JP4642834B2 - 多結晶構造膜およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばハードディスク（ＨＤ）といった磁気記録媒体の磁気記録層に使用されることができる多結晶構造膜およびその製造方法に関する。

磁気記録媒体の技術分野ではいわゆる磁気記録層に多結晶構造連続膜は広く利用される。多結晶構造連続膜は、いわゆるエピタキシャル成長に基づき下地層の表面に沿って形成される微細なＣｏ合金結晶粒を含む。こういった多結晶構造連続膜ではＣｏ合金結晶粒同士の間で粒界に沿ってＣｒが偏析される。こうして形成される非磁性壁の働きでＣｏ合金結晶粒同士の磁気的相互作用は確実に防止される。個々の結晶粒ごとに磁区は確立される。広く知られるように、Ｃｏ合金結晶粒が微細化されれば、磁気情報の読み出しにあたってノイズは確実に低減されることができる。

例えばＦｅ_５０Ｐｔ_５０（原子％）といった規則合金では、Ｃｏ合金に比べて著しく大きな結晶磁気異方性エネルギ（例えば１ｘ１０^６Ｊ／ｍ^３以上）が確保される。こうして十分な結晶磁気異方性エネルギが確保されれば、結晶粒がさらに微細化されても結晶粒内に確実に磁化は維持されることができる。その一方で、結晶磁気異方性エネルギが小さいと、いわゆる熱攪乱に基づき結晶粒内の磁化は失われてしまう。結晶粒の微細化にあたってＣｏ合金に代えて規則合金の利用が望まれる。しかしながら、規則合金で構成される多結晶構造連続膜では、前述のように粒界に沿って非磁性原子の偏析が実現されることはできない。規則合金で形成される結晶粒同士の間で磁気的相互作用を確実に断ち切る術が模索される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、確実に磁性結晶粒の微細化に貢献することができる多結晶構造膜およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明によれば、下地層の表面で相互に隔てられる複数の磁性結晶粒と、磁性結晶粒に覆い被さる非晶質物質と、下地層の表面で磁性結晶粒および非晶質物質に覆い被さり、所定の配向に揃えられる非磁性結晶から構成される配向制御層と、配向制御層の表面で相互に隔てられ、所定の配向に揃えられる複数の磁性結晶粒とを備えることを特徴とする多結晶構造膜が提供される。ここで、非晶質物質は例えばＳｉＯ_２ といった非磁性体から構成されればよい。その他、非晶質物質は金属酸化物や金属窒化物から構成されてもよい。

こういった多結晶構造膜によれば、下地層上や配向制御層の表面で隣接する磁性結晶粒同士の間に空間的な隔たりが確保される。すなわち、磁性結晶粒同士の間には任意の間隔が区画される。こうして磁性結晶粒は個々に独立して配置されることから、隣接する磁性結晶粒同士の間で磁気的相互作用は確実に断ち切られることができる。個々の磁性結晶粒ごとに磁区は確立されることができる。

しかも、この多結晶構造膜では、上下の磁性結晶粒の間に非晶質物質および配向制御層が介在するものの、多結晶構造膜全体で磁性結晶粒の膜厚は増大することができる。その上、個々の磁性結晶粒の配向は揃えられることから、多結晶構造膜から漏れ出る磁界は強められることができる。

磁性結晶粒は規則合金から構成されればよい。磁性結晶粒では非規則Ｃｏ合金に比べて著しく大きな結晶磁気異方性エネルギ（例えば１ｘ１０^６Ｊ／ｍ^３以上）が確保される。こうして十分な結晶磁気異方性エネルギが確保されれば、磁性結晶粒がさらに微細化されても磁性結晶粒内に確実に磁化は維持されることができる。規則合金は例えばＬ１_０構造を有すればよい。こういった規則合金は例えばＦｅ_５０Ｐｔ_５０、Ｆｅ_５０Ｐｄ_５０およびＣｏ_５０Ｐｔ_５０（いずれも原子％）に代表されることができる。

第１発明に係る多結晶構造膜の製造にあたって、例えば、下地層の表面に、相互に隔てられる複数の第１磁性結晶粒を形成する工程と、第１磁性結晶粒に覆い被さる非晶質層を形成する工程と、非晶質層上に、所定の配向に揃えられる結晶層を形成する工程と、結晶層の表面に、相互に隔てられる複数の第２磁性結晶粒を形成する工程とを備えることを特徴とする多結晶構造膜の製造方法が提供されてもよい。

こういった製造方法によれば、所定の配向に揃えられる結晶層の表面で第２磁性結晶粒は形成されることから、第２磁性結晶粒の配向は確実に揃えられることができる。しかも、第１磁性結晶粒および結晶層の間には非晶質層が介在する。こういった非晶質層によれば、第１磁性結晶粒および結晶層の間で界面反応は十分に軽減されることができる。したがって、後続する製造過程で第１磁性結晶粒の配向は確実に維持されることができる。

第１磁性結晶粒の形成にあたって、多結晶構造膜の製造方法は、下地層の表面に所定の割合で第１および第２金属原子を堆積させる工程と、堆積した第１および第２金属原子に熱を加える工程とをさらに備えてもよい。加熱に基づき下地層上では第１および第２金属原子の熱凝集が引き起こされる。熱凝集の結果、下地層の表面には、第１および第２金属原子を含む第１磁性結晶粒は形成される。第１磁性結晶粒の形成にあたって第１金属原子や第２金属原子の移動が引き起こされることから、隣接する第１磁性結晶粒同士の間には任意の間隔が形成される。しかも、偏りなく均一に第１磁性結晶粒は配置される。

同様に、第２磁性結晶粒の形成にあたって、多結晶構造膜の製造方法は、結晶層の表面に所定の割合で第１および第２金属原子を堆積させる工程と、堆積した第１および第２金属原子に熱を加える工程とをさらに備えてもよい。加熱に基づき結晶層上では第１および第２金属原子の熱凝集が引き起こされる。熱凝集の結果、結晶層の表面には、第１および第２金属原子を含む第２磁性結晶粒は形成される。第２磁性結晶粒の形成にあたって第１金属原子や第２金属原子の移動が引き起こされることから、隣接する第２磁性結晶粒同士の間には任意の間隔が形成される。しかも、偏りなく均一に第２磁性結晶粒は配置される。

このとき、第１および第２金属原子の堆積と加熱とが繰り返されると、既存の磁性結晶粒に向かって第１および第２金属原子の熱凝集が引き起こされる。こうした熱凝集の結果、磁性結晶粒は一回り大きく成長する。こうして磁性結晶粒の粒径は制御されることができる。磁性結晶粒の均一な配置は維持される。このとき、第１および第２金属原子の堆積量は例えば膜厚１．０ｎｍ未満（好ましくは０．５ｎｍ未満）に設定されることが望まれる。

前述の結晶層によれば、新たな磁性結晶粒の形成にあたって、第１および第２金属原子は既存の磁性結晶粒の影響を受けない。したがって、新たに積層される第１および第２金属原子の熱凝集は既存の磁性結晶粒の影響を受けずに実現される。既存の磁性結晶粒の肥大化は回避されることができる。結晶層上で改めて磁性結晶粒は形成される。したがって、隣接する磁性結晶粒同士の間には、既存の磁性結晶粒と同様に、任意の間隔が形成される。しかも、偏りなく均一に磁性結晶粒は配置されることができる。

このとき、第２磁性結晶粒の形成にあたって加えられる熱のエネルギは、第１磁性結晶粒の形成にあたって加えられる熱のエネルギよりも小さく設定されればよい。第２磁性結晶粒の形成にあたって前述のように熱が加えられると、既存の第１磁性結晶粒は十分に熱を輻射する。その結果、第１磁性結晶粒の形成後には、比較的に小さな熱エネルギの加熱で十分に第２磁性結晶粒の熱凝集は実現されることができる。

結晶層は例えばＭｇＯから構成されればよい。この場合には、結晶層の形成に先立って非晶質層は除熱されてもよい。常温でＭｇＯのスパッタリングが実施されると、堆積するＭｇＯの結晶ではいわゆる（１００）面の配向が確立される。こういった結晶によれば、磁性結晶粒ではいわゆる（００１）面の配向が確立されることができる。結晶層上では個々の磁性結晶粒ごとに確実に配向は揃えられることができる。

第２発明によれば、下地層の表面で相互に隔てられる複数の磁性結晶粒と、磁性結晶粒の表面に分布し、磁性結晶粒に含まれる原子に基づき生成される非磁性物質と、下地層の表面で磁性結晶粒および非磁性物質に覆い被さり、所定の配向に揃えられる非磁性結晶から構成される配向制御層と、配向制御層の表面で相互に隔てられ、所定の配向に揃えられる複数の磁性結晶粒とを備えることを特徴とする多結晶構造膜が提供される。ここで、非磁性物質は酸化物や窒化物で構成されればよい。

こういった多結晶構造膜によれば、前述と同様に、隣接する磁性結晶粒同士の間で磁気的相互作用は確実に断ち切られることができる。個々の磁性結晶粒ごとに磁区は確立されることができる。しかも、多結晶構造膜全体で磁性結晶粒の膜厚は増大することができる。その上、個々の磁性結晶粒の配向は揃えられることから、多結晶構造膜から漏れ出る磁界は強められることができる。第１発明と同様に、磁性結晶粒は規則合金から構成されればよく、規則合金はＬ１_０ 構造を有すればよい。

第２発明に係る多結晶構造膜の製造にあたって、例えば、下地層の表面に、相互に隔てられる複数の第１磁性結晶粒を形成する工程と、第１磁性結晶粒の表面で、磁性結晶粒に含まれる原子に基づき非磁性物質を生成する工程と、非磁性物質上に、所定の配向に揃えられる結晶層を形成する工程と、結晶層の表面に、相互に隔てられる複数の第２磁性結晶粒を形成する工程とを備えることを特徴とする多結晶構造膜の製造方法が提供されてもよい。

こういった製造方法によれば、前述と同様に、第２磁性結晶粒の配向は確実に揃えられることができる。しかも、第１磁性結晶粒および結晶層の間には非磁性物質が介在する。こういった非磁性物質によれば、第１磁性結晶粒および結晶層の間で界面反応は十分に軽減されることができる。したがって、後続する製造過程で第１磁性結晶粒の配向は確実に維持されることができる。

第１磁性結晶粒の形成にあたって、前述と同様に、下地層の表面に所定の割合で第１および第２金属原子を堆積させる工程と、堆積した第１および第２金属原子に熱を加える工程とが実施されればよい。同様に、第２磁性結晶粒の形成にあたって、前述と同様に、結晶層の表面に所定の割合で第１および第２金属原子を堆積させる工程と、堆積した第１および第２金属原子に熱を加える工程とが実施されればよい。このとき、第２磁性結晶粒の形成にあたって加えられる熱のエネルギは、第１磁性結晶粒の形成にあたって加えられる熱のエネルギよりも小さく設定されればよい。

以上のような多結晶構造膜は例えば磁気ディスクといった磁気記録媒体で利用されることができる。磁気記録媒体では、例えば基板といった支持体の表面に前述の下地層、磁性結晶粒、非晶質物質や非磁性物質および配向制御層は積層形成されればよい。前述のように磁気的に隔てられた微細な磁性結晶粒によれば、磁気記録媒体の表面で規定される記録トラック同士の間で遷移ノイズは極力低減されることができる。こうした多結晶構造膜は記録トラックの高密度化すなわち磁気記録媒体の大容量化に大いに貢献することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、磁気記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。

収容空間では、垂直方向に延びる支軸１５にヘッドアクチュエータ１６が装着される。ヘッドアクチュエータ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１７と、このアクチュエータアーム１７の先端に取り付けられてアクチュエータアーム１７から前方に延びる弾性サスペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペンション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示されず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３が回転すると、磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９は浮上し続けることができる。

浮上ヘッドスライダ１９には、周知の通りに、読み出し書き込みヘッド（図示されず）が搭載される。読み出し書き込みヘッドには読み出しヘッド素子および書き込みヘッド素子が組み込まれる。読み出しヘッド素子は、例えば、磁気ディスク１３から作用する磁界の向きに応じて変化する電気抵抗に基づき２値情報を識別する巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子で構成されればよい。書き込みヘッド素子は、例えば薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク１３に２値情報を書き込む薄膜磁気ヘッドで構成されればよい。

浮上ヘッドスライダ１９の浮上中に、ヘッドアクチュエータ１６が支軸１５回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ１９上の読み出し書き込みヘッドは磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。ヘッドアクチュエータ１６の回転は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった駆動源２１の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のアクチュエータアーム１７すなわち２つの浮上ヘッドスライダ１９が配置される。

図２は磁気ディスク１３の断面構造を詳細に示す。この磁気ディスク１３は、支持体としての基板２３と、この基板２３の表裏面に広がる多結晶構造膜２４とを備える。基板２３は、例えば、ディスク形のＳｉ本体２５と、Ｓｉ本体２５の表裏面に広がる非晶質のＳｉＯ_２ 膜２６とで構成されればよい。ただし、基板２３にはガラス基板やアルミニウム基板が用いられてもよい。多結晶構造膜２４に磁気情報は記録される。多結晶構造膜２４の表面は保護膜２７や潤滑膜２８で被覆される。保護膜２７には例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）といった炭素材料が用いられればよい。

本発明の第１実施形態に係る多結晶構造膜２４は、基板２３の表面に広がる下地層３１を備える。この下地層３１は、所定の配向に揃えられる結晶層から構成される。この結晶層は非磁性を示す。こういった結晶層の確立にあたって下地層３１には例えばＭｇＯが用いられればよい。ＭｇＯの各結晶では（１００）面の配向が確立される。

下地層３１の表面には多数の第１磁性結晶粒３２が散在する。隣接する第１磁性結晶粒３２同士は下地層３１の表面で相互に隔てられる。すなわち、第１磁性結晶粒３２同士の間には任意の間隔が区画される。第１磁性結晶粒３２は規則合金から構成される。規則合金はいわゆるＬ１_０構造を有すればよい。この種の規則合金は例えば１ｘ１０^６Ｊ／ｍ^３以上の結晶磁気異方性エネルギを確保することができる。規則合金は例えばＦｅ_５０Ｐｔ_５０、Ｆｅ_５０Ｐｄ_５０およびＣｏ_５０Ｐｔ_５０（いずれも原子％）のいずれかから選択されればよい。第１磁性結晶粒３２では（００１）面の配向が確立される。したがって、基板２３の表面に垂直方向に磁化容易軸は揃えられる。

この多結晶構造膜２４は、下地層３１の表面で第１磁性結晶粒３２に覆い被さる第１分離層３３を備える。第１分離層３３は、下地層３１の表面で第１磁性結晶粒３２に覆い被さる非晶質層３４と、同様に下地層３１の表面で第１磁性結晶粒３２および非晶質層３４に覆い被さる結晶層３５とから構成される。非晶質層３４は例えばＳｉＯ_２ といった非磁性材料から構成されればよい。その他、非晶質層３４の形成にあたって金属酸化物や金属窒化物が用いられてもよい。結晶層３５は例えば非磁性を示す。結晶層３５では個々の結晶ごとに所定の方向に配向が揃えられる。結晶層３５には例えばＭｇＯ膜が用いられればよい。ＭｇＯ膜の各結晶では（１００）面の配向が確立される。

第１分離層３３の表面には多数の第２磁性結晶粒３６が散在する。隣接する第２磁性結晶粒３６同士は第１分離層３３の表面で相互に隔てられる。すなわち、第２磁性結晶粒３６同士の間には任意の間隔が区画される。第２磁性結晶粒３６は前述の第１磁性結晶粒３２と同様の構造を有する。第２磁性結晶粒３６では（００１）面の配向が確立される。したがって、基板２３の表面に垂直方向に磁化容易軸は揃えられる。

この多結晶構造膜２４では、第１分離層３３の表面で第２磁性結晶粒３６に覆い被さる第２分離層３７や、第２分離層３７の表面で散在する第３磁性結晶粒３８が確立される。第２分離層３７は、第１分離層３３と同様に、非晶質層３９と結晶層４１とから構成されればよい。第３磁性結晶粒３８は第１および第２磁性結晶粒３２、３６と同様に構成されればよい。結晶層４１の働きで第３磁性結晶粒３８では（００１）面の配向が確立される。

こういった多結晶構造膜２４では、分離層３３、３７で仕切られる各層ごとに著しく微細な磁性結晶粒３２、３６、３８は実現されることができる。しかも、磁性結晶粒３２、３６、３８同士は個々に独立して配置されることから、隣接する磁性結晶粒３２、３６、３８同士の間で磁気的相互作用は確実に断ち切られることができる。個々の磁性結晶粒３２、３６、３８ごとに磁区は確立されることができる。こうして磁気的に隔てられた微細な磁性結晶粒３２、３６、３８によれば、磁気ディスク１３の表面で規定される記録トラック同士の間で遷移ノイズは極力低減されることができる。磁性結晶粒３２、３６、３８は記録トラックの高密度化すなわち磁気ディスク１３の大容量化に大いに貢献することができる。

しかも、この多結晶構造膜２４では、上下の磁性結晶粒３２、３６、３８の間に非磁性の分離層３３、３７が介在するものの、多結晶構造膜２４全体で磁性結晶粒３２、３６、３８の膜厚は増大することができる。その上、磁性結晶粒３２、３６、３８の磁化容易軸は垂直方向に揃えられることから、多結晶構造膜２４から漏れ出る信号磁界は十分に強められることができる。こういった多結晶構造膜２４は記録トラックの高密度化すなわち磁気ディスク１３の大容量化に一層大きく貢献することができる。

次に磁気ディスク１３の製造方法を詳述する。まず、ディスク形の基板２３が用意される。基板２３はスパッタリング装置に装着される。スパッタリング装置内には真空環境が確立される。基板２３には例えば３５０℃程度で２分間の加熱が施される。こうして基板２３の表面から自然吸着ガスは取り除かれる。その後、基板２３は常温（いわゆる室温）まで冷却される。

スパッタリング装置では、図３に示されるように、真空環境下で基板２３の表面にＭｇＯが降り注がれる。いわゆるＲＦ（高周波）スパッタリングが実施される。こうして基板２３の表面には膜厚７．５ｎｍ程度でＭｇＯの下地層３１が積層形成される。ＲＦスパッタリングにあたって室温が維持される結果、下地層３１では、（１００）面の配向に揃えられた非磁性結晶が確立される。

その後、スパッタリング装置では、図４に示されるように、真空環境下で下地層３１の表面に例えばＦｅ原子およびＰｔ原子が降り注がれる。ここでは、いわゆるＤＣ（直流）スパッタリングに基づき第１および第２金属原子すなわちＦｅ原子およびＰｔ原子が所定の割合で堆積させられる。堆積にあたってＤＣスパッタリングのターゲットには各々５０原子％の割合でＦｅ原子およびＰｔ原子が含まれればよい。こうして下地層３１の表面には膜厚０．５ｎｍ程度でＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４２が形成される。

こうして基板２３上に形成されたＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４２には熱処理が施される。Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４２は真空環境下で４５０℃の熱に曝される。熱処理は５分間にわたって持続される。こうした加熱に基づき下地層３１上ではＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４２の熱凝集が引き起こされる。熱凝集の結果、例えば図５に示されるように、下地層３１の表面には、Ｆｅ原子およびＰｔ原子を含む規則合金の第１磁性結晶粒３２は形成される。この第１磁性結晶粒３２の形成にあたってＦｅ原子やＰｔ原子の移動が引き起こされることから、隣接する第１磁性結晶粒３２同士の間には任意の間隔が形成される。しかも、偏りなく均一に第１磁性結晶粒３２は配置される。個々の第１磁性結晶粒３２ではＭｇＯの働きで（００１）面の配向が確立される。

その後、下地層３１の表面には、図６に示されるように、再びＤＣスパッタリングに基づき真空環境下でＦｅ原子およびＰｔ原子が降り注がれる。前述と同様に、Ｆｅ原子およびＰｔ原子が所定の割合で堆積させられる。堆積にあたってＤＣスパッタリングのターゲットには各々５０原子％の割合でＦｅ原子およびＰｔ原子が含まれればよい。こうして下地層３１の表面には膜厚０．５ｎｍ程度でＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４３が形成される。Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４３は第１磁性結晶粒３２に覆い被さる。ここでは、Ｆｅ原子やＰｔ原子の堆積にあたって基板２３の加熱状態は維持されてもよい。

こうして再び積層形成されたＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４３には熱処理が施される。Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４３は真空環境下で４５０℃の熱に曝される。熱処理は１分間にわたって持続される。こうした加熱に基づき下地層３１上では既存の第１磁性結晶粒３２に向かってＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４３の熱凝集が引き起こされる。熱凝集の結果、例えば図７に示されるように、下地層３１の表面で規則合金の磁性結晶粒３２は一回り大きく成長する。第１磁性結晶粒３２の密度や粒径はＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４２、４３の膜厚や堆積および加熱の繰り返し回数に基づき調整されることができる。

第１磁性結晶粒３２の形成後、下地層３１の表面には、図８に示されるように、真空環境下でＳｉＯ_２が降り注がれる。ＲＦスパッタリングが実施される。こうして膜厚２．０ｎｍ程度でＳｉＯ_２の非晶質層３４が積層形成される。非晶質層３４は下地層３１の表面で第１磁性結晶粒３２に覆い被さる。

形成された非晶質層３４は除熱される。非晶質層３４は常温（いわゆる室温）まで冷却される。その後、非晶質層３４の表面には、図９に示されるように、ＲＦスパッタリングに基づき真空環境下でＭｇＯが降り注がれる。こうして非晶質層３４の表面には膜厚５．０ｎｍ程度でＭｇＯの結晶層３５が積層形成される。ＲＦスパッタリングにあたって室温が維持される結果、結晶層３５では、（１００）面の配向に揃えられた非磁性結晶が確立される。こうして第１分離層３３は積層形成される。第１分離層３３の形成後、第１分離層３３を含む基板２３には加熱が施されてもよい。

第１分離層３３の表面には、図１０に示されるように、再びＤＣスパッタリングに基づき真空環境下でＦｅ原子およびＰｔ原子が降り注がれる。前述と同様に、Ｆｅ原子およびＰｔ原子が所定の割合で堆積させられる。堆積にあたってＤＣスパッタリングのターゲットには各々５０原子％の割合でＦｅ原子およびＰｔ原子が含まれればよい。こうして第１分離層３３の表面には膜厚０．４ｎｍ程度でＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４４が再び形成される。ここでは、Ｆｅ原子やＰｔ原子の堆積にあたって基板２３の加熱状態は維持されてもよい。

こうして再び積層形成されたＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４４には熱処理が施される。Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４４は真空環境下で４５０℃の熱に曝される。熱処理は１分間にわたって持続される。こうした加熱に基づき第１分離層３３上ではＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層４４の熱凝集が引き起こされる。熱凝集の結果、例えば図１１に示されるように、第１分離層３３の表面には、Ｆｅ原子およびＰｔ原子を含む規則合金の第２磁性結晶粒３６は形成される。このとき、熱凝集は、既存の第１磁性結晶粒３２の影響を受けずに実現されることができる。したがって、第１磁性結晶粒３２の肥大化は回避される。第１分離層３３上で改めて第２磁性結晶粒３６は形成される。したがって、隣接する磁性結晶粒３６同士の間には第１磁性結晶粒３２と同様に任意の間隔が形成される。しかも、偏りなく均一に第２磁性結晶粒３６は配置される。個々の第２磁性結晶粒３６ではＭｇＯの働きで（００１）面の配向が確立される。

このとき、第１磁性結晶粒３２および結晶層３５の間には非晶質層３４が介在する。こういった非晶質層３４によれば、第１磁性結晶粒３２および結晶層３５の間で界面反応は十分に軽減されることができる。したがって、第１磁性結晶粒３２の配向は確実に維持されることができる。

前述のように、第１磁性結晶粒３２の形成では４５０℃の加熱が５分間にわたって持続される。その一方で、本発明者の検証によれば、磁性結晶粒３２の形成後には１分間の加熱で十分に第２磁性結晶粒３６の熱凝集は実現されることが確認された。言い換えれば、第２磁性結晶粒３６の形成にあたって加えられる熱のエネルギは、第１磁性結晶粒３２の形成にあたって加えられる熱のエネルギよりも小さく設定されればよい。第１磁性結晶粒３２の熱輻射に基づき第２磁性結晶粒３６の形成は比較的に小さい熱エネルギの加熱で実現されることが確認された。

その後、第１分離層３３の表面には、前述と同様に、膜厚２．０ｎｍ程度の非晶質層３９や膜厚５．０ｎｍ程度の結晶層４１が積層形成される。こうして第２分離層３７は確立される。第２分離層３７の表面には、第２磁性結晶粒３６の形成と同様に、Ｆｅ原子およびＰｔ原子を含む第３磁性結晶粒３８は形成される。こうして前述の多結晶構造膜２４は形成されることができる。

本発明者は、以上のような製造方法で形成された多結晶構造膜２４の一具体例を検証した。検証にあたって高分解能走査電子顕微鏡（ＨＲ−ＳＥＭ）は用いられた。その結果、第１〜第３磁性結晶粒３２、３６、３８は明らかに島状に散在することが確認された。

次に、本発明者はＸ線回折に基づき磁性結晶粒３２、３６、３８を観察した。その結果、図１２に示されるように、磁性結晶粒３２、３６、３８では、ＦｅＰｔ合金の（００１）面に対応するピークが確認された。しかも、ＦｅＰｔ合金の（１１１）面に対応するピークは確認されなかった。磁性結晶粒３２、３６、３８は所定の規則合金から構成されることが確認された。その一方で、加熱に先立って形成されるＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層の膜厚が増大すると、ＦｅＰｔ合金の（１１１）面に対応するピークが徐々に現れることが確認された。

ここで、本発明者はＸ線回折に基づきＭｇＯ膜とＦｅＰｔ磁性結晶粒との関連を観察した。３種類の具体例が準備された。第１具体例では、ＭｇＯ膜の形成にあたってスパッタリングのチャンバ内で基板は室温に維持された。チャンバ内で基板とＭｇＯターゲットとの間隔は４５．０ｍｍに設定された。第２具体例では、ＭｇＯ膜の形成にあたってスパッタリングのチャンバ内で基板は５００℃に加熱された。基板とＭｇＯターゲットとの間隔は４５．０ｍｍに設定された。同様に、第３具体例では、ＭｇＯ膜の形成にあたってスパッタリングのチャンバ内で基板は５００℃に加熱された。基板とＭｇＯターゲットとの間隔は１００．０ｍｍに設定された。図１３から明らかなように、第１具体例では、ＭｇＯの（２００）面に対応するピークが確認された。その一方で、第２および第３具体例では、ＭｇＯの（２００）面に対応するピークは観察されなかった。ＭｇＯ膜が室温で形成された結果、ＭｇＯ膜では１方向に配向が揃えられることが確認された。

図１４は本発明の第２実施形態に係る多結晶構造膜２４ａの断面構造を詳細に示す。この多結晶構造膜２４ａでは磁性結晶粒３２、３６の表面に非磁性物質４５が分布する。この非磁性物質４５は、後述されるように、磁性結晶粒３２、３６に含まれる原子に基づき生成される酸化物や窒化物であればよい。その他、前述の第１実施形態の構成や構造と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

多結晶構造膜２４ａの形成にあたって、前述と同様に、下地層３１の表面には、Ｆｅ原子およびＰｔ原子を含む第１磁性結晶粒３２は形成される。その後、第１磁性結晶粒３２の表面は、例えば図１５に示されるように、酸化雰囲気に曝される。酸化雰囲気の確立にあたってチャンバ内には例えば酸素ガスや大気が導入されればよい。こうして第１磁性結晶粒３２の表面は酸化される。磁性結晶粒３２の表面で酸化物すなわち非磁性物質は生成される。その他、チャンバ内には窒化雰囲気が確立されてもよい。この場合には、チャンバ内には窒素ガスや大気が導入されればよい。第１磁性結晶粒３２の表面では窒化物すなわち非磁性物質は生成される。

その後、前述と同様に、下地層３１の表面ではＭｇＯの結晶層３５が形成される。こうして第１分離層は確立される。第１分離層の表面では、前述と同様に、第２磁性結晶粒３６や結晶層４１、第３磁性結晶粒３８が順番に積層形成される。ここで、結晶層４１の形成に先立って、第２磁性結晶粒３６の表面は酸化雰囲気や窒化雰囲気に曝される。こうして第２磁性結晶粒３６の表面では酸化物や窒化物すなわち非磁性物質が生成される。

第２磁性結晶粒３６や第３磁性結晶粒３８の形成の過程で、第１磁性結晶粒３２および結晶層３５の間や第２磁性結晶粒３６および結晶層４１の間には酸化物や窒化物といった非磁性物質が介在する。こういった非磁性物質によれば、第１磁性結晶粒３２および結晶層３５の間で界面反応は十分に軽減されることができる。同様に、第２磁性結晶粒３６および結晶層４１の間で界面反応は十分に軽減されることができる。したがって、第１磁性結晶粒３２の配向や第２磁性結晶粒３６の配向は確実に維持されることができる。

なお、以上のような多結晶構造膜２４、２４ａでは、磁性結晶粒３２、３６、３８中で面内方向に磁化容易軸が揃えられてもよい。こういった磁化容易軸の設定にあたってＦｅ_５０Ｐｔ_５０磁性結晶粒３２、３６、３８では、（１００）面の配向が確立されればよい。こういった配向はＭｇＯの配向に基づき制御されることができる。また、例えばＳｉ本体２５の化学反応が十分に阻止される限り、基板２３の表面には必ずしもＳｉＯ_２膜２６が形成される必要はない。さらに、Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０（原子％）に代えて、Ｆｅ_５０Ｐｄ_５０（原子％）、Ｃｏ_５０Ｐｔ_５０（原子％）その他の規則合金が磁性結晶粒３２、３６、３８に用いられる場合でも、前述の製造方法は同様に利用されることができる。以上のような多結晶構造膜２４、２４ａでは、多結晶構造膜すなわち磁気記録層の膜厚の許容範囲内で分離層は幾層形成されてもよい。

磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る多結晶構造膜を含む磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大部分断面図である。 基板上で下地層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 基板上でＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 加熱に基づき磁性結晶粒を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 基板上で磁性結晶粒を覆うＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 加熱に基づき磁性結晶粒を成長させる工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 磁性結晶粒を覆うＳｉＯ_２層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 ＳｉＯ_２層の表面にＭｇＯ膜を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 第１分離層の表面にＦｅ_５０Ｐｔ_５０合金層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 加熱に基づき第１分離層上で磁性結晶粒を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 Ｘ線回折に基づき磁性結晶粒の配向性を特定するグラフである。 Ｘ線回折に基づきＭｇＯの配向性を特定するグラフである。 本発明の第２実施形態に係る多結晶構造膜の構造を詳細に示す拡大部分断面図である。 磁性結晶粒の表面で酸化物を生成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。

Claims (6)

1. 所定の配向に揃えられる結晶層からなる非磁性の下地層と、
   下地層の表面において相互に隔てられ、規則合金から構成され、かつ、下地層の配向によって配向を制御される複数の第１磁性結晶粒と、
   下地層および第１磁性結晶粒に覆い被さり、非磁性の非晶質物質からなる非晶質層と、
   第１磁性結晶粒および非晶質物質に覆い被さり、所定の配向に揃えられる非磁性結晶から構成される配向制御層と、
   配向制御層の表面で相互に隔てられ、第１磁性結晶粒と同一の規則合金から構成され、所定の配向に揃えられる複数の第２磁性結晶粒とを備え、
   配向制御層および第２磁性結晶粒上で、非晶質層、配向制御層および第２磁性結晶粒は順番に繰り返し積み重ねられることを特徴とする多結晶構造膜。
2. 請求項１に記載の多結晶構造膜において、前記規則合金はＬ１_０構造を有することを特徴とする多結晶構造膜。
3. 請求項１または２に記載の多結晶構造膜において、前記下地層はＭｇＯから構成されることを特徴とする多結晶構造膜。
4. 支持体と、
   支持体の表面において広がって、所定の配向に揃えられる結晶層からなる非磁性の下地層と、
   下地層の表面において相互に隔てられ、規則合金から構成され、かつ、下地層の配向によって配向を制御される複数の第１磁性結晶粒と、
   下地層および第１磁性結晶粒に覆い被さり、非磁性の非晶質物質からなる非晶質層と、
   第１磁性結晶粒および非晶質物質に覆い被さり、所定の配向に揃えられる非磁性結晶から構成される配向制御層と、
   配向制御層の表面で相互に隔てられ、第１磁性結晶粒と同一の規則合金から構成され、所定の配向に揃えられる複数の第２磁性結晶粒とを備え、
   配向制御層および第２磁性結晶粒上で、非晶質層、配向制御層および第２磁性結晶粒は順番に繰り返し積み重ねられることを特徴とする磁気記録媒体。
5. 請求項４に記載の磁気記録媒体において、前記規則合金はＬ１_０構造を有することを特徴とする磁気記録媒体。
6. 請求項４または５に記載の磁気記録媒体において、前記下地層はＭｇＯから構成されることを特徴とする磁気記録媒体。

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