JP4527645B2 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

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。

近年、パーソナルコンピュータのみならず家庭用の電気製品にも小型で大容量の磁気ディスク装置が搭載されるなど、磁気記憶装置の大容量化の要求は強く、記録密度の向上が求められている。これに対応すべく、磁気ヘッドや磁気記録媒体などの開発が精力的に行われている。しかしながら、現在実用化されている面内磁気記録方式を用いて記録密度を向上させることが困難となってきている。そこで面内磁気記録方式に代わる方式として垂直磁気記録が検討されている。垂直磁気記録は、隣接する磁化が向き合わないために高密度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と考えられる。また、単磁極型の記録ヘッドと、軟磁性下地層を有する二層垂直磁気記録媒体とを組合せることにより、記録効率を上げることができ、記録膜の保磁力増加に対応することも可能である。

垂直記録方式において、軟磁性下地層は磁気ヘッドからの記録磁界を還流させる役割を果たすため、基本的には飽和磁束密度（Ｂｓ）の高い軟磁性材料を比較的厚く形成する必要がある。そのため軟磁性下地層起因のノイズが問題となり、このノイズを低下させ磁気記録特性を改善するために、これまでは軟磁性下地層の層構成について主に改善手法が提案されてきた。

例えば、特開平６−１０３５５３号公報には、軟磁性下地層を第一軟磁性層、非磁性層、第二軟磁性層の三層構造とし、磁気スピンの方向を揃えた反強磁性層との交換結合により、軟磁性層の磁壁移動によって生じるノイズを抑止する方法が提案されている。また、特開２００４−７９０５８号公報には軟磁性裏打ち層の表面を酸化させ、その上に第一軟磁性層と中間層と第二軟磁性層からなる軟磁性下地層を形成し、垂直磁気記録層の磁性粒子の微細化を促進し、媒体ノイズを低減する方法が提案されている。ここでは第一と第二の軟磁性材料にＣｏを含む異なった組成が記載されているが、垂直磁気記録層の配向を改善するためのもので、それ以外の特性に関してはなんら触れていない。更に特開２００４−３２７００６号公報には、軟磁性下地層の上に第一下地層と第二下地層と中間層を形成して媒体ノイズを低減させる方法が提案されている。ここでも、第一下地層にＣｏの異なる組成の材料が記載されているが、同様に垂直磁気記録層の磁気特性を改善するためのものである。

特開平６−１０３５５３号公報 特開２００４−７９０５８号公報 特開２００４−３２７００６号公報

以上のように、これまでの垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層に関する検討は、いずれも媒体ノイズが低く、高記録密度に好適な垂直磁気記録媒体を提案することを目的としており、耐食性やスクラッチ耐力については十分な検討が行われてこなかった。そこで、垂直磁気記録媒体の中でも高い媒体Ｓ／Ｎが得られるとして良く知られているＣｏ系軟磁性下地層とＲｕ中間層、酸化物グラニュラ型の垂直磁気記録層との組み合わせで耐食性及びスクラッチ耐力試験を行ったところ、スクラッチ強度が弱く、数多くの腐食点が観察され耐食性にも問題があることが判明した。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、より具体的には、軟磁性下地層の材料や構造の組み合わせを選ぶことよって媒体Ｓ／Ｎが高く、耐食性及びスクラッチ耐力に優れた媒体を実現することを目的としたものである。

上述の目的を達成するために、基板上に少なくとも軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されている垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地層は少なくとも二層以上の軟磁性層から構成し、記録層側に形成された軟磁性層には耐食性に優れた材料、具体的にはＣｏを８５ａｔ％以下含有する非晶質合金か、或いは非磁性添加元素を１５ａｔ％以上含むＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種以上からなる非晶質合金を用い、基板側に形成された軟磁性層には飽和磁束密度Ｂｓが高く磁気特性に優れた材料、具体的にはＣｏを８５ａｔ％より多く含有する合金か、或いは非磁性添加元素を１５ａｔ％以下含むＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種以上からなる合金を用いる。

垂直磁気記録媒体において腐食が一番問題となる層は、Ｃｏ合金を使用している軟磁性下地層である。Ｃｏ合金は耐食性に優れていないばかりでなく、水溶液環境中において非常に卑な電位を持つために、近接する中間層との間においてガルバニック腐食（異種金属間腐食）を生じる。中間層としてよく知られているＲｕまたはＲｕ合金は貴金属であるために非常に電位が高く、両者の電位差は１．０Ｖ程度にも達するため、Ｃｏ合金の腐食がガルバニック腐食により、単体の腐食よりも非常に加速される。また、記録層としてよく知られている酸化物グラニュラ型垂直磁気記録層は欠陥が多いために、ＲｕまたはＲｕ合金の耐食性が良いのにもかかわらず、軟磁性下地層の腐食抑制のための保護作用は示さない。

このような点で、軟磁性層の腐食を抑制する方法としては、（１）水溶液中において不動態化しやすい金属を軟磁性層に添加し、安定した酸化物を形成させること、（２）Ｃｏの含有量を減らして水溶液中での電位を上げ、中間層との電位差を縮めること、（３）平滑で緻密な膜を構成すること、（４）中間層との剥離エネルギーを高くし密着性を良くすることがあげられる。腐食環境としては、基本的には水系であるが、潤滑剤の分解による酸性化またはアルカリ化、塩化物の混入等の要素があり、幅広いｐＨ環境での耐食性が要求される。

（１）に関しては、それぞれの不動態化のしやすさ、酸化物の安定性は、Pourbaixダイヤグラムによりおおよそ推定することができる。例えばＣｏに関しては、中性からアルカリ領域では、活性領域（０．３Ｖ付近）−一次不動態（０．４〜０．６Ｖ付近）−二次不動態（０．８Ｖ付近）−酸素発生領域（１．４５Ｖ以上）に分けられる。しかし、ｐＨ４以下の酸性領域においては、一次不動態電位域での不動態化が見られなくなる。また二次不動態化電位も酸素発生電位直前の電位まで貴側にシフトするためにほとんど不動態化を起こさず、常に活性溶解状態になる。耐食性を向上させるためには、Ｃｒで代表される酸性領域において不動態化する金属と合金化させる方法が考えられる。Ｃｒは電位-ｐＨ図において、弱酸性領域において酸化物を形成するため、Ｃｒとの合金化により、酸性領域において耐食性を向上させることが可能である。従って、合金化させる不動態化金属の濃度を増加させるにともない（それにともないＣｏ濃度は低下する）腐食は減少するようになる。合金化のための添加元素としては、他にＴｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｒｕなどが挙げられる。この中で、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａなどは広いｐＨ領域において不動態域を示すことから、更に耐食性を向上させると考えられる。

（３）に関しては、少なくとも記録層側に形成する軟磁性層を非晶質構造とすることで達成できる。

（４）に関して、分子動力学シミュレーションを用いて代表的な中間層、シード層と軟磁性層との界面剥離強度を計算した。中間層にはＲｕ、シード層にはＴａ、軟磁性層にはＣｏＴａＺｒを用いた。ＣｏＴａＺｒのＣｏ含有量が多い場合には、Ｔａ或いはＲｕとの剥離強度はいずれも高い値は得られず、密着性は高いものではなかった。しかし、Ｃｏ含有量を低減すると剥離強度が増加し密着性が高くなる。つまり密着性の観点からも、記録層側にＣｏ含有量の少ない膜を形成することによって、中間層或いはシード層と密着性の高い垂直磁気記録媒体にすることが可能となる。

本発明によれば、媒体Ｓ／Ｎが高く、耐食性及びスクラッチ耐力に優れた媒体が実現できる。

本発明の一例として、ANELVA製スパッタ装置（C3010）を用いて垂直磁気記録媒体を作製した。このスパッタ装置は１０個のプロセスチャンバと１個の基板導入チャンバから構成され、それぞれのチャンバは独立に排気されている。全てのチャンバの排気能力は６×１０^−６Ｐａ以下である。

本発明の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、軟磁性下地層上に中間層が形成され、中間層上に垂直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。

軟磁性層下地層は少なくとも２層の軟磁性層を積層した構造からなる。記録層側に形成された軟磁性層には耐食性に優れた材料を用い、基板側に形成された軟磁性層には飽和磁束密度Ｂｓが高く、磁気特性に優れた材料を用いることが望ましい。いずれも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０．８ｋＡ／ｍ以下であることが好ましい。具体的には、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種以上からなる合金に、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ等を添加した合金を用いると上記特性が得られやすい。記録層側に形成された軟磁性層は、本発明者の解析に寄れば、Ｃｏを６０ａｔ％以上８５ａｔ％以下含有しているか、あるいは非磁性添加元素を１５ａｔ％以上４０ａｔ％以下含有するＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種以上からなる非晶質合金からなり、その膜厚は１５ｎｍであることが好ましい。また基板側に形成された軟磁性層はＣｏを８５ａｔ％より多く含有するか、或いは非磁性添加元素を１５ａｔ％以下含有するＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種以上からなる合金であることを特徴とする。２つの異なる軟磁性層を組み合わせることにより、高い媒体Ｓ／Ｎと優れた耐食性を両立することができる。

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に結合させるようにしてもよい。この場合、非磁性層の上側に形成した軟磁性層は少なくとも二層以上の積層構造とし、記録層側に形成された軟磁性層には耐食性に優れた材料を用い、基板側（非磁性層側）に形成された軟磁性層には飽和磁束密度Ｂｓが高い材料を用いることが望ましい。更に、非磁性層の下側に形成された軟磁性層を２層以上の積層構造とすることも可能である。ただし、いずれの場合も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。本発明者の解析に寄れば、高い媒体Ｓ／Ｎを維持するためには、両軟磁性層の磁気モーメントの比を０．９〜１．１に抑えることが好ましい。非磁性層に用いる材料としてはＲｕ，Ｃｒ或いはＣｕが望ましい。

軟磁性下地層に一軸異方性を確実に付与するために、磁界中冷却工程を行うことが望ましい。磁界は基板半径方向に印加することが望ましく、軟磁性層の半径方向の磁化が飽和する必要があり、磁界の大きさは少なくともディスク基板上で４ｋＡ／ｍ以上であれば良い。冷却温度は、理想的には室温まで冷却することが望ましいが、媒体形成プロセス時間の短縮を考慮すると６０〜１００℃程度まで下げるのが現実的である。また、冷却工程の導入箇所は、媒体形成プロセスにより必ずしも軟磁性層形成後である必要はなく、中間層或いは記録層を形成した後であっても良い。

中間層としては、Ｒｕ単体か、Ｒｕを主成分とした六方稠密格子構造や面心立方格子構造の合金、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。また、中間層の結晶配向を向上するために、軟磁性下地層の上に結晶配向層を形成してもよい。

垂直記録層としては、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を用いることができる。具体的にはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２，ＣｏＣｒＰｔ−ＭｇＯ，ＣｏＣｒＰｔ−ＴａＯなどを用いることができる。更に、 (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ができる。

垂直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、更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、更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。

記録再生特性はスピンスタンドによって評価した。評価に用いたヘッドはシールドギャップ長５５ｎｍ、トラック幅１２０ｎｍの巨大磁気抵抗効果を利用した再生素子と、トラック幅１７０ｎｍの単磁極書き込み素子からなる複合磁気ヘッドである。周速１０ｍ／ｓ、スキュー角０度、磁気スペーシング約１５ｎｍの条件で再生出力とノイズを測定し、媒体Ｓ／Ｎは線記録密度１９７０ｆｒ／ｍｍの信号を記録したときの孤立波再生出力と線記録密度２３６２０ｆｒ／ｍｍの信号を記録したときの積分ノイズの比として求めた。

耐食性の評価は以下の手順で行った。まず、温度６０℃、相対湿度９０％ＲＨ以上の高温多湿状態の条件下にサンプルを９６時間放置する。次に、Optical Surface Analyzerを用いて半径１４ｍｍから２５ｍｍまでの範囲内における腐食点の数をカウントし、以下のようにランク付けした。カウント数が５０未満のものをＡ、５０以上２００未満のものをＢ、２００以上５００未満のものをＣ、５００以上のものをＤとして評価した。実用的にはＢ以上のランクが望ましい。

スクラッチ試験は、５μｍＲのダイアモンド針をセラミックアクチュエーターにより強制励振させ、ステージを５度傾けた状態で３０μｍ／ｓｅｃの速度で移動させて行った。ステージを横に移動することで荷重が徐々に増加し、サンプルが破壊する。この破壊する荷重が大きいほどスクラッチ耐力が強いことを意味している。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、図面を参照して説明する。

＜実施例１＞
図１に、本実施例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、第二軟磁性層１３１、第一軟磁性層１３２、中間層１４、垂直記録層１５、保護層１６を順次形成した。表１に本実施例で用いた各層の組成とＡｒガス圧および膜厚を示す。

まず、基板１１上に密着層であるＮｉＴａを３０ｎｍ、その上に第二軟磁性層１３１である９２Ｃｏ-３Ｔａ-５Ｚｒ（ａｔ％）を７５ｎｍ、第一軟磁性層１３２である８０Ｃｏ-１０Ｔａ-１０Ｚｒ（ａｔ％）を２５ｎｍ順に形成し、更に中間層１４であるＲｕを２０ｎｍ、記録層１５であるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２を１６ｎｍ、保護層１６であるカーボンを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本実施例である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１６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。ここで９２Ｃｏ-３Ｔａ-５Ｚｒ（ａｔ％）、８０Ｃｏ-１０Ｔａ-１０Ｚｒ（ａｔ％）はいずれも非晶質合金である。

比較として、表２に示すように、軟磁性下地層１３を第二軟磁性層１３１のみで形成した媒体（１−２）と第一軟磁性層１３２のみで形成した媒体（１−３）を用意した。これらの軟磁性層の膜厚はいずれも１００ｎｍとした。更に、密着層１２上に８０Ｃｏ-１０Ｔａ-１０Ｚｒ（ａｔ％）を形成し、その上に９２Ｃｏ-３Ｔａ-５Ｚｒ（ａｔ％）形成した媒体（１−４）と、密着層１２上に９２Ｃｏ-３Ｔａ-５Ｚｒ（ａｔ％）を形成し、その上に結晶質合金である６０Ｃｏ−４０Ｎｉ（ａｔ％）を形成した媒体（１−５）を用意した。媒体１−４及び媒体１−５の軟磁性層の膜厚は、基板側の第二軟磁性層１３１を７５ｎｍ、記録層側の第一軟磁性層１３２を２５ｎｍとした。その他の層構成は本実施例と同じである。

表３に、本実施例の媒体１−１と比較例の媒体１−２〜１−５の耐食性ランクと媒体Ｓ／Ｎの結果を示す。

まず耐食性の結果に着目すると、記録層側の第一軟磁性層１３２にＣｏ含有量の少ない材料を用いた本実施例の媒体１−１と軟磁性下地層を第一軟磁性層１３２のみで形成した媒体１−３は比較的良好な耐食性を示しているが、それ以外はＣランク以下の悪い結果が得られている。Ｃｏ含有量の少ない材料を用いることによって耐食性の改善は見られるが、比較例の媒体１−４に示すようにＣｏ含有量の少ない材料を基板側に形成した場合や、比較例の媒体１−５のように、Ｃｏ含有量の少ない材料を記録層側に形成しても、それが結晶系の材料である場合にはその効果が小さいことが分かった。つまり、耐食性を改善するためにはＣｏ含有量の少ない非晶質系の材料を記録層側に形成する必要があることが分かった。

次に媒体Ｓ/Ｎに着目する。本実施例の媒体１−１と軟磁性下地層を第二軟磁性下地層１３１のみで形成した媒体１−２は高い媒体Ｓ/Ｎが得られている。一方、軟磁性下地層を第一軟磁性層１３２のみで形成した媒体１−３や、基板側にＣｏ含有量の少ない材料を形成した媒体１−４はいずれも本実施例の媒体１−１に比較して媒体Ｓ/Ｎが低かった。それぞれの媒体において軟磁性下地層の飽和磁束密度と膜厚の積の和を求めたところ、媒体１−１は約１２０ｎｍＴ、媒体１−２は１３０ｎｍＴ、媒体１−３は８５ｎｍＴ、媒体１−４は９７ｎｍＴであった。媒体Ｓ／Ｎの悪かった媒体の飽和磁束密度と膜厚の積の和はいずれも１００ｎｍＴ以下であり、高い媒体Ｓ／Ｎを維持するためには、軟磁性下地層の飽和磁束密度と膜厚の積の和が少なくとも１００ｎｍＴ以上必要であることが分かった。また、第一軟磁性層１３２に飽和磁束密度の高いＣｏＮｉを用いた比較例１−５も、媒体Ｓ／Ｎが低かった。ＣｏＮｉは結晶系の材料であるため、その上に形成された中間層Ｒｕの結晶配向が悪く、かつ結晶粒径も大きくなったために記録層の特性が劣化したためと考えられる。

本実施例では高い媒体Ｓ／Ｎを得るためには軟磁性下地層の飽和磁束密度と膜厚の積の和が少なくとも１００ｎｍＴ以上必要であったが、この値は記録層の特性やヘッドのディメンジョンによっても異なってくる。しかしながら記録層の書き込み能力を考慮すると、ある程度の大きさが必要であることは明確である。以上のことから、高い媒体Ｓ/Ｎを維持しながら、Ｂランク以上の優れた耐食性を得るためには、軟磁性下地層を二層構造とし、基板側の第二軟磁性層１３１に飽和磁束密度の高い材料を用い、かつ記録層側の第一軟磁性層１３２にＣｏ含有量の低い非晶質材料を用いることが好ましいことが分かった。

本実施例の媒体１−１において、第一軟磁性層１３２のＣｏ含有量を変化させて、耐食性と媒体Ｓ/Ｎとの関係を調べた。図２（ａ）に第一軟磁性層１３２のＣｏ含有量と媒体Ｓ／Ｎとの関係、図２（ｂ）に第一軟磁性層１３２のＣｏ含有量と腐食点のカウント数との関係を示す。ここで示すＣｏ含有量は、いずれも膜に含まれたＣｏ量を表している。Ｃｏを６０at.％以上含有する場合に高い媒体Ｓ/Ｎが得られ、Ｃｏを８５at.％以下含有する場合に、Ｂランク以上の優れた耐食性が得られた。

次に、本実施例の媒体１−１において、第一軟磁性層１３２の膜厚と耐食性の関係を調べた。その結果を図３に示す。ここで軟磁性下地層１３の総膜厚は１００ｎｍと一定にしている。第一軟磁性層１３２の膜厚を１５ｎｍ以上とした場合に優れた耐食性が得られることが分かった。

更に、本実施例の媒体１−１において、第二軟磁性層１３１のＣｏ含有量と媒体Ｓ/Ｎの関係を調べた。その結果を図４に示す。Ｃｏを８５at.％より多く含有する場合に高い媒体Ｓ/Ｎが得られた。

このことから、高い媒体Ｓ／Ｎと優れた耐食性を実現するためには、第一軟磁性層１３２のＣｏ含有量は６０at.％以上８５at.％以下とし、その膜厚を１５ｎｍ以上にすること、更に第二軟磁性層１３１のＣｏ含有量は８５at.％より多くすることが望ましいことが分かった。

＜実施例２＞
実施例１の媒体１−１と同じ層構成で第二軟磁性層１３１と第一軟磁性層１３２の異なる媒体を作製し、実施例１と同じ手法で耐食性及び記録再生特性を評価した。軟磁性下地層１３以外の各層の組成、膜厚及び成膜プロセスは実施例１の媒体１−１と同じである。その結果を表４に示す。

媒体２−１から媒体２−７は第二軟磁性層１３１を９２Ｃｏ−３Ｔａ−５Ｚｒ（ａｔ％）として、第一軟磁性層１３２の材料を変えている。媒体２−１から媒体２−４はＣｏＴａＺｒ合金のＴａ、Ｚｒの代わりにＨｆ，Ｓｉ及びＣｒを添加した。また媒体２−５から媒体２−７はＣｏの代わりにＮｉ及びＦｅを添加している。いずれの媒体においてもＢランク以上の優れた耐食性が得られている。特に媒体２−３、媒体２−４に示されるようにＣｒを添加するのが耐食性に最も効果があることが分かった。

媒体２−８から媒体２−１１は第一軟磁性層１３２を８０Ｃｏ−１０Ｔａ−１０Ｚｒ（ａｔ％）として、第二軟磁性層１３１の材料を変えている。媒体２−８はＴａの代わりにＮｂを、媒体２−９から媒体２−１１はＣｏの代わりにＮｉ或いはＦｅを添加している。いずれの媒体も高い媒体Ｓ／Ｎが得られている。つまり、第二軟磁性層１３１はＣｏの含有量が８５ａｔ％より少ない場合でも、非磁性添加元素の含有量が１５ａｔ%より少なければ、媒体Ｓ／Ｎが劣化しないことが分かった。実施例１からも分かるように、第二軟磁性層のＢｓはある程度高くする必要があるため、Ｃｏの変わりに添加する材料としてはＮｉ或いはＦｅが望ましい。

比較例を媒体２−１２、媒体２−１３に示す。これらの媒体は第一軟磁性層１３２のＣｏの代わりにＮｉ或いはＦｅを添加している。どちらの媒体もＣｏ含有量が５０ａｔ％以下と少ないにもかかわらず耐食性のランクはＣ以下である。つまり、優れた耐食性を得るためには、Ｃｏの含有量を減らすだけでなく、非磁性添加元素（比較例の媒体ではＴａとＺｒ）をある程度以上添加することも必要である。そこで、それぞれの軟磁性層に含まれる非磁性添加元素の含有量と媒体Ｓ／Ｎ及び耐食性の関係を更に詳しく調べた。

図５は記録層側に形成された第一軟磁性層１３２に含まれる非磁性添加元素の含有量と耐食性の関係を示している。ここで◆はＣｏ合金を、○はＣｏＮｉ合金を、△はＣｏＦｅ合金を表している。いずれの合金でも非磁性元素を１５ａｔ％以上含有することによってＢランク以上の優れた耐食性が得られることが分かる。図６は基板側に形成された第二軟磁性層１３１に含まれる非磁性添加元素の含有量と媒体Ｓ／Ｎの関係を示している。この場合も、主成分となる材料によらず、いずれの合金でも非磁性元素を１５ａｔ％より少なく添加することで高い媒体Ｓ／Ｎが得られることが分かった。

これらのことから、記録層側に形成された軟磁性層に含まれる非磁性添加元素が１５％以上で、かつ基板側に形成された軟磁性層に含まれる非磁性添加元素が１５％より少なければ、優れた耐食性と高い媒体Ｓ／Ｎを両立できることが分かった。

＜実施例３＞
図７に、本実施例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板２１には表面に同心円状の溝が形成された厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍ（２．５インチ型）のテクスチャガラス基板を用い、スパッタリング法により密着層２２、第三軟磁性層２３１、非磁性層２３２、第二軟磁性層２３３、第一軟磁性層２３４、シード層２４、中間層２５、垂直記録層２６、保護層２７を順次形成した。表５に各層の作製に用いたターゲットとＡｒガス圧及び膜厚を示す。

まず、基板２１上に密着層であるＮｉＴａを３０ｎｍ、その上に第三軟磁性層２３１である８８Ｃｏ-５Ｎｉ-７Ｚｒ（ａｔ％）を５０ｎｍ、非磁性層２３２であるＲｕを０．８ｎｍ、第二軟磁性層２３３である８８Ｃｏ-５Ｎｉ-７Ｚｒ（ａｔ％）を３０ｎｍ、第一軟磁性層２３４である８２Ｃｏ-５Ｔａ-５Ｚｒ−８Ｃｒ（ａｔ％）を３０ｎｍ順に形成し、基板を約８０℃以下まで磁界中冷却した。更にシード層２４であるＴａを２ｎｍ、中間層２５であるＲｕを１６ｎｍ、記録層２６であるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２を１６ｎｍ、保護層２７であるカーボンを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本実施例である垂直記録媒体（３−１）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２７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。

本実施例の媒体３−１の耐食性と媒体Ｓ／Ｎを評価したところ、Ｂランク以上の耐食性と１８ｄB以上の良好な媒体Ｓ／Ｎが得られた。

次に第二軟磁性層の膜厚と媒体Ｓ／Ｎの関係を調べた。ここで第三軟磁性層２３１の膜厚は５０ｎｍと固定している。第一軟磁性層２３４の膜厚は、第三軟磁性層２３１の磁気モーメント（膜厚ｔ３と飽和磁束密度Ｂｓ３の積：ｔ３×Ｂｓ３）と、第二軟磁性層２３３の磁気モーメント（膜厚ｔ２と飽和磁束密度Ｂｓ２の積：ｔ２×Ｂｓ２）と第一軟磁性層２３４の磁気モーメント（膜厚ｔ１と飽和磁束密度の積Ｂｓ１の積：ｔ１×Ｂｓ１）の和が等しくなるように決めている。結果を図８（ａ）に示す。第二軟磁性層２３３の膜厚が５ｎｍ以上のときに良好な媒体Ｓ／Ｎが得られることが分かった。上記媒体の耐食性の結果を図８（ｂ）に示す。図中()内に第一軟磁性層２３４の膜厚を示した。第一軟磁性層２３４の膜厚が１５ｎｍ以上の場合にＢランク以上の良好な耐食性が得られている。上記結果から、媒体Ｓ／Ｎと耐食性を両立させるためには、第二軟磁性層２３３の膜厚を５ｎｍ以上、第一軟磁性層２３４の膜厚を１５ｎｍ以上にすることが望ましいことが分かった。

軟磁性層の磁気モーメント（膜厚と飽和磁束密度の積：ｔ×Ｂｓ）と媒体Ｓ／Ｎの関係を調べた。ここで第三軟磁性層２３１の膜厚は５０ｎｍ、第二軟磁性層２３３と第一軟磁性層２３４の膜厚の和を６０ｎｍに固定し、第二軟磁性層２３３の膜厚を５ｎｍから５５ｎｍまで変化させた。その結果を図９に示す。第三軟磁性層２３１の磁気モーメントと第二軟磁性層２３３及び第一軟磁性層２３４の磁気モーメントの和の比が大きくなるほど媒体Ｓ／Ｎは低下する。良好な媒体Ｓ／Ｎを得るためには、その比が０．９５〜１．０５にあることが望ましいことが分かった。高媒体Ｓ／Ｎが得られた媒体の耐食性を調べたところ。いずれもＢランク以上の良好な耐食性が得られた。

＜実施例４＞
図１０に、本実施例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板３１には表面に同心円状の溝が形成された厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍ（２．５インチ型）のテクスチャガラス基板を用い、スパッタリング法により密着層３２、第四軟磁性層３３１、第三軟磁性層３３２、非磁性層３３３、第二軟磁性層３３４、第一軟磁性層３３５、シード層３４、中間層３５、垂直記録層３６、保護層３７を順次形成した。軟磁性下地層以外の各層の組成、膜厚及び作成方法はすべて実施例３の媒体３−１と同じである。

第一及び第四軟磁性層に８０Ｃｏ−５Ｔａ−５Ｚｒ−１０Ｃｒ（ａｔ％）をそれぞれ１０ｎｍ、第二及び第三軟磁性層に９０Ｃｏ−５Ｔａ−５Ｚｒ（ａｔ％）をそれぞれ４０ｎｍ用いた媒体４−１を形成し、耐食性と媒体Ｓ／Ｎを評価したところ、Ａランクの耐食性と１８ｄＢ以上の良好な媒体Ｓ／Ｎが得られた。

＜実施例５＞
実施例４の媒体４−１と同じ層構成で記録層の異なる媒体を作製し、実施例１と同じ手法で記録再生特性及び耐食性を評価した。記録層以外の各層の組成、膜厚及び成膜プロセスは実施例４の媒体４−１と同じである。媒体５−１はＣｏＣｒＰｔにＴａ酸化物を添加したグラニュラ構造の記録層からなり、媒体５−２及び媒体５−３の記録層は夫々ＣｏとＰｄ、ＣｏとＰｔの多層膜からなる。耐食性はいずれの媒体もＡランクと良好であったが、媒体５−２及び媒体５−３に比較して、媒体５−１の記録再生特性が最も良好であった。このように、本発明の軟磁性下地層は記録層にＣｏ/Ｐｄ、或いはＣｏ/Ｐｔ多層膜を用いても良好な記録再生特性が得られるが、ＣｏＣｒＰｔ系に酸化物を添加したグラニュラ構造を有する記録層に対し、最も効果が現れることが分かった。

本発明の一実施例の垂直磁気記録媒体の構造を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第一軟磁性層におけるＣｏ含有量と媒体Ｓ／Ｎ及び腐食点の数の関係を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第一軟磁性層の膜厚と腐食点の数の関係を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第二軟磁性層におけるＣｏ含有量と媒体Ｓ／Ｎの関係を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第一軟磁性層における非磁性添加元素の含有量と腐食点の数の関係を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第二軟磁性層における非磁性添加元素の含有量と媒体Ｓ／Ｎとの関係を示す図。 本発明の一実施例の垂直磁気記録媒体の構造を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の第二軟磁性層の膜厚と媒体Ｓ／Ｎ及び腐食点の数の関係を示す図。 本発明の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の磁気モーメントの比と媒体Ｓ／Ｎの関係を示す図。 本発明の一実施例の垂直磁気記録媒体の構造を示す図。

符号の説明

１１，２１，３１…基板、１２，２２，３２…密着層、１３，２３，３３…軟磁性層下地層、１４，２４，３４…シード層、１５，２５，３５…中間層、１６，２６，３６…磁気記録層、１７，２７，３７…保護層、１３２，２３４，３３５…第一軟磁性層、１３１，２３３，３３４…第二軟磁性層、２３1，３３２…第三軟磁性層、３３１…第四軟磁性層、２３２，３３３…非磁性層、

Claims (13)

1. 基板上に軟磁性下地層、Ｒｕを含む中間層、磁気記録層、保護層が順次積層され、
   前記軟磁性下地層は少なくとも二層の軟磁性層を積層した構造を有し、
   前記軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を含む合金であり、前記磁気記録層側に形成された軟磁性層はＴａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％以上含有する非晶質合金からなり、前記基板側に形成された前記軟磁性層はＴａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％より少なく含有する合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記磁気記録層側に形成された軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を６０ａｔ％以上８５ａｔ％以下含有する非晶質合金からなることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記磁気記録層側に形成された軟磁性層の膜厚が１５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記基板側に形成された軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を８５ａｔ％より多く含有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
5. 基板上に軟磁性下地層、Ｒｕを含む中間層、磁気記録層、保護層が順次積層され、
   前記軟磁性下地層は少なくとも二層の軟磁性層を積層した構造からなり、
   前記磁気記録層側に形成された軟磁性層はＣｏを８５ａｔ％以下含有し、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％以上含有する非晶質合金からなり、前記基板側に形成された軟磁性層はＣｏを８５ａｔ％より多く含有し、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％より少なく含有する合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
6. 前記磁気記録層側に形成された軟磁性層はＣｏを６０ａｔ％以上含有することを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体。
7. 前記磁気記録層側に形成された軟磁性層の膜厚が１５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録媒体。
8. 前記基板側に形成された軟磁性層の飽和磁束密度が、前記磁気記録層側に形成された軟磁性層の飽和磁束密度より大きいことを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録媒体。
9. 基板上に軟磁性下地層、Ｒｕを含む中間層、磁気記録層、保護層が順次積層され、
   前記軟磁性下地層は、第一軟磁性層、第二軟磁性層、第三軟磁性層、及び前記第二軟磁性層と第三軟磁性層との間に形成された非磁性層を有し、
   前記第二軟磁性層及び第三軟磁性層は非磁性層を介して互いに反強磁性的に結合しており、前記磁気記録層側に形成された前記第一軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を８５ａｔ％以下含有し、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％以上含有する非晶質合金からなり、前記基板側に形成された前記第二及び第三軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を８５ａｔ％より多く含有し、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃｒ，Ｔｉのうち少なくとも１つの非磁性元素を１５ａｔ％より少なく含有する合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
10. 前記第一軟磁性層はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅの少なくとも一種を６０ａｔ％以上含有することを特徴とする請求項９記載の磁気記録媒体。
11. 前記第一軟磁性層の膜厚が１５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項９記載の垂直磁気記録媒体。
12. 前記第二軟磁性層の膜厚が５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項９記載の垂直磁気記録媒体。
13. 前記基板側に形成された第三軟磁性層の磁気モーメントと、前記磁気記録層側に形成された第一軟磁性層の磁気モーメントと第二軟磁性層の磁気モーメントの和の比が０．９５〜１．０５であることを特徴とする請求項９記載の垂直磁気記録媒体。

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