JP2007004920A - Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method - Google Patents

Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2007004920A
JP2007004920A JP2005185376A JP2005185376A JP2007004920A JP 2007004920 A JP2007004920 A JP 2007004920A JP 2005185376 A JP2005185376 A JP 2005185376A JP 2005185376 A JP2005185376 A JP 2005185376A JP 2007004920 A JP2007004920 A JP 2007004920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
magnetic recording
intermediate layer
recording medium
perpendicular magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005185376A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Reiko Arai
礼子 荒井
Ikuko Takekuma
育子 武隈
Yoshiyuki Hirayama
義幸 平山
Yuzuru Hosoe
譲 細江
Tomio Iwasaki
富生 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HGST Netherlands BV
Original Assignee
Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV filed Critical Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority to JP2005185376A priority Critical patent/JP2007004920A/en
Publication of JP2007004920A publication Critical patent/JP2007004920A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medium having a high medium S/N and excellent corrosion resistance and scratch durability. <P>SOLUTION: In a perpendicular magnetic recording medium formed by sequentially layering at least a soft magnetic layer 13, a seed layer 14, an intermediate layer 15, a magnetic recording layer 16 and a protective layer 17 on a substrate 11, the magnetic recording layer 16 has a granular structure constituted of a grain boundary layer containing many columnar particles comprising a CoCrPt alloy and an oxide, the seed layer 14 is constituted of a WCo alloy and the intermediate layer 15 is constituted of Ru or a Ru alloy. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、大容量の情報記録が可能な磁気記録媒体に係り、特に高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a magnetic recording medium capable of recording a large amount of information, and more particularly to a magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording and a manufacturing method thereof.

近年、パーソナルコンピュータのみならず家庭用の電気製品にも小型で大容量の磁気ディスク装置が搭載されるなど、磁気記憶装置の大容量化の要求は強く、記録密度の向上が求められている。これに対応すべく、磁気ヘッドや磁気記録媒体などの開発が精力的に行われている。しかしながら、現在実用化されている面内磁気記録方式を用いて記録密度を向上させることが困難となってきている。そこで面内磁気記録方式に代わる方式として垂直磁気記録が検討されている。垂直磁気記録は、隣接する磁化が向き合わないために高密度記録状態が安定であり、本質的に高密度記録に適した方式であると考えられる。また、垂直記録層と軟磁性下地層とを有する二層垂直磁気記録媒体と、単磁極型の記録ヘッドとを組合せることにより、記録効率を上げることができ、記録膜の保磁力増加に対応することも可能である。ただし、垂直磁気記録方式を用いて高密度記録を実現するためには、低ノイズでかつ熱減磁に強い垂直磁気記録媒体を開発する必要がある。   In recent years, there has been a strong demand for an increase in the capacity of a magnetic storage device, for example, a small-sized and large-capacity magnetic disk device is mounted not only in a personal computer but also in household electric appliances, and an improvement in recording density is required. In order to cope with this, development of magnetic heads and magnetic recording media has been energetically performed. However, it has become difficult to improve the recording density using the in-plane magnetic recording method that is currently in practical use. Therefore, perpendicular magnetic recording has been studied as an alternative to in-plane magnetic recording. Perpendicular magnetic recording is considered to be a system that is inherently suitable for high density recording because the adjacent magnetizations do not face each other and the high density recording state is stable. Also, by combining a dual-layer perpendicular magnetic recording medium having a perpendicular recording layer and a soft magnetic underlayer and a single-pole type recording head, the recording efficiency can be increased and the coercive force of the recording film can be increased. It is also possible to do. However, in order to realize high-density recording using the perpendicular magnetic recording method, it is necessary to develop a perpendicular magnetic recording medium that is low noise and resistant to thermal demagnetization.

垂直磁気記録媒体の記録層としては、面内磁気記録媒体で実用化されているCoCrPt系合金膜が従来から検討されている。CoCrPt系合金膜を用いて低ノイズ特性を得るためには、結晶粒界へのCr偏析を利用して磁性結晶粒子間の交換結合を低減して、磁化反転単位を小さくする必要がある。ところが、Cr量が不十分な場合には、記録層の形成過程で粒子が互いに合体して肥大化し、あるいは粒子間の交換結合低減が不十分となり、低ノイズ特性を得ることができない。一方、Cr量を多くした場合には、粒子内に多くのCrが残留することにより磁性粒子の磁気異方性エネルギーが低下し、熱減磁に対する十分な耐性が得られない。   As a recording layer of a perpendicular magnetic recording medium, a CoCrPt-based alloy film that has been put to practical use in an in-plane magnetic recording medium has been conventionally studied. In order to obtain low noise characteristics using a CoCrPt-based alloy film, it is necessary to reduce exchange coupling between magnetic crystal grains by using Cr segregation to grain boundaries to reduce the magnetization reversal unit. However, when the amount of Cr is insufficient, the particles are coalesced and enlarged in the formation process of the recording layer, or the exchange coupling between the particles is insufficiently reduced, and low noise characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the amount of Cr is increased, the magnetic anisotropy energy of the magnetic particles is lowered due to a large amount of Cr remaining in the particles, and sufficient resistance to thermal demagnetization cannot be obtained.

このような問題を克服して低ノイズ特性を得るために、例えば特開2003−178413号公報に示されているように、CoCrPt合金に酸化物を添加したグラニュラ型の記録層の検討が盛んに行われるようになってきた。このグラニュラ型の記録層を用いる場合には、磁性粒子を取り囲むように酸化物の粒界層を形成することにより磁性粒子間の交換結合を低減させるため、CoCrPt合金としてはCr濃度に関係なく高い磁気異方性エネルギーを有する材料を用いることができる。また、酸化物の粒界層は磁性粒子とは結晶的に不連続で、かつある程度の厚みを有するため、記録層の形成過程での粒子同士の合体は起こり難い。したがって、CoCrPt合金に酸化物を添加したグラニュラ型の垂直磁気記録媒体は、低ノイズでかつ熱減磁に強い垂直磁気記録媒体の候補として注目されている。垂直磁気記録媒体のシード層及び中間層についてはこれまでにも幅広く検討されている。例えば、酸化物グラニュラ型の垂直磁気記録媒体の中間層としてRuが適していることが、IEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1976 (2002)に報告されており、またTaシード層によってRu中間層の結晶配向性を向上できることがIEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1979 (2002)に報告されている。   In order to overcome such problems and obtain low noise characteristics, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-178413, investigation of a granular recording layer in which an oxide is added to a CoCrPt alloy is actively conducted. Has come to be done. When this granular type recording layer is used, the exchange coupling between the magnetic particles is reduced by forming an oxide grain boundary layer so as to surround the magnetic particles, so that the CoCrPt alloy is high regardless of the Cr concentration. A material having magnetic anisotropy energy can be used. In addition, since the oxide grain boundary layer is discontinuous in crystal with the magnetic particles and has a certain thickness, the particles are unlikely to coalesce during the recording layer formation process. Therefore, a granular type perpendicular magnetic recording medium in which an oxide is added to a CoCrPt alloy has attracted attention as a candidate for a perpendicular magnetic recording medium that has low noise and is resistant to thermal demagnetization. The seed layer and the intermediate layer of the perpendicular magnetic recording medium have been widely studied so far. For example, it has been reported in IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 38, No. 5, p. 1976 (2002) that Ru is suitable as an intermediate layer of an oxide granular type perpendicular magnetic recording medium. It has been reported in IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 38, No. 5, p. 1979 (2002) that the seed layer can improve the crystal orientation of the Ru intermediate layer.

また、特開2004-70980号公報には、Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Zr, Hf, Ta, Ni及びWのうち1種または2種とCoとを組み合わせたWCoシード層と、CoCr中間層とを有し、S/N向上および熱揺らぎを改善した垂直磁気記録媒体が開示されている。   JP-A-2004-70980 discloses a WCo seed layer in which one or two of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Zr, Hf, Ta, Ni and W are combined with Co. A perpendicular magnetic recording medium having a CoCr intermediate layer and improved S / N and thermal fluctuation is disclosed.

また、US2004-0072072号公報には、Ru中間層と、CoCrRu, CoCr, W, Ta, Mo, Hf又はTiを用いたシード層とを有する垂直磁気記録媒体が開示されている。   US 2004-0072072 discloses a perpendicular magnetic recording medium having a Ru intermediate layer and a seed layer using CoCrRu, CoCr, W, Ta, Mo, Hf or Ti.

また、特開2004-178748号公報には、第2下地層の選択肢としてWCo、第1下地層の選択肢としてRu、記録層は非グラニュラー系の加熱偏析型である垂直磁気記録媒体が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-178748 discloses a perpendicular magnetic recording medium in which WCo is used as the second underlayer option, Ru is used as the first underlayer option, and the recording layer is a non-granular heat segregation type. Yes.

IEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1976 (2002)IEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1976 (2002) IEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1979 (2002)IEEE Transactions on Magnetics, Vol.38, No.5, p.1979 (2002) Journal of Materials Research Vol. 16, pp.1789-1794(2001)Journal of Materials Research Vol. 16, pp.1789-1794 (2001) 特開2004-70980号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-70980 US2004-0072072号公報US2004-0072072 Publication 特開2004-178748号公報JP 2004-178748 A

これまで酸化物グラニュラ型の垂直磁気記録媒体に関してノイズ特性や熱減磁特性は検討されてきたが、耐食性やスクラッチ耐力については十分な検討が行われてこなかった。そこで、高い媒体S/Nが得られるTaシード層とRu中間層を用いた酸化物グラニュラ型の垂直磁気記録媒体に関して耐食性及びスクラッチ耐力試験を行ったところ、スクラッチ強度が弱く、また、数多くの腐食点が観察され耐食性にも問題があることが分かった。また、Ruの代わりに、従来の面内磁気記録媒体の中間層としてよく知られている非磁性のCoCr合金を中間層に用いた場合には、耐食性は改善されるが、媒体S/Nが大幅に低下することが分かった。つまり、従来知られている中間層材料とシード層材料との組み合わせでは、高い媒体S/Nと耐食性、スクラッチ耐力を両立することができないという問題があることが判明した。   So far, noise characteristics and thermal demagnetization characteristics have been studied for oxide granular type perpendicular magnetic recording media, but sufficient investigation has not been made on corrosion resistance and scratch resistance. Therefore, when an oxide granular type perpendicular magnetic recording medium using a Ta seed layer and a Ru intermediate layer that can obtain a high S / N ratio was subjected to corrosion resistance and scratch resistance tests, the scratch strength was weak and many corrosions were observed. The point was observed and it turned out that there is also a problem in corrosion resistance. Further, when a nonmagnetic CoCr alloy well known as an intermediate layer of a conventional in-plane magnetic recording medium is used for the intermediate layer instead of Ru, the corrosion resistance is improved, but the medium S / N is reduced. It turns out that it falls significantly. In other words, it has been found that the conventionally known combination of the intermediate layer material and the seed layer material has a problem that it is impossible to achieve both high medium S / N, corrosion resistance, and scratch resistance.

本発明の目的は、CoCrPt合金に酸化物を添加したグラニュラ型記録層を有する垂直磁気記録媒体に関して、中間層とシード層の材料や構造との組み合わせを選ぶことよって、従来技術では両立させることが困難と考えられていた、高い媒体S/Nと耐食性、スクラッチ耐力とを両立させ、媒体S/Nが高く、かつ、耐食性及びスクラッチ耐力に優れた垂直磁気記録媒体を実現することである。   An object of the present invention is to make a conventional magnetic recording medium compatible with a perpendicular magnetic recording medium having a granular recording layer in which an oxide is added to a CoCrPt alloy, by selecting a combination of materials and structures of an intermediate layer and a seed layer. An object of the present invention is to realize a perpendicular magnetic recording medium that has both high medium S / N, corrosion resistance, and scratch resistance, which has been considered difficult, and has high medium S / N and excellent corrosion resistance and scratch resistance.

上述の目的を達成するために、本発明の一つの特徴によれば、基板上に少なくとも軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、磁気記録層をCoCrPt合金からなる多数の柱状粒子と酸化物を含む粒界層によって構成されたグラニュラ構造とし、シード層をWCo合金で構成し、中間層をRuあるいはRu合金によって構成する。本発明のグラニュラ型垂直磁気記録媒体は、WCo合金からなるシード層とRuあるいはRu合金からなる中間層とを組み合わせることによって、高い媒体S/Nと優れた耐食性及びスクラッチ耐力とを両立させる。この垂直磁気記録媒体は、本発明者らの解析によれば、X線回折装置を用いて測定したRu(0002)回折のロッキングカーブの半値幅が5度以下であることを特徴とする。また、WCo合金シード層のCo含有量は、20at.%以上60at.%以下が好ましい。   To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, a seed layer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are sequentially stacked on a substrate. The magnetic recording layer has a granular structure composed of a large number of columnar grains made of a CoCrPt alloy and a grain boundary layer containing an oxide, the seed layer is composed of a WCo alloy, and the intermediate layer is composed of Ru or a Ru alloy. The granular type perpendicular magnetic recording medium of the present invention combines a high medium S / N with excellent corrosion resistance and scratch resistance by combining a seed layer made of a WCo alloy and an intermediate layer made of Ru or Ru alloy. According to the analysis of the present inventors, this perpendicular magnetic recording medium is characterized in that the full width at half maximum of the rocking curve of Ru (0002) diffraction measured using an X-ray diffractometer is 5 degrees or less. The Co content of the WCo alloy seed layer is preferably 20 at.% Or more and 60 at.% Or less.

垂直磁気記録媒体の耐食性を改善するためには、これまでの考えによれば、媒体を構成するそれぞれの層に用いる材料として耐食性の優れた材料を用いることが有効であるとされていた。ところが、同等の耐食性を有する材料を用いても、垂直磁気媒体としての耐食性に大きな差異が生じることが分かった。本発明者らが詳細に検討を行った結果、用いる各材料自体の耐食性だけでなく、むしろ、媒体を構成する層構成の材料間の組み合わせが垂直磁気媒体の耐食性に影響を及ぼすことを見出した。材料間の電気化学的性質や密着性などが耐食性を決める重要な要素となっていると考えられる。さらに、垂直磁気記録媒体のスクラッチ耐力の改善には、材料間の密着性だけでなく結晶性が重要な要素となっていることが、本発明者らの解析で分かった。本発明の垂直磁気記録媒体は、WCo合金のシード層とRu中間層との組み合わせにより、高い媒体S/N特性を損なうことなく、優れた耐食性及びスクラッチ耐力を実現するものであり、さらにRuの結晶配向性を制御することが重要であることを見出してWCo合金シード層のCo含有量を適切な範囲に設定した結果なされたものである。   In order to improve the corrosion resistance of the perpendicular magnetic recording medium, it has been considered that it is effective to use a material having excellent corrosion resistance as a material used for each layer constituting the medium. However, it has been found that even if a material having equivalent corrosion resistance is used, a large difference occurs in the corrosion resistance as a perpendicular magnetic medium. As a result of detailed studies by the present inventors, it has been found that not only the corrosion resistance of each material itself used, but rather the combination of the material of the layer structure constituting the medium affects the corrosion resistance of the perpendicular magnetic medium. . The electrochemical properties and adhesion between materials are considered to be important factors that determine the corrosion resistance. Furthermore, the present inventors have found that not only the adhesion between materials but also the crystallinity is an important factor for improving the scratch resistance of the perpendicular magnetic recording medium. The perpendicular magnetic recording medium of the present invention achieves excellent corrosion resistance and scratch resistance without impairing high medium S / N characteristics by combining a WCo alloy seed layer and a Ru intermediate layer. This is the result of finding that it is important to control the crystal orientation and setting the Co content of the WCo alloy seed layer in an appropriate range.

なお、高い媒体S/Nを得るためには、記録層側の中間層の表面凹凸を大きくして磁気記録層の結晶粒界への酸化物の偏析を促進することがより好ましい。つまり、高い媒体S/Nと優れた耐食性を両立するためには、結晶配向性が良く表面凹凸の大きな中間層を用いることがより好ましい。このような中間層を実現するために、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法では、中間層を製造方法の異なる第一中間層と第二中間層を積層したRuあるいはRu合金から構成し、第二中間層を形成するときのガス圧を、第一中間層を形成するときのガス圧より高くすることが望ましい。第一中間層と第二中間層を形成する際のガス圧を変化させる代わりに、製膜レートを変化させてもよい。その場合には第一中間層を第二中間層より高い製膜レートで形成する。また、第一中間層と第二中間層の形成時に、ガス圧と製膜レートの両方を変化させてもよい。   In order to obtain a high medium S / N, it is more preferable to increase the surface unevenness of the intermediate layer on the recording layer side to promote the segregation of oxides on the crystal grain boundaries of the magnetic recording layer. That is, in order to achieve both high medium S / N and excellent corrosion resistance, it is more preferable to use an intermediate layer having good crystal orientation and large surface irregularities. In order to realize such an intermediate layer, in the method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the intermediate layer is made of Ru or Ru alloy in which a first intermediate layer and a second intermediate layer different in manufacturing method are laminated, It is desirable that the gas pressure when forming the second intermediate layer is higher than the gas pressure when forming the first intermediate layer. Instead of changing the gas pressure when forming the first intermediate layer and the second intermediate layer, the film forming rate may be changed. In that case, the first intermediate layer is formed at a higher film forming rate than the second intermediate layer. Moreover, you may change both a gas pressure and a film forming rate at the time of formation of a 1st intermediate | middle layer and a 2nd intermediate | middle layer.

本発明によれば、RuあるいはRu合金からなる中間層と、WCo合金からなるシード層との組み合わせを選択することによって、従来技術では両立させることが困難と考えられていた、高い媒体S/Nと耐食性、スクラッチ耐力とを両立させ、媒体S/Nが高く、耐食性及びスクラッチ耐力に優れた、酸化物グラニュラ型垂直磁気記録媒体を実現できる。   According to the present invention, by selecting a combination of an intermediate layer made of Ru or a Ru alloy and a seed layer made of a WCo alloy, a high medium S / N that has been considered difficult to achieve in the prior art. In addition, it is possible to realize an oxide granular type perpendicular magnetic recording medium that achieves both high corrosion resistance and scratch resistance, high medium S / N ratio, and excellent corrosion resistance and scratch resistance.

本発明の垂直磁気記録媒体の一例として、ANELVA製スパッタ装置(C3010)を用いて作製した。このスパッタ装置は10個のプロセスチャンバと1個の基板導入チャンバから構成され、それぞれのチャンバは独立に排気されている。全てのチャンバの排気能力は6×10−6Pa以下である。 As an example of the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, it was produced using an ANELVA sputtering apparatus (C3010). This sputtering apparatus is composed of 10 process chambers and one substrate introduction chamber, and each chamber is evacuated independently. The exhaust capacity of all the chambers is 6 × 10 −6 Pa or less.

磁気記録層結晶粒の粒界幅は、透過電子顕微鏡によって磁気記録層平面の明視野像を観察することによって求めた。明視野像では試料を構成する原子の原子番号が大きいほど電子の散乱角度が大きくなり、暗いコントラストとなる。グラニュラ構造の磁気記録層の明視野像では、結晶粒の部分は暗いコントラストの部分として、酸化物からなる粒界の部分は明るいコントラストの部分として観察される。隣接する結晶粒の重心位置を結ぶ線を引き、その線上の粒界部分の長さを求めることにより個々の粒界幅を求めた。100箇所以上の粒界について粒界幅を求め、これらを平均することで、平均粒界幅とした。   The grain boundary width of the magnetic recording layer crystal grains was determined by observing a bright field image on the plane of the magnetic recording layer with a transmission electron microscope. In the bright field image, the larger the atomic number of the atoms constituting the sample, the larger the electron scattering angle, resulting in darker contrast. In a bright field image of a magnetic recording layer having a granular structure, a crystal grain portion is observed as a dark contrast portion, and a grain boundary portion made of oxide is observed as a bright contrast portion. The width of each grain boundary was obtained by drawing a line connecting the gravity center positions of adjacent crystal grains and obtaining the length of the grain boundary part on the line. The grain boundary width was determined for 100 or more grain boundaries, and these were averaged to obtain the average grain boundary width.

記録再生特性はスピンスタンドによって評価した。評価に用いたヘッドはシールドギャップ長55nm、トラック幅120nmの巨大磁気抵抗効果を利用した再生素子と、トラック幅170nmの単磁極書き込み素子からなる複合磁気ヘッドである。周速10m/s、スキュー角0度、磁気スペーシング約15nmの条件で再生出力とノイズを測定し、媒体S/Nは線記録密度1970fr/mmの信号を記録したときの孤立波再生出力と線記録密度23620fr/mmの信号を記録したときの積分ノイズとの比として求めた。   The recording / reproduction characteristics were evaluated by a spin stand. The head used for the evaluation is a composite magnetic head composed of a reproducing element using a giant magnetoresistance effect with a shield gap length of 55 nm and a track width of 120 nm, and a single-pole writing element with a track width of 170 nm. Reproduction output and noise were measured under conditions of a peripheral speed of 10 m / s, a skew angle of 0 degree, and a magnetic spacing of about 15 nm, and the medium S / N was a solitary wave reproduction output when a signal having a linear recording density of 1970 fr / mm was recorded. It was determined as a ratio to the integrated noise when a signal having a linear recording density of 23620 fr / mm was recorded.

耐食性の評価は以下の手順で行った。まず、温度60℃、相対湿度90%RH以上の高温多湿状態の条件下にサンプルを96時間放置する。次に、Optical Surface Analyzerを用いて半径14mmから25mmまでの範囲内における腐食点の数をカウントし、以下のようにランク付けした。カウント数が50未満のものをA、50以上200未満のものをB、200以上500未満のものをC、500以上のものをDとして評価した。実用的にはB以上のランクが望ましい。   The corrosion resistance was evaluated according to the following procedure. First, the sample is allowed to stand for 96 hours under conditions of a high temperature and high humidity state at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% RH or higher. Next, the number of corrosion points within a radius of 14 mm to 25 mm was counted using an Optical Surface Analyzer, and ranked as follows. A sample having a count number of less than 50 was evaluated as A, a sample having a count of 50 or more and less than 200 was evaluated as B, a sample having a count of 200 or more and less than 500 was evaluated as C, and a sample having a count number of 500 or more was evaluated as D. In practice, a rank of B or higher is desirable.

スクラッチ試験は、5μmRのダイアモンド針をセラミックアクチュエーターにより強制励振させ、ステージを5度傾けた状態で30μm/secの速度で移動させて行った。ステージを横に移動することで荷重が徐々に増加し、サンプルが破壊する。この破壊する荷重が大きいほどスクラッチ耐力が強いことを意味している。   The scratch test was performed by forcibly exciting a diamond needle of 5 μmR with a ceramic actuator and moving the stage at a speed of 30 μm / sec with the stage tilted 5 degrees. Moving the stage to the side gradually increases the load and destroys the sample. This means that the greater the load to be destroyed, the stronger the scratch resistance.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

〔実験例1〕
図1に、本実験例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。基板11には厚さ0.635mm、直径65mm(2.5インチ型)のガラス基板を使用し、スパッタリング法により密着層12、軟磁性下地層13、シード層14、中間層15、磁気記録層16、保護層17を順次形成した。表1に各層の作製に用いたターゲットとArガス圧、成膜レート及び膜厚を示す。
[Experimental Example 1]
FIG. 1 shows the layer structure of the perpendicular magnetic recording medium of this experimental example. A glass substrate having a thickness of 0.635 mm and a diameter of 65 mm (2.5 inch type) is used as the substrate 11, and an adhesion layer 12, a soft magnetic underlayer 13, a seed layer 14, an intermediate layer 15, and a magnetic recording layer are formed by sputtering. 16 and the protective layer 17 were formed in order. Table 1 shows the target, Ar gas pressure, film formation rate, and film thickness used for the production of each layer.

Figure 2007004920
Figure 2007004920

まず、基板11上に密着層であるNiTaを30nm、その上に第一軟磁性層131であるCoTaZrを50nm、非磁性層132であるRuを0.8nm、第二軟磁性層133であるCoTaZrを50nm順に形成し、基板を80℃以下まで磁界中冷却して軟磁性下地層13を形成した。ここで第一軟磁性層131と第二軟磁性下地層133はRu非磁性層132を介して反強磁性的に結合している。さらにシード層14であるWCoを1nm、中間層15であるRuを18nm、記録層16であるCoCrPt−SiOを16nm、保護層17であるカーボンを5nm形成した。その後、パーフルオロアルキルポリエーテル系の材料をフルオルカーボン材で希釈した潤滑剤を塗布し、表面にバニッシュをかけて本実施例である垂直記録媒体を作製した。スパッタガスとしてはArを使用し、磁気記録層を形成する際には酸素を20mPaの分圧で添加した。保護層17を形成する時は、製膜時のAr圧力0.6Paに対し窒素を50mPaの分圧で添加した。 First, NiTa as an adhesion layer is 30 nm on the substrate 11, CoTaZr as the first soft magnetic layer 131 is 50 nm, Ru as the nonmagnetic layer 132 is 0.8 nm, and CoTaZr as the second soft magnetic layer 133. Were formed in order of 50 nm, and the substrate was cooled in a magnetic field to 80 ° C. or lower to form the soft magnetic underlayer 13. Here, the first soft magnetic layer 131 and the second soft magnetic underlayer 133 are antiferromagnetically coupled via the Ru nonmagnetic layer 132. Further, 1 nm of WCo as the seed layer 14, 18 nm of Ru as the intermediate layer 15, 16 nm of CoCrPt—SiO 2 as the recording layer 16, and 5 nm of carbon as the protective layer 17 were formed. Thereafter, a lubricant obtained by diluting a perfluoroalkyl polyether material with a fluorocarbon material was applied, and the surface was burnished to produce a perpendicular recording medium of this example. Ar was used as the sputtering gas, and oxygen was added at a partial pressure of 20 mPa when forming the magnetic recording layer. When forming the protective layer 17, nitrogen was added at a partial pressure of 50 mPa with respect to an Ar pressure of 0.6 Pa during film formation.

中間層とシード層との組み合わせが記録再生特性及び耐食性に及ぼす影響を調べる目的で、シード層と中間層材料が異なる様々なサンプルを作製した。いずれのサンプルもシード層と中間層の膜厚及び製膜条件は一定とし、その他の構成は上記本実験例と同じである。作製したサンプルのシード層と中間層の材料、及び媒体S/Nと透過電子顕微鏡を用いて求めた磁気記録層の結晶粒界幅、耐食性の評価結果を表2に示す。   In order to investigate the effect of the combination of the intermediate layer and the seed layer on the recording / reproducing characteristics and the corrosion resistance, various samples having different seed layer and intermediate layer materials were prepared. In any sample, the film thickness and film forming conditions of the seed layer and the intermediate layer are constant, and the other configurations are the same as those in the above experimental example. Table 2 shows the evaluation results of the grain boundary width and the corrosion resistance of the magnetic recording layer obtained using the seed layer and intermediate layer materials of the prepared sample, the medium S / N, and the transmission electron microscope.

Figure 2007004920
Figure 2007004920

まず、媒体S/Nに着目すると、中間層としてRuを用いたサンプル1−6〜1−10は、中間層としてCoCr合金を用いたサンプル1−1〜1−5に比べて高い媒体S/N(17dB以上)が得られている。透過電子顕微鏡を用いてサンプル1−2の磁気記録層の結晶粒界幅を求めると0.4nmであった。一方、最も高い媒体S/Nが得られているサンプル1−7の結晶粒界幅は1.1nmであり、サンプル1−2に比べて大幅に結晶粒界幅が増加していた。その他のサンプルについても結晶粒界幅を求めたところ、媒体S/Nが低い(例えば13dB以下の)サンプルではいずれも結晶粒界幅は0.5nm以下であった。このように、CoCrPt合金に酸化物を添加したグラニュラ型の磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体において、高い媒体S/N(例えば17dB以上)を得るためには、酸化物からなる結晶粒界の幅を大きくすることがより好ましく、これを実現する中間層としてRuが適していることが分かる。   First, paying attention to the medium S / N, the samples 1-6 to 1-10 using Ru as the intermediate layer are higher than the samples S1-1 to 1-5 using the CoCr alloy as the intermediate layer. N (17 dB or more) is obtained. The crystal grain boundary width of the magnetic recording layer of Sample 1-2 was determined to be 0.4 nm using a transmission electron microscope. On the other hand, the grain boundary width of Sample 1-7 from which the highest medium S / N was obtained was 1.1 nm, and the grain boundary width was significantly increased as compared with Sample 1-2. When the grain boundary width was determined for other samples, the grain boundary width was 0.5 nm or less for all samples having a low medium S / N (for example, 13 dB or less). Thus, in a perpendicular magnetic recording medium having a granular magnetic recording layer in which an oxide is added to a CoCrPt alloy, in order to obtain a high medium S / N (for example, 17 dB or more), the grain boundary of the oxide It is more preferable to increase the width, and it can be seen that Ru is suitable as an intermediate layer for realizing this.

次に、耐食性評価の結果に着目する。中間層としてCoCr合金を用いたサンプル1−1〜1−5に関しては、シード層にNiFe及びWを用いた場合、耐食性は良くない結果(ランクC)を示したが、それ以外は比較的良好な耐食性(ランクB)を示している。しかしながら、先に述べたようにいずれの場合も媒体S/Nが低い(13dB以下)ために耐食性と両立できていないことが問題である。一方、高い媒体S/N(17dB以上)が得られていているRu中間層との組み合わせではシード層の材料による耐食性ランクのバラツキが大きい。特に、シード層にTa或いはNiFeを用いたサンプル1−7、1−8は高い媒体S/Nが得られているにもかかわらず耐食性がDランクと非常に悪い。サンプル1−7から、Taシード層はRu中間層の結晶配向性を向上させ、高い媒体S/Nを得る上では非常に有効であるが、Ru中間層と組み合わせた場合に、耐食性に問題があることが分かった。これに対して、W或いはWCoをシード層として用いた場合は比較的良好な耐食性を示し、特に、サンプル1−10では、WCoシード層とRu中間層とを組み合わせることによって、17dB以上の高い媒体S/Nを維持しながら、Bランク以上の優れた耐食性を得ることができた。   Next, attention is focused on the results of the corrosion resistance evaluation. Regarding samples 1-1 to 1-5 using CoCr alloy as the intermediate layer, when NiFe and W were used for the seed layer, the corrosion resistance was not good (rank C). Corrosion resistance (rank B) is shown. However, as described above, in any case, the medium S / N is low (13 dB or less), so that it is incompatible with the corrosion resistance. On the other hand, in the combination with the Ru intermediate layer in which a high medium S / N (17 dB or more) is obtained, the variation in the corrosion resistance rank depending on the material of the seed layer is large. In particular, Samples 1-7 and 1-8 using Ta or NiFe for the seed layer have a very low corrosion resistance of D rank even though a high medium S / N is obtained. From Sample 1-7, the Ta seed layer is very effective in improving the crystal orientation of the Ru intermediate layer and obtaining a high medium S / N, but there is a problem in corrosion resistance when combined with the Ru intermediate layer. I found out. On the other hand, when W or WCo is used as a seed layer, it shows relatively good corrosion resistance. In particular, in Sample 1-10, a medium having a high density of 17 dB or more is obtained by combining the WCo seed layer and the Ru intermediate layer. While maintaining S / N, excellent corrosion resistance higher than rank B could be obtained.

本実験例ではCo−13Cr−14Pt(at.%)合金にSi酸化物を17.5vol.%添加した磁気記録層を用いたが、Si酸化物の添加量を15vol.%,20vol.%に変化させた場合や、CoCrPt合金の組成が異なるCo−15Cr−14Pt(at.%),Co−19Cr−14Pt(at.%),Co−17Cr−16Pt(at.%)を用いた場合も本実験例と同様の傾向が得られた。また、磁気記録層に添加する酸化物として様々な材料を検討した結果、Si酸化物以外にAl酸化物、Ti酸化物、Ta酸化物、B酸化物において本実験例と同様の傾向がみられた。酸化物が安定に生成されやすく、1nm以上の幅の結晶粒界を形成するのに適した材料が磁気記録層に添加された場合に、本発明の効果が顕著に現れる。   In this experimental example, a magnetic recording layer in which 17.5 vol.% Of Si oxide was added to a Co-13Cr-14Pt (at.%) Alloy was used, but the addition amount of Si oxide was 15 vol.% And 20 vol. This is also the case when using Co-15Cr-14Pt (at.%), Co-19Cr-14Pt (at.%), Or Co-17Cr-16Pt (at.%) With different compositions of CoCrPt alloys. The same tendency as in the experimental example was obtained. Moreover, as a result of examining various materials as oxides added to the magnetic recording layer, the same tendency as in this experimental example was observed in Al oxide, Ti oxide, Ta oxide, and B oxide in addition to Si oxide. It was. The effect of the present invention is remarkably exhibited when a material suitable for forming a crystal grain boundary having a width of 1 nm or more is added to the magnetic recording layer, since oxides are easily generated stably.

次にサンプル1−7〜1−10のシード層について、分子動力学シミュレーションを用いてRu中間層との界面及びCoTaZr軟磁性層との界面の剥離強度を計算した。計算結果と実測結果を併せて表3に示す。計算では軟磁性層をCo−3Ta−5Zr(at.%)とし、シード層の組成を表3に例示した。計算はJournal of Materials Research Vol. 16, pp.1789-1794(2001)に開示されている方法で行った。   Next, for the seed layers of Samples 1-7 to 1-10, the peel strength at the interface with the Ru intermediate layer and the interface with the CoTaZr soft magnetic layer was calculated using molecular dynamics simulation. Table 3 shows the calculation results and the actual measurement results. In the calculation, the soft magnetic layer is Co-3Ta-5Zr (at.%), And the composition of the seed layer is exemplified in Table 3. The calculation was performed by the method disclosed in Journal of Materials Research Vol. 16, pp.1789-1794 (2001).

Figure 2007004920
Figure 2007004920

シード層にTaを用いた場合(サンプル1−7)、Ru中間層との界面或いはCoTaZr軟磁性層との界面いずれにおいても剥離エネルギーが小さく、スクラッチ破壊荷重も85mVと弱いことが分かった。シード層にWCoを用いた場合(サンプル1−10)に剥離エネルギーは最も大きく、スクラッチ破壊荷重はTaの場合と比較して2倍近く増加した。この結果から、WCoシード層を用いることによってCoTaZr軟磁性層及びRu中間層との界面における剥離強度が増加し、スクラッチ耐力が向上したと考えられる。本発明で要求とされるスクラッチ耐力としては、スクラッチ破壊荷重で150mV以上が必要であり、望ましくは、160mV以上がより好ましい。なお、耐食性ではNiFeシード層より優れた特性が得られたWシード層(表2のサンプル1-8と1-9の比較)が、スクラッチ耐力ではNiFeシード層より劣る(表3のサンプル1-8と1-9の比較)ことからも明らかなように、優れた耐蝕性と高いスクラッチ耐力とを同時に達成するためには、シード層と中間層との最適な組み合わせが重要であり、種々の材料の組み合わせを詳細に検討した結果、WCo合金シード層とRu中間層との組み合わせがより好ましいことが分かった。   When Ta was used for the seed layer (Sample 1-7), it was found that the peel energy was small and the scratch breakdown load was as weak as 85 mV at either the interface with the Ru intermediate layer or the interface with the CoTaZr soft magnetic layer. When WCo was used for the seed layer (sample 1-10), the peel energy was the largest, and the scratch breaking load increased nearly twice as much as that of Ta. From this result, it is considered that the use of the WCo seed layer increased the peel strength at the interface between the CoTaZr soft magnetic layer and the Ru intermediate layer and improved the scratch resistance. The scratch resistance required in the present invention requires a scratch breaking load of 150 mV or more, and more preferably 160 mV or more. In addition, the W seed layer (comparison between samples 1-8 and 1-9 in Table 2), which has characteristics superior to the NiFe seed layer in corrosion resistance, is inferior to the NiFe seed layer in scratch resistance (Sample 1 in Table 3). 8 and 1-9), as is clear from the above, in order to achieve excellent corrosion resistance and high scratch resistance at the same time, an optimal combination of the seed layer and the intermediate layer is important. As a result of examining the combination of materials in detail, it was found that the combination of the WCo alloy seed layer and the Ru intermediate layer is more preferable.

本実験例では軟磁性層にCo−3Ta−5Zr(at.%)を用いたが、例えば組成の異なるCo−5Ta−5Zr(at.%)、Co−5Nb−5Zr(at.%)、Co−5Ta−5Hf(at.%)など、他のCo系アモルファス合金を用いた場合も同様の傾向が得られた。   In this experimental example, Co-3Ta-5Zr (at.%) Was used for the soft magnetic layer. For example, Co-5Ta-5Zr (at.%), Co-5Nb-5Zr (at.%), And Co having different compositions were used. The same tendency was obtained when other Co-based amorphous alloys such as -5Ta-5Hf (at.%) Were used.

〔実験例2〕
本実験例の垂直磁気記録媒体は、シード層の材料以外は実験例1のサンプル1−10と同じ膜構成及び製膜条件で作製した。本実験例ではシード層のWCo合金組成を変化させた。図2(a)にシード層のWCo合金組成と腐食点のカウント数との関係、図2(b)にシード層のWCo合金組成と媒体S/Nとの関係を示す。WCo合金がCoを20at.%〜70at.%含有する場合にBランク以上の優れた耐食性が得られ、Coを60at.%以下含有する場合に高い媒体S/N(17dB以上)が得られた。中間層としてRuの代わりにRu−5Ti(at.%)やRu−10Co(at.%)、Ru−15SiO(Vol.%)を用いた場合にも同様の傾向が得られた。
[Experimental example 2]
The perpendicular magnetic recording medium of this experimental example was manufactured with the same film configuration and film forming conditions as those of Sample 1-10 of Experimental example 1 except for the material of the seed layer. In this experimental example, the WCo alloy composition of the seed layer was changed. FIG. 2A shows the relationship between the WCo alloy composition of the seed layer and the count of corrosion points, and FIG. 2B shows the relationship between the WCo alloy composition of the seed layer and the medium S / N. When the WCo alloy contains 20 at.% To 70 at.% Co, excellent corrosion resistance of rank B or higher was obtained, and when the WCo alloy contained 60 at.% Or less, high medium S / N (17 dB or more) was obtained. . The same tendency was obtained when Ru-5Ti (at.%), Ru-10Co (at.%), Or Ru-15SiO 2 (Vol.%) Was used as the intermediate layer instead of Ru.

以上の結果より、WCoシード層をRuあるいはRu合金中間層と組み合わせて高い媒体S/Nと優れた耐食性を実現するためには、シード層のWCo合金がCoを20at.%以上60at.%以下含有することが望ましい。   From the above results, in order to realize a high medium S / N and excellent corrosion resistance by combining the WCo seed layer with the Ru or Ru alloy intermediate layer, the WCo alloy of the seed layer has a Co content of 20 at.% To 60 at.%. It is desirable to contain.

〔実験例3〕
図3に本実験例の垂直磁気記録媒体の層構成を示す。本実験例では、中間層35が第一の中間層351と第二の中間層352の積層構造となっている。中間層35以外の膜構成及び製膜条件は、実験例1のサンプル1−10と同じである。本実験例では中間層35の製膜条件(Arガス圧と製膜レート)を変化させており、第一中間層351及び第二中間層352の膜厚はそれぞれ8nmとした。
[Experimental Example 3]
FIG. 3 shows the layer structure of the perpendicular magnetic recording medium of this experimental example. In this experimental example, the intermediate layer 35 has a laminated structure of a first intermediate layer 351 and a second intermediate layer 352. The film configuration and film forming conditions other than the intermediate layer 35 are the same as those of Sample 1-10 of Experimental Example 1. In this experimental example, the film forming conditions (Ar gas pressure and film forming rate) of the intermediate layer 35 were changed, and the film thicknesses of the first intermediate layer 351 and the second intermediate layer 352 were 8 nm, respectively.

表4に、それぞれのサンプルの中間層の製膜条件と、X線回折装置を用いて測定したRu(0002)回折のロッキングカーブの半値幅Δθ50、耐食性の評価結果及びスクラッチ破壊加重を示す。
Table 4 shows the film forming conditions of the intermediate layer of each sample, the full width at half maximum Δθ 50 of the rocking curve of Ru (0002) diffraction measured using an X-ray diffractometer, the corrosion resistance evaluation results, and the scratch fracture load.

Figure 2007004920
Figure 2007004920

まず耐食性の結果に着目すると、いずれも同じRu中間層とWCoシード層との組み合わせを用いているにもかかわらず、耐食性の評価結果に差異が現れた。第一中間層351と第二中間層352を同じ製膜条件で作製したサンプル2−1と2−2を比較すると、Δθ50が小さく、Ru中間層の結晶配向性が良いサンプル2−1の方が高い耐食性が得られている。また、第一中間層351を第二中間層352より低いガス圧或いは高い成膜レートで形成したサンプル2−4、2−5、2−6は、ランクAの高い耐食性を示している。中間層Ruを2層構造とし、第一中間層を第二中間層より低いガス圧或いは高い成膜レートで形成することによって耐食性が更に改善し、本発明の効果が顕著に現れることが分かった。 First, paying attention to the results of the corrosion resistance, a difference appeared in the evaluation results of the corrosion resistance in spite of using the same combination of the Ru intermediate layer and the WCo seed layer. When samples 2-1 and 2-2 in which the first intermediate layer 351 and the second intermediate layer 352 are produced under the same film forming conditions are compared, the Δθ 50 is small, and the crystal orientation of the Ru intermediate layer is good. Higher corrosion resistance is obtained. Samples 2-4, 2-5, and 2-6, in which the first intermediate layer 351 is formed at a lower gas pressure or higher film formation rate than the second intermediate layer 352, show high rank A corrosion resistance. It was found that the corrosion resistance was further improved by forming the intermediate layer Ru in a two-layer structure and forming the first intermediate layer at a lower gas pressure or higher film formation rate than the second intermediate layer, and the effects of the present invention appeared remarkably. .

次に、Ru(0002)回折のロッキングカーブの半値幅Δθ50に着目し耐食性との関係を調べた結果、Δθ50が5度以下の高い結晶配向性を示すサンプル2−1、2−4、2−5、2−6に関してAランクの非常に優れた耐食性が得られた。つまり、耐食性を向上させるためには膜の材料の組み合わせだけではなく、Ru中間層の結晶配向性も重要であることが分かった。本実験例のサンプルの媒体S/Nを調べたところ、すべて必要とされる媒体S/N(17dB)の基準を満たしていた。サンプル2−1と2−2の媒体S/Nはそれぞれ17.1dB、17.3dBであり、サンプル2−3に比較して媒体S/Nが高く、サンプル2−4は17.8dBと更に高いことがわかった。これは低ガス圧で製膜した中間層は表面凹凸がつきにくいために、磁気記録層の結晶粒界への偏析が起こりにくいことが原因と考えられる。このように高い媒体S/Nと優れた耐食性を両立するためには、シード層に接する中間層は結晶配向が高く、記録層に接する中間層は表面凹凸を大きくすることがより好ましい。 Next, as a result of investigating the relationship with the corrosion resistance by paying attention to the full width at half maximum Δθ 50 of the rocking curve of Ru (0002) diffraction, samples 2-1 and 2-4 showing high crystal orientation with Δθ 50 of 5 degrees or less, With respect to 2-5 and 2-6, very excellent corrosion resistance of A rank was obtained. That is, it was found that not only the combination of film materials but also the crystal orientation of the Ru intermediate layer is important for improving the corrosion resistance. When the medium S / N of the sample of this experimental example was examined, all the required medium S / N (17 dB) standards were satisfied. The media S / N of samples 2-1 and 2-2 are 17.1 dB and 17.3 dB, respectively. The media S / N is higher than that of sample 2-3, and sample 2-4 is 17.8 dB. I found it expensive. This is presumably because the intermediate layer formed at a low gas pressure is less prone to surface irregularities and segregation to the crystal grain boundaries of the magnetic recording layer is unlikely to occur. In order to achieve both high medium S / N and excellent corrosion resistance, it is more preferable that the intermediate layer in contact with the seed layer has a high crystal orientation and the intermediate layer in contact with the recording layer has a large surface irregularity.

このような特徴を持つ中間層を実現するためには、まず中間層が製造方法の異なる第一中間層351と第二中間層352により構成されること、さらにサンプル2−4のように、第一中間層351が低ガス圧雰囲気中で製膜され、高い結晶配向性を示す膜であることがより好ましいことが分かった。   In order to realize an intermediate layer having such characteristics, first, the intermediate layer is composed of a first intermediate layer 351 and a second intermediate layer 352 that are manufactured differently, and, as in Sample 2-4, It was found that the intermediate layer 351 is more preferably a film formed in a low gas pressure atmosphere and exhibiting high crystal orientation.

サンプル2−5は、第一中間層351と第二中間層352の形成する際のガス圧を変化させる代わりに製膜レートを変化させた。低い製膜レートで形成した場合、高ガス圧雰囲気中で形成することと同様の効果が得られ、表面凹凸がつきやすく結晶配向性が劣化する。一方、高い製膜レートで形成した場合、低ガス圧雰囲気中で形成することと同様の効果が得られ、表面凹凸がつきにくいが結晶配向性が向上する。サンプル2−5は、第一中間層351を高い製膜レートで形成し、第二中間層352を低い製膜レートで形成した。サンプル2−5もサンプル2−4と同様、高い媒体S/N(17.9dB)とAランクの優れた耐食性を両立することができた。   In Sample 2-5, the film forming rate was changed instead of changing the gas pressure when the first intermediate layer 351 and the second intermediate layer 352 were formed. When the film is formed at a low film formation rate, the same effect as that formed in a high gas pressure atmosphere can be obtained, and surface irregularities are easily formed and the crystal orientation is deteriorated. On the other hand, when the film is formed at a high film formation rate, the same effect as that formed in a low gas pressure atmosphere can be obtained, and the crystal orientation is improved although the surface unevenness is hardly formed. In Sample 2-5, the first intermediate layer 351 was formed at a high film formation rate, and the second intermediate layer 352 was formed at a low film formation rate. Similarly to Sample 2-4, Sample 2-5 was able to achieve both high medium S / N (17.9 dB) and excellent A-rank corrosion resistance.

サンプル2−6は、第二中間層352を第一中間層351より高いガス圧雰囲気中かつ低い製膜レートで形成した。サンプル2−6もサンプル2−4と同等の媒体S/N(18.0dB)とAランクの耐食性が得られた。   In Sample 2-6, the second intermediate layer 352 was formed in a gas pressure atmosphere higher than that of the first intermediate layer 351 and at a low film formation rate. Sample 2-6 also exhibited medium S / N (18.0 dB) and A rank corrosion resistance equivalent to sample 2-4.

また、これらのサンプルのスクラッチ破壊強度を測定したところ、結晶配向の良かったサンプル2−4、2−5、2−6がスクラッチ耐力に特に優れていることが分かった。   Moreover, when the scratch fracture strength of these samples was measured, it was found that Samples 2-4, 2-5, and 2-6, which had good crystal orientation, were particularly excellent in scratch resistance.

〔実験例4〕
本実験例の垂直磁気記録媒体は、実験例3のサンプル2−4と同じ膜構成及び製膜条件で作製した。本実施例ではWCoシード層の膜厚を1nmから8nmの範囲で変えてサンプル3−1から3−5の5種類を作製し、媒体S/Nやスクラッチ耐力及び耐食性に与える影響を調べた。その結果を表5に示す。
[Experimental Example 4]
The perpendicular magnetic recording medium of this experimental example was manufactured with the same film configuration and film forming conditions as those of sample 2-4 of experimental example 3. In this example, five types of samples 3-1 to 3-5 were prepared by changing the thickness of the WCo seed layer in the range of 1 nm to 8 nm, and the influence on the medium S / N, scratch resistance, and corrosion resistance was examined. The results are shown in Table 5.

Figure 2007004920
Figure 2007004920

図4(a)にWCoシード層の膜厚と腐食ポイントとの関係を、図4(b)にスクラッチ破壊荷重との関係を示す。ここで、WCoシード層のCo含有量は25at.%であり、本実験例の媒体はいずれの膜厚においてもAランクの優れた耐食性が得られ、膜厚を厚くするほど腐食ポイントが減少してより耐食性が向上することが分かった。また、スクラッチ破壊荷重も同様にWCoシード層の膜厚の増加とともに増大した。つまり、耐食性やスクラッチ耐力を改善するためにはWCoシード層の膜厚を厚くすることが効果的であることが分かった。そこで次に、WCoシード層の膜厚と媒体S/Nの関係を調べた。その結果を図5に示す。   FIG. 4A shows the relationship between the thickness of the WCo seed layer and the corrosion point, and FIG. 4B shows the relationship with the scratch breaking load. Here, the Co content of the WCo seed layer is 25 at.%, And the medium of this experimental example has excellent corrosion resistance of A rank at any film thickness, and the corrosion point decreases as the film thickness increases. It was found that the corrosion resistance was further improved. Similarly, the scratch breaking load increased with an increase in the thickness of the WCo seed layer. That is, it has been found that increasing the thickness of the WCo seed layer is effective in improving the corrosion resistance and scratch resistance. Next, the relationship between the thickness of the WCo seed layer and the medium S / N was examined. The result is shown in FIG.

図5には、WCoシード層との比較のために、シード層にW、WAl、WCr、WNi等のWCo以外のW系合金を用いた場合の媒体を作製し、それらのシード層膜厚と媒体S/Nとの関係をも例示した。なお、比較のために作製した媒体は、いずれもシード層以外の層構成、それらの組成、膜厚、製膜条件は実験例3のサンプル2−4と同じである。図5に示したように、シード層にWCoを用いた媒体(◆で図示)は、膜厚が8nmまではいずれも高い媒体S/Nが得られ、膜厚の増加にかかわりなく17.6dB以上の特性が得られた。ただし、膜厚が10nm以上厚くなると媒体S/Nは劣化する。これはWCoシード層の膜厚増加によって記録効率が下がることが原因と考えられる。一般に、W系シード層は、媒体S/Nの点から優れていると言われており、表6に例示した比較例のW、WAl、WCr、WNi等のW系シード層では、Ru中間層と組み合わせることにより、極薄い1nm−3nmの範囲ではある程度良好な媒体S/N特性(15dB以上)が得られている。しかし如何にRu中間層と組み合わせても、図5に示したようにWCo以外のW系シード層はいずれも膜厚が厚くなるほど媒体S/Nが低下してしまう。特にW(●で図示)やWAl(▲で図示)は膜厚を1nmから2nm厚くしただけで媒体S/Nが1dB近く劣化してしまう。つまりW合金系シード層は媒体S/Nの膜厚依存性が大きすぎるため、耐食性やスクラッチ耐力を高めるために膜厚を厚くすることがでず、高い媒体S/Nと優れた耐食性及びスクラッチ耐力とを両立させることはできなかった。   In FIG. 5, for comparison with the WCo seed layer, a medium in which a W-based alloy other than WCo such as W, WAl, WCr, WNi or the like is used for the seed layer is manufactured, and the seed layer thickness and The relationship with the medium S / N is also illustrated. In addition, all the media produced for comparison have the same layer configuration other than the seed layer, their composition, film thickness, and film forming conditions as in Sample 2-4 of Experimental Example 3. As shown in FIG. 5, the medium using WCo for the seed layer (shown by ◆) can obtain a high medium S / N up to a film thickness of 8 nm, regardless of the increase in film thickness. The above characteristics were obtained. However, when the film thickness is 10 nm or more, the medium S / N deteriorates. This is considered to be caused by a decrease in recording efficiency due to an increase in the thickness of the WCo seed layer. In general, the W-based seed layer is said to be superior in terms of the medium S / N. In the W-based seed layers of W, WAl, WCr, WNi and the like of the comparative examples illustrated in Table 6, a Ru intermediate layer In combination with the above, medium S / N characteristics (15 dB or more) are obtained to some extent in the extremely thin range of 1 nm to 3 nm. However, no matter how it is combined with the Ru intermediate layer, as shown in FIG. 5, the medium S / N decreases as the film thickness of any W-based seed layer other than WCo increases. In particular, W (shown by ●) and WAl (shown by ▲) deteriorate the medium S / N by nearly 1 dB only by increasing the film thickness from 1 nm to 2 nm. In other words, the W alloy-based seed layer is too dependent on the film thickness of the medium S / N, so the film thickness cannot be increased in order to increase the corrosion resistance and scratch resistance, and the high medium S / N and excellent corrosion resistance and scratch can be obtained. It was impossible to balance proof stress.

Figure 2007004920
Figure 2007004920

表6にシード層の膜厚が3nmの場合の媒体S/N、耐食性ランク及びRu(0002)回折のロッキングカーブの半値幅Δθ50を示す。比較例のシード層は本実施例のWCoシード層に比較していずれもΔθ50が大きいことが分かった。W、WAl、WCr、WNiシード層は表面凹凸が大きくなって中間層Ruの結晶配向が悪くなり、従って媒体S/Nが劣化したと考えられる。 Table 6 shows the medium S / N, the corrosion resistance rank, and the full width at half maximum Δθ 50 of the rocking curve of Ru (0002) diffraction when the film thickness of the seed layer is 3 nm. It was found that the comparative example seed layer had a larger Δθ 50 than the WCo seed layer of this example. It is considered that the W, WAl, WCr, and WNi seed layers have large surface irregularities and the crystal orientation of the intermediate layer Ru is deteriorated, and therefore the medium S / N is deteriorated.

これらの結果から、良好な媒体S/Nと優れた耐食性、スクラッチ耐力の両立を実現するためには、WCo合金シード層とRu中間層との組み合わせが最も望ましいことが分かった。特に、CoCrPt合金からなる多数の柱状粒子と酸化物を含む粒界層によって構成された酸化物グラニュラ型垂直磁気記録媒体において、WCo合金シード層とRu中間層との組み合わせが最も良く、その組み合わせ効果を発揮する。一般に、W系シード層は媒体S/Nの点から優れていると言われていたが、媒体S/Nの膜厚依存性が大きすぎるため、シード層の膜厚を厚くすることが出来なかった。つまり耐食性やスクラッチ耐力を高めるために膜厚を厚くすると媒体S/Nが大きく劣化してしまい、高い媒体S/Nと優れた耐食性及びスクラッチ耐力とを両立させることができなかった。しかし本発明は、WCoシード層は膜厚の増加によらず高い媒体S/Nが維持できることを見出した結果なされたものであり、WCo合金のシード層とRu中間層との組み合わせにより、高い媒体S/N特性を損なうことなく、優れた耐食性及びスクラッチ耐力を実現するものである。さらに、Ru中間層の結晶配向性を制御するため、WCo合金シード層のCo含有量を適切な範囲に設定したものである。   From these results, it was found that the combination of the WCo alloy seed layer and the Ru intermediate layer is most desirable in order to achieve both good medium S / N and excellent corrosion resistance and scratch resistance. In particular, in an oxide granular type perpendicular magnetic recording medium composed of a large number of columnar particles made of a CoCrPt alloy and a grain boundary layer containing an oxide, the combination of the WCo alloy seed layer and the Ru intermediate layer is the best, and the combination effect Demonstrate. In general, it has been said that the W-based seed layer is superior in terms of the medium S / N. However, since the film thickness dependency of the medium S / N is too large, the seed layer cannot be made thick. It was. That is, if the film thickness is increased in order to increase the corrosion resistance and scratch resistance, the medium S / N is greatly deteriorated, and it is impossible to achieve both high medium S / N and excellent corrosion resistance and scratch resistance. However, the present invention has been made as a result of finding that the WCo seed layer can maintain a high medium S / N regardless of the increase in film thickness. By combining the WCo alloy seed layer and the Ru intermediate layer, a high medium can be obtained. It achieves excellent corrosion resistance and scratch resistance without impairing the S / N characteristics. Furthermore, in order to control the crystal orientation of the Ru intermediate layer, the Co content of the WCo alloy seed layer is set to an appropriate range.

本発明の実験例1と実験例2に記載した垂直磁気記録媒体の構造を示す図。The figure which shows the structure of the perpendicular magnetic recording medium described in Experimental example 1 and Experimental example 2 of this invention. WCoシード層におけるCo含有量と腐食点の数及び媒体S/Nの関係を示す図。The figure which shows the relationship between Co content in a WCo seed layer, the number of corrosion points, and medium S / N. 本発明の実験例3と実験例4に記載した垂直磁気記録媒体の構造を示す図。The figure which shows the structure of the perpendicular magnetic recording medium described in Experimental example 3 and Experimental example 4 of this invention. WCoシード層における膜厚と腐食点の数及びスクラッチ破壊荷重の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the film thickness in a WCo seed layer, the number of corrosion points, and a scratch fracture load. シード層の膜厚と媒体S/Nの関係を示す図。The figure which shows the film thickness of a seed layer, and medium S / N relationship.

符号の説明Explanation of symbols

11,31…基板、12,32…密着層、13,33…軟磁性層下地層、14,34…シード層、15,35…中間層、16,36…磁気記録層、17,37…保護層、131,331…第一軟磁性層、132,332…非磁性層、133,333…第二軟磁性層、351…第一中間層、352…第二中間層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 31 ... Substrate, 12, 32 ... Adhesion layer, 13, 33 ... Soft magnetic underlayer, 14, 34 ... Seed layer, 15, 35 ... Intermediate layer, 16, 36 ... Magnetic recording layer, 17, 37 ... Protection Layer, 131,331 ... first soft magnetic layer, 132,332 ... nonmagnetic layer, 133,333 ... second soft magnetic layer, 351 ... first intermediate layer, 352 ... second intermediate layer

Claims (17)

基板上に少なくとも軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
前記シード層がCoを20at.%以上60at.%以下含有するWCo合金からなり、前記中間層がRu又はRu合金からなり、前記磁気記録層がCoCrPt合金からなる柱状粒子と酸化物を含む粒界層とによって構成されたグラニュラ構造を有していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
A perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, a seed layer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are sequentially laminated on a substrate,
The seed layer is made of a WCo alloy containing Co at 20 at.% Or more and 60 at.% Or less, the intermediate layer is made of Ru or Ru alloy, and the magnetic recording layer is made of a CoCrPt alloy. A perpendicular magnetic recording medium having a granular structure constituted by layers.
請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、X線回折装置を用いて測定したRu(0002)回折のロッキングカーブの半値幅が5度以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein a half width of a rocking curve of Ru (0002) diffraction measured using an X-ray diffractometer is 5 degrees or less. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、前記シード層の膜厚が0nmより大きく10nmより小さい、好ましくは2nm以上8nm以下であることを特徴とするとする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the thickness of the seed layer is greater than 0 nm and less than 10 nm, preferably 2 nm or more and 8 nm or less. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層は、構成する前記柱状粒子を囲む粒界層の平均幅が1nm以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein in the magnetic recording layer, an average width of a grain boundary layer surrounding the columnar grains constituting the magnetic recording layer is 1 nm or more. 請求項4に記載の垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層を透過電子顕微鏡によって明視野像を観察した際に、前記柱状粒子の部分は暗いコントラストとして観察され、前記粒界層の部分は明るいコントラストとして観察されることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   5. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 4, wherein when the bright field image of the magnetic recording layer is observed with a transmission electron microscope, the columnar particle portion is observed as a dark contrast, and the grain boundary layer portion is bright. A perpendicular magnetic recording medium characterized by being observed as contrast. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、媒体S/Nが17dB以上であり、かつ、スクラッチ破壊荷重が150mV以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the medium S / N is 17 dB or more and the scratch breaking load is 150 mV or more. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層は、Arガス圧もしくは製膜レートが異なる2層の積層体からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the intermediate layer is formed of a two-layered laminate having different Ar gas pressures or film forming rates. 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層は、前記シード層に接する層は結晶配向性が高く、前記磁気記録層に接する層はその表面凹凸が大きいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the intermediate layer has a high crystal orientation in a layer in contact with the seed layer, and a layer in contact with the magnetic recording layer has large surface unevenness. recoding media. 基板上に少なくとも軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層がCoCrPt合金からなる柱状粒子と酸化物を含む粒界層とによって構成されたグラニュラ構造を有しており、
前記シード層がWCo合金からなると共に、前記中間層がRu又はRu合金からなり、媒体S/Nが17dB以上であり、かつ、スクラッチ破壊荷重が150mV以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
A perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, a seed layer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are sequentially laminated on a substrate,
The magnetic recording layer has a granular structure composed of columnar particles made of a CoCrPt alloy and a grain boundary layer containing an oxide;
The perpendicular magnetic recording medium characterized in that the seed layer is made of a WCo alloy, the intermediate layer is made of Ru or a Ru alloy, the medium S / N is 17 dB or more, and the scratch breaking load is 150 mV or more. .
請求項9に記載の垂直磁気記録媒体において、前記シード層がCoを20at.%以上60at.%以下含有するWCo合金からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   10. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 9, wherein the seed layer is made of a WCo alloy containing Co at 20 at.% Or more and 60 at.% Or less. 請求項9に記載の垂直磁気記録媒体において、X線回折装置を用いて測定したRu(0002)回折のロッキングカーブの半値幅が5度以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   10. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 9, wherein a half width of a rocking curve of Ru (0002) diffraction measured using an X-ray diffractometer is 5 degrees or less. 請求項9に記載の垂直磁気記録媒体において、記磁気記録層を透過電子顕微鏡によって観察した際に、前記柱状粒子の部分は暗いコントラストとして観察され、前記粒界層の部分は明るいコントラストとして観察されると共に、前記磁気記録層を構成する前記柱状粒子を囲む粒界層の平均幅が1nm以上であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   10. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 9, wherein when the magnetic recording layer is observed with a transmission electron microscope, the columnar particle portion is observed as a dark contrast, and the grain boundary layer portion is observed as a bright contrast. And the average width of the grain boundary layer surrounding the columnar particles constituting the magnetic recording layer is 1 nm or more. 請求項9に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層は、Arガス圧もしくは製膜レートが異なる2層の積層体からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   10. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 9, wherein the intermediate layer is formed of a two-layered laminate having different Ar gas pressures or film forming rates. 請求項9に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層は、前記シード層に接する層は結晶配向が高く、前記磁気記録層に接する層はその表面凹凸が大きいことを特徴とする垂直磁気記録媒体。   10. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 9, wherein the intermediate layer has a high crystal orientation in a layer in contact with the seed layer, and a layer in contact with the magnetic recording layer has large surface irregularities. Medium. 軟磁性層を形成する工程と、
前記軟磁性層上にWCo合金からなるシード層を形成する工程と、
前記シード層上にRuあるいはRu合金からなる中間層を形成する工程と、
前記中間層上にCoCrPt合金からなる柱状粒子と酸化物を含む粒界層とによって構成されたグラニュラ構造を有する磁気記録層を形成する工程と
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
Forming a soft magnetic layer;
Forming a seed layer made of a WCo alloy on the soft magnetic layer;
Forming an intermediate layer made of Ru or a Ru alloy on the seed layer;
And forming a magnetic recording layer having a granular structure composed of columnar particles made of a CoCrPt alloy and a grain boundary layer containing an oxide on the intermediate layer. .
請求項15記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記中間層を形成する工程は、第1のガス圧によりRuあるいはRu合金からなる第一中間層を形成する工程と、前記第一中間層上に前記第1のガス圧よりも高い第2のガス圧によりRuあるいはRu合金からなる第二中間層を形成する工程とからなることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。   16. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 15, wherein the step of forming the intermediate layer includes a step of forming a first intermediate layer made of Ru or a Ru alloy by a first gas pressure, and the first intermediate layer. And forming a second intermediate layer made of Ru or a Ru alloy with a second gas pressure higher than the first gas pressure. 請求項15記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記中間層を形成する工程は、第1の製膜レートでRuあるいはRu合金からなる第一中間層を形成する工程と、前記第一中間層上に前記第1の製膜レートよりも低い第2の製膜レートでRuあるいはRu合金からなる第二中間層を形成する工程とからなることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。   16. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 15, wherein the step of forming the intermediate layer includes a step of forming a first intermediate layer made of Ru or a Ru alloy at a first film formation rate, and the first intermediate layer. Forming a second intermediate layer made of Ru or a Ru alloy at a second film forming rate lower than the first film forming rate on the layer.
JP2005185376A 2005-06-24 2005-06-24 Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method Withdrawn JP2007004920A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005185376A JP2007004920A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005185376A JP2007004920A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007004920A true JP2007004920A (en) 2007-01-11

Family

ID=37690369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005185376A Withdrawn JP2007004920A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007004920A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5061307B2 (en) Magnetic recording medium and magnetic recording / reproducing apparatus
JP4380577B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium
JP5443065B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium
US7875373B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium and magnetic storage apparatus using the same
EP1653451B1 (en) Perpendicular magnetic recording medium
US20060127703A1 (en) Perpendicular magnetic recording medium for high density recording and manufacturing of the same
US8034472B2 (en) Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, and magnetic recording/reproducing apparatus
JP4527645B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium
JPWO2009014205A1 (en) Perpendicular magnetic recording medium, manufacturing method thereof, and magnetic recording / reproducing apparatus
JP4557880B2 (en) Magnetic recording medium and magnetic recording / reproducing apparatus
US7534507B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium for high density magnetic recording and manufacturing of the same
US20060051623A1 (en) Magnetic material for non-reactive process of granular perpendicular recording application
US8071228B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium
US7919201B2 (en) Method of making a multilayered magnetic structure
JP5019955B2 (en) Magnetic recording medium, manufacturing method thereof, and magnetic recording / reproducing apparatus
JP4564933B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium, magnetic characteristic evaluation method thereof, and magnetic recording / reproducing apparatus
JP2006114162A (en) Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording apparatus using the same
JP4782047B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording / reproducing apparatus
JP2007004920A (en) Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method
JP2006155844A (en) Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method
CN101796581A (en) Magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing device
JP2005196874A (en) Magnetic recording medium and its manufacturing method
JP2009157964A (en) Perpendicular magnetic recording medium
JPWO2007026550A1 (en) Magnetic disk and magnetic disk manufacturing method
JP2008140454A (en) Planer magnetic recording medium and storage device equipped with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20080107

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090630