳＮＲｍが向上して、さらに好ましいことが分かった。Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用する場合においても同様の傾向が見られた。

図８に、第１の下地層への添加材料がＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏ（ａ＝０．０５）の場合について、酸化物中のモル比ｂとＳＮＲｍ値の関係を示す。酸化物中のモル比ｂが０．０１から０．３の範囲の場合、ＳＮＲｍが向上して、さらに好ましいことが分かった。Ｌｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用する場合においても同様の傾向が見られた。

次に、第１の下地層への添加材料がＳｉＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏの場合について、第１の下地層をＴａ、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ、あるいはＮｉ−３０ａｔ％Ｎｂに置き換え、第２の下地層のＲｕの代わりに、Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，あるいはＴｉを使用すること以外は、同様にして、下記表８に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。ａ＝０．０５，ｂ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を表８に示す。

いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１の下地層への添加材料としてＬｉ_２Ｏの代わりに各々Ｎａ２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯを使用する場合においても同様の傾向が見られた。
また、第１の下地層への材料添加による、上のようなＳＮＲｍ改善効果は、磁気記録層のＬｉ_２Ｏの代わりに、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，あるいはＢａＯを各々使用した場合についても、それぞれ同様に確認された。

次に、第２の下地層と軟磁層の間に、第３の下地層を設けた以外は同様にして、下記表９に示す種々の下地層の組合せを有する磁気記録媒体を作成し、評価した。添加量ａ＝０．０５，ｂ＝０．０５の場合についてのＳＮＲｍ値を表９に示す。

いずれの下地層を用いた場合も良好なＳＮＲｍ値が得られ、好ましいことが分かった。同様の傾向は、第１の下地層への添加材料としてＣｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，ＴｉＯを使用した場合においても見られた。
また、第１の下地層への材料添加による、上のようなＳＮＲｍ改善効果は、磁気記録層のＬｉ_２Ｏの代わりに、Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，あるいはＢａＯを各々使用した場合についても、それぞれ同様に確認された。

本発明の活用例として、本発明の垂直磁気記録媒体は、磁気トラック幅０．２５μｍ、０．１５μｍ程度の狭トラック幅で、再生信号出力、線記録密度が良好な磁気記録装置として適用することができる。

本発明に係る垂直磁気記録媒体の第１実施形態を示す断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録媒体の第２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る垂直磁気記録装置の一例を一部分解した斜視図である。 実施例１の添加材料添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフである。 実施例１の添加材料中のＬｉ_２Ｏ添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフである。 実施例２の添加材料添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフである。 実施例３の添加材料添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフである。 実施例３の添加材料中のＬｉ_２Ｏ添加量とＳＮＲｍ値の関係を示すグラフである。

符号の説明

１１…基板、１２…軟磁性層、１３，１４…下地層、１５…垂直磁性層（垂直磁気記録層）、１６…保護層、１０、２０…垂直磁気記録媒体、６０・・・垂直磁気記録装置、６１・・・筐体、６２…磁気記録媒体、６３…スピンドルモータ、６４・・・磁気ヘッド、６５・・・ヘッドアクチュエータ、６６・・・回転軸、６７…ボイスコイルモータ、６８…ヘッドアンプ回路

Claims (20)

1. 基板と、
   該基板上に形成された少なくとも一層の下地層と、
   該下地層上に形成されて、磁化容易軸が前記基板面に対し垂直に配向し、磁性結晶粒子と該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とを有する垂直磁気記録層と、を含み、
   前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつ、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有するとともに、
   前記垂直磁気記録層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記垂直磁気記録層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下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. 前記磁性結晶粒子は、Ｃｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を主成分とする非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、
   前記粒界領域は、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記下地層中の前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有する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. 前記下地層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であ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. 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする請求項１から７記載の垂直磁気記録媒体
9. 基板に下地層を形成する工程と、
   該下地層上に、磁性結晶粒子材料と、Ｓｉの酸化物及びＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含む材料とを蒸着して磁性結晶粒子及び該磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域を有する垂直磁気記録層を形成する工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法
10. 前記垂直磁気記録層中の粒界領域が、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有す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の製造方法。
11. 前記垂直磁気記録層に含まれるＳｉ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合を、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下とすることを特徴とする請求項９または１０に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
12. 前記垂直磁気記録層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物の物質量の合計の割合が、前記磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記垂直磁気記録層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする請求項９から１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
13. 前記磁性結晶粒子は、Ｃｏを主成分とし、Ｐｔ及びＣｒを含有することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
14. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を含むことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
15. 前記下地層の少なくとも一層が、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｔｉの内より選択される少なくとも一種の元素を含む非磁性結晶粒子と、該非磁性結晶粒子を取り囲む粒界領域とから構成され、
    前記粒界領域は、Ｓｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
16. 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＳｉ，Ｃｒ，Ｔｉの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上２０モル％以下であることを特徴とする請求項１５に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
17. 前記下地層中の前記粒界領域は、Ｓｉの酸化物を含み、かつＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内より選択される少なくとも１種の元素の酸化物を含有することを特徴とする請求項１５ないし１６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
18. 前記下地層の前記粒界領域に含まれるＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの物質量の合計の割合が、前記非磁性結晶粒子と前記粒界領域とからなる前記下地層の全体の物質量に対する割合で、１モル％以上３０モル％以下であることを特徴とする請求項１５から１７に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
19. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
20. 前記記録再生ヘッドは、単磁極記録ヘッドである請求項１９に記載の磁気記録再生装置。

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