JP2008097685A - 垂直磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な熱揺らぎ耐性を有すると共にＳＮ比を向上した垂直磁気記録媒体、その製造方法、およびその垂直磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】基板１１と、基板上に形成された軟磁性裏打層１２と、第１の記録層１９、記録補助層２１、第２の記録層２２がこの順に堆積してなる記録層１８と、を備え、第１および第２の記録層１９，２２は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、記録補助層２１は、膜面に略垂直で、非磁性部２１ｂにより互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子は膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、第１の記録層１９、記録補助層２１、および第２の記録層２２は隣接する層が互いに交換結合している。さらに、垂直磁気記録媒体１０は、第１の記録層１９と記録補助層２１との間、あるいは記録補助層２１と第２の記録層２２との間に交換結合力制御層２０を有してもよい。
【選択図】図１
【解決手段】基板１１と、基板上に形成された軟磁性裏打層１２と、第１の記録層１９、記録補助層２１、第２の記録層２２がこの順に堆積してなる記録層１８と、を備え、第１および第２の記録層１９，２２は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、記録補助層２１は、膜面に略垂直で、非磁性部２１ｂにより互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子は膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、第１の記録層１９、記録補助層２１、および第２の記録層２２は隣接する層が互いに交換結合している。さらに、垂直磁気記録媒体１０は、第１の記録層１９と記録補助層２１との間、あるいは記録補助層２１と第２の記録層２２との間に交換結合力制御層２０を有してもよい。
【選択図】図１
Description
本発明は、複数の記録層を有する垂直磁気記録媒体、その製造方法、および垂直磁気記録媒体を備える磁気記憶装置に関する。
近年、磁気記憶装置では、従来の面内磁気記録媒体と比べて高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体が注目されている。垂直磁気記録媒体は、記録層に、その膜面に垂直方向の磁化を有する記録ビット（磁区ドメイン）を形成し、隣接する記録ビットが互いに反平行になるようにして情報を記録する方式である。
垂直磁気記録媒体では、高密度記録を行うと磁区ドメインが減少することで記録情報が消失する、いわゆる"熱揺らぎ"が問題となる。この熱揺らぎに耐えうる記録媒体を実現するには、磁気異方性エネルギーＫｕの大きな強磁性材料の採用か、磁区ドメインの体積の確保が有効である。一方、磁気異方性エネルギーＫｕが増加すると、磁化を形成するための記録磁界も増加する必要がある。
また、高密度記録を行う場合に磁区ドメインの体積を確保しようとすると、磁性膜の膜厚を増加させる必要がある。磁性膜厚を増加させると、記録磁界をさらに増加させる必要があり、また、記録磁界の面内方向の勾配の平坦化による遷移ノイズの増大という問題がある。したがって、熱揺らぎ対策と良好な飽和記録特性の確保の両立が課題となっている。
これらの対策として、記録層を２層以上の多層構造にする試みがなされている。これは、磁気異方性の異なる記録層を積層することで記録特性の向上を図るものである。しかし、２層記録層媒体においてもヘッドからの記録磁界が不十分となる懸念がある。
このような問題点に対して、Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ（ＥＣＣ）媒体と呼ばれる磁気記録媒体が提案されている。これは、磁化容易磁区方向の異なる２層以上の磁性層からなる記録層を有する垂直磁気記録媒体である。このような垂直磁気記録媒体は、熱的安定性を確保しつつ記録磁界を低減し、サイドイレーズを抑制することが期待される（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１では、膜面に垂直な磁性粒子からなる第１記録層と膜面に対してトラック幅方向に傾いた磁性粒子からなる第２記録層を有する記録層を備える垂直磁気記録媒体が開示されている。第２記録層は、成膜する際に特定の範囲の入射角のスパッタ粒子のみが堆積するように遮蔽板によって制限するため、遮蔽板に堆積した材料が無駄になり、また堆積速度も低下するという問題がある。
特開２００５−３０２１５０号公報
本発明の目的は、新規でかつ有用な垂直磁気記録媒体、その製造方法、およびその垂直磁気記録媒体を備える磁気記憶装置を提供することである。より具体的な本発明の目的は、良好な熱揺らぎ耐性を有すると共にＳＮ比を向上した垂直磁気記録媒体、その製造方法、およびその垂直磁気記録媒体を備える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、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、第１の記録層、記録補助層、第２の記録層がこの順に堆積してなる記録層と、を備え、前記第１の記録層および第２の記録層は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、前記記録補助層は、膜面に垂直に形成され、非磁性部により互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、前記第１の記録層、記録補助層、および第２の記録層は隣接する層同士が互いに交換結合してなる垂直磁気記録媒体が提供される。
本発明によれば、磁性粒子が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有する記録補助層を設けることで、互いに交換結合する第１の記録層、記録補助層および第２の記録層の磁化反転がより低い記録磁界により可能となる。さらに、記録補助層の磁性粒子が非磁性部により孤立化しているので、磁化反転する記録磁界強度の分布幅が狭小化される。これらにより垂直磁気記録媒体の記録特性、例えばオーバーライト特性が良好となり、垂直磁気記録媒体のＳＮ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
なお、磁性粒子の孤立化は、磁性粒子同士が非磁性部により離隔された状態をいい、この状態では、磁性粒子内の多数の磁気モーメントの回転や反転が秩序化される。また、この状態では、磁性粒子間の相互作用が弱められる。
本発明の他の観点によれば、上記いずれかの垂直磁気記録媒体と、記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置が提供される。本発明によれば、高記録密度化が可能な磁気記憶装置が提供できる。
本発明のその他の観点によれば、基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料からなるターゲットを使用して成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法が提供される。
また、本発明のその他の観点によれば、基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の非磁性化合物を同時にスパッタして成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法が提供される。
上記の本発明のいずれによっても、記録補助層が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有する磁性粒子が形成される。これにより、記録磁界を低減でき、オーバーライト特性が良好となり、その結果、ＳＮ比が向上し、高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体を提供できる。
本発明によれば、垂直磁気記録媒体の記録特性、例えばオーバーライト特性が良好となる。その結果、垂直磁気記録媒体のＳＮ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
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垂直磁気記録媒体の断面図である。なお、図１は記録方向に沿った断面図である。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。なお、図１は記録方向に沿った断面図である。
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、その上に、軟磁性裏打層１２、シード層１５、下地層１６、中間層１７、記録層１８、保護膜２３、および潤滑層２４が順次堆積された構成からなる。記録層１８は、基板１１側から第１記録層１９、交換結合力制御層２０、記録補助層２１、第２記録層２２がこの順に積層されてなる。垂直磁気記録媒体１０は、記録補助層が記録時に必要な記録磁界強度を低減させてオーバーライト特性を向上し、ひいてはＳＮ比を向上可能である。
基板１１は、特に制限はなく、例えばガラス基板、ＮｉＰめっきアルミ合金基板、シリコン基板、プラスチック基板、セラミックス基板、カーボン基板等を用いることができる。
軟磁性裏打層１２は、２つの軟磁性層１３ａ，１３ｂとそれらに挟まれた非磁性結合層１４からなり、２つの軟磁性層１３ａ，１３ｂは互いに反強磁性的に交換結合している。軟磁性層１３ａ，１３ｂは、膜厚が、例えば、２０ｎｍ〜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もしくは微結晶の軟磁性材料からなる。軟磁性層１３ａ，１３ｂは、例えば、ＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＳｉ，およびＮｉＦｅ等からなる。
非磁性結合層１４は、膜厚が０．５〜１．２ｎｍの範囲に設定され、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金から選択される。Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金は、それぞれ添加元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金が選択される。
軟磁性裏打層１２は２つの軟磁性層１３ａ，１３ｂの磁化が互いに反強磁性的に交換結合することで、軟磁性層１３ａ，１３ｂ中に磁壁の形成及び移動が制限され、スパイクノイズを低減する。なお軟磁性層１３ａ，１３ｂの磁化容易軸は、垂直磁気記録媒体１０が磁気ディスクの場合、径方向に配向していることが好ましい。
なお、軟磁性裏打層１２は、上述した構成が好ましいが、十分にスパイクノイズを低減できる場合は、上記の軟磁性層が１層のみの構成としてもよい。
シード層１５は、膜厚が、例えば２．０ｎｍ〜１０ｎｍであり、例えばＴａ、Ｗ、Ｍｏ等を含む非晶質の非磁性層である。シード層１５は、この上に形成される下地層１６の結晶粒子の結晶配向性を向上させ、さらに、下地層１６の結晶粒子の粒径を均一化する。なお、シード層１５を設けた方が上述したように好ましいが、省略してもよい。
下地層１６は、面心立方格子（ｆｃｃ）結晶構造を有する結晶質層である。結晶質層の材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ等が挙げられ、これらの結晶質層は、それぞれ（１１１）結晶面が優先的に成長する。この上に形成される中間層１７が六方細密充填（ｈｃｐ）結晶構造を有する材料からなるので、ｆｃｃ結晶構造を有する結晶質層の（１１１）結晶面上に、（０００２）面が優先的に成長する。なお、下地層１６を設けた方が上述したように好ましいが、省略してもよい。
中間層１７は、ＲｕあるいはＲｕ合金からなり、Ｒｕ合金がｈｃｐ結晶構造を有するＲｕ−Ｘ1合金（Ｘ1はＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎ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１７は（０００２）面が優先的に成長するが、軟磁性層１２上に直接形成されるよりは、シード層１５上、あるいはさらに下地層１６上に形成される方が、結晶性および結晶配向性が良好となる。特に下地層１６上に形成される場合は、（０００２）面が優先的にエピタキシャル成長し、いっそう結晶性および結晶配向性が良好となる。その結果、中間層１７は、記録層１８の結晶配向性および保磁力等の磁気特性を向上させる。その結果、垂直磁気記録媒体１０のＳＮ比が向上する。
なお、中間層１７は、上述したＲｕ等からなる多数の結晶粒子が膜面に垂直に成長し、それぞれ互いに分離して面内方向に配置された構造をとることが好ましい。これにより、第１記録層１９を構成する多数の磁性粒子同士が互いに分離して形成されるので、媒体ノイズが低減し、ＳＮ比が向上する。さらに、このような構造がさらに記録補助層２１に引き継がれ、記録補助層２１を構成する多数の磁性粒子が互いに分離して形成されるので、磁性粒子の磁化反転がし易くなり、磁化反転に必要な記録磁界強度が低減される。そのため、垂直磁気記録媒体１０の記録性能が良好となる。
保護膜２３は、記録層１８上に形成され、その材料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のいずれからなる。
潤滑層２４は、その材料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２４は、保護膜２３の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。
次に記録層１８について詳述する。
図２は、図１に示す記録層の磁化容易軸方向を説明するための図である。
図２を図１と共に参照するに、記録層１８は上述したように基板１１側から第１記録層１９、交換結合力制御層２０、記録補助層２１、第２記録層２２がこの順に積層された構成を有するが、第１記録層１９および第２記録層２２は、主として耐熱揺らぎ性を確保する機能を有し、記録補助層２１は耐熱揺らぎ性を確保すると共に記録時に記録層１８全体の磁化反転し易くする機能を有する。また、交換結合力制御層２０は、第１記録層１９と記録補助層２１との交換結合力を制御する機能を有する。
第１記録層１９および第２記録層２２は、強磁性材料からなり、例えばｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料を含む。ｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料としては、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）が挙げられる（以下、記録層強磁性材料と称する。）。第１記録層１９および第２記録層２２は、記録層強磁性材料のみからなる強磁性層、いわゆる連続膜でもよい。
また、第１記録層１９および第２記録層２２は、記録層強磁性材料をスパッタ法により成膜する際に酸素ガスを含む雰囲気で成膜し、膜中に酸素がとりこまれた強磁性材料でもよい。これにより、磁性粒子同士の界面である粒界部に酸素が取り込まれるので、粒界部の厚さが増大し磁性粒子同士がいっそう離隔される。これにより、媒体ノイズが低減されＳＮ比が向上する。このような記録層１５は、記録層強磁性材料にＯ（酸素）が含まれる組成を有するが、例えば、ＣｏＣｒ−Ｏ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｏ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｏ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ−Ｏである。
また、第１記録層１９および第２記録層２２は、記録層強磁性材料からなる磁性粒子と、それを取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなる、いわゆるグラニュラー膜でもよい。磁性粒子は、中間層１４の表面から基板面に対して略垂直方向に成長する柱状構造を有し、基板面内方向には互いに非固溶相により離隔されている。非固溶相は、磁性粒子を形成する強磁性材料と固溶しない、あるいは化合物を形成しない非磁性材料から構成される。非固溶相は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、及びＭｇから選択されるいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｎ、及び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り、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。磁性粒子はこのような非磁性材料よりなる非固溶相によって、隣り合う磁性粒子と物理的に離隔されるので磁気的相互作用が低減され、その結果、媒体ノイズが低減されてＳＮ比が向上する。
上記のグラニュラー膜の組成のうち、磁性粒子がＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔ−Ｍのうちのいずれかからなり、非固溶層が酸化物からなることが好ましく、さらに、非固溶層がＳｉＯ2またはＴｉＯ2からなることが好ましい。この組み合わせにより、磁性粒子が非固溶層により略均一に離隔され、良好な磁気特性および記録再生特性が得られる。
また、第１記録層１９および第２記録層２２は、強磁性元素と非磁性元素のそれぞれの薄膜を交互に積層した強磁性人工格子膜でもよい。このような強磁性人工格子膜としては、Ｃｏ層とＰｄ層を交互に多数積層したＣｏ／Ｐｄ人工格子膜や、Ｃｏ層とＰｔ層を交互に多数積層したＣｏ／Ｐｔ人工格子膜が挙げられる。強磁性人工格子膜は膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する。強磁性人工格子膜では、一軸異方性定数が上記の記録層強磁性材料よりも大きい材料が得られるので保磁力を容易に増加できる。なお、Ｃｏ層、Ｐｄ層、およびＰｔ層のそれぞれの繰り返し単位は単層でもよく２層でもよい。
交換結合力制御層２０は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金、Ｃｕ、およびＣｒから選択される。Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金は、それぞれ添加元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金が選択される。ＲｕおよびＲｕ系合金は格子定数がＣｏＣｒＰｔ系合金の格子定数と略同等なので、格子整合性が良好な点で好適である。
また、交換結合力制御層２０は、膜厚が０．１ｎｍ〜０．５ｎｍに設定されることが好ましい。この範囲に設定することで、第１記録層１９と記録補助層２１とが強磁性的に交換結合し、かつ交換結合力の大きさを制御可能である。なお、交換結合力制御層２０は、交換結合力を制御する必要がない場合は設けなくともよい。
記録補助層２１は、膜面に略垂直で、非磁性部２１ｂにより互いに離隔された複数の磁性粒子２１ａからなる。磁性粒子２１ａは強磁性材料からなり、膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有する。また、非磁性部２１ｂは磁性粒子２１ａ間に形成され、非磁性材料からなる。非磁性部２１ｂは、記録補助層２１がＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料の場合は、主にＣｒが磁性粒子２１ａ間の界面に偏析して形成される。非磁性部２１ｂは後ほど説明するが空隙部分を有してもよい。これにより磁性粒子２１ａ間の孤立化が促進される。なお、非磁性部２１ｂの空隙部分は記録補助層２１を成膜時のガス圧力を後ほど説明する所定範囲（通常の成膜圧力よりも高い圧力）に設定することで形成できる。
記録補助層２１は、ＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料からなることが好ましく、ＣｏＣｒ全体を１００ａｔ％としたとき、Ｃｒ含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定される。これにより、記録補助層の磁化容易軸が膜面に対して斜め方向に形成される。さらに、Ｃｒ含有量が１５ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲に設定されることが好ましい。Ｃｒ含有量が１５ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲に設定されることで記録補助層２１の磁化容易軸が膜面に対して７０度以上でかつ９０度未満の範囲に形成される。
ＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料としては、ＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒ−Ｘ2であり、Ｘ2は、Ｍｏ，Ｍｎ，Ｖ，およびＷからなる群から選択される少なくとも１種である。添加元素Ｘ2の含有量は、全体に対して１０ａｔ％以下である。このように記録補助層２１は、添加元素Ｘ2を添加することで、第１記録層１９あるいは交換結合力制御層２０上に格子整合性良くエピタキシャル成長が可能となり、さらに、記録補助層２１の上に第２記録層２２を格子整合性良くエピタキシャル成長させることが可能となる。また、添加元素Ｘ2を添加することで記録補助層２１の飽和磁化を低下させることができる。
また、記録補助層２１は、上述したグラニュラー膜でもよい。この場合、グラニュラー膜の非固溶相が非磁性部２１ｂとなり磁性粒子２１ａ間の孤立性が高まる。磁性粒子２１ａは、上述したようにＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料であることが好ましく、それにより磁化容易軸が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸が形成される。
また、第１記録層１９および第２記録層２２の磁化容易軸は膜面に対して垂直に配向している。これに対して、記録補助層２１の磁化容易軸は膜面に対して４５度以上でかつ９０度未満に設定される。これにより、記録磁界の方向を反転した場合、磁化容易軸が９０度の場合よりも記録補助層２１の磁化反転がより低い記録磁界で起こる。そのため、記録補助層２１の磁化反転に伴って第１記録層１９および第２記録層２２の磁化が反転し易くなる。記録補助層２１の磁化容易軸は膜面に対して６０度以上でかつ８０度以下の範囲に設定されることが好ましい。この範囲ではＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料により容易に設定可能であり、８０度以下とすることで９０度未満の場合よりも磁化反転がより低い記録磁界で起こる。
第１記録層１９と第２記録層２２の好ましい組み合わせは、第１記録層１９がグラニュラー膜からなり、第２記録層２２が連続膜あるいは人工格子膜からなることが好ましい。このような組み合わせとすることで、グラニュラー膜が単層の場合よりも、記録層１８全体の保磁力、飽和磁界Ｈｓ、およびΔＨｓを低減でき、かつ、核生成磁界が負値でかつ絶対値を増加できるので記録再生特性の向上を図れる。なおΔＨｓは、ヒステリシスループ（磁化−磁界曲線）において、飽和磁界Ｈｓと磁化が飽和する磁界の最小値との磁界差である。
記録層１８の膜厚は、第１記録層１９が８ｎｍ〜１２ｎｍ、第２記録層２２が５ｎｍ〜１０ｎｍ、記録補助層２１は０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲に設定されることが高記録密度化に適する点で好ましい。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る第１例の垂直磁気記録媒体１０によれば、磁性粒子２１ａが膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有する記録補助層２１を設けることで互いに交換結合する第１記録層１９、記録補助層２１および第２記録層２２の磁化反転がより低い記録磁界により可能となる。さらに、記録補助層２１の磁性粒子２１ａが非磁性部２１ｂにより孤立化しているので、磁化反転する記録磁界強度の分布幅が狭小化される。これらにより、垂直磁気記録媒体１０の記録特性、例えばオーバーライト特性が良好となる。その結果、ＳＮ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
次に、図１および図２を参照しつつ第１例の垂直磁気記録媒体１０の製造方法を説明する。
最初に、基板１１を真空容器内に載置する。なお、基板１１の表面を乾燥させるために、真空中で加熱してもよいが、軟磁性裏打層１２を成膜する前に基板を冷却する。
次いで、基板１１上に上述した軟磁性裏打層１２、すなわち、軟磁性層１３ａ、非磁性結合層１４、軟磁性層１３ｂを順にスパッタ法により形成する。スパッタ装置内が１０-7Ｐａまで排気可能な超高真空スパッタ装置を用いることが好ましい。なお、無電解めっき法、電気めっき法、真空蒸着法等を用いて軟磁性層１３ａ，１３ｂを形成してもよく、特に軟磁性裏打層１２が単層の軟磁性層からなる場合に有効である。
次いで、軟磁性裏打層１２上にスパッタ装置を用いて、上述した材料からなるスパッタターゲットを用いてシード層１５を形成する。具体的には、シード層１５は、例えばＤＣマグネトロン法により不活性ガス雰囲気、例えばＡｒガス雰囲気で、圧力を例えば０．４Ｐａ、投入電力を例えば０．５ｋＷに設定して形成する。この際、基板１１の加熱は行わない方が好ましい。これにより軟磁性裏打層１２（軟磁性層１３ａ，１３ｂ）の結晶化あるいは微結晶の肥大化を抑制することができる。もちろん、軟磁性裏打層１２の結晶化あるいは微結晶の肥大化を伴わない程度の温度である１５０℃以下の温度に加熱してもよい。なお、基板１１の温度条件は、下地層１６、中間層１７、および記録層１８（第1記録層１９、交換結合力制御層２０、記録補助層２１、および第２記録層２２からなる。）を形成する工程においてもシード層１５の形成工程と同様である。
次いで、シード層１５上に、下地層１６、中間層１７および記録層１８を、順次、上述した材料のスパッタターゲットを用いて形成する。これらの各層の形成条件は記録補助層２１を除いてシード層１３の形成条件と同様である。
なお、第１記録層１９あるいは第２記録層２２の形成工程において、不活性ガス雰囲気の代わりに、不活性ガスに酸素ガスあるいは窒素ガスを添加した雰囲気あるいは酸素ガスあるいは窒素ガス雰囲気で形成してもよい。これにより、第１記録層１９あるいは第２記録層２２の磁性粒子同士の分離状態が良好となり、媒体ノイズが低減され、ＳＮ比が良好となる。
また第１記録層１９あるいは第２記録層２２がグラニュラー膜の場合は、上述した強磁性材料のスパッタターゲットと、非固溶相の非磁性材料のスパッタターゲットを用いて、不活性ガス雰囲気で同時にスパッタして形成する。この際、非磁性材料が酸化物、窒化物、あるいは炭化物の場合は、それぞれ、雰囲気ガスとして、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスを用いてもよく、不活性ガスに添加してもよい。これにより、非固溶相の酸素、窒素、炭素の各含有量が化学量論的な組成よりも減少するのを抑制でき、良質な記録層が形成できる。その結果、垂直磁気記録媒体１０は耐久性や耐蝕性が良好となる。なお、スパッタターゲットは上記の２つのスパッタターゲットの代わりに、強磁性材料と非磁性材料とを複合した材料からなる一つのスパッタターゲットを用いてもよい。これにより第１記録層１９あるいは第２記録層２２の膜の磁性粒子と非固溶相とのモル比の制御が容易になる。
記録補助層２１は、スパッタ法により上述したＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料からなるスパッタターゲットを使用して不活性ガス（例えばＡｒガス）雰囲気で形成される。ＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料は、ＣｏＣｒを１００ａｔ％としたときＣｒ含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定する。これにより記録補助層２１の磁性粒子２１ａの磁化容易軸が膜面に対して斜めに形成される。さらには、Ｃｒ含有量が１５ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲に設定されることが好ましい。これにより記録補助層２１の磁性粒子２１ａの磁化容易軸が膜面に対して７０度以上でかつ９０度未満の範囲に形成される。
また、記録補助層２１は磁性粒子２１ａ間の孤立性を高めるために成膜時のガス圧力は１．５Ｐａ〜１０Ｐａに設定され、好ましくは２．０Ｐａ以上でかつ１０Ｐａ以下の範囲に設定される。ガス圧力が２．０Ｐａ以上では後ほど実施例で説明するが磁性粒子２１ａ間の非磁性部２１ｂに空隙が形成されて磁性粒子２１ａ間の孤立性が高まりＳＮ比が顕著に向上する。一方、ガス圧力が１０Ｐａを超えると記録補助層２１の膜質、特に磁性粒子２１ａの結晶性が低下する。また、雰囲気ガスとして酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスを不活性ガスに添加してもよい。磁性粒子２１ａの孤立性が高まる。
また、記録補助層２１がグラニュラー膜の場合は、上述した第１記録層１９あるいは第２記録層２２の場合と同様の条件により上述した材料を使用して形成する。この場合の成膜時のガス圧力は上記と同様に、１．５Ｐａ〜１０Ｐａに設定され、好ましくは２．０Ｐａ以上でかつ１０Ｐａ以下の範囲に設定される。
次いで、記録層１８上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ａｒｃ）法等を用いて保護膜２３を形成する。さらに、保護膜２３の表面に、浸漬法（引き上げ法）、スピンコート法、液面低下法等により潤滑層２４を塗布する。以上により、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１０が形成される。
なお、上述したシード層１５を形成する工程から保護膜２３を形成する工程までは、真空中あるいは上述した成膜雰囲気に保持し、外気に曝露しない方が、基板１１あるいは既に形成された各層の表面の清浄性の点で好ましい。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る製造方法によれば、第１例の垂直磁気記録媒体１０が形成される。記録補助層２１は、ＣｏＣｒを主成分としＣｏＣｒを１００ａｔ％としたときＣｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料を用いることで、記録補助層２１の磁性粒子２１ａの磁化容易軸を膜面に対して斜め方向に形成できる。特に、記録補助層２１を形成する際に成膜時のガス圧力を２．０Ｐａ以上でかつ１０Ｐａ以下の範囲に設定することで、記録補助層２１の磁性粒子の孤立性が高まり、記録補助層２１の磁化反転に秩序性が形成されるので、記録補助層２１が磁化反転する記録磁界強度の分布幅が狭小化されるので、記録特性、例えばオーバーライト特性が良好となる。その結果、垂直磁気記録媒体１０のＳＮ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
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、第２例の垂直磁気記録媒体３０は、記録層３８が、基板１１側から第１記録層１９、記録補助層２１、交換結合力制御層２０、第２記録層２２がこの順に積層されてなる。垂直磁気記録媒体３０は、記録補助層２１および交換結合力制御層２０の積層の順序が異なるだけでこれ以外は、第１例の垂直磁気記録媒体１０と同様の構成を有する。したがって、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３０と同様の効果を有する。
次に、第１の実施の形態に係る実施例および比較例を説明する。
［実施例］
実施例の垂直磁気記録媒体は以下の構成を有する。なお、垂直磁気記録媒体の構成は基板側から順に示しており、特に断らない限り括弧内は膜厚を示す。
実施例の垂直磁気記録媒体は以下の構成を有する。なお、垂直磁気記録媒体の構成は基板側から順に示しており、特に断らない限り括弧内は膜厚を示す。
基板：ガラス基板（外径６５ｍｍ）
軟磁性裏打層：ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）／Ｒｕ膜（０．７ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）
シード層：Ｔａ膜（３ｎｍ）
下地層：ＮｉＦｅＣｒ膜（３ｎｍ）
中間層：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層
第１記録層：ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜（１０ｎｍ）
交換結合力制御層：Ｒｕ膜（０．２ｎｍ）
記録補助層：Ｃｏ80Ｃｒ20膜（０．５ｎｍ）
第２記録層：ＣｏＣｒＰｔ膜（６ｎｍ）
保護膜：カーボン膜（４ｎｍ）
潤滑層：パーフルオロポリエーテル（１ｎｍ）
以下、実施例の垂直磁気記録媒体の製造方法を示す。
軟磁性裏打層：ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）／Ｒｕ膜（０．７ｎｍ）／ＣｏＮｂＺｒ膜（２５ｎｍ）
シード層：Ｔａ膜（３ｎｍ）
下地層：ＮｉＦｅＣｒ膜（３ｎｍ）
中間層：Ｒｕ膜（２０ｎｍ）
記録層
第１記録層：ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜（１０ｎｍ）
交換結合力制御層：Ｒｕ膜（０．２ｎｍ）
記録補助層：Ｃｏ80Ｃｒ20膜（０．５ｎｍ）
第２記録層：ＣｏＣｒＰｔ膜（６ｎｍ）
保護膜：カーボン膜（４ｎｍ）
潤滑層：パーフルオロポリエーテル（１ｎｍ）
以下、実施例の垂直磁気記録媒体の製造方法を示す。
まず、表面を洗浄・乾燥した外径６５ｍｍの円盤状のガラス基板を洗浄後、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、圧力１．０×１０-5Ｐａまで真空排気した後、Ａｒガスを供給し圧力０．６７Ｐａに設定して上記の材料のスパッタターゲットを用いて軟磁性裏打層のＣｏＮｂＺｒ膜から保護膜のカーボン膜を形成した。但し、記録補助層のＣｏ80Ｃｒ20膜の成膜時の圧力を０．５Ｐａ，２．０Ｐａ、４．０Ｐａに異ならせた垂直磁気記録媒体をそれぞれ作製した。さらに、保護膜上に浸漬法（引き上げ法）により潤滑層を形成した。
［比較例］
本発明によらない比較例の垂直磁気記録媒体は、記録層が交換結合力制御層（Ｒｕ膜）と記録補助層（Ｃｏ80Ｃｒ20膜）を省略した、第１記録層（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜）および第２記録層（ＣｏＣｒＰｔ膜）のみからなる以外は実施例と同様の構成からなる。
本発明によらない比較例の垂直磁気記録媒体は、記録層が交換結合力制御層（Ｒｕ膜）と記録補助層（Ｃｏ80Ｃｒ20膜）を省略した、第１記録層（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜）および第２記録層（ＣｏＣｒＰｔ膜）のみからなる以外は実施例と同様の構成からなる。
図４は、実施例のオーバーライト特性とＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力との関係図である。オーバーライト特性は高密度パターンが記録された上に低密度パターンを重ね書きし、高密度パターンの出力を、最初に高密度パターンで書いたときの出力で割って得たものである。
図４を参照するに、ＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力の増加に伴ってオーバーライト特性は良好となり、より具体的には、０．５Ｐａに対して２Ｐａ以上で３ｄＢ程度良好となる。このようにオーバーライト特性が向上するのは、ガス圧力の増加に対応してＣｏＣｒ膜の磁性粒子間の非磁性部に空隙が形成され、磁性粒子の孤立化が促進されたため、多数ある磁性粒子の斜め磁化を反転させる磁界の分布幅が低減されているためと考えられる。その結果、Ｃｏ80Ｃｒ20膜の磁化反転に伴って向きが変化する交換結合磁界により、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜およびＣｏＣｒＰｔ膜の磁化を反転させるために磁界が低減されていると推察される。
図５および図６は、実施例の出力特性とＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力との関係図である。
図５および図６を参照するに、ＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力の増加に伴って再生出力はＶf8およびＶf2のいずれもが向上していることが分かる。なお、Ｖf8は実機で用いる線記録密度のうち、最も低い線記録密度に記録したときの再生出力であり、Ｖf2は実機で用いる線記録密度のうち、最も高い線記録密度に記録したときの再生出力である。
図７および図８は、実施例および比較例のＳＮ比とＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力との関係図である。なお、図７に示すＳ8／Ｎｍは、先の図５の場合の再生出力Ｖf8と媒体ノイズとの比であり、図８に示すＳ／Ｎｍは、先の図６の場合の再生出力Ｖf2と媒体ノイズとの比である。
図７および図８を参照するに、ＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力の増加に伴ってＳ8／ＮｍおよびＳ／Ｎｍのいずれも向上していることが分かる。これは、ＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧力の増加に伴ってオーバーライト特性が良好となり、さらに、Ｖf8およびＶf2が増加したためである。また、実施例は比較例に対してＳ8／ＮｍおよびＳ／ＮｍのいずれのＳＮ比も向上しているがこれは実施例が交換結合力制御層（Ｒｕ膜）と記録補助層（Ｃｏ80Ｃｒ20膜）を設けたことで、記録特性が比較例よりも良好となりＳＮ比が向上したものである。
以上により、ＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧は０．５Ｐａ以上であれば十分であるが、さらに２．０Ｐａ以上であることが好ましいことが分かる。なお、上述したようにＣｏＣｒ膜成膜時のガス圧は、ＣｏＣｒ膜の磁性粒子の結晶性が良好な点で１０Ｐａ以下であることが好ましい。
（第２の実施の形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態に係る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。
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態に係る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９は、本発明の第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９を参照するに、磁気記憶装置６０は大略ハウジング６１からなる。ハウジング６１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ６２、ハブ６２に固定され回転される垂直磁気記録媒体６３、アクチュエータユニット６４、アクチュエータユニット６４に取り付けられ垂直磁気記録媒体６３の径方向に移動されるアーム６５およびサスペンション６６、サスペンション６６に支持された磁気ヘッド６８が設けられている。磁気ヘッド６８は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、またはＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）等の再生ヘッドと誘導型の記録ヘッドとの複合型ヘッドからなる。この磁気記憶装置６０の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。
垂直磁気記録媒体６３は、例えば第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である。垂直磁気記録媒体６３は、記録補助層を設けたことによりオーバーライト特性さらにはＳＮ比が向上し、よって磁気記憶装置６０は高記録密度化が可能である。
なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置６０の基本構成は、図９に示すものに限定されるものではなく、記録再生ヘッド６８は上述した構成に限定されず、公知の記録再生ヘッドを用いることができる。
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、第１および第２の実施の形態では、垂直磁気記録媒体は磁気ディスクを例として説明したが、垂直磁気記録媒体は円盤状の基板の代わりにテープ状の基板、例えば、テープ状のＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いた磁気テープでもよい。
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層と、
前記軟磁性裏打層上に、第１の記録層、記録補助層、第２の記録層がこの順に堆積してなる記録層と、を備え、
前記第１の記録層および第２の記録層は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、
前記記録補助層は、膜面に垂直に形成され、非磁性部により互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、
前記第１の記録層、記録補助層、および第２の記録層は隣接する層同士が互いに交換結合してなる垂直磁気記録媒体。
（付記２） 前記第１の記録層と記録補助層との間に、第１の記録層と記録補助層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備え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） 前記記録補助層と第２の記録層との間に、記録補助層と第２の記録層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備え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） 前記交換結合力制御層は、非磁性層、非磁性層と膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層、および非磁性層とそれを挟む２つの膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層からなる群のうち、いずれか１つであることを特徴とする付記２または３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５） 前記非磁性層は、その膜厚が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする付記４記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６） 前記第１および第２の記録層の強磁性材料は、六方細密充填結晶構造を有する強磁性材料を含み、該強磁性材料がＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち１種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７） 前記第１の記録層は、強磁性材料からなる磁性粒子と、それを取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなり、該強磁性材料がＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち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８） 前記第２の記録層は、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち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９） 前記第２の記録層は、強磁性元素と非磁性元素のそれぞれの薄膜を交互に積層した強磁性人工格子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１０） 前記記録補助層はＣｏＣｒを主成分とする強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） 前記記録補助層の非磁性部は空隙部分を有することを特徴とする付記１０記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２） 前記記録補助層は、磁性粒子と、該磁性粒子を取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなり、該磁性粒子はＣｏＣｒを主成分とする強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１３） 前記記録補助層の磁性粒子は磁化容易軸が膜面に対して４５度以上でかつ９０度未満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１４） 前記記録補助層の磁性粒子はＣｏＣｒ膜からなり、磁化容易軸が膜面に対して６０度〜８０度の範囲に設定されてなることを特徴とする付記１０〜１３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１５） 前記軟磁性裏打層と記録層との間に中間層をさらに備え、
前記中間層は、ＲｕまたはＲｕ合金からなり、該Ｒｕ合金はｈｃｐ結晶構造を有するＲｕ−Ｘ1合金であり、Ｘ1がＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも１種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） 前記軟磁性裏打層と中間層との間に、軟磁性裏打層側からシード層および下地層がこの順に積層されてなり、
前記シード層は、非晶質の非磁性層であり、
前記下地層は、面心立方格子結晶構造を有する結晶質層であ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） 付記１記載の垂直磁気記録媒体と、
記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
（付記１８） 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料からなるターゲットを使用して成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１９） 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の非磁性化合物を同時にスパッタして成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２０） 前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法により圧力を２Ｐａ〜１０Ｐａに設定して成膜することを特徴とする付記１８または１９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（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、第１の記録層、記録補助層、第２の記録層がこの順に堆積してなる記録層と、を備え、
前記第１の記録層および第２の記録層は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、
前記記録補助層は、膜面に垂直に形成され、非磁性部により互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、
前記第１の記録層、記録補助層、および第２の記録層は隣接する層同士が互いに交換結合してなる垂直磁気記録媒体。
（付記２） 前記第１の記録層と記録補助層との間に、第１の記録層と記録補助層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備え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） 前記記録補助層と第２の記録層との間に、記録補助層と第２の記録層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備え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） 前記交換結合力制御層は、非磁性層、非磁性層と膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層、および非磁性層とそれを挟む２つの膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層からなる群のうち、いずれか１つであることを特徴とする付記２または３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５） 前記非磁性層は、その膜厚が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする付記４記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６） 前記第１および第２の記録層の強磁性材料は、六方細密充填結晶構造を有する強磁性材料を含み、該強磁性材料がＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち１種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７） 前記第１の記録層は、強磁性材料からなる磁性粒子と、それを取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなり、該強磁性材料がＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち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８） 前記第２の記録層は、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち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９） 前記第２の記録層は、強磁性元素と非磁性元素のそれぞれの薄膜を交互に積層した強磁性人工格子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１０） 前記記録補助層はＣｏＣｒを主成分とする強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） 前記記録補助層の非磁性部は空隙部分を有することを特徴とする付記１０記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２） 前記記録補助層は、磁性粒子と、該磁性粒子を取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなり、該磁性粒子はＣｏＣｒを主成分とする強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１３） 前記記録補助層の磁性粒子は磁化容易軸が膜面に対して４５度以上でかつ９０度未満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１４） 前記記録補助層の磁性粒子はＣｏＣｒ膜からなり、磁化容易軸が膜面に対して６０度〜８０度の範囲に設定されてなることを特徴とする付記１０〜１３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１５） 前記軟磁性裏打層と記録層との間に中間層をさらに備え、
前記中間層は、ＲｕまたはＲｕ合金からなり、該Ｒｕ合金はｈｃｐ結晶構造を有するＲｕ−Ｘ1合金であり、Ｘ1がＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも１種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） 前記軟磁性裏打層と中間層との間に、軟磁性裏打層側からシード層および下地層がこの順に積層されてなり、
前記シード層は、非晶質の非磁性層であり、
前記下地層は、面心立方格子結晶構造を有する結晶質層であ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） 付記１記載の垂直磁気記録媒体と、
記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
（付記１８） 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料からなるターゲットを使用して成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１９） 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の非磁性化合物を同時にスパッタして成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２０） 前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法により圧力を２Ｐａ〜１０Ｐａに設定して成膜することを特徴とする付記１８または１９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
１０、３０、６３ 垂直磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 軟磁性裏打層
１３ａ，１３ｂ 軟磁性層
１４ 非磁性結合層
１５ シード層
１６ 下地層
１７ 中間層
１８ 記録層
１９ 第１記録層
２０ 交換結合力制御層
２１ 記録補助層
２１ａ 磁性粒子
２１ｂ 非磁性部
２２ 第２記録層
２３ 保護膜
２４ 潤滑層
６０ 磁気記憶装置
６８ 磁気ヘッド
１１ 基板
１２ 軟磁性裏打層
１３ａ，１３ｂ 軟磁性層
１４ 非磁性結合層
１５ シード層
１６ 下地層
１７ 中間層
１８ 記録層
１９ 第１記録層
２０ 交換結合力制御層
２１ 記録補助層
２１ａ 磁性粒子
２１ｂ 非磁性部
２２ 第２記録層
２３ 保護膜
２４ 潤滑層
６０ 磁気記憶装置
６８ 磁気ヘッド
Claims (10)
- 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、第１の記録層、記録補助層、第２の記録層がこの順に堆積してなる記録層と、を備え、
前記第１の記録層および第２の記録層は、膜面に垂直な磁化容易軸を有する強磁性層であり、
前記記録補助層は、膜面に垂直に形成され、非磁性部により互いに離隔された複数の磁性粒子からなり、該磁性粒子が膜面に対して斜め方向の磁化容易軸を有し、
前記第１の記録層、記録補助層、および第２の記録層は隣接する層同士が互いに交換結合してなる垂直磁気記録媒体。 - 前記第１の記録層と記録補助層との間に、第１の記録層と記録補助層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記記録補助層と第２の記録層との間に、記録補助層と第２の記録層との交換結合力を制御する交換結合力制御層をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第１および第２の記録層の強磁性材料は、六方細密充填結晶構造を有する強磁性材料を含み、該強磁性材料がＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（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種から選択される。）からなる群のうち１種であ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。
- 前記記録補助層はＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料からな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。
- 前記記録補助層は、磁性粒子と、該磁性粒子を取り囲む非磁性材料からなる非固溶層からなり、該磁性粒子はＣｏＣｒを主成分とする強磁性材料からな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。
- 前記記録補助層の磁性粒子は磁化容易軸が膜面に対して４５度以上でかつ９０度未満であ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。
- 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と、
記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。 - 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料からなるターゲットを使用して成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 基板上に軟磁性裏打層を形成する工程と、
前記軟磁性裏打層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第１の記録層を形成する工程と、
前記第１の記録層上に記録補助層を形成する工程と、
前記記録補助層上に膜面に垂直な磁化容易軸を有する第２の記録層を形成する工程と、を備え、
前記記録補助層を形成する工程は、スパッタ法によりＣｏＣｒを主成分とし、ＣｏＣｒのうち、Ｃｒの含有量が５ａｔ％〜２５ａｔ％の範囲に設定された強磁性材料と、該強磁性材料と非固溶の非磁性化合物を同時にスパッタして成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
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