JP2009087500A - 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主記録層と補助層間の交換結合を制御することで、良好な熱安定性と記録再生特性をともに有し、高密度の情報の記録再生が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】 非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層と配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、磁気記録層は３層以上から構成され、基板側から第一磁気記録層、第二磁気記録層、第三磁気記録層を含み、第二磁気記録層と第三磁気記録層間に交換結合低減層を挿入し、それぞれの磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギー（Ｋ_ｕ）が、第一磁気記録層が４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以上、第二磁気記録層が２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下、第三磁気記録層が１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下である材料を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体、およびこの垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。

近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、ＭＲヘッド、およびＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにＧＭＲヘッド、ＴｕＭＲヘッドなども導入され１年に約１００％ものペースで増加を続けている。

一方、ＨＤＤの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が従来の面内磁気記録方式に代わる技術として近年急速に利用が広まっている。垂直磁気記録方式とは、情報を記録する記録層の結晶粒子が基板に対して垂直方向に磁化容易軸をもっている。この磁化容易軸とは、磁化の向きやすい方向を意味し、一般的に用いられているＣｏ合金の場合、Ｃｏの六方最密構造の（００２）結晶面の法線に平行な軸（ｃ軸）である。これにより、高記録密度が進んだ際にも、記録ビット間の反磁界の影響が小さく、静磁気的にも安定という特徴がある。

垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上にシード層、中間層、磁気記録層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑層を塗布する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層とよばれる磁性膜がシード層の下に設けられる。シード層や中間層は磁気記録層の特性をより高める目的で形成される。具体的には、磁気記録層の結晶配向を整えると同時に磁性結晶の形状を制御する働きがある。

垂直磁気記録媒体の記録密度の高記録密度化には、熱安定性を保ちながら低ノイズ化を実現する必要がある。ノイズ低減としては、一般的に２つの方法が用いられる。１つ目は記録層の磁性結晶粒子を磁気的に分離、孤立化することで、膜面内方向の磁性結晶粒子間の磁気的相互作用を低減する方法。２つ目は磁性結晶粒子の粒径を小さくする方法。具体的には、例えば、記録層にＳｉＯ_２等を添加し、磁性結晶粒子がＳｉＯ_２等を多く含む粒界領域に取り囲まれた、いわゆるグラニュラ構造を有する垂直磁気記録層を形成する方法がある。しかしながらこのような方法で低ノイズ化を実施すると、熱安定性を確保するために、磁性結晶粒子の垂直磁気異方性エネルギー（Ｋ_ｕ）を増加させる必要がある。しかしながら、磁気異方性エネルギーを増加させると、Ｈ_ｃやＨ_ｃｏが大きくなり、記録ヘッドでの書き込みが不十分になり、その結果、再生特性が悪化するという問題が生じる。

この問題を解決する方法として、上記のグラニュラ構造からなる垂直磁気記録層（主記録層）の上または下側に軟磁性粒子からなる補助層を設けた、いわゆるコンポジットメディアが提案されている（例えば、非特許文献１、特許文献１）。主記録層である硬磁性膜と補助層である軟磁性膜が交換結合しているために、ヘッドからの磁界印加時に補助層部分が先に磁化反転を開始することで、従来の垂直磁気記録媒体に比べて低い印加磁界で反転することが可能となる。また、主記録層と補助層の間に非磁性膜を設けることで、主記録層と補助層の交換結合をコントロールし、最適な特性の垂直磁気記録媒体を設計することが可能である。

しかしながら、上記の主記録層と補助層との間の交換結合の制御が困難であり、交換結合が最適になる範囲を外れると、主記録層と材料のＫ_ｕが低い補助層が一体化することで、ヒステリシスループの角型比：Ｒ_Ｓが１未満に劣化してしまう、そのため熱揺らぎ耐性の改善が不十分となってしまい好ましくない。
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ， ｖｏｌ．４１， ｐｐ．５３７ 特願２００５−１７２６０１号

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、主記録層と補助層間の交換結合を制御することで、良好な熱安定性と記録再生特性をともに有し、高記録密度が可能な垂直磁気記録媒体およびこれを用いた磁気記録装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とする。
（１）非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、磁気記録層は３層以上から構成され、基板側から第一磁気記録層、第二磁気記録層、第三磁気記録層を含み、第二磁気記録層と第三磁気記録層との間に両層の交換結合を低減する交換結合低減層を含み、それぞれの磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギー（Ｋ_ｕ）が、第一磁気記録層が４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以上、第二磁気記録層が２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下、第三磁気記録層が１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（２）前記第一磁気記録層と第二磁気記録層との間に、両層を交換結合させる交換結合制御層を有することを特徴とする（１）に記載の垂直磁気記録媒体。
（３）前記交換結合制御層が、Ｒｕ、Ｒｅまたはその合金材料からなり、六方最密構造を有することを特徴とする（２）に記載の垂直磁気記録媒体。
（４）前記交換結合低減層が、ＣｏＣｒ合金からなり、Ｃｒを３０原子％以上含むことを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（５）前記交換結合低減層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつことを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（６）前記交換結合低減層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつことを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（７）前記交換結合低減層の膜厚が、１．５ｎｍ〜３ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（８）前記第一磁気記録層が、磁性Ｃｏ合金結晶と非磁性の酸化物または、窒化物からなる粒界から構成されるグラニュラ構造をとることを特徴とする（１）乃至（７）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（９）前記第三磁気記録層が、２層で構成され、２層の間に非磁性薄膜をはさみ、２層間に反強磁性結合が働いていることを特徴とする（１）乃至（８）の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
（１０）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が、（１）乃至（９）の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明によれば、熱安定性に優れ、高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体を提供することができる。

図１は本発明に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図である。

本発明の垂直磁気記録媒体１０は、例えば、非磁性基板１上に少なくとも軟磁性裏打ち層２、その直上の膜の配向性を制御する配向制御層を構成するシード層３および中間層４、垂直磁気記録層５、保護層６が順に積層された構造を有する。垂直磁気記録層５は主記録層である第一記録層５−１、交換結合制御層５−２、補助層である第二磁気記録層５−３、交換結合低減層５−４、第三磁気記録層５−５から構成する。

本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性基板としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板を用いられることが多い。ガラス基板の場合、鏡面研磨を施した基板やＲａ＜１（Å）のような低Ｒａ基板などが好ましい。軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。

磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。洗浄については、水洗浄だけでなく、エッチング（逆スパッタ）による洗浄も含まれる。また、基板サイズも特に限定しない。

軟磁性裏打ち層は多くの垂直磁気記録媒体に設けられている。媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、磁気記録層に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。材料としてはＦｅＣｏ系合金、ＣｏＺｒＮｂ系合金、ＣｏＴａＺｒ系合金などいわゆる軟磁気特性を有する材料ならば使用することができる。軟磁性裏打ち層は、アモルファス構造であることが特に好ましい。アモルファス構造とすることで、表面粗さ：Ｒａが大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となるためである。また、これら軟磁性層単層の場合だけでなく、２層の間にＲｕなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層間に反強磁性結合を持たせた構造が好ましい。裏打ち層の総膜厚は２０（ｎｍ）〜１２０（ｎｍ）程度であるが、記録再生特性と書き込み特性とのバランスにより適宜決定される
配向制御層は複数層から構成し、基板側からシード層、中間層と呼ぶ。シード層の働きとしては、中間層や磁気記録層の粒径と結晶配向性の制御にある。シード層の材料としては、Ｔａや面心方構造の（１１１）結晶面配向するＮｉ、Ｎｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔａ、Ｎｉ−Ｖ、Ｎｉ−ＷなどＮｉ合金が好ましい。
また、軟磁性裏打ち層がアモルファス構造をとる場合でも、材料や成膜条件によってＲａが大きくなることがあるため、裏打ち層とシード層の間に非磁性のアモルファス層を成膜することでＲａを下げ、磁気記録層の配向を向上させることができる。

中間層の材料は、磁気記録層と同様に六方最密構造をとる、ＲｕやＲｅ、またはそれらの合金が好ましい。中間層の働きは、磁気記録層の配向を制御することにあるので、六方最密構造をとらなくても磁気記録層の配向を制御できる材料であれば、用いることができる。配向制御層の総厚は記録再生特性と書き込み特性とのバランスから５（ｎｍ）以上２０（ｎｍ）以下であることが好ましい。 また、磁気記録層としてグラニュラ構造を有する磁気記録層を用いる場合は、中間層の表面凹凸が大きくすることで非磁性の酸化物や窒化物の結晶粒界への偏析が促進されるため、中間層の成膜時のガス圧が３（Ｐａ）以上であることが好ましく、より好ましくは１０（Ｐａ）以上である。

本発明における垂直磁気記録層は主記録層であり、三層ある磁気記録層の中で最もＫ_ｕの高い第一磁気記録層、第一磁気記録層と第二磁気記録層の交換結合を強める交換結合制御層、補助層であり２番目にＫ_ｕの高い第二磁気記録層、第二磁気記録層と第三磁気記録層との交換結合を弱める交換結合低減層、最もＫ_ｕの低い第三磁気記録層から構成される。

第一磁気記録層は実際に信号の記録がなされる層であり、Ｋ_ｕは４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以上であることが好ましい。本発明における第一磁気記録層の少なくとも１層が、強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物による結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造をとることが好ましい。磁気記録層中の強磁性材料としては、Ｃｏ、Ｐｔを必須成分とし、これにグラニュラ構造を形成するための酸化物を添加したものを用いることが好ましい。例えばＣｏＣｒＰｔ−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｗ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｏ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｒｕ酸化物、ＣｏＲｕＰｔ−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔＲｕ−Ｓｉ酸化物などを挙げることができる。酸化物を２種以上添加することも可能である。

本願発明に用いる第一磁気記録層のＫ_ｕは、４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）〜７×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内とするのが上記の効果を達成するために好ましい。

第一磁気記録層を形成する磁性結晶粒子の平均粒径は３（ｎｍ）以上１２（ｎｍ）以下が好ましい。平均粒界幅は０．３（ｎｍ）以上２．０（ｎｍ）以下であることが好ましい。平均結晶粒径および平均粒界幅は平面ＴＥＭ観察像を用いて算出することができる。

第一磁気録層中に存在する酸化物の総量は３〜１５（モル％）が好ましい。酸化物の添加量の総量がこの範囲であると、良好なグラニュラ構造を形成することができる。

第一磁気記録層はこれらの材料を用いた２層以上の多層構造としてもよい。その場合、少なくとも一層が、上述のグラニュラ構造を有すればよい。

交換結合制御層としては、非磁性の材料を用いることができる。材料は適宜決定されるが、Ｒｕ、Ｒｅまたはその合金材料からなり、六方最密構造を有するものが好ましい。

本発明の構成において、第二磁気記録層は補助層の役割を担っており、第一磁気記録層の材料よりもＫ_ｕが低く、２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下であることが好ましい。第一磁気記録層と第二磁気記録層を強磁性的に交換結合することで、第二磁気記録層がない場合よりも低い外部磁界で磁化反転が起こる。第一・第二磁気記録層間の交換結合が適度な強さの場合には、Ｋ_ｕの低い第二磁気記録層が先に磁化反転を開始し、第一・第二磁気記録層間の交換結合により、第二磁気記録層に引っ張られるように第一磁気記録層も磁化反転する（Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎと呼ばれる磁化反転モード）。このような場合は、第一磁気記録層の磁気モーメントが少しずつ反転するため、媒体全体としての熱安定性は保たれ、尚且つ書き込み特性が向上するため記録再生特性も向上する。第一・第二磁気記録層間の交換結合が適度な範囲からずれると、第一磁気記録層と第二磁気記録層の磁気モーメントが同時に反転し（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎと呼ばれる磁化反転モード）、２層のＫ_ｕが単純に平均化され熱安定性が劣化する。

本願発明に用いる第二磁気記録層のＫ_ｕは、１．２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）〜２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内とするのが上記の効果を達成するために好ましい。

従来、２層の磁気記録層の交換結合は交換結合制御層の膜厚によって制御していた。しかし、Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎが起こるような交換結合の強さの範囲では、交換結合制御層の膜厚によって相互作用の強さが大きく変化するため、交換結合制御層の膜厚分布が、そのまま交換結合の強さの分布になり、制御することは困難である。そこで本発明では、第一・第二磁気記録層間の相互作用の最適化を交換結合制御層の膜厚のみで制御するのではなく、第三磁気記録層を導入することで膜厚分布による相互作用の強さの分布を抑制する。

本発明の交換結合制御層の膜厚としては、２層の磁気記録層間の相互作用が強磁性的であり、尚且つ膜厚変化に対して相互作用の強さの変化が小さい、１〜１．５（ｎｍ）の範囲であることが好ましい。これにより膜厚分布による相互作用の強さの分布を抑えることが可能になる。ただし、交換結合の強さ自体は小さくなり、Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎが起こりにくい。そこで本発明では、第二磁気記録層の上にさらにＫ_ｕの低い第三磁気記録層を成膜し、その間に交換結合低減層を挿入している。第三磁気記録層のＫ_ｕとしては、１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下であることが好ましい。これにより、外部磁界に対してＫ_ｕの最も低い第三磁気記録層が３層のうち一番初めに反転し始める。交換結合低減層により第二・第三磁気記録層間の交換結合が低下しているため、第二磁気記録層は第三磁気記録層と同時には磁化反転できず、先に反転した第三磁気記録層の磁気モーメントが第二磁気記録層の反転に対してブレーキの役割を果たす。この第二磁気記録層に働くブレーキが、第一・第二磁気記録層間の交換結合を強め、Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎを引き起こす。

交換結合低減層を挿入することにより、直接第二磁気記録層上に第三磁気記録層を成膜した場合よりも２層の磁気記録層間の交換結合を弱めることができる。本発明の交換結合低減層としては、非磁性の材料を用いることができる。ＣｏＣｒ合金からなり、Ｃｒが３０（ａｔ％）以上含まれるものや、面心立方構造を有する元素と体心立法構造、または六方最密構造を有する元素の合金で、面心立方構造の（１１１）結晶面配向と層状不整格子を併せ持つものが好ましい。交換結合低減層の膜厚としては、１．５〜３（ｎｍ）の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、交換結合制御層同様、膜厚の変化に対する交換結合の変化が小さく、膜厚分布の影響を小さく抑えることができる。

本発明の第三磁気記録層は、間に極薄膜のＲｕを挟んだ構成をとり、Ｒｕの上下２層が反強磁性結合していることが好ましい。これにより、外部から磁界がかかっていない状態では、磁気的に安定な状態であり、記録の際は、ヘッドからの磁界により、従来の軟磁性的な働きをすることで、書き込み特性と記録再生特性を向上することができる。本発明の構成とすることで、熱安定性、書き込み特性と記録再生特性が両立できる原因は単純ではなく、現時点では明確になっていない。

本願発明に用いる第三磁気記録層のＫ_ｕは、１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下であり、０．１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）〜１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）の範囲内とするのが上記の効果を達成するために好ましい。

保護層はヘッドと媒体との接触によるダメージから媒体を保護するためのものであり、カーボン膜、ＳｉＯ_２膜などが用いられるが、多くの場合はカーボン膜が用いられる。膜の形成にはスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが用いられるが、近年ではプラズマＣＶＤ法が用いられることが多い。マグネトロンプラズマＣＶＤ法も可能である。膜厚は１（ｎｍ）〜１０（ｎｍ）程度であり、好ましくは２（ｎｍ）〜６（ｎｍ）程度、さらに好ましくは２（ｎｍ）〜４（ｎｍ）である。

図２は、上記垂直磁気記録媒体を用いた垂直磁気記録再生装置の一例を示すものである。図２に示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成の磁気記録媒体１００と、磁気記録媒体１００を回転駆動させる媒体駆動部１０１と、磁気記録媒体１００に情報を記録再生する磁気ヘッド１０２と、この磁気ヘッド１０２を磁気記録媒体１００に対して相対運動させるヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４とを備えて構成されている。

記録再生信号処理系１０４は、外部から入力されたデ−タを処理して記録信号を磁気ヘッド１０２に送り、磁気ヘッド１０２からの再生信号を処理してデ−タを外部に送ることができるようになっている。

本発明の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド１０２には、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子、トンネル効果を利用したＴｕＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
（実施例１、比較例１）
２．５インチハードディスク形状のガラス基板（コニカミノルタ製ＭＥＬ３）をＡＮＥＬＶＡ社製Ｃ−３０４０型スパッタリング装置の真空チャンバー内に導入した。スパッタリング装置の真空度を１×１０^−５（Ｐａ）以下に排気した後、密着層として、Ｃｒ膜を１０（ｎｍ）、裏打ち層として、７０Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｔａ−５Ｚｒを３０（ｎｍ）、Ｒｕ膜を０．８（ｎｍ）、７０Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｔａ−５Ｚｒを３０（ｎｍ）成膜した。次いで、シード膜として９０Ｎｉ−１０Ｗを５（ｎｍ）、中間層としてＲｕを１５（ｎｍ）成膜した。スパッタの際には、Ａｒガスを用い、裏打ち層およびＮｉ−１０Ｗはガス圧０．８（Ｐａ）、Ｒｕ下地層は８（Ｐａ）とした。

磁気記録層としては、第一記録層として９２（６６Ｃｏ−１６Ｃｒ−２２Ｐｔ）−８（ＳｉＯ_２）（Ｋｕ＝５．６×１０^６ｅｒｇ／ｃｃ）を１２ｎｍ、交換結合制御層としてＲｕを１．２（ｎｍ）を成膜した。次いで、第二磁気記録層として、９２（８５Ｃｏ−１０Ｃｒ−５Ｐｔ）−８（ＳｉＯ_２）（Ｋｕ＝１．７×１０^６ｅｒｇ／ｃｃ）を６ｎｍ成膜した。スパッタの際はＡｒガスを用い、第一・第二磁気記録録層はガス圧５（Ｐａ）、交換結合制御層は０．８（Ｐａ）とした。さらに、交換結合低減層として、Ｃｏ４０Ｃｒ、Ｐｄ３０Ｍｏ、Ｐｄ３０Ｔｉを膜厚２．５（ｎｍ）、Ａｒガス圧０．８（Ｐａ）で成膜した（実施例１−１〜３）。その上に第三磁気記録層として、９２（７５Ｃｏ２５Ｃｒ）−８（ＳｉＯ_２）（Ｋｕ＝０．７×１０^６ｅｒｇ／ｃｃ）を膜厚５ｎｍ、Ａｒガス圧５Ｐａで成膜した。比較例としては、交換結合制御層の膜厚が０．０、０．４、０．８、１．２ｎｍで交換結合低減層と第三磁気記録層のないもの、また、交換結合制御層の膜厚が１．２ｎｍで交換結合低減層がないものとした（比較例１−１〜５）。最後にカーボン保護膜をＣＶＤ法にて４（ｎｍ）成膜して垂直磁気記録媒体を作製した。

得られた垂直磁気記録媒体について、潤滑剤を塗布し、米国Ｇｕｚｉｋ社製リードライトアナライザ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性の評価を行った。記録再生特性としては、信号対ノイズ比：ＳＮＲ（ただしＳは線記録密度５７６ｋＦＣＩでの出力、Ｎは線記録密度５７６ｋＦＣＩでのｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）値）とＯＷ値（線記録密度５７６ｋＦＣＩの信号を記録した後、線記録密度７７ｋＦＣＩの信号を上書きした前後の５７６ｋＦＣＩの信号の再生出力比減衰率）を評価した。

その後、Ｋｅｒｒ測定装置（ネオアーク社製）により静磁気特性の評価をおこなった。また、磁気記録層のＣｏＣｒＰｔ磁性結晶の結晶配向性を調べるため、Ｘ線回折装置（Ｐｈｉｌｉｐｓ社製）により磁性層のロッキングカーブの測定をおこなったところ、３．５°という非常に結晶配向分散の小さい膜であることが確認できた。最後に、磁気記録層の主記録層の平面ＴＥＭ観察を実施し、磁性結晶の結晶粒径観察をおこなった。その結果、明瞭なグラニュラ構造を有しており、平均結晶粒径が７．５ｎｍ、平均粒界幅が０．８ｎｍであることを確認した。

それぞれの測定から実施例と比較例について、ＳＮＲ、ＯＷ、保磁力：Ｈｃ、逆磁区核形成磁界：−Ｈｎ、の結果を表１に一覧表にして示した。なお、１Ｏｅは約７９Ａ／ｍである。

比較例１−１〜４において交換結合制御層のみで交換結合を制御すると、磁化反転モードがＩｎｃｏｈｅｒｅｎｔにならないため、Ｈｎが低下し熱安定性を維持できていない。さらに比較例１−５では、実施例のように第三磁気記録層を成膜していても、交換結合低減層がないため、第二磁気記録層と第三磁気記録層が強磁性的に強く交換結合しているため、第二・第三磁気記録層が同時に磁化反転してしまう。

本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造を示す図である。 本発明の垂直磁気記録再生装置の構造を示す図である。

符号の説明

１・・・・・非磁性基板、２・・・・・軟磁性裏打ち層、３・・・・・シード層、４・・・・・中間層、５−１・・・・・第一磁気記録層、５−２・・・・・交換結合制御層、５−３・・・・・第二磁気記録層、５−４・・・・・交換結合低減層、５−５・・・・・第三磁気記録層、６・・・・・保護層、１００・・・・・磁気記録媒体、１０１・・・・・媒体駆動部、１０２・・・・・磁気ヘッド、１０３・・・・・ヘッド駆動部、１０４・・・・・記録再生信号系

Claims (10)

1. 非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、磁気記録層は３層以上から構成され、基板側から第一磁気記録層、第二磁気記録層、第三磁気記録層を含み、第二磁気記録層と第三磁気記録層との間に両層の交換結合を低減する交換結合低減層を含み、それぞれの磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギー（Ｋ_ｕ）が、第一磁気記録層が４×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以上、第二磁気記録層が２×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下、第三磁気記録層が１×１０^６（ｅｒｇ／ｃｃ）以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記第一磁気記録層と第二磁気記録層との間に、両層を交換結合させる交換結合制御層を有することを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
3. 前記交換結合制御層が、Ｒｕ、Ｒｅまたはその合金材料からなり、六方最密構造を有することを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記交換結合低減層が、ＣｏＣｒ合金からなり、Ｃｒを３０原子％以上含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記交換結合低減層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記交換結合低減層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも１種を主成分とし、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、（１１１）結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子（積層欠陥）を併せもつことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
7. 前記交換結合低減層の膜厚が、１．５ｎｍ〜３ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
8. 前記第一磁気記録層が、磁性Ｃｏ合金結晶と非磁性の酸化物または、窒化物からなる粒界から構成されるグラニュラ構造をとることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
9. 前記第三磁気記録層が、２層で構成され、２層の間に非磁性薄膜をはさみ、２層間に反強磁性結合が働いていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
10. 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体が、請求項１乃至９の何れか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。

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