(57)【要約】【課題】再生出力及びＳ／Ｎ比を向上しうる垂直磁気記録方式の磁気記録媒体を提供する。【解決手段】  第１の記録層１６と、第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層２０と、第１の記録層１６と第２の記録層２０との間に形成され、非磁性層１８ｂと、第１の記録層１６と非磁性層１８ｂとの間及び非磁性層１８ｂと第２の記録層２０との間の少なくとも一方に形成された強磁性層１８ａ，１８ｂとを有する中間層１８とを有する。これにより、垂直磁気記録媒体の再生出力を向上することができる。また、中間層の強磁性層及び非磁性層の構成を適宜制御することにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比をも向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の記録層と、
前記第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、
前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に形成され、非磁性層と、前記第１の記録層と前記非磁性層との間及び前記非磁性層と前記第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とを有する中間層と
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の垂直磁気記録媒体において、
前記強磁性層は、強磁性材料よりなる複数の粒状体と、前記粒状体の粒界に充填された非磁性材料とを有し、前記非磁性材料によって前記粒状体が磁気的に分離されている
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載の垂直磁気記録媒体において、
前記非磁性層は、非磁性材料よりなる複数の粒状体と、前記粒状体の粒界に充填された他の非磁性材料とを有し、前記他の非磁性材料によって前記粒状体が分離されている
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項２又は３記載の垂直磁気記録媒体において、
前記他の非磁性材料は、Ｓｉ，Ａｌ，ＭＧを含む絶縁材料、Ａｇ又はＣｒである
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記強磁性層を構成する強磁性材料は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金である
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記非磁性層を構成する前記非磁性材料は、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒ又はこれらの合金である
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記非磁性層は、０．５ｎｍ以下の膜厚を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記強磁性層は、２ｎｍ以下の膜厚を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記強磁性層は、１ｎｍ以下の膜厚を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
第１の記録層と、前記第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に形成され、非磁性層と、前記第１の記録層と前記非磁性層との間及び前記非磁性層と前記第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とを有する中間層とを有する垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体の近傍に設けられ、前記垂直磁気記録媒体の所定の記録領域への磁気情報の記録及び前記垂直磁気記録媒体の所定の記録領域の磁気情報の読み出しを行う磁気ヘッドと
を有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に係り、特に、垂直磁気記録に用いる垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置であるハードディスク装置は、コンピュータや各種携帯情報端末、例えばモバイルパソコン、ゲーム機、デジタルカメラ、車載ナビゲーションシステム等の外部記憶装置として広く使用されている。
【０００３】
近年、このようなハードディスク装置の記録媒体として、従来の面内記録媒体と比べて倍以上の高保磁力化が可能な垂直磁気記録媒体が注目されている。垂直磁気記録とは、記録媒体の面に垂直に、隣接する記録ビットが互いに反平行になるように磁区を形成する磁気記録方式である。
【０００４】
垂直磁気記録用の磁気記録媒体では、高密度記録を行うと磁区ドメインの減少により記録情報が消失する、いわゆる“熱揺らぎ”が問題となる。この熱揺らぎ抑制策には磁気異方性エネルギーＫｕの大きい材料の採用が有効である。その一方、磁気異方性エネルギーＫｕの増加により記録磁界も増加するため、その効果には限界がある。したがって、熱揺らぎ対策と十分な飽和記録特性の確保の両立が課題となっている。
【０００５】
この対策として、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。これは、磁気異方性の異なる記録層を積層することで記録特性の向上を図るものであるが、必要とされる磁気特性を得るため各層の組成、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があり、ヘッドからの記録磁界が十分でなくなる問題がある。
【０００６】
このような背景において、記録層間に非磁性の中間層を設けた２層記録層を有するＥＣＣ（Exchange Coupled Composite）媒体と呼ばれる垂直磁気記録媒体が提案されている。ＥＣＣ媒体は、磁化容易軸が基板に対して垂直と面内、若しくは互いに斜め方向にある２層の磁性膜を、非磁性中間層を介して積層したものであり、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２００１−１４８１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のＥＣＣ媒体では、記録層の磁化容易軸方向が基板法線に対して斜め方向を向いているため、信号出力の損失が大きく十分なＳ／Ｎ比を確保することができなかった。このため、再生出力及びＳ／Ｎ比を向上しうる垂直磁気記録媒体が望まれていた。
【０００８】
本発明の目的は、再生出力及びＳ／Ｎ比を向上しうる垂直磁気記録方式の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】
【０００９】
本発明の一観点によれば、第１の記録層と、前記第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に形成され、非磁性層と、前記第１の記録層と前記非磁性層との間及び前記非磁性層と前記第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とを有する中間層とを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、第１の記録層と、前記第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、前記第１の記録層と前記第２の記録層との間に形成され、非磁性層と、前記第１の記録層と前記非磁性層との間及び前記非磁性層と前記第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とを有する中間層とを有する垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体の近傍に設けられ、前記垂直磁気記録媒体の所定の記録領域への磁気情報の記録及び前記垂直磁気記録媒体の所定の記録領域の磁気情報の読み出しを行う磁気ヘッドとを有することを特徴とする磁気記録装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の記録層と、第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、第１の記録層と第２の記録層との間に形成された中間層とを有する垂直磁気記録媒体において、中間層を、非磁性層と、第１の記録層と非磁性層との間及び非磁性層と第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とにより構成するので、第１及び第２の記録層の特性を変えることなく、中間層の強磁性層によって垂直磁気記録層の飽和磁化Ｍｓを高めることができる。これにより、垂直磁気記録媒体の再生出力を向上することができる。また、中間層の強磁性層及び非磁性層の構成を適宜制御することにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比をも向上することができる。
【００１２】
また、中間層の強磁性層を、強磁性材料よりなる複数の粒状体と、粒状体の粒界に充填された非磁性材料とにより構成し、非磁性材料によって粒状体を磁気的に分離することにより、中間層の強磁性層を面内に連続して形成する場合と比較して、強磁性層が隣接する記録領域の記録情報に与える磁気的影響を低減することができる。これにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を更に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による垂直磁気記録媒体について図１乃至図６を用いて説明する。
【００１４】
図１は本実施形態による垂直磁気記録媒体の構造を示す概略断面図、図２は角型比の非磁性層膜厚依存性を示すグラフ、図３，図６は出力の強磁性層膜厚依存性を示すグラフ、図４はＳ／Ｎ比の強磁性層膜厚依存性を示すグラフ、図５は磁気特性の測定方向の角度に対する保持力の変化を示すグラフである。
【００１５】
はじめに、本実施形態による垂直磁気記録媒体の構造について図１を用いて説明する。
【００１６】
ガラス基板１０上には、軟磁性材料よりなる裏打ち層１２が形成されている。打ち層１２上には、非磁性材料よりなる中間層１４が形成されている。中間層１４上には、強磁性材料よりなる第１の記録層１６が形成されている。第１の記録層１６上には、交換結合力制御層１８が形成されている。交換結合力制御層１８は、第１の記録層１６上に形成された強磁性層１８ａと、強磁性層１８ａ上に形成された非磁性層１８ｂと、非磁性層１８ｂ上に形成された強磁性層１８ｃとを有している。交換結合力制御層１８上には、強磁性材料よりなる第２の記録層２０が形成されている。これにより、第１の記録層１６と、交換結合力制御層１８と、第２の記録層２０とからなる垂直磁気記録層２２が構成されている。垂直磁気記録層２２上には、保護層２４が形成されている。
【００１７】
裏打ち層１２は、記録ヘッドから発生した記録磁界を環流させ、磁束の閉磁路を形成するためのものであり、軟磁性材料、例えばＣｏ系アモルファス合金、Ｎｉ系合金等により構成される。
【００１８】
中間層１４は、裏打ち層１２と垂直磁気記録層２２との間の相互作用を防止するための層であり、非磁性材料、例えばＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ及びこれらの合金等により構成される。
【００１９】
垂直磁気記録層２２は、所定の磁気情報を記録するための層である。第１の記録層１６と第２の記録層２０との間に強磁性結合が形成され、両者の間の交換結合力が交換結合力制御層１８によって制御されている。垂直磁気記録層２２には、３層以上の強磁性結合を有する記録層を設けてもよい。
【００２０】
第１の記録層１６と第２の記録層２０とは、磁化容易軸が基板に対して垂直と面内、或いは互いに斜め方向に向いている。第１の記録層１６及び第２の記録層２０は、ＣｏＣｒ系合金、Ｃｏ系グラニュラ等の垂直磁気記録用の強磁性材料により構成される。第１の磁性層１６及び第２の記録層２０は、同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。異なる材料を用いる場合には、ガラス基板１０に近い第１の記録層１６の方が、保護層２４に近い第２の記録層２０よりも垂直磁気異方性（Ｋｕ）が大きいことが望ましい。
【００２１】
強磁性層１８ａ，１８ｃは、垂直磁気記録層２２の飽和磁化Ｍｓを高めるための層であり、高Ｍｓ強磁性材料であるＣｏを主成分とする強磁性材料、例えばＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等により構成される。
【００２２】
非磁性層１８ｂは、第１の記録層１６と第２の記録層２０との間の交換結合力を制御する交換結合力制御層１８の主たる役割を担う層であり、非磁性材料、例えばＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ及びこれらの合金等により構成される。なお、本願明細書では、交換結合力制御層を中間層と表現することもある。
【００２３】
保護層２４は、垂直磁気記録媒体上を磁気ヘッドが走査する際に表面を保護するための層であり、例えば炭素膜等により構成される。
【００２４】
ここで、本実施形態による垂直磁気記録媒体は、交換結合力制御層１８が、Ｃｏを主成分とする強磁性材料よりなる強磁性層１８ａ，１８ｃを有することに主たる特徴がある。高Ｍｓ強磁性材料であるＣｏを主成分とする強磁性材料を含む層を設けることにより、垂直磁気記録層２２の飽和磁化Ｍｓが増加するため、再生出力を増大することができる。また、交換結合力制御層１８の各層の構成及び膜厚を詳細に制御することにより、Ｓ／Ｎ比においても向上を図ることができる。また、磁化容易軸方向が垂直ではないＣｏを主成分とする層を用いることにより、第１の記録層１６及び第２の記録層２０の磁化容易軸方向を任意の方向に変化させることができる。これにより、角度変化に対する保持力Ｈｃの変化率をより小さくすることができる。強磁性層１８ａ及び強磁性層１８ｃは、必ずしも両方ともに設ける必要はなく、強磁性層１８ａ又は強磁性層１８ｃのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。
【００２５】
次に、交換結合力制御層１８の各層の具体的な構成について図２乃至図６を用いて説明する。
【００２６】
図２は静磁気特性角型比（ＳＱ）の非磁性層１８ｂの膜厚依存性を示すグラフである。図２の測定では、非磁性層１８ｂとしてＲｕ膜を用いた。
【００２７】
図２に示すように、非磁性層１８ｂの膜厚を変化することにより、ＳＱ比が変化する。非磁性層１８ｂの膜厚ｔが０．５ｎｍ以下、０．８ｎｍ以上では、ＳＱ比はほぼ１である。これは、非磁性層１８ｂの膜厚ｔが０．５ｎｍ＜ｔ＜０．８ｎｍにおいて、第１の記録層１６と第２の記録層２０とが非磁性層１８ｂを介して反強磁性結合をしていることを示している。また、非磁性層１８ｂの膜厚ｔがｔ≧０．８ｎｍでは記録層は互いに独立して機能するため、交換結合力制御層１８の効果が認められない。したがって、非磁性層１８ｂの膜厚ｔは、ｔ≦０．５ｎｍに設定する必要がある。
【００２８】
図３は出力（Ｖｆ８）の強磁性層１８ａ，１８ｃ膜厚の依存性を示すグラフである。図中、●印のプロットは第１の記録層１６の膜厚を１０ｎｍとした場合であり、○印のプロットは第１の記録層１６の膜厚を１５ｎｍとした場合である。図３の測定では、強磁性層１８ａ，１８ｃとしてＣｏ膜を用いた。また、グラフの横軸は、強磁性層１８ａ，１８ｃのそれぞれの膜厚を示している。
【００２９】
図３に示すように、第１の記録層１６の膜厚が１０ｎｍ、１５ｎｍの何れの場合にも、出力は強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚の増加に伴って増加することが判る。したがって、出力の観点からは、強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚はより厚い方が望ましい。
【００３０】
図４は、Ｓ／Ｎ比の強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚の依存性を示すグラフである。縦軸は、強磁性層１８ａ，１８ｃを設けないときのＳ／Ｎ比の値を差し引いた値を示しており、値が大きいほどに強磁性層１８ａ，１８ｃの効果が大きいことを表す。図中、●印のプロットは第１の記録層１６の膜厚を１０ｎｍとした場合であり、○印のプロットは第１の記録層１６の膜厚を１５ｎｍとした場合である。図４の測定では、強磁性層１８ａ，１８ｃとしてＣｏ膜を用い、非磁性層１８ｂの膜厚は０．４ｎｍとした。また、グラフの横軸は、強磁性層１８ａ，１８ｃのそれぞれの膜厚を示している。
【００３１】
図４に示すように、Ｓ／Ｎ比は、第１の記録層１６の膜厚が１０ｎｍ、１５ｎｍの何れの場合にも、強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚とともに増加してピーク値を示し、このピーク値を超えると減少に転じる。Ｓ／Ｎ比は、強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚が厚すぎると、強磁性層１８ａ，１８ｃを設けないときのＳ／Ｎ比の値よりも小さくなる。また、変化の度合いは第１の記録層１６の膜厚に依存する。
【００３２】
図４の結果から、第１の記録層１６の膜厚が１０ｎｍの場合には強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚ｔは０＜ｔ≦１ｎｍの範囲に設定することが望ましく、第１の記録層１６の膜厚が１５ｎｍの場合には強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚ｔは０＜ｔ≦２ｎｍの範囲に設定することが望ましい。強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚は、採用した第１の記録層１６の膜厚において、Ｓ／Ｎ比が強磁性層１８ａ，１８ｃを設けないときの値よりも大きくなるように適宜設定することが望ましい。
【００３３】
図５は、磁気特性の測定方向の角度に対する保持力Ｈｃの変化を示したものである。縦軸は膜垂直方向から測定した場合の保持力を１００％としたときの保持力の値を示しており、横軸は膜垂直方向と測定方向とのなす角度を示している。角度の変化に対する保持力の変化が小さいほど、サイドイレース耐性が高いことを表す。図中、◆印のプロットは強磁性層１８ａ，１８ｃを設けない場合であり、▲印のプロットは強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚を０．５ｎｍとした場合であり、■印のプロットは強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚を１．０ｎｍとした場合であり、●印のプロットは強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚を１．５ｎｍとした場合である。図５の測定では、強磁性層１８ａ，１８ｃとしてＣｏ膜を用いた。
【００３４】
図５に示すように、強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚が厚いほどに角度の変化に対する保持力の変化が小さくなっており、サイドイレース耐性が高いことが判る。したがって、サイドイレース耐性の観点からは、強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚はより厚い方が望ましい。
【００３５】
図６は、強磁性層１８ａ又は強磁性層１８ｃのいずれか一方を設けた場合における出力の強磁性層１８ａ，１８ｃの膜厚の依存性を示すグラフである。縦軸は強磁性層１８ａ，１８ｃを設けないときの出力の値を差し引いた値を示している。図中、●印のプロットは強磁性層１８ａのみを設けた場合であり、■印のプロットは強磁性層１８ｃのみを設けた場合である。図６の測定では、強磁性層１８ａ，１８ｃとしてＣｏ膜を用いた。
【００３６】
図６に示すように、強磁性層１８ａ又は強磁性層１８ｃのいずれか一方を設けただけでも、出力の増加が認められる。出力増加の効果は、強磁性層１８ａのみを設けた方が、強磁性層１８ｃのみを設けた場合よりも高かった。強磁性層１８ｃのみを設けた場合には、膜厚０．５ｎｍをピークとしてそれ以上の膜厚では逆に出力の減少が認められた。
【００３７】
図６の結果から、強磁性層１８ａ，１８ｃは、少なくとも一方を設けることにより出力増加の効果を得ることができる。また、出力と膜厚との関係は強磁性層１８ａと強磁性層１８ｃとで異なっており、強磁性層１８ａの膜厚と強磁性層１８ｃの膜厚とは必ずしも同じにする必要はない。他の特性をも見極めたうえで適宜設定することが望ましい。
【００３８】
次に、本実施形態による垂直磁気記録媒体の製造方法について図１を用いて説明する。
【００３９】
まず、ガラス基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚５０〜１００ｎｍ程度の軟磁性材料、例えばＣｏ系アモルファス合金やＮｉ系合金を堆積し、裏打ち層１２を形成する。
【００４０】
次いで、裏打ち層１２上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚２０ｎｍ程度の非磁性材料、例えばＲｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒ等を堆積し、中間層１４を形成する。
【００４１】
次いで、中間層１４上に、例えば膜厚１５ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラ等よりなる第１の記録層１６を形成する。
【００４２】
次いで、第１の記録層１６上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１ｎｍ程度のＣｏを含む強磁性材料、例えばＣｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ等を堆積し、強磁性層１８ａを形成する。
【００４３】
次いで、強磁性層１８ａ上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚０．５ｎｍ程度の非磁性材料、例えばＲｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒ等を堆積し、非磁性層１８ｂを形成する。
【００４４】
次いで、非磁性層１８ｂ上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１ｎｍ程度のＣｏを含む強磁性材料、例えばＣｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ等を堆積し、強磁性層１８ａを形成する。
【００４５】
こうして、強磁性層１８ａ、非磁性層１８ｂ及び強磁性層１８ｃよりなる交換結合力制御層１８を形成する。
【００４６】
次いで、交換結合力制御層１８上に、例えば膜厚５ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラ等よりなる第２の記録層２０を形成する。
【００４７】
こうして、第１の記録層１６、交換結合力制御層１８及び第２の記録層１８よりなる垂直磁気記録層２２を形成する。
【００４８】
次いで、垂直磁気記録層２２上に、例えば膜厚４ｎｍ程度の炭素膜よりなる保護層２４を形成する。
【００４９】
この後、保護層２４上に潤滑剤（図示せず）を塗布し、本実施形態による垂直磁気記録媒体を完成する。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、第１の記録層と、第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、第１の記録層と第２の記録層との間に形成された中間層（交換結合力制御層）とを有する垂直磁気記録媒体において、中間層を、非磁性層と、第１の記録層と非磁性層との間及び非磁性層と第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とにより構成するので、第１及び第２の記録層の特性を変えることなく、中間層の強磁性層によって垂直磁気記録層の飽和磁化Ｍｓを高めることができる。これにより、垂直磁気記録媒体の再生出力を向上することができる。また、中間層の強磁性層及び非磁性層の構成を適宜制御することにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比をも向上することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による垂直磁気記録媒体について図７及び図８を用いて説明する。なお、図１に示す第１実施形態による垂直磁気記録媒体と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
【００５２】
図７は本実施形態による垂直磁気記録媒体の構造を示す概略断面図、図８はＳ／Ｎ比の強磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【００５３】
はじめに、本実施形態による垂直磁気記録媒体の構造について図７を用いて説明する。なお、図７（ａ）は本実施形態による垂直磁気記録媒体の全体的構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は本実施形態による垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の詳細を示す拡大断面図である。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、本実施形態による垂直磁気記録媒体における基本的な膜構成は、図１に示す第１実施形態による垂直磁気記録媒体と同様である。本実施形態による垂直磁気記録媒体の主たる特徴は、交換結合力制御層１８がグラニュラ状の膜により構成されている点にある。
【００５５】
すなわち、本実施形態による垂直磁気記録媒体における交換結合力制御層１８は、図７（ｂ）に示すように、Ｃｏ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＣｏ粒状体が互いに磁気的に分離された強磁性層１８ａ′と、Ｒｕ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＲｕ粒状体が互いに分離された非磁性層１８ｂ′と、Ｃｏ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＣｏ粒状体が互いに磁気的に分離された強磁性層１８ｃ′とにより構成されている。
【００５６】
このようにして交換結合力制御層１８を構成することにより、強磁性層１８ａ′及び強磁性層１８ｃ′が隣接する記録領域の記録情報に与える磁気的影響を低減できるため、強磁性層１８ａ′及び強磁性層１８ｃ′をグラニュラ化しない第１実施形態の場合よりもＳ／Ｎ比を向上することができる。
【００５７】
図８は、Ｓ／Ｎ比の強磁性層１８ａ′，１８ｃ′の膜厚の依存性を示すグラフである。縦軸は強磁性層１８ａ′，１８ｃ′を設けないときのＳ／Ｎ比の値を差し引いた値を示しており、値が大きいほどに強磁性層１８ａ′，１８ｃ′の効果が大きいことを表す。図８の測定では、第１の記録層１６の膜厚を１５ｎｍ、非磁性層１８ｂ′の膜厚を０．４ｎｍとした。グラフの横軸は、強磁性層１８ａ′，１８ｃ′のそれぞれの膜厚を示している。
【００５８】
図８に示すように、Ｓ／Ｎ比は、強磁性層１８ａ′，１８ｃ′の膜厚とともに増加して約１ｎｍのときにピーク値に達し、このピーク値を超えると減少する。図８のピーク値を図４に示す第１実施形態による垂直磁気記録媒体におけるピーク値と比較すると、Ｓ／Ｎ比差で約２倍程度向上することができた。
【００５９】
強磁性層１８ａ′，１８ｃ′を構成する強磁性材料は、Ｃｏのほか、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等を適用することができる。
【００６０】
非磁性層１８ｂ′を構成する非磁性材料の粒状体は、Ｒｕのほか、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ及びこれらの合金等を適用することができる。
【００６１】
また、強磁性層１８ａ′，１８ｃ′を構成する強磁性材料の粒状体及び非磁性層１８ｂ′を構成する非磁性材料の粒状体を分離する材料としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｇを含む絶縁材料、例えばＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ等や、Ａｇ，Ｃｒ等の非磁性金属材料を適用することができる。
【００６２】
具体的には、強磁性層１８ａ′，１８ｃ′には、例えばＣｏ（ＳｉＯ）５，Ｃｏ（ＳｉＯ）１０，Ｃｏ（ＳｉＯ）１５，Ｃｏ（ＡｌＯ２）５，Ｃｏ（ＡｌＯ２）１０，Ｃｏ（ＡｌＯ２）１５等を用いることができ、非磁性層１８ｂ′には、Ｒｕ（ＳｉＯ）５，Ｒｕ（ＳｉＯ）１０，ＲｕＣｒ１０，ＲｕＣｒ１５，Ｒｕ（ＭｇＯ）７，Ｒｕ（ＭｇＯ）１５，Ｒｕ（ＭｇＯ）２０，Ｒｕ（ＡｌＯ２）５，Ｒｕ（ＡｌＯ２）１０，Ｒｕ（ＡｌＯ２）１５，Ｃｒ（ＭｇＯ）１５，Ｃｒ（ＭｇＯ）２０，Ｃｒ（ＭｇＯ）２２等を用いることができる。なお、各材料の下付数字は、ａｔ％を表す。
【００６３】
次に、本実施形態による垂直磁気記録媒体の製造方法について図７を用いて説明する。
【００６４】
まず、ガラス基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚５０〜１００ｎｍ程度の軟磁性材料、例えばＣｏ系アモルファス合金やＮｉ系合金を堆積し、裏打ち層１２を形成する。
【００６５】
次いで、裏打ち層１２上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚２０ｎｍ程度の非磁性材料、例えばＲｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒ等を堆積し、中間層１４を形成する。
【００６６】
次いで、中間層１４上に、例えば膜厚１５ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラ等よりなる第１の記録層１６を形成する。
【００６７】
次いで、第１の記録層１６上に、例えばスパッタ法により、例えばＣｏとＳｉＯ２とをスパッタし、膜厚が例えば１ｎｍであり、Ｃｏ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＣｏ粒状体が互いに磁気的に分離された強磁性層１８ａ′を形成する。その際、成膜ガス圧を、例えば０．２Ｐａとする。
【００６８】
次いで、強磁性層１８ａ′上に、例えばスパッタ法により、例えばＲｕとＳｉＯ２とをスパッタし、膜厚が例えば０．４ｎｍであり、Ｒｕ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＲｕ粒状体が互いに分離された非磁性層１８ｂ′を形成する。その際、成膜ガス圧を、例えば０．４Ｐａ又は０．８Ｐａとする。
【００６９】
次いで、非磁性層１８ｂ′上に、例えばスパッタ法により、例えばＣｏとＳｉＯ２とをスパッタし、膜厚が例えば１ｎｍであり、Ｃｏ粒状体とその粒界に充填されたＳｉＯ２とにより構成されＳｉＯ２によってＣｏ粒状体が互いに磁気的に分離された強磁性層１８ｃ′を形成する。その際、成膜ガス圧を、例えば０．２Ｐａとする。
【００７０】
こうして、強磁性層１８ａ′、非磁性層１８ｂ′及び強磁性層１８ｃ′よりなる交換結合力制御層１８を形成する。
【００７１】
次いで、交換結合力制御層１８上に、例えば膜厚５ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２グラニュラ等よりなる第２の記録層２０を形成する。
【００７２】
こうして、第１の記録層１６、交換結合力制御層１８及び第２の記録層１８よりなる垂直磁気記録層２２を形成する。
【００７３】
次いで、垂直磁気記録層２２上に、例えば膜厚４ｎｍ程度の炭素膜よりなる保護層２４を形成する。
【００７４】
この後、保護層２４上に潤滑剤（図示せず）を塗布し、本実施形態による垂直磁気記録媒体を完成する。
【００７５】
このように、本実施形態によれば、第１の記録層と、第１の記録層との間で強磁性結合を形成する第２の記録層と、第１の記録層と第２の記録層との間に形成された中間層（交換結合力制御層）とを有する垂直磁気記録媒体において、中間層を、非磁性層と、第１の記録層と非磁性層との間及び非磁性層と第２の記録層との間の少なくとも一方に形成された強磁性層とにより構成するので、第１及び第２の記録層の特性を変えることなく、中間層の強磁性層によって垂直磁気記録層の飽和磁化Ｍｓを高めることができる。これにより、垂直磁気記録媒体の再生出力を向上することができる。また、中間層の強磁性層及び非磁性層の構成を適宜制御することにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比をも向上することができる。
【００７６】
また、中間層の強磁性層を、強磁性材料よりなる複数の粒状体と、粒状体の粒界に充填された非磁性材料とにより構成し、非磁性材料によって粒状体を磁気的に分離することにより、中間層の強磁性層を面内に連続して形成する場合と比較して、強磁性層が隣接する記録領域の記録情報に与える磁気的影響を低減することができる。これにより、垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を更に向上することができる。
【００７７】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による磁気記録装置について図９を用いて説明する。
【００７８】
図９は本実施形態による磁気記録装置の構造を示す概略図である。
【００７９】
本実施形態では、第１又は第２実施形態による垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録装置について説明する。
【００８０】
本実施形態による磁気記録装置３０は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体３２を備えている。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク３４が収容されている。磁気ディスク３４は、図１に示す第１実施形態による垂直磁気記録媒体、又は図７に示す第２実施形態による垂直磁気記録媒体である。磁気ディスク３４は、スピンドルモータ３６の回転軸に装着されている。スピンドルモータ３６は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク３４を回転させることができる。筐体本体３２には、筐体本体３２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示せず）が結合される。
【００８１】
収容空間には、ヘッドアクチュエータ３８がさらに収容されている。このヘッドアクチュエータ３８は、垂直方向に延びる支軸４０に回転自在に連結されている。ヘッドアクチュエータ３８は、支軸４０から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム４２と、各アクチュエータアーム４２の先端に取り付けられてアクチュエータアーム４２から前方に延びるヘッドサスペンションアセンブリ４４とを備えている。アクチュエータアーム４２は、磁気ディスク３４の表面および裏面ごとに設置されている。
【００８２】
ヘッドサスペンションアセンブリ４４は、ロードビーム４６を備えている。ロードビーム４６は、いわゆる弾性屈曲域でアクチュエータアーム４２の前端に連結されている。弾性屈曲域の働きで、ロードビーム４６の前端には、磁気ディスク３４の表面に向かって所定の押し付け力が作用する。ロードビーム４６の前端には、磁気ヘッド４８が支持されている。磁気ヘッド４８は、ロードビーム４６に固定されるジンバル（図示せず）に姿勢変化自在に受け止められている。
【００８３】
磁気ディスク３４の回転に基づき磁気ディスク３４の表面で気流が生成されると、気流の働きで磁気ヘッド４８には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とロードビーム４６の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク３４の回転中に比較的に高い剛性で磁気ヘッド４８は浮上し続けることができる。
【００８４】
アクチュエータアーム４２には、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった動力源５０が接続されている。この動力源５０の働きでアクチュエータアーム４２は支軸４０回りで回転することができる。こうしたアクチュエータアーム４２の回転に基づきヘッドサスペンションアセンブリ４４の移動は実現される。磁気ヘッド４８の浮上中に支軸４０回りでアクチュエータアーム４２が揺動すると、磁気ヘッド４８は径方向に磁気ディスク３４の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき、磁気ヘッド４８を磁気ディスク３４上の所望の記録トラックに位置決めすることができる。
【００８５】
このようにして、第１又は第２実施形態による垂直磁気記録媒体を用いて磁気記録装置を構成することにより、垂直磁気記録媒体の再生出力及びＳ／Ｎ比を向上することができる。これにより、磁気記録装置の特性及び信頼性を向上することができる。
【００８６】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００８７】
例えば、上記第１及び第２実施形態では、交換結合力制御層１８を強磁性層／非磁性層／強磁性層の３層構造としたが、強磁性層／非磁性層又は非磁性層／強磁性層の２層構造としてもよい。また、上述の強磁性層及び非磁性層とは異なる別の層を更に挿入してもよい。
【００８８】
また、上記第１及び第２実施形態では、第１の記録層１６及び第２の記録層２０をグラニュラ材料により構成した場合を示したが、グラニュラ材料ではないＣｏＣｒＰｔその他の記録層材料により構成してもよい。
【００８９】
また、裏打ち層１２、中間層１４、保護層２４の構成も上記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、垂直磁気記録媒体に要求される特性等に応じて適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態による垂直磁気記録媒体の構造を示す概略断面図である。
【図２】垂直磁気記録媒体の角型比の非磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【図３】出力の強磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【図４】Ｓ／Ｎ比の強磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【図５】磁気特性の測定方向の角度に対する保持力の変化を示すグラフである。
【図６】出力の強磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態による垂直磁気記録媒体の構造を示す概略断面図である。
【図８】Ｓ／Ｎ比の強磁性層膜厚依存性を示すグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態による磁気記録装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…ガラス基板
１２…裏打ち層
１４…中間層
１６…第１の記録層
１８…交換結合力制御層
１８ａ，１８ｃ，１８ａ′，１８ｃ′…強磁性層
１８ｂ，１８ｂ′…非磁性層
２０…第２の記録層
２２…垂直磁気記録層
２４…保護層
３０…磁気記録装置
３２…筐体本体
３４…磁気ディスク
３６…スピンドルモータ
３８…ヘッドアクチュエータ
４０…支軸
４２…アクチュエータアーム
４４…ヘッドサスペンションアセンブリ
４６…ロードビーム
４８…磁気ヘッド
５０…動力源
【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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