(57)【要約】  垂直磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成され、残留磁化がゼロの軟磁性裏打ち層と、前記軟磁性裏打ち層上に形成された強磁性記録層と、を含み、前記軟磁性裏打ち層は、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じる。
2008105095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、残留磁化がゼロの軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された強磁性記録層と、
を含む垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性裏打ち層は、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、
前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、
前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性裏打ち層中には、反強磁性結合を生じる軟磁性層対が二つ存在することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記反強磁性結合を生じる軟磁性層対では、前記非磁性中間層の膜厚が、前記軟磁性層間の交換磁界が極大値をとるように設定され、前記強磁性結合を生じる軟磁性層対では、前記非磁性中間層の膜厚が、前記軟磁性層間の交換磁界が極小値をとるように設定されることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記非磁性中間層の膜厚は、前記反強磁性結合を生じる軟磁性層対では、前記交換磁界が最大の極大値をとるように設定され、前記強磁性結合を生じる軟磁性層対では、ゼロとなるように設定されることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記軟磁性裏打ち層中には単一磁区のみが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記少なくとも３層の軟磁性層の各々は、Ｆｅ，ＣｏあるいはＮｉのいずれかを主成分とする合金よりなり、Ｃｒ，Ｂ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｐｔ，Ｐｄの少なくとも一つを添加されていることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記少なくとも３層の軟磁性層はＦｅ，ＣｏあるいはＮｉのいずれかを主成分とする合金よりなり、Ｃｒ，Ｂ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｐｔ，Ｐｄの少なくとも一つを添加されており、前記非磁性中間層は、厚さが０．４ｎｍのＲｕ膜よりなることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記少なくとも３層の軟磁性裏打ち層は、１２０ｎｍ以下の膜厚を有することを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記強磁性記録層は、Ｃｏを主成分として含むことを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体上を走査する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドに前記垂直記録媒体上を走査させる駆動系と、
を備えた磁気記録装置であって、
前記垂直磁気記録媒体は、
基板と、
前記基板上に形成され、残留磁化がゼロの軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された強磁性記録層と
を含み、
前記軟磁性裏打ち層は、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、
前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、
前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記録装置に係り、特に磁性粒子が非磁性材料により離隔された磁性層を備えた垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置、例えば、ハードディスク装置は、１ビット当りのメモリ単価が安く、大きい記録容量を実現できるため、パーソナルコンピュータ等においてデジタル信号記録装置として広く使われている。一方近年では、ハードディスク装置はデジタル音響画像関連機器においても使われており、これに伴い、ハードディスク装置の飛躍的な需要の増大が生じている。一方、ビデオ信号の記録のためには、さらに大容量のハードディスク装置の実現が望まれている。【０００３】
ところで磁気記録装置において記録容量の増大および価格の低減を両立させるには、磁気記録媒体の記録密度を向上させるのが有効である。記録密度を向上させることにより、磁気記録装置中における磁気記録媒体の枚数を削減でき、これに伴って磁気ヘッド数を削減できる。その結果、部品数の削減により磁気記録装置の価格の低減を実現することができる。【０００４】
磁気記録媒体の記録密度向上には、分解能の向上とノイズ低減による信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の向上が必要である。このうちノイズの低減は、従来、記録層を構成する磁性粒子の粒径を減少させ、さらに磁気記録媒体中の磁性粒子を磁気的に孤立させると共に、記録層の背後に設けられ磁束の還流路を構成する軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）中のドメインの効果を抑制することで進められてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、垂直磁気記録媒体を使った磁気記録の原理を示す。【０００６】
図１を参照するに、基板１上には軟磁性裏打ち層２を介して基板面に垂直方向に磁化容易軸を有する強磁性記録層３が形成されており、前記強磁性記録層３には、磁気ヘッド４の記録磁極４Ａから出射し前記強磁性層３を垂直に通過する磁束により、情報が記録される。前記強磁性層３を通過した磁束は、前記軟磁性裏打ち層２を介して前記磁気ヘッド４の還流磁極４Ｂに還流する。【０００７】
従来、かかる軟磁性裏打ち層２中を通過する還流磁束が乱されて媒体ノイズないしスパイクノイズが生じるのを回避するため、かかる軟磁性裏打ち層２はアモルファス状態あるいは微晶質状態に形成されているが、それでも軟磁性裏打ち層２中に磁気ドメインが存在する場合、ドメイン壁において基板面に垂直方向の磁化が発生してしまい、ノイズを生じる問題が避けられない。【０００８】
この軟磁性裏打ち層２中におけるノイズの問題を軽減するため、図２に示す本発明の関連技術による垂直磁気記録媒体におけるように、軟磁性裏打ち層２を第1の軟磁性層２Ａと第２の軟磁性層２Ｂにより、間に非磁性中間層２Ｃが介在するように形成し、前記軟磁性層２Ａと２Ｂを全体としては残留磁化がゼロとなるように反強磁性結合させ、一方の軟磁性層中のドメインの影響を他方の軟磁性層のドメインで相殺する、いわゆるＡＰＳ−ＳＵＬ（anti-parallel structure in soft under layer）構造ないし技術が提案されている。【０００９】
しかし、かかるＡＰＳ−ＳＵＬ技術では、軟磁性層２Ａ，２Ｂ中におけるドメインの形成が抑制されるわけではないため、ノイズの低減にも限界があり、記録密度のさらなる増大に対する障害となっていた。
【特許文献１】特許３３５０５１２
【非特許文献１】米国特許６６４１９３５
【非特許文献２】米国特許６６６０３５７
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一の側面によれば本発明は、基板と、前記基板上に形成され、残留磁化がゼロの軟磁性裏打ち層と、前記軟磁性裏打ち層上に形成された強磁性記録層と、を含む垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層は、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じることを特徴とする垂直磁気記録媒体を提供する。【００１１】
他の側面によれば本発明は、垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体上を走査する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドに前記垂直記録媒体上を走査させる駆動系と、を備えた磁気記録装置であって、前記垂直磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成され、残留磁化がゼロの軟磁性裏打ち層と、前記軟磁性裏打ち層上に形成された強磁性記録層とを含み、前記軟磁性裏打ち層は、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じることを特徴とする磁気記録装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、反強磁性結合を形成する軟磁性層対を少なくとも一つ含む軟磁性裏打ち層中に、強磁性結合を形成する軟磁性層対を少なくとも一つ設けることにより、軟磁性裏打ち層中において磁区制御が可能であることの発見に基づくものであり、垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層を、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じるように構成することにより、軟磁性裏打ち層中のドメイン形成を抑制し、磁気記録媒体の媒体ノイズを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】垂直磁気記録技術の概要を示す図である。
【図２】本発明の関連技術による垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図４】Ｒｕ膜を挟んで設けられた一対のＦｅＣｏＢ膜間における交換磁場とＲｕ膜の膜厚の関係を示す図である。
【図５】（Ａ）は、図３の垂直磁気記録媒体で使われる軟磁性裏打ち層中に観察されるドメインを、（Ｂ）は、図２の垂直磁気記録媒体中の軟磁性裏打ち層中に観察されるドメインと比較して示す図である。
【図６】（Ａ）は、図３の垂直磁気記録媒体で使われる軟磁性裏打ち層の磁化特性を示す図、（Ｂ）は図２の垂直磁気記録媒体中の軟磁性裏打ち層の磁化特性を示す図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図３の垂直磁気記録媒体の抗磁力および逆磁区核形成磁界Ｈｎを、図２の垂直磁気記録媒体の場合と比較して示す図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図３の垂直磁気記録媒体の媒体ノイズＮｍおよびＳＮ比Ｓ／Ｎｔを、図２の垂直磁気記録媒体の場合と比較して示す図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図３の垂直磁気記録媒体の書き込みコア幅ＷＣＷおよび２周波オーバーライト特性ＯＷ２を、図２の垂直磁気記録媒体の場合と比較して示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による垂直磁気記録媒体の構成を示す図である。
【図１１】図１０の垂直磁気記録媒体で使われる軟磁性裏打ち層中に観察されるドメインを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態による磁気記録装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１，２１  基板
２，２３  軟磁性裏打ち層
２Ａ，２Ｂ，２２ａ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｇ  軟磁性層
２Ｃ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２６  非磁層中間層
３  強磁性記録層
４  磁気ヘッド
４Ａ  記録磁極
４Ｂ  還流磁極
２０，３０  垂直磁気記録媒体
２２，２４  シード層
２５  配向制御層
２７  主記録層
２７Ａ  強磁性粒子
２７Ｂ  酸化膜
２８  副記録層
２９  保護膜
４０  磁気記録装置
４１  ハウジング
４２  ハブ
４３  磁気ディスク
４４  アクチュエータユニット
４５  アーム
４６  サスペンション
４８  磁気ヘッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図３は、本発明の第１の実施形態による垂直磁気記録媒体２０の構成を示す。【００１６】
図３を参照するに、前記垂直磁気記録媒体２０は、ガラス基板などの非磁性基板２１上に形成されており、前記基板２１上に０．３〜０．８Ｐａの成膜圧力のスパッタ法で例えば約３ｎｍの厚さに、また例えば５ｎｍ／秒の成膜速度で形成されたＣｒ膜よりなるシード層２２を含む。【００１７】
なお前記基板２１はガラス基板に限定されるものではなく、プラスチック、ＮｉＰ膜をメッキしたアルミ合金、あるいはシリコン基板より構成されてもよい。さらに前記記録媒体が可撓性のテープである場合には、前記基板２１として、ＰＥＴ（ポリエチレンテフラレート）あるいいはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドなどを使うことができる。【００１８】
さらに前記シード層２２上に、厚さが２０〜３０ｎｍでアモルファス状態の軟磁性ＦｅＣｏＢ合金層２３ａ，２３ｃ，２３ｅ，２３ｇを、０．３〜０．８Ｐａの圧力下のスパッタ法により約０．５ｎｍの成膜速度で、間にＲｕ膜などの非磁性中間層２３ｂ，２３ｄ，２３ｆを挿入しながら順次形成することにより、０．５〜２．４Ｔの磁化を有する軟磁性裏打ち層２３が、８０〜１２０ｎｍの厚さに形成される。ただし前記層２３ａ，２３ｃ，２３ｅ，２３ｇは上記ＦｅＣｏＢ合金に限定されるものではなく、ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＺｒＴａ，ＣｏＺｒＴａなど、スパイクノイズが低減されるようにアモルファス相に形成でき、腐食耐性を有し、膜応力を緩和でき、さらに磁気特性を最適化できるものであればよく、例えばＦｅ，ＣｏあるいはＮｉの合金を使うことができる。またかかる合金は、Ｃ，Ｂ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｐｔ，Ｐｄなどの元素を含むものであってもよい。その際、前記軟磁性裏打ち層２３全体の磁化がゼロとなるように、前記軟磁性層２２ａ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｇの膜厚ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を、それぞれの軟磁性層の磁化Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に対して、関係
ｔ１Ｍ１+ｔ４Ｍ４＝ｔ２Ｍ２+ｔ３Ｍ３
が満たされるように設定する。【００１９】
前記Ｒｕ膜２３ｂ，２３ｄおよび２３ｆは、０．３〜１Ｐａの圧力下のスパッタ法により約０．００４ｎｍ／Ｗ・ｓｅｃの成膜速度で形成されるが、その際、前記Ｒｕ膜２３ｂ，２３ｆの膜厚は、前記軟磁性層２３ａと２３ｃの間、および軟磁性層２３ｅと２３ｇの間に反強磁性結合が形成されるように、また前記Ｒｕ膜２３ｄの膜厚は、前記軟磁性層２３ｃと２３ｅの間に強磁性結合が生じるように設定される。【００２０】
図４は、ＦｅＣｏＢ／Ｒｕ／ＦｅＣｏＢ系における交換磁界ＨｅｘとＲｕ膜の膜厚との関係を示す。【００２１】
図４を参照するに、交換磁界ＨｅｘはＲｕ膜の膜厚が０．４ｎｍの場合に第１の、最大の極大値を有し、また２．０ｎｍの場合に第２の極大値を有し、これらの場合には、前記Ｒｕ膜を挟むＦｅＣｏＢ層中の磁化が反平行となる。また交換磁界ＨｅｘはＲｕ膜の膜厚が１．０ｎｍの場合にゼロとなり、前記Ｒｕ膜を挟むＦｅＣｏＢ層中の磁化が平行になる。【００２２】
その結果、図３の構成では磁化が、軟磁性層２３ａと２３ｃにおいて反平行となっており、軟磁性層２３ｃと２３ｅにおいて平行になっており、さらに軟磁性層２３ｅと２３ｇにおいて反平行になっている。【００２３】
なお前記非磁性中間層２３ｂ，２３ｄ，２３ｅはＲｕ膜に限定されるものではなく、Ｃｒ，Ｃｕなどの遷移金属元素膜、あるいはＩｒやＲｈ、Ｒｅなどの希土類金属膜により形成してもよい。いずれの材料を使う場合でも、膜厚は図４と同様な関係を基に、反強磁性結合を生じる軟磁性層対では、前記交換磁界Ｈｅｘが極大値、好ましくは最大の極大値を有するように、また強磁性結合を生じる軟磁性層対では、前記交換磁界Ｈｅｘがゼロとなるように設定される。【００２４】
次に前記軟磁性裏打ち層２３上にＴａ膜がスパッタ法により、０．３〜０．８Ｐａの成膜圧力下、例えば３ｎｍの厚さに、シード層２４として、例えば５ｎｍ／秒の成膜速度で形成され、前記シード層２４上に軟磁性ＦｅＮｉ合金膜が配向性御層２５として、０．３〜０．８Ｐａの圧力下、例えば５ｎｍ／秒の成膜速度で約５ｎｍの厚さに形成される。このようにして形成された配向制御層２５では、膜中のＦｅＮｉ粒子は前記裏打ち層２３の表面状態を引き継ぐことはなく、良好なｆｃｃ構造を形成する。ここで前記配向制御層２５は、ＦｅＮｉ合金膜に限定されるものではなく、Ｐｔ膜、Ｐｄ膜、ＮｉＦｅＳｉ合金膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｉｎ膜などにより形成することも可能である。また前記シード層２４としては、炭素膜を形成することも可能である。【００２５】
さらに前記配向制御層２５上には、非磁性中間層２６としてｈｃｐ構造を有するＲｕ膜が、スパッタ法により、４〜１０Ｐａの成膜圧力下、なるべく低い、例えば０．５ｎｍ／秒の成膜速度で、約１０ｎｍの膜厚に形成される。前記非磁性中間層２６を構成するＲｕ膜はｈｃｐ構造を有し、その下のｆｃｃ構造の配向制御層２５と良好な格子整合を生じる。その結果、非磁性中間層２６の配向が、所定方向、例えば（０００２）配向に制御され、前記非磁性中間層２６は優れた配向性を有する。なお、前記配向制御層２６としては、Ｒｕ膜以外にも、ＲｕとＣｏ，Ｃｒ，Ｗ，Ｒｅのいずれかの合金よりなるｈｃｐ構造膜を使うことも可能である。【００２６】
次に、前記非磁性中間層２６上に磁気記録媒体２０の主記録層２７および副記録層２８が、スパッタ法により順次積層される。【００２７】
より具体的に説明すると、前記非磁性中間層２６上にはＣｏＣｒＰｔ合金よりなる主記録層２７が、微量の酸素を例えば０．２〜２％の濃度で含むＡｒ雰囲気中においてスパッタ法により、例えば組成がＣｏ70Ｃｒ10Ｐｔ20のＣｏＣｒＰｔ合金ターゲットとＳｉＯ2ターゲットを使い、３〜７Ｐａの成膜圧力下、１０〜８０℃の基板温度において、前記ターゲットと被処理基板間に４００〜１０００Ｗの高周波電力を供給することにより、例えば５ｎｍ／秒の成膜速度で１２ｎｍの膜厚に形成される。【００２８】
このようにして形成された主記録層２７は、ＣｏＣｒＰｔ磁性粒子がＳｉＯ2粒界相を介して分散された、いわゆるグラニュラー構造を有しており、その際、前記ＣｏＣｒＰｔ粒子は、その下層の非磁性中間層２６の配向方向に制御されて成長し、前記基板２１の主面に対して略垂直方向に延在するｈｃｐ構造の六角柱状粒子となる。この場合、磁化容易軸は、前記柱状粒子の延在方向に配向するため、前記主記録層２７では基板２１の面に略垂直な方向に磁化容易軸が配向する。また前記主記録層２７中に前記粒界相は、５〜１５％の範囲で含まれるのが好ましく、本実施形態では、前記粒界相の割合を約７％としている。【００２９】
このようなグラニュラー構造の磁性層を主記録層２７として使うことにより、前記主記録層２７中においてそれぞれの磁性粒子が磁化容易軸を揃えて互いに孤立して配列され、主記録層２７に起因する媒体ノイズを減らすことができる。【００３０】
前記磁性粒子のＰｔ含有量を２５原子％以上とすると、前記主記録層２７における磁気異方性定数Ｋｕが低下するため、磁性粒子中のＰｔ含有量は２５原子％以下とするのが好ましい。【００３１】
特に前記主記録層２７のスパッタ法による成膜工程の際に、Ａｒスパッタガスに０．２〜２％の微量の酸素ガスを添加することにより、前記主記録層２７中における磁性粒子の孤立化が促進され、再生時のノイズが低減される。【００３２】
あるいは前記主記録層２７における磁性粒子の孤立化を促進するために、前記非磁性層２６の表面の凹凸を増大させてもよい。このような非磁性層２６の表面凹凸は、前記非磁性層２６を構成するＲｕ膜を、先に述べたように０．５ｎｍ／秒程度の低い成膜速度で形成することにより、増大させることができる。【００３３】
また上記主記録層２７において、粒界相はＳｉＯ2膜に限定されるものではなく、Ｔｉ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｚｒ酸化物などの酸化物、あるいはＳｉ窒化物、Ｔｉ窒化物、Ｃｒ窒化物、Ｚｒ窒化物などの窒化物など、他の非磁性材料を使うことも可能である。【００３４】
また前記主記録層２７において、磁性粒子は前記ＣｏＣｒＰｔ合金に限定されるものではなく、他のＣｏＣｒ合金、あるいはＦｅＰｔ合金を使うことも可能である。その際、前記磁性粒子の結晶構造を、ＨＣＴ（honeycomb chained triangle）構造としてもよい。また前記ＦｅＰｔ合金にＡｇを添加することも可能である。【００３５】
次に前記主記録層２７上にＣｏＣｒ合金膜を、Ａｒガス雰囲気中においてスパッタ法により形成することにより、前記副記録層２８を形成する。例えば前記副記録層２８は組成がＣｏ67Ｃｒ19Ｐｔ10Ｂ4のＣｏＣｒＰｔＢ合金よりなり、０．３〜０．８Ｐａの成膜圧力下、５ｎｍ／秒の成膜速度で形成される。【００３６】
このようにして形成されたＣｏＣｒＰｔＢ合金は、連続的な膜構造を有しており、相互に隣接した磁性粒子より構成されている。前記副記録層２８Ｂ中の磁性粒子は、その下の主記録層２７中の磁性粒子と同じくｈｃｐ充填構造を有しており、前記主記録層２７と副記録層２８の間には、良好な格子整合が成立する。すなわち、前記主記録層２７上には、前記副記録層２８が、優れた結晶性をもって形成される。【００３７】
グラニュラー構造を有する主記録層２７上にこのように連続的な副記録層２８を形成することにより、主記録層２７中への磁化情報の書き込みを容易に行うことが可能となる。前記副記録層２８は、前記主記録層２７の下に形成することもできる。【００３８】
さらに図３の垂直磁気記録媒体２０では、このようにして形成された記録層２８上に、ＤＬＣ（diamond-like carbon）膜よりなる保護膜２９が、プラズマＣＶＤ法により形成される。【００３９】
より具体的には、前記記録層２８が形成された基板２１をプラズマＣＶＤ装置の処理容器中に導入し、４Ｐａの成膜圧力下、原料ガスとしてＣ2Ｈ2を供給し、また１０００Ｗの高周波パワーを供給することにより、前記副記録層２８上に前記保護膜２９としてＤＬＣ膜を、約４ｎｍの膜厚に形成する。【００４０】
図５（Ａ）は、このようにして形成された垂直磁気記録媒体２０において使われる軟磁性裏打ち層２３表面のＯＳＡ（optical scan analyzer）による光学走査像を、図５（Ｂ）は、図２に示す本発明の関連技術による磁気記録媒体で使われる、反強磁性結合のみを含む軟磁性裏打ち層２表面の光学走査像を示す。【００４１】
図５（Ａ）を参照するに、本実施形態による磁気記録媒体２０では、軟磁性裏打ち層２３にドメイン（磁区）境界を示すパターンが形成されておらず、単一ドメインよりなることがわかる。【００４２】
これに対し図２の本発明の関連技術による垂直磁気記録媒体では、媒体ノイズの発生源となる軟磁性裏打ち層２中に複雑なドメイン境界が形成されているのがわかる。【００４３】
図６（Ａ）は、前記図３の垂直磁気記録媒体２０の軟磁性裏打ち層２３の磁化曲線を、図６（Ｂ）は、図２に示す本発明の関連技術による、反強磁性結合のみを含む対照標準による軟磁性裏打ち層２の磁化曲線を示す。【００４４】
図６（Ａ），（Ｂ）を参照するに、強磁性結合を含む軟磁性裏打ち層２３の磁化曲線は軟磁性裏打ち層２の磁化曲線と実質的に一致しており、また残留磁化がゼロであることがわかる。【００４５】
図７（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ前記図３の垂直磁気記録媒体２０に対して実際に書き込みおよび読み出しを行って求めた、抗磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界Ｈｎと軟磁性裏打ち層２３の膜厚との関係を、前記図２の垂直磁気記録媒体において前記軟磁性裏打ち層２上に同一の主記録層２７および副記録層２８を形成した対照標準と比較して示す図である。【００４６】
図７（Ａ），（Ｂ）を参照するに、本実施例の垂直磁気記録媒体２０では軟磁性裏打ち層２３は、対照標準の軟磁性裏打ち層２よりも大きな、８０〜１２０ｎｍの膜厚を有するが、抗磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界Ｈｎの大きさは、対照標準に比べて顕著に増大しているのがわかる。【００４７】
図８（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図４の垂直磁気記録媒体２０の媒体ノイズＮｍおよびＳＮ比Ｓ／Ｎｔを、前記図２の構造上に形成された対照標準と比較して示す図である。図８（Ａ），（Ｂ）の関係も、実際に垂直磁気記録媒体に書き込みおよび読み出しを行って求めたものである。【００４８】
図８（Ａ），（Ｂ）を参照するに、本実施形態による垂直記録媒体２０では、媒体ノイズおよびＳＮ比共、対照標準に比べて大きく向上していることがわかる。【００４９】
さらに図９（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図４の垂直磁気記録媒体２０のライトコア幅ＷＣＷおよび２周波オーバーライト特性ＯＷ２を示す。ただし、オーバーライト特性ＯＷ２の測定は、磁気記録媒体２０中に１００ｋｆｃｉの周波数で低周波信号を書き込んだ後、５００ｋｆｃｉの周波数の高周波信号をさらに書き込み、その後で前記１００ｋｆｃｉの周波数の低周波信号を読み出すことにより行っている。前記２周波オーバーライト特性ＯＷ２は、絶対値が大きい程、垂直磁気記録媒体として優れている。【００５０】
図９（Ａ），（Ｂ）を参照するに、同じ軟磁性下地層の膜厚で比較すると、本実施形態の垂直磁気記録媒体２０により、ライトコア幅が大きく減少し、また２周波オーバーライト特性は、従来と遜色のない結果が得られているのがわかる。
［第２の実施形態］
図１０は、本発明の第２の実施形態による垂直磁気記録媒体３０の構成を示す。ただし図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。【００５１】
図１０を参照するに、本実施形態では前記Ｒｕ膜２３ｆおよび軟磁性層２３ｇが除去されており、Ｒｕ中間層２４が軟磁性層２３ｅ上に直接に形成されている。その際、前記軟磁性裏打ち層２３の残留磁化をゼロとするため、前記軟磁性層２３ａ，２３ｃ，２３ｅの膜厚ｔ１，ｔ２，ｔ３は、それぞれの磁化Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を基に、関係
ｔ1Ｍ2＝ｔ2Ｍ2＋ｔ3Ｍ3
が満たされるように決定される。【００５２】
図示の例では前記軟磁性層２３ａ，２３ｃ，２３ｅをＦｅＣｏＢ合金より形成し、前記非磁性中間層２３ｂを厚さが０．４ｎｍのＲｕ層により、また前記非磁性中間層２３ｄを厚さが１．０ｎｍのＲｕ層により形成している。【００５３】
図１１は、このような一対の反強磁性結合を形成する磁性層と一対の強磁性結合を形成する磁性層を含む軟磁性裏打ち層２３表面の偏光顕微鏡写真を示す。【００５４】
図１１を参照するに、磁区境界は一カ所だけ観察されるものの、図５（Ａ）の場合と同様に磁区はほとんど消滅しており、単一磁区に近い構造が得られているのがわかる。【００５５】
このように、本発明では反強磁性結合を形成する軟磁性層対を少なくとも一つ含む軟磁性裏打ち層中に、強磁性結合を形成する軟磁性層対を設けることにより、軟磁性裏打ち層中において磁区制御が可能であることの発見に基づくものであるが、強磁性結合を形成する軟磁性層対は単一とは限定されず、かかる強磁性結合を形成する軟磁性層対を複数設けることも可能である。
［第３の実施形態］
図１２は、本発明の第３の実施形態による磁気記録装置４０の構成を示す。【００５６】
図１２を参照するに、前記磁気記録装置４０はハウジング４１を有し、前記ハウジング４１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ４２、前記ハブ４２に固定され回転される垂直磁気記録媒体４３、アクチュエータユニット４４、前記アクチュエータユニット４４に取り付けられ垂直磁気記録媒体４３の半径方向に移動されるアーム４５及びサスペンション４６、および前記サスペンション４６に支持された磁気ヘッド４８が設けられている。【００５７】
図１２の磁気記録装置４０では、前記垂直磁気記録媒体４３として、前記第１あるいは第２の実施形態による垂直磁気記録媒体２０あるいは３０を使う。なお図１２では、１枚の垂直磁気記録媒体４３しか示されていないが、磁気記録媒体４３の数は１枚に限られず、２枚以上でもよく、また本発明では、そのうちの１枚が前記第１あるいは第２の実施形態による垂直磁気記録媒体２０あるいは３０であればよい。【００５８】
なお、本実施の形態に係る磁気記録装置４０は、図１２に示したものに限定されるものではなく、また本発明で用いる垂直磁気記録媒体４３は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。【００５９】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。【００６０】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、反強磁性結合を形成する軟磁性層対を少なくとも一つ含む軟磁性裏打ち層中に、強磁性結合を形成する軟磁性層対を少なくとも一つ設けることにより、軟磁性裏打ち層中において磁区制御が可能であることの発見に基づくものであり、垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層を、互いにそれぞれの非磁性中間層を隔てて積層された少なくとも３層の軟磁性層を含み、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は強磁性結合を生じ、前記軟磁性裏打ち層中、少なくとも一対の軟磁性層は反強磁性結合を生じるように構成することにより、軟磁性裏打ち層中のドメイン形成を抑制し、磁気記録媒体の媒体ノイズを低減する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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