(57)【要約】非磁性の第２配向制御層（３７）は、磁性の第１配向制御層（３６）の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される。記録磁性層（３８）は、第２配向制御層（３７）の表面に広がり、第２配向制御層（３７）の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される。第１および第２配向制御層（３６、３７）の働きで記録磁性層（３８）で結晶の配向は十分に整えられる。同一の膜厚で非磁性の第２配向制御層（３７）のみが用いられる場合に比べて記録磁性層（３８）で結晶の配向は確実に制御されることができる。しかも、第１配向制御層（３６）の働きで第２配向制御層（３７）の膜厚は縮小されることができる。第２配向制御層（３６）の膜厚の減少にも拘わらず記録磁性層（３８）では十分な配向は確立されることができる。したがって、高い電磁変換特性は得られる。
2004075178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に隣接する結晶粒で構成される磁性の第１配向制御層と、第１配向制御層の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第２配向制御層と、第２配向制御層の表面に広がり、第２配向制御層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される記録磁性層とを備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１および第２配向制御層で前記記録磁性層から隔てられる軟磁性の裏打ち層をさらに備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記記録磁性層の結晶粒はｈｃｐ構造を有し、前記第１配向制御層の結晶粒はｆｃｃ構造を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１配向制御層の結晶粒では（１１１）面が基板に平行に優先配向されることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
請求の範囲第１項または第２項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記記録磁性層の結晶粒はＬ１０構造を有し、前記第１配向制御層の結晶粒は立方晶系の結晶構造を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１配向制御層の結晶粒では（１００）面が基板に平行に優先配向されることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
請求の範囲第１項または第２項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記記録磁性層の結晶粒はＬ１０構造を有し、前記第１配向制御層の結晶粒は正方晶系の結晶構造を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１配向制御層の結晶粒では（００１）面が基板に平行に優先配向されることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１配向制御層は少なくともＦｅ、ＣｏおよびＮｉのいずれかを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記第１配向制御層は少なくともＭｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＢのいずれかをさらに含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項に記載の垂直磁気記録媒体において、表面で前記第１配向制御層を受け止める下地層をさらに備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項に記載の垂直磁気記録媒体において、前記下地層は少なくともＴａ、Ｃ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＨｆのいずれかを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１３】
対象物の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される磁性の第１配向制御層と、第１配向制御層の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第２配向制御層と、第２配向制御層の表面に広がり、第２配向制御層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される結晶層とを備えることを特徴とする多層構造膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気記録媒体駆動装置で使用されることができる垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】  いわゆる裏打ち層を備える垂直磁気記録媒体は広く知られる。この種の垂直磁気記録媒体では裏打ち層の表面に沿って記録磁性層は広がる。書き込み用の磁気ヘッドが記録磁性層に向き合わせられると、記録磁性層は磁気ヘッドと裏打ち層との間に配置される。磁気ヘッドと裏打ち層との間に磁束の循環経路が確立されることから、記録磁性層に作用する磁界は強められることができる。同時に、急峻な磁場勾配が実現される。記録磁性層にはシャープな記録ビットが書き込まれることができる。
記録磁性層では、基板や裏打ち層の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸は揃えられることが望まれる。こういった磁気異方性の確立にあたって記録磁性層では個々の結晶は所定の方向に配向される。こうした配向はエピタキシャル成長に基づき実現される。記録磁性層の形成に先立って裏打ち層の表面には非磁性配向制御層が形成される。
非磁性配向制御層には十分な膜厚が確保されなければならない。膜厚が減少すると、記録磁性層では十分な結晶の配向は得られない。その一方で、非磁性配向制御層の膜厚が増大すると、磁気ヘッドと裏打ち層との距離が増大してしまう。記録磁性層に作用する磁界は弱められる。同時に、磁場勾配は緩められる。記録磁性層にシャープな記録ビットは書き込まれることができない。
【非特許文献１】  Ｇｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．「Ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  Ｃｏ−ａｌｌｏｙ  ｍｅｄｉａ  ｏｎ  Ｓｉ（１１１）  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ  ８５，Ｎｏ．８，１９９９年４月１５日，ｐ．４６９９−４７０１
【非特許文献２】Ｆｕｔａｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．「Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｉｎ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｍｅｄｉａ」，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ  ３５，Ｎｏ．５，１９９９年９月，ｐ．２８０２−２８０７
【発明の開示】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、できる限り磁性結晶層下で非磁性配向制御層の膜厚を縮小することができる多層構造膜を提供することを目的とする。本発明は、垂直磁気記録媒体で電磁変換特性の向上に大いに寄与することができる多層構造膜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、相互に隣接する結晶粒で構成される磁性の第１配向制御層と、第１配向制御層の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第２配向制御層と、第２配向制御層の表面に広がり、第２配向制御層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される記録磁性層とを備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
以上のような垂直磁気記録媒体では、第１および第２配向制御層の働きに基づき記録磁性層で結晶の配向は十分に整えられる。同一の膜厚で非磁性の第２配向制御層のみが用いられる場合に比べて記録磁性層で結晶の配向は確実に制御されることができる。個々の結晶ごとに磁化容易軸は記録磁性層の表面に直交する垂直方向に揃えられる。したがって、高い電磁変換特性は得られる。しかも、第１配向制御層の働きで第２配向制御層の膜厚は縮小されることができる。記録磁性層下で非磁性層の膜厚は十分に縮小されることができる。
こうした垂直磁気記録媒体は、第１および第２配向制御層で記録磁性層から隔てられる軟磁性の裏打ち層をさらに備えてもよい。こういった垂直磁気記録媒体は、第２配向制御層の膜厚の減少にも拘わらず記録磁性層で十分な配向は確立されることができる。特に、第１配向制御層でいわゆる面内方向に磁化容易軸が揃えられれば、第１配向制御層は裏打ち層として機能することができる。その結果、磁気ヘッドおよび裏打ち層の間で距離は縮小されることができる。こういった距離の縮小はシャープな記録ビットの形成に大いに貢献する。
以上のような垂直磁気記録媒体では、Ｃ軸に磁化容易軸を有するｈｃｐ構造（六方最密構造）が記録磁性層で確立されてもよい。こういった場合には、第１配向制御層でｆｃｃ構造（面心立方構造）が確立されればよい。こうして第１配向制御層でｆｃｃ構造が確立される場合には第１配向制御層の個々の結晶粒で（１１１）面が基板の表面に平行に配向されればよい。
このとき、非磁性の第２配向制御層ではｈｃｐ構造が確立されればよい。第１配向制御層の結晶粒に基づき第２配向制御層でエピタキシャル成長が実現されると、第２配向制御層では（００２）面は基板の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層の結晶粒に基づき記録磁性層でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。その他、非磁性の第２配向制御層ではｆｃｃ構造が確立されてもよい。第２配向制御層ではエピタキシャル成長に基づき（１１１）面は基板の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層の結晶粒に基づき記録磁性層でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。
その他、記録磁性層ではＣ軸に磁化容易軸を有するＬ１０構造が確立されてもよい。この場合には、第１配向制御層で立方晶系の結晶構造や正方晶系の結晶構造のいずれかが確立されればよい。立方晶系の結晶構造には例えばｆｃｃ構造やｂｃｃ構造（体心立方構造）といった結晶構造が挙げられる。正方晶系の結晶構造には例えばｆｃｔ構造（面心正方構造）やｂｃｔ構造（体心正方構造）といった結晶構造が挙げられる。第１配向制御層で立方晶系の結晶構造が確立される場合には、第１配向制御層の個々の結晶粒で（１００）面が基板の表面に平行に配向されればよい。第１配向制御層で正方晶系の結晶構造が確立される場合には第１配向制御層の個々の結晶粒で（００１）面が基板の表面に平行に配向されればよい。
このとき、非磁性の第２配向制御層では立方晶系の結晶構造または正方晶系の結晶構造のいずれかが確立されればよい。第２配向制御層で立方晶系の結晶構造が確立される場合には、第１配向制御層の結晶粒に基づき第２配向制御層でエピタキシャル成長が実現されると、第２配向制御層で（１００）面は基板の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層の結晶粒に基づき記録磁性層でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。第２配向制御層で正方晶系の結晶構造が確立される場合には、第１配向制御層の結晶粒に基づき第２配向制御層でエピタキシャル成長が実現されると、第２配向制御層で（００１）面は基板の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層の結晶粒に基づき記録磁性層でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。
以上のような第１配向制御層には少なくともＦｅ、ＣｏおよびＮｉのいずれかの金属材料が用いられればよい。第１配向制御層には、少なくともＭｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＢのいずれかがさらに添加されてもよい。
こういった垂直磁気記録媒体では、表面で第１配向制御層を受け止める下地層をさらに備えてもよい。こういった下地層に基づき、第１配向制御層３６では結晶の配向や結晶粒の粒径は制御されてもよい。下地層には、少なくともＴａ、Ｃ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＨｆのいずれか１以上の材料が含まれればよい。
さらに、第２発明によれば、対象物の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される磁性の第１配向制御層と、第１配向制御層の表面に広がり、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第２配向制御層と、第２配向制御層の表面に広がり、第２配向制御層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される結晶層とを備えることを特徴とする多層構造膜が提供される。
こういった多層構造膜によれば、結晶層で結晶の配向は十分に整えられることができる。同一の膜厚で非磁性の第２配向制御層のみが用いられる場合に比べて結晶層で結晶の配向は確実に制御されることができる。第１配向制御層の働きで第２配向制御層の膜厚は縮小されることができる。結晶層下で非磁性層の膜厚は十分に縮小されることができる。
【図面の簡単な説明】  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）の内部構造を概略的に示す平面図である。
図２は、磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直部分断面図である。
図３は、裏打ち層の成膜工程を概略的に示す基板の垂直部分断面図である。
図４は、下地層の成膜工程を概略的に示す基板の垂直部分断面図である。
図５は、第１配向制御層の成膜工程を概略的に示す基板の垂直部分断面図である。
図６は、第２配向制御層の成膜工程を概略的に示す基板の垂直部分断面図である。
図７は、記録磁性層の成膜工程を概略的に示す基板の垂直部分断面図である。
図８は、Ｘ線回折に基づく検証結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  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。この磁気ディスク１３はいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。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、磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク１３から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読み出し素子と、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に情報を書き込む単磁極ヘッドといった書き込み素子（図示されず）と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３１と、多層構造膜３２とを備える。基板３１は例えばガラス基板で構成されればよい。ただし、基板３１は例えばアルミニウム基板やシリコン基板から構成されてもよい。多層構造膜３２に磁気情報は記録される。多層構造膜３２の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜といった保護膜３３や、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜といった潤滑膜３４で被覆される。
多層構造膜３２は、基板３１の表面に広がる軟磁性の裏打ち層３５を備える。裏打ち層３５には例えば膜厚１９５ｎｍ程度のＣｏＮｂＺｒ膜が用いられればよい。裏打ち層３５では、基板３１の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。裏打ち層３５には、ＣｏＮｂＺｒ膜といった非晶質の合金材料の他に、例えばＦｅＴａＣ膜といった微結晶析出型の合金膜やＮｉＦｅ膜といった結晶質の合金膜が用いられてもよい。ただし、裏打ち層３５は例えば軟磁性層と非磁性層とを交互に積層した積層体から構成されてもよい。
裏打ち層３５の表面には磁性の第１配向制御層３６が広がる。第１配向制御層３６は相互に隣接する結晶粒から構成される。第１配向制御層３６は軟磁性の金属材料から構成されればよい。例えばＦｅやＣｏ、Ｎｉといった磁性金属材料のいずれかが少なくとも含まれればよい。ここでは、第１配向制御層３６に例えば膜厚５ｎｍ程度のＮｉＦｅ膜が用いられる。第１配向制御層３６には、前述の磁性金属材料に加えて、例えばＭｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＢといった材料のいずれか１以上が添加されてもよい。第１配向制御層３６ではｆｃｃ構造（面心立方構造）が確立される。個々の結晶粒では（１１１）面が基板３１の表面に平行に配向される。
第１配向制御層３６の表面には非磁性の第２配向制御層３７が広がる。第２配向制御層３７は相互に隣接する結晶粒から構成される。個々の結晶粒では第１配向制御層３６の結晶粒に基づきエピタキシャル成長が確立される。第２配向制御層３７は結晶質の非磁性金属材料から構成されればよい。ここでは、第２配向制御層３７に例えば膜厚２０ｎｍ程度のＲｕ膜が用いられればよい。こうしたＲｕ膜に代えて、第２配向制御層３７には、例えばＺｎ、Ｔｃ、Ｃｏ、Ｏｓ、Ｃ（グラファイト）およびＲｅの少なくともいずれかを含む非磁性合金が用いられてもよい。いずれの場合でも、第２配向制御層３７ではｈｃｐ構造が確立される。個々の結晶粒では（００２）面が基板３１の表面に平行に配向される。その他、第２配向制御層３７には、例えばＣｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、ＰｄおよびＰｔの少なくともいずれかを含む非磁性合金が用いられてもよい。こういった非磁性合金ではｆｃｃ構造が確立される。個々の結晶粒では（１１１）面が基板３１の表面に平行に配向される。
第２配向制御層３７の表面には記録磁性層３８が広がる。記録磁性層３８は相互に隣接する結晶粒から構成される。個々の結晶粒では第２配向制御層３７の結晶粒に基づきエピタキシャル成長が確立される。その結果、個々の結晶粒ではｈｃｐ構造が確立される。ｈｃｐ構造のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板３１の表面に直交する垂直方向に揃えられる。記録磁性層３８には例えばＣｏおよびＣｒを含む合金材料が用いられればよい。
なお、図２から明らかなように、裏打ち層３５および第１配向制御層３６の間には所定の下地層３９がさらに挟み込まれてもよい。こういった下地層３９は例えばＴａやＣ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆのいずれか１以上の材料から構成されればよい。ここでは、下地層３９には膜厚５ｎｍ程度のＴａ膜が用いられる。Ｔａ膜の働きによれば、第１配向制御層３６では結晶の配向や結晶粒の粒径は確実に制御されることができる。例えばＴａ膜にＮｉＦｅ膜が重ね合わせられると、ＮｉＦｅ膜の結晶粒では（１１１）面が基板３１の表面に平行に配向されることができる。
以上のような磁気ディスク１３では、第１および第２配向制御層３６、３７の働きに基づき記録磁性層３８で結晶の配向は十分に整えられる。同一の膜厚で非磁性の第２配向制御層３７のみが用いられる場合に比べて記録磁性層３８で結晶の配向は確実に制御されることができる。個々の結晶粒ごとに磁化容易軸は基板３１の表面に直交する垂直方向に揃えられる。したがって、高い電磁変換特性は得られる。
しかも、前述の磁気ディスク１３では、第１配向制御層３６の働きで第２配向制御層３７の膜厚は縮小されることができる。第２配向制御層３６の膜厚の減少にも拘わらず記録磁性層３８では十分な配向は確立されることができる。特に、前述のように第１配向制御層３６でいわゆる面内方向に磁化容易軸が揃えられれば、第１配向制御層３６は裏打ち層３８として機能することができる。その結果、単磁極ヘッドと裏打ち層３５との間で距離は縮小されることができる。こういった距離の縮小はシャープな記録ビットの形成に大いに貢献する。記録磁性層３８には十分な強度で磁化が確立されることができる。
次に磁気ディスク１３の製造方法を簡単に説明する。まず、ディスク型の基板３１は用意される。基板３１は例えば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で基板３１の表面には多層構造膜３２が形成される。形成方法の詳細は後述される。その後、多層構造膜３２の表面には例えば膜厚３．０ｎｍ〜１０．０ｎｍ程度の保護膜３３が積層形成される。積層形成にあたって例えばＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）が用いられる。保護膜３３の表面には例えば膜厚１．０ｎｍ程度の潤滑膜３４が塗布される。塗布にあたって基板３１は例えばパーフルオロポリエーテルを含む溶液に浸されればよい。
スパッタリング装置ではスパッタリング法に基づき多層構造膜３２は成膜される。図３に示されるように、基板３１の表面には裏打ち層３５が成膜される。ここでは例えばＣｏＮｂＺｒ膜４１が成膜される。成膜にあたってスパッタリング装置のチャンバにはＣｏＮｂＺｒターゲットが装着される。Ｃｏ原子やＮｂ原子、Ｚｒ原子は基板３１の表面に堆積する。ＣｏＮｂＺｒ膜４１の膜厚は例えば１９５ｎｍ程度に設定される。ただし、裏打ち層３５の成膜にあたってその他の成膜法が用いられてもよい。
続いて図４に示されるように、ＣｏＮｂＺｒ膜４１の表面には下地層３９が成膜される。ここでは例えばＴａ膜４２が成膜される。成膜にあたってチャンバにはＴａターゲットが装着される。ＣｏＮｂＺｒ膜４１の表面にはＴａ原子が堆積する。Ｔａ膜４２の膜厚は例えば５ｎｍ程度に設定される。
続いて図５に示されるように、Ｔａ膜４２の表面には第１配向制御層３６が成膜される。ここでは例えばＮｉＦｅ膜４３が成膜される。成膜にあたってチャンバにはＮｉＦｅターゲットが装着される。Ｎｉ原子やＦｅ原子はＴａ膜４２の表面に堆積する。ＮｉＦｅ膜４３では結晶粒は成長していく。ＮｉＦｅ膜４３の膜厚は例えば５ｎｍ程度に設定される。
続いて図６に示されるように、ＮｉＦｅ膜４３の表面には第２配向制御層３７が成膜される。ここでは例えばＲｕ膜４４が成膜される。成膜にあたってチャンバにはＲｕターゲットが装着される。Ｒｕ原子はＮｉＦｅ膜４３の表面に堆積する。エピタキシャル成長に基づきＮｉＦｅ膜４３の結晶粒から結晶粒は成長していく。Ｒｕ膜４４の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。
続いて図７に示されるように、Ｒｕ膜４４の表面には記録磁性層３８が成膜される。ここでは例えばＣｏＣｒＰｔ膜４５が成膜される。成膜にあたってチャンバにはＣｏＣｒＰｔターゲットが装着される。Ｃｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子はＲｕ膜４４の表面に堆積する。エピタキシャル成長に基づきＲｕ膜４４の結晶粒から結晶粒は成長していく。ＣｏＣｒＰｔ膜４５の膜厚は例えば２０ｎｍ程度に設定される。なお、基板３１は加熱されることなく前述のスパッタリング法が実施される。
本発明者は、以上のように製造された磁気ディスク１３の特性を検証した。検証にあたって本発明者は第１および第２比較例を用意した。第１比較例に係る磁気ディスクでは、基板３１の表面に順番に膜厚２００ｎｍのＣｏＮｂＺｒ膜、膜厚２０ｎｍのＲｕ膜および膜厚２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで積層形成された。第２比較例に係る磁気ディスクでは、基板３１の表面に順番に膜厚２００ｎｍのＣｏＮｂＺｒ膜、膜厚４０ｎｍのＲｕ膜および膜厚２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで積層形成された。いずれの場合にも、ＣｏＣｒＰｔ膜の表面には膜厚４ｎｍのＤＬＣ膜が形成された。
本発明者は、Ｘ線回折に基づき磁気ディスク１３の具体例と第１比較例に係る磁気ディスクとでＣｏＣｒＰｔ膜の結晶配向を観察した。４２度付近でのみ回折ピークは出現した。ＣｏＣｒＰｔ膜では（００２）面が所定の方向に揃えられることが確認された。いずれの場合でも、ＣｏＣｒＰｔ膜では、結晶粒のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板に直交する垂直方向に揃えられることが確認された。
続いて本発明者は具体例および第１比較例に係る磁気ディスクでロッキングカーブを測定した。測定はＣｏＣｒＰｔ膜の結晶粒の（００２）面に関して実施された。その結果、図８に示されるように、具体例に係る磁気ディスク１３では、ロッキングカーブの半値幅Δθ５０は１１度を記録した。その一方で、第１比較例に係る磁気ディスクでは、ロッキングカーブの半値幅Δθ５０は１９度を記録した。具体例に係る磁気ディスク１３では、第１比較例に係る磁気ディスクに比べて、ＣｏＣｒＰｔ膜４５の磁化容易軸は基板に直交する垂直方向に良好に揃えられることが確認された。なお、第２比較例では第１比較例に比べてＲｕ膜の膜厚が増大することから、第２比較例に係る磁気ディスクでは１１度の半値幅Δθ５０が確保されることができる。
次に、本発明者は極力ー効果に基づきＣｏＣｒＰｔ膜の保磁力Ｈｃおよび保磁力角形比Ｓを測定した。具体例に係る磁気ディスク１３では３８０［ｋＡ／ｍ］の保磁力Ｈｃおよび０．９９の保磁力角形比Ｓが得られた。第１比較例に係る磁気ディスクでは３３２［ｋＡ／ｍ］の保磁力Ｈｃおよび０．９６の保磁力角形比Ｓが得られた。第２比較例に係る磁気ディスクでは４９０［ｋＡ／ｍ］の保磁力Ｈｃおよび０．９８の保磁力角形比Ｓが得られた。具体例に係る磁気ディスク１３では第１比較例に比べて良好な保磁力Ｈｃおよび保磁力角形比Ｓが確保されることが確認された。同様に、具体例に係る磁気ディスク１３では第２比較例に比べて保磁力角形比は向上した。
さらに本発明者はＣｏＣｒＰｔ膜の磁気異方性分散を検証した。検証にあたって本発明者は具体例および第１比較例に係る磁気ディスクの変形例を用意した。変形例では、具体例および第１比較例に係る磁気ディスクから裏打ち層すなわちＣｏＮｂＺｒ膜が省略された。具体例に係る磁気ディスク１３の変形例では垂直方向「０°」を基準に上下７度の分散角が示された。９４８〜１４２２［ｋＡ／ｍ］の異方性磁界が示された。第１比較例に係る磁気ディスクの変形例では垂直方向「０°」を基準に上下１０度の分散角が示された。５５３〜１２６４［ｋＡ／ｍ］の異方性磁界が示された。この結果、具体例に係る磁気ディスク１３では第１比較例に係る磁気ディスクに比べて磁気異方性分散の低減が実現された。言い換えれば、具体例に係る磁気ディスク１３では第１比較例に係る磁気ディスクに比べて良好な磁気異方性が確保されることが確認された。
さらに本発明者は具体例および第１比較例に基づき磁気ディスクの電磁変換特性を検証した。個々の磁気ディスクには４００［ｋＦＣＩ］の線記録密度で磁気情報は書き込まれた。書き込みにあたって単磁極ヘッドが用いられた。単磁極ヘッドのコア幅は０．５μｍに設定された。その後、書き込まれた磁気情報は読み出された。読み出しにあたってスピンバルブ膜のＧＭＲ素子は用いられた。前述の通り、単磁極ヘッドやＧＭＲ素子は浮上ヘッドスライダ１９に搭載された。浮上ヘッドスライダ１９と磁気ディスク１３との相対速度は１６．０［ｍ／ｓ］に設定された。
具体例に係る磁気ディスク１３では２４［ｄＢ］のＳ／Ｎ比が得られた。第１比較例に係る磁気ディスクでは１６［ｄＢ］のＳ／Ｎ比が得られた。第２比較例に係る磁気ディスクでは３［ｄＢ］のＳ／Ｎ比が得られた。具体例に係る磁気ディスク１３ではいずれの比較例に対しても大幅なＳ／Ｎ比の向上が実現された。こうした磁気ディスク１３は記録密度の向上に大いに寄与することができる。同時に、本発明者は分解能の特性を示すＤ５０を測定した。具体例に係る磁気ディスク１３では３１２［ｋＦＣＩ］のＤ５０が得られた。第１比較例に係る磁気ディスクでは２７１［ｋＦＣＩ］のＤ５０が得られた。第２比較例に係る磁気ディスクでは２２５［ｋＦＣＩ］のＤ５０が得られた。具体例に係る磁気ディスク１３ではいずれの比較例に対しても大幅なＤ５０の向上が実現された。第１および第２比較例に対して具体例に係る磁気ディスク１３では電磁変換特性の向上は実証された。
前述のような多層構造膜３２では記録磁性層３８はＬ１０構造の結晶粒で構成されてもよい。こういった記録磁性層３８には例えばＦｅＰｔ合金が用いられればよい。この場合には、前述の第１配向制御層３６で立方晶系の結晶構造や正方晶系の結晶構造のいずれかが確立されればよい。立方晶系の結晶構造が確立される場合には第１配向制御層３６の個々の結晶粒で（１００）面は基板３１の表面に平行に配向されればよい。正方晶系の結晶構造が確立される場合には第１配向制御層３６の個々の結晶粒で（００１）面が基板３１の表面に平行に配向されればよい。
このとき、第２配向制御層３７では同様に立方晶系の結晶構造や正方晶系の結晶構造のいずれかが確立されればよい。個々の結晶粒では第１配向制御層３６の結晶粒に基づきエピタキシャル成長が確立される。第２配向制御層３７で立方晶系の結晶構造が確立される場合には、第２配向制御層３７の個々の結晶粒で（１００）面は基板３１の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層３７の結晶粒に基づき記録磁性層３８でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層３８のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板３１の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。その一方で、第２配向制御層３７で正方晶系の結晶構造が確立される場合には、第２配向制御層３７の個々の結晶粒で（００１）面は基板３１の表面に平行に配向されることができる。こうした第２配向制御層３７の結晶粒に基づき記録磁性層３８でエピタキシャル成長が実現されると、記録磁性層３８のＣ軸すなわち磁化容易軸は基板３１の表面に直交する垂直方向に揃えられることができる。第２配向制御層３７には例えばＭｇＯが用いられればよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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