JPWO2007114402A1 - 垂直磁気記録ディスク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】保磁力（Ｈｃ）は熱揺らぎ耐性に影響を与えない程度に高く維持したまま、上書き特性（オーバーライト特性：Ｏ／Ｗ）を向上させた膜構成を備えた垂直磁気記録ディスク及びその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、第一磁気記録層および第二磁気記録層は少なくともＣｏ（コバルト）を含有する結晶粒子の間に粒界部を形成する非磁性物質を含むグラニュラー構造の強磁性層であり、第一磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、第二磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂであ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。
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（ハードディスクドライブ）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インチ径磁気ディスクにして、１枚あたり６０ＧＢ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１００Ｇビット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ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を達成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来から商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、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が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は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面内記録方式に比べて、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。例えば、特開２００２−９２８６５号公報（特許文献１）では、基板上に下地層、Ｃｏ系垂直磁気記録層、保護層をこの順で形成してなる垂直磁気記録媒体に関する技術が開示されている。また、米国特許第６４６８６７０号明細書（特許文献２）には、粒子性の記録層に交換結合した人口格子膜連続層（交換結合層）を付着させた構造からなる垂直磁気記録媒体が開示されている。
特開２００２−９２８６５号公報
米国特許第６４６８６７０号明細書
垂直磁気記録媒体においても面内磁気記録媒体と同様に、磁気ディスクの記録密度の向上は、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は、磁気記録層の結晶配向性の向上や結晶粒径および磁気的相互作用の大きさを小さくする必要がある。すなわち、媒体の高記録密度化のためには、磁気記録層の結晶粒径を均一化、微細化し、しかも個々の磁性結晶粒子が磁気的に分断された偏折伏態とすることが望ましい。
ところで、特許文献１に開示されているＣｏ系垂直磁気記録層、中でもＣｏＰｔ系垂直磁気記録層は、保磁力（Ｈｃ）が高く、逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）をゼロ未満の小さな値とすることができるので熱揺らぎに対する耐性を向上させることができ、また高いＳ／Ｎ比が得られるので好適である。さらに、この垂直磁気記録層にＣｒ等の元素を含有させることにより、磁性結晶粒子の粒界部分にＣｒを偏析させることができるので、磁性結晶粒子間の交換相互作用を遮断して高記録密度化に資することができる。
また、ＣｏＰｔ系垂直磁気記録層にＳｉＯ２等の酸化物を添加すると、ＣｏＰｔのエピタキシャル成長を阻害することなく良好な偏折構造を形成することができる。つまり、粒界にＳｉＯ２等の酸化物を偏析させることで結晶粒径を微細化し、かつ磁性粒間の磁気的相互作用を低減することで、低ノイズを達成している。
しかしながら、過度に磁性粒を微細化すれば、面内磁気記録媒体と同様に熱揺らぎ現象が問題となってしまう。この熱揺らぎの問題を回避するために、これまでは次のような方法が採られてきた。１つは、磁性層組成を最適化することで磁性層の異方性定数（Ｋｕ）を増大させ、媒体の保磁力を向上させる方法である。もう一つは、シード層材料や下地材料、あるいはそれらの膜構成の最適化により磁性層の結晶配向性を改善することにより保磁力を向上させる方法である。
一方、保磁力の向上により、記録した信号は熱揺らぎの影響を受けにくくなるが、同時に磁気ヘッドによる書き込みも困難になる。今後、記録密度の増加と共に磁性粒径はますます小さくなり、熱揺らぎ耐性を維持するためには、媒体の保磁力をさらに上げざるを得なくなる。そして保磁力が上昇するにつれ、ついには書き込みができなくなってしまうおそれがある。
本発明はこのような課題を解決するものであり、保磁力（Ｈｃ）は熱揺らぎ耐性に影響を与えない程度に高く維持したまま、上書き特性（オーバーライト特性：Ｏ／Ｗ）を向上させた膜構成を備えた垂直磁気記録ディスク及びその製造方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明に係る垂直磁気記録ディスクの代表的な構成は、基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、第一磁気記録層および第二磁気記録層は少なくともＣｏ（コバルト）を含有する結晶粒子の間に粒界部を形成する非磁性物質を含むグラニュラー構造の強磁性層であり、前記第一磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、前記第二磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂであることを特徴とする。
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。例えばクロム（Ｃｒ）、酸素（Ｏ）、および酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化クロム（ＣｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などの酸化物などを例示できる。
前記第一磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量は８ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であることが好ましく、さらに望ましくは８ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％である。第二磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量は８ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であることが好ましく、さらに望ましくは１０ｍｏｌ％〜１４ｍｏｌ％である。８ｍｏｌ％以下では十分な組成分離（偏析）構造が形成できないため、高いＳ／Ｎ比が得られないからである。また２０ｍｏｌ％以上であるとＣｏがｈｃｐ結晶を形成しにくくなるため十分な垂直磁気異方性が得られず、高いＨｎが得られないためである。また磁気記録層は、スパッタリング法で成膜することが好ましい。特にＤＣマグネトロンスパッタリング法で形成すると均一な成膜が可能となるので好ましい。
高いＨｎを得るためには、第一磁気記録層と第二磁気記録層の総厚が１５ｎｍ以下であることが好ましい。
前記基体と前記下地層との間に、ｂｃｃ構造を含むアモルファスもしくはｆｃｃ構造を有する配向制御層を備えることが好ましい。なお配向制御層とは、下地層の結晶粒の配向を制御する作用を備える層である。配向制御層としては、例えばＴａやＮｂ、ＮｉＰなどのＮｉ系合金、ＣｏＣｒなどのＣｏ系合金にＴａやＴｉを含有させた非磁性層、ほかにＰｄ、Ｐｔなどの材料で構成することができる。
前記基体と前記下地層との間に、アモルファスの軟磁性層を備えることが好ましい。本発明において、軟磁性層は、軟磁気特性を示す磁性体により形成されていれば特に制限はないが、例えばＦeＴａＣ系合金、ＦｅＴａＮ系合金、ＦｅＮｉ系合金、ＦｅＣｏＢ系合金、ＦｅＣｏ系合金などのＦｅ系軟磁性材料、ＣｏＴａＺｒ系合金、ＣｏＮｂＺｒ系合金などのＣｏ系軟磁性材料、あるいはＦｅＣｏ系合金軟磁性材料などを用いることができる。
また軟磁性層は、保磁力（Ｈｃ）で０．０１〜８０エルステッド（Ｏｅ）、好ましくは０．０１〜５０エルステッドの磁気特性であることが好ましい。また、飽和磁束密度（Ｂｓ）は５００ｅｍｕ／ｃｃ〜１９２０ｅｍｕ／ｃｃの磁気特性であることが好ましい。軟磁性層の膜厚は１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、望ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましい。１０ｎｍ未満では、磁気ヘッド〜垂直磁気記録層〜軟磁性層間に好適な磁気回路を形成することが困難になる場合があり、１０００ｎｍを超えると表面粗さが増加する場合がある。また、１０００ｎｍを超えるとスパッタリング成膜が困難となる場合がある。
前記基体はアモルファスガラスであることが好ましい。軟磁性層の磁区制御のために磁場中アニールが必要な場合に、耐熱性に優れることから、基体がガラスであることが好ましい。基体用ガラスとしては、アモルファスガラス、結晶化ガラスを用いることができ、例えばアルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラスなどが挙げられるが、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。また、軟磁性層をアモルファスとする場合にあっては、基体をアモルファスガラスとすると好ましい。なお、化学強化したガラスを用いると、剛性が高く好ましい。
基板主表面の表面粗さはＲｍａｘで６ｎｍ以下、Ｒａで０．６ｎｍ以下であると好ましい。このような平滑表面とすることにより、垂直磁気記録層〜軟磁性層間の間隙を一定にすることができるので、磁気ヘッド〜垂直磁気記録層〜軟磁性層間に好適な磁気回路を形成することができる。
本発明に係る垂直磁気記録ディスクの製造方法の代表的な構成は、基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、及び第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクの製造方法であって、前記第一磁気記録層として少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたグラニュラー構造の強磁性層を形成し、前記第二磁気記録層として少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたグラニュラー構造の強磁性層を形成し、かつ、前記第一磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、前記第二磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする。磁気記録層の成膜にあたっては、スパッタリング法、特にＤＣマグネトロンスパッタリング法を好ましく用いることができる。
本発明によれば、製造工程に大きな変更を加えることなく、磁気記録層の保磁力を維持しながらオーバーライト特性の改善が可能になる。したがって、将来の高密度化においても、熱揺らぎの問題を回避しながら、書き込み特性の改善が可能になる。
１ …ディスク基体
２ …付着層
３ …軟磁性層
４ …配向制御層
５ａ、５ｂ …下地層
６ …第一磁気記録層
６ａ …磁性粒
６ｂ …酸化珪素
７ …第二磁気記録層
７ａ …磁性粒
７ｂ …酸化珪素
８ …カップリング制御層
９ …交換エネルギー制御層
１０ …媒体保護層
１１ …潤滑層
２３ａ …第一軟磁性層
２３ｂ …スペーサ層
２３ｃ …第二軟磁性層
２４ …配向制御層
２６ …オンセット層
２７ …第一磁気記録層
２８ …第二磁気記録層
２９ …補助記録層
２ …付着層
３ …軟磁性層
４ …配向制御層
５ａ、５ｂ …下地層
６ …第一磁気記録層
６ａ …磁性粒
６ｂ …酸化珪素
７ …第二磁気記録層
７ａ …磁性粒
７ｂ …酸化珪素
８ …カップリング制御層
９ …交換エネルギー制御層
１０ …媒体保護層
１１ …潤滑層
２３ａ …第一軟磁性層
２３ｂ …スペーサ層
２３ｃ …第二軟磁性層
２４ …配向制御層
２６ …オンセット層
２７ …第一磁気記録層
２８ …第二磁気記録層
２９ …補助記録層
［第１実施例］
本発明に係る垂直磁気記録媒体の第１実施例について、図を参照して説明する。図１は第１実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図２は磁気記録層近傍を説明する模式図、図３は第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合のオーバーライト特性と保磁力の関係を示す図である。なお、以下の実施例に示す数値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。
本発明に係る垂直磁気記録媒体の第１実施例について、図を参照して説明する。図１は第１実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図２は磁気記録層近傍を説明する模式図、図３は第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合のオーバーライト特性と保磁力の関係を示す図である。なお、以下の実施例に示す数値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。
図１に示す垂直磁気記録媒体は、ディスク基体１、付着層２、軟磁性層３、配向制御層４、下地層５ａ、下地層５ｂ、第一磁気記録層６、第二磁気記録層７、カップリング制御層８、交換エネルギー制御層９（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ層）、媒体保護層１０、潤滑層１１で構成されている。
まず、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盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。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１を得た。ディスク直径は６５ｍｍである。このディスク基体１の主表面の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒｍａｘが４．８ｎｍ、Ｒａが０．４２ｎｍという平滑な表面形状であった。なお、ＲｍａｘおよびＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
得られたディスク基体１上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、付着層２から交換エネルギー制御層９まで順次成膜を行い、媒体保護層１０はＣＶＤ法により成膜した。この後、潤滑層１１をディップコート法により形成した。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、各層の構成および製造方法について説明する。
付着層２は１０ｎｍのＴｉ合金層となるように、Ｔｉ合金ターゲットを用いて成膜した。付着層２を形成することにより、ディスク基体１と軟磁性層３との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層３の剥離を防止することができる。付着層２の材料としては、例えばＴｉ含有材料を用いることができる。実用上の観点からは付着層の膜厚は、１ｎｍ〜５０ｎｍとすることが好ましい。
軟磁性層３は５０ｎｍのアモルファスＣｏＴａＺｒ層となるように、ＣｏＴａＺｒターゲットを用いて成膜した。
配向制御層４は、軟磁性層３を防護する作用と、下地層５ａの結晶粒の微細化を促進する作用を備える。配向制御層４としては、アモルファスのＴａからなる層が膜厚３ｎｍ形成されるように、Ｔａターゲットを用いて成膜した。
下地層５ａ、５ｂは、Ｒｕからなる２層構造となっている。上層側のＲｕを形成する際に、下層側のＲｕを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くすることにより、結晶配向性を改善することができる。
第一磁気記録層６は、非磁性物質の例としての酸化珪素（ＳｉＯ２）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、９ｎｍのｈｃｐ結晶構造を形成した。なお第一磁気記録層は７ｎｍ〜１５ｎｍの範囲で適宜設定しうる。第一磁気記録層６を形成するためのターゲットの組成は、ＣｏＣｒＰｔが９１（ｍｏｌ％）、ＳｉＯ２が９（ｍｏｌ％）である。
第二磁気記録層７も同様に、非磁性物質の例としての酸化珪素（ＳｉＯ２）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、３ｎｍのｈｃｐ結晶構造を形成した。なお第二磁気記録層７は０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲で適宜設定しうる。第二磁気記録層７を形成するためのターゲットの組成は、ＣｏＣｒＰｔが９０（ｍｏｌ％）、ＳｉＯ２が１０（ｍｏｌ％）である。
すなわち、第一磁気記録層６中のＳｉの含有量をＡｍｏｌ％、第二磁気記録層７中のＳｉの含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂとなっている（第二磁気記録層７の方がＳｉが多い）。
カップリング制御層８は、Ｐｄ（パラジウム）層により形成した。カップリング制御層８はＰｄ層の他にＰｔ層で形成することもできる。カップリング制御層８の膜厚は２ｎｍ以下が好ましく、さらに望ましくは０．５〜１．５ｎｍである。
交換エネルギー制御層９はＣｏＢとＰｄとの交互積層膜からなり、低Ａｒガスで形成した。交換エネルギー制御層９の膜厚は１〜８ｎｍが好ましく、望ましくは３〜６ｎｍである。
媒体保護層１０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した。媒体保護層１０は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。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層を防護することができる。
潤滑層１１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した。潤滑層１１の膜厚は約１ｎｍである。
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体が得られた。得られた垂直磁気記録ディスクにおける第一磁気記録層６、第二磁気記録層７を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を利用して詳細に分析したところ、グラニュラー構造を備えていた。具体的には、Ｃｏを含有するｈｃｐ結晶構造の結晶粒子の間に、酸化珪素からなる粒界部分が形成されていることを確認した。
ここで図２に示すように、下地層５ｂのＲｕと、第一磁気記録層６の磁性粒６ａ（Ｃｏ系合金）、および第二磁気記録層７の磁性粒７ａ（Ｃｏ系合金）は、結晶学的につながっている。これは、第一および第二磁気記録層６、７の磁性粒６ａ、７ａおよび酸化珪素６ｂ、７ｂは、それぞれ連続して成長するためである。
比較のために、第一磁気記録層６と第二磁気記録層７の膜厚の総和を１２ｎｍとし、第一磁気記録層６の膜厚を０〜１２ｎｍまで変化させて垂直磁気記録媒体を製造して、得られた垂直磁気記録ディスクの静磁気特性をＫｅｒｒ効果を利用して測定し、評価した。図３は、第一磁気記録層６と第２磁気記録層の膜厚の割合を変化させたときの保磁力（Ｈｃ）とオーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）の変化を示している。なお、第一磁気記録層６が０ｎｍのとき第二磁気記録層７が１２ｎｍであって、実質的に第二磁気記録層７のみが形成されていることを示している。同様に、第一磁気記録層６が１２ｎｍのとき第二磁気記録層７は０ｎｍであって、実質的に第一磁気記録層６のみが形成されていることを示している。
図３に示すように、第一磁気記録層６と第二磁気記録層７の膜厚の割合を変化させると、オーバーライト特性および保磁力が変化することがわかる。そして特定の膜厚領域においては、保磁力を維持しながら、オーバーライト特性を改善できることがわかる。例えば第一磁気記録層６のみ（第一磁気記録層６の層厚１２ｎｍのとき：図中右端のプロット）と比較して、層厚７ｎｍのときには最大で９［ｄＢ］程度のオーバーライト特性の改善が認められた。
考察するに、第１実施例に係る垂直磁気記録媒体においては、第二磁気記録層７の方が非磁性物質が多いことから、第二磁気記録層７の方がＣｏを含有するｈｃｐ結晶構造の結晶粒子が小さくなっている。このため第二磁気記録層７を厚くすればオーバーライト特性は向上し、その一方で保磁力が低下する。しかし、第二磁気記録層７を適切な割合の膜厚とすることにより、まず表側の第二磁気記録層７において磁気ヘッドの書き込み磁場により磁化転移が開始され、これに誘導されて第一磁気記録層６も磁化転移すると考えられる。また磁気ヘッドから磁場が印加されないときは、第一磁気記録層６の大きな磁性粒により高い保磁力が発揮されると考えられる。すなわち、磁気記録層を２層とし、表層側の第二磁気記録層の方が非磁性物質が多い構成とし、かつ適切な層厚の割合とすることにより、保磁力（Ｈｃ）は熱揺らぎ耐性に影響を与えない程度に高く維持したまま、上書き特性（オーバーライト特性：Ｏ／Ｗ）を向上させることができる。
なお、図示しないが、磁気記録層の総厚が１５ｎｍよりも厚くなると、逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）が低下してしまう。これは結晶粒子が粗大化するために磁化回転モードが非一斉回転となるためである。従って第一磁気記録層の厚みに応じて第二磁気記録層の厚みも考慮する必要があり、第一磁気記録層と第二磁気記録層の総厚が１５ｎｍ以下であることが好ましい。
また、第１実施例において非磁性物質は酸化珪素（ＳｉＯ２）として説明したが、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。例えばクロム（Ｃｒ）、酸素（Ｏ）、および酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）などの酸化物を例示できる。
［第２実施例］
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の第２実施例について、図を用いて説明する。図４は第２実施例にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図５は第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合のオーバーライト特性と保磁力の関係を示す図であって、上記第１実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の第２実施例について、図を用いて説明する。図４は第２実施例にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図５は第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合のオーバーライト特性と保磁力の関係を示す図であって、上記第１実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図４に示す垂直磁気記録媒体は、ディスク基体１、付着層２、第一軟磁性層２３ａ、スペーサ層２３ｂ、第二軟磁性層２３ｃ、配向制御層２４、下地層５ａ、下地層５ｂ、オンセット層２６、第一磁気記録層２７、第二磁気記録層２８、補助記録層２９、媒体保護層２０、潤滑層２１で構成されている。
軟磁性層は、第一軟磁性層２３ａと第二軟磁性層２３ｃの間に非磁性のスペーサ層２３ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁***換結合）を備えるように構成した。これにより軟磁性層の磁化方向を高い精度で磁路に沿って整列させることができ、軟磁性層から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層２３ａ、第二軟磁性層２３ｃの組成はＣｏＣｒＦｅＢとし、スペーサ層２３ｂの組成はＲｕとした。
配向制御層２４は、軟磁性層２３ａ〜２３ｃを防護する作用と、下地層５ａの結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。配向制御層４としては、ｆｃｃ構造を有するＮｉＷもしくはＮｉＣｒの層とした。
オンセット層２６は非磁性のグラニュラー層である。下地層５ｂのｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第一磁気記録層２７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段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。オンセット層２６の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ２とした。
第一磁気記録層２７は、非磁性物質の例としてのＣｒおよび酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、２ｎｍのｈｃｐ結晶構造を形成した。なお第一磁気記録層は７ｎｍ〜１５ｎｍの範囲であることが好ましく、さらには１．５ｎｍ〜３ｎｍの範囲とすることが好ましい。第一磁気記録層２７を形成するためのターゲットの組成は、ＣｏＣｒ１０Ｐｔが９２（ｍｏｌ％）、Ｃｒ２Ｏ３が８（ｍｏｌ％）である。したがって第一磁気記録層２７に含有された非磁性物質の量は、１０×０．９２＋８＝１７．２(ｍｏｌ％)となっている。
第二磁気記録層２８は、非磁性物質の例としてのＣｒおよび酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、１０ｎｍのｈｃｐ結晶構造を形成した。なお第二磁気記録層２８は０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲で適宜設定しうる。第二磁気記録層７を形成するためのターゲットの組成は、ＣｏＣｒ１２Ｐｔが９１（ｍｏｌ％）、ＴｉＯ２が９（ｍｏｌ％）である。したがって第二磁気記録層２８に含有された非磁性物質の量は、１２×０．９１＋９＝１９．９２（ｍｏｌ％）である。
すなわち、第一磁気記録層２７中の非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、第二磁気記録層２８中の非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂとなっている（第二磁気記録層２８の方が非磁性物質が多い）。
補助記録層２９はグラニュラー磁性層の上に高い垂直磁気異方性を示す薄膜（連続層）を形成し、ＣＧＣ構造（Coupled Granular Continuous）を構成するものである。これによりグラニュラー層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、連続膜の高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層２９の組成は、ＣｏＣｒＰｔＢとした。
補助記録層２９の上には、上記第１実施例と同様に媒体保護層１０と潤滑層１１を成膜した。
比較のために、第一磁気記録層６と第二磁気記録層７の膜厚の総和を１４ｎｍとし、第一磁気記録層６の膜厚を０〜１４ｎｍまで変化させて垂直磁気記録媒体を製造して、得られた垂直磁気記録ディスクの静磁気特性をＫｅｒｒ効果を利用して測定し、評価した。図３は、第一磁気記録層６と第２磁気記録層の膜厚の割合を変化させたときの保磁力（Ｈｃ）とオーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）の変化を示している。なお、第一磁気記録層６が０ｎｍのとき第二磁気記録層７が１４ｎｍであって、実質的に第二磁気記録層７のみが形成されていることを示している。同様に、第一磁気記録層６が１４ｎｍのとき第二磁気記録層７は０ｎｍであって、実質的に第一磁気記録層６のみが形成されていることを示している。
図５に示すように、第一磁気記録層６と第二磁気記録層７の膜厚の割合を変化させると、オーバーライト特性および保磁力が変化することがわかる。オーバーライト特性は第一磁気記録層６の膜厚が薄いほど高くなるが、特定の膜厚領域においては、保磁力を維持しながら、オーバーライト特性を改善できることがわかる。
例えば第一磁気記録層６のみ（第一磁気記録層６の層厚１４ｎｍのとき：図中右端のプロット）と比較して、層厚１０ｎｍのときには３［ｄＢ］程度急激に向上し、その後は層厚０ｎｍに向かってさらに２［ｄＢ］程度向上している。一方保磁力Ｈｃは、層厚１４ｎｍのときと比較して層厚１０ｎｍのときには１０［Ｏｅ］程度ゆるやかに低下し、その後は層厚０ｎｍに向かってさらに３００［Ｏｅ］程度急激に低下する。すなわち図５によれば、第一磁気記録層６の層厚が１０ｎｍ付近にあるときオーバーライト特性および保磁力の双方が高く、最もバランスの取れた層厚であるということができる。
したがって第２実施例においても、磁気記録層を２層とし、表層側の第二磁気記録層の方が非磁性物質が多い構成とし、かつ適切な層厚の割合とすることにより、保磁力（Ｈｃ）は熱揺らぎ耐性に影響を与えない程度に高く維持したまま、上書き特性（オーバーライト特性：Ｏ／Ｗ）を向上させることができることを確かめることができた。
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、本発明は係る例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（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及びその製造方法として利用することができる。
Claims (8)
- 基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、
第一磁気記録層および第二磁気記録層は少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する結晶粒子の間に粒界部を形成する非磁性物質を含むグラニュラー構造の強磁性層であり、
前記第一磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、前記第二磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂであることを特徴とする垂直磁気記録ディスク。 - 前記第一磁気記録層または第二磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量は、８ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 前記第一磁気記録層と第二磁気記録層の総厚が１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスもしくはｆｃｃ構造を有する配向制御層を備えることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスの軟磁性層を備えることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 前記基体はアモルファスガラスであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 前記非磁性物質は、クロム（Ｃｒ）、酸素、または酸化物を含むことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ディスク。
- 基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、及び第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクの製造方法であって、
前記第一磁気記録層として少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたグラニュラー構造の強磁性層を形成し、
前記第二磁気記録層として少なくともコバルト（Ｃｏ）を含有する磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたグラニュラー構造の強磁性層を形成し、
かつ、前記第一磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、前記第二磁気記録層中の非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする垂直磁気記録ディスクの製造方法。
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