JP4367326B2

JP4367326B2 - 垂直磁気記録媒体

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Publication number: JP4367326B2
Application number: JP2004349550A
Authority: JP
Inventors: 洋之上住; 泰志酒井; 俊司竹野入; 貞幸渡辺
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: US20060147760A1; SG122910A1; JP2006164315A; CN1815566A

Description

本発明はコンピュータの外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体に関するものである。

磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。特に、情報を記録する役割を担う磁気記録層の下側に、磁気ヘッドから発生する磁束を通しやすく、かつ飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性裏打ち層と呼ばれる軟磁性膜を付与した二層垂直磁気記録媒体は、磁気ヘッドの発生磁界強度とその磁界勾配を増加させ、記録分解能を向上させるとともに媒体からの漏洩磁束も増加させうることから、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体として好適であることが知られている。
このような構造の垂直磁気記録媒体において問題となる、媒体から発生するノイズのひとつであるスパイクノイズは、軟磁性裏打ち層に形成された磁壁によるものであることが知られている。したがって、垂直磁気記録媒体の低ノイズ化のためには、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止する必要がある。

この軟磁性裏打ち層の磁壁の制御については、いくつかの方式が提案されている。特許文献１には、軟磁性裏打ち層の上層や下層に、Ｃｏ合金等の強磁性層を形成しこれを所望の方向に磁化させるように着磁する方法が提案されている。また特許文献２には、ＩｒＭｎ合金等からなる反強磁性層を形成し層間の交換結合を利用して磁化を一方向に固定する方法が提案されている。反強磁性層を利用する後者の方式は、記憶装置の外部から磁場が印加された場合でも磁壁が形成されにくいため、強磁性層を用いる方式よりも耐環境性に優れていると言える。
ここで、適切な交換結合の大きさを確保し、かつ磁壁の形成を抑制するためには、単純に反強磁性層と軟磁性裏打ち層を積層するのではなく、反強磁性層の形成に先立って適切なシード層を形成することで反強磁性層の結晶配向性や結晶性を制御することが必要である。例えば前出の特許文献２では、シード層の成膜に先立ってＴａシード層及びＮｉＦｅ合金からなる配向制御層を成膜することで、反強磁性層と軟磁性裏打ち層との交換結合が増加するとされている。

また、特許文献３には、非磁性基体上に、ＣｏＴａＺｒ合金薄膜とＮｉＦｅ合金薄膜を積層した軟磁性裏打ち層、ＩｒＭｎ等のＭｎ合金からなる反強磁性層、ＴｉＣｒ合金やＰｄＢなどからなる非磁性下地層、ＣｏＣｒ基合金又はＣｏとＰｔ又はＰｄを積層した構造からなる磁気記録層、保護層を順次積層した垂直磁気記録媒体が提案されている。この場合、反強磁性層が軟磁性裏打ち層の磁区制御をすることでスパイクノイズが抑制されると共に、膜厚５ｎｍ以下の非磁性下地層の導入で磁気記録層の結晶配向や結晶粒径を制御できるため、優れた特性が得られるとされている。
垂直磁気記録方式では、前述のとおり、軟磁性裏打ち層の付与により磁気ヘッドの発生磁界強度とその磁界勾配を増加させることが可能であるが、この軟磁性裏打ち層の効果を最大限に発揮するためには、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との間の距離を極力小さくする必要がある。すなわち、保護層、磁気記録層の膜厚を薄膜化することに加え、磁気記録層と軟磁性裏打ち層との間の非磁性下地層の膜厚も可能な限り薄膜化することが好ましい。

例えば特許文献３では、保護層の膜厚を５ｎｍ、磁気記録層の膜厚を２０ｎｍ、反強磁性層の膜厚を１０ｎｍとし、非磁性下地層の膜厚を５ｎｍ以上とした場合には、浮上量１６ｎｍの磁気ヘッドを用いて測定した際に、記録効率が低下して電磁変換特性が劣化すると記載され、非磁性下地層の膜厚は５ｎｍ以下、望ましくは１〜３ｎｍであることが必要とされている。磁気記録層として従来のＣｏＣｒ基合金を用いる場合には、非磁性下地層膜厚を増加させた場合、非磁性下地層自体の結晶粒径の増大に伴い磁気記録層の結晶粒径も増大する場合があり、非磁性下地層の膜厚を厚くしすぎることは好ましくない。
しかしながら発明者らの検討によれば、非磁性下地層の膜厚を５ｎｍ以下にした場合、特に磁区制御のための加熱及び磁場中での冷却処理を行なった場合に、磁気記録層の磁気特性や電磁変換特性が大幅に劣化することが明らかとなった。これらの反強磁性層を用いた磁区制御においては、少なくとも反強磁性層と軟磁性裏打ち層を成膜した後に、反強磁性層の材料等にもよるが、一旦２５０℃から３５０℃程度まで基板を加熱した後、一般にディスク半径方向に磁場を印加した状態で基板を冷却することにより、軟磁性層の磁化の向きを揃える必要がある。磁区制御のための加熱処理中に主に生じると推察される各層原子の相互拡散の影響を受け、反強磁性層と磁気記録層の間で磁気的な相互作用が発生し、電磁変換特性が劣化するためと考えられる。

一方、垂直磁気記録媒体の磁気記録層としては、例えば特許文献４に記載の、Ｃｏ合金からなる強磁性結晶粒を酸化物のような非磁性かつ非金属の結晶粒界で取り囲んだ、いわゆるグラニュラー磁気記録層が注目されている。磁気記録層の結晶粒界を酸化物等としたグラニュラー構造にすることで、従来のＣｏＣｒにＰｔ等を添加した合金磁気記録層に比べて、結晶粒間の磁気的な相互作用を効果的に低減できるため、媒体から発生するノイズが大幅に低減し、優れた電磁変換特性が実現できることから高密度記録が可能であると考えられている。
このグラニュラー磁気記録層の低ノイズ化、熱安定性の向上のためには、強磁性結晶粒の結晶配向性、結晶粒径やその分布、酸化物等からなる結晶粒界の幅等の構造制御を適切に行なう必要がある。そのためには、磁気記録層の形成に先立って、複数のシード層や下地層を形成することが一般に行なわれている。例えば前出の特許文献４には、アモルファス構造のシード層、ＮｉＦｅ合金などからなる配向制御層、Ｒｕなどからなる下地層を成膜した後、グラニュラー磁気記録層を成膜することで、媒体ノイズの低減が図れるとされている。ここで、Ｒｕなどからなる下地層の膜厚は、磁気記録層の構造制御のために少なくとも３ｎｍ以上、望ましくは５ｎｍ以上であることが必要であると記載されている。

前出の先行技術、すなわち特許文献２記載の軟磁性裏打ち層の磁区制御方式と特許文献４記載のグラニュラー磁気記録層ならびにその構造制御のための層構成を組合せて用いることで、スパイクノイズの発生が無い軟磁性裏打ち層と、低ノイズかつ高熱安定性を有するグラニュラー磁気記録層を擁する、優れた垂直磁気記録媒体の形成が可能となる。しかしながら、これら全ての層構成を積層した場合、完成した媒体は、図３に示すように、非磁性基体１上に、シード層８、第１の配向制御層９、反強磁性層３、軟磁性裏打ち層２、第２の配向制御層１０、非磁性下地層４、グラニュラー磁気記録層５、保護層６、潤滑剤層７と、最低でも９層の異なる層が順次積層されることになる。このように多くの層を積層する場合、その成膜に用いる成膜装置が複雑かつ高価なものになり、媒体の生産コストが増加することになる。また、多数の層が積層されている場合、その膜厚や磁気特性等の管理も複雑になるという欠点があった。
特開平６−１８０８３４号公報特開２００２−３５２４１７号公報特開２００２−２９８３２６号公報特開２００３−７７１２２号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、軟磁性裏打ち層に起因するスパイクノイズを抑制して優れた磁気記録特性を実現すると共に、生産性に優れた垂直磁気記録媒体を提供することにある。

本発明は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層、反強磁性層、非磁性下地層、磁気記録層をこの順に積層した垂直磁気記録媒体において、非磁性下地層を膜厚５ｎｍ以上の六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＲｕもしくはＲｕを含む合金から構成し、また、磁気記録層を強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物を主体とする非磁性粒界から構成し、反強磁性層を面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有する少なくともＭｎを含む合金から構成し、軟磁性裏打ち層と前記反強磁性層とを直接積層することを特徴とする。
反強磁性層はＩｒＭｎ合金からなることが好ましい。
また、軟磁性裏打ち層は、その結晶構造は面心立方格子構造を有し、その材料は少なくともＮｉとＦｅを含む合金とすることが好ましい。

また、軟磁性裏打ち層は、二層以上の軟磁性層が直接積層した構造とし、反強磁性層に接する側の第１の軟磁性裏打ち層は、面心立方格子構造を有し、少なくともＮｉとＦｅを含む合金から構成し、非磁性基体と第１の軟磁性裏打ち層の間に位置する第２の軟磁性裏打ち層が、アモルファス構造を有し、少なくともＣｏを含有することが好ましい。
また、軟磁性裏打ち層の最表面と、磁気記録層の最底面との距離が２５ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明により、スパイクノイズの発生が無い軟磁性裏打ち層と、低ノイズかつ高熱安定性を有するグラニュラー磁気記録層を擁する、優れた垂直磁気記録媒体の形成が、従来必要とされた層構成を大幅に合理化した単純な層構成を用いて可能となる。これにより、その成膜に用いる成膜装置が単純かつ安価ですむことから、媒体の生産コストが抑制でき、かつそれぞれの層の膜厚や磁気特性等の管理も単純化できる。
また、Ｒｕ及びＲｕ基合金からなる非磁性下地層の膜厚を５ｎｍ以上とすることで、グラニュラー磁気記録層の構造を好ましく制御できる上、磁区制御のための加熱処理を行なった場合でも、反強磁性層と磁気記録層との磁気的な相互作用を遮断でき、優れた電磁変換特性を実現することが可能となる。
さらに、Ｍｎ合金からなる反強磁性層とＲｕ又はＲｕ合金からなる非磁性下地層の積層構造は、従来のＲｕ又はＲｕ合金からなる非磁性下地層単層と比較し、総膜厚を増加させずに効果的にグラニュラー磁気記録層の微細構造を制御できる。即ち、従来に比べて軟磁性裏打ち層と磁気記録層の間に介在する非磁性層の膜厚を増加させる必要はなく、軟磁性裏打ち層の効果を最大限に発揮することが可能となる。

さらに、ＩｒＭｎとＲｕではＲｕの方が高コストであることから、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる非磁性下地層の膜厚を低減できることは、本発明の層構成におけるＩｒＭｎとＲｕを積層した場合の生産コストが、従来のＲｕ単層の場合の生産コストより低減できることも意味している。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の第１の構成例を示すもので、非磁性基体１上に軟磁性裏打ち層２、反強磁性層３、非磁性下地層４、磁気記録層５及び保護層６がこの順に積層され、更に、保護層６の上には潤滑剤層７が形成されて構成されている。また、図２は、本発明の垂直磁気記録媒体の第２の構成例を示すもので、軟磁性裏打ち層２を２層で構成した例である。非磁性基体１上に第２の軟磁性裏打ち層２２、第１の軟磁性裏打ち層２１、反強磁性層３、非磁性下地層４、磁気記録層５及び保護層６がこの順に積層され、更に、保護層６の上には潤滑剤層７が形成されて構成されている。
非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体の基体として用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金基板や、化学強化ガラス、結晶化ガラス等のガラス基板、Ｓｉ基板、あるいはその他の平滑な基板を用いることが可能である。

磁気記録層５は、いわゆるグラニュラー磁気記録層であって、強磁性を有する結晶粒と、これらの結晶粒の間に形成される非磁性の金属酸化物を主体とする非磁性結晶粒界とから構成されている。このような構造の磁気記録層５は、例えば、非磁性結晶粒界を構成する酸化物を予め含有させた強磁性金属ターゲットを用いたスパッタリング法や、酸素を含有するＡｒガス雰囲気中で強磁性金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法により成膜して作製することができる。
強磁性結晶粒を構成するための材料としてはＣｏＰｔ基合金が好ましく用いられるが、この他、強磁性を有する材料であれば特に制限なく用いることができる。磁気記録媒体ノイズの低減のためには、ＣｏＰｔ基合金にＣｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂのうちの少なくとも１種の元素を添加することが好ましい。非磁性結晶粒界を構成する材料としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒのうちの少なくとも１種の元素からなる酸化物を用いることにより、安定なグラニュラー構造を形成することが可能となる。磁気記録層５の膜厚は所望の磁気特性に応じて適宜設定されるが、記録再生時において、充分なヘッド再生出力と記録再生分解能とが得られる膜厚とすることが必要である。

保護層６には、例えば、カーボンを主体とする薄膜が用いられる。カーボンからなる保護層は、スパッタリング法や化学気相成長（ＣＶＤ）法などにより作製できる。潤滑剤層７としては、例えば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤を用いることができる。
非磁性下地層４は、ｈｃｐ結晶構造を有する、Ｒｕ又はＲｕを含む合金により構成する。また、その膜厚は５ｎｍ以上とする。さらに、グラニュラー構造を有する磁気記録層５の微細構造を適切に制御するために、Ｒｕ又はＲｕ基合金からなる非磁性下地層４上に直接磁気記録層５を積層する。
非磁性下地層の膜厚が５ｎｍ以下である場合、グラニュラー磁気記録層の構造制御が適切に行なえず、所望の磁気特性や電磁変換特性が得られない。磁気記録層がグラニュラー構造ではない場合、すなわち従来技術であるＣｏＣｒ基合金の場合には、膜厚１〜５ｎｍ程度の非常に薄い非磁性下地層の付与によっても磁性層の望ましい構造制御、主に結晶粒径の微細化と結晶配向性の制御が可能な場合が多い。一方、非磁性下地層膜厚を増加させた場合、非磁性下地層自体の結晶粒径の増大に伴い磁気記録層の結晶粒径も増大する場合があり、非磁性下地層の膜厚を厚くしすぎることは好ましくない。

これに対し、酸化物を含有するグラニュラー磁気記録層の構造制御においては、結晶粒径の微細化、結晶配向性の向上に加え、酸化物の結晶粒界への析出を促進する役割をも非磁性下地層が担っており、発明者らの検討によれば、非磁性下地層の材料としてはＲｕ又はＲｕを含む合金が最も好ましく、またその膜厚は５ｎｍ以上であることが必要である。さらに、グラニュラー磁気記録層の結晶粒径は、酸化物が介在することから下地層膜厚増大の影響を受けづらく、後述の通り膜厚に上限はあるものの、ＣｏＣｒ基合金を磁気記録層にした場合に比べて非磁性下地層の膜厚を増加させることが可能である。
さらに、本発明の垂直磁気記録媒体においては、非磁性下地層が５ｎｍ以下の薄膜である場合、磁区制御のための加熱処理中に主に生じると推察される各層原子の相互拡散の影響を受け、反強磁性層と磁気記録層の間で磁気的な相互作用が発生し、更に電磁変換特性を劣化させてしまう場合もある。

反強磁性層３は、ｆｃｃ構造を有する、少なくともＭｎを含む合金により構成する。軟磁性裏打ち層２に高い交換異方性を導出するために、Ｉｒを１０〜３０原子％の範囲で含むＩｒＭｎ合金を用いることが特に好適である。軟磁性裏打ち層と反強磁性層が直接積層されている、すなわち、軟磁性裏打ち層と反強磁性層は直接的に交換結合していることが必要である。このとき、軟磁性裏打ち層の磁化は反強磁性層から受ける交換異方性のために、その磁化曲線が一方向にシフトし、かつ単磁区化して磁壁が生じない状態になっていることが、スパイクノイズを抑制するためには必要である。スパイクノイズを抑制する効果を更に高めるためには、反強磁性層３の膜厚は４ｎｍ以上とすることが好ましい。
このような単磁区状態を得るためには、例えば保護層６までの層構成を全て成膜した後、引き続いて成膜に用いた真空装置内で、反強磁性層３と軟磁性裏打ち層２との交換結合が消失するブロッキング温度以上、すなわち一般に２５０℃から３５０℃程度以上まで一旦加熱する。その後、非磁性基体の成膜面に平行な、１００Ｏｅ程度の一様な磁場中で冷却を行なうことで、印加した磁場方向に磁化が揃うため、磁壁の生じない単磁区状態を得ることができる。非磁性基体がディスク状であれば、その半径方向に磁場を印加することが好ましい。

ここで、軟磁性裏打ち層２は、ｆｃｃ構造を有し、かつ、少なくともＮｉとＦｅを含む合金であることが、その上に積層する反強磁性層３の配向及び結晶性を好ましく制御して強い交換異方性を実現するために好ましい。このようにすることで、反強磁性層の構造制御を介して非磁性下地層の構造を好ましく制御し、所望のグラニュラー磁気記録層の微細構造を得ることも可能となる。
上述した各層の膜面に平行な結晶配向面は、軟磁性裏打ち層２はｆｃｃ（１１１）面、反強磁性層３はｆｃｃ（１１１）面、非磁性下地層はｈｃｐ（００２）面、及び磁気記録層はｈｃｐ（００２）面とすることが好ましい。このようにすることで、全ての層が連続してエピタキシャル的に成長できることになり、最終的に磁気記録層の結晶配向性を向上させることが可能となる。

また、図２に示した本発明の第２の構成例においては、軟磁性裏打ち層２が２層の積層構造からなり、反強磁性層３に接する第１の軟磁性裏打ち層２１、第１の軟磁性裏打ち層２１と非磁性基体１との間に位置する第２の軟磁性層２２から構成されている。第１の軟磁性裏打ち層２１がｆｃｃ構造を有する少なくともＮｉとＦｅを含む合金からなり、第２の軟磁性裏打ち層２２がアモルファス構造を有しかつ少なくともＣｏを含む合金からなることが好ましい。ここで、第１の軟磁性裏打ち層２１と第２の軟磁性裏打ち層２２は直接積層され、したがって両者の磁化は印加磁場に対してほぼ一体となった挙動を示すことが必要とされる。その上で、上述のとおり、反強磁性層３との間で交換結合が生じており、２層の軟磁性裏打ち層２の磁化が反強磁性層３から交換異方性を受け、その磁化曲線が一方向にシフトし、かつ単磁区化して磁壁が生じない状態になっていることが、スパイクノイズを抑制するためには必要である。

第２の構成例では、第２の軟磁性裏打ち層２２が第１の軟磁性裏打ち層２１の結晶配向性や結晶性を向上させるためのシード層として作用するため、優れた垂直磁気記録媒体を作製可能となる。
非磁性下地層４と反強磁性層３の間には、さらに例えばＴａなどからなる配向制御層を設けても良い。ただし、軟磁性裏打ち層の効果を最大限に発揮するためには、軟磁性裏打ち層の最表面と磁気記録層の最底面との距離、すなわち、非磁性下地層、反強磁性層及び上述の配向制御層の膜厚の総和は、２５ｎｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは２０ｎｍ以下とする。
また、軟磁性裏打ち層２と非磁性基体１の間には、さらなる軟磁性層や非磁性層を設けることも可能である。

このような層構成の本発明による垂直磁気記録媒体は、最低で６層の積層構造となり、従来の垂直磁気記録媒体の９層に比べ大幅な層構成の合理化が可能となる上、優れた電磁変換特性を示すことも可能となる。
以下に本発明の垂直磁気記録媒体の実施例について説明する。

非磁性基体１として、直径が公称２．５インチのディスク形状の強化ガラス基板（ＨＯＹＡ株式会社製Ｎ−５）を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｎｉ２２Ｆｅ合金ターゲット（大文字の数字は、引続く元素の原子％を表し、Ｆｅが２２原子％、残余がＮｉであることを表す。以下同様である。)を用いて、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下で、ｆｃｃ構造を有するＮｉＦｅ合金からなる軟磁性裏打ち層２を膜厚１５０ｎｍにて形成した。引続き、Ｉｒ８０Ｍｎ合金ターゲットを用い、Ａｒガス圧２０ｍＴｏｒｒ下で、ｆｃｃ構造を有するＩｒＭｎ合金からなる反強磁性層３を形成した。反強磁性層の膜厚は、０〜１０ｎｍの範囲で各種作製した。引き続いて、Ｒｕターゲットを用い、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下で、ｈｃｐ構造を有するＲｕからなる非磁性下地層４を膜厚１０ｎｍで形成した後、ＳｉＯ_２を含有した９０モル％（Ｃｏ１０Ｃｒ１２Ｐｔ）−１０モル％（ＳｉＯ_２）ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりＡｒガス圧１０ｍＴｏｒｒ下でグラニュラー磁気記録層５を膜厚１５ｎｍにて形成し、引き続きカーボン保護層６を膜厚５ｎｍにて積層した。引き続いて、保護層まで成膜した基板を真空装置内でランプヒータにより２５０℃まで加熱し、その直後に、ディスク円周方向に１２０Ｏｅの磁場が印加される永久磁石を用いた磁気回路内に基板を放置し、基板温度が１００℃以下になってから真空中から基板を取り出し、その後液体潤滑剤１．５ｎｍを塗布して、図１に示すような構成の垂直磁気記録媒体を作製した。

作製した垂直磁気記録媒体を８ｍｍ角の小片に切断し、これを振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により、最大印加磁場１ｋＯｅを試料膜面方向、かつ切断前のディスク半径方向に印加しながら磁化曲線を測定した。得られた磁化曲線のループシフト量、すなわち交換結合磁場Ｈ_ｅｘのＩｒＭｎ膜厚依存性を図４に示す。Ｈ_ｅｘは軟磁性裏打ち層と反強磁性層の交換結合の強さを表す指標である。
Ｈ_ｅｘ値はＩｒＭｎ膜厚３ｎｍ以下ではほぼ０であるが、ＩｒＭｎ膜厚が４ｎｍ以上１０ｎｍまでの場合には１０Ｏｅ程度のＨ_ｅｘが得られた。
次に、スピンスタンドテスターを用い、垂直磁気記録用の単磁極ヘッド（トラック幅０．２μｍ、浮上量１０ｎｍ）によって記録再生特性を測定した。まず、書き込み電流を５０ｍＡとしてディスク全面を直流消磁したのち、ディスク全面に渡って信号を再生し、スパイクノイズの測定を行なった。表１は、実施例１の垂直磁気記録媒体における、ＩｒＭｎ膜厚に対するスパイクノイズの発生の有無を示す表である。図４に示した結果と対応して、高いＨ_ｅｘが得られているＩｒＭｎ膜厚４ｎｍ以上の場合にはスパイクノイズが抑制されているのに対し、ＩｒＭｎが無い場合、あるいはその膜厚が３ｎｍ以下と薄く十分なＨ_ｅｘが得られない場合にはスパイクノイズの発生が見られた。以上より、ＩｒＭｎ膜厚を４ｎｍ以上とすることで、スパイクノイズの発生を抑制した垂直磁気記録媒体が作製できることがわかる。

反強磁性層膜厚を５ｎｍに固定し、非磁性下地層膜厚を０〜２５ｎｍまで変更した他は実施例１と同様にして、図１に示す構成の垂直磁気記録媒体を作製した。

非磁性基体を洗浄後スパッタ装置内に導入した後、Ｃｏ５Ｚｒ５Ｎｂ合金ターゲットを用いてＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でアモルファス構造を有するＣｏＺｒＮｂ合金からなる第２の軟磁性裏打ち層２２を膜厚１２０ｎｍにて形成し、次いで第１の軟磁性裏打ち層２１として膜厚３０ｎｍのＮｉＦｅ合金層を形成した以外は実施例２と同様にして、図２に示す構成の垂直磁気記録媒体を作製した。
（比較例１）
反強磁性層を付与しないこと以外は実施例２と同様にして、比較用の垂直磁気記録媒体を作製した。
（比較例２）
非磁性下地層の成膜後に真空装置内でランプヒータにより、基板を２５０℃まで加熱した後、Ｃｏ２０Ｃｒ１０Ｐｔターゲットを用い、ＤＣスパッタ法によりＡｒガス圧１０ｍＴｏｒｒ下でＣｏＣｒＰｔ合金磁気記録層１５ｎｍを成膜した以外は実施例２と同様にして、比較用の垂直磁気記録媒体を作製した。

これらの媒体について、スピンスタンドテスターを用い、垂直磁気記録用の単磁極ヘッド（トラック幅０．２μｍ、浮上量１０ｎｍ）によって記録再生特性を測定した。まず、書き込み電流を５０ｍＡとしてディスク全面を直流消磁したのち、ディスク全面に渡って信号を再生し、スパイクノイズの測定を行なったところ、実施例２及び実施例３による垂直磁気記録媒体では全てスパイクノイズが検出されないのに対し、比較例１の垂直磁気記録媒体では全てスパイクノイズが検出された。
次に、これらの媒体について、記録密度３７０ｋＦＣＩ（ＦｌｕｘＣｈａｎｇｅｐｅｒＩｎｃｈ）における信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定した。図５に、これらの媒体のＳＮＲのＲｕ膜厚依存性を示す。
実施例２の垂直磁気記録媒体においては、Ｒｕ膜厚の増加に伴いＳＮＲは増加し、Ｒｕ膜厚５ｎｍでＳＮＲは１５ｄＢに達する。一方、Ｒｕ膜厚が１５ｎｍ以上、即ちＲｕとＩｒＭｎ反強磁性膜の膜厚の総和が２０ｎｍ以上の領域では、ややＳＮＲが劣化しており、Ｒｕ膜厚が２０ｎｍ以上ではさらなるＳＮＲの劣化が生じている。このようなＲｕ膜厚が非常に厚い領域におけるＳＮＲの劣化は軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドの間の距離が大きくなったことに起因していると考えられる。

実施例３の垂直磁気記録媒体におけるＳＮＲ値は、Ｒｕ膜厚に対して実施例２の垂直磁気記録媒体と同様な変化の傾向を示すが、そのＳＮＲ値は実施例２の場合に比べて０．５〜１．０ｄＢ程度高い。このことは、軟磁性裏打ち層を２層構造とし、ＮｉＦｅ合金からなる第１の軟磁性層の下に形成したＣｏＺｒＮｂ合金からなる第２の軟磁性層がシード層として働き、磁気記録層の微細構造が好ましく変化したためと考えられる。
一方、比較例１の垂直磁気記録媒体においては、Ｒｕ膜厚が１０ｎｍより薄い領域ではＳＮＲが１０ｄＢ以下と非常に低い。Ｒｕ膜厚の増加に伴いＳＮＲは増加し、Ｒｕ膜厚１５ｎｍから２５ｎｍの領域でＳＮＲ値は１５ｄＢ程度と、実施例１におけるＲｕ膜厚１０ｎｍから２０ｎｍの場合とほぼ同等の値を示している。このことは、実施例１の垂直磁気記録媒体においては、比較例と同等のＳＮＲ値をより薄いＲｕ膜厚で実現できることを示している。

比較例２の垂直磁気記録媒体においては、１ｎｍと非常に薄いＲｕ膜厚の場合でも１１ｄＢ程度のＳＮＲが得られる。磁気記録層にグラニュラー構造を持たないＣｏＣｒ基合金を用いた比較例２の場合、１ｎｍと非常に薄いＲｕ膜厚でも比較的高いＳＮＲを実現できるが、そのＳＮＲ値はグラニュラー構造を有する磁気記録層を用いた実施例２、３の場合と比較すると４ｄＢ程度も低いことがわかる。
一方、３ｎｍ程度以上のＲｕ膜厚領域において、ＳＮＲは徐々に低下しており、これはＲｕ膜厚の増大に伴い磁気記録層の結晶粒径が増大したことに主に起因していると考えられる。

本発明の垂直磁気記録媒体の第１の構成例を説明するための断面模式図である。本発明の垂直磁気記録媒体の第２の構成例を説明するための断面模式図である。従来の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための断面模式図である。実施例１の垂直磁気記録媒体における交換結合磁場Ｈ_ｅｘのＩｒＭｎ膜厚依存性を説明するための図である。実施例２、３及び比較例１、２の垂直磁気記録媒体における、信号対雑音比（ＳＮＲ）のＲｕ膜厚依存性を説明するための図である。

符号の説明

１非磁性基体
２軟磁性裏打ち層
２１第１の軟磁性裏打ち層
２２第２の軟磁性裏打ち層
３反強磁性層
４非磁性下地層
５磁気記録層
６保護層
７潤滑剤層
８シード層
９第１の配向制御層
１０第２の配向制御層

Claims

非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層、反強磁性層、非磁性下地層、磁気記録層が順次積層された垂直磁気記録媒体において、前記非磁性下地層が膜厚５ｎｍ以上の六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＲｕもしくはＲｕを含む合金からなり、前記磁気記録層が強磁性を有するＣｏＰｔ合金を主体とする強磁性結晶粒とそれを取り巻く酸化物を主体とする非磁性粒界からなり、前記反強磁性層が面心立方格子（ｆｃｃ）構造を有する少なくともＭｎを含む合金からなり、前記軟磁性裏打ち層と前記反強磁性層が直接積層されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
前記反強磁性層がＩｒＭｎ合金からな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。
前記軟磁性裏打ち層が、面心立方格子構造を有し、少なくともＮｉとＦｅを含む合金からなることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
前記軟磁性裏打ち層が、二層以上の軟磁性層が直接積層した構造からなり、前記反強磁性層に接する第１の軟磁性裏打ち層が、面心立方格子構造を有し、少なくともＮｉとＦｅを含む合金からなり、前記非磁性基体と前記第１の軟磁性裏打ち層の間に位置する第２の軟磁性裏打ち層が、アモルファス構造を有し、少なくともＣｏを含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
前記軟磁性裏打ち層の最表面と、前記磁気記録層の最底面との距離が２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。