再表2017-46991IP Force 特許公報全文掲載

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2017年3月23日
【発行日】2017年12月7日
(54)【発明の名称】垂直磁気記録媒体
(51)【国際特許分類】
   G11B 5/65 20060101AFI20171110BHJP
   G11B 5/66 20060101ALI20171110BHJP
【ＦＩ】
   G11B5/65
   G11B5/66
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】27
【出願番号】特願2017-540463(P2017-540463)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年7月29日
(31)【優先権主張番号】特願2015-184473(P2015-184473)
(32)【優先日】2015年9月17日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】内田 真治
(72)【発明者】
【氏名】島津 武仁
【テーマコード（参考）】
5D006
【Ｆターム（参考）】
5D006BB05
5D006BB07
5D006BB08
5D006DA08
5D006FA09
(57)【要約】
本発明は、Ｔｃの低下が期待でき、従来の磁気特性を維持しながら、所望の膜厚を有する磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体を提供する。磁気記録媒体は、非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含み、前記磁気記録層は、第１磁気記録層からなるか、又は、少なくとも第１磁気記録層及び第２磁気記録層を含む複数層からなり、前記第１磁気記録層は、第１磁性結晶粒と第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなり、前記第２磁気記録層は、第２磁性結晶粒と第２非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第２磁性結晶粒はＦｅＰｔ規則合金又はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第２非磁性結晶粒界は炭素を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む垂直磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層は、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項2】
非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む垂直磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層は、少なくとも第１磁気記録層及び第２磁気記録層を含む複数層からなり、
前記第１磁気記録層は、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなり、
前記第２磁気記録層は、第２磁性結晶粒と、前記第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第２磁性結晶粒はＦｅＰｔ規則合金又はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第２非磁性結晶粒界は炭素を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項3】
前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金はＬ１0型規則合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、垂直磁気記録媒体に関する。特に、本発明は、Ｔｃの低減を期待できるＦｅＰｔＲｈを規則合金として含むグラニュラー構造を有する磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体において、該磁気記録層を厚膜化したもの
【背景技術】
【0002】
近年、磁気記録の高密度化の要請が著しい。磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。この方式に基づいた垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料を含む磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、前記要素に加え、軟磁性材料から形成され、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などを、任意選択的に、更に含んでいてもよい。
【0003】
垂直磁気記録媒体の磁気記録層を形成するための材料として、グラニュラー磁性材料が用いられる。このグラニュラー磁性材料は、磁性材料と非磁性材料から構成され、磁性結晶粒と、磁性結晶粒の周囲を取り囲むように偏析した非磁性材料から構成されるグラニュラー構造をもたらす。磁性材料は、近年では例えばＦｅＰｔなどの規則合金が注目されており、非磁性材料には、炭素などの単一の元素、又は、炭素を含む化合物、酸化物、窒化物等が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。
【0004】
垂直磁気記録媒体では、グラニュラー磁性材料として各種材料が提案されている。これらの材料では、磁性結晶粒としての規則合金と、非磁性材料との組み合わせによっては、磁気記録層の膜厚が大きくなると、非磁性材料が磁性結晶粒の粒界のみならず磁性結晶粒の表面にも析出し、磁性結晶粒の成長を妨げるという現象が起こることがある（非特許文献１参照）。このような表面への析出が起こった後に、更に磁気記録層の膜厚を厚くしていくと、磁性結晶粒の表面に析出した非磁性材料上に磁性結晶粒子が成長する、所謂二次成長が起こる。このような二次成長は、結果的に、垂直磁気記録媒体の磁気異方性を低下させることになる。
【0005】
このため、グラニュラー磁性材料に含まれる非磁性材料についても種々の材料が検討されている。例えば、特許文献２は、Ｂ4Ｃを非磁性材料として用いた磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体を開示している。特許文献２は、高い熱安定性、高い磁気異方性定数（Ｋｕ）等を実現できること、及びＤＣスパッタリング法により成膜が行えることを報告している。しかし、特許文献２は、規則合金と組み合わせてＢ4Ｃを用いることの言及はない。
【0006】
特許文献３は、二層構造の磁性層を有する熱アシスト磁気記録媒体を開示している。第一の磁性層は、Ｌ１0型の結晶構造を有する規則合金にＳｉＯ2等の酸化物を非磁性材料として添加したグラニュラー磁性材料である。また、第二の磁性層は、第一の磁性層のような酸化物を含まない連続層（ＣＡＰ層）である。特許文献３の発明では、第１の磁性層中の非磁性材料の含有率が、基板側から第２の磁性層側に向かって減少していることを特徴としている。このような構成にすることによって、引用文献３の発明では、過剰な非磁性材料が規則合金の結晶粒の上部に析出して、結晶粒の成長が垂直方向に分断されることを防いでいる。また、これによって、粒径が微細で、且つ、基板面に対して垂直な方向に連続成長した規則合金の結晶粒を実現している。
【0007】
また、グラニュラー磁性材料の上述のような研究に加え、磁気記録の高密度化のためには、高い熱安定性を得るために、ＦｅＰｔなどの高い磁気異方性を有する材料で構成された磁気記録層が必要とされている。しかしながら、ＦｅＰｔは、室温での保磁力が高く、通常の記録ヘッドでは磁場が足りず記録を行うことができない。そこで熱アシスト磁気記録方式が提案されている。
【0008】
熱アシスト磁気記録方式は、磁気記録層にレーザ等を照射して加熱することで保磁力を低下させ、その状態で記録用の磁場を印加して磁化を反転させる記録方式である。熱アシスト磁気記録方式では磁性材料のキュリー温度近傍まで加熱して記録する。例えば、ＦｅＰｔのキュリー温度（Ｔｃ）は４５０℃程度であることが知られている。
【0009】
一方、高温での記録は、磁気記録層を保護するためのカーボン保護膜や保護膜上の潤滑剤の劣化をもたらし、記録ヘッド自体の劣化の原因ともなるため、磁気記録装置の信頼性が大きく低下する要因となる。このため、できるだけ低温で記録を行うことが望まれる。
【0010】
特許文献４は、複数の磁性層を設け、それぞれの磁性層において異なる磁気異方性定数（Ｋｕ）とＴｃを設定することで、ＫｕとＴｃとの相関を緩和することを提案している。具体的には、特許文献４の提案は、磁気記録層が、キュリー温度Ｔｃ１を有する第１磁性層とキュリー温度Ｔｃ２を有する第２磁性層を含み、Ｔｃ１＞Ｔｃ２の関係を満たすようにする。これにより、Ｔｃ２よりも高い温度に磁気記録層を加熱した場合、第１磁性層と第２磁性層の交換結合が解消され、第１磁性層への記録が可能となる、というものである。また、特許文献４ではＴｃを低下させるためＦｅＰｔにＣｕ等を添加することを提案している。
【0011】
特許文献５は、非磁性基板上の堆積された磁気記録層が、面内方向について、互いに反磁性領域で分離された複数の強磁性領域を含む磁気記録媒体を開示している。引用文献５は、強磁性領域及び反磁性領域にＦｅＰｔＲｈを主成分とした合金を使用して、高密度化及び磁気ビット間の磁気分離が可能であり、且つ表面の劣化が抑制できることを開示している。しかし、引用文献５の媒体はパターンド媒体であり、且つ磁性材料のＴｃの低下についての提案はない。
【0012】
また、磁性材料のＴｃの低下に関しては、例えば、特許文献６には、基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層を含む磁気記録媒体において、該磁性層が、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金と炭素（Ｃ）からなる第１の磁性層と、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金とＣｒ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3もしくはＴａ2Ｏ5からなる第２の磁性層を含むことを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。特許文献６では、第１の磁性層、もしくは第２の磁性層中のＦｅＰｔ合金に、Ｎｉを添加してもよく、これにより、キュリー温度が低下し、記録温度を低く設定できることが開示されている。
【0013】
また、特許文献７には、Ｇｅ酸化物を含む非磁性結晶粒界とＬ１0型の規則合金を含む磁性層を含む磁気記録媒体において、Ｍｎが添加された磁性結晶粒と、Ｇｅ酸化物を含む非磁性結晶粒界とを有する磁気記録層を採用すると、キュリー温度の低下により反転磁界が低下して、熱アシスト記録が容易となることが開示されている。
【0014】
更に、特許文献８には、第１磁気記録層及び第２磁気記録層を含む複数の磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体が開示されており、この第１及び第２磁気記録層にＮｉ、Ｍｎ、Ｃｒを添加することにより、磁気的相互作用が低減して磁気異方性やキュリー温度などの磁気特性が変化して、規則化温度を低減できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開平０８−０８３４１８号公報
【特許文献2】特開２００８−０９７８２４号公報
【特許文献3】特開２０１１−１５４７４６号公報
【特許文献4】特開２００９−０５９４６１号公報
【特許文献5】特開２００９−１５１８９９号公報
【特許文献6】特開２０１２−２２１５４２号公報
【特許文献7】国際公開第２０１４／０８７６６５号
【特許文献8】国際公開第２０１４／０８７６７２号
【非特許文献】
【0016】
【非特許文献1】Appl. Phys. Express, 101301, 2008
【非特許文献2】富士時報 ｖｏｌ．８３，Ｎｏ．４ ２０１０年，２５７〜２６０頁
【非特許文献3】R. F. Penoyer, Rev. Sci. Instr. 30(1959) p711
【非特許文献4】強磁性体の物理（下）近角聰信 裳華房 １０〜２１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
垂直磁気記録媒体においては、高い磁気異方性を維持する必要がある。また、垂直磁気記録媒体では、グラニュラー構造中の規則合金の粒径を微細化することが望まれる（特許文献３参照）。更に、熱アシスト式、マイクロ波アシスト式等のエネルギーアシスト式の磁気記録媒体では、磁気記録層がある程度の膜厚を有することが有利であることが、本発明者らの研究で分かってきた。このように、垂直磁気記録媒体の磁気記録層には、高い磁気異方性を維持しながら微細な規則合金で所定の膜厚を持たせるという要請が存在する。
【0018】
更に、熱アシスト式磁気記録媒体では、できるだけ低温で記録を行うことが望まれるが、特許文献４に開示されているようなＣｕを添加したＦｅＰｔ規則合金であっても、そのＴｃは比較的高い。例えば、Ｃｕを１０ａｔ％添加した場合でもＴｃは約３８０℃である。従って、磁気記録媒体の磁性材料の更なるＴｃの低減が望まれる。
【0019】
しかし、従来から用いられている規則合金−非磁性材料の組み合わせでは、単層として十分な膜厚を実現することはできなかった。また、複数層のグラニュラー磁性材料で構成される磁気記録層を含む磁気記録媒体においても、これまで十分に高い磁気異方性を維持しながら、所定の膜厚を実現した磁気記録媒体は得られていなかった。更に、従来から用いられている規則合金−非磁性材料についても、更なるＴｃの低下を実現できる材料が望まれている。
【0020】
従って、本発明は、高い磁気異方性を維持し、所望の膜厚を有し、Ｔｃの低下をもたらしうる磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0021】
磁気記録媒体は、非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含み、前記磁気記録層は、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなる。
【0022】
磁気記録媒体は、非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含み、前記磁気記録層は、少なくとも第１磁気記録層及び第２磁気記録層を含む複数層からなり、前記第１磁気記録層は、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなり、前記第２磁気記録層は、第２磁性結晶粒と、前記第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第２磁性結晶粒はＦｅＰｔ規則合金又はＦｅＰｔＲｈ規則合金からなり、前記第２非磁性結晶粒界は炭素を含む。
【発明の効果】
【0023】
磁気記録媒体は、従来の磁気特性を維持し、所定の膜厚を有し、Ｔｃを低下させうる磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】磁気記録媒体の１つの構成例を示す断面図である。
【図2】磁気記録媒体の別の構成例を示す断面図である。
【図3】実施例及び比較例について、磁気記録媒体の第１磁気記録層の膜厚に対して、基板面に対して垂直な方向の保磁力（Ｈｃ）の値をプロットした図である。
【図4】実施例及び比較例について、磁気記録媒体の第１磁気記録層の膜厚に対して磁化曲線の傾き（α）の値をプロットした図である。
【図5】実施例及び比較例について、磁気記録媒体の第１磁気記録層の膜厚に対して磁気異方性定数（Ｋｕ）の値をプロットした図である。
【図6】実施例及び比較例について、磁気記録媒体の第１磁気記録層の膜厚に対して、ＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度（規格化）の値をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
磁気記録媒体は非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む。磁気記録媒体は、基板と磁気記録層との間に、密着層、軟磁性裏打ち層、ヒートシンク層、下地層及び／又はシード層のような当該技術において知られている任意選択的な層をさらに含んでもよい。加えて、磁気記録媒体は、磁気記録層の上に、保護層及び／又は液体潤滑剤層のような当該技術において知られている任意選択的な層をさらに含んでもよい。磁気記録媒体の一例として、図１に磁気記録媒体の１つの構成例を示した。図１に示す例は、基板１０、密着層２０、下地層３０、シード層４０、磁気記録層５０、及び保護層６０を含む磁気記録媒体１００である。
【0026】
また、図２に、磁気記録媒体の別の構成例を示した。図２に示されるように、磁気記録媒体１００’は、基板１０、密着層２０、下地層３０、シード層４０、磁気記録層５０、及び保護層６０を含み、磁気記録層５０は、少なくとも第１磁気記録層５２と第２磁気記録層５４を含む複数層で構成される。図２には、第１磁気記録層５２及び第２磁気記録層５４の二層構造を示した。
【0027】
更に、第１磁気記録層は、第１磁性結晶粒、及びこの第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界から構成され、第２磁気記録層は、第２磁性結晶粒、及びこの第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性結晶粒界から構成される。
【0028】
磁気記録媒体は、例えば熱アシスト式、マイクロ波アシスト式等のエネルギーアシスト式の磁気記録媒体を含めた、種々の垂直磁気記録媒体に適用可能である。
【0029】
磁気記録媒体の１つの態様は、非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む磁気記録媒体であり、前記磁気記録層が、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有するＦｅＰｔＲｈ規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなる。第１磁性結晶粒はＬ１0型の規則合金であることが好ましい。本明細書では、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金を単にＦｅＰｔＲｈ規則合金とも称する。また、本明細書において、ＦｅＰｔＹ（Ｙ＝Ｒｈ、Ｍｎ、Ｎｉなど）、ＦｅＰｔＹ−Ｘ（Ｘ＝Ｃ、Ｂ、酸化物、これらの組み合わせなど、Ｙ＝Ｒｈ、Ｍｎ、Ｎｉなど）、ＦｅＰｔなどの、元素により表された合金又は材料の表記は、単に当該元素を構成要素として有することを意味し、当該元素間の組成を規定しない。従って、例えばＦｅＰｔＲｈとの記載は、当該規則合金の構成元素がＦｅ、Ｐｔ及びＲｈであることを示すのみであり、これらの構成元素の比が１：１：１であることを意味しない。更に、本明細書において、「ＦｅＰｔＲｈからなる（consisting of）」、「ＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（Ｘ＝Ｃ、Ｂ、酸化物、これらの組み合わせなど）からなる（consisting of）」などの用語が材料自体を表す場合、これらの用語は、表記された元素を構成要素として有することを意味し、構成要素である元素間の比率を規定しない。従って、例えば「ＦｅＰｔＲｈからなる」とは、この材料が、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの元素のみで構成されることを意味し、これらの元素の比が１：１：１であることを意味しない。本明細書において、元素の割合を化学式によって示す場合は、例えば「７０ｖｏｌ％（５０ａｔ％Ｆｅ４５ａｔ％Ｐｔ５ａｔ％Ｒｈ）−３０ｖｏｌ％Ｃ」、「５０ａｔ％Ｆｅ４５ａｔ％Ｐｔ５ａｔ％Ｒｈ」などのように規則合金と非磁性粒界材料の間の組成を体積％で表し、規則合金の間の組成を原子％（ａｔ％）で表す。
【0030】
本発明者らは、ＦｅＰｔＲｈ規則合金からなる磁気記録層を含む磁気記録媒体において、高いＫｕ値を維持し、且つＴｃを低下できることを見出した。このＦｅＰｔＲｈ規則合金を磁性結晶粒として含むグラニュラー構造を有する磁性材料でも、同様にＴｃの低下が期待できる。更に、本発明者らは、ＦｅＰｔＲｈ規則合金を磁性結晶粒として含み、炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなる材料を非磁性結晶粒界として含む磁性材料が磁気記録層の材料として優れることを見出した。
【0031】
磁気記録媒体の別の態様は、非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む磁気記録媒体であり、前記磁気記録層が、少なくとも第１磁気記録層及び第２磁気記録層を含む複数層からなり、前記第１磁気記録層は、第１磁性結晶粒と、前記第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第１磁性結晶粒はＦｅＰｔＲｈ規則合金からなり、前記第１非磁性結晶粒界は炭素、ホウ素又はこれらの組み合わせからなり、前記第２磁気記録層は、第２磁性結晶粒と、前記第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第２磁性結晶粒はＦｅＰｔ規則合金又はＦｅＰｔＲｈ規則合金からなり、前記第２非磁性結晶粒界は炭素を含むものである。第１磁性結晶粒或いは第２磁性結晶粒はＬ１0型の規則合金であることが好ましい。
【0032】
本発明者らは、複数層の磁気記録層を含む磁気記録媒体において、テンプレート層としてＦｅＰｔ−Ｃ又はＦｅＰｔＲｈ−Ｃからなる層を形成することにより、このテンプレート層上にＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（Ｘは、Ｃ、Ｂ又はこれらの組み合わせ）がグラニュラー構造を形成して成長でき、所望の膜厚で磁気記録層を形成できることを新たに見出した。また、このような磁気記録層を含む垂直磁気記録媒体は高い磁気異方性を有することも明らかとなった。複数層の磁気記録層を含む磁気記録媒体では、テンプレート層は第２磁気記録層である。
【0033】
磁気記録媒体は、の各知見に基づくものであり、グラニュラー構造を有する磁気記録層で、高い磁気異方性を維持しながら磁気記録層の厚膜化を実現でき、且つ磁気記録層の磁性材料のＴｃの低下が期待できるものである。
【0034】
以下に磁気記録媒体の各構成要素について説明する。
【0035】
基板１０は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。例えば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料を用いて、基板１０を形成することができる。用いることができる材料は、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ＭｇＯ単結晶、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＳｒＴｉＯ3、強化ガラス、結晶化ガラス等を含む。
【0036】
任意選択的に設けてもよい密着層２０は、密着層２０の上に形成される層と密着層２０の下に形成される層との密着性を高めるために用いられる。密着層２０の下に形成される層としては基板１０を含む。密着層２０を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。密着層２０は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。
【0037】
任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層（不図示）は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録及び再生の特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、（ｉ）ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、（ｉｉ）ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、又は（ｉｉｉ）ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造及び特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。
【0038】
本発明の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層５０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率及び比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、又はそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを指す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成することができる。軟磁性材料を用いることによって、ヘッドの発生する垂直方向の磁界を磁気記録層５０に集中させる機能をヒートシンク層に付与し、軟磁性裏打ち層の機能を補完することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量及び熱分布、ならびに磁気記録媒体の各層の構成及び各層の厚さによって変化する。ヒートシンク層を他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、基板１０と密着層２０との間、密着層２０と下地層３０との間などに設けることができる。
【0039】
下地層３０は、上方に形成されるシード層４０の結晶性及び／又は結晶配向を制御するための層である。下地層３０は単層であっても多層であってもよい。下地層３０は、非磁性であることが好ましい。下地層３０の形成に用いられる非磁性材料は、（ｉ）Ｐｔ金属、Ｃｒ金属などの単金属、又は（ｉｉ）主成分であるＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属が添加された合金を含む。下地層３０は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【0040】
シード層４０の機能は、上層である磁気記録層５０中の磁性結晶粒の粒径及び結晶配向を制御することである。シード層４０に、シード層４０の下にある層と磁気記録層５０との間の密着性を確保する機能を持たせてもよい。また、シード層４０と磁気記録層５０の間に中間層等の他の層を配置してもよい。中間層等を配置する場合は、中間層等の結晶粒の粒径及び結晶配向を制御することにより磁気記録層５０の磁性結晶粒の粒径及び結晶配向を制御する。シード層４０は非磁性であることが好ましい。シード層４０の材料は、磁気記録層５０の材料に合わせて適宜選択される。より具体的には、シード層４０の材料は、磁気記録層の磁性結晶粒の材料に合わせて選択される。例えば、磁気記録層５０の磁性結晶粒がＬ１0型規則合金で形成される場合、ＮａＣｌ型の結晶構造の化合物を用いてシード層４０を形成することが好ましい。特に好ましくは、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3などの酸化物、又はＴｉＮなどの窒化物を用いてシード層４０を形成することができる。また、の材料を含む複数の層を積層して、シード層４０を形成することもできる。例えば、ＺｎＯ上にＭｇＯを積層させた二層構造である。磁気記録層５０の磁性結晶粒の結晶性の向上、及び生産性の向上の観点から、シード層４０は、１ｎｍ〜６０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。シード層４０は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【0041】
磁気記録層５０は、単層からなる磁気記録層か、又は、少なくとも２つの層、即ち第１磁気記録層５２及び第２磁気記録層５４を含む磁気記録層である。
【0042】
（単層の磁気記録層の場合）
１つの形態である単層の磁気記録層５０は、磁性結晶粒を構成するＦｅＰｔＲｈからなる規則合金と、これを取り囲む非磁性結晶粒界を構成する元素からなる材料を含む。前記非磁性結晶粒界を構成する元素は、Ｃ、Ｂ又はこれらの組み合わせである。
【0043】
磁気記録層５０はＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（但し、Ｘは非磁性結晶粒界材料でＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせである）を用いて形成でき、この場合、ＦｅＰｔＲｈ規則合金中のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量は、ＦｅＰｔＲｈの全原子を基準として、Ｆｅが３０〜７０原子％、Ｐｔが３０〜７０原子％、Ｒｈが１〜２５原子％であることが好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈと元素Ｘの量は、ＦｅＰｔＲｈ−Ｘの全量を基準としてＦｅＰｔＲｈが５０〜９０ｖｏｌ％、元素Ｘが１０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。なお、本明細書、並びに、添付の特許請求の範囲、及び図面において、「原子％」を「ａｔ％」と記載する場合もある。また、先に説明したとおり、本明細書では、磁気記録層の材料の組成に関し、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金の組成については、これら元素の組成を原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界の組成はＶｏｌ％で表す。
【0044】
単層の磁気記録層５０は、ＦｅＰｔＲｈ規則合金の構成元素及びＸ元素をスパッタ法を用いて堆積させることにより形成できる。
【0045】
本明細書における「スパッタする」とは、高エネルギーイオンの衝突によりターゲットから原子、クラスター又はイオンを射出させる段階のみを意味し、射出された原子、クラスター又はイオンに含まれる元素の全てが被成膜基板上に固定されることを意味しない。言い換えると、本明細書における「スパッタする」工程で得られる薄膜は、被成膜基板に到達した元素を必ずしも到達量の比で含有しない。単層の磁気記録層５０の形成において用いるターゲットは、規則合金の構成元素と元素Ｘを全て含むターゲットを所望の構成割合で含むものを用いることができる。或いはまた、規則合金の各構成元素と、元素Ｘとを、全て別々のターゲットとして用いることもできる。更には、規則合金の構成元素を所定の割合で含むターゲットと、元素Ｘのターゲットを用いてもよい。いずれの場合においても、それぞれのターゲットに印加する電力を調整して磁性結晶粒及び非磁性結晶粒界の構成比率を制御することができる。具体的には、例えば、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｂ及びＣの各ターゲットを用いたコスパッタ法により単層の磁気記録層を成膜することができる。
【0046】
単層の磁気記録層５０を形成する際に基板を加熱する。この加熱の際の基板温度は、３００℃〜７００℃の範囲内である。この範囲内の基板温度を採用することによって、単層の磁気記録層５０中の規則合金の規則度を向上させることができる。
【0047】
また、単層の磁気記録層５０は、１〜１０ｎｍ、好ましくは２〜４ｎｍの膜厚を有することが好ましい。
【0048】
（複数の磁気記録層を含む場合）
磁気記録媒体は、磁気記録層５０が複数層から構成されていてもよい。好ましくは、磁気記録層５０は、少なくとも第１磁気記録層５２と第２磁気記録層５４の２層を含む。
【0049】
以下の説明では、図２に示す第１磁気記録層５２と第２磁気記録層５４の２層を含む場合を例に取り、複数の磁気記録層を含む場合を説明する。
【0050】
第１磁気記録層５２は、第１磁性結晶粒とこの第１磁性結晶粒を取り囲む第１非磁性結晶粒界を含むグラニュラー構造を有し、第２磁気記録層５４は、第２磁性結晶粒とこの第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性結晶粒界を含むグラニュラー構造を有する。
【0051】
複数層の磁気記録層を有する磁気記録媒体では、第１磁気記録層５２は、上述の単層の磁気記録層と同様の構成を有する。従って、第１磁気記録層は、ＦｅＰｔＲｈ規則合金からなる第１磁性結晶粒、及びＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせからなる第１非磁性結晶粒界から構成されるグラニュラー構造を有する。第１磁気記録層５２は、単層のＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（Ｘ＝Ｂ、Ｃ又はこれらの組み合わせ）で説明した方法と同様の方法を用いて成膜することができる。
【0052】
第２磁気記録層５４は、第１磁気記録層のテンプレートとなる層である。第２磁気記録層５４は、ＦｅＰｔ規則合金又はＦｅＰｔＲｈ規則合金からなる第２磁性結晶粒、及び炭素（Ｃ）からなる第２非磁性結晶粒界から構成されるグラニュラー構造を有する。第２磁気記録層５４は、第１磁気記録層と同様の方法を用いて成膜することができる。成膜の際、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＣを適宜組み合わせたスパッタのターゲットを用いればよい。例えば、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＣの各ターゲットを用いたコスパッタ法により第２磁気記録層を成膜することができる。
【0053】
第１磁気記録層５２は、単層の磁気記録層と同様に、ＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（但し、ＸはＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせである）を用いて形成でき、この場合、ＦｅＰｔＲｈ規則合金中のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量は、ＦｅＰｔＲｈの全原子を基準として、Ｆｅが３０〜７０原子％、Ｐｔが３０〜７０原子％、Ｒｈが１〜２５原子％であることが好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈと元素Ｘの量は、ＦｅＰｔＲｈ−Ｘの全量を基準としてＦｅＰｔＲｈが５０〜９０ｖｏｌ％、元素Ｘが１０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。
【0054】
第２磁気記録層５４は、ＦｅＰｔ−Ｃ又はＦｅＰｔＲｈ−Ｃを用いて形成できる。ＦｅＰｔ−Ｃを第２磁気記録層５４に用いる場合、ＦｅＰｔ規則合金中のＦｅＰｔ規則合金中のＦｅ及びＰｔの含有量は、ＦｅＰｔの全原子を基準として、Ｆｅが３０〜７０原子％、Ｐｔが３０〜７０原子％であることが好ましい。また、ＦｅＰｔ−Ｃ中のＦｅＰｔとＣの含有量は、ＦｅＰｔ−Ｃの全量を基準として、それぞれ、ＦｅＰｔが５０〜９０ｖｏｌ％、Ｃが１０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃを第２磁気記録層５４として用いる場合、ＦｅＰｔＲｈ規則合金中のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量は、ＦｅＰｔＲｈの全原子を基準として、Ｆｅが３０〜７０原子％、Ｐｔが３０〜７０原子％、Ｒｈが１〜２５原子％であることが好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃ中のＦｅＰｔＲｈとＣの含有量は、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃの全量を基準として、それぞれ、ＦｅＰｔＲｈが５０〜９０ｖｏｌ％、Ｃが１０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。
【0055】
複数の層を含む形態の磁気記録層５０において、第２磁気記録層５４の、第２非磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性材料はＣである。この第２非磁性材料上に、第１非磁性材料であるＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（但し、ＸはＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせである）のグラニュラー磁性材料を用いて第１磁気記録層５２を形成することで、第２磁気記録層のグラニュラー構造にならったグラニュラー構造の第１磁気記録層５２を効率よく形成でき、磁気記録層の厚膜化を実現できる。
【0056】
磁気記録媒体では、単層又は複数層の磁気記録層５０は更に多くの磁気記録層が積層された構造を有していてもよい。例えば、磁気記録層５０は、の単層の磁気記録層を複数積層した構造を有することができる。或いは、第１磁気記録層及び第２磁気記録層を１組として、これらが複数積層された構造を有してもよく、の単層の磁気記録層、又は、第１磁気記録層若しくは第２磁気記録層上に、これらの磁気記録層とは組成又は構成元素の異なる材料からなる磁気記録層を更に積層した構造を有していてもよい。また、磁気記録層５０は、第２磁気記録層、第１磁気記録層、第２磁気記録層の順に積層された構造を有してもよい。更に、磁気記録層５０にＣＡＰ層のような追加の層を設けてもよい。
【0057】
このように、ＦｅＰｔ−Ｃ又はＦｅＰｔＲｈ−Ｃを磁性材料として使用した第２磁気記録層５４をテンプレート層として形成し、この第２磁気記録層５４上にＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（但し、ＸはＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせである）のグラニュラー磁性材料の第１磁気記録層５２を形成することで、高い磁気異方性を維持しながら、磁気記録層５０全体の厚膜化を実現することができる。
【0058】
磁気記録媒体では、第２磁気記録層の膜厚は、４ｎｍ以下、好ましくは２〜４ｎｍである。膜厚が４ｎｍを越えると、規則合金の成長阻害及び二次成長が起こる。高い磁気異方性を維持する観点から、第１磁気記録層の膜厚は３ｎｍ以上であることが好ましく、３〜９ｎｍであることがより好ましい。
【0059】
複数層からなる磁気記録層５０の膜厚は、特に限定されるものではない。しかしながら、高い生産性および高い記録密度を両立させる観点から、磁気記録層５０は、少なくとも５ｎｍ以上、好ましくは８ｎｍ以上の膜厚を有することが望ましい。磁気記録層５０としての好ましい膜厚は、６〜１６ｎｍ、より好ましくは、８〜１１ｎｍである。
【0060】
更に、磁気記録層５０は、単層及び複数層の場合を含め、Ｔｃを低下することができるＦｅＰｔＲｈ規則合金を含むグラニュラー磁性材料で構成される。このため、この磁性材料を含む磁気記録媒体では、同様にＴｃの低下が期待できる。
【0061】
磁気記録層５０は、第１磁気記録層５２及び第２磁気記録層５４に加えて、１つ又は複数の追加の磁気記録層をさらに含んでもよい。１つ又は複数の追加の磁気記録層のそれぞれは、グラニュラー構造又は非グラニュラー構造のいずれを有してもよい。例えば、第１磁気記録層５２及び第２磁気記録層５４からなる積層構造と、追加の磁気記録層とで、Ｒｕなどの結合層を挟んで積層したＥＣＣ（Ｅｘｃｈａｎｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）構造を形成してもよい。あるいはまた、連続層として、グラニュラー構造を含まない磁気記録層を、第１磁気記録層５２及び第２磁気記録層５４からなる積層構造の上部に設けてもよい。連続層としては、いわゆるＣＡＰ層を含む。
【0062】
保護層６０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔ、Ｔａなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層６０を形成することができる。また、保護層６０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層６０は、例えば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、又は金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層６０は、ＣＶＤ法、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【0063】
また、任意選択的に、本発明の磁気記録媒体は、保護層６０の上に液体潤滑剤層（不図示）をさらに設けてもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。液体潤滑剤層の材料は、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤などを含む。液体潤滑剤層は、例えば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。
【0064】
（実施例）
以下に実施例により、本発明を説明するが、以下の実施例は本発明を限定することを意図するものではない。
【0065】
（Ｔｃ及び磁気特性の測定）
以下に示す手順により、実施例に記載の磁気記録媒体のＴｃ及び磁気特性を評価した。
【0066】
振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、得られた磁気記録媒体の飽和磁化Ｍｓを測定した。また、得られた磁気記録媒体を室温（ＲＴ：２５℃）から１７７℃に加熱して、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、室温から１７７℃における飽和磁化Ｍｓを測定した。また、室温及び１７７℃の温度を含む複数の測定温度Ｔと飽和磁化の二乗Ｍｓ2（Ｔ）をプロットし、最小二乗法により回帰直線を得た。得られた回帰直線をＭｓ2＝０の点まで外挿し、キュリー温度Ｔｃを求めた。
【0067】
ＰＰＭＳ装置（Quantum Design社製；Physical Property Measurement System）により、得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを測定した。得られたＭ−Ｈヒステリシスループから、飽和磁化Ｍｓ、基板面に対して垂直な方向の保磁力Ｈｃ、およびＭ−Ｈヒステリシスループのα値を決定した。α値は、１に接近した値を有することが望ましい。α値は、保磁力付近（Ｈ＝Ｈｃ）における磁化曲線の傾きを意味し、α＝４π×（ｄＭ／ｄＨ）の式で求められる。α値の決定においては、Ｍの単位として「ｅｍｕ／ｃｍ3」を用い、Ｈの単位として「Ｏｅ」を用いる。磁気記録層５０中の磁性結晶粒が磁気的に良好に分離されていない場合、α値が増大する。一方、たとえば二次成長による結晶粒が存在する場合のような、磁性結晶粒の磁気特性のバラツキが大きい場合、α値が減少する。なお、αは０．６以上、２．５以下を良好な範囲とした。なお、本明細書において、基板面に対して垂直な方向の保磁力Ｈｃを単に保磁力Ｈｃとも称する。
【0068】
また、ＰＰＭＳ装置を用いて自発磁化の磁場印加角度依存性を評価し、磁気異方性定数Ｋｕを決定した。磁気異方性定数Ｋｕの決定には、R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４、ならびに近角聰信、強磁性体の物理（下） 裳華房、１０−２１に記載の手法を用いた（非特許文献３および４参照）。ここで、磁気異方性定数Ｋｕは、磁性結晶粒および非磁性結晶粒界の総体積あたりのエネルギー値として測定される。ここで、磁気特性は、総体積当たりのＫｕ［ｆｉｌｍ］に加え、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ［ｇｒａｉｎ］を算出した。また、飽和磁化Ｍｓについても、同様に、総体積当たりのＭｓ［ｆｉｌｍ］、及び正味の飽和磁化Ｍｓ［ｇｒａｉｎ］を求めた。［ｆｉｌｍ］と記された磁気特性は、膜全体でみた時の総体積当たりの特性値であり、［ｇｒａｉｎ］と記された磁気特性は、膜全体から非磁性粒界材料であるＢ、Ｃ、ＳｉＯ2などの体積分を除いた磁性材料正味の値である。また、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析から、ＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度を測定した。
【0069】
１．実験例１及び実験例２
１．１ 実験例１
基板と、単層のＦｅＰｔＲｈ規則合金からなる磁気記録層を含む磁気記録媒体を調製した。
【0070】
平滑な表面を有する化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を洗浄し、基板１０を準備した。洗浄後の基板１０を、インライン式のスパッタ装置内に導入した。圧力０．５ＰａのＡｒガス中で純Ｔａターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＴａ密着層２０を形成した。Ｔａ密着層形成時の基板温度は室温（２５℃）であった。Ｔａ密着層形成時のスパッタ電力は１００Ｗであった。
【0071】
次に、圧力０．５ＰａのＡｒガス中で純Ｃｒターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＣｒ下地層３０を得た。Ｃｒ下地層３０形成時の基板温度は室温（２５℃）であった。Ｃｒ下地層３０形成時のスパッタ電力は３００Ｗであった。
【0072】
次に、圧力０．１ＰａのＡｒガス中でＭｇＯターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により膜厚５ｎｍのＭｇＯシード層４０を形成した。ＭｇＯシード層４０形成時の基板温度は、室温（２５℃）であった。ＭｇＯシード層４０形成時のスパッタ電力は２００Ｗであった。
【0073】
次に、ＦｅＰｔＲｈ層は、ＭｇＯシード層４０を形成した積層体を４３０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中でＦｅＰｔターゲットと、Ｒｈターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＦｅＰｔＲｈからなる層を形成して、磁気記録層を得た。ＦｅＰｔＲｈからなる層の形成時の各ターゲットに印加した電力は、それぞれ、３００Ｗ（ＦｅＰｔ）、１３０Ｗ（Ｒｈ）であった。ＦｅＰｔＲｈからなる層の各元素の含有量（原子％）を第１表に記載した。
【0074】
最後に、圧力０．５ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣスパッタ法により膜厚５ｎｍのＰｔ保護層６０を形成して、磁気記録媒体を得た。保護層形成時の基板温度は、室温（２５℃）であった。Ｐｔ保護層６０の形成時のスパッタ電力は５０Ｗであった。
【0075】
１．２ 実験例２
実験例２としてＦｅＰｔ規則合金からなる磁気記録層を含む磁気記録媒体を調製した。
【0076】
単層のＦｅＰｔ規則合金からなる磁気記録層を含む磁気記録媒体は、以下の通りに調製した。実験例１と同様にしてＭｇＯシード層４０を形成した積層体を得た。これを４３０℃に加熱し、圧力１．５ＰａのＡｒガス中でＦｅＰｔターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＦｅＰｔからなるＦｅＰｔ層を形成した。ＦｅＰｔ層の膜厚は１０ｎｍであった。ＦｅＰｔ層形成時のターゲットに印加した電力は、３００Ｗ（ＦｅＰｔ）であった。ＦｅＰｔからなる層の各元素の含有量（原子％）を第１表に記載した。
【0077】
１．３ 評価
実験例１及び実験例２のＴｃ、Ｍｓ及びＫｕを測定した。結果を表１に示す。
【0078】
【表1】
【0079】
表１に示されるように、ＦｅＰｔＲｈ規則合金は、ＲＴにおいて磁気特性を大きく低下することなく、Ｔｃの低下を実現した。
【0080】
２．実施例１及び比較例１〜２
２．１ 実施例１
この実施例は、図１に示すような単層の磁気記録層を含む磁気記録媒体の例である。
【0081】
この実施例では、非磁性基板と、その上に順次Ｔａ層、Ｐｔ層、ＺｎＯ層、ＭｇＯ層、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃ磁気記録層、及びＰｔ層を形成した垂直磁気記録媒体を作製した。
【0082】
非磁性基板として、化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を準備した。非磁性基板を、スパッタ装置内に導入した。Ｔａ層から、最上層のＰｔ保護層までの成膜は、大気解放することなく、インライン式の成膜装置で成膜した。Ｔａ層は、純Ｔａターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍで成膜した。次に、Ｐｔ層は、純Ｐｔターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍで成膜した。また、ＺｎＯ層は、ＺｎＯターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍで成膜した。
【0083】
次に、基板を４００℃に加熱し、ＭｇＯターゲットを用いて、０．０１６Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＲＦスパッタリング法により、膜厚５ｎｍのＭｇＯ層を成膜した。
【0084】
次に、磁気記録層を成膜した。磁気記録層はＦｅＰｔＲｈ−Ｃ層である。まず、の各層を成膜した基板を４８０℃に加熱し、１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、４ｎｍの膜厚の磁気記録層を成膜した。ターゲットは、成膜時の組成が表２に記載のＦｅＰｔＲｈ−Ｃとなるように、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＣの各ターゲットを用いた。なお、表２では、規則合金のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界の組成はＶｏｌ％で表した。
【0085】
最後に、圧力１．０ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣスパッタ法により膜厚５ｎｍのＰｔ保護層を形成して、磁気記録媒体を得た。保護層形成時の基板温度は、室温（２５℃）であった。
【0086】
２．２ 比較例１
ＦｅＰｔＲｈを磁性材料として用い、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を作成した。磁気記録層の成膜の条件は、ＭｇＯまでの各層を成膜した基板を４８０℃に加熱し、１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、４ｎｍの膜厚の磁気記録層を成膜した。ターゲットは、成膜時の組成が表２に記載のＦｅＰｔＲｈとなるように、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの各ターゲットを用いた。なお、表２では、規則合金のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの組成は原子％で表した。
【0087】
２．３ 比較例２
ＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2を磁性材料として用い、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を作成した。磁気記録層の成膜の条件は、ＭｇＯまでの各層を成膜した基板を４８０℃に加熱し、１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、４ｎｍの膜厚の磁気記録層を成膜した。ターゲットは、成膜時の組成が表２に記載のＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2となるように、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＳｉＯ2の各ターゲットを用いた。なお、表２では、規則合金のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界の組成はＶｏｌ％で表した。
【0088】
【表2】
【0089】
２．４ 実施例１及び比較例１〜２の評価
の実施例１及び比較例１〜２で調製した磁気記録媒体のＭｓ［ｆｉｌｍ］（ｅｍｕ／ｃｍ3）、Ｍｓ［ｇｒａｉｎ］（ｅｍｕ／ｃｍ3）、基板面に対して垂直な方向の保磁力Ｈｃ（ｋＯｅ）、α、Ｋｕ［ｆｉｌｍ］（ｅｒｇ／ｃｍ3）及びＫｕ［ｇｒａｉｎ］（ｅｒｇ／ｃｍ3）を測定した。［ｆｉｌｍ］は、膜全体でみた時の総体積当たりの特性値であり、［ｇｒａｉｎ］は、膜全体から非磁性材料であるＣ又はＳｉＯ2の体積分を除いた磁性材料正味の値である。また、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析から、ＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度を測定した。これらの結果を表３に示した。
【0090】
【表3】
【0091】
比較例１のＦｅＰｔＲｈの飽和磁化Ｍｓの値は、８６３ｅｍｕ／ｃｍ3であった。これに対して、実施例１のＦｅＰｔＲｈ−Ｃの場合は、磁性材料正味のＭｓ［ｇｒａｉｎ］の値は８６３／ｃｍ3であり、低下しなかった。一方、比較例２のＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2では、磁性材料正味のＭｓ［ｇｒａｉｎ］の値は７６９／ｃｍ3と低下しており、磁気特性が悪化していることがわかる。
【0092】
比較例１のＦｅＰｔＲｈでは、基板面に対して垂直な方向の保磁力Ｈｃが、１５．８ｋＯｅと小さく、また、磁化曲線の傾きαが１．４８と大きい。このことから、ＦｅＰｔＲｈを用いた磁気記録層では、グラニュラー構造としての磁気的な粒分離が得られていないことがわかる。これに対し、実施例１のＦｅＰｔＲｈ−Ｃを用いた磁気記録層は、Ｈｃが２０．１ｋＯｅの値を示し、比較例１に比べＨｃが向上した。また、実施例１では、α値が０．６０であった。この値は、磁性材料が磁気記録層においてグラニュラー構造を有するか否かの目安となるα値＝１．０以下の値であり、実施例１のＦｅＰｔＲｈ−Ｃを用いた磁気記録層では、グラニュラー構造としての磁気的な粒分離が実現されていると推察される。一方、比較例２のＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2では、Ｈｃが１．４ｋＯｅと小さく、α値は１．７９と大きい。このことから、比較例２の磁気記録媒体では、磁気特性が大幅に悪化し、且つ、磁気記録層の粒分離が得られていないことがわかる。
【0093】
次に、比較例１のＦｅＰｔＲｈを用いた場合の磁気異方性定数Ｋｕを見ると、Ｋｕは２．１Ｅ＋０７ｅｒｇ／ｃｍ3であった。これに対し、実施例１のＦｅＰｔＲｈ−Ｃを用いた場合は、磁性材料の正味のＫｕ値であるＫｕ［ｇｒａｉｎ］は２．４Ｅ＋０７ｅｒｇ／ｃｍ3であり、比較例１と比べてＫｕの値は低下していない。一方、比較例２のＦｅＰＲｈ−ＳｉＯ2を用いた場合では、Ｋｕ［ｇｒａｉｎ］が７．７Ｅ＋０６ｅｒｇ／ｃｍ3となっており、Ｋｕの値は大幅に低下している。このことから、比較例２では、磁気異方性エネルギーも大幅に悪化していることがわかる。
【0094】
次に、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析から得られた、ＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度を見ると、比較例１のＦｅＰｔＲｈを用いた場合が４３７９であるのに対して、実施例１のＦｅＰｔＲｈ−Ｃを用いた場合は３０１８であった。これは、ＦｅＰｔＲｈの体積換算（３０１８／０．７＝４３１１）で見ると、ほぼ同等である。
【0095】
このことから、ＦｅＰｔＲｈにＣを添加しても、ＦｅＰｔＲｈ規則合金の磁気特性は維持され、規則度はほとんど悪影響を受けないことがわかる。従って、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃは、ＦｅＰｔＲｈ規則合金と同様に、Ｔｃの低下が期待できる。なお、前記規則度は、Ｌ１0型の結晶の基板面に対してＦｅ面、Ｐｔ面が交互に並び合う規則性の度合いを表す指標であり、（００１）面の配向性が同等であることから規則度も同等であると考えられる。
【0096】
一方、比較例２のＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2を用いた場合では、ＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度は３６６と大幅に低下した。このことから、比較例２のＦｅＰｔＲｈ−ＳｉＯ2は、ほとんど規則合金化していないことがわかる。
【0097】
以上の結果から、ＦｅＰｔＲｈ合金を磁気的に粒分離させてグラニュラー化させるためには、Ｃを添加することが有効である。ＦｅＰｔＲｈ合金にＣを添加しても、規則度の低下、及び磁気特性の低下は見られない。一方、ＳｉＯ2を非磁性粒界の材料として添加した場合、ＦｅＰｔＲｈ合金をグラニュラー化できないだけでなく、規則度が大幅に低下し、且つ磁気特性も大幅に悪化した。
【0098】
３．実施例２、比較例３〜４、及び、参考例１
この実施例は、複数層からなる磁気記録層の例である。
【0099】
３．１ 実施例２
非磁性基板と、その上に順次設けられるＴａ層、Ｐｔ層、ＺｎＯ層、ＭｇＯ層、第２磁気記録層（ＦｅＰｔ−Ｃ）、第１磁気記録層（ＦｅＰｔＲｈ−ＢＣ）、Ｐｔ及びＴａ保護層を有する垂直磁気記録媒体を作製した。
【0100】
非磁性基板として、化学強化ガラス基板（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を準備した。非磁性基板を、スパッタ装置内に導入した。Ｔａ層から、最上層のＰｔ及びＣｒ保護層までの成膜は、大気解放することなく、インライン式の成膜装置で成膜した。Ｔａ層は、純Ｔａターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍで成膜した。次に、Ｐｔ層は、純Ｐｔターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍで成膜した。また、ＺｎＯ層は、ＺｎＯターゲットを用いて、０．３Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍで成膜した。
【0101】
次に、基板を４００℃に加熱し、ＭｇＯターゲットを用いて、０．０１６Ｐａの圧力のＡｒ雰囲気中でＲＦスパッタリング法により、膜厚５ｎｍのＭｇＯ層を成膜した。
【0102】
次に、磁気記録層を成膜した。第２磁気記録層はＦｅＰｔ−Ｃ層である。まず、の各層を成膜した基板を４８０℃に加熱し、１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、２ｎｍの膜厚の磁気記録層を成膜した。ターゲットは、成膜時の組成が表４に記載のＦｅＰｔ−Ｃとなるように、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ及びＣの各ターゲットを用いた。なお、表４では、規則合金のＦｅ及びＰｔの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界の組成はＶｏｌ％で表した。
【0103】
次に、第１磁気記録層を成膜した。この実施例の第１磁気記録層はＦｅＰｔＲｈ−ＢＣ層である。成膜は以下の通りに行った。のように第２磁気記録層を成膜した基板を４８０℃に加熱し、Ｂ以外の元素についてはＤＣマグネトロンスパッタ法により、そして、ＢについてはＲＦマグネトロンスパッタ法により、表５に示した膜厚の第１磁気記録層を成膜した。ＦｅＰｔＲｈ−ＢＣ層は、真空度１．０ＰａのＡｒガス雰囲気中で成膜した。ターゲットは、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｂ及びＣの各ターゲットを用いた。
【0104】
最後に、圧力１．０ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＤＣスパッタ法により膜厚５ｎｍのＰｔ及び膜厚５ｎｍのＴａの保護層を形成して、磁気記録媒体を得た。保護層形成時の基板温度は、室温（２５℃）であった。磁気記録層の組成を表４に示す。なお、表４では、規則合金のＦｅ、Ｐｔ及びＲｈの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界の各元素の組成はＶｏｌ％で表した。また、実施例２の第１磁気記録層の膜厚を表５に示した。
【0105】
３．２ （比較例３〜４）
比較例３として、第１磁気記録層の材料にＦｅＰｔＭｎ−ＢＣを使用した磁気記録媒体を作製した。また、比較例４として、第１磁気記録層の材料にＦｅＰｔＮｉ−ＢＣを使用した磁気記録媒体を作製した。これらの材料を用いた磁気記録媒体は、実施例２において第１磁気記録層のＲｈターゲットをそれぞれＭｎターゲット又はＮｉターゲットに置き換えた以外、同様の手順で得ることができる。なお、成膜時の組成を表４に示した。なお、表４では、規則合金のＦｅ、Ｐｔ、及びＭｎ若しくはＮｉの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界の各元素の組成はＶｏｌ％で表した。また、比較例３及び比較例４の第１磁気記録層の膜厚を表５に示した。
【0106】
３．３ 参考例１
参考例１として、第１磁気記録層の材料にＦｅＰｔ−ＢＣを使用した磁気記録媒体を作製した。この材料を用いた磁気記録媒体は、実施例２において、第１磁気記録層のＲｈターゲットを用いずに第１磁気記録層を成膜すること以外同様の手順で得ることができる。成膜時の組成を表４に示した。なお、表４では、規則合金のＦｅ、Ｐｔの組成は原子％で表し、磁気記録層材料の磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界の各元素の組成はＶｏｌ％で表した。参考例１の第１磁気記録層の膜厚を表５に示した。
【0107】
【表4】
【0108】
３．４ （評価）
磁気記録媒体の評価は、Ｋｕ［ｆｉｌｍ］（ｅｒｇ／ｃｍ3）、Ｈｃ［ｆｉｌｍ］（ｋＯｅ）、α、及び、Ｌ１0型の結晶構造の規則性の指標となるＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度を評価することにより行った。結果を表５及び図３〜６のグラフにまとめた。
【0109】
【表5】
【0110】
実施例２のＦｅＰｔＲｈ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、参考例１のＦｅＰｔ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合と同等の保磁力Ｈｃ及びα値を得た。また、実施例２のＫｕの結果は、Ｒｈを添加することによるＫｕの低下を示す。しかし、この低下は、非磁性粒界材料を用いない場合である、ＦｅＰｔにＲｈを添加した場合から算出される結果で示される低下と同等である。従って、参考例１と比較した場合、非磁性結晶粒界の材料（ＢＣ）によるＫｕの低下は見られなかった。
【0111】
比較例３のＦｅＰｔＭｎ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、参考例１のＦｅＰｔ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合と比較して、Ｈｃ、α及びＫｕが大幅に低下した。また、比較例３では、Ｌ１0規則化の指標となるＦｅＰｔの（００１）ピークの積分強度も、第１磁気記録層の膜厚の増加に対して横ばいであり、第１磁気記録層は規則化していないと考えられる。更に、比較例３では、Ｍ−Ｈヒステリシスループで、大きなキンクを持つことが観測された。このことから、比較例３の磁気記録層は、膜厚の増加に伴いエピタキシャル成長がリセットされ、磁気特性の異なる相が磁気記録層内で発生していると考えられる。
【0112】
比較例４のＦｅＰｔＮｉ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、参考例１のＦｅＰｔ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合と比較して、Ｈｃはほぼ同等であった。しかしながら、αの値が小さく、磁性結晶粒の粒子毎の磁気特性のばらつきが大きい。更に、比較例４では、Ｍ−Ｈヒステリシスループで、キンクを持つことが観測された。このことから、比較例４の磁気記録層は、膜厚の増加に伴いエピタキシャル成長がリセットされ、磁気特性の異なる相が磁気記録層内で発生していると考えられる。
【0113】
実施例２のＦｅＰｔＲｈ−ＢＣを第１磁気記録層に用いた場合、平面透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像より、磁気記録層は、粒径５〜１０ｎｍの粒子からなっていた。これは、参考例１の場合の粒径５〜１０ｎｍと同等であった。また、実施例２の場合の非磁性粒界の幅も、参考例１の場合の非磁性粒界の幅と同等であった。従って、実施例２では、磁気記録層は良好な粒分離性を有していた。
【0114】
なお、本明細書において、粒径は、平面透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像より以下の手順で求めた。倍率５０万倍のＴＥＭ画像より、３００点以上の粒子をランダムに選択し、各粒子の外周をなぞることで粒を一つずつ取り囲む。その上で、各粒子の面積から円相当径を算出した。各円相当径の直径から、平均をとって粒径とした。
【0115】
比較例３のＦｅＰｔＭｎ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、平面ＴＥＭの画像から、磁気記録層の粒径は３〜１０ｎｍの粒子であった。また、この磁気記録層には３ｎｍ程度の細かい粒子が散見された。更に、この磁気記録層では、粒子の３重点付近に非磁性粒界材料が集まる傾向があり、非磁性粒界の幅が不均一であった。
【0116】
比較例３の断面ＴＥＭから、ＭｇＯ層の表面から３〜５ｎｍの膜厚で、磁性材料の柱状成長がリセットされており、この膜厚を超える部分で、磁性粒子の二次成長が存在していた。
【0117】
以上の結果から、比較例３のＦｅＰｔＭｎ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、磁気記録層の膜厚が厚くなると、磁性材料の柱状成長が保てず、ＭｇＯ層からエピタキシャル成長していない微細な二次粒子が成長し、所謂二次成長が起こり、Ｈｃの低下、Ｋｕの低下等を引き起こしたと考えられる。
【0118】
比較例４のＦｅＰｔＮｉ−ＢＣを第１磁気記録層に使用した場合、平面ＴＥＭの画像から、磁気記録層の粒径は５〜２０ｎｍの粒子であった。また、磁気記録層の粒子には１０ｎｍ以上の粗大粒子が散見された。更に、磁性材料の非磁性粒界の幅のばらつきも大きかった。
【0119】
まとめ
実験例、実施例及び比較例の実験結果の比較から、ＦｅＰｔ−Ｃを第２磁気記録層として使用し、これと組合せて、第１磁気記録層として、実施例で使用した規則合金−非磁性粒界材料のグラニュラー構造を有する磁気記録層を設けることにより、高い磁気異方性を維持しながら磁気記録層全体の厚膜化を実現することが可能となった。また、ＦｅＰｔＲｈ−Ｃ、ＦｅＰｔＲｈ−ＢＣなどの、Ｒｈを添加した磁性材料は、そのＴｃを低下させることが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明の磁気記録媒体は、熱アシスト式、マイクロ波アシスト式等のエネルギーアシスト式の磁気記録媒体を含めた、垂直磁気記録媒体を含む磁気記録装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0121】
１０ 基板
２０ 密着層
３０ 下地層
４０ シード層
５０ 磁気記録層
５２ 第１磁気記録層
５４ 第２磁気記録層
６０ 保護層
１００、１００’ 磁気記録媒体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】

【手続補正書】
【提出日】2017年9月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0055】
複数の層を含む形態の磁気記録層５０において、第２磁気記録層５４の、第２磁性結晶粒を取り囲む第２非磁性材料はＣである。この第２磁気記録層上に、第１非磁性材料Ｘを有するＦｅＰｔＲｈ−Ｘ（但し、ＸはＣ、Ｂ又はこれらの組み合わせである）のグラニュラー磁性材料を用いて第１磁気記録層５２を形成することで、第２磁気記録層５４のグラニュラー構造にならったグラニュラー構造の第１磁気記録層５２を効率よく形成でき、磁気記録層の厚膜化を実現できる。

【国際調査報告】

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