(57)【要約】【課題】媒体ノイズを低減し、面記録密度を向上させた、良好な磁気記録特性を有する垂直磁気記録媒体を得る。【解決手段】非磁性中間層上に接触して設けられ、Ｃｏを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有する第１の磁性層と、第１の磁性層上に接触して設けられ、Ｐｔ及びＣｒの少なくとも１つ、及びＣｏからなる主成分と、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、及びＲｅからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃ程度の弱磁性層である第２の磁性層と、第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、Ｃｏを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有する第３の磁性層を含む多層磁気記録層を用いる。【選択図】図１
2008103048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を含み、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有し、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第２の磁性層は、１．５〜８ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１の磁性層及び第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む酸化物を含有する粒界相とを含み、前記第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔は、前記第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第３の磁性層は、１．５〜１０ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１の磁性層及び前記第３の磁性層は、さらにプラチナ及びクロムのうち少なくとも１つを含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記非磁性酸化物は，ケイ素，クロム，及びチタンの酸化物からなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記非磁性中間層は，ルテニウムを主成分として含有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記軟磁性裏打ち層と前記非磁性中間層との間に、パラジウム，プラチナ，チタン，タンタル，及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種を含む下地層をさらに設けることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記軟磁性裏打ち層は、コバルトを主成分とし，ジルコニウムを副成分として含有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備することを特徴とする垂直磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置として使用される磁気記録再生装置特に、垂直方向磁化を利用する垂直磁気記録再生装置、及びこれに用いられる垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、遂に垂直磁気記録方式が実用化されたが，それまで市販されていた磁気記録再生装置は、磁気記録層の磁化方向が面内を向いた、面内磁気記録方式であった。しかし、この面内磁気記録方式では、さらに記録密度を向上させようとした場合、媒体ノイズを低減させるために磁気記録層の磁性粒子を小さくすることが考えられるけれども、これにより、熱揺らぎが発生しやすくなり、記録した情報が消える傾向があることが問題となっていた。このため、これまでは、磁気記録層の磁気異方性を高める方法で対応してきたが、記録ヘッドによる記録のしやすさの点から見ると、これ以上磁気異方性を高めることは不適当であった。このように、媒体ノイズの低減による信号出力対ノイズ比（ＳＮＲ）の向上と、熱揺らぎ耐性の向上とを両立させることは困難であった。
【０００３】
これに対して、磁気記録層の磁化方向が垂直向いた垂直磁気記録方式では、磁化の遷移領域で、磁化を安定化させるような磁界が互いに働くため、急峻な遷移領域が形成され、高密度化が実現できる。また、このため、面内媒体と比較して、同じ記録分解能を得るために記録層の厚さを厚くできる。このことは、磁気記録層の磁性粒子体積を大きく出来ることから、熱揺らぎに対しても有利となる。記録密度が非常に低い場合は、記録ビット中央での反磁界が大きく、この際に、熱揺らぎの影響が見られるが、面内磁気記録層と異なり、高密度では垂直磁気記録媒体が安定である。さらに、磁気記録層の下に、軟磁性膜を形成した垂直２層膜媒体の場合、面内記録と比較して、ヘッド磁界を大きくすることができるため、より大きな異方性材料を磁性記録層として用いることができる。このような点から、垂直磁気記録方式は今後主流になっていくと予想される。
【０００４】
磁気記録方式に適した垂直磁気記録媒体では、低記録密度のビットや隣接トラック記録時の出力低下を軽減するため、磁化と逆方向のある程度の磁界に対しても磁化反転しない磁気特性と、適度な出力を得るための膜厚と、高媒体ＳＮＲで高記録分解能が可能な微細構造を持つ垂直記録層が必要である。
【０００５】
例えば非晶質系の母材中に粒子を偏析させたグラニュラ構造を用いることにより、磁性結晶粒子の結晶粒径を更に小さくすることも試みられている。グラニュラ構造のＨＤＤメディアではＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２記録層を用いることが主流となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら，この酸化物系グラニュラ記録層は、磁性粒子間の磁気的相互作用の分断が良好なため、その磁化曲線の保磁力Ｈｃにおける傾きが小さくなり，かつ粒径などの分散の効果が現れやすいために磁化曲線が飽和する手前で裾を引き，飽和磁界Ｈｓが大きくなってしまう傾向があった。
【０００７】
ヘッドにより十分な記録を行うためには，飽和記録に必要な磁界Ｈｓが記録磁界より小さい必要がある。上述のようなループの形状の場合には，Ｈｓを記録磁界内に抑えると保磁力Ｈｃをそれに合わせてかなり小さくしなければならなかった。
【０００８】
Ｈｃを小さくする主な手段は磁気異方性エネルギー密度Ｋｕを下げることであるが，熱揺らぎ耐性が低下するため好ましくない。Ｈｃを小さくするとトラック幅が広がりやすいなどの問題もあった。
【０００９】
Ｈｓを小さくする簡単な方法の一つは，粒子間の磁気的結合を強めることであるが，これを行うと，Ｈｃも下がり気味であり，媒体ノイズ比ＳＮＲｍは明らかに低下してしまう傾向があった。
【特許文献１】特開２００２−２０８１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、媒体ノイズを低減し、面記録密度を向上させた、良好な磁気記録特性を有する垂直磁気記録媒体、及び垂直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】
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を含み、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有し、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の磁気記録再生装置は、基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備し、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有し、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体の磁化曲線の傾きを大きくすることにより、飽和記録に必要な磁界（Ｈｓ）を小さくせしめ、十分な上書き特性（ＯＷ）を確保しながら、媒体ノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の垂直磁気記録媒体は、基板、基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び非磁性中間層上に設けられた磁気記録層を含み、
磁気記録層は、少なくとも以下の第１ないし第３の磁性層を有する多層体である。
【００１５】
第１の磁性層は、非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有する強磁性層である。
【００１６】
第２の磁性層は、第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃ程度の弱磁性層である。
【００１７】
第３の磁性層は、第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有する強磁性層である。
【００１８】
図１に、本発明の垂直磁気記録媒体の構成の一例を表す断面図を示す。
【００１９】
図示するように、この垂直磁気記録媒体１０は、基板１、基板１上に設けられた軟磁性裏打ち層２、軟磁性裏打ち層２上に設けられた非磁性中間層３、及び非磁性中間層３上に積層された多層磁気記録層８として第１の磁性層４、第２の磁性層５、第３の磁性層６を含み、第３の磁性層６上には保護層７が設けられている。
【００２０】
また、本発明の磁気記録再生装置は、上記垂直磁気記録媒体を用いた装置と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備する。
【００２１】
ここでは、主成分とは、物質を構成する成分の中で成分比が一番多い元素または元素群をいう。
【００２２】
また、ここでは、副成分とは、物質を構成する主成分以外の成分であって、主成分と共に使用されてその物質の性質に影響する成分をいう。
【００２３】
本発明によれば、磁気記録層を多層体とし、第１の磁性層を非磁性中間層上に接触して形成し、２つの強磁性層すなわち上記第１の磁性層と上記第３の磁性層との間に、弱磁性を有する上記第２の磁性層を接触させて設けることにより、垂直磁気記録媒体の磁化曲線の傾きを大きくして、飽和記録に必要な磁界（Ｈｓ）を小さくせしめ、十分な上書き特性（ＯＷ）を確保しながら、ノイズを低減することができる。このため、垂直磁気記録媒体の面記録密度を向上することが可能となる。
【００２４】
基板としては、例えばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板や、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板等を用いることができる。
【００２５】
ガラス基板の材料としては、例えばアモルファスガラス、結晶化ガラスがあげられる。アモルファスガラスとしては、例えば汎用のソーダライムガラス、及びアルミノシリケートガラス等を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、例えばリチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、例えば汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【００２６】
あるいは、基板として、上記金属及び非金属の基板等の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
【００２７】
また、基板上への薄膜の形成方法として、スパッタリング法のみを取り上げたが，真空蒸着法や電解メッキ法などでも同様の効果を得ることができる。
【００２８】
本発明において、高透磁率な軟磁性裏打ち層を設けることにより、軟磁性裏打ち層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性裏打ち層は、垂直磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁気記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。
【００２９】
軟磁性裏打ち層には、例えばＦｅ、Ｎｉ、及びＣｏを含む材料を用いることができる。
【００３０】
このような材料として、ＦｅＣｏ系合金例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金例えばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。
【００３１】
また、Ｆｅを６０原子％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることができる。
【００３２】
軟磁性裏打ち層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏは、好ましくは８０原子％以上含まれる。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすく、アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。
【００３３】
このようなアモルファス軟磁性材料としては、コバルトを主成分とし，ジルコニウムを副成分として含有する合金例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａなどのＣｏＺｒ系合金を挙げることができる。以上の材料には、アモルファスを形成しやすくするなどの目的で，さらにＢを加えることができる。
【００３４】
また、軟磁性裏打ち層にアモルファス材料を用いた場合には，アモルファス系の基板と同様に、その上に形成する金属層の結晶配向に直接的な影響をほとんど与えなくなるために，材料を変更しても磁気記録層の構造や結晶性に大きな変化はなく，基本的に同様の磁気特性および記録再生特性が期待できる。ＣｏＺｒ系合金のように３つ目の元素が異なる程度であれば，飽和磁化（Ｍｓ），保磁力（Ｈｃ），及び透磁率（μ）などの違いも小さいので，ほぼ同等の磁気特性および磁気記録再生特性が得られる。
【００３５】
本発明の垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層と非磁性中間層との間に下地層を設けることができる。
【００３６】
この垂直磁気記録媒体は、軟磁性裏打ち層と非磁性中間層との間に下地層をさらに有すること以外は、図１と同様の構成を有する。下地層を設けることにより，非磁性中間層を通して，磁気記録層の結晶粒径や結晶配向を改善することができる。これらの改善によって非磁性中間層を薄くすることができれば，磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層の距離（スペーシング）を短くして記録再生特性を改善することもできる。下地層の磁性については，軟磁気特性を持たせることができれば，裏打ち層としても機能するので，さらに磁気ヘッドとの距離を短くすることができて好適である。
【００３７】
下地層の厚さは，好ましくは０．１ないし２０ｎｍ，より好ましくは０．２ないし１０ｎｍである。平均層厚が１原子層以下となると完全に均一に形成できたとしても完全に連続した層とはならないが，島状に点在した構造となっても結晶粒径や結晶配向を改善する効果は期待できる。一方，下地層が良好な特性を示す軟磁性体であればスペーシングの観点からは最大値の制限はなくなるが，磁性がない場合にはスペーシングを増加させてしまうことになる。
【００３８】
下地層の材料としては，ｈｃｐやｆｃｃの金属が結晶配向を高めやすいという利点があるが，ｂｃｃの金属を用いた場合でも中間層との結晶構造の違いにより中間層の結晶粒径を微細化する効果が期待できる。下地層は必須ではないが，設けるのであれば好適な材料は、例えばＰｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ、及びその合金からなる群から選択される少なくとも１種を含むことができる。さらに特性を改善するために，これらの材料を混ぜ合わせても良いし，別の元素を混ぜても良く，またそれらを積層しても良い。
【００３９】
非磁性中間層としては，例えばＲｕを使用することができる。Ｒｕは記録層の主成分のＣｏと同じｈｃｐであり，Ｃｏとの格子ミスマッチも大き過ぎず，粒径も小さくて柱状成長させやすいなどの点で好ましい。
【００４０】
また，製膜中のＡｒガス圧を高めることにより，さらに粒径を微細化した上に，粒径の分散も改善し，粒子間の分断も促進することができる。この場合，結晶配向は悪化する傾向にあるが，必要に応じて，結晶配向を高めやすい低ガス圧のＲｕと組み合せることでそれを補うことができる。前半を低ガス圧，後半を高ガス圧とする方が好ましく，後半のガス圧については，相対的に前半のガス圧より高ければ同様の効果が期待でき，１０Ｐａ以上でも構わない。また，層圧比は，結晶配向を優先するのであれば低ガス圧層の方を厚く，粒径の微細化などを優先するのであれば高ガス圧層の方を厚くすると良い。
【００４１】
粒子間の分断に関しては，酸化物を添加することによりさらに促進することができる。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化クロム、及び酸化チタンからなる群から選択されるもののうち少なくとも１種が好適である。
【００４２】
非磁性中間層の厚さは，好ましくは２ないし５０ｎｍ，より好ましくは４ないし３０ｎｍである。Ｒｕに限らず，中間層が薄過ぎると十分な連続膜とならず，結晶性も高めにくいために，その上に形成する磁気記録層の微細構造を改善することが難しくなる。厚くした方が結晶性は高めやすくなり，その上の磁気記録層の保磁力も高めやすくなるが，厚くし過ぎるとスペーシングの増加により磁気ヘッドによる記録能力や記録分解能の低下を招くことになる。
【００４３】
なお，ここまでは主にＲｕについて述べたが，非磁性中間層にはｆｃｃの金属を用いても，（１１１）配向とすることによりＣｏ系記録層を（００１）配向とすることができるので，Ｃｏとの格子ミスマッチも考慮して例えばＲｈやＰｄ，Ｐｔなどを使用することができる。また，Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１種と、Ｃｏ、及びＣｒからなる群より選択された少なくとも一種とからなる合金を使用することもできる。さらに，例えばＢ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｚｒ、Ｗ、及びＮｄからなる群より選択された少なくとも一種を添加することができる。
【００４４】
本発明に用いられる第１の磁性層ないし第３の磁性層は、例えば強磁性層であり、好ましくは、飽和磁化Ｍｓが，２００≦Ｍｓ≦８００ｅｍｕ／ｃｃである。
【００４５】
本発明に用いられる第１の磁性層ないし第３の磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を使用することができる。
【００４６】
ここでＣｏＰｔ系合金中におけるＣｏとＰｔの比率は、高い一軸結晶磁気異方性Ｋｕを得るという観点からは、２：１ないし９：１が好ましい。
【００４７】
さらに、ＣｏＰｔ系合金は、さらにＣｒを含むことが好ましい。
【００４８】
また、第１及び第３の磁性層は、さらに酸素を含む。
【００４９】
酸素は、酸化物として添加することができる。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化クロム、及び酸化チタンからなる群から選択されるもののうち少なくとも１種が好適である。
【００５０】
このような酸化物により、第１の磁性層及び第３の磁性層は、Ｃｏを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含む、いわゆるグラニュラ構造となり，第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の外周端の間隔は、第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の外周端の間隔よりも大きいことが好ましい。
【００５１】
この磁性結晶粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性結晶粒子の結晶配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した再生信号出力／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
【００５２】
非磁性酸化物としては，例えばケイ素，クロム，及びチタンの酸化物からなる群から選択される少なくとも１つがあげられる。
【００５３】
このような柱状構造を得るための酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、及びＰｔの総量に対して、３ｍｏｌ％ないし２０ｍｏｌ％であることが好ましい。さらに好ましくは５ｍｏｌ％ないし１８ｍｏｌ％である。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性結晶粒子の周りに酸化物が析出し、磁性結晶粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。
【００５４】
第１の磁性層及び第３の磁性層は、その酸化物の含有量が２０ｍｏｌ％を超えた場合、酸化物が磁性結晶粒子中に残留し、磁性結晶粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性結晶粒子の上下に酸化物が析出し、結果として、磁性結晶粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる傾向がある。また、酸化物の含有量が３ｍｏｌ％未満である場合、磁性結晶粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなる傾向がある。
【００５５】
第１の磁性層及び第３の磁性層は、そのＣｒの含有量が、０原子％ないし３０原子％であることが好ましい。さらに好ましくは２原子％ないし２８原子％である。Ｃｒ含有量が上記範囲であると、磁性結晶粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる傾向がある。
【００５６】
Ｃｒ含有量が２８原子％を超えると、磁性結晶粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁化が小さくなり再生信号出力が低下することで、結果として記録再生特性が悪くなる傾向がある。
【００５７】
第１の磁性層及び第３の磁性層は、そのＰｔの含有量が、１０原子％ないし２５原子％であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、垂直磁性層に必要なＫｕを得、さらに磁性結晶粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるため、好適だからである。
【００５８】
Ｐｔ含有量が２５原子％を超えた場合、磁性結晶粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれる傾向がある。また、Ｐｔ含有量が１０原子％未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るためのＫｕが得られない傾向がある。
【００５９】
第１の磁性層及び第３の磁性層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、及び酸化物等の主成分のほかに、さらなる副成分としてＢ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、及びＲｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性結晶粒子の微細化を促進、あるいは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、熱揺らぎ特性を得ることができる。
【００６０】
上記副成分の合計の含有量は、８原子％以下であることが好ましい。８原子％を超えた場合、磁性結晶粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性結晶粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られない傾向がある。
【００６１】
また、第１の磁性層及び第３の磁性層としては、上記合金の他、他のＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ，およびＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することができる。いずれにしても，Ｃｏはｈｃｐ構造で一軸結晶磁気異方性を持ち，高い保磁力を得やすいことから，垂直磁気記録層はＣｏを主成分とすることが好ましい。
【００６２】
第２の磁性層としては、ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ等の合金を使用することが好ましく，副成分としてＢ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、及びＲｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性結晶粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができる。
【００６３】
第１の磁性層の厚さは、好ましくは３ないし４０ｎｍ、より好ましくは５ないし２０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作し得る。垂直磁気記録層の厚さが３ｎｍ未満であると、結晶配向も低く偏析も不十分で再生出力も低過ぎるためノイズ成分の方が高くなる傾向があり、垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。
【００６４】
第２の磁性層は、１．５ないし８ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００６５】
第３の磁性層は、１．５ないし１０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００６６】
垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。
【００６７】
垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。
【００６８】
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐことができる。その材料としては、例えばＣ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものがあげられる。
【００６９】
保護層の厚さは、１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。
【００７０】
また、保護層上には、図示しない潤滑層を設けることができる。
【００７１】
潤滑層に使用される潤滑剤としては、従来公知の材料、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
【００７２】
図２に、本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００７３】
図示するように、ディスク装置としてのハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと称する）は、上面の開口した矩形箱状のケース１１０と、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーとを有している。
【００７４】
ケース１１０内には、記録媒体としての磁気ディスク１１２、この磁気ディスク１１２を支持および回転させるスピンドルモータ１１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう例えば単磁極型磁気記録ヘッド等の磁気ヘッド１３３、この磁気ヘッド１３３を本発明にかかる磁気ディスク１１２に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１１６、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッド１３３を磁気ディスク１１２から離間した位置に保持するランプロード機構１１８、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、ヘッドアクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構１２０、およびプリアンプ等の電子部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１１７が収納されている。
【００７５】
また、ケース１１０の外面には、ＦＰＣユニット１１７を介してスピンドルモータ１１３、ＶＣＭ１１６、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。
【００７６】
磁気ディスク１１２は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、磁気記録層を有している。磁気ディスク１１２は、スピンドルモータ１１３の図示しないハブに嵌合されているとともにクランプばね１２１によりクランプされている。そして、磁気ディスク１１２は、駆動部としてのスピンドルモータ１１３により所定の速度で回転駆動される。
【００７７】
磁気ヘッド１３３は、図示しないほぼ矩形状のスライダに形成されたいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、ＧＭＲ膜やＴＭＲ膜などを用いたリードヘッドと記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、スライダと共にサスペンション１３２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。
【００７８】
実施例
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【００７９】
実施例１
垂直磁気記録媒体の作製
非磁性基板として、ディスク状の洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外直径２．５インチ）を用意した。このガラス基板をマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバ内に収容して、到達真空度２×１０−５Ｐａ以下となるまで製膜チャンバ内を排気した後、特に断らない限りガス圧約０．６ＰａのＡｒ雰囲気中で、以下のようにマグネトロンスパッタリングを行った。
【００８０】
非磁性基板上に、まず、軟磁性裏打ち層として、厚さ３０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ合金，厚さ０．７ｎｍのＲｕ，及び厚さ３０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ合金を順次形成した。なお，これら２層のＣｏＺｒＮｂ層は，その間に設けたＲｕにより反強磁性的に結合し得る。
【００８１】
次に、ＣｏＺｒＮｂ層上に、厚さ６ｎｍのＰｄ下地層を形成した。
【００８２】
続いて、厚さ１０ｎｍのＲｕ層を形成した後，Ａｒガス圧を６Ｐａまで高めてから，さらに厚さ１０ｎｍのＲｕ層を積層して，合計２０ｎｍの非磁性中間層を形成した。
【００８３】
その後，第１の磁性層，第２の磁性層，および第３の磁性層を順次積層して３層構造の垂直磁気記録層を形成した。
【００８４】
第１の磁性層は，（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２コンポジットターゲットを用いて，６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは１２ｎｍとした。
【００８５】
第２の磁性層は，Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ合金ターゲットを用いて，０．６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは３ｎｍとした。
【００８６】
第３の磁性層は，再び（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２コンポジットターゲットを用いて，０．６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは２．５ｎｍとした。
【００８７】
続いて、厚さ６ｎｍのＣ保護層を積層した。
【００８８】
上述のように保護層まで積層した後，製膜チャンバから取り出し、ディッピング法により、保護層上に厚さ１．５ｎｍのパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を形成して、垂直磁気記録媒体を得た。得られた垂直磁気記録媒体は、潤滑層が図示されていないこと以外は、図１と同様の構成を有する。
【００８９】
断面ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）測定
得られた垂直磁気記録媒体の微細構造を調べるため，断面ＴＥＭによる観察を行った。
【００９０】
図３に，本発明に係る垂直磁気記録媒体の一例の断面ＴＥＭ像を示す。
【００９１】
図示するように，第１の磁性層４’においては酸化物による非晶質粒界層が明瞭に観察でき，その分結晶粒が小さくなっている。その上の第２の磁性層５’および第３の磁性層６’は、層厚が薄いためか境界は見えにくいものの，第１の磁性層４’の粒子１個の上に、第２の磁性層５’および第３の磁性層６’の粒子が１個成長する形を取りながら，粒径が大きくなり粒界層が狭くなっていることが分かる。
【００９２】
このような結果は，第２の磁性層５’のターゲットには、元々酸化物が含まれていないので粒界に非晶質相ができにくく，第３の磁性層６’のターゲットには酸化物は含まれているものの低いＡｒ圧で製膜したために粒界の非晶質相は薄くなっているはずであるので，妥当であると考えられる。
【００９３】
第２の磁性層は，酸化物が含まれていないＣｏＣｒＰｔＢ合金であり，加熱によるＣｒ偏析も行っていないため，各粒子は磁気的に分断されていないはずである。第３の磁性層は，ターゲットの組成から非晶質粒界層は形成され，構造的に各粒子は分断されているはずであるが，粒界層が薄い分だけ粒子間相互作用は強くなっていると考えられる。
【００９４】
第２の磁性層については，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐｔの組成や微量の添加物を変えても，特にＣｒを偏析させなければ粒子間相互作用としては同様の効果が得られると考えられる。第３の磁性層に関しては，ここではＡｒ圧を下げることで粒界層を薄くしたが，例えばターゲットの酸化物組成を減らした場合にはＡｒ圧を上げても粒界層を薄くすることができるなど，粒界層厚をコントロールすることにより適当な大きさの粒子間相互作用を得ることができる。
【００９５】
記録再生特性の測定
記録再生特性に関しては、米国ＧＵＺＩＫ社製  リードライトアナライザ  １６３２及びスピンスタンド  Ｓ１７０１ＭＰを用いて評価を行った。
【００９６】
また、情報の記録再生には、ＣｏＦｅＮｉからなる単磁極型記録素子、シールド間距離が９０ｎｍである巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）再生素子を備えた垂直記録用の複合型ヘッドを用いた。なお、記録磁極の材料としては、例えばＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮ，ＮｂＦｅＮｉ，ＦｅＴａＺｒ、及びＦｅＴａＮなどの材料を用いても良い。また、これらの磁性材料を主成分としてさらに添加元素を加えても良い。
【００９７】
得られた垂直磁気記録媒体について，オーバーライトおよび再生信号出力／媒体ノイズ比を測定したところ，それぞれ−５２．５ｄＢ，２３．１ｄＢという良好な値が得られた。
【００９８】
ここで，オーバーライトとは，線記録密度６０ｋＦＣＩで記録を行った上に線記録密度４５０ｋＦＣＩで記録した時の６０ｋＦＣＩの再生信号出力／元の６０ｋＦＣＩの再生信号出力であり，再生信号出力／媒体ノイズ比とは、線記録密度７５ｋＦＣＩにおける振幅／線記録密度９００ｋＦＣＩで記録を行った時のノイズの２乗平均値であり、以下、それぞれＯＷ，ＳＮＲｍと表記する。
【００９９】
磁気特性としてのＫｅｒｒ効果の測定
また，得られた垂直磁気記録媒体の磁気特性を調べるため，極Ｋｅｒｒ効果評価装置（ネオアーク社製）により磁化曲線の測定を行った。
【０１００】
図４に，実施例１に係る垂直磁気記録媒体の磁化曲線を示す。
【０１０１】
ここでは、光源としてＸｅランプを用い，モノクロメータを用いて波長を３００ｎｍとし、掃引時間を４５秒とした。
【０１０２】
飽和磁界Ｈｓ，保磁力Ｈｃ，核生成磁界Ｈｎは，それぞれ図のように定義した。特にＨｓは，Ｈｃにおける接線と飽和値との交点ではなく，負の飽和状態から正の磁界を印加して正の飽和値に達した時の（最小の）磁界の値とした。図４では，Ｈｓ＝８．５ｋＯｅ，Ｈｃ＝４．７ｋＯｅ，Ｈｎ＝１．９ｋＯｅであった。
【０１０３】
比較例１
第２および第３の磁性層を製膜しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１０４】
得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして記録再生特性の測定を行った。ＯＷ，ＳＮＲｍは，それぞれ−２５．０ｄＢ，２１．２ｄＢであった。
【０１０５】
比較例１にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を測定した結果を図５に示す。
【０１０６】
この磁化曲線に示すように、Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎは，それぞれ１１．７ｋＯｅ，５．０ｋＯｅ，０．３ｋＯｅであった。
【０１０７】
実施例１と比較すると，ＯＷが大幅に悪化していることと，磁化曲線の傾きが小さくなりＨｓが大きくＨｎが小さくなっていることが分かった。また、Ｈｃは若干大きくなっているが、ＯＷに大きな影響を及ぼすほどではないので，ＯＷの悪化はＨｓの増加によるものと推定できる（ヘッド記録による磁化反転時のＨｓは，Ｈｃ同様にもっと大きな値になっているはずであるが，この時のＨｓが記録磁界よりも大きくなることによりＯＷが低下する）。
【０１０８】
また，図５のＨｎの近辺やＨｓの近辺に着目すると，磁化曲線が丸くなっているように見えるが，これは様々な磁気的な分散により生じるものであり，比較例１のように記録層がグラニュラ層のみの場合には粒径の分散による保磁力分散の効果が現れやすいことがわかった。磁化曲線がＨｃの接線に沿って飽和するのに比べると，飽和する手前で裾を引くような形になった分だけＨｓは大きくなってしまうので，その分余計にＯＷが悪化しやすくなっていると考えられる。
【０１０９】
なお，Ｈｃが大きくなった場合には，平均的に記録しにくくなり、ＯＷが悪化しやすくなるが，ここでは，第２および第３の磁性層を積層してもＨｃにあまり変化が見られなかった。第１の磁性層の層厚を厚くするとＨｃは増加する傾向が，磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくすると一般に粒間相互作用が強くなってＨｃが減少する傾向があるが，第２および第３の磁性層の形成は，第１の磁性層のＨｃをあまり変えずに磁化曲線の傾きを大きくする効果があることが分かる。
【０１１０】
比較例１のＳＮＲｍについては，ＯＷが不十分で，つまり記録が十分に行えていないために，媒体が本来持っているＳＮＲｍを十分に引き出せていないことによる低下分もあると考えられる。その意味では，実施例１ではＨｓを小さくすることによりＯＷを改善して，第１の磁性層のＳＮＲｍを十分に引き出すことによって高いＳＮＲｍを得ている部分があるとの見方もできる。しかしながら，ＯＷは、それ自体が重要な指標であり、不足すると，情報の消去や上書きが不十分になる。このように、総合的に見て、比較例１よりも実施例１の媒体の方が記録再生特性及び磁気特性が良好である。
【０１１１】
したがって，一般には磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくすると粒間相互作用が強くなってＳＮＲｍが悪化する傾向にあるが，第２および第３の磁性層を形成することにより，Ｈｃを固定してＨｃにおける傾きを大きくすることで，Ｈｓを小さくしてＯＷを大幅に改善し，ＳＮＲｍも改善できるという効果があることが分かった。
【０１１２】
比較例２
第２の磁性層を製膜しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１１３】
得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。
【０１１４】
図６に、比較例２にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図を示す。
【０１１５】
この磁化曲線に示すように、Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎは，それぞれ１３．５ｋＯｅ，６．１ｋＯｅ，１．３ｋＯｅであった。
【０１１６】
第１の磁性層上に，相対的に粒子間相互作用を強めた第３の磁性層を形成したものの，磁化曲線のＨｃにおける傾きが大きくなる傾向は見られなかった。微細構造に関しては，図３に示す断面ＴＥＭと同様に，第１の磁性層の粒子１個の上に第３の磁性層の粒子１個が成長する形を取りながら，薄くなっているとは言え非晶質粒界層が形成されていると推定できるので，第３の磁性層間の粒子間相互作用よりも，第１の磁性層と第３の磁性層間の層間相互作用の方が強く，粒子間相互作用の効果が現れにくくなったものと考えられる。結果として，単に第１の磁性層を厚くしたようにＨｃも増えているため，Ｈｓは非常に大きな値になってしまっており，記録再生特性を測定してもＯＷが満足に確保できないことは明らかと言える。
【０１１７】
以下、実験例１及び２により、軟磁性裏打ち層を形成せず、第１の磁性層単独、及び第１の磁性層と第２の磁性層の積層についてその磁気特性を調べた。
【０１１８】
実験例１
軟磁性裏打ち層を形成せず，Ｐｄ下地層の代わりにＴｉ下地層を用い，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ２とし，第２および第３の磁性層を形成しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１１９】
得られた垂直磁気記録媒体の飽和磁化も含めた磁気特性を調べるため，ＶＳＭ（振動試料型磁力計）により磁化曲線の測定を行った。中周付近を約１ｃｍ２角に切り出し，膜面垂直方向の磁化曲線を測定した（掃引時間３分）。
【０１２０】
図７に、第１の磁性層の磁化曲線を表すグラフ図を示す。
【０１２１】
図５に示す比較例１の磁化曲線と比べてＨｃやＨｓなどが全体的に小さくなっているのは，ＫｅｒｒとＶＳＭという評価方法の違いもあるものの，主に下地層をＴｉに変更したためである。記録層の組成変更によっても多少磁気特性は変わっているが，大きくは違わない。
【０１２２】
実験例２
軟磁性裏打ち層を形成せず，Ｐｄ下地層の代わりにＴｉ下地層を用い，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ２とし，第３の磁性層を形成しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１２３】
得られた垂直磁気記録媒体について，実験例１と同様にして磁化曲線を測定した。
【０１２４】
図８に、第１の磁性層と第２の磁性層の積層に関する磁化曲線を示す。
【０１２５】
図７に示す実験例１の磁化曲線と比べて、ＨｃやＨｓなどの他、縦軸Ｍの飽和値も含めてほとんど変化が見られなかった。別途厚膜を作製して測定したＣｏＣｒＰｔＢ第２の磁性層の飽和磁化Ｍｓは約８０ｅｍｕ／ｃｃであったので，ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２第１の磁性層の方が，Ｍｓが約６００ｅｍｕ／ｃｃと高く，層厚も４倍厚いことを考えると，Ｍの飽和値の違いはサンプルの面積ばらつきや測定誤差の範囲内であり，第２の磁性層の形成によって飽和値が変わらないのは妥当と言える。また，ＨｃやＨｓもほとんど変わっていないことから，第２の磁性層は特に磁気的に分断された構造にはなっていないものの，第２の磁性層だけでは粒子間相互作用を強めるほどの効果はないことが分かる。
【０１２６】
ここまでの実験から，第１の磁性層上に第２の磁性層を形成しただけでも，第１の磁性層上に第３の磁性層を形成しただけでも，磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくしてＨｓを小さくする効果はないことが分かった。
【０１２７】
しかしながら，上述したように，比較例２では粒子間相互作用よりも層間相互作用の方が強いために磁化曲線の傾きを大きくできなかったと考えられるので，傾きを大きくするためには層間相互作用よりも粒子間相互作用を強くすれば良いと考えることができる。相対的に層間相互作用よりも粒子間相互作用の方が強ければ良いとすると，層間相互作用の方を粒子間相互作用よりも弱くするという方法が考えられる。そこで，本発明では、第１の磁性層と第３の磁性層の間に層間結合を調整する第２の磁性層を形成するに至った。
【０１２８】
第１の磁性層上に酸化物を含まない強磁性層を直接形成して粒間結合を強める方法と比べると，非晶質粒界層を持つ分だけ粒間結合が高くなく、低ノイズが期待できるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２を第３の磁性層に用いることができ，第２の磁性層を挟むことで第１の磁性層の粒子間に直上の磁性層を介して相互作用が働くのを防ぐことにより第１の磁性層のノイズが低い特徴を出しやすいというメリットが考えられる。
【０１２９】
また，第２の磁性層に弱磁性層を用いることについては，非磁性層よりも層厚を厚くできて磁気特性をコントロールしやすくなることの他，上下の垂直磁化膜に挟まれていることで弱磁性層の磁気モーメントが垂直方向に引っ張られ，酸化物を含まず偏析していないことで全体の粒間相互作用を強める方向への寄与が考えられる。
【０１３０】
また，このように層間と粒間を弱く結合させることで，磁気的な分散を平均化して小さくする効果も期待でき，これによって磁化曲線のＨｎの近辺が角張ってＨｓ近辺も不必要に裾を引かなくなるものと考えられる。
【０１３１】
実施例２
第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１２原子％Ｐｔ−３３原子％Ｃｒ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ２，層厚を２０ｎｍとし，第２の磁性層の層厚を１から４ｎｍで１ｎｍ刻みにに変更し，第３の磁性層の層厚を１．５ｎｍとした以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１３２】
得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。
【０１３３】
実施例２にかかるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図を、図９に示す。
【０１３４】
なお、図９中には、比較として第２の磁性層の層厚が０の場合も載せた。
【０１３５】
また、図中、グラフ１０１はＨｓ、１０２はＨｃ、１０３はＨｎを各々示す。
【０１３６】
この第２の磁性層厚が０ｎｍの時の値は，第３の磁性層厚も０ｎｍとして第１の磁性層のみとした時の磁気特性である。この時の値を比較例１と比べると，Ｈｃが小さくなりＨｓも小さくなっていることが分かるが，これは主に第１の磁性層のＣｒ組成を増やしたことによるものである。
【０１３７】
第２の磁性層厚を１ｎｍから２ｎｍとした時にＨｓを明らかに小さくできていることからも分かるように，第１および第３の磁性層の組成や層厚を変更しても，第２の磁性層を挿入することによる効果は基本的に同様である。また，図９において，２〜４ｎｍの間の磁気特性は大きく変化していないので，２ｎｍ以上がＨｓを低減する効果の大きい好ましい層厚であると考えられる。このため、第２の磁性層の厚さが例えば１ｎｍであっても、第２の磁性層を形成せず、第１の磁性層と第３の磁性層を用いた媒体と比べれば効果があると考えられる。
【０１３８】
比較例３
軟磁性裏打ち層をＣｏＺｒＮｂ１０ｎｍ，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−８ｍｏｌ％ＳｉＯ2，第２の磁性層の層厚を５ｎｍとし，第３の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ２とした以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１３９】
得られた垂直磁気記録媒体について，実験例１と同様にして磁化曲線を測定した。
【０１４０】
比較例３にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図を図１０に示す。
【０１４１】
図１０の磁化曲線が途中で折れ曲がって見えているが，これは磁気特性の異なる２種類の独立した磁性層を合わせて測定した時に見られる現象で，ここでは第１の磁性層と第３の磁性層の層間結合がほとんど切れてしまい別々に反転するようになってしまった（一体として機能しなくなった）ことが分かる。
【０１４２】
このような磁化曲線になると，結果としてＨｓの裾を引くようになり，Ｈｓを小さくする効果がなくなってしまうので，この構成（条件）では，第２の磁性層厚５ｎｍは厚過ぎる傾向があることが分かった。
【０１４３】
実施例３
第２の磁性層に含まれる各成分の組成比と層厚を種々変更した以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１４４】
上記の実施例２および比較例３で述べたように，第２の磁性層の組成にＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ（飽和磁化Ｍｓが約８０ｅｍｕ／ｃｃ）を用いた時には好ましい層厚は２〜４ｎｍであったが，
Ｃｒ，ＰｔおよびＢを増やしてＭｓを減らした時には効果の得られる層厚は薄く方向にシフトし，Ｃｒ，ＰｔおよびＢを減らしてＭｓを増やした時には効果の得られる層厚は厚く方向にシフトする傾向があることが分かった。
【０１４５】
第２の磁性層厚が同じ時に，Ｍｓが小さくなれば層間相互作用は小さくなり，Ｍｓが大きくなれば層間相互作用は大きくなることから，Ｈｓを小さくする効果は，個別の元素や組成よりも，本質的には飽和磁化Ｍｓに依存していると考えられる。
【０１４６】
第２の磁性層のＣｒ＋Ｂ組成を変更することによりＭｓを変化させ（Ｍｓは別途作製した試料によりＶＳＭで測定），Ｈｓが８ｋＯｅ以下になるように（ＯＷ＜−４０ｄＢを確保する目安）層厚を調整して，記録再生特性の評価を行った結果の一部を下記表１に示す。
【表１】
2008103048.tif 000003
【０１４７】
Ｍｓが２５ｅｍｕ／ｃｃの時にＳＮＲｍを表示していないのは，Ｈｓ≦８ｋＯｅの条件が見つからず，ＯＷが十分に確保できなかったため，ＳＮＲｍが正しく評価できなかったためである。他の媒体はどれもＯＷ＜−４０ｄＢである。この結果から，第２の磁性層のＭｓに関しては，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃの範囲が最も好ましいと考えられる。
【０１４８】
第３の磁性層の結晶配向を保ち垂直磁化膜とするためには，第２の磁性層に用いる金属の結晶構造はｈｃｐが好ましく，さらにはＣｏを主成分とすると良好な結晶配向が得られて好ましいが，最密面が膜面と平行という点ではｆｃｃも使用できるので，Ｎｉ系合金を用いても良い。ＢやＴａを添加すると，第２の磁性層の結晶粒子を微細化できることがあり、その場合には第３の磁性層の磁性粒子も微細化されてＳＮＲｍなどの改善が期待できる。
【０１４９】
なお、また，ＣｏＲｕ（３０〜３５％）合金を用いた場合でも同様の効果が得られた。また、第２の磁性層に用いる材料については，ＣｏＣｒＰｔＢ合金に限らず，ＣｏＣｒＰｔ合金でも，ＣｏＣｒ合金としても同様の効果が得られた。
【０１５０】
以上のように、Ｍｓ＝５０ｅｍｕ／ｃｃの時には層厚を１．５ｎｍ以上とすることでＨｓ≦８ｋＯｅの範囲に収めることができ，一方，Ｍｓ＝１５０ｅｍｕ／ｃｃの時には層厚８ｎｍまでは比較例３のような磁化曲線の折れ曲がりは見えなかったが，１０ｎｍとした時には折れ曲がりが生じたことから，第２の磁性層の層厚に関しては，１．５〜８ｎｍの範囲が好ましいと考えられる。
【０１５１】
実施例４
第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１４原子％Ｐｔ−２３原子％Ｃｒ）−７ｍｏｌ％ＳｉＯ２，層厚を１５ｎｍとし，第３の磁性層の層厚を変更した以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【０１５２】
得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。
【０１５３】
Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第３の磁性層厚依存性を図１１に示す。
【０１５４】
図中、グラフ１０４はＨｓ、１０５はＨｃ、１０６はＨｎを各々示す。
【０１５５】
第３の磁性層厚が０ｎｍの状態は，実験例２で示したように，第２の磁性層があったとしても磁気特性にはほとんど影響を及ぼしていないので，実質第１の磁性層のみで比較例１と同様の構成と見なすことができる。比較例１と磁気特性を比べるとＨｎが若干高いものの大体同じになっているので，第１の磁性層の組成や層厚を実施例１と同じにしたとしても，第３の磁性層厚依存はほぼ同様の結果になると考えられる。
【０１５６】
図１１において，０と１．５ｎｍの補間から，第３の磁性層の層厚はどんなに薄くても積層すればＨｓを小さくする効果はありそうであるが，ＯＷ＜−４０ｄＢを確保できる目安をＨｓ≦約８ｋＯｅとすると，好ましい層厚は１．５ｎｍ以上と考えられる。第３の磁性層の下限は，それ自体の組成はもちろん，第１と第２の層厚にも依存すると予想されるが，実施例２における効果や結晶性の維持なども考慮すると，１．５ｎｍ程度が適当と考えられる。
【０１５７】
一方，上限については，図１１からも推定できるように，厚くしても磁気特性には大きな変化はなく，記録再生特性を測定しても，徐々にＳＮＲｍが低下する傾向で，特に明らかな閾値は認められなかった。しかしながら，磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層のスペーシングを考慮すると，第３の磁性層厚は１０ｎｍ以下とするのが好ましいと考えられる。
【０１５８】
その他の実施例
上記実施例や比較例において，様々な組成のＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２を用いながら，基本的に同様な結果が得られることを示してきたように，第１および第３の磁性層は，組成にはあまり依存せずに同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
実際，（Ｃｏ−２０原子％Ｐｔ−６原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２，（Ｃｏ−１２原子％Ｐｔ−３３原子％Ｃｒ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ２，（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ２，の組成を第１および第３の磁性層に用いる以外は、実施例１ないし４と同様にして磁気記録媒体を作成し、その記録再生特性及び磁気特性を測定したところ、同様の効果が得られた。このことから，元素ごとに書けば，少なくとも１２％≦Ｐｔ≦２０％，６％≦Ｃｒ≦３３％，６％≦ＳｉＯ２≦１２％の組成範囲は好ましく，同様の効果が得られる範囲はこれらよりもさらに広いものと考えられる。
【０１６０】
また，第１および第３の磁性層における酸化物をＣｒ２Ｏ３，ＴｉＯ２とした場合でも同様の効果が得られた。
【０１６１】
上述の実験例において下地層にＴｉを用いた場合について述べたが，下地層にＴｉを用いた以外は実施例１ないし４と同様にした場合でも，Ｈｃなどの値は小さくなるためＨｓも小さくなりＯＷは取れやすくなるものの，第２および第３の磁性層の積層については同様の効果が得られた。
【０１６２】
Ｐｔ，Ｔａ，およびＮｉＦｅ合金についても同様に下地層として用いた実験を行い，ＰｔはＰｄに近い値を，ＴａとＮｉＦｅ合金はＴｉに近い傾向を示したが，やはり第２および第３の磁性層の積層については同様の効果が得られた。
【０１６３】
また、上記実施例の各垂直磁気記録媒体を，スピンスタンド評価で用いたものと同様のヘッドと組み合わせて磁気記録再生装置を作製した。
【０１６４】
記録再生動作を行い、ビット誤り率の評価を行ったところ，上述したＳＮＲｍ改善に対応するビット誤り率の改善が得られた。面内磁気記録用のリングタイプヘッドでも評価を行ったところ，単磁極型ヘッドと比較してビット誤り率が悪化した。記録素子の形状の違いから記録能力の低下などが起こり，ＳＮＲｍや記録分解能が低下したと考えられ，単磁極型ヘッドの方が好ましいことが分かった。
【０１６５】
また、ここでは磁気記録再生装置における有効性を示したが，本発明が効果を示す磁気記録媒体の性質上，本発明は，磁気ディスク装置に限らず，テープ媒体やドラム状媒体などを用いた場合など，磁気記録媒体の形状に依存することなく，広く垂直磁気記録方式を採用した磁気記録再生装置全般において，その効果を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の磁気記録媒体の構成の一例を表す断面図
【図２】本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図
【図３】本発明に係る磁気記録媒体の一例の断面ＴＥＭ写真
【図４】実施例１に係る垂直磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図
【図５】比較例１にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図
【図６】比較例２にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図
【図７】第１の磁性層の磁化曲線を表すグラフ図
【図８】第１の磁性層と第２の磁性層の積層に関する磁化曲線を表すグラフ図
【図９】実施例２におけるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図
【図１０】比較例３にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図
【図１１】実施例４におけるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図
【符号の説明】
【０１６７】
１…基板、２…軟磁性裏打ち層、３…非磁性中間層、４…第１の磁性層、５…第２の磁性層、６…第３の磁性層、７…保護層、８…多層磁気記録層、１０，１１２…磁気記録媒体、１３３…磁気ヘッド
【図１】
2008103048.tif 000004
【図２】
2008103048.tif 000005
【図３】
2008103048.tif 000006
【図４】
2008103048.tif 000007
【図５】
2008103048.tif 000008
【図６】
2008103048.tif 000009
【図７】
2008103048.tif 000010
【図８】
2008103048.tif 000011
【図９】
2008103048.tif 000012
【図１０】
2008103048.tif 000013
【図１１】
2008103048.tif 000014