磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録再生装置
【課題】軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できる磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、軟磁性下地層は、複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である。
【解決手段】少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、軟磁性下地層は、複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法、並びに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。それに伴って高記録密度に適した磁気ヘッド及び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済むため、熱揺らぎ効果にも強い。このため、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】
また、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込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。こ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非磁性基板との間に、軟磁性材料からなる軟磁性下地層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間における磁束の出入りの効率を向上させた、いわゆる２層磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
すなわち、この２層磁気記録媒体には、軟磁性下地層の鏡像効果により、磁気記録ヘッドの主磁極からの記録磁界を強め、記録磁界を空間的に集中させて記録磁界の勾配を増大させる働きがある。
【０００６】
しかしながら、単に軟磁性下地層を設けた磁気記録媒体を用いただけでは、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、これらの特性に優れた磁気記録媒体が要望されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、非磁性基板上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜及び保護潤滑膜が設けられた垂直磁気記録媒体において、裏打ち磁性層を反強磁性結合させることにより、裏打磁性層の磁壁から発生する漏れ磁束が再生ヘッドに流入するのを防ぐとともに、裏打磁性層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を持つ垂直磁気記録媒体を実現することが記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、軟磁性層を複数層から形成し、各軟磁性層の間に分離層を設けることにより、軟磁性層の透磁率を高め、磁気記録層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を軟磁性層に引き込み、磁気記録層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すことが記載されている。
【０００９】
なお、特許文献３には、Ｆｅ：Ｃｏ＝６５：３５の軟磁性合金が記載されており、また、この合金にＴａを添加することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３１９２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２５０２２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３５１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置において、軟磁性下地層の磁壁から発生する漏れ磁束が磁気ヘッドに流入することを防止し、軟磁性下地層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を実現するためには、軟磁性下地層を複数層から構成し、各層を反強磁性結合（アンチ・フェロ・カップリング結合、以下、ＡＦＣ結合と呼ぶ。）させることが好ましい。
【００１１】
一方、磁気記録層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を軟磁性層に引き込み、磁気記録層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すためには、軟磁性下地層の透磁率を高める必要がある。
【００１２】
ここで、軟磁性下地層をＡＦＣ結合させる条件と、軟磁性下地層の透磁率を高める条件とは必ずしも一致しない。例えば、上記特許文献２に記載される構造では、軟磁性下地層を多層化して透磁率を高めているが、この構造は多層化した軟磁性層をＡＦＣ結合させているわけではない。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できる磁気記録媒体及びその製造方法、並びにそのような磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、
前記軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、
前記軟磁性下地層は、前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記軟磁性層は、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲で含むことを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記軟磁性下地層は、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いて反強磁性結合されていることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体。
（４） 少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含む軟磁性層を形成し、
前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合し、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である軟磁性下地層を形成し、
前記垂直磁性層側の軟磁性層をスパッタリング法で形成する際に、前記非磁性基板に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体、又は、前項（４）に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できるため、軟磁性下地層の磁壁から発生する漏れ磁束が磁気ヘッドに流入することを防止し、軟磁性下地層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を実現することが可能であり、また、垂直磁性層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を急峻に軟磁性層に引き込むことにより、垂直磁性層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。
【００１７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ある特定の軟磁性材料を用い、反強磁性結合が最も強くなる条件とは別の条件で軟磁性下地層を反強磁性結合させることにより、この軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
ここで、例えばＲｕからなるスペーサ層を、２層の５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ軟磁性層で挟み、このスペーサ層の層厚と軟磁性層のＡＦＣ結合力との関係を調べた結果を図１に示す。なお、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ合金は、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６５：３５の範囲で含み、これにＴａを１５原子％含有させた合金である。
【００１９】
図１に示すように、この軟磁性層のＡＦＣ結合力はＲｕ層厚によって変化し、Ｒｕ層厚を徐々に厚くするに従って、ＡＦＣ結合力が最も大きくなる第１ピークと、その後に第２ピークと、図示しないものの第３ピーク以降とが現れる。
【００２０】
通常、磁気記録媒体では、第１ピークの条件下でＡＦＣ結合させた軟磁性下地層を使用するが、本発明では、軟磁性下地層の透磁率を高めるため、第２ピーク以降の条件でＡＦＣ結合させた軟磁性下地層を使用する。
【００２１】
上述したように、軟磁性層のＡＦＣ結合条件と軟磁性層の透磁率とは、直接的な関係はない。すなわち、軟磁性層のＡＦＣ結合が強まれば、軟磁性層の透磁率が高まるわけではなく、逆に、軟磁性層のＡＦＣ結合を弱めればｍ軟磁性層の透磁率が高まるわけでもない。その結果、従来の磁気記録媒体の軟磁性下地層には、高いＡＦＣ結合性のみが考慮され、軟磁性層の透磁率を高めることについては考慮されていなかった。
【００２２】
そこで、本発明では、軟磁性下地層のＡＦＣ結合よりむしろ透磁率を高めることに着目し、磁気記録媒体の低ノイズ特性を実現し、なお且つ、磁気記録層（垂直磁性層）の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を急峻に軟磁性層に引き込むことが可能な磁気記録媒体を提供する。
【００２３】
すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体は、少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる基本構造を有しており、軟磁性層には、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含むＣｏＦｅＴａ系合金を採用している。そして、軟磁性下地層は、複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合（ＡＦＣ結合）されており、これにより、軟磁性下地層の透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明では、軟磁性層として、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲内で含む合金を使用することが好ましい。このような合金組成を採用することにより、軟磁性下地層の高い透磁率とＡＦＣ結合力とを両立させることが可能となる。
【００２５】
また、本発明では、軟磁性下地層の反強磁性結合として、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いることが好ましい。これにより、軟磁性下地層の高い透磁率とＡＦＣ結合力とを両立させることが可能となる。
【００２６】
図２は、本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示したものである。
この磁気記録媒体は、図２に示すように、非磁性基板１上に、スペーサ層２ｂによりＡＦＣ結合させた２層の軟磁性層２ａを含む軟磁性下地層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とを順次積層した構造を有している。
【００２７】
また、この磁気記録媒体において、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂの間、又は磁性層４ｂと磁性層４ｃの間に、非磁性層７ａ，７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。
【００２８】
非磁性基板１としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよく、例えば、ガラスや、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。また、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００２９】
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
【００３０】
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことが、磁気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。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。）であることが、磁気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。また、端面のチャンファー部の面取り部と、側面部と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。なお、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。
【００３１】
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板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く、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。
【００３２】
軟磁性下地層２は、上述したように、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含むものである。また、この軟磁性下地層２は、複数の軟磁性層２ａの間に挟まれるスペーサ層２ｂの厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されたものである。さらに、この軟磁性下地層２の透磁率は、１０００Ｈ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０００〜３０００Ｈ／ｍの範囲である。
【００３３】
軟磁性下地層２の軟磁性層２ａとしては、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲内で含む合金を使用することが好ましい。また、軟磁性下地層２の反強磁性結合としては、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いることが好ましい。
【００３４】
軟磁性下地層２の材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｔａの他、１０原子％以下の、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を添加してもよい。これらの添加元素は、軟磁性下地層２の透磁率を高めるために適宜添加すればよい。
【００３５】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは、１００Ｏｅ以下（好ましくは２０Ｏｅ以下。）とすることが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。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。
【００３６】
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）とすることが好ましい。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。
【００３７】
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）は、１５Ｔ・ｎｍ以上（好ましくは２５Ｔ・ｎｍ以上）であることが好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００３８】
軟磁性下地層２は、２層以上の軟磁性膜から構成されており、各層の軟磁性層２ａの間には、スペーサ層２ｂとしてＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚は、５Å程度以下で最も強いＡＦＣ結合となるため、本発明のように、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いる場合は、Ｒｕ膜の膜厚は、１３〜１８Å程度とすることが好ましい。
【００３９】
本発明では、上層（垂直磁性層４）側の軟磁性層２ａをスパッタリング法で成膜する脚に、非磁性基板１に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることが好ましい。非磁性基板１に負バイアスを加えると、スペーサ層２ｂのＲｕ等が軟磁性層２ａに僅かに拡散し、２層の軟磁性層２ａの結合が強固になり、より安定したＡＦＣ結合を得ることができる。
【００４０】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、この軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的又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）及びその近傍に、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、若しくは上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。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ため、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。
【００４１】
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４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。このような材料としては、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系合金が好ましく、またこれらの合金を多層化してもよい。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ことが好ましい。
【００４２】
例えば、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合金の中から選ばれる少なくとも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のうち少なくとも１種又は２種以上を含む非磁性材料であってもよい。この場合、配向制御層３としての効果を維持し、磁性を持たない範囲とするため、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００４３】
本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３の厚みを、多層の場合は合計の厚みで、５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）とすることが好ましい。配向制御層３の厚みが上記範囲であるとき、垂直磁性層４の垂直配向性が特に高くなり、且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。
【００４４】
一方、配向制御層３の厚み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ため好ましくない。また、配向制御層３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。
【００４５】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４や保護層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ためには、配向制御層３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録媒体の表面における凹凸を小さくし、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。
【００４６】
また、配向制御層３の成膜用のガスには、酸素や窒素などを導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いる場合には、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。
【００４７】
また、配向制御層３は、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に金属粒子が分散した構造であってもよい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００４８】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、又は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、又は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、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性及び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及び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、又は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、又は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。
【００４９】
また、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、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。
【００５０】
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ることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下とすることが好ましい。酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、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。
【００５１】
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
【００５２】
非磁性下地層８の厚みは、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及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００５３】
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、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００５４】
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。また、磁性粒子４２は、図３に示すように、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの磁性粒子４２の配向及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）を得ることができる。
【００５５】
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。すなわち、酸化物４１の含有量としては、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。
【００５６】
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ａを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃ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４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び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。
【００５７】
磁性層４ａ中の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の含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、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からである。
【００５８】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２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４２の結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気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。
【００５９】
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量を上記範囲としたのは、８ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるためである。一方、２０ａｔ％を超えると、磁性粒子４２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。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００６０】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００６１】
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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。
【００６２】
また、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４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６３】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛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％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）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）などを挙げることができる。
【００６４】
磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とし、更に酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。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。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。また、磁性層４ｂは、酸化物４１を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００６５】
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３に示すように、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及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。
【００６６】
磁性層４ｂ中の酸化物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。
【００６７】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ｂを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃ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４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２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。
【００６８】
磁性層４ｂ中の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の含有量が上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、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である。
【００６９】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２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４２の結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気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。
【００７０】
磁性層４ｂ中のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの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４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４２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及び記録再生特性が得られるためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００７１】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００７２】
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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。
【００７３】
また、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４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７４】
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ことが好ましく、図３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〜４ｃの磁性粒子４２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ことが好ましい。また、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、さらに結晶性及び配向性がより向上したものとなる。
【００７５】
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力が十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合には、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過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には、磁性粒子４２の分離及び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。
【００７６】
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲にある場合には、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更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ことができる。
【００７７】
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００７８】
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７９】
また、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。一方、１６ａｔ％を超えた場合には、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、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。
【００８０】
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。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。
【００８１】
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系などの材料を挙げることができる。
【００８２】
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］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
【００８３】
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］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
【００８４】
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。
【００８５】
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚み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には、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。
【００８６】
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することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすること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好ましい。
【００８７】
潤滑層６には、例えば、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ことが好ましい。
【００８８】
本発明では、非磁性基板１側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５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ことが好ましい。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。
【００８９】
また、本発明では、上記垂直磁性層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、上記磁性層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することができる。
【００９０】
また、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２では符号７ａ，７ｂで示す。）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、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。
【００９１】
すなわち、非磁性層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する各層の静磁結合を完全に切断しない範囲、具体的には０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とすることが好ましい。
【００９２】
本発明の３層以上の磁性層２ａが強磁性結合（フェロ・カップリング結合、以下、ＦＣ結合と呼ぶ。）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、磁気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。
【００９３】
但し、Ｒｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣ結合が生じる。本発明においては、ＡＦＣ結合ではなく各磁性層２ａがＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００９４】
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ことが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることができる。
【００９５】
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には、Ｃｏの含有量は、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。
【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、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などの合金も用いることができる。
【００９７】
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や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。この場合のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【００９８】
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としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００９９】
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、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。また、酸化物、金属窒化物、又は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。
【０１００】
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合には、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や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、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は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。
【０１０１】
図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、上記図２に示す構成を有する磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。また、記録再生信号処理系５４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５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。また、本発明を適用した磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド５２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磁気ヘッドを用いることができる。
【０１０２】
上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気記録媒体５０に本発明を適用した磁気記録媒体を採用することで、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】
【０１０３】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１０４】
（実施例１）
実施例１では、先ず、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、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１５ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【０１０５】
また、上側の軟磁性下地層を成膜するに際しては、ガラス基板に−２００Ｖの負バイアスを印加した。
【０１０６】
また、この軟磁性下地層の透磁率が７０００（Ｈ／ｍ）であること、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、並びに軟磁性下地層が２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いてＡＦＣ結合されていることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
【０１０７】
次に、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の層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。
【０１０８】
次に、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％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして層厚３ｎｍで成膜した。なお、この磁性層において、Ｋｕは２．２×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは５００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１０９】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１１０】
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして層厚４ｎｍで成膜した。
【０１１１】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。この磁性層において、Ｋｕは４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは６００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１１２】
次に、非磁性層の上に、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として磁性層を層厚４ｎｍで成膜した。この磁性層において、Ｋｕは１．５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは４００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１１３】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、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を成膜し、実施例１の磁気記録媒体を得た。
【０１１４】
（実施例２）
実施例２では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１６Ｔａ−３Ｚｒ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１６ａｔ％、Ｚｒ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１５】
（実施例３）
実施例３では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１４Ｔａ−３Ｂ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１６】
（実施例４）
実施例４では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１７】
（実施例５）
実施例５では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例２と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１８】
（実施例６）
実施例６では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例３と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１９】
（比較例１）
比較例１では、軟磁性下地層を、最も強い反強磁性結合条件とするためＲｕ層の層厚を０．５ｎｍとし、軟磁性下地層の透磁率を、３０００（Ｈ／ｍ）とした。また、軟磁性下地層を成膜する際に、ガラス基板に負バイアスを印加しなかった。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２０】
（比較例２）
比較例２では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１６Ｔａ−３Ｚｒ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１６ａｔ％、Ｚｒ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、比較例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２１】
（比較例３）
比較例３では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１４Ｔａ−３Ｂ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、比較例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２２】
そして、これら実施例１〜６及び比較例１〜３の磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【０１２３】
なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
一方、記録特性（ＯＷ）については、先ず、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取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
一方、熱揺らぎ特性について、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、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。なお、この式中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
表１に示すように、本発明の範囲である実施例１〜６の磁気記録媒体は、本発明の範囲外である比較例１〜３の磁気記録媒体に比べて、軟磁性下地層の透磁率が高く、何れも１０００Ｈ／ｍ以上を示していることがわかる。また、実施例１〜６の磁気記録媒体は、比較例１〜３の磁気記録媒体よりも記録再生特性に優れていることがわかる。以上のように、本発明によれば、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】軟磁性下地層のＲｕ層の厚さとＡＦＣ結合力との関係を示す特性図である。
【図２】本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示す断面図である。
【図４】磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…非磁性基板
２…軟磁性下地層
２ａ…磁性層
２ｂ…スペーサ層
３…配向制御層
４…垂直磁性層
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…中層の磁性層
４ｃ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…非磁性層
８…非磁性下地層
７ａ…下層の非磁性層
７ｂ…上層の非磁性層
４１…酸化物
４２…磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）
５０…磁気記録媒体
５１…媒体駆動部
５２…磁気ヘッド
５３…ヘッド駆動部
５４…記録再生信号処理系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法、並びに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。それに伴って高記録密度に適した磁気ヘッド及び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済むため、熱揺らぎ効果にも強い。このため、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】
また、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込み能力に優れた単磁極ヘッドを用いることが検討されている。こ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非磁性基板との間に、軟磁性材料からなる軟磁性下地層を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間における磁束の出入りの効率を向上させた、いわゆる２層磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
すなわち、この２層磁気記録媒体には、軟磁性下地層の鏡像効果により、磁気記録ヘッドの主磁極からの記録磁界を強め、記録磁界を空間的に集中させて記録磁界の勾配を増大させる働きがある。
【０００６】
しかしながら、単に軟磁性下地層を設けた磁気記録媒体を用いただけでは、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、これらの特性に優れた磁気記録媒体が要望されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、非磁性基板上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜及び保護潤滑膜が設けられた垂直磁気記録媒体において、裏打ち磁性層を反強磁性結合させることにより、裏打磁性層の磁壁から発生する漏れ磁束が再生ヘッドに流入するのを防ぐとともに、裏打磁性層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を持つ垂直磁気記録媒体を実現することが記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、軟磁性層を複数層から形成し、各軟磁性層の間に分離層を設けることにより、軟磁性層の透磁率を高め、磁気記録層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を軟磁性層に引き込み、磁気記録層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すことが記載されている。
【０００９】
なお、特許文献３には、Ｆｅ：Ｃｏ＝６５：３５の軟磁性合金が記載されており、また、この合金にＴａを添加することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３１９２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２５０２２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３５１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置において、軟磁性下地層の磁壁から発生する漏れ磁束が磁気ヘッドに流入することを防止し、軟磁性下地層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を実現するためには、軟磁性下地層を複数層から構成し、各層を反強磁性結合（アンチ・フェロ・カップリング結合、以下、ＡＦＣ結合と呼ぶ。）させることが好ましい。
【００１１】
一方、磁気記録層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を軟磁性層に引き込み、磁気記録層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すためには、軟磁性下地層の透磁率を高める必要がある。
【００１２】
ここで、軟磁性下地層をＡＦＣ結合させる条件と、軟磁性下地層の透磁率を高める条件とは必ずしも一致しない。例えば、上記特許文献２に記載される構造では、軟磁性下地層を多層化して透磁率を高めているが、この構造は多層化した軟磁性層をＡＦＣ結合させているわけではない。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できる磁気記録媒体及びその製造方法、並びにそのような磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、
前記軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、
前記軟磁性下地層は、前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記軟磁性層は、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲で含むことを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記軟磁性下地層は、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いて反強磁性結合されていることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体。
（４） 少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含む軟磁性層を形成し、
前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合し、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である軟磁性下地層を形成し、
前記垂直磁性層側の軟磁性層をスパッタリング法で形成する際に、前記非磁性基板に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体、又は、前項（４）に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できるため、軟磁性下地層の磁壁から発生する漏れ磁束が磁気ヘッドに流入することを防止し、軟磁性下地層中に存在する磁壁が容易に動かないように固定し、低ノイズ特性を実現することが可能であり、また、垂直磁性層の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を急峻に軟磁性層に引き込むことにより、垂直磁性層に記録された磁気を安定化させ、また磁気ヘッドからの書き込み磁場をより効果的に引き出すことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。
【００１７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ある特定の軟磁性材料を用い、反強磁性結合が最も強くなる条件とは別の条件で軟磁性下地層を反強磁性結合させることにより、この軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
ここで、例えばＲｕからなるスペーサ層を、２層の５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ軟磁性層で挟み、このスペーサ層の層厚と軟磁性層のＡＦＣ結合力との関係を調べた結果を図１に示す。なお、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ合金は、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６５：３５の範囲で含み、これにＴａを１５原子％含有させた合金である。
【００１９】
図１に示すように、この軟磁性層のＡＦＣ結合力はＲｕ層厚によって変化し、Ｒｕ層厚を徐々に厚くするに従って、ＡＦＣ結合力が最も大きくなる第１ピークと、その後に第２ピークと、図示しないものの第３ピーク以降とが現れる。
【００２０】
通常、磁気記録媒体では、第１ピークの条件下でＡＦＣ結合させた軟磁性下地層を使用するが、本発明では、軟磁性下地層の透磁率を高めるため、第２ピーク以降の条件でＡＦＣ結合させた軟磁性下地層を使用する。
【００２１】
上述したように、軟磁性層のＡＦＣ結合条件と軟磁性層の透磁率とは、直接的な関係はない。すなわち、軟磁性層のＡＦＣ結合が強まれば、軟磁性層の透磁率が高まるわけではなく、逆に、軟磁性層のＡＦＣ結合を弱めればｍ軟磁性層の透磁率が高まるわけでもない。その結果、従来の磁気記録媒体の軟磁性下地層には、高いＡＦＣ結合性のみが考慮され、軟磁性層の透磁率を高めることについては考慮されていなかった。
【００２２】
そこで、本発明では、軟磁性下地層のＡＦＣ結合よりむしろ透磁率を高めることに着目し、磁気記録媒体の低ノイズ特性を実現し、なお且つ、磁気記録層（垂直磁性層）の磁化遷移領域の漏れ磁場や磁気ヘッドからの磁場を急峻に軟磁性層に引き込むことが可能な磁気記録媒体を提供する。
【００２３】
すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体は、少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる基本構造を有しており、軟磁性層には、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含むＣｏＦｅＴａ系合金を採用している。そして、軟磁性下地層は、複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合（ＡＦＣ結合）されており、これにより、軟磁性下地層の透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明では、軟磁性層として、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲内で含む合金を使用することが好ましい。このような合金組成を採用することにより、軟磁性下地層の高い透磁率とＡＦＣ結合力とを両立させることが可能となる。
【００２５】
また、本発明では、軟磁性下地層の反強磁性結合として、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いることが好ましい。これにより、軟磁性下地層の高い透磁率とＡＦＣ結合力とを両立させることが可能となる。
【００２６】
図２は、本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示したものである。
この磁気記録媒体は、図２に示すように、非磁性基板１上に、スペーサ層２ｂによりＡＦＣ結合させた２層の軟磁性層２ａを含む軟磁性下地層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とを順次積層した構造を有している。
【００２７】
また、この磁気記録媒体において、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含み、磁性層４ａと磁性層４ｂの間、又は磁性層４ｂと磁性層４ｃの間に、非磁性層７ａ，７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ，７ｂとが交互に積層された構造を有している。
【００２８】
非磁性基板１としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよく、例えば、ガラスや、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。また、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００２９】
ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができ、アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。
【００３０】
非磁性基板１は、その平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であるとことが、磁気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。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。）であることが、磁気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。また、端面のチャンファー部の面取り部と、側面部と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。なお、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。
【００３１】
また、非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。この場合、非磁性基板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く、これにより、これらを抑制することが可能となる。なお、密着層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層の厚みは２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。
【００３２】
軟磁性下地層２は、上述したように、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含むものである。また、この軟磁性下地層２は、複数の軟磁性層２ａの間に挟まれるスペーサ層２ｂの厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されたものである。さらに、この軟磁性下地層２の透磁率は、１０００Ｈ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０００〜３０００Ｈ／ｍの範囲である。
【００３３】
軟磁性下地層２の軟磁性層２ａとしては、Ｆｅ：Ｃｏ（原子比）を６０：４０〜７０：３０の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲内で含む合金を使用することが好ましい。また、軟磁性下地層２の反強磁性結合としては、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いることが好ましい。
【００３４】
軟磁性下地層２の材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｔａの他、１０原子％以下の、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を添加してもよい。これらの添加元素は、軟磁性下地層２の透磁率を高めるために適宜添加すればよい。
【００３５】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは、１００Ｏｅ以下（好ましくは２０Ｏｅ以下。）とすることが好ましい。なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。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。
【００３６】
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）とすることが好ましい。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。
【００３７】
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）は、１５Ｔ・ｎｍ以上（好ましくは２５Ｔ・ｎｍ以上）であることが好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
【００３８】
軟磁性下地層２は、２層以上の軟磁性膜から構成されており、各層の軟磁性層２ａの間には、スペーサ層２ｂとしてＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚は、５Å程度以下で最も強いＡＦＣ結合となるため、本発明のように、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いる場合は、Ｒｕ膜の膜厚は、１３〜１８Å程度とすることが好ましい。
【００３９】
本発明では、上層（垂直磁性層４）側の軟磁性層２ａをスパッタリング法で成膜する脚に、非磁性基板１に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることが好ましい。非磁性基板１に負バイアスを加えると、スペーサ層２ｂのＲｕ等が軟磁性層２ａに僅かに拡散し、２層の軟磁性層２ａの結合が強固になり、より安定したＡＦＣ結合を得ることができる。
【００４０】
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、この軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的又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）及びその近傍に、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、若しくは上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。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ため、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。
【００４１】
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４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。このような材料としては、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系合金が好ましく、またこれらの合金を多層化してもよい。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ことが好ましい。
【００４２】
例えば、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合金の中から選ばれる少なくとも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のうち少なくとも１種又は２種以上を含む非磁性材料であってもよい。この場合、配向制御層３としての効果を維持し、磁性を持たない範囲とするため、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜９６ａｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００４３】
本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３の厚みを、多層の場合は合計の厚みで、５〜４０ｎｍ（好ましくは８〜３０ｎｍ。）とすることが好ましい。配向制御層３の厚みが上記範囲であるとき、垂直磁性層４の垂直配向性が特に高くなり、且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。
【００４４】
一方、配向制御層３の厚み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ため好ましくない。また、配向制御層３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。
【００４５】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４や保護層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ためには、配向制御層３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録媒体の表面における凹凸を小さくし、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。
【００４６】
また、配向制御層３の成膜用のガスには、酸素や窒素などを導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いる場合には、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。
【００４７】
また、配向制御層３は、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に金属粒子が分散した構造であってもよい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００４８】
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、又は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、又は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、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性及び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及び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、又は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、又は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。
【００４９】
また、配向制御層３と垂直磁性層４の間には、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。
【００５０】
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ることが好ましい。Ｃｒの含有量は、２５ａｔ％（原子％）以上５０ａｔ％以下とすることが好ましい。酸化物４１としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。酸化物の含有量としては、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。
【００５１】
また、非磁性下地層８は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。さらに、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、結晶成長の観点からＰｔを添加してもよい。
【００５２】
非磁性下地層８の厚みは、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及びＨｎの低下が生じるために好ましくない。
【００５３】
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、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを好適に用いることができる。また、磁性層４ａは、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００５４】
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。また、磁性粒子４２は、図３に示すように、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を有することにより、磁性層４ａの磁性粒子４２の配向及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）を得ることができる。
【００５５】
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量及び磁性層４ａの成膜条件が重要となる。すなわち、酸化物４１の含有量としては、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。
【００５６】
磁性層４ａ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ａを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃ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４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の分離及び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。
【００５７】
磁性層４ａ中の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の含有量を上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、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からである。
【００５８】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２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４２の結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気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。
【００５９】
磁性層４ａ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量を上記範囲としたのは、８ａｔ％未満であると、垂直磁性層４に必要な磁気異方性定数Ｋｕが低くなるためである。一方、２０ａｔ％を超えると、磁性粒子４２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。したがって、高密度記録に適した熱揺らぎ特性及び記録再生特性を得るためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００６０】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００６１】
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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。
【００６２】
また、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４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００６３】
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛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％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）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）などを挙げることができる。
【００６４】
磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とし、更に酸化物４１を含んだ材料からなることが好ましい。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。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。また、磁性層４ｂは、酸化物４１を２種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを好適に用いることができる。
【００６５】
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３に示すように、磁性層４ａ，４ｂ、更には磁性層４ｃを上下に貫いた柱状構造を形成していることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ｂの磁性粒子４２の配向及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。
【００６６】
磁性層４ｂ中の酸化物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。
【００６７】
磁性層４ｂ中の酸化物４１の含有量として上記範囲が好ましいのは、この磁性層４ｂを形成した際、磁性粒子４２の周りに酸化物４１が析出し、磁性粒子４２の孤立化及び微細化が可能となるためである。一方、酸化物４１の含有量が上記範囲を超えた場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留し、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損ね、更には磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａ〜４ｃ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４１の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２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。
【００６８】
磁性層４ｂ中の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の含有量が上記範囲としたのは、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎず、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である。
【００６９】
一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２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４２の結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなり過ぎ、データを記録する際、磁気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。
【００７０】
磁性層４ｂ中のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの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４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４２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及び記録再生特性が得られるためには、Ｐｔの含有量を上記範囲とすることが好ましい。
【００７１】
また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性及び配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。一方、Ｐｔの含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００７２】
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物４１の他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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。
【００７３】
また、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４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００７４】
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ことが好ましく、図３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〜４ｃの磁性粒子４２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ことが好ましい。また、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、さらに結晶性及び配向性がより向上したものとなる。
【００７５】
磁性層４ｃ中のＣｒの含有量は、１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を上記範囲とすることで、データの再生時における出力が十分確保でき、更に良好な熱揺らぎ特性を得ることができる。一方、Ｃｒの含有量が上記範囲を超える場合には、磁性層４ｃの磁化が小さくなり過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には、磁性粒子４２の分離及び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。
【００７６】
また、磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｃ中のＰｔの含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が上記範囲にある場合には、高記録密度に適した十分な保磁力を得ることができ、更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ことができる。
【００７７】
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｃ中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性及び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の含有量が上記範囲未満である場合には、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。
【００７８】
磁性層４ｃは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子４２の微細化を促進、又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及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００７９】
また、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。一方、１６ａｔ％を超えた場合には、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、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。
【００８０】
磁性層４ｃに適した材料としては、特に、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系を挙げることできる。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。
【００８１】
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系などの材料を挙げることができる。
【００８２】
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］未満である場合には、記録再生特性、特に周波数特性が不良となり、また、熱揺らぎ特性も悪くなるため、高密度記録媒体として好ましくない。
【００８３】
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］未満である場合には、熱揺らぎ耐性に劣るため好ましくない。
【００８４】
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。
【００８５】
垂直磁性層４の厚みは、５〜２０ｎｍとすることが好ましい。垂直磁性層４の厚み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には、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。
【００８６】
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することができ、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすること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好ましい。
【００８７】
潤滑層６には、例えば、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ことが好ましい。
【００８８】
本発明では、非磁性基板１側の磁性層をグラニュラー構造の磁性層とし、保護層５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ことが好ましい。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。
【００８９】
また、本発明では、上記垂直磁性層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、上記磁性層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することができる。
【００９０】
また、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２では符号７ａ，７ｂで示す。）を設けることが好ましい。非磁性層７を適度な厚みで設けることで、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。
【００９１】
すなわち、非磁性層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する各層の静磁結合を完全に切断しない範囲、具体的には０．１ｎｍ以上２ｎｍ以下（より好ましくは０．１以上０．８ｎｍ以下）とすることが好ましい。
【００９２】
本発明の３層以上の磁性層２ａが強磁性結合（フェロ・カップリング結合、以下、ＦＣ結合と呼ぶ。）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、磁気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。
【００９３】
但し、Ｒｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でＡＦＣ結合が生じる。本発明においては、ＡＦＣ結合ではなく各磁性層２ａがＦＣで静磁結合していることが必須である。
【００９４】
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ことが好ましい。具体的には、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることができる。
【００９５】
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には、Ｃｏの含有量は、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。
【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、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などの合金も用いることができる。
【００９７】
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や配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属や合金などを使用することもできる。具体的には、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ又はそれらの合金を用いることができる。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。）などを好適に用いることが可能である。この場合のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【００９８】
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としては、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物中に分散した構造のものを用いることが好ましい。さらに、この金属粒子が非磁性層７を上下に貫いた柱状構造を有することがより好ましい。このような構造とするためには、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、金属窒化物として、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなど、金属炭化物として、例えば、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどをそれぞれ用いることができる。さらに、例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを用いることができる。
【００９９】
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、又は金属炭化物の含有量としては、垂直磁性膜の結晶成長や結晶配向を損なわない含有量であることが好ましい。また、酸化物、金属窒化物、又は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。
【０１００】
この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合には、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性や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、又は金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が非磁性層７を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、この非磁性層７の上に形成された磁性層の結晶性や配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。一方、この非磁性層７中の酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合には、酸化物、金属窒化物、又は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。
【０１０１】
図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。
この磁気記録再生装置は、上記図２に示す構成を有する磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。また、記録再生信号処理系５４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５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。また、本発明を適用した磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド５２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磁気ヘッドを用いることができる。
【０１０２】
上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気記録媒体５０に本発明を適用した磁気記録媒体を採用することで、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】
【０１０３】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１０４】
（実施例１）
実施例１では、先ず、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、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１５Ｔａ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１５ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【０１０５】
また、上側の軟磁性下地層を成膜するに際しては、ガラス基板に−２００Ｖの負バイアスを印加した。
【０１０６】
また、この軟磁性下地層の透磁率が７０００（Ｈ／ｍ）であること、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、並びに軟磁性下地層が２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いてＡＦＣ結合されていることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
【０１０７】
次に、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の層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。
【０１０８】
次に、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％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして層厚３ｎｍで成膜した。なお、この磁性層において、Ｋｕは２．２×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは５００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１０９】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１１０】
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして層厚４ｎｍで成膜した。
【０１１１】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。この磁性層において、Ｋｕは４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは６００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１１２】
次に、非磁性層の上に、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として磁性層を層厚４ｎｍで成膜した。この磁性層において、Ｋｕは１．５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）、Ｍｓは４００（ｅｍｕ／ｃｃ）であった。
【０１１３】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、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を成膜し、実施例１の磁気記録媒体を得た。
【０１１４】
（実施例２）
実施例２では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１６Ｔａ−３Ｚｒ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１６ａｔ％、Ｚｒ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１５】
（実施例３）
実施例３では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１４Ｔａ−３Ｂ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１６】
（実施例４）
実施例４では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１７】
（実施例５）
実施例５では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例２と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１８】
（実施例６）
実施例６では、軟磁性下地層を構成する上層の軟磁性層（Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ）を成膜する際に、ガラス基板に−３００Ｖの負バイアスを加えた。それ以外は、実施例３と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１９】
（比較例１）
比較例１では、軟磁性下地層を、最も強い反強磁性結合条件とするためＲｕ層の層厚を０．５ｎｍとし、軟磁性下地層の透磁率を、３０００（Ｈ／ｍ）とした。また、軟磁性下地層を成膜する際に、ガラス基板に負バイアスを印加しなかった。それ以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２０】
（比較例２）
比較例２では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１６Ｔａ−３Ｚｒ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１６ａｔ％、Ｚｒ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、比較例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２１】
（比較例３）
比較例３では、密着層の上に、５５Ｆｅ−３０Ｃｏ−１４Ｔａ−３Ｂ｛Ｆｅ含有量５５ａｔ％、Ｃｏ含有量３０ａｔ％、Ｔａ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚１．６ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍ成膜して、これを軟磁性下地層とした。それ以外は、比較例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１２２】
そして、これら実施例１〜６及び比較例１〜３の磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【０１２３】
なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
一方、記録特性（ＯＷ）については、先ず、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取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
一方、熱揺らぎ特性について、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、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。なお、この式中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
表１に示すように、本発明の範囲である実施例１〜６の磁気記録媒体は、本発明の範囲外である比較例１〜３の磁気記録媒体に比べて、軟磁性下地層の透磁率が高く、何れも１０００Ｈ／ｍ以上を示していることがわかる。また、実施例１〜６の磁気記録媒体は、比較例１〜３の磁気記録媒体よりも記録再生特性に優れていることがわかる。以上のように、本発明によれば、軟磁性下地層の高い透磁率と反強磁性結合との両方を実現できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】軟磁性下地層のＲｕ層の厚さとＡＦＣ結合力との関係を示す特性図である。
【図２】本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示す断面図である。
【図４】磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…非磁性基板
２…軟磁性下地層
２ａ…磁性層
２ｂ…スペーサ層
３…配向制御層
４…垂直磁性層
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…中層の磁性層
４ｃ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…非磁性層
８…非磁性下地層
７ａ…下層の非磁性層
７ｂ…上層の非磁性層
４１…酸化物
４２…磁性粒子（層７ａ，７ｂにおいては非磁性粒子）
５０…磁気記録媒体
５１…媒体駆動部
５２…磁気ヘッド
５３…ヘッド駆動部
５４…記録再生信号処理系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、
前記軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、
前記軟磁性下地層は、前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性層は、Ｆｅ：Ｃｏを６０：４０〜７０：３０（原子比）の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲で含む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】
前記軟磁性下地層は、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いて反強磁性結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含む軟磁性層を形成し、
前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合し、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である軟磁性下地層を形成し、
前記垂直磁性層側の軟磁性層をスパッタリング法で形成する際に、前記非磁性基板に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気記録媒体、又は、請求項４に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とが積層されてなる磁気記録媒体であって、
前記軟磁性層は、Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含み、
前記軟磁性下地層は、前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合されており、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性層は、Ｆｅ：Ｃｏを６０：４０〜７０：３０（原子比）の範囲で含み、さらにＴａを１３〜１６原子％の範囲で含む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】
前記軟磁性下地層は、２番目に現れる反強磁性結合力のピークを用いて反強磁性結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
少なくとも非磁性基板の上に、複数の軟磁性層を反強磁性結合させた軟磁性下地層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層とを積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
Ｆｅを第１の主成分、Ｃｏを第２の主成分として、さらにＴａを含む軟磁性層を形成し、
前記複数の軟磁性層の間に挟まれるスペーサ層の厚みによって変化する反強磁性結合力の２番目以降に現れるピークを用いて反強磁性結合し、なお且つ、その透磁率が１０００Ｈ／ｍ以上である軟磁性下地層を形成し、
前記垂直磁性層側の軟磁性層をスパッタリング法で形成する際に、前記非磁性基板に−１５０〜−４００Ｖの範囲で負バイアスを加えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気記録媒体、又は、請求項４に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備え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２０１０−１２９１６５（Ｐ２０１０−１２９１６５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０６６５５（Ｐ２００８−３０６６５５）
【出願日】平成２０年１２月１日（２００８．１２．１）
【出願人】（５０８２２２６８９）ショウワデンコウ エイチディ シンガポール ピーティイー リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１日（２００８．１２．１）
【出願人】（５０８２２２６８９）ショウワデンコウ エイチディ シンガポール ピーティイー リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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