(57)【要約】【課題】書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体と磁気記録装置とを提供すること。【解決手段】非磁性基材１と、非磁性基材１の上に形成された非磁性下地層３と、非磁性下地層３の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層４と、第１記録層４の上又は下に該第１記録層４に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層５とを有し、上記異方性磁界Hk1、Hk2、厚さt1、t2、及び飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たす磁気記録媒体１０による。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、
前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを有し、
前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たすことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が、０．４以上０．８以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１記録層の磁化曲線の反転部の傾きα1と、前記第２記録層の磁化曲線の反転部の傾きα2が、α2＞α1を満たすことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第１記録層は、磁性粒子を非磁性材料内に分散させてなるグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記磁性粒子はCo、Ni、及びFeのいずれかよりなり、前記比磁性材料はSi、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg、及びAlのいずれかの酸化物又は窒化物であることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第２記録層は、Co、Ni、及びFeのいずれかを含む合金よりなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記基材の上に、第１軟磁性層、非磁性層、及び第２軟磁性層がこの順に形成され、前記第２軟磁性層の上に前記下地層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
基材と、
前記基材の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、
前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを備えた磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対向して設けられた磁気ヘッドとを有し、
前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たすことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項９】
前記比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が、０．４以上０．８以下の範囲にあることを特徴とする請求項８に記載の磁気記録装置。
【請求項１０】
前記第１記録層の磁化曲線の反転部の傾きα1と、前記第２記録層の磁化曲線の反転部の傾きα2が、α2＞α1を満たすことを特徴とする請求項８に記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置等の磁気記憶装置では記録容量の増大が目覚しく、当該装置に内蔵されている磁気記録媒体の面記録密度は増加の一途をたどっている。そのような磁気記録媒体として古くから用いられているものに、記録層に記録された磁化の方向が面内方向に向いた面内記録媒体がある。しかし、面内記録媒体では、記録磁界や熱揺らぎによって記録ビットが消失しやすいため、面記録密度の高密度化が限界に達しつつある。
【０００３】
そこで、面内記録媒体よりも記録ビットが熱的に安定で高密度化が可能な媒体として、記録層に記録された磁化の方向が媒体の垂直方向に向いた垂直磁気記録媒体が開発され、一部の商品では実用化に至っている。
【０００４】
垂直磁気記録媒体は、面内記録媒体と同様に、熱により記録層の磁化が反転しないように優れた熱揺らぎ耐性が求められると共に、低ノイズ性も求められる。
【０００５】
このように、熱揺らぎ耐性と低ノイズ性とを両立させるために、記録層の磁性粒子の孤立化を促進させ、且つ記録層の抗磁力を高めることも考えられる。しかし、これでは記録用の磁気ヘッドで発生する記録磁界以上に記録層の飽和磁界が増大するので、記録層の書き込み能力が劣化するという新たな問題が発生する。
【０００６】
従って、垂直磁気記録媒体には、低ノイズ性、熱揺らぎ耐性、及び書き込み能力をバランスよく成り立たせる必要がある。
【０００７】
なお、本発明に関連する技術が、下記の特許文献１〜５及び非特許文献１〜４に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１４８１０９号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１６４３号公報
【特許文献３】特開平１１−２９６８３３号公報
【特許文献４】特開２００１−１５５３２１号公報
【特許文献５】特開２００５−３５３２５６号公報
【非特許文献１】Oikawa, T et al., "Microstructure and magnetic properties of CoPtCr-SiO/Sub 2/ perpendicular recording media", IEEE Transactions on Magnetics, September 2002, Vol 38, pages 1976-1978
【非特許文献２】Ando, T. et al., "Triple-layer perpendicular recording media for high SN ratio and signal stability", IEEE Transactions on Magnetics, September 1997, Vol 33, pages 2983-2985
【非特許文献３】Acharya, B. R. et al., "Anti-parallel coupled soft underlayers for high-density perpendicular recording", IEEE Transactions on Magnetics, July 2004, Vol. 40, pages 2383-2385
【非特許文献４】Takenori, S. et al., "Exchange-coupled IrMn/CoZrNb soft underlayers for perpendicular recording media", IEEE Transactions on Magnetics, September 2002, Vol 38, pages 1991-1993
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体と磁気記録装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、基材と、前記基材の上に形成された下地層と、前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを有し、前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たす磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明によれば、第１記録層と第２記録層のそれぞれの異方性磁界Hk1、Hk2がHk2＜Hk1を満たす。このような特性は、第１記録層の垂直磁気異方性が第２記録層のそれよりも大きい場合に見られる。
【００１１】
第１記録層は、このように垂直磁気異方性が大きいため、それ単独では外部磁界によって磁化が反転し難く、磁気情報を書き込み難い。ところが、上記のように垂直磁気異方性が弱く外部磁界によって磁化が容易に反転する第２記録層をその第１記録層に接して設けると、これらの層のスピン同士の相互作用によって、第２記録層の磁化が外部磁界により反転するのにつられて第１記録層の磁化も反転するようになり、第１記録層への磁気情報の書き込みが容易になる。
【００１２】
しかも、第１記録層の垂直磁気異方性が大きいため、第１記録層のそれぞれの磁区における磁化同士がそれらの相互作用によってその向きが安定するので、磁気情報を担う磁化の向きが熱によって反転し難くなり、第１記録層の熱揺らぎ耐性が高くなる。
【００１３】
更に、本発明では、第１、第２記録層のそれぞれの厚さt1、t2と飽和磁化Ms1、Ms2が(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たす。本願発明者が行った調査によると、このようにすることで、磁気記録媒体に書き込まれた高周波信号を読み出す際のSN比が向上し、低ノイズ化が図られることが明らかとなった。
【００１４】
これらにより、本発明では、書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体を提供することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の別の観点によれば、基材と、前記基材の上に形成された下地層と、前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを備えた磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対向して設けられた磁気ヘッドとを有し、前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たす磁気記録装置が提供される。
【００１６】
本発明に係る磁気記録装置によれば、既述のように書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体を備えるため、記録再生特性が良好となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１、第２記録層の異方性磁界Hk1、Hk2、厚さt1、t2、及び飽和磁化Ms1、Ms2がそれぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たすので、書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体とそれを備えた磁気記録装置とを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（１）第１実施形態
次に、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体について、その製造工程を追いながら詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図２は、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造途中の断面図である。
【００２０】
最初に、図１（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００２１】
まず、Al合金基材や化学強化ガラス基材の表面にNiPめっきを施してなる非磁性基材１の上に、０．５PaのAr雰囲気中で投入電力を１kWとするDCスパッタ法でアモルファス材料であるCoNbZrを厚さ２５nmに堆積させ、それにより形成されたCoNbZr層を第１軟磁性層２ａとする。
【００２２】
なお、非磁性基材１としては、結晶化ガラスや、表面に熱酸化膜が形成されたシリコン基板、或いはプラスチック基板を用いてもよい。更に、第１軟磁性層２ａはCoNbZr層に限定されず、Co、Fe、及びNiのうちの１以上の元素と、Zr、Ta、C、Nb、Si、及びBのうちの１以上の元素とを含むアモルファス領域若しくは微結晶構造領域の合金層を第１軟磁性層２として形成してもよい。そのような材料としては、例えばCoNbTa、FeCoB、NiFeSiB、FeAlSi、FeTaC、FeHfC等がある。
【００２３】
また以降の堆積方法として特に断らない限りDCスパッタ法を用いるが、膜の堆積方法はDCスパッタ法に限られず、RFスパッタ法、パルスDCスパッタ法、CVD法等も採用し得る。
【００２４】
次に、第１軟磁性層２ａの上に、０．５PaのAr雰囲気中で投入電力を１５０WとするDCスパッタ法により非磁性層２ｂとしてRu層を０．７nmの厚さに形成する。非磁性層２ｂはRu層に限定されず、Ru、Rh、Ir、Cu、Cr、V、Re、Mo、Nb、W、Ta、及びCのいずれかの単体、又はこれらのうちの少なくとも一つを含む合金、若しくはMgOで非磁性層２ｂを構成してもよい。
【００２５】
続いて、この非磁性層２ｂの上に、０．５PaのAr雰囲気中で投入電力を１kWとするDCスパッタ法により、第２軟磁性層２ｃとしてアモルファス材料であるCoNbZrを厚さ２５nmに堆積させる。第２軟磁性層２ｃはCoNbZr層に限定されない。第１軟磁性層２ａと同様に、Co、Fe、及びNiのうちの１以上の元素と、Zr、Ta、C、Nb、Si、及びBのうちの１以上の元素とを含むアモルファス領域若しくは微結晶構造領域の合金層を第２軟磁性層４として形成してもよい。
【００２６】
以上により、各層２ａ〜２ｃで構成される裏打層２が非磁性基材１の上に形成されたことになる。
【００２７】
その裏打層２では、各軟磁性層２ａ、２ｃの隣接する飽和磁化Ms2c、Ms2c同士が互いに反平行の状態、即ち各軟磁性層２ａ、２ｃが反強磁性的に結合した状態で安定する。このような状態は、非磁性層２ｂの厚さを増加させることで周期的に現れ、その状態が最初に現れる厚さに２非磁性層２ｂを形成するのが好ましい。非磁性層２ｂとしてRu層を形成する場合、その厚さは約０．７〜１nmである。
【００２８】
このように飽和磁化Ms2a、Ms2cが互いに反平行となることで、これらの磁化に起因する磁束が互いにキャンセルし、外部磁場が無い場合に裏打層２の全体としての磁気モーメントが０になる。その結果、裏打層２から出る漏洩磁束が低減され、その漏洩磁束に起因するスパイクノイズを低減することができる。
【００２９】
更に、裏打層２の全膜厚は、その飽和磁束密度Bsが１T以上の場合、磁気ヘッドによる書き込み容易性や再生容易性の観点から、１０nm以上、より好ましくは３０nm以上にするのが好ましい。但し、その全膜厚が厚すぎると製造コストが上昇するので、１００nm以下、より好ましくは６０nm以下とするのが好ましい。
【００３０】
なお、このように第１、第２軟磁性層２ａ、２ｃを非磁性層２ｂで分離する構造に代えて、非特許文献２、３のように、磁化の向きが一方向に揃えられた単層の反強磁性層を裏打層２として形成してもよい。
【００３１】
次いで、図１（ｂ）に示すように、裏打層２の上に、８PaのAr雰囲気中で投入電力を２５０WとするDCスパッタ法によりRu層を約２０nmの厚さに形成し、そのRu層を非磁性下地層３とする。
【００３２】
なお、非磁性下地層３はこのような単層構造に限定されず、二層以上の層で非磁性下地層３を構成してもよい。その場合、それぞれの層として、Co, Cr, Fe, Ni, 及びMnのいずれかとRuとの合金よりなる層を形成するのが好ましい。
【００３３】
更に、非磁性下地層３の結晶配向性向上と結晶粒径制御のために、裏打層２の上にアモルファスのシード層を形成してから非磁性下地層３を形成してもよい。その場合、シード層としては、例えば、Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg、及びPtのいずれかよりなる層、若しくはこれらの合金層を形成するのが好ましい。
【００３４】
次に、図２（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【００３５】
まず、CoCrPtターゲットとSiO2ターゲットとが設けられたスパッタチャンバ内に基材１を入れる。次いで、スパッタガスとしてチャンバ内にArガスを導入し、上記のターゲットと基材１との間に３５０Wのパワーの直流電力を印加することにより、CoCrPtとSiO2のスパッタを開始する。
【００３６】
これにより、非磁性下地層３の上には、酸化シリコン（SiO2）よりなる非磁性材料４ａ中にCoCrPtよりなる磁性粒子４ｂが分散されたグラニュラー構造の第１記録層４が形成される。その第１記録層４の膜厚は特に限定されないが、本実施形態では１２nmとする。
【００３７】
上記の成膜条件で形成された第１記録層４の飽和磁化Ms1は４２０emu/ccとなる。
【００３８】
ここで、第１記録層４の下のRuよりなる非磁性下地層３は、その結晶構造がhcp(hexagonal close-peaked)であり、面内方向の垂直方向に磁性粒子４ｂの配向を揃えるように機能する。その結果、磁性粒子４ｂは、非磁性下地層３と同じように垂直方向に延びたhcp構造の結晶構造となると共に、hcp構造の六角柱の高さ方向（C軸）が磁化容易軸になり、第１記録層４が垂直磁気異方性を呈するようになる。
【００３９】
なお、上記では非磁性材料４ａとして酸化シリコンを採用したが、酸化シリコン以外の酸化物を非磁性材料４ａとして採用してもよい。そのような酸化物としては、例えば、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg、及びAlのいずれかの酸化物がある。また、Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg、及びAlのいずれかの窒化物を非磁性材料４ｂとしてもよい。
【００４０】
更に、磁性粒子４ａの材料としては、上記のCoCrPtの他に、Co、Ni、及びFeのいずれかを含む合金を採用し得る。
【００４１】
この後に、Ar雰囲気中で投入電力を４００WとするDCスパッタ法により第２記録層５としてCoCrPtB層を厚さ約６nmに形成する。その第２記録層５は垂直磁気異方性を有し、その飽和磁化Ms2は３８０emu/ccとなる。なお、第２記録層５はCoCrPtB層に限定されず、Co、Ni、及びFeのいずれかを含む合金よりなる層を第２記録層５として形成してもよい。
【００４２】
続いて、図２（ｂ）に示すように、C2H2ガスを反応ガスとするRF-CVD(Radio Frequency Chemical Vapor Deposition)法により、第２記録層５の上に保護層６としてDLC(Diamond Like Carbon)層を厚さ約４nmに形成する。その保護層６の成膜条件は、例えば、成膜圧力約４Pa、高周波電力のパワー１０００W、基板−シャワーヘッド間のバイアス電圧２００V、及び基板温度２００℃である。
【００４３】
次に、保護層６の上に潤滑剤（不図示）を約１nmの厚さに塗布した後、研磨テープを用いて保護層６の表面突起や異物を除去する。
【００４４】
以上により、本実施形態に係る磁気記録媒体１０の基本構造が完成した。
【００４５】
図３は、この磁気記録媒体１０への書き込み動作を説明するための断面図である。
【００４６】
書き込みを行うには、図３に示すように、主磁極１３ｂとリターンヨーク１３ａよりなる磁気ヘッド１３を磁気記録媒体１０に対向させ、断面積の小さな主磁極１３ｂで発生した磁束密度が高い記録磁界Hを第１、第２記録層４、５に通す。このようにすると、垂直磁気異方性を有する第１記録層４のうち、主磁極１３ｂの直下にある磁区では、この記録磁界Hによって磁化が反転し、情報が書き込まれる。
【００４７】
記録磁界Hは、このように第１記録層４を垂直に貫いた後、磁気ヘッド１３と共に磁束回路を構成する裏打層２を面内方向に走り、再び第１記録層４を通って、断面積の大きなリターンヨーク１３ａに低い磁束密度で帰還される。裏打層２は、このように膜中に記録磁界Hを導き、第１、第２記録層４、５に垂直に記録磁界Hを通す役割を果たす。
【００４８】
そして、磁気記録媒体１０と磁気ヘッド１３とを面内において図のAの方向に相対移動させつつ、記録信号に応じて記録磁界Hの向きを変えることにより、垂直方向に磁化された複数の磁区が記録媒体１０のトラック方向に連なって形成され、記録信号が磁気記録媒体１０に記録されることになる。
【００４９】
上記したように、本実施形態では、第１記録層４と第２記録層５とを積層する。次に、このような二層構造の記録層によって得られる利点について説明する。
【００５０】
図４（ａ）の実線の曲線は、第２記録層５を形成しない場合において、第１記録層４にその磁化容易軸方向の磁界を印加したときの磁化曲線であり、横軸が磁界H、縦軸が磁化Mを表す。また、同図において、点線の曲線は、上記の場合において、第１記録層４に面内方向の磁界を印加したときの磁化曲線である。
【００５１】
既述のように、第１記録層４は、非磁性材料４ａと磁性粒子４ｂとで構成されるグラニュラー構造を有する。このような構造では、主記録層４における非磁性材料４ａの含有率を多くして磁性粒子４ｂ同士の間隔を広めると、磁性粒子４ａ同士の相互作用が小さくなって、第１記録層４の磁気異方性が高められる。そのため、第１記録層４に外部磁界を印加しても、磁性粒子４ａの磁化がその外部磁界によって反転し難くなり、磁化曲線と横軸との成す角a1が小さくなると共に、異方性磁界Hk1が大きくなる。
【００５２】
このように、磁気異方性は、上記の角a1と異方性磁界Hk1によって表すことができるが、そのうちの角a1に等価な指標として、磁化曲線の反転部の傾きα1がある。その傾きα1は、磁化反転パラメータ等とも呼ばれ、次の数１によって定義される。
【００５３】
【数１】
2007257804.tif 000003
なお、数１において、Hc1は抗磁力であり、磁化曲線と横軸との交点における磁界Hの値である。
【００５４】
グラニュラー構造の磁性層では、磁性粒子４ａ同士の間隔が広くなって各磁性粒子の孤立化度が高まるほど傾きαが最小値である１に近づき、上記の間隔が狭くなり各磁性粒子の相互作用が大きくなるほどαが大きくなる。
【００５５】
そして、第２記録層５を形成しない場合、第１記録層４の傾きα1は、典型的には１〜２程度と小さな値になり、異方性磁界Hk1は８〜１５kOe程度と大きな値になる。
【００５６】
一方、図４（ｂ）は、第１記録層４を形成せずに、第２記録層５のみを非磁性下地層３上に形成した場合における、第２記録層５の磁化曲線である。図４（ａ）と同様に、実線の曲線は、第２記録層５にその磁化容易軸方向（垂直方向）の磁界を印加したときのものであり、点線は、面内方向に磁界を印加したときの磁化曲線である。
【００５７】
第２記録層５を構成するCoCrPtB層は、上記したグラニュラー構造の第１記録層４と比較して磁気異方性が低い。そのため、第２記録層５の磁化反転パラメータ（磁化曲線の傾き）α2は、第１記録層４の磁化反転パラメータα1よりも大きくなり、５〜３０程度の値になる。また、異方性磁界Hk2は３〜１０kOe程度になり、第１記録層４単独の異方性磁界Hk1よりも小さくなる。
【００５８】
これに対し、図４（ｃ）は、図２（ａ）のような第１記録層４と第２記録層５との積層膜の磁化曲線である。図４（ｃ）においても、図４（ａ）、（ｂ）と同様に、第１記録層４にその磁化容易軸方向の磁界を印加した場合の磁化曲線を実線で表し、面内方向の磁界を印加した場合の磁化曲線を点線で表している。
【００５９】
同図に示されるように、第１、第２記録層４、５の積層膜の磁化曲線の傾きα0は、各記録層４、５のそれぞれの傾きα1、α2の中間の値となり、また、異方性磁界Hk0も上記のHk1、Hk2の中間の値となる。これは、第１、第２記録層４、５が外部磁界に曝されると、磁気異方性が小さく外部磁界に反応し易い第２記録層５中の磁化が反転し、これにつられて第１記録層４の磁化も反転するので、第１記録層４単独の場合よりも、第１、第２記録層４、５の積層膜の磁気異方性が小さくなるためである。
【００６０】
このように、第２記録層５は、それよりも磁気異方性が大きい第１記録層４の磁化の反転を補助する機能を有するので、第２記録層５が無い場合と比較して、第１記録層４の磁化を反転させるのが容易となり、磁気ヘッドから出る書き込み用の磁界を強めなくても、第１記録層４への情報の書き込みが容易となる。
【００６１】
しかも、第１記録層４自体は、第２記録層５と比較して磁気異方性が大きく、それぞれの磁区内における磁化が互いに強く結合しているので、熱が印加されても磁化の向きが反転し難く、熱揺らぎ耐性に優れている。
【００６２】
これらにより、本実施形態では、書き込み能力と熱揺らぎ耐性とが両立された磁気記録媒体を提供することが可能となる。
【００６３】
次に、この磁気記録媒体１０の特性を調査して得られた結果について、図５〜図１０を参照して説明する。
【００６４】
この調査では、第１記録層４の厚さt1と飽和磁化Ms1との積t1・Ms1、及び第２記録層５の厚さt2と飽和磁化Ms2との積t2・Ms2を変えた複数のサンプルを作成し、各サンプルについて以下のような特性が調査された。
【００６５】
図５は、上記した積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、各記録層４、５の積層膜の飽和磁界Hsとの関係を調査して得られたグラフである。
【００６６】
図５に示されるように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が大きくなるほど飽和磁界Hsは低下することが明らかとなった。飽和磁界Hsがこのように低下すると、外部磁界によって各記録層４、５の磁化が反転し易くなり、記録媒体１０の書き込み能力が向上すると期待される。
【００６７】
これを確かめるため、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、各記録層４、５の積層膜の書き込み能力OW（オーバーライト特性）との関係を調査したところ、図６に示されるような結果が得られた。
【００６８】
図６に示されるように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が大きくなるほど、書き込み能力の絶対値が大きくなり、書き込み能力が期待通りに向上した。
【００６９】
一方、図７は、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、各記録層４、５の積層膜の保磁力Hcとの関係を調査して得られたグラフである。
【００７０】
図７に示されるように、保磁力Hcは、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が大きくなるほど減少する。
【００７１】
図８は、各記録層４、５の積層膜の保磁力Hcと、記録ビット幅WCwとの関係を調査して得られたグラフである。
【００７２】
図８に示されるように、保持力Hcが小さくなると、記録ビット幅WCwが広くなってしまう。従って、記録ビット幅WCwを狭くして記録密度を向上させるには、図７の結果より比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)を低減し、保持力Hcを増大させるのが好ましい。
【００７３】
また、図９は、第１、第２記録層４、５の積層膜に記録された低周波信号を磁気ヘッドで読んだときのSN比と上記した積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)との関係を示すグラフである。なお、このSN比には、磁気ヘッドや回路のノイズは含まれていない。また、低周波信号として、線記録密度が１３１kFCI(Flux Change Per Inch)の磁気情報を媒体１０に書き込んだ。
【００７４】
図９に示されるように、上記の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が大きくなるほど、低周波信号のSN比は向上する。これは、図５と図６で説明したように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)の増大に伴う書き込み能力の向上が一つの要因であると考えられる。
【００７５】
一方、図１０は、第１、第２記録層４、５の積層膜に記録された高周波信号を磁気ヘッドで読んだときのSN比と上記した積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)との関係を示すグラフである。低周波信号の場合（図９）と同様に、このSN比には、磁気ヘッドや回路のノイズは含まれていない。また、高周波信号として、線記録密度が５２６kFCIの磁気情報を媒体１０に書き込んだ。
【００７６】
図１０に示されるように、高周波信号のSN比はピークを有しており、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が１以上においてSN比が急激に劣化する。これは、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が増大すると、図７に示したように保磁力Hcが減少するので、或るビットの磁化が反転するとそれにつられて隣接するビットの磁化も容易に反転し、記録媒体１０の分解能が低下するためであると考えられる。
【００７７】
よって、高周波信号のSN比を向上させるという観点からすると、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)を１未満にするのが好ましい。
【００７８】
一方、図１０の結果によれば、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が０．４よりも小さくなると、高周波信号のSN比がやはり劣化する。これは、図６に示したように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が小さいと書き込み能力が低下するためであると考えられる。
【００７９】
そして、図１０に示されるように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が０．４以上０．８以下の範囲において高周波信号のSN比が比較的高い値となっているので、そのSN比をより効果的に向上させるには、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)を０．４以上０．８以下とするのが好ましい。
【００８０】
このように、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)を１未満、より好ましくは０．４以上０．８以下とすることで、記録媒体１０の書き込み能力と熱揺らぎ耐性との両立に加え、媒体１０の低ノイズ化をも実現することが可能となる。
【００８１】
しかも、比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)を１未満に低減することで、図７のように保持力Hcが増大するので、図８のように記録ビット幅が減少し、記録密度が高く記録容量が大きな記録媒体を提供することもできる。
【００８２】
なお、上記では、図２（ｂ）に示したように、第１記録層４の上に第２記録層５を形成したが、これらの記録層の形成順序は限定されない。例えば、図１１の断面図に示すように、最初に第２記録層５を形成し、その次に第１記録層４を形成してもよい。このようにしても、書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性が両立された磁気記録媒体を提供することができる。
【００８３】
（２）第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態の磁気記録媒体１０を備えた磁気記録装置について説明する。
【００８４】
図１２は、その磁気記録装置の平面図である。この磁気記録装置は、パーソナルコンピュータやテレビの録画装置に搭載されるハードディスク装置である。
【００８５】
この磁気記録装置では、磁気記録媒体１０が、スピンドルモータ等によって回転可能な状態でハードディスクとして筐体１７に収められる。更に、筐体１７の内部には、軸１６を中心にしてアクチュエータ等により回転可能なキャッリッジアーム１４が設けられており、このキャリッジアーム１４の先端に設けられた磁気ヘッド１３が磁気記録媒体１０を上方から走査し、磁気記録媒体１０への磁気情報の書き込みと読み取りが行われる。
【００８６】
なお、磁気ヘッド１３の種類は特に限定されず、GMR(Giant Magneto-Resistive)素子やTuMR(Tunneling Magneto-Resistive)素子等の磁気抵抗素子で磁気ヘッドを構成してよい。
【００８７】
本実施形態によれば、第１実施形態で説明したような書き込み能力、熱揺らぎ耐性、及び低ノイズ性がバランスよく両立された磁気記録媒体１０により、記録再生特性が良好な磁気記録装置を提供することができる。
【００８８】
なお、磁気記録装置は、上記のようなハードディスク装置に限定されず、可撓性のテープ状の磁気記録媒体に対して磁気情報を記録するための装置であってもよい。
【００８９】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【００９０】
（付記１）  基材と、
前記基材の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、
前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを有し、
前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たすことを特徴とする磁気記録媒体。
【００９１】
（付記２）  前記比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が、０．４以上０．８以下の範囲にあることを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００９２】
（付記３）  前記第１記録層の磁化曲線の反転部の傾きα1と、前記第２記録層の磁化曲線の反転部の傾きα2が、α2＞α1を満たすことを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００９３】
（付記４）  前記第１記録層は、磁性粒子を非磁性材料内に分散させてなるグラニュラー構造を有することを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００９４】
（付記５）  前記磁性粒子はCo、Ni、及びFeのいずれかよりなり、前記比磁性材料はSi、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg、及びAlのいずれかの酸化物又は窒化物であることを特徴とする付記４に記載の磁気記録媒体。
【００９５】
（付記６）  前記第２記録層は、Co、Ni、及びFeのいずれかを含む合金よりなることを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００９６】
（付記７）  前記基材の上に、第１軟磁性層、非磁性層、及び第２軟磁性層がこの順に形成され、前記第２軟磁性層の上に前記下地層が形成されたことを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００９７】
（付記８）  基材と、
前記基材の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成され、異方性磁界がHk1、厚さがt1、飽和磁化がMs1の垂直磁気異方性を有する第１記録層と、
前記第１記録層の上又は下に該第１記録層に接して形成され、異方性磁界がHk2、厚さがt2、飽和磁化がMs2の垂直磁気異方性を有する第２記録層とを備えた磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対向して設けられた磁気ヘッドとを有し、
前記異方性磁界Hk1、Hk2、前記厚さt1、t2、及び前記飽和磁化Ms1、Ms2が、それぞれHk2＜Hk1、及び(t2・Ms2)/(t1・Ms1)＜１を満たすことを特徴とする磁気記録装置。
【００９８】
（付記９）  前記比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)が、０．４以上０．８以下の範囲にあることを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【００９９】
（付記１０）  前記第１記録層の磁化曲線の反転部の傾きα1と、前記第２記録層の磁化曲線の反転部の傾きα2が、α2＞α1を満たすことを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【０１００】
（付記１１）  前記第１記録層は、磁性粒子を非磁性材料内に分散させてなるグラニュラー構造を有することを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【０１０１】
（付記１２）  前記磁性粒子はCo、Ni、及びFeのいずれかよりなり、前記比磁性材料はSi、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg、及びAlのいずれかの酸化物又は窒化物であることを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【０１０２】
（付記１３）  前記第２記録層は、Co、Ni、及びFeのいずれかを含む合金よりなることを特徴とする付記８に記載の磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造途中の断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造途中の断面図（その２）である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体への書き込み動作を説明するための断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１実施形態において、第２記録層を形成しない場合の第１記録層の磁化曲線であり、図４（ｂ）は、第１記録層を形成せずに第２記録層のみを非磁性層上に形成した場合における第３記録層の磁化曲線であり、図４（ｃ）は、第１記録層と第２記録層との積層膜の磁化曲線である。
【図５】図５は、第１、第２記録層の膜厚と飽和磁化との積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、これらの記録層の積層膜の飽和磁界Hsとの関係を調査して得られたグラフである。
【図６】図６は、第１、第２記録層の膜厚と飽和磁化との積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、これらの記録層の積層膜の書き込み能力との関係を調査して得られたグラフである。
【図７】図７は、第１、第２記録層の膜厚と飽和磁化との積の比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)と、これらの記録層の積層膜の保磁力Hcとの関係を調査して得られたグラフである。
【図８】図８は、第１、第２記録層の積層膜の保磁力Hcと、記録ビット幅WCwとの関係を調査して得られたグラフである。
【図９】図９は、第１、第２記録層の積層膜に記録された低周波信号を磁気ヘッドで読んだときのSN比と比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第１、第２記録層の積層膜に記録された高周波信号を磁気ヘッドで読んだときのSN比と比(t2・Ms2)/(t1・Ms1)との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態において、第１記録層と第２記録層の形成順序を逆にした場合の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態に係る磁気記録装置の平面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…非磁性基材、２…裏打層、２ａ…第１軟磁性層、２ｂ…非磁性層、２ｃ…第２軟磁性層、３…非磁性下地層、４…第１記録層、４ａ…非磁性材料、４ｂ…磁性粒子、５…第２軟磁性層、６…保護層、１０…磁気記録媒体、１３…磁気ヘッド、１３ａ…リターンヨーク、１３ｂ…主磁極、１４…キャリッジアーム、１６…磁区、１７…筐体。
【図１】
2007257804.tif 000004
【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】
2007257804.tif 000009
【図７】
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【図８】
2007257804.tif 000011
【図９】
2007257804.tif 000012
【図１０】
2007257804.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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