(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁化膜の裏面に裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁気記録媒体において、反強磁性層が前記垂直磁化膜と前記裏打ち軟磁性層の間に前記垂直磁化膜の下面から１００ｎｍ以下の距離だけ隔てて設けられており、前記垂直磁化膜と前記反強磁性層の間に膜厚１ｎｍ以上、５ｎｍ以下の非磁性中間層を設けたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の垂直磁気記録媒体において、前記垂直磁化膜と前記反強磁性層の間に非磁性中間層と強磁性層とを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体において、前記反強磁性層はＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎの中から選択された材料からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
磁気記録媒体と、リング型もしくは単磁極型の磁気記録用ヘッドと、磁気抵抗効果型、スピンバルブ型もしくは磁気トンネル型の信号再生用ヘッドとを備える磁気記憶装置において、前記磁気記録媒体として請求項１〜３のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体を用いたことを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生ノイズが小さく、記録磁化の安定性に優れた超高密度磁気記録に好適な垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、実用的に用いられている面内磁気記録方式において線記録密度を向上するには、記録時の反磁界の影響を減少するために記録媒体である磁性膜の残留磁化（Ｂｒ）と磁性膜厚（ｔ）の積（Ｂｒ・ｔ）を小さくし、保磁力を増大する必要がある。また、磁化遷移から発生する媒体ノイズを減少するために、磁性膜の磁化容易軸を基板面に平行に配向させると共に、結晶粒径の微細化と均一性の制御が必要である。
【０００３】
面内磁気記録用の磁性膜としては、Ｃｏを主成分とし、これにＣｒ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｈｆなどを添加したＣｏ合金薄膜が用いられる。磁性薄膜を構成するＣｏ合金は、主として六方稠密格子構造（以下、ｈｃｐ構造という）の材料を用いる。この結晶のｃ軸は＜００．１＞方向に磁化容易軸を持ち、磁化容易軸を面内方向に配向させる。磁性薄膜の結晶配向性や粒径を制御するために、基板と磁性膜の間に構造制御用の下地層を形成する。下地層としては、Ｃｒを主成分とし、これにＴｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｐｔ，Ｐｄなどを添加した材料を用いる。磁性薄膜は真空蒸着法やスパッタリング法により形成する。前記したように、面内磁気記録において媒体ノイズを小さくし線記録密度を向上するには、磁性膜の残留磁化（Ｂｒ）と磁性膜厚（ｔ）の積を小さくする必要があり、このために磁性膜の膜厚を２０ｎｍ以下まで薄くし、結晶粒径を１０〜１５ｎｍまで微細化することが必要である。しかし、このような磁性結晶粒を微細化した媒体では、熱揺らぎにより記録磁化が減少するという極めて重大な問題があり、高密度記録の障害となっている。
【０００４】
一方、垂直磁気記録方式は、記録媒体面に垂直に、かつ隣り合う記録ビットが互いに反平行になるように磁区を形成する磁気記録方式であり、記録ビットの境界での反磁界が小さくなり高密度記録ほど磁化が安定に保たれ易い利点があり、高密度磁気記録の有力な手段の一つである。垂直磁気記録では、面内磁気記録に比べて磁性膜厚を厚くでき、特に高記録密度領域での記録磁化を安定に保持できる利点がある。垂直磁気記録により線記録密度を向上するためには、記録ビット内部及び磁化遷移領域に形成される不規則構造の磁区から発生する媒体ノイズを減少することが必要である。このためには、磁性膜の磁化容易軸を基板面に垂直に配向させると共に、磁化容易軸の配向分散を小さくし、結晶粒径を微細化しその均一性を制御することが必要である。
【０００５】
垂直磁気記録媒体には、基板上に構造制御層を介して垂直磁化膜を形成した単層垂直磁気記録媒体と、基板上に軟磁性膜を形成し、この上に構造制御層を介して垂直磁化膜を形成した２層垂直磁気記録媒体がある。前者の場合、媒体ノイズの主因は、記録ビット内部及び磁化遷移領域に形成される不規則構造の磁区である。一方、後者の２層垂直磁気記録媒体の場合、媒体ノイズは記録ビット内部及び磁化遷移領域に形成される不規則構造の磁区に加えて、垂直磁化膜の下層に設けた軟磁性膜の磁区構造の乱れによっても発生する。
【０００６】
垂直磁気記録におけるノイズ低減や記録磁化の安定性を改善する多くの手段が提案されている。例えば、Digest of the Fourth Perpendicular Magnetic Recording Coference '97やDigest of the Fifth Perpendicular Magnetic Recording Coference 2000に記述されたように、ＣｏＣｒ合金／Ｔｉからなる２層下地層の導入によるＣｏＣｒ合金磁性膜の結晶配向性の向上、ＣｏＣｒＰｔ−Ｏグラニュラー型磁性膜のごとくＣｒの酸化物による磁性粒子間の磁気的分離の促進、Ｃｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜、Ｔｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質磁性膜、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上にＣｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜を被覆することにより垂直磁化膜の角型比を向上する方法が提案されている。ＣｏＣｒ合金系を用いた従来の垂直磁化膜では、ＣｏＣｒ合金組成やＴａ，Ｂ，Ｎｂなどの添加元素の導入による磁性粒子間の磁気的相互作用の制御、あるいはシード層の採用によるＣｏＣｒ合金磁性膜の結晶配向改善などにより媒体ノイズの低減や磁化の安定性向上が図られた。しかしながらＣｏＣｒ合金系を用いた従来の垂直磁化膜では、媒体ノイズの低減と磁化の安定性を同時に満たす技術は確立されていない。Ｃｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜やＴｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質磁性膜は、垂直磁気異方性が大きく磁化の安定性に優れているが、磁性粒間の相互作用が強く高密記録したとき遷移性ノイズが向上する欠点がある。この欠点を克服するために従来技術では、シード層にミクロな起伏を形成する手段やスパッタリングガス圧力を制御する方法、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上にＣｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜を被覆する方法などが採用されている。これら従来技術ではＣｏ／Ｐｔ（orＰｄ）多層磁性膜の垂直磁気異方性分散を拡大し、媒体ノイズや磁化の安定性を損なうなど高密度記録の障害となっている。
【０００７】
また、垂直磁化膜の下層に軟磁性裏打ち層を形成することにより記録効率を向上できるが、一方では軟磁性層に形成された磁区から発生するノイズも重要な課題である。軟磁性膜の磁区構造を制御する方式として、例えば特開平１１−１９１２１７号公報「垂直磁気記録媒体の製造方法」のように、軟磁性膜の下層に直接面内磁化膜を接して形成する方法や、特開平７−２３５０３４号公報「垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置」のように、垂直磁化膜の下層に軟磁性膜と反強磁性膜の多層膜を形成する方法が提案されている。前者の方法によれば、外部磁界による軟磁性膜の磁区構造の乱れをある程度低下できる効果は認められるが、軟磁性膜の下層に直接面内磁化膜を接して形成することにより面内磁化膜の磁区構造乱れがこの上の軟磁性膜に転写され、その結果、垂直磁化膜の再生信号の中に軟磁性膜から発生したノイズが含まれて高密度記録の障害になる問題がある。また、この方法では、記録ヘッドの磁界により下層の面内磁化膜の磁化方向が乱され軟磁性膜の磁区構造が変化する問題がある。後者のごとく軟磁性膜（膜厚１００ｎｍ）と反強磁性膜の多層膜からなる裏打ち層をもちいることにより、軟磁性膜に形成される磁区を減少しスパイクノイズの発生をある程度低減できるが、反強磁性膜や軟磁性膜の膜厚が何れも厚く磁区制御の効果が小さい欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
垂直磁気記録媒体により超高密度磁気記録を実現するには、線記録密度の向上の他に再生信号に含まれる媒体ノイズの低減と記録磁化を安定に保つことが重要である。垂直磁気記録媒体において、記録層である垂直磁化膜が反磁界に打ち勝つために大きな垂直磁気異方性を有し膜面垂直方向の角型比が限りなく１に近く、またニュークリエイションフィールド（ニュークリエーションフィールドＨｎは、磁化磁界曲線において保磁力における接線と飽和磁化の延長線との交点の磁界強度で定義される。）が負の値を有し、磁性粒子間の磁気的相互作用が適度に制御され高密度記録したときの磁区サイズが小さいことが、媒体ノイズの低減と信号劣化を低減するのに望ましい。また、垂直磁化膜の下層の軟磁性膜の磁区構造が制御されスパイク状ノイズの発生を防止することが必要である。
【０００９】
本発明は、このような問題認識のもとに媒体構成の最適化を図って従来技術の欠点を解消し、スパイク状ノイズの発生を防止すると共に、低ノイズ特性と記録磁化の安定性、優れたオーバーライト特性や高記録分解能特性などを同時に達成し超高密度磁気記録に好適な垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁気記録媒体において、軟磁性膜から発生するスパイク状ノイズを低減するには、垂直磁化膜の近傍、特に垂直磁化膜の裏面から１００ｎｍ以下の領域の軟磁性層の磁区構造を制御することが重要であることを見い出した。
【００１１】
すなわち、本発明による垂直磁気記録媒体は、垂直磁化膜の裏面に裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁気記録媒体において、反強磁性層が垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に前記垂直磁化膜の下面から１００ｎｍ以下の距離だけ隔てて設けられていることを特徴とする。
垂直磁化膜と反強磁性層の間に膜厚５ｎｍ以下の非磁性中間層を設けてもよい。
垂直磁化膜と反強磁性層の間に非磁性中間層と強磁性層とを設けてもよい。
反強磁性層はＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎの中から選択された材料とするのが好ましい。
【００１２】
垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間にＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなどの反強磁性層膜を備えることにより、垂直磁化膜に近接した軟磁性層の磁区構造を制御するとともに、垂直磁化膜の磁性粒子間の磁気的相互作用を適度に制御し、磁区サイズが小さく媒体ノイズの低減と信号劣化を低減することができる。垂直磁化膜と反強磁性層の間に膜厚５ｎｍ以下の薄い非磁性層と膜厚１００ｎｍ以下の強磁性層（軟磁性層）を配置することにより、スパイク状ノイズの低減と共に磁気記録再生時の記録効率と再生効率（オーバーライト特性）を向上できる。
【００１３】
垂直磁化膜としては、ＣｏＣｒ合金にＰｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｎｂなどを添加した薄膜または組成の異なる磁性膜の積層構造の薄膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜とＣｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少なくとも１種類の元素）の積層磁性膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜とＣｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）積層磁性膜、ＣｏＣｒ合金膜とＣｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜の積層磁性膜が使用できる。Ｃｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層における添加元素Ｘａ（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少なくとも１種類の元素）はＣｏ粒子間の磁気的相互作用を制御する作用があり、Ｃｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層における添加元素Ｙａ（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）はＰｔ層やＰｄ層の結晶粒径を制御する作用がある。
【００１４】
裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁気記録媒体において、垂直磁化膜と軟磁性層の間に配置した反強磁性層の両面に軟磁性層を設けることにより、軟磁性膜から発生するスパイク状ノイズを低減すると共に磁気記録の際に記録ヘッドからの漏洩磁界のフラックスリターンパスを形成し記録効率を向上する。
【００１５】
裏打軟磁性層として、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金の何れかの軟磁性層を、上記反強磁性層の片面、もしくは両面に設ける。
【００１６】
本発明による磁気記憶装置は、磁気記録媒体と、リング型もしくは単磁極型の磁気記録用ヘッドと、磁気抵抗効果型、スピンバルブ型もしくは磁気トンネル型の信号再生用ヘッドとを備え、垂直磁気記録媒体として前述の垂直磁気記録媒体を用いたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図において、同一の符号を付した部分は、同じ性能特性を有する部分を示す。
図１（ａ）は、本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の一例を示す断面模式図である。この垂直磁気記録媒体は、基板１１上に裏打ち軟磁性層１２、反強磁性層１３、垂直磁化膜１４、および保護層１５を備えて構成される。基板１１としては、ガラス基板、あるいはＳｉディスク基板、ＮｉＰ被覆アルミニウム基板、カーボン基板、あるいは高分子基板などを用いる。裏打ち軟磁性層１２は、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金の何れかの軟磁性膜を使用する。
【００１８】
垂直磁化膜１４と裏打ち軟磁性層１２の間にＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなどの反強磁性層１３を設ける。反強磁性層１３は、垂直磁化膜直下の裏打ち軟磁性層１２の磁区構造を制御しスパイク状ノイズの発生を防止すると共に、反強磁性層１３の上部に形成する垂直磁化膜１４の磁区の微細化を促進する効果がある。反強磁性層の膜厚は、軟磁性層の磁区構造の制御と記録再生効率向上の点から５０ｎｍ以下、望ましくは２０ｎｍ以下とする。
【００１９】
図１（ｂ）は、本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の他の例を示す断面模式図である。この垂直磁気記録媒体は、基板１１上に裏打ち軟磁性層１２、反強磁性層１３を形成し、この上に薄い非磁性中間層１６を介して垂直磁化膜１４、および保護層１５の順に形成して構成される。反強磁性層１３は、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなどを用い、膜厚は２０ｎｍ以下が望ましい。非磁性中間層１６としては、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣｒ合金、ＮｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇｅ，Ｃなど非晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜などが使用できる。非磁性中間層１６は、この上部に形成する垂直磁化膜の結晶配向や結晶粒径を制御する効果がある。膜厚は１〜５ｎｍとする。膜厚が厚すぎると磁気記録の際に記録効率を低下するため、薄い方が望ましい。
【００２０】
図１（ｃ）は、本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の他の例を示す断面模式図である。この垂直磁気記録媒体は、基板１１上に裏打ち軟磁性層１２、反強磁性層１３を形成し、反強磁性層１３と垂直磁化膜１４の間に強磁性層１７、非磁性中間層１６を設け、この上に垂直磁化膜１４、および保護層１５の順に形成して構成される。強磁性層１７は、記録再生効率向上の点から飽和磁束密度が大きく、上層の垂直磁化膜１４の保磁力より小さいことが望ましい。強磁性層１７の膜厚は、磁区構造を制御しスパイク状ノイズを低減するために１００ｎｍ以下とする。反強磁性層は、垂直磁化膜との間に設けられる強磁性層１７の磁区構造を制御する役割があり、垂直磁化膜１４の下面から１０〜１００ｎｍの距離だけ隔てて設けるのが好ましい。また、反強磁性層の膜厚は２０ｎｍ以下が好ましい。
【００２１】
図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示した垂直磁気記録媒体における垂直磁化膜１４は、ＣｏＣｒ合金にＰｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｎｂなどから選ばれた材料を添加した薄膜または前記ＣｏＣｒ合金の組成の異なる磁性膜を積層した構造の薄膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜とＣｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少なくとも１種類の元素）の積層磁性膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜とＣｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）積層磁性膜、ＣｏＣｒ合金膜とＣｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜の積層磁性膜などの何れかが使用できる。Ｃｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層における添加元素Ｘａ（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少なくとも１種類の元素）はＣｏ層の粒子径の制御と磁性粒子の孤立性を促進する効果があり、Ｃｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層における添加元素Ｙａ（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）はＰｔ層やＰｄ層の結晶粒径と磁性粒子の孤立性を促進する効果がある。積層構造の垂直磁化膜を用いることにより、従来の垂直磁化膜に比べて低ノイズ、高磁化安定性を実現できる。また積層比を変えることにより垂直磁化膜の磁化の大きさを任意に変化できる。
【００２２】
非磁性中間層１６は、この上に形成する垂直磁化膜の結晶配向や結晶粒径制御に加えて、垂直磁化膜と裏打軟磁性層間の磁気的相互作用を弱めることにより裏打軟磁性層から発生するノイズを低減する効果がある。
【００２３】
本発明による媒体の記録再生特性の評価に用いた磁気記憶装置の概要を第２図により説明する。磁気記憶装置は、磁気ディスク３１、記録再生用の磁気ヘッド３２、磁気ヘッドを支持するサスペンジョン３３、アクチュエータ３４、ボイスコイルモータ３５、記録再生回路３６、位置決め回路３７、インターフェース制御回路３８などで構成される。磁気ディスク３１は図１にて説明した上記垂直磁気記録媒体からなり、保護膜上には潤滑膜が被覆されている。磁気ヘッド３２は、スライダー、この上に設けられた磁気記録用ヘッド及び信号再生用の磁気抵抗効果型、巨大磁気抵抗効果型もしくはスピンバルブ型素子あるいは磁気トンネル型素子からなる再生用ヘッドで構成される。記録信号再生用の磁気ヘッドのギャップ長は、高分解能の再生信号を得るために０．２μｍ以下とし、望ましくは０．０８〜０．１５μｍとする。磁気記録用のヘッドは、リング型ヘッドまたは単磁極型ヘッドを用いた。再生用ヘッドのトラック幅は、記録用ヘッド磁極のトラック幅より狭くし、記録トラック両端部から生じる再生ノイズを低減する。本装置を用いて、本実施例の媒体ノイズ特性や記録再生特性評価を行った。
【００２４】
〔実施例１〕
図１（ａ）に断面構造を略示する垂直磁気記録媒体を作製した。
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層としては、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの何れかの軟磁性層を使用できる。
【００２５】
引き続いてこの上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して反強磁性層１３を形成した。反強磁性層としては、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金の何れを用いてもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金を例に説明する。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜は、この上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金膜結晶の配向を促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ軟磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合を促進する効果がある。反強磁性層１３の膜厚を０〜８０ｎｍの範囲で変化した。
【００２６】
上記反強磁性層１３の上に垂直磁化膜１４として膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金を形成した。上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。上記処理の後、垂直磁化膜１４の表面に膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成して図１（ａ）に示す構成の媒体Ａ−１〜Ａ−９を作製した。
【００２７】
以下の方法で、比較用媒体Ｂを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚５０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３を形成した。引き続いてこの上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２、膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金垂直磁化膜１４を順に形成した。
【００２８】
上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。上記処理の後、垂直磁化膜１４の表面に膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成し、媒体Ｂとした。
【００２９】
以下の方法で、比較用媒体Ｃを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２、膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒの非磁性中間層、膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金垂直磁化膜１４を順に形成した。上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。上記処理の後、垂直磁化膜１４の表面に膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成し、媒体Ｃとした。
【００３０】
図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ａ、媒体Ｂ、および媒体Ｃの裏打ち軟磁性層に形成された磁区から発生するスパイク状のノイズ信号、ＳＮＲ特性、記録分解能特性（Ｄ50）、記録磁化の安定性（信号劣化率）の測定を行った。トラック幅０．２μｍの単磁極型磁気ヘッドで磁気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイズと記録分解能を測定した。記録再生時のスペーシングは１６ｎｍとした。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003652999.tif 000002
【００３２】
表１において、スパイク状のノイズ信号は次のように定義した。磁気ヘッドにより垂直磁化膜を直流消去し、再生ヘッドで検出される平均の直流消去ノイズレベルの１．２倍以上の信号強度を有する不規則的に検出される信号をスパイク状のノイズ信号とし、磁気ディスク一周当たりに検出される数で示した。ＳＮＲ特性は４００ｋＦＣＩにおける信号強度と０〜５０ＭＨｚの範囲の積算ノイズの比で示した。磁区サイズは交流消去した試料表面の磁区構造をＭＦＭ（磁気力顕微鏡）で測定して得た不規則磁区の平均径（単位はｎｍ）である。ここで不規則磁区の大きさは、同じ面積の円に近似したときの直径で比較した。不規則磁区の径が大きいほど媒体ノイズが大きく、記録分解能が低下する性質がある。Ｄ50は、記録分解能の指標として用いられ、低記録密度の信号出力に対して５０％の信号出力になるときの線記録密度であり、これが大きい程性能が優れている。信号劣化率は、１０ｋＦＣＩの信号を記録し、記録直後の信号に対する１×１０6秒後信号強度の比をそれぞれ示す。
【００３３】
表１の比較から明らかなように、垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を配置することにより、特に膜厚５ｎｍ以上の反強磁性層を配置することにより垂直磁化膜直下の裏打ち軟磁性層の磁区構造の制御ができ、その結果、裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状のノイズ信号を大幅に低減できることが明らかである。また、Ｉｒ−Ｍｎ，Ｐｔ−Ｍｎ，Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなどの反強磁性層の採用により、この上に形成した垂直磁化膜の結晶粒界にＭｎなどの非磁性層が拡散し、磁性粒子の磁気的孤立性が促進され、その結果、磁区サイズが微細化され、記録分解能特性（Ｄ50：３００ｋＦＣＩ以上）やＳＮＲ特性（４００ｋＦＣＩにおいて２０ｄＢ以上）、信号劣化率が大幅に改善（３％以下）されることが明らかである。特に反強磁性層の膜厚が５〜２０ｎｍのとき上記特性の何れもが同時に改善される効果が大きい。
【００３４】
〔実施例２〕
図１（ｂ）に断面構造を略示する垂直磁気記録媒体を作製した。
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層としては、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの何れかの軟磁性層を使用できる。
【００３５】
引き続いて、この上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚８ｎｍの反強磁性層１３を形成した。反強磁性層としては、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金の何れを用いてもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金を例に説明する。反強磁性層の膜厚は２０ｎｍ以下とし、望ましくは５〜２０ｎｍとする。ここでは膜厚１０ｎｍとした。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜は、この上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金膜結晶の配向を促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ軟磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合を促進する効果がある。
【００３６】
上記反強磁性層１３の上に薄い非磁性中間層１６を介して膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４、および膜厚５ｎｍのＣ保護層１５を順次形成した。非磁性中間層１６は、この上に形成する垂直磁化膜の結晶配向や粒径を制御する効果があり、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣｒ合金、ＮｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇｅ，Ｃなど非晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜などが使用でき、この上に形成する垂直磁化膜の種類により任意に選択できる。本実施例では非磁性中間層１６の膜厚を０〜５ｎｍの範囲で変化した。
図１（ｂ）に略示する断面構造を有する本実施例の媒体Ｄ１〜Ｄ６は、上記膜厚１０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３の上に非磁性中間層１６として膜厚０〜５ｎｍの範囲で変化したＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を用い、この上に膜厚１５ｎｍのＣｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次形成した積層構造の垂直磁化膜１４で構成した。積層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。Ｃｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜とＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜の積層構造の垂直磁化膜１４で構成することにより、高保磁力（Ｈｃ）、高角型比（ＳＱ）の垂直磁化膜が得られた。
【００３７】
図１（ｂ）に略示する断面構造を有する本実施例の媒体Ｅ１〜Ｅ６は、上記膜厚１０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３の上に非磁性中間層１６として膜厚０〜５ｎｍの範囲で変化したＰｄ−８ａｔ％Ｂ層を用い、この上に［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］からなる多層膜を４層形成し（この構成の膜を以後［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜と記述する）、更に［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜の順に積層した構成の全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４で構成した。多層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。多層構造の垂直磁化膜で構成することにより、高保磁力（Ｈｃ）、高角型比（ＳＱ）の垂直磁化膜が得られた。
【００３８】
以下のようにして、比較用媒体Ｆを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２、膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒからなる非磁性中間層１６、この上に膜厚１５ｎｍのＣｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜の積層構造の垂直磁化膜１４を形成した。積層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。
【００３９】
以下のようにして、比較用媒体Ｇを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２、膜厚５ｎｍのＰｄ−８ａｔ％Ｂ層からなる非磁性中間層１６、この上に［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜の順に積層した構成の全膜厚２０ｎｍの多層構造の垂直磁化膜１４を形成した。多層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。
【００４０】
図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ｄ、媒体Ｅ、媒体Ｆ、および媒体Ｇの裏打ち軟磁性層に形成された磁区から発生するスパイク状のノイズ信号、ノイズ特性、Ｏ／Ｗ（オーバーライト）特性、記録分解能特性（Ｄ50）、記録磁化の安定性（信号劣化率）の測定を行った。トラック幅０．２μｍの単磁極型磁気ヘッドで磁気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイズと記録分解能を測定した。記録再生時のスペーシングは１６ｎｍとした。結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
0003652999.tif 000003
【００４２】
表２において、ノイズ特性は線記録密度４００ｋＦＣＩにおける０〜５０ＭＨｚの範囲の積算ノイズを５ｋＦＣＩの信号強度で規格化した値（μＶｒｍｓ／μＶｐｐ）で示した。Ｏ／Ｗ特性は、線記録密度２００ｋＦＣＩの信号の上に４５ｋＦＣＩの信号を重ね書きしたときの特性を示す。ニュークリエーションフィールドＨｎは、磁化磁界曲線において保磁力における接線と飽和磁化の延長線との交点の磁界強度で定義される。角型比（ＳＱ）は、残留磁化と飽和磁化の比である。
【００４３】
表２の比較から明らかなように、垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を配置することにより、垂直磁化膜の近傍の裏打ち軟磁性層の磁区構造の制御ができ、その結果裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状のノイズ信号を大幅に低減できる。また反強磁性層と垂直磁化膜の間に薄い（１〜３ｎｍ）非磁性中間層を挿入することにより記録再生プロセスにおけるスペーシングロスを低減し、Ｏ／Ｗ特性が優れ、高記録分解能、低ノイズ特性を大幅に改善できる。更にニュークリエーションフィールドＨｎが負の値を有し、角型比（ＳＱ）が限りなく１に近い値を有し、信号劣化率の小さい（磁化の安定性に優れた）垂直磁気記録媒体を提供できる。
【００４４】
〔実施例３〕
以下のようにして、図１（ｃ）に断面構造を略示する媒体Ｈ１〜Ｈ６を作製した。
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成した。
【００４５】
引き続いて、この上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚１０ｎｍの反強磁性層１３を形成した。反強磁性層としては、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金の何れを用いてもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金を例に説明する。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜は、この上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金膜結晶の配向を促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ軟磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合を促進する効果がある。上記反強磁性層１３の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる軟磁性膜１７を形成した。反強磁性層１３の上の８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金膜は、この上に形成する軟磁性膜１７との間に反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合を促進する効果がある。軟磁性膜１７の膜厚を０，１０，５０，８０，１００，２００ｎｍと変化した。
【００４６】
軟磁性膜１７の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性中間層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。非磁性層１６としては、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣｒ合金、ＮｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇｅ，Ｃなど非晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜などが使用でき、この上に形成する垂直磁化膜の種類により任意に選択できる。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成し、媒体Ｈ１−Ｈ６とした。
以下のようにして、図１（ｃ）に断面構造を略示する媒体Ｉ１〜Ｉ６を作製した。
【００４７】
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍのＦｅ−８ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層１２を形成した後、約４００℃で熱処理することにより、粒径約８ｎｍのＦｅの微結晶粒が析出した構造の多結晶性の裏打ち軟磁性層１２が得られた。
【００４８】
引き続いて裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚１０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層１３、更に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる軟磁性膜１７を形成した。この構成により反強磁性層１３の両側に設けた裏打ち軟磁性層１２と軟磁性膜１７の間に反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合が促進される。軟磁性膜１７の膜厚を０，１０，５０，８０，１００，２００ｎｍと変化した。軟磁性膜１７の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性中間層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成し、媒体Ｉ１〜Ｉ６とした。
【００４９】
以下のようにして、比較用媒体Ｊを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成した。この裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚１０ｎｍの反強磁性層１３、更に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚５０ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる軟磁性膜１７を形成した。この構成により反強磁性層１３の両側に設けた裏打ち軟磁性層１２と軟磁性膜１７の間に反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合が促進される。軟磁性膜１７の上に直接膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。
【００５０】
以下のようにして、比較用媒体Ｋを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３５０ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。
【００５１】
以下のようにして、比較用媒体Ｌを作製した。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。このプリコート層の上に膜厚３５０ｎｍのＦｅ−８ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層１２を形成した後、約４００℃で熱処理することにより、粒径約８ｎｍのＦｅの微結晶粒が析出した構造の多結晶性の裏打ち軟磁性層１２が得られた。裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性中間層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。
【００５２】
図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ｈ、媒体Ｉ、媒体Ｊ、媒体Ｋ、および媒体Ｌの裏打ち軟磁性層に形成された磁区から発生するスパイク状のノイズ信号、ノイズ特性、Ｏ／Ｗ特性、記録分解能特性（Ｄ50）、記録磁化の安定性（信号劣化率）の測定を行った。トラック幅０．２μｍの単磁極型磁気ヘッドで磁気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイズと記録分解能を測定した。記録再生時のスペーシングは１６ｎｍとした。ノイズ特性は線記録密度４００ｋＦＣＩにおける０〜５０ＭＨｚの範囲の積算ノイズを５ｋＦＣＩの信号強度で規格化した値（μＶｒｍｓ／μＶｐｐ）で示した。Ｏ／Ｗ特性は、線記録密度２００ｋＦＣＩの信号の上に４５ｋＦＣＩの信号を重ね書きしたときの特性を示す。結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
0003652999.tif 000004
【００５４】
表３の比較から明らかなように、垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に垂直磁化膜１４の下面から１０５ｎｍ以下程度、望ましくは１００ｎｍ以下の距離だけ隔てて反強磁性層を設け、前記垂直磁化膜と反強磁性層の間に膜厚１００ｎｍ以下の強磁性層（軟磁性膜）と薄い（１〜３ｎｍ）非磁性中間層を挿入することにより、記録再生プロセスにおけるヘッド／軟磁性層間のスペーシングロスを低減でき、その結果Ｏ／Ｗ特性が優れ、高記録分解能、低ノイズ特性を大幅に改善できる。更に信号劣化率の小さい（磁化の安定性に優れた）垂直磁気記録媒体を提供できる。また垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を配置することにより、垂直磁化膜直下の裏打ち軟磁性層の磁区構造の制御ができ、その結果裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状のノイズ信号を大幅に低減できる。即ち、前記した膜構成の媒体により、超高密度磁気記録に必要な高分解能、低ノイズ特性、高磁化安定性、高Ｏ／Ｗ特性とスパイク状ノイズの発生防止などが何れも同時に実現できる。
【００５５】
上記の実施例１〜３では、裏打軟磁性層、反強磁性層、非磁性中間層、磁性膜などの材料の一例を用いて説明したが、前記した材料の他の何れの組み合わせでも同様の効果を得ることができる。裏打軟磁性層としてＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ非晶質膜、Ｆｅ−８ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ多結晶膜を用いた例で説明したが、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜を用いても同様の効果を得ることができる。また反強磁性層としてＭｎ−Ｉｒ合金を用いた例で説明したが、他にＭｎ−Ｆｅ合金、Ｍｎ−Ｐｔ合金、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金などを用いても良い。更に本発明の垂直磁化膜としてＣｏＣｒ合金磁性膜の他にＣｏＣｒＰｔ−Ｏグラニュラー型磁性膜、Ｃｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜、Ｔｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質磁性膜、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上にＣｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜を被覆した垂直磁化膜も使用できる。基板１１としてガラス基板を用いた例により説明したが、ガラス基板の他にＳｉディスク基板、ＮｉＰ被覆アルミニウム基板、カーボン基板、あるいは高分子基板などを用いてもよい。
【００５６】
〔実施例４〕
本発明の磁気記録媒体Ａ、媒体Ｄ、媒体Ｅ、媒体Ｈ、および媒体Ｉを図２の磁気記憶装置に装着して特性の評価をした。磁気記憶装置は、磁気ディスク３１、記録再生用の磁気ヘッド３２、磁気ヘッドを支持するサスペンジョン３３、アクチュエータ３４、ボイスコイルモータ３５、記録再生回路３６、位置決め回路３７、インターフェース制御回路３８などで構成される。磁気ディスク３１は上記実施例にて説明した垂直磁気記録媒体Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｈ，Ｉからなり、保護膜上には潤滑膜が被覆されている。磁気ヘッド３２は、スライダー、この上に設けられた磁気記録用ヘッド及び信号再生用の磁気抵抗効果型、巨大磁気抵抗効果型もしくはスピンバルブ型素子あるいは磁気トンネル型素子からなる再生用ヘッドで構成される。記録信号再生用の磁気ヘッドのギャップ長は、高分解能の再生信号を得るために０．２５μｍ以下とし、望ましくは０．０８〜０．１５μｍとする。
【００５７】
磁気記録用のヘッドは、単磁極型ヘッドもしくはリング型ヘッドのいずれを用いても良い。再生用ヘッドのトラック幅は、記録用ヘッド磁極のトラック幅より狭くし、記録トラック両端部から生じる再生ノイズを低減する。磁気ヘッド３２は、サスペンジョン３３によって支持される。
【００５８】
上記表１、表２、表３に示したように、垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を設け、垂直磁化膜と反強磁性層の間に非磁性中間層を配置し、垂直磁化膜と反強磁性層の間に非磁性中間層と強磁性層（軟磁性膜）からなる層を設けた構成の本発明の垂直磁気記録媒体は、裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状ノイズを大幅に低減でき、記録分解能：３００ｋＦＣＩ以上の高密度記録が実現でき、低媒体ノイズ（０．０１５μＶｒｍｓ／μＶｐｐ以下 at ４００ｋＦＣＩ）、高いＯ／Ｗ特性（３５ｄＢ以上）が得られ、且つ垂直記録において反磁界の影響により減磁し易い厳しい条件の基で評価したとき１×１０6秒間の信号劣化率が１％以下という優れた磁化の安定性が得られた。また、トラック幅０．２μｍの単磁極ヘッド記録／ＧＭＲ再生ヘッドを組み合わせた磁気記録によりエラーレート：１０-6以下の高密度特性が得られ、面記録密度５０Ｇｂ／ｉｎ2以上の磁気ディスク装置が構成できた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によると、裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状ノイズを大幅に低減でき、媒体ノイズの小さい記録磁化の安定性に優れた超高密度磁気記録に好適な垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の一例を示す断面模式図。
【図２】磁気記憶装置の説明図。
【符号の説明】
１１：基板、１２：裏打ち軟磁性層、１３：反強磁性層、１４：垂直磁化膜、１５：保護層、１６：非磁性中間層、１７：軟磁性膜、３１：磁気ディスク、３２：磁気ヘッド、３３：サスペンジョン、３４：アクチュエータ、３５：ボイスコイルモータ、３６：記録再生回路、３７：位置決め回路、３８：インターフェース制御回路。
【図１】
0003652999.tif 000005
【図２】
0003652999.tif 000006