JP4782047B2 - 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体、およびこの磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。

近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にＭＲヘッド、およびＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにＧＭＲヘッド、ＴｕＭＲヘッドなども導入され１年に約１００％ものペースで増加を続けている。

このように、磁気記録媒体については今後更に高記録密度化を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）、高分解能を達成することが要求されている。これまで広く用いられてきた長手磁気記録方式においては、線記録密度が高まるにつれて、磁化の遷移領域の隣接する記録磁区同士がお互いの磁化を弱めあおうとする自己減磁作用が支配的になるため、それを避けるために磁気記録層をどんどん薄くして形状磁気異方性を高めていく必要がある。

その一方で、磁気記録層の膜厚を薄くしていくと、磁区を保つためのエネルギー障壁の大きさと熱エネルギーの大きさが同レベルに近づいてきて、記録された磁化量が温度の影響によって緩和される現象（熱揺らぎ現象）が無視できなくなり、これが線記録密度の限界を決めてしまうといわれている。

このような中、長手磁気記録方式の線記録密度改良に答える技術として最近ではＡＦＣ（Ａｎｔｉ Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ）媒体が提案され、長手磁気記録で問題となる熱磁気緩和の問題を回避しようという努力がなされている。

また、今後一層の面記録密度を実現するための有力な技術として注目されているのが垂直磁気記録技術である。従来の長手磁気記録方式が、媒体を面内方向へ磁化させるのに対し、垂直磁気記録方式では媒体面に垂直な方向に磁化させることを特徴とする。このことにより、長手磁気記録方式で高線記録密度を達成する妨げとなる自己減磁作用の影響を回避することができ、より高密度記録に適していると考えられている。また一定の磁性層膜厚を保つことができるため、長手磁気記録で問題となっている熱磁気緩和の影響も比較的少ないと考えられている。

垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層、磁気記録層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑層を塗布する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層とよばれる磁性膜が下地層の下に設けられる。中間層は磁気記録層の特性をより高める目的で形成される。また下地層は中間層、磁気記録層の結晶配向を整えると同時に磁性結晶の形状を制御する働きをするといわれている。

優れた特性を有する垂直磁気記録媒体を製造するためには、磁気記録層の結晶構造が重要である。すなわち、垂直磁気記録媒体においては、多くの場合その磁気記録層の結晶構造はｈｃｐ構造をとるが、その（００２）結晶面が基板面に対して平行であること、換言するならば結晶ｃ軸［００２］軸が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが重要である。

磁気記録層の結晶をできるだけ乱れなくさせるため、垂直磁気記録媒体の中間層としては、従来磁気記録層と同様にｈｃｐ構造をとる、Ｒｕが用いられてきた。Ｒｕの（００２）結晶面上に、磁気記録層の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶配向の良い磁気記録媒体が得られる（例えば、特許文献１参照。）。

つまり、Ｒｕ中間層の（００２）結晶面配向度を上げることにより、磁気記録層の配向も向上するため、垂直磁気記録媒体の記録密度の向上のためにはＲｕの（００２）の改善が必要となる。ただし、アモルファスの裏打ち層上に直接Ｒｕを成膜すると、優れた結晶配向性を得るためには膜厚が厚くなり、非磁性のＲｕは軟磁性材料である裏打ち層のヘッドからの磁束の引っ張りを弱めてしまう。そこで、従来は裏打ち層とＲｕ中間層の間に、ｆｃｃ（１１１）結晶面配向する下地層を挿入する。（例えば、特許文献２参照。）。ｆｃｃの下地層は、薄膜でも高い結晶配向性が得られ、ｆｃｃ下地層上のＲｕは、裏打ち層の上に直接成膜されたＲｕよりは薄い膜厚で、高い結晶配向性が得られる。しかし、ｆｃｃ下地層上のＲｕでは結晶粒径を制御できないため粒径の増大が起こり、その上のＣｏ合金の結晶粒径も大きくなってしまい、ノイズの増加のため記録再生特性が悪化してしまう。

さらなる記録再生特性の向上のため、結晶粒径の微細化と垂直配向性を両立させ、記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を得る必要がある。この問題を解決しかつ安易に製造が可能な垂直磁気記録媒体が要望されていた。
特開２００１−６１５８号公報 特開２００５−１９０５１７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、垂直磁気記録層の粒径の微細化と垂直配向性を両立することで、高密度の情報の記録再生が可能な垂直磁気記録媒体、および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下に掲げた。
（１）非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層と下地層と中間層と垂直磁気記録層をこの順で含む垂直磁気記録媒体であって、
前記下地層は、ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層であり、
前記中間層は、ｂｃｃ構造の（１１０）結晶配向層、および、ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層をこの順で含み、
前記垂直磁気記録層は、ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層であり、
前記ｂｃｃ構造の（１１０）結晶配向層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分として６０原子％以上含み、その他に、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉからなる群から選ばれる何れか１種を含む合金からなり、
前記ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層が、Ｒｕからなり、
前記ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層が、ＮｉＦｅ、または、Ｎｉに２０原子％未満のＷを添加した合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（２）前記ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層が、ＮｉＦｅ、または、Ｎｉに１０原子％以下のＷを添加した合金からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
（３）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、
磁気記録媒体が、（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明によれば、垂直磁性層の結晶構造、特にｈｃｐ構造の結晶ｃ軸が基板面に対して極めて角度分散の小さい状態で配向し、かつ、垂直磁性層を構成する結晶粒の平均粒径が極めて微細な高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体を供することができる。

本発明の内容を具体的に説明する。

本発明の垂直磁気記録媒体は、図１に示すように、非磁性基板１上に少なくとも軟磁性裏打ち層２、直上の膜の配向性を制御する配向制御層を構成する下地層３及び第１中間層４、第２中間層５、磁化容易軸（結晶ｃ軸）が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性層６、保護層７を有する垂直磁気記録媒体であって、配向制御層は複数層から構成されている。またこれらの配向制御層は、今後のさらなる記録密度の向上が期待される、ＥＣＣ媒体や、ディスクリートトラックメデイア、パターンメディアのような新しい垂直記録媒体においても適用可能である。

本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性基板としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板を用いられることが多い。ガラス基板の場合、ミラーポリッシュ基板やＲａ＜１（Å）のような低Ｒａ基板などが好ましい。軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。

磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。洗浄については、水洗浄だけでなく、エッチング（逆スパッタ）による洗浄も含まれる。また、基板サイズも特に限定しない。

次に、垂直磁気記録媒体の各層について説明する。

軟磁性裏打ち層は多くの垂直磁気記録媒体に設けられている。媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、磁気記録層に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。材料としてはＦｅＣｏ系合金、ＣｏＺｒＮｂ系合金、ＣｏＴａＺｒ系合金などいわゆる軟磁気特性を有する材料ならば使用することができる。軟磁性裏打ち層は、アモルファス構造であることが特に好ましい。アモルファス構造とすることで、表面粗さ：Ｒａが大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となるためである。また、これら軟磁性層単層の場合だけでなく、２層の間にＲｕなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層間にＡＦＣを持たせたものも多く用いられるようになっている。裏打ち層の総膜厚は２０（ｎｍ）〜１２０（ｎｍ）程度であるが、記録再生特性とＯＷ特性とのバランスにより適宜決定される。

本発明では、軟磁性裏打ち層の上に、直上の膜の配向性を制御する配向制御層を設ける。配向制御層は複数層から構成し、基板側から下地層、中間層と呼ぶ。

本発明では、下地層は低膜厚においても高い配向制御性のある面心立方格子構造（ｆｃｃ構造）とし、下地層の平均結晶粒径は６（ｎｍ）〜２０（ｎｍ）の範囲内とするのが好ましい。また、下地層上の第１中間層は、体心立方格子構造（ｂｃｃ構造）を、さらにその上の磁気記録層と接する第２中間層は、六方最密格子構造（ｈｃｐ構造）とする。

本願発明で規定する、下地層、中間層材料としてのｆｃｃ構造、ｂｃｃ構造、ｈｃｐ構造とは、本願発明の趣旨に鑑みれば、当然のことながら本願発明の磁気記録媒体が実際に使用される環境下での結晶構造、すなわち、常温での結晶構造を指す。
本発明の中間層は、ｆｃｃの（１１１）結晶配向をとる下地層とｈｃｐの（００２）結晶配向をとる第２中間層の間に、ｂｃｃの（１１０）結晶配向をとる第１中間層を挿入している。

中間層の上に積層される磁気記録層の結晶配向は、中間層の結晶配向によりほぼ決定されるため、この中間層の配向制御は垂直磁気記録媒体の製造上極めて重要である。また、同様に中間層の結晶粒の平均粒径を微細にコントロールすることができれば、その上に連続的に成膜される磁気記録層の結晶粒径もその形状を引き継ぎやすく、磁気記録層の結晶粒も微細になることが多い。そして、磁気記録層の結晶粒径が微細であればあるほど信号と雑音との強度比（ＳＮＲ）は大きくとることができるといわれている。

ｆｃｃ構造の（１１１）結晶面とは、図２のように一辺の長さが√２ａ／２ （ａ： 格子定数）の正六角形が繋がったものになる。ｆｃｃ結晶の中では、この（１１１）面が最密面であるため、ｆｃｃ結晶はアモルファスの軟磁性裏打ち層上で（１１１）結晶面が優先配向する。図３にｈｃｐ構造の（００２）結晶面のイメージを示す。こちらも、ｆｃｃ（１１１）結晶面同様、正六角形が繋がったもので表される。ただし、一辺の長さは、ａである。ｈｃｐ（００２）結晶面も最密面であり優先的に配向し易いが、さらにともに正六角形であるため、ｆｃｃ（１１１）結晶面上のｈｃｐ（００２）結晶面は膜厚がそれほど厚くなくても高い結晶配向性が得られる。従来は、ｆｃｃ結晶の格子定数：√２ａ／２とｈｃｐ結晶の格子定数：ａの値が近い材料を選択することで、より結晶配向を改善しようという試みがなされてきた。

しかし、垂直磁気記録媒体の記録密度を向上するためには結晶配向性の改善だけではなく、磁気記録層の結晶粒径の微細化が必要になる。正六角形同士の積層になるｆｃｃ（１１１）結晶面とｈｃｐ（００２）結晶面では、何の障害もなく積層されて結晶成長が進むため、配向は向上するが、結晶粒径の制御が困難である。しかも結晶成長が進む途中で、結晶粒同士の淘汰が起こり、粒径分布に広がりが出てくることも記録密度の向上という点ではマイナスに働く。

本発明において、第１中間層として導入するｂｃｃの（１１０）結晶面を図４に示す。図４より、これまで示してきたｆｃｃ（１１１）結晶面やｈｃｐ（００２）結晶面とは異なり、ｂｃｃ（１１０）結晶面は正六角形にはならない（六辺の長さのうち、ａが３辺、残りの３辺が√３ａ／２）。ｂｃｃ結晶では、（１１０）結晶面が最密面であるため、下地層であるｆｃｃ（１１１）結晶面上にも優先配向するが、ｆｃｃ上のｈｃｐの場合とは異なり、正六角形でないことによる不整合が結晶成長の足かせとなる。しかし、この不整合が結晶粒径の制御に寄与している。結晶配向性については、ｆｃｃ結晶の格子定数とｂｃｃ結晶の格子定数のバランスをとることで改善可能である。具体的には図２と図４の六角形の面積がなるべく近い値をとるような材料選択をすることで、ｆｃｃ／ｈｃｐ積層と同等以上の結晶配向性が得られる。ｂｃｃ（１１０）配向する第１中間層とｈｃｐ（００２）配向する第２中間層の間でも、同様の不整合が見られ粒径制御に寄与している。

これにより、ｈｃｐ（００２）結晶配向している第２中間層上に積層する磁気記録層も、結晶粒径が制御され、配向性に関しても、基板に対して結晶ｃ軸［００２］軸が効率よく垂直配向する。

垂直磁気記録媒体において、磁気記録層の結晶ｃ軸［００２］軸が基板に対して垂直な方向に、できるだけ乱れなく配列しているかを評価する方法としてロッキングカーブの半値幅を用いることができる。まず基板上に成膜した膜をＸ線回折装置にかけ、基板面に対して平行な結晶面を分析する。Ｘ線の入射角を走査することで、結晶面に対応する回折ピークが観測される。Ｃｏ系合金を用いた垂直磁気記録媒体の場合、ｈｃｐ構造のｃ軸［００２］方向が基板面に垂直になるような配向をするので、（００２）面に対応するピークを観測することになる。次にこの（００２）面を回折するブラッグ角を維持したまま光学系を基板面に対してスイングさせる。このときに光学系を傾けた角度に対して（００２）面の回折強度をプロットすると、スイング角０°を中心とした回折強度曲線を描くことができる。これをロッキングカーブと呼んでいる。このとき（００２）面が基板面に対して極めてよく平行にそろっている場合は鋭い形状のロッキングカーブが得られるが、逆に（００２）面の向きが広く分散しているとブロードなカーブが得られる。そこでロッキングカーブの半値幅△（デルタ）θ５０を垂直磁気記録媒体の結晶配向の良否の指標として用いることが多い。

本発明によれば、ｆｃｃ構造を有する元素、またはその合金からなる下地層が（１１１）結晶面配向し、その上にｂｃｃ構造を有する元素、またはその合金からなる第１中間層が（１１０）結晶面配向し、さらにその上に（００２）結晶面配向するｈｃｐ構造を有する元素、またはその合金からなる第２中間層を用いることで、ｈｃｐ構造を有する元素の中間層のみを用いた媒体に対して、デルタθ５０の値が小さい垂直磁気記録媒体を作製することができる。

磁気記録層は文字通り、実際に信号の記録がなされる層である。材料としてはＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＢ−Ｘ、ＣｏＣｒＰｔＢ−Ｘ−Ｙ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｏ、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ_２、ＣｏＣｒＰｔ−Ｎｂ_２Ｏ_５、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｏＣｒＰｔＴｉＯ_２などのＣｏ系合金薄膜が使用されることが多い。特に、酸化物磁性層を用いる場合は、酸化物が磁性Ｃｏ結晶粒の周りを取り囲んでグラニュラ構造をとることで、Ｃｏ結晶粒同士の磁気的相互作用が弱まりノイズが減少する。最終的にはこの層の結晶構造、磁気的性質が記録再生を決定する。

磁気記録層がグラニュラ構造をとるため、中間層の成膜ガス圧を高くして表面の凹凸をつけることが好ましい。酸化物磁性層の酸化物が、中間層表面の凹の部分に集まることにより、グラニュラ構造になる。ただし、ガス圧を上げることで中間層の結晶配向性が悪化し、また表面粗さが大きくなりすぎる恐れがあるため、第１中間層を低ガス圧成膜、第２中間層を高ガス圧成膜層することにより、配向性と表面凹凸の両立が保たれる。

以上の各層の成膜には通常ＤＣマグネトロンスパッタリング法またはＲＦスパッタリング法が用いられる。ＲＦバイアス、ＤＣバイアス、パルスＤＣ、パルスＤＣバイアス、Ｏ２ガス、Ｈ２Ｏガス導入、Ｎ２ガスを用いることも可能。そのときのスパッタリングガス圧力は各層ごとに特性が最適になるように適宜決定されるが、一般に０．１〜３０（Ｐａ）程度の範囲にコントロールされる。このガス圧は媒体の性能を見ながら適宜調整される。

保護層はヘッドと媒体との接触によるダメージから媒体を保護するためのものであり、カーボン膜、ＳｉＯ_２膜などが用いられるが、多くの場合はカーボン膜が用いられる。膜の形成にはスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが用いられるが、近年ではプラズマＣＶＤ法が用いられることが多い。マグネトロンプラズマＣＶＤ法も可能である。膜厚は１（ｎｍ）〜１０（ｎｍ）程度であり、好ましくは２（ｎｍ）〜６（ｎｍ）程度、さらに好ましくは２（ｎｍ）〜４（ｎｍ）である。

特に、中間層の高ガス圧成膜と磁気記録層の成膜ガス圧を調整することで、結晶配向性を維持したまま、酸化物により磁性結晶が孤立したノイズの少ない磁気記録媒体を作ることが可能になる。

図５は、上記垂直磁気記録媒体を用いた垂直磁気記録再生装置の一例を示すものである。図５に示す磁気記録再生装置は、図１に示す構成の磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、この磁気ヘッド１２を磁気記録媒体１０に対して相対運動させるヘッド駆動部１３と、記録再生信号処理系１４とを備えて構成されている。

記録再生信号処理系１４は、外部から入力されたデ−タを処理して記録信号を磁気ヘッド１２に送り、磁気ヘッド１２からの再生信号を処理してデ−タを外部に送ることができるようになっている。

本発明の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッド１２には、再生素子として異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を利用したＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子だけでなく、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子、トンネル効果を利用したＴｕＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
（実施例１、比較例１）
ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ１．０×１０^−５（Ｐａ）以下に真空排気した。

次に、この基板上にスパッタリング法を用いて軟磁性裏打ち層ＣｏＮｂＺｒを５０（ｎｍ）、下地層としてｆｃｃ構造をとるＮｉＦｅを５（ｎｍ）、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中でそれぞれ成膜した。

第１中間層として、ｈｃｐ構造を有するＲｕと、ｂｃｃ構造を有する元素Ｃｒとその合金材料であるＣｒ−Ｂ、Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｒ−Ｔｉ（それぞれ、Ｃｒ＞６０（％））を用いた（比較例１、実施例１−１〜３，５，６，８，９，１１，１２、参考例１−４，７，１０，１３）。また、比較例として Ｃｒ＜６０（％）の合金組成を成膜した（比較例１−２〜８）。Ｃｒの混合方法は、成膜時に基板を公転させておこなった。基板ホルダの回転中心から基板中心までの距離が３９６（ｍｍ）であり、成膜時の基板ホルダ回転数は１６０（ｒｐｍ）とした。成膜に際しては２つのターゲットの放電出力を任意に調整することにより膜中に存在するＣｒ濃度をコントロールした。Ｃｒ合金の組成は、各ターゲットの膜堆積速度と放電出力の関係を調べておき、成膜時の放電出力、放電時間等から計算により求めた。第１中間層膜厚は１０（ｎｍ）となるように調節した。その後、第２中間層としてｈｃｐ構造をとるＲｕをガス圧１０（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した。

本実施例、参考例および比較例では、磁気記録層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ_２、保護層としてＣ膜を成膜して垂直磁気記録媒体とした。

得られた垂直磁気記録媒体について、潤滑剤を塗布し、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、記録再生特性の評価を行った。その後、Ｋｅｒｒ測定装置により静磁気特性の評価をおこなった。

また、磁気記録層のＣｏ系合金の結晶配向性を調べるため、Ｘ線回折装置により磁性層のロッキングカーブの測定をおこなった。さらに、実施例のなかで、記録再生特性の高い試料に関しては、ＴＥＭを用いて磁気記録層のＣｏ系合金の結晶粒径観察をおこなった。

さらに、第１中間層の配向自体を確認するため、実施例１−１〜３，５，６，８，９，１１，１２、参考例１−４，７，１０，１３と比較例１−１〜５において第１中間層を２０ｎｍ成膜した後、この第１中間層のｂｃｃ（１１０）配向性を調べた。

それぞれの測定結果を表１に示す。

表１の実施例において、Ｃｒ：８０（％）以上ではｈｃｐ構造のＲｕに対して、ＳＮＲ、Ｈｃ、デルタθ５０の各パラメータが改善していることがわかる。また、結晶粒径についてもＲｕよりも、微細な結晶粒になっている。

また、第１中間層として、Ｃｒ−Ｂ、 Ｃｒ−Ｍｎ、 Ｃｒ−Ｔｉを用いた場合は、それぞれ添加元素の割合が増えてくるとｂｃｃの（１１０）結晶面のピーク強度が小さくなっていき、最終的にはピークが観測されなくなる。つまり、添加元素の割合が増えることで、ｂｃｃ（１１０）結晶配向性が崩れてくることにより、表１における、各パラメータの特性が低くなったと思われる。Ｃｒ−Ｍｏについては、Ｍｏもｂｃｃ構造を有する元素であるため、Ｍｏの割合が増えてもｂｃｃ構造を維持するため、表１のように回折ピークが観測される。そこで、図２と図４のｆｃｃ（１１１）結晶面とｂｃｃ（１１０）結晶面の六角形について、ＮｉＦｅとＣｒ、Ｍｏのそれぞれの格子定数から面積を求めると、ＮｉＦｅの面積に対してＣｒの面積がほぼ同等なのに対してＭｏの面積はかなり大きくなる。つまり、Ｃｒ−ＭｏにおいてＭｏの割合が増えると下地層と第１中間層の間で格子のミスマッチが大きくなるため、配向が悪化しＳＮＲも低下していると思われる。
（実施例２、比較例２）
実施例１と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜する。下地層として、ＮｉＦｅ、を５（ｎｍ）成膜したものを作製した（実施例２−１）。また、ｆｃｃ元素であるＮｉにｂｃｃ元素であるＷを０、１０、２０（％）添加した合金を５（ｎｍ）成膜したものを作製した（実施例２−３，参考例２−２，４）。その後、第１中間層としてＣｒを、第２中間層としてＲｕをそれぞれ１０（ｎｍ）成膜した。ガス圧は、それぞれ０．６（Ｐａ）と１０（Ｐａ）である。比較例として、下地層なし、アモルファス構造をとるＮｉ−５０Ｗ、ｂｃｃ構造をとるＷを下地層として５（ｎｍ）成膜したものを作製した（比較例２−１〜３）。

また下地層上の第１中間層の結晶配向を観察するために、実施例２−１，３と参考例２−２，４と比較例２−１〜３の組成の下地層上に第１中間層であるＣｒのみ、２０（ｎｍ）成膜したものを作製して第１中間層のｂｃｃ（１１０）配向性を調べた。

次いで実施例１と同様に、試料の表面に磁気記録層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ_２、保護層としてＣ膜を成膜して垂直磁気記録媒体とした。 それぞれの測定から、高信号雑音比：ＳＮＲ、保磁力：Ｈｃ、デルタθ５０、の結果を表２に示した。またＣｒを２０（ｎｍ）成膜した試料については、ｂｃｃ（１１０）結晶配向性を調べた、Ｃｒ（１１０）結晶面のデルタθ５０を表２に示した。

表２より、下地層が無い場合やＷ＞２０（％）では静磁気・電磁気特性、磁気記録層の結晶配向性が低下する。これは、表２から明らかなように、ｆｃｃ構造をとらない下地層の場合、第１中間層のＣｒの（１１０）結晶配向性が悪化することで、静磁気・電磁気特性、磁気記録層の結晶配向性が低下すると思われる。
（実施例３、比較例３）
実施例１、２と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜する。下地層として、ｆｃｃ構造を有するＮｉＦｅを５（ｎｍ）、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中でそれぞれ成膜した。

第１中間層として、ｂｃｃ構造を有するＣｒを１０（ｎｍ）、ガス圧０．６（Ｐａ）のＡｒ雰囲気中で成膜した。その上に第２中間層として、ｈｃｐ構造をとるＲｕ、 ｂｃｃ構造をとるＣｒ、ｆｃｃ構造をとるＮｉをそれぞれ１０（ｎｍ）成膜したものを作製した（実施例３−１、比較例３−１〜２）。

次いで、それらの試料の表面に磁気記録層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ_２、保護層としてＣ膜を成膜して磁気記録媒体とした。それぞれの測定から、高信号雑音比：ＳＮＲ、保磁力：Ｈｃ、デルタθ５０、の結果を表３に示した。

表３より、磁気記録層の下の層としては、Ｃｏ合金と同様のｈｃｐ（００２）結晶配向するＲｕが最適であり、中間層がＣｒ層のみでは、Ｃｏが配向しないため、特性が極端に悪化する。Ｎｉの場合は、ｆｃｃ（１１１）結晶面上にｈｃｐ（００２）結晶面は配向し易いが、Ｒｕ中間層ほどの特性は出なかった。

本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造を示す図である。 ｆｃｃ構造の（１１１）面配向を示す図である。 ｈｃｐ構造の（００２）面配向を示す図である。 ｂｃｃ構造の（１１０）面配向を示す図である。 本発明の垂直磁気記録再生装置の構造を示す図である。

符号の説明

１ 非磁性基板
２ 軟磁性裏打ち層
３ 下地層
４ 中間層
５ 垂直磁性層
６ 保護層
１０ 垂直磁気記録媒体
１１ 媒体駆動部
１２ 磁気ヘッド
１３ ヘッド駆動部
１４ 記録再生信号処理系

Claims (3)

1. 非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層と下地層と中間層と垂直磁気記録層をこの順で含む垂直磁気記録媒体であって、
   前記下地層は、ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層であり、前記裏打ち層に接して配置され、
   前記中間層は、ｂｃｃ構造の（１１０）結晶配向層、および、ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層をこの順で含み、
   前記垂直磁気記録層は、ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層であり、
   前記ｂｃｃ構造の（１１０）結晶配向層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分として６０原子％以上含み、その他に、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｂ、Ｔｉからなる群から選ばれる何れか１種を含む合金からなり、
   前記ｈｃｐ構造の（００２）結晶配向層が、Ｒｕからなり、
   前記ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層が、ＮｉＦｅ、または、Ｎｉに２０原子％未満のＷを添加した合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記ｆｃｃ構造の（１１１）結晶配向層が、ＮｉＦｅ、または、Ｎｉに１０原子％以下のＷを添加した合金からな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. 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、
   磁気記録媒体が、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。

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