JP5397926B2 - 垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
(1)非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも備える垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、前記基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上から構成され、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒が、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒が、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒が、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長されるとともに、
前記第2中間層を構成する結晶粒は、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べ微細化されており、
前記第1中間層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、
(111)結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子とを併せもつことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(2)非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも備える垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、前記基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上から構成され、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒が、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒が、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒が、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長されるとともに、
前記第2中間層を構成する結晶粒は、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べ微細化されており、
前記第1中間層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、
(111)結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造との混合による層状不整格子とを併せもつことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(3)前記シード層の平均結晶粒径が、10nm以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の垂直磁気記録媒体。
(4)前記シード層が、六方最密構造または面心立方構造を有することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(5)前記第2中間層が、六方最密構造または面心立方構造を有するとともに、
前記第2中間層の結晶粒が、酸化物、窒化物、または空隙によって周りの結晶粒と分離されていることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(6)前記第2中間層が、六方最密構造または面心立方構造を有する結晶粒と、Al,B,Bi,Ca,Cr,Fe,Hf,Mg,Mo,Nb,Ru,Si,Ta,Ti,W,Zrから選択される少なくとも1種類の元素の酸化物からなる粒界とから構成されるグラニュラ構造であることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(7)前記裏打ち層が軟磁性膜によって構成され、前記軟磁性膜が、非結晶質構造であることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(8)前記シード層が、六方最密構造を有し、かつ、Mgと、Y,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはMg単体からなることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(9)前記シード層が、六方最密構造を有し、かつ、Tiと、Y,Mg,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはTi単体からなることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(10)前記シード層が、面心立法構造を有し、かつ、Alと、Y,Mg,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはAl単体からなることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
(11)非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも形成する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層は、基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上をスパッタ法によって形成し、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒は、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長し、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒は、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長し、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒は、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長するとともに、
前記第2中間層を成膜する際のスパッタガス圧を、前記第1の中間層を成膜する際のスパッタガス圧に対して高めることにより、前記第2の中間層を構成する結晶粒を、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べて微細化していることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
(12)垂直磁気記録媒体と、該垂直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、垂直磁気記録媒体が、(1)乃至(10)のいずれか一項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。
本実施形態の垂直磁気記録媒体10は、図1に示すように、非磁性基板1上に少なくとも裏打ち層2と、シード層3、第1中間層4、第2中間層5からなる配向制御層9と、磁気記録層6と、保護層7とが形成され、概略構成されている。
尚、図1は本実施形態の垂直磁気記録媒体10の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の垂直磁気記録媒体10の寸法関係とは異なる。以下に、垂直磁気記録媒体10の各層について詳細に説明する。
本実施形態の非磁性基板1としては、特に限定されるものではなく、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。
また、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好ましく、ガラス製基板の場合では、ミラーポリッシュ基板や表面粗さ(Ra)が1(Å)未満である低Ra基板などがより好ましい。なお、軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。
本実施形態の裏打ち層2は、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6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。また、裏打ち層2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から構成される軟磁性膜であることが好ましい。さらに、裏打ち層2は、アモルファス(非結晶質)構造であることが特に好ましく、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。
更にまた、裏打ち層2を、単層の場合のみでなく、2層の間にRuなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層同士を反強磁性結合(AFC)させたものを適用することもできる。なお、裏打ち層2の総膜厚は、20(nm)〜120(nm)程度とすることが好ましく、記録再生特性とオーバーライト(OW)特性とのバランスにより適宜決定することができる。
本実施形態の配向制御層9は、裏打ち層2の上に設けられており、配向制御層9の直上の膜の配向性を制御する。また、配向制御層9は複数層から構成されており、非磁性基板1側からシード層3、第1中間層4、第2中間層5が積層されて構成されている。なお、本明細書中では第1中間層4および第2中間層5をまとめて中間層と呼ぶこともある。
本実施形態のシード層3は、六方最密構造または面心立方構造を有する多結晶体であることが好ましい。六方最密構造の最密面である(002)結晶配向面と、面心立方構造の最密面である(111)結晶配向面とは、幾何学的に等価であるから、六方最密構造または面心立方構造を有するシード層3を用いることで、中間層として広く一般的に用いられているRuや磁気記録層のCo合金の(002)結晶配向性を向上できる。
また、シード層3の構成材料としては、Mg単体、MgとY,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素とからなるMg合金材料、Ti単体、Tiと、Y,Mg,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素とからなるTi合金材料、Al単体、Alと、Y,Mg,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素とからなるAl合金材料などを例示することができる。なお、前述の構成材料は、Mg単体、Mg合金材料、Ti単体、Ti合金材料については六方最密構造を有し、Al単体およびAl合金材料については面心立方構造を有する。
本実施形態の中間層は、非磁性基板1側から第1中間層4、第2中間層5とし、少なくとも2層の中間層から構成されている。
中間層の結晶配向性によって、中間層の上に積層される磁気記録層6の結晶配向性が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10の製造上極めて重要である。
本実施形態の第1中間層4は、シード層3の上に形成されている。
第1中間層4の構成材料として、RuやRe、積層欠陥を持つ合金などを例示することができる。
第1中間層4は、Ru、Reまたはそれらの合金材料の薄膜の積層体としても良く、六方最密構造の(002)結晶面配向していることが好ましい。
また、第1中間層4は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料であって、(111)結晶配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せ持っていることが好ましい。
さらには、第1中間層4は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料であって、(111)結晶配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造との混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せ持っていることが好ましい。
上述のいずれの場合においても、第1中間層と六方最密構造および面心立方構造を有するシード層3との結晶配向面が一致し、良好な配向性が得られるため、磁気記録層6を微細な結晶粒に形成することができるため好ましい。
ここで接触角とは、シード層3の構成材料の固体上に、溶融させた第1中間層4の構成材料を滴下した場合に、第1中間層4の構成材料の雫の、シード層3材料の固体面に対する接線角度で評価される量である。
さらに、濡れ性が悪いとは、接触角が大きい状態を示す。特に本実施形態において、第1中間層4として一般的な構成材料であるRuを用いた場合では、シード層3の構成材料の元素の主成分であるRuに対する接触角が50度〜120度の範囲内であることが好ましい。
これにより、第1中間層4の構成材料を、シード層3の構成材料に対して濡れ性が悪い材料を適用することで、第1中間層4がシード層3上に積層される際に、微細な結晶粒を形成しやすくすることができる。
なお、第1中間層4の成膜時では、ガス圧が低い条件で成膜することが好ましく、1Pa以下とすることが好ましい。第1中間層4の成膜時のガス圧が1Pa以下の条件では、第1中間層4の結晶配向を向上させることができるため好ましい。
本実施形態の第2中間層5は、第1中間層4の上に形成されている。第2中間層5の平均結晶粒径は、1〜7nmの範囲であることが好ましい。上述の範囲であると、第2中間層5の上に積層される後述の磁気記録層6を微細な結晶粒組織にすることができるため好ましい。
また、第2中間層5は、六方最密構造または面心立方構造を有するとともに、第2中間層の結晶粒が、酸化物、窒化物、または空隙によって周りの結晶粒と分離されていることが好ましい。これにより、第2中間層の結晶粒同士の合体による、粒径の巨大化(結晶粒の粗大化)を抑制できるため好ましい。
さらに、第2中間層5は、六方最密構造または面心立方構造を有する結晶粒と、Al,B,Bi,Ca,Cr,Fe,Hf,Mg,Mo,Nb,Ru,Si,Ta,Ti,W,Zrから選択される少なくとも1種類の元素の酸化物からなる粒界とにより、グラニュラ構造を形成していることが好ましい。これにより、第2中間層5の上に成膜される磁気記録層6を微細な結晶粒に形成することができるため好ましい。
この場合、第2中間層5は、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素、またはその合金材料を用いることが好ましい。六方最密構造または面心立方構造を有するシード層3上の、体心立方構造を有する第1中間層4の(110)結晶配向面と、六方最密構造を有する第2中間層5の(002)結晶配向面との間に、僅かな格子のズレが生じる。このため、中間層結晶粒同士の合体が抑制され、後述する磁気記録層6を微細に形成することができる。
しかし、成膜時のガス圧が低い状態で膜成長を続けると、シード層3の結晶上の複数個の中間層の結晶は、膜成長の途中で結晶粒同士の合体が起こる。この合体した中間層の結晶上に形成される磁気記録層6の結晶は、1個の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶粒径が合体した中間層の結晶粒径程度まで大きくなってしまうという問題がある。
また、第2中間層5の結晶粒の周りを酸化物や窒化物の粒界で囲む場合およびグラニュラ構造とする場合は、第2中間層5の結晶粒同士の合体を抑制できるだけでなく、粒界幅を太くすることで結晶粒の微細化することができる。
図2に示すように、本実施形態では中間層3の結晶粒同士の合体を抑制することで、1個の微細な第1中間層4の結晶粒4a上に1個の微細な第2中間層5の結晶粒5aがエピタキシャル成長し、さらに1個の微細な第2中間層5の結晶粒5a上に1個の磁気記録層6の結晶粒6aがエピタキシャル成長するため、磁気記録層6の結晶の高密度化と粒径の微細化を両立することができる。
本実施形態の磁気記録層6は、実際に信号の記録がなされる層であり、磁化容易軸(結晶c軸)が非磁性基板1に対して主に垂直に配向している。したがって、最終的には磁気記録層6の結晶構造および磁気的性質が記録再生を決定する。
磁気記録層6の構成材料としては、CoCr、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtB−X、CoCrPtB−X−Y、CoCrPt−O、CoCrPt−SiO2、CoCrPt−Cr2O3、CoCrPt−TiO2、CoCrPt−ZrO2、CoCrPt−Nb2O5、CoCrPt−Ta2O5、CoCrPt−Ai2O3、CoCrPt−B2O3、CoCrPt−WO2、CoCrPt−WO3などのCo系合金薄膜が例示される。なお、上記の構成材料中のXは、Ru、W等を示しており、Yは、Cu、Mg等を示している。
特に、磁気記録層6の構成材料として酸化物磁性層を用いる場合は、非磁性である酸化物の結晶粒界が、強磁性であるCo結晶粒の周りを取り囲んでグラニュラ構造を形成する。このため、Co結晶粒同士の磁気的相互作用が弱まり、ノイズを減少することができる。
次に、(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。この際、光学系を傾けた角度に対して(002)結晶面の回折強度をプロットすることで、ひとつの回折ピーク(ロッキングカーブとよぶ)を描くことができる。
(002)結晶面が、基板面に対して極めてよく平行にそろっている場合では、鋭い形状のロッキングカーブが得られる。一方、(002)結晶面の向きが広く分散している場合では、ブロードなロッキングカーブが得られる。
したがって、ロッキングカーブの半値幅Δθ50を垂直磁気記録媒体10の結晶配向の良否の指標として用いることができる。このΔθ50の値が小さいほど、垂直磁気記録媒体10の結晶配向は優れている。
成膜時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することができ、一般には0.1〜30(Pa)程度の範囲で制御され、垂直磁気記録媒体10の性能を見ながら調整される。
本実施形態の保護層7は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体10との接触によるダメージから垂直磁気記録媒体10を保護するために設けられている。保護層7の材質としては、カーボン膜、SiO2膜などが好ましく、特にカーボン膜が好ましい。
保護層7の保護膜の形成にはスパッタリング法、プラズマCVD法などが用いることが可能であり、プラズマCVD法が特に好ましい。さらに、マグネトロンプラズマCVD法を用いることも可能である。
保護層7の膜厚は、1〜10(nm)の範囲であり、好ましくは2〜6(nm)の範囲、さらに好ましくは2〜4(nm)の範囲である。
図3は、上記垂直磁気記録媒体10を用いた磁気記録再生装置の一例の断面模式図を示す。図3に示す磁気記録再生装置15は、図1に示す構成の垂直磁気記録媒体10と、垂直磁気記録媒体10を回転駆動させる媒体駆動部11と、垂直磁気記録媒体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を垂直磁気記録媒体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。
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、裏打ち層として、CoTaZrを50(nm)の膜厚となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した。
更にまた、第2中間層としては、Ru、Ru−3SiO2、Ru−3Cr2O3、Ru−3TiO2、Ru−6SiO2、Ru−6Cr2O3、Ru−6TiO2(mol%)をそれぞれ15(nm)、ガス圧5(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(実施例1−1−1〜実施例1−3−7)。
なお、比較例としては、第2中間層としてRuを15(nm)、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(比較例1−1〜比較例1−3)。
さらに、磁気記録層としてCoCrPt−SiO2を、保護層としてカーボン膜を成膜して垂直磁気記録媒体とした。
その後、Kerr測定装置により静磁気特性の評価を行った。
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行った。
さらに、磁気記録層、第2中間層、シード層の各層の平面TEM画像を用いて磁気記録層のCo系合金と第2中間層のRuとシード層の結晶粒径測定を行った。
これに対して、第2中間層の成膜時のガス圧が0.6(Pa)である比較例1−1〜比較例1−3では、第2中間層のRu結晶粒径はある程度小さいがその上のCo結晶粒径は微細化していないことを確認した。これはRu結晶同士が結合して形成された複数個のRu結晶粒上にCo結晶粒がエピタキシャル成長しているためと考えられる。
実施例1と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。シード層として、Mg、Mg10Ti、Mg10Al、Mg10Cr、Mg10Ru、Mg10Mnを、それぞれ膜厚が5(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(実施例2−1〜実施例2−6)。
また、比較例では、シード層として、Ni、Ni10Cr、Ni10Mn、Pt、Pt10Cr、Pt10Mnを、それぞれ膜厚が5(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(比較例2−1〜比較例2−6)。
更にまた、磁気記録層としてCoCrPt−SiO2を、保護層としてカーボン膜をそれぞれ成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。
実施例2−1〜実施例2−6および比較例2−1〜比較例2−6のそれぞれの測定から、高信号雑音比:SNR、保磁力:Hc、Δθ50、磁気記録層のCo平均結晶粒径、第2中間層のRu平均結晶粒径、シード層平均結晶粒径の結果を表2に一覧表にして示した。
これに対して、実施例2−1〜実施例2−6のように、Mg合金をシード層とすると、1個のシード層の結晶粒上に複数個の中間層の結晶粒がエピタキシャル成長している。
このため、シード層の結晶粒径は実施例2−1〜実施例2−6よりも比較例2−1〜比較例2−6の方が小さいが、第2中間層のRu結晶粒径および磁気記録層のCo結晶粒径は比較例2−1〜6よりも実施例2−1〜実施例2−6の方が小さくなることを確認した。
以上より、一般的にシード層として用いられるNiやPtなどの面心立方構造を有する材料に対して、六方最密構造を有するMg合金をシード層に用いた場合は、磁気記録層のCo結晶の粒径が微細化されるため、SNR値が改善された。
実施例1と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。次に、シード層として、Mg、Ti、Alを、それぞれ膜厚が5(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(実施例3−1〜実施例3−3)。
また、比較例では、シード層として、Ru、Pt50Cr、Pt50Re、Cr、Vを、それぞれ膜厚が5(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(比較例3−1−1〜比較例3−1−5)。
それぞれの測定から、高信号雑音比:SNR、保磁力:Hc、Δθ50、磁気記録層のCo平均結晶粒径、第2中間層のRu平均結晶粒径、シード層平均結晶粒径の結果を表3に一覧表にして示した。
これに対して、比較例3−1−1〜比較例3−1−5は、シード層および第1中間層の両方に層状不整格子材料を用いているため、実施例3−1−1〜実施例3−3−5と比較して、中間層と磁気記録層の粒径が大きく、SNR値が劣ってしまうことを確認した。
また、シード層および第1中間層に体心立方構造の材料を用いた、比較例3−1−4および比較例3−1−5では、体心立方構造である第1中間層の(110)結晶配向面上に、第2中間層のRuは、垂直配向の(002)結晶面配向ではなく、(101)結晶面配向してしまう。このため、第2中間層上の磁気記録層の配向も悪化し、X線回折測定においてピークが現れず、Δθ50値が測定不能となった。
以上より、実施例3−1−1〜実施例3−3−5に示したようなシード層および第1中間層の材料の組み合わせにおいても、磁気記録層の結晶配向性を維持したまま粒径微細化することができた。
Claims (12)
- 非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも備える垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、前記基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上から構成され、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒が、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒が、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒が、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長されるとともに、
前記第2中間層を構成する結晶粒は、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べ微細化されており、
前記第1中間層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、
(111)結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子とを併せもつことを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも備える垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、前記基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上から構成され、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒が、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒が、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長され、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒が、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長されるとともに、
前記第2中間層を構成する結晶粒は、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べ微細化されており、
前記第1中間層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種を主成分とし、前記主成分の元素と、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、
(111)結晶面配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造との混合による層状不整格子とを併せもつことを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記シード層の平均結晶粒径が、10nm以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記シード層が、六方最密構造または面心立方構造を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第2中間層が、六方最密構造または面心立方構造を有するとともに、
前記第2中間層の結晶粒が、酸化物、窒化物、または空隙によって周りの結晶粒と分離されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。 - 前記第2中間層が、六方最密構造または面心立方構造を有する結晶粒と、Al,B,Bi,Ca,Cr,Fe,Hf,Mg,Mo,Nb,Ru,Si,Ta,Ti,W,Zrから選択される少なくとも1種類の元素の酸化物からなる粒界とから構成されるグラニュラ構造であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記裏打ち層が軟磁性膜によって構成され、前記軟磁性膜が、非結晶質構造であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記シード層が、六方最密構造を有し、かつ、Mgと、Y,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはMg単体からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記シード層が、六方最密構造を有し、かつ、Tiと、Y,Mg,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Al,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはTi単体からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記シード層が、面心立法構造を有し、かつ、Alと、Y,Mg,Ti,Zr,Hf,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Ru,Re,Mnから選択される少なくとも1種類の元素との合金材料、もしくはAl単体からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 非磁性基板上に、裏打ち層と、配向制御層と、磁気記録層と、保護層とを少なくとも形成する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記配向制御層は、基板側からシード層と、第1中間層と、第2中間層とを含む3層以上をスパッタ法によって形成し、
前記第1中間層は、非グラニュラ構造であり、当該第1中間層を構成する複数個の結晶粒は、前記シード層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長し、
前記第2中間層は、グラニュラ構造であり、当該第2中間層を構成する1個の結晶粒は、前記第1中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長し、
前記磁気記録層は、強磁性の結晶粒と、非磁性である酸化物の結晶粒界とから構成されるグラニュラ構造を含み、当該磁気記録層を構成する1個の結晶粒は、前記第2中間層を構成する1個の結晶粒上にそれぞれエピタキシャル成長するとともに、
前記第2中間層を成膜する際のスパッタガス圧を、前記第1の中間層を成膜する際のスパッタガス圧に対して高めることにより、前記第2の中間層を構成する結晶粒を、前記第1中間層を構成する結晶粒に比べて微細化していることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 垂直磁気記録媒体と、該垂直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、垂直磁気記録媒体が、請求項1乃至10のいずれか一項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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