JP2006331538A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板の上部に形成された下地膜と、下地膜の上部に第１の磁性層１４と第２の磁性層１５と第３の磁性層１６と非磁性中間層１７と第４の磁性層１８が積層された磁性膜と、磁性膜の上部に形成された保護膜１９とを有し、
磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、第１の磁性層１４は複数の磁性層の中で最も厚さが薄く、第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、第２の磁性層のBrtは第３の磁性層のBrtより小さく、第３の磁性層のBrtは第４の磁性層のBrtより小さく、第４の磁性層のBrtが磁性膜全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内とする。
【選択図】図１
【解決手段】基板１０と、基板の上部に形成された下地膜と、下地膜の上部に第１の磁性層１４と第２の磁性層１５と第３の磁性層１６と非磁性中間層１７と第４の磁性層１８が積層された磁性膜と、磁性膜の上部に形成された保護膜１９とを有し、
磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、第１の磁性層１４は複数の磁性層の中で最も厚さが薄く、第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、第２の磁性層のBrtは第３の磁性層のBrtより小さく、第３の磁性層のBrtは第４の磁性層のBrtより小さく、第４の磁性層のBrtが磁性膜全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内とする。
【選択図】図１
Description
本発明は高密度磁気記録を実現するための磁気記録媒体に係り、特に面内磁気記録方式の磁気ディスクに関する。
磁気ディスク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S/Nで熱的に安定な磁気記録媒体の開発が求められている。媒体のS/Nを向上させるには、高密度で記録したときの再生出力を向上させる必要がある。一般に磁気記録媒体は、基板上に形成されたシード層と呼ばれる第１の下地層、クロムを主成分とする合金からなる体心立方構造の第２の下地層、磁性膜、及びカーボンを主成分とする保護膜から構成される。磁性膜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。再生出力を向上させるには、磁性膜に（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。磁性膜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いる。
熱的安定性と低ノイズ化を両立する技術として、特許文献１には、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２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非磁性層を介して多層に設けた磁気記録媒体が開示されている。特許文献２には、基板に積層された面内磁気記録媒体において、磁気記録層がAFC層、強磁性層、AFC層と強磁性層を分離する非強磁性スペーサ層からなり、AFC層は、第１の磁性層、第２の磁性層、第１と第２の磁性層間に存在し反強磁性結合する層からなり、同時にAFC層の反強磁性結合する層は第１と第２の磁性層間に反強磁性交換結合を提供する膜厚と組成を有し、AFC層と強磁性層との間に形成する非強磁性スペーサ層はAFC層と強磁性層間で交換結合がない膜厚と組成を有する磁気記録媒体が開示されている。磁気記録媒体の出力特性を高める技術として、特許文献３には、基板上に、非磁性下地膜、磁性膜、保護膜を順次形成した磁気記録媒体であって、非磁性下地膜がCrまたはCr合金からなり、磁性膜はCrを含むCo合金からなる複数の磁性層を有し、磁性層のCr含有率を下層側の磁性層から上層側の磁性層にかけて漸次低くする媒体が開示されている。
再生出力の向上と媒体ノイズの低減は、媒体S/Nを向上させる上で重要な課題である。媒体ノイズ低減や出力特性の向上には、上記文献にあるような技術を用いて磁性層を直接もしくは間接的に多層に形成する方法がある。しかし、１平方ミリメートル当たり１６０メガビット以上の面記録密度を実現するには、上記の方法を単純に組み合わせるだけでは不十分である。更なる媒体S/N向上のためには、複数の磁性層を積層するにあたって、積層する磁性層の層数や、直接積層する場合と非磁性層を介して間接的に積層する場合、各磁性層の組成等を最適化する必要がある。
本発明の目的は、高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体においては、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２の磁性層と第３の磁性層と非磁性中間層と第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、
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第１の磁性層は前記複数の磁性層の中で最も厚さが薄く、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
前記第２の磁性層のBrtは前記第３の磁性層のBrtより小さく、
前記第３の磁性層のBrtは前記第４の磁性層のBrtより小さく、
前記第４の磁性層のBrtが前記磁性膜全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内であることを特徴とする。
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第１の磁性層は前記複数の磁性層の中で最も厚さが薄く、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
前記第２の磁性層のBrtは前記第３の磁性層のBrtより小さく、
前記第３の磁性層のBrtは前記第４の磁性層のBrtより小さく、
前記第４の磁性層のBrtが前記磁性膜全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内であることを特徴とする。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有する。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有する。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第３と第４の磁性層の保磁力が１６０ｋＡ／ｍ以上である。
前記第３と第４の磁性層は前記非磁性中間層により磁気的に分断されている。
前記磁性膜の全ての磁性層は同じ方向に磁化される。
上記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体においては、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２の磁性層と第３の磁性層と非磁性中間層と第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、
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
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の磁性層の上部に直接形成され、
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非磁性中間層を介して形成され、
前記複数の磁性層の中で前記第１の磁性層の膜厚が最も小さく、前記第４の磁性層の膜厚が最も大きいことを特徴とする。
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
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の磁性層の上部に直接形成され、
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非磁性中間層を介して形成され、
前記複数の磁性層の中で前記第１の磁性層の膜厚が最も小さく、前記第４の磁性層の膜厚が最も大きいことを特徴とする。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有する。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有する。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有するものであることが望ましい。
前記第３と第４の磁性層の保磁力が１６０ｋＡ／ｍ以上である。
前記第３と第４の磁性層は前記非磁性中間層により磁気的に分断されている。
前記磁性膜の全ての磁性層は同じ方向に磁化される。
本発明によれば、高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供することが可能となる。
まず、図２を参照して以下に説明する実施例による磁気記録媒体（磁気ディスク）を搭載する磁気ディスク装置の一例を示す。磁気ディスク装置１０は、磁気ディスク１、磁気ディスク１を搭載し回転させるスピンドルモータ３、磁気ディスク１に対して記録あるいは再生を行う磁気ヘッド４、磁気ヘッド４を支持するサスペンション５、サスペンション５が取り付けられボイスコイル７を保持するキャリッジ６、ボイスコイル７の上下に配置された磁気回路８、磁気ヘッド４のアンロード時に磁気ヘッド４が退避するランプ機構９を具備する。ボイスコイル７に通電することにより、キャリッジ６が回転し、サスペンション５に支持されている磁気ヘッド４が磁気ディスク１の半径方向に移動する。
図３は、磁気ヘッド４の構造を示す模式的斜視図である。磁気ヘッド４は基体４０上に形成された再生用の磁気抵抗効果型ヘッドと記録用の電磁誘導型ヘッドとを併せ持つ複合型ヘッドである。磁気抵抗効果型ヘッドは下部磁気シールド４１と上部磁気シールド４４の間に配置された磁気抵抗センサ４２を有し、磁気抵抗センサ４２の両端には信号取り出し用の電極４３が配置されている。ここで再生トラック幅をTwr、２つのシールド層間の距離をGsと呼ぶ。電磁誘導型ヘッドは、絶縁分離層４５の上に配置された下部磁極４６と、下部磁極４６とで閉磁気回路を構成する上部磁極４８と、閉磁気回路と交差するように設けられたコイル４７とを有する。ここで、書き込み幅をTww、書き込みギャップ長をGlと呼ぶ。尚、この図では、シールド層と磁気抵抗センサ間のギャップ層、記録磁極間のギャップ層は省略してある。
図１に本発明の実施例による磁気記録媒体（磁気ディスク）の断面構成を示す。磁気ディスク１は基板１０に対して両面が同じ構成であるので、図１では片面のみ示している。磁気ディスク１は、基板１０に下地膜（第１の下地層１１、第２の下地層１２、第３の下地層１３）、磁性膜（第１の磁性層１４、第２の磁性層１５、第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８）、保護膜１９、潤滑膜２０が順に堆積された膜構造をとる。基板１０として、化学強化されたガラス基板、あるいはリンを含有したニッケル合金をアルミニウム合金にめっきした剛体基板を用いることが好ましい。これらの基板上に概ね円板の周方向に微細なテクスチャ加工を施すことが、磁気的な異方性を付与する上で好ましい。検証の結果、円板の半径方向に測定した表面粗さは間歇接触型の原子間力顕微鏡で５μｍ角の大きさを観察した結果、最大高さRmaxで2.68nmから4.2nm、平均表面粗さRaで0.23nmから0.44nmの基板を用いれば、磁気ヘッドの浮上信頼性が十分であることが確認できた。
基板１０と第１の磁性層１４の間に下地膜を形成することにより、磁性膜の結晶配向性を制御し、結晶粒径を微細化することが可能である。ここでは、基板と第１の磁性層との間にTi-Co-Ni合金からなる第１の下地層と、W-Co合金からなる第２の下地層と、Cr-Ti-B合金からなる体心立方構造をとる第３の下地層を設けた。磁性膜は４層の磁性層が積層された構成となっており、第１の磁性層１４、第２の磁性層１５、第３の磁性層１６は連続的にスパッタして直接積層し、第４の磁性層１８は第３の磁性層１６の上部にRu等からなる非磁性中間層１７を介して形成した。第３の磁性層１６と第４の磁性層１８の保磁力を１６０ｋＡ／ｍ以上にすることにより、これらの磁性層は反強磁性結合することなく、非磁性中間層１７により磁気的に分断される。媒体ノイズは記録を担う記録層の磁性粒子数の平方根に反比例することが知られており、第３の磁性層１６と第４の磁性層１８を磁気的に分断することにより、記録層が実質的に二層となり、それによって記録を担う磁性粒子数が実質的に２倍となるため、媒体ノイズを低減でき、S/Nが向上する。
第１の磁性層１４としてCo-Cr合金、Co-Cr-Pt合金等のコバルト基合金を用いた。第１の磁性層１４の膜厚はその上部に形成される第２の磁性層１５以降の磁性層より薄くすることによって、磁性層の結晶粒径を微細化でき媒体ノイズを低減することができる。第２、第３、第４の磁性層１５，１６，１８には、Co-Cr-Pt-B合金、Co-Cr-Pt-B-Ta合金、Co-Cr-Pt-B-Cu合金等、CrとPtとBを含有するCo基合金を用いた。磁性層の残留磁化Brと膜厚tの積Brtに関し、第２の磁性層１５のBrtが第３の磁性層１６のBrtより小さく、第３の磁性層１６のBrtが第４の磁性層１８のBrtより小さく、第４の磁性層１８のBrtが媒体全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内にすることによって、媒体の書き込み性能を向上することができる。磁気ヘッドにより書き込みが行われたときの各磁性層の磁化の方向は同じ方向である。
上記構成の磁性膜において、磁性層の結晶配向性を安定化させるために、第１の磁性層１４に含まれるCrの濃度を３４at.％以下とするのが好ましい。
第３の磁性層１６に含まれるBの濃度に比べ第２の磁性層に含まれるBの濃度が低ければ、磁性層の結晶配向性を向上することができ、高媒体S/Nを実現する上でより好ましい。
第２の磁性層１５以降の磁性層にPtを含有させることにより、媒体の保磁力を確保する。第２の磁性層１５以降の磁性層にBを含ませることにより、磁性層の結晶粒径を微細化し媒体ノイズを減少させる。
第２の磁性層１５にTaを含有させることにより、特にヘッド磁界の届きにくい基板１０に近い側の磁性層の異方性磁界を低減でき、媒体の書き込み性能が向上する。
下地膜、磁性膜、保護膜は、ターゲットをスパッタすることによって基板上に形成することができる。物理蒸着法として直流スパッタの他に、高周波スパッタ、直流パルススパッタ等の方法も有効である。直流スパッタ法を用いる場合には、第２の磁性層以降のプロセスでバイアス電圧を印加することが、保磁力を増加させる点で好ましい。
上記構成の磁気ディスクを搭載した磁気ディスク装置においては、１平方ミリメートル当たり１６０メガビット以上の面記録密度を実現することが可能となる。
以下、各実施例の製法及び構成について詳細に説明する。
＜実施例１＞
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、第１の下地層１１として厚さ１５ｎｍのTi-40at.%Co-10at.%Ni合金層、第２の下地層１２として３ｎｍのW-30at.%Co合金層を室温で形成した。続いてランプヒータによって基板１０の温度を約360〜400℃になるように加熱した後、第３の下地層１３として厚さ８ｎｍのCr-10at.%Ti-3at.%B合金を形成した。更に厚さ１．２ｎｍのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金からなる第１の磁性層１４、Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta合金からなる第２の磁性層１５、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金からなる第３の磁性層１６、厚さ０．８ｎｍのRuからなる非磁性中間層１７、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金からなる第４の磁性層１８を順次形成後、保護膜として３ｎｍのカーボンを主成分とする膜１９を形成した。保護膜形成後、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て厚さ１．８ｎｍの潤滑膜２０を形成した。
＜実施例１＞
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、第１の下地層１１として厚さ１５ｎｍのTi-40at.%Co-10at.%Ni合金層、第２の下地層１２として３ｎｍのW-30at.%Co合金層を室温で形成した。続いてランプヒータによって基板１０の温度を約360〜400℃になるように加熱した後、第３の下地層１３として厚さ８ｎｍのCr-10at.%Ti-3at.%B合金を形成した。更に厚さ１．２ｎｍのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金からなる第１の磁性層１４、Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B-2at.%Ta合金からなる第２の磁性層１５、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B合金からなる第３の磁性層１６、厚さ０．８ｎｍのRuからなる非磁性中間層１７、Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B合金からなる第４の磁性層１８を順次形成後、保護膜として３ｎｍのカーボンを主成分とする膜１９を形成した。保護膜形成後、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て厚さ１．８ｎｍの潤滑膜２０を形成した。
上記多層膜の形成は枚葉式スパッタリング装置を用いて行った。このスパッタリング装置のベース真空度は1.0〜1.2×10-5Paとし、タクトは9秒とした。第１の下地層から第３の磁性層までは0.53〜0.93PaのArガス雰囲気中で成膜した。加熱はArに酸素を１％添加した混合ガス雰囲気中で行った。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。第３の下地層１３、第２の磁性層１５、第３の磁性層１６および第４の磁性層１８のスパッタ時に-200Vのバイアス電圧を基板１０に印加した。第１の下地層１１、第２の磁性層１５、第３の磁性層１６および第４の磁性層１８の放電時間は4.5秒、第２の下地層１２、第１の磁性層１４および非磁性中間層１７の放電時間は2.5秒、第３の下地層１６の放電時間は4.0秒とした。作製した媒体のBrt（Br：磁性層の残留磁化、t：磁性層の膜厚）と残留保磁力HcrはFast Remanent Moment Magnetometer（FRMM）を用いて評価した。KV/kT（K：結晶磁気異方性定数、V：磁性結晶粒の体積、k：ボルツマン定数、T：絶対温度）は、振動試料型磁力計（VSM）を用い、室温における7.5秒から240秒までの残留保磁力の時間依存性を、Sharrockの式にフィッティングして求めた。発明者らの検討から、この手法により求めたKV/kTが概ね７０以上であれば、熱揺らぎによる出力減衰を抑制でき、信頼性上問題はないという結果を得た。
電磁変換特性の評価は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行った。図４に本実施例及び他の実施例で用いられるヘッドの特性を示す。ヘッドサンプルNo.１-６の各々の、最高線記録密度HF（kFC/mm）、記録電流Iw（mA）、センス電流Is（mA）、書込みトラック幅Tww（μm）、読出しトラック幅Twr（μm）、スキュー角Skew（deg.）、回転数（s-1）が示されている。本実施例の評価にはヘッドサンプルNo.１を用いた。中記録密度MF=HF/2で記録した時の出力と、高記録密度HFにおける媒体ノイズから信号対雑音比Smf/Nを求めた。低記録密度LF=HF/10で記録後、高記録密度HF信号を重ね書きしてLF信号の減衰比からオーバーライト特性O/Wを求めた。ビットエラーレート（BER）はランダムパターンで特定のトラックをほぼ１周記録した直後に読み出しを行った際の、総読み出しバイト数に対するエラーバイト数をカウントすることによって求めた。
本実施例（試験例101-104）の評価結果を図５に示す。第２の磁性層１５、第３の磁性層１６および第４の磁性層１８の膜厚を変えた媒体のBrt（Tnm）、Hcr（kA/m）、KV/kT、O/W（dB）、Smf/N（dB）、BERの対数logBERが示されている。第２、第３、第４の磁性層の膜厚が減少するに従って、Brtが減少し、KV/kTが劣化した。第２、第３、第４の磁性層の膜厚が減少するに従って、O/Wは改善した。Smf/NとlogBERは膜厚には大きく依存しなかった。Smf/Nはすべて１５dB以上の良好な値であった。logBERはすべて−６桁以下の極めて良好な値であった。以上より、第２、第３および第４の磁性層の膜厚を変化させることによって、Smf/NやlogBERを劣化させることなくKV/kTを調節できることがわかった。ただし、膜厚が厚くなるとO/W特性が劣化するため、O/W特性の劣化を許容範囲内に抑える必要がある。発明者らの検討では、O/Wが−２５dB以下であれば低温での書き込み性能に問題はなかった。
＜比較例１＞
比較例１として、実施例１の第２の磁性層１５を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例111〜114）の評価結果を図６に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nは０．４dB以上劣化し、logBERは１桁以上劣化した。これは、他の磁性層よりもCr濃度の高い第２の磁性層１５を形成することが、媒体ノイズ低減のために有効であるためと考えられる。これより、実施例１の第２の磁性層１５を形成することが媒体性能向上に必須であることがわかる。
比較例１として、実施例１の第２の磁性層１５を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例111〜114）の評価結果を図６に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nは０．４dB以上劣化し、logBERは１桁以上劣化した。これは、他の磁性層よりもCr濃度の高い第２の磁性層１５を形成することが、媒体ノイズ低減のために有効であるためと考えられる。これより、実施例１の第２の磁性層１５を形成することが媒体性能向上に必須であることがわかる。
＜比較例２＞
比較例２として、実施例１の第３の磁性層１６を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例121〜124）の評価結果を図７に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nは約１dB劣化し、logBERは約１桁劣化した。本比較例２の媒体の磁化曲線をVSMで測定したところ、磁化曲線が階段状になっていた。第３の磁性層１６が形成されない場合、第１の磁性層１４と第２の磁性層１５を積層した磁性層部分の保磁力が、非磁性中間層１７によって分けられた第４の磁性層の保磁力より著しく低くなり、磁化曲線が階段状になったものである。記録に関わる２層の磁性層の保磁力が大きく異なることが、電磁変換特性に悪影響を及ぼし、Smf/NとlogBERが大きく劣化したものと考えられる。以上より、実施例１の第３の磁性層１６を形成することが媒体性能向上に必須であることがわかる。
比較例２として、実施例１の第３の磁性層１６を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例121〜124）の評価結果を図７に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nは約１dB劣化し、logBERは約１桁劣化した。本比較例２の媒体の磁化曲線をVSMで測定したところ、磁化曲線が階段状になっていた。第３の磁性層１６が形成されない場合、第１の磁性層１４と第２の磁性層１５を積層した磁性層部分の保磁力が、非磁性中間層１７によって分けられた第４の磁性層の保磁力より著しく低くなり、磁化曲線が階段状になったものである。記録に関わる２層の磁性層の保磁力が大きく異なることが、電磁変換特性に悪影響を及ぼし、Smf/NとlogBERが大きく劣化したものと考えられる。以上より、実施例１の第３の磁性層１６を形成することが媒体性能向上に必須であることがわかる。
＜比較例３＞
比較例３として、実施例１の非磁性中間層１７と第４の磁性層１８を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例131〜134）の評価結果を図８に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nが約１dB劣化し、logBERが約１桁劣化した。非磁性中間層１７と第４の磁性層１８を形成しない場合、実質的に記録に関わる磁性層が１層のみになってしまうため、記録に関わる磁性粒子の数が減少し、ノイズが増加したものと考えられる。また、試験例No.134などのBrtの小さな媒体は、出力不足も性能劣化の原因と考えられる。以上より、実施例１の非磁性中間層１７と第４の磁性層１８が媒体性能向上に必須であることがわかる。
比較例３として、実施例１の非磁性中間層１７と第４の磁性層１８を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例131〜134）の評価結果を図８に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nが約１dB劣化し、logBERが約１桁劣化した。非磁性中間層１７と第４の磁性層１８を形成しない場合、実質的に記録に関わる磁性層が１層のみになってしまうため、記録に関わる磁性粒子の数が減少し、ノイズが増加したものと考えられる。また、試験例No.134などのBrtの小さな媒体は、出力不足も性能劣化の原因と考えられる。以上より、実施例１の非磁性中間層１７と第４の磁性層１８が媒体性能向上に必須であることがわかる。
＜比較例４＞
比較例４として、実施例１の第２の磁性層１５の替わりに0.6nmのRu中間層を形成した媒体を作製した。本比較例（試験例141〜144）の評価結果を図９に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nが0.1〜0.8dB劣化し、logBERが0.6〜1.1桁劣化した。実施例１の第２の磁性層１５の替わりに0.6nmのRuを形成した場合、第１の磁性層１４と第２の磁性層１５は互いの磁化が反平行となる反強磁性結合を形成する。このような反強磁性結合を形成した場合、一般には媒体性能は向上すると言われている。しかし本比較例４の場合、Cr濃度の高い第２の磁性層１５を形成しないことによるノイズの増加が媒体性能の劣化につながったものと考えられる。以上より、一般に媒体性能向上に有利とされる反強磁性結合を導入しても、磁性層の層数を４層から３層に減らしてしまうと逆に媒体性能は劣化してしまうことがわかる。
比較例４として、実施例１の第２の磁性層１５の替わりに0.6nmのRu中間層を形成した媒体を作製した。本比較例（試験例141〜144）の評価結果を図９に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べ、Smf/Nが0.1〜0.8dB劣化し、logBERが0.6〜1.1桁劣化した。実施例１の第２の磁性層１５の替わりに0.6nmのRuを形成した場合、第１の磁性層１４と第２の磁性層１５は互いの磁化が反平行となる反強磁性結合を形成する。このような反強磁性結合を形成した場合、一般には媒体性能は向上すると言われている。しかし本比較例４の場合、Cr濃度の高い第２の磁性層１５を形成しないことによるノイズの増加が媒体性能の劣化につながったものと考えられる。以上より、一般に媒体性能向上に有利とされる反強磁性結合を導入しても、磁性層の層数を４層から３層に減らしてしまうと逆に媒体性能は劣化してしまうことがわかる。
＜比較例５＞
比較例５として、実施例１の第１の磁性層１４を形成しない媒体を作製した。本比較例はFRMMよる評価で測定エラーとなり磁気特性を評価できなかった。PtとBを含むCo合金からなる磁性層をCr-Ti-B合金下地層上に直接形成した場合、Co合金磁性層は下地層上にエピタキシャル成長せず、磁性層は面内配向しない。すなわち、第1の磁性層１４が形成されないことで第２の磁性層１５以降の磁性層において面内配向性が得られなかったため、磁気特性が評価できないほど媒体特性が劣化したのである。これより、面内磁気記録媒体に必要な面内配向性を得るには第１の磁性層１４が必須であることがわかる。
比較例５として、実施例１の第１の磁性層１４を形成しない媒体を作製した。本比較例はFRMMよる評価で測定エラーとなり磁気特性を評価できなかった。PtとBを含むCo合金からなる磁性層をCr-Ti-B合金下地層上に直接形成した場合、Co合金磁性層は下地層上にエピタキシャル成長せず、磁性層は面内配向しない。すなわち、第1の磁性層１４が形成されないことで第２の磁性層１５以降の磁性層において面内配向性が得られなかったため、磁気特性が評価できないほど媒体特性が劣化したのである。これより、面内磁気記録媒体に必要な面内配向性を得るには第１の磁性層１４が必須であることがわかる。
以上の比較例１〜５の結果から、媒体性能向上のためには、磁性層が少なくとも４層必要であることがわかる。
＜比較例６＞
比較例６として、実施例１の非磁性中間層１７を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例151〜154）の評価結果を図１０に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べKV/kTが約４０大きくなったものの、Smf/Nは約４dB劣化し、logBERは約2.5桁劣化した。第３の磁性層１６と第４の磁性層１８の間に非磁性中間層１７を形成することによって記録層を２層に分けると、記録に関わる磁性粒子の数が約２倍になるため、媒体ノイズを大きく低減できる。すなわち、実施例１の非磁性中間層１７を形成しないと、媒体ノイズが大きく増加することになる。これより、第３の磁性層１６と第４の磁性層１８の間に非磁性中間層１７を形成することが、媒体性能向上に必須であることがわかる。
＜比較例６＞
比較例６として、実施例１の非磁性中間層１７を形成しない媒体を作製した。本比較例（試験例151〜154）の評価結果を図１０に示す。電磁変換特性の評価には実施例１と同一のヘッドを用いた。実施例１の媒体に比べKV/kTが約４０大きくなったものの、Smf/Nは約４dB劣化し、logBERは約2.5桁劣化した。第３の磁性層１６と第４の磁性層１８の間に非磁性中間層１７を形成することによって記録層を２層に分けると、記録に関わる磁性粒子の数が約２倍になるため、媒体ノイズを大きく低減できる。すなわち、実施例１の非磁性中間層１７を形成しないと、媒体ノイズが大きく増加することになる。これより、第３の磁性層１６と第４の磁性層１８の間に非磁性中間層１７を形成することが、媒体性能向上に必須であることがわかる。
＜実施例２＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から非磁性中間層１７まで形成後、第４の磁性層１８として以下の合金層を形成した。
Co-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B。
その上に実施例１と同様にして保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例201〜206）の評価結果を図１１に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.２を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。特に試験例202、203のようなCrとBの合計濃度が22at.%、すなわちCoとPtの合計濃度が78at.%の合金を用いたとき、最も良好なSmf/NとlogBERが得られた。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から非磁性中間層１７まで形成後、第４の磁性層１８として以下の合金層を形成した。
Co-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B。
その上に実施例１と同様にして保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例201〜206）の評価結果を図１１に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.２を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。特に試験例202、203のようなCrとBの合計濃度が22at.%、すなわちCoとPtの合計濃度が78at.%の合金を用いたとき、最も良好なSmf/NとlogBERが得られた。
＜実施例３＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第２の磁性層１５まで形成後、第３の磁性層１６として以下の合金層を形成した。
Co-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B。
その上に実施例１と同様にして非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９および潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例301〜306）の評価結果を図１２に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.２を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。試験例301を除く全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。特に試験例304のCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%Bを用いた場合、最も良好なSmf/NとlogBERが得られた。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第２の磁性層１５まで形成後、第３の磁性層１６として以下の合金層を形成した。
Co-8at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B。
その上に実施例１と同様にして非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９および潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例301〜306）の評価結果を図１２に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.２を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。試験例301を除く全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。特に試験例304のCo-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%Bを用いた場合、最も良好なSmf/NとlogBERが得られた。
＜実施例４＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第１の磁性層１４まで形成後、第２の磁性層１５として以下の合金層を形成した。
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、
Co-24at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B。
その上に実施例１と同様にして第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９および潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例401〜405）の評価結果を図１３に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.３を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。試験例404のCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%Bを用いた媒体のSmf/NとlogBERが他の試験例に比べ若干悪くなった。Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B合金は本試験例中の第２の磁性層１５としては最も飽和磁化の大きい材料であることから、第２の磁性層１５の材料としては飽和磁化の小さな材料の方が好ましいことが示唆される。試験例404以外の試験例はすべて第２の磁性層１５のBrtが第３の磁性層のBrtより小さいことから、第２の磁性層のBrtを第３の磁性層のBrtよりも小さくすることが媒体性能向上につながると考えられる。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第１の磁性層１４まで形成後、第２の磁性層１５として以下の合金層を形成した。
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、
Co-24at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B。
その上に実施例１と同様にして第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９および潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例401〜405）の評価結果を図１３に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.３を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/W、１５dB以上の良好なSmf/Nおよび−６桁以下の極めて良好なlogBERが得られた。試験例404のCo-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%Bを用いた媒体のSmf/NとlogBERが他の試験例に比べ若干悪くなった。Co-22at.%Cr-14at.%Pt-6at.%B合金は本試験例中の第２の磁性層１５としては最も飽和磁化の大きい材料であることから、第２の磁性層１５の材料としては飽和磁化の小さな材料の方が好ましいことが示唆される。試験例404以外の試験例はすべて第２の磁性層１５のBrtが第３の磁性層のBrtより小さいことから、第２の磁性層のBrtを第３の磁性層のBrtよりも小さくすることが媒体性能向上につながると考えられる。
＜実施例５＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から非磁性中間層１７まで形成後、第４の磁性層１８として以下の合金層を形成した。
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B、
Co-14at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B、
Co-12at.%Cr-12at.%Pt-10at.%B-2at.%Cu、
Co-11at.%Cr-12at.%Pt-14at.%B-4at.%Cu。
その上に実施例１と同様にして保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例501〜506）の評価結果を図１４に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.４を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/Wが得られた。B濃度が８at.%で他の媒体より低い試験例503、504のSmf/Nが、B濃度が１０at.%以上の媒体に比べ若干低くなった。これより、第４の磁性層のB濃度は１０at.%以上が好ましいことがわかる。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から非磁性中間層１７まで形成後、第４の磁性層１８として以下の合金層を形成した。
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-12at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B、
Co-14at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B、
Co-12at.%Cr-12at.%Pt-10at.%B-2at.%Cu、
Co-11at.%Cr-12at.%Pt-14at.%B-4at.%Cu。
その上に実施例１と同様にして保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例501〜506）の評価結果を図１４に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.４を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。全ての試験例において７０以上の良好なKV/kT、−２５dB以下の良好なO/Wが得られた。B濃度が８at.%で他の媒体より低い試験例503、504のSmf/Nが、B濃度が１０at.%以上の媒体に比べ若干低くなった。これより、第４の磁性層のB濃度は１０at.%以上が好ましいことがわかる。
＜実施例６＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第３の下地層１３まで形成後、第１の磁性層１４として0.6〜2.0nmの以下の合金層を形成した。
Co-16at.%Cr-9at.%Pt、
Co-14at.%Cr、
Co-16at.%Cr、
Co-20at.%Cr、
Co-27at.%Cr、
Co-14at.%Cr-2at.%B、
Co-14at.%Cr-4at.%B、
Co-24at.%Cr-4at.%B、
Co-28at.%Cr-4at.%B。
その上に実施例１と同様にして第２の磁性層１４、第３の磁性層１５、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。図１５にBERの第１の磁性層１４の膜厚依存性に関するグラフを示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.５を用いた。膜厚が0.8nm以下において各材料ともBERが劣化しているが、これは第１の磁性層１４が薄くなることによって、第２の磁性層１５以降の結晶配向性が劣化したためと考えられる。BERが最良となる膜厚は材料によって異なり、Cr濃度が高く磁化の小さな材料ほど最良のBERをとる膜厚が厚くなった。第１の磁性層１４のBrtの値が第１の磁性層１４の最適点に関係していることが示唆される。Bを含む第１の磁性層１４はBを含まない第１の磁性層１４に比べてBERは同等以下となった。第１の磁性層１４にBを含むことによって、その上に形成される第２の磁性層１５以降の結晶配向性が劣化することが原因と考えられる。第１の磁性層１４の各合金において最もBERが良好であった膜厚における各媒体特性を図１６に示す（試験例601〜609）。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第３の下地層１３まで形成後、第１の磁性層１４として0.6〜2.0nmの以下の合金層を形成した。
Co-16at.%Cr-9at.%Pt、
Co-14at.%Cr、
Co-16at.%Cr、
Co-20at.%Cr、
Co-27at.%Cr、
Co-14at.%Cr-2at.%B、
Co-14at.%Cr-4at.%B、
Co-24at.%Cr-4at.%B、
Co-28at.%Cr-4at.%B。
その上に実施例１と同様にして第２の磁性層１４、第３の磁性層１５、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。図１５にBERの第１の磁性層１４の膜厚依存性に関するグラフを示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.５を用いた。膜厚が0.8nm以下において各材料ともBERが劣化しているが、これは第１の磁性層１４が薄くなることによって、第２の磁性層１５以降の結晶配向性が劣化したためと考えられる。BERが最良となる膜厚は材料によって異なり、Cr濃度が高く磁化の小さな材料ほど最良のBERをとる膜厚が厚くなった。第１の磁性層１４のBrtの値が第１の磁性層１４の最適点に関係していることが示唆される。Bを含む第１の磁性層１４はBを含まない第１の磁性層１４に比べてBERは同等以下となった。第１の磁性層１４にBを含むことによって、その上に形成される第２の磁性層１５以降の結晶配向性が劣化することが原因と考えられる。第１の磁性層１４の各合金において最もBERが良好であった膜厚における各媒体特性を図１６に示す（試験例601〜609）。
＜実施例７＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第3の下地層１３まで形成後、第１の磁性層として0.8〜4.0nmの以下の合金層を形成した。
Co-16at.%Cr-9at.%Pt、
Co-16at.%Cr-12at.%Pt、
Co-19at.%Cr-8at.%Pt、
Co-27at.%Cr、
Co-34at.%Cr、
Co-46at.%Cr、
Co-14at.%Cr-4at.%Ta、
Co-18at.%Cr-4at.%Ta、
Co-30at.%Cr-4at.%Ta、
Co-25at.%Cr-2at.%Ta。
その上に第２の磁性層１５としてCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成し、実施例１と同様にして第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。図１７にBERの第１の磁性層１４の膜厚依存性に関するグラフを示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。Co-46at.%CrとCo-30at.%Cr-4at.%Taを用いた媒体は、Brtが大きく劣化し、X線回折にCoの00.2ピークが現れた。CrやTaが多量に含まれることによってCoの結晶性が乱れ、磁性層の結晶配向性が大きく劣化したものである。Taを含む第１の磁性層１４はCo-Cr合金やCo-Cr-Pt合金に比べBERが劣化した。Taが含まれることが磁性層の結晶配向性の劣化を引き起こしたものと考えられる。Co-Cr合金とCo-CrPt合金に関しては、実施例６の場合と同様に、Cr濃度が高く磁化の小さな材料ほど最良のBERをとる膜厚が厚くなった。Cr濃度が19at.%以下の材料では、膜厚2.2nm以上でBERが大きく劣化する傾向を示したが、Cr濃度が27at.%以上の材料では膜厚4nm付近までBERの大きな劣化はなかった。生産安定性を考えた場合、膜厚に対するBERの変動が小さいCr濃度が高い材料を使うことが好ましい。第１の磁性層１４の各合金において最もBERが良好であった膜厚における各媒体特性を図１８に示す（試験例701〜710）。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第3の下地層１３まで形成後、第１の磁性層として0.8〜4.0nmの以下の合金層を形成した。
Co-16at.%Cr-9at.%Pt、
Co-16at.%Cr-12at.%Pt、
Co-19at.%Cr-8at.%Pt、
Co-27at.%Cr、
Co-34at.%Cr、
Co-46at.%Cr、
Co-14at.%Cr-4at.%Ta、
Co-18at.%Cr-4at.%Ta、
Co-30at.%Cr-4at.%Ta、
Co-25at.%Cr-2at.%Ta。
その上に第２の磁性層１５としてCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成し、実施例１と同様にして第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。図１７にBERの第１の磁性層１４の膜厚依存性に関するグラフを示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。Co-46at.%CrとCo-30at.%Cr-4at.%Taを用いた媒体は、Brtが大きく劣化し、X線回折にCoの00.2ピークが現れた。CrやTaが多量に含まれることによってCoの結晶性が乱れ、磁性層の結晶配向性が大きく劣化したものである。Taを含む第１の磁性層１４はCo-Cr合金やCo-Cr-Pt合金に比べBERが劣化した。Taが含まれることが磁性層の結晶配向性の劣化を引き起こしたものと考えられる。Co-Cr合金とCo-CrPt合金に関しては、実施例６の場合と同様に、Cr濃度が高く磁化の小さな材料ほど最良のBERをとる膜厚が厚くなった。Cr濃度が19at.%以下の材料では、膜厚2.2nm以上でBERが大きく劣化する傾向を示したが、Cr濃度が27at.%以上の材料では膜厚4nm付近までBERの大きな劣化はなかった。生産安定性を考えた場合、膜厚に対するBERの変動が小さいCr濃度が高い材料を使うことが好ましい。第１の磁性層１４の各合金において最もBERが良好であった膜厚における各媒体特性を図１８に示す（試験例701〜710）。
＜実施例８＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第３の下地層１３まで形成後、第１の磁性層１４として1.5nmのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金層、第２の磁性層１５としてCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成し、第３の磁性層１６として以下の合金層を形成した。
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-16at.%Cr-12at.%Pt-8at.%B、
Co-10at.%Cr-14at.%Pt-10at.%B-2at.%Ta、
Co-14at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B-2at.%Ta、
Co-12at.%Cr-12at.%Pt-10at.%B-2at.%Cu、
Co-11at.%Cr-12at.%Pt-14at.%B-4at.%Cu。
その上に実施例１と同様にして非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例801〜824）の評価結果を図１９に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。第３の磁性層１６にTaが含まれる試験例813〜818、および第３の磁性層１６のB濃度が８at.%と低い試験例810〜812のSmf/Nが他の試験例に比べ0.2dBから最大約１dB劣化し、BERが0.2桁から最大約１桁劣化した。磁性層にTaが含まれると融点が下がり、結晶粒径が肥大化する傾向があるため、ノイズが増加したものと考えられる。また、磁性層にTaが含まれると結晶磁気異方性が大きく減少する。そのため、媒体の保磁力を維持するために第３の磁性層１６の膜厚を厚くする必要があった。このこともノイズ増加につながったものと考えられる。また、B濃度が下がると磁性層の結晶粒径が肥大化するため、試験例810〜812も同様にノイズが増加したものと考えられる。一方、第３の磁性層１６にCuを４at.%含んだ試験例822〜824のBERとSmf/Nが他の媒体より全般に改善する傾向を示した。Cuは磁性層中に添加されるとCrの偏析を促進し、結晶磁気異方性を向上する効果がある。試験例822〜824のようにB濃度が１４at.%と高い場合、Co-Cr-Pt-B合金を用いた場合では膜厚を厚くしなければ保磁力の維持が難しい。しかし、Cuを含んだ場合、結晶磁気異方性が向上するため、膜厚を厚くすることなく保磁力を維持することができ、高B化によるノイズの低減効果が得られたものと考えられる。また、本実施例では、媒体全体のBrtに対する各磁性層のBrtの比率を変化させているが、本実施例における比率の範囲内では電磁変換特性に大きな差は現れなかった。
実施例１と同様にして第１の下地層１１から第３の下地層１３まで形成後、第１の磁性層１４として1.5nmのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金層、第２の磁性層１５としてCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成し、第３の磁性層１６として以下の合金層を形成した。
Co-10at.%Cr-13at.%Pt-14at.%B、
Co-12at.%Cr-13at.%Pt-12at.%B、
Co-14at.%Cr-13at.%Pt-10at.%B、
Co-16at.%Cr-12at.%Pt-8at.%B、
Co-10at.%Cr-14at.%Pt-10at.%B-2at.%Ta、
Co-14at.%Cr-14at.%Pt-8at.%B-2at.%Ta、
Co-12at.%Cr-12at.%Pt-10at.%B-2at.%Cu、
Co-11at.%Cr-12at.%Pt-14at.%B-4at.%Cu。
その上に実施例１と同様にして非磁性中間層１７、第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例801〜824）の評価結果を図１９に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。図中の各磁性層のBrtは設計値である。第３の磁性層１６にTaが含まれる試験例813〜818、および第３の磁性層１６のB濃度が８at.%と低い試験例810〜812のSmf/Nが他の試験例に比べ0.2dBから最大約１dB劣化し、BERが0.2桁から最大約１桁劣化した。磁性層にTaが含まれると融点が下がり、結晶粒径が肥大化する傾向があるため、ノイズが増加したものと考えられる。また、磁性層にTaが含まれると結晶磁気異方性が大きく減少する。そのため、媒体の保磁力を維持するために第３の磁性層１６の膜厚を厚くする必要があった。このこともノイズ増加につながったものと考えられる。また、B濃度が下がると磁性層の結晶粒径が肥大化するため、試験例810〜812も同様にノイズが増加したものと考えられる。一方、第３の磁性層１６にCuを４at.%含んだ試験例822〜824のBERとSmf/Nが他の媒体より全般に改善する傾向を示した。Cuは磁性層中に添加されるとCrの偏析を促進し、結晶磁気異方性を向上する効果がある。試験例822〜824のようにB濃度が１４at.%と高い場合、Co-Cr-Pt-B合金を用いた場合では膜厚を厚くしなければ保磁力の維持が難しい。しかし、Cuを含んだ場合、結晶磁気異方性が向上するため、膜厚を厚くすることなく保磁力を維持することができ、高B化によるノイズの低減効果が得られたものと考えられる。また、本実施例では、媒体全体のBrtに対する各磁性層のBrtの比率を変化させているが、本実施例における比率の範囲内では電磁変換特性に大きな差は現れなかった。
＜実施例９＞
実施例１と同様にして第１の下地層１１、第２の下地層１２を形成して基板加熱を行った後、第３の下地層１３として8.0nmの以下の合金層を形成した。
Cr-10at.%Ti、
Cr-10at.%Ti-1at.%B、
Cr-10at.%Ti-2at.%B、
Cr-10at.%Ti-3at.%B、
Cr-10at.%Ti-4at.%B、
Cr-10at.%Ti-5at.%B、
Cr-10at.%Ti-6at.%B、
Cr-10at.%Ti-7at.%B。
その上に第１の磁性層１４として1.5nmのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金層、第２の磁性層１５として7.7nmのCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成した。その上に第１の実施例と同様に6.1nmの第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、8.1nmの第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例901〜908）の評価結果を図２０に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。第３の下地層１３のB濃度が２〜４at.%において、Smf/NとBERが最も良好となった。B濃度が低い場合、第３の下地層１３の結晶粒径が大きくなり、その結果磁性層の結晶粒径も肥大化してノイズが増加するためSmf/NとBERが劣化する。B濃度が高い場合、第３の下地層１３の結晶粒径は微細化するが結晶性が劣化し、その結果磁性層の結晶配向性が劣化するためSmf/NとBERが劣化する。以上のように、第３の下地層１３の結晶粒径と結晶性のバランスから、B濃度が２〜４at.%が最良となった。
実施例１と同様にして第１の下地層１１、第２の下地層１２を形成して基板加熱を行った後、第３の下地層１３として8.0nmの以下の合金層を形成した。
Cr-10at.%Ti、
Cr-10at.%Ti-1at.%B、
Cr-10at.%Ti-2at.%B、
Cr-10at.%Ti-3at.%B、
Cr-10at.%Ti-4at.%B、
Cr-10at.%Ti-5at.%B、
Cr-10at.%Ti-6at.%B、
Cr-10at.%Ti-7at.%B。
その上に第１の磁性層１４として1.5nmのCo-16at.%Cr-9at.%Pt合金層、第２の磁性層１５として7.7nmのCo-22at.%Cr-14at.%Pt-4at.%B-2at.%Ta合金層を形成した。その上に第１の実施例と同様に6.1nmの第３の磁性層１６、非磁性中間層１７、8.1nmの第４の磁性層１８、保護膜１９と潤滑膜２０を形成した。本実施例（試験例901〜908）の評価結果を図２０に示す。電磁変換特性の評価には図４のヘッドNo.６を用いた。第３の下地層１３のB濃度が２〜４at.%において、Smf/NとBERが最も良好となった。B濃度が低い場合、第３の下地層１３の結晶粒径が大きくなり、その結果磁性層の結晶粒径も肥大化してノイズが増加するためSmf/NとBERが劣化する。B濃度が高い場合、第３の下地層１３の結晶粒径は微細化するが結晶性が劣化し、その結果磁性層の結晶配向性が劣化するためSmf/NとBERが劣化する。以上のように、第３の下地層１３の結晶粒径と結晶性のバランスから、B濃度が２〜４at.%が最良となった。
以上の説明のとおり、本発明の実施例によれば、高い媒体S/Nを有し、オーバーライト特性に問題なく、ビットエラーレートに優れ、かつ熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供することが可能となる。更に高感度な磁気ヘッドと組み合わせることにより、１平方ミリメートル当たり１６０メガビット以上の面記録密度を実現することが可能な信頼性の高い磁気記憶装置を提供することが可能となる。
１…磁気ディスク、
１０…基板、
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２の磁性層、
１６…第３の磁性層、
１７…非磁性中間層、
１８…第４の磁性層、
１９…保護膜、
２０…潤滑膜。
１０…基板、
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２の磁性層、
１６…第３の磁性層、
１７…非磁性中間層、
１８…第４の磁性層、
１９…保護膜、
２０…潤滑膜。
Claims (14)
- 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２の磁性層と第３の磁性層と非磁性中間層と第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、
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第１の磁性層は前記複数の磁性層の中で最も厚さが薄く、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
前記第２の磁性層のBrtは前記第３の磁性層のBrtより小さく、
前記第３の磁性層のBrtは前記第４の磁性層のBrtより小さく、
前記第４の磁性層のBrtが前記磁性膜全体のBrtに占める割合が４０％から５５％の範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。 - 前記第３と第４の磁性層の保磁力が１６０ｋＡ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
- 前記第３と第４の磁性層は前記非磁性中間層により磁気的に分断されていることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性膜の全ての磁性層は同じ方向に磁化されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
- 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２の磁性層と第３の磁性層と非磁性中間層と第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、
前記磁性膜の各磁性層はクロムを含有するコバルト基合金であり、
前記第２と第３と第４の磁性層はさらに白金と硼素を含有し、
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の磁性層の上部に直接形成され、
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非磁性中間層を介して形成され、
前記複数の磁性層の中で前記第１の磁性層の膜厚が最も小さく、前記第４の磁性層の膜厚が最も大きいことを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層はクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第3の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。 - 前記下地膜は第１の下地層と第２の下地層と第３の下地層を有し、
前記第１と第２の下地層は非晶質合金層であり、
前記第３の下地層は硼素の含有量が１at.％以上６at.％以下のクロム-チタン-硼素合金層であり、
前記第１の磁性層はクロムの含有量が３４at.％以下のコバルト-クロム合金もしくはコバルト-クロム-白金合金であり、
前記第２の磁性層に含まれる硼素の含有量は前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量より少なく、さらにタンタルを含有し、
前記第３の磁性層に含まれる硼素の含有量は８at.％以上であり、
前記非磁性中間層はルテニウムを含有することを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。 - 前記第３と第４の磁性層の保磁力が１６０ｋＡ／ｍ以上であることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。
- 前記第３と第４の磁性層は前記非磁性中間層により磁気的に分断されていることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性膜の全ての磁性層は同じ方向に磁化されることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体。
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