JP2005141825A - Magnetic recording medium and magnetic recording device - Google Patents

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Tetsunori Kanda
哲典 神田
Hideaki Yamanaka
英明 山中
Akira Yano
亮 矢野
Satoru Matsunuma
悟 松沼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium, having high magnetostatic characteristics and capable of recording with low medium noise and high-density, and to provide a magnetic recording device equipped with the same. <P>SOLUTION: This high-density magnetic recording medium is constructed, in such a manner that an adhesive layer provided on a nonmagnetic substrate, a soft magnetic layer and a foundation layer are formed, and then a CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide and a protective layer are formed sequentially on the nonmagnetic substrate. A recording layer is constituted of a CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide, in which oxide concentration in the magnetic film is continuously reduced from a substrate direction toward the film surface direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は情報の記録再生を行うための磁気記録再生装置に関し、特に高密度記録に適した磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。   The present invention relates to a magnetic recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information, and more particularly to a magnetic recording medium and a magnetic recording apparatus suitable for high-density recording.

情報化社会の発展には目覚しいものがあり、文字情報のみならず音声及び画像情報を高速に処理することができる装置の1つとしてコンピュータ等に装着されている磁気記録装置が知られている。現在は、この磁気記録装置の記録密度を向上させつつ、磁気記録装置を小型化する方向に開発が進められてきている。典型的な磁気記録装置は、複数の磁気ディスクをスピンドル上に回転可能に装着している。各磁気ディスクは、基板とその上に形成された磁性膜からなり、情報の記録は、特定の磁化方向を有する磁区を磁性膜中に形成することにより行われる。従来、記録される磁化の方向は、磁性膜面内であり、面内記録方式と呼ばれている。面内記録方式の磁気記録装置の高密度記録化は、磁性膜の膜厚を薄くし、構成する磁性結晶粒の粒径を微小化させ、且つ、各粒子間の磁気的相互作用を低減させることで達成してきた。しかし、結晶粒の微小化と各粒子間の磁気的相互作用の低減は、記録されたビットを構成する磁化の熱安定性を低下させることが問題となっている。   There is a remarkable development in the information society, and a magnetic recording device mounted on a computer or the like is known as one of devices capable of processing not only character information but also sound and image information at high speed. At present, development is progressing in the direction of downsizing the magnetic recording apparatus while improving the recording density of the magnetic recording apparatus. A typical magnetic recording apparatus has a plurality of magnetic disks rotatably mounted on a spindle. Each magnetic disk includes a substrate and a magnetic film formed thereon, and information recording is performed by forming a magnetic domain having a specific magnetization direction in the magnetic film. Conventionally, the direction of magnetization to be recorded is in the plane of the magnetic film, which is called an in-plane recording method. High-density recording of the in-plane recording type magnetic recording apparatus reduces the film thickness of the magnetic film, reduces the size of the magnetic crystal grains, and reduces the magnetic interaction between the grains. Has been achieved. However, miniaturization of crystal grains and reduction of the magnetic interaction between the grains are problematic in that the thermal stability of magnetization constituting the recorded bit is lowered.

この問題を緩和するために提案されているのが、垂直磁気記録方式で、これは、記録される磁化の方向を、基板に対して垂直方向にする。その結果、隣接ビット間は、静磁気的に安定で、且つ、記録遷移領域は鋭くなる。さらに記録層と基板の間に軟磁性材料で構成された層(軟磁性裏打ち層)を加えることで、記録時の磁場を急峻にすることができるので、高い磁気異方性をもつ材料への記録が可能になり、磁化の熱安定性が向上するので、より高密度の記録が可能になる。   In order to alleviate this problem, a perpendicular magnetic recording method has been proposed, which makes the direction of recorded magnetization perpendicular to the substrate. As a result, the adjacent bits are magnetostatically stable and the recording transition area becomes sharp. Furthermore, by adding a layer made of a soft magnetic material (soft magnetic backing layer) between the recording layer and the substrate, the magnetic field at the time of recording can be sharpened. Recording becomes possible and the thermal stability of magnetization is improved, so that higher density recording is possible.

現在、上述の面内記録方式の記録媒体にはCoPtCr基合金(以降、CoPtCr基合金媒体と称す)が使用されており、垂直磁気記録方式の記録媒体としても同じCoPtCr基合金媒体が主に研究されてきた。この媒体の特徴は、強磁性を有するCo濃度の高い結晶粒とCr濃度が高く非磁性の結晶粒界部からなり、非磁性粒界部によって結晶粒間の磁気的な相互作用を低減する点である。この効果により、高記録密度に必要な媒体の低ノイズ特性を実現してきた。しかし、より高密度記録に対応するためにはさらに結晶粒間の磁気的相互作用を低減させることと同時にビットの磁気的な熱安定性をさらに高めることが要求されている。その方法として、記録層に酸素を添加し、結晶粒界を酸化させる方法がある。これは、ターゲット中に酸化物を添加する、もしくは、酸素ガス雰囲気中で成膜することにより得られ、記録層の磁性結晶粒が酸化物に囲われたグラニュラー構造をとっており、酸化物を含有するCoPtCr基合金媒体と呼ばれている。酸化物を含有するCoPtCr基合金媒体の場合、酸化物によって結晶粒間の分離を行うことができるため、従来のCoPtCr基合金媒体のような加熱による相分離を必要としないため、結晶粒成長を従来よりも抑制でき、微細な結晶粒に制御しやすい特徴がある。酸化物を含有するCoPtCr基合金媒体の技術報告として、例えば文献1がある。文献1で、酸化物を含有するCoPtCr基合金媒体の方が、CoPtCr基合金媒体よりも結晶粒間の磁気的な相互作用を低減しながら結晶磁気異方性を向上させることができるので、従来よりも、高記録密度状態でのS/N比が高く、且つ、ビットの熱安定性を高めることができることが開示されている。   Currently, a CoPtCr-based alloy (hereinafter referred to as a CoPtCr-based alloy medium) is used for the above-mentioned recording medium of the in-plane recording system, and the same CoPtCr-based alloy medium is mainly studied as a perpendicular magnetic recording system recording medium. It has been. The feature of this medium is that it is composed of crystal grains with high Co concentration having ferromagnetism and non-magnetic grain boundary portions with high Cr concentration, and the magnetic interaction between the crystal grains is reduced by the non-magnetic grain boundary portions. It is. This effect has realized the low noise characteristics of the medium necessary for high recording density. However, to cope with higher density recording, it is required to further reduce the magnetic interaction between crystal grains and at the same time further increase the magnetic thermal stability of the bit. As a method for this, there is a method in which oxygen is added to the recording layer to oxidize the crystal grain boundaries. This is obtained by adding an oxide to the target or forming a film in an oxygen gas atmosphere, and has a granular structure in which the magnetic crystal grains of the recording layer are surrounded by the oxide. It is called a CoPtCr-based alloy medium containing. In the case of a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide, since separation between crystal grains can be performed by an oxide, phase separation by heating as in the case of a conventional CoPtCr-based alloy medium is not required. It has a feature that it can be controlled more than before and can be easily controlled to fine crystal grains. As a technical report of a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide, for example, there is Document 1. In Reference 1, since the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide can improve the magnetocrystalline anisotropy while reducing the magnetic interaction between crystal grains than the CoPtCr-based alloy medium, It is disclosed that the S / N ratio in a high recording density state is higher and the thermal stability of the bit can be improved.

しかしながら、本発明者らの実験によると、酸化物を含有するCoPtCr基合金媒体の場合にも、記録密度を高めるためにさらに酸化物濃度を高め、結晶粒を微細化していくと、媒体の磁気特性が劣化し、媒体の磁化容易軸方向である膜面垂直方向の磁化曲線を測定すると、その角型比が大幅に劣化することがわかった。角型比の悪い媒体では、媒体ノイズの低周波成分が大幅に増加してしまうため、ランダムな記録を行った際のビットエラーレートが劣化してしまい、記録媒体としては使用できない。従って、さらなる高記録密度を実現させる為には、磁気特性の劣化を回避することが要求される。   However, according to experiments by the present inventors, even in the case of a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide, if the oxide concentration is further increased in order to increase the recording density and the crystal grains are refined, the magnetic properties of the medium are increased. The characteristics deteriorated, and when the magnetization curve in the direction perpendicular to the film surface, which is the direction of the axis of easy magnetization of the medium, was measured, it was found that the squareness ratio was greatly degraded. In a medium with a low squareness ratio, the low frequency component of the medium noise is greatly increased, so that the bit error rate at the time of random recording deteriorates and cannot be used as a recording medium. Therefore, in order to realize a higher recording density, it is required to avoid deterioration of magnetic characteristics.

我々は、先に該記録層の酸化物濃度は基板側を最も高くして記録層の結晶粒を微細にし、劣化した磁気特性を向上させるために、下地層と接する層よりも酸化物濃度がより低い記録層を成膜することで、上層との磁気的結合により記録層全体の磁気特性劣化を抑制できることを見出した(特願2003−30905)。その結果、結晶粒を微細にし且つ磁気特性も優れた媒体を得ることができる。   In order to improve the deteriorated magnetic properties, the oxide concentration of the recording layer is higher than that of the layer in contact with the base layer in order to increase the oxide concentration of the recording layer first to make the crystal grain of the recording layer finer. It has been found that by forming a lower recording layer, it is possible to suppress deterioration of the magnetic characteristics of the entire recording layer due to magnetic coupling with the upper layer (Japanese Patent Application No. 2003-30905). As a result, a medium having fine crystal grains and excellent magnetic properties can be obtained.

T.Oikawa et.al, IEEE Trans.Magn., vol.38, pp.1976−1978, 2002T. T. et al. Oikawa et. al, IEEE Trans. Magn. , Vol. 38, pp. 1976-1978, 2002

しかし、複数の酸化物濃度で記録層を形成した場合、記録層内の異なる酸化物濃度が異なる層の界面において、酸化物濃度が異なりすぎると、記録層の結晶成長が乱される場合があることがわかった。その場合には、本来高い磁気特性によって記録層の磁気特性を向上させる役割を担う低酸化物濃度層の磁気特性が悪くなり、記録層全体の磁気特性も劣化してしまう。   However, when a recording layer is formed with a plurality of oxide concentrations, the crystal growth of the recording layer may be disturbed if the oxide concentration is too different at the interface between layers having different oxide concentrations in the recording layer. I understood it. In that case, the magnetic characteristics of the low oxide concentration layer, which originally plays a role of improving the magnetic characteristics of the recording layer due to the high magnetic characteristics, deteriorates, and the magnetic characteristics of the entire recording layer also deteriorate.

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決するもので、高い磁気特性を有し、且つ、低媒体ノイズの新規磁気記録媒体の製造方法及び媒体を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a method and a medium for manufacturing a novel magnetic recording medium having high magnetic characteristics and low medium noise.

本発明の第1の様態は、非磁性基板上に、軟磁性材料により形成された軟磁性裏打ち層、下地層、記録層の順に形成され、上記記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料であって残留磁化が膜面内方向より膜面に対して垂直方向の方が大きい垂直磁気記録方式の記録媒体において、記録層の酸化物濃度が、下地層と接する基板側から膜厚方向に連続的に減少することを特徴とする磁気記録媒体に関する。   According to a first aspect of the present invention, a soft magnetic backing layer made of a soft magnetic material, an underlayer, and a recording layer are formed in this order on a nonmagnetic substrate, and the recording layer is mainly composed of CoPtCr containing an oxide. In a perpendicular magnetic recording type recording medium in which the residual magnetization is higher in the direction perpendicular to the film surface than in the in-plane direction, the oxide concentration of the recording layer is from the substrate side in contact with the underlayer. The present invention relates to a magnetic recording medium that continuously decreases in the film thickness direction.

記録層の酸化物濃度を連続的に変化させながら成膜した結果、記録層の結晶成長が乱されづらくなり、記録層の結晶性が向上し、結晶粒径を増大させること無く、従来よりも記録層の磁気特性を向上できることを見出した。その結果、記録再生特性もさらに向上させることができることがわかった。   As a result of film formation while continuously changing the oxide concentration of the recording layer, the crystal growth of the recording layer is less likely to be disturbed, the crystallinity of the recording layer is improved, and the crystal grain size is not increased, compared to the conventional case. It has been found that the magnetic properties of the recording layer can be improved. As a result, it was found that the recording / reproducing characteristics can be further improved.

記録層の膜厚としては、磁界勾配が急峻となる条件で記録をし、分解能を高めるために20nm以下であることが望ましい。   The film thickness of the recording layer is preferably 20 nm or less in order to perform recording under the condition that the magnetic field gradient is steep and to improve the resolution.

本発明の磁気記録媒体では、記録層を形成する酸化物を含有したCoPtCr基酸化物膜中の酸化物含有率を5〜20mol%とすることが好ましい。酸化物を含有するCoPtCr基合金磁性膜は、スパッタガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いることにより形成され、この混合比を適宣調節することによりCoPtCr基合金磁性膜中に5〜20mol%の酸化物を分散した状態で導入することができる。あるいは、スパッタガスにはアルゴンを用い、ターゲット中に含まれる酸素量を調節することによりCoPtCr基合金磁性膜中の酸化物含有量を変化させることも可能である。例えば、CoPtCrターゲットとSiOやMgO等のターゲットとの同時スパッタ法を用い得る。5〜20mol%の酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜を用いることにより、磁性結晶粒間の磁気的相互作用を低減させ、低媒体ノイズの媒体を提供することができる。CoPtCr合金磁性膜中の酸化物含有量を5mol%より多くすると、磁性粒子間の分離が進み、磁性粒子間の磁気的相互作用が低減するので、媒体ノイズは低減し始め、酸化物含有量が20mol%を超えると、酸素が磁性結晶粒内に取り込まれ、著しく磁気特性が劣化してしまい、記録層として必要な磁気特性をほとんど示さなくなる。 In the magnetic recording medium of the present invention, the oxide content in the CoPtCr-based oxide film containing the oxide forming the recording layer is preferably 5 to 20 mol%. A CoPtCr-based alloy magnetic film containing an oxide is formed by using a mixed gas of argon and oxygen as a sputtering gas. By appropriately adjusting this mixing ratio, 5 to 20 mol% of the CoPtCr-based alloy magnetic film is formed. The oxide can be introduced in a dispersed state. Alternatively, argon can be used as the sputtering gas, and the oxide content in the CoPtCr-based alloy magnetic film can be changed by adjusting the amount of oxygen contained in the target. For example, a simultaneous sputtering method using a CoPtCr target and a target such as SiO 2 or MgO can be used. By using a CoPtCr alloy magnetic film containing 5 to 20 mol% of an oxide, the magnetic interaction between magnetic crystal grains can be reduced, and a medium with low medium noise can be provided. When the oxide content in the CoPtCr alloy magnetic film is more than 5 mol%, the separation between the magnetic particles proceeds and the magnetic interaction between the magnetic particles decreases, so the medium noise begins to decrease and the oxide content decreases. If it exceeds 20 mol%, oxygen is taken into the magnetic crystal grains and the magnetic characteristics are remarkably deteriorated, and the magnetic characteristics necessary for the recording layer are hardly exhibited.

また、本発明の磁気記録媒体では、酸化物としてSi酸化物もしくはMg酸化物を用いることが好ましい。両者では、微細な結晶粒を得ることが容易であるSi酸化物を用いることが特に望ましい。記録層中にSi酸化物またはMg酸化物を混入させる方法としては、CoPtCrターゲット中に5〜20mol%のSiOやMgOを混入させたターゲットを用いてスパッタする方法がある。この方法では、酸化物含有量の調整が容易であり、形成された薄膜は、CoPtCr基合金磁性結晶粒の周りを酸化物であるSiOやMgOが取り囲む構造になる。 In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable to use Si oxide or Mg oxide as the oxide. In both cases, it is particularly desirable to use a Si oxide that is easy to obtain fine crystal grains. As a method of mixing Si oxide or Mg oxide in the recording layer, there is a method of sputtering using a target in which 5 to 20 mol% of SiO 2 or MgO is mixed in a CoPtCr target. In this method, the oxide content can be easily adjusted, and the formed thin film has a structure in which the oxide SiO 2 and MgO surround the CoPtCr-based alloy magnetic crystal grains.

本発明の磁気記録媒体では、CoCrRuを主体とする合金により形成された下地層を用いることが好ましい。本下地層を用いることで、記録層の結晶性が向上し、高い磁気特性を得ることができる。   In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable to use an underlayer formed of an alloy mainly composed of CoCrRu. By using this underlayer, the crystallinity of the recording layer is improved and high magnetic properties can be obtained.

本発明の磁気記録媒体では、軟磁性裏打ち層は、磁気ヘッドを用いて記録層に情報を記録再生するときに、磁気ヘッドから漏れ出した磁束を記録層に集束させる役割を持つ。軟磁性裏打ち層の材料としては、飽和磁化が大きく、保磁力が小さく、且つ、透磁率が高い軟磁性材料が好ましく、例えば、CoTaZr膜などが好ましい。また、この軟磁性裏打ち層の膜厚は、50〜500nmの範囲であることが望ましい。   In the magnetic recording medium of the present invention, the soft magnetic underlayer has a role of focusing magnetic flux leaking from the magnetic head on the recording layer when information is recorded on and reproduced from the recording layer using the magnetic head. As a material for the soft magnetic underlayer, a soft magnetic material having a large saturation magnetization, a small coercive force, and a high magnetic permeability is preferable, and for example, a CoTaZr film is preferable. The film thickness of the soft magnetic backing layer is preferably in the range of 50 to 500 nm.

本発明の第2の様態に従えば、本発明の磁気記録媒体とに対して、記録層の膜面に対して垂直方向の磁化を与え、かつ、上記軟磁性裏打ち層の膜面に対して平行方向の磁化を与え、記録層と軟磁性裏打ち層と協同して磁気回路を構成するる磁気ヘッドと、該磁気記録媒体を該ヘッドに対して相対的に駆動するための駆動装置とを備えた磁気記録装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, the magnetic recording medium of the present invention is magnetized in the direction perpendicular to the film surface of the recording layer, and the film surface of the soft magnetic backing layer is provided. A magnetic head that provides parallel magnetization and forms a magnetic circuit in cooperation with a recording layer and a soft magnetic underlayer; and a drive device for driving the magnetic recording medium relative to the head. A magnetic recording apparatus is provided.

本発明の磁気記録媒体によれば、基板方向から膜面方向にかけて該磁性膜中の酸化物濃度が低くなる少なくとも2層以上の酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜より記録層が構成されることにより、高い静磁気特性で、且つ、低媒体ノイズの高密度記録可能な磁気記録媒体及びそれを備えた磁気記録装置を提供することができる。   According to the magnetic recording medium of the present invention, the recording layer is composed of the CoPtCr alloy magnetic film containing at least two oxides whose oxide concentration in the magnetic film decreases from the substrate direction to the film surface direction. Accordingly, it is possible to provide a magnetic recording medium capable of high density recording with high magnetostatic characteristics and low medium noise, and a magnetic recording apparatus including the magnetic recording medium.

以下に、本発明の磁気記録媒体及び磁気記録装置について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
(実施例1)
Hereinafter, the magnetic recording medium and the magnetic recording apparatus of the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1)

実施例1で作製した磁気ディスクの概略断面図を図1に示す。図1に示すように、磁気ディスク10は、基板1上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3、下地層4、記録層5、及び保護層6を順次積層した構造を有する。密着層2は、基板1とその上に積層された膜との剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層3は、情報記録の際に記録層に印加される磁場を集束するための層である。下地層4は、記録層5の配向性を向上させるための層である。記録層5は、情報が磁化情報として記録される層であり、酸化物濃度が膜厚方向に連続的に変化している層で、その磁化方向は膜面に対して垂直方向となる。保護層6は、基板1上に順次積層された積層膜2〜5を保護するための層である。以下に、この例で作製した磁気ディスクの作製方法を説明する。   A schematic cross-sectional view of the magnetic disk manufactured in Example 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the magnetic disk 10 has a structure in which an adhesion layer 2, a soft magnetic backing layer 3, an underlayer 4, a recording layer 5, and a protective layer 6 are sequentially laminated on a substrate 1. The adhesion layer 2 is a layer for preventing separation between the substrate 1 and a film laminated thereon, and the soft magnetic backing layer 3 is for focusing a magnetic field applied to the recording layer during information recording. Is a layer. The underlayer 4 is a layer for improving the orientation of the recording layer 5. The recording layer 5 is a layer in which information is recorded as magnetization information, and the oxide concentration is continuously changing in the film thickness direction. The magnetization direction is a direction perpendicular to the film surface. The protective layer 6 is a layer for protecting the laminated films 2 to 5 sequentially laminated on the substrate 1. A method for manufacturing the magnetic disk manufactured in this example will be described below.

基板1には直径2.5インチ(6.5cm)の円板状のガラス基板を用いた。その基板1上に、密着層2としてTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットはTiとした。密着層2の膜厚は5nmとした。   As the substrate 1, a disc-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used. A Ti film as an adhesion layer 2 was formed on the substrate 1 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and a target of Ti. The film thickness of the adhesion layer 2 was 5 nm.

次いで、密着層2上に、軟磁性裏打ち層3としてCoTaZr膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力400Wとし、ターゲットの組成はCo88Ta10Zr(at%)とした。軟磁性裏打ち層3の膜厚は200nmとした。 Next, a CoTaZr film as a soft magnetic backing layer 3 was formed on the adhesion layer 2 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 400 W, and the target composition was Co 88 Ta 10 Zr 2 (at%). The film thickness of the soft magnetic backing layer 3 was 200 nm.

次に、軟磁性裏打ち層3上に、下地層4としてCoCrRu膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo55Cr25Ru20(at%)とした。
下地層4の膜厚は20nmとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a base layer 4 on the soft magnetic backing layer 3 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 4.2 Pa and an input power of 500 W, and the target composition was Co 55 Cr 25 Ru 20 (at%).
The film thickness of the underlayer 4 was 20 nm.

さらに、下地層4上に、記録層5として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は記録層形成の最初は400Wを投入し、連続的に100Wまで変化させることにより、記録層の酸化物濃度を変化させた。記録層5の膜厚は15nmとした。 Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the recording layer 5 on the underlayer 4. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the input power to the SiO 2 target was 400 W at the beginning of recording layer formation, and continuously changed to 100 W. As a result, the oxide concentration of the recording layer was changed. The film thickness of the recording layer 5 was 15 nm.

最後に、記録層5上に、保護層6としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層6の膜厚は3nmとした。
(比較例1)
Finally, an amorphous carbon film was formed as a protective layer 6 on the recording layer 5 by DC sputtering. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 0.20 Pa, the input power was 300 W, and the thickness of the protective layer 6 was 3 nm.
(Comparative Example 1)

比較例1で作製した磁気ディスクの概略断面図を図2に示す。図2に示すように、磁気ディスク10は、基板1上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3、下地層4、第1記録層7、第2記録層8、及び保護層6を順次積層した構造を有する。密着層2は、基板1とその上に積層された膜との剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層3は、情報記録の際に記録層に印加される磁場を集束するための層である。下地層4は、第1記録層5及び第2記録層6の配向性を向上させるための層である。第1記録層5及び第2記録層6は、情報が磁化情報として記録される層であり、第1記録層5及び第2記録層6の磁化方向は膜面に対して垂直方向となる。保護層7は、基板1上に順次積層された積層膜2〜6を保護するための層である。以下に、この例で作製した磁気ディスクの作製方法を説明する。   A schematic cross-sectional view of the magnetic disk produced in Comparative Example 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the magnetic disk 10 is formed by sequentially laminating an adhesion layer 2, a soft magnetic backing layer 3, an underlayer 4, a first recording layer 7, a second recording layer 8, and a protective layer 6 on a substrate 1. Has the structure. The adhesion layer 2 is a layer for preventing separation between the substrate 1 and a film laminated thereon, and the soft magnetic backing layer 3 is for focusing a magnetic field applied to the recording layer during information recording. Is a layer. The underlayer 4 is a layer for improving the orientation of the first recording layer 5 and the second recording layer 6. The first recording layer 5 and the second recording layer 6 are layers in which information is recorded as magnetization information, and the magnetization directions of the first recording layer 5 and the second recording layer 6 are perpendicular to the film surface. The protective layer 7 is a layer for protecting the laminated films 2 to 6 sequentially laminated on the substrate 1. A method for manufacturing the magnetic disk manufactured in this example will be described below.

基板1には直径2.5インチ(6.5cm)の円板状のガラス基板を用いた。その基板1上に、密着層2としてTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットはTiとした。密着層2の膜厚は5nmとした。   As the substrate 1, a disc-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used. A Ti film as an adhesion layer 2 was formed on the substrate 1 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and a target of Ti. The film thickness of the adhesion layer 2 was 5 nm.

次いで、密着層2上に、軟磁性裏打ち層3としてCoTaZr膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力400Wとし、ターゲットの組成はCo88Ta10Zr(at%)とした。軟磁性裏打ち層3の膜厚は200nmとした。 Next, a CoTaZr film as a soft magnetic backing layer 3 was formed on the adhesion layer 2 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 400 W, and the target composition was Co 88 Ta 10 Zr 2 (at%). The film thickness of the soft magnetic backing layer 3 was 200 nm.

次に、軟磁性裏打ち層3上に、下地層4としてCoCrRu膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo55Cr25Ru20(at%)とした。下地層4の膜厚は20nmとした。 Next, a CoCrRu film was formed as a base layer 4 on the soft magnetic backing layer 3 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 4.2 Pa and an input power of 500 W, and the target composition was Co 55 Cr 25 Ru 20 (at%). The film thickness of the underlayer 4 was 20 nm.

さらに、下地層4上に、第1記録層7として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は400Wとした。第1記録層5は5nmとした。 Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the first recording layer 7 on the underlayer 4. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the input power to the SiO 2 target was 400 W. The first recording layer 5 was 5 nm.

さらに、第1記録層7上に、第2記録層8として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は100Wとした。第2記録層6は10nmとした。 Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the second recording layer 8 on the first recording layer 7. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the power input to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the power input to the SiO 2 target was 100 W. The second recording layer 6 was 10 nm.

最後に、第2記録層6上に、保護層7としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層7の膜厚は3nmとした。
(比較例2)
Finally, an amorphous carbon film was formed as the protective layer 7 on the second recording layer 6 by DC sputtering. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 0.20 Pa, the input power was 300 W, and the thickness of the protective layer 7 was 3 nm.
(Comparative Example 2)

比較例2で作製した磁気ディスクの概略断面図を図73に示す。基板1上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3、下地層4、第1記録層7、第2記録層8、第3記録層9及び保護層7を順次積層した構造を有す。以下に、この例で作製した磁気ディスク10の作製方法を説明する。   A schematic cross-sectional view of the magnetic disk produced in Comparative Example 2 is shown in FIG. The substrate 1 has a structure in which an adhesion layer 2, a soft magnetic backing layer 3, an underlayer 4, a first recording layer 7, a second recording layer 8, a third recording layer 9, and a protective layer 7 are sequentially laminated. Hereinafter, a method of manufacturing the magnetic disk 10 manufactured in this example will be described.

まず、基板1には直径2.5インチ(6.5cm)の円板状のガラス基板を用い、その基板1上に、密着層2としてTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットはTiとした。密着層2の膜厚は5nmとした。   First, a disc-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used as the substrate 1, and a Ti film was formed as an adhesion layer 2 on the substrate 1 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and a target of Ti. The film thickness of the adhesion layer 2 was 5 nm.

次いで、密着層2上に、軟磁性裏打ち層3としてCoTaZr膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo88Ta10Zr(at%)とした。軟磁性裏打ち層3の膜厚は200nmとした。 Next, a CoTaZr film as a soft magnetic backing layer 3 was formed on the adhesion layer 2 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and the target composition was Co 88 Ta 10 Zr 2 (at%). The film thickness of the soft magnetic backing layer 3 was 200 nm.

次に、軟磁性裏打ち層3上に、下地層4としてCoCrRu膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo55Cr25Ru20(at%)とした。下地層4の膜厚は10nmとした。 Next, a CoCrRu film was formed as a base layer 4 on the soft magnetic backing layer 3 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and the target composition was Co 55 Cr 25 Ru 20 (at%). The film thickness of the underlayer 4 was 10 nm.

さらに、下地層4上に、第1記録層7として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は400Wとした。第1記録層7は5nmとした。 Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the first recording layer 7 on the underlayer 4. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the input power to the SiO 2 target was 400 W. The first recording layer 7 was 5 nm.

次に、第1記録層7上に、第2記録層8として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は250Wとした。第2記録層8の膜厚は5nmとした。 Next, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the second recording layer 8 on the first recording layer 7. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the input power to the SiO 2 target was 250 W. The film thickness of the second recording layer 8 was 5 nm.

次に、第2記録層8上に、第3記録層9として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は100Wとした。第3記録層9の膜厚は5nmとした。 Next, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the third recording layer 9 on the second recording layer 8. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the power input to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the power input to the SiO 2 target was 100 W. The film thickness of the third recording layer 9 was 5 nm.

最後に、第3記録層9上に、保護層10としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層10の膜厚は3nmとした。   Finally, an amorphous carbon film as a protective layer 10 was formed on the third recording layer 9 by DC sputtering. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 0.20 Pa, the input power was 300 W, and the thickness of the protective layer 10 was 3 nm.

これらの例に対して、記録層の酸化物濃度をオージェ電子分光分析により求めた。その結果を図4に示す。実施例1の場合、酸化物濃度は、15mol%から5mol%へ連続的に減少していることがわかる。一方、比較例1では、15mol%から5mol%へ不連続に変化し、比較例2では、15mol%から10mol%へ、10mol%から5mol%へと不連続に変化していることがわかる。これらの結果から、記録層を形成する際に、SiOターゲットへの投入電力を連続的に減少させることにより、記録層の酸化物濃度を連続的に変化させることができた。 For these examples, the oxide concentration of the recording layer was determined by Auger electron spectroscopy. The result is shown in FIG. In the case of Example 1, it can be seen that the oxide concentration continuously decreases from 15 mol% to 5 mol%. On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1 discontinuously changes from 15 mol% to 5 mol%, and Comparative Example 2 discontinuously changes from 15 mol% to 10 mol%, from 10 mol% to 5 mol%. From these results, it was possible to continuously change the oxide concentration of the recording layer by continuously reducing the input power to the SiO 2 target when forming the recording layer.

次に、これらの例の磁気特性を極カー効果測定装置及び試料共振型磁力計を用いて測定した。その磁気特性の結果を表1に示す。   Next, the magnetic characteristics of these examples were measured using a polar Kerr effect measuring apparatus and a sample resonance magnetometer. Table 1 shows the results of the magnetic characteristics.

Figure 2005141825
Figure 2005141825

表1のように、実施例1の磁気特性が最も優れた磁気特性を示した。この原因を調べるために、実施例1、比較例1及び比較例2のX線回折測定を行い、ロッキングカーブより記録層の(002)面のΔθ50を求めることで、記録層の配向性を評価した。その結果を表2に示す。 As shown in Table 1, the magnetic characteristics of Example 1 were the most excellent. In order to investigate this cause, the X-ray diffraction measurement of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is performed, and the Δθ 50 of the (002) plane of the recording layer is obtained from the rocking curve, whereby the orientation of the recording layer is determined. evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2005141825
Figure 2005141825

Δθ50の値は、結晶の配向性を反映し、その値が小さいほど配向性が高い。実施例と比較例を比べると、実施例1の値が最も小さく、それだけ配向性が向上していることが分かる。配向性が高いということは、記録層の結晶成長が良好に進んでいるということであり、その結果、磁気特性が向上することが推測される。 The value of Δθ 50 reflects the crystal orientation, and the smaller the value, the higher the orientation. Comparing the example and the comparative example, it can be seen that the value of Example 1 is the smallest, and the orientation is improved accordingly. The high orientation means that the crystal growth of the recording layer is proceeding favorably, and as a result, it is presumed that the magnetic characteristics are improved.

次に、これらの例で作製した磁気ディスクの保護層上に1nmの厚さの潤滑剤を塗布した後、その磁気ディスクを、図5に示した磁気記録装置60内に装着して記録再生特性を評価した。図5(a)は磁気記録装置60の概略平面図であり、図5(b)は図5(a)中の破線A−A'における磁気記録装置60の概略断面図である。図5(b)に示すように、磁気ディスク10は回転駆動系のスピンドル52に同軸上に取り付けられ、スピンドル52により回転される。   Next, after applying a 1 nm thick lubricant on the protective layer of the magnetic disk produced in these examples, the magnetic disk is mounted in the magnetic recording apparatus 60 shown in FIG. Evaluated. FIG. 5A is a schematic plan view of the magnetic recording device 60, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the magnetic recording device 60 taken along a broken line AA ′ in FIG. As shown in FIG. 5B, the magnetic disk 10 is coaxially attached to the spindle 52 of the rotational drive system and is rotated by the spindle 52.

この磁気記録装置60で磁気ディスク10に情報を記録する際には、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、情報を再生する際には、巨大磁気抵抗効果を有するスピンバルブ型磁気ヘッドを用いた。記録用の薄膜磁気ヘッド及び再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドは一体化されており、図5では磁気ヘッド53として示した。この一体型磁気ヘッド53は磁気ヘッド用駆動系54により制御される。磁気記録装置60の磁気ヘッド面と磁気ディスク面との距離は5nmに保った。   When recording information on the magnetic disk 10 with this magnetic recording device 60, a thin-film magnetic head using a soft magnetic film having a high saturation magnetic flux density of 2.1T is used. A spin valve type magnetic head having a resistance effect was used. The thin film magnetic head for recording and the spin valve type magnetic head for reproduction are integrated, and are shown as a magnetic head 53 in FIG. This integrated magnetic head 53 is controlled by a magnetic head drive system 54. The distance between the magnetic head surface of the magnetic recording device 60 and the magnetic disk surface was kept at 5 nm.

この磁気記録装置60の磁気ヘッド53により、磁気ディスク10の第1記録層5及び第2記録層6の膜面に対して垂直方向の磁化を与え、かつ、軟磁性裏打ち層3の膜面に対して平行方向の磁化を与え、記録層及び軟磁性裏打ち層3と協同して磁気回路を構成することができる。また磁気記録装置60には、この磁気ヘッド53に対して磁気ディスク10を相対的に駆動するための駆動装置54を備えている。   The magnetic head 53 of the magnetic recording device 60 provides magnetization in the direction perpendicular to the film surfaces of the first recording layer 5 and the second recording layer 6 of the magnetic disk 10, and the film surface of the soft magnetic backing layer 3. On the other hand, it is possible to form a magnetic circuit in cooperation with the recording layer and the soft magnetic backing layer 3 by giving magnetization in a parallel direction. Further, the magnetic recording device 60 includes a driving device 54 for driving the magnetic disk 10 relative to the magnetic head 53.

この磁気ディスク10を用いて、線記録密度20kFCIの信号を記録した際の再生出力(Slf)とし、各線記録密度でのノイズ(Nd)との比を磁気ディスクの記録再生特性(Slf/Nd比)として評価した。図6にSlf/Nd比の線記録密度依存性を示す。全てにおいて、線記録密度の増加に伴い、Slf/Nd比は減少していくことがわかる。しかしながら、各線記録密度において、実施例1のSlf/Nd比は最も高い値を示しており、実施例1が最も記録再生特性に優れていることが分かる。さらに、比較例1と比較例2を比較すると、全線記録密度領域において、比較例2の方が実施例1よりもSlf/Nd比は高い。これは、磁化測定とX線回折測定の結果を考慮すると、実施例1の結晶性が最も優れている結果が反映されて、その磁気特性さらに記録再生特性にも優れていると解釈することができる。すなわち、結晶粒径を微細な状態で、記録層の結晶成長を制御しながら、記録層を形成することが重要であることがわかる。
(実施例2)
This magnetic disk 10 is used as a reproduction output (Slf) when a signal having a linear recording density of 20 kFCI is recorded, and the ratio with the noise (Nd) at each linear recording density is a recording / reproduction characteristic (Slf / Nd ratio) of the magnetic disk. ). FIG. 6 shows the dependence of the Slf / Nd ratio on the linear recording density. In all, it can be seen that the Slf / Nd ratio decreases as the linear recording density increases. However, in each linear recording density, the Slf / Nd ratio of Example 1 shows the highest value, and it can be seen that Example 1 has the best recording / reproducing characteristics. Further, when Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are compared, Comparative Example 2 has a higher Slf / Nd ratio than Example 1 in the whole-line recording density region. Considering the results of magnetization measurement and X-ray diffraction measurement, this reflects the result of the best crystallinity of Example 1, and can be interpreted as being excellent in magnetic characteristics and recording / reproduction characteristics. it can. That is, it is important to form the recording layer while controlling the crystal growth of the recording layer with a fine crystal grain size.
(Example 2)

実施例2で作製した磁気ディスクの概略断面図を図1に示す。実施例2では、実施例1と異なり、記録層に添加する酸化物として、MgOを用いた。以下に、この例で作製した磁気ディスクの作製方法を説明する。   A schematic cross-sectional view of the magnetic disk produced in Example 2 is shown in FIG. In Example 2, unlike Example 1, MgO was used as the oxide added to the recording layer. A method for manufacturing the magnetic disk manufactured in this example will be described below.

基板1には直径2.5インチ(6.5cm)の円板状のガラス基板を用いた。その基板1上に、密着層2としてTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットはTiとした。密着層2の膜厚は5nmとした。   As the substrate 1, a disc-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used. A Ti film as an adhesion layer 2 was formed on the substrate 1 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and a target of Ti. The film thickness of the adhesion layer 2 was 5 nm.

次いで、密着層2上に、軟磁性裏打ち層3としてCoTaZr膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力400Wとし、ターゲットの組成はCo88Ta10Zr(at%)とした。軟磁性裏打ち層3の膜厚は200nmとした。 Next, a CoTaZr film as a soft magnetic backing layer 3 was formed on the adhesion layer 2 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 400 W, and the target composition was Co 88 Ta 10 Zr 2 (at%). The film thickness of the soft magnetic backing layer 3 was 200 nm.

次に、軟磁性裏打ち層3上に、下地層4としてCoCrRu膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo55Cr25Ru20(at%)とした。
下地層4の膜厚は20nmとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a base layer 4 on the soft magnetic backing layer 3 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 4.2 Pa and an input power of 500 W, and the target composition was Co 55 Cr 25 Ru 20 (at%).
The film thickness of the underlayer 4 was 20 nm.

さらに、下地層4上に、記録層5として酸化物を含有したCoPtCr−MgO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、MgOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、MgOターゲットへの投入電力は記録層形成の最初は400Wを投入し、連続的に100Wまで変化させることにより、記録層の酸化物濃度を変化させた。記録層5の膜厚は15nmとした。 Further, a CoPtCr—MgO alloy magnetic film containing an oxide was formed as the recording layer 5 on the underlayer 4. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, MgO was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions are as follows: the gas pressure is 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target is 200 W, and the input power to the MgO target is 400 W at the beginning of recording layer formation and continuously changed to 100 W. As a result, the oxide concentration of the recording layer was changed. The film thickness of the recording layer 5 was 15 nm.

最後に、記録層5上に、保護層6としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層6の膜厚は3nmとした。   Finally, an amorphous carbon film was formed as a protective layer 6 on the recording layer 5 by DC sputtering. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 0.20 Pa, the input power was 300 W, and the thickness of the protective layer 6 was 3 nm.

実施例2の記録再生特性を測定した。その結果を実施例1と共に図7に示す。
実施例2の記録再生特性は、比較例よりも優れているが、実施例1と比較すると、各記録密度で劣っていることがわかる。両者の違いを調べるために、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて記録層の平面像を観察した結果、実施例1の平均結晶粒径が7.1nmであるのに対し、実施例2の平均結晶粒径が8.3nmと大きいことがわかった。この粒径の差が、高密度記録時のビット遷移領域でのノイズの差として現れるので、実施例2の方が、記録再生特性が若干劣っていると考えられる。以上の結果より、SiOを酸化物として用いた方が、結晶粒径が微細になることがわかる。
The recording / reproducing characteristics of Example 2 were measured. The results are shown in FIG.
Although the recording / reproducing characteristics of Example 2 are superior to those of the comparative example, it can be seen that each recording density is inferior to that of Example 1. In order to examine the difference between the two, the planar image of the recording layer was observed using a transmission electron microscope (TEM). As a result, the average crystal grain size of Example 1 was 7.1 nm, whereas the average of Example 2 was It was found that the crystal grain size was as large as 8.3 nm. Since this difference in particle size appears as a noise difference in the bit transition region during high-density recording, the recording / reproducing characteristics of Example 2 are considered to be slightly inferior. From the above results, it can be seen that the crystal grain size becomes finer when SiO 2 is used as the oxide.

上記実施例では、磁気ディスクの記録層として酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜を用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化物を含有するCoPtCr合金磁性膜は結晶質であって、結晶粒内にCoを主成分とする合金、粒子間に酸化物を含む構造をしているので、結晶質であるCo合金においては、六方最密充填構造をとる限りにおいて、Cr及びPt以外に、Ta、Nb、Ti、Si、B、Pd、V、Mg、Gd等の元素、またはそれらの組み合わせを含んでいても良い。   In the above-described embodiment, an example in which a CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide is used as a recording layer of a magnetic disk has been described. However, the present invention is not limited to this. The CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide is crystalline and has a structure including an alloy containing Co as a main component in crystal grains and an oxide between particles. In addition to Cr and Pt, elements such as Ta, Nb, Ti, Si, B, Pd, V, Mg, and Gd, or combinations thereof may be included as long as the hexagonal close-packed structure is adopted.

上記実施例では、磁気ディスクの基板材料としてガラスを用いた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。場合によっては、アルミニウム、ポリカーボネードなどのプラスチック、あるいは、樹脂等を用いても良い。   In the above embodiment, an example in which glass is used as the substrate material of the magnetic disk has been described, but the present invention is not limited to this. In some cases, a plastic such as aluminum or polycarbonate, or a resin may be used.

又、この技術は磁気ディスクのみではなく、テープ媒体にも適用可能な技術である。以下に、本技術をテープに適用した実施例を示す。
(実施例3)
This technique is applicable not only to magnetic disks but also to tape media. Hereinafter, examples in which the present technology is applied to a tape will be described.
(Example 3)

実施例3で作製した磁気テープの概略断面図を図8に示す。図8に示すように、磁気テープ20は、厚さ3μmのベースフィルム11上に、密着層2、軟磁性裏打ち層3、下地層4、記録層5、及び保護層6を順次積層した構造を有する。密着層2は、ベースフィルム11とその上に積層された膜との剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層3は、情報記録の際に記録層に印加される磁場を集束するための層である。下地層4は、記録層5の配向性を向上させるための層である。記録層5は、情報が磁化情報として記録される層であり、酸化物濃度が連続的に変化している層で、その磁化方向は膜面に対して垂直方向となる。保護層6は、ベースフィルム11上に順次積層された積層膜2〜5を保護するための層である。以下に、この例で作製した磁気テープの作製方法を説明する。   A schematic cross-sectional view of the magnetic tape produced in Example 3 is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the magnetic tape 20 has a structure in which an adhesion layer 2, a soft magnetic backing layer 3, an underlayer 4, a recording layer 5, and a protective layer 6 are sequentially laminated on a base film 11 having a thickness of 3 μm. Have. The adhesion layer 2 is a layer for preventing peeling between the base film 11 and the film laminated thereon, and the soft magnetic backing layer 3 is for focusing a magnetic field applied to the recording layer during information recording. Of layers. The underlayer 4 is a layer for improving the orientation of the recording layer 5. The recording layer 5 is a layer in which information is recorded as magnetization information. The recording layer 5 is a layer in which the oxide concentration continuously changes, and the magnetization direction thereof is perpendicular to the film surface. The protective layer 6 is a layer for protecting the laminated films 2 to 5 sequentially laminated on the base film 11. A method for producing the magnetic tape produced in this example will be described below.

ベースフィルム11には厚さ3μmのPENフィルムを用いた。そのベースフィルム1上に、密着層2としてTi膜を、DCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力500Wとし、ターゲットはTiとした。密着層2の膜厚は5nmとした。   The base film 11 was a PEN film having a thickness of 3 μm. A Ti film as an adhesion layer 2 was formed on the base film 1 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 500 W, and a target of Ti. The film thickness of the adhesion layer 2 was 5 nm.

次いで、密着層2上に、軟磁性裏打ち層3としてCoTaZr膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.28Pa、投入電力400Wとし、ターゲットの組成はCo88Ta10Zr(at%)とした。軟磁性裏打ち層3の膜厚は200nmとした。 Next, a CoTaZr film as a soft magnetic backing layer 3 was formed on the adhesion layer 2 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 0.28 Pa, an input power of 400 W, and the target composition was Co 88 Ta 10 Zr 2 (at%). The film thickness of the soft magnetic backing layer 3 was 200 nm.

次に、軟磁性裏打ち層3上に、下地層4としてCoCrRu膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、投入電力500Wとし、ターゲットの組成はCo55Cr25Ru20(at%)とした。
下地層4の膜厚は20nmとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a base layer 4 on the soft magnetic backing layer 3 by DC sputtering. The sputtering conditions were a gas pressure of 4.2 Pa and an input power of 500 W, and the target composition was Co 55 Cr 25 Ru 20 (at%).
The film thickness of the underlayer 4 was 20 nm.

さらに、下地層4上に、記録層5として酸化物を含有したCoPtCr−SiO合金磁性膜を形成した。ターゲットとして、Co64Pt20Cr16はDCスパッタリング法で、SiOはRFスパッタリング法を用い、この2種類のターゲットを用いた同時スパッタ法を用いた。スパッタリング条件は、ガス圧4.2Pa、Co64Pt20Cr16ターゲットへの投入電力は200Wとし、SiOターゲットへの投入電力は記録層形成の最初は400Wを投入し、連続的に100Wまで変化させることにより、記録層の酸化物濃度を変化させた。記録層5の膜厚は30nmとした。 Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film containing an oxide was formed as the recording layer 5 on the underlayer 4. As a target, Co 64 Pt 20 Cr 16 was a DC sputtering method, SiO 2 was an RF sputtering method, and a simultaneous sputtering method using these two types of targets was used. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 4.2 Pa, the input power to the Co 64 Pt 20 Cr 16 target was 200 W, and the input power to the SiO 2 target was 400 W at the beginning of recording layer formation, and continuously changed to 100 W. As a result, the oxide concentration of the recording layer was changed. The film thickness of the recording layer 5 was 30 nm.

最後に、記録層5上に、保護層6としてアモルファスカーボン膜をDCスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧0.20Pa、投入電力300Wとし、保護層6の膜厚は3nmとした。   Finally, an amorphous carbon film was formed as a protective layer 6 on the recording layer 5 by DC sputtering. The sputtering conditions were such that the gas pressure was 0.20 Pa, the input power was 300 W, and the thickness of the protective layer 6 was 3 nm.

さらに、上記記録層が形成される側の裏面に、バックコート層12としてバックコート塗料を塗布した。   Further, a backcoat paint was applied as a backcoat layer 12 to the back surface on the side where the recording layer was formed.

実施例3の磁気テープに対して、10TBテープの容量に相当する5Gbit/inch(500kFCI、9.8kTPI)に相当する信号を記録してそのS/N比を評価したところ、25dBとシステムが要求する記録再生特性を示した。 When the signal corresponding to 5 Gbit / inch 2 (500 kFCI, 9.8 kTPI) corresponding to the capacity of 10 TB tape was recorded on the magnetic tape of Example 3 and the S / N ratio was evaluated, the system was 25 dB. The required recording / playback characteristics are shown.

以上の実施例では、磁気ディスクもしくは磁気テープの軟磁性裏打ち層としてCoTaZr膜を設けた例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。軟磁性裏打ち層としては、FeTaC、FeTaN、FeAlSi、FeC、CoB、CoTaNb、NiFe、あるいは、それらの軟磁性膜とC膜の積層膜であっても良い。ただ、CoTaZr膜はもっとも望ましい。   In the above embodiments, the example in which the CoTaZr film is provided as the soft magnetic backing layer of the magnetic disk or magnetic tape has been described. However, the present invention is not limited to this. The soft magnetic backing layer may be FeTaC, FeTaN, FeAlSi, FeC, CoB, CoTaNb, NiFe, or a laminated film of these soft magnetic films and C films. However, the CoTaZr film is most desirable.

上記実施例では、記録層として酸化物を含有したCoPtCr合金磁性膜を形成する際、CoPtCr合金ターゲットと酸化物ターゲットの同時成膜法を用いることにより、記録層中の酸化物の含有量を調整した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化物を含まないターゲットに対して酸化物とアルゴンの混合ガスを用いてスパッタを行い記録層中の酸素の含有量を調整しても良いし、また、スパッタガスとして酸化物とアルゴンの混合ガスを用い、さらに、CoPtCr合金に酸素を混入したターゲットを用いてスパッタすることにより記録層中の酸化物の含有量を調整しても良い。   In the above embodiment, when forming a CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide as the recording layer, the content of the oxide in the recording layer is adjusted by using the simultaneous film formation method of the CoPtCr alloy target and the oxide target. However, the present invention is not limited to this. Sputtering may be performed using a mixed gas of oxide and argon on a target that does not contain an oxide to adjust the oxygen content in the recording layer, and a mixed gas of oxide and argon may be used as a sputtering gas. Further, the oxide content in the recording layer may be adjusted by sputtering using a target in which oxygen is mixed in a CoPtCr alloy.

上記実施例では、基板上に下地層及び記録層を積層した磁気ディスク及び磁気テープについて説明したが、本発明はこれに限定されない。下地層自体に記録層を支持する機能を有する場合には、基板を備えなくても良い場合がある。   In the above embodiment, the magnetic disk and the magnetic tape in which the base layer and the recording layer are laminated on the substrate have been described, but the present invention is not limited to this. If the base layer itself has a function of supporting the recording layer, the substrate may not be provided.

実施例1の磁気ディスクの断面構造を示す。1 shows a cross-sectional structure of a magnetic disk of Example 1. 比較例1の磁気ディスクの断面構造を示す。2 shows a cross-sectional structure of a magnetic disk of Comparative Example 1. 比較例2の磁気ディスクの断面構造を示す。The cross-sectional structure of the magnetic disk of the comparative example 2 is shown. 実施例1、比較例1及び比較例2のオージェ分光分析結果を示す。The Auger spectroscopic analysis result of Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2 is shown. 本発明で作製した磁気ディスクを備えた磁気記録装置の概略図であり、図5(a)は平面図であり、図5(b)は図5(a)中のA−A'断面図である。FIG. 5A is a schematic view of a magnetic recording apparatus including a magnetic disk manufactured according to the present invention, FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. is there. 実施例1、比較例1及び比較例2の磁気ディスクの記録再生特性の線記録密度依存性を示す。The dependence of linear recording density on the recording / reproducing characteristics of the magnetic disks of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is shown. 実施例1及び実施例2の磁気ディスクの記録再生特性の線記録密度依存性を示す。The dependence of the recording / reproduction characteristics of the magnetic disks of Example 1 and Example 2 on the linear recording density is shown. 実施例3の磁気ディスクの断面構造を示す。6 shows a cross-sectional structure of a magnetic disk of Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 密着層
3 軟磁性裏打ち層
4 下地層
5 記録層
6 保護層
7 第1記録層
8 第2記録層
9 第3記録層
10 磁気ディスク
11 ベースフィルム
12 バックコート層
60 磁気記録装置
52 スピンドル
53 磁気ヘッド
54 磁気ヘッド駆動系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Adhesion layer 3 Soft magnetic backing layer 4 Underlayer 5 Recording layer 6 Protective layer 7 First recording layer 8 Second recording layer 9 Third recording layer 10 Magnetic disk 11 Base film 12 Backcoat layer 60 Magnetic recording device 52 Spindle 53 Magnetic head 54 Magnetic head drive system

Claims (5)

非磁性基板上に、下地層、記録層の順に形成され、上記記録層が酸化物を含有するCoPtCrを主体とする合金磁性材料であって残留磁化が膜面内方向より膜面に対して垂直方向の方が大きい垂直磁気記録方式の記録媒体において、記録層の酸化物濃度が、下地層と接する基板側から膜厚方向に連続的に減少することを特徴とする磁気記録媒体。   An underlayer and a recording layer are formed in this order on a nonmagnetic substrate, and the recording layer is an alloy magnetic material mainly composed of CoPtCr containing oxide, and the residual magnetization is perpendicular to the film surface from the in-film direction. A perpendicular magnetic recording type recording medium having a larger direction, wherein the oxide concentration of the recording layer continuously decreases in the film thickness direction from the substrate side in contact with the underlayer. 上記記録層中の酸化物含有率は、それぞれ5〜20mol%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 magnetic recording medium according to claim 1, wherein the oxide content in the recording layer is 5 to 20 mol%. 上記記録層中の酸化物がSi酸化物であることを特徴とする請求項1から2のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the oxide in the recording layer is a Si oxide. 上記記録層の厚さが20nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a thickness of 20 nm or less. 請求項1記載の磁気記録媒体に対して、上記記録層の膜面に対して垂直方向の磁化を与える磁気ヘッドと、上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して相対的に駆動するための駆動装置とを備えた垂直磁気記録方式の磁気記録装置。

2. A magnetic head for applying magnetization in a direction perpendicular to the film surface of the recording layer to the magnetic recording medium according to claim 1, and driving for driving the magnetic recording medium relative to the magnetic head. And a perpendicular magnetic recording type magnetic recording apparatus.

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