JP5127957B2

JP5127957B2 - 磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置

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Application number: JP2011119190A
Authority: JP
Inventors: 知幸前田
Original assignee: Toshiba Corp
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Publication date: 2013-01-23
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Description

本発明の実施形態は、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磁気記録媒体、その製造方法、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、磁気記録層材料として現在広く用いられているＣｏ系合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造の（０００１）面の法線に平行な軸（ｃ軸）であり、ＦｅＰｔ等のＬ１０構造を有する規則合金の場合、（００１）面の法線に平行な軸（ｃ軸）である。現行の垂直磁気記録媒体の記録層は、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膜型記録層が広く用いられている。グラニュラ膜型記録層は、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。このような記録層においては、記録ビットサイズの下限値はグラニュラ膜型記録層の磁性結晶粒径に強く依存しているため、高記録密度化には、磁性結晶粒径の微細化を行う必要がある。しかしながら、磁性結晶粒間の交換相互作用がごく小さい場合、磁性結晶粒径の微細化は記録磁化の熱安定性の劣化に繋がってしまう。他方、磁性結晶粒子の粒径を微細化しつつ記録磁化の熱安定性を維持するためには、磁性結晶粒子の磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）を上げる方法があるが、Ｋｕの増加は磁気異方性磁界（Ｈｋ）の増加に繋がる。グラニュラ膜型記録層においては、Ｈｋの増加は、保磁力（Ｈｃ）の増加に繋がるため、磁化反転に必要な磁界の増加を招いてしまう。すなわち、現行の垂直磁気記録媒体の記録密度の高密度化にあたって、記録ビットサイズの低減、記録磁化の熱安定性の維持、記録磁界の維持（低減）の３つの問題が同時に解決できない、いわゆる”Trilemma”の状態に陥ってしまう。

この”Trilemma”を解決する手段として近年、パーコレーテッド媒体(percolated media)と呼ばれる新規磁気記録媒体が提案されている。パーコレーテッド媒体の記録層は、グラニュラ膜型記録層と異なり、磁性結晶粒子が非磁性粒界領域に囲まれておらず連続膜的な粒構造を有しており、磁性結晶粒子間には強い交換相互作用が働いている。パーコレーテッド媒体の記録層には、磁壁をピン止めするピニングサイトが何らかの方法で導入されており、その結果磁壁の広がりが抑制されるため、ピニングサイトの密度に応じた微細な磁区構造をとる。このピニングサイトを、現行のグラニュラ膜型記録層の磁性結晶粒よりも高密度に形成することにより、記録ビットサイズが低減される。このような記録層では、記録ビットサイズが磁性結晶粒径に依存しないため、グラニュラ膜型記録層のように磁性結晶粒径を微細化する必要が無く、熱安定性と、記録ビットサイズの低減を両立できる。また、磁化反転機構が、グラニュラ膜型記録層と異なるため、磁性結晶粒のＫｕを上げても、記録磁界の増加に繋がりにくい。このように、パーコレーテッド媒体はＨＤＤ媒体の記録密度向上における”Trilemma”を打破できる画期的な磁気記録媒体である。

しかしながら、現状では磁性連続膜に微細でかつ高密度にピニングサイトを形成する具体的手段がまだ開発されておらず、パーコレーテッド媒体は未だ実用化に至っていない。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献１] 特開２００７−１７２７０４公報

実施形態によれば、良好な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）特性と良好な熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を用いて、高密度記録を行うことを目的とする。

実施形態によれば、基板と、
該基板上に形成された軟磁性層と、
該軟磁性層上に形成され、銅からなり、（１００）面配向した面心立方格子構造をもつ結晶粒子を含有する第１の下地層、
該第１の下地層上に形成された銅及び窒素からなる第２の下地層、及び
該第２の下地層上に島状に形成された第３の下地層を含む多層下地層と、
該多層下地層上に形成され、Ｆｅ及びＣｏのうち少なくとも一種の元素、及びＰｔ及びＰｄのうち少なくとも一種の元素を含有し、Ｌ１0構造を持ち、主として（００１）配向した磁性結晶粒子を含む連続膜型磁気記録層とを具備することを特徴とする磁気記録媒体が得られる。

実施形態に係る磁気記録媒体の一例を表す断面図である。使用される磁気記録層のＬ１0構造を説明するための図実施形態に係る磁気記録媒体の他の一例を表す断面図である。実施形態に係る磁気記録媒体の他の一例を表す断面図である。実施形態に係る磁気記録媒体の他の一例を表す断面図である。実施形態に係る磁気記録媒体の他の一例を表す断面図である。磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図

実施形態に係る磁気記録媒体は、
基板と、
基板上に形成された軟磁性層と、
多層下地層と、
多層下地層上に形成され、Ｆｅ及びＣｏのうち少なくとも一種の元素、及びＰｔ及びＰｄのうち少なくとも一種の元素を含有し、Ｌ１0構造を持ち、主として（００１）配向した磁性結晶粒子を含む連続膜型磁気記録層と、
磁気記録層上に形成された保護層とを具備する。

多層下地層は、軟磁性層上に形成され、銅からなり、（１００）面配向した面心立方格子構造をもつ結晶粒子を含有する第１の非磁性下地層、
第１の下地層上に形成された銅及び窒素からなる第２の下地層、及び
第２の下地層上に島状に形成された第３の下地層を含む。

実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、
基板を用意し、基板上に軟磁性層を形成し、軟磁性層上に多層下地層を形成し、
多層下地層上に、連続膜型磁気記録層を形成することを含む。

多層下地層は、第１ないし第３の下地層を含む。

まず、軟磁性層上に、銅からなり、（１００）面配向した面心立方格子構造をもつ結晶粒子を含有する第１の下地層を形成する。次に、及び該第１の下地層表面を窒素を含むイオンまたはプラズマに曝露することによって、該第１の下地層上に銅及び窒素からなる第２の下地層を形成する。続いて、第２の下地層上に島状に第３の下地層を形成することにより、第１の下地層、該第２の下地層、及び該第３の下地層を含む多層下地層を形成する。

連続膜型磁気記録層は、Ｆｅ及びＣｏのうち少なくとも一種の元素、及びＰｔ及びＰｄのうち少なくとも一種の元素を含有し、Ｌ１₀構造を持ち、主として（００１）配向した磁性結晶粒子を含む。

実施形態にかかる磁気記録再生装置は、上述の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを有する。

実施形態によれば、島状の第３の下地層を設けることにより、連続膜型磁気記録層に、微細かつ高密度にピニングサイトを形成することができる。また、これにより、良好な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）特性と良好な熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体が得られる。さらに、磁気記録を行う際の書込み磁界の低減が可能となり、高密度記録が可能となる。

図１は、本発明に係る磁気記録媒体の第１の例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体１０は、基板１１上に、軟磁性層１２と、第１の下地層１３−１、第２の下地層１３−２、及び第３の下地層１３−３からなる多層下地層１３と、磁気記録層１４と、保護層１５が順に積層された構造を有する。

実施形態にかかる磁気記録媒体の非磁性基板として、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。

実施形態に係る磁気記録媒体では、基板上に高透磁率な軟磁性層を設けている。軟磁性層は、垂直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，ＣｏＢ，ＣｏＴａＺｒ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＣ，ＮｉＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＮ，ＦｅＴａＮ等が挙げられる。

軟磁性層は、二層以上の多層膜であり得る。その場合、それぞれの層の材料、組成、膜厚が異なっていても良い。また、軟磁性層は、軟磁性層二層を薄いＲｕ層を挟んで積層させた三層構造とすることができる。

基板と軟磁性層との機械的な密着性を向上する目的で、基板と軟磁性層との間に、非磁性密着層を設けても良い。非磁性密着層としては、例えばＣｒ、Ｔｉ、及びその合金等を用いることができる。

実施形態にかかる下地層は、例えば磁気記録層に微細で高密度なピニングサイトを形成する目的で設けられる。そのほか、磁気記録層の結晶配向性の向上や、磁気記録層の規則化を促進する機能、磁気記録層の結晶粒径を制御する機能も有する。

下地層は、少なくとも三層からなる多層構造を有する。

第１の下地層として、（１００）面配向させたＣｕからなる非磁性材料を用いる。面心立方構造の結晶構造を有するＣｕを（１００）面配向させた下地層を用いることにより、後述する記録層材料の結晶粒の磁化容易軸であるＣ軸を、基板面に対して垂直方向に配向させることができる。

第１の下地層は、３ないし２０ｎｍの厚さを有することが好ましい。３ｎｍ未満であると、磁気記録層中の磁性結晶粒子の（００１）面配向性が低下する傾向があり、２０ｎｍを超えると、磁気記録媒体表面から軟磁性層までの距離が増大するため、記録再生特性におけるＳＮＲが低下する傾向がある。

また、第１の下地層に含まれるＣｕ金属粒子は、１５ｎｍ以上の平均結晶粒径をもつことが好ましい。Ｃｕ下地層の平均結晶粒径が１５ｎｍ以上であれば、磁気記録層の平均結晶粒を大きくすることが可能となり、後述するように、均一な磁区構造をとることができる。５０ｎｍ以上であればより好ましい。さらに好ましくは結晶粒界が存在しない単結晶膜である。
第１の下地層成膜前及び／または成膜後に、基板加熱を行うと、Ｃｕ結晶粒子の（１００）面配向性が向上することが可能となる。

各層の結晶粒子の配向面は、例えば一般的なＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、いわゆるθ―２θ法によって評価することが出来る。また、その配向分散はロッキングカーブの半値幅Δθ５０によって評価することが出来る。

各層の平均結晶粒径は、例えば、ＴＥＭを用いて各層平面を観察することで評価することが出来る。ここでは、平面ＴＥＭ像から、結晶粒子２００個について各結晶粒子の面積を評価し、それと同じ面積の円の半径をその結晶粒子の半径と近似し、その平均を平均結晶粒径とする。

第２の下地層はＣｕ及び窒素からなる材料を用い、第１の下地層上に接して形成される。Ｃｕ及び窒素からなる第２の下地層をＣｕからなる第１の下地層上に形成する方法としては、Ｃｕからなる第１の下地層を成膜後、第１の下地層表面を窒素プラズマや窒素ラジカル中に曝露することにより、第１の下地層の表面領域に、Ｃｕ及び窒素を導入した改質層を形成する方法が挙げられる。同様に、Ｃｕ層表面を窒素雰囲気中で軽くスパッタリングいわゆる逆スパッタリングする方法も用いることができる。この他、第１の下地層上に、窒素ガスを用いた反応性スパッタ法にてＣｕを成膜することにより形成する方法も用いることができる。このほか、Ｃｕ層表面にイオンガンを用いてＮイオンを照射する方法も用いることが出来る。

このような第２の下地層を形成することにより、Ｃｕ層表面の表面エネルギーを変化する。その結果、後述する第３の下地層材料が、第２の下地層表面で連続膜的に成長せず、島状に間欠的に成長する。また、第２の下地層膜厚が適度に薄いと、第１の下地層のＣｕ（１００）面結晶構造をその上の層に反映させることができるので、前述の記録層のＣ軸配向性を維持することが可能となる。

第１の下地層上にＣｕと窒素を導入した第２の層が存在しているかどうかは、例えばＴＥＭを用いた媒体断面観察とＥＤＸを併用することによって確認できる。このほか、二次電子質量分析（ＳＩＭＳ）、ラザフォード後方散乱（ＲＢＳ）、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）、及びオージェ電子分光（ＡＥＳ）や３次元アトムプローブ法などの分析手段でも確認することが出来る。

第２の下地層の厚さは、例えばＴＥＭを用いて媒体断面を観察することによって確認できる。Ｃｕ下地層の表面領域に窒素を導入した改質層が形成されると、例えば第１の下地層としてのＣｕ下地層の部分と、第２の下地層としての改質層の部分とで、組成及び結晶性が異なることから、断面ＴＥＭ像において両層間にコントラスト差が生じるため、改質層の部分の厚さを評価することが出来る。

第２の下地層は、０．１ないし３ｎｍの厚さをもつことが好ましい。３ｎｍより厚いと、垂直磁気記録層中の磁性結晶粒子の（００１）面配向性が劣化する傾向があり、０．１ｎｍより薄いと、第３の下地層が島状成長にせず連続膜的に成長する傾向がある。第２の下地層膜厚が１ｎｍないし２ｎｍの範囲であると更に好ましいことが実験で明らかとなった。

第３の下地層は、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｃｏ，及びＦｅから選択することができる。第３の下地層は第２の下地層上で島状に孤立して形成される。これらの材料は、一般的にＣｕ等の金属表面では島状に成長せず、連続膜的に成長する傾向がある。しかしながら、発明者らが鋭意検討した結果、Ｃｕと窒素からなる第２の下地層表面においては、これらの材料は連続膜的に成長せず、島状に孤立した構造を形成することが明らかとなった。ここでいう島状構造とは、粒径数ｎｍ程度の個々の結晶粒が、互いに凝集せずに空隙を保って孤立して成長した構造をさす。したがって、第３の下地層形成直後の膜表面には、第３の下地層結晶粒と第２の下地層表面からなる、凹凸構造が形成される。これに対してグラニュラ構造は、島状構造とは異なり、個々の結晶粒間は析出物からなる粒界領域で埋められている。したがって、一般にグラニュラ膜表面には上述のような凹凸構造が形成されない。

第３の下地層が島状に孤立した構造を形成しているかどうかは、例えばＴＥＭを用いて媒体断面を観察することにより確認できる。

このように第３の下地層は、第２の下地層上に粒径数ｎｍの結晶粒が島状に孤立して間欠的に形成されているため、第２の下地層表面に数ｎｍの高さの凹凸構造が形成されたことになる。このような表面凹凸構造を持つ下地層上にさらに別の層、例えば磁気記録層を積層すると、磁気記録層は上述の表面凹凸構造に沿って成長するため、磁気記録層表面にも、第３の下地層の島状構造を反映した凹凸構造が形成される。すなわち、第３の下地層による凹凸構造が磁気記録層に伝達され、磁気記録層内に微細な凹凸構造が高密度で形成されることになり、この微細な凹凸構造がピニングサイトとして機能する。なお、磁性層の下に形成された凹凸構造が、磁性層のピニングサイトとして機能することが報告されているが、その凹凸構造は、周期が数十ｎｍ以上と非常に大きいため、大きな磁区が形成されてしまう。これに対し、本発明の下地層によって形成された凹凸構造は、数ｎｍ周期と非常に微細かつ高密度であるため、磁気記録層に非常に微細な磁区構造を形成することが可能となる。

第３の下地層の平均粒径は、磁気記録層の平均粒径よりも小さいことが好ましい。磁気記録層の平均粒径よりも大きいと、ピニングサイトとしての機能が低下する傾向にある。具体的には、１ｎｍないし５ｎｍであることが好ましく、３ｎｍないし４ｎｍであるとさらに好ましい。１ｎｍ未満であると、島状構造による凹凸が小さくなるためピニングサイトとしての機能が低下する傾向があり、５ｎｍを超えると、結晶粒同士が凝集して連続膜構造になり、島状構造による凹凸が小さくなるためピニングサイトとしての機能が低下する傾向がある。

また、第３の下地層の結晶粒間の空隙が十分広い場合は、磁気記録層は第３の下地層と第２の下地層の両方に接することがある。

第３の下地層成膜成膜前ａｎｄ／ｏｒ成膜後に基板加熱を行うと、島状成長が促進され好ましい場合がある。

実施形態にかかる磁気記録媒体の磁気記録層として、Ｌ１０構造を持ち主として（００１）配向した磁性結晶粒子からなり、かつ磁性金属元素及び貴金属元素を主成分とするものが用いられる。磁性金属は、Ｆｅ，Ｃｏから選択される少なくとも１種であり、貴金属元素は、Ｐｔ，Ｐｄからなる群より選択される少なくとも１種である。

図２に、実施形態にかかる磁気記録層のＬ１０構造を説明するための図を示す。

図示するように、Ｌ１０構造とは、面心正方格子の格子点に異種原子例えばＦｅ２２，Ｐｔ２１が、ある結晶軸例えばこの場合Ｃ軸に対して垂直な面に、交互に規則的に配置された結晶構造である。これに対して、規則構造をとらない不規則相では、結晶構造は面心立方格子をとり、各原子は格子点を無秩序に占める。

磁気記録層を構成する結晶粒子がＬ１０構造をもっているかどうかは、一般的なＸ線回折装置で確認することができる。（００１）、（００３）といった、不規則面心立方格子（ＦＣＣ）では観測されない面を表わすピーク（規則格子反射）がそれぞれの面間隔に一致する回折角度で観察できればＬ１０構造が存在しているといえる。

この磁気記録媒体は、下地層表面に形成した微細な凹凸構造によって磁気記録層に高密度のピニングサイトを形成し、磁区構造を微細化するものであるが、磁気記録層の磁壁幅がピニングサイト径と同程度に狭くないと、磁壁をピン止めすることが困難となる。磁壁幅を十分狭くするためには、磁気記録層のＫｕを上げる必要がある。上に述べた合金は、７ｘ１０^７ｅｒｇ／ｃｃという大きなＫｕを発現しうることが知られているため、微細な凹凸構造をピニングサイトとして機能させることが可能となり、磁区構造を微細化できるため好ましい。

磁気記録層中の、上記磁性金属元素と貴金属元素の好ましい組成比は、Ｆｅ−Ｐｔ二元合金の場合はＰｔ組成が３５ないし６５ａｔ％の範囲、Ｆｅ−Ｐｄ二元合金の場合はＰｄ組成が４０ないし６３ａｔ％の範囲、Ｃｏ−Ｐｔ二元合金の場合はＰｔ組成が４０ないし７０％の範囲である。各合金の組成比がこの範囲にあれば、Ｌ１０構造が形成され、大きなＫｕを発現できるため好ましい。

実施形態にかかる連続膜型磁気記録層では、従来のグラニュラ型磁気記録層とは異なり、磁化反転単位は個々の磁性結晶粒ではなく、上述のピニングサイトで囲まれた領域で規定している。このため、ピニングサイトで囲まれた領域内では、磁気特性が均一であることが望ましい。すなわち、ピニングサイトで囲まれた領域内には可能な限り粒界を含まないことが望ましい。従って、磁気記録層の粒構造は、従来の磁気記録媒体のように個々の磁性結晶粒間を磁気的に孤立させたグラニュラ構造は好ましくなく、磁性結晶粒同士に強い交換相互作用が働く連続膜構造をとることが好ましい。ここでいう連続膜構造とは、グラニュラ構造のような明確な粒界領域がなく、ほとんどの結晶粒が隣接の粒と直接接していて、幅が極薄い粒界のみが存在する構造をいう。すなわち、磁気記録層の膜面内における磁性結晶粒の占める面積比が大きい構造が好ましい。

具体的には、磁気記録層膜面内における粒充填率が９５％以上であることが好ましい。

ここで、粒充填率とは、膜面内における結晶粒の面積の和と（結晶粒の面積の和）＋（結晶粒界の面積の和）との比と定義する。

同様の理由で、磁気記録層の平均結晶粒は大きい方が好ましい。

具体的には、磁気記録層の磁性結晶粒は、１５ｎｍ以上の平均粒径をもつことが好ましい。磁気記録層の平均結晶粒径が１５ｎｍ以上であれば、磁気的交換相互作用が低下する粒界上に形成され、磁壁のピン止め効果が低下するピニングサイト数を相対的に減らすことが可能となり、より均一な磁区構造をとり得るため好ましく、５０ｎｍ以上であればより好ましい。さらに好ましくは結晶粒界が存在しない単結晶膜である。

このように、実施形態にかかる磁気記録媒体の磁気記録層に求められる粒構造は、従来の磁気記録媒体の磁気記録層では、磁性結晶粒径の微細化および結晶粒間の磁気的孤立化が求められていたのに対し、明らかに異なっている。

磁気記録層の厚さは磁気記録再生システムの要求値によって決定されるが、１ないし２０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、３ないし１０ｎｍである。１ｎｍより薄いと連続膜になりにくい傾向があり、２０ｎｍより厚いと、磁気記録媒体表面から軟磁性層までの距離が増大するため、記録再生特性におけるＳＮＲが低下する傾向がある。

図３に、本発明に係る磁気記録媒体の別の例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体３０は、基板３１上に、軟磁性層３２と、第１の下地層３３−１、第２の下地層３３−２、第３の下地層３３−３、第４の下地層３３−４からなる多層下地層３３と、磁気記録層３４と、保護層３５が順に積層された構造を有する。

多層下地層３３と磁気記録層３４との間に、第４の非磁性下地層３３−４をさらに挿入することにより、磁気記録層３４の結晶粒の規則度を向上させることが出来る。ここでいう規則度とは、図２に示したような理想的な規則的原子配置に対して、実際の結晶粒の原子配置がどれだけ近いかを示す指標であり、１に近づくほど理想的原子配置に近く、０に近づくほど完全な不規則配置に近い。Ｌ１０構造の規則合金のＫｕは、規則度と正の相関があるため、実施形態にかかる磁気記録媒体３４においては規則度が高い方が好ましい。規則度は、一般的なＸ線回折法によって評価することができる。

第４の下地層材料としてＰｔまたはＰｄを用いると、規則度を向上させ好ましいことが、発明者らの検討によって明らかとなった。

第４の下地層の膜厚は、１ｎｍないし１５ｎｍであると好ましい。１ｎｍ未満では、規則度向上効果が顕著に現れず、１５ｎｍを超えると、第３の下地層の凹凸を磁気記録層に伝達することが困難となる。３ｎｍないし１０ｎｍの範囲にあると更に好ましいことが、実験によって明らかとなった。

あるいは、第４の下地層材料として（１００）面配向したＭｇＯ、ＮｉＯまたはＴｉＮを等の非磁性材料を用いると、第一の下地層材料であるＣｕの、加熱による磁気記録層への拡散を防止することができ、磁気記録層のＫｕを向上させる傾向があることが、発明者らの検討によって明らかとなった。

第４の下地層材料としてＭｇＯ，ＮｉＯ，ＴｉＮを用いる場合、これらの下地層の膜厚は、例えば１ｎｍないし１０ｎｍにすることができる。１ｎｍ未満では、Ｋｕの向上効果が顕著に現れず、１０ｎｍを超えると、磁気記録層のｃ軸配向分散が劣化する傾向がある。さらには、２ｎｍないし５ｎｍの範囲にあると好ましいことが、実験によって明らかとなった。

図４に、実施形態に係る磁気記録媒体の別の例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体４０は、基板４１上に、軟磁性層４２と、非磁性配向制御層４３と、第１の下地層４４−１、第２の下地層４４−２、第３の下地層４４−３、第４の下地層４４−４からなる多層下地層４４と、磁気記録層４５と、保護層４６が順に積層された構造を有する。

図示するように、第１の下地層４４−１であるＣｕの（１００）配向性を向上させる目的で、軟磁性層４２と第１の下地層４４−１との間に、非磁性の配向制御層４３を設けることができる。

具体的には、ＮｉＡｌ合金、ＭｇＯ、Ｃｒが挙げられる。

これらの材料は、（１００）面に優先配向させることが比較的容易なため、第１の下地層４４−１の下層に設けることによってＣｕの（１００）配向性を向上させることができる。

非磁性配向制御層４３の膜厚は、１ｎｍないし５０ｎｍにすることができる。１ｎｍ未満では、第１の下地層４４−１の（１００）面配向性向上効果が顕著に現れない傾向があり、５０ｎｍを超えると、磁気記録媒体４５表面から軟磁性層４２までの距離が増大するため、記録再生特性におけるＳＮＲが低下する傾向がある。

図５に、実施形態に係る磁気記録媒体の別の例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体５０は、基板５１上に、軟磁性層５２と、非晶質シード層５３と、非磁性配向制御層５４と、第１の下地層５５−１、第２の下地層５５−２、第３の下地層５５−３、第４の下地層５５−４からなる多層下地層５５と、磁気記録層５６と、保護層５７が順に積層された構造を有する。

図示するように、非磁性配向制御層５４であるＣｒの（１００）配向性を向上させる目的で、軟磁性層５２と非磁性配向制御層５４の間に、Ｎｉを含有する非晶質合金からなる非磁性シード層５３をさらに設けることができる。

Ｎｉを含有する非晶質合金としては、例えばＮｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔａ、Ｎｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｍｏ及びＮｉ−Ｖ合金等の合金系が好ましく用いられる。

これらの合金中のＮｉ含有量は、２０ないし７０ａｔ％であることが好ましい。２０ａｔ％未満、あるいは７０ａｔ％を超えると非晶質になり難い傾向がある。より好ましくは３０ないし５０ａｔ％であり、この範囲であると、規則合金結晶粒子のＣ軸配向性がさらに向上する傾向がある。

また、非晶質合金を含む非磁性シード層５３表面を酸素に曝露させることにより、非磁性シード層５３表面に酸素を導入することができる。これにより、非磁性配向制御層５４であるＣｒの（１００）配向性がさらに向上するため、好ましい。

非晶質合金を含む非磁性シード層５３表面を酸素に曝露させる方法としては、この非磁性シード層５３を成膜後、成膜室に微量の酸素ガスを導入し、得られた非磁性シード層５３表面を酸素雰囲気に短時間曝露する方法を用いることができる。この他、オゾン雰囲気に曝露する方法や、酸素ラジカルや酸素イオンを下地層表面に照射する方法等を用いることができる。

非晶質シード層の膜厚は、１ｎｍないし１０ｎｍが好ましい。１ｎｍ未満では、非磁性配向制御層の（１００）面配向性向上効果が顕著に現れない傾向があり、１０ｎｍを超えると、磁気記録媒体５６表面から軟磁性層５２までの距離が増大するため、記録再生特性におけるＳＮＲが低下する傾向がある。

図６に、本発明に係る磁気記録媒体の別の例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体６０は、基板６１上に、軟磁性層６２と、非晶質シード層６３と、非磁性配向制御層６４と、第１の下地層６５−１、第２の下地層６５−２、第３の下地層６５−３、第５の下地層６５−５、第４の下地層６５−４からなる多層下地層６５と、磁気記録層６６と、保護層６７が順に積層された構造を有する。

前記第３の下地層６５−３と第４の下地層６５−４との間に、第５の非磁性下地層６５−５をさらに挿入することにより、磁気記録層結晶粒のＣ軸配向性をさらに向上させることが出来る。

第５の下地層６５−５の材料としてＰｔまたはＰｄのうち１種と、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｇのうち１種との合金材料を用いると、好ましいことが、発明者らの検討によって明らかとなった。

上記合金中のＰｔまたはＰｄ組成が、３０ないし６０原子パーセントの範囲であれば、磁気記録記録層結晶粒のｃ軸配向性が顕著に向上して好ましいことが、実験により明らかとなった。

磁気記録層６６上には、保護層６７を設けることができる。

保護層６７としては、例えばＣ，ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ），ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘ，及びＣＮｘ等があげられる。

実施形態において、各層の形成方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法、及びレーザーアブレーション法を用いることができる。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各元素のターゲットを複数用いた、多元同時スパッタリング法等を好適に用いることができる。シード層、下地層、磁気記録層の成膜前、及び成膜中に、基板温度を200〜500℃に加熱することにより、磁気記録層の規則化が進行しやすくなる場合がある。

図７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。

本発明に係る情報を記録するための剛構成の磁気ディスク７２はスピンドル７３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７２にアクセスして情報の記録を行う記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー７４は、薄板状の板ばねからなるサスペンションの先端に取付けられている。サスペンション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７５の一端側に接続されている。

アーム７５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７７が設けられている。ボイスコイルモータ７７は、アーム７５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７５は、固定軸７６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７７によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク７２上におけるスライダー７４の位置は、ボイスコイルモータ７７によって制御される。

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
２．５インチハードディスク形状の非磁性ガラス基板（オハラ社製ＴＳ−１０ＳＸ）を用意した。

ＡＮＥＬＶＡ社製ｃ−３０１０型スパッタリング装置の真空チャンバー内に導入した。

スパッタリング装置の真空チャンバー内を１×１０^−５Ｐａ以下に排気した後、軟磁性層として、Ｃｏ−５原子％Ｚｒ−５原子％Ｎｂ合金を５０ｎｍ成膜し、さらに非晶質シード層としてＮｉ−４０原子％Ｔａ合金を５ｎｍ成膜した。

次に、赤外線ランプヒーターを用いて基板表面を３００℃に加熱した後、真空チャンバー内に、チャンバー内圧力が５×１０^−２ＰａとなるようにＡｒ−原子１％Ｏ_２ガスを導入し、このＡｒ／Ｏ_２雰囲気中にＮｉ−４０原子％Ｔａシード層表面を５秒間曝露した。その後、非磁性配向制御層としてＣｒを５ｎｍ、第１の非磁性下地層としてＣｕを１０ｎｍ順次成膜した。

Ｃｕ層成膜後、Ｃｕ表面への逆スパッタを行い、Ｃｕ層の表面領域に窒素を導入し、第２の下地層を形成した。Ｃｕ表面への逆スパッタは、３Ｐａの窒素雰囲気中で７０ＷのＲＦ電力を５秒間、Ｃｕ表面に印加して行った。

第２の下地層形成後、第３の下地層としてＡｇを成膜した。Ａｇは、連続膜に換算して０．０５ｎｍ／ｓの成膜速度で、１０秒間の成膜を行った。

その後、磁気記録層としてＦｅ−５０原子％Ｐｔ合金を５ｎｍ、保護層としてＣを５ｎｍ、順次成膜した。

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１３Åの厚さに塗布して潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。

なお、Ｃｏ−５原子％Ｚｒ−５原子％Ｎｂ，Ｎｉ−４０原子％Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ，Ｃの成膜時のＡｒ圧力は、全て０．７Ｐａで、ターゲットとしてそれぞれＣｏ−５原子％Ｚｒ−５原子％Ｎｂ，Ｎｉ−４０原子％Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ，Ｃターゲットを用い、ＤＣスパッタリング法で成膜した。各ターゲットへの投入電力は、Ａｇ以外は全て１０００Ｗで行った。

比較例１
比較例として、第２の下地層及び第３の下地層を設けない磁気記録媒体を以下のように作製した。

第１の下地層成膜後の逆スパッタ及び第３の下地層成膜を行わないこと以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。

比較例２
比較例として、第３の下地層を設けない磁気記録媒体を以下のように作製した。

第２の下地層成膜後の第３の下地層成膜を行わないこと以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。

比較例３
比較例として、第２の下地層を設けない磁気記録媒体を以下のように作製した。

第１の下地層成膜後の逆スパッタを行わないこと以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。

得られた磁気記録媒体の微細構造，及び各層の平均結晶粒子径は、加速電圧４００ｋＶで透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、平面及び断面について観察、測定した。磁気記録媒体の磁気特性は、Ｋｅｒｒ効果評価装置にて、波長３００ｎｍのレーザ光源を用い、最大印加磁界２０ｋＯｅ、磁界掃引速度１３３Ｏｅ／ｓの条件にて評価した。

各磁気記録媒体のＣｕ及び窒素原子の深さ方向の分布は、Ｃｓ＋イオンを用いた二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）にて測定した。

各層の結晶配向面の同定と磁気記録層の規則度、及び磁気記録層の結晶粒子の配向分散Δθ５０は、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製Ｘ線回折装置Ｘ‘ｐｅｒｔ−ＭＲＤを用い、それぞれθ―２θ法及びロッキングカーブ測定にて測定した。

磁気記録媒体について、スピンスタンドを用いてＲ／Ｗ特性を調べた。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対ノイズ比（ＳＮＲｍ）（但し、Ｓは線記録密度１１９ｋｆｃｉの出力、Ｎｍは７１６ｋｆｃｉでのｒｍｓ（ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ）値）の値を測定した。

媒体ＯＷ特性は、１１９ｋｆｃｉ信号を記録した後、２５０ｋｆｃｉ信号を上書きした前後の、１１９ｋｆｃｉ信号の再生出力比（減衰率）で評価した。

媒体熱揺らぎ耐性は、温度７０℃の環境下における、１００ｋｆｃｉ信号を一度記録した直後の１００ｋｆｃｉ信号の再生出力と、１０００秒放置後の再生出力との比Ｖ１０００／Ｖ０で評価した。

Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）による結果の評価
いずれの磁気記録媒体も、第１の下地層の結晶粒は（１００）面配向していることが分かった。

いずれの磁気記録媒体も、磁気記録層の結晶粒はＬ１０構造を有しており、（００１）配向していることが分かった。

いずれの磁気記録媒体も、軟磁性層は非晶質であることが分かった。

いずれの磁気記録媒体も、非晶質シード層は非晶質であることが確認された。

ＳＩＭＳの結果
実施例１と比較例２の磁気記録媒体では、Ｃｕ下地層とその上の層との間に、ＣｕとＮを主成分とする層が存在することが分かった。これに対し、比較例１ないし３では、そのような層は確認できなかった。

平面ＴＥＭ観察の結果
いずれの磁気記録媒体の磁気記録層も、グラニュラ構造をとっておらず、連続膜構造であることが分かった。

断面ＴＥＭ観察の結果、
実施例１と比較例２の媒体のＣｕ下地層上に厚さ１ｎｍのコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。これに対し、比較例１ないし３では、そのような層の形成は見られなかった。

また、実施例１の磁気記録媒体では、上記コントラストの異なる層と磁気記録層の間に、平均粒径４ｎｍのＡｇが、平均ピッチ５ｎｍ程度で島状に間欠的に形成されていることが分かった。一方、比較例３の磁気記録媒体では、ＡｇがＣｕ下地層上に、厚さ０．５ｎｍで連続膜的に形成されていることが分かった。

また、実施例１の磁気記録媒体では、磁気記録層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表１に、各磁気記録媒体の磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

実施例１の磁気記録媒体は、比較例１ないし３のいずれの媒体と比較しても、ＳＮＲが顕著に優れていることが分かった。

また、実施例１の磁気記録媒体の保磁力が、他の媒体の保磁力に比べて著しく高いことが分かった。これは、島状に形成された第３の下地層によって、磁気記録層にピニングサイトが形成されているためであると考えられる。これに対して、比較例１ないし３の磁気記録媒体はいずれも保磁力が小さく、磁壁のピニングがほとんど起こらない磁壁移動型の磁化反転機構であることが分かった。

以上の結果から、連島状成長させた下地層を用いることによって続膜構造の磁気記録層内にピニングサイトが形成された結果、ＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。

実施例２
記録層結晶粒の粒充填率を変化させた磁気記録媒体を以下のように作製した。

磁気記録層の組成を、（Ｆｅ−４５原子％Ｐｔ）−ｘ体積％ＳｉＯ_２に変えた以外は、実施例１と同様の要領で作製した。

磁気記録層の成膜は、（Ｆｅ−４５原子％Ｐｔ）−ｘ体積％ＳｉＯ_２の、ＳｉＯ_２組成を変化させたターゲットを種々作製し、（Ｆｅ−４５原子％Ｐｔ）−ｘ体積％ＳｉＯ_２ターゲットを用いてＤＣスパッタ法にて成膜した。

ＳｉＯ_２添加量ｘ（体積％）は、１ないし３０体積％の範囲で変化させた。なお、ｘ＝０体積％は実施例１と同条件である。

ＳＩＭＳの結果
いずれの磁気記録媒体でも、Ｃｕ下地層とその上の層との間に、ＣｕとＮを主成分とする層が存在することが分かった。

断面ＴＥＭ観察の結果、
いずれの磁気記録媒体でも、Ｃｕ下地層上に厚さ１ｎｍのコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。また、いずれの磁気記録媒体でも、上記コントラストの異なる層と磁気記録層の間に、平均粒径４ｎｍのＡｇが、平均ピッチ５ｎｍ程度で島状に間欠的に形成されていることが分かった。

いずれの磁気記録媒体でも、磁気記録層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

平面ＴＥＭ観察の結果、粒充填率が７０以上ないし９０％未満では、磁気記録層は、結晶粒が粒界領域に囲まれた、グラニュラ構造をとっていることが分かった。一方、粒充填率９０％以上では、磁気記録層は明確なグラニュラ構造をとっておらず、９５体積％以上では連続膜構造をとっていることが分かった。

表２に、平面ＴＥＭ観察より得られた磁気記録層中の粒充填率と、ＳｉＯ_２組成ｘ、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表２から、磁気記録層の粒充填率が９５％以上であればＯＷ特性を大幅に悪化させることなくＳＮＲ、熱揺らぎ耐性がいずれも顕著に良好であることが分かった。また、磁気記録層がグラニュラ構造をとると、ＳＮＲ及び熱揺らぎが劣化するのに対し、磁気記録層が連続膜構造をとるとこれらが顕著に向上することが分かった。

実施例３
基板加熱温度を変化させた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

非晶質シード層成膜後の基板加熱温度を、２３０ないし４５０℃の範囲で変化させた以外は、実施例１と同様の要領で作製した。

断面ＴＥＭ観察の結果、
いずれの磁気記録媒体もＣｕ下地層上に厚さ１ｎｍのコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。

また、いずれの磁気記録媒体でも、上記コントラストの異なる層と磁気記録層との間に、平均粒径４ｎｍ程度のＡｇが、平均ピッチ５ｎｍ程度で島状に間欠的に形成されていることが分かった。

いずれの磁気記録媒体も磁気記録層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表３に、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ_５０値、規則度Ｓ、第１の下地層の平均粒径ｄＣｕ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表３から、磁気記録層の磁性結晶粒の平均粒径が、１５ｎｍ以上であればＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。また、平均粒径が５０ｎｍ以上であればＳＮＲがさらに向上して好ましいことが分かった。

また、第１の下地層の平均粒径が、１５ｎｍ以上であればＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。また、平均粒径が５０ｎｍ以上であればＳＮＲがさらに向上して好ましいことが分かった。

実施例４
第１の下地層表面への逆スパッタ時間を変化させた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

第１の下地層表面への逆スパッタ実施時間を、０秒から６０秒の範囲で変化させた以外は、実施例１の磁気記録媒体と同様の要領で作製した。なお、逆スパッタ時間０秒の磁気記録媒体は、比較例３と同一条件である。

ＳＩＭＳの結果
逆スパッタ時間が１秒以上の磁気記録媒体では、Ｃｕ下地層とその上の層との間に、ＣｕとＮを主成分とする層が存在することが分かった。これに対し、逆スパッタ時間が０秒の磁気記録媒体では、そのような層は確認できなかった。

断面ＴＥＭ観察の結果、
逆スパッタ時間が１秒以上の磁気記録媒体のＣｕ下地層上にコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。これに対し、逆スパッタ時間が０秒の磁気記録媒体では、そのような層の形成は見られなかった。

また、逆スパッタ時間が１秒以上の磁気記録媒体では、上記コントラストの異なる層と磁気記録層の間に、Ａｇが島状に間欠的に形成されていることが分かった。一方、逆スパッタ時間が０秒の磁気記録媒体では、ＡｇがＣｕ下地層上に、厚さ０．５ｎｍで連続膜的に形成されていることが分かった。また、逆スパッタ時間が１秒以上の磁気記録媒体では、磁気記録層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表４に、平面ＴＥＭ観察より得られた第２の下地層膜厚と、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表４から、第２の下地層膜厚が０．１ないし３ｎｍの範囲でＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性がいずれも顕著に良好であり、１ないし２ｎｍの範囲であるとさらに良好であることが分かった。また、第２の下地層が存在すると、第３の下地層が島状に間欠的に形成されるのに対し、第２の下地層が存在しないと、第３の下地層は連続膜的に形成されることが分かった。

実施例５
第３の下地層の堆積量を変化させた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

第３の下地層の成膜時間を、１秒ないし２５秒の範囲で変化させた以外は、実施例１と同様の要領で作製した。

断面ＴＥＭ観察の結果、
いずれの磁気記録媒体でも、Ｃｕ下地層上に厚さ１ｎｍのコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。また、第３の下地層の成膜時間が１ないし６ｎｍの磁気記録媒体では、上記コントラストの異なる層と磁気記録層の間に、Ａｇが島状に間欠的に形成されていることが分かった。一方、成膜時間が３０秒の磁気記録媒体では、一部のＡｇ結晶粒同士が凝縮し、島状構造が崩れかけ、連続膜構造に近づいていることが分かった。

また、第３の下地層の成膜時間が１ないし６ｎｍの磁気記録媒体では、磁気記録層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表５に、平面ＴＥＭ観察より得られた第３の下地層粒径と、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表５から、第３の下地層粒径が１ないし５ｎｍの範囲でＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性がいずれも顕著に良好であり、３ないし４ｎｍの範囲であるとさらに良好であることが分かった。また、
第３の下地層の島状構造が崩れて連続膜構造に近づくと、Ｈｃ及びＳＮＲが劣化することが分かった。これは、第３の下地層の島状構造による磁壁ピン止め効果が低下したためであると考えられる。

実施例６
第３の下地層の材料を変化させた磁気記録媒体を以下のように作製した。

第３の下地層材料を、Ａｕ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｃｏのいずれかに変更したこと以外は、実施例１と同様の要領で磁気記録媒体を作製した。

断面ＴＥＭ観察の結果、
いずれの磁気記録媒体もＣｕ下地層上に厚さ１ｎｍのコントラストの異なる層が形成されていることが分かった。また、いずれの磁気記録媒体でも、上記コントラストの異なる層と磁気記録層の間に、第３の下地層が島状に間欠的に形成されていることが分かった。

表６に、平面ＴＥＭ観察より得られた第３の下地層粒径と、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表６から、第３の下地層材料としてＡｇ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｃｏを用いると、いずれも第２の下地層上で島状に間欠的に成長し、ＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。

実施例７
第３の下地層と磁気記録層の間に、第４の下地層を設けた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

第３の下地層成膜後、ＰｔまたはＰｄを、膜厚１ｎｍないし２０ｎｍの範囲で成膜したこと以外は、実施例１と同様の要領で作製した。

また、いずれの磁気記録媒体の、第４の下地層が（１００）面配向していることが分かった。

また、いずれの磁気記録媒体でも、上記コントラストの異なる層と第４の下地層との間に、平均粒径４ｎｍ程度のＡｇが、平均ピッチ５ｎｍ程度で島状に間欠的に形成されていることが分かった。

いずれの磁気記録媒体も第４の下地層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表７に、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表７から、ＰｔやＰｄといった材料を第４の下地層として用いると、磁気記録層結晶粒の規則度が向上し、ＳＮＲ、熱揺らぎ耐性ともに向上することが分かった。また、第４の下地層膜厚が１ないし１５ｎｍの範囲であればＳＮＲの向上が著しく好ましいことが分かった。さらに、３ないし１０ｎｍの範囲であれば、より好ましいことが分かった。

実施例８
非磁性配向制御層を変化させた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

実施例１と同様の要領で軟磁性層を成膜後、赤外線ランプヒーターを用いて基板表面を３００℃に加熱した。非磁性配向制御層として、Ｎｉ−５０原子％ＡｌまたはＭｇＯを１０ｎｍ成膜した。その後、実施例１と同様の要領で、第１の下地層、第２の下地層、第３の下地層、磁気記録層、保護層、潤滑層を順次形成し、各々磁気記録媒体を得た。

いずれの磁気記録媒体も、磁気記録層の結晶粒はＬ１０構造を有しており、（００１）配向していることが分かった。いずれの磁気記録媒体も、軟磁性層は非晶質であることが分かった。

ＮｉＡｌシード層は、ＣｓＣｌ型結晶構造を有しており、（１００）配向していることが分かった。

ＭｇＯシード層は、ＮａＣｌ型結晶構造を有しており、（１００）配向していることが分かった。

表８に、平面ＴＥＭ観察より得られた第３の下地層粒径と、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表８から、非磁性配向性制御層として、ＮｉＡｌまたはＭｇＯを用いた場合でも、ＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。

実施例９
非晶質シード層を変化させた磁気記録媒体を、以下のように作製した。

非晶質シード層を、Ｎｉ−４０原子％Ｎｂ，Ｎｉ−４０原子％Ｚｒ，Ｎｉ−４０原子％Ｍｏ，またはＮｉ−４０原子％Ｖに変えた以外は、実施例１と同様の要領で作製した。非晶質シード層の成膜には、各々の合金の組成を変えたターゲットを用意し、ＤＣスパッタリング法にて、投入電力１０００Ｗ、Ａｒ圧力０．７Ｐａの条件下で実施した。

表９に、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表９から、非晶質シード層として、Ｎｉ−４０原子％Ｎｂ，Ｎｉ−４０原子％Ｚｒ，Ｎｉ−４０原子％Ｍｏ，またはＮｉ−４０原子％Ｖを用いた場合でも、ＯＷ特性を大幅に悪化させることなく良好なＳＮＲ及び熱揺らぎ耐性を有する磁気記録媒体を得られることが分かった。

実施例１０
第３の下地層と第４の下地層の間に、第５の下地層を設けた磁気記録媒体を以下のように作製した。

実施例１と同様の要領で第３の下地層までを形成した後、第５の下地層として、Ｐｔ−Ｃｕ，Ｐｔ−Ａｇ，Ｐｔ−Ｃｒ，Ｐｄ−Ｃｕ，Ｐｄ−Ｃｒ，Ｐｄ−Ａｇ合金を５ｎｍ成膜した。その後、実施例７と同様の要領で、第４の下地層、磁気記録層、保護層、潤滑層を順次形成し、各々磁気記録媒体を得た。第４の下地層は、Ｐｔとし、膜厚は５ｎｍとした。第５の下地層の成膜には、各々の合金の組成を変えたターゲットを用意し、ＤＣスパッタリング法にて、投入電力１０００Ｗ、Ａｒ圧力０．７Ｐａの条件下で実施した。

いずれの磁気記録媒体も第５の下地層は、第３の下地層と第２の下地層の両方に接していることが分かった。

表１０に、第５の下地層が、Ｐｔ−Ｃｕ合金である場合の磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。なお、第５の下地層材料がＰｔである媒体は、実施例７と同様の媒体である。

表１０から、第３の下地層と第４の下地層の間に、第５の下地層として、Ｐｔ−Ｃｕ合金を用いると、ｃ軸配向分散Δθ５０値及びＳＮＲが向上し、好ましいことが分かった。また、合金中のＰｔまたはＰｄ組成が３０ないし６０原子パーセントの範囲でΔθ５０値及びＳＮＲ向上効果が顕著であることが分かった。なお、Ｐｔ−Ａｇ，Ｐｔ−Ｃｒ，Ｐｄ−Ｃｕ，Ｐｄ−Ｃｒ，Ｐｄ−Ａｇ合金の場合も、同様の効果が見られた。

実施例１１
第３の下地層と磁気記録層の間に、第４の下地層を設けた磁気記録媒体を、以下の要領で作製した。

第３の下地層成膜後、ＭｇＯ、ＮｉＯ、またはＴｉＮを、膜厚１ｎｍ乃至１５ｎｍの範囲で成膜したこと以外は、実施例１と同様の要領で作製した。なお、ＭｇＯ、ＮｉＯ、またはＴｉＮの成膜時のＡｒ圧力は、全て２．０Ｐａで、ターゲットとしてそれぞれＭｇＯ，ＮｉＯ、ＴｉＮターゲットを用い、ＲＦスパッタリング法で成膜した。各ターゲットへの投入電力は、全て８００Ｗで行った。

いずれの磁気記録媒体も、軟磁性下地層は非晶質であることが分かった。

また、第４の下地層膜厚が１ｎｍ未満の媒体では、磁気記録層へのＣｕの拡散が認められた。一方、第４の下地層膜厚が１ｎｍ以上の媒体では、磁気記録層へのＣｕの拡散が認められなかった。

表１１に、磁気記録層のｃ軸配向分散Δθ５０値、規則度Ｓ、磁気記録層の平均粒径ｄＭａｇ、保磁力Ｈｃ、媒体ＳＮＲ、媒体ＯＷ、媒体熱揺らぎ耐性Ｖ１０００／Ｖ０の評価結果を示す。

表１１から、ＭｇＯ，ＮｉＯ，ＴｉＮといった材料を第４の下地層として用いると、磁気記録層結晶粒のＨｃが向上することが分かった。これは、Ｃｕの拡散を抑制した結果、磁気記録祖結晶粒のＫｕが向上したことためであると考えられる。また、ＳＮＲ、熱揺らぎ耐性ともに向上することが分かった。また、第４の下地層膜厚が１ないし１０ｎｍの範囲であればＳＮＲの向上が著しいことが分かった。さらに、２ないし５ｎｍの範囲であれば、より良好であることが分かった。

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。

１１，３１，４１，５１，６１…基板、１２，３２，４２，５２，６２…軟磁性層、１３−１，３３−３，４４−１，５５−１，６５−１…第１の下地層、１３−２，３３−３，４４−２，５５−２，６５−２…第２の下地層、１３−３，３３−３，４４−３，５５−３，６５−３…第３の下地層、１３，３３−３，４４，５５，６５…多層下地層、１４，３４，４５，５６，６６…連続膜型磁気記録層、１５，３５，４６，５７，６７…保護層

Claims

基板と、
該基板上に形成された軟磁性層と、
該軟磁性層上に形成され、銅からなり、（１００）面配向した面心立方格子構造をもつ結晶粒子を含有する第１の下地層、
該第１の下地層上に形成された銅及び窒素からなる第２の下地層、及び
該第２の下地層上に島状に形成された第３の下地層を含む多層下地層と、
該多層下地層上に形成され、鉄及びコバルトのうち少なくとも一種の元素、及び白金及びパラジウムのうち少なくとも一種の元素を含有し、Ｌ１₀構造を持ち、主として（００１）配向した磁性結晶粒子を含む連続膜型磁気記録層とを具備することを特徴とする磁気記録媒体。
前記磁気記録層の膜面における結晶粒充填率が９５ないし１００％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記磁気記録層の結晶粒の平均結晶粒径が１５nm以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第１の下地層の平均結晶粒径が１５nm以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第２の下地層は、前記第３の下地層と、第３の下地層上に接して形成された層の両方と接していることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第２の下地層は、０．１ないし３ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第３の下地層は１ｎｍないし５ｎｍの平均結晶粒径を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第３の下地層は、銀，金，イリジウム，コバルト，及び鉄からなる群から選択される少なくとも１種の金属結晶粒からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記多層下地層と前記磁気記録層との間に第４の下地層をさらに含み、該第４の下地層は白金及びパラジウムのうち少なくとも１種からなり、実質的に（１００）面配向した結晶粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記多層下地層と前記軟磁性層の間に、ＮｉＡｌ，ＭｇＯ，及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む非磁性配向制御層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記非磁性配向制御層と前記軟磁性層の間に、Ｎｉ−Ｎｂ合金、Ｎｉ−Ｔａ合金、Ｎｉ−Ｚｒ合金、Ｎｉ−Ｍｏ合金、及びＮｉ−Ｖ合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む非晶質シード層を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の垂直磁気記録媒体。
前記第４の下地層と第３の下地層の間に、白金及びパラジウムのうち一方と、銅、クロム、及び銀から選択される少なくとも一種との合金からなる第５の下地層をさらに設けることを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体。
前記第５の下地層は、３０ないし６０原子パーセントの白金またはパラジウムを含有する合金からなることを特徴とする請求項１２に記載の磁気記録媒体。
前記多層下地層と前記磁気記録層との間に第４の下地層をさらに含み、前記第４の下地層は（１００）面配向したＭｇＯ、ＮｉＯ、及びＴｉＮからなる群から選択される少なくとも１種の材料からなる結晶粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記第４の下地層は、２ないし５ｎｍの範囲の膜厚を有することを特徴とする、請求項１４に記載の磁気記録媒体。
基板上に軟磁性層を形成し、
該軟磁性層上に銅からなり、（１００）面配向した面心立方格子構造をもつ結晶粒子を含有する第１の下地層を形成し、
及び該第１の下地層表面を窒素を含むイオンまたはプラズマに曝露することによって、該第１の下地層上に銅及び窒素からなる第２の下地層を形成し、
該第２の下地層上に島状に第３の下地層を形成することにより、該第１の下地層、該第２の下地層、及び該第３の下地層を含む多層下地層を形成し、
該多層下地層上に、鉄及びコバルトのうち少なくとも一種の元素、及び白金及びパラジウムのうち少なくとも一種の元素を含有し、Ｌ１₀構造を持ち、主として（００１）配向した磁性結晶粒子を含む連続膜型磁気記録層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記第２の下地層上に、銀，金，イリジウム，コバルト，及び鉄からなる群から選択される少なくとも１種の金属を、連続膜換算で０．１ないし１ｎｍの膜厚となるように成膜することを特徴とする請求項１６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
前記多層下地層を形成する前に、前記軟磁性層上に、ＮｉＡｌ，ＭｇＯ，及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む非磁性配向制御層を形成し、
前記非磁性配向制御層を形成する前に、前記軟磁性層上に、Ｎｉ−Ｎｂ合金、Ｎｉ−Ｔａ合金、Ｎｉ−Ｚｒ合金、Ｎｉ−Ｍｏ合金、及びＮｉ−Ｖ合金からなる非晶質シード層を設け、
該非晶質シード層表面を酸素雰囲気中に曝露することを特徴とする請求項１６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、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。