JP2005251373A - Magnetic recording medium, manufacturing method of the same, and magnetic storage device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium which has improved resolution, excellent recording performance such as overwrite characteristic, and an excellent and high S/N ratio and thermal stability, and to provide a manufacturing method of the magnetic recording medium and a magnetic storage device thereof. <P>SOLUTION: The magnetic recording medium 10 is obtained by forming a first seed layer 12, a second seed layer 13, a first underlayer 14, a second underlayer 15, a first magnetic layer 16, a nonmagnetic binding layer 18, a second magnetic layer 19, a protective layer 20 and a lubricant layer 21 in order on a substrate 11. The first underlayer 14 is deposited by using Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure in an atmosphere added with nitrogen gas of 0.01 to 0.5% by volume by sputter technique. The second underlayer 15 is deposited in an atmosphere containing no nitride or an atmosphere added with nitrogen gas of ≤0.10% by volume by using material similar to that of the first underlayer 14. A coercive force squareness ratio is increased to properly lower an exchange coupling magnetic field. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高密度記録に適した磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置に係り、特に2つの磁性層が反強磁性的に交換結合する記録層を有する磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置に関する。   The present invention relates to a magnetic recording medium suitable for high-density recording, a manufacturing method thereof, and a magnetic storage device, and more particularly, a magnetic recording medium having a recording layer in which two magnetic layers are antiferromagnetically exchange-coupled, and a manufacturing method thereof And a magnetic storage device.

近年高密度記録化が急速に進められ、年率100%の伸びを示している。現在主流の面内記録方式においては面記録密度の限界が100〜200Gb/in2と予想されている。その理由として、高密度記録領域においては媒体ノイズが増加すると共に出力が低下しS/N比が低下することが挙げられる。また、面内記録方式においては高記録密度になると書き込まれたビットに対して自己反磁界および隣接するビットからの反磁界が増加するので熱的安定性が問題となってくる。 In recent years, high-density recording has been promoted rapidly, showing an annual growth rate of 100%. In the mainstream in-plane recording method, the limit of the surface recording density is expected to be 100 to 200 Gb / in 2 . The reason is that in the high-density recording area, medium noise increases, output decreases, and S / N ratio decreases. Further, in the in-plane recording method, when the recording density is high, the self-demagnetizing field and the demagnetizing field from the adjacent bits increase with respect to the written bits, so that thermal stability becomes a problem.

媒体ノイズ低減のためには、記録層を構成する結晶粒である磁性粒子の微細化や磁性粒子間の磁気的相互作用を低減することが必要である。磁性粒子の微細化は、磁化単位同士の境界すなわち磁化遷移領域のジグザグの低減等を促進し媒体ノイズを低減することができる。微細化の手法としては記録層を構成するCoCr合金にTa、Nb、B、P等を添加する手法が知られている。また、記録層の下地である下地層の結晶粒径を微細化することにより、その上にエピタキシャル成長する磁性粒子を微細化する手法が知られ、下地層の結晶粒径微細化の手法として、下地層の薄膜化、下地層へのB添加が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。   In order to reduce medium noise, it is necessary to reduce the size of magnetic particles, which are crystal grains constituting the recording layer, and to reduce the magnetic interaction between the magnetic particles. The refinement of the magnetic particles can promote the reduction of the zigzag of the boundary between the magnetization units, that is, the magnetization transition region, and reduce the medium noise. As a miniaturization technique, a technique of adding Ta, Nb, B, P or the like to a CoCr alloy constituting the recording layer is known. In addition, there is known a technique for refining the magnetic grains epitaxially grown thereon by refining the crystal grain size of the underlayer which is the base of the recording layer. Proposals have been made to reduce the thickness of the base layer and to add B to the base layer (for example, see Non-Patent Document 1).

また、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減する手法として記録層のCoCr合金のCr含有量や添加元素であるB量を増加して偏析を促進し、形成された磁性粒子間の粒界により磁性粒子を孤立化することが有効であることが知られている。   Further, as a technique for reducing the magnetic interaction between the magnetic particles, the Cr content of the CoCr alloy in the recording layer and the B content as an additive element are increased to promote segregation, and due to the grain boundaries between the formed magnetic particles. It is known that isolating magnetic particles is effective.

他方、面内磁気記録媒体では、再生出力波形の孤立波半値幅PW50は磁気記録媒体の静磁気特性である保磁力Hc、残留磁化Mr、記録層の膜厚tとの間に下記式(1)の関係が有ることが知られている。
PW50=(2(a+d)2+(a/2)21/2 … (1)
ここでa∝(t×Mr/Hc)1/2であり、dは磁気スペーシングである。式(1)より孤立波半値幅PW50を低減するためには、保磁力Hcを増加させ膜厚tを低減すればよいことが分かる。したがって、孤立波半値幅PW50が小さいほど再生信号の分解能が向上するので、高記録密度化を図るためには、記録層の薄膜化および高保磁力化を図ることが望ましい。
On the other hand, in the in-plane magnetic recording medium, the solitary wave half width PW50 of the reproduced output waveform is expressed by the following formula (1) between the coercive force Hc, the residual magnetization Mr, and the film thickness t of the recording layer. ) Is known to have a relationship.
PW50 = (2 (a + d) 2 + (a / 2) 2 ) 1/2 (1)
Where a∝ (t × Mr / Hc) 1/2 and d is the magnetic spacing. From equation (1), it can be seen that in order to reduce the solitary wave half width PW50, the coercive force Hc is increased and the film thickness t is reduced. Therefore, the smaller the solitary wave half width PW50 is, the higher the resolution of the reproduced signal is. Therefore, in order to increase the recording density, it is desirable to reduce the thickness of the recording layer and increase the coercive force.

ところが、磁性粒子の微細化や磁気的相互作用の低減を促進すると高記録密度化に従って、反磁界が増加し、熱安定性の問題が一層深刻となってくる。この対策として、記録層の異方性磁界Hkを増加する手法がとられてきたが、異方性磁界Hkを増加すると記録し難くなり、記録磁界の増加、すなわち記録ヘッド素子の高飽和磁束密度の磁極材料の開発が必須となる。磁極材料の開発は高飽和磁束密度のみならず様々な要求特性を満足しなければならず多大な困難を伴う。   However, if the miniaturization of magnetic particles and the reduction of magnetic interaction are promoted, the demagnetizing field increases as the recording density increases, and the problem of thermal stability becomes more serious. As a countermeasure, a method of increasing the anisotropy magnetic field Hk of the recording layer has been taken. However, when the anisotropy magnetic field Hk is increased, recording becomes difficult, and the recording magnetic field increases, that is, the high saturation magnetic flux density of the recording head element. Development of magnetic pole materials is essential. The development of magnetic pole materials has to satisfy not only high saturation magnetic flux density but also various required characteristics, which is very difficult.

媒体ノイズの低減と熱安定性化を両立する磁気記録媒体として、反強磁性的に交換結合する2つの磁性層を記録層として備えた磁気記録媒体(いわゆるシンセティックフェリ磁性媒体(SFM)。)が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。シンセティックフェリ磁性媒体では、実質的な磁性粒子の体積は反強磁性的に交換結合した2つの磁性層の磁性粒子の体積の和となり熱的安定性が著しく向上するので磁性粒子の微細化が可能となり、熱安定性化と共に低媒体ノイズ化、高S/N比化を図ることができるというものである。
特開2001−056924号公報 M. Yu et al., IEEE Trans. Magn., vol. 39 (1997) p. 2261
A magnetic recording medium (so-called synthetic ferrimagnetic medium (SFM)) including two magnetic layers that are antiferromagnetically exchange-coupled as recording layers as a magnetic recording medium that achieves both reduction of medium noise and thermal stability. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In synthetic ferrimagnetic media, the volume of the magnetic particles becomes the sum of the volume of the magnetic particles of the two magnetic layers that are antiferromagnetically exchange-coupled, and the thermal stability is significantly improved. Thus, it is possible to achieve low medium noise and high S / N ratio as well as thermal stability.
JP 2001-056924 A M. Yu et al., IEEE Trans. Magn., Vol. 39 (1997) p. 2261

しかしながら、シンセティックフェリ磁性媒体において、分解能を向上するために上述した磁性層薄膜化の手法を採ると保磁力角型比が低下し、逆に分解能が低下してしまうという問題点が生じる。更には孤立波平均信号出力Sisoと媒体ノイズNmのSiso/Nm比や、使用最大記録密度での平均出力Sと媒体ノイズNmのS/Nm比が劣化してしまうという問題点が生じる。   However, in the synthetic ferrimagnetic medium, if the magnetic layer thinning method described above is employed in order to improve the resolution, the coercive force squareness ratio is lowered, and conversely, the resolution is lowered. Further, there arises a problem that the Siso / Nm ratio between the solitary wave average signal output Siso and the medium noise Nm, and the S / Nm ratio between the average output S and the medium noise Nm at the maximum used recording density are deteriorated.

また、2つの磁性層間に働く交換結合エネルギーが過度に大きい場合、熱安定性は向上するが、オーバーライト特性やNLTS(ノン・リニア・トランジッション・シフト)特性などの記録性能が劣化するという問題点が生じる。記録磁界を増加して解決する手法があるが、上述したように記録磁界増加には困難を伴う。   In addition, if the exchange coupling energy acting between the two magnetic layers is excessively large, the thermal stability is improved, but the recording performance such as overwrite characteristics and NLTS (non-linear transition shift) characteristics deteriorates. Occurs. There is a method to solve the problem by increasing the recording magnetic field, but as described above, it is difficult to increase the recording magnetic field.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は分解能を向上し、かつ優れたオーバーライト特性等の記録性能を有すると共に、優れた高S/N比および熱安定性を有する磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the resolution and to have excellent recording performance such as overwrite characteristics, and to have an excellent high S / N ratio and thermal stability. Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, and magnetic storage device

本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層と、を備え、前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体であって、前記下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金でかつ窒素を含有してなることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。   According to one aspect of the present invention, a substrate, an underlayer formed on the substrate, a first magnetic layer formed on the underlayer, and a non-layer formed on the first magnetic layer A magnetic coupling layer and a second magnetic layer formed on the non-magnetic coupling layer, wherein the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled and no external magnetic field is applied. A magnetic recording medium in which the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other, wherein the underlayer is Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure and contains nitrogen A magnetic recording medium is provided.

本発明によれば、記録層が第1の磁性層、非磁性結合層、および第2の磁性層が順次積層されてなり、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行に結合した構造を有するので、本発明の磁気記録媒体は優れた熱安定性を有する。さらに、本発明によれば、窒素を含むCrまたはCr系合金からなる下地層を設けることで、磁気記録媒体の保磁力角型比を増加させ、分解能およびS/N比を向上できる。したがって、優れたS/N比および熱安定性を有する磁気記録媒体を実現できる。   According to the present invention, the recording layer is formed by sequentially laminating the first magnetic layer, the nonmagnetic coupling layer, and the second magnetic layer, and the magnetization of the first magnetic layer and the second magnetic layer are applied without applying an external magnetic field. Therefore, the magnetic recording medium of the present invention has excellent thermal stability. Furthermore, according to the present invention, by providing a base layer made of Cr containing Cr or a Cr-based alloy, the coercive force squareness ratio of the magnetic recording medium can be increased, and the resolution and S / N ratio can be improved. Therefore, a magnetic recording medium having an excellent S / N ratio and thermal stability can be realized.

前記下地層は、0.01体積%以上でかつ0.50体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてもよい。   The underlayer may be formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas of 0.01 volume% or more and 0.50 volume% or less.

前記下地層と前記第1の磁性層との間に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、該CrまたはCr系合金でかつ窒素を含有する他の下地層が形成されてもよい。前記他の下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.00体積%以上でかつ0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてもよい。かかる他の下地層を設けることで、保磁力角型比が大幅に増加し、オーバーライト特性およびS/N比大幅に向上する。さらに、他の下地層は、窒素を実質的に含まない材料から構成してもよい。なお、本願明細書および特許請求の範囲において、「窒素を実質的に含まない材料」とは、窒素を含まない材料を用いて、窒素を添加しない雰囲気ガス中で形成した膜の材料をいう。   Between the underlayer and the first magnetic layer, Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, or another underlayer containing the Cr or Cr-based alloy and containing nitrogen may be formed. . The other underlayer may be formed in an atmospheric gas containing a nitrogen gas containing 0.00% by volume or more and 0.10% by volume or less of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure. By providing such other underlayer, the coercive force squareness ratio is greatly increased, and the overwrite characteristics and the S / N ratio are greatly improved. Furthermore, you may comprise another base layer from the material which does not contain nitrogen substantially. In the specification and claims of the present application, the “material substantially free of nitrogen” refers to a material of a film formed in an atmosphere gas to which nitrogen is not added using a material that does not contain nitrogen.

本発明の他の観点によれば、基板と、前記基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層とを備え、前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板上に前記下地層を形成する工程を備え、前記下地層の形成工程は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the substrate, the underlayer formed on the substrate, the first magnetic layer formed on the underlayer, and the first magnetic layer are formed. A nonmagnetic coupling layer and a second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer, wherein the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled and no external magnetic field is applied. A method of manufacturing a magnetic recording medium in which the magnetization of a first magnetic layer and the magnetization of a second magnetic layer are antiparallel to each other, comprising the step of forming the underlayer on the substrate, and forming the underlayer In the process, a method of manufacturing a magnetic recording medium is provided, in which Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure is formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas.

本発明によれば、非磁性結合層を挟んで積層された第1磁性層と第2磁性層とが反強磁性的に交換結合する記録層を有する磁気記録媒体の下地層を、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜するこにより、磁気記録媒体の保磁力角型比を増加させ、分解能およびオーバーライト特性を向上することができる。その結果、優れた熱安定性およびS/N比を有する磁気記録媒体を実現することができる。ここで、下地層を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することにより、第1磁性層と第2磁性層との交換結合磁界が低減され、それぞれの磁化が磁気ヘッドから印加される記録磁界の切り換えに対して切り換わり易くなりオーバーライト特性が向上する。ここで、bcc構造は体心立方(body−centered cubic)構造を意味する。   According to the present invention, an underlayer of a magnetic recording medium having a recording layer in which a first magnetic layer and a second magnetic layer stacked with a nonmagnetic coupling layer interposed therebetween are antiferromagnetically exchange-coupled, has a bcc crystal structure. By depositing Cr or Cr-based alloy in an atmosphere gas containing nitrogen gas, the coercive force squareness ratio of the magnetic recording medium can be increased, and the resolution and overwrite characteristics can be improved. As a result, a magnetic recording medium having excellent thermal stability and S / N ratio can be realized. Here, by forming the underlayer in an atmospheric gas containing nitrogen gas, the exchange coupling magnetic field between the first magnetic layer and the second magnetic layer is reduced, and the recording magnetic field in which each magnetization is applied from the magnetic head. It becomes easy to switch with respect to switching, and overwrite characteristics are improved. Here, the bcc structure means a body-centered cubic structure.

上記下地層と第1の磁性層との間に更に他の下地層を形成する工程を備え、他の下地層の形成工程はbcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜する構成としてもよい。下地層と第1磁性層との間に他の下地層をbcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を用いて0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することにより、上記保磁力角型比等を増加させ優れたS/N比を実現することができる。   The method further includes the step of forming another underlayer between the underlayer and the first magnetic layer, and the other underlayer forming step includes 0.10% by volume or less of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure. The film may be formed in an atmospheric gas containing a nitrogen gas. By depositing another underlayer between the underlayer and the first magnetic layer in an atmospheric gas containing 0.10 volume% or less of nitrogen gas using Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, An excellent S / N ratio can be realized by increasing the coercivity squareness ratio and the like.

特に、下地層を0.01体積%〜0.50体積%の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜し、他の下地層を、He、Ne、Ar、Kr、およびXeの群のうち少なくとも1種を含む希ガス雰囲気中で成膜することにより保磁力角型比の顕著な増加、および分解能、オーバーライト特性、S/N比を向上することができる。窒素ガスを添加したことにより良好な結晶粒径および結晶粒径分布を有する下地層が形成され、さらに下地層上に他の下地層を希ガス雰囲気中において成膜することにより、下地層から引き継がれた良好な結晶粒径および結晶粒径分布と、他の下地層自体の良好な結晶性により保磁力角型比等を増加・向上することができる。   In particular, the base layer is formed in an atmosphere gas containing 0.01% to 0.50% by volume of nitrogen gas, and the other base layer is formed of at least one of the group of He, Ne, Ar, Kr, and Xe. By forming the film in a rare gas atmosphere containing one kind, the coercive force squareness ratio can be remarkably increased, and the resolution, overwrite characteristics, and S / N ratio can be improved. By adding nitrogen gas, an underlayer having a good crystal grain size and crystal grain size distribution is formed, and by forming another underlayer on the underlayer in a rare gas atmosphere, the underlayer is inherited. The coercive force squareness ratio and the like can be increased and improved by the good crystal grain size and crystal grain size distribution and the good crystallinity of the other underlayer itself.

また、bcc結晶構造を有するCr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素とCrからなる合金であり、前記下地層および他の下地層が同一の前記添加元素を含み、前記下地層よりも他の下地層の方が原子%での添加元素濃度が高い構成としてもよい。添加元素により格子間隔を下地層から他の下地層へ順次拡大し、第1磁性層および第2磁性層のCoCrPtなどのCo基合金との格子整合性を高めることにより第1磁性層および第2磁性層の面内配向性および結晶性を向上することができる。   The Cr-based alloy having a bcc crystal structure is an alloy composed of Cr and at least one additive element selected from the group consisting of Mo, W, V, and Ti, and the underlayer and the other underlayer are the same. It is good also as a structure which contains the said additive element and the additive element density | concentration in atomic percent is higher in the other base layer than the said base layer. By sequentially increasing the lattice spacing from the underlayer to another underlayer by the additive element, and improving the lattice matching with the Co-based alloy such as CoCrPt of the first magnetic layer and the second magnetic layer, the first magnetic layer and the second magnetic layer In-plane orientation and crystallinity of the magnetic layer can be improved.

本発明のその他の観点によれば、上記いずれかの磁気記録媒体、あるいは上記いずれかの製造方法により形成された磁気記録媒体と、記録再生手段と、を備える磁気記憶装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic storage device comprising any one of the above magnetic recording media or a magnetic recording medium formed by any one of the above manufacturing methods, and a recording / reproducing unit.

本発明によれば、磁気記録媒体が、優れた保磁力角型比、分解能、およびオーバーライト特性を有し、さらに、優れた熱安定性およびS/N比を有するので、優れた熱安定性およびS/N比を有する磁気記憶装置を実現することができる。   According to the present invention, the magnetic recording medium has excellent coercivity squareness ratio, resolution, and overwrite characteristics, and also has excellent thermal stability and S / N ratio, and thus excellent thermal stability. And a magnetic storage device having an S / N ratio can be realized.

本発明によれば、非磁性結合層を挟んで積層された第1磁性層と第2磁性層とが反強磁性的に交換結合する記録層を有する磁気記録媒体の下地層を、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することにより、磁気記録媒体の保磁力角型比を増加させ、分解能およびオーバーライト特性を向上することができる。その結果優れたS/N比および熱安定性を有する磁気記録媒体および磁気記憶装置を実現することができる。   According to the present invention, an underlayer of a magnetic recording medium having a recording layer in which a first magnetic layer and a second magnetic layer stacked with a nonmagnetic coupling layer interposed therebetween are antiferromagnetically exchange-coupled, has a bcc crystal structure. By depositing Cr or Cr-based alloy in an atmospheric gas containing nitrogen gas, the coercive force squareness ratio of the magnetic recording medium can be increased, and the resolution and overwrite characteristics can be improved. As a result, a magnetic recording medium and a magnetic storage device having an excellent S / N ratio and thermal stability can be realized.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る製造方法により作製した磁気記録媒体の断面図である。図1を参照するに、磁気記録媒体10は、基板11と、前記基板11上に、第1シード層12、第2シード層13、第1下地層14、第2下地層15、第1磁性層16、非磁性結合層18、第2磁性層19、保護層20、及び潤滑層21とを順次積層した構成となっている。磁気記録媒体10は、第1磁性層16と第2磁性層19とが非磁性結合層18を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有しており、外部磁界が印加されない状態で、第1磁性層16および第2磁性層19の残留磁化が互いに反平行方向を向いている。以下、磁気記録媒体10の具体的構成と製造方法について説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method according to the present invention. Referring to FIG. 1, a magnetic recording medium 10 includes a substrate 11, a first seed layer 12, a second seed layer 13, a first underlayer 14, a second underlayer 15, and a first magnetic layer on the substrate 11. The layer 16, the nonmagnetic coupling layer 18, the second magnetic layer 19, the protective layer 20, and the lubricating layer 21 are sequentially stacked. The magnetic recording medium 10 has an exchange coupling structure in which the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 are antiferromagnetically exchange coupled via the nonmagnetic coupling layer 18, and no external magnetic field is applied. In this state, the residual magnetizations of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 are in antiparallel directions. Hereinafter, a specific configuration and manufacturing method of the magnetic recording medium 10 will be described.

基板11は、例えばディスク状のプラスチック基板、ガラス基板、NiPメッキアルミ合金基板、シリコン基板などを用いることができ、特に基板11がテープ状である場合は、PET、PEN、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いることできる。基板11はテクスチャ処理が施されていてもよく、施されてなくてもよい。なお、テクスチャ処理は、磁気記録媒体10が磁気ディスクの場合、周方向、すなわちトラック方向に形成される。   As the substrate 11, for example, a disk-shaped plastic substrate, a glass substrate, a NiP-plated aluminum alloy substrate, a silicon substrate, or the like can be used. In particular, when the substrate 11 is in a tape shape, a plastic film such as PET, PEN, or polyimide is used. Can be used. The substrate 11 may or may not be textured. The texture processing is formed in the circumferential direction, that is, the track direction when the magnetic recording medium 10 is a magnetic disk.

第1シード層12を形成する前に基板11を真空中あるいは希ガス雰囲気中で例えば180℃に加熱する。基板11表面に付着する有機物や水分等を除去すると共に、基板11に形成する第1シード層12から第2磁性層19までの各層の結晶成長を促進することができる。また、第1シード層12から第2磁性層19まで各層を形成する際に、必要に応じて真空中で基板11を加熱してもよい。結晶成長を促進し、第1磁性層16や第2磁性層19中のCr偏析を促進することができる。   Before the first seed layer 12 is formed, the substrate 11 is heated to, for example, 180 ° C. in a vacuum or a rare gas atmosphere. Organic substances and moisture adhering to the surface of the substrate 11 can be removed, and crystal growth of each layer from the first seed layer 12 to the second magnetic layer 19 formed on the substrate 11 can be promoted. Moreover, when forming each layer from the 1st seed layer 12 to the 2nd magnetic layer 19, you may heat the board | substrate 11 in a vacuum as needed. Crystal growth can be promoted and Cr segregation in the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be promoted.

以下、第1シード層12から第2磁性層19までの成膜工程においては特に断らない限り、希ガス雰囲気中において圧力を例えば0.67Paに設定して成膜を行う。   Hereinafter, in the film formation process from the first seed layer 12 to the second magnetic layer 19, the film formation is performed in a rare gas atmosphere with the pressure set at, for example, 0.67 Pa unless otherwise specified.

第1シード層12は、スパッタ法、真空蒸着法、あるいはめっき法などを用いて、非磁性のアモルファス金属、例えばNiP、CoW、AlTi、CrTi等からなり、表面にテクスチャ処理が施されていてもよく、施されてなくてもよい。なお、第1シード層12がNiP、CoW等の場合は表面が酸化処理されていることが好ましい。第1磁性層16及び第2磁性層19のc軸の面内配向が向上する。また、NiPの替わりにc軸配向を向上させる公知の材料を用いることができる。   The first seed layer 12 is made of a non-magnetic amorphous metal such as NiP, CoW, AlTi, CrTi, etc. using a sputtering method, a vacuum evaporation method, a plating method, or the like, and the surface is textured. Well, it may not be given. When the first seed layer 12 is NiP, CoW or the like, the surface is preferably oxidized. The in-plane orientation of the c-axis of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 is improved. A known material that improves the c-axis orientation can be used instead of NiP.

第2シード層13は、スパッタ法あるいは真空蒸着法などを用いて、例えばNiP、CoW,CrTi等のアモルファス金属、AlRu、NiAl、FeAl等のB2構造を有する合金からなる。   The second seed layer 13 is made of an amorphous metal such as NiP, CoW, or CrTi, or an alloy having a B2 structure such as AlRu, NiAl, or FeAl, using a sputtering method or a vacuum deposition method.

第2シード層13がアモルファス金属の場合は、酸素または窒素を含んでもよい。かかる第2シード層13は、酸素ガスまたは窒素ガスを含む雰囲気中でかかるアモルファス金属材料を用いて成膜することで得られる。また、第2シード層13は、その表面付近にのみ酸素または窒素を含んでもよい。かかる第2シード層13は、アモルファス金属材料を希ガス雰囲気中で成膜した後、その表面を酸化あるいは窒化処理する。このようにすることで、第1下地層14の(200)面又は(112)面の配向を向上させることができる。   When the second seed layer 13 is an amorphous metal, it may contain oxygen or nitrogen. The second seed layer 13 is obtained by forming a film using such an amorphous metal material in an atmosphere containing oxygen gas or nitrogen gas. The second seed layer 13 may contain oxygen or nitrogen only near the surface thereof. The second seed layer 13 is formed by depositing an amorphous metal material in a rare gas atmosphere, and then oxidizing or nitriding the surface. By doing so, the orientation of the (200) plane or the (112) plane of the first underlayer 14 can be improved.

なお、第2シード層13は、テクスチャ処理が施されてもよく、施されてなくてもよい。また、上述したテクスチャ処理は、磁気記録媒体10が磁気ディスクの場合、周方向、すなわちトラック方向に形成される。また、第1シード層12および第2シード層13のいずれか一方を省略してもよい。   The second seed layer 13 may or may not be textured. The texture processing described above is formed in the circumferential direction, that is, the track direction when the magnetic recording medium 10 is a magnetic disk. Further, one of the first seed layer 12 and the second seed layer 13 may be omitted.

第1下地層14は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金と窒素からなる。第1下地層14は、窒素ガスを含む希ガス雰囲気中でスパッタ法により、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を用いて成膜される。第1下地層14の膜厚は0.5nm〜10nmの範囲に設定され、S/N比の観点からは0.5nm〜6.0nmの範囲に設定されることが好ましい。なお、第2下地層15が窒素を含む場合は、第1下地層14は、窒素を含まなくてもよい。かかる第1下地層14は、CrまたはCr系合金を窒素ガスを添加しない雰囲気中で成膜することで得られる。   The first underlayer 14 is made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure and nitrogen. The first underlayer 14 is formed using Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure by sputtering in a rare gas atmosphere containing nitrogen gas. The film thickness of the first underlayer 14 is set in the range of 0.5 nm to 10 nm, and is preferably set in the range of 0.5 nm to 6.0 nm from the viewpoint of the S / N ratio. In addition, when the 2nd base layer 15 contains nitrogen, the 1st base layer 14 does not need to contain nitrogen. The first underlayer 14 can be obtained by depositing Cr or a Cr-based alloy in an atmosphere in which no nitrogen gas is added.

第1下地層14を構成するbcc結晶構造を有するCr系合金は、Crに添加する元素として例えばMo、W、V、およびTiが挙げられ、これらの元素を2種以上含んでいてもよい。これらの元素はCrの格子間隔を広げる効果を有し、第1磁性層16および第2磁性層19との格子整合性を向上することができる。   The Cr-based alloy having the bcc crystal structure constituting the first underlayer 14 includes, for example, Mo, W, V, and Ti as elements added to Cr, and may contain two or more of these elements. These elements have the effect of widening the lattice spacing of Cr, and can improve the lattice matching with the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19.

Cr系合金のうちMo、W、およびVの添加量は0原子%より多く100原子%未満の範囲から選択され、後述する第1磁性層16や第2磁性層19の格子定数にあわせて適宜選択される。例えば第1磁性層16がCoCr合金からなり、第2磁性層19がCoCrPtB系合金の場合、面内方向の格子整合の点からCrMoではMoの添加量は20原子%〜35原子%であることが好ましく、CrWではWの添加量は15原子%〜30原子%であることが好ましく、CrVではVの添加量は15原子%〜30原子%であることが好ましい。特に、第1磁性層16がCoCr合金からなり、第2磁性層19が約11原子%Ptを含むCoCrPtB合金の場合に上記のCrMo、CrW、CrVの組成範囲において面内方向の格子整合が向上する。   The addition amount of Mo, W, and V in the Cr-based alloy is selected from the range of more than 0 atomic% and less than 100 atomic%, and is appropriately selected according to the lattice constants of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 described later. Selected. For example, when the first magnetic layer 16 is made of a CoCr alloy and the second magnetic layer 19 is a CoCrPtB alloy, the amount of Mo added in CrMo is 20 atomic% to 35 atomic% in terms of lattice matching in the in-plane direction. In CrW, the addition amount of W is preferably 15 to 30 atomic percent, and in CrV, the addition amount of V is preferably 15 to 30 atomic percent. In particular, when the first magnetic layer 16 is made of a CoCr alloy and the second magnetic layer 19 is a CoCrPtB alloy containing about 11 atomic% Pt, the lattice matching in the in-plane direction is improved in the composition range of CrMo, CrW, and CrV. To do.

また、CrTi合金のTiの添加量は、0原子%より多く30原子%以下の範囲から選択することが好ましい。30原子%を超えるとCrTi合金が微結晶化あるいはアモルファス化し易く、第1磁性層16や第2磁性層19の結晶配向性が悪化する。   Further, the addition amount of Ti in the CrTi alloy is preferably selected from the range of more than 0 atomic% and not more than 30 atomic%. If it exceeds 30 atomic%, the CrTi alloy tends to be microcrystallized or amorphous, and the crystal orientation of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 deteriorates.

なお、Cr系合金は、上述した合金の他、bcc結晶構造を有し面内結晶配向が(200)となる、例えば、CrTa、CrMnであってもよい。第1磁性層16や第2磁性層19がCo基合金からなる場合に面内結晶配向を(110)にすることができ、良好なc軸配向性が得られる。   The Cr-based alloy may be, for example, CrTa or CrMn having a bcc crystal structure and an in-plane crystal orientation of (200) in addition to the above-described alloys. When the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 are made of a Co-based alloy, the in-plane crystal orientation can be (110), and good c-axis orientation can be obtained.

さらに、上記のCrやCr系合金にBを添加してもよい。第1下地層14の結晶粒径微細化を図り、第1磁性層16や第2磁性層19の結晶粒径微細化を図ることができる。B添加量は0原子%より多く10原子%以下であることが好ましい。B添加量が10原子%を超えると第1磁性層16や第2磁性層19の結晶配向が悪化する。   Further, B may be added to the above Cr or Cr-based alloy. The crystal grain size of the first underlayer 14 can be reduced, and the crystal grain size of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be reduced. The addition amount of B is preferably more than 0 atomic% and not more than 10 atomic%. If the amount of B added exceeds 10 atomic%, the crystal orientation of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 deteriorates.

また、第1下地層14を成膜する際の希ガスに添加された窒素ガスにより、後述する実施例からも明らかになるように、保磁力角形比が増加し、分解能、オーバーライト特性、S/N比が向上する。希ガスへの窒素ガス添加量は、0.01体積%〜0.50体積%、さらには0.05体積%〜0.50体積%の範囲から選択することが好ましい。特に、保磁力角形比が大幅に増加し、オーバーライト特性、S/N比が大幅に向上する。窒素ガス添加量が0.50体積%を超えると窒素ガス添加量に対して保磁力の低下が顕著になるので、製造安定性の点から0.50体積%以下が好ましい。なお、希ガスは、He、Ne、Ar、Kr、およびXeの群のうち少なくとも1種から選択される。   Further, the nitrogen gas added to the rare gas when forming the first underlayer 14 increases the coercive force squareness ratio, as will be apparent from examples described later, and the resolution, overwrite characteristics, S / N ratio is improved. The amount of nitrogen gas added to the rare gas is preferably selected from the range of 0.01% by volume to 0.50% by volume, more preferably 0.05% by volume to 0.50% by volume. In particular, the coercive force squareness ratio is greatly increased, and the overwrite characteristics and the S / N ratio are greatly improved. When the amount of nitrogen gas added exceeds 0.50% by volume, the coercive force is significantly lowered with respect to the amount of nitrogen gas added, so 0.50% by volume or less is preferable from the viewpoint of production stability. The rare gas is selected from at least one of the group of He, Ne, Ar, Kr, and Xe.

さらに、第1下地層14は複数の層から構成してもよい。この場合は、複数の層の総厚を一層の場合と同程度の厚さに設定することが好ましい。第1下地層14を構成する結晶粒子の肥大化を抑制でき、第1磁性層16や第2磁性層19の結晶粒子の肥大化を抑制できる。   Furthermore, the first underlayer 14 may be composed of a plurality of layers. In this case, it is preferable to set the total thickness of the plurality of layers to the same thickness as that of one layer. The enlargement of crystal grains constituting the first underlayer 14 can be suppressed, and the enlargement of crystal grains of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be suppressed.

第2下地層15は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金と窒素からなる。さらに、第2下地層15は、第1下地層よりも窒素濃度が低いことが好ましい。第2下地層15は、希ガス雰囲気中あるいは窒素ガスを含む希ガス雰囲気中でスッパタ法により、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を用いて成膜される。第2下地層15の膜厚は例えば0.5nm〜5nmの範囲に設定される。また、第2下地層15を構成するbcc結晶構造を有するCr系合金については、第1下地層14と同様の材料を用いることができる。   The second underlayer 15 is made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, or Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure and nitrogen. Furthermore, the second underlayer 15 preferably has a lower nitrogen concentration than the first underlayer. The second underlayer 15 is formed using Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure by a sputtering method in a rare gas atmosphere or a rare gas atmosphere containing nitrogen gas. The film thickness of the second underlayer 15 is set in the range of 0.5 nm to 5 nm, for example. For the Cr-based alloy having the bcc crystal structure constituting the second underlayer 15, the same material as that of the first underlayer 14 can be used.

さらに、第2下地層15を構成する材料が第1下地層14を構成する材料と同一のCr系合金(添加元素がMo、W、V、およびTiである場合)は、第1下地層14よりも第2下地層15の方がCrへの添加元素量が多いことが好ましい。添加元素により面内方向の格子間隔を第1下地層14から第2下地層15へ次第に拡張することにより、過度の格子歪みを生じさせることなく第1磁性層16および第2磁性層19との格子整合性を高めることができ、第1磁性層16および第2磁性層19の面内配向性および結晶性を向上し、その結果S/N比を向上することができる。また、同様の理由により第1下地層14がCrからなる場合も、第2下地層15はCr系合金からなることが好ましい。   Furthermore, the same Cr-based alloy (when the additive elements are Mo, W, V, and Ti) are the same as the material constituting the first underlayer 14 as the material constituting the second underlayer 15. It is preferable that the second underlayer 15 has a larger amount of added element to Cr. By gradually expanding the lattice spacing in the in-plane direction from the first underlayer 14 to the second underlayer 15 by the additive element, the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be formed without causing excessive lattice distortion. Lattice matching can be enhanced, the in-plane orientation and crystallinity of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be improved, and as a result, the S / N ratio can be improved. For the same reason, when the first underlayer 14 is made of Cr, the second underlayer 15 is preferably made of a Cr-based alloy.

第2下地層15を成膜する際の雰囲気ガスは、希ガス、あるいは窒素ガスを添加した希ガスを使用する。希ガスは上述した希ガスであり、窒素ガスを添加する場合は0.10体積%以下の範囲から選択される。保磁力角型比、S/N比を向上することができる。0.10体積%を超えると窒素ガスを添加しない場合より平均出力が急激に低下する。第2下地層15上に形成される第1磁性層16の面内配向性が悪化し、その面内配向性が第2磁性層19にも引き継がれて平均出力が低下するものと推察される。   As the atmospheric gas for forming the second underlayer 15, a rare gas or a rare gas added with a nitrogen gas is used. The rare gas is the above-described rare gas, and when nitrogen gas is added, it is selected from a range of 0.10% by volume or less. The coercive force squareness ratio and the S / N ratio can be improved. If it exceeds 0.10% by volume, the average output decreases more rapidly than when nitrogen gas is not added. It is presumed that the in-plane orientation of the first magnetic layer 16 formed on the second underlayer 15 deteriorates, and the in-plane orientation is inherited by the second magnetic layer 19 and the average output is reduced. .

これらのことから、第2下地層15を成膜する際は、窒素ガスを添加しない希ガス、すなわち希ガスのみの雰囲気ガスを使用することが特に好ましい。窒素ガスを添加した場合より保磁力角型比、S/N比が向上し、平均出力を維持することができる。これは、第2下地層15に窒素ガスを添加しない方が第2下地層15表面の活性が高く、第1磁性層16が結晶性良く堆積され、その結果、結晶配向性が向上するためであると推察される。   For these reasons, when forming the second underlayer 15, it is particularly preferable to use a rare gas to which no nitrogen gas is added, that is, an atmosphere gas containing only a rare gas. The coercive force squareness ratio and the S / N ratio are improved as compared with the case where nitrogen gas is added, and the average output can be maintained. This is because when the nitrogen gas is not added to the second underlayer 15, the surface activity of the second underlayer 15 is higher and the first magnetic layer 16 is deposited with good crystallinity, and as a result, the crystal orientation is improved. It is assumed that there is.

なお、スパッタ法により第1下地層14あるいは第2下地層15を形成する際に、窒素ガスを含む希ガス雰囲気中で成膜する代わりに、スパッタターゲットに窒素を含む材料を用いて希ガス雰囲気中で成膜してもよい。   Note that when the first underlayer 14 or the second underlayer 15 is formed by sputtering, a rare gas atmosphere is used by using a material containing nitrogen as a sputtering target instead of forming a film in a rare gas atmosphere containing nitrogen gas. You may form into a film in.

さらに、第2下地層15は複数の層から構成してもよい。この場合は、複数の層の総厚を一層の場合と同程度の厚さに設定することが好ましい。第1下地層15を構成する結晶粒子の肥大化を抑制でき、第1磁性層16や第2磁性層19の結晶粒子の肥大化を抑制できる。   Furthermore, the second underlayer 15 may be composed of a plurality of layers. In this case, it is preferable to set the total thickness of the plurality of layers to the same thickness as that of one layer. The enlargement of the crystal grains constituting the first underlayer 15 can be suppressed, and the enlargement of the crystal grains of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be suppressed.

また、第2下地層15は、第1下地層14と同一材料から構成されてもよい。また、第2下地層15を設けた方がS/N比等の特性はより向上するが、第2下地層15を必ずしも設けなくともよい。   The second underlayer 15 may be made of the same material as the first underlayer 14. In addition, although the characteristics such as the S / N ratio are further improved when the second underlayer 15 is provided, the second underlayer 15 is not necessarily provided.

第1磁性層16は、Co、Ni、Fe、Co系合金、Ni系合金、Fe系合金等から構成される。特にCoCr、CoCrTa、またはCoCrPt、さらにこれらに、B、Mo、Nb、Ta、W、Cu及びこれらの合金を添加した材料が好ましい。第1磁性層16は厚さが1nm〜10nmの範囲に設定され、好ましくは1nm〜5nmの範囲に設定される。第1磁性層16は第2下地層15上に、例えば(110)方向にエピタキシャル成長し、c軸が面内方向に配向して磁化容易軸方向が面内方向となる。また、第1磁性層16は複数積層してもよい。これにより第1磁性層16自身や第2磁性層19のc軸配向性を向上することができる。   The first magnetic layer 16 is made of Co, Ni, Fe, a Co alloy, a Ni alloy, a Fe alloy, or the like. In particular, a material obtained by adding CoCr, CoCrTa, or CoCrPt and further adding B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and an alloy thereof to these is preferable. The thickness of the first magnetic layer 16 is set in the range of 1 nm to 10 nm, preferably in the range of 1 nm to 5 nm. The first magnetic layer 16 is epitaxially grown on the second underlayer 15 in, for example, the (110) direction, the c-axis is oriented in the in-plane direction, and the easy magnetization axis direction is the in-plane direction. A plurality of first magnetic layers 16 may be stacked. Thereby, the c-axis orientation of the first magnetic layer 16 itself and the second magnetic layer 19 can be improved.

非磁性結合層18は、例えばRu、Rh、Ir、Ru系合金、Rh系合金、Ir系合金などから構成され、膜厚は例えば0.4nm〜1.5nm(好ましくは0.6nm〜0.9nm)の範囲に設定される。膜厚をこのような範囲に設定することによって、第1磁性層16および第2磁性層19の磁化を反強磁性的に交換結合することができる。これらの材料のうち格子整合性の点では、非磁性結合層18はRuあるいはRu系合金が好ましい。Rh、Irはfcc構造を有するのに対しRuはhcp構造を有し、CoCrPt系合金の格子定数a=0.25nmに対しRuはa=0.27nmで近接する。   The nonmagnetic coupling layer 18 is made of, for example, Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, and the like, and has a film thickness of, for example, 0.4 nm to 1.5 nm (preferably 0.6 nm to 0. 9 nm). By setting the film thickness in such a range, the magnetizations of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be exchange-coupled antiferromagnetically. Of these materials, in terms of lattice matching, the nonmagnetic coupling layer 18 is preferably Ru or a Ru-based alloy. Rh and Ir have an fcc structure, while Ru has an hcp structure, and Ru is close to a = 0.27 nm as compared to the lattice constant a = 0.25 nm of the CoCrPt alloy.

Ru系合金としては、Ruと、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Nb、Mo、Rh、Pd、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、及びこれらの合金のうちいずれか一つとの合金が挙げられる。   Ru-based alloys include Ru, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Nb, Mo, Rh, Pd, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, and alloys thereof. Or an alloy with one of them.

第2磁性層19は、厚さが、5nm〜30nmの範囲に設定され、Co、Ni、Fe、Co系合金、Ni系合金、Fe系合金等から構成される。特にCoCrTaまたはCoCrPt、さらにこれらに、B、Mo、Nb、Ta、W、Cu及びこれらの合金を添加した材料が好ましい。第1シード層12〜第2磁性層19までの積層体はエピタキシャル成長により形成されているので、結晶性が良好であり、かつ結晶粒径が制御されているので媒体ノイズが低減される。   The second magnetic layer 19 has a thickness set in a range of 5 nm to 30 nm and is made of Co, Ni, Fe, a Co alloy, a Ni alloy, a Fe alloy, or the like. In particular, a material obtained by adding CoCrTa or CoCrPt and further adding B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof to these is preferable. Since the stacked body from the first seed layer 12 to the second magnetic layer 19 is formed by epitaxial growth, the crystallinity is good and the crystal grain size is controlled, so that medium noise is reduced.

第1磁性層16および第2磁性層19の材料は同様の組成を用いてもよい。また、CoCrPt系合金を用いる場合は第1磁性層16よりも第2磁性層19にPt量を多く添加してもよい。より大きな記録磁界が印加される第2磁性層19のPt量を増加させても、第1磁性層16より異方性磁界を高めてオーバーライト特性を顕著に悪化させることなく熱安定性を高めることができる。また、第2磁性層19は複数積層してもよい。   The material of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 may use the same composition. When a CoCrPt alloy is used, a larger amount of Pt may be added to the second magnetic layer 19 than to the first magnetic layer 16. Even if the amount of Pt of the second magnetic layer 19 to which a larger recording magnetic field is applied is increased, the anisotropic magnetic field is increased more than the first magnetic layer 16 and the thermal stability is improved without significantly degrading the overwrite characteristics. be able to. A plurality of second magnetic layers 19 may be stacked.

また、第1磁性層16、第2磁性層19の残留磁化および膜厚の関係は、第1磁性層16の残留磁化Mr1及び膜厚t1、第2磁性層19の残留磁化Mr2及び膜厚t2と表すと、(Mr2×t2>Ms1×t1に設定することが好ましい。磁気ヘッドに近い第2磁性層19には、記録時の記録磁界の切り換え位置に対応して第1磁性層16よりも精確に記録されているので、NLTS特性が向上する。 The first magnetic layer 16, the residual magnetization and the film thickness of the relationship between the second magnetic layer 19, the residual magnetization Mr 1 and a thickness t 1 of the first magnetic layer 16, the residual magnetization Mr 2 and the second magnetic layer 19 When expressed as the film thickness t 2 , it is preferable to set (Mr 2 × t 2 > Ms 1 × t 1. The second magnetic layer 19 close to the magnetic head corresponds to the switching position of the recording magnetic field during recording. Thus, the NLTS characteristics are improved because the recording is performed more accurately than the first magnetic layer 16.

保護層20は、スパッタ法、CVD(化学的気相成長)法などを用いて形成され、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)、窒化カーボン、アモルファスカーボンなどにより構成される。保護層20の膜厚は0.5nm〜10nm(好ましくは0.5nm〜5nm)に設定される。   The protective layer 20 is formed by using a sputtering method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or the like, and is made of, for example, diamond-like carbon (DLC), carbon nitride, amorphous carbon, or the like. The film thickness of the protective layer 20 is set to 0.5 nm to 10 nm (preferably 0.5 nm to 5 nm).

潤滑層21は、引き上げ法、スピンコート法、液面降下法などを用いて塗布され、例えばパーフルオロポリエーテルを主鎖として末端基が水酸基やフェニル基等からなる有機系液体潤滑剤をフッ素系溶剤等により希釈した塗布液を使用する。潤滑層21の膜厚は0.5nm〜3.0nmの範囲に設定される。有機系液体潤滑剤は、例えばZDol(Monte Fluos社製)、AM3001(アウジモント社製)、Z25(Monte Fluos社製)等を用いることができる。なお、潤滑剤は保護層20の材質に合わせて適宜選定される。なお、磁気記録媒体10がテープ状の場合はダイ塗工法等も用いることができる。   The lubricating layer 21 is applied by using a pulling method, a spin coating method, a liquid level lowering method, and the like. For example, an organic liquid lubricant having perfluoropolyether as a main chain and a terminal group consisting of a hydroxyl group, a phenyl group, or the like is fluorinated. Use a coating solution diluted with a solvent. The film thickness of the lubricating layer 21 is set in the range of 0.5 nm to 3.0 nm. As the organic liquid lubricant, for example, ZDol (manufactured by Monte Fluos), AM3001 (manufactured by Augmont), Z25 (manufactured by Monte Fluos), or the like can be used. The lubricant is appropriately selected according to the material of the protective layer 20. When the magnetic recording medium 10 is in the form of a tape, a die coating method or the like can also be used.

なお、第2下地層15と第1磁性層16との間に、CoCr合金に元素あるいは合金Mを添加したhcp構造を有する非磁性合金から構成される非磁性中間層を形成してもよい。非磁性中間層は膜厚が1nm〜5nmの範囲に設定され、Mは、Pt、B、Mo、Nb、Ta、W、Cu及びこれらの合金から選択される。非磁性中間層は第2下地層15の結晶性及び結晶粒サイズを引き継いでエピタキシャル成長し、第1磁性層16及び第2磁性層19の結晶性を向上し、結晶粒(磁性粒子)サイズの分布幅を減少させ、面内方向(基板面と平行な方向)のc軸配向を促進することができる。   A nonmagnetic intermediate layer made of a nonmagnetic alloy having an hcp structure in which an element or an alloy M is added to a CoCr alloy may be formed between the second underlayer 15 and the first magnetic layer 16. The nonmagnetic intermediate layer has a thickness set in the range of 1 nm to 5 nm, and M is selected from Pt, B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and alloys thereof. The nonmagnetic intermediate layer epitaxially grows taking over the crystallinity and crystal grain size of the second underlayer 15, improves the crystallinity of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19, and distributes the crystal grain (magnetic particle) size. The width can be reduced and the c-axis orientation in the in-plane direction (direction parallel to the substrate surface) can be promoted.

本実施の形態によれば、非磁性結合層18を挟んで反強磁性的に交換結合する第1磁性層16と第2磁性層19を有する磁気記録媒体10の第1下地層14を窒素ガスを含む希ガス雰囲気中でスパッタ法によりbcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を用いて成膜することにより、保磁力角形比を大幅に増加することができると共に分解能さらにはS/N比を向上することができる。   According to the present embodiment, the first underlayer 14 of the magnetic recording medium 10 having the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 that are antiferromagnetically exchange-coupled with the nonmagnetic coupling layer 18 interposed therebetween is nitrogen gas. By forming a film using Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure by a sputtering method in a rare gas atmosphere containing a coercive force, the coercive force squareness ratio can be greatly increased and the resolution and the S / N ratio can be increased. Can be improved.

次に本実施の形態の実施例および比較例について説明する。   Next, examples of the present embodiment and comparative examples will be described.

[実施例1〜5および比較例1〜5]
実施例1〜5および比較例1〜5として以下の構成を有する磁気ディスクを作製した。
テクスチャ処理ガラス基板/Cr50Ti50膜(25nm)/Al50Ru50膜(10nm)/第1下地層(3nm)/第2下地層(3nm)/Co90Cr10膜(2nm)/Ru膜(0.8nm)/Co60Cr18Pt118Cu3膜(16nm)/DLC膜(5.5nm)/AM3001潤滑層(1.5nm)、なお括弧内の数値は膜厚を示す。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5]
Magnetic disks having the following configurations were manufactured as Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5.
Textured glass substrate / Cr 50 Ti 50 film (25 nm) / Al 50 Ru 50 film (10 nm) / first underlayer (3 nm) / second underlayer (3 nm) / Co 90 Cr 10 film (2 nm) / Ru film (0.8 nm) / Co 60 Cr 18 Pt 11 B 8 Cu 3 film (16 nm) / DLC film (5.5 nm) / AM3001 lubrication layer (1.5 nm). The numerical values in parentheses indicate the film thickness.

ここで、潤滑層を除く各層はDCマグネトロンスパッタ装置を用いて形成し、Cr50Ti50膜(25nm)を形成する前に、スパッタ装置内を4×10-5Pa以下に排気後、テクスチャ処理ガラス基板を180℃の温度に加熱処理を行った。DLC膜の形成工程以外はスパッタ装置内の圧力を0.67Paとし、さらに実施例の磁気ディスクの第1下地層の形成工程以外はArガス雰囲気中において成膜を行った。なお、各層の組成量を示す数値は原子%で示されており、以下本明細書において同様である。 Here, each layer excluding the lubricating layer is formed using a DC magnetron sputtering apparatus, and before the Cr 50 Ti 50 film (25 nm) is formed, the inside of the sputtering apparatus is evacuated to 4 × 10 −5 Pa or less, and then texture treatment is performed. The glass substrate was heat-treated at a temperature of 180 ° C. Except for the DLC film forming process, the pressure in the sputtering apparatus was set to 0.67 Pa, and the film was formed in an Ar gas atmosphere except for the first underlayer forming process of the magnetic disk of the example. In addition, the numerical value which shows the composition amount of each layer is shown by atomic%, and it is the same in this specification hereafter.

図2は、実施例1〜5および比較例1〜5に係る磁気ディスクの第1および第2下地層の構成および特性を示す図である。なお、図2において各層の組成を元素濃度(原子%)を示す数値を元素の前に記載して示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and characteristics of the first and second underlayers of the magnetic disks according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. In FIG. 2, the numerical value indicating the element concentration (atomic%) is shown in front of the element for the composition of each layer.

図2を参照するに、実施例1〜6の磁気ディスクは、第1下地層がCrまたはCrMo合金をArガスに窒素ガスを0.1体積%添加した雰囲気中において成膜を行い、一方比較例1〜6の磁気ディスクは、第1下地層が実施例1〜6の金属材料を窒素ガスを添加しないArガス中で成膜行った。実施例1〜6および比較例1〜6の第2下地層は図2に示すCrMo合金またはCrW合金から形成されている。以下、窒素ガス添加した雰囲気中において成膜した膜を説明の便宜のため組成の後に「(N)」を付加して示す。   Referring to FIG. 2, in the magnetic disks of Examples 1 to 6, the first underlayer was formed in an atmosphere in which Cr or a CrMo alloy was added to Ar gas and 0.1% by volume of nitrogen gas, while comparison was made. In the magnetic disks of Examples 1 to 6, the first underlayer was formed by depositing the metal material of Examples 1 to 6 in Ar gas to which nitrogen gas was not added. The second underlayers of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 are made of a CrMo alloy or a CrW alloy shown in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, a film formed in an atmosphere to which nitrogen gas has been added is shown with “(N)” added after the composition.

実施例1〜6と比較例1〜6をそれぞれ比較すると、第1下地層を0.1体積%の窒素ガスを添加したArガス雰囲気中で成膜した実施例1〜6は、Arガス雰囲気中で成膜した各々の比較例1〜6に対して、各々保磁力角型比および分解能が向上している。すなわち、第1下地層を形成する際に窒素ガスを添加することにより分解能を向上できることが分かる。   When Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were compared, Examples 1 to 6 in which the first underlayer was formed in an Ar gas atmosphere to which 0.1% by volume of nitrogen gas was added had an Ar gas atmosphere. The coercivity squareness ratio and the resolution are improved for each of Comparative Examples 1 to 6 formed therein. That is, it can be seen that the resolution can be improved by adding nitrogen gas when forming the first underlayer.

具体的には、実施例1(第1下地層/第2下地層=Cr(N)膜/Cr75Mo25膜、以下実施例5および比較例5までの括弧内は第1下地層/第2下地層の構成を示す。)と比較例1(Cr膜/Cr75Mo25膜)を比較すると、窒素ガスを添加した実施例1は、窒素ガスを添加しない比較例1に対して保磁力角型比が0.05増加し、分解能が1%向上していることが分かる。 Specifically, in Example 1 (first underlayer / second underlayer = Cr (N) film / Cr 75 Mo 25 film, the parentheses up to Example 5 and Comparative Example 5 are the first underlayer / first underlayer). 2 shows the structure of the underlayer.) And Comparative Example 1 (Cr film / Cr 75 Mo 25 film) are compared with Example 1 in which nitrogen gas is added, compared to Comparative Example 1 in which nitrogen gas is not added. It can be seen that the squareness ratio is increased by 0.05 and the resolution is improved by 1%.

さらに、実施例1に対して第2下地層をCr75Mo25膜の換わりにCr92.57.5膜とした実施例4(Cr(N)膜/Cr92.57.5膜)と比較例4(Cr膜/Cr92.57.5膜)を比較すると、窒素ガスを添加した実施例4は、窒素ガスを添加しない比較例4に対して保磁力角型比が0.09増加し、分解能が2.1%向上していることが分かる。 Further, in comparison with Example 1, Example 4 (Cr (N) film / Cr 92.5 W 7.5 film) in which the second underlayer was replaced with a Cr 92.5 W 7.5 film instead of the Cr 75 Mo 25 film and Comparative Example 4 (Cr Film / Cr 92.5 W 7.5 film), in Example 4, in which nitrogen gas was added, the coercive force squareness ratio increased by 0.09 compared to Comparative Example 4 in which nitrogen gas was not added, and the resolution was 2.1. % Increase.

また、実施例1に対して第1下地層をCr(N)膜の換わりにCr95Mo5(N)膜とした実施例5(Cr95Mo5(N)膜/Cr75Mo25膜)と比較例5(Cr95Mo5膜/Cr75Mo25膜)においても、窒素ガスを添加した実施例5は、窒素ガスを添加しない比較例5に対して保磁力角型比が0.05増加し、分解能が1%向上していることが分かる。 Further, in contrast to Example 1, the first underlayer is Cr 95 Mo 5 (N) film instead of Cr (N) film. Example 5 (Cr 95 Mo 5 (N) film / Cr 75 Mo 25 film) Also in Comparative Example 5 (Cr 95 Mo 5 film / Cr 75 Mo 25 film), Example 5 to which nitrogen gas was added had a coercive force squareness ratio of 0.05 compared to Comparative Example 5 to which no nitrogen gas was added. It can be seen that the resolution is improved by 1%.

以上のことにより、CrまたはCrMoからなる第1下地層を窒素ガスを含むArガス雰囲気中で成膜することにより保磁力角型比を増加し分解能を向上できることが分かる。   From the above, it can be seen that forming the first underlayer made of Cr or CrMo in an Ar gas atmosphere containing nitrogen gas can increase the coercivity squareness ratio and improve the resolution.

なお、保磁力および保磁力角型比等の静磁気特性は振動試料型磁力計(VSM、最大印加磁場795.7kA/m)により測定を行い、得られた磁気ディスクのヒステリシスループから保磁力および保磁力角型比等の静磁気特性を求めた。   The magnetostatic characteristics such as the coercive force and the coercive force squareness ratio are measured with a vibrating sample magnetometer (VSM, maximum applied magnetic field 795.7 kA / m), and the coercive force and the coercive force are measured from the hysteresis loop of the obtained magnetic disk. Static magnetic properties such as coercivity squareness ratio were obtained.

図3は磁気ディスクのヒステリシスループを示す図である。図3を参照するに、保磁力角形比S*は、−Hc(あるいはHc)におけるヒステリシスループの接線と、残留磁化MrからH軸に平行に延長した直線との交点の磁界量HrからS*=Hr/Hcの関係式により求めた。   FIG. 3 is a diagram showing a hysteresis loop of the magnetic disk. Referring to FIG. 3, the coercive force squareness ratio S * is calculated from the magnetic field quantity Hr at the intersection of the tangent line of the hysteresis loop at -Hc (or Hc) and the straight line extending in parallel to the H axis from the residual magnetization Mr. = Hr / Hc.

また、分解能、更に下記の実施例の平均出力、オーバーライト、S/Nm、Siso/Nmなどの電磁変換特性の測定は、誘導型記録素子とGMR再生素子を有する複合型磁気ヘッドを用いた。周速12.6m/s、平均出力は線記録密度が89kFCIでの平均出力Siso、分解能は分解能(%)=(89kFCIでの平均出力)/(357kFCIでの平均出力)×100、オーバーライトは89kFCIでの出力V1を測定後、714kFCIの信号を書込み、残留する89kFCIの出力V2を測定し、10×log(V2/V1)をオーバーライト(dB)とした。また、S/Nm、Siso/Nmはそれぞれ357kFCIでの平均出力S、89kFCIでの平均出力Siso、と媒体ノイズNmとの比10×log(S/Nm)、10×log(Siso/Nm)(dB)とした。 Further, for measurement of resolution, and electromagnetic conversion characteristics such as average output, overwrite, S / Nm, and Siso / Nm in the following examples, a composite magnetic head having an inductive recording element and a GMR reproducing element was used. The peripheral speed is 12.6 m / s, the average output is the average output Siso at a linear recording density of 89 kFCI, the resolution is resolution (%) = (average output at 89 kFCI) / (average output at 357 kFCI) × 100, the overwrite is After measuring the output V 1 at 89 kFCI, a 714 kFCI signal was written and the remaining 89 kFCI output V 2 was measured, and 10 × log (V 2 / V 1 ) was overwritten (dB). S / Nm and Siso / Nm are the ratio of the average output S at 357 kFCI, the average output Siso at 89 kFCI, and the medium noise Nm, respectively, 10 × log (S / Nm), 10 × log (Siso / Nm) ( dB).

[実施例6]
次に、上記実施例1において第1下地層を成膜する際のArガス雰囲気中に添加する窒素ガス添加量を0.05体積%毎に0.00体積%〜0.50体積%の範囲で異ならせて形成した実施例6の磁気ディスクの特性を図4〜図10に示す。実施例6では、第2下地層のCr75Mo25膜は窒素ガスを添加しないArガス雰囲気中で成膜している。
[Example 6]
Next, the nitrogen gas addition amount added to the Ar gas atmosphere when forming the first underlayer in Example 1 is in the range of 0.00 vol% to 0.50 vol% every 0.05 vol%. FIG. 4 to FIG. 10 show the characteristics of the magnetic disk of Example 6 formed differently. In Example 6, the Cr 75 Mo 25 film of the second underlayer is formed in an Ar gas atmosphere to which no nitrogen gas is added.

なお、第1下地層に添加する窒素ガス添加量が0.00体積%、すなわち窒素ガスを添加しない場合を比較のために示している。また、図中の各特性線は0.05体積%毎の特性値を補間することにより得られたものである。   In addition, the case where the amount of nitrogen gas added to the first underlayer is 0.00 vol%, that is, no nitrogen gas is added is shown for comparison. Each characteristic line in the figure is obtained by interpolating a characteristic value every 0.05% by volume.

実施例6の磁気ディスクの構成は、テクスチャ処理ガラス基板/Cr50Ti50膜(25nm)/Al50Ru50膜(10nm)/Cr(N)膜(3nm)/Cr75Mo25膜(3nm)/Co90Cr10膜(2nm)/Ru膜(0.8nm)/Co60Cr18Pt118Cu3膜(16nm)/DLC膜(5.5nm)/潤滑層(1.5nm)とした。なお、他の成膜条件は上記実施例1と同様である。 The structure of the magnetic disk of Example 6 is as follows: textured glass substrate / Cr 50 Ti 50 film (25 nm) / Al 50 Ru 50 film (10 nm) / Cr (N) film (3 nm) / Cr 75 Mo 25 film (3 nm) / Co 90 Cr 10 film (2 nm) / Ru film (0.8 nm) / Co 60 Cr 18 Pt 11 B 8 Cu 3 film (16 nm) / DLC film (5.5 nm) / lubricating layer (1.5 nm) . The other film forming conditions are the same as those in Example 1.

図4は、実施例6の保磁力角型比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図4を参照するに、実施例6の磁気ディスクの第1下地層を窒素ガスを含む雰囲気中で成膜したCr(N)膜は、0.05体積%の微量の窒素ガス添加により急激に保磁力角型比が増加し、約0.10体積%の添加量で最大値を示し、窒素ガスを添加しない場合の0.72に対して0.06増加している。また、窒素ガスを0.05体積%まで添加しても保磁力角型比は、窒素ガスを添加しない場合よりも高く、安定していることが分かる。このように、第1下地層への微量の窒素ガスの添加により大幅に保磁力角型比を増加することができることが分かる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the coercive force squareness ratio and the nitrogen gas addition amount in Example 6. Referring to FIG. 4, the Cr (N) film in which the first underlayer of the magnetic disk of Example 6 was formed in an atmosphere containing nitrogen gas abruptly added with a small amount of 0.05% by volume of nitrogen gas. The coercive force squareness ratio increases, shows a maximum value at an addition amount of about 0.10% by volume, and increases by 0.06 from 0.72 when nitrogen gas is not added. It can also be seen that the coercive force squareness ratio is higher and more stable when nitrogen gas is added up to 0.05% by volume than when nitrogen gas is not added. Thus, it can be seen that the coercivity squareness ratio can be significantly increased by adding a small amount of nitrogen gas to the first underlayer.

図5は、実施例6の保磁力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図5を参照するに、実施例6の磁気ディスクの保磁力は、窒素ガスの添加量を増加するにしたがって低下する。窒素ガスを添加しない場合に対して、0.50体積%まで添加しても22kA/m(278Oe)程度であり、この程度の保磁力の低下は熱安定性に影響しないことが確認されている。また、基板加熱温度を高く設定することによりかかる保磁力の低下を抑制あるいは防止することが可能である。本願発明者の検討によれば、窒素ガスの添加量を0.50体積%よりも多くすると保磁力の低下率が大きくなり、0.75体積%を超えると急激に低下することが確認されている。したがって、製造安定性の点からは窒素ガス添加量は0.50体積%以下とすることが好ましい。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the coercive force and the amount of nitrogen gas added in Example 6. Referring to FIG. 5, the coercive force of the magnetic disk of Example 6 decreases as the amount of nitrogen gas added increases. Compared to the case where nitrogen gas is not added, even when added up to 0.50% by volume, it is about 22 kA / m (278 Oe), and it has been confirmed that this decrease in coercive force does not affect the thermal stability. . Moreover, it is possible to suppress or prevent the decrease in the coercive force by setting the substrate heating temperature high. According to the study of the present inventor, it has been confirmed that when the amount of nitrogen gas added is greater than 0.50% by volume, the rate of decrease in coercive force increases, and when the amount exceeds 0.75% by volume, it rapidly decreases. Yes. Therefore, from the viewpoint of production stability, the amount of nitrogen gas added is preferably 0.50% by volume or less.

図6は、実施例6の交換結合磁界と窒素ガス添加量との関係を示す図である。交換結合磁界は上記図3に示すように、D点の正磁界側の破線で示すマイナーループMLと実線で示すメジャーループが形成するループの中心の磁界が交換結合磁界HEXである。測定は、印加磁界Hを一旦D点付近まで掃引して、次いで同じ方向に印加磁界Hを増加して、マイナーループMLを得る。なおB点の負磁界側でも同様に結合磁界が得られる。交換結合磁界は第1磁性層と第2磁性層とが互いに印加し合う磁界であり、交換結合磁界が大きい場合は熱安定性が向上するが、その反面それぞれの磁化が記録磁界により磁化方向を切り換えし難くなり、オーバーライト特性、S/Nm比が悪化する。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the exchange coupling magnetic field and the amount of nitrogen gas added in Example 6. As shown in FIG. 3, the exchange coupling magnetic field H EX is the magnetic field at the center of the loop formed by the minor loop ML indicated by the broken line on the positive magnetic field side at point D and the major loop indicated by the solid line. In the measurement, the applied magnetic field H is once swept to the vicinity of the point D, and then the applied magnetic field H is increased in the same direction to obtain a minor loop ML. A coupled magnetic field is also obtained on the negative magnetic field side of point B. The exchange coupling magnetic field is a magnetic field in which the first magnetic layer and the second magnetic layer are applied to each other. When the exchange coupling magnetic field is large, the thermal stability is improved. It becomes difficult to switch, and the overwrite characteristics and S / Nm ratio deteriorate.

図6を参照すると、実施例6の磁気ディスクの交換結合磁界は微量の窒素ガスの添加により急激に低下し、0.05体積%以上の添加量によりほぼ一定となっている。このことから窒素ガス添加量により、交換結合磁界を制御可能であることが分かる。後述するS/Nm比を指標として窒素ガス添加量を選択すればよい。   Referring to FIG. 6, the exchange coupling magnetic field of the magnetic disk of Example 6 rapidly decreases with the addition of a small amount of nitrogen gas, and is almost constant with the addition amount of 0.05% by volume or more. This shows that the exchange coupling magnetic field can be controlled by the amount of nitrogen gas added. The nitrogen gas addition amount may be selected using an S / Nm ratio described later as an index.

図7は、実施例6の平均出力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図7を参照するに、実施例6の磁気ディスクの平均出力は、0.00体積%よりも多く0.50体積以下の範囲では窒素ガスの添加量に対してほぼ一定となっている。このことにより、窒素ガスの添加は出力への影響はなく、第1下地層への窒素ガス添加により面内配向性が変化しないことが容易に推察できる。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the average output of Example 6 and the amount of nitrogen gas added. Referring to FIG. 7, the average output of the magnetic disk of Example 6 is substantially constant with respect to the amount of nitrogen gas added in the range of more than 0.00 volume% and 0.50 volume or less. Thus, it can be easily assumed that the addition of nitrogen gas does not affect the output, and the in-plane orientation does not change due to the addition of nitrogen gas to the first underlayer.

図8は、実施例6の分解能と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図8を参照するに、実施例6の磁気ディスクの分解能は、0.05体積%あるいはそれ以下の微量の窒素ガスの添加によって増加し、0.50体積%以下では窒素ガスを添加しない場合と比較して、ほぼ増加していることが分かる。上記図5に示したように保磁力が漸減するにも拘わらず分解能が増加するのは、保磁力角型比が分解能の向上に寄与していることが容易に推察できる。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the resolution of Example 6 and the amount of nitrogen gas added. Referring to FIG. 8, the resolution of the magnetic disk of Example 6 is increased by adding a small amount of nitrogen gas of 0.05% by volume or less, and when it is 0.50% by volume or less, nitrogen gas is not added. In comparison, it can be seen that it has increased substantially. As shown in FIG. 5, it can be easily estimated that the resolution increases despite the coercive force gradually decreasing, because the coercive force squareness ratio contributes to the improvement of the resolution.

図9は、実施例6のオーバーライト特性と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図9を参照するに、実施例6の磁気ディスクのオーバーライト特性は、0.05体積%あるいはそれ以下の微量の窒素ガスの添加によって大幅に向上する。上記図5に示した保磁力はこの窒素ガス添加量の範囲では漸減しており、保磁力よりもむしろ上記図6に示した交換結合磁界の低下によるものと推察され、0.05体積%程度の窒素ガス添加が交換結合磁界を低下させ、その結果オーバーライト特性を向上させたものと推察される。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the overwrite characteristics and the nitrogen gas addition amount in Example 6. Referring to FIG. 9, the overwrite characteristics of the magnetic disk of Example 6 are greatly improved by adding a small amount of nitrogen gas of 0.05% by volume or less. The coercive force shown in FIG. 5 gradually decreases in the range of the amount of nitrogen gas added, and is presumed to be caused by the decrease in the exchange coupling magnetic field shown in FIG. 6 rather than the coercive force, and is about 0.05% by volume. It can be inferred that the addition of nitrogen gas reduced the exchange coupling magnetic field and as a result improved the overwrite characteristics.

さらに窒素ガス添加量を増加させるとさらにオーバーライト特性が向上している。これは、交換結合磁界の低下の効果に加え保磁力の低下に起因するものと考えられる。   Furthermore, when the amount of nitrogen gas added is increased, the overwrite characteristics are further improved. This is considered to be caused by a decrease in coercive force in addition to the effect of decreasing the exchange coupling magnetic field.

図10は、実施例6のS/Nm比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図10を参照するに、実施例6の磁気ディスクのS/Nm比は、0.05体積%以下の微量の窒素ガスの添加によって大幅に向上し、0.50体積%の窒素ガス添加量でも、窒素ガスを添加しない場合より0.2dB高く、したがって0.50体積%以下の窒素ガス添加量によりS/Nm比を向上できることが分かる。また、図10から、窒素ガスを添加しない場合と比較して、0.05体積%以下の微量の窒素ガス添加量、例えば0.01体積%においてもS/Nm比の顕著な向上が認められることは十分に期待できることが分かる。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between the S / Nm ratio and the amount of nitrogen gas added in Example 6. Referring to FIG. 10, the S / Nm ratio of the magnetic disk of Example 6 is greatly improved by adding a small amount of nitrogen gas of 0.05% by volume or less, and even with a nitrogen gas addition amount of 0.50% by volume. It can be seen that the S / Nm ratio can be improved by the addition of nitrogen gas of 0.20% by volume or less, which is 0.2 dB higher than when no nitrogen gas is added. Further, from FIG. 10, as compared with the case where nitrogen gas is not added, a significant improvement in the S / Nm ratio is recognized even when a small amount of nitrogen gas is added, for example, 0.01% by volume. It turns out that it can be fully expected.

これまで示した図4〜図9から、第1下地層への窒素ガス添加により保磁力角型比が増加し、および交換結合磁界が減少したことに起因して、分解能およびオーバーライト特性が向上し、その結果S/Nm比が向上したものと推察される。   From FIG. 4 to FIG. 9 shown so far, the resolution and overwrite characteristics are improved due to the increase in the coercivity squareness ratio and the decrease in the exchange coupling magnetic field due to the addition of nitrogen gas to the first underlayer. As a result, it is presumed that the S / Nm ratio was improved.

[実施例7]
次に上記実施例1において、第1下地層のCr(N)膜を膜厚1.0nmごとに1.0nm〜6.0nmの膜厚の範囲で異ならせた実施例7の磁気ディスクの特性を図11および図12に示す。なお、実施例7の磁気ディスクの構成はCr(N)膜の膜厚以外は実施例6と同様である。また、比較としてCr(N)膜を設けない場合を膜厚0.0nmとして図11および図12に示す。
[Example 7]
Next, in Example 1, the characteristics of the magnetic disk of Example 7 in which the Cr (N) film of the first underlayer was varied in the range of 1.0 nm to 6.0 nm every 1.0 nm. Is shown in FIG. 11 and FIG. The configuration of the magnetic disk of Example 7 is the same as that of Example 6 except for the film thickness of the Cr (N) film. For comparison, the case where no Cr (N) film is provided is shown in FIGS. 11 and 12 with a film thickness of 0.0 nm.

図11は、実施例7の保磁力角型比とCr(N)膜膜厚との関係を示す図である。図11を参照するに、実施例7の磁気ディスクの保磁力角型比は、Cr(N)膜の膜厚が0.5nmの薄膜であっても、Cr(N)膜を設けない場合よりも向上していることが分かる。膜厚1nm以上では漸増している。したがって、Cr(N)膜は0.5nm以上の膜厚が必要であることが分かる。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the coercive force squareness ratio and the Cr (N) film thickness in Example 7. Referring to FIG. 11, the coercive force squareness ratio of the magnetic disk of Example 7 is smaller than that in the case where the Cr (N) film is not provided even if the Cr (N) film is a thin film having a thickness of 0.5 nm. It can also be seen that It gradually increases when the film thickness is 1 nm or more. Therefore, it can be seen that the Cr (N) film needs to have a thickness of 0.5 nm or more.

図12は、実施例7のSiso/Nm比とCr(N)膜膜厚との関係を示す図である。図12を参照するに、実施例7の磁気ディスクのSiso/Nm比は、Cr(N)膜の膜厚が約1.5nmで最大値をとり、0.5nm以上6.0nmの範囲でCr(N)膜を設けない場合よりも向上していることが分かる。したがって、図11の結果も合わせて、0.5nm以上6.0nmの範囲でCr(N)膜の膜厚を選択すればよいことが分かる。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the Siso / Nm ratio and the Cr (N) film thickness in Example 7. Referring to FIG. 12, the Siso / Nm ratio of the magnetic disk of Example 7 takes a maximum value when the film thickness of the Cr (N) film is about 1.5 nm, and Cr is in the range of 0.5 nm to 6.0 nm. (N) It turns out that it is improving rather than the case where a film | membrane is not provided. Therefore, it can be seen that the thickness of the Cr (N) film may be selected in the range of 0.5 nm to 6.0 nm in combination with the result of FIG.

[実施例8および9]
次に、上記実施例1において、第1下地層のCr(N)膜および第2下地層のCr75Mo25(N)膜を成膜する際に、Arガス雰囲気中に添加する窒素ガス量を同量として、0.00体積%〜0.50体積%の範囲で異ならせて形成した実施例8と、第1下地層には窒素ガスを添加せずに第2下地層にのみ添加し、0.00体積%〜0.50体積%の範囲で異ならせて形成した実施例9の磁気ディスクを作製した。すなわち実施例8は第1下地層/第2下地層=Cr(N)膜(3nm)/Cr75Mo25(N)膜(3nm)、実施例9はCr膜(3nm)/Cr75Mo25(N)膜(3nm)とし、他の構成は実施例1と同様とした。
[Examples 8 and 9]
Next, in Example 1, the amount of nitrogen gas added to the Ar gas atmosphere when forming the Cr (N) film for the first underlayer and the Cr 75 Mo 25 (N) film for the second underlayer. And the same amount, and in Example 8 formed differently in the range of 0.00 vol% to 0.50 vol%, and the first underlayer is not added with nitrogen gas but added only to the second underlayer. Thus, the magnetic disk of Example 9 formed in a range of 0.00 volume% to 0.50 volume% was manufactured. That is, in Example 8, the first underlayer / second underlayer = Cr (N) film (3 nm) / Cr 75 Mo 25 (N) film (3 nm), and in Example 9, Cr film (3 nm) / Cr 75 Mo 25 The (N) film (3 nm) was used, and the other configuration was the same as in Example 1.

図13は、実施例8および実施例9の保磁力角型比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図13を参照するに、実施例8および実施例9の保磁力角型比はほぼ同様の特性値を示し、窒素ガス添加量が0.0より多く0.28体積%以下の範囲において、窒素ガスを添加しない場合より増加している。しかし、このように第2下地層の成膜の際に窒素ガスを添加した場合、第1下地層にのみに窒素ガスを添加した上記図4と比較して保磁力角型比が低く、さらに窒素ガス添加量の範囲も狭いことが分かる。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the coercivity squareness ratio and the amount of nitrogen gas added in Example 8 and Example 9. Referring to FIG. 13, the coercive force squareness ratios of Example 8 and Example 9 show substantially the same characteristic values, and in the range where the nitrogen gas addition amount is more than 0.0 and 0.28% by volume or less, It is higher than when no gas is added. However, when nitrogen gas is added during the formation of the second underlayer as described above, the coercive force squareness ratio is lower than that in FIG. 4 in which nitrogen gas is added only to the first underlayer. It can be seen that the range of the nitrogen gas addition amount is also narrow.

図14は、実施例8および実施例9の平均出力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図14を参照するに、実施例8および実施例9の平均出力は、窒素ガス添加量が0.0より多く0.10体積%以下の範囲において窒素ガスを添加しない場合とほぼ同程度であり、0.10体積%を超えると急激に減少している。第2下地層のCr75Mo25(N)膜に窒素を過度に添加すると第1磁性層および第2磁性層の面内配向性が低下することが分かる。このことにより、第2下地層への窒素の添加量は0.00体積%以上0.10体積%以下の範囲に設定されることが好ましいことが分かる。 FIG. 14 is a graph showing the relationship between the average output of Example 8 and Example 9 and the amount of nitrogen gas added. Referring to FIG. 14, the average output of Example 8 and Example 9 is almost the same as the case where nitrogen gas is not added in the range where the amount of nitrogen gas added is more than 0.0 and 0.10% by volume or less. When it exceeds 0.10% by volume, it decreases rapidly. It can be seen that when the nitrogen is excessively added to the Cr 75 Mo 25 (N) film of the second underlayer, the in-plane orientation of the first magnetic layer and the second magnetic layer is lowered. Thus, it can be seen that the amount of nitrogen added to the second underlayer is preferably set in the range of 0.00 volume% or more and 0.10 volume% or less.

図15は、実施例8および実施例9の分解能と窒素ガス添加量との関係を示す図、図16は、S/Nm比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。図15および図16を参照するに、実施例8および実施例9の分解能は、第2下地層のCr75Mo25(N)膜に分解能においては0.2体積%以下、S/Nm比においては0.10体積%以下の範囲で窒素ガスを添加した場合が添加しない場合よりも良好となっていることが分かる。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the resolution and the nitrogen gas addition amount in Examples 8 and 9, and FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the S / Nm ratio and the nitrogen gas addition amount. Referring to FIGS. 15 and 16, the resolution of Example 8 and Example 9 is 0.2 vol% or less in the resolution of the Cr 75 Mo 25 (N) film of the second underlayer, and the S / Nm ratio. It can be seen that the case where nitrogen gas is added in the range of 0.10% by volume or less is better than the case where nitrogen gas is not added.

以上の図13〜図16の結果から、第2下地層への窒素ガス添加量は0.00体積%以上0.10体積%以下の範囲から選択されることが好ましいことが分かる。   From the results of FIGS. 13 to 16, it can be seen that the amount of nitrogen gas added to the second underlayer is preferably selected from the range of 0.00 volume% or more and 0.10 volume% or less.

次に、本発明の実施の形態に係る磁気記録媒体の具体例を、図を示しつつ列記する。以下、図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を適宜省略する。   Next, specific examples of the magnetic recording medium according to the embodiment of the present invention will be listed with reference to the drawings. Hereinafter, in the figure, the same reference numerals are assigned to portions corresponding to the portions described above, and description thereof will be omitted as appropriate.

最初に、本発明の実施の形態の第1例に係る磁気記録媒体は、先に示した図1の構成を有する。すなわち、図1を参照するに、第1例に係る磁気記録媒体10は、基板11と、基板11上に、第1シード層12、第2シード層13、第1下地層14、第2下地層15、第1磁性層16、非磁性結合層18、第2磁性層19、保護層20、及び潤滑層21とを順次積層した構成からなる。   First, the magnetic recording medium according to the first example of the embodiment of the invention has the configuration shown in FIG. That is, referring to FIG. 1, the magnetic recording medium 10 according to the first example includes a substrate 11, a first seed layer 12, a second seed layer 13, a first underlayer 14, a second lower layer on the substrate 11. The base layer 15, the first magnetic layer 16, the nonmagnetic coupling layer 18, the second magnetic layer 19, the protective layer 20, and the lubricating layer 21 are sequentially stacked.

第1下地層14は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金と窒素からなる。第1下地層14は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金からなる材料を、希ガスへの窒素ガス添加量が、例えば、0.01体積%〜0.50体積%(好ましくは0.05体積%〜0.50体積%)の範囲に設定された雰囲気ガス中で成膜して得られる。   The first underlayer 14 is made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure and nitrogen. The first underlayer 14 is made of a material made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, and the amount of nitrogen gas added to the rare gas is, for example, 0.01 volume% to 0.50 volume% (preferably 0.00. It is obtained by forming a film in an atmospheric gas set in the range of 05 volume% to 0.50 volume%).

第2下地層15は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、CrまたはCr系合金と窒素からなる。第2下地層15は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金からなる材料を、希ガスへの窒素ガス添加量が、例えば、0.00体積%以上で0.10体積%以下の範囲に設定された雰囲気ガス中で成膜して得られる。さらに、第2下地層15は実質的に窒素を含まなくてもよい。   The second underlayer 15 is made of Cr or a Cr alloy having a bcc crystal structure, or Cr or a Cr alloy and nitrogen. The second underlayer 15 is made of a material made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, and the amount of nitrogen gas added to the rare gas is, for example, in the range of 0.00 volume% or more and 0.10 volume% or less. It is obtained by forming a film in a set atmospheric gas. Furthermore, the second underlayer 15 may not substantially contain nitrogen.

図17は、本実施の形態の第2例に係る磁気記録媒体の断面図である。図17を参照するに、第2例に係る磁気記録媒体20は、基板11と、基板11上に、第1シード層12、第2シード層13、第1A下地層14A、第1B下地層14B、第2下地層15、第1磁性層16、非磁性結合層18、第2磁性層19、保護層20、及び潤滑層21とを順次積層した構成からなる。   FIG. 17 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium according to the second example of the present embodiment. Referring to FIG. 17, the magnetic recording medium 20 according to the second example includes a substrate 11 and a first seed layer 12, a second seed layer 13, a first A underlayer 14A, and a first B underlayer 14B on the substrate 11. The second underlayer 15, the first magnetic layer 16, the nonmagnetic coupling layer 18, the second magnetic layer 19, the protective layer 20, and the lubricating layer 21 are sequentially stacked.

第1A下地層14Aおよび第1B下地層14Bの各々は、上述した図1に示す第1例に係る磁気記録媒体の第1下地層14と同様の材料から構成される。第1A下地層14Aと第1B下地層14Bの総厚は、第1下地層が一層の場合と同程度の厚さに設定することが好ましい。第1A下地層14Aと第1B下地層14Bの各々を薄膜化することで、第1A下地層14A、第1Bシード層12Bの結晶粒子の肥大化を抑制し、その結果、第1磁性層16および第2磁性層19の結晶粒子の肥大化を抑制できる。   Each of the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B is made of the same material as the first underlayer 14 of the magnetic recording medium according to the first example shown in FIG. The total thickness of the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B is preferably set to the same thickness as when the first underlayer is a single layer. By reducing the thickness of each of the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B, enlargement of crystal grains in the first A underlayer 14A and the first B seed layer 12B is suppressed, and as a result, the first magnetic layer 16 and The enlargement of the crystal grains of the second magnetic layer 19 can be suppressed.

第1A下地層14Aと第1B下地層14Bの組み合わせの一例としては、第1A下地層14Aと第1B下地層14Bは第1例に係る磁気記録媒体と同様の窒素を含むCr系合金からなる。そして、かかるCr系合金は、第1B下地層14Bが、第1A下地層14Aよりも原子%での添加元素濃度が高いCr系合金とする。このように構成することで、第1A下地層14Aと第1B下地層14Bとの間の格子整合が向上し、これと共に、第1B下地層14Bと第2下地層15との間の格子整合を向上することができる。その結果、第2下地層15の結晶性を向上し、ひいては、第1磁性層16および第2磁性層19の結晶性を向上できる。さらに、磁気記録媒体20は、第2下地層15が実質的に窒素を含まないCr系合金からなることが好ましい。   As an example of the combination of the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B, the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B are made of a Cr-based alloy containing nitrogen similar to the magnetic recording medium according to the first example. The Cr-based alloy is a Cr-based alloy in which the first B underlayer 14B has a higher additive element concentration in atomic% than the first A underlayer 14A. With this configuration, the lattice matching between the first A underlayer 14A and the first B underlayer 14B is improved, and at the same time, the lattice matching between the first B underlayer 14B and the second underlayer 15 is improved. Can be improved. As a result, the crystallinity of the second underlayer 15 can be improved, and consequently the crystallinity of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be improved. Furthermore, in the magnetic recording medium 20, it is preferable that the second underlayer 15 is made of a Cr-based alloy that does not substantially contain nitrogen.

図18は、本実施の形態の第3例に係る磁気記録媒体の断面図である。図18を参照するに、第3例に係る磁気記録媒体30は、基板11と、基板11上に、第1シード層12、第2シード層13、第3下地層31、第1下地層14、第2下地層15、第1磁性層16、非磁性結合層18、第2磁性層19、保護層20、及び潤滑層21とを順次積層した構成からなる。   FIG. 18 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium according to the third example of the present embodiment. Referring to FIG. 18, the magnetic recording medium 30 according to the third example includes a substrate 11, a first seed layer 12, a second seed layer 13, a third underlayer 31, and a first underlayer 14 on the substrate 11. The second underlayer 15, the first magnetic layer 16, the nonmagnetic coupling layer 18, the second magnetic layer 19, the protective layer 20, and the lubricating layer 21 are sequentially stacked.

第3下地層31はbcc結晶構造を有するCr膜あるいはCr系合金膜からなる。bcc結晶構造を有するCr系合金膜は、第1下地層14のCr系合金と同様の材料からなる。第3下地層31は、Cr膜あるいはCr系合金材料をスパッタ法により希ガス雰囲気中で成膜して得られる。このように、第1下地層14の下地として窒素を含まない第3下地層31を設けることで、第1下地層14の初期成長層の結晶性を向上できる。さらに、磁気記録媒体30は、第2下地層15が実質的に窒素を含まいCr系合金からなることが好ましい。   The third underlayer 31 is made of a Cr film or a Cr alloy film having a bcc crystal structure. The Cr-based alloy film having a bcc crystal structure is made of the same material as the Cr-based alloy of the first underlayer 14. The third underlayer 31 is obtained by forming a Cr film or a Cr-based alloy material in a rare gas atmosphere by a sputtering method. As described above, by providing the third base layer 31 that does not contain nitrogen as the base of the first base layer 14, the crystallinity of the initial growth layer of the first base layer 14 can be improved. Further, in the magnetic recording medium 30, it is preferable that the second underlayer 15 is made of a Cr-based alloy substantially containing nitrogen.

図19は、本実施の形態の第4例に係る磁気記録媒体の断面図である。図19を参照するに、第4例に係る磁気記録媒体35は、基板11と、基板11上に、第1シード層12、第2シード層13、第1下地層14、第2A下地層15A、第2B下地層15B、第1磁性層16、非磁性結合層18、第2磁性層19、保護層20、及び潤滑層21とを順次積層した構成からなる。   FIG. 19 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium according to the fourth example of the present embodiment. Referring to FIG. 19, the magnetic recording medium 35 according to the fourth example includes a substrate 11 and a first seed layer 12, a second seed layer 13, a first underlayer 14, and a second A underlayer 15A on the substrate 11. The second B underlayer 15B, the first magnetic layer 16, the nonmagnetic coupling layer 18, the second magnetic layer 19, the protective layer 20, and the lubricating layer 21 are sequentially stacked.

第2A下地層15Aおよび第2B下地層15Bの各々は、上述した図1に示す第1例に係る磁気記録媒体の第2下地層15と同様に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、CrまたはCr系合金と窒素からなる。第2A下地層15Aと第2B下地層15Bの総厚は、第2下地層が一層の場合と同程度の厚さに設定することが好ましい。このように設定することで、第2A下地層15Aおよび第2B下地層15Bの各々を薄膜化し、各々の結晶粒子の肥大化を抑制する。その結果、第1磁性層16および第2磁性層19の磁性粒子の肥大化を抑制できる。   Each of the second A underlayer 15A and the second B underlayer 15B is made of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, like the second underlayer 15 of the magnetic recording medium according to the first example shown in FIG. Or it consists of Cr or a Cr-type alloy and nitrogen. The total thickness of the second A underlayer 15A and the second B underlayer 15B is preferably set to the same thickness as that of the single second underlayer. By setting in this way, each of the 2A base layer 15A and the 2B base layer 15B is thinned, and the enlargement of each crystal particle is suppressed. As a result, the enlargement of the magnetic particles of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be suppressed.

第2A下地層15Aと第2B下地層15Bの組み合わせの一例としては、第2A下地層15Aおよびに2B下地層15Bの各々が、実質的に窒素を含まないCr系合金からなる。そして、かかるCr系合金は、第2B下地層15Bが、第2A下地層15Aよりも原子%での添加元素濃度が高いCr系合金とする。このように構成することで、第2A下地層15Aと第2B下地層15Bとの間の格子整合が向上し、これと共に第2B下地層15Bと第1磁性層16との間の格子整合を向上することができる。その結果、第1磁性層16および第2磁性層19の結晶性を向上できる。   As an example of the combination of the second A underlayer 15A and the second B underlayer 15B, each of the 2A underlayer 15A and the 2B underlayer 15B is made of a Cr-based alloy substantially not containing nitrogen. The Cr-based alloy is a Cr-based alloy in which the second B underlayer 15B has a higher additive element concentration in atomic% than the second A underlayer 15A. With this configuration, the lattice matching between the second A underlayer 15A and the second B underlayer 15B is improved, and at the same time, the lattice matching between the second B underlayer 15B and the first magnetic layer 16 is improved. can do. As a result, the crystallinity of the first magnetic layer 16 and the second magnetic layer 19 can be improved.

次に、本発明の他の実施の形態に係る磁気記憶装置を説明する。図20は、本発明の他の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。   Next, a magnetic memory device according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 20 is a diagram showing a main part of a magnetic memory device according to another embodiment of the present invention.

図20を参照するに、磁気記憶装置40は大略ハウジング41からなる。ハウジング41内には、スピンドル(図示されず)により駆動されるハブ42、ハブ42に固定され回転される磁気記録媒体43、アクチュエータユニット44、アクチュエータユニット44に取り付けられ磁気記録媒体43の半径方向に移動するアーム45及びサスペンション46、サスペンション46に支持された磁気ヘッド48が設けられている。磁気ヘッド48は、MR素子(磁気抵抗効果型素子)、GMR素子(巨大磁気抵抗効果型素子)、又はTMR素子(トンネル磁気効果型)等の再生ヘッドと誘導型の記録ヘッドとの複合型ヘッドからなる。この磁気記憶装置40の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。   Referring to FIG. 20, the magnetic storage device 40 generally includes a housing 41. In the housing 41, a hub 42 driven by a spindle (not shown), a magnetic recording medium 43 fixed to the hub 42 and rotated, an actuator unit 44, and attached to the actuator unit 44 in the radial direction of the magnetic recording medium 43. A moving arm 45, a suspension 46, and a magnetic head 48 supported by the suspension 46 are provided. The magnetic head 48 is a composite head composed of a reproducing head such as an MR element (magnetoresistive element), a GMR element (giant magnetoresistive element), or a TMR element (tunneling magnetic effect element) and an inductive recording head. Consists of. The basic configuration of the magnetic storage device 40 is well known, and detailed description thereof is omitted in this specification.

磁気記憶装置40は、磁気記録媒体43が、上述した実施の形態に係る磁気記録媒体、例えば第1例〜第4例に係る磁気記録媒体のいずれかである。磁気記録媒体43は、優れた保磁力角型比、分解能、オーバーライト特性、およびS/N比を有し、さらに、優れた熱安定性を有する。その結果、優れた熱安定性およびS/N比を有する磁気記憶装置40を実現することができる。   In the magnetic storage device 40, the magnetic recording medium 43 is one of the magnetic recording media according to the above-described embodiments, for example, the magnetic recording media according to the first to fourth examples. The magnetic recording medium 43 has an excellent coercive force squareness ratio, resolution, overwrite characteristics, and S / N ratio, and also has excellent thermal stability. As a result, the magnetic storage device 40 having excellent thermal stability and S / N ratio can be realized.

なお、磁気記憶装置40の基本構成は、図20に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド48は上述した構成に限定されない。   The basic configuration of the magnetic storage device 40 is not limited to that shown in FIG. 20, and the magnetic head 48 is not limited to the configuration described above.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims.・ Change is possible.

例えば、本発明の磁気記録媒体は、実施の形態で説明した第1例〜第4例に係る磁気記録媒体を互いに組み合わせて構成してもよい。また、上記実施例では磁気記録媒体として磁気ディスクを例として説明したが、磁気テープに適用することができる。   For example, the magnetic recording medium of the present invention may be configured by combining the magnetic recording media according to the first to fourth examples described in the embodiments. In the above embodiment, a magnetic disk is described as an example of the magnetic recording medium, but the present invention can be applied to a magnetic tape.

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
(付記1) 基板と、
前記基板上に形成された下地層と、
前記下地層上に形成された第1の磁性層と、
前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、
前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層と、を備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体であって、
前記下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金でかつ窒素を含有してなることを特徴とする磁気記録媒体。
(付記2) 前記下地層は、0.01体積%以上でかつ0.50体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてなることを特徴とする付記1記載の磁気記録媒体。
(付記3) 前記下地層と前記第1の磁性層との間に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、該CrまたはCr系合金でかつ窒素を含有する他の下地層が形成されてなることを特徴とする付記1または2記載の磁気記録媒体。
(付記4) 前記他の下地層は、窒素を実質的に含まない材料からなることを特徴とする付記3記載の磁気記録媒体。
(付記5) 前記他の下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.00体積%以上でかつ0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてなることを特徴とする付記3記載の磁気記録媒体。
(付記6) 前記他の下地層を形成する際の雰囲気ガス中の窒素濃度は、前記下地層を形成する際の雰囲気ガス中の窒素濃度よりも低く設定されることを特徴とする付記5記載の磁気記録媒体。
(付記7) 前記Cr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素と、Crからなる合金であることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記8) 前記他の下地層は、前記下地層よりも前記添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする付記7記載の磁気記録媒体。
(付記9) 前記下地層は2層からなり、第1の磁性層側の層が基板側の層よりも添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする付記7または8記載の磁気記録媒体。
(付記10) 前記他の下地層は2層からなり、第1の磁性層側の層が基板側の層よりも添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする付記7または8記載の磁気記録媒体。
(付記11) 前記下地層の直下にCrまたはCr系合金からなるその他の下地層を更に備えることを特徴とする付記3〜10のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記12) 前記下地層の膜厚を0.5nm以上6.0nm以下の範囲に設定することを特徴とする付記1〜11のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記13) 前記基板と下地層との間にシード層をさらに備え、
前記シード層が、非磁性のアモルファス金属あるいはB2構造を有する合金からなることを特徴とする付記1〜12のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記14) 前記シード層は、基板側から、非磁性のアモルファス金属からなる層と、B2構造を有する合金からなる層とをこの順で堆積してなることを特徴とする付記13記載の磁気記録媒体。
(付記15) 前記アモルファス金属が、NiP、CoW、AlTi、およびCrTiからなる群のうち、いずれか一種からなることを特徴とする付記13または14記載の磁気記録媒体。
(付記16) 前記B2構造を有する合金は、AlRu、NiAl、およびFeAlからなる群のうち、いずれか一種からなることを特徴とする付記13または14項記載の磁気記録媒体。
(付記17) 前記第1の磁性層は、CoCr、CoCrPt、CrCrまたはCoCrPtにB、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうちいずれか一種を添加した材料のいずれかからなることを特徴とする付記1〜16のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記18) 前記第1の磁性層は、CoCrTa、CrCrTaにB、Mo、Nb、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうちいずれか一種を添加した材料のいずれかからなることを特徴とする付記1〜16のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記19) 前記第2の磁性層は、CoCrPt、またはCoCrPtにB、Mo、Nb、Ta、W、Cu及びこれらの合金からなる群のうちいずれか一種を添加した強磁性材料からなることを特徴とする付記1〜18のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
(付記20)基板と、
前記基板上に形成された下地層と、
前記下地層上に形成された他の下地層と、
前記他の下地層上に形成された第1の磁性層と、
前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、
前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層と、を備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体であって、
前記下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金と窒素からなり、
前記他の下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、該CrまたはCr系合金と窒素からなり、
前記下地層が、他の下地層よりも窒素を多く含むことを特徴とする磁気記録媒体。
(付記21) ディスク状の基板と、
前記基板上に形成されたAlRu、NiAl、およびFeAlからなる群のうち、いずれか一種からなるシード層と、
前記シード層上に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.01体積%以上でかつ0.50体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成された下地層と、
前記下地層上に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.00体積%以上でかつ0.10体積%以下の窒素ガス含む雰囲気ガス中で形成された他の下地層と、
前記他の下地層上に形成された第1の磁性層と、
前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、
前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層と、を備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気ディスク。
(付記22) 基板と、前記基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層とを備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に前記下地層を形成する工程を備え、
前記下地層の形成工程は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(付記23) 前記下地層と第1の磁性層との間に更に他の下地層を形成する工程を備え、
前記他の下地層の形成工程は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする付記22記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記24) 前記下地層の形成工程は、0.01体積%〜0.50体積%の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする付記23記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記25) 前記bcc結晶構造を有するCr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素とCrからなる合金であることを特徴とする付記22〜24のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記26) 前記bcc結晶構造を有するCr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素とCrからなる合金であり、
前記下地層および他の下地層が同一の前記添加元素を含み、
前記下地層よりも他の下地層の方が原子%での添加元素濃度が高いことを特徴とする付記23〜25のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記27) 前記CrまたはCr系合金にさらにBを添加することを特徴とする付記21〜26のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記28) 前記他の下地層の形成工程は、He、Ne、Ar、Kr、およびXeの群のうち少なくとも1種を含む希ガス雰囲気中で成膜することを特徴とする付記23〜27のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記29) 前記下地層の膜厚を0.5nm以上6.0nm以下の範囲に設定することを特徴とする付記23〜28のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記30) 前記下地層を形成する前に、前記基板上にB2構造を有するシード層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする付記23〜28のうちいずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記31) 付記1〜20のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体、あるいは付記22〜30のうち、いずれか一項記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
(付記32) 付記21記載の磁気ディスクと、記録再生手段と、を備える磁気ディスク装置。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Appendix 1) a substrate,
An underlayer formed on the substrate;
A first magnetic layer formed on the underlayer;
A nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer;
A second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer,
In the magnetic recording medium, the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled, and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied. There,
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the underlayer is made of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure and containing nitrogen.
(Supplementary note 2) The magnetic recording medium according to supplementary note 1, wherein the underlayer is formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas of 0.01% by volume or more and 0.50% by volume or less.
(Additional remark 3) Between the said underlayer and the said 1st magnetic layer, the Cr or Cr type | system | group alloy which has a bcc crystal structure, or the other underlayer which contains this Cr or Cr type alloy and contains nitrogen is formed The magnetic recording medium according to appendix 1 or 2, wherein
(Supplementary note 4) The magnetic recording medium according to supplementary note 3, wherein the other underlayer is made of a material that does not substantially contain nitrogen.
(Additional remark 5) Said other underlayer is formed in the atmospheric gas containing the nitrogen gas of 0.00 volume% or more and 0.10 volume% or less of Cr or Cr-type alloy which has a bcc crystal structure. The magnetic recording medium according to supplementary note 3, characterized by:
(Additional remark 6) The nitrogen concentration in atmospheric gas at the time of forming the said other underlayer is set lower than the nitrogen concentration in atmospheric gas at the time of forming the said underlayer Magnetic recording media.
(Appendix 7) The Cr-based alloy is an alloy composed of at least one additive element of the group consisting of Mo, W, V, and Ti, and Cr. A magnetic recording medium according to claim 1.
(Supplementary note 8) The magnetic recording medium according to supplementary note 7, wherein the other underlayer has a higher concentration in atomic% of the additive element than the underlayer.
(Supplementary note 9) The magnetic layer according to supplementary note 7 or 8, wherein the underlayer includes two layers, and the layer on the first magnetic layer side has a higher concentration of the additive element in atomic% than the layer on the substrate side. recoding media.
(Supplementary note 10) The supplementary note 7 or 8, wherein the other underlayer includes two layers, and the first magnetic layer side layer has a higher concentration of the additive element in atomic% than the substrate side layer. Magnetic recording media.
(Additional remark 11) The magnetic recording medium as described in any one of Additional remarks 3-10 characterized by further providing the other underlayer which consists of Cr or a Cr-type alloy immediately under the said underlayer.
(Additional remark 12) The magnetic recording medium as described in any one of additional remarks 1-11 characterized by setting the film thickness of the said base layer in the range of 0.5 nm or more and 6.0 nm or less.
(Supplementary Note 13) A seed layer is further provided between the substrate and the base layer,
The magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 12, wherein the seed layer is made of a nonmagnetic amorphous metal or an alloy having a B2 structure.
(Supplementary note 14) The magnetic layer according to supplementary note 13, wherein the seed layer is formed by depositing a layer made of a nonmagnetic amorphous metal and a layer made of an alloy having a B2 structure in this order from the substrate side. recoding media.
(Supplementary note 15) The magnetic recording medium according to supplementary note 13 or 14, wherein the amorphous metal is one of a group consisting of NiP, CoW, AlTi, and CrTi.
(Supplementary note 16) The magnetic recording medium according to supplementary note 13 or 14, wherein the alloy having the B2 structure is any one of a group consisting of AlRu, NiAl, and FeAl.
(Supplementary Note 17) The first magnetic layer is any one of CoCr, CoCrPt, CrCr, or CoCrPt added with any one of the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and alloys thereof. The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 16, characterized in that:
(Supplementary Note 18) The first magnetic layer is made of any one of materials obtained by adding any one of B, Mo, Nb, W, Cu, and alloys thereof to CoCrTa, CrCrTa. The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 16.
(Supplementary Note 19) The second magnetic layer is made of a ferromagnetic material in which CoCrPt or CoCrPt is added with any one of the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof. The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 18, which is a feature.
(Appendix 20) a substrate;
An underlayer formed on the substrate;
Other underlayers formed on the underlayer,
A first magnetic layer formed on the other underlayer;
A nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer;
A second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer,
In the magnetic recording medium, the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled, and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied. There,
The underlayer is made of Cr having a bcc crystal structure or a Cr-based alloy and nitrogen,
The other underlayer is made of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure, or the Cr or Cr-based alloy and nitrogen,
The magnetic recording medium, wherein the underlayer contains more nitrogen than other underlayers.
(Supplementary note 21) a disk-shaped substrate;
A seed layer made of any one of the group consisting of AlRu, NiAl, and FeAl formed on the substrate;
An underlayer formed on the seed layer in an atmosphere gas containing Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure in an amount of 0.01% by volume or more and 0.50% by volume or less of nitrogen gas;
On the underlayer, another underlayer formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas of 0.00 vol% or more and 0.10 vol% or less of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure;
A first magnetic layer formed on the other underlayer;
A nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer;
A second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer,
A magnetic disk in which the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied.
(Supplementary Note 22) A substrate, an underlayer formed on the substrate, a first magnetic layer formed on the underlayer, a nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer, A second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer,
In the magnetic recording medium, the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled, and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied. A manufacturing method comprising:
Forming the base layer on the substrate;
The method for producing a magnetic recording medium is characterized in that in the step of forming the underlayer, a Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure is formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas.
(Supplementary Note 23) A step of further forming another underlayer between the underlayer and the first magnetic layer,
25. The magnetic recording according to appendix 22, wherein in the forming of the other underlayer, Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure is formed in an atmospheric gas containing 0.10% by volume or less of nitrogen gas. A method for manufacturing a medium.
(Supplementary note 24) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to supplementary note 23, wherein the step of forming the underlayer comprises forming a film in an atmospheric gas containing 0.01% to 0.50% by volume of nitrogen gas. .
(Additional remark 25) The said Cr-type alloy which has the said bcc crystal structure is an alloy which consists of at least 1 sort (s) of additional elements among the groups which consist of Mo, W, V, and Ti, and additional notes 22-24 characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of the above.
(Supplementary Note 26) The Cr-based alloy having the bcc crystal structure is an alloy made of Cr and at least one additive element out of the group consisting of Mo, W, V, and Ti.
The underlayer and the other underlayer contain the same additive element,
26. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to any one of appendices 23 to 25, wherein the concentration of the additive element in atomic% is higher in the other underlayer than in the underlayer.
(Supplementary note 27) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 21 to 26, wherein B is further added to the Cr or Cr-based alloy.
(Supplementary Note 28) The supplementary notes 23 to 27 are characterized in that in the step of forming the other underlayer, the film is formed in a rare gas atmosphere containing at least one of the group of He, Ne, Ar, Kr, and Xe. A method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of the above.
(Supplementary note 29) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 23 to 28, wherein a film thickness of the underlayer is set in a range of 0.5 nm to 6.0 nm.
(Supplementary note 30) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 23 to 28, further comprising a step of forming a seed layer having a B2 structure on the substrate before forming the underlayer. Manufacturing method.
(Supplementary note 31) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 20, or the magnetic recording medium produced by the production method according to any one of supplementary notes 22 to 30, and recording / reproducing means, A magnetic storage device comprising:
(Additional remark 32) A magnetic disk apparatus provided with the magnetic disk of Additional remark 21, and a recording / reproducing means.

本発明に係る製造方法により作製した磁気記録媒体の断面図である。It is sectional drawing of the magnetic-recording medium produced with the manufacturing method which concerns on this invention. 実施例および比較例に係る磁気ディスクの第1および第2下地層の構成および特性を示す図である。It is a figure which shows the structure and characteristic of the 1st and 2nd base layer of the magnetic disc which concerns on an Example and a comparative example. 磁気ディスクの磁化のヒステリシスループを示す図である。It is a figure which shows the hysteresis loop of magnetization of a magnetic disk. 実施例6の保磁力角型比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coercive force squareness ratio of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6の保磁力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coercive force of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6の交換結合磁界と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the exchange coupling magnetic field of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6の平均出力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average output of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6の分解能と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the resolution | decomposability of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6のオーバーライト特性と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the overwrite characteristic of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例6のS/Nm比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between S / Nm ratio of Example 6, and nitrogen gas addition amount. 実施例7の保磁力角型比とCr(N)膜膜厚との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coercive force squareness ratio of Example 7, and a Cr (N) film | membrane film thickness. 実施例7のSiso/Nm比とCr(N)膜膜厚との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Siso / Nm ratio of Example 7, and a Cr (N) film | membrane film thickness. 実施例8および実施例9の保磁力角型比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between coercive force squareness ratio of Example 8 and Example 9, and nitrogen gas addition amount. 実施例8および実施例9の平均出力と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average output of Example 8 and Example 9, and nitrogen gas addition amount. 実施例8および実施例9の分解能と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the resolution | decomposability of Example 8 and Example 9, and nitrogen gas addition amount. 実施例8および実施例9のS/Nm比と窒素ガス添加量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between S / Nm ratio of Example 8 and Example 9, and nitrogen gas addition amount. 実施の形態の第2例に係る磁気記録媒体の断面図である。It is sectional drawing of the magnetic-recording medium based on the 2nd example of embodiment. 実施の形態の第3例に係る磁気記録媒体の断面図である。It is sectional drawing of the magnetic-recording medium based on the 3rd example of embodiment. 実施の形態の第4例に係る磁気記録媒体の断面図である。It is sectional drawing of the magnetic-recording medium based on the 4th example of embodiment. 本発明の他の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the magnetic storage apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、20、30、35、43 磁気記録媒体
11 基板
12 第1シード層
13 第2シード層
14 第1下地層
15 第2下地層
16 第1磁性層
18 非磁性結合層
19 第2磁性層
20 保護層
21 潤滑層
40 磁気記憶装置
10, 20, 30, 35, 43 Magnetic recording medium 11 Substrate 12 First seed layer 13 Second seed layer 14 First underlayer 15 Second underlayer 16 First magnetic layer 18 Nonmagnetic coupling layer 19 Second magnetic layer 20 Protective layer 21 Lubricating layer 40 Magnetic storage device

Claims (17)

基板と、
前記基板上に形成された下地層と、
前記下地層上に形成された第1の磁性層と、
前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、
前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層と、を備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体であって、
前記下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金でかつ窒素を含有してなることを特徴とする磁気記録媒体。
A substrate,
An underlayer formed on the substrate;
A first magnetic layer formed on the underlayer;
A nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer;
A second magnetic layer formed on the nonmagnetic coupling layer,
In the magnetic recording medium, the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled, and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied. There,
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the underlayer is made of Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure and containing nitrogen.
前記下地層は、0.01体積%以上でかつ0.50体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてなることを特徴とする請求項1記載の磁気記録媒体。   2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the underlayer is formed in an atmospheric gas containing nitrogen gas of 0.01 volume% or more and 0.50 volume% or less. 前記下地層と前記第1の磁性層との間に、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金、あるいは、該CrまたはCr系合金でかつ窒素を含有する他の下地層が形成されてなることを特徴とする請求項1または2記載の磁気記録媒体。   Between the underlayer and the first magnetic layer, Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure, or another underlayer containing the Cr or Cr-based alloy and containing nitrogen is formed. The magnetic recording medium according to claim 1 or 2. 前記他の下地層は、窒素を実質的に含まない材料からなることを特徴とする請求項3記載の磁気記録媒体。   4. The magnetic recording medium according to claim 3, wherein the other underlayer is made of a material that does not substantially contain nitrogen. 前記他の下地層は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.00体積%以上でかつ0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で形成されてなることを特徴とする請求項3記載の磁気記録媒体。   The other underlayer is formed of Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure in an atmosphere gas containing 0.00 vol% or more and 0.10 vol% or less of nitrogen gas. The magnetic recording medium according to claim 3. 前記Cr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素と、Crからなる合金であることを特徴とする請求項1〜5のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。   The Cr-based alloy is an alloy composed of Cr and at least one additive element selected from the group consisting of Mo, W, V, and Ti. The magnetic recording medium described. 前記他の下地層は、前記下地層よりも前記添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする請求項6記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 6, wherein the other underlayer has a higher concentration in atomic% of the additive element than the underlayer. 前記下地層は2層からなり、第1の磁性層側の層が基板側の層よりも添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする請求項6または7記載の磁気記録媒体。   8. The magnetic recording medium according to claim 6, wherein the underlayer is composed of two layers, and the layer on the first magnetic layer side has a higher concentration of the additive element in atomic% than the layer on the substrate side. 前記他の下地層は2層からなり、第1の磁性層側の層が基板側の層よりも添加元素の原子%での濃度が高いことを特徴とする請求項6または7記載の磁気記録媒体。   8. The magnetic recording according to claim 6, wherein the other underlayer is composed of two layers, and the layer on the first magnetic layer side has a higher concentration of the additive element in atomic% than the layer on the substrate side. Medium. 前記下地層の直下にCrまたはCr系合金からなるその他の下地層を更に備えることを特徴とする請求項3〜9のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to any one of claims 3 to 9, further comprising another underlayer made of Cr or a Cr-based alloy immediately below the underlayer. 前記基板と下地層との間にシード層をさらに備え、
前記シード層が、非磁性のアモルファス金属あるいはB2構造を有する合金からなることを特徴とする請求項1〜10のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
Further comprising a seed layer between the substrate and the underlayer;
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the seed layer is made of a nonmagnetic amorphous metal or an alloy having a B2 structure.
基板と、前記基板上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された第1の磁性層と、前記第1の磁性層上に形成された非磁性結合層と、前記非磁性結合層上に形成された第2の磁性層とを備え、
前記第1の磁性層と第2の磁性層は交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第1の磁性層の磁化と第2の磁性層の磁化が互いに反平行である磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に前記下地層を形成する工程を備え、
前記下地層の形成工程は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
A substrate, an underlayer formed on the substrate, a first magnetic layer formed on the underlayer, a nonmagnetic coupling layer formed on the first magnetic layer, and the nonmagnetic coupling A second magnetic layer formed on the layer,
In the magnetic recording medium, the first magnetic layer and the second magnetic layer are exchange-coupled, and the magnetization of the first magnetic layer and the magnetization of the second magnetic layer are antiparallel to each other when no external magnetic field is applied. A manufacturing method comprising:
Forming the base layer on the substrate;
The method for producing a magnetic recording medium is characterized in that in the step of forming the underlayer, a Cr or Cr-based alloy having a bcc crystal structure is formed in an atmosphere gas containing nitrogen gas.
前記下地層と第1の磁性層との間に更に他の下地層を形成する工程を備え、
前記他の下地層の形成工程は、bcc結晶構造を有するCrまたはCr系合金を0.10体積%以下の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする請求項12記載の磁気記録媒体の製造方法。
Further comprising forming another underlayer between the underlayer and the first magnetic layer,
13. The magnetic layer according to claim 12, wherein in the step of forming the other underlayer, Cr or a Cr-based alloy having a bcc crystal structure is formed in an atmospheric gas containing 0.10% by volume or less of nitrogen gas. A method for manufacturing a recording medium.
前記下地層の形成工程は、0.01体積%〜0.50体積%の窒素ガスを含む雰囲気ガス中で成膜することを特徴とする請求項13記載の磁気記録媒体の製造方法。   14. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 13, wherein in the step of forming the underlayer, the film is formed in an atmospheric gas containing 0.01% by volume to 0.50% by volume of nitrogen gas. 前記bcc結晶構造を有するCr系合金は、Mo、W、V、およびTiからなる群のうち少なくとも1種の添加元素とCrからなる合金であり、
前記下地層および他の下地層が同一の前記添加元素を含み、
前記下地層よりも他の下地層の方が原子%での添加元素濃度が高いことを特徴とする請求項13または14記載の磁気記録媒体の製造方法。
The Cr-based alloy having the bcc crystal structure is an alloy made of Cr and at least one additive element out of the group consisting of Mo, W, V, and Ti,
The underlayer and the other underlayer contain the same additive element,
15. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 13, wherein the other underlayer has a higher additive element concentration in atomic% than the underlayer.
前記他の下地層の形成工程は、He、Ne、Ar、Kr、およびXeの群のうち少なくとも1種を含む希ガス雰囲気中で成膜することを特徴とする請求項13〜15のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。   In the other underlayer forming step, the film is formed in a rare gas atmosphere containing at least one selected from the group consisting of He, Ne, Ar, Kr, and Xe. A method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of the preceding claims. 請求項1〜11のうちいずれか一項記載の磁気記録媒体、あるいは請求項12〜16のうちいずれか一項記載の製造方法により形成された磁気記録媒体と、
記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
A magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 11, or a magnetic recording medium formed by the manufacturing method according to any one of claims 12 to 16,
And a magnetic storage device.
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