JP2002298326A - 垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた低ノイズ特性と記録磁化の安定性を有
し、超高密度磁気記録に好適な垂直磁気記録媒体及び磁
気記憶装置を提供する。 【解決手段】垂直磁化膜１４と裏打ち軟磁性層１２の間
に反強磁性層１３を設け、垂直磁化膜と反強磁性層の間
に非磁性中間層１６を配置し、垂直磁化膜１４と反強磁
性層１３の間に非磁性中間層１６と強磁性層（軟磁性
膜）１７からなる層を設けた構成の垂直磁気記録媒体を
用いることにより、裏打ち軟磁性層から発生するスパイ
ク状ノイズを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再生ノイズが小さ
く、記録磁化の安定性に優れた超高密度磁気記録に好適
な垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用的に用いられている面内磁気
記録方式において線記録密度を向上するには、記録時の
反磁界の影響を減少するために記録媒体である磁性膜の
残留磁化（Ｂｒ）と磁性膜厚（ｔ）の積（Ｂｒ・ｔ）を
小さくし、保磁力を増大する必要がある。また、磁化遷
移から発生する媒体ノイズを減少するために、磁性膜の
磁化容易軸を基板面に平行に配向させると共に、結晶粒
径の微細化と均一性の制御が必要である。

【０００３】面内磁気記録用の磁性膜としては、Ｃｏを
主成分とし、これにＣｒ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔ
ｉ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｈｆなどを添加したＣｏ合金薄膜が用
いられる。磁性薄膜を構成するＣｏ合金は、主として六
方稠密格子構造（以下、ｈｃｐ構造という）の材料を用
いる。この結晶のｃ軸は＜００．１＞方向に磁化容易軸
を持ち、磁化容易軸を面内方向に配向させる。磁性薄膜
の結晶配向性や粒径を制御するために、基板と磁性膜の
間に構造制御用の下地層を形成する。下地層としては、
Ｃｒを主成分とし、これにＴｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｐｔ，
Ｐｄなどを添加した材料を用いる。磁性薄膜は真空蒸着
法やスパッタリング法により形成する。前記したよう
に、面内磁気記録において媒体ノイズを小さくし線記録
密度を向上するには、磁性膜の残留磁化（Ｂｒ）と磁性
膜厚（ｔ）の積を小さくする必要があり、このために磁
性膜の膜厚を２０ｎｍ以下まで薄くし、結晶粒径を１０
〜１５ｎｍまで微細化することが必要である。しかし、
このような磁性結晶粒を微細化した媒体では、熱揺らぎ
により記録磁化が減少するという極めて重大な問題があ
り、高密度記録の障害となっている。

【０００４】一方、垂直磁気記録方式は、記録媒体面に
垂直に、かつ隣り合う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り、記録ビット
の境界での反磁界が小さくなり高密度記録ほど磁化が安
定に保たれ易い利点があり、高密度磁気記録の有力な手
段の一つである。垂直磁気記録では、面内磁気記録に比
べて磁性膜厚を厚くでき、特に高記録密度領域での記録
磁化を安定に保持できる利点がある。垂直磁気記録によ
り線記録密度を向上するためには、記録ビット内部及び
磁化遷移領域に形成される不規則構造の磁区から発生す
る媒体ノイズを減少することが必要である。このために
は、磁性膜の磁化容易軸を基板面に垂直に配向させると
共に、磁化容易軸の配向分散を小さくし、結晶粒径を微
細化しその均一性を制御することが必要である。

【０００５】垂直磁気記録媒体には、基板上に構造制御
層を介して垂直磁化膜を形成した単層垂直磁気記録媒体
と、基板上に軟磁性膜を形成し、この上に構造制御層を
介して垂直磁化膜を形成した２層垂直磁気記録媒体があ
る。前者の場合、媒体ノイズの主因は、記録ビット内部
及び磁化遷移領域に形成される不規則構造の磁区であ
る。一方、後者の２層垂直磁気記録媒体の場合、媒体ノ
イズは記録ビット内部及び磁化遷移領域に形成される不
規則構造の磁区に加えて、垂直磁化膜の下層に設けた軟
磁性膜の磁区構造の乱れによっても発生する。

【０００６】垂直磁気記録におけるノイズ低減や記録磁
化の安定性を改善する多くの手段が提案されている。例
えば、Digest of the Fourth Perpendicular Magnetic
Recording Coference '97やDigest of the Fifth Perpe
ndicular Magnetic Recording Coference 2000に記述さ
れたように、ＣｏＣｒ合金／Ｔｉからなる２層下地層の
導入によるＣｏＣｒ合金磁性膜の結晶配向性の向上、Ｃ
ｏＣｒＰｔ−Ｏグラニュラー型磁性膜のごとくＣｒの酸
化物による磁性粒子間の磁気的分離の促進、Ｃｏ／Ｐｔ
（or Ｐｄ）多層磁性膜、Ｔｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質磁性
膜、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上にＣｏ／Ｐｔ（or
Ｐｄ）多層磁性膜を被覆することにより垂直磁化膜の
角型比を向上する方法が提案されている。ＣｏＣｒ合金
系を用いた従来の垂直磁化膜では、ＣｏＣｒ合金組成や
Ｔａ，Ｂ，Ｎｂなどの添加元素の導入による磁性粒子間
の磁気的相互作用の制御、あるいはシード層の採用によ
るＣｏＣｒ合金磁性膜の結晶配向改善などにより媒体ノ
イズの低減や磁化の安定性向上が図られた。しかしなが
らＣｏＣｒ合金系を用いた従来の垂直磁化膜では、媒体
ノイズの低減と磁化の安定性を同時に満たす技術は確立
されていない。Ｃｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜やＴ
ｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質磁性膜は、垂直磁気異方性が大き
く磁化の安定性に優れているが、磁性粒間の相互作用が
強く高密記録したとき遷移性ノイズが向上する欠点があ
る。この欠点を克服するために従来技術では、シード層
にミクロな起伏を形成する手段やスパッタリングガス圧
力を制御する方法、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上に
Ｃｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜を被覆する方法など
が採用されている。これら従来技術ではＣｏ／Ｐｔ（or
Ｐｄ）多層磁性膜の垂直磁気異方性分散を拡大し、媒体
ノイズや磁化の安定性を損なうなど高密度記録の障害と
なっている。

【０００７】また、垂直磁化膜の下層に軟磁性裏打ち層
を形成することにより記録効率を向上できるが、一方で
は軟磁性層に形成された磁区から発生するノイズも重要
な課題である。軟磁性膜の磁区構造を制御する方式とし
て、例えば特開平１１−１９１２１７号公報「垂直磁気
記録媒体の製造方法」のように、軟磁性膜の下層に直接
面内磁化膜を接して形成する方法や、特開平７−２３５
０３４号公報「垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装
置」のように、垂直磁化膜の下層に軟磁性膜と反強磁性
膜の多層膜を形成する方法が提案されている。前者の方
法によれば、外部磁界による軟磁性膜の磁区構造の乱れ
をある程度低下できる効果は認められるが、軟磁性膜の
下層に直接面内磁化膜を接して形成することにより面内
磁化膜の磁区構造乱れがこの上の軟磁性膜に転写され、
その結果、垂直磁化膜の再生信号の中に軟磁性膜から発
生したノイズが含まれて高密度記録の障害になる問題が
ある。また、この方法では、記録ヘッドの磁界により下
層の面内磁化膜の磁化方向が乱され軟磁性膜の磁区構造
が変化する問題がある。後者のごとく軟磁性膜（膜厚１
００ｎｍ）と反強磁性膜の多層膜からなる裏打ち層をも
ちいることにより、軟磁性膜に形成される磁区を減少し
スパイクノイズの発生をある程度低減できるが、反強磁
性膜や軟磁性膜の膜厚が何れも厚く磁区制御の効果が小
さい欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】垂直磁気記録媒体によ
り超高密度磁気記録を実現するには、線記録密度の向上
の他に再生信号に含まれる媒体ノイズの低減と記録磁化
を安定に保つことが重要である。垂直磁気記録媒体にお
いて、記録層である垂直磁化膜が反磁界に打ち勝つため
に大きな垂直磁気異方性を有し膜面垂直方向の角型比が
限りなく１に近く、またニュークリエイションフィール
ド（ニュークリエーションフィールドＨｎは、磁化磁界
曲線において保磁力における接線と飽和磁化の延長線と
の交点の磁界強度で定義される。）が負の値を有し、磁
性粒子間の磁気的相互作用が適度に制御され高密度記録
したときの磁区サイズが小さいことが、媒体ノイズの低
減と信号劣化を低減するのに望ましい。また、垂直磁化
膜の下層の軟磁性膜の磁区構造が制御されスパイク状ノ
イズの発生を防止することが必要である。

【０００９】本発明は、このような問題認識のもとに媒
体構成の最適化を図って従来技術の欠点を解消し、スパ
イク状ノイズの発生を防止すると共に、低ノイズ特性と
記録磁化の安定性、優れたオーバーライト特性や高記録
分解能特性などを同時に達成し超高密度磁気記録に好適
な垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、裏打ち軟
磁性層を備えた垂直磁気記録媒体において、軟磁性膜か
ら発生するスパイク状ノイズを低減するには、垂直磁化
膜の近傍、特に垂直磁化膜の裏面から１００ｎｍ以下の
領域の軟磁性層の磁区構造を制御することが重要である
ことを見い出した。

【００１１】すなわち、本発明による垂直磁気記録媒体
は、垂直磁化膜の裏面に裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁
気記録媒体において、反強磁性層が垂直磁化膜と裏打ち
軟磁性層の間に前記垂直磁化膜の下面から１００ｎｍ以
下の距離だけ隔てて設けられていることを特徴とする。
垂直磁化膜と反強磁性層の間に膜厚５ｎｍ以下の非磁性
中間層を設けてもよい。垂直磁化膜と反強磁性層の間に
非磁性中間層と強磁性層とを設けてもよい。反強磁性層
はＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，
ＲｈＭｎの中から選択された材料とするのが好ましい。

【００１２】垂直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間にＩｒＭ
ｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ
などの反強磁性層膜を備えることにより、垂直磁化膜に
近接した軟磁性層の磁区構造を制御するとともに、垂直
磁化膜の磁性粒子間の磁気的相互作用を適度に制御し、
磁区サイズが小さく媒体ノイズの低減と信号劣化を低減
することができる。垂直磁化膜と反強磁性層の間に膜厚
５ｎｍ以下の薄い非磁性層と膜厚１００ｎｍ以下の強磁
性層（軟磁性層）を配置することにより、スパイク状ノ
イズの低減と共に磁気記録再生時の記録効率と再生効率
（オーバーライト特性）を向上できる。

【００１３】垂直磁化膜としては、ＣｏＣｒ合金にＰ
ｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｎｂなどを添加した薄膜または組成の異
なる磁性膜の積層構造の薄膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐ
ｄ）多層膜とＣｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層
（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少な
くとも１種類の元素）の積層磁性膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or
Ｐｄ）多層膜とＣｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−
Ｙａ）｝多層膜層（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉ
ｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも
１種類の元素）積層磁性膜、ＣｏＣｒ合金膜とＣｏ／
（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜の積層磁性膜が使用できる。
Ｃｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層における添加
元素Ｘａ（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択さ
れる少なくとも１種類の元素）はＣｏ粒子間の磁気的相
互作用を制御する作用があり、Ｃｏ／｛（Ｐｔ−Ｙ
ａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層における添加元素
Ｙａ（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元
素）はＰｔ層やＰｄ層の結晶粒径を制御する作用があ
る。

【００１４】裏打ち軟磁性層を備えた垂直磁気記録媒体
において、垂直磁化膜と軟磁性層の間に配置した反強磁
性層の両面に軟磁性層を設けることにより、軟磁性膜か
ら発生するスパイク状ノイズを低減すると共に磁気記録
の際に記録ヘッドからの漏洩磁界のフラックスリターン
パスを形成し記録効率を向上する。

【００１５】裏打軟磁性層として、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｘｂ
（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少
なくとも１種類の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ
−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈ
ｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種類の元
素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金の何れ
かの軟磁性層を、上記反強磁性層の片面、もしくは両面
に設ける。

【００１６】本発明による磁気記憶装置は、磁気記録媒
体と、リング型もしくは単磁極型の磁気記録用ヘッド
と、磁気抵抗効果型、スピンバルブ型もしくは磁気トン
ネル型の信号再生用ヘッドとを備え、垂直磁気記録媒体
として前述の垂直磁気記録媒体を用いたことを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図において、同一の符号を付した
部分は、同じ性能特性を有する部分を示す。図１（ａ）
は、本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の一例を
示す断面模式図である。この垂直磁気記録媒体は、基板
１１上に裏打ち軟磁性層１２、反強磁性層１３、垂直磁
化膜１４、および保護層１５を備えて構成される。基板
１１としては、ガラス基板、あるいはＳｉディスク基
板、ＮｉＰ被覆アルミニウム基板、カーボン基板、ある
いは高分子基板などを用いる。裏打ち軟磁性層１２は、
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ
から選択される少なくとも１種類の元素）系非晶質合金
膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ
（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なく
とも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶膜、Ｎｉ−
Ｆｅ合金の何れかの軟磁性膜を使用する。

【００１８】垂直磁化膜１４と裏打ち軟磁性層１２の間
にＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，
ＲｈＭｎなどの反強磁性層１３を設ける。反強磁性層１
３は、垂直磁化膜直下の裏打ち軟磁性層１２の磁区構造
を制御しスパイク状ノイズの発生を防止すると共に、反
強磁性層１３の上部に形成する垂直磁化膜１４の磁区の
微細化を促進する効果がある。反強磁性層の膜厚は、軟
磁性層の磁区構造の制御と記録再生効率向上の点から５
０ｎｍ以下、望ましくは２０ｎｍ以下とする。

【００１９】図１（ｂ）は、本発明による垂直磁気記録
媒体の基本構造の他の例を示す断面模式図である。この
垂直磁気記録媒体は、基板１１上に裏打ち軟磁性層１
２、反強磁性層１３を形成し、この上に薄い非磁性中間
層１６を介して垂直磁化膜１４、および保護層１５の順
に形成して構成される。反強磁性層１３は、ＩｒＭｎ，
ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなど
を用い、膜厚は２０ｎｍ以下が望ましい。非磁性中間層
１６としては、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣｒ合金、Ｎ
ｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇｅ，Ｃなど非
晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）薄膜などが使用できる。非磁性中間層１６
は、この上部に形成する垂直磁化膜の結晶配向や結晶粒
径を制御する効果がある。膜厚は１〜５ｎｍとする。膜
厚が厚すぎると磁気記録の際に記録効率を低下するた
め、薄い方が望ましい。

【００２０】図１（ｃ）は、本発明による垂直磁気記録
媒体の基本構造の他の例を示す断面模式図である。この
垂直磁気記録媒体は、基板１１上に裏打ち軟磁性層１
２、反強磁性層１３を形成し、反強磁性層１３と垂直磁
化膜１４の間に強磁性層１７、非磁性中間層１６を設
け、この上に垂直磁化膜１４、および保護層１５の順に
形成して構成される。強磁性層１７は、記録再生効率向
上の点から飽和磁束密度が大きく、上層の垂直磁化膜１
４の保磁力より小さいことが望ましい。強磁性層１７の
膜厚は、磁区構造を制御しスパイク状ノイズを低減する
ために１００ｎｍ以下とする。反強磁性層は、垂直磁化
膜との間に設けられる強磁性層１７の磁区構造を制御す
る役割があり、垂直磁化膜１４の下面から１０〜１００
ｎｍの距離だけ隔てて設けるのが好ましい。また、反強
磁性層の膜厚は２０ｎｍ以下が好ましい。

【００２１】図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示した垂
直磁気記録媒体における垂直磁化膜１４は、ＣｏＣｒ合
金にＰｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｎｂなどから選ばれた材料を添加
した薄膜または前記ＣｏＣｒ合金の組成の異なる磁性膜
を積層した構造の薄膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層
膜とＣｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層（Ｘａは
Ｃｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖから選択される少なくとも１
種類の元素）の積層磁性膜、Ｃｏ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）
多層膜とＣｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙ
ａ）｝多層膜層（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ，
Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくとも１種
類の元素）積層磁性膜、ＣｏＣｒ合金膜とＣｏ／（Ｐ
ｔ，or Ｐｄ）多層膜の積層磁性膜などの何れかが使用
できる。Ｃｏ−Ｘａ／（Ｐｔ，or Ｐｄ）多層膜層にお
ける添加元素Ｘａ（ＸａはＣｒ，Ｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｖか
ら選択される少なくとも１種類の元素）はＣｏ層の粒子
径の制御と磁性粒子の孤立性を促進する効果があり、Ｃ
ｏ／｛（Ｐｔ−Ｙａ），or （Ｐｄ−Ｙａ）｝多層膜層
における添加元素Ｙａ（ＹａはＢ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｒｅ，
Ｉｒ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｎｂから選択される少なくと
も１種類の元素）はＰｔ層やＰｄ層の結晶粒径と磁性粒
子の孤立性を促進する効果がある。積層構造の垂直磁化
膜を用いることにより、従来の垂直磁化膜に比べて低ノ
イズ、高磁化安定性を実現できる。また積層比を変える
ことにより垂直磁化膜の磁化の大きさを任意に変化でき
る。

【００２２】非磁性中間層１６は、この上に形成する垂
直磁化膜の結晶配向や結晶粒径制御に加えて、垂直磁化
膜と裏打軟磁性層間の磁気的相互作用を弱めることによ
り裏打軟磁性層から発生するノイズを低減する効果があ
る。

【００２３】本発明による媒体の記録再生特性の評価に
用いた磁気記憶装置の概要を第２図により説明する。磁
気記憶装置は、磁気ディスク３１、記録再生用の磁気ヘ
ッド３２、磁気ヘッドを支持するサスペンジョン３３、
アクチュエータ３４、ボイスコイルモータ３５、記録再
生回路３６、位置決め回路３７、インターフェース制御
回路３８などで構成される。磁気ディスク３１は図１に
て説明した上記垂直磁気記録媒体からなり、保護膜上に
は潤滑膜が被覆されている。磁気ヘッド３２は、スライ
ダー、この上に設けられた磁気記録用ヘッド及び信号再
生用の磁気抵抗効果型、巨大磁気抵抗効果型もしくはス
ピンバルブ型素子あるいは磁気トンネル型素子からなる
再生用ヘッドで構成される。記録信号再生用の磁気ヘッ
ドのギャップ長は、高分解能の再生信号を得るために
０．２μｍ以下とし、望ましくは０．０８〜０．１５μ
ｍとする。磁気記録用のヘッドは、リング型ヘッドまた
は単磁極型ヘッドを用いた。再生用ヘッドのトラック幅
は、記録用ヘッド磁極のトラック幅より狭くし、記録ト
ラック両端部から生じる再生ノイズを低減する。本装置
を用いて、本実施例の媒体ノイズ特性や記録再生特性評
価を行った。

【００２４】〔実施例１〕図１（ａ）に断面構造を略示
する垂直磁気記録媒体を作製した。洗浄した直径２．５
インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパ
ッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、
プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ
−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この
上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使
用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶
質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる
裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層として
は、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）
系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ
−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択さ
れる少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶
膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの何れかの軟磁性層を使用でき
る。

【００２５】引き続いてこの上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ
％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して反強磁性層１３を形
成した。反強磁性層としては、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ，Ｐ
ｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金の何れを用い
てもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金を例に
説明する。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜は、この
上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金膜結晶の配向を
促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層
と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ軟
磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合を促
進する効果がある。反強磁性層１３の膜厚を０〜８０ｎ
ｍの範囲で変化した。

【００２６】上記反強磁性層１３の上に垂直磁化膜１４
として膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ
％Ｐｔ合金を形成した。上記試料を約３５０℃に加熱の
後、約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加
しながら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径
方向の磁気異方性を付与した。上記処理の後、垂直磁化
膜１４の表面に膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成して図
１（ａ）に示す構成の媒体Ａ−１〜Ａ−９を作製した。

【００２７】以下の方法で、比較用媒体Ｂを作製した。
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２
５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮ
ｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。こ
のプリコート層の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金軟磁性膜を介して膜厚５０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ
−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３を形成した。引き続
いてこの上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０
ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１
２、膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％
Ｐｔ合金垂直磁化膜１４を順に形成した。

【００２８】上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３０
０ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷
却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気
異方性を付与した。上記処理の後、垂直磁化膜１４の表
面に膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成し、媒体Ｂとし
た。

【００２９】以下の方法で、比較用媒体Ｃを作製した。
洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真空Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板を２
５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍのＮ
ｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。こ
のプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣ
ｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁
性層１２、膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａ
ｔ％Ｚｒの非磁性中間層、膜厚２０ｎｍのＣｏ−２０ａ
ｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金垂直磁化膜１４を順に形
成した。上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガ
ウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却す
ることにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方
性を付与した。上記処理の後、垂直磁化膜１４の表面に
膜厚５ｎｍのＣ保護層１９を形成し、媒体Ｃとした。

【００３０】図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ａ、媒
体Ｂ、および媒体Ｃの裏打ち軟磁性層に形成された磁区
から発生するスパイク状のノイズ信号、ＳＮＲ特性、記
録分解能特性（Ｄ₅₀）、記録磁化の安定性（信号劣化
率）の測定を行った。トラック幅０．２μｍの単磁極型
磁気ヘッドで磁気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大
磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイ
ズと記録分解能を測定した。記録再生時のスペーシング
は１６ｎｍとした。結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１において、スパイク状のノイズ信号は
次のように定義した。磁気ヘッドにより垂直磁化膜を直
流消去し、再生ヘッドで検出される平均の直流消去ノイ
ズレベルの１．２倍以上の信号強度を有する不規則的に
検出される信号をスパイク状のノイズ信号とし、磁気デ
ィスク一周当たりに検出される数で示した。ＳＮＲ特性
は４００ｋＦＣＩにおける信号強度と０〜５０ＭＨｚの
範囲の積算ノイズの比で示した。磁区サイズは交流消去
した試料表面の磁区構造をＭＦＭ（磁気力顕微鏡）で測
定して得た不規則磁区の平均径（単位はｎｍ）である。
ここで不規則磁区の大きさは、同じ面積の円に近似した
ときの直径で比較した。不規則磁区の径が大きいほど媒
体ノイズが大きく、記録分解能が低下する性質がある。
Ｄ₅₀は、記録分解能の指標として用いられ、低記録密度
の信号出力に対して５０％の信号出力になるときの線記
録密度であり、これが大きい程性能が優れている。信号
劣化率は、１０ｋＦＣＩの信号を記録し、記録直後の信
号に対する１×１０⁶秒後信号強度の比をそれぞれ示
す。

【００３３】表１の比較から明らかなように、垂直磁化
膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を配置することに
より、特に膜厚５ｎｍ以上の反強磁性層を配置すること
により垂直磁化膜直下の裏打ち軟磁性層の磁区構造の制
御ができ、その結果、裏打ち軟磁性層から発生するスパ
イク状のノイズ信号を大幅に低減できることが明らかで
ある。また、Ｉｒ−Ｍｎ，Ｐｔ−Ｍｎ，Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐ
ｔ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎなどの反強磁性層の採用に
より、この上に形成した垂直磁化膜の結晶粒界にＭｎな
どの非磁性層が拡散し、磁性粒子の磁気的孤立性が促進
され、その結果、磁区サイズが微細化され、記録分解能
特性（Ｄ₅₀：３００ｋＦＣＩ以上）やＳＮＲ特性（４０
０ｋＦＣＩにおいて２０ｄＢ以上）、信号劣化率が大幅
に改善（３％以下）されることが明らかである。特に反
強磁性層の膜厚が５〜２０ｎｍのとき上記特性の何れも
が同時に改善される効果が大きい。

【００３４】〔実施例２〕図１（ｂ）に断面構造を略示
する垂直磁気記録媒体を作製した。洗浄した直径２．５
インチのガラス基板１１を高真空ＤＣマグネトロンスパ
ッタリング装置に設置し、基板を２５０℃に加熱の後、
プリコート層として膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ
−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成した。プリコート層は、この
上に形成する薄膜と基板との付着強度を高めるために使
用する。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶
質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる
裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層として
は、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元素）
系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金やＦｅ
−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂから選択さ
れる少なくとも１種類の元素）合金などの非柱状多結晶
膜、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの何れかの軟磁性層を使用でき
る。

【００３５】引き続いて、この上に膜厚５ｎｍの８０ａ
ｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚８ｎｍの反強
磁性層１３を形成した。反強磁性層としては、ＩｒＭ
ｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ
合金の何れを用いてもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ
−Ｉｒ合金を例に説明する。反強磁性層の膜厚は２０ｎ
ｍ以下とし、望ましくは５〜２０ｎｍとする。ここでは
膜厚１０ｎｍとした。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性
膜は、この上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金膜結
晶の配向を促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金
反強磁性層と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａ
ｔ％Ｚｒ軟磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋強磁
性）結合を促進する効果がある。

【００３６】上記反強磁性層１３の上に薄い非磁性中間
層１６を介して膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４、および
膜厚５ｎｍのＣ保護層１５を順次形成した。非磁性中間
層１６は、この上に形成する垂直磁化膜の結晶配向や粒
径を制御する効果があり、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣ
ｒ合金、ＮｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇ
ｅ，Ｃなど非晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、Ｉ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜などが使用でき、この上
に形成する垂直磁化膜の種類により任意に選択できる。
本実施例では非磁性中間層１６の膜厚を０〜５ｎｍの範
囲で変化した。図１（ｂ）に略示する断面構造を有する
本実施例の媒体Ｄ１〜Ｄ６は、上記膜厚１０ｎｍの８０
ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３の上に非
磁性中間層１６として膜厚０〜５ｎｍの範囲で変化した
Ｎｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を用い、この
上に膜厚１５ｎｍのＣｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％
Ｐｔ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−
２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次形成した積層構造の垂
直磁化膜１４で構成した。積層構造の垂直磁化膜１４を
形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３０
０ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷
却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気
異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成
した。Ｃｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合金磁性
膜とＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜
の積層構造の垂直磁化膜１４で構成することにより、高
保磁力（Ｈｃ）、高角型比（ＳＱ）の垂直磁化膜が得ら
れた。

【００３７】図１（ｂ）に略示する断面構造を有する本
実施例の媒体Ｅ１〜Ｅ６は、上記膜厚１０ｎｍの８０ａ
ｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金からなる反強磁性層１３の上に非磁
性中間層１６として膜厚０〜５ｎｍの範囲で変化したＰ
ｄ−８ａｔ％Ｂ層を用い、この上に［Ｐｄ（０．７５ｎ
ｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］からなる多層膜を４層形
成し（この構成の膜を以後［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃ
ｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜と記述する）、更に
［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎ
ｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ
（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎ
ｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐ
ｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層
膜の順に積層した構成の全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１
４で構成した。多層構造の垂直磁化膜１４を形成した
後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウス
の磁界をディスクの半径方向に印加しながら冷却するこ
とにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を
付与した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。多
層構造の垂直磁化膜で構成することにより、高保磁力
（Ｈｃ）、高角型比（ＳＱ）の垂直磁化膜が得られた。

【００３８】以下のようにして、比較用媒体Ｆを作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構
造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打
ち軟磁性層１２、膜厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−
１０ａｔ％Ｚｒからなる非磁性中間層１６、この上に膜
厚１５ｎｍのＣｏ−２２ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ合
金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａ
ｔ％Ｐｔ合金磁性膜の積層構造の垂直磁化膜１４を形成
した。積層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上記試
料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をデ
ィスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏
打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。
この処理の後でＣ保護層１５を形成した。

【００３９】以下のようにして、比較用媒体Ｇを作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構
造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打
ち軟磁性層１２、膜厚５ｎｍのＰｄ−８ａｔ％Ｂ層から
なる非磁性中間層１６、この上に［Ｐｄ（０．７５ｎ
ｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ
（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍｎ（０．２５ｎｍ）］×４
多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎ
ｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎｍ）／Ｃｏ−Ｍ
ｎ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜、［Ｐｄ（０．７５ｎ
ｍ）／Ｃｏ（０．２５ｎｍ）］×４多層膜の順に積層し
た構成の全膜厚２０ｎｍの多層構造の垂直磁化膜１４を
形成した。多層構造の垂直磁化膜１４を形成した後、上
記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界
をディスクの半径方向に印加しながら冷却することによ
り裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与し
た。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。

【００４０】図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ｄ、媒
体Ｅ、媒体Ｆ、および媒体Ｇの裏打ち軟磁性層に形成さ
れた磁区から発生するスパイク状のノイズ信号、ノイズ
特性、Ｏ／Ｗ（オーバーライト）特性、記録分解能特性
（Ｄ₅₀）、記録磁化の安定性（信号劣化率）の測定を行
った。トラック幅０．２μｍの単磁極型磁気ヘッドで磁
気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大磁気抵抗型ヘッ
ド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイズと記録分解能
を測定した。記録再生時のスペーシングは１６ｎｍとし
た。結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２において、ノイズ特性は線記録密度４
００ｋＦＣＩにおける０〜５０ＭＨｚの範囲の積算ノイ
ズを５ｋＦＣＩの信号強度で規格化した値（μＶｒｍｓ
／μＶｐｐ）で示した。Ｏ／Ｗ特性は、線記録密度２０
０ｋＦＣＩの信号の上に４５ｋＦＣＩの信号を重ね書き
したときの特性を示す。ニュークリエーションフィール
ドＨｎは、磁化磁界曲線において保磁力における接線と
飽和磁化の延長線との交点の磁界強度で定義される。角
型比（ＳＱ）は、残留磁化と飽和磁化の比である。

【００４３】表２の比較から明らかなように、垂直磁化
膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を配置することに
より、垂直磁化膜の近傍の裏打ち軟磁性層の磁区構造の
制御ができ、その結果裏打ち軟磁性層から発生するスパ
イク状のノイズ信号を大幅に低減できる。また反強磁性
層と垂直磁化膜の間に薄い（１〜３ｎｍ）非磁性中間層
を挿入することにより記録再生プロセスにおけるスペー
シングロスを低減し、Ｏ／Ｗ特性が優れ、高記録分解
能、低ノイズ特性を大幅に改善できる。更にニュークリ
エーションフィールドＨｎが負の値を有し、角型比（Ｓ
Ｑ）が限りなく１に近い値を有し、信号劣化率の小さい
（磁化の安定性に優れた）垂直磁気記録媒体を提供でき
る。

【００４４】〔実施例３〕以下のようにして、図１
（ｃ）に断面構造を略示する媒体Ｈ１〜Ｈ６を作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基板との
付着強度を高めるために使用する。このプリコート層の
上に膜厚３００ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔ
ａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打ち軟磁性層１２を形成し
た。

【００４５】引き続いて、この上に膜厚５ｎｍの８０ａ
ｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚１０ｎｍの反
強磁性層１３を形成した。反強磁性層としては、ＩｒＭ
ｎ，ＰｔＭｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ
合金の何れを用いてもよいが、ここでは８０ａｔ％Ｍｎ
−Ｉｒ合金を例に説明する。８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金
軟磁性膜は、この上に形成する８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合
金膜結晶の配向を促進する効果と、８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉ
ｒ合金反強磁性層と下層の非晶質Ｃｏ−１０ａｔ％Ｔａ
−２ａｔ％Ｚｒ軟磁性層との間の反強磁性／（強磁性＋
強磁性）結合を促進する効果がある。上記反強磁性層１
３の上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性
膜を介して非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ
％Ｚｒからなる軟磁性膜１７を形成した。反強磁性層１
３の上の８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金膜は、この上に形成
する軟磁性膜１７との間に反強磁性／（強磁性＋強磁
性）結合を促進する効果がある。軟磁性膜１７の膜厚を
０，１０，５０，８０，１００，２００ｎｍと変化し
た。

【００４６】軟磁性膜１７の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３
０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性中間層１６を介し
て膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐ
ｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａ
ｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した
全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。非磁性層
１６としては、例えばＴｉＣｒ合金、ＣｏＣｒ合金、Ｎ
ｉＴａＺｒ合金、Ｔｉ、あるいはＳｉ，Ｇｅ，Ｃなど非
晶質状の薄膜、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ薄膜、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）薄膜などが使用でき、この上に形成する垂
直磁化膜の種類により任意に選択できる。垂直磁化膜１
４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、約
３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しなが
ら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向の
磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５を
形成し、媒体Ｈ１−Ｈ６とした。以下のようにして、図
１（ｃ）に断面構造を略示する媒体Ｉ１〜Ｉ６を作製し
た。

【００４７】洗浄した直径２．５インチのガラス基板１
１を高真空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置
し、基板を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜
厚５ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を
形成した。プリコート層は、この上に形成する薄膜と基
板との付着強度を高めるために使用する。このプリコー
ト層の上に膜厚３００ｎｍのＦｅ−８ａｔ％Ｔａ−１２
ａｔ％Ｃ裏打ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性
層１２を形成した後、約４００℃で熱処理することによ
り、粒径約８ｎｍのＦｅの微結晶粒が析出した構造の多
結晶性の裏打ち軟磁性層１２が得られた。

【００４８】引き続いて裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚
５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜
厚１０ｎｍの８０ａｔ％Ｍｎ−Ｉｒ合金反強磁性層１
３、更に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性
膜を介して非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ
％Ｚｒからなる軟磁性膜１７を形成した。この構成によ
り反強磁性層１３の両側に設けた裏打ち軟磁性層１２と
軟磁性膜１７の間に反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合
が促進される。軟磁性膜１７の膜厚を０，１０，５０，
８０，１００，２００ｎｍと変化した。軟磁性膜１７の
上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚ
ｒ非磁性中間層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０
ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と
膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合
金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜
１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試
料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をデ
ィスクの半径方向に印加しながら冷却することにより裏
打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。
この処理の後でＣ保護層１５を形成し、媒体Ｉ１〜Ｉ６
とした。

【００４９】以下のようにして、比較用媒体Ｊを作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。このプリコート層の上に膜厚３００ｎｍの非晶質構
造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打
ち軟磁性層１２を形成した。この裏打ち軟磁性層１２の
上に膜厚５ｎｍの８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を
介して膜厚１０ｎｍの反強磁性層１３、更に膜厚５ｎｍ
の８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金軟磁性膜を介して膜厚５０
ｎｍの非晶質構造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚ
ｒからなる軟磁性膜１７を形成した。この構成により反
強磁性層１３の両側に設けた裏打ち軟磁性層１２と軟磁
性膜１７の間に反強磁性／（強磁性＋強磁性）結合が促
進される。軟磁性膜１７の上に直接膜厚１５ｎｍのＣｏ
−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁
性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％
Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直
磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜１４を形成した後、
上記試料を約３５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁
界をディスクの半径方向に印加しながら冷却することに
より裏打ち軟磁性層１２に半径方向の磁気異方性を付与
した。この処理の後でＣ保護層１５を形成した。

【００５０】以下のようにして、比較用媒体Ｋを作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。このプリコート層の上に膜厚３５０ｎｍの非晶質構
造のＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒからなる裏打
ち軟磁性層１２を形成した。裏打ち軟磁性層１２の上に
膜厚３ｎｍのＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非
磁性層１６を介して膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃ
ｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎ
ｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜
を順次を積層した全膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形
成した。垂直磁化膜１４を形成した後、上記試料を約３
５０℃に加熱の後、約３００ガウスの磁界をディスクの
半径方向に印加しながら冷却することにより裏打ち軟磁
性層１２に半径方向の磁気異方性を付与した。この処理
の後でＣ保護層１５を形成した。

【００５１】以下のようにして、比較用媒体Ｌを作製し
た。洗浄した直径２．５インチのガラス基板１１を高真
空ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に設置し、基板
を２５０℃に加熱の後、プリコート層として膜厚５ｎｍ
のＮｉ−３０ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ層を形成し
た。このプリコート層の上に膜厚３５０ｎｍのＦｅ−８
ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ裏打ち軟磁性層１２を形成し
た。裏打ち軟磁性層１２を形成した後、約４００℃で熱
処理することにより、粒径約８ｎｍのＦｅの微結晶粒が
析出した構造の多結晶性の裏打ち軟磁性層１２が得られ
た。裏打ち軟磁性層１２の上に膜厚３ｎｍのＮｉ−３０
ａｔ％Ｔａ−１０ａｔ％Ｚｒ非磁性中間層１６を介して
膜厚１５ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ
−３ａｔ％Ｂ合金磁性膜と膜厚５ｎｍのＣｏ−１０ａｔ
％Ｃｒ−２２ａｔ％Ｐｔ合金磁性膜を順次を積層した全
膜厚２０ｎｍの垂直磁化膜１４を形成した。垂直磁化膜
１４を形成した後、上記試料を約３５０℃に加熱の後、
約３００ガウスの磁界をディスクの半径方向に印加しな
がら冷却することにより裏打ち軟磁性層１２に半径方向
の磁気異方性を付与した。この処理の後でＣ保護層１５
を形成した。

【００５２】図２の磁気記録装置を用いて、媒体Ｈ、媒
体Ｉ、媒体Ｊ、媒体Ｋ、および媒体Ｌの裏打ち軟磁性層
に形成された磁区から発生するスパイク状のノイズ信
号、ノイズ特性、Ｏ／Ｗ特性、記録分解能特性
（Ｄ₅₀）、記録磁化の安定性（信号劣化率）の測定を行
った。トラック幅０．２μｍの単磁極型磁気ヘッドで磁
気記録し、シールド間隔８０ｎｍの巨大磁気抵抗型ヘッ
ド（ＧＭＲヘッド）で再生し、媒体ノイズと記録分解能
を測定した。記録再生時のスペーシングは１６ｎｍとし
た。ノイズ特性は線記録密度４００ｋＦＣＩにおける０
〜５０ＭＨｚの範囲の積算ノイズを５ｋＦＣＩの信号強
度で規格化した値（μＶｒｍｓ／μＶｐｐ）で示した。
Ｏ／Ｗ特性は、線記録密度２００ｋＦＣＩの信号の上に
４５ｋＦＣＩの信号を重ね書きしたときの特性を示す。
結果を表３に示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３の比較から明らかなように、垂直磁化
膜と裏打ち軟磁性層の間に垂直磁化膜１４の下面から１
０５ｎｍ以下程度、望ましくは１００ｎｍ以下の距離だ
け隔てて反強磁性層を設け、前記垂直磁化膜と反強磁性
層の間に膜厚１００ｎｍ以下の強磁性層（軟磁性膜）と
薄い（１〜３ｎｍ）非磁性中間層を挿入することによ
り、記録再生プロセスにおけるヘッド／軟磁性層間のス
ペーシングロスを低減でき、その結果Ｏ／Ｗ特性が優
れ、高記録分解能、低ノイズ特性を大幅に改善できる。
更に信号劣化率の小さい（磁化の安定性に優れた）垂直
磁気記録媒体を提供できる。また垂直磁化膜と裏打ち軟
磁性層の間に反強磁性層を配置することにより、垂直磁
化膜直下の裏打ち軟磁性層の磁区構造の制御ができ、そ
の結果裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状のノイズ
信号を大幅に低減できる。即ち、前記した膜構成の媒体
により、超高密度磁気記録に必要な高分解能、低ノイズ
特性、高磁化安定性、高Ｏ／Ｗ特性とスパイク状ノイズ
の発生防止などが何れも同時に実現できる。

【００５５】上記の実施例１〜３では、裏打軟磁性層、
反強磁性層、非磁性中間層、磁性膜などの材料の一例を
用いて説明したが、前記した材料の他の何れの組み合わ
せでも同様の効果を得ることができる。裏打軟磁性層と
してＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ非晶質膜、Ｆ
ｅ−８ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ多結晶膜を用いた例で
説明したが、この他にＣｏ−Ｚｒ−Ｘｂ（ＸｂはＴａ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉから選択される少なくとも１種類
の元素）系非晶質合金膜、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合
金やＦｅ−Ｃ−Ｙｃ（ＹｃはＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｎｂか
ら選択される少なくとも１種類の元素）合金などの非柱
状多結晶膜を用いても同様の効果を得ることができる。
また反強磁性層としてＭｎ−Ｉｒ合金を用いた例で説明
したが、他にＭｎ−Ｆｅ合金、Ｍｎ−Ｐｔ合金、Ｃｒ−
Ｍｎ−Ｐｔ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎ合金などを用いて
も良い。更に本発明の垂直磁化膜としてＣｏＣｒ合金磁
性膜の他にＣｏＣｒＰｔ−Ｏグラニュラー型磁性膜、Ｃ
ｏ／Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜、Ｔｅ−Ｆｅ−Ｃｏ非
晶質磁性膜、あるいはＣｏＣｒ合金磁性膜の上にＣｏ／
Ｐｔ（or Ｐｄ）多層磁性膜を被覆した垂直磁化膜も使
用できる。基板１１としてガラス基板を用いた例により
説明したが、ガラス基板の他にＳｉディスク基板、Ｎｉ
Ｐ被覆アルミニウム基板、カーボン基板、あるいは高分
子基板などを用いてもよい。

【００５６】〔実施例４〕本発明の磁気記録媒体Ａ、媒
体Ｄ、媒体Ｅ、媒体Ｈ、および媒体Ｉを図２の磁気記憶
装置に装着して特性の評価をした。磁気記憶装置は、磁
気ディスク３１、記録再生用の磁気ヘッド３２、磁気ヘ
ッドを支持するサスペンジョン３３、アクチュエータ３
４、ボイスコイルモータ３５、記録再生回路３６、位置
決め回路３７、インターフェース制御回路３８などで構
成される。磁気ディスク３１は上記実施例にて説明した
垂直磁気記録媒体Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｈ，Ｉからなり、保護膜
上には潤滑膜が被覆されている。磁気ヘッド３２は、ス
ライダー、この上に設けられた磁気記録用ヘッド及び信
号再生用の磁気抵抗効果型、巨大磁気抵抗効果型もしく
はスピンバルブ型素子あるいは磁気トンネル型素子から
なる再生用ヘッドで構成される。記録信号再生用の磁気
ヘッドのギャップ長は、高分解能の再生信号を得るため
に０．２５μｍ以下とし、望ましくは０．０８〜０．１
５μｍとする。

【００５７】磁気記録用のヘッドは、単磁極型ヘッドも
しくはリング型ヘッドのいずれを用いても良い。再生用
ヘッドのトラック幅は、記録用ヘッド磁極のトラック幅
より狭くし、記録トラック両端部から生じる再生ノイズ
を低減する。磁気ヘッド３２は、サスペンジョン３３に
よって支持される。

【００５８】上記表１、表２、表３に示したように、垂
直磁化膜と裏打ち軟磁性層の間に反強磁性層を設け、垂
直磁化膜と反強磁性層の間に非磁性中間層を配置し、垂
直磁化膜と反強磁性層の間に非磁性中間層と強磁性層
（軟磁性膜）からなる層を設けた構成の本発明の垂直磁
気記録媒体は、裏打ち軟磁性層から発生するスパイク状
ノイズを大幅に低減でき、記録分解能：３００ｋＦＣＩ
以上の高密度記録が実現でき、低媒体ノイズ（０．０１
５μＶｒｍｓ／μＶｐｐ以下 at ４００ｋＦＣＩ）、高
いＯ／Ｗ特性（３５ｄＢ以上）が得られ、且つ垂直記録
において反磁界の影響により減磁し易い厳しい条件の基
で評価したとき１×１０⁶秒間の信号劣化率が１％以下
という優れた磁化の安定性が得られた。また、トラック
幅０．２μｍの単磁極ヘッド記録／ＧＭＲ再生ヘッドを
組み合わせた磁気記録によりエラーレート：１０^-6以下
の高密度特性が得られ、面記録密度５０Ｇｂ／ｉｎ²以
上の磁気ディスク装置が構成できた。

【００５９】

【発明の効果】本発明によると、裏打ち軟磁性層から発
生するスパイク状ノイズを大幅に低減でき、媒体ノイズ
の小さい記録磁化の安定性に優れた超高密度磁気記録に
好適な垂直磁気記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による垂直磁気記録媒体の基本構造の一
例を示す断面模式図。

【図２】磁気記憶装置の説明図。

【符号の説明】

１１：基板、１２：裏打ち軟磁性層、１３：反強磁性
層、１４：垂直磁化膜、１５：保護層、１６：非磁性中
間層、１７：軟磁性膜、３１：磁気ディスク、３２：磁
気ヘッド、３３：サスペンジョン、３４：アクチュエー
タ、３５：ボイスコイルモータ、３６：記録再生回路、
３７：位置決め回路、３８：インターフェース制御回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 棚橋 究 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 菊川 敦 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D006 CA03 CA05 CA06 DA08 EA03 FA09 5E049 AA10 AC05 BA08 DB11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直磁化膜の裏面に裏打ち軟磁性層を備
   えた垂直磁気記録媒体において、反強磁性層が前記垂直
   磁化膜と前記裏打ち軟磁性層の間に前記垂直磁化膜の下
   面から１００ｎｍ以下の距離だけ隔てて設けられている
   ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の垂直磁気記録媒体にお
   いて、前記垂直磁化膜と前記反強磁性層の間に膜厚５ｎ
   ｍ以下の非磁性中間層を設けたことを特徴とする垂直磁
   気記録媒体。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の垂直磁気記録媒体にお
   いて、前記垂直磁化膜と前記反強磁性層の間に非磁性中
   間層と強磁性層とを有することを特徴とする垂直磁気記
   録媒体。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載の垂直磁気記
   録媒体において、前記反強磁性層はＩｒＭｎ，ＰｔＭ
   ｎ，ＰｔＣｒＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＲｈＭｎの中から選
   択された材料からなることを特徴とする垂直磁気記録媒
   体。
5. 【請求項５】 磁気記録媒体と、リング型もしくは単磁
   極型の磁気記録用ヘッドと、磁気抵抗効果型、スピンバ
   ルブ型もしくは磁気トンネル型の信号再生用ヘッドとを
   備える磁気記憶装置において、前記磁気記録媒体として
   請求項１〜４のいずれか１項記載の垂直磁気記録媒体を
   用いたことを特徴とする磁気記憶装置。