JP2003281708A - 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置Info
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Abstract
イズ特性、熱揺らぎ耐性に優れた磁気記録媒体、その製
造方法、および磁気記録再生装置を提供する。 【解決手段】磁気記録媒体の基板1上に少なくとも、下
地層2と、磁性層3とを有し、磁性層3を、PtまたはPd
を含有する貴金属層31と、Coを含有するコバルト層3
2と、非磁性材料を含有する非磁性材料層33とを含む
構成とする。この際、磁性層3は、貴金属層31と、コ
バルト層32と、非磁性材料層33とを、それぞれ複数
層以上含む構成とし、磁性層3が、貴金属層31とコバ
ルト層32との積層構造を複数以上含み、該積層構造の
間に、非磁性材料層33を有する構成とする。
Description
などに用いられる磁気記録媒体に関するものであり、特
に、ノイズ特性に優れた磁気記録媒体に関するものであ
る。
性膜内の磁化容易軸が主に基板に対し水平に配向した面
内磁気記録媒体がほとんどである。
を実現するには、磁性粒子を小粒径化しノイズ低減を図
ることが必要となるが、磁性粒子の粒径を小さくする
と、この粒子の体積が小さくなるため、熱揺らぎに起因
する再生特性の悪化が生じやすくなる。また記録密度を
高めた際に、記録ビット境界での反磁界の影響により媒
体ノイズが増加することがある。
基板に対し垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体
は、高記録密度化した場合でもビット境界での反磁界の
影響が小さく、境界が鮮明な記録磁区が形成されるため
低ノイズ化が可能である。
粒子の体積が大きくても、高記録密度化が可能であるた
め、熱揺らぎ耐性を高めることができることから、近年
大きな注目を集めている。
には、Co合金からなる垂直磁性膜の下地膜の材料とし
てGe、Siを用いた垂直磁気記録媒体が開示されてい
る。
は、Co合金からなる垂直磁性膜の下地膜として1オン
グストローム〜100オングストローム(0.1nm〜
10nm)の厚さの炭素含有材料膜を形成した垂直磁気
記録媒体が開示されている。
では、角型比を高めるのが難しく、逆磁区核形成磁界
(Hn)が低くなる問題があった。このため、低記録密
度における熱揺らぎ耐性に劣る問題があった。
割ったものである。
報、特開平8−30951号公報、米国特許第5660
930号公報には、Hnを向上させ得る磁気記録媒体と
して、Coなどの遷移金属とPtなどの貴金属とを多層
に積層した、多層膜を設けた磁気記録媒体が提案されて
いる。
体の更なる高記録密度化が要望されており、これに伴い
ノイズ特性の向上が要求されている。
で、遷移金属と貴金属の多層膜を設けたものは、ノイズ
特性の点で満足できるものでなく、よりノイズ特性に優
れた磁気記録媒体が要望されていた。
で、角型比およびHnを高めることができ、かつノイズ
特性に優れた磁気記録媒体、その製造方法、および磁気
記録再生装置を提供することを目的とする。
を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち本発明は以下に関する。
(2)と、磁性層(3)とを有し、磁性層(3)が、Pt
またはPdを含有する貴金属層(31)と、Coを含有する
コバルト層(32)と、非磁性材料を含有する非磁性材
料層(33)とを含むことを特徴とする磁気記録媒体。
と、コバルト層(32)と、非磁性材料層(33)と
を、それぞれ複数層以上含むことを特徴とする1に記載
の磁気記録媒体。
とコバルト層(32)との積層構造を複数以上含み、該
積層構造の間に、非磁性材料層(33)を有することを
特徴とする1または2に記載の磁気記録媒体。
2)との積層構造が、貴金属層(31)とコバルト層
(32)とを交互に、それぞれ1層〜30層の範囲内で
積層した構造であることを特徴とする3に記載の磁気記
録媒体。
れた貴金属層(31)とコバルト層(32)との積層構
造を、2積層構造〜10積層構造の範囲内で有すること
を特徴とする3または4に記載の磁気記録媒体。
に対して主に垂直に配向した垂直磁性層であることを特
徴とする1〜5の何れか1に記載の磁気記録媒体。
群から選ばれた何れか1種以上を主成分とすることを特
徴とする1〜6の何れか1に記載の磁気記録媒体。
〜10nmの範囲内であることを特徴とする1〜7の何れか
1に記載の磁気記録媒体。
〜2nmの範囲内であることを特徴とする1〜8の何れか
1に記載の磁気記録媒体。
1nm〜1nmの範囲内であることを特徴とする1〜9の何れ
か1に記載の磁気記録媒体。
非金属の酸化物または窒化物を含むことを特徴とする1
〜10の何れか1に記載の磁気記録媒体。
は非金属の酸化物または窒化物を含むことを特徴とする
1〜11の何れか1に記載の磁気記録媒体。
u,B,Al,Ga,Si,Ge,Zrらなる群から選ばれた何れか1種以
上であることを特徴とする11または12に記載の磁気
記録媒体。 [14]磁気記録媒体のHnが、1000Oe〜4500Oe(79
000A/m〜355500A/m)の範囲内であることを特徴
とする1〜13の何れか1に記載の磁気記録媒体。
る群から選ばれた何れか1種以上を含むことを特徴とす
る1〜14の何れか1に記載の磁気記録媒体。
に、軟磁性材料を含む軟磁性層(101)を有すること
を特徴とする1〜15の何れか1に記載の磁気記録媒
体。
に、PtまたはPdを含有するスパッタターゲットと、Coを
含有するスパッタターゲットと、非磁性材料を含むスパ
ッタターゲットとを有し、磁性層(3)を構成する、貴
金属層(31)、コバルト層(32)および非磁性材料
層(33)を、同一チャンバー内で順次積層することを
特徴とする1〜16の何れか1に記載の磁気記録媒体の
製造方法。
方法を用いて製造した磁気記録媒体。
記載の磁気記録媒体を用いて製造した磁気記録再生装
置。
(1)上に少なくとも、下地層(2)と、磁性層(3)
とを有し、磁性層(3)が、PtまたはPdを含有する貴金
属層(31)と、Coを含有するコバルト層(32)と、
非磁性材料を含有する非磁性材料層(33)とを含むこ
とを特徴とする。
1)と、コバルト層(32)と、非磁性材料層(33)
とを、それぞれ複数層以上含むのが好ましく、より好ま
しくは、磁性層(3)が、貴金属層(31)とコバルト
層(32)との積層構造を複数以上含み、該積層構造の
間に、非磁性材料層(33)を有する構造とする。
明する。本発明の磁気記録媒体は、例えば、基板1上
に、カーボン等の下地膜2、多層構造の磁性層3、保護
膜4、潤滑膜5をこの順序で含む構造を有する。
て一般に用いられる、NiPメッキ膜が形成されたアル
ミニウム合金基板(以下、「NiPメッキAl基板」とい
う)、ガラス基板、セラミック基板、カーボン基板、可
撓性樹脂基板、またはこれらの基板にNiP膜をメッキ
あるいスパッタ法により形成した基板を用いることがで
きる。
Coを含有する層と、非磁性材料を含有する層とを、そ
れぞれ複数層にわたって形成されたものである。
Pdの合金であっても良く、PtまたはPdを合計で50at%
以上含有するのが好ましい。また、Coを含有する層
は、Coを用いてもよいし、Coに他の元素としてC
r、Ta、Cなどを添加しても良い。この場合、Co含
有する層にはCoを50at%以上含有させるのが好まし
い。
金属層31とコバルト層32との積層構造を複数以上含
み、該積層構造の間に、非磁性材料層33を有する構造
とするのが好ましい。このような構造とすることによ
り、磁気記録媒体の角型比およびHnを高めることがで
き、かつノイズ特性を高めることが可能となる。
の積層構造は、貴金属層31とコバルト層32とを交互
に、それぞれ1層〜30層の範囲内、より好ましくは5
層〜20層の範囲内で積層した構造とするのが好ましい。
積層数が、30層より大きくなると膜厚が厚くなるため
分解能が低下し、積層数が1層より少なくなると保磁力
が低下してしまう。
の層厚が薄くなると、それぞれの膜を例えばスパッタに
より交互に成膜しても、それぞれの膜が巨視的にはミッ
クスされた状態や、また、成膜後の膜の構造解析では、
両層がミックスされた状態で分析される場合がある。本
発明は、このように巨視的には両層がミックスされた状
態の膜も含む。すなわち、このような膜でも微視的には
貴金属層31およびコバルト層32が積層構造を形成
し、本発明の効果を有するからである。
32との積層構造を、2積層構造〜10積層構造の範囲
内、より好ましくは2積層構造〜5積層構造の範囲内と
し、各積層構造の間に、非磁性材料層33を挟む構造と
するのが好ましい。積層構造数が10より多くなると保磁
力が維持できなくなり、積層構造数が1より少なくなる
とSNR改善効果が見られなくなる。
と、膜が巨視的には貴金属層31またはコバルト層32
とミックスされた状態や、また、成膜後の膜の構造解析
では、非磁性材料層が他層とミックスされた状態で分析
される場合がある。本発明は、このように巨視的には層
が他層とミックスされた状態の膜も含む。すなわち、こ
のような膜でも微視的には貴金属層31およびコバルト
層32との積層構造を分離し、本発明の効果を有するか
らである。
積層構造体は、最下層側に貴金属層31を形成してもよ
いし、コバルト層32を形成してもよいが、特に、貴金
属層31を最下層側に形成するのが好ましい。
対して主に垂直に配向した垂直磁性層であるのが好まし
い。主に垂直に配向とは、磁化容易軸の50%以上、よ
り好ましくは 70%以上、最も好ましくは90%以上が垂
直に配向していることを意味する。磁化容易軸の基板に
対して垂直に配向した比率が50%未満となると、分解
能が低下する。なお、磁化容易軸の基板に対する配向は
TEMまたはX線回折によって測定する。
料は、C、Si、Geからなる群から選ばれた何れか1種以上
を主成分とするのが好ましい。主成分とは、非磁性材料
中の原子数比が50at%以上、より好ましくは70at
%以上を意味する。なお、C、Si、Geからなる群から複
数の物質を選択した場合は、合計の原子数比を50at
%以上とするのが好ましい。また本発明では、非磁性材
料にSnを含有させるのも好ましい。
t%以上の原子数比で用いることにより、磁気記録媒体
において低ノイズの特性が得られる。
m(4オングストローム〜20オングストローム)の範
囲内、より好ましくは0.6nm〜1nmの範囲内とす
るのが好ましい。貴金属層31の厚さが上記範囲を外れ
ると、保磁力および逆磁区核形成磁界Hnが低下する。
またノイズ特性が劣化しやすくなる。
nm(1オングストローム〜10オングストロームの範
囲内、より好ましくは0.1nm〜0.4nmの範囲内
とするのが好ましい。コバルト層32の厚さがこの範囲
を外れると、保磁力および逆磁区核形成磁界Hnが低下
する。またノイズ特性が劣化しやすくなる。
がメディアノイズを下げる効果及び分解能を上げる効果
が著しい。非磁性材料の膜厚は0.1〜10nmが好ましい。
特に0.5nm〜5nmがさらに好適に用いられる。膜厚が0.1n
m以下では、非磁性を挟んだ低ノイズ化の効果が見られ
ない。また、10nm以上では非磁性層によるスペーシング
ロスの効果が大きくなり望ましくない。
属の酸化物または窒化物を含むのが好ましい。また、コ
バルト層32についても、金属または非金属の酸化物ま
たは窒化物またはBを含むのが好ましい。金属または非
金属としては、Cr,Cu,Ag,Au,B,Al,Ga,Si,Ge,Zrを用いる
のが好ましい。
に、保護膜4を形成するのが好ましい。保護膜4は、磁
性膜3の腐食を防ぐとともに、ヘッドが媒体に接触した
ときに媒体表面の損傷を防ぎ、かつヘッドと媒体の間の
潤滑特性を確保するためのもので、従来公知の材料を使
用でき、例えばC、SiO2、ZrO2の単一組成、また
はこれらを主成分とし他元素を含むものが使用可能であ
る。
0オングストローム〜100オングストローム)の範囲
内が好ましい。
4500Oe(79000A/m〜355500A/m)の範囲内、よ
り好ましくは、1500 Oe〜 4500Oe(118500A/m
〜355500 A/m)の範囲内とするのが好ましい。Hn
が1000Oeより小さくなると低記録密度における熱揺ら
ぎ耐性が低下し、4500Oeより大きくなると記録特性が
低下する。
て磁気記録媒体を十分に磁化した後、外部磁界を反転さ
せ、逆方向の磁界強度を高めていったときに、磁化反転
を起こすときの外部磁界を指す。
(MHループ)において、上記逆方向の磁界強度を高め
ていったときに、保磁力を示す磁界からMHループに沿っ
て接線を引き、飽和磁化を示すMHループに沿ってX軸に
平行に線を引いた時の交点の磁界を示す。
d貴金属を主成分とした材料を使用してもよいが、C,Si,
Geからなる群から選ばれた何れか1種以上を含むのが好
ましい。下地膜は2、C,Si,Geを主成分とするものが媒
体ノイズを低く抑えるとともに保磁力を増大させる。特
にC,Si,Ge膜厚が厚いほどノイズが下がる傾向にある。
なお、下地層2にSnを含有させるのも好ましい。
ーム〜1000オングストロームの範囲内が好ましい。例え
ばカーボン下地膜2の厚さが20オングストローム以下
の場合には、十分な保磁力が得られずまた、ノイズ特性
が悪化する。また、1000オングストローム以上では効果
は変わらないが、表面性が悪化するので望ましくない
し、裏打ち層を成膜した2層媒体ではスペーシングロス
が大きいため望ましくない。下地膜2の厚さは、ノイズ
特性の点から、より好ましくは、100オングストロー
ム〜900オングストロームの範囲内、最も好ましく
は、200オングストローム〜800オングストローム
の範囲内とする。
2との間に、軟磁性層を設けることが好ましい。この軟
磁性層は、特に限定されるものでないが、Fe、Ni、
Coの単一組成膜、またはFe、Ni、Coに他の元素
を含有させた合金からなるものとするのが好ましい。
e、FeC、FeAlSi、CoZrNb、CoTaZ
r、FeTaC等の各種合金を挙げることができる。
を抑えるため、軟磁性層の下に面内硬磁性膜を成膜し半
径方向に磁場をかけることで磁区の制御を行っても良い
し、またはIrMnやPtMnなどの反強磁性材料を付与するこ
とで磁区を制御してもよい。
えば、基板1上に、スパッタ法などによりカーボン下地
膜2を形成し、次いで磁性膜3をスパッタ法により形成
する。
構成する材料(PtとPdのうち少なくとも1種を含む
材料。)からなる第1ターゲットと、コバルト層32を
構成する材料(Coを含有する材料。)からなる第2タ
ーゲット、非磁性材料層33を構成する材料からなる第
3ターゲットとを相互に用いて、貴金属層31の構成材
料と、コバルト層32の構成材料とを積層させると共
に、各積層構造の間にて、非磁性材料層33を形成して
磁性膜3を形成する。
に、PtまたはPdを含有するスパッタターゲットと、Coを
含有するスパッタターゲットと、非磁性材料を含むスパ
ッタターゲットとを有し、磁性層3を構成する、貴金属
層31、コバルト層32および非磁性材料層33を、同
一チャンバー内で順次積層あるいは同時に放電するのが
好ましい。このような製造方法を用いることによりチャ
ンバー数を増やすことなく積層が可能となり、また積層
膜だけでなく単一膜のような成膜も可能となる。
着、イオンプレーティングなどを用いることもできる。
VD法、イオンビーム法、スパッタリング法により形成
する。
などによって潤滑膜5を形成する。
録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録
再生装置は、本発明の磁気記録媒体7と、磁気記録媒体
7を回転駆動させる媒体駆動部8と、磁気記録媒体7に
情報を記録再生する磁気ヘッド9と、ヘッド駆動部10
と、記録再生信号処理系11とを備えている。記録再生
信号処理系11は、入力されたデータを処理して記録信
号を磁気ヘッド9に送ったり、磁気ヘッド9からの再生
信号を処理してデータを出力することができるようにな
っている。
明はこれらに限定されるものではない。
を作製した。
製)をDCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製)
のチャンバ内にセットした。
で排気した後、この基板1上に、カーボン下地膜2を成
膜し、Pdからなる第1ターゲット、及びCoからなる第2
ターゲットを交互に用いてCo層(膜厚2オングストロー
ム)、Pd層(膜厚8オングストローム)を、交互に10回
ずつ積層したあと、カーボン層(膜厚10オングストロ
ーム)成膜し、さらにその後、Co層(膜厚2オングスト
ローム)とPd層(膜厚8オングストローム)を10回積層
し、磁性膜3を形成した。
(膜厚50オングストローム)を形成し、 カーボン保護
膜上には厚さ20オングストロームのパーフルオロポリ
エーテルからなる潤滑膜をディッピング法により形成し
た。
こと以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し
た。
と以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し
た。
Co層、Pd層の積層数を変えた以外は実施例1と同様にし
て磁気記録媒体を作製した。
以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製した。
を変えた以外は実施例1と同様にして磁気記録媒体を作
製した。
Nbからなる軟磁性層を膜厚2000オングストロームで成膜
した以外は実施例9と同様にして磁気記録媒体を作製し
た。
1に示す。
の静磁気特性を振動式磁気特性測定装置(VSM)を用
いて測定した。また、これら磁気記録媒体の電磁変換特
性を、GUZIK社製リードライトアナライザRWA1
632、およびスピンスタンドS1701MPを用いて
測定した。電磁変換特性の評価には、磁気ヘッドとし
て、再生部に巨大磁気抵抗(GMR)素子を有する複合
型薄膜磁気記録ヘッドを用い、記録条件を線記録密度4
50 kFCIとして測定した。
の静磁気特性、電磁変換特性の測定結果を表2に示す。
り、非磁性層でCo層Pd層を分離した実施例1、2の磁気
記録媒体は、非磁性層を形成しない比較例1の磁気記録
媒体に比べ、非常に優れたノイズ特性を有するものとな
った。
やしていくとさらに低ノイズ特性を示すものとなった。
媒体を用いることにより、ノイズ特性に優れた磁気記録
再生装置を提供することが可能となった。
断面図である。
一部断面図である。
る。
装置の一例を示す概略構成図である。
Claims (19)
- 【請求項1】基板(1)上に少なくとも、下地層(2)
と、磁性層(3)とを有し、磁性層(3)が、Ptまたは
Pdを含有する貴金属層(31)と、Coを含有するコバル
ト層(32)と、非磁性材料を含有する非磁性材料層
(33)とを含むことを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】磁性層(3)が、貴金属層(31)と、コ
バルト層(32)と、非磁性材料層(33)とを、それ
ぞれ複数層以上含むことを特徴とする請求項1に記載の
磁気記録媒体。 - 【請求項3】磁性層(3)が、貴金属層(31)とコバ
ルト層(32)との積層構造を複数以上含み、該積層構
造の間に、非磁性材料層(33)を有することを特徴と
する請求項1または2に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項4】貴金属層(31)とコバルト層(32)と
の積層構造が、貴金属層(31)とコバルト層(32)
とを交互に、それぞれ1層〜30層の範囲内で積層した
構造であることを特徴とする請求項3に記載の磁気記録
媒体。 - 【請求項5】非磁性材料層(33)により分離された貴
金属層(31)とコバルト層(32)との積層構造を、
2積層構造〜10積層構造の範囲内で有することを特徴
とする請求項3または4に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項6】磁性層(3)が、磁化容易軸が基板に対し
て主に垂直に配向した垂直磁性層であることを特徴とす
る請求項1〜5の何れか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項7】非磁性材料が、C、Si、Geからなる群から
選ばれた何れか1種以上を主成分とすることを特徴とす
る請求項1〜6の何れか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項8】非磁性層(33)の厚さが、0.1nm〜10nm
の範囲内であることを特徴とする請求項1〜7の何れか
1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項9】貴金属層(31)の厚さが、0.4nm〜2nmの
範囲内であることを特徴とする請求項1〜8の何れか1
項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項10】コバルト層(32)の厚さが、0.1nm〜1
nmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜9の何れ
か1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項11】貴金属層(31)が、金属または非金属
の酸化物または窒化物を含むことを特徴とする請求項1
〜10の何れか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項12】コバルト層(32)が、金属または非金
属の酸化物または窒化物を含むことを特徴とする請求項
1〜11の何れか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項13】金属または非金属が、Cr,Cu,Ag,Au,B,A
l,Ga,Si,Ge,Zrからなる群から選ばれた何れか1種以上で
あることを特徴とする請求項11または12に記載の磁
気記録媒体。 - 【請求項14】磁気記録媒体のHnが、1000Oe〜4500O
e(79000A/m〜355500A/m)の範囲内であること
を特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の磁気
記録媒体。 - 【請求項15】下地層(2)が、C,Si,Geからなる群か
ら選ばれた何れか1種以上を含むことを特徴とする請求
項1〜14の何れか1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項16】基板(1)と下地層(2)との間に、軟
磁性材料を含む軟磁性層(101)を有することを特徴
とする請求項1〜15の何れか1項に記載の磁気記録媒
体。 - 【請求項17】スパッタ装置の同一チャンバー内に、Pt
またはPdを含有するスパッタターゲットと、Coを含有す
るスパッタターゲットと、非磁性材料を含むスパッタタ
ーゲットとを有し、磁性層(3)を構成する、貴金属層
(31)、コバルト層(32)および非磁性材料層(3
3)を、同一チャンバー内で順次積層することを特徴と
する請求項1〜16の何れか1項に記載の磁気記録媒体
の製造方法。 - 【請求項18】請求項17に記載の磁気記録媒体の製造
方法を用いて製造した磁気記録媒体。 - 【請求項19】請求項1〜16および18の何れか1項
に記載の磁気記録媒体を用いて製造した磁気記録再生装
置。
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JP2010003408A (ja) * | 2004-11-04 | 2010-01-07 | Tdk Corp | パターンド磁気記録媒体 |
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