JP2006344293A - 磁気記録媒体および磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録層の薄膜化による高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】 ＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層１１と、下地層１１上に形成された記録層１２からなり、記録層１２は第１磁性層１３と第２磁性層１５との間にＲｕＢ合金層１４を設けた構成とする。第１磁性層１３はＣｏＣｒまたはＣｏＣｒ合金からなり、第２磁性層１５はＣｏＣｒＰｔまたはＣｏＣｒＰｔ合金からなり、第１磁性層１３と第２磁性層はＲｕＢ合金層１４を介して反強磁性的に交換結合する。ＲｕＢ合金層１４は、ｈｃｐ構造のＲｕＢ、またはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなると共に、第１磁性層１３の表面にエピタキシャル成長し、第２磁性層１５をエピタキシャル成長させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、磁気記録媒体およびこれを備える磁気記憶装置に係り、特に薄膜の磁性層を有する磁気記録媒体およびこれを備えた磁気記憶装置に関する。

近年、磁気記憶装置、例えば磁気ディスク装置は、デジタル化した動画や音楽の記憶装置として広汎な用途に用いられている。磁気ディスク装置は、家庭用の動画記録用記憶装置や携帯音楽プレーヤとしての需要が急速に増加している。動画や音楽は情報量が多いため、磁気ディスク装置の大容量化が求められている。そのため、磁気記録媒体および磁気ヘッドのいっそうの高記録密度化のための技術開発が不可欠である。

磁気記録媒体の高記録密度化の一手法として、磁気記録媒体の媒体ノイズを低減し、信号対媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎm）を向上することが挙げられる。媒体ノイズを低減するために、磁気記録媒体の記録層を構成する結晶粒子の粒径の低減、いわゆる結晶粒子の微細化を進めるため様々な検討が行われてきた。

磁気ヘッドの記録動作により記録層に形成された磁化領域は、隣接する磁化領域との間に、磁化遷移領域が形成される。磁化遷移領域は、結晶粒子の微細化が進むほど、磁化領域の幅方向に亘って、ジグザグ状から直線的になる。その結果、磁気ヘッドの記録磁界の反転動作に沿った磁化遷移領域が形成され媒体ノイズが低減される。しかしながら、記録層の結晶粒子の微細化はそろそろ限界に近づいてきている。

また、高記録密度化の他の手法として、磁気記憶装置の総合的な信号対ノイズ比を向上することが行われてきた。総合的なＳ／Ｎは、磁気記録媒体の信号対媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎm）の他、磁気ヘッドの再生素子の信号対ノイズ比、信号処理回路の性能等により決定される。これらの各因子をそれぞれ向上することで総合的なＳ／Ｎを向上できる。
特開２００１−０５６９２４号公報 特開２００１−１４８１１０号公報 特開２００３−０２２５１１号公報 特表２００４−５１５０２８号公報

ところで、総合的なＳ／Ｎを向上するために、磁気記録媒体の記録層の薄膜化が求められている。記録層の薄膜化すると再生分解能が増加し、高記録密度化に好ましい性能となる。

しかし、記録層を薄膜化すると磁気記録媒体の保磁力角型比が低下し易いという問題がある。保磁力角型比が低下すると、発明者のシミュレーションによれば、信号対媒体ノイズ比が低下してしまう。そうすると、信号対媒体ノイズ比の低下が総合的なＳ／Ｎを低下させる傾向となり、高記録密度化に悪影響を与える。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、記録層の薄膜化による高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成されたＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層と、前記下地層上に形成されたＣｏＣｒまたはＣｏＣｒ合金からなる第１の磁性層と、前記第１の磁性層上に形成されたＲｕＢ合金層と、前記ＲｕＢ合金層上に形成され、ＣｏＣｒＰｔ、またはＣｏＣｒＰｔ合金からなり、前記第１の磁性層と反強磁性的に交換結合してなる第２の磁性層とを備え、前記ＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ（六方細密充填）構造のＲｕＢ、またはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなると共に、第１の磁性層の表面にエピタキシャル成長してなり、前記第２の磁性層は、ＲｕＢ合金層の表面にエピタキシャル成長してなる磁気記録媒体が提供される。

本発明によれば、第１の磁性層と第２の磁性層との間にＲｕＢ合金層が設けられている。ＲｕＢ合金層が第１の磁性層上にエピタキシャル成長し、さらに第２の磁性層がＲｕＢ合金層上にエピタキシャル成長している。そして、ＲｕＢ合金層は膜中のＢ（ボロン）により粒界偏析構造を形成し、第１の磁性層の粒界偏析構造を引継ぎ、さらに第２の磁性層の粒界偏析構造の形成を促進する。したがって、第２磁性層の初期成長領域の結晶性および結晶配向が良好となる。その結果、第２の磁性層を薄膜化しても静磁気特性の劣化を抑制でき、信号対媒体ノイズ比の劣化を抑制できる。よって、磁気記憶装置の総合的なＳ／Ｎを向上できると期待される。なお、エピタキシャル成長は、下側の層の表面の影響により、少なくとも厚さ方向の結晶面が配向して成長することをいう。

本発明の他の観点によれば、上記いずれかの磁気記録媒体と、記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置が提供される。

本発明によれば、磁気記録媒体は、最表層の磁性層、例えば、上記の第２の磁性層を薄膜化することによる保磁力角型比の低下が抑制され、Ｓ／Ｎｍの低下が抑制される一方、再生分解能が増加する。これにより、磁気記憶装置は、総合的なＳ／Ｎが向上し、高記録密度化を図ることが可能である。また、磁気記録媒体は、最表層の磁性層の薄膜化による耐熱揺らぎ特性の劣化が抑制されているので、この点でも磁気記憶装置は、高記録密度化を図ることが可能である。

本発明によれば、記録層の薄膜化による高記録密度化が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供できる。

本願発明者は、記録層の厚さを低減した場合に保磁力角型比が低下する原因について検討を行った。保磁力角型比は、磁気記録媒体の磁化曲線において、保磁力と同等の磁界付近の磁化曲線の傾きである。保磁力角型比の劣化の原因として、記録層を構成する個々の結晶粒子の結晶性や結晶配向性の劣化、あるいは、粒径が極端に小さな結晶粒子の増加が予想された。

図１は、従来の磁気記録媒体の模式的断面図、図２は従来の磁気記録媒体の試作例の第２磁性層厚さに対する特性図である。図２は、温度０Ｋにおける記録層の飽和磁化と第２磁性層厚さとの関係、および異方性磁界と第２磁性層厚さとの関係を示している。なお、温度０Ｋにおける記録層の飽和磁化は、５Ｋ〜３００Ｋの範囲で超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）磁力計を用いて飽和磁化を測定し、その測定データから０Ｋにおける飽和磁化を以下の計算により求めたものである。０Ｋにおける飽和磁化Ｍ0、絶対温度Ｔ（Ｋ）における飽和磁化Ｍ（Ｔ）とすると、（Ｍ0−Ｍ（Ｔ））／Ｍ0は、Ｔ^3/2に比例するとして、測定した飽和磁化Ｍ（Ｔ）から０Ｋにおける飽和磁化Ｍ0を求めた。また、異方性磁界Ｈｋは、いわゆる動的保磁力Ｈｃ’の測定を行い、Ｂｅｒｔｒａｍ等による動的保磁力Ｈｃ’と異方性磁界Ｈｋとの関係式（１）を用いて求めたものである(Ｈ．Ｎ．Ｂｅｒｔｒａｍ、Ｈ．Ｊ．Ｒｉｃｈｔｅｒ、Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ−Ｎｅｅｌ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、ｖｏｌ．８５、Ｎｏ．８、ｐｐ．４９９１（１９９９））。
Ｈｃ’＝０．４７４Ｈｋ｛１−１．５５［(ｋ_BＴ／ＫｕＶ）×ｌｎ（ｆ₀ｔ／ｌｎ２）／２］｝^2/3 …（１）
ここで、Ｔは絶対温度、ｆ₀は緩和周波数（Ａｔｔｅｍｐｔ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ｋ_Bはボルツマン定数、Ｋｕは異方性定数、Ｖは結晶粒子の体積、ｔは磁界スイッチング時間である。

図１を参照するに、従来の磁気記録媒体１００は、Ｃｒ膜からなる下地層１０１と、下地層１０１上に形成された記録層１０２からなる。記録層１０２は、ＣｏＣｒ膜からなる第１磁性層１０３、Ｒｕ膜１０４、ＣｏＣｒＰｔＢ膜からなる第２磁性層１０５が積層された構造を有する。

図１に加え図２を参照するに、温度０Ｋにおける記録層１０２の飽和磁化Ｍｓは、第２磁性層１０５の厚さが薄くなるにつれて減少している。記録層１０２の飽和磁化Ｍｓは、記録層１０２の飽和磁化量（単位：ｅｍｕ）を第１磁性層１０３の体積と第２磁性層１０５の体積の総和（単位：ｃｍ³）で除した量である。記録層１０２の飽和磁化Ｍｓの減少は、第２磁性層１０５の飽和磁化が減少したためある。また、記録層１０２の飽和磁化Ｍｓは温度０Ｋにおける飽和磁化であるので、熱揺らぎの影響はない。したがって、第２磁性層１０５が薄くなるにしたがって第２磁性層１０５の飽和磁化が低下する原因は、第２磁性層の初期成長領域１０５ｃ、すなわち、Ｒｕ膜１０４の表面付近の堆積初期の部分が、良好な粒界偏析構造が形成されていないためと推察される。なお、粒界偏析構造は、図１に示すように、第２磁性層１０５が強磁性材料からなる結晶粒子１０５ａと、隣接する結晶粒子１０５ａを離隔する非磁性材料からなる粒界部１０５ｂからなる。良好な粒界偏析構造とは、結晶粒子１０５ａの結晶性が良好であり、結晶粒子１０５ａが粒界部１０５ｂにより分離されている状態である。

第２磁性層１０５の初期成長領域１０５ｃに良好な粒界偏析構造が形成されていないことは、記録層１０２の異方性磁界Ｈｋが、第２磁性層１０５が１０ｎｍ付近から薄くなると急激に減少していることからも十分に推察される。すなわち、第２磁性層の初期成長領域１０５ｃの結晶性が良好でないため、結晶配向性も良好でなく、これにより第２磁性層１０５の異方性磁界Ｈｋが低下していると考えられる。

これは、Ｒｕ膜１０４が第１磁性層１０３の結晶粒子１０３ａと粒界部１０３ｂからなる粒界偏析構造を第２磁性層１０５に引継げないためと推察される。すなわち、第１磁性層１０３の粒界偏析構造上に形成されたＲｕ膜１０４は、Ｒｕ膜１０４の多結晶構造を形成する。そして、第２磁性層１０５はＲｕ膜１０４の表面に自己形成的に粒界偏析構造を形成する。したがって、第２磁性層１０５は成長初期の粒界偏析構造は良好でなく、結晶粒子１０５ａの結晶性や結晶配向性が劣化していると考えられる。

そこで、本願発明者は、鋭意検討の結果、Ｒｕ膜１０４に換えて、ＲｕＢ合金層を用いることで第２磁性層１０５は成長初期の粒界偏析構造を良好な状態にできることを見出した。すなわち、本願発明者は、ＲｕＢ合金層に粒界偏析構造が形成され、その粒界偏析構造により、第２磁性層の初期成長領域１０５ｃに良好な粒界偏析構造が形成されることを見出した。

図３は、本発明の原理を説明するための磁気記録媒体の模式的断面図である。図３を参照するに、磁気記録媒体１０は、ＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層１１と、下地層１１上に形成された記録層１２からなり、記録層１２は第１磁性層１３と第２磁性層１５との間にＲｕＢ合金層１４が設けられている。ＲｕＢ合金層１４は、結晶粒子１４ａと、隣接する結晶粒子１４ａとの間に形成された粒界部１４ｂからなる。結晶粒子１４ａは、Ｒｕの略単結晶からなり、粒界部１４ｂはＲｕＢ合金層１４に含まれるＢ（ボロン）の偏析により形成される。すなわち、ＲｕＢ合金層は粒界偏析構造を有する。

図４は、ＲｕＢ合金層の一例としてのＲｕＢ膜の平面電子顕微鏡写真である。ＲｕＢ膜はＲｕ₉₅Ｂ₅の組成を有する。なお、組成は原子％で示し、以下の実施の形態においても同様である。ＲｕＢ膜は、先の図３と略同様の構成を有する磁気記録媒体１０の第１磁性層１３上に形成したものである。電子顕微鏡による観察が容易なように、ＲｕＢ膜の厚さを７ｎｍとした。

図４を参照するに、ＲｕＢ膜は、粒径が４ｎｍ〜１０ｎｍ程度で、結晶面が規則的に配列した結晶粒子と、結晶粒子間に幅の狭い粒界部が観察される。これにより、ＲｕＢ膜は結晶粒界構造を有することが分かる。

図３に戻り、ＲｕＢ膜を含むＲｕＢ合金層１４には、第１磁性層１３の結晶粒子１３ａと粒界部１３ｂからなる粒界偏析構造を引継ぐように、結晶粒子１４ａと粒界部１４ｂからなる粒界偏析構造が形成される。すなわち、第１磁性層１３の結晶粒子１３ａの上に、ＲｕＢ合金層１４の結晶粒子１４ａがエピタキシャル成長し、第１磁性層１３の第１磁性層１３の１３ｂの上にＲｕＢ合金層１４の粒界部１４ｂが形成される。そして、ＲｕＢ合金層１４はその粒界偏析構造上に第２磁性層１５が形成され、第２磁性層１５はＲｕＢ合金層１４の粒界偏析構造により、結晶粒子１５ａと粒界部１５ｂからなる粒界偏析構造が形成される。ここで、粒界偏析構造を引継ぐというのは、上の層の結晶粒子が下の結晶粒子上にエピタキシャル成長し、かつ上の層の粒界部が下の層の粒界部に沿って形成されることである。これにより、第２磁性層１５は、ＲｕＢ合金層１４との界面１５ｃの初期成長領域が、結晶粒子１５ａの結晶性および結晶配向性が良好となり、第２磁性層１５を薄膜化しても、保磁力角型比の低下を抑制できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図５は、本発明の第１の実施の形態の第１例に係る磁気記録媒体の断面図である。

図５を参照するに、第１例に係る磁気記録媒体２０は、基板２１と、基板２１上に、第１シード層２２、第２シード層２３、下地層２４、非磁性中間層２５、記録層２６、保護膜３０、および潤滑層３１が積層された構成からなり、記録層２６は、非磁性中間層２５側から、第１磁性層２７、ＲｕＢ合金層２８、および第２磁性層２９が積層された構成からなる。

基板２１は、ガラス基板、ＮｉＰめっきアルミ合金基板、シリコン基板、プラスチック基板、セラミック基板、カーボン基板等の公知の材料を用いることができる。

基板２１の表面には、所定の方向に沿って延在する多数の凹凸からなる、いわゆるテクスチャ（不図示）を設けてもよい。ここで所定の方向は、磁気記録媒体２０の記録方向と略同じ方向であることが好ましい。例えば、磁気記録媒体２０が円板である場合はその周方向である。これにより、第１磁性層２７および第２磁性層２９を構成するＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒＰｔ等の合金膜のｃ軸を膜面内でかつ周方向に配向させることできる。ＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒＰｔ等のｃ軸は磁化容易軸であるので保磁力が増加し、その結果、高記録密度の磁気記録媒体として好ましい磁気特性となる。テクスチャは、研磨剤を含むスラリーを用いた研磨法により形成した、いわゆるメカニカルテクスチャでもよい。また、テクスチャは、イオンビームを基板面に斜め方向から照射して規則的に形成される凹凸でもよい。なお、このようなテクスチャは基板２１の表面に限定されず、基板２１表面の代わりに次に説明する第１シード層２２あるいは第２シード層２３の表面に設けてもよい。

第１シード層２２は、非晶質の非磁性金属材料からなる。第１シード層２２に好適な金属材料としては、ＣｏＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＰ、ＣｏＣｒＺｒ、およびこれらの金属を主成分とする金属が挙げられる。また、第１シード層２２の厚さは５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。第１シード層２２は、その表面が非晶質で結晶学的に一様であるので、この上に形成される第２シード層２３に結晶学的な異方性の影響を与えない。その結果、第２シード層２３がそれ自体の結晶構造を形成し易くなるので、第２シード層２３の結晶性および結晶配向性が向上する。これにより、その上の下地層２４等を介して記録層２６の結晶性および結晶配向性を向上させ、特に、ＲｕＢ合金層２８が第１磁性層２７の結晶性および結晶配向性を第２磁性層２９に引継ぐので、第２磁性層２９の結晶性および結晶配向性が向上する。

なお、第２シード層２３を省略し、第１シード層２２上に下地層２４を設ける場合は、第１シード層２２は下地層２４に同様の効果を与える。

第２シード層２３は、Ｂ２構造を有する結晶質の非磁性金属材料からなり、例えば、ＡｌＲｕ、ＮｉＡｌが好適である。また、第２シード層２３の厚さは１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。Ｂ２構造は、ｂｃｃ（体心立方）構造を基本としたＣｓＣｌ（塩化セシウム）型の金属規則相である。また、第２シード層２３の上に形成される下地層２４はｂｃｃ構造を有するので、第２シード層２３と下地層２４とは互いに結晶構造が近似する。したがって、第２シード層２３により下地層２４の結晶配向性が向上する。

なお、第２シード層２３は、多数の結晶粒子からなる多結晶体である。第２シード層２３の膜面に平行な断面における結晶粒子の粒径の増大を抑制する点で、第２シード層２３は、上記の材料からなる薄膜（例えば厚さ５ｎｍ）を積層して構成してもよい。このようにすることで、第２シード層２３自体の結晶性を維持しつつ、その結晶粒子の粒径の増大を抑制でき、下地層２４等を介して第１磁性層２７および第２磁性層２９の各々の結晶粒子の粒径の増大を抑制できる。

なお、磁気記録媒体２０は、第１シード層２２および第２シード層２３の両方を設ける方がより好ましいが、いずれかを省略してもよい。

下地層２４は、Ｃｒまたはｂｃｃ結晶構造を有するＣｒ−Ｘ1合金（Ｘ1＝Ｗ、Ｖ、Ｍｏ、およびＭｎから選択される少なくとも一種）から選択される。下地層２４は、厚さが１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定される。下地層２４は、Ｃｒ−Ｘ1合金を用いることにより、その上の非磁性中間層２５との格子整合性を高め、第１磁性層２７および第２磁性層２９の結晶性を向上できる。また、下地層２４は、Ｃｒ−Ｘ1合金を用いることにより、その上に非磁性中間層２５を設けない場合でも、直接接触する第１磁性層２７との結晶整合性を向上し、第１磁性層２７および第２磁性層２９の結晶性を高めることができる。

また、下地層２４はＣｒまたはＣｒ−Ｘ1合金からなる層を複数積層してもよい。積層することにより下地層２４自体の結晶粒子の肥大化を抑制し、さらに第１磁性層２７および第２磁性層２９の結晶粒子の粒径増大を抑制できる。

非磁性中間層２５は、ｈｃｐ構造を有するＣｏ−Ｘ2、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｘ2、またはＣｏＣｒＢ−Ｘ2（Ｘ2＝Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびＨｆから選択される少なくとも一種）の非磁性材料からなる。非磁性中間層２５は、厚さが０．５ｎｍ〜５．０ｎｍ（好ましくは０．５ｎｍ〜３．０ｎｍ）の範囲に設定される。

非磁性中間層２５は下地層２４の表面上にエピタキシャル成長して下地層２４のＣｒまたはＣｒ−Ｘ1合金の（１００）面に平行にｈｃｐ構造のｃ軸が配向する。このｃ軸配向は、非磁性中間層２５上の第１磁性層２７、ＲｕＢ合金層２８、第２磁性層２９に引継がれる。

また、非磁性中間層２５は、特に、ＣｏＣｒＢまたはＣｏＣｒＢ−Ｘ2からなることが好ましい。ＣｏＣｒにより粒界偏析構造が形成され、さらに非磁性中間層２５にＢが含まれることで結晶粒子の粒径を低減できる。

また、非磁性中間層２５は、ＣｏＣｒＢ−Ｘ2からなることが好ましい。ＣｏＣｒＢ−Ｘ2は、主にＣｏＣｒからなる結晶粒子に添加元素あるいは合金Ｘ2を添加することで、ＣｏＣｒの結晶構造に与える歪みを抑制しつつ、Ｃｏ濃度を低下させて非磁性化できる。

また、非磁性中間層２５は、上記の材料からなる層を複数積層してもよい。なお、非磁性中間層２５は設ける方が好ましいが、必ずしも設けなくともよい。

記録層２６は、第１磁性層２７、ＲｕＢ合金層２８、および第２磁性層２９から構成され、第１磁性層２７と第２磁性層２９とがＲｕＢ合金層２８を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有する。第１磁性層２７および第２磁性層２９の膜面内方向に配向した磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。

第１磁性層２７は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｍ1合金、またはＣｏＣｒＢ−Ｍ1合金（Ｍ1＝Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、およびＰｄから選択される少なくとも一種）からなる。これらの材料を用いることにより、第１磁性層２７は先の図３に示した結晶粒子と粒界部からなる粒界偏析構造が形成される。粒界部にＣｒが偏析して非磁性部となり、結晶粒子はＣｏＣｒあるいはＣｏＣｒを主成分とした強磁性材料から形成される。結晶粒子は、非磁性中間層２５の結晶配向によりｃ軸が膜面内方向を向くように結晶配向する。

第１磁性層２７は、ＲｕＢ合金層２８の粒界偏析を促進する点で、ＣｏＣｒＢまたはＣｏＣｒＢ−Ｍ1合金からなること好ましい。このように第１磁性層２７にＢを含む材料を用いることで、Ｂが粒界部に偏析すると共にＣｒの偏析が促進されて粒界部がより厚くなり、結晶粒子のＣｏ濃度が高くなる。その結果、個々の結晶粒子の飽和磁化が高く、結晶粒子同士が十分に離隔された良好な粒界偏析構造が形成される。さらに、ＲｕＢ合金層２８材料が第１磁性層２７の表面に堆積する際に、第１磁性層２７からＢがＲｕＢ合金層２８の粒界部に供給され、ＲｕＢ合金層２８の粒界部の形成が促進されることが期待される。

また、第１磁性層２７は、厚さが０．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定される。第１磁性層２７の厚さは、後ほど説明するが、第１磁性層２７の厚さと残留磁化との積と第２磁性層２９の厚さと残留磁化との積との関係から適宜設定される。

また、第１磁性層２７は、第２磁性層２９の結晶配向性を向上する点で、上記の強磁性材料からなる複数の層を積層することが好ましい。この場合、各層の組成を同様としてもよく、あるいは各層に含まれる元素が互いに異なるようにしてもよく、各層の組成比が互いに異なるようにしてもよい。

ＲｕＢ合金層２８は、ＲｕＢまたはＲｕＢ−Ｘ3（Ｘ3＝Ｃｏ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｇｄ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＭｎから選択される少なくとも一種）からなる。ＲｕＢ合金層２８は、ｈｃｐ構造を有し、第１磁性層２７上にエピタキシャル成長する。すなわち、第１磁性層２７の結晶粒子の表面にＲｕＢ合金層２８の結晶粒子が成長し、第１磁性層２７の粒界部の表面にＲｕＢ合金層２８の粒界部が形成された粒界偏析構造が形成される。ＲｕＢ合金層２８の粒界部は、ＲｕにＢを添加することによりＢが偏析して形成され、略Ｂのみからなると推察される。一方、ＲｕＢ合金層２８の結晶粒子はＲｕのみ、あるいはわずかにＢを含む単結晶に近い構造を有すると推察される。ＲｕＢ合金層２８は、このようにして、第１磁性層２７の粒界偏析構造を引継いで、ＲｕＢ合金層２８の上に良質の第２磁性層２９の粒界偏析構造を形成する。

ＲｕＢ合金層２８がＲｕＢからなる場合は、Ｂ濃度は０．１原子％〜１０原子％（さらに好ましく２原子％〜１０原子％）の範囲に設定されることが望ましい。Ｂ濃度が１０原子％を超えると、第２磁性層２９の結晶配向性が低下し易くなり、第２磁性層２９の飽和磁化等が低下し易くなる。

また、ＲｕＢ合金層２８が、ＲｕＢに、Ｃｏ、Ｒｅ、およびＲｈのいずれかを添加した材料からなる場合は、Ｃｏ、Ｒｅ、ＲｈはそれぞれＲｕと全率固溶するので、Ｒｕの結晶構造の結晶性の低下を回避しつつＲｕＢ合金層２８の結晶粒子を非磁性化できる。

また、ＲｕＢ合金層２８が、ＲｕＢに、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、およびＨｆのいずれかを添加した材料からなる場合は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、およびＨｆが、Ｂが粒界に偏析することを促進する点で好ましい。これにより、ＲｕＢ合金層２８にいっそう良好な粒界偏析構造が形成される。またさらに、ＲｕＢ合金層２８は、ＲｕＢに、Ｇｄ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＭｎのいずれかを添加してもよい。

ＲｕＢ合金層２８の厚さは０．４ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定される。この範囲にＲｕＢ合金層２８の厚さを設定することで、ＲｕＢ合金層２８を介して第１磁性層２７と第２磁性層２９とが反強磁性的に交換結合する。

第２磁性層２９は、ＣｏＣｒＰｔまたはＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2合金（Ｍ2＝Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔａ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｄ、およびＲｅから選択される少なくとも一種）からなる。具体的には、第２磁性層２９は、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ等からなる。

第２磁性層２９は、ｈｃｐ構造を有する結晶粒子とＣｒ等が偏析した粒界部からなる粒界偏析構造を有する。そして、第２磁性層２９の結晶粒子は、ＲｕＢ合金層２８の結晶粒子の表面にエピタキシャル成長する。第２磁性層２９のＣｏＣｒＰｔを含む結晶粒子のａ軸の格子定数は、おおよそ０．２５ｎｍに対しＲｕＢ合金層２８のＲｕのａ軸の格子定数が０．２７ｎｍで近接しているので、格子整合が良好である。さらに、ＲｕＢ合金層２８に粒界偏析構造が形成されているので、第２磁性層２９は偏析し易くなる。したがって、第２磁性層２９はＲｕＢ合金層２８上に成長初期の段階から良好な粒界偏析構造が形成され、結晶粒子の結晶性および結晶配向性が向上する。その結果、第２磁性層２９を薄膜化しても、保磁力角型比等の静磁気特性の劣化を抑制でき、Ｓ／Ｎｍの劣化を抑制できる。

また、第２磁性層２９は、ＣｏＣｒＰｔまたはＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2にＳｉＯ₂を添加してもよい。このような組成ではＣｏＣｒＰｔまたはＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2が結晶粒子を形成し、ＳｉＯ₂が粒界部を形成する、いわゆるグラニュラー構造となる。この場合もＲｕＢ合金層２８の結晶粒子上に第２磁性層２９の結晶粒子が形成されるので、成長初期の段階から良好な粒界偏析構造が形成され、結晶粒子の結晶性および結晶配向性が向上する。

第２磁性層２９を構成する強磁性材料は、第１磁性層２７を構成する強磁性材料と異ならせてもよい。例えば、第２磁性層２９を構成する強磁性材料は、第１磁性層２７を構成する強磁性材料よりも異方性磁界が大きい材料から選択される。このような強磁性材料を選択する手法としては、第１磁性層２７にＰｔを含まない強磁性材料を選択し、第２磁性層２９にＰｔを含む強磁性材料を用いる。他の手法としては、Ｐｔ濃度（原子濃度として）が第１磁性層２７よりも第２磁性層２９の方が高い強磁性材料を用いる。

また、第２磁性層２９は２層以上の積層体としてもよい。この場合、各層の組成を同様としてもよく、あるいは各層に含まれる元素が互いに異なるようにしてもよく、各層の組成比が互いに異なるようにしてもよい。このような第２磁性層２９の例としては、ＲｕＢ合金層２８側から、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ／ＣｏＣｒＰｔＢを積層した構成とし、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕを低媒体ノイズの組成、ＣｏＣｒＰｔＢを高出力の組成とする。

第２磁性層２９は、厚さが５ｎｍ〜２５ｎｍの範囲に設定される。また、第２磁性層２９の厚さは、次に示す、第２磁性層２９の厚さおよび残留磁化、第１磁性層２７の厚さおよび残留磁化との関係において設定されることが好ましい。その関係はｔ₁×Ｂｒ₁＜ｔ₂×Ｂｒ₂である。ここで、Ｂｒ₁、Ｂｒ₂はそれぞれ第１磁性層２７、第２磁性層２９の残留磁化を表し、ｔ₁、ｔ₂はそれぞれ第１磁性層２７、第２磁性層２９の厚さを表す。このような関係に設定することで、記録層２６は、実質的に、ｔ₂×Ｂｒ₂−ｔ₁×Ｂｒ₁の大きさの残留磁化膜厚積を有する。記録層２６の残留磁化膜厚積（＝Ｂｒ₂×ｔ₂−Ｂｒ₁×ｔ₁）の大きさは、１．５ｎＴｍ〜１０．０ｎＴｍの範囲に設定されることが好ましい。

以上、説明したように、記録層２６は、ＲｕＢ合金層２８を挟んで積層された第１磁性層２７と第２磁性層２９とが反強磁性的に交換結合して構成されている。したがって、記録によって形成される１ビットの実質的な体積は、交換結合した第１磁性層２７と第２磁性層２９との和となるので、記録層２６が第２磁性層２９のみからなる場合よりも実質的な体積が増加する。したがって、実質的な体積Ｖが増加することにより耐熱揺らぎ性の指標であるＫｕＶ／ｋＴが増加し耐熱揺らぎ性が向上する。

なお、記録層２６は第１磁性層２７と第２磁性層２９の２層に限定されず、３層以上の磁性層が積層して構成されてもよい。磁性層が互い交換結合し、そのうちの少なくとも２つ層が反強磁性的に結合していればよい。

保護膜３０は、厚さが０．５ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは０．５ｎｍから５ｎｍ）の範囲に設定され、例えばダイヤモンドライクカーボン、窒化カーボン、アモルファスカーボンなどにより構成される。

潤滑層３１は、例えば主鎖がパーフルオロポリエーテルで末端基が−ＯＨやフェニル基等よりなる有機系液体潤滑剤より構成される。なお、保護膜３０の種類に応じて、潤滑層３１は設けてもよく、設けなくてもよい。

上述した磁気記録媒体２０の各層の形成方法は、潤滑層３１を除き、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法等の真空プロセスや、電気めっき法、無電解めっき法等のウェットプロセスを用いて形成する。また、潤滑層３１は、引き上げ法や液面低下法等の浸漬法や、スピンコート法等の塗布法を用いて形成する。

第１例に係る磁気記録媒体２０は、記録層２６の第１磁性層２７と第２磁性層２９との間にＲｕＢ合金層２８が設けられている。ＲｕＢ合金層２８が第１磁性層２７上にエピタキシャル成長し、さらに第２磁性層２９がＲｕＢ合金層２８上にエピタキシャル成長している。そして、ＲｕＢ合金層２８は膜中のＢにより粒界偏析構造を形成し、第１磁性層２７の粒界偏析構造を引継ぎ、さらに第２磁性層２９に引継いでいる。したがって、第２磁性層２９の初期成長領域の結晶性および結晶配向が良質となる。その結果、第２磁性層２９を薄膜化しても静磁気特性の劣化を抑制でき、信号対媒体ノイズ比の劣化を抑制できる。よって、磁気記憶装置の総合的なＳ／Ｎ（以下、単に「Ｓ／Ｎ」と称する。）を向上できると期待される。

図６は、第１の実施の形態の第２例に係る磁気記録媒体の断面図である。第２例に係る磁気記録媒体は、第１例に係る磁気記録媒体の変形例である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図６を参照するに、第２例に係る磁気記録媒体４０は、基板２１と、基板２１上に、第１シード層２２、第２シード層２３、下地層２４、非磁性中間層２５、記録層４１、保護膜３０、および潤滑層３１が積層された構成からなり、記録層４１は、非磁性中間層２５側から、第１磁性層４２₁、第１ＲｕＢ合金層４３₁、第２磁性層４２₂、…、第ｎ−１磁性層４２_n-1、第ｎ−１ＲｕＢ合金層４３_n-1、および第ｎ磁性層４２_nが積層された構成からなる。磁気記録媒体４０は、記録層４１が異なる以外は第１例の磁気記録媒体と同様に構成される。ただし、ｎは３以上の自然数である。

記録層４１は、ｎ層の磁性層４２₁〜４２_nと、各磁性層４２₁〜４２_n間に形成されＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1からなる。ｎ層の磁性層４２₁〜４２_nは図５に示す第１例の第１磁性層２７または第２磁性層２９と同様の材料から選択される。ただし、第１磁性層４３₁は、図５に示す第１例の第１磁性層２７と同様の材料から選択され、第ｎ磁性層４２_nは、図５に示す第１例の第２磁性層２９と同様の材料から選択されることが好ましい。また、各磁性層４２₁〜４２_nの厚さは、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。

また、ＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1は、図５に示す第１例のＲｕＢ合金層２８と同様の材料および厚さの範囲から選択される。このようにすることで、各ＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1の両側の磁性層同士を反強磁性的に交換結合することができる。

なお、記録層４１はｎ−１層のＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1のうち、いずれか１層あるいは２層以上のＲｕＢ合金層を省略した構成としてもよい。ＲｕＢ合金層が省略された上下の磁性層は強磁性的に交換結合し、磁化の方向が平行となる。このような構成であっても、記録層４１全体の残留磁化膜厚積が所定の範囲になるようにすればよい。

第２例に係る磁気記録媒体４０は、記録層４１がｎ層の磁性層４２₁〜４２_nを有し、各磁性層４２₁〜４２_n間に形成されたＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1がその下側の磁性層の表面にエピタキシャル成長し、さらにＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1の表面にその上側の磁性層がエピタキシャル成長している。さらに、ＲｕＢ合金層４３₁〜４３_n-1は膜中のＢにより粒界偏析構造を形成し、下側の磁性層の粒界偏析構造を上側の磁性層に引継ぎつぐ。そのため、上側の磁性層の初期成長領域の結晶性および結晶配向が良質となる。その結果、多層の磁性層４２₁〜４２_nを形成しても、各磁性層４２₁〜４２_nの結晶性および結晶配向が良質であるので、第ｎ磁性層４２_nを薄膜化しても静磁気特性の劣化を抑制でき、信号対媒体ノイズ比の劣化を抑制できる。よって、第２例の磁気記録媒体４０を備えた磁気記憶装置はそのＳ／Ｎ比を向上できると期待される。また、第２例に係る磁気記録媒体４０は、多層の磁性層４２₁〜４２_nを反強磁性的に交換結合させているので、第１例の磁気記録媒体よりも耐熱揺らぎ性を向上できる。また、個々の磁性層４２₁〜４２_nの厚さを薄くできるので、結晶粒子の肥大化を抑制して結晶粒子を微細化することで低媒体ノイズ化も同時に達成できる。

図７は、第１の実施の形態の第３例に係る磁気記録媒体の断面図である。第３例に係る磁気記録媒体は、第１例に係る磁気記録媒体の変形例である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図７を参照するに、第３例に係る磁気記録媒体５０は、基板２１と、基板２１上に、第１シード層２２、第２シード層２３、下地層２４、ＲｕＢ合金層５１、第２磁性層２９、保護膜３０、および潤滑層３１が積層された構成からなる。磁気記録媒体５０は、下地層２４上にＲｕＢ合金層５１が形成され、記録層が第２磁性層２９のみからなる以外は第１例に係る磁気記録媒体と同様に構成される。

第２磁性層２９は、図５に示す第２磁性層２９と同様の材料から選択される。第２磁性層２９は一層のみならず、同様の組成、あるいは異なる材料を含む磁性層、あるいは異なる組成比の磁性層を複数層積層した積層体でもよい。

ＲｕＢ合金層５１は、図５に示すＲｕＢ合金層２８と同様の材料から選択される。ＲｕＢ合金層５１は、Ｃｒまたはｂｃｃ結晶構造を有するＣｒ−Ｘ1合金上に形成される。ＲｕＢ合金層５１は自己形成的に粒界偏析構造を形成し、ＲｕＢ合金層５１の結晶粒子は、下地層２４の影響で、ｃ軸が膜面内方向に配向する。ＲｕＢ合金層５１はその粒界偏析構造により第２磁性層２９の粒界偏析構造の形成を促進させる。

ＲｕＢ合金層５１の厚さは０．２ｎｍ〜３ｎｍの範囲に設定される。ＲｕＢ合金層５１の厚さが３ｎｍを超えると、Ｂ濃度が０．１原子％〜１０原子％の範囲の上限付近では、第２磁性層２９の飽和磁化が低下する傾向になるためである。

第３例に係る磁気記録媒体５０は、ＲｕＢ合金層５１が自己形成的に粒界偏析構造を形成し、第２磁性層２９の粒界偏析構造の形成を促進させるので、第２磁性層２９の成長初期の粒界偏析構造が良好となる。そのため、第２磁性層２９を薄膜化した場合でも、静磁気特性の劣化を抑制でき、信号対媒体ノイズ比の劣化を抑制できる。よって、第３例の磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置のＳ／Ｎを向上できると期待される。

なお、図示は省略するが、第３例に係る磁気記録媒体５０において、下地層２４とＲｕＢ合金層５１との間に、図５に示す非磁性中間層２５を形成してもよい。これにより、ＲｕＢ合金層５１は、ｈｃｐ構造を有する非磁性中間層の表面にエピタキシャル成長する。また、ＲｕＢ合金層５１のＢの偏析を促進する点で、非磁性中間層はＢを含むことが好ましい。ＲｕＢ合金層５１は、非磁性中間層の粒界偏析構造を引継いで、第２磁性層２９の粒界偏析構造の形成を促進させる。ＲｕＢ合金層５１が非磁性中間層の粒界偏析構造を引継いで、第２磁性層２９の粒界偏析構造の形成を促進させるので、第２磁性層２９を薄膜化した場合でも、静磁気特性の劣化を抑制でき、信号対媒体ノイズ比の劣化を抑制できる。よって、このような磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置のＳ／Ｎを向上できると期待される。

次に、本実施の形態に係る実施例１〜２および本発明によらない比較例１〜２を示す。

［実施例１］
実施例１の磁気ディスクは、図５に示す第１例の磁気記録媒体と同様の構成とした。その具体的構成を以下に示す。

ガラス基板（直径６５ｍｍ）
第１シード層：Ｃｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜（２５ｎｍ）
第２シード層：Ａｌ₅₀Ｒｕ₅₀膜（５０ｎｍ）
下地層：Ｃｒ₇₅Ｍｏ₂₅膜（５ｎｍ）
非磁性中間層：Ｃｏ₅₈Ｃｒ₄₂膜（５ｎｍ）
記録層
第１磁性層：Ｃｏ₇₈Ｃｒ₁₈Ｂ₄膜（２ｎｍ）
ＲｕＢ合金層：Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜（１．０ｎｍ）
第２磁性層：Ｃｏ₆₀Ｃｒ₁₈Ｐｔ₁₁Ｂ₈Ｃｕ₃膜
保護膜：ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜（４ｎｍ）
潤滑層：有機系液体潤滑剤（１．５ｎｍ）
なお、上記のかっこ内の数値は厚さを表す。第２磁性層の厚さを３ｎｍから１５ｎｍまで異ならせた磁気ディスクを形成した。

実施例１の磁気ディスクを以下のようにして作製した。最初にガラス基板の表面に周方向に沿って延在するテクスチャを形成した。次いで、表面を清浄化したガラス基板を真空中で１９０℃に加熱した。

次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＡｒガス雰囲気中（圧力０．６７Ｐａ）で、上記膜構成のうちＣｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜からＤＬＣ膜までを各々の真空チャンバー内で連続して形成した。次いで、浸漬法によりアモルファスカーボン膜の表面に潤滑層を塗布した。なお、加熱装置およびＤＣマグネトロンスパッタ装置の真空チャンバー内を予め１×１０^-5Ｐａ以下の高真空に排気した後、アルゴンガスを供給して上記の圧力に設定した。

［比較例１］
比較例１に係る磁気ディスクは、Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜の代わりにＲｕ膜（０．７ｎｍ）とした以外は、実施例１と同様の構成とし、実施例１と同様の条件で作製した。

次に、図８〜図１２に実施例１および比較例１の磁気ディスクの静磁気特性および電磁変換特性を示す。なお、図８〜図１２の各図において、実施例１を「○」で示し、比較例１を「□」で示している。

図８および図９は、実施例１および比較例１に係る磁気ディスクの静磁気特性と第２磁性層厚さとの関係を示す図である。図８の縦軸は振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定した保磁力、図９の縦軸はＶＳＭにより測定した保磁力角型比である。なお、ＶＳＭの印加磁界は、磁気ディスクの基板面に平行でかつ周方向に沿って印加した。

図８を参照するに、実施例１の保磁力は、比較例１の保磁力に比べて、第２磁性層厚さが１２ｎｍ以下の薄膜側で２００Ｏｅ程度高くなっている。また、図９を参照するに、実施例１の保磁力角型比は、比較例１の保磁力角型比に比べて１５ｎｍ以下の薄膜側で高くなっており、特に１０ｎｍ以下で極めて高くなっている。また、実施例１の保磁力角型比は、第２磁性層厚さが５ｎｍ付近でも０．６７程度ある。保磁力と保磁力角型比は、その値が高い方が、第２磁性層の結晶性が良好であり、かつ結晶配向性が良好であることを示す。これらのことから、実施例１の第２磁性層の初期成長領域の結晶配向が良好であることが分かる。

図１０〜図１２は、実施例１および比較例１に係る磁気ディスクの電磁変換特性と第２磁性層厚さとの関係を示す図である。図１０〜図１２の縦軸は、図１０が再生分解能、図１１がオーバーライト、図１２がＳ／Ｎｍである。

図１０を参照するに、実施例１および比較例１の再生分解能は、第２磁性層厚さが薄くなるにつれて、急激の増加している。実施例１の再生分解能は、比較例１の再生分解能に比べて、第２磁性層厚さが１２ｎｍ以下の薄膜側で５％程度高くなっている。このことから、実施例１は比較例１よりも再生分解能を向上することで、優れたＳ／Ｎを有することが期待できる。

図１１を参照するに、実施例１および比較例１のオーバーライトは、略同等となっている。これは、先の図８に示した保磁力は実施例１が比較例１よりも高くなっていることを考え合わせると、実施例１の方が、比較例１に比べて、第２磁性層の結晶配向性が良好になっていることが推察できる。実施例１は、比較例１よりも保磁力が高いにもかかわらず、比較例１とオーバーライトが略同等であることは、記録し易さが良好であることを示しており好ましい。

図１２を参照するに、実施例１のＳ／Ｎｍは比較例１のＳ／Ｎｍに比べ、第２磁性層厚さが１２ｎｍ以下の薄膜側で０．５ｄＢ良好なことが分かる。このことから、第２磁性層を薄膜化することによるＳ／Ｎｍの劣化が抑制されていることが分かる。なお、Ｓ／Ｎｍは、Ｓは孤立波平均出力であり、Ｎｍは媒体ノイズである。

実施例１によれば、Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜を第１磁性層と第２磁性層との間に形成することにより、Ｒｕ膜を形成した比較例１に比べて、第２磁性層の薄膜化による保磁力角型比の低下が抑制され、Ｓ／Ｎｍの劣化が抑制されており、その一方で、再生分解能が向上している。これにより、実施例１は、比較例１よりも優れたＳ／Ｎを有することが期待できる。

なお、再生分解能、オーバーライト、およびＳ／Ｎｍの測定は、市販のスピンスタンドと、誘導型記録素子とＧＭＲ再生素子を有する複合型磁気ヘッドを用いた。再生分解能は、（線記録密度３５７ｋＦＣＩでの平均出力）／（線記録密度８９ｋＦＣＩでの平均出力）×１００（％）である。オーバーライトは線記録密度７１４ｋＦＣＩの信号に線記録密度１１９ｋＦＣＩの信号を重ね書きし、線記録密度７１４ｋＦＣＩの信号の消去率とした。また、Ｓ／Ｎｍは、平均出力Ｓiso（線記録密度１０ｋＦＣＩ）と媒体ノイズＮｍから１０×ｌｏｇ（Ｓiso／Ｎｍ）（ｄＢ）として求めた。

［実施例２］
実施例２に係る磁気ディスクは、図５に示す第１例の磁気記録媒体と同様の構成とした。その具体的構成を以下に示す。

ガラス基板（直径６５ｍｍ）
第１シード層：Ｃｒ₅₀Ｔｉ₅₀膜（２０ｎｍ）
第２シード層：Ａｌ₅₀Ｒｕ₅₀膜（７ｎｍ）
下地層：Ｃｒ膜（２ｎｍ）／Ｃｒ₇₅Ｍｏ₂₅膜（４ｎｍ）
非磁性中間層：Ｃｏ₅₀Ｃｒ₂₂Ｒｕ₂₅Ｂ₃膜（３ｎｍ）
記録層
第１磁性層：Ｃｏ₈₄Ｃｒ₁₄Ｂ₂膜（２．５ｎｍ）
ＲｕＢ合金層：Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜（０．９ｎｍ）
第２磁性層：ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ膜（下層）およびＣｏＣｒＰｔＢ膜（上層）の積層体
保護膜：ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜（４ｎｍ）
潤滑層：有機系液体潤滑剤（１．５ｎｍ）
なお、上記のかっこ内の数値は厚さを表す。第２磁性層の厚さを、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ膜（下層）およびＣｏＣｒＰｔＢ膜（上層）の厚さを７：３の比に固定して、おおよそ５ｎｍ〜２５ｎｍまで異ならせた磁気ディスクを作製した。実施例２の磁気ディスクは、実施例１と略同様にして作製した。なお、ガラス基板の表面のテクスチャも実施例１と同様にして形成した。

［比較例２］
比較例２に係る磁気ディスクは、非磁性中間層を省略し、第１磁性層にＣｏ₈₄Ｃｒ₁₆膜（２．６ｎｍ）、Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜の代わりにＲｕ膜（０．８ｎｍ）を用いた以外は、実施例２と同様の構成とし、実施例２と同様の条件で作製した。

次に、図１３〜図１８に実施例２および比較例２の磁気ディスクの静磁気特性、電磁変換特性、および耐熱揺らぎ特性を示す。なお、図１３〜図１８の各図において、実施例２を「○」で示し、比較例２を「□」で示している。

図１３〜図１５は、実施例２および比較例２に係る磁気ディスクの静磁気特性と第２磁性層のｔ×Ｂｒ（残留磁束膜厚積）との関係を示す図である。図１３〜図１５の縦軸は、図１３はＶＳＭにより測定した保磁力、図１４は、カー効果測定装置により測定した保磁力角型比、図１５は、磁気トルク計により測定した異方性磁界である。なお、ＶＳＭおよびカー測定装置の印加磁界は、磁気ディスクの基板面に平行でかつ周方向に沿って印加した。また、磁気トルク計の印加磁界は磁気ディスクの基板面に平行に印可した。

また、図１３〜図１５の横軸は、第２磁性層のｔ×Ｂｒであり、ｔ×Ｂｒは磁気ディスクの再生出力から換算して求めたものである。これは、図１６〜図１８の横軸のｔ×Ｂｒも同様である。その再生出力は、記録密度８９ｋＦＣＩにおける平均出力を用いた。なお、ｔ×Ｂｒは、ｔが第２磁性層の厚さ、Ｂｒは第２磁性層の膜面内方向でかつ周方向に沿った残留磁束密度を示す。

図１３〜図１５を参照するに、実施例２は、比較例２に比べて、保磁力、保磁力角型比、および異方性磁界とも高い値を示している。特に、ｔ×Ｂｒが３０Ｇμｍ以下の薄膜領域では、図１３〜図１５の各特性において実施例２が比較例２よりも高い値を示している。このことから、第２磁性層を薄膜化した場合、実施例２は比較例２よりも静磁気特性の劣化が抑制されていることが分かる。

図１６および図１７は、実施例２および比較例２の磁気ディスクの電磁変換特性と第２磁性層のｔ×Ｂｒとの関係を示す図である。図１６の縦軸はオーバーライト、図１７の縦軸はＳ／Ｎｍである。

図１６を参照するに、実施例２のオーバーライトは、比較例２のオーバーライトに比べて、第２磁性層のｔ×Ｂｒが約２５Ｇμｍ以下の薄膜側で良好となっている。また、図１７を参照するに、実施例２のＳ／Ｎｍは、比較例２のＳ／Ｎｍに比べて、第２磁性層のｔ×Ｂｒが約２５Ｇμｍ以下の薄膜側で良好となっている。したがって、オーバーライトおよびＳ／Ｎｍから、実施例２は、約２５Ｇμｍ以下の薄膜側で比較例２よりも効果があることが分かる。

図１８は、実施例２および比較例２の磁気ディスクの耐熱揺らぎ特性と第２磁性層のｔ×Ｂｒとの関係を示す図である。耐熱揺らぎ特性は出力変化率（ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）で示している。出力変化率は、室温環境下、スピンスタンドを用いて、磁気ディスクに記録密度３５７ｋＦＣＩの信号を記録し、磁気ヘッドでその信号を再生し、その再生出力の時間減衰量から求めた。

図１８を参照するに、実施例２の出力変化率は、比較例２の出力変化率に比べて、第２磁性層のｔ×Ｂｒが約２５Ｇμｍ以下の薄膜側で極めて低減されている。出力変化率が小さいことは、耐熱揺らぎ性が良好であることを示している。したがって、実施例２は比較例２よりも第２磁性層のｔ×Ｂｒが約２５Ｇμｍ以下の薄膜側で耐熱揺らぎ性の劣化が抑制されていることが分かる。これにより、実施例２は比較例２よりも高記録密度化に適していることが分かる。

実施例２によれば、Ｒｕ₉₅Ｂ₅膜を第１磁性層と第２磁性層との間に形成することにより、Ｒｕ膜を形成した比較例２に比べて、第２磁性層の薄膜化による静磁気特性のおよび電磁変換特性の低下が抑制されている。これにより、実施例２は、比較例２よりも優れたＳ／Ｎを有することが期待できる。

さらに、実施例２は、比較例２に対して第２磁性層の薄膜化による耐熱揺らぎ性の劣化が抑制されている。これは、実施例２が比較例２よりも高記録密度化において有利であることが分かる。

（第２の実施の形態）
本発明の実施の形態は、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に関するものである。

図１９は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図１９を参照するに、磁気記憶装置７０は大略ハウジング７１からなる。ハウジング７１内には、スピンドル（図示されず）により回転駆動される磁気記録媒体７２、磁気ヘッド７３、磁気ヘッドを支持すると共に磁気記録媒体の径方向に回動させるアクチュエータユニット７４等からなる。磁気ヘッド７３は、そのヘッドスライダ７５に、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、またはＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）等の再生素子と誘導型の記録素子が設けられている。この磁気記憶装置７０の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。

磁気記録媒体７２は、例えば第１の実施の形態の第１例〜第３例のいずれかに係る磁気記録媒体である。磁気記録媒体７２は、最表層の磁性層、例えば、第１の実施の形態の第１例の第２磁性層を薄膜化することによる保磁力角型比の低下が抑制され、Ｓ／Ｎｍの低下が抑制される。さらに、磁気記録媒体７２の再生分解能が増加する。これにより、磁気記憶装置７０は、総合的なＳ／Ｎが向上し、高記録密度化を図ることが可能である。また、磁気記録媒体７２は、最表層の磁性層の薄膜化による耐熱揺らぎ特性の劣化が抑制されているので、この点でも磁気記憶装置７０は、高記録密度化を図ることが可能である。

なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置７０の基本構成は、図１９に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド７３は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。磁気記録媒体７２は、１枚に限定されず、２枚以上でもよい。また、磁気記憶装置７０は、複数枚の磁気記録媒体７２を備えている場合は、第１の実施の形態の第１例〜第３例の磁気記録媒体を少なくとも１枚備えていれば上記の効果を有する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記の実施の形態においては、磁気記録媒体は、記録層の磁化方向が基板面に平行な面内方式を例に説明したが、本発明は、下地層の結晶配向により記録層の磁化方向が基板面に対して斜め方向となる斜め配向磁気記録媒体にも適用できる。

また、第１の実施の形態の第１例〜第３例および第２の実施の形態において、磁気記録媒体は磁気テープでもよい。磁気テープにはテープ状の基板を用い、基板材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いる。

なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１） 基板と、
前記基板上に形成されたＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成されたＣｏＣｒまたはＣｏＣｒ合金からなる第１の磁性層と、
前記第１の磁性層上に形成されたＲｕＢ合金層と、
前記ＲｕＢ合金層上に形成され、ＣｏＣｒＰｔ、またはＣｏＣｒＰｔ合金からなり、前記第１の磁性層と反強磁性的に交換結合してなる第２の磁性層とを備え、
前記ＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ構造のＲｕＢ、またはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなると共に、第１の磁性層の表面にエピタキシャル成長してなり、
前記第２の磁性層は、ＲｕＢ合金層の表面にエピタキシャル成長してなる磁気記録媒体。
（付記２） 前記ＲｕＢ合金層は、その厚さが０．４ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３） 前記下地層と第１の磁性層との間に非磁性中間層をさらに備え、
前記非磁性中間層は、ｈｃｐ構造を有し、Ｃｏ−Ｘ2、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｘ2、およびＣｏＣｒＢ−Ｘ2からなる群のうちいずれか一種からなり、該Ｘ2はＴａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびＨｆからなる群のうち少なくとも一種からなることを備えることを特徴とする付記１または２記載の磁気記録媒体。
（付記４） 前記第１の磁性層は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｍ1合金、およびＣｏＣｒＢ−Ｍ1合金からなる群のうちいずれか一種からなり、該Ｍ1は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、およびＰｄからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記５） 前記記録層は、ＲｕＢ合金層と第２の磁性層との間に、該ＲｕＢ合金層側から他の磁性層と他のＲｕＢ合金層とが積層された積層体が設けられてなり、
前記他の磁性層は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｍ1合金、およびＣｏＣｒＢ−Ｍ1合金からなる群のうちいずれか一種からなり、該Ｍ1は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、およびＰｄからなる群のうち少なくとも一種からなり、
前記他のＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ構造のＲｕＢ、またはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記６） 基板と、
前記基板上に形成されたＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成されたＲｕＢ合金層と、
前記ＲｕＢ合金層上に形成されたＣｏＣｒＰｔ、またはＣｏＣｒＰｔ合金からなる磁性層とを備え、
前記ＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ構造のＲｕＢまたはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなり、
前記磁性層はＲｕＢ合金層の表面にエピタキシャル成長してなる磁気記録媒体。
（付記７） 前記ＲｕＢ合金層は、その厚さが０．２ｎｍ〜３ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記６記載の磁気記録媒体。
（付記８） 前記下地層とＲｕＢ合金層との間に、非磁性のＣｏＣｒまたはＣｏＣｒ合金からなる中間層を備えることを特徴とする付記６または７記載の磁気記録媒体。
（付記９） 前記ＲｕＢ合金層はＲｕＢからなり、該ＲｕＢのＢ濃度が０．１原子％〜１０原子％の範囲に設定されることを特徴とする付記１〜８のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１０） 前記ＲｕＢ合金層は、ＲｕＢを主成分とするＲｕＢ−Ｘ3からなり、該Ｘ3は、Ｃｏ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｇｄ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする付記１〜９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１１） 前記磁性層または第２の磁性層は、ＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2合金のいずれかからなり、該Ｍ2は、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔａ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｄ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする付記１〜１０のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１２） 前記基板と下地層との間に非晶質の非磁性金属材料からなる第１のシード層を備えることを特徴とする付記１〜１１のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１３） 前記基板と下地層との間に、Ｂ２構造を有する結晶質の非磁性金属材料からなる第２のシード層を備えることを特徴とする付記１〜１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１４） 前記基板の表面に記録方向に沿って長い凹凸からなるテクスチャが形成されてなることを特徴とする付記１〜１３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記１５） 付記１〜１４のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、
記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。

従来の磁気記録媒体の模式的断面図である。 従来の磁気記録媒体の試作例の第２磁性層厚さに対する特性図である。 本発明の原理を説明するための磁気記録媒体の模式的断面図である。 ＲｕＢ膜の平面電子顕微鏡写真である。 本発明の第１の実施の形態の第１例に係る磁気記録媒体の断面図である。 第１の実施の形態の第２例に係る磁気記録媒体の断面図である。 第１の実施の形態の第３例に係る磁気記録媒体の断面図である。 実施例１および比較例１に係る磁気ディスクの静磁気特性を示す図（その１）である。 実施例１および比較例１に係る磁気ディスクの静磁気特性を示す図（その２）である。 実施例１および比較例１に係る磁気ディスクの分解能特性を示す図である。 実施例１および比較例１に係る磁気ディスクのオーバーライト特性を示す図である。 実施例１および比較例１に係る磁気ディスクのＳ／Ｎｍを示す図である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクの静磁気特性を示す図（その１）である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクの静磁気特性を示す図（その２）である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクの静磁気特性を示す図（その３）である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクのオーバーライト特性を示す図である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクのＳ／Ｎｍを示す図である。 実施例２および比較例２に係る磁気ディスクの出力変化率を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す平面図である。

符号の説明

１０、２０、４０、５０、６０、７２ 磁気記録媒体
１１、２４ 下地層
１２、２６ 記録層
１３、２７ 第１磁性層
１３ａ、１４ａ、１５ａ 結晶粒子
１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ 粒界部
１４、２８、５１ ＲｕＢ合金層（第２ＲｕＢ合金層）
１５、２９ 第２磁性層
２１ 基板
２２ 第１シード層
２３ 第２シード層
２５ 非磁性中間層
３０ 保護膜
３１ 潤滑層
４１ 第２ＲｕＢ合金層
７０ 磁気記憶装置

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に形成されたＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層と、
   前記下地層上に形成されたＣｏＣｒまたはＣｏＣｒ合金からなる第１の磁性層と、
   前記第１の磁性層上に形成されたＲｕＢ合金層と、
   前記ＲｕＢ合金層上に形成され、ＣｏＣｒＰｔ、またはＣｏＣｒＰｔ合金からなり、前記第１の磁性層と反強磁性的に交換結合してなる第２の磁性層とを備え、
   前記ＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ構造のＲｕＢ、またはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなると共に、第１の磁性層の表面にエピタキシャル成長してなり、
   前記第２の磁性層は、ＲｕＢ合金層の表面にエピタキシャル成長してなる磁気記録媒体。
2. 前記ＲｕＢ合金層は、その厚さが０．４ｎｍ〜１．２ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記下地層と第１の磁性層との間に非磁性中間層をさらに備え、
   前記非磁性中間層は、ｈｃｐ構造を有し、Ｃｏ−Ｘ2、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｘ2、およびＣｏＣｒＢ−Ｘ2からなる群のうちいずれか一種からなり、該Ｘ2はＴａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、およびＨｆからなる群のうち少なくとも一種からなることを備えることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
4. 前記第１の磁性層は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＣｒ−Ｍ1合金、およびＣｏＣｒＢ−Ｍ1合金からなる群のうちいずれか一種からなり、該Ｍ1は、Ｐｔ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、およびＰｄからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
5. 基板と、
   前記基板上に形成されたＣｒまたはＣｒ合金からなる下地層と、
   前記下地層上に形成されたＲｕＢ合金層と、
   前記ＲｕＢ合金層上に形成されたＣｏＣｒＰｔ、またはＣｏＣｒＰｔ合金からなる磁性層とを備え、
   前記ＲｕＢ合金層は、ｈｃｐ構造のＲｕＢまたはＲｕＢを主成分とするＲｕＢ合金からなり、
   前記磁性層はＲｕＢ合金層の表面にエピタキシャル成長してなる磁気記録媒体。
6. 前記ＲｕＢ合金層は、その厚さが０．２ｎｍ〜３ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体。
7. 前記ＲｕＢ合金層はＲｕＢからなり、該ＲｕＢのＢ濃度が０．１原子％〜１０原子％の範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
8. 前記ＲｕＢ合金層は、ＲｕＢを主成分とするＲｕＢ−Ｘ3からなり、該Ｘ3は、Ｃｏ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｇｄ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
9. 前記磁性層または第２の磁性層は、ＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ2合金のいずれかからなり、該Ｍ2は、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｔａ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｉｒ、Ｓｉ、Ｐｄ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
10. 請求項１〜９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、
    記録素子と磁気抵抗効果型再生素子を有する記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。