JP4472655B2

JP4472655B2 - 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置

Info

Publication number: JP4472655B2
Application number: JP2006091438A
Authority: JP
Inventors: 高橋　　研; 正裕岡; 哲喜々津
Original assignee: Tohoku University NUC; Showa Denko KK; Toshiba Corp
Current assignee: Tohoku University NUC; Showa Denko KK; Toshiba Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2006309926A

Description

本発明は、ハードディスク装置等に用いられる垂直磁気記録媒体とそれを使用した磁気記録再生装置に関するものである。

垂直磁気記録方式は、従来、媒体の面内方向に向けられていた磁気記録層の磁化容易軸を媒体の垂直方向に向けることにより、記録ビット間の境界である磁化遷移領域付近での反磁界が小さくなるため、記録密度が高くなるほど静磁気的に安定となって熱揺らぎ耐性が向上することから、面記録密度の向上に適した方式である。

また、基板と垂直磁気記録層との間に軟磁性材料からなる裏打ち層を設けた場合には、いわゆる垂直２層媒体として機能し、高い記録能力を得ることができる。このとき、軟磁性裏打ち層は磁気ヘッドからの記録磁界を還流させる役割を果たしており、記録再生効率を向上させることができる。

一般に垂直磁気記録媒体は、基板上に裏打ち層（非磁性膜）を設け、磁性層の磁化容易軸を基板面に対して垂直に配向させる下地膜、Ｃｏ合金からなる垂直磁気記録層および保護層の順で構成されている。しかしながら、近年、垂直磁気記録媒体の問題点として、ＷＡＴＥ（ＷｉｄｅＡｒｅａ／ＡｄｊａｃｅｎｔＴｒａｃｋＥｒａｓｕｒｅ）があることがわかってきている。ＷＡＴＥとは垂直磁気記録媒体特有の問題であり、あるトラックに信号を記録した際に、記録したトラックから数μｍの広域にわたっての信号が減磁する現象である。主に裏打ち層の構造、磁気異方性で改善する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、特に軟磁性裏打ち層の磁化容易軸の向きを基板半径方向にそろえることも効果的であると言われている。これを実現するための方法としては、半径方向の磁場中にて裏打ち層を成膜する方法や裏打ち層を軟磁性膜と反強磁性膜の積層構造として、スピンの向きを一定方向に揃えた方法が提案されている（例えば、特許文献２，特許文献３参照。）。
その他、本願発明と類似の合金組成を用いる例として、面内の磁気記録媒体がある（例えば、特許文献４参照。）。この例は、ＣｏＩｒ系層の膜厚も薄く、ｃ軸配向していない。
また、軟磁性体部分にＩｒは用いるものの、多孔質体に機能性材料を充填した垂直磁気記録媒体も知られている（例えば、特許文献５参照。）。さらに、軟磁性層の分断層としてＩｒを用いた垂直磁気記録媒体も知られている（例えば、特許文献６参照。）。
特開昭５８−１６６５３１号公報特開平０６−１０３５５３号公報米国特許出願公開第２００２／００２８３５７号明細書特開２００３−１３２５１５号公報特開２００４−２３７４２９号公報特開２００３−２０３３２６号公報

垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層を、磁場中で成膜する場合には以下の問題点が生じる。
（１）磁界を半径方向に均一に制御することが困難である、
（２）基板の内周部で磁界が小さくなる。
今後、さらに媒体の小型化が進んだときには、（２）は大きな問題となると推測される。
また、上記のように単に裏打ち層を設けた場合では、半径方向に均一な磁化容易軸を形成することは非常に困難であり、この問題を解決しかつ安易に製造が可能な磁気記録媒体が要望されている。
また、以上のようなさまざまな工夫をもって磁化容易軸を制御した場合においても、軟磁性裏打ち層の膜中にわずかな垂直磁化成分が残ることが原因となってＷＡＴＥ現象が発生することがありうると考えられている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、裏打ち層の磁気異方性のはたらきを改めて見直し、高密度の情報の記録再生が可能な垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下に掲げた、
（１）非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層と垂直磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体であって、Ｍｓ（ｅｍｕ／ｃｃ）なる飽和磁化を有する前記軟磁性裏打ち層が、負の一軸結晶磁気異方性エネルギーＫｕ ^{ｇｒａｉｎ} を持つ材料を用いて構成され、その磁化困難軸が基板面に対して垂直な方向を向いているとともに、ＣｏとＩｒとを主成分とする合金から成り、媒体面に対して垂直磁気異方性エネルギーＫｕ^⊥（ｅｒｇ／ｃｃ）として−２πＭｓ^２より小さい負の値を持つことを特徴とする垂直磁気記録媒体、
（２）前記軟磁性裏打ち層をなすＣｏとＩｒとの合金のＩｒ含有量が５原子％以上、２０原子％以下である（１）に記載の垂直磁気記録媒体、

（３）前記軟磁性裏打ち層の下に２次元の六方最密格子面を基板面と平行に配向させた結晶質下地膜を有する（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体、
（４）前記非磁性基板が半径２８ｍｍ以下の円盤状基板である（１）から（３）のいずれか１つに記載の垂直磁気記録媒体、
（５）垂直磁気記録媒体と、該垂直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、前記垂直磁気記録媒体（１）から（４）のいずれか１つに記載の垂直磁気記録媒体である磁気記録再生装置、
の各発明を提供する。

本発明によれば、軟磁性裏打ち層の磁化容易軸が基板面内方向に配向し、かつ、磁壁移動が起こりにくく、ひいてはＷＡＴＥ現象、スパイクノイズ等の発生の危険が小さい垂直磁気記録媒体を供することができる。

本発明は、軟磁性裏打ち層に基板面に対して垂直な方向に対する結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}が負の値をとる材料を用いる。このような材料としてＣｏ−Ｉｒ合金があげられる。Ｃｏ−Ｉｒの場合は結晶構造が六方稠密構造をとり、そのＣ軸方向に対して結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}＜０となる性質がある。
Ｃ軸に対して結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}＜０である材料はＣ軸に対して直角な方向に、したがってＣ軸が基板面に対して垂直方向を向いている場合は基板面内に、強力に磁化しようとする性質をもつ。このため、軟磁性裏打ち層の垂直磁気異方性Ｋｕ^⊥は−２πＭｓ^２−Ｋｕ^{ｇｒａｉｎ}となり、従来の軟磁性裏打ち層が持っていたＫｕ^⊥よりも小さい値となる。このため、軟磁性裏打ち層は、従来よりも強い力で基板面内方向に磁化するようになるため、面直方向の磁化成分によりＷＡＴＥ現象が発生するという可能性が著しく低くなる。

本発明の内容を具体的に説明する。
既に述べたように、垂直磁気記録媒体においては、その軟磁性裏打ち層の磁気異方性、容易磁化軸方向の制御が媒体デザインにおいて極めて重要となる。特にＷＡＴＥ（ＷｉｄｅＡｒｅａ／ＡｄｊａｃｅｎｔＴｒａｃｋＥｒａｓｕｒｅ）現象や軟磁性層の磁区の動きに付随するといわれるスパイクノイズ現象などを抑制するためには、この軟磁性層の磁化容易軸方向を基板面内に配向させたり、軟磁性裏打ち層の下にピン止め層と呼ばれる強磁性膜を設けて軟磁性層の磁壁が動きにくくするなどの工夫が必要といわれている。
本発明は、これら垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層に起因する問題点を、軟磁性材料の選定を適切に行うことにより解決しようとするものである。

図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態の一例を示すものである。ここに示されている磁気記録媒体１０は、非磁性基板１上に、ピン止め層２及び非磁性の下地層３を介して、軟磁性裏打ち層４、さらに配向制御層５と、垂直磁気記録層６と、保護層７と潤滑層８とが順次形成された構成となっている。
非磁性基板としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
ガラス基板としては、アモルファスガラスや結晶化ガラス等があり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。
非磁性基板として、特にガラス基板またはシリコン基板が好ましい。

非磁性基板は、平均表面粗さＲａが０．８ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下であることがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から望ましい。
また、表面の微小うねり（Ｗａ）が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であるのがヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。
テクスチャリング処理した処理後の基板の平均表面粗さＲａが０．１ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であることが好ましい。０．１ｎｍ未満であると、テクスチャリング処理した溝の効果が不十分となり、裏打ち層の磁気異方性が溝からずれるために好ましくない。０．８ｎｍを超えると、磁気ヘッドの浮上量を十分に小さくすることができないため好ましくない。また、垂直磁気記録層の配向が悪化することによるＳＮＲの低下を引き起こすので好ましくない。

本発明においては、ピン止め層、及び／又は、下地層が設けられた構成としても良いし、これらの層の何れかの層、又は両方の層が無くても、発明の効果に何ら影響はない。本発明では軟磁性裏打ち層の結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}が負の値をとることを特徴とするが、例えば軟磁性層材料としてＣｏ−Ｉｒを用いた場合、稠密六方晶構造のＣ軸を基板面に対して垂直な方向に配向させることが必要である。このような結晶配向のコントロールを行う目的で下地層を設けることがある。この場合、下地層自身も稠密六方晶構造をとることが多く、Ｔｉ、Ｒｕなどが考えられる。
軟磁性裏打ち層としては、基板面に対して垂直な軸に対する結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}が負の値をとるものが特に適していることを見出した。
ここで、結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}の決定方法は以下のようにした。すなわち、軟磁性裏打ち層材料の薄膜を基板上に成膜し、同試料の小片をトルクメーターにかけ、基板内に直交する面内で磁界を回転させることにより得られる垂直磁気トルク曲線の２θ成分の磁界飽和外挿値が、垂直磁気異方性エネルギーＫｕ^⊥であると定義した。
また、一軸結晶磁気異方性を持つ材料のｃ軸（一軸性対称軸）を膜面に垂直な方向に配向させた軟磁性裏打ち層については、Ｋｕ^⊥＝−２πＭｓ^２−Ｋｕ^{ｇｒａｉｎ}の関係を用いて一軸異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}を算出した。
一般的に膜面に垂直な方向には強力な反磁界が働くことが知られており、そのときのＫｕ^⊥の値は、試料の飽和磁化をＭｓとしたとき、−２πＭｓ^２となる。本発明にいう軟磁性裏打ち層とは、このときのＫｕ^⊥の値を仮にＫｕ^⊥＝−２πＭｓ^２＋Ｘと表すとしたときに、Ｘが負の値をとるような性質のものを指す。
従来の軟磁性裏打ち層の場合には、欠陥や不純物の存在によりＸの値は小さな正値となることがほとんどであった。しかるに本発明では、Ｘの値が負になることにより、大きな│Ｋｕ^⊥│の力で磁化を基板面内方向に向けることができる。また、基板面内に磁化が向いた方向がより安定になるので、外部環境の影響により磁化が動揺する可能性も低くすることができる。
Ｋｕ^⊥が負の値をとる場合、その材料の磁化状態は磁化方向が基板面内方向であるとしたときに、最もエネルギー的に安定である。従って、このような軟磁性膜は特別な工夫を必要とせずに、自ら基板面内方向に磁化しようとする。

上述のような指針から、本発明者らは、垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層用材料として、Ｃｏ−Ｉｒ合金膜が極めて適当な性質を示すことを見出した。
すなわち、Ｉｒ含有量が５原子％以上の領域において、Ｃｏ−Ｉｒ合金のＣ軸方向に対する結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^⊥は負の値をとるようになり、本発明の用途に適する性質を示す。ただし、Ｉｒ添加量が増えるに従って飽和磁束磁化量Ｍｓは減少するため、目的に合致する濃度に制御する必要がある。
Ｃｏ−Ｉｒを成膜する際の基板温度は室温から４００℃程度までの範囲が好ましい。

軟磁性裏打ち層の保磁力Ｈｃは３０（Ｏｅ）以下、好ましくは１０（Ｏｅ）以下、さらに好ましくは１（Ｏｅ）以下とするのが望ましい。なお、１（Ｏｅ）は、約７９Ａ／ｍである。
軟磁性裏打ち層の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上、好ましくは１Ｔ以上とするのが望ましい。
軟磁性裏打ち層を構成する軟磁性膜の膜厚は２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。
また、本発明に含まれるＣｏ−Ｉｒ合金薄膜においては、その磁化モードがネール磁壁構造からブロッホ磁壁構造に変化する膜厚（以後、磁壁臨界膜厚とする）が、Ｃｏの原子比の変化に伴って変わることが確認されている。すなわち、Ｉｒ濃度を５原子％以上２０原子％以下の範囲内のある値に固定した場合、Ｃｏ−Ｉｒ合金薄膜の膜厚を少しずつ厚くしていくと、ある厚さを境にして磁壁の磁化モードがネール型からブロッホ型に変わる。一般的にはＷＡＴＥ現象の抑制にはネール磁界の方が好ましいと考えられるが、ブロッホ磁界構造は、媒体ノイズを抑制する点で有利であることも考えられる。膜厚の設定にはこれらの事実を勘案して決定されるべきである。
軟磁性膜の形成方法としては、スパッタリング法を用いることができる。
軟磁性裏打ち層は、軟磁性膜と、Ｒｕ膜またはＲｅ膜とのサンドイッチ構造をとっていてもよい。軟磁性膜と、Ｒｕ膜またはＲｅ膜とを設け、所定の厚さに設定することで軟磁性膜を反強磁性結合させることができるためである。このとき、ＲｕまたはＲｅの膜厚は一般に０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上１．２ｎｍ以下であるような構成とすることで、垂直媒体特有の問題であるＷＡＴＥ現象をより改善することができる。

配向制御層は、下地層とともに、配向制御層上に設けられる垂直磁気記録層の配向や結晶サイズを制御するためのものである。配向制御層に用いられる材料は、六方細密構造（ｈｃｐ構造）または面心立方構造（ｆｃｃ構造）を有するものが好適であり、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒ、Ｍｇなどが利用できる。ｈｃｐ構造やｆｃｃ構造以外の構造（例えば、体心立方構造（ｂｃｃ構造）やアモルファス構造）であると、垂直磁気記録層の配向が不十分となり、その結果、ＳＮＲの低下や保磁力の低下を生じるので好ましくない。
配向制御層５は、シード層５−１と中間層５−２の２層から形成する。シード層５−１に用いられる材料は、例えばＰｄが適する。中間層５−２に用いられる材料は、特にＲｕが好ましい。配向制御層の厚さは３０ｎｍ以下であることが好ましい。配向制御層の厚さが３０ｎｍを超えると記録再生時における磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層の距離が大きくなるため、ＯＷ特性や再生信号の分解能が低下するため好ましくない。

垂直磁気記録層５は磁化容易軸が基板面に対し垂直方向に有している。構成元素としては、少なくともＣｏとＰｔと酸化物を含んでおり、さらにＳＮＲ特性改善などの目的でＣｒ、Ｂ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｚｒを添加することもできる。
垂直磁気記録層を構成する酸化物としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｔａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２を挙げることができる。酸化物の体積率は１５〜４０体積％であることが好ましい。酸化物の体積率が１５体積％未満であると、ＳＮＲ特性が不十分となるため好ましくない。酸化物の体積率が４０体積％を超えると、高記録密度に対応するだけの保磁力を得ることができないため好ましくない。
また、これ以外にもＣｏ／Ｐｔ・Ｃｏ／Ｐｄ人工格子系，ＦｅＰｔ・ＦｅＰｄ規則合金系、ＲＥ−ＴＭ系等の垂直磁気記録媒体材料を使用することができる。
垂直磁気記録層のニュークリエーション磁界（−Ｈｎ）は１．５（ｋＯｅ）以上であることが好ましい。−Ｈｎが１．５（ｋＯｅ）未満であると、熱揺らぎが発生するので好ましくない。
垂直磁気記録層の厚さは６〜１８ｎｍであることが好ましい。垂直磁気記録層の厚さがこの範囲であると、十分な出力を確保することができ、ＯＷ特性の悪化が生じないために好ましい。
垂直磁気記録層は、単層構造とすることもできるし、組成の異なる材料からなる２層以上の構造とすることもできる。

保護層は垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含むものが使用可能である。保護層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下とするのがヘッドと媒体の距離を小さくできるので高記録密度の点から望ましい。

潤滑層には従来公知の材料、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いるのが好ましい。

図２は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録再生装置は、磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、ヘッド駆動部１３と、記録再生信号処理系１４とを備えている。記録再生信号処理系１４は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１２に送ったり、磁気ヘッド１２からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。

以下、実施例を示して本発明の作用効果を明確にする。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ガラス基板（オハラ社製結晶化基板ＴＳ１０−ＳＸ、直径２．５インチ）を洗浄した後、基板をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した。この基板上に下地層であるＴｉ膜を７ｎｍ成膜した。その上にＲｕ膜を３ｎｍ成膜し、さらにその上に８８Ｃｏ−１２Ｉｒ（Ｉｒ；１２原子％）軟磁性膜を２０ｎｍ成膜して、２層構造からなる軟磁性裏打ち層を形成した。
この上にスパッタリング法でＰｄシード層を６ｎｍ、Ｒｕ中間層を２０ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層を１０ｎｍ、及び保護層としてＣ膜を５ｎｍ成膜した。次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。

（比較例１）
一方、実施例１と同様の基板、手法を用いて、基板上に軟磁性裏打ち層となる第１の軟磁性膜として９１Ｃｏ−５Ｚｒ−４Ｎｂ（Ｃｏ含有量９１ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｎｂ含有量４ａｔ％）を６０ｎｍ、Ｒｕ膜を０．８ｎｍ、第２の軟磁性膜として９１Ｃｏ−５Ｚｒ−４Ｎｂを６０ｎｍ成膜した。
軟磁性裏打ち層を形成した後、実施例１と同様に、Ｐｄシード層を６ｎｍ、Ｒｕ中間層を２０ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録層を１０ｎｍ、及び保護層としてＣ膜を５ｎｍ成膜した。
次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。このようにして得た直磁気記録媒体を比較例とした。

引き続き実施例および比較例の垂直磁気記録媒体についてＷＡＴＥ測定を実施した。評価方法は以下の通りである。
（１）媒体表面±６μｍにわたって１５６ｋｆｃｉの基本パターンを記録する。
（２）各トラックの平均出力を全トラックにわたって測定し、初期状態でのトラックプロファイルとする。
（３）真ん中の１トラックを選び、９３７ｋｆｃｉの信号を１００００回繰り返し記録する。
（４）もう一度トラックプロファイルを測定し、初期状態と比較する。
こうして得られた実施例と比較例のトラックプロファイルをそれぞれ図３、図４に示す。
また、それぞれについて、Ｃ軸に対する結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}、トラッキングプロファイル中の出力減衰幅、垂直磁気異方性Ｋｕ^⊥および−２πＭｓ^２の値を表１に示した。

表１の結果から、本発明による垂直磁気記録媒体は、ＷＡＴＥ現象を抑える効果があることが明らかになった。

（実施例２〜実施例６、比較例２〜比較例６）
次に、基板として半径２２ｍｍのシリコン製基板を用いて実施例１、比較例１と同様のプロセスを用いて垂直磁気記録媒体を作製した。ただし、スパッタリング装置内にて成膜を行う際、基板は計５枚をセットし同時成膜を行った。すなわち実施例１と同じプロセスのものを５枚、比較例１と同じプロセスのものを５枚作製した。この成膜時の基板の配置を図５に示した。
実施例１にならった試料を実施例２〜６、比較例１にならった試料を比較例２〜６とする。
これら試料についてやはり実施例１、比較例１と同様にＷＡＴＥ測定を実施した。ターゲットに対する位置関係の異なる５枚の媒体間にＷＡＴＥ現象の起こり方に差が生じるかどうかを比べた。結果を表２に示した。

表２の結果より、本発明に基づく実施例２〜実施例６においては基板の配置にかかわらず、ＷＡＴＥ現象はまったく観測されなかった。これは基板がさらされる磁界の方向、強さやターゲットの方向などにかかわらず、軟磁性裏打ち層の結晶構造さえ制御できれば、磁化容易軸方向を強力に基板面内に向けることができるということを示唆していると考えられる。
一方の比較例２〜比較例６ではＷＡＴＥ現象が観測されるとともに、その強度も基板位置により変動している可能性が認められる。これは裏打ち軟磁性層の軟磁気特性がターゲット裏のマグネトロン磁界や、ターゲットからのスパッタ粒子入射角などによって影響を受けているためであると考えられる。

（実施例７）
２つのターゲットを回転させることができるようになっており、２種類のターゲット材料による混合スパッタリング成膜が可能なマグネトロンスパッタリング装置（アネルバＣ−３０１０）の真空チャンバ内に、結晶化ガラス基板をセットして、同チャンバ内を到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで排気した。ターゲット材料としては、純Ｃｏと純Ｉｒをそれぞれセットした。
先ずランプヒーターを用いて結晶化ガラス基板を３５０℃に加熱した。次いで、Ｔｉ膜を７ｎｍ、Ｒｕ膜を３ｎｍ順次成膜し、引き続いてＣｏとＩｒの回転同時成膜を利用してＣｏ_{１００−ｘ}Ｉｒ_ｘを２０ｎｍ成膜した。このとき、ＣｏとＩｒの放電出力を加減してｘを変化させた。
さらに、試料最上部にＣの保護膜を成膜した。
このようにしてできた各種組成のＣｏ_{１００−ｘ}Ｉｒ_ｘについて、結晶磁気異方性エネルギーＫｕ^{ｇｒａｉｎ}を測定した。測定には前述の通り磁気トルクメーターを用いた。また２つのターゲットの放電出力を変化させて得られた組成を、蛍光Ｘ線分析を用いて求めた。これらの測定結果を表３にまとめた。なお、Ｃｏ_{１００−ｘ}Ｉｒ_ｘ合金膜を成膜する際のＡｒ分圧は３．０Ｐａと０．６Ｐａの２種類について調べた。

表３に示した結果を基に、Ｉｒ濃度とＫｕ^{ｇｒａｉｎ}の関係をグラフ化して図６に示した。
本発明においてはＫｕ^{ｇｒａｉｎ}が負であることが必要である。Ｋｕ^{ｇｒａｉｎ}の値は成膜時のＡｒガス分圧によっても挙動が変わるが、上記結果を基に判断するとＩｒ濃度５ａｔ％〜３０ａｔ％の範囲が最も適当であることがわかった。

（実施例８〜１２、比較例８〜比較例１２）
直径の異なる５種類の基板について、実施例１及び比較例１と同様の方法を用いて垂直磁気記録媒体を作成し、そのＷＡＴＥ特性を測定した。
基板サイズは直径９５ｍｍ（実施例８）、６５ｍｍ（実施例９）、４８ｍｍ（実施例１０）、２８ｍｍ（実施例１１）及び２２ｍｍ（実施例１２）の５種類で、それぞれのサイズについて４枚の試料を作成して評価した。裏打ち磁性層材料としてＣｏ−Ｉｒを用いたものを実施例８〜実施例１２、裏打ち磁性層材料としてＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂを用いたものを比較例８〜比較例１２とした。測定結果を表４に示す。

軟磁性裏打ち層材料がＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂの場合、基板直径が小さいものでよりＷＡＴＥ現象が顕著になっている。したがって、本発明は直径２８ｍｍ以下のサイズの基板を用いる場合により大きな価値があるということができる。

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。実施例１に係わる垂直磁気記録媒体のトラックプロファイルを示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）は１００００回記録後の状態を示す。比較例１に係わる垂直磁気記録媒体のトラックプロファイルを示す図であり、（ａ）は初期状態を、（ｂ）は１００００回記録後の状態を示す。成膜時の基板の配置を説明する図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図を示す。実施例７におけるＩｒ濃度とＫｕ^⊥の関係を示す図である。

符号の説明

１・・・・・非磁性基板、２・・・・・ピン止め層、３・・・・・下地層、４・・・・・軟磁性裏打ち層、５・・・・・配向制御層、６・・・・・垂直磁気記録層、７・・・・・保護層、８・・・・・潤滑層、１０・・・・・磁気記録媒体、１１・・・・・媒体駆動部、１２・・・・・磁気ヘッド、１３・・・・・ヘッド駆動部、１４・・・・・記録再生信号系、２０・・・・・磁気記録再生装置、３０・・・・・ターゲット

Claims

非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層と垂直磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体であって、Ｍｓ（ｅｍｕ／ｃｃ）なる飽和磁化を有する前記軟磁性裏打ち層が、負の一軸結晶磁気異方性エネルギーＫｕ ^{ｇｒａｉｎ} を持つ材料を用いて構成され、その磁化困難軸が基板面に対して垂直な方向を向いているとともに、ＣｏとＩｒとを主成分とする合金から成り、媒体面に対して垂直磁気異方性エネルギーＫｕ^⊥（ｅｒｇ／ｃｃ）として−２πＭｓ^２より小さい負の値を持つことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
前記軟磁性裏打ち層をなすＣｏとＩｒとの合金のＩｒ含有量が５原子％以上、３０原子％以下であ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。
前記軟磁性裏打ち層の下に２次元の六方最密格子面を基板面と平行に配向させた結晶質下地膜を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
前記非磁性基板が半径２８ｍｍ以下の円盤状基板であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
垂直磁気記録媒体と、該垂直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、前記垂直磁気記録媒体が請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の垂直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。