(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地層付き基板であって、
剛性を有する基板と；
上記基板上に形成された下地層と；を備え、
上記下地層が、酸化マグネシウムから形成された六角形状の結晶粒子と、該結晶粒子を取り囲む酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を含む結晶粒界部とから構成され、該結晶粒子が基板面に平行な面内においてハニカム状に配列した構造を有することを特徴とする下地層付き基板。
【請求項２】
上記結晶粒界部が、マグネシウムを、結晶粒子内のマグネシウム濃度の１０分の１以下で含むことを特徴とする請求項１に記載の下地層付き基板。
【請求項３】
上記結晶粒子の粒子径分布の標準偏差（σ）が、平均粒子径の８％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の下地層付き基板。
【請求項４】
上記結晶粒子が、ハニカム状に配列した構造を保持したまま基板上から柱状に成長していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項５】
上記下地層中の結晶粒子が結晶配向していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項６】
上記下地層の膜厚が、３ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項７】
上記結晶粒子間の間隔が、０．５ｎｍ〜２ｎｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項８】
上記下地層が、ＥＣＲスパッタ法を用いて形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項９】
上記下地層の結晶粒界部が非晶質であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の下地層付き基板。
【請求項１０】
磁気記録媒体であって、
剛性を有する基板と；
上記基板上に形成された下地層と；
下地層上に形成され、情報が記録される磁性層と；を備え、
上記下地層は、酸化マグネシウムから形成された六角形状の結晶粒子と、該結晶粒子を取り囲む酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含む結晶粒界部とから構成され、該結晶粒子が基板面に平行な面内においてハニカム状に配列した構造を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１１】
上記下地層中の結晶粒界部が非晶質であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
上記下地層中の結晶粒子が一定の方向に結晶配向していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
上記結晶粒子が、ハニカム状に配列した構造を保持したまま基板上から柱状に成長していることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】
上記下地層がＥＣＲスパッタ法により形成されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１５】
上記下地層中の１つの結晶粒子の周囲に析出している結晶粒子数の平均が５．９〜６．１であることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１６】
上記磁性層が上記下地層上にエピタキシャル成長していることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１７】
上記下地層及び磁性層の結晶構造が一致または類似しており、下地層及び磁性層の界面におけるその２層の結晶格子面が一致または類似していることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１８】
上記磁性層が、下地層のそれぞれの結晶粒子に対応して成長した磁性粒子から構成され、隣り合う磁性粒子間に磁気的相互作用を実質的に遮断する境界部を有することを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１９】
上記下地層における結晶粒子の粒子径と磁性層の磁性粒子の粒子径とが実質的に等しいことを特徴とする請求項１８に記載の磁気記録媒体。
【請求項２０】
上記磁性層中の磁性粒子が結晶質であることを特徴とする請求項１８または１９に記載の磁気記録媒体。
【請求項２１】
上記下地層の結晶粒子の結晶配向を反映し磁性層の磁性粒子が一定の方向に結晶配向していることを特徴とする請求項２０に記載の磁気記録媒体。
【請求項２２】
上記境界部が、クロム、タンタル、ニオブ、チタン、ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含むことを特徴とする請求項１８から２１のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２３】
上記下地層のＥＣＲスパッタ条件、結晶粒子径及び粒子径分布、結晶粒子の形状、結晶構造、結晶配向性からなる群から選ばれる少なくとも１つのパラメータを制御することで磁性層のエピタキシャル成長を促進させることを特徴とする請求項１４に記載の磁気記録媒体。
【請求項２４】
上記下地層の結晶粒子の格子定数と磁性層の磁性粒子の格子定数の差が±１０％以内であることを特徴とする請求項１８から２３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２５】
上記磁性層がコバルトを主体とし、これにクロム、白金、タンタル、ニオブ、チタン、ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも２種類の元素を含んでいる合金膜であることを特徴とする請求項１０から２４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２６】
上記磁性粒子がコバルト合金であり、下地層の結晶粒子上からエピタキシャル成長していることを特徴とする請求項２５記載の磁気記録媒体。
【請求項２７】
上記磁性粒子がコバルトを主体とし、ネオジウム、プラセオジウム、イットリウム、ランタン、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロミウム、白金、パラジウムからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素を添加した合金である請求項１８から２２のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２８】
上記下地層及び磁性層の間に、ｂｃｃ構造を有する薄膜を備えることを特徴とする請求項１０から２７のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２９】
上記ｂｃｃ構造を有する薄膜は、クロムまたはクロム合金であることを特徴とする請求項２８に記載の磁気記録媒体。
【請求項３０】
クロム合金は、クロムに、ルテニウム、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ニオブ、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含む合金であることを特徴とする請求項２９に記載の磁気記録媒体。
【請求項３１】
少なくとも一つの、請求項１０に記載の磁気記録媒体と；
上記磁気記録媒体に情報を記録又は再生するための磁気ヘッドと；
上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対し駆動するための駆動装置と；を含む磁気記録装置。
【請求項３２】
上記少なくとも一つの磁気記録媒体が複数の磁気ディスクであり、上記駆動装置が上記複数の磁気ディスクを同軸上に支持して回転するための回転軸を備えることを特徴とする請求項３０に記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録に適した磁気記録媒体及び磁気記録装置に関し、特に、磁性層の極めて微小な領域にビット情報を記録することができる磁気記録媒体、その製造に用いられる磁気記録媒体用基板、その磁気記録媒体及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展にはめざましいものがあり、各種形態の情報を取り扱うマルチメディアが急速に普及してきている。マルチメディアの一つとしてコンピュータ等に装着する磁気記録装置がある。現在、磁気記録装置は、記録密度を向上させつつ小型化する方向に開発が進められている。
【０００３】
磁気記録装置の高記録密度化を実現するために、（１）磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間隔を狭めること、（２）磁気記録媒体の保磁力を増大させること、（３）信号処理を高速化すること、（４）熱揺らぎの小さい磁気記録媒体を開発することなどが要望されている。
【０００４】
ところで、磁気記録媒体は、基板上に強磁性の磁性粒子が集合してなる磁性膜を有しており、磁気ヘッドによりいくつかの磁性粒子がまとまって同方向に磁化されることによって情報が記録される。それゆえ、保磁力の増大に加え、この磁性膜中で一度に同方向に磁化され得る最小面積、即ち磁化反転単位が生じ得る単位面積を小さくする必要がある。磁化反転単位面積を小さくするには、個々の磁性粒子を微細化するか、あるいは磁化反転単位を構成する磁性粒子数を減らすことが必要である。例えば、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２（６．２０Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ２）を超える記録密度を実現するためには、磁性粒子径を１０ｎｍ以下に制御することが必要とされている。また、磁性粒子を微細化する際に、粒子径のばらつきを低減するとともに、熱揺らぎを小さくする対策も必要となってきている。
【０００５】
磁化反転単位を構成する磁性粒子数を減らすためには、個々の磁性粒子間の磁気的相互作用を減らす必要がある。このために、従来は結晶粒子間を非磁性物質で磁気的に遮断することが行われてきた。これらを実現する試みとして、例えば、米国特許第４，６５２，４９９号に開示されているように、磁性層の下にシード膜を設けることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、シード膜上に形成した磁性層の結晶粒子径およびその分布は小さくなるものの、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２を超える高密度記録を達成するには限界があった。シード膜の材料、成膜条件、構造などを調整しても、高密度記録に用いるには、磁性層の磁性粒子径分布がなおブロードであり、微小な粒子や粗大化した粒子などがかなり混在していた。これらの粒子は、情報を記録する場合（磁化を反転させる場合）に、周囲の磁性粒子からの漏洩磁界の影響である磁気的相互作用を受けるため、磁化反転単位が磁性粒子５から１０個と大きかった。また、様々な大きさの磁性粒子が混在する結果、熱揺らぎなどが生じて高密度記録は安定して行えなかった。加えて、磁化反転の起きた領域と起きていない領域の境界線は全体としてジグザグのパターンを呈し、このこともノイズ増大の一因であった。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、微小化された磁性粒子から構成された磁性層を有する磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、磁性粒子径のばらつきが抑制された磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第３の目的は、磁性粒子が所望の結晶配向性を有するように制御された磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第４の目的は、磁化反転単位の小さい磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の第５の目的は、低ノイズ、低熱揺らぎ及び低熱減磁であり、かつ高密度記録に適した磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の第６の目的は、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２を超える面記録密度を有する超高密度磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための基板及びその磁気記録媒体を装着した磁気記録装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従えば、下地層付き基板であって、
剛性を有する基板と；
上記基板上に形成された下地層と；を備え、
上記下地層が、酸化マグネシウムから形成された六角形状の結晶粒子と、該結晶粒子を取り囲む酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を含む結晶粒界部とから構成され、該結晶粒子が基板面に平行な面内においてハニカム状に配列した構造を有することを特徴とする下地層付き基板が提供される。
【００１４】
本発明者らは、非磁性層基板と、該基板上に形成され、酸化コバルト、酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルの内より選ばれた少なくとも１種類からなる結晶質の第１酸化物と、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛の内より選ばれた少なくとも１種類からなる第２酸化物とを有し、第１酸化物の結晶粒子の粒界に第２酸化物が存在する無機化合物膜と、該無機化合物膜上に形成された磁性膜とを有することを特徴とする磁気記録媒体を特願平１１−１６６７号において開示した。この磁気記録媒体では、無機化合物膜を構成する第１酸化物の結晶粒子がハニカム構造を有している。そして、無機化合物膜上に形成される磁性層の磁性粒子は第１酸化物の結晶粒子からエピタキシャル成長するために、磁性層の磁性粒子もまたハニカム構造を有している。このため、磁性膜の結晶粒子を微細化するとともに粒子径を揃えることが可能となり、それにより低ノイズで、熱揺らぎが低減された磁気記録媒体が実現されている。
【００１５】
しかしながら、本発明者の実験によると、上記磁気記録媒体において、基板上に無機化合物膜を形成するときに基板上に最初に発生する初期成長層は規則的な構造を持たない微結晶の集まりであり、規則的なハニカム構造が無機化合物膜に現れるまで無機化合物膜をある程度の膜厚、例えば、３０ｎｍ以上の膜厚に成長させる必要があることがわかった。本発明では、無機化合物膜に相当する下地層の材料、特に結晶粒子を構成する材料として酸化マグネシウムを用いることにより、この初期成長層部分の発生を抑制でき、成膜初期から良好なハニカム構造を形成できることがわかった。これにより、下地層の厚さ、さらには磁気記録媒体の厚さを薄くでき、成膜工程を短縮し、製造コストを下げることができる。
【００１６】
さらに、特願平１１−１６６７号において開示された第1酸化物を下地層の結晶粒子として用いた場合には、結晶粒子径分布の標準偏差σが平均粒子径の１０％以下であるのに対して、本発明において酸化マグネシウムを下地層の結晶粒子として用いた場合では下地層の結晶粒子径分布の標準偏差σを平均粒子径の８％以下にすることができた。また、下地層の一つの結晶粒子を取り囲んでいる粒子の数(以下、配位粒子数と呼ぶ)は、６．０に近いほどハニカム構造の規則性が高いといえるが、結晶質材料として酸化マグネシウムを用いることにより、６．０に一層近い配位粒子数を得ることができた。すなわち、結晶質材料として酸化マグネシウムを用いることにより下地層の粒子径のばらつきをより少なくし、ハニカム構造の規則性を向上させることができ、さらには、下地層上に形成される磁性層の磁性粒子もまた一層均一な粒子径及び構造で形成することができることを見出した。それゆえ、本発明の下地層付基板を用いれば、低ノイズ、低熱揺らぎ、低熱減磁であり、しかも高密度記録に適した磁気記録媒体を製造することができる。
【００１７】
本発明の下地層付き基板において、下地層中に、酸化マグネシウムから形成さの結晶粒子が含まれる。そして、結晶粒子の周囲を取囲む結晶粒界部は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化亜鉛からなる群から選ばれれた少なくとも１種類の酸化物を含む。
【００１８】
本明細書で用いた用語の「酸化マグネシウムから形成された六角形状の結晶粒子」において、「酸化マグネシウムから形成された」とは、六角形状の結晶粒子が酸化マグネシウムのみならず、不純物として、例えば、結晶粒界部に含まれる酸化物又はそれを構成する元素を数％程度、概ね５％以下、含んでもよいことを意味する。
【００１９】
下地層は、基板面に平行な面内では、図２に示すように、１つの結晶粒子の形状が正六角形であり、基板面に垂直な断面ではその結晶粒子が上方に柱状に成長している構造を有する。特に、下地層の成長とともに結晶粒子の柱状の断面は扇状に広がることなく、結晶粒界部の幅が均等な構造を有している。したがって、一つが正六角柱をなす結晶粒子の集合体は、正六角柱が規則的に配列したハニカム構造を形成している。数学的には、近似的ではあるがフラクタル性を有し、群論を用いても表現することができる。下地層において、一つの正六角形の結晶粒子の周囲を平均５．９〜６．１個の粒子が取り囲み得る。
【００２０】
実施例に示したように、下地層中に析出している粒子及びその粒界部は、Ｘ線回折法による格子像観察により、それぞれ、結晶質及び非晶質であることがわかった。その結晶粒子径分布の標準偏差σは平均粒子径の８％以下であり、しかも、粒子径分布が正規分布であるなどその構造の規則性は非常に高い。また、下地層中の結晶粒子は、強い結晶配向を持っている。それゆえ、このような構造の下地層上に磁性層を形成させることにより、後述するように、ハニカム構造の結晶粒子部分から、例えば、強磁性で且つ結晶配向した磁性粒子を成長させることが可能となり、一方、ハニカム構造の結晶粒界部からは非磁性の境界部分を成長させることが可能となる。
【００２１】
下地層の膜厚は３ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。下地層の膜厚が３ｎｍ未満であると、成膜装置の都合上安定した成膜が困難であり、５０ｎｍを超えると下地層全体の厚さが増し成膜に時間がかかる。また、結晶粒子の間隔（結晶粒界部の幅）は、ハニカム構造が安定して得られ、かつ磁性粒子間の磁気的相互作用を十分に抑制できるという理由から０．５ｎｍ〜２ｎｍが望ましい。この結晶粒子間の距離は結晶粒界に存在させる無機化合物の濃度（酸化マグネシウムとの組成比）の制御により任意に選択できる。
【００２２】
下地層は、マイクロ波による共鳴放電を利用するＥＣＲ（Electron  Cyclotron  Resonance）スパッタ法により行うことが好ましい。このスパッタ法は、バイアス電圧のかけ方により、ターゲット粒子の運動エネルギーを揃えることができ、かつそのエネルギーをより精密に制御できる。特に、ＥＣＲスパッタ法を用いて下地層を形成をすることにより、複雑なスパッタ条件を必要とせずに、所望の結晶配向及び良好なハニカム構造の膜が得られる。
【００２３】
本発明の第２の態様に従えば、磁気記録媒体であって、
剛性を有する基板と；
上記基板上に形成された下地層と；
下地層上に形成され、情報が記録される磁性層と；を備え、
上記下地層は、酸化マグネシウムから形成された六角形状の結晶粒子と、該結晶粒子を取り囲む酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含む結晶粒界部とから構成され、該結晶粒子が基板面に平行な面内においてハニカム状に配列した構造を有することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２４】
上述のように、下地層の基板面に平行な面内では、１つの結晶粒子の形状が正六角形であり、下地層の基板面に垂直な面ではその結晶粒子が上方に柱状に成長しているハニカム構造を有する。この下地層の上に形成した磁性層は、この下地層の構造を反映して同様のハニカム構造を有している。さらに、下地層中の結晶粒子上から、磁性層中の磁性粒子が連続してエピタキシャル成長している。従って、下地層のハニカム構造を適宜調整することにより、その上に所望の粒子径及び結晶配向性の磁性粒子を成長させることが可能となる。すなわち、下地層は、磁性層の粒子径、粒子径分布及び結晶配向性を制御する働きをする。この下地層の構造、配向性、結晶粒子径などを制御するには、結晶粒子を形成する酸化マグネシウム及び結晶粒界物質の濃度（組成）の選択、結晶粒界部の材料選択、成膜条件の選択などにより行うことができる。
【００２５】
磁性層において、磁性層の磁性粒子は、下地層のハニカム構造の結晶粒子から成長させることができ、一方、下地層のハニカム構造の粒界部からは非磁性の境界部を成長させることができるため、磁性粒子が互いに磁気的に分離された構造をもたらすことができる。これにより、記録及び再生の際の磁化反転単位を、例えば、磁性粒子２〜３個に低減することができ、超高密度記録が可能となる。また、磁性膜における隣接する記録磁区の境界部がジグザグパターンになることを防止して、ノイズを低減することができる。
【００２６】
下地層及び磁性層において、結晶構造が一致しているかあるいは類似していることが好ましい。具体的には、ＥＣＲスパッタ法により形成した下地層中で析出している結晶粒子及び磁性層中の磁性粒子の個々の粒子形状、粒子径、ハニカム構造などが等しく、且つ、下地層の結晶粒子の格子定数に対する下地層の結晶粒子と磁性層の磁性粒子の格子定数の差の割合が±１０％以内であることが望ましい。これにより、下地層の結晶粒子から磁性層の磁性粒子をエピタキシャル成長させる場合に、下地層及び磁性層の接面の正六角形の結晶格子の整合性を確保することができる。この接面における格子定数の差が±１０％を超える場合、下地層と磁性層の間に、格子面のずれを調整するための層を一層あるいは複数層設けてもよい。加えて、下地層の結晶粒子上からの、磁性粒子のエピタキシャル成長を促進するためにも、このような下地層と磁性層との間に格子定数を制御するための制御層を設けてもよい。
【００２７】
従来、磁性粒子間の磁気的な相互作用を低減するには、非磁性元素を結晶粒子中の結晶粒界近傍に偏析させていた。しかしながら、本発明では、下地層の正六角形の結晶粒子を取り囲む結晶粒界部に対応させて磁性層中に非磁性の部分を成長させることができる。この場合、下地層の結晶粒子間の距離が０．５ｎｍ〜２ｎｍになるように制御し、この構造を反映させて磁性層をエピタキシャル成長させることにより、そのような間隔の非磁性の部分を磁性層にもたらすことができる。エピタキシャル成長した磁性粒子部分は強磁性であり、高密度記録に適した結晶配向を有する。一方で、その磁性粒子を取り囲む粒界部は、非晶質又は結晶質であってもランダム配向となるため、非磁性又は磁性粒子部分と異なる磁性を示し、磁性粒子同士を磁気的に独立させることができる。これにより、磁気記録媒体の磁区のサイズを磁性粒子サイズにまで微細化することが可能となる。
【００２８】
磁性層は、コバルトを主体とし、これにクロム、白金、タンタル、ニオブ、チタン、ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも２種類の元素を含む合金が望ましい。磁性層中の磁性粒子はコバルト合金であり、結晶質から構成され得る。磁性粒子の境界部は、クロム、タンタル、ニオブ、チタン、ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含み且つ多結晶質から構成され得る。
【００２９】
磁性層として、結晶質相と非晶質相の二相から構成されるグラニュラ構造の磁性膜を用いてもよい。この場合、結晶相がコバルトを主体とし、これにネオジウム、プラセオジウム、イットリウム、ランタン、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロミウム、白金、パラジウムからなる群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含んでおり、非晶質相として酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化アルミニウムの内より選ばれる少なくとも１種類の化合物相が結晶粒子を取囲むように存在し得る。この磁性層を成膜する際には、ＥＣＲ法により形成した下地層の結晶粒子上にコバルト粒子を、結晶粒界部に対応して酸化物を成長させればよい。
【００３０】
前述の下地層と磁性層の間の格子定数を制御するための制御層は、磁性層の結晶構造に類似しており、エピタキシャル成長が促進されるという観点から、結晶構造がｂｃｃ構造であることが好ましい。また、材料は、クロムあるいはクロム合金、さらには、クロム合金にルテニウム、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ニオブ、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含んだ合金を用い得る。この添加元素の濃度は、この制御層上に形成する磁性層の磁性粒子の格子定数にほぼ等しくなる濃度であることが好ましい。この制御層を間に挿入することにより、下地層と磁性層との間の結晶格子のミスマッチが少なくなり、磁性粒子のエピタキシャル成長が促進される。
【００３１】
本発明の第３の態様に従えば、本発明の第２の態様に従う少なくとも一つの磁気記録媒体と；
上記磁気記録媒体に情報を記録または再生するための磁気ヘッドと；
上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対し駆動するための駆動装置と；を含む磁気記録装置が提供される。
【００３２】
本発明の磁気記録装置は、本発明の磁気記録媒体を装着しているので、画像や音声、コードデータなどの情報を、低ノイズで高密度記録することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気記録媒体、磁気記録媒体用基板、及び磁気記録装置の実施の形態を、実施例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
【実施例１】
本実施例では、図１に示すように、基板１上に、下地層２、磁性層３、及び保護層４をこの順に積層した磁気ディスクの製造方法、並びに得られた各層及び磁気ディスクの測定結果について説明する。ここでは、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜を下地層に、Ｃｏ系合金を磁性層にそれぞれ用いた。
【００３５】
（１）下地層の形成
直径２．５ｉｎｃｈ（６．３５ｃｍ）のガラス基板１上に、下地層２としてＭｇＯ−ＳｉＯ２膜をＥＣＲ（Electron  Cyclotron  Resonance）スパッタ法により形成した。ターゲットにはＭｇＯとＳｉＯ２を３：１に混合して焼結したものを、スパッタガスにはＡｒをそれぞれ使用した。スパッタ時のガス圧は３ｍＴｏｒｒ（約３９９Ｐａ）、投入マイクロ波電力は１ｋＷであった。また、マイクロ波により励起されたプラズマをターゲット方向に引き込むために、５００ＷのＲＦバイアス電圧をターゲットに印加した。このＥＣＲスパッタにより、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜を膜厚２０ｎｍに形成した。
【００３６】
（２）下地層のＴＥＭによる観察、Ｘ線回折法による解析及び組成測定
上記のように下地層としてＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２を形成した後、この膜の表面を高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。観察像の概略を図２に示す。図に示すように、このＭｇＯ−ＳｉＯ２薄膜２は、対辺の距離が１０ｎｍの正六角形の結晶粒子１２の集合体であり、結晶粒子１２は互いに結晶粒界部１４を介して二次元に規則的に配列していた。次いで、この薄膜の断面を観察したところ、基板に対して垂直方向に柱状の構造が成長していた。即ち、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜全体がハニカム構造を有していることが分かった。また、この柱状構造は、その成長方向において均一な粒子径でエピタキシャル成長していることが分かった。結晶粒子間の距離（結晶粒界部１４の幅）は、０．８ｎｍであった。この間隔は、ターゲットの組成（ＭｇＯとＳｉＯ２の比など）を変化させることにより所望の値を選択することができる。
【００３７】
極微小領域のオージェ電子分光分析（μ−ＡＥＳ分析）による組成測定の結果から、結晶粒子はマグネシウムの酸化物であり、結晶粒界部は酸化ケイ素を主に含むことが分かった。
【００３８】
また、後述するＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の格子像観察から、このマグネシウムの酸化物は結晶質であり、結晶粒界部は非晶質であることがわかった。結晶粒子の格子定数を求めたところ、後述する磁性粒子を構成するＣｏの値にほぼ等しかった。
【００３９】
次に、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２表面のＴＥＭ観察結果を用いて、結晶粒子径（正六角形の対辺の間隔）、結晶粒子径分布、及び１つの結晶粒子の周囲を取り囲んで位置している粒子数（以下、配位粒子数と呼ぶ）を解析した。解析用のサンプルとして５００個の結晶粒子を抽出した。まず、結晶粒子径を求めたところ、平均１０ｎｍであった。粒子径分布は、正規分布をしており、標準偏差（σ）を求めると０．５ｎｍであった。配位粒子数は、平均６．０２個であった。このことは、結晶粒子径にばらつきが少なく、基板面に平行な面内で正六角柱の結晶粒子がハニカム状に極めて規則的に配列していることを示している。
【００４０】
このＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の結晶構造を、Ｘ線回折により解析した。得られた回折プロファイルを図３に示す。これによると、２θ＝６２．５°付近にＭｇＯの回折ピークが観測され、この他のピークは観測されなかった。このことは、ＭｇＯが薄膜中で一方向にのみ結晶配向していることを示している。また、ここで形成したＭｇＯ−ＳｉＯ２薄膜２は、ＥＣＲスパッタ法を用いたことにより、化学量論組成からのずれが見られなかった。したがって、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜中に遊離の酸素が存在しないので、その上に形成する磁性層などの金属膜の酸化が起こらないことを示している。よってこの膜を磁気記録媒体に用いれば、長期間に渡って高い信頼性を有する媒体を製造することができる。
【００４１】
（３）磁性層の形成
上記のように形成した下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２上に、磁性層３として、ＤＣスパッタ法により、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜を形成した。ターゲットには、目的の膜組成と同じ組成のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ合金を、スパッタガスにはＡｒをそれぞれ使用した。スパッタ時のガス圧は、３ｍＴｏｒｒであった。投入ＤＣ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφであった。Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３の形成中は、基板を３００℃に加熱した。このような条件でＤＣスパッタ法により、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３を膜厚１０ｎｍに形成した。
【００４２】
（４）磁性層のＴＥＭによる観察、Ｘ線回折法による解析、及び組成測定
上述のように形成したＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３の表面を、ＴＥＭにより観察した。それによると、下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２のハニカム構造を反映して、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３もハニカム構造を有していた。表面の観察から求めた平均の粒子径は１０ｎｍであり、粒子径分布におけるσは０．６ｎｍ以下であった。このように、磁性層３の粒子は微細化し、かつ、粒子径分布が小さく、下地層２と同一の形態の膜が得られたことが分かった。次に、１つの結晶粒子に配位する配位粒子数を求めた。５００個の結晶粒子について調べたところ、平均６．０１個で、先の下地層のＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２における結晶粒子の配位粒子数と一致していた。このことは、磁性粒子が、下地層から上方に正六角柱状に連続して成長し、基板面と平行な面内において、図２に示したように正六角形が規則的に配列した構造（ハニカム構造）を有していることを示している。
【００４３】
また、格子像観察及び後述するＸ線回折の結果により、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３中の磁性粒子は結晶質であり、一方、磁性粒子（結晶粒子）どうしの境界部は多結晶体であることが分かった。このＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３の断面をＴＥＭにより観察したところ、結晶質の磁性粒子は、下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の正六角形の結晶粒子上から成長しており、多結晶体の境界部は、ＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の結晶粒界部に対応していることがわかった。即ち、下地層のＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２と磁性層のＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３との間には、結晶格子のつながりが見られ、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３中の磁性粒子はＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２中の結晶粒子からエピタキシャル成長していることが分かった。
【００４４】
このようなＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３中の境界部（多結晶体）は、磁性粒子部分と異なり、非磁性体としての挙動を示すことが知られている。この境界部は、磁性粒子間に、０．５〜１．０ｎｍの幅で存在しているため、隣り合う磁性粒子間の磁気的相互作用は弱められる。したがって、個々の磁性粒子（結晶粒子）が記録・消去時の磁化反転に際し独立して挙動しやすくなり、磁化反転単位を構成する磁性粒子数即ち磁性層面積を小さくすることが可能となった。
【００４５】
次に、下地層２上に磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３を形成した後、この積層構造をＸ線回折法により解析した。その結果を図４に示す。下地層２中のＭｇＯを示す２θ＝６２．５°付近のピークに加えて、磁性層３中のＣｏを示す２θ＝７２．５°付近の弱いピークが観測された。下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の、先の構造解析及びＴＥＭ観察結果と合わせて考えると、この２θ＝７２．５°付近のピークはＣｏの（１１．０）が強く配向していることを示している。よく知られているように、Ｃｏ（１１．０）は、高密度記録のために要求されている結晶配向である。即ち、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３中の磁性粒子においては、Ｃｏがこの方向に強く配向しており、所望の結晶配向が磁性層３において実現できたことが分かる。
【００４６】
このＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３の磁気特性を測定した。得られた磁気特性は、保磁力が３．５ｋＯｅ、Ｉｓｖが２．５×１０−１６ｅｍｕ、Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．８３、Ｓ†が０．８９であり、良好な磁気特性を有していた。このように、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、磁性層が、下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２の結晶粒子及び結晶粒界部をそれぞれ反映した構造に成長し、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減された構造が得られたためである。
【００４７】
（５）保護層の形成
最後に、保護膜４として、ＥＣＲスパッタ法により、カーボン膜を形成した。ターゲットには、リング状のカーボンターゲットを用い、スパッタガスにはＡｒを用いた。スパッタ時のガス圧は３ｍＴｏｒｒ、投入マイクロ波電力は１ｋＷ（周波数は２．９３ＧＨｚ）であった。成膜中の基板温度は室温とした。マイクロ波により励起されたプラズマをターゲット方向に引き込むために、５００ＷのＲＦバイアス電圧ををターゲットに印加した。このようなＥＣＲスパッタ法により、カーボン膜４を３ｎｍの膜厚に形成した。こうして、図１に示した構造の磁気ディスク１０を得た。
【００４８】
（６）磁気ディスクの評価
さらに、上述のように形成したカーボン膜４の上に潤滑剤を塗布して、磁気ディスク１０を完成させた。同様のプロセスにより複数枚の磁気ディスクを作製し、それらを磁気記録装置に組み込んだ。この磁気記録装置の概略構成を図５及び図６に示す。図５は、磁気記録装置６０を上方から見た概念図であり、図６は、図５の破線Ａ−Ａ’における磁気記録装置６０の断面図である。記録には、２．１Ｔの狭トラックの高飽和磁束密度を有する軟磁性層を用いた薄膜磁気ヘッドを用いた。磁気ギャップは０．１２μｍであった。また、デュアルスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果を有するヘッドにより再生した。記録用磁気ヘッド及び再生用磁気ヘッドは一体化されており、図５及び図６では磁気ヘッド５３として示した。この一体型磁気ヘッド５３は磁気ヘッド用駆動系５４により制御を行った。磁気ディスク１０は回転駆動系５１のスピンドル５２により回転される。ヘッド面と磁気ディスクとの距離は１１ｎｍに保った。この磁気ディスクに４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２に相当する信号を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３２ｄＢの再生出力が得られた。
【００４９】
ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）により情報記録時の磁化反転単位を測定した。すると、１ビットのデータを記録する記録磁界に対し粒子２から３個が一度に磁化反転した。これは従来の磁化反転単位５から１０個に比べて十分に小さい。これに伴い、隣接する磁化反転単位の境界に相当する部分（ジグザグパターン）も従来の磁気ディスクより著しく小さかった。これは、磁性粒子が微細化し、磁化反転単位も小さくなったため、磁化反転領域の境界線が滑らかになったことを示している。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これは、Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜３の磁性粒子径の分布が小さくなったことによる効果である。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×１０−５以下であった。
【００５０】
本実施例で用いた基板は１例であり、いずれのサイズのガラス円板を用いても、また、プラスチックやＡｌあるいはＡｌ合金基板等を用いてもよい。
【００５１】
本実施例では、下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜の結晶粒界部に存在する酸化物としてＳｉＯ２を用いたが、これ以外に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛を用いてもよい。この場合も、ＳｉＯ２と同様に、結晶粒子を均等な幅で取り囲む結晶粒界部を形成できる。
【００５２】
ここでは、磁性層としてＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜を用いたが、これ以外に、Ｃｏ−Ｃｒ−ＰｔやＣｏ−Ｃｒ−Ｔａなどの３元系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ−Ｓｉなどの５元系を用いてもよい。さらに、磁性層が結晶質相と非晶質相の二相から構成され、結晶質相がコバルトを主体とし、これにネオジウム、プラセオジウム、イットリウム、ランタン、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロミウム、白金、パラジウムの内より選ばれる少なくとも１種類の元素を含んた合金であり、非晶質相として、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化アルミニウムの内より選ばれる少なくとも１種類の酸化物が結晶粒子を取囲むように存在している、グラニュラ構造の磁性膜を用いることもできる。
【００５３】
また、磁性層の形成にはＤＣスパッタ法を用いたが、ＥＣＲスパッタ法を用いてもよい。ＥＣＲスパッタ法を用いると、低い基板温度又は室温で磁性層を形成できる。しかも、各スパッタ粒子の有するエネルギーが等しいため、磁性層の磁性粒子径および粒子径分布の高精度な制御が可能になるので、より好ましい。
【００５４】
ここでは、保護層であるカーボン膜の形成に際しＲＦ電圧を印加したが、カーボンは導電体であるので、ＤＣ電圧を印加してもＲＦ電圧の場合と同様に形成できる。また、スパッタガスにＡｒを使用したが、窒素を含むガス、あるいは窒素と水素を含むガスを用いてもよい。窒素、あるいは窒素及び水素を含むガスを用いると、粒子が微細化するために、得られる膜が緻密化し、保護性能を向上させることができる。
【００５５】
【実施例２】
本実施例では、図７に示すように、基板２１上に、下地層２２、下地層２２及び磁性層２４の結晶格子面のずれを調整するための制御層２３、磁性層２４、並びに保護層２５をこの順に積層した磁気ディスク３０を形成した。以下で、この磁気ディスクを製造する方法、並びに、得られた各層及び磁気ディスクの測定結果について説明する。下地層２と磁性層３の間には、制御層２３としてＣｒ９０Ｒｕ１０合金膜を設けた。その他は、実施例１と同様の材料を用いた。
【００５６】
（１）磁気ディスクの形成
直径２．５ｉｎｃｈのガラス基板２１上に、下地層２２としてＭｇＯ−ＳｉＯ２膜を、実施例１と同様のＥＣＲスパッタ法及び条件で形成した。そのＭｇＯ−ＳｉＯ２膜２２上に、ＥＣＲスパッタ法により、制御層２３としてＣｒ９０Ｒｕ１０膜を形成した。ターゲットにはＣｒＲｕ合金を、スパッタガスにはＡｒをそれぞれ用いた。スパッタ時のガス圧は３ｍＴｏｒｒ、投入マイクロ波電力は１ｋＷであった。また、マイクロ波（２．９３ＧＨｚ）により励起されたプラズマをターゲット方向に引き込むために、５００ＶのＤＣバイアス電圧をターゲットに印加した。このＥＣＲスパッタ法により、Ｃｒ９０Ｒｕ１０膜２３を５ｎｍの膜厚に形成した。このＣｒ９０Ｒｕ１０膜２３上に、磁性層２４としてＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜を、保護膜２５としてカーボン膜を、実施例１と同様の方法及び条件で順次積層した。制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜２３から、保護層であるカーボン膜２５までの成膜中は、基板を３００℃に加熱した。このようにして図７に示す構造の磁気ディスク３０を得た。
【００５７】
（２）磁性層のＸ線回折法による解析、磁気特性の測定、
上述のように、制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜２３上に磁性層Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜２４を形成したところで、この結晶構造をＸ線回折法により解析した。得られたＸ線回折プロファイルを図８に示す。図に示したように、下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜中のＭｇＯを示す２θ＝６２．５°付近のピークに加えて、磁性層中のＣｏを示すピークが２θ＝７２．５°付近に観測された。下地層の構造解析ならびにＴＥＭ観察結果と合わせて考えると、この２θ＝７２．５°付近のピークは、磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜２４中のＣｏの（１１．０）であり、Ｃｏがこの方向に強く配向していることを示している。即ち、高密度記録に適した所望の結晶配向が、磁性層中で強く得られたことが分かった。また、図８を、先の実施例１でのＸ線回折プロファイル図３と比較すると、本実施例においてＣｏのピークの強度は増大し、半値幅は狭くなり、ピーク形状はよりシャープになった。これは、下地層上に、制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜２３を設けたことにより、下地層と磁性層の間の結晶格子のずれを調整でき、磁性層中で所望のＣｏの結晶配向がより強く得られたことを示している。
【００５８】
次に、この磁性層の磁気特性を測定した。得られた磁気特性は、保磁力が４．０ｋＯｅ、Ｉｓｖが２．５×１０−１６ｅｍｕ、Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．８９、Ｓ†が０．９５であり、良好な磁気特性を有していた。このように、保磁力が増加し、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、ハニカム構造の下地層を設けたこと、及び制御層Ｃｒ９０Ｒｕ１０膜２３を設けたことにより、磁性層がハニカム構造を反映して成長し、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減されたためである。
【００５９】
（３）磁気ディスクの評価
さらに、上述のように形成した保護層であるカーボン膜２５の上に潤滑剤を塗布して磁気ディスク３０を完成させた。同様のプロセスにより複数枚の磁気ディスクを作製し、それらを磁気記録装置のスピンドルに同軸上に取り付けた。磁気記録装置の構成は実施例１と同様で、図５及び図６に示す構造とした。磁気ヘッド面と磁気ディスクとの距離は１１ｎｍに保った。このディスクに４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２に相当する信号を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３６ｄＢの再生出力が得られた。
【００６０】
ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）により情報記録時の磁化反転単位を測定した。１ビットのデータを記録する際に印加した記録磁界に対して、磁性粒子２から３個が一度に磁化反転した。これは従来の磁化反転単位５から１０個に比べて、十分に小さいことがわかった。これに伴い、隣接する磁化反転単位の境界に相当する部分（ジグザグパターン）も従来の媒体より著しく小さかった。これは、磁性粒子が微細化し、磁化反転単位も小さくなったため、磁化反転領域の境界線が滑らかになったことを示している。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これは、磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜２４の磁性粒子径の分布が小さいことによる効果である。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×１０−５以下であった。
【００６１】
本実施例では、制御層にはＣｒ−Ｒｕ合金を用いたが、これ以外にこの上に形成する磁性層の格子定数に合わせて、モリブデン、バナジウム、ニッケル、ニオブ、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウムの内より選ばれる少なくとも１種類の元素を添加してもよい。これら元素を加えることで、制御層の格子定数を変化させることができる。
【００６２】
【実施例３】
本実施例では、基板上に、補助層（以下、第１下地層と呼ぶ）を設け、その上に下地層（第１下地層との区別のため、本実施例においては第２下地層と呼ぶ）、制御層、磁性層、及び保護層を以下に記載した手法で積層して磁気ディスクを得た。第１下地層としては、ＭｇＯ膜を用いた。その他の材料については、実施例２と同様であった。
【００６３】
（１）磁気ディスクの形成
直径２．５ｉｎｃｈのガラス基板上に、第１下地層としてＭｇＯ膜をＥＣＲスパッタ法により形成した。ターゲットにはＭｇＯの焼結体を、スパッタガスにはＡｒをそれぞれ用いた。スパッタ時のガス圧は３ｍＴｏｒｒ、投入マイクロ波電力は１．０ｋＷであった。また、マイクロ波（２．９３ＧＨｚ）により励起されたプラズマをターゲット方向に引き込むために、５００ＷのＲＦバイアス電圧をターゲットに印加した。このＥＣＲスパッタ法により、ＭｇＯ膜を５ｎｍの膜厚に形成した。この第１下地層であるＭｇＯ膜の上に、実施例２と同様のＥＣＲスパッタ法及び条件で、第２下地層であるＭｇＯ−ＳｉＯ２膜、制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜、磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜、及び保護層であるカーボン膜を、順次積層した。制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜から、保護層であるカーボン膜までの成膜中は、基板を３００℃に加熱した。このようにして前記積層構造の磁気ディスクを得た。
【００６４】
（２）磁性層のＸ線回折方による解析、及び磁気特性測定
上述のように、制御層であるＣｒ９０Ｒｕ１０膜上に磁性層Ｃｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜を形成したところで、この結晶構造をＸ線回折法により解析した。実施例２の結果と同様に、ＭｇＯを示す２θ＝６２．５°付近のピークに加えて、磁性層中のＣｏを示すピークが２θ＝７２．５°付近に観測された。第２下地層の構造解析ならびにＴＥＭ観察結果と合わせて考えると、この２θ＝７２．５°付近のピークは、磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜中のＣｏの（１１．０）であり、Ｃｏがこの方向に強く配向していることを示している。即ち、高密度記録に適した所望の結晶配向が、磁性層中で強く得られたことが分かった。
【００６５】
次に、この磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜の磁気特性を測定した。得られた磁気特性は、保磁力が３．５ｋＯｅ、Ｉｓｖが４×１０―１６ｅｍｕ、Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．８８、Ｓ†が０．８９であり、良好な磁気特性を有していた。このように、保磁力が増加し、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、第１下地層及び第２下地層を設けたこと、並びに制御層Ｃｒ９０Ｒｕ１０膜を設けたことにより、磁性層が第２下地層のハニカム構造を反映して成長し、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減されたためである。
【００６６】
（３）磁気ディスクの評価
さらに、上述のように形成した保護層であるカーボン膜の上に潤滑剤を塗布して、磁気ディスクを完成させた。同様のプロセスにより複数枚の磁気ディスクを作製し、それらを磁気記録装置のスピンドルに同軸上に取り付けた。磁気記録装置の構成は実施例１と同様で、図５及び図６に示す構造とした。磁気ヘッド面と磁気ディスクとの距離は１２ｎｍに保った。このディスクに４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２の記録密度でテスト信号（７００ｋＦＣＩ）を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３４ｄＢの再生出力が得られた。
【００６７】
ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）により情報記録時の磁化反転単位を測定した。１ビットのデータを記録する際に印加した記録磁界に対して、磁性粒子２〜３個が一度に磁化反転した。これは従来の磁化反転単位５から１０個に比べて、十分に小さいことがわかった。これに伴い、隣接する磁化反転単位の境界に相当する部分（ジグザグパターン）も従来の媒体より著しく小さかった。これは、磁性粒子が微細化し、磁化反転単位も小さくなったため、磁化反転領域の境界線が滑らかになったことを示している。また、熱揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これは、磁性層であるＣｏ６８Ｃｒ１７Ｐｔ１２Ｔａ３膜の磁性粒子径の分布が小さいことよる効果である。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×１０―５以下であった。
【００６８】
本実施例において、第１下地層（ＭｇＯ）を設けることにより第２下地層を成膜初期から確実にハニカム状に成長させることができるため、下地層全体の膜厚を減らすことができる。また、基板と磁性層の接着力を向上させることができる。加えて、膜材料を適宜選択すれば、第２下地層の結晶粒子径及び粒子径分布を制御することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に従う磁気記録媒体、下地層付き基板、及び磁気記録装置によれば、基板と磁性層の間にハニカム構造を持つ下地層を設けることにより、下地層の上に形成する磁性層の構造の制御性を大きく向上できる。特に、磁性層の磁性粒子径の制御が容易で、しかも、粒子径分布を著しく小さくできる。
【００７０】
下地層は、正六角形の結晶粒子が均一な幅の結晶粒界部を介して極めて規則的に配列した、ハニカム構造を有している。そこで、下地層上に形成した磁性層中では、下地層の結晶粒子上から磁性粒子がエピタキシャル成長し、下地層の結晶粒界部上からは磁性層の非磁性の境界部分が成長する。このため、下地層のハニカム構造を反映させることで、磁性粒子の粒子径、粒子間の距離、粒子径分布、及び配向性を制御できる。下地層の結晶構造は、材料としてＭｇＯを用いること、ＥＣＲスパッタ法を用いること、及び成膜条件の選択により、制御が可能である。個々の磁性粒子は非磁性の境界部で均一に隔てられているため、磁気的に独立となり、磁化反転単位を従来の磁性粒子数５〜１０個に比べ、本発明の磁気記録媒体では１〜２個と小さくすることができる。個々の磁性粒子径を微細化すること、及び磁化反転単位を小さくすることによって磁気記録媒体のノイズを減少させることができる。また、磁性粒子の粒子径のばらつきを小さくすることによっても、磁気記録媒体のノイズを減少させることができ、加えて熱揺らぎや熱による減磁を防ぐことができる。また、磁性粒子は下地層の結晶粒子の結晶配向を反映して成長するため、磁性粒子が高密度記録に適した強い配向を持つ磁性層を形成でき、高密度記録に適した磁気記録媒体、その磁気記録媒体を製造するための下地層付き基板、及びその磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を提供できる。
【００７１】
本発明の磁気記録媒体及び磁気記録装置を用いれば、磁気記録媒体のノイズの減少、熱揺らぎの低減、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２を超える記録密度が可能となるため、本発明の磁気記録媒体及び磁気記録装置は超高密度記録に極めて有望である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の磁気ディスクの断面構造を示す模式図である。
【図２】本発明に係る下地層の表面モフォロジーを示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１に係る下地層のＸ線回折プロファイルである。
【図４】本発明の実施例１に係る下地層及び磁性層のＸ線回折プロファイルである。
【図５】本発明に従う磁気記録装置の概略構成図である。
【図６】図５に示す磁気記録装置のＡ−Ａ’方向の断面図である。
【図７】本発明の実施例２の磁気ディスクの断面構造を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例２に係る下地層及び磁性層のＸ線回折プロファイルである。
【符号の説明】
１  基板
２  下地層
３  磁性層
４  保護層
１０  磁気ディスク
１２  結晶粒子
１４  結晶粒子径
２１  基板
２２  下地層
２３  制御層
２４  磁性層
２５  保護層
３０  磁気ディスク
５１  回転駆動系
５２  スピンドル
５３  磁気ヘッド
５４  磁気ヘッド用駆動系
６０  磁気記録装置
【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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