磁気記録媒体
【課題】高周波のＳＮＲ特性とＳｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む。前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有する。前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする。
【解決手段】本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む。前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有する。前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）には、ますます、大容量化、高速な処理が求められており、このＨＤＤに組み込まれる磁気記録媒体は、更なる高記録密度化が必要とされている。こうした中で、磁気記録媒体の記録方式として垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録方式は記録媒体の面内方向に対して垂直方向に記録を行うことを特徴とする。垂直磁気記録方式に用いられる媒体は、少なくとも、垂直磁気異方性を持つ、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層への記録に用いられる単磁極ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）を含む。
【０００３】
図３に示すように、従来の典型的な垂直磁気記録システムは、磁気記録媒体１７と、単磁極ヘッド１０から構成される。単磁極ヘッド１０は、主磁極１１とリターンヨーク１２、及びリターンヨークを包み込むコイル１３を含む。主磁極１１から発生した磁束１４は主磁極直下の磁気記録層１５を貫通してＳＵＬ１６の内部に到達する。そして、ＳＵＬ１６を通して広がり、リターンヨーク１２の直下の磁気記録層１５を貫通し、リターンヨーク１２に戻る。これにより、主磁極１１直下の磁気記録層１５の領域が所定の方向に磁化される。
【０００４】
一般に、垂直磁気記録媒体におけるＳＵＬは、膜厚が０．１〜５ｎｍ程度のＲｕ等の膜により上下に分離された２層の軟磁性層から形成されている。上下に分離された２層の軟磁性層は、媒体面の半径方向において反平行に反強磁性結合される。この構造はＡｎｔｉ−ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ（ＡＦＣ）構造と呼ばれる。このＡＦＣ構造は、ＳＵＬの磁壁由来のスパイクノイズを減少でき、ＷＡＴＥ（Ｗｉｄｅ Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｔｒａｃｋ Ｅｒａｓｕｒｅ）を抑制する効果を有することも知られている。
【０００５】
近年では更なる高記録密度化が要請されているが、高記録密度で記録再生を行うときに信号対雑音比（ＳＮＲ）が低下するという問題が起こってきた。一般に、磁気記録媒体のディスク回転速度は記録密度によらず一定であり、高記録密度で記録するには、より短い周期で信号を書込むことが必要になる。上記のＳＮＲの低下の問題は、この高記録密度に伴う高周波数化に対して、ＳＵＬの磁化応答特性が追随できなくなってきていることに原因がある。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１及び２では、ＳＵＬを構成する軟磁性層の材料に、フェライトに代表される軟磁性酸化物を用いて、渦電流に基づく高周波の記録磁界に対する損失を低減させ、これにより磁化応答性を改善して、高記録密度領域での記録能力に優れた磁気記録媒体を提供することが提案されている。
【０００７】
また、磁気記録媒体への適用ではないが、高周波特性と高飽和磁化を両立させた材料として、特許文献３に、微視的にＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う第１の非晶質相と、硼素（Ｂ）と炭素（Ｃ）を含む第２の非晶質相とから構成される磁性薄膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２８２６４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８３４１号公報
【特許文献３】特開２００５−３２８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１又は特許文献２に記載のフェライトに代表される軟磁性酸化物は、飽和磁化が低く、ヘッドの磁束を通過させるためには膜厚が厚くなりすぎ、そのままではＳＵＬとして適用することは困難であった。また、特許文献３に開示されるような材料を用いた場合、従来の軟磁性裏打ち層では、後述するように、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上することが見出されたが、同時に、斜め磁化耐性（Ｓｑｕａｓｈ特性）が悪化していくことが本発明者らにより見出された。
【００１０】
従って、本発明の目的とするところは、高周波のＳＮＲ特性とＳｑｕａｓｈ特性を同時に満足する、高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、以下の手段により解決される。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む。この磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有する。そして、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする。
【００１３】
本発明では、前記軟磁性裏打ち層において、磁性を担う材料として、前記第１から第４の軟磁性層が、
（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、
（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料
を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明では、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は両方とも、１０００ＭＨｚ以上であり、前記第２及び第３の軟磁性層の軟磁性層の比透磁率は両方とも７００以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、前記の順に積層された構造を有する。そして、前記第１から第４の軟磁性層は、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料からなる軟磁性層の組合せであり、前記第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の両方の割合よりも大きいこと特徴とする磁気記録媒体である。
【００１６】
上記の好ましい実施形態の磁気記録媒体では、前記軟磁性裏打ち層において、前記第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２．５体積％以上であり、かつ、前記第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２．５体積％より小さいこと特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、第１及び第４の軟磁性層の磁気特性（比透磁率の周波数特性及び比透磁率）、組成及び膜厚、並びに、第２及び第３の軟磁性層の磁気特性（比透磁率の周波数特性及び比透磁率）、組成及び膜厚は、それぞれ、交換結合制御層を中心として、対称であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、高周波で必要なＳＮＲ特性と、Ｓｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例の垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図２】本実施例の垂直磁気記録媒体のＳＵＬの詳細な構成を示す図である。
【図３】従来の一般的な垂直磁気記録システムの構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例の比透磁率の周波数特性を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、まず、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料に、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、又はこれらの組合せを含む材料を添加材料として添加した軟磁性層をＳＵＬとして含む磁気記録媒体を作製し、その記録再生特性を鋭意検討した。この検討において、対照として、Ｆｅ及びＣｏだけからなる軟磁性層を用いてＳＵＬを作成した磁気記録媒体を製造し、比較検討した。その結果、上記添加材料を添加した軟磁性層を含むＳＵＬは、対照に比べて、上記添加材料の割合を増していくと、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上することが見出された。しかしながら、同時に、斜め磁化耐性（Ｓｑｕａｓｈ特性）が悪化していくことも見出された。
【００２１】
Ｓｑｕａｓｈ特性は、斜め磁化による書き滲みの度合いを表わす指標である。詳しく説明すると、磁気ヘッドからの磁束は、磁気記録層の膜面に対して垂直であることが理想である。しかしながら、実際には、磁気ヘッドの先端からの磁束は斜めに広がりつつ、ＳＵＬに到達する。このため、その磁束の広がりによるクロストラック方向での書き滲みが生じることになる。この書き滲みの度合いを表わす指標がＳｑｕａｓｈ特性である。
【００２２】
上記添加材料の割合を増すことで、軟磁性層の比透磁率の周波数特性は向上する。このため、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上したと考えられる。しかしながら、添加材料の割合を増加することは、同時に軟磁性層の全体的な比透磁率の低下を引き起こした。このためにＳＵＬへの磁束の引き込み能力が低減し、ヘッドからの磁束が広がり、Ｓｑｕａｓｈ特性が悪化してしまったと考えられる。以上のように、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、又はこれらの組合せを含む軟磁性層を含むＳＵＬを用いた磁気記録媒体では、高周波のＳＮＲとＳｑｕａｓｈ特性がトレードオフの関係であり、磁気記録媒体としての記録再生特性を満足させることができなかった。
【００２３】
本発明者らは、上記結果を踏まえ、高周波で必要なＳＮＲ特性と、Ｓｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体に関して鋭意研究した。その結果、本発明の磁気記録媒体を得ることができた。
【００２４】
以下に、図１及び図２に基づいて本発明の磁気記録媒体の実施の形態について説明する。図１は、本発明の磁気記録媒体６の一例を示すものである。図２は、本発明のＳＵＬの構造の一例を示すものである。
【００２５】
本発明の磁気記録媒体６は、非磁性基体１、軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２及び磁気記録層４を少なくとも含む。本発明では、他に任意の層として、下地層３、保護層５、潤滑層（図示せず）などを含んでいてもよい。本発明では、非磁性基体１、ＳＵＬ２、下地層３、磁気記録層４、保護層５及び潤滑層６を順次積層した構造を有することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る磁気記録媒体のＳＵＬ２は、第１の軟磁性層２Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅからなる積層構造を有し、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｅよりも比透磁率の周波数特性が高いことを特徴とする。
【００２７】
ここで、本明細書中において「比透磁率の周波数特性」とは、特定の周波数の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が一定量低下するときの周波数をいう。具体的には、１０ＭＨｚ時の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が５０％低下するときの周波数をいう。
【００２８】
本発明に係る磁気記録媒体のＳＵＬ２は、上述のような積層構造及び比透磁率の周波数特性を有することを特徴とする。このように本発明の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を改良することで、高周波で必要とされるＳＮＲ特性を改善することができる。これは、高周波の磁束が、ＳＵＬの比較的浅い部分（磁気記録層に近い部分）を通りやすいため、第４の軟磁性層に比透磁率の周波数特性が高い軟磁性材料を配置することで、ＳＵＬの比較的浅い部分で高周波の磁束が、第４の軟磁性層と敏感に反応し、第１の軟磁性層との相互作用も生じて、高周波の磁束がＳＵＬに引き込まれるためと考えられる。
【００２９】
また、第２及び第３の軟磁性層は、比透磁率の周波数特性は第１及び第４の軟磁性層に比べ低いが、その分、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、第１及び第４の軟磁性層に比べて高い。Ｓｑｕａｓｈ特性に関しては、ＳＵＬ全体としての透磁率を高くすることが有効である。このため、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率を第１及び第４の軟磁性層代路も高くすることにより、ＳＵＬ全体としての比透磁率を高くすることができ、結果としてＳｑｕａｓｈ特性を改善することができた物と考えられる。
【００３０】
以下に、第１から第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性、並びに、第１から第４の軟磁性層の比透磁率の関係をさらに詳細に説明する。
【００３１】
本発明では、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の周波数特性は、両方とも、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率の周波数特性の値の高い方よりも高い値を有する。即ち、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の周波数特性は、両方とも、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率の周波数特性を比較してその高い方の値よりも高い値を有する。
【００３２】
また、比透磁率については、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率は、両方とも、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の値の高い方よりも高い値を有する。即ち、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率は、両方とも、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率を比較してその高い方の値よりも高い値を有する。
【００３３】
以上の通り、本発明では、ＳＵＬ２を第１の軟磁性層１Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅからなる積層構造とし、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅと、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄのとの間の比透磁率の周波数特性及び比透磁率（１００ＭＨｚにおける比透磁率）の関係を上述のように設定する。これにより、Ｓｑｕａｓｈ特性を及びＳＮＲ特性の両方を改善した磁気記録媒体が提供できる。
【００３４】
本発明では、磁性を担う材料はＦｅＣｏが好ましいが、上述した考察は、磁性を担う材料がＦｅＣｏ以外の、垂直磁気記録媒体に通常用いられる材料で調製されたＳＵＬに対しても当てはまる。従って、本発明は、ＦｅＣｏと同系列の鉄系遷移金属、好ましくはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む磁性を担う材料に対しても適用できることは当業者に明らかである。
【００３５】
次に、本発明の磁気記録媒体の材料について説明する。
【００３６】
非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体に用いられるＮｉＰめっきを施したＡｌ合金又はガラス、或いは結晶化ガラス、又はＳｉ基体等を用いることがでる。
【００３７】
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２は、現行の垂直記録方式と同様、磁気ヘッドからの磁束を制御して、記録再生特性を向上するための層である。なお、軟磁性裏打ち層２の全膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造や特性によって変化するが、他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００３８】
本発明では、ＳＵＬ２は、図２に示すように、非磁性基体側から磁気記録層側に向けて、第１の軟磁性層２Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ、及び第４の軟磁性層２Ｅの順で積層された積層構造を有する。そして、第１の軟磁性層２Ａ及び第２の軟磁性層２Ｂと、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅが、交換結合制御層２Ｃを介して磁気的に媒体の面内方向に対して反平行に結合する。これにより、第１の軟磁性層２Ａ及び第２の軟磁性層２Ｂと、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２ＥはＡＦＣ−ＳＵＬ構造となる。
【００３９】
本発明の磁気記録媒体におけるＳＵＬ２では、第１から第４の軟磁性層の材料は、磁性を担う材料と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれらの組合せを含む添加材料を組み合わせた材料が好ましい。磁性を担う材料としては、鉄系遷移金属などを挙げることができる。特に本発明では、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等を含む磁性を担う材料が好ましく、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が特に好ましい。また、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄよりも上記添加材料の割合を高くすることが好ましい。これにより、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、比透磁率が第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄより低いが、比透磁率の周波数特性が改善された軟磁性層となる。逆に、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄは、比透磁率の周波数特性が第１の軟磁性層１Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅより低下するが、比透磁率が高い軟磁性層となる。ＳＵＬ２の構造を上述のような構成とすることで、高周波で必要なＳＮＲ特性とＳｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することができる。
【００４０】
本発明では、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅはそれぞれの組成及び膜厚が同じであり、且つ、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄはそれぞれの組成及び膜厚が同じであることが好ましい。即ち、第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層と、第４の軟磁性層及び第３の軟磁性層は、交換結合制御層２Ｃを介して、組成及び膜厚が対称の構成であることが好ましい。このように、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの組成及び膜厚を同じにし、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの組成及び膜厚を同じにすることで、これらの軟磁性層のロット内の変動が同じになる。これにより、ＳＵＬ２において、交換結合制御層２Ｃを中心とした上下の各２層で挙動が同じになり、安定したＡＦＣを保つことができる。
【００４１】
また、第１から第４の層は、上記指針を満たす限り、それぞれの層中が多層構造であってもよい。
【００４２】
第１の軟磁性層から第４の軟磁性層のそれぞれの膜厚は、記録再生特性との兼ね合いにより、等しくてもよいし、又は異なっていてもよい。例えば、第１の軟磁性層２Ａの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第２の軟磁性層２Ｂの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第３の軟磁性層２Ｄの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第４の軟磁性層２Ｅの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましい。
【００４３】
第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄよりも、比透磁率の周波数特性が高い。上述したとおり、「比透磁率の周波数特性」は、特定の周波数の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が一定量低下するときの周波数をいい、具体的には、１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下するときの周波数をいう。本発明では、この周波数は１,０００ＭＨｚ以上であることが好ましい。例えば、このような特性を示す材料として、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）が８２．５体積％未満であるものが好ましい。例えば、磁性を担う材料が上記含有量である実施例に記載の材料を挙げることができ、その一例として、８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）−１５体積％Ｔａ−５体積％Ｂからなる材料がある。
【００４４】
更に本発明では、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄは、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅよりも、１００ＭＨｚ以下での比透磁率が高い。本発明では、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが好ましい。このような特性を示す材料として、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）が８２．５体積％以上であるものが好ましい。例えば、磁性を担う材料が上記含有量である実施例に記載の材料を挙げることができ、その一例として、８５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）−１２体積％Ｔａ−３体積％Ｂからなる材料を挙げることができる。
【００４５】
交換結合制御層２Ｃの材料は、非磁性基材１の材料及び軟磁性層２Ａから２Ｅの材料へ拡散しにくい材料であることが好ましい。このような材料として、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕなどを挙げることができ、特にＲｕが好ましい。交換結合制御層２Ｃの膜厚は、第１及び第２の軟磁性層２Ａ、２Ｂと、第３及び第４の軟磁性層２Ｄ、２Ｅが適度に反強磁性結合する厚さであればよく、例えば、０．１〜５ｎｍ程度が好ましい。
【００４６】
次に、任意成分である下地層３は、（１）磁気記録層４の結晶粒子径及び結晶配向の制御、及び（２）軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２及び磁気記録層４の磁気的な結合を防止するための層である。したがって、下地層３の材料は、磁気記録層の材料に合わせて適宜選択する必要がある。たとえば、下地層３の直上に位置する磁気記録層４の材料が、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＣｏを主体とした材料である場合は、下地層３の材料は、同じ六方最密充填構造もしくは面心六方（ｆｃｃ）構造を有する材料から選択されることが好ましい。具体的には、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、又はこれらを含む合金などを下地層３の材料として挙げることができる。下地層３は薄ければ薄いほど書込み性能は向上する。しかしながら、上記（１）及び（２）の機能を考慮すれば、下地層３はある程度の膜厚を必要とする。本発明では、３〜３０ｎｍの範囲内の膜厚を有することが好ましい。
【００４７】
磁気記録層４の材料は、結晶系の磁性材料が好ましい。磁気記録層４の材料として、好ましくは、Ｃｏ及びＰｔを含む合金の強磁性材料を挙げることができる。強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。例えば、垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層４の材料の磁化容易軸（例えば、ｈｃｐ構造のｃ軸）が、磁気記録媒体の表面（すなわち非磁性基体の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。
【００４８】
あるいは、磁気記録層４は、好ましくは、磁性結晶粒子が非磁性体で隔てられた構造を有する。この場合、磁性結晶粒子は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの磁性元素を主体とした組成を有し、その形状は直径数ｎｍの柱状であることが好ましい。具体的には、磁性結晶粒子は、ＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｂ、Ｔａ、Ｗなどの金属を添加した材料であることが好ましい。非磁性体はサブｎｍ程度の厚さを有することが好ましい。非磁性体は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、又はＴａの酸化物若しくは窒化物などが好ましい。
【００４９】
磁気記録層４の成膜方法は、従来の方法を用いることができる。例えばマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。
【００５０】
本発明では、下地層３の結晶部分上に磁性結晶粒子がエピタキシャル成長し、下地層３の粒界部分上に前記非磁性体が位置するような対応関係を有するように結晶成長させた構造が好ましい。
【００５１】
磁気記録層４の膜厚は、従来のものと同様である。好ましくは、５〜２０ｎｍである。
【００５２】
保護層５は、従来から使用されているものを材料とすることができる。例えば、カーボンを主体とする材料を挙げることができる。具体的には、炭素、窒素含有炭素、水素含有炭素などが好ましい。単層ではなく、例えば異なる性質の２層からなるカーボン保護層や、金属膜とカーボン膜、酸化膜とカーボン膜の積層膜からなる保護層とすることもできる。保護層の厚さは典型的には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
なお、図には示していないが、保護層５の上に潤滑層７を形成してもよい。潤滑層はヘッドと媒体が摺動する際に、両者の間に介在して媒体表面が磨耗することを防ぐ役割を担う。このような材料としてはフッ素系の液体潤滑剤が好適である。例えば、ＨＯ−ＣＨ2−ＣＦ2−（ＣＦ2−Ｏ）m−（Ｃ2Ｆ4−Ｏ）n−ＣＦ2−ＣＨ2−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）で表される有機物などを用いることができる。液体潤滑層の膜厚は、保護層の膜質等を考慮して液体潤滑層の機能を発揮できる膜厚とすることが好ましい。
【００５４】
非磁性基体１の上に積層される各層は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる様々な成膜技術によって形成することが可能である。液体潤滑層を除く各層の形成には、一部上記で説明を加えたが、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法、真空蒸着法を用いることが出来る。また、液体潤滑層の形成には、例えばディップ法、スピンコート法を用いることができる。
【実施例】
【００５５】
以下に本発明の垂直磁気記録媒体を、実施例に基づいて具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明の垂直磁気記録媒体を好適に説明するための代表例に過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
図１及び図２を用いて、以下に本発明の磁気記録媒体及びその製造方法を、実施例及び比較例を参照して詳細に説明する。
【００５７】
［実施例１］
実施例１においては、図１に示すように、非磁性基体１、その上に順次設けられるＦｅＣｏ系のＳＵＬ２、Ｒｕからなる下地層３、ＣｏＣｒＰｔ‐ＳｉＯ2グラニュラー磁気記録層４、炭素（Ｃ）からなる保護層５、及び図示していない液体潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体６を作製した。なお、液体潤滑層として、パーフルオロポリエーテルを主成分とする（株）モレスコ製Ａ−２０Ｈを用いた。磁気記録媒体作製の具体的手順は以下の通りである。
【００５８】
磁性基体１として表面が平滑な円盤状の化学強化ガラス基体（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基体）を用いた。
【００５９】
まず、非磁性基体１を、成膜装置内に導入した。ＳＵＬ２から保護層５までの成膜は、大気解放することなく、全てインライン式の成膜装置で成膜した。
【００６０】
図１のＳＵＬ２は、図２のＳＵＬ積層構造（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ及び２Ｅ）を有するように作製した。まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第１の軟磁性層２Ａを形成した。次に、同じ真空度で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第２の軟磁性層２Ｂを形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層２Ｃを形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第３の軟磁性層２Ｄを形成した。次に、第３の軟磁性層２Ｄの成膜と同じ真空度で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００６１】
続いて、下地層３として、真空度１．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２０ｎｍのＲｕからなる層を形成した。
【００６２】
続いて、磁気記録層４を形成した。磁気記録層４は２層構造で形成した。第１の磁気記録層として、真空度５．０ＰａのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚８ｎｍの９２体積％（Ｃｏ70Ｃｒ12Ｐｔ25）‐８体積％ＳｉＯ2膜を形成した。次に、第２の磁気記録層として、真空度１．２ＰａのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚８ｎｍの９６体積％（Ｃｏ68Ｃｒ20Ｐｔ12）‐４体積％ＳｉＯ2膜を形成した。これにより、総膜厚１６ｎｍの磁気記録層４を得た。
【００６３】
続いて、保護層５として、圧力０．１３Ｐａにおいて、エチレンを材料ガスとするプラズマＣＶＤ法により、膜厚３ｎｍのカーボン層を形成した。その上で、上記各層を形成した基体１をインライン式の成膜装置から取り出した。
【００６４】
最後に、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層をディップ法により膜厚２ｎｍで形成し、磁気記録媒体６を得た。
【００６５】
［比較例１］
比較例１の磁気記録媒体は、ＳＵＬを除き、実施例１の磁気記録媒体と同様に作製した。
【００６６】
比較例１の磁気記録媒体のＳＵＬ２は、図２と同様の４層構造からなるＳＵＬを作製したが、実施例１のＳＵＬの第１及び第４の軟磁性層と、第２及び３の軟磁性層を入れ替えた構成でＳＵＬを作製した。
【００６７】
比較例１のＳＵＬの各層の成膜法を以下に説明する。
【００６８】
まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第１の軟磁性層２Ａを形成した。次に、同じ真空度で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第２の軟磁性層２Ｂを形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層２Ｃを形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第３の軟磁性層２Ｄを形成した。次に、第３の軟磁性層の成膜と同じ真空度で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００６９】
［比較例２］
比較例２の磁気記録媒体では、ＳＵＬ以外の各層を実施例１と同様の方法で作製した。
【００７０】
比較例２の磁気記録媒体では、下部軟磁性層（非磁性基体側の軟磁性層）／交換結合制御層／上部軟磁性層（磁気記録層側の軟磁性層）の積層構造を有するＳＵＬを作製した。
【００７１】
比較例２のＳＵＬの各層の成膜法を以下に説明する。
【００７２】
まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２１ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる下部軟磁性層を形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層を形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２１ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００７３】
［比較例３］
比較例３の磁気記録媒体は、ＳＵＬ以外、比較例２と同様の手順で作製した。比較例３の磁気記録媒体のＳＵＬでは、比較例２の、８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層に代えて、８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂの組成を有する軟磁性層を形成した。
【００７４】
［実施例２］
実施例２の磁気記録媒体は、ＳＵＬ以外の各層について、実施例１と同様の方法で作製した。
【００７５】
実施例２の磁気記録媒体のＳＵＬ２は、図２に示す４層構造のＳＵＬを作製した。本実施例のＳＵＬ２は、実施例１の第１から第４の軟磁性層の組成を変化させた。具体的には、Ｆｅ70Ｃｏ30の体積割合と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれら元素の組合せから選択される添加材料の体積割合を変化させて、サンプルを作製した。第１から第４の軟磁性層の膜厚は、全て１０ｎｍとした。
【００７６】
作製した各サンプルの組成を表３に示す。
【００７７】
［実施例３］
比透磁率及び比透磁率の周波数特性の評価用サンプルとして、表面が平滑な円盤状の化学強化ガラス基体（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基体）上に、膜厚４０ｎｍの（Ｆｅ70Ｃｏ30）100-x-yＴａxＢyの軟磁性層と、保護層として膜厚３ｎｍのカーボン層を形成したサンプルを作製した。サンプル作製は実施例１と同様にインライン式の成膜装置で行った。軟磁性層は、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で形成し、カーボン層は、ＣＶＤ法により形成した。
【００７８】
作製したサンプルの組成を表４に示す。
【００７９】
［評価］
まず、本実施例１及び２、並びに、比較例１から３で作製した磁気記録媒体の性能を評価した結果について述べる。表１には、実施例１及び２で作製したサンプル、及び比較例１で作製したサンプルについての組成と、ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の評価結果を示した。表３には比較例２及び３で作製したサンプルの組成と、ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の評価結果をまとめて示す。
【００８０】
ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の測定は、スピンスタンドテスターにて、市販のＧＭＲヘッドを用いて行った。ヘッドは、記録トラック幅１００ｎｍ、再生トラック幅７５ｎｍのものを使用した。
【００８１】
ＳＮＲ特性は、記録周波数２５０ＭＨｚで信号を書き込み、ノイズ出力に対する信号出力の割合から求めた。ＳＮＲが１０ｄＢ以上の場合を優良（○）とし、９ｄＢ以上１０ｄＢ未満の場合を良（△）とした。また、不良（９ｄＢ未満）を不良（×）とした。
【００８２】
Ｓｑｕａｓｈ特性は、周波数７０ＭＨｚで記録した信号に対して、隣接する両サイドのトラックにＡＣイレース信号を５０回書き込んだ後の信号出力を、当初の信号出力に対して規格化（比較）した値である。Ｓｑｕａｓｈが、６０％以上のものを優良（○）とし、５０％以上６０％未満のものを良（△）とした。また、不良（６０％未満）を不良（×）とした。
【００８３】
次に、実施例３で作製したサンプルの比透磁率及び比透磁率の周波数特性について述べる。比透磁率及び比透磁率の周波数特性の測定例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。表３には、実施例３で作製したサンプルの組成と、比透磁率及び比透磁率の周波数特性の結果をまとめて示す。
【００８４】
比透磁率及び比透磁率の周波数特性は、凌和電子製ＰＭＭ−９Ｇ１装置を用いて１ＭＨｚから９ＧＨｚの範囲で測定した。比透磁率μは、その実数部μ’と虚数部μ”に分解して測定できる。
【００８５】
表３の比透磁率及び比透磁率の周波数特性は、実数部μ’から得たものである。比透磁率は、周波数１０ＭＨｚでの比透磁率とし、比透磁率の周波数特性は、周波数１０ＭＨｚでの比透磁率が、半減（５０％に低減）する時の周波数として示した。
【００８６】
図４は、表３のうちの以下の組成の軟磁性層をグラフとして示した。図４（Ａ）は、８２体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１４体積％Ｔａ‐４体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果、図４（Ｂ）は、８１体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果、図４（Ｃ）は、８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果である。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３−１】
【００９０】
【表３−２】
【００９１】
【表３−３】
【００９２】
【表３−４】
【００９３】
【表３−５】
【００９４】
【表３−６】
【００９５】
【表４】
【００９６】
上記表の結果をまとめると以下の通りである。
【００９７】
まず、表２の比較例２及び３の結果を見ると、この表に示されるように、ＳＵＬの４つの軟磁性層が、全て同じ組成である場合には、Ｓｑｕａｓｈ特性とＳＮＲは、トレードオフの関係になり、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲの両方を満足する磁気記録媒体は得られなかった。
【００９８】
次に、表１の実施例１の結果を見ると、上記表２の結果とは対照的であった。即ち、実施例１の磁気記録媒体は、ＳＵＬが、非磁性基体側から、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、上記の順で積層されている構造を有し、各層の軟磁性層が、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ及びＴａの元素の組合せからなる添加材料とからなるものであるが、このような構成では、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも大きい場合、Ｓｑｕａｓｈ特性を維持したまま、ＳＮＲを満足する磁気記録媒体が実現できていた。
【００９９】
一方、表１の比較例１に示されるように、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも小さい場合には、ＳＮＲを満足することができなかった。
【０１００】
次に、表３の結果を考察する。
【０１０１】
実施例２−１〜４では、磁気記録媒体のＳＵＬの第１及び第４の軟磁性層の磁性を担う材料（Ｆｅ70Ｃｏ30）の割合を上げながら、同時に第２及び第３の軟磁性層の磁性を担う材料（Ｆｅ70Ｃｏ30）の割合を下げた。
【０１０２】
実施例２−１及び実施例２−２に示されるように、第１及び４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％以下であり、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％以上である場合、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲの両方を満足した。しかし、実施例２−３のように、Ｆｅ70Ｃｏ30の割合が全て同じ８２．５体積％の場合、並びに、実施例２−４のように、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％以上であり、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％以下である場合、Ｓｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、ＳＮＲ特性は不良（×）であった。また、実施例２−１から実施例２−４の結果を見ると、第２及び第３の軟磁性層、又は、第１及び第４の軟磁性層のいずれかの層のＦｅ70Ｃｏ30割合が８２体積％以上であると、Ｓｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲に維持されたことが解る。
【０１０３】
表３の実施例２−５から実施例２−８では、第１及び第４の軟磁性層の組成を８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂに固定し、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８３体積％から７８体積％まで変化させた。このとき、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８０体積％であったことにより、実施例２−５から実施例２−８の全てにおいてＳＮＲ優良（○）の範囲に維持された。一方、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％である実施例２−５では、ＳＮＲ及びＳｑｕａｓｈ特性共に優良（○）であったが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％より低下（実施例２−６から実施例２−８）すると、ＳＮＲは優良（○）に維持されたが、Ｓｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲から逸脱した。さらに、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−５および２−６）では、Ｓｑｕａｓｈ特性は優良（○）又は良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−７および２−８）では、Ｓｑｕａｓｈ特性は不良（×）となった。
【０１０４】
実施例２−９から実施例２−１２では、第１及び第４の軟磁性層の組成を８２．５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１３．５体積％Ｔａ‐４体積％Ｂに固定し、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８１体積％から８４体積％まで変化させた。このとき、実施例２−９から実施例２−１２の全てにおいてＳｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、ＳＮＲ特性は優良（○）の範囲から逸脱した。これは、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２．５体積％以上であったことと相関していると考えられる。また、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−１１および２−１２）では、ＳＮＲ特性は、良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−９および２−１０）では、ＳＮＲ特性は不良（×）となった。
【０１０５】
実施例２−１３から実施例２−１６にでは、第２及び第３の軟磁性層の組成を８５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂに固定し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８２体積％から８７体積％まで変化させた。このとき、実施例２−１３から実施例２−１６の全てにおいてＳｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％より大きくなるとＳＮＲ特性は優良（○）の範囲から逸脱した。このように、第２及び第３軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８５体積％であれば、いずれのサンプルにおいてもＳｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲に維持された。また、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−１３および２−１４）では、ＳＮＲ特性は、優良（○）又は良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−１５および２−１６）では、ＳＮＲ特性は不良（×）となった。
【０１０６】
実施例２−１７〜２０では、第２及び第３の軟磁性層の組成を８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂに固定し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８５体積％から８０体積％まで変化させた。このとき、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％より大きくなると、ＳＮＲ特性が優良（○）の範囲から逸脱し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８１体積％より小さくなるとＳｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲を逸脱した。このように、実施例２−１７から実施例２−２０では、ＳＮＲ及びＳｑｕａｓｈ特性共に好ましい範囲（優良（○）の範囲）となることがなかった。
【０１０７】
実施例２−２１から実施例２−２５では、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれらの元素の組合せを含む添加材料とからなるＳＵＬについて検討した。この結果から、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１および第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも大きい場合に、Ｓｑｕａｓｈ特性の範囲が優良（○）に維持されたまま、ＳＮＲが優良（○）の範囲となる磁気記録媒体を実現できた。
【０１０８】
また、実施例１と比較例１、実施例２−２と実施例２−４、及び、実施例２−５と実施例２−１８を比較すると、軟磁性層の組合せは同じでも、その配置によってＳＮＲ特性は変わる。即ち、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲが共に優良（○）であったものでも、第１および第４の軟磁性層の組成と、第２及び第３の軟磁性層の組成を入れ替えると、ＳＮＲが優良（○）の範囲から逸脱する。
【０１０９】
以上の結果から、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも、大きい場合に、Ｓｑｕａｓｈ特性を優良（○）の範囲に維持したまま、ＳＮＲを優良（○）の範囲に維持した磁気記録媒体が実現できていた。特に、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、８２．５体積％以上であり、且つ、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、８２．５体積％より小さいときに、Ｓｑｕａｓｈ特性を優良（○）の範囲に維持したまま、ＳＮＲを優良（○）の範囲に維持した磁気記録媒体が実現できた。
【０１１０】
次に、表４の結果について考察する。
【０１１１】
表４の結果から、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ及びＴａの添加材料からなる軟磁性層では、１０ＭＨｚでの比透磁率と比透磁率の周波数特性（１０Ｍｚ時の比透磁率に比べて比透磁率が５０％低下する際の周波数）はトレードオフの関係にあり、比透磁率の大きい軟磁性層ほど、比透磁率の周波数特性が低下することが解る。
【０１１２】
Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合から見た場合、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が多くなるほど、１０ＭＨｚでの比透磁率は大きくなる。ここで、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２.５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）以上の場合を考慮すると、比透磁率は７００以上である。
【０１１３】
また、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が少なくなるほど、比透磁率の周波数特性は高くなる。ここで、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）の割合が８２体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）以下の場合を考慮すると、比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上である。
【０１１４】
表１から４の結果から、Ｓｑｕａｓｈ特性とＳＮＲ特性を同時に満足するためには、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層は、比透磁率の周波数特性が、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のそれに比べて高いことが必要である。さらに、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性が１０００ＭＨｚ以上であり、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが必要であった。
【０１１５】
表１〜４より、Ｓｑｕａｓｈと特性とＳＮＲを同時に満足するためには、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性が、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性よりも高いことが必要である。さらに、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上であり、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが必要であった。
【０１１６】
以上のように、本発明の軟磁性裏打ち層の構成によれば、Ｓｑｕａｓｈ特性と、ＳＮＲ特性の両方を満足できる磁気記録媒体を得ることができた。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 基体
２ ＳＵＬ
２Ａ 第１の軟磁性層
２Ｂ 第２の軟磁性層
２Ｃ 交換結合制御層
２Ｄ 第３の軟磁性層
２Ｅ 第４の軟磁性層
３ 下地層
４ 磁気記録層
５ 保護層
６ 磁気記録媒体
１０ 単磁極ヘッド
１１ 主磁極
１２ リターンヨーク
１３ コイル
１４ 磁束
１５ 磁気記録層
１６ ＳＵＬ
１７ 磁気記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）には、ますます、大容量化、高速な処理が求められており、このＨＤＤに組み込まれる磁気記録媒体は、更なる高記録密度化が必要とされている。こうした中で、磁気記録媒体の記録方式として垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録方式は記録媒体の面内方向に対して垂直方向に記録を行うことを特徴とする。垂直磁気記録方式に用いられる媒体は、少なくとも、垂直磁気異方性を持つ、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層への記録に用いられる単磁極ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）を含む。
【０００３】
図３に示すように、従来の典型的な垂直磁気記録システムは、磁気記録媒体１７と、単磁極ヘッド１０から構成される。単磁極ヘッド１０は、主磁極１１とリターンヨーク１２、及びリターンヨークを包み込むコイル１３を含む。主磁極１１から発生した磁束１４は主磁極直下の磁気記録層１５を貫通してＳＵＬ１６の内部に到達する。そして、ＳＵＬ１６を通して広がり、リターンヨーク１２の直下の磁気記録層１５を貫通し、リターンヨーク１２に戻る。これにより、主磁極１１直下の磁気記録層１５の領域が所定の方向に磁化される。
【０００４】
一般に、垂直磁気記録媒体におけるＳＵＬは、膜厚が０．１〜５ｎｍ程度のＲｕ等の膜により上下に分離された２層の軟磁性層から形成されている。上下に分離された２層の軟磁性層は、媒体面の半径方向において反平行に反強磁性結合される。この構造はＡｎｔｉ−ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ（ＡＦＣ）構造と呼ばれる。このＡＦＣ構造は、ＳＵＬの磁壁由来のスパイクノイズを減少でき、ＷＡＴＥ（Ｗｉｄｅ Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｔｒａｃｋ Ｅｒａｓｕｒｅ）を抑制する効果を有することも知られている。
【０００５】
近年では更なる高記録密度化が要請されているが、高記録密度で記録再生を行うときに信号対雑音比（ＳＮＲ）が低下するという問題が起こってきた。一般に、磁気記録媒体のディスク回転速度は記録密度によらず一定であり、高記録密度で記録するには、より短い周期で信号を書込むことが必要になる。上記のＳＮＲの低下の問題は、この高記録密度に伴う高周波数化に対して、ＳＵＬの磁化応答特性が追随できなくなってきていることに原因がある。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１及び２では、ＳＵＬを構成する軟磁性層の材料に、フェライトに代表される軟磁性酸化物を用いて、渦電流に基づく高周波の記録磁界に対する損失を低減させ、これにより磁化応答性を改善して、高記録密度領域での記録能力に優れた磁気記録媒体を提供することが提案されている。
【０００７】
また、磁気記録媒体への適用ではないが、高周波特性と高飽和磁化を両立させた材料として、特許文献３に、微視的にＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う第１の非晶質相と、硼素（Ｂ）と炭素（Ｃ）を含む第２の非晶質相とから構成される磁性薄膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２８２６４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８３４１号公報
【特許文献３】特開２００５−３２８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１又は特許文献２に記載のフェライトに代表される軟磁性酸化物は、飽和磁化が低く、ヘッドの磁束を通過させるためには膜厚が厚くなりすぎ、そのままではＳＵＬとして適用することは困難であった。また、特許文献３に開示されるような材料を用いた場合、従来の軟磁性裏打ち層では、後述するように、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上することが見出されたが、同時に、斜め磁化耐性（Ｓｑｕａｓｈ特性）が悪化していくことが本発明者らにより見出された。
【００１０】
従って、本発明の目的とするところは、高周波のＳＮＲ特性とＳｑｕａｓｈ特性を同時に満足する、高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、以下の手段により解決される。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む。この磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有する。そして、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする。
【００１３】
本発明では、前記軟磁性裏打ち層において、磁性を担う材料として、前記第１から第４の軟磁性層が、
（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、
（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料
を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明では、前記第１及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は両方とも、１０００ＭＨｚ以上であり、前記第２及び第３の軟磁性層の軟磁性層の比透磁率は両方とも７００以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態は、非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、前記の順に積層された構造を有する。そして、前記第１から第４の軟磁性層は、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料からなる軟磁性層の組合せであり、前記第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が、両方とも、前記第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の両方の割合よりも大きいこと特徴とする磁気記録媒体である。
【００１６】
上記の好ましい実施形態の磁気記録媒体では、前記軟磁性裏打ち層において、前記第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２．５体積％以上であり、かつ、前記第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２．５体積％より小さいこと特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、第１及び第４の軟磁性層の磁気特性（比透磁率の周波数特性及び比透磁率）、組成及び膜厚、並びに、第２及び第３の軟磁性層の磁気特性（比透磁率の周波数特性及び比透磁率）、組成及び膜厚は、それぞれ、交換結合制御層を中心として、対称であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、高周波で必要なＳＮＲ特性と、Ｓｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例の垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図２】本実施例の垂直磁気記録媒体のＳＵＬの詳細な構成を示す図である。
【図３】従来の一般的な垂直磁気記録システムの構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例の比透磁率の周波数特性を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、まず、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料に、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、又はこれらの組合せを含む材料を添加材料として添加した軟磁性層をＳＵＬとして含む磁気記録媒体を作製し、その記録再生特性を鋭意検討した。この検討において、対照として、Ｆｅ及びＣｏだけからなる軟磁性層を用いてＳＵＬを作成した磁気記録媒体を製造し、比較検討した。その結果、上記添加材料を添加した軟磁性層を含むＳＵＬは、対照に比べて、上記添加材料の割合を増していくと、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上することが見出された。しかしながら、同時に、斜め磁化耐性（Ｓｑｕａｓｈ特性）が悪化していくことも見出された。
【００２１】
Ｓｑｕａｓｈ特性は、斜め磁化による書き滲みの度合いを表わす指標である。詳しく説明すると、磁気ヘッドからの磁束は、磁気記録層の膜面に対して垂直であることが理想である。しかしながら、実際には、磁気ヘッドの先端からの磁束は斜めに広がりつつ、ＳＵＬに到達する。このため、その磁束の広がりによるクロストラック方向での書き滲みが生じることになる。この書き滲みの度合いを表わす指標がＳｑｕａｓｈ特性である。
【００２２】
上記添加材料の割合を増すことで、軟磁性層の比透磁率の周波数特性は向上する。このため、高周波で必要なＳＮＲ特性が向上したと考えられる。しかしながら、添加材料の割合を増加することは、同時に軟磁性層の全体的な比透磁率の低下を引き起こした。このためにＳＵＬへの磁束の引き込み能力が低減し、ヘッドからの磁束が広がり、Ｓｑｕａｓｈ特性が悪化してしまったと考えられる。以上のように、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、又はこれらの組合せを含む軟磁性層を含むＳＵＬを用いた磁気記録媒体では、高周波のＳＮＲとＳｑｕａｓｈ特性がトレードオフの関係であり、磁気記録媒体としての記録再生特性を満足させることができなかった。
【００２３】
本発明者らは、上記結果を踏まえ、高周波で必要なＳＮＲ特性と、Ｓｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体に関して鋭意研究した。その結果、本発明の磁気記録媒体を得ることができた。
【００２４】
以下に、図１及び図２に基づいて本発明の磁気記録媒体の実施の形態について説明する。図１は、本発明の磁気記録媒体６の一例を示すものである。図２は、本発明のＳＵＬの構造の一例を示すものである。
【００２５】
本発明の磁気記録媒体６は、非磁性基体１、軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２及び磁気記録層４を少なくとも含む。本発明では、他に任意の層として、下地層３、保護層５、潤滑層（図示せず）などを含んでいてもよい。本発明では、非磁性基体１、ＳＵＬ２、下地層３、磁気記録層４、保護層５及び潤滑層６を順次積層した構造を有することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る磁気記録媒体のＳＵＬ２は、第１の軟磁性層２Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅからなる積層構造を有し、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｅよりも比透磁率の周波数特性が高いことを特徴とする。
【００２７】
ここで、本明細書中において「比透磁率の周波数特性」とは、特定の周波数の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が一定量低下するときの周波数をいう。具体的には、１０ＭＨｚ時の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が５０％低下するときの周波数をいう。
【００２８】
本発明に係る磁気記録媒体のＳＵＬ２は、上述のような積層構造及び比透磁率の周波数特性を有することを特徴とする。このように本発明の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を改良することで、高周波で必要とされるＳＮＲ特性を改善することができる。これは、高周波の磁束が、ＳＵＬの比較的浅い部分（磁気記録層に近い部分）を通りやすいため、第４の軟磁性層に比透磁率の周波数特性が高い軟磁性材料を配置することで、ＳＵＬの比較的浅い部分で高周波の磁束が、第４の軟磁性層と敏感に反応し、第１の軟磁性層との相互作用も生じて、高周波の磁束がＳＵＬに引き込まれるためと考えられる。
【００２９】
また、第２及び第３の軟磁性層は、比透磁率の周波数特性は第１及び第４の軟磁性層に比べ低いが、その分、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率は、第１及び第４の軟磁性層に比べて高い。Ｓｑｕａｓｈ特性に関しては、ＳＵＬ全体としての透磁率を高くすることが有効である。このため、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率を第１及び第４の軟磁性層代路も高くすることにより、ＳＵＬ全体としての比透磁率を高くすることができ、結果としてＳｑｕａｓｈ特性を改善することができた物と考えられる。
【００３０】
以下に、第１から第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性、並びに、第１から第４の軟磁性層の比透磁率の関係をさらに詳細に説明する。
【００３１】
本発明では、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の周波数特性は、両方とも、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率の周波数特性の値の高い方よりも高い値を有する。即ち、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の周波数特性は、両方とも、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率の周波数特性を比較してその高い方の値よりも高い値を有する。
【００３２】
また、比透磁率については、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率は、両方とも、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率の値の高い方よりも高い値を有する。即ち、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの比透磁率は、両方とも、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの比透磁率を比較してその高い方の値よりも高い値を有する。
【００３３】
以上の通り、本発明では、ＳＵＬ２を第１の軟磁性層１Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅからなる積層構造とし、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅと、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄのとの間の比透磁率の周波数特性及び比透磁率（１００ＭＨｚにおける比透磁率）の関係を上述のように設定する。これにより、Ｓｑｕａｓｈ特性を及びＳＮＲ特性の両方を改善した磁気記録媒体が提供できる。
【００３４】
本発明では、磁性を担う材料はＦｅＣｏが好ましいが、上述した考察は、磁性を担う材料がＦｅＣｏ以外の、垂直磁気記録媒体に通常用いられる材料で調製されたＳＵＬに対しても当てはまる。従って、本発明は、ＦｅＣｏと同系列の鉄系遷移金属、好ましくはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む磁性を担う材料に対しても適用できることは当業者に明らかである。
【００３５】
次に、本発明の磁気記録媒体の材料について説明する。
【００３６】
非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体に用いられるＮｉＰめっきを施したＡｌ合金又はガラス、或いは結晶化ガラス、又はＳｉ基体等を用いることがでる。
【００３７】
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２は、現行の垂直記録方式と同様、磁気ヘッドからの磁束を制御して、記録再生特性を向上するための層である。なお、軟磁性裏打ち層２の全膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造や特性によって変化するが、他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００３８】
本発明では、ＳＵＬ２は、図２に示すように、非磁性基体側から磁気記録層側に向けて、第１の軟磁性層２Ａ、第２の軟磁性層２Ｂ、交換結合制御層２Ｃ、第３の軟磁性層２Ｄ、及び第４の軟磁性層２Ｅの順で積層された積層構造を有する。そして、第１の軟磁性層２Ａ及び第２の軟磁性層２Ｂと、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２Ｅが、交換結合制御層２Ｃを介して磁気的に媒体の面内方向に対して反平行に結合する。これにより、第１の軟磁性層２Ａ及び第２の軟磁性層２Ｂと、第３の軟磁性層２Ｄ及び第４の軟磁性層２ＥはＡＦＣ−ＳＵＬ構造となる。
【００３９】
本発明の磁気記録媒体におけるＳＵＬ２では、第１から第４の軟磁性層の材料は、磁性を担う材料と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれらの組合せを含む添加材料を組み合わせた材料が好ましい。磁性を担う材料としては、鉄系遷移金属などを挙げることができる。特に本発明では、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等を含む磁性を担う材料が好ましく、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が特に好ましい。また、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄよりも上記添加材料の割合を高くすることが好ましい。これにより、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、比透磁率が第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄより低いが、比透磁率の周波数特性が改善された軟磁性層となる。逆に、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄは、比透磁率の周波数特性が第１の軟磁性層１Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅより低下するが、比透磁率が高い軟磁性層となる。ＳＵＬ２の構造を上述のような構成とすることで、高周波で必要なＳＮＲ特性とＳｑｕａｓｈ特性を同時に満足する高記録密度化に対応した磁気記録媒体を提供することができる。
【００４０】
本発明では、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅはそれぞれの組成及び膜厚が同じであり、且つ、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄはそれぞれの組成及び膜厚が同じであることが好ましい。即ち、第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層と、第４の軟磁性層及び第３の軟磁性層は、交換結合制御層２Ｃを介して、組成及び膜厚が対称の構成であることが好ましい。このように、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅの組成及び膜厚を同じにし、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄの組成及び膜厚を同じにすることで、これらの軟磁性層のロット内の変動が同じになる。これにより、ＳＵＬ２において、交換結合制御層２Ｃを中心とした上下の各２層で挙動が同じになり、安定したＡＦＣを保つことができる。
【００４１】
また、第１から第４の層は、上記指針を満たす限り、それぞれの層中が多層構造であってもよい。
【００４２】
第１の軟磁性層から第４の軟磁性層のそれぞれの膜厚は、記録再生特性との兼ね合いにより、等しくてもよいし、又は異なっていてもよい。例えば、第１の軟磁性層２Ａの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第２の軟磁性層２Ｂの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第３の軟磁性層２Ｄの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましく、第４の軟磁性層２Ｅの膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましい。
【００４３】
第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅは、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄよりも、比透磁率の周波数特性が高い。上述したとおり、「比透磁率の周波数特性」は、特定の周波数の軟磁性層の比透磁率に比べて、その軟磁性層の比透磁率が一定量低下するときの周波数をいい、具体的には、１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下するときの周波数をいう。本発明では、この周波数は１,０００ＭＨｚ以上であることが好ましい。例えば、このような特性を示す材料として、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）が８２．５体積％未満であるものが好ましい。例えば、磁性を担う材料が上記含有量である実施例に記載の材料を挙げることができ、その一例として、８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）−１５体積％Ｔａ−５体積％Ｂからなる材料がある。
【００４４】
更に本発明では、第２の軟磁性層２Ｂ及び第３の軟磁性層２Ｄは、第１の軟磁性層２Ａ及び第４の軟磁性層２Ｅよりも、１００ＭＨｚ以下での比透磁率が高い。本発明では、第２及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが好ましい。このような特性を示す材料として、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）が８２．５体積％以上であるものが好ましい。例えば、磁性を担う材料が上記含有量である実施例に記載の材料を挙げることができ、その一例として、８５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）−１２体積％Ｔａ−３体積％Ｂからなる材料を挙げることができる。
【００４５】
交換結合制御層２Ｃの材料は、非磁性基材１の材料及び軟磁性層２Ａから２Ｅの材料へ拡散しにくい材料であることが好ましい。このような材料として、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕなどを挙げることができ、特にＲｕが好ましい。交換結合制御層２Ｃの膜厚は、第１及び第２の軟磁性層２Ａ、２Ｂと、第３及び第４の軟磁性層２Ｄ、２Ｅが適度に反強磁性結合する厚さであればよく、例えば、０．１〜５ｎｍ程度が好ましい。
【００４６】
次に、任意成分である下地層３は、（１）磁気記録層４の結晶粒子径及び結晶配向の制御、及び（２）軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）２及び磁気記録層４の磁気的な結合を防止するための層である。したがって、下地層３の材料は、磁気記録層の材料に合わせて適宜選択する必要がある。たとえば、下地層３の直上に位置する磁気記録層４の材料が、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有するＣｏを主体とした材料である場合は、下地層３の材料は、同じ六方最密充填構造もしくは面心六方（ｆｃｃ）構造を有する材料から選択されることが好ましい。具体的には、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、又はこれらを含む合金などを下地層３の材料として挙げることができる。下地層３は薄ければ薄いほど書込み性能は向上する。しかしながら、上記（１）及び（２）の機能を考慮すれば、下地層３はある程度の膜厚を必要とする。本発明では、３〜３０ｎｍの範囲内の膜厚を有することが好ましい。
【００４７】
磁気記録層４の材料は、結晶系の磁性材料が好ましい。磁気記録層４の材料として、好ましくは、Ｃｏ及びＰｔを含む合金の強磁性材料を挙げることができる。強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。例えば、垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層４の材料の磁化容易軸（例えば、ｈｃｐ構造のｃ軸）が、磁気記録媒体の表面（すなわち非磁性基体の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。
【００４８】
あるいは、磁気記録層４は、好ましくは、磁性結晶粒子が非磁性体で隔てられた構造を有する。この場合、磁性結晶粒子は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの磁性元素を主体とした組成を有し、その形状は直径数ｎｍの柱状であることが好ましい。具体的には、磁性結晶粒子は、ＣｏＰｔ合金にＣｒ、Ｂ、Ｔａ、Ｗなどの金属を添加した材料であることが好ましい。非磁性体はサブｎｍ程度の厚さを有することが好ましい。非磁性体は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、又はＴａの酸化物若しくは窒化物などが好ましい。
【００４９】
磁気記録層４の成膜方法は、従来の方法を用いることができる。例えばマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。
【００５０】
本発明では、下地層３の結晶部分上に磁性結晶粒子がエピタキシャル成長し、下地層３の粒界部分上に前記非磁性体が位置するような対応関係を有するように結晶成長させた構造が好ましい。
【００５１】
磁気記録層４の膜厚は、従来のものと同様である。好ましくは、５〜２０ｎｍである。
【００５２】
保護層５は、従来から使用されているものを材料とすることができる。例えば、カーボンを主体とする材料を挙げることができる。具体的には、炭素、窒素含有炭素、水素含有炭素などが好ましい。単層ではなく、例えば異なる性質の２層からなるカーボン保護層や、金属膜とカーボン膜、酸化膜とカーボン膜の積層膜からなる保護層とすることもできる。保護層の厚さは典型的には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
なお、図には示していないが、保護層５の上に潤滑層７を形成してもよい。潤滑層はヘッドと媒体が摺動する際に、両者の間に介在して媒体表面が磨耗することを防ぐ役割を担う。このような材料としてはフッ素系の液体潤滑剤が好適である。例えば、ＨＯ−ＣＨ2−ＣＦ2−（ＣＦ2−Ｏ）m−（Ｃ2Ｆ4−Ｏ）n−ＣＦ2−ＣＨ2−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）で表される有機物などを用いることができる。液体潤滑層の膜厚は、保護層の膜質等を考慮して液体潤滑層の機能を発揮できる膜厚とすることが好ましい。
【００５４】
非磁性基体１の上に積層される各層は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる様々な成膜技術によって形成することが可能である。液体潤滑層を除く各層の形成には、一部上記で説明を加えたが、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法、真空蒸着法を用いることが出来る。また、液体潤滑層の形成には、例えばディップ法、スピンコート法を用いることができる。
【実施例】
【００５５】
以下に本発明の垂直磁気記録媒体を、実施例に基づいて具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明の垂直磁気記録媒体を好適に説明するための代表例に過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
図１及び図２を用いて、以下に本発明の磁気記録媒体及びその製造方法を、実施例及び比較例を参照して詳細に説明する。
【００５７】
［実施例１］
実施例１においては、図１に示すように、非磁性基体１、その上に順次設けられるＦｅＣｏ系のＳＵＬ２、Ｒｕからなる下地層３、ＣｏＣｒＰｔ‐ＳｉＯ2グラニュラー磁気記録層４、炭素（Ｃ）からなる保護層５、及び図示していない液体潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体６を作製した。なお、液体潤滑層として、パーフルオロポリエーテルを主成分とする（株）モレスコ製Ａ−２０Ｈを用いた。磁気記録媒体作製の具体的手順は以下の通りである。
【００５８】
磁性基体１として表面が平滑な円盤状の化学強化ガラス基体（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基体）を用いた。
【００５９】
まず、非磁性基体１を、成膜装置内に導入した。ＳＵＬ２から保護層５までの成膜は、大気解放することなく、全てインライン式の成膜装置で成膜した。
【００６０】
図１のＳＵＬ２は、図２のＳＵＬ積層構造（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ及び２Ｅ）を有するように作製した。まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第１の軟磁性層２Ａを形成した。次に、同じ真空度で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第２の軟磁性層２Ｂを形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層２Ｃを形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第３の軟磁性層２Ｄを形成した。次に、第３の軟磁性層２Ｄの成膜と同じ真空度で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００６１】
続いて、下地層３として、真空度１．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２０ｎｍのＲｕからなる層を形成した。
【００６２】
続いて、磁気記録層４を形成した。磁気記録層４は２層構造で形成した。第１の磁気記録層として、真空度５．０ＰａのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚８ｎｍの９２体積％（Ｃｏ70Ｃｒ12Ｐｔ25）‐８体積％ＳｉＯ2膜を形成した。次に、第２の磁気記録層として、真空度１．２ＰａのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚８ｎｍの９６体積％（Ｃｏ68Ｃｒ20Ｐｔ12）‐４体積％ＳｉＯ2膜を形成した。これにより、総膜厚１６ｎｍの磁気記録層４を得た。
【００６３】
続いて、保護層５として、圧力０．１３Ｐａにおいて、エチレンを材料ガスとするプラズマＣＶＤ法により、膜厚３ｎｍのカーボン層を形成した。その上で、上記各層を形成した基体１をインライン式の成膜装置から取り出した。
【００６４】
最後に、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層をディップ法により膜厚２ｎｍで形成し、磁気記録媒体６を得た。
【００６５】
［比較例１］
比較例１の磁気記録媒体は、ＳＵＬを除き、実施例１の磁気記録媒体と同様に作製した。
【００６６】
比較例１の磁気記録媒体のＳＵＬ２は、図２と同様の４層構造からなるＳＵＬを作製したが、実施例１のＳＵＬの第１及び第４の軟磁性層と、第２及び３の軟磁性層を入れ替えた構成でＳＵＬを作製した。
【００６７】
比較例１のＳＵＬの各層の成膜法を以下に説明する。
【００６８】
まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第１の軟磁性層２Ａを形成した。次に、同じ真空度で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第２の軟磁性層２Ｂを形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層２Ｃを形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚１２ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第３の軟磁性層２Ｄを形成した。次に、第３の軟磁性層の成膜と同じ真空度で、膜厚９ｎｍの８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００６９】
［比較例２］
比較例２の磁気記録媒体では、ＳＵＬ以外の各層を実施例１と同様の方法で作製した。
【００７０】
比較例２の磁気記録媒体では、下部軟磁性層（非磁性基体側の軟磁性層）／交換結合制御層／上部軟磁性層（磁気記録層側の軟磁性層）の積層構造を有するＳＵＬを作製した。
【００７１】
比較例２のＳＵＬの各層の成膜法を以下に説明する。
【００７２】
まず、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２１ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる下部軟磁性層を形成した。次に、真空度０．５ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚０．５ｎｍのＲｕからなる交換結合制御層を形成した。次に、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、膜厚２１ｎｍの８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂからなる第４の軟磁性層２Ｅを形成した。
【００７３】
［比較例３］
比較例３の磁気記録媒体は、ＳＵＬ以外、比較例２と同様の手順で作製した。比較例３の磁気記録媒体のＳＵＬでは、比較例２の、８１体積％（Ｆｅ72Ｃｏ28）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層に代えて、８５体積％（Ｆｅ75Ｃｏ25）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂの組成を有する軟磁性層を形成した。
【００７４】
［実施例２］
実施例２の磁気記録媒体は、ＳＵＬ以外の各層について、実施例１と同様の方法で作製した。
【００７５】
実施例２の磁気記録媒体のＳＵＬ２は、図２に示す４層構造のＳＵＬを作製した。本実施例のＳＵＬ２は、実施例１の第１から第４の軟磁性層の組成を変化させた。具体的には、Ｆｅ70Ｃｏ30の体積割合と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれら元素の組合せから選択される添加材料の体積割合を変化させて、サンプルを作製した。第１から第４の軟磁性層の膜厚は、全て１０ｎｍとした。
【００７６】
作製した各サンプルの組成を表３に示す。
【００７７】
［実施例３］
比透磁率及び比透磁率の周波数特性の評価用サンプルとして、表面が平滑な円盤状の化学強化ガラス基体（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基体）上に、膜厚４０ｎｍの（Ｆｅ70Ｃｏ30）100-x-yＴａxＢyの軟磁性層と、保護層として膜厚３ｎｍのカーボン層を形成したサンプルを作製した。サンプル作製は実施例１と同様にインライン式の成膜装置で行った。軟磁性層は、真空度１．０ＰaのＡｒガス雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタ法で形成し、カーボン層は、ＣＶＤ法により形成した。
【００７８】
作製したサンプルの組成を表４に示す。
【００７９】
［評価］
まず、本実施例１及び２、並びに、比較例１から３で作製した磁気記録媒体の性能を評価した結果について述べる。表１には、実施例１及び２で作製したサンプル、及び比較例１で作製したサンプルについての組成と、ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の評価結果を示した。表３には比較例２及び３で作製したサンプルの組成と、ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の評価結果をまとめて示す。
【００８０】
ＳＮＲ特性及びＳｑｕａｓｈ特性の測定は、スピンスタンドテスターにて、市販のＧＭＲヘッドを用いて行った。ヘッドは、記録トラック幅１００ｎｍ、再生トラック幅７５ｎｍのものを使用した。
【００８１】
ＳＮＲ特性は、記録周波数２５０ＭＨｚで信号を書き込み、ノイズ出力に対する信号出力の割合から求めた。ＳＮＲが１０ｄＢ以上の場合を優良（○）とし、９ｄＢ以上１０ｄＢ未満の場合を良（△）とした。また、不良（９ｄＢ未満）を不良（×）とした。
【００８２】
Ｓｑｕａｓｈ特性は、周波数７０ＭＨｚで記録した信号に対して、隣接する両サイドのトラックにＡＣイレース信号を５０回書き込んだ後の信号出力を、当初の信号出力に対して規格化（比較）した値である。Ｓｑｕａｓｈが、６０％以上のものを優良（○）とし、５０％以上６０％未満のものを良（△）とした。また、不良（６０％未満）を不良（×）とした。
【００８３】
次に、実施例３で作製したサンプルの比透磁率及び比透磁率の周波数特性について述べる。比透磁率及び比透磁率の周波数特性の測定例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。表３には、実施例３で作製したサンプルの組成と、比透磁率及び比透磁率の周波数特性の結果をまとめて示す。
【００８４】
比透磁率及び比透磁率の周波数特性は、凌和電子製ＰＭＭ−９Ｇ１装置を用いて１ＭＨｚから９ＧＨｚの範囲で測定した。比透磁率μは、その実数部μ’と虚数部μ”に分解して測定できる。
【００８５】
表３の比透磁率及び比透磁率の周波数特性は、実数部μ’から得たものである。比透磁率は、周波数１０ＭＨｚでの比透磁率とし、比透磁率の周波数特性は、周波数１０ＭＨｚでの比透磁率が、半減（５０％に低減）する時の周波数として示した。
【００８６】
図４は、表３のうちの以下の組成の軟磁性層をグラフとして示した。図４（Ａ）は、８２体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１４体積％Ｔａ‐４体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果、図４（Ｂ）は、８１体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１４体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果、図４（Ｃ）は、８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂの組成を有する軟磁性層の測定結果である。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３−１】
【００９０】
【表３−２】
【００９１】
【表３−３】
【００９２】
【表３−４】
【００９３】
【表３−５】
【００９４】
【表３−６】
【００９５】
【表４】
【００９６】
上記表の結果をまとめると以下の通りである。
【００９７】
まず、表２の比較例２及び３の結果を見ると、この表に示されるように、ＳＵＬの４つの軟磁性層が、全て同じ組成である場合には、Ｓｑｕａｓｈ特性とＳＮＲは、トレードオフの関係になり、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲの両方を満足する磁気記録媒体は得られなかった。
【００９８】
次に、表１の実施例１の結果を見ると、上記表２の結果とは対照的であった。即ち、実施例１の磁気記録媒体は、ＳＵＬが、非磁性基体側から、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの層が、上記の順で積層されている構造を有し、各層の軟磁性層が、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ及びＴａの元素の組合せからなる添加材料とからなるものであるが、このような構成では、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも大きい場合、Ｓｑｕａｓｈ特性を維持したまま、ＳＮＲを満足する磁気記録媒体が実現できていた。
【００９９】
一方、表１の比較例１に示されるように、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも小さい場合には、ＳＮＲを満足することができなかった。
【０１００】
次に、表３の結果を考察する。
【０１０１】
実施例２−１〜４では、磁気記録媒体のＳＵＬの第１及び第４の軟磁性層の磁性を担う材料（Ｆｅ70Ｃｏ30）の割合を上げながら、同時に第２及び第３の軟磁性層の磁性を担う材料（Ｆｅ70Ｃｏ30）の割合を下げた。
【０１０２】
実施例２−１及び実施例２−２に示されるように、第１及び４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％以下であり、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％以上である場合、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲの両方を満足した。しかし、実施例２−３のように、Ｆｅ70Ｃｏ30の割合が全て同じ８２．５体積％の場合、並びに、実施例２−４のように、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％以上であり、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％以下である場合、Ｓｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、ＳＮＲ特性は不良（×）であった。また、実施例２−１から実施例２−４の結果を見ると、第２及び第３の軟磁性層、又は、第１及び第４の軟磁性層のいずれかの層のＦｅ70Ｃｏ30割合が８２体積％以上であると、Ｓｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲に維持されたことが解る。
【０１０３】
表３の実施例２−５から実施例２−８では、第１及び第４の軟磁性層の組成を８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂに固定し、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８３体積％から７８体積％まで変化させた。このとき、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８０体積％であったことにより、実施例２−５から実施例２−８の全てにおいてＳＮＲ優良（○）の範囲に維持された。一方、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％である実施例２−５では、ＳＮＲ及びＳｑｕａｓｈ特性共に優良（○）であったが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２体積％より低下（実施例２−６から実施例２−８）すると、ＳＮＲは優良（○）に維持されたが、Ｓｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲から逸脱した。さらに、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−５および２−６）では、Ｓｑｕａｓｈ特性は優良（○）又は良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−７および２−８）では、Ｓｑｕａｓｈ特性は不良（×）となった。
【０１０４】
実施例２−９から実施例２−１２では、第１及び第４の軟磁性層の組成を８２．５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１３．５体積％Ｔａ‐４体積％Ｂに固定し、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８１体積％から８４体積％まで変化させた。このとき、実施例２−９から実施例２−１２の全てにおいてＳｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、ＳＮＲ特性は優良（○）の範囲から逸脱した。これは、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８２．５体積％以上であったことと相関していると考えられる。また、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−１１および２−１２）では、ＳＮＲ特性は、良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−９および２−１０）では、ＳＮＲ特性は不良（×）となった。
【０１０５】
実施例２−１３から実施例２−１６にでは、第２及び第３の軟磁性層の組成を８５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１２体積％Ｔａ‐３体積％Ｂに固定し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８２体積％から８７体積％まで変化させた。このとき、実施例２−１３から実施例２−１６の全てにおいてＳｑｕａｓｈ特性は優良（○）の範囲に維持されたが、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％より大きくなるとＳＮＲ特性は優良（○）の範囲から逸脱した。このように、第２及び第３軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８５体積％であれば、いずれのサンプルにおいてもＳｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲に維持された。また、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものより大きい範囲（実施例２−１３および２−１４）では、ＳＮＲ特性は、優良（○）又は良（△）に維持されたが、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が、第１及び第４の軟磁性層のものと同等か小さい範囲（実施例２−１５および２−１６）では、ＳＮＲ特性は不良（×）となった。
【０１０６】
実施例２−１７〜２０では、第２及び第３の軟磁性層の組成を８０体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）‐１５体積％Ｔａ‐５体積％Ｂに固定し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合を８５体積％から８０体積％まで変化させた。このとき、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８３体積％より大きくなると、ＳＮＲ特性が優良（○）の範囲から逸脱し、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ70Ｃｏ30の割合が８１体積％より小さくなるとＳｑｕａｓｈ特性が優良（○）の範囲を逸脱した。このように、実施例２−１７から実施例２−２０では、ＳＮＲ及びＳｑｕａｓｈ特性共に好ましい範囲（優良（○）の範囲）となることがなかった。
【０１０７】
実施例２−２１から実施例２−２５では、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａの元素、及びこれらの元素の組合せを含む添加材料とからなるＳＵＬについて検討した。この結果から、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１および第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも大きい場合に、Ｓｑｕａｓｈ特性の範囲が優良（○）に維持されたまま、ＳＮＲが優良（○）の範囲となる磁気記録媒体を実現できた。
【０１０８】
また、実施例１と比較例１、実施例２−２と実施例２−４、及び、実施例２−５と実施例２−１８を比較すると、軟磁性層の組合せは同じでも、その配置によってＳＮＲ特性は変わる。即ち、Ｓｑｕａｓｈ特性及びＳＮＲが共に優良（○）であったものでも、第１および第４の軟磁性層の組成と、第２及び第３の軟磁性層の組成を入れ替えると、ＳＮＲが優良（○）の範囲から逸脱する。
【０１０９】
以上の結果から、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合よりも、大きい場合に、Ｓｑｕａｓｈ特性を優良（○）の範囲に維持したまま、ＳＮＲを優良（○）の範囲に維持した磁気記録媒体が実現できていた。特に、第２及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、８２．５体積％以上であり、且つ、第１及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が、８２．５体積％より小さいときに、Ｓｑｕａｓｈ特性を優良（○）の範囲に維持したまま、ＳＮＲを優良（○）の範囲に維持した磁気記録媒体が実現できた。
【０１１０】
次に、表４の結果について考察する。
【０１１１】
表４の結果から、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、Ｂ及びＴａの添加材料からなる軟磁性層では、１０ＭＨｚでの比透磁率と比透磁率の周波数特性（１０Ｍｚ時の比透磁率に比べて比透磁率が５０％低下する際の周波数）はトレードオフの関係にあり、比透磁率の大きい軟磁性層ほど、比透磁率の周波数特性が低下することが解る。
【０１１２】
Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合から見た場合、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が多くなるほど、１０ＭＨｚでの比透磁率は大きくなる。ここで、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料の割合が８２.５体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）以上の場合を考慮すると、比透磁率は７００以上である。
【０１１３】
また、Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料が少なくなるほど、比透磁率の周波数特性は高くなる。ここで、磁性を担う材料（ＦｅＣｏ）の割合が８２体積％（Ｆｅ70Ｃｏ30）以下の場合を考慮すると、比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上である。
【０１１４】
表１から４の結果から、Ｓｑｕａｓｈ特性とＳＮＲ特性を同時に満足するためには、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層は、比透磁率の周波数特性が、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のそれに比べて高いことが必要である。さらに、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性が１０００ＭＨｚ以上であり、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが必要であった。
【０１１５】
表１〜４より、Ｓｑｕａｓｈと特性とＳＮＲを同時に満足するためには、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性が、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性よりも高いことが必要である。さらに、第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上であり、第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率が７００以上であることが必要であった。
【０１１６】
以上のように、本発明の軟磁性裏打ち層の構成によれば、Ｓｑｕａｓｈ特性と、ＳＮＲ特性の両方を満足できる磁気記録媒体を得ることができた。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 基体
２ ＳＵＬ
２Ａ 第１の軟磁性層
２Ｂ 第２の軟磁性層
２Ｃ 交換結合制御層
２Ｄ 第３の軟磁性層
２Ｅ 第４の軟磁性層
３ 下地層
４ 磁気記録層
５ 保護層
６ 磁気記録媒体
１０ 単磁極ヘッド
１１ 主磁極
１２ リターンヨーク
１３ コイル
１４ 磁束
１５ 磁気記録層
１６ ＳＵＬ
１７ 磁気記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有し、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性裏打ち層において、磁性を担う材料として、前記第１の軟磁性層から第４の軟磁性層が、
（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、
（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料
を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１の軟磁性層の材料及び第４の軟磁性層の材料が同じ組成及び膜厚を有し、且つ、前記第２の軟磁性層の材料及び第３の軟磁性層の材料が同じ組成及び膜厚を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上であり、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率は７００以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有し、前記４つの軟磁性層は、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料からなる軟磁性層の組合せであり、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が、両方とも、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の両方の割合よりも大きいこと特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
前記軟磁性裏打ち層において、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が８２．５体積％以上であり、かつ、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が８２．５体積％より小さいこと特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有し、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性（１０ＭＨｚ時の比透磁率に比べて、比透磁率が５０％低下させる周波数）は、両方とも、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率の周波数特性を比較した場合の高い方の値よりも高く、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率は、両方とも、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率を比較した場合の高い方の値よりも高いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性裏打ち層において、磁性を担う材料として、前記第１の軟磁性層から第４の軟磁性層が、
（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、
（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料
を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１の軟磁性層の材料及び第４の軟磁性層の材料が同じ組成及び膜厚を有し、且つ、前記第２の軟磁性層の材料及び第３の軟磁性層の材料が同じ組成及び膜厚を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層の比透磁率の周波数特性は１０００ＭＨｚ以上であり、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層の比透磁率は７００以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性基体上に少なくとも軟磁性裏打ち層と、磁気記録層を含む磁気記録媒体であって、前記軟磁性裏打ち層は、第１の軟磁性層、第２の軟磁性層、交換結合制御層、第３の軟磁性層及び第４の軟磁性層を含み、これらの軟磁性層が、非磁性基体側から前記の順に積層された構造を有し、前記４つの軟磁性層は、（ｉ）Ｆｅ及びＣｏを含む磁性を担う材料と、（ｉｉ）Ｂ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ又はＴａから選択される元素、又はこれらの組合せを含む添加材料からなる軟磁性層の組合せであり、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が、両方とも、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の両方の割合よりも大きいこと特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
前記軟磁性裏打ち層において、前記第２の軟磁性層及び第３の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が８２．５体積％以上であり、かつ、前記第１の軟磁性層及び第４の軟磁性層のＦｅ及びＣｏを含む磁性材料の割合が８２．５体積％より小さいこと特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４５４８０（Ｐ２０１３−４５４８０Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２５８６（Ｐ２０１１−１８２５８６）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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