(57)【要約】【課題】広域イレーズを抑制可能でかつ高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供する。【解決手段】基板１１と、基板１１上に、裏打積層体１２、分離層１６、磁束制御積層体１８、中間層２２、記録層２３、保護膜２４、及び潤滑層２５を順次積層した構成を有し、磁束制御積層体１８が２つの結晶質磁性層１９，２１とそれらの間に形成された非磁性結合層２０からなる。結晶質磁性層１９，２１の各々は結晶質の強磁性材料からなり、多数の結晶粒子１９ａ，２１ａが粒界部１９ｂ，２１ｂを介して互いに密接した構造を有する。各々の結晶粒子１９ａ，２１ａは、その磁化容易軸が基板面に垂直な方向に配向し、さらに、非磁性結合層２０を介して反強磁性的に交換結合している。【選択図】図１
2007273055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打層と、
前記軟磁性裏打層上に形成された非磁性材料からなる分離層と、
前記分離層上に形成された磁束制御層と、
前記磁束制御層上に基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する記録層とを備え、
前記磁束制御層は、基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなる磁性層を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記磁束制御層は、分離層側から、第１の磁性層と、非磁性結合層と、第２の磁性層とがこの順に積層してなり、
前記第１の磁性層および第２の磁性層は基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなり、該第１の磁性層の磁化および第２の磁性層の磁化は、基板面に対して垂直な方向に配向すると共に互いに反強磁性的に結合してな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】
前記第１の磁性層および第２の磁性層は、Ｃｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなり、Ｘ1がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種から選択されることを特徴とする請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記分離層と前記磁束制御層との間に他の軟磁性裏打層をさらに有し、
前記他の軟磁性裏打層は、分離層側から、第１の軟磁性層と、その他の非磁性結合層と、第２の磁性層とがこの順に積層してなり、
前記第１の軟磁性層および第２の軟磁性層は、面内に磁化容易軸を有する多結晶体の軟磁性材料からなり、該第１の軟磁性層の磁化および第２の軟磁性層の磁化は、面内に配向すると共に、互いに反強磁性的に結合してなることを特徴とする請求項２または３記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記他の軟磁性裏打層の第１の軟磁性層および第２の軟磁性層は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ−Ｘ3からなる群のうちいずれか１種からなり、Ｘ3がＣｒ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉＯ2からなる群のうちいずれか１種の非磁性材料からなることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記分離層と前記磁束制御層との間に第３の軟磁性層をさらに有し、
前記第３の軟磁性層は、面内に磁化容易軸を有する多結晶体の軟磁性材料からな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】
前記磁束制御層と前記記録層との間に中間層をさらに備え、
前記中間層は、ｈｃｐ結晶構造あるいはｆｃｃ結晶構造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８】
前記中間層は、基板面に対して垂直方向に延びる複数の結晶粒子を有し、該結晶粒子が空隙部あるいは非固溶相を介して互いに離隔して配置されてなることを特徴とする請求項７記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記記録層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの硬磁性材料を含む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１０】
磁気ヘッドを有する記録再生手段と、請求項１〜９のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置は、大規模なシステムからパーソナルユースのコンピュータや通信機器等の様々な機器に使用されている。そして、磁気記憶装置にはその総ての用途において情報のよりいっそうの高密度記録および高速度転送が望まれている。
【０００３】
近年、現在磁気記録方式として主流の面内記録方式は、高密度記録および記録された情報の消失（いわゆる、残留磁化の熱安定性）を抑制するため高保磁力の記録層が用いられている。さらに記録密度を向上するためには保磁力を増加させる必要がある。これに対応して記録ヘッドの記録磁界強度の増加が必要となるが、その磁極には高飽和磁束密度を有する軟磁性材料が必須である。しかし、そのような軟磁性材料の探索が困難なため、磁気記憶装置の記録密度の向上は極めて困難になってきている。
【０００４】
一方、垂直磁気記録方式は、磁気記録媒体の記録層を基板面に垂直な方向に磁化させて情報を記録するため、記録された情報が面内記録方式よりも消失し難い。そのため、垂直磁気記録方式では、面内方式よりも高密度記録が可能である。
【０００５】
垂直磁気記録媒体は、基板上に軟磁性材料からなる軟磁性裏打ち層と、その上に記録層が積層されて構成されている。垂直磁気記録媒体に情報を記録する際は、記録ヘッドから記録磁界を記録層の膜面に垂直に印加し、さらに記録磁界は軟磁性裏打ち層を通過して磁気ヘッドに戻る。軟磁性裏打ち層は、記録ヘッドの磁極と対となって記録磁界を吸い込むあるいは吐き出す役割を果たしている。軟磁性裏打ち層は、その層内に磁壁が形成されるとそこから漏れる磁界を再生ヘッドが拾ってスパイクノイズが生じる。スパイクノイズはエラーの原因となる。スパイクノイズの低減のため、軟磁性裏打ち層として非磁性層を介して２層の軟磁性層を積層し、２つの軟磁性層が互いに反強磁性的に結合された積層体が提案されている（例えば、特許文献１または２参照。）。このような積層体は、一方の軟磁性層の磁化が他方の軟磁性層の磁化と反平行になっているため、２つの軟磁性層の各々の磁壁から漏れる磁界は互いに打ち消し合う。そのためスパイクノイズの発生が抑制される。また、磁区の形成を抑制するため、軟磁性層には非晶質材料が用いられている。
【特許文献１】特開２００３−２０３３２６号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、垂直磁気記録媒体では、いわゆる広域イレーズ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｔｒａｃｋ  Ｅｒａｓｕｒｅ、ＷＡＴＥＲ）が生じる。広域イレーズは、同じトラックに繰り返して情報を記録した場合、記録したトラックから例えば数ミクロン離れたトラックまでの情報が消失してしまうという現象である。より具体的には、記録ヘッドの磁極から流れ出した記録磁界が記録層を通過し、さらに軟磁性裏打ち層に吸い込まれる間に、記録磁界は垂直磁気記録媒体の面内方向に広がり、記録したトラックに隣接する領域にも弱い磁界が印加される。繰り返し弱い磁界が印加されると、その領域の残留磁化は次第にその大きさが減少し、ついには再生エラーが発生してしまう。広域イレーズが生じると記録された情報が失われるため信頼性に劣るという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、広域イレーズを抑制可能でかつ高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成された軟磁性裏打層と、前記軟磁性裏打層上に形成された非磁性材料からなる分離層と、前記分離層上に形成された磁束制御層と、前記磁束制御層上に基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する記録層とを備え、前記磁束制御層は、基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなる磁性層を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
【０００９】
本発明によれば、磁束制御層が、基板面に垂直方向に磁化容易軸を有するので、記録素子からの記録磁界は、記録層を介して磁束制御層に対して垂直方向に流れ込む。そのため、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。磁束制御層は結晶質であるため非晶質よりも飽和磁束密度を高く設定できるので記録磁界の横方向への広がりをいっそう抑制できる。その結果、広域イレーズを抑制できる。また、磁束制御層は結晶質であるので、この上に形成される記録層の結晶状態および結晶配向性が良好となり、磁気特性および記録再生特性が向上する。その結果、高記録密度化が可能になる。
【００１０】
前記磁束制御層は、分離層側から、第１の磁性層と、非磁性結合層と、第２の磁性層とがこの順に積層してなり、前記第１の磁性層および第２の磁性層は基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなり、該第１の磁性層の磁化および第２の磁性層の磁化は、基板面に対して垂直な方向に配向すると共に互いに反強磁性的に結合してなる構成としてもよい。
【００１１】
磁束制御層は第１の磁性層および第２の磁性層が結晶質状態であるので、その上の記録層の結晶性および結晶配向性を高めることができ、磁気特性および記録再生特性が良好となる。さらに、第１の磁性層の結晶粒子と第２の磁性層の結晶粒子とが反強磁性的に結合している。そのため、第１の磁性層および第２の磁性層の各々からの漏れ磁界が互いに打ち消される。そのため、磁束制御層からの漏れ磁界を低減され、磁気ヘッドの再生素子に生じるノイズが抑制されＳＮ比が向上する。これらの結果により、垂直磁気記録媒体の高記録密度化が可能となる。これと同時に、磁束制御層の第１の磁性層および第２の磁性層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向している。そのため、記録磁界が垂直方向に流れ込むので、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。その結果、広域イレーズをいっそう抑制できる。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、磁気ヘッドを有する記録再生手段と、上記いずれかの垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置が提供される。
【００１３】
本発明によれば、高記録密度化が可能で信頼性の高い磁気記憶装置が提供できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、広域イレーズを抑制可能でかつ高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る第１例の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【００１７】
図１を参照するに、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、裏打積層体１２、分離層１６、磁束制御積層体１８、中間層２２、記録層２３、保護膜２４、及び潤滑層２５を順次積層してなる。
【００１８】
基板１１は、例えば、プラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、アルミニウム合金基板などから構成される。垂直磁気記録媒体１０が磁気ディスクの場合は、円盤状の基板が用いられる。また、垂直磁気記録媒体１０が磁気テープの場合はポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、耐熱性に優れたポリイミド（ＰＩ）などのフィルムを基板１１として用いることができる。
【００１９】
裏打積層体１２は、２つの非晶質軟磁性層１３，１５とそれらの間に形成された非磁性結合層１４からなる。非晶質軟磁性層１３，１５の各々の磁化は、非磁性結合層１４を介して反強磁性的に結合している。非晶質軟磁性層１３，１５は、それぞれ、例えば膜厚が５０ｎｍ〜２μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃ、およびＢから選択された少なくとも１種の元素を含む非晶質の軟磁性材料からなる。非晶質軟磁性層１３，１５の具体的材料としては、例えば、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＣｒＮｂ、ＣｏＦｅＢ、およびＮｉＦｅＮｂ等が挙げられる。
【００２０】
非晶質軟磁性層１３，１５は、基板１１が円盤状の場合、磁化容易軸が径方向に設定されることが好ましい。これにより、残留磁化状態では、例えば、非晶質軟磁性層１３の磁化の向きが内周方向、非晶質軟磁性層１５の磁化の向きが外周方向となる。このような構成とすることにより、非晶質軟磁性層１３，１５中に磁区の形成を抑制し、磁区と磁区との界面から漏れ磁界が発生することを抑制できる。
【００２１】
非晶質軟磁性層１３および１５は互いに同じ組成の軟磁性材料を用いることが好ましく、さらには、非晶質軟磁性層１３，１５のそれぞれの膜厚は互いに同等であることが好ましい。これにより、２つの非晶質軟磁性層１３，１５から漏れる磁界が互いに打ち消し合うので、磁気ヘッドの再生素子のノイズが抑制される。なお、非晶質軟磁性層１３および１５は互いに異なる組成の軟磁性材料を用いてもよい。
【００２２】
非磁性結合層１４は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金からなる群のうちいずれかの非磁性材料から選択される。Ｒｕ系合金としてはＲｕに、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つを少なくとも含む非磁性材料が好適である。非磁性結合層１４は、その膜厚が非晶質軟磁性層１３，１５とが反強磁性的に交換結合する範囲に設定される。その範囲は、０．４ｎｍ〜１．５ｎｍである。
【００２３】
なお、裏打積層体１２は、非晶質軟磁性層１５の上にさらに非磁性結合層と非晶質軟磁性層との積層体を設けた構成としてもよく、さらにこの積層体を複数積層した構成としてもよい。但し、この場合、裏打積層体１２の各々の非晶質軟磁性層１５の単位体積当たりの残留磁化と膜厚との積の総和を略０（零）とすることが好ましい。これにより、裏打積層体１２からの漏れ磁束を略０（零）とすることができる。
【００２４】
分離層１６は、例えば膜厚が２．０ｎｍ〜１０ｎｍであり、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、およびＰｔからなる群のうち少なくとも１種の非晶質の非磁性材料からなる。分離層１６は非晶質状態であるため、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９の結晶配向に影響を与えない。そのため、結晶質磁性層１９が自己組織的に結晶配向し易くなり、結晶配向性が向上する。さらに、分離層１６は結晶質磁性層１９の結晶粒子１９ａの粒径分布を均一化させる。また、分離層１６は非磁性材料であるので、非晶質軟磁性層１５と結晶質軟磁性層１９との磁気的な結合を分断する。
【００２５】
磁束制御積層体１８は、２つの結晶質磁性層１９，２１とそれらの間に形成された非磁性結合層２０からなる。結晶質磁性層１９，２１の各々は結晶質の強磁性材料からなり、多数の結晶粒子１９ａ，２１ａが粒界部１９ｂ，２１ｂを介して互いに密接した構造を有する。各々の結晶粒子１９ａ，２１ａの磁化容易軸は、図中に示す矢印に沿った方向、つまり、基板面に垂直な方向に配向している。さらに、２つの結晶質磁性層１９，２１は、非磁性結合層２０を介して反強磁性的に交換結合している。なお、図中の矢印の向きは、外部からの磁界が印加されない状態における磁化の向きの一例をしめしている。
【００２６】
結晶質磁性層１９，２１は、Ｃｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなることが好ましい。ここで、Ｘ1は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種である。Ｃｏ−Ｘ1合金は、例えば、ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍなる群のうち１種であり、Ｍは、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種から選択される。結晶質磁性層１９，２１のこれらの強磁性材料は、自己組織的に分離層１６上に基板面に垂直な方向に磁化容易軸（ｃ軸）が配向して形成される。
【００２７】
結晶質磁性層１９，２１の垂直保磁力は記録層２３の垂直保磁力よりも小さいことが好ましい。さらには、結晶質磁性層１９，２１の磁化反転をより低い記録磁界で反転できる点で、５００Ｏｅ以下に設定することが好ましく、さらに０Ｏｅに近いほどさらに好ましい。なお、垂直保磁力は、基板面に対して垂直方向に磁界を印加して、例えば磁化やカー回転角等のヒステリシスループから求めた保磁力をいう。
【００２８】
結晶質磁性層１９，２１の膜厚は、結晶質磁性層１９，２１の磁化反転を容易化できる点で１ｎｍ〜２５ｎｍに設定することが好ましい。
【００２９】
非磁性結合層２０は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ合金、Ｒｈ合金、およびＩｒ合金からなる群のうちいずれか１種の非磁性材料が選択される。Ｒｕ合金としてはＲｕに、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、あるいはこれらの合金との非磁性材料が好適である。非磁性結合層２０は、その膜厚が非晶質磁性層１９，２１とが反強磁性的に交換結合する範囲に設定される。その範囲は、０．４ｎｍ〜２．１ｎｍである。
【００３０】
非磁性結合層２０をＲｕ膜とした場合は、その膜厚が０．４ｎｍ〜０．９ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。また、非磁性結合層２０をＣｒ膜とした場合は、その膜厚が０．６ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。さらに、非磁性結合層２０をＣｕ膜とした場合は、その膜厚が０．８ｎｍ〜２．１ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。これらの範囲に膜厚を設定することで、結晶質磁性層１９および２１の交換結合磁界強度を高めて、結晶質磁性層１９および２１の各々の磁化の反平行結合状態が壊れることを回避して漏れ磁界の発生を抑制できる。なお、これらの非磁性結合層２０の材料と膜厚範囲の条件は先に示した非磁性結合層１４にも適用できる。
【００３１】
結晶質磁性層１９の残留磁化Ｍｒ1、膜厚ｔ1、および結晶質磁性層２１の残留磁化Ｍｒ2、膜厚ｔ2は、結晶質磁性層１９および２１はそれぞれの残留磁化膜厚積が同等、つまりＭｒ1×ｔ1＝Ｍｒ2×ｔ2の関係に設定されることが好ましい。これにより、結晶質磁性層１９と結晶質磁性層２１とから漏れる磁界を互いに打ち消しあえるので、磁束制御積層体１８に起因するノイズを低減でき、ＳＮ比を向上できる。さらに、結晶質磁性層１９および２１が同じ組成に設定される場合は、膜厚が同等（ｔ1＝ｔ2）に設定されることが好ましい。この場合、結晶質磁性層１９および２１の膜厚の制御のみでよいので、形成工程が容易となる。
【００３２】
図２は、第１例の垂直磁気記録媒体の結晶質磁性層の結晶形態と磁化の様子を説明するための平面図であり、（Ａ）は下側の結晶質磁性層１９を示し、（Ｂ）は上側の結晶質磁性層２１を示している。また、図２（Ａ）および（Ｂ）の各結晶粒子中に示す矢印の先端部（丸中に点）の記号は、残留磁化の向きが上向きであることを示し、矢印の尾端部（丸中にＸ）の記号は、残留磁化の向きが下向きであることを示している。
【００３３】
図２（Ａ）および（Ｂ）を図１と共に参照するに、結晶質磁性層１９，２１はそれぞれ略同じ結晶形態を有する。すなわち、結晶質磁性層１９の上に非磁性結合層２０を介して結晶質磁性層２１が結晶成長するので、結晶質磁性層１９の結晶形態が結晶質磁性層２１の結晶形態にそのまま反映される。例えば、図２（Ａ）に示す結晶粒子１９a1の上方に非磁性結合層２０を介して図２（Ｂ）に示す結晶粒子２１a1が形成される。結晶粒子２１a1は、結晶粒子１９a1上に非常に薄い非磁性結合層２０を介して結晶成長しているので、結晶粒子２１a1の大きさおよび形状は結晶粒子１９a1と同等となる。
【００３４】
さらに、結晶粒子２１a1の磁化容易軸は、結晶粒子１９a1の磁化容易軸と平行に配向している。そして、残留磁化状態では、結晶粒子１９a1の磁化の向きと結晶粒子２１a1の磁化向きとは反平行になる。このようにして、結晶粒子１９a1から漏れ出る磁界と結晶粒子２１a1から漏れ出る磁界とが打ち消される。ここでは、結晶粒子１９a1および２１a1を例に説明したが他の結晶粒子（例えば結晶粒子１９a2と結晶粒子２１a2）も同様である。磁束制御積層体１８は、このような構造によりノイズを低減しＳＮ比を向上できる。
【００３５】
また、結晶質磁性層１９，２１は結晶質であるので、これらの２層が積層されることにより結晶質磁性層２１の表面の結晶性および結晶配向性が良好となる。そのため、結晶質磁性層２１の上に形成される中間層２２および記録層２３の結晶性および結晶配向性が良好となる。
【００３６】
さらに、磁束制御積層体１８は、裏打積層体１２よりも磁気ヘッドの記録素子側に位置するため、記録の際に記録磁界の流れを制御する機能を有する。すなわち、磁束制御積層体１８は、結晶質磁性層１９，２１のそれぞれの磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向しているので、記録素子からの記録磁界は、記録層２３および中間層２２を結晶質磁性層１９，２１に対して垂直方向に流れ込む。そのため、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。なお、この際、結晶質磁性層１９，２１のそれぞれの磁化は、記録磁界と同じ向きに配向する。特に、結晶質磁性層１９，２１は結晶質であるため非晶質よりも飽和磁束密度が高くなる。このため記録磁界の横方向への広がりをいっそう抑制できる。その結果、広域イレーズを抑制できる。
【００３７】
中間層２２は、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層２１上に結晶成長し、さらに中間層２２の表面に記録層２３を結晶成長させる材料であれば特に限定されない。中間層２２は、例えば、ｈｃｐ（六方細密充填）結晶構造またはｆｃｃ（面心立方）結晶構造の非磁性材料からなる。中間層２２の材料として、例えば、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＲｕ合金からなる群のうちいずれか１種の非磁性材料が選択されることが好ましい。ここで、Ｒｕ合金は、ｈｃｐ（六方細密充填）結晶構造を有するＲｕ−Ｘ2合金（Ｘ2は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＯおよびＣからなる群のうち少なくとも１種からなる。）からなる。
【００３８】
中間層２２は、後ほど説明する記録層２３にＣｏあるいはＣｏを主成分とするＣｏ合金を用いる場合は、格子整合が良好な点でＲｕまたはＲｕ−Ｘ2合金が選択されることが好ましい。Ｒｕの（０００２）結晶面にＣｏの（０００２）結晶面が成長し、ｃ軸（磁化容易軸）が基板面に垂直に、良好に配向させることができる。
【００３９】
さらに、中間層２２は、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ2合金からなる結晶粒子（以下、「Ｒｕ結晶粒子」と略称する。）が互いに空間により離隔された構造（「中間層構造Ａ」と称する。）を有してもよい。Ｒｕ結晶粒子が互いに略均等に離隔されるので、記録層２３を構成する磁性粒子がＲｕ結晶粒子の配置を引き継いで、磁性粒子の粒径分布の分布幅を狭くできる。その結果、媒体ノイズが低減されてＳＮ比が向上する。なお、Ｒｕ結晶粒子は上述したように（０００２）結晶面が成長するので、記録層２３がＣｏあるいはＣｏを主成分とするＣｏ合金の場合は、Ｃｏの（０００２）結晶面が成長し、ｃ軸（磁化容易軸）が基板面に垂直に配向させられる。このような中間層２２の形成方法は、スパッタ法により、上述したＲｕあるいはＲｕ−Ｘ2合金からなるスパッタターゲットを用いて、不活性ガス（例えばＡｒガス）雰囲気で、堆積速度を２ｎｍ／秒以下の範囲で、かつ雰囲気ガス圧力を２．６６Ｐａ以上の範囲に設定して成膜する。但し、堆積速度は生産効率が過度に低下しない点で、０．１ｎｍ／秒以上に設定することが好ましい。なお、不活性ガスに酸素ガスを添加してもよく、これによりＲｕ結晶粒子同士の分離が良好となる。
【００４０】
さらに、中間層２２は、Ｒｕ結晶粒子を非固溶層が取り囲み、Ｒｕ結晶粒子同士を互いに離隔する構造（「中間層構造Ｂ」と称する。）を有してもよい。このような構造によっても、Ｒｕ結晶粒子が互いに略均等に離隔されるので、記録層２３を構成する磁性粒子がＲｕ結晶粒子の配置を引き継いで、磁性粒子の粒径分布の分布幅を狭くできる。その結果、媒体ノイズが低減されてＳＮ比が向上する。非固溶層は、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ2合金と固溶しない材料であれば特に限定されないが、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、およびＭｇから選択されるいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｎ、およびＣから選択される少なくともいずれか１種の元素との化合物からなることが好ましい。このような非磁性材料としては、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｇＯなどの酸化物や、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、Ｍｇ3Ｎ2などの窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣなどの炭化物が挙げられる。
【００４１】
また、中間層２２は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料を用いてもよい。特に、中間層２２は、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９，２１がＣｏまたはＣｏ合金からなるので、格子整合が良好な点で、ＣｏおよびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなることが好ましい。
【００４２】
記録層２３は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料からなる磁性膜である（以下、「強磁性連続膜」と称する。）。Ｆｅ合金としては例えばＦｅＰｔが挙げられる。Ｃｏを主成分とするＣｏ合金としては、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍが挙げられ、Ｃｏが５０原子％以上を含む合金である。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種から選択される。
【００４３】
また、記録層２３は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料からなる磁性粒子と、磁性粒子を非固溶層が取り囲み、磁性粒子同士を互いに離隔する構造を有する膜である（以下、「強磁性グラニュラ構造膜」と称する。）してもよい。記録層２３は強磁性グラニュラ構造膜を有することによって、磁性粒子が互いに略均等に離隔されるので、媒体ノイズが低減される。なお、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金は上述した材料と同様である。非固溶層は、磁性粒子の材料と固溶しない材料であれば特に限定されないが、上述した中間層構造Ｂの非固溶層の材料と同様の材料から選択される。
【００４４】
さらに、記録層２３は複数の層から構成されてもよい。図示を省略するが、例えば記録層２３を中間層２２上に第１磁性層および第２磁性層をこの順で積層する。第１磁性層および第２磁性層は、上述した強磁性連続膜あるいは強磁性グラニュラ構造膜である。第１磁性層および第２磁性層のいずれもが強磁性連続膜であってもよく、あるいは強磁性グラニュラ構造膜であってもよい。このように、記録層２３を２層の磁性層とすることで、それぞれの磁性層の膜厚を低減できる。これにより、第１磁性層および第２磁性層を構成する磁性粒子が膜厚方向に成長する伴って横方向への肥大、つまり粒径の増大を抑制できるので、媒体ノイズを低減できる。
【００４５】
さらに、記録層２３は、第１磁性層が強磁性グラニュラ構造膜、第２磁性層が強磁性連続膜からなることが好ましい。強磁性連続膜は強磁性グラニュラ構造膜よりも残留磁束密度が大きいので、磁気ヘッドの再生素子に近い側に強磁性連続膜を配置することで、再生出力を増加できる。また、第１磁性層の強磁性グラニュラ構造膜の磁性粒子が中間層２２の結晶粒子の配置を引き継いで膜面内に均一に配置されるので媒体ノイズを低く抑えることができる。さらに、強磁性連続膜の磁性粒子が強磁性グラニュラ構造膜の磁性粒子の配置を引き継いで膜面内に均一に配置されるので、強磁性連続膜も媒体ノイズを低く抑えることができる。さらに、記録層２３は２層に限定されず３層以上でもよい。
【００４６】
磁束制御積層体１８、中間層２２、および記録層２３との組み合わせは以下の構成とすることが好ましい。すなわち、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９，２１がＣｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなり、中間層２２が上述した中間層構造Ａあるいは中間層構造Ｂを有し、記録層２３が強磁性グラニュラ構造膜である場合である。この場合、強磁性グラニュラ構造膜の磁性粒子は、上述したＣｏを主成分とするＣｏ合金であることが特に好ましい。このような組み合わせにより、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層２１によって形成された結晶粒子２１ａの上に、中間層２２のＲｕ結晶粒子が成長し、さらに、その上に記録層２３の磁性粒子が成長する。これにより、記録層２３の磁性粒子の粒径分布の分布幅が狭くなり、媒体ノイズが低減される。また、結晶質磁性層１９，２１のＣｏ（０００２）結晶面が成長面となり、その上にＲｕ結晶粒子の（０００２）結晶面が良好な格子整合を伴ってに成長する。したがって、Ｒｕ結晶粒子の結晶性および結晶配向性が良好となる。さらに、Ｒｕ結晶粒子の上に磁性粒子のＣｏ（０００２）結晶面が良好な格子整合を伴って成長する。したがって、磁性粒子の結晶性および結晶配向性が良好となる。その結果、垂直磁気記録媒体１０の記録層２３の磁気特性および記録再生特性が向上する。
【００４７】
保護膜２４は、特に限定されないが、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜１５ｎｍのアモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、および酸化アルミニウム等から選択される。潤滑層２５は、特に限定されないが、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜５ｎｍのパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤を用いることができる。潤滑層２５は、保護膜２４の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。
【００４８】
第１例の垂直磁気記録媒体１０の各層の形成方法は、特に上述した以外は、各層の材料からなるスパッタターゲットを用いて、スパッタ法により不活性ガス、例えばＡｒガス雰囲気で成膜する。成膜の際には、第１裏打積層体１２の非晶質軟磁性層１３，１５が結晶化が生じるのを回避するために基板１１の加熱は行わない方が好ましい。もちろん、非晶質軟磁性層１３，１５の結晶化が回避される温度に加熱してもよく、非晶質軟磁性層１３，１５を形成する前に基板１１の表面等の水分等を除去するための加熱処理を行ってもよい。ただし、その後に基板１１の冷却が必要である。
【００４９】
以上説明したように、第１例の垂直磁気記録媒体１０は、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９および２１が結晶質状態であるので、その上の中間層２２、さらには記録層２３の結晶性および結晶配向性を高めることができ、磁気特性および記録再生特性が良好となる。
【００５０】
さらに、磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９と結晶質磁性層２１とが反強磁性的に結合している。そのため、結晶質磁性層１９および２１の各々からの漏れ磁界が互いに打ち消される。そのため、磁束制御積層体１８からの漏れ磁界を低減でき再生素子に生じるノイズを抑制でき、ＳＮ比が向上する。これらの結果、第１例の垂直磁気記録媒体１０は高密度記録が可能となる。これと同時に、磁束制御積層体１８の２つの結晶質磁性層１９，２１の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向している。そのため、記録磁界が垂直方向に流れ込むので、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。その結果、広域イレーズを抑制できる。
【００５１】
次に、第１の実施の形態に係る第２例の垂直磁気記録媒体を説明する。第２例の垂直磁気記録媒体は、第１例の垂直磁気記録媒体の変形例である。
【００５２】
図３は、第１の実施の形態に係る第２例の垂直磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
図３を参照するに、垂直磁気記録媒体３０は、基板１１と、基板１１上に、第１裏打積層体１２、分離層１６、第２裏打積層体３１、磁束制御積層体１８、中間層２２、記録層２３、保護膜２４、および潤滑層２５を順次積層してなる。垂直磁気記録媒体３０は、分離層１６と磁束制御積層体１８との間に第２裏打積層体３１をさらに備えた以外は、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体１０と同様の構成を有する。なお、第１裏打積層体１２は、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体１０の裏打積層体１２と同様の構成を有する（同じ符号１２を付す。）。
【００５４】
第２裏打積層体３１は、結晶質軟磁性層３２および結晶質軟磁性層３４とそれらの間に形成された非磁性結合層３３からなる。結晶質軟磁性層３２，３４の各々は結晶質の軟磁性材料からなり、多数の結晶粒子３２ａ，３４ａが粒界部３２ｂ，３４ｂを介して互いに密接した構造を有する。各々の結晶粒子３２ａ，３４ａの磁化容易軸は基板面に平行（面内）であり、さらに面内においてランダムな方向に形成される。
【００５５】
結晶質軟磁性層３２，３４は結晶質であるので、結晶質軟磁性層３４の上に形成される結晶質磁性層１９の結晶性および結晶配向性を向上できる。また、結晶質軟磁性層３２および３４のそれぞれの膜厚が厚くなるほど結晶性および結晶配向性に優れ、記録磁界による磁気飽和を抑制できるが、結晶質軟磁性層３２，３４の膜厚は、記録層２３の垂直保磁力および核形成磁界が向上し、良好なＳＮ比が得られる点で、結晶質軟磁性層３２および３４の膜厚の総和が１０ｎｍ以下に設定されることが好ましく、さらには、結晶質軟磁性層３２および３４のそれぞれの膜厚が１ｎｍ〜５ｎｍに設定されることが好ましい。結晶質軟磁性層３２および３４の膜厚の総和が１０ｎｍよりも厚くなると記録層２３の垂直保磁力の増加が著しく、オーバーライト特性が劣化する傾向にある。但し、この場合であっても中間層２２の膜厚を適宜薄膜化すれば記録層２３の垂直保磁力の増加およびオーバーライト特性の劣化を抑制できる。
【００５６】
また、結晶質軟磁性層３２，３４は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ合金からなる群のうちいずれか１種から選択されることが好ましい。結晶質軟磁性層３２，３４がＮｉあるいはＮｉＦｅあるいはＮｉＦｅ合金の場合、（１１１）結晶面が成長面となる。さらに、結晶質軟磁性層３４の上に形成される結晶質磁性層１９がＣｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなる場合は、結晶質軟磁性層３４と結晶質磁性層１９との格子整合が良好となる。その結果、結晶質磁性層１９および２１の結晶性および結晶配向性が向上するので、記録磁界をいっそう収斂させ、広域イレーズを抑制する。さらに、記録層２３の結晶性および結晶配向性を向上し、垂直保磁力等の磁気特性および記録再生特性を向上させる。
【００５７】
ＮｉＦｅ合金は、ＮｉＦｅ−Ｘ3と表した場合、添加元素Ｘ3がＣｒ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉＯ2からなる群のうち少なくともいずれか１種からなることが好ましい。添加元素Ｘ1をＮｉＦｅに添加することで、ＮｉＦｅの結晶構造を保持しつつ飽和磁束密度を低減できるので、結晶質軟磁性層３２および３４の膜厚が所定値よりもずれた場合でも、結晶質軟磁性層３２および３４から漏れ出る正味の漏れ磁界の強度を抑制できる。なお、ＮｉＦｅ−Ｏ膜およびＮｉＦｅ―Ｎ膜は、結晶質軟磁性層１９，２１を成膜する際に、雰囲気ガスとして不活性ガス（例えばＡｒガス）にＯ2ガス、Ｎ2ガスを添加して、ＮｉＦｅからなるスパッタターゲットを用いて成膜することにより形成される。これにより、ＮｉＦｅ−Ｏ膜およびＮｉＦｅ―Ｎ膜は、良好な結晶粒子の粒径分布を有する多結晶体膜となる。この場合、Ｏ2ガスあるいはＮ2ガスが２ｖｏｌ．％あるいはそれ以下の濃度になるように添加することが好ましい。
【００５８】
非磁性結合層３３は、非磁性の遷移金属から選択される。非磁性結合層３３は、図１に示す第１例の非磁性結合層２０と同様の材料および膜厚の範囲から選択される。
【００５９】
結晶質軟磁性層３２の残留磁化Ｍｒ3、膜厚ｔ3、および結晶質軟磁性層３４の残留磁化Ｍｒ4、膜厚ｔ4とすると、結晶質軟磁性層３２および３４はそれぞれの残留磁化膜厚積が同等、つまりＭｒ3×ｔ3＝Ｍｒ4×ｔ4に設定されることが好ましい。これにより、結晶質軟磁性層３２と結晶質軟磁性層３４とから漏れる磁界を互いに打ち消しあえるので、第２裏打積層体３１に起因するノイズを低減でき、ＳＮ比を向上できる。さらに、結晶質軟磁性層３２および結晶質軟磁性層３４が同じ組成に設定される場合は、膜厚が同等（ｔ3＝ｔ4）に設定されることが好ましい。この場合、結晶質軟磁性層３２および結晶質軟磁性層３４の膜厚の制御のみでよいので、これらの層の形成工程が容易となる。
【００６０】
また、第２裏打積層体３１は記録の際に次のような機能を有する。記録素子から流れ出した記録磁界は、記録層２３を介して磁束制御積層体１８に流れ込み、第２裏打積層体３１に供給される。また、記録磁界が逆方向の場合はこの経路を逆向きに辿る。第２裏打積層体３１の結晶質軟磁性層３４と磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９は接触しているので、この界面における磁気抵抗が低ため、記録磁界分布の広がりが抑制される。これは、記録層における記録磁界部分布の広がりを抑制する。したがって、広域イレーズをさらに抑制できる。
【００６１】
また、第２裏打積層体３１を設けることで、第１裏打積層体１２の非晶質軟磁性層１３，１５の薄膜化が可能になる。そのため、第１裏打積層体１２のスパイクノイズの発生をいっそう抑制できる。
【００６２】
また、磁束制御積層体１８は、第２裏打積層体３１上に形成されているため結晶質軟磁性層３４の結晶性および結晶配向性が結晶質磁性層１９に引き継がれる。これにより、磁束制御積層体１８は、結晶性および結晶配向性が第１例の磁気記録媒体よりも良好となる。特に、結晶質軟磁性層３２，３４は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ合金からなる群のうちいずれか１種から選択される場合、結晶質磁性層１９，２１が、Ｃｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなることが好ましい。これにより、結晶質軟磁性層３４のＮｉ（１１１）結晶面上に結晶質磁性層１９のＣｏ（０００２）結晶面が良好な格子整合性を伴って結晶成長する。それにより、中間層２２、さらには記録層２３の結晶性および結晶配向性が良好となる。その結果、磁気特性および記録再生特性がいっそう良好となる。
【００６３】
第２例の垂直磁気記録媒体３０は、第２裏打積層体３１を分離層１６と磁束制御積層体１８との間に設けたことにより、磁束制御積層体１８、中間層２２、さらには記録層２３の結晶性および結晶配向性が向上して、磁気特性および記録再生特性が良好となる。
【００６４】
さらに、第２裏打積層体３１の結晶質軟磁性層３４と磁束制御積層体１８の結晶質磁性層１９が接触しているので広域イレーズをさらに抑制できる。
【００６５】
次に第１の実施の形態に係る第３例の垂直磁気記録媒体を説明する。第３例の垂直磁気記録媒体は、第１例の垂直磁気記録媒体の変形例である。
【００６６】
図４は、第１の実施の形態に係る第３例の垂直磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図４を参照するに、垂直磁気記録媒体４０は、基板１１と、基板１１上に、第１裏打積層体１２、分離層１６、磁束制御層１９、中間層２２、記録層２３、保護膜２４、および潤滑層２５を順次積層してなる。垂直磁気記録媒体４０は、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体１０の磁束制御積体１８の非磁性結合層２０および結晶質磁性層２１を省略した以外は、第１例の垂直磁気記録媒体１０と同様に構成される。なお、磁束制御層１９は、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体１０の結晶質磁性層１９と同様の材料および膜厚の範囲から選択される（同じ符号１９を付す。）。
【００６８】
垂直磁気記録媒体４０は、磁束制御層１９が、基板面に垂直方向に磁化容易軸を有するので、記録素子からの記録磁界は、記録層２３および中間層２２を介して磁束制御層１９に対して垂直方向に流れ込む。そのため、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。特に、磁束制御層１９は結晶質であるため非晶質よりも飽和磁束密度を高く設定できる。このため記録磁界の横方向への広がりをいっそう抑制できる。その結果、広域イレーズを抑制できる。
【００６９】
また、磁束制御層１９は結晶質であるので、この上に形成される中間層２２および記録層２３の結晶性および結晶配向性が良好となる。なお、磁束制御層１９の膜厚は、上述した効果を有すると共に再生素子に生じるノイズを抑制する点で、２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定することが好ましい。
【００７０】
次に第１の実施の形態に係る第４例の垂直磁気記録媒体を説明する。第４例の垂直磁気記録媒体は、第２例の垂直磁気記録媒体の変形例である。
【００７１】
図５は、第１の実施の形態に係る第４例の垂直磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
図５を参照するに、垂直磁気記録媒体５０は、基板１１と、基板１１上に、第１裏打積層体１２、分離層１６、結晶質軟磁性層３２、磁束制御層１９、中間層２２、記録層２３、保護膜２４、および潤滑層２５を順次積層してなる。垂直磁気記録媒体５０は、図３に示す第２例の垂直磁気記録媒体３０の第２裏打積層体３１を結晶質軟磁性層３２のみとし、磁束制御積体１８を結晶質磁性層１９のみとした以外は、第２例の垂直磁気記録媒体３０と同様に構成される。
【００７３】
なお、結晶質軟磁性層３２および磁束制御層１９は、それぞれ、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体１０の結晶質軟磁性層３２および結晶質磁性層１９と同様の材料および膜厚の範囲から選択される（それぞれ同じ符号を付す。）。
【００７４】
第４例の垂直磁気記録媒体５０は、磁束制御層１９が、基板面に垂直方向に磁化容易軸を有するので、記録素子からの記録磁界は、記録層２３および中間層２２を介して磁束制御層１９に対して垂直方向に流れ込む。そのため、記録磁界の横方向へ広がりが抑制される。さらに、磁束制御層１９に接して結晶質軟磁性層３２が形成されているので、記録磁界がさらに結晶質軟磁性層３２に流れ込み、記録磁界分布の広がりが抑制される。これにより、記録磁界の広がりをいっそう抑制できるので、広域イレーズをさらに抑制できる。
【００７５】
また、結晶質軟磁性層３２および磁束制御層１９は結晶質であるので、この上に形成される中間層２２および記録層２３の結晶状態および結晶配向性が良好となる。なお、結晶質軟磁性層３２および磁束制御層１９の膜厚は、上述した効果を有すると共に再生素子に生じるノイズを抑制する点で、それぞれ２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定することが好ましい。次に第１の実施の形態に係る実施例を説明する。
【００７６】
［実施例１］
次に第１の実施の形態に係る実施例１として以下の構成の垂直磁気ディスクを形成した。実施例１の垂直磁気ディスクは、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体と同様の構成とした。下記に図１の各層の符号を合わせて示す。また、括弧内の数値は膜厚を示している。
【００７７】
基板１１：ガラス基板
第１裏打積層体１２
非晶質軟磁性層１３，１５：ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）
非磁性結合層１４：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
分離層１６：Ｔａ膜（３ｎｍ）
磁束制御積層体１８
結晶質磁性層１９，２１：ＣｏＣｒＰｔＢ膜
非磁性結合層２０：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
中間層２２：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層２３：中間層２２側から、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜（１０ｎｍ）およびＣｏＣｒＰｔＢ膜（６ｎｍ）をこの順に積層した積層体
保護膜２４：カーボン膜（４．５ｎｍ）
潤滑層２５：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
なお、結晶質磁性層１９，２１のＣｏＣｒＰｔＢ膜は、１ｎｍ〜４ｎｍの範囲で１ｎｍ毎に異ならせた垂直磁気ディスクを作製した。また、比較のため、磁束制御積層体１８を設けない以外は実施例１と同様の構成の垂直磁気ディスクを作製した（比較例）。
【００７８】
［実施例２］
第１の実施の形態に係る実施例２として以下の構成の垂直磁気ディスクを形成した。実施例２の垂直磁気ディスクは、図４に示す第３例の垂直磁気記録媒体と同様の構成とした。実施例２の垂直磁気ディスクは、実施例１の磁束制御積層体１８のうち、結晶質磁性層１９（磁束制御層１９）を設け、非磁性結合層２０および結晶質磁性層２１を省略した以外は、実施例１と同様の構成を有する。磁束制御層１９のＣｏＣｒＰｔＢ膜は、２ｎｍ〜８ｎｍの範囲で２ｎｍ毎に異ならせた垂直磁気ディスクを作製した。
【００７９】
実施例１、２、および比較例１の垂直磁気ディスクは、洗浄したガラス基板をスパッタ装置の成膜室に搬送し、基板１１の加熱処理を行わないで、上記構成の潤滑層以外の各層をＤＣマグネトロン法により形成した。アルゴンガスを成膜室内に導入し、圧力０．７Ｐａに設定して各層を形成した。次いで、浸漬法により潤滑層を保護層の表面に塗布した。
【００８０】
図６は実施例１のヒステリシスループを示す図である。図７〜図９は実施例１および２の特性図を示し、図７が垂直保磁力と結晶質磁性層の膜厚との関係図、図８は核形成磁界と結晶質磁性層の膜厚との関係図、図９はオーバーライト特性と結晶質磁性層の膜厚との関係図である。なお、実施例１の場合は、２つの結晶質磁性層の膜厚の総和を図７〜図９の横軸の膜厚としている。
【００８１】
図６を参照するに、ヒステリシスループは実施例１の結晶質磁性層１９，２１のＣｏＣｒＰｔＢ膜がそれぞれ４ｎｍの膜厚を有するものについて、カー効果測定装置で測定した。ヒステリシスループは、基板面に対して垂直に印加した１０ｋＯｅの磁界を０Ｏｅに戻し、その逆方向に磁界を印加して増加させていくと、−１ｋＯ〜−３ｋＯｅ付近でカー回転角が増加し最大値を示す。この最大値は、残留磁化状態の値よりも大きくなるという特徴を有する。このようなヒステリシスループを示す作用については明らかではないが、図６に示すヒステリシスループは、実施例１すなわち第１例の磁束制御積層体１８を有する垂直磁気記録媒体において典型的なものである。
【００８２】
図７〜図９を参照するに、垂直保磁力については、実施例１（白抜き四角で示す。）および実施例２（白抜き丸で示す。）は、比較例（黒丸で示す。）に対して結晶質磁性層の膜厚が２ｎｍ以上で５００Ｏｅ程度あるいはそれ以上増加することが分かる。また、核形成磁界は、比較例に対して結晶質磁性層の膜厚の増加にしたがって、その絶対値が増加しており、ヒステリシスループの角型性が良好になっていることが分かる。これらのことから、結晶質磁性層を設けることで、記録層の磁気特性が向上することが分かる。
【００８３】
また、オーバーライト特性については、実施例１および２は、比較例に対して１ｄＢから２ｄＢ悪化しているが、図７に示した垂直保磁力の比較例に対する実施例１および２の増加に比べるとその悪化の程度が抑制されている。これは、実施例１および２では結晶配向性が良好となっているためであると推察される。
【００８４】
［実施例３］
次に第１の実施の形態に係る実施例３として以下の構成の垂直磁気記録媒体を形成した。実施例３の垂直磁気記録媒体は、図５に示す第４例の垂直磁気記録媒体と同様の構成とした。
【００８５】
基板１１：ガラス基板
第１裏打積層体１２
非晶質軟磁性層１３，１５：ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）
非磁性結合層１４：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
分離層１６：Ｔａ膜（３ｎｍ）
結晶質軟磁性層３２：Ｎｉ80Ｆｅ20膜（５ｎｍ）
磁束制御層１９：ＣｏＣｒＰｔＢ膜（３ｎｍ）
中間層２２：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層２３：中間層２２側から、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜（１０ｎｍ）およびＣｏＣｒＰｔＢ膜（６ｎｍ）をこの順に積層した積層体
保護膜２４：カーボン膜（４．５ｎｍ）
潤滑層２５：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
［実施例４］
次に第１の実施の形態に係る実施例４として以下の構成の垂直磁気記録媒体を形成した。実施例４の垂直磁気ディスクは、図１に示す第１例の垂直磁気記録媒体と同様の構成とした。
【００８６】
基板１１：ガラス基板
第１裏打積層体１２
非晶質軟磁性層１３，１５：ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）
非磁性結合層１４：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
分離層１６：Ｔａ膜（３ｎｍ）
磁束制御積層体１８
結晶質磁性層１９，２１：ＣｏＣｒ膜（１ｎｍ）
非磁性結合層２０：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
中間層２２：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層２３：中間層２２側から、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜（１０ｎｍ）およびＣｏＣｒＰｔＢ膜（６ｎｍ）をこの順に積層した積層体）
保護膜２４：カーボン膜（４．５ｎｍ）
潤滑層２５：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
実施例３および実施例４の垂直磁気ディスクは、上述した実施例１と同様の条件で作製した。
【００８７】
図１０は、実施例３および実施例４の垂直磁気ディスクの特性図である。図１０を参照するに、実施例３のように、結晶質軟磁性層３２としてのＮｉ80Ｆｅ20膜（５ｎｍ）と磁束制御層１９としてのＣｏＣｒＰｔＢ膜（３ｎｍ）を設けた場合と、実施例４のように、磁束制御積層体１８としてＣｏＣｒ膜／Ｒｕ膜／ＣｏＣｒ膜を設けた場合とで、略同等あるいは実施例３の方が良好な磁気特性となっている。一方、実施例４は、Ｓ／Ｎｔが実施例３よりも良好である。これは、実施例４の場合は磁束制御積層体１８から漏れ出る磁界がその反強磁性的な交換結合構造により実施例３のＮｉ80Ｆｅ20膜から漏れ出る磁界よりも抑制されているためである。
【００８８】
なお、垂直保磁力、核形成磁界、およびαは、基板面に垂直な方向に磁界を印加して得られたカー回転角のヒステリシスループから求めた。なお、核形成磁界は、カー回転角が０（零）になる印加磁界でのヒステリシスループの接線が印加磁界が０の場合のカー回転角となる印加磁界である。また、αは、カー回転角が０（零）になる印加磁界でのヒステリシスループでの傾きを示す。
【００８９】
また、オーバーライト特性およびＳ／Ｎｔは市販のスピンスタンドを用い、誘導型記録素子とＧＭＲ素子からなる複合ヘッドを用いて測定した。Ｓは１５０ｋＢＰＩでの平均出力であり、Ｎｔは媒体ノイズと機器ノイズを合わせたトータルノイズである。
【００９０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に係る第１例〜第４例のいずれかの垂直磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に係るものである。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図１１を参照するに、磁気記憶装置７０は大略ハウジング７１からなる。ハウジング７１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ７２、ハブ７２に固定され回転される垂直磁気記録媒体７３、アクチュエータユニット７４、アクチュエータユニット７４に取り付けられ垂直磁気記録媒体７３の半径方向に移動するアーム７５およびサスペンション７６、サスペンション７６に支持された磁気ヘッド７８が設けられている。
【００９２】
磁気ヘッド７８は、例えば、単磁極型記録ヘッドとＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を備えた再生ヘッドから構成される。
【００９３】
単磁極型記録ヘッドは、図示を省略するが、垂直磁気記録媒体７３に記録磁界を印加するための、軟磁性材料からなる主磁極と、主磁極に磁気的に接続されたリターンヨークと、主磁極とリターンヨークに記録磁界を誘導するための記録用コイルなどから構成されている。単磁極型記録ヘッドは、主磁極から記録磁界を垂直磁気記録媒体に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体７３に垂直方向の磁化を形成する。
【００９４】
また、再生ヘッドはＧＭＲ素子を備え、ＧＭＲ素子は、垂直磁気記録媒体７３の磁化が漏洩する磁界の方向を抵抗変化として感知して垂直磁気記録媒体７３の記録層に記録された情報を得ることができる。なお、ＧＭＲ素子の代わりにＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子等を用いることができる。
【００９５】
垂直磁気記録媒体７３は、第１の実施の形態に係る第１例〜第４例の垂直磁気記録媒体のいずれかである。垂直磁気記録媒体７３は、ＳＮ比が良好で、さらに広域イレーズが抑制されている。
【００９６】
なお、第２の実施の形態に係る磁気記憶装置７０の基本構成は、図１１に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド７８は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。また、本発明で用いる垂直磁気記録媒体７３は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。
【００９７】
第２の実施の形態によれば、垂直磁気記録媒体７３が、高密度記録化が可能で広域イレーズが抑制されているので、磁気記憶装置７０は、高密度記録化が可能で信頼性が高い。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば第１例の垂直磁気記録媒体の記録層の変形例を第２例〜第４例のいずれかの垂直磁気記録媒体に適用してもよい。
【００９９】
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）  基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打層と、
前記軟磁性裏打層上に形成された非磁性材料からなる分離層と、
前記分離層上に形成された磁束制御層と、
前記磁束制御層上に基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する記録層とを備え、
前記磁束制御層は、基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなる磁性層を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２）  前記磁束制御層は、Ｃｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなり、Ｘ1がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種から選択されることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３）  前記磁束制御層は、分離層側から、第１の磁性層と、非磁性結合層と、第２の磁性層とがこの順に積層してなり、
前記第１の磁性層および第２の磁性層は基板面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する多結晶体の強磁性材料からなり、該第１の磁性層の磁化および第２の磁性層の磁化は、基板面に対して垂直な方向に配向すると共に互いに反強磁性的に結合してなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４）  前記第１の磁性層および第２の磁性層は、Ｃｏあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＣｏ−Ｘ1合金からなり、Ｘ1がＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種から選択されることを特徴とする付記３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５）  前記磁束制御層の非磁性結合層は、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ合金、Ｒｈ合金、およびＩｒ合金からなる群のうちいずれか１種からなることを特徴とする付記３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６）  前記分離層と前記磁束制御層との間に他の軟磁性裏打層をさらに有し、
前記他の軟磁性裏打層は、分離層側から、第１の軟磁性層と、その他の非磁性結合層と、第２の磁性層とがこの順に積層してなり、
前記第１の軟磁性層および第２の軟磁性層は、面内に磁化容易軸を有する多結晶体の軟磁性材料からなり、該第１の軟磁性層の磁化および第２の軟磁性層の磁化は、面内に配向すると共に、互いに反強磁性的に結合してなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記７）  前記第２の軟磁性層の表面に第１の磁性層が直接成長してなることを特徴とする付記６記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８）  前記他の軟磁性裏打層の第１の軟磁性層および第２の軟磁性層は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ−Ｘ3からなる群のうちいずれか１種からなり、Ｘ3がＣｒ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉＯ2からなる群のうちいずれか１種の非磁性材料からなることを特徴とする付記６記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９）  前記分離層と前記磁束制御層との間に第３の軟磁性層をさらに有し、
前記第３の軟磁性層は、面内に磁化容易軸を有する多結晶体の軟磁性材料からなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０）  前記分離層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、およびＰｔからなる群のうち少なくとも１種の非晶質の非磁性材料からなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１）  前記磁束制御層と前記記録層との間に中間層をさらに備え、
前記中間層は、ｈｃｐ結晶構造あるいはｆｃｃ結晶構造を有することを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２）  前記中間層は、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＲｕ−Ｘ2合金からなる群のうち少なくとも１種からなり、Ｘ2がＴａ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＯおよびＣからなる群のうちいずれか１種の非磁性材料からなることを特徴とする付記１１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１３）  前記中間層は、基板面に対して垂直方向に延びる複数の結晶粒子を有し、該結晶粒子が空隙部あるいは非固溶相を介して互いに離隔して配置されてなることを特徴とする付記１１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１４）  前記中間層の結晶粒子は、ＲｕまたはＲｕ−Ｘ2合金からなる群のうち少なくとも１種からなり、Ｘ2がＴａ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＯおよびＣからなる群のうちいずれか１種の非磁性材料からなることを特徴とする付記１３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１５）  前記記録層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの硬磁性材料を含むことを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１６）  前記記録層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とするＣｏ合金からなる群のうち、いずれかの硬磁性材料からなる複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子同士が空隙部あるいは非固溶層により互いに離隔して配置されてなることを特徴とする付記１５記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１７）  前記記録層は、基板側から第１の硬磁性層と第２の硬磁性層とをこの順に積層してなり
前記第１の硬磁性層は、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金からなる複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子同士が空隙部あるいは非固溶層により互いに離隔して配置されてなり、
前記第２の硬磁性層は、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金の連続膜からなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１８）  前記Ｃｏを主成分とするＣｏ合金は、Ｃｏ含有量が５０原子％以上であり、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる群のうちいずれか１種から選択され、Ｍは、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＮｂからなる群のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする付記１５記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１９）  磁気ヘッドを有する記録再生手段と、付記１記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１例の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図２】第１例の垂直磁気記録媒体の磁束制御積層体の結晶質磁性層の結晶形態と磁化状態を説明するための平面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る第２例の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る第３例の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る第４例の垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図６】実施例１のヒステリシスループを示す図である。
【図７】実施例１および２の垂直磁気記録媒体の垂直保磁力と結晶質磁性層の膜厚との関係図である。
【図８】実施例１および２の垂直磁気記録媒体の核形成磁界と結晶質磁性層の膜厚との関係図である。
【図９】実施例１および２の垂直磁気記録媒体のオーバーライト特性と結晶質磁性層の膜厚との関係図である。
【図１０】実施例３および４の垂直磁気記録媒体の特性図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部平面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，３０，４０，５０，７３    垂直磁気記録媒体
１１    基板
１２    裏打積層体（第１裏打積層体）
１３，１５    非晶質軟磁性層
１４，２０，３３    非磁性結合層
１６    分離層
１８    磁束制御積層体
１９    結晶質磁性層（磁束制御層）
１９ａ，２１ａ，３２ａ，３４ａ    結晶粒子
１９ｂ，２１ｂ，３２ｂ，３４ｂ    粒界部
２１    結晶質磁性層
２２    中間層
２３    記録層
２４    保護膜
２５    潤滑層
３１    第２裏打積層体
３２，３４    結晶質軟磁性層
７０    磁気記憶装置
７８    磁気ヘッド
【図１】
2007273055.tif 000003
【図２】
2007273055.tif 000004
【図３】
2007273055.tif 000005
【図４】
2007273055.tif 000006
【図５】
2007273055.tif 000007
【図６】
2007273055.tif 000008
【図７】
2007273055.tif 000009
【図８】
2007273055.tif 000010
【図９】
2007273055.tif 000011
【図１０】
2007273055.tif 000012
【図１１】
2007273055.tif 000013