JP2002123930A - Magnetic recording medium - Google Patents

Magnetic recording medium

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JP2002123930A
JP2002123930A JP2000311968A JP2000311968A JP2002123930A JP 2002123930 A JP2002123930 A JP 2002123930A JP 2000311968 A JP2000311968 A JP 2000311968A JP 2000311968 A JP2000311968 A JP 2000311968A JP 2002123930 A JP2002123930 A JP 2002123930A
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JP
Japan
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magnetic recording
underlayer
magnetic
recording medium
layer
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Withdrawn
Application number
JP2000311968A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Inaba
信幸 稲葉
Fumiyoshi Kirino
文良 桐野
Satoru Matsunuma
悟 松沼
Tetsunori Kanda
哲典 神田
Tetsuo Mizumura
哲夫 水村
Teruaki Takeuchi
輝明 竹内
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium for ultrahigh-density recording exceeding 50 Gb/in2 and having low S/N. SOLUTION: In the magnetic recording medium having a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate, a nonmagnetic layer having a hcp crystalline structure is formed on one surface of the nonmagnetic substrate, and first, second and third base layers are formed in this order on the nonmagnetic layer. Then the magnetic recording layer is formed on the third base layer.

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】本発明は大量の情報を迅速か
つ正確に格納するための磁気ディスク装置に関する。更
に詳細には、本発明は高性能でかつ高信頼性を有する磁
気ディスク用の磁気記録媒体の構造、さらに、その磁気
記録媒体を用いた磁気ディスク及び磁気ディスク装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk drive for storing a large amount of information quickly and accurately. More specifically, the present invention relates to a structure of a magnetic recording medium for a magnetic disk having high performance and high reliability, and further relates to a magnetic disk and a magnetic disk device using the magnetic recording medium.

【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(例えば、ハードディス
ク装置)がある。
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 supporting this is a magnetic disk device (for example, a hard disk device).

【0003】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、磁気ディスクの記録容量の高密度化を実現するため
には、ディスクと磁気ヘッドとの距離をつめること、
媒体の保磁力を増大させること、信号処理方法を工
夫すること、熱揺らぎの小さい媒体を開発すること、
などが必須の技術である。
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 increase the recording capacity of the magnetic disk, the distance between the disk and the magnetic head must be reduced.
Increasing the coercive force of the medium, devising a signal processing method, developing a medium with small thermal fluctuation,
Are essential technologies.

【0004】中でも、磁気記録媒体においては、高密度
磁気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、50Gb/in2を超える面記録密
度を実現するためには、記録や消去時に磁化反転が生じ
る単位(クラスター)をさらに小さくするとともに、その
分布を精密に制御しなければならない。このように制御
することは、再生時に媒体から発生するノイズの低減、
さらには、熱揺らぎの低減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、例えば、米国特許
第4652499号明細書に、磁性膜の下にシード膜を
設けることが提案されている。
In particular, in a magnetic recording medium, an increase in coercive force is indispensable for realizing high-density magnetic recording. In addition, in order to achieve a surface recording density exceeding 50 Gb / in 2 , it is necessary to further reduce the unit (cluster) in which magnetization reversal occurs during recording or erasing, and to precisely control the distribution. Such control reduces noise generated from the medium during reproduction,
Furthermore, it is becoming important from the viewpoint of reducing thermal fluctuation. As a method for achieving these, for example, US Pat. No. 4,652,499 proposes to provide a seed film under a magnetic film.

【0005】また、高密度記録を実現するために、磁気
ディスクのトラック方向及び半径方向の両方向共に微小
磁区を形成しようとすると、磁気ヘッドの磁気ギャップ
を狭くしたり、トラック幅を狭くするなど高精度な微細
加工を行ったヘッドを作製する必要がある。このため、
収束イオンビーム(FIB)法などの加工方法を用いて加工
精度を向上させる試みが行われている。しかし、加工精
度が高くなるほど製品としての歩留りが低下したり、加
工に多大な時間が必要になったりする場合があった。
Further, in order to realize high-density recording, if it is attempted to form minute magnetic domains in both the track direction and the radial direction of the magnetic disk, the magnetic head must have a narrow magnetic gap or a narrow track width. It is necessary to manufacture a head that has been subjected to precise fine processing. For this reason,
Attempts have been made to improve processing accuracy by using a processing method such as a focused ion beam (FIB) method. However, the higher the processing accuracy, the lower the yield as a product or the longer the processing time.

【0006】上記の従来技術では、シード膜を介して作
製した情報記録用の強磁性薄膜における結晶粒子サイズ
およびその分布を制御するには限界があり、特に、50
Gb/in2を超える記録密度を実現するためには、媒
体ノイズや熱揺らぎを十分に抑制できない場合があっ
た。これは、磁性膜の結晶粒子をシード膜材料の選択や
作製条件や構造の最適化しても、10nm前後の粒子サ
イズを得ようと微細化した結果、10nmの2倍程度に
粗大化した粒子や、逆に、10nmの1/2程度に微細
化した粒子が混在していた。その分布も裾野の広いガウ
ス分布であった。
In the above prior art, there is a limit in controlling the crystal grain size and the distribution thereof in the information recording ferromagnetic thin film formed via the seed film.
In order to realize a recording density exceeding Gb / in 2 , medium noise and thermal fluctuation may not be sufficiently suppressed. This is because even if the crystal grains of the magnetic film are refined in order to obtain a grain size of about 10 nm even if the seed film material is selected and the manufacturing conditions and the structure are optimized, particles that are roughly twice as large as 10 nm, Conversely, particles fined to about 1/2 of 10 nm were mixed. The distribution was also Gaussian with a wide base.

【0007】そして、この中で、平均より大きな結晶粒
子は、記録/再生を行うとノイズの増大につながる。逆
に、平均より小さな粒子は、記録/再生を行うと熱揺ら
ぎが増大する。この他に、磁性結晶粒子間の磁気的な相
互作用により、磁化反転サイズが粒子で5〜10個分と
著しく大きくなっていた。そこで、磁化反転サイズを理
想的には1ビットを結晶粒子1個で表せることである。
[0007] Among them, crystal grains larger than the average lead to an increase in noise when recording / reproducing. Conversely, particles smaller than the average increase the thermal fluctuation when recording / reproducing. In addition, due to the magnetic interaction between the magnetic crystal grains, the size of the magnetization reversal was remarkably increased to 5 to 10 grains. Therefore, ideally, one bit of the magnetization reversal size can be represented by one crystal grain.

【0008】そのためにも、磁気的相互作用を大きく低
減し、かつ、結晶粒子の平均値の10nmを中心に粒子
サイズを精密に制御できる技術を確立することが超高密
度磁気記録の実用化にとって重要なことであった。さら
に、微小磁区を安定に存在させるためには、大きな磁気
異方性を有し、かつ、高保磁力の媒体を開発する必要が
あった。しかし、磁気ヘッドから出せる磁界強度には限
界があり、正常に記録できない場合があった。
[0008] For that purpose, it is necessary to establish a technique capable of significantly reducing magnetic interaction and precisely controlling the grain size centered on the average value of crystal grains of 10 nm for practical use of ultra-high density magnetic recording. It was important. Furthermore, in order to allow the minute magnetic domains to exist stably, it was necessary to develop a medium having a large magnetic anisotropy and a high coercive force. However, there is a limit to the magnetic field intensity that can be output from the magnetic head, and there are cases where normal recording cannot be performed.

【0009】また、高密度化の進展に伴い、磁性膜の膜
厚は急速に薄くなっている。その結果、磁性膜の結晶配
向が不十分であると、保磁力が急激に減少するなど磁気
特性の劣化が生じた。この点について、磁性膜の組成調
整により特性向上には限界があった。
[0009] The thickness of the magnetic film has been rapidly reduced with the progress of high density. As a result, if the crystal orientation of the magnetic film was insufficient, the magnetic properties deteriorated, such as a sudden decrease in coercive force. In this regard, there is a limit in improving the characteristics by adjusting the composition of the magnetic film.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、磁性膜における結晶粒子サイズを微細化する
ことにより、結晶配向性を向上させ、ノイズの発生が小
さく、信号分解能に優れた高性能な磁気記録媒体を提供
することである。本発明の第2の目的は、結晶粒子サイ
ズの分散を抑制することにより、低ノイズ、低熱揺ら
ぎ、ならびに低熱減磁の磁気記録媒体を提供することで
ある。本発明の第3の目的は、磁性膜の結晶配向性を制
御することにより、高密度磁気記録に適した磁気記録媒
体を提供することである。本発明の第4の目的は、磁性
粒子間の磁気的相互作用を低減することにより、記録や
消去時の磁化反転単位を低減し、高密度記録に好適な磁
気記録媒体を提供することである。本発明の第5の目的
は、50Gb/inを超える超高密度記録記録媒体、
およびそれを用いた情報記録装置を提供することであ
る。
Accordingly, the first aspect of the present invention is as follows.
It is an object of the present invention to provide a high-performance magnetic recording medium which improves crystal orientation by reducing the crystal grain size in a magnetic film, generates less noise, and has excellent signal resolution. A second object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having low noise, low thermal fluctuation, and low thermal demagnetization by suppressing dispersion of crystal grain size. A third object of the present invention is to provide a magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording by controlling the crystal orientation of a magnetic film. A fourth object of the present invention is to provide a magnetic recording medium suitable for high-density recording by reducing the magnetic interaction between magnetic particles to reduce the unit of magnetization reversal during recording or erasing. . A fifth object of the present invention is to provide an ultra-high-density recording medium exceeding 50 Gb / in 2 ,
And an information recording apparatus using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題は、非磁性基体
上に少なくとも磁気記録層を有する磁気記録媒体におい
て、前記非磁性基体の一方の面上に、結晶構造がhcp
構造の非磁性層が形成されており、該非磁性層の面上に
第1、第2及び第3の下地層がこの順に形成されてお
り、そして、該第3の下地層上に前記磁気記録層が形成
されている磁気記録媒体により解決される。特に、第1
の下地層をECRスパッタ法により成膜した磁気記録媒
体が好ましい。
The object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having at least a magnetic recording layer on a non-magnetic substrate, wherein the crystal structure is hcp on one surface of the non-magnetic substrate.
A non-magnetic layer having a structure is formed, a first, second and third underlayers are formed in this order on a surface of the non-magnetic layer, and the magnetic recording layer is formed on the third underlayer. The problem is solved by a magnetic recording medium on which a layer is formed. In particular, the first
The magnetic recording medium in which the underlayer described above is formed by the ECR sputtering method is preferable.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の磁気記録媒体について詳細に説明する。図1は本発明
の磁気記録媒体1の一例の概要断面図である。図示され
ているように、本発明の磁気記録媒体1は、非磁性基体
3の一方の面上に結晶構図がhcp構造の非磁性層5が
配設され、この非磁性層5の面上に第1の下地層7が配
設され、その上に第2の下地層9が配設されており、第
2の下地層9の面上に第3の下地層11が順次配設さ
れ、この第3の下地層11の上面に磁気記録層13が配
設され、磁気記録層13の上面には保護層15が配設さ
れている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a magnetic recording medium according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the magnetic recording medium 1 of the present invention. As shown in the drawing, the magnetic recording medium 1 of the present invention has a nonmagnetic layer 5 having a hcp structure on one surface of a nonmagnetic substrate 3. A first underlayer 7 is provided, a second underlayer 9 is provided thereon, and a third underlayer 11 is sequentially provided on the surface of the second underlayer 9. A magnetic recording layer 13 is provided on the upper surface of the third underlayer 11, and a protective layer 15 is provided on the upper surface of the magnetic recording layer 13.

【0013】本発明の磁気記録媒体1において、非磁性
基体3の面上に先ず結晶構造がhcp構造の非磁性層5
を形成した後に、複数の下地層を介して磁気記録層13
を形成することにより、磁気記録層における結晶粒子サ
イズが微細化され、かつ、結晶配向性が向上される。そ
の結果、ノイズの発生が小さく、信号分解能に優れた高
性能な磁気記録媒体を得ることができる。
In the magnetic recording medium 1 of the present invention, the nonmagnetic layer 5 having the hcp structure is first formed on the surface of the nonmagnetic substrate 3.
Is formed, the magnetic recording layer 13 is interposed through a plurality of underlayers.
By forming, the crystal grain size in the magnetic recording layer is reduced and the crystal orientation is improved. As a result, it is possible to obtain a high-performance magnetic recording medium with little noise and excellent signal resolution.

【0014】非磁性層5は、Coを主体とし、このCo
にCr、Ru、Zr、Ta、Nb及びVからなる群から
選択される少なくとも1種類以上の元素を含有する合金
材料から形成することが好ましい。
The non-magnetic layer 5 is mainly composed of Co.
Is preferably formed from an alloy material containing at least one element selected from the group consisting of Cr, Ru, Zr, Ta, Nb and V.

【0015】非磁性層5は、例えば、DCマグネトロン
スパッタ法又は常用のベーパーデポジション法などによ
り成膜することができる。所望によりECRスパッタ法
で成膜することもできる。
The nonmagnetic layer 5 can be formed, for example, by a DC magnetron sputtering method or a conventional vapor deposition method. If desired, the film can be formed by an ECR sputtering method.

【0016】非磁性層5は、DCマグネトロンスパッタ
法を用いて形成するとき、成膜レートが0.5nm/秒
以上になるようにターゲットに印加する電力を調整する
とよい。これは、0.5nm/秒未満の成膜レートで
は、膜形成中に不純物を取り込む可能性が大きくなり、
形成された膜質が劣化する可能性が大きくなるからであ
る。また、成膜レートの上限は、成膜装置の性能(印加
電力の上限、ターゲットの冷却効率、プロセス時間のコ
ントロール性等)や形成された膜の膜質(基板内での膜
厚分布、設定膜厚からのズレ等)に依存する値であり、
一概には決められない。成膜時の基板温度は、磁気記録
層13を形成するときの基板温度以下であればよい。特
に、非磁性層5の上部に形成される膜の粒径を微細化す
る点からは、室温近傍で非磁性層5を形成するのがより
望ましい。また、非磁性層5の成膜時のガス圧は、2m
Torr以上20mTorr以下がよい。ガス圧が20
mTorrを越えると、シャドーイング効果により、作
製した膜の結晶粒が物理的に孤立化する傾向が強くな
り、膜表面の凹凸が増大するため、その上部に形成され
る膜の膜質が劣化する。一方、ガス圧の下限について
は、スパッタ時のプラズマが安定放電するガス圧であれ
ばよい。本研究で使用した成膜装置では、2mTorr
が安定放電する限界であった。他の成膜方法について
も、ほぼ同様の考え方が適用可能である。これらの条件
のもとで、非磁性層5の結晶構造をhcp構造にするこ
とができる。
When the nonmagnetic layer 5 is formed by using the DC magnetron sputtering method, the power applied to the target may be adjusted so that the film forming rate is 0.5 nm / sec or more. This is because, at a deposition rate of less than 0.5 nm / sec, the possibility of taking in impurities during film formation becomes large,
This is because the quality of the formed film is likely to be deteriorated. The upper limit of the film forming rate is determined by the performance of the film forming apparatus (the upper limit of the applied power, the cooling efficiency of the target, the controllability of the process time, etc.) and the film quality of the formed film (film thickness distribution in the substrate, setting film). Value from the thickness).
I can't decide it. The substrate temperature during film formation may be lower than or equal to the substrate temperature when forming the magnetic recording layer 13. In particular, it is more desirable to form the nonmagnetic layer 5 near room temperature from the viewpoint of reducing the particle size of the film formed on the nonmagnetic layer 5. The gas pressure at the time of forming the nonmagnetic layer 5 is 2 m
The pressure is preferably in the range of Torr to 20 mTorr. Gas pressure is 20
If the pressure exceeds mTorr, the shadowing effect increases the tendency for the crystal grains of the formed film to be physically isolated, and the unevenness of the film surface increases. On the other hand, the lower limit of the gas pressure may be any gas pressure at which the plasma during sputtering is stably discharged. In the film deposition system used in this study, 2 mTorr
Was the limit for stable discharge. Almost the same concept can be applied to other film forming methods. Under these conditions, the crystal structure of the non-magnetic layer 5 can be an hcp structure.

【0017】非磁性層5の膜厚は一般的に、2nm〜2
0nmの範囲内であることが好ましい。膜厚が2nm未
満では均一な非磁性層を成膜することが困難であるばか
りか、非磁性層の使用目的である、磁気記録層における
結晶粒子サイズの微細化及び結晶配向性向上効果が不十
分となる。一方、膜厚が20nm超の場合、磁気記録層
における結晶粒子サイズの微細化及び結晶配向性向上効
果が飽和し不経済となるだけである。非磁性層5の膜厚
は5nm〜17nmの範囲内であることが一層好まし
い。
The thickness of the nonmagnetic layer 5 is generally 2 nm to 2 nm.
Preferably, it is within the range of 0 nm. If the thickness is less than 2 nm, not only is it difficult to form a uniform non-magnetic layer, but also the effect of reducing the crystal grain size and improving the crystal orientation in the magnetic recording layer, which is the purpose of using the non-magnetic layer, is not satisfactory. Will be enough. On the other hand, when the film thickness is more than 20 nm, the effect of miniaturizing the crystal grain size and improving the crystal orientation in the magnetic recording layer is only saturated and uneconomical. More preferably, the thickness of the nonmagnetic layer 5 is in the range of 5 nm to 17 nm.

【0018】第1の下地層7は例えば、b.c.c.系
材料又はB2系材料などから形成される。b.c.c.
系材料としては、Cr単体又はCrにV、Mo、W、N
b、Ti、Ta、Ru、Zr及びHfからなる群から選
択される少なくとも1種類の元素を加えた合金類が使用
できる。また、B2系材料としてはNi−Al合金など
が使用できる。第1の下地層7の結晶構造は、体心立方
格子(bcc)構造又はB2構造であることが好まし
い。このような結晶構造を有する第1の下地層7を配設
することにより、この上部に形成される各層が第1下地
層の結晶性や結晶配向性を引き継いでエピタキシャル成
長することにより、磁気記録層を構成するCo合金のc
軸を膜面平行に向け、媒体の磁気特性や記録再生特性を
向上させる効果が得られる。従って、第1の下地層7の
使用目的は磁気記録層13を形成する強磁性体粒子の配
向性を制御することである。
The first underlayer 7 is formed of, for example, b. c. c. It is formed from a base material or a B2-based material. b. c. c.
As the system material, Cr, V, Mo, W, N
Alloys to which at least one element selected from the group consisting of b, Ti, Ta, Ru, Zr, and Hf are added can be used. Further, as the B2-based material, a Ni-Al alloy or the like can be used. The crystal structure of the first underlayer 7 is preferably a body-centered cubic lattice (bcc) structure or a B2 structure. By disposing the first underlayer 7 having such a crystal structure, each of the layers formed thereon is epitaxially grown while inheriting the crystallinity and crystal orientation of the first underlayer. Of the Co alloy that constitutes
The effect of improving the magnetic characteristics and recording / reproducing characteristics of the medium can be obtained by directing the axis parallel to the film surface. Therefore, the purpose of use of the first underlayer 7 is to control the orientation of the ferromagnetic particles forming the magnetic recording layer 13.

【0019】第1の下地層7の膜厚は一般的に、5nm
〜25nmの範囲内である。第1の下地層7の膜厚が5
nm未満の場合、結晶配向の揃った結晶性の良好な膜が
形成されず、所期の目的である結晶粒径制御、分布制御
及び配向性制御を十分に果たすことができない。一方、
第1の下地層7の膜厚が25nm超の場合、結晶粒径が
肥大化して成長し、結晶粒径分布も増大することから、
結晶粒を微細化したり結晶粒径分散を均質化する点から
問題となる。
The thickness of the first underlayer 7 is generally 5 nm.
25 nm. The thickness of the first underlayer 7 is 5
If it is less than nm, a film having uniform crystal orientation and good crystallinity will not be formed, and the intended purposes of controlling the crystal grain size, controlling the distribution, and controlling the orientation cannot be sufficiently achieved. on the other hand,
When the thickness of the first underlayer 7 is more than 25 nm, the crystal grain size grows and grows, and the crystal grain size distribution also increases.
This is problematic in that the crystal grains are refined or the crystal grain size distribution is homogenized.

【0020】第1の下地層7をECRスパッタ法により
成膜することが特に好ましい。第1の下地層7の成膜に
ECRスパッタ法を用いると、高配向で、しかも微細な
結晶粒子からなり、かつ、粒径分散の小さい膜を得るこ
とができる。これにより、この上部に形成される各層が
第1下地層の結晶配向性や結晶粒径、粒径分布を引き継
いでエピタキシャル成長することにより、磁気記録層を
構成するCo合金のc軸を膜面平行に向け、媒体の磁気
特性や記録再生特性を向上させると共に、磁性結晶粒の
粒径分布が小さくなることや、磁性結晶粒の結晶性が良
くなることから、媒体の耐熱揺らぎ特性の向上などの効
果が得られる。
It is particularly preferable that the first underlayer 7 is formed by ECR sputtering. When the ECR sputtering method is used to form the first underlayer 7, a film having high orientation, fine crystal grains, and small particle size dispersion can be obtained. Thereby, each layer formed on the upper surface is epitaxially grown while inheriting the crystal orientation, crystal grain size and grain size distribution of the first underlayer, so that the c-axis of the Co alloy constituting the magnetic recording layer is parallel to the film plane. In addition to improving the magnetic characteristics and recording / reproducing characteristics of the medium, the particle size distribution of the magnetic crystal grains is reduced, and the crystallinity of the magnetic crystal grains is improved. The effect is obtained.

【0021】第2の下地層9は例えば、b.c.c.系
材料などから形成される。b.c.c.系材料として
は、Cr又はCrにV、Mo、W、Nb、Ti、Ta、
Ru、Zr及びHfからなる群から選択される少なくと
も1種類の元素を加えた合金類が使用できる。同様に、
Ni−Al合金も使用できる。Cr−Ti又はCr−M
oが好ましい。第2の下地層9の結晶構造は、体心正方
格子(bct)又は体心立方格子(bcc)であること
が好ましい。体心立方格子(bcc)の結晶構造が特に
好ましい。第2の下地層9がこのような特定の結晶構造
をとることにより、第2の下地層9は第1の下地層7の
上にエピタキシャル成長することができる。従って、第
2の下地層9の使用目的は磁気記録層を形成する強磁性
体粒子の配向性を制御し格子を整合させることである。
第1の下地層と第2の下地層とは、同一の材料で形成す
ることもできるし又は異なる材料から形成することもで
きる。第1の下地層と第2の下地層を同一の材料で形成
する場合、(第1下地層+第2下地層)に相当する膜厚
をいっぺんに成膜すると、結晶粒が肥大化して成長する
ため、第1下地層を形成し、一度成膜を止めた後、次の
第2下地層を形成すると、途中にインターバルを入れた
ことにより、結晶粒の肥大化を防ぐことができるメリッ
トがある。
The second underlayer 9 is formed of, for example, b. c. c. It is formed from a system material or the like. b. c. c. As the system material, Cr, Cr, V, Mo, W, Nb, Ti, Ta,
Alloys to which at least one element selected from the group consisting of Ru, Zr, and Hf is added can be used. Similarly,
Ni-Al alloys can also be used. Cr-Ti or Cr-M
o is preferred. The crystal structure of the second underlayer 9 is preferably a body-centered square lattice (bct) or a body-centered cubic lattice (bcc). Crystal structures with a body-centered cubic lattice (bcc) are particularly preferred. With the second underlayer 9 having such a specific crystal structure, the second underlayer 9 can be epitaxially grown on the first underlayer 7. Therefore, the purpose of using the second underlayer 9 is to control the orientation of the ferromagnetic particles forming the magnetic recording layer and to match the lattice.
The first underlayer and the second underlayer can be formed of the same material or different materials. In the case where the first underlayer and the second underlayer are formed of the same material, if the film thickness corresponding to (the first underlayer + the second underlayer) is formed at once, the crystal grains grow and grow. Therefore, when the first underlayer is formed, the film formation is stopped once, and then the next second underlayer is formed, there is an advantage that enlargement of crystal grains can be prevented by providing an interval in the middle. .

【0022】第2の下地層9の膜厚は一般的に、3nm
〜25nmの範囲内である。第2の下地層9の膜厚が3
nm未満の場合、第2の下地層9を第1の下地層7の上
部に均一に形成することができず、所期の目的である結
晶粒径制御及び配向性制御を十分に果たすことができな
い。一方、第2の下地層9の膜厚が25nm超の場合、
結晶粒径が肥大化して成長し、結晶粒径分布も増大する
ことから、結晶粒を微細化したり結晶粒径分散を均質化
する点から問題となる。
The thickness of the second underlayer 9 is generally 3 nm.
25 nm. The thickness of the second underlayer 9 is 3
When the thickness is less than nm, the second underlayer 9 cannot be formed uniformly on the first underlayer 7, and the intended purpose of controlling the crystal grain size and the orientation can be sufficiently achieved. Can not. On the other hand, when the thickness of the second underlayer 9 is more than 25 nm,
Since the crystal grain size grows and grows and the crystal grain size distribution also increases, there is a problem in that the crystal grain size is reduced and the crystal grain size distribution is homogenized.

【0023】第2の下地層9はECRスパッタ法、DC
マグネトロンスパッタ法又はベーパーデポジション法な
どにより成膜することができる。
The second underlayer 9 is formed by ECR sputtering, DC
The film can be formed by a magnetron sputtering method, a vapor deposition method, or the like.

【0024】第1の下地層の結晶構造がB2又はbcc
であり、第2の下地層の結晶構造がbct又はbccで
あり、第2の下地層が第1の下地層上にほぼエピタキシ
ャル成長していることが好ましい。更に、第1の下地層
と第2の下地層がそれぞれほぼ同一の結晶配向を有し、
各下地層の(211)面又は(100)面が非磁性基体
とほぼ平行であることが最も好ましい。また、第1の下
地層と第2の下地層とがエピタキシャル成長の関係にあ
り、かつ、第1の下地層において、非磁性基体に対して
ほぼ平行な結晶面の面内方向における格子の長さをL
とし、第2の下地層において、非磁性基体に対してほぼ
平行な結晶面の面内方向における格子の長さをLとす
るとき、L≦Lの関係にあることが最も好ましい。
更に、第1の下地層の格子長Lに対する第2の下地層
の格子長Lの差ΔLを、ΔL=(L−L)/L
で定義するとき、ΔL≦15%であることが好ましい。
The crystal structure of the first underlayer is B2 or bcc
It is preferable that the crystal structure of the second underlayer is bct or bcc, and that the second underlayer is substantially epitaxially grown on the first underlayer. Further, the first underlayer and the second underlayer each have substantially the same crystal orientation,
Most preferably, the (211) plane or the (100) plane of each underlayer is substantially parallel to the nonmagnetic substrate. Further, the first underlayer and the second underlayer have an epitaxial growth relationship, and the length of the lattice in the in-plane direction of the crystal plane substantially parallel to the nonmagnetic substrate in the first underlayer. To L 1
And then, in the second base layer, when the length of the grating in the plane direction of the substantially parallel crystal faces to the non-magnetic substrate and L 2, and most preferably in the relation of L 1 ≦ L 2.
Further, the difference [Delta] L of the grating length L 2 of the second base layer to the grating length L 1 of the first base layer, ΔL = (L 2 -L 1 ) / L 1
It is preferable that ΔL ≦ 15%.

【0025】第3の下地層11は非磁性のh.c.p.
系材料により形成することができる。例えば、第3の下
地層11は、Ru、Tiの単体元素、あるいは、Coを
主成分とし第2元素としてCrあるいはRuを添加した
二元合金、あるいは、該二元合金にTa、Pt、Pd、
Ti、Y、Zr、Nb、Mo、W及びHfのうちから少
なくとも1種類の元素を加えた合金類などを使用するこ
とができる。
The third underlayer 11 is made of nonmagnetic h. c. p.
It can be formed of a system material. For example, the third underlayer 11 is made of a single element of Ru or Ti, or a binary alloy containing Co as a main component and Cr or Ru added as a second element, or Ta, Pt, Pd added to the binary alloy. ,
Alloys to which at least one element is added among Ti, Y, Zr, Nb, Mo, W, and Hf can be used.

【0026】第3の下地層11の膜厚は一般的に、5n
m〜25nmの範囲内である。第3の下地層11の膜厚
が5nm未満の場合、所期の目的である強磁性体粒子の
初期成長抑制効果び格子整合効果を十分に果たすことが
できない。一方、第3の下地層11の膜厚が25nm超
の場合、強磁性体粒子の初期成長抑制効果及び格子整合
効果が飽和し、不経済となるだけである。
The thickness of the third underlayer 11 is generally 5 n
m to 25 nm. If the thickness of the third underlayer 11 is less than 5 nm, the intended effects of suppressing the initial growth of ferromagnetic particles and the lattice matching effect cannot be sufficiently achieved. On the other hand, when the thickness of the third underlayer 11 is more than 25 nm, the effect of suppressing the initial growth of ferromagnetic particles and the effect of lattice matching are saturated, which is only uneconomical.

【0027】第3の下地層11はECRスパッタ法、D
Cマグネトロンスパッタ法又はベーパーデポジション法
などにより成膜することができる。
The third underlayer 11 is formed by an ECR sputtering method,
The film can be formed by a C magnetron sputtering method or a vapor deposition method.

【0028】第3の下地層11の結晶構造は、六方稠密
格子(hcp)であることが好ましい。特に、磁気記録
層13がCoを主成分とするhcpの結晶構造を有する
薄膜である場合、第2の下地層9上に磁気記録層13を
直接形成すると、第2の下地層9と磁気記録層13の結
晶構造が異なることに起因した歪みが磁気記録層13に
生じ、磁気記録層13の結晶配向性が劣化し、特性が低
下する。これに対し、第3の下地層11の結晶構造がh
cpであると、第3の下地層11と磁気記録層13が同
一の結晶構造であるために磁気記録層13に歪みが入り
にくく、かつ、第2の下地層9による結晶の歪みが第3
の下地層11で緩和されることにより、磁気記録層13
の特性低下を防止する等の効果が得られるので特に好ま
しい。また、磁気記録層13と第3の下地層11とが互
いにエピタキシャル成長の関係にあることが好ましい。
更に、磁気記録層13と第3の下地層11とが、ほぼ同
一の結晶配向を示し、しかも、(11.0)面又は(1
0.0)面が非磁性基体3とほぼ平行であることが、高
密度記録を行う上で特に好適である。
The crystal structure of the third underlayer 11 is preferably a hexagonal close-packed lattice (hcp). In particular, when the magnetic recording layer 13 is a thin film having an hcp crystal structure containing Co as a main component, if the magnetic recording layer 13 is directly formed on the second Distortion due to the difference in the crystal structure of the layer 13 is generated in the magnetic recording layer 13, and the crystal orientation of the magnetic recording layer 13 is deteriorated, and the characteristics are deteriorated. On the other hand, the crystal structure of the third underlayer 11 is h
If cp, the third underlayer 11 and the magnetic recording layer 13 have the same crystal structure, so that the magnetic recording layer 13 is hardly distorted, and the crystal distortion due to the second underlayer 9 is the third.
Of the magnetic recording layer 13
This is particularly preferable because effects such as prevention of deterioration in characteristics of the above are obtained. It is preferable that the magnetic recording layer 13 and the third underlayer 11 have an epitaxial growth relationship with each other.
Further, the magnetic recording layer 13 and the third underlayer 11 show almost the same crystal orientation, and moreover, the (11.0) plane or the (1
It is particularly preferable that the (0.0) plane is substantially parallel to the nonmagnetic substrate 3 for performing high-density recording.

【0029】ここで、hcp結晶構造の磁気記録層13
におけるa軸長をa、c軸長をc とし、磁気記録層
13の直下のhcp結晶構造の第3の下地層11のa軸
長をa、c軸長をcとするとき、a≧aの関係
があり、かつ、c≧cの関係があることが好まし
い。また、磁気記録層13と第3の下地層11との格子
長の差Δa=(a−a)/a、Δc=(c−c
)/cで定義するとき、Δa≦10%、Δc≦10
%の関係を有することが好ましい。
Here, the magnetic recording layer 13 having the hcp crystal structure
A axis length at1, C axis length is c 1And the magnetic recording layer
A-axis of the third underlayer 11 of the hcp crystal structure immediately below
A2, C axis length is c2Then, a1≧ a2connection of
And c1≧ c2Preferably have a relationship
No. Also, the lattice of the magnetic recording layer 13 and the third underlayer 11
Length difference Δa = (a1-A2) / A2, Δc = (c1-C
2) / C2Δa ≦ 10%, Δc ≦ 10
%.

【0030】また、第1の下地層7及び第2の下地層9
では、それぞれ(211)面が優先配向し、この第2の
下地層9の層上に配設された第3の下地層11及び磁気
記録層13では、それぞれ(10.0)面が優先配向し
ていることが好ましい。別法として、第1の下地層7及
び第2の下地層9において、それぞれ(100)面が優
先配向している場合、この第2の下地層9の層上に配設
された第3の下地層11及び磁気記録層13では、それ
ぞれ(11.0)面が優先配向していることが好まし
い。
Further, the first underlayer 7 and the second underlayer 9
In (3), the (211) plane is preferentially oriented, and in the third underlayer 11 and the magnetic recording layer 13 disposed on the second underlayer 9, the (10.0) plane is preferentially oriented. Is preferred. Alternatively, when the (100) plane is preferentially oriented in each of the first underlayer 7 and the second underlayer 9, the third underlayer disposed on the second underlayer 9 In the underlayer 11 and the magnetic recording layer 13, the (11.0) plane is preferably preferentially oriented.

【0031】第1の下地層から第3の下地層までの膜厚
の合計は50nm以下であることが好ましい。これは、
結晶粒子サイズおよびその分布の制御上からしても、ま
た、製造上からもこの膜厚が好ましい。
The total thickness of the first to third underlayers is preferably 50 nm or less. this is,
This film thickness is preferable from the viewpoint of controlling the crystal grain size and its distribution and also from the viewpoint of production.

【0032】情報を記録するための磁気記録層13はC
oを主体とした合金薄膜である。より具体的には、Co
に、Cr、Pt、Ta、Nb、Ti、Si、B、P、P
d、B、V、Tb、Gd、Sm、Nd、Dy、Eu、H
o、Ge、Mo及びWからなる群から選択される少なく
とも1種類以上の元素を含ませた磁性層を用いることが
好ましい。また、複数の元素を含んでも良いことは言う
までもない。例えば、磁性層にはCo−Cr−Pt−T
a系を用いることができ、Ptの代りにPd、Tb、G
d、Sm、Nd、Dy、Ho、Euを用いることもで
き、また、Taの代りにNb、Si、B、Vなどの元素
を用いることもできる。
The magnetic recording layer 13 for recording information is C
It is an alloy thin film mainly composed of o. More specifically, Co
Cr, Pt, Ta, Nb, Ti, Si, B, P, P
d, B, V, Tb, Gd, Sm, Nd, Dy, Eu, H
It is preferable to use a magnetic layer containing at least one or more elements selected from the group consisting of o, Ge, Mo and W. Needless to say, a plurality of elements may be included. For example, Co-Cr-Pt-T is used for the magnetic layer.
a system can be used, and Pd, Tb, G
d, Sm, Nd, Dy, Ho, and Eu can be used, and elements such as Nb, Si, B, and V can be used instead of Ta.

【0033】磁気記録層13は面内膜であることが好ま
しい。磁気記録層13が面内膜であると、磁気記録層1
3を構成する磁性粒子のc軸、すなわち、磁化容易軸方
向が面内方向を向くこととなり、高密度記録状態で隣接
するビットとの間隔が狭まり記録磁化方向とは逆方向に
作用する反磁場が増加しても、これに抗して記録ビット
中の磁化を記録された方向に安定して保つことが可能と
なる。
The magnetic recording layer 13 is preferably an in-plane film. If the magnetic recording layer 13 is an in-plane film, the magnetic recording layer 1
The c-axis of the magnetic particles constituting the magnetic particles 3, that is, the direction of the easy axis of magnetization is oriented in the in-plane direction. Increases, the magnetization in the recording bit can be stably maintained in the recorded direction.

【0034】ところで、このCoを主体とした磁性層に
おいて、CoにCrを添加すると、Crが該磁性層中に
偏在する。更に、Ti、Si、B、P、Ta及びNbか
らなる群から選択される少なくとも1種類の元素の配合
により、成膜時あるいは成膜後の熱処理によりCrの偏
在が一層促進される。室温で処理するとCrを磁性膜中
に偏在させることはできない。さらに、Crの偏在して
いる位置がCo結晶粒子の結晶粒界の近傍あるいは粒界
に析出(偏析)していることが好ましい。磁性層中で、C
o結晶粒子の結晶粒界の近傍にCrを偏在させることに
より、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減し、高密度記
録や高周波記録(高速書き込み)などが安定して行える
などの効果が得られる。磁気記録層13は単層構造であ
ることもできるし、あるいは組成の異なる複数の層から
なる積層構造であることもできる。
In the Co-based magnetic layer, when Cr is added to Co, Cr is unevenly distributed in the magnetic layer. Further, by the blending of at least one element selected from the group consisting of Ti, Si, B, P, Ta and Nb, uneven distribution of Cr is further promoted by heat treatment during or after film formation. When treated at room temperature, Cr cannot be localized in the magnetic film. Further, it is preferable that the position where Cr is unevenly distributed precipitates (segregates) near or at the crystal grain boundary of the Co crystal particle. In the magnetic layer, C
o By distributing Cr in the vicinity of the crystal grain boundaries of crystal grains, the magnetic interaction between magnetic grains is reduced, and effects such as high-density recording and high-frequency recording (high-speed writing) can be obtained stably. Can be The magnetic recording layer 13 may have a single-layer structure or a laminated structure including a plurality of layers having different compositions.

【0035】ここで、磁性層を構成する元素群における
Crの濃度をC(Cr)(単位:原子%)とし、この
磁性層下部の第2又は第3下地層を構成する元素群中に
占めるCrの濃度をC(Cr)(単位:原子%)とす
るとき、C(Cr)<C(Cr)の関係を有するこ
とが好ましい。
Here, the concentration of Cr in the element group constituting the magnetic layer is defined as C (Cr) 1 (unit: atomic%), and the element group constituting the second or third underlayer below the magnetic layer is Assuming that the concentration of occupied Cr is C (Cr) 2 (unit: atomic%), it is preferable to have a relationship of C (Cr) 1 <C (Cr) 2 .

【0036】更に、磁気記録層13を構成する元素群に
おけるPtの濃度をC(Pt)(単位:原子%)と
し、この磁性層下部の第3下地層を構成する元素群中に
占めるPtの濃度をC(Pt)(単位:原子%)とす
るとき、C(Pt)≧C(Pt)の関係を有するこ
とが好ましい。
Further, the concentration of Pt in the group of elements constituting the magnetic recording layer 13 is defined as C (Pt) 1 (unit: atomic%), and Pt occupying in the group of elements constituting the third underlayer under the magnetic layer is defined as C (Pt) 1. Is C (Pt) 2 (unit: atomic%), it is preferable that C (Pt) 1 ≧ C (Pt) 2 .

【0037】磁気記録層13の成膜方法として前記のE
CRスパッタ法を使用することが好ましい。この成膜方
法を用いることにより、薄膜の結晶方位を一定の方位に
特に強く配向させる効果が他の成膜方法に比べて著しく
大きい。ここで、ECRスパッタ法により励起した粒子
を、一定のエネルギーに制御するのに用いる印加バイア
スにより、粒子の有するエネルギーを一定に制御するこ
とが膜作製上好ましい。ここで、印加するバイアス源と
して、直流電源(DC)あるいは高周波電源(RF)を
用いることが最も好ましい。
As a method for forming the magnetic recording layer 13,
It is preferable to use the CR sputtering method. By using this film forming method, the effect of particularly strongly orienting the crystal orientation of the thin film to a certain direction is significantly larger than that of other film forming methods. Here, it is preferable from the viewpoint of film formation that the energy of the particles is controlled to be constant by the applied bias used to control the particles excited by the ECR sputtering method to a constant energy. Here, it is most preferable to use a DC power supply (DC) or a high-frequency power supply (RF) as a bias source to be applied.

【0038】磁気記録層13の膜厚は一般的に、2nm
〜15nmの範囲内である。膜厚が2nm未満では均一
な磁性膜を成膜することが困難である。一方、膜厚が1
5nm超の場合、磁性結晶粒子が粗大化する、磁性
結晶粒子のサイズ分布が大きくなる、磁気ヘッドから
の磁界が磁性膜全体に有効に印加できない、などにより
高密度記録や高周波記録(高速書き込み)が行えないな
どの不都合が生じるので好ましくない。磁気記録層13
の膜厚は2nm〜10nmの範囲内であることが最も好
ましい。
The thickness of the magnetic recording layer 13 is generally 2 nm.
It is in the range of 1515 nm. If the thickness is less than 2 nm, it is difficult to form a uniform magnetic film. On the other hand, when the film thickness is 1
If the thickness exceeds 5 nm, high-density recording or high-frequency recording (high-speed writing) is performed because the magnetic crystal grains become coarse, the size distribution of the magnetic crystal particles increases, and the magnetic field from the magnetic head cannot be effectively applied to the entire magnetic film. This is not preferable because inconveniences such as not being able to perform are generated. Magnetic recording layer 13
Is most preferably in the range of 2 nm to 10 nm.

【0039】磁気記録層13の膜厚が厚い場合、第3の
下地層11を使用しなくても、磁気記録層13の強磁性
体粒子を第2の下地層9上にエピタキシャル成長させる
ことができるが、磁気記録層13の膜厚が薄い場合、磁
気記録層13の強磁性体粒子を第2の下地層9上にエピ
タキシャル成長させることが困難になるので、第3の下
地層11を使用する必要性が生じる。しかし、hcp結
晶構造の磁気記録層13を確実に形成する観点から、磁
気記録層13の膜厚に拘わらず、hcp結晶構造の第3
の下地層11を使用することが好ましい。
When the thickness of the magnetic recording layer 13 is large, the ferromagnetic particles of the magnetic recording layer 13 can be epitaxially grown on the second underlayer 9 without using the third underlayer 11. However, when the thickness of the magnetic recording layer 13 is small, it becomes difficult to epitaxially grow the ferromagnetic particles of the magnetic recording layer 13 on the second underlayer 9, and therefore, it is necessary to use the third underlayer 11. Nature occurs. However, from the viewpoint of reliably forming the magnetic recording layer 13 having the hcp crystal structure, regardless of the thickness of the magnetic recording layer 13, the third magnetic recording layer 13 having the hcp crystal structure may be used.
It is preferable to use the underlayer 11 described above.

【0040】本発明の磁気記録媒体1における保護層1
5としては、例えば、カーボン保護膜などを好適に使用
することができる。言うまでもなく、その他の材料から
なる保護膜も使用できる。カーボン保護膜は例えば、ス
パッタカーボン、プラズマCVDカーボン、ダイヤモン
ドライクカーボン、水素含有カーボン、酸素含有カーボ
ン、窒素含有カーボン又はシリコン含有カーボン等から
形成されている。カーボン保護膜はCo系磁性膜を保護
すると共に、磁気ヘッドの摺動性を高める効果がある。
しかし、カーボン保護膜だけでは実用耐久性に劣る場
合、カーボン保護膜の上面に適当な潤滑剤(例えば、フ
ッ素系潤滑剤)を塗布してカーボン保護膜の耐久性を高
めることもできる。
The protective layer 1 in the magnetic recording medium 1 of the present invention
As 5, for example, a carbon protective film or the like can be suitably used. Needless to say, a protective film made of another material can be used. The carbon protective film is formed of, for example, sputter carbon, plasma CVD carbon, diamond-like carbon, hydrogen-containing carbon, oxygen-containing carbon, nitrogen-containing carbon, silicon-containing carbon, or the like. The carbon protective film has the effect of protecting the Co-based magnetic film and improving the slidability of the magnetic head.
However, if the carbon protective film alone is inferior in practical durability, a suitable lubricant (for example, a fluorine-based lubricant) can be applied to the upper surface of the carbon protective film to increase the durability of the carbon protective film.

【0041】保護層15の膜厚は一般的に、2nm〜1
0nmの範囲内である。膜厚が2nm未満では均一な保
護層を成膜することが困難である。一方、膜厚が10n
m超の場合、記録された情報を再生する場合に、磁気ヘ
ッドと磁性層との距離が離れるため、十分な磁気フラッ
クスを磁気ヘッドで検出できなかったり、情報を記録す
る場合に、磁性層に十分な磁界が印加できないため、磁
性層を十分に磁化することができず、高密度記録に適さ
なくなるなどの不都合が生じるので好ましくない。保護
層15の膜厚は2nm〜5nmの範囲内であることが最
も好ましい。保護層15は前記のECRスパッタ法によ
り成膜することが好ましい。しかし、所望によりその他
の成膜方法も使用できる。
The thickness of the protective layer 15 is generally 2 nm to 1 nm.
It is within the range of 0 nm. If the thickness is less than 2 nm, it is difficult to form a uniform protective layer. On the other hand, when the film thickness is 10 n
m, the distance between the magnetic head and the magnetic layer is large when reproducing recorded information, so that a sufficient magnetic flux cannot be detected by the magnetic head or when recording information, Since a sufficient magnetic field cannot be applied, the magnetic layer cannot be sufficiently magnetized, which causes disadvantages such as being unsuitable for high-density recording. Most preferably, the thickness of the protective layer 15 is in the range of 2 nm to 5 nm. The protective layer 15 is preferably formed by the ECR sputtering method. However, other deposition methods can be used if desired.

【0042】本発明の磁気記録媒体1における非磁性基
体3は剛性を有する基体であることが好ましい。このよ
うな非磁性基体は例えば、ガラス、強化ガラス、石英、
セラミック、金属類(例えば、アルミニウム、陽極酸化
アルミニウム、アルミニウム合金、黄銅)、シリコン単
結晶板、表面熱酸化処理シリコン単結晶板又は合成樹脂
類(例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチテン
テレフタレート、アクリル樹脂)などから構成されてい
る。このような材料は全て当業者に公知である。本発明
の磁気記録媒体1における非磁性基体3の厚さ自体は用
途に応じて適宜選択することができる。
The non-magnetic substrate 3 in the magnetic recording medium 1 of the present invention is preferably a rigid substrate. Such non-magnetic substrates include, for example, glass, tempered glass, quartz,
Ceramic, metals (for example, aluminum, anodized aluminum, aluminum alloy, brass), silicon single crystal plate, surface thermal oxidation treated silicon single crystal plate or synthetic resins (for example, polyimide, polyester, polyethylene terephthalate, acrylic resin) It is composed of All such materials are known to those skilled in the art. The thickness itself of the nonmagnetic substrate 3 in the magnetic recording medium 1 of the present invention can be appropriately selected according to the application.

【0043】本発明の磁気記録媒体1の形態としては、
ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムなどの合成
樹脂フィルムを基体とする磁気テープや磁気ディスク、
合成樹脂フィルム、アルミニウム板およびガラス板等か
らなる円盤やドラムを基体とする磁気ディスクや磁気ド
ラムなど、磁気ヘッドと摺接する構造の種々の形態を包
含する。
As a form of the magnetic recording medium 1 of the present invention,
Magnetic tapes and magnetic disks based on synthetic resin films such as polyester films and polyimide films,
It includes various forms of a structure that is in sliding contact with a magnetic head, such as a magnetic disk or a magnetic drum having a base made of a disk or a drum made of a synthetic resin film, an aluminum plate, a glass plate or the like.

【0044】[0044]

【実施例】以下、実施例により本発明の磁気記録媒体を
具体的に例証する。実施例1 図1に示される断面構造を有する磁気ディスクを作製し
た。この実施例では、非磁性層5としてCo−Cr−R
u系薄膜を使用し、第1の下地層7の形成材料としてN
i−Alを使用し、第2の下地層9の形成材料としてC
r−Tiを使用し、そして、第3の下地層11の形成材
料としてCo−Cr−Ruをそれぞれ使用した。また、
磁気記録層13としてCo−Cr−Pt系磁性薄膜を使
用し、保護膜15としてカーボン(C)薄膜を使用し
た。
The magnetic recording medium of the present invention will now be specifically illustrated by way of examples. Example 1 A magnetic disk having the cross-sectional structure shown in FIG. 1 was manufactured. In this embodiment, the nonmagnetic layer 5 is made of Co—Cr—R
u-based thin film is used, and N
i-Al is used, and C is used as a material for forming the second underlayer 9.
r-Ti was used, and Co-Cr-Ru was used as a material for forming the third underlayer 11. Also,
A Co—Cr—Pt-based magnetic thin film was used as the magnetic recording layer 13, and a carbon (C) thin film was used as the protective film 15.

【0045】まず、磁気ディスク用の非磁性基体3とし
て、直径が2.5インチのガラス基板を用いた。ここで
用いた基板は単なる一例であり、いずれのサイズのディ
スク基板を用いても、また、AlやAl合金などの金属
の基板や樹脂基板などいずれの材質の基板を用いても、
用いる基板の材質やサイズに本発明の効果は左右される
ものではないことは言うまでもない。また、ガラス、A
lやAl合金の基板上にメッキ法やスパッタ法によりN
iP層を形成した基板を用いても良いことは言うまでも
ない。
First, a glass substrate having a diameter of 2.5 inches was used as the nonmagnetic substrate 3 for a magnetic disk. The substrate used here is merely an example, and any size disk substrate may be used, or any material such as a metal substrate such as Al or an Al alloy or a resin substrate may be used.
It goes without saying that the effect of the present invention does not depend on the material and size of the substrate used. Also, glass, A
l or Al alloy substrate by plating or sputtering
Needless to say, a substrate on which an iP layer is formed may be used.

【0046】次に、2.5インチサイズのガラス基板上
に、非磁性層5として、Co55Cr25Ru20から
なる薄膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成し
た。膜厚は5nmであった。ターゲットにCo−Cr−
Ruを、放電ガスにArをそれぞれ使用した。ガス圧は
5mTorr、投入電力は1kW/126mmφ、成膜
時の基板温度は室温であった。この非磁性層5は、完全
に非磁性であり、X線回折による測定により、その結晶
構造がhcp構造であることが確認された。
Next, a thin film made of Co 55 Cr 25 Ru 20 was formed as a nonmagnetic layer 5 on a 2.5-inch glass substrate by DC magnetron sputtering. The film thickness was 5 nm. Co-Cr-
Ru was used, and Ar was used as a discharge gas. The gas pressure was 5 mTorr, the input power was 1 kW / 126 mmφ, and the substrate temperature during film formation was room temperature. This non-magnetic layer 5 was completely non-magnetic, and it was confirmed by X-ray diffraction that the crystal structure was an hcp structure.

【0047】この非磁性層5の上に、第1の下地層7と
してNi−Al合金層をマイクロ波(2.38GHz)
を用いたECRスパッタ法により形成した。膜厚は25
nmであった。この層の役割は、磁気記録層13の結晶
粒径ならびにその分布の制御と配向性の制御である。タ
ーゲットにはNi55Al45を、放電ガスにArガス
をそれぞれ用いた。スパッタ時の圧力は0.3mTor
r、投入マイクロ波電力は0.7kW、基板温度は室温
であった。また、マイクロ波により励起されたプラズマ
を引き込むために500WのRFバイアスを印加した。
得られた膜の構造は、X線回折によると、B2構造であ
り、かつ、(211)面が優先配向していた。ここで
は、Ni55Al45合金を用いたが、この組成は絶対
的なものではなく、用いる磁性層の形成材料や組成によ
って変化させることができる。また、ここではNi−A
l層のすべてをECRスパッタ法で作製したが、成膜初
期の結晶核をECRスパッタ法で作製し、その上にDC
スパッタ法により一定サイズの結晶粒子になるように成
膜しても良い。これらは、得たい結晶粒子サイズにより
成膜方法を選択すればよい。これは、ECRスパッタ法
を用いると、高配向でしかも微細な結晶粒子からなる膜
が得られるからである。また、第1の下地層の膜厚は、
ここでは25nmとしたが、この値は、材料組成や得た
い結晶粒子のサイズに応じて、適宜増減させることがで
きる。
On this non-magnetic layer 5, a Ni—Al alloy layer is applied as a first underlayer 7 by microwave (2.38 GHz).
It was formed by an ECR sputtering method using. The film thickness is 25
nm. The role of this layer is to control the crystal grain size of the magnetic recording layer 13, its distribution, and the orientation. Ni 55 Al 45 was used as a target, and Ar gas was used as a discharge gas. The pressure during sputtering is 0.3 mTorr
r, the input microwave power was 0.7 kW, and the substrate temperature was room temperature. An RF bias of 500 W was applied to draw in plasma excited by microwaves.
According to X-ray diffraction, the structure of the obtained film was a B2 structure, and the (211) plane was preferentially oriented. Here, the Ni 55 Al 45 alloy is used, but the composition is not absolute and can be changed depending on the material and composition of the magnetic layer used. Also, here, Ni-A
All of the l layers were prepared by ECR sputtering, but crystal nuclei at the initial stage of film formation were prepared by ECR sputtering, and DC
The film may be formed into a crystal grain of a certain size by a sputtering method. For these, a film formation method may be selected depending on the crystal grain size to be obtained. This is because the use of the ECR sputtering method can provide a film having highly oriented and fine crystal grains. The thickness of the first underlayer is:
Here, the value is 25 nm, but this value can be appropriately increased or decreased according to the material composition and the size of the crystal grains to be obtained.

【0048】また、非磁性層5と第1の下地層7との界
面を高分解能TEMにより格子像観察したところ、完全
にはエピタキシャル成長していないものの、格子のつな
がりが所々観察され、非磁性層5としてのCo−Cr−
Ru膜が、その上に形成される下地層などの結晶成長の
核になっていることが確認された。この結晶成長核効果
は、非磁性層5の結晶構造がhcp構造であるときが最
も高かった。非磁性層5の結晶構造がbcc構造やbc
t構造で、第1の下地層7の格子定数と近い格子定数の
材料を使用した場合にも、結晶成長核効果が多少は得ら
れるが、hcp構造の時に比べれば小さい。
When the lattice image of the interface between the nonmagnetic layer 5 and the first underlayer 7 was observed with a high-resolution TEM, the connection of the lattice was observed in some places although the epitaxial growth was not complete. Co-Cr- as 5
It was confirmed that the Ru film was a nucleus for crystal growth such as an underlayer formed thereon. This crystal growth nucleus effect was highest when the crystal structure of the nonmagnetic layer 5 was the hcp structure. The crystal structure of the nonmagnetic layer 5 has a bcc structure or bc
When a material having a lattice constant close to the lattice constant of the first underlayer 7 is used in the t structure, the crystal growth nucleus effect can be obtained to some extent, but is smaller than that in the hcp structure.

【0049】次に、第2の下地層9として、Cr85
15膜をDCマグネトロンスパッタ法により形成し
た。ターゲットにはCr−Ti合金を、放電ガスとして
Arをそれぞれ用いた。ここで、合金組成は、磁性膜の
組成や用いる材料に依存させて変化させることができ
る。これは、材料の組成や材料により格子面間隔が異な
るからである。スパッタ時の圧力は2mTorr、投入
電力は1kW、基板温度は350℃であった。形成した
膜の膜厚は15nmであった。この膜は、配向性制御と
磁性膜との格子整合を図る役割を有する。また、この第
2の下地層は第1の下地層とエピタキシャル成長の関係
にあることがX線回折および高分解能透過型電子顕微鏡
観察による構造解析より明らかになった。また、この膜
の作製にはDCマグネトロンスパッタ法を用いたが、マ
イクロ波の共鳴吸収を用いたECRスパッタ法を用いて
も良いことは言うまでもない。この方法を用いると、エ
ピタキシャル成長が生じやすく、かつ、配向性の制御を
高精度で行うことができる。
Next, Cr 85 T was used as the second underlayer 9.
The i 15 film was formed by DC magnetron sputtering. A Cr-Ti alloy was used as a target, and Ar was used as a discharge gas. Here, the alloy composition can be changed depending on the composition of the magnetic film and the material used. This is because the lattice spacing differs depending on the composition and material of the material. The pressure during sputtering was 2 mTorr, the input power was 1 kW, and the substrate temperature was 350 ° C. The thickness of the formed film was 15 nm. This film has a role of controlling orientation and lattice matching with the magnetic film. Further, it was clarified by X-ray diffraction and structural analysis by observation with a high-resolution transmission electron microscope that the second underlayer had a relationship of epitaxial growth with the first underlayer. In addition, although the DC magnetron sputtering method was used for manufacturing this film, it goes without saying that the ECR sputtering method using the resonance absorption of microwaves may be used. When this method is used, epitaxial growth is likely to occur, and the orientation can be controlled with high accuracy.

【0050】続いて、第3の下地層11として、Co
55Cr25Ru20合金薄膜を5nm膜厚に形成し
た。成膜に用いた手法は、DCマグネトロンスパッタ法
であった。ここで、成膜にECRスパッタ法を用いても
良いことは言うまでもない。この方法を用いると、粒子
径や分布、配向性の制御性を大きく向上させることがで
きる。ターゲットにはCo−Cr−Ru合金を、放電ガ
スとしてArをそれぞれ用いた。ここで、合金組成は、
磁性膜の組成や用いる材料に依存させて変化させること
ができる。これは、材料の組成や材料により格子面間隔
が異なるからである。スパッタ時の圧力は2mTor
r、投入電力は1kW、基板温度は350℃であった。
この第3の下地層は、磁性層との格子整合を図ること、
ならびに、磁性層の初期成長を抑制する作用を有する。
ここで、第2の下地層と第3の下地層との間にはエピタ
キシャル成長の関係があり、しかも、格子の長さがCr
−Tiでは0.4330nm、Co−Cr−Ruが0.
4763nmである。Cr−Tiはbcc構造、Co−
Cr−Ruはhcp構造であり、結晶軸の長さではエピ
関係が表現できないので、格子長さで表わす。格子長さ
の比を計算してところ12.5%であった。ここで、第
3の下地層であるCo−Cr−Ru膜はhcp構造であ
り、a軸長は0.275nm、c軸長は0.435nm
であった。格子の長さの比が15%を越えると、良好な
エピタキシャル関係が得られなかった。
Subsequently, as the third underlayer 11, Co
A 55 Cr 25 Ru 20 alloy thin film was formed to a thickness of 5 nm. The technique used for the film formation was a DC magnetron sputtering method. Here, it goes without saying that the ECR sputtering method may be used for the film formation. When this method is used, controllability of particle diameter, distribution, and orientation can be greatly improved. A Co—Cr—Ru alloy was used as a target, and Ar was used as a discharge gas. Here, the alloy composition is
It can be changed depending on the composition of the magnetic film and the material used. This is because the lattice spacing differs depending on the composition and material of the material. The pressure during sputtering is 2 mTorr
r, the input power was 1 kW, and the substrate temperature was 350 ° C.
The third underlayer is to achieve lattice matching with the magnetic layer,
In addition, it has the effect of suppressing the initial growth of the magnetic layer.
Here, there is an epitaxial growth relationship between the second underlayer and the third underlayer, and the lattice length is Cr.
-Ti is 0.4330 nm, and Co-Cr-Ru is 0.1.
4763 nm. Cr-Ti has a bcc structure, Co-
Cr-Ru has an hcp structure and cannot be expressed by the length of the crystal axis, so that it is expressed by the lattice length. The calculated lattice length ratio was 12.5%. Here, the Co—Cr—Ru film as the third underlayer has an hcp structure, the a-axis length is 0.275 nm, and the c-axis length is 0.435 nm.
Met. When the length ratio of the lattice exceeded 15%, a good epitaxial relationship could not be obtained.

【0051】次に、情報記録用の磁気記録層13とし
て、Co66Cr18Pt13Ta膜をDCスパッタ
法により形成した。ここで、磁性層と第3の下地層との
Cr濃度を比較すると、下地層のほうを高くした。これ
により、Co−Cr−Pt−Ta系磁性膜中におけるC
rの偏析が促進され、磁性粒子間の磁気的相互作用を低
減できる。ターゲットにはCo−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、投入DC電力は1kW/12
5mmφ、基板温度は300℃であった。情報記録用の
磁気記録層13の膜厚は10nmであった。ここでは、
成膜法にDCマグネトロンスパッタ法を用いたが、EC
Rスパッタ法を用いてもよいことは言うまでもない。E
CRスパッタ法を用いると、DCマグネトロンスパッタ
法で作製した場合より保磁力が0.5kOe程度増大
し、また、6〜8nm程度の膜厚でも保磁力の劣化は見
られない。また、磁気異方性は2倍以上、大きく増大し
た。ここで、Co−Cr−Pt−Ta膜はhcp構造で
あり、a軸長は0.255nm、c軸長は0.415n
mであった。これらの値を第3下地膜の値と比較した。
その結果、a軸については7%であり、c軸については
5%であった。これらの差については、実験によれば1
0%を越えると、格子欠陥が増大し、良好なエピタキシ
ャル関係が形成されなかった。
Next, a Co 66 Cr 18 Pt 13 Ta 3 film was formed as a magnetic recording layer 13 for information recording by DC sputtering. Here, comparing the Cr concentrations of the magnetic layer and the third underlayer, the underlayer was higher. Thereby, C in the Co—Cr—Pt—Ta-based magnetic film is
The segregation of r is promoted, and the magnetic interaction between the magnetic particles can be reduced. A Co—Cr—Pt—Ta alloy was used for the target, and pure Ar was used for the discharge gas. The pressure during sputtering is 3 mTorr, and the input DC power is 1 kW / 12
5 mmφ, the substrate temperature was 300 ° C. The thickness of the magnetic recording layer 13 for information recording was 10 nm. here,
The DC magnetron sputtering method was used for the film formation method.
It goes without saying that the R sputtering method may be used. E
When the CR sputtering method is used, the coercive force is increased by about 0.5 kOe as compared with the case where the DC magnetron sputtering method is used, and the coercive force is not deteriorated even at a film thickness of about 6 to 8 nm. In addition, the magnetic anisotropy greatly increased more than twice. Here, the Co—Cr—Pt—Ta film has an hcp structure, the a-axis length is 0.255 nm, and the c-axis length is 0.415 n
m. These values were compared with those of the third underlayer.
As a result, it was 7% for the a-axis and 5% for the c-axis. According to experiments, these differences were 1
If it exceeds 0%, lattice defects increase, and a good epitaxial relationship is not formed.

【0052】最後に、保護層15として、カーボン
(C)膜を3nmの膜厚に形成した。成膜にはマイクロ
波を用いたECRスパッタ法を用いた。スパッタ時の圧
力は0.5mTorr、投入マイクロ波電力は0.6k
Wであった。また、マイクロ波により励起されたプラズ
マを引き込むために500WのRFバイアス電圧を印加
した。得られたC膜の特性は、硬度が20GPa以上で
あり、ラマン分光によるとsp3結合性であることがわ
かった。また、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成膜してもよいことは言
うまでもない。窒素を含むガスを用いると、粒子が微細
化するとともに、得られるC膜が緻密化し、保護性能を
さらに向上させることができる。この膜の組織は、スパ
ッタの条件に大きく依存しているので、この条件は絶対
的なものではない。ここで、保護膜の作製にECRスパ
ッタ法を用いたのは、2〜3nmの極薄膜でも、緻密で
かつピンホールフリーで、しかも、カバレージの良いC
膜が得られるからである。これは、RFスパッタ法やD
Cスパッタ法に比べて顕著な違いである。これに加え
て、保護膜形成時に磁性膜の受けるダメージが著しく小
さいという特徴もある。特に、50Gb/inを越え
る高密度記録を行う場合、磁性膜厚は10nm以下にな
ることが考えられるので、成膜時に磁性膜が受けるダメ
ージの影響はますます顕著になる。そのような場合に、
ECRスパッタ法は非常に有効な成膜手法であり、超高
密度磁気記録用の磁性膜の製造を行う場合に有効であ
る。
Finally, a carbon (C) film having a thickness of 3 nm was formed as the protective layer 15. ECR sputtering using microwaves was used for film formation. The pressure during sputtering is 0.5 mTorr, and the input microwave power is 0.6 k
W. Further, an RF bias voltage of 500 W was applied to draw in plasma excited by microwaves. As for the characteristics of the obtained C film, the hardness was 20 GPa or more, and according to Raman spectroscopy, it was found that the C film had sp3 binding properties. Although Ar is used as the sputtering gas here, it goes without saying that the film may be formed using a gas containing nitrogen. When a gas containing nitrogen is used, the particles become finer, and the obtained C film becomes denser, so that the protection performance can be further improved. Since the structure of this film greatly depends on the conditions of sputtering, these conditions are not absolute. Here, the reason why the ECR sputtering method is used for the production of the protective film is that even a very thin film having a thickness of 2 to 3 nm is dense, pinhole-free, and has good coverage.
This is because a film is obtained. This is done by RF sputtering or D
This is a remarkable difference as compared with the C sputtering method. In addition to this, there is a feature that damage to the magnetic film when forming the protective film is extremely small. In particular, when high-density recording exceeding 50 Gb / in 2 is performed, the magnetic film thickness can be reduced to 10 nm or less, so that the influence of damage to the magnetic film during film formation becomes more remarkable. In such a case,
The ECR sputtering method is a very effective film forming method, and is effective when a magnetic film for ultra-high density magnetic recording is manufactured.

【0053】前記のようにして作製された磁気ディスク
における第1の下地層〜磁気記録層の結晶構造を図2に
示す。この図から明らかなように、第1の下地層7の結
晶構造とほぼ同一の結晶構造の第2の下地層9がエピタ
キシャル成長し、第2の下地層9の格子間隔とほぼ同一
の格子間隔を有するhcp構造の第3の下地層11がエ
ピタキシャル成長し、更にこのhcp結晶構造と同じ磁
気記録層13がエピタキシャル成長している。
FIG. 2 shows the crystal structures of the first underlayer to the magnetic recording layer in the magnetic disk manufactured as described above. As is apparent from this figure, the second underlayer 9 having the same crystal structure as the first underlayer 7 is epitaxially grown, and the lattice spacing substantially equal to the lattice spacing of the second underlayer 9 is set. The third underlying layer 11 having the hcp structure is epitaxially grown, and the magnetic recording layer 13 having the same hcp crystal structure is epitaxially grown.

【0054】更に、前記のようにして作製した磁気ディ
スクの構造および組織を解析した。まず、TEMにより
表面および断面の観察を行い、磁気ディスクの組織およ
び構造を解析した。まず、結晶粒子サイズを求めたとこ
ろ、200nm四方に存在している粒子について調べた
ところ、平均粒径は10nmであった。この系における
粒子サイズの分布は正規分布をしており、標準偏差を求
めるとσで0.5nmであり、粒子径の5%であった。
ECRスパッタ法を用いて作製したNi−Al第1下地
膜を用いないで、DCスパッタ法によるNi−Al膜上
にCr−Ti,Co−Cr−Ru,Co−Cr−Pt−
Ta,C膜を順次積層した媒体の組織を観察したとこ
ろ、平均粒子サイズは15nmで、標準偏差は1.5n
mと大きかった。このように、本発明のECRスパッタ
法により作製したNi−Al膜を用いると結晶粒子サイ
ズは微細化し、かつ、その分布を小さくすることができ
た。また、この媒体の断面構造をTEMにより観察した
ところ、3層の下地層から磁気記録層まで良好にエピタ
キシャル成長していることがわかった。
Further, the structure and the structure of the magnetic disk manufactured as described above were analyzed. First, the surface and cross section were observed by TEM, and the structure and structure of the magnetic disk were analyzed. First, when the crystal particle size was determined, the particles present in a square of 200 nm were examined, and the average particle diameter was 10 nm. The particle size distribution in this system was a normal distribution, and the standard deviation was 0.5 nm in terms of σ, which was 5% of the particle diameter.
Without using a Ni-Al first underlayer produced by ECR sputtering, Cr-Ti, Co-Cr-Ru, Co-Cr-Pt-
When the structure of the medium in which the Ta and C films were sequentially laminated was observed, the average particle size was 15 nm, and the standard deviation was 1.5 n.
m. As described above, when the Ni—Al film formed by the ECR sputtering method of the present invention was used, the crystal grain size was reduced, and the distribution thereof could be reduced. Further, when the cross-sectional structure of this medium was observed by TEM, it was found that epitaxial growth was excellent from the three underlayers to the magnetic recording layer.

【0055】次に、この磁気記録媒体の構造をX線回折
法により解析した。2θ=80°付近にNi−Alの
(112)の回折ピークが観測された。この他に、2θ
=41°付近に回折ピークが観測された。TEM観察結
果と合わせて考えると、2θ=41°付近のピークはC
o−Cr−Pt−Ta(10.0)回折ピークであり、
磁性層9を構成するCo−Cr−Pt−Ta磁性粒子が
強く配向していることがわかる。この配向は高密度磁気
記録に好適である。ここで、磁性層の作製をECRスパ
ッタ法により行うと、2θ=41°付近のピークがDC
スパッタ法により作製した場合よりも強くなり、かつ、
ピークの半値幅も狭くなったことから、磁性層の結晶性
が向上していることがわかる。このように、ECRスパ
ッタのような共鳴吸収法を用いた成膜法と機能分離した
下地層とを組み合わせることにより、磁性層の結晶性を
大きく向上させることができた。その結果、保磁力なら
びに異方性の増大、熱揺らぎや熱減磁などの耐熱性の向
上を図ることができた。
Next, the structure of the magnetic recording medium was analyzed by an X-ray diffraction method. A diffraction peak of (112) of Ni-Al was observed around 2θ = 80 °. In addition, 2θ
= A diffraction peak was observed around 41 °. Considering the TEM observation results, the peak around 2θ = 41 ° is C
o-Cr-Pt-Ta (10.0) diffraction peak,
It can be seen that the Co—Cr—Pt—Ta magnetic particles forming the magnetic layer 9 are strongly oriented. This orientation is suitable for high-density magnetic recording. Here, when the magnetic layer is manufactured by the ECR sputtering method, the peak near 2θ = 41 ° has a DC
It is stronger than when made by sputtering, and
Since the half width of the peak was also narrowed, it was found that the crystallinity of the magnetic layer was improved. As described above, by combining the film formation method using the resonance absorption method such as the ECR sputtering and the underlayer whose functions are separated, the crystallinity of the magnetic layer can be greatly improved. As a result, the coercive force and anisotropy were increased, and heat resistance such as thermal fluctuation and thermal demagnetization was improved.

【0056】次に、この磁気記録媒体の磁気特性を測定
した。得られた磁気特性は、保磁力が3.5kOe、I
svが2.5×10−16emu、M−Hループにおけ
るヒステリシスの角型性の指標であるSが0.86、S
が0.91であり、良好な角型性を有していた。この
ように、角型性を示す指標が大きい(すなわち、角型に
近い)のは、Cr濃度が磁気記録層より高いhcp下地
膜(第3の下地膜)を用いたために、磁気記録層中でC
rが結晶粒界に偏析するのが促進されたために磁性結晶
粒子間の相互作用が低減されたことによる。この点につ
いては、μオージェ分析により確認した。
Next, the magnetic characteristics of the magnetic recording medium were measured. The obtained magnetic properties show that the coercive force is 3.5 kOe and I
sv is 2.5 × 10 −16 emu, S which is an index of the squareness of the hysteresis in the MH loop is 0.86, S
was 0.91 and the film had good squareness. As described above, the index indicating the squareness is large (ie, close to the square) because the hcp underlayer (third underlayer) having a higher Cr concentration than the magnetic recording layer is used. In C
This is because the interaction between magnetic crystal grains is reduced because r is promoted to segregate at crystal grain boundaries. This point was confirmed by μ Auger analysis.

【0057】次に、このような磁気特性を有する磁気記
録媒体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。磁気ディスク
装置の構成の概略を図4に示す。磁気ヘッド23とし
て、記録には、2.1Tの高飽和磁束密度を有する軟磁
性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用い、また、再生には、
巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバルブ型磁気
ヘッドを使用した。磁気ヘッドは駆動系24により制御
される。磁気ディスク21はスピンドル22により回転
し、ヘッド面と磁気記録層との距離を12nmに保っ
た。このディスク21に50Gb/in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、35
dBの再生出力が得られた。ここで、非磁性層5を有し
ない対照媒体の場合、ノイズが2dB高くなり、信号レ
ベルが1dB低くなり、合計で3dB低くなった。この
結果から、非磁性層5を設けることにより、磁気記録媒
体のS/N比を改善できることが理解できる。
Next, a lubricant was applied to the surface of a magnetic disk using a magnetic recording medium having such magnetic characteristics, and the recording / reproducing characteristics of the disk were evaluated. FIG. 4 schematically shows the configuration of the magnetic disk drive. As the magnetic head 23, a thin film magnetic head using a soft magnetic film having a high saturation magnetic flux density of 2.1 T is used for recording, and
A dual spin valve type magnetic head having a giant magnetoresistance effect was used. The magnetic head is controlled by a drive system 24. The magnetic disk 21 was rotated by the spindle 22, and the distance between the head surface and the magnetic recording layer was kept at 12 nm. A signal corresponding to 50 Gb / in 2 was recorded on the disk 21 and the S / N of the disk was evaluated.
A reproduction output of dB was obtained. Here, in the case of the control medium having no nonmagnetic layer 5, the noise was increased by 2 dB, the signal level was decreased by 1 dB, and the total was decreased by 3 dB. From these results, it can be understood that the provision of the nonmagnetic layer 5 can improve the S / N ratio of the magnetic recording medium.

【0058】また、磁気力顕微鏡(MFM)により磁化
反転単位を測定したところ、粒子2から3個分程度であ
り、十分に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。
When the magnetization reversal unit was measured by a magnetic force microscope (MFM), it was found to be about 3 particles from 2 and 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, it was 1 × 10 −5 or less as a value when no signal processing was performed.

【0059】実施例2 第1の磁気記録膜に、これと組成の異なる第2の磁気記
録膜を積層させた2層構造の磁気記録層を有する磁気デ
ィスクを作製した。実施例1の磁気ディスクで使用され
たものと同じ第3の下地層上に、第1の磁気記録膜とし
て、Co66Cr18Pt13Ta膜をDCマグネト
ロンスパッタ法により8nmの膜厚に形成した。これに
続いて、第2の磁気記録膜として、Co68Cr19
13膜をDCマグネトロンスパッタ法により8nmの
膜厚に形成した。これら第1の磁気記録膜および第2の
磁気記録膜は、第3の下地層から連続してエピタキシャ
ル成長していた。
Example 2 A magnetic disk having a magnetic recording layer having a two-layer structure in which a second magnetic recording film having a different composition from the first magnetic recording film was laminated was manufactured. A Co 66 Cr 18 Pt 13 Ta 3 film is formed as a first magnetic recording film to a thickness of 8 nm by a DC magnetron sputtering method on the same third underlayer as that used in the magnetic disk of Example 1. did. Subsequently, Co 68 Cr 19 P is used as a second magnetic recording film.
The t 13 film was formed to a thickness of 8nm by DC magnetron sputtering. The first magnetic recording film and the second magnetic recording film were epitaxially grown continuously from the third underlayer.

【0060】また、Ptの濃度はここでは第1及び第2
の磁気記録膜ともに同じ濃度であった。Pt濃度は、異
方性やノイズ制御などの要素を考慮して適宜選択される
値であり、本発明者らの実験によれば、第2の磁気記録
膜のPt濃度は、第1の磁気記録膜と等しいか、それよ
りも低い値に設定することが好ましいことが発見され
た。
In this case, the concentration of Pt is the first and the second.
Were the same in both magnetic recording films. The Pt concentration is a value appropriately selected in consideration of factors such as anisotropy and noise control. According to experiments performed by the present inventors, the Pt concentration of the second magnetic recording film is determined by the first magnetic recording film. It has been found that it is preferable to set the value equal to or lower than the recording film.

【0061】次に、この2層構造磁気記録層の磁気特性
を測定した。得られた磁気特性は、保磁力が3.2kO
e、Isvが2.5×10−16emu、M−Hループ
におけるヒステリシスの角型性の指標であるSが0.8
5、Sが0.90であり、良好な磁気特性を有してい
た。次に、このような磁気特性を有する2層構造磁気記
録層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。使用した磁気デ
ィスク装置の構成は実施例1のものと同一であった。ヘ
ッド面と2層構造磁気記録層との距離を15nmに保っ
た。このディスクに50Gb/in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(MF
M)により磁化反転単位を測定したところ、粒子2から
3個分程度であり、十分に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、各磁気記録膜
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, the magnetic characteristics of the two-layer magnetic recording layer were measured. The obtained magnetic properties show that the coercive force is 3.2 kO
e, Isv is 2.5 × 10 −16 emu, and S, which is an index of the squareness of the hysteresis in the MH loop, is 0.8.
5, S was 0.90 and had good magnetic properties. Next, a lubricant was applied to the medium surface of the magnetic disk using the two-layered magnetic recording layer having such magnetic characteristics, and the recording / reproducing characteristics of the disk were evaluated. The configuration of the magnetic disk device used was the same as that of the first embodiment. The distance between the head surface and the two-layer magnetic recording layer was kept at 15 nm. When a signal corresponding to 50 Gb / in 2 was recorded on this disk and the S / N of the disk was evaluated, 32 dB was obtained.
Was obtained. Here, a magnetic force microscope (MF)
When the magnetization reversal unit was measured by M), it was found to be about 3 particles from 2 and 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 each magnetic recording film is small.
When the defect rate of this disk was measured, it was 1 × 10 −5 or less as a value when no signal processing was performed.

【0062】また、熱安定性の評価のために、300k
FCIで記録密度で、実施例1の媒体及び実施例2の媒
体に信号を記録し、この記録された信号の出力変化の時
間依存性を調べた。その結果、実施例1の媒体では、記
録してから100時間後には、再生信号の出力が約1.
0%程度であったのに対し、実施例2の媒体では約0.
8%程度の減少ですみ、記録ビットの熱安定性が良いこ
とがわかった。これは、下側の磁性層に比べ、磁気異方
性の大きい磁性層を上側に積層することにより、磁性粒
子の熱安定性が向上したものと考えられる。
For evaluation of thermal stability, 300 k
A signal was recorded on the medium of Example 1 and the medium of Example 2 at the recording density by FCI, and the time dependency of the output change of the recorded signal was examined. As a result, in the medium of the first embodiment, the output of the reproduced signal is about 1.0 after 100 hours from the recording.
In contrast to about 0%, the medium of Example 2 was about 0.1%.
It was found that the thermal stability of the recording bit was good with a reduction of about 8%. This is considered to be because the thermal stability of the magnetic particles was improved by laminating a magnetic layer having a large magnetic anisotropy on the upper side as compared with the lower magnetic layer.

【0063】実施例3 次に、図1に示す積層構造を有する磁気記録媒体1にお
いて、第1の下地層7としてECRスパッタ法で作製し
たCr膜を用いた磁気ディスクの作成例について説明す
る。
Embodiment 3 Next, a description will be given of an example of forming a magnetic disk using a Cr film formed by ECR sputtering as the first underlayer 7 in the magnetic recording medium 1 having the laminated structure shown in FIG.

【0064】非磁性基体3には2.5インチ径のガラス
基板を用いた。ガラス基板上に、非磁性層5を実施例1
に述べた処理条件と同じ条件で成膜した。この非磁性層
5の結晶構造はhcp構造であった。
A glass substrate having a diameter of 2.5 inches was used as the nonmagnetic substrate 3. Example 1 A non-magnetic layer 5 was formed on a glass substrate.
The film was formed under the same processing conditions as described in (1). The crystal structure of the nonmagnetic layer 5 was an hcp structure.

【0065】この非磁性層5の上に、第1の下地層7と
してCr層をマイクロ波(2.38GHz)を用いたE
CRスパッタ法により形成した。スパッタ時の圧力は
0.5mTorr、投入マイクロ波電力は0.5kW、
基板温度は室温であった。また、マイクロ波により励起
されたプラズマを引き込むために500VのRFバイア
ス電圧を印加した。ここで、バイアスはRFに限られ
ず、金属ターゲットであるのでDCバイアスを用いるこ
ともできる。しかし、配向性や結晶粒子の制御の観点か
らは、RFバイアスのほうが好ましい。放電ガスとして
Arを、ターゲットには純Crを用いた。形成したCr
膜の膜厚は25nmであった。この上に、Cr−Ti膜
(第2の下地層9)、Co−Cr−Ru膜(第3の下地
層11)、Co−Cr−Pt−Ta膜(磁気記録層1
3)、C膜(保護層15)を順次積層した。これらの膜
の成膜方法は、実施例1に述べた成膜方法と同一であっ
た。
On this nonmagnetic layer 5, a Cr layer was formed as a first underlayer 7 by using a microwave (2.38 GHz).
It was formed by CR sputtering. The pressure during sputtering is 0.5 mTorr, the input microwave power is 0.5 kW,
The substrate temperature was room temperature. Further, an RF bias voltage of 500 V was applied to draw in plasma excited by microwaves. Here, the bias is not limited to RF, and a DC bias can be used because the bias is a metal target. However, from the viewpoint of controlling the orientation and the crystal grains, the RF bias is more preferable. Ar was used as a discharge gas, and pure Cr was used as a target. Cr formed
The thickness of the film was 25 nm. On top of this, a Cr—Ti film (second underlayer 9), a Co—Cr—Ru film (third underlayer 11), a Co—Cr—Pt—Ta film (magnetic recording layer 1)
3) and a C film (protective layer 15) were sequentially laminated. The film forming method of these films was the same as the film forming method described in Example 1.

【0066】得られた磁気ディスクの第1の下地層〜磁
性層の結晶構造をX線回折法により調べた結果、図3に
示すように、磁気記録層はCo−Cr−Pt−Taの
(11.0)回折ピークが、第1下地層及び第2下地層
はCr及びCr−Tiの(200)からの回折ピークが
主要な回折ピークとして観察された。また、第1下地層
のピーク位置に比べ、第2下地層からのピーク位置が低
角側で観察されたことから、両者は同一の結晶配向を示
し、かつ、第2下地層のほうが結晶格子が大きいことを
示している。分析結果を図5に示す。図示されているよ
うに、第1の下地層7の結晶構造はbccであり、Cr
が強く配向していた。更に、第1の下地層7の結晶構造
とほぼ同一の結晶構造の第2の下地層9がエピタキシャ
ル成長し、第2の下地層9の格子間隔とほぼ同一の格子
間隔を有するhcp構造の第3の下地層11がエピタキ
シャル成長していた。hcp構造の第3の下地層11の
Co−Cr−Ru及びhcp構造の磁気記録層13のC
o−Cr−Pt−Taは何れも(11.0)面が強く配
向していた。
As a result of examining the crystal structures of the first underlayer to the magnetic layer of the obtained magnetic disk by the X-ray diffraction method, as shown in FIG. 3, the magnetic recording layer was formed of Co-Cr-Pt-Ta ( 11.0) Diffraction peaks were observed in the first and second underlayers as the main diffraction peaks of Cr and Cr-Ti from (200). In addition, since the peak position from the second underlayer was observed on the lower angle side compared to the peak position of the first underlayer, both showed the same crystal orientation, and the second underlayer had a higher crystal lattice. Is larger. FIG. 5 shows the analysis results. As shown, the crystal structure of the first underlayer 7 is bcc and Cr
Was strongly oriented. Further, a second underlayer 9 having a crystal structure substantially the same as the crystal structure of the first underlayer 7 is epitaxially grown, and a third hcp structure having the same lattice spacing as that of the second underlayer 9 is formed. Underlayer 11 was epitaxially grown. Co—Cr—Ru of the third underlayer 11 of the hcp structure and C of the magnetic recording layer 13 of the hcp structure
In each of the o-Cr-Pt-Ta, the (11.0) plane was strongly oriented.

【0067】TEMによる媒体表面の観察から、磁性層
の平均粒子径が10nmであり、下地層の値とほぼ同じ
であった。この粒子の粒子径分布を求めたところ、σで
0.7nmであった。このように、磁性層の結晶粒子は
微細化しており、かつ、粒径分布が小さいことがわか
る。また、断面観察から、下地層と磁性層は、エピタキ
シャル成長していることがわかった。その組織は、基板
から垂直に成長している良好な柱状構造であり、基板表
面から媒体表面まで結晶粒子サイズが変化していなかっ
た。従って、Cr下地層は結晶粒子のサイズとその分
布、さらには、結晶配向性の制御を行うことに効果があ
り、Cr下地層を使用すればbcc構造の膜が得られ、
CrもNi−Al合金下地層と同様の膜厚で同じ効果が
得られる。
From the observation of the medium surface by TEM, the average particle diameter of the magnetic layer was 10 nm, which was almost the same as the value of the underlayer. When the particle size distribution of these particles was determined, it was 0.7 nm in σ. Thus, it can be seen that the crystal grains of the magnetic layer are fine and the particle size distribution is small. In addition, from the cross-sectional observation, it was found that the underlayer and the magnetic layer were epitaxially grown. The structure was a good columnar structure growing vertically from the substrate, and the crystal grain size did not change from the substrate surface to the medium surface. Therefore, the Cr underlayer is effective in controlling the size and distribution of the crystal grains, and further, the crystal orientation. If the Cr underlayer is used, a film having a bcc structure can be obtained.
For Cr, the same effect can be obtained with the same film thickness as the Ni-Al alloy base layer.

【0068】この磁気記録層の磁気特性を測定した。得
られた磁気特性は、保磁力が3.5kOe、Isvが3
×10−16emu、M−Hループにおけるヒステリシ
スの角型性の指標であるSが0.85、Sが0.90
であり、良好な磁気特性を有していた。
The magnetic characteristics of the magnetic recording layer were measured. The obtained magnetic properties are as follows: coercive force is 3.5 kOe, Isv is 3
× 10 −16 emu, S, which is an index of the squareness of the hysteresis in the MH loop, is 0.85 and S is 0.90.
And had good magnetic properties.

【0069】次に、このような磁気特性を有する磁気記
録層を有する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。磁気ディスク装
置は実施例1で使用されたものと同じ装置を使用した。
ヘッド面と磁気記録層との距離を15nmに保った。こ
のディスクに50GB/in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、粒子2から3個分程
度であり、十分に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、磁気記録層の結晶粒子
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 having a magnetic recording layer having such magnetic characteristics, and the recording / reproducing characteristics of the disk were evaluated. The same magnetic disk device as that used in Example 1 was used.
The distance between the head surface and the magnetic recording layer was kept at 15 nm. When a signal corresponding to 50 GB / in 2 was recorded on this disk and the S / N of the disk was evaluated, a reproduced output of 32 dB was obtained. Here, when the magnetization reversal unit was measured by a magnetic force microscope (MFM), it was found that the number was about three particles from the particle 2, which was 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 recording layer is small. When the defect rate of this disk was measured, it was 1 × 10 −5 or less as a value when no signal processing was performed.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非磁性基体の面上に結晶構造がhcp構造の非磁性層を
形成し、この非磁性層上に特定の結晶構造を有する複数
の下地層を設け、この下地層上に磁気記録層をエピタキ
シャル成長させることにより、磁気記録層における結晶
粒子サイズが微細化され、かつ、結晶配向性が向上さ
れ、これにより、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減さ
れ、記録や消去時の磁化反転単位を低減でき、その結
果、S/N比が改善された50Gb/inを超える超
高密度記録記録媒体が得られる。
As described above, according to the present invention,
A non-magnetic layer having a hcp structure is formed on a surface of a non-magnetic substrate, a plurality of underlayers having a specific crystal structure are provided on the non-magnetic layer, and a magnetic recording layer is epitaxially grown on the underlayer. Thereby, the crystal grain size in the magnetic recording layer is miniaturized, and the crystal orientation is improved, whereby the magnetic interaction between the magnetic particles is reduced, and the unit of magnetization reversal at the time of recording or erasing can be reduced. As a result, an ultra-high-density recording medium having an improved S / N ratio exceeding 50 Gb / in 2 can be obtained.

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

【図1】本発明の磁気記録媒体の一例の概要断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a magnetic recording medium of the present invention.

【図2】実施例1で作製された磁気ディスクの第1の下
地層〜磁性層の結晶構造を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a crystal structure of a first underlayer to a magnetic layer of the magnetic disk manufactured in Example 1.

【図3】実施例3で作製された磁気ディスクの構造をX
線回折法により分析した結果を示す特性図である。
FIG. 3 shows the structure of the magnetic disk manufactured in Example 3 as X
It is a characteristic view showing the result analyzed by the line diffraction method.

【図4】実施例1〜3で作製された磁気ディスクの記録
再生に使用される磁気ディスク装置の一例であり、
(A)はその平面図であり、(B)は(A)におけるB
−B線に沿った断面図である。
FIG. 4 is an example of a magnetic disk device used for recording / reproducing the magnetic disks manufactured in Examples 1 to 3,
(A) is a plan view thereof, (B) is B in (A)
It is sectional drawing which followed the -B line.

【図5】実施例3で作製された磁気ディスクの第1の下
地層〜磁性層の結晶構造を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a crystal structure of a first underlayer to a magnetic layer of the magnetic disk manufactured in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本発明の磁気記録媒体 3 非磁性基体 5 非磁性層 7 第1の下地層 9 第2の下地層 11 第3の下地層 13 磁気記録層 15 保護層 21 磁気ディスク 22 スピンドル 23 磁気ヘッド 24 駆動系 Reference Signs List 1 magnetic recording medium of the present invention 3 nonmagnetic substrate 5 nonmagnetic layer 7 first underlayer 9 second underlayer 11 third underlayer 13 magnetic recording layer 15 protective layer 21 magnetic disk 22 spindle 23 magnetic head 24 drive system

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 10/30 H01F 10/30 41/18 41/18 (72)発明者 松沼 悟 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 神田 哲典 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 水村 哲夫 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 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 Fターム(参考) 4K029 AA02 AA06 AA08 AA09 AA11 AA24 AA25 BA02 BA06 BA07 BA11 BA12 BA13 BA16 BA17 BA24 BA25 BC06 BD11 CA01 CA05 EA01 5D006 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 EA03 FA09 5D112 AA03 BD03 FA04 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 DB12 GC01 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H01F 10/30 H01F 10/30 41/18 41/18 (72) Inventor Satoru Matsunuma 1-1-1 Ushitora Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka No. 88 Inside Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Inventor Tetsunori Kanda 1-1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture Inside Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Tetsuo Mizumura 1-1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Inventor Teruaki Takeuchi 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka F-term within Hitachi Maxell Co., Ltd. 4K029 AA02 AA06 AA08 AA09 AA11 AA24 AA25 BA02 BA06 BA07 BA11 BA12 BA13 BA16 BA17 BA24 BA25 BC06 BD11 CA01 CA05 EA01 5D006 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 EA03 FA09 5D112 AA03 BD03 FA04 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 DB12 GC01

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非磁性基体上に磁気記録層を有する磁気
記録媒体において、 前記非磁性基体の一方の面上に結晶構造がhcp構造の
非磁性層が形成されており、該非磁性層の面上に第1、
第2及び第3の下地層がこの順に形成されており、そし
て、該第3の下地層上に前記磁気記録層が形成されてい
ることを特徴とする磁気記録媒体。
1. A magnetic recording medium having a magnetic recording layer on a non-magnetic substrate, wherein a non-magnetic layer having a hcp crystal structure is formed on one surface of the non-magnetic substrate. First on top,
A magnetic recording medium, wherein a second and a third underlayer are formed in this order, and the magnetic recording layer is formed on the third underlayer.
【請求項2】 前記非磁性層は、Coを主体とし、この
CoにCr、Ru、Zr、Ta、Nb及びVからなる群
から選択される少なくとも1種類以上の元素を含有する
合金材料から形成されたものであることを特徴とする請
求項1に記載の磁気記録媒体。
2. The non-magnetic layer is formed of an alloy material mainly composed of Co and containing at least one element selected from the group consisting of Cr, Ru, Zr, Ta, Nb and V in Co. 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium has been recorded.
【請求項3】 前記非磁性層の膜厚は2nm〜20nm
の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載
の磁気記録媒体。
3. The nonmagnetic layer has a thickness of 2 to 20 nm.
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記非磁性層上に形成される第1の下地
層がECRスパッタ法により成膜されたものであること
を特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first underlayer formed on the nonmagnetic layer is formed by an ECR sputtering method.
【請求項5】 前記第1の下地層がB2構造又は体心立
方格子(bcc)結晶構造を有することを特徴とする請
求項1に記載の磁気記録媒体。
5. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first underlayer has a B2 structure or a body-centered cubic (bcc) crystal structure.
【請求項6】 前記第2の下地層が体心正方格子(bc
t)又はbcc結晶構造を有し、前記第2の下地層が前
記第1の下地層上にエピタキシャル成長していることを
特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
6. The method according to claim 1, wherein the second underlayer is a body-centered square lattice (bc).
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium has a t) or bcc crystal structure, and the second underlayer is epitaxially grown on the first underlayer.
【請求項7】 前記第1の下地層及び前記第2の下地層
がほぼ同一の結晶配向を有し、前記第1の下地層及び前
記第2の下地層の(211)面又は(100)面が前記
非磁性基体とほぼ平行であることを特徴とする請求項1
に記載の磁気記録媒体。
7. The first underlayer and the second underlayer have substantially the same crystal orientation, and the (211) plane or the (100) plane of the first underlayer and the second underlayer. 2. A surface according to claim 1, wherein said surface is substantially parallel to said non-magnetic substrate.
3. The magnetic recording medium according to claim 1.
【請求項8】 前記第1の下地層において、非磁性基体
に対してほぼ平行な結晶面の面内方向における格子の長
さをLとし、第2の下地層において、非磁性基体に対
してほぼ平行な結晶面の面内方向における格子の長さを
とするとき、L≦Lの関係にあることを特徴と
する請求項7に記載の磁気記録媒体。
8. The first underlayer, the length of the grating and L 1 in the plane direction of the substantially parallel crystal faces to the non-magnetic substrate, the second base layer, for non-magnetic base when the L 2 the length of the grating in the plane direction of the substantially parallel crystal faces Te, magnetic recording medium according to claim 7, characterized in that a relation of L 1 ≦ L 2.
【請求項9】 前記第1の下地層の格子長Lに対する
前記第2の下地層の格子長Lの差ΔLを、ΔL=(L
−L)/Lで定義するとき、ΔL≦15%である
ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体。
9. The difference ΔL between the lattice length L2 of the second underlayer and the lattice length L1 of the first underlayer is represented by ΔL = (L
8. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein ΔL ≦ 15% when defined as 2 −L 1 ) / L 1 .
【請求項10】 前記第1の下地層が、Ni−Al二元
合金、あるいは、Ni−Alを主成分とする三元以上の
合金、Cr単体及びCrにV、Mo、W、Nb、Ti、
Ta、Ru、Zr及びHfからなる群から選択される少
なくとも1種類の元素を加えた合金類からなる群から選
択される材料から形成されていることを特徴とする請求
項5に記載の磁気記録媒体。
10. The first underlayer is made of a Ni—Al binary alloy, or a ternary or more alloy containing Ni—Al as a main component, Cr alone and Cr as V, Mo, W, Nb, Ti. ,
The magnetic recording according to claim 5, wherein the magnetic recording is made of a material selected from the group consisting of alloys to which at least one element selected from the group consisting of Ta, Ru, Zr, and Hf is added. Medium.
【請求項11】 前記第2の下地層が、Ni−Al二元
合金、あるいは、Ni−Alを主成分とする三元以上の
合金、Cr単体及びCrにV、Mo、W、Nb、Ti、
Ta、Ru、Zr及びHfからなる群から選択される少
なくとも1種類の元素を加えた合金類からなる群から選
択される材料から形成されていることを特徴とする請求
項6に記載の磁気記録媒体。
11. The second underlayer is made of a binary alloy of Ni—Al or a ternary or more alloy containing Ni—Al as a main component, Cr alone and Cr with V, Mo, W, Nb, and Ti. ,
7. The magnetic recording according to claim 6, wherein the magnetic recording is made of a material selected from the group consisting of alloys to which at least one element selected from the group consisting of Ta, Ru, Zr, and Hf is added. Medium.
【請求項12】 前記第3の下地層がhcp結晶構造を
有することを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒
体。
12. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the third underlayer has an hcp crystal structure.
【請求項13】 前記第3の下地層が、Ru、Tiの単
体元素、あるいは、Coを主成分とし第2元素としてC
rあるいはRuを添加した二元合金、あるいは、該二元
合金にTa、Pt、Pd、Ti、Y、Zr、Nb、M
o、W及びHfのうちから少なくとも1種類の元素を加
えた合金類からなる群から選択される材料から形成され
ていることを特徴とする請求項12に記載の磁気記録媒
体。
13. The third underlayer is made of a single element of Ru or Ti, or Co as a main component and C as a second element.
r or Ru added binary alloy or Ta, Pt, Pd, Ti, Y, Zr, Nb, M
The magnetic recording medium according to claim 12, wherein the magnetic recording medium is formed of a material selected from the group consisting of alloys to which at least one element selected from the group consisting of o, W, and Hf is added.
【請求項14】 前記磁気記録層は、Coを主成分と
し、Cr、Pt、Ta、Nb、Ti、Si、B、P、P
d、V、Tb、Gd、Sm、Nd、Dy、Eu、Ho、
Ge、Mo及びWからなる群から選択される少なくとも
1種類以上の元素とから形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の磁気記録媒体。
14. The magnetic recording layer has Co as a main component and Cr, Pt, Ta, Nb, Ti, Si, B, P, P.
d, V, Tb, Gd, Sm, Nd, Dy, Eu, Ho,
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium is formed from at least one element selected from the group consisting of Ge, Mo, and W.
【請求項15】 前記磁気記録層がCoを主成分とする
六方稠密格子(hcp)の結晶構造を有することを特徴
とする請求項14に記載の磁気記録媒体。
15. The magnetic recording medium according to claim 14, wherein the magnetic recording layer has a hexagonal close-packed lattice (hcp) crystal structure containing Co as a main component.
【請求項16】 前記磁気記録層と前記第3の下地層と
が互いにエピタキシャル成長の関係にあり、かつ、前記
磁性層と前記第3の下地層とがほぼ同一の結晶配向を有
し、前記磁性層及び前記第3の下地層の(10.0)面
又は(11.0)面が前記非磁性基体とほぼ平行である
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
16. The magnetic recording layer and the third underlayer have an epitaxial growth relationship with each other, and the magnetic layer and the third underlayer have substantially the same crystal orientation. 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the (10.0) plane or the (11.0) plane of the layer and the third underlayer is substantially parallel to the nonmagnetic substrate.
【請求項17】 前記磁気記録層におけるa軸長を
、c軸長をcとし、前記第3の下地層のa軸長を
、c軸長をcとするとき、a≧aの関係があ
り、かつ、c≧cの関係があることを特徴とする請
求項16に記載の磁気記録媒体。
17. When the a-axis length of the magnetic recording layer is a 1 , the c-axis length is c 1, and the a-axis length of the third underlayer is a 2 , and the c-axis length is c 2 , 1 ≧ a 2 relationship may, and magnetic recording medium according to claim 16, characterized in that there is a relation of c 1 ≧ c 2.
【請求項18】 前記磁気記録層におけるa軸長を
、c軸長をcとし、前記第3の下地層のa軸長を
、c軸長をcとし、前記磁気記録層と前記第3の
下地層との格子長の差Δa=(a−a)/a、Δ
c=(c−c)/cで定義するとき、Δa≦10
%、Δc≦10%の関係を有することを特徴とする請求
項16に記載の磁気記録媒体。
18. The magnetic recording method according to claim 1, wherein the a-axis length of the magnetic recording layer is a 1 , the c-axis length is c 1 , the a-axis length of the third underlayer is a 2 , and the c-axis length is c 2. Δa = (a 1 −a 2 ) / a 2 , Δ, the difference in lattice length between the layer and the third underlayer
When defined by c = (c 1 −c 2 ) / c 2 , Δa ≦ 10
17. The magnetic recording medium according to claim 16, wherein a relationship of% and Δc ≦ 10% is satisfied.
【請求項19】 前記第1の下地層及び前記第2の下地
層が(211)面が優先配向し、前記第3の下地層及び
前記磁気記録層が(10.0)面が優先配向しているこ
とを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
19. The first underlayer and the second underlayer are preferentially oriented in the (211) plane, and the third underlayer and the magnetic recording layer are preferentially oriented in the (10.0) plane. 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein:
【請求項20】 前記第1の下地層及び前記第2の下地
層が(100)面が優先配向し、前記第3の下地層及び
前記磁気記録層が(11.0)面が優先配向しているこ
とを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
20. The (100) plane is preferentially oriented in the first underlayer and the second underlayer, and the (11.0) plane is preferentially oriented in the third underlayer and the magnetic recording layer. 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein:
【請求項21】 前記磁気記録層を構成する元素群にお
けるCrの濃度をC(Cr)(単位:原子%)とし、
前記第2又は第3下地層を構成する元素群中に占めるC
rの濃度をC(Cr)(単位:原子%)とするとき、
C(Cr)<C(Cr)の関係を有することを特徴
とする請求項14に記載の磁気記録媒体。
21. The concentration of Cr in an element group constituting the magnetic recording layer is C (Cr) 1 (unit: atomic%),
C occupying in the group of elements constituting the second or third underlayer.
When the concentration of r is C (Cr) 2 (unit: atomic%),
15. The magnetic recording medium according to claim 14, wherein a relationship of C (Cr) 1 <C (Cr) 2 is satisfied.
【請求項22】 前記磁気記録層を構成する元素群にお
けるPtの濃度をC(Pt)(単位:原子%)とし、
前記第3下地層を構成する元素群中に占めるPtの濃度
をC(Pt)(単位:原子%)とするとき、C(P
t)≧C(Pt)の関係を有することを特徴とする
請求項14に記載の磁気記録媒体。
22. A concentration of Pt in an element group constituting the magnetic recording layer is C (Pt) 1 (unit: atomic%),
When the concentration of Pt in the element group constituting the third underlayer is C (Pt) 2 (unit: atomic%), C (Pt)
The magnetic recording medium according to claim 14, wherein a relationship of t) 1 ≧ C (Pt) 2 is satisfied.
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