JP4764308B2 - Perpendicular magnetic recording medium and perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスク装置として使用される磁気記録再生装置特に、垂直方向磁化を利用する垂直磁気記録再生装置、及びこれに用いられる垂直磁気記録媒体に関する。   The present invention relates to a magnetic recording / reproducing apparatus used as a hard disk device, and more particularly to a perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus using perpendicular magnetization and a perpendicular magnetic recording medium used therefor.

最近、遂に垂直磁気記録方式が実用化されたが，それまで市販されていた磁気記録再生装置は、磁気記録層の磁化方向が面内を向いた、面内磁気記録方式であった。しかし、この面内磁気記録方式では、さらに記録密度を向上させようとした場合、媒体ノイズを低減させるために磁気記録層の磁性粒子を小さくすることが考えられるけれども、これにより、熱揺らぎが発生しやすくなり、記録した情報が消える傾向があることが問題となっていた。このため、これまでは、磁気記録層の磁気異方性を高める方法で対応してきたが、記録ヘッドによる記録のしやすさの点から見ると、これ以上磁気異方性を高めることは不適当であった。このように、媒体ノイズの低減による信号出力対ノイズ比（ＳＮＲ）の向上と、熱揺らぎ耐性の向上とを両立させることは困難であった。   Recently, the perpendicular magnetic recording system has finally been put to practical use, but the magnetic recording / reproducing apparatuses that have been commercially available until now have been the in-plane magnetic recording system in which the magnetization direction of the magnetic recording layer is in-plane. However, in this in-plane magnetic recording method, when trying to further improve the recording density, it may be possible to reduce the magnetic particles in the magnetic recording layer in order to reduce the medium noise, but this causes thermal fluctuations. It has become a problem that recorded information tends to disappear. For this reason, until now, we have dealt with the method of increasing the magnetic anisotropy of the magnetic recording layer, but it is inappropriate to further increase the magnetic anisotropy from the viewpoint of ease of recording by the recording head. Met. Thus, it has been difficult to achieve both improvement in the signal output to noise ratio (SNR) by reducing the medium noise and improvement in resistance to thermal fluctuation.

これに対して、磁気記録層の磁化方向が垂直向いた垂直磁気記録方式では、磁化の遷移領域で、磁化を安定化させるような磁界が互いに働くため、急峻な遷移領域が形成され、高密度化が実現できる。また、このため、面内媒体と比較して、同じ記録分解能を得るために記録層の厚さを厚くできる。このことは、磁気記録層の磁性粒子体積を大きく出来ることから、熱揺らぎに対しても有利となる。記録密度が非常に低い場合は、記録ビット中央での反磁界が大きく、この際に、熱揺らぎの影響が見られるが、面内磁気記録層と異なり、高密度では垂直磁気記録媒体が安定である。さらに、磁気記録層の下に、軟磁性膜を形成した垂直２層膜媒体の場合、面内記録と比較して、ヘッド磁界を大きくすることができるため、より大きな異方性材料を磁性記録層として用いることができる。このような点から、垂直磁気記録方式は今後主流になっていくと予想される。   On the other hand, in the perpendicular magnetic recording method in which the magnetization direction of the magnetic recording layer is perpendicular, a steep transition region is formed in the magnetization transition region because a magnetic field that stabilizes the magnetization acts on each other. Can be realized. For this reason, the thickness of the recording layer can be increased in order to obtain the same recording resolution as compared with the in-plane medium. This is advantageous for thermal fluctuation since the magnetic particle volume of the magnetic recording layer can be increased. When the recording density is very low, the demagnetizing field at the center of the recording bit is large. At this time, the influence of thermal fluctuation is observed, but unlike the in-plane magnetic recording layer, the perpendicular magnetic recording medium is stable at high density. is there. Furthermore, in the case of a perpendicular double-layer film medium in which a soft magnetic film is formed under the magnetic recording layer, the head magnetic field can be increased compared to in-plane recording, so a larger anisotropic material can be used for magnetic recording. Can be used as a layer. From this point of view, the perpendicular magnetic recording system is expected to become the mainstream in the future.

磁気記録方式に適した垂直磁気記録媒体では、低記録密度のビットや隣接トラック記録時の出力低下を軽減するため、磁化と逆方向のある程度の磁界に対しても磁化反転しない磁気特性と、適度な出力を得るための膜厚と、高媒体ＳＮＲで高記録分解能が可能な微細構造を持つ垂直記録層が必要である。   In a perpendicular magnetic recording medium suitable for a magnetic recording system, in order to reduce the output drop at the time of low recording density bit and adjacent track recording, a magnetic characteristic that does not reverse magnetization even with a certain amount of magnetic field in the reverse direction of magnetization, A perpendicular recording layer having a fine structure capable of obtaining a high output and a high recording resolution with a high medium SNR is required.

例えば非晶質系の母材中に粒子を偏析させたグラニュラ構造を用いることにより、磁性結晶粒子の結晶粒径を更に小さくすることも試みられている。グラニュラ構造のＨＤＤメディアではＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２記録層を用いることが主流となっている（例えば、特許文献１参照）。 For example, attempts have been made to further reduce the crystal grain size of magnetic crystal grains by using a granular structure in which grains are segregated in an amorphous base material. In the HDD media having a granular structure, the use of a CoPtCr—SiO ₂ recording layer has become the mainstream (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら，この酸化物系グラニュラ記録層は、磁性粒子間の磁気的相互作用の分断が良好なため、その磁化曲線の保磁力Ｈｃにおける傾きが小さくなり，かつ粒径などの分散の効果が現れやすいために磁化曲線が飽和する手前で裾を引き，飽和磁界Ｈｓが大きくなってしまう傾向があった。   However, in this oxide-based granular recording layer, since the magnetic interaction between the magnetic particles is well divided, the inclination of the magnetization curve in the coercive force Hc is small, and the effect of dispersion such as the particle size is likely to appear. For this reason, there is a tendency for the saturation magnetic field Hs to increase as the bottom of the magnetization curve is saturated.

ヘッドにより十分な記録を行うためには，飽和記録に必要な磁界Ｈｓが記録磁界より小さい必要がある。上述のようなループの形状の場合には，Ｈｓを記録磁界内に抑えると保磁力Ｈｃをそれに合わせてかなり小さくしなければならなかった。   In order to perform sufficient recording with the head, the magnetic field Hs necessary for saturation recording needs to be smaller than the recording magnetic field. In the case of the loop shape as described above, if Hs is suppressed within the recording magnetic field, the coercive force Hc has to be considerably reduced accordingly.

Ｈｃを小さくする主な手段は磁気異方性エネルギー密度Ｋｕを下げることであるが，熱揺らぎ耐性が低下するため好ましくない。Ｈｃを小さくするとトラック幅が広がりやすいなどの問題もあった。   The main means for reducing Hc is to lower the magnetic anisotropy energy density Ku, but it is not preferable because the thermal fluctuation resistance is lowered. When Hc is reduced, there is a problem that the track width is likely to be widened.

Ｈｓを小さくする簡単な方法の一つは，粒子間の磁気的結合を強めることであるが，これを行うと，Ｈｃも下がり気味であり，媒体ノイズ比ＳＮＲｍは明らかに低下してしまう傾向があった。
特開２００２−２０８１２７号公報 One simple way to reduce Hs is to increase the magnetic coupling between particles. However, if this is done, Hc tends to decrease and the media noise ratio SNRm tends to decrease clearly. there were.
JP 2002-208127 A

本発明は、媒体ノイズを低減し、面記録密度を向上させた、良好な磁気記録特性を有する垂直磁気記録媒体、及び垂直磁気記録再生装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a perpendicular magnetic recording medium and a perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus that have good magnetic recording characteristics with reduced medium noise and improved surface recording density.

本発明の垂直磁気記録媒体は、基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を含み、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、２〜４ｎｍの厚さを有し、かつその飽和磁化Ｍｓが，８０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、前記第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔は、前記第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔よりも大きいことを特徴とする。 The perpendicular magnetic recording medium of the present invention includes a substrate, a soft magnetic backing layer provided on the substrate, a nonmagnetic intermediate layer provided on the soft magnetic backing layer, and a multilayer perpendicular provided on the nonmagnetic intermediate layer. Including a magnetic recording layer,
The first magnetic layer is provided in contact with the nonmagnetic intermediate layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains.
The second magnetic layer is provided in contact with the first magnetic layer, and includes a main component composed of at least one of platinum and chromium and cobalt, boron, tantalum, molybdenum, copper, neodymium, tungsten, It consists of a subcomponent consisting of at least one selected from the group consisting of niobium, samarium, terbium, ruthenium and rhenium, has a thickness of 2 to 4 nm, and has a saturation magnetization Ms of 80 ≦ Ms ≦ 150 emu / cc,
The third magnetic layer is provided in contact with the second magnetic layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains. An interval between adjacent magnetic crystal grains of the first magnetic layer is larger than an interval between adjacent magnetic crystal grains of the third magnetic layer.

本発明の磁気記録再生装置は、基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備し、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、２〜４ｎｍの厚さを有し、かつその飽和磁化Ｍｓが，８０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、前記第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔は、前記第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔よりも大きいことを特徴とする。 The magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention includes a substrate, a soft magnetic backing layer provided on the substrate, a nonmagnetic intermediate layer provided on the soft magnetic backing layer, and a multi-layer perpendicular provided on the nonmagnetic intermediate layer. A perpendicular magnetic recording medium having a magnetic recording layer, and a single-pole magnetic recording head,
The first magnetic layer is provided in contact with the nonmagnetic intermediate layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains.
The second magnetic layer is provided in contact with the first magnetic layer, and includes a main component composed of at least one of platinum and chromium and cobalt, boron, tantalum, molybdenum, copper, neodymium, tungsten, It consists of a subcomponent consisting of at least one selected from the group consisting of niobium, samarium, terbium, ruthenium and rhenium, has a thickness of 2 to 4 nm, and has a saturation magnetization Ms of 80 ≦ Ms ≦ 150 emu / cc,
The third magnetic layer is provided in contact with the second magnetic layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains. An interval between adjacent magnetic crystal grains of the first magnetic layer is larger than an interval between adjacent magnetic crystal grains of the third magnetic layer.

本発明によれば、垂直磁気記録媒体の磁化曲線の傾きを大きくすることにより、飽和記録に必要な磁界（Ｈｓ）を小さくせしめ、十分な上書き特性（ＯＷ）を確保しながら、媒体ノイズを低減することができる。   According to the present invention, by increasing the slope of the magnetization curve of a perpendicular magnetic recording medium, the magnetic field (Hs) required for saturation recording is reduced, and medium noise is reduced while ensuring sufficient overwrite characteristics (OW). can do.

本発明の垂直磁気記録媒体は、基板、基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び非磁性中間層上に設けられた磁気記録層を含み、
磁気記録層は、少なくとも以下の第１ないし第３の磁性層を有する多層体である。 The perpendicular magnetic recording medium of the present invention comprises a substrate, a soft magnetic backing layer provided on the substrate, a nonmagnetic intermediate layer provided on the soft magnetic backing layer, and a magnetic recording layer provided on the nonmagnetic intermediate layer. Including
The magnetic recording layer is a multilayer body having at least the following first to third magnetic layers.

第１の磁性層は、非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び非晶質酸化物を含有する強磁性層である。   The first magnetic layer is a ferromagnetic layer that is provided in contact with the nonmagnetic intermediate layer and contains magnetic crystal grains containing cobalt and an amorphous oxide.

第２の磁性層は、第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、かつその飽和磁化Ｍｓが，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃ程度の弱磁性層である。   The second magnetic layer is provided in contact with the first magnetic layer, and includes a main component composed of at least one of platinum and chromium and cobalt, boron, tantalum, molybdenum, copper, neodymium, tungsten, niobium, The weak magnetic layer is composed of a subcomponent composed of at least one selected from the group consisting of samarium, terbium, ruthenium and rhenium, and has a saturation magnetization Ms of about 50 ≦ Ms ≦ 150 emu / cc.

第３の磁性層は、第２の磁性層上に接触して設けられ、第３の磁性層は、コバルトを含有する磁性結晶粒子及び酸化物を含有する強磁性層である。   The third magnetic layer is provided in contact with the second magnetic layer, and the third magnetic layer is a magnetic crystal particle containing cobalt and a ferromagnetic layer containing an oxide.

図１に、本発明の垂直磁気記録媒体の構成の一例を表す断面図を示す。   FIG. 1 is a sectional view showing an example of the configuration of the perpendicular magnetic recording medium of the present invention.

図示するように、この垂直磁気記録媒体１０は、基板１、基板１上に設けられた軟磁性裏打ち層２、軟磁性裏打ち層２上に設けられた非磁性中間層３、及び非磁性中間層３上に積層された多層磁気記録層８として第１の磁性層４、第２の磁性層５、第３の磁性層６を含み、第３の磁性層６上には保護層７が設けられている。   As shown in the figure, this perpendicular magnetic recording medium 10 includes a substrate 1, a soft magnetic backing layer 2 provided on the substrate 1, a nonmagnetic intermediate layer 3 provided on the soft magnetic backing layer 2, and a nonmagnetic intermediate layer. 3 includes a first magnetic layer 4, a second magnetic layer 5, and a third magnetic layer 6, and a protective layer 7 is provided on the third magnetic layer 6. ing.

また、本発明の磁気記録再生装置は、上記垂直磁気記録媒体を用いた装置と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備する。   The magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention includes an apparatus using the perpendicular magnetic recording medium and a single magnetic pole type magnetic recording head.

ここでは、主成分とは、物質を構成する成分の中で成分比が一番多い元素または元素群をいう。   Here, the main component means an element or a group of elements having the largest component ratio among the components constituting the substance.

また、ここでは、副成分とは、物質を構成する主成分以外の成分であって、主成分と共に使用されてその物質の性質に影響する成分をいう。   Here, the subcomponent is a component other than the main component constituting the substance, and is a component that is used together with the main component and affects the properties of the substance.

本発明によれば、磁気記録層を多層体とし、第１の磁性層を非磁性中間層上に接触して形成し、２つの強磁性層すなわち上記第１の磁性層と上記第３の磁性層との間に、弱磁性を有する上記第２の磁性層を接触させて設けることにより、垂直磁気記録媒体の磁化曲線の傾きを大きくして、飽和記録に必要な磁界（Ｈｓ）を小さくせしめ、十分な上書き特性（ＯＷ）を確保しながら、ノイズを低減することができる。このため、垂直磁気記録媒体の面記録密度を向上することが可能となる。   According to the present invention, the magnetic recording layer is formed as a multilayer body, the first magnetic layer is formed on the nonmagnetic intermediate layer, and the two ferromagnetic layers, that is, the first magnetic layer and the third magnetic layer are formed. By providing the second magnetic layer having weak magnetism in contact with the layer, the inclination of the magnetization curve of the perpendicular magnetic recording medium is increased, and the magnetic field (Hs) required for saturation recording is reduced. Noise can be reduced while ensuring sufficient overwrite characteristics (OW). For this reason, it is possible to improve the surface recording density of the perpendicular magnetic recording medium.

基板としては、例えばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板や、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板等を用いることができる。   As the substrate, for example, a glass substrate, an Al alloy substrate, a ceramic substrate, a carbon substrate, an Si single crystal substrate having an oxidized surface, or the like can be used.

ガラス基板の材料としては、例えばアモルファスガラス、結晶化ガラスがあげられる。アモルファスガラスとしては、例えば汎用のソーダライムガラス、及びアルミノシリケートガラス等を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、例えば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、例えば汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び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。   Examples of the material of the glass substrate include amorphous glass and crystallized glass. As the amorphous glass, for example, general-purpose soda lime glass and aluminosilicate glass can be used. Further, as the crystallized glass, for example, lithium-based crystallized glass can be used. As the ceramic substrate, for example, a sintered body mainly composed of general-purpose aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or the like, or a fiber reinforced material thereof can be used.

あるいは、基板として、上記金属及び非金属の基板等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。   Alternatively, a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of the above-described metal or nonmetal substrate using a plating method or a sputtering method can also be used.

また、基板上への薄膜の形成方法として、スパッタリング法のみを取り上げたが，真空蒸着法や電解メッキ法などでも同様の効果を得ることができる。   Further, only the sputtering method has been taken up as a method for forming a thin film on the substrate, but a similar effect can be obtained by a vacuum deposition method, an electrolytic plating method, or the like.

本発明において、高透磁率な軟磁性裏打ち層を設けることにより、軟磁性裏打ち層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性裏打ち層は、垂直磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁気記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。   In the present invention, a so-called perpendicular double-layer medium having a perpendicular magnetic recording layer on the soft magnetic backing layer is formed by providing a soft magnetic backing layer having a high magnetic permeability. In this perpendicular double-layer medium, the soft magnetic backing layer is a magnetic head for circulating a recording magnetic field from a magnetic head for magnetizing the perpendicular magnetic recording layer, for example, a single magnetic pole head, to the magnetic head side in the horizontal direction. It plays a part of the function and can play a role of improving the recording and reproducing efficiency by applying a steep and sufficient perpendicular magnetic field to the magnetic recording layer.

軟磁性裏打ち層には、例えばＦｅ、Ｎｉ、及びＣｏを含む材料を用いることができる。   For the soft magnetic underlayer, for example, a material containing Fe, Ni, and Co can be used.

このような材料として、ＦｅＣｏ系合金例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金例えばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。 Examples of such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys, FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN.

また、Ｆｅを６０原子％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ることができる。   Further, a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN, or the like containing 60 atomic% or more of Fe or a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix can be used.

軟磁性裏打ち層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏは、好ましくは８０原子％以上含まれる。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすく、アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。   As another material of the soft magnetic backing layer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can be used. Co is preferably contained at 80 atomic% or more. When such Co alloy is formed by sputtering, an amorphous layer is likely to be formed, and amorphous soft magnetic materials do not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, and thus have excellent soft magnetism. Show.

このようなアモルファス軟磁性材料としては、コバルトを主成分とし，ジルコニウムを副成分として含有する合金例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａなどのＣｏＺｒ系合金を挙げることができる。以上の材料には、アモルファスを形成しやすくするなどの目的で，さらにＢを加えることができる。   Examples of such amorphous soft magnetic materials include alloys containing cobalt as a main component and zirconium as a subcomponent, such as CoZr alloys such as CoZr, CoZrNb, and CoZrTa. B can be further added to the above materials for the purpose of facilitating the formation of an amorphous state.

また、軟磁性裏打ち層にアモルファス材料を用いた場合には，アモルファス系の基板と同様に、その上に形成する金属層の結晶配向に直接的な影響をほとんど与えなくなるために，材料を変更しても磁気記録層の構造や結晶性に大きな変化はなく，基本的に同様の磁気特性および記録再生特性が期待できる。ＣｏＺｒ系合金のように３つ目の元素が異なる程度であれば，飽和磁化（Ｍｓ），保磁力（Ｈｃ），及び透磁率（μ）などの違いも小さいので，ほぼ同等の磁気特性および磁気記録再生特性が得られる。   In addition, when an amorphous material is used for the soft magnetic underlayer, the material is changed so that there is almost no direct influence on the crystal orientation of the metal layer formed on the soft substrate as in the case of an amorphous substrate. However, there is no significant change in the structure and crystallinity of the magnetic recording layer, and basically the same magnetic characteristics and recording / reproducing characteristics can be expected. If the third element is of a different level, such as a CoZr alloy, the differences in saturation magnetization (Ms), coercive force (Hc), magnetic permeability (μ), etc. are small. Recording / reproduction characteristics can be obtained.

本発明の垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層と非磁性中間層との間に下地層を設けることができる。   In the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, an underlayer can be provided between the soft magnetic underlayer and the nonmagnetic intermediate layer.

この垂直磁気記録媒体は、軟磁性裏打ち層と非磁性中間層との間に下地層をさらに有すること以外は、図１と同様の構成を有する。下地層を設けることにより，非磁性中間層を通して，磁気記録層の結晶粒径や結晶配向を改善することができる。これらの改善によって非磁性中間層を薄くすることができれば，磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層の距離（スペーシング）を短くして記録再生特性を改善することもできる。下地層の磁性については，軟磁気特性を持たせることができれば，裏打ち層としても機能するので，さらに磁気ヘッドとの距離を短くすることができて好適である。   This perpendicular magnetic recording medium has the same configuration as that shown in FIG. 1 except that it further includes an underlayer between the soft magnetic backing layer and the nonmagnetic intermediate layer. By providing the underlayer, the crystal grain size and crystal orientation of the magnetic recording layer can be improved through the nonmagnetic intermediate layer. If the nonmagnetic intermediate layer can be made thinner by these improvements, the distance between the magnetic head and the soft magnetic backing layer (spacing) can be shortened to improve the recording / reproducing characteristics. Regarding the magnetism of the underlayer, if it can have soft magnetic properties, it can function as a backing layer, which is preferable because the distance from the magnetic head can be further shortened.

下地層の厚さは，好ましくは０．１ないし２０ｎｍ，より好ましくは０．２ないし１０ｎｍである。平均層厚が１原子層以下となると完全に均一に形成できたとしても完全に連続した層とはならないが，島状に点在した構造となっても結晶粒径や結晶配向を改善する効果は期待できる。一方，下地層が良好な特性を示す軟磁性体であればスペーシングの観点からは最大値の制限はなくなるが，磁性がない場合にはスペーシングを増加させてしまうことになる。   The thickness of the underlayer is preferably 0.1 to 20 nm, more preferably 0.2 to 10 nm. If the average layer thickness is 1 atomic layer or less, even if it can be formed completely uniformly, it will not be a completely continuous layer, but it will improve the crystal grain size and crystal orientation even if it has an island-like structure. Can be expected. On the other hand, if the underlayer is a soft magnetic material having good characteristics, the maximum value is not limited from the viewpoint of spacing, but if there is no magnetism, the spacing is increased.

下地層の材料としては，ｈｃｐやｆｃｃの金属が結晶配向を高めやすいという利点があるが，ｂｃｃの金属を用いた場合でも中間層との結晶構造の違いにより中間層の結晶粒径を微細化する効果が期待できる。下地層は必須ではないが，設けるのであれば好適な材料は、例えばＰｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ、及びその合金からなる群から選択される少なくとも１種を含むことができる。さらに特性を改善するために，これらの材料を混ぜ合わせても良いし，別の元素を混ぜても良く，またそれらを積層しても良い。   As the material for the underlayer, hcp and fcc metals have the advantage that the crystal orientation is easy to improve, but even when bcc metal is used, the crystal grain size of the intermediate layer is refined due to the difference in crystal structure from the intermediate layer. Can be expected. The underlayer is not essential, but if provided, a suitable material can include at least one selected from the group consisting of Pd, Pt, Ti, Ta, Ni, and alloys thereof, for example. In order to further improve the characteristics, these materials may be mixed, another element may be mixed, or they may be laminated.

非磁性中間層としては，例えばＲｕを使用することができる。Ｒｕは記録層の主成分のＣｏと同じｈｃｐであり，Ｃｏとの格子ミスマッチも大き過ぎず，粒径も小さくて柱状成長させやすいなどの点で好ましい。   For example, Ru can be used as the nonmagnetic intermediate layer. Ru is the same hcp as the main component Co of the recording layer, and is preferable in that the lattice mismatch with Co is not too large, the grain size is small, and columnar growth is easy.

また，製膜中のＡｒガス圧を高めることにより，さらに粒径を微細化した上に，粒径の分散も改善し，粒子間の分断も促進することができる。この場合，結晶配向は悪化する傾向にあるが，必要に応じて，結晶配向を高めやすい低ガス圧のＲｕと組み合せることでそれを補うことができる。前半を低ガス圧，後半を高ガス圧とする方が好ましく，後半のガス圧については，相対的に前半のガス圧より高ければ同様の効果が期待でき，１０Ｐａ以上でも構わない。また，層圧比は，結晶配向を優先するのであれば低ガス圧層の方を厚く，粒径の微細化などを優先するのであれば高ガス圧層の方を厚くすると良い。   Further, by increasing the Ar gas pressure during film formation, the particle size can be further refined, the dispersion of the particle size can be improved, and the separation between the particles can be promoted. In this case, although the crystal orientation tends to deteriorate, it can be compensated for by combining with Ru having a low gas pressure that facilitates enhancing the crystal orientation, if necessary. It is preferable to set the first half to a low gas pressure and the second half to a high gas pressure, and the same effect can be expected if the gas pressure in the second half is relatively higher than the gas pressure in the first half, and may be 10 Pa or higher. Further, the layer pressure ratio is preferably thicker in the low gas pressure layer if priority is given to crystal orientation, and thicker in the high gas pressure layer if priority is given to the refinement of grain size.

粒子間の分断に関しては，酸化物を添加することによりさらに促進することができる。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化クロム、及び酸化チタンからなる群から選択されるもののうち少なくとも１種が好適である。   The separation between particles can be further promoted by adding an oxide. As the oxide, at least one selected from the group consisting of silicon oxide, chromium oxide, and titanium oxide is particularly preferable.

非磁性中間層の厚さは，好ましくは２ないし５０ｎｍ，より好ましくは４ないし３０ｎｍである。Ｒｕに限らず，中間層が薄過ぎると十分な連続膜とならず，結晶性も高めにくいために，その上に形成する磁気記録層の微細構造を改善することが難しくなる。厚くした方が結晶性は高めやすくなり，その上の磁気記録層の保磁力も高めやすくなるが，厚くし過ぎるとスペーシングの増加により磁気ヘッドによる記録能力や記録分解能の低下を招くことになる。   The thickness of the nonmagnetic intermediate layer is preferably 2 to 50 nm, more preferably 4 to 30 nm. Not only Ru but if the intermediate layer is too thin, it will not be a sufficient continuous film and it will be difficult to improve the crystallinity, and it will be difficult to improve the fine structure of the magnetic recording layer formed thereon. Increasing the thickness makes it easier to increase the crystallinity and the coercive force of the magnetic recording layer on top of it, but increasing the thickness too much results in a decrease in recording capability and recording resolution by the magnetic head due to increased spacing. .

なお，ここまでは主にＲｕについて述べたが，非磁性中間層にはｆｃｃの金属を用いても，（１１１）配向とすることによりＣｏ系記録層を（００１）配向とすることができるので，Ｃｏとの格子ミスマッチも考慮して例えばＲｈやＰｄ，Ｐｔなどを使用することができる。また，Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１種と、Ｃｏ、及びＣｒからなる群より選択された少なくとも一種とからなる合金を使用することもできる。さらに，例えばＢ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｚｒ、Ｗ、及びＮｄからなる群より選択された少なくとも一種を添加することができる。   Up to this point, Ru has been mainly described. However, even if fcc metal is used for the nonmagnetic intermediate layer, the Co-based recording layer can be (001) oriented by adopting (111) orientation. For example, Rh, Pd, or Pt can be used in consideration of lattice mismatch with Co. Further, an alloy made of at least one selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, and Pt and at least one selected from the group consisting of Co and Cr can also be used. Furthermore, for example, at least one selected from the group consisting of B, Ta, Mo, Nb, Hf, Ir, Cu, Nd, Zr, W, and Nd can be added.

本発明に用いられる第１の磁性層ないし第３の磁性層は、例えば強磁性層であり、好ましくは、飽和磁化Ｍｓが，２００≦Ｍｓ≦８００ｅｍｕ／ｃｃである。   The first to third magnetic layers used in the present invention are, for example, ferromagnetic layers, and preferably have a saturation magnetization Ms of 200 ≦ Ms ≦ 800 emu / cc.

本発明に用いられる第１の磁性層ないし第３の磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を使用することができる。   As the first to third magnetic layers used in the present invention, for example, a CoPt-based alloy can be used.

ここでＣｏＰｔ系合金中におけるＣｏとＰｔの比率は、高い一軸結晶磁気異方性Ｋｕを得るという観点からは、２：１ないし９：１が好ましい。   Here, the ratio of Co and Pt in the CoPt-based alloy is preferably 2: 1 to 9: 1 from the viewpoint of obtaining high uniaxial crystal magnetic anisotropy Ku.

さらに、ＣｏＰｔ系合金は、さらにＣｒを含むことが好ましい。   Furthermore, the CoPt-based alloy preferably further contains Cr.

また、第１及び第３の磁性層は、さらに酸素を含む。   The first and third magnetic layers further contain oxygen.

酸素は、酸化物として添加することができる。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化クロム、及び酸化チタンからなる群から選択されるもののうち少なくとも１種が好適である。   Oxygen can be added as an oxide. As the oxide, at least one selected from the group consisting of silicon oxide, chromium oxide, and titanium oxide is particularly preferable.

このような酸化物により、第１の磁性層及び第３の磁性層は、Ｃｏを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含む、いわゆるグラニュラ構造となり，第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の外周端の間隔は、第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の外周端の間隔よりも大きいことが好ましい。   With such an oxide, the first magnetic layer and the third magnetic layer are so-called granular grains including magnetic crystal grains containing Co and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the Co. It becomes a structure and it is preferable that the space | interval of the outer peripheral edge between the magnetic crystal grains which adjoin the 1st magnetic layer is larger than the space | interval of the outer peripheral edge between the magnetic crystal grains which adjoin the 3rd magnetic layer.

この磁性結晶粒子は、垂直磁気記録層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、垂直磁気記録層の磁性結晶粒子の結晶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再生信号出力／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得ることができる。   The magnetic crystal grains preferably have a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically. By forming such a structure, the crystal orientation and crystallinity of the magnetic crystal grains of the perpendicular magnetic recording layer are improved, and as a result, the reproduction signal output / noise ratio (S / N ratio) suitable for high-density recording. Can get.

非磁性酸化物としては，例えばケイ素，クロム，及びチタンの酸化物からなる群から選択される少なくとも１つがあげられる。   Examples of the nonmagnetic oxide include at least one selected from the group consisting of oxides of silicon, chromium, and titanium.

このような柱状構造を得るための酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、及びＰｔの総量に対して、３ｍｏｌ％ないし２０ｍｏｌ％であることが好ましい。さらに好ましくは５ｍｏｌ％ないし１８ｍｏｌ％である。垂直磁気記録層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、磁性結晶粒子の周りに酸化物が析出し、磁性結晶粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。   The content of the oxide for obtaining such a columnar structure is preferably 3 mol% to 20 mol% with respect to the total amount of Co, Cr, and Pt. More preferably, it is 5 mol% to 18 mol%. The above range is preferable as the content of the oxide in the perpendicular magnetic recording layer. When the layer is formed, the oxide is precipitated around the magnetic crystal grains, and the magnetic crystal grains are isolated and refined. This is because it can.

第１の磁性層及び第３の磁性層は、その酸化物の含有量が２０ｍｏｌ％を超えた場合、酸化物が磁性結晶粒子中に残留し、磁性結晶粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性結晶粒子の上下に酸化物が析出し、結果として、磁性結晶粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる傾向がある。また、酸化物の含有量が３ｍｏｌ％未満である場合、磁性結晶粒子の分離、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）が得られなくなる傾向がある。   When the content of the oxide of the first magnetic layer and the third magnetic layer exceeds 20 mol%, the oxide remains in the magnetic crystal grains, and the orientation and crystallinity of the magnetic crystal grains are impaired. Further, oxides are deposited on the upper and lower sides of the magnetic crystal grains, and as a result, there is a tendency that a columnar structure in which the magnetic crystal grains penetrate the vertical magnetic recording layer vertically is not formed. In addition, when the oxide content is less than 3 mol%, separation and refinement of the magnetic crystal particles are insufficient, resulting in an increase in noise during recording and reproduction, and a signal / noise ratio suitable for high-density recording ( (S / N ratio) tends not to be obtained.

第１の磁性層及び第３の磁性層は、そのＣｒの含有量が、０原子％ないし３０原子％であることが好ましい。さらに好ましくは２原子％ないし２８原子％である。Ｃｒ含有量が上記範囲であると、磁性結晶粒子の一軸結晶磁気異方性定数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傾向がある。   The first magnetic layer and the third magnetic layer preferably have a Cr content of 0 atomic% to 30 atomic%. More preferably, it is 2 atomic% to 28 atomic%. When the Cr content is in the above range, the uniaxial crystal magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic crystal grains is not lowered too much, and high magnetization is maintained. As a result, recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and sufficient heat Fluctuation characteristics tend to be obtained.

Ｃｒ含有量が２８原子％を超えると、磁性結晶粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁化が小さくなり再生信号出力が低下することで、結果として記録再生特性が悪くなる傾向がある。   When the Cr content exceeds 28 atomic%, Ku of the magnetic crystal particles is reduced, so that the thermal fluctuation characteristic is deteriorated, and the magnetization is reduced and the reproduction signal output is lowered, resulting in the deterioration of the recording / reproduction characteristic. Tend.

第１の磁性層及び第３の磁性層は、そのＰｔの含有量が、１０原子％ないし２５原子％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Ｋｕを得、さらに磁性結晶粒子の結晶性、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。   The first magnetic layer and the third magnetic layer preferably have a Pt content of 10 atomic% to 25 atomic%. The Pt content is in the above range because Ku required for the perpendicular magnetic layer is obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic crystal grains are good. As a result, thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording, recording / reproduction This is because the characteristics can be obtained.

Ｐｔ含有量が２５原子％を超えた場合、磁性結晶粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれる傾向がある。また、Ｐｔ含有量が１０原子％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Ｋｕが得られない傾向がある。   When the Pt content exceeds 25 atomic%, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic crystal grains, and the crystallinity and orientation tend to be impaired. Further, when the Pt content is less than 10 atomic%, there is a tendency that Ku for obtaining thermal fluctuation characteristics suitable for high density recording cannot be obtained.

第１の磁性層及び第３の磁性層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、及び酸化物等の主成分のほかに、さらなる副成分としてＢ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、及び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、磁性結晶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。   The first magnetic layer and the third magnetic layer include B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, and other subcomponents in addition to the main components such as Co, Cr, Pt, and oxide. One or more elements selected from Tb, Ru, and Re can be included. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic crystal grains or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording.

上記副成分の合計の含有量は、８原子％以下であることが好ましい。８原子％を超えた場合、磁性結晶粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性結晶粒子の結晶性、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傾向がある。   The total content of the subcomponents is preferably 8 atomic% or less. If the content exceeds 8 atomic%, a phase other than the hcp phase is formed in the magnetic crystal particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic crystal particles are disturbed. As a result, recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording, thermal fluctuations There is a tendency that characteristics cannot be obtained.

また、第１の磁性層及び第３の磁性層としては、上記合金の他、他のＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ，およびＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することができる。いずれにしても，Ｃｏはｈｃｐ構造で一軸結晶磁気異方性を持ち，高い保磁力を得やすいことから，垂直磁気記録層はＣｏを主成分とすることが好ましい。   As the first magnetic layer and the third magnetic layer, in addition to the above alloys, other CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, CoPtCrSi, and Pt, Pd, Rh, And a multilayer structure of Co and an alloy composed mainly of at least one selected from the group consisting of Ru and CoCr / PtCr, CoB / PdB, CoO / RhO, etc. to which Cr, B and O are added. can do. In any case, it is preferable that the perpendicular magnetic recording layer has Co as a main component because Co has an uniaxial crystal magnetic anisotropy with an hcp structure and easily obtains a high coercive force.

第２の磁性層としては、ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ等の合金を使用することが好ましく，副成分としてＢ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、及び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、磁性結晶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る。   As the second magnetic layer, it is preferable to use an alloy such as CoCr, CoPt, or CoCrPt, and the subcomponent is selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re. One or more elements can be included. By including the above elements, it is possible to promote the miniaturization of the magnetic crystal grains or improve the crystallinity and orientation.

第１の磁性層の厚さは、好ましくは３ないし４０ｎｍ、より好ましくは５ないし２０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作し得る。垂直磁気記録層の厚さが３ｎｍ未満であると、結晶配向も低く偏析も不十分で再生出力も低過ぎるためノイズ成分の方が高くなる傾向があり、垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。   The thickness of the first magnetic layer is preferably 3 to 40 nm, more preferably 5 to 20 nm. Within this range, the magnetic recording / reproducing apparatus suitable for higher recording density can be operated. When the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is less than 3 nm, the noise component tends to be higher because the crystal orientation is low, the segregation is insufficient and the reproduction output is too low, and the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is 40 nm. Beyond that, the playback output tends to be too high and distort the waveform.

第２の磁性層は、１．５ないし８ｎｍの厚さを有することが好ましい。   The second magnetic layer preferably has a thickness of 1.5 to 8 nm.

第３の磁性層は、１．５ないし１０ｎｍの厚さを有することが好ましい。   The third magnetic layer preferably has a thickness of 1.5 to 10 nm.

垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。   The coercive force of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.

垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。   The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.

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ことができる。その材料としては、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含むものがあげられる。 The protective layer can prevent corrosion of the perpendicular magnetic recording layer and also prevent damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Examples of the material include those containing C, SiO ₂ and ZrO ₂ .

保護層の厚さは、１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。   The thickness of the protective layer is preferably 1 to 10 nm. Thereby, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high-density recording.

また、保護層上には、図示しない潤滑層を設けることができる。   A lubricating layer (not shown) can be provided on the protective layer.

潤滑層に使用される潤滑剤としては、従来公知の材料、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。   As the lubricant used in the lubricating layer, conventionally known materials such as perfluoropolyether, fluorinated alcohol, and fluorinated carboxylic acid can be used.

図２に、本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。   FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing an example of the magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention.

図示するように、ディスク装置としてのハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと称する）は、上面の開口した矩形箱状のケース１１０と、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーとを有している。   As shown in the figure, a hard disk drive (hereinafter referred to as HDD) as a disk device includes a rectangular box-shaped case 110 having an upper surface opened, and is screwed to the case by a plurality of screws to close the upper end opening of the case (not shown). And a top cover.

ケース１１０内には、記録媒体としての磁気ディスク１１２、この磁気ディスク１１２を支持および回転させるスピンドルモータ１１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう例えば単磁極型磁気記録ヘッド等の磁気ヘッド１３３、この磁気ヘッド１３３を本発明にかかる磁気ディスク１１２に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１１６、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッド１３３を磁気ディスク１１２から離間した位置に保持するランプロード機構１１８、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、ヘッドアクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構１２０、およびプリアンプ等の電子部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１１７が収納されている。   In the case 110, a magnetic disk 112 as a recording medium, a spindle motor 113 for supporting and rotating the magnetic disk 112, and a magnetic head such as a single pole type magnetic recording head for recording and reproducing information on the magnetic disk. 133, a head actuator 114 that supports the magnetic head 133 movably with respect to the magnetic disk 112 according to the present invention, a voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 116 that rotates and positions the head actuator, and the magnetic head is a magnetic disk. A ramp load mechanism 118 that holds the magnetic head 133 at a position separated from the magnetic disk 112 when moved to the outermost periphery of the magnetic disk, an inertia latch mechanism 120 that holds the head actuator at the retracted position when an impact or the like acts on the HDD, and Such as preamplifier A flexible printed circuit board unit child component is mounted (hereinafter, referred to as FPC unit) 117 is housed.

また、ケース１１０の外面には、ＦＰＣユニット１１７を介してスピンドルモータ１１３、ＶＣＭ１１６、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。   A printed circuit board (not shown) that controls the operation of the spindle motor 113, the VCM 116, and the magnetic head via the FPC unit 117 is screwed to the outer surface of the case 110, and is positioned to face the bottom wall of the case. Yes.

磁気ディスク１１２は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、磁気記録層を有している。磁気ディスク１１２は、スピンドルモータ１１３の図示しないハブに嵌合されているとともにクランプばね１２１によりクランプされている。そして、磁気ディスク１１２は、駆動部としてのスピンドルモータ１１３により所定の速度で回転駆動される。   The magnetic disk 112 is formed with a diameter of 65 mm (2.5 inches), for example, and has a magnetic recording layer. The magnetic disk 112 is fitted to a hub (not shown) of the spindle motor 113 and is clamped by a clamp spring 121. The magnetic disk 112 is rotationally driven at a predetermined speed by a spindle motor 113 as a drive unit.

磁気ヘッド１３３は、図示しないほぼ矩形状のスライダに形成されたいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、ＧＭＲ膜やＴＭＲ膜などを用いたリードヘッドと記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、スライダと共にサスペンション１３２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。   The magnetic head 133 is a so-called composite head formed on a substantially rectangular slider (not shown), a write head having a single magnetic pole structure, a read head using a GMR film or a TMR film, and an MR (magnetic) for recording and reproduction. Resistance) head, and is fixed to a gimbal portion formed at the tip of the suspension 132 together with the slider.

実施例
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。 Examples Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例１
垂直磁気記録媒体の作製
非磁性基板として、ディスク状の洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外直径２．５インチ）を用意した。このガラス基板をマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバ内に収容して、到達真空度２×１０^−５Ｐａ以下となるまで製膜チャンバ内を排気した後、特に断らない限りガス圧約０．６ＰａのＡｒ雰囲気中で、以下のようにマグネトロンスパッタリングを行った。 Example 1
Production of Perpendicular Magnetic Recording Medium As a non-magnetic substrate, a disk-shaped glass substrate (made by OHARA, outer diameter 2.5 inches) was prepared. This glass substrate is housed in a film forming chamber of a magnetron sputtering apparatus (C-3010 manufactured by Anerva Co., Ltd.), and after the inside of the film forming chamber is evacuated until the ultimate vacuum is 2 × 10 ⁻⁵ Pa or less, there is no particular limitation. As far as possible, magnetron sputtering was performed in an Ar atmosphere at a gas pressure of about 0.6 Pa as follows.

非磁性基板上に、まず、軟磁性裏打ち層として、厚さ３０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ合金，厚さ０．７ｎｍのＲｕ，及び厚さ３０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ合金を順次形成した。なお，これら２層のＣｏＺｒＮｂ層は，その間に設けたＲｕにより反強磁性的に結合し得る。   On the nonmagnetic substrate, a CoZrNb alloy having a thickness of 30 nm, a Ru having a thickness of 0.7 nm, and a CoZrNb alloy having a thickness of 30 nm were sequentially formed as a soft magnetic backing layer. These two CoZrNb layers can be antiferromagnetically coupled by Ru provided therebetween.

次に、ＣｏＺｒＮｂ層上に、厚さ６ｎｍのＰｄ下地層を形成した。   Next, a Pd underlayer having a thickness of 6 nm was formed on the CoZrNb layer.

続いて、厚さ１０ｎｍのＲｕ層を形成した後，Ａｒガス圧を６Ｐａまで高めてから，さらに厚さ１０ｎｍのＲｕ層を積層して，合計２０ｎｍの非磁性中間層を形成した。   Subsequently, after forming a Ru layer having a thickness of 10 nm, the Ar gas pressure was increased to 6 Pa, and then a Ru layer having a thickness of 10 nm was further laminated to form a nonmagnetic intermediate layer having a total thickness of 20 nm.

その後，第１の磁性層，第２の磁性層，および第３の磁性層を順次積層して３層構造の垂直磁気記録層を形成した。   Thereafter, a perpendicular magnetic recording layer having a three-layer structure was formed by sequentially laminating a first magnetic layer, a second magnetic layer, and a third magnetic layer.

第１の磁性層は，（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを用いて，６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは１２ｎｍとした。 The first magnetic layer is formed by performing sputtering in an Ar atmosphere of 6 Pa using a (Co-16 atomic% Pt-10 atomic% Cr) -10 mol% SiO ₂ composite target, and the thickness is 12 nm. did.

第２の磁性層は，Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ合金ターゲットを用いて，０．６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは３ｎｍとした。   The second magnetic layer was formed by sputtering in a 0.6 Pa Ar atmosphere using a Co-26 at% Cr-12 at% Pt-4 at% B alloy target, and the thickness was 3 nm.

第３の磁性層は，再び（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２コンポジットターゲットを用いて，０．６ＰａのＡｒ雰囲気中でスパッタリングを行うことにより形成し，厚さは２．５ｎｍとした。 The third magnetic layer is formed by sputtering again in an Ar atmosphere of 0.6 Pa using a (Co-16 atomic% Pt-10 atomic% Cr) -10 mol% SiO ₂ composite target. Was 2.5 nm.

続いて、厚さ６ｎｍのＣ保護層を積層した。   Subsequently, a C protective layer having a thickness of 6 nm was laminated.

上述のように保護層まで積層した後，製膜チャンバから取り出し、ディッピング法により、保護層上に厚さ１．５ｎｍのパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を形成して、垂直磁気記録媒体を得た。得られた垂直磁気記録媒体は、潤滑層が図示されていないこと以外は、図１と同様の構成を有する。   After laminating up to the protective layer as described above, it is taken out from the film forming chamber, and a lubricating layer made of perfluoropolyether having a thickness of 1.5 nm is formed on the protective layer by a dipping method to obtain a perpendicular magnetic recording medium. It was. The obtained perpendicular magnetic recording medium has the same configuration as in FIG. 1 except that the lubricating layer is not shown.

断面ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）測定
得られた垂直磁気記録媒体の微細構造を調べるため，断面ＴＥＭによる観察を行った。 Cross-sectional TEM (Transmission Electron Microscope) Measurement In order to examine the microstructure of the obtained perpendicular magnetic recording medium, observation was performed with a cross-sectional TEM.

図３に，本発明に係る垂直磁気記録媒体の一例の断面ＴＥＭ像を示す。   FIG. 3 shows a cross-sectional TEM image of an example of the perpendicular magnetic recording medium according to the present invention.

図示するように，第１の磁性層４’においては酸化物による非晶質粒界層が明瞭に観察でき，その分結晶粒が小さくなっている。その上の第２の磁性層５’および第３の磁性層６’は、層厚が薄いためか境界は見えにくいものの，第１の磁性層４’の粒子１個の上に、第２の磁性層５’および第３の磁性層６’の粒子が１個成長する形を取りながら，粒径が大きくなり粒界層が狭くなっていることが分かる。   As shown in the figure, in the first magnetic layer 4 ′, an amorphous grain boundary layer made of oxide can be clearly observed, and the crystal grains are reduced accordingly. The second magnetic layer 5 ′ and the third magnetic layer 6 ′ thereabove have a thin layer thickness, or the boundary is difficult to see, but the second magnetic layer 5 ′ and the third magnetic layer 6 ′ have a second layer on one particle of the first magnetic layer 4 ′. It can be seen that the grain size is increased and the grain boundary layer is narrowed while the grains of the magnetic layer 5 ′ and the third magnetic layer 6 ′ are grown.

このような結果は，第２の磁性層５’のターゲットには、元々酸化物が含まれていないので粒界に非晶質相ができにくく，第３の磁性層６’のターゲットには酸化物は含まれているものの低いＡｒ圧で製膜したために粒界の非晶質相は薄くなっているはずであるので，妥当であると考えられる。   As a result, since the target of the second magnetic layer 5 ′ does not originally contain an oxide, an amorphous phase is hardly formed at the grain boundary, and the target of the third magnetic layer 6 ′ is oxidized. Although an object is contained, since the film was formed at a low Ar pressure, the amorphous phase at the grain boundary should be thin, which is considered to be appropriate.

第２の磁性層は，酸化物が含まれていないＣｏＣｒＰｔＢ合金であり，加熱によるＣｒ偏析も行っていないため，各粒子は磁気的に分断されていないはずである。第３の磁性層は，ターゲットの組成から非晶質粒界層は形成され，構造的に各粒子は分断されているはずであるが，粒界層が薄い分だけ粒子間相互作用は強くなっていると考えられる。   The second magnetic layer is a CoCrPtB alloy containing no oxide, and since it is not subjected to Cr segregation by heating, each particle should not be magnetically separated. In the third magnetic layer, an amorphous grain boundary layer is formed from the composition of the target, and each particle should be structurally divided. However, the interaction between the particles becomes stronger as the grain boundary layer is thinner. It is thought that there is.

第２の磁性層については，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐｔの組成や微量の添加物を変えても，特にＣｒを偏析させなければ粒子間相互作用としては同様の効果が得られると考えられる。第３の磁性層に関しては，ここではＡｒ圧を下げることで粒界層を薄くしたが，例えばターゲットの酸化物組成を減らした場合にはＡｒ圧を上げても粒界層を薄くすることができるなど，粒界層厚をコントロールすることにより適当な大きさの粒子間相互作用を得ることができる。   With regard to the second magnetic layer, even if the composition of Co, Cr, Pt and a small amount of additives are changed, it is considered that the same effect can be obtained as the interparticle interaction unless Cr is segregated. For the third magnetic layer, the grain boundary layer is thinned by lowering the Ar pressure here. For example, when the oxide composition of the target is reduced, the grain boundary layer can be thinned even if the Ar pressure is raised. For example, by controlling the thickness of the grain boundary layer, it is possible to obtain an appropriate interparticle interaction.

記録再生特性の測定
記録再生特性に関しては、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を用いて評価を行った。 Measurement of recording / reproduction characteristics The recording / reproduction characteristics were evaluated using a read / write analyzer 1632 and a spin stand S1701MP manufactured by GUZIK, USA.

また、情報の記録再生には、ＣｏＦｅＮｉからなる単磁極型記録素子、シールド間距離が９０ｎｍである巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）再生素子を備えた垂直記録用の複合型ヘッドを用いた。なお、記録磁極の材料としては、例えばＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮ，ＮｂＦｅＮｉ，ＦｅＴａＺｒ、及びＦｅＴａＮなどの材料を用いても良い。また、これらの磁性材料を主成分としてさらに添加元素を加えても良い。   For recording / reproducing information, a composite head for perpendicular recording provided with a single magnetic pole type recording element made of CoFeNi and a giant magnetoresistive effect (GMR) reproducing element having a shield-to-shield distance of 90 nm was used. As a material for the recording magnetic pole, for example, a material such as CoFe, CoFeN, NbFeNi, FeTaZr, and FeTaN may be used. Further, an additional element may be added with these magnetic materials as a main component.

得られた垂直磁気記録媒体について，オーバーライトおよび再生信号出力／媒体ノイズ比を測定したところ，それぞれ−５２．５ｄＢ，２３．１ｄＢという良好な値が得られた。   When the overwrite and reproduction signal output / medium noise ratio were measured for the obtained perpendicular magnetic recording medium, good values of -52.5 dB and 23.1 dB were obtained, respectively.

ここで，オーバーライトとは，線記録密度６０ｋＦＣＩで記録を行った上に線記録密度４５０ｋＦＣＩで記録した時の６０ｋＦＣＩの再生信号出力／元の６０ｋＦＣＩの再生信号出力であり，再生信号出力／媒体ノイズ比とは、線記録密度７５ｋＦＣＩにおける振幅／線記録密度９００ｋＦＣＩで記録を行った時のノイズの２乗平均値であり、以下、それぞれＯＷ，ＳＮＲｍと表記する。   Here, “overwrite” means a reproduction signal output of 60 kFCI / original reproduction signal output of 60 kFCI when recording is performed at a linear recording density of 450 kFCI after recording at a linear recording density of 60 kFCI. The ratio is a mean square value of noise when recording is performed at an amplitude / linear recording density of 900 kFCI at a linear recording density of 75 kFCI, and hereinafter referred to as OW and SNRm, respectively.

磁気特性としてのＫｅｒｒ効果の測定
また，得られた垂直磁気記録媒体の磁気特性を調べるため，極Ｋｅｒｒ効果評価装置（ネオアーク社製）により磁化曲線の測定を行った。 Measurement of Kerr effect as magnetic characteristics In order to investigate the magnetic characteristics of the obtained perpendicular magnetic recording medium, the magnetization curve was measured by a polar Kerr effect evaluation apparatus (manufactured by Neoarc).

図４に，実施例１に係る垂直磁気記録媒体の磁化曲線を示す。   FIG. 4 shows the magnetization curve of the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment.

ここでは、光源としてＸｅランプを用い，モノクロメータを用いて波長を３００ｎｍとし、掃引時間を４５秒とした。   Here, an Xe lamp was used as a light source, a wavelength was set to 300 nm using a monochromator, and a sweep time was set to 45 seconds.

飽和磁界Ｈｓ，保磁力Ｈｃ，核生成磁界Ｈｎは，それぞれ図のように定義した。特にＨｓは，Ｈｃにおける接線と飽和値との交点ではなく，負の飽和状態から正の磁界を印加して正の飽和値に達した時の（最小の）磁界の値とした。図４では，Ｈｓ＝８．５ｋＯｅ，Ｈｃ＝４．７ｋＯｅ，Ｈｎ＝１．９ｋＯｅであった。   The saturation magnetic field Hs, coercive force Hc, and nucleation magnetic field Hn were defined as shown in the figure. In particular, Hs is not the intersection of the tangent and the saturation value in Hc, but is the value of the (minimum) magnetic field when the positive saturation value is reached by applying a positive magnetic field from the negative saturation state. In FIG. 4, Hs = 8.5 kOe, Hc = 4.7 kOe, and Hn = 1.9 kOe.

比較例１
第２および第３の磁性層を製膜しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Comparative Example 1
A perpendicular magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second and third magnetic layers were not formed.

得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして記録再生特性の測定を行った。ＯＷ，ＳＮＲｍは，それぞれ−２５．０ｄＢ，２１．２ｄＢであった。   The recording / reproduction characteristics of the obtained perpendicular magnetic recording medium were measured in the same manner as in Example 1. OW and SNRm were −25.0 dB and 21.2 dB, respectively.

比較例１にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を測定した結果を図５に示す。   The result of measuring the magnetization curve of the magnetic recording medium according to Comparative Example 1 is shown in FIG.

この磁化曲線に示すように、Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎは，それぞれ１１．７ｋＯｅ，５．０ｋＯｅ，０．３ｋＯｅであった。   As shown in this magnetization curve, Hs, Hc, and Hn were 11.7 kOe, 5.0 kOe, and 0.3 kOe, respectively.

実施例１と比較すると，ＯＷが大幅に悪化していることと，磁化曲線の傾きが小さくなりＨｓが大きくＨｎが小さくなっていることが分かった。また、Ｈｃは若干大きくなっているが、ＯＷに大きな影響を及ぼすほどではないので，ＯＷの悪化はＨｓの増加によるものと推定できる（ヘッド記録による磁化反転時のＨｓは，Ｈｃ同様にもっと大きな値になっているはずであるが，この時のＨｓが記録磁界よりも大きくなることによりＯＷが低下する）。   Compared to Example 1, it was found that OW was significantly deteriorated, and that the slope of the magnetization curve was reduced, Hs was large, and Hn was small. Although Hc is slightly larger, it does not have a large effect on OW, so it can be estimated that the deterioration of OW is caused by an increase in Hs (Hs at the time of magnetization reversal by head recording is much larger than Hc). Although it should be a value, OW is lowered when Hs at this time becomes larger than the recording magnetic field).

また，図５のＨｎの近辺やＨｓの近辺に着目すると，磁化曲線が丸くなっているように見えるが，これは様々な磁気的な分散により生じるものであり，比較例１のように記録層がグラニュラ層のみの場合には粒径の分散による保磁力分散の効果が現れやすいことがわかった。磁化曲線がＨｃの接線に沿って飽和するのに比べると，飽和する手前で裾を引くような形になった分だけＨｓは大きくなってしまうので，その分余計にＯＷが悪化しやすくなっていると考えられる。   Further, when attention is paid to the vicinity of Hn and the vicinity of Hs in FIG. 5, the magnetization curve appears to be rounded, but this is caused by various magnetic dispersions. It was found that the coercive force dispersion effect due to the dispersion of the particle size tends to appear when is only the granular layer. Compared to the magnetization curve saturating along the tangent line of Hc, Hs becomes larger by the amount that forms a tail before saturation, so OW is likely to worsen by that amount. It is thought that there is.

なお，Ｈｃが大きくなった場合には，平均的に記録しにくくなり、ＯＷが悪化しやすくなるが，ここでは，第２および第３の磁性層を積層してもＨｃにあまり変化が見られなかった。第１の磁性層の層厚を厚くするとＨｃは増加する傾向が，磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくすると一般に粒間相互作用が強くなってＨｃが減少する傾向があるが，第２および第３の磁性層の形成は，第１の磁性層のＨｃをあまり変えずに磁化曲線の傾きを大きくする効果があることが分かる。   When Hc increases, it becomes difficult to record on average, and OW tends to deteriorate, but here, even if the second and third magnetic layers are laminated, there is not much change in Hc. There wasn't. Increasing the thickness of the first magnetic layer tends to increase Hc, and increasing the slope of the magnetization curve at Hc generally tends to increase the intergranular interaction and decrease Hc. It can be seen that the formation of the magnetic layer has the effect of increasing the slope of the magnetization curve without significantly changing the Hc of the first magnetic layer.

比較例１のＳＮＲｍについては，ＯＷが不十分で，つまり記録が十分に行えていないために，媒体が本来持っているＳＮＲｍを十分に引き出せていないことによる低下分もあると考えられる。その意味では，実施例１ではＨｓを小さくすることによりＯＷを改善して，第１の磁性層のＳＮＲｍを十分に引き出すことによって高いＳＮＲｍを得ている部分があるとの見方もできる。しかしながら，ＯＷは、それ自体が重要な指標であり、不足すると，情報の消去や上書きが不十分になる。このように、総合的に見て、比較例１よりも実施例１の媒体の方が記録再生特性及び磁気特性が良好である。   Regarding the SNRm of Comparative Example 1, it is considered that there is a decrease due to the fact that the SNRm inherent in the medium cannot be sufficiently extracted because the OW is insufficient, that is, the recording is not sufficiently performed. In that sense, in Example 1, it can be considered that there is a portion in which high SNRm is obtained by improving OW by reducing Hs and sufficiently extracting SNRm of the first magnetic layer. However, OW itself is an important index, and if it is insufficient, erasure and overwriting of information become insufficient. As described above, the recording / reproducing characteristics and the magnetic characteristics of the medium of Example 1 are better than those of Comparative Example 1 as a whole.

したがって，一般には磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくすると粒間相互作用が強くなってＳＮＲｍが悪化する傾向にあるが，第２および第３の磁性層を形成することにより，Ｈｃを固定してＨｃにおける傾きを大きくすることで，Ｈｓを小さくしてＯＷを大幅に改善し，ＳＮＲｍも改善できるという効果があることが分かった。   Therefore, in general, when the slope of the magnetization curve at Hc is increased, the intergranular interaction tends to increase and the SNRm tends to deteriorate. However, by forming the second and third magnetic layers, Hc is fixed and Hc is fixed. It has been found that by increasing the slope at, there is an effect that Hs can be reduced, OW can be greatly improved, and SNRm can also be improved.

比較例２
第２の磁性層を製膜しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Comparative Example 2
A perpendicular magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second magnetic layer was not formed.

得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。   The magnetization curve of the obtained perpendicular magnetic recording medium was measured in the same manner as in Example 1.

図６に、比較例２にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図を示す。   FIG. 6 is a graph showing the magnetization curve of the magnetic recording medium according to Comparative Example 2.

この磁化曲線に示すように、Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎは，それぞれ１３．５ｋＯｅ，６．１ｋＯｅ，１．３ｋＯｅであった。   As shown in this magnetization curve, Hs, Hc, and Hn were 13.5 kOe, 6.1 kOe, and 1.3 kOe, respectively.

第１の磁性層上に，相対的に粒子間相互作用を強めた第３の磁性層を形成したものの，磁化曲線のＨｃにおける傾きが大きくなる傾向は見られなかった。微細構造に関しては，図３に示す断面ＴＥＭと同様に，第１の磁性層の粒子１個の上に第３の磁性層の粒子１個が成長する形を取りながら，薄くなっているとは言え非晶質粒界層が形成されていると推定できるので，第３の磁性層間の粒子間相互作用よりも，第１の磁性層と第３の磁性層間の層間相互作用の方が強く，粒子間相互作用の効果が現れにくくなったものと考えられる。結果として，単に第１の磁性層を厚くしたようにＨｃも増えているため，Ｈｓは非常に大きな値になってしまっており，記録再生特性を測定してもＯＷが満足に確保できないことは明らかと言える。   Although the third magnetic layer having relatively enhanced interparticle interaction was formed on the first magnetic layer, there was no tendency for the slope of the magnetization curve at Hc to increase. Regarding the fine structure, as in the cross-sectional TEM shown in FIG. 3, it is thin while taking the form in which one particle of the third magnetic layer grows on one particle of the first magnetic layer. In other words, since it can be estimated that an amorphous grain boundary layer is formed, the interlayer interaction between the first magnetic layer and the third magnetic layer is stronger than the interparticle interaction between the third magnetic layers. It is thought that the effect of inter-action is less likely to appear. As a result, Hc increases as the thickness of the first magnetic layer is simply increased. Therefore, Hs has a very large value, and OW cannot be secured satisfactorily even if the recording / reproducing characteristics are measured. It is clear.

以下、実験例１及び２により、軟磁性裏打ち層を形成せず、第１の磁性層単独、及び第１の磁性層と第２の磁性層の積層についてその磁気特性を調べた。   In the following Experimental Examples 1 and 2, the magnetic properties of the first magnetic layer alone and the lamination of the first magnetic layer and the second magnetic layer were examined without forming the soft magnetic backing layer.

実験例１
軟磁性裏打ち層を形成せず，Ｐｄ下地層の代わりにＴｉ下地層を用い，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２とし，第２および第３の磁性層を形成しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Experimental example 1
A soft underlayer is not formed, a Ti underlayer is used instead of the Pd underlayer, and the target composition of the first magnetic layer is (Co-16 atomic% Pt-8 atomic% Cr) -12 mol% SiO ₂ . A perpendicular magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second and third magnetic layers were not formed.

得られた垂直磁気記録媒体の飽和磁化も含めた磁気特性を調べるため，ＶＳＭ（振動試料型磁力計）により磁化曲線の測定を行った。中周付近を約１ｃｍ^２角に切り出し，膜面垂直方向の磁化曲線を測定した（掃引時間３分）。 In order to investigate the magnetic characteristics including the saturation magnetization of the obtained perpendicular magnetic recording medium, the magnetization curve was measured by a VSM (vibrating sample magnetometer). The vicinity of the middle circumference was cut into approximately 1 cm ² squares, and the magnetization curve in the direction perpendicular to the film surface was measured (sweep time 3 minutes).

図７に、第１の磁性層の磁化曲線を表すグラフ図を示す。   FIG. 7 is a graph showing the magnetization curve of the first magnetic layer.

図５に示す比較例１の磁化曲線と比べてＨｃやＨｓなどが全体的に小さくなっているのは，ＫｅｒｒとＶＳＭという評価方法の違いもあるものの，主に下地層をＴｉに変更したためである。記録層の組成変更によっても多少磁気特性は変わっているが，大きくは違わない。   Compared to the magnetization curve of Comparative Example 1 shown in FIG. 5, Hc, Hs, etc. are generally smaller because there are differences in the evaluation methods of Kerr and VSM, but the underlying layer is mainly changed to Ti. is there. Although the magnetic characteristics are slightly changed by changing the composition of the recording layer, it is not much different.

実験例２
軟磁性裏打ち層を形成せず，Ｐｄ下地層の代わりにＴｉ下地層を用い，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２とし，第３の磁性層を形成しなかった以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Experimental example 2
A soft underlayer is not formed, a Ti underlayer is used instead of the Pd underlayer, and the target composition of the first magnetic layer is (Co-16 atomic% Pt-8 atomic% Cr) -12 mol% SiO ₂ . A perpendicular magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the third magnetic layer was not formed.

得られた垂直磁気記録媒体について，実験例１と同様にして磁化曲線を測定した。   For the obtained perpendicular magnetic recording medium, the magnetization curve was measured in the same manner as in Experimental Example 1.

図８に、第１の磁性層と第２の磁性層の積層に関する磁化曲線を示す。   FIG. 8 shows a magnetization curve related to the lamination of the first magnetic layer and the second magnetic layer.

図７に示す実験例１の磁化曲線と比べて、ＨｃやＨｓなどの他、縦軸Ｍの飽和値も含めてほとんど変化が見られなかった。別途厚膜を作製して測定したＣｏＣｒＰｔＢ第２の磁性層の飽和磁化Ｍｓは約８０ｅｍｕ／ｃｃであったので，ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２第１の磁性層の方が，Ｍｓが約６００ｅｍｕ／ｃｃと高く，層厚も４倍厚いことを考えると，Ｍの飽和値の違いはサンプルの面積ばらつきや測定誤差の範囲内であり，第２の磁性層の形成によって飽和値が変わらないのは妥当と言える。また，ＨｃやＨｓもほとんど変わっていないことから，第２の磁性層は特に磁気的に分断された構造にはなっていないものの，第２の磁性層だけでは粒子間相互作用を強めるほどの効果はないことが分かる。   Compared to the magnetization curve of Experimental Example 1 shown in FIG. Since the saturation magnetization Ms of the CoCrPtB second magnetic layer measured by separately manufacturing a thick film was about 80 emu / cc, the CoPtCr—SiO 2 first magnetic layer had a higher Ms of about 600 emu / cc, Considering that the layer thickness is also four times thicker, the difference in saturation value of M is within the range of sample area variation and measurement error, and it can be said that the saturation value does not change due to the formation of the second magnetic layer. In addition, since Hc and Hs are hardly changed, the second magnetic layer is not particularly magnetically separated, but the effect of increasing the interparticle interaction with the second magnetic layer alone. I understand that there is no.

ここまでの実験から，第１の磁性層上に第２の磁性層を形成しただけでも，第１の磁性層上に第３の磁性層を形成しただけでも，磁化曲線のＨｃにおける傾きを大きくしてＨｓを小さくする効果はないことが分かった。   From the experiments up to this point, even if the second magnetic layer is formed on the first magnetic layer or only the third magnetic layer is formed on the first magnetic layer, the slope of the magnetization curve at Hc is increased. Thus, it was found that there is no effect of reducing Hs.

しかしながら，上述したように，比較例２では粒子間相互作用よりも層間相互作用の方が強いために磁化曲線の傾きを大きくできなかったと考えられるので，傾きを大きくするためには層間相互作用よりも粒子間相互作用を強くすれば良いと考えることができる。相対的に層間相互作用よりも粒子間相互作用の方が強ければ良いとすると，層間相互作用の方を粒子間相互作用よりも弱くするという方法が考えられる。そこで，本発明では、第１の磁性層と第３の磁性層の間に層間結合を調整する第２の磁性層を形成するに至った。   However, as described above, in Comparative Example 2, it is considered that the slope of the magnetization curve could not be increased because the interlayer interaction was stronger than the interparticle interaction. However, it can be considered that the interaction between particles should be strengthened. If the interaction between particles is relatively stronger than the interaction between layers, a method of making the interaction between layers weaker than the interaction between particles can be considered. Therefore, in the present invention, the second magnetic layer for adjusting the interlayer coupling is formed between the first magnetic layer and the third magnetic layer.

第１の磁性層上に酸化物を含まない強磁性層を直接形成して粒間結合を強める方法と比べると，非晶質粒界層を持つ分だけ粒間結合が高くなく、低ノイズが期待できるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２を第３の磁性層に用いることができ，第２の磁性層を挟むことで第１の磁性層の粒子間に直上の磁性層を介して相互作用が働くのを防ぐことにより第１の磁性層のノイズが低い特徴を出しやすいというメリットが考えられる。 Compared to the method of directly forming a ferromagnetic layer that does not contain oxide on the first magnetic layer and strengthening the intergranular coupling, the intergranular coupling is not high by the amount of the amorphous grain boundary layer, and low noise is expected. CoPtCr—SiO ₂ that can be used can be used for the third magnetic layer, and sandwiching the second magnetic layer prevents the interaction between the grains of the first magnetic layer via the magnetic layer directly above. Therefore, there is an advantage that the feature of the first magnetic layer having a low noise is easily obtained.

また，第２の磁性層に弱磁性層を用いることについては，非磁性層よりも層厚を厚くできて磁気特性をコントロールしやすくなることの他，上下の垂直磁化膜に挟まれていることで弱磁性層の磁気モーメントが垂直方向に引っ張られ，酸化物を含まず偏析していないことで全体の粒間相互作用を強める方向への寄与が考えられる。   In addition, the use of a weak magnetic layer as the second magnetic layer means that the layer can be made thicker than the non-magnetic layer, making it easier to control the magnetic characteristics, and being sandwiched between upper and lower perpendicular magnetization films. Thus, the magnetic moment of the weak magnetic layer is pulled in the vertical direction and does not segregate because it does not contain oxides, which can contribute to the strengthening of the overall intergranular interaction.

また，このように層間と粒間を弱く結合させることで，磁気的な分散を平均化して小さくする効果も期待でき，これによって磁化曲線のＨｎの近辺が角張ってＨｓ近辺も不必要に裾を引かなくなるものと考えられる。   In addition, by weakly coupling the layers and the grains in this way, it is also possible to expect the effect of averaging and reducing the magnetic dispersion, thereby making the vicinity of Hn of the magnetization curve squared and the vicinity of Hs unnecessary. It is thought that it will not be pulled.

実施例２
第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１２原子％Ｐｔ−３３原子％Ｃｒ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ_２，層厚を２０ｎｍとし，第２の磁性層の層厚を１から４ｎｍで１ｎｍ刻みにに変更し，第３の磁性層の層厚を１．５ｎｍとした以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Example 2
The target composition of the first magnetic layer is (Co-12 atomic% Pt-33 atomic% Cr) -6 mol% SiO ₂ , the layer thickness is 20 nm, and the thickness of the second magnetic layer is 1 to 4 nm in increments of 1 nm. A perpendicular magnetic recording medium was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the third magnetic layer was changed to 1.5 nm.

得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。   The magnetization curve of the obtained perpendicular magnetic recording medium was measured in the same manner as in Example 1.

実施例２にかかるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図を、図９に示す。   FIG. 9 is a graph showing the second magnetic layer thickness dependence of Hs, Hc, and Hn according to the second example.

なお、図９中には、比較として第２の磁性層の層厚が０の場合も載せた。   In FIG. 9, the case where the thickness of the second magnetic layer is 0 is also shown for comparison.

また、図中、グラフ１０１はＨｓ、１０２はＨｃ、１０３はＨｎを各々示す。   In the figure, graph 101 indicates Hs, 102 indicates Hc, and 103 indicates Hn.

この第２の磁性層厚が０ｎｍの時の値は，第３の磁性層厚も０ｎｍとして第１の磁性層のみとした時の磁気特性である。この時の値を比較例１と比べると，Ｈｃが小さくなりＨｓも小さくなっていることが分かるが，これは主に第１の磁性層のＣｒ組成を増やしたことによるものである。   The value when the thickness of the second magnetic layer is 0 nm is the magnetic characteristic when the thickness of the third magnetic layer is also set to 0 nm and only the first magnetic layer is used. Comparing the value at this time with Comparative Example 1, it can be seen that Hc is reduced and Hs is also reduced. This is mainly due to the increase in the Cr composition of the first magnetic layer.

第２の磁性層厚を１ｎｍから２ｎｍとした時にＨｓを明らかに小さくできていることからも分かるように，第１および第３の磁性層の組成や層厚を変更しても，第２の磁性層を挿入することによる効果は基本的に同様である。また，図９において，２〜４ｎｍの間の磁気特性は大きく変化していないので，２ｎｍ以上がＨｓを低減する効果の大きい好ましい層厚であると考えられる。このため、第２の磁性層の厚さが例えば１ｎｍであっても、第２の磁性層を形成せず、第１の磁性層と第３の磁性層を用いた媒体と比べれば効果があると考えられる。   As can be seen from the fact that Hs can be clearly reduced when the thickness of the second magnetic layer is changed from 1 nm to 2 nm, the second and second magnetic layers can be changed even if the composition and thickness of the first and third magnetic layers are changed. The effect of inserting the magnetic layer is basically the same. Further, in FIG. 9, the magnetic characteristics between 2 and 4 nm do not change greatly, so that it is considered that 2 nm or more is a preferable layer thickness having a large effect of reducing Hs. For this reason, even if the thickness of the second magnetic layer is 1 nm, for example, the second magnetic layer is not formed, which is more effective than a medium using the first magnetic layer and the third magnetic layer. it is conceivable that.

比較例３
軟磁性裏打ち層をＣｏＺｒＮｂ１０ｎｍ，第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−１０原子％Ｃｒ）−８ｍｏｌ％ＳｉＯ2，第２の磁性層の層厚を５ｎｍとし，第３の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２とした以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Comparative Example 3
The soft magnetic underlayer is CoZrNb 10 nm, the target composition of the first magnetic layer is (Co-16 atomic% Pt-10 atomic% Cr) -8 mol% SiO2, the thickness of the second magnetic layer is 5 nm, and the third magnetic layer A perpendicular magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the target composition of the layer was (Co-16 atomic% Pt-8 atomic% Cr) -12 mol% SiO ₂ .

得られた垂直磁気記録媒体について，実験例１と同様にして磁化曲線を測定した。   For the obtained perpendicular magnetic recording medium, the magnetization curve was measured in the same manner as in Experimental Example 1.

比較例３にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図を図１０に示す。   A graph showing the magnetization curve of the magnetic recording medium according to Comparative Example 3 is shown in FIG.

図１０の磁化曲線が途中で折れ曲がって見えているが，これは磁気特性の異なる２種類の独立した磁性層を合わせて測定した時に見られる現象で，ここでは第１の磁性層と第３の磁性層の層間結合がほとんど切れてしまい別々に反転するようになってしまった（一体として機能しなくなった）ことが分かる。   The magnetization curve in FIG. 10 appears to be bent halfway. This is a phenomenon observed when two independent magnetic layers having different magnetic characteristics are measured. Here, the first magnetic layer and the third magnetic layer are measured. It can be seen that the interlayer coupling of the magnetic layer is almost broken and has been reversed separately (no longer functioning as one).

このような磁化曲線になると，結果としてＨｓの裾を引くようになり，Ｈｓを小さくする効果がなくなってしまうので，この構成（条件）では，第２の磁性層厚５ｎｍは厚過ぎる傾向があることが分かった。   In such a magnetization curve, the bottom of Hs is drawn as a result, and the effect of reducing Hs is lost. Therefore, in this configuration (condition), the second magnetic layer thickness of 5 nm tends to be too thick. I understood that.

実施例３
第２の磁性層に含まれる各成分の組成比と層厚を種々変更した以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Example 3
A perpendicular magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio and thickness of each component contained in the second magnetic layer were variously changed.

上記の実施例２および比較例３で述べたように，第２の磁性層の組成にＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ（飽和磁化Ｍｓが約８０ｅｍｕ／ｃｃ）を用いた時には好ましい層厚は２〜４ｎｍであったが，
Ｃｒ，ＰｔおよびＢを増やしてＭｓを減らした時には効果の得られる層厚は薄く方向にシフトし，Ｃｒ，ＰｔおよびＢを減らしてＭｓを増やした時には効果の得られる層厚は厚く方向にシフトする傾向があることが分かった。 As described in Example 2 and Comparative Example 3 above, when the composition of the second magnetic layer is Co-26 at% Cr-12 at% Pt-4 at% B (saturation magnetization Ms is about 80 emu / cc) The preferred layer thickness was 2-4 nm,
When Ms is decreased by increasing Cr, Pt and B, the effective layer thickness shifts in a thin direction, and when Ms is increased by decreasing Cr, Pt and B, the effective layer thickness shifts in a thicker direction. It turns out that there is a tendency to.

第２の磁性層厚が同じ時に，Ｍｓが小さくなれば層間相互作用は小さくなり，Ｍｓが大きくなれば層間相互作用は大きくなることから，Ｈｓを小さくする効果は，個別の元素や組成よりも，本質的には飽和磁化Ｍｓに依存していると考えられる。   When the second magnetic layer thickness is the same, if Ms decreases, the interlayer interaction decreases, and if Ms increases, the interlayer interaction increases. Therefore, the effect of decreasing Hs is more than that of individual elements and compositions. , Essentially, it is considered to depend on the saturation magnetization Ms.

第２の磁性層のＣｒ＋Ｂ組成を変更することによりＭｓを変化させ（Ｍｓは別途作製した試料によりＶＳＭで測定），Ｈｓが８ｋＯｅ以下になるように（ＯＷ＜−４０ｄＢを確保する目安）層厚を調整して，記録再生特性の評価を行った結果の一部を下記表１に示す。

Ms is changed by changing the Cr + B composition of the second magnetic layer (Ms is measured by VSM using a separately prepared sample), and Hs is 8 kOe or less (a guideline for securing OW <−40 dB). Table 1 below shows a part of the results of evaluating the recording / reproducing characteristics by adjusting

Ｍｓが２５ｅｍｕ／ｃｃの時にＳＮＲｍを表示していないのは，Ｈｓ≦８ｋＯｅの条件が見つからず，ＯＷが十分に確保できなかったため，ＳＮＲｍが正しく評価できなかったためである。他の媒体はどれもＯＷ＜−４０ｄＢである。この結果から，第２の磁性層のＭｓに関しては，５０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃの範囲が最も好ましいと考えられる。   The reason why SNRm is not displayed when Ms is 25 emu / cc is that the condition of Hs ≦ 8 kOe was not found, and OW could not be secured sufficiently, so that SNRm could not be correctly evaluated. All other media have OW <−40 dB. From this result, regarding Ms of the second magnetic layer, it is considered that the range of 50 ≦ Ms ≦ 150 emu / cc is most preferable.

第３の磁性層の結晶配向を保ち垂直磁化膜とするためには，第２の磁性層に用いる金属の結晶構造はｈｃｐが好ましく，さらにはＣｏを主成分とすると良好な結晶配向が得られて好ましいが，最密面が膜面と平行という点ではｆｃｃも使用できるので，Ｎｉ系合金を用いても良い。ＢやＴａを添加すると，第２の磁性層の結晶粒子を微細化できることがあり、その場合には第３の磁性層の磁性粒子も微細化されてＳＮＲｍなどの改善が期待できる。 In order to maintain the crystal orientation of the third magnetic layer and to obtain a perpendicular magnetization film, the crystal structure of the metal used for the second magnetic layer is preferably hcp, and if Co is the main component, good crystal orientation can be obtained. However, fcc can also be used in that the close-packed surface is parallel to the film surface, so a Ni-based alloy may be used. When B or Ta is added, the crystal grains of the second magnetic layer may be made finer. In that case, the magnetic grains of the third magnetic layer are also made finer and improvement of SNRm and the like can be expected.

なお、また，ＣｏＲｕ（３０〜３５％）合金を用いた場合でも同様の効果が得られた。また、第２の磁性層に用いる材料については，ＣｏＣｒＰｔＢ合金に限らず，ＣｏＣｒＰｔ合金でも，ＣｏＣｒ合金としても同様の効果が得られた。   In addition, the same effect was obtained even when a CoRu (30 to 35%) alloy was used. Further, the material used for the second magnetic layer is not limited to the CoCrPtB alloy, and the same effect was obtained with either the CoCrPt alloy or the CoCr alloy.

以上のように、Ｍｓ＝５０ｅｍｕ／ｃｃの時には層厚を１．５ｎｍ以上とすることでＨｓ≦８ｋＯｅの範囲に収めることができ，一方，Ｍｓ＝１５０ｅｍｕ／ｃｃの時には層厚８ｎｍまでは比較例３のような磁化曲線の折れ曲がりは見えなかったが，１０ｎｍとした時には折れ曲がりが生じたことから，第２の磁性層の層厚に関しては，１．５〜８ｎｍの範囲が好ましいと考えられる。   As described above, when Ms = 50 emu / cc, the layer thickness can be kept within the range of Hs ≦ 8 kOe by setting the layer thickness to 1.5 nm or more. On the other hand, when Ms = 150 emu / cc, the layer thickness up to 8 nm is a comparative example. Although the bending of the magnetization curve as shown in FIG. 3 was not visible, since bending occurred when the thickness was 10 nm, it is considered that the thickness of the second magnetic layer is preferably in the range of 1.5 to 8 nm.

実施例４
第１の磁性層のターゲット組成を（Ｃｏ−１４原子％Ｐｔ−２３原子％Ｃｒ）−７ｍｏｌ％ＳｉＯ_２，層厚を１５ｎｍとし，第３の磁性層の層厚を変更した以外は，実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。 Example 4
Example 1 except that the target composition of the first magnetic layer is (Co-14 atomic% Pt-23 atomic% Cr) -7 mol% SiO ₂ , the layer thickness is 15 nm, and the layer thickness of the third magnetic layer is changed. In the same manner as in Example 1, a perpendicular magnetic recording medium was produced.

得られた垂直磁気記録媒体について，実施例１と同様にして磁化曲線を測定した。   The magnetization curve of the obtained perpendicular magnetic recording medium was measured in the same manner as in Example 1.

Ｈｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第３の磁性層厚依存性を図１１に示す。   FIG. 11 shows the third magnetic layer thickness dependence of Hs, Hc, and Hn.

図中、グラフ１０４はＨｓ、１０５はＨｃ、１０６はＨｎを各々示す。   In the figure, graph 104 indicates Hs, 105 indicates Hc, and 106 indicates Hn.

第３の磁性層厚が０ｎｍの状態は，実験例２で示したように，第２の磁性層があったとしても磁気特性にはほとんど影響を及ぼしていないので，実質第１の磁性層のみで比較例１と同様の構成と見なすことができる。比較例１と磁気特性を比べるとＨｎが若干高いものの大体同じになっているので，第１の磁性層の組成や層厚を実施例１と同じにしたとしても，第３の磁性層厚依存はほぼ同様の結果になると考えられる。   When the thickness of the third magnetic layer is 0 nm, as shown in Experimental Example 2, even if the second magnetic layer is present, the magnetic characteristics are hardly affected. Therefore, it can be regarded as the same configuration as in Comparative Example 1. Comparing the magnetic characteristics of Comparative Example 1 with Hn, although it is slightly higher, it is almost the same. Are considered to have almost the same result.

図１１において，０と１．５ｎｍの補間から，第３の磁性層の層厚はどんなに薄くても積層すればＨｓを小さくする効果はありそうであるが，ＯＷ＜−４０ｄＢを確保できる目安をＨｓ≦約８ｋＯｅとすると，好ましい層厚は１．５ｎｍ以上と考えられる。第３の磁性層の下限は，それ自体の組成はもちろん，第１と第２の層厚にも依存すると予想されるが，実施例２における効果や結晶性の維持なども考慮すると，１．５ｎｍ程度が適当と考えられる。   In FIG. 11, from the interpolation between 0 and 1.5 nm, it is likely that if the third magnetic layer is thin, it will be effective to reduce Hs, but it is a guideline that can secure OW <−40 dB. When Hs ≦ about 8 kOe, the preferred layer thickness is considered to be 1.5 nm or more. The lower limit of the third magnetic layer is expected to depend not only on the composition of itself but also on the thickness of the first and second layers, but considering the effects in Example 2 and the maintenance of crystallinity, etc. About 5 nm is considered appropriate.

一方，上限については，図１１からも推定できるように，厚くしても磁気特性には大きな変化はなく，記録再生特性を測定しても，徐々にＳＮＲｍが低下する傾向で，特に明らかな閾値は認められなかった。しかしながら，磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層のスペーシングを考慮すると，第３の磁性層厚は１０ｎｍ以下とするのが好ましいと考えられる。   On the other hand, as can be estimated from FIG. 11, the upper limit of the magnetic characteristic does not change greatly even when the thickness is increased, and even if the recording / reproducing characteristic is measured, the SNRm tends to decrease gradually, and a particularly obvious threshold value is obtained. Was not recognized. However, considering the spacing between the magnetic head and the soft magnetic underlayer, it is considered that the third magnetic layer thickness is preferably 10 nm or less.

その他の実施例
上記実施例や比較例において，様々な組成のＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２を用いながら，基本的に同様な結果が得られることを示してきたように，第１および第３の磁性層は，組成にはあまり依存せずに同様の効果を得ることができる。 Other Examples In the above examples and comparative examples, it has been shown that basically the same results can be obtained using CoPtCr—SiO ₂ having various compositions. , The same effect can be obtained without depending on the composition.

実際，（Ｃｏ−２０原子％Ｐｔ−６原子％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２，（Ｃｏ−１２原子％Ｐｔ−３３原子％Ｃｒ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ_２，（Ｃｏ−１６原子％Ｐｔ−８原子％Ｃｒ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２，の組成を第１および第３の磁性層に用いる以外は、実施例１ないし４と同様にして磁気記録媒体を作成し、その記録再生特性及び磁気特性を測定したところ、同様の効果が得られた。このことから，元素ごとに書けば，少なくとも１２％≦Ｐｔ≦２０％，６％≦Ｃｒ≦３３％，６％≦ＳｉＯ_２≦１２％の組成範囲は好ましく，同様の効果が得られる範囲はこれらよりもさらに広いものと考えられる。 Actually, (Co-20 atom% Pt-6 atom% Cr) -10 mol% SiO ₂ , (Co-12 atom% Pt-33 atom% Cr) -6 mol% SiO ₂ , (Co-16 atom% Pt-8 atom % Cr) -12 mol% SiO ₂ , a magnetic recording medium was prepared in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the first and third magnetic layers were used, and the recording / reproducing characteristics and magnetic characteristics were measured. As a result, the same effect was obtained. Therefore, if written for each element, a composition range of at least 12% ≦ Pt ≦ 20%, 6% ≦ Cr ≦ 33%, 6% ≦ SiO ₂ ≦ 12% is preferable, and ranges where the same effect can be obtained are these It is considered to be wider than that.

また，第１および第３の磁性層における酸化物をＣｒ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２とした場合でも同様の効果が得られた。 The same effect was obtained when the oxides in the first and third magnetic layers were Cr ₂ O ₃ and TiO ₂ .

上述の実験例において下地層にＴｉを用いた場合について述べたが，下地層にＴｉを用いた以外は実施例１ないし４と同様にした場合でも，Ｈｃなどの値は小さくなるためＨｓも小さくなりＯＷは取れやすくなるものの，第２および第３の磁性層の積層については同様の効果が得られた。   In the above experimental example, the case where Ti is used for the underlayer has been described. Even when Ti is used for the underlayer, even in the same manner as in Examples 1 to 4, the values of Hc and the like are small, so Hs is also small. Although it becomes easier to take OW, the same effect was obtained for the lamination of the second and third magnetic layers.

Ｐｔ，Ｔａ，およびＮｉＦｅ合金についても同様に下地層として用いた実験を行い，ＰｔはＰｄに近い値を，ＴａとＮｉＦｅ合金はＴｉに近い傾向を示したが，やはり第２および第３の磁性層の積層については同様の効果が得られた。 An experiment using Pt, Ta, and NiFe alloy as the underlayer was conducted in the same manner. Pt showed a value close to Pd, and Ta and NiFe alloy showed a tendency close to Ti. Similar effects were obtained for the layer stacking.

また、上記実施例の各垂直磁気記録媒体を，スピンスタンド評価で用いたものと同様のヘッドと組み合わせて磁気記録再生装置を作製した。   Further, a magnetic recording / reproducing apparatus was manufactured by combining each perpendicular magnetic recording medium of the above example with a head similar to that used in the spin stand evaluation.

記録再生動作を行い、ビット誤り率の評価を行ったところ，上述したＳＮＲｍ改善に対応するビット誤り率の改善が得られた。面内磁気記録用のリングタイプヘッドでも評価を行ったところ，単磁極型ヘッドと比較してビット誤り率が悪化した。記録素子の形状の違いから記録能力の低下などが起こり，ＳＮＲｍや記録分解能が低下したと考えられ，単磁極型ヘッドの方が好ましいことが分かった。   When the recording / reproducing operation was performed and the bit error rate was evaluated, an improvement in the bit error rate corresponding to the above-described SNRm improvement was obtained. When an evaluation was also made on a ring type head for in-plane magnetic recording, the bit error rate was worse than that of a single pole type head. It was considered that the recording capability was lowered due to the difference in the shape of the recording element, and that the SNRm and the recording resolution were lowered, and it was found that the single pole type head is preferable.

また、ここでは磁気記録再生装置における有効性を示したが，本発明が効果を示す磁気記録媒体の性質上，本発明は，磁気ディスク装置に限らず，テープ媒体やドラム状媒体などを用いた場合など，磁気記録媒体の形状に依存することなく，広く垂直磁気記録方式を採用した磁気記録再生装置全般において，その効果を発揮することが可能である。   Although the effectiveness of the magnetic recording / reproducing apparatus has been shown here, the present invention is not limited to the magnetic disk apparatus but uses a tape medium or a drum-like medium because of the property of the magnetic recording medium in which the present invention is effective. In this case, the effect can be exerted in all the magnetic recording / reproducing apparatuses widely adopting the perpendicular magnetic recording system without depending on the shape of the magnetic recording medium.

本発明の磁気記録媒体の構成の一例を表す断面図Sectional drawing showing an example of a structure of the magnetic recording medium of this invention 本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図1 is a partially exploded perspective view of an example of a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention. 本発明に係る磁気記録媒体の一例の断面ＴＥＭ写真Sectional TEM photograph of one example of magnetic recording medium according to the present invention 実施例１に係る垂直磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図FIG. 3 is a graph showing a magnetization curve of a perpendicular magnetic recording medium according to Example 1. 比較例１にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図The graph showing the magnetization curve of the magnetic recording medium concerning the comparative example 1 比較例２にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図A graph showing a magnetization curve of a magnetic recording medium according to Comparative Example 2 第１の磁性層の磁化曲線を表すグラフ図Graph showing the magnetization curve of the first magnetic layer 第１の磁性層と第２の磁性層の積層に関する磁化曲線を表すグラフ図The graph figure showing the magnetization curve regarding lamination of the 1st magnetic layer and the 2nd magnetic layer 実施例２におけるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図Graph showing the second magnetic layer thickness dependence of Hs, Hc, Hn in Example 2 比較例３にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図The graph showing the magnetization curve of the magnetic recording medium concerning the comparative example 3 実施例４におけるＨｓ，Ｈｃ，Ｈｎの第２の磁性層厚依存性を表すグラフ図Graph showing the second magnetic layer thickness dependence of Hs, Hc, Hn in Example 4

符号の説明Explanation of symbols

１…基板、２…軟磁性裏打ち層、３…非磁性中間層、４…第１の磁性層、５…第２の磁性層、６…第３の磁性層、７…保護層、８…多層磁気記録層、１０，１１２…磁気記録媒体、１３３…磁気ヘッド   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Soft magnetic backing layer, 3 ... Nonmagnetic intermediate | middle layer, 4 ... 1st magnetic layer, 5 ... 2nd magnetic layer, 6 ... 3rd magnetic layer, 7 ... Protective layer, 8 ... Multilayer Magnetic recording layer, 10, 112 ... magnetic recording medium, 133 ... magnetic head

Claims (8)

基板、該基板上に設けられた軟磁性裏打ち層、該軟磁性裏打ち層上に設けられた非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に設けられた多層垂直磁気記録層を含み、
該第１の磁性層は、該非磁性中間層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、
該第２の磁性層は、該第１の磁性層上に接触して設けられ、プラチナ及びクロムの少なくとも１つ、及びコバルトからなる主成分と、ホウ素、タンタル、モリブデン、銅、ネオジム、タングステン、ニオブ、サマリウム、テルビウム、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種とからなる副成分とからなり、２〜４ｎｍの厚さを有し、かつその飽和磁化Ｍｓが，８０≦Ｍｓ≦１５０ｅｍｕ／ｃｃであり、
該第３の磁性層は、該第２の磁性層上に接触して設けられ、コバルトを含有する磁性結晶粒子と、その周りを取り囲む非晶質酸化物を含有する粒界相とを含み、前記第１の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔は、前記第３の磁性層の隣接する磁性結晶粒子間の間隔よりも大きいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。 A substrate, a soft magnetic backing layer provided on the substrate, a nonmagnetic intermediate layer provided on the soft magnetic backing layer, and a multilayer perpendicular magnetic recording layer provided on the nonmagnetic intermediate layer,
The first magnetic layer is provided in contact with the nonmagnetic intermediate layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains.
The second magnetic layer is provided in contact with the first magnetic layer, and includes a main component composed of at least one of platinum and chromium and cobalt, boron, tantalum, molybdenum, copper, neodymium, tungsten, It consists of a subcomponent consisting of at least one selected from the group consisting of niobium, samarium, terbium, ruthenium and rhenium, has a thickness of 2 to 4 nm, and has a saturation magnetization Ms of 80 ≦ Ms ≦ 150 emu / cc,
The third magnetic layer is provided in contact with the second magnetic layer and includes magnetic crystal grains containing cobalt and a grain boundary phase containing an amorphous oxide surrounding the magnetic crystal grains. A perpendicular magnetic recording medium, wherein an interval between adjacent magnetic crystal grains of the first magnetic layer is larger than an interval between adjacent magnetic crystal grains of the third magnetic layer. 前記第３の磁性層は、１．５〜１０ｎｍの厚さ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。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the third magnetic layer has a thickness of 1.5 to 10 nm. 前記第１の磁性層及び前記第３の磁性層は、さらにプラチナ及びクロムのうち少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first magnetic layer and the third magnetic layer further include at least one of platinum and chromium. 前記非晶質酸化物は，ケイ素，クロム，及びチタンの酸化物からなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。 4. The perpendicular magnetic recording according to claim 1, wherein the amorphous oxide is at least one selected from the group consisting of oxides of silicon, chromium, and titanium. Medium. 前記非磁性中間層は，ルテニウムを主成分として含有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the nonmagnetic intermediate layer contains ruthenium as a main component. 前記軟磁性裏打ち層と前記非磁性中間層との間に、パラジウム，プラチナ，チタン，タンタル，及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種を含む下地層をさらに設けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。   The underlayer containing at least one selected from the group consisting of palladium, platinum, titanium, tantalum, and nickel is further provided between the soft magnetic backing layer and the nonmagnetic intermediate layer. 6. The perpendicular magnetic recording medium according to any one of 1 to 5. 前記軟磁性裏打ち層は、コバルトを主成分とし，ジルコニウムを副成分として含有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。   7. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the soft magnetic underlayer contains cobalt as a main component and zirconium as a subcomponent. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、単磁極型磁気記録ヘッドとを具備することを特徴とする垂直磁気記録再生装置。   8. A perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus comprising the perpendicular magnetic recording medium according to claim 1 and a single-pole magnetic recording head.

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