(57)【要約】 【課題】電磁変換特性が高く、かつ、耐腐食性が高い磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】非磁性基板１の一面１ａ上に、軟磁性下地層２と、直上の層の配向性を制御する配向制御層３と、非磁性下地層８と、一面１ａに対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する垂直磁性層４と、保護層５とがこの順序で積層された磁気記録媒体であって、垂直磁性層４は２層以上の磁性層４５、４６を備えており、磁性層４５、４６のうち最も保護層５の磁性層４６に非磁性材料が分散された分散領域４８が設けられており、前記非磁性材料の濃度が保護層５側から非磁性基板１側に向けて少なくされている磁気記録媒体５０を用いることにより、上記課題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の一面上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性下地層と、前記一面に対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する垂直磁性層と、保護層とがこの順序で積層された磁気記録媒体であって、
前記垂直磁性層は２層以上の磁性層を備えており、前記磁性層のうち最も保護層側の磁性層に非磁性材料が分散された分散領域が設けられており、前記非磁性材料の濃度が前記保護層側から前記非磁性基板側に向けて少なくされていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記分散領域の厚さが０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内であ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】
前記非磁性材料がＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記垂直磁性層が、前記非磁性基板側からグラニュラー構造を有する第１の磁性層と、非磁性層と、前記分散領域を有する第２の磁性層とをこの順序で積層してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記垂直磁性層内に、前記第１の磁性層の結晶粒子と、前記第１の磁性層の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された非磁性層の結晶粒子と、前記非磁性層の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された前記第２の磁性層の結晶粒子とからなる柱状の結晶体を有していることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
非磁性基板の一面に、軟磁性下地層と、配向制御層と、非磁性下地層とをこの順序で積層する工程と、
前記非磁性下地層の前記非磁性基板と反対側の面に２層以上の磁性層を有する垂直磁性層を形成する工程と、
前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に非磁性材料を付着させる工程と、
前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させて、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面から前記非磁性基板側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料を分散させて分散領域を形成する工程と、
前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に保護層を形成する工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に付着させた非磁性材料に不活性イオンまたは窒素イオンを照射して、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させることを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に付着させた非磁性材料を加熱して、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させることを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の記録再生を行う磁気ヘッドと、を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関するものである。特に、少なくとも非磁性基板上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、前記非磁性基板に対して磁化容易軸が主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層と、を積層してなる磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置、例えば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）の記録密度は、近年、年率５０％以上の割合で増えており、今後もその高記録密度化の傾向が続くと言われている。
そして、磁気記録再生装置をより高記録密度とするために、高記録密度に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体に関する研究開発が活発に行われている。
【０００３】
高記録密度化に適した磁気記録媒体として、非磁性基板に対して磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体が大きな注目を集めている。垂直磁気記録媒体は、記録ビットを高密度に形成しても、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響を小さくでき、鮮明なビット境界を形成して、記録再生時のノイズの発生を抑制できる。また、記録ビット体積の減少を少なくでき、熱揺らぎ効果も高くできる。そのため、現在、垂直磁気記録媒体が搭載された市販の磁気記録再生装置の数が増加している。
【０００４】
高記録密度化に適した磁気ヘッドとして、記録層である垂直磁性層に対して書き込み能力に優れた単磁極ヘッドがある。前記単磁極ヘッドに対応して、磁気記録媒体の媒体構造の更なる研究開発がなされ、非磁性基板と垂直磁性層との間に、軟磁性材料からなる層（以下、裏打ち層）を設けた磁気記録媒体が提案されている。前記裏打ち層を備えた磁気記録媒体を、前記単磁極ヘッドと組み合わせることにより、前記単磁極ヘッドと前記磁気記録媒体と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、前記裏打ち層を設けただけでは、低周波出力、ビットエラーレート等の磁気記録再生特性（電磁変換特性）で十分な値を得ることができなかった。
【０００５】
磁気記録再生特性を向上させるためには、記録再生時の信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を高めると同時に、記録再生時の熱揺らぎ耐性を向上させることを要する。しかし、これら２つの特性は相反する関係を有し、一方を向上させれば、一方が不充分となるという関係を有しており、これら２つの特性を高レベルで両立させることが大きな課題となっている。
【０００６】
また、磁気記録再生特性は、磁性層の上に設ける保護層をなるべく薄くして、磁気ヘッドと磁性層との距離、いわゆるスペーシングロスを減らすことによっても、向上させることができる。
しかし、前記保護層を薄くした場合には、磁気ヘッドが偶発的に接触したときに保護層につけられた傷が磁気記録媒体の耐腐食性を低下させる。例えば、大気中の酸素などの環境物質が、前記傷から磁気記録媒体の内部に容易に浸入して、磁気記録媒体の内部で拡散して、磁気記録媒体を劣化させる場合がある。
【０００７】
特許文献１〜３には、高記録密度化に適した磁気記録媒体が開示されている。
特許文献１には、基板と、該基板上に設けられ、残留磁化Ｍｒ、厚さｔ及び前記残留磁化と厚さとの積であるＭｒｔ値を有する第１下部強磁性層と、該第１下部強磁性層上に設けられた強磁性結合層と、該強磁性結合層上に設けられ、Ｍｒｔ値を有する第２下部強磁性層と、該第２下部強磁性層上に設けられた反強磁性結合層と、該反強磁性結合層上に設けられ、前記第１下部強磁性層のＭｒｔ値と第２下部強磁性層のＭｒｔ値との合計よりも大きなＭｒｔ値を有する上部強磁性層とを有する磁気記録媒体が開示されている。３層の磁性層を、非磁性層等を用いてアンチフェロカップリング（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ：ＡＦＣ）結合させることにより、合成Ｍｒｔ及びＰＷ５０を低下させるとともに、Ｓ／Ｎ比の低下を起こさないことを特徴とする。
【０００８】
また、特許文献２には、熱安定性を損ねることなく記録容易性の向上が可能な垂直磁気記録媒体を提供するため、少なくとも非磁性基体の上に、軟磁性裏打ち層、下地層、及び２層の磁気記録層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、グラニュラー構造を有する第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に、Ｆｅ、Ｒｕ等を用いた結合層を配置することが開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献３には、磁気記録媒体の電磁変換特性と耐食性を向上させるため、磁気記録層を異なる材料の磁性層を積層した構造とし、下側の磁性層を酸化物或いは窒化物を主成分とする非磁性結晶粒界が強磁性を有する結晶粒を取り巻く構造とし、上側の磁性層を、Ｃｒを主成分とする非磁性結晶粒界が強磁性を有する結晶粒を取り巻く構造とし、かつ、下側の磁性層を形成後、上側の磁性層の形成前に、加熱プロセスを加えることが開示されており、多層の磁性層にＣｒを熱拡散させる方法が記載されている。この方法は加熱プロセスを伴うため、磁気記録媒体を構成する積層構造の界面が相互拡散に不明瞭となり、電磁変換特性が低下する。
しかし、特許文献１〜３に記載の磁気記録媒体及びその製造方法では、磁気記録媒体の電磁変換特性と耐腐食性の両立が困難であり、どちらか一方の特性を高めても、他方の特性を高めることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７６４１０号公報
【特許文献２】特開２００８−２８７８５３号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、電磁変換特性が高く、かつ、耐腐食性が高い磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置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】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、垂直磁性層を２層以上の磁性層で構成すると同時に、前記垂直磁性層の保護層側に保護層側から基板側に向けてその濃度が低くなるようにＡｌ等の非磁性材料が添加された分散領域を設けることにより、高い電磁変換特性と高い耐腐食性との両立が可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
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。すなわち、
（１）  非磁性基板の一面上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性下地層と、前記一面に対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する垂直磁性層と、保護層とがこの順序で積層された磁気記録媒体であって、前記垂直磁性層は２層以上の磁性層を備えており、前記磁性層のうち最も保護層側の磁性層に非磁性材料が分散された分散領域が設けられており、前記非磁性材料の濃度が前記保護層側から前記非磁性基板側に向けて少なくされていることを特徴とする磁気記録媒体。
【００１４】
（２）  前記分散領域の厚さが０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）  前記非磁性材料がＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）  前記垂直磁性層が、前記非磁性基板側からグラニュラー構造を有する第１の磁性層と、非磁性層と、前記分散領域を有する第２の磁性層とをこの順序で積層してなることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【００１５】
（５）  前記垂直磁性層内に、前記第１の磁性層の結晶粒子と、前記第１の磁性層の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された非磁性層の結晶粒子と、前記非磁性層の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された前記第２の磁性層の結晶粒子とからなる柱状の結晶体を有していることを特徴とする（４）に記載の磁気記録媒体。
【００１６】
（６）  非磁性基板の一面に、軟磁性下地層と、配向制御層と、非磁性下地層とをこの順序で積層する工程と、前記非磁性下地層の前記非磁性基板と反対側の面に２層以上の磁性層を有する垂直磁性層を形成する工程と、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に非磁性材料を付着させる工程と、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させて、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面から前記非磁性基板側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料を分散させて分散領域を形成する工程と、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に保護層を形成する工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【００１７】
（７）  前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に付着させた非磁性材料に不活性イオンまたは窒素イオンを照射して、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させることを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８）  前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に付着させた非磁性材料を加熱して、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させることを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９）  （１）〜（５）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の記録再生を行う磁気ヘッドと、を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１８】
上記の構成によれば、電磁変換特性が高く、かつ、耐腐食性が高い磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板の一面上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、非磁性下地層と、前記一面に対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する垂直磁性層と、保護層とがこの順序で積層された磁気記録媒体であって、前記垂直磁性層は２層以上の磁性層を備えており、前記磁性層のうち最も保護層側の磁性層に非磁性材料が分散された分散領域が設けられており、前記非磁性材料の濃度が前記保護層側から前記非磁性基板側に向けて少なくされている構成なので、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。
【００２０】
本発明の磁気記録媒体は、前記分散領域の厚さが０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内である構成なので、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体は、前記非磁性材料がＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上である構成なので、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。
【００２２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板の一面に、軟磁性下地層と、配向制御層と、非磁性下地層とをこの順序で積層する工程と、前記非磁性下地層の前記非磁性基板と反対側の面に２層以上の磁性層を有する垂直磁性層を形成する工程と、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に非磁性材料を付着させる工程と、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させて、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面から前記非磁性基板側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料を分散させて分散領域を形成する工程と、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に保護層を形成する工程と、を有する構成なので、電磁変換特性を高くし、かつ、耐腐食性を高くした磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面に付着させた非磁性材料に不活性イオンまたは窒素イオンを照射して、前記非磁性材料を前記垂直磁性層に浸透させる構成なので、前記垂直磁性層の前記非磁性基板と反対側の面から前記非磁性基板側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料を分散させて分散領域を容易に形成することができ、電磁変換特性を高くし、かつ、耐腐食性を高くした磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図３】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の磁気記録媒体の電磁変換特性を示すグラフである。
【図９】本発明の磁気記録媒体の電磁変換特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、以下の説明では、磁気記録媒体のデータ面において連続した磁気記録領域を有する連続媒体を用いるが、前記データ面において磁気記録トラックが磁気的に分離したディスクリートトラック媒体や、磁気記録ビットが磁気的に分離したビットパターン媒体においても、本発明は当然に適用可能である。
【００２６】
（磁気記録媒体）
図１は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
図１に示すように、本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、非磁性基板１の一面１ａ上に、密着層１０と、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、非磁性下地層８と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次積層されて構成されている。ここで、軟磁性下地層２は、非磁性基板１側から、第１の軟磁性層２２と、Ｒｕ層２３と、第２の軟磁性層２４とが積層されて構成されている。また、垂直磁性層４は、非磁性基板１側から、第１の磁性層４５と、非磁性層７と、第２の磁性層４６とが積層されて構成されている。
以下、各構成部材および領域について具体的に説明する。
【００２７】
＜非磁性基板＞
非磁性基板１としては、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる金属基板またはガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン等からなる非金属基板を用いることができる。
【００２８】
非磁性基板１の材料として用いるガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスやアルミノシリケートガラスなどからなるアモルファスガラスまたはリチウム系結晶化ガラスなどからなる結晶化ガラスなどを用いることができる。
また、非磁性基板１の材料として用いるセラミックとしては、例えば、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウムもしくは窒化珪素などを主成分とする焼結体またはこれらの繊維強化物などを用いることができる。
なお、非磁性基板１としては、前記金属基板または前記非金属基板の表面に、メッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層を形成した基板を用いてもよい。
【００２９】
非磁性基板１の一面１ａの平均表面粗さＲａ１は、２ｎｍ（２０Å）以下とすることが好ましく、１ｎｍ以下とすることがより好ましい。また、非磁性基板１の一面１ａの微小うねりＷａは、０．３ｎｍ以下とすることが好ましく、０．２５ｎｍ以下とすることがより好ましい。
平均表面粗さＲａ１を２ｎｍ以下とするか若しくは微小うねりＷａを０．３ｎｍ以下として非磁性基板１の一面１ａの平坦性を高めることにより、磁気記録再生装置に搭載したときに、磁気記録媒体５０に磁気ヘッドを接近させて駆動することができ、磁気記録媒体５０の記録密度の高めることができる。
なお、微小うねりＷａは、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用いて、測定範囲８０μｍの条件で測定する。
【００３０】
また、非磁性基板１の端面を面取りした場合には、その面取りにより形成した面の平均表面粗さＲａ２または前記端面の平均表面粗さＲａ３のいずれも１０ｎｍ以下とすることが好ましく、９．５ｎｍ以下とすることがより好ましい。平均表面粗さＲａ２および平均表面粗さＲａ３を１０ｎｍ以下とすることにより、磁気ヘッドの飛行安定性を高めて、駆動できる。
【００３１】
＜密着層＞
密着層１０は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉなどの金属及びこれらを含有する合金を用いることができる。前記合金としては、ＣｒＴｉ合金などを挙げることができる。また、密着層１０の層厚は２ｎｍ（２０Å）以上とすることが好ましい。
非磁性基板１の表面には、吸着ガス、水分、非磁性基板１の基板成分などが存在する。非磁性基板１上に直接、Ｃｏ又はＦｅを主成分とする軟磁性下地層２を配置すると、軟磁性下地層２の表面に吸着ガス、水分、非磁性基板１の基板成分などが拡散して、腐食がより早く進行するおそれが発生する。非磁性基板１と軟磁性下地層２の間に密着層１０を設けることにより、このような腐食の進行を抑制できる。
【００３２】
＜軟磁性下地層＞
軟磁性下地層２は、密着層１０上に、第１の軟磁性層２２と、Ｒｕ層２３と、第２の軟磁性層２４と、がこの順序で積層されて構成されている。
Ｒｕ層２３の層厚は、０．４〜１．０ｎｍまたは１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することが好ましい。Ｒｕ層２３の層厚を０．４〜１．０ｎｍまたは１．６〜２．６ｎｍとすることにより、第１の軟磁性層２２と第２の軟磁性層２４をアンチフェロカップリング（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ：以下、ＡＦＣ）構造とすることができ、いわゆるスパイクノイズを抑制できる。
【００３３】
第１の軟磁性層２２および第２の軟磁性層２４の材料としては、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏのいずれか１種以上を含む材料を用いることができる。
Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏのいずれか１種以上を含む材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど。）、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、ＦｅＡｌＯなど。）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど。）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど。）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど。）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮ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、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
【００３４】
また、第１の軟磁性層２２および第２の軟磁性層２４の材料として、Ｆｅを６０原子％（以下、ａｔ％）以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造を有する材料がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造からなる材料を用いてもよい。
さらに、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏの少なくとも１種を含有し、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有するアモルファス構造のＣｏ合金を用いてもよい。前記Ｃｏ合金として、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを挙げることができる。
【００３５】
なお、軟磁性下地層２の配向制御層３側は、部分的に又は完全に酸化されていることが好ましい。つまり、第２の軟磁性層２４が、部分的に又は完全に酸化されていることが好ましい。第２の軟磁性層２４が部分的に又は完全に酸化されることにより、軟磁性下地層２の磁気的な揺らぎを抑制して、前記磁気的な揺らぎに起因する記録再生時のノイズを低減することができ、磁気記録媒体の磁気記録再生特性を改善することができる。
【００３６】
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下とすることが好ましく、２０（Ｏｅ）以下とすることがより好ましい。前記保磁力Ｈｃを１００（Ｏｅ）以下とすることにより、再生波形をいわゆる矩形波とすることができる。なお、１（Ｏｅ）は７９Ａ／ｍである。軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃが１００（Ｏｅ）を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形が歪みを持ち、矩形波とならない。
【００３７】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは０．６Ｔ以上とすることが好ましく、１Ｔ以上とすることがより好ましい。前記飽和磁束密度Ｂｓを０．６Ｔ以上とすることにより、再生波形をいわゆる矩形波とすることができる。軟磁性下地層２のＢｓが０．６Ｔ未満であると、再生波形が歪みを持った波形になる。
【００３８】
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）は、１５（Ｔ・ｎｍ）以上とすることが好ましく、２５（Ｔ・ｎｍ）以上とすることがより好ましい。前記積Ｂｓ・ｔが１５（Ｔ・ｎｍ）未満であると、再生波形が歪みを持つようになり、記録特性（以下、ＯＷ特性）が悪化する。
【００３９】
なお、軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の非磁性基板面に対する垂直方向成分を大きくするとともに、情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられる。この作用は、記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
【００４０】
＜配向制御層＞
軟磁性下地層２上には、配向制御層３が形成されている。
配向制御層３は、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰｔまたはＣｕのいずれかからなる金属または前記金属のいずれかを含む合金からなる層として形成することが好ましい。Ｎｉを含む合金（以下、Ｎｉ系合金）としては、ＮｉＷ合金、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＦｅ合金の中から選ばれる少なくとも１種類の材料からなることが好ましく、前記Ｎｉ系合金のＮｉの含有量は３３〜９６ａｔ％の範囲とすることが好ましい。また、前記金属及びその合金は、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。前記金属及びその合金を用いることにより、配向制御層３上の垂直磁性層４の配向を制御して、垂直磁性層４の結晶粒を微細化することができ、磁気記録再生特性を改善できる。
【００４１】
配向制御層３は、Ｎｉを３３〜９６ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち少なくとも１種又は２種以上を含む非磁性材料からなる層として形成してもよい。Ｎｉの含有量を３３〜９６ａｔ％の範囲とした前記材料を用いることにより、垂直磁性層４の配向を制御する配向制御層３の効果を維持でき、かつ、磁性を持たないようにできる。
【００４２】
配向制御層３は、酸化物、金属窒化物または金属炭化物のいずれかからなる層に金属からなる粒子（以下、金属粒子）を分散させた層として形成してもよく、金属または合金のいずれかからなる層に酸化物、金属窒化物または金属炭化物のいずれかからなる粒子を分散させた層として形成してもよい。前記酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などを挙げることができる。また、前記金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどを挙げることができる。さらに、前記金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどを挙げることができる。また、前記金属粒子または前記金属としては、Ｎｉ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄなどを挙げることができる。さらに、前記合金としては、ＮｉＴａ−ＳｉＯ２、ＲｕＣｏ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｐｔ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを挙げることができる。
金属または合金からなる層に分散された酸化物、金属窒化物または前記金属炭化物の含有量は１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下とすることが好ましい。前記含有量を１ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下とすることにより、配向制御層３の配向制御性を向上させて、垂直磁性層４の配向をより制御して、垂直磁性層４の結晶粒を微細化することができ、磁気記録再生特性を改善できる。
前記含有量が１２ｍｏｌ％を超えると、金属または合金からなる層内に酸化物、金属窒化物または金属炭化物が残留して、配向制御層３の結晶性及び配向性を損ねる場合がある。これにより、配向制御層３の上に形成される垂直磁性層４の結晶性及び配向性も損ねられる。逆に、前記含有量が１ｍｏｌ％未満である場合には、配向制御層３の配向制御性を向上させることができない。
【００４３】
配向制御層３は、単層構造に限られるものではなく、２層以上の多層構造としてもよい。例えば、非磁性基板１側からＮｉ系合金とＲｕ系合金を積層した２層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金の２層構造またはＰｔ系合金とＲｕ系合金の２層構造などを採用してもよい。たとえば、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝からなる層（以下、Ｎｉ−６Ｗ層）とＲｕからなる層（以下、Ｒｕ層）の２層構造とする。
【００４４】
配向制御層３の層厚は、５〜４０ｎｍとすることが好ましく、８〜３０ｎｍとすることがより好ましい。なお、この層厚は、配向制御層３を多層構造とした場合は各層の合計の層厚である。配向制御層３の層厚を５〜４０ｎｍの範囲とすることにより、垂直磁性層４の垂直配向性を特に高くでき、記録再生時に磁気ヘッドを軟磁性下地層２により接近させることができる。これにより、記録再生信号の分解能を低下させることなく磁気記録再生特性を高めることができる。
これに対して、配向制御層３の層厚を５ｎｍ未満とした場合には、垂直磁性層４の垂直配向性が低下して、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が低下する。逆に、配向制御層３の層厚を４０ｎｍ超とした場合には、垂直磁性層４の磁性粒子径が大きくなり、ノイズが大きくなり、記録再生時の信号とノイズの比（以下、Ｓ／Ｎ比）が低下する。また、記録再生時に磁気ヘッドと軟磁性下地層２との間の距離を大きくする必要が生じ、記録再生信号の分解能や出力が低下する。
【００４５】
配向制御層３の非磁性基板１と反対側の面３ａの平均表面粗さＲａ４は２ｎｍ以下とすることが好ましい。前記平均表面粗さＲａ４を２ｎｍ以下とすることにより、配向制御層３上の垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａの凹凸を小さくすることができ、さらに、垂直磁性層４上の保護層５の非磁性基板１と反対側の面５ａの凹凸を小さくすることができる。さらに、保護層５上の潤滑層６の非磁性基板１と反対側の面６ａ、すなわち、磁気記録媒体５０の非磁性基板１と反対側の面（以下、表面）５０ａの凹凸を小さくできる。磁気記録媒体１０１の表面５０ａの凹凸を小さくして平坦性を向上させることにより、記録再生時の磁気ヘッドの浮上高さを低くすることができ、記録密度を高めることができる。
【００４６】
＜非磁性下地層＞
配向制御層３上には、非磁性下地層８が形成されている。
非磁性下地層８は、酸化物を含み、Ｃｏを主成分とする材料からなることが好ましい。また、非磁性下地層８にＣｒを添加してもよい。Ｃｒを添加した場合には、Ｃｒの含有量を２５ａｔ％以上５０ａｔ％以下の範囲とすることが好ましい。さらにまた、結晶成長の観点から、非磁性下地層８にはＰｔを添加してもよい。
【００４７】
非磁性下地層８に含有させる酸化物としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましい。例えば、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを特に好適に用いることができる。
また、前記酸化物として、２種類以上の酸化物からなる複合酸化物を用いてもよい。前記複合酸化物としては、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２などを用いることができ、この中でも特にＣｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２などを挙げることができる。
【００４８】
前記酸化物の含有量は、磁性粒子を構成するＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔ等の合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下の範囲とすることが好ましい。たとえば、（６０Ｃｏ４０Ｃｒ）８６−（ＴｉＯ２）１４である。
【００４９】
非磁性下地層８の層厚は０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の範囲とすることが好ましい。前記層厚を０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下とすることにより、垂直磁性層４の垂直保磁力Ｈｃ及び逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の低下を抑制できる。非磁性下地層８の層厚が０．２ｎｍ未満の場合および３ｎｍ超の場合には、垂直磁性層４の垂直保磁力Ｈｃ及び逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の低下を抑制できない。
【００５０】
なお、非磁性下地層８を設けず、配向制御層３上に垂直磁性層４を直接配置すると、垂直磁性層４の結晶成長の初期において、結晶の乱れが生じる。そして、この結晶の乱れは記録再生時のノイズの原因となる。配向制御層３と垂直磁性層４の間に非磁性下地層８を設けることにより、この結晶の乱れを抑制することができ、記録再生時のノイズの発生を抑制することができる。
【００５１】
＜垂直磁性層＞
垂直磁性層４は、非磁性基板１側から第１の磁性層４５と、非磁性層７と、第２の磁性層４６とが積層されて構成されている。第２の磁性層４６内の非磁性基板１と反対側の領域には、分散領域４８が形成されている。また、垂直磁性層４は、非磁性基板１の一面１ａに対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する。
【００５２】
垂直磁性層４の垂直保磁力Ｈｃは３０００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。前記垂直保磁力Ｈｃを３０００［Ｏｅ］未満とした場合には、磁気記録再生特性のうち特に周波数特性が不良となる。また、熱揺らぎ特性も悪化する。
また、垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は１５００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。前記逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を１５００［Ｏｅ］未満とした場合には、熱揺らぎ耐性が悪化する。
【００５３】
垂直磁性層４に含まれる磁性粒子の平均粒径は３〜１２ｎｍの範囲とすることが好ましい。この平均粒径は、例えば、透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭ）により得られる垂直磁性層４の観察像を画像処理して求めることができる。
垂直磁性層４の層厚は５〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。垂直磁性層４の層厚を５ｎｍ未満とした場合には、十分な記録再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。逆に、垂直磁性層４の層厚を２０ｎｍ超とした場合には、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じて、記録再生時のノイズが増大する。そして、Ｓ／Ｎ比が悪化し、ＯＷ特性が悪化する。
【００５４】
＜第１の磁性層＞
非磁性下地層８上には、第１の磁性層４５が形成されている。第１の磁性層４５は、複数の酸化物４１と、複数の磁性粒子４２とから構成されており、いわゆるグラニュラー構造とされている。磁性粒子４２は、磁性を有した結晶粒子である。
第１の磁性層４５は、Ｃｏを主成分とする材料からなることが好ましい。Ｃｏを主成分とする材料を用いることにより、第１の磁性層４５の結晶性及び配向性を高めることができる。
【００５５】
第１の磁性層４５には、Ｃｒを添加することが好ましい。そして、第１の磁性層４５中のＣｒの含有量は４ａｔ％以上１９ａｔ％以下とすることが好ましく、６ａｔ％以上１７ａｔ％以下とすることがより好ましい。Ｃｒの含有量を４ａｔ％以上１９ａｔ％以下とすることにより、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを下げ過ぎることがない。また、高い磁化を維持でき、高密度記録にしたときに十分な磁気記録再生特性と熱揺らぎ特性を得ることができる。
Ｃｒの含有量を１９ａｔ％超とした場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなり、熱揺らぎ特性が悪化する。また、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が悪化して、磁気記録再生特性が悪化する。逆に、Ｃｒの含有量を４ａｔ％未満とした場合には、磁性粒子４２の磁気異方性定数Ｋｕを高くなり、垂直保磁力Ｈｃが高くなり過ぎる。そして、記録再生時に、磁気ヘッドで高密度記録できず、ＯＷ特性が悪化する。
【００５６】
第１の磁性層４５には、Ｐｔを添加することが好ましい。そして、第１の磁性層４５中のＰｔの含有量は８ａｔ％以上２０ａｔ％以下とすることが好ましい。Ｐｔの含有量を前記範囲とすることにより、高密度記録を可能とする熱揺らぎ特性と磁気記録再生特性を得ることができる。
Ｐｔの含有量を８ａｔ％未満とした場合には、磁気異方性定数Ｋｕが低下し、高密度記録を可能とする熱揺らぎ特性を得られない。逆に、Ｐｔの含有量を２０ａｔ％超とした場合には、磁性粒子４２の内部に積層欠陥が生じ、磁気異方性定数Ｋｕが低下する。また、磁性粒子４２中にｆｃｃ構造の層が形成され、第１の磁性層４５の結晶性及び配向性が損なわれる。
【００５７】
第１の磁性層４５には、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選ばれる１種類以上の元素を添加することが好ましい。前記元素を添加することにより、磁性粒子４２の微細化を促進することができるとともに、磁性粒子４２の結晶性や配向性を向上させることができる。そして、磁性粒子４２の結晶性や配向性を向上させることにより、磁気記録再生特性及び熱揺らぎ特性を向上させることができる。
そして、前記元素の含有量は、８ａｔ％以下とすることが好ましい。前記元素の含有量を８ａｔ％超とした場合には、磁性粒子４２中にｈｃｐ相以外の相が形成される場合が発生する。ｈｃｐ相以外の相が形成されることにより、磁性粒子４２の結晶性及び配向性が乱れ、記録再生特性及び熱揺らぎ特性を向上させることが困難となる。
【００５８】
酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることができる。その中でも特に、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。また、酸化物４１として、２種類以上の酸化物からなる複合酸化物を用いてもよい。前記複合酸化物としては、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２を挙げることができる。
【００５９】
第１の磁性層４５中の酸化物４１の含有量は３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下とすることがより好ましい。酸化物４１の含有量を３ｍｏｌ％以上１８ｍｏｌ％以下とすることにより、磁性粒子４２を囲むように酸化物４１を析出させることができ、磁性粒子４２を孤立化して磁性粒子４２を微細化できる。
酸化物４１の含有量を１８ｍｏｌ％超とした場合には、酸化物４１が磁性粒子４２中に残留して、磁性粒子４２の配向性及び結晶性を損なう。また、磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出して、第１の磁性層４５から第２の磁性層４６まで垂直磁性層４を貫いた柱状構造を形成できない場合が生じる。逆に、酸化物４１の含有量を３ｍｏｌ％未満とした場合には、磁性粒子４２を孤立化できず、磁性粒子４２の微細化が不十分となる。これにより、記録再生時のノイズが増大して、高密度記録にしたときに十分なＳ／Ｎ比が得られなくなる。
【００６０】
第１の磁性層４５としては、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％であり、ＳｉＯ２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％である化合物：以下、同様の標記を用いる｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ２Ｏ５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ２Ｏ３）−（ＳｉＯ２）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ２Ｏ３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ２）などを用いることができる。また、前記基本組成を有して、その組成比を適宜選択した材料としてもよい。
【００６１】
第１の磁性層４５の磁気異方性定数Ｋｕは１×１０６〜４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲とすることが好ましい。
前記磁気異方性定数Ｋｕを１×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）未満とした場合には、第１の磁性層４５の磁化反転が容易に生じて、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が低下したり、熱揺らぎ特性が低下する。逆に、前記磁気異方性定数Ｋｕを４×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）超とした場合には、ヘッド磁界による第１の磁性層４５の磁化反転が困難となり、第２の磁性層４６の磁化反転をアシストすることも困難となる。そして、ＯＷ特性を低下させ、ΔＳｗ（磁化反転分布）を悪化させて、Ｓ／Ｎ比を低下させる。
【００６２】
＜非磁性層＞
第１の磁性層４５と第２の磁性層４６間には非磁性層７が配置されている。
非磁性層７は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎのいずれかの金属または前記金属を含む合金を用いて形成することが好ましく、ＲｕまたはＲｕ合金を用いて形成することがより好ましい。ＲｕまたはＲｕ合金を用いることにより、非磁性層７をｈｃｐ構造とすることができ、第１の磁性層４５と第２の磁性層４６を格子整合させることができる。また、Ｒｕは非磁性材料であるので、第１の磁性層４５と第２の磁性層４６をフェロカップリング（ＦＣ）またはアンチフェロカップリング（ＡＦＣ）させることができる。
【００６３】
非磁性層７には、第１の磁性層４５および第２の磁性層４６の結晶性及び配向性を損ねない範囲で、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒのいずれかの金属または前記金属を含む合金を用いてもよい。Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２を特に好適に用いることができる。ここで、前記Ｘは、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒの中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の元素を表す。なお、ＣｒＸ２中のＣｒの含有量は６０ａｔ％以上とすることが好ましい。
【００６４】
非磁性層７としては、酸化物、金属窒化物または金属炭化物のいずれかからなる層に金属粒子を分散させた層として形成してもよい。前記金属粒子はＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎのいずれかの金属または前記金属を含む合金からなる粒子を用いることができる。
前記酸化物として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２などを用いることができる。また、前記酸化物として、複合酸化物を用いてもよい。複合酸化物は、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ−Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ２Ｏ５、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−Ｓｉ３Ｎ４、Ｐｄ−ＴａＣなどを挙げることができる。また、前記金属窒化物として、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＮ、ＣｒＮなどを用いることができる。さらに、前記金属炭化物として、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどを用いることができる。
【００６５】
非磁性層７中の酸化物、金属窒化物又は金属炭化物の含有量は、非磁性層７中の合金に対して４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下の範囲とすることが好ましい。酸化物、金属窒化物又は金属炭化物の含有量を４ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下の範囲とすることにより、垂直磁性層４の結晶性や配向性を損なわない。
前記含有量を３０ｍｏｌ％超とした場合には、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物が残留して、金属粒子の結晶性や配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物又は金属炭化物が析出し、非磁性層７を上下に貫く柱状構造の形成を妨げるとともに、非磁性層７上に形成する第２の磁性層４６の結晶性や配向性を損ねる。逆に、前記含有量が４ｍｏｌ％未満である場合には、酸化物、金属窒化物又は金属炭化物の添加による効果が得られない。
【００６６】
非磁性層７の層厚は、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることが好ましく、１ｎｍ以上４ｎｍ以下とすることがより好ましい。非磁性層７の層厚を０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲とすることにより、第１の磁性層４５と第２の磁性層４６の静磁結合を切断しないようにできる。また、第１の磁性層４５と第２の磁性層４６とをフェロカップリングさせることができ、また、アンチフェロカップリングさせることができる。これにより、第１の磁性層４５および第２の磁性層４６の磁化反転を起こし易くすることができる。
例えば、非磁性層７としてＲｕ又はＲｕ合金を用いた場合には、磁性材料にもよるが、非磁性層７の層厚を０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下とした場合にアンチフェロカップリングが生じ、前記範囲外でフェロカップリングが生じる。
【００６７】
＜第２の磁性層４６＞
非磁性層７上に第２の磁性層４６が形成されている。第２の磁性層４６は非磁性層７上を完全に覆い、グラニュラー構造を有しない。
第２の磁性層４６は、酸化物を含まず、Ｃｏを主成分とする材料から構成することが好ましい。
【００６８】
また、第２の磁性層４６は、Ｃｏの他に、Ｃｒを含んでいてもよい。
第２の磁性層４６中のＣｒの含有量は１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量を１０ａｔ％以上２４ａｔ％以下とすることで、データの記録再生時における記録再生出力を十分確保できるとともに、熱揺らぎ特性を更に良好にできる。
Ｃｒの含有量を２４ａｔ％超とした場合には、第２の磁性層４６の磁化が小さくなり過ぎる。逆に、Ｃｒの含有量を１０ａｔ％未満とした場合には、磁性粒子の十分に分離できず、微細化が不十分となる。これにより、記録再生時のノイズが増大して、高密度記録に適したＳ／Ｎ比が得られない。
【００６９】
さらに、第２の磁性層４６は、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んでいてもよい。
第２の磁性層４６中のＰｔの含有量は８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔの含有量が８ａｔ％以上２０ａｔ％以下にある場合には、高記録密度に適した十分な保磁力Ｈｃを得ることができ、更に記録再生時の高い記録再生出力を維持して、高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得ることができる。
Ｐｔの含有量を２０ａｔ％超とした場合には、第２の磁性層４６中にｆｃｃ構造の相が形成され、第２の磁性層４６の結晶性及び配向性を損なう。逆に、Ｐｔの含有量を８ａｔ％未満とした場合には、磁気異方性定数Ｋｕとして十分な値が得られず、高密度記録に適した熱揺らぎ特性が得られない。
【００７０】
第２の磁性層４６は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｎの中から選ばれる１種類以上の元素を含んでいてもよい。前記元素を含有させることにより、第２の磁性層４６中の磁性粒子の微細化を促進することができるとともに、前記磁性粒子の結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。
前記元素の含有量は合計で、１６ａｔ％以下とすることが好ましい。前記元素の含有量を１６ａｔ％超とした場合には、第２の磁性層４６中の磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されて、前記磁性粒子の結晶性や配向性を乱す場合が発生し、高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができない。
【００７１】
第２の磁性層４６は、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系、ＣｏＣｒＰｔＴａ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ系、ＣｏＣｒＰｔＲｅ系の材料などを用いることができる。
ＣｏＣｒＰｔ系の材料としては、例えば、Ｃｏ１４〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ｛Ｃｒ含有量１４〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、残部Ｃｏ｝を挙げることができる。また、ＣｏＣｒＰｔＢ系の材料としては、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ０〜１６Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｂ含有量０〜１６ａｔ％、残部Ｃｏ｝を挙げることができる。なお、ＣｏＣｒＰｔＢ系材料の場合、ＣｒとＢの合計の含有量は、１８ａｔ％以上２８ａｔ％以下であることが好ましい。ＣｏＣｒＰｔＴａ系の材料としては、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、残部Ｃｏ｝を挙げることができる。また、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ系の材料としては、Ｃｏ１０〜２４Ｃｒ８〜２２Ｐｔ１〜５Ｔａ１〜１０Ｂ｛Ｃｒ含有量１０〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜２２ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜１０ａｔ％、残部Ｃｏ｝を挙げることができる。
【００７２】
第２の磁性層４６のＫｕは１×１０６〜５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲とすることが好ましい。
第２の磁性層４６のＫｕの値を１×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）未満とした場合には、容易に磁化反転が生じることになり、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の低下、熱揺らぎ特性の低下などの問題が生じる。逆に、第２の磁性層４６のＫｕの値を５×１０６（ｅｒｇ／ｃｃ）超とした場合には、ヘッド磁界に対して、容易に磁化反転をすることが困難となり、ＯＷ特性の低下、ΔＳｗ（磁化反転分布）の悪化によるＳ／Ｎ比が低下する。
【００７３】
＜柱状の結晶体＞
垂直磁性層４内には、第１の磁性層４５の結晶粒子である磁性粒子４２と、第１の磁性層４５の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された非磁性層７の結晶粒子と、非磁性層７の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された第２の磁性層４６の結晶粒子とからなる柱状の結晶体２６が形成されている。柱状の結晶体２６は、酸化物４１上に形成された粒界２５によって区画されている。
【００７４】
柱状の結晶体２６は、第１の磁性層４５、非磁性層７、第２の磁性層４６の各層に含まれる結晶粒子が、垂直磁性層４内を上下に貫いた柱状構造を形成して構成されている。このような柱状構造を有する場合、第１の磁性層４５の磁性粒子４２の配向性及び結晶性を高めて、非磁性層７および第２の磁性層４６に含まれる結晶粒子の配向性及び結晶性を高めることができる。第２の磁性層４６に含まれる結晶粒子の配向性及び結晶性を高めることにより、記録再生時に高い記録再生出力を維持することができ、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。また、第１の磁性層４５の磁性粒子４２に対応して各柱状の結晶体２６を形成する構成なので、第２の磁性層４６の磁性粒子を微細化することができ、高密度化できる。そのため、高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得ることができる。
なお、柱状の結晶体２６は、配向制御層３を構成する結晶粒子から層厚方向に連続した柱状晶として形成してもよい。
【００７５】
＜分散領域＞
第２の磁性層４６の非磁性基板１と反対側に非磁性材料が分散された分散領域４８が設けられている。また、前記非磁性材料の濃度は非磁性基板１と反対側（以下、保護層５側）から非磁性基板１側に向けて少なくされている。前記非磁性材料としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上を用いることが好ましい。
【００７６】
分散領域４８の厚さは、０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内とするのが好ましい。
分散領域４８の厚さを０．５ｎｍより薄くすると、環境物質の浸入の防止効果が発揮されない。逆に、分散領域４８の厚さを２．０ｎｍより厚くすると、第１の磁性層４５および第２の磁性層４６の磁気特性が低下して、出力等の電磁変換特性が低下する。そして、電磁変換特性の許容範囲を超える場合が発生する。例えば、磁気記録媒体の出力低下の許容範囲は、低周波（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＬＦ）出力において−１５％である。
【００７７】
分散領域４８の非磁性材料の濃度勾配（含有量勾配）は、保護層５側で非磁性材料の含有量を５０ａｔ％〜１００ａｔ％の範囲内とし、非磁性基板１側で非磁性材料の含有量を４０ａｔ％〜０ａｔ％の範囲内とすることが好ましい。
なお、分散領域４８の保護層５側の非磁性材料の含有量は８０ａｔ％〜１００ａｔ％の範囲内とすることがより好ましく、１００ａｔ％とすることが更に好ましい。また、分散領域４８の非磁性基板１側の非磁性材料の含有量は２０ａｔ％〜０ａｔ％の範囲内とすることがより好ましく、０ａｔ％とすることが更に好ましい。
また、分散領域４８の非磁性材料の濃度分布は、ほぼ直線状に変化させるのが好ましい。
【００７８】
第２の磁性層４６はグラニュラー構造としないことが好ましい。第２の磁性層４６をグラニュラー構造としないことにより、第２の磁性層４６の保護層５側を完全に覆う分散領域４８を形成することができ、垂直磁性層４の耐腐食性を高めることができる。
【００７９】
垂直磁性層４の保護層５側に分散領域４８を設けることにより、大気中の酸素などの環境物質が分散領域４８を通過して磁気記録媒体１０１の内部に侵入することを防止できる。これにより、環境物質に対する第２の磁性層４６の耐腐食性を高めることができる。また、第２の磁性層４６の出力等の電磁変換特性の低下を抑制できる。さらに、第２の磁性層４６と第１の磁性層４５との間の磁気結合を維持して、電磁変換特性を高く維持できる。
なお、第２の磁性層４６と保護層５との間には、非磁性材料のみからなる層を設けないことが好ましい。
【００８０】
＜保護層＞
垂直磁性層４上に保護層５が形成されている。保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触したときに磁気記録媒体の表面の損傷を防ぐためのもので、例えば、Ｃ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含む公知の材料を使用することができる。
保護層５の層厚は１〜１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の距離を小さくできる。
【００８１】
＜潤滑層＞
保護層５上に潤滑層６が形成されている。潤滑層６には、例えば、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の潤滑剤を用いることが好ましい。これにより、磁気記録媒体の表面を保護することができる。
【００８２】
本発明の実施形態である磁気記録媒体１０１の垂直磁性層４は、特に、フェロカップリングさせて適用することが好ましい。
また、本実施形態では、垂直磁性層４を構成する磁性層を２層としたが、これに限られるものではない。例えば、まず、酸化物を含み、グラニュラー構造の磁性層を２層積層とした後、酸化物を含まず、グラニュラー構造ではない磁性層を設けた３層構造としてもよい。さらに、酸化物を含まず、グラニュラー構造ではない磁性層を２層積層した後、酸化物を含み、グラニュラー構造の磁性層を設けた３層構造としてもよい。その場合、環境物質の内部への侵入を防止するために、最も外側に配置される磁性層はグラニュラー構造ではない磁性層とすることが好ましい。
【００８３】
＜磁気記録媒体の製造方法＞
次に、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の実施形態である磁気記録媒体１０１の製造方法は、非磁性基板１の一面１ａに、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、非磁性下地層８とをこの順序で積層する工程（第１工程）と、非磁性下地層８の非磁性基板１と反対側の面８ａに垂直磁性層４を形成する工程（第２工程）と、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに非磁性材料を付着させる工程（第３工程）と、前記非磁性材料を垂直磁性層４に浸透させて、非磁性材料が分散された分散領域４８を形成する工程（第４工程）と、保護層５を形成する工程（第５工程）と、を有する。
【００８４】
（第１工程）
まず、図２に示すように、非磁性基板１の一面１ａに、密着層１０と、第１の軟磁性層２２と、Ｒｕ層２３と、第２の軟磁性層２４と、配向制御層３と、非磁性下地層８とをこの順序で積層する。各層の成膜方法は特に限られるものではなく、例えば、スパッタ法などを用いることができる。なお、第１の軟磁性層２２と、Ｒｕ層２３と、第２の軟磁性層２４とを積層したものを軟磁性下地層２とする。
【００８５】
配向制御層３をスパッタ法で成膜する際に用いるプロセスガスとしては、不活性ガスに酸素や窒素などを導入した混合ガスを用いることができ、例えば、アルゴンと酸素の混合ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスなどを用いることができる。アルゴンと酸素の混合ガスの場合、アルゴンに対する酸素の体積率は０．０５〜５０％とすることが好ましく、０．１〜２０％とすることがより好ましい。また、アルゴンと窒素の混合ガスの場合、アルゴンに対する窒素の体積率は０．０１〜２０％とすることが好ましく、０．０２〜１０％とすることがより好ましい。
【００８６】
（第２工程）
次に、図３に示すように、非磁性下地層８の非磁性基板１と反対側の面８ａに、グラニュラー構造を有する第１の磁性層４５を形成した後、第１の磁性層４５の非磁性基板１と反対側の面４５ａに非磁性層７を形成し、さらに、非磁性層７の非磁性基板１と反対側の面７ａにグラニュラー構造を有しない第２の磁性層４６をこの順序で積層して、垂直磁性層４を形成する。
【００８７】
垂直磁性層４の形成には、例えば、スパッタ法などを用いることができる。
第１の磁性層４５は、酸化物４１と磁性粒子４２とが所定の割合とされたターゲットを用いることにより、グラニュラー構造として形成することができる。
次に、第１の磁性層４５の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長させて非磁性層７を形成する。非磁性層７は、例えば、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含んだ合金材料をターゲットとして用いることによって容易に形成できる。
次に、非磁性層７の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長させて第２の磁性層４６を形成する。これにより、垂直磁性層４内を上下に貫いた柱状構造の柱状の結晶体２６を形成できる。図３に示すように、柱状の結晶体２６は、酸化物４１上に形成された粒界２５によって区画されている。
【００８８】
（第３工程）
次に、図４に示すように、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに非磁性材料を付着させて、非磁性材料からなる層３１を形成する。非磁性材料からなる層３１の形成には、例えば、スパッタ法などを用いることができる。
前記非磁性材料として、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上を用いることが好ましく、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｔａ、ＣｒＴｉのいずれか１種以上を用いることがより好ましく、Ａｌ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｈｆのいずれか１種以上を用いることが更に好ましい。これらの材料を用いることにより磁気記録媒体の優れた電磁変換特性と耐腐食性を両立することが可能となる。
なお、非磁性材料は、層構造ではなく、アイランド構造として付着させてもよい。いずれにしても、次の工程で、非磁性材料３１からなる層が第２の磁性層４６の表面に残されることなく、垂直磁性層４の内部に所定の分散領域を形成できればよい。
【００８９】
（第４工程）
次に、非磁性材料３１を垂直磁性層４に浸透させて、非磁性基板１と反対側から非磁性基板１側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料が分散された分散領域４８を形成する。
非磁性材料を垂直磁性層４に浸透させる方法としては、例えば、非磁性材料にイオン照射する方法（イオン照射法）と非磁性材料を加熱する方法（加熱法）などを挙げることができる。
【００９０】
図５は、イオン照射法の一例を示す工程図であって、矢印Ｉに示すように不活性イオンまたは窒素イオンを照射する。前記不活性イオンとしては、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒのいずれかの不活性イオンを用いることが好ましい。イオン照射の条件は、単位面積当たり５×１０１５原子／ｃｍ２、加速電圧８００Ｖである。
非磁性材料にイオン照射することにより、非磁性材料を第２の磁性層４６内部に拡散させることができる。これにより、図６に示すように、垂直磁性層４の保護層５側に、非磁性基板１の反対側から非磁性基板１側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料が分散された分散領域４８を形成できる。
【００９１】
このとき、非磁性材料からなる層３１の層厚およびイオン照射条件を適切に設定して、イオン照射後、非磁性材料からなる層３１が残存しないようにすることが好ましい。非磁性材料からなる層３１の層厚およびイオン照射条件が不適切な場合には、分散領域４８と保護層５との間に非磁性材料からなる層３１を含む層が残存する場合がある。非磁性材料が残存すると、磁気ヘッドと磁性層と間の距離を増加して、磁気記録媒体の電磁変換特性を低下させる。
【００９２】
なお、非磁性材料からなる層３１の層厚およびイオン照射条件は実験で決定する。例えば、基板上に、Ｃｏ１６Ｃｒ１６Ｐｔ８Ｂ｛Ｃｒ含有量１６ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、Ｂ含有量８ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなる第２の磁性層４６を５ｎｍの層厚で形成したとき、第２の磁性層４６上に、非磁性材料３１としてＡｌ｛Ａｌ含有量１００ａｔ％｝を２ｎｍの層厚で形成した後、Ａｌ表面にＡｒイオンを一定時間照射すると、第２の磁性層４６と保護層５との間にはＡｌのみからなる層はほとんど残存しない。このとき、非磁性材料の約８０ａｔ％はエッチング除去され、非磁性材料の約２０ａｔ％は第２の磁性層４６内に拡散されて、第２の磁性層４６の保護層５側に厚さ約１ｎｍの分散領域４８が形成される。
【００９３】
加熱法では、例えば、非磁性材料に熱を照射して、非磁性材料を熱拡散させる。加熱法により、非磁性材料を第２の磁性層４６内部に拡散させることができ、垂直磁性層４の保護層５側に、非磁性基板１と反対側から非磁性基板１側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料が分散された分散領域４８を形成できる。
しかし、分散領域４８は、加熱法よりもイオン照射法により形成することがより好ましい。イオン照射法を採用することにより、層構造を壊すことなく、分散領域４８を形成することができる。
【００９４】
（第５工程）
次に、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに保護層５を形成する。保護層５の形成には、例えば、ＣＶＤ法などを用いることができる。
次に、潤滑層６を形成して、図１に示す磁気記録媒体５０を製造する。潤滑層６の形成には、例えば、ディッピング法などを用いることができる。
【００９５】
（磁気記録再生装置）
図７は、本発明の実施形態である磁気記録再生装置の一例を示す斜視概略図である。
本発明の実施形態である磁気記録再生装置１００は、本発明の実施形態である磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に情報を記録再生する磁気ヘッド５２と、磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４と、を備えている。
【００９６】
記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送るとともに、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能とされている。
なお、磁気ヘッド５２には、例えば、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した磁気ヘッドを用いる。これにより、より高記録密度で記録再生を行うことができる。
【００９７】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、非磁性基板１の一面１ａ上に、軟磁性下地層２と、直上の層の配向性を制御する配向制御層３と、非磁性下地層８と、一面１ａに対して主に垂直に配向された磁化容易軸を有する垂直磁性層４と、保護層５とがこの順序で積層された磁気記録媒体５０であって、垂直磁性層４は２層以上の磁性層４５、４６を備えており、前記磁性層４５、４６のうち最も保護層５側の磁性層４６に非磁性材料が分散された分散領域４８が設けられており、前記非磁性材料の濃度が保護層５側から非磁性基板１側に向けて少なくされている構成なので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化を促進して、再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。また、熱揺らぎ特性も向上させて、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を得ることができる。これにより、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。そして、高密度記録化に適した磁気記録媒体とすることができる。
【００９８】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、分散領域４８の厚さが０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内である構成なので、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。
【００９９】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、前記非磁性材料がＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂからなる群から選ばれるいずれか１種以上である構成なので、電磁変換特性を高くすることができ、かつ、耐腐食性を高くすることができる。
【０１００】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、前記垂直磁性層４が、非磁性基板１側からグラニュラー構造を有する第１の磁性層４５と、非磁性層７と、分散領域４８を有する第２の磁性層４６とをこの順序で積層してなる構成なので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化を促進して、再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができ、電磁変換特性を高くすることができる。また、第２の磁性層４６の保護層５側を完全に覆う分散領域４８を形成でき、耐腐食性を高くすることができる。
【０１０１】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０は、垂直磁性層４内に、第１の磁性層４５の結晶粒子と、第１の磁性層４５の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された非磁性層７の結晶粒子と、非磁性層７の結晶粒子を種として厚み方向にエピタキシャル成長された第２の磁性層４６の結晶粒子とからなる柱状の結晶体２６を有している構成なので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化を促進して、再生時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上することができ、電磁変換特性を高くすることができる。
【０１０２】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０の製造方法は、非磁性基板１の一面１ａに、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、非磁性下地層８とをこの順序で積層する工程と、非磁性下地層８の非磁性基板１と反対側の面８ａに２層以上の磁性層４５、４６を有する垂直磁性層４を形成する工程と、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに非磁性材料を付着させる工程と、非磁性材料を垂直磁性層４に浸透させて、非磁性基板１と反対側から非磁性基板１側に向けて濃度が少なくなるように非磁性材料が分散された分散領域を形成する工程と、垂直磁性層４の前記非磁性基板１と反対側の面４ａに保護層５を形成する工程と、を有する構成なので、高い電磁変換特性および高い耐腐食性を備えた磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【０１０３】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０の製造方法は、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに付着させた非磁性材料に不活性イオンまたは窒素イオンを照射して、前記非磁性材料を垂直磁性層４に浸透させる構成なので、高い電磁変換特性および高い耐腐食性を備えた磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【０１０４】
本発明の実施形態である磁気記録媒体５０の製造方法は、垂直磁性層４の非磁性基板１と反対側の面４ａに付着させた非磁性材料を加熱して、前記非磁性材料を垂直磁性層４に浸透させる構成なので、高い電磁変換特性および高い耐腐食性を備えた磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【０１０５】
本発明の実施形態である磁気記録再生装置１００は、本発明の実施形態である磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０の記録再生を行う磁気ヘッド５２と、を備えている構成なので、高い電磁変換特性および高い耐腐食性を備え、高密度記録に適した磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置とすることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。また、ディスクリートトラック型磁気記録媒体や、ビットパターン型磁気記録媒体の製造工程にも適用することができる。
【実施例】
【０１０６】
（実施例１）
以下のようにして、図１に示す構造を備えた磁気記録媒体を製造した。
まず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形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−３０４０）の成膜チャンバ内に収容した。
次に、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、前記ガラス基板の一面上に、ＣｒＴｉターゲットを用いて、ＣｒＴｉからなる層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。
【０１０７】
次に、前記密着層上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、１００℃以下の基板温度で、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａからなる層厚２０ｎｍの第１の軟磁性層を成膜した。
次に、前記軟磁性層上に、層厚０．７ｎｍのＲｕ層を成膜した後、前記Ｒｕ層上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａからなる層厚２０ｎｍの第２の軟磁性層を成膜した。
これにより、第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間にＲｕ層を挟みこんだ軟磁性下地層を形成した。
【０１０８】
次に、前記軟磁性下地層上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲットを用いて、層厚６ｎｍのＮｉ−６Ｗ層を成膜した後、前記Ｎｉ−６Ｗ層上に、Ｒｕターゲットを用いて、層厚２０ｎｍのＲｕ層を成膜して、配向制御層を形成した。
なお、Ｒｕ層の成膜では、成膜の最初はスパッタ圧力を０．６Ｐａの低圧とし、最後はスパッタ圧力を１Ｐａの高圧とした。
【０１０９】
次に、前記配向制御層上に、（６０Ｃｏ４０Ｃｒ）８６−（ＳｉＯ２）１４｛Ｃｒ含有量４０ａｔ％、残部Ｃｏの合金を８６ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を１４ｍｏｌ％｝の組成の非磁性下地層を、層厚３ｎｍで成膜した。なお、このときのスパッタ圧力は２Ｐａとした。
【０１１０】
次に、前記非磁性層下地層上に、（Ｃｏ９．５Ｃｒ１６Ｐｔ５．５Ｒｕ）９１．７−（ＳｉＯ２）５−（Ｃｒ２Ｏ３）３．３｛Ｃｒ含有量９．５ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、Ｒｕ５．５ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１．７ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３からなる酸化物を３．３ｍｏｌ％｝の組成の第１の磁性層を、層厚３ｎｍで形成した。なお、このときのスパッタ圧力２Ｐａとした。
【０１１１】
次に、前記磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を、層厚０．５ｎｍで形成した。
次に、前記非磁性層の上に、Ｃｏ１６Ｃｒ１６Ｐｔ８Ｂ｛Ｃｒ含有量１６ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、Ｂ含有量８ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、第２の磁性層を５ｎｍの層厚で形成した。なお、このときのスパッタ圧力を０．６Ｐａとした。これにより、第１の磁性層と第２の磁性層との間に非磁性層を挟みこんだ垂直磁性層を形成した。
【０１１２】
次に、この第２の磁性層の上に、スパッタ法により、層厚２ｎｍのＡｌ膜を成膜した。スパッタ圧力は０．８Ｐａとした。
次に、Ａｌ膜の表面から、Ａｒイオン照射を行った。照射条件は、Ａｒガスを８ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｐａ，高周波プラズマ電力２００Ｗ、加速電圧８００Ｖ、照射時間２０秒とした。これにより、垂直磁性層内にＡｌの分散領域を形成した。
なお、Ａｒイオン照射後の垂直磁性層を調べたところ、Ｃｏ１６Ｃｒ１６Ｐｔ８Ｂ磁性層の表層部１．２ｎｍの範囲内にＡｌの分散領域が形成されていた。この分散領域は磁性層の最表層部でＡｌの含有量が９７ａｔ％、最下部で０ａｔ％であり、その間でＡｌ含有量はほぼリニアに変化していた。
【０１１３】
次に、ＣＶＤ法により、層厚３．０ｎｍの保護層を成膜した。
次に、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜した。
以上の工程により、実施例１の磁気記録媒体を製造した。
【０１１４】
（比較例１）
分散領域を設けなかった他は実施例１と同様にして、比較例１の磁気記録媒体を製造した。
【０１１５】
（実施例２〜１６）
非磁性材料の種類および／またはＡｒ照射時間を変化させた他は実施例１と同様にして、実施例２〜１６の磁気記録媒体を作製した。
表１に、実施例２〜１６の非磁性材料の種類、Ａｒ照射時間の条件を、実施例１および比較例１とともに示す。
【０１１６】
【表１】
2011014204.tif 000003
【０１１７】
「特性評価」
次に、実施例１〜１６および比較例１の磁気記録媒体の低周波信号出力及びビットエラーレートを測定した。
図８及び図９は、実施例１〜１６の磁気記録媒体の電磁変換特性の違いを示すグラフである。ここで、比較例１の磁気記録媒体の電磁変換特性との対比した値を縦軸の値として用いている。また、電磁変換特性としては、低周波信号出力およびビットエラーレートを用いている。なお、図８及び図９において、＃１〜＃１６はそれぞれ実施例１〜１６を示す。
図８は、低周波信号出力とＡｒ照射時間との関係を示すグラフであって、縦軸は低周波信号出力の対比結果（（実施例１〜１６／比較例１）×１００）である。
また、図９は、ビットエラーレートとＡｒ照射時間との関係を示すグラフであって、縦軸はビットエラーレートの絶対値の対比結果（（実施例１〜１６／比較例１）×１００）である。
【０１１８】
次に、実施例１〜１６及び比較例１の磁気記録媒体の耐腐食性評価を行った。
前記耐腐食性評価は、磁気記録媒体を９０℃、湿度９０％の環境下に９６時間放置した後、光学式表面検査機を用いて、前記磁気記録媒体の表面に発生した直径２μｍ以上の腐食スポットの数（個／面）をカウントして実施した。
実施例１〜１６の磁気記録媒体の腐食スポットの数が７０〜８５（個／面）であったのに対し、比較例１の磁気記録媒体の腐食スポットの数は１９０（個／面）であり、実施例１〜１６の磁気記録媒体は比較例の磁気記録媒体に比べて耐腐食性に優れていた。  
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置に関するものであって、特に、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が前記非磁性基板に対して主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とをこの順序で積層してなる磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録再生装置に関するものであって、磁気記録媒体を製造・利用する産業において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１２０】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地層、３…配向制御層、３ａ…非磁性基板と反対側の面、４…垂直磁性層、４ａ…非磁性基板と反対側の面、５…保護層、５ａ…非磁性基板と反対側の面、６…潤滑層、６ａ…非磁性基板と反対側の面、７…非磁性層、７ａ…非磁性基板と反対側の面、８…非磁性下地層、８ａ…非磁性基板と反対側の面、１０…密着層、２２…第１の軟磁性層、２３…非磁性層、２４…第２の軟磁性層、２５…粒界、２６…柱状の結晶体、３１…非磁性材料からなる層、４１…酸化物、４２…磁性粒子、４５…第１の磁性層、４６…第２の磁性層、４５ａ…非磁性基板と反対側の面、４８…分散領域、５０…磁気記録媒体、５０ａ…非磁性基板と反対側の面、５１…媒体駆動部、５２…磁気ヘッド、５３…ヘッド駆動部、５４…記録再生信号処理系、１００…磁気記録再生装置。
【図１】
2011014204.tif 000004
【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】
2011014204.tif 000010
【図８】
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【図９】
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