JP5894780B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上増えており、今後も増加傾向が続くと言われている。ハードディスク装置の記録密度の増加に伴って、高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。
現在市販されている磁気記録再生装置には、磁気記録媒体として、磁性膜内の磁化容易軸が垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体が搭載されているものがある。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、垂直磁気記録媒体は、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ特性に優れている。
また、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、磁気ヘッドとして、垂直磁性層に対する書き込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。具体的には、記録層である垂直磁性層と非磁性基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間における磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
また、垂直磁気記録媒体の記録再生特性および熱揺らぎ特性を向上させるために、配向制御層を用い、多層の磁性層を形成して、それぞれの磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とし、これにより磁性層の垂直配向性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
また、磁気記録媒体の配向制御層（下地層）としてＲｕを用いること、配向制御層を２層構造とし、初期層部分は低ガス圧で形成し、表面部分は初期層部分よりも高いガス圧で成膜することが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
また、Ｒｕは、柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されるものであるため、この凸部上に磁性層等の結晶粒子を成長させ、成長した結晶粒子の分離構造を促進し、結晶粒子を孤立化させて、磁性粒子を柱状に成長させる効果を有することが知られている（例えば、特許文献３を参照）。
ところで、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は留まることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に高い特性の向上が求められている。具体的に、磁気記録媒体の記録密度を高めるためには、上述した配向制御層を構成する結晶を微細化し、この上に形成される柱状構造の磁性粒子を微細化する必要がある。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体の製造方法、そのような製造方法を用いて製造された磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備える磁気記録再生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。
（１） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、共晶組織を構成する２種類以上の元素を含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２） 前記共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３） 前記シード層として、共晶組織を構成する少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃの中から選ばれる一の元素と、この一の元素よりもエッチングレートの低いＡｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｃｏの中から選ばれる他の元素とを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記他の元素を含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４） 前記シード層として、ＡｌＲｕ、ＡｌＣｕの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｃｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前記シード層として、ＡｌＳｉ、ＰｄＳｉ、ＡｇＳｉ、ＡｕＳｉの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６） 前記シード層として、ＡｌＧｅ、ＰｄＧｅ、ＡｇＧｅ、ＡｕＧｅ、ＳｂＧｅの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７） 前記シード層として、ＲｕＣ、ＰｔＣ、ＣｏＣの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８） 前記軟磁性裏打ち層として、アモルファス構造を有するＣｏ合金膜を形成する前項（１）〜（７）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９） 前記中間層として、Ｒｕ又はＲｕ合金膜を形成することを特徴とする前項（１）〜（８）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１０） 前記垂直磁性層を構成する結晶粒子が前記中間層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を構成するように、前記シード層を起点にして各層を結晶成長させることを特徴とする前項（１）〜（９）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とが、この順で積層された磁気記録媒体であって、
前記シード層は、結晶核が表面から突出した微結晶膜からなり、
前記中間層及び前記垂直磁性層は、前記結晶核を起点にして、それぞれの結晶粒子が厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを特徴とする磁気記録媒体。
（１２） 前記シード層は、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの中から選ばれる元素を含む結晶核が表面から突出した微結晶膜からなることを特徴とする前項（１１）に記載の磁気記録媒体。
（１３） 前記軟磁性裏打ち層は、アモルファス構造を有するＣｏ合金膜からなることを特徴とする前項（１１）又は（１２）に記載の磁気記録媒体。
（１４） 前記中間層は、Ｒｕ又はＲｕ合金膜からなることを特徴とする前項（１２）〜（１３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（１５） 前項（１）〜（１０）の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体、又は、前項（１１）〜（１４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
（１） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、共晶組織を構成する２種類以上の元素を含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２） 前記共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３） 前記シード層として、共晶組織を構成する少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃの中から選ばれる一の元素と、この一の元素よりもエッチングレートの低いＡｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｃｏの中から選ばれる他の元素とを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、前記他の元素を含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４） 前記シード層として、ＡｌＲｕ、ＡｌＣｕの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｃｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前記シード層として、ＡｌＳｉ、ＰｄＳｉ、ＡｇＳｉ、ＡｕＳｉの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６） 前記シード層として、ＡｌＧｅ、ＰｄＧｅ、ＡｇＧｅ、ＡｕＧｅ、ＳｂＧｅの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７） 前記シード層として、ＲｕＣ、ＰｔＣ、ＣｏＣの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８） 前記軟磁性裏打ち層として、アモルファス構造を有するＣｏ合金膜を形成する前項（１）〜（７）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９） 前記中間層として、Ｒｕ又はＲｕ合金膜を形成することを特徴とする前項（１）〜（８）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１０） 前記垂直磁性層を構成する結晶粒子が前記中間層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を構成するように、前記シード層を起点にして各層を結晶成長させることを特徴とする前項（１）〜（９）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１） 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とが、この順で積層された磁気記録媒体であって、
前記シード層は、結晶核が表面から突出した微結晶膜からなり、
前記中間層及び前記垂直磁性層は、前記結晶核を起点にして、それぞれの結晶粒子が厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを特徴とする磁気記録媒体。
（１２） 前記シード層は、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの中から選ばれる元素を含む結晶核が表面から突出した微結晶膜からなることを特徴とする前項（１１）に記載の磁気記録媒体。
（１３） 前記軟磁性裏打ち層は、アモルファス構造を有するＣｏ合金膜からなることを特徴とする前項（１１）又は（１２）に記載の磁気記録媒体。
（１４） 前記中間層は、Ｒｕ又はＲｕ合金膜からなることを特徴とする前項（１２）〜（１３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（１５） 前項（１）〜（１０）の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体、又は、前項（１１）〜（１４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
以上のように、本発明では、シード層を起点にして、中間層から垂直磁性層の最上層に至るまで厚み方向に連続して結晶成長させた各層の柱状晶を、微細且つ均質な粒径を有する結晶粒子によって構成することができる。これにより、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
以下、本発明を適用した磁気記録媒体及び磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。
上述したように、多層化した磁性層の垂直配向性を高め、なお且つ、磁性粒子を微細化し、その結晶粒径を均質化する（粒径分布のばらつきを小さくする）ためには、軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）と垂直磁性層との間に配置される配向制御層（本発明のシード層及び中間層を含む層）を構成する結晶粒子を微細化し、その結晶粒径を均質化する必要がある。
すなわち、図１に示すように、配向制御層１１には、この配向制御層１１を構成する各柱状晶Ｓ’の頂部をドーム状の凸とする凹凸面１１ａが形成され、この凹凸面１１ａから厚み方向に磁性層（又は非磁性層）１２の結晶粒子が柱状晶Ｓ１’となって成長する。また、この柱状晶Ｓ１’の上に形成される非磁性層（又は磁性層）１３及び最上層の磁性層１４の結晶粒子も、柱状晶Ｓ１’に連続した柱状晶Ｓ２’，Ｓ３’となってエピタキシャル成長する。
このように、磁性層１２〜１４を多層化した場合、これら各層１２〜１４を構成する結晶粒子は、配向制御層１１から最上層の磁性層１４に至るまで連続した柱状晶Ｓ１’〜Ｓ３’となってエピタキシャル成長を繰り返す。なお、図１に示す層１３は、グラニュラー構造を有する層であり、この層１３を形成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１５が形成されている。
したがって、配向制御層１１の結晶粒子を微細化し、その結晶粒径を均質化すれば、この配向制御層１１を構成する各柱状晶Ｓを高密度化し、更に、これら各柱状晶Ｓ’の頂部から厚み方向に柱状に成長する各層１２〜１４の柱状晶Ｓ１’〜Ｓ３’も高密度化することが可能となる。
ここで、非磁性基板の上に、ＣｏＦｅ合金等からなる軟磁性裏打ち層と、ＮｉＷからなるシード層と、Ｒｕからなる中間層と、ＣｏＣｒＰｔ合金等からなる垂直磁性層とを、この順で積層した構造を有する垂直磁気記録媒体を例示する。
この垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層は、アモルファス構造を有している。シード層は、このアモルファス構造を有する軟磁性裏打ち層の面上において、微細な結晶核を形成する。そして、中間層であるＲｕは、このシード層の結晶核を起点（種結晶）にして、ｃ軸配向した柱状晶を形成する。さらに、この中間層の上に形成される垂直磁性層も、ｃ軸配向した柱状晶となる。
したがって、中間層及び垂直磁性層は、シード層の結晶核を起点（種結晶）にして、それぞれの結晶粒子が厚み方向に連続した柱状晶を構成するため、その下にあるシード層の結晶核を微細化し、均質化することができれば、これら中間層及び垂直磁性層の結晶粒子を微細化し、その結晶粒径を均質化することが可能となると考えられる。
しかしながら、本発明者らによる検証の結果、上記ＮｉＷを用いたシード層では、軟磁性裏打ち層の面上に
不均質な大きさの結晶膜を形成するために、その上に形成した中間層の柱状晶の均質化に限界があるとの結論に至った。すなわち、上記ＮｉＷを用いたシード層では、中間層において大きな柱状晶や小さな柱状晶が生じてしまい、その柱状晶の密度分布にばらつきが生じることがわかった。
不均質な大きさの結晶膜を形成するために、その上に形成した中間層の柱状晶の均質化に限界があるとの結論に至った。すなわち、上記ＮｉＷを用いたシード層では、中間層において大きな柱状晶や小さな柱状晶が生じてしまい、その柱状晶の密度分布にばらつきが生じることがわかった。
そこで、本発明者らは、このような知見に基づいて更なる検討を行った。例えば、上述したアモルファス構造を有する軟磁性裏打ち層の上に、ＡｌＳｉ共晶合金膜を５ｎｍ程度の膜厚でスパッタ成膜する。この場合、結晶粒径の揃った微細な共晶合金膜を形成することができる。
一方、この微細な共晶合金膜の上に中間層としてＲｕ膜を形成した場合、Ｒｕ膜は共晶合金膜を構成する結晶粒子からは核発生せず、微細且つ均質な粒径を有する柱状晶とはならないことがわかった。
ここで、ＡｌＳｉ合金の状態図を図２に示し、そのＡｌとＳｉの組成比（％）が、（１）Ａｌ：Ｓｉ＝５６：４４となる場合と、（２）Ａｌ：Ｓｉ＝８７．４：１２．６となる場合と、（３）Ａｌ：Ｓｉ＝９２：８となる場合について、それぞれ液相（Ｌ）から固層（α＋β）まで冷却したときの結晶組織を図３〜図５に示す。
なお、図３は、（１）５６Ａｌ−４４Ｓｉ合金の結晶組織を模式的に示した図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はそのエッチング後の断面図である。図４は、（２）８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ合金の結晶組織を模式的に示した図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はそのエッチング後の断面図である。図５は、（３）９２Ａｌ−８Ｓｉ合金の結晶組織を模式的に示した図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はそのエッチング後の断面図である。
（１）５６Ａｌ−４４Ｓｉ合金の場合、図２に示すように、液相（Ｌ）から共晶温度（５７７±１℃）まで冷却される間に、固相Ｓｉ（初晶β）が析出し、この液相（Ｌ）中のＳｉが１２．６％に達するまでＡｌが濃縮される。そして、共晶温度よりも低い温度まで冷却されることで、固相８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ（共晶α＋β）が析出する。これにより、図３（ａ），（ｂ）に示すように、柱状の結晶核（共晶ＡｌＳｉ）がＳｉ結晶（初晶Ｓｉ）中にドット状（島状）に分散した結晶組織（過共晶組織）が形成される。
そして、このような結晶組織を有する５６Ａｌ−４４Ｓｉ合金膜をスパッタ成膜した後、その表面に対してＣＦ４ガスを用いたエッチング処理を施したところ、この合金膜中で相対的にエッチングレートが低いＡｌを含む結晶核が残存し、この結晶核よりもエッチングレートが高いＳｉ結晶が除去された。その結果、図３（ｃ）に示すような結晶核が表面から突出した微結晶膜が形成された。
（２）８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ合金の場合、図２に示すように、液相（Ｌ）から共晶温度よりも低い温度まで冷却されることで、固相８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ（共晶α＋β）が析出する。これにより、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＡｌとＳｉの微結晶が混じり合った結晶組織（共晶組織）が形成される。
そして、このような結晶組織を有する８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ合金膜をスパッタ成膜した後、その表面に対してＣＦ４ガスを用いたエッチング処理を施した。その結果、図４（ｃ）に示すように、８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ合金膜が除去された。なお、このときのエッチング条件は、上記図３に示す場合よりも除去効果の高い条件でエッチングを行う必要があった。
（３）９２Ａｌ−８Ｓｉ合金の場合、図２に示すように、液相（Ｌ）から共晶温度まで冷却される間に、固相Ａｌ（初晶α）が析出し、この液相（Ｌ）中のＳｉが１２．６％に達するまでＳｉが濃縮される。そして、共晶温度よりも低い温度まで冷却されることで、固相８７．４Ａｌ−１２．６Ｓｉ（共晶α＋β）が析出する。これにより、図５（ａ），（ｂ）に示すように、柱状の結晶核（共晶ＡｌＳｉ）がＡｌ結晶（初晶Ａｌ）中にドット状（島状）に分散した結晶組織（亜共晶組織）が形成される。
そして、このような結晶組織を有する９２Ａｌ−８Ｓｉ合金膜をスパッタ成膜した後、その表面に対してＣＦ４ガスを用いたエッチング処理を施したところ、この合金膜中で相対的にエッチングレートが低いＡｌ結晶が残存し、このＡｌ結晶よりもエッチングレートが高いＳｉを含む結晶核が除去された。その結果、図５（ｃ）に示すようなＡｌ結晶の間に凹部を有する微結晶膜が形成された。なお、このときのエッチング条件は、上記図３に示す場合よりも除去効果の高い条件でエッチングを行う必要があった。
本発明者らは、上記知見に基づいて、上記（１）の結晶核が表面から突出した微結晶膜上にＲｕ膜を成膜した。その結果、結晶核を起点にしてＲｕの均一な柱状晶が形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものであり、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを、この順で積層した磁気記録媒体を製造する際に、シード層として、共晶組織を構成する２種類以上の元素を含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする。
これにより、シード層が微細且つ均質な結晶核を構成することになり、このシード層を形成する微結晶膜が有する凸状の結晶核を起点（種結晶）にして、中間層から垂直磁性層の最上層に至るまで厚み方向に連続して結晶成長させた各層の柱状晶を、微細且つ均質な粒径を有する結晶粒子によって構成することが可能である。
また、シード層としては、共晶組織を構成する少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃの中から選ばれる一の元素と、この一の元素よりもエッチングレートの低いＡｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの中から選ばれる他の元素とを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することが好ましい。
このうち、上記一の元素としてＡｌを含む共晶合金膜を形成する場合は、ＡｌＲｕ、ＡｌＣｕの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｃｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することが好ましい。
一方、上記一の元素としてＳｉを含む共晶合金膜を形成する場合は、ＡｌＳｉ、ＰｄＳｉ、ＡｇＳｉ、ＡｕＳｉの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することが好ましい。
一方、上記一の元素としてＧｅを含む共晶合金膜を形成する場合は、ＡｌＧｅ、ＰｄＧｅ、ＡｇＧｅ、ＡｕＧｅ、ＳｂＧｅの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することが好ましい。
一方、上記一の元素としてＣを含む共晶合金膜を形成する場合は、ＲｕＣ、ＰｔＣ、ＣｏＣの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜を形成した後に、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することが好ましい。
これらの共晶合金膜は、その合金組成にも依存するものの、その膜厚を例えば４〜１０ｎｍの範囲とすることが好ましい。共晶合金膜の膜厚が４ｎｍより薄くなると、この共晶合金膜が部分的に島状となり、連続膜とならない場合がある。また、共晶合金膜を構成する結晶粒子の粒径が均質とならない場合がある。一方、共晶合金膜の膜厚が１０ｎｍより厚くなると、この共晶合金膜を構成する結晶粒子が粗大化してしまい、上記Ｒｕの微細な柱状晶を形成することが困難となる。
本発明では、上記共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施す方法として、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いたドライエッチングを行うことが好ましい。特に、ＡｌＳｉ共晶合金膜の場合、ＡｌとＳｉのエッチング選択比が高いＣＦ４ガスやＳＦ６ガスなどを好適に用いることができる。この場合、Ａｌよりもエッチングレートの低いＳｉをドライエッチングにより選択的に除去することが可能である。
また、例えばＡｌＲｕやＡｌＳｉ、ＡｌＣｕなどの共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施す場合には、塩素（Ｃｌ２）ガスを好適に用いることができる。特に、ＡｌＣｕ共晶合金膜の場合、ＡｌとＣｕのエッチング選択比が高いＣｌ２ガスを好適に用いることができる。この場合、ＲｕやＳｉ、Ｃｕよりもエッチングレートの低いＡｌをドライエッチングにより選択的に除去することが可能である。
このように、Ａｌを含む共晶合金膜は、その合金組成やエッチングガスの選択によって、上記エッチングより選択的に除去される一の元素となったり、上記エッチング後に凸状の結晶核を形成する他の元素となったりする。
なお、共晶合金膜中の結晶核は、複数組成を含む合金であってもよい。一方、共晶合金膜中の結晶核以外の相（マトリックス）については、単一組成からなることが好ましい。また、先に析出する元素（初晶）がマトリックスを形成し易い。
また、エッチングガスとしては、希ガス族を用いることも可能である。この場合、共晶合金膜中のエッチング速度の差を利用して上記凸状の結晶核を形成することが可能である。
本発明の特徴部分について、図２を参照しながら更に詳細に説明する。
本発明では、図２において模式的に示すように、非磁性基板３０の上に、軟磁性裏打ち層３１として、例えばアモルファス構造を有するＣｏ合金膜を形成する。
本発明では、図２において模式的に示すように、非磁性基板３０の上に、軟磁性裏打ち層３１として、例えばアモルファス構造を有するＣｏ合金膜を形成する。
そして、本発明では、この軟磁性裏打ち層３１の上に、シード層３２として、例えばＡｌＳｉやＰｄＳｉなどの共晶合金膜をスパッタ成膜した後、この共晶合金膜をドライエッチングすることによって、当該共晶合金膜中のＳｉを選択的に除去する。これにより、ＡｌやＰｄを含む結晶核３２ａが表面から突出した微結晶膜が形成される。
その後は、シード層３２の上に、例えばＲｕやＲｕ合金からなる中間層３３を形成する。これにより、中間層３３を構成する結晶粒子は、シード層３２の結晶核３２ａと１：１で対応しながら、厚み方向に連続した柱状晶Ｓ１となってエピタキシャル成長する。
また、この中間層３３を構成する各柱状晶Ｓ１の頂部には、ドーム状の凸部３３ａが形成される。これにより、この凸部３３ａ上に形成される垂直磁性層３４の結晶粒子を１：１で対応させながら、厚み方向に連続した柱状晶Ｓ２となるようにエピタキシャル成長させることができる。
以上のように、本発明では、上述したシード層３２の結晶核を起点（種結晶）にして、中間層３３から垂直磁性層３４の最上層に至るまで厚み方向に連続して結晶成長させた各層の柱状晶Ｓ１，Ｓ２を、微細且つ均質な粒径を有する結晶粒子によって構成することが可能である。
したがって、本発明によれば、垂直磁性層の高い垂直配向性を維持し、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
図３は、本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示したものである。
この磁気記録媒体は、図３に示すように、非磁性基板１の上に、軟磁性裏打ち層２と、シード層９と、中間層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とを順次積層した構造を有している。
この磁気記録媒体は、図３に示すように、非磁性基板１の上に、軟磁性裏打ち層２と、シード層９と、中間層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とを順次積層した構造を有している。
垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａと、磁性層４ｂと磁性層４ｃとの間に上層の非磁性層７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。
非磁性基板１としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよく、例えば、ガラスや、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。また、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、表面の微小うねり(Ｗａ)が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下。）であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。また、端面のチャンファー部の面取り部と、側面部との少なくとも一方の表面平均粗さ(Ｒａ)が１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下。）のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。なお、微少うねり(Ｗａ)は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性裏打ち層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板１と軟磁性裏打ち層２の間に密着層を設けることが好ましく、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。
軟磁性裏打ち層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられている。この作用は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
軟磁性裏打ち層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含むアモルファス若しくは微結晶構造の軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど。）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど。）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど。）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど。）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど。）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど。）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど。）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど。）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
その他にも、軟磁性裏打ち層２としては、Ｃｏを８０原子％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス若しくは微結晶構造を有するＣｏ合金を用いることができる。この具体的な材料としては、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
軟磁性裏打ち層２は、２層の軟磁性膜から構成されており、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となり、このようなＡＦＣ構造を採用することで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
シード層９及び中間層３は、直上の層の配向性や結晶サイズを制御する配向制御層として機能するためのものである。これらシード層９及び中間層３には、上述した図２に示すシード層３２及び中間層３３を順に積層したものを採用できるため、その説明を省略するものとする。
また、中間層３と垂直磁性層４の間には、非磁性下地層８を設けることが好ましい。中間層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。この初期部の乱れた部分を非磁性下地層８で置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物を含んだ材料からなることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５原子％以上５０原子％以下とすることが好ましい。酸化物としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、磁性粒子を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
非磁性下地層８の厚みは、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。３ｎｍの厚さを超えると、Ｈｃ及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
磁性層４ａは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物を含んだ材料からなり、この酸化物としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
磁性層４ａは、図４に示すように、酸化物４１を含む層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。また、磁性粒子４２は、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。すなわち、酸化物４１の含有量としては、磁性粒子４２を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ａを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃを上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
磁性層４ａ中のＣｒの含有量は、２０原子％以下（さらに好ましくは６原子％以上１６原子％以下）であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるからである。
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８原子％以上２５原子％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量を上記範囲としたのは、８原子％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるためである。一方、２５原子％を超えると、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなる。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
また、上記元素の合計の含有量は、８原子％以下であることが好ましい。８原子％を超えた場合、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１４原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などの組成物を挙げることができる。
磁性層４ｂには、磁性層４ａと同様の材料を用いることができるため、説明を省略するものとする。また、磁性層４ｂは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図４に示すように、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及び結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
磁性層４ｃは、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含まない材料から構成することが好ましく、図４に示すように、層中の磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長している構造であることが好ましい。この場合、磁性層４ａ〜４ｃの磁性粒子４２が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長することが好ましい。また、磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性及び配向性がより向上したものとなる。
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０原子％以上２４原子％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力が十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合には、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過ぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、６原子％以上２０原子％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲にある場合には、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更に記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得ることができる。
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
また、上記元素の合計の含有量は、１６原子％以下であることが好ましい。一方、１６原子％を超えた場合には、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は、１８原子％以上２８原子％以下であることが好ましい。
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４原子％、Ｐｔ含有量８〜２２原子％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４原子％、Ｐｔ含有量８〜２２原子％、Ｂ含有量０〜１６原子％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４原子％、Ｐｔ含有量８〜２２原子％、Ｔａ含有量１〜５原子％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４原子％、Ｐｔ含有量８〜２２原子％、Ｔａ含有量１〜５原子％、Ｂ含有量１〜１０原子％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料を挙げることができる。
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚みが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えた場合には、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすることがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から好ましい。
潤滑層６には、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いることが好ましい。
本発明では、非磁性基板１側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５側の磁性層を、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とすることが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
また、本発明では、上記垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、上記磁性層４ａ，４ｂに加えて、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ，４ｂの上に設けた構成とすることができる。
また、本発明では、垂直磁性層４を構成する３層以上の磁性層間に非磁性層７（図５では符号７ａ，７ｂで示す。）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることができる。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ＣｏＣｒ系合金を用いる場合には、Ｃｏの含有量は、３０〜８０原子％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金として、Ｒｕ以外では、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も用いることができる。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。この場合のＣｒの含有量は６０原子％以上とすることが好ましい。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。また、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合には、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の添加による効果が得られないため好ましくない。
（磁気記録再生装置）
図５は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、上記図３に示す構成を有する垂直磁気記録媒体５０と、垂直磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、垂直磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を垂直磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。また、記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。
図５は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、上記図３に示す構成を有する垂直磁気記録媒体５０と、垂直磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、垂直磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を垂直磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。また、記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。
本発明を適用した磁気記録再生装置では、上記垂直磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、磁気ヘッド５２に垂直磁性層５に対する書き込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが好ましい。そして、上記垂直磁気記録媒体５０では、このような単磁極ヘッドに対応するために、非磁性基板１と垂直磁性層４との間に軟磁性裏打ち層２を設けて、単磁極ヘッドと垂直磁性層４との間の磁束の出入りの効率向上を図ることができる。
また、磁気記録再生装置では、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッド５２を用いることができる。
上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気記録媒体５０に本発明を適用した磁気記録媒体を採用することで、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され、再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができ、また熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができ、このため高密度記録に適した優れた磁気記録再生装置とすることができる。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１）
実施例１では、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、基板温度を１００℃以下とし、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｔａ含有量５原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上に層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、再びＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａのターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜して、これを軟磁性裏打ち層とした。
実施例１では、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、基板温度を１００℃以下とし、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｔａ含有量５原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上に層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、再びＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａのターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜して、これを軟磁性裏打ち層とした。
次に、軟磁性裏打ち層の上に、５６Ａｌ−４４Ｓｉ共晶ターゲットを用いて、スパッタ圧力０．５Ｐａとして層厚５ｎｍのシード層を形成した。次いで、ＡｌＳｉ薄膜の表面を、ＣＦ４ガスを４０ｓｃｃｍ、反応容器内の圧力を０．５Ｐａ、ＲＦパワーを２００Ｗ、基板バイアスを１５Ｗとして、１０秒間ドライエッチングを行った。
次に、Ｒｕターゲットを用いて、層厚２０ｎｍの配向制御層を成膜した。なお、配向制御層を成膜する際は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した。
次に、配向制御層の上に、９１（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）−６（ＳｉＯ２）−３（ＴｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１５原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝のターゲットを用いて、層厚９ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は２Ｐａとした。
次に、磁性層の上に、９２（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−３（ＴｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１１原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏの合金を９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝のターゲットを用いて、層厚６ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は２Ｐａとした。
この段階で、グラニュラー構造を有する磁性層の平面ＴＥＭ観察を行い、その磁性粒子の平均粒径＜Ｄ＞［ｎｍ］、及び、この平均粒径で規格化した粒径分散σ／＜Ｄ＞［％］を測定した。なおＣｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂの磁性層を形成する前に測定を行うのは、磁性粒子の平均粒径を評価し易くするためである。
その結果、実施例１では、表１に示すように、＜Ｄ＞は５．５ｎｍ、σ／＜Ｄ＞は７．２％であった。
次に、磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０原子％、Ｐｔ含有量１４原子％、Ｂ含有量３原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚７ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は０．６Ｐａとした。
次に、磁性層の上に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜を１ｎｍ形成することによって、実施例１の磁気記録媒体を得た。
そして、実施例１の磁気記録媒体について、保磁力分散「ΔＨｃ／Ｈｃ」、「ＳＮＲ［ｄＢ］」、オーバーライト特性「ＯＷ［ｄＢ］」、ビットエラーレート「ＢＥＲ」を測定し、記録再生特性の評価を行った。
なお、ＳＮＲ、ＯＷ、ＢＥＲの測定については、米国Ｇｕｚｉｋ社製リードライトアナライザ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いた。
そして、ＳＮＲについては、線記録密度７５０ｋＦＣＩでの出力をＳ、線記録密度１５００ｋＦＣＩでのｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）値）をＮとして、出力対ノイズ比を算出した。
一方、ＯＷについては、線記録密度７５０ｋＦＣＩの信号を記録した後、線記録密度１００ｋＦＣＩの信号を上書きした前後の７５０ｋＦＣＩの信号の再生出力比（減衰率）として算出した。
一方、ＢＥＲについては、同様に線記録密度１５００ｋＦＣＩで信号を記録したときの「−ｌｏｇ（エラービット数／総ビット数）」で算出した。
そして、ＳＮＲについては、線記録密度７５０ｋＦＣＩでの出力をＳ、線記録密度１５００ｋＦＣＩでのｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）値）をＮとして、出力対ノイズ比を算出した。
一方、ＯＷについては、線記録密度７５０ｋＦＣＩの信号を記録した後、線記録密度１００ｋＦＣＩの信号を上書きした前後の７５０ｋＦＣＩの信号の再生出力比（減衰率）として算出した。
一方、ＢＥＲについては、同様に線記録密度１５００ｋＦＣＩで信号を記録したときの「−ｌｏｇ（エラービット数／総ビット数）」で算出した。
その結果、実施例１では、上記表１に示すように、ΔＨｃ／Ｈｃは０．０６７、ＳＮＲは２０．７ｄＢ、ＯＷは３５．１ｄＢ、ＢＥＲは５．８１であった。
（実施例２〜１６）
実施例２〜１６では、共晶ターゲットを用いたシード層の組成を上記表１に示す材料とし、同様にエッチングガスを上記表１とした以外は、実施例１と同様にグラニュラー磁性層までを成膜した。
実施例２〜１６では、共晶ターゲットを用いたシード層の組成を上記表１に示す材料とし、同様にエッチングガスを上記表１とした以外は、実施例１と同様にグラニュラー磁性層までを成膜した。
そして、実施例１〜１６について、作製したグラニュラー磁性層の平面ＴＥＭ観察を行い、その磁性粒子の平均粒径＜Ｄ＞、及び、この平均粒径で規格化した粒径分散σ／＜Ｄ＞を測定した。
その結果、上記表１に示すように、実施例１〜１６のうち、実施例１の５６Ａｌ４４Ｓｉ共晶合金の平均粒径＜Ｄ＞が５．５ｎｍと最も小さい値となった。
また、実施例２〜１６の「ΔＨｃ／Ｈｃ」、「ＳＮＲ」、「ＯＷ」、「ＢＥＲ」の各評価結果を上記表１に示す。
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様に、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、基板温度を１００℃以下とし、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｔａ含有量５原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上に層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、再びＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａのターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜して、これを軟磁性裏打ち層とした。
比較例１では、実施例１と同様に、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、基板温度を１００℃以下とし、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｔａ含有量５原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上に層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、再びＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａのターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜して、これを軟磁性裏打ち層とした。
次に、軟磁性裏打ち層の上に、９２Ａｌ−８Ｓｉ共晶ターゲットを用いて、スパッタ圧力０．５Ｐａとして層厚５ｎｍのシード層を形成した。次いで、ＡｌＳｉ薄膜の表面を、ＣＦ４ガスを４０ｓｃｃｍ、反応容器内の圧力を０．５Ｐａ、ＲＦパワーを３００Ｗ、基板バイアスを４０Ｗとして、２０秒間ドライエッチングを行った。このとき、実施例１〜１６の凸部とは違い、凹部を有する微結晶膜が形成された。
次に、Ｒｕターゲットを用いて、層厚２０ｎｍの配向制御層を成膜した。なお、配向制御層を成膜する際は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した。
次に、Ｒｕターゲットを用いて、層厚２０ｎｍの配向制御層を成膜した。なお、配向制御層を成膜する際は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍのＲｕを成膜した。
次に、配向制御層の上に、９１（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）−６（ＳｉＯ２）−３（ＴｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１５原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝のターゲットを用いて、層厚９ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は２Ｐａとした。
次に、磁性層の上に、９２（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−３（ＴｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１１原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏの合金を９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝のターゲットを用いて、層厚６ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は２Ｐａとした。
この段階で、グラニュラー構造を有する磁性層の平面ＴＥＭ観察を行った。その結果、比較例１では、上記表１に示すように、＜Ｄ＞は９．３ｎｍ、σ／＜Ｄ＞は１６．４％であり、実施例１に比べて、磁性粒子間の境界層が薄く、粒子の分離が十分になされていないことを確認した。
次に、磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０原子％、Ｐｔ含有量１４原子％、Ｂ含有量３原子％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚７ｎｍの磁性層を成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は０．６Ｐａとした。
次に、磁性層の上に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜を１ｎｍ形成することによって、比較例１の磁気記録媒体を得た。
そして、比較例１の磁気記録媒体について、実施例１と同様に記録再生特性の評価を行ったところ、ΔＨｃ／Ｈｃが０．１６４、ＳＮＲが１７．１ｄＢ、ＯＷが３８．８ｄＢ、ＢＥＲが３．１０であった。
（比較例２）
比較例２では、シード層としてＮｉＷを用いた以外は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。具体的には、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６原子％、残部Ｎｉ｝ターゲットを用いて、スパッタ圧力０．６Ｐａで層厚を５ｎｍとした。なお、シード層を形成した後のドライエッチングは行わなかった。
比較例２では、シード層としてＮｉＷを用いた以外は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。具体的には、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６原子％、残部Ｎｉ｝ターゲットを用いて、スパッタ圧力０．６Ｐａで層厚を５ｎｍとした。なお、シード層を形成した後のドライエッチングは行わなかった。
そして、この比較例２の磁気記録媒体についても、実施例１と同様に磁性粒子の大きさ及び記録再生特性の評価を行った。その結果、比較例２では、上記表１に示すように、＜Ｄ＞が８．８ｎｍ、σ／＜Ｄ＞が１３．８、ΔＨｃ／Ｈｃが０．１２２、ＳＮＲが１８．８ｄＢ、ＯＷが３２．５ｄＢ、ＢＥＲが３．８１であった。
１…非磁性基板
２…軟磁性裏打ち層
３…中間層
４…垂直磁性層
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…中層の磁性層
４ｃ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…非磁性層
７ａ…下層の非磁性層
７ｂ…上層の非磁性層
８…非磁性下地層
９…シード層
１１…配向制御層
１１ａ…凹凸面
１２〜１４…磁性層又は非磁性層
Ｓ，Ｓ１〜Ｓ３…柱状晶
３０…非磁性基板
３１…軟磁性裏打ち層
３２…シード層
３２ａ…結晶核
３３…中間層
３４…垂直磁性層
５０…磁気記録媒体
５１…媒体駆動部
５２…磁気ヘッド
５３…ヘッド駆動部
５４…記録再生信号処理系
２…軟磁性裏打ち層
３…中間層
４…垂直磁性層
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…中層の磁性層
４ｃ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…非磁性層
７ａ…下層の非磁性層
７ｂ…上層の非磁性層
８…非磁性下地層
９…シード層
１１…配向制御層
１１ａ…凹凸面
１２〜１４…磁性層又は非磁性層
Ｓ，Ｓ１〜Ｓ３…柱状晶
３０…非磁性基板
３１…軟磁性裏打ち層
３２…シード層
３２ａ…結晶核
３３…中間層
３４…垂直磁性層
５０…磁気記録媒体
５１…媒体駆動部
５２…磁気ヘッド
５３…ヘッド駆動部
５４…記録再生信号処理系
Claims (7)
- 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、ＡｌＲｕ、ＡｌＣｕの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｃｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、ＡｌＳｉ、ＰｄＳｉ、ＡｇＳｉ、ＡｕＳｉの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、ＡｌＧｅ、ＰｄＧｅ、ＡｇＧｅ、ＡｕＧｅ、ＳｂＧｅの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性裏打ち層と、シード層と、中間層と、垂直磁性層とを順次積層した磁気記録媒体の製造方法であって、
前記シード層として、ＲｕＣ、ＰｔＣ、ＣｏＣの何れかを含み、且つ、柱状の結晶核がドット状に分散された共晶合金膜をスパッタ成膜した後に、フッ素、塩素、水素、酸素の中から選ばれる元素を少なくとも１つ以上含むエッチングガスを用いて、この共晶合金膜の表面に対してエッチング処理を施すことで、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｃｏの何れかを含む結晶核が表面から突出した微結晶膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 前記軟磁性裏打ち層として、アモルファス構造を有するＣｏ合金膜を形成する請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記中間層として、Ｒｕ又はＲｕ合金膜を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記垂直磁性層を構成する結晶粒子が前記中間層を構成する結晶粒子と共に厚み方向に連続した柱状晶を構成するように、前記シード層を起点にして各層を結晶成長させることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
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