JP2009004065A - 垂直磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性結晶粒子が互いに面内方向で空隙により分離された構成の記録層を有する垂直磁気記録媒体において、粒径分散と結晶配向分散の双方を抑制し、高いＳ／Ｎｔと狭ライトコア幅を実現する。
【解決手段】垂直磁気記録媒体（１０）は、基板（１１）上に形成される軟磁性裏打ち層（１２）と、前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層（１４．１５）と、前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層（１６）と、前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜（２１）および多結晶膜（２５）と、他の多結晶膜（２２）とを少なくとも含む積層体（３０、３０Ａ〜３０Ｅ）を含む。
【選択図】図１０

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体とその製造方法に関し、特に、垂直磁気記録媒体の結晶の粒径分散と配向分散を低減し、性能を改善する技術に関する。

ハードディスクドライブ装置は、１ビット当りのメモリ単価が安く、大容量化が図れるデジタル信号記録装置であるので、パーソナルコンピュータを筆頭にして近年、大量に使用されている。さらに、ユビキタス時代を迎えて、デジタルＡＶ関連機器での利用が牽引役となって、記録装置として飛躍的な需要の増大が予想される。したがって、ビデオ信号の記録のために、さらなるハードディスクドライブ装置の記録容量の増大が必要になる。

このような大容量化とともに、一般家庭用製品を対象とするため、メモリ単価をより宇安くする必要も生ずる。メモリ単価の低価格化には、ハードディスクドライブ装置を構成する部品数の削減が有効な手段となる。具体的には、磁気記録媒体（磁気ディスク）の高記録密度化を図ることにより、磁気記録媒体の必要枚数を増やすことなく、記録容量を増大させることができる。さらには飛躍的な高記録密度化が実現すれば、記録容量を増大させる一方で、磁気記録媒体の必要枚数を削減することも可能になり、使用する磁気ヘッド数も削減できる。この結果、メモリ単価の飛躍的な低減が可能になる。

このような事情から、磁気記録媒体の高記録密度化が命題となり、高分解能力化（高出力化）と低ノイズ化に基づいて、より高いＳＮ比（出力対ノイズ比）を達成することが課題となっている。これを実現するために、磁気記録層を構成する磁性粒の微細化、粒サイズの均一化、および磁気的な孤立性が試みられている。

ところで、垂直磁気記録媒体の製造では、従来から基板加熱を併用したスパッタ法によりＣｏＣｒ基合金膜を形成して、磁気記録層としていた。このＣｏＣｒ基合金膜では、ＣｏＣｒ基合金磁性結晶粒の結晶粒界に、非磁性のＣｒを偏析させて、磁性粒間の磁気的な孤立化を図っている。しかし、垂直磁気記録媒体では、磁区形成に起因するスパイクノイズの発生を抑制するために、下部層に非晶質化した軟磁性層を配置する必要がある。この軟磁性層を非晶質に保つために、磁性層形成の際に、Ｃｒ偏析に必要な基板加熱処理を行うことができない状況になった。

このため、加熱処理を用いるＣｒ偏析技術に代わって、ＣｏＣｒ基合金にＳｉＯ₂が添加された磁性膜を磁気記録層として用いる垂直磁気記録媒体の開発が行なわれている。この磁性膜では、ＣｏＣｒ基合金磁性結晶粒（たとえばＣｏＣｒＰｔ）が非磁性材料であるＳｉＯ₂によって相互に空間的に隔てられ、磁気的な孤立化が図られている。

磁性粒子をＳｉＯ2等の非磁性体で取り囲んだ構造（グラニュラー構造）の磁気記録層を形成するには、磁気記録層の直下に連続膜の形態で、厚膜のルテニウム（Ｒｕ）膜を配置している。この厚膜Ｒｕ膜では、その結晶粒界部が適度な深さを持った溝形状を取ることで、磁性結晶粒がＳｉＯ2によって互いに空間的に隔てられた構造の磁気記録層が形成される。

しかし、磁気記録層と裏打ち層の間に挿入されるＲｕ下地層の膜厚が厚いと、書き込みに必要なライトヘッド磁力が増大し、書き滲みが発生するという問題が生じる。また、下地Ｒｕ膜の膜厚が増大すると、結晶粒径の肥大化が起こる。

これを解決するために、図１に示すように、磁気記録層１６の下地となるＲｕ下地層１５を、Ｒｕ結晶粒１５ａが空隙部１５ｂによって相互に空間的に隔てられた間隙構造とする方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。図１の例では、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３を配置し、配向制御層１３の上に、連続膜である第１下地層１４と、間隙構造の第２下地層１５を介して、記録層１６が設けられる。記録層１６はキャップ層１７で保護される。第２下地層１５の間隙構成により、第１下地層１４と第２下地層１５のトータルの膜厚を抑制しつつ、均一な結晶粒径が、上層の記録層１６に引き継がれる。
特開２００５−３５３２５６号公報

しかし、間隙構造の下地Ｒｕ膜１５を採用して、トータルのＲｕ下地層の膜厚を抑制しつつグラニュラー構造の磁気記録層を実現しても、高記録密度化に不可欠なライトコア幅（ＷＣＷ）の低減と、高Ｓ／Ｎｔの達成を両立することは実現していない。

そこで、本発明は高記録密度化に不可欠なライトコア幅（ＷＣＷ）の低減と高Ｓ／Ｎｔ化の両立を図ることのできる垂直磁気記録媒体とその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、軟磁性裏打ち層と下地層の間に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体を挿入する。Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体により、結晶粒径の分散を低減することができる。この結晶構造体に他の多結晶膜を組み合わせることにより、上層の結晶配向の分散を低減し、高いＳ／Ｎｔ比を安定して得ることができる。また、従来と同じＳ／Ｎｔ比を達成するのに、ライトコア幅（ＷＣＷ）を大幅に低減することができ、高記録密度化が実現される。

具体的には、第１の側面では、垂直磁気記録媒体を提供する。垂直磁気記録媒体は、
（ａ）基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
（ｂ）前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
（ｃ）前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
（ｄ）前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体と、
を有する。

良好な構成例では、前記積層体に含まれる他の多結晶膜は、ＮｉＡｌ合金またはＮｉＡｌ合金に単元素物質を添加した合金材料である。このような膜を便宜上、「ＮｉＡｌ系の多結晶膜」と称する。

ＮｉＡｌ系の多結晶膜は、前記積層体の積層方向において前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の上方に位置する構成としてもよいし、前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の下方に位置する構成としてもよい。

別の構成例では、前記積層体は、Ｒｕ又はＲｕ合金で構成される第２の結晶構造体膜をさらに含む。

第２の側面では、垂直磁気記録媒体は、
（ａ）基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
（ｂ）前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
（ｃ）前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
（ｄ）前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金の第１の結晶構造体膜と、前記第１の結晶構造体膜の直上に位置するＮｉＡｌ系の多結晶膜と、Ｒｕ又はＲｕ合金の第２の結晶構造体膜とを少なくとも含む積層体と、
を有する。

第３の側面では、上述した垂直磁気記録媒体を適用した磁気記憶装置を提供する。磁気記憶装置は、磁気ヘッドを含む記録再生手段と、上記の垂直磁気記録媒体とを備える。

第４の側面では、垂直磁気記録媒体の製造方法を提供する。この製造方法は、
（ａ）基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
（ｃ）前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
工程を含む。

第５の側面では、垂直磁気記録媒体の製造方法は、
（ａ）基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる第１および第２の結晶構造体膜と、他の材料で構成される多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
（ｃ）前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
工程を含む。

良好な実施例では、前記結晶構造体は、Ｒｕ又はＲｕ合金ターゲットを用い、７Ｐａ〜８．５ＰａのＡｒガス圧力下で、０．５ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で形成される。

上記の構成と方法により、結晶配向分散を良好な範囲に抑え、高いＳ／Ｎｔ比を達成することができる。また、ライトコア幅（ＷＣＷ）を低減することができる。この結果、磁気記録媒体の記録密度が向上する。

図２は、実施形態１の垂直磁気記録媒体１０の概略断面図、図３は図２の要部の詳細な構成図である。垂直磁気記録媒体１０は、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３、結晶構造体テンプレート２１、多結晶膜２２、第１下地層１４、第２下地層１５、記録層１６、キャップ層１７をこの順に有する。結晶構造体テンプレート２１は、後述するように、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体のランダムかつ一様な配置膜であり、明細書ではこれを便宜上、「テンプレート」と称することとする。軟磁性裏打ち層１２と下地層（１４又は１５）の間に挿入される結晶構造体テンプレート２１と多結晶膜２２とで積層体３０を構成する。

基板１１は、プラスチック基板、ガラス基板、Ｓｉ基板、セラミクス基板、耐熱性樹脂基板等、磁気記録媒体の基板として適切に用いることのできる任意の基板である。実施形態１では、ガラスディスク基板とする。

軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ：soft magnetic underlayer）１２は、非晶質または微結晶の任意の軟磁性材料で構成され、膜厚は５０ｎｍ〜２μｍ程度である。軟磁性裏打ち層１２は単層であっても、積層であってもよい。軟磁性裏打ち層１２は、記録ヘッドからの磁束を吸収するためのもので、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きいほうが好ましい。飽和磁束密度Ｂｓが１．０Ｔ以上の軟磁性材料として、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅＮｂ、Ｃｏ等が良好に用いられる。

配向制御層１３は、膜厚１．０ｎｍ〜１０ｎｍ程度であり、上層に形成される下地層１４、１５の結晶粒子のｃ軸を膜厚方向に配向させるとともに、下地層１４，１５の結晶粒子を基板面内方向に一様に分布させる。配向制御層１３は、たとえば、非晶質のＴａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｐｔ、およびこれらの合金の中から選択される少なくとも１種の材料で構成される。配向制御層１３の膜厚は、軟磁性裏打ち層１２と記録層１６の距離を近接させる必要性と、上層の結晶配向の制御機能の確保という観点から、好ましくは２．０ｎｍ〜５．０ｎｍの範囲に設定される。

結晶構造体テンプレート２１を構成するＲｕ又はＲｕ合金の結晶構造体は、上層の結晶粒径の分散を抑制する作用を有する。一方、結晶構造体テンプレート２１上の多結晶膜２２は、結晶の配向分散を抑制するための膜である。多結晶膜２２は、記録層１６と軟磁性裏打ち層１２との間の距離を極力小さくする必要性と、結晶質の結晶性を確保するという観点から、膜厚は２ｎｍ〜４ｎｍに設定される。実施例では、膜厚３ｎｍのＮｉＡｌ多結晶膜を用いる。詳細は後述するが、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体にＮｉＡｌ多結晶膜２２を組み合わせることによって、上層の結晶粒径分散と、結晶配向分散を効果的に抑制することができる。

図３は、図２の垂直磁気記録媒体１０の要部を示す図である。結晶構造体テンプレート２１は、配向制御層１３上にランダムかつ一様に分布するＲｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａで構成される。Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体２１ａは、第１下地層１４の粒径より小さく、高密度に形成されている。結晶構造体２１ａの高さは１ｎｍ〜２ｎｍ、好ましくは１．５ｎｍである。結晶構造体２１ａは、配向制御層１３としての非晶質のＴａ膜１３上に、Ｒｕ又はＲｕ合金ターゲットを用い、７Ｐａ〜８．５Ｐａの高いＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタリングによる室内堆積により、非常に小さい堆積速度、たとえば０．５ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で形成することができる。この条件で、高さ１．５ｎｍ程度のＲｕまたはＲｕ合金の結晶構造体２１ａを形成した場合、結晶構造体２１ａの粒径（サイズ）は２ｎｍ以下である。

図４は、結晶構造体２１ａの成長過程を示す概略図である。ここでは、便宜上、Ｒｕ結晶構造体を例にとる。まず、図４（Ａ）に示すように、Ｒｕの成長核２１ｎが、Ｔａ配向制御膜１３上に、ランダムかつ一様に形成され、図４（Ｂ）に示すように、成長核２１ｎからＲｕ結晶粒２１ａが成長する。Ｒｕ結晶粒２１ａの粒径が小さいうちは、互いに合体し、やがて図４（Ｃ）に示すように、ほぼ均一な粒径でランダムかつ一様に存在する結晶構造体としてのＲｕ結晶粒２１ａが得られる。上述のように、このような結晶構造体２１ａの配置構成を、便宜上「テンプレート」２１と称している。Ｒｕ（又はＲｕ合金）の結晶構造体２１ａにより、上層の粒径分散が効果的に抑制される。

Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａを覆って位置するＮｉＡｌ膜２２のうち、直接非晶質のＴａ膜上に堆積するＮｉＡｌは非晶質２２ｂとなるが、結晶粒である結晶構造体２１ａ上に堆積するＮｉＡｌは結晶質２２ａとなり、全体として、結晶質２２ａがドミナント（主要領域）となる。この意味で、ＮｉＡｌ膜２２を多結晶膜２２と称する。ＮｉＡｌ多結晶膜２２は、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａの構造を反映しており、結晶粒の粒径の均一性を上層へ引き継ぐことができる。また、主要領域が結晶質であることから、上層のＲｕ下地層１４の結晶配向性が良くなる。

結晶構造体テンプレート２１をＲｕ合金で構成する場合は、Ｒｕ合金はＲｕを主成分とするＲｕ−Ｘで表わされ、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｎから選択される少なくとも１種である。

ＮｉＡｌ多結晶膜２２に代えて、ＮｉＡｌ合金に単元素物質を添加した合金材料で多結晶膜２２を構成してもよい。この場合は、単元素物質として、Ｂ、Ｐｔ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇｅの中から１種以上を選択することができる。

図３に戻って、多結晶膜２２上の第１下地層１４は、Ｒｕ、又はｈｃｐ（六方細密充填）結晶構造を有するＲｕ合金の連続多結晶膜として形成され、結晶粒子１４ａと結晶粒界１４ｂを含む。第２下地層１４は、結晶粒子１４ａ同士が結晶粒界１４ｂを介して結合された連続多結晶膜なので、結晶性が良好であり、その（００１）面の結晶配向は基板１１に対して垂直方向となっている。第１下地層１４は必須ではないが、上層の第２下地層１５や記録層１６の結晶性や配向性を向上させる観点から、第１下地層１５の直下に挿入するのが望ましい。

第２下地層１５は、第１下地層１４の上に位置し、基板１１と垂直方向に延びる結晶粒子１５ａと、結晶粒子１５ａ同士を面内方向で互いに隔てる空隙部１５ｂを含む。

第２下地層１５の上に、記録層１６が位置する。記録層１６は、膜厚が例えば６ｎｍ〜２０ｎｍで、基板１１と垂直に延びる柱状の磁性結晶粒子１６ａと、磁性結晶粒子１６ａを取り囲んで、磁性結晶粒子１６ａ同士を面内方向で互いに隔てる非磁性体１６ｂで構成される。磁性結晶粒子１６ａは、ｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料であり、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−ＭなどのＣｏ基合金を用いるのが望ましい。非磁性体１６ｂは、磁性結晶粒子１６ａと固溶あるいは化合物を形成しない任意の非磁性体を用いることができ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等の酸化物や、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮなどの窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ等の炭化物等を用いることができる。図３の例では、磁性結晶粒子１６ａと、これを取り囲む非磁性体１６ｂで構成される層が１層のみ図示してあるが、この例に限定されず、このような構造の層を少なくとも１層含む多層または単層構造を採用してもよい。

キャップ層１７は、例えばＣｏＣｒＰｔ磁性膜である。キャップ層１７上に、図示しない保護膜や、必要に応じて潤滑層を設けてもよい。

次に、上述した垂直磁気記録媒体１０の製造方法の一例を説明する。まず、基板１１の表面を洗浄・乾燥後、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２として、膜厚２００ｎｍのＣｏＺｒＮｂ膜１２を形成する。ＣｏＺｒＮｂ裏打ち層１２上に、配向制御層１３として、膜厚３ｎｍの単層のＴａ膜１３を形成する。ＣｏＺｒＮｂ膜１２とＴａ膜１３の成膜条件は、いずれも０．５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法により室温で形成する。

配向制御層１３上に、８ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室内堆積により、１．５ｎｍ厚のＲｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａを形成する。堆積速度は０．５ｎｍ／ｓｅｃとする。

Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａ上に、０．５ＰａのＡｒガス圧力下でＤＣスパッタ法による室温堆積により、３ｎｍ厚のＮｉＡｌ多結晶膜２２を形成する。堆積速度は２．５ｎｍ／ｓｅｃとする。このＮｉＡｌ多結晶膜２２は連続膜の形態をとる。

続いて、第１のＲｕ下地層１４と第２のＲｕ下地層１５を、それぞれ０．５Ｐａと７ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室内堆積により、それぞれ７．５ｎｍと１０ｎｍの膜厚で形成する。第２のＲｕ下地層１５は、高圧力下で堆積速度を制御することによって間隙構造を得ることができる。この第２のＲｕ下地層１５には、結晶構造体２１ａの粒径の均一性が反映されており、また、ＮｉＡｌ多結晶膜２２の結晶配向性が、第１下地層１４を介して反映されている。

第２下地層１５上に、記録層１６として１０ｎｍ厚のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2膜を、４ＰａのＡｒガス圧力下で、ＲＦ又はＤＣスパッタ法による室内堆積により形成する。より具体的には、基板１１と垂直方向に容易軸を有するＣｏＣｒＰｔ結晶粒１６ａと、これを取り囲むＳｉＯ2（非磁性層）１６ｂを、０．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で形成する。

最後に、膜厚５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁性膜キャップ層１７を、０．５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室内堆積により、０．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で形成する。これらの一連の過程では、一貫して真空環境が保持されている。

図５〜図８は、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａと、ＮｉＡｌ多結晶膜２２とを組み合わせて用いることの効果を示す図である。図５は、ＮｉＡｌ多結晶膜２２を配置せずに、結晶構造体２１ａの材料を変えたとき、および、結晶構造体２１ａを省略したときのＲｕ（００２）面でのＸＲＤロッキングカーブを示す。図６は、ＮｉＡｌ多結晶膜２２を配置して、結晶構造体２１ａの材料を変えたとき、および結晶構造体２１ａを省略したときのＲｕ（００２）面でのＸＲＤロッキングカーブを示す。

図５（ａ）および図６（ａ）のＸＲＤロッキングカーブの測定に先立ち、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すサンプルを、上述した垂直磁気記録媒体の作製手順と同じ条件で作製した。図５と図６の双方において、３種類のサンプル、すなわち、結晶構造体２１ａをＰｔで形成したもの（with Pt-TL）、Ｒｕで形成したもの（with Ru-TL）、および結晶構造体２１ａ自体を省略したもの（without TL）を準備した。図５の場合、ＮｉＡｌ多結晶膜２２を形成しないので、結晶構造体２１ａ上に、直接第１のＲｕ下地層１４と第２のＲｕ下地層１５が堆積されることになる。図６の場合、膜厚３ｎｍのＮｉＡｌ多結晶膜２２の上に、第１および第２のＲｕ下地層１４、１５が堆積される。第１および第２のＲｕ下地層の厚さは、それぞれ７．５ｎｍと１０ｎｍである。

図５（ａ）において、下地層１４、１５と軟磁性裏打ち層１２の間に、Ｒｕ結晶構造体２１ａのみを挿入した場合、ＸＲＤロッキングカーブの半値幅ＦＷＨＭ（Δθ₅₀）は、４．５°である。Ｐｔ結晶構造体のみを挿入した場合のＦＷＨＭは４．６°、結晶構造体を省略した場合（すなわち図１に示す従来構造の場合）のＦＷＨＭは、４．７°である。ＦＷＨＭ（Δθ₅₀）は、結晶配向分散の度合いを表わす指標であり、小さいほど結晶配向性がよい。図５のようにＮｉＡｌ多結晶膜２２を挿入しない場合は、結晶構造体を挿入してもしなくても、あるいは結晶構造体をＲｕで形成してもＰｔで形成しても大差はないことがわかる。

一方、図６（ａ）では、結晶構造体上にＮｉＡｌ多結晶膜２２が配置されており、下層の結晶構造体がＲｕで形成される場合（with Ru-TL）に、ＦＷＨＭが４．３°と改善される。これに対して、結晶構造体をＰｔで形成する場合（with Pt-TL）は、ＦＷＨＭが６．０°、結晶構造体を省略した場合（without TL）はＦＷＨＭが８．７°と、大幅に劣化する。これは、プラチナ（Ｐｔ）も配向制御層１３を構成するタンタル（Ｔａ）も非晶質であるところ、非晶質上に形成されるＮｉＡｌ膜全体が非晶質となるため、第１のＲｕ下地層１４や第２のＲｕ下地層１５の結晶配向性が悪くなるためと考えられる。

実施形態１では、Ｒｕ又はＲｕ合金でランダムかつ一様な結晶構造体２１ａの配置を実現するため、結晶構造体２１ａ上に堆積する結晶質部分２２ａが支配的な領域となる。結晶構造体２１ａの間隙部分では、ＮｉＡｌは非晶質のＴａ配向制御層１３上に成長するので非晶質２２ｂとなるが、全体として結晶質２２ａが優位な多結晶膜２２となる。この多結晶膜２２は、第２のＲｕ下地層１５の結晶配向性を改善する。さらに、ＮｉＡｌ膜２２で支配的な多結晶部分２２ａは、ほぼ均一なサイズの結晶構造体２１ａの配置構成を反映しているので、第２のＲｕ下地層１５の結晶粒径のばらつきも抑制することができる。第２のＲｕ下地層１５の結晶粒径の均一と結晶配向の良好さは、最終的に記録層１６に引き継がれる。

図７および図８では、図５および図６と同様のサンプルについて、第１のＲｕ下地層１４の膜厚を１５ｎｍに、第２のＲｕ下地層１５の膜厚を５ｎｍに変えている。それぞれの測定で、準備したサンプルは、結晶構造体２１ａをＲｕで構成したもの（with Ru-TL）、結晶構造体２１ａをＰｔで構成したもの（with Pt-TL）、結晶構造体２１ａ自体を省略したもの（without TL）の、３種類である。

図７（ａ）に示すように、ＮｉＡｌ膜２２を配置しない場合は、Ｒｕ結晶構造体、Ｐｔ結晶構造体、結晶構造体なしの各構成で、ＦＷＨＭはそれぞれ４．３°、４．１°、４．２°となり、大差はない。

これに対し、図８（ａ）のようにＮｉＡｌ膜２２を配置した場合は、Ｒｕ結晶構造体２１ａを用いたときだけ、ＦＷＨＭが３．９°と改善され、Ｐｔ結晶構造体を用いた場合や、結晶構造体を省略した場合は、ＦＷＨＭが劣化することがわかる。これも、図６（ｂ）と関連して述べたのと同様の理由によると考えられる。また、第１のＲｕ下地膜１４の膜厚を厚くすると、結晶の配向性はさらに改善されることがわかるが、記録層１６と軟磁性裏打ち層１２との間の距離をできるだけ短くするという観点と、第２のＲｕ下地層１５の結晶配向性を維持するという観点から、第１および第２のＲｕ下地層１４、１５のトータルの膜厚を適切に選択する必要がある。良好な構成例では、Ｒｕ下地層１４，１５のトータルの膜厚は２０ｎｍ以下である。このうち、第２のＲｕ下地層は、薄すぎると結晶性が悪く、厚すぎると配向性が劣化するので、５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲の膜厚であることが望ましい。

これらの結果から、記録層１６の下方に配置される下地層１４，１５と軟磁性裏打ち層１２の間、より具体的には、第１の連続下地層１４を併用する場合は、第１のＲｕ下地層１４と軟磁性裏打ち層１２の間、第１の下地層１４を用いない場合は、第２のＲｕ下地層１５と軟磁性裏打ち層１２の間に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａ（またはその配置構成としてのテンプレート２１）とＮｉＡｌ等の多結晶膜２２の積層体３０を挿入することによって、記録層１６における結晶粒径の分散と結晶配向の分散の双方を抑制することができる。

図９（ａ）は、ＮｉＡｌ膜２２を用いた各サンプルの、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎｔ）のライトコア幅（ＷＣＷ）依存性を示すグラフ、図９（ｂ）は比較のため、Ｒｕ結晶構造体２１ａにＮｉＡｌ膜２２を組み合わせた場合と、ＮｉＡｌ膜２２を配置しない場合のＳ／ＮｔのＷＣＷ依存性を示すグラフである。図９（ａ）において、丸印は、ＮｉＡｌ膜２２の直下にＲｕ結晶構造体２１ａを配置したときの特性値、四角印はＮｉＡｌ膜の直下にＰｔ結晶構造体を配置したときの特性値、三角印は結晶構造体を配置しないときの特性値である。それぞれの構成で、ＷＣＷの変化にともなって、キャップ層１７の膜厚を５．５ｎｍ、７．５ｎｍ、９．５ｎｍと変えている。

結晶構造体を配置しないときは、ＦＷＨＭは８．５°で信号特性（Ｓ／Ｎｔ）が悪く、ＷＣＷが狭くなるにつれて、Ｓ／Ｎｔ特性は、さらに劣化する。Ｐｔ結晶構造体とＲｕ結晶構造体を比べると、Ｒｕ結晶構造体のほうが、同じＳ／Ｎｔを達成するのに狭ＷＣＷとすることができ、またＷＣＷのサイズにかかわらず安定したＳ／Ｎｔを達成できることがわかる。

図９（ｂ）において、Ｒｕ結晶構造体２１ａにＮｉＡｌ膜２２を配置した場合は、図９（ａ）と同様に、ＷＣＷ依存性が少なく、安定したＳ／Ｎｔを実現できることがわかる。また、製造中のキャップ層１７の膜厚のばらつきによらず均一なＳ／Ｎｔを達成するので、マージンを大きく設定することができる。

これに対して、ＮｉＡｌ膜２２を用いることなく、Ｒｕ結晶構造体２１ａのみを配置した構成では、ライトコア幅の低減にしたがって、Ｓ／Ｎｔが急激に劣化する。また、製造中のキャップ層１７の膜厚のばらつきによっては性能（Ｓ／Ｎｔ）に大きなばらつきが生じることが分かる。

以上の結果から、実施形態１のようにＲｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａと、ＮｉＡｌ多結晶膜２２を組み合わせることによって、ＷＣＷの低減（高記録密度化）と高Ｓ／Ｎｔの達成を両立することが可能になる。

なお、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体２１ａに積層される多結晶膜２２は、ＮｉＡｌに限定されず、ＮｉＡｌ基合金であってもよい。

図１０は、実施形態２の垂直磁気記録媒体２０Ａの構成を示す概略断面図である。実施形態２では、Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体テンプレート２１と、ＮｉＡｌ又はＮｉＡｌ基合金の多結晶膜２２（本実施形態では、ＮｉＡｌ多結晶膜２２とする）の間に、Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶連続膜２５（実施形態では、Ｒｕ多結晶膜２５とする）を挿入する。この場合、積層体３０Ａは、結晶構造体テンプレート２１、Ｒｕ多結晶膜２５、ＮｉＡｌ多結晶膜２２が、この順に積層された構成となる。

実施形態１のように、Ｔａ配向膜１３上に形成された結晶構造体テンプレート２１上に直接ＮｉＡｌ多結晶膜２２を形成すると、Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体２１ａ上に成長するＮｉＡｌは多結晶質２２ａとなるが、非晶質のＴａ配向膜１３上に成長するＮｉＡｌは非晶質２２ｂとなる（図３参照）。この場合、ＮｉＡｌ多結晶膜２２上の第１下地層（Ｒｕ連続膜）１４のうち、非晶質２２ｂ上に成長する部分の結晶配向性が劣化する可能性もあり得る。

そこで、実施形態２では、ＮｉＡｌ多結晶膜２２とＲｕ結晶構造体テンプレート２１の間に、連続膜状態のＲｕ多結晶膜２５（第２の多結晶膜）を介在させて、磁性記録層１６の下地となる第１下地層１４の結晶配向分散を小さく維持する。

この場合、Ｔａ配向膜１３上に、８ＰａのＡｒガス圧力下でＤＣスパッタ法による室温堆積により、０．５nm／ｓｅｃの堆積速度で、１．５nm膜厚のＲｕ結晶構造体テンプレート２１を形成し、次いで０．５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法により堆積速度３．０ｎｍ／ｓｅｃでＲｕ多結晶膜２５を３ｎｍに成長する。続いて、ターゲットを変えて、ＮｉＡｌ多結晶膜２２を、０．５ＰａのＡｒガス圧力下でＤＣスパッタ法による室温堆積により、２．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で３ｎｍ厚の連続膜として形成する。その後の工程は、実施形態１と同様である。

この構成では、ＮｉＡｌ多結晶膜２２は、非晶質のＴａ配向膜１３上に直接成長しないので、全体が多結晶状態となり、その上に成長する連続膜としてのＲｕ第１下地層１４の結晶配向分散が均一になる。

図１１は、実施形態３の垂直磁気記録媒体２０Ｂの構成を示す概略断面図である。実施形態３では、Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体テンプレート２１の下地層として、Ｒｕ多結晶膜２５を配置する。この場合、積層体３０Ｂは、Ｒｕ多結晶膜２５、Ｒｕ結晶構造体テンプレート２１、ＮｉＡｌ多結晶膜２２が、この順に積層された構成となる。

この構成においても、ＮｉＡｌ多結晶膜２２は、非晶質のＴａ配向膜１３上に直接に成長しないので、均一な多結晶膜となる。

図１２、図１３、及び図１４は、それぞれ実施形態４、５、及び６の垂直磁気記録媒体２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅの構成を示す概略断面図である。これらの実施形態では、ＮｉＡｌ多結晶膜２２上にＲｕ結晶構造体テンプレート２１を配置する。ＮｉＡｌ多結晶膜２２が直接、非晶質のＴａ配向膜１３上に成長しない構成は、実施形態２、３と同様である。

図１２の実施形態４では、Ｔａ配向膜１３上の積層体３０Ｃは、積層方向に沿って、第１のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−１（膜厚１．５ｎｍ）、Ｒｕ多結晶膜２５（膜厚３ｎｍ）、ＮｉＡｌ多結晶膜２２（膜厚３ｎｍ）、第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２（膜厚１．５ｎｍ）を、この順に含む。この構成は、実施形態２の積層体３０ＡのＮｉＡｌ多結晶膜２２上に、第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２を追加したものである。第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２を、第１下地層１４の直下に挿入することによって、結晶配向分散が改善される。

図１３の実施形態５では、Ｔａ配向膜１３上の積層体３０Ｄは、積層方向に沿って、Ｒｕ多結晶膜２５（膜厚３ｎｍ）、第１のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−１（膜厚１．５ｎｍ）、ＮｉＡｌ多結晶膜２２（膜厚３ｎｍ）、第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２（膜厚１．５ｎｍ）を、この順に含む。この構成は、実施形態３の積層体３０ＢのＮｉＡｌ多結晶膜２２上に、第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２を追加したものである。実施形態４と同様に、ＮｉＡｌ多結晶膜２２上に成長した第２のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−２を第１下地層１４の直下に挿入することによって、結晶配向分散が改善される。

図１４の実施形態６では、Ｔａ配向膜１３上の積層体３０Ｅは、積層方向に沿って、膜厚３ｎｍのＲｕ多結晶膜２５、膜厚３ｎｍのＮｉＡｌ多結晶膜２２、膜厚１．５ｎｍのＲｕ結晶構造体テンプレート２１を、この順に含む。この構成は、実施形態３の積層体３０ＢのＲｕ結晶構造体テンプレート２１とＮｉＡｌ多結晶膜２２の配置を入れ替えたものである。実施形態４及び５と同様に、ＮｉＡｌ多結晶膜２２上に成長したＲｕ結晶構造体テンプレート２１を、第１下地層１４の直下に配置することによって、磁性体記録層１６の結晶配向分散が改善される
図１５は、実施形態１〜６の垂直磁気記録媒体の磁性体記録層１６の結晶配向分散値Δθ₅₀を示す表である。比較例として、図１の従来構造の垂直磁気記録媒体の結晶配向分散値も示している。測定用のサンプルとして、図８と同様に、Ｒｕ第１下地層１４の膜厚を１５ｎｍで作製したものを用い、Ｒｕ（００２）面でのＸＲＤロッキングカーブを測定した。

図１５の表に示されるように、Ｒｕ多結晶膜２５を、ＮｉＡｌ多結晶膜２２とＲｕ結晶構造体テンプレート２１の間に挿入する（実施形態２、４）よりも、Ｒｕ結晶構造体テンプレート２１の下方に配置する（実施形態３、５、６）ほうが、結晶配向分散がよくなることがわかる。また、実施形態５のように、２層以上のＲｕ結晶構造体テンプレート２１−１、２１−２を用いると、結晶配向分散がよくなることがわかる。

結晶配向分散値Δθ₅₀だけを見ると、実施形態６のように、Ｒｕ第１下地層１４の直下に、Ｒｕ多結晶構造体テンプレート２１を一層だけ配置するほうが効果的であるように見えるが、後述するように、リードライト（read/write）特性を考慮するならば、実施形態４及び５のように、Ｒｕ結晶構造体テンプレート２１を２層以上用いる構成が、すぐれている。もっとも、軟磁性裏打ち層１２と磁性記録層１６の間隔が大きくなりすぎると、書き込みに必要な磁力が大きくなるので、垂直磁気記録媒体の全体の構造から適切なテンプレートの層数を決めるのが望ましい。

図１６は、実施形態２〜５の垂直磁気記録媒体の保持力（Ｈｃ）を、グラニュラー構造の磁性記録層（CoCrPt-SiO2）１６の膜厚の関数として示すグラフである。白丸と点線でプロットしたラインが実施形態２の特性、三角と実線でプロットしたラインが実施形態３の特性、黒丸と実線でプロットしたラインが実施形態４の特性、小さい菱形と実線でプロットしたラインが実施形態５の特性である。比較例として、図１の従来構成の保持力を菱形と点線でプロットした。

いずれの構成においても、従来構成と比較して保持力が改善されていることがわかる。磁性記録層１６の膜厚が７ｎｍを越えた領域においては、実施形態２、３と比較して、実施形態４、５のように複数のＲｕ結晶構造体テンプレート２１―１、２１−２を配置するほうが、保持力に優れていることがわかる。しかし、磁性記録層１６の膜厚が厚くなりすぎると、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎｔ）が劣化するため、実施形態４、５の構成に適した磁性記録層１６の膜厚を検討する。

図１７は、実施形態４及び５の垂直磁気記録媒体の信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎｔ）を、グラニュラー構造磁性記録層（CoCrPt-SiO2）１６の膜厚の関数として示すグラフである。比較例として、図１の従来構造の垂直磁気記録媒体の信号対ノイズ比を示す。このグラフから、磁性記録層１６の膜厚は、７〜１０ｎｍ、より望ましくは７〜９ｎｍである。

図１８は、実施形態４及び５の垂直磁気記録媒体のオーバーライト特性を、グラニュラー構造の磁性記録層（CoCrPt-SiO2）１６の膜厚の関数として示すグラフである。比較例として、図１の従来構造の垂直磁気記録媒体のオーバーライト特性を示す。このグラフから、磁性記録層１６の膜厚が７ｎｍ以上、より好ましくは８ｎｍ以上で、良好なオーバーライト特性が得られることがわかる。

図１５〜図１８の結果を総合すると、実施形態５の構成が最も良好な特性を示すと言える。実施形態５の構成を採用した場合の磁性記録層の良好な膜厚は７〜１０ｎｍ、より好ましくは８〜９ｎｍである。もっとも、実施形態２〜５の構成でも、十分に保持力が改善される。特に、実施形態４の構成では、結晶配向分散は実施形態５よりもやや劣るが、保持力や信号対ノイズ比、オーバーライト特性に優れている。

図１９は、実施形態１〜６の垂直磁気記録媒体１０、２０Ａ〜２０Ｅのいずれかをハードディスクドライブなどの磁気記憶装置に適用した例を示す図である。磁気記憶装置４０は、ハウジング４１内に収容され、スピンドル（不図示）により駆動されるハブ４２、ハブ４２に固定されスピンドルにより回転される磁気記録媒体４３、アクチュエータユニット４４、アクチュエータユニット４４に支持され磁気記録媒体４３の径方向に駆動されるアーム４５およびサスペンション４６、およびサスペンション４６に支持される磁気ヘッド４８を有する。磁気記録媒体４３は、１以上の垂直磁気記録媒体１０（又は２０Ａ〜２０Ｅのいずれか）を多段に構成したものであり、それぞれの垂直磁気記録媒体１０に対応する磁気ヘッド４８が設けられる。磁気ヘッド９８は、磁気記録再生手段の少なくとも一部に含まれる。このような磁気記憶装置４０は、垂直磁気記録媒体１０ごとに高いＳ／Ｎｔと、狭いライトコア幅を有し、全体として高性能かつ高記録密度の磁気記憶装置が実現する。

最後に、以上の説明に関して、以下の付記を開示する。
（付記１）
基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体と、
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２）
前記積層体の他の多結晶膜は、ＮｉＡｌ合金またはＮｉＡｌ合金に単元素物質を添加したＮｉＡｌ系の多結晶膜であることを特徴とする付記１に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３）
前記ＮｉＡｌ系多結晶膜は、前記積層体の積層方向において、前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の直上に位置し、前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の直下に、前記Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体膜が位置することを特徴とする付記２に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４）
前記ＮｉＡｌ系の多結晶膜は、前記積層体の積層方向において、前記結晶構造体膜の直上に位置し、前記結晶構造体膜の直下に前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜が位置することを特徴とする付記２に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５）
前記積層体は、前記ＮｉＡｌ系の多結晶膜の直上にＲｕ又はＲｕ合金で構成される第２の結晶構造体膜をさらに含むことを特徴とする付記３又は４に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６）
基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
前記難治性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金の第１の結晶構造体膜と、前記第１の結晶構造体膜の直上に位置するＮｉＡｌ系の多結晶膜と、Ｒｕ又はＲｕ合金の第２の結晶構造体膜とを少なくとも含む積層体と、
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記７）
前記Ｒｕ合金は、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘで表わされ、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｎから選択される少なくとも１種であることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８）
前記ＮｉＡｌ合金に添加される単元素物質は、Ｂ、Ｐｔ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇｅの中から選択される１種以上であることを特徴とする付記２に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９）
前記結晶構造体の高さは、１ｎｍ〜２ｎｍであることを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０）
前記結晶構造体の粒径は、２ｎｍ以下であることを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１）
前記ＮｉＡｌ多結晶膜の膜厚は、２ｎｍ〜４ｎｍであることを特徴とする付記２又は６に記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２）
磁気ヘッドを含む記録再生手段と、
請求項１〜１１のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体と
を備える磁気記憶装置。
（付記１３）
基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４）
基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる第１および第２の結晶構造体膜と、他の材料で構成される多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１５）
前記結晶構造体は、Ｒｕ又はＲｕ合金ターゲットを用い、７Ｐａ〜８．５ＰａのＡｒガス圧力下で、０．５ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で形成されることを特徴とする付記１３又は１４に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１６）
前記多結晶膜は、ＮｉＡｌ合金、又はＮｉＡｌ合金に単元素物質を添加した材料の連続膜として形成されることを特徴とする付記１３又は１４に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。

従来の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態１の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 図２の垂直磁気記録媒体の要部を示す図である。 図２の垂直磁気記録媒体で用いられるＲｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体の成長を説明するための概略図である。 ＮｉＡｌ多結晶膜の配置効果を説明するための図（その１）であり、ＮｉＡｌ膜を配置しない状態で、異なる種類の結晶構造体を用いる場合と、結晶構造体を省略した場合のＸＲＤロッキングカーブを示す図である。 ＮｉＡｌ多結晶膜の配置効果を説明するための図（その２）であり、ＮｉＡｌ膜を配置した状態で、異なる種類の結晶構造体を用いる場合と、結晶構造体を省略した場合のＸＲＤロッキングカーブを示す図である。 ＮｉＡｌ多結晶膜の配置効果を説明するための図（その３）であり、ＮｉＡｌ膜を配置しない状態で、Ｒｕ下地層の膜厚を変えたときの各種サンプルのＸＲＤロッキングカーブを示す図である。 ＮｉＡｌ多結晶膜の配置効果を説明するための図（その４）であり、ＮｉＡｌ膜を配置した状態で、Ｒｕ下地層の膜厚を変えたときの各種サンプルのＸＲＤロッキングカーブを示す図である。 各種サンプルの信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎｔ）のライトコア幅（ＷＣＷ）依存性のグラフである。 実施形態２の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態３の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態４の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態５の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態６の垂直磁気記録媒体の概略構成図である。 実施形態１〜６の垂直磁気記録媒体の結晶配向分散を示す表である。 グラニュラー磁性記録層の膜厚と保持力の関係を示すグラフである。 グラニュラー磁性記録層の膜厚と信号対ノイズ比の関係を示すグラフである。 グラニュラー磁性記録層の膜厚とオーバーライト特性の関係を示すグラフである。 実施形態の垂直磁気記録媒体を適用した磁気記憶装置の概略構成図である。

符号の説明

１０、２０Ａ〜２０Ｅ 垂直磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 軟磁性裏打ち層
１３ 配向制御層
１４ 第１下地層（第１Ｒｕ層）
１４ａ 結晶粒子
１４ｂ 結晶粒界
１５ 第２下地層（第２Ｒｕ層）
１５ａ 結晶粒子
１５ｂ 空隙部
１６ 記録層
１６ａ 磁性結晶粒子
１６ｂ 非磁性体
１７ キャップ層
２１ Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体膜（テンプレート）
２１−１ 第１のＲｕ又はＲｕ合金結晶構造膜（テンプレート）
２１−２ 第２のＲｕ又はＲｕ合金結晶構造体膜（テンプレート）
２１ａ 結晶構造体
２２ ＮｉＡｌ系多結晶膜（他の多結晶膜）
２５ Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜
３０、３０Ａ〜３０Ｅ 積層体
４０ 磁気記憶装置
４３ 磁気記録媒体
４８ 磁気ヘッド

Claims (10)

1. 基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
   前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
   前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
   前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体と、
   を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記積層体の他の多結晶膜は、ＮｉＡｌ合金またはＮｉＡｌ合金に単元素物質を添加したＮｉＡｌ系の多結晶膜であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
3. 前記ＮｉＡｌ系多結晶膜は、前記積層体の積層方向において、前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の直上に位置し、当該Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜の直下に前記Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体膜が位置することを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記ＮｉＡｌ系の多結晶膜は、前記積層体の積層方向において、前記結晶構造体膜の直上に位置し、前記結晶構造体膜の直下に前記Ｒｕ又はＲｕ合金の多結晶膜が位置することを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記積層体は、前記ＮｉＡｌ系の多結晶膜の直上に、Ｒｕ又はＲｕ合金で構成される第２の結晶構造体膜をさらに含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 基板上に形成される軟磁性裏打ち層と、
   前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
   前記下地層上に形成され、基板面と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含んだ多層あるいは単層構造の記録層と、
   前記難治性裏打ち層と前記下地層の間に挿入され、Ｒｕ又はＲｕ合金の第１の結晶構造体膜と、前記第１の結晶構造体膜の直上に位置するＮｉＡｌ系の多結晶膜と、Ｒｕ又はＲｕ合金の第２の結晶構造体膜とを少なくとも含む積層体と、
   を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
7. 磁気ヘッドを含む記録再生手段と、
   請求項１〜６のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体と
   を備える磁気記憶装置。
8. 基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜および多結晶膜と、他の多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
   前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
   前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
   工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
9. 基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる第１および第２の結晶構造体膜と、他の材料で構成される多結晶膜とを少なくとも含む積層体を形成し、
   前記積層体上に、間隙により互いに空間的に分離されるＲｕ又はＲｕ合金の結晶粒子で構成される下地層を形成し、
   前記下地層上に、前記基板と垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、当該磁性粒子を取り巻く非磁性体とで構成される層を少なくとも１層含む多層あるいは単層構造の記録層を形成する、
   工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
10. 前記結晶構造体は、Ｒｕ又はＲｕ合金ターゲットを用い、７Ｐａ〜８．５ＰａのＡｒガス圧力下で、０．５ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。

Images