CN114863952A - 磁记录介质、磁记录再生装置及磁记录介质的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供耐腐蚀性高的磁记录介质。本发明涉及的磁记录介质在非磁性基板上依次具备基底层、垂直磁性层、扩散防止层和保护层,上述垂直磁性层为多层结构,上述垂直磁性层的最上层在磁性粒子中包含Co或Fe,上述垂直磁性层的最上层以外的层的至少1层包含氧化物,上述扩散防止层设置于上述垂直磁性层与上述保护层之间,其包含选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上的成分、或它们的碳化物和氧化物的至少一者。
Description
技术领域
本发明涉及磁记录介质、磁记录再生装置以及磁记录介质的制造方法。
背景技术
作为用于记录各种数据并保存的记录介质,广泛使用磁记录介质。磁记录介质一般而言在非磁性基板上,依次层叠基底层、垂直磁性层、保护层而构成。
为了提高磁记录介质的记录密度,垂直磁性层的结晶取向性是重要的。因此,开发了使用在垂直磁性层上利用氧化物等覆盖柱状的磁性粒子的周围的、具有所谓粒状结构的磁性层的磁记录介质。
作为使用了具有这样的粒状结构的磁性层的磁记录介质,例如,公开了一种磁记录介质,其在非磁性基板上,至少设置控制正上方的层的取向性的取向控制层以及易磁化轴相对于非磁性基板主要垂直地取向的垂直磁性层,垂直磁性层由2层以上的磁性层形成,至少1层为包含Co作为主成分并且含有Pt的、包含氧化物的层,其它至少1层包含Co作为主成分并且含有Cr的、不含氧化物的层形成(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-310910号公报
发明内容
发明所要解决的课题
这里,伴随着磁记录再生装置的适用范围变宽,要求磁记录介质的记录密度的进一步的提高。作为提高磁记录介质的记录密度的方法,具有提高垂直磁性层的成膜温度,提高垂直磁性层的结晶取向性的方法。
然而,如果提高垂直磁性层的形成时的成膜温度,则构成垂直磁性层的元素扩散至构成磁记录介质的其它层,从而具有垂直磁性层的组成变动,产生磁特性的降低等这样的问题。特别是,垂直磁性层所包含的氧化物由于制造时的加热而热扩散至磁记录介质的表面,则具有通过该扩散通路而大气中的杂质侵入磁记录介质的内部,磁记录介质腐蚀这样的问题。
本发明的一方法的目的在于提供耐腐蚀性高的磁记录介质。
用于解决课题的方法
本发明的一方法涉及的磁记录介质在非磁性基板上,依次具备基底层、垂直磁性层、扩散防止层和保护层,上述垂直磁性层为多层结构,上述垂直磁性层的最上层在磁性粒子中包含Co或Fe,上述垂直磁性层的最上层以外的层的至少1层包含氧化物,上述扩散防止层设置于上述垂直磁性层与上述保护层之间,包含选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上的成分、或它们的碳化物和氧化物的至少一者。
发明的效果
根据本发明的一方法,能够提供耐腐蚀性高的磁记录介质。
附图说明
图1为表示本实施方式的磁记录介质的结构的一例的截面示意图。
图2为表示本实施方式的磁记录介质的结构的一例的截面示意图。
图3为表示本实施方式的磁记录再生装置的一例的概略图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式进行详细地说明。另外,为了使说明的理解变得容易,各附图中对于同一构成要素附上同一符号,省略重复的说明。此外,附图中的各构件的比例尺有时与实际不同。在本说明书中,表示数值范围的波浪线“~”只要没有特别的规定,是指包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值。
<第1实施方式>
[磁记录介质]
对于本发明的第1实施方式涉及的磁记录介质进行说明。本实施方式涉及的磁记录介质在非磁性基板上,从非磁性用基板侧依次层叠而具备软磁性层、种子(seed)层、基底层、垂直磁性层、扩散防止层和保护层,垂直磁性层包含CoCr系合金。
图1为表示本实施方式涉及的磁记录介质的构成的一例的概略截面图。如图1所示那样,磁记录介质10从非磁性基板11侧依次层叠而具备非磁性基板11、软磁性层12、种子层13、基底层14、垂直磁性层15、扩散防止层16和保护层17。
作为构成非磁性基板11的材料,可举出例如,AlMg合金等Al合金、钠玻璃、硅铝酸盐系玻璃、无定形玻璃类、硅、钛、陶瓷、蓝宝石、石英、树脂等。这些之中,优选为Al合金、结晶玻璃、无定形玻璃等玻璃。
软磁性层12设置于非磁性基板11上,在磁记录介质10记录信号时,具有引导来自磁头的记录磁场,对于垂直磁性层15高效地施加记录磁场的垂直成分的功能。
作为构成软磁性层12的材料,可举出例如,FeCo系合金、CoZrNb系合金、CoTaZr系合金等软磁性合金等。
软磁性层12优选具有无定形结构。由此,能够提高软磁性层12的表面平滑性,其结果是能够降低磁头的上浮量,能够进一步提高磁记录介质10的记录密度。
另外,可以介由Ru膜等非磁性层,将软磁性层12多层成膜,制成反铁磁性交换结合(AFC)膜。
软磁性层12的厚度的合计通过磁记录介质10的记录再生特性与OW(Over Write)特性的平衡而适当决定,优选为20nm~120nm。
种子层13设置于软磁性层12上,具有提高基底层14的(002)面取向性的功能。
作为构成种子层13的材料,优选使用hcp结构、fcc结构、无定形结构的材料,可举出例如,Ru系合金、Ni系合金、Co系合金、Pt系合金、Cu系合金等。
种子层13的厚度优选为0.5nm~20nm的范围内,更优选为3nm~10nm的范围内。通过使种子层13的厚度在上述优选的范围内,从而能够使基底层14稳定地(002)面取向。
基底层14设置于种子层13上,基底层14具有提高垂直磁性层15的(002)面取向性的功能。
作为构成基底层14的材料,能够使用具有hcp结构的Ru或它们的合金。
基底层14的平均结晶粒径优选为6nm~20nm的范围内,更优选为6nm~8nm的范围内。
基底层14的厚度能够适当设计,例如,优选为5nm~30nm。
垂直磁性层15设置于基底层14上,记录信息。垂直磁性层15为由最上层151和最上层以外的层152形成的多层结构,本实施方式中,垂直磁性层15包含CoCr系合金,因此最上层151在磁性粒子中包含Co,最上层以外的层152包含氧化物。最上层以外的层152在包含多个层的情况下,最上层以外的层152的至少1层只要包含氧化物即可。
作为构成垂直磁性层15的材料,例如,在垂直磁性层15不含氧化物的情况下,可举出CoCr、CoCrPt、CoCrPtB等。作为构成垂直磁性层15的材料,在垂直磁性层15包含氧化物的情况下,可举出CoCrPt-B2O3、CoCrPt-SiO2、CoCrPt-Cr2O3、CoCrPt-TiO2、CoCrPt-ZrO2、CoCrPt-Nb2O5、CoCrPt-Ta2O5、CoCrPt-TiO2等。
在垂直磁性层15包含氧化物的情况下,通过氧化物包围CoCr系合金的结晶粒的周围以形成粒状结构,从而CoCr系合金的结晶粒彼此的磁的相互作用变小,噪声减少。
作为软磁性层12、种子层13、基底层14和垂直磁性层15的成膜方法,能够使用DC磁控管溅射法或RF溅射法。
在将软磁性层12、种子层13、基底层14和垂直磁性层15成膜时,可以根据需要,使用RF(Radio Frequency)偏压、DC偏压、脉冲DC、脉冲DC偏压等。
作为反应性气体,可以使用O2气体、H2O气体、N2气体等。
溅射气体压力以使各层的特性成为最佳的方式适当调整,通常为0.1Pa~30Pa左右的范围内。
扩散防止层16设置于多层结构的垂直磁性层15与保护层17之间,具有防止垂直磁性层15所包含的氧化物扩散至磁记录介质10的表面的功能。扩散防止层16通过防止垂直磁性层15所包含的氧化物扩散至磁记录介质10的表面,从而磁记录介质10的腐蚀通路消失,能够提高耐腐蚀性。
根据本申请发明人的研究,着眼于通过制造磁记录介质10时的非磁性基板11的加热,垂直磁性层15所包含的氧化物通过垂直磁性层15、保护层17的结晶晶界等扩散至表层部。而且,通过此时的扩散通路,大气中的杂质侵入至磁记录介质10的内部,腐蚀构成磁记录介质10的各层。特别是,作为磁记录介质10的表层部易于扩散的物质,具有Co的氧化物、Fe的氧化物,着眼于抑制它们的扩散是重要的。
因此,研究了在垂直磁性层15与保护层17之间设置特定的组成的扩散防止层16。扩散防止层16基本上为没有参与信息记录的层,因此如果设置于垂直磁性层15与磁头之间,则远离两者间的距离,成为信息读写的障碍。因此,扩散防止层16即使为薄膜,也防止上述氧化物的扩散,并且需要获得垂直磁性层15的最上层151与保护层17的高密合性和晶格整合性。
本申请发明人研究满足它们的物质,发现了作为扩散防止层16,能够使用选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上、或它们的碳化物或氧化物。具体而言,作为单体,可举出Si、Ti、Cr、B、Ru等,作为它们的碳化物,可举出SiC、TiC、Cr23C6、Cr7C3、B4C、RuC等,作为它们的氧化物,可举出TiO2、Cr2O3、B2O3、RuO2、RuO4等。
扩散防止层16所包含的、Si、Ti、Cr、B和Ru的含量从抑制氧化物的扩散方面考虑,优选为0.5at%~10at%,更优选为2at%~4at%。
扩散防止层16的层厚从防止氧化物的扩散,并且尽量变薄这样的观点考虑,优选为0.02nm~0.4nm,更优选为0.4nm~2nm。
扩散防止层16优选进一步含有氧化钴或氧化铁。如上述那样,磁记录介质10的表层部易于扩散的物质具有Co的氧化物和Fe的氧化物,但是通过扩散防止层16含有这些物质,从而能够提高氧化物的扩散防止效果。
作为氧化钴、氧化铁的具体例,可举出CoO、Fe2O3、FeO等。
氧化钴、氧化铁的含量优选为0.1mol%~4mol%。
扩散防止层16优选进一步含有C。如果扩散防止层16包含C,则能够提高垂直磁性层15的最上层151与保护层17的密合性以及晶格整合性。另外,作为C,具有扩散防止层16的形成时的成膜气体、来自靶标的析出物、来自保护层17的扩散物等。
C的含量优选为20at%以上。
扩散防止层16能够由溅射法等公知的方法形成。通过提高扩散防止层16的结晶性,从而薄膜化,提高与扩散防止层16相接的层的密合性和晶格整合性,因此能够使用反应性溅射、离子注入、离子蚀刻等。
在使用反应性溅射,形成包含Si的扩散防止层16的情况下,使用Si、SiC、SiO2、Si-Co、SiO2-Co、SiO2-CoO、SiC-CoO等靶标,在溅射气体中添加氧,使用RF溅射法、DC磁控管溅射法等作为成膜方法,从而能够形成包含Si的扩散防止层16。
在使用离子注入,形成包含Si的扩散防止层16的情况下,向垂直磁性层15的成膜表面离子注入Si。作为Si源,优选使用包含有机硅化合物的气体。有机硅化合物除了Si以外包含C,因此能够在扩散防止层16中有效率地包含C。此外,有机硅化合物包含H,因此能够将成膜空间的等离子体进行活化。因此,扩散防止层16能够具有高结晶性。
此外,在使用离子注入的情况下,通过在垂直磁性层15的表面形成Si膜、Si-Co膜等之后,将氧离子或碳离子等注入至Si膜、Si-Co膜等,从而也能够形成包含Si的扩散防止层16。
在使用离子蚀刻,形成包含Si的扩散防止层16的情况下,通过在垂直磁性层15的表面形成Si膜、Si-Co膜等之后,使用氧离子或碳离子等将膜表面进行蚀刻,从而也能够形成包含Si的扩散防止层16。
此外,将垂直磁性层15的表面利用包含有机硅化合物的气体进行蚀刻也是有效的。有机硅化合物包含C,因此能够在扩散防止层16中有效率地包含C。
在扩散防止层16包含Ti、Cr、B、Ru等的情况下,能够使用与上述包含Si的情况同样的制造方法等。
保护层17具有保护磁记录介质10不受由于磁头与磁记录介质10的接触带来的损伤等的功能。
保护层17能够包含碳。
作为保护层17的成膜方法,能够使用例如,溅射法、等离子体CVD法、离子束法等。
保护层17的厚度优选为1nm~10nm,更优选为2nm~6nm。
本实施方式涉及的磁记录介质10在非磁性基板11上依次具备基底层14、垂直磁性层15、扩散防止层16和保护层17,使垂直磁性层15为多层结构,垂直磁性层15的最上层151在磁性粒子中包含Co或Fe,垂直磁性层15的最上层以外的层152包含氧化物。而且,扩散防止层16设置于垂直磁性层15与保护层17之间,包含选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上的成分、或它们的碳化物和氧化物的至少一者。由此,通过防止垂直磁性层15所包含的氧化物扩散至磁记录介质10的表面,从而能够降低磁记录介质10的腐蚀通路。由此,磁记录介质10能够具有高耐腐蚀性。
磁记录介质10能够使扩散防止层16所包含的、Si、Ti、Cr、B和Ru的含量为0.5at%~10at%。由此,能够抑制Co的氧化物、Fe的氧化物扩散至磁记录介质10的表层部,由此能够更确实地抑制构成磁记录介质10的各层的腐蚀的进行。由此,磁记录介质10能够进一步提高耐腐蚀性。
磁记录介质10能够使扩散防止层16的层厚为0.02nm~0.4nm。由此,能够抑制Co的氧化物、Fe的氧化物扩散至磁记录介质10的表层部,因此能够更确实地抑制构成磁记录介质10的各层的腐蚀的进行,并且能够抑制扩散防止层16的厚度的增大。由此,磁记录介质10能够进一步提高耐腐蚀性,并且能够实现薄膜化。
磁记录介质10能够在扩散防止层16包含氧化钴或氧化铁。氧化钴或氧化铁即使在氧化物之中,也是特别易于扩散至磁记录介质10的表层部的物质,通过扩散防止层16包含它们的氧化物,从而能够提高氧化物的扩散防止效果。由此,磁记录介质10能够更确实地提高耐腐蚀性。
磁记录介质10能够在扩散防止层16包含C。通过扩散防止层16包含C,从而能够提高垂直磁性层15的最上层151与保护层17的密合性和晶格整合性,因此磁记录介质10能够提高垂直磁性层15与保护层17的密合性。
<磁记录再生装置>
对于使用了本实施方式涉及的磁记录介质的磁记录再生装置进行说明。图3为表示本实施方式的磁记录再生装置的一例的立体图。如图3所示那样,磁记录再生装置30能够具有:磁记录介质31、用于使磁记录介质31旋转的磁记录介质驱动部32、前端部具备近场光产生元件的磁头33、用于使磁头33移动的磁头驱动部34、以及记录再生信号处理部35。磁记录介质31使用上述本实施方式涉及的磁记录介质10和20。
磁记录再生装置30将磁记录介质31的中心部安装于主轴电动机的旋转轴,一边磁头33上浮移动至通过主轴电动机而旋转驱动的磁记录介质31的面上,一边对于磁记录介质31进行信息的写入或读出。
本实施方式涉及的磁记录再生装置30通过使用本实施方式涉及的磁记录介质10或20,从而能够抑制磁记录介质10或20的腐蚀,因此能够具有高耐久性。
<第2实施方式>
对于本发明的第2实施方式涉及的磁记录介质进行说明。本实施方式涉及的磁记录介质在非磁性基板上从非磁性用基板侧依次层叠而具备种子层、基底层、垂直磁性层、扩散防止层和保护层,基底层由多个层构成,垂直磁性层包含FePt系合金和CoPt系合金的至少一者。
图2为表示本实施方式涉及的磁记录介质的构成的一例的概略截面图。如图2所示那样,磁记录介质20从非磁性用基板21侧依次层叠而具备非磁性基板21、种子层22、基底层23、垂直磁性层24、扩散防止层25和保护层26。基底层23从非磁性用基板1侧依次层叠而具备第1基底层23-1和第2基底层23-2。另外,非磁性基板21、扩散防止层25和保护层26与上述图1所示的第1实施方式涉及的磁记录介质10所具备的、非磁性基板11、扩散防止层16和保护层17同样,因此省略它们的说明。
种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2优选与垂直磁性层24晶格整合。由此,垂直磁性层24的(001)取向性进一步提高。
作为种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2,能够使用例如,(100)取向的Cr、W、MgO等。通过将种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2由(100)取向的Cr、W、MgO等形成,使这些层为多层结构,从而能够使种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的各层之间的晶格失配为10%以下。
为了使第1基底层23-1和第2基底层23-2确实地(100)取向,可以在种子层22、第1基底层23-1或第2基底层23-2下,进一步形成具有bcc结构的Cr层或将Cr作为主成分的Cr合金层、或者具有B2结构的合金层。
作为形成Cr合金层的Cr合金,可举出Cr-Mn合金、Cr-Mo合金、Cr-W合金、Cr-V合金、Cr-Ti合金、Cr-Ru合金等。
作为具有B2结构的合金,可举出Ru-Al合金、Ni-Al合金等。
此外,种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的至少1层可以包含氧化物。由此,种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的至少1层能够提高与垂直磁性层24的晶格整合性。
作为氧化物,可举出例如,选自由Ni、Cr、Mo、Nb、Ta、V和W所组成的组中的1种以上的金属的氧化物等。这些之中,作为优选的金属的氧化物,可举出NiO、CrO、Cr2O3、CrO3、MoO2、MoO3、Nb2O5、Ta2O5、V2O3、VO2、WO2、WO3、WO6等。
种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的至少1层中的氧化物的含量优选为2mol%~30mol%的范围内,更优选为10mol%~25mol%的范围内。如果种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的至少1层中的氧化物的含量在上述优选范围内,则能够进一步提高垂直磁性层24的(001)取向性,并且能够进一步提高种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的至少1层的(100)取向性。
作为形成第1基底层23-1的材料,例如,能够使用Ti的含量为50at%,剩余部分为Co的CoTi系合金。第1基底层23-1的厚度例如,优选为30nm~100nm,更优选为50nm左右。
作为形成第2基底层23-2的材料,例如,能够使用NiO。第2基底层23-2的厚度例如,优选为3nm~10nm,更优选为5nm左右。
作为种子层22、第1基底层23-1和第2基底层23-2的形成方法,能够使用溅射法等公知的方法。
垂直磁性层24设置于第2基底层23-2上,包含FePt系合金或CoPt系合金。
垂直磁性层24包含具有L10型晶体结构的合金,优选成为(001)取向。
具有L10型结构的合金优选具有高磁各向异性常数Ku,为了促进合金的规则化,优选成膜时进行加热处理。
垂直磁性层24具有记录信息的功能,由多层结构构成。垂直磁性层24在包含FePt系合金、CoPt系合金的情况下,垂直磁性层24的最上层241为在磁性粒子中包含Co或Fe,最上层以外的层242包含氧化物的构成。最上层以外的层242在包含多个层的情况下,最上层以外的层242的至少1层只要包含氧化物即可。
最上层151的磁性粒子所包含的Co或Fe可以为FePt系合金、CoPt系合金的Co、Fe,可以为除此以外的合金的Co、Fe。例如,可以在具有L10型结构的、包含FePt系合金、CoPt系合金的磁性层上,设置Co磁性层、Fe磁性层、CoCr系磁性层、CoCrPt系磁性层。这些磁性层可以形成hcp结构、bcc结构。
垂直磁性层24所包含的、最上层以外的层152优选成为包含具有L10型结构的FePt系合金、CoPt系合金的磁性粒子以及选自由SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、GeO2、MnO、TiO、ZnO、B2O3所组成的组中的1种以上的氧化物的结构。由此,更确实地切断结晶粒子间的交换结合,能够进一步提高磁记录介质20的信号噪声比(SNR)。
垂直磁性层24具体而言,例如,能够使用(Fe-45at%Pt)-8mol%SiO2-4mol%Cr2O3系合金(SiO2的含量为8mol%,Cr2O3的含量为4mol%,剩余部分(Pt的含量为45at%,剩余部分为Fe)的合金)。
垂直磁性层24所包含的磁性粒子的平均粒径从增大记录密度的观点考虑,优选为10nm以下。一般而言,如果磁性粒子的平均粒径变小,则易于受到磁性层44刚写入磁信息之后的热波动的影响。
另外,磁性粒子的平均粒径能够使用TEM观察图像来决定。例如,能够由TEM的观察图像,测定200个磁性粒子的粒径(等效圆直径),将累计值50%时的粒径作为平均粒径。这里,磁性粒子的平均晶界宽度优选为0.3nm~2.0nm。
垂直磁性层24的厚度优选为1nm~20nm,更优选为3nm~15nm。如果垂直磁性层24的厚度在上述优选的范围内,则能够提高再生输出,并且能够抑制结晶粒子的肥大化。另外,在垂直磁性层24具有多层结构的情况下,垂直磁性层24的厚度是指全部层的合计的厚度。
种子层22、第1基底层23-1、第2基底层23-2和垂直磁性层24都能够使用溅射法等公知的方法来成膜。
本实施方式涉及的磁记录介质20在非磁性基板21上依次具备基底层23、垂直磁性层24、扩散防止层25和保护层26,使垂直磁性层24为多层结构,垂直磁性层24的最上层241在磁性粒子中包含Co或Fe,垂直磁性层24的最上层以外的层242包含氧化物。而且,扩散防止层25具有与第1实施方式涉及的磁记录介质10的扩散防止层16同样的构成,因此防止扩散防止层25所包含的氧化物扩散至磁记录介质20的表面,从而能够降低磁记录介质20的腐蚀通路。由此,磁记录介质20与磁记录介质10同样,能够具有高耐腐蚀性。
扩散防止层25具有与第1实施方式涉及的磁记录介质10的扩散防止层16同样的构成,因此磁记录介质20与磁记录介质10同样,能够发挥以下效果。
即,磁记录介质20能够使扩散防止层25所包含的、Si、Ti、Cr、B和Ru的含量为0.5at%~10at%。由此,能够抑制Co的氧化物、Fe的氧化物扩散至磁记录介质20的表层部,因此能够更确实地抑制构成磁记录介质20的各层的腐蚀的进行。由此,磁记录介质20能够进一步提高耐腐蚀性。
磁记录介质20能够使扩散防止层25的层厚为0.02nm~0.4nm。由此,能够抑制Co的氧化物、Fe的氧化物扩散至磁记录介质20的表层部,因此能够更确实地抑制构成磁记录介质20的各层的腐蚀的进行,并且能够抑制扩散防止层25的厚度的增大。由此,磁记录介质20能够进一步提高耐腐蚀性,并且能够实现薄膜化。
磁记录介质20能够在扩散防止层25中包含氧化钴或氧化铁。氧化钴或氧化铁为即使在氧化物中,也特别易于扩散至磁记录介质20的表层部的物质,通过在扩散防止层25包含它们的氧化物,从而能够提高氧化物的扩散防止效果。由此,磁记录介质20能够更确实地提高耐腐蚀性。
磁记录介质20能够在扩散防止层25包含C。通过扩散防止层25包含C,从而能够提高垂直磁性层24的最上层241与保护层26的密合性以及晶格整合性,由此磁记录介质20能够提高垂直磁性层24与保护层26的密合性。
实施例
以下,显示实施例和比较例以具体地说明实施方式,但是实施方式不受这些实施例和比较例的限定。
<实施例1>
[磁记录介质的制作]
通过以下方法,制作磁记录介质。
将洗涤完的外径2.5英寸的玻璃制的非磁性基板(HOYA公司制)收容于DC磁控管溅射装置(C-3040,ANELVA公司制)的成膜室内,将成膜室内进行排气以使到达真空度成为1×10-5Pa。
接下来,使用Cr-50at%Ti(Ti的含量50at%,剩余部分Cr)的靶标,将厚度10nm的密合层形成于非磁性基板上。
接下来,使用Co-20at%Fe-5at%Zr-5at%Ta(Fe的含量20at%,Zr的含量5at%,Ta的含量5at%,剩余部分Co)的靶标,使非磁性基板的温度为100℃以下,将厚度25nm的软磁性层形成于密合层上。
接下来,使用Ru的靶标,使厚度0.7nm的Ru层作为非磁性层,形成于软磁性层上。
接下来,使用Co-20at%Fe-5at%Zr-5at%Ta的靶标,使非磁性基板的温度为100℃以下,将厚度25nm的软磁性层形成于Ru层上,作为软磁性基底层。
接下来,使用Ni-6at%W(W的含量6at%,剩余部分Ni)的靶标和Ru的靶标,依次在软磁性基底层上分别形成厚度5nm的Ni-6at%W层和厚度20nm的Ru层,作为取向控制基底层。
接下来,使用91mol%(Co-15at%Cr-18at%Pt)-6mol%SiO2-3mol%TiO2(Cr的含量15at%,Pt的含量18at%,剩余部分Co的合金的含量91mol%,SiO2的含量6mol%,TiO2的含量3mol%)的靶标,将厚度9nm的具有粒状结构的垂直磁性层形成于取向控制基底层上。此时,将溅射压力设为2Pa。
接下来,使用88mol%(Co-30at%Cr)-12mol%TiO2(Cr的含量30at%,剩余部分Co的合金的含量8mol%,TiO2的含量12mol%)的靶标,将厚度0.3nm的具有粒状结构的非磁性层形成于垂直磁性层上。
接下来,使用92mol%(Co-11at%Cr-18at%Pt)-5mol%SiO2-3mol%TiO2(Cr的含量11at%,Pt的含量18at%,剩余部分Co的合金的含量92mol%,SiO2的含量5mol%,TiO2的含量3mol%)的靶标,将厚度6nm的具有粒状结构的垂直磁性层形成于非磁性层上。此时,将溅射压力设为2Pa。
接下来,使用Co-11at%Cr-18at%Pt(Cr的含量11at%,Pt的含量18at%,剩余部分Co的合金)的靶标,形成厚度10nm的垂直磁性层。此时,将溅射压力设为0.6Pa。另外,形成垂直磁性层时的基板温度为310℃。
接下来,通过对于使用Co-11at%Cr-18at%Pt的靶标而制作的垂直磁性层的表面进行离子注入,从而形成扩散防止层。反应气体中,离子注入时,反应气体为将四甲基硅烷(C4H12Si)与氩的混合气体(C4H12Si:Ar=1:10)利用RF等离子体进行离子化而进行。
接下来,通过离子束法进行保护层的形成,扩散防止层与保护层的合计的厚度成为2.6nm。
在形成保护层之后,利用XPS研究扩散防止层,结果形成厚度0.1nm的3mol%C-SiO2-3mol%CoO(SiO2为3mol%,CoO为3mol%,剩余部分为C)层。另外,认为扩散防止层所包含的CoO为来自垂直磁性层的扩散物,C为来自四甲基硅烷的析出物和来自保护层的扩散物。
接下来,通过浸渍法,在保护层上形成由全氟聚醚形成的润滑层,获得了磁记录介质。
将构成磁记录介质的、垂直磁性层的种类和成膜温度、扩散防止层的组成、厚度、形成方法、靶标的种类和形成所使用的气体、以及扩散防止层与保护层的合计的厚度示于表1中。
[性能]
(耐腐蚀性)
在90℃,90%RH的环境下,将磁记录介质放置96小时之后,使用光学式表面检查机,计数磁记录介质的表面所产生的腐蚀斑点[个/面],评价耐腐蚀性。此时,将检测精度设定为直径5μm以上。将腐蚀斑点的测定结果示于表1中。
<实施例2~10>
实施例1中,以表1所示的条件制作扩散防止层,除此以外,与实施例1同样地进行。
<实施例11>
实施例1中,将[磁记录介质的制作]变更为以下方法,除此以外,与实施例1同样地进行。
[磁记录介质的制作]
在耐热玻璃基板上,依次成膜为厚度50nm的、由50at%Cr-50at%Ti(50at%Cr-50at%Ti合金)形成的基底层以及厚度25nm的、由75at%Co-20at%Ta-5at%B合金形成的软磁性基底层。接下来,将基板加热直至250℃之后,成膜为厚度10nm的Cr基底层。成膜使用DC磁控管溅射法。
接下来,使用RF溅射法,成膜为厚度2nm的MgO基底层。
接下来,将基板加热直至520℃之后,使用DC磁控管溅射法,成膜为厚度5nm的由82mol%(52at%Fe-48at%Pt)-18mol%SiO2形成的垂直磁性层,厚度3nm的由52at%Fe-48at%Pt形成的垂直磁性层。
接下来,通过对于FePt垂直磁性层的表面进行离子注入,从而形成扩散防止层。反应气体中,离子注入时,反应气体为将四甲基硅烷(C4H12Si)与氩的混合气体(C4H12Si:Ar=1:10)利用RF等离子体进行离子化来进行。
接下来,通过离子束法进行保护层的形成,扩散防止层与保护层的合成的厚度成为2.2nm。
形成保护层之后,将扩散防止层利用XPS进行研究,结果形成厚度0.15nm的3SiO2-2Fe2O3-C(SiO2为3mol%,Fe2O3为2mol%,剩余部分为C)层。另外,认为扩散防止层所包含的Fe2O3为来自垂直磁性层的扩散物,C为来自四甲基硅烷的析出物和来自保护层的扩散物。
接下来,通过浸渍法,在保护层上形成由全氟聚醚形成的润滑层,获得了磁记录介质。
<实施例12~19>
实施例11中,以表1所示的条件制作扩散防止层,除此以外,与实施例11同样地进行。
<比较例1、2>
实施例1中,[磁记录介质的制作]时没有形成扩散防止层,将保护层的膜厚变更为2.4nm,除此以外,与实施例1同样地进行。此外,使垂直磁性层的形成温度在比较例1中为290℃,比较例2中为310℃。
<比较例3>
实施例11中,[磁记录介质的制作]时没有形成扩散防止层,将保护层的膜厚变更为2.2nm,除此以外,与实施例11同样地进行。
将各实施例和比较例的、构成磁记录介质的、垂直磁性层的种类和成膜温度、扩散防止层的组成、厚度、形成方法、靶标的种类和形成所使用的气体以及、扩散防止层与保护层的合计的厚度、腐蚀斑点的测定结果示于表1中。
[表1]
由表1,实施例1~实施例19中,腐蚀斑点为108个/面以下。另一方面,比较例1~3中,腐蚀斑点为150个/面以上。
实施例1~实施例19的磁记录介质与比较例1~3的磁记录介质不同,确认了通过在垂直磁性层与保护层之间,具备包含选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上的成分,或它们的碳化物和氧化物的至少一者的扩散防止层,从而能够降低腐蚀斑点的数目,能够提高耐腐蚀性。因此,可以说本实施方式涉及的磁记录介质能够有效地用于磁记录再生装置。
如以上那样,说明了实施方式,但是上述实施方式为作为例子来提示,本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式能够以其它各种形态来实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种组合、省略、置换、变更等。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中,并且包含于权利要求所记载的发明和其均等的范围内。
符号的说明
10、20、31 磁记录介质
11、21 非磁性基板
12 软磁性层
13、22 种子层
14 基底层
15、24 垂直磁性层
151、241 最上层
152、242 最上层以外的层
16、25 扩散防止层
17、26 保护层
23-1 第1基底层
23-2 第2基底层
30 磁记录再生装置
32 磁记录介质驱动部
33 磁头
34 磁头驱动部
35 记录再生信号处理部。
Claims (8)
1.一种磁记录介质,其在非磁性基板上依次具备基底层、垂直磁性层、扩散防止层和保护层,
所述垂直磁性层为多层结构,
所述垂直磁性层的最上层在磁性粒子中包含Co或Fe,
所述垂直磁性层的最上层以外的层的至少1层包含氧化物,
所述扩散防止层设置于所述垂直磁性层与所述保护层之间,包含选自由Si、Ti、Cr、B和Ru所组成的组中的1个以上的成分、或它们的碳化物和氧化物的至少一者。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质,所述扩散防止层所包含的Si、Ti、Cr、B和Ru的含量为0.5at%~10at%。
3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质,所述扩散防止层的层厚为0.02nm~0.4nm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的磁记录介质,所述扩散防止层包含氧化钴或氧化铁。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的磁记录介质,所述扩散防止层包含C。
6.一种磁记录再生装置,其具备权利要求1~5中任一项所述的磁记录介质。
7.一种磁记录介质的制造方法,其为权利要求1~5中任一项所述的磁记录介质的制造方法,
使用反应性溅射、离子注入或离子蚀刻,形成所述扩散防止层。
8.根据权利要求7所述的磁记录介质的制造方法,
在使用离子注入的情况下,
使用包含有机硅化合物的气体作为Si源,形成所述扩散防止层。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2021-016196 | 2021-02-04 |
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