(57)【要約】【課題】軟磁性下地層の磁区を制御することにより再生信号の品質を高め、さらに浮遊磁界による記録磁化の減磁を抑制した、１平方センチあたり７．７５ギガビット以上の記録密度で高い媒体Ｓ／Ｎを有する垂直磁気記録媒体を提供し、信頼性の高い高密度磁気記録装置の実現を容易にする。【解決手段】軟磁性下地層を反強磁性より直接的もしくは強磁性層を介して交換バイアス磁界を付与した第一非晶質軟磁性層と、その上に非磁性層を介して形成した第二非晶質軟磁性層から構成し、かつ第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層を反強磁性的に結合させる。【選択図】  図１
2004348777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された非磁性層と、該第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、
該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが、反強磁性的に結合していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性下地層は、該第一非晶質軟磁性層と反強磁性層との間に強磁性層を有す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】
該第一非晶質軟磁性層と非磁性層との間に第一の強磁性層を有し、該第二非晶質軟磁性層と非磁性層との間に第二の強磁性層を有す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】
前記第一非晶質軟磁性層の膜厚ｔｓｌ１と前記第二非晶質軟磁性層の膜厚ｔｓｌ２が等しい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】
基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された第一の非磁性層と、第三非晶質軟磁性層と、該第二非晶質軟磁性層と第三非晶質軟磁性層との間に形成された第二の非磁性層と、該第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、
該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが反強磁性的に結合し、
該第二非晶質軟磁性層と第三非晶質軟磁性層とが反強磁性的に結合していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第一非晶質軟磁性層の膜厚ｔｓｌ１と前記第二非晶質軟磁性層の膜厚ｔｓｌ２と前記第三非晶質軟磁性層の膜厚ｔｓｌ３の間には、ｔｓｌ１  ＋  ｔｓｌ３  ＝  ｔｓｌ２が成り立つことを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
ディスク基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体において、
前記ディスク基板の径方向に磁界を印加して測定した前記軟磁性下地層の磁化曲線は、ゼロ磁界を含むある磁界範囲で安定な磁化レベルを有するステップ状の形状を有し、さらに負磁界側の飽和磁化から前記磁化レベルへ遷移する磁界の中心値Ｈｅ１の絶対値と、正磁界側の飽和磁化から前記磁化レベルへ遷移する磁界の中心値Ｈｅ２の絶対値が異なることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドの信号入力と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生処理手段を有する磁気記録装置において、
前記垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された非磁性層と、該第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが反強磁性的に結合しており、
前記磁気ヘッドの記録部は単磁極ヘッドで構成され、
前記磁気ヘッドの再生部は磁気抵抗効果もしくはトンネル磁気抵抗効果を利用した高感度素子で構成されることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項９】
基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドの信号入力と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生処理手段を有する磁気記録装置において、
前記垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された（第一の）非磁性層と、第三非晶質軟磁性層と、該第二非晶質軟磁性層と第三非晶質軟磁性層との間に形成された（第二の）非磁性層と、該第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、該第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが反強磁性的に結合し、該第二非晶質軟磁性層と第三非晶質軟磁性層とが反強磁性的に結合してており、
前記磁気ヘッドの記録部は単磁極ヘッドで構成され、
前記磁気ヘッドの再生部は磁気抵抗効果もしくはトンネル磁気抵抗効果を利用した高感度素子で構成されることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録装置に関し、特に１平方センチあたり７．７５ギガビット以上の面記録密度を有する磁気記録媒体及びその磁気記録媒体を組み込んだ磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
１９９８年より磁気ディスク装置の面記録密度は、年率１００％増の伸び率で拡大している。ところが、面記録密度が高まるにつれ磁気的に記録したデータが周囲の熱の影響により消えてしまうという、いわゆる熱減磁問題が顕在化し始め、従来の面記録方式では１平方センチあたり７．７５ガビットを超える面記録密度を達成することは難しいと考えられている。
【０００３】
一方、垂直記録方式は面内記録方式と異なり、線記録密度を上げるほど隣接ビット間に働く反磁界が減少し、記録磁化が安定に保たれる特性を持つ。さらに、垂直記録層の下に高い透磁率を有する軟磁性下地層を設けることにより強い記録磁界が得られるため、垂直記録層の保磁力を大きくすることできる。こうした理由により、面内記録方式の熱揺らぎ限界を超える有力な手段の一つと考えられている。
【０００４】
垂直記録方式では、軟磁性下地層と垂直記録層で構成される二層垂直記録媒体と単磁極型ヘッドの組合せが高密度記録を実現する上で有効である。しかしながら、二層垂直記録媒体は飽和磁束密度（Ｂｓ）の高い軟磁性下地層を有するため、軟磁性下地層の磁壁から発生する漏洩磁束がスパイク状のノイズとして観測されたり、軟磁性下地層の磁壁が移動することで記録磁化が減磁したり、さらに装置内の浮遊磁界が記録ヘッドに集中することにより記録ヘッド直下の記録磁化が減磁する問題等が指摘されている。
【０００５】
こうした問題を解決する手段として、たとえば文献１（特開平７−１２９９４６号公報）および文献２（特開平１１−１９１２１７号公報）に開示されているように、軟磁性下地層と基板との間に硬磁性ピニング層を設け、軟磁性下地層の磁化を一方向に揃える方法や、文献３（特開平６−１０３５５３号公報）に開示されているように、磁気スピンの方向をそろえた反強磁性との交換結合により軟磁性下地層の磁壁移動を抑止する方法が提案されている。
【０００６】
ところが、硬磁性ピニング層を設ける方法は、ディスクの内周および外周の端部に磁区が形成されやすく、その部分からスパイクノイズが観測される可能性がある。一方、反強磁性層により軟磁性下地層の磁壁移動を抑制する方法は、磁壁移動による記録磁化の減磁を抑制することには効果があるが、磁壁に起因するスパイクノイズを抑制できないと考えられる。
【０００７】
また、文献４（特開２００１−１５５３２２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、軟磁性層の磁化を逆向きにする方法が提案されているが、基板形状がディスクの場合には各層が多磁区構造をとりやすく、磁壁に起因する記録および再生効率の変動が生じ、その結果、再生信号の振幅変調が観測されると考えられる。
【０００８】
【文献１】
特開平７−１２９９４６号公報
【文献２】
特開平１１−１９１２１７号公報
【文献３】
特開平６−１０３５５３号公報
【文献４】
特開２００１−１５５３２２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これら課題に鑑みてなされたものである。より具体的には、軟磁性下地層の磁区を制御することにより再生信号の品質を高め、さらに浮遊磁界による記録磁化の減磁を抑制した、１平方センチあたり７．７５ギガビット以上の記録密度で高い媒体Ｓ／Ｎを有する垂直磁気記録媒体を提供し、信頼性の高い高密度磁気記録装置の実現を容易にすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置は、基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層を備え、軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された非磁性層と、第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが、反強磁性的に結合していることを主な特徴とする。
【００１１】
以上のように構成される垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置では、スパイクノイズと再生信号の振幅変調が抑制され、かつ浮遊磁界による記録磁化の減磁が抑制される
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した磁気記録媒体について詳細に説明する。
【００１３】
本発明を適用した垂直磁気記録媒体は、基板上に軟磁性下地層を介して垂直記録層を備え、軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層と、第二非晶質軟磁性層と、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された非磁性層と、第一非晶質軟磁性層に交換バイアス磁界を付与する反強磁性層とを有し、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層とが、反強磁性的に結合しているものである。
【００１４】
本発明の一つの特徴によれば、軟磁性下地層を反強磁性より直接的もしくは強磁性層を介して交換バイアス磁界を付与した第一非晶質軟磁性層と、その上に非磁性層を介して形成した第二非晶質軟磁性層から構成し、かつ第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層を反強磁性的に結合させる。
【００１５】
これにより第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の磁区構造は擬似単磁区となり、その結果、スパイクと再生信号の振幅変調が抑制できる。ここで、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の膜厚を等しくすると両層の間で磁束が還流し、両層の擬似単磁区状態がより安定化されるので望ましい。
【００１６】
反強磁性層には、膜形成時に反強磁性を示す材料が望ましく、具体的にはＦｅとＭｎを主成分とする不規則合金やＩｒとＭｎを主成分とする不規則合金を用いることができる。ＰｔＭｎやＮｉＭｎ等の規則合金は、一般的に膜形成時には不規則な状態であり反強磁性を示さず、数時間オーダーの磁界中規則化熱処理が必要となる。こうした工程は媒体製造プロセスを複雑にし、製造コストが増加するため望ましくない。
【００１７】
上記反強磁性層の下部に面心立方構造（ｆｃｃ）構造を有する金属層を形成すると、反強磁性層の結晶配向性や結晶粒サイズを制御できるなど好ましい効果が得られる。上記ｆｃｃ金属層の材料として、具体的にはＰｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、ＮｉＦｅ等を用いることができる。ｆｃｃ金属層は基板上に直接形成してもよいが、非晶質のプリコート層を基板とｆｃｃ金属層の間に形成すると膜の密着性が向上するので望ましい。
【００１８】
第一非晶質軟磁性層は反強磁性層の上に直接形成してもよいが、磁気モーメントの高い強磁性層を介して形成すると第一非晶質軟磁性層により大きな交換バイアス磁界を付与することが可能となる。
【００１９】
強磁性層の材料としては、具体的にはＣｏとＦｅを主成分とするｂｃｃ合金を用い、その膜厚は１  ｎｍ以上、１０  ｎｍ以下とするのが望ましい。
【００２０】
第一非晶質軟磁性層および第二非晶質軟磁性層は、Ｂｓが少なくとも１テスラ以上、ヘッド走行方向に測定した保磁力が８０  Ａ／ｍ以下であり、さらに表面平坦性に優れていれば特に材料を限定するものではない。具体的にはＣｏもしくはＦｅを主成分とし、これにＴａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃ等を添加して非晶質合金を用いると上記特性が得られやすい。
【００２１】
第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の間に形成する非磁性層は、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層を反強磁性的に結合させる働きがある。非磁性層に用いる材料としては、両軟磁性層にＣｏを主成分とする非晶質合金を用いる場合にはＲｕやＣｕを、両軟磁性層にＦｅを主成分とする非晶質合金を用いる場合にはＣｒを用いるのが望ましい。
【００２２】
非磁性層の膜厚は、両軟磁性層の層間に反強磁性的な結合が得られるように設定すれば良く、例えば両軟磁性層にＣｏを主成分とする非晶質合金を、非磁性層にＲｕを用いた場合には、Ｒｕ層の膜厚は０．５−１．０  ｎｍ程度に設定するのが望ましい。また、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の層間に働く反強磁性結結合を強くしたい場合には、非磁性層の部分を、膜厚が１−５  ｎｍ程度の薄い強磁性層で非磁性層を挟んだサンドイッチ構造とすることが効果的である。具体的には、例えばＣｏ／Ｒｕ／ＣｏやＦｅ／Ｃｒ／Ｆｅ等の三層膜を用いることができる。
【００２３】
第一非晶質軟磁性層に交換バイアスを付与することを目的とした磁界中熱処理は、第一軟磁性下地層形成後、反強磁性層のブロッキング温度付近まで加熱し、ディスク基板半径方向に磁界を印加した状態で冷却する。磁界の大きさは少なくとも第一非晶質軟磁性層の磁化が概ね飽和する必要があり、ディスク基板上で約８  ｋＡ／ｍ以上の磁界が印加されていれば良い。
【００２４】
冷却温度は、理想的には室温まで冷却することが望ましいが、媒体製造プロセス時間の短縮を考慮すると６０℃程度まで下げるのが現実的である。なお、ここでは磁界中熱処理の導入箇所を第一非晶質軟磁性層形成後としたが、媒体形成プロセスにより第二非晶質軟磁性層形成後であっても良いし、垂直記録層形成後であっても良い。
【００２５】
ただし、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の間に形成する非磁性層は非常に薄いため、材料の組合せによっては熱処理時に界面拡散が起こり、反強磁性的な結合が得られない場合がある。非磁性層の部分を、前述したＣｏ／Ｒｕ／Ｃｏ等の三層膜とすると熱処理の界面拡散が抑えられ、所望の特性が得られる可能性が高くなる。
【００２６】
垂直記録層は、軟磁性下地層上に中間層を介して形成すると媒体ノイズが抑制される。
【００２７】
中間層には、非磁性であり、非晶質もしくは六方稠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。中間層は単層膜でもよいが、結晶構造の異なる材料を用いた積層膜でもよい。垂直記録層には、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／Ｐｄ）多層膜、（ＣｏＢ／Ｐｄ）多層膜、（ＣｏＳｉ／Ｐｄ）多層膜、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。
【００２８】
垂直記録層の保護層としてはカーボンを主体とする厚さ３  ｎｍ以上、１０  ｎｍ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ことにより、信頼性の高い垂直記録媒体が得られる。
【００２９】
本発明による磁気記録装置は、前述した垂直磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生処理手段を有し、磁気ヘッドの記録部と単磁極ヘッドで構成し、磁気ヘッドの再生部を磁気抵抗効果もしくはトンネル磁気抵抗効果を利用した高感度素子で構成することを一つの特徴とする。これにより、１平方センチあたり７．７５ギガビット以上の面記録密度で高い信頼性を有する磁気記録装置を実現することができる。
【００３０】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、図面を参照して説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
図１に、本実施例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板１１には２．５型のガラスディスクを用い、スパッタリング法によりプリコート層１２、ｆｃｃ金属層１３、反強磁性層１４、第一非晶質軟磁性層１５を順次形成した。続いて、ランプヒーターにより約２００℃まで基板加熱を行い、磁界中で約６０℃まで冷却を行った。なお冷却時の磁界は、ディスク基板の半径に沿って外周から内周に向いており、その大きさはディスク基板上で８  ｋＡ／ｍから１０  ｋＡ／ｍの範囲であった。その後、非磁性層１６、第二非晶質軟磁性層１５’、中間層１７、垂直記録層１８、保護層１９を順次形成した。表１に各層の作製に用いたターゲットとＡｒガス圧および膜厚を示す。潤滑層２０はパーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオロカーボン材料で希釈し塗布した。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
比較例としては、図２に示すように非磁性層を挟まず単層膜の軟磁性層２１を用いた試料と、図３に示すようにプリコート層上に直接第一非晶質軟磁性層１５を形成した試料を作製した。
【００３４】
図４に本実施例における軟磁性下地層の磁化曲線の一例を示す。ディスク基板の半径方向に磁界を印加して測定した磁化曲線は、ゼロ磁界を含むある磁界範囲で安定な磁化レベル（第一非晶質軟磁性層の磁化と第二非晶質軟磁性層の磁化が反平行の状態）を有するステップ状の形状を有し、さらに負磁界側の飽和磁化から前記磁化レベルへ遷移する磁界の中心値Ｈｅ１の絶対値と、正磁界の飽和磁化から前記磁化レベルへ遷移する磁界の中心値Ｈｅ２の絶対値が異なる特徴を持つ。
【００３５】
これは、第一非晶質軟磁性層１５には反強磁性層から交換バイアス磁界と第二非晶質軟磁性層からの交換磁界が付与されているのに対し、第二非晶質軟磁性層には第一非晶質軟磁性層からの交換磁界のみが付与されるためである。一方、ディスク基板の円周方向に磁界を印加して測定した磁化曲線は、磁界とともに磁化がほぼ直線的に変化する。
【００３６】
図５に磁化曲線から予想される軟磁性下地層の残留磁化状態の模式図を示す。第一非晶質軟磁性層１５の磁化は概ねディスク基板の半径に沿って外から内に向き、第二非晶質軟磁性層１５’の磁化は概ねディスク基板の半径に沿って内から外に向き、両層は擬似単磁区状態となる。
【００３７】
図６に本実施例の媒体と比較例の媒体におけるスパイクノイズマップの一例を示す。ここではスピンスタンドとデジタルオシロスコープを用い、ディスク半径１６−３０  ｍｍの範囲を１００μｍピッチで評価した。単層膜の軟磁性層を用いた比較例の媒体Ｉでは、磁壁に起因すると思われる大きなスパイクノイズに加え、点状に分布するスパイクノイズが観察されたが、本実施例の媒体Ａでは、明瞭なスパイクノイズは確認されなかった。
【００３８】
表２に、本実施例で検討した媒体のスパイクノイズ評価および再生信号の振幅変調評価をまとめた。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
各媒体の軟磁性下地層のＨｅ１とＨｅ２の差が小さな媒体Ｃと媒体Ｇと、反強磁性層からの交換バイアス磁界を用いない比較例の媒体Ｊでは、再生信号の振幅変調が観察された。この理由は、比較例の媒体Ｊでは第一非晶質軟磁性層１５および第二非晶質軟磁性層１５’がともに多磁区構造をとるためであり、媒体Ｃと媒体Ｇでは反強磁性層１４にＦｅＭｎ合金を用いており、第一非晶質軟磁性層１５の膜厚が１００  ｎｍと厚い場合には十分な交換バイアス磁界が付与できず、その結果、第一軟磁性下地層１５の擬似単磁区状態が実現できないからである。
【００４１】
ただし、これらの媒体のスパイクノイズに関しては明瞭なものは観察されず、第一非晶質軟磁性層１５と第二非晶質軟磁性層１５’の磁化が層間の交換結合により互いに反平行になっていることの効果が見られた。なお、比較的強い交換バイアスが得られるＩｎＭｎ合金を反強磁性層１４に用いた場合は、第一非晶質軟磁性層１５の膜厚が１００  ｎｍの場合でも再生信号の振幅変調が抑制されていた。
【００４２】
このように、本発明の軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層および第二非晶質軟磁性層ともに擬似単磁区状態が実現でき、かつ、両層の膜厚を同じにすることにより層間で磁束が還流するため、スパイクノイズおよび再生信号の振幅変調の抑制に大きな効果があることが明らかとなった。なお、本実施例では反強磁性層の上に直接第一非晶質軟磁性層を形成した場合について述べたが、図７に示すように強磁性層７１を介して第一非晶質軟磁性層を形成すると、交換バイアス磁界を向上でき、再生信号の振幅変調の抑制に効果がある。表３に、強磁性層７１として膜厚が２．５  ｎｍの７０ａｔ％Ｃｏ−３０ａｔ％Ｆｅ合金層を用いた場合の評価結果をまとめた。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
＜実施例２＞
図８に本実施例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板１１には２．５型のガラスディスクを用い、スパッタリング法によりプリコート層１２、ｆｃｃ金属層１３、反強磁性層１４、第一非晶質軟磁性層１５、第１の強磁性層８１、非磁性層１６、第２の強磁性層８１’、第二非晶質軟磁性層１５’を順次形成した。続いて、ランプヒーターにより約２５０℃まで基板加熱を行い、中間層１７、垂直記録層１８を順次形成し、磁界中で約６０℃まで冷却を行った。なお、磁界中冷却ユニットに入る直前の基板温度は約２００℃であり、冷却時の磁界は、ディスク基板の半径に沿って外周から内周に向いており、その大きさはディスク基板上で８  ｋＡ／ｍから１０  ｋＡ／ｍの範囲であった。その後、保護層１９を形成した。表４に各層の作製に用いたターゲットとＡｒガス圧および膜厚を示す。潤滑層２０にはパーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオロカーボン材料で希釈し塗布した。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
本実施例の軟磁性下地層の磁化曲線は、実施例１の場合と同様にディスク半径方向に磁界を印加した場合は、ゼロ磁界を含むある磁界範囲で安定は磁化レベルを有するステップ状の形状を示した。また、表５に示すように第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の間に働く交換磁界の大きさは実施例１の場合に比べ大きな値を示した。これは、第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層の間に形成したＣｏ／Ｒｕ／Ｃｏ三層膜が熱処理後も安定に存在することを示している。本実施例のように、中間層と垂直記録層の形成温度を高くしたい場合には、交換バイアス磁界を十分付与する上で垂直記録層形成後に磁界中冷却を行うのが望ましく、こうした界面の耐熱性は不可欠の特性である。
【００４７】
【表５】
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【００４８】
このように、第一軟磁性下地層に交換バイアスを付与するために行う磁界中熱処理の導入箇所は、必ずしも第一非晶質軟磁性層形成後である必要はなく、媒体形成プロセスにより第二非晶質軟磁性層形成後であっても良いし、垂直記録層形成後であっても良い。
【００４９】
＜実施例３＞
図９に本実施例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板１１には２．５型のガラスディスクを用い、スパッタリング法によりプリコート層１２、ｆｃｃ金属層１３、反強磁性層１４、第一非晶質軟磁性層９１を順次形成した。続いてランプヒーターにより約２００℃まで基板加熱を行い、磁界中で約６０℃まで冷却を行った。なお冷却時の磁界は、ディスク基板の半径に沿って外周から内周に向いており、その大きさはディスク基板上で８  ｋＡ／ｍから１０  ｋＡ／ｍの範囲であった。
【００５０】
その後、第１の非磁性層１６、第二非晶質軟磁性層９２、第２の非磁性層１６’、第三非晶質軟磁性層９３、中間層１７、垂直記録層１８、保護層１９を順次形成した。表６に各層の作製に用いたターゲットとＡｒガス圧および膜厚を示す。潤滑層２０はパーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオロカーボン材料で希釈し塗布した。
【００５１】
【表６】
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【００５２】
図１０に本実施例における軟磁性下地層の磁化曲線の一例を示す。ここで。磁界の印加方向はディスク基板の半径方向である。図中に各軟磁性層の磁化状態を示すように、印加磁界により四つの安定した磁化レベルが存在する。
【００５３】
図１１に磁化曲線から予想される軟磁性下地層の残留磁化状態の模式図を示す。第一非晶質軟磁性層９１および第三非晶質軟磁性層９３の磁化は概ねディスク基板の半径に沿って外から内に向き、第二非晶質軟磁性層９２の磁化は概ねディスク基板の半径に沿って内から外に向き、三層はそれぞれ擬似単磁区状態となる。本実施例では、第一非晶質軟磁性層と第三非晶質軟磁性層の膜厚の和を第二非晶質軟磁性層の膜厚と等しくしたので、三層間で磁束が還流していると考えられる。
【００５４】
表７に磁化曲線より求めた遷移磁界（磁化レベルが変わる磁界）と、スパイクノイズ評価および再生信号の振幅変調評価をまとめた。本実施例では、反強磁性層１４にＦｅＭｎ合金を用いたが、第一非晶質軟磁性層の膜厚を５０  ｎｍと薄いため、第一非晶質軟磁性層に十分な交換バイアス磁界を付与でき、スパイクノイズおよび再生信号の振幅変調ともに抑制できた。図１２に一例として媒体Ｐのスパイクノイズマップを示す。
【００５５】
【表７】
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【００５６】
次に本実施例の媒体Ｐと実施例１で述べた媒体Ａと媒体Ｉ（比較例）を用いて浮遊磁界耐性評価した。図１３に示すように媒体上部にコイルを配置し、コイルに電流を流すことにより媒体に磁界を印加し、その外部磁界に対し再生出力信号がどのように変化するかを調べた。図１４に評価結果を示す。出力が１０％低下する外部磁界は、媒体Ｉ（比較例）が０．８  ｋＡ／ｍに対し、二層の軟磁性層を用いた媒体Ａでは２．２  ｋＡ／ｍ、三層の軟磁性層を用いた媒体Ｐでは５  ｋＡ／ｍとなり、外部磁界耐性が向上していることが分かる。
【００５７】
＜実施例４＞
実施例１で述べた媒体Ａと、記録用にトラック幅が０．２５μｍの単磁極ヘッド、再生用にシールド間隔が０．０８μｍでトラック幅が０．２２μｍのＧＭＲヘッドを用いて、ヘッド浮上量が１０  ｎｍの条件で記録再生を行った。信号の再生波形をＥＥＰＲ４系の信号処理回路を通してエラーレート評価を行ったところ、１平方センチあたり７．７５ギガビットの面記録密度の条件で１０−６以下のエラーレート値が得られた。なお、この評価に用いた記録再生分離型ヘッドは、図１５に示すように主磁極１５１、記録コイル１５２、補助磁極兼上部シールド１５３、ＧＭＲ素子１５４および下部シールド１５５を有してなる周知の構成を持つものである。
【００５８】
次に、本発明による磁気記録装置の一実施例を図１６により説明する。この装置は、垂直磁気記録媒体１６１と、これを駆動する駆動部１６２と、磁気ヘッド１６３およびその駆動手段１６４と、磁気ヘッドの記録再生処理手段１６５を有してなる一般的な構成を持つ磁気記録装置である。ここで用いる磁気ヘッドは、磁気ヘッドスライダの上に形成された記録再生分離型の磁気ヘッドである。単磁極型の記録ヘッドのトラック幅は０．２２μｍ、再生用のＧＭＲヘッドのシールド間隔は０．０８μｍ、トラック幅は０．２μｍである。上述した実施例１の媒体Ａを組込んでヘッド浮上量１０  ｎｍの条件で記録再生特性を評価したところ、１０℃から５０℃の温度範囲において、１平方センチあたり７．７５ギガビットの面記録密度の記録再生特性仕様を十分満たした。
【００５９】
＜実施例５＞
実施例４の磁気記録装置と同様な構成で、再生ヘッドにトンネル磁気抵抗効果を利用した高感度素子を用いた磁気記録装置に、実施例１の媒体Ａを組込んでヘッド浮上量８  ｎｍの条件で記録再生評価をしたところ、１０℃から５０℃の測定範囲において、１平方センチあたり８．１４ギガビットの面記録密度の記録再生特性仕様を十分満たした。なお、この評価に用いた磁気トンネル効果を利用した高感度素子は、図１７に示すように上部磁極、反強磁性層、磁区固定層、絶縁層、磁化自由層および下部磁極を有してなる周知の構成を持つものである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明により、１平方センチあたり７．７５ギガビット以上の記録密度でエラーレートの低い信頼性に優れた磁気記録装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の垂直記録媒体の層構成を示す図。
【図２】一比較例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す図。
【図３】一比較例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す図。
【図４】軟磁性下地層の磁化曲線。
【図５】軟磁性下地層の磁化状態の模式図。
【図６】スパイクノイズ分布を示す図。
【図７】一実施例の垂直記録媒体の層構成を示す図。
【図８】一実施例の垂直記録媒体の層構成を示す図。
【図９】一実施例の垂直記録媒体の層構成を示す図。
【図１０】軟磁性下地層の磁化状態の模式図
【図１１】軟磁性下地層の磁化状態の模式図。
【図１２】スパイクノイズ分布を示す図。
【図１３】浮遊磁界耐性の評価方法の模式図。
【図１４】外部磁界と再生出力との関係を示す図。
【図１５】記録再生分離型ヘッドの断面図
【図１６】本発明の一実施例の磁気記録装置の平面模式図（ａ）およびそのＡ−Ａ’縦断面図（ｂ）。
【図１７】磁気トンネル効果を利用した高感度素子の層構成を示す図。
【符号の説明】
１１…基板、１２…プリコート層、１３…ｆｃｃ金属層、１４…反強磁性層、１５…第一非晶質軟磁性層、１５’…第二非晶質軟磁性層、１６、１６’…第１、第２の非磁性層、１７…中間層、１８…垂直記録層、１９…保護層、２０…潤滑層、２１…軟磁性層、７１…強磁性層、８１、８１’…第１、第２の強磁性層、９１…第一非晶質軟磁性層、９２…第二非晶質軟磁性層、９３…第三非晶質軟磁性層、１５１…主磁極、１５２…記録コイル、１５３…補助磁極兼上部シールド、１５４…ＧＭＲ素子、１５５…下部シールド、１６１…垂直磁気記録媒体、１６２…磁気記録媒体駆動部、１６３…磁気ヘッド、１６４…磁気ヘッド駆動部、１６５…記録再生処理系、１７１…上部電極、１７２…反強磁性層、１７３…磁化固定層、１７４…絶縁層、１７５…磁化自由層、１７６…下部電極。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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