磁気記録媒体および磁気記録再生装置
【課題】Ｓ／Ｎ比が高く、熱揺らぎ特性が優れ、さらに記録特性（ＯＷ）の優れた磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体において、垂直磁性層を基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成し、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子を下層から上層まで連続した柱状晶とし、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を設け、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）を０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕを１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内とし、下層、中層、上層の磁性層をフェロ結合させる。
【解決手段】非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体において、垂直磁性層を基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成し、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子を下層から上層まで連続した柱状晶とし、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を設け、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）を０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕを１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内とし、下層、中層、上層の磁性層をフェロ結合させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性基板上に少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上で増えており今後もその傾向は続くと言われている。そのために高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくてすむため、熱揺らぎ効果にも強い。そこで、近年大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の構造が提案されている。
【０００４】
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書きこみ能力に優れている単磁極ヘッドを用いることが検討されている。そのような単磁極ヘッドに対応するために、記録層である垂直磁性層と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと、磁気記録媒体の間の磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記のように単に裏打ち層を設けた磁気記録媒体を用いた場合では、記録再生時の記録再生特性や、熱揺らぎ耐性、記録分解能において満足できるものではなく、これら特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。
【０００６】
とりわけ記録再生特性として重要な再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする高Ｓ／Ｎ化と、熱揺らぎ耐性の向上の両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかし、この２項目は相反する関係を有し、一方を向上させれば、一方が不充分になり、高レベルでの両立は重要な課題となっている。
【０００７】
このような課題を解決するため特許文献１には、３層の磁性層をＡＦＣ結合させることにより、合成ＭｒｔならびにＰＷ５０の低下という長所を享受しながら、Ｓ／Ｎ比の低下を起こさないことを特徴とする磁気記録媒体が提案されている。すなわち特許文献１には、基板と、該基板上に設けられ、残留磁化Ｍｒ、厚さｔ、及び残留磁化・厚さ積Ｍｒｔを有する第１下部強磁性層と、該第１下部強磁性層上に設けられた強磁性結合層と、該強磁性結合層上に設けられ、Ｍｒｔ値を有する第２下部強磁性層と、該第２下部強磁性層上に設けられた反強磁性結合層と、該反強磁性結合層上に設けられ、前記第１及び第２下部強磁性層のＭｒｔ値の合計よりも大きなＭｒｔ値を有する上部強磁性層とを有することを特徴とする磁気記録媒体が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２７６４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求はとどまることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に高い記録再生特性、熱揺らぎ特性の向上が求められている。このような要求に応えるため、特許文献１に記載されているように磁性層を多層化し、また多層化した磁性層をＡＦＣ（アンチ・フェロ・カップリング）結合させることが考えられるが、磁化反転がしにくいという問題があり、今後の磁気記録媒体の高記録密度化においてはＯＷの低下、磁化反転幅の増大が障害となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、上記の課題を解決するため鋭意努力検討した結果、多層化した磁性層をＡＦＣ結合させずに、フェロ結合（同じ方向に磁化が向いている結合）と静磁結合を適当な範囲にすること、かつ多層化した磁性層のＫｕを最適な値にすることで磁化反転を容易にすることができ、今まで以上にＳ／Ｎ比が高く、熱揺らぎ特性が優れ、さらに記録特性（ＯＷ）の優れた磁気記録媒体を提供できることを見出した。特に中層に高Ｋｕ材料を用いて、上層と下層に中層よりも低いＫｕ材料を用いることで、本来磁化反転が生じにくい材料を用いた場合にも、上層と下層のアシストにより、良好なＯＷ特性と磁化反転分布を達成し、Ｓ／Ｎ比が高く、熱揺らぎに優れた媒体を提供できることを発見した。また、磁性層の積層構成の各磁性層の間に非磁性層が無い場合、多層の磁性層が同時に反転せずに徐々に反転することにより、ＯＷの悪化と、磁性層の磁化反転分布が広くなることで、ビット境界が乱れてノイズが増加することを発見した。
【００１０】
上記の知見に基づいて完成された本願発明は次の構成を採用する。
（１）非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体にであって、前記垂直磁性層は基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成され、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を有し、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）が０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕが１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内であり、下層、中層、上層の磁性層はフェロ結合していることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記中層のＫｕが、上層および下層の磁性層のＫｕよりも高いことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）前記上層、中層、下層の磁性層のＫｕが、上層＜下層＜中層の関係にあることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記下層、中層、上層の磁性層の何れか１つ以上が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（５）前記下層、中層の磁性層が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であり、上層の磁性層が酸化物を含まない磁性層であることを特徴とする（１）〜（４）何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（６）下層と中層の磁性層の間の非磁性層が、グラニュラー構造の非磁性層であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）中層を構成する磁性層の飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積（Ｍｓ×ｔ）が、下層および上層のＭｓ×ｔより大きいことを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（８）配向制御層と垂直磁性層の間に非磁性下地層が設けられていることを特徴とする（１）〜（７）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（９）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が（１）〜（８）の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明における磁気記録媒体の一例の構造を示す縦断面図である。ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次形成されている。軟磁性下地層２と、配向制御層３とが下地層を構成している。また、垂直磁性層４は基板側から下層の磁性層４ａ、中層の磁性層４ｂ、上層の磁性層４ｃの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂの間、または磁性層４ｂと磁性層４ｃの間に非磁性層７ａ、７ｂを含み、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃを構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、各磁性層はＡＦＣ結合させずに、フェロ結合させる。本願発明はこのような構成を採用することにより、Ｓ／Ｎ比が高く、熱揺らぎ特性が優れ、さらに記録特性（ＯＷ）の優れた磁気記録媒体を提供できることができる。なお、ＡＦＣ結合とフェロ結合の違いは、Ｋｅｒｒ効果測定器または振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で判別可能である。ＡＦＣ結合した媒体では、磁界を加えた後に磁界を取り除いた状態では、上下の磁性膜が互いに逆の磁化方向を向いた磁気状態で安定しているために、図４の破線に示すように２段の特徴的なＭ−Ｈループを示す。一方、フェロ結合した媒体では、磁界を加えた後に、磁界が取り除いた状態でも上下の磁性膜の磁化が同一の方向を向いているため、図４の実線に示すＭ−Ｈループとなる。なお、図４中の実線の矢印は上下の磁性膜がフェロ結合した場合の磁化の方向を、破線の矢印は上下の磁性膜がＡＦＣ結合した場合の磁化の方向を示す。
【００１２】
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
【００１３】
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【００１４】
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００１５】
非磁性基板１は、平均表面粗さＲａが２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
【００１６】
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下。）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方のいずれの表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下。）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００１７】
基板１と軟磁性下地層２の間に、密着層を設けることが好ましい。基板とＣｏまたはＦｅが主成分となる軟磁性下地膜が接することで、基板表面の吸着ガス、水分の影響、または基板成分の拡散により、腐食が進行する可能性がある。密着層を設けることで、抑制することが可能となる。材料としては、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。厚さは３０Å以上であることが好ましい。
【００１８】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられているものである。この作用は特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなるので好ましい。
【００１９】
上記軟磁性下地層２は、軟磁性材料からなるもので、この材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む材料を用いることができる。
【００２０】
この材料としては、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど。）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど・）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど。）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど。）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど。）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど。）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど。）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど。）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００２１】
またＦｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。
【００２２】
軟磁性下地層２の材料としては、上記のほか、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。
【００２３】
この材料としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
【００２４】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下。）とするのが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。
【００２５】
この保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００２６】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。このＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００２７】
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・ｎｍ）以上）であること好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みをもつようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００２８】
軟磁性下地層２は２層の軟磁性膜から構成されており、２層の軟磁性層の間にはＲｕを設けられていることが好ましい。Ｒｕの膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、または１．６〜２．６ｎｍの所定の範囲に調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となる。ＡＦＣ構造とすることで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
【００２９】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的あるいは完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）およびその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、もしくは前記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。
【００３０】
これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができるので、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００３１】
また、軟磁性下地層２上に形成される配向制御層３は、垂直磁性層の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善することができる。この材料としては、特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金が特に好ましく、またこれらの合金を多層化してもより。例えば、基板側からＮｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造を採用するのが好ましい。
【００３２】
例として、Ｎｉ系合金であれば、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含む、ＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金から選ばれた少なくとも１種類の材料からなることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち１種または２種以上を含む非磁性材料であっても良い。この場合、配向制御層としての効果を維持し、磁性を持たない範囲ということで、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【００３３】
このため、本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３の厚さを、多層の場合は合計の厚さで、５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）とするのが好ましい。配向制御層３の厚さが５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）の範囲であるとき、垂直磁性層４の垂直配向性が特に高くなり、かつ記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができるので、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
【００３４】
この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性層４における垂直配向性が低下し、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。
【００３５】
また、この厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層４の磁性粒子径が大きくなり、ノイズ特性が劣化するおそれがあるため好ましくない。また記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能や再生出力の低下するため好ましくない。
【００３６】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４、保護層５の表面形状に影響を与えるため、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくして、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを低くするには、配向制御層３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００３７】
この表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
【００３８】
配向制御層３の成膜用のガスに酸素や窒素を導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いるならば、プロセスガスとしては、アルゴンに酸素を体積率で０．０５〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガス、アルゴンに窒素を体積率で０．０１〜２０％（好ましくは０．０２〜１０％）程度混合したガスが好適に用いられる。
【００３９】
また、配向制御層３が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に金属粒子が分散した構造となっていてもかまわない。このような構造とするには、酸化物、金属窒化物、金属炭化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
【００４０】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、合金に対して、１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、配向制御層３の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００４１】
配向制御層３と垂直磁性層４の間に非磁性下地層８を設けることが好ましい。配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。この初期部の乱れた部分を非磁性下地層８で置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。
【００４２】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００４３】
非磁性下地層８は、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２が好ましく、結晶成長の観点からＰｔを入れることができる。Ｃｒの量としては２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下であることが好ましい。酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４４】
非磁性下地層８の厚さは０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。３ｎｍの厚さを超えると、ＨｃおよびＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００４５】
磁性層４ａは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００４６】
磁性層４ａは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図２に示すように、磁性層４ａ、４ｂ、さらには磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４の磁性粒子４２の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００４７】
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量、および磁性層の成膜条件が重要となる。
【００４８】
酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００４９】
磁性層４ａ中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化をすることができるためである（図２）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００５０】
磁性層４ａのＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下（さらに好ましくは６ａｔ％以上１７ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。
【００５１】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなりすぎ、データを記録する際、ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００５２】
磁性層４ａのＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、８ａｔ％未満であると垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、２０ａｔ％を超えると、磁性粒子の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるために上記Ｐｔの含有量が好適である。
【００５３】
Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００５４】
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００５５】
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００５６】
磁性層４ａのＫｕは１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、磁性層４ａ上に設けられた磁性層４ｂの磁化反転をアシストすることが困難となるために、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００５７】
磁性層４ａは磁性層４ｂよりも低いＫｕであることが好ましい。磁性層４ａはヘッド磁性層４ｂに対してヘッドよりも離れた位置にあるために、磁化反転を容易にするためには、磁性層４ａよりも低いＫｕであることが必要である。しかしながら、あまりにも低いＫｕの材料を用いた場合、必要以上に容易に磁化反転を生じるために熱揺らぎの影響し、Ｈｃ、Ｈｎが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００５８】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）８、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ２Ｏ３）６の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などをあげることができる。
【００５９】
磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００６０】
磁性層４ｂは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図２に示すように、磁性層４ａ、４ｂ、さらには磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４の磁性粒子４２の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００６１】
酸化物４ｂの酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の化合物の総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００６２】
磁性層４ａ中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化をすることができるためである（図２）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００６３】
磁性層４ｂのＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１８ａｔ％以下（さらに好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下。）であることが好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。
【００６４】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなりすぎ、データを記録する際、ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００６５】
磁性層４ｂのＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、１０ａｔ％未満であると垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、２２ａｔ％を超えると、磁性粒子の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるために上記Ｐｔの含有量が好適である。
【００６６】
Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００６７】
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００６８】
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６９】
磁性層４ｂのＫｕは２×１０６〜７×１０６の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００７０】
磁性層４ｂは磁性層４ａよりも高いＫｕであることが好ましい。しかしながら、あまりにも高いＫｕの材料を用いた場合、磁性層４ａのアシストがあったとしても磁化反転が困難になり、ＯＷが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００７１】
磁性層４ｃは、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含まない材料から構成するのが好ましく、図２に示すように、層中の磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長している構造であることが好ましい。この場合、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃの磁性粒子が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長するのが好ましい。
【００７２】
磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性、配向性がより向上するため好適である。
【００７３】
磁性層４ｃのＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒ含有量を上記範囲とすると、データの再生時における出力が十分確保でき、さらに良好な熱揺らぎ特性が得られるため、好適である。
【００７４】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超える場合、磁性層４ｃの磁化が小さくなりすぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００７５】
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であっても構わない。磁性層４ｃのＰｔの含有量は８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、高記録密度に適した十分な保磁力を得、さらに記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得るためである。
【００７６】
Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性層中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００７７】
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔのほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７８】
上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。１６ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７９】
磁性層４ｃに適した材料としては、特にＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系をあげることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。
【００８０】
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料をあげることができる。
【００８１】
磁性層４ｃのＫｕは１×１０６〜５×１０６の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００８２】
磁性層４ｂは磁性層４ａ、４ｃよりも高いＫｕであることが好ましい。またより好ましくは、上層、中層、下層の磁性層のＫｕを、上層＜下層＜中層の関係とする。各層のＫｕをこのような関係とすることにより、磁性層を容易に磁化反転することが可能となる。しかしながら、あまりにも高いＫｕの材料を用いた場合、磁性層４ａのアシストがあったとしても磁化反転が困難になり、ＯＷが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００８３】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合は、記録再生特性、特に周波数特性が不良であり、また、熱揺らぎ特性も悪いため、高密度記録媒体として好ましくない。
【００８４】
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合、熱揺らぎ耐性におとるため好ましくない。
【００８５】
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
【００８６】
垂直磁性層４の厚さは５〜２０ｎｍとするのが好ましい。垂直磁性層４の厚さが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えた場合、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００８７】
保護層５は垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものが使用可能である。
【００８８】
保護層５の厚さは、１〜１０ｎｍとするのがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から望ましい。
【００８９】
潤滑層６には、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いるのが好ましい。
【００９０】
本発明では、垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、磁性層４ａ、４ｂに加えて、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ、４ｂの上に設けた構成とできる。本願発明の磁気記録媒体では、基板側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層側の磁性層を、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とするのが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【００９１】
本発明では、垂直磁性層４を構成する３層以上の磁性層間に非磁性層７（図１では符号７ａ、７ｂ。）を設けるのが好ましい。非磁性層７を適度な厚さ設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
【００９２】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いるのが好ましい。例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。
【００９３】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としてＣｏＣｒ系合金を用いる場合は、Ｃｏ含有量は３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
【００９４】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金として、Ｒｕ以外では、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も使うことができる。
【００９５】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性、配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属、合金を使用することもできる。例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒなどの元素あるいは合金である。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２：Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。この場合のＣｒ含有量は６０ａｔ％以上が好ましい。
【００９６】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に分散し構造とするのが好ましい。さらに該金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有していればより好適である。このような構造とするには、酸化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
【００９７】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長、結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。該非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が該非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、該非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、該非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００９８】
非磁性層７の厚さは、垂直磁性層４を構成する各膜の静磁結合を完全に切断しない範囲であることが好ましい。本願発明の３層以上の磁性層がＦＣ結合し、また、静磁結合が完全に切れた際には、Ｍ−Ｈループが２段階に反転するループになるために容易に判別可能である。この２段ループが生じた場合は、ヘッドからの磁界に対して磁気グレインが一斉に反転しないことを意味しており、その結果再生時のＳ／Ｎ比の著しい悪化や分解能の低下が生じるため好ましくない。０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とするのが好ましい。ただしＲｕまたはＲｕ合金
を用いた際には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣが生じる。今回の発明においては、ＡＦＣではなく各磁性層がＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００９９】
次に上記構成の磁気記録媒体を製造する方法の一例（図１の形態）について説明する。
【０１００】
上記構成の磁気記録媒体を製造するには、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２、配向制御層３、垂直磁性層４を順次、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などにより形成する。次いで保護層５を、好ましくはプラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタ法により形成する。
【０１０１】
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
【０１０２】
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【０１０３】
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
【０１０４】
非磁性基板は、平均表面粗さＲａが１ｎｍ（１０Å）以下、好ましくは０．６ｎｍ以下であるとことがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
【０１０５】
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【０１０６】
必要に応じて非磁性基板１を洗浄して、その非磁性基板１を成膜装置のチャンバ内に設置する。
【０１０７】
非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４を各層の材料と同じ組成の材料を原料とするスパッタターゲットを用いてＤＣ或いはＲＦマグネトロンスパッタ法により形成する。膜を形成するためのスパッタの条件は例えば次のようにする。形成に用いるチャンバ内は真空度が１０-４〜１０-７Ｐａとなるまで排気する。チャンバ内に非磁性基板を収容して、スパッタガスとして、たとえばＡｒガスを導入して放電させてスパッタ成膜をおこなう。このとき、供給するパワーは０．１〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することによって、所望の膜厚を得ることができる。
【０１０８】
軟磁性下地層２を放電時間と供給するパワーを調節することによって１５〜１００ｎｍの膜厚で形成するのが好ましい。
【０１０９】
軟磁性下地層２を形成する際には、軟磁性材料からなるスパッタターゲットを用いるのが軟磁性下地層を容易に形成できるので好ましい。軟磁性材料としては、ＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮを挙げることができる。さらに、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有している、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金を好適なものとして挙げることができる。
【０１１０】
上記のターゲットは溶製法による合金ターゲットまたは焼結合金ターゲットである。
【０１１１】
軟磁性下地層２を形成後、放電時間と供給するパワーを調節することによって配向制御層３を５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ）の膜厚で形成する。配向制御層３の形成に用いるスパッタ用ターゲットの材料としてはＲｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金を挙げることができる。
【０１１２】
次に垂直磁性層４を形成する。
【０１１３】
まず、酸化物を含む磁性層４ａ、４ｂを、スパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。スパッタターゲットとしては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）８｛Ｃｒ含有量１０ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が８ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ２Ｏ３）６｛Ｃｒ含有量８ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｎｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９４ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物組成が６ｍｏｌ％｝、の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などをあげることができる。
【０１１４】
酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの組成物のｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【０１１５】
磁性層４ａ、４ｂ中の酸化物の含有量を上記範囲内とするのが好ましいのは、層を形成したさい、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらに磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造（図２の構造）が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適したＳ／Ｎ比が得られなくなるため好ましくない。
【０１１６】
磁性層４ａ、４ｂは、図２に示すように、層中に磁性粒子４２が分散していることが好ましい。また、該磁性粒子４２が磁性層４を上下に貫いた柱状構造（図２の構造）であることが好ましい。このような構造を形成するには、上記のようなターゲット材料を使うほかに次の条件を必要とする。なお図２では、磁性層４ａの磁性粒子４２は、非磁性層７ａの非磁性粒子と柱状構造を形成し、この非磁性粒子は磁性層４ｂの磁性粒子と柱状構造を形成する。さらに、磁性層４ｂの磁性粒子は非磁性層７ｂの非磁性粒子と柱状構造を形成し、この非磁性粒子は磁性層４ｃの磁性粒子と柱状構造を形成する。なお、磁性層、非磁性層の磁性粒子、非磁性粒子が柱状構造を形成することにより、磁性層４ａの酸化物は、非磁性層７ａがグラニュラー構造の場合は、非磁性層７ａの酸化物と連続し、この非磁性層７ａの酸化物は、グラニュラー構造の磁性層４ｂの酸化物と連続する。
【０１１７】
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み、酸化物を含んだ材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０−４〜１０−７Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
【０１１８】
この際、スパッタガスの圧力は０．８Ｐａ以上１０Ｐａ以下とするのが好適である。また、放電パワーはできるだけ低く設定し、プロセス上許される範囲で成膜時間を長くとるほうが好ましい。これらの条件により、酸化物中に磁性粒子が分散し、また、該磁性粒子が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造を得やすいためである。
【０１１９】
また、酸化物を含む磁性層４ａ、４ｂを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、アルゴンのかわりにネオン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガスを適宜用いることが好ましい。また、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加することも効果的である。
【０１２０】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
【０１２１】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して６体積％以下（より好ましくは３体積％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１２２】
例えば、磁性層４ａ、４ｂとして（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０の材料を用いる場合の条件として、スパッタ放電パワーは０．４ｋＷ、圧力は１〜５Ｐａ、酸素添加量０〜２体積％であることが好ましい。
【０１２３】
また、磁性層４ａ、４ｂを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子と酸化物の分離が促進し、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【０１２４】
基板Ｂｉａｓは−２０Ｖ〜−３００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満である場合、効果が得られないため好ましくない。
【０１２５】
次に、酸化物を含まない磁性層４ｃを、スパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。 磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ、ＣｏＣｒＰｔＭｏ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｅなどの材料をあげることができる。
【０１２６】
磁性層４ｃを形成する条件は、例えば次のようにする。
【０１２７】
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み酸化物を含まない材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０−４〜１０−７Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
【０１２８】
この際、スパッタガスの圧力は３Ｐａ以下であることが好ましい。
【０１２９】
また、酸化物を含まない磁性層４ｃを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、アルゴンのかわりにネオン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガスを適宜用いることが可能である。また、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加してもかまわない。
【０１３０】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
【０１３１】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して３体積％以下（より好ましくは１体積％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１３２】
また、磁性層４ｃを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【０１３３】
基板Ｂｉａｓは−５０Ｖ〜−４００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満であるばあい、効果が得られないため好ましくない。
【０１３４】
垂直磁性層４を形成した後、公知の方法、例えばスパッタ法、プラズマＣＶＤ法またはそれらの組み合わせを用いて保護層５、たとえばカーボンを主成分とする保護層５を形成する。
【０１３５】
さらに、保護層５上には必要に応じパーフルオロポリエーテルのフッ素系潤滑剤をディップ法、スピンコート法などを用いて塗布し、潤滑層６を形成する。
【０１３６】
図３は本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略図である。ここに示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成を有する磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、この磁気ヘッド１２を磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部１３と、記録再生信号処理系１４とを備えている。記録再生信号処理系１４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１２に送り、磁気ヘッド１２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることができるようになっている。本発明の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド１２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適したヘッドを用いることができる。
【０１３７】
上記磁気記録再生装置によれば、磁気記録媒体１０に本発明の磁気記録媒体を用いるので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができ、また熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができ、このため高密度記録に適した優れた磁気記録再生装置とすることができる。
【実施例】
【０１３８】
（実施例１）
洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板上にＣｒターゲットを用いて、１０ｎｍ密着層を成膜した。Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で２５ｎｍの軟磁性層を形成し、この上にＲｕ層を０．７ｎｍ成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を２５ｎｍ成膜して、軟磁性下地層２とした。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が６５（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
【０１３９】
上記軟磁性下地層２の上にＮｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜し、配向制御層３とした。
【０１４０】
配向制御層３の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層４ａをスパッタ圧力２Ｐａとして３ｎｍの厚さ形成した。この膜のＫｕは２．２×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは５００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１４１】
磁性層４ａの上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層７ａを０．３ｎｍの厚さで形成した。
【０１４２】
非磁性層７ａの上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層４ｂをスパッタ圧力２Ｐａとして４ｎｍの厚さで形成した。
【０１４３】
磁性層４ｂの上に、Ｒｕからなる非磁性層７ｂを０．３ｎｍの厚さで形成した。この膜のＫｕは４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは６００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１４４】
非磁性層７ｂの上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層４ｃを４ｎｍの厚さ形成した。この膜のＫｕは１．５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは４００（ｅｍｕ／ｃｃ）とした。
【０１４５】
ついでＣＶＤ法により膜厚３．０ｎｍの保護層５を形成した。次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層６を形成し、磁気記録媒体を得た。
【０１４６】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を評価した。静磁気特性の評価は、Ｋｅｒｒ効果測定器を用いて、保磁力（Ｈｃ）、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を測定した。また、各記録層がフェロ結合していることを確認した。
【０１４７】
また、記録再生特性の評価は、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。ヘッドは、書き込みをシングルポール磁極、再生部にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
【０１４８】
Ｓ／Ｎ比は、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
【０１４９】
記録特性（ＯＷ）は、まず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分をとりだし、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１５０】
熱揺らぎ特性の評価は、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行ったあと、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）に基いて算出した。この式においてＳｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１００００秒後の再生出力を示す。結果を表１の実施例１の欄に示す。
【０１５１】
（実施例１−２、実施例１−３，比較例１）
実施例１に対して、非磁性層７ａを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を実施例１−２、実施例１に対して、非磁性層７ｂを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を実施例１−３、実施例１に対して非磁性層７ａおよび７ｂを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を比較例１として磁気記録媒体を得た。結果を表１に示す。
【０１５２】
表1に示すとおり、非磁性層７ａまたは７ｂ（もしくは両方）が設けられていない実施例１−２、実施例１−３，比較例１に対して、実施例1は高記録密度に求められる高いＳ／ＮとＯＷ特性を有していることがわかった。
【０１５３】
（比較例２〜７）
実施例1に対して、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃのＫｕ値をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表１に示す。表1に示すとおり、磁性層のＫｕ値を本願発明の範囲内とすることにより、高記録密度に求められる高いＳ／ＮとＯＷ特性を有する磁気記録媒体が得られた。
【０１５４】
（実施例２〜３７）
実施例1に対して、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃの材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表２〜４に示す。
【０１５５】
（実施例３８〜６６）
実施例１に対して、非磁性層７ａ、７ｂの材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表５〜７に示す。
【０１５６】
（実施例６７〜７３）
実施例１に対して、軟磁性層の材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表８に示す。
【０１５７】
（実施例７４〜８５）
実施例１に対して、下地膜の材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表９〜１１に示す。
【０１５８】
（実施例８６〜８８）
実施例１に対して、磁性層の総数をかえた以外は実施例１に準じて垂直記録媒体を得た。結果を表１２に示す。
【０１５９】
表２〜１２に示すとおり、本願発明により、優れた電磁変換特性を有する、高記録密度に対応できる磁気記録媒体が得られた。
【０１６０】
【表１】
【０１６１】
【表２】
【０１６２】
【表３】
【０１６３】
【表４】
【０１６４】
【表５】
【０１６５】
【表６】
【０１６６】
【表７】
【０１６７】
【表８】
【０１６８】
【表９】
【０１６９】
【表１０】
【０１７０】
【表１１】
【０１７１】
【表１２】
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本願発明の磁気記録媒体を示す模式図である。
【図２】本願発明の磁性層および非磁性層の構造を示す模式図である。
【図３】本願発明の磁気記録再生装置を示す模式図である。
【図４】磁性層がＡＦＣ結合した際のＭ−Ｈループを示す。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 非磁性基板
２ 軟磁性下地層
３ 配向制御層
４ 垂直磁性層
５ 保護層
６ 潤滑層
４ａ 下層の磁性層
４ｂ 中層の磁性層
４ｃ 上層の磁性層
７ 非磁性層
７ａ、７ｂ 非磁性層
８ 非磁性下地層
１０ 磁気記録媒体
１１ 媒体駆動部
１２ 磁気ヘッド
１３ ヘッド駆動部
１４ 記録再生信号処理系
４１ 酸化物
４２ 磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性基板上に少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率５０％以上で増えており今後もその傾向は続くと言われている。そのために高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくてすむため、熱揺らぎ効果にも強い。そこで、近年大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の構造が提案されている。
【０００４】
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書きこみ能力に優れている単磁極ヘッドを用いることが検討されている。そのような単磁極ヘッドに対応するために、記録層である垂直磁性層と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと、磁気記録媒体の間の磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記のように単に裏打ち層を設けた磁気記録媒体を用いた場合では、記録再生時の記録再生特性や、熱揺らぎ耐性、記録分解能において満足できるものではなく、これら特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。
【０００６】
とりわけ記録再生特性として重要な再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする高Ｓ／Ｎ化と、熱揺らぎ耐性の向上の両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかし、この２項目は相反する関係を有し、一方を向上させれば、一方が不充分になり、高レベルでの両立は重要な課題となっている。
【０００７】
このような課題を解決するため特許文献１には、３層の磁性層をＡＦＣ結合させることにより、合成ＭｒｔならびにＰＷ５０の低下という長所を享受しながら、Ｓ／Ｎ比の低下を起こさないことを特徴とする磁気記録媒体が提案されている。すなわち特許文献１には、基板と、該基板上に設けられ、残留磁化Ｍｒ、厚さｔ、及び残留磁化・厚さ積Ｍｒｔを有する第１下部強磁性層と、該第１下部強磁性層上に設けられた強磁性結合層と、該強磁性結合層上に設けられ、Ｍｒｔ値を有する第２下部強磁性層と、該第２下部強磁性層上に設けられた反強磁性結合層と、該反強磁性結合層上に設けられ、前記第１及び第２下部強磁性層のＭｒｔ値の合計よりも大きなＭｒｔ値を有する上部強磁性層とを有することを特徴とする磁気記録媒体が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２７６４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求はとどまることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に高い記録再生特性、熱揺らぎ特性の向上が求められている。このような要求に応えるため、特許文献１に記載されているように磁性層を多層化し、また多層化した磁性層をＡＦＣ（アンチ・フェロ・カップリング）結合させることが考えられるが、磁化反転がしにくいという問題があり、今後の磁気記録媒体の高記録密度化においてはＯＷの低下、磁化反転幅の増大が障害となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、上記の課題を解決するため鋭意努力検討した結果、多層化した磁性層をＡＦＣ結合させずに、フェロ結合（同じ方向に磁化が向いている結合）と静磁結合を適当な範囲にすること、かつ多層化した磁性層のＫｕを最適な値にすることで磁化反転を容易にすることができ、今まで以上にＳ／Ｎ比が高く、熱揺らぎ特性が優れ、さらに記録特性（ＯＷ）の優れた磁気記録媒体を提供できることを見出した。特に中層に高Ｋｕ材料を用いて、上層と下層に中層よりも低いＫｕ材料を用いることで、本来磁化反転が生じにくい材料を用いた場合にも、上層と下層のアシストにより、良好なＯＷ特性と磁化反転分布を達成し、Ｓ／Ｎ比が高く、熱揺らぎに優れた媒体を提供できることを発見した。また、磁性層の積層構成の各磁性層の間に非磁性層が無い場合、多層の磁性層が同時に反転せずに徐々に反転することにより、ＯＷの悪化と、磁性層の磁化反転分布が広くなることで、ビット境界が乱れてノイズが増加することを発見した。
【００１０】
上記の知見に基づいて完成された本願発明は次の構成を採用する。
（１）非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体にであって、前記垂直磁性層は基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成され、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を有し、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）が０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕが１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内であり、下層、中層、上層の磁性層はフェロ結合していることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記中層のＫｕが、上層および下層の磁性層のＫｕよりも高いことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）前記上層、中層、下層の磁性層のＫｕが、上層＜下層＜中層の関係にあることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記下層、中層、上層の磁性層の何れか１つ以上が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（５）前記下層、中層の磁性層が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であり、上層の磁性層が酸化物を含まない磁性層であることを特徴とする（１）〜（４）何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（６）下層と中層の磁性層の間の非磁性層が、グラニュラー構造の非磁性層であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）中層を構成する磁性層の飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積（Ｍｓ×ｔ）が、下層および上層のＭｓ×ｔより大きいことを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（８）配向制御層と垂直磁性層の間に非磁性下地層が設けられていることを特徴とする（１）〜（７）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（９）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が（１）〜（８）の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明における磁気記録媒体の一例の構造を示す縦断面図である。ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次形成されている。軟磁性下地層２と、配向制御層３とが下地層を構成している。また、垂直磁性層４は基板側から下層の磁性層４ａ、中層の磁性層４ｂ、上層の磁性層４ｃの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂの間、または磁性層４ｂと磁性層４ｃの間に非磁性層７ａ、７ｂを含み、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃを構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、各磁性層はＡＦＣ結合させずに、フェロ結合させる。本願発明はこのような構成を採用することにより、Ｓ／Ｎ比が高く、熱揺らぎ特性が優れ、さらに記録特性（ＯＷ）の優れた磁気記録媒体を提供できることができる。なお、ＡＦＣ結合とフェロ結合の違いは、Ｋｅｒｒ効果測定器または振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で判別可能である。ＡＦＣ結合した媒体では、磁界を加えた後に磁界を取り除いた状態では、上下の磁性膜が互いに逆の磁化方向を向いた磁気状態で安定しているために、図４の破線に示すように２段の特徴的なＭ−Ｈループを示す。一方、フェロ結合した媒体では、磁界を加えた後に、磁界が取り除いた状態でも上下の磁性膜の磁化が同一の方向を向いているため、図４の実線に示すＭ−Ｈループとなる。なお、図４中の実線の矢印は上下の磁性膜がフェロ結合した場合の磁化の方向を、破線の矢印は上下の磁性膜がＡＦＣ結合した場合の磁化の方向を示す。
【００１２】
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
【００１３】
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【００１４】
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００１５】
非磁性基板１は、平均表面粗さＲａが２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
【００１６】
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下。）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方のいずれの表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下。）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【００１７】
基板１と軟磁性下地層２の間に、密着層を設けることが好ましい。基板とＣｏまたはＦｅが主成分となる軟磁性下地膜が接することで、基板表面の吸着ガス、水分の影響、または基板成分の拡散により、腐食が進行する可能性がある。密着層を設けることで、抑制することが可能となる。材料としては、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。厚さは３０Å以上であることが好ましい。
【００１８】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられているものである。この作用は特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなるので好ましい。
【００１９】
上記軟磁性下地層２は、軟磁性材料からなるもので、この材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む材料を用いることができる。
【００２０】
この材料としては、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど。）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど・）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど。）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど。）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど。）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど。）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど。）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど。）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００２１】
またＦｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。
【００２２】
軟磁性下地層２の材料としては、上記のほか、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。
【００２３】
この材料としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
【００２４】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下。）とするのが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。
【００２５】
この保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００２６】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。このＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００２７】
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・ｎｍ）以上）であること好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みをもつようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００２８】
軟磁性下地層２は２層の軟磁性膜から構成されており、２層の軟磁性層の間にはＲｕを設けられていることが好ましい。Ｒｕの膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、または１．６〜２．６ｎｍの所定の範囲に調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となる。ＡＦＣ構造とすることで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
【００２９】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的あるいは完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）およびその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、もしくは前記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。
【００３０】
これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができるので、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００３１】
また、軟磁性下地層２上に形成される配向制御層３は、垂直磁性層の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善することができる。この材料としては、特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金が特に好ましく、またこれらの合金を多層化してもより。例えば、基板側からＮｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造を採用するのが好ましい。
【００３２】
例として、Ｎｉ系合金であれば、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含む、ＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金から選ばれた少なくとも１種類の材料からなることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち１種または２種以上を含む非磁性材料であっても良い。この場合、配向制御層としての効果を維持し、磁性を持たない範囲ということで、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【００３３】
このため、本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３の厚さを、多層の場合は合計の厚さで、５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）とするのが好ましい。配向制御層３の厚さが５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）の範囲であるとき、垂直磁性層４の垂直配向性が特に高くなり、かつ記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができるので、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
【００３４】
この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性層４における垂直配向性が低下し、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。
【００３５】
また、この厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層４の磁性粒子径が大きくなり、ノイズ特性が劣化するおそれがあるため好ましくない。また記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能や再生出力の低下するため好ましくない。
【００３６】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４、保護層５の表面形状に影響を与えるため、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくして、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを低くするには、配向制御層３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００３７】
この表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
【００３８】
配向制御層３の成膜用のガスに酸素や窒素を導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いるならば、プロセスガスとしては、アルゴンに酸素を体積率で０．０５〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガス、アルゴンに窒素を体積率で０．０１〜２０％（好ましくは０．０２〜１０％）程度混合したガスが好適に用いられる。
【００３９】
また、配向制御層３が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に金属粒子が分散した構造となっていてもかまわない。このような構造とするには、酸化物、金属窒化物、金属炭化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
【００４０】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、合金に対して、１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、配向制御層３の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００４１】
配向制御層３と垂直磁性層４の間に非磁性下地層８を設けることが好ましい。配向制御層３直上の垂直磁性層４の初期部には、結晶成長の乱れが生じやすく、これがノイズの原因となる。この初期部の乱れた部分を非磁性下地層８で置き換えることで、ノイズの発生を抑制することができる。
【００４２】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００４３】
非磁性下地層８は、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２が好ましく、結晶成長の観点からＰｔを入れることができる。Ｃｒの量としては２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下であることが好ましい。酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４４】
非磁性下地層８の厚さは０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましい。３ｎｍの厚さを超えると、ＨｃおよびＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００４５】
磁性層４ａは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００４６】
磁性層４ａは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図２に示すように、磁性層４ａ、４ｂ、さらには磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４の磁性粒子４２の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００４７】
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量、および磁性層の成膜条件が重要となる。
【００４８】
酸化物４１の含有量は、磁性粒子４２を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００４９】
磁性層４ａ中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化をすることができるためである（図２）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００５０】
磁性層４ａのＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１９ａｔ％以下（さらに好ましくは６ａｔ％以上１７ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。
【００５１】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなりすぎ、データを記録する際、ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００５２】
磁性層４ａのＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、８ａｔ％未満であると垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、２０ａｔ％を超えると、磁性粒子の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるために上記Ｐｔの含有量が好適である。
【００５３】
Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００５４】
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００５５】
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００５６】
磁性層４ａのＫｕは１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、磁性層４ａ上に設けられた磁性層４ｂの磁化反転をアシストすることが困難となるために、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００５７】
磁性層４ａは磁性層４ｂよりも低いＫｕであることが好ましい。磁性層４ａはヘッド磁性層４ｂに対してヘッドよりも離れた位置にあるために、磁化反転を容易にするためには、磁性層４ａよりも低いＫｕであることが必要である。しかしながら、あまりにも低いＫｕの材料を用いた場合、必要以上に容易に磁化反転を生じるために熱揺らぎの影響し、Ｈｃ、Ｈｎが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００５８】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）８、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ２Ｏ３）６の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などをあげることができる。
【００５９】
磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏの酸化物であることが好ましい。特にＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２が好適である。酸化物を２種類以上添加した複合酸化物であることが好ましい。特にＣｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２が好適である。
【００６０】
磁性層４ｂは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図２に示すように、磁性層４ａ、４ｂ、さらには磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４の磁性粒子４２の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００６１】
酸化物４ｂの酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の化合物の総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【００６２】
磁性層４ａ中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化をすることができるためである（図２）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００６３】
磁性層４ｂのＣｒの含有量は、４ａｔ％以上１８ａｔ％以下（さらに好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下。）であることが好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。
【００６４】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなりすぎ、データを記録する際、ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
【００６５】
磁性層４ｂのＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、１０ａｔ％未満であると垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。また、２２ａｔ％を超えると、磁性粒子の内部に積層欠陥が生じ、その結果磁気異方性定数Ｋｕが低くなるために好ましくない。高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるために上記Ｐｔの含有量が好適である。
【００６６】
Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００６７】
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００６８】
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６９】
磁性層４ｂのＫｕは２×１０６〜７×１０６の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００７０】
磁性層４ｂは磁性層４ａよりも高いＫｕであることが好ましい。しかしながら、あまりにも高いＫｕの材料を用いた場合、磁性層４ａのアシストがあったとしても磁化反転が困難になり、ＯＷが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００７１】
磁性層４ｃは、Ｃｏを主成分とするとともに酸化物を含まない材料から構成するのが好ましく、図２に示すように、層中の磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長している構造であることが好ましい。この場合、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃの磁性粒子が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長するのが好ましい。
【００７２】
磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性、配向性がより向上するため好適である。
【００７３】
磁性層４ｃのＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒ含有量を上記範囲とすると、データの再生時における出力が十分確保でき、さらに良好な熱揺らぎ特性が得られるため、好適である。
【００７４】
Ｃｒ含有量が上記範囲を超える場合、磁性層４ｃの磁化が小さくなりすぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が十分に生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００７５】
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であっても構わない。磁性層４ｃのＰｔの含有量は８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、高記録密度に適した十分な保磁力を得、さらに記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得るためである。
【００７６】
Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性層中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
【００７７】
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔのほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７８】
上記元素の合計の含有量は、１６ａｔ％以下であることが好ましい。１６ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７９】
磁性層４ｃに適した材料としては、特にＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系をあげることできる。ＣｏＣｒＰｔＢ系の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。
【００８０】
磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系などの材料をあげることができる。
【００８１】
磁性層４ｃのＫｕは１×１０６〜５×１０６の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲以下であると、容易に磁化反転が生じることになり、Ｈｎの低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じるために好ましくない。上記範囲を超えると、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳＮＲの低下がみられるために好ましくない。
【００８２】
磁性層４ｂは磁性層４ａ、４ｃよりも高いＫｕであることが好ましい。またより好ましくは、上層、中層、下層の磁性層のＫｕを、上層＜下層＜中層の関係とする。各層のＫｕをこのような関係とすることにより、磁性層を容易に磁化反転することが可能となる。しかしながら、あまりにも高いＫｕの材料を用いた場合、磁性層４ａのアシストがあったとしても磁化反転が困難になり、ＯＷが低くなる懸念があるために、上記Ｋｕの範囲に設定することが好ましい。
【００８３】
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が３０００［Ｏｅ］未満である場合は、記録再生特性、特に周波数特性が不良であり、また、熱揺らぎ特性も悪いため、高密度記録媒体として好ましくない。
【００８４】
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１５００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１５００［Ｏｅ］未満である場合、熱揺らぎ耐性におとるため好ましくない。
【００８５】
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が３〜１２ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
【００８６】
垂直磁性層４の厚さは５〜２０ｎｍとするのが好ましい。垂直磁性層４の厚さが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えた場合、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００８７】
保護層５は垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものが使用可能である。
【００８８】
保護層５の厚さは、１〜１０ｎｍとするのがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から望ましい。
【００８９】
潤滑層６には、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いるのが好ましい。
【００９０】
本発明では、垂直磁性層４を４層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、磁性層４ａ、４ｂに加えて、グラニュラー構造の磁性層を３層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｃを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｃを２層構造として、磁性層４ａ、４ｂの上に設けた構成とできる。本願発明の磁気記録媒体では、基板側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層側の磁性層を、酸化物を含まない非グラニュラー構造の磁性層とするのが好ましい。このような構成とすることにより、磁気記録媒体の熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、Ｓ／Ｎ比等の各特性の制御・調整をより容易に行うことが可能となる。
【００９１】
本発明では、垂直磁性層４を構成する３層以上の磁性層間に非磁性層７（図１では符号７ａ、７ｂ。）を設けるのが好ましい。非磁性層７を適度な厚さ設けることで、個々の膜の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができる。その結果Ｓ／Ｎ比をより向上させることが可能である。
【００９２】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いるのが好ましい。例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。
【００９３】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７としてＣｏＣｒ系合金を用いる場合は、Ｃｏ含有量は３０〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、磁性層間のカップリングを小さく調整することが可能であるからである。
【００９４】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、ｈｃｐ構造を有する合金として、Ｒｕ以外では、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も使うことができる。
【００９５】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、その上下の磁性層の結晶性、配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属、合金を使用することもできる。例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒなどの元素あるいは合金である。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２：Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。この場合のＣｒ含有量は６０ａｔ％以上が好ましい。
【００９６】
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７として、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に分散し構造とするのが好ましい。さらに該金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有していればより好適である。このような構造とするには、酸化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
【００９７】
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長、結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては合金に対して、４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。該非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が該非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、該非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、該非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
【００９８】
非磁性層７の厚さは、垂直磁性層４を構成する各膜の静磁結合を完全に切断しない範囲であることが好ましい。本願発明の３層以上の磁性層がＦＣ結合し、また、静磁結合が完全に切れた際には、Ｍ−Ｈループが２段階に反転するループになるために容易に判別可能である。この２段ループが生じた場合は、ヘッドからの磁界に対して磁気グレインが一斉に反転しないことを意味しており、その結果再生時のＳ／Ｎ比の著しい悪化や分解能の低下が生じるため好ましくない。０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とするのが好ましい。ただしＲｕまたはＲｕ合金
を用いた際には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣが生じる。今回の発明においては、ＡＦＣではなく各磁性層がＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００９９】
次に上記構成の磁気記録媒体を製造する方法の一例（図１の形態）について説明する。
【０１００】
上記構成の磁気記録媒体を製造するには、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２、配向制御層３、垂直磁性層４を順次、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などにより形成する。次いで保護層５を、好ましくはプラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタ法により形成する。
【０１０１】
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
【０１０２】
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【０１０３】
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
【０１０４】
非磁性基板は、平均表面粗さＲａが１ｎｍ（１０Å）以下、好ましくは０．６ｎｍ以下であるとことがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
【０１０５】
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
【０１０６】
必要に応じて非磁性基板１を洗浄して、その非磁性基板１を成膜装置のチャンバ内に設置する。
【０１０７】
非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４を各層の材料と同じ組成の材料を原料とするスパッタターゲットを用いてＤＣ或いはＲＦマグネトロンスパッタ法により形成する。膜を形成するためのスパッタの条件は例えば次のようにする。形成に用いるチャンバ内は真空度が１０-４〜１０-７Ｐａとなるまで排気する。チャンバ内に非磁性基板を収容して、スパッタガスとして、たとえばＡｒガスを導入して放電させてスパッタ成膜をおこなう。このとき、供給するパワーは０．１〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することによって、所望の膜厚を得ることができる。
【０１０８】
軟磁性下地層２を放電時間と供給するパワーを調節することによって１５〜１００ｎｍの膜厚で形成するのが好ましい。
【０１０９】
軟磁性下地層２を形成する際には、軟磁性材料からなるスパッタターゲットを用いるのが軟磁性下地層を容易に形成できるので好ましい。軟磁性材料としては、ＣｏＦｅ合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮを挙げることができる。さらに、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有している、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金を好適なものとして挙げることができる。
【０１１０】
上記のターゲットは溶製法による合金ターゲットまたは焼結合金ターゲットである。
【０１１１】
軟磁性下地層２を形成後、放電時間と供給するパワーを調節することによって配向制御層３を５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ）の膜厚で形成する。配向制御層３の形成に用いるスパッタ用ターゲットの材料としてはＲｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金を挙げることができる。
【０１１２】
次に垂直磁性層４を形成する。
【０１１３】
まず、酸化物を含む磁性層４ａ、４ｂを、スパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。スパッタターゲットとしては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）８｛Ｃｒ含有量１０ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が８ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ２Ｏ３）６｛Ｃｒ含有量８ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｎｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏからなる組成の磁性合金が９４ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物組成が６ｍｏｌ％｝、の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などをあげることができる。
【０１１４】
酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの組成物のｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下である。
【０１１５】
磁性層４ａ、４ｂ中の酸化物の含有量を上記範囲内とするのが好ましいのは、層を形成したさい、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらに磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が磁性層を上下に貫いた柱状構造（図２の構造）が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適したＳ／Ｎ比が得られなくなるため好ましくない。
【０１１６】
磁性層４ａ、４ｂは、図２に示すように、層中に磁性粒子４２が分散していることが好ましい。また、該磁性粒子４２が磁性層４を上下に貫いた柱状構造（図２の構造）であることが好ましい。このような構造を形成するには、上記のようなターゲット材料を使うほかに次の条件を必要とする。なお図２では、磁性層４ａの磁性粒子４２は、非磁性層７ａの非磁性粒子と柱状構造を形成し、この非磁性粒子は磁性層４ｂの磁性粒子と柱状構造を形成する。さらに、磁性層４ｂの磁性粒子は非磁性層７ｂの非磁性粒子と柱状構造を形成し、この非磁性粒子は磁性層４ｃの磁性粒子と柱状構造を形成する。なお、磁性層、非磁性層の磁性粒子、非磁性粒子が柱状構造を形成することにより、磁性層４ａの酸化物は、非磁性層７ａがグラニュラー構造の場合は、非磁性層７ａの酸化物と連続し、この非磁性層７ａの酸化物は、グラニュラー構造の磁性層４ｂの酸化物と連続する。
【０１１７】
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み、酸化物を含んだ材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０−４〜１０−７Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
【０１１８】
この際、スパッタガスの圧力は０．８Ｐａ以上１０Ｐａ以下とするのが好適である。また、放電パワーはできるだけ低く設定し、プロセス上許される範囲で成膜時間を長くとるほうが好ましい。これらの条件により、酸化物中に磁性粒子が分散し、また、該磁性粒子が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造を得やすいためである。
【０１１９】
また、酸化物を含む磁性層４ａ、４ｂを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、アルゴンのかわりにネオン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガスを適宜用いることが好ましい。また、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加することも効果的である。
【０１２０】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
【０１２１】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して６体積％以下（より好ましくは３体積％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１２２】
例えば、磁性層４ａ、４ｂとして（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ２）１０の材料を用いる場合の条件として、スパッタ放電パワーは０．４ｋＷ、圧力は１〜５Ｐａ、酸素添加量０〜２体積％であることが好ましい。
【０１２３】
また、磁性層４ａ、４ｂを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子と酸化物の分離が促進し、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【０１２４】
基板Ｂｉａｓは−２０Ｖ〜−３００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満である場合、効果が得られないため好ましくない。
【０１２５】
次に、酸化物を含まない磁性層４ｃを、スパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。 磁性層４ｃに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系では、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝が好ましい。その他の系でも、ＣｏＣｒＰｔＴａ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系では、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他にも、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ、ＣｏＣｒＰｔＭｏ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｅなどの材料をあげることができる。
【０１２６】
磁性層４ｃを形成する条件は、例えば次のようにする。
【０１２７】
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み酸化物を含まない材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０−４〜１０−７Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
【０１２８】
この際、スパッタガスの圧力は３Ｐａ以下であることが好ましい。
【０１２９】
また、酸化物を含まない磁性層４ｃを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、アルゴンのかわりにネオン、キセノン、クリプトンなどの不活性ガスを適宜用いることが可能である。また、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加してもかまわない。
【０１３０】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
【０１３１】
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して３体積％以下（より好ましくは１体積％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
【０１３２】
また、磁性層４ｃを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
【０１３３】
基板Ｂｉａｓは−５０Ｖ〜−４００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満であるばあい、効果が得られないため好ましくない。
【０１３４】
垂直磁性層４を形成した後、公知の方法、例えばスパッタ法、プラズマＣＶＤ法またはそれらの組み合わせを用いて保護層５、たとえばカーボンを主成分とする保護層５を形成する。
【０１３５】
さらに、保護層５上には必要に応じパーフルオロポリエーテルのフッ素系潤滑剤をディップ法、スピンコート法などを用いて塗布し、潤滑層６を形成する。
【０１３６】
図３は本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略図である。ここに示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成を有する磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、この磁気ヘッド１２を磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部１３と、記録再生信号処理系１４とを備えている。記録再生信号処理系１４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１２に送り、磁気ヘッド１２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることができるようになっている。本発明の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド１２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適したヘッドを用いることができる。
【０１３７】
上記磁気記録再生装置によれば、磁気記録媒体１０に本発明の磁気記録媒体を用いるので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができ、また熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができ、このため高密度記録に適した優れた磁気記録再生装置とすることができる。
【実施例】
【０１３８】
（実施例１）
洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板上にＣｒターゲットを用いて、１０ｎｍ密着層を成膜した。Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で２５ｎｍの軟磁性層を形成し、この上にＲｕ層を０．７ｎｍ成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を２５ｎｍ成膜して、軟磁性下地層２とした。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が６５（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
【０１３９】
上記軟磁性下地層２の上にＮｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜し、配向制御層３とした。
【０１４０】
配向制御層３の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層４ａをスパッタ圧力２Ｐａとして３ｎｍの厚さ形成した。この膜のＫｕは２．２×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは５００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１４１】
磁性層４ａの上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層７ａを０．３ｎｍの厚さで形成した。
【０１４２】
非磁性層７ａの上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層４ｂをスパッタ圧力２Ｐａとして４ｎｍの厚さで形成した。
【０１４３】
磁性層４ｂの上に、Ｒｕからなる非磁性層７ｂを０．３ｎｍの厚さで形成した。この膜のＫｕは４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは６００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１４４】
非磁性層７ｂの上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層４ｃを４ｎｍの厚さ形成した。この膜のＫｕは１．５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは４００（ｅｍｕ／ｃｃ）とした。
【０１４５】
ついでＣＶＤ法により膜厚３．０ｎｍの保護層５を形成した。次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層６を形成し、磁気記録媒体を得た。
【０１４６】
得られた磁気記録媒体の磁気特性を評価した。静磁気特性の評価は、Ｋｅｒｒ効果測定器を用いて、保磁力（Ｈｃ）、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を測定した。また、各記録層がフェロ結合していることを確認した。
【０１４７】
また、記録再生特性の評価は、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。ヘッドは、書き込みをシングルポール磁極、再生部にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
【０１４８】
Ｓ／Ｎ比は、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
【０１４９】
記録特性（ＯＷ）は、まず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分をとりだし、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１５０】
熱揺らぎ特性の評価は、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行ったあと、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）に基いて算出した。この式においてＳｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１００００秒後の再生出力を示す。結果を表１の実施例１の欄に示す。
【０１５１】
（実施例１−２、実施例１−３，比較例１）
実施例１に対して、非磁性層７ａを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を実施例１−２、実施例１に対して、非磁性層７ｂを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を実施例１−３、実施例１に対して非磁性層７ａおよび７ｂを成膜しなかった垂直磁気記録媒体を比較例１として磁気記録媒体を得た。結果を表１に示す。
【０１５２】
表1に示すとおり、非磁性層７ａまたは７ｂ（もしくは両方）が設けられていない実施例１−２、実施例１−３，比較例１に対して、実施例1は高記録密度に求められる高いＳ／ＮとＯＷ特性を有していることがわかった。
【０１５３】
（比較例２〜７）
実施例1に対して、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃのＫｕ値をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表１に示す。表1に示すとおり、磁性層のＫｕ値を本願発明の範囲内とすることにより、高記録密度に求められる高いＳ／ＮとＯＷ特性を有する磁気記録媒体が得られた。
【０１５４】
（実施例２〜３７）
実施例1に対して、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃの材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表２〜４に示す。
【０１５５】
（実施例３８〜６６）
実施例１に対して、非磁性層７ａ、７ｂの材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表５〜７に示す。
【０１５６】
（実施例６７〜７３）
実施例１に対して、軟磁性層の材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表８に示す。
【０１５７】
（実施例７４〜８５）
実施例１に対して、下地膜の材料と膜厚をかえた以外は実施例１に準じて垂直磁気記録媒体を得た。結果を表９〜１１に示す。
【０１５８】
（実施例８６〜８８）
実施例１に対して、磁性層の総数をかえた以外は実施例１に準じて垂直記録媒体を得た。結果を表１２に示す。
【０１５９】
表２〜１２に示すとおり、本願発明により、優れた電磁変換特性を有する、高記録密度に対応できる磁気記録媒体が得られた。
【０１６０】
【表１】
【０１６１】
【表２】
【０１６２】
【表３】
【０１６３】
【表４】
【０１６４】
【表５】
【０１６５】
【表６】
【０１６６】
【表７】
【０１６７】
【表８】
【０１６８】
【表９】
【０１６９】
【表１０】
【０１７０】
【表１１】
【０１７１】
【表１２】
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本願発明の磁気記録媒体を示す模式図である。
【図２】本願発明の磁性層および非磁性層の構造を示す模式図である。
【図３】本願発明の磁気記録再生装置を示す模式図である。
【図４】磁性層がＡＦＣ結合した際のＭ−Ｈループを示す。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 非磁性基板
２ 軟磁性下地層
３ 配向制御層
４ 垂直磁性層
５ 保護層
６ 潤滑層
４ａ 下層の磁性層
４ｂ 中層の磁性層
４ｃ 上層の磁性層
７ 非磁性層
７ａ、７ｂ 非磁性層
８ 非磁性下地層
１０ 磁気記録媒体
１１ 媒体駆動部
１２ 磁気ヘッド
１３ ヘッド駆動部
１４ 記録再生信号処理系
４１ 酸化物
４２ 磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体であって、前記垂直磁性層は基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成され、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を有し、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）が０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕが１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内であり、下層、中層、上層の磁性層はフェロ結合していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記中層のＫｕが、上層および下層の磁性層のＫｕよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記上層、中層、下層の磁性層のＫｕが、上層＜下層＜中層の関係にあることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記下層、中層、上層の磁性層の何れか１つ以上が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記下層、中層の磁性層が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であり、上層の磁性層が酸化物を含まない磁性層であることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
下層と中層の磁性層の間の非磁性層が、グラニュラー構造の非磁性層であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
中層を構成する磁性層の飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積（Ｍｓ×ｔ）が、下層および上層のＭｓ×ｔより大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
配向制御層と垂直磁性層の間に非磁性下地層が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が請求項１〜８の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
非磁性基板上に少なくとも、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層が設けられた磁気記録媒体であって、前記垂直磁性層は基板側から下層、中層、上層を含む３層以上から構成され、下層、中層、上層の磁性層を構成する磁性粒子が下層から上層まで連続した柱状晶であり、下層と中層の磁性層の間、または中層と上層の磁性層の間に非磁性層を有し、上層の磁気異方性定数（Ｋｕ）が０．８×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、中層のＫｕが２×１０６〜７×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内、下層のＫｕが１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内であり、下層、中層、上層の磁性層はフェロ結合していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記中層のＫｕが、上層および下層の磁性層のＫｕよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記上層、中層、下層の磁性層のＫｕが、上層＜下層＜中層の関係にあることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記下層、中層、上層の磁性層の何れか１つ以上が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記下層、中層の磁性層が、柱状の磁性粒子の周囲を酸化物が覆ったグラニュラー構造の磁性層であり、上層の磁性層が酸化物を含まない磁性層であることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
下層と中層の磁性層の間の非磁性層が、グラニュラー構造の非磁性層であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
中層を構成する磁性層の飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積（Ｍｓ×ｔ）が、下層および上層のＭｓ×ｔより大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
配向制御層と垂直磁性層の間に非磁性下地層が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が請求項１〜８の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−４９７４９（Ｐ２０１０−４９７４９Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１３４６９（Ｐ２００８−２１３４６９）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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