(57)【要約】【課題】本発明は、磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関し、記録特性に優れる磁気記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】垂直磁気記録媒体１は、ガラス基板３上に配置された軟磁性裏打ち層５と、軟磁性裏打ち層５上に配置された中間層７と、中間層７上に配置された第１記録層９と、第１記録層９上に配置された記録補助層１３と、第１記録層９と記録補助層１３との間に配置され、第１記録層９及び記録補助層１３間の磁気結合状態を制御する第１層間結合力制御層１１とを有している。また、垂直磁気記録媒体１は、記録補助層１３上に配置された第２記録層１７と、記録補助層１３と第２記録層１７との間に配置され、記録補助層１３及び第２記録層１７間を反強磁性結合状態に制御する第２層間結合力制御層１５と、第２記録層１７上に配置された保護層１９とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された第１記録層と、
前記第１記録層上に配置された記録補助層と、
前記第１記録層と前記記録補助層との間に配置され、前記第１記録層及び前記記録補助層間の磁気結合状態を制御する第１層間結合力制御層と、
前記記録補助層上に配置された第２記録層と、
前記記録補助層と前記第２記録層との間に配置され、前記記録補助層及び前記第２記録層間を反強磁性結合状態に制御する第２層間結合力制御層と
を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の磁気記録媒体において、
前記記録補助層及び前記第２記録層は、前記第２層間結合力制御層の膜厚及び形成材料の磁気特性により前記反強磁性結合状態に制御されること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記第１記録層は、前記記録補助層及び前記第２記録層のいずれか一方と反強磁性結合していること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体において、
前記記録補助層の膜厚をｔｓ、飽和磁化をＢｒｓとし、前記第２記録層の膜厚をｔ２、飽和磁化をＢｒ２とすると、
ｔｓ×Ｂｒｓ≦ｔ２×Ｂｒ２
の関係式を満足すること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体において、
前記第１記録層の垂直磁気異方性をＫｕ１とし、前記記録補助層の垂直磁気異方性をＫｕｓとし、前記第２記録層の垂直磁気異方性をＫｕ２とすると、
Ｋｕｓ≦Ｋｕ２≦Ｋｕ１
の関係式を満足すること
を特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在主流のハードディスク装置（ＨＤＤ）は、記録媒体面に対して記録磁化の向きが平行になるように磁気記録媒体を磁化する面内磁気記録方式が用いられている。一方、次世代のＨＤＤ技術として、垂直磁気記録方式が検討されている。垂直磁気記録方式には、記録媒体面に対して記録磁化の向きが垂直になる垂直磁気記録媒体が用いられる。垂直磁気記録方式は現行の面内磁気記録方式と比較して、原理的に高記録密度においても高出力の再生信号を得ることが可能である。また、垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式と比較して記録磁化の熱緩和耐性を高くすることが期待できる。
【０００３】
様々な構造の垂直磁気記録媒体が提案されている。現在の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に５０〜４００ｎｍ程度の軟磁性裏打ち層が設けられ、当該軟磁性裏打ち層上に下地層及び中間層が順次成膜され、次いでＣｏ基合金と酸化物とからなる複合記録層、カーボン保護膜及び潤滑材が形成された構造を有している。このような構造を有する垂直磁気記録媒体は記録特性が良好であり、次世代記録媒体の第一候補と目されている。しかし、当該垂直磁気記録媒体は、２００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２を超える記録密度を実現するためには、エラーレートやＳ／Ｎ比等の記録再生の信号品質が不足しており、更なる特性の改善が必要である。
【０００４】
垂直磁気記録媒体の記録特性を向上させるために、記録層を２層以上の多層構造にする試みがなされている。磁気異方性の異なる記録層を積層することにより、垂直磁気記録媒体の記録特性の向上を図ることができる。しかし、垂直磁気記録媒体に必要な磁気特性を得るための各層の組成や構造の制御は複雑且つ困難である。また、一般的に膜厚が非常に厚くなる傾向にあるので、磁気ヘッドから垂直磁気記録媒体に印加される記録磁界が不十分となり、記録特性の向上を図り難いという問題がある。
【０００５】
このような背景において、磁化方向の異なる２つの磁性層からなる記録層を有する垂直磁気記録媒体が提案されている。このような垂直磁気記録媒体は、ＥＣＣ（Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）媒体と呼ばれている。ＥＣＣ媒体は磁化容易軸が基板に対して垂直及び面内又は互いに斜め方向となる２層の磁性膜を有している。ＥＣＣ媒体は、熱的安定性を確保しつつ記録磁界を低減し、サイドイレースを抑制することが可能である。
【特許文献１】特開昭６２−２３９３１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３３０６号公報
【特許文献３】特願２００６−７６１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＥＣＣ媒体では、記録層の磁化容易軸方向が基板面法線方向に対して斜め方向を向いているため、再生信号の出力の損失が大きく十分なＳ／Ｎ比を確保することが困難である。また、基板に対して水平方向の磁化成分がノイズ源となり、再生信号の品質の低下をもたらすことがある。
【０００７】
本発明の目的は、記録特性に優れる磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、基板上に配置された第１記録層と、前記第１記録層上に配置された記録補助層と、前記第１記録層と前記記録補助層との間に配置され、前記第１記録層及び前記記録補助層間の磁気結合状態を制御する第１層間結合力制御層と、前記記録補助層上に配置された第２記録層と、前記記録補助層と前記第２記録層との間に配置され、前記記録補助層及び前記第２記録層間を反強磁性結合状態に制御する第２層間結合力制御層とを有することを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録特性に優れる磁気記録媒体が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態による磁気記録媒体について図１乃至図９を用いて説明する。本願発明者らは、ＥＣＣ媒体と比較して記録特性を向上できる垂直磁気記録媒体を特許文献３において提案している。図１は、特許文献３において開示された垂直磁気記録媒体５１の構造を模式的に示している。図１に示すように、垂直磁気記録媒体５１は、非磁性基板５３を有している。非磁性基板５３上には、軟磁性裏打ち層５５と、中間層５７と、グラニュラ状の第１記録層５９と、層間結合力制御層６１と、記録補助層６３と、第２記録層６７とがこの順に形成されている。第１記録層５３はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２で形成され、層間結合力制御層６１は非磁性材料のルテニウム（Ｒｕ）で形成されている。記録補助層６３はＣｏＣｒで形成され、第２記録層６７はＣｏＣｒＰｔで形成されている。
【００１１】
第１及び第２記録層５９、６７は、磁化容易軸が垂直磁気記録媒体５１の記録媒体面、即ち非磁性基板５３の基板面にほぼ垂直な方向に向いている。記録補助層６３は磁化容易軸が基板面に対して斜めに向いている。このため、図１に太矢印で示すように、第１及び第２記録層５９、６７は、基板面にほぼ垂直な方向に磁化され、記録補助層６３は当該基板面に対して斜めに磁化される。記録補助層６３は磁化容易軸が基板面に対して斜めに向いているので、磁化の向きが反転し易い。第１及び第２記録層５９、６７は、磁化反転が記録補助層６３によって補助されるので小さい磁界でも磁化される。このように、垂直磁気記録媒体５１は、記録性能の向上を図ることができる。
【００１２】
第２記録層６７は基板面に対してほぼ垂直な方向に磁化される。また、第２記録層６７と記録補助層６３との交換結合により、第２記録層６７が基板面に対して斜め方向に磁化されても、第２記録層６７の磁化Ｍ２は記録補助層６３の斜め磁化Ｍｓより基板面法線方向からの傾きが小さくなる。このため、垂直磁気記録媒体５１の上層部における磁化方向は基板面に対して垂直方向に近付く。これにより、垂直磁気記録媒体５１は、ＥＣＣ媒体と比較して再生信号出力の損失の低減を図ることができる。従って、垂直磁気記録媒体５１は再生信号の品質を向上することが可能になる。
【００１３】
垂直磁気記録媒体の記録特性を改善するためには、媒体ノイズの低減と記録性能の確保とを両立する必要がある。垂直磁気記録媒体５１は、記録補助層６３を有しているので良好な記録性能を確保することができる。しかしながら、図１に示すように、記録補助層６３内には斜め磁化Ｍｓによる面内磁化成分Ｍｓｈと垂直磁化成分Ｍｓｖとが発生する。面内磁化成分Ｍｓｈは媒体ノイズの増加をもたらすので、垂直磁気記録媒体５１は媒体ノイズを十分に低減することが困難である。このように、垂直磁気記録媒体５１の記録特性の向上には限界がある。
【００１４】
本実施の形態では、垂直磁気記録媒体内に生じる面内磁化成分を低減して、磁気記録媒体の記録特性の向上を図る点に特徴を有している。本実施の形態の磁気記録媒体は、裏打ち層を有する高記録密度２層垂直磁気記録媒体である。図２は、本実施の形態による垂直磁気記録媒体１の断面構成を模式的に示している。図２に示すように、垂直磁気記録媒体１は、非磁性基板としてのガラス基板３上に配置された軟磁性裏打ち層５と、軟磁性裏打ち層５上に配置された中間層７とを有している。また、垂直磁気記録媒体１は、中間層７上に配置された第１記録層９と、第１記録層９上に配置された記録補助層１３と、第１記録層９と記録補助層１３との間に配置され、第１記録層９及び記録補助層１３間の磁気結合状態を制御する第１層間結合力制御層１１とを有している。さらに、垂直磁気記録媒体１は、記録補助層１３上に配置された第２記録層１７と、記録補助層１３と第２記録層１７との間に配置され、記録補助層１３及び第２記録層１７間を反強磁性結合状態に制御する第２層間結合力制御層１５と、第２記録層１７上に配置された保護層１９とを有している。
【００１５】
軟磁性裏打ち層５は、磁気ヘッドから発生した記録磁界を環流させて閉磁路を形成するために配置されている。軟磁性裏打ち層５の形成材料には、例えば軟磁性材料のＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣｏＡｌＯ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４又はＣｏＦｅ等が用いられる。
【００１６】
中間層７は、第１記録層９の結晶配向制御のため及び軟磁性裏打ち層５と第１記録層９との間の相互作用を防止するために配置されている。中間層７の形成材料には、例えば非磁性材料のＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ及びこれらの合金等が用いられている。また、これら非磁性材料がＴａ等の下地層上に形成され、中間層７は全体として、Ｔａ／ＮｉＦｅ／Ｒｕ、Ｔａ／Ｒｕ又はＴａ／ＮｉＦｅＣｒ／Ｒｕ等の構造を有していてもよい。
【００１７】
第１及び第２記録層９、１７並びに記録補助層１３は、所定の磁気情報を記録するための層である。第１記録層９は主に記録を担う層である。第１記録層９は、磁化容易軸がガラス基板３の基板面に対して垂直方向を向いている強磁性層である。第１記録層９の形成材料には、例えばＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、ＣＯＣｒＰｔＯ、（Ｐｔ／Ｃｏ）ｎ、（Ｆｅ／Ｐｔ）ｎ等が用いられる。第１記録層９は、磁性材料の結晶粒が非磁性材料で磁気的に分離された、いわゆるグラニュラ状に形成されたグラニュラ層である。
【００１８】
記録補助層１３は、主に記録時の磁化反転を補助する層である。記録補助層１３は、ガラス基板３の基板面に対して磁化容易軸が斜め方向を向いている強磁性層である。記録補助層１３の形成材料には、例えばＣｏ又はＣｏＣｒ等のＣｏ合金等が用いられる。第２記録層１７は、ガラス基板３の基板面に対して磁化容易軸が斜め方向を向いている強磁性層である。第２記録層１７の形成材料には、例えばＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔ等が用いられる。
【００１９】
第１及び第２層間結合力制御層１１、１５の形成材料は、非磁性材料の例えばＲｕである。第１及び第２層間結合力制御層１１、１５の形成材料には、Ｒｕの他に、例えばＣｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ又はＲｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ及びＩｒの少なくとも１つを用いた合金が用いられてもよい。
【００２０】
保護層１９は、垂直磁気記録媒体１上を磁気ヘッドが走査する際に記録媒体表面を保護するために配置されている。保護層１９の形成材料には、例えばＣ等が用いられる。
【００２１】
第１記録層９及び記録補助層１３は、第１層間結合力制御層１１の膜厚及び形成材料の磁気特性により強磁性結合状態（フェロカップリング）に制御されている。記録補助層１３及び第２記録層１７は、第２層間結合力制御層１５の膜厚及び形成材料の磁気特性により反強磁性結合状態（アンチフェロカップリング）に制御されている。第１及び第２層結合力制御層１１、１５の磁気特性は非磁性である。また、第１記録層９は、記録補助層１３及び第２記録層１７のいずれか一方と反強磁性結合している。本実施の形態では、第１記録層９は、第２記録層１７と反強磁性結合し、記録補助層１３と強磁性結合しているが、記録補助層１３と反強磁性結合し、第２記録層１７と強磁性結合していてもよい。
【００２２】
次に、本実施の形態による磁気記録媒体の動作原理について図３乃至図６を用いて説明する。本実施の形態では、対向配置された磁性層間に非磁性層を挟んで当該非磁性層の膜厚を変えると、２つの磁性層の磁気結合状態を強磁性結合にしたり反強磁性結合にしたりすることができる現象を利用している。図３は、対向配置された磁性膜２１、２５間に非磁性層であるＲｕ膜２３を挟んだ磁気記録媒体２０において、Ｒｕ膜２３の所定膜厚時における磁気記録媒体２０の磁化曲線及び磁化状態を示している。図３（ａ１）乃至図３（ｃ１）は、磁気記録媒体２０の磁化曲線を示している。横軸は外部磁界Ｈ（ｋＯｅ）を表し、縦軸は磁化Ｍ（ｅｍｓ／ｃｃ）を表している。図３（ａ１）乃至図３（ｃ１）の図中に示す層間結合力Ｈｅｘは、外部磁界Ｈを低下させたときに、磁化Ｍの値が飽和磁化Ｂｓの値から低下し始める外部磁界Ｈｘと外部磁界Ｈ＝０ｋＯｅとの差である。図３（ａ２）乃至図３（ｃ２）は、磁気記録媒体２０の磁化状態を模式的に示している。
【００２３】
図３（ａ２）に示すように、磁性膜２１、２５はＲｕ膜２３の膜厚ｔが０〜０．１ｎｍの範囲では強磁性結合している。当該範囲では、磁性膜２１、２５の磁化Ｍ２１、Ｍ２５は膜面に対してほぼ垂直な方向を向いている。また、磁性膜２１、２５の磁化Ｍ２１、Ｍ２５は互いに同方向を向いている。図３（ｂ２）に示すように、Ｒｕ膜２３の膜厚ｔが０．２ｎｍ〜０．３ｎｍ程度の範囲でも、磁性膜２１、２５は強磁性結合している。しかし、当該範囲では、磁性膜２１の磁化Ｍ２１は膜面に対してほぼ垂直な方向を向いているのに対し、磁性膜２５は斜めに磁化され、磁化Ｍ２５の向きは膜面法線方向に対して所定角度傾斜している。図３（ｃ２）に示すように、Ｒｕ膜２３の膜厚ｔが０．５ｎｍ〜０．７ｎｍ程度の範囲になると、磁性膜２１、２５は反強磁性結合する。当該範囲では、磁性膜２１、２５の磁化Ｍ２１、２５は膜面に対してほぼ垂直な方向を向いているが、互いに逆方向を向いている。
【００２４】
このように、Ｒｕ膜２３の膜厚を変えると、磁性膜２１、２５の結合状態が変化する。磁気記録媒体２０の磁化曲線は磁性膜２１、２５の各磁化曲線の重ね合わせになるので、図３（ａ１）乃至図３（ｃ１）に示すように、磁気記録媒体２０の磁化曲線はＲｕ膜２３の膜厚によって変化する。磁化Ｍの値が飽和磁化Ｂｓの値から低下し始める外部磁界Ｈｘは、強磁性結合では負（−）であるが、反強磁性結合になると正（＋）になる。
【００２５】
図４は、Ｒｕ膜２３の膜厚と磁性膜２１、２５間の層間結合力との関係を示すグラフである。横軸は膜厚ｔ（ｎｍ）を表し、縦軸は層間結合力Ｈｅｘ（ｋＯｅ）を表している。図５は、Ｒｕ膜２３の膜厚と磁気記録媒体２０の角型比との関係を示すグラフである。横軸は膜厚ｔ（ｎｍ）を表し、縦軸は角型比Ｑｓを表している。
【００２６】
図４に示すように、Ｒｕ膜２３の膜厚ｔが０ｎｍ〜約０．５ｎｍの範囲αでは磁性膜２１、２５は強磁性結合状態であるので、層間結合力Ｈｅｘは負（−）となる（図３（ａ１）及び図３（ｂ１）参照）。また、図５に示すように、飽和磁化Ｂｓに対する残留磁化Ｂｒの比である角型比Ｑｓは、範囲αでは約１となる。Ｒｕ膜２３の膜厚ｔが約０．５ｎｍ〜約０．８ｎｍの範囲βでは磁性膜２１、２５は反強磁性結合状態であるので、層間結合力Ｈｅｘは正（＋）になり（図３（ｃ１）参照）、角型比Ｑｓは１より小さくなる。Ｒｕ膜２３の膜厚ｔが０．８ｎｍより大きい範囲γでは、磁性膜２１、２５は再び強磁性結合状態になって、層間結合力Ｈｅｘは負（−）になり、角型比Ｑｓは約１になる。
【００２７】
上記の性質を利用して磁気記録媒体の低ノイズ化及び記録性能を向上させることが本実施の形態の目的である。図１に示す垂直磁気記録媒体５１は第１記録層５９上層に記録補助層６３を有している。上記の通り、記録補助層６３に斜め磁化Ｍｓを形成した場合、磁化の向きが反転し易くなるので、小さい印加磁界でも第１及び第２記録層５９、６７並びに記録補助層６３を磁化できる。このため、垂直磁気記録媒体５１の記録性能を向上させることができる。しかし、記録補助層６３の斜め磁化Ｍｓから発生した面内磁化成分Ｍｓｈがノイズ源となる。本実施の形態では、Ｒｕ膜２３の膜厚を変化させると強磁性結合状態を反強磁性結合状態に変化させることができるという上記原理を用いて、記録補助層内に生じる面内磁化成分Ｍｓｈに基づくノイズ源が第２記録層内に生じる面内磁化成分によってキャンセルされるようになっている。
【００２８】
図６は、面内磁化成分をキャンセルするための動作原理を説明する図である。図６（ａ）は、反強磁性結合による高分解能化を実現できる垂直磁気記録媒体３１を示している。図示は省略するが、垂直磁気記録媒体３１は、垂直磁気記録媒体１と同様の層構造を有しているが、第２層間結合力制御層の膜厚が異なっている。図６（ａ）に示すように、例えばＲｕ膜で形成された第２層間結合力制御層３５を約０．６ｎｍの厚さに形成すると、第２記録層３７と記録補助層３３とが反強磁性結合をする。さらに、第２記録層３７の垂直磁化Ｍ２と記録補助層３３の垂直磁化Ｍｓの大きさが等しいと、ネットの磁化は相殺されてしまい、垂直磁気記録媒体３１の表面に出る磁束は減少する。この結果、垂直磁気記録媒体３１の出力は低下する。第２記録層３７及び記録補助層３３を媒体面に対してほぼ垂直に磁化させた垂直磁気記録媒体３１は、分解能を高分解にすることができ、将来の高記録密度記録には非常に有用である。しかし、垂直磁気記録媒体３１は、実効的に低飽和磁化及び高磁気異方性の磁性層を形成してしまうことになるので、磁化反転がし難くなってしまう。これにより、垂直磁気記録媒体３１は記録性能の劣化をもたらす可能性がある。
【００２９】
図６（ｂ）は、斜め磁界成分の導入による記録性能改善とノイズ低減を実現できる垂直磁気記録媒体１を示している。上層に配置される磁性層が下層に配置される磁性層より低磁気異方性且つ高飽和磁化である方が磁化反転し易く、大きな信号出力を得ることができる。そこで、本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、例えば第２層間結合力制御層１５の膜厚を０．７ｎｍの厚さに形成することにより、第２記録層１７と記録補助層１３とが反強磁性結合すると共に、各層１３、１７に斜め磁化Ｍｓ、Ｍ２を発生させることができる。記録補助層１３の斜め磁化Ｍｓは、例えば図中右上方向を向き、第２記録層１７の斜め磁化Ｍ２は、例えば図中左下方向を向く。このため、記録補助層１３の面内磁化成分Ｍｓｈ及び第２記録層１７の面内磁化成分Ｍ２ｈは、互いに逆向きとなる。面内磁化成分Ｍｓｈ及び面内磁化成分Ｍ２ｈとがほぼ同じ大きさであると相殺されて、垂直磁気記録媒体１の面内磁化成分はほぼ０になる。これにより、垂直磁気記録媒体１の媒体ノイズは低減される。
【００３０】
また、本実施の形態では、記録補助層１３の垂直磁化成分Ｍｓｖの大きさと第２記録層１７の垂直磁化成分Ｍ２ｖの大きさとに差をつけることにより、垂直磁気記録媒体１の出力増大が図られている。垂直磁気記録媒体１の出力増大となる出力制御条件は、反強磁性層構造を有している記録補助層１３及び第２記録層１７において、記録補助層１３の膜厚をｔｓ、飽和磁化をＢｒｓとし、第２記録層の膜厚をｔ２、飽和磁化をＢｒ２とすると、式（１）のように表すことができる。記録補助層１３及び第２記録層１７は、式（１）の関係を満たすことにより実効的に反強磁性結合になる。
【００３１】
ｔｓ×Ｂｒｓ≦ｔ２×Ｂｒ２  ・・・（１）
【００３２】
垂直磁気記録媒体１のノイズ低減条件は、第１記録層９の垂直磁気異方性をＫｕ１とし、記録補助層１３の垂直磁気異方性をＫｕｓとし、第２記録層１７の垂直磁気異方性をＫｕ２とすると、式（２）のように表すことができる。
【００３３】
Ｋｕｓ≦Ｋｕ２≦Ｋｕ１  ・・・（２）
【００３４】
式（２）に示すように、垂直磁気記録媒体１の面内磁化成分に起因するノイズを低減するためには、下層の記録補助層１３より上層の第２記録層１７の方が磁気異方性の大きい形成材料を用いるようにするとよい。第２記録層１７の磁気異方性が高すぎると記録磁界が大幅に増加してしまうので、第２記録層１７は第１記録層９よりも磁気異方性の低い磁性材料で形成することが望ましい。
【００３５】
以下、実施例を用いて本実施の形態による磁気記録媒体を具体的に説明する。
図７は、本実施の形態の実施例１及び２による垂直磁気記録媒体の形成材料及び膜厚を示す表である。図７には、比較例１及び２の垂直磁気記録媒体の形成材料及び膜厚も併せて示されている。図７では、最左欄に示す層を垂直磁気記録媒体が有していないことを「−」として表している。
【００３６】
図７の左から第２欄目に示すように、実施例１の垂直磁気記録媒体は、ガラス基板上に軟磁性裏打ち層（形成材料：ＣｏＺｒＮｂ、膜厚：５０ｎｍ）／中間層（形成材料Ｔａ／ＮｉＦｅ／Ｒｕ、膜厚：３ｎｍ／３ｎｍ／２０ｎｍ）／第１記録層（形成材料：ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２、膜厚：１０ｎｍ）／第１層間結合力制御層（形成材料：Ｒｕ、膜厚：０．２ｎｍ）／記録補助層（形成材料：ＣｏＣｒ２０Ｐｔ５、膜厚：３ｎｍ）／第２層間結合力制御層（形成材料：Ｒｕ、膜厚：０．７ｎｍ）／第２記録層：ＣｏＣｒ２０Ｐｔ１５Ｂ４、膜厚：３ｎｍ）／保護層（形成材料：Ｃ、膜厚：３ｎｍ）がこの順に配置された構造を有している。
【００３７】
図７の左から第３欄目に示すように、実施例２の垂直磁気記録媒体は、実施例１の垂直磁気記録媒体に対して記録補助層及び第２記録層の構成が異なる点を除いて他の層は同様の構成を有している。実施例２の垂直磁気記録媒体は、記録補助層（形成材料：ＣｏＣｒ２０、膜厚：３ｎｍ）と、第２記録層（形成材料：ＣｏＣｒＰｔＢ、膜厚：４ｎｍ）とを有している。図７の左から第４欄目に示すように、比較例１の垂直磁気記録媒体は、２層記録層媒体構造を有している。比較例１の垂直磁気記録媒体は、第１及び第２層間結合力制御層と記録補助層とを有していない点と、第２記録層の膜厚が異なる点とを除いて実施例１の垂直磁気記録媒体と同様の構成を有している。比較例１の垂直磁気記録媒体は膜厚が７ｎｍの第２記録層を有している。図７の最右欄に示すように、比較例２の垂直磁気記録媒体はＥＣＣ媒体構造を有している。比較例２の垂直磁気記録媒体は、記録補助層及び第２層間結合力制御層を有していない点と、第２記録層の膜厚が異なる点とを除いて実施例１の垂直磁気記録媒体と同様の構成を有している。比較例２の垂直磁気記録媒体の第２記録層は７ｎｍの厚さに形成されている。
【００３８】
ここで、垂直磁気記録媒体の製造方法について実施例２を例にとって説明する。まず、  ガラス基板上にＣｏＺｒＮｂを例えばＡｒガス圧０．５Ｐａ、スパッタ電力１ｋＷで成膜して軟磁性裏打ち層を形成した後、膜厚が３ｎｍのＴａ層を例えばＡｒガス圧０．５Ｐａ、スパッタ電力０．４ｋＷで成膜し、次いで膜厚が３ｎｍのＮｉＦｅ層を例えばＡｒガス圧０．５Ｐａ、スパッタ電力０．１ｋＷで成膜し、次いで膜厚が２０ｎｍのＲｕ層を例えば４．０Ｐａで成膜して中間層を形成する。次に、中間層上に膜厚が１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２を例えばＡｒガス圧４Ｐａ、スパッタ電力０．４ｋＷで成膜して第１記録層（グラニュラ層）を形成し、次いで、膜厚が０．２ｎｍのＲｕ層を例えばＡｒガス圧６．０Ｐａ、スパッタ電力０．１ｋＷで成膜して第１層間結合力制御層を形成する。次に、第１層層間結合力制御層上に膜厚が３ｎｍのＣｏＣｒ層を例えばＡｒガス圧０．５Ｐａ、スパッタ電力０．４ｋＷで成膜して記録補助層を形成し、次いで、膜厚が０．７ｎｍのＲｕ層を例えばＡｒガス圧６．０Ｐａ、スパッタ電力０．１ｋＷで成膜して第２層間結合力制御層を形成し、次いで、膜厚が４ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢ層を例えばＡｒガス圧０．５Ｐａ、スパッタ電力０．４ｋＷで成膜して第２記録層を形成する。最後に第２記録層上に膜厚が３ｎｍのＣ膜を成膜して保護層を形成することにより、実施例２による垂直磁気記録媒体が完成する。垂直磁気記録媒体の製造工程において、ガラス基板上の各層は製造装置の真空を破ることなく連続して成膜される。
【００３９】
比較例１の垂直磁気記録媒体は、第１記録層上に第１層間結合力制御層になるＲｕ膜を成膜せずに、膜厚が７ｎｍのＣｏＣｒ２０Ｐｔ５を成膜して第２記録層を形成することにより、２層記録層媒体構造に形成される。また、比較例２の垂直磁気記録媒体は、第１記録層上に第１層間結合力制御層になるＲｕ膜を成膜し、第１層間結合力制御層上に膜厚が７ｎｍのＣｏＣｒ２０Ｐｔ５を成膜して第２記録層を形成することにより、ＥＣＣ媒体構造に形成される。
【００４０】
図８は、実施例１及び２並びに比較例１及び２の垂直磁気記録媒体の各々についてスピンスタンドによるトレーリングシールド付きＳＰＴ（単磁極）ヘッドでの電磁変換測定結果を示す表である。図８の左から第２欄目は、記録周波数Ｆ２での信号雑音比Ｓ／Ｎｔ（Ｆ２）を示し、左から第３欄目は、記録周波数Ｆ８での信号雑音比Ｓ／Ｎｔ（Ｆ８）を示し、最右欄は、記録周波数Ｆ２のオーバーライトＯＷ（Ｆ２）を示している。ノイズＮｔは、垂直磁気記録媒体や垂直記録媒体駆動回路等で生じる全てのノイズを含んだトータルノイズである。記録周波数Ｆ２の値は４５０ｋＢＰＩであり、記録周波数Ｆ８の値は１２５ｋＢＰＩである。オーバーライトＯＷ（Ｆ２）は記録周波数Ｆ２の信号の出力値の減衰量を示す。即ち、オーバーライトＯＷ（Ｆ２）は、垂直磁気記録媒体に記録されている記録周波数Ｆ２の再生信号の出力値と、記録周波数Ｆ２の信号が記録された垂直磁気記録媒体に記録周波数Ｆ８の信号を記録した際に得られる記録周波数Ｆ２の再生信号の出力値との比である。
【００４１】
図８に示すように、比較例１の垂直磁気記録媒体の信号雑音比Ｓ／Ｎｔ（Ｆ２）、Ｓ／Ｎｔ（Ｆ８）を基準「０」と表すと、記録周波数Ｆ２では、比較例２、実施例１及び実施例２の順に垂直磁気記録媒体の信号雑音比が向上し、記録周波数Ｆ８では、実施例１、比較例２及び実施例２の順に垂直磁気記録媒体の信号雑音比が向上している。また、オーバーライトＯＷ（Ｆ２）は、比較例１、実施例１、比較例２及び実施例２の順に向上している。実施例２の垂直磁気記録媒体は高分解能化と記録性能の向上を図ることができる。一方、実施例１の垂直磁気記録媒体は、オーバーライトＯＷ（Ｆ２）が十分に向上しないため信号雑音比Ｓ／Ｎｔ（Ｆ８）も実施例２より劣っている。従って、実施例１の構成は、垂直磁気記録媒体の高分解能化を図ることができるが、実施例２の構成ほどには記録性能を向上させ難い。
【００４２】
図９は、ガラス基板上に形成され、実施例２による垂直磁気記録媒体の記録補助層に用いられたＣｏＣｒ２０層の単層膜の磁気特性を示している。横軸は印加磁場角度（°）を表し、縦軸は飽和磁界Ｈｓ（ｋＯｅ）を表している。なお、被測定媒体は、ガラス基板上にＴａ層、Ｒｕ層、２０ｎｍのＣｏＣｒ２０層及びＣＮ層がこの順に積層された構造を有している。図９では、外部からの印加磁場角度に対して飽和磁界の最小角度を磁化容易軸として定義する。また、印加磁場角度が０°の際に、膜面に垂直に磁場が印加され、印加磁場の角度が大きくなる程、印加磁場の角度は膜面に平行に近付く。図９に示すように、ＣｏＣｒ２０層の飽和磁化Ｈｓは印加磁場角度１５°から２０°程度の範囲で最小になるので、ＣｏＣｒ２０層の磁化は１５°から２０°程度傾いていることが分かる。また、最上層のＣｐＣｔＰｔＢの組成は固定して膜厚を調整することで磁気記録媒体のノイズが最小となる条件を見出した。
【００４３】
以上説明したように、従来技術の垂直ＳＦＭ媒体のように、記録層の磁化状態が反平行の場合には、低出力であり、磁気記録媒体で生じるノイズが高くなる。また、ＥＣＣ媒体構造を有する磁気記録媒体は、記録性能が高いが記録層部分に斜め磁化成分を有するために、磁気記録媒体で生じるノイズが高くなる。これに対し、本実施の形態による磁気記録媒体は、信号出力を増大させ、磁気記録媒体で生じるノイズを低減するとともに、記録磁界の低減の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】特許文献３に開示された垂直磁気記録媒体５１の構造を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による垂直磁気記録媒体１の構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による磁気記録媒体の動作原理を説明する図であって、磁気記録媒体２０の磁化曲線及び磁化状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態による磁気記録媒体の動作原理を説明する図であって、Ｒｕ膜２３の膜厚と磁性膜２１、２５間の層間結合力との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態による磁気記録媒体の動作原理を説明する図であって、Ｒｕ膜２３の膜厚と磁気記録媒体２０の角型比との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施の形態による磁気記録媒体の動作原理を説明する図であって、面内磁化成分をキャンセルするための動作原理を説明する図である。
【図７】本発明の一実施の形態の実施例１及び２並びに比較例１及び２による垂直磁気記録媒体の形成材料及び膜厚を示す表である。
【図８】本発明の一実施の形態の実施例１及び２並びに比較例１及び２による垂直磁気記録媒体の電磁変換測定結果を示す表である。
【図９】本発明の一実施の形態の実施例２による垂直磁気記録媒体の記録補助層に用いられたＣｏＣｒ２０単層膜の磁気特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１、５１  垂直磁気記録媒体
３  ガラス基板
５、５５  軟磁性裏打ち層
７、５７  中間層
９、５９  第１記録層
１１  第１層間結合力制御層
１３  記録補助層
１５  第２層間結合力制御層
１７、６７  第２記録層
１９  保護層
２０  磁気記録媒体
２１、２５  磁性膜
２３  Ｒｕ膜
５３  非磁性基板
６１  層間結合力制御層
【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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【図８】
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【図９】
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