(57)【要約】    【課題】ビットエラーレートを改善し、同時に熱揺らぎによる経時変化を低減する。    【解決手段】基板上の下地膜の上に積層された第１と第２と第３と第４の磁性層を有し、第2の磁性層１６の残留磁束密度と膜厚の積（Brt2）は第３の磁性層１７の残留磁束密度と膜厚の積（Brt３）より小さく、第２の磁性層１６は第３の磁性層１７よりも厚く、第２の磁性層１６は第1の磁性層１４と非磁性中間層１５を介して反強磁性結合しており、第４の磁性層１９は非磁性中間層１８を介して第３の磁性層１７上に形成され、外部磁界を取り去った残留磁化状態で前記第４の磁性層１９の残留磁束密度と膜厚の積（Brt４）が磁性層全体の残留磁束密度と膜厚の積（Brt_total）の４７％から５２％である。【選択図】図１
2007004907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の上部に形成された下地膜と、該下地膜の上部に第１の磁性層と第１の非磁性中間層と第２の磁性層と第３の磁性層と第２の非磁性中間層と第４の磁性層が積層された磁性膜と、該磁性膜の上部に形成された保護膜とを有し、
前記第２の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt２）は前記第３の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt３）より小さく、
前記第２の磁性層は前記第３の磁性層よりも厚く、
前記第２の磁性層は前記第１の磁性層と前記第１の非磁性中間層を介して反強磁性結合しており、
前記第４の磁性層は前記第２の非磁性中間層を介して前記第３の磁性層上に形成され、外部磁界を取り去った残留磁化状態で前記第４の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt４）が前記磁性層全体の残留磁束密度と膜厚の積（Brt_total）の４７％から５２％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項1に記載の磁気記録媒体において、前記第１、第２、第３及び第４の磁性層はコバルト（Co）を主成分とする磁性層であり、前記第１及び第２の非磁性中間層はルテニウム（Ru）を主成分とする非磁性中間層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気記録媒体において、前記第２の磁性層はCo-Cr-Pt-B-Ta合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気記録媒体において、前記第１の磁性層と第２の磁性層の磁化方向は反平行であり、前記第３の磁性層と第４の磁性層の磁化方向は平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
基板と、該基板の上部に形成された下地膜と、該下地膜の上部に第１の磁性層と第１の非磁性中間層と第２の磁性層と第３の磁性層と第２の非磁性中間層と第４の磁性層が積層された磁性膜と、該磁性膜の上部に形成された保護膜とを有し、
前記第１、第２、第３及び第４の磁性層は、クロム（Cr）を含有するコバルト（Co）基合金膜であり、
前記第２、第３及び第４の磁性層はさらに白金（Pt）と硼素（B）を含有し、
前記第１の磁性層は前記下地膜の上部に直接形成され、
前記第２の磁性層は前記第１の磁性層の上部に前記第１の非磁性中間層を介して形成され、
前記第３の磁性層は前記第２の磁性層の上部に直接形成され、
前記第４の磁性層は前記第３の磁性層の上部に前記第２の非磁性中間層を介して形成され、
前記第２の磁性層は前記第３の磁性層よりも厚いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気記録媒体において、
前記第３の磁性層のコバルト（Co）と白金（Pt）の濃度の和は前記第２の磁性層のコバルト（Co）と白金（Pt）の濃度の和より高いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項５に記載の磁気記録媒体において、
前記第３の磁性層のクロム（Cr）濃度は前記第２の磁性層のクロム（Cr）濃度より低いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項５に記載の磁気記録媒体において、
前記第１及び第２の非磁性中間層はルテニウム（Ru）を主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項５に記載の磁気記録媒体において、
前記第２の磁性層はさらにタンタル（Ta）を含有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項５に記載の磁気記録媒体において、前記第１の磁性層と第２の磁性層の磁化方向は反平行であり、前記第３の磁性層と第４の磁性層の磁化方向は平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量の情報記録が可能な磁気記録媒体に係わり、特に、高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置に代表される磁気記憶装置に対する大容量化の要求が益々高まっている。これに対応するため、高感度な磁気ヘッドや、高い信号出力対雑音比（Ｓ／Ｎ）が得られる記録媒体の開発が求められている。
【０００３】
一般に記録媒体は、基板上に形成されたシード層と呼ばれる第１の下地層、クロム合金からなる体心立方構造の第２の下地層、磁性層、及びカーボンを主成分とする保護層から構成される。磁性層には主にコバルトを主成分とする六方稠密構造をとる合金が用いられている。
【０００４】
Ｓ／Ｎを向上するには、磁性層に（１１．０）面、もしくは（１０．０）面を基板面と略平行とした結晶配向をとらせて、磁化容易軸である六方稠密構造のｃ軸を膜面内方向に向けることが有効である。磁性層の結晶配向はシード層によって制御できることが知られており、これらの配向はタンタル（Ｗ）またはＷ−Ｃｏ合金等をシード層に用いることによって得られる。また、基板表面に機械的なテクスチャ加工を施して、円周方向に磁気的な異方性を導入することによっても円周方向の磁気特性を向上できることが知られている。
【０００５】
Ｓ／Ｎを向上するには、磁性層の多層化や、結晶粒径の微細化、残留磁束密度（Ｂｒ）と磁性層の膜厚（ｔ）の積であるＢｒｔの低減が効果的である。すなわち、基板上に、下地層を設け、この上に組成の異なる少なくとも二層からなる磁性層を互いに接して構成した積層磁性膜をルテニウム等の非磁性層を介して多層に設けた磁気記録媒体や、基板上に下地層とその上方に形成した磁気記録層とを含み、該磁気記録層は中間層により上下に分断された多層構造を有し、前記中間層は０．２ｎｍから０．４ｎｍ及び１．０ｎｍから１.７ｎｍの範囲から選択されたＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ及びそれらの合金からなる群から選択されたいずれか１つの材料で形成され、前記中間層により上下に分断された磁気記録層それぞれの磁化方向は互いに平行となる磁気記録媒体が特許文献１に提案されている。このような磁気記録媒体を用いることにより、熱的安定性を備えて磁気的特性を維持させつつ低ノイズ化を図った多層構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を実現している。
【０００６】
磁気記録層に用いる結晶粒の極度な微細化や、Ｂｒｔの大幅な低減を行なうと、熱安定性の劣化を招くため、低ノイズ化には限界がある。近年、熱安定性と低ノイズ化を両立させる技術として、後述する反強磁性結合（ＡＦＣ）媒体が提案されている。これは、Ｒｕ中間層を介して２つの磁性層を反強磁性結合した二層構造としたものであり、単層の磁性層からなる媒体に比べ、磁性膜厚を厚く保ったままＢｒｔを低く設定することができる。このため、熱安定性を維持したまま、媒体ノイズの低減が可能となった。
【０００７】
さらに、熱揺らぎ特性（熱安定性）が良好で、しかも、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅、オーバーライト特性、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）といった記録再生特性が良好な磁気記録媒体を提供することを目的として、例えば特許文献２では、基板上に下地層、第１の磁性層、第１の中間層、第２の磁性層、第２の中間層、第３の磁性層、保護層、潤滑層をこの順に形成した磁気記録媒体において、第３の磁性層と第２の磁性層は少なくとも白金（Ｐｔ）とクロム（Ｃｒ）とホウ素（Ｂ）を含有するコバルト（Ｃｏ）基合金からなり、第２の磁性層に含有される白金濃度は第３の磁性層に含有される白金の濃度以下であるようにする。同時に、第３の磁性層に含有される白金が１５原子％以下であり、第３の磁性層に含有されるクロムの濃度が１５原子％以上１８原子％以下、第３の磁性層に含有されるホウ素の濃度が７原子％以上１０原子％以下であることを提案している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５６９２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３５５７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さらなる高密度磁気記録を実現するためには、上記特許文献２に記載されている磁気記録媒体を改良し、さらに熱減磁を低減し同時にビットエラーレートを向上する必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、ビットエラーレートを改善し、同時に熱揺らぎによる経時変化を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、主として以下の構成によって達成される。
【００１２】
基板上に、下地膜、磁性膜、保護膜を順次形成した磁気記録媒体であって、前記磁性膜は、積層された第１と第２と第３と第４の磁性層を有し、前記第２の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt２）は第３の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt３）より小さく、前記第２の磁性層は第３の磁性層よりも厚く、前記第２の磁性層は第1の磁性層と非磁性中間層を介して反強磁性結合しており、前記第４の磁性層は非磁性中間層を介して第３の磁性層上に形成され、外部磁界を取り去った残留磁化状態で前記第４の磁性層の残留磁束密度と膜厚の積（Brt４）が概ね前記磁性層全体の残留磁束密度と膜厚の積（Brt_total）の半分である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビットエラーレートを改善し、同時に熱揺らぎによる経時変化を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照し詳細に説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
本発明の磁気記録媒体の実施例１についてその断面構造を図１に示す。表面を化学強化したアルミノシリケートガラス基板１０をアルカリ洗浄し、乾燥させた後、真空中でアルゴン（Ａｒ）ガスを導入し、ＤＣマグネトロンスパッタ法により第１の下地層１１として厚さ１４ｎｍのチタンに４０原子％（以下ａｔ．％と記す）コバルトと１０at.％ニッケルを添加したＴｉ−４０ａｔ．％Ｃｏ-１０ａｔ．％Ｎｉ合金、第２の下地層１２として厚さ３ｎｍのタングステン（Ｗ）を主成分とするW-３０ａｔ．％Ｃｏ合金層を室温で形成した。次に、ランプヒーターにより残留ガスを制御した雰囲気中で基板の温度を約４００°Cになるように加熱した後、第３の下地層１３として厚さ１０ｎｍのＣｒ−１０ａｔ．％Ｔｉ−３ａｔ．％Ｂ合金を形成した。更に厚さ２．５ｎｍのＣｏ−１４ａｔ．％Ｃｒ−６ａｔ．％Ｐｔ合金からなる第１の磁性層１４、厚さ０．７ｎｍのＲｕからなる第１の非磁性中間層１５、コバルト（Ｃｏ）を主成分とする第２の磁性層１６と第３の磁性層１７、ルテニウム（Ｒｕ）からなる第２の非磁性中間層１８、Ｃｏを主成分とする第４の磁性層１９を順次形成し、保護層として３ｎｍのカーボン膜２０を形成した。第２、第３、第４の磁性層を形成する際に−２００Vのバイアス電圧を基板に印加した。
【００１６】
カーボン膜形成後、パーフルオロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布し厚さ１.８ｎｍの潤滑層２１を形成した。上記多層膜の形成はインテバック（Ｉｎｔｅｖａｃ）社製の枚葉式スパッタリング装置（ＭＤＰ２５０Ｂ）を用いて行った。このスパッタリング装置のベース真空度は１．０〜１．２×１０−５ Ｐａであり、タクトは７秒とした。第１の下地層から上部磁性層までは０．９３ＰａのＡｒガス雰囲気中で行い、カーボン保護膜はＡｒに窒素を１０％添加した混合ガス雰囲気中で形成した。
【００１７】
第２の磁性層１６の形成にはCo-23at.%Cr-13at.%Pt-5at.%B-2at.%Ta合金ターゲットを用い、その厚さを１０ｎｍとした。第３の磁性層１７の形成にはCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金ターゲットを用い、その厚さを７．２ｎｍとした。第４の磁性層１９の形成にはCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金ターゲットとCo-12at.%Cr-13at.%Pt-8at.%B合金ターゲットを用い、それぞれ厚さが８．０ｎｍと７．０ｎｍとなるようにした。これらの組成のターゲットをガラス基板上に直接形成し、プラズマ発光分析（ＩＣＰＳ）法により組成分析を行なった。その結果、概ねターゲット組成と薄膜の組成は一致していた。
【００１８】
ここで第２の磁性層１６は第１の磁性層１４と第１の非磁性中間層１５を介して反強磁性結合しているため、第２の磁性層１６と第１の磁性層１４の磁化方向は反平行となる。また、第４の磁性層１９と第３の磁性層１７の磁化方向は、それぞれの層の保磁力を１６０ｋＡ／ｍ以上にするため平行となる。
【００１９】
上記各磁性層の残留磁束密度Ｂｒと磁性層の厚さｔの積Ｂｒｔの設計値は以下の通りである。第１の磁性層のＢｒｔ１は０．９Ｔｎｍ、第２の磁性層のＢｒｔ２は２．０Ｔｎｍ、第３の磁性層のＢｒｔ３は３．７Ｔｎｍ、第４の磁性層のＢｒｔ４は４．８Ｔｎｍである。実際に第２の非磁性中間層を形成するとＢｒｔは最大０．３Ｔｎｍ程度減少し、外部磁界を取り去った残留磁化状態で第４の磁性層のＢｒｔ４が４．６Ｔｎｍとなった。すなわち、外部磁界を取り去った残留磁化状態で第４の磁性層のＢｒｔ４は全磁性層の残留磁束密度と膜厚の積に占める割合は4.6/9.4*100=48.9%となり、概ね全残留磁化の半分である磁気記録媒体であった。概ね全残留磁化の半分とは、磁性層全体の残留磁束密度と膜厚の積（Brt_total）の４７％から５２％である（図２、図８、図１１、図１４参照）。
【００２０】
第２の非磁性中間層１８の膜厚を変えて形成したこれらの磁気記録媒体を、記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドと組み合わせてスピンスタンドで電磁変換特性を評価した。測定に用いたヘッドの幾何学書き込みトラック幅Tww(opt)は240nm、幾何学再生トラック幅Twr(opt)は130nm、シールド間ギャップ長Gsは65nm、書き込みギャップ長glwは110nm、書き込み再生時のヘッドオフセットoffsetは0.18μｍ、書き込み電流Iwは37mA、消去電流Ieは40mA、センス電流Isは2.8mA、最高線記録密度Hfは810.2kFCI(1mm当り31.9キロフラックスチェンジ)であった。再生信号から磁気的に測定した書き込みトラック幅Tww(mag)は230nm、再生トラック幅Twr(mag)は188nmであった。低記録密度の１Ｆ信号として135kFCI(1mm当り5.31キロフラックスチェンジ)の信号を、高記録密度のＨf信号として810.2kFCIの信号を重ね書きして１Ｆ信号の減衰比からオーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）を求めた。Skew角度を０度として測定した。
【００２１】
第２の非磁性中間層１８の膜厚を変えて形成した媒体の磁気特性と電磁変換特性を図２に示す。まず、第４の磁性層としてCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.Bを用いた結果を述べる。第２の非磁性中間層１８を設けない比較例110に比べ、第２の非磁性中間層１８を0.4nm以上に厚くしていくとＫＶ/kＴは大きく減少した。0.6nm以上形成すると比較例110に比べKV/ｋTは半減し、第４の磁性層を形成しない比較例111と同程度のＫＶ/kＴに低減した。第２の非磁性中間層を0.6nm以上形成すると、第４の磁性層を形成しない比較例111に比べ保磁力はほぼ同じか若干高めになった。
【００２２】
図２に示すように、第３の磁性層としてCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.B合金を用いた場合、良好なビットエラーレートが得られた。特に第２の非磁性中間層の厚さを1.0nmから1.6nmとした場合、比較例111に比べ１桁以上ビットエラーレート(logBER)が改善した。
【００２３】
試料番号106の媒体について65°Ｃで再生出力の経時変化を測定した結果を図３に示す。50ｋFCIで記録した場合には時間桁当り0.34%出力減少した。200kFCI, 300kFCI, 400kFCIの記録密度で記録した場合には、それぞれ時間桁当り、0.43%, 0.45%, 0.45%の出力減少が観測された。比較例として従来構成の媒体である比較例181の媒体について同じく65°Ｃで再生出力の経時変化を測定した結果を図４に示す。一見して明らかなように、この比較例の熱減磁は試料番号106の媒体に比べ、約３倍出力減少が大きかった。各線記録密度における出力減少はそれぞれ時間桁当り1.39%, 1.14%, 1.21%, 1.24%であった。
【００２４】
KV/ｋTと対数表示のビットエラーレート(logBER)の関係を図５に示す。この関係から従来構成の比較例181と183に比べlogBERを保ったまま、KV/kTを増加でき、図３に示した結果からも明らかなように本実施例の媒体で熱揺らぎを低減し信頼性が向上できた。
【００２５】
第４の磁性層を形成しなかった比較例111のS/Ndに比べ、試料番号106の媒体で最大2.2dBほどS/Ndが改善されている。この値は理論的に予想される３dBには達していない。しかしながら、許容できるオーバーライト特性を有し、良好なビットエラーレートを実現し、同時に大きなS/Ndの改善が実現されている。
【００２６】
第４の磁性層を形成しない比較例110-112に比べ第３の磁性層を形成後、Ru中間層を介して比較例111のＢｒｔのほぼ2倍のＢｒｔとなるように第４の磁性層を形成することによりオーバーライト特性に遜色なく、ビットエラーレートが改善した媒体が得られた。
【００２７】
比較例181-183に示す従来型の積層AFC媒体ではCr濃度が高い第２の磁性層を形成せずに第1の磁性層上にRu中間層を介してCr濃度が第４の磁性層と同じ組成の磁性層を直接形成しているめ、保磁力はほぼ同程度あるものの熱揺らぎの指標であるKV/ｋTは７０から７６と小さかった。一方、本実施例でＢｒｔが１０Ｔｎｍ程度と大きい割にオーバーライト特性に遜色なくBERが向上できたのは、書き込みヘッドの主磁極から遠い第２の磁性層を低い飽和磁束密度の磁性層とすることにより、ヘッドの主磁極から遠い磁性層の磁化反転をしやすくし、第２の磁性層を第１の磁性層と反強磁性結合させ、実効的な再生記録層を薄くし、同時に第２の磁性層を厚く成長させることにより結晶性を高め、第３の磁性層と第４の磁性層が熱的に安定になるように結晶性を高めることが可能となったことによると考えられる。さらに書き込みヘッドの主磁極に近い部分の第３と第４の磁性層を低濃度のCrと高濃度のBを含有したCoPt合金で構成することにより、相対的に薄い膜厚で書き込み性能に劣化が無いようにしたことと、高濃度B添加により結晶粒を微細化しノイズを低減した相乗効果によると考えられる。
【００２８】
次に、本発明の媒体についてAdjacent Track Interference (ATI)特性を評価した。ATIとは書き込み時の隣接トラック干渉を表す指標である。信号を書き込んだ際、書き込みトラックの隣接トラック信号にどの程度影響が及ぶか、つまりどの程度隣接トラック信号が消去されるかで定義される。ATI特性の測定はヘッドの位置ずれをなくすためにセクタサーボをかけた状態で行なった。測定したヘッドのライト幅は180nm、リード幅は85nmである。トラックピッチは120ktpi（212nm）とした。まず135kFCI（１ｍｍ当り5.31キロフラックスチェンジ）の信号を書き込みトラックプロファイルを測定し信号レベルをATI(0)とした。次に、その両側の隣接トラックに81kfci（１ｍｍ当り3.19キロフラックスチェンジ）の信号を1回書き込んだ後、同様にトラックプロファイルを測定した。このときの135kfciの信号レベルをATI(1)とした。更に81kfciの信号を1万回書き込んだ後の135kfciの信号レベルをATI(10k)とした。ATI特性はATI(10k)をATI(1)で規格化したもので定義した。ATI(0)でなくATI(1)で規格化するのは、ライトヘッド幅が結果に与える影響をキャンセルするためである。
【００２９】
図６にATIの測定結果と媒体の保磁力Hcの関係を示す。図６の縦軸の値が大きいほど隣接トラック信号が消えておらず、ATI特性が良好であることを示している。詳細なデータを図２の右側に示す。比較例181に比べ本発明の媒体はいずれもATI特性が良好である。このデータからもHcが大きいほどATI特性が良好な傾向がある。
【００３０】
第４の磁性層としてCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.B合金の代わりにB濃度を低下したCo-12at.%Cr-13at.%Pt-8at.B合金を用いた場合も、試料番号151-159に示すように、第２の中間層１８を設けない比較例160に比べ、第２の中間層１８を0.4nm以上に厚くしていくとＫＶ/kＴは大きく減少し、0.6nm以上形成すると比較例160のKV/kＴよりも減少したが、試料番号151でもKV/kTは81あり、比較例181-183に比べ十分に大きなKV/kTを実現できた。
【００３１】
第２の磁性層と第３の磁性層の膜厚比を変更した他は、実施例１の試料番号106と同様に媒体を試作して見た。その結果、第２の磁性層を4nm、第３の磁性層を10nmとなるように形成した場合、Brtは9.7Tnmあったが、KV/kTは76.2と低くなり熱揺らぎが大きくなった。この比較からも明らかなように、第2の磁性層を厚くすることによりKV/ｋTを高め、熱揺らぎを低減することが可能となる。
【００３２】
＜実施例２＞
本実施例で検討した媒体の構成断面図を図７に示す。実施例１の作製条件のうち、以下の条件を変更した他は、実施例１と同様に磁気記録媒体を形成した。
(1) 保磁力を制御するために基板加熱温度を変数とし、355°Cから390°Cに調整した。
(2) 第１の中間層として形成するRuの厚さを0.5nmにした。
(3) 第２の磁性層と第３の磁性層の厚さを変更した。
(4) 第４の磁性層の組成と厚さを変更した。
(5) 第３の磁性層と第４の磁性層の間に形成するRuの厚さを0.6nmに固定した。
【００３３】
第２の磁性層（Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta）と、
第３の磁性層（Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B）の厚さの組み合わせは(11.7nm, 7.4nm)と(10.6nm, 6.7nm)の２種類とした。各Brtの設計値は(Brt2,Brt3)=(2.1Tnm, 4.0Tnm), (1.9Tnm, 3.6Tnm)である。
【００３４】
第４の磁性層の組成としてCo-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%Bを検討した。
【００３５】
これらの媒体の磁気特性と電磁変換特性の関係を図８に示す。評価に用いたヘッドの仕様は実施例１と同様であるが、実施例１とは別のヘッドを使用した。
【００３６】
第４の磁性層(Top)としてCo-8at.%Cr-13at.%Pt合金を用いた場合、第３の磁性層上で第２の非磁性中間層を介してTopのBrt4の設計値を5.0Tnm(試料番号201)から4.4Tnm(試料番号201)を実現するために、磁性層の厚さをそれぞれ7.8nm、6.8nmと薄くする必要があった。また、第４の磁性層(Top)としてCo-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金を用いた場合、TopのBrt4を5.0Tnmから4.4Tnmを実現するためには、磁性層の厚さをそれぞれ8.6nmと7.6nmにする必要があった。これらの組成の膜は相対的に飽和磁束密度が高いため、所望のBrtを設定するため、磁性層を薄くしなければならない。しかしながら薄すぎると図８のΔθ50で示すように面内配向の結晶性が低くなる場合がある。
【００３７】
実施例２のLogBERとKV/kTの関係を図９に示す。KV/kTが80以上有りかつlogBERを低減できる第４の磁性層は、図９から12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金、或いはCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金であることが明らかになった。
【００３８】
Coに対するPtとBの添加濃度をそれぞれ13at.%と12at.%に固定し、CoとCrの割合で比較した結果から、Crが10at.%の場合には、KV/kTは高くできるものの、所望のBrt4を設定するためには薄くせざるを得ず、その結果として結晶配向性が劣化する。一方、14at.%までCrの添加濃度を増加すると、12at.%Cr添加の場合に比べ同一のKV/kTではlogBERが劣化する。また、14at.%までCrの添加濃度を増加すると、同一のlogBERを得るためにはKV/kTを犠牲にせざるを得ないことがあきらかになった。これらの結果から、Coに対するPtとBの添加濃度をそれぞれ13at.%と12at.%に固定し、CoとCrの割合で比較した結果ではCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金を第４の磁性層に用いた場合に良好な特性が得られることが明らかになった。
【００３９】
Crの添加量を12at.%、Ptの添加量を13at.%に固定してCoとBの割合で比較した場合、B濃度を10at.%にした場合と12at.%にした場合は概ね同程度の特性が得られる。一方、Bを14at.%まで増加した場合にはKV/kTが減少すると共にlogBERの劣化した。これらの結果から、Bの添加濃度は12%以下にすることが好ましいとい考えられる。
【００４０】
＜実施例３＞
本実施例で検討した媒体の構成断面図を図１０に示す。実施例２の作製条件のうち、以下の条件を変更した他は、実施例２と同様に磁気記録媒体を形成した。
(1) 第３の磁性層の組成と厚さを変更した。
(2) 第４の磁性層をCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金に固定した。
【００４１】
第２の磁性層Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Taの厚さは11.7nmと10.6nmの２種類とした。第３の磁性層の組成としてCo-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%Bを検討した。
【００４２】
これらの媒体の磁気特性と電磁変換特性の関係を図１１に示す。評価に用いたヘッドの仕様は実施例１と同様であり、実施例２と同じヘッドを電磁変換特性評価に使用した。
【００４３】
実施例３のLogBERとKV/kTの関係を図１２に示す。KV/kTが80以上有りかつlogBERを低減できる第３の磁性層は、図１２からCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金を利用した場合に最も改善することが明らかになった。
【００４４】
第３の磁性層の組成としてCo-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%Bを比較した結果、Pt添加濃度を13at.%、B添加濃度を12at.%に固定して、CoとCrの割合を変化させた場合、Cr濃度が８at.%の場合はKV/kTが大きいものの、logBERが劣化する。Crの添加濃度が10at.%から12at.%の場合はほぼ同等の特性が得られる。さらに14at.%まで添加濃度を増加するとlogBERが劣化する。これらの関係から、Pt添加濃度を13at.%、B添加濃度を12at.%に固定して、CoとCrの割合を変化させた場合にはCrの添加濃度は10〜12at.%で良好な特性が得られることが明らかになった。
【００４５】
さらに、第３の磁性層の組成としてCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%Bを検討した結果から、Crの添加濃度を12at.%に固定し、Ptの添加濃度を13at.%に固定して、CoとBの割合を変化させた場合、Bの添加濃度を10at.%から14at.%へ増加するに従い、単調にKV/kTが低下し、同時にlogBERが劣化した。この結果から、Crの添加濃度を12at.%に固定し、Ptの添加濃度を13at.%に固定した場合、Bの添加濃度が10at.%程度であることが好ましいことが明らかになった。
【００４６】
＜実施例４＞
本実施例で検討した媒体の構成断面図を図１３に示す。上記実施例２の作製条件のうち、以下の条件を変更した他は、実施例２と同様に磁気記録媒体を形成した。
(1) 第２の磁性層の組成と厚さを変更した。
(2) 第３の磁性層の組成をCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金に固定し、厚さを変更した。
(3) 第４の磁性層の組成をCo-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金に固定し、厚さを変更した。
【００４７】
第２の磁性層の組成として、Ta添加の有無を比較するため、以下の合金組成を比較した。
【００４８】
Co-20at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta、
Co-22at.%Cr-14at.%Pt-４at.%B-2at.%Ta、
Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta、
Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-０at.%Ta、
Co-2４at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-０at.%Ta。
【００４９】
これらの媒体の磁気特性と電磁変換特性の関係を図１４に示す。評価に用いたヘッドの仕様は実施例１と同様であり、実施例２と同じヘッドを電磁変換特性評価に使用した。
【００５０】
実施例４のLogBERとKV/kTの関係を図１５に示す。KV/kTが80以上有りかつlogBERを低減できる第３の磁性層は、図１５からCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta合金とCo-22at.%Cr-14at.%Pt-４at.%B-2at.%Ta合金磁性層を利用した場合、最もKV/kTが大きく、同時にlogBERが最も改善することが明らかになった。
【００５１】
第２の磁性層の組成としてTaを添加しないCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B合金とCo-2４at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B合金を用いた場合には、Taを添加した合金を第２の磁性層に用いた場合に比べlogBERが劣化した。高々２at.%Taを添加した合金を第2の磁性層に用いることによりlogBERが改善することが明らかになった。これは、Taを添加することにより融点が低下し、スパッタリングによる薄膜形成時の原子の移動度が高まり結晶性が向上したことによる。Bの添加濃度を比較してみるとKV/kT＝80の近傍でCo-22at.%Cr-14at.%Pt-４at.%B-2at.%TaとCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Taの差はKV/kT-logBERの関係で僅差であった。また、Co-20at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%TaとCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Taの比較から、Cr濃度の高いCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta合金を第２の磁性層に用いた場合に良好なlogBERが得られることが明らかになった。
【００５２】
以上の結果から、第２の磁性層としてTaを含有したCoCrPtB合金を用い、かつ第３の磁性層よりも厚く形成することにより、KV/kTが80以上有り、同時にlogBERを向上した媒体が形成できることが明らかになった。
【００５３】
以上の説明のとおり本発明の磁気記録媒体では、熱揺らぎの影響の変化を低減すると同時にビットエラーレートを低減することができる。それゆえ、経時変化の小さな高信頼性の磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１の磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図である。
【図２】実施例１において第２の非磁性中間層の膜厚を変えて形成した媒体の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図３】試料番号106の媒体について65°Cで再生出力の経時変化を測定した結果を示す図である。
【図４】比較例181の媒体について65°Cで再生出力の経時変化を測定した結果を示す図である。
【図５】実施例１のKV/ｋTと対数表示のビットエラーレート(logBER)の関係を示す図である。
【図６】ATIの測定結果と媒体の保磁力Hcの関係を示す図である。
【図７】実施例２の磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図である。
【図８】実施例２において第４の磁性層の組成を変えて形成した媒体の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図９】実施例２のKV/ｋTと対数表示のビットエラーレート(logBER)の関係を示す図である。
【図１０】実施例３の磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図である。
【図１１】実施例３において第３の磁性層の組成を変えて形成した媒体の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図１２】実施例３のKV/ｋTと対数表示のビットエラーレート(logBER)の関係を示す図である。
【図１３】実施例４の磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図である。
【図１４】実施例４において第２の磁性層の組成を変えて形成した媒体の磁気特性と電磁変換特性を示す図である。
【図１５】実施例４のKV/ｋTと対数表示のビットエラーレート(logBER)の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…基板１０、
１１…第１の下地層、
１２…第２の下地層、
１３…第３の下地層、
１４…第１の磁性層、
１５…第１の非磁性中間層、
１６…第２の磁性層、
１７…第３の磁性層、
１８…第２の非磁性中間層、
１９…第４の磁性層、
２０…保護層、
２１…潤滑層。
【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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