垂直磁気記録媒体
【課題】設計コストおよび製造コストの増大を招くことのない比較的単純な構造を有し、同時に良好なライタビリティとＷＡＴＥ抑制効果とを達成できる垂直磁気記録媒体の提供。
【解決手段】非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、ＳＵＬ構造が、非磁性基体側の第１ＳＵＬと、磁気記録層側の第２ＳＵＬと、第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第２ＳＵＬの実効透磁率が第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【解決手段】非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、ＳＵＬ構造が、非磁性基体側の第１ＳＵＬと、磁気記録層側の第２ＳＵＬと、第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第２ＳＵＬの実効透磁率が第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の高記録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きている。垂直磁気記録方式は、記録媒体の主平面に対して垂直方向に記録を行なうことを特徴とする。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、垂直磁気異方性を持つ硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層への記録に用いられる単磁極ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層（Ｓｏｆｔ−ｍａｇｅｎｔｉｃ Ｕｎｄｅｒ Ｌａｙｅｒ）とを少なくとも含む。
【０００３】
図１に、典型的な垂直磁気記録システムの構成を示す。図１に示すように、垂直磁気記録システムは、単磁極ヘッド１００と垂直磁気記録媒体２００とから構成される。単磁極ヘッド１００は、主磁極１１０と、リターンヨーク１２０と、リターンヨークに巻き付けられたコイル１３０を含む。垂直磁気記録媒体は、ＳＵＬ２１０と、任意選択的に設けてもよい層である中間層２２０と、磁気記録層２３０とを少なくとも含む。コイル１３０を流れる電流により発生した磁束３００は、主磁極１１０を通り、主磁極１１０直下の磁気記録層２３０（存在する場合には、中間層２２０）を貫通し、ＳＵＬ２１０の内部に到達する。そしてＳＵＬ２１０を抜けた後に、リターンヨーク１２の直下の磁気記録層２３０を貫通し、リターンヨーク１２に戻る。これにより、主磁極１１０直下の磁気記録層２３０の領域が所定の方向に磁化される。
【０００４】
リターンヨーク１２０は、トラック横断方向において、数μｍの幅を有し、この幅は、主磁極１１０の幅（５０ｎｍ〜２００ｎｍ）に比べて相当に大きい。このような設計によって、リターンヨーク１２０直下の磁束密度を主磁極１１０直下に比べて相当に減少させ、リターンヨーク１２０直下の磁気記録層２３０の磁化に対する影響を低減している。しかしながら、リターンヨーク１２０直下の磁気記録層２３０の磁化が、磁束３００が作る磁界の影響を少なからず受けることは避けられない。場合によっては、この磁界により隣接トラックのデータの消去されてしまうことがある。この現象は、一般に、ＷＡＴＥ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｔｒａｃｋ Ｅｒａｓｕｒｅ）と呼ばれる。
【０００５】
当該技術において、ＡＰＣ（Ａｎｔｉ−Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｃｏｕｐｌｅｄ）−ＳＵＬ構造と呼ばれるＳＵＬ構造が知られている。ＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、２つの軟磁性層の間に、数Åから数ｎｍ程度の膜厚を有する非磁性層を配置した構造であり、２つの軟磁性層は、垂直磁気記録媒体の面内方向において反平行に結合（反強磁性結合）している。ＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、ＳＵＬ内に生じる磁壁に起因するスパイクノイズの発生が少ないことが知られている。また、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造が、ＷＡＴＥを抑制する効果を有することが知られている。
【０００６】
たとえば、膜厚５ｎｍ以下の非磁性金属層と膜厚１０ｎｍ以上の軟磁性層とを交互に積層した、３層または５層の積層構造で構成されたＡＰＣ−ＳＵＬ構造が提案されている（特許文献１参照）。この提案のＡＰＣ−ＳＵＬ構造においては、隣接する２つの軟磁性層は、その間に存在する非磁性金属層を介して反強磁性結合を形成している。前述のように、この提案のＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、ＳＵＬ内に磁壁が生じることを防止して、スパイクノイズの発生を抑制している。
【０００７】
さらに、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造において、透磁率に勾配を設けることが提案されている（特許文献２参照）。この提案においては、上側軟磁性層の透磁率を従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の上側軟磁性層よりも低くし、下側軟磁性層の透磁率を従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の下側軟磁性層よりも高くすることを特徴とする。また、３層以上の軟磁性層を設け、上側（磁気記録層側）から下側（基体側）に向けて、軟磁性層の透磁率を順次高くするＳＵＬ構造も提案されている。この提案においては、それぞれの軟磁性層を形成するための磁性材料および／またはその組成比を変化させることによって、透磁率を変化させている。この提案において、目的とする磁気記録においてはＳＵＬ構造全体が関与するのに対して、ＷＡＴＥではＳＵＬ構造の比較的浅い領域（磁気記録層に近い領域）のみが関与することが説明されている。そのため、ＷＡＴＥに関与する領域の軟磁性層の透磁率を低下させることによって、ライタビリティを低下させずに、ＷＡＴＥを抑制する効果を高めることができると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７９０４３号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３２８８１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の垂直磁気記録媒体では、ＷＡＴＥを抑制する必要から、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造が広く用いられてきた。しかしながら、将来的に磁気記録の高密度化がさらに進展した場合、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造では、ＷＡＴＥの抑制効果が十分に得られなくなると予想される。これは、良好なライタビリティとＷＡＴＥ抑制効果とがトレードオフの関係にあるためである。
【００１０】
また、透磁率に勾配を設けたＡＰＣ−ＳＵＬ構造（特許文献２参照）は、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の限界を打破できる可能性がある。しかしながら、この構造においては、構成する磁性材料および／またはその組成比を変化させることによって、磁性層の透磁率を調整している。そのため、垂直磁気記録媒体の設計において、磁性材料の選択および最適化、ならびに磁性材料の組成比の設定および最適化の作業が必要となり、設計コストが増大する。また、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造の２つまたはそれ以上の軟磁性層を異なる材料を用いて形成する場合、材料コストの増加および形成プロセスの複雑化によって、製造コストが増大する。
【００１１】
したがって、設計コストおよび製造コストの増大を招くことのない比較的単純な構造を有し、同時に良好なライタビリティとＷＡＴＥ抑制効果とを達成できる垂直磁気記録媒体に対する要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記要求を満足するために、本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第２ＳＵＬの実効透磁率が第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さいことを特徴とする。あるいはまた、本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第１ＳＵＬ、ならびに第２ＳＵＬ中の軟磁性層の全てが同一材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る垂直磁気記録媒体において、スペーサー層の膜厚および層数を制御することにより、磁気記録層側の第２ＳＵＬの実効透磁率を、基体側の第１ＳＵＬの透磁率よりも低くすることができる。このことによって、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、高いＷＡＴＥ抑制効果を有する。さらに、第２ＳＵＬの実効透磁率の減少を、第１ＳＵＬの透磁率の増大で補うことにより、ライタビリティの低下を回避することができる。
【００１４】
また、スペーサー層の膜厚および層数の制御により第２ＳＵＬの実効透磁率を調製することができるため、本発明に係る垂直磁気記録媒体においては、媒体構成を比較的単純にすることができる。このことによって、設計コスト、材料コスト、および製造コストの増加を、比較的小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な垂直磁気記録システムの構成を示す図である
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体のＳＵＬ構造の詳細な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。図２に、本発明の垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す。図２の垂直磁気記録媒体１は、非磁性基体１０の上に、ＳＵＬ構造２０、下地層３０、磁気記録層４０および保護層５０を有する。
【００１７】
非磁性基体１０は、通常の磁気記録媒体に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ガラス、結晶化ガラス、Ｓｉなどを用いて形成することができる。
【００１８】
下地層３０は、（１）磁気記録層４０の結晶粒子径および結晶配向の制御、および（２）ＳＵＬ構造２０と磁気記録層４０との磁気的な結合の防止のために用いられる層である。したがって、下地層３０は、非磁性であることが好ましい。下地層３０の結晶構造は、磁気記録層４０の材料に合わせて適宜選択される。たとえば、直上に位置する磁気記録層４０が、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＣｏを主体とした材料から形成される場合は、ｈｃｐまたは面心六方（ｆｃｃ）構造を有する材料を用いて下地層３０を形成することができる。あるいはまた、下地層３０を非結晶構造とすることも可能である。下地層３０を形成するための材料は、好ましくは、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはこれらを含む合金を含む。磁気ヘッドとＳＵＬ構造２０との間のスペーシングを小さくしてライタビリティを向上させる観点から、下地層３０の膜厚は小さいことが望ましい。しかしながら、（１）および（２）の機能を実現するために、下地層３０はある程度の膜厚を有することを必要とする。下地層３０は、好ましくは、３〜３０ｎｍの範囲内の膜厚を有する。下地層３０は、スパッタ法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【００１９】
磁気記録層４０は、結晶系の磁性材料を用いて形成することができる。用いることができる結晶系の磁性材料は、たとえば、ＣｏおよびＰｔを少なくとも含む合金の強磁性材料を含む。この際、強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層４０の材料の磁化容易軸（ｈｃｐ構造のｃ軸）が、磁気記録媒体１の表面（すなわち非磁性基体１０の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。
【００２０】
あるいはまた、磁気記録層４０は、磁性結晶粒子が非磁性体で隔てられた構造（いわゆる、グラニュラー構造）を有してもよい。この場合、磁性結晶粒子は、数ｎｍの直径を有する柱状であることが好ましい。非磁性体はサブｎｍ程度の厚さを有することが好ましい。磁性結晶粒子を形成する材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの磁性元素を主体とする合金を含む。好ましくは、磁性結晶粒子を形成する材料は、ＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｂ、Ｔａ、Ｗなどの金属を添加した材料を含む。一方、非磁性体を形成する材料は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、またはＴａの酸化物あるいは窒化物を含む。
【００２１】
磁気記録層４０は、マグネトロンスパッタ法などの従来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。グラニュラー構造を有する磁気記録層４０を形成する場合、下地層３０の結晶部分の上に磁性結晶粒子がエピタキシャル成長し、下地層３０の粒界部分に非磁性体が形成されるような方法を用いることが好ましい。
【００２２】
保護層５０は、従来の磁気記録媒体において使用されている材料を用いて形成することができる。たとえば、カーボンを主体とする材料を用いて、保護膜５０を形成することができる。保護層５０は、単一層であっても、複数層の積層構造であってもよい。複数層の積層構造を有する場合、異なる性質の２種のカーボン層の積層構造、金属膜とカーボン膜との積層構造、あるいは、酸化物膜とカーボン膜との積層構造を用いることができる。保護層５０は、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【００２３】
さらに、保護層７の上に潤滑層（不図示）をさらに形成してもよい。潤滑層は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体とが摺動する際に、両者の間に介在して垂直磁気記録媒体の表面が磨耗することを防止する。好適には、フッ素系の液体潤滑剤を用いて潤滑層を形成することができる。潤滑層は、ディップコート法、スピンコート法など従来技術において知られている任意の塗布方法で形成することができる。
【００２４】
ＳＵＬ構造２０は、従来の垂直磁気記録媒体と同様に、磁気ヘッドからの磁束を制御して、記録再生特性を向上するために形成される層である。本発明におけるＳＵＬ構造２０の構成の一例を図３に示す。図３のＳＵＬ構造２０においては、非磁性基体１０の側から、第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２、および第２ＳＵＬ２３が積層している。また、図３においては、第２ＳＵＬが２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）と、隣接する軟磁性層の間に存在する１層のスペーサー層２７からなる構成を示した。
【００２５】
第１ＳＵＬ２１は、高い透磁率を有し、垂直磁気記録媒体のライタビリティを向上させる機能を有する。第１ＳＵＬ２１は、単一層から形成される。第１ＳＵＬ２１は、たとえば、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられている結晶質合金または微結晶質合金を用いて、第１ＳＵＬ２１を形成することができる。用いることができる結晶質合金は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などを含む。用いることができる微結晶質合金は、ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＮｉＰなどを含む。ただし、本発明における第１ＳＵＬ２１の材料は、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられる材料よりも高いバルク透磁率を有する。たとえば、３０以上、好ましくは３０〜４０のバルク透磁率を有する材料を用いて、第１ＳＵＬ２１を形成することが望ましい。
【００２６】
非磁性層２２は、たとえばＲｕなどの非磁性材料を用いて形成することができる。非磁性層２２の膜厚は、第１ＳＵＬ２１と第２ＳＵＬの最下層（すなわち、非磁性層２２と接触する層）である軟磁性層２６ａとの間に、適度な強度の反強磁性結合が形成されるように選択される。非磁性層２２は、好ましくは数Å〜数ｎｍ、より好ましくは０．３〜２ｎｍの膜厚を有する。
【００２７】
第２ＳＵＬ２３は、２層以上の軟磁性層２６と、２つの軟磁性層の間に存在する１層以上のスペーサー層２７とからなる積層構造を有する。ここで、第２ＳＵＬ２３の最下層、すなわち非磁性層２２と接触する層は、軟磁性層２６である。
【００２８】
軟磁性層２６（ａ，ｂ）は、第１ＳＵＬ２１と同様に、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられている結晶質合金または微結晶質合金を用いて形成することができる。望ましくは、軟磁性層２６（ａ，ｂ）は、第１ＳＵＬ２１と同一の材料で形成される。これによって、用いる軟磁性材料の種類を削減して、材料コストの増加を防止することができる。同時に、垂直磁気記録媒体の製造プロセスを簡略化することにより、製造コストの増大を抑制することができる。
【００２９】
スペーサー層２７は、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を調整するための層である。本発明において、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は、第２ＳＵＬ２３全体の膜平均のバルク透磁率として定義される。本発明において、実効透磁率は、指定の積層構造を構成する各層に関する膜厚とバルク透磁率との積の総和を、指定の積層構造の総膜厚で除することによって求められる。
【００３０】
スペーサー層２７は、非磁性かつ非晶質の材料を用いて形成される。非磁性の材料を用いることによって、第２ＳＵＬ２３への磁気的影響を防止しながら、実効透磁率を効果的に減少させることが可能となる。また、非晶質の材料を用いることによって、スペーサー層２７の上方に形成される磁気記録層４０の微細構造（特に、結晶配向性、ならびにグラニュラー構造における磁性結晶粒子のサイズなど）に影響を及ぼさないようにすることができる。スペーサー層２７の形成に用いることができる材料は、Ｃｒ基合金、たとえばＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＷなどを含む。
【００３１】
スペーサー層２７は、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の膜厚を有することが望ましい。この範囲内の膜厚を有することによって、磁気記録層４０と第１ＳＵＬ２１との間のスペーシング増大によるライタビリティの低下を起こすことなしに、隣接する軟磁性層２６間の磁気的結合を防止し、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を十分に低下させることが可能となる。
【００３２】
図３においては、２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）と１層のスペーサー層２７とを有する第２ＳＵＬ２３の例を示したが、軟磁性層２６およびスペーサー層２７の層数は、所望される第２ＳＵＬ２３の総膜厚および実効透磁率に依存して、適宜決定することができる。このことは、垂直磁気記録媒体の設計を容易にし、垂直磁気記録媒体の設計コストを削減することを可能とする。
【００３３】
スペーサー層２７の存在により、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は低下する。第２ＳＵＬ２３中の軟磁性層２６（ａ，ｂ）が占める体積が減少して、第２ＳＵＬ２３を通過する磁束が減少するためである。第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の軟磁性層の透磁率よりも低く設定される。たとえば、第２ＳＵＬ２３が１０〜２３、好ましくは１５〜２０の実効透磁率を有することが望ましい。
【００３４】
また、第１ＳＵＬ２１の透磁率および膜厚、ならびに第２ＳＵＬ２３の実効透磁率および総膜厚を調整することによって、ＳＵＬ構造２０の全体透磁率を、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造と同等の値に設定することが望ましい。
【００３５】
第１ＳＵＬ２１の膜厚は、第２ＳＵＬ２３の総膜厚と同一であっても、異なっていてもよい。第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２および第２ＳＵＬ２３からなるＳＵＬ構造２０の総膜厚は、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造と同様に、４０〜８０ｎｍの範囲内であることが望ましい。
【００３６】
本発明のＳＵＬ構造２０は、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を、基体側の第１ＳＵＬ２１の透磁率よりも低くすることによって、高いＷＡＴＥ抑制効果を有する。また、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率の減少を、第１ＳＵＬ２１の透磁率の増大で補うことにより、ライタビリティの低下を回避することができる。
【００３７】
ＳＵＬ構造２０を構成する各層、すなわち、第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２、第２ＳＵＬ２３（軟磁性層２６、スペーサー層２７）は、スパッタ法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
本実施例において、第２ＳＵＬ２３が２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）および１層のスペーサ層２７から構成される垂直磁気記録媒体を製造した。
【００３９】
最初に、表面が平滑な円盤状のガラス基板を洗浄し、次いでＮｉＰメッキを施すことによって、非磁性基体１０を準備した。
【００４０】
次いで、非磁性基体１０をスパッタ装置内に配置した。基板（非磁性基体１０）温度を２５０℃とし、０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）のＡｒガス雰囲気中でＮｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる第１ＳＵＬ２１を形成した。第１ＳＵＬ２１の透磁率は３０であった。
【００４１】
次に、Ａｒガス雰囲気の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる非磁性層２２を形成した。
【００４２】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）に低下させＮｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる軟磁性層２６ａを形成した。軟磁性層２６ａの透磁率は３０であった。次に、基板温度を２５０℃とし、Ｃｒ60Ｔｉ40ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＣｒＴｉからなるスペーサ層２７を形成した。スペーサー層２７の透磁率は１．５であった。さらに、Ｎｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる軟磁性層２６ｂを形成した。軟磁性層２６ａ／スペーサー層２７／軟磁性層２６ｂからなる第２ＳＵＬ２３の総膜厚は３０ｎｍであり、実効透磁率は２０．５であった。また、サンプルを別途調製して測定したＳＵＬ構造２０（第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２および第２ＳＵＬ２３からなる）の全体透磁率は２５であった。
【００４３】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚２０ｎｍのＲｕからなる下地層３０を形成した。
【００４４】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を８．０Ｐａ（６０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、（Ｃｏ75Ｐｔ25）91（ＳｉＯ2）9ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１５ｎｍのＣｏＰｔ−ＳｉＯ2からなる磁気記録層４０を形成した。
【００４５】
磁気記録層４０以下の層を形成した積層体を、真空を破ることなしにＣＶＤ装置に移動させた。つづいて、炭化水素を原料ガスとするＣＶＤ法によって、膜厚３ｎｍのカーボンからなる保護層５０を形成した。保護層５０の形成終了後、積層体をＣＶＤ装置から取り出した。
【００４６】
最後に、ディップコート法を用いてパーフルオロポリエーテル系材料（Ｆｏｍｂｌｉｎ Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（ＳｏｌｖａｙＳｌｅｘｉｓ社製））を塗布して、膜厚２ｎｍの潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
【００４７】
（比較例１）
本比較例においては、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の軟磁性裏打ち層を有する垂直磁気記録媒体を製造した。
【００４８】
実施例１と同様の手順を用いて準備した非磁性基体をスパッタ装置内に配置した。基板温度を２５０℃とし、０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）のＡｒガス雰囲気中でＣｏ88Ｎｂ7Ｚｒ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＣｏＮｂＺｒからなる第１ＳＵＬを形成した。第１ＳＵＬの透磁率は２５であった。
【００４９】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる非磁性層を形成した。
【００５０】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）に低下させ、Ｃｏ88Ｎｂ7Ｚｒ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＣｏＮｂＺｒからなる第２ＳＵＬを形成した。また、第２ＳＵＬの透磁率は２５であった。サンプルを別途調製して測定したＳＵＬ構造（第１ＳＵＬ、非磁性層および第２ＳＵＬからなる）の全体透磁率は２５であった。
【００５１】
次に、実施例１と同様の手順を用いて、下地層、磁気記録層、保護層および潤滑層を順次形成して、垂直磁気記録媒体を得た。
【００５２】
（評価）
実施例１および比較例１で得られた垂直磁気記録媒体について、ＧＭＲヘッドを取り付けたスピンスタンドテスターを用いて、オーバーライト特性を評価した。用いたＧＭＲヘッドは、１４０ｎｍの記録トラック幅、および９０ｎｍの再生トラック幅を有した。オーバーライト特性は、（１）垂直磁気記録媒体のトラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの第１信号を記録し、第１信号の信号出力（Ｔ１）を測定する工程、（２）同一トラックに記録密度６８ｋｆｃｉの第２信号を上書きし、上書き後の第１信号の消し残りの信号出力（Ｔ２）を測定する工程、および（３）以下に示す式
ＯＷ＝−２０×ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１） （式中、「ｌｏｇ」は常用対数を示す。）
によりＯＷ値（単位：ｄＢ）を求める工程を含む方法にて評価した。高密度記録信号上に低密度記録信号を上書きするオーバーライト特性は、垂直磁気記録媒体におけるライタビリティを明確に評価できる指標となっている。
【００５３】
また、実施例１および比較例１で得られた垂直磁気記録媒体について、ＷＡＴＥを評価した。ＷＡＴＥの評価は、（１）測定トラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの測定用信号を記録し、記録した信号の信号出力（Ｔ３）を測定する工程、（２）測定トラックに隣接するトラックに１０5回にわたって記録密度５５０ｋｆｃｉの信号の記録を行い、その後に測定トラックの信号出力（Ｔ４）を測定する工程、（３）以下に示す式
ＷＡＴＥ＝１００×（Ｔ４−Ｔ３）／Ｔ３
により、信号出力減衰量であるＷＡＴＥ値（単位：％）を求める工程を含む方法にて評価した。
【００５４】
実施例１および比較例１のＳＵＬ構造の構成、ならびにオーバーライト特性およびＷＡＴＥの評価結果を第１表に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
第１表から、実施例１の垂直磁気記録媒体が、比較例１の垂直磁気記録媒体よりも優れたＷＡＴＥ抑制効果を有することが分かった。これは、ＷＡＴＥがＳＵＬ構造の比較的浅い領域（すなわち、磁気記録層との距離が小さい領域）のみが関与することによると考えられる。すなわち、実施例１の垂直磁気記録媒体の第２ＳＵＬの実効透磁率（２０．５）が比較例１の垂直磁気記録媒体の第２ＳＵＬの実効透磁率（２５）よりも低く、それによってＷＡＴＥがより効率的に抑制されたためと考えられる。
【００５７】
一方、実施例１および比較例１の垂直磁気記録媒体は、同等のオーバーライト特性を示した。両媒体のＷＯ値は、垂直磁気記録媒体として用いるのに必要十分な値（３０ｄＢ以上）であり、良好なライタビリティを有することを示した。このことは、実施例１および比較例１の垂直磁気記録媒体のＳＵＬ構造がほぼ同等の全体透磁率（２５）を有するため、記録時の磁気ヘッドから磁気記録層を介してＳＵＬ構造へと引き込まれる磁束がほぼ同等であることによると考えられる。
【００５８】
以上のように、本発明によれば、オーバーライト特性（すなわちライタビリティ）を維持したまま、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造よりも改善されたＷＡＴＥを有する垂直磁気記録媒体が提供される。加えて、本発明の垂直磁気記録媒体は比較的シンプルな構造を有するため、設計および製造における追加コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 垂直磁気記録媒体
１０ 非磁性基体
２０ ＳＵＬ構造
２１ 第１ＳＵＬ
２２ 非磁性層
２３ 第２ＳＵＬ
２６（ａ，ｂ） 軟磁性層
２７ スペーサー層
３０ 下地層
４０ 磁気記録層
５０ 保護層
１００ 単磁極ヘッド
１１０ 主磁極
１２０ リターンヨーク
１３０ コイル
２００ 垂直磁気記録媒体
２１０ ＳＵＬ
２２０ 中間層
２３０ 磁気記録層
３００ 磁束
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の高記録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きている。垂直磁気記録方式は、記録媒体の主平面に対して垂直方向に記録を行なうことを特徴とする。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、垂直磁気異方性を持つ硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層への記録に用いられる単磁極ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層（Ｓｏｆｔ−ｍａｇｅｎｔｉｃ Ｕｎｄｅｒ Ｌａｙｅｒ）とを少なくとも含む。
【０００３】
図１に、典型的な垂直磁気記録システムの構成を示す。図１に示すように、垂直磁気記録システムは、単磁極ヘッド１００と垂直磁気記録媒体２００とから構成される。単磁極ヘッド１００は、主磁極１１０と、リターンヨーク１２０と、リターンヨークに巻き付けられたコイル１３０を含む。垂直磁気記録媒体は、ＳＵＬ２１０と、任意選択的に設けてもよい層である中間層２２０と、磁気記録層２３０とを少なくとも含む。コイル１３０を流れる電流により発生した磁束３００は、主磁極１１０を通り、主磁極１１０直下の磁気記録層２３０（存在する場合には、中間層２２０）を貫通し、ＳＵＬ２１０の内部に到達する。そしてＳＵＬ２１０を抜けた後に、リターンヨーク１２の直下の磁気記録層２３０を貫通し、リターンヨーク１２に戻る。これにより、主磁極１１０直下の磁気記録層２３０の領域が所定の方向に磁化される。
【０００４】
リターンヨーク１２０は、トラック横断方向において、数μｍの幅を有し、この幅は、主磁極１１０の幅（５０ｎｍ〜２００ｎｍ）に比べて相当に大きい。このような設計によって、リターンヨーク１２０直下の磁束密度を主磁極１１０直下に比べて相当に減少させ、リターンヨーク１２０直下の磁気記録層２３０の磁化に対する影響を低減している。しかしながら、リターンヨーク１２０直下の磁気記録層２３０の磁化が、磁束３００が作る磁界の影響を少なからず受けることは避けられない。場合によっては、この磁界により隣接トラックのデータの消去されてしまうことがある。この現象は、一般に、ＷＡＴＥ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｔｒａｃｋ Ｅｒａｓｕｒｅ）と呼ばれる。
【０００５】
当該技術において、ＡＰＣ（Ａｎｔｉ−Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｃｏｕｐｌｅｄ）−ＳＵＬ構造と呼ばれるＳＵＬ構造が知られている。ＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、２つの軟磁性層の間に、数Åから数ｎｍ程度の膜厚を有する非磁性層を配置した構造であり、２つの軟磁性層は、垂直磁気記録媒体の面内方向において反平行に結合（反強磁性結合）している。ＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、ＳＵＬ内に生じる磁壁に起因するスパイクノイズの発生が少ないことが知られている。また、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造が、ＷＡＴＥを抑制する効果を有することが知られている。
【０００６】
たとえば、膜厚５ｎｍ以下の非磁性金属層と膜厚１０ｎｍ以上の軟磁性層とを交互に積層した、３層または５層の積層構造で構成されたＡＰＣ−ＳＵＬ構造が提案されている（特許文献１参照）。この提案のＡＰＣ−ＳＵＬ構造においては、隣接する２つの軟磁性層は、その間に存在する非磁性金属層を介して反強磁性結合を形成している。前述のように、この提案のＡＰＣ−ＳＵＬ構造は、ＳＵＬ内に磁壁が生じることを防止して、スパイクノイズの発生を抑制している。
【０００７】
さらに、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造において、透磁率に勾配を設けることが提案されている（特許文献２参照）。この提案においては、上側軟磁性層の透磁率を従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の上側軟磁性層よりも低くし、下側軟磁性層の透磁率を従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の下側軟磁性層よりも高くすることを特徴とする。また、３層以上の軟磁性層を設け、上側（磁気記録層側）から下側（基体側）に向けて、軟磁性層の透磁率を順次高くするＳＵＬ構造も提案されている。この提案においては、それぞれの軟磁性層を形成するための磁性材料および／またはその組成比を変化させることによって、透磁率を変化させている。この提案において、目的とする磁気記録においてはＳＵＬ構造全体が関与するのに対して、ＷＡＴＥではＳＵＬ構造の比較的浅い領域（磁気記録層に近い領域）のみが関与することが説明されている。そのため、ＷＡＴＥに関与する領域の軟磁性層の透磁率を低下させることによって、ライタビリティを低下させずに、ＷＡＴＥを抑制する効果を高めることができると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７９０４３号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３２８８１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の垂直磁気記録媒体では、ＷＡＴＥを抑制する必要から、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造が広く用いられてきた。しかしながら、将来的に磁気記録の高密度化がさらに進展した場合、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造では、ＷＡＴＥの抑制効果が十分に得られなくなると予想される。これは、良好なライタビリティとＷＡＴＥ抑制効果とがトレードオフの関係にあるためである。
【００１０】
また、透磁率に勾配を設けたＡＰＣ−ＳＵＬ構造（特許文献２参照）は、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の限界を打破できる可能性がある。しかしながら、この構造においては、構成する磁性材料および／またはその組成比を変化させることによって、磁性層の透磁率を調整している。そのため、垂直磁気記録媒体の設計において、磁性材料の選択および最適化、ならびに磁性材料の組成比の設定および最適化の作業が必要となり、設計コストが増大する。また、ＡＰＣ−ＳＵＬ構造の２つまたはそれ以上の軟磁性層を異なる材料を用いて形成する場合、材料コストの増加および形成プロセスの複雑化によって、製造コストが増大する。
【００１１】
したがって、設計コストおよび製造コストの増大を招くことのない比較的単純な構造を有し、同時に良好なライタビリティとＷＡＴＥ抑制効果とを達成できる垂直磁気記録媒体に対する要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記要求を満足するために、本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第２ＳＵＬの実効透磁率が第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さいことを特徴とする。あるいはまた、本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、第１ＳＵＬ、ならびに第２ＳＵＬ中の軟磁性層の全てが同一材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る垂直磁気記録媒体において、スペーサー層の膜厚および層数を制御することにより、磁気記録層側の第２ＳＵＬの実効透磁率を、基体側の第１ＳＵＬの透磁率よりも低くすることができる。このことによって、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、高いＷＡＴＥ抑制効果を有する。さらに、第２ＳＵＬの実効透磁率の減少を、第１ＳＵＬの透磁率の増大で補うことにより、ライタビリティの低下を回避することができる。
【００１４】
また、スペーサー層の膜厚および層数の制御により第２ＳＵＬの実効透磁率を調製することができるため、本発明に係る垂直磁気記録媒体においては、媒体構成を比較的単純にすることができる。このことによって、設計コスト、材料コスト、および製造コストの増加を、比較的小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な垂直磁気記録システムの構成を示す図である
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体のＳＵＬ構造の詳細な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の垂直磁気記録媒体は：非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み；前記ＳＵＬ構造が、前記基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され；前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み；前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し；前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。図２に、本発明の垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す。図２の垂直磁気記録媒体１は、非磁性基体１０の上に、ＳＵＬ構造２０、下地層３０、磁気記録層４０および保護層５０を有する。
【００１７】
非磁性基体１０は、通常の磁気記録媒体に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ガラス、結晶化ガラス、Ｓｉなどを用いて形成することができる。
【００１８】
下地層３０は、（１）磁気記録層４０の結晶粒子径および結晶配向の制御、および（２）ＳＵＬ構造２０と磁気記録層４０との磁気的な結合の防止のために用いられる層である。したがって、下地層３０は、非磁性であることが好ましい。下地層３０の結晶構造は、磁気記録層４０の材料に合わせて適宜選択される。たとえば、直上に位置する磁気記録層４０が、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＣｏを主体とした材料から形成される場合は、ｈｃｐまたは面心六方（ｆｃｃ）構造を有する材料を用いて下地層３０を形成することができる。あるいはまた、下地層３０を非結晶構造とすることも可能である。下地層３０を形成するための材料は、好ましくは、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはこれらを含む合金を含む。磁気ヘッドとＳＵＬ構造２０との間のスペーシングを小さくしてライタビリティを向上させる観点から、下地層３０の膜厚は小さいことが望ましい。しかしながら、（１）および（２）の機能を実現するために、下地層３０はある程度の膜厚を有することを必要とする。下地層３０は、好ましくは、３〜３０ｎｍの範囲内の膜厚を有する。下地層３０は、スパッタ法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【００１９】
磁気記録層４０は、結晶系の磁性材料を用いて形成することができる。用いることができる結晶系の磁性材料は、たとえば、ＣｏおよびＰｔを少なくとも含む合金の強磁性材料を含む。この際、強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層４０の材料の磁化容易軸（ｈｃｐ構造のｃ軸）が、磁気記録媒体１の表面（すなわち非磁性基体１０の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。
【００２０】
あるいはまた、磁気記録層４０は、磁性結晶粒子が非磁性体で隔てられた構造（いわゆる、グラニュラー構造）を有してもよい。この場合、磁性結晶粒子は、数ｎｍの直径を有する柱状であることが好ましい。非磁性体はサブｎｍ程度の厚さを有することが好ましい。磁性結晶粒子を形成する材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの磁性元素を主体とする合金を含む。好ましくは、磁性結晶粒子を形成する材料は、ＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｂ、Ｔａ、Ｗなどの金属を添加した材料を含む。一方、非磁性体を形成する材料は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、またはＴａの酸化物あるいは窒化物を含む。
【００２１】
磁気記録層４０は、マグネトロンスパッタ法などの従来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。グラニュラー構造を有する磁気記録層４０を形成する場合、下地層３０の結晶部分の上に磁性結晶粒子がエピタキシャル成長し、下地層３０の粒界部分に非磁性体が形成されるような方法を用いることが好ましい。
【００２２】
保護層５０は、従来の磁気記録媒体において使用されている材料を用いて形成することができる。たとえば、カーボンを主体とする材料を用いて、保護膜５０を形成することができる。保護層５０は、単一層であっても、複数層の積層構造であってもよい。複数層の積層構造を有する場合、異なる性質の２種のカーボン層の積層構造、金属膜とカーボン膜との積層構造、あるいは、酸化物膜とカーボン膜との積層構造を用いることができる。保護層５０は、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【００２３】
さらに、保護層７の上に潤滑層（不図示）をさらに形成してもよい。潤滑層は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体とが摺動する際に、両者の間に介在して垂直磁気記録媒体の表面が磨耗することを防止する。好適には、フッ素系の液体潤滑剤を用いて潤滑層を形成することができる。潤滑層は、ディップコート法、スピンコート法など従来技術において知られている任意の塗布方法で形成することができる。
【００２４】
ＳＵＬ構造２０は、従来の垂直磁気記録媒体と同様に、磁気ヘッドからの磁束を制御して、記録再生特性を向上するために形成される層である。本発明におけるＳＵＬ構造２０の構成の一例を図３に示す。図３のＳＵＬ構造２０においては、非磁性基体１０の側から、第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２、および第２ＳＵＬ２３が積層している。また、図３においては、第２ＳＵＬが２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）と、隣接する軟磁性層の間に存在する１層のスペーサー層２７からなる構成を示した。
【００２５】
第１ＳＵＬ２１は、高い透磁率を有し、垂直磁気記録媒体のライタビリティを向上させる機能を有する。第１ＳＵＬ２１は、単一層から形成される。第１ＳＵＬ２１は、たとえば、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられている結晶質合金または微結晶質合金を用いて、第１ＳＵＬ２１を形成することができる。用いることができる結晶質合金は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などを含む。用いることができる微結晶質合金は、ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＮｉＰなどを含む。ただし、本発明における第１ＳＵＬ２１の材料は、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられる材料よりも高いバルク透磁率を有する。たとえば、３０以上、好ましくは３０〜４０のバルク透磁率を有する材料を用いて、第１ＳＵＬ２１を形成することが望ましい。
【００２６】
非磁性層２２は、たとえばＲｕなどの非磁性材料を用いて形成することができる。非磁性層２２の膜厚は、第１ＳＵＬ２１と第２ＳＵＬの最下層（すなわち、非磁性層２２と接触する層）である軟磁性層２６ａとの間に、適度な強度の反強磁性結合が形成されるように選択される。非磁性層２２は、好ましくは数Å〜数ｎｍ、より好ましくは０．３〜２ｎｍの膜厚を有する。
【００２７】
第２ＳＵＬ２３は、２層以上の軟磁性層２６と、２つの軟磁性層の間に存在する１層以上のスペーサー層２７とからなる積層構造を有する。ここで、第２ＳＵＬ２３の最下層、すなわち非磁性層２２と接触する層は、軟磁性層２６である。
【００２８】
軟磁性層２６（ａ，ｂ）は、第１ＳＵＬ２１と同様に、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造に用いられている結晶質合金または微結晶質合金を用いて形成することができる。望ましくは、軟磁性層２６（ａ，ｂ）は、第１ＳＵＬ２１と同一の材料で形成される。これによって、用いる軟磁性材料の種類を削減して、材料コストの増加を防止することができる。同時に、垂直磁気記録媒体の製造プロセスを簡略化することにより、製造コストの増大を抑制することができる。
【００２９】
スペーサー層２７は、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を調整するための層である。本発明において、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は、第２ＳＵＬ２３全体の膜平均のバルク透磁率として定義される。本発明において、実効透磁率は、指定の積層構造を構成する各層に関する膜厚とバルク透磁率との積の総和を、指定の積層構造の総膜厚で除することによって求められる。
【００３０】
スペーサー層２７は、非磁性かつ非晶質の材料を用いて形成される。非磁性の材料を用いることによって、第２ＳＵＬ２３への磁気的影響を防止しながら、実効透磁率を効果的に減少させることが可能となる。また、非晶質の材料を用いることによって、スペーサー層２７の上方に形成される磁気記録層４０の微細構造（特に、結晶配向性、ならびにグラニュラー構造における磁性結晶粒子のサイズなど）に影響を及ぼさないようにすることができる。スペーサー層２７の形成に用いることができる材料は、Ｃｒ基合金、たとえばＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＷなどを含む。
【００３１】
スペーサー層２７は、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内の膜厚を有することが望ましい。この範囲内の膜厚を有することによって、磁気記録層４０と第１ＳＵＬ２１との間のスペーシング増大によるライタビリティの低下を起こすことなしに、隣接する軟磁性層２６間の磁気的結合を防止し、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を十分に低下させることが可能となる。
【００３２】
図３においては、２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）と１層のスペーサー層２７とを有する第２ＳＵＬ２３の例を示したが、軟磁性層２６およびスペーサー層２７の層数は、所望される第２ＳＵＬ２３の総膜厚および実効透磁率に依存して、適宜決定することができる。このことは、垂直磁気記録媒体の設計を容易にし、垂直磁気記録媒体の設計コストを削減することを可能とする。
【００３３】
スペーサー層２７の存在により、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は低下する。第２ＳＵＬ２３中の軟磁性層２６（ａ，ｂ）が占める体積が減少して、第２ＳＵＬ２３を通過する磁束が減少するためである。第２ＳＵＬ２３の実効透磁率は、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の軟磁性層の透磁率よりも低く設定される。たとえば、第２ＳＵＬ２３が１０〜２３、好ましくは１５〜２０の実効透磁率を有することが望ましい。
【００３４】
また、第１ＳＵＬ２１の透磁率および膜厚、ならびに第２ＳＵＬ２３の実効透磁率および総膜厚を調整することによって、ＳＵＬ構造２０の全体透磁率を、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造と同等の値に設定することが望ましい。
【００３５】
第１ＳＵＬ２１の膜厚は、第２ＳＵＬ２３の総膜厚と同一であっても、異なっていてもよい。第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２および第２ＳＵＬ２３からなるＳＵＬ構造２０の総膜厚は、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造と同様に、４０〜８０ｎｍの範囲内であることが望ましい。
【００３６】
本発明のＳＵＬ構造２０は、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率を、基体側の第１ＳＵＬ２１の透磁率よりも低くすることによって、高いＷＡＴＥ抑制効果を有する。また、第２ＳＵＬ２３の実効透磁率の減少を、第１ＳＵＬ２１の透磁率の増大で補うことにより、ライタビリティの低下を回避することができる。
【００３７】
ＳＵＬ構造２０を構成する各層、すなわち、第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２、第２ＳＵＬ２３（軟磁性層２６、スペーサー層２７）は、スパッタ法など従来技術において知られている任意の方法で形成することができる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
本実施例において、第２ＳＵＬ２３が２層の軟磁性層２６（ａ，ｂ）および１層のスペーサ層２７から構成される垂直磁気記録媒体を製造した。
【００３９】
最初に、表面が平滑な円盤状のガラス基板を洗浄し、次いでＮｉＰメッキを施すことによって、非磁性基体１０を準備した。
【００４０】
次いで、非磁性基体１０をスパッタ装置内に配置した。基板（非磁性基体１０）温度を２５０℃とし、０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）のＡｒガス雰囲気中でＮｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる第１ＳＵＬ２１を形成した。第１ＳＵＬ２１の透磁率は３０であった。
【００４１】
次に、Ａｒガス雰囲気の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる非磁性層２２を形成した。
【００４２】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）に低下させＮｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる軟磁性層２６ａを形成した。軟磁性層２６ａの透磁率は３０であった。次に、基板温度を２５０℃とし、Ｃｒ60Ｔｉ40ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＣｒＴｉからなるスペーサ層２７を形成した。スペーサー層２７の透磁率は１．５であった。さらに、Ｎｉ75Ｆｅ20Ｎｂ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１０ｎｍのＮｉＦｅＮｂからなる軟磁性層２６ｂを形成した。軟磁性層２６ａ／スペーサー層２７／軟磁性層２６ｂからなる第２ＳＵＬ２３の総膜厚は３０ｎｍであり、実効透磁率は２０．５であった。また、サンプルを別途調製して測定したＳＵＬ構造２０（第１ＳＵＬ２１、非磁性層２２および第２ＳＵＬ２３からなる）の全体透磁率は２５であった。
【００４３】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚２０ｎｍのＲｕからなる下地層３０を形成した。
【００４４】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を８．０Ｐａ（６０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、（Ｃｏ75Ｐｔ25）91（ＳｉＯ2）9ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚１５ｎｍのＣｏＰｔ−ＳｉＯ2からなる磁気記録層４０を形成した。
【００４５】
磁気記録層４０以下の層を形成した積層体を、真空を破ることなしにＣＶＤ装置に移動させた。つづいて、炭化水素を原料ガスとするＣＶＤ法によって、膜厚３ｎｍのカーボンからなる保護層５０を形成した。保護層５０の形成終了後、積層体をＣＶＤ装置から取り出した。
【００４６】
最後に、ディップコート法を用いてパーフルオロポリエーテル系材料（Ｆｏｍｂｌｉｎ Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（ＳｏｌｖａｙＳｌｅｘｉｓ社製））を塗布して、膜厚２ｎｍの潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
【００４７】
（比較例１）
本比較例においては、従来技術のＡＰＣ−ＳＵＬ構造の軟磁性裏打ち層を有する垂直磁気記録媒体を製造した。
【００４８】
実施例１と同様の手順を用いて準備した非磁性基体をスパッタ装置内に配置した。基板温度を２５０℃とし、０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）のＡｒガス雰囲気中でＣｏ88Ｎｂ7Ｚｒ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＣｏＮｂＺｒからなる第１ＳＵＬを形成した。第１ＳＵＬの透磁率は２５であった。
【００４９】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）に上昇させ、Ｒｕターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる非磁性層を形成した。
【００５０】
続いて、Ａｒガス雰囲気の圧力を再び０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）に低下させ、Ｃｏ88Ｎｂ7Ｚｒ5ターゲットを用いるスパッタ法によって、膜厚３０ｎｍのＣｏＮｂＺｒからなる第２ＳＵＬを形成した。また、第２ＳＵＬの透磁率は２５であった。サンプルを別途調製して測定したＳＵＬ構造（第１ＳＵＬ、非磁性層および第２ＳＵＬからなる）の全体透磁率は２５であった。
【００５１】
次に、実施例１と同様の手順を用いて、下地層、磁気記録層、保護層および潤滑層を順次形成して、垂直磁気記録媒体を得た。
【００５２】
（評価）
実施例１および比較例１で得られた垂直磁気記録媒体について、ＧＭＲヘッドを取り付けたスピンスタンドテスターを用いて、オーバーライト特性を評価した。用いたＧＭＲヘッドは、１４０ｎｍの記録トラック幅、および９０ｎｍの再生トラック幅を有した。オーバーライト特性は、（１）垂直磁気記録媒体のトラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの第１信号を記録し、第１信号の信号出力（Ｔ１）を測定する工程、（２）同一トラックに記録密度６８ｋｆｃｉの第２信号を上書きし、上書き後の第１信号の消し残りの信号出力（Ｔ２）を測定する工程、および（３）以下に示す式
ＯＷ＝−２０×ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１） （式中、「ｌｏｇ」は常用対数を示す。）
によりＯＷ値（単位：ｄＢ）を求める工程を含む方法にて評価した。高密度記録信号上に低密度記録信号を上書きするオーバーライト特性は、垂直磁気記録媒体におけるライタビリティを明確に評価できる指標となっている。
【００５３】
また、実施例１および比較例１で得られた垂直磁気記録媒体について、ＷＡＴＥを評価した。ＷＡＴＥの評価は、（１）測定トラックに記録密度５１０ｋｆｃｉの測定用信号を記録し、記録した信号の信号出力（Ｔ３）を測定する工程、（２）測定トラックに隣接するトラックに１０5回にわたって記録密度５５０ｋｆｃｉの信号の記録を行い、その後に測定トラックの信号出力（Ｔ４）を測定する工程、（３）以下に示す式
ＷＡＴＥ＝１００×（Ｔ４−Ｔ３）／Ｔ３
により、信号出力減衰量であるＷＡＴＥ値（単位：％）を求める工程を含む方法にて評価した。
【００５４】
実施例１および比較例１のＳＵＬ構造の構成、ならびにオーバーライト特性およびＷＡＴＥの評価結果を第１表に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
第１表から、実施例１の垂直磁気記録媒体が、比較例１の垂直磁気記録媒体よりも優れたＷＡＴＥ抑制効果を有することが分かった。これは、ＷＡＴＥがＳＵＬ構造の比較的浅い領域（すなわち、磁気記録層との距離が小さい領域）のみが関与することによると考えられる。すなわち、実施例１の垂直磁気記録媒体の第２ＳＵＬの実効透磁率（２０．５）が比較例１の垂直磁気記録媒体の第２ＳＵＬの実効透磁率（２５）よりも低く、それによってＷＡＴＥがより効率的に抑制されたためと考えられる。
【００５７】
一方、実施例１および比較例１の垂直磁気記録媒体は、同等のオーバーライト特性を示した。両媒体のＷＯ値は、垂直磁気記録媒体として用いるのに必要十分な値（３０ｄＢ以上）であり、良好なライタビリティを有することを示した。このことは、実施例１および比較例１の垂直磁気記録媒体のＳＵＬ構造がほぼ同等の全体透磁率（２５）を有するため、記録時の磁気ヘッドから磁気記録層を介してＳＵＬ構造へと引き込まれる磁束がほぼ同等であることによると考えられる。
【００５８】
以上のように、本発明によれば、オーバーライト特性（すなわちライタビリティ）を維持したまま、従来のＡＰＣ−ＳＵＬ構造よりも改善されたＷＡＴＥを有する垂直磁気記録媒体が提供される。加えて、本発明の垂直磁気記録媒体は比較的シンプルな構造を有するため、設計および製造における追加コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 垂直磁気記録媒体
１０ 非磁性基体
２０ ＳＵＬ構造
２１ 第１ＳＵＬ
２２ 非磁性層
２３ 第２ＳＵＬ
２６（ａ，ｂ） 軟磁性層
２７ スペーサー層
３０ 下地層
４０ 磁気記録層
５０ 保護層
１００ 単磁極ヘッド
１１０ 主磁極
１２０ リターンヨーク
１３０ コイル
２００ 垂直磁気記録媒体
２１０ ＳＵＬ
２２０ 中間層
２３０ 磁気記録層
３００ 磁束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、
前記ＳＵＬ構造が、前記非磁性基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、
前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、
前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、
前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、
前記第２ＳＵＬの実効透磁率が前記第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さい
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、
前記ＳＵＬ構造が、前記非磁性基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、
前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、
前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、
前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、
前記第１ＳＵＬ、ならびに前記第２ＳＵＬ中の軟磁性層の全てが同一の材料で形成されている
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、
前記ＳＵＬ構造が、前記非磁性基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、
前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、
前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、
前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、
前記第２ＳＵＬの実効透磁率が前記第１ＳＵＬの実効透磁率よりも小さい
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
非磁性体基体上にＳＵＬ構造、および磁気記録層を含み、
前記ＳＵＬ構造が、前記非磁性基体側の第１ＳＵＬと、前記磁気記録層側の第２ＳＵＬと、前記第１ＳＵＬと第２ＳＵＬとの間の非磁性層から構成され、
前記第２ＳＵＬが、２層以上の軟磁性層と、１層以上のスペーサー層とを含み、
前記スペーサー層は、隣接する２つの軟磁性層の間に存在し、
前記スペーサー層は、非磁性かつ非晶質の材料からなり、５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有し、
前記第１ＳＵＬ、ならびに前記第２ＳＵＬ中の軟磁性層の全てが同一の材料で形成されている
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５８２７３（Ｐ２０１３−５８２７３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４６９４（Ｐ２０１１−１９４６９４）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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