JP2003022513A - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
示し、なおかつ熱安定性に非常に優れ、更に生産性に優
れた垂直磁気記録媒体ならびにその製造方法。 【解決手段】 垂直記録媒体の磁気記録層をCoCr系
合金結晶質膜と希土類−遷移金属合金非晶質膜とを積層
することにより成膜し、CoCr系合金結晶質膜は10
nm以上30nm以下の膜厚を有し、希土類−遷移金属
合金非晶質膜は2nm以上15nm以下の膜厚を有し、
該CoCr系合金結晶質膜の膜厚をaとし該希土類−遷
移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした時に膜厚比a/b
が2以上であることを特徴とする垂直記録媒体および、
該希土類−遷移金属合金非晶質膜を、10mTorr以
上200mTorr以下、好ましくは20mTorr以
上100mTorr以下のガス圧条件下にて成膜するこ
とを特徴とする垂直記憶媒体の製造方法。
Description
置に搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法に
関する。
て、磁気記録媒体の高記録密度化の要求が高まってい
る。従来の磁気記録方式では、長手磁気記録方式が主流
であるが、最近、磁気記録の高記録密度化を実現する技
術として、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
記録層と、該磁気記録層への記録に用いられる磁気ヘッ
ドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料で
形成される裏打ち層とを構成要素として備えている。垂
直磁気記録媒体の磁気記録層用の材料としては、現在主
にCoCr系合金結晶質膜が使用されている。今後の更
なる高密度化に対し、このCoCr系結晶粒の微細化、
粒径分布の低減、粒間の相互作用の制御などの試みが行
われている。
いる希土類−遷移金属合金非晶質膜は、大きな垂直磁気
異方性定数Kuを有し、熱安定性に非常に優れているた
め、垂直磁気記録媒体の磁気記録層材料として非常に有
望である。
るCoCr系合金結晶質磁気記録材料の場合、膜厚方向
に結晶粒が成長して構成される柱状構造を有しており、
これが記録再生時に発生する媒体起因のノイズの主原因
の1つとなる。今後の記録の高密度化に伴い、この結晶
粒界が記録信号に及ぼす影響が益々大きな割合を占める
ようになってくる。これに対し、結晶粒径を微細化する
等により結晶粒界の影響を低減しようとする試みも行わ
れてはいるが、結晶粒径が小さくなり過ぎると記録され
た信号の熱安定性が急激に劣化し、場合によっては記録
された信号が消えてしまうという、いわゆる熱揺らぎの
問題が発生する。
用した場合、非晶質であるために結晶粒界というものは
存在せず、上記の問題は発生しない。しかしながら、逆
に、結晶粒界が存在しないため、書きこまれた信号をそ
の場所にとどめておくための核となるものが存在せず、
信号がシフトまたは消失することがある。特に、この現
象は高い周波数での記録時に発生しやすく、高記録密度
化を目指す垂直磁気記録媒体用の材料としてはあまり好
ましくない。
好な電磁変換特性を示し、なおかつ熱安定性に非常に優
れ、さらに生産性に優れた垂直磁気記録媒体ならびにそ
の製造方法の提供を目的とする。
本発明の垂直磁気記録媒体およびその製造方法により解
決される。
し、その第1の形態は、非磁性基板上に少なくとも軟磁
性裏打ち層、中間層、二層磁気記録層、保護層、および
液体潤滑剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体に
おいて、前記二層磁気記録層の1層目はCoCr系合金
結晶質膜からなる磁性層であり、2層目は希土類−遷移
金属合金非晶質膜からなる磁性層であり、前記CoCr
系合金結晶質膜は10nm以上30nm以下の膜厚を有
し、前記希土類−遷移金属合金非晶質膜は2nm以上1
5nm以下の膜厚を有し、該CoCr系合金結晶質膜の
膜厚をaとし、該希土類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚
をbとした時に、膜厚比a/bが2以上となるように形
成される垂直記録媒体である。
くとも配向制御層、磁区制御層、軟磁性裏打ち層、中間
層、二層磁気記録層、保護層、および液体潤滑剤層が順
次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記二層
磁気記録層の1層目はCoCr系合金結晶質膜からなる
磁性層であり、2層目は希土類−遷移金属合金非晶質膜
からなる磁性層であり、前記CoCr系合金結晶質膜は
10nm以上30nm以下の膜厚を有し、前記希土類−
遷移金属合金非晶質膜は2nm以上15nm以下の膜厚
を有し、該CoCr系合金結晶質膜の膜厚をaとし、該
希土類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした時に、
膜厚比a/bが2以上となるように形成される垂直記録
媒体である。
−遷移合金非晶質材料が少なくとも10原子%以上35
原子%以下のPr、Nd、Gd、Tb、Dy、Hoのう
ち少なくとも1種類以上の元素を含み、残部をNi、F
e、Coのうち少なくとも1種類以上の遷移金属を含
む。
2の形態の磁気記録媒体の製造方法に関する。
体の製造方法は、非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層を成
膜する工程と、中間層を成膜する工程と、二層磁気記録
層の1層目であるCoCr系合金結晶質膜からなる磁性
層を成膜する工程と、二層磁気記録層の2層目である希
土類−遷移金属合金非晶質膜を成膜する工程と、保護層
を成膜する工程と、液体潤滑剤層を成膜する工程とを含
む製造方法であり、特に前記希土類−遷移金属合金非晶
質膜の成膜時に使用するガス圧が10mTorr以上2
00mTorr以下、好ましくは20mTorr以上1
00mTorr以下であることを特徴とする。
造方法は、非磁性基板上に、配向制御層を成膜する工程
と、磁区制御層を成膜する工程と、軟磁性裏打ち層を成
膜する工程と、中間層を成膜する工程と、二層磁気記録
層の1層目であるCoCr系合金結晶質膜からなる磁性
層を成膜する工程と、二層磁気記録層の2層目である希
土類−遷移金属合金非晶質膜を成膜する工程と、保護層
を成膜する工程と、液体潤滑剤層を成膜する工程とを含
む製造方法であり、前記希土類−遷移金属合金非晶質膜
の成膜時に使用するガス圧が10mTorr以上200
mTorr以下、好ましくは20mTorr以上100
mTorr以下であることを特徴とする。
法により製造される垂直磁気記録媒体を含む。
て説明する。
る。以下に、図1および図2を参照して本発明の磁気記
録媒体の第1の形態および第2の形態について説明す
る。なお、図1および図2は、本発明の例示のために示
すものであり、本発明はこれらに限定されない。
記録媒体の構成を示す断面模式図である。この垂直磁気
記録媒体は非磁性基板1上に軟磁性裏打ち層4、中間層
5、二層磁気記録層6、および保護層7が順に成膜され
た構造を有しており、更にその上に液体潤滑剤層8が成
膜されている。
磁気記録媒体用に用いられるNiPメッキを施したAl
合金、強化ガラス、あるいは結晶化ガラスなどを用いる
ことができる。
NiFe合金、センダスト(FeSiAl)合金などを
用いることができる。特に非晶質のCo合金、例えばC
oNbZr、CoTaZrなどを用いることにより良好
な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層4
の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によ
って最適値が変化する。生産性を考慮すると、軟磁性裏
打ち層4は10nm以上300nm以下の膜厚を有する
ことが望ましい。
打ち層4と二層磁気記録層6とを磁気的に分離するた
め、ならびに二層磁気記録層6の1層目であるCoCr
系合金結晶質膜の特性を制御するために用いられる。中
間層5の材料としては、Ti、Ruなどの非磁性元素あ
るいはTiCr、CoCrなどの非磁性合金が適宜用い
られる。中間層5は、5から30nmの膜厚を有するこ
とが好ましい。
層6を設ける。この二層磁気記録層は、1層目9および
2層目10からなる二層構造を有する。
系合金結晶質を原料とする磁性層であり、2層目10
は、希土類−遷移金属合金非晶質を原料とする磁性層で
ある。本発明の垂直磁気記録媒体では、CoCr系合金
結晶質膜として使用できる好ましい材料の例は、CoC
r、CoCrTa、CoCrPt、CoCrPtTa、
CoCrPtBなどのCoCr合金系である。
0nm以上30nm以下の膜厚を有することが好まし
い。これは、10nm未満の膜厚では良好な磁気特性が
得られず、SNR(電磁変換特性の信号とノイズの比)
が低下し、30nmより厚い膜厚では、膜厚が厚くなっ
たことによりノイズが増加することによりSNRが低下
するためである。
目の膜は、少なくとも10原子%以上35原子%以下の
Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Hoのうち、少なくと
も1種類以上の元素を含むことが好ましい。この2層目
の膜の残部はNi、Fe、Coのうち少なくとも1種類
以上の遷移金属を含む。2層目に使用できる材料の例
は、TbCo、TbFeCoといったTb合金系があ
る。
m以上15nm以下の膜厚を有することが好ましい。こ
れは、2nm未満の膜厚では、希土類−遷移金属非晶質
膜としての特性が得られず、15nmより厚い膜厚では
希土類−遷移金属非晶質膜としての特性が強くなりす
ぎ、書き込まれた信号に揺らぎが生じることによりSN
Rが低下するためである。
な特性を維持するためには、二層磁気記録層6の1層目
9のCoCr系合金結晶質膜および2層目10の希土類
−遷移金属合金非晶質膜の膜厚比には一定の条件が存在
する。
し、該希土類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした
時に、膜厚比a/bが2以上になるように1層目および
2層目を形成することが好ましい。膜厚比a/bが2よ
りも小さい場合は、希土類−遷移金属合金非晶質膜の特
性が強くなり、SNRが低下するためである。
を用いて成膜することができる。例えば、カーボンを主
体とする材料から形成することができる。保護層7の膜
厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件
をそのまま用いることができる。
いる材料を用いることができる。例えば、パーフルオロ
ポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。液体潤
滑剤層8の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用い
られる諸条件をそのまま用いることができる。
記録媒体の構成を示す断面模式図である。磁気記録媒体
は非磁性基板1上に配向制御層2、磁区制御層3、軟磁
性裏打ち層4、中間層5、二層磁気記録層6、および保
護層7が順に成膜された構造を有しており、更にその上
に液体潤滑剤層8が成膜されている。
た垂直記憶媒体と同様の材料を用いることができる。
るPtMn、IrMnなどの反強磁性膜、あるいは非磁
性基板1の半径方向に磁化を配向させたCoCrTa、
CoCrPt、CoCrPtBなどの硬質磁性膜を用い
ることができる。該磁区制御層3は5〜300nm程度
の膜厚を有することが好ましい。
系の反強磁性膜を用いる場合には、面心立方体構造を有
するCu、Irなどの非磁性単金属、あるいはNiFe
Crなどの非磁性合金などを用いることが望ましい。そ
の場合非磁性基板1と前記配向制御層2との間に、該配
向制御層2の微細構造を制御するために、3nm〜30
nm、好ましくは5〜10nmの膜厚を有するTa、Z
r、Nbなどの下地層を設けてもよい。また磁区制御層
3に硬質磁性膜を用いた場合には、配向制御層2は、C
rMo、CrWなどのCr合金などを用いることができ
る。この場合にも、非磁性基板1と前記配向制御層2と
の間に、該配向制御層2の微細構造を制御するために前
記と同様の条件の下地層を設けてもよい。配向制御層2
は3nm〜30nmの膜厚を有することが好ましい。
録層6、保護層7、および液体潤滑剤層8は、上記第1
の形態で説明した垂直記憶媒体と同様の材料を用いるこ
とができる。
の垂直磁気記録媒体の製造方法について説明する。
録媒体の製造方法を以下に説明する。
磁性基板1上に、軟磁性裏打ち層4を成膜する工程と、
中間層5を成膜する工程と、二層磁気記録層6の1層目
9を成膜する工程と、二層磁気記録層6の2層目10を
成膜する工程と、保護層7を成膜する工程と、液体潤滑
剤層8を成膜する工程とを含む。
裏打ち層4を成膜する工程である。この工程において用
いる非磁性基板1は、通常の磁気記録媒体用に用いられ
るNiPメッキを施したAl合金、強化ガラス、あるい
は結晶化ガラスなどを用いることができる。非磁性基板
1上に積層が行われていくため、非磁性基板1表面は平
滑および汚れのない状態が好ましい。
グ法またはメッキ法によって、軟磁性裏打ち層4を成膜
する工程を行う。軟磁性裏打ち層4は、非晶質のCo合
金、NiFe合金、センダスト(FeSiAl)合金な
どを用いることができる。特に非晶質のCo合金、例え
ばCoNbZr、CoTaZrなどを用いることにより
良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち
層4の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性
によって最適値が変化するが、生産性を考慮すると、1
0nm以上300nm以下の膜厚であることが望まし
い。
工程である。この工程では、基板表面温度を250℃ま
で加熱を行った後、同様にスパッタリング法によって中
間層5を成膜する。中間層5は、軟磁性裏打ち層4と二
層磁気記録層6とを磁気的に分離するため、ならびに二
層磁気記録層6の1層目9であるCoCr系合金結晶質
膜の特性を制御するために用いられる。中間層5の材料
としては、Ti、Ruなどの非磁性元素、あるいはTi
Cr、CoCrなどの非磁性合金が適宜用いられる。中
間層5は、5から30nmの膜厚を有することが好まし
い。
膜する工程である。この二層磁気記録層6は、1層目9
および2層目10より構成されるので、これらの層を順
次成膜する。まず、1層目9はCoCr系合金結晶質を
ターゲットとして用いるスパッタリング法により形成さ
れる。この1層目は、CoCr系合金結晶質を材料と
し、例えばCoCr、CoCrTa、CoCrPt、C
oCrPtTa、CoCrPtBなどの合金系を使用す
ることができる。本発明のスパッタリング法は、所望の
組成の結晶質膜を形成できるターゲットを用いて行うこ
とが可能である。
厚は、10nm以上30nm以下が好ましい。10nm
未満の膜厚では良好な磁気特性が得られず、SNRは低
下し、30nmより厚い膜厚では、膜厚が厚くなったこ
とによりノイズが増加するためにSNRは低下するため
である。スパッタリングの条件は、例えば、スパッタリ
ングに一般に用いられるArガスを使用し、Arガスの
流量を調整するか、あるいは真空ポンプとの間に設けら
れているバルブの開閉度を調節することによりガス圧を
2mTorrから10mTorr程度とすることが好ま
しい。
膜する。2層目10の成膜は、例えばRE(1−X)−
TMXターゲット(希土類元素(RE)=Ce、Pr、
Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm/遷移金属(TM)=Co、Fe、Ni;x=
0.5〜0.95)を用いてスパッタリング法により行
われる。希土類−遷移金属合金非晶質膜は、上記第1の
発明で説明したように、少なくとも10原子%以上35
原子%以下のPr、Nd、Gd、Tb、Dy、Hoのう
ち、少なくとも1種類以上の元素を含み、残部にNi、
Fe、Coのうち少なくとも1種類以上の遷移金属を含
んでいることが好ましい。したがって、このような組成
が得られるようにスパッタリング法の条件を制御する。
例えば、前記希土類−遷移金属合金非晶質膜の成膜時に
おいて使用するガスは、スパッタリングに一般に用いら
れるArガスを使用し、Arガスの流量を調整、あるい
は真空ポンプとの間に設けられているバルブの開閉度を
調節することによりガス圧を10mTorr以上200
mTorr以下、好ましくは20mTorr以上100
mTorr以下に調整することが好ましい。このような
範囲とするのは、10mTorr未満のガス圧では膜中
の交換結合が非常に強いために、特に高周波領域におい
て信号が位相シフトあるいは消滅することにより、SN
Rが5dB程度の小さな値となるからであり、また20
0mTorrより高圧のガス圧では面内磁化膜となり、
特性が急激に悪化するためである。
は2nm以上15nm以下の膜厚を有することが好まし
い。これは、2nm未満の膜厚では、希土類−遷移金属
非晶質膜としての特性が得られず、15nmより厚い膜
厚では希土類−遷移金属非晶質膜としての特性が強くな
りすぎ、書き込まれた信号に揺らぎが生じることにより
SNRが低下するためである。
層目10の成膜工程の2つの工程により二層磁気記録層
6を成膜する。本発明の垂直磁気記録媒体は第1の発明
で説明したように、従って、本発明の垂直磁気記録媒体
の製造方法においても1層目9および2層目10の膜厚
比が一定の条件を満たすように成膜条件を設定すること
が必要である。すなわち、1層目9である該CoCr系
合金結晶質膜の膜厚をaとし、2層目10である該希土
類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした時に、膜厚
比a/bが2以上になるように1層目9および2層目1
0を形成するように成膜条件を設定する。膜厚の調節
は、各ターゲットに投入する電力並びに成膜時間を調節
して所望の厚さの膜を形成すればよい。このように膜厚
比を制限するのは、膜厚比a/bが2よりも小さい場合
は、希土類−遷移金属合金非晶質膜特性が強くなり、S
NRが低下するためである。
ある。保護層7を成膜する方法としてはスパッタリング
法、CVD法およびカソーディック・アーク・カーボン
法があげられる。これらの方法によって保護層7が二層
磁気記録層6上に成膜される。保護層7は、従来より使
用されている材料を用いて成膜することができる。使用
できる材料は例えば、カーボンを主体とする材料から形
成することができる。保護層7の膜厚等の条件は、通常
の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いるこ
とができる。
う場合、成膜時のガス圧は、希土類−遷移金属合金非晶
質膜の成膜時において使用するガスの圧力以外は全て2
mTorrから10mTorr程度に調整することが好
ましい。ガス圧の調整法は希土類−遷移金属合金非晶質
膜の成膜時のガス圧調整法と同様である。また、これ以
外の、温度などの条件は、各層の成膜の条件に合わせて
適宜選択すればよい。
タリング法を主に使用することができる。この方法は、
一連の反応を真空装置内で一括して行うことができるの
で好ましい。しかし本発明では、上記の二層磁気記録層
6の諸条件を満足する限り、他の従来法を使用すること
ができる。
空装置から取り出し、最後に液体潤滑剤層8を成膜す
る。
料を用いて成膜することができる。使用できる材料は例
えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いるこ
とができる。液体潤滑層8は上記潤滑剤を所定の溶剤に
溶かした溶液を、ディップ法、スプレー法、スピンコー
ト法などによって先の工程で得られた磁気記録媒体上に
成膜すればよい。液体潤滑剤層8の膜厚等の条件は、通
常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いる
ことができる。
磁気記録媒体の製造方法を以下に説明する。第2の形態
の垂直磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板1上に、
配向制御層2を成膜する工程と、磁区制御層3を成膜す
る工程と、軟磁性裏打ち層4を成膜する工程と、中間層
5を成膜する工程と、二層磁気記録層6の1層目9を成
膜する工程と、二層磁気記録層6の2層目10を成膜す
る工程と、保護層7を成膜する工程と、液体潤滑剤層8
を成膜する工程とを含む方法である。
磁区制御層3を非磁性基板上に設ける以外、上記第1の
形態の垂直磁気記録媒体の製造方法と実質的に同様であ
る。したがって、この2工程について以下に説明する。
なお、他の工程は上記第1の形態の垂直磁気記録媒体の
製造方法と同じである。
板1をスパッタ装置内に導入し、スパッタリング法によ
り配向制御層2を成膜することにより行うことができ
る。配向制御層2の材料は、次の工程で成膜される磁区
制御層3にMn合金系の反強磁性膜を用いる場合には、
Cu、Irなどの面心立方体構造を有する非磁性単金属
あるいはNiFeCrなどの非磁性合金などを用いるこ
とが望ましい。その場合非磁性基板と前記配向制御層2
との間に、該配向制御層2の微細構造を制御するため
に、Ta、Zr、Nbなどの下地層を設けてもよい。該
下地層は3〜30nm、好ましくは5〜10nmの膜厚
を有することが好ましい。下地層は、スパッタ法などの
従来法により成膜できる。また磁区制御層3に硬質磁性
膜を用いた場合には、配向制御層2は、CrMo、Cr
WなどのCr合金などを用いることができる。この場合
にも、非磁性基板1と前記配向制御層2との間に、該配
向制御層2の微細構造を制御するために前記と同様の条
件の下地層を設けてもよい。
有することが好ましい。
パッタリング法を用いて行うことができる。スパッタリ
ングの条件としては、ランプヒーター等で基板表面温度
を250℃に加熱し、CoCrPtターゲットを用いて
成膜する例を挙げることができる。
からなるPtMn、IrMnなどの反強磁性膜、あるい
は非磁性基板1の半径方向に磁化を配向させたCoCr
Ta、CoCrPt、CoCrPtBなどの硬質磁性膜
を用いることができる。該磁区制御層3は5〜300n
m程度の膜厚を有することが好ましい。
層を設ける場合には、該下地層はTa、Zr,Nbなど
のような材料を用い、3〜30nm、好ましくは5〜1
0nmの膜厚とすることができる。
録層6、保護層7、および液体潤滑剤層8の材料等は、
本発明における第1の形態の磁気記録媒体の製造方法に
おいて説明されているものと同様である。
る。本発明における第3の発明は、上記製造方法により
製造される垂直磁気記録媒体に関する。本発明における
第3の発明の垂直磁気記録媒体は、上記の本発明におけ
る第1の発明の第1の形態および第2の形態と同様の構
成を有する。
施例は、本発明を説明するのに好適な代表例に過ぎず、
本発明を何ら限定するものではない。
平滑な化学強化ガラス基板(例えばHOYA製N−5ガ
ラス基板)を用いた。該基板を洗浄した後にスパッタ装
置内に導入し、200nmのCoZrNb非晶質軟磁性
裏打ち層4、引き続いてランプヒータを用いて基板表面
温度が250℃になるように加熱を行った後、15nm
のTiCr中間層5を順次成膜し、CoCrPtターゲ
ットを用いて20nmの1層目9、RE(1−X)−T
MXターゲット(希土類元素(RE)=Ce、Pr、N
d、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm/遷移金属(TM)=Co、Fe、Ni;x=
0.5〜0.95)を用い、10nmの2層目10を成
膜して二層磁気記録層6とした。最後にカーボンからな
る5nmの保護層7を成膜後、真空装置から取り出し
た。二層磁気記録層6の2層目10である希土類−遷移
金属合金以外の成膜は、全てガス圧(Arガス)5mT
orrでのDCマグネトロンスパッタリング法で行っ
た。二層磁気記録層6の2層目10の成膜時は、使用す
る成膜ガスの全流量、ならびに真空装置と真空ポンプの
間に設けられたバルブの開度を調整することにより、真
空装置内のガス圧(Arガス)を所望の値(図4におけ
るガス圧、5mTorr〜300mTorr)に調整し
た。
る2nmの液体潤滑剤層8をディップ法により成膜し、
垂直磁気記録媒体とした。
平滑な化学強化ガラス基板(例えばHOYA製N−5ガ
ラス基板)を用いた。該基板を洗浄した後にスパッタ装
置内に導入し、5nmのTa下地層、5nmのNiFe
Cr配向制御層2、10nmのIrMn磁区制御層3、
200nmのCoZrNb非晶質軟磁性裏打ち層4、引
き続いてランプヒータを用いて基板表面温度が250℃
になるように加熱を行った後、15nmのTiCr中間
層5を順次成膜し、CoCrPtターゲットを用いて2
0nmの1層目9、RE(1−X)−TMXターゲット
(希土類元素(RE)=Ce、Pr、Nd、Pm、S
m、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm/遷移
金属(TM)=Co、Fe、Ni;x=0.5〜0.9
5)を用い、10nmの2層目10を成膜して二層磁気
記録層6とした。最後にカーボンからなる5nmの保護
層7を成膜後、真空装置から取り出した。二層磁気記録
層6の2層目10である希土類−遷移金属合金以外の成
膜は、全てガス圧(Arガス)5mTorr下によるD
Cマグネトロンスパッタリング法で行った。二層磁気記
録層6の2層目10の成膜時は、使用する成膜ガスの全
流量、ならびに真空装置と真空ポンプの間に設けられた
バルブの開度を調整することにより、真空装置内のガス
圧(Arガス)を所望の値(図4におけるガス圧、5m
Torr〜300mTorr)に調整した。
る2nmの液体潤滑剤層8をディップ法により成膜し、
垂直磁気記録媒体とした。
いて、CoCrPtターゲットを用いて二層磁気記録層
6の1層目9を成膜後、2層目10を成膜しなかったこ
とを除き実施例1と同様の手順で磁気記録媒体を作製し
た。
層6の2層目10のターゲット組成ならびに成膜時のガ
ス圧を変化させて、垂直磁気記録媒体を作製した。作製
された垂直磁気記録媒体の磁気特性は、上記実施例1に
おいては軟磁性裏打ち層4を成膜せずに作製した試料に
対して、上記実施例2においては配向制御層3ならびに
軟磁性裏打ち層4を成膜せずに作製した試料に対して、
磁化曲線を振動試料型磁力計にて測定し、算出した。上
記実施例に示した方法において全層成膜した垂直記録媒
体の電磁変換特性は、スピンスタンドテスターを用い、
GMRヘッドにより測定を行った。
記録媒体、および実施例2の方法において作製した垂直
磁気記録媒体において、後述する諸特性に関する差異は
認められなかったため、結果は実施例1に示した垂直磁
気記録媒体の特性を代表とした。ただし、実施例2に示
した層構成にすることにより、軟磁性裏打ち層4に形成
される磁壁が原因であるスパイクノイズを完全に抑制す
ることができる。
合金結晶質膜)および2層目10(希土類−遷移金属合
金非晶質膜)の膜厚ならびに膜厚比を変化させて作製し
た垂直磁気記録媒体の記録密度300kFCIでのSN
Rを表1〜表6に示す。表1〜6は、2層目10(希土
類−遷移金属合金非晶質膜)の材料をそれぞれTbC
o、PrCo、NdFeNi、GdCoNi、DyFe
Co、HoFeに変化させた場合を示している。SNR
=15dBを基準に行った良否判定の結果も合わせて表
中に示している。表よりCoCr系合金結晶質膜の膜厚
を10nm未満の膜厚にした場合は、良好な磁気特性が
得られないためにSNRは低下する。逆にCoCr系合
金結晶質膜の膜厚を30nmより厚くした場合は、膜厚
が厚くなったことにより、ノイズが増加し、SNRとし
てはやはり低下する。これよりCoCr系合金結晶質膜
の膜厚は10nm以上30nm以下とする必要性が見出
された。希土類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚に関して
は、2nmよりも薄い場合には希土類−遷移金属合金非
晶質膜としての特性が得られず、また15nmよりも厚
い場合には、希土類−遷移金属合金非晶質膜の特性が強
くなりすぎ、書き込まれた信号に揺らぎが生じるために
SNRは低下する。これより15dB以上の良好なSN
Rを得ようとする場合、膜厚は2nm以上15nm以下
にする必要性が見出された。更に、CoCr系合金結晶
質膜の膜厚をaとし、希土類−遷移金属合金非晶質膜の
膜厚をbとした時の両磁気記録層の膜厚比a/bに関し
ては、a/bが2未満の場合にSNRが低下する。これ
よりa/bを2以上にする必要性が見出された。これら
の条件範囲は表1〜6を通じて共通であり、希土類−遷
移金属合金非晶質膜に関して異なる材料系を用いた場合
においても同様の条件範囲を適用できることが示され
た。
遷移金属をCoとし、希土類元素の材料を各種変更した
時の磁気異方性の向き(垂直/面内)と垂直方向の保磁
力Hcの値を示す。今回検討した材料系の中ではPr、
Nd、Gd、Tb、Dy、Hoが垂直磁気異方性を示
し、更に垂直磁気記録媒体として必要な垂直方向での良
好なHcが得られていることが見出された。更にこれら
の元素を2種類以上組み合わせた場合においても垂直磁
気記録媒体としての良好な特性が得られる。
bCo、PrCo、DyFeCo、NdFeNi、Ho
Fe、GdCoNi、TbGdCoとし、希土類元素
(RE)濃度を変化させたときのHcの変化を図3に示
す。試験を行った全ての希土類−遷移金属合金非晶質材
料において、希土類元素(RE)の濃度が10原子%以
上35原子%以下の領域で垂直磁気記録媒体として使用
可能な1000Oe以上の保磁力が得られている。
料をTbCo、PrCo、DyFeCo、NdFeN
i、HoFe、GdCoNi、TbGdCoとし、実施
例において作製した垂直記録媒体の希土類−遷移金属合
金非晶質膜成膜時の、ガス圧を変更した時の300kF
CIにおけるSNRの値を示したグラフである。試験を
行った全ての希土類−遷移金属合金非晶質膜において、
10mTorr未満のガス圧では膜中の交換結合が非常
に強いために、特に高周波領域において信号が位相シフ
トあるいは消滅することにより、SNRは5dB程度の
小さな値となる。一方10mTorr以上のガス圧で
は、保磁力角型比S*(保磁力Hc近傍での磁化曲線の
傾きの度合いを評価する目安となる指標であり、磁化曲
線の傾きが大きいほどS*は小さくなる。一般的に磁化
曲線の傾きが大きいほど媒体のノイズが小さくSNRが
増加する)が低下傾向にある。それに伴いSNRは急激
に増加し、15dB程度の良好な特性を示す。そして2
0mTorrから100mTorrの範囲では、どの材
料においても15dB以上の好ましい特性を示し、特に
TbCo、PrCo、DyFeCo、TbGdCoにお
いては、SNRが20dB以上という優れた特性を示し
た。しかし、200mTorrより高圧のガス圧では面
内磁化膜となるため、特性は急激に劣化する。
rr以上200mTorr以下として成膜することによ
り、高記録密度においても良好な特性を示し、より好ま
しいガス圧は、20mTorr以上100mTorr以
下であることが見出された。
気記録媒体および比較例の方法において製造された磁気
記録媒体を用いて熱安定性に関して調査した。
った。スピンスタンドテスターを用いてGMRヘッドに
より信号の書きこみを1回行った後、再生波形の読み込
みを連続して行った。書き込みの直後の出力値に対する
1000秒後の出力の低下分を%で表し、熱安定性を示
す指標とした。
oCrPtからなる磁性層のみで、希土類−遷移金属合
金非晶質を原料とする磁性層を持たない磁気記録媒体は
3.2%/decade−secという大きな値を示し
ているが、実施例1の磁気記録媒体は、二層磁気記録層
とすることで0.1%/decade−secというか
なり小さな値とすることができた。このように、本発明
に示す層構成にすることにより大幅に熱安定性が改善さ
れた。
磁気記録媒体の磁気記録層を2層の磁性層を積層するこ
とにより構成し、その1層目はCoCr系合金結晶質膜
からなる磁性層であり、2層目は希土類−遷移金属合金
非晶質膜であり、前記CoCr系合金結晶質膜は10n
m以上30nm以下の膜厚を有し、前記希土類−遷移金
属合金非晶質膜は2nm以上15nm以下の膜厚を有
し、CoCr系合金結晶質膜の膜厚をaとし該希土類−
遷移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした時に膜厚比a/
bが2以上とすることにより、高記録密度においても良
好なSNR特性を得ることができる。
少なくとも10原子%以上35原子%以下のPr、N
d、Gd、Dy、Hoのうち少なくとも1種類以上の元
素を含み、残部をNi、Fe、Coのうち少なくとも1
種類以上の遷移金属とし、該希土類−遷移金属合金非晶
質膜を、10mTorr以上200mTorr以下、好
ましくは20mTorr以上100mTorr以下のガ
ス圧条件下にて成膜することにより、垂直磁気記録媒体
として良好な特性を得ることができるうえに、このよう
な積層媒体は既存の製造装置を用いて簡単に生産するこ
とができるため、今後大容量磁気記録体として大量生産
にも非常に適したものである。
示す断面模式図である。
示す断面模式図である。
例において作製した垂直記録媒体の希土類−遷移金属合
金非晶質膜の材料をTbCo、PrCo、DyFeC
o、NdFeNi、HoFe、GdCoNi、TbGd
Coとし、希土類元素の濃度を変更したときの保磁力の
値を示したグラフである。
例において作製した垂直記録媒体の希土類−遷移金属合
金非晶質膜成膜時の材料をTbCo、PrCo、DyF
eCo、NdFeNi、HoFe、GdCoNi、Tb
GdCoとし、該希土類−遷移金属合金非晶質膜成膜時
のガス圧を変更したときのSNRの値を示したグラフで
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち
層、中間層、二層磁気記録層、保護層、および液体潤滑
剤層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、
前記二層磁気記録層の1層目はCoCr系合金結晶質膜
からなる磁性層であり、2層目は希土類−遷移金属合金
非晶質膜からなる磁性層であり、前記CoCr系合金結
晶質膜は10nm以上30nm以下の膜厚を有し、前記
希土類−遷移金属合金非晶質膜は2nm以上15nm以
下の膜厚を有し、該CoCr系合金結晶質膜の膜厚をa
とし該希土類−遷移金属合金非晶質膜の膜厚をbとした
時に膜厚比a/bが2以上であることを特徴とする垂直
磁気記録媒体。 - 【請求項2】 非磁性基板上に少なくとも配向制御層、
磁区制御層、軟磁性裏打ち層、中間層、二層磁気記録
層、保護層、および液体潤滑剤層が順次積層されてなる
垂直磁気記録媒体において、前記二層磁気記録層の1層
目はCoCr系合金結晶質膜からなる磁性層であり、2
層目は希土類−遷移金属合金非晶質膜からなる磁性層で
あり、前記CoCr系合金結晶質膜は10nm以上30
nm以下の膜厚を有し、前記希土類−遷移金属合金非晶
質膜は2nm以上15nm以下の膜厚を有し、該CoC
r系合金結晶質膜の膜厚をaとし該希土類−遷移金属合
金非晶質膜の膜厚をbとした時に膜厚比a/bが2以上
であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記希土類−遷移合金非晶質材料がP
r、Nd、Gd、Tb、Dy、Hoのうち少なくとも1
種類以上の元素を含むことを特徴とする請求項1〜2に
記載の垂直磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記希土類−遷移合金非晶質材料が少な
くとも10原子%以上35原子%以下の1種類以上の希
土類元素を有し、残部にNi、Fe、Coのうち少なく
とも1種類の遷移金属を含むことを特徴とする請求項1
〜3に記載の垂直磁気記録媒体。 - 【請求項5】 非磁性基板上に、少なくとも軟磁性裏打
ち層を成膜する工程と、中間層を成膜する工程と、二層
磁気記録層の1層目であるCoCr系合金結晶質膜から
なる磁性層を成膜する工程と、前記二層磁気記録層の2
層目である希土類−遷移金属合金非晶質膜を成膜する工
程と、保護層を成膜する工程と、液体潤滑剤層を成膜す
る工程とを含む請求項1に記載の垂直磁気記録媒体の製
造方法において、前記希土類−遷移金属合金非晶質膜の
成膜時に使用するガス圧を10mTorr以上200m
Torr以下とすることを特徴とする垂直磁気記録媒体
の製造方法。 - 【請求項6】 非磁性基板上に、少なくとも配向制御層
を成膜する工程と、磁区制御層を成膜する工程と、軟磁
性裏打ち層を成膜する工程と、中間層を成膜する工程
と、二層磁気記録層の1層目であるCoCr系合金結晶
質膜からなる磁性層を成膜する工程と、前記二層磁気記
録層の2層目である希土類−遷移金属合金非晶質膜を成
膜する工程と、保護層を成膜する工程と、液体潤滑剤層
を成膜する工程とを含む請求項2に記載の垂直磁気記録
媒体の製造方法において、前記希土類−遷移金属合金非
晶質膜の成膜時に使用するガス圧は10mTorr以上
200mTorr以下であることを特徴とする垂直磁気
記録媒体の製造方法。 - 【請求項7】 前記希土類−遷移金属合金非晶質膜の成
膜時に使用するガス圧が20mTorr以上100mT
orr以下であることを特徴とする請求項5または6に
記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項8】 請求項5〜7に記載された方法により製
造される磁気記録媒体。
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