(57)【要約】【課題】本発明は、軟磁性底層を形成する磁性体が非磁性体マトリックス内にグラニュール形態で存在し且つグラニュール粒子が互いにアンティフェロマグネチックカップリングをなすように形成されることによって、マルチグラニュールドメイン形成が抑制できる垂直磁気記録媒体を提供するためのものである。【解決手段】本発明は基板上に形成された垂直磁気記録層及び前記基板と前記垂直磁気記録層との間に少なくとも１層以上形成された軟磁性底層を含む垂直磁気記録媒体であって、前記軟磁性底層は非磁性体及び磁性体の合金で形成され、前記磁性体は前記非磁性体のマトリックス内にグラニュラ形態のナノ粒子として存在し、前記磁性体であるナノ粒子は相互アンティフェロマグネチックカップリングを形成するように一定間隔離隔していることを特徴とする垂直磁気記録媒体を提供する。本発明の垂直磁気記録媒体によれば軟磁性底層のノイズを最小化することができる。【選択図】図４
2008004248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された垂直磁気記録層及び前記基板と前記垂直磁気記録層との間に少なくとも１層以上形成された軟磁性底層を含む垂直磁気記録媒体であって、
前記軟磁性底層は非磁性体及び磁性体の合金で形成され、
前記磁性体は前記非磁性体のマトリックス内にグラニュラ形態（ｇｒａｎｕｌａｒ  ｔｙｐｅ）のナノ粒子として存在し、
前記磁性体であるナノ粒子は、相互アンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を形成するように一定間隔離隔していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記ナノ粒子間の離隔距離は、０．５ｎｍ〜２ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁性体の組成は、前記軟磁性底層の２０ａｔ％〜６０ａｔ％であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記ナノ粒子の直径は、５ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記磁性体は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）、コバルトクロム合金（ＣｏＣｒ）、または、ニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）の中の１つであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記非磁性体は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、または、タンタル（Ｔａ）の中の１つであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記軟磁性底層は、磁性体と非磁性体とからなる合金を物理気相蒸着法（ＰＶＤ）で前記基板に蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）させて形成されることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記軟磁性底層は、蒸着中または蒸着後に１５０℃〜６００℃でアニーリング（ａｎｅａｌｉｎｇ）されて形成されることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体に関し、より詳しくは、マルチグラニュールドメイン形成を抑制して軟磁性底層のノイズが最小化できる垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水平磁気記録メカニズムに比べて垂直磁気記録メカニズムの記録密度が高い。したがって、最近、ハードディスクドライブなどは高い記録密度のために垂直記録メカニズムを採択している。
【０００３】
垂直磁気記録メカニズムは、磁化方向が媒体の平面に垂直な方向に配列される。このような垂直磁気記録メカニズムは、強磁性膜（ｆｅｒｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌａｙｅｒ）と軟磁性底層（ｓｏｆｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｕｎｄｅｒ−ｌａｙｅｒ）の二重磁気膜（ｄｏｕｂｌｅ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｌａｙｅｒ）を含む垂直磁気記録媒体とポールヘッド（ｐｏｌｅ  ｈｅａｄ）を共に適用する。
【０００４】
以下、図１を参照しつつ従来の垂直磁気記録媒体の構造に対して説明する。
【０００５】
図１は、従来の垂直磁気記録媒体の積層構造を示す図であって、図１に示すように、従来の垂直磁気記録媒体は、下部から、基板１、軟磁性底層（ｓｏｆｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｕｎｄｅｒ−ｌａｙｅｒ；ＳＵＬ）３、中間層５、垂直磁気記録層７、及び保護膜９が順次に積層されて形成される。
【０００６】
前記基板１は主にガラス（ｇｌａｓｓ）やアルミニウムマグネシウム合金（ＡｌＭｇ）で形成され、前記軟磁性底層３はコバルトジルコニウムニオビウム合金（ＣｏＺｒＮｂ）、コバルト鉄ホウ素合金（ＣｏＦｅＢ）、または、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などで形成される。そして、前記中間層５は主にタンタル（Ｔａ）／ルテニウム（Ｒｕ）で形成され、垂直磁気記録層７はＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２等で形成され、保護膜９はＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ  ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ）で形成される。
【０００７】
ポールヘッドの磁気回路の特性上、垂直磁気記録の際、フィールド強さ（ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及びフィールド傾き（ｆｉｅｌｄ  ｇｒａｄｉｅｎｔ）を増加させるためには、必ず軟磁性底層３が垂直磁気記録層７の下部に設けられなければならないが、前記軟磁性底層３はドメインウォール（ｄｏｍａｉｎ  ｗａｌｌ）に起因したノイズとしての磁束（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｘ）を発生させて、再生時にノイズ原（ｎｏｉｓｅ  ｓｏｕｒｃｅ）として作用することになる問題点がある。
【０００８】
即ち、図１に示すように、垂直磁気記録媒体の構造が単純な場合には軟磁性底層３がマルチドメイン化（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）することを防止できないし、このような軟磁性底層３のマルチドメイン化は再生時に信号対雑音比を顕著に落とす要因として作用することになる。高密度垂直磁気記録媒体の場合、マルチドメイン化による信号対雑音比の減少は一層深刻である。
【０００９】
したがって、このようなマルチドメイン化によるノイズ発生問題を解決するために多様な方法が研究されているが、特にノイズを減少させるために軟磁性底層をシングルドメイン化（ｓｉｎｇｌｅ  ｄｏｍａｉｎ）し、軟磁性底層を多層挿入した構造が提示されている。
【００１０】
しかしながら、このように底層と垂直磁気記録層との間に多層の軟磁性底層を挿入する場合、マルチドメイン化によるノイズ発生を抑制することはできるが、工程が複雑になって生産性の低下及び原価上昇というもう一つの問題点が発生することになる。
【００１１】
一方、軟磁性底層のノイズを減少させようとする一環として、マグネチックドメインのナノ化が提示されているが、日本公開特許２００４−０７９１０４号には、図２に示すように、‘非磁性基板１１、前記非磁性基板１１上に形成されて、ナノ粒子１３’が含まれた軟磁性材料層１３、前記軟磁性材料層１３の上に形成された中間層１５及び前記中間層１５の上に形成された軽質磁性材料層１７’を含む高密度磁気記録媒体が開示されている。
【００１２】
しかしながら、このような高密度磁気記録媒体によれば、軟磁性材料層に分散しているナノ粒子の平均粒径を均一に制御することにより、粒径の不均一によるノイズ発生をある程度制御することはできるが、各ナノ粒子間の相互作用が相変らず存在し、同一な方向の磁化を持つ多数のナノ粒子が隣接して、マルチグラニュールドメイン（ｍｕｌｔｉ  ｇｒａｎｕｌｅ  ｄｏｍａｉｎ）を形成することになるので、マルチグラニュールドメイン形成による軟磁性材料層からのノイズ発生を抑制することは困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明は、前記のような従来の問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、軟磁性底層を形成する磁性体が非磁性体マトリックス内にグラニュール形態で存在し、かつ、グラニュール粒子が互いにアンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をなすように形成されることによって、マルチグラニュールドメイン形成が抑制できる垂直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】
【００１４】
以上と同じ目的を達成するために、本発明は、基板上に形成された垂直磁気記録層及び前記基板と前記垂直磁気記録層との間に少なくとも１層以上形成された軟磁性底層を含む垂直磁気記録媒体であって、前記軟磁性底層は、非磁性体及び磁性体の合金で形成され、前記磁性体は前記非磁性体のマトリックス内にグラニュラ形態（ｇｒａｎｕｌａｒ  ｔｙｐｅ）のナノ粒子として存在し、前記ナノ粒子は相互アンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を形成するように一定間隔離隔していることを特徴とする垂直磁気記録媒体を提供する。
【００１５】
この際、好ましくは、前記ナノ粒子間の離隔距離は０．５ｎｍ〜２ｎｍであり、より好ましくは、前記磁性体の組成は前記軟磁性底層の２０ａｔ％〜６０ａｔ％である。
【００１６】
また、前記ナノ粒子の直径は５ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましい。
【００１７】
好ましくは、前記磁性体は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）、コバルトクロム合金（ＣｏＣｒ）、または、ニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）の中の１つであり、前記非磁性体は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、または、タンタル（Ｔａ）の中の１つである。
【００１８】
一方、前記軟磁性底層は、磁性体と非磁性体とからなる合金を物理気相蒸着法（ＰＶＤ）で前記基板に蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）させて形成され、前記軟磁性底層は、蒸着中または蒸着後に１５０℃〜６００℃でアニーリング（ａｎｅａｌｉｎｇ）されて形成されることが好ましい。
【００１９】
このような本発明の垂直磁気記録媒体によれば、軟磁性底層を形成する磁性体が非磁性体マトリックス内にグラニュール形態で存在し、かつ、グラニュール粒子が相互アンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をなすように形成されることによって、マルチグラニュールドメイン形成が抑制できるので、軟磁性底層のノイズを最小化することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の垂直磁気記録媒体によれば、軟磁性底層を形成する磁性体が非磁性体のマトリックス内にグラニュール形態で存在し、かつ、グラニュールナノ粒子が相互アンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をなすように形成されることによって、マルチグラニュールドメイン形成が抑制されて軟磁性底層のノイズを最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照しつつ本発明に係る垂直磁気記録媒体の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本発明の好ましい一実施形態に係る垂直磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【００２３】
図３に示すように、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、基板１００、前記基板１００の上面に形成された軟磁性底層１３０、前記軟磁性底層１３０の上面に形成されて垂直磁気記録層１７０の結晶性を向上させる中間層１５０、前記中間層１５０の上面に形成されて情報の記録がなされる垂直磁気記録層１７０及び前記垂直磁気記録層１７０の上面に形成された保護膜１９０などを含む。
【００２４】
本発明の特徴は軟磁性底層１３０にあるが、これに対して図４を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図４は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の軟磁性底層の構造に対する概略図である。
【００２６】
図４に示すように、本発明に係る垂直磁気記録媒体の軟磁性底層１３０は、磁性体１３３と非磁性体１３５とからなる合金で形成され、磁性体１３３はグラニュール形態（ｇｒａｎｕｌａｒ  ｔｙｐｅ）のナノ粒子であって、非磁性体１３５に分散している。非磁性体１３５とグラニュール形態の磁性体１３３で形成された合金を基板上にスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）して軟磁性底層１３０を形成する。
【００２７】
この際、磁性体１３３としては、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）、コバルトクロム合金（ＣｏＣｒ）、または、ニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）の中の１つを使用することができ、非磁性体１３５としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）の中の１つを使用することができる。
【００２８】
一方、磁性体ナノ粒子１３３は、非磁性体１３５のマトリックス内で相互アンティフェロマグネチックカップリング（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ；以下、‘ＡＦＣ’という）をなすように分散存在しなければならない。なぜならば、ナノ粒子１３３が互いにＡＦＣをなせば、互いに反対方向の磁化を持つことになって、それぞれのナノ粒子１３３が磁区として作用することになるので、マルチグラニュールドメイン（ｍｕｌｔｉｇｒａｎｕｌｅ  ｄｏｍａｉｎ）が形成されることが防止できるためである。
【００２９】
ここで、磁性体であるナノ粒子１３３の間には交換結合力（ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）という力が存在し、この力の方向はナノ粒子１３３間の距離によって変わる。したがって、隣接したナノ粒子１３３が互いにＡＦＣをなすようにナノ粒子１３３間の距離を制御する必要がある。
【００３０】
即ち、ナノ粒子１３３が互いにａという距離だけ離隔した場合には、互いに平行になるようにする力が作用し、ｂという距離だけ離隔した場合には、互いに反平行になるようにする力が作用するので、ｂという距離だけナノ粒子１３３を互いに離せば、隣接したナノ粒子１３３が相互ＡＦＣをなすことになるのである。
【００３１】
仮りに、ナノ粒子１３３間の離隔距離が短すぎると、各ナノ粒子１３３は互いにフェロマグネティックカップリング（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をなすことになって、連続膜と差がなくなるので、マルチグラニュールドメイン形成が抑制できない。
【００３２】
一方、ナノ粒子１３３間の離隔距離が遠すぎる場合、ナノ粒子１３３間のカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）がほとんどなくなることになって、各々が動作することになり、磁性体１３３の比率があまりに少なくて軟磁性底層（ＳＵＬ）としての機能をほとんどすることができなくなる。
【００３３】
したがって、ナノ粒子１３３間の間隔を適切に制御してナノ粒子１３３が互いにＡＦＣをなすようにすることが重要であるが、ＡＦＣを形成するためのナノ粒子１３３間の距離は磁性体１３３と非磁性体１３５の種類によって異なる。しかしながら、一般的にナノ粒子１３３が相互約０．５ｎｍ〜２ｎｍ離れて存在すれば互いにＡＦＣをなすことになる。
【００３４】
このようなナノ粒子１３３間の距離は、磁性体１３３の濃度制御を通じてなされるが、磁性体１３３の濃度が濃すぎる場合は、磁性体であるナノ粒子１３３間の離隔距離が狭くなることになり、磁性体１３３の濃度が緩すぎる場合は、ナノ粒子１３３間の離隔距離が大きくなることになる。したがって、磁性体１３３の濃度を適切に制御しなければ、ナノ粒子１３３が相互ＡＦＣをなすことができないことになる。
【００３５】
例えば、軟磁性底層の磁性体１３３がコバルト（Ｃｏ）であり、非磁性体１３５が銅（Ｃｕ）である場合、コバルト（Ｃｏ）の濃度が２０ａｔ％〜６０ａｔ％であればコバルトナノ粒子１３３が互いにＡＦＣをなすことになる。
【００３６】
この際、磁性体であるナノ粒子１３３の直径とノイズ発生とは密接な関係があるので、５ｎｍ〜１０ｎｍ程度の直径を持つナノ粒子１３３を使用することが好ましい。
【００３７】
一方、軟磁性底層１３０は蒸着中または蒸着後に選択的にアニーリング（ａｎｅａｌｉｎｇ）できるが、アニーリング時の温度は１５０℃〜３００℃を維持することが好ましい。
【００３８】
上記のように形成された軟磁性底層１３０を単層として垂直磁気記録媒体を製作することができるが、図５に示すように、多層で積層して適用することもできる。
【００３９】
軟磁性底層２３０を多層で形成する場合は、まず非磁性体２３５と磁性体２３３を交互に積層した後に熱処理すれば、図５に示すような軟磁性底層２３０が得られる。この際、多層の軟磁性底層２３０の形成時には単層の軟磁性底層形成時より高い温度である２５０℃〜６００℃で熱処理（アニーリング）を行うことが好ましい。
【００４０】
このような方法で製作すれば、グラニュールナノ粒子の大きさ及びナノ粒子間の離隔距離がより均一になる。
【００４１】
以上、図面と明細書に最適の実施形態を開示した。ここでは、説明のために特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的で使われたものであって、意味を限定したり特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたのではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるはずである。したがって、本発明の真正の技術的保護範囲は添付された特許請求範囲の技術的思想により定まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の垂直磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【図２】ナノ粒子が分散した軟磁性底層を含む従来の垂直磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る垂直磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【図４】本発明に係る垂直磁気記録媒体の軟磁性底層の構造を示す概略図である。
【図５】本発明に係る垂直磁気記録媒体の多層軟磁性底層構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  基板
１３０  軟磁性底層（ＳＵＬ）
１３３  磁性体
１３５  非磁性体
１５０  中間層
１７０  垂直磁気記録層
１９０  保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008004248.tif 000006
【図５】
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