JP5593048B2 - 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、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２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、磁性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。

垂直磁気記録媒体においてさらなる高記録密度化を達成するために、種々の技術が提案され、開示されている。例えば、特許文献１には、ＣｏＰｔＲｕ合金の磁性粒子とＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｃｅ等の酸化物または窒化物からなる非磁性の粒界部より磁気記録層を構成する垂直磁気記録媒体が開示されている。この垂直磁気記録媒体では、磁性粒子に含まれるＲｕが、優先的に磁気記録層の直下に配置された下地層の結晶粒子上に配置するため、磁気記録層の偏析構造を促進する効果を奏するとされている。

また、特許文献２には、基板側から第１磁気記録層、第２磁気記録層を含み、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金の磁性粒子と酸化物からなる粒界部より第１磁気記録層を構成し、この粒界部の面積が第１磁気記録層全体の３０％以上である垂直磁気記録媒体が開示されている。この垂直磁気記録媒体では、第１磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギー[Ｋ_Ｕ]が４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以上、第２磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギー[Ｋ_Ｕ]が２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下とされている。これにより、良好な熱安定性と記録再生特性を得ることができるとされている。

特開２００５−２５１３７５号公報 特開２００９−０８７５０１号公報

垂直磁気記録媒体において、上述した５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２を超える情報記録密度を実現するためには、概して、垂直磁気記録媒体の保磁力[Ｈｃ]を５０００（Ｏｅ）以上、ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）を１６．０（ｄＢ）以上にする必要がある。しかしながら、特許文献１の技術、特許文献２の技術どちらを適用しても、これらを達成することができない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲを両立して向上させることにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした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本発明の代表的な構成は、基板上に少なくとも、ＲｕまたはＲｕ合金を主成分とする下地層と、下地層の上に積層され、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、を備え、グラニュラ磁性層は少なくとも、下記録層と、該下記録層の上に積層され該下記録層よりも膜厚が厚い主記録層とを有し、該主記録層の磁性粒子にのみＲｕが５原子％以下含有され、かつ、磁性粒子のＰｔの含有率は、下記録層の方が主記録層よりも高いことを特徴とする。

磁気記録層にＲｕを含有させることによりＳＮＲを向上させることができる。特に、Ｒｕを５原子％以下含有させることにより、効果的にＳＮＲを向上させることができる。

ただし、下地層の直上の磁気記録層にＲｕを含有させると、結晶配向性の低下を招き、保磁力［Ｈｃ］が低下してしまう。そこで上記のように、下地層のすぐ上の下記録層にはＲｕを含有させず、主記録層にのみＲｕを含有させることにより、下記録層において保磁力［Ｈｃ］の低下を抑えつつ、主記録層においてはＳＮＲを向上させることができる。すなわち、Ｒｕを主成分とする下地層と、Ｒｕを含む主記録層との間に、Ｒｕを含まない下記録層を設けていることにより、保磁力［Ｈｃ］の維持とＳＮＲの向上を両立させることができる。

さらに下記録層のＰｔの含有率を主記録層よりも高くすることにより、下記録層において保磁力［Ｈｃ］を確保することができる。これにより全体として、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲの向上を両立させることができる。

また、主記録層が下記録層よりも膜厚が厚いことから、ＳＮＲの高い主記録層において保磁力を向上させることができる。一般に膜厚を厚くすると保磁力が向上してＳＮＲが低下する傾向にあるが、Ｒｕを含有させた主記録層はＳＮＲの低下が少なく、好適に膜厚を厚くして高い保磁力を得ることができる。

上記主記録層はさらに複数の磁気記録層からなり、複数の磁気記録層は、基板から離れた側の１または２以上の層の磁性粒子にのみＲｕが５原子％以下含有され、かつ、磁性粒子のＰｔの含有率は、基板側から離れるにしたがって次第に低下または同等となっているとよい。かかる構成では、Ｐｔの含有率が積層されるにしたがって次第に低下するように（または同等と）なっていることにより、Ｐｔの添加に伴うＳＮＲの低下を抑制することができる。これより、好適に保磁力[Ｈｃ]を確保することができ、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲの向上を両立させることができる。

本発明によれば、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲを両立して向上させることにより、さらなる高記録密度化を実現可能にした垂直磁気記録媒体を提供することができる。

第１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。 第１実施形態を適用した実施例と比較例を示す図である。 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。 第２実施形態を適用した実施例と比較例を示す図である。

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]
（垂直磁気記録媒体）
本発明の第１実施形態について説明する。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、ディスク基板１１０、付着層１２０、第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３、前下地層１４０、下地層１５０、下記録層１６１、主記録層１６２、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。なお第１軟磁性層１３１、スペーサ層１３２、第２軟磁性層１３３は、あわせて軟磁性層１３０を構成する。下記録層１６１と主記録層１６２はあわせてグラニュラ磁性層１６０を構成する。

ディスク基板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板１１０を得ることができる。

ディスク基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００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１２０はディスク基板１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１３０とディスク基板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１２０は、ディスク基板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。付着層の膜厚は、例えば６〜８ｎｍ程度とすることができる。

付着層１２０の組成としては、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１２０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１２０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１３０は、垂直磁気記録方式においてグラニュラ磁性層１６０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１３０は第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３の間に非磁性のスペーサ層１３２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１３０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１３０から生じるノイズを低減することができる。軟磁性層１３０の膜厚は、第１軟磁性層１３１と第２軟磁性層１３３がそれぞれ１８〜２０ｎｍ程度、スペーサ層１３２が０．３〜０．９ｎｍ程度とすることができる。第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３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１４０（シード層ともいわれる）は、非磁性の合金層であり、軟磁性層１３０を防護する作用と、この上に成膜される下地層１５０に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ結晶構造）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１４０は面心立方構造（ｆｃｃ結晶構造）の（１１１）面がディスク基板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１４０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。前下地層の膜厚は８〜１１ｎｍ程度とすることができる。前下地層１４０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結晶構造を取る合金としてはＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＷＡｌ、ＮｉＷＡｌＳｉ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒを好適に選択することができる。また前下地層１４０を２層構造としてもよい。

下地層１５０はｈｃｐ結晶構造であって、グラニュラ磁性層１６０のＣｏのｈｃｐ結晶構造の結晶をグラニュラ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１５０の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１５０の結晶の（０００１）面がディスク基板１１０の主表面と平行になっているほど、グラニュラ磁性層１６０の結晶配向性を向上させることができる。下地層１５０の膜厚は、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。下地層１５０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結晶構造をとり、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１６０を良好に配向させることができる。

さらに、下地層１５０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、グラニュラ磁性層１６０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。

また、スパッタ時のガス圧を変更することにより下地層１５０をＲｕからなる２層構造としてもよい。その場合の膜厚は、それぞれ１０ｎｍ程度とすることができる。具体的には、下地層１５０の下層側を形成する際にはＡｒのガス圧を低圧にし、下地層１５０の上層側を形成する際には下層側を形成するときよりもＡｒのガス圧を高圧にすると、グラニュラ磁性層１６０の結晶配向性の向上、および磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。

グラニュラ磁性層１６０は、本実施形態では組成および膜厚の異なる下記録層１６１、主記録層１６２から構成されている。

下記録層１６１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子の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界部を形成した柱状のグラニュラ構造を有する。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒子の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２が偏析して粒界部を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。この磁性粒子は、下地層１５０の上に成膜することにより、Ｒｕの結晶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。

主記録層１６２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択されＲｕを５原子％以下含有させた硬磁性体の磁性粒子の周囲に、非磁性物質を偏析させて粒界部を形成した柱状のグラニュラ構造を有する。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔＲｕにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔＲｕからなる磁性粒子の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２が偏析して粒界部を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成した。

かかるＲｕは、Ｃｏ粒子の格子欠陥を補填し、結晶配向性を向上させる作用がある。故に、良好な結晶配向性を獲得しつつ、主記録層１６２の磁性粒子を下記録層１６１の磁性合金粒子から継続してエピタキシャル成長させることができる。これにより、ＳＮＲを両立して向上させることができる。

また、特に、Ｒｕを主成分とする下地層１５０の直上の磁気記録層（下記録層１６１）にＲｕを含有させると、保磁力［Ｈｃ］が低下してしまう。これは、下地層１５０のＲｕと磁気記録層（下記録層１６１）に含有されたＲｕが優先的に結合することにより、かえってＣｏ粒子の結晶配向性の低下を招くためと考えられる。そこで本実施形態に示すように、下地層１５０のすぐ上の下記録層１６１にはＲｕを含有させず、主記録層１６２にのみＲｕを含有させることにより、下記録層１６１において保磁力［Ｈｃ］を確保しつつ、主記録層１６２においてはＳＮＲを向上させることができる。

なお、主記録層１６２においてもＲｕの含有率を極端に増大することは逆効果であって、磁性粒子の５原子％以下の範囲であることが好ましい。５原子％より多いと、かえってＳＮＲが低下してしまうためである。

なお、下記録層１６１では、Ｒｕを含有しない分Ｐｔを多めに含有させることにより、高い保磁力［Ｈｃ］を得ることができる。５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２を超える情報記録密度を実現するためには、垂直磁気記録媒体１００の保磁力[Ｈｃ]を５０００（Ｏｅ）以上、ＳＮＲを１６．０（ｄＢ）以上にする必要がある。これら両方の値を達成するためには、保磁力[Ｈｃ]を充分に向上させる必要がある。そこで、下記録層１６１は、Ｐｔの含有率を少なくとも主記録層１６２より高めに含有させると好適である。

さらに保磁力[Ｈｃ]を向上させるための手段として、主記録層１６２の膜厚を下記録層１６１よりも厚くするとよい。通常、磁気記録層の膜厚を厚くすると、保磁力[Ｈｃ]を向上させることができるが、ＳＮＲは低下してしまう。しかし、磁性粒子にＲｕを含有する場合には、膜厚を厚くしても、通常と比してＳＮＲの低下が抑制される。故に、保磁力[Ｈｃ]を好適に向上させることができる。特に、保磁力[Ｈｃ]を向上させるために下記録層１６１のＰｔの含有率を高めに設定した場合にはノイズが多くなりがちであるが、下記録層１６１の膜厚を薄くして反磁界を大きくすることにより、下記録層１６１から出るノイズを低減させることができる。このような理由から、主記録層１６２の膜厚は厚く、下記録層１６１の膜厚は薄く設定されると好適である（主記録層１６２の膜厚≧下記録層１６１の膜厚）。具体的には、下記録層１６１の膜厚は０．５〜４ｎｍ程度、主記録層１６２の膜厚は５〜１５ｎｍ程度とするとよい。

なお、上記に示した下記録層１６１、主記録層１６２に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。粒界部を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、酸化クロム（Ｃｒ_ＸＯ_Ｙ）、酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）、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。さらに本実施形態では、下記録層１６１、主記録層１６２において２種類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、いずれの層においても１種類の酸化物としたり、または２種類以上の酸化物を複合したりすることも可能である。

分断層１７０は主記録層１６２の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、これらの層の磁性をほぼ分断する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、若干であれば弱い磁性を有していてもよい。

分断層１７０の磁性に対する作用としては、主記録層１６２と補助記録層１８０との磁性を分断し、これらの間の交換結合の強さを調整する。これにより主記録層１６２と補助記録層１８０の間、および主記録層１６２の隣接する磁性粒子の間での磁気的な接続を弱め、保磁力[Ｈｃ]とＯＷ（オーバーライト）特性を維持しつつ、ＳＮＲの向上、トラック幅の狭小化を図ることができる。

また分断層１７０の結晶構造に対する作用としては、補助記録層１８０の結晶粒子の分離を促進する。補助記録層１８０は後述するように面内方向に磁気的に連続した磁性層であるが、結晶粒子の粒界部（酸化物ではない）が明瞭となり、磁化反転の単位が小さくなり、また磁壁も狭くなる。これによりＳＮＲを向上させることができる。良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０は０．３〜０．９ｎｍの膜厚であることが好ましい。

分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、Ｒｕ合金を主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ合金とは、Ｒｕに他の金属元素を添加したものであるが、さらに酸素を含んだり、酸化物を添加したりしたものもＲｕ合金に含まれる。具体例としては、ＲｕＷＯ_３、ＲｕＴｉＯ_２、ＲｕＯなどを含有させたターゲットを用いて成膜することができる。分断層１７０に酸素を含ませた場合には、多量の酸化物を含むグラニュラ磁性層１６０と、酸素を含まない補助記録層１８０との間で、磁気的および構造的な橋渡しとなる。

また分断層１７０は、Ｃｏを含んでいてもよい。具体例としては、ＲｕＣｏを挙げることができる。特にＲｕＣｏは、Ｃｏがグラニュラ磁性層１６０から補助記録層１８０に向かって結晶配向性を継承することができ、ＳＮＲの向上に優れている。

補助記録層１８０は基板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１８０はグラニュラ磁性層１６０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。補助記録層の膜厚は、例えば５〜７ｎｍとすることができる。補助記録層１８０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１８０はグラニュラ磁性層１６０の磁性粒子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、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１８０は結晶磁気異方性エネルギー[Ｋ_Ｕ]および飽和磁化[Ｍｓ]が高い材料であることが望ましい。またグラニュラ磁性層１６０の磁性粒子と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラ磁性層１６０の磁性粒子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。

なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が連続しており、結晶粒子が酸化物などの非磁性物質によって微細化（分離孤立化）されていないことを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、グラニュラ磁性層１６０の複数の磁性粒子の集合体から構成される記録ビットにまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において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。

保護層１９０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１９０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。保護層１９０の膜厚は、例えば４〜６ｎｍとすることができる。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２００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１９０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２００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１９０の損傷や欠損を防止することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば１．３〜１．４ｎｍとすることができる。

以上、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００について説明した。上述したように、本実施形態では、グラニュラ磁性層１６０に下記録層１６１と主記録層１６２が設けられる。主記録層１６２ではＲｕが磁性粒子の５原子％以下含有され、下記録層１６１では、Ｒｕを含有せずその分Ｐｔの含有率が高めに設定される。そして、主記録層１６２の膜厚は、下記録層１６１の膜厚よりも厚めに設定される。これにより、５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２を超える情報記録密度を実現することができる。

(第１実施形態を適用した実施例と比較例)
図２は、第１実施形態を適用した実施例と比較例を示す図である。以下、図２に示す実施例１１〜１３および比較例１１〜１５を用いて、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の有効性を検証する。

実施例および比較例として、ディスク基板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１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０はＣｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、第１軟磁性層１３１、第２軟磁性層１３３はそれぞれ９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを２０ｎｍ成膜し、スペーサ層１３２はＲｕを０．７ｎｍ成膜した。前下地層１４０はＮｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層１５０はＲｕ膜の２層構造とし、成膜時のＡｒガス圧を下層側を０．６Ｐａ、上層側を５Ｐａとしてそれぞれ１０ｎｍ成膜した。下記録層１６１、主記録層１６２の組成および膜厚は、図２に示す実施例１１〜１３、比較例１１〜１５のように成膜した。分断層１７０の組成は０．３ｎｍのＲｕ膜を成膜した。補助記録層１８０は５．５ｎｍの６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１３４はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４を用いて５ｎｍ成膜し、表層にＮ_２を含浸させた。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて１ｎｍ形成した。

図２を参照して、実施例１１〜１３および比較例１１〜１５について検証する。実施例１１〜１３はいずれも主記録層１６２にＲｕを含有し、下記録層１６１のＰｔの含有率を高めに設定し、かつ下記録層１６１よりも主記録層１６２の膜厚を厚くしている。実施例１１〜１３ではＲｕの含有率が異なり、それぞれ１原子％、３原子％、５原子％である。実施例１１〜実施例１３ではいずれも保磁力[Ｈｃ]５０００（Ｏｅ）以上、ＳＮＲを１６．０（ｄＢ）以上を達成することができ、概ね良好な結果が得られた。なお、ＳＮＲは３原子％のところにピークがあり、またＲｕの含有率が増えるにつれて保磁力［Ｈｃ］は低下する傾向にあった。このことから、Ｒｕの含有率は５原子％以下が好ましいことが確認された。

詳しく観察すると、まず主記録層１６２にＲｕを含有させた実施例１１と、Ｒｕを含有させていない比較例１１とを比較すれば、実施例１１では保磁力［Ｈｃ］が若干低下しているものの、ＳＮＲが大幅に向上していることがわかる。

また実施例１２と比較例１４とを比較すれば、下記録層１６１の方が主記録層１６２よりもＰｔの含有率が高い方が、ＳＮＲが向上することを確認できる。同様に実施例１３と比較例１５とを比較すれば、主記録層１６２を下記録層１６１よりも膜厚を厚くすることにより、ＳＮＲが向上する（低下が抑制される）ことを確認できる。

一方、下記録層１６１および主記録層１６２にＲｕを含有しない比較例１１では、保磁力[Ｈｃ]５０００（Ｏｅ）以上は達成しているものの、ＳＮＲは１６．０（ｄＢ）未満となってしまっている。また、Ｒｕを下記録層１６１のみに含有する比較例１２では、保磁力[Ｈｃ]が大幅に低下してしまった。これは、下地層１５０のＲｕと磁気記録層に含有されたＲｕが優先的に結合することにより、かえってＣｏ粒子の結晶配向性の低下を招くためと考えられる。また、磁性粒子であるＣｏの含有率が下がったことも保磁力[Ｈｃ]が低下した要因の１つであると考えられる。下記録層１６１と主記録層１６２の両方にＲｕを含有させた比較例１３では、下記録層１６１に加えて主記録層１６２でも保磁力が低下するため、さらに保磁力[Ｈｃ]が低下してしまっている。

以上、本実施形態の実施例および比較例について説明した。これより、上述した垂直磁気記録媒体１００において、５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２を超える情報記録密度を実現し得ることが証明された。よって、かかる垂直磁気記録媒体１００の技術的貢献は明らかである。

[第２実施形態]
（垂直磁気記録媒体）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２０２の構成を説明する図である。図３に示すように、第２実施形態の第１実施形態との違いは、グラニュラ磁性層２６０の主記録層２６２をさらに複数の磁気記録層に分割し、第１主記録層２６３、第２主記録層２６４、第３主記録層２６５から構成されている点である。

第１実施形態と同様に下記録層１６１には、Ｒｕは含有されず、他の原子の含有率が高めに設定される。以下、理解を容易にするために、下記録層１６１にＰｔが高めに含有されるものとして、第１主記録層２６３、第２主記録層２６４、第３主記録層２６５について説明する。なお、下記録層１６１、主記録層２６２は、いずれも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子の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界部を形成した柱状のグラニュラ構造を有するが、その詳細については上述したため省略する。

第１主記録層２６３は、本実施形態ではＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を含有させたターゲットを用いて成膜される。このときのＰｔの含有率（原子％）は、下記録層１６１のＰｔの含有率（原子％）よりも低めに設定される。そして、その減少分Ｃｏ等の含有率が高く設定される。

第２主記録層２６４は、本実施形態ではＣｏＣｒＰｔにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を含有させたターゲットを用いて成膜される。このときのＰｔの含有率（原子％）は、第１主記録層２６３のＰｔの含有率（原子％）よりも低めまたは同等に設定される。Ｐｔの含有率（原子％）を低下させた場合、その減少分Ｃｏ等の含有率が高く設定される。

第３主記録層２６５は、ＣｏＣｒＰｔＲｕにＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２を含有させたターゲットを用いて成膜される。このとき、Ｒｕは、磁性粒子の５原子％以下含有される。Ｐｔの含有率は、第２主記録層２６４よりも低めまたは同等に設定される。

このように、保磁力[Ｈｃ]を獲得している下記録層１６１から積層されるにしたがって、Ｐｔの含有率が次第に低下または同等とすることにより、ＳＮＲの低下を抑制しつつ、好適に高い保磁力[Ｈｃ]を獲得することができる。

また、上記ではＲｕが第３主記録層２６５に含有されるものとして説明したが、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲの兼ね合いで、第２主記録層２６４や第１主記録層２６３の磁性粒子にもＲｕを５原子％以下含有させてよい。詳述すると、第２主記録層２６４にＲｕを５原子％以下添加すると、よりＳＮＲを向上させることができる。さらに、第１主記録層２６３にもＲｕを５原子％以下添加、すなわち第１主記録層２６３〜第３主記録層２６５までＲｕを５原子％以下添加すると、さらなるＳＮＲの向上を図ることができる。

第１実施形態で説明したように、磁性粒子にＲｕを含有する場合には、膜厚を厚くしても、通常と比してＳＮＲの低下が抑制される。そのため、本実施形態では、Ｒｕを含有する層ほど膜厚を厚くするとよい。また、下記録層１６１から積層されるにしたがってＰｔの含有率が低下する（または同等となる）ため、下側の層ほど膜厚を薄くすることで好適にノイズを低減しつつ、上側の層ほど膜厚を厚くすることで保磁力[Ｈｃ]を向上させることができる。具体例としては、下記録層１６１の膜厚は０．５〜３．５ｎｍ程度、第１主記録層２６３の膜厚は２．５〜４．０ｎｍ程度、第２主記録層２６４の膜厚は３．０〜５．０ｎｍ程度、第３主記録層２６５の膜厚は４．０〜６．０ｎｍ程度とするとよい。なお、下記録層１６１から第３主記録層２６５までを含むグラニュラ磁性層２６０の全体の膜厚は、磁気ヘッドから軟磁性層１３０までの距離であるスペーシングロスを低減させる目的から、１４ｎｍ以下とすることが好ましい。

以上、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２０２について説明した。上述したように、本実施形態では、主記録層２６２が、第１主記録層２６３、第２主記録層２６４、第３主記録層２６５から構成される。Ｒｕは、少なくとも第３主記録層２６５に磁性粒子の５原子％以下含有される。しかし、第２主記録層２６４にも含有させたり、第１主記録層２６３〜第３主記録層２６５の全てに含有させてもよい。また、保磁力[Ｈｃ]を獲得するために下記録層１６１にＰｔが高めに含有され、Ｐｔの含有率が積層されるにしたがって次第に低下するように（または同等と）なっている。これにより、Ｐｔの添加に伴うＳＮＲの低下を抑制しつつ、好適に保磁力[Ｈｃ]を確保することができる。すなわち、保磁力[Ｈｃ]とＳＮＲの向上を両立させることができる。

(第２実施形態を適用した実施例と比較例)
図４は、第２実施形態を適用した実施例と比較例を示す図である。以下、図４に示す実施例２１〜２３および比較例２１〜２３を用いて、第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体２０２の有効性を検証する。

実施例および比較例として、第１実施形態として上述した実施例および比較例と同様に、ディスク基板１１０上に付着層１２０〜下地層１５０、分断層１７０〜潤滑層２００を形成した。下記録層１６１、および第１主記録層２６３〜第３主記録層２６５の組成および膜厚は、図４に示す実施例２１〜２３、比較例２１〜２３のように成膜した。

図４を参照して、実施例２１〜２３および比較例２１〜２３について検証する。実施例２１〜２３はいずれも主記録層２６２のディスク基板１１０から離れた側の１または２以上の層の磁性粒子にＲｕを５原子％以下含有している。また、下記録層１６１のＰｔの含有率が高めに設定されていて、グラニュラ磁性層２６０において各々の層が積層されるにしたがい、Ｐｔの含有率が次第に低下している（または同等となっている）。これと対照的に、各々の層の膜厚は、積層されるにしたがって厚くなっている。これにより、実施例２１〜実施例２３ではいずれも保磁力[Ｈｃ]５０００（Ｏｅ）以上、ＳＮＲ１６．０（ｄＢ）以上を達成することができ、概ね良好な結果が得られた。

実施例２１では第３主記録層２６５にのみＲｕを含有し、実施例２２では第２主記録層２６４および第３主記録層２６５にＲｕを含有し、実施例２３では第１主記録層２６３〜第３主記録層２６５にＲｕを含有している。図４を参照すると、相対的に、実施例２１では保磁力[Ｈｃ]が高く、実施例２３ではＳＮＲが向上していることが分かる。すなわち、第２主記録層２６４や第１主記録層２６３にＲｕを含有させるほど、よりＳＮＲを向上させることができる。

一方、比較例２１〜２３では、いずれも保磁力[Ｈｃ]５０００（Ｏｅ）以上、ＳＮＲ１６．０（ｄＢ）以上を達成することができなかった。詳細には、Ｒｕを一切含有させていない比較例１では、ＳＮＲ１６．０（ｄＢ）以上を確保することができなかった。また、実施例２３と比較例２２を比較すると、下記録層１６１にＲｕを含有させた場合には、保磁力[Ｈｃ]が低下してしまい、保磁力[Ｈｃ]５０００（Ｏｅ）以上を達成できないことが分かる。さらに、実施例２２と比較例２３とを比較すれば、グラニュラ磁性層２６０において各々の層が積層されるにしたがい、Ｐｔの含有率を低く（または同等と）すると、Ｐｔ添加に伴うＳＮＲの低下を抑制できることが分かる。換言すれば、比較例２３は、Ｐｔの含有率が上側にいくほど低下していない（または同等となっていない）ため、ＳＮＲ１６．０（ｄＢ）以上を確保することができない。

以上、本実施形態の実施例および比較例について説明した。これより、上述した垂直磁気記録媒体２０２において、５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ^２を超える情報記録密度を実現し得ることが証明された。よって、かかる垂直磁気記録媒体２０２の技術的貢献は明らかである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態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、２０２…垂直磁気記録媒体、１１０…ディスク基板、１２０…付着層、１３０…軟磁性層、１３１…第１軟磁性層、１３２…スペーサ層、１３３…第２軟磁性層、１４０…前下地層、１５０…下地層、１６０、２６０…グラニュラ磁性層、１６１…下記録層、１６２、２６２…主記録層、２６３…第１主記録層、２６４…第２主記録層、２６５…第３主記録層、１７０…分断層、１８０…補助記録層、１９０…保護層、２００…潤滑層

Claims (1)

1. 基板上に少なくとも、
   ＲｕまたはＲｕ合金を主成分とする下地層と、
   前記下地層の上に積層され、ＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部からなるグラニュラ構造を有するグラニュラ磁性層と、を備え、
   前記グラニュラ磁性層は少なくとも、下記録層と、該下記録層の上に積層され該下記録層よりも膜厚が厚い主記録層とを有し、該主記録層の前記磁性粒子にのみＲｕが５原子％以下含有され、かつ、前記磁性粒子のＰｔの含有率は、前記下記録層の方が前記主記録層よりも高く、
   前記主記録層はさらに複数の磁気記録層からなり、
   前記複数の磁気記録層は、前記基板から離れた側の１または２以上の層の磁性粒子にのみＲｕが５原子％以下含有され、かつ、前記複数の磁気記録層の各々のＰｔ含有率が、その一つ下に位置する磁気記録層のＰｔ含有率よりも低いか同等であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。

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