JP2007273056A - 垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【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、第１裏打積層体１２、分離層１６、第２裏打積層体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、第２裏打積層体１８は、２つの結晶質軟磁性層１９，２１とそれらの間に形成された非磁性結合層２０から構成する。結晶質軟磁性層１９，２１は結晶質の軟磁性材料からなり磁化容易磁区が面内に形成されている。さらに、結晶質軟磁性層１９の磁化と結晶質軟磁性層２１の磁化とが反強磁性的に結合し、結晶質軟磁性層１９，２１からの漏れ磁界が打ち消される。結晶質軟磁性層１９，２１に高飽和磁束密度の材料を用いて交換結合磁界強度を高めた構成とする。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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層を通過して磁気ヘッドに戻る。軟磁性裏打層は、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検知し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１〜３参照。）。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。
特開２００１−１５５３２２号公報 特開２００２−３５８６１８号公報 特開２００１−３３１９２０号公報

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。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、長期信頼性に劣るという問題がある。

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ことである。

本発明の一観点によれば、前記基板上に形成された軟磁性裏打積層体と、前記軟磁性裏打積層体に形成された非磁性材料からなる中間層と、前記中間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、前記軟磁性裏打積層体は、基板上に、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、多結晶体の軟磁性材料からなり、該第１の磁性層および第２の磁性層は各々、面内に磁化容易軸を有すると共に、第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化とが互いに反平行に結合してなることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。

本発明によれば、軟磁性裏打積層体は多結晶体の軟磁性材料からなる第１の磁性層および第２の磁性層が非磁性結合層を介して積層されている。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、中間層を介して記録層の結晶性および結晶配向性を高めることができる。これにより、記録層の垂直保磁力が増加し、磁気特性が向上する。さらに、第１の磁性層と第２の磁性層とが互いに反強磁性的に結合しているので、これらの磁性層からの漏れ磁界が打ち消される。そのため、軟磁性裏打積層体からの漏れ磁界を低減でき、その結果、再生素子が検知するノイズが抑制されるので、垂直磁気記録媒体のＳＮ比が向上する。これらの結果から、垂直磁気記録媒体は高密度記録が可能となる。これと同時に、軟磁性裏打積層体の第１の磁性層および第２の磁性層は、それぞれ結晶質材料からなるので、飽和磁束密度が非晶質軟磁性材料よりも高く設定可能である。その結果、交換結合磁界を高めることができ、広域イレーズを抑制できる。

本発明のそ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。本発明によれば、高密度記録が可能で、かつ広域イレーズが抑制され、長期信頼性の高い磁気記憶装置が提供できる。

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。

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。

（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。なお、図中の矢印は、磁化容易軸の方向を模式的に表しており、矢印の向きは外部から磁界が印加されない状態における残留磁化の向きを模式的に表している。後に示す図３および図４に示す矢印も図１に示す矢印と同様の定義である。

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、第１裏打積層体１２、分離層１６、第２裏打積層体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。第１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。また、第２裏打積層体１８は、２つの結晶質軟磁性層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。

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として用いることができる。

第１裏打積層体１２は、非晶質軟磁性層１３，１５が、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。

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、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、非晶質軟磁性層１３および非晶質軟磁性層１５の磁化の向きが、例えば、それぞれ内周方向、外周方向となる。もちろん、磁化の向きはこの逆であってもよい。

非晶質軟磁性層１３，１５はそれぞれ異なる組成の軟磁性材料を用いてもよい。また、２つの非晶質軟磁性層１３，１５は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。

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、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１４は、その膜厚が非晶質軟磁性層１３と非晶質軟磁性層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、０．３ｎｍ〜２．５ｎｍである。

なお、第１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てもよく、さらにこの積層体を複数積層してもよい。但し、この場合、第１裏打積層体１２全体で正味の磁化を略０（零）とすることが好ましい。

分離層１６は、例えば膜厚が２．０ｎｍ〜１０ｎｍであり、Ｔａ、Ｚｒ、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、この上に形成された第２裏打積層体１８の結晶質軟磁性層１９の結晶配向に影響を与えない。そのため、結晶質軟磁性層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は結晶質軟磁性層１９の結晶粒子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できる。

第２裏打積層体１８は、２つの結晶質軟磁性層１９，２１が結晶質の軟磁性材料からなる。これにより、後ほど実施例１において説明するように、結晶質軟磁性層２１の上に形成される中間層２２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１９および２１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回避できるが。結晶質軟磁性層１９，２１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１９および２１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１９および２１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１９および２１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。

結晶質軟磁性層１９，２１の各々は多数の結晶粒子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の磁化容易軸は基板面に平行（面内）であり、面内においてランダムな方向に形成される。

また、結晶質軟磁性層１９，２１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１９，２１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り、結晶質軟磁性層２１の上に形成される中間層２２にＲｕあるいはｈｃｐ結晶構造を有するＲｕ合金を用いたときに、結晶質軟磁性層２１と中間層２２との格子整合が極めて良好となる。その結果、中間層２２の結晶性および結晶配向性が向上し、さらに、記録層２３の結晶性および結晶配向性を向上する。

ＮｉＦｅ合金は、ＮｉＦｅ−Ｘ1と表した場合、添加元素Ｘ1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１９および２１の膜厚が所定値よりもずれた場合でも、結晶質軟磁性層１９および２１からの漏れ磁界を抑制して、膜厚のずれによる悪影響を抑制できる。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。

非磁性結合層２０は、非磁性の遷移金属から選択される。非磁性結合層２０は、交換結合磁界が比較的大きな点で、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種からなることが好ましい。Ｒｕ合金としては、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか少なくとも一つの元素をＲｕに添加した合金が挙げられる。

また、非磁性結合層２０は、その膜厚が結晶質軟磁性層１９と結晶質軟磁性層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〜２．５ｎｍである。非磁性結合層２０をＲｕ膜あるいはＲｕ合金膜とした場合は、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、結晶質軟磁性層１９と結晶質軟磁性層２１との交換結合磁界強度を高められる。これにより、各々の磁化の反平行状態が壊れることを回避して漏れ磁界を抑制できる。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。

結晶質軟磁性層１９の残留磁化Ｍｒ₁、膜厚ｔ₁、および結晶質軟磁性層２１の残留磁化Ｍｒ₂、膜厚ｔ₂とすると、結晶質軟磁性層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１９と結晶質軟磁性層２１とから漏れる磁界を互いに打ち消しあえるので、第２裏打積層体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、結晶質軟磁性層１９および結晶質軟磁性層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、結晶質軟磁性層１９および結晶質軟磁性層２１の膜厚の制御のみでよいので、形成工程が容易となる。

図２は、第１例の垂直磁気記録媒体の結晶質軟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）は結晶質軟磁性層１９を示し、（Ｂ）は結晶質軟磁性層２１を示している。また、図２（Ａ）および（Ｂ）の図中の矢印は、その方向が磁化容易軸の方向を示しており、その向きが残留磁化の向きを示している。

図２（Ａ）および（Ｂ）を図１と共に参照するに、結晶質軟磁性層１９，２１はそれぞれ略同じ結晶形態を有する。すなわち、結晶質軟磁性層１９の上に非磁性結合層２０を介して結晶質軟磁性層２１が結晶成長するので、結晶質軟磁性層１９の結晶形態が結晶質軟磁性層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。

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形成される。そして、外部から磁界を印加しない状態、すなわち、残留磁化状態では、結晶粒子１９a1と結晶粒子２１a1とは反平行になる。このようにして、結晶粒子１９a1からの漏れ磁界と結晶粒子２１a1からの漏れ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。このような構造により第２裏打積層体１８からのノイズが低減されるので、垂直磁気記録媒体１０のＳＮ比が向上する。

また、第２裏打積層体１８は、記録磁界の吸い込みあるいは吐き出しとして機能する。そして、結晶質軟磁性層１９，２１の各々の磁化は互いに反強磁性的に交換結合しているので、スパイクノイズの発生をさらに抑制できる。

さらに、広域イレーズは、一般に、交換結合する２層の間に働く交換結合磁界が大きいほど抑制されることが知られている。第２裏打積層体１８は結晶質軟磁性層１９，２１が結晶質材料からなるので、非晶質材料よりも飽和磁束密度を高く設定可能である。飽和磁束密度を高めることで、結晶質軟磁性層１９と結晶質軟磁性層２１との間に働く交換結合磁界の強度を非晶質軟磁性材料を用いる場合よりも高くできる。その結果、広域イレーズを抑制できる。

結晶質軟磁性層１９，２１の各々の飽和磁束密度は、１Ｔ以上に設定することが好ましい。これにより、広域イレーズを効果的に抑制できる。なお、飽和磁束密度の上限は特に限定されないが、現在実用可能な結晶質軟磁性材料が有する最大の飽和磁束密度は、２．４Ｔである。

また、結晶質軟磁性層１９，２１は結晶質であるが故に、同じ材料で非晶質の場合よりも飽和磁束密度が大きい。そのため、結晶質軟磁性層１９，２１は、交換結合磁界を非晶質材料の場合よりも高く設定でき、その結果、広域イレーズをいっそう抑制できる。

中間層２２は、ｈｃｐ結晶構造またはｆｃｃ結晶構造の非磁性材料からなる。中間層２２の材料として、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＲｕ合金からなる群のうちいずれか１種の非磁性材料からなることが好ましい。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。

中間層２２は、記録層２３に後述するＣｏを主成分とする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）が基板面に垂直に配向させられる。

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を主成分とする強磁性材料の場合は、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、成膜の際の雰囲気ガスは、不活性ガスに、例えば２ｖｏｌ．％程度あるいはそれ以下の濃度の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。

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。

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層である（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を主成分とする合金は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍなる群のうち少なくとも１種であり、Ｃｏを５０原子％以上含む合金である。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、およびＣｕからなる群のうち少なくとも１種を含む。なお、ＣｏＰｔには、ＣｏとＰｔとの組成比が１：１のＣｏＰｔ、および３：１のＣｏ₃Ｐｔが含まれる。

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、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選択されることが好ましい。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。

第２裏打積層体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、第２裏打積層体１８の結晶質軟磁性層１９，２１がＮｉあるいはＮｉＦｅ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、詳述したＣｏを主成分とする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、第２裏打積層体１８の結晶質軟磁性層１９，２１によって形成された結晶粒子の上に、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、結晶質軟磁性層１９，２１のＮｉあるいはＮｉＦｅは（１１１）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により成長する。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により成長する。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。

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。

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、スパッタ法により、各層の材料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の表面の水分等を除去するために基板加熱を行い、さらに冷却後に非晶質軟磁性層１３，１５を形成してもよい。

第１例の垂直磁気記録媒体１０は、第２裏打積層体１８の２つの結晶質軟磁性層１９，２１が非磁性結合層２０を介して積層されている。結晶質軟磁性層１９，２１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る。したがって、垂直保磁力が増加し、核形成磁界が負の符号でかつ絶対値が大きくなる等、磁気特性が向上する。

さらに、第２裏打積層体１８の２つの結晶質軟磁性層１９，２１が反強磁性的に結合しており、２つの結晶質軟磁性層１９，２１からの漏れ磁界が打ち消される。そのため、第２裏打積層体１８からの漏れ磁界を低減でき、磁気ヘッドの再生素子が検知するノイズを抑制できる。その結果、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、第２裏打積層体１８の２つの結晶質軟磁性層１９，２１はそれぞれ結晶質材料からなるので、飽和磁束密度を非晶質軟磁性材料よりも高く設定できる。それにより交換結合磁界を高めることができ、その結果、広域イレーズを抑制できる。

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。

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。

図３を参照するに、垂直磁気記録媒体３０は、記録層３３が第１磁性層３３ａおよび第２磁性層３３ｂの２層からなる以外は図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。

第１磁性層３３ａおよび第２磁性層３３ｂは、第１例の垂直磁気記録媒体の記録層に用い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３３ａおよび第２磁性層３３ｂ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３３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ので、それぞれを構成する磁性粒子が膜厚方向に成長することに伴う横方向の広がり、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。

さらに、記録層３３は、第１磁性層３３ａが強磁性グラニュラ構造膜、第２磁性層３３ｂ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３３ａ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。

第２例の垂直磁気記録媒体３０は、第１例の垂直磁気記録媒体と同様の効果を有する。さらに、第２例の垂直磁気記録媒体３０は、記録層３３のいっそうの媒体ノイズ低減の効果を有し、さらに、磁気特性および記録再生特性が向上する。なお、次に説明するように記録層３３の磁性層数は２層に限定されず３層以上でもよい。

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。

図４を参照するに、第３例の垂直磁気記録媒体４０は、記録層４３がｎ層の磁性層４３1〜４３nからなる以外は図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。但し、ｎは３以上の自然数である。第１〜第ｎ磁性層４３₁〜４３_nは、第１例の垂直磁気記録媒体の記録層に用い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〜第ｎ磁性層４３₁〜４３_nの各々は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４３をｎ層の磁性層とすることで、それぞれの磁性層をいっそう薄膜化での膜厚を低減できるので、それぞれを構成する磁性粒子が膜厚方向に成長することに伴う横方向の広がり、つまり粒径の増大を抑制できるので、第３例の垂直磁気記録媒体４０は媒体ノイズを低減してＳＮ比を向上できる。なお、第３例の垂直磁気記録媒体４０は、第１例の垂直磁気記録媒体の効果を有することはいうまでもない。

［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記録媒体を形成した。実施例１の垂直磁気記録媒体は、図１に示す第２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。

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（各２５ｎｍ）
非磁性結合層１４：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
分離層１６：Ｔａ膜（３ｎｍ）
第２裏打積層体１８：
結晶質軟磁性層１９，２１：Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜
非磁性結合層２０：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
中間層２２：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層３３：
第１磁性層３３ａ：ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂膜（１０ｎｍ）
第２磁性層３３ｂ：ＣｏＣｒＰｔＢ膜（６ｎｍ）
保護膜２４：カーボン膜（３ｎｍ）
潤滑層２５：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
実施例１の垂直磁気記録媒体は、洗浄したガラス基板をスパッタ装置の成膜室に搬送し、基板加熱を行わないで、上記構成の各層を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。

また、第２裏打積層体１８の結晶質軟磁性層１９および２１の各々のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の膜厚を３ｎｍ、５ｎｍ、８ｎｍ、１０ｎｍ、および１５ｎｍに異ならせた磁気ディスクを作成した。また、比較のため、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を設けない磁気ディスクを作成した。

これらの磁気ディスクのＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜、Ｒｕ膜、およびＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂膜およびＣｏＣｒＰｔＢ膜の結晶配向性をＸ線ディフラクトメータ法（θ−２θスキャン、Ｘ線源：Ｃｕ−Ｋα）を用いて調べた。

図５は、実施例１の垂直磁気記録媒体のＸ線回折チャートである。なお、Ｒｕ（０００２）結晶面、ＣｏＰｔ（０００２）結晶面、およびＮｉＦｅ（１１１）結晶面に対応する回折線はそれぞれ、２θが４２．２５度、４２．７５度、４４．１４度に現れる。

図５を参照するに、Ｒｕ（０００２）結晶面およびＣｏＰｔ（０００２）結晶面に対応する回折線強度は、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を設けない場合よりも、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を設けた場合の方が大きい。これは、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を設けることで、Ｒｕ膜、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂膜のＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔＢ膜の結晶配向性が向上することが分かる。

さらに、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の膜厚の増加にしたがってＮｉＦｅ（１１１）面に対応する回折線強度が急激に増加し結晶配向性が向上している。これに対応して、Ｒｕ（０００２）結晶面およびＣｏＰｔ（０００２）結晶面に対応する回折線強度が増加している。このことから、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の結晶配向性を制御することでＲｕ（０００２）結晶面およびＣｏ（０００２）結晶面の結晶配向性を制御できることが分かる。特に、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜が３ｎｍ以上では、Ｒｕ（０００２）結晶面およびＣｏＰｔ（０００２）結晶面に対応する回折線強度がＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を設けない場合よりも極めて大きくなっているので、好ましいことが分かる。

［実施例２］
次に第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記録媒体を形成した。実施例２の垂直磁気記録媒体は、図３に示す第２例の垂直磁気記録媒体と同様の構成とした。下記に図２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。

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（各２５ｎｍ）
非磁性結合層１４：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
分離層１６：Ｔａ膜（３ｎｍ）
第２裏打積層体１８：
結晶質軟磁性層１９，２１：Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜（５ｎｍ）
非磁性結合層２０：Ｒｕ膜（０．６ｎｍ）
中間層２２：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層３３（第１磁性層と第２磁性層の膜厚の総和を１６ｎｍに設定した。）
第１磁性層３３ａ：ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂膜
第２磁性層３３ｂ：ＣｏＣｒＰｔ膜
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２の垂直磁気記録媒体は、上述した実施例１と同様の条件で作製した。また、比較のため、第２裏打積層体１８のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜、Ｒｕ膜、およびＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の積層体を設けない以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した（比較例２−１）。さらに比較のため、第２裏打積層体１８のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を１層のみ形成し、Ｒｕ膜およびＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜を形成しない以外は実施例２と同様の磁気ディスクを作製した（比較例２−２）。

図６は、実施例２および比較例２の垂直磁気記録媒体の特性図である。

図６を参照するに、垂直保磁力、核形成磁界、およびαは磁気特性である。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。

比較例２−１および比較例２−２に対して実施例２は、垂直保磁力が増加している。また、核形成磁界も負側でその絶対値が大きくなっており、ヒステリシスループの角形性が良好になっている。さらに、αも比較例２−１および比較例２−２と同程度となっている。これらのことから、第２裏打積層体１８のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜、Ｒｕ膜、およびＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の積層体を設けることで、記録層のＣｏＰｔ（０００２）結晶面の結晶配向性が向上したため、磁気特性が向上したことが分かる。

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、面内磁気記録方式の誘導型記録素子とＧＭＲ素子からなる複合ヘッドを用いて測定した。Ｓは、４９５ｋＢＰＩ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ノイズである。なお、Ｓ／Ｎｔの値は所定の磁気ディスク（標準媒体）との比を示している。

オーバーライト特性は、比較例２−１および比較例２−２と同程度で−４７ｄＢ台である。実施例２は、垂直保磁力が比較例２−１よりも５００Ｏｅの高い割にはオーバーライト特性の悪化が抑制されている。これにより、記録層の結晶配向性が良好であることが分かる。

さらに、Ｓ／Ｎｔは、比較例２−２よりも極めて良好となっている。これは、比較例２−２のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜が１層の場合よりも、第２裏打積層体１８をＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜、Ｒｕ膜、およびＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀膜の積層体としたことにより、漏れ磁界が減少し、Ｓ／Ｎｔが向上していることが分かる。

（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例あるいは第２例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。

図７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７を参照するに、磁気記憶装置５０は大略ハウジング５１からなる。ハウジング５１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ５２、ハブ５２に固定され回転される垂直磁気記録媒体５３、アクチュエータユニット５４、アクチュエータユニット５４に取り付けられ垂直磁気記録媒体５３の半径方向に移動するアーム５５およびサスペンション５６、サスペンション５６に支持された磁気ヘッド５８が設けられている。

磁気ヘッド５８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。

図示を省略するが、単磁極型記録ヘッドは、垂直磁気記録媒体５３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５３に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体に垂直方向の磁化を形成する。

また、図示を省略するが、再生ヘッドはＧＭＲ素子を備え、ＧＭＲ素子は、垂直磁気記録媒体５３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５３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。

垂直磁気記録媒体５３は、第１の実施の形態に係る第１例〜第３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５３は、ＳＮ比が良好で、さらに広域イレーズが抑制されている。

なお、第２の実施の形態に係る磁気記憶装置５０の基本構成は、図７に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド５８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５３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。

第２の実施の形態によれば、磁気記憶装置５０は、高密度記録が可能で、かつ広域イレーズが抑制され、長期信頼性が高い。

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。

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積層体と、
前記軟磁性裏打積層体に形成された非磁性材料からなる中間層と、
前記中間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、
前記軟磁性裏打積層体は、基板上に、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、多結晶体の軟磁性材料からなり、該第１の磁性層および第２の磁性層は各々、面内に磁化容易軸を有すると共に、第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化とが互いに反平行に結合してなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２） 前記第１の磁性層の結晶粒子の磁化と、その上方に形成された第２の磁性層の結晶粒子の磁化とが互いに反平行の磁化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３） 前記基板と軟磁性裏打積層体との間に、基板側から他の軟磁性裏打積層体をさらに備え、
前記他の軟磁性裏打積層体は、非晶質の軟磁性材料からなる第３の磁性層および第４の磁性層と、該第３の磁性層と第４の磁性層とに挟まれた他の非磁性結合層とからなり、該第３の磁性層および第４の磁性層は各々面内に磁化容易軸を有すると共に、第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化とが互いに反平行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） 前記基板は円盤状であり、
前記第１の磁性層および第２の磁性層の結晶粒子はその磁化容易軸がランダムな方向に形成され、
前記第３の磁性層および第４の磁性層は磁化容易軸が径方向に平行に形成されて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５） 前記軟磁性裏打積層体の下側に分離層をさらに備え、
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６） 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７） 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６記載の垂直磁気記録媒体。
（付記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付記６記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９） 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、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８記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０） 前記軟磁性裏打積層体の第１の磁性層および第２の磁性層は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ−Ｘ1からなる群のうちいずれか１種からなり、Ｘ1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１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１） 前記軟磁性裏打積層体の第１の磁性層および第２の磁性層は、各々飽和磁束密度が１Ｔ以上に設定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１２） 前記軟磁性裏打積層体の非磁性結合層は、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１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１３） 前記中間層はＲｕまたはＲｕ合金からなり、
前記中間層は、第２の磁性層の（１１１）結晶面上に（０００２）結晶面がエピタキシャル成長してなることを特徴とする付記１２記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１４） 前記記録層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とする合金からなる群のうち、いずれかの強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を主成分とする合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料をからなる連続膜であ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を主成分とする合金からなる群のうち、いずれかの強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１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を主成分とする合金は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる群のうちいずれか１種であり、Ｍが、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、およびＣｕ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１４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。

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。 第１例の垂直磁気記録媒体の結晶質軟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る。 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。 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。 実施例１の垂直磁気記録媒体のＸ線回折チャートである。 実施例２および比較例２の垂直磁気記録媒体の特性図である。 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

１０，３０，４０，５３ 垂直磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 第１裏打積層体
１３，１５ 非晶質軟磁性層
１４，２０ 非磁性結合層
１６ 分離層
１８ 第２裏打積層体
１９，２１ 結晶質軟磁性層
１９ａ，２１ａ 結晶粒子
１９ｂ，２１ｂ 粒界部
２２ 中間層
２３，３３，４３ 記録層
２４ 保護膜
２５ 潤滑層
３３ａ 第１磁性層
３３ｂ 第２磁性層
４３₁〜４３_n 第１〜第ｎ磁性層
５０ 磁気記憶装置
５８ 磁気ヘッド

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された軟磁性裏打積層体と、
   前記軟磁性裏打積層体に形成された非磁性材料からなる中間層と、
   前記中間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、
   前記軟磁性裏打積層体は、基板上に、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、多結晶体の軟磁性材料からなり、該第１の磁性層および第２の磁性層は各々、面内に磁化容易軸を有すると共に、第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化とが互いに反平行に結合してなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記基板と軟磁性裏打積層体との間に、基板側から他の軟磁性裏打積層体をさらに備え、
   前記他の軟磁性裏打積層体は、非晶質の軟磁性材料からなる第３の磁性層および第４の磁性層と、該第３の磁性層と第４の磁性層とに挟まれた他の非磁性結合層とからなり、該第３の磁性層および第４の磁性層は各々面内に磁化容易軸を有すると共に、第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化とが互いに反平行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。
3. 前記基板は円盤状であり、
   前記第１の磁性層および第２の磁性層の結晶粒子はその磁化容易軸がランダムな方向に形成され、
   前記第３の磁性層および第４の磁性層は磁化容易軸が径方向に平行に形成されてなることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記軟磁性裏打積層体の下側に分離層をさらに備え、
   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請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
5. 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１〜４のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
6. 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５記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記軟磁性裏打積層体の第１の磁性層および第２の磁性層は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、およびＮｉＦｅ−Ｘ1からなる群のうちいずれか１種からなり、Ｘ1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１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
8. 前記軟磁性裏打積層体の非磁性結合層は、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請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
9. 前記記録層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ、およびＣｏを主成分とする合金からなる群のうち、いずれかの強磁性材料を含むことを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
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。

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