JP2010040071A - 垂直磁気記録媒体、垂直磁気記録媒体の製造方法、および磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドにより情報が記録される垂直磁気記録媒体とその製造方法や、垂直磁気記録媒体に対し情報を記録・再生する磁気記憶装置に関し、さらなる高記録密度化のために、磁気記録層の雑音を低減させ異方性磁界を適切な値に制御することを目的とする。
【解決手段】基板１上に形成される非磁性中間層２と、非磁性中間層上で基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する垂直磁気記録層４と、垂直磁気記録層上の保護膜５とを備え、垂直磁気記録層４は、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する複数の磁性粒子14aが、非磁性酸化物14bにより分断されたグラニュラ層の構造の第１の垂直磁化膜4-1と、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する複数の磁性粒子による連続膜の構造の第２の垂直磁化膜4-2とを有し、第２の垂直磁化膜内の磁性粒子は、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金であり、Ｃｒの組成比は14atomic ％未満、Ｂの組成比は８atomic ％以上で14atomic ％以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドを用いて情報（データ）を記録するための垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体、当該垂直磁気記録媒体の製造方法、および、当該磁気ヘッドを移動させることで垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に情報を記録したり、磁気記録面の任意の位置に記録されている情報を再生したりするための磁気記憶装置に関する。

パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に内蔵されるかまたは外部に取り付けられる磁気ディスク装置等の磁気記憶装置では、薄膜磁気ヘッド等の磁気ヘッドを用いて、磁気ディスク等の磁気記録媒体における磁気記録面の任意の位置にデータを記録することでデータの書き込み動作が実行され、当該磁気記録面の任意の位置に記録されているデータを再生することでデータの読み出し動作が実行される。

磁気記録媒体にデータを記録する際の磁気記録方式として、磁化容易軸に相当する磁化信号の向きが磁気記録媒体の磁気記録面の面内方向になっている長手磁気記録方式と、磁化信号の向きが磁気記録面に垂直な方向になっている垂直磁気記録方式とが挙げられる。近年の磁気記憶装置の記録容量の増大に伴い、磁気記憶装置に内蔵されている磁気記録媒体の磁気記録密度（例えば、面記録密度）は増加し続けている。前者の長手記録方式では、磁気ヘッドによる記録磁界（書き込み磁界）の上限や、磁気記録媒体の熱揺らぎによる記録ビット消失等の問題により高記録密度化に限界が見えてきている。その打開策として、原理的に高い磁気記録密度においても記録ビットの安定性が良好であるとされている後者の垂直磁気記録方式の開発が積極的に行われ、実用化の段階に入っている。

例えば面記録密度の増加に関していえば、垂直磁気記録方式で用いられる垂直磁気記録媒体においても、長手磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体と同様に、雑音（ノイズ）を低減させること（すなわち、信号対雑音比（ＳＮ比）を向上させること）、および、磁気記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくくすることが要求される。このような雑音の低減化を実現するために、従来は、垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の一部に、複数の磁性粒子が非磁性酸化物または非磁性窒化物により垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断された構造（いわゆるグラニュラ層の構造）を有する垂直磁化膜を形成することが提案されている。さらに、比較的高い面記録密度を有する垂直磁気記録媒体の熱揺らぎに対する安定性を実現するために、互いに分断されて孤立化している複数の磁性粒子の各々の異方性磁界Ｈｋを比較的大きくして熱揺らぎの影響を受けにくくすることが望ましい。

しかしながら、一般に、磁気ヘッドにより発生させることができる記録磁界の大きさには上限が存在する。このため、複数の磁性粒子の各々の異方性磁界（Ｈｋ）をあまりにも大きくすると、記録磁界の上限に起因する磁気ヘッドの書き込み能力の限界によって、垂直磁気記録媒体の磁気記録面にデータを書き込むことができなくなる。

上記のような磁気記録媒体の熱揺らぎに対する安定性と、磁気ヘッドの書き込み能力の限界との両立を図るために、従来は、垂直磁気記録層の一部であるグラニュラ層を有する垂直磁化膜上に、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する補助的な垂直磁化膜を形成することも提案されている。一般に、補助的な垂直磁化膜の異方性磁界（Ｈｋ）は、グラニュラ層の構造を有する垂直磁化膜の異方性磁界よりも小さく、補助的な垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾き（α）は、グラニュラ層の構造を有する垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも大きい。ここでは、グラニュラ層の構造を有する垂直磁化膜と、連続膜の構造を有する補助的な垂直磁化膜との間で磁気的な結合を持たせることによって、垂直磁気記録媒体の熱揺らぎに対する安定性を損なわずに、垂直磁気記録媒体の異方性磁界を実質的に小さくして垂直磁気記録媒体の磁気記録面にデータを書き込むことができるようにしている。

現在、磁気記録媒体の面記録密度のさらなる増加が引き続き要求されており、熱揺らぎに対する安定性を図るために垂直磁気記録媒体の異方性磁界をより大きくすることが必要になってきている。また一方で、さらなるＳＮ比の向上も引き続き要求されている。一般に、比較的小さな異方性磁界を有し、かつ、比較的大きな規格化された磁化曲線の傾きを有する補助的な垂直磁化膜として、コバルト・クロム（ＣｏＣｒ）系合金からなる連続膜の構造を有する垂直磁化膜が使用される。しかしながら、上記のような磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合、従来の垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層では、ＣｏＣｒ系合金からなる連続膜がグラニュラ層の直上に形成されるので、連続膜内で磁性原子が遷移する際に発生する雑音（すなわち、遷移ノイズ）が増大するという問題が生じてくる。さらに、ＣｏＣｒ系合金からなる連続膜をグラニュラ層の直上に形成しただけでは、垂直磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御することが難しくなるという問題も生じてくる。

ここで、参考のため、従来の技術に関連する下記の特許文献１〜６を先行技術文献として呈示する。

特許文献１では、非磁性基板上に、直上の層の配向性を制御する配向制御層と、磁化容易軸が非磁性基板に対して垂直に配向された垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体において、垂直磁性層は、２層以上の磁性層からなり、少なくとも１層がＣｏを主成分とすると共に白金（Ｐｔ）を含み、かつ、酸化物を含む層であり、他の少なくとも１層がＣｏを主成分とすると共にＣｒを含み、かつ、酸化物を含まない層からなる磁気記録媒体が開示されている。しかしながら、特許文献１では、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、２層以上の磁性層からなる垂直磁性層にて発生する雑音を低減させると共に垂直磁性層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

特許文献２では、非磁性基板上に、軟磁性裏打層と、非磁性基板の面に対し垂直異方性を有する磁気記録層とが積層された磁気記録媒体において、軟磁性裏打層は、その膜面内方向に磁界を印加して飽和磁化状態から逆向きの飽和磁化状態に磁化を反転させたときの磁化曲線の微分値が、２つのピークを有するか、あるいは、複数の軟磁性層間の各々に非磁性分断層を配置した多層構造をなし、一定の大きさ以下の外部磁界を印加したときに非磁性分断層を介して隣接する軟磁性層が互いに反強磁性的に結合し、一定の大きさ以上の外部磁界を印加したときに非磁性分断層を介して隣接する軟磁性層の磁化の向きが平行になる磁気記録媒体が開示されている。しかしながら、特許文献２では、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、磁気記録層にて発生する雑音を低減させると共に磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

特許文献３では、基板と、基板の表面に広がり、基板の表面に平行に規定されて面内方向に磁化容易軸を確立する軟磁性裏打層と、軟磁性裏打層上に重ね合わされて、相互に隣接する結晶粒で構成され、基板の表面に平行に規定されて面内方向に磁化容易軸を確立する磁性の第１配向制御層（シード層）と、第１配向制御層の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第２配向制御層（非磁性下地層）と、第２配向制御層の表面に広がり、第２配向制御層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成され、基板の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸を有する記録磁性層とを備える垂直磁気記録媒体が開示されている。しかしながら、特許文献３では、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、記録磁性層にて発生する雑音を低減させると共に磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

特許文献４では、基板と、基板上に形成された軟磁性裏打層と、軟磁性裏打層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、シード層上に形成されたルテニウム（Ｒｕ）またはルテニウム合金（Ｒｕ合金）からなる２層以上の下地層と、下地層上に形成された磁気記録層とを備え、この磁気記録層は、基板面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、これらの磁性粒子を互いに離隔する非磁性の固溶相とからなり、また一方で、下地層の一部の層は、基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、これらの結晶粒子を互いに離隔する空隙部とからなる垂直磁気記録媒体が開示されている。しかしながら、特許文献４では、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、磁気記録層にて発生する雑音を低減させると共に磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

特許文献５では、基板と、基板上に形成された硬質磁性材料からなるピニング層と、ピニング層上に形成され、略面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性裏打層と、軟磁性裏打層上に形成され、基板の表面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する磁気記録層とを備え、ピニング層によって軟磁性裏打層の磁化容易軸の方向を基板に対して正確に平行な方向に揃えるようにした磁気記録媒体が開示されている。しかしながら、特許文献５では、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、磁気記録層にて発生する雑音を低減させると共に磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

特許文献６では、面内方向に磁化容易軸を有する強磁性体からなる２層の軟磁性層（軟磁性裏打層）が、３ｄ、４ｄおよび５ｄ遷移金属の非磁性薄膜を介してサンドイッチ構造に形成されており、３ｄ、４ｄおよび５ｄ遷移金属を介して２層の軟磁性層間の間接的な磁気交換結合を行うことによって２層の軟磁性層の磁化を反強磁性的に結合させるようにした構造が開示されている。しかしながら、特許文献６では、磁気記録媒体の軟磁性裏打層の構造が記述されているにすぎず、磁気記録層にて発生する雑音を低減させると共に磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御するための具体的な手法に関しては一切言及していない。

したがって、特許文献１〜６のいずれによっても、磁気記録媒体の面記録密度をさらに増加させた場合に、従来の垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層にて発生する雑音が増大すると共に垂直磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御することが難しくなるといったような問題点に対処することはできない。

特開２００４−３１０９１０号公報 特開２００１−１５５３２１号公報 特許第３９８７５３２号公報 特開２００５−３５３２５６号公報 IEEE Trans. Magn. Mag-33（1997）pp. 2983-2985 S. S. P. Parkin, Phy. Rev. Lett. 67, 3598（1991）

この出願は上記問題点に鑑みてなされたものであり、磁気記憶媒体のさらなる高記録密度化に対応するために、磁気記録層にて発生する雑音を低減させてＳＮ比の向上を図ると共に、磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御して磁気記録媒体の熱揺らぎに対する安定性を図ることが可能な垂直磁気記録媒体、垂直磁気記録媒体の製造方法、および磁気記憶装置を提供することを目的とするものである。

上記問題点を解決するために、この垂直磁気記録媒体は、基板と、上記基板上に形成される非磁性中間層と、上記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報（データ）が記録される垂直磁気記録層と、上記垂直磁気記録層上に形成され、上記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、上記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により上記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、上記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）およびホウ素（Ｂ）を含む合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。

好ましくは、この垂直磁気記録媒体において、上記第１の垂直磁化膜の異方性磁界は、上記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、上記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、上記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい。

さらに、好ましくは、この垂直磁気記録媒体において、上記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともＣｏ、ＣｒおよびＰｔを含む合金からなる。

さらに、好ましくは、この垂直磁気記録媒体において、上記非磁性中間層は、少なくとも１層の非磁性層を有しており、上記非磁性層の一部に、ルテニウム（Ｒｕ）を含む合金が使用されている。

さらに、好ましくは、この垂直磁気記録媒体において、上記基板と上記非磁性中間層との間に、上記磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層が形成される。

代替的な実施態様において、この垂直磁気記録媒体は、基板と、上記基板上に形成され、磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層と、上記軟磁性裏打層上に形成される非磁性中間層と、上記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層と、上記垂直磁気記録層上に形成され、上記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、上記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により上記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、上記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、ＰｔおよびＢを含む合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。

また一方で、開示の垂直磁気記録媒体の製造方法は、基板上に、少なくとも非磁性中間層、垂直磁気記録層および保護膜が順次積層される際に、上記基板上に上記非磁性中間層を形成する工程と、上記非磁性中間層上に、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層を形成する工程と、上記垂直磁気記録層上に、上記垂直磁気記録層を保護する保護膜を形成する工程とを有しており、上記垂直磁気記録層を形成する工程は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により上記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜を形成し、さらに、上記第１の垂直磁化膜上に、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜を形成し、上記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、ＰｔおよびＢを含む合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。

また一方で、開示の磁気記憶装置は、基板上に形成される非磁性中間層と、上記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、上記第１の垂直磁化膜上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜と、上記第２の垂直磁化膜上に形成され、上記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを有する垂直磁気記録媒体と、上記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に磁気情報（データ）を記録する記録ヘッド部、および、上記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に記録されている磁気情報を再生する再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドとを備え、上記垂直磁気記録媒体の磁気記録面上で上記磁気ヘッドを移動させて、上記垂直磁気記録媒体の上記任意の位置に磁気情報を記録する動作を行うと共に、上記垂直磁気記録媒体の上記任意の位置に記録されている磁気情報を再生する動作を行うように制御され、上記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、ＰｔおよびＢを含む合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。

要約すれば、開示の垂直磁気記録媒体、垂直磁気記録媒体の製造方法、および磁気記憶装置では、垂直磁気記録媒体内の垂直磁気記録層が、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が連続して配置される連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とからなり、第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、ＰｔおよびＢを含む合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下になるように制御される。

ここでは、Ｃｏ、Ｃｒ、ＰｔおよびＢを含む合金からなる複数の微粒子の連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜において、偏析の効果を有するＣｒの添加量と、磁性粒子を均一化かつ微細化する機能を有するＢの添加量とを適切な範囲に調整している。これによって、上記連続膜の面内方向の交換相互作用を制御することで上記連続膜を構成する磁性粒子の孤立化が適度に促進されるようになり、第２の垂直磁化膜内の連続膜で発生する雑音（例えば、遷移ノイズ）が低減されると共に垂直磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御することができる。

それゆえに、開示の垂直磁気記録媒体、垂直磁気記録媒体の製造方法、および磁気記憶装置によれば、従来の垂直磁気記録媒体に比べて雑音が減少してＳＮ比が向上すると共に、垂直磁気記録層の異方性磁界が適切な値に調整されて垂直磁気記録媒体の熱揺らぎに対する安定性が得られる。かくして、従来の垂直磁気記録媒体よりも良好な記録再生特性を有する磁気記憶装置を作製することができるようになり、磁気記憶媒体のさらなる高記録密度化に対応することができる垂直磁気記憶媒体を提供すると共に、より記録容量の大きな磁気記憶装置を提供することが可能になる。

以下、添付図面（図１〜図８）を参照しながら、本実施例に係る垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置等を詳しく説明する。

図１は、本実施例に係る垂直磁気記録媒体の概略的構成を示す断面図、図２は、図１の軟磁性裏打層の詳細な構成を示す断面図、そして、図３は、図１の非磁性中間層および垂直磁気記録層の詳細な構成を示す断面図である。なお、これ以降、前述した構成要素と同様のものについては、同一の参照番号を付して表す。

本実施例にて使用される垂直磁気記録層４を含む垂直磁気記録媒体１０の基本的な構造を図１に示す。図１に示すように、垂直磁気記録媒体１０は、非磁性基板１上に、面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性裏打層２と、下地層として機能する非磁性中間層３と、グラニュラ垂直記録層４−１（第１の垂直磁化膜）および書き込み補助層４−２（第２の垂直磁化膜）からなる垂直磁気記録層４と、垂直磁気記録層４を保護する保護膜５とが順次形成された構造を有する。

ここで、垂直磁気記録層４の下層部に形成されるグラニュラ垂直記録層４−１は、非磁性基板４の面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子１４ａが、非磁性酸化物（または非磁性窒化物）１４ｂにより垂直磁気記録層４の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する。また一方で、垂直磁気記録層４の上層部に形成される書き込み補助層４−２は、非磁性基板４の面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜（すなわち、垂直磁化連続膜１４ｃ）の構造を有する。グラニュラ垂直記録層４−１では、複数の磁性粒子１４ａが非磁性酸化物１４ｂにより互いに離隔された状態になっているので、第１の垂直磁化膜の面内方向の磁性粒子の粒間相互作用が比較的小さい。これに対して、書き込み補助層４−２では、複数の磁性粒子が連続して配置される連続膜の構造を有しているので、第２の垂直磁化膜の面内方向の磁性粒子の粒間相互作用が比較的大きい。

本実施例にて使用される垂直磁気記録層４において、書き込み補助層４−２を構成する複数の磁性粒子１４ａは、コバルト・クロム・白金・ホウ素（ＣｏＣｒＰｔＢ）系合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であるように予め調整されている。

図１の垂直磁気記録媒体１０において、軟磁性裏打層２は必ずしも設ける必要はない。しかしながら、軟磁性裏打層２は、垂直磁気記録層４に対してデータの書き込み動作を行う際に磁気ヘッドの一部として機能するものであり、より大きな記録磁界および磁場勾配を得るためには設けるほうがよい。また一方で、非磁性基板１と軟磁性裏打層２との間に、軟磁性裏打層２の密着性向上や磁気異方性制御のためにシード層等を付与しても、本実施例の垂直磁気記録媒体による効果は変わらず発揮される。さらに、軟磁性裏打層２と非磁性中間層３との間や非磁性中間層３と垂直磁気記録層４との間に、結晶配向性や結晶粒径の制御を目的としてシード層等を付与しても、本実施例の垂直磁気記録媒体による効果は変わらず発揮される。さらに、保護膜５上に潤滑材を塗布してもよい。

さらに、図１の垂直磁気記録媒体１０において、非磁性基板１としては、通常の磁気記録媒体に用いられるような、ニッケル・リン（ＮｉＰ）メッキを施したアルミニウム（Ａｌ）合金基板、化学強化ガラス基板、結晶化ガラス基板、熱酸化シリコン（Ｓｉ）基板、またはプラスチック基板等を用いることが可能である。

さらに、図１の垂直磁気記録媒体１０において、軟磁性裏打層２は、当該軟磁性裏打層からの漏洩磁束を抑制するために磁区制御されていることがより望ましい。磁区制御に関する技術として、例えば前述の特許文献５（IEEE Trans. Magn. Mag-33（1997）pp. 2983-2985）に示されるような軟磁性裏打層の磁化方向を揃える方法や、例えば前述の特許文献２（特開２００１−１５５３２１号公報）に示されるような極薄の非磁性分断層により分断された軟磁性裏打層を反強磁性的に結合させる方法が提案されている。本実施例では、前述の特許文献２に記述されている手法のように、図２に示されるような下部軟磁性層６、非磁性分断層７および上部軟磁性層８を非磁性基板１の側から順次堆積した構造を採用している。

図２の軟磁性裏打層２において、下部軟磁性層６として、０．５パスカル（Ｐａ）のアルゴン（Ａｒ）雰囲気中で１ｋＷの投入電力にて、２５ｎｍ（ナノメータ：１０^-9ｍ）の膜厚の鉄・コバルト・ニオブ・ジルコニウム（ＦｅＣｏＮｂＺｒ）系合金をＤＣ（直流）スパッタ法により堆積させている。軟磁性裏打層２の全膜厚は、軟磁性裏打層２の飽和磁化Ｂｓが１テスラ（Ｔ）以上である場合に記録再生特性の見地から１０ｎｍ以上であれば充分であるが、３０ｎｍ以上であることがより好ましい。さらに、量産設備および製造コストの見地からすれば、軟磁性裏打層２の全膜厚を１００ｎｍ以下にする必要がある。より好ましくは、軟磁性裏打層２の全膜厚を６０ｎｍ以下にすることが必要である。さらに、これ以降の堆積方法として特に断らない限りＤＣスパッタ法を用いるが、各種の膜（層）の堆積方法として、ＤＣスパッタ法に限らず、ＲＦ（高周波）スパッタ法、パルスＤＣスパッタ法、またはＣＶＤ法（化学的気相成長法）等により堆積させることも可能である。

図２に示される下部軟磁性層６として、ＦｅＣｏＮｂＺｒ系合金の他に、アモルファスまたは微結晶構造のコバルト・ジルコニウム・ニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）、コバルト・ニオブ・タンタル（ＣｏＮｂＴａ）、鉄・コバルト・ジルコニウム・ニオブ（ＦｅＣｏＺｒＮｂ）、鉄・コバルト・ジルコニウム・タンタル（ＦｅＣｏＺｒＴａ）、鉄・コバルト・ホウ素（ＦｅＣｏＢ）、鉄・コバルト・クロム・ホウ素（ＦｅＣｏＣｒＢ）、ニッケル・鉄・シリコン・ホウ素（ＮｉＦｅＳｉＢ）、鉄・アルミニウム・シリコン（ＦｅＡｌＳｉ）、鉄・タンタル・炭素（ＦｅＴａＣ）、鉄・ハフニウム・炭素（ＦｅＨｆＣ）、またはパーマロイ（ＮｉＦｅ）等の軟磁性材料を用いることも可能である。軟磁性裏打層からの雑音を低減させるためには、アモルファスまたは微結晶構造を有する軟磁性材料を用いることがより好ましい。

換言すれば、下部軟磁性層６（および上部軟磁性層８）として、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、かつ、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ホウ素（Ｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、炭素（Ｃ）およびタングステン（Ｗ）のうちの１種類以上の元素を含む軟磁性材料が使用される。

つぎに、ＦｅＣｏＮｂＺｒ系合金の下部軟磁性層６上に、非磁性分断層７として、０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１５０Ｗの投入電力にて、０．５ｎｍの膜厚のＲｕを堆積させている。Ｒｕの非磁性分断層７の膜厚は、隣接する軟磁性層の磁化が反強磁性的に結合するように選定される。非磁性分断層７としてＲｕを用いた場合、一般的には０．５〜１ｎｍ程度の膜厚が適切である。非磁性分断層８の材料として、Ｒｕ以外に、前述の特許文献６（S. S. P. Parkin, Phy. Rev. Lett. 67, 3598（1991））に示されるような材料を用いることが可能である。

つぎに、Ｒｕの非磁性分断層７上に、上部軟磁性層８として、０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１ｋＷの投入電力にて、２５ｎｍの膜厚のＦｅＣｏＮｂＺｒ系合金をＤＣスパッタ法により堆積させている。

上記のように下部軟磁性層６、非磁性分断層７および上部軟磁性層８が積層された構造では、互いに反平行に配向された下部軟磁性層６および上部軟磁性層８の隣接する磁性原子ＭＡが、非磁性分断層７を介して反強磁性的に結合される。それゆえに、軟磁性裏打層２内で生成される磁束ＭＦが、軟磁性裏打層２の外部に漏れ出すことはない。

さらに、図３に示される非磁性中間層３として、軟磁性裏打層２上に、８ＰａのＡｒ雰囲気中で２５０Ｗの投入電力にて、２０ｎｍの膜厚のＲｕを堆積させている。この非磁性中間層３は、Ｒｕからなる複数の非磁性結晶粒子１３ａと、これらの非磁性結晶粒子１３ａを互いに離隔する空隙部１３ｂとを有している。これらの非磁性結晶粒子１３ａによって、グラニュラ垂直記録層４−２の各々の磁性粒子１４ａの磁化方向が、非磁性基板１の面に垂直な方向に容易かつ確実に配向されるようになる。この非磁性中間層３は単層構造に限定されるものではなく、例えば前述の特許文献４（特開２００５−３５３２５６号公報）に示されるように、２層以上の構造を有することも可能である。また一方で、前述の特許文献３（特許第３９８７５３２号公報）に示されるように、非磁性中間層３の結晶配向性向上および結晶粒径制御のために、軟磁性裏打層２と非磁性中間層３との間にシード層を設けてもよい。

つぎに、非磁性下地層３上に、図３に示される垂直磁気記録層４を堆積させている。この垂直記録層４は、前述のように、下層部に形成され、グラニュラ層の構造を有するグラニュラ垂直記録層４−１と、上層部に形成され、連続膜の構造を有する書き込み補助層４−２とにより構成される。

図３に示される垂直磁気記録層４において、下層部に形成されるグラニュラ垂直記録層４−１として、０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で３００Ｗの投入電力３００にて、８ｎｍの膜厚のコバルト・クロム・白金−酸化チタン（ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２）を堆積させている。より詳しく説明すると、グラニュラ垂直記録層４−１内の複数の磁性粒子１４ａは、非磁性基板１（図１参照）の面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有するコバルト・クロム・白金（ＣｏＣｒＰｔ）系合金からなり、グラニュラ垂直記録層４−１内の非磁性酸化物１４ｂは、酸化チタン（ＴｉＯ_２）からなる。ここでは、ＣｏＣｒＰｔ系合金の複数の磁性粒子１４ａは、酸化チタンの非磁性酸化物１４ｂと固溶体を形成することなく、酸化チタンの非磁性酸化物１４ｂにより均一化された状態で互いに分断されている。

さらに、図３に示される垂直磁気記録層４において、上層部に形成される書き込み補助層４−２として、０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力４００Ｗの投入電力にて、７ｎｍの膜厚のＣｏＣｒＰｔＢ系合金を堆積させている。このようにして形成された書き込み補助層４−２は、非磁性基板１（図１参照）の面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有するＣｏＣｒＰｔＢ系合金からなる複数の微粒子の連続膜の構造を有する。

このＣｏＣｒＰｔＢ系合金において、Ｃｒは、当該合金に対する偏析の効果を有しており、組成比が大きくなるにつれて、複数の微粒子の連続膜の孤立化が促進される。ただし、Ｃｒの組成比があまりに大きくなると、連続膜の孤立化の傾向が強くなって垂直磁気記録層の異方性磁界が大きくなる。これを防止するために、Ｃｒの組成比に対して上限値を設定しておく。また一方で、Ｂは、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金の磁性粒子を均一化かつ微細化する機能を有する。Ｃｒの組成比の上限値とＢの組成比の範囲を適切な値に設定して、連続膜の面内方向の交換相互作用を制御することにより、上記連続膜を構成する磁性粒子の孤立化が適度に促進されるようになる。これによって、複数の微粒子の連続膜で発生する雑音（例えば、遷移ノイズ）が低減されてＳＮ比が向上すると共に垂直磁気記録層の異方性磁界を適切な値に制御することができる。

より具体的には、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金からなる書き込み補助層において、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下になるように予め調整しておくことによって、比較的良好なＳＮ比を有すると共に異方性磁界が適切な値に調整された垂直磁気記憶媒体が得られることが確認された。

ここで、図１に戻り、保護膜５の作製方法の具体例について説明する。垂直磁気記録層４上に、カーボンからなる保護膜５を、ＣＶＤ法により４ｎｍの膜厚で堆積することによって、保護膜５が作製される。つぎに、保護膜５上に潤滑材を１ｎｍの膜厚で塗布し、研磨テープにより表面突起および異物を除去する。これによって、本実施例に係る垂直磁気記録媒体の製造工程が完了する。

図４は、本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用されるグラニュラ垂直記録層のＭＨ曲線（磁化曲線）の一例を示す図であり、図５は、本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用される書き込み補助層のＭＨ曲線（磁化曲線）の一例を示す図である。図４および図５において、横軸は、グラニュラ垂直記録層または書き込み補助層に印加される磁界Ｈ（任意単位）を表しており、縦軸は、グラニュラ垂直記録層または書き込み補助層が磁化されている状態を示す磁化Ｍ（任意単位）を表している。

図４の磁化曲線の例では、グラニュラ垂直記録層４−１（図３参照）の飽和磁界Ｈｓ１、規格化された磁化曲線の傾きα１、および保磁力Ｈｃ１が例示されており、図５のＭＨ曲線の例では、書き込み補助層４−２（図３参照）の飽和磁界Ｈｓ２、規格化された磁化曲線の傾きα２、および保磁力Ｈｃ２が例示されている。一般に、飽和磁界が大きいほど、異方性磁界が大きくなる傾向にある。また一方で、規格化された磁化曲線の傾きが大きいほど、ヒステリシスループが角型に近くなる。

図４および図５の磁化曲線の例から明らかなように、グラニュラ垂直記録層４−１（図３参照）の異方性磁界（Ｈｋ１（図示されていない））は、書き込み補助層４−２（図３参照）の異方性磁界（Ｈｋ２（図示されていない））よりも大きく、かつ、グラニュラ垂直記録層の規格化された磁化曲線の傾き（α１）は、書き込み補助層の規格化された磁化曲線の傾き（α２）よりも小さい。また、グラニュラ垂直記録層４−１の保磁力Ｈｃ１と書き込み補助層４−２の保磁力Ｈｃ２との間には、Ｈｃ１＞＞Ｈｃ２の関係がある。

逆にいえば、グラニュラ垂直記録層に対するデータの書き込み動作の補助の効果を表すために、書き込み補助層の異方性磁界（Ｈｋ２）は、グラニュラ垂直記録層の異方性磁界（Ｈｋ１）よりも小さく、かつ、書き込み補助層の規格化された磁化曲線の傾き（α２）は、グラニュラ垂直記録層の規格化された磁化曲線の傾き（α１）よりも大きくなるように調整される。ここでは、グラニュラ層の構造を有するグラニュラ垂直記録層と、連続膜の構造を有する書き込み補助層との磁気的な結合をもたせることによって、垂直磁気記録層の異方性磁界を実質的に小さくして磁気ヘッドの書き込み能力を超えない適切な値に設定することができる。

図６は、本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用される書き込み補助層のＢの組成変化とＳＮ比との関係を示すグラフである。図６において、横軸は、Ｂの組成比（atomic ％）を表しており、縦軸は、書き込み電流Ｉｗ＝２５ｍＡでデータの書き込み動作を行った場合の垂直磁気記録媒体のＳＮ比（デシベル（ｄＢ））を表している。

ここでは、本実施例に係る垂直磁気記録媒体の書き込み補助層として、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金の磁性粒子からなる連続膜を使用した場合に、Ｂの組成比を４atomic ％〜１４atomic ％の範囲で変化させたサンプルを作製し、これらのサンプルのＳＮ比を測定している。本実施例では、Ｂの添加による飽和磁化（Ｍｓ）の減少を防止するために、Ｂの組成比を増加させた分だけＣｒの組成比を減少させ、Ｂの組成比を減少させた分だけＣｒの組成比を増加させている（例えば、Ｃｒの組成比とＢの組成比との合計を２４atomic ％一定にしている）。

図６のグラフに示すように、Ｂの組成比が８atomic ％以上で１４atomic ％以下に調整されたサンプルを使用することによって、比較的良好なＳＮ比を有する垂直磁気記憶媒体が得られることが確認された。因みに、Ｂの組成比が１０atomic ％〜１１atomic ％付近でＳＮ比は最大となる。さらに、追試実験を行った結果、Ｃｒの組成比が１４atomic ％未満に調整されたサンプルを使用することによって、比較的良好なＳＮ比を有する垂直磁気記憶媒体が得られることが確認された。

図７は、本実施例に係る垂直磁気記録媒体を含む磁気記憶装置の全体の概略的構成を示す平面図である。図７においては、薄膜磁気ヘッド２０を移動させることにより、例えば図１に示したような垂直磁気記録媒体１０の磁気記録面の任意の位置にデータを記録したり、磁気記録面の任意の位置に記録されているデータを再生したりするための磁気記憶装置５０の概略的構成が例示されている。好ましくは、磁気記憶装置５０は、ディスク等の垂直磁気記録媒体１０を有する磁気ディスク装置により構成される。

図７の磁気記憶装置５０内に設けられる垂直磁気記録媒体１０は、前述の図１に示したような垂直磁気記録媒体と同様に、非磁性基板上に、面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性裏打層と、下地層として機能する非磁性中間層と、グラニュラ垂直記録層および書き込み補助層からなる垂直磁気記録層と、垂直磁気記録層を保護する保護膜とが順次形成された構造を有する。

さらに、前述の図１にて説明したように、垂直磁気記録層の下層部に形成されるグラニュラ垂直記録層は、非磁性基板の面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する。また一方で、垂直記録層の上層部に形成される書き込み補助層は、非磁性基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する。

さらに、前述の図１にて説明したように、本実施例にて使用される垂直磁気記録層において、書き込み補助層を構成する複数の磁性粒子は、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。

図７に示す磁気記憶装置５０は、大まかにいって、磁気ディスク等の垂直磁気記録媒体１０、垂直磁気記録方式で用いられる薄膜磁気ヘッド２０、スピンドルモータ１６およびボイスコイルモータ（ＶＣＭモータ）３０等を収納するためのディスクエンクロージャ６０と、薄膜磁気ヘッド２０により垂直磁気記録媒体１０に対するデータ書き込み動作（データ記録動作）およびデータ読み出し動作（データ再生動作）等を制御する制御部（図示されていない）とにより構成される。上記のディスクエンクロージャ６０には、スピンドル１５に結合されるスピンドルモータ１６によって回転駆動される単一または複数のディスク等の垂直磁気記録媒体１０が同軸上に設けられている。スピンドルモータ１６の動作は、制御部のサーボコントローラ（図示されていない）により制御されている。ディスク等の垂直磁気記録媒体１０の表面における垂直磁気記録層の磁気記録面には、複数のトラック（または複数のシリンダ）が形成されており、このトラックの任意の位置のセクタに所定のデータに対応するデータパターン（磁化パターン）が書き込まれている。

ここで、「シリンダ」とは、複数のディスク等が積層されて配置されている場合に、各々のディスク上で複数の薄膜磁気ヘッドによって同時にアクセスすることが可能な垂直方向の複数のトラックの集合体（すなわち、シリンダ状の複数のトラック）を指し示す用語である。

さらに、図７の磁気記憶装置５０内の薄膜磁気ヘッド１０は、ヘッド支持用のアーム３１の先端に実装されている。このアーム３１は、サーボコントローラにより制御されるボイスコイルモータ３０によって、ディスク等の垂直磁気記録媒体１０の内周部（インナ側）の位置と外周部（アウタ側）の位置との間を往復移動するように駆動される。これによって、ディスク等の垂直磁気記録媒体１０の磁気記録面でデータが書き込まれている全てのデータ領域のセクタに対するアクセスを行うことが可能になる。ここで、アーム３１の往復移動がスムーズに行えるようにするために、ボイスコイルモータ３０の中心部にピボットベアリング４０が取り付けられている。

例えば、ボイスコイルモータ３０によってアーム３１が矢印Ｂの方向に回転することにより、薄膜磁気ヘッド２０がディスク等の垂直磁気記録媒体１０の半径方向に移動し、所望のトラックを走査することが可能になる。ボイスコイルモータ３０およびアーム３１を含む構成要素は、ヘッドアクチュエータとも呼ばれている。さらに、このヘッドアクチュエータにはフレキシブルプリント基板（通常、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と略記される）４１が取り付けられており、このフレキシブルプリント基板４１を経由して、ボイスコイルモータ３０および薄膜磁気ヘッド２０の動作を制御するためのサーボ信号が供給される。

ディスク等の垂直磁気記録媒体１０の外周部には、ランプ機構３２が配置されており、アーム３１の先端に係合して薄膜磁気ヘッド２０を垂直磁気記録媒体１０から離間させて保持するようになっている。

図８は、図７の磁気記憶装置に使用される薄膜磁気ヘッドの概略的構成を示す断面図である。ここでは、単磁極型の垂直磁気ヘッドを含むような薄膜磁気ヘッド２０の構成例を一例として示す。

図８に示す薄膜磁気ヘッド１０は、垂直磁気記録方式によりディスク等の垂直磁気記録媒体１０の磁気記録面の任意の位置に磁気情報（データ）を記録するための（データ書き込み動作用の）記録ヘッド部１７と、垂直磁気記録媒体１０の磁気記録面の任意の位置に記録されている磁気情報を磁気信号として再生するための（データ読み出し動作用の）磁気抵抗効果型の再生ヘッド部１８とが一体化された構造になっている。

より詳しく説明すると、図８の薄膜磁気ヘッド２０は、単磁極型の垂直磁気ヘッドからなる記録ヘッド部１７と、ディスク等の垂直磁気記録媒体１０上の垂直磁気記録層の任意の位置に記録されている磁気情報を再生する再生ヘッド部１８とを有する。ここで、垂直磁気記録媒体１０は、前述の図１に示したような垂直磁気記録媒体と同様に、非磁性基板１上に、面内方向に磁化容易軸を有する軟磁性裏打層２と、非磁性中間層３と、グラニュラ垂直記録層４−１および書き込み補助層４−２からなる垂直磁気記録層と、保護膜（図８では省略している）とが順次形成された構造を有する。さらに、前述の図１にて説明したように、垂直磁気記録層内の書き込み補助層４−２を構成する複数の磁性粒子は、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金からなり、Ｃｒの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、Ｂの組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下である。なお、図８では、垂直磁気記録媒体１０の媒体対向面ＡＢＳ（ヘッド浮上面（air bearing surface））に垂直な方向の断面図を示している。

図８の薄膜磁気ヘッド２０において、記録ヘッド部１７は、垂直磁気記録媒体１０上の垂直磁気記録層の磁気記録面に垂直な方向の磁界を印加する単一の主磁極部２１と、垂直記録媒体内の垂直磁気記録層および軟磁性裏打層２を通して外部に出てくる磁界を吸収する補助磁極部２２と、主磁極部２１および補助磁極部２２を磁気的に接続するための磁性材料からなる接続部２４とを有する。さらに、図８の記録ヘッド部１７では、薄膜コイル２５からの磁界を集束して主磁極部２１に効率良く供給するための磁性材料からなるヨーク部２６が、主磁極部２１と接続部２４との間に形成されている。さらに、図２の記録ヘッド部１７では、薄膜磁気ヘッド２０の外部からの浮遊磁界（浮遊磁場）が記録ヘッド部内に侵入するのを抑制するための磁性材料からなる記録ヘッド部シールド層２３が、薄膜磁気ヘッド２０の上部に配置されている。一般に、上記の記録ヘッド部１７内の主磁極部２１、補助磁極部２２、接続部２４、薄膜コイル２５、ヨーク部２６および記録ヘッド部シールド層２３等の構成要素は、非磁性絶縁層により覆われているが、図８ではこの非磁性絶縁層の記載を省略する。

図８の薄膜磁気ヘッド２０において、垂直磁気記録媒体上の磁気記録層に磁気情報を記録したい場合、主磁極部２１の近傍の薄膜コイル２５に電流を流して所定の磁界を生成する。この薄膜コイル２５にて生成された磁界ＭＰは、ヨーク部２６を介して主磁極部２１を通過し、回転するディスク（ここでは、左側から右側へ回転する）等の垂直磁気記録媒体１０の磁気記録面に垂直な方向の記録磁界として垂直磁気記録層内の書き込み補助層４−２およびグラニュラ垂直記録層４−１に印加される。さらに、書き込み補助層４−２→グラニュラ垂直記録層４−１→軟磁性裏打層２→グラニュラ垂直記録層４−１→書き込み補助層４−２を経由して外部に出てくる磁界は、補助磁極部２２に吸収される。上記のヨーク部２６、主磁極部２１、垂直磁気記録媒体１０の垂直磁気記録層および軟磁性裏打層２、補助磁極部２２、ならびに接続部２４により磁気回路が形成される。この磁気回路を利用して、垂直磁気記録媒体の磁気記録面に垂直な方向の磁化（磁気情報）を垂直磁気記録層に記録することができる。

さらに、図８の薄膜磁気ヘッド２０において、再生ヘッド部１８は、アルチック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＯ）等のセラミック材料よりなる基板（図示されていない）上に成膜されたアルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)等の絶縁材料からなる非磁性絶縁層（図示されていない）と、この非磁性絶縁層の上に形成された磁性材料からなる下部シールド層２８−２と、この下部シールド層２８−２の上に非磁性絶縁層（図示されていない）を介して形成された磁気抵抗効果素子（ＭＲ（Magnetoresistance effect）素子とも称する）２７と、この磁気抵抗効果素子２７の上に非磁性絶縁層（図示されていない）を介して形成された磁性材料からなる上部シールド層２８−１とを有する。この磁気抵抗効果素子２７は、垂直磁気記録媒体の磁気記録面に記録されている磁気情報により生成される磁界を検出する機能を有する。また一方で、上部シールド層２８−１および下部シールド層２８−２は、外部からの浮遊磁界が磁気抵抗効果素子内に侵入するのを抑制する機能を有しており、その厚みは、それぞれ例えば１〜２μｍ（ミクロンメータ：１０^-6ｍ）である。

図８の磁気抵抗効果素子２７として、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistance Effect）素子とも称する）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ（Giant Magnetoresistance Effect）素子とも呼ばれる）、またはトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ（Tunneling Magnetoresistance Effect）素子とも呼ばれる）等の磁気抵抗効果を示す感磁性膜を用いた素子を用いることができる。

さらに、再生ヘッド部１８の上部シールド層２８−１の上に非磁性絶縁層（図示されていない）が形成されており、この非磁性絶縁層の上に、記録ヘッド部１８の補助磁極部２２が形成されている。この補助磁極部２２の上部には、前述のような薄膜コイル２５、接続部２４、ヨーク部２６、主磁極部２１および記録ヘッド部シールド層２３が形成されている。

これまでに説明した実施例に関連して、下記に示すような付記を記載しておく。

（付記１） 基板と、
前記基板上に形成される非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層と、
前記垂直磁気記録層上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、
前記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、
前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。

（付記２） 前記第１の垂直磁化膜の異方性磁界は、前記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、前記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、前記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３） 前記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロムおよび白金を含む合金からなる付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４） 前記非磁性中間層が、少なくとも１層の非磁性層を有しており、前記非磁性層の一部に、ルテニウムを含む合金が使用されている付記１から３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。

（付記５） 前記基板と前記非磁性中間層との間に、前記磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層が形成される付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６） 前記基板と前記非磁性中間層との間に形成される前記軟磁性裏打層が、コバルト、鉄およびニッケルを主成分とし、かつ、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、ホウ素、タングステン、ハフニウムおよび炭素のうちの１種類以上の元素を含む付記５記載の垂直磁気記録媒体。

（付記７） 基板と、
前記基板上に形成され、磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層と、
前記軟磁性裏打層上に形成される非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層と、
前記垂直磁気記録層上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、
前記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、
前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。

（付記８） 前記第１の垂直磁化膜の異方性磁界は、前記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、前記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、前記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい付記７記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９） 前記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロムおよび白金を含む合金からなる付記７記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０） 前記非磁性中間層が、少なくとも１層の非磁性層を有しており、前記非磁性層の一部に、ルテニウムを含む合金が使用されている付記７から９のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。

（付記１１） 基板上に、少なくとも非磁性中間層、垂直磁気記録層および保護膜が順次積層される垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に前記非磁性中間層を形成する工程と、
前記非磁性中間層上に、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層を形成する工程と、
前記垂直磁気記録層上に、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜を形成する工程とを有し、
前記垂直磁気記録層を形成する工程は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜を形成し、さらに、前記第１の垂直磁化膜上に、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜を形成し、
前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。

（付記１２） 前記第１の垂直磁化膜の異方性磁界は、前記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、前記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、前記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい付記１１記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１３） 前記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロムおよび白金を含む合金からなる付記１１記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４） 前記非磁性中間層が、少なくとも１層の非磁性層を有しており、前記非磁性層の一部に、ルテニウムを含む合金が使用されている付記１１から１３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。

（付記１５） 前記垂直磁気記録媒体の製造方法が、さらに、前記基板と前記非磁性中間層との間に、前記磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層を形成する工程を有する付記１１記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１６） 前記基板と前記非磁性中間層との間に形成される前記軟磁性裏打層が、コバルト、鉄およびニッケルを主成分とし、かつ、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、ホウ素、タングステン、ハフニウムおよび炭素のうちの１種類以上の元素を含む付記１５記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。

（付記１７） 基板上に形成される非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、前記第１の垂直磁化膜上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜と、前記第２の垂直磁化膜上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを有する垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に磁気情報を記録する記録ヘッド部と、前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に記録されている磁気情報を再生する再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドとを備え、
前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面上で前記磁気ヘッドを移動させて、前記垂直磁気記録媒体の前記任意の位置に磁気情報を記録する動作を行うと共に、前記垂直磁気記録媒体の前記任意の位置に記録されている磁気情報を再生する動作を行う磁気記憶装置において、
前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする磁気記憶装置。

（付記１８） 前記第１の垂直磁化膜の異方性磁界は、前記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、前記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、前記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい付記１７記載の磁気記憶装置。
（付記１９） 前記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロムおよび白金を含む合金からなる付記１７記載の磁気記憶装置。
（付記２０） 前記再生ヘッド部が、前記磁気情報により生成される磁界を検出する磁気抵抗効果素子を含み、前記磁気抵抗効果素子は、異方性磁気抵抗効果素子、巨大磁気抵抗効果素子またはトンネル磁気抵抗効果素子である付記１７記載の磁気記憶装置。

本発明は、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにより情報を記録するための２層構造のＳＮ比の良好な垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置であって、より記録容量の大きな磁気ディスク装置等の磁気記憶装置に適用することが可能である。

本実施例に係る垂直磁気記録媒体の概略的構成を示す断面図である。 図１の軟磁性裏打層の詳細な構成を示す断面図である。 図１の非磁性中間層および垂直磁気記録層の詳細な構成を示す断面図である。 本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用されるグラニュラ垂直記録層のＭＨ曲線の一例を示す図である。 本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用される書き込み補助層のＭＨ曲線の一例を示す図である。 本実施例に係る垂直磁気記録媒体に使用される書き込み補助層のＢの組成変化とＳＮ比との関係を示すグラフである。 本実施例に係る垂直磁気記録媒体を含む磁気記憶装置の全体の概略的構成を示す平面図である。 図７の磁気記憶装置に使用される薄膜磁気ヘッドの概略的構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 非磁性基板
２ 軟磁性裏打層
３ 非磁性中間層
４ 垂直磁気記録層
４−１ グラニュラ垂直記録層
４−２ 書き込み補助層
５ 保護膜
６ 下部軟磁性層
７ 非磁性分断層
８ 上部軟磁性層
１０ 垂直磁気記録媒体
１３ａ 非磁性結晶粒子
１３ｂ 空隙部
１４ａ 磁性粒子
１４ｂ 非磁性酸化物
１４ｃ 垂直磁化連続膜
１５ スピンドル
１６ スピンドルモータ
１７ 記録ヘッド部
１８ 再生ヘッド部
２０ 薄膜磁気ヘッド
２１ 主磁極部
２２ 補助磁極部
２３ 記録ヘッド部シールド層
２４ 接続部
２５ 薄膜コイル
２６ ヨーク部
２７ 磁気抵抗効果素子
２８−１ 上部シールド層
２８−２ 下部シールド層
３０ ボイスコイルモータ（ＶＣＭモータ）
３１ アーム
３２ ランプ機構
４０ ピボットベアリング
４１ フレキシブルプリント基板
５０ 磁気記憶装置
６０ ディスクエンクロージャ

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板上に形成される非磁性中間層と、
   前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層と、
   前記垂直磁気記録層上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、
   前記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、
   前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％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１の垂直磁化膜の異方性磁界は、前記第２の垂直磁化膜の異方性磁界よりも大きく、かつ、前記第１の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きは、前記第２の垂直磁化膜の規格化された磁化曲線の傾きよりも小さい請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
3. 前記第１の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロムおよび白金を含む合金からなる請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記非磁性中間層が、少なくとも１層の非磁性層を有しており、前記非磁性層の一部に、ルテニウムを含む合金が使用されている請求項１から３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記基板と前記非磁性中間層との間に、前記磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層が形成される請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
6. 基板と、
   前記基板上に形成され、磁気情報の書き込み時に磁気ヘッドの一部として機能する軟磁性裏打層と、
   前記軟磁性裏打層上に形成される非磁性中間層と、
   前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層と、
   前記垂直磁気記録層上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを備え、
   前記垂直磁気記録層は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜とを有しており、
   前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
7. 基板上に、少なくとも非磁性中間層、垂直磁気記録層および保護膜が順次積層される垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記基板上に前記非磁性中間層を形成する工程と、
   前記非磁性中間層上に、基板面に垂直な方向の磁化容易軸を有する磁気情報が記録される垂直磁気記録層を形成する工程と、
   前記垂直磁気記録層上に、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜を形成する工程とを有し、
   前記垂直磁気記録層を形成する工程は、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により前記垂直磁気記録層の面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜を形成し、さらに、前記第１の垂直磁化膜上に、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜を形成し、
   前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
8. 基板上に形成される非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、非磁性酸化物により面内方向で互いに分断されたグラニュラ層の構造を有する第１の垂直磁化膜と、前記第１の垂直磁化膜上に形成され、基板面に垂直な方向に配向された磁化容易軸を有する複数の磁性粒子が、連続する磁性金属からなる連続膜の構造を有する第２の垂直磁化膜と、前記第２の垂直磁化膜上に形成され、前記垂直磁気記録層を保護する保護膜とを有する垂直磁気記録媒体と、
   前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に磁気情報を記録する記録ヘッド部と、前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面の任意の位置に記録されている磁気情報を再生する再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドとを備え、
   前記垂直磁気記録媒体の磁気記録面上で前記磁気ヘッドを移動させて、前記垂直磁気記録媒体の前記任意の位置に磁気情報を記録する動作を行うと共に、前記垂直磁気記録媒体の前記任意の位置に記録されている磁気情報を再生する動作を行う磁気記憶装置において、
   前記第２の垂直磁化膜を構成する複数の磁性粒子は、少なくともコバルト、クロム、白金およびホウ素を含む合金からなり、クロムの組成比は１４atomic ％未満であり、かつ、ホウ素の組成比は８atomic ％以上で１４atomic ％以下であることを特徴とする磁気記憶装置。

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