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【発明の名称】 磁気記録媒体
【発明者】 【氏名】冨安 弘

【氏名】諸石 圭二

【氏名】梅澤 禎一郎

【氏名】阿山 兼士
【要約】 【課題】熱揺らぎ特性が良好で、しかも、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅、オーバーライト特性、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）といった記録再生特性が良好な磁気記録媒体を提供する。

【解決手段】ガラス基板１上に、少なくとも、反強磁性交換相互作用を制御する強磁性材料からなる第１の磁性層５、強磁性材料からなる第２の磁性層７と、前記第１の磁性層５と第２の磁性層７との間に形成されて反強磁性交換相互作用を誘導するスペーサ層６とを有し、前記第２の磁性層７は、下部磁性層７１と上部磁性層７２との複数の層からなることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】基板上に、少なくとも、反強磁性交換相互作用を制御する強磁性材料からなる第１の磁性層と、強磁性材料からなる第２の磁性層と、前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に形成されて反強磁性交換相互作用を誘導するスペーサ層とを有する磁気記録媒体であって、前記第２の磁性層は、複数の層からなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の膜厚が他方の層の膜厚より小さいことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の異方性磁界が他方の層の異方性磁界より小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の飽和磁束密度が他方の層の飽和磁束密度より小さいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記スペーサ層の表面粗さは、Ｒｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項６】前記スペーサ層は、少なくともＲｕを含む材料からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項７】前記基板と前記第１の強磁性層との間に下地層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項８】請求項７記載の磁気記録媒体であって、前記下地層は、前記第１の磁性層側にｈｃｐ構造を有する中間層を備えることを特徴とする磁気録媒体。
【請求項９】請求項８記載の磁気記録媒体であって、前記中間層は、前記基板側から前記各磁性層側に向かうに従って、前記第１の磁性層との結晶整合性が向上するように形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項８又は９記載の磁気記録媒体であって、前記中間層は、複数の層からなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１１】請求項８ないし１０のいずれかに記載の磁気記録媒体であって、前記中間層の前記第１の磁性層側は、強磁性材料からなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１２】前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】前記下地層は、少なくとも前記各磁性層の結晶粒を制御するプリコート層が含まれていることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】前記プリコート層は、前記下地層において前記基板側に形成され、ＣｒとＴａを含む合金であることを特徴とする請求項１３記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録再生を行うための磁気ディスク装置に好適な磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の高記録密度化を達成するためには、媒体ノイズの低減が不可欠である。これまでの媒体ノイズの低減は、日々進歩する磁気ヘッドの出力特性の改善を助けとし、磁気ディスクのＭｒ・ｔ（残留磁化膜厚積）を低減させる等のための膜構成や膜材料を改善することにより、実現してきた。
【０００３】このＭｒ・ｔの低減は、Ｒ／Ｗ（リードライト：読み書き）特性を改善させるためには極めて有効な手段であるが、同時に熱揺らぎ特性の問題を引き起こしつつある。Ｍｒ・ｔの低減、即ち磁性層膜厚の低減は、磁性層の結晶粒径（グレインサイズ）を微細化し、媒体ノイズの改善に繋がるが、微細化された結晶粒は、記録された磁化を保持するのに十分な保磁力（Ｈｃ）を持たなくなり、その結果、記録信号が減衰する現象（熱揺らぎ）が現れてきた。
【０００４】この記録信号が減衰する現象（熱揺らぎ）を防ぐために、さまざまな膜構成が提案されている。その一つとして最近注目される技術として、ＡＦＣ（Ａｎｔｉ−Ｆｅｒｒｏ−Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｆｉｌｍ：反強磁性結合膜）構造がある（特開２００１−５６９２３号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この特開２００１−５６９２３号公報に記載の磁気記録媒体は、非磁性分断層（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ等）により磁性層を上下に分断して多層構造にしたものである。すなわち、非磁性分断層により、磁気記録層を分断して複数層にし、それぞれの層の磁化方向が互いに反平行となるようにし、これにより、熱揺らぎ特性を良好にしたものである。
【０００６】しかし、ＡＦＣ構造を用いた膜は、熱揺らぎ特性は良好であったとしても、構造上全体の磁性層膜厚が大きくなってしまう。このため、この磁性層膜厚の増大により、保磁力角形比（Ｓ＊）が小さくなる。また、パルス幅（ＰＷ）やオーバーライト特性も悪化する。また、磁性層膜厚の増大は、磁性層のグレインサイズを増大させ、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）も悪化させる傾向にある。このようなことから、これらの記録再生特性は、近年の高記録密度化における要望を必ずしも満足するものではない。本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、熱揺らぎ特性が良好で、しかも、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅、オーバーライト特性、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）といった記録再生特性が良好な磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するための手段として、第１の手段は、基板上に、少なくとも、反強磁性交換相互作用を制御する強磁性材料からなる第１の磁性層と、強磁性材料からなる第２の磁性層と、前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に形成されて反強磁性交換相互作用を誘導するスペーサ層とを有する磁気記録媒体であって、前記第２の磁性層は、複数の層からなることを特徴とする磁気記録媒体である。第２の手段は、前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の膜厚が他方の層の膜厚より小さいことを特徴とする第１の手段にかかる磁気記録媒体である。第３の手段は、前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の異方性磁界が他方の層の異方性磁界より小さいことを特徴とする第１又は第２の手段にかかる磁気記録媒体である。第４の手段は、前記第２の磁性層を構成する複数の層は、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の飽和磁束密度が他方の層の飽和磁束密度より小さいことを特徴とする第３の手段にかかる磁気記録媒体である。第５の手段は、前記スペーサ層は、少なくともＲｕを含む材料であることを特徴とする第１ないし第４のいずれかの手段にかかる磁気記録媒体である。第６の手段は、前記基板と前記第１の強磁性層との間に下地層が形成されていることを特徴とする第１ないし第５のいずれかの手段にかかる磁気記録媒体である。第７の手段は、前記基板はガラス基板であることを特徴とする第１ないし第６のいずれかの手段にかかる磁気記録媒体である。第８の手段は、前記下地層は、少なくとも磁性層の結晶粒を制御するプリコート層が含まれていることを特徴とする第１ないし第７のいずれかの手段にかかる磁気記録媒体である。第９の手段は、前記プリコート層は、前記下地層においてガラス基板側に形成され、ＣｒとＴａを含む合金であることを特徴とする第８の手段にかかる磁気記録媒体である。
【０００８】上記手段において、第２の磁性層を複数の層としたことにより、第２の磁性層を単層にした場合に比較して、熱揺らぎ特性を改善しながら、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷの改善することが可能になる。また、上記手段において、第２の磁性層を構成する複数の層を、互いに隣接される任意の２層を比較したとき、前記基板側に配置される一方の層の膜厚を他方の層の膜厚より小さくしたことにより、基板から離れた位置に配置された比較的厚い層に、主として磁気記録再生の機能をもたせ、一方、基板側の比較的薄い層に、スペーサ層上に直接磁性層を形成した場合の結晶配向の乱れを防止するための機能をもたせることができる。すなわち、磁気記録再生を行うに適した厚さを有する磁性層と、スペーサ層とは、互いに格子定数が必ずしも近似しない場合がある。そこで、スペーサ層と磁気記録再生を行うに適した磁性層との双方に対して格子定数が近似した層（磁性層）を設けることにより、両者の格子定数の違いを緩和することができる。この層は、主として格子定数を近似させる（マッチングさせる）だけであるので、なるべく薄い層がよい。このマッチングをとることにより、スペーサ層上に直接磁性層を形成した場合に比較して、結晶配向の乱れをより少なくできる。その結果、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷを改善できる。
【０００９】しかし、この場合、格子定数のマッチングをとるために、上記薄い層として、むやみに異方性磁界の大きな磁性層を選択してしまうと、反強磁性交換相互作用を制御する強磁性材料からなる第1の磁性層と第２の磁性層との反強磁性交換相互作用が妨げられ、逆に、熱揺らぎ特性が悪化してしまうこともある。そのため、上記基板側の薄い層の異方性磁界をこの薄い層と接する厚い層（磁性層）の異方性磁界より小さくすることによって、これを防止できる。すなわち、結晶配向を改善しながら、第１の強磁性層と第２の磁性層との反強磁性交換相互作用が薄い層（磁性層）の異方性磁界に左右されにくくなるので、熱揺らぎ特性を改善しながら、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷの改善が行われることになる。ここで、薄い層（第２の磁性層が２層の場合には下部磁性層という。以下、薄い層を説明の都合上、下部磁性層という場合がある）と厚い層（第２の磁性層が２層の場合には上部磁性層という。以下、この厚い層を説明の都合上、上部磁性層という場合がある）の異方性磁界は、例えば、下部磁性層、上部磁性層に含まれるＰｔの含有量を制御することによって調整することができる。下部磁性層の異方性磁界を上部磁性層の異方性磁界より小さくするためには、例えば、下部磁性層に含まれるＰｔの含有量を上部磁性層に含まれるＰｔの含有量より少なくすることにより達成することができる。具体的には、下部、上部磁性層に含まれるＰｔの含有量は、５〜１４ａｔ％の範囲で調整される。
【００１０】ここで、上述のように、スペーサ層と上部磁性層との間に膜厚が薄い下部磁性層を介在させることにより、スペーサ層上に直接上部磁性層を形成した場合の結晶配向の乱れを防止することができる。これは、上述のとおり、下部磁性層と上部磁性層の格子定数のマッチングが良好になる為と考えられる。これにより、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅（ＰＷ）は改善する。しかしながら、その一方で、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）、熱揺らぎ特性は低下する場合がある。媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）低下の理由の一つとしては、スペーサ層との格子定数のズレがある下部磁性層は、結晶配向の乱れを含むので、下部磁性層を厚くする事はノイズを増加させる原因となる。このため下部磁性層は、上部磁性層の配向性を改善する効果を残した状態で、極力薄くする事が望ましい。
【００１１】また、本発明者の研究によれば、下部磁性層の飽和磁束密度を上部磁性層の飽和磁束密度より小さくすることにより、下部磁性層のノイズ源を低減する働きを有し、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）を良好にすることができることも判明した。これによって、保磁力角形比（Ｓ＊）が改善され、パルス幅（ＰＷ）、オーバーライト特性、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比），熱揺らぎ特性が良好になる。ここで、下部磁性層と上部磁性層の飽和磁束密度は、例えば、下部磁性層、上部磁性層に含まれるＣｒの含有量を制御することによって調整することができる。下部磁性層の飽和磁束密度を上部磁性層の飽和磁束密度より小さくするためには、下部磁性層に含まれるＣｒの含有量を上部磁性層に含まれるＣｒの含有量より多くすることにより達成することができる。具体的には、下部、上部磁性層に含まれるＣｒの含有量は、１４〜２４ａｔ％の範囲で調整される。
【００１２】この場合、下部磁性層の範囲は、５〜８０オングストロームで、これはＳ／Ｎを極度に悪化させないという点で好ましい。上部磁性層の膜厚は、所望のＭｒｔにより適宜調整される。また、第２の磁性層は、２層、３層、４層以上とすることができる。製造コストなどの点から、２層又は３層とすることが望ましい。また、下部磁性層の材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒ（Ｃｒ＜２２ａｔ％）などのＣｏ系合金が挙げられる。
【００１３】特に、下部磁性層としてＣｏＣｒＰｔＴａ合金を用いるとＳ／Ｎ比が高くなるので好ましい。
【００１４】また、さらに媒体ノイズを低減させる目的で、結晶粒の微細化の点から、さらに、Ｏ、Ｎ、Ｃ、Ｈ、Ｈ2Ｏ等の元素等を添加しても良い。下部磁性層にこれらの元素等を添加する方法としては、ターゲット中にこれらの元素等が含有したものを使用し、不活性ガス雰囲気下でスパッタにより成膜する方法や、Ｏ2、Ｎ2、ＮＯ、ＮＯ2、ＣＨ4等に不活性ガスを混合した混合ガス雰囲気下で反応性スパッタにより成膜する方法などがあげられる。この場合、過度にこれらの元素等を添加させないほうがこのましい。何故なら、ガス添加により下部磁性層の磁化が低下し、配向制御層と磁性層の両方の役割を兼ねなくなるからである。添加されるガス濃度は、０．１〜２％であり、さらに望ましくは０．２５〜１％が好ましい。
【００１５】また、上部磁性層の材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒ（但し、Ｃｒ＜２２ａｔ％）などのＣｏ系合金が挙げられる。特に、高保磁力Ｈｃで高いＳ／Ｎ特性が得られる点からＣｏ、Ｐｔ、Ｂを含有するＣｏＣｒＰｔＢ、が好ましい。また、第１の磁性層の材料としては、例えば、ＣｏＣｒ（Ｃｒ＜２２ａｔ％）、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＲｕなどのＣｏ系合金が挙げられる。第１の磁性層の膜厚は、熱揺らぎ特性の要求値によって適宜調整する。具体的には、膜厚の範囲は、５〜８０オングストロームとすることができる。
【００１６】上述した第１の磁性層の材料のなかでも、ＣｏＣｒ合金を用いた場合、熱揺らぎ特性が改善できるので好ましい。
【００１７】本発明において、スペーサ層の表面粗さはＲｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下であることが好ましい。ここでいう表面粗さとは、日本工業規格JISB0601規定のものである。反強磁性交換相互作用を誘導するスペーサ層の作用は、スペーサ層の膜厚に大きく依存する。スペーサ層の表面粗さが大きい場合、第１の磁性層と第２の磁性層との間の交換相互作用にバラツキが生じることが判った。この場合、磁気記録媒体の面内における前記反強磁性交換相互作用に分布が生じるので、熱揺らぎの面内分布が引き起こされる。具体的には、スペーサ層の表面粗さはＲｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下であると、上記バラツキ（分布）が抑制されることが判った。スペーサ層の表面粗さを所定とするための手段としては、所定荒さ以下に鏡面研磨された基板を用いることが好ましい。このようにすることで、容易にスペーサ層の表面粗さを所定のものとすることができる。本発明においては、Ｒｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下に鏡面研磨された基板を用いることが好ましい。
【００１８】また、スペーサ層の材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒやこれらの合金、例えば（ＣｏＲｕ、ＮｉＲｕなど）が挙げられる。スペーサ層の膜厚は、反強磁性交換相互作用を得られる範囲において適宜調整する。具体的には、膜厚の範囲は、４〜１０オングストローム、好ましくは、７〜９オングストロームとすることができる。特に、スペーサ層の材料としてＲｕとすることにより、大きな反強磁性相互作用を得られるので好ましい。
【００１９】また、通常、磁気記録媒体は、基板と第１の磁性層との間に下地層が形成される。下地層としては、磁性層側から基板側に向かうに従って、例えば、ｈｃｐ構造を有する中間層、ｂｃｃ体心立方構造を有する下層、シード層などの複数層を形成することができる。また、これらのうちの単層でも構わない。
【００２０】中間層はｈｃｐ六方最密充填構造を有し、ｈｃｐ構造を有する磁性層の結晶配向を整える目的で設けられる。例えば、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの材料を用いることができる。尚、中間層は非磁性、強磁性材料どちらであっても構わない。また、中間層は、複数の層としてもよい。中間層は、基板側から磁性層側に向かうにしたがって磁性層との結晶整合性が向上するように（例えば、Ｐｔ含有量が基板側から磁性層側に向かうにしたがって増加するように）形成することが好ましい。中間層を使用した場合のＡＦＣ構造の膜構成としては、例えば、ＣｏＣｒ／ＣｏＣｒＰｔＴａ／Ｒｕ／ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒ／ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｏＣｒＰｔＴａ／Ｒｕ／ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｏＣｒＰｔＢとすることができる。下層はｂｃｃ構造を有し、主に静磁気特性を良好にする目的で設けられる。例えば、ＣｒやＣｒ合金（ＣｒＭｏ、ＣｒＶ、ＣｒＷ、ＣｒＴｉなど）などの材料を用いることができる。シード層は、その上に形成する層の結晶粒径を制御する目的で設けられる。例えば、ＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＣｒＴｉ、ＣｒＮｉ、ＡｌＲｕなどの材料を用いることができる。
【００２１】なお、前記中間層を設ける場合においては、中間層の膜厚は５〜５０オングストロームとするのが好ましい。５０オングストロームを超えると磁性層の磁性粒子を大きくする作用が現れ、Ｓ／Ｎ比が低下するので好ましくない。５オングストローム未満の場合では、磁性層の結晶配向を整える作用が充分でないので好ましくない。この場合、中間層の材料としては、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金を用いると、磁性層との結晶整合性が高く好適である。更に結晶整合性を高めるためには、中間層に含有されるＣｒは２２ａｔ％未満とするのが好ましい。このようにすることで、前述した中間層の作用（磁性層の結晶配向を整える作用）が好適に発揮できる。
【００２２】また、基板材料は、特に限定されない。アルミニウム、ガラス、ガラスセラミックス、セラミックス、シリコン、カーボン、チタン等が挙げられる。基板表面の平滑性、平坦性、機械的強度、化学的耐久性などの点から、ガラス基板が好ましい。基板上に形成される膜の結晶を制御する点においては、ガラス基板の中でも特にアモルファスガラスが好ましい。アモルファスガラスとしては、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ソーダライムガラスなどの材料が挙げられる。特にガラス基板とする場合、ガラスにはさまざまな成分が含まれている理由で、微視的（ミクロ）に見た場合、結晶粒の初期成長に分布を生じるものと思われるので、構成６にあるように下地層として、少なくとも磁性層の結晶粒を制御するプリコート層が含まれることが望ましい。ここでいう結晶粒の制御とは、結晶粒径の大きさ、結晶粒径のばらつき（分散）等をさす。
【００２３】プリコート層として、ＣｒとＴａを含む合金とすることにより、出力（ＬＦ）、パルス幅ＰＷ、媒体ノイズ（Ｓ／Ｎ比）の特性が顕著に良好になるので好ましい。ＣｒとＴａを含む合金としては、ＣｒＴａ、ＣｒＴａＸ（Ｘ：Ｔｉ、Ｏ2）が挙げられる。ＣｒとＴａを含む合金は、アモルファスか殆どアモルファスの構造が、結晶粒の初期成長の均一化を促す点で好ましい。その場合、Ｔａの含有量は、３０〜８０ａｔ％とすることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気記録媒体について説明する。
（実施例１）図１は本発明の実施例にかかる磁気記録媒体の膜構成を示す図である。図１に示すとおり、実施例の磁気記録媒体は、基板（ガラス基板）１上に、プリコート層２、シード層３、下地層４、第１の磁性層５、スペーサ層６、下部磁性層７１、上部磁性層７２、保護層８、潤滑層９を順次積層したものである。なお、下部磁性層７１と上部磁性層７２とは、第２の磁性層７を構成するものである。ガラス基板１は、化学強化されたアルミノシリケートガラスからなり、その表面粗さは最大高さＲｍａｘ＝３．２ｎｍ、平均表面粗さＲａ＝０．３ｎｍ（原子間力顕微鏡にて測定）で鏡面研磨されている。
【００２５】プリコート層２はＣｒＴａのアモルファス層（膜厚３００オングストローム）からなる。合金膜におけるＣｒとＴａとの原子組成比は６０：４０である。シード層３はＡｌ合金薄膜（膜厚２５０オングストローム）からなる。
【００２６】下地層４は、ＣｒＷ薄膜（膜厚１００オングストローム）で、磁性層の結晶構造を良好にするために設けられている。このＣｒＷの下地層４は、Ｃｒ：９０ａｔ％、Ｗ：１０ａｔ％の組成比で構成されている。なお、ＣｒＷ下地層４は、ＣｒＷ下地層４の結晶粒の微細化を促進させるため、０．７５％のＣＯ2とＡｒの混合ガス雰囲気中でスパッタ成膜したものである。
【００２７】また、第１の磁性層５は、強磁性のｈｃｐ構造からなるＣｏ系合金薄膜（膜厚：２５オングストローム）である。
【００２８】スペーサ層６は、Ｒｕ膜（膜厚７オングストローム）である。また、下部磁性層７１は、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金薄膜（膜厚５オングストローム）で、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａの含有量はそれぞれ、Ｃｏ：７０ａｔ％、Ｃｒ：１９ａｔ％、Ｐｔ：９ａｔ％、Ｔａ：２ａｔ％である。
【００２９】上部磁性層７２は、ＣｏＣｒＰｔＢ合金薄膜（膜厚：１５０オングストローム）で、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂの含有量はそれぞれ、Ｃｏ：６１ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：７ａｔ％である。
【００３０】保護層８は、磁性層が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのものであり、膜厚４５オングストロームの水素化カーボン膜からなる。また、潤滑層９は、パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤からなり、この膜によって磁気ヘッドとの接触を緩和している。尚、膜厚は８オングストロームである。
【００３１】次に、上述の構成からなる磁気記録媒体の製造方法について説明する。まず、低温型イオン交換によって化学強化したガラス基板の主表面を精密研磨することによって鏡面（Ｒｍａｘ＝３．２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍ）にする。次に、このガラス基板の主表面上に静止対向型スパッタリング装置によって、プリコート層２、シード層３、下地層４、第１の磁性層５、スペーサ層６、下部磁性層７１、上部磁性層７２、保護層８を順次成膜した。尚、下地層４は、Ａｒ＋ＣＯ2の混合ガス雰囲気下で、保護層８は、Ａｒ＋Ｈ2の混合ガス雰囲気下で、それ以外の層は、Ａｒの不活性ガス雰囲気下でスパッタリング成膜した。次いで、保護層８上にパーフルオロポリエーテル潤滑剤をディップ処理することによって、潤滑層９を形成し、磁気ディスクを得た。
【００３２】この得られた磁気ディスクの保磁力Ｈｃは３６９８Ｏｅ、保磁力角形比（Ｓ＊）は０．６５、出力ＬＦは１．５２ｍＶ、パルス幅ＰＷは１２．３ｎｓｅｃ、ＳＮ比は３０．３８ｄＢ、オーバーライト特性（ＯＷ）は、−３３．３４［ｄＢ］、熱揺らぎ特性は、信号出力減衰：０．１２（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）であった。このように、熱揺らぎ耐性は良好で、かつ保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷ、ＳＮ比、オーバーライト特性の記録再生特性の全てにおいて良好な結果となった。
【００３３】尚、これらの特性は以下のようにして測定したものである。以下の実施例、比較例も同じ測定方法によって測定した。保磁力Ｈｃ、保磁力角形比（Ｓ＊）は、ヘッド型磁気測定装置（ＤＭＳ社製：Ｈｒ／Ｍｒｔ Ｄｉｓｋ Ｍａｐｐｅｒ）で測定した。保磁力Ｈｃは、ＰＷと熱揺らぎ特性の改善において、ヘッドの書きこみ範囲内で高いほど良い。また保磁力角形比（Ｓ＊）は、面内配向性と磁性粒間の磁気的分離を表す指標で、普通は、高いほど良い。
【００３４】出力ＬＦは、電磁変換特性測定機（Ｇｕｚｉｋ）により測定した。出力ＬＦは、その他の電磁変換特性が維持できるのであれば、エラーレートを良くする点で、高ければ高いほど良い。パルス幅（ＰＷ５０：孤立信号波形の半値幅）の測定は次のようにして行った。ＰＷ５０測定用のＭＲヘッドを搭載した電磁変換特性測定機（Ｇｕｚｉｋ）で孤立再生信号を抽出し、グランド（０）に対する出力信号のピーク値の５０％における孤立波形の幅をＰＷ５０とした。
【００３５】なお、このＰＷ５０は高記録密度のためには、小さければ小さいほど良い。これは、パルス幅が狭いと同一面積上により多くのパルス（信号）を書き込めることになるからである。一方、ＰＷ５０が大きいと、隣り合うパルス（信号）同士が干渉しあい、信号を読み出すときにエラーとなって現れる。この波形干渉がエラーレートを悪くする。
【００３６】ＳＮ比は、記録再生出力の測定を次のようにして行い求めた。磁気ヘッド浮上量が０．０２５μｍの磁気抵抗型ヘッド（以後、ＭＲヘッドと称す）を用いて、ＭＲヘッドと磁気ディスクの相対速度を１０ｍ／ｓｅｃとして線記録密度５２０ｋｆｃｌ（１インチあたり５２００００ビットの線記録密度）における記録再生出力を測定した。また、キャリア周波数１００ＭＨｚで、測定帯域を１２０ＭＨｚとしてスペクトラムアナライザにより、信号記録再生時のノイズスペクトラムを測定した。本測定に用いたＭＲヘッドは、書き込み／読み取り側にそれぞれトラック幅２．０／０．５μｍ、磁気ヘッドギャップ長は０．２０／０．１１μｍである。ＳＮ比は、ノイズによる信号の読み取りエラーを防ぐ為に、高いほどエラーレートが改善され、且つ高記録密度を達成できる。
【００３７】オーバーライト特性（ＯＷ）も同様に電磁変換特性測定機（Ｇｕｚｉｋ）により測定した。オーバーライト特性は、ＨＤＤを組みたてた際、ヘッドの書きこみ能力不足による歩留まり悪化を改善する意味において、高いほどよい。
【００３８】熱揺らぎ特性は、次のようにして行った。サーマルオフトラック（ヘッドサスペンションの熱膨張によって磁気記録媒体上のトラックに対し、磁気ヘッドがずれることにより、信号減衰が発生する現象）の影響を受けず磁気記録媒体の熱揺らぎによる信号減衰量のみを正確に評価するため、ライトトラック幅がリードトラック幅に対して２倍以上のリ一ドライト素子を有することを特徴としているＭＲヘッドを用意し、得られた磁気記録媒体たる磁気ディスクと共にシステム内のヘッド／ディスク機構部にセットする。次にそのヘッド／ディスク機構部を高温環境下にさらすために温度制御可能な環境槽に投入する。環境槽内が設定した温度に安定したら、リードライト回路部よりライト信号をＭＲヘッドのライト素子に送り、磁気ディスクに信号を書き込む。そして、信号を書き込んだ直後から、磁気ディスクに書き込まれた信号をＭＲヘッドのリード素子から読み出し、リードライト回路部にて増幅した後、信号評価部にて測定する。信号評価部では一定時間間隔でリード信号の振幅値を記録していく。信号評価部では、例えば、スペクトラムアナライザを用いて測定を行う。
【００３９】本測定の条件は、環境槽の温度が６０℃、磁気ディスクへ書き込んだ信号の記録密度は、１００ＫＦｌｕｘ／ｉｎｃｈである。また、本測定に用いたヘッドは、ライトトラック幅が２．０μｍ、リードトラック幅が０．５μｍ、ライトギャップ長が０．２０μｍ、リードギャップ長が０．１１μｍ、リードライト素子部分の浮上量が２０ｎｍのＭＲヘッドである。
【００４０】（比較例１）次に、上記実施例１における下部磁性層７１を設けなかった以外は実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。この得られた磁気ディスクの保磁力Ｈｃは３６３９Ｏｅ、保磁力角形比（Ｓ＊）は０．５４、出力ＬＦは１．３９ｍＶ、パルス幅ＰＷは１２．６ｎｓｅｃ、ＳＮ比は３０．３５ｄＢ、オーバーライト特性（ＯＷ）は、−２６．４４［ｄＢ］、熱揺らぎ特性は、信号出力減衰で０．１７（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）であった。
【００４１】従来のＡＦＣ構造と比べ、本発明の膜構造にした場合、熱揺らぎ特性が良好で、かつ保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷ、Ｏ／Ｗ特性が特に改善されていることがわかる。特に、Ｏ／Ｗ特性については、磁気ディスクとして−３０ｄＢ以上が一般的に必要とされており、望ましくは−３３ｄＢ以上が必要とされている。これまでのＡＦＣ構造では、書きこみが困難であったものが、本特許の構成を用いる事で、充分使用できる領域のＯ／Ｗ特性を得られている事が分かる。
【００４２】図２は本発明の実施例、参考例及び比較例にかかる磁気記録媒体のＳ／Ｎ比と信号出力減衰の関係を示したグラフである。◆が本発明の実施例にかかるＡＦＣ構造を適用した磁気ディスクの場合を、□は従来のＡＦＣ構造を適用した場合の磁気ディスクの場合を、＊はＡＦＣ構造を適用しない従来の磁気ディスクの場合のＳ／Ｎ比と信号出力減衰を示す。尚、各プロットした値は、各種の磁気ディスクにおいて、下地層４や磁性層の膜材料、膜組成を変化させたときに得られた値である。
【００４３】一般に記録密度を上げる為には、Ｓ／Ｎ比の改善が必須である。しかし、グラフ中にあるように、ＡＦＣ構造を適用しない場合、Ｓ／Ｎを改善する（すなわち磁性粒を微細化する）と、信号出力減衰が大きくなり（熱揺らぎ特性が悪くなり）、Ｓ／Ｎ比の改善に限界が生じていた。
【００４４】信号出力減衰の許容値は、各ドライブメーカーにより異なるが、おおよそ−０．２ｄＢ／ｄｅｃａｄｅを超えると許容できないとされている。その為、ＡＦＣ構造が提案されたが、この従来のＡＦＣ構造においても熱揺らぎ特性としては不充分でありＳ／Ｎ比改善の限界が見えていた。ところが、本発明の新規の膜構造であれば、Ｓ／Ｎ比を改善した状態で耐熱揺らぎ特性を得る事ができる。このことは、更に記録密度を向上させることができることを示しており、従来ＡＦＣ構造の限界に対し２世代分の記録密度向上が可能である（磁気ディスクにおいて、１世代に必要なＳ／Ｎ比の改善は約２ｄＢの向上が必要）。
【００４５】（参考例１）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、下部磁性層７１の膜厚を８０オングストローム、上部磁性層７２の膜厚を７０オングストロームとした以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。図３の表１に示すように上部磁性層７２の膜厚より下部磁性層７１の膜厚が厚くなることにより保磁力Ｈｃの低下はあるものの、従来のＡＦＣ構造（比較例１）と比べて保磁力角形比（Ｓ＊）、オーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）が大幅に改善し、さらに、パルス幅（ＰＷ）も改善していることがわかる。
【００４６】（参考例２）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、下部磁性層７１のＣｒ濃度及びＰｔ濃度を図３の表１のように多くした以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。図３の表１に示すように、下部磁性層７１の異方性磁界が上部磁性層７２の異方性磁界よりも大きくなったことにより、従来のＡＦＣ構造の場合（比較例１）とほぼ同じ熱揺らぎ特性となったが、オーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）が大幅に改善していることがわかる。
【００４７】（実施例２、３）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、下部磁性層７１のＣｒ濃度を変化（下部磁性層７１の飽和磁束密度を変化）（実施例２）、下部磁性層７１のＰｔ濃度を変化（下部磁性層７１の異方性磁界を変化）（実施例３）させた以外は実施１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。
【００４８】実施例２のように下部磁性層７１のＣｒ濃度を変化させることにより、実施例１に比べ下部磁性層７１の飽和磁束密度が上部磁性層７２の飽和磁束密度よりさらに小さくすることにより、実施例１の磁気ディスクに対し、更にＯ／Ｗ特性、Ｓ／Ｎ比を改善することができた。また、実施例３のように下部磁性層７１のＰｔ濃度を変化させることにより、保磁力Ｈｃ、熱揺らぎ特性を改善することができた。
【００４９】（実施例４、５）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、下部磁性層７１の組成比を図３の表１のように変化させた（Ｔａの含有量を増加させ、Ｐｔの含有量を減少させた）以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。図３の表１に示すように、実施例４、５ともにＴａの含有量の増加により、Ｓ／Ｎ比を更に改善することができた。実施例４においては、Ｐｔの含有量の減少により、（Ｓ＊）が従来のＡＦＣの磁気ディスク（比較例１）と同等であったが、熱揺らぎ特性、オーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）が特に改善することができた。
【００５０】（参考例３）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、下部磁性層７１のＣｒ濃度を図３の表１のように小さくした以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。図３の表１に示すように、下部磁性層７１の異方性磁界は上部磁性層７２の異方性磁界より小さくなっているが、下部磁性層７１の飽和磁束密度が上部磁性層７２の飽和磁束密度より大きくなったことにより、Ｓ／Ｎ比が悪化していることがわかる。上述の実施例１〜５とを対比すると、下部磁性層７１の異方性磁界が上部磁性層７２の異方性磁界より小さく、さらに、下部磁性層７１の飽和磁束密度が上部磁性層７２の飽和磁束密度よりも小さくすることにより、熱揺らぎ耐性が良好で、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅（ＰＷ）、オーバーライト特性（Ｏ／Ｗ）、媒体ノイズ（ＳＮ）が良好な磁気ディスクが得られることがわかる。
【００５１】（参考例４）次に、実施例１の磁気ディスクにおいて、ＣｒとＴａを含む合金のプリコート層２を形成しなかった以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。その結果を図３の表１に示す。実施例とのデータを対比してもわかるように、ＣｒとＴａを含む合金のプリコート層２をガラス基板上に形成することによって、熱揺らぎ特性は維持したまま、保磁力Ｈｃ、保磁力角形比（Ｓ＊）、パルス幅ＰＷ、Ｓ／Ｎ比を改善することができることがわかる。
【００５２】（実施例６）次に、実施例１において、下地層４のＣｒＷ薄膜と第１の磁性層５との間にｈｃｐ構造を有する中間層を介挿させた磁気記録媒体（実施例６）を製造した。このとき、中間層は、ＣｏＣｒＰｔＴａ合金からなり、Ｃｏ：７１ａｔ％、Ｃｒ：１９ａｔ％、Ｐｔ：８ａｔ％、Ｔａ：２ａｔ％である。膜厚は１０オングストロームである。該中間層はｈｃｐ六方最密充填構造を有し、ｈｃｐ構造を有する磁性層の結晶配向を整える目的で設けられている。この点以外は、実施例１と同様である。なお、該ＣｏＣｒＰｔＴａ合金は強磁性材料である。結果は、保磁力Ｈｃは３６６８エルステッド、保磁力角型比Ｓ＊は０．８０、ＬＦは１．５０ｍＶ、ＰＷは１２．０ｎｓｅｃ、Ｏ／Ｗは３３．２１（−ｄＢ）、Ｓ／Ｎは２９．７９ｄＢ、熱揺らぎは０．０７（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）という好特性が得られた。実施例６の結果は、実施例１の結果と比較して、保磁力角型比、ＰＷ、熱揺らぎが大幅に改善した結果である。これは、中間層を介挿したことにより、ｈｃｐ構造を有する磁性層の結晶配向が整えられたためであると考えられる。
【００５３】（実施例７）さらに、実施例６において、下地層４の前記Ｃｒ：９０ａｔ％、Ｗ：１０ａｔ％薄膜と、前記Ｃｏ：７１ａｔ％、Ｃｒ：１９ａｔ％、Ｐｔ：８ａｔ％、Ｔａ：２ａｔ％からなる前記中間層との間に、更に、ＣｏＣｒ合金からなる中間層を介挿させた（実施例７）。該ＣｏＣｒ合金は、Ｃｏ：８０ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％である。膜厚は２５オングストロームである。実施例７では、基板１側から磁性層５，７側に向かうに従って、Ｐｔの含有量を増加させることにより、磁性層５，７との結晶配向が向上するように形成されている。この点以外については実施例１と同一である。結果は、保磁力Ｈｃは３６５９エルステッド、保磁力角型比Ｓ＊は０．８１、ＬＦは１．４８ｍＶ、ＰＷは１２．０ｎｓｅｃ、Ｏ／Ｗは３３．１５（−ｄＢ）、Ｓ／Ｎは２９．５５ｄＢ、熱揺らぎは０．０６（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）という好特性が得られた。この結果は、実施例１、実施例６に対してさらに保磁力角型比と熱揺らぎが改善した結果であり、磁性層の結晶配向が更に向上したものである。
【００５４】（実施例８）次に、ガラス基板１として表面粗さＲｍａｘが５．５ｎｍ、Ｒａが０．６ｎｍのガラス基板を用いた以外は実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した（実施例８）。表面粗さは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した。スペーサ層６迄形成された基板の表面粗さを測定したところ、本実施例におけるガラス基板１と同様の表面粗さであった。結果は、熱揺らぎが０．１３（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）であった。実施例１と略同様な数値であった。熱揺らぎ以外に関しても、実施例１と略同様の結果であった。
【００５５】（実施例９）次に、ガラス基板１として表面粗さＲｍａｘが７．２ｎｍ、Ｒａが０．７ｎｍのガラス基板を用いた以外は実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した（実施例９）。スペーサ層６迄形成された基板の表面粗さを測定したところ、本実施例におけるガラス基板１と同様の表面粗さであった。結果は、熱揺らぎが０．１６（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）であった。実施例１に比べて大幅に特性が悪化した。熱揺らぎ以外に関しては、実施例１と同様の結果であった。実施例１、実施例８、実施例９の熱揺らぎ特性の結果を対比すると、ガラス基板１の表面粗さをＲｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下とすることにより、熱揺らぎ特性が改善されることが判る。これは、反強磁性交換相互作用を誘導するスペーサ層６の表面粗さが平滑化することにより、その作用が面内で均一化するからである。
【００５６】（実施例１０〜１４）第１の磁性層５の好適な組成を調査するため、強磁性のｈｃｐ構造からなるＣｏ系合金薄膜の範囲内で、第１の磁性層５の組成を以下のように調整した磁気記録媒体（実施例１０〜１４）を製造した。なお、実施例１０〜１４のシード層３は、Ａｌ合金薄膜として、Ａｌ：５０ａｔ％、Ｒｕ：５０ａｔ％からなる薄膜（膜厚２５０オングストローム）を用いている。以上の点以外は、実施例１と同様である。実施例１０では、第１の磁性層５は、Ｃｏ：９３ａｔ％、Ｃｒ：７ａｔ％とした。実施例１１では、Ｃｏ：９０ａｔ％、Ｃｒ：１０ａｔ％とした。実施例１２では、Ｃｏ：８５ａｔ％、Ｃｒ：１５ａｔ％とした。実施例１３では、Ｃｏ：８０ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％とした。実施例１４では、Ｃｏ：７８ａｔ％、Ｃｒ：２２ａｔ％とした。膜厚に関しては実施例１と同様である。結果、実施例１０〜実施例１４の保磁力、保磁力角型比、ＬＦ、ＰＷ、Ｏ／Ｗ、Ｓ／Ｎの結果は実施例１と同様の結果であったが、熱揺らぎに関しては、実施例１０においては、０．１０（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）、実施例１１においては、０．１１（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）、実施例１２においては、０．１２（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）、実施例１３においては０．１２（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）、実施例１４においては、０．１６（−ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）であった。熱揺らぎ特性の結果は、第１の磁性層５のＣｒ含有量に依存し、Ｃｒが２２ａｔ％（実施例１４）の場合、非連続的に熱揺らぎが悪化することが判る。従って、第１の磁性層５の材料としては、Ｃｒ＜２２ａｔ％とするのが好適である。Ｃｒ＜２２ａｔ％の場合は、前記第１の磁性層の作用である、反強磁性交換相互作用を制御する作用が好適に作用するようになるが、Ｃｒの含有率が２２ａｔ％となると、反強磁性交換相互作用の制御が低下するためである。従って、熱揺らぎを抑止するために、第１の磁性層はＣｒ＜２２ａｔ％することが好ましい。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、熱揺らぎ耐性が良好な磁気記録媒体が得られる。さらに保磁力角形比（Ｓ＊）が良好で、かつ記録再生特性（パルス幅（ＰＷ）、オーバーライト特性、媒体ノイズ（ＳＮ））が良好な磁気記録媒体が得られる。
【出願人】 【識別番号】０００１１３２６３
【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社
【識別番号】５０１２５９７３２
【氏名又は名称】ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド
【出願日】 平成１４年６月２６日（２００２．６．２６）
【代理人】 【識別番号】１０００９１３６２
【弁理士】
【氏名又は名称】阿仁屋 節雄 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−８５７２９（Ｐ２００３−８５７２９Ａ）
【公開日】 平成１５年３月２０日（２００３．３．２０）
【出願番号】 特願２００２−１８６６６７（Ｐ２００２−１８６６６７）