JP2004071037A - 磁気ディスク用磁気記録媒体 - Google Patents

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山中 賢治
Yuko Nakayama
中山 祐子
Yoshitsugu Miura
三浦 義從
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Abstract

【課題】高S/N比と熱擾乱耐性の高い好適な垂直磁気記録媒体を得る。
【解決手段】少なくとも、基板と、この基板上に形成されたhcp構造を含む下層と、この下層上に形成されたhcp構造を含む薄膜状の拡散防止層と、この拡散防止層に接して形成されたhcp構造を含む磁性層と、を備えて構成される垂直磁気記録媒体とした。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はハードディスクドライブの(磁気ディスク装置)などに搭載される磁気ディスク用磁気記録媒体にかかり、より詳細には、磁気ディスク用垂直磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に、磁気記録技術を用いたハードディスクドライブの面記録密度は、近年、〜100%/年の割合で増加し続けている。高面記録密度を達成するためには、当然のこととして、情報信号を記録するための媒体、いわゆる磁気記録媒体と、情報信号を記録再生するための磁気ヘッドの両者の性能向上が必要不可欠である。特に、磁気記録媒体において、その性能向上、すなわち高面記録密度で充分なS/N比を確保するためには、情報信号の記録を担う強磁性層の結晶粒子を微細化すると共に、その層厚の低減を図る必要がある。例えば、従来からよく知られている長手記録方式の場合、面記録密度:〜60Gbit/inchを達成するためには、平均結晶粒子径:6〜7nm、層厚:〜10nm程度にする必要がある。係る状況においては、磁性微粒子に付随する本質的な現象である、いわゆる超常磁性現象により熱擾乱耐性が欠如し、結果として、記録された情報信号が時間の経過と共に消失する、と云う問題が発生する。
【0003】
これを打開する方法として、幾つかの方法が提案されているが、その一つに垂直磁気記録方式がある。すなわち、垂直磁気記録方式は、高面記録密度領域において、良好な熱擾乱耐性を維持しつつ、かつ充分なS/N比を達成できる方法として着目されている。
従来の垂直磁気記録方式に用いられている記録媒体について、図3及び図4を用いて説明する。図3及び図4は、従来の垂直磁気記録媒体の断面形状概略図であり、図3は、いわゆる単層型垂直磁気記録媒体、図4は、いわゆる2層型垂直磁気記録媒体である。図中、31及び41はガラスあるいはAl合金等から成る基板、32はTiあるいはTi合金膜等から成る結晶軸配向制御層、33及び44はCoCrPt合金膜等から成る垂直磁気記録層、34及び45はC(カーボン)膜等から成る保護層、42はCoNbZr非晶質合金膜等から成る下地軟磁性層、43は下地軟磁性層42と垂直磁気記録層44との磁気的交換結合を遮断するための非磁性中間層、35及び46は潤滑層、である。
【0004】
ここでの垂直磁気記録層は、長手記録媒体の場合と同様、微細結晶粒子の集合である多結晶体であり、かつ結晶粒子の平均的磁化容易軸方向は、基板面法線方向に略平行である。情報信号は、垂直磁気記録層の磁化方向の位置変化として記録され、この点でもまた、従来の長手記録方式と同様である。ただし、記録状態における磁化方向に関して以下に記述する差異がある。
すなわち、垂直磁気記録媒体の場合、その記録ビット内における平均磁化方向が、基板面に対し垂直の上下方向であるのに対し、長手記録媒体場合には、その平均磁化方向が、基板面内でかつ円周方向に平行であり、かつ記録ヘット゛の走行方向、もしくはその反対方向となる。この記録状態における磁化方向の差異が、前述した垂直磁気記録方式の特徴、すなわち良好な熱擾乱耐性を維持しつつ充分なS/N比を達成できる所以である。(参考文献:H.N.Bertram and M.Williams, ”SNR and Density Limit Estimations : A Comparison of Longitudinal and Perpendicular Recording”, IEEE Trans. Magn., vol.36, pp4−9 (2000))
【0005】
またここで、従来技術の例を示すために、公知例のひとつである特公平6−58734号公報を取り上げ、これを参照してみる。この公知発明で示される垂直磁気記録媒体の構成によれば、第1中間層はSi、Geの少なくとも1つを主成分とする材料からなり、第2中間層はTi、Zn、Ru、Scの少なくとも1つからなるhcp構造を有しており、さらに、第2中間層厚を100Å以上3000Å以下とする構成が加えられている。この公報では、その効果として垂直磁気記録層のC軸優先配向性の向上が記載されているものの、その他の効果については全く不明となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁気記録媒体とりわけ垂直磁気記録媒体においては、上記の例を含む様々な公報等により技術の提示が行われているものの、その磁気特性上の問題点により、前述した垂直磁気記録方式の有するポテンシャルを充分に引き出すことはできなかった。
以下、本発明が解決しようとする問題点、すなわち、従来の垂直磁気記録媒体の有する問題点を図5及び図6を用いて説明する。
図5は、垂直磁気記録層の記録状態における微視的構造を示す概略図である。図中、51は垂直磁気記録層、52は垂直磁気記録層を形成する結晶粒子、53は磁化遷移線、54及び55は各記録ビット内における平均的磁化方向を表す矢印、56は各記録ビット内において、平均的磁化方向と異なる方向を向く逆磁区である。
【0007】
一般的に、垂直磁気記録媒体におけるノイズ源は、▲1▼不規則な磁化遷移線形状と▲2▼逆磁区の発生、にあることが知られている。すなわち、高S/N媒体を開発する際には、直線性の良好な磁化遷移線と逆磁区発生頻度の極小化を図ることが肝要である。特に、磁化遷移線の直線性を確保するためには、結晶粒子間に働く磁気的交換相互作用の遮断を図ることが必要不可欠である。
以上説明したように、垂直磁気記録方式の優れたポテンシャルを引き出すための、垂直磁気記録層の要点は、逆磁区発生の抑圧と粒間交換相互作用の遮断である。
【0008】
逆磁区の発生傾向および粒間交換相互作用の大きさについては、MH曲線により評価することができる。図6に、従来の垂直磁気記録媒体に係るMH曲線を掲げる。図6中、Hcは保磁力、Msは飽和磁化、Mrは残留磁化、Hnは磁化反転核生成磁界を表わす。逆磁区の発生傾向は、Mr/Ms比(以下、角型比と記す)によって評価することができる。角型比が小さいほど、逆磁区の発生頻度が高い。逆磁区防止の観点からは、角型比は1に近い方が好ましい。
【0009】
また、粒間交換相互作用の大きさは、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きによって評価することができる。
保磁力HcにおけるMH曲線の傾きが大きいほど、粒間交換相互作用の大きさが大きい。
粒間交換相互作用を抑止するためには、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きの理論的下限である1/(4π)(π:円周率、CGS単位)に近い方が好ましい。
【0010】
そして、熱擾乱耐性と前記磁化反転核生成磁界Hnとは、一定の関係があることが知られており、Hnが小さいほど、熱擾乱耐性が高くなる傾向にある。
熱擾乱耐性を向上させるためには、Hnは0未満(すなわち、負の値)のなるべく小さい値であることが好ましい。言い換えれば、図6の従来の垂直磁気記録媒体においては、磁化反転核生成磁界Hnは第一象限にあるが、熱擾乱耐性の観点からは、第二象限のなるべく左側に位置するほど好ましいと言える。
しかしながら、従来の垂直磁気記録媒体においては、上述の、▲1▼逆磁区、▲2▼粒間交換相互作用、▲3▼熱擾乱耐性の各々に求められる好ましい特性を同時に両立させることが出来なかった。
【0011】
ところで、シミュレーション技法を用いた数値解析により、粒間交換相互作用が無い場合、垂直磁気記録層の保磁力Hcは、理想的には異方性磁界に一致することが示されている。しかしながら、前述した従来の垂直磁気記録媒体の場合、その保磁力Hcは異方性磁界の1/4〜1/3であり、非常に小さな値となっている。すなわち、従来の垂直磁気記録媒体における、前述した磁化反転核生成磁界Hn、及び角型比に関する貧弱な特性は、一重に保磁力Hcが異方性磁界に対して非常に小さいことに起因している。このような小さな保磁力が発現する原因として、結晶軸配向制御層32、あるいは中間層43と垂直磁気記録層33、44との界面に存在する磁気的劣化層(図示せず)、いわゆる初期成長層の発生にある。
【0012】
本発明の目的は、垂直磁気記録媒体において、磁気特性が劣悪な前記初期成長層の発生を抑止することにより、▲1▼逆磁区、▲2▼粒間交換相互作用、▲3▼熱擾乱耐性の各々に求められる好ましい特性を同時に両立させ、高S/N比でかつ熱擾乱耐性に優れた、磁気ディスク用垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所望の目的を達成するために、本発明による垂直磁気記録媒体は、以下のように構成されるものである。
(1)少なくとも、基板と、この基板上に形成されたhcp構造を含む下層と、この下層上に形成されたhcp構造を含む薄膜状の拡散防止層と、この拡散防止層に接して形成されたhcp構造を含む磁性層と、を備えて構成される垂直磁気記録媒体とした。
(2)(1)の垂直磁気記録媒体において、
前記拡散防止層は、Ru, Re, Os, から選択された少なくとも1つの元素を含む。
(3)(1)または(2)の垂直磁気記録媒体において、
前記拡散防止層の膜厚は0.5nm〜3nmである。
(4)(1)〜(3)いずれかに記載の垂直磁気記録媒体において、
前記下層は、TiまたはTi合金を含む材料からなる。
(5)(1)〜(4)いずれかに記載の垂直磁気記録媒体において、
前記磁性層は、CoCr系合金磁性層である。
【0014】
ここで、本発明の解決手段に関して補足的な説明を行う。
まず、本発明の垂直磁気記録媒体の構成によれば、磁性層とこの磁性層に接する下層との間に拡散防止層を介挿した形態の構造を有するものである。
また、下層は、軟磁性層・シード(種付け)層・下地層・オンセット(核形成)層などのいずれかの層から構成することができる。
そして、本発明の垂直磁気記録媒体の構成によれば、磁化反転核生成磁界Hnについて負の所望値を得られて、また、保持力Hcも高められる、という大きな効果が得られる。
【0015】
それから、拡散防止層に含有される材料としては、hcp構造を含む磁性層のエピタキシャル成長を促進するためにhcp構造を含むことが望まれ、かつ、それ自体の拡散性は小さいとの要請から高融点金属であることが望まれる。また、具体的には、磁性層の配向性を高める目的で下層に含まれるTi(融点1660℃)等の元素よりも融点が高いことが望ましい。よって、拡散防止層に含まれる元素としては、Ru, Re, Osが好ましい。とりわけ、磁性層のエピタキシャル成長の促進という観点から、磁性層(Co合金)の格子定数に近いRuを含む材料においては、優れた効果を発揮する。そして、拡散防止層の膜厚については、0.5〜3nmの範囲で設定するのが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明者らが、前述の目的に鑑み、鋭意研究を行った結果、垂直磁気記録媒体における前記初期成長層の発生メカニズムについて、以下のように考察される。前述のように垂直磁気記録媒体においては、基板上に、下層が設けられ、この下層としては、垂直磁気記録層の結晶配向性や、結晶粒子の均一化、微細化のためのシード層や下地層、オンセット層が設けられる。また、この下層としては、垂直磁気記録層の磁気回路(磁束)を好適に調整するために、軟磁性層が設けられる場合もある。垂直磁気記録層(磁性層)は、この下層上に形成される。
【0017】
前記初期成長層の形成原因については、従来、下層と垂直磁気記録層(磁性層)との格子定数の不整合であると考えられてきた(物理的要因)。ところが、本発明者らが研究を進めた結果、下層と垂直磁気記録層(磁性層)との格子定数を一致させたとしても、前記初期成長層を一定程度以下には抑制できない、ことを発見した。その原因について調査したところ、垂直磁気記録媒体においては、hcp構造を含む下層を構成する元素と、hcp構造を含む垂直磁気記録層を構成する元素とが、その界面において相互拡散しやすいことを突き止めた。そして、界面における構成元素の相互拡散が、垂直磁気記録媒体において、前記初期成長層を形成する原因の一つであることを発見した(化学的要因)。
【0018】
本発明においては、構成元素の相互拡散を防止するために、hcp構造を含む下層と、hcp構造を含む垂直磁気記録層との間に、hcp構造を含む拡散防止層が介挿されている。
本発明において、前記拡散防止層は、Ru、Re、Osから選択された少なくとも一つの元素を含んで構成されるのが好ましい。これらの元素は、前記構成元素を防止する作用が高く好適である。中でも、Ruは、前記構成元素の相互拡散防止作用が高くて特に好ましい。また、Ruは、垂直磁気記録層との格子整合性が高いので、下層の作用効果を劣化させることなく垂直磁気記録層へ伝播させることができ、垂直磁気記録層のエピタキシャル成長を助長するので好適である。
【0019】
前記拡散防止層の膜厚としては、0.5nm〜3nmが好ましい。0.5nm未満の場合、元素の相互拡散を防止する作用が十分ではなく、初期成長層が形成されやすくなるので、前述の好ましい磁気特性を得ることが困難となる。
また、前記拡散防止層の膜厚の上限について、本発明者らが研究したところ、以下の点が明らかになった。
【0020】
一般的に、極薄の薄膜を、その薄膜と類似した結晶構造を有する下層の上に形成した場合、薄膜の格子定数は、下層の格子定数の影響を受ける傾向にあることが知られている。本発明者等の系統的検討の結果、Ru膜の場合、その膜厚が3nm程度まで、Ruの格子定数は下層の影響を受けることが明らかとなった。つまり、下層の直上に形成された、膜厚:3nm以下のRu層の格子定数は、下地の格子定数にほぼ一致する。一方、Ru膜厚が3nmを越えると、その格子定数はRu固有の格子定数、a : 0.269844nm、c : 0.427305nm(1987年2月発行『化学大辞典』、共立出版)にほぼ一致する。
【0021】
従って、下地層として、c軸優先配向性制御機能を有し、かつ格子定数が垂直磁気記録層のそれに近い材料を選定し、かつその直上に膜厚が3nm以下のRu層を積層することにより、磁気特性の劣悪な初期成長層の発生に関する物理的及び化学的要因の両者を同時に根絶することが可能となる。
なお、化学的要因を除外するために必要なRu膜厚は0.5nmであり、1nm以上であれば更に好ましい。従って、Ru膜厚は、0.5 nm〜3nm、特に好ましくは、0.5 nm〜3nmとなる。
【0022】
次に、添付された図面を用い、本発明の磁気記録媒体について、いくつかの実施例を挙げ、より具体的に詳述するが、以下に示すものは本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
本発明において、前記下層はTiまたはTi合金を含む材料から構成されることが好ましい。TiまたはTi合金はhcp構造を含み垂直磁気記録層の結晶配向性を垂直配向させる作用が高く好適である。また、RuまたはRu合金との格子整合性も高いので、本発明にとって特に好適である。そして、Ti系合金としては、CrTi系合金が挙げられる。
また、本発明において、下層としてTiまたはTi合金を含む材料以外としては、CoRu合金を用いてもよい。CoRu合金も、hcp構造を含み垂直磁気記録層の結晶配向性を垂直配向させる作用が高く好適である。そして、RuまたはRu合金との格子整合性も高いので、本発明にとって特に好適である。
本発明において、磁性層、即ち、垂直磁気記録層はCoCr系合金磁性層であることが好ましい。CoCr系合金はhcp構造を含み、保磁力が高く、S/N比も高いので、本発明にとって好ましい。また、前述した拡散防止層との結晶整合性も高いので、エピタキシャル成長が助長され好ましい。
CoCr系合金磁性層としては、CoCrPt系合金、CoCrTa系合金、CoCrB系合金、CoCrPtB系合金、CoCrPtTa系合金などが挙げられる。なかでも、CoCrPtB系合金は保磁力が高く、S/N比も高いので、本発明にとって特に好ましい。
【0023】
<実施例1>
本発明の実施例1について、図1を用いて説明する。図1は、本発明により成る垂直磁気記録媒体の構成を示す概略断面図である。図中11は円盤状ガラス基板、12はNb:11at%、Zr:3at%、Co:bal.から成るCoNbZr非晶質軟磁性層、13はTi層から成る下地層、14はRuからなる拡散防止層、15はCr:17at%、Pt:15at%、B:4at%、Co:bal.から成るCoCrPtB垂直磁気記録層、16はCから成る保護層、17は潤滑層である。 Ti層13の膜厚は10nmでCoCrPtB合金記録層15のC軸優先配向性を促進することを目的として設けられたものである。Ruからなる拡散防止層14の膜厚は1nmであり、CoCrPtB垂直磁気記録層15とTi層13の構成元素の層間拡散を阻止するために設けられたものである。そして、CoNbZr非晶質軟磁性層12の層厚は500nm、CoCrPtB合金記録層14の層厚は30nm,C保護層の層厚は5nmである。また、潤滑層17はPFPE(パーフルオロポリエーテル)からなり、膜厚は0.9nmである。
以下、この磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【0024】
基板11上に、RFスパッタリング法により純Ar雰囲気中で、CoNbZr非晶質軟磁性層12、Ti層13、Ruからなる拡散防止層14、及びCoCrPtB垂直磁気記録層15を順次成膜した。その後、(Ar+H)混合雰囲気中で、C保護層16を形成した。また、潤滑層17はディップ法により形成した。
前記製造方法により得られた垂直磁気記録媒体について、CoCrPtB垂直磁気記録層15の磁化曲線をカー効果を用いて測定した。その結果、垂直磁気記録層の保磁力Hcは4.4kOe、磁化反転核形成磁界Hnは−1.5kOe、角型比は0.98であった。本実施例1において、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、CGS単位系でほぼ1/(4π)であった。
また、垂直磁気記録層15と同一組成のCoCrPtB合金膜のみを、同一の成膜条件でガラス基板上に成膜し、異方性磁界を評価した結果、10kOeであった。これ等の結果より、CoCrPtB垂直磁気記録層15の保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.44であった。
【0025】
[比較例1]
比較のため、Ruからなる拡散防止層4を設けない、いわゆる従来型の垂直磁気記録媒体(比較例1)を、前述した(実施例1)の製造方法と同様の方法で作成した。拡散防止槽が形成されていない点以外は、実施例1と同様の垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録層の磁化曲線を前述した評価方法と同様の方法で測定した。その結果、Hcは3.3kOe、磁化反転核形成磁界Hnは0kOe、角型比は0.85であった。本比較例1において、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、実施例1と同様であった。またこの場合、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.33であった。
本実施例1より成る垂直磁気記録媒体の記録再生特性を、前述したRuからなる拡散防止層14を設けない従来型の垂直磁気記録媒体(比較例1)と比較した。
【0026】
測定には、記録用として、トラック幅:3μmのリンク゛型ヘット゛、また再生用として、トラック幅:0.5μm のGMRヘット゛を用いた。線速度:9.8m/s、線記録密度:500kFCI(記録周波数:96.45MHz)で記録した場合、本発明により成る垂直磁気記録媒体(実施例1)のS/Nは14dB、一方、従来の垂直磁気記録媒体(比較例1)のS/Nは12dBであり、2dBのS/N改善が認められた。なお、この場合のSは500kFCIにおける出力で、Nは積分ノイズ(積分帯域:1〜120MHz)である。
【0027】
更に、75℃で50kFCIにおける信号出力の経時変化を、記録後1秒から10000秒の範囲で測定した結果、本発明による成る垂直磁気記録媒体(実施例1)の減衰率は0.5%/decadeであったのに対し、従来の垂直磁気記録媒体(比較例1)は2.5%/decadeであった。本結果より、本発明により成る垂直磁気記録媒体の信号減衰率は、従来の垂直磁気記録媒体の1/5となり、熱擾乱耐性が改善されていることが確認された。
また、実施例1と比較例1の垂直磁気記録媒体の結果を対比すると、実施例1の方が保磁力Hcが高く、また、磁化反転核生成磁界Hn、角型比Mr/Msが共に優れており、また、保磁力Hcと異方性磁界との比も高い結果が得られている。
従って、実施例1の垂直磁気記録媒体は、比較例1に対して、好適な性能が得られていることがわかる。
【0028】
<実施例2>
本発明の実施例2として、下地層13としてCr:10at%、Ti:90at%から成るTiCr合金を用い、他の構成は実施例1に記載されたものと同様の垂直磁気記録媒体を作成した。本媒体の製造方法も実施例1に記載された方法と同様である。
本実施例よりなる垂直磁気記録媒体について、CoCrPtB垂直磁気記録層15の磁化曲線をカー効果を用いて測定した。その結果、垂直磁気記録層の保磁力Hcは5kOe、磁化反転核形成磁界Hnは−1.8kOe、角型比は0.98であった。本実施例において、保磁力HcはにおけるMH曲線の傾きは、実施例1の垂直磁気記録媒体とほぼ同様であった。また、実施例1に記載したように、CoCrPtB垂直磁気記録層15の異方性磁界が10kOeであったことから、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.5であった。
【0029】
[比較例2]
比較のため、Ruからなる拡散防止層4を設けない、いわゆる従来型の垂直磁気記録媒体を、前述した実施例2の製造方法と同様の方法で作成した。Ruからなる拡散防止層4を設けなかった点以外は、実施例2の垂直磁気記録媒体と同様の媒体である。
その磁化曲線を同様の方法で測定した結果は、Hcは3.7kOe、磁化反転核形成磁界Hnは0.5kOe、角型比は0.9であった。本比較例2において、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、実施例2と同様であった。またこの場合、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.37であった。
本実施例より成る垂直磁気記録媒体の記録再生特性を、前述したRuからなる拡散防止層4を設けない従来型の垂直磁気記録媒体(比較例2)の特性と比較した。
評価方法は、実施例1の記載の方法と同様である。その結果、実施例2の垂直磁気記録媒体においては、S/Nは14.5dBで、放置時間に対する信号減衰率は0.5%/decadeであった。
比較例2においては、S/Nは、12.0dB、放置時間に対する信号減衰率は2.5%/decadeであった。
【0030】
<実施例3>
本発明の実施例3として、下地層13としてCo:50at%、Ru:50at%から成るCoRu合金を用い、他の構成は実施例1に記載されたものと同様の垂直磁気記録媒体を作成した。本媒体の製造方法も実施例1に記載された方法と同様である。
本実施例3より成る垂直磁気記録媒体の磁化曲線、及び電磁変換特性を、実施例1、実施例2に記載された方法と同様の方法で評価した結果、実施例2によりなる垂直磁気記録媒体と同様の結果が得られた。
本実施例3より成る垂直磁気記録媒体について、CoCrPtB垂直磁気記録層15の磁化曲線をカー効果を用いて測定した。その結果、垂直磁気記録層の保磁力Hc、は5.3kOe、磁化反転核形成磁界Hn、は−1.9kOe、角型比は0.99であった。実施例1に記載したように、CoCrPtB垂直磁気記録層15の異方性磁界が10kOeであったことから、保磁力Hc、と異方性磁界の比率は0.53であった。
[比較例3]
比較のため、Ruからなる拡散防止層14を設けない、いわゆる従来型の垂直磁気記録媒体を、実施例3と同様の方法で作成した。Ruからなる拡散防止層14が形成されていない点以外は、実施例3と同様の垂直磁気記録媒体である。
垂直磁気記録層の磁化曲線を同様の方法で測定した結果、Hc、は3.9kOe、磁化反転核形成磁界Hnは0.3kOe、角型比は0.93であった。実施例3及び比較例3の保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、実施例1の垂直磁気記録媒体とほぼ同様であった。またこの場合、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.39であった。
【0031】
本実施例より成る垂直磁気記録媒体の記録再生特性を、前述したRuからなる拡散防止層14を設けない比較例3垂直磁気記録媒体と比較した。評価方法は、実施例1に記載の方法と同様である。
その結果、実施例3において、S/Nは15dB、放置時間に対する信号減衰率は0.5%/decadeであった。
比較例3においては、S/N比が12.5dB、放置時間に対する信号減衰率は2.5%/decadeで従来媒体の1/5であった。
【0032】
<実施例4>
本発明の実施例4について、図2を用いて説明する。図2は、本発明により成る垂直磁気記録媒体の構成を示す概略断面図である。図中21は円盤状ガラス基板、22はNi:50at%、Fe:50at%から成るNiFe合金軟磁性層、23はRuからなる拡散防止層、24はCr:17at%、Pt:15at%、B:4at%、Co:bal.から成るCoCrPtB垂直磁気記録層、25はCから成る保護層、26は潤滑層である。NiFe合金軟磁性層22の層厚は300nm、Ruからなる拡散防止層23の膜厚は2nmであり、CoCrPtB合金記録層24の層厚は30nm,C保護層の層厚は5nmである。また、潤滑層26はPFPE(パーフルオロポリエーテル)からなり、膜厚は0.9nmである。
以下、該磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【0033】
基板21上に、RFスパッタリング法により純Ar雰囲気中で、NiFe合金軟磁性層22、Ruからなる拡散防止層23、及びCoCrPtB垂直磁気記録層24を順次成膜した。その後、(Ar+H)混合雰囲気中で、C保護層25を形成した。また、潤滑層26はディップ法により形成した。
前記製造方法により得られた垂直磁気記録媒体について、CoCrPtB垂直磁気記録層15の磁化曲線をカー効果を用いて測定した。その結果、垂直磁気記録層の保磁力Hcは5kOe、磁化反転核形成磁界Hnは−1.5kOe、角型比は0.98であった。本実施例4においては、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.5であった。(実施例1に記載されたように、CoCrPtB垂直磁気記録層の異方性磁界は10kOe)
【0034】
[比較例4]
比較のため、Ruからなる拡散防止層23の代わりに2nm厚のTi層を設けた、いわゆる従来型の垂直磁気記録媒体を、前述(実施例4)の製造方法と同様の方法で作成した。拡散防止層が形成されていない点以外は、実施例4と同様の垂直磁気記録媒体好である。この垂直磁気記録層の磁化曲線を同様の方法で測定した。その結果、Hcは3.5kOe、磁化反転核形成磁界Hnは−0.5kOe、角型比は0.87であった。またこの場合、保磁力Hcと異方性磁界の比率は0.35であった。
なお、実施例4及び比較例4の保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、実施例1の垂直磁気記録媒体とほぼ同様であった。
実施例4より成る垂直磁気記録媒体の記録再生特性を、比較例4の垂直磁気記録媒体の結果と対比した。評価方法は、実施例1と同様である。
その結果、実施例4においては、S/Nは14dBであり、放置時間に対する信号減衰率は0.5%/decadeであった。
比較例4においては、S/Nは12.5dBであり、放置時間に対する信号減衰率は2.5%/decadeであった。
【0035】
[比較例5]
次に比較例5の垂直磁気記録媒体を作成した。比較例5においては、Ruからなる拡散防止層14の膜厚を3.5nmとした。この点以外は、実施例1と同様の作成方法による同様に垂直磁気記録媒体である。
その結果、保磁力Hcは3.3kOe、磁化反転核生成磁界Hnは0.5kOe、Mr/MS比(角型比)は0.80であった。
S/Nは、12.5dBとなり、放置時間に対する信号減衰率は2.0%/decadeであった。実施例1と比較例5の結果を対比すると、拡散防止層14の膜厚が3.5nmと増加したことにより、磁気特性及び記録再生特性が劣化していると言える。
【0036】
実施例1〜実施例4、及び比較例1〜比較例5の結果を対比すると、本発明になる拡散防止層14を形成することにより、前述した、▲1▼逆磁区、▲2▼粒間交換相互作用、▲3▼熱擾乱耐性、の各々に求められる上述の好ましい特性を両立させて、高SN比で、かつ熱擾乱耐性に優れた、磁気ディスク用垂直磁気記録媒体を提供できることがわかる。
また、Hnについては、小さければ小さい方が、S/Nが優れており、特に、−1.0kOe以下となるようにすると、S/Nが14.0dB以上となるようにできるので、垂直磁気記録媒体として特に好適である。本発明ではこの特性を満足していることが分かる。
【0037】
Mr/MS比(角型比)については、大きければ大きいほどS/Nが優れており、特に、0.95以上となるようにすると、S/Nが14.0dB以上が得られるようになるので特に好適である。本発明では、この特性を満足していることが分かる。
保磁力Hcと異方性磁界との比率は、大きければ大きいほどS/Nが優れており、特に0.4以上となるようにすると、S/Nが14.0dB以上が得られるようになるので特に好適である。本発明においては、この特性を満足している。
さらに、保磁力HcにおけるMH曲線の傾きは、本発明において好ましい特性を示していることが分かる。
S/N比は、約1dBの向上で、情報記録密度を倍にすることができると言われており、本発明により熱擾乱耐性が優れた、高記録密度化に適した垂直磁気記録媒体を得られることが判る。
【0038】
【発明の効果】
本発明により、高S/N比と熱擾乱耐性の高い、好適な垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明より成る垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す概略断面図である。
【図2】本発明より成る垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す概略断面図である。
【図3】従来の単層型垂直磁気記録媒体の構成を示す概略断面図である。
【図4】従来の2層型垂直磁気記録媒体の構成を示す概略断面図である。
【図5】垂直磁気記録層の記録状態における微視的構造を示す概略図である。
【図6】従来の垂直磁気記録層のMH曲線である。
【符号の説明】
11  ガラス基板
12  CoNbZr非晶質軟磁性層
13  Ti層
14  Ruからなる拡散防止層
15  CoCrPtB合金膜垂直磁気記録層
16  C保護層
17  潤滑層
21  カ゛ラス基板
22  NiFe合金軟磁性層
23  Ruからなる拡散防止層
24  CoCrPtB垂直磁気記録層
25  C保護層
26  潤滑層
31  基板
32  結晶軸制御層
33  垂直磁気記録層
34  保護層
35  潤滑層
41  基板
42  下地軟磁性層
43  中間層
44  垂直磁気記録層
45  保護層
46  潤滑層
51  垂直磁気記録層
52  垂直磁気記録層を形成する結晶粒子
53  磁化遷移線
54  各記録ビットにおける平均的磁化方向を表す矢印
55  各記録ビットにおける平均的磁化方向を表す矢印
56  各記録ビットにおいて平均的磁化方向と異なる方向を向く逆磁区

Claims (5)

  1. 少なくとも、基板と、この基板上に形成されたhcp構造を含む下層と、この下層上に形成されたhcp構造を含む薄膜状の拡散防止層と、この拡散防止層に接して形成されたhcp構造を含む磁性層と、を備えて構成されることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、
    前記拡散防止層は、Ru, Re, Os, から選択された少なくとも1つの元素を含む、ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  3. 請求項1または2に記載の垂直磁気記録媒体において、
    前記拡散防止層の膜厚は0.5nm〜3nmである、ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  4. 請求項1〜3いずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体において、
    前記下層は、TiまたはTi合金を含む材料からなる、ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  5. 請求項1〜4いずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体において、
    前記磁性層は、CoCr系合金磁性層である、ことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
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