磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
【課題】Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることによって、更なる高記録密度化を可能とした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、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て主に垂直に配向した垂直磁性層４とを積層してなる磁気記録媒体において、垂直磁性層４を２層以上の磁性層４ａ，４ｂから構成し、当該磁性層４ａ，４ｂの間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置する。
【解決手段】少なくとも非磁性基板の上に、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て主に垂直に配向した垂直磁性層４とを積層してなる磁気記録媒体において、垂直磁性層４を２層以上の磁性層４ａ，４ｂから構成し、当該磁性層４ａ，４ｂの間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも非磁性基板の上に、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、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置に関する。
【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化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、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と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、上述した裏打ち層を単に設けた磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置では、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。
【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との両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかしながら、この２項目は相反する関係を有しているため、一方を向上させれば、一方が不充分となり、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に、３層の磁性層を、非磁性層等を用いてＡＦＣ（アンチ・フェロ・カップリング）結合させることにより、合成Ｍｒｔ並びに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（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００８】
具体的に、この特許文献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。
【０００９】
また、特許文献２には、熱安定性を損ねることなく記録容易性の向上が可能な垂直磁気記録媒体を提供するため、少なくとも非磁性基体の上に、軟磁性裏打ち層、下地層、及び２層の磁気記録層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、グラニュラー構造を有する第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に、Ｆｅ、Ｒｕ等を用いた結合層を配置することが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７６４１０号公報
【特許文献２】特開２００８−２８７８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は留まることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に記録再生特性を高めること、並びに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には、上記特許文献１、２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させることが考えられる。しかしながら、磁化反転の容易化には限界があり、今後の磁気記録媒体の高記録密度化においてはＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）の低下、Ｓ／Ｎの悪化が問題となってきている。
【００１２】
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、Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることによって、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた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】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、少なくとも非磁性基板の上に、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において、垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置することによって、フェロ結合、アンチフェロ結合した磁性層の磁化反転を起こし易くできることを見出した。
【００１４】
また、本発明者の検討によると、これは、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層を設けることにより、磁性層間の反転エネルギーがより伝わり易くなり、磁性層間の結合力が強まり、磁性層の磁化反転がよりスムーズになること、また、Ｆｅは強磁性であるため磁気ヘッドからの磁界を磁性層に引き込む効果があり、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層を設けることにより、磁性層間に配置された当該合金層によるスペーシングロスを低減する効果があることに起因すると考えられる。
【００１５】
本発明者は、以上のような知見に基づいて、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、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、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であって、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置したことを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記非磁性材料が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記合金層は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む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） 前記磁性層を構成する結晶粒子が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（５） 前記垂直磁性層が、グラニュラー構造を有する磁性層を含むことを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（６） 前記グラニュラー構造を有する磁性層に接して前記合金層が配置されていることを特徴とする前項（５）に記載の磁気記録媒体。
（７） 前記合金層を挟んだ前記基板側にグラニュラー構造の磁性層が、前記基板とは反対側に非グラニュラー構造の磁性層が配置されていることを特徴とする前項（４）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（８） 前項（１）〜（７）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
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】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることができるため、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】図１に示す磁気記録媒体の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体及び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。
【００１９】
（磁気記録媒体）
本発明を適用した磁気記録媒体は、例えば図１に示すように、非磁性基板１の上に、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とを順次積層した構造を有している。
【００２０】
このうち、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、図２に拡大して示すように、垂直磁性層４を少なくとも２層の磁性層４ａ，４ｂで構成し、これら磁性層４ａ，４ｂの間に、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置した構造を有している。すなわち、この垂直磁性層４は、非磁性基板１側から順に、下層の磁性層４ａと、合金層７と、上層の磁性層４ｂとを積層した構造を有している。
【００２１】
本発明では、このような構成を採用することにより、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることが可能である。
【００２２】
すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体では、２層の磁性層４ａ，４ｂ間に配置されたＦｅと非磁性材料とを含む合金層７によって、これらの磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させ、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転を起こし易くしている。
【００２３】
また、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置することにより、磁性層４ａ，４ｂ間の反転エネルギーがより伝わり易くなり、この磁性層４ａ，４ｂ間の結合力が強まり、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転がよりスムーズとなる。
【００２４】
さらに、Ｆｅは強磁性であるため、磁気ヘッドからの磁界を磁性層４ａ，４ｂに引き込む効果がある。このため、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を設けることにより、この磁性層４ａ，４ｂ間に配置された当該合金層７によるスペーシングロスを低減することができる。
【００２５】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、上記非磁性材料として、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上を含む合金層７を用いることが好ましい。また、上記合金層７は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含むことが好ましい。
【００２６】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、上記垂直磁性層がグラニュラー構造を有する磁性層を含むことが好ましい。また、このグラニュラー構造を有する磁性層に接して上記合金層が配置されていることが好ましい。
【００２７】
本発明を適用した磁気記録媒体では、このような構造を採用することにより、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転をよりスムーズなものとすることが可能となり、また合金層７によるスペーシングロスを低減する効果をより高めることが可能である。
【００２８】
また、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７は、このＦｅと非磁性材料とを積層した複層構造とした場合、両層は非常に薄いため（共に１ｎｍ以下）、両層が明確に分離されずに単層として検出される可能性がある。一方、この合金層７をＦｅと非磁性材料とを含む単層構造とした場合には、上述した複層構造とする場合よりも生産性が高まるだけでなく、相互拡散を誘発する複層構造よりも単層構造とした方がＦｅと非磁性材料とが複合的に作用し、上記合金層７による特性が安定すると考えられる。
【００２９】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、合金層７を挟んだ非磁性基板１側の磁性層４ａをグラニュラー構造とし、保護層５側の磁性層４ｂを、酸化物を含まない非グラニュラー構造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。
【００３０】
なお、本発明では、上記垂直磁性層４を３層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、グラニュラー構造の磁性層４ａを２層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｂを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｂを２層構造として、グラニュラー構造の磁性層４ａの上に設けた構成とすることができる。
【００３１】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体の各構成について具体的に説明する。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面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。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。
【００３６】
軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、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。
【００３７】
また、軟磁性下地層２としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、又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ることができる。
【００３８】
その他にも、軟磁性下地層２としては、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。この具体的な材料としては、例えば、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・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特性が悪化するため好ましくない。
【００４２】
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層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となり、このようなＡＦＣ構造を採用することで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
配向制御層３の厚みは、多層の場合は合計の厚みで、５〜４０ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは８〜３０ｎｍである。配向制御層３の厚みが上記範囲にあるとき、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ため、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。
【００４７】
これに対して、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。一方、配向制御層３の厚み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ことになる。
【００４８】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４及び保護層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。この配向制御層３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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、これらの酸化物を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。
【００５７】
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、いわゆるグラニュラー構造を有することが好ましい。また、磁性粒子４２は、図２に拡大して示すように、下層の磁性層４ａ、合金層７、上層の磁性層４ｂ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。
【００５８】
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。
【００５９】
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，４ｂ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。
【００６０】
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。
【００６１】
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ＯＷ特性となるため好ましくない。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
磁性層４ａのＫｕは、１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲とすることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲未満であると、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。一方、Ｋｕの値が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Ｓ／Ｎ比の低下がみられるために好ましくない。
【００６７】
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）などの基本組成を有して、その組成比を適宜選択した材料を挙げることができる。
【００６８】
合金層７は、Ｆｅと非磁性材料とを含むものであり、このうち、Ｆｅは、上述したように、磁性層４ａ，４ｂ間の反転エネルギーがより伝わり易くし、この磁性層４ａ，４ｂ間の結合力を高め、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転をよりスムーズにする働きがある。また、Ｆｅは、強磁性であるため、磁気ヘッドからの磁界を磁性層に引き込む効果があり、磁性層４ａ，４ｂ間に配置された当該合金層７によるスペーシングロスを低減する効果がある。
【００６９】
一方、非磁性材料は、磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させ、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転を起こし易くする効果がある。また、非磁性材料としては、Ｒｕが上記磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させるのに適している。また、ｈｃｐ構造であるため、磁性層４ａ，４ｂを格子整合させるのに適している。それ以外では、非磁性材料として、例えば、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどを用いることができる。
【００７０】
また、合金層７は、これらＦｅと非磁性材料とを含む合金の磁気特性が強磁性となる範囲であることが好ましく、具体的には、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む合金とすることが好ましい。
【００７１】
合金層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂの静磁結合を完全に切断しない範囲とすることが好ましい。そして、本発明では、これら磁性層４ａ，４ｂがフェロカップリングし、また、アンチフェロカップリングする厚みとすることが好ましい。具体的には、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上４ｎｍ以下である。また、ＦｅＲｕ合金を用いた場合には、磁性材料にもよるが、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でアンチフェロカップリングが生じ、この範囲外で、フェロカップリングが生ずる。本発明は、特にフェロカップリングした磁性層４ａ，４ｂに適用することが好ましい。
【００７２】
磁性層４ｂ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２に示すように、層中の磁性粒子が磁性層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。
【００７３】
磁性層４ｂ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４ｂ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。
【００７４】
また、磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｂ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。
【００７５】
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｂ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。
【００７６】
磁性層４ｂ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。
【００７７】
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、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子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。
【００７８】
磁性層４ｂ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。
【００７９】
磁性層４ｂ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。
【００８０】
磁性層４ｂのＫｕは、１×１０６〜５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲未満であると、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。一方、Ｋｕの値が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Ｓ／Ｎ比の低下がみられるために好ましくない。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
（磁気記録再生装置）
図３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１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。
【００８８】
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。
【００８９】
上記磁気記録再生装置では、本発明を適用した磁気記録媒体５０を用いることで、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）を得ることができるため、高密度記録化に適した磁気記録媒体を備える優れた磁気記録再生装置とすることが可能である。
【実施例】
【００９０】
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。
【００９１】
（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、ＣｒＴｉターゲットを用いて厚み１０ｎｍの密着層を成膜した。
【００９２】
次に、この密着層の上に、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、厚み２０ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を厚み０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を厚み２０ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【００９３】
次に、軟磁性下地層の上に、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６ｎｍ、２０ｎｍの厚みで順に成膜し、これを配向制御層とした。なお、Ｒｕ層は、最初はスパッタ圧力を０．６Ｐａの低圧で、最後はスパッタ圧力を１Ｐａの高圧でスパッタ成膜した。
【００９４】
次に、配向制御層の上に、（６０Ｃｏ４０Ｃｒ）８６−（ＳｉＯ２）１４｛Ｃｒ含有量４０ａｔ％、残部Ｃｏの合金を８６ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を１４ｍｏｌ％｝の組成の非磁性下地層をスパッタ圧力を２Ｐａとして厚み３ｎｍで成膜した。そして、この非磁性層下地層の上に、（Ｃｏ９．５Ｃｒ１６Ｐｔ５．５Ｒｕ）９１．７−（ＳｉＯ２）５−（Ｃｒ２Ｏ３）３．３｛Ｃｒ含有量９．５ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、Ｒｕ５．５ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１．７ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３．３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして３ｎｍの厚みで形成した。
【００９５】
次に、磁性層の上に、６０Ｒｕ４０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量６０ａｔ％、Ｆｅ含有量４０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した。なお、実施例１の磁気記録媒体については、各記録層がフェロ結合していることを確認した。
【００９６】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜した後、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の磁気記録媒体を作製した。
【００９７】
そして、この実施例１の磁気記録媒体について、静磁気特性、記録再生特性、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。
【００９８】
なお、各評価方法については以下のとおりである。
＜磁気特性＞
静磁気特性の評価については、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。なお、実施例１の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
＜記録再生特性＞
記録再生特性の評価については、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を用いて測定を行った。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＞
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
＜記録特性（ＯＷ）＞
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。
＜熱揺らぎ特性＞
熱揺らぎ特性については、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。
【００９９】
【表１】
【０１００】
表１に示すように、実施例１で得られた磁気記録媒体については、Ｈｃが４９００Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．９ｄＢ、ＯＷが３７．８ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０１】
（実施例２）
実施例２では、磁性層の間に、７０Ｒｕ３０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量７０ａｔ％、Ｆｅ含有量３０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例２の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０２】
そして、実施例２で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８５０Ｏｅ、Ｈｎが２３８０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．７ｄＢ、ＯＷが３７．９ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０３】
（実施例３）
実施例３では、磁性層の間に、３０Ｒｕ７０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量３０ａｔ％、Ｆｅ含有量７０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例３の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０４】
そして、実施例３で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８７０Ｏｅ、Ｈｎが２４１０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．７ｄＢ、ＯＷが３７．６ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０５】
（実施例４）
実施例４では、磁性層の間に、８０Ｒｕ２０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量８０ａｔ％、Ｆｅ含有量２０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例４の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０６】
そして、実施例４で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８５０Ｏｅ、Ｈｎが２４１０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．４ｄＢ、ＯＷが３７．５ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【０１０７】
（実施例５）
実施例５では、磁性層の間に、２０Ｒｕ８０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量２０ａｔ％、Ｆｅ含有量８０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例５の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０８】
そして、実施例５で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８８０Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．５ｄＢ、ＯＷが３７．３ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【０１０９】
（比較例１）
比較例１では、磁性層の間に、Ｆｅ層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１０】
そして、比較例１で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４９００Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．２ｄＢ、ＯＷが３７．３ｄＢ、熱揺らぎが０．５％であった。
【０１１１】
（比較例２）
比較例２では、磁性層の間に、Ｒｕ層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、比較例２の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１１２】
そして、比較例２で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４９１０Ｏｅ、Ｈｎが２４２０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．３ｄＢ、ＯＷが３７．４ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【符号の説明】
【０１１３】
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
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…合金層
８…非磁性下地層
４１…酸化物
４２…磁性粒子（非磁性層７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、少なくとも非磁性基板の上に、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、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置に関する。
【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化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、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と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、上述した裏打ち層を単に設けた磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置では、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。
【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との両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかしながら、この２項目は相反する関係を有しているため、一方を向上させれば、一方が不充分となり、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に、３層の磁性層を、非磁性層等を用いてＡＦＣ（アンチ・フェロ・カップリング）結合させることにより、合成Ｍｒｔ並びに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（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００８】
具体的に、この特許文献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。
【０００９】
また、特許文献２には、熱安定性を損ねることなく記録容易性の向上が可能な垂直磁気記録媒体を提供するため、少なくとも非磁性基体の上に、軟磁性裏打ち層、下地層、及び２層の磁気記録層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、グラニュラー構造を有する第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に、Ｆｅ、Ｒｕ等を用いた結合層を配置することが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７６４１０号公報
【特許文献２】特開２００８−２８７８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、磁気記録媒体に対する高記録密度化の要求は留まることがなく、磁気記録媒体には今まで以上に記録再生特性を高めること、並びに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には、上記特許文献１、２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させることが考えられる。しかしながら、磁化反転の容易化には限界があり、今後の磁気記録媒体の高記録密度化においてはＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）の低下、Ｓ／Ｎの悪化が問題となってきている。
【００１２】
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、Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることによって、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた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】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、少なくとも非磁性基板の上に、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において、垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置することによって、フェロ結合、アンチフェロ結合した磁性層の磁化反転を起こし易くできることを見出した。
【００１４】
また、本発明者の検討によると、これは、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層を設けることにより、磁性層間の反転エネルギーがより伝わり易くなり、磁性層間の結合力が強まり、磁性層の磁化反転がよりスムーズになること、また、Ｆｅは強磁性であるため磁気ヘッドからの磁界を磁性層に引き込む効果があり、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層を設けることにより、磁性層間に配置された当該合金層によるスペーシングロスを低減する効果があることに起因すると考えられる。
【００１５】
本発明者は、以上のような知見に基づいて、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、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、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であって、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置したことを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記非磁性材料が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記合金層は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む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） 前記磁性層を構成する結晶粒子が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（５） 前記垂直磁性層が、グラニュラー構造を有する磁性層を含むことを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（６） 前記グラニュラー構造を有する磁性層に接して前記合金層が配置されていることを特徴とする前項（５）に記載の磁気記録媒体。
（７） 前記合金層を挟んだ前記基板側にグラニュラー構造の磁性層が、前記基板とは反対側に非グラニュラー構造の磁性層が配置されていることを特徴とする前項（４）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（８） 前項（１）〜（７）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
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】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることができるため、更なる高記録密度化を可能とした磁気記録媒体、並びにそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】図１に示す磁気記録媒体の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体及び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。
【００１９】
（磁気記録媒体）
本発明を適用した磁気記録媒体は、例えば図１に示すように、非磁性基板１の上に、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とを順次積層した構造を有している。
【００２０】
このうち、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、図２に拡大して示すように、垂直磁性層４を少なくとも２層の磁性層４ａ，４ｂで構成し、これら磁性層４ａ，４ｂの間に、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置した構造を有している。すなわち、この垂直磁性層４は、非磁性基板１側から順に、下層の磁性層４ａと、合金層７と、上層の磁性層４ｂとを積層した構造を有している。
【００２１】
本発明では、このような構成を採用することにより、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、また熱揺らぎ特性、記録特性を向上させることが可能である。
【００２２】
すなわち、本発明を適用した磁気記録媒体では、２層の磁性層４ａ，４ｂ間に配置されたＦｅと非磁性材料とを含む合金層７によって、これらの磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させ、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転を起こし易くしている。
【００２３】
また、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を配置することにより、磁性層４ａ，４ｂ間の反転エネルギーがより伝わり易くなり、この磁性層４ａ，４ｂ間の結合力が強まり、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転がよりスムーズとなる。
【００２４】
さらに、Ｆｅは強磁性であるため、磁気ヘッドからの磁界を磁性層４ａ，４ｂに引き込む効果がある。このため、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７を設けることにより、この磁性層４ａ，４ｂ間に配置された当該合金層７によるスペーシングロスを低減することができる。
【００２５】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、上記非磁性材料として、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上を含む合金層７を用いることが好ましい。また、上記合金層７は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含むことが好ましい。
【００２６】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、上記垂直磁性層がグラニュラー構造を有する磁性層を含むことが好ましい。また、このグラニュラー構造を有する磁性層に接して上記合金層が配置されていることが好ましい。
【００２７】
本発明を適用した磁気記録媒体では、このような構造を採用することにより、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転をよりスムーズなものとすることが可能となり、また合金層７によるスペーシングロスを低減する効果をより高めることが可能である。
【００２８】
また、Ｆｅと非磁性材料とを含む合金層７は、このＦｅと非磁性材料とを積層した複層構造とした場合、両層は非常に薄いため（共に１ｎｍ以下）、両層が明確に分離されずに単層として検出される可能性がある。一方、この合金層７をＦｅと非磁性材料とを含む単層構造とした場合には、上述した複層構造とする場合よりも生産性が高まるだけでなく、相互拡散を誘発する複層構造よりも単層構造とした方がＦｅと非磁性材料とが複合的に作用し、上記合金層７による特性が安定すると考えられる。
【００２９】
また、本発明を適用した磁気記録媒体では、合金層７を挟んだ非磁性基板１側の磁性層４ａをグラニュラー構造とし、保護層５側の磁性層４ｂを、酸化物を含まない非グラニュラー構造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。
【００３０】
なお、本発明では、上記垂直磁性層４を３層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、グラニュラー構造の磁性層４ａを２層で構成し、その上に、酸化物を含まない磁性層４ｂを設けた構成とし、また、酸化物を含まない磁性層４ｂを２層構造として、グラニュラー構造の磁性層４ａの上に設けた構成とすることができる。
【００３１】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体の各構成について具体的に説明する。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面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。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。
【００３６】
軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、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。
【００３７】
また、軟磁性下地層２としては、Ｆｅを６０ａｔ％（原子％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、又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ることができる。
【００３８】
その他にも、軟磁性下地層２としては、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。この具体的な材料としては、例えば、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、１５（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは２５（Ｔ・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特性が悪化するため好ましくない。
【００４２】
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層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜がＡＦＣ構造となり、このようなＡＦＣ構造を採用することで、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
配向制御層３の厚みは、多層の場合は合計の厚みで、５〜４０ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは８〜３０ｎｍである。配向制御層３の厚みが上記範囲にあるとき、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ため、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。
【００４７】
これに対して、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。一方、配向制御層３の厚み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ことになる。
【００４８】
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４及び保護層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。この配向制御層３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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
非磁性下地層８は、Ｃｏを主成分とし、さらに酸化物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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、これらの酸化物を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。
【００５７】
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、いわゆるグラニュラー構造を有することが好ましい。また、磁性粒子４２は、図２に拡大して示すように、下層の磁性層４ａ、合金層７、上層の磁性層４ｂ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。
【００５８】
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。
【００５９】
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，４ｂ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。
【００６０】
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。
【００６１】
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ＯＷ特性となるため好ましくない。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
磁性層４ａのＫｕは、１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲とすることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲未満であると、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。一方、Ｋｕの値が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Ｓ／Ｎ比の低下がみられるために好ましくない。
【００６７】
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）などの基本組成を有して、その組成比を適宜選択した材料を挙げることができる。
【００６８】
合金層７は、Ｆｅと非磁性材料とを含むものであり、このうち、Ｆｅは、上述したように、磁性層４ａ，４ｂ間の反転エネルギーがより伝わり易くし、この磁性層４ａ，４ｂ間の結合力を高め、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転をよりスムーズにする働きがある。また、Ｆｅは、強磁性であるため、磁気ヘッドからの磁界を磁性層に引き込む効果があり、磁性層４ａ，４ｂ間に配置された当該合金層７によるスペーシングロスを低減する効果がある。
【００６９】
一方、非磁性材料は、磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させ、磁性層４ａ，４ｂの磁化反転を起こし易くする効果がある。また、非磁性材料としては、Ｒｕが上記磁性層４ａ，４ｂをフェロ結合、アンチフェロ結合させるのに適している。また、ｈｃｐ構造であるため、磁性層４ａ，４ｂを格子整合させるのに適している。それ以外では、非磁性材料として、例えば、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどを用いることができる。
【００７０】
また、合金層７は、これらＦｅと非磁性材料とを含む合金の磁気特性が強磁性となる範囲であることが好ましく、具体的には、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む合金とすることが好ましい。
【００７１】
合金層７の厚みは、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ，４ｂの静磁結合を完全に切断しない範囲とすることが好ましい。そして、本発明では、これら磁性層４ａ，４ｂがフェロカップリングし、また、アンチフェロカップリングする厚みとすることが好ましい。具体的には、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上４ｎｍ以下である。また、ＦｅＲｕ合金を用いた場合には、磁性材料にもよるが、０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲でアンチフェロカップリングが生じ、この範囲外で、フェロカップリングが生ずる。本発明は、特にフェロカップリングした磁性層４ａ，４ｂに適用することが好ましい。
【００７２】
磁性層４ｂ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２に示すように、層中の磁性粒子が磁性層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。
【００７３】
磁性層４ｂ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４ｂ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。
【００７４】
また、磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であってもよい。磁性層４ｂ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。
【００７５】
一方、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合には、磁性層４ｂ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。
【００７６】
磁性層４ｂ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。
【００７７】
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、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子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。
【００７８】
磁性層４ｂ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。
【００７９】
磁性層４ｂ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。
【００８０】
磁性層４ｂのＫｕは、１×１０６〜５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲であることが好ましい。Ｋｕの値が上記範囲未満であると、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。一方、Ｋｕの値が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Ｓ／Ｎ比の低下がみられるために好ましくない。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
（磁気記録再生装置）
図３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１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。
【００８８】
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。
【００８９】
上記磁気記録再生装置では、本発明を適用した磁気記録媒体５０を用いることで、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）を得ることができるため、高密度記録化に適した磁気記録媒体を備える優れた磁気記録再生装置とすることが可能である。
【実施例】
【００９０】
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。
【００９１】
（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、ＣｒＴｉターゲットを用いて厚み１０ｎｍの密着層を成膜した。
【００９２】
次に、この密着層の上に、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、厚み２０ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を厚み０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を厚み２０ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【００９３】
次に、軟磁性下地層の上に、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６ｎｍ、２０ｎｍの厚みで順に成膜し、これを配向制御層とした。なお、Ｒｕ層は、最初はスパッタ圧力を０．６Ｐａの低圧で、最後はスパッタ圧力を１Ｐａの高圧でスパッタ成膜した。
【００９４】
次に、配向制御層の上に、（６０Ｃｏ４０Ｃｒ）８６−（ＳｉＯ２）１４｛Ｃｒ含有量４０ａｔ％、残部Ｃｏの合金を８６ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を１４ｍｏｌ％｝の組成の非磁性下地層をスパッタ圧力を２Ｐａとして厚み３ｎｍで成膜した。そして、この非磁性層下地層の上に、（Ｃｏ９．５Ｃｒ１６Ｐｔ５．５Ｒｕ）９１．７−（ＳｉＯ２）５−（Ｃｒ２Ｏ３）３．３｛Ｃｒ含有量９．５ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、Ｒｕ５．５ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１．７ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３．３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力２Ｐａとして３ｎｍの厚みで形成した。
【００９５】
次に、磁性層の上に、６０Ｒｕ４０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量６０ａｔ％、Ｆｅ含有量４０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した。なお、実施例１の磁気記録媒体については、各記録層がフェロ結合していることを確認した。
【００９６】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜した後、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の磁気記録媒体を作製した。
【００９７】
そして、この実施例１の磁気記録媒体について、静磁気特性、記録再生特性、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。
【００９８】
なお、各評価方法については以下のとおりである。
＜磁気特性＞
静磁気特性の評価については、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。なお、実施例１の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
＜記録再生特性＞
記録再生特性の評価については、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を用いて測定を行った。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＞
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
＜記録特性（ＯＷ）＞
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。
＜熱揺らぎ特性＞
熱揺らぎ特性については、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。
【００９９】
【表１】
【０１００】
表１に示すように、実施例１で得られた磁気記録媒体については、Ｈｃが４９００Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．９ｄＢ、ＯＷが３７．８ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０１】
（実施例２）
実施例２では、磁性層の間に、７０Ｒｕ３０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量７０ａｔ％、Ｆｅ含有量３０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例２の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０２】
そして、実施例２で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８５０Ｏｅ、Ｈｎが２３８０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．７ｄＢ、ＯＷが３７．９ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０３】
（実施例３）
実施例３では、磁性層の間に、３０Ｒｕ７０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量３０ａｔ％、Ｆｅ含有量７０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例３の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０４】
そして、実施例３で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８７０Ｏｅ、Ｈｎが２４１０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．７ｄＢ、ＯＷが３７．６ｄＢ、熱揺らぎが０．３％であった。
【０１０５】
（実施例４）
実施例４では、磁性層の間に、８０Ｒｕ２０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量８０ａｔ％、Ｆｅ含有量２０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例４の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０６】
そして、実施例４で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８５０Ｏｅ、Ｈｎが２４１０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．４ｄＢ、ＯＷが３７．５ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【０１０７】
（実施例５）
実施例５では、磁性層の間に、２０Ｒｕ８０Ｆｅ｛Ｒｕ含有量２０ａｔ％、Ｆｅ含有量８０ａｔ％｝からなる合金層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、実施例５の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１０８】
そして、実施例５で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４８８０Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．５ｄＢ、ＯＷが３７．３ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【０１０９】
（比較例１）
比較例１では、磁性層の間に、Ｆｅ層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。
【０１１０】
そして、比較例１で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４９００Ｏｅ、Ｈｎが２４００Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．２ｄＢ、ＯＷが３７．３ｄＢ、熱揺らぎが０．５％であった。
【０１１１】
（比較例２）
比較例２では、磁性層の間に、Ｒｕ層を０．５ｎｍの厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作製した。なお、比較例２の磁気記録媒体については、各磁性層がフェロ結合していることを確認した。
【０１１２】
そして、比較例２で得られた磁気記録媒体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈｃが４９１０Ｏｅ、Ｈｎが２４２０Ｏｅ、Ｓ／Ｎ比が１６．３ｄＢ、ＯＷが３７．４ｄＢ、熱揺らぎが０．４％であった。
【符号の説明】
【０１１３】
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
４ａ…下層の磁性層
４ｂ…上層の磁性層
５…保護層
６…潤滑層
７…合金層
８…非磁性下地層
４１…酸化物
４２…磁性粒子（非磁性層７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、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であって、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性材料が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上である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】
前記合金層は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む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】
前記磁性層を構成する結晶粒子が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記垂直磁性層が、グラニュラー構造を有する磁性層を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記グラニュラー構造を有する磁性層に接して前記合金層が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記合金層を挟んだ前記基板側にグラニュラー構造の磁性層が、前記基板とは反対側に非グラニュラー構造の磁性層が配置されていることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
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、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であって、
前記垂直磁性層を２層以上の磁性層から構成し、当該磁性層の間にＦｅと非磁性材料とを含む合金層を配置したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性材料が、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎの中から選ばれる何れか１種又は２種以上である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】
前記合金層は、Ｆｅを３０〜７０原子％、非磁性材料を３０〜７０原子％の範囲で含む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】
前記磁性層を構成する結晶粒子が、前記配向制御層を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記垂直磁性層が、グラニュラー構造を有する磁性層を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記グラニュラー構造を有する磁性層に接して前記合金層が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記合金層を挟んだ前記基板側にグラニュラー構造の磁性層が、前記基板とは反対側に非グラニュラー構造の磁性層が配置されていることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
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２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２６２７１９（Ｐ２０１０−２６２７１９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４５３０（Ｐ２００９−１１４５３０）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【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１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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