(57)【要約】【課題】媒体Ｓ／Ｎが高く、書き滲みを抑えた優れた垂直記録媒体を実現する。【解決手段】周方向にテクスチャを付与した基板上に負磁歪の軟磁性下地層１３を介して垂直記録層１６を備える。軟磁性下地層１３は、第一の軟磁性層１３１と、第二の軟磁性層１３３と第一の軟磁性層と第二の軟磁性層との間に形成された非磁性層１３２を有し、第一の軟磁性層と第二の軟磁性層とが、互いに反強磁性的に結合し、磁化容易軸が径方向を向いている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に開口を有し表面に周方向に延びる微細な筋状のテクスチャを有する円板状の基板上に、軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成されており、
前記軟磁性下地層は、非磁性層で互いに分離された第一の非晶質軟磁性層と第二の非晶質軟磁性層からなり、前記第一の軟磁性層と第二の軟磁性層は負の磁歪定数を有する材料からなって前記非磁性層を介して反強磁性的に交換結合しており、
前記軟磁性下地層の磁化容易軸と前記基板の径方向の成す角の同一半径における周内の平均値が５度以内である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、前記軟磁性下地層の磁化容易軸と基板の径方向の成す角の同一半径における周内分布の標準偏差が５度より小さいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大容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垂直磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータのみならず家庭用の電気製品にも小型で大容量の磁気基板装置が搭載されるなど、磁気記録装置の大容量化の要求は強く、記録密度の向上が求められている。これまで、磁気ヘッドや磁気記録媒体などの開発が精力的に行われてきた中で、最近、記録方式の主流が、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へ移行し、さらなる記録密度の向上が可能になった。垂直磁気記録媒体においては、軟磁性下地層を有する二層垂直磁気記録媒体とすることで、磁気ヘッドからの記録磁界の印加効率を上げることができ、記録膜の保磁力増加に対応することも可能であることが知られている。
【０００３】
基本的には、軟磁性下地層は磁気ヘッドからの記録磁界を環流させる役割を果たすため、記録層と比較して、飽和磁束密度（Ｂｓ）の高い軟磁性材料を厚く形成する必要があり、そのため軟磁性下地層起因のノイズが問題となってきた。このノイズの主な原因は軟磁性層に生成した磁壁からの漏洩磁場によるもので、これまで磁壁の生成を抑制する方法や漏洩磁場を減少させる方法が検討されてきた。
【０００４】
特開２００１−１５５３２１号公報には、軟磁性下地層を非磁性層で互いに分離された二層以上の軟磁性層で構成し、分離する非磁性膜にＲｕを用いることで上下の軟磁性層を反強磁性的に交換結合させる方法が提案されている。積層された軟磁性層の磁化を逆向きにすると、磁壁からの漏洩磁場が発生しにくいため、磁区制御層が無くてもスパイクノイズや記録磁化の減磁の抑制、浮遊磁界耐性の向上に効果がある。特開２００４−３４８７７７号公報には、交換結合した軟磁性下地層の下に反強磁性層やピンド層を設け、軟磁性下地層の異方性を制御する方法が示されている。軟磁性下地層の磁区を制御し、磁壁を抑制することで漏洩磁場を減少させる方法である。しかし、軟磁性下地層の磁気特性を制御することはできるが、単磁区構造にすることは非現実的で、磁壁を完全に消すことはできない。
【０００５】
一方、特開平１−２６７８３４号公報には、磁気ヘッドの浮上性を良くするために、基板に周方向のテクスチャを付けることが提案されている。そして、特開平６−１０３５５４号公報などにあるように、一般的にテクスチャを付けた基板を用いて軟磁性層を形成すると、形状効果によりテクスチャ方向に磁気異方性の磁化容易軸が向き易くなることが知られている。
【０００６】
また、特開昭６３−７４１２１号公報には、負の磁歪定数を持った軟磁性層を基体に機械的に張力を負荷しながら製膜することにより、引っ張り方向と９０°を成す方向に磁化容易軸を形成する方法が示されている。特開平７−２３５０３４号公報には、Ｃｏ系の負磁歪軟磁性材料を用いた例が示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５５３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４８７７７号公報
【特許文献３】特開平６−１０３５５４号公報
【特許文献４】特開昭６３−７４１２１号公報
【特許文献５】特開平７−２３５０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
軟磁性下地層起因のノイズを低減するという点で、二層以上の軟磁性層を交換結合させる方法は非常に有効である。しかし、前述したように軟磁性層を単磁区構造にすることは不可能であり、しかも次に示す理由により軟磁性層の磁気異方性の方向を一方向に揃えることが難しい。まず、一般的にマグネトロンスパッタ装置を用いて製膜している現在の手法では、スパッタ装置のターゲットカソードに用いる永久磁石からの漏洩磁場が放射状に分布しているため、軟磁性下地層の磁化の容易軸は径方向に付与される。
【０００９】
一方、基板は中心に穴の開いたドーナツ型の円板であるため、内外周では形状異方性や応力などによって磁化が周方向に向きやすい。この効果は、内周で特に径が小さくなるほど顕著に現れる。また、磁気ヘッドの浮上性を考慮すると周方向にテクスチャを付与した基板を用いることが良いが、形状効果により磁化はさらに周方向を向きやすくなる。このような複合要因により、基板の中周から外周では、比較的径方向に容易軸が付与されるのに対し、内周では周方向に容易軸が傾き、基板面内で異方性に分布が生じてしまう。
【００１０】
また、薄い軟磁性下地層では、形状効果の影響が大きくなる。さらに、交換結合を用いた軟磁性層では、薄膜化した下層の漏洩磁場が小さいために、上層の磁化容易軸が下層と反平行になりにくい問題が生じる。このため、スパッタ装置を用いて製膜する軟磁性下地層を薄膜化すると磁化容易軸は径方向から周方向に傾きやすくなってしまう。
【００１１】
本発明は、軟磁性下地層起因のノイズを低減し、書き滲みを抑制した垂直磁気記録媒体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】
これまで軟磁性下地層の磁気異方性の大きさと記録特性との関係に関しては十分に検討されてきたが、磁気異方性の方向、特にその分布に関しては殆ど問題視されていなかった。しかし、我々は２００Ｔｂ／ｍ2を超える高記録密度を達成するには、軟磁性下地層と記録ヘッドとの磁気的相互作用を高度に制御することが必要であると考え、軟磁性下地層の異方性の面内分布が記録特性に与える影響を調べたところ、異方性の容易軸を径方向に付与することで軟磁性下地層起因のノイズを低減し、しかも異方性の面内分布を均一にすることでヘッドの書き滲みも抑えられることを見出した。
【００１３】
本発明は、軟磁性下地層の異方性を制御する層を設けることなく、軟磁性下地層の磁気異方性の容易軸を径方向に一様に付与することにより、軟磁性下地層起因のノイズを低減し、書き滲みを抑制した垂直磁気記録媒体を提供するものである。
【００１４】
本発明による垂直磁気記録媒体は、周方向にテクスチャを付与した基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層を設ける。軟磁性下地層は、第一の軟磁性層と、第二の軟磁性層と第一の軟磁性層と第二の軟磁性層との間に形成された非磁性層を有し、第一の軟磁性層と第二の軟磁性層とが互いに反強磁性的に結合している。さらに、第一の軟磁性層及び第二の軟磁性層の異方性の磁化容易軸と基板の径方向の成す角の平均が５度以内にある。
【００１５】
第一軟磁性層と第二軟磁性層の異方性の磁化容易軸を基板の径方向に付与するための手段として、周方向にテクスチャが付与された基板上に、負の磁歪定数を持った軟磁性下地層を形成する。負の磁歪定数を示す軟磁性材料は、例えばＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも１つを主成分とする軟磁性材料に、Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｈｆ，Ｎｉなどの元素を一定割合以上添加した材料である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に依れば、軟磁性下地層起因の媒体ノイズを低減できるばかりでなく、ヘッドの書き滲みを抑え、かつ記録特性を面内で均一にすることができ、記録再生特性が均一な高密度垂直磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の構造例を示す断面摸式図である。この媒体は、周方向にテクスチャを付与した基板１１上に軟磁性下地層１３、中間層１５、垂直記録層１６、保護層１７がこの順序で形成されている。軟磁性下地層１３は、第一の軟磁性層１３１と、第二の軟磁性層１３３と、第一の軟磁性層と第二の軟磁性層との間に形成された非磁性層１３２を有し、第一の軟磁性層と第二の軟磁性層が反強磁性的に結合している。基板１１と軟磁性下地層１３の間には、密着層１２を設けることができる。また、軟磁性下地層１３と中間層１５の間には、シード層１４を設けることができる。
【００１８】
軟磁性下地層１３の容易軸方向に磁場を印加して測定した磁化曲線は、図２（ａ）に示すように原点でほぼ対称であり、正磁界側、負磁界側どちらに磁場を印加した場合も同じ大きさの磁化を有する。さらに、ゼロ磁界を含むある磁界範囲でゼロ又は微小な磁化で安定している。安定な磁場範囲より大きな磁場を印加すると、急激に磁化が磁場方向に向き軟磁性特性を示す。この安定な磁場範囲を交換磁場Ｈexと定義し、磁化曲線の微分値のピーク値として定量化することができる。このＨexの大きさは、軟磁性層の材料及び膜厚により概ね決定される。一方、困難軸方向に磁場を印加した場合、磁化曲線は図２（ｂ）に示すように原点を通る単調な曲線となる。
【００１９】
本発明の軟磁性下地層１３は、媒体の記録再生特性を向上させる観点から、磁化容易軸を径方向に均一にすることが重要である。特に再生特性を向上しＳ／Ｎ比を上げるために、径方向に磁化容易軸が向いていることが重要である。磁化容易軸は径方向から±５°以内を向いているのが望ましい。
【００２０】
また、記録時の書き滲みを抑制する観点から、磁化容易軸方向に測定した交換磁場Ｈexを大きくすると良い。軟磁性下地層の膜厚、材料組成を固定した場合、Ｈexを大きくするには磁化容易軸方向の分布を小さくすることが重要である。特に、軟磁性下地層の同一半径周内で４５度ごとに測定した８点の磁化容易軸方向の標準偏差が５度以内であると良い。
【００２１】
一方、周方向にテクスチャが形成されている基板を用いると、軟磁性層の磁化容易軸は、形状効果により、周方向に向きやすくなる。そこで、本発明の磁気記録媒体の軟磁性層は、負の磁歪定数を持った軟磁性材料を用いる。負の磁歪効果を用いることで、テクスチャ方向と９０°を成す径方向に磁化容易軸が向くようにできる。
【００２２】
次に、本発明に適した材料について説明する。基板１１は、ガラス又はアルミニウム合金基板等の非磁性基体を用いた中心に穴の空いたドーナツ型の円板で、周方向にテクスチャ又は浅い溝が加工されているものが好適である。これは、ヘッドの浮上性を良くするためと、軟磁性材料の負の磁歪効果を有効に働かせるためである。また、基板表面の粗さは、ヘッドの安定した浮上を確保する観点から、平均表面粗さＲａが０．１５ｎｍから０．５ｎｍの間のものが望ましい。
【００２３】
軟磁性層１３と基板１１との間には、密着層１２を設けることが好ましい。密着層１２の材料としては、表面平坦性に優れていれば特に限定するものではないが、基板１１のテクスチャ構造が密着層１２表面に反映されることが必要であり、非晶質材料や微結晶材料を用いて膜厚３０ｎｍ以下に形成することが望ましい。例えば、Ｎｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｃｏ，Ｈｆ，Ｓｉ，Ｂのうち少なくとも二種以上の金属を含む合金で構成することが望ましい。より具体的には、ＮｉＴａ，ＡｌＴｉ，ＡｌＴａ，ＣｒＴｉ，ＣｏＴｉ，ＮｉＴａＺｒ，ＣｒＴｉＡｌ等を用いることができる。
【００２４】
軟磁性材料１３には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの内ひとつ又は複数の元素を主成分とし、これにＴａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂ，Ｃ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｗから選ばれる１種以上の元素を添加した表面平坦性に優れる非晶質合金を用いることが望ましい。ここでの非晶質合金とは、Ｘ線回折測定において明瞭な回折ピークが見られない非晶質または微結晶合金をいう。
【００２５】
さらに、磁歪を負にすることが重要であり、このためにはたとえばＴａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｈｆ，Ｎｉなどの元素を一定割合以上添加することが有効である。負磁歪になる組成は、主成分であるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの組成比にも、添加する元素の種類、また製膜時の温度、ガス圧などのプロセスにも左右される。
【００２６】
たとえば、Ｃｏを基体としてＴａ及びＺｒを添加する場合、Ｔａの添加量をＸat％とするとＺｒの添加量を（Ｘ／２−１）at％以下にすると磁歪を負にすることができる。さらに、表面平坦性に優れる非晶質の膜を形成するには、Ｔａの添加量をＸat％、Ｚｒの添加量をＹat％としてＸ＋３Ｙを１２以上とするとよい。これらを総合すると、Ｔａの添加量をＸat％、Ｚｒの添加量をＹat％とした場合、Ｘ＞６且つ４−Ｘ／３＜Ｙ＜Ｘ／２−１の間にすると負磁歪で非晶質の軟磁性膜を形成できることができる。また、ＦｅとＣｏの組成比でＦｅの割合を５０at％から７０at％添加したＦｅＣｏを基体としてＴａ及びＺｒを添加する場合、Ｔａの添加量をＸat％、Ｚｒの添加量をＹat％とした場合、Ｘ＞１０且つＹ＜Ｘ／２−１とすると負磁歪かつ非晶質の軟磁性膜を形成することができる。
【００２７】
軟磁性下地層１３の膜厚は、軟磁性特性を示す観点から５ｎｍ以上、基板のテクスチャを反映した軟磁性下地層の形成の面から１００ｎｍ以下であることが望ましい。第一軟磁性層１３１と第二軟磁性層１３３の合計膜厚が６０ｎｍ以下の場合に、特に磁歪の効果が得られる。中間層１５としては、非磁性で、非晶質もしくは六方最密格子構造や面心立方格子構造の合金を用いることができる。中間層は単層膜でよいが、結晶構造の異なる材料を用いた積層膜でもよい。材料としては、Ｒｕ或いはＲｕを主成分として、これにＣｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｍｏから選ばれる少なくとも１種類の元素を添加したものを用いることができる。
【００２８】
中間層１５の配向及び粒径を制御するために軟磁性下地層１３と中間層１５の間にシード層１４を設けることもできる。シード層の材料としては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｗ，Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｂから選ばれる単体もしくは、２種以上の元素からなる合金を用いることができる。シード層１４は単層膜でも積層膜でもよい。
【００２９】
垂直記録層１６としては、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔＢ合金等のｈｃｐ−Ｃｏ合金膜やＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2等のグラニュラー膜、（Ｃｏ／Ｐｔ）多層膜、（ＣｏＢ／Ｐｔ）多層膜、（ＣｏＳｉ／Ｐｔ）多層膜等の人工格子膜を用いることができる。また、これらの単層膜でも積層膜でもよい。
【００３０】
垂直記録層の保護膜としては、カーボンを主体とする２ｎｍ以上、５ｎｍ以下の膜を形成し、さらにパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を形成するのが好ましい。これにより、信頼性の高い垂直記録媒体が得られる。
【００３１】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１に層構成を示す垂直磁気記録媒体を作製した。基板１１には６５ｍｍ型のガラス基板を用い、スパッタリング法により密着層１２、第一軟磁性層１３１、非磁性層１３２、第二軟磁性層１３３、シード層１４、中間層１５、記録層１６、保護層１７を順次形成した。表１に各層の製膜に用いたターゲットの組成とＡｒガス圧及び膜厚を示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
基板１１は、周方向にテクスチャを付与した基板で、平均表面粗さＲａは０．２５ｎｍのものを用いた。
【００３５】
はじめに、製造方法について述べる。基板１１上に密着層１２であるＡｌＴｉ、第一軟磁性層１３１であるＣｏＴａ10Ｚｒ2を形成した。次に、非磁性層１３２であるＲｕ、第二軟磁性層１３３であるＣｏＴａ10Ｚｒ2を形成した。さらにヘリウムガスを用いて基板を７０℃まで磁場中で冷却し、シード層１４であるＴａ、中間層１５であるＲｕを形成した。その上に記録層１６であるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2のグラニュラー膜、ＣｏＣｒＰｔ合金膜を順に形成した。そして、保護層２０であるCarbonを形成した。冷却中の磁界の大きさは基板中心で８ｋＡ／ｍである。その後、パーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオルカーボン材で希釈した潤滑剤を塗布し、表面にバニッシュをかけて垂直記録媒体Ａを作製した。
【００３６】
比較のために軟磁性材料にＣｏＴａ3Ｚｒ5を用いた媒体Ｂを用意した。比較例の媒体の軟磁性下地層製膜時の製膜時ガス圧、温度、製膜速度等の製膜条件及びその他の層構成及び膜厚、使用した基板の仕様は、本実施例と同じである。
【００３７】
まず上記軟磁性材料の磁歪をテスラ社のＭ−Ｈループトレーサ（TS-MK5KT08）を用いて測定した。本実施例であるＣｏＴａ10Ｚｒ2の磁歪は概ね−７×１０-7、比較例であるＣｏＴａ3Ｚｒ5は１５×１０-7であった。
【００３８】
次に、作製した媒体Ａの特性評価について述べる。まず、軟磁性下地層の磁気特性について試料振動型磁力計（ＶＳＭ）を用いて評価した。媒体Ａについて、半径２３ｍｍの位置を中心として８ｍｍ角に切断したサンプルの、径方向及び周方向の磁化曲線を測定した。その結果を図２に示す。
【００３９】
基板の半径方向に磁界を印加して測定した本実施例の磁化曲線を示す図２（ａ）は、ゼロ磁界を含むある磁場範囲で安定なレベルを有するステップ状の形状をしている。これは軟磁性下地層の磁化容易軸が径方向を向いていることを示しており、この安定なレベルの磁場範囲で、第一軟磁性層１３１と第二軟磁性層１３３が反強磁性的に結合していることを示している。この安定なレベルからの遷移磁場を交換磁場Ｈexとして定義する。実際の測定結果である図２（ａ）の磁化曲線では、勾配の極大値である図中のＨex＋及びＨex−は、Ｙ軸を中心に対称で、その大きさはほぼ等しく、これらの平均の値を軟磁性下地層の交換磁場Ｈexとすることができる。本実施例の媒体ＡのＨexは約２．６ｋＡ／ｍであった。
【００４０】
一方、基板の周方向に磁界を印加して測定した磁化曲線である図２（ｂ）は、原点から飽和磁場付近まで単調変化している。これは、まさに周方向が困難軸方向であることを示しており、このことからも本実施例の媒体Ａの軟磁性下地層の異方性が径方向を向いていることがわかる。
【００４１】
また、軟磁性下地層の磁気異方性の方向とＨexの大きさを、磁気カー効果を利用したオプトロスコープを用いて評価した。オプトロスコープは、基板を切断することなく円板上の任意の位置で軟磁性下地層の磁気特性を調べることができる。本装置は、ヘルムホルツコイルにより最大印加磁場１６ｋＡ／ｍを基板の面内方向に印加して、波長８００ｎｍの半導体レーザーを基板に照射し反射波をフォトダイオードで検出することによりレーザースポット径（約２ｍｍφ）程度の微小領域の磁気カー効果を測定する。基板は、ヘルムホルツコイル内で自由に移動、回転することができ、媒体基板の任意の位置で径方向、周方向を含む面内中の任意方向についてKerr効果を測定できる。
【００４２】
媒体Ａの半径２３ｍｍの位置で、径方向について測定を行った結果の一例を図３に示す。径方向つまり磁化容易軸方向に測定したKerr出力曲線は、残留磁場付近でヒステリシスを持った原点にほぼ対称な長方形の形をしている。この長方形のｘ軸との交点をそれぞれＨex’＋、Ｈex’−とし、Ｈex’＋とＨex’−の大きさの平均Ｈex’は約２．６ｋＡ／ｍであり、ＶＳＭにおける測定のＨexとほぼ等しいことが分かる。
【００４３】
軟磁性下地層の容易軸方向を正確に評価するために、次の順で測定を行った。媒体Ａの径方向に磁場とレーザーを向けた状態から、基板を１°ずつ回転させて磁場とレーザーの方向を径方向から傾けてKerr効果を測定した。基板が径方向からθだけ回転した時の代表的なKerr出力曲線を図４に示す。測定した基板の半径位置は２３ｍｍである。径方向（θ＝０°）に測ったKerr出力曲線は、図４（ａ）のように角のある長方形のヒステレシスを示す。基板を回転させて、レーザーを周方向に傾けていくに従って、図４（ａ）で見られていた長方形の角が丸くなり（図４（ｂ）、θ＝５°）、さらに基板を回転させていくとKerr出力曲線は斜めに傾いた平行四辺形（図４（ｃ）、θ＝１０°）、角の取れた菱形になる（図４（ｄ）、θ＝４５°）。さらにθを大きくすると逆にヒステリシスは小さくなり（図４（ｅ）、θ＝７５°）、θを９０°まで回転させて最終的にレーザーを周方向に向けて測定すると、図４（ｆ）に示すようにヒステリシスがなくなった単調変化の曲線となる。図４（ｆ）のKerr出力曲線は、ＶＳＭで測定した周方向の磁化曲線とほぼ同じ曲線であることがわかる。この中で、困難軸方向となる図４（ｆ）のようなヒステリシスがない曲線となる角度を調べることが容易であることから、図４（ｆ）に示すようなヒステリシスがなくなる角度を磁化困難軸とし、磁化困難軸から９０°傾いた方向を磁化容易軸と決定することができる。
【００４４】
例えば、比較例の媒体Ｂを上記と同様にオプトロスコープを用いて基板を１°ずつ回転させて測定した。半径位置は２３ｍｍである。媒体Ｂにおいては、ヒステリシスがなくなる角度（磁化困難軸）は径方向から１０５°傾いていた。このことから、磁化容易軸は径方向から１５°傾いている方向であることがわかる。
【００４５】
そこで本実施例の媒体Ａと比較例の媒体Ｂについて、上記の方法を用いて容易軸方向のＨex’と径方向からの磁化容易軸の傾きについて、半径位置１５ｍｍ（内周）、２３ｍｍ（中周）、３１ｍｍ（外周）について面内分布を調べた。各半径位置で、周方向に４５度ごと８点について測定を行った。その結果を表２に示す。表には各半径おけるＨex’の平均＜Ｈex＞、磁化容易軸の傾き＜θ＞の平均及び角度分散を標準偏差σとして示した。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
負磁歪材料を用いた媒体Ａの軟磁性層の磁化容易軸方向＜θ＞は、全半径に渡って２°程度に収まっており、同一半径における標準偏差σ-も１．５°以内と小さい。また＜Ｈex＞の値も安定して２．５ｋＡ／ｍ以上であった。
【００４８】
一方、正磁歪材料を用いた比較例の媒体Ｂの磁化容易軸方向＜θ＞は、外周では媒体Ａと同等の値が得られているものの、中周、内周になるにつれ大きくなり、内周では磁化容易軸が周方向に大きく傾いていることがわかる。標準偏差は中周が最も大きく１０．５°、内周でも２．５°あった。また、＜Ｈex＞の値も標準偏差σと同様に中周において大幅に小さくなった。
【００４９】
以上の結果は、負磁歪材料を用いることにより、軟磁性下地層１３の磁化容易軸の方向を径方向に容易に向けられることを示している。
【００５０】
次に、軟磁性下地層の磁気異方性の方向の面内分布を詳細に調べるため、磁区像観察を行った。上記媒体Ａ及び媒体Ｂの軟磁性下地層の磁区像を光学表面観察装置（Candela OSA-2120）を用いて観測した。結果を図５に示す。本発明である媒体Ａは、図５（ａ）に示すように基板全体が大きな磁区によって花びらのような模様になっており、磁気異方性の面内分散が小さいことを示している。また、磁壁が径方向に向かって伸びていることから磁化容易軸方向が径方向であることもわかる。
【００５１】
一方、比較例の媒体Ｂでは、図５（ｂ）に示すように、周方向に箒で掃いたような磁壁が見られ、媒体Ａに比較して細かい磁区が存在している。周方向に伸びた磁区は、磁化容易軸が周方向を向いていることを示し、磁区が細かいことは、磁化容易軸の方向が不均一で分散が大きいことを示している。半径位置ごとに詳細に観察すると、外周では僅かに径方向に伸びた磁壁が見られるが、内周は殆どの磁壁が周方向を向いている。さらに中周で磁区がより細かくなっているのがわかる。この磁区像からも、正磁歪材料を用いた比較例の媒体Ｂは、内周に向かって磁化容易軸の傾きが大きくなり、中周で最も傾きの角度分散が大きくなっていることがわかる。
【００５２】
この磁区像観察の結果を裏付けるため、オプトロスコープを用いて比較例の媒体Ｂの軟磁性下地層の磁気異方性の面内分布についてより詳細に調べるため、半径１５ｍｍから３１ｍｍについて２ｍｍ刻みで容易軸方向の径方向からの傾きθを上記と同様に４５度ずつ８点測定した。測定半径ごとの軟磁性下地層の磁化容易軸方向の傾きの平均＜θ＞と標準偏差σを図６に示す。容易軸方向の平均は、外周から内周に行くに従って、径方向から周方向にほぼ単調に傾いていくことがわかる。一方、標準偏差σは径方向に向いた外周と周方向に向いた内周では小さく磁化容易軸が均一に揃っているのに対し、磁化容易軸が径方向と周方向の間になっている中周付近では、標準偏差σが大きくなり、磁化容易軸の方向が不均一になっていることがわかる。この結果は、前に示した磁区像観察の結果と非常に良く一致している。
【００５３】
以上の結果から、軟磁性下地層の磁気異方性は、内周から外周の間で連続的に変化するものであることがわかる。特に基板の形、テクスチャ構造の形状効果に起因する磁化容易軸が周方向に向く効果は、内周側が最も大きく、外周になるほど小さいことを示しており、内周と外周を調べることで基板全体の磁化容易軸の方向を知ることができる。また、内周と外周で磁化容易軸方向が周方向と径方向に大きく異なる場合、基板中周で磁化容易軸方向がもっとも不安定で分散が大きくなることを示している。このことから、基板内周、中周、外周について評価すると、基板全体の磁化容易軸方向、及び分布を知ることができることがわかった。
【００５４】
次に、軟磁性下地層の磁化容易軸と媒体の記録再生特性の関係を調べるため、本実施例の媒体Ａと比較例の媒体Ｂの記録再生特性をスピンスタンドを用いて評価した。評価に用いたヘッドは、シールドギャップ長６０ｎｍ、トラック幅６５ｎｍの巨大磁気抵抗効果を利用した再生素子と、トラック幅９０ｎｍの単磁極書き込み素子からなる複合磁気ヘッドである。周速１０ｍ／ｓ、スキュー角０度、磁気スペーシング約１５ｎｍの条件で再生出力とノイズを測定し、Ｓ／Ｎ特性は線記録密度２６９０ｆｒ／ｍｍの信号を記録したときの孤立波再生出力と線記録密度２６９００ｆｒ／ｍｍの信号を記録したときの積分ノイズの比として求めた。
【００５５】
表３にＳ／Ｎ特性と径方向への書き滲みを示すＩＤＥＭＡ定義のＭＷＷの値を示す。本実施例の媒体Ａは内、中、外周問わずいずれも安定したＳ／Ｎを得ることができ、ＭＷＷの値もほぼ同程度であった。一方、比較例の媒体Ｂでは、外周では媒体Ａと同様なＳ／ＮとＭＷＷが得られているが、中周から内周にかけて、Ｓ／Ｎの劣化とＭＷＷの増大が見られた。特に＜Ｈex＞が小さく、標準偏差の大きかった中周で、Ｓ／Ｎの著しい劣化とＭＷＷの増大が見られた。内周においては、＜Ｈex＞が大きく、標準偏差が小さいにもかかわらず、Ｓ／Ｎの劣化がみられている。
【００５６】
【表３】
2008140528.tif 000005
【００５７】
そこで、比較例の媒体Ｂの特性劣化原因を詳細に調べるため、半径１５ｍｍから３１ｍｍまで２ｍｍ刻みで、Ｓ／Ｎ特性とＭＷＷの評価を行った。図７（ａ）に、Ｓ／Ｎと磁化容易軸方向及び、図７（ｂ）にＭＷＷと標準偏差の関係を示す。磁化容易軸方向が径方向から５°より大きく傾くとＳ／Ｎの急激な劣化が見られ、また、磁化容易軸方向の分散（標準偏差）が５°以上大きくなるとＭＷＷが急激に広くなっている。つまり、磁化容易軸の傾きはＳ／Ｎ特性に、傾きの分散はＭＷＷに深く関与することが分かった。
【００５８】
媒体のＳ／Ｎ特性の中で、特に軟磁性下地層起因のノイズは大きいことが知られている。特に、磁壁は、ノイズの大きな原因となる。図５の磁区像を見てわかるとおり、軟磁性下地層の磁化容易軸を径方向にすることで、ノイズの原因である磁壁を大幅に減らすことができていることから、磁化容易軸を径方向に向けることがＳ／Ｎ特性を向上させる要因となっていることが考えられる。
【００５９】
一方、ＭＷＷが広くなる原因は、軟磁性層の磁化容易軸の分散が大きくなることにより＜Ｈex＞が減少することが考えられる。＜Ｈex＞が減少すると記録時のヘッド磁界の小さい領域でも軟磁性下地層がヘッド磁界方向に磁化を向けるため、記録層のビットの端の磁界が増加することになり書き滲みが発生する。
【００６０】
以上の結果から、良好なＳ／Ｎ特性と、書き滲みの小さな垂直磁気記録媒体を得るためには、軟磁性下地層の磁化容易軸が径方向に向き、かつその傾きの分散が小さいことが重要であることがわかる。特に、径方向からの平均傾きが５°以内に抑えられ、かつ同一半径における傾きの標準偏差を５°より小さくする必要があることが分かった。
【実施例２】
【００６１】
実施例１と同仕様の基板を用いて、実施例１と同様の層構成及び製膜条件で軟磁性層の膜厚を変えた媒体Ｃ及び媒体Ｄと、実施例１の比較例と同じ正磁歪材料を用いて膜厚を変えた比較例媒体Ｅ及び媒体Ｆを作製した。
【００６２】
媒体Ｃと媒体Ｅの軟磁性下地層の１層の膜厚は３０ｎｍ、媒体Ｄと媒体Ｆの膜厚は１５ｎｍである。これらの媒体について、オプトロスコープによる軟磁性下地層の磁気特性評価及び媒体の記録再生特性評価を行った。径方向には１５ｍｍ、２３ｍｍ、３１ｍｍ、周方向にはそれぞれ４５°刻みで８点測定している。この結果を表４及び表５に示す。比較のために実施例１で作製した媒体Ａと比較例の媒体Ｂの結果もあわせて示す。
【００６３】
本実施例では、軟磁性下地層の膜厚を薄くすると磁化容易軸の傾きが若干大きくなる傾向を示すが、標準偏差は殆ど変わらない。また＜Ｈex＞は、内周で若干の低下が見られるがほぼ安定していることがわかる。一方、比較例の場合は、薄膜化により磁化容易軸が周方向に傾く領域が内周から外周に広がり、内周は完全に周方向を向く一方で中周から外周にかけての分布が大きくなり標準偏差の増加する場所で＜Ｈex＞が小さくなる領域が生じた。この軟磁性下地層の特性変化に従い、本実施例の媒体Ｃ，Ｄでは全半径で安定したＳ／Ｎと１５０ｎｍ以下のＭＷＷが得られたのに対し、比較例の媒体Ｅ，Ｆでは、軟磁性層の膜厚が減少するに従い中周及び内周ではＭＷＷが減少しているが、外周でＳ／Ｎの劣化とＭＷＷが広がり、全面にわたり特性が悪化することがわかった。
【００６４】
このことから、軟磁性下地層に負磁歪の材料を用いることで、軟磁性下地層を薄膜化しても、磁化容易軸の径方向からの傾きや分散を抑制し、安定したＳ／Ｎ特性とＭＷＷをもつ良好な媒体ができることが分かった。
【００６５】
【表４】
2008140528.tif 000006
【００６６】
【表５】
2008140528.tif 000007
【実施例３】
【００６７】
実施例１と同仕様で１．８インチ型のガラス基板を用いて、実施例１と同様の層構成及び製膜条件で媒体Ｇ及び正磁歪材料を用いた比較例の媒体Ｈを作製した。これらの媒体について、実施例２と同様にオプトロスコープによる軟磁性下地層の磁気特性評価及び媒体の記録再生特性評価を行った。この結果を表６及び表７に示す。径方向には９ｍｍ、１５ｍｍ、２１ｍｍ、周方向にはそれぞれ４５°刻みで８点測定している。
【００６８】
本実施例の媒体Ｇでは、全周にわたり磁化容易軸が径方向を向き安定したＳ／Ｎと狭いＭＷＷが得られたのに対し、比較例の媒体Ｈでは、２．５インチ基板を用いた媒体Ｂと比較してより中周から外周にかけて容易軸が周方向に傾き、分散が大きく＜Ｈex＞が小さくなる傾向が見られた。この傾向に応じて、内周だけでなく中周、外周でＳ／Ｎ劣化がみられ、中周から外周でＭＷＷの広がりが見られた。
【００６９】
このことから、磁性下地層に負磁歪の材料を用いることで、小径基板を用いると軟磁性層がより周方向を向きやすくなる効果を抑制でき、全周にわたって良好な特性を持った媒体ができることがわかった。
【００７０】
【表６】
2008140528.tif 000008
【００７１】
【表７】
2008140528.tif 000009
【実施例４】
【００７２】
実施例１の媒体Ａと同じ基板、同じ層構成で、軟磁性下地層の異なる媒体Ｉ〜Ｔを作製した。軟磁性層に用いた材料の組成と磁歪を表８に示す。
【００７３】
【表８】
2008140528.tif 000010
【００７４】
実施例及び比較例の、Ａ、Ｂ、Ｉ〜Ｌの組成と磁歪の関係から、Ｃｏを基体としてＴａ及びＺｒを添加する場合、Ｔａの添加量をＸat％とするとＺｒの添加量を（Ｘ／２−１）at％以下にすると磁歪が負になることがわかった。一方、表面平坦性に優れた非晶質の膜を形成するには、一定量以上のＴａ及びＺｒを添加する必要があり、Ｔａの添加量をＸat％、Ｚｒの添加量をＹat％としてＸ＋３Ｙを１２以上とすると良い。これらを総合すると、Ｔａの添加量をＸat％、Ｚｒの添加量をＹat％とした場合、Ｘ＞６且つ４−Ｘ／３＜Ｙ＜Ｘ／２−１の間にすると負磁歪で非晶質の軟磁性膜を形成できることになる。
【００７５】
つぎに、実施例及び比較例のＭ〜Ｐに示すとおり、ＣｏＴａＺｒ合金にＦｅを添加した場合、磁歪は正の方に動く。このため、より多くのＴａを添加する必要があることがわかる。同量のＴａとＺｒを添加した場合の実施例Ｊと実施例Ｍ，Ｎ，Ｏ、比較例Ｋと比較例Ｐを比較するとＦｅを添加することにより磁歪は＋１２×１０-7だけ正に変化していることがわかる。一方、ＦｅとＣｏの組成比でＦｅの割合を５０％から７０％に変化した場合、実施例Ｍ，Ｎ，Ｏが示すとおりほとんど磁歪は変わらないことがわかる。この結果から、ＦｅＣｏを基体としてＴａ及びＺｒを添加する場合、Ｔａの添加量をＸat％以上として、Ｚｒの添加量をＹat％とした場合、Ｘ＞１０且つＹ＜Ｘ／２−１とすると良いことがわかった。
【００７６】
さらに、Ｗ及びＮｉを添加した軟磁性材料についても、組成により正磁歪及び負磁歪の膜が形成できることがわかった。これらの媒体について、実施例１と同様に軟磁性下地層の磁気異方性の方向とその分布、記録再生特性を調べた。この結果について、実施例１で示した閾値である磁化容易軸方向が径方向から５°以内、同一半径の８点の分散が標準偏差として５°未満、Ｓ／Ｎが２０ｄＢ以上、ＭＷＷが１５０ｎｍ以下にすべての測定半径１５ｍｍ，２３ｍｍ，３１ｍｍで達成されている場合を○、１つの半径でも達成されていない場合を×として表８に示した。この結果、負磁歪の軟磁性下地層を用いた媒体のみがすべての面で閾値に達していることがわかった。また、これらの結果は、軟磁性下地層の材料ではなく負の磁歪が媒体の特性向上に寄与していることを示している。
【００７７】
以上の結果から、軟磁性下地層に負磁歪の材料を用いることで、軟磁性下地層の異方性を均一に径方向に付与することができ、全半径について良好なＳ／ＮとＭＷＷの小さい媒体が作成できることが再度確認された。
【比較例】
【００７８】
実施例１の媒体Ａの密着層と軟磁性下地層の間にＮｉ81Ｆｅ19（at％）膜を５ｎｍとＩｒ20Ｍｎ80（at％）膜を１０ｎｍ積層したピンド層を有する媒体Ｕを作製した。
【００７９】
媒体Ｕについて、オプトロスコープによる軟磁性下地層の評価とスピンスタンドを用いたＳ／Ｎ特性とＭＷＷの評価を行った。オプトロスコープの評価結果を表１１、スピンスタンドの評価結果を表１２に示す。ピンド層を用いた場合、Ｈex’＋とＨex’−にピンド層からのバイアス分の差が生じるが、これまでと同様Ｈex’＋とＨex’−の平均をＨex’とし、Ｈex’の同一半径内の平均を＜Ｈex＞とした
【００８０】
【表９】
2008140528.tif 000011
【００８１】
【表１０】
2008140528.tif 000012
【００８２】
ピンド層を用いた媒体Ｕでは、内周、中周、外周を問わず磁化容易軸方向が径方向から殆ど傾かず、標準偏差も１°内に抑えられ、ピンド層を用いていない本実施例の媒体Ａよりも、軟磁性下地層の異方性が均一に径方向に付与されることがわかる。しかしながら、媒体のＳ／Ｎ特性は、表１２に示すようにピンド層を用いない場合と比較すると劣化している。これは、ピンド層の持つ磁化からの漏洩磁場や軟磁性下地層の上下層のバランスが崩れることに起因するノイズの増加などが原因していることが考えられる。
【００８３】
このことから、ピンド層を用いて軟磁性下地層の異方性を均一に揃えた場合には、ピンド層を用いない場合と比較して媒体の記録再生特性が劣ることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の構造例を示す断面摸式図。
【図２】本発明の実施例（媒体Ａ）の軟磁性下地層の磁化曲線を示す図。
【図３】本発明の実施例（媒体Ａ）のKerr効果出力曲線を示す図。
【図４】本発明の実施例（媒体Ａ）のKerr効果出力曲線の測定方向依存性を示す図。
【図５】本発明の実施例媒体Ａ及び比較例Ｂの磁区構造を示す図。
【図６】比較例Ｂの軟磁性層の容易軸方向と標準偏差を示す図。
【図７】比較例Ｂの軟磁性層の容易軸方向と媒体の特性（Ｓ／Ｎ及びＭＷＷ）の関係図。
【符号の説明】
【００８５】
１１…基板、１２…密着層、１３…軟磁性下地層、１４…シード層、１５…中間層、１６…記録層、１７…保護層、１３１…第一軟磁性層、１３２…非磁性層、１３３…第二軟磁性層
【図１】
2008140528.tif 000013
【図２】
2008140528.tif 000014
【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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