JP2004310944A - Vertical magnetic recording medium and magnetic storage device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical magnetic recording medium which has good recording property and thermal fluctuation resistance, in which high density recording can be performed, and which has high reliability for long period data holding, and a magnetic storage device. <P>SOLUTION: The vertical magnetic recording medium has such constitution that has a substrate 11, and a soft magnetic backing layer 12, a non-magnetic seed layer 13, a soft magnetic seed layer 14, a non-magnetic intermediate layer 15, a recording lamination body 16, a protecting layer 18, and a lubrication layer 19 formed successively on the substrate 11, and the recording lamination body 16 has such constitution that a first non-magnetic layer 16B<SB>1</SB>, a first magnetic layer 16A<SB>1</SB>, a second non-magnetic layer 16B<SB>2</SB>, and a second magnetic layer 16A<SB>2</SB>are laminated successively by epitaxial growth. Magnitude of vertical magnetic anisotropy is increased and its dispersion is made narrow by causing grid mismatching at boundary of the second non-magnetic layer 16B<SB>2</SB>and the second magnetic layer 16A<SB>2</SB>. Vertical coercive force is enhanced, the recording property is improved, and thermal fluctuation resistance is secured. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置に係り、特に高密度記録に適した積層構造を有する垂直磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの外部磁気記憶装置や民生用ビデオ記憶装置に用いられる磁気記録媒体に対して、記憶される情報量の急速な増加に伴って、大容量化、高速化、低コスト化のニーズが高まっている。このニーズに対する最良の解決方法は磁気記録媒体の高記録密度化である。
【０００３】
しかし、これまで主流である面内記録方式では、高密度記録になる程、トランジッションノイズに代表される媒体ノイズの増加により信号対雑音比が低下し、また記録された磁化の熱揺らぎ耐性が低下する問題等により、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ^２の記録密度を境に技術的限界にさしかかろうとしている。
【０００４】
そこで、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ^２を超える次世代の磁気記録方式として、原理的に面内磁気記録方式より熱揺らぎ耐性が優れ高記録密度化に有利な垂直磁気記録方式が盛んに研究されている。特に、垂直磁気記録層と軟磁性裏打ち層とを形成したいわゆる２層垂直磁気記録媒体は理想的な垂直記録が可能であるとされ注目されている。
【０００５】
しかし、２層垂直磁気記録媒体において、一般に、軟磁性裏打ち層上に垂直磁気記録層を直接堆積しただけでは十分な垂直磁気異方性を得られない場合が多い。垂直磁気異方性が不十分であると記録特性が劣化し、さらに、熱揺らぎ耐性が低下することが報告されている（参照：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，３５，２８０２（１９９９））。垂直磁気異方性が不十分ある要因としては、垂直磁気記録層の磁化容易軸となる結晶軸が十分に垂直配向していないことが挙げられる。この対策としては垂直磁気記録層の下地層としてＴｉ膜やＴｉＣｒ膜の非磁性の配向制御層を設け、垂直磁気記録層をエピタキシャル成長させることが提案されている。さらに、配向制御層の結晶性を向上させるために、配向性御層の下地層として非晶質層やｆｃｃ構造を有する結晶質シード層を設けることが提案されている（参照：例えば、Ｊ．Ａｐｐｉ．Ｐｈｙｓ．，８８，６６４５（２０００）、及びＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，８５，４６９９（１９９９））。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８３９２５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平８−１８０３６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にエピタキシャル成長により垂直磁気記録層の結晶性を向上した場合は、垂直磁気記録層の柱状構造を有する結晶粒の横方向のサイズが大きくなる。この場合結晶磁気異方性は増加するが、垂直保磁力は逆に低下してしまう。さらに、結晶粒のサイズの増加により磁化遷移領域のジグザグが大となりトランジッションノイズが増大してしまう。
【０００９】
この対策として、垂直磁気記録層をＣｏ／ＰｄあるいはＣｏ／Ｐｔ人工格子膜により形成することも考えられる。これらの人工格子膜は、例えば０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの極薄磁性層と０．３ｎｍ〜１．０ｎｍの極薄非磁性層を交互積層したものであり，従来のＣｏＣｒ系合金を用いた媒体に比べ非常に強い垂直磁気異方性を有し、垂直保磁力を増加することが可能となる。また、極薄非磁性層により膜厚方向の交換結合が弱められているので、交換結合の２次元化によりトランジッションノイズを低下することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、このような人工格子膜は磁性原子間の交換結合の２次元化により、熱揺らぎ耐性が著しく低下してしまい、長期間に亘る磁化の安定性が低下し、情報保持の信頼性に問題が生じる。
【００１１】
さらに、軟磁性裏打ち層が設けられた垂直磁気記録媒体では、軟磁性裏打ち層の鏡像効果は磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との距離に依存し、記録特性を向上するためにはこの距離を短くする方が好ましい。しかし、結晶性を向上するために軟磁性裏打ち層上に設けられた配向制御層や結晶質シード層を単に厚く形成すると、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との距離が大となり、記録特性が低下してしまうという問題が生じる。
【００１２】
したがって、本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、良好な記録特性及び熱揺らぎ耐性を共に有し、高密度記録可能な垂直磁気記録媒体と磁気記憶装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、基板と、該基板の上方に形成された記録積層体とよりなる垂直磁気記録媒体であって、前記記録積層体は、複数の磁性層及び非磁性層を有し、前記磁性層と非磁性層が交互に繰り返して積層されると共に、互いにエピタキシャル成長してなり、前記磁性層と非磁性層は、該エピタキシャル成長方向に対して垂直な面内において、対応する結晶軸の格子定数が互いに異なる垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１４】
本発明によれば、記録積層体は複数の磁性層と、該磁性層間に形成された非磁性層とを有しエピタキシャル成長して形成されている。したがって、磁性層及び非磁性層は良好な結晶性を有している。さらに、磁性層と非磁性層は結晶方向と垂直な面において、エピタキシャル成長の際に対応する結晶軸の格子定数が異なっている。したがって、内部応力が発生し磁気弾性効果により垂直磁気異方性定数が増加する。その結果垂直保磁力が増加する。一方熱揺らぎ耐性も垂直磁気異方性定数の増加により向上する。その結果、高密度記録可能な垂直磁気記録媒体を実現できる。
【００１５】
前記磁性層及び非磁性層の結晶軸の格子定数が下記式（１）の関係を有する。
０．００１≦｜ａ_２−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（１）
ここで式（１）中、ａ_１は磁性層の格子定数、ａ_２は非磁性層の格子定数を示す。格子不整合を０．１％〜５％とすることで、エピタキシャル成長を可能とし、かつ結晶性を損なうことなく垂直異方性定数を増加することができる。
【００１６】
前記基板と記録積層体との間に、軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層と、該シード層上に非磁性中間層を更に有し、前記記録積層体は、前記シード層上に非磁性中間層を介してエピタキシャル成長し、前記シード層は、非磁性シード層と、該非磁性シード層上に形成された結晶質軟磁性シード層よりなり、前記結晶質軟磁性シード層はｆｃｃ構造を有し、かつエピタキシャル成長方向が［１１１］方位である。非磁性シード層を設けることにより裏打ち層の影響を切り、記録積層体に適合した結晶構造を形成できる。更にｆｃｃ構造を有し、かつ膜厚方向のエピタキシャル成長方向が［１１１］方位の軟磁性シード層を設けることにより、非磁性シード層の結晶性を引き継ぐと共に、裏打ち層の機能を果たして、磁気ヘッドと裏打ち層との距離を狭める。したがって、鏡像効果を向上し記録特性を向上することができる。
【００１７】
前記非磁性層は、１．０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有する。非磁性層は、非磁性層自体が良好な結晶性を形成できる厚さを有するので、エピタキシャル成長によりその上層に良好な結晶性及び配向性を引き継ぐことができる。特に磁性層上に形成される非磁性層は、磁性層と非磁性層との界面において格子不整合を生じているので磁性層表面付近の非磁性層は結晶性が低くなり易い。非磁性層の膜厚を１．０ｎｍ以上、すなわち数原子層以上を積層することによって格子不整合を吸収し、非磁性層本来の格子定数を有する結晶を形成することができる。したがって、非磁性層上に形成される磁性層に対して、格子不整合による内部応力を印加することが可能となり、磁性層の垂直異方性定数を増すことができる。
【００１８】
本発明の他の観点によれば、上記いずれかの垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に対向して記録再生を行う垂直磁気記録ヘッドとを備えた磁気記憶装置が提供される。本発明によれば、垂直磁気記録媒体が良好な記録特性及び熱揺らぎ耐性を共に有しているので、高密度記録が可能であり、情報保持の長期信頼性を有している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図１を参照するに、本実施の形態に係る磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に裏打ち層１２、非磁性シード層１３、軟磁性シード層１４、非磁性中間層１５、記録積層体１６、保護膜１８、潤滑層１９が順次形成された構成となっている。
【００２１】
前記記録積層体１６は、第１非磁性層１６Ｂ_１、第１磁性層１６Ａ_１、第２非磁性層１６Ｂ_２、第２磁性層１６Ａ_２が順次積層された構成となっている。第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２は、例えばｈｃｐ構造を有する強磁性合金である、Ｃｏ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金であってもよい。
【００２２】
さらに、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２は、上記の強磁性合金にＳｉＯ_２、Ｏ、ＭｇＯ、ＳｉＮ、Ｙ−ＳｉＯ_２等の非磁性の添加材料が含まれていてもよい。これらの添加材料は強磁性合金とは固溶せず層分離し易いので、強磁性合金からなる柱状構造の結晶粒同士を、磁性層の面内方向に分離する境界層を形成する。面内方向の結晶粒間の磁気的相互作用を弱めあるいは切って、媒体ノイズを低減することができる。非磁性の添加材料は強磁性合金に対して、５原子％〜１５原子％に設定する。なお、強磁性合金に非磁性の添加材料を添加した場合は、強磁性合金のＣｒ量を減じても結晶粒の分離が阻害されない。したがってＣｒ量を減じてＰｔ量を増加することができる。Ｐｔ量は、ＣｏＣｒＰｔを１００として、１５原子％〜３０原子％に設定してもよい。強磁性合金の結晶磁気異方性定数を増加することができ、その結果垂直異方性定数を増加することができ垂直保磁力を高めることができる。その結果熱的安定性を高めることができる。
【００２３】
なお、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２は、それぞれ前記第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２上のエピタキシャル成長が阻害されない範囲であれば異なる組成であってもよい。
【００２４】
第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２の厚さは１．０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定される。１．０ｎｍより薄いと良好な結晶性を形成するには十分でなくその上に形成される層のエピタキシャル成長に影響を及ぼしてしまう。１０ｎｍより厚いとオーバーライト等の書込み性が低下し記録特性が低下する。
【００２５】
さらに、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２の厚さの総和は８ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定され、残留磁化と膜厚Ｍｒ×ｔの総和は３０Ｇμｍ〜２００Ｇμｍの間に設定される。
【００２６】
前記第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２は、これらの上に第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２がエピタキシャル成長可能で、かつ面内方向の対応する結晶軸の格子定数の大きさが異なる材料が設定される。具体的には、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２がｈｃｐ構造の場合は、第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２がｈｃｐ構造又はｆｃｃ構造の材料が好ましく、またｂｃｃ構造の材料であってもエピタキシャル成長を阻害しない限り用いることができる。例えば、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２がｈｃｐ構造のＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ系の強磁性合金である場合、第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２はｈｃｐ構造のＲｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｏ、あるいはこれらにＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びＢの群のうち少なくとも１種類を含む材料、ｆｃｃ構造の白金族金属またはこれらの合金、ｂｃｃ構造のＣｒ、あるいはこれにＲｕ、Ｍｏ、Ｗ、及びＶの群のうち少なくとも１種類を含む材料を用いることができる。これらのうちｈｃｐ構造のＲｕ、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒが特に好ましい。
【００２７】
さらに、第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２は、それぞれ第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２との格子定数の差違が０．１％〜５．０％の範囲の材料が選択される。第１磁性層１６Ａ_１及び第１非磁性層１６Ｂ_１が、例えばｈｃｐ構造を有している場合は、第１非磁性層の上面において、第１磁性層１６Ａ_１及び第１非磁性層１６Ｂ_１のａ軸がそれぞれ対応するように、第１磁性層が成長する。第１磁性層のａ軸の格子定数をａ_１、第１非磁性層のａ軸の格子定数をａ_２とすると、下記式（１）を満足するように、第１磁性層及び第１非磁性層の材料が選択される。
０．００１≦｜ａ_２−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（１）
０．１％より小さいと格子不整合に起因する内部応力が十分でなく、第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２の異方性定数が増加しない。５．０％より大きいと格子不整合が過度となり、エピタキシャル成長が困難となり結晶性が低下する。なお、第２磁性層１６Ａ_２及び第２非磁性層１６Ｂ_２の場合も同様である。また、ｈｃｐ構造以外の場合も下地層とその下地層上にエピタキシャル成長する層との関係は同様である。
【００２８】
前記第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２の厚さは、１．０ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは１．０ｎｍ〜５．０ｎｍ）に設定される。１０ｎｍより厚いと第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２の静磁気的結合が阻害され出力が低下してしまう。１．０ｎｍより薄いと２原子層程度となり結晶性が低い。特に第２非磁性層１６Ｂ_２は、第１磁性層１６Ａ_１と第２磁性層１６Ａ_２とに挟まれているため、第２非磁性層１６Ｂ_２の上下の両面において格子不整合が生じているので、結晶性の観点からは１．５ｎｍ以上の膜厚を有することが好ましい。
【００２９】
なお、第２非磁性層の厚さを１．０ｎｍより薄くしてもその上に形成される第２磁性層１６Ａ_２の結晶性が良好に保持される場合がある。結晶性の観点からは問題ないが、かかる第２磁性層１６Ａ_２には第２非磁性層１６Ｂ_２により充分な内部応力が印加されないため垂直磁気異方性定数の増加がほとんど認められず、高密度記録には適しない。
【００３０】
前記非磁性中間層１５は、記録積層体１６の下地層として形成され、厚さ１．０〜５０ｎｍの範囲に選択され、Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３などの非磁性材料、あるいは第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２と同様の材料により形成される。軟磁性裏打ち層１２と記録層の静磁気的相互作用を遮断し、浮遊磁界による悪影響を回避できる。非磁性中間層１５は第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２と同様の材料を用いることが好ましい。記録積層体１６を容易にエピタキシャル成長させることが可能となる。
【００３１】
非磁性中間層１５は上記範囲内で厚い方が結晶性が向上し記録積層体１６の結晶性を高めるためには好ましい。しかし、５０ｎｍより厚いと軟磁性裏打ち層１２の鏡像効果が弱められ、記録磁界が低下してしまう。１．０ｎｍより薄いと結晶性が低く、エピタキシャル成長の基礎となる結晶性を確保できない。
【００３２】
なお、非磁性中間層１５の材料を第１及び第２非磁性層１６Ｂ_１、１６Ｂ_２の材料と同一としてもよい。この場合は第１非磁性層１６Ｂ_１を省略してもよい。但し、非磁性中間層１５を形成後、別の真空チャンバに移送して第１非磁性層１６Ｂ_１から第２磁性層１６Ａ_２までを連続して同一の真空チャンバ内で成膜する場合は、結晶性の観点から第１非磁性層１６Ｂ_１を省略しない方がよい。
【００３３】
第１非磁性層１６Ｂ_１を省略する場合は、非磁性中間層１５とその上に形成される第１磁性層１６Ａ_１及との関係は上記式（１）と同様の理由により下記式（２）を満足するにように非磁性中間層１５の材料が選択される。
０．００１≦｜ａ_３−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（２）
ここで式（２）中、ａ_１は第１磁性層１６Ａ_１の格子定数、ａ_３は非磁性中間層１５の格子定数である。
【００３４】
前記基板１１は、例えばディスク状のプラスチック基板、ガラス基板、ＮｉＰメッキアルミ合金基板、シリコン基板などを用いることができ、特に基板１１がテープ状である場合は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いることできる。
【００３５】
軟磁性裏打ち層１２は、例えば、厚さが１００ｎｍから２μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＣおよびＢよりなる群から選択されたうち少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の合金、またはこれらの合金の積層膜などの、飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性材料により構成される。例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅＮｂ、ＣｏＣｒＮｂ、ＣｏＮｂＺｒなどが用いられる。また、軟磁性裏打ち層１２は磁性薄膜と非磁性薄膜との多層膜、例えばＦｅ／Ｃ多層膜でもよい。
【００３６】
軟磁性裏打ち層１２は、メッキ法、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）などにより形成される。軟磁性裏打ち層１２は、単磁極ヘッドにより記録する場合に、単磁極のヘッドからの全磁束を吸収するためのもので、飽和記録するためには、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きい方が好ましい。また、軟磁性裏打ち層１２は、軟磁性の高周波特性、例えば、高周波透磁率が高い方が好ましい。高転送速度での記録が可能となる。なお、リング型ヘッドにより記録する場合は、軟磁性裏打ち層１２を設けなくてもよい。
【００３７】
前記非磁性シード層１３は軟磁性裏打ち層１２上に形成され、前記軟磁性シード層１４あるいは非磁性中間層１５の下地層として、結晶性の良好な材料が用いられる。軟磁性裏打ち層１２の結晶性、結晶粒のサイズ、結晶構造の影響を回避し、記録積層体１６の結晶構造に適合させることができる。特にｆｃｃ構造を有し自己形成的に［１１１］方向に成長する材料が好ましく、例えば、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｈが挙げられる。非磁性シード層１３上に形成される軟磁性シード層１４をエピタキシャル成長させることができる。また、非磁性シード層１３の厚さは１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内に設定される。２０ｎｍより厚いと軟磁性裏打ち層１２と磁気ヘッドとの距離が過大となり、鏡像効果が低減する。また、１ｎｍより薄いと良好な結晶性が得られない。なお、非磁性シード層１３は、この機能を非磁性中間層１５により代替させる場合は形成しなくてもよい。
【００３８】
前記軟磁性シード層１４は非磁性シード層１３上に形成され、ｆｃｃ構造を有する軟磁性材料で、かつ［１１１］方向に成長する材料が用いられる。例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）合金、ＣｏＮｉ合金、Ｎｉ等が挙げられる。エピタキシャル成長して結晶性が良好でありかつ、非磁性中間層１５に結晶性を引き継ぐことができる。非磁性シード層１３と同様の理由により、軟磁性シード層１４の厚さは１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内に設定される。
【００３９】
保護膜１８は、例えば、厚さが０．５ｎｍ〜１０ｎｍ（好ましくは０．５ｎｍ〜５ｎｍ）であり、アモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボンなどにより構成される。保護層１８は、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、ＦＣＡ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ａｒｃ法）などにより形成される。
【００４０】
前記潤滑層１９は、厚さが０．５ｎｍ〜５ｎｍであり、例えば、パーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤より構成される。潤滑層１９は、ディップ法やスピンコート法、磁気記録媒体がテープ状の場合はダイコータ法などにより形成される。
【００４１】
本実施の形態によれば、記録積層体１６を形成する第１及び第２磁性層１６Ａ_１、１６Ａ_２と第１非磁性層１６Ｂ_１がエピタキシャル成長し、成長方向と垂直をなすａ軸の格子定数の差違が０．１％〜５．０％の範囲内に設定されているので、垂直磁気異方性定数が増加し、垂直保磁力が増加する。また、エピタキシャル成長しているので結晶性が良好であり、磁性層のｃ軸配向性が良好となる。したがって、記録特性が向上し高密度記録が可能となる。
【００４２】
本実施の形態によれば、自己形成的に［１１１］方向を成長方向とした非磁性シード層１３を下地層として、その上に軟磁性シード層１４、非磁性中間層１５、及び記録積層体１６がエピタキシャル成長しているので、軟磁性裏打ち層１２の影響を回避することができる。また、非磁性シード層１３、軟磁性シード層１４、非磁性中間層１５の総膜厚を抑制することが可能となる。したがって、軟磁性裏打ち層１２と磁気ヘッドとの距離を短くして、軟磁性裏打ち層１２の鏡像効果を増すことができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では記録積層体１６の構成を非磁性層と磁性層との組を２組としたが、３組以上でもよく、組数は、上述した非磁性層及び磁性層の膜厚の範囲と、磁性層の総膜厚の範囲内に設定されていれば２以上の何れの組数であってもよい
［第１実施例］
本実施例は、非磁性層とその上に形成された磁性層とを有する垂直磁気記録媒体について、非磁性層と磁性層の格子不整合と磁性層の構造との関係を評価するためのものである。なお、本発明においては、非磁性層と磁性層との界面は２以上あるが、評価の観点から界面の数を１とした。
【００４４】
図２は、垂直保磁力と格子不整合との関係の一例を示す図である。本実施例の垂直磁気記録媒体は、ガラス基板上に非磁性層Ｒｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜（厚さ２０ｎｍ）、及び磁性層Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜（厚さ２０ｎｍ）を形成したものである。図中、縦軸はＫｅｒｒ効果により測定した垂直保磁力、横軸は格子定数の差違を示す（ａ_２−ａ_１）／ａ_１×１００（％）である。ここで、ａ_１はＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜のａ軸の格子定数、ａ_２はＲｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜のａ軸の格子定数を示す。なお、Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜はＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０膜を１０原子％Ｏ_２−Ａｒ雰囲気中で成膜したものである。
【００４５】
また、図３は、本実施例の垂直磁気記録媒体のＲｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜の組成とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の構造の関係を示す図である。具体的には、Ｒｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜の組成に対するＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の（００２）のピーク位置、格子定数、ピーク強度、及びｃ軸の異方性分散Δθ_５０を示す図である。図中、「−」は測定不能を示す。なお、測定はＸ線ディフラクトメータを用いた。Ｒｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜のＸはｖｏｌ％で示され、この組成はＲｕ及びＣｒのスパッタターゲットを所定のパワーで一定時間成膜した後の膜厚の比から求めた。
【００４６】
図２及び図３を参照するに、ｈｃｐ構造を有するＲｕ（Ｒｕ_１００Ｃｒ_０）から格子不整合が小さくなるにつれて垂直保磁力はＲｕ_８０Ｃｒ_２０で最大を示す。なお、格子不整合が０になる前にＲｕ_４０Ｃｒ_６０ではＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の（００２）のピークが消失した。すなわち、Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の結晶性が低下した。したがって、格子不整合により磁性層の結晶性を低下させない範囲で垂直保磁力を向上することが可能であることが分かる。
【００４７】
また、ｃ軸の異方性分散Δθ_５０と格子不整合との関係をみると、Ｒｕ_１００Ｃｒ_０とＲｕ_８０Ｃｒ_２０の場合が小さく、格子不整合は生じているものｃ軸の配向性が良好であることが分かる。
【００４８】
したがって、本実施例によれば、格子不整合により垂直保磁力及び垂直配向性を同時に向上することが可能である。
【００４９】
［第２実施例］
本実施例の垂直磁気記録媒体は第１実施例の磁性層のＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の替わりにＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０膜を用いたものであり、第１実施例と同様に非磁性層と磁性層の格子不整合と磁性層の構造との関係を評価するためのものである。
【００５０】
図４は、垂直保磁力と格子不整合との関係の他の例を示す図である。本実施例の垂直磁気記録媒体は、ガラス基板上に非磁性層Ｒｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜（厚さ２０ｎｍ）、及び磁性層Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０膜（厚さ２０ｎｍ）を形成したものである。図中、縦軸はＫｅｒｒ効果により測定した垂直保磁力、横軸は格子定数の差違を示す（ａ_２−ａ_１）／ａ_１×１００（％）である。ここで、ａ_１はＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０膜のａ軸の格子定数、ａ_２はＲｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜のａ軸の格子定数を示す。図４に示すように、Ｒｕ_２０Ｃｒ_８０膜（格子不整合は−１．８％）で垂直保磁力が最大となる。Ｒｕ_２０Ｃｒ_８０膜はｂｃｃ構造であり、Ｒｕ_２０Ｃｒ_８０膜の［１１０］方位とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０膜のｃ軸が対応する。
【００５１】
本実施例によれば、非磁性層がｂｃｃ構造であっても、ｈｃｐ構造の磁性層がエピタキシャル成長し格子不整合により垂直保磁力が増加することが分かる。
【００５２】
［第３実施例］
図５は、本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。図５を参照するに、本実施例の垂直磁気記録媒体２０は、ガラス基板２１上に、ＣｏＮｂＺｒ膜２２（１９５ｎｍ）、Ｔａ膜２３（５．０ｎｍ）、ＮｉＦｅ膜２４（５．０ｎｍ）、Ｒｕ_８０Ｃｒ_２０膜２５（２１ｎｍ）、Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層２６Ａ_１〜Ａ_４（２．０ｎｍ）及びＲｕ_８０Ｃｒ_２０非磁性層２６Ｂ_１〜Ｂ_３（５．０ｎｍ）よりなる記録積層体２６、カーボン膜２８（４．０ｎｍ）、及び潤滑層２９（２．０ｎｍ）を順次積層して構成した。
【００５３】
記録積層体はＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０磁性層（２．０ｎｍ）とＲｕ_８０Ｃｒ_２０非磁性層（５．０ｎｍ）とを交互に積層し、それぞれ４層、３層により構成した。本実施例の垂直磁気記録媒体は、ＣｏＮｂＺｒ膜からカーボン膜まではスパッタ法により成膜し、Ａｒ雰囲気とし圧力を１Ｐａ、基板温度は２０℃とした。また潤滑層にはＺ−Ｄｏｌ（アウジモント社製商品名）を用いた。なお、括弧内の数値は膜厚を表す（以下同様）。なお、図２において説明したように、本実施例の磁性層と非磁性層との界面において格子不整合が３．２％生じている。
【００５４】
［第１比較例］
本比較例の垂直磁気記録媒体は、ガラス基板上に、ＣｏＮｂＺｒ膜（２００ｎｍ）、Ｔａ膜（５．０ｎｍ）、Ｒｕ膜（２０ｍ）、Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層（２０ｎｍ）、カーボン膜（４．０ｎｍ）、及び潤滑層（２．０ｎｍ）を順次積層した。
【００５５】
［第２比較例］
本比較例の垂直磁気記録媒体は、Ｃｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）（２０ｎｍ）の替わりにＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０磁性層（２０ｎｍ）を用いた以外は第１比較例と同様に形成した。
【００５６】
［第３比較例］
本比較例の垂直磁気記録媒体は、ガラス基板上に、ＣｏＺｒＴａ膜（３００ｎｍ）、Ｐｄ膜（５．０ｎｍ）、ＣｏＢ膜（０．３ｎｍ）及びＰｄＢ膜（１．０ｎｍ）よりなる人工格子多層膜（１６組、総厚２０．９ｎｍ）、カーボン膜（４．０ｎｍ）、及び潤滑層（２．０ｎｍ）を順次積層した。
【００５７】
（ｃ軸配向性と磁気異方性の評価）
図６は、第３実施例、第１及び第２比較例に係る垂直磁気記録媒体のｃ軸の異方性分散Δθ_５０及び磁気異方性分散を示す図である。ｃ軸の異方性分散Δθ_５０についてはＸ線ディフラクトメータを使用して測定した。また、磁気異方性分散については２軸ＶＳＭ（理研電子社製）を使用し、測定試料は軟磁性裏打ち層を形成していない以外は上記構成のものを用いた。
【００５８】
図６を参照するに、第３実施例は、ｃ軸の異方性分散Δθ_５０が第１及び第２比較例と比較して小さく、ｃ軸の配向性が良好であることが分かる。また、第１比較例に係る垂直磁気記録媒体と比較して配向性が良好な理由として、第３実施例はＴａ膜及びＮｉＦｅ膜のシード層により結晶性が良好なエピタキシャル成長が実現していると考えられ、その結果、Ｒｕ_８０Ｃｒ_２０膜及びＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層の配向性が向上したものと考えられる。
【００５９】
ところで第３実施例は、図２に示したように、磁性層と非磁性層との間に格子不整合が３．２％生じている。しかし、格子不整合によるｃ軸の配向性への影響はほとんどないことが分かる。
【００６０】
また、磁気異方性分散については、第３実施例が最も分散角が８°と小さくなっている。すなわち磁化容易軸（ｃ軸）が垂直かつその分布が狭小になっていることが分かる。したがって、上記Δθ_５０の結果と同様に垂直配向性が良好であることが分かる。
【００６１】
さらに、第３実施例の垂直磁気記録媒体は、異方性磁界が第１及び第２比較例の垂直磁気記録媒体より大きい。格子不整合により異方性磁界が大となっていることが分かる。第１比較例と比較すると、第３実施例の場合はＲｕ_８０Ｃｒ_２０膜とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層との界面が４つあり、１つである第１比較例と比較して、格子不整合による内部応力が印加される厚さ方向の範囲が実質的に大きく、その結果、異方性磁界が大となっていると考えられる。
【００６２】
（電磁変換特性の評価）
次に、電磁変換特性の評価を行った。記録ヘッドにはトラック幅が０．５μｍの単磁極ヘッドを用い，再生にはスピンバルブヘッドを用いた。垂直磁気記録媒体と磁気ヘッドの相対速度は１６ｍ／ｓである。４００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎと、低記録密度（約５０ｋＦＣＩ）での最大出力信号に対して出力が半減する記録密度Ｄ５０を測定した。また，オーバーライトは５０ｋＦＣＩで書き込みその信号出力に対して、４００ｋＦＣＩを重ね書きした後に残留する５０ｋＦＣＩの信号出力の割合を示す。
【００６３】
図７は、第３実施例、第１〜第３比較例の垂直磁気記録媒体の電磁変換特性を示す図である。図７を参照するに、第３実施例の垂直磁気記録媒体は、Ｓ／Ｎが第１〜第３比較例より良好である。また、線記録密度の点からの高密度記録の指標であるＤ５０も、第１〜第３比較例より良好である。さらに、第３実施例は異方性磁界が最も高いにもかかわらずオーバーライトが十分に確保されている。特に第３実施例はＲｕ_８０Ｃｒ_２０非磁性とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層との多層膜になっているにも拘わらず書き込み性が良好であることが分かる。
【００６４】
したがって、第３実施例の垂直磁気記録媒体はノイズ特性（Ｓ／Ｎ）、線記録密度（Ｄ５０）、書込性（オーバーライト）の点において優れており、高密度記録が可能である。
【００６５】
（熱揺らぎ耐性の評価）
次に飽和磁化と保磁力の温度特性の評価を行った。飽和磁化と保磁力の温度特性はＳＱＵＩＤを用いて温度５０Ｋと２９３Ｋにおいて測定した。なお、測定試料は軟磁性裏打ち層を形成していない以外は上記構成のものを用いた。
【００６６】
図８は、飽和磁化及び保磁力の温度特性を示す図である。図８を参照するに、第３実施例の垂直磁気記録媒体は、温度５０Ｋに対する温度２９３Ｋにおける飽和磁化及び保磁力の減少率は、記録層が人工格子多層膜となっている第３比較例に係る垂直磁気記録媒体より小さくなっていることが分かる。第３実施例は、第３比較例のＣｏＢ膜（０．３ｎｍ）に対して、記録積層体を構成するＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層が２．０ｎｍと厚く、３次元的な交換結合を有すると考えられ、その結果熱揺らぎ耐性が高くなっていると考えられる。
【００６７】
一方、第３実施例は、第１及び第２比較例と比較すると、飽和磁化及び保磁力の減少率が大きくなっている。これは、第１及び第２比較例に係るＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０磁性層またはＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層の膜厚が２０ｎｍと厚いためである。上述したように、このような膜厚の磁性層ではＳ／Ｎが悪化し、高記録密度では使用することができない。
【００６８】
したがって、第３実施例の垂直磁気記録媒体は、Ｒｕ_８０Ｃｒ_２０膜とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）磁性層がそれぞれ一層ずつ形成された第１〜第３比較例と比較してＳ／Ｎ、Ｄ５０、オーバーライトが良好であると共に、第３比較例と比較して飽和磁化及び保磁力の減少率が小さく熱揺らぎ耐性が良好である。その結果、良好な記録特性及び熱揺らぎ耐性を両立している。その結果、第３実施例の垂直磁気記録媒体は高密度記録が可能であり、かつ長期に亘る情報保持の信頼性が高い。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の磁気記憶装置の一実施の形態を示す図９と共に説明する。
【００７０】
図９は、本発明の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。図９を参照するに、磁気記憶装置３０は大略ハウジング３１からなる。ハウジング３１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ３２、ハブ３２に固定され回転される磁気記録媒体３３、アクチュエータユニット３４、アクチュエータユニット３４に取り付けられ磁気記録媒体３３の半径方向に移動されるアーム３５及びサスペンション３６、サスペンション３６に支持された垂直磁気記録ヘッド３８が設けられている。
【００７１】
図１０は垂直磁気記録ヘッドの概略断面図である。図１０を参照するに、垂直磁気記録ヘッドは３８、アルチックのスライダ４０上にアルミナ絶縁層４１を介して、単磁極型記録ヘッド４２とＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子４３を用いた再生ヘッド４４が形成された構成となっている。単磁極型記録ヘッド４２は、垂直磁気記録媒体３３に記録磁界を印加するための軟磁性体よりなる主磁極４５と、主磁極４５に磁気的に接続されたリターンヨーク４６と、主磁極４５とリターンヨーク４６に記録磁界を誘導するための記録用コイル４８などから構成されている。また、再生ヘッド４４は、主磁極４５を下部シールドとし、主磁極４４上にアルミナ絶縁層４１を介して形成されたＧＭＲ素子４３と、さらにアルミナ絶縁層４１を介して形成された上部シールド４９より構成されている。単磁極型記録ヘッド４２は、主磁極４５から記録磁界を垂直磁気記録媒体３３に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体３３に垂直方向の磁化を形成する。また、再生ヘッドは、垂直磁気記録媒体３３の磁化が漏洩する磁界を感知して、その方向に対応するＧＭＲ素子４３の抵抗値の変化により垂直磁気記録媒体３３に記録された情報を得ることができる。
【００７２】
本実施の形態の磁気記憶装置３０は、垂直磁気記録媒体３３に特徴がある。磁気記録媒体３３は、例えば第１の実施の形態又は第３実施例の垂直磁気記録媒体である。
【００７３】
磁気記憶装置３０の基本構成は、図９に示すものに限定されるものではない。本発明で用いる垂直磁気記録媒体３３は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。また、垂直磁気記録ヘッド３８は複合型に限定されず独立型であってもよく、ＧＭＲ素子４３に限定されずＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子であってもよい。
【００７４】
本実施の形態によれば、磁気記憶装置３０は、垂直磁気記録媒体３３が良好な記録特性及び熱揺らぎ耐性を共に有しているので、高密度記録が可能であり、情報保持の長期信頼性を有している。
【００７５】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００７６】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 基板と、該基板の上方に形成された記録積層体とよりなる垂直磁気記録媒体であって、
前記記録積層体は、複数の磁性層及び非磁性層を有し、前記磁性層と非磁性層が交互に繰り返して積層されると共に、互いにエピタキシャル成長してなり、
前記磁性層と非磁性層は、該エピタキシャル成長方向に対して垂直な面内において、対応する結晶軸の格子定数が互いに異なることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２） 前記磁性層及び非磁性層の結晶軸の格子定数が下記式（１）の関係を有することを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
０．００１≦｜ａ_２−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（１）
（式（１）中、ａ_１は磁性層の格子定数、ａ_２は非磁性層の格子定数）
（付記３） 前記シード層と記録積層体との間にさらに非磁性中間層を有し、
前記記録積層体は、前記非磁性中間層上にエピタキシャル成長し、
前記磁性層及び非磁性中間層は、該エピタキシャル成長方向に対して垂直な面内において、対応する結晶軸の格子定数が下記式（２）の関係を有することを特徴とする付記１または２記載の垂直磁気記録媒体。
０．００１≦｜ａ_３−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（２）
（式（２）中、ａ_１は磁性層の格子定数、ａ_３は非磁性中間層の格子定数）
（付記４） 前記基板と非磁性中間層との間に、軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層とを更に有し、
前記記録積層体は、前記シード層上に非磁性中間層を介してエピタキシャル成長していることを特徴とする付記３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５） 前記基板と記録積層体との間に、軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層と、該シード層上に非磁性中間層を更に有し、
前記記録積層体は、前記シード層上に非磁性中間層を介してエピタキシャル成長し、
前記シード層は、非磁性シード層と、該非磁性シード層上に形成された結晶質軟磁性シード層よりなり、
前記結晶質軟磁性シード層はｆｃｃ構造を有し、かつエピタキシャル成長方向が［１１１］方位であること特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６） 前記非磁性層は、１．０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有することを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記７） 前記磁性層は、Ｃｏ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金であること特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８） 前記磁性層は、ＳｉＯ_２、Ｏ、ＭｇＯ、ＳｉＮ、及びＹ−ＳｉＯ_２からなる非磁性材料のうち１種を更に含むこと特徴とする付記７記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９） 前記非磁性層は、ｈｃｐ構造のＲｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＣｏの群のうち１種、あるいはさらにＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びＢの群のうち少なくとも１種の元素を含むこと特徴とする付記１〜８のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０） 前記非磁性中間層は、ｈｃｐ構造のＲｕ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＣｏの群のうち１種、またはさらにＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、及びＢの群のうち少なくとも１種の元素を含むこと特徴とする付記３〜９のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１） 前記非磁性層及び非磁性中間層は、同一材料よりなることを特徴とする付記３〜１０のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２） 非磁性シード層は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｃｕ、及びＲｈの群のうち少なくとも１種よりなることを特徴とする付記７〜１１のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１３） 付記１〜１２のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に対向して記録再生を行う垂直磁気記録ヘッドとを備えた磁気記憶装置。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明の垂直磁気記録媒体は、記録積層体を構成する磁性層と非磁性層がエピタキシャル成長し、かつ非磁性層とその上に形成された磁性層との間に格子不整合を有することにより、垂直磁気異方性が大きくかつその分散が狭小となり、その結果良好な記録特性及び熱揺らぎ耐性を共に有する。よって、高密度記録可能な垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図２】垂直保磁力と格子不整合との関係の一例を示す図である。
【図３】Ｒｕ_{１００−Ｘ}Ｃｒ_Ｘ膜の組成とＣｏ_７１Ｃｒ_９Ｐｔ_２０（Ｏ）膜の構造の関係を示す図である。
【図４】垂直保磁力と格子不整合との関係の他の例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図６】第３実施例、第１及び第２比較例に係る垂直磁気記録媒体のΔθ_５０及び磁気異方性分散を示す図である。
【図７】第３実施例、第１〜第３比較例に係る垂直磁気記録媒体の電磁変換特性を示す図である。
【図８】第３実施例、第１〜第３比較例に係る垂直磁気記録媒体の飽和磁化及び保磁力の温度特性を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。
【図１０】垂直磁気記録ヘッドの概略断面図である。
【符号の説明】
１０、２０ 垂直磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 軟磁性裏打ち層
１３ 非磁性シード層
１４ 軟磁性シード層
１５ 非磁性中間層
１６、２６ 記録積層体
１６Ａ_１ 第１磁性層
１６Ｂ_１ 第１非磁性層
１６Ａ_２ 第２磁性層
１６Ｂ_２ 第２非磁性層
１８ 保護膜
１９ 潤滑層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic storage device, and more particularly to a perpendicular magnetic recording medium having a laminated structure suitable for high-density recording.
[0002]
[Prior art]
With the rapid increase in the amount of information stored in magnetic recording media used in computer external magnetic storage devices and consumer video storage devices, the need for higher capacity, higher speed, and lower cost has increased. I have. The best solution to this need is to increase the recording density of the magnetic recording medium.
[0003]
However, in the longitudinal recording method, which has been the mainstream until now, the higher the recording density, the lower the signal-to-noise ratio due to the increase in medium noise represented by transition noise, and the lower the thermal fluctuation resistance of the recorded magnetization. 100Gbit / in ² With the recording density of this technology, it is about to reach the technical limit.
[0004]
Therefore, 100Gbit / in ² As a next-generation magnetic recording method exceeding the above, a perpendicular magnetic recording method, which is superior in principle to thermal fluctuation resistance and more advantageous in increasing the recording density than the in-plane magnetic recording method, has been actively studied. In particular, a so-called two-layer perpendicular magnetic recording medium having a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic underlayer has attracted attention because it is capable of ideal perpendicular recording.
[0005]
However, in a two-layer perpendicular magnetic recording medium, generally, it is often not possible to obtain a sufficient perpendicular magnetic anisotropy only by directly depositing a perpendicular magnetic recording layer on a soft magnetic underlayer. It has been reported that if the perpendicular magnetic anisotropy is insufficient, the recording characteristics are deteriorated, and the resistance to thermal fluctuation is further reduced (see: IEEE Trans. Magn., 35, 2802 (1999)). The cause of insufficient perpendicular magnetic anisotropy is that the crystal axis, which is the axis of easy magnetization of the perpendicular magnetic recording layer, is not sufficiently vertically oriented. As a countermeasure, it has been proposed to provide a nonmagnetic orientation control layer of a Ti film or a TiCr film as an underlayer of the perpendicular magnetic recording layer and epitaxially grow the perpendicular magnetic recording layer. Further, in order to improve the crystallinity of the orientation control layer, it has been proposed to provide an amorphous layer or a crystalline seed layer having an fcc structure as a base layer of the orientation control layer (see, for example, J. Amer. Appi. Phys., 88, 6645 (2000) and J. Appl. Phys., 85, 4699 (1999)).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-183925
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-8-180360
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the crystallinity of the perpendicular magnetic recording layer is simply improved by epitaxial growth, the lateral size of the crystal grains having the columnar structure of the perpendicular magnetic recording layer increases. In this case, the crystal magnetic anisotropy increases, but the perpendicular coercive force decreases. Further, the zigzag of the magnetization transition region increases due to the increase in the size of the crystal grains, and the transition noise increases.
[0009]
As a countermeasure, it is conceivable to form the perpendicular magnetic recording layer with a Co / Pd or Co / Pt artificial lattice film. These artificial lattice films are formed by alternately laminating, for example, an ultrathin magnetic layer having a thickness of 0.2 to 1.0 nm and an ultrathin nonmagnetic layer having a thickness of 0.3 to 1.0 nm. It has extremely strong perpendicular magnetic anisotropy as compared with the medium, and can increase the perpendicular coercive force. Further, since the exchange coupling in the film thickness direction is weakened by the ultra-thin nonmagnetic layer, it is possible to reduce the transition noise by making the exchange coupling two-dimensional.
[0010]
However, in such an artificial lattice film, due to the two-dimensional exchange coupling between magnetic atoms, the thermal fluctuation resistance is significantly reduced, the stability of magnetization over a long period of time is reduced, and the reliability of information retention is problematic. Occurs.
[0011]
Further, in a perpendicular magnetic recording medium provided with a soft magnetic underlayer, the mirror image effect of the soft magnetic underlayer depends on the distance between the magnetic head and the soft magnetic underlayer. To improve the recording characteristics, shorten this distance. Is preferred. However, if the orientation control layer or crystalline seed layer provided on the soft magnetic backing layer is simply thickened to improve the crystallinity, the distance between the magnetic head and the soft magnetic backing layer becomes large, and the recording characteristics deteriorate. Problem arises.
[0012]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic storage device that have both good recording characteristics and resistance to thermal fluctuation, and are capable of high-density recording. That is.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, there is provided a perpendicular magnetic recording medium including a substrate and a recording laminated body formed above the substrate, wherein the recording laminated body has a plurality of magnetic layers and nonmagnetic layers. The magnetic layer and the non-magnetic layer are alternately and repeatedly stacked and epitaxially grown on each other, and the magnetic layer and the non-magnetic layer have a corresponding crystal axis in a plane perpendicular to the epitaxial growth direction. Perpendicular magnetic recording media having mutually different lattice constants are provided.
[0014]
According to the present invention, the recording laminate has a plurality of magnetic layers and a non-magnetic layer formed between the magnetic layers, and is formed by epitaxial growth. Therefore, the magnetic layer and the non-magnetic layer have good crystallinity. Further, the magnetic layer and the nonmagnetic layer have different lattice constants of crystal axes corresponding to the epitaxial growth in a plane perpendicular to the crystal direction. Therefore, internal stress is generated, and the perpendicular magnetic anisotropy constant increases due to the magnetoelastic effect. As a result, the perpendicular coercive force increases. On the other hand, the thermal fluctuation resistance is also improved by increasing the perpendicular magnetic anisotropy constant. As a result, a perpendicular magnetic recording medium capable of high-density recording can be realized.
[0015]
The lattice constants of the crystal axes of the magnetic layer and the nonmagnetic layer have the relationship of the following equation (1).
0.001 ≦ | a ₂ -A ₁ | / A ₁ ≦ 0.05… (1)
Here, in equation (1), a ₁ Is the lattice constant of the magnetic layer, a ₂ Indicates the lattice constant of the nonmagnetic layer. By setting the lattice mismatch to 0.1% to 5%, epitaxial growth can be performed and the perpendicular anisotropy constant can be increased without impairing crystallinity.
[0016]
A soft magnetic backing layer between the substrate and the recording laminate, a seed layer formed on the soft magnetic backing layer, and a nonmagnetic intermediate layer on the seed layer, wherein the recording laminate is Epitaxially growing on the seed layer via a non-magnetic intermediate layer, the seed layer comprising a non-magnetic seed layer and a crystalline soft magnetic seed layer formed on the non-magnetic seed layer; The seed layer has an fcc structure, and the epitaxial growth direction is [111]. By providing the nonmagnetic seed layer, the influence of the backing layer can be eliminated, and a crystal structure suitable for the recording laminate can be formed. Further, by providing the soft magnetic seed layer having the fcc structure and the epitaxial growth direction in the thickness direction in the [111] direction, the crystallinity of the non-magnetic seed layer is inherited, and the function of the backing layer is achieved. Reduce the distance from the backing layer. Therefore, the mirror image effect can be improved and the recording characteristics can be improved.
[0017]
The nonmagnetic layer has a thickness selected from the range of 1.0 nm to 10 nm. Since the nonmagnetic layer has a thickness such that the nonmagnetic layer itself can form good crystallinity, good crystallinity and orientation can be inherited to the upper layer by epitaxial growth. In particular, since the nonmagnetic layer formed on the magnetic layer has lattice mismatch at the interface between the magnetic layer and the nonmagnetic layer, the nonmagnetic layer near the surface of the magnetic layer tends to have low crystallinity. By laminating the nonmagnetic layer with a thickness of 1.0 nm or more, that is, stacking several atomic layers or more, it is possible to absorb lattice mismatch and form a crystal having a lattice constant inherent to the nonmagnetic layer. Therefore, an internal stress due to lattice mismatch can be applied to the magnetic layer formed on the non-magnetic layer, and the perpendicular anisotropy constant of the magnetic layer can be increased.
[0018]
According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic storage device including any one of the above-described perpendicular magnetic recording media, and a perpendicular magnetic recording head that performs recording and reproduction opposing the perpendicular magnetic recording medium. According to the present invention, since the perpendicular magnetic recording medium has both good recording characteristics and thermal fluctuation resistance, high-density recording is possible and long-term reliability of information retention is achieved.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a magnetic recording medium 10 according to the present embodiment includes a substrate 11, a backing layer 12, a nonmagnetic seed layer 13, a soft magnetic seed layer 14, a nonmagnetic intermediate layer 15, The laminated body 16, the protective film 18, and the lubricating layer 19 are sequentially formed.
[0021]
The recording laminated body 16 includes a first non-magnetic layer 16B. ₁ , First magnetic layer 16A ₁ The second nonmagnetic layer 16B ₂ , The second magnetic layer 16A ₂ Are sequentially laminated. First and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Is a material selected from the group consisting of Co-based alloys including, for example, Co, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M, which are ferromagnetic alloys having an hcp structure, and M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu or an alloy thereof may be used.
[0022]
Further, the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Is the above ferromagnetic alloy ₂ , O, MgO, SiN, Y-SiO ₂ And other non-magnetic additive materials. Since these additive materials do not form a solid solution with the ferromagnetic alloy and are easily separated into layers, they form a boundary layer that separates crystal grains having a columnar structure made of the ferromagnetic alloy in an in-plane direction of the magnetic layer. Media noise can be reduced by weakening or cutting off the magnetic interaction between crystal grains in the in-plane direction. The non-magnetic additive material is set at 5 to 15 atomic% with respect to the ferromagnetic alloy. When a nonmagnetic additive material is added to the ferromagnetic alloy, separation of crystal grains is not hindered even if the amount of Cr in the ferromagnetic alloy is reduced. Therefore, the amount of Pt can be increased by decreasing the amount of Cr. The Pt amount may be set to 15 at% to 30 at% with CoCrPt being 100. The crystal magnetic anisotropy constant of the ferromagnetic alloy can be increased, and as a result, the perpendicular anisotropy constant can be increased and the perpendicular coercive force can be increased. As a result, thermal stability can be improved.
[0023]
The first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Are the first and second nonmagnetic layers 16B, respectively. ₁ , 16B ₂ Different compositions may be used as long as the above epitaxial growth is not hindered.
[0024]
First and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Is set in the range of 1.0 nm to 10 nm. If the thickness is less than 1.0 nm, it is not enough to form good crystallinity, and affects epitaxial growth of a layer formed thereon. If the thickness is more than 10 nm, the writeability such as overwriting is reduced and the recording characteristics are reduced.
[0025]
Further, the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Is set in the range of 8 nm to 20 nm, and the sum of the residual magnetization and the film thickness Mr × t is set in the range of 30 Gm to 200 Gm.
[0026]
The first and second non-magnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ Are formed on the first and second magnetic layers 16A. ₁ , 16A ₂ Are set so that they can be epitaxially grown and have different lattice constants of the corresponding crystal axes in the in-plane direction. Specifically, the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Has the hcp structure, the first and second nonmagnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ Is preferably a material having an hcp structure or an fcc structure. Even a material having a bcc structure can be used as long as it does not inhibit epitaxial growth. For example, the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Is a CoCrTa, CoCrPt, or CoCrPt-M ferromagnetic alloy having an hcp structure, the first and second nonmagnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ Is a material containing at least one of Ru, Ti, Hf, Ta, Co of the hcp structure, or Cr, V, Mo, W, Pt, Au, Ag, Cu, and B; platinum of the fcc structure A group metal or an alloy thereof, Cr having a bcc structure, or a material containing at least one of Ru, Mo, W, and V can be used. Among these, Ru, Ru-Cr, Ru-Co, and Co-Cr having the hcp structure are particularly preferable.
[0027]
Further, the first and second nonmagnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ Are the first and second magnetic layers 16A, respectively. ₁ , 16A ₂ A material having a difference in lattice constant from 0.1% to 5.0% is selected. First magnetic layer 16A ₁ And the first nonmagnetic layer 16B ₁ However, when the first magnetic layer 16A has the hcp structure, for example, the first magnetic layer 16A is formed on the upper surface of the first nonmagnetic layer. ₁ And the first nonmagnetic layer 16B ₁ The first magnetic layer grows such that the a-axes of the first magnetic layer correspond to the a-axis. Let the lattice constant of the a axis of the first magnetic layer be a ₁ , The lattice constant of the a axis of the first nonmagnetic layer is a ₂ Then, the materials of the first magnetic layer and the first nonmagnetic layer are selected so as to satisfy the following expression (1).
0.001 ≦ | a ₂ -A ₁ | / A ₁ ≦ 0.05… (1)
If it is less than 0.1%, the internal stress due to lattice mismatch is not sufficient, and the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ Does not increase. If it is more than 5.0%, the lattice mismatch becomes excessive, which makes epitaxial growth difficult and lowers the crystallinity. The second magnetic layer 16A ₂ And the second nonmagnetic layer 16B ₂ The same applies to the case of. In the case other than the hcp structure, the relationship between the underlayer and the layer epitaxially grown on the underlayer is the same.
[0028]
The first and second non-magnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ Is set to 1.0 nm to 10 nm (preferably 1.0 nm to 5.0 nm). If it is thicker than 10 nm, the first and second magnetic layers 16A ₁ , 16A ₂ The magnetostatic coupling is hindered and the output is reduced. If the thickness is less than 1.0 nm, the thickness becomes about 2 atomic layers, and the crystallinity is low. In particular, the second nonmagnetic layer 16B ₂ Is the first magnetic layer 16A ₁ And second magnetic layer 16A ₂ The second nonmagnetic layer 16B ₂ Since a lattice mismatch occurs on both the upper and lower surfaces, it is preferable to have a film thickness of 1.5 nm or more from the viewpoint of crystallinity.
[0029]
Even if the thickness of the second nonmagnetic layer is smaller than 1.0 nm, the second magnetic layer 16A ₂ Satisfactorily may be maintained. Although there is no problem from the viewpoint of crystallinity, the second magnetic layer 16A ₂ Has a second nonmagnetic layer 16B ₂ However, since sufficient internal stress is not applied, almost no increase in the perpendicular magnetic anisotropy constant is recognized, which is not suitable for high-density recording.
[0030]
The non-magnetic intermediate layer 15 is formed as an underlayer of the recording laminate 16 and is selected to have a thickness in the range of 1.0 to 50 nm, and includes Ti, C, Pt, TiCr, CoCr, ₂ , MgO, Al ₂ O ₃ Or the first and second non-magnetic layers 16B ₁ , 16B ₂ It is formed of the same material as described above. The magnetostatic interaction between the soft magnetic underlayer 12 and the recording layer is cut off, so that adverse effects due to stray magnetic fields can be avoided. The non-magnetic intermediate layer 15 includes first and second non-magnetic layers 16B. ₁ , 16B ₂ It is preferable to use the same material as described above. The recording stack 16 can be easily grown epitaxially.
[0031]
It is preferable that the thickness of the non-magnetic intermediate layer 15 be within the above range, in order to improve the crystallinity and increase the crystallinity of the recording laminate 16. However, if the thickness is larger than 50 nm, the mirror image effect of the soft magnetic underlayer 12 is weakened, and the recording magnetic field is reduced. If the thickness is less than 1.0 nm, the crystallinity is low, and the crystallinity as a basis for epitaxial growth cannot be secured.
[0032]
The material of the non-magnetic intermediate layer 15 is changed to the first and second non-magnetic layers 16B. ₁ , 16B ₂ May be the same as the material. In this case, the first nonmagnetic layer 16B ₁ May be omitted. However, after the formation of the non-magnetic intermediate layer 15, the first non-magnetic layer 16B is transferred to another vacuum chamber. ₁ From the second magnetic layer 16A ₂ Are continuously formed in the same vacuum chamber, the first non-magnetic layer 16B is formed from the viewpoint of crystallinity. ₁ It is better not to omit.
[0033]
First non-magnetic layer 16B ₁ Is omitted, the nonmagnetic intermediate layer 15 and the first magnetic layer 16A formed thereon are ₁ The material for the non-magnetic intermediate layer 15 is selected so as to satisfy the following equation (2) for the same reason as the above equation (1).
0.001 ≦ | a ₃ -A ₁ | / A ₁ ≦ 0.05… (2)
Here, in equation (2), a ₁ Is the first magnetic layer 16A ₁ Lattice constant of a ₃ Is the lattice constant of the nonmagnetic intermediate layer 15.
[0034]
As the substrate 11, for example, a disc-shaped plastic substrate, a glass substrate, a NiP-plated aluminum alloy substrate, a silicon substrate, or the like can be used. Can be used.
[0035]
The soft magnetic underlayer 12 has a thickness of, for example, 100 nm to 2 μm and is selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B. It is made of a soft magnetic material having a high saturation magnetic flux density Bs, such as an amorphous or microcrystalline alloy containing at least one element, or a laminated film of these alloys. For example, FeAlSi, FeTaC, NiFeNb, CoCrNb, CoNbZr and the like are used. The soft magnetic underlayer 12 may be a multilayer film of a magnetic thin film and a non-magnetic thin film, for example, an Fe / C multilayer film.
[0036]
The soft magnetic underlayer 12 is formed by a plating method, a sputtering method, an evaporation method, a CVD method (chemical vapor deposition), or the like. The soft magnetic underlayer 12 is for absorbing the total magnetic flux from the single-pole head when recording with a single-pole head, and for saturation recording, the value of the product of the saturation magnetic flux density Bs and the film thickness Is preferably larger. Further, it is preferable that the soft magnetic underlayer 12 has high frequency characteristics of soft magnetism, for example, high frequency magnetic permeability. Recording at a high transfer rate becomes possible. When recording is performed using a ring-type head, the soft magnetic underlayer 12 may not be provided.
[0037]
The non-magnetic seed layer 13 is formed on the soft magnetic underlayer 12, and a material having good crystallinity is used as an underlayer of the soft magnetic seed layer 14 or the non-magnetic intermediate layer 15. The influence of the crystallinity, crystal grain size, and crystal structure of the soft magnetic underlayer 12 can be avoided, and the soft magnetic underlayer 12 can be adapted to the crystal structure of the recording laminate 16. In particular, a material having an fcc structure and growing in the [111] direction in a self-forming manner is preferable, and examples thereof include Ta, Pt, Ru, Pd, Cu, and Rh. The soft magnetic seed layer 14 formed on the nonmagnetic seed layer 13 can be epitaxially grown. The thickness of the nonmagnetic seed layer 13 is set in a range of 1 nm to 20 nm. If the thickness is more than 20 nm, the distance between the soft magnetic underlayer 12 and the magnetic head becomes excessive, and the mirror image effect is reduced. If the thickness is less than 1 nm, good crystallinity cannot be obtained. The nonmagnetic seed layer 13 need not be formed when this function is substituted by the nonmagnetic intermediate layer 15.
[0038]
The soft magnetic seed layer 14 is formed on the nonmagnetic seed layer 13 and is made of a soft magnetic material having an fcc structure and growing in the [111] direction. For example, a NiFe (permalloy) alloy, a CoNi alloy, Ni or the like can be used. The crystallinity is good by epitaxial growth, and the crystallinity can be inherited by the nonmagnetic intermediate layer 15. For the same reason as the non-magnetic seed layer 13, the thickness of the soft magnetic seed layer 14 is set in the range of 1 nm to 20 nm.
[0039]
The protective film 18 has a thickness of, for example, 0.5 nm to 10 nm (preferably, 0.5 nm to 5 nm), and is made of amorphous carbon, hydrogenated carbon, carbon nitride, or the like. The protective layer 18 is formed by a sputtering method, a CVD method, a vapor deposition method, an FCA method (Filtered Cathodic Arc method), or the like.
[0040]
The lubricating layer 19 has a thickness of 0.5 nm to 5 nm, and is made of, for example, a main chain lubricant of perfluoropolyether. The lubricating layer 19 is formed by a dipping method, a spin coating method, or a die coating method when the magnetic recording medium is in a tape shape.
[0041]
According to the present embodiment, the first and second magnetic layers 16A forming the recording laminated body 16 ₁ , 16A ₂ And the first nonmagnetic layer 16B ₁ Is epitaxially grown, and the difference in lattice constant of the a-axis perpendicular to the growth direction is set in the range of 0.1% to 5.0%, so that the perpendicular magnetic anisotropy constant increases, Increase. In addition, since the epitaxial layer is grown, the crystallinity is good, and the c-axis orientation of the magnetic layer is good. Therefore, the recording characteristics are improved, and high-density recording becomes possible.
[0042]
According to the present embodiment, the soft magnetic seed layer 14, the nonmagnetic intermediate layer 15, and the recording laminated body are formed on the nonmagnetic seed layer 13 whose growth direction is the [111] direction as a base layer. Since the layer 16 is epitaxially grown, the influence of the soft magnetic underlayer 12 can be avoided. Further, the total thickness of the nonmagnetic seed layer 13, the soft magnetic seed layer 14, and the nonmagnetic intermediate layer 15 can be suppressed. Therefore, the distance between the soft magnetic underlayer 12 and the magnetic head can be shortened, and the mirror image effect of the soft magnetic underlayer 12 can be increased.
[0043]
In the present embodiment, the configuration of the recording laminated body 16 is two pairs of a nonmagnetic layer and a magnetic layer. However, three or more pairs may be used. Any number of sets of two or more may be used as long as they are set within the range of the thickness and the range of the total thickness of the magnetic layer.
[First embodiment]
This example is for evaluating the relationship between the lattice mismatch between the nonmagnetic layer and the magnetic layer and the structure of the magnetic layer in a perpendicular magnetic recording medium having a nonmagnetic layer and a magnetic layer formed thereon. It is. In the present invention, there are two or more interfaces between the nonmagnetic layer and the magnetic layer, but the number of interfaces is set to one from the viewpoint of evaluation.
[0044]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the perpendicular coercive force and the lattice mismatch. The perpendicular magnetic recording medium of this embodiment has a non-magnetic layer Ru on a glass substrate. _100-X Cr _X Film (thickness: 20 nm) and magnetic layer Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) A film (thickness: 20 nm) is formed. In the figure, the vertical axis indicates the perpendicular coercive force measured by the Kerr effect, and the horizontal axis indicates the difference in lattice constant (a ₂ -A ₁ ) / A ₁ × 100 (%). Where a ₁ Is Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) lattice constant of a-axis of film, a ₂ Is Ru _100-X Cr _X The lattice constant of the a-axis of the film is shown. Note that Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) film is Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ 10 atomic% O film ₂ -A film was formed in an Ar atmosphere.
[0045]
FIG. 3 shows Ru of the perpendicular magnetic recording medium of this embodiment. _100-X Cr _X Film composition and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ It is a figure which shows the relationship of the structure of (O) film | membrane. Specifically, Ru _100-X Cr _X Co to film composition ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) film peak position (002), lattice constant, peak intensity, and c-axis anisotropic dispersion Δθ ₅₀ FIG. In the figure, "-" indicates that measurement is impossible. Note that an X-ray diffractometer was used for the measurement. Ru _100-X Cr _X X of the film is represented by vol%, and this composition was determined from the ratio of the film thickness after forming a Ru and Cr sputter target at a predetermined power for a certain period of time.
[0046]
Referring to FIGS. 2 and 3, Ru having an hcp structure (Ru ₁₀₀ Cr ₀ ), The perpendicular coercivity becomes Ru as the lattice mismatch becomes smaller. ₈₀ Cr ₂₀ Indicates the maximum. Ru before the lattice mismatch becomes zero ₄₀ Cr ₆₀ Then Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ The (002) peak of the (O) film disappeared. That is, Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) The crystallinity of the film was reduced. Therefore, it can be understood that the perpendicular coercive force can be improved in a range where the crystallinity of the magnetic layer is not reduced by lattice mismatch.
[0047]
Also, the anisotropic dispersion Δθ of the c-axis ₅₀ Looking at the relationship between and lattice mismatch, Ru ₁₀₀ Cr ₀ And Ru ₈₀ Cr ₂₀ It can be seen that the orientation of the c-axis is good although lattice mismatch has occurred.
[0048]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously improve the vertical coercive force and the vertical orientation due to lattice mismatch.
[0049]
[Second embodiment]
The perpendicular magnetic recording medium of this embodiment is the same as the magnetic layer of ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) Co instead of film ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ A film is used to evaluate the relationship between the lattice mismatch between the nonmagnetic layer and the magnetic layer and the structure of the magnetic layer, as in the first embodiment.
[0050]
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the relationship between the perpendicular coercive force and the lattice mismatch. The perpendicular magnetic recording medium of this embodiment has a non-magnetic layer Ru on a glass substrate. _100-X Cr _X Film (thickness: 20 nm) and magnetic layer Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ A film (thickness: 20 nm) was formed. In the figure, the vertical axis indicates the perpendicular coercive force measured by the Kerr effect, and the horizontal axis indicates the difference in lattice constant (a ₂ -A ₁ ) / A ₁ × 100 (%). Where a ₁ Is Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ Lattice constant of the a-axis of the film, a ₂ Is Ru _100-X Cr _X The lattice constant of the a-axis of the film is shown. As shown in FIG. ₂₀ Cr ₈₀ The film (with lattice mismatch of -1.8%) has the highest perpendicular coercive force. Ru ₂₀ Cr ₈₀ The film has a bcc structure and Ru ₂₀ Cr ₈₀ [110] orientation of film and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ The c-axis of the film corresponds.
[0051]
According to the present example, it can be seen that even when the nonmagnetic layer has the bcc structure, the magnetic layer having the hcp structure grows epitaxially and the perpendicular coercive force increases due to lattice mismatch.
[0052]
[Third embodiment]
FIG. 5 is a sectional view of the perpendicular magnetic recording medium according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a perpendicular magnetic recording medium 20 of the present embodiment has a CoNbZr film 22 (195 nm), a Ta film 23 (5.0 nm), a NiFe film 24 (5.0 nm), and a Ru film on a glass substrate 21. ₈₀ Cr ₂₀ Film 25 (21 nm), Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) Magnetic layer 26A ₁ ~ A ₄ (2.0 nm) and Ru ₈₀ Cr ₂₀ Non-magnetic layer 26B ₁ ~ B ₃ (5.0 nm), a carbon film 28 (4.0 nm), and a lubricating layer 29 (2.0 nm) were sequentially laminated.
[0053]
The recording laminate is Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ Magnetic layer (2.0 nm) and Ru ₈₀ Cr ₂₀ Nonmagnetic layers (5.0 nm) were alternately laminated, and each was composed of four layers and three layers. In the perpendicular magnetic recording medium of this example, a film was formed from the CoNbZr film to the carbon film by a sputtering method, the atmosphere was Ar, the pressure was 1 Pa, and the substrate temperature was 20 ° C. Further, Z-Dol (trade name, manufactured by Ausimont) was used for the lubricating layer. The numerical values in parentheses indicate the film thickness (the same applies hereinafter). As described with reference to FIG. 2, 3.2% of the lattice mismatch occurs at the interface between the magnetic layer and the non-magnetic layer in this embodiment.
[0054]
[First Comparative Example]
The perpendicular magnetic recording medium of this comparative example has a CoNbZr film (200 nm), a Ta film (5.0 nm), a Ru film (20 m), a Co film on a glass substrate. ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) A magnetic layer (20 nm), a carbon film (4.0 nm), and a lubricating layer (2.0 nm) were sequentially laminated.
[0055]
[Second comparative example]
The perpendicular magnetic recording medium of this comparative example was made of Co. ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) Co instead of (20 nm) ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ It was formed in the same manner as in the first comparative example except that the magnetic layer (20 nm) was used.
[0056]
[Third comparative example]
The perpendicular magnetic recording medium of this comparative example is an artificial lattice multilayer film composed of a CoZrTa film (300 nm), a Pd film (5.0 nm), a CoB film (0.3 nm) and a PdB film (1.0 nm) on a glass substrate. (16 sets, total thickness 20.9 nm), a carbon film (4.0 nm), and a lubricating layer (2.0 nm) were sequentially laminated.
[0057]
(Evaluation of c-axis orientation and magnetic anisotropy)
FIG. 6 shows the anisotropic dispersion Δθ of the c-axis of the perpendicular magnetic recording media according to the third embodiment, the first and second comparative examples. ₅₀ FIG. 3 is a diagram showing magnetic anisotropy dispersion. c-axis anisotropic dispersion Δθ ₅₀ Was measured using an X-ray diffractometer. For the magnetic anisotropy dispersion, a biaxial VSM (manufactured by RIKEN ELECTRONICS CO., LTD.) Was used, and the measurement sample had the above configuration except that the soft magnetic underlayer was not formed.
[0058]
Referring to FIG. 6, in the third embodiment, the anisotropic dispersion Δθ of the c-axis is shown. ₅₀ Is smaller than those of the first and second comparative examples, indicating that the c-axis orientation is good. The reason why the orientation is better than that of the perpendicular magnetic recording medium according to the first comparative example is that the third embodiment realizes epitaxial growth with good crystallinity by the seed layer of the Ta film and the NiFe film. Possible, and as a result, Ru ₈₀ Cr ₂₀ Film and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) It is considered that the orientation of the magnetic layer was improved.
[0059]
Meanwhile, in the third embodiment, as shown in FIG. 2, 3.2% of lattice mismatch occurs between the magnetic layer and the nonmagnetic layer. However, it can be seen that the lattice mismatch hardly affects the c-axis orientation.
[0060]
Regarding the magnetic anisotropic dispersion, the third embodiment has the smallest dispersion angle of 8 °. That is, it can be seen that the axis of easy magnetization (c-axis) is perpendicular and its distribution is narrow. Therefore, the above Δθ ₅₀ It can be seen that the vertical alignment was good as in the case of the result.
[0061]
Further, the perpendicular magnetic recording medium of the third embodiment has a larger anisotropic magnetic field than the perpendicular magnetic recording media of the first and second comparative examples. It can be seen that the anisotropic magnetic field is large due to lattice mismatch. Compared to the first comparative example, Ru in the case of the third embodiment ₈₀ Cr ₂₀ Film and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) Compared to the first comparative example in which there are four interfaces with the magnetic layer, the range in the thickness direction in which internal stress due to lattice mismatch is applied is substantially larger, and as a result, It is considered that the anisotropic magnetic field was large.
[0062]
(Evaluation of electromagnetic conversion characteristics)
Next, the electromagnetic conversion characteristics were evaluated. A single pole head having a track width of 0.5 μm was used as a recording head, and a spin valve head was used for reproduction. The relative speed between the perpendicular magnetic recording medium and the magnetic head is 16 m / s. The S / N at 400 kFCI and the recording density D50 at which the output was reduced by half with respect to the maximum output signal at a low recording density (about 50 kFCI) were measured. The overwrite indicates the ratio of the 50 kFCI signal output remaining after the 400 kFCI is overwritten to the signal output written at 50 kFCI.
[0063]
FIG. 7 is a diagram showing the electromagnetic conversion characteristics of the perpendicular magnetic recording media of the third embodiment and the first to third comparative examples. Referring to FIG. 7, the perpendicular magnetic recording medium of the third embodiment has a better S / N than the first to third comparative examples. Further, D50, which is an index of high-density recording in terms of linear recording density, is also better than the first to third comparative examples. Furthermore, in the third embodiment, overwriting is sufficiently ensured despite the highest anisotropic magnetic field. In particular, the third embodiment employs Ru ₈₀ Cr ₂₀ Non-magnetic and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) It can be seen that writability is good despite being a multilayer film with a magnetic layer.
[0064]
Therefore, the perpendicular magnetic recording medium of the third embodiment is excellent in noise characteristics (S / N), linear recording density (D50), and writability (overwrite), and enables high-density recording.
[0065]
(Evaluation of thermal fluctuation resistance)
Next, the temperature characteristics of the saturation magnetization and the coercive force were evaluated. Temperature characteristics of saturation magnetization and coercive force were measured at 50K and 293K using SQUID. The measurement sample had the above configuration except that the soft magnetic backing layer was not formed.
[0066]
FIG. 8 is a diagram illustrating temperature characteristics of the saturation magnetization and the coercive force. Referring to FIG. 8, the perpendicular magnetic recording medium according to the third embodiment has a saturation magnetization and a coercive force reduction ratio at a temperature of 293 K with respect to a temperature of 50 K which are smaller than those of the third comparative example in which the recording layer is an artificial lattice multilayer film. It can be seen that the size is smaller than that of the perpendicular magnetic recording medium. In the third embodiment, the CoB film (0.3 nm) of the third comparative example is compared with the Co layer forming the recording laminate. ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) It is considered that the magnetic layer is as thick as 2.0 nm and has three-dimensional exchange coupling, and as a result, the thermal fluctuation resistance is considered to be high.
[0067]
On the other hand, in the third embodiment, the reduction ratio of the saturation magnetization and the coercive force is larger than those of the first and second comparative examples. This is because the Co according to the first and second comparative examples ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ Magnetic layer or Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) The thickness of the magnetic layer is as thick as 20 nm. As described above, the magnetic layer having such a thickness deteriorates the S / N ratio and cannot be used at a high recording density.
[0068]
Therefore, the perpendicular magnetic recording medium of the third embodiment is Ru ₈₀ Cr ₂₀ Film and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ (O) S / N, D50, and overwrite are better than those of the first to third comparative examples each having one magnetic layer, and the saturation magnetization and coercive force are higher than those of the third comparative example. And the thermal fluctuation resistance is good. As a result, both good recording characteristics and thermal fluctuation resistance are achieved. As a result, the perpendicular magnetic recording medium of the third embodiment is capable of high-density recording, and has high reliability in holding information for a long time.
[0069]
(Second embodiment)
Next, an embodiment of the magnetic storage device of the present invention will be described with reference to FIG.
[0070]
FIG. 9 is a diagram illustrating a main part of the magnetic storage device according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the magnetic storage device 30 generally includes a housing 31. Inside the housing 31, a hub 32 driven by a spindle (not shown), a magnetic recording medium 33 fixed to and rotated by the hub 32, an actuator unit 34, and attached to the actuator unit 34 in a radial direction of the magnetic recording medium 33 An arm 35 to be moved, a suspension 36, and a perpendicular magnetic recording head 38 supported by the suspension 36 are provided.
[0071]
FIG. 10 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording head. Referring to FIG. 10, the perpendicular magnetic recording head 38 includes a single pole type recording head 42 and a reproducing head 44 using a GMR (Giant Magneto Resistive) element 43 on an Altic slider 40 via an alumina insulating layer 41. It has a formed configuration. The single-pole type recording head 42 includes a main pole 45 made of a soft magnetic material for applying a recording magnetic field to the perpendicular magnetic recording medium 33, a return yoke 46 magnetically connected to the main pole 45, and a main pole 45. The return yoke 46 includes a recording coil 48 for inducing a recording magnetic field. The reproducing head 44 includes a main magnetic pole 45 as a lower shield, a GMR element 43 formed on the main magnetic pole 44 via an alumina insulating layer 41, and an upper shield 49 further formed via the alumina insulating layer 41. It is configured. The single-pole type recording head 42 applies a recording magnetic field from the main magnetic pole 45 to the perpendicular magnetic recording medium 33 in the perpendicular direction, and forms magnetization in the perpendicular magnetic recording medium 33 in the perpendicular direction. In addition, the read head senses a magnetic field in which the magnetization of the perpendicular magnetic recording medium 33 leaks, and obtains information recorded on the perpendicular magnetic recording medium 33 by a change in the resistance value of the GMR element 43 corresponding to the direction. it can.
[0072]
The magnetic storage device 30 of the present embodiment is characterized by a perpendicular magnetic recording medium 33. The magnetic recording medium 33 is, for example, the perpendicular magnetic recording medium of the first embodiment or the third embodiment.
[0073]
The basic configuration of the magnetic storage device 30 is not limited to that shown in FIG. The perpendicular magnetic recording medium 33 used in the present invention is not limited to a magnetic disk but may be a magnetic tape. The perpendicular magnetic recording head 38 is not limited to the composite type and may be an independent type, and is not limited to the GMR element 43 and may be a TMR (Ferromagnetic Tunnel Junction Magneto Resistive) element.
[0074]
According to the present embodiment, since the perpendicular magnetic recording medium 33 has both good recording characteristics and resistance to thermal fluctuation, the magnetic storage device 30 can perform high-density recording and have a long-term reliability of information retention. have.
[0075]
Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes may be made within the scope of the present invention described in the claims. It is possible.
[0076]
In addition, the following supplementary notes are disclosed with respect to the above description.
(Supplementary Note 1) A perpendicular magnetic recording medium including a substrate and a recording laminated body formed above the substrate,
The recording laminate has a plurality of magnetic layers and a non-magnetic layer, and the magnetic layer and the non-magnetic layer are alternately and repeatedly laminated and epitaxially grown on each other,
A perpendicular magnetic recording medium, wherein the magnetic layer and the non-magnetic layer have different lattice constants of corresponding crystal axes in a plane perpendicular to the epitaxial growth direction.
(Supplementary Note 2) The perpendicular magnetic recording medium according to Supplementary Note 1, wherein the lattice constants of the crystal axes of the magnetic layer and the nonmagnetic layer have a relationship represented by the following expression (1).
0.001 ≦ | a ₂ -A ₁ | / A ₁ ≦ 0.05… (1)
(In the formula (1), a ₁ Is the lattice constant of the magnetic layer, a ₂ Is the lattice constant of the nonmagnetic layer)
(Supplementary Note 3) A nonmagnetic intermediate layer is further provided between the seed layer and the recording laminated body,
The recording laminate is epitaxially grown on the non-magnetic intermediate layer,
The magnetic layer and the non-magnetic intermediate layer have a lattice constant of a corresponding crystal axis in a plane perpendicular to the epitaxial growth direction having a relationship represented by the following expression (2). Perpendicular magnetic recording medium.
0.001 ≦ | a ₃ -A ₁ | / A ₁ ≦ 0.05… (2)
(In the formula (2), a ₁ Is the lattice constant of the magnetic layer, a ₃ Is the lattice constant of the nonmagnetic intermediate layer)
(Supplementary Note 4) A soft magnetic backing layer and a seed layer formed on the soft magnetic backing layer between the substrate and the nonmagnetic intermediate layer,
4. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 3, wherein the recording laminated body is epitaxially grown on the seed layer via a non-magnetic intermediate layer.
(Supplementary Note 5) A soft magnetic backing layer, a seed layer formed on the soft magnetic backing layer, and a nonmagnetic intermediate layer on the seed layer are further provided between the substrate and the recording laminate.
The recording laminate is epitaxially grown on the seed layer via a non-magnetic intermediate layer,
The seed layer includes a nonmagnetic seed layer and a crystalline soft magnetic seed layer formed on the nonmagnetic seed layer,
The perpendicular magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein the crystalline soft magnetic seed layer has an fcc structure, and an epitaxial growth direction is a [111] orientation.
(Supplementary Note 6) The perpendicular magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 1 to 5, wherein the nonmagnetic layer has a thickness selected from a range of 1.0 nm to 10 nm.
(Supplementary Note 7) The magnetic layer is made of a material selected from the group consisting of Co-based alloys including Co, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M, and M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or any of these. 7. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the perpendicular magnetic recording medium is an alloy.
(Supplementary Note 8) The magnetic layer is made of SiO ₂ , O, MgO, SiN, and Y-SiO ₂ 8. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 7, further comprising one kind of a nonmagnetic material consisting of:
(Supplementary Note 9) The nonmagnetic layer is formed of one of a group of Ru, Ti, Hf, Ta, and Co having an hcp structure, or further, Cr, V, Mo, W, Pt, Au, Ag, Cu, and B. 9. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, comprising at least one element from the group of:
(Supplementary Note 10) The nonmagnetic intermediate layer is one of a group of Ru, Ti, Hf, Ta, and Co having an hcp structure, or further includes Cr, V, Mo, W, Pt, Au, Ag, Cu, and 10. The perpendicular magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 3 to 9, wherein the perpendicular magnetic recording medium contains at least one element from the group B.
(Supplementary Note 11) The perpendicular magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 3 to 10, wherein the nonmagnetic layer and the nonmagnetic intermediate layer are made of the same material.
(Supplementary Note 12) The non-magnetic seed layer according to any one of Supplementary Notes 7 to 11, wherein the nonmagnetic seed layer is formed of at least one of a group of Ta, Pt, Ru, Pd, Cu, and Rh. Magnetic recording medium.
(Supplementary Note 13) A magnetic storage device comprising: the perpendicular magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 1 to 12; and a perpendicular magnetic recording head that performs recording and reproduction facing the perpendicular magnetic recording medium.
[0077]
【The invention's effect】
As is clear from the details described above, the perpendicular magnetic recording medium of the present invention is characterized in that the magnetic layer and the nonmagnetic layer constituting the recording laminate are epitaxially grown, and the nonmagnetic layer and the magnetic layer formed thereon are Have a lattice mismatch between them, the perpendicular magnetic anisotropy is large and the dispersion is small, and as a result, both good recording characteristics and resistance to thermal fluctuation are obtained. Therefore, a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic storage device capable of high-density recording can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic recording medium according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between a perpendicular coercive force and lattice mismatch.
FIG. 3 shows Ru _100-X Cr _X Film composition and Co ₇₁ Cr ₉ Pt ₂₀ It is a figure which shows the relationship of the structure of (O) film | membrane.
FIG. 4 is a diagram showing another example of the relationship between perpendicular coercive force and lattice mismatch.
FIG. 5 is a sectional view of a perpendicular magnetic recording medium according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows Δθ of the perpendicular magnetic recording media according to the third embodiment, the first and second comparative examples. ₅₀ FIG. 3 is a diagram showing magnetic anisotropy dispersion.
FIG. 7 is a diagram showing electromagnetic conversion characteristics of perpendicular magnetic recording media according to a third embodiment and first to third comparative examples.
FIG. 8 is a graph showing temperature characteristics of saturation magnetization and coercive force of perpendicular magnetic recording media according to a third embodiment and first to third comparative examples.
FIG. 9 is a diagram showing a main part of a magnetic storage device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording head.
[Explanation of symbols]
10, 20 perpendicular magnetic recording medium
11 Substrate
12 Soft magnetic underlayer
13 Non-magnetic seed layer
14 Soft magnetic seed layer
15 Non-magnetic intermediate layer
16, 26 recording laminate
16A ₁ First magnetic layer
16B ₁ First non-magnetic layer
16A ₂ Second magnetic layer
16B ₂ Second non-magnetic layer
18 Protective film
19 Lubrication layer

Claims (5)

基板と、該基板の上方に形成された記録積層体とよりなる垂直磁気記録媒体であって、
前記記録積層体は、複数の磁性層及び非磁性層を有し、前記磁性層と非磁性層が交互に繰り返して積層されると共に、互いにエピタキシャル成長してなり、
前記磁性層と非磁性層は、該エピタキシャル成長方向に対して垂直な面内において、対応する結晶軸の格子定数が互いに異なることを特徴とする垂直磁気記録媒体。A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording laminated body formed above the substrate,
The recording laminate has a plurality of magnetic layers and a non-magnetic layer, and the magnetic layer and the non-magnetic layer are alternately and repeatedly laminated and epitaxially grown on each other,
A perpendicular magnetic recording medium, wherein the magnetic layer and the non-magnetic layer have different lattice constants of corresponding crystal axes in a plane perpendicular to the epitaxial growth direction. 前記磁性層及び非磁性層の結晶軸の格子定数が下記式（１）の関係を有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
０．００１≦｜ａ_２−ａ_１｜／ａ_１≦０．０５ …（１）
（式（１）中、ａ_１は磁性層の格子定数、ａ_２は非磁性層の格子定数）2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the lattice constants of the crystal axes of the magnetic layer and the nonmagnetic layer have a relationship represented by the following equation (1).
0.001 ≦ | a ₂ −a ₁ | / a ₁ ≦ 0.05 (1)
(Lattice constant in the formula (1), _{a 1} is the lattice constant of the magnetic layer, _{a 2} nonmagnetic layer) 前記基板と記録積層体との間に、軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層と、該シード層上に非磁性中間層を更に有し、
前記記録積層体は、前記シード層上に非磁性中間層を介してエピタキシャル成長し、
前記シード層は、非磁性シード層と、該非磁性シード層上に形成された結晶質軟磁性シード層よりなり、
前記結晶質軟磁性シード層はｆｃｃ構造を有し、かつエピタキシャル成長方向が［１１１］方位であること特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録媒体。Between the substrate and the recording laminate, a soft magnetic backing layer, a seed layer formed on the soft magnetic backing layer, further comprising a non-magnetic intermediate layer on the seed layer,
The recording laminate is epitaxially grown on the seed layer via a non-magnetic intermediate layer,
The seed layer includes a nonmagnetic seed layer and a crystalline soft magnetic seed layer formed on the nonmagnetic seed layer,
3. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the crystalline soft magnetic seed layer has an fcc structure, and an epitaxial growth direction is a [111] direction. 前記非磁性層は、１．０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有することを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the nonmagnetic layer has a thickness selected from a range of 1.0 nm to 10 nm. 請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に対向して記録再生を行う垂直磁気記録ヘッドとを備えた磁気記憶装置。A magnetic storage device comprising: the perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 4; and a perpendicular magnetic recording head that performs recording and reproduction opposing the perpendicular magnetic recording medium.

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