JP2000327491A - Inorganic compound thin film, magnetic recording medium and magnetic recorder - Google Patents

Inorganic compound thin film, magnetic recording medium and magnetic recorder

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JP2000327491A
JP2000327491A JP11129758A JP12975899A JP2000327491A JP 2000327491 A JP2000327491 A JP 2000327491A JP 11129758 A JP11129758 A JP 11129758A JP 12975899 A JP12975899 A JP 12975899A JP 2000327491 A JP2000327491 A JP 2000327491A
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magnetic
inorganic compound
compound thin
recording medium
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Japanese (ja)
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Fumiyoshi Kirino
文良 桐野
Nobuyuki Inaba
信幸 稲葉
Teruaki Takeuchi
輝明 竹内
Koichiro Wakabayashi
康一郎 若林
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Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the distribution of the crystal grain sizes of a magnetic recording film formed on a thin film by forming the thin film in such a manner that the thin film has a honeycomb structure which is regular hexagonal in the crystal portions of the thin film and is regularly arrayed with the crystal particles two-dimensionally in a direction parallel to a substrate and that the structure and texture of the aggregate of the crystal particles consist of the aggregate of a geometrically self-analogous shape. SOLUTION: Preferably the texture of the inorganic compound thin film is columnar and the form of the aggregate of the crystal particles has a flactal property. The materials of the crystalline portions are preferably >=1 kinds among cobalt oxide, nickel oxide and iron oxide. The amorphous material enclosing the crystalline material is preferably >=1 kinds among silicon oxide, aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide and tantalum oxide. The magnetic thin film is epitaxially grown in the inorganic compound thin film from the crystal particle portions. The regulation of the distribution of the crystal particle sizes of the magnetic recording film for magnetic recording media is made possible and the noise and thermal fluctuation of a magnetic disk may be lessened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を記録、再
生、消去を行う情報記録装置にかかり、特に、20Gb/inc
h2を超える超高密度の情報の記録が可能な磁気記録装置
に用いる磁気ディスクならびに磁気記録媒体の構造に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information recording apparatus for recording, reproducing and erasing information, and more particularly, to an information recording apparatus for recording information at 20 Gb / inc.
greater than h 2 on the structure of the magnetic disk and the magnetic recording medium used for magnetic recording apparatus capable of recording extra-high density information.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。これを支える情報記録
装置の1つに磁気ディスク装置がある。現在、磁気ディ
スク装置は、記録密度を向上させつつ小型化が図られて
いる。それと並行して、ディスク装置の低価格化が急速
に進められている。ところで、磁気ディスクの高密度化
を実現するためには、1)ディスクと磁気ヘッドとの距
離をつめること、2)媒体の保磁力を増大させること、
3)信号処理方法を工夫することなどが必須の技術であ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable progress in the advanced information society, and multimedia in which various forms of information are integrated has rapidly spread. One of the information recording devices that support this is a magnetic disk device. At present, the magnetic disk drive is being downsized while improving the recording density. At the same time, the cost of disk devices has been rapidly reduced. By the way, in order to realize the high density of the magnetic disk, 1) shorten the distance between the disk and the magnetic head, 2) increase the coercive force of the medium,
3) It is an essential technology to devise a signal processing method.

【0003】中でも、磁気記録媒体においては、高密度
記録を実現するために、保磁力の増大が必須である。こ
れに加えて、10Gb/in2を超える記録密度を実現するため
には、磁化反転が生じる単位を小さくしなければならな
い。そのためには、磁性粒子のサイズを微細化すること
が必要である。さらに、磁性粒子のサイズの微細化と同
時に、そのサイズの分布を低減することが、熱揺らぎの
観点から重要となってきている。これらを実現する方法
として、磁性膜の下にシード薄膜を設けることが提案さ
れている。その一例としてUSP-4652499をあげることが
できる。
[0003] Above all, in a magnetic recording medium, an increase in coercive force is indispensable in order to realize high-density recording. In addition, in order to achieve a recording density exceeding 10 Gb / in 2 , the unit in which magnetization reversal occurs must be reduced. For that purpose, it is necessary to reduce the size of the magnetic particles. Further, it has become important to reduce the size distribution of the magnetic particles while minimizing the size distribution of the magnetic particles from the viewpoint of thermal fluctuation. As a method for realizing these, it has been proposed to provide a seed thin film under the magnetic film. One example is USP-4652499.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
磁気記録媒体の結晶粒子サイズを金属薄膜を下地膜に用
いることにより粒子サイズの分布を抑制したものであ
る。しかし、その結果として、10Gb/in2を超える記録密
度を実現するためには、粒子サイズの分布が熱揺らぎや
ノイズを低減するには必ずしも十分ではなく、特に、小
さな磁性粒子については熱揺らぎが生じ、逆に、大きな
粒子については装置として駆動させた場合にノイズの原
因になる場合があった。
In the above prior art,
The crystal grain size of the magnetic recording medium is reduced by using a metal thin film as a base film to suppress the grain size distribution. However, as a result, in order to realize the recording density exceeding 10Gb / in 2 is not necessarily sufficient for the distribution of the particle size is reduced thermal fluctuation or noise, in particular, thermal fluctuation for small magnetic particles Conversely, large particles may cause noise when driven as an apparatus.

【0005】そこで、本発明の第1の目的は、2次元的に
ハニカム構造を有し、その形態がフラクタル性を有する
無機化合物薄膜上にじき記録膜を形成することにより、
磁気記録媒体用の磁気記録膜の結晶粒子サイズの分布を
抑制することが可能になり、磁気ディスクのノイズや熱
揺らぎを低減し、超高密度の記録が可能な磁気ディスク
およびそのディスクを用いた磁気記録装置を提供するこ
とにある。本発明の第2の目的は、作製した磁気記録用
媒体の結晶粒子の形態が下地膜の形態を反映した規則配
列をした材料を提供し、磁気記録装置におけるノイズを
低下させることにある。本発明の第3の目的は、磁気記
録媒体用の磁気記録膜の結晶粒子サイズの分布を抑制す
ることにより磁気記録媒体の磁性膜の耐食性を向上させ
た磁気記録媒体を提供することにより、高信頼性を有す
る磁気ディスクを提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to form a recording film on an inorganic compound thin film having a two-dimensional honeycomb structure and having a fractal property,
It is possible to suppress the crystal grain size distribution of a magnetic recording film for a magnetic recording medium, reduce noise and thermal fluctuation of a magnetic disk, and use a magnetic disk capable of recording at an ultra-high density and the disk. An object of the present invention is to provide a magnetic recording device. A second object of the present invention is to provide a material in which the crystal grains of the manufactured magnetic recording medium have a regular arrangement reflecting the shape of the underlayer, and reduce noise in the magnetic recording device. A third object of the present invention is to provide a magnetic recording medium in which the corrosion resistance of the magnetic film of the magnetic recording medium is improved by suppressing the distribution of crystal grain size of the magnetic recording film for the magnetic recording medium. An object of the present invention is to provide a magnetic disk having reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するた
めに、少なくとも結晶質部分と該結晶質部分を取り囲む
ように非晶質領域が存在する無機化合物薄膜を用いる。
その無機化合物薄膜の結晶質部分の形状が正六角形で、
かつ、その結晶質粒子が基板と平行方向に二次元的に規
則的に配列したハニカム構造を有している材料を用いる
ことが好ましい。そして、その無機化合物薄膜における
結晶粒子の集合体の構造および組織が幾何学的に自己相
似図形の集合体からなる構造を有する材料の薄膜である
ことが好ましい。また、この無機化合物薄膜を基板と垂
直方向から観察したところ、この無機化合物薄膜の組織
が柱状組織であることがもっとも好ましい。さらに、こ
の無機化合物薄膜において、結晶粒子が集まってできた
集合体の形態が、基板と平行方向の形態が幾何学的に自
己相似図形を形成することにより、その結晶粒子の集合
体がフラクタル性を有していることが好ましい。そし
て、フラクタル性を表現するのに、位相次元:dimTとHau
sdrorff次元(実数の次元関数):dimHの関係が、dimT<di
mHで表される。無機化合物薄膜において、結晶粒子の集
合体がフラクタル性を有するために、その結晶粒子を取
り囲むように存在する非晶質物質において、結晶粒子間
の距離が一定でなければならない。しかも、その距離が
0.5nm以上、2nm以下であることがもっとも好ましい。0.
5nm以下および2nm以上では、この無機化合物薄膜の構造
および組織のフラクタル性が失われるので好ましくな
い。先の無機化合物薄膜の構造ならびに組織のフラクタ
ル性を表す次元の中で、位相次元:dimTにおいて、その
値が2であることが好ましい。この無機化合物薄膜にお
いて、結晶質部分の物質が酸化コバルト、酸化ニッケ
ル、あるいは酸化鉄のうちより選ばれる少なくとも1種
類の化合物であり、そして、結晶質を取り囲んでいる非
晶質物質が酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タ
ンタルのうちより選ばれる少なくとも1種類の化合物で
あることがもっとも好ましい。
In order to achieve the above object, an inorganic compound thin film having at least a crystalline portion and an amorphous region surrounding the crystalline portion is used.
The shape of the crystalline part of the inorganic compound thin film is a regular hexagon,
Further, it is preferable to use a material having a honeycomb structure in which the crystalline particles are regularly arranged two-dimensionally in a direction parallel to the substrate. In addition, it is preferable that the inorganic compound thin film is a thin film of a material having a structure in which the structure and texture of the aggregate of crystal particles are geometrically composed of an aggregate of self-similar figures. When the inorganic compound thin film is observed from a direction perpendicular to the substrate, the structure of the inorganic compound thin film is most preferably a columnar structure. Furthermore, in this inorganic compound thin film, the aggregate formed by crystal grains forms a self-similar figure geometrically in the direction parallel to the substrate, so that the aggregate of crystal grains becomes fractal. It is preferable to have And to express the fractality, the topological dimensions: dim T and Hau
sdrorff dimension (real number dimension function): The relationship of dim H is dim T <di
represented by m H. In an inorganic compound thin film, since an aggregate of crystal particles has fractal properties, the distance between crystal particles in an amorphous substance that surrounds the crystal particles must be constant. Moreover, the distance
Most preferably, it is 0.5 nm or more and 2 nm or less. 0.
If the thickness is 5 nm or less and 2 nm or more, the fractal properties of the structure and the structure of the inorganic compound thin film are lost, which is not preferable. Among the dimensions representing the fractal properties of the structure and the structure of the inorganic compound thin film, the value is preferably 2 in the phase dimension: dim T. In this inorganic compound thin film, the material of the crystalline portion is at least one compound selected from cobalt oxide, nickel oxide, or iron oxide, and the amorphous material surrounding the crystalline is silicon oxide, Most preferably, it is at least one compound selected from aluminum oxide, chromium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, titanium oxide, and tantalum oxide.

【0007】上記のような構造を有する無機化合物薄膜
上に、無機化合物薄膜の結晶粒子部分からエピタキシャ
ル的に磁性薄膜を成長させ、かつ、その組織あるいはそ
の構造が無機化合物薄膜の組織あるいは構造などの形態
と同一となるように無機化合物薄膜により制御すること
が好ましい。このように、無機化合物薄膜から成長させ
た磁性膜において、無機化合物薄膜の結晶質部分に相当
する部分の磁性膜における磁気特性と非晶質部分に相当
する部分の磁性膜における磁気特性とが異なる磁性を有
し、かつ、異なる磁性を有することにより結晶質部分に
相当する部分の磁性粒子間の磁気的相互作用を低減する
ことができる。ここで、用いる具体的な材料として、Co
を主体とし、これに、Pt,Ta,Cr,Ti,Si,Nb,Pdの内より選
ばれる少なくとも1種類以上の元素を含んでいる合金材
料を用いることが好ましい。さらに詳しくは、無機化合
物薄膜の結晶質粒子からエピタキシャル成長させるの
が、上述のCoを主体とする磁性粒子である。さらに、用
いる材料によっては、磁性膜の格子定数と無機化合物層
の結晶質の格子定数が異なるためにエピタキシャル成長
できない場合があった。この課題に対しては、先の無機
化合物薄膜における結晶質粒子からCoを主体とする磁性
粒子をエピタキシャル成長させるのに、無機化合物薄膜
における結晶質粒子の格子面間隔とCoを主体とする磁性
粒子の格子面間隔とが10%以上異なる場合、Crを主体と
し、これにTa,Ti,Si,Nb,Mo,W,Ru,Vの内より選ばれる少
なくとも1種類の元素を含んだ合金層をその無機化合物
層と磁性層の間に設けることにより、格子面間隔の差を
10%未満とすることにより解決できる。また、無機化合
物薄膜を形成することにより、無機化合物薄膜中の結晶
質部分と非晶質部分に対応した磁性膜に生じる磁気特性
の違いとして、磁気異方性、飽和磁化、保磁力の内から
選ばれる少なくとも一種類の磁性であることが好まし
い。
On the inorganic compound thin film having the above-described structure, a magnetic thin film is grown epitaxially from crystal grain portions of the inorganic compound thin film, and the structure or the structure of the thin film is the same as that of the inorganic compound thin film. It is preferable to control with an inorganic compound thin film so as to have the same form. As described above, in the magnetic film grown from the inorganic compound thin film, the magnetic characteristics of the magnetic film corresponding to the crystalline portion of the inorganic compound thin film and the magnetic characteristics of the magnetic film corresponding to the amorphous portion are different. By having magnetism and having different magnetism, magnetic interaction between magnetic particles in a portion corresponding to a crystalline portion can be reduced. Here, as a specific material to be used, Co
It is preferable to use an alloy material containing at least one element selected from Pt, Ta, Cr, Ti, Si, Nb, and Pd. More specifically, the above-described magnetic particles mainly containing Co are epitaxially grown from the crystalline particles of the inorganic compound thin film. Furthermore, depending on the material used, epitaxial growth may not be possible because the lattice constant of the magnetic film is different from the crystalline lattice constant of the inorganic compound layer. In order to solve this problem, in order to epitaxially grow Co-based magnetic particles from the crystalline particles in the inorganic compound thin film, the lattice spacing of the crystalline particles in the inorganic compound thin film and the Co-based magnetic particles were reduced. When the lattice spacing differs by 10% or more, an alloy layer mainly containing Cr and containing at least one element selected from Ta, Ti, Si, Nb, Mo, W, Ru, and V By providing between the inorganic compound layer and the magnetic layer, the difference in lattice spacing can be reduced.
It can be solved by setting it to less than 10%. In addition, by forming the inorganic compound thin film, the difference in the magnetic properties generated in the magnetic film corresponding to the crystalline portion and the amorphous portion in the inorganic compound thin film includes the magnetic anisotropy, saturation magnetization, and coercive force. Preferably, it is at least one type of magnetism selected.

【0008】このようにして作製した磁気記録媒体をガ
ラスあるいはAlあるいはAl合金基板上に形成し、ディス
ク状とすればよい。この磁気ディスクと駆動装置、磁気
ヘッド、電子回路より構成される磁気ディスク装置を構
成し、磁気ディスク装置を用いて、磁気記録媒体にユー
ザーが情報を記録する。その場合、磁気ディスク上にユ
ーザーが記録する領域を有し、かつ、その領域に情報を
記録すればよい。ところで、この磁気ディスク装置に記
録する情報は、音楽、画像、数値データの内より選ばれ
る少なくとも1種類の情報を記録することが好ましい。
ところで、磁気記録媒体に、磁気ディスク装置を用いて
ユーザーが情報を記録できる領域に情報を記録する場
合、磁気記録媒体における磁化反転単位が磁性結晶粒子
サイズと同じか最大で3倍以内であることが好ましい。
これは、磁気記録装置において、面記録密度:20Gb/in2
を超える記録密度を実現する上で必須となる。
The magnetic recording medium manufactured in this manner may be formed on a glass or Al or Al alloy substrate and formed into a disk shape. A magnetic disk device including the magnetic disk, a driving device, a magnetic head, and an electronic circuit is configured, and a user records information on a magnetic recording medium using the magnetic disk device. In this case, it is sufficient that the magnetic disk has an area for recording by the user and information is recorded in the area. By the way, as information to be recorded on the magnetic disk device, it is preferable to record at least one type of information selected from music, images, and numerical data.
By the way, when information is recorded on a magnetic recording medium in an area where a user can record information by using a magnetic disk device, the unit of magnetization reversal in the magnetic recording medium must be the same as the magnetic crystal grain size or at most three times. Is preferred.
This is because, in a magnetic recording device, the areal recording density: 20 Gb / in 2
It is indispensable to realize a recording density exceeding.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0010】[0010]

【実施例】さらに本発明の詳細を実施例を用いてさらに
詳しく説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0011】(実施例1)本実施例は、ディスク基板上
に本発明の自己相似図形を構成しているフラクタル性を
有する結晶粒子を含む無機化合物薄膜を形成した後に磁
性膜を形成した場合である。
(Embodiment 1) In this embodiment, a magnetic film is formed after forming an inorganic compound thin film containing fractal crystal grains constituting a self-similar figure of the present invention on a disk substrate. is there.

【0012】作製した磁気ディスク用基体の断面構造の
模式図を図1に示す。基板(1)にはガラス基板を用い、そ
の上に無機化合物薄膜(2)として自己相似図形を構成し
ているフラクタル性を有する結晶粒子を含む無機化合物
薄膜をスパッタ法により作製した。用いた材料はCoO-Si
O2混合物(混合比;CoO:SiO2=3:1)をターゲットに用い、
Arを放電ガスに用いた。スパッタの方式としてECR(エレ
クトロン サイクロトロン レゾナンス)スパッタ法を用
いた。マイクロ波電力が1.25GHz、放電ガス圧力が5mTor
rである。得られた無機化合物薄膜(2)の結晶構造をX線
回折法により調べた。その結果を図2に示す。この図か
ら、2θ=62.5°付近にCoOの220に起因するピークが得ら
れた。さらに、この膜の構造を透過型電子顕微鏡(TEM)
により観察した。得られた結果の模式図を図3に示す。
まず、平面観察から、この磁性膜の表面は、正六角形の
粒子が2次元的に規則的に配列したいわゆるハニカム構
造を有していた。この構造は、成膜条件や組成を制御す
ることにより、所望の構造を有する無機化合物膜が得ら
れる。さらに、μ-EDXにより結晶粒子とその粒界を分析
したところ、結晶粒子はCoの酸化物(溶質物質)であり、
その粒界に存在しているのはSiO2(溶媒物質)であった。
この無機化合物膜の配列方法に着目すると、正六角形の
結晶粒子の集合体であり、さらに、幾何学的には、図4
に示すような自己相似図形を構成していることがわか
る。この形態をフラクタル的視点から概観する。フラク
タル性を位相次元:dimTと、Hausdrorff次元(実数の次元
関数):dimHを用いると、その数値の関係はdimT<dimH
表される。ここで、dimTは二次元の平面であるので2と
なり、dimHはdimH≦n(ここではn=2)であり、dimT<dimH
であることがわかる。このように、無機化合物薄膜が結
晶粒子の集合体がフラクタル性を有するために、その結
晶粒子を取り囲むように存在する非晶質物質において
も、結晶粒子間の距離は1.5 nmで一定になっているの
で、この無機化合物薄膜の構造および組織のフラクタル
性が失われていない。ここで、結晶粒子間の距離が0.5
nm以下になったり、逆に、2nmを超えると無機化合物薄
膜の構造ならびに組織のフラクタル性が失われるので、
非晶質相(粒界相)の厚さは一定の範囲に制御しなければ
ならない。上述の実験では、ターゲットとして、CoOとS
iO2との混合したものを焼結して用いたが、これらの各
化合物を単体で焼結したものをターゲットに用い、二元
同時スパッタにより成膜してもよく、成膜法やターゲッ
トの種類には依存しない。また、本実施例はガラス基板
上に無機化合物薄膜を形成した場合であるが、本実施例
で示した例では、基板にガラスを用いたが、基板の材質
に依存した効果ではない。AlやAl合金などの金属基板や
ポリカーボネイトやアモルファスポリオレフィンなどの
プラスチックの基板を用いても良いことは言うまでもな
い。
FIG. 1 shows a schematic view of the cross-sectional structure of the magnetic disk substrate thus manufactured. A glass substrate was used as the substrate (1), and an inorganic compound thin film containing fractal crystalline particles constituting a self-similar figure was formed thereon as an inorganic compound thin film (2) by a sputtering method. The material used was CoO-Si
Using an O 2 mixture (mixing ratio; CoO: SiO 2 = 3: 1) as a target,
Ar was used for the discharge gas. ECR (Electron Cyclotron Resonance) sputtering was used as the sputtering method. Microwave power 1.25GHz, discharge gas pressure 5mTor
r. The crystal structure of the obtained inorganic compound thin film (2) was examined by an X-ray diffraction method. The result is shown in FIG. From this figure, a peak due to CoO 220 was obtained around 2θ = 62.5 °. In addition, the structure of this film was examined using a transmission electron microscope (TEM).
Was observed. FIG. 3 shows a schematic diagram of the obtained result.
First, from a planar observation, the surface of the magnetic film had a so-called honeycomb structure in which regular hexagonal particles were regularly arranged two-dimensionally. In this structure, an inorganic compound film having a desired structure can be obtained by controlling film forming conditions and composition. Furthermore, when the crystal grains and their grain boundaries were analyzed by μ-EDX, the crystal grains were oxides of Co (solute substances),
At the grain boundary was SiO 2 (solvent substance).
Focusing on the method of arranging the inorganic compound film, it is an aggregate of regular hexagonal crystal particles.
It can be seen that a self-similar figure as shown in FIG. This form will be outlined from a fractal point of view. When the fractal property is represented by a top dimension: dim T and a Hausdrorff dimension (real number dimension function): dim H , the relationship between the numerical values is represented by dim T <dim H. Here, dim T is 2 because it is a two-dimensional plane, dim H is dim H ≤ n (here, n = 2), and dim T <dim H
It can be seen that it is. As described above, since the aggregate of crystal particles in the inorganic compound thin film has fractal properties, the distance between the crystal particles is constant at 1.5 nm even in the amorphous substance surrounding the crystal particles. Therefore, the fractal properties of the structure and the structure of the inorganic compound thin film are not lost. Here, the distance between crystal grains is 0.5
If it is less than nm, or conversely, if it exceeds 2 nm, the fractal properties of the inorganic compound thin film structure and tissue will be lost,
The thickness of the amorphous phase (grain boundary phase) must be controlled within a certain range. In the above experiment, CoO and S
Although a mixture with iO 2 was used after sintering, a mixture obtained by sintering each of these compounds alone may be used as a target to form a film by binary simultaneous sputtering. It does not depend on the type. In this embodiment, an inorganic compound thin film is formed on a glass substrate. In the example shown in this embodiment, glass is used for the substrate, but the effect does not depend on the material of the substrate. It goes without saying that a metal substrate of Al or an Al alloy or a plastic substrate of polycarbonate or amorphous polyolefin may be used.

【0013】以上により得られた基板上に無機化合物薄
膜を形成したものを情報記録用の基板、特に、磁気ディ
スクや光ディスク用の基体として用いることが最も好適
である。
It is most preferable to use the substrate obtained as described above, on which an inorganic compound thin film is formed, as a substrate for information recording, in particular, a substrate for magnetic disks and optical disks.

【0014】(実施例2)本実施例は、実施例1で作製
した無機化合物薄膜(2)をガラス基板(1)上に形成した基
体を用いて、その上に磁性膜を形成した場合である。
(Embodiment 2) In this embodiment, a magnetic film is formed on the inorganic compound thin film (2) prepared in Embodiment 1 using a substrate formed on a glass substrate (1). is there.

【0015】作製した磁気ディスクの断面構造の模式図
を図5に示す。磁性膜(3)として、Co69 Cr19Pt12膜を15
nm膜厚にDCスパッタ法により実施の形態1により作製し
た基体上に形成した。磁性膜の作製中は、基板を300℃
に加熱した。ターゲットにはCo-Cr-Pt合金を、放電ガス
には純Arをそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は、3m
Torrである。投入DC電力は1kW/150mmφである。その上
に、保護膜(4)として、C膜を5 nm の膜厚に形成した。
スパッタの条件は、投入DC電力密度が1kW/150mmφ、
放電ガス圧力が5mTorrである。ここでは、スパッタガ
スにArを使用したが、窒素を含むガスを用いてもよい
ことは言うまでもない。これは、粒子が微細化するため
に、得られる膜が緻密化し、保護性能を向上させること
ができる。この膜の膜質は、このようなスパッタの方法
に加えて、得られる膜の性質が装置に大きく依存してい
るので、この条件や手法は絶対的なものではない。
FIG. 5 shows a schematic view of the cross-sectional structure of the magnetic disk thus manufactured. As the magnetic film (3), a Co 69 Cr 19 Pt 12 film
A film having a thickness of nm was formed on the substrate manufactured according to Embodiment 1 by DC sputtering. During fabrication of the magnetic film, the substrate was kept at 300 ° C.
Heated. A Co-Cr-Pt alloy was used for the target, and pure Ar was used for the discharge gas. The pressure during sputtering is 3m
Torr. The input DC power is 1kW / 150mmφ. A C film was formed thereon as a protective film (4) to a thickness of 5 nm.
The sputtering conditions were as follows: the input DC power density was 1 kW / 150 mmφ,
The discharge gas pressure is 5 mTorr. Here, Ar is used as the sputtering gas, but it goes without saying that a gas containing nitrogen may be used. This is because the particles obtained are finer, the resulting film is denser, and the protection performance can be improved. As for the film quality of this film, in addition to such a sputtering method, since the properties of the obtained film greatly depend on the apparatus, these conditions and methods are not absolute.

【0016】次に、この磁性膜の構造をTEM観察により
調べたところ、無機化合物薄膜の構造ならびに形状を反
映して、ハニカム構造を有していた。電子顕微鏡による
平面の観察により、250個の結晶粒子について調べたと
ころ、粒子の平均粒子径は10nmであり、粒子径分布を求
めたところ、標準偏差:σで1nm以下であった。粒子サイ
ズの分布はTEMの分解能の限界に近い値であった。この
ように、磁性膜の粒子は微細化しており、かつ、サイズ
の分布が小さく、無機化合物薄膜と同一であることがわ
かった。当然ながら、磁性膜(3)の粒子形状は、無機化
合物薄膜と同一の二次元的に規則的に配列したハニカム
構造を有していた。磁性膜の形態がフラクタル性を有し
ていることは当然である。このことは、サイズのそろっ
た六角形を有する磁性結晶粒子が、無機化合物の薄膜層
から連続して二次元的に規則的に配列している(ハニカ
ム構造)ことを示している。断面をTEMにより観察したと
ころ、無機化合物薄膜(2)と磁性膜層(3)との間には、
格子のつながりが見られ、磁性膜は無機化合物薄膜から
エピタキシャル成長していることがわかった。また、結
晶相と粒界相とでは、磁性膜の成長機構が異なり、異な
る金属組織を有していることがわかった。特に、無機化
合物の結晶粒子からは良好な柱状組織が成長していた
が、粒界相からは、明確な組織は見られなかった。この
ような組織は、非磁性的な挙動を示すことが知られてい
る。X線的には、2θ=62.5°付近にピークが観測され、
TEM観察結果と合わせて考えると、このピークはCoの(10
2)が強く配向していることがわかった。
Next, when the structure of this magnetic film was examined by TEM observation, it had a honeycomb structure reflecting the structure and shape of the inorganic compound thin film. When the crystal grains were examined by observing the plane with an electron microscope, 250 crystal grains were found to have an average particle diameter of 10 nm. The particle diameter distribution was found to be 1 nm or less in standard deviation: σ. The particle size distribution was close to the limit of TEM resolution. As described above, it was found that the particles of the magnetic film were fine and had a small size distribution, which was the same as that of the inorganic compound thin film. Naturally, the particle shape of the magnetic film (3) had the same two-dimensionally regular honeycomb structure as the inorganic compound thin film. Naturally, the form of the magnetic film has fractal properties. This indicates that the magnetic crystal particles having a uniform hexagonal shape are regularly and continuously arranged two-dimensionally from the inorganic compound thin film layer (honeycomb structure). Observation of the cross section by TEM revealed that between the inorganic compound thin film (2) and the magnetic film layer (3),
A lattice connection was observed, indicating that the magnetic film was epitaxially grown from the inorganic compound thin film. In addition, it was found that the growth mechanism of the magnetic film was different between the crystal phase and the grain boundary phase, and had different metal structures. In particular, a good columnar structure was grown from the crystal grains of the inorganic compound, but no clear structure was observed from the grain boundary phase. Such a tissue is known to exhibit non-magnetic behavior. X-rayally, a peak is observed around 2θ = 62.5 °,
Considering the TEM observation results, this peak
2) was found to be strongly oriented.

【0017】この磁性膜の磁気特性を測定した。得られ
た磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16em
u、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標であ
るSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有して
いた。このように、角型性を示す指標が大きい(角型に
近い)のは、無機化合物薄膜の結晶粒界層を反映して磁
性膜の成長機構が異なったために、磁性結晶粒子間の相
互作用が低減されたためである。この磁性膜を走査磁気
力顕微鏡(MFM)により観察したところ、磁性膜の結晶粒
子部分は粒界部分とで磁気的な特性が異なっていること
がわかった。結晶粒界部分では、保磁力および磁気異方
性が急激に減少していた。
The magnetic properties of the magnetic film were measured. The obtained magnetic properties are as follows: coercive force is 3.5 kOe, Isv is 2.5 × 10 -16 em
u, S, which is an index of the squareness of the hysteresis in the MH loop, were 0.8 and S † were 0.86, indicating good magnetic properties. As described above, the index indicating the squareness is large (close to the square shape) because the growth mechanism of the magnetic film is different reflecting the grain boundary layer of the inorganic compound thin film, and the interaction between the magnetic crystal grains is different. Is reduced. Observation of this magnetic film with a scanning magnetic force microscope (MFM) revealed that the magnetic characteristics of the crystal grain portion of the magnetic film were different from those of the grain boundary portion. In the crystal grain boundary portion, the coercive force and the magnetic anisotropy sharply decreased.

【0018】次に、このような磁気特性を有する磁性膜
を用いた磁気ディスクの媒体表面に潤滑剤を塗布してデ
ィスクの記録再生特性を評価した。作製した磁気ディス
ク装置は、図6に示すように、磁気ディスク(51)、磁気
ヘッド(53)、スピンドルモータ(52)、磁気ヘッドを駆動
するアクチュエータ(54)から構成される。記録には、2.
1Tの高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた磁気ヘッ
ドを記録ヘッドの用いた。また、巨大磁気抵抗効果を有
するヘッドにより再生した。ヘッド面と磁性膜との距離
は20nmである。このディスクに40 GB/inch2に相当する
信号を記録してディスクのS/Nを評価したところ、32dB
の再生出力が得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)に
より磁化反転単位を測定したところ、磁化反転単位は、
粒子2から3個分程度であり、十分小さいことがわかっ
た。これと合わせて、磁化遷移領域に存在するジグザグ
パターンも従来の媒体より著しく小さかった。また、熱
揺らぎや熱による減磁も発生しなかった。これは、磁性
膜の結晶粒子サイズの分布が小さいことに起因してい
る。また、このディスクの欠陥レートを測定したとこ
ろ、信号処理を行わない場合の値で、1×10-5以下であ
った。
Next, a lubricant was applied to the medium surface of a magnetic disk using a magnetic film having such magnetic characteristics, and the recording / reproducing characteristics of the disk were evaluated. As shown in FIG. 6, the manufactured magnetic disk device includes a magnetic disk (51), a magnetic head (53), a spindle motor (52), and an actuator (54) for driving the magnetic head. Records include 2.
The recording head was a magnetic head using a soft magnetic film having a high saturation magnetic flux density of 1T. Reproduction was performed by a head having a giant magnetoresistance effect. The distance between the head surface and the magnetic film is 20 nm. A signal equivalent to 40 GB / inch 2 was recorded on this disk and the S / N of the disk was evaluated.
Was obtained. Here, when the magnetization reversal unit was measured by a magnetic force microscope (MFM), the magnetization reversal unit was:
It was about 3 particles from 2 and was found to be sufficiently small. At the same time, the zigzag pattern existing in the magnetization transition region was significantly smaller than that of the conventional medium. In addition, thermal fluctuation and demagnetization due to heat did not occur. This is because the distribution of the crystal grain size of the magnetic film is small. When the defect rate of this disk was measured, the value was 1 × 10 −5 or less when no signal processing was performed.

【0019】ここでは、ガラス基板上に結晶質の格子定
数を制御するための薄膜を形成した例を述べたが、この
薄膜を形成した材料を用いて基板を作製し、この上に磁
性膜を形成してもよいことは言うまでもない。また、本
例では溶質物質に酸化コバルトを用いた例を述べたが、
この効果は酸化クロム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルを
用いても同様の効果が得られた。さらに、溶媒の酸化物
として酸化シリコンを用いたが、これ以外に、酸化アル
ミニウム、酸化チタン、酸化タンタルあるいは酸化亜鉛
を用いても同様の結果が得られた。ここで、酸化シリコ
ンと酸化亜鉛を混合させたもの溶媒分子として用いる
と、その混合比により結晶粒子どうしの間隔を制御する
ことができる。
Here, an example was described in which a thin film for controlling a crystalline lattice constant was formed on a glass substrate. However, a substrate was manufactured using the material on which the thin film was formed, and a magnetic film was formed thereon. It goes without saying that it may be formed. In this example, an example using cobalt oxide as a solute substance was described.
The same effect was obtained by using chromium oxide, iron oxide or nickel oxide. Furthermore, although silicon oxide was used as the oxide of the solvent, similar results were obtained by using aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, or zinc oxide. Here, when a mixture of silicon oxide and zinc oxide is used as a solvent molecule, the distance between crystal grains can be controlled by the mixture ratio.

【0020】(実施例3)本実施例は、ガラス基板上に
形成した無機化合物薄膜の結晶質部分の格子面間隔とそ
の上に形成する磁性膜の格子面間隔が10%以上異なり、
両者の間に中間層を設けたる場合である。
Embodiment 3 In this embodiment, the lattice spacing of the crystalline portion of the inorganic compound thin film formed on the glass substrate is different from the lattice spacing of the magnetic film formed thereon by 10% or more.
This is a case where an intermediate layer is provided between the two.

【0021】作製した磁気ディスクの断面構造の模式図
を図7に示す。まずはじめに、実施例1により作製した
基体上に金属中間膜(5)であるCr85Ti15を30nmの膜厚に
形成した。その上に磁性膜(3)として、Co69Cr17Pt10Ta4
膜を15 nm膜厚にDCスパッタ法により形成した。磁性膜
を作製中は、基板を300℃に加熱した。ターゲットにはC
o-Cr-Pt-Ta合金を、放電ガスには純Arをそれぞれ使用し
た。スパッタ時の圧力は、3mTorrである。投入DC電力は
1kW/150mmφである。その上に、保護膜(4)として、C膜
を5 nm の膜厚に形成した。スパッタの条件は、投入D
C電力密度が1kW/150mmφ、放電ガス圧力が5mTorrであ
る。ここでは、スパッタガスにArを使用したが、窒素
を含むガスを用いてもよいことは言うまでもない。これ
は、粒子が微細化するために、得られる膜が緻密化し、
保護性能を向上させることができるからである。この膜
の膜質は、このようなスパッタの方法に加えて、得られ
る膜の性質が装置に大きく依存しているので、この条件
や手法は絶対的なものではない。
FIG. 7 shows a schematic diagram of the cross-sectional structure of the magnetic disk thus manufactured. First, Cr 85 Ti 15 as a metal intermediate film (5) was formed to a thickness of 30 nm on the substrate prepared in Example 1. Co 69 Cr 17 Pt 10 Ta 4
The film was formed to a thickness of 15 nm by DC sputtering. The substrate was heated to 300 ° C. during the production of the magnetic film. C for target
An o-Cr-Pt-Ta alloy was used, and pure Ar was used as a discharge gas. The pressure during sputtering is 3 mTorr. Input DC power is
1kW / 150mmφ. A C film was formed thereon as a protective film (4) to a thickness of 5 nm. The sputtering conditions are:
The C power density is 1 kW / 150 mmφ and the discharge gas pressure is 5 mTorr. Here, Ar is used as the sputtering gas, but it goes without saying that a gas containing nitrogen may be used. This is because, because the particles are finer, the resulting film is denser,
This is because the protection performance can be improved. As for the film quality of this film, in addition to such a sputtering method, since the properties of the obtained film greatly depend on the apparatus, these conditions and methods are not absolute.

【0022】次に、この磁性膜の構造をTEM観察により
調べたところ、無機化合物薄膜の構造ならびに形状を反
映して、ハニカム構造を有していた。電子顕微鏡による
平面の観察により、250個の結晶粒子について調べたと
ころ、粒子の平均粒子径は10nmであり、粒子径分布を求
めたところ、標準偏差:σで1nm以下であった。粒子サイ
ズの分布はTEMの分解能の限界に近い値であった。この
ように、磁性膜の粒子は微細化しており、かつ、サイズ
の分布が小さく、無機化合物薄膜と同一であることがわ
かった。当然ながら、磁性膜(3)の粒子形状は、無機化
合物薄膜と同一の二次元的に規則的に配列したハニカム
構造を有していた。磁性膜の形態がフラクタル性を有し
ていることは当然である。このことは、サイズのそろっ
た六角形を有する磁性結晶粒子が、無機化合物の薄膜層
から連続して二次元的に規則的に配列している(ハニカ
ム構造)ことを示している。断面をTEMにより観察したと
ころ、無機化合物薄膜(2)、金属中間膜(5)と磁性膜層
(3)との間には、格子のつながりが見られ、磁性膜は無
機化合物薄膜から中間膜を介してエピタキシャル成長し
ていることがわかった。また、結晶相と粒界相とでは、
磁性膜の成長機構が異なり、異なる金属組織を有してい
ることがわかった。特に、無機化合物の結晶粒子からは
良好な柱状組織が成長していたが、粒界相からは、明確
な組織は見られなかった。このような組織は、非磁性的
な挙動を示すことが知られている。X線的には、2θ=6
2.5°付近にピークが観測され、TEM観察結果と合わせて
考えると、このピークはCoの(102)が強く配向している
ことがわかった。ここで、磁性膜と無機化合物薄膜との
格子面間隔の差は15%であり、このままでは、無機化合
物薄膜中の結晶粒子から良好なエピタキシャル成長は見
られなかった。実験によると、10%以上異なるとエピタ
キシャル成長が阻害され、より好ましくはその差が5%
以内であることが好ましい。
Next, when the structure of this magnetic film was examined by TEM observation, it had a honeycomb structure reflecting the structure and shape of the inorganic compound thin film. When the crystal grains were examined by observing the plane with an electron microscope, 250 crystal grains were found to have an average particle diameter of 10 nm. The particle diameter distribution was found to be 1 nm or less in standard deviation: σ. The particle size distribution was close to the limit of TEM resolution. As described above, it was found that the particles of the magnetic film were fine and had a small size distribution, which was the same as that of the inorganic compound thin film. Naturally, the particle shape of the magnetic film (3) had the same two-dimensionally regular honeycomb structure as the inorganic compound thin film. Naturally, the form of the magnetic film has fractal properties. This indicates that the magnetic crystal particles having a uniform hexagonal shape are regularly and continuously arranged two-dimensionally from the inorganic compound thin film layer (honeycomb structure). When the cross section was observed by TEM, the inorganic compound thin film (2), the metal intermediate film (5) and the magnetic film layer were observed.
A lattice connection was observed with (3), indicating that the magnetic film was epitaxially grown from the inorganic compound thin film via the intermediate film. In the crystal phase and the grain boundary phase,
It was found that the growth mechanism of the magnetic film was different and had different metal structures. In particular, a good columnar structure was grown from the crystal grains of the inorganic compound, but no clear structure was observed from the grain boundary phase. Such a tissue is known to exhibit non-magnetic behavior. X-ray, 2θ = 6
A peak was observed at around 2.5 °, and when considered in conjunction with the TEM observation results, it was found that this peak had Co (102) strongly oriented. Here, the difference in lattice spacing between the magnetic film and the inorganic compound thin film was 15%, and good epitaxial growth was not observed from the crystal grains in the inorganic compound thin film. According to experiments, a difference of 10% or more inhibits epitaxial growth, and more preferably the difference is 5%
It is preferably within the range.

【0023】この磁性膜の磁気特性を測定した。得られ
た磁気特性は、保磁力が3.5 kOe、Isvが2.5×10-16em
u、M-Hループにおけるヒステリシスの角型性の指標であ
るSが0.8、S†が0.86であり、良好な磁気特性を有して
いた。このように、角型性を示す指標が大きい(角型に
近い)のは、無機化合物薄膜の結晶粒界層を反映して磁
性膜の成長機構が異なったために、磁性結晶粒子間の相
互作用が低減されたためである。この磁性膜を走査磁気
力顕微鏡(MFM)により観察したところ、磁性膜の結晶粒
子部分は粒界部分とで磁気的な特性が異なっていること
がわかった。結晶粒界部分では、保磁力および磁気異方
性が急激に減少していた。
The magnetic properties of the magnetic film were measured. The obtained magnetic properties are as follows: coercive force is 3.5 kOe, Isv is 2.5 × 10 -16 em
u, S, which is an index of the squareness of the hysteresis in the MH loop, were 0.8 and S † were 0.86, indicating good magnetic properties. As described above, the index indicating the squareness is large (close to the square shape) because the growth mechanism of the magnetic film is different reflecting the grain boundary layer of the inorganic compound thin film, and the interaction between the magnetic crystal grains is different. Is reduced. Observation of this magnetic film with a scanning magnetic force microscope (MFM) revealed that the magnetic characteristics of the crystal grain portion of the magnetic film were different from those of the grain boundary portion. In the crystal grain boundary portion, the coercive force and the magnetic anisotropy sharply decreased.

【0024】次に、このような磁気特性を有する磁性膜
を用いた磁気ディスクの媒体表面に潤滑剤を塗布してデ
ィスクの記録再生特性を評価した。記録には、2.1Tの高
飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた磁気ヘッドを記
録ヘッドの用いた。また、巨大磁気抵抗効果を有するヘ
ッドにより再生した。ヘッド面と磁性膜との距離は20nm
である。このディスクに40 GB/inch2に相当する信号を
記録してディスクのS/Nを評価したところ、32dBの再生
出力が得られた。ここで、磁気力顕微鏡(MFM)により磁
化反転単位を測定したところ、磁化反転単位は、粒子2
から3個分程度であり、十分小さいことがわかった。こ
れと合わせて、磁化遷移領域に存在するジグザグパター
ンも従来の媒体より著しく小さかった。また、熱揺らぎ
や熱による減磁も発生しなかった。これは、磁性膜の結
晶粒子サイズの分布が小さいことに起因している。ま
た、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号
処理を行わない場合の値で1×10-5以下であった。
Next, a lubricant was applied to the medium surface of a magnetic disk using a magnetic film having such magnetic characteristics, and the recording / reproducing characteristics of the disk were evaluated. For recording, a magnetic head using a soft magnetic film having a high saturation magnetic flux density of 2.1 T was used as the recording head. Reproduction was performed by a head having a giant magnetoresistance effect. The distance between the head surface and the magnetic film is 20nm
It is. When a signal corresponding to 40 GB / inch 2 was recorded on this disk and the S / N of the disk was evaluated, a reproduction output of 32 dB was obtained. Here, when the magnetization reversal unit was measured by a magnetic force microscope (MFM), the magnetization reversal unit was
From about three, it was found to be small enough. At the same time, the zigzag pattern existing in the magnetization transition region was significantly smaller than that of the conventional medium. In addition, thermal fluctuation and demagnetization due to heat did not occur. This is because the distribution of the crystal grain size of the magnetic film is small. When the defect rate of this disk was measured, the value was 1 × 10 −5 or less when no signal processing was performed.

【0025】本実施例では、磁性膜の結晶相と無機化合
物薄膜の結晶粒子との格子面間隔の差を金属中間膜によ
り是正する手法を述べた。この方法以外に、無機化合物
薄膜中の結晶相に結晶相の金属よりイオン半径の大きな
元素を侵入させても同様の効果が得られる。本実施例の
場合、結晶相のコバルト酸化物にFeやNiなどを10at%程
度加えることにより、Cr-Ti膜と同様の効果が得られ
た。また、FeやNi以外にも、遷移金属を用いても同様の
効果が得られる。
In the present embodiment, a method has been described in which the difference in lattice spacing between the crystal phase of the magnetic film and the crystal grains of the inorganic compound thin film is corrected by the metal intermediate film. In addition to this method, the same effect can be obtained even if an element having a larger ionic radius than the metal in the crystal phase is caused to penetrate into the crystal phase in the inorganic compound thin film. In the case of this example, the same effect as the Cr—Ti film was obtained by adding about 10 at% of Fe, Ni, or the like to the cobalt oxide in the crystal phase. Similar effects can be obtained by using a transition metal other than Fe and Ni.

【0026】[0026]

【発明の効果】二次元的にハニカム構造を有し、その形
態がフラクタル性を有する無機化合物薄膜上に磁気記録
膜を形成することにより、磁気記録媒体用の磁気記録膜
の結晶粒子サイズの分布を抑制することが可能になり、
磁気ディスクのノイズや熱揺らぎを低減し、超高密度の
記録が可能な磁気ディスクおよびそのディスクを用いた
磁気記録装置を提供することができた。また、作製した
磁気記録用媒体の結晶粒子の形態が下地膜の形態を反映
した規則配列をした材料を提供し、磁気記録装置におけ
るノイズを低下させることができた。さらに、磁気記録
媒体用の磁気記録膜の結晶粒子サイズの分布を抑制する
ことにより磁気記録媒体の磁性膜の耐食性を向上させた
磁気記録媒体を提供することにより、高信頼性を有する
磁気ディスクを提供することができた。以上の効果によ
り、磁気記録装置において、面記録密度:20Gb/in2を超
える記録密度を実現することができた。
According to the present invention, by forming a magnetic recording film on an inorganic compound thin film having a two-dimensional honeycomb structure and fractal morphology, the crystal grain size distribution of the magnetic recording film for a magnetic recording medium can be improved. Can be suppressed,
A magnetic disk capable of reducing the noise and thermal fluctuation of the magnetic disk and capable of recording at a very high density, and a magnetic recording device using the disk can be provided. Further, a material in which the crystal grains of the manufactured magnetic recording medium had a regular array reflecting the shape of the underlayer was provided, and noise in the magnetic recording device could be reduced. Furthermore, by providing a magnetic recording medium in which the corrosion resistance of the magnetic film of the magnetic recording medium is improved by suppressing the crystal grain size distribution of the magnetic recording film for the magnetic recording medium, a highly reliable magnetic disk is provided. Could be provided. With the effects described above, it was possible to achieve a recording density exceeding 20 Gb / in 2 in the magnetic recording apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】磁気ディスク基体の断面構造を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a magnetic disk base.

【図2】無機化合物薄膜のX線回折プロファイル。FIG. 2 is an X-ray diffraction profile of an inorganic compound thin film.

【図3】透過型電子顕微鏡(TEM)観察結果の模式図。FIG. 3 is a schematic diagram of observation results of a transmission electron microscope (TEM).

【図4】自己相似図形を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a self-similar figure.

【図5】磁気ディスクの断面構造を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a magnetic disk.

【図6】磁気ディスク装置の構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a magnetic disk drive.

【図7】磁気ディスクの断面構造を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a magnetic disk.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 無機化合物膜 3 磁性膜 4 保護膜 51 磁気ディスク円盤 52 スピンドルモータ 53 磁気ヘッド 54 磁気ヘッドアクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Inorganic compound film 3 Magnetic film 4 Protective film 51 Magnetic disk disk 52 Spindle motor 53 Magnetic head 54 Magnetic head actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 輝明 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 若林 康一郎 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 4G077 AA03 AA07 AB05 BA01 BB03 BB05 BB10 HA12 4K029 AA09 AA24 BA24 BA43 BA46 BA50 BB02 BB08 BB10 BC06 BD11 CA05 5D006 BB01 BB02 BB07 CA03 CA05 CA06 CB04 DA03 FA01 FA09 5D112 AA03 AA05 AA24 BA03 BA06 BB05 BD03 FA04 5E049 AA04 AA09 AA10 BA06 CB01 CC01 DB04 DB12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Teruaki Takeuchi 1-1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture Inside Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Koichiro Wakabayashi 1-1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Hitachi F-term (reference) in Maxell, Inc. BD03 FA04 5E049 AA04 AA09 AA10 BA06 CB01 CC01 DB04 DB12

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも結晶質部分と該結晶質部分を
取り囲むように存在する非晶質領域とからなる無機化合
物薄膜において、該無機化合物薄膜の結晶質部分の形状
が正六角形で、かつ、該結晶質粒子が基板と平行方向に
二次元的に規則的に配列したハニカム構造を有してお
り、該結晶粒子部分が結晶配向しており、しかも結晶粒
子の集合体の構造および組織が幾何学的に自己相似図形
の集合体からなる構造を有する材料の薄膜であることを
特徴とする無機化合物薄膜。
1. An inorganic compound thin film comprising at least a crystalline portion and an amorphous region surrounding the crystalline portion, wherein the shape of the crystalline portion of the inorganic compound thin film is a regular hexagon, and It has a honeycomb structure in which crystalline particles are regularly arranged two-dimensionally in a direction parallel to the substrate, and the crystal particle portions are crystallographically oriented, and the structure and organization of the aggregate of crystal particles are geometric. An inorganic compound thin film characterized in that it is a thin film of a material having a structure composed of an aggregate of self-similar figures.
【請求項2】 請求項1に記載の無機化合物薄膜におい
て、基板と垂直方向の該無機化合物薄膜の組織が柱状組
織であることを特徴とする無機化合物薄膜。
2. The inorganic compound thin film according to claim 1, wherein the structure of the inorganic compound thin film in a direction perpendicular to the substrate is a columnar structure.
【請求項3】 請求項1および2に記載の無機化合物薄
膜において、該無機化合物薄膜の結晶粒子が集まってで
きた集合体の形態が、薄膜形成面と平行方向からみて幾
何学的に自己相似図形を形成することにより、その結晶
粒子の集合体がフラクタル性を有し、該フラクタル性が
位相次元:dimTとHausdrorff次元(実数の次元関数):dimH
の関係がdimT<dimHの関係で表されることを特徴とする
無機化合物薄膜。
3. The inorganic compound thin film according to claim 1, wherein an aggregate formed by gathering crystal grains of the inorganic compound thin film is geometrically self-similar when viewed from a direction parallel to the thin film formation surface. By forming a figure, the aggregate of the crystal grains has fractal properties, and the fractal properties are represented by the phase dimension: dim T and the Hausdrorff dimension (real number dimension function): dim H
Is represented by the following relationship: dim T <dim H.
【請求項4】 請求項1から3に記載の無機化合物薄膜
において、該結晶粒子間のいずれの結晶粒子において
も、結晶粒子間の距離が一定であり、かつ、その値が0.
5nm以上、2nm以下であることを特徴とする無機化合物薄
膜。
4. The inorganic compound thin film according to claim 1, wherein the distance between the crystal grains is constant and the value of each of the crystal grains is 0.1.
An inorganic compound thin film having a thickness of 5 nm or more and 2 nm or less.
【請求項5】 請求項1から4に記載の無機化合物薄膜
において、該結晶質物質が酸化コバルト、酸化ニッケ
ル、あるいは酸化鉄のうちより選ばれる少なくとも1種
類の化合物であり、該結晶質を取り囲んでいる非晶質物
質が酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸
化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タンタル
のうちより選ばれる少なくとも1種類の化合物であるこ
とを特徴とする無機化合物薄膜。
5. The inorganic compound thin film according to claim 1, wherein the crystalline substance is at least one compound selected from cobalt oxide, nickel oxide, and iron oxide, and surrounds the crystalline substance. Wherein the amorphous substance is at least one compound selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, chromium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, titanium oxide, and tantalum oxide.
【請求項6】 請求項3に記載の無機化合物薄膜におい
て、該無機化合物薄膜の構造ならびに組織におけるフラ
クタル性を表す次元のうち、位相次元:dimTにおいて、
その値が2であることを特徴とする無機化合物薄膜。
6. The inorganic compound thin film according to claim 3, wherein, among the dimensions representing the fractal property in the structure and the structure of the inorganic compound thin film, a phase dimension: dim T :
An inorganic compound thin film having a value of 2.
【請求項7】 請求項1から6に記載の無機化合物薄膜
と、該無機化合物薄膜上に形成した磁性薄膜が、該無機
化合物薄膜における結晶粒子部分からエピタキシャル的
に磁性薄膜を成長させ、かつ、該磁性薄膜の組織あるい
はその構造が該無機化合物薄膜の組織あるいは構造、さ
らに優位には該無機化合物薄膜における結晶粒子と同一
となるように該無機化合物薄膜により制御したことを特
徴とする磁気記録媒体。
7. The inorganic compound thin film according to claim 1 and a magnetic thin film formed on the inorganic compound thin film, wherein the magnetic thin film is epitaxially grown from crystal grain portions in the inorganic compound thin film, and A magnetic recording medium characterized in that the structure or structure of the magnetic thin film is controlled by the inorganic compound thin film such that the structure or structure of the inorganic compound thin film is more preferably the same as the crystal grains in the inorganic compound thin film. .
【請求項8】 請求項7に記載の磁気記録媒体におい
て、該無機化合物薄膜の結晶質部分に相当する部分の磁
性薄膜における磁気特性と非晶質部分に相当する部分の
磁性薄膜における磁気特性とが異なる磁性を有し、か
つ、異なる磁性を有することにより結晶質部分に相当す
る部分の磁性粒子間の磁気的相互作用が低減されている
ことを特徴とする磁気記録媒体。
8. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein a magnetic property of the portion corresponding to the crystalline portion of the inorganic compound thin film and a magnetic property of the portion of the magnetic thin film corresponding to the amorphous portion are different. A magnetic recording medium characterized by having different magnetic properties, and having different magnetic properties, whereby magnetic interaction between magnetic particles in a portion corresponding to a crystalline portion is reduced.
【請求項9】 請求項7および8に記載の磁気記録媒体
において、該磁性薄膜はCoを主体とし、これに、Pt,Ta,
Cr,Ti,Si,Nb,Pdの内より選ばれる少なくとも1種類以上
の元素を含んでいることを特徴とする磁気記録媒体。
9. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein said magnetic thin film is mainly composed of Co, and further comprises Pt, Ta,
A magnetic recording medium comprising at least one element selected from the group consisting of Cr, Ti, Si, Nb, and Pd.
【請求項10】 請求項7に記載の磁気記録媒体におい
て、該無機化合物薄膜における結晶質粒子からエピタキ
シャル成長させる磁性薄膜が、請求項9に記載のCoを主
体とする磁性粒子であることを特徴とする磁気記録媒
体。
10. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein the magnetic thin film epitaxially grown from the crystalline particles in the inorganic compound thin film is the magnetic particle containing Co as the main component according to claim 9. Magnetic recording medium.
【請求項11】 請求項7および10に記載の磁気記録
媒体において、該無機化合物薄膜における結晶質粒子の
格子面間隔と、該磁性薄膜の磁性粒子の格子面間隔の差
が10%未満であることを特徴とする磁気記録媒体。
11. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein the difference between the lattice spacing of crystalline particles in the inorganic compound thin film and the lattice spacing of magnetic particles in the magnetic thin film is less than 10%. A magnetic recording medium characterized by the above-mentioned.
【請求項12】 請求項11に記載の磁気記録媒体にお
いて、該磁性薄膜はCrを主体とし、これにTa,Ti,Si,Nb
の内より選ばれる少なくとも1種類の元素を含んだ合金
層を該無機化合物層と該磁性層の間に設けることによ
り、該無機化合物薄膜における結晶質粒子の格子面間隔
と該磁性薄膜の磁性粒子の格子面間隔格子面間隔の差を
10%未満としたことを特徴とする磁気記録媒体。
12. The magnetic recording medium according to claim 11, wherein said magnetic thin film is mainly composed of Cr, and is composed of Ta, Ti, Si, and Nb.
By providing an alloy layer containing at least one element selected from among the inorganic compound layer and the magnetic layer, the lattice spacing of the crystalline particles in the inorganic compound thin film and the magnetic particles of the magnetic thin film Of the lattice spacing of
A magnetic recording medium characterized by being less than 10%.
【請求項13】 請求項8に記載の磁気記録媒体におい
て、該無機化合物薄膜中の結晶質部分と非晶質部分に対
応した磁性膜の磁気特性の違いとして、磁気異方性、飽
和磁化、保磁力の内から選ばれる少なくとも一種類の磁
性が異なることを特徴とする磁気記録媒体。
13. The magnetic recording medium according to claim 8, wherein the magnetic properties of the magnetic film corresponding to the crystalline portion and the amorphous portion in the inorganic compound thin film include magnetic anisotropy, saturation magnetization, A magnetic recording medium characterized in that at least one kind of magnetism selected from coercive forces is different.
【請求項14】 請求項7から13に記載の磁気記録媒
体において、該磁気記録媒体はガラスあるいはAl合金基
板上に形成され、ディスク状であることを特徴とする磁
気記録媒体。
14. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein the magnetic recording medium is formed on a glass or Al alloy substrate and has a disk shape.
【請求項15】 少なくとも請求項14に記載の磁気記
録媒体と、駆動装置、磁気ヘッド、電子回路より構成さ
れる磁気ディスク装置を構成し、該磁気記録媒体上にユ
ーザーが情報を記録する領域を有し、かつ、該領域にユ
ーザーが情報を記録したことを特徴とする磁気ディスク
装置。
15. A magnetic disk device comprising at least the magnetic recording medium according to claim 14, a drive device, a magnetic head, and an electronic circuit, and an area where a user records information is formed on the magnetic recording medium. A magnetic disk drive, comprising: a user having recorded information in the area.
【請求項16】 請求項15に記載の磁気ディスク装置
において、該ユーザーが情報を記録する領域に、音楽、
画像、数値データの内より選ばれる少なくとも1種類の
情報を記録したことを特徴とする磁気ディスク装置。
16. The magnetic disk drive according to claim 15, wherein music, music, and the like are stored in an area where the user records information.
A magnetic disk drive in which at least one type of information selected from images and numerical data is recorded.
【請求項17】 請求項7から13に記載の磁気記録媒
体に、請求項15記載の装置によりユーザーが情報を記
録できる領域に情報を記録する場合おいて、前記磁気記
録媒体における磁化反転単位が磁性結晶粒子サイズと同
じか最大で3倍以内であることを特徴とする磁気ディス
ク装置。
17. In the case where information is recorded in an area where a user can record information by the device according to claim 15, the magnetization reversal unit in the magnetic recording medium is defined as: A magnetic disk drive characterized in that it has a size equal to or less than three times the size of a magnetic crystal grain.
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