磁気記録媒体
【課題】 記録再生特性に優れた磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜３と、垂直磁性膜４と、保護膜５とが設けられ、軟磁性下地膜２が、以下の組成で表される材料を含む。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
【解決手段】非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜３と、垂直磁性膜４と、保護膜５とが設けられ、軟磁性下地膜２が、以下の組成で表される材料を含む。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性膜内の磁化容易軸が主に基板に対し水平に配向した面内磁気記録媒体が広く用いられている。面内磁気記録媒体では、高記録密度化するとビット体積が小さくなりすぎ、熱揺らぎ効果により記録再生特性が悪化する可能性がある。また、高記録密度化した際に、記録ビット境界での反磁界の影響により媒体ノイズが増加する。これに対し、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、ビット境界での反磁界の影響が小さく、境界が鮮明な記録磁区が形成されるため低ノイズ化が可能であり、しかも比較的ビット体積が大きくても高記録密度化が可能であることから熱揺らぎ効果にも強く、近年大きな注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０３６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１５４３２号公報
【特許文献３】特開昭５７−２０８６３１号公報
【特許文献４】特開平０２−１５２２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化が要望されている。このため、垂直磁性膜に対する書き込み能力に優れる単磁極ヘッドを用いるために、記録層である垂直磁性膜と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる膜を設けた磁気記録媒体が提案されている。この磁気記録媒体では、単磁極ヘッドと、磁気記録媒体の間の磁束の出入りの効率を向上させることができる。しかしながら、上記軟磁性膜（裏打ち層）を設けた磁気記録媒体を用いた場合でも、記録再生特性は満足できるものではなく、この特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。特開平２−１５２２０８号公報には、Ｃｏ（５０〜７５ａｔ％）−Ｍ'（Ｍ'＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ）（４〜２５ａｔ％）−Ｎ(１〜３５ａｔ％)からなる軟磁性膜（裏打ち層）を用いることが提案されている。一般にＣｏ合金からなる軟磁性膜は、Ｃｏの含有率が８５ａｔ％未満であると飽和磁化が低下するため、この軟磁性膜を厚くする必要が生じ、その結果、表面粗さが粗くなる。このため、上記磁気記録媒体では、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が困難になる問題があった。また厚い軟磁性膜を形成するために、生産性が低下する問題があった。また特開平１１−１４９６２８号公報には、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ合金からなる軟磁性下地膜を設けることによって、突発性のスパイクノイズの発生を抑制し、エンベロープ特性を改善することが提案されている。しかしながら、上記磁気記録媒体では、エンベロープ特性は改善されるが、軟磁性下地膜に起因する媒体ノイズが大きくなるため好ましくない。これは、軟磁性下地膜の結晶粒を微細化しても、結晶粒どうしの磁気的な結合が大きくなることから、磁気クラスターサイズ（磁気的結合粒子径）が大きくなるためである。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軟磁性下地膜から発生する媒体ノイズを低減することにより、記録再生特性を向上させ高密度の記録再生が可能となる磁気記録媒体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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、前記軟磁性下地膜が、以下の組成で表される材料を含むことを特徴とする。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
上記ａ〜ｆは、次の範囲にあることが好ましい。
６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５。
軟磁性下地膜は、Ｆｅを主成分する平均粒径１３ｎｍ以下の微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからなる構成とするのが好ましい。
微細結晶は、ｂｃｃ構造をとることが好ましい。
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以上とするのが好ましく、１．４Ｔ以上とするのがさらに好ましい。
軟磁性下地膜は、飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下地膜の膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを５０Ｔ・ｎｍ以上とするのが好ましく、１００Ｔ・ｎｍ以上とするのがさらに好ましい。
配向制御膜は、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｈｃｐ構造材料からなる構成とすることができる。
配向制御膜は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｆｃｃ構造材料からなる構成とすることができる。
軟磁性下地膜は、垂直磁性膜側の表面の一部または全面が酸化されている構成とするのが好ましい。
垂直磁性膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、０（Ｏｅ）以上とするのが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体にあっては、軟磁性下地膜の材料として、以下に示す組成で表されるものを用いるので、記録再生特性を向上させることができる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０）
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示す一部断面図である。
【図２】図１に示す磁気記録媒体の軟磁性下地膜を示す構造図である。
【図３】履歴曲線の一例を示すグラフである。
【図４】履歴曲線の他の例を示すグラフである。
【図５】本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示す一部断面図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の第３の実施形態を示す一部断面図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体の第４の実施形態を示す一部断面図である。
【図８】本発明の磁気記録媒体の第５の実施形態を示す一部断面図である。
【図９】本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略構成図である。
【図１０】図９に示す磁気記録再生装置に使用される磁気ヘッドの一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜３と、垂直磁性膜４と、保護膜５と、潤滑膜６とが順次形成されて構成されている。非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどな非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。ガラス基板としては、アルモファスガラス、結晶化ガラスがあり、アルモファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノケートガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法によりＮｉＰ膜が形成されたものを用いることもできる。非磁性基板１の表面形状は、媒体表面の形状に影響を与えるため、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを低くするには、非磁性基板１の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。この表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
【００１０】
軟磁性下地膜２は、ヘッドからの磁束の垂直方向成分を大きくし、かつ垂直磁性膜４の磁化を基板１に対し垂直な方向に固定するために設けられているものである。本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２が、以下の組成で表される材料を含む構成を採用できる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｆＮ ・・・(1)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ1＝Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆは百分率で表された原子比（ａｔ％）であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(1)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。なお主成分とは当該成分を５０ａｔ％を越えて含むことを意味する。式(1)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＣｒＮ、ＦｅＨｆＡｌＮ、ＦｅＨｆＳｉＮ、ＦｅＨｆＧａＮ、ＦｅＨｆＣｒＡｌＮ、ＦｅＺｒＣｒＮ、ＦｅＴａＣｒＮ、ＦｅＮｂＣｒＮ、ＦｅＴｉＣｒＮ、ＦｅＣｏＨｆＣｒＮを挙げることができる。
【００１１】
また、軟磁性下地膜２は、以下の組成で表される材料を含むものであってもよい。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(2)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。式(2)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＢＮ、ＦｅＨｆＣＮ、ＦｅＨｆＰＮ、ＦｅＨｆＯＮ、ＦｅＨｆＢＣＮ、ＦｅＺｒＢＮ、ＦｅＴａＢＮ、ＦｅＮｂＢＮ、ＦｅＴｉＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＣＯＮを挙げることができる。
【００１２】
また、軟磁性下地膜２には、以下の組成で表される材料を含むものを用いることもできる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(3)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、
Ｘ1＝Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上、
Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。
ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、０．１≦ｅ≦７、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(3)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。式(3)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＣｒＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＰＮ、ＦｅＨｆＣｒＡｌＢＮ、ＦｅＨｆＣｒＢＰＮを挙げることができる。
【００１３】
ＦｅとＣｏの含有率の合計（ａ＋ｂ）が上記範囲未満であると、飽和磁束密度が小さくなり軟磁性下地膜２を厚くする必要が生じるため、表面平均粗さＲａが大きくなる。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。またＦｅとＣｏの合計含有率が上記範囲を越えると、十分な低ノイズ化が難しくなるため好ましくない。Ｆｅの含有率（ａ）が上記範囲未満であると、飽和磁束密度が小さくなり軟磁性下地膜２を厚くする必要が生じるため、表面平均粗さＲａ大きくなる。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。またＦｅの含有率が上記範囲を越えると、十分な低ノイズ化が難しくなるため好ましくない。Ｍの含有率（ｃ）が上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２によるノイズ低減効果が低くなるため好ましくない。またＭの含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２全体が非晶質になり、ノイズ特性が劣化するおそれがあるため好ましくない。Ｎの含有率（ｆ）が上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２の結晶粒径が大きくなりやすくなる。またＮの含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の飽和磁束密度が低くなるため好ましくない。
【００１４】
Ｘ1の含有率（ｄ）が上記範囲未満であると、結晶粒を微細化する効果が低下し、結晶粒径が大きくなりノイズが増加する。またＸ1の含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の磁化が不十分となりやすくなる。また軟磁性下地膜２から発生する媒体ノイズが増加するため好ましくない。Ｘ2の含有率（ｅ）が上記範囲未満であると、結晶粒が大きくなり媒体ノイズが増加する。Ｘ2の含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の磁化が不十分となりやすくなる。また軟磁性下地膜２から発生する媒体ノイズが増加するため好ましくない。
【００１５】
軟磁性下地膜２は、Ｆｅを主成分する微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからなるものとするのが好ましい。図２は、微細結晶と非晶質相とを有する軟磁性下地膜２の一例を示すもので、ここに示す例では、軟磁性下地膜２が、多数の微細結晶２ａと、これら微細結晶２ａを隔てる非晶質相２ｂとを有する構造となっている。この微細結晶２ａの平均粒径は、１３ｎｍ以下となっている。この平均粒径は、１０ｎｍ以下とするのが好ましい。この結晶粒径をこの範囲とすることによって、軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４内の磁気クライスターサイズを小さくし、媒体ノイズを低減することができ、記録再生特性を向上させることができる。
【００１６】
微細結晶２ａの平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察像より求めることができる。すなわちＴＥＭにより観察された微細結晶２ａの画像を、コンピューター上で処理することにより、この微細結晶２ａと同じ面積の円に変換し、この円の直径を、その微細結晶２ａの粒径とする。同様の手順で複数の微細結晶２ａについて粒径を求め、これら複数の微細結晶２ａの粒径の平均値を平均粒径とする。粒径測定の対象となる微細結晶２ａの数は、１００以上（好ましくは５００以上）とするのが好適である。
【００１７】
微細結晶２ａはｂｃｃ構造をとることが好ましい。微細結晶２ａがｂｃｃ構造をとると、効果的に飽和磁束密度を高めることができるためである。また、微細結晶２ａでは（１１０）面が優先配向していることが好ましい。結晶構造および配向面はＸ線回折法（ＸＲＤ）にて判別することができる。
【００１８】
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓは、１Ｔ以上（好ましくは１．４Ｔ以上、さらに好ましくは１．６Ｔ以上）であることが好ましい。飽和磁束密度Ｂｓが上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２の膜厚を厚くする必要が生じ、表面平均粗さＲａが大きくなったり、生産性が悪化するため好ましくない。
【００１９】
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓと軟磁性下地膜２の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔは、５０Ｔ・ｎｍ以上（好ましくは１００Ｔ・ｎｍ以上）であることが好ましい。このＢｓ・ｔが５０Ｔ・ｎｍ未満であると、再生波形がいわゆる矩形波でなく歪みをもつものとなり、記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００２０】
軟磁性下地膜２は、表面（垂直磁性膜４側の面）の一部または全面が酸化されている構成とすることができる。この酸化部分（酸化層）の厚さは３ｎｍ以下（好ましくは２．５ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以下）であることが好ましい。この酸化部分の厚さが３ｎｍを越えると、この上に設けられる配向制御膜３の配向を乱し、記録再生特性の劣化を招くため好ましくない。またこの厚さが３ｎｍを越えると、軟磁性下地膜２の表面酸化が過剰になり、表面平均粗さＲａが大きくなる（例えば２ｎｍを越える値となる）。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。軟磁性下地膜２が酸化された状態はオージェ電子分光法、ＳＩＭＳ法などにより確認することができる。また軟磁性下地膜２表面の酸化部分（酸化層）の厚さは、例えば媒体断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真により求めることができる。
【００２１】
軟磁性下地膜２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは３０（Ｏｅ）以下、さらに好ましくは１０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。この保磁力Ｈｃが上記範囲を越えると、軟磁性特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波でなく歪みをもつものとなるため好ましくない。また、軟磁性下地膜２の最大透磁率は、１０００〜１００００００（好ましくは１０００００〜５０００００）とするのが好ましい。最大透磁率が上記範囲未満であると、記録時に磁気記録媒体への書き込みが不十分となり、十分な記録再生特性を得られないおそれがある。なお、透磁率はＣＧＳ単位系で表した値である。
【００２２】
軟磁性下地膜２の表面形状は、磁気記録媒体表面の形状に影響を与えるため、その表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。表面平均粗さＲａをこの範囲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。
【００２３】
配向制御膜３は、垂直磁性膜４の配向性や結晶粒径を制御するためのものである。配向制御膜３は、少なくとも表面側（垂直磁性膜４側）が、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造をとるものであることが好ましい。配向制御膜３に用いられるｈｃｐ構造材料としては、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０ａｔ以上含有するものを挙げることができる。なかでも、ＨｆとＲｕのうちいずれかを５０ａｔ％以上含有する合金を用いると、垂直磁性膜４から発生する媒体ノイズを低減することができ、高記録密度化が可能になるため好ましい。特に、Ｒｕを用いると、垂直磁性膜４の垂直配向性を高めることができるため好ましい。ｈｃｐ構造材料としては、垂直磁性膜４に対する格子の整合性を考慮して、上記材料（Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等を添加した合金を用いることができる。また結晶粒を微細化するため、上記材料（Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上）にＣ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐを添加した合金を用いることもできる。配向制御膜３に好適に用いられるｈｃｐ構造材料の具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、Ｈｆ、ＨｆＢ、Ｒｅを挙げることができる。
【００２４】
配向制御膜３に用いられるｆｃｃ構造材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０ａｔ以上含有するものを用いることが好ましい。なかでも特に、Ｎｉを用いると、垂直磁性膜４の垂直配向性を高めることができるため好ましい。またｆｃｃ構造材料としては、垂直磁性膜４に対する格子の整合性を考慮して、上記材料（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等を添加した合金を用いることができる。また結晶粒を微細化するため、上記材料（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上）に、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐを添加した合金を用いることもできる。配向制御膜３に好適に用いられるｆｃｃ構造材料の具体例としては、Ｎｉ、ＮｉＣｒＮ、Ｃｕ、ＰｄＢを挙げることができる。
【００２５】
配向制御膜３の厚さは、１〜５０ｎｍ（好ましくは２〜３０ｎｍ、さらに好ましくは２〜２０ｎｍ）とするのが好ましい。この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性膜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。またこの厚さが上記範囲を越えると、垂直磁性膜４において結晶粒子が粗大化し記録再生特性が悪化する。また記録再生特性時における磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能が低下する。
【００２６】
垂直磁性膜４は、その磁化容易軸が基板に対して主に垂直に配向した磁性材料からなるものであり、その材料としては、ＣｏＣｒＸ3系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系（Ｘ3：Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、およびＢのうち１種または２種以上）の合金を用いるのが好ましい。特に、垂直磁性膜４の垂直磁気異方性を高めるために、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系の合金で、Ｐｔ含有率が８〜２４ａｔ％であるものを用いることが好ましい。またＰｔ含有率を１４〜２２ａｔ％とすると、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を確実に０以上とすることができ、優れた熱揺らぎ特性を得ることができるため好ましい。また、垂直磁性膜４には、遷移金属材料（Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金など）と貴金属材料（Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｔ、Ｐｔ合金）とを多数回にわたって積層した構造を採用できる。例えば、Ｃｏ、ＣｏＸ4、Ｆｅ、ＦｅＸ4のいずれかからなる層と、Ｐｄ、ＰｄＸ4、Ｐｔ、ＰｔＸ4（Ｘ4：Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｏ、Ｒｕ、Ｓｉのうち１種または２種以上）のいずれかからなる層を多数回にわたって積層した構造を採用することができる。上記ＣｏＣｒ系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系の合金、積層構造膜材料はいずれも多結晶構造をとるが、本発明の磁気記録媒体では、非晶質構造の垂直磁性膜を適用することもできる。非晶質構造をとる材料としては、希土類元素を含む合金（ＴｂＦｅＣｏ系合金など）を用いることができる。
【００２７】
垂直磁性膜４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、０（Ｏｅ）以上（好ましくは１０００（Ｏｅ）以上）とするのが好適である。この逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が、この範囲未満であると熱揺らぎ耐性が低下する。図３に示すように、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）とは、履歴曲線（ＭＨ曲線）において、磁化が飽和した状態から外部磁場を減少させる過程で、外部磁場が０となる点ａから磁化反転を起こす点ｂまでの距離（Ｏｅ）で表すことができる。なお、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、磁化反転を起こす点ｂが、外部磁場が負となる領域にある場合に正の値をとり（図３を参照）、逆に、点ｂが、外部磁場が正となる領域にある場合に負の値をとる（図４を参照）。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の測定には、軟磁性下地膜２の影響を除くため、基板１、配向制御膜３、垂直磁性膜４、保護膜５のみからなるディスクを用い、このディスクについて、振動式磁気特性測定装置またはカー効果測定装置を用いて測定を行うのが好適である。また磁気記録媒体をそのまま用いて、振動式磁気特性測定装置またはカー効果測定装置により逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を測定することもできる。
【００２８】
垂直磁性膜４は、成分組成や結晶構造が異なる２以上の層からなる多層構造とすることもできる。例えば、複数の磁性層と各磁性層間に形成された中間層からなり、この中間層がｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造をとる構成とすることができる。これら複数の磁性層は、成分組成や結晶構造の点で互いに同じものであってもよいし、互いに異なっていてもよい。中間層の材料としては、磁性層に対する格子の整合性を考慮すると、Ｒｕ（またはＲｅ）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｎｉに、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｃｏに、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；ＣｏＣｒに、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｎｉを用いることができる。
【００２９】
垂直磁性膜４の保磁力Ｈｃは、３０００（Ｏｅ）以上とするのが好ましい。保磁力Ｈｃがこの範囲未満であると、記録特性、熱揺らぎ特性が劣化するため好ましくない。
【００３０】
垂直磁性膜４においては、結晶粒の平均粒径が４〜１５ｎｍであることが好ましい。この平均粒径がこの範囲未満であると、保磁力低下、熱揺らぎ特性劣化が起こりやすくなる。平均粒径が上記範囲を越えると、媒体ノイズが増加する。結晶粒の平均粒径は、上述の軟磁性下地膜２における微細結晶２ａの平均粒径と同様にして求めることができる。
【００３１】
垂直磁性膜４の厚さは、５〜５０ｎｍ（特に７〜３０ｎｍ）とするのが好ましい。この厚さが上記範囲未満である場合には、垂直磁性膜４の結晶配向が不十分となりやすくなり、記録再生特性が劣化する。また厚さが上記範囲を越えると、結晶粒の粗大化が起こりやすくなりノイズが増加し記録再生特性が劣化する。
【００３２】
保護膜５は、垂直磁性膜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ぎ、かつ磁気ヘッドと媒体の間の潤滑特性を確保するためのものである。保護膜５には、従来公知の材料を使用することが可能であり、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２の単一組成、またはこれらを主成分とし他元素を含むものが使用可能である。保護膜５の厚さは、１〜１０ｎｍとするのが好ましい。
【００３３】
潤滑膜６には、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸など公知の潤滑剤を使用することができる。その種類および膜厚は、使用される保護膜や潤滑剤の特性に応じて適宜設定することができる。
【００３４】
上記構成の磁気記録媒体を製造するには、図１に示す基板１上に、スパッタ法などにより軟磁性下地膜２を形成し、次いで、必要に応じてこの軟磁性下地膜２の表面に酸化処理を施し、次いで配向制御膜３、垂直磁性膜４を順次スパッタ法などにより形成する。次いで、スパッタ法や、ＣＶＤ法、イオンビーム法等によって保護膜５を形成した後、ディップコーティング法、スピンコート法などにより潤滑膜６を形成する。
【００３５】
軟磁性下地膜２を形成する際には、上記式(1)〜(3)に示す材料からＮを除いた材料からなるターゲットを用いたスパッタ法を採用し、成膜時に用いる成膜ガスに窒素を含有させる方法をとることができる。この成膜ガスの窒素含有率は０．１〜５０ｖｏｌ％とするのが好ましい。この窒素含有成膜ガスとしては、窒素とアルゴンからなる混合ガスを用いることができる。窒素を含有する成膜ガスを用いることによって、軟磁性下地膜２を均一に形成することができるようになる。
【００３６】
軟磁性下地膜２の表面に酸化処理を施す場合には、軟磁性下地膜２を形成した後、軟磁性下地膜２を酸素含有ガスに曝す方法や、軟磁性下地膜２を形成する際の成膜用ガス中に酸素を導入する方法をとることができる。軟磁性下地膜２の表面を酸素含有ガスに曝す場合には、軟磁性下地膜２を、酸素をアルゴンや窒素で希釈した希釈ガスや純酸素に０．３〜２０秒程度接触させる方法をとることができる。また軟磁性下地膜２を大気に曝す方法をとることもできる。特に、酸素をアルゴンや窒素などのガスで希釈した希釈ガスを用いる場合には、酸素の希釈率を選択することによって、軟磁性下地膜２表面の酸化の度合いの調節が容易になるため、所望の酸化状態を得ることができる。また軟磁性下地膜２の成膜用ガスに酸素を導入する場合には、例えば成膜法としてスパッタ法を用いるならば、成膜過程の一部のみ（または全過程）に、酸素を含有するプロセスガスを用いてスパッタを行えばよい。このプロセスガスとしては、例えばアルゴンに酸素を体積率で０．０５％〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガスが好適に用いられる。この軟磁性下地膜２の表面酸化によって、軟磁性下地膜２の表面の磁気的な揺らぎを抑え、この揺らぎに起因するノイズ発生を防ぐとともに、軟磁性下地膜２上に形成される配向制御膜３の結晶粒を微細化してノイズ特性、記録再生特性の改善効果を得ることができる。また軟磁性下地膜２表面の酸化部分（酸化層）によって、非磁性基板１や軟磁性下地膜２の材料がイオン化して媒体表面に移動するのを阻止し、媒体表面の腐食を防ぐことができる。
【００３７】
軟磁性下地膜２を、微細結晶２ａと非晶質相２ｂとを有するものとする場合には、軟磁性下地膜２を形成した後、熱処理（アニール処理）を施すことによって、境界が鮮明な微細結晶２ａおよび非晶質相２ｂを形成し、ノイズを低減し、記録再生特性をさらに向上させることができる。アニール処理の温度条件は、２５０℃〜４５０℃とする。このアニール処理温度が２５０℃未満であると、媒体ノイズ低減効果が低くなる。またアニール処理温度が４５０℃を越えると、微細結晶２ａの結晶が粗大化し、ノイズ低減効果が低くなるため好ましくない。アニール処理の時間は特に制限されないが、２〜５０秒（さらに好ましくは２〜２０秒）とするのが望ましい。アニール処理後の冷却時間は特に制限されないが、生産性を考えると、５０秒以下（好ましくは２０秒以下）とすることが望ましい。
【００３８】
配向制御膜３を形成する際には、成膜ガスに酸素や窒素を導入することによって、配向制御膜３の表面に酸化膜または窒化膜を形成してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いるならば、配向制御膜３の表面付近を形成する際に、プロセスガスとして、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％）程度混合したガスを用いることによって、上記酸化膜または窒化膜を形成することができる。
【００３９】
垂直磁性膜４を単層構造とする場合には、この垂直磁性膜４を構成する材料からなるターゲットを用いて垂直磁性膜４を形成することができる。垂直磁性膜４を、遷移金属層と貴金属層からなる多層構造とする場合には、遷移金属（Ｃｏ、Ｃｏ合金）からなる第１のターゲットと、貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ等）からなる第２のターゲットを交互に用いて、それぞれのターゲットの材料を交互にスパッタすることにより垂直磁性膜４を構成する。
【００４０】
保護膜５の形成方法としては、カーボンターゲットを用いたスパッタ法や、ＣＶＤ法、イオンビーム法を用いることができる。また、ＳｉＯ２やＺｒＯ２のターゲットを用いたＲＦスパッタ、あるいはＳｉやＺｒのターゲットを用い、プロセスガスとして酸素を含むガスを用いる反応性スパッタによって、ＳｉＯ２やＺｒＯ２からなる保護膜５を形成する方法などを適用することができる。ＣＶＤ法、イオンビーム法を用いる場合には、極めて硬度の高い保護膜５を形成することができ、スパッタ法よりも保護膜５を大幅に薄くすることが可能となるため、記録再生時のスペーシングロスを小さくし、高密度の記録再生を行うことができる。
【００４１】
本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２の材料として、以下に示す組成で表されるもののうちいずれかを用いるので、記録再生特性を向上させることができる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｆＮ ・・・(1)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、３≦ｆ≦３０）
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０）
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(3)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、０．１≦ｅ≦７、３≦ｆ≦３０）
【００４２】
上記材料を用いることによって、記録再生特性を向上させることができる理由を以下に示す。窒素には、Ｆｅ合金膜において結晶粒を微細化する効果があるため、窒素の添加によってノイズ低減を図ることができる。さらに、ＦｅＮ合金に、Ｍ（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を添加することによって、ＭとＮが結合した化合物を生成させることができる。このＭとＮを含む化合物は、粒界に偏析しやすいため、Ｍの添加によって、粒界の形成を促進し、結晶粒を孤立化させ、さらにノイズを低く抑えることができる。またＸ1（Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上）は、Ｆｅに固溶し、Ｆｅ合金結晶の成長を抑える性質がある。このため、Ｘ1の添加によって、軟磁性下地膜２において過剰な結晶成長を阻止することができる。従って、結晶粒の粗大化を防ぎ、ノイズ低減を図ることができる。またＸ2（Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏ）は、粒界領域に偏析しやすく、粒界においてＦｅやＭと共有結合する性質があるため、Ｘ2の添加によって、上記共有結合性化合物を含む粒界を形成させることができる。このため、幅が広く、かつ安定な粒界を形成するとともに、過剰な結晶成長を抑制することができる。従って、結晶粒を微細化、孤立化させ、さらなるノイズ抑制が可能となる。Ｘ1とＸ2のいずれか１つでも媒体ノイズ低減効果があるが、これら双方を添加することによって、いっそう優れた媒体ノイズ低減効果を得ることができる。以上の理由により、上記材料を用いることによって、軟磁性下地膜２内の結晶粒径を小さくするとともに、結晶粒を孤立化させ、軟磁性下地膜２に起因するノイズを低減することができる。また結晶粒を孤立化させることができるため、これら結晶粒間の磁気的相互作用を抑制することができる。このため、軟磁性下地膜２中の磁気クラスターサイズを小さくし、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。
【００４３】
また、軟磁性下地膜２において結晶粒を微細化、孤立化できることから、軟磁性下地膜２の影響下で成長する配向制御膜３、垂直磁性膜４においても結晶粒の微細化、孤立化を図ることができる。このため、さらなる媒体ノイズ低減を図ることができる。また上記磁気記録媒体では、記録再生時において、磁気ヘッドからの磁束が垂直磁性膜４、軟磁性下地膜２を通って再び磁気ヘッドに至る閉磁路が形成される。このように、軟磁性下地膜２と垂直磁性膜４は共通の磁束により磁化されるため、垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズは、軟磁性下地膜２の磁気クラスターサイズに影響されるようになる。このため、垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズは、軟磁性下地膜２の磁気クラスターサイズと同様、小さくなる。
【００４４】
以上より、本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４において、結晶粒径および磁気クラスターサイズを小さくし、記録再生特性を向上させ、高密度の情報の記録再生が可能となる。なお、磁気クラスターサイズは、磁気間力顕微鏡（ＭＦＭ）により求めることができる。すなわち軟磁性下地膜２を形成した段階の媒体を交流消磁した後、ＭＦＭで磁化状態を測定して、互いにほぼ同じ方向に向いている磁化の集団の直径を磁気クライスターサイズとすることができる。
【００４５】
また本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２において十分な磁化を得ることができる。このため、軟磁性下地膜２を過大な厚さに形成する必要がなく、生産性の低下を防ぐことができる。また軟磁性下地膜２の表面粗さを小さくし、グライドハイト特性の劣化を防ぐことができる。
【００４６】
また、軟磁性下地膜２を、微細結晶２ａと、微細結晶２ａよりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相２ｂとからなるものとすることによって、幅が広く、かつ安定な非晶質相２ｂを形成し、微細結晶２ａ間の磁気的相互作用を抑え、磁気クライスターサイズを小さくでき、媒体ノイズを小さくすることができる。非晶質相２ｂが幅広で安定なものとなるのは、ＭとＮが結合した化合物が形成され、この化合物が非晶質相２ｂに偏析するためであると考えられる。
【００４７】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２、垂直磁性膜４内の結晶粒径を小さくし、軟磁性下地膜２、垂直磁性膜４に起因するノイズを低減することができる。また軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズを小さくし、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。従って、記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能となる。
【００４８】
図５は、本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２と配向制御膜３との間に、配向制御下地膜７が設けられている点で、上記第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。配向制御下地膜７には、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を主成分とする材料を用いることができる。また、配向制御下地膜７の材料としては、Ｂ２構造をなす材料を用いることもできる。Ｂ２構造をなす材料としては、ＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＡｌＣｏ、ＡｌＲｕ、ＣｏＴｉのうち１種または２種以上の合金を主成分とするものが使用できる。また、これらの合金にＣｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｏ、Ｎ等の元素を添加した材料を用いることもできる。配向制御下地膜７の厚さは、３０ｎｍ以下とするのが好ましい。この厚さが上記範囲を越えると、垂直磁性膜４と軟磁性下地膜２との距離が大きくなるため分解能およびノイズ特性が劣化する。配向制御下地膜７の厚さは、０．１ｎｍ以上とするのが好ましい。
【００４９】
図６は、本発明の磁気記録媒体の第３の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、配向制御膜３と垂直磁性膜４との間に、非磁性材料からなる非磁性中間膜８が設けられている点で、図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。非磁性中間膜８には、ｈｃｐ構造をとる非磁性材料を用いるのが好ましい。この材料としては、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ5合金、ＣｏＸ5合金（Ｘ5は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｂのうち１種または２種以上）を用いるのが好適である。非磁性中間膜８の厚さは、垂直磁性膜４における磁性粒の粗大化による記録再生特性の悪化や、磁気ヘッドと軟磁性下地膜２の距離が大きくなることによる記録分解能の低下を防ぐため、２０ｎｍ以下（好ましくは１０ｎｍ以下）とするのが好適である。本実施形態では、非磁性中間膜８を設けることによって、垂直磁性膜４の配向性を向上させ、保磁力Ｈｃを高め、記録再生特性および熱揺らぎ特性をさらに向上させることができる。
【００５０】
図７は、本発明の磁気記録媒体の第４の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、非磁性基板１と軟磁性下地膜２との間に、磁化容易軸が面内方向に向いた硬磁性膜９と面内下地膜１０が設けられている点で、図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。硬磁性膜９に用いられる材料としては、ＣｏＣｒ合金、特にＣｏＣｒＸ6（Ｘ6は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｂのうちから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。またＣｏＳｍ合金を用いてもよい。硬磁性膜９は、保磁力Ｈｃが１０００（Ｏｅ）以上（好ましくは２０００（Ｏｅ）以上）であることが好ましい。硬磁性膜９の厚さは、１０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とするの好ましい。硬磁性膜９は、軟磁性下地膜２が基板半径方向の磁壁を形成しないようにするため、基板中心から放射状の方向に磁化され、硬磁性膜９と軟磁性下地膜２が交換結合していることが好ましい。面内下地膜１０は、硬磁性膜９の直下に設けられ、その材料としては、ＣｒまたはＣｒ合金を挙げることができる。面内下地膜１０に用いられるＣｒ合金の例としては、ＣｒＭｏ系、ＣｒＴｉ系、ＣｒＷ系、ＣｒＭｏ系、ＣｒＶ系、ＣｒＳｉ系、ＣｒＮｂ系の合金を挙げることができる。
【００５１】
硬磁性膜９を設けることによって、軟磁性下地膜２での巨大磁区の形成を抑えることができる。このため、外乱磁場が大きい環境下においてもスパイクノイズの発生を防ぐことができ、エラーレート特性に優れ、高密度記録が可能な磁気記録媒体を得ることができる。
【００５２】
図８は、本発明の磁気記録媒体の第５の実施形態を示すものである。ここに示す磁気記録媒体では、垂直磁性膜４と保護膜５との間に、磁化安定膜１１が設けられている点で図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。磁化安定膜１１の材料としては、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅ合金を用いることができる。この材料としては、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など）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦａＴａＣなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金を挙げることができる。磁化安定膜１１は、ＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微細結晶を有する構成とすることができる。また微細結晶がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造とすることもできる。磁化安定膜１１には、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種以上を含有するＣｏ合金を用いることもできる。例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏなどを好適なものとして挙げることができる。磁化安定膜１１の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは５０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。磁化安定膜１１の飽和磁束密度Ｂｓは、０．４Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。また、磁化安定膜１１の飽和磁束密度膜厚積Ｂｓ・ｔは７．２Ｔ・ｎｍ以下であること好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲を越えると再生出力が低下するため好ましくない。また磁化安定膜１１の最大透磁率は、１０００〜１００００００（好ましくは１００００〜５０００００）とするのが好ましい。磁化安定膜１１は、構成材料が部分的または完全に酸化された構成とすることができる。すなわち磁化安定膜１１の表面（保護膜５側または垂直磁性膜４側の面）およびその近傍において、構成材料が部分的または全体的に酸化された構成とすることができる。
【００５３】
本実施形態では、磁化安定膜１１を設けることによって、熱揺らぎ特性の向上、再生出力の増大を図ることができる。再生出力が増大するのは、磁化安定膜１１によって、垂直磁性膜４の表面における磁化の揺らぎが抑えられることから、漏れ磁束が揺らぎの影響を受けなくなるためであると考えられる。熱揺らぎ特性が向上するのは、磁化安定膜１１によって、垂直磁性膜４の垂直方向の磁化と、軟磁性下地膜２および磁化安定膜１１の面内方向の磁化が、閉磁路を形成するようになり、垂直磁性膜４の磁化がより強固に垂直方向に固定されるためであると考えられる。また磁化安定膜１１の表面が酸化された構成とする場合には、磁化安定膜１１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、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００５４】
図９は、本発明に係る磁気記録再生装置の一例を示す構成図である。この図に示す磁気記録再生装置は、上記構成の磁気記録媒体２０と、この磁気記録媒体２０を回転駆動させる媒体駆動部２１と、磁気記録媒体２０に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド２２と、磁気ヘッド２２を駆動させるヘッド駆動部２３と、記録再生信号処理系２４とを備えている。記録再生信号系２４は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド２２に送ったり、磁気ヘッド２２からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
【００５５】
磁気ヘッド２２としては、単磁極ヘッドを用いることができる。図１０は、単磁極ヘッドの一例を示すもので、単磁極ヘッド２２は、磁極２５と、コイル２６とから概略構成されている。磁極２５は、幅の狭い主磁極２７と幅広の補助磁極２８とを有する側面視略コ字状に形成され、主磁極２７は、記録時に垂直磁性膜４に印加される磁界を発生し、再生時に垂直磁性膜４からの磁束を検出することができるようになっている。
【００５６】
単磁極ヘッド２２を用いて、磁気記録媒体２０への記録を行う際には、主磁極２７の先端から発せられた磁束が、垂直磁性膜４を、基板１に対しほぼ垂直な方向に磁化させる。この際、磁気記録媒体２０には軟磁性下地膜２が設けられているため、単磁極ヘッド２２の主磁極２７からの磁束は、垂直磁性膜４、軟磁性下地膜２を通って補助磁極２８に至る閉磁路を形成する。この閉磁路が単磁極ヘッド２２と磁気記録媒体２０との間に形成されることにより、磁束の出入りの効率が増し、高密度の記録再生が可能になる。なお、軟磁性下地膜２と補助磁極２８との間の磁束は、主磁極２７と軟磁性下地膜２との間の磁束とは逆向きになるが、補助磁極２８の面積は主磁極２７に比べて十分に広いので、補助磁極２８からの磁束密度は十分に小さくなり、この補助磁極２８からの磁束により垂直磁性膜４の磁化が影響を受けることはない。また本発明では、磁気ヘッドとして、単磁極ヘッド以外のもの、例えば再生部に巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子を備えた複合型薄膜磁気記録ヘッドを用いることもできる。
【００５７】
本実施形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体２０の軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２内の結晶粒を微細化、孤立化し、軟磁性下地膜２に起因するノイズを低減することができる。また軟磁性下地膜２中の磁気クラスターサイズを小さくし、これによって垂直磁性膜４内の磁気クラスターサイズを小さくすることができる。このため、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。従って、記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能となる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例を示して本発明の作用効果を明確にする。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（参考例１）
洗浄済みのガラス基板１（オハラ社製、外径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−３０１０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０-5Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板上に、８４Ｆｅ−１３Ｈｆ−３Ｃｒからなるターゲットを用い、アルゴン・窒素混合ガス（窒素含有率５ｖｏｌ％）中で、軟磁性下地膜２（厚さ１００ｎｍ）を形成した。次いで、軟磁性下地膜２に３５０℃の条件で１０秒間の熱処理（アニール処理）を施した。軟磁性下地膜２の組成をオージェ電子分光法（ＡＥＳ）を用いて測定したところ、７５Ｆｅ−１１．６Ｈｆ−２．４Ｃｒ−１１Ｎであることが確認された。また透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてこの軟磁性下地膜２を観察したところ、この軟磁性下地膜２は、多数の微細結晶２ａが非晶質相２ｂによって隔てられた構造となっており、この微細結晶２ａの平均粒径が１０ｎｍであることが確認された。また振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）による測定の結果、軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓは１．５Ｔであり、Ｂｓ・ｔが１５０Ｔ・ｎｍであることがわかった。次いで、２００℃の条件で、軟磁性下地膜２上に、５０Ｎｉ−５０Ａｌからなる配向制御下地膜７（厚さ８ｎｍ）と、Ｒｕからなる配向制御膜３（厚さ１０ｎｍ）とからなる配向制御膜３を順次形成した。次いで、６５Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−２Ｂからなる垂直磁性膜４（厚さ２５ｎｍ）を形成した。垂直磁性膜４をＴＥＭを用いて観察した結果、平均結晶粒径が９ｎｍであることが明らかになった。またＫｅｒｒ効果測定装置を用いて垂直磁性膜４の静磁気特性を調べたところ、保磁力は４５７０（Ｏｅ）、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は７５０（Ｏｅ）であった。また軟磁性下地膜２、配向制御膜３、垂直磁性膜４を形成する際には、成膜用のプロセスガスとしてアルゴンを用い、その圧力を０．５Ｐａに設定した。次いで、ＣＶＤ法により保護膜５（厚さ５ｎｍ）を形成した。次いで、ディップコーティング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜６を形成し、磁気記録媒体を得た。なお上記合金材料の記載において、ａＡ−ｂＢは、ａ（ａｔ％）Ａ−ｂ（ａｔ％）Ｂを示す。例えば６５Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−２Ｂは、６５ａｔ％Ｃｏ−１７ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−２ａｔ％Ｂ（Ｃｏ含有率６５ａｔ％、Ｃｒ含有率１７ａｔ％、Ｐｔ含有率１６ａｔ％、Ｂ含有率２ａｔ％）を意味する。
【００５９】
（参考例２〜１５）
軟磁性下地膜２の組成を表１に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１を参照）。
【００６０】
（比較例１〜６）
軟磁性下地膜２の組成を表１に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１を参照）。
【００６１】
これら参考例および比較例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価は、ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。記録再生特性の評価には、磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用い、線記録密度６００ｋＦＣＩにて測定を行った。試験結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１より、上記式(1)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた参考例では、比較例に比べ、優れた記録再生特性を示したことがわかる。
【００６４】
（実施例１６〜２６）
軟磁性下地膜２の組成を表２に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表２を参照）。
【００６５】
（比較例７、８）
軟磁性下地膜２の組成を表２に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表２を参照）。
【００６６】
これら参考例および比較例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
表２より、上記式(2)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた実施例では、比較例に比べ、優れた記録再生特性を示したことがわかる。
【００６９】
（参考例２７〜３５）
軟磁性下地膜２の組成を表３に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表３を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
表３より、上記式(3)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた参考例では、優れた記録再生特性を示したことがわかる。また式(1)、(2)に示す材料を用いた参考例及び実施例（表１、表２）に比べて、より優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００７２】
（参考例３６〜３９）
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓおよび厚さｔを表４に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表４を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表４に示す。
【００７３】
【表４】
【００７４】
表４より、飽和磁束密度Ｂｓを１Ｔ以上（特に１．４Ｔ以上）とすることによって、優れた記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００７５】
（参考例４０〜４２）
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓおよび膜厚ｔを表５に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表５を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表５に示す。
【００７６】
【表５】
【００７７】
表５より、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを５０Ｔ・ｎｍ以上（特に１００Ｔ・ｎｍ以上）とすることによって、優れた記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００７８】
（参考例４３〜５４）
配向制御下地膜７および配向制御膜３の材料およびその厚さを表６に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表６を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表６に示す。
【００７９】
【表６】
【００８０】
表６より、配向制御膜３に、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造材料（特にＲｕ、Ｈｆ、Ｒｕ合金、Ｈｆ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金）を用いた構成によって、記録再生特性に優れた磁気記録媒体を得ることができたことがわかる。
【００８１】
（参考例５５〜６３）
垂直磁性膜４の材料およびその厚さを表７に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表７を参照）。これら磁気記録媒体の熱揺らぎ耐性を評価した結果を表７に示す。熱揺らぎ耐性の評価は、７０℃の条件下で線記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みをおこなった後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の低下率（％／ｄｅｃａｄｅ）を、（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ×３）に基づいて算出した。この式において、Ｓｏは磁気記録媒体に信号記録後１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１０００秒後の再生出力を示す。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を併せて表７に示す。
【００８２】
【表７】
【００８３】
表７より、垂直磁性膜４の厚さを５〜５０ｎｍ（特に７〜３０ｎｍ）とすることによって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。また垂直磁性膜４にＣｏＣｒＰｔ合金を用いた場合には、Ｐｔ含有率を８〜２４ａｔ％とすることによって、優れた熱揺らぎ耐性が得られることがわかる。
【００８４】
（参考例６４〜６７）
軟磁性下地膜２の表面を酸素含有ガス（曝露ガス）に曝すことによって、軟磁性下地膜２に酸化処理を施すこと以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した。曝露ガスとしては、純酸素（１００％Ｏ2）、または酸素アルゴン混合ガス（５０ｖｏｌ％Ｏ2−５０ｖｏｌ％Ａｒ）を用いた。上記曝露によって軟磁性下地膜２の表面に形成された酸化層の厚さを表８に示す。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表８に示す。
【００８５】
（参考例６８）
軟磁性下地膜２を形成する際に、プロセスガス（成膜ガス）として、Ａｒ（１００％）を用い、次いで酸素アルゴン混合ガス（混合比：１０ｖｏｌ％Ｏ2−９０ｖｏｌ％Ａｒ）を用いること以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表８を参照）。酸素アルゴン混合ガスの使用によって、軟磁性下地膜２の表面付近に酸化層が形成された。この酸化層の厚さを表８に併せて示す。この磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表８に示す。
【００８６】
【表８】
【００８７】
表８より、軟磁性下地膜２の酸化によって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００８８】
（参考例６９〜７６）
配向制御膜３と垂直磁性膜４との間に非磁性中間膜８を設けること以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表９を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性および熱揺らぎ耐性を評価した結果を表９に示す。
【００８９】
【表９】
【００９０】
表９より、非磁性中間膜８を設けることによって、記録再生特性、熱揺らぎ耐性を向上させることができたことがわかる。特に、非磁性中間膜８の厚さを２０ｎｍ以下（特に１０ｎｍ以下）とすることによって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００９１】
（参考例７７〜８１）
非磁性基板１と軟磁性下地膜２との間に硬磁性膜９、面内下地膜１０を設けること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１０を参照）。面内下地膜１０には、９４Ｃｒ６Ｍｏを用い、厚さは１５ｎｍとした。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表１０に示す。表１０には、スパイクノイズの有無も併せて示す。
【００９２】
【表１０】
【００９３】
表１０より、硬磁性膜９、面内下地膜１０を設けることによって、スパイクノイズを抑えることができたことがわかる。また十分な記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００９４】
（参考例８２〜８６）
垂直磁性膜４と保護膜５との間に磁化安定膜１１を設けたこと以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１１を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表１１に示す。
【００９５】
【表１１】
【００９６】
表１１より、磁化安定膜１１を設けることによって、記録再生特性、再生出力、熱揺らぎ耐性を向上させることができたことがわかる。
【符号の説明】
【００９７】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地膜、２ａ…微細結晶、２ｂ…非晶質相、３…配向制御膜、４…垂直磁性膜、５…保護膜、２０…磁気記録媒体、２２…磁気ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性膜内の磁化容易軸が主に基板に対し水平に配向した面内磁気記録媒体が広く用いられている。面内磁気記録媒体では、高記録密度化するとビット体積が小さくなりすぎ、熱揺らぎ効果により記録再生特性が悪化する可能性がある。また、高記録密度化した際に、記録ビット境界での反磁界の影響により媒体ノイズが増加する。これに対し、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、ビット境界での反磁界の影響が小さく、境界が鮮明な記録磁区が形成されるため低ノイズ化が可能であり、しかも比較的ビット体積が大きくても高記録密度化が可能であることから熱揺らぎ効果にも強く、近年大きな注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０３６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１５４３２号公報
【特許文献３】特開昭５７−２０８６３１号公報
【特許文献４】特開平０２−１５２２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化が要望されている。このため、垂直磁性膜に対する書き込み能力に優れる単磁極ヘッドを用いるために、記録層である垂直磁性膜と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる膜を設けた磁気記録媒体が提案されている。この磁気記録媒体では、単磁極ヘッドと、磁気記録媒体の間の磁束の出入りの効率を向上させることができる。しかしながら、上記軟磁性膜（裏打ち層）を設けた磁気記録媒体を用いた場合でも、記録再生特性は満足できるものではなく、この特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。特開平２−１５２２０８号公報には、Ｃｏ（５０〜７５ａｔ％）−Ｍ'（Ｍ'＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ）（４〜２５ａｔ％）−Ｎ(１〜３５ａｔ％)からなる軟磁性膜（裏打ち層）を用いることが提案されている。一般にＣｏ合金からなる軟磁性膜は、Ｃｏの含有率が８５ａｔ％未満であると飽和磁化が低下するため、この軟磁性膜を厚くする必要が生じ、その結果、表面粗さが粗くなる。このため、上記磁気記録媒体では、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が困難になる問題があった。また厚い軟磁性膜を形成するために、生産性が低下する問題があった。また特開平１１−１４９６２８号公報には、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ合金からなる軟磁性下地膜を設けることによって、突発性のスパイクノイズの発生を抑制し、エンベロープ特性を改善することが提案されている。しかしながら、上記磁気記録媒体では、エンベロープ特性は改善されるが、軟磁性下地膜に起因する媒体ノイズが大きくなるため好ましくない。これは、軟磁性下地膜の結晶粒を微細化しても、結晶粒どうしの磁気的な結合が大きくなることから、磁気クラスターサイズ（磁気的結合粒子径）が大きくなるためである。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軟磁性下地膜から発生する媒体ノイズを低減することにより、記録再生特性を向上させ高密度の記録再生が可能となる磁気記録媒体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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、前記軟磁性下地膜が、以下の組成で表される材料を含むことを特徴とする。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
上記ａ〜ｆは、次の範囲にあることが好ましい。
６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５。
軟磁性下地膜は、Ｆｅを主成分する平均粒径１３ｎｍ以下の微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからなる構成とするのが好ましい。
微細結晶は、ｂｃｃ構造をとることが好ましい。
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以上とするのが好ましく、１．４Ｔ以上とするのがさらに好ましい。
軟磁性下地膜は、飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下地膜の膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを５０Ｔ・ｎｍ以上とするのが好ましく、１００Ｔ・ｎｍ以上とするのがさらに好ましい。
配向制御膜は、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｈｃｐ構造材料からなる構成とすることができる。
配向制御膜は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｆｃｃ構造材料からなる構成とすることができる。
軟磁性下地膜は、垂直磁性膜側の表面の一部または全面が酸化されている構成とするのが好ましい。
垂直磁性膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、０（Ｏｅ）以上とするのが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体にあっては、軟磁性下地膜の材料として、以下に示す組成で表されるものを用いるので、記録再生特性を向上させることができる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０）
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示す一部断面図である。
【図２】図１に示す磁気記録媒体の軟磁性下地膜を示す構造図である。
【図３】履歴曲線の一例を示すグラフである。
【図４】履歴曲線の他の例を示すグラフである。
【図５】本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示す一部断面図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の第３の実施形態を示す一部断面図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体の第４の実施形態を示す一部断面図である。
【図８】本発明の磁気記録媒体の第５の実施形態を示す一部断面図である。
【図９】本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略構成図である。
【図１０】図９に示す磁気記録再生装置に使用される磁気ヘッドの一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示すもので、ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜３と、垂直磁性膜４と、保護膜５と、潤滑膜６とが順次形成されて構成されている。非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどな非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。ガラス基板としては、アルモファスガラス、結晶化ガラスがあり、アルモファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノケートガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法によりＮｉＰ膜が形成されたものを用いることもできる。非磁性基板１の表面形状は、媒体表面の形状に影響を与えるため、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを低くするには、非磁性基板１の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。この表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
【００１０】
軟磁性下地膜２は、ヘッドからの磁束の垂直方向成分を大きくし、かつ垂直磁性膜４の磁化を基板１に対し垂直な方向に固定するために設けられているものである。本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２が、以下の組成で表される材料を含む構成を採用できる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｆＮ ・・・(1)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ1＝Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆは百分率で表された原子比（ａｔ％）であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(1)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。なお主成分とは当該成分を５０ａｔ％を越えて含むことを意味する。式(1)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＣｒＮ、ＦｅＨｆＡｌＮ、ＦｅＨｆＳｉＮ、ＦｅＨｆＧａＮ、ＦｅＨｆＣｒＡｌＮ、ＦｅＺｒＣｒＮ、ＦｅＴａＣｒＮ、ＦｅＮｂＣｒＮ、ＦｅＴｉＣｒＮ、ＦｅＣｏＨｆＣｒＮを挙げることができる。
【００１１】
また、軟磁性下地膜２は、以下の組成で表される材料を含むものであってもよい。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(2)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。式(2)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＢＮ、ＦｅＨｆＣＮ、ＦｅＨｆＰＮ、ＦｅＨｆＯＮ、ＦｅＨｆＢＣＮ、ＦｅＺｒＢＮ、ＦｅＴａＢＮ、ＦｅＮｂＢＮ、ＦｅＴｉＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＣＯＮを挙げることができる。
【００１２】
また、軟磁性下地膜２には、以下の組成で表される材料を含むものを用いることもできる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(3)
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、
Ｘ1＝Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上、
Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。
ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、０．１≦ｅ≦７、３≦ｆ≦３０である。）
ａ〜ｆは、６０≦ａ＋ｂ≦８０、３０≦ａ≦８０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦３、０．１≦ｅ≦５、８≦ｆ≦２５とするのがより好ましい。軟磁性下地膜２は、式(3)で示される材料を主成分とするものであることが好ましい。式(3)に示す材料の具体例としては、ＦｅＨｆＣｒＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＢＮ、ＦｅＨｆＡｌＰＮ、ＦｅＨｆＣｒＡｌＢＮ、ＦｅＨｆＣｒＢＰＮを挙げることができる。
【００１３】
ＦｅとＣｏの含有率の合計（ａ＋ｂ）が上記範囲未満であると、飽和磁束密度が小さくなり軟磁性下地膜２を厚くする必要が生じるため、表面平均粗さＲａが大きくなる。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。またＦｅとＣｏの合計含有率が上記範囲を越えると、十分な低ノイズ化が難しくなるため好ましくない。Ｆｅの含有率（ａ）が上記範囲未満であると、飽和磁束密度が小さくなり軟磁性下地膜２を厚くする必要が生じるため、表面平均粗さＲａ大きくなる。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。またＦｅの含有率が上記範囲を越えると、十分な低ノイズ化が難しくなるため好ましくない。Ｍの含有率（ｃ）が上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２によるノイズ低減効果が低くなるため好ましくない。またＭの含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２全体が非晶質になり、ノイズ特性が劣化するおそれがあるため好ましくない。Ｎの含有率（ｆ）が上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２の結晶粒径が大きくなりやすくなる。またＮの含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の飽和磁束密度が低くなるため好ましくない。
【００１４】
Ｘ1の含有率（ｄ）が上記範囲未満であると、結晶粒を微細化する効果が低下し、結晶粒径が大きくなりノイズが増加する。またＸ1の含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の磁化が不十分となりやすくなる。また軟磁性下地膜２から発生する媒体ノイズが増加するため好ましくない。Ｘ2の含有率（ｅ）が上記範囲未満であると、結晶粒が大きくなり媒体ノイズが増加する。Ｘ2の含有率が上記範囲を越えると、軟磁性下地膜２の磁化が不十分となりやすくなる。また軟磁性下地膜２から発生する媒体ノイズが増加するため好ましくない。
【００１５】
軟磁性下地膜２は、Ｆｅを主成分する微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからなるものとするのが好ましい。図２は、微細結晶と非晶質相とを有する軟磁性下地膜２の一例を示すもので、ここに示す例では、軟磁性下地膜２が、多数の微細結晶２ａと、これら微細結晶２ａを隔てる非晶質相２ｂとを有する構造となっている。この微細結晶２ａの平均粒径は、１３ｎｍ以下となっている。この平均粒径は、１０ｎｍ以下とするのが好ましい。この結晶粒径をこの範囲とすることによって、軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４内の磁気クライスターサイズを小さくし、媒体ノイズを低減することができ、記録再生特性を向上させることができる。
【００１６】
微細結晶２ａの平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察像より求めることができる。すなわちＴＥＭにより観察された微細結晶２ａの画像を、コンピューター上で処理することにより、この微細結晶２ａと同じ面積の円に変換し、この円の直径を、その微細結晶２ａの粒径とする。同様の手順で複数の微細結晶２ａについて粒径を求め、これら複数の微細結晶２ａの粒径の平均値を平均粒径とする。粒径測定の対象となる微細結晶２ａの数は、１００以上（好ましくは５００以上）とするのが好適である。
【００１７】
微細結晶２ａはｂｃｃ構造をとることが好ましい。微細結晶２ａがｂｃｃ構造をとると、効果的に飽和磁束密度を高めることができるためである。また、微細結晶２ａでは（１１０）面が優先配向していることが好ましい。結晶構造および配向面はＸ線回折法（ＸＲＤ）にて判別することができる。
【００１８】
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓは、１Ｔ以上（好ましくは１．４Ｔ以上、さらに好ましくは１．６Ｔ以上）であることが好ましい。飽和磁束密度Ｂｓが上記範囲未満であると、軟磁性下地膜２の膜厚を厚くする必要が生じ、表面平均粗さＲａが大きくなったり、生産性が悪化するため好ましくない。
【００１９】
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓと軟磁性下地膜２の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔは、５０Ｔ・ｎｍ以上（好ましくは１００Ｔ・ｎｍ以上）であることが好ましい。このＢｓ・ｔが５０Ｔ・ｎｍ未満であると、再生波形がいわゆる矩形波でなく歪みをもつものとなり、記録再生特性が悪化するため好ましくない。
【００２０】
軟磁性下地膜２は、表面（垂直磁性膜４側の面）の一部または全面が酸化されている構成とすることができる。この酸化部分（酸化層）の厚さは３ｎｍ以下（好ましくは２．５ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以下）であることが好ましい。この酸化部分の厚さが３ｎｍを越えると、この上に設けられる配向制御膜３の配向を乱し、記録再生特性の劣化を招くため好ましくない。またこの厚さが３ｎｍを越えると、軟磁性下地膜２の表面酸化が過剰になり、表面平均粗さＲａが大きくなる（例えば２ｎｍを越える値となる）。その結果、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くすることができなくなり、高記録密度化が難しくなる。軟磁性下地膜２が酸化された状態はオージェ電子分光法、ＳＩＭＳ法などにより確認することができる。また軟磁性下地膜２表面の酸化部分（酸化層）の厚さは、例えば媒体断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真により求めることができる。
【００２１】
軟磁性下地膜２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは３０（Ｏｅ）以下、さらに好ましくは１０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。この保磁力Ｈｃが上記範囲を越えると、軟磁性特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波でなく歪みをもつものとなるため好ましくない。また、軟磁性下地膜２の最大透磁率は、１０００〜１００００００（好ましくは１０００００〜５０００００）とするのが好ましい。最大透磁率が上記範囲未満であると、記録時に磁気記録媒体への書き込みが不十分となり、十分な記録再生特性を得られないおそれがある。なお、透磁率はＣＧＳ単位系で表した値である。
【００２２】
軟磁性下地膜２の表面形状は、磁気記録媒体表面の形状に影響を与えるため、その表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。表面平均粗さＲａをこの範囲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。
【００２３】
配向制御膜３は、垂直磁性膜４の配向性や結晶粒径を制御するためのものである。配向制御膜３は、少なくとも表面側（垂直磁性膜４側）が、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造をとるものであることが好ましい。配向制御膜３に用いられるｈｃｐ構造材料としては、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０ａｔ以上含有するものを挙げることができる。なかでも、ＨｆとＲｕのうちいずれかを５０ａｔ％以上含有する合金を用いると、垂直磁性膜４から発生する媒体ノイズを低減することができ、高記録密度化が可能になるため好ましい。特に、Ｒｕを用いると、垂直磁性膜４の垂直配向性を高めることができるため好ましい。ｈｃｐ構造材料としては、垂直磁性膜４に対する格子の整合性を考慮して、上記材料（Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等を添加した合金を用いることができる。また結晶粒を微細化するため、上記材料（Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上）にＣ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐを添加した合金を用いることもできる。配向制御膜３に好適に用いられるｈｃｐ構造材料の具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、Ｈｆ、ＨｆＢ、Ｒｅを挙げることができる。
【００２４】
配向制御膜３に用いられるｆｃｃ構造材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０ａｔ以上含有するものを用いることが好ましい。なかでも特に、Ｎｉを用いると、垂直磁性膜４の垂直配向性を高めることができるため好ましい。またｆｃｃ構造材料としては、垂直磁性膜４に対する格子の整合性を考慮して、上記材料（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ等を添加した合金を用いることができる。また結晶粒を微細化するため、上記材料（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上）に、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐを添加した合金を用いることもできる。配向制御膜３に好適に用いられるｆｃｃ構造材料の具体例としては、Ｎｉ、ＮｉＣｒＮ、Ｃｕ、ＰｄＢを挙げることができる。
【００２５】
配向制御膜３の厚さは、１〜５０ｎｍ（好ましくは２〜３０ｎｍ、さらに好ましくは２〜２０ｎｍ）とするのが好ましい。この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性膜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。またこの厚さが上記範囲を越えると、垂直磁性膜４において結晶粒子が粗大化し記録再生特性が悪化する。また記録再生特性時における磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能が低下する。
【００２６】
垂直磁性膜４は、その磁化容易軸が基板に対して主に垂直に配向した磁性材料からなるものであり、その材料としては、ＣｏＣｒＸ3系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系（Ｘ3：Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、およびＢのうち１種または２種以上）の合金を用いるのが好ましい。特に、垂直磁性膜４の垂直磁気異方性を高めるために、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系の合金で、Ｐｔ含有率が８〜２４ａｔ％であるものを用いることが好ましい。またＰｔ含有率を１４〜２２ａｔ％とすると、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を確実に０以上とすることができ、優れた熱揺らぎ特性を得ることができるため好ましい。また、垂直磁性膜４には、遷移金属材料（Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金など）と貴金属材料（Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｔ、Ｐｔ合金）とを多数回にわたって積層した構造を採用できる。例えば、Ｃｏ、ＣｏＸ4、Ｆｅ、ＦｅＸ4のいずれかからなる層と、Ｐｄ、ＰｄＸ4、Ｐｔ、ＰｔＸ4（Ｘ4：Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｏ、Ｒｕ、Ｓｉのうち１種または２種以上）のいずれかからなる層を多数回にわたって積層した構造を採用することができる。上記ＣｏＣｒ系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＸ3系、ＣｏＰｔＸ3系の合金、積層構造膜材料はいずれも多結晶構造をとるが、本発明の磁気記録媒体では、非晶質構造の垂直磁性膜を適用することもできる。非晶質構造をとる材料としては、希土類元素を含む合金（ＴｂＦｅＣｏ系合金など）を用いることができる。
【００２７】
垂直磁性膜４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、０（Ｏｅ）以上（好ましくは１０００（Ｏｅ）以上）とするのが好適である。この逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が、この範囲未満であると熱揺らぎ耐性が低下する。図３に示すように、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）とは、履歴曲線（ＭＨ曲線）において、磁化が飽和した状態から外部磁場を減少させる過程で、外部磁場が０となる点ａから磁化反転を起こす点ｂまでの距離（Ｏｅ）で表すことができる。なお、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、磁化反転を起こす点ｂが、外部磁場が負となる領域にある場合に正の値をとり（図３を参照）、逆に、点ｂが、外部磁場が正となる領域にある場合に負の値をとる（図４を参照）。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の測定には、軟磁性下地膜２の影響を除くため、基板１、配向制御膜３、垂直磁性膜４、保護膜５のみからなるディスクを用い、このディスクについて、振動式磁気特性測定装置またはカー効果測定装置を用いて測定を行うのが好適である。また磁気記録媒体をそのまま用いて、振動式磁気特性測定装置またはカー効果測定装置により逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を測定することもできる。
【００２８】
垂直磁性膜４は、成分組成や結晶構造が異なる２以上の層からなる多層構造とすることもできる。例えば、複数の磁性層と各磁性層間に形成された中間層からなり、この中間層がｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造をとる構成とすることができる。これら複数の磁性層は、成分組成や結晶構造の点で互いに同じものであってもよいし、互いに異なっていてもよい。中間層の材料としては、磁性層に対する格子の整合性を考慮すると、Ｒｕ（またはＲｅ）に、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｎｉに、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｃｏに、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；ＣｏＣｒに、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した合金；Ｎｉを用いることができる。
【００２９】
垂直磁性膜４の保磁力Ｈｃは、３０００（Ｏｅ）以上とするのが好ましい。保磁力Ｈｃがこの範囲未満であると、記録特性、熱揺らぎ特性が劣化するため好ましくない。
【００３０】
垂直磁性膜４においては、結晶粒の平均粒径が４〜１５ｎｍであることが好ましい。この平均粒径がこの範囲未満であると、保磁力低下、熱揺らぎ特性劣化が起こりやすくなる。平均粒径が上記範囲を越えると、媒体ノイズが増加する。結晶粒の平均粒径は、上述の軟磁性下地膜２における微細結晶２ａの平均粒径と同様にして求めることができる。
【００３１】
垂直磁性膜４の厚さは、５〜５０ｎｍ（特に７〜３０ｎｍ）とするのが好ましい。この厚さが上記範囲未満である場合には、垂直磁性膜４の結晶配向が不十分となりやすくなり、記録再生特性が劣化する。また厚さが上記範囲を越えると、結晶粒の粗大化が起こりやすくなりノイズが増加し記録再生特性が劣化する。
【００３２】
保護膜５は、垂直磁性膜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ぎ、かつ磁気ヘッドと媒体の間の潤滑特性を確保するためのものである。保護膜５には、従来公知の材料を使用することが可能であり、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２の単一組成、またはこれらを主成分とし他元素を含むものが使用可能である。保護膜５の厚さは、１〜１０ｎｍとするのが好ましい。
【００３３】
潤滑膜６には、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸など公知の潤滑剤を使用することができる。その種類および膜厚は、使用される保護膜や潤滑剤の特性に応じて適宜設定することができる。
【００３４】
上記構成の磁気記録媒体を製造するには、図１に示す基板１上に、スパッタ法などにより軟磁性下地膜２を形成し、次いで、必要に応じてこの軟磁性下地膜２の表面に酸化処理を施し、次いで配向制御膜３、垂直磁性膜４を順次スパッタ法などにより形成する。次いで、スパッタ法や、ＣＶＤ法、イオンビーム法等によって保護膜５を形成した後、ディップコーティング法、スピンコート法などにより潤滑膜６を形成する。
【００３５】
軟磁性下地膜２を形成する際には、上記式(1)〜(3)に示す材料からＮを除いた材料からなるターゲットを用いたスパッタ法を採用し、成膜時に用いる成膜ガスに窒素を含有させる方法をとることができる。この成膜ガスの窒素含有率は０．１〜５０ｖｏｌ％とするのが好ましい。この窒素含有成膜ガスとしては、窒素とアルゴンからなる混合ガスを用いることができる。窒素を含有する成膜ガスを用いることによって、軟磁性下地膜２を均一に形成することができるようになる。
【００３６】
軟磁性下地膜２の表面に酸化処理を施す場合には、軟磁性下地膜２を形成した後、軟磁性下地膜２を酸素含有ガスに曝す方法や、軟磁性下地膜２を形成する際の成膜用ガス中に酸素を導入する方法をとることができる。軟磁性下地膜２の表面を酸素含有ガスに曝す場合には、軟磁性下地膜２を、酸素をアルゴンや窒素で希釈した希釈ガスや純酸素に０．３〜２０秒程度接触させる方法をとることができる。また軟磁性下地膜２を大気に曝す方法をとることもできる。特に、酸素をアルゴンや窒素などのガスで希釈した希釈ガスを用いる場合には、酸素の希釈率を選択することによって、軟磁性下地膜２表面の酸化の度合いの調節が容易になるため、所望の酸化状態を得ることができる。また軟磁性下地膜２の成膜用ガスに酸素を導入する場合には、例えば成膜法としてスパッタ法を用いるならば、成膜過程の一部のみ（または全過程）に、酸素を含有するプロセスガスを用いてスパッタを行えばよい。このプロセスガスとしては、例えばアルゴンに酸素を体積率で０．０５％〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガスが好適に用いられる。この軟磁性下地膜２の表面酸化によって、軟磁性下地膜２の表面の磁気的な揺らぎを抑え、この揺らぎに起因するノイズ発生を防ぐとともに、軟磁性下地膜２上に形成される配向制御膜３の結晶粒を微細化してノイズ特性、記録再生特性の改善効果を得ることができる。また軟磁性下地膜２表面の酸化部分（酸化層）によって、非磁性基板１や軟磁性下地膜２の材料がイオン化して媒体表面に移動するのを阻止し、媒体表面の腐食を防ぐことができる。
【００３７】
軟磁性下地膜２を、微細結晶２ａと非晶質相２ｂとを有するものとする場合には、軟磁性下地膜２を形成した後、熱処理（アニール処理）を施すことによって、境界が鮮明な微細結晶２ａおよび非晶質相２ｂを形成し、ノイズを低減し、記録再生特性をさらに向上させることができる。アニール処理の温度条件は、２５０℃〜４５０℃とする。このアニール処理温度が２５０℃未満であると、媒体ノイズ低減効果が低くなる。またアニール処理温度が４５０℃を越えると、微細結晶２ａの結晶が粗大化し、ノイズ低減効果が低くなるため好ましくない。アニール処理の時間は特に制限されないが、２〜５０秒（さらに好ましくは２〜２０秒）とするのが望ましい。アニール処理後の冷却時間は特に制限されないが、生産性を考えると、５０秒以下（好ましくは２０秒以下）とすることが望ましい。
【００３８】
配向制御膜３を形成する際には、成膜ガスに酸素や窒素を導入することによって、配向制御膜３の表面に酸化膜または窒化膜を形成してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いるならば、配向制御膜３の表面付近を形成する際に、プロセスガスとして、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％）程度混合したガスを用いることによって、上記酸化膜または窒化膜を形成することができる。
【００３９】
垂直磁性膜４を単層構造とする場合には、この垂直磁性膜４を構成する材料からなるターゲットを用いて垂直磁性膜４を形成することができる。垂直磁性膜４を、遷移金属層と貴金属層からなる多層構造とする場合には、遷移金属（Ｃｏ、Ｃｏ合金）からなる第１のターゲットと、貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ等）からなる第２のターゲットを交互に用いて、それぞれのターゲットの材料を交互にスパッタすることにより垂直磁性膜４を構成する。
【００４０】
保護膜５の形成方法としては、カーボンターゲットを用いたスパッタ法や、ＣＶＤ法、イオンビーム法を用いることができる。また、ＳｉＯ２やＺｒＯ２のターゲットを用いたＲＦスパッタ、あるいはＳｉやＺｒのターゲットを用い、プロセスガスとして酸素を含むガスを用いる反応性スパッタによって、ＳｉＯ２やＺｒＯ２からなる保護膜５を形成する方法などを適用することができる。ＣＶＤ法、イオンビーム法を用いる場合には、極めて硬度の高い保護膜５を形成することができ、スパッタ法よりも保護膜５を大幅に薄くすることが可能となるため、記録再生時のスペーシングロスを小さくし、高密度の記録再生を行うことができる。
【００４１】
本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２の材料として、以下に示す組成で表されるもののうちいずれかを用いるので、記録再生特性を向上させることができる。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｆＮ ・・・(1)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、３≦ｆ≦３０）
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(2)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０）
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｄＸ1−ｅＸ2−ｆＮ ・・・(3)
（６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｄ≦７、０．１≦ｅ≦７、３≦ｆ≦３０）
【００４２】
上記材料を用いることによって、記録再生特性を向上させることができる理由を以下に示す。窒素には、Ｆｅ合金膜において結晶粒を微細化する効果があるため、窒素の添加によってノイズ低減を図ることができる。さらに、ＦｅＮ合金に、Ｍ（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を添加することによって、ＭとＮが結合した化合物を生成させることができる。このＭとＮを含む化合物は、粒界に偏析しやすいため、Ｍの添加によって、粒界の形成を促進し、結晶粒を孤立化させ、さらにノイズを低く抑えることができる。またＸ1（Ｃｒ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉのうち１種または２種以上）は、Ｆｅに固溶し、Ｆｅ合金結晶の成長を抑える性質がある。このため、Ｘ1の添加によって、軟磁性下地膜２において過剰な結晶成長を阻止することができる。従って、結晶粒の粗大化を防ぎ、ノイズ低減を図ることができる。またＸ2（Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏ）は、粒界領域に偏析しやすく、粒界においてＦｅやＭと共有結合する性質があるため、Ｘ2の添加によって、上記共有結合性化合物を含む粒界を形成させることができる。このため、幅が広く、かつ安定な粒界を形成するとともに、過剰な結晶成長を抑制することができる。従って、結晶粒を微細化、孤立化させ、さらなるノイズ抑制が可能となる。Ｘ1とＸ2のいずれか１つでも媒体ノイズ低減効果があるが、これら双方を添加することによって、いっそう優れた媒体ノイズ低減効果を得ることができる。以上の理由により、上記材料を用いることによって、軟磁性下地膜２内の結晶粒径を小さくするとともに、結晶粒を孤立化させ、軟磁性下地膜２に起因するノイズを低減することができる。また結晶粒を孤立化させることができるため、これら結晶粒間の磁気的相互作用を抑制することができる。このため、軟磁性下地膜２中の磁気クラスターサイズを小さくし、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。
【００４３】
また、軟磁性下地膜２において結晶粒を微細化、孤立化できることから、軟磁性下地膜２の影響下で成長する配向制御膜３、垂直磁性膜４においても結晶粒の微細化、孤立化を図ることができる。このため、さらなる媒体ノイズ低減を図ることができる。また上記磁気記録媒体では、記録再生時において、磁気ヘッドからの磁束が垂直磁性膜４、軟磁性下地膜２を通って再び磁気ヘッドに至る閉磁路が形成される。このように、軟磁性下地膜２と垂直磁性膜４は共通の磁束により磁化されるため、垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズは、軟磁性下地膜２の磁気クラスターサイズに影響されるようになる。このため、垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズは、軟磁性下地膜２の磁気クラスターサイズと同様、小さくなる。
【００４４】
以上より、本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４において、結晶粒径および磁気クラスターサイズを小さくし、記録再生特性を向上させ、高密度の情報の記録再生が可能となる。なお、磁気クラスターサイズは、磁気間力顕微鏡（ＭＦＭ）により求めることができる。すなわち軟磁性下地膜２を形成した段階の媒体を交流消磁した後、ＭＦＭで磁化状態を測定して、互いにほぼ同じ方向に向いている磁化の集団の直径を磁気クライスターサイズとすることができる。
【００４５】
また本実施形態の磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２において十分な磁化を得ることができる。このため、軟磁性下地膜２を過大な厚さに形成する必要がなく、生産性の低下を防ぐことができる。また軟磁性下地膜２の表面粗さを小さくし、グライドハイト特性の劣化を防ぐことができる。
【００４６】
また、軟磁性下地膜２を、微細結晶２ａと、微細結晶２ａよりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相２ｂとからなるものとすることによって、幅が広く、かつ安定な非晶質相２ｂを形成し、微細結晶２ａ間の磁気的相互作用を抑え、磁気クライスターサイズを小さくでき、媒体ノイズを小さくすることができる。非晶質相２ｂが幅広で安定なものとなるのは、ＭとＮが結合した化合物が形成され、この化合物が非晶質相２ｂに偏析するためであると考えられる。
【００４７】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２、垂直磁性膜４内の結晶粒径を小さくし、軟磁性下地膜２、垂直磁性膜４に起因するノイズを低減することができる。また軟磁性下地膜２および垂直磁性膜４の磁気クラスターサイズを小さくし、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。従って、記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能となる。
【００４８】
図５は、本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、軟磁性下地膜２と配向制御膜３との間に、配向制御下地膜７が設けられている点で、上記第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。配向制御下地膜７には、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を主成分とする材料を用いることができる。また、配向制御下地膜７の材料としては、Ｂ２構造をなす材料を用いることもできる。Ｂ２構造をなす材料としては、ＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＡｌＣｏ、ＡｌＲｕ、ＣｏＴｉのうち１種または２種以上の合金を主成分とするものが使用できる。また、これらの合金にＣｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｏ、Ｎ等の元素を添加した材料を用いることもできる。配向制御下地膜７の厚さは、３０ｎｍ以下とするのが好ましい。この厚さが上記範囲を越えると、垂直磁性膜４と軟磁性下地膜２との距離が大きくなるため分解能およびノイズ特性が劣化する。配向制御下地膜７の厚さは、０．１ｎｍ以上とするのが好ましい。
【００４９】
図６は、本発明の磁気記録媒体の第３の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、配向制御膜３と垂直磁性膜４との間に、非磁性材料からなる非磁性中間膜８が設けられている点で、図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。非磁性中間膜８には、ｈｃｐ構造をとる非磁性材料を用いるのが好ましい。この材料としては、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＸ5合金、ＣｏＸ5合金（Ｘ5は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｂのうち１種または２種以上）を用いるのが好適である。非磁性中間膜８の厚さは、垂直磁性膜４における磁性粒の粗大化による記録再生特性の悪化や、磁気ヘッドと軟磁性下地膜２の距離が大きくなることによる記録分解能の低下を防ぐため、２０ｎｍ以下（好ましくは１０ｎｍ以下）とするのが好適である。本実施形態では、非磁性中間膜８を設けることによって、垂直磁性膜４の配向性を向上させ、保磁力Ｈｃを高め、記録再生特性および熱揺らぎ特性をさらに向上させることができる。
【００５０】
図７は、本発明の磁気記録媒体の第４の実施形態を示すものである。この磁気記録媒体では、非磁性基板１と軟磁性下地膜２との間に、磁化容易軸が面内方向に向いた硬磁性膜９と面内下地膜１０が設けられている点で、図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。硬磁性膜９に用いられる材料としては、ＣｏＣｒ合金、特にＣｏＣｒＸ6（Ｘ6は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｂのうちから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。またＣｏＳｍ合金を用いてもよい。硬磁性膜９は、保磁力Ｈｃが１０００（Ｏｅ）以上（好ましくは２０００（Ｏｅ）以上）であることが好ましい。硬磁性膜９の厚さは、１０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とするの好ましい。硬磁性膜９は、軟磁性下地膜２が基板半径方向の磁壁を形成しないようにするため、基板中心から放射状の方向に磁化され、硬磁性膜９と軟磁性下地膜２が交換結合していることが好ましい。面内下地膜１０は、硬磁性膜９の直下に設けられ、その材料としては、ＣｒまたはＣｒ合金を挙げることができる。面内下地膜１０に用いられるＣｒ合金の例としては、ＣｒＭｏ系、ＣｒＴｉ系、ＣｒＷ系、ＣｒＭｏ系、ＣｒＶ系、ＣｒＳｉ系、ＣｒＮｂ系の合金を挙げることができる。
【００５１】
硬磁性膜９を設けることによって、軟磁性下地膜２での巨大磁区の形成を抑えることができる。このため、外乱磁場が大きい環境下においてもスパイクノイズの発生を防ぐことができ、エラーレート特性に優れ、高密度記録が可能な磁気記録媒体を得ることができる。
【００５２】
図８は、本発明の磁気記録媒体の第５の実施形態を示すものである。ここに示す磁気記録媒体では、垂直磁性膜４と保護膜５との間に、磁化安定膜１１が設けられている点で図１に示す第１の実施形態の磁気記録媒体と異なる。磁化安定膜１１の材料としては、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅ合金を用いることができる。この材料としては、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など）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦａＴａＣなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金を挙げることができる。磁化安定膜１１は、ＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微細結晶を有する構成とすることができる。また微細結晶がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造とすることもできる。磁化安定膜１１には、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種以上を含有するＣｏ合金を用いることもできる。例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏなどを好適なものとして挙げることができる。磁化安定膜１１の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは５０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。磁化安定膜１１の飽和磁束密度Ｂｓは、０．４Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。また、磁化安定膜１１の飽和磁束密度膜厚積Ｂｓ・ｔは７．２Ｔ・ｎｍ以下であること好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲を越えると再生出力が低下するため好ましくない。また磁化安定膜１１の最大透磁率は、１０００〜１００００００（好ましくは１００００〜５０００００）とするのが好ましい。磁化安定膜１１は、構成材料が部分的または完全に酸化された構成とすることができる。すなわち磁化安定膜１１の表面（保護膜５側または垂直磁性膜４側の面）およびその近傍において、構成材料が部分的または全体的に酸化された構成とすることができる。
【００５３】
本実施形態では、磁化安定膜１１を設けることによって、熱揺らぎ特性の向上、再生出力の増大を図ることができる。再生出力が増大するのは、磁化安定膜１１によって、垂直磁性膜４の表面における磁化の揺らぎが抑えられることから、漏れ磁束が揺らぎの影響を受けなくなるためであると考えられる。熱揺らぎ特性が向上するのは、磁化安定膜１１によって、垂直磁性膜４の垂直方向の磁化と、軟磁性下地膜２および磁化安定膜１１の面内方向の磁化が、閉磁路を形成するようになり、垂直磁性膜４の磁化がより強固に垂直方向に固定されるためであると考えられる。また磁化安定膜１１の表面が酸化された構成とする場合には、磁化安定膜１１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、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
【００５４】
図９は、本発明に係る磁気記録再生装置の一例を示す構成図である。この図に示す磁気記録再生装置は、上記構成の磁気記録媒体２０と、この磁気記録媒体２０を回転駆動させる媒体駆動部２１と、磁気記録媒体２０に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド２２と、磁気ヘッド２２を駆動させるヘッド駆動部２３と、記録再生信号処理系２４とを備えている。記録再生信号系２４は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド２２に送ったり、磁気ヘッド２２からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
【００５５】
磁気ヘッド２２としては、単磁極ヘッドを用いることができる。図１０は、単磁極ヘッドの一例を示すもので、単磁極ヘッド２２は、磁極２５と、コイル２６とから概略構成されている。磁極２５は、幅の狭い主磁極２７と幅広の補助磁極２８とを有する側面視略コ字状に形成され、主磁極２７は、記録時に垂直磁性膜４に印加される磁界を発生し、再生時に垂直磁性膜４からの磁束を検出することができるようになっている。
【００５６】
単磁極ヘッド２２を用いて、磁気記録媒体２０への記録を行う際には、主磁極２７の先端から発せられた磁束が、垂直磁性膜４を、基板１に対しほぼ垂直な方向に磁化させる。この際、磁気記録媒体２０には軟磁性下地膜２が設けられているため、単磁極ヘッド２２の主磁極２７からの磁束は、垂直磁性膜４、軟磁性下地膜２を通って補助磁極２８に至る閉磁路を形成する。この閉磁路が単磁極ヘッド２２と磁気記録媒体２０との間に形成されることにより、磁束の出入りの効率が増し、高密度の記録再生が可能になる。なお、軟磁性下地膜２と補助磁極２８との間の磁束は、主磁極２７と軟磁性下地膜２との間の磁束とは逆向きになるが、補助磁極２８の面積は主磁極２７に比べて十分に広いので、補助磁極２８からの磁束密度は十分に小さくなり、この補助磁極２８からの磁束により垂直磁性膜４の磁化が影響を受けることはない。また本発明では、磁気ヘッドとして、単磁極ヘッド以外のもの、例えば再生部に巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子を備えた複合型薄膜磁気記録ヘッドを用いることもできる。
【００５７】
本実施形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体２０の軟磁性下地膜２に、上記式(1)〜(3)に示す材料を用いるので、軟磁性下地膜２内の結晶粒を微細化、孤立化し、軟磁性下地膜２に起因するノイズを低減することができる。また軟磁性下地膜２中の磁気クラスターサイズを小さくし、これによって垂直磁性膜４内の磁気クラスターサイズを小さくすることができる。このため、この磁気クラスターに基づくノイズを抑えることができる。従って、記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能となる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例を示して本発明の作用効果を明確にする。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（参考例１）
洗浄済みのガラス基板１（オハラ社製、外径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−３０１０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０-5Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板上に、８４Ｆｅ−１３Ｈｆ−３Ｃｒからなるターゲットを用い、アルゴン・窒素混合ガス（窒素含有率５ｖｏｌ％）中で、軟磁性下地膜２（厚さ１００ｎｍ）を形成した。次いで、軟磁性下地膜２に３５０℃の条件で１０秒間の熱処理（アニール処理）を施した。軟磁性下地膜２の組成をオージェ電子分光法（ＡＥＳ）を用いて測定したところ、７５Ｆｅ−１１．６Ｈｆ−２．４Ｃｒ−１１Ｎであることが確認された。また透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてこの軟磁性下地膜２を観察したところ、この軟磁性下地膜２は、多数の微細結晶２ａが非晶質相２ｂによって隔てられた構造となっており、この微細結晶２ａの平均粒径が１０ｎｍであることが確認された。また振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）による測定の結果、軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓは１．５Ｔであり、Ｂｓ・ｔが１５０Ｔ・ｎｍであることがわかった。次いで、２００℃の条件で、軟磁性下地膜２上に、５０Ｎｉ−５０Ａｌからなる配向制御下地膜７（厚さ８ｎｍ）と、Ｒｕからなる配向制御膜３（厚さ１０ｎｍ）とからなる配向制御膜３を順次形成した。次いで、６５Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−２Ｂからなる垂直磁性膜４（厚さ２５ｎｍ）を形成した。垂直磁性膜４をＴＥＭを用いて観察した結果、平均結晶粒径が９ｎｍであることが明らかになった。またＫｅｒｒ効果測定装置を用いて垂直磁性膜４の静磁気特性を調べたところ、保磁力は４５７０（Ｏｅ）、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は７５０（Ｏｅ）であった。また軟磁性下地膜２、配向制御膜３、垂直磁性膜４を形成する際には、成膜用のプロセスガスとしてアルゴンを用い、その圧力を０．５Ｐａに設定した。次いで、ＣＶＤ法により保護膜５（厚さ５ｎｍ）を形成した。次いで、ディップコーティング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜６を形成し、磁気記録媒体を得た。なお上記合金材料の記載において、ａＡ−ｂＢは、ａ（ａｔ％）Ａ−ｂ（ａｔ％）Ｂを示す。例えば６５Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−２Ｂは、６５ａｔ％Ｃｏ−１７ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−２ａｔ％Ｂ（Ｃｏ含有率６５ａｔ％、Ｃｒ含有率１７ａｔ％、Ｐｔ含有率１６ａｔ％、Ｂ含有率２ａｔ％）を意味する。
【００５９】
（参考例２〜１５）
軟磁性下地膜２の組成を表１に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１を参照）。
【００６０】
（比較例１〜６）
軟磁性下地膜２の組成を表１に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１を参照）。
【００６１】
これら参考例および比較例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価は、ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。記録再生特性の評価には、磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用い、線記録密度６００ｋＦＣＩにて測定を行った。試験結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１より、上記式(1)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた参考例では、比較例に比べ、優れた記録再生特性を示したことがわかる。
【００６４】
（実施例１６〜２６）
軟磁性下地膜２の組成を表２に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表２を参照）。
【００６５】
（比較例７、８）
軟磁性下地膜２の組成を表２に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表２を参照）。
【００６６】
これら参考例および比較例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
表２より、上記式(2)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた実施例では、比較例に比べ、優れた記録再生特性を示したことがわかる。
【００６９】
（参考例２７〜３５）
軟磁性下地膜２の組成を表３に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表３を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
表３より、上記式(3)に示す材料を軟磁性下地膜２に用いた参考例では、優れた記録再生特性を示したことがわかる。また式(1)、(2)に示す材料を用いた参考例及び実施例（表１、表２）に比べて、より優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００７２】
（参考例３６〜３９）
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓおよび厚さｔを表４に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表４を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表４に示す。
【００７３】
【表４】
【００７４】
表４より、飽和磁束密度Ｂｓを１Ｔ以上（特に１．４Ｔ以上）とすることによって、優れた記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００７５】
（参考例４０〜４２）
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓおよび膜厚ｔを表５に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表５を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表５に示す。
【００７６】
【表５】
【００７７】
表５より、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔを５０Ｔ・ｎｍ以上（特に１００Ｔ・ｎｍ以上）とすることによって、優れた記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００７８】
（参考例４３〜５４）
配向制御下地膜７および配向制御膜３の材料およびその厚さを表６に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表６を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表６に示す。
【００７９】
【表６】
【００８０】
表６より、配向制御膜３に、ｈｃｐ構造またはｆｃｃ構造材料（特にＲｕ、Ｈｆ、Ｒｕ合金、Ｈｆ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金）を用いた構成によって、記録再生特性に優れた磁気記録媒体を得ることができたことがわかる。
【００８１】
（参考例５５〜６３）
垂直磁性膜４の材料およびその厚さを表７に示すとおりとすること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表７を参照）。これら磁気記録媒体の熱揺らぎ耐性を評価した結果を表７に示す。熱揺らぎ耐性の評価は、７０℃の条件下で線記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みをおこなった後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の低下率（％／ｄｅｃａｄｅ）を、（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ×３）に基づいて算出した。この式において、Ｓｏは磁気記録媒体に信号記録後１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１０００秒後の再生出力を示す。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を併せて表７に示す。
【００８２】
【表７】
【００８３】
表７より、垂直磁性膜４の厚さを５〜５０ｎｍ（特に７〜３０ｎｍ）とすることによって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。また垂直磁性膜４にＣｏＣｒＰｔ合金を用いた場合には、Ｐｔ含有率を８〜２４ａｔ％とすることによって、優れた熱揺らぎ耐性が得られることがわかる。
【００８４】
（参考例６４〜６７）
軟磁性下地膜２の表面を酸素含有ガス（曝露ガス）に曝すことによって、軟磁性下地膜２に酸化処理を施すこと以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した。曝露ガスとしては、純酸素（１００％Ｏ2）、または酸素アルゴン混合ガス（５０ｖｏｌ％Ｏ2−５０ｖｏｌ％Ａｒ）を用いた。上記曝露によって軟磁性下地膜２の表面に形成された酸化層の厚さを表８に示す。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表８に示す。
【００８５】
（参考例６８）
軟磁性下地膜２を形成する際に、プロセスガス（成膜ガス）として、Ａｒ（１００％）を用い、次いで酸素アルゴン混合ガス（混合比：１０ｖｏｌ％Ｏ2−９０ｖｏｌ％Ａｒ）を用いること以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表８を参照）。酸素アルゴン混合ガスの使用によって、軟磁性下地膜２の表面付近に酸化層が形成された。この酸化層の厚さを表８に併せて示す。この磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表８に示す。
【００８６】
【表８】
【００８７】
表８より、軟磁性下地膜２の酸化によって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００８８】
（参考例６９〜７６）
配向制御膜３と垂直磁性膜４との間に非磁性中間膜８を設けること以外は参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表９を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性および熱揺らぎ耐性を評価した結果を表９に示す。
【００８９】
【表９】
【００９０】
表９より、非磁性中間膜８を設けることによって、記録再生特性、熱揺らぎ耐性を向上させることができたことがわかる。特に、非磁性中間膜８の厚さを２０ｎｍ以下（特に１０ｎｍ以下）とすることによって、優れた記録再生特性が得られたことがわかる。
【００９１】
（参考例７７〜８１）
非磁性基板１と軟磁性下地膜２との間に硬磁性膜９、面内下地膜１０を設けること以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１０を参照）。面内下地膜１０には、９４Ｃｒ６Ｍｏを用い、厚さは１５ｎｍとした。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表１０に示す。表１０には、スパイクノイズの有無も併せて示す。
【００９２】
【表１０】
【００９３】
表１０より、硬磁性膜９、面内下地膜１０を設けることによって、スパイクノイズを抑えることができたことがわかる。また十分な記録再生特性を得ることができたことがわかる。
【００９４】
（参考例８２〜８６）
垂直磁性膜４と保護膜５との間に磁化安定膜１１を設けたこと以外は、参考例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１１を参照）。これら参考例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した結果を表１１に示す。
【００９５】
【表１１】
【００９６】
表１１より、磁化安定膜１１を設けることによって、記録再生特性、再生出力、熱揺らぎ耐性を向上させることができたことがわかる。
【符号の説明】
【００９７】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地膜、２ａ…微細結晶、２ｂ…非晶質相、３…配向制御膜、４…垂直磁性膜、５…保護膜、２０…磁気記録媒体、２２…磁気ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、前記軟磁性下地膜が、以下の組成で表される材料を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
【請求項２】
軟磁性下地膜が、Ｆｅを主成分する平均粒径１３ｎｍ以下の微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからな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】
微細結晶がｂｃｃ構造をとることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．４Ｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下地膜の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが５０Ｔ・ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下膜の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが１００Ｔ・ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
配向制御膜が、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｈｃｐ構造材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
配向制御膜が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｆｃｃ構造材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
軟磁性下地膜の垂直磁性膜側の表面の一部または全面が酸化されていることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
垂直磁性膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が０（Ｏｅ）以上であることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、前記軟磁性下地膜が、以下の組成で表される材料を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
ａＦｅ−ｂＣｏ−ｃＭ−ｅＸ2−ｆＮ
（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上、Ｘ2＝Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｏのうち１種または２種以上。ただし、ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆは百分率で表された原子比であり、６０≦ａ＋ｂ≦９０、３０≦ａ≦９０、５≦ｃ≦２０、０．１≦ｅ≦１０、３≦ｆ≦３０である。）
【請求項２】
軟磁性下地膜が、Ｆｅを主成分する平均粒径１３ｎｍ以下の微細結晶と、該微細結晶よりもＭとＮ（Ｍ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏのうち１種または２種以上）を多く含有する非晶質相とからな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】
微細結晶がｂｃｃ構造をとることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１Ｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．４Ｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下地膜の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが５０Ｔ・ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
軟磁性下地膜の飽和磁束密度Ｂｓと該軟磁性下膜の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔが１００Ｔ・ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
配向制御膜が、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｆのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｈｃｐ構造材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
配向制御膜が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｌのうち１種または２種以上を５０％ａｔ以上含有するｆｃｃ構造材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
軟磁性下地膜の垂直磁性膜側の表面の一部または全面が酸化されていることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
垂直磁性膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が０（Ｏｅ）以上であることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２８２７１８（Ｐ２０１０−２８２７１８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６８１４１（Ｐ２０１０−１６８１４１）
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【分割の表示】特願２００１−１５４４４８（Ｐ２００１−１５４４４８）の分割
【原出願日】平成１３年５月２３日（２００１．５．２３）
【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１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２７日（２０１０．７．２７）
【分割の表示】特願２００１−１５４４４８（Ｐ２００１−１５４４４８）の分割
【原出願日】平成１３年５月２３日（２００１．５．２３）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]