JP2010097681A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気記録層のＳＮＲをさらに向上し、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。
【解決手段】 基体上に少なくとも、柱状に成長した結晶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第１磁気記録層１２２ａと、第１磁気記録層１２２ａの上に設けられた介在層１２２ｂと、介在層１２２ｂの上に設けられ柱状に成長した結晶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第２磁気記録層１２２ｃと、第２磁気記録層１２２ｃの上に設けられた分断層１２４と、分断層１２４の上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層１２６とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

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）。

またグラニュラー構造を有する磁性層（磁気記録層）は、粒界を形成する酸化物の種類や、酸化物の含有量によって静磁気特性および電磁変換特性を調整することができる。高い保磁力と低ノイズはいずれも重要であるが、一方を上げれば他方が下がるというトレードオフの関係にある。このため従来からも、磁気記録層を複数の層に分け、役割分担させることが行われている。例えば酸化物を少なくして保磁力Ｈｃの向上を図る層と、酸化物を多くしてＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：シグナルノイズ比）の向上を図る層とを設けることにより、両方の特性を得ることができる。

ところで磁気記録層に強い磁界を印加すると、隣接トラックへの漏れ磁場も大きくなることから、ＷＡＴＥ（Wide Area Track Erasure）、すなわち、書込みの対象となるトラックを中心に数μｍにわたって記録情報が消失する現象が問題となる。ＷＡＴＥを低減させる手法として、磁気記録層の逆磁区核形成磁界Ｈｎを負とし、さらにその絶対値を大きくすることが重要である。高い（絶対値の大きい）Ｈｎを得るために、グラニュラー構造を有する磁気記録層の上方又は下方に高い垂直磁気異方性を示す薄膜が形成されたＣＧＣ（Coupled Granular Continuous）媒体が考案されている（特許文献２）。

ＣＧＣ媒体はＣｏＢ磁性膜とＰｄ非磁性膜の薄膜を積層した構造であり、交換結合を利用して高いＨｎを得るものであった。しかしＣＧＣ媒体では磁性膜を薄膜にしなければ交換結合作用が得られない上、１つの層では効果が微弱であるためにＣｏＢとＰｄを３回ほど繰り返して積層する必要があった。そのため近年では、基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続し、垂直磁気異方性の高い単一の膜（補助記録層）を磁気記録層の上に形成する場合が多い。

また磁気記録層の保磁力Ｈｃを向上させていくと、高記録密度化が達成できる反面、磁気ヘッドによる書き込みが困難になる傾向にある。そこで補助記録層は、飽和磁化Ｍｓを向上させることにより、書き込みやすさ、すなわちオーバーライト特性を向上させる役割も有している。言い換えれば、磁気記録層の上に補助記録層を設ける目的は、逆磁区核形成磁界Ｈｎを向上させてノイズを低減し、飽和磁化Ｍｓを向上させてオーバーライト特性も向上させることである。なお補助記録層は連続層またはキャップ層とも呼ばれる場合もある。

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

特開２００６−０２４３４６号公報 特開２００３−３４６３１５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、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。

ＳＮＲの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のために有効な要素としては、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が挙げられる。中でも、磁性粒子の孤立化が促進されると隣接する磁性粒子との磁気的相互作用を遮断されるため、ノイズを大幅に低減することができ、ＳＮＲを著しく向上させることが可能となる。上述のグラニュラー構造の垂直磁気記録媒体では、酸化物によって粒界を形成することによって磁性粒子を孤立化および微細化し、ＳＮＲを向上させている。

しかし上記のように、磁気記録層において保磁力とＳＮＲはトレードオフの関係にある。磁気記録層を複数の層から構成して、保磁力が高い層とＳＮＲが高い層に役割分担することにより両方の特性を得ることはできるが、やはり保磁力の高い層はノイズが多い点は変わらない。このため従来は保磁力の高い層の膜厚を薄めにしてノイズを抑えていたが、最低限必要な保磁力を確保する必要があるため、ある程度のノイズは容認する必要があった。

また、上記の補助記録層はグラニュラー構造を有しておらず、面内方向に磁気的にほぼ連続した構造となっている。このため、補助記録層によりオーバーライト特性を改善できる反面、ノイズの増加を招くこととなる。特に補助記録層は、媒体の上方に位置することになるため、ノイズ増加に対する影響は大きい。かといって、補助記録層なしではＯＷ特性が極端に低くなり、昨今の保磁力の高い磁気記録層は、もはや書き込むことができなくなってしまう。このため、やはりある程度のノイズは容認する必要があった。

したがって、上記の技術を用いてＳＮＲを更に向上させることは困難であるため、磁気記録媒体の更なる高記録密度化の達成には、磁気記録層のＳＮＲを更に向上することが可能な新たな手法の確立が課題となっていた。

本発明は、このような課題に鑑み、磁気記録層のＳＮＲをさらに向上し、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、さらにＳＮＲを向上させるためには、いままでノイズを容認せざるを得なかった高保磁力の磁気記録層と、高Ｍｓの補助記録層に着目した。そして磁気記録層については、高保磁力であるためには硬磁性（磁化方向が反転しにくいこと）であればよいのであって、かならずしも高Ｍｓである必要はないと考えた。また補助記録層については、補助記録層も磁性層であって高い磁気異方性を得るためには高い結晶配向性が必要であるところ、磁気記録層はグラニュラー構造を有しており、補助記録層は一様な膜であるから、磁気記録層の上に補助記録層を成膜するとその結晶配向性等に影響を及ぼ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、従来は第１磁気記録層および補助記録層がＳＮＲの高い主記録層に対してそれぞれ連続していたところを、磁気的相互作用によって接続させることによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、上記課題を解決するために本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、基体上に少なくとも、柱状に成長した結晶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第１の磁性層と、第１の磁性層の上に設けられた第１の非磁性層と、第１の非磁性層の上に設けられ柱状に成長した結晶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第２の磁性層と、第２の磁性層の上に設けられた第２の非磁性層と、第２の非磁性層の上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した第３の磁性層とを備えることを特徴とする。

第１の磁性層（第１磁気記録層）と第２の磁性層（第２磁気記録層）の間、もしくは第２の磁性層と第３の磁性層（補助記録層）との間に第１または第２の非磁性層を介在させることにより、これらの磁性層間に磁気的な相互作用を発生させ、かつコントロールすることができる。すなわち非磁性層の膜厚を変化させることで磁性層の間に、反強磁***換結合（ＡＦＣ：Antiferro-magnetic exchange coupling）を発生させたり、強磁***換結合（ＦＣ：Ferromagnetic exchange coupling）を調整したりする。これにより非磁性層の上下の磁性層間の結合状態や強さを調整することで、磁化軸の揺らぎを低減させたり、ノイズを低減させたりすることができる。

特に第１の非磁性層は、比較的厚め（例えば０．６ｎｍ〜１．２ｎｍ）に膜厚を設定することにより、第１および第２の磁性層の磁気を遮断し、ＡＦＣを発生させることができる。また第１の磁性層においては、膜厚を薄くすることにより、グラニュラー磁性粒子の縦横比が短くなることから、磁石の内部に発生する反磁界が強くなる。このため第１の磁性層は硬磁性であるにもかかわらず、外部に出す磁気モーメントが小さくなり、高い保磁力を発揮しながらもノイズの少ない磁性層とすることができる。

一方、第２の非磁性層は比較的薄め（例えば０．２ｎｍ〜０．６ｎｍ）に膜厚を設定する。第２の非磁性層の膜厚は第１の非磁性層より薄く、ＡＦＣを発生させない範囲の膜厚である。これにより、第１および第２の磁性層の磁気を遮断せず、これらの交換結合の強さを適度に調整することができる。これにより第３の磁性層に起因すると考えられるノイズを低減させてＳＮＲを向上させることができる。これは、第２の磁性層と第３の磁性層との間に第２の非磁性層を設けることにより、補助記録層と磁気記録層の交換結合が適度に調整されるためと推察される。

第１または第２の非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されていてもよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと同様の結晶形態（ｈｃｐ）を有する為、磁性層の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。

第１または第２の非磁性層は、さらに酸素または酸化物を含んでいてもよい。非磁性層のうちグラニュラー磁性層の粒界の上に位置する部分は、非磁性層にＲｕと酸素とを含ませることによって、含有させた酸素原子は磁性層粒界に含まれている酸素原子と親和性が高く、Ｒｕ酸化物として磁性層の粒界構造を継承する。あるいは非磁性層に酸化物を含んでいる場合、その酸化物が磁性層粒界と親和性が高くなり、同様に磁性層の粒界構造を継承することとなる。したがって、磁性層の粒界構造を阻害することなく、上層のＣｏを成長させることができる。

第１または第２の非磁性層は、ＲｕＯ、ＲｕＷＯ_３、またはＲｕＴｉＯ_２であってもよい。酸化物としては様々なものが考えられるが、特にＲｕ、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）の酸化物を用いることにより、電磁変換特性（ＳＮＲ）を向上させることができる。中でも、ＷＯ_３は高い効果を得ることができる。これは、ＷＯ_３が不安定な酸化物であるので、スパッタ中により多くの酸素が解離され、より効果的に酸素添加の効果を示すためである。

第１の磁性層の厚さが５ｎｍ以下であってもよい。このとき、第１の磁性層は粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２の磁性層は粒界部が多くＳＮＲが高い層であることが好ましい。これにより第１の磁性層の反磁界を強くして、第１の磁性層から出る磁界を低減することができる。したがって第１の磁性層から出るノイズは磁気ヘッドに到達しないため、第１の磁性層は酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることができる。

第１または第２の非磁性層の厚さが２Å〜１０Åであってもよい。非磁性層の膜厚を１０Å以上とすると、非磁性層の上下の磁性層が磁気的に完全に分離されて結晶配向性の継承を全く失ってしまうためである。また１０Å以上に膜厚が厚くなると、磁性層間で生じる交換結合が弱くなってしまうために、所望のＳＮＲが得られない。一方、膜厚が２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまうためである。

第２の磁性層は２種以上の酸化物を含んでいてもよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、第２の磁性層の磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。

第２の磁性層はＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＣｏＯから選択される１または複数の酸化物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第２の磁性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。

第２の磁性層は、粒界部を構成する酸化物を５ｍｏｌ％以上含んでいてもよい。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と共に、そのような範囲では第３の磁性層の特性が無視できないほどに低下するところ、上記の非磁性層を設けることによって特性の改善を得ることができるためである。

第２の磁性層は、第１の非磁性層の上に設けられ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、から構成してもよい。

上述したように、磁性層では、柱状に成長した結晶粒子（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、磁性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性層では、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として少なくともＣｏの酸化物（Ｃｏ酸化物）を用いる。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、磁性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、第２の磁性層全体に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、第２の磁性層を第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。

当該垂直磁気記録媒体は、第１の磁性層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層を更に備え、第１もしくは第２の非磁性層のいずれか一方または両方は、下地層成膜時のガス圧よりも低いガス圧で成膜されたＲｕからなる層であるとよい。

スパッタリングにより成膜される皮膜は、成膜時のガス圧を高くするにつれて低密度（粗な状態）となり、低くするにつれて高密度（密な状態）となる。故に、上記構成によれば、非磁性層は下地層よりも高密度な皮膜となる。皮膜の密度が低いと、当該垂直磁気記録媒体に成膜された層の下方から析出した金属が、かかる皮膜を通過して媒体表面に到達しコロージョンが生じてしまう。換言すれば、皮膜の密度が高ければ、かかる皮膜により、析出した金属の媒体表面への到達を防ぐことができる。また、磁性層は粒界（粒界部）に酸化物を析出させたグラニュラ構造を有しているため、膜密度としては粗になっており、コロージョン耐性は期待できない。これに対し、上記構成のように酸化物を含まないメタル層を介在させることにより、コロージョン耐性を向上させることができる。しかも、このメタル層を低いガス圧で成膜することによって密度を高くすれば、極めて効果的に析出した金属の媒体表面への到達を防止し、コロージョンの発生を防ぐことが可能となる。

本発明によれば、磁気記録層のＳＮＲをさらに向上し、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。

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磁気記録層、介在層、第２磁気記録層、分断層、および補助記録層からなる２つの反強磁***換結合のモデルを説明する図である。 非磁性の有無による実施例と比較例を示す図である。 非磁性層の組成を異ならせて比較した図である。 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磁気記録層が複数の層から構成される垂直磁気記録媒体におけるＳＮＲ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）
第１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、磁気記録層と補助記録層の間に設けた非磁性層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１の磁性層）、介在層１２２ｂ（第１の非磁性層）、第２磁気記録層１２２ｃ（第２の磁性層）、分断層１２４（第２の非磁性層）、補助記録層１２６（第３の磁性層）、媒体保護層１２８、潤滑層１３０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と介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃ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１２６まで順次成膜を行い、媒体保護層１２８はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１３０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（Ｃｒ₂Ｏ₃）、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、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１２２ｃ、およびこれらの間に設けられた介在層１２２ｂとから構成されている。これにより、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｃの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｃの微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。

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。

介在層１２２ｂは非磁性の薄膜であって、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃの間に介在させることにより、これらの磁性層間の磁気的な連続性は分断される。したがってこれらの磁性層の間には、反強磁***換結合（ＡＦＣ）が発生する。これにより介在層１２２ｂの上下の磁性層の間では磁化方向が反平行となり、相互に磁化方向を固定するように作用するため、磁化軸の揺らぎが低減し、ノイズを低減することができる。

また第２磁気記録層１２２ｃには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２を用いる。第２磁気記録層１２２ｃ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。

なお、上記に示した第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｃ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。また、本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂで異なる材料（ターゲット）であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。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。

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、第２磁気記録層１２２ｃにおいて２種類の非磁性物質（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１２２ｃのいずれかまたは両方において２種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にＳｉＯ_２およびＴｉＯ_２を含むことが好ましい。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からなることが好ましい。

分断層１２４は、磁気記録層１２２（第２磁気記録層１２２ｂ）と補助記録層１２６との間に設けられた非磁性の層である。本実施形態において分断層１２４は、Ｒｕ、Ｒｕ化合物、Ｒｕと酸素、またはＲｕと酸化物を含む薄膜によって構成することができる。分断層１２４が酸素を含むことにより、多量の酸化物を含む磁気記録層１２２の上に分断層１２４を成膜し、さらにその上に酸素を含まない補助記録層１２６を成膜した場合の磁気的、構造的な橋渡しとなる。

補助記録層１２６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１２６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１２６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１２６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１２６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１２６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１２６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１２６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。

媒体保護層１２８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。媒体保護層１２８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１３０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、媒体保護層１２８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１３０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、媒体保護層１２８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および分断層１２４についてさらに詳述する。

上述したように、介在層１２２ｂ（第１の非磁性層）は、それぞれ第１磁気記録層１２２ａ（第１の磁性層）と第２磁気記録層１２２ｃ（第２の磁性層）との間に設けられた非磁性層である。これにより、これらの磁性層（第１の磁性層と第２の磁性層）間の磁気的な連続性は分断される。したがってこれらの磁性層の間には、磁気的効果として反強磁***換結合（ＡＦＣ）が発生する。また結晶構造上は、第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃが同様のグラニュラー構造であることから、これらの結晶配向性の継承を妨げない。介在層１２２ｂには磁気記録層ほど大量の酸化物が含まれていないために粒界は形成しないが、１ｎｍ以下という極端な薄膜であり、かつＲｕがｈｃｐ構造を有することから、結晶成長を阻害しないものと推察される。

また分断層１２４（第２の非磁性層）は、磁気記録層１２２と補助記録層１２６（第３の磁性層）の間に設けた、Ｒｕと酸素を含む非磁性の層である。ただし介在層１２２ｂよりも薄く形成することにより、磁気記録層１２２と補助記録層１２６の間には磁気的効果として反強磁***換結合ではなく、強磁***換結合が発生する。

このような分断層１２４を設けることにより、補助記録層１２６に起因すると考えられるノイズを低減させてＳＮＲを向上させることができる。これは、結晶構造上の効果として、補助記録層１２６が結晶成長する際に磁気記録層１２２から継承する微細構造を調整できるためと推察される。分断層１２４のうち磁気記録層１２２の磁性粒子の上に位置する部分は、Ｒｕが磁気記録層１２２のＣｏの結晶構造を補助記録層１２６のＣｏまで継承させる。分断層１２４のうち磁気記録層１２２の粒界の上に位置する部分は、粒界を形成する酸化物とＲｕの格子定数が大きく異なることから結晶配向性の継承は存在せず、Ｒｕと酸素原子は自由にマイグレーションを生じながら皮膜（結晶）を形成する。そしてこのＲｕの結晶の上に補助記録層１２６が成膜されることにより、補助記録層１２６のＣｏ粒子は、より分離が促進され、低ノイズ化が達成される。したがって、全体として補助記録層１２６の結晶配向性が向上する。

介在層１２２ｂおよび分断層１２４は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されていてもよい。Ｒｕは磁性粒子を構成するＣｏと格子定数が近いため、磁性層の間に介在させてもＣｏ結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいためである。

非磁性層（介在層１２２ｂ、分断層１２４）の厚さは、それぞれ２Å〜１０Åであってもよい。非磁性層の膜厚を１０Å以上とすると、非磁性層の上下の磁性層が完全に分断されて結晶配向性の継承を全く失ってしまうためである。また１０Å以上に膜厚が厚くなると、磁性層間で生じる交換結合が弱くなってしまうために、所望のＳＮＲが得られない。一方、膜厚が２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまうためである。なおＡＦＣの交換結合の強さは介在する分断層１２４の厚みによって振動しながら減衰するため、振動のピークを得られる膜厚とすることが好ましい。

図２は第１磁気記録層１２２ａ、介在層１２２ｂ、第２磁気記録層１２２ｃ、分断層１２４、および補助記録層１２６からなる２つの磁気結合のモデルを説明する図である。図２に示すように第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｃは磁化方向が反平行となり、第２磁気記録層１２２ｃと補助記録層１２６とは磁化方向が平行となり、相互に磁化方向を固定するように作用する。このため、磁化軸の揺らぎが低減し、ノイズを低減することができる。

ここで第１磁気記録層１２２ａは、介在層１２２ｂがなければ第２磁気記録層１２２ｃと連続した磁石であったところ、介在層１２２ｂによって分断されるために個別の短い磁石となる。そして、さらに第１磁気記録層１２２ａの膜厚を薄くすることにより、グラニュラー磁性粒子の縦横比が短くなることから（垂直磁気記録媒体においては、膜厚方向が磁化容易軸の縦方向にあたる）、磁石の内部に発生する反磁界が強くなる。このため第１磁気記録層１２２ａは硬磁性であるにもかかわらず、外部に出す磁気モーメントが小さくなり、磁気ヘッドによって拾われにくくなる。すなわち、第１磁気記録層１２２ａの膜厚を調節することによって、磁気ヘッドまで磁束が到達しにくく、かつ第２磁気記録層１２２ｃに対しては磁気的相互作用を有する程度に磁気モーメント（磁石の強さ）を設定することにより、高い保磁力を発揮しながらもノイズの少ない磁気記録層１２２とすることができる。

第１磁気記録層１２２ａの厚さは、５ｎｍ以下であってもよい。このとき、第１磁気記録層１２２ａは粒界部が少なく保磁力Ｈｃが高い層、第２磁気記録層１２２ｃは粒界部が多く（酸化物が多く）ＳＮＲが高い層であることが好ましい。これにより第１磁気記録層１２２ａの反磁界を強くして、第１磁気記録層１２２ａから出る磁気モーメントを低減することができる。したがって第１磁気記録層１２２ａから出るノイズは磁気ヘッドに到達しないため、第１磁気記録層１２２ａは酸化物を減らして保磁力Ｈｃを強くすることができる。

さらに、非磁性層（介在層１２２ｂ、分断層１２４）をＲｕのみから構成してもＯＷ特性等の向上はみられるが、Ｒｕと酸素を含有させることによりＳＮＲの飛躍的な向上がみられる。これは、多量の酸素を含む粒界の上に、Ｒｕのみからなる皮膜を形成しても、高い保磁力が得られないためである。一方、本発明のように非磁性層にＲｕと酸素とを含ませることによって、含有させた酸素原子は粒界に含まれている酸素原子と親和性が高く、選択的に析出する。特に分断層１２４においては、非磁性層に磁気記録層１２２に含まれる酸化物よりも少ない割合で酸素を含ませることにより、多量の酸素を含む磁気記録層１２２の粒界と、酸素を含まない補助記録層１２６との橋渡しをすることが可能になったものと推察される。

非磁性層においてＲｕに含有させる酸素には、単体としての酸素原子、もしくは酸化物としての酸素原子のいずれか一方または両方が含まれる。Ｒｕに微少量の酸素を含有させるにあたり、ターゲットにあらかじめ酸素を含有させる方法と、スパッタリングの際に雰囲気ガスに酸素を添加するリアクティブスパッタ法がある。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。したがって、非磁性層のスパッタリングの際に活性ガスとして酸素ガスを添加することで、非磁性層に酸素を含有させることができる。

ただし、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、非磁性層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、非磁性層における酸素の分布が不均一になってしまう。更には、非磁性層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、非磁性層より後の層を成膜するチャンバに入り込んでしまう。そこで非磁性層をＲｕと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方が、膜全体に均一に酸素を含有させられるために好ましい。

非磁性層は、ＲｕＯ、ＲｕＷＯ_３、またはＲｕＴｉＯ_２であってもよい。上記のように、スパッタリングのターゲットに酸化物を含有させることにより、非磁性層に酸素を含有させることが好ましい。酸化物としては様々なものが考えられるが、特にＷ、Ｔｉ、Ｒｕの酸化物を用いることにより、電磁変換特性（ＳＮＲ）を向上させることができる。中でも、ＷＯ_３は高い効果を得ることができる。これは、ＷＯ_３が、不安定な酸化物であるので、スパッタ中に酸素が解離され、解離された酸素が、酸素添加の効果も示す。つまり、ＷＯ_３を使うことにより、酸素添加の効果と酸化物添加の効果を併せ持つことができるので、好適である。酸化物の他の例としては、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。

非磁性層は、膜厚が２Å以上〜１０Å以下（０．２ｎｍ以上〜１ｎｍ以下）であってもよい。このような薄膜とすることにより非磁性層は完全な膜を形成せず、磁気記録層１２２の結晶粒子から補助記録層１２６へと続く結晶配向性の継承は阻害されない。非磁性層の膜厚を１０Å以上とすると、磁気記録層１２２と補助記録層１２６とが完全に分断されて結晶配向性の継承を全く失ってしまう。また特に７Å〜９Åとすることにより、強い交換結合を得ることができる。１０Å以上に膜厚が厚くなると、磁気記録層１２２と補助記録層１２６との間で生じる交換結合が弱くなってしまうために、所望のＳＮＲが得られない。一方、膜厚が２Å以下では皮膜を形成できなくなってしまう。

磁気記録層１２２は２種以上の酸化物を含んでいてもよい。これにより、複数の酸化物の特性を得ることができ、磁気記録層１２２の磁性粒子のさらなる微細化と孤立化を図ることによりノイズを低減し、かつＳＮＲを向上させて高記録密度化を図ることのできる垂直磁気記録媒体を得ることができる。

磁気記録層１２２は酸化物としてＳｉＯ_２とＴｉＯ_２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％以上含んでいてもよい。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と共に、そのような範囲では補助記録層１２６の特性が無視できないほどに低下するところ、上記の分断層１２４を設けることによって特性の改善を得ることができるためである。

（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１２６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ＣｏＦｅＴａＺｒ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１２２ｃは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した。介在層１２２ｂおよび分断層１２４は膜厚を３Åとし、その組成は、下記のような実施例と比較例を作成して比較した。補助記録層１２６の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層１２８はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１３０はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。

図３は非磁性層の有無による実施例と比較例を示す図である。実施例１は介在層１２２ｂおよび分断層１２４を設け第２磁気記録層１２２ｃに複数の酸化物を複合した例、実施例２はさらに酸化物としてＣｏＯを追加した例、実施例３は酸化物が単一材料の場合である。比較例１は介在層１２２ｂおよび分断層１２４を設けていない例、比較例２は分断層１２４のみを設けた例、比較例３は介在層１２２ｂのみを設けた例である。そして各実施例および比較例について、静磁気特性として保磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界Ｈｎ、電磁変換特性としてＳＮＲを測定した。保磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界Ｈｎは絶対値が大きいほどよいため、同軸上に絶対値としてグラフに示している。

図３からわかるように、実施例は比較例に対してＨｃとＨｎも向上しているが、特にＳＮＲが顕著に向上している。比較例１〜比較例３で比べれば、比較例２により分断層１２４はＳＮＲを向上させることがわかり、比較例３により介在層１２２ｂもＳＮＲを少し向上させていることがわかる。しかし実施例のように両方を兼ね備えることにより、飛躍的に性能の向上を図ることができる。

また実施例１と実施例３を比較すれば、第２磁気記録層１２２ｃの酸化物を複数の酸化物を混合させた方が高い効果を得られることがわかる。また実施例２を参照すれば、さらにＣｏＯを添加している方がＨｃ、Ｈｎ、およびＳＮＲのいずれもさらに高くなっていることがわかる。

図４は分断層１２４の組成を異ならせて比較した図である。実施例２は非磁性層（介在層１２２ｂおよび分断層１２４）をＲｕＷＯ_３にて形成した例、実施例４は非磁性層をＲｕ−ＳｉＯ_２にて形成した例、実施例５は非磁性層をＲｕ＋Ｏ_２曝露にて形成した例、実施例６は非磁性層をＲｕのみによって形成した例である。

図４から、Ｒｕのみによって形成した実施例６よりも、酸素を含有する実施例２〜実施例５の方が大幅にＳＮＲが向上していることがわかる。中でも、ＲｕＷＯ_３にて非磁性層を形成した実施例２が最もＳＮＲが向上していた。

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、磁気記録層のＳＮＲをさらに向上させることができる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の更なる高記録密度化を達成することが可能である。

（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５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５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の磁性層）、介在層２２２ｂ（第１の非磁性層）、第１主記録層２２２ｃ、第２主記録層２２２ｄ、分断層１２４（第２の非磁性層）、補助記録層１２６（第３の磁性層）、媒体保護層１２８、潤滑層１３０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（第２の磁性層）を構成し、第１磁気記録層１２２ａと介在層２２２ｂ、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。

介在層２２２ｂは非磁性の薄膜であって、これを第１磁気記録層１２２ａと第１主記録層２２２ｃの間に介在させることにより、これらの間の磁気的な連続性は分断される。このとき介在層２２２ｂの膜厚を所定の膜厚（０．７〜０．９ｎｍ）とすることにより、第１磁気記録層１２２ａと第１主記録層２２２ｃとの間には反強磁***換結合（ＡＦＣ）が発生する。これにより介在層２２２ｂの上下の層の間では磁化が引き合い、相互に磁化方向を固定するように作用するため、磁化軸の揺らぎが低減し、ノイズを低減することができ、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００と同様の利点を得ることができる。

本実施形態では、介在層２２２ｂを、下地層１１８成膜時のガス圧よりも低いガス圧で成膜されたＲｕからなる層とする。介在層２２２ｂをＲｕから構成することより、第１実施形態の介在層１２２ｂと同様の利点を得ることができる。また介在層２２２ｂを下地層１１８よりも低ガス圧で成膜することにより、介在層１２２ｂは下地層１１８よりも高密度な皮膜となる。したがって、介在層２２２ｂよりも下に成膜された層から金属が析出したとしても、かかる金属の当該垂直磁気媒体２００表面への到達を防ぐことが可能となり、コロージョンの発生を防止することができる。

なお、本実施形態においては、介在層２２２ｂを低ガス圧で成膜されたＲｕからなる層としたが、少なくとも介在層２２２ｂまたは分断層１２４のいずれか一方を低ガス圧で成膜されたＲｕからなる層とすれば上述した利点を得ることができる。また介在層２２２ｂおよび分断層１２４の両方を低ガス圧で成膜されたＲｕからなる層とすることも可能である。ただし、第１実施形態において述べたように、非磁性層（介在層２２２ｂ、分断層１２４）にＲｕと酸素を含有させることによりＳＮＲの飛躍的な向上が図れる。このことから、本実施形態のように、介在層２２２ｂまたは分断層１２４のいずれか一方を低ガス圧で成膜されたＲｕからなる層とし、他方をＲｕと酸素を含有させた層とすることが好ましい。

本実施形態において、第２磁気記録層２２２ａは、介在層２２２ｂ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。

（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１２６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ＣｏＦｅＴａＺｒ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。介在層２２２ｂは、下地層１１８成膜時よりも低いガス圧にて成膜されたＲｕにより形成した。第１主記録層２２２ｃは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ_２およびＴｉＯ_２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２主記録層２２２ｄは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２およびＣｏＯを含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２−ＣｏＯのｈｃｐ結晶構造を形成した。分断層１２４は、ＲｕＷＯ_３により形成した。補助記録層１２６の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層１２８はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層１３０はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。

図６は、第２磁気記録層が複数の層から構成される垂直磁気記録媒体２００におけるＳＮＲを説明する図である。図６中、実施例７は上述のように第２磁気記録層を２層で構成した垂直磁気記録媒体２００である。実施例８は、第２磁気記録層以外は実施例７と同様の構成とし、第２磁気記録層は第１実施形態と同様に１層で構成した垂直磁気記録媒体１００であり、実施例７の比較対象である。

図６を参照すると、実施例７では実施例８よりも高いＳＮＲを確保できていることがわかる。このことから、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層で構成し、第２主記録層２２２ｄにＣｏＯ（Ｃｏ酸化物）を含有させることにより、垂直磁気記録媒体のＳＮＲを高め、更なる高記録密度化の達成に寄与することが可能であることが理解できる。

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…介在層、１２２ｃ…第２磁気記録層、１２４…分断層、１２６…補助記録層、１２８…媒体保護層、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、２２２ｂ…介在層、２２２ｃ…第１主記録層、２２２ｄ…第２主記録層

Claims (11)

1. 基体上に少なくとも、
   柱状に成長した結晶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第１の磁性層と、
   前記第１の磁性層の上に設けられた第１の非磁性層と、
   前記第１の非磁性層の上に設けられ柱状に成長した結晶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第２の磁性層と、
   前記第２の磁性層の上に設けられた第２の非磁性層と、
   前記第２の非磁性層の上に設けられ基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した第３の磁性層とを備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記第１または第２の非磁性層は、Ｒｕ又はＲｕ化合物で構成されてい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. 前記第１または第２の非磁性層は、さらに酸素または酸化物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。
4. 前記第１または第２の非磁性層は、ＲｕＯ、ＲｕＷＯ_３、またはＲｕＴｉＯ_２であることを特徴とする請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記第１の磁性層の厚さが５ｎｍ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。
6. 前記第１または第２の非磁性層の厚さが２Å〜１０Å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。
7. 前記第２の磁性層は２種以上の酸化物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。
8. 前記第２の磁性層はＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、またはＣｏＯから選択される１または複数の酸化物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。
9. 前記第２の磁性層は、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。
10. 前記第２の磁性層は、前記第１の非磁性層の上に設けられＣｏ酸化物を含まない第１主記録層と、該第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、から構成され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。
11. 当該垂直磁気記録媒体は、前記第１の磁性層より下に設けられＲｕまたはＲｕ化合物からなる下地層を更に備え、
    前記第１もしくは第２の非磁性層のいずれか一方または両方は、前記下地層成膜時のガス圧よりも低いガス圧で成膜されたＲｕからなる層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。

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