(57)【要約】【課題】本発明は、記録層の結晶配向分散を低減した垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】垂直磁気記録媒体１０は、複数の微小結晶粒２０ａよりなる第１磁性層２０と、第２磁性層１６とを有する。第２磁性層１６は、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有する複数の結晶粒１６ａと結晶粒の間に介在する非磁性体１６ｂとで構成される。下地層１４のＲｕ結晶粒の上に、第１磁性層の微小結晶粒２０ａが形成される。微小結晶粒２０ａの上に、第２磁性層の結晶粒１６ａが形成される。第１磁性層２０の微小結晶粒２０ａの粒径は、第２磁性層１６の結晶粒１６ａの粒径より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
前記下地層の上に形成され、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層と、
前記第１磁性層上に形成され、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層と
を有し、
前記下地層の少なくとも上部は互いに孤立した複数のＲｕ結晶粒よりなり、
該Ｒｕ結晶粒の各々の上に、前記第１磁性層の前記微小結晶粒が形成され、
前記微小結晶粒の各々の上に、前記第２磁性層の前記結晶粒が形成され、
前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径は、前記第２磁性層の前記結晶粒の粒径より小さいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第１磁性層の前記微小結晶粒は、前記第２磁性層の前記結晶粒と同じ材料よりなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第２磁性層は、ＣｏＣｒＰｔ３元素磁性合金又はＣｏＣｒＰｔ基磁性合金に金属酸化物が添加された材料よりなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項３記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記酸化物はＳｉＯ２又はＴｉＯ２であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第１磁性層の厚さは１ｎｍ以上、２ｎｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第２磁性層の前記結晶粒の平均粒径は、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
磁気ヘッドを含む磁気記録再生機構と、
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と
を有することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項８】
基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる下地層を形成し、
該下地層上に、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層を形成し、
該第１磁性層上に、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有し且つ前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径より大きい粒径を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層を形成する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記第１磁性層と前記第の磁性層の形成を、Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリングにより行い、
前記第１磁性層の形成時のＡｒガスの圧力を、前記第２磁性層の形成時のＡｒガスの圧力より高くし、且つ前記第１磁性層の形成時の堆積速度を、前記第２磁性層の形成時の堆積速度より低くすることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
付記９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記第２磁性層を、ＣｏＣｒ基合金にＳｉＯ２を添加した材料のスパッタリングにより形成し、該スパッタリングを３Ｐａ以上、６Ｐａ以下の圧力のＡｒガス雰囲気下で行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関し、特に、垂直磁気記録媒体の磁性層における結晶配向分散を低減し、性能を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ装置は、１ビット当りのメモリ単価が安く、大容量化が図れるデジタル信号記録装置であり、パーソナルコンピュータを筆頭にして近年、大量に使用されている。さらに、ユビキタス時代を迎えて、デジタルＡＶ関連機器での利用が牽引役となって、記録装置として飛躍的な需要の増大が予想される。したがって、ビデオ信号の記録のために、さらなるハードディスクドライブ装置の記録容量の増大が必要になる。
【０００３】
ハードディスクドライブ装置は、一般家庭用製品に組み込まれる場合が多く、このような記録容量の増大に加え、メモリ単価をより安価にする必要も生ずる。メモリ単価の低価格化には、ハードディスクドライブ装置を構成する部品数の削減が有効な手段となる。具体的には、磁気記録媒体（磁気ディスク）の高記録密度化を図ることにより、磁気記録媒体の必要枚数を増やすことなく、記録容量を増大させることができる。さらには飛躍的な高記録密度化が実現すれば、記録容量を増大させる一方で、磁気記録媒体の必要枚数を削減することも可能になり、使用する磁気ヘッド数も削減できる。この結果、メモリ単価の飛躍的な低減が可能になる。
【０００４】
このような事情から、磁気記録媒体の高記録密度化が命題となり、高分解能力化（高出力化）と低ノイズ化に基づいて、より高いＳＮ比（出力対ノイズ比）を達成することが課題となっている。これを実現するために、磁気記録層を構成する磁性粒の微細化、粒サイズの均一化、および磁気的な孤立化が試みられている。
【０００５】
ところで、垂直磁気記録媒体の製造では、従来から基板加熱を併用したスパッタ法によりＣｏＣｒ基合金膜を形成して、磁気記録層としていた。このＣｏＣｒ基合金膜では、ＣｏＣｒ基合金磁性結晶粒の結晶粒界に、非磁性のＣｒを偏析させて、磁性粒間の磁気的な孤立化を図っている。しかし、垂直磁気記録媒体では、磁区形成に起因するスパイクノイズの発生を抑制するために、下部層に非晶質化した軟磁性層を配置する必要がある。この軟磁性層を非晶質に保つために、磁性層形成の際に、Ｃｒ偏析に必要な基板加熱処理を行うことができないという問題が生じていた。
【０００６】
このため、加熱処理を用いるＣｒ偏析技術に代わって、ＣｏＣｒ基合金にＳｉＯ2が添加された磁性膜を磁気記録層として用いる垂直磁気記録媒体の開発が行なわれている。この磁性膜では、ＣｏＣｒ基合金磁性結晶粒（例えば、ＣｏＣｒＰｔ）が非磁性材料である酸化物（例えば、ＳｉＯ2）によって相互に空間的に隔てられ、結晶粒の磁気的な孤立化が図られている。
【０００７】
磁性粒子をＳｉＯ2等の非磁性体で取り囲んだ構造（グラニュラー構造）の磁気記録層を形成するためには、磁気記録層の直下に連続膜の形態で、厚膜のルテニウム（Ｒｕ）膜を配置する。この厚膜Ｒｕ膜において、Ｒｕ結晶粒界部に適度な深さを持った溝形状が形成されることで、Ｒｕの結晶粒の上に形成される磁性結晶粒がＳｉＯ2によって互いに空間的に隔てられた構造の磁気記録層を形成することができる。
【０００８】
しかし、磁気記録層と裏打ち層の間に挿入されるＲｕ下地層の膜厚が厚いと、書き込みに必要なライトヘッドの磁化力を大きくしなければならず、書き滲みが発生するという問題がある。また、下地Ｒｕ膜の膜厚が増大すると、結晶粒径の肥大化が起こる。
【０００９】
このような問題を解決するために、図１に示すように、磁性膜である記録層１６の下地となるＲｕ下地層１５を、Ｒｕ結晶粒１５ａが空隙部１５ｂによって相互に空間的に隔てられた間隙構造とする方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。図１に示す例では、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３が配置される。そして、配向制御層１３の上に、連続膜である第１下地層１４と、間隙構造の第２下地層１５とが配置される。第２下地層１５の上に、記録層１６が設けられる。記録層１６はキャップ層１７で保護される。第２下地層１５を空隙部１５ｂを有する間隙構成とすることにより、第２下地層１５における均一なＲｕ結晶粒径が、上層の記録層１６に引き継がれ、記録層１６の磁性結晶粒１６ａの粒径を均一としつつ、磁性結晶粒１６ａの間に非磁性体である酸化物１６ｂが充填された構造を形成することができる。
【特許文献１】特開２００５−３５３２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１に示す例のようにＲｕ結晶粒よりなる第２下地層１５ｂを形成しておくことにより、記録層１６の結晶粒１６ａをＲｕ結晶粒１５ａの上に成長させることができ、孤立した微細な磁性結晶粒１６ａを形成することができる。これにより記録密度を大きくすることができ、単位体積当たりの記録量を増大させることができる。しかし、図１に示す例では、記録層１６の磁性結晶粒１６ａの結晶配向を精確に制御することはできない。図１に示す例では、記録層１６の磁性結晶粒１６ａの（００１）面が磁化容易軸であり、自然と磁性結晶粒１６ａの成長方向（図１における上下方向）に一致する。すなわち、垂直磁気記録媒体の表面に垂直な方向に磁性結晶粒１６ａの（００１）面が整列する（配向する）こととなる。
【００１１】
ところが、磁性結晶粒１６ａをＲｕ結晶粒１５ａの上に単に成長させた場合、磁性結晶粒１６ａの（００１）面の配向にばらつき（結晶配向分散と称される）が生じるおそれがある。磁性結晶粒１６ａの（００１）面の配向方向は磁化容易軸に相当し、磁化容易軸の配向がばらつくと、結晶粒１６ａの間で磁化にばらつきが生じる。この磁化のばらつきに起因して磁性結晶粒１６ａの間で磁気記録特性が変化し、読み取り時にノイズが発生するという問題が生じるおそれがある。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、記録層の結晶配向分散を低減した垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、前記下地層の上に形成され、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層と、前記第１磁性層上に形成され、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層とを有し、前記下地層の少なくとも上部は互いに孤立した複数のＲｕ結晶粒よりなり、該Ｒｕ結晶粒の各々の上に、前記第１磁性層の前記微小結晶粒が形成され、前記微小結晶粒の各々の上に、前記第２磁性層の前記結晶粒が形成され、前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径は、前記第２磁性層の前記結晶粒の粒径より小さいことを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる下地層を形成し、該下地層上に、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層を形成し、該第１磁性層上に、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有し且つ前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径より大きい粒径を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
上述の発明によれば、記録層である第２磁性層の結晶配向分散を良好な範囲に抑え、高いＳ／Ｎ比を達成することができる。その結果、磁気記録媒体の記録密度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１実施形態による垂直磁気記録媒体１０の一部の断面図である。
【００１７】
垂直磁気記録媒体１０は、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３、第１下地層１４、第２下地層１５、極薄磁性層２０、記録層１６、キャップ層１７が順次形成された構造を有する。本実施形態では、第１磁性層として極薄磁性層２０が第２下地層１５の上に形成される。そして、第２磁性層としての記録層１６は、極薄磁性層２０の上に形成される。極薄磁性層２０を設けることにより、第２磁性層としての記録層１６の結晶粒配向分散が改善されて低くなり、これにより各結晶粒１６ｂの磁化特性が均一となる。
【００１８】
基板１１は、プラスチック基板、ガラス基板、Ｓｉ基板、セラミクス基板、耐熱性樹脂基板等、磁気記録媒体の基板として適切に用いることのできる任意の基板である。本実施形態では、ガラスディスク基板が用いられる。
【００１９】
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ：soft magnetic underlayer）１２は、非晶質または微結晶の任意の軟磁性材料で構成され、その膜厚は５０ｎｍ〜２μｍ程度である。軟磁性裏打ち層１２は単層構造であっても、積層構造であってもよい。軟磁性裏打ち層１２は、記録ヘッドからの磁束を吸収するためのもので、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きいほうが好ましい。飽和磁束密度Ｂｓが１．０Ｔ以上の軟磁性材料として、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅＮｂ、Ｃｏ等を用いることが好ましい。
【００２０】
配向制御層１３の膜厚は１．０ｎｍ〜１０ｎｍ程度である。配向制御層１３は、上層に形成される第１及び第２下地層１４、１５の結晶粒のｃ軸（磁化容易軸）を膜厚方向に配向させるとともに、第１及び第２下地層１４、１５の結晶粒を基板面内方向に一様に分布させる機能を有する。配向制御層１３は、例えば、非晶質のＴａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｐｔ、及びこれらの合金の中から選択された少なくとも１種の材料で構成される。配向制御層１３の膜厚は、軟磁性裏打ち層１２と記録層１６の距離を近接させる必要性と、上層の結晶配向の制御機能の確保という観点から、好ましくは２．０ｎｍ〜５．０ｎｍの範囲に設定される。
【００２１】
配向制御層１３の上に形成された第１下地層１４は、Ｒｕ（ルテニウム）、又はｈｃｐ（六方細密充填）結晶構造を有するＲｕ合金の連続多結晶膜として形成され、結晶粒１４ａと結晶粒界１４ｂを含む。第２下地層１４は、結晶粒１４ａ同士が結晶粒界１４ｂを介して結合された連続多結晶膜であり、良好な結晶性を有している。第２下地層１４の（００１）面の結晶配向は基板１１に対して垂直方向となっている。第１下地層１４は必ずしも設ける必要はないが、上層の第２下地層１５や記録層１６の結晶性や配向性を向上させるために、第１下地層１５の直下に配置することが望ましい。
【００２２】
第２下地層１５は、第１下地層１４の上に形成される。第２下地層は、基板１１に対して垂直方向に延在する結晶粒１５ａと、結晶粒１５ａ同士を面内方向で互いに隔てる空隙部１５ｂを含む。
【００２３】
本実施形態では、第２下地層１５の上に、第１磁性層として極薄磁性層２０が形成される。極薄磁性層２０は、第２下地層１５の孤立した各結晶粒の上に形成された微細結晶粒である核結晶粒２０ａと、その周囲の非磁性体２０ｂにより構成される。核結晶粒２０ａの材料としては、後述の第２磁性層と同様に、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−ＭなどのＣｏ基合金を用いることが好ましい。なお、核結晶粒２０ａは、成膜工程の簡素化を考慮すると、第２磁性層の磁性結晶粒１６ａと同じ材料であることが好ましいが、これに限定されず、要求される特性に応じて異なる材料を適宜選定して用いてもよい。
【００２４】
このように、微細結晶粒である核結晶粒２０ａを設けることにより、記録層１６の結晶配向分散が抑制され低減されることは、本発明者が見いだした新たな知見であり、従来の構造では得られない効果を得ることができる。結晶配向分散を低減することで、記録層１６内の多数の磁性結晶粒１６ａの（００１）面の配向をそろえることができる。これにより、磁性結晶粒１６ａが均一な磁化特性を有することとなり、Ｓ／Ｎ比の高い垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【００２５】
極薄磁性層２０の上には、第２磁性層として記録層１６が形成される。記録層１６は、膜厚が例えば６ｎｍ〜２０ｎｍで、基板１１と垂直に延びる柱状の磁性結晶粒１６ａと、磁性結晶粒１６ａを取り囲んで、磁性結晶粒１６ａ同士を面内方向で互いに隔てる非磁性体１６ｂで構成される。磁性結晶粒１６ａは、下層の微小結晶粒２０ａの上に成長した結晶粒であり、磁性結晶粒１６ａの粒径は上述の微小結晶粒２０ａの粒径より大きい。すなわち、磁性結晶粒１６ａを形成する前に、磁性結晶粒１６ａより粒径の小さな微小結晶粒２０ａを形成しておき、微小結晶粒２０ａを起点として粒径の大きな磁性結晶粒１６ａを成長させる。
【００２６】
磁性結晶粒１６ａを磁化することで磁気記録が行われる。記録密度を大きくして大容量の記録媒体を得るには、磁性結晶粒１６ａの平均粒径は、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
磁性結晶粒１６ａの材料としては、ｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料であり、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−ＭなどのＣｏ基合金を用いることが好ましい。非磁性体１６ｂは、磁性結晶粒１６ａと固溶するか、あるいは化合物を形成しない任意の非磁性体を用いることができる。そのような非磁性体として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５等の酸化物や、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴａＮなどの窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ等の炭化物等を用いることができる。図３では、磁性結晶粒１６ａと、これを取り囲む非磁性体１６ｂで構成される層が１層のみ図示してあるが、この例に限定されず、このような構造の層を少なくとも１層含む多層構造を採用してもよく、あるいは、単層構造でもよい。
【００２８】
キャップ層１７は、例えば、ＣｏＣｒＰｔ磁性膜やＣｏＣｒＢ磁性膜である。キャップ層１７上に、カーボン保護膜（図示せず）や、必要に応じて潤滑層（図示せず）を設けてもよい。
【００２９】
次に、上述の垂直磁気記録媒体１０の製造工程の一例について説明する。
【００３０】
まず、基板１１の表面を洗浄・乾燥後、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２として、膜厚２００ｎｍのＣｏＺｒＮｂ膜１２を形成した。ＣｏＺｒＮｂ裏打ち層１２上に、配向制御層１３として、膜厚３ｎｍの単層のＴａ膜１３を形成した。ＣｏＺｒＮｂ膜１２とＴａ膜１３は、いずれもＡｒガス雰囲気におけるＤＣスパッタ法を用いて形成し、その成膜圧力は０．５Ｐａ、成膜温度は室温であった。
【００３１】
次に、配向制御層１３の上に、７ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室温堆積により、１．５ｎｍ厚の極薄磁性層２０を形成した。堆積速度は０．５ｎｍ／ｓｅｃとした。
【００３２】
続いて、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる第１下地層１４を、０．５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室温堆積により、７．５ｎｍの膜厚で形成した。Ａｒガスの圧力を２Ｐａ以下とすることで、連続状態のＲｕ膜を成膜することができた。次に、第２下地層１５を、５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室温堆積により、１０ｎｍの膜厚で形成した。第２下地層１５は、高圧力下（５Ｐａ）で堆積速度を制御することによって間隙構造とすることができた。このときの堆積速度は２．５ｎｍ／ｓｅｃであった。第２下地層１５の堆積速度は、３ｎｍ／ｓｅｃ以下とすることで、良好な間隙構造を形成することができた。なお、第１下地層１４と第２下地層１５の膜厚は、それぞれ１５ｎｍ及び５ｎｍとしてもよい。
【００３３】
次に、第２下地層１５の上に、１．５ｎｍの膜厚のＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２膜を極薄磁性層２０として形成した。極薄磁性層２０の形成は、７ＰａのＡｒガス圧力下でＤＣスパッタ法による室温堆積により行った。堆積速度は０．５ｎｍ／ｓｅｃであった。
【００３４】
続いて、極薄磁性層２０の上に、記録層１６として膜厚１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２膜を、３Ｐａ〜６ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室温堆積により形成した。より具体的には、基板１１と垂直方向に容易軸を有するＣｏＣｒＰｔ結晶粒１６ａと、これを取り囲むＳｉＯ２（非磁性体）１６ｂを、０．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で形成した。
【００３５】
上述のように、極薄磁性層２０の形成は比較的高圧（７Ｐａ）のＡｒガス圧力下で行い、記録層１６の形成は比較的低圧（３Ｐａ〜６Ｐａ）のＡｒガス圧力下で行うことにより、所望の結晶配向分散の低い記録層１６を得ることができた。
【００３６】
最後に、キャップ層１７として膜厚５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁性膜を、０．５ＰａのＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタ法による室温堆積により、０．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で形成した。以上の一連の成膜工程では、一貫して真空環境を保持した。
【００３７】
以上の成膜工程により形成した垂直磁気記録媒体１０において、極薄磁性層２０を記録層１６の下に配置した効果について説明する。
【００３８】
先ず、極薄磁性層２０及び記録層１６に関して、結晶配向分散の度合いを表わす指標値であるΔθ５０を測定した。Δθ５０は結晶粒の結晶面におけるＸＲＤロッキングカーブの半値幅として求められる。すなわち、Δθ５０は多数の結晶面の配向のばらつきを表す値である。
【００３９】
図３は極薄磁性層２０の厚さを変えた場合の、極薄磁性層２０の核結晶粒２０ａの（００１）面のΔθ５０を示すグラフである。図３のグラフにおいて、実線は記録層１６の膜厚を１２ｎｍとし、キャップ層１７を設けない場合の、Δθ５０を示す。また、点線は記録層１６の膜厚を１１ｎｍとし、その上に膜厚６．５ｎｍのキャップ層１７を設けた場合のΔθ５０を示す。いずれの場合も、Δθ５０は、極薄磁性層２０が厚くなるほど小さくなることがわかる。記録層１６の磁性結晶粒１６ａは極薄磁性層２０の核結晶粒２０ａの上に成長していくから、極薄磁性層２０のΔθ５０が小さくなれば、記録層１６のΔθ５０も小さくなることが予測できる。
【００４０】
そこで、極薄磁性層２０の厚さを変えた場合の、記録層１６のΔθ５０を求めた。図４は、極薄磁性層２０の厚さを変えた場合の、記録層１６の磁性結晶粒１６ａの（００１）面のΔθ５０を示すグラフである。図４のグラフにおいて、実線は記録層１６の膜厚を１２ｎｍとし、キャップ層１７を設けない場合の、Δθ５０を示す。また、点線は記録層１６の膜厚を１１ｎｍとし、その上に膜厚６．５ｎｍのキャップ層１７を設けた場合のΔθ５０を示す。いずれの場合も、記録層１６のΔθ５０は、極薄磁性層２０が厚くなるほど小さくなることがわかる。
【００４１】
次に、極薄磁性層２０を設けたことによるΔθ５０の改善が、記録層１６の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓに寄与しているかについて検討した。極薄磁性層２０の厚さを変えて、記録層１６の飽和磁界Ｈｓ及び飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを測定した。
【００４２】
図５は、極薄磁性層２０の厚さを変えた場合の、記録層１６の飽和磁界Ｈｓを示すグラフである。グラフ中、実線は記録層１６の厚さを１２ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓを示し、点線は記録層１６の厚さを１１ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓを示す。記録層１６の厚さを１２ｎｍとした場合は、極薄磁性層２０の厚さを変えても、飽和磁界Ｈｓに殆ど変化はみられない。記録層１６の厚さを１１ｎｍとした場合は、極薄磁性層２０の厚さが２．０ｎｍ付近までは、飽和磁界Ｈｓは僅かに上昇する程度である。したがって、極薄磁性層２０を設けたとしても、その厚さが２．０ｎｍ以下であれば、飽和磁界Ｈｓに対する極薄磁性層２０の影響はほとんど無いといえる。
【００４３】
図６は極薄磁性層２０の厚さを変えた場合の、記録層１６の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを示すグラフである。グラフ中、実線は記録層１６の厚さを１２ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを示し、点線は記録層１６の厚さを１１ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを示す。記録層１６の厚さを１２ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓは、極薄磁性層２０の厚さが１．５ｎｍにおいて最小となり、極薄磁性層２０の厚さが２．５ｎｍになると、極薄磁性層２０が無い場合とあまり変わらなくなる。記録層１６の厚さを１１ｎｍとした場合の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓは、極薄磁性層２０の厚さが１．５ｎｍ〜２．０ｎｍの間において最小となり、極薄磁性層２０の厚さが２．５ｎｍになると、極薄磁性層２０が無い場合とあまり変わらなくなる。したがって、極薄磁性層２０の厚さを２．０ｎｍ以下とすることにより、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを低く抑えることができることがわかる。
【００４４】
極薄磁性層２０の厚さが２．０ｎｍ以下であれば、飽和磁界Ｈｓに対する極薄磁性層２０の影響はほとんど無いこと、及び極薄磁性層２０の厚さを２．０ｎｍ以下とすることにより、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを低く抑えることができることを考慮すると、極薄磁性層２０の厚さは２．０ｎｍ以下とすることが好ましいことがわかる。
【００４５】
一方、極薄磁性層２０の厚さがある程度大きくないと、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを有効に低く抑えることができない。図６のグラフを見ると、極薄磁性層２０の厚さが１．０ｎｍであれば、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓは、最小となるときと、最大となるとき（すなわち、極薄磁性層２０を設けないとき）とのほぼ中間の値となることがわかる。したがって、極薄磁性層２０の厚さが１．０ｎｍ以上であれば、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを有効に低く抑えることができる。
【００４６】
以上をまとめると、極薄磁性層２０の厚さは、１．０ｎｍ以上、２．０ｎｍ以下であれば、飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを有効に低く抑えることができ、記録層１６の磁性結晶粒１６ａの磁化特性のばらつきを小さくすることができることがわかる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態による垂直磁気記録媒体について説明する。図７は本発明の第２実施形態による垂直磁気記録媒体３０の一部の断面図である。図７において、図２に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
垂直磁気記録媒体３０は上述の垂直磁気記録媒体１０とほぼ同じ構成を有するが、配向制御層１３と第１下地層との間に、粒径を制御するために、結晶構造体テンプレート２１が配置された点が異なる。結晶構造体テンプレート２１は、積層体３０は上層の結晶粒の粒径を均一化させるために設けられ、後述するように、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体のランダムかつ一様な配置膜である。本明細書ではこのような膜を便宜上、「テンプレート」と称する。
【００４９】
結晶構造体テンプレート２１を構成するＲｕ又はＲｕ合金の結晶構造体は、上層の結晶粒径の分散を抑制する作用を有する。結晶構造体テンプレート２１は、配向制御層１３上にランダムかつ一様に分布するＲｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜である。Ｒｕ又はＲｕ合金の結晶構造体は、第１下地層１４の粒径より小さく、高密度に形成されている。結晶構造体の高さは１ｎｍ〜２ｎｍ、好ましくは１．５ｎｍである。結晶構造体２１ａは、配向制御層１３としての非晶質のＴａ膜１３上に、Ｒｕ又はＲｕ合金ターゲットを用い、７Ｐａ〜８．５Ｐａの高いＡｒガス圧力下で、ＤＣスパッタリングによる室温堆積により、非常に小さい堆積速度、たとえば０．５ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で形成することができる。この条件で、高さ１．５ｎｍ程度のＲｕまたはＲｕ合金の結晶構造体２１ａを形成した場合、結晶構造体２１ａの粒径（サイズ）は２ｎｍ以下である。
【００５０】
ここで、結晶構造体テンプレート２１を設けると、上層の結晶粒の粒径の分散（ばらつき）を抑制することができるが、結晶配向分散が悪化する場合がある。そこで、本実施形態では、上述の第１実施形態における極薄磁性層２０を結晶構造体テンプレート２１より上側（具体的には第２下地層１５の上）に設けてから、記録層１６を形成することで、結晶配向分散を改善している。これにより、結晶配向分散を悪化させないで、粒径分散を改善することができる。
【００５１】
図８は、第１及び第２実施形態による垂直磁気記録媒体１０、３０のいずれかを適用したハードディスクドライブなどの磁気記憶装置の内部平面図である。磁気記憶装置４０は、ハウジング４１内に収容され、スピンドル（図示せず）により駆動されるハブ４２、ハブ４２に固定されスピンドルにより回転される磁気記録媒体４３、アクチュエータユニット４４、アクチュエータユニット４４に支持され磁気記録媒体４３の径方向に駆動されるアーム４５およびサスペンション４６、およびサスペンション４６に支持される磁気ヘッド４８を有する。磁気記録媒体４３は、複数の垂直磁気記録媒体１０又は３０を多段に構成したものであり、それぞれの垂直磁気記録媒体１０に対応する磁気ヘッド４８が設けられる。磁気ヘッド４８は、磁気記録再生手段の少なくとも一部に含まれる。このような磁気記憶装置４０は、垂直磁気記録媒体１０ごとに高いＳ／Ｎと、狭いライトコア幅を有し、全体として高性能かつ高記録密度の磁気記憶装置となっている。
【００５２】
以上のように、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）
基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成されたＲｕ又はＲｕ合金の下地層と、
前記下地層の上に形成され、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層と、
前記第１磁性層上に形成され、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層と
を有し、
前記下地層の少なくとも上部は互いに孤立した複数のＲｕ結晶粒よりなり、
該Ｒｕ結晶粒の各々の上に、前記第１磁性層の前記微小結晶粒が形成され、
前記微小結晶粒の各々の上に、前記第２磁性層の前記結晶粒が形成され、
前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径は、前記第２磁性層の前記結晶粒の粒径より小さい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、
前記第１磁性層の前記微小結晶粒は、前記第２磁性層の前記結晶粒と同じ材料よりなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記３）
付記２記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第２磁性層は、ＣｏＣｒＰｔ３元素磁性合金又はＣｏＣｒＰｔ基磁性合金に金属酸化物が添加された材料よりなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記４）
付記３記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記酸化物はＳｉＯ２又はＴｉＯ２である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、
前記第１磁性層の厚さは１ｎｍ以上、２ｎｍ以下であ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、
前記第２磁性層の上に形成されたＣｏ合金よりなるキャップ層をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記７）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記軟磁性裏打ち層と前記下地層の間に、Ｔａよりなる配向制御層をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記８）
付記７記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記配向制御層の厚さは２ｎｍ以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記９）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第２磁性層の前記結晶粒の間隔は、２ｎｍ以上、３ｎｍ以下である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、
前記第２磁性層の前記結晶粒の平均粒径は、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１１）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記Ｒｕ合金はＲｕ−Ｘとして表され、ＸはＣｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｗ，及びＭｎからなる群のうちの少なくとも一つであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１２）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記何磁性裏打ち層と前記第１下地層の間に設けられ、前記第１及び第２下地層の結晶粒を基板面内方向に一様に分布させる機能を有する配向制御層をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１３）
付記１記載の垂直磁気記録媒体であって、
前記第１下地層の下に設けられ、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる結晶構造体膜をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１４）
磁気ヘッドを含む磁気記録再生機構と、
付記１乃至１３記載のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と
を有することを特徴とする磁気記憶装置。
（付記１５）
基板上に、Ｒｕ又はＲｕ合金からなる下地層を形成し、
該下地層上に、複数の微小結晶粒よりなる第１磁性層を形成し、
該第１磁性層上に、基板面の垂直方向に一致した磁化容易軸を有し且つ前記第１磁性層の前記微小結晶粒の粒径より大きい粒径を有する複数の結晶粒と該結晶粒の間に介在する非磁性体とで構成された第２磁性層を形成する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１６）
付記１５記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記第１磁性層と前記第２磁性層の形成を、Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリングにより行い、
前記第１磁性層の形成時のＡｒガスの圧力を、前記第２磁性層の形成時のＡｒガスの圧力より高くし、且つ前記第１磁性層の形成時の堆積速度を、前記第２磁性層の形成時の堆積速度より低くすることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１７）
付記１６記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記第２磁性層を、ＣｏＣｒ基合金にＳｉＯ２を添加した材料のスパッタリングにより形成し、該スパッタリングを３Ｐａ以上、６Ｐａ以下の圧力のＡｒガス雰囲気下で行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１８）
付記１７記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記下地層は、連続した結晶粒よりなる連続層と、該連続層の上に形成され互いに孤立した複数の結晶粒よりなる結晶粒層とを含み、
該連続層の形成を、２Ｐａ以下の圧力のＡｒガス雰囲気下において、３ｎｍ／ｓｅｃ以上の堆積速度でのスパッタリングにより行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１９）
付記１８記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記結晶粒層の形成を、５Ｐａ以上の圧力のＡｒガス雰囲気下において、２ｎｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度でのスパッタリングにより行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２０）
付記１５記載の垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記下地層を形成する前に前記基板上に軟磁性裏打ち層を形成し、該軟磁性裏打ち層の上に前記下地層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来の垂直磁気記録媒体の一部の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による垂直磁気記録媒体の一部の断面図である。
【図３】極薄磁性層の厚さを変えた場合の、極薄磁性層の核結晶粒の（００１）面のΔθ５０を示すグラフである。
【図４】極薄磁性層の厚さを変えた場合の、記録層の磁性結晶粒の（００１）面のΔθ５０を示すグラフである。
【図５】極薄磁性層の厚さを変えた場合の、記録層の飽和磁界Ｈｓを示すグラフである。
【図６】極薄磁性層の厚さを変えた場合の、記録層の飽和磁界Ｈｓの分散ΔＨｓを示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態による垂直磁気記録媒体の一部の断面図である。
【図８】本発明の第１又は第２実施形態による垂直磁気記録媒体が組み込まれたハードディスク装置の内部平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，３０  垂直磁気記録媒体
１１  基板
１２  軟磁性裏打ち層
１３  配向制御層
１４  第１下地層
１４ａ  結晶粒
１４ｂ  結晶粒界
１５  第２下地層  
１５ａ  結晶粒
１５ｂ  空隙部
１６  記録層
１６ａ  磁性結晶粒
１６ｂ  非磁性体
１７  キャップ層
２０  極薄磁性層
２０ａ  核結晶粒
２０ｂ  非磁性体
２１  結晶構造テンプレート
４０  磁気記憶装置
４３  磁気記録媒体
４８  磁気ヘッド
【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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