JP5213470B2 - 垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に係り、特に高密度記録に適した垂直磁気記録媒体及びそのような垂直磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に関する。

情報処理技術の発展に伴い、コンピュータの外部記録装置等として用いられている磁気ディスク装置に対しては、大容量化や高速転送化等の高性能化の要求がある。このような要求に鑑み磁気記録の高記録密度化を達成するために、近年、原理的に高密度記録に適している垂直磁気記録方式が実用化された。

垂直磁気記録方式においても、水平磁気記録方式の場合と同様に、高記録密度化に対して磁気記録媒体の記録層（又は、磁性層）の低ノイズ化を図ることが効果的である。従来は、記録層の保磁力を高くしたり、記録層を構成する磁性粒子を微細化・孤立化することでノイズを低減している。

ノイズを低減するために、垂直記録層の一部に磁性粒子と非磁性酸化物あるいは非磁性窒化物とで構成されたいわゆるグラニュラ層が用いられている。記録層をグラニュラ層で構成すると、磁性粒子の周りに酸化物若しくは窒化物が偏析した状態となり、磁性粒子同士の磁気的な分離が向上する。また、記録層の下側にルテニウム（Ｒｕ）下地層を設けた構造とすることが比較的有効である。Ｒｕ下地層は、記録層を構成する磁性粒子同士の磁気的な分離をし易くするために設けられる。Ｒｕ下地層については、グラニュラ層よりなる記録層直下のＲｕ層を空隙により分離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３５３２５６号公報

しかし、記録層をグラニュラ層で構成したり、記録層の下側にＲｕ下地層を設けた構造としても、信号対雑音比（ＳＮＲ）、エラーレートの指標となる累積二乗誤差（ＶＭＭ）、実効トラック幅ＷＣｗ等で表される磁気記録媒体のリード／ライト特性を更に向上することは難しいという問題があった。これは、記録層を構成する磁性粒子同士の磁気的な分離が不十分であることに起因すると考えられる。

なお、上述の実効トラック幅ＷＣｗは、磁気記録媒体上のトラックに対して磁気ヘッドをオフセットしながらデータをライトしてリードした結果のプロファイルから磁気ヘッドのライト幅を測定することで得られるトラックの実効幅である。

そこで、本発明は、グラニュラ層の結晶配向及び異方性磁界を改善して記録再生特性を向上させた垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、本発明によれば、垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体であって、結晶粒子同士が空隙によりお互いに隔離された柱状組織を有するＲｕ若しくはＲｕ合金よりなる非磁性下地層と、該非磁性下地層の上に設けられ、結晶粒子と非固溶相からなる非磁性グラニュラ層と、該非磁性グラニュラ層の上に設けられ、ＣｏＣｒＰｔ合金結晶粒子と非固溶相からなる組織を有し、前記垂直磁気記録層を構成するグラニュラ磁性層とを有し、前記非磁性グラニュラ層の結晶粒子は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒの何れか一種類と、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの何れか一種類をｈｃｐ若しくはｆｃｃ構造を保つ範囲で含み、前記非磁性下地層の膜面内方向の格子定数をａ１とし、前記非磁性グラニュラ層の膜面内方向の格子定数をａ２とし、前記グラニュラ磁性層の膜面内方向の格子定数をａ３とすると、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係を満足し、前記非磁性グラニュラ層は、ＲｕＣｏ合金と酸化物若しくはＲｕＣｏ合金と窒化物からなり、前記非磁性グラニュラ層は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、の酸化物若しくは窒化物の少なくとも1種類以上を含み、前記グラニュラ磁性層は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの３元素を含む合金結晶粒子と、少なくともＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆの酸化物若しくは窒化物を一種類以上含む非固溶相から構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。

本発明によれば、格子定数を、非磁性下地層、非磁性グラニュラ層、グラニュラ磁性層の順に小さくなる（ａ１＞ａ２＞ａ３）ように設定する。これにより、グラニュラ磁性層の初期層の結晶成長において生じる欠陥を低減することができ、結晶配向の乱れが抑制され、垂直磁気記録媒体のノイズを低減することができる。したがって、本発明による非磁性グラニュラ層を適用した垂直磁気記録層を用いることで、従来の垂直磁気記録媒体より、より記録再生特性の高い垂直磁気記録媒体を作成することができる。したがって、より高記録密度の垂直磁気記録媒体を提供することができ、より記録容量の大きな磁気記憶装置を提供することができる。

本発明の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。

まず、本発明の前提となる垂直磁気記録媒体の構造について説明する。Ｓ／Ｎの向上を目的として、Ｒｕ下地層とグラニュラ磁性層との間に非磁性ＣｏＣｒ合金と非固溶相の非磁性グラニュラ中間層を設けることにより、記録再生特性を改善する方法が考えられる。

図１は、Ｒｕ下地層とグラニュラ磁性層との間に非磁性グラニュラ中間層を設けた層構造を有する垂直磁気記録媒体の断面図である。図１において、非磁性基板であるガラス基板１上に、軟磁性裏打ち層２、連続膜下地層３、Ｒｕ下地層４、非磁性グラニュラ層５、垂直記録層であるグラニュラ磁性層６、保護膜７が順に形成されている。保護膜７の表面には潤滑剤が塗布されて潤滑剤層８が形成される。

連続膜下地層３の上に形成されたＲｕ下地層４は、空間で隔てられた略柱状の多数のＲｕ粒子により形成されている。このＲｕ下地層４の構造を引き継いで、Ｒｕ下地層４の結晶粒子上には非磁性グラニュラ層５及びグラニュラ磁性層６の金属結晶粒子が成長し、Ｒｕ下地層の空隙上には酸化物若しくは窒化物が析出して略柱状に形成される。

ここで、グラニュラ磁性層６としてＣｏＣｒＰｔ合金を用い、且つ非磁性グラニュラ層５としてＣｏＣｒ合金非磁性グラニュラ材料を用いた場合、Ｒｕ下地層４、非磁性グラニュラ層５、及びグラニュラ磁性層６の最密面の格子定数の値は、Ｒｕ下地層４＞グラニュラ磁性層６＞非磁性グラニュラ層５という関係となる。具体的には、Ｒｕ下地層４を形成するＲｕの最密面の格子定数は２．７０Å、非磁性グラニュラ層５を形成するＣｏ_６０Ｃｒ_４０の最密面の格子定数は２．５１Å、グラニュラ磁性層６を形成するＣｏ_６６Ｃｒ_１３Ｐｔ_２１の細密面の格子定数は２．５６Åである。したがって、格子定数の大きなＲｕ下地層４とグラニュラ磁性層６とが、格子定数の小さな非磁性グラニュラ層５を介して接合されていることとなる。

以上のような格子定数の層構造によると、エピタキシャル成長の観点からは、ＣｏＣｒＰｔ合金よりなるグラニュラ磁性層５の初期層の結晶成長に欠陥が多く存在する可能性があることがわかった。初期層に結晶欠陥があると結晶配向の乱れ、異方性磁界の劣化及び分布の増大などの要因で、ノイズが増大することが知られている。したがって、グラニュラ磁性層６の初期層の結晶成長において生じる欠陥が少なくなるようにすれば、結晶配向の乱れが抑制され、垂直磁気記録媒体のノイズを低減することができることがわかった。

そこで、本発明の一実施形態では、Ｒｕ下地層とグラニュラ磁性層との間に介在させる非磁性グラニュラ層の最密面の格子定数を、Ｒｕ中間層の最密面の格子定数とＣｏＣｒＰｔグラニュラ磁性層の最密面の格子定数の間の値に設定する。これにより、結晶配向及び異方性磁界の改善を図り、さらなる記録再生特性の向上を実現する。

本発明の一実施形態による垂直磁気記録媒体の記録層の構造について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の一実施形態による垂直記録層を有する垂直記録層媒体の基本構造を示す断面図である。

図２に示すように、非磁性基板であるガラス基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、非磁性下地層１３、非磁性グラニュラ中間層１４、磁性層である垂直記録層１５、保護膜１６が順に形成されている。ガラス基板１１と軟磁性裏打ち層１２の間に、軟磁性裏打ち層１２の密着性向上や、磁気異方性制御を目的として、シード層等を設けることとしてもよい。

軟磁性裏打ち層１２は、それ自信の磁区制御などのために２層以上の積層構造を有する層としてもよい。なお、軟磁性裏打ち層１２を設けないこととしてもよいが、より大きな記録磁界と磁場勾配を得るためには軟磁性裏打ち層１２を設けることが好ましい。

非磁性下地層１３は、Ｒｕの連続膜よりなる下地層としてもよいが、少なくとも結晶粒子同士が空隙によりお互いに隔離された柱状構造の組織をもつＲｕ下地層、あるいはＲｕ合金非磁性下地層が最上層として設けられた多層積層構造としてもよい。

垂直記録層１５の結晶粒径や結晶配向性の改善等を目的として、結晶粒子同士が空隙によりお互いに隔離された柱状構造の組織をもつＲｕ下地層又はＲｕ合金非磁性下地層１３と軟磁性裏打ち層１２との間に、１層あるいは多層の積層構造を有する層を設けることとしてもよい。

非磁性グラニュラ層１４は物理偏析構造を最表面に持つ非磁性下地層１３上に設けられる。垂直記録層１５は少なくともＣｏＣｒＰｔ合金粒子が非固溶相で隔離された柱状構造を有するグラニュラ磁性層を含む。垂直記録層１５には、記録再生特性向上を目的として、グラニュラ磁性層を２層以上設けてもよい。さらに垂直記録層１５が２層以上のグラニュラ磁性層で構成されている場合は、グラニュラ磁性層間に非磁性、若しくは弱磁性の層を設けてもよい。また記録特性や耐食性向上の為に、グラニュラ磁性層上に連続膜磁性層を設けてもよい。

垂直記録層１５上に保護膜１６が設けられる。保護膜１６の表面には潤滑剤が塗布されてもよい。

図２に示す層構造において、非磁性下地層１３はＲｕにより形成され、垂直記録層１５はＣｏ_６６Ｃｒ_１３Ｐｔ_２１により形成される。したがって、図１に示す層構造と同様に、非磁性下地層１３の格子定数は２．７０Åであり、垂直記録層１５の格子定数は２．５６Åである。

ここで、本実施形態では、非磁性下地層１３と垂直記録層１５との間に介在させる非磁性グラニュラ層１４の格子定数ａ２が、非磁性下地層１３の格子定数ａ１と垂直記録層１５の格子定数ａ３の間となるように材料を選定する。すなわち、格子定数が２．５６Åより大きく、２．７０Åより小さい材料を用いて非磁性グラニュラ層１４を形成する。本発明者は、そのような材料としてＲｕとＣｏの合金が好適であることを見いだした。具体的には、一例として非磁性グラニュラ層１４を形成する材料としてＲｕ_６５Ｃｏ_３５を用いることで、垂直記録層１５の初期層の結晶成長において生じる欠陥を低減することができ、結晶配向の乱れが抑制され、垂直磁気記録媒体のノイズを低減することができることを見いだした。

非磁性グラニュラ層１４の材料として用いるＲｕ_６５Ｃｏ_３５の格子定数ａ２は２．６３Åであり、２．５６Åより大きく、２．７Åより小さい。すなわち、各層の格子定数は、非磁性下地層１３（ａ１＝２．７０Å）、非磁性グラニュラ層１４（ａ２＝２．６３Å）、垂直記録層１５（ａ３＝２．５６Å）の順に小さくなる（ａ１＞ａ２＞ａ３）。非磁性グラニュラ層１４の材料であるＲｕ_６５Ｃｏ_３５の格子定数ａ２＝２．６３Åは、非磁性下地層１３の格子定数ａ１＝２．７０Åと垂直記録層１５の格子定数ａ３＝２．５６Åのちょうど中間の値である。

図２に示す例では垂直記録層１５を連続層としているが、図１に示す例と同様に、垂直記録層１５をグラニュラ磁性層とすることが好ましい。図３は垂直記録層１５をグラニュラ磁性層として形成した垂直磁気記録媒体の断面図である。

図３において、非磁性基板であるガラス基板１１の上に、軟磁性裏打ち層１２が形成される。非磁性基板１１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金基板や化学強化ガラス、結晶化ガラス、熱酸化Ｓｉ基板、プラスチック基板等を用いることができる。

この例における軟磁性裏打ち層１２は、裏打ち層からの漏洩磁束抑制のために磁区制御されていることが好ましい。磁区制御技術として、例えば１）ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．Ｍａｇ−Ｖｏｌ．３３（Ｓｅｐｔ．，１９９７）ｐｐ２９８３−２９８５や日本応用磁気学会誌Ｖｏｌ．２３Ｓ２（１９９９）６３に示されるような裏打ち層の磁化方向をそろえる方法や、２）特開２００１−１５５３２１号公報に示されるような極薄の非磁性分断層により分断された軟磁性裏打ち層を反強磁性的に結合させる方法が提案されている。本実施形態では２）に示された手法のように図３に示されるようなガラス基板１１側から軟磁性層１２−１、非磁性分断層１２−２、軟磁性層１２−３を順に形成した多層構造を用いている。

層軟磁性層１２−１は、ＦｅＣｏＴａＺｒよりなる層であるが、ＦｅＣｏＴａＺｒの他に、アモルファスもしくは微結晶構造領域のＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＮｂＴａ，ＦｅＣｏＺｒＮｂ，ＦｅＣｏＢ，ＦｅＣｏＣｒＢ，ＮｉＦｅＳｉＢ，ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＨｆＣ，ＮｉＦｅ等の軟磁性材料を用いてもよい。裏打ち層からのノイズを低減するためには、軟磁性材料はアモルファス若しくは微結晶構造を有することが好ましい。

非磁性分断層１２−２はＲｕよりなる層である。非磁性分断層１２−２の膜厚は、隣接する磁性層の磁化が反強磁性的に結合するように選ぶことが好ましい。非磁性分断層１２−２Ｒｕを用いた場合、一般的には０．５〜１ｎｍ程度の膜厚が適当である。非磁性分断層１２−２の材料はＲｕに限定されることなく、例えば、Ｓ．Ｓ．Ｐ．Ｐａｒｋｉｎ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．２５，１６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，１９９１，ｐ．ｐ．３５９８−３６０１に示されるような材料を用いることができる。

軟磁性層１２−３は、ＦｅＣｏＮｂＺｒよりなる層である。

なお、軟磁性裏打ち層１２の全膜厚は、軟磁性裏打ち層１２のＢｓが１Ｔ以上の場合、記録再生特性の見地から１０ｎｍ以上あることが好ましく、３０ｎｍ以上であればより好ましい。さらに量産設備・コストの見地からは１００ｎｍ以下にすることが好ましく、６０ｎｍ以下にするとより好ましい。

軟磁性裏打ち層１２の上に非磁性下地層１３が形成される。良好な記録再生特性が得られる非磁性下地層１３の構造は、例えば特開２００５−３５３２５６号公報や特開２００７−２５０１２０号公報に開示されている。図３に示す例では、グラニュラ磁性層の磁性結晶の孤立化促進、粒結晶粒径及び結晶配向改善を目的として、非磁性下地層１３は非磁性下地層１３−１，１３−２，１３−３を有する３層構造となっている。

非磁性下地層１３−１は、ＮｉＷよりなるシード層である。非磁性下地層１３−２はＲｕよりなる層であり、比較的低圧の雰囲気で高い成膜レートでＲｕを堆積させて形成されたＲｕ層である。非磁性下地層１３−３はＲｕよりなる層であり、比較的高圧の雰囲気で低い成膜レートでＲｕを堆積させて形成されたＲｕ層である。非磁性下地層１３−３は、Ｒｕ結晶粒子が空隙により物理的に隔離された構造を有する。

なお非磁性下地層１３は上述の３層構造に限定されるものではなく、最低限、非磁性下地層１３−３のような結晶粒子が空隙により物理的に隔離された構造を持つ層が最表面に出ていればよい。

非磁性下地層１３上に形成される非磁性グラニュラ層１４は、９２（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−８ＳｉＯ_２よりなる層である。ＲｕとＣｏはお互いに完全固溶をする系であり、ＲｕＣｏ合金の組成比を調整することにより格子定数を連続的に変化させることができる。非磁性グラニュラ層１４の金属粒子部分の組成をＲｕ：６５ at.%−Ｃｏ：３５ at.%とすることにより、非磁性グラニュラ層１４の結晶粒子の格子定数をＲｕと後述のＣｏＣｒＰｔグラニュラ磁性層との間に設定する。なお、非磁性グラニュラ層は上述の組成に限定されず、例えば、ＳｉＯ_２の代わりにＣｒ_２Ｏ_３を用いてもよい。

非磁性グラニュラ層１４の上に垂直記録層１５が形成される。垂直記録層１５は、グラニュラ磁性層１５−１と書き込み補助層１５−２よりなる。すなわち、垂直記録層１５を良好な記録再生特性の記録層とするために、グラニュラ磁性層１５−１は、特開２００７−０２５７８０４号公報に開示されているような基板側に設けたグラニュラ層構造の垂直磁化膜である。また、グラニュラ磁性層１５−１上に形成された書き込み補助層１５−２は、いわゆる連続膜構造をとる垂直磁化膜である。

垂直記録層１５上には、カーボンよりなる保護膜１６が形成され、その上に潤滑剤が塗布されて潤滑剤層１７が形成される。

本実施形態では、上述のように、非磁性下地層１３−３上に形成される非磁性グラニュラ層１４を、９２（Ｒｕ_６５−Ｃｏ_３５）−８ＳｉＯ_２により形成することにより、非磁性グラニュラ層１４の格子定数をａ２＝２．６３Åとしている。非磁性下地層１３−３はＲｕよりなる層であるから、その格子定数はａ１＝２．７０Åである。また、非磁性グラニュラ層１４の上に形成されるグラニュラ磁性層１５−１は、ＣｏＣｒＰｔよりなる層であるから、その格子定数はａ３＝２．５６である。したがって、各層の格子定数は、非磁性下地層１３−３（ａ１＝２．７０Å）、非磁性グラニュラ層１４（ａ２＝２．６３Å）、垂直記録層１５−１（ａ３＝２．５６Å）の順に小さくなる（ａ１＞ａ２＞ａ３）。非磁性グラニュラ層１４を形成するＲｕ_６５Ｃｏ_３５の格子定数ａ２＝２．６３Åは、非磁性下地層１３−３の格子定数ａ１＝２．７０Åとグラニュラ磁性層１５−１の格子定数ａ３＝２．５６Åのちょうど中間の値である。

以上のように、格子定数が、非磁性下地層１３−３（ａ１＝２．７０Å）、非磁性グラニュラ層１４（ａ２＝２．６３Å）、垂直記録層１５−１（ａ３＝２．５６Å）の順に小さくなる（ａ１＞ａ２＞ａ３）ように設定することで、垂直記録層１５の初期層の結晶成長において生じる欠陥を低減することができ、結晶配向の乱れが抑制され、垂直磁気記録媒体のノイズを低減することができる。

次に、上述のように格子定数が（ａ１＞ａ２＞ａ３）となるように構成した層構造の垂直磁気記録媒体を作製して磁気特性及び記録再生特性を評価した結果を以下に説明する。

（実施例１）
まず、実施例１として、図３に示す層構造の垂直磁気記録媒体の試料を作成した。

ガラス基板１１の上に、下層軟磁性層１２−１としてＦｅＣｏＴａＺｒを、圧力０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で、１ｋＷの投入電力にてＤＣスパッタ法にて、２５ｎｍ堆積させた。以下に説明する各層の堆積方法として、特に断らない限りDCスパッタ法を用いたが、膜の堆積方法はDCスパッタ法に限られず、ＲＦスパッタ法、パルスＤＣスパッタ法、ＣＶＤ法等の他の方法を用いることとしてもよい。

次に、ＦｅＣｏＴａＺｒ軟磁性層１２−１の上に、非磁性分断層１２−２としてＲｕを圧力０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力１５０Ｗにて０．４ｎｍ堆積させた。Ｒｕ非磁性分断層１２−２の膜厚は、隣接する磁性層の磁化が反強磁性的に結合するように設定した。

次にＲｕ非磁性分断層１２−２の上に、層軟磁性層１２−３としてＦｅＣｏＮｂＺｒを圧力０．５ＰａのＡｒ雰囲気中で１ｋＷの投入電力にてDCスパッタ法にて２５ｎｍ堆積させた。

続いて、非磁性下地層１３−１としてＮｉＷを圧力０．６７
ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力２００Ｗにて８ｎｍ堆積させた。

次に、非磁性下地層１３−２としてＲｕを圧力０．６７ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力８００Ｗにて１４ｎｍ堆積させた。

次に非磁性下地層１３−３としてＲｕを圧力５ＰａのＡｒ雰囲気中で投入電力３００Ｗにて７ｎｍ堆積させた。上述のようにＲｕの格子定数は２．７０Åであり、非磁性下地層１３−３の格子定数は２．７０Åとなった。

次に非磁性下地層１３−３の上に、非磁性グラニュラ層１４として９４（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−６ＳｉＯ_２を圧力３ＰａのＡｒ雰囲気中にて２ｎｍ堆積させた。上述のように（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）の格子定数は２．６３Åであり、非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．６３Åとなった。

次に、非磁性グラニュラ層１４の上に、垂直記録層１５を堆積した。まず、基板側に設けるグラニュラ磁性層１５−１として、圧力４ＰａのＡｒ雰囲気中にて投入電力３００Ｗにて８ｎｍの９２（Ｃｏ_６６Ｃｒ_１３Ｐｔ_２１）−８ＴｉＯ_２を堆積した。（Ｃｏ_６６Ｃｒ_１３Ｐｔ_２１）の格子定数は２．５６Åであり、グラニュラ磁性層１５−１の格子定数は２．５６Åとなった。

次に、書き込み補助層１５−２となる連続膜磁性層として、（Ｃｏ_６３Ｃｒ_２０Ｐｔ_１３Ｂ_４）を圧力０．５ＰａのＡｒ雰囲気中にて投入電力４００Ｗにて７ｎｍ堆積させた。

次に、書き込み補助層１５−２の上にカーボン保護膜１６をＣＶＤ法にて４ｎｍ堆積させた。

最後に、保護膜１６の上に潤滑剤を１ｎｍ塗布して潤滑剤層１７を形成し、研磨テープにて表面突起、異物を除去した。

（実施例２）
磁気特性改善効果を確かめるために、実施例１において連続膜磁性層である書き込み補助層１５−２を設けない構造で、非磁性グラニュラ層１４（９４（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−６ＳｉＯ_２）の膜厚を０〜５ｎｍに変化させた試料を実施例２として作成した。

図４は、書き込み補助層１５−２を設けない構造の垂直磁気記録媒体の断面図である。ガラス基板１１から垂直記録層１５のグラニュラ磁性層１５−１までは、図３に示す構造と同じである。書き込み補助層１５−２を設けないため、グラニュラ磁性層１５−１の上に保護層１６が形成され、その上に潤滑剤層１７が形成される。

実施例２の試料を作成するために、実施例１の試料と全く同じ条件及び材料でガラス基板１１の上に軟磁性層１２−１からグラニュラ磁性層１５−１までの層を形成し、グラニュラ磁性層１５−１の上に、カーボン保護膜１６をＣＶＤ法にて４ｎｍ堆積させた。そして、保護膜１６の上に潤滑剤を１ｎｍ塗布して潤滑剤層１７を形成し、研磨テープにて表面突起、異物を除去した。実施例１と同様に、非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．６３Åとなる。

（実施例３）
実施例１において、垂直記録層１５におけるグラニュラ磁性層１５−１と連続膜磁性層１５−２の膜厚を、垂直記録層１５の残留磁気モーメントが一定になるような条件で変化させ、磁気特性を変化させた試料を実施例３として作成した。実施例１と同様に、実施例３の非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．６３Åとなる。

（比較例１）
実施例１における非磁性グラニュラ層１４（９４（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−６ＳｉＯ_２）を（９４（Ｃｏ_６０Ｃｒ_４０）−６ＳｉＯ_２）に変えた試料を比較例１として作成した。（Ｃｏ_６０Ｃｒ_４０）の格子定数は２．５１Åであり、したがって、比較例１における非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．５１Åとなる。

（比較例２）
実施例２における非磁性グラニュラ層１４（９４（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−６ＳｉＯ_２）を（９４（Ｃｏ_６０Ｃｒ_４０）−６ＳｉＯ_２）に変えた試料を比較例２として作成した。比較例１と同様に、比較例２の非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．５１Åとなる。

（比較例３）
実施例３における非磁性グラニュラ層１４（９４（Ｒｕ_６５Ｃｏ_３５）−６ＳｉＯ_２）を（９４（Ｃｏ_６０Ｃｒ_４０）−６ＳｉＯ_２）に変えた試料を比較例３として作成した。比較例１と同様に、比較例３の非磁性グラニュラ層１４の格子定数は２．５１Åとなる。

以上の実施例１〜３及び比較例１〜３を用いて、磁気特性及び記録再生特性をチェックした。

まず、実施例２及び比較例２の磁気特性を比較した。最終的な記録再生特性は垂直記録層１５のグラニュラ磁性層１５−２の磁気特性により大きく左右されるから、書き込み補助層１５−２が設けられていない試料、すなわち実施例２及び比較例２を用いて、それらのグラニュラ磁性層１５−２の保磁力を測定した。書き込み補助層１５−２が設けられていると、その下のグラニュラ磁性層１５−２の保磁力を精確に測定することができないため、書き込み補助層１５−２が設けられていない試料である実施例２及び比較例２を用いたものである。

図５に示すグラフは、非磁性グラニュラ層１４の膜厚を変えて、グラニュラ磁性層１５−１の保磁力をプロットしたグラフである。図５において丸で示した点が実施例２の保磁力を示し、四角で示した点が、比較例２の保磁力を示している。非磁性グラニュラ層１4
の膜厚が１．０ｎｍ以上になると、実施例２の保磁力のほうが比較例２の保磁力より大きくなることがわかった。保磁力は磁化された状態を維持するために大きいほうが好ましい。この保磁力の差は、実施例２では非磁性グラニュラ層１４の格子定数が２．６３Åであるのに対し、比較例では非磁性グラニュラ層１４の格子定数が２．５１Åであることに起因すると考えられる。すなわち、実施例２では非磁性下地層１３−３、非磁性グラニュラ層１４、グラニュラ磁性層１５−１の格子定数が、２．７０Å、２．６３Å、２．５６Åと、徐々に小さくなっていくので、非磁性下地層１３−３の結晶構造が非磁性グラニュラ層１４を介して磁気記録層１５のグラニュラ磁性層１５−１に良好に継承される。これに対し、比較例２では格子定数が２．７０Å、２．５１Å、２．５６Åというように一旦非磁性グラニュラ層１４で小さくなり、グラニュラ磁性層１５−１でまた大きくなるため、非磁性下地層１３−３の結晶構造がグラニュラ磁性層１５−１に継承され難いためであると考えられる。

次に、実施例１〜３及び比較例１〜３を用いて記録再生特性を比較した。記録再生特性を判断するために、実施例１〜３及び比較例１〜３に対して実際に磁気記録を行い、エラーレートの逆数に相当する累積二乗誤差（ＶＭＭ）を比較した。図６はＶＭＭの値をプロットしたグラフである。図６のグラフにおいて、横軸は実効ライトコア幅を表わし、縦軸はＶＭＭを表わしている。ＶＭＭの値が小さいほど、また、実効ライトコア幅が小さいほど、記録再生特性は良好であると判断できる。

図６のグラフでは、実施例１〜３のＶＭＭが丸により示され、比較例１〜３の四角により示されている。実施例１〜３のＶＭＭは全て、比較例１〜３のＶＭＭより小さいことがわかる。すなわち、実施例１〜３を用いて磁気記録を行った場合の記録エラー回数は、比較例１〜３を用いて磁気記録を行った場合の記録エラー回数より少なく、それだけ記録再生特性が改善されていることがわかった。この記録再生特性の改善の要因は、上述の磁気特性と同様に、実施例１〜３では、非磁性下地層１３−３、非磁性グラニュラ層１４、グラニュラ磁性層１５−１の格子定数が、２．７０Å、２．６３Å、２．５６Åと、徐々に小さくなっていくので、非磁性下地層１３−３の結晶構造が非磁性グラニュラ層１４を介して磁気記録層１５のグラニュラ磁性層１５−１に良好に継承されるためであると考えられる。

以上のように、上述の実施形態による非磁性グラニュラ層を適用した垂直磁気記録層を用いることで、従来の垂直磁気記録媒体より、より記録再生特性の高い垂直磁気記録媒体を作成することができる。したがって、より高記録密度の垂直磁気記録媒体を提供することができ、より記録容量の大きな磁気記憶装置を提供することができる。

以上の如く、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）
垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体であって、
結晶粒子同士が空隙によりお互いに隔離された柱状組織を有するＲｕ若しくはＲｕ合金よりなる非磁性下地層と、
該非磁性下地層の上に設けられ、結晶粒子と非固溶相からなる非磁性グラニュラ層と、
該非磁性グラニュラ層の上に設けられ、ＣｏＣｒＰｔ合金結晶粒子と非固溶相からなる組織を有し、前記垂直磁気記録層を構成するグラニュラ磁性層と
を有し、
前記非磁性下地層の膜面内方向の格子定数をａ１とし、前記非磁性グラニュラ層の膜面内方向の格子定数をａ２とし、前記グラニュラ磁性層の膜面内方向の格子定数をａ３とすると、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係を満足することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記非磁性グラニュラ層は、ＲｕＣｏ合金と酸化物若しくはＲｕＣｏ合金と窒化物からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記３）
付記１又は２記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記非磁性グラニュラ層は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、の酸化物若しくは窒化物の少なくとも1種類以上を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記４）
付記１乃至３のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記非磁性グラニュラ層の結晶粒子は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒの何れか一種類と、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの何れか一種類をｈｃｐ若しくはｆｃｃ構造を保つ範囲で含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記５）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記グラニュラ磁性層は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの３元素を含む合金結晶粒子と、少なくともＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆの酸化物若しくは窒化物を1種類以上含む非固溶相から構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記６）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記非磁性下地層と基板の間にｈｃｐ若しくはｆｃｃ構造の連続膜下地層を有することを特徴とする垂直磁気記録層媒体。
（付記７）
付記６記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記連続膜下地層は、２層以上のｈｃｐ若しくはｆｃｃ構造の連続膜にて構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記８）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記連続膜下地層がある場合は連続膜下地層４と基板の間に、若しくは前記連続膜下地層が無い場合は前記非磁性下地層と前記基板の間に、軟磁性裏打ち層を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記９）
付記６又は７記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記非磁性下地層と前記基板の間に設ける軟磁性裏打ち層は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉを主成分とし、且つＺｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂ、Ｗ、Ｈｆ、Cのうち少なくとも1種類以上を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１０）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記グラニュラ磁性層上に、少なくともＣｏ及びＣｒを含む磁性連続膜を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１１）
付記１乃至１０のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録層媒体に情報の書き込みを行う磁気ヘッドと、
前記垂直磁気記録層媒体に記録された情報の読み取りを行う磁気抵抗センサと
を有することを特徴とする磁気記憶装置。

Ｒｕ下地層とグラニュラ磁性層との間に非磁性グラニュラ中間層を設けた層構造を有する垂直磁気記録媒体の断面図である。 本発明の一実施形態による垂直記録層を有する垂直記録層媒体の基本構造を示す断面図である。 垂直記録層をグラニュラ磁性層として形成した垂直磁気記録媒体の断面図である。 書き込み補助層を設けない構造の垂直磁気記録媒体の断面図である。 非磁性グラニュラ層の膜厚を変えてグラニュラ磁性層の保磁力をプロットしたグラフである。 垂直磁気記録媒体のＶＭＭの値をプロットしたグラフである。

符号の説明

１，１１ ガラス基板
２，１２ 軟磁性裏打ち層
３ 連続膜下地層
４ Ｒｕ下地層
５ 非磁性グラニュラ層
６ グラニュラ磁性層
７，１６ 保護層
８，１７ 潤滑剤層
１２−１ 軟磁性層
１２−２ 非磁性分断層
１２−３ 軟磁性層
１３ 非磁性下地層
１３−１，１３−２，１３−３ 非磁性下地層
１４ 非磁性グラニュラ層
１５ 垂直記録層
１５−１ グラニュラ磁性層
１５−２ 書き込み補助層

Claims (2)

1. 垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体であって、
   結晶粒子同士が空隙によりお互いに隔離された柱状組織を有するＲｕ若しくはＲｕ合金よりなる非磁性下地層と、
   該非磁性下地層の上に設けられ、結晶粒子と非固溶相からなる非磁性グラニュラ層と、
   該非磁性グラニュラ層の上に設けられ、ＣｏＣｒＰｔ合金結晶粒子と非固溶相からなる組織を有し、前記垂直磁気記録層を構成するグラニュラ磁性層と
   を有し、
   前記非磁性グラニュラ層の結晶粒子は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒの何れか一種類と、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの何れか一種類をｈｃｐ若しくはｆｃｃ構造を保つ範囲で含み、
   前記非磁性下地層の膜面内方向の格子定数をａ１とし、前記非磁性グラニュラ層の膜面内方向の格子定数をａ２とし、前記グラニュラ磁性層の膜面内方向の格子定数をａ３とすると、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係を満足し、
   前記非磁性グラニュラ層は、ＲｕＣｏ合金と酸化物若しくはＲｕＣｏ合金と窒化物からなり、
   前記非磁性グラニュラ層は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、の酸化物若しくは窒化物の少なくとも1種類以上を含み、
   前記グラニュラ磁性層は、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔの３元素を含む合金結晶粒子と、少なくともＳｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆの酸化物若しくは窒化物を一種類以上含む非固溶相から構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 請求項１記載の垂直磁気記録媒体と、
   前記垂直磁気記録媒体に情報の書き込みを行う磁気ヘッドと、
   前記垂直磁気記録媒体に記録された情報の読み取りを行う磁気抵抗センサと
   を有することを特徴とする磁気記憶装置。

Images