JP2010086583A - Perpendicular magnetic recording medium and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直磁気記録方式のHDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like and a method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium.
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたHDDの面記録密度は年率100%程度の割合で増加し続けている。最近では、HDD等に用いられる2.5インチ径の磁気記録媒体にして、1枚あたり200GBを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには1平方インチあたり400GBを超える情報記録密度を実現することが求められる。 Various information recording techniques have been developed with the recent increase in information processing capacity. In particular, the surface recording density of HDDs using magnetic recording technology continues to increase at an annual rate of about 100%. Recently, an information recording capacity exceeding 200 GB has been required for a 2.5-inch diameter magnetic recording medium used for HDDs and the like. In order to meet such a demand, one square is required. It is required to realize an information recording density exceeding 400 GB per inch.
HDD等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録媒体が提案されている。垂直磁気記録方式は、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は従来の面内記録方式に比べて、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。 In order to achieve a high recording density in a magnetic recording medium used for an HDD or the like, a perpendicular magnetic recording medium of a perpendicular magnetic recording system has recently been proposed. The perpendicular magnetic recording system is adjusted so that the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is oriented in the direction perpendicular to the substrate surface. Compared to the conventional in-plane recording method, the perpendicular magnetic recording method can suppress the so-called thermal fluctuation phenomenon in which the thermal stability of the recording signal is lost due to the superparamagnetic phenomenon, and the recording signal disappears. Suitable for higher recording density.
垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、CoCrPt−SiO2垂直磁気記録媒体(非特許文献1参照)が提案されている。これは磁気記録層において、Coのhcp構造(六方最密結晶格子)の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、SiO2が偏析した非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造を構成し、磁性粒子の微細化と保磁力Hcの向上をあわせて図るものである。非磁性の粒界(磁性粒子間の非磁性部分)には酸化物を用いることが知られており、例えばSiO2、Cr2O3、TiO、TiO2、Ta2O5のいずれか1つを用いることが提案されている(特許文献1)。
上記の如く高記録密度化している磁気記録媒体であるが、今後さらなる記録密度の向上が要請されている。高記録密度化のために重要な要素としては、保磁力Hcや逆磁区核形成磁界Hnなどの静磁気特性の向上と、オーバーライト特性(OW特性)やSNRなどの電磁変換特性の向上、トラック幅の狭小化など様々なものがある。その中でもSNR(Signal to Noise Ratio:シグナルノイズ比)の向上は、面積の小さな記録ビットにおいても正確に且つ高速に読み書きするために重要である。 Although the magnetic recording medium has a higher recording density as described above, further improvement in the recording density is required in the future. Important factors for increasing the recording density include improvements in magnetostatic characteristics such as coercive force Hc and reverse domain nucleation magnetic field Hn, improvements in electromagnetic conversion characteristics such as overwrite characteristics (OW characteristics) and SNR, tracks There are various things such as narrowing the width. Among them, improvement of SNR (Signal to Noise Ratio) is important for reading and writing accurately and at high speed even in a recording bit having a small area.
SNRの向上は、主に磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ低減のために有効な要素としては、磁気記録層の結晶配向性の向上、磁性粒子の粒径の微細化、および磁性粒子の孤立化が挙げられる。中でも、磁性粒子の孤立化が促進されるとその交換相互作用を遮断されるため、ノイズを大幅に低減することができ、SNRを著しく向上させることが可能となる。 The SNR is improved mainly by reducing the magnetization transition region noise of the magnetic recording layer. Factors effective for noise reduction include improvement of the crystal orientation of the magnetic recording layer, refinement of the particle size of the magnetic particles, and isolation of the magnetic particles. Above all, when the isolation of magnetic particles is promoted, the exchange interaction is cut off, so that the noise can be greatly reduced and the SNR can be remarkably improved.
したがって、磁性粒子の孤立化を促進するために、チャンバー内の雰囲気ガスの圧力を所定圧力とした状態で磁気記録層を成膜するという手法が従来から用いられていた。これにより、成膜速度を低下させ、皮膜に微細な空孔を形成することで磁性粒子(結晶粒子)の孤立化を促進していた。しかし、皮膜に空孔が存在することにより、皮膜は粗な状態となる。その結果、皮膜強度が低下してしまい、磁気ヘッドとの接触による損傷や欠損が生じやすくなり、磁気記録媒体の信頼性低下を招いていた。 Therefore, in order to promote isolation of magnetic particles, a method of forming a magnetic recording layer in a state where the pressure of the atmospheric gas in the chamber is set to a predetermined pressure has been conventionally used. As a result, the film formation rate was reduced and the formation of fine pores in the film promoted the isolation of magnetic particles (crystal particles). However, the presence of pores in the film makes the film rough. As a result, the film strength is reduced, and damage and defects due to contact with the magnetic head are likely to occur, leading to a decrease in the reliability of the magnetic recording medium.
しかしながら、信頼性を向上するために皮膜を高密度化すると、磁性粒子の孤立化が阻害されるため、SNRが低下してしまう。したがって、現状では磁気記録媒体におけるSNRと信頼性はトレードオフの関係にあり、両性能を共に高めることは困難であった。このため、高いSNRを確保しつつ信頼性を向上する手法の確立が課題となっていた。 However, if the coating density is increased in order to improve the reliability, the isolation of the magnetic particles is hindered and the SNR is lowered. Therefore, at present, the SNR and the reliability of the magnetic recording medium are in a trade-off relationship, and it has been difficult to improve both performances. For this reason, establishment of a method for improving reliability while ensuring a high SNR has been an issue.
本発明は、このような課題に鑑み、グラニュラー層の皮膜の強度を高めることで信頼性を向上しつつ、高いSNRを確保することが可能な垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention provides a perpendicular magnetic recording medium and a method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium that can ensure high SNR while improving reliability by increasing the strength of the film of the granular layer. The purpose is to provide.
上述したように、成膜速度を調節すると、スパッタによる飛散粒子の運動エネルギーが変化し、堆積した膜の状態が変化することは明らかである。すなわち、グラニュラー層の成膜速度を速くすると、ディスク基体上に堆積した原子がその上を不規則に移動するマイグレーションが促進され皮膜が密な状態(高密度)となる。しかし、皮膜を高密度とすることにより、結晶粒子の孤立化が阻害されてしまう。逆に成膜速度を遅くすると、皮膜を粗な状態とし、結晶粒子の孤立化を促進できるが、磁気記録媒体の信頼性が低下してしまう。 As described above, when the film formation rate is adjusted, it is clear that the kinetic energy of the scattered particles due to sputtering changes and the state of the deposited film changes. That is, when the deposition rate of the granular layer is increased, migration in which atoms deposited on the disk substrate move irregularly is promoted, and the film is in a dense state (high density). However, the high density of the film inhibits the isolation of crystal particles. Conversely, when the film formation rate is slowed down, the film becomes rough and the isolation of crystal grains can be promoted, but the reliability of the magnetic recording medium is lowered.
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、磁気記録層等のグラニュラー構造を有するグラニュラー層の膜構成に着目した。すなわち、従来は一定の速度で成膜していたグラニュラー層を、成膜速度を変化させながら成膜することで、1つのグラニュラー層を、状態の異なる2つの皮膜から構成することが可能であると考えた。そして、さらに研究を重ねることにより、その成膜速度を調節することで2つの皮膜の状態を最適化することができ、高SNRを確保しつつ信頼性を向上するという課題の解決に有効であることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of extensive studies by the inventors in order to solve the above-described problems, attention was paid to the film structure of a granular layer having a granular structure such as a magnetic recording layer. That is, it is possible to form one granular layer from two films having different states by forming a granular layer, which has conventionally been formed at a constant rate, while changing the deposition rate. I thought. And by further research, the state of the two films can be optimized by adjusting the film formation rate, which is effective in solving the problem of improving the reliability while ensuring a high SNR. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の代表的な構成は、ディスク基体上に少なくとも、Co系合金からなり結晶粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を有するグラニュラー層を備える垂直磁気記録媒体において、グラニュラー層は、ディスク基体に成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜したことを特徴とする。 That is, in order to solve the above-described problems, a typical configuration of the perpendicular magnetic recording medium according to the present invention includes a granular layer having a granular structure in which crystal grains are grown in a columnar shape made of a Co-based alloy on a disk substrate. In the perpendicular magnetic recording medium provided, the granular layer is formed by changing the film formation speed on the disk substrate from a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed.
グラニュラー層成膜時の成膜速度を低速度とすることで、成膜後の皮膜(グラニュラー層)は、従来の成膜速度(以下「中速度」と称する。)で成膜した皮膜よりも密度が低い(以下「低密度」と称する。)皮膜となり、従来の皮膜よりも結晶粒子の孤立化が促進された皮膜となる。したがって、かかる低密度の皮膜をグラニュラー層に設けることにより、SNRの向上が可能となる。 By reducing the film formation rate during the formation of the granular layer, the film (granular layer) after film formation is more than the film formed at the conventional film formation speed (hereinafter referred to as “medium speed”). The film has a low density (hereinafter referred to as “low density”), and a film in which the isolation of crystal grains is promoted more than the conventional film. Therefore, the SNR can be improved by providing such a low-density coating on the granular layer.
またグラニュラー層の成膜時の成膜速度を高速度とすることで、成膜後の皮膜の密度は、従来の成膜速度(中速度)で成膜した皮膜よりも密度が高い(以下「高密度」と称する。)皮膜となり、従来の成膜速度(中速度)で成膜した皮膜(以下、「中密度の皮膜」と称する。)よりも皮膜強度が向上した皮膜となる。したがって、グラニュラー層にかかる高密度の皮膜を設けることにより、磁気記録媒体の信頼性を向上することができる。 In addition, by increasing the film formation rate during the formation of the granular layer, the density of the film after film formation is higher than that of the film formed at the conventional film formation rate (medium speed) (hereinafter “ This film is a film having a higher film strength than a film formed at a conventional film formation rate (medium speed) (hereinafter referred to as “medium density film”). Therefore, the reliability of the magnetic recording medium can be improved by providing a high-density coating on the granular layer.
故に上記構成によれば、グラニュラー層の成膜時に成膜速度を低速度から高速度で変化させた場合には、ディスク基体側に低密度の皮膜が、その上に高密度の皮膜が形成される。また、成膜速度を高速度から低速度で変化させた場合には、ディスク基体側に高密度の皮膜が、その上に低密度の皮膜が形成される。したがって、いずれの場合においてもグラニュラー層は、低密度の皮膜および高密度の皮膜で構成されることとなる。これにより、グラニュラー層に、低密度の皮膜を設けるとこで高SNRを確保し、高密度の皮膜を設けることで当該垂直磁気記録媒体の信頼性を向上することができ、高SNRを確保しつつ信頼性を向上することが可能となる。 Therefore, according to the above configuration, when the deposition rate is changed from low to high during the formation of the granular layer, a low-density coating is formed on the disk substrate side, and a high-density coating is formed thereon. The Further, when the film forming speed is changed from a high speed to a low speed, a high-density film is formed on the disk substrate side, and a low-density film is formed thereon. Therefore, in any case, the granular layer is composed of a low-density film and a high-density film. Accordingly, a high SNR can be secured by providing a low-density coating on the granular layer, and the reliability of the perpendicular magnetic recording medium can be improved by providing a high-density coating, while ensuring a high SNR. Reliability can be improved.
なお上述の如く、グラニュラー層における低密度および高密度の皮膜の上下の位置関係は限定されない。これは、高SNRを確保しつつ信頼性を向上するという本発明の課題を解決するためには、グラニュラー層が低密度の皮膜および高密度の皮膜からなる2層構成であることが重要であり、その上下の位置関係、すなわち低密度の皮膜および高密度の皮膜の成膜順序は本発明の課題を解決するための要素ではないからである。 As described above, the upper and lower positional relationships of the low-density and high-density coatings in the granular layer are not limited. In order to solve the problem of the present invention that improves the reliability while securing a high SNR, it is important that the granular layer has a two-layer structure including a low-density film and a high-density film. This is because the upper and lower positional relationship, that is, the film formation order of the low-density film and the high-density film is not an element for solving the problems of the present invention.
また、グラニュラー層を高密度の皮膜または低密度の皮膜のどちらか一方でのみで構成するのは好ましくない。例えば、グラニュラー層を高密度の皮膜のみで構成した場合、皮膜強度が向上するため、信頼性が著しく増大する。しかし、グラニュラー層の結晶粒子の孤立化が阻害されてしまい、SNRが著しく低下してしまう。また、グラニュラー層を低密度の皮膜のみで構成した場合、グラニュラー層の結晶粒子の孤立化は促進されているため、高SNRは確保される。しかし、低密度の皮膜は従来の皮膜よりも祖な状態のため、当該垂直磁気記録媒体の信頼性を向上させることができない。したがって、高SNRを確保しつつ信頼性を向上するためには、上記構成の如くグラニュラー層を高密度の皮膜および中密度の皮膜の2層で構成するべきである。 In addition, it is not preferable that the granular layer is composed of only one of the high-density film and the low-density film. For example, when the granular layer is composed of only a high-density film, the film strength is improved, and the reliability is remarkably increased. However, the isolation of crystal grains in the granular layer is hindered, and the SNR is significantly reduced. Further, when the granular layer is composed of only a low-density film, the isolation of the crystal particles in the granular layer is promoted, so that a high SNR is ensured. However, since the low density film is more profound than the conventional film, the reliability of the perpendicular magnetic recording medium cannot be improved. Therefore, in order to improve the reliability while ensuring a high SNR, the granular layer should be composed of two layers of a high-density film and a medium-density film as described above.
なお、グラニュラー層成膜時の成膜速度を変化させるための手法としては、成膜時の基板に印加する電圧であるバイアス電圧の調整、成膜時のターゲットに印加する電圧である成膜パワーの調整、成膜時のチャンバー内の雰囲気ガスの圧力の調整等を例示することができる。これらの群から1または複数を選択し、グラニュラー層の成膜時にこれらを調整することにより、成膜速度を所望の速度に変化させることが可能となる。 In addition, as a method for changing the film formation speed at the time of forming the granular layer, adjustment of a bias voltage which is a voltage applied to the substrate at the time of film formation, film formation power which is a voltage applied to the target at the time of film formation And adjustment of the pressure of the atmospheric gas in the chamber during film formation can be exemplified. By selecting one or a plurality from these groups and adjusting them during the formation of the granular layer, it is possible to change the deposition rate to a desired rate.
上記のバイアス電圧により成膜速度を変化させる場合、バイアス電圧を高くすることにより成膜速度を高速度に、バイアス電圧を低くすることにより成膜速度を低速度にすることができる。また成膜パワーにより成膜速度を変化させる場合、成膜パワーを高パワーとすることにより成膜速度を高速度に、成膜パワーを低パワーとすることにより成膜速度を低速度にすることができる。雰囲気ガスの圧力により成膜速度を変化させる場合、雰囲気ガスの圧力を高ガス圧とすることにより成膜速度を低速度に、雰囲気ガスの圧力を低ガス圧とすることにより成膜速度を高速度にすることができる。したがって、これらの手法により成膜速度を変化させ、成膜速度を高速度とすることで高密度の皮膜を、成膜速度を低速度とすることで低密度の皮膜を得ることができる。 When the film formation rate is changed by the bias voltage, the film formation rate can be increased by increasing the bias voltage, and the film formation rate can be decreased by decreasing the bias voltage. Also, when changing the deposition rate depending on the deposition power, increase the deposition power to a higher power by setting the deposition power to a higher power, and lower the deposition rate by lowering the deposition power. Can do. When changing the deposition rate by the atmospheric gas pressure, the deposition rate is lowered by setting the atmospheric gas pressure to a high gas pressure, and the deposition rate is increased by lowering the atmospheric gas pressure. Can be speed. Therefore, a high-density film can be obtained by changing the film-forming speed by these techniques and the film-forming speed is set high, and a low-density film can be obtained by setting the film-forming speed low.
上記のグラニュラー層は、非磁性グラニュラー層または磁気記録層であるとよい。 The granular layer is preferably a nonmagnetic granular layer or a magnetic recording layer.
非磁性グラニュラー層および磁気記録層は、Co系合金からなり結晶粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を有する層、すなわちグラニュラー層である。したがって、非磁性グラニュラー層または磁気記録層を成膜する際に成膜速度を上述したように変化させることで、かかる層を低密度の皮膜および高密度の皮膜の2層から構成させ、結晶粒子が孤立化した状態を維持し且つ皮膜強度を向上することができる。これにより、高SNRを確保しつつ信頼性を向上することが可能となる。 The nonmagnetic granular layer and the magnetic recording layer are a layer having a granular structure made of a Co-based alloy and having crystal grains grown in a columnar shape, that is, a granular layer. Therefore, when the non-magnetic granular layer or the magnetic recording layer is formed, the film formation rate is changed as described above, so that the layer is composed of two layers of a low-density film and a high-density film. Can be maintained in an isolated state and the film strength can be improved. Thereby, it is possible to improve the reliability while ensuring a high SNR.
なお、グラニュラー層を磁気記録層とすれば、直接的に磁気記録層の結晶粒子(磁性粒子)の孤立化を促進しつつ、皮膜の密度が高められる。したがって、磁気記録層の皮膜強度を向上させて磁気記録媒体の信頼性を向上し、且つ高SNRを確保することができる。また、グラニュラー層を非磁性グラニュラー層とすれば、非磁性グラニュラー層の結晶粒子の孤立化が促進され、その結晶粒子の上に磁気記録層の結晶粒子(磁性粒子)が成長するため、間接的に磁気記録層の結晶粒子の孤立化を促進することができる。そして、非磁性グラニュラー層の強度が向上することで、垂直磁気記録媒体全体としての強度が増大する。したがって、いずれにおいても磁気記録媒体の高SNRを確保し、且つ信頼性を向上することが可能となる。 If the granular layer is a magnetic recording layer, the density of the film can be increased while directly promoting the isolation of crystal grains (magnetic particles) of the magnetic recording layer. Therefore, the film strength of the magnetic recording layer can be improved, the reliability of the magnetic recording medium can be improved, and a high SNR can be ensured. Further, if the granular layer is a non-magnetic granular layer, the isolation of crystal grains in the non-magnetic granular layer is promoted, and the crystal grains (magnetic particles) in the magnetic recording layer grow on the crystal grains. In addition, isolation of crystal grains in the magnetic recording layer can be promoted. And the intensity | strength as the whole perpendicular magnetic recording medium increases because the intensity | strength of a nonmagnetic granular layer improves. Therefore, in any case, it is possible to secure a high SNR of the magnetic recording medium and improve the reliability.
上記のグラニュラー層は磁気記録層であり、磁気記録層は、第1磁気記録層および第2磁気記録層から構成され、少なくとも第2磁気記録層は、ディスク基体に成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜するとよい。 The granular layer is a magnetic recording layer, and the magnetic recording layer is composed of a first magnetic recording layer and a second magnetic recording layer. At least the second magnetic recording layer has a film formation speed on a disk substrate from a low speed. The film formation may be performed at a high speed or at a high speed to a low speed.
上記構成の如く、磁気記録層を第1磁気記録層および第2磁気記録層からなる2層構成とすることで、第1磁気記録層の結晶粒子から継続して第2磁気記録層の小さな結晶粒子が成長する。これにより、主記録層たる第2磁気記録層の微細化を図ることができ、SNRの向上が可能となる。 As described above, the magnetic recording layer has a two-layer configuration including the first magnetic recording layer and the second magnetic recording layer, so that the small crystal of the second magnetic recording layer continues from the crystal grains of the first magnetic recording layer. Particles grow. As a result, the second magnetic recording layer as the main recording layer can be miniaturized, and the SNR can be improved.
また第2磁気記録層を成膜する際に成膜速度を上述したように変化させることで、第2磁気記録層を低密度の皮膜および高密度の皮膜の2層構成とすることができる。これにより、第2磁気記録層の結晶粒子(磁性粒子)を孤立化させた状態とし且つ皮膜強度を向上することができる。したがって、高SNRを確保しつつ信頼性を向上することが可能となる。 Further, by changing the film formation rate as described above when forming the second magnetic recording layer, the second magnetic recording layer can have a two-layer structure of a low-density film and a high-density film. Thereby, the crystal grains (magnetic grains) of the second magnetic recording layer can be isolated and the film strength can be improved. Therefore, it is possible to improve reliability while ensuring a high SNR.
なお上記構成において、少なくとも第2磁気記録層の成膜時に成膜速度を変化させるとしたのは、磁気記録媒体に複数のグラニュラー層が存在する場合、主記録層たる第2磁気記録層の磁性粒子が孤立化した状態を維持することが、高SNRを確保するために最も有効だからである。更に、複数のグラニュラー層が存在する場合、ディスク基体側から見て最上位のグラニュラー層となるのは第2磁気記録層であるため、かかる第2磁気記録層の皮膜強度を向上することで、第2磁気記録層よりもディスク基体側に成膜された層を磁気ヘッドとの接触による損傷から防護することができる。したがって、磁気記録媒体の信頼性向上の観点から考えても、第2磁気記録層の成膜時に成膜速度を変化させ、その皮膜強度を向上することが最も好ましいからである。 In the above configuration, the film formation speed is changed at least when the second magnetic recording layer is formed. When there are a plurality of granular layers in the magnetic recording medium, the magnetic property of the second magnetic recording layer as the main recording layer is determined. This is because maintaining the isolated state of the particles is most effective for securing a high SNR. Furthermore, when there are a plurality of granular layers, the second granular magnetic recording layer is the uppermost granular layer when viewed from the disk substrate side, so that by improving the film strength of the second magnetic recording layer, The layer formed on the disk substrate side with respect to the second magnetic recording layer can be protected from damage due to contact with the magnetic head. Therefore, even from the viewpoint of improving the reliability of the magnetic recording medium, it is most preferable to improve the film strength by changing the film forming speed when forming the second magnetic recording layer.
上記の低速度の範囲は0.5〜1.5nm/secであり、高速度の範囲は3.5〜5.0nm/secであるとよい。成膜速度の低速度および高速度の値をかかる範囲内とすることで、上述した効果を最も効率的に得ることができる。 The low speed range is preferably 0.5 to 1.5 nm / sec, and the high speed range is preferably 3.5 to 5.0 nm / sec. The effects described above can be most efficiently obtained by setting the low film deposition rate and high deposition rate values within such ranges.
上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、ディスク基体上に、Co系合金からなり結晶粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を有するグラニュラー層を、ディスク基体に成膜速度を低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a typical configuration of a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention is to provide a granular layer having a granular structure made of a Co-based alloy and having crystal grains grown in a columnar shape on a disk substrate. The film is formed on the disk substrate by changing the film formation speed from a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed.
上述した、垂直磁気記録媒体の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該垂直磁気記録媒体の製造方法にも適用可能である。 The above-described components based on the technical idea of the perpendicular magnetic recording medium and the description thereof can also be applied to the method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium.
本発明によれば、グラニュラー層の皮膜の強度を高めることで信頼性を向上しつつ、高いSNRを確保することが可能な垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the perpendicular magnetic recording medium which can ensure high SNR, improving a reliability by raising the intensity | strength of the film | membrane of a granular layer, and a perpendicular magnetic recording medium can be provided. .
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(実施形態)
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体およびその製造方法の実施形態について説明した後に、本発明の特徴であるグラニュラー層における膜構成について詳細に説明する。
(Embodiment)
In this embodiment, first, an embodiment of a perpendicular magnetic recording medium and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described, and then a film configuration in a granular layer, which is a feature of the present invention, will be described in detail.
[垂直磁気記録媒体およびその製造方法]
図1は、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体100の構成を説明する図である。図1に示す垂直磁気記録媒体100は、ディスク基体110、付着層112、第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114c、前下地層116、第1下地層118a、第2下地層118b、非磁性グラニュラー層120、第1磁気記録層122a、第2磁気記録層122b、補助記録層124、媒体保護層126、潤滑層128で構成されている。なお第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114cは、あわせて軟磁性層114を構成する。第1下地層118aと第2下地層118bはあわせて下地層118を構成する。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとはあわせて磁気記録層122を構成する。
[Perpendicular magnetic recording medium and manufacturing method thereof]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a perpendicular
ディスク基体110は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体110を得ることができる。
As the
ディスク基体110上に、DCマグネトロンスパッタリング法にて付着層112から補助記録層124まで順次成膜を行い、媒体保護層126はCVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜することができる。この後、潤滑層128をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明する。
On the
付着層112はディスク基体110に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層114とディスク基体110との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層112は、ディスク基体110がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファス(非晶質)の合金膜とすることが好ましい。
The
付着層112としては、例えばCrTi系非晶質層、CoW系非晶質層、CrW系非晶質層、CrTa系非晶質層、CrNb系非晶質層から選択することができる。中でもCoW系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層112は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばCrTi層の上にCoW層またはCrW層を形成してもよい。またこれらの付着層112は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。
The
軟磁性層114は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層114は第1軟磁性層114aと第2軟磁性層114cの間に非磁性のスペーサ層114bを介在させることによって、AFC(Antiferro-magnetic exchange coupling:反強磁性交換結合)を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層114の磁化方向を高い精度で磁路(磁気回路)に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層114から生じるノイズを低減することができる。第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成としては、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoCrFeB、CoFeTaZrなどのCo−Fe系合金、[Ni−Fe/Sn]n多層構造のようなNi−Fe系合金などを用いることができる。
The soft magnetic layer 114 is a layer that temporarily forms a magnetic path during recording in order to pass magnetic flux in a direction perpendicular to the recording layer in the perpendicular magnetic recording method. The soft magnetic layer 114 is provided with AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a
前下地層116は非磁性の合金層であり、軟磁性層114を防護する作用と、この上に成膜される下地層118に含まれる六方最密充填構造(hcp構造)の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層116は面心立方構造(fcc構造)の(111)面がディスク基体110の主表面と平行となっていることが好ましい。また前下地層116は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。前下地層116の材質としては、Ni、Cu、Pt、Pd、Zr、Hf、Nb、Taから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ti、V、Cr、Mo、Wのいずれか1つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばfcc構造としてはNiW、CuW、CuCrを好適に選択することができる。
The pre-underlayer 116 is a non-magnetic alloy layer, and has an effect of protecting the soft magnetic layer 114 and the easy axis of the hexagonal close-packed structure (hcp structure) included in the underlayer 118 formed thereon. It has a function of orienting the disk in the vertical direction. The pre-underlayer 116 preferably has a (111) plane of a face-centered cubic structure (fcc structure) parallel to the main surface of the
下地層118はhcp構造であって、磁気記録層122のCoのhcp構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層118の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層118の結晶の(0001)面がディスク基体110の主表面と平行になっているほど、磁気記録層122の配向性を向上させることができる。下地層118の材質としてはRuが代表的であるが、その他に、RuCr、RuCoから選択することができる。Ruはhcp構造をとり、また結晶の格子間隔がCoと近いため、Coを主成分とする磁気記録層122を良好に配向させることができる。
The underlayer 118 has an hcp structure, and has a function of growing a Co hcp crystal of the magnetic recording layer 122 as a granular structure. Therefore, the higher the crystal orientation of the underlayer 118, that is, the more the (0001) plane of the crystal of the underlayer 118 is parallel to the main surface of the
下地層118をRuとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりRuからなる2層構造とすることができる。具体的には、下層側の第1下地層118aを形成する際にはArのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第2下地層118bを形成する際には、下層側の第1下地層118aを形成するときよりもArのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第1下地層118aによる磁気記録層122の結晶配向性の向上、および第2下地層118bによる磁気記録層122の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
When the underlayer 118 is made of Ru, a two-layer structure made of Ru can be obtained by changing the gas pressure during sputtering. Specifically, when forming the
また、ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ruの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Coの結晶粒子の微細化も可能となる。 Further, when the gas pressure is increased, the mean free path of the plasma ions to be sputtered is shortened, so that the film formation rate is slow and the film becomes rough, so that separation and refinement of Ru crystal particles can be promoted, Co crystal grains can also be made finer.
非磁性グラニュラー層120はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層118のhcp結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第1磁気記録層122a(または磁気記録層122)のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階(立ち上がり)から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層122の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラー層120の組成は、Co系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。なお、上記の非磁性グラニュラー層120のスパッタ時には、チャンバー内の雰囲気ガスの圧力を、1〜3Paとした。
The nonmagnetic
本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層120にCoCr−SiO2を用いる。これにより、Co系合金(非磁性の結晶粒子)の間にSiO2(非磁性物質)が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラー層120がグラニュラー構造となる。なお、CoCr−SiO2は一例であり、これに限定されるものではない。他には、CoCrRu−SiO2を好適に用いることができ、さらにRuに代えてRh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Au(金)も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒子(磁性グレイン)間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒子の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト(Co)と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素(SiOx)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrO2、Cr2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコン(ZrO2)、酸化タンタル(Ta2O5)を例示できる。
In the present embodiment, CoCr—SiO 2 is used for the nonmagnetic
なお本実施形態では、下地層188(第2下地層188b)の上に非磁性グラニュラー層120を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層120を設けずに垂直磁気記録媒体100を構成することも可能である。
In this embodiment, the nonmagnetic
磁気記録層122は、Co系合金、Fe系合金、Ni系合金から選択される硬磁性体の磁性粒子の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒子は、非磁性グラニュラー層120を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層122は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第1磁気記録層122aと、第2磁気記録層122bとから構成されている。これにより、第1磁気記録層122aの結晶粒子から継続して第2磁気記録層122bの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第2磁気記録層122bの微細化を図ることができ、SNRの向上が可能となる。なお、上記の第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bのスパッタ時には、チャンバー内の雰囲気ガスの圧力を2〜4Paとした。
The magnetic recording layer 122 has a columnar granular structure in which a nonmagnetic substance is segregated around a magnetic particle of a hard magnetic material selected from a Co-based alloy, an Fe-based alloy, and a Ni-based alloy to form a grain boundary. Yes. By providing the nonmagnetic
本実施形態では、第1磁気記録層122aにCoCrPt−Cr2O3を用いる。CoCrPt−Cr2O3は、CoCrPtからなる磁性粒(グレイン)の周囲に、非磁性物質であるCrおよびCr2O3(酸化物)が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒子は、非磁性グラニュラー層120のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
In this embodiment, CoCrPt—Cr 2 O 3 is used for the first
また第2磁気記録層122bには、CoCrPt−SiO2−TiO2を用いる。第2磁気記録層122bにおいても、CoCrPtからなる磁性粒(グレイン)の周囲に非磁性物質であるCrおよびSiO2、TiO2(複合酸化物)が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。
Also, CoCrPt—SiO 2 —TiO 2 is used for the second
更に本実施形態においては、第2磁気記録層122b成膜時に、成膜速度を低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させる。かかる低速度の範囲は0.5〜1.5nm/secであり、高速度の範囲は3.5〜5.0nm/secである。これにより、第2磁気記録層122bを低密度の皮膜および高密度の皮膜からなる2層の皮膜で構成することができる。したがって、低密度の皮膜により高SNRの維持を、高密度の皮膜により当該垂直磁気記録媒体100の信頼性の向上を図ることができ、高SNRを確保しつつ信頼性を向上することが可能となる。
Further, in the present embodiment, when the second
なお、上記のように成膜速度を変化させるために、本実施形態においては、第2磁気記録層122b成膜時にターゲットに印加する電圧である成膜パワーを調整した。かかる成膜パワーの範囲については、用いるスパッタリング装置により異なるため、成膜速度が上記の範囲内になるよう、スパッタリング装置ごとに適した範囲にするとよい。
In this embodiment, in order to change the deposition rate as described above, the deposition power, which is the voltage applied to the target when the second
また、本実施形態では上述した如く成膜パワーを調整することによって成膜速度を変化させたが、これに限定されるものではなく、成膜時の基板に印加する電圧であるバイアス電圧の調整、成膜時のチャンバー内の雰囲気ガスの圧力の調整等によっても成膜速度を所望の速度に変化させることが可能である。 In this embodiment, the film formation speed is changed by adjusting the film formation power as described above. However, the present invention is not limited to this, and adjustment of the bias voltage, which is a voltage applied to the substrate during film formation. The film formation speed can be changed to a desired speed also by adjusting the pressure of the atmospheric gas in the chamber during film formation.
なお、上記に示した第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bに用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、第1磁気記録層22aと第2磁気記録層22bで異なる材料(ターゲット)であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素(SiOx)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrXOY)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコン(ZrO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化ボロン(B2O3)等の酸化物を例示できる。また、BN等の窒化物、B4C3等の炭化物も好適に用いることができる。
The materials used for the first
さらに本実施形態では、第1磁気記録層122aにおいて1種類の、第2磁気記録層122bにおいて2種類の非磁性物質(酸化物)を用いているが、これに限定されるものではなく、第1磁気記録層122aまたは第2磁気記録層122bのいずれかまたは両方において2種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にSiO2およびTiO2を含むことが好ましい。したがって、本実施形態とは異なり、磁気記録層122が1層のみで構成される場合、かかる磁気記録層122はCoCrPt−SiO2−TiO2からなることが好ましい。
Furthermore, in this embodiment, one type of nonmagnetic material (oxide) is used in the first
補助記録層124は基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層124は磁気記録層122に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層124の材質としては、例えばCoCrPt、CoCrPtB、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層124は逆磁区核形成磁界Hnの調整、保磁力Hcの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、OW特性、およびSNRの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層124は垂直磁気異方性Kuおよび飽和磁化Msが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層124は磁気記録層122の上方に設けているが、下方に設けてもよい。
The
なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層124全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Crが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層124に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層122の粒界よりも面積が小さい(酸化物の含有量が少ない)ことが好ましい。補助記録層124の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層122のグラニュラー磁性粒と磁気的相互作用を有する(交換結合を行う)ことによってHnおよびHcを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびSNRを向上させていると考えられる。またグラニュラー磁性粒と接続する結晶粒子(磁気的相互作用を有する結晶粒子)がグラニュラー磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のOW特性を向上させるものと考えられる。
Note that “magnetically continuous” means that magnetism is continuous. “Substantially continuous” means that the magnetism may be discontinuous not by a single magnet but by grain boundaries of crystal grains when observed in the entire
媒体保護層126は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜して形成することができる。媒体保護層126は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体100を防護するための層である。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体100を防護することができる。
The medium
潤滑層128は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。PFPEは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層126表面のN原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層128の作用により、垂直磁気記録媒体100の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層126の損傷や欠損を防止することができる。
The
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体100を得ることができた。次に、本発明の特徴であるグラニュラー層における膜構成について説明する。
Through the above manufacturing process, the perpendicular
[グラニュラー層における膜構成]
既に述べた本実施形態において、Co系合金からなり結晶粒子が柱状に成長したグラニュラー構造を有する層は、非磁性グラニュラー層120、および磁気記録層122(第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b)である。したがって、本実施形態におけるグラニュラー層とは、非磁性グラニュラー層120、磁気記録層122(第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b)のことである。
[Membrane structure in granular layer]
In the above-described embodiment, the layer having a granular structure made of a Co-based alloy and having crystal grains grown in a columnar shape includes the nonmagnetic
上記のグラニュラー層の成膜時に、成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させる。なお、低速度の範囲は0.5〜1.5nm/secとし、高速度の範囲は3.5〜5.0nm/secとするとよい。このような成膜速度を変化させる、すなわち本実施形態においては成膜パワーを変化させる成膜工程を、いずれか一つのグラニュラー層を成膜する工程において行ってもよいし、複数または全てのグラニュラー層を成膜する工程において行ってもよい。また、2段または多段で成膜パワーを切り替えてもよいし、徐々に成膜パワーを変化させてもよい。 At the time of forming the granular layer, the film forming speed is changed from either a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed. The low speed range is preferably 0.5 to 1.5 nm / sec, and the high speed range is preferably 3.5 to 5.0 nm / sec. The film forming step of changing the film forming speed, that is, changing the film forming power in this embodiment may be performed in the step of forming any one granular layer, or a plurality or all of the granular layers may be performed. You may perform in the process of forming a layer. Further, the film formation power may be switched between two stages or multiple stages, or the film formation power may be gradually changed.
グラニュラー層を低速度(遅い成膜速度)で成膜した場合、すなわち低い成膜パワー(低パワー)において成膜した場合、成膜後の皮膜は、低密度(従来の中速度で成膜した中密度の皮膜よりも低い密度)の皮膜となり、結晶粒子の孤立化が促進される。したがって、グラニュラー層にかかる皮膜を設けることで高SNRの維持が可能となる。また、グラニュラー層を高速度(早い成膜速度)で成膜した場合、すなわち高い成膜パワー(高パワー)において成膜した場合、成膜後の皮膜は、高密度(従来の中速度で成膜した中密度の皮膜よりも高い密度)の皮膜となり、皮膜強度が著しく向上する。故に、グラニュラー層にかかる皮膜を設けることで垂直磁気記録媒体100の信頼性を向上することができる。
When a granular layer is formed at a low speed (slow film formation speed), that is, when a film is formed at a low film formation power (low power), the film after film formation is formed at a low density (conventional medium speed). The film has a density lower than that of the medium-density film, and the isolation of crystal grains is promoted. Therefore, it is possible to maintain a high SNR by providing a coating on the granular layer. In addition, when the granular layer is formed at a high speed (high film formation speed), that is, when the film is formed at a high film formation power (high power), the film after film formation has a high density (conventional medium speed). The film has a higher density than the medium-density film formed, and the film strength is remarkably improved. Therefore, the reliability of the perpendicular
したがって、成膜速度を低速度から高速度で変化させた場合には、グラニュラー層は、ディスク基体110側の低密度の皮膜、およびその上の高密度の皮膜からなる2層の皮膜で構成され、高速度から低速度で変化させた場合には、グラニュラー層は、ディスク基体110側の高密度の皮膜、およびその上の低密度の皮膜からなる2層の皮膜で構成されることとなる。すなわち、いずれの場合においてもグラニュラー層は、低密度の皮膜および高密度の皮膜で構成される。これにより、グラニュラー層の、低密度の皮膜による高SNRの維持、高密度の皮膜による当該垂直磁気記録媒体100の信頼性の向上を図ることができ、従来ではトレードオフの関係であった両性能を共に高めることが可能となる。
Therefore, when the film forming speed is changed from a low speed to a high speed, the granular layer is composed of a two-layer film consisting of a low-density film on the
なお、上記のグラニュラー層として磁気記録層122を選択した場合、直接的に磁気記録層122の結晶粒子(磁性粒子)の孤立化を維持しつつ、当該磁気記録層122の皮膜強度が高められる。グラニュラー層として非磁性グラニュラー層120を選択した場合、非磁性グラニュラー層120の結晶粒子の孤立化を維持することで、間接的に磁気記録層122の結晶粒子の孤立化を維持することができ、非磁性グラニュラー層120の皮膜強度を向上させることで、垂直磁気記録媒体100全体としての信頼性を増大する。したがって、いずれの場合においても垂直磁気記録媒体100の高SNRを確保し、且つ信頼性を向上することが可能となるが、磁気記録層122の結晶粒子の孤立化および皮膜強度の向上を効率的に行うためには、グラニュラー層として磁気記録層122を選択することが好ましい。
When the magnetic recording layer 122 is selected as the granular layer, the film strength of the magnetic recording layer 122 can be increased while maintaining isolation of crystal grains (magnetic particles) of the magnetic recording layer 122 directly. When the nonmagnetic
更に、本実施形態の如く磁気記録層122が第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bから構成される場合には、少なくとも第2磁気記録層122bは、成膜速度を低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜するとよい。これにより、第2磁気記録層122bを低密度の皮膜および高密度の皮膜の2層構成とし、第2磁気記録層122bの結晶粒子(磁性粒子)を孤立化させた状態とし且つ皮膜強度を向上することができる。したがって、高SNRを確保しつつ信頼性を向上することが可能となる。
Furthermore, when the magnetic recording layer 122 is composed of the first
なお、少なくとも第2磁気記録層122bの成膜時に成膜速度を変化させるとしたのは、主記録層たる第2磁気記録層122bの磁性粒子が孤立化した状態を維持することが、高SNRを確保するために最も有効であり、且つディスク基体110側から見て最上位のグラニュラー層である第2磁気記録層122bの皮膜強度を向上することで、第2磁気記録層122bよりもディスク基体110側に成膜された層を磁気ヘッドとの接触による損傷から防護することができるからである。
Note that the reason why the deposition rate is changed at least during the deposition of the second
したがって、磁気記録層122が第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bから構成される場合には、少なくとも第2磁気記録層122bの成膜時に成膜速度を変化させ、第2磁気記録層122bの磁性粒子が孤立化した状態を維持しつつ、その皮膜強度を向上することが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bの両方の層の成膜時に成膜速度を変化させてもよい。
Therefore, when the magnetic recording layer 122 is composed of the first
なお、上述した如くグラニュラー層における低密度の皮膜および高密度の皮膜の成膜順序、すなわち上下の位置関係は限定されない。これは、グラニュラー層が低密度の皮膜および高密度の皮膜からなる2層構成であれば、高SNRを確保しつつ信頼性を向上するという課題を解決できるからである。 As described above, the order of forming the low-density film and the high-density film in the granular layer, that is, the vertical positional relationship is not limited. This is because if the granular layer has a two-layer structure composed of a low-density coating and a high-density coating, the problem of improving the reliability while ensuring a high SNR can be solved.
また、グラニュラー層を高密度の皮膜または低密度の皮膜のどちらか一方でのみで構成するのは好ましくない。グラニュラー層を高密度の皮膜のみで構成すると、皮膜強度の向上により信頼性が著しく増大するが、グラニュラー層の結晶粒子の孤立化の阻害によりSNRが著しく低下してしまう。グラニュラー層を低密度の皮膜のみで構成すると、グラニュラー層の結晶粒子の孤立化の促進により高SNRは確保されるが、皮膜強度の不足により信頼性の確保がなされない。したがって、高SNRを確保しつつ信頼性を向上するためには、上記構成の如くグラニュラー層は高密度の皮膜および低密度の皮膜からなる2層構成とするべきである。 In addition, it is not preferable that the granular layer is composed of only one of the high-density film and the low-density film. When the granular layer is composed of only a high-density coating, the reliability is remarkably increased due to the improvement of the coating strength, but the SNR is remarkably lowered due to the inhibition of the isolation of the crystal particles in the granular layer. When the granular layer is composed only of a low-density coating, high SNR is ensured by promoting the isolation of crystal grains in the granular layer, but reliability is not ensured due to insufficient coating strength. Therefore, in order to improve the reliability while ensuring a high SNR, the granular layer should have a two-layer structure composed of a high-density film and a low-density film as described above.
更に、本実施形態では磁気記録層122においても第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bからなる2層構造となっているが、これに限定されるものではなく、磁気記録層122は単層であってもよい。
Further, in the present embodiment, the magnetic recording layer 122 also has a two-layer structure including the first
(実施例)
ディスク基体110上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にてAr雰囲気中で、付着層112から補助記録層124まで順次成膜を行った。付着層112は、CrTiとした。軟磁性層114は、第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成はCoFeTaZrとし、スペーサ層114bの組成はRuとした。前下地層116の組成はfcc構造のNiW合金とした。第1下地層118aは、所定圧力(低圧:例えば0.6〜0.7Pa)のAr雰囲気下でRu膜を成膜した。第2下地層118bは、所定圧力より高い圧力(高圧:例えば4.5〜7Pa)のAr雰囲気下でRu膜を成膜した。非磁性グラニュラー層120は、圧力1〜3PaのAr雰囲気下で成膜し、その組成は非磁性のCoCr−SiO2とした。第1磁気記録層122aは、圧力2〜4PaのAr雰囲気下で、粒界部に酸化物の例としてCr2O3を含有し、CoCrPt−Cr2O3のhcp結晶構造を形成した。第2磁気記録層122bは、圧力2〜4PaのAr雰囲気下で、ターゲットに印加する電圧である成膜パワーを、低パワーから高パワーまたは高パワーから低パワーのいずれかで変化させることにより、成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜し、粒界部に複合酸化物(複数の種類の酸化物)の例としてSiO2とTiO2を含有し、CoCrPt−SiO2−TiO2のhcp結晶構造を形成した。なお、低速度の範囲は0.5〜1.5nm/secとし、高速度の範囲は3.5〜5.0nm/secである。補助記録層124の組成はCoCrPtBとした。媒体保護層126はCVD法によりC2H4およびCNを用いて成膜し、潤滑層128はディップコート法によりPFPEを用いて形成した。
(Example)
On the
以下に、上記製造方法により得た垂直磁気記録媒体100を用いて、本発明の有効性を評価する。図2は、実施例および比較例の垂直磁気記録媒体100の性能評価を説明する図である。なお、実施例1は、成膜速度を低速度から高速度で変化させて第2磁気記録層122bを成膜した垂直磁気記録媒体100であり、実施例2は、成膜速度を高速度から低速度で変化させて第2磁気記録層122bを成膜した垂直磁気記録媒体100である。比較例は、成膜速度を変化させず、従来と同様に中速度一定で第2磁気記録層122bを成膜した垂直磁気記録媒体である。ここで、成膜速度の高速度とは3.5〜5.0nm/sec、中速度とは1.5〜3.5nm/sec、低速度とは0.5〜1.5nm/secの範囲である。
Hereinafter, the effectiveness of the present invention will be evaluated using the perpendicular
また、図2に示す信頼性は、信頼性試験の一つである腐食性試験(コロージョンテスト)により評価した。かかる腐食性試験では、温度90℃、湿度95%の環境下にて3日間経過後の実施例および比較例の垂直磁気記録媒体を、光学式表面欠陥解析装置(OSA:Optical Surface Analyzer)にて観測し、その表面の欠陥数を計数した。 Further, the reliability shown in FIG. 2 was evaluated by a corrosion test (corrosion test) which is one of reliability tests. In such a corrosive test, the perpendicular magnetic recording media of Examples and Comparative Examples after three days in an environment of a temperature of 90 ° C. and a humidity of 95% were subjected to an optical surface defect analyzer (OSA: Optical Surface Analyzer). Observed and counted the number of defects on the surface.
図2に示すように、実施例1における磁気記録層122は、第2磁気記録層122bのうち、第1磁気記録層122a側(ディスク基体110側)に低密度の皮膜、その上に高密度の皮膜という構成になる。また実施例2における磁気記録層122は、第2磁気記録層122bのうち、第1磁気記録層122a側(ディスク基体110側)に高密度の皮膜、その上に低密度の皮膜という構成になる。そして、比較例は、従来と同様に中密度の皮膜のみから構成される。
As shown in FIG. 2, the magnetic recording layer 122 in Example 1 has a low-density coating on the first
実施例および比較例のSNRの評価を参照すると、実施例1、実施例2、比較例の順にSNRの評価が高くなる。また、実施例および比較例の信頼性の評価を参照すると、比較例、実施例2、実施例1の順に高評価となる。 Referring to the evaluation of the SNR of the example and the comparative example, the evaluation of the SNR increases in the order of the example 1, the example 2, and the comparative example. Further, referring to the evaluation of reliability of the example and the comparative example, the evaluation becomes higher in the order of the comparative example, the example 2, and the example 1.
図3は、図2の評価の詳細を説明する図である。図3(a)は、実施例および比較例におけるSNRとトラック幅を示しており、図3(b)は、実施例および比較例における腐食性試験の結果を示している。なお、上記のトラック幅とは、垂直磁気記録媒体100の実際のトラック幅ではなく、記憶可能幅試験において求められたトラックプロファイルが所定の割合を示すトラックの幅である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the details of the evaluation of FIG. 3A shows the SNR and the track width in Examples and Comparative Examples, and FIG. 3B shows the results of the corrosive test in Examples and Comparative Examples. The track width described above is not the actual track width of the perpendicular
図3(a)に示すように、全体的に、実施例1および2は比較例よりもSNRが若干低下しているものの、実施例のすべての系列において垂直磁気記録媒体100の高記録密度化を図るには十分なSNRを得ている。また実施例2は、低密度の皮膜、すなわち高密度の皮膜よりも磁性粒子の孤立化が促進されている層が上層にあるため、実施例1よりも高いSNRを確保することができたと考えられる。
As shown in FIG. 3 (a), although the SNR is slightly lower in the first and second embodiments than in the comparative example as a whole, the recording density of the perpendicular
また図3(a)から、トラック幅においても、実施例(実施例1および実施例2)と比較例との差は最大で1.5nm程度であることから、実施例と比較例では、高記録密度化を妨げるほどの差は生じていない。 Further, from FIG. 3A, the difference between the example (Example 1 and Example 2) and the comparative example is about 1.5 nm at the maximum in the track width. There is no difference that hinders recording density.
図3(b)に示すように、実施例1、実施例2、比較例の順にコロージョンスポット数が増えている。このことから、実施例の如く成膜速度を変化させて第2磁気記録層122bを成膜することで、第2磁気記録層122bの皮膜強度を増大させることができ、これにより、コロージョンの発生を低下させ、垂直磁気記録媒体100の信頼性を向上させることが可能であることが理解できる。また実施例1は、高密度の皮膜、すなわち低密度の皮膜よりも強度が高い皮膜が上層にあるため、実施例2よりも高い信頼性を得ることができたと考えられる。
As shown in FIG. 3B, the number of corrosion spots increases in the order of Example 1, Example 2, and Comparative Example. From this, it is possible to increase the film strength of the second
上記説明した如く、本発明によれば、成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させてグラニュラー層を成膜することで、グラニュラー層を低密度の皮膜および高密度の皮膜の2つの皮膜で構成することができる。これにより、グラニュラー層の、低密度の皮膜による高SNRの維持、高密度の皮膜による信頼性の向上を図ることが可能となる。したがって、垂直磁気記録媒体100の高記録密度化をはかりつつ、その品質を更に向上することができる。
As described above, according to the present invention, the granular layer is formed by changing the film formation rate from either a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed. And two coatings of high density. Thereby, it becomes possible to maintain the high SNR of the granular layer by the low-density coating and to improve the reliability by the high-density coating. Therefore, it is possible to further improve the quality of the perpendicular
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although the suitable Example of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、垂直磁気記録方式のHDDなどに搭載される垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法として利用することができる。 The present invention can be used as a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD or the like and a method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium.
100…垂直磁気記録媒体、110…ディスク基体、112…付着層、114…軟磁性層、114a…第1軟磁性層、114b…スペーサ層、114c…第2軟磁性層、116…前下地層、118…下地層、118a…第1下地層、118b…第2下地層、120…非磁性グラニュラー層、122…磁気記録層、122a…第1磁気記録層、122b…第2磁気記録層、124…補助記録層、126…媒体保護層、128…潤滑層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記グラニュラー層は、前記ディスク基体に成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。 In a perpendicular magnetic recording medium comprising a granular layer having a granular structure made of a Co-based alloy and having crystal grains grown in a columnar shape on a disk substrate,
The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the granular layer is formed on the disk substrate by changing a film formation speed from a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed.
前記磁気記録層は、第1磁気記録層および第2磁気記録層から構成され、
少なくとも前記第2磁気記録層は、前記ディスク基体に成膜速度を、低速度から高速度または高速度から低速度のいずれかで変化させて成膜したことを特徴とする請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。 The granular layer is a magnetic recording layer;
The magnetic recording layer is composed of a first magnetic recording layer and a second magnetic recording layer,
2. The film formation method according to claim 1, wherein at least the second magnetic recording layer is formed on the disk substrate by changing a film formation speed from a low speed to a high speed or from a high speed to a low speed. Perpendicular magnetic recording medium.
前記高速度の範囲は3.5〜5.0nm/secであることを特徴とする請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。 The low speed range is 0.5 to 1.5 nm / sec,
2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the range of the high speed is 3.5 to 5.0 nm / sec.
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