JP4472767B2 - 磁気記録媒体および磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
本発明は、非磁性基板上に少なくとも、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主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものである。
磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率６０％以上で増えており今後もその傾向は続くと言われている。そのために高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、磁気記録媒体の開発が進められている。
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、主に、磁性膜内の磁化容易軸が基板に対して水平に配向した面内磁気記録媒体である。ここで磁化容易軸とは、磁化の向き易い軸のことであり、Ｃｏ基合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造のｃ軸のことである。
このような面内磁気記録媒体では、高記録密度化すると記録ビットの１ビットあたりの磁性層の体積が小さくなりすぎ、熱揺らぎ効果により記録再生特性が悪化する可能性がある。また、高記録密度化した際に、記録ビット間の境界領域で発生する反磁界の影響により媒体ノイズが増加する傾向がある。
これに対し、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくてすむため、熱揺らぎ効果にも強い。そこで、近年大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の構造が提案されている。
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化という要望に応えるべく、垂直磁性層に対する書きこみ能力に優れている単磁極ヘッドを用いることが検討されている。そのような単磁極ヘッドに対応するために、記録層である垂直磁性層と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性材料からなる層を設けることにより、単磁極ヘッドと、磁気記録媒体の間の磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
しかしながら、上記のように単に裏打ち層を設けた磁気記録媒体を用いた場合では、記録再生時の記録再生特性や、熱揺らぎ耐性、記録分解能において満足できるものではなく、これら特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。
とりわけ記録再生特性として重要な再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする高Ｓ／Ｎ化と、熱揺らぎ耐性の向上の両立は、これからの高記録密度化においては必須事項である。しかし、この２項目は相反する関係を有し、一方を向上させれば、一方が不充分になり、高レベルでの両立は重要な課題となっている。
垂直磁気記録媒体の問題の一つとして、記録再生を行う磁性層に一般的なＣｏＣｒＰｔ系の磁性層を用いると、Ｃｒの偏析が不十分であり、磁性粒子の物理的な分離、微細化および磁気的な孤立化が不十分となるため、良好な記録再生特性が得られにくい、ということがあげられる。
一方で、面内磁気記録媒体の磁性層でＣｏＣｒＰｔに酸化物を含んだ材料を利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２７６７２９公報
このような磁性層は、Ｃｒ偏析による代りに酸化物を使うことで、垂直磁気記録媒体でもある程度十分な粒分離が可能である。
しかし、上記のような媒体では、材料中のＣｒ添加量を減らし、代りに酸化物を添加した材料を用いるが、Ｃｒ添加量が少ないため磁性層中の磁性粒子中のＰｔ比率が多くなり、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが大きくなるため、磁性層の保磁力が大きくなりすぎ、ヘッドによるデータの記録が十分行えない、といった問題がある。
そこで、磁性層の厚さを薄くする、Ｃｒ添加量を増加させる、といった手法により、磁性層の保磁力を下げ、十分な記録をおこなう方法をとる必要がある。一方で、磁性層の薄膜化やＣｒ含有量の増加による磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕ低下さらには保磁力、逆磁区核形成磁界を低下させるということは、熱揺らぎ特性の劣化を招く。さらには、データを再生する際の出力が小さくなるため、記録再生システム固有のシステムノイズとの比が小さくなり、十分な再生特性が得られなくなるおそれがある。その結果、高密度記録に適さない特性となってしまう。
よって、熱揺らぎ特性の向上と、高密度記録に十分な記録再生特性、特に良好なデータの記録特性と高い再生時における信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）をもった磁気記録媒体が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させ、高密度の情報記録再生が可能な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。
上記目的を達成するために、（１）非磁性基板上に少なくとも、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主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体において、前記垂直磁性層は、Ｃｏを主成分とするとともにＰｔを含み酸化物を含む２層以上の磁性層と、この２層以上の酸化物を含む磁性層の上に設けられたＣｏを主成分とするとともにＣｒを含み酸化物を含まない少なくとも１層の磁性層とを有し、前記酸化物を含む磁性層同士の間に非磁性層を有し、前記酸化物を含む磁性層の各々は、その層中に磁性粒子が分散しており、該磁性粒子は層を上下に貫いた柱状構造で、その周りに、酸化物を有して当該磁性粒子の孤立化、微細化がなされ、前記非磁性層は、その層中に金属粒子が分散しており、該金属粒子は層を上下に貫いた柱状構造で、その周りに、酸化物、金属窒化物および金属炭化物の少なくとも何れかを有し、前記酸化物を含む磁性層の結晶粒子と、その上に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子とが、１対１、１対複数、あるいは複数対１で対応するように存在し、上層に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子は下層に設けられた酸化物を含む磁性層の結晶粒子からエピタキシャル成長している、ことを特徴としている。
（２）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、磁気記録媒体が上記した（１）項に記載の磁気記録媒体である、ことを特徴としている。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に少なくとも、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主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた垂直磁気記録媒体において、垂直磁性層は、Ｃｏを主成分とするとともにＰｔを含み酸化物を含む少なくとも１層の磁性層と、この酸化物を含む磁性層の上に設けられたＣｏを主成分とするとともにＣｒを含み酸化物を含まない少なくとも１層の磁性層を含み、酸化物を含む磁性層同士の間、酸化物を含まない磁性層同士の間、および酸化物を含む磁性層と酸化物を含まない磁性層との間の内、少なくとも何れか１つの組み合わせの間に非磁性層を有し、酸化物を含む磁性層は、その層中に磁性粒子が分散しており、該磁性粒子は層を上下に貫いた柱状構造で、その周りに、酸化物を有して当該磁性粒子の孤立化、微細化がなされ、酸化物を含む磁性層の結晶粒子と、その上に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子とが、１対１、１対複数、あるいは複数対１で対応するように存在し、上層に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子は下層に設けられた酸化物を含む磁性層の結晶粒子からエピタキシャル成長していることを特徴とし、これにより磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時における信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大幅に向上することができ、また逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を向上させることで熱揺らぎ特性も向上し、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができる。
図１は本発明における磁気記録媒体の一例の構造を示す縦断面図である。ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次形成されている。。軟磁性下地層２と、配向制御層３とが下地層を構成している。また、垂直磁性層４は磁性層４ａと磁性層４ｂよりなる。
非磁性基板１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、結晶化ガラスがあり、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。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
非磁性基板１は、平均表面粗さＲａが２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であると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。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方のいずれの表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられているものである。この作用は特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなるので好ましい。
上記軟磁性下地層２は、軟磁性材料からなるもので、この材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む材料を用いることができる。
この材料としては、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。
またＦｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。
軟磁性下地層２の材料としては、上記のほか、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有するＣｏ合金を用いることができる。
この材料としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
軟磁性下地層２の保磁力Ｈｃは２００（Ｏｅ）以下（好ましくは５０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。
この保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。このＢｓが上記範囲未満であると、再生波形がいわゆる矩形波から歪みをもった波形になるため好ましくない。
また、軟磁性下地層２の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と軟磁性下地層２の層厚ｔ（ｎｍ）との積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が２０（Ｔ・ｎｍ）以上（好ましくは４０（Ｔ・ｎｍ）以上）であること好ましい。このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みをもつようになったり、ＯＷ（ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ）特性（記録特性）が悪化するため好ましくない。
軟磁性下地層２の最表面（配向制御層３側の面）は、軟磁性下地層２を構成する材料が、部分的あるいは完全に酸化されて構成されていることが好ましい。例えば、軟磁性下地層２の表面（配向制御層３側の面）およびその近傍に、軟磁性下地層２を構成する材料が部分的に酸化されるか、もしくは前記材料の酸化物を形成して配されていることが好ましい。
これにより、軟磁性下地層２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができるので、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
また、軟磁性下地層２上に形成される配向制御層３の結晶粒の微細化して、記録再生特性を改善することができる。
この軟磁性下地層２の表面の酸化された部分は、例えば軟磁性下地層２を形成した後、酸素を含む雰囲気に曝す方法や、軟磁性下地層２の表面に近い部分を成膜する際のプロセス中に酸素を導入する方法により形成することができる。具体的には、軟磁性下地層２の表面を酸素に曝す場合には、酸素単体、あるいは酸素をアルゴンや窒素などのガスで希釈したガス雰囲気中に０．３〜２０秒程度保持しておけばよい。また、大気中に曝すこともできる。特に酸素をアルゴンや窒素などのガスで希釈したガスを用いる場合には、軟磁性下地層２表面の酸化の度合いの調節が容易になるので、安定した製造を行うことができる。また、軟磁性下地層２の成膜用のガスに酸素を導入する場合には、例えば成膜法としてスパッタ法を用いるならば、成膜時間の１部のみに酸素を導入したプロセスガスを用いてスパッタを行えばよい。このプロセスガスとしては、例えばアルゴンに酸素を体積率で０．０５％〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガスが好適に用いられる。
配向制御層３は、直上に設けられた垂直磁性層４の配向性や粒径を制御するものである。
この材料としては、特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有するものが好ましい。特に、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金が特に好ましい。
例として、Ｎｉ系合金であれば、Ｎｉを３３〜８０ａｔ％含む、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＺｒ合金から選ばれた少なくとも１種類の材料からなることが好ましい。また、Ｎｉを３３〜８０ａｔ％含み、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃのうち１種または２種以上を含む非磁性材料であっても良い。この場合、配向制御層としての効果を維持し、磁性を持たない範囲ということで、Ｎｉの含有量は３３ａｔ％〜８０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
このため、本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御層３の厚さを０．５〜４０ｎｍ（好ましくは１〜２０ｎｍ）とするのが好ましい。配向制御層３の厚さが０．５〜４０ｎｍ（好ましくは１〜２０ｎｍ）の範囲であるとき、垂直磁性層４の垂直配向性が特に高くなり、かつ記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離を小さくすることができるので、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁性層４における垂直配向性が低下し、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。
また、この厚さが上記範囲を超えると、垂直磁性層４の磁性粒子径が大きくなり、ノイズ特性が劣化するおそれがあるため好ましくない。また記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能や再生出力の低下するため好ましくない。
配向制御層３の表面形状は、垂直磁性層４、保護層５の表面形状に影響を与えるため、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくして、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを低くするには、配向制御層３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。
この表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
配向制御層３の成膜用のガスに酸素や窒素を導入してもよい。例えば、成膜法としてスパッタ法を用いるならば、プロセスガスとしては、アルゴンに酸素を体積率で０．０５〜５０％（好ましくは０．１〜２０％）程度混合したガス、アルゴンに窒素を体積率で０．０１〜２０％（好ましくは０．０２〜１０％）程度混合したガスが好適に用いられる。
また、配向制御層３が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に金属粒子が分散した構造となっていてもかまわない。このような構造とするには、酸化物、金属窒化物、金属炭化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＮｉＴａ−ＳｉＯ2、ＲｕＣｏ−Ｔａ2Ｏ5、Ｒｕ−ＳｉＯ2、Ｐｔ−Ｓｉ3Ｎ4、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、配向制御層３の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、配向制御層３中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
図２は垂直磁性層の構成を示す縦断面図である。垂直磁性層４は、その磁化容易軸が非磁性基板に対して垂直方向に向いたものであり、Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＰｔを含み、酸化物４１を含んだ磁性層４ａと、Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み、酸化物を含まない磁性層４ｂとからなる。
磁性層４ａは、Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＰｔを含み、さらに酸化物４１を含んだ材料からなり、この酸化物４１としては、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇの酸化物であることが好ましい。特にＣｒ2Ｏ3、ＳｉＯ2が好適である。また、この実施形態の磁性層４ａはＰｔを含んでいる。
磁性層４ａは、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２が分散していることが好ましい。この磁性粒子４２は、図２に示すように、磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、磁性層４ａの磁性粒子４２の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。
このような構造を得るためには、含有させる酸化物４１の量が重要となる。
酸化物４１の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である。
磁性層４ａ中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子４２の孤立化、微細化をすることができるためである（図２）。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには図３に示すように、磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
磁性層４ａのＣｒの含有量は、６ａｔ％以上１６ａｔ％以下（さらに好ましくは１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下）であることが好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。
Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の磁気異方性定数Ｋｕが高いため、垂直保磁力が高くなりすぎ、データを記録する際、ヘッドで十分に書き込むことができず、結果として高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となるため好ましくない。
磁性層４ａのＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、垂直磁性層に必要な磁気異方性定数Ｋｕを得、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるため、好適だからである。
Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
磁性層４ａは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
磁性層４ａに適した材料としては、例えば、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ2）８｛Ｃｒ含有量１０ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物組成が８ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ2Ｏ3）６｛Ｃｒ含有量８ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｎｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９４ｍｏｌ％、Ｃｒ2Ｏ3からなる酸化物組成が６ｍｏｌ％｝、の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ2Ｏ5）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ2）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ2Ｏ3）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ2Ｏ3）、（ＣｏＣｒＰｔＲｅ）−（ＳｉＯ2）などをあげることができる。
磁性層４ｂは、Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含んだ材料からなり、図２に示すように、層中の磁性粒子４３が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長している構造であることが好ましい。この場合、磁性層４ｂの磁性粒子４２と磁性層４ａの磁性粒子４３が１対１、複数個対１、１対複数個、いずれかで対応していてもかまわない。
磁性層４ｂの磁性粒子４３が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｂの磁性粒子４３が微細化され、さらに結晶性、配向性がより向上するため好適である。
磁性層４ｂのＣｒの含有量は、１４ａｔ％以上２６ａｔ％以下であることが好ましい。Ｃｒ含有量を上記範囲とすると、データの再生時における出力が十分確保でき、さらに良好な熱揺らぎ特性が得られるため、好適である。
Ｃｒ含有量が上記範囲を超える場合、磁性層４ｂの磁化が小さくなりすぎるため好ましくない。また、Ｃｒ含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が十分生じず、記録再生時のノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
また、磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒの他に、Ｐｔを含んだ材料であっても構わない。磁性層４ｂのＰｔの含有量は８ａｔ％以上２０ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、高記録密度に適した十分な保磁力を得、さらに記録再生時における高い再生出力を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性および熱揺らぎ特性を得るためである。
Ｐｔの含有量が上記範囲を超えた場合、磁性層中にｆｃｃ構造の相が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るための磁気異方性定数Ｋｕが得られないため好ましくない。
磁性層４ｂは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔのほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。
上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
磁性層４ｂに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒ系では、Ｃｏ１６〜２８Ｃｒ｛Ｃｒ含有量１６〜２８ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＴａ系では、Ｃｏ１４〜３０Ｃｒ１〜４Ｔａ｛Ｃｒ含有量１４〜３０ａｔ％、Ｔａ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＴａＢ系では、Ｃｏ１４〜２６Ｃｒ１〜５Ｔａ１〜４Ｂ｛Ｃｒ含有量１４〜２６ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＢＮｄ系では、Ｃｏ１４〜３０Ｃｒ１〜５Ｂ１〜４Ｎｄ｛Ｃｒ含有量１４〜３０ａｔ％、Ｂ含有量１〜５ａｔ％、Ｎｄ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１６〜２４Ｃｒ１０〜１８Ｐｔ１〜６Ｂ｛Ｃｒ含有量１６〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜１８ａｔ％、Ｂ含有量１〜６ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＣｕ系では、Ｃｏ１６〜２４Ｃｒ１０〜２０Ｐｔ１〜７Ｃｕ｛Ｃｒ含有量１６〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜２０ａｔ％、Ｃｕ含有量１〜７ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系では、Ｃｏ１６〜２６Ｃｒ１０〜２０Ｐｔ１〜４Ｔａ１〜４Ｎｄ｛Ｃｒ含有量１６〜２６ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜２０ａｔ％、Ｔａ含有量１〜４ａｔ％、Ｎｄ含有量１〜４ａｔ％｝、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系では、Ｃｏ１６〜２６Ｃｒ８〜１８Ｐｔ１〜６Ｎｂ｛Ｃｒ含有量１６〜２６ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜１８ａｔ％、Ｎｂ含有量１〜６ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＢＷ、ＣｏＣｒＰｔＭｏ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｅなどの材料をあげることができる。
垂直磁性層４の垂直保磁力（Ｈｃ）は、２５００［Ｏｅ］以上とすることが好ましい。保磁力が２５００［Ｏｅ］未満である場合は、記録再生特性、特に周数特性が不良であり、また、熱揺らぎ特性も悪いため、高密度記録媒体として好ましくない。
垂直磁性層４の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１０００［Ｏｅ］以上であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が１０００［Ｏｅ］未満である場合、熱揺らぎ耐性におとるため好ましくない。
逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、図４に示すように、ＶＳＭなどにより求めたＭＨ曲線において、磁化が飽和した状態から外部磁界を減少させる過程で外部磁界が０となる点ａ、ＭＨ曲線の磁化が０である点ｂでのＭＨ曲線の接線を延長した線と飽和磁化との交点を点ｃとすると、Ｍ軸から点ｃまでの距離［Ｏｅ］で表すことができる。
なお、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、点ｃが外部磁界が負である領域にある場合に正の値をとり（図４参照）、逆に、点ｃが外部磁界が正である領域にある場合に負の値をとる（図５参照）。
垂直磁性層４は、磁性粒子の平均粒径が５〜１５ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁性層４をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
垂直磁性層４の厚さは５〜４０ｎｍとするのが好ましい。垂直磁性層４の厚さが上記未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、垂直磁性層４の厚さが上記範囲を超えた場合、垂直磁性層４中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）や記録特性（ＯＷ）に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。
保護層５は垂直磁性層４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、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2を含むものが使用可能である。
保護層５の厚さは、１〜１０ｎｍ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６には、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の潤滑剤を用いるのが好ましい。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板１上に少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層３と、磁化容易軸が非磁性基板１に対し主に垂直に配向した垂直磁性層４と、保護層５とが設けられた磁気記録媒体において、垂直磁性層４が２層以上の磁性層からなり、少なくとも１層がＣｏを主成分とするとともにＣｒを含み、酸化物を含んだ磁性層４ａであり、他の磁性層がＣｏを主成分とするとともにＣｒを含み、酸化物を含まない磁性層４ｂからなることを特徴とし、これにより磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時における信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大幅に向上することができ、また逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を向上させることで熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができる。
本発明における他の形態として、垂直磁性層４を図６に示したように酸化物を含まない磁性層４ｂを形成し、その上に酸化物を含む磁性層４ａを設けた構成としてもかまわない。
本発明では、垂直磁性層４を３層以上の磁性層で構成することも可能である。例えば、図７にしめすように酸化物を含む磁性層４ａの上に酸化物を含まない磁性層４ｂ−１、４ｂ−２を設けることもできる。一方で、図８にしめすように酸化物を含む磁性層４ａ−１、４ａ−２の上に酸化物を含まない磁性層４ｂを形成する構成を取ることもできる。さらには、図９に示すように、酸化物を含まない磁性層４ｂ−１、４ｂ−２、４ｂ−３の各層間に、酸化物を含む磁性層４ａ−１、４ａ−２を形成する構造としてもかまわない。特に、各磁性材料の組み合わせにより、熱揺らぎ特性、記録特性（ＯＷ）、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）等の各特性の制御、調整が容易であることから、垂直磁性層４を３層以上で構成することは、より好ましい。
本発明では、垂直磁性層４を構成する磁性層間に非磁性層を設けることも可能である。これにより、磁性粒子の肥大化を防止し、粒径を制御できるため、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）をより向上させることが可能である。例えば、図１０に示したように、酸化物を含まない磁性層４ｂ−１、４ｂ−２の間に非磁性層９１を、その上に設けた酸化物を含む磁性層４ａ−１、４ａ−２の間に非磁性層９２を設けることもできる。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９としては、ｈｃｐ構造を有する材料を用いるのが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９のＣｏ含有量は３０〜７０ａｔ％の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、非磁性であるからである。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９として、ｈｃｐ構造を有する合金として、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｈｆ、Ｚｎなどの合金も使うことができる。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９として、その上下の磁性層の結晶性、配向性を損ねない範囲で、他の構造をとる金属、合金を使用することもできる。例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｃｒなどの元素あるいは合金である。特に、Ｃｒ合金としては、ＣｒＸ２（Ｘ２：Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｚｒから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。この場合のＣｒ含有量は６０ａｔ％以上が好ましい。
また、垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９として、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に分散する構造としても良い。さらに該金属粒子が非磁性層９を上下に貫いた柱状構造を有していればより好適である。このような構造とするには、酸化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ2Ｏ5、Ｒｕ−ＳｉＯ2、Ｒｕ−Ｓｉ3Ｎ4、Ｐｄ−ＴａＣなどをあげることができる。
垂直磁性層４を構成する磁性層間に設ける非磁性層９中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。該非磁性層９中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が該非磁性層９を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、該非磁性層９の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、該非磁性層９中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
非磁性層９の厚さは、垂直磁性層４における磁性粒子の肥大化による再生時の信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）の悪化や磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなることによる記録特性（ＯＷ）や分解能の低下を起こさないようにするために、１０ｎｍ以下（より好ましくは５ｎｍ以下）とするのが好ましい。
本発明における他の形態として、図１１に示すように配向制御層３と垂直磁性層４との間に、垂直磁性層４の結晶性、配向性を向上させるため、中間層８を設けることもできる。
中間層８は、ｈｃｐ構造を有する材料が好ましい。中間層８には、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ１合金（Ｘ１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅ，Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｂから選ばれる１種または２種以上）を用いるのが好適である。
中間層８のＣｏ含有量は３０〜７０ａｔ％であることが好ましい。この範囲であれば、非磁性だからである。
また、中間層８には、上記合金の金属粒子が酸化物、金属窒化物、金属炭化物中に分散し構造としても良い。さらに該金属粒子が中間層８を上下に貫いた柱状構造を有していればより好適である。このような構造とするには、酸化物を含んだ合金材料を使用することで可能となる。酸化物としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2などが、金属窒化物としては、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴａＮ、ＣｒＮなどが、金属炭化物としては、ＴａＣ、ＢＣ、ＳｉＣなどが利用可能である。例えば、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ2Ｏ5、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＲｕ−Ｓｉ3Ｎ4、ＣｏＣｒＰｔ−ＴａＣなどをあげることができる。
中間層８中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量としては、合金に対して、４ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。該中間層８中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲を超える場合、金属粒子中に酸化物、金属窒化物、金属炭化物が残留し、金属粒子の結晶性、配向性を損ねるほか、金属粒子の上下にも酸化物、金属窒化物、金属炭化物が析出してしまい、金属粒子が該中間層８を上下に貫く柱状構造となりにくくなり、該中間層８の上に形成された磁性層の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、該中間層８中の酸化物、金属窒化物、金属炭化物の含有量が上記範囲未満である場合、酸化物、金属窒化物、金属炭化物の添加による効果が得られないため、好ましくない。
中間層８の厚さは、垂直磁性層４における磁性粒子の肥大化による再生時の信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）の悪化や磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなることによる記録特性（ＯＷ）や分解能の低下を起こさないようにするために、２０ｎｍ以下（より好ましくは１０ｎｍ以下）とするのが好ましい。
次に上記構成の磁気記録媒体を製造する方法の一例（図１の形態）について説明する。
上記構成の磁気記録媒体を製造するには、非磁性基板１上に、軟磁性下地層２、配向制御層３、垂直磁性層４を順次、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などにより形成する。次いで保護層５を、好ましくはプラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタ法により形成する。
また、垂直磁性層４を形成する際、酸化物を含む磁性層４ａを形成後、加熱処理を行い、続けて酸化物を含まない磁性層４ｂを形成してもかまわない。また、磁性粒子の結晶性を向上させる目的で、垂直磁性層４を形成後、アニール処理をしてもかまわない。
非磁性基板１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、結晶化ガラスがあり、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。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
非磁性基板１としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
非磁性基板は、平均表面粗さＲａが２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下であると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。端面のチャンファー部の面取り部、側面部の少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。微少うねり（Ｗａ）は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
必要に応じて非磁性基板１を洗浄して、その非磁性基板１を成膜装置のチャンバ内に設置する。
非磁性基板１上に、軟磁性下地層２と、配向制御層３と、垂直磁性層４を各層の材料と同じ組成の材料を原料とするスパッタターゲットを用いてＤＣ或いはＲＦマグネトロンスパッタ法により形成する。膜を形成するためのスパッタの条件は例えば次のようにする。形成に用いるチャンバ内は真空度が１０-4〜１０-7Ｐａとなるまで排気する。チャンバ内に非磁性基板を収容して、スパッタガスとして、たとえばＡｒガスを導入して放電させてスパッタ成膜をおこなう。このとき、供給するパワーは０．１〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することによって、所望の膜厚を得ることができる。
軟磁性下地層２を放電時間と供給するパワーを調節することによって５０〜４００ｎｍの膜厚で形成するのが好ましい。
軟磁性下地層２を形成する際には、軟磁性材料からなるスパッタターゲットを用いるのが軟磁性下地層を容易に形成できるので好ましい。軟磁性材料としては、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮを挙げることができる。さらに、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１種を含有し、アモルファス構造を有している、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金を好適なものとして挙げることができる。
上記のターゲットは溶製法による合金ターゲットまたは焼結合金ターゲットである。
軟磁性下地層２を形成後、放電時間と供給するパワーを調節することによって配向制御層３を０．５〜４０ｎｍ（好ましくは１〜２０ｎｍ）の膜厚で形成する。配向制御層３の形成に用いるスパッタ用ターゲットの材料としてはＲｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金を挙げることができる。
次に垂直磁性層４を形成する。
まず、酸化物を含む磁性層４ａをスパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。スパッタターゲットとしては、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ2）８｛Ｃｒ含有量１０ａｔ％、Ｐｔ含有量１６ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９２ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物組成が８ｍｏｌ％｝、（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）９４−（Ｃｒ2Ｏ3）６｛Ｃｒ含有量８ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｎｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９４ｍｏｌ％、Ｃｒ2Ｏ3からなる酸化物組成が６ｍｏｌ％｝、の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ2Ｏ5）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ2）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ2Ｏ3）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ2Ｏ3）、（ＣｏＣｒＰｔＲｅ）−（ＳｉＯ2）などをあげることができる。
酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である。
磁性層４ａ中の酸化物の含有量が上記範囲が好ましいのは、層を形成したさい、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには図３に示すように、磁性粒子４２の上下に酸化物４１が析出し、結果として磁性粒子４２が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造（図２の構造）が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。
磁性層４ａは、図２に示すように、層中に磁性粒子４２が分散していることが好ましい。また、該磁性粒子４２が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造（図２の構造）であることが好ましい。このような構造を形成するには、上記のようなターゲット材料を使うほかに、次にような条件を必要とする。
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み、酸化物を含んだ材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０-4〜１０-7Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
この際、スパッタガスの圧力は３Ｐａ以上２０Ｐａ以下とするのが好適である。また、放電パワーはできるだけ低く設定し、プロセス上許される範囲で成膜時間を長くとるほうが好ましい。これらの条件により、酸化物中に磁性粒子が分散し、また、該磁性粒子が磁性層４ａを上下に貫いた柱状構造を得やすいためである。
また、酸化物を含む磁性層４ａを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加してもかまわない。
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して２０ｖｏｌ％以下（より好ましくは１０ｖｏｌ％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
例えば、磁性層４ａとして（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏからなる金属組成が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝の材料を用いる場合の条件として、スパッタ放電パワーは０．４ｋＷ、圧力は６〜８Ｐａ、酸素添加量１〜２ｖｏｌ％であることが好ましい。
また、磁性層４ａを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子と酸化物の分離が促進し、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
基板Ｂｉａｓは−１００Ｖ〜−６００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満である場合、効果が得られないため好ましくない。
次に、酸化物を含まない磁性層４ｂをスパッタターゲットを用いて同様にスパッタ法により形成する。磁性層４ｂに適した材料としては、例えば、ＣｏＣｒ系では、Ｃｏ１６〜２８Ｃｒ｛Ｃｒ含有量１６〜２８ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＴａ系では、Ｃｏ１４〜３０Ｃｒ１〜４Ｔａ｛Ｃｒ含有量１４〜３０ａｔ％、Ｔａ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＴａＢ系では、Ｃｏ１４〜２６Ｃｒ１〜５Ｔａ１〜４Ｂ｛Ｃｒ含有量１４〜２６ａｔ％、Ｔａ含有量１〜５ａｔ％、Ｂ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＢＮｄ系では、Ｃｏ１４〜３０Ｃｒ１〜５Ｂ１〜４Ｎｄ｛Ｃｒ含有量１４〜３０ａｔ％、Ｂ含有量１〜５ａｔ％、Ｎｄ含有量１〜４ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＢ系では、Ｃｏ１６〜２４Ｃｒ１０〜１８Ｐｔ１〜６Ｂ｛Ｃｒ含有量１６〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜１８ａｔ％、Ｂ含有量１〜６ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＣｕ系では、Ｃｏ１６〜２４Ｃｒ１０〜２０Ｐｔ１〜７Ｃｕ｛Ｃｒ含有量１６〜２４ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜２０ａｔ％、Ｃｕ含有量１〜７ａｔ％、残部Ｃｏ｝、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系では、Ｃｏ１６〜２６Ｃｒ１０〜２０Ｐｔ１〜４Ｔａ１〜４Ｎｄ｛Ｃｒ含有量１６〜２６ａｔ％、Ｐｔ含有量１０〜２０ａｔ％、Ｔａ含有量１〜４ａｔ％、Ｎｄ含有量１〜４ａｔ％｝、ＣｏＣｒＰｔＮｂ系では、Ｃｏ１６〜２６Ｃｒ８〜１８Ｐｔ１〜６Ｎｂ｛Ｃｒ含有量１６〜２６ａｔ％、Ｐｔ含有量８〜１８ａｔ％、Ｎｂ含有量１〜６ａｔ％、残部Ｃｏ｝の他、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＢＷ、ＣｏＣｒＰｔＭｏ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｅなどの材料をあげることができる。
磁性層４ｂを形成する条件は、例えば次のようにする。
Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含み酸化物を含まない材料からなるターゲットを使用し、形成に用いるチャンバ内は真空度が１０-4〜１０-7Ｐａとなるまで排気した状態で、スパッタガスとしてＡｒガスを導入してスパッタ成膜を行う。このとき、供給するパワーは０．１ｋＷ〜２ｋＷとし、放電時間と供給するパワーを調節することにより、所望の膜厚を得る。
この際、スパッタガスの圧力は２０Ｐａ以下であることが好ましい。
また、酸化物を含まない磁性層４ｂを形成する際、スパッタガスとしてアルゴンを使用するが、必要に応じて窒素あるいは酸素ガス、もしくは両方を添加してもかまわない。
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加は、それらとアルゴンの混合ガスを用いても良いし、それぞれのガスを別々に導入し、チャンバ内で混合してもかまわない。
窒素あるいは酸素もしくは両方の添加量としては、アルゴンに対して２０ｖｏｌ％以下（より好ましくは１０ｖｏｌ％以下）であることが好ましい。窒素あるいは酸素の添加量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ね、結果として記録再生特性を劣化させるおそれがあるため好ましくない。
また、磁性層４ｂを形成する前に、加熱を行ってもかまわない。加熱は、真空中で行う。
加熱の温度は、特に規定するものではないが、非磁性基板１の形状が変化しない範囲で行うことが好ましい。例えば、アモルファスガラスを用いた場合は、３００℃以下であることが好ましい。
加熱した状態で磁性層４ｂを形成することで、磁性層４ｂのＣｒ偏析が進行し、より磁性粒子の微細化、孤立化が促進され、結果として記録再生特性の向上が得られるため、必要に応じて実施するのが好ましい。
例えば、磁性層４ｂとして、Ｃｏ１６Ｃｒ１２Ｐｔ４Ｂ｛Ｃｒ含有量１６ａｔ％、Ｐｔ含有量１２ａｔ％、Ｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏ｝の材料を用いる場合の条件は、加熱温度 約１８０℃〜２２０℃、スパッタ放電パワー１ｋＷ以下、圧力２〜５Ｐａ、ガス添加なし、であることが好ましい。
また、磁性層４ｂを成膜する際、非磁性基板１に負の電圧（基板Ｂｉａｓ）を印加することもできる。これにより、磁性粒子がより微細化、孤立化し、より高密度記録に適した記録再生特性が得られる。
基板Ｂｉａｓは−１００Ｖ〜−６００Ｖの範囲で印加するのが好ましい。上記範囲を超える場合、磁性粒子の結晶性、配向性を損ねるおそれがあるため好ましくない。また、上記範囲未満であるばあい、効果が得られないため好ましくない。
垂直磁性層４を形成した後、公知の方法、例えばスパッタ法、プラズマＣＶＤ法またはそれらの組み合わせを用いて保護層５、たとえばカーボンを主成分とする保護層５を形成する。
さらに、保護層５上には必要に応じパーフルオロポリエーテルのフッ素系潤滑剤をディップ法、スピンコート法などを用いて塗布し、潤滑層６を形成する。
本発明に従って製造した磁気記録媒体は、非磁性基板１上に少なくとも、直上の層の配向性を制御する配向制御層３と、磁化容易軸が非磁性基板１に対し主に垂直に配向した垂直磁性層４と、保護層５とが設けられた磁気記録媒体において、垂直磁性層４を２層以上の磁性層で形成し、少なくとも１層をＣｏを主成分とするとともにＰｔを含み、さらに酸化物を含んだ磁性層４ａとし、他の磁性層をＣｏを主成分としてＣｒを含み、酸化物を含まない磁性層４ｂとすることを特徴とし、これにより磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時における信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大幅に向上することができ、また逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を向上させることで熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができる。
図１２は本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は磁気ヘッドを示す。ここに示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成を有する磁気記録媒体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、この磁気ヘッド１２を磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部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、外部から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１２には、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適したヘッドを用いることができる。
上記磁気記録再生装置によれば、磁気記録媒体１０に本発明の磁気記録媒体を用いるので、磁性粒子の微細化と磁気的な孤立化が促進され再生時における信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を大幅に向上することができ、また逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を向上させることで熱揺らぎ特性も向上させることができ、さらに優れた記録特性（ＯＷ）を有した媒体を得ることができ、このため高密度記録に適した優れた磁気記録再生装置とすることができる。
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
上記軟磁性下地層２の上にＮｉ４０Ｔａ｛Ｔａ含有量４０ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜し、配向制御層３とした。
配向制御層３の上に、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金組成を９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物を１０ｍｏｌ％｝からなるターゲットを用い、スパッタ圧力を０．７Ｐａとして磁性層４ａを１０ｎｍの厚さで形成した。
次に、Ｃｏ１６Ｃｒ１２Ｐｔ４Ｂ｛Ｃｒ含有量１６ａｔ％、Ｐｔ含有量１２ａｔ％、Ｂ含有量４ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を３Ｐａとして磁性層４ｂを１０ｎｍの厚さ形成した。
ついでＣＶＤ法により膜厚５ｎｍの保護層５を形成した。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６を形成し、磁気記録媒体を得た。
得られた磁気記録媒体の磁気特性を評価した。静磁気特性の評価は、Ｋｅｒｒ効果測定器を用いて、保磁力（Ｈｃ）、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を測定した。
また、記録再生特性の評価は、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。ヘッドは、書き込みをシングルポール磁極、再生部にＧＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ）は、記録密度７００ｋＦＣＩとして測定した。
記録特性（ＯＷ）は、まず、７００ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１１６ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分をとりだし、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
熱揺らぎ特性の評価は、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行ったあと、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ×３）に基いて算出した。この式においてＳｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力を示し、Ｓは１０００秒後の再生出力を示す。結果を表１の実施例１の欄に示した。
（実施例２〜２０）
磁性層４ａおよび磁性層４ｂを、表１の実施例２〜２０の欄に示した組成、条件に変えたほかは、実施例１に準じて磁気記録媒体を作成した。これら磁気記録媒体の評価結果を表１に示した。
磁性層４ａおよび磁性層４ｂを、表１の実施例２〜２０の欄に示した組成、条件に変えたほかは、実施例１に準じて磁気記録媒体を作成した。これら磁気記録媒体の評価結果を表１に示した。
（比較例１〜７）
磁性層４ａ、磁性層４ｂを、表１の比較例１〜７の欄に示した組成の材料で形成した他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作成した。これら磁気記録媒体の評価結果を表１に示した。
磁性層４ａ、磁性層４ｂを、表１の比較例１〜７の欄に示した組成の材料で形成した他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作成した。これら磁気記録媒体の評価結果を表１に示した。
（比較例８）
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
上記軟磁性下地層２の上にＮｉ４０Ｔａ｛Ｔａ含有量４０ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの厚さで順に成膜し、配向制御層３とした。
配向制御層３の上に、（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１４ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金組成を９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物を１０ｍｏｌ％｝からなるターゲットを用い、スパッタ圧力を８Ｐａとして磁性層４ａを１０ｎｍの厚さで形成した。
次に、磁性層４ｂとして、ＣｏとＰｄのそれぞれのターゲットを用い、Ｃｏ０．２ｎｍ、Ｐｄ０．５ｎｍで交互に成膜することで、［Ｃｏ／Ｐｄ］の積層膜を形成した。積層数は１０とした。また、スパッタ圧力を３Ｐａとした。
ついでＣＶＤ法により膜厚５ｎｍの保護層５を形成した。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６を形成し、磁気記録媒体を作製した。
（比較例９、比較例１０）
磁性層４ｂの積層数を２０としたほかは、比較例８に準じて磁気記録媒体を作製した。比較例８，９，１０の磁気記録媒体の評価結果を表１に示している。
磁性層４ｂの積層数を２０としたほかは、比較例８に準じて磁気記録媒体を作製した。比較例８，９，１０の磁気記録媒体の評価結果を表１に示している。
（実施例２１〜３９）
磁性層４ａおよび磁性層４ｂを、表２に示した組成、条件に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例２１〜３９の磁気記録媒体の評価結果を表２に示した。
磁性層４ａおよび磁性層４ｂを、表２に示した組成、条件に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例２１〜３９の磁気記録媒体の評価結果を表２に示した。
（実施例４０，４１）
垂直磁性層４の構成を表３に示した成膜順（磁性層４ｂ、磁性層４ａ）とし、また組成を表３の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４０，４１の磁気記録媒体の評価結果を表３に示した。
垂直磁性層４の構成を表３に示した成膜順（磁性層４ｂ、磁性層４ａ）とし、また組成を表３の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４０，４１の磁気記録媒体の評価結果を表３に示した。
（実施例４２〜４４）
垂直磁性層４の構成を表４に示した成膜順（磁性層４ａ、磁性層４ｂ−１、磁性層４ｂ−２）とし、また組成を表４の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４２〜４４の磁気記録媒体の評価結果を表４に示した。
垂直磁性層４の構成を表４に示した成膜順（磁性層４ａ、磁性層４ｂ−１、磁性層４ｂ−２）とし、また組成を表４の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４２〜４４の磁気記録媒体の評価結果を表４に示した。
（実施例４６，４７）
垂直磁性層４の構成を表５に示した成膜順（磁性層４ｂ−１、磁性層４ａ−１、磁性層４ｂ−２、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ−３）とし、また組成を次表５の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４６，４７の磁気記録媒体の評価結果を表６に示した。
垂直磁性層４の構成を表５に示した成膜順（磁性層４ｂ−１、磁性層４ａ−１、磁性層４ｂ−２、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ−３）とし、また組成を次表５の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４６，４７の磁気記録媒体の評価結果を表６に示した。
（実施例４８）
垂直磁性層４の構成を表７に示した成膜順（磁性層４ａ、磁性層４ｂ−１、非磁性層９、磁性層４ｂ−２）とし、また組成を表７の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４８の磁気記録媒体の評価結果を表７に示した。
垂直磁性層４の構成を表７に示した成膜順（磁性層４ａ、磁性層４ｂ−１、非磁性層９、磁性層４ｂ−２）とし、また組成を表７の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４８の磁気記録媒体の評価結果を表７に示した。
（実施例４９）
垂直磁性層４の構成を表８に示した成膜順（磁性層４ａ−１、非磁性層９、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ）とし、また組成を表８の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４９の磁気記録媒体の評価結果を表８に示した。
垂直磁性層４の構成を表８に示した成膜順（磁性層４ａ−１、非磁性層９、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ）とし、また組成を表８の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例４９の磁気記録媒体の評価結果を表８に示した。
（実施例５０〜５３）
垂直磁性層４の構成を表９に示した成膜順（磁性層４ａ−１、非磁性層９、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ）とし、また組成を表９の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例５０〜５３の磁気記録媒体の評価結果を表９に示した。
垂直磁性層４の構成を表９に示した成膜順（磁性層４ａ−１、非磁性層９、磁性層４ａ−２、磁性層４ｂ）とし、また組成を表９の組成に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例５０〜５３の磁気記録媒体の評価結果を表９に示した。
（実施例５４）
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
上記軟磁性下地層２の上にＲｕターゲットを用いて、２０ｎｍの厚さで成膜し、配向制御層３とした。
配向制御層３の上に、（Ｃｏ１２Ｃｒ２０Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１２ａｔ％、Ｐｔ含有量２０ａｔ％、残部Ｃｏの合金組成を９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物を１０ｍｏｌ％｝からなるターゲットを用い、スパッタ圧力を０．７Ｐａとして磁性層４ａを１０ｎｍの厚さで形成した。
次に、Ｃｏ２０Ｃｒ１３Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１３ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を３Ｐａとして磁性層４ｂを１０ｎｍの厚さ形成した。
ついでＣＶＤ法により膜厚５ｎｍの保護層５を形成した。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６を形成し、磁気記録媒体を得た。この実施例５４の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
（実施例５５〜６０）
配向制御層３の材料を表１０に示した材料に変えた他は、実施例５４に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例５５〜６０の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
配向制御層３の材料を表１０に示した材料に変えた他は、実施例５４に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例５５〜６０の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
（実施例６１）
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外形２．５インチ）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後、このガラス基板上にＣｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ｛Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で１００ｎｍの軟磁性下地層２をスパッタリングにより成膜した。この膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ）と膜厚ｔ（ｎｍ）の積Ｂｓ・ｔ（Ｔ・ｎｍ）が１２０（Ｔ・ｎｍ）であることを振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）で確認した。
上記軟磁性下地層２の上にＲｕターゲットを用いて、２０ｎｍの厚さで成膜し、配向制御層３とした。
配向制御層３の上に、中間層８としてＣｏ３５Ｃｒ｛Ｃｒ含有量３５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、２ｎｍの厚さを形成した。
中間層８の上に（Ｃｏ１２Ｃｒ２０Ｐｔ）９０−（ＳｉＯ2）１０｛Ｃｒ含有量１２ａｔ％、Ｐｔ含有量２０ａｔ％、残部Ｃｏの合金組成を９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ2からなる酸化物を１０ｍｏｌ％｝からなるターゲットを用い、スパッタ圧力を０．７Ｐａとして磁性層４ａを１０ｎｍの厚さで形成した。
次に、Ｃｏ２０Ｃｒ１３Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１３ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を３Ｐａとして磁性層４ｂを１０ｎｍの厚さ形成した。
ついでＣＶＤ法により膜厚５ｎｍの保護層５を形成した。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６を形成し、磁気記録媒体を得た。この実施例６１の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
（実施例６２〜６６）
中間層８を表１０に示した材料に変えた他は、実施例６１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例６２〜６６の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
中間層８を表１０に示した材料に変えた他は、実施例６１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例６２〜６６の磁気記録媒体の評価結果を表１０に示した。
（実施例６７〜７８）
垂直磁性層４の材料、添加ガス、基板Ｂｉａｓ等の条件を、表９に示した条件に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例６７〜７８の磁気記録媒体の評価結果を表１１に示した。
垂直磁性層４の材料、添加ガス、基板Ｂｉａｓ等の条件を、表９に示した条件に変えた他は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。この実施例６７〜７８の磁気記録媒体の評価結果を表１１に示した。
表１において、実施例５と比較例１、２、４、５、６、８、９、１０との比較から、本発明における垂直磁性層４を形成するにあたり、この垂直磁性層４を、Ｃｏを主成分とするとともにＰｔを含みかつ酸化物を含む磁性層と、Ｃｏを主成分とするとともにＣｒを含みかつ酸化物を含まない磁性層とで構成することの効果が分かる。本発明の実施例５の方が、酸化物を含んだ磁性層のみの比較例１、２に比べて、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が大きく向上し、熱揺らぎ特性および記録再生特性（Ｓ／Ｎ比、記録特性）において優れていることが解る。
特に、実施例５と比較例６、７、８、９から、本発明においては、磁性層４ｂとしてＣｏを主成分とするとともに少なくともＣｒを含んでいることが重要であることが解る。
実施例１と比較例３の比較から、垂直磁性層４を形成するにあたり、少なくとも１層は酸化物を含んだ磁性層が必要であることが分かる。
実施例５、９〜１３の比較から、酸化物を含む磁性層４ａの酸化物の含有量は、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下が好ましいことが解る。
実施例５、１４〜１７の比較から、酸化物を含む磁性層４ａのＣｒ含有量は、６ａｔ％以上１６ａｔ％以下が好ましいことが解る。
実施例５、１８〜２０の比較から、酸化物を含む磁性層４ａのＰｔ含有量は、１０ａｔ％以上２０ａｔ％以下が好ましいことが解る。
次に表２において、実施例２１〜２５の比較から、酸化物を含まない磁性層４ｂのＣｒ含有量は、１４ａｔ％以上３０ａｔ％以下の範囲が好ましいことが解る。
実施例２６〜３０の比較から、酸化物を含まない磁性層４ｂのＰｔ含有量は、８ａｔ％以上２０ａｔ％以下の範囲が好ましいことが解る。
また、表２より、酸化物を含む磁性層４ａの酸化物は、Ｃｒ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5などが好ましいことが解る。また、複数種の酸化物を含む材料でもかまわないことが解る。
垂直磁性層４に使われる材料として、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの他に、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅのうち選ばれた１種以上の元素が含まれていてもかまわないことが解る。
表３から、垂直磁性層４の構成を、酸化物を含まない磁性層４ｂ、酸化物を含む磁性層４ａの順としてもかまわないことが解る。
表４、表５、表６から、垂直磁性層４の構成を３種類の磁性層から形成してもかまわないことが解る。
表７、表８および表９から、垂直磁性層４の任意の磁性層の間に、非磁性層９を形成することもできることが解る。
また、垂直磁性層４の構成として、酸化物を含む磁性層を複数層形成することができることが解る。
表１０からは、配向制御層３として、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄのｈｃｐ構造をとる金属材料の他に、酸化物、金属窒化物、金属炭化物を含んだ材料も使うことができることが解る。
また、配向制御層３と垂直磁性層４の間に、中間層８を設けることができることが解る。
表１１からは、垂直磁性層４を形成する際のガス添加および基板Ｂｉａｓにより、特性が向上していることが解る。
１ 非磁性基板
２ 軟磁性下地層
３ 配向制御層
４ 垂直磁性層
４ａ，４ａ−１，４ａ−２ 酸化物を含んだ磁性層
４ｂ，４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３ 酸化物を含まない磁性層
５ 保護層
６ 潤滑層
８ 中間層
９，９１，９２ 非磁性層
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 記録再生信号処理系
４１ 酸化物
４２，４３ 磁性粒子
２ 軟磁性下地層
３ 配向制御層
４ 垂直磁性層
４ａ，４ａ−１，４ａ−２ 酸化物を含んだ磁性層
４ｂ，４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３ 酸化物を含まない磁性層
５ 保護層
６ 潤滑層
８ 中間層
９，９１，９２ 非磁性層
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 記録再生信号処理系
４１ 酸化物
４２，４３ 磁性粒子
Claims (2)
- 非磁性基板上に少なくとも、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主に垂直に配向した垂直磁性層と、保護層とが設けられた磁気記録媒体において、
前記垂直磁性層は、
Ｃｏを主成分とするとともにＰｔを含み酸化物を含む２層以上の磁性層と、この２層以上の酸化物を含む磁性層の上に設けられたＣｏを主成分とするとともにＣｒを含み酸化物を含まない少なくとも１層の磁性層とを有し、
前記酸化物を含む磁性層同士の間に非磁性層を有し、
前記酸化物を含む磁性層の各々は、その層中に磁性粒子が分散しており、該磁性粒子は層を上下に貫いた柱状構造で、その周りに、酸化物を有して当該磁性粒子の孤立化、微細化がなされ、
前記非磁性層は、その層中に金属粒子が分散しており、該金属粒子は層を上下に貫いた柱状構造で、その周りに、酸化物、金属窒化物および金属炭化物の少なくとも何れかを有し、
前記酸化物を含む磁性層の結晶粒子と、その上に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子とが、１対１、１対複数、あるいは複数対１で対応するように存在し、上層に設けられた酸化物を含まない磁性層の結晶粒子は下層に設けられた酸化物を含む磁性層の結晶粒子からエピタキシャル成長している、
ことを特徴とする磁気記録媒体。 - 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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