(57)【要約】    【課題】高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供する。    【解決手段】基板１０の上にTi-Co合金，Ti-Co-Ni合金及びNi-Ta合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層、W-Co合金あるいはTaからなる第２の下地層１２、Cr-Ti-B合金あるいはCr-Ti合金からなる体心立方構造をとる第３の下地層が設けられ、さらにその上にCo-Cr-B合金あるいはCo-Cr-Ta合金からなる第１の磁性層１４、Co-Cr-Pt-B-Ta合金からなる第２の磁性層１５、Co-Cr-Pt-B合金からなる第３の磁性層１７、保護膜１８が設けられ、第２の磁性層１５と第３の磁性層１７の間にこれらの磁性層よりも酸素濃度が高い中間領域（Th）１６が設けられる。【選択図】図１
2006294106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に積層された下地膜と、
該下地膜上に積層されたＣｒを含有するＣｏ基合金の第１の磁性層と、
該第１の磁性層上に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第１の磁性層よりＣｒの濃度が高く膜厚が厚い第２の磁性層と、
該第２の磁性層の上部に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第２の磁性層よりＣｒの濃度が低い第３の磁性層と、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層の間に形成された当該磁性層よりも酸素濃度が高い中間領域と、
前記第３の磁性層の上に積層された保護膜とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１の磁性層の膜厚が１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記下地膜は複数の下地層を有し、前記第１の磁性層と接する下地層にＢを含有していることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記下地膜は、摺動信頼性を確保するための第１の下地層と、機械的信頼性を確保するための第２の下地層と、前記第１の磁性層膜の結晶粒を微細化するための第３の下地層とを有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記下地膜は、ＴｉＣｏ合金，ＴｉＣｏＮｉ合金及びＮｉＴａ合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層と、ＷＣｏ合金あるいはＴａからなる第２の下地層と、ＣｒＴｉＢ合金あるいはＣｒＴｉ合金からなる第３の下地層とを有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第１の磁性層はＣｏＣｒＰｔ合金層であり、前記第２の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢＴａ合金層であり、前記第３の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢ合金層であることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
基板と、
該基板上に積層された下地膜と、
該下地膜上に積層されたＣｒを含有するＣｏ基合金の第１の磁性層と、
該第１の磁性層上に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第１の磁性層よりＣｒの濃度が高く膜厚が厚い第２の磁性層と、
該第２の磁性層の上部に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第２の磁性層よりＣｒの濃度が低い第３の磁性層と、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層の間に形成された当該磁性層よりもＡｒＯ２濃度が高い中間領域と、
前記第３の磁性層の上に積層された保護膜とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
前記第１の磁性層の膜厚が１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記下地膜は複数の下地層を有し、前記第１の磁性層と接する下地層にＢを含有していることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記下地膜は、摺動信頼性を確保するための第１の下地層と、機械的信頼性を確保するための第２の下地層と、前記第１の磁性層膜の結晶粒を微細化するための第３の下地層とを有することを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記下地膜は、ＴｉＣｏ合金，ＴｉＣｏＮｉ合金及びＮｉＴａ合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層と、ＷＣｏ合金あるいはＴａからなる第２の下地層と、ＣｒＴｉＢ合金あるいはＣｒＴｉ合金からなる第３の下地層とを有することを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記第１の磁性層はＣｏＣｒＰｔ合金層であり、前記第２の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢＴａ合金層であり、前記第３の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢ合金層であることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量の情報記録が可能な磁気記録媒体に係わり、特に、高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置に対する大容量化の要求が益々高まっている。これに対応するため、高感度な磁気ヘッドや、高S/Nな磁気記録媒体の開発が求められている。媒体のS/Nを向上させるには、高密度で記録したときの再生出力を向上させる必要がある。一般に磁気記録媒体は、基板上に形成されたシード層と呼ばれる第１の下地層、クロムを主成分とする合金からなる体心立方構造の第２の下地層、磁性膜、及びカーボンを主成分とする保護膜から構成される。磁性膜には主にコバルトを主成分とする六方稠密構造をとる合金が用いられている。再生出力を向上させるには、磁性膜に（11.0）面、もしくは（10.0）面を基板面と略平行とした結晶配向をとらせて、磁化容易軸である六方稠密構造のc軸を膜面内方向に向けることが有効である。磁性膜の結晶配向はシード層によって制御することができる。
【０００３】
煩雑で長いプロセスあるいは設備投資を軽減し、同時にヘッド磁極先端部から磁気記録媒体の下部磁性層までの距離を増加させることなく、高出力で低ノイズの媒体を提供する技術として、特許文献1には、基板上に非磁性下地層を介して複数層の磁性膜を形成した磁気記録媒体において、複数層の磁性層間に、各磁性層に比べ酸素濃度の高い中間領域を形成し、この中間領域は島状の部分あるいは分離した部分を有し、部分的に前記複数の磁性層が接して結晶成長している磁気記録媒体が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第3434845号公報(USP5,587,235)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の磁気記録媒体において、前記複数層の各磁性層間に、複数層の磁性層に比べ酸素濃度の高い中間領域を有する場合、必ずしもビットエラーを向上し同時に熱揺らぎを低減できない場合がある。高密度磁気記録を実現するため、再生信号のビットエラーレートを向上し、同時に長期間に亘る情報を保持するために、熱揺らぎによる再生信号の劣化を抑制する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、基板上に非磁性下地膜を介して複数層の磁性層を形成した磁気記録媒体において、ビットエラーレートを向上し、同時に熱揺らぎを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体においては、
基板と、
該基板上に積層された下地膜と、
該下地膜上に積層されたＣｒを含有するＣｏ基合金の第１の磁性層と、
該第１の磁性層上に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第１の磁性層よりＣｒの濃度が高く膜厚が厚い第２の磁性層と、
該第２の磁性層の上部に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第２の磁性層よりＣｒの濃度が低い第３の磁性層と、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層の間に形成された当該磁性層よりも酸素濃度が高い中間領域と、
前記第３の磁性層の上に積層された保護膜とを有することを特徴とする。
【０００８】
前記第１の磁性層の膜厚は１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることが望ましい。
【０００９】
前記下地膜は複数の下地層を有し、前記第１の磁性層と接する下地層にＢを含有していることが望ましい。
【００１０】
前記下地膜は、摺動信頼性を確保するための第１の下地層と、機械的信頼性を確保するための第２の下地層と、前記第１の磁性層膜の結晶粒を微細化するための第３の下地層を有することが望ましい。
【００１１】
前記下地膜は、ＴｉＣｏ合金，ＴｉＣｏＮｉ合金及びＮｉＴａ合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層と、ＷＣｏ合金あるいはＴａからなる第２の下地層と、ＣｒＴｉＢ合金あるいはＣｒＴｉ合金からなる第３の下地層とで構成されるのが望ましい。
【００１２】
前記第１の磁性層はＣｏＣｒＰｔ合金層であり、前記第２の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢＴａ合金層であり、前記第３の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢ合金層であることが望ましい。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体においては、
基板と、
該基板上に積層された下地膜と、
該下地膜上に積層されたＣｒを含有するＣｏ基合金の第１の磁性層と、
該第１の磁性層上に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第１の磁性層よりＣｒの濃度が高く膜厚が厚い第２の磁性層と、
該第２の磁性層の上部に積層されたＣｒとＰｔとＢを含有するＣｏ基合金層であり、前記第２の磁性層よりＣｒの濃度が低い第３の磁性層と、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層の間に形成された当該磁性層よりもＡｒＯ２濃度が高い中間領域と、
前記第３の磁性層の上に積層された保護膜とを有することを特徴とする。
【００１４】
前記第１の磁性層の膜厚は１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
前記下地膜は複数の下地層を有し、前記第１の磁性層と接する下地層にＢを含有していることが望ましい。
【００１６】
前記下地膜は、摺動信頼性を確保するための第１の下地層と、機械的信頼性を確保するための第２の下地層と、前記第１の磁性層膜の結晶粒を微細化するための第３の下地層を有することが望ましい。
【００１７】
前記下地膜は、ＴｉＣｏ合金，ＴｉＣｏＮｉ合金及びＮｉＴａ合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層と、ＷＣｏ合金あるいはＴａからなる第２の下地層と、ＣｒＴｉＢ合金あるいはＣｒＴｉ合金からなる第３の下地層とで構成されることが望ましい。
【００１８】
前記第１の磁性層はＣｏＣｒＰｔ合金層であり、前記第２の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢＴａ合金層であり、前記第３の磁性層はＣｏＣｒＰｔＢ合金層であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供することが可能となる。更に高感度な磁気ヘッドと組み合わせることにより、1平方ミリメートル当たり９５メガビット以上の面記録密度を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜実施例１＞
図１に第１の実施例と、比較例１の断面構成を示す。第１の実施例の磁気記録媒体は、基板１０の上に下地膜（１１、１２、１３）、第１の磁性層１４、第２の磁性層１５、第３の磁性層１７、保護膜１８が積層され、第２の磁性層１５と第３の磁性層１７の間にこれらの磁性層よりも酸素濃度が高い中間領域（Th）１６が設けられている。また、図示はしないが保護膜１８の上には潤滑膜が形成されても良い。
【００２１】
基板１０として、化学強化されたガラス基板、あるいはリンを含有したニッケル合金をアルミニウム合金にめっきした剛体基板を用いることが好ましい。これらの基板上に概ね円板の周方向に微細なテクスチャ加工を施すことが、磁気的な異方性を付与する上で好ましい。基板１０の形状として例えば外径84mm、内径25 mm、厚さ1.27mm、表面粗さ最大高さRmax 3.5 nm、平均表面粗さRa 0.35 nm、或いは外径65 mm、内径20 mm、厚さ0.635 mm、Rmax 2.68〜4.0 nm、Ra 0.23 nm〜0.44 nm等の基板１０を用いることが可能であり、形状に特に制約はない。円板の半径方向に測定した表面粗さは間歇接触型の原子間力顕微鏡で５μｍ角の大きさを観察して求めた。最大高さRmaxで2.68 nmから4.2 nm、平均表面粗さRaで0.23 nmから0.44 nmの基板を用いれば、浮上信頼性が十分であった。
【００２２】
基板１０と第１の磁性層１４の間には下地膜１１,１２,１３(underlayer)を形成する。これにより、磁性膜の結晶配向性を制御し、結晶粒を微細化することが可能である。ここでは、基板１０と第１の磁性層１４との間にTi-Co合金，Ti-Co-Ni合金及びNi-Ta合金のうちのいずれか一種の合金からなる第１の下地層１１と、W-Co合金あるいはTaからなる第２の下地層１２と、Cr-Ti-B合金あるいはCr-Ti合金からなる体心立方構造をとる第３の下地層１３を設けた。
【００２３】
第１の下地層１１としてTi-50at.%Co合金、Ti-40at.%Co-10at.%Ni合金あるいはNi-38at.%Ta合金等を用いることが可能である。その厚さは10 nmよりも厚いことが摺動信頼性上好ましく、また30 nm程度以下の膜厚であることが生産上好ましい。この他、前述の組成によらず、微結晶あるいは非晶質の金属系の薄膜を用いることも可能である。
【００２４】
第２の下地層１２としてW-30at.%Co合金あるいはTaを用いることが可能である。第２の下地層１２を厚くし過ぎると機械的な信頼性が低下するため５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
第３の下地層１３としてCr-(10〜15)at.%Ti-(3〜7)at.%B合金のほか、硼素(B)を含有しないCr-Ti合金として例えばCr-12.5at.%Ti合金を用いることが可能である。酸素や窒素を意図して添加しない放電雰囲気で結晶粒を微細化するには第３の下地層に硼素(B)を添加するのが好ましい。保磁力が所望の値となるように硼素の添加濃度が選択できる。10 at.%を超えて硼素を添加すると結晶粒が微細化しすぎる。
【００２６】
第１の磁性層１４としてCo-Cr合金、Co-Cr-B合金、Co-Cr-Pt合金、Co-Cr-Ta等の白金(Pt)とタンタル(Ta)と硼素(B)を同時に含まない合金を用いることができる。Crの添加濃度は10 at.%から20 at.％とするのが好ましい。特に、Ptを含有した合金では薄膜化してもその表面が相対的に不活性なため、残留磁束密度を低くした薄膜を安定して形成できるため好ましい。
【００２７】
複数の磁性層は、ルテニウム等の非磁性層を介さずに３層の積層された構成となっている。すなわち、磁性層間を反強磁性結合させるための中間層が磁性層間に配置されず、磁性膜が連続的にスパッタされている。
【００２８】
第１の磁性層１４としてCo-Cr-B合金あるいはCo-Cr-Ta合金を用いる場合、第３の下地層１３としてBを含まないCr-Ti合金を用いると磁気的な面内配向性を大きくできる。一方、第１の磁性層１４としてBを含有しないCo-Cr合金あるいはCo-Cr-Pt合金を用いる場合、第３の下地層１３としてBを含むCr-Ti合金を用いると下地層の結晶粒が微細化するため、その上に形成する磁性層１４の結晶粒も微細化し、媒体ノイズが低減する。第１の磁性層１４の膜厚が1.0 nm以上1.5 nm以下であるようにすれば、媒体の保磁力を増加させ、同時にビットエラーレートを向上することが可能になる。
【００２９】
第２及び第３のCrを含有するCo基合金の磁性層１５、１７にPtを含有させることにより、媒体の保磁力を確保する。さらにBを含ませることにより、磁性層の結晶粒径を微細化し媒体ノイズを減少させる。
【００３０】
第２の磁性層15と第３の磁性層1７間に、酸素濃度の高い中間領域１６を設けることにより、第３の磁性層1７の結晶粒が微細化しS/Nが向上するためビットエラーレートが向上する。
【００３１】
上記した磁気記録媒体と、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッド等）を組み合わせることにより、１平方ミリメートル当たり９５メガビット以上の面記録密度を実現することが可能となる。
【００３２】
上記構成の磁気記録媒体は、ターゲットをスパッタすることによって基板１０上に形成する。物理蒸着法として直流スパッタの他に、高周波スパッタ、直流パルススパッタ等の方法も有効である。直流スパッタ法を用いる場合、第２の磁性層１５以降のプロセスでバイアス電圧を印加することが、保磁力を増加させる点で好ましい。
【００３３】
上述した磁気磁気記録媒体の製造方法を図１に示す構成にしたがって以下詳述する。アルミノシリケートガラス基板１０をアルカリ洗浄し、乾燥させた後、第１の下地層１１として厚さ15 nmのTi-40at.%Co-10at.%Ni合金、第２の下地層１２として3 nmのW-30at.%Co合金層を室温で形成した。ランプヒータによって基板の温度を約400 °Ｃになるように加熱した後、第３の下地層１３として厚さ8 nmのCr-10at.%Ti-3at.%B合金を形成した。更に厚さ0.4〜2.5 nmのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金からなる第１の磁性層１４(M1)、Co-23at.%Cr-13at.%Pt-5at.%B-2at.%Ta合金からなる厚さ10 nmの第２の磁性層１５(M2)を形成し、真空排気状態で6.5秒間保持して酸素濃度の高い中間領域(Th)１６を形成し、Co-12at.%Cr-13at.%Cr-12at.%B合金からなる厚さ7〜8 nmの第３の磁性層１７(M3)を形成後、保護膜として3 nmのカーボンを主成分とする膜１８を形成した。カーボン膜形成後、パーフルオロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布して厚さ1.8 nmの潤滑膜を形成した。
【００３４】
上記多層膜の形成は枚葉式スパッタリング装置を用いた。このスパッタリング装置の到達真空(base pressure)並びに残留ガス分析の結果を図２に示す。製膜室(sputter gun)を主真空槽（main chamber）と同時に排気した場合に到達真空は1.4〜1.8×10-5 Paであった。製膜室を遮断し、基板搬送室となる主真空槽について単独で到達真空を測定した場合、0.8〜1.0×10-5 Paであった。これらの真空系について残留ガス分析した結果を図２の到達真空の下段に併記した。質量数14、18、28、32、40の残留ガスについて分圧を調べた結果、製膜室を主真空槽と同時に排気した場合、水を主成分とすると考えられる質量数18の背圧が最も大きかった。次いで窒素或いは一酸化炭素を主成分とすると考えられる質量数28の背圧が大きかった。質量数28に比べ、酸素を主成分とする質量数32の背圧が１桁以上小さい。この関係から、質量数28で検出される残留ガス成分のうち窒素に起因する割合は小さいと考えられる。この結果は、質量数14の窒素の分圧が低いことにも一致する。
【００３５】
製膜室を搬送室と同時に排気した場合と搬送室のみ排気した場合の残留ガス分析の比較から、搬送室に比べ製膜室の真空は低く水の背圧が高い。基板搬送のタクトは8.5秒とした。第１の下地層１１から第３の磁性層１７までは0.93 PaのＡｒガス雰囲気中で製膜した。
【００３６】
加熱はＡｒに酸素を１モル%添加した混合ガス雰囲気中で行い、カーボン保護膜はＡｒに窒素を10モル％添加した混合ガス雰囲気中で形成した。第３の下地層１３、第２の磁性層１５および第３の磁性層１７のスパッタ時に-200 Vのバイアス電圧を基板１０に印加した。第１の下地層１１、第２の磁性層１５、第３の磁性層１７の放電時間は4.5秒、第２の下地層１２、第１の磁性層１４の放電時間は2.5秒、第３の下地層１３の放電時間は4.0秒、第２の磁性層(M2)１５と第３の磁性層(M3)１７を形成する間に搬送室とは独立させた製膜室の真空排気状態で6.5秒間保持してから第３の磁性層(M3)１７を形成した。
【００３７】
比較例１として第２と第３の磁性層を形成する間に搬送室とは独立させた製膜室の真空排気状態で6.5秒間保持せずに、第２の磁性層(M2)と第３の磁性層(M3)を連続して8.5秒間隔で形成した。
【００３８】
これらの媒体のBrt（Br：磁性層の残留磁化、t：磁性層の膜厚）と残留保磁力Hcr、保磁力角型比S*rはFast Remanent Moment Magnetometer（FRMM）を用いて評価した。KV/kT（K：結晶磁気異方性定数、V：磁性結晶粒の体積、k：ボルツマン定数、T：絶対温度）は、試料振動型磁力計（VSM）を用い、室温における7.5秒から240秒までの残留保磁力の時間依存性を、Sharrockの式にフィッティングして求めた。発明者らの検討から、この手法により求めたKV/kTが概ね70以上であれば、熱揺らぎによる出力減衰を抑制でき、信頼性上問題はないという結果を得た。BrORはVSMで媒体の周方向と半径方向にBrtを室温で測定し、周方向のBrtを半径方向のBrtで除し求めた。
【００３９】
電磁変換特性の評価は記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドと組み合わせてスピンスタンドで行った。ヘッドの書き込み電流は37 mA、センス電流は2.8 mAとした。最高線記録密度Hfを35.6 kFC/mm、スキュー角(Skew)を0度、媒体の回転数を70 ｓ-1  (4200 rpm)に設定した。孤立再生波の書込トラック幅は0.25 μm、読出トラック幅は0.23 μmであった。最高記録密度Hfを35.6 kFC/mmとして記録を行い、規格化ノイズ（kNdHf）を評価した。また、中記録密度Mf = Hf/2で記録を行い、規格化ノイズ（kNdMf）を評価した。さらにDC消磁を行い、規格化ノイズ（kNdDC）を評価した。
【００４０】
孤立再生波として0.79 kFC/mm (20 kFCI)で記録した時の出力と、高記録密度Hfにおける媒体ノイズNdから信号対雑音比Siso/Ndを求めた。低記録密度Lf = Hf/10で記録後、高記録密度Hf信号を重ね書きしてLf信号の減衰比からオーバーライト特性O/Wを求めた。ビットエラーレート（BER）はランダムパターンで特定のトラックをほぼ１周記録した直後に読み出しを行った際の、総読み出しバイト数に対するエラーバイト数を計数して求めた。また、PW50は0.79 kFC/mm (20 kFCI)で記録した時の孤立再生波の出力半値幅である。
【００４１】
実施例１と比較例１のBrt、Hcr、S*r、KV/kT、BrOR、Siso、PW50、O/W、kNdhf、kNdMf、kNdDC、Siso/Nd、BERの対数logBERを図３に示す。図１の実施例１に示すように、Co-23at.%Cr-13at.%Pt-5at.%B-2at.%Ta合金からなる厚さ10 nmの第２の磁性層(M2)１５を形成後、M3を形成せずに、水の分圧が高い真空に6.5秒間放置してからM3でCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金からなる第３の磁性層１７を形成すると、M2/M3の界面で水の吸着、あるいはプラズマで分解した酸素によるM2の表面改質(Th)が生じていると考えられる。水の背圧が高い雰囲気に暴露してM2/M3の界面を調整することにより、比較例１に比べてlog BERを改善することが可能となった。
【００４２】
KV/kTは比較例１の98に比べ、実施例１では93まで低下するが、熱減磁の指標であるKV/kTは70よりも十分に大きい。実際、65 °Ｃでスピンスタンドを用いた熱減磁を測定した結果、7.9 kFC/mm、11.8 kFC/mm、15.8 kFC/mmにおける出力減少率の平均値は単位時間桁あたり0.48％で安定していた。
＜実施例２＞
実施例１で第１の磁性層(M1)１４の膜厚を変えた他は実施例１と同様にして磁気記録媒体を形成し、磁気特性と電磁変換特性を評価した。結果を図４に示す。第１の磁性層１４の膜厚tM1が増加すると媒体のBrtは増加した。Hcrは第１の磁性層１４の膜厚が0.6nm付近で最大となり、第１の磁性層１４の膜厚が1.5 nmを超えると、膜厚増加とともに280 kA/m以下に大きく減少した。第１の磁性層１４の膜厚が1.0 nm〜1.5 nmのとき、kNdHfが最も減少し、BERが-5.1以下に小さくなった。第１の磁性層１４の膜厚が1.8 nmの場合でも、膜厚が1.0 nm〜1.5 nmの場合に近い良好なBERが得られた。
【００４３】
第１の磁性層１４の膜厚が0.6 nm以下および2.1 nm以上になると、kNdHf、Siso/Nd、BERは大きく劣化した。ただし、第１の磁性層１４の膜厚が厚くなるとKV/kTが増加した。第１の磁性層１４の膜厚(tM1)が0.6 nmの場合に電磁変換特性が劣化するのは、その上に成長する第２の磁性層１５以降の結晶配向性が劣化することによる。すなわち、第１の磁性層１４の膜厚が0.6 nm以下の場合、Cr-Ti-B合金下地層１３の表面をCo-Cr-Pt合金膜が完全には被覆できず、第２の磁性層１５が下地層１３に接する部分が生じるため、hcp構造をとるCo合金が面内配向しにくくなる。第１の磁性層１４の膜厚が2.1 nm以上でHcrが大きく減少したため電磁変換特性が大きく劣化した。
＜実施例３＞
実施例１で用いた第２の磁性層(M2)１５に代わり、本実施例ではCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta合金からなる第２の磁性層(M2)１５を11.4 nm形成後、アルゴンＡｒに１モル％の酸素Ｏ２を添加したガスを２.５秒間暴露した他は、実施例１と同様に媒体を形成した。実施例３の断面構成を図５に示す。１モル％の酸素を含有したアルゴンを図５のM3で2.5秒間暴露する際の製膜室の導入ガス圧力を0 Pa(無添加)から1.87 Paまで変えた。
【００４４】
電磁変換特性の評価は記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドと組み合わせてスピンスタンドで行った。本実施例では実施例１で用いたヘッドとは別のヘッドを用いて評価した。ヘッドの書き込み電流は37 mA、センス電流は2.6 mAとした。最高線記録密度Hfを35.6 kFC/mm、スキュー角(Skew)を0度、媒体の回転数を70ｓ-1 (4200 rpm)に設定した。孤立再生波の書込トラック幅は0.25 μm、読出トラック幅は0.23 μmであった。最高記録密度Hfを35.6 kFC/mmとして記録を行い、規格化ノイズ（kNdHf）を評価した。実施例３のBrt、Hcr、S*r、KV/kT、BrOR、Siso、PW50、O/W、kNdhf、Siso/Nd、BERの対数表示logBERを図６に示す。
【００４５】
M2の表面を暴露するガス圧力を増加していくと、1.33 Pa以上でBrtは増加した。この変化よりも孤立再生波出力Sisoの増加傾向は顕著であった。すなわち、暴露ガス圧力の増加に伴い、ほぼSisoは単調に増加した。Ar+1mol.%O2の圧力を0 Paから1.07 Paまで増加すると、BrtとHcrの低下は殆ど認められず、logBERの低下もなかった。しかしながら、1.33 Paまで暴露ガス圧力を増加すると急激にlogBERは劣化した。
【００４６】
これらの結果から、第２の磁性層１５を形成後、1.07 Pa × 2.5 sec = 2.7 Pa・secまでの酸素を含有したＡｒガスを暴露してもlogBERは暴露しない場合と同程度であり、SisoとKV/kTを大きくできる。一方、2.7 Pa・secを超えて1.33 Pa × 2.5 sec = 3.3 Pa・sec 1mol%の酸素を暴露すると、logBERが急激に劣化するため、M2/M3界面で酸素暴露に上限があることが明らかとなった。酸素の分圧を考慮すると、27 mPa・secの酸素暴露は再生出力とKV/kTの増加させ、かつ良好なビットエラーレートの実現に効果がある。一方、27 mPa・sec を超えて33 mPa・secの酸素を暴露するとlogBERが急激に劣化する。
＜比較例２＞
比較例２として、第１の磁性層１４を形成しない磁気記録媒体も作製した。第１の磁性層１４を形成しない媒体はすべて、FRMMを用いた評価で出力信号を得ることができず、磁気特性を評価することができなかった。第１の磁性層１４を形成しない場合、第２の磁性層１５と第３の磁性層１７が面内に優先配向しなかったことが原因と考えられる。以上より、第２の磁性層１５と第３の磁性層１７を面内に優先配向させるためには、第１の磁性層１４の形成が必須であることがわかる。
＜比較例３＞
比較例３として、第３の磁性層１７を形成しない磁気記録媒体も作製した。第３の磁性層１７を形成しない媒体はすべて、Hcrが100 kA/m以上減少し、熱的安定性に大きな問題があった。第２の磁性層１５はCr濃度が高く結晶磁気異方性が小さいため、Cr濃度が第２の磁性層１５より小さく、結晶磁気異方性が大きい第３の磁性層１７が形成されない場合、十分な保磁力を保てなくなったものと考えられる。
【００４７】
低Brt化と低ノイズ化のためには高Crの第２の磁性層１５形成することが有効であるが、高Crの磁性層は保磁力が小さく熱安定性を確保できない。そのため、高Crの第２の磁性層１５を形成する場合、その上部に第２の磁性層１５よりもCr濃度の低い第３の磁性層１７を形成することが熱安定性の確保のために必須である。第２の磁性層１５よりCr濃度の高い第３の磁性層１７を形成する場合、保磁力が得られなくなり熱的安定性を確保できない。そのために、第２の磁性層１５よりCr濃度の低い第３の磁性層１７を形成する必要がある。一般に、クロム等の非磁性材料に対するコバルト等の強磁性材料の比率を上層で高くすることにより、出力特性が向上される。尚、白金はコバルトと混入されることにより強磁性を示す。従って、第１の磁性層１４で配向性を整えつつ、コバルトと白金の濃度を第２の磁性層１５より上層で上げることにより、ノイズを低減しつつ、出力特性を上げることが可能となる。
＜実施例４＞
実施例３で酸素を暴露する圧力を0.53 Pa、時間を2.5秒として、第１の磁性層１４の厚さを1.0 nmと1.5 nmに変えた他は実施例３と同様に磁気記録媒体を形成し、磁気特性と電磁変換特性を評価した。結果を図７に示す。この結果から第１の磁性層１４を1.0 nmと1.5 nmとした場合にも、実施例３と同程度のビットエラーレートが実現できることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１と比較例１による磁気記録媒体の断面構造図である。
【図２】スパッタリング装置の到達真空と残留ガスの関係を示す図である。
【図３】実施例１と比較例１の構成と磁気特性ならびに電磁変換特性を示す図である。
【図４】第１の磁性層の厚さtM1を変えた場合の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図５】実施例３の断面構成図である。
【図６】実施例３の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図７】実施例４の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…基板、
１１…第１の下地層、
１２…第２の下地層、
１３…第３の下地層、
１４…第１の磁性層、
１５…第２の磁性層、
１６…酸素濃度の高い中間層、
１７…第３の磁性層、
１８…保護膜。
【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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