JP5530673B2 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される垂直磁気記録媒体に関するものである。

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径の磁気記録媒体にして、１枚あたり２００ＧＢｙｔｅを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり４００ＧＢｉｔを超える情報記録密度を実現することが求められる。

ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は従来の面内記録方式に比べて、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。

垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録媒体（非特許文献１参照）が提案されている。これは磁気記録層において、Ｃｏのｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、ＳｉＯ_２が偏析した非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界（磁性粒子間の非磁性部分）には酸化物を用いることが知られており、例えばＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５のいずれか１つを用いることが提案されている（特許文献１）。

T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)

特開２００６−０２４３４６号公報

上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性（ＯＷ特性）やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）、トラック幅の狭小化などの電磁変換特性の向上がある。その中でも保磁力Ｈｃの向上とＳＮＲの向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。

保磁力Ｈｃの向上は、主に磁気記録層の膜厚を厚くすることと、結晶配向性の向上によって行われる。膜厚を厚くすることは手段として容易ではあるが、磁気ヘッドから軟磁性層までの磁気的スペーシングが厚くなるために磁束が拡散し、高記録密度化が難しくなる。そのため、磁気記録層の結晶配向性を向上させることにより、垂直磁気異方性を向上させ、保磁力Ｈｃを向上させるための様々な工夫がなされている。

例えば磁気記録層の下にはＣｏと格子間隔が近似するｈｃｐ構造（六方最密充填構造）を有するＲｕ（ルテニウム）からなる下地層を形成し、Ｒｕ結晶からＣｏ結晶をエピタキシャル成長させることによってＣｏの結晶配向性を向上させている。さらにＲｕ下地層の下にｂｃｃ構造（面心立方格子構造）の原子からなる配向制御層を成膜し、Ｒｕ結晶の配向性を向上させている。

また保磁力Ｈｃを向上させるとしても、磁気ディスクの主表面の中で保磁力のバラつきが生じると、低い部分にあわせた性能しか発揮することができない。そのため、磁気ディスクの全面において限りなく均等に高い保磁力を有していなくてはならない。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、磁気ディスクの全面において均等に磁気記録層の結晶配向性を向上させて保磁力Ｈｃを向上させ、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、磁気記録層の成分分析を行うと、酸化物として含有されているはずの酸素の分量が少ないことに着目した。ここで、酸化物がスパッタリングの際にＳｉやＴｉ等の元素と酸素に分解されているのか、当初からターゲット内で酸素が欠損しているのかは不明である。ともあれ成膜された磁気記録層に酸素が欠損しているとなると、余剰の元素が単体の原子として存在することになる。そして単体で存在する原子は、Ｃｏが結晶化する際に吐き出されず、磁性粒子の中に取り込まれると考えられる。その結果として磁性粒子の結晶配向性が低下し、保磁力Ｈｃが低下している可能性があると考えた。そしてさらに研究を重ねることにより、欠損した酸素を付加して補うことにより、単体で存在する元素を酸化物にし、予定通り粒界に偏析させることができることを見出した。

さらにしかし、酸素を付加するにあたり、磁気ディスクの全面に亘って均等に酸素を付加する必要がある。酸素を付加する手段としてはスパッタリング中の雰囲気ガス（Ａｒ）に酸素を混入するリアクティブスパッタが考えられるが、酸素が極めて希薄であるために面内分布の均一性が悪く（チャンバ内の酸素の濃度分布が不均一である）、また酸素の付加量の制御が極めて難しい。そこで、均等に酸素を付加する手段について検討した結果、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の代表的な構成は、基体上に少なくとも、柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体において、磁気記録層の磁性粒子はＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含み、ディスク面内の保磁力Ｈｃが４５００〜５５００［Ｏｅ］であって、ディスク面内の保磁力Ｈｃの最大値と最小値の差が１５０［Ｏｅ］以下であり、磁気異方性定数Ｋｕ、粒子体積Ｖ、ボルツマン定数ｋ、絶対温度ＴがＫｕＶ／ｋＴ＝６０〜１００を満たし、かつ、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たすことを特徴とする。

上記構成とすることにより、保磁力が必要十分であり、また保磁力の面内分布が均一であって、磁気異方性に起因する熱安定性が高い垂直磁気記録媒体とすることができる。保磁力が４５００［Ｏｅ］未満では信号を記録するのに不十分となり、５５００［Ｏｅ］より大きくなると記録（オーバーライト）できなくなってしまうためである。また面内分布の最大値と最小値の差が１５０［Ｏｅ］より大きいと、面内のいずれかの箇所で上記の保磁力の範囲を逸脱してしまうためである。またＫｕＶ／ｋＴが６０未満であると磁気記録媒体としての熱安定性が確保できなくなるが、一方、ＳＮＲを高めるためには粒子体積Ｖを小さくする必要があるため、ＫｕＶ／ｋＴが高ければよいというものではなく、１００以下であることが好ましい。

さらに、本発明によって定義する（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃは、ＳＮＲが高いほど粒子体積Ｖが小さくなるため、分子であるＫｕＶ／ｋＴが小さくなり、全体としても小さくなる傾向を示す。また分母であるＨｃが高く（大きく）なるほど、全体は小さくなる傾向を示す。すなわち、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃが小さいほど、ＳＮＲと保磁力Ｈｃが高い垂直磁気記録媒体とすることができる。そして、保磁力Ｈｃとその面内分布、およびＫｕＶ／ｋＴが上記の条件（良好な垂直磁気記録媒体として成立する条件）を満たした上で、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たす垂直磁気記録媒体とすることで、磁気ディスクの全面において均等に磁気記録層の結晶配向性を向上させて保磁力Ｈｃを向上させ、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。

本発明の他の代表的な構成は、基体上に少なくとも、柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体において、磁気記録層は、Ｃｏ系合金と、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＣｕＯ、Ａｇ_２Ｏ、ＷＯ_３、ＧｅＯ_２からなるＡ群から選択される少なくとも１つの酸化物と、Ａ群よりもギブスの自由エネルギーΔＧが小さい酸化物からなるＢ群の酸化物から選択される少なくとも１つの酸化物とを含むことを特徴とする。

換言すれば、磁気記録層の粒界部に含有される酸化物（Ｂ群）よりも、ギブスの自由エネルギーΔＧが大きい酸化物（Ａ群）を含有させて、磁気記録層の成膜を行う。これによりＢ群の酸化物において酸素欠損が生じても、Ａ群の酸化物から分離した酸素によって補われて酸化物となり、Ｂ群の酸化物の元素を磁性粒子から確実に排斥する（粒界に析出させる）ことによって結晶配向性の低下を防止し、保磁力ＨｃおよびＳＮＲの向上を図ることができる。

一方、Ａ群の酸化物の元素は、Ａ群の酸化物の元素をＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｇｅのいずれかとすることにより、磁性粒子の中に取り込まれても結晶配向性が低下することがない。

また酸化物に酸素を供給する手段として、リアクティブスパッタではなくターゲットに酸化物を含有させることにより、全体的に酸素を含有させられるため、上記のように酸素の面内分布を均一にすることができる。

Ａ群の酸化物の含有量は、Ｂ群の酸化物の含有量の３０％以下であることが好ましい。Ａ群の酸化物はＢ群の酸化物の３０％程度あれば足り、これ以上含有させても酸素補充による特性向上は見られないばかりか、却って保磁力Ｈｃの低下を招いてしまうためである。

Ａ群の酸化物の含有量は、磁気記録層全体の４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。４ｍｏｌ％以上となると、Ｂ群の酸化物による磁気記録層の特性向上が図れなくなってしまうためである。

Ｂ群の酸化物は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５を含んでいてもよい。ＳｉＯ_２は磁性粒子の微細化および孤立化を促進し、ＴｉＯ_２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。そしてこれらの酸化物を複合させて磁気記録層の粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。

磁気記録層は、粒界部を構成する酸化物を５ｍｏｌ％以上含んでいることが好ましい。５ｍｏｌ％以上であるとき高い静磁気特性と電磁変換特性とを得ることができるためである。

本発明の他の代表的な構成は、基体上に少なくとも、柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体において、磁気記録層は、Ｃｏ酸化物を含まない第１主記録層と、第１主記録層の上に設けられ少なくともＣｏ酸化物を含む第２主記録層と、を有することを特徴とする。

上述したように、磁気記録層では、磁性粒子間に粒界部を有するグラニュラ構造が形成されており、粒界部は、磁気記録層に含有させた酸化物を析出させることで形成されている。このように酸化物を含有させた磁気記録層では、かかる酸化物の酸素が脱離することにより単体となった元素が磁性粒子に取り込まれる（酸素欠損が生じる）傾向がある。これのような現象が起きると、磁性粒子の結晶性および結晶配向性が低下し、保磁力Ｈｃの低下を招いてしまう。

そこで、粒界部を構成する酸化物にＣｏの酸化物（Ｃｏ酸化物）を含ませることができる。Ｃｏ酸化物はギブスの自由化エネルギーΔＧが大きく、Ｃｏイオンと酸素イオンが分離しやすい。このため、Ｃｏ酸化物から優先的に酸素が脱離し、磁気記録層に含まれる酸化物において生じた酸素欠損を補うことができる。したがって、その酸化物を構成する元素の磁性粒子への混入を防ぎ、磁性粒子の結晶性および結晶配向性を向上させることが可能となる。

しかし、磁気記録層全体にＣｏ酸化物を含有させると、ＳＮＲの低下が生じてしまう。したがって、上記構成では、磁気記録層を第１主記録層と第２主記録層の２層で構成し、第２主記録層のみにＣｏ酸化物を含有させる。これにより、第１主記録層により高ＳＮＲを確保しつつ、第２主記録層により高い保磁力Ｈｃを得ることが可能となる。なお、上述したようにＣｏ酸化物から酸素が脱離するとＣｏイオンが発生するが、磁性粒子がＣｏ合金であるため、かかるＣｏイオンが磁性粒子に混入しても磁気特性の低下を招くことはない。

本発明の更に他の代表的な構成は、基体上に少なくとも、柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体において、磁気記録層は、基体より上に設けられ粒界部を形成する酸化物を含む第１磁気記録層と、第１磁気記録層の上に設けられ粒界部を形成する酸化物を第１磁気記録層よりも多く含む第２磁気記録層と、を有し、第２磁気記録層は、第１磁気記録層の上に設けられＣｏ酸化物を含まない第１主記録層と、第１主記録層の上に設けられ少なくともＣｏ酸化物を含む第２主記録層と、を有することを特徴とする。

かかる構成の垂直磁気記録媒体においても、上述した利点を得ることができ、更なる高記録密度化の達成が可能となる。また第２磁気記録層に含まれる酸化物の量を第１磁気記録層よりも多くすることで、第１磁気記録層から第２磁気記録層にかけて、磁性粒子の連続的な成長が促進される。

本発明によれば、磁気ディスクの全面において均等に磁気記録層の結晶配向性を向上させて保磁力Ｈｃを向上させ、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。

垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。 酸化物の自由エネルギーを示すエリンガム図である。 Ａ群の酸化物の検討結果を説明する図である。 Ａ群の酸化物の量の検討結果を説明する図である。 （Ｋｕｖ／ｋＴ）／Ｈｃと記録密度との関係を説明する図である。 第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体の第１実施形態について説明した後に、磁気記録層の酸化物について詳細に説明する。

［垂直磁気記録媒体］
図１は、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、補助記録層１２４、保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。

ディスク基体１１０は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体１１０を得ることができる。

ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成について説明する。

付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。

付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層、ＣｏＷ系非晶質層、ＣｒＷ系非晶質層、ＣｒＴａ系非晶質層、ＣｒＮｂ系非晶質層から選択することができる。中でもＣｏＷ系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層１１２は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばＣｒＴｉ層の上にＣｏＷ層またはＣｒＷ層を形成してもよい。またこれらの付着層１１２は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。

軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において磁気記録層１２２に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層１１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢ、ＣｏＦｅＴａＺｒなどのＣｏ−Ｆｅ系合金、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。

前下地層１１６は、非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層１１６の材質としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばｆｃｃ構造を取る合金としてはＮｉＷ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。

下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層１２２の配向性を向上させることができる。下地層１１８の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層１２２を良好に配向させることができる。

下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第１下地層１１８ａによる磁気記録層１２２の結晶配向性の向上、および第２下地層１１８ｂによる磁気記録層１２２の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。

また、ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ｒｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Ｃｏの結晶粒子の微細化も可能となる。

さらに、下地層１１８のＲｕに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにＲｕの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層１２２のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。なお酸素はリアクティブスパッタによって含有させてもよいが、スパッタリング成膜する際に酸素を含有するターゲットを用いることが好ましい。

非磁性グラニュラー層１２０はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａ（または磁気記録層１２２）のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層１２２の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラー層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。

本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層１２０にＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２を用いる。これにより、Ｃｏ系合金（非磁性の結晶粒子）の間にＳｉＯ_２（非磁性物質）が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラー層１２０がグラニュラー構造となる。なお、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２は一例であり、これに限定されるものではない。他には、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ_２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒（磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）を例示できる。

なお本実施形態では、下地層１８８（第２下地層１８８ｂ）の上に非磁性グラニュラー層１２０を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層１２０を設けずに垂直磁気記録媒体１００を構成することも可能である。

磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層１２２は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｂとから構成されている。第１磁気記録層１２２ａは膜厚は薄いが酸化物を少なめにして磁性粒子を大きくすることにより保磁力Ｈｃを獲得し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｂでは膜厚を厚くして保磁力Ｈｃを確保すると共に酸化物を多めにして磁性粒子の孤立微細化を図ることによりＳＮＲの向上を図っている。

本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３を用いる。ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３は、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に、非磁性物質であるＣｒおよびＣｒ_２Ｏ_３（酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。第１磁気記録層１２２ａの非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（Ｃｒ_ＸＯ_Ｙ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化ボロン（Ｂ_２Ｏ_３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ_４Ｃ_３等の炭化物も好適に用いることができる。

また第２磁気記録層１２２ｂには、後述するように、非磁性物質として、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＣｕＯ、Ａｇ_２Ｏ、ＷＯ_３、ＧｅＯ_２からなるＡ群から選択される少なくとも１つの酸化物と、Ａ群よりもギブスの自由エネルギーΔＧが小さい酸化物からなるＢ群の酸化物から選択される少なくとも１つの酸化物とを含む。具体例としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−ＣｏＯを用いることができる。第２磁気記録層１２２ｂにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＣｒおよびＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。またＡ群の酸化物であるＣｏＯはＣｏとＯに分離し、Ｃｏは磁性粒子に入り込み（磁性粒子から排出されず）、ＯはＢ群の酸化物であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２の酸素欠損を補填する。

図２は酸化物の自由エネルギーを示すエリンガム図である。図に示すように、磁気記録層１２２の粒界を構成するために有益な酸化物（Ｂ群）であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３よりも、Ａ群の酸化物は自由エネルギーΔＧが大きい必要がある。一方、Ａ群の酸化物の元素は単体の原子として排出され、磁性粒子の中に取り込まれる可能性がある。このためＡ群の酸化物は、酸化物として磁気記録層の特性を向上する必要はないが、単体の元素が磁性粒子の中に取り込まれても結晶配向性が低下しないものを選択する必要がある。そして種々の酸化物を検討した結果、Ａ群の酸化物の元素をＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｇｅのいずれかとすることができることがわかった。

なお、Ａ群の酸化物としてはＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＣｕＯ、Ａｇ_２Ｏ、ＷＯ_３、ＧｅＯ_２から選択することができるが、１つとは限らず、複数の酸化物を選択することができる。Ｂ群の酸化物は、第１磁気記録層１２２ａの酸化物と同様に、例えば酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（Ｃｒ_ＸＯ_Ｙ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化ボロン（Ｂ_２Ｏ_３）等の酸化物を例示できる。中でもＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３を含んでいることが好ましい。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ_４Ｃ_３等の炭化物も好適に用いることができる。

さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにおいて１種類の酸化物、第２磁気記録層１２２ｂにおいてＡ群およびＢ群の酸化物を用いているが、これに限定されるものではなく、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方においてＡ群およびＢ群の酸化物を用いる（従来のＢ群のみの酸化物に、Ａ群の酸化物を含有させる）ことも可能である。したがって、本実施形態とは異なり、磁気記録層１２２が１層のみで構成される場合、かかる磁気記録層１２２はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−ＣｏＯからなることが好ましい。

補助記録層１２４は基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１２４は磁気記録層１２２に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層１２４の材質としては、例えばＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層１２４は逆磁区核形成磁界Ｈｎの調整、保磁力Ｈｃの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層１２４は磁気記録層１２２の上方に設けているが、下方に設けてもよい。

なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１２４全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Ｃｒが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層１２４に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層１２２の粒界よりも面積が小さい（酸化物の含有量が少ない）ことが好ましい。補助記録層１２４の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層１２２のグラニュラ磁性粒と磁気的相互作用を有する（交換結合を行う）ことによってＨｎおよびＨｃを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびＳＮＲを向上させていると考えられる。またグラニュラ磁性粒と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラ磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のＯＷ特性を向上させるものと考えられる。

保護層１２６は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成することができる。保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１００を防護することができる。

潤滑層１２８は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。

以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができた。次に、本発明の特徴である磁気記録層１２２についてさらに詳述する。

上記のように、磁気記録層１２２（第２磁気記録層１２２ｂ）は、Ｃｏ系合金と、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＣｕＯ、Ａｇ_２Ｏ、ＷＯ_３、ＧｅＯ_２からなるＡ群から選択される少なくとも１つの酸化物と、Ａ群よりもギブスの自由エネルギーΔＧが小さい酸化物からなるＢ群の酸化物から選択される少なくとも１つの酸化物とを含んで構成されている。

換言すれば、磁気記録層１２２の粒界部に含有される酸化物（Ｂ群）よりも、ギブスの自由エネルギーΔＧが大きい酸化物（Ａ群）を含有させて、磁気記録層１２２の成膜を行う。ΔＧが大きいほど元素と酸素が分離しやすく、ΔＧが小さいと安定な酸化物になりやすいことを意味している。このため、Ａ群とＢ群を混在させてスパッタリングを行うと、Ｂ群の酸化物はＡ群の酸化物よりも酸化されやすいため、Ａ群の酸化物は還元され、Ｂ群の酸化物が酸化される。つまり、Ａ群の酸化物から分離した酸素が、Ｂ群の酸化物の元素と結合して酸化物を構成する。すなわちＡ群の酸化物の元素はＢ群の酸化物の元素に対して酸素を供給する担体として機能する。これによりＢ群の酸化物において酸素欠損が生じていても、Ａ群の酸化物から分離した酸素によって補われて酸化物となり、Ｂ群の酸化物は粒界に偏析して析出する。したがって、Ｂ群の酸化物を用いて磁性粒子の孤立化や微細化などの効果を得ると共に、Ｂ群の酸化物の元素を磁性粒子から確実に排斥する（粒界に析出させる）ことによって結晶配向性の低下を防止し、保磁力ＨｃおよびＳＮＲの向上を図ることができる。

一方、Ａ群の酸化物においては、より大きな酸素欠損が生じることになり、Ａ群の酸化物の元素が単体の原子として排出される。このＡ群の酸化物の元素は磁性粒子の中に取り込まれる可能性があるが、Ａ群の酸化物の元素をＣｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｇｅのいずれかとすることにより、磁性粒子の中に取り込まれても結晶配向性が低下することがない。

なお、酸化物に酸素を供給する手段として、リアクティブスパッタによって含有させることも考えられる。リアクティブスパッタ法は、スパッタリングを行うチャンバ内に供給する雰囲気ガスに活性ガスとして酸素を添加し、ターゲットの原子と活性ガスの原子との化合物膜または混合膜を成膜する方法である。しかしリアクティブスパッタ法は、雰囲気ガスに添加する酸素ガスの量が少量であるため、磁気記録層１２２に含有される酸素の量が所望する量になるよう調整することが非常に困難である。また雰囲気ガス中において活性ガスが均一に分布するよう調節することが難しいため、磁気記録層１２２における酸素の分布が不均一になってしまう。更には、磁気記録層１２２の成膜の際に層内に混入した酸素ガスを完全に脱気することが困難であるため、チャンバ内に残留した酸素ガスが、磁気記録層より後の層を成膜するチャンバに入り込んでしまう。そこで磁気記録層１２２にＡ群の酸化物からなるターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、全体的に酸素を含有させられるため、上記のように酸素の面内分布を均一にすることができる。

Ａ群の酸化物の含有量は、Ｂ群の酸化物の含有量の３０％以下であることが好ましい。Ａ群の酸化物は、上記のように、Ｂ群の酸化物に対する酸素担体として機能する。このため、Ｂ群の酸化物において生じる酸素欠損を補える量があれば充分である。そして、Ａ群の酸化物はＢ群の酸化物の３０％程度あれば足り、これ以上含有させても酸素補充による特性向上は見られないばかりか、却って保磁力Ｈｃの低下を招いてしまう。一方、Ａ群の酸化物がいかにギブスの自由エネルギーΔＧが大きいとはいえ、全ての酸素がＢ群の酸素欠損を生じた元素に移動するわけではない。そこで、Ｂ群の酸化物で欠損した酸素を補充するために、Ａ群の酸化物を０．５％程度以上含有させることが好ましい。

Ａ群の酸化物の含有量は、Ｃｏ系合金等を含めた磁気記録層全体の４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。Ａ群の酸化物は、上記のように、Ｂ群の酸化物に対する酸素担体として機能し、それ自体が磁気記録層１２２の特性を向上させられるものとは限らない。そのため、Ａ群の酸化物を４ｍｏｌ％より多く含有させるとＢ群の酸化物の割合が減少し、これによる磁気記録層１２２の機能向上が図れなくなるため、Ａ群の酸化物の含有量は、磁気記録層全体の４ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

Ｂ群の酸化物は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３を含んでいてもよい。ＳｉＯ_２は磁性粒子の微細化および孤立化を促進し、ＴｉＯ_２は電磁変換特性（特にＳＮＲ）を向上させる特性がある。そしてこれらの酸化物を複合させて磁気記録層１２２の粒界に偏析させることにより、双方の利益を享受することができる。

磁気記録層１２２は、粒界部を構成する酸化物を５ｍｏｌ％以上含んでいることが好ましい。５ｍｏｌ％以上であるとき高い静磁気特性と電磁変換特性とを得ることができるためである。

上記のようにして製造することにより、磁気記録層の磁性粒子はＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含み、ディスク面内の保磁力Ｈｃが４５００〜５５００［Ｏｅ］であって、保磁力Ｈｃの最大値と最小値の差が１５０［Ｏｅ］以下であり、磁気異方性定数Ｋｕ、粒子体積Ｖ、ボルツマン定数ｋ、絶対温度ＴがＫｕＶ／ｋＴ＝６０〜１００を満たし、かつ、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たす磁気記録媒体を得ることができる。

上記構成とすることにより、保磁力が必要充分であり、また保磁力の面内分布が均一であって、磁気異方性に起因する熱安定性が高い垂直磁気記録媒体１００とすることができる。ここで、保磁力は信号を記憶するために４５００以上必要であるが、高すぎると記録（オーバーライト）できなくなってしまうために、５５００以下である必要がある。また面内分布が均一でない場合、保磁力の低い部分に合わせなくてはならなくなってしまうために、所望の性能を発揮させることができなくなってしまう。またＫｕＶ／ｋＴは磁気記録媒体としての熱安定性を確保するために６０以上必要であるが、ＳＮＲを高めるためには粒子体積Ｖを小さくする必要があるため、ＫｕＶ／ｋＴが高ければよいというものではなく、１００以下であることが好ましい。

さらに、本発明によって定義する（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃは、ＳＮＲが高いほど粒子体積Ｖが小さくなるため、分子であるＫｕＶ／ｋＴが小さくなり、全体としても小さくなる傾向を示す。また分母であるＨｃが高く（大きく）なるほど、全体は小さくなる傾向を示す。すなわち、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃが小さいほどＳＮＲと保磁力Ｈｃが高い垂直磁気記録媒体とすることができる。そして、保磁力Ｈｃとその面内分布、およびＫｕＶ／ｋＴが上記の条件（良好な垂直磁気記録媒体として成立する条件）を満たした上で、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たす垂直磁気記録媒体とすることで、磁気ディスクの全面において均等に磁気記録層の結晶配向性を向上させて保磁力Ｈｃを向上させ、更なる高記録密度化を達成することが可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。

（実施例）
ディスク基体１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行った。付着層１１２は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＦｅＺｒＴａとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。第１下地層１１８ａは所定圧力（低圧：例えば０．６〜０．７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を成膜した。第２下地層１１８ｂは、酸素が含まれているターゲットを用いて所定圧力より高い圧力（高圧：例えば４．５〜７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ膜を成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２とした。第１磁気記録層１２２ａは粒界部に酸化物の例としてＣｒ_２Ｏ_３を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層１２２ｂは、粒界部にＡ群からなる酸化物とＢ群からなる酸化物とを含有させ、その組成および有無を下記のように様々に変えて実施例と比較例を作成した。補助記録層１２４の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。保護層１２６はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１２８はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。

図３はＡ群の酸化物の検討結果を説明する図である。静磁気特性である保磁力Ｈｃは、Ｐｏｌａｒ−Ｋｅｒｒ効果測定装置によって測定した。１つの保磁力Ｈｃを測定する場合は、４点を測定して平均値を算出した。保磁力Ｈｃの最大値と最小値の差は、トラック方向に２０ポイントを測定し、その分布から取得した。

Ａ群の酸化物として、実施例１はＣｏＯ、実施例２はＣｕＯ、実施例３はＡｇ_２Ｏとした。比較例１はＡ群の酸化物なし（酸素の添加なし）としたもの、比較例２はリアクティブスパッタであってチャンバ内の雰囲気ガス（Ａｒ）に酸素ガスを添加したもの、比較例３はＡ群の酸化物としてＡｌ_２Ｏ_３を添加したものである。これらの実施例と比較例のそれぞれについて、Ｈｃ、Ｈｃの最大値と最小値の差（Ｈｃ（ｍａｘ）−Ｈｃ（ｍｉｎ））、ＳＮＲを測定し、ＫｕＶ／ｋＴ、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃを求めた。

図３において実施例と比較例を比べると、ギブスの自由エネルギーΔＧが、Ｂ群の酸化物であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２よりも大きい場合に、保磁力Ｈｃが向上していることがわかる。特に比較例３を見ると、Ａ群の酸化物としてΔＧが小さいものを含有させたために、かえって保磁力は低下してしまっている。これは、Ａ群の酸化物が酸素担体となり、Ａ群の酸化物から分離した酸素がＢ群の酸化物に生じた酸素欠損を補うために、Ｂ群の酸化物の元素が磁性粒子に入り込むことを防止できるためと考えられる。

なお、実施例１〜実施例３を比較すれば、かならずしもΔＧの大きい順に保磁力が向上しているわけではない。これは、Ａ群の酸化物から酸素が分離した後に、Ａ群の元素が担体の金属となって磁性粒子に入り込むために、その元素が磁性層に与える影響によるものと考えられる。このため、磁性粒子の主成分はＣｏであるから、実施例１のＣｏＯが最もよい特性を示したものと考えられる。

また比較例２のリアクティブスパッタによる酸素添加の場合には、保磁力Ｈｃの値（平均値）は高くなっているが、最大値と最小値の差が大きく、保磁力の面内分布の均一性が著しく悪いことがわかる。これは、チャンバ内に添加する酸素が極めて希薄であるために、酸素の濃度分布が不均一になってしまうため、酸素欠損の補填も不均一になってしまうためと考えられる。このことから、あらかじめターゲットに酸化物を含有させることにより、全体的に酸素を含有させることができ、酸素の面内分布を均一にすることができることがわかる。

図４はＡ群の酸化物の量の検討結果を説明する図である。Ｂ群の酸化物としてＳｉＯ_２(4.5mol)、ＴｉＯ_２(4.5mol)としている。そしてＣｏＯの含有率を、０ｍｏｌ％〜７ｍｏｌ％まで変化させている。なお０ｍｏｌ％の場合は比較例１（従来品）に相当し、２ｍｏｌ％の場合は実施例１に相当する。

図４を参照すれば、ＣｏＯの含有率が２ｍｏｌ％（Ａ群とＢ群の酸化物の合計量が１１ｍｏｌ％）である場合にピークを有し、さらにＣｏＯの含有率を高くすると保磁力が低下していくことがわかる。そして保磁力の所要量である４７００［Ｏｅ］を満たすためには、ＣｏＯが少なくとも１ｍｏｌ％〜４ｍｏｌ％以下であるであることが好ましい。１ｍｏｌ％未満ではＣｏＯが担体となって供給する酸素の量が不十分であり、４ｍｏｌ％より多く含有させるとＢ群の酸化物の割合が減少し、これによる磁気記録層１２２の機能向上が図れなくなるためと考えられる。

図５は（Ｋｕｖ／ｋＴ）／Ｈｃと記録密度との関係を説明する図である。図５は２．５インチの垂直磁気記録媒体の（Ｋｕｖ／ｋＴ）／Ｈｃと、８０ＧＢ／プラッタ、１６０ＧＢ／プラッタ、２５０ＧＢ／プラッタを比較する図である。

図５からわかるように、（Ｋｕｖ／ｋＴ）／Ｈｃを小さくするほどに、高記録密度の媒体とできることがわかる。そして、（Ｋｕｖ／ｋＴ）／Ｈｃを０．０１〜０．０２とすることにより、２５０ＧＢ／プラッタを実現することが可能となることがわかる。

なお、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃは、ＳＮＲが高いほど粒子体積Ｖが小さくなるため、分子であるＫｕＶ／ｋＴが小さくなり、全体としても小さくなる傾向を示す。また分母であるＨｃが高く（大きく）なるほど、全体は小さくなる傾向を示す。すなわち、（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃが小さいほど、ＳＮＲと保磁力Ｈｃが高い垂直磁気記録媒体とすることができる。そして、上記のように（ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たす垂直磁気記録媒体とすることで、更なる高記録密度化を達成することができる。

上記説明した如く、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００によれば、磁気ディスクの全面において均等に磁気記録層の結晶配向性を向上させて保磁力Ｈｃを向上させることができた。

（第２実施形態）
以下に、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００では、第２磁気記録層１２２ｂが１層で構成されていたのに対し、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、第２磁気記録層が２層で構成される。なお、第１実施形態と同一の機能、構成を有する要素については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［垂直磁気記録媒体］
図６は、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２００の構成を説明する図である。図６に示す垂直磁気記録媒体２００は、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第１主記録層２２２ｃ、第２主記録層２２２ｄ、補助記録層１２４、保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１主記録層２２２ｃと第２主記録層２２２ｄはあわせて第２磁気記録層２２２ａを構成し、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層２２２ａとはあわせて磁気記録層２２２を構成する。

本実施形態において、第２磁気記録層２２２ａは、第１磁気記録層１２２ａ上（ディスク基体１１０側）に設けられる第１主記録層２２２ｃと、第１主記録層２２２ｃ上（当該垂直磁気記録媒体２００の主表面側）に設けられる第２主記録層２２２ｄとから構成される。

第１主記録層２２２ｃはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２を用いる。これにより、第１主記録層２２２ｃにおいて、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。

第２主記録層２２２ｄは第１主記録層２２２ｃと連続しているが、組成および膜厚が異なっている。第２主記録層２２２ｄはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−ＣｏＯを用いる。これにより、第２主記録層２２２ｄにおいても、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｏＯ（複合酸化物）が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。

上記のように本実施形態では、第２主記録層２２２ｄにＣｏＯ（Ｃｏの酸化物）を含有させ、第２主記録層２２２ｄが第１主記録層２２２ｃよりも多くの酸化物を含む構成としている。これにより、第１主記録層２２２ｃから第２主記録層２２２ｄにかけて、結晶粒子の分離を段階的に促進することができる。

また上記のように第２主記録層２２２ｄにＣｏ酸化物を含有させることにより、酸素欠損による磁性粒子の結晶性および結晶配向性の低下を防ぐことができる。詳細には、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等の酸化物を磁気記録層２２２に混入すると、酸素欠損が生じる事実があり、ＳｉイオンやＴｉイオンが磁性粒子に混入して結晶配向性が乱れ、保磁力Ｈｃが低下してしまう。そこでＣｏ酸化物を含有させることにより、この酸素欠損を補うための酸素担持体として機能させることができる。Ｃｏ酸化物としてはＣｏＯを例示するが、Ｃｏ_３Ｏ_４でもよい。

Ｃｏ酸化物はＳｉＯ_２やＴｉＯ_２よりもギブスの自由化エネルギーΔＧが大きく、Ｃｏイオンと酸素イオンが分離しやすい。したがって、Ｃｏ酸化物から優先的に酸素が分離し、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２において生じた酸素欠損を補って、ＳｉやＴｉのイオンを酸化物として完成させ、粒界に析出させることができる。これにより、ＳｉやＴｉなどの異物が磁性粒子に混入することを防止し、その混入によって磁性粒子の結晶性を乱すことを防止することができる。このとき余剰となったＣｏイオンは磁性粒子に混入すると考えられるが、そもそも磁性粒子がＣｏ合金であるために、磁気特性を損なうことはない。したがって磁性粒子の結晶性および結晶配向性が向上し、保磁力Ｈｃを増大させることが可能となる。また、飽和磁化Ｍｓが向上することから、オーバーライト特性も向上するという利点を有している。

ただし、磁気記録層２２２全体にＣｏ酸化物を混入すると、ＳＮＲが低下するという問題がある。そこで、上記のようにＣｏ酸化物を混入しない第１主記録層２２２ｃを設けることにより、第１主記録層２２２ｃで高いＳＮＲを確保しつつ、第２主記録層２２２ｄで高い保磁力Ｈｃおよびオーバーライト特性を得ることが可能となる。なお第１主記録層２２２ｃの膜厚よりも第２主記録層２２２ｄの膜厚が厚いことが好ましく、好適な一例として第１主記録層２２２ｃを２ｎｍ、第２主記録層２２２ｄを８ｎｍとすることができる。

なお、上記に示した第１主記録層２２２ｃおよび第２主記録層２２２ｄに用いた物質は一例であり、これに限定するものではない。粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（Ｃｒ_ＸＯ_Ｙ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化ボロン（Ｂ_２Ｏ_３）等の酸化物を例示できる。また、ＢＮ等の窒化物、Ｂ_４Ｃ_３等の炭化物も好適に用いることができる。

また本実施形態においては、第２磁気記録層２２２ａを第１主記録層２２２ｃおよび第２主記録層２２２ｄの２層、すなわち磁気記録層２２２を第１磁気記録層１２２ａ、第１主記録層２２２ｃおよび第２主記録層２２２ｄ（第２磁気記録層２２２ａ）の３層で構成し、第２主記録層２２２ｃにＣｏ酸化物を含有させたがこれに限定するものではない。例えば、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００のように磁気記録層を第１磁気記録層および第２磁気記録層の２層で構成し、いずれか１層にＣｏ酸化物を含有させることも可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体として利用することができる。

１００…垂直磁気記録媒体、１１０…ディスク基体、１１２…付着層、１１４…軟磁性層、１１４ａ…第１軟磁性層、１１４ｂ…スペーサ層、１１４ｃ…第２軟磁性層、１１６…前下地層、１１８…下地層、１１８ａ…第１下地層、１１８ｂ…第２下地層、１２０…非磁性グラニュラー層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２４…分断層、１２６…補助記録層、１２８…保護層、１３０…潤滑層、２００…垂直磁気記録媒体、２２２…磁気記録層、２２２ａ…第２磁気記録層、２２２ｃ…第１主記録層、２２２ｄ…第２主記録層

Claims (5)

1. 基体上に少なくとも、柱状に連続して成長した磁性粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を備える垂直磁気記録媒体において、
   前記磁気記録層の磁性粒子はＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含み、
   保磁力Ｈｃが４５００〜５５００［Ｏｅ］であって、ディスク面内の保磁力Ｈｃの最大値と最小値の差が１５０［Ｏｅ］以下であり、
   磁気異方性定数Ｋｕ、粒子体積Ｖ、ボルツマン定数ｋ、絶対温度ＴがＫｕＶ／ｋＴ＝６０〜１００を満たし、かつ、
   （ＫｕＶ／ｋＴ）／Ｈｃ＝０．０１〜０．０２を満たし、
   前記磁気記録層は、
   Ｃｏ系合金と、
   ＣｏＯ、Ｃｏ _３ Ｏ _４ 、ＣｕＯ、Ａｇ _２ Ｏ、ＷＯ _３ 、ＧｅＯ _２ からなるＡ群から選択される少なくとも１つの酸化物と、
   Ａ群よりもギブスの自由エネルギーΔＧが小さい酸化物からなるＢ群の酸化物から選択される少なくとも１つの酸化物とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記Ａ群の酸化物の含有量は、前記Ｂ群の酸化物の含有量の３０％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Ａ群の酸化物の含有量は、磁気記録層全体の４ｍｏｌ％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。
4. 前記Ｂ群の酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記磁気記録層は、前記粒界部を構成する酸化物を５ｍｏｌ％以上含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。

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