JP2008276916A - Magnetic recording medium and its manufacturing method - Google Patents

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Takahiro Onoe
貴弘 尾上
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Hoya Corp
Hoya Magnetics Singapore Pte Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium which can obtain a high throughput, a high coercive force and S/N ratio at the same time, not requiring to largely change the existing facilities, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The typical configuration of the magnetic recording medium has an orientation control layer 16, a non-magnetic under layer 18, and a magnetic recording layer 22 all formed on a base plate, wherein the orientation control layer 16 is mainly made of nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気記録方式のHDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される磁気記録媒体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a magnetic recording medium mounted on a magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like and a method for manufacturing the same.

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたHDDの面記録密度は年率100%程度の割合で増加し続けている。最近では、HDD等に用いられる2.5インチ径磁気ディスクにして、1枚あたり100GBを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには1平方インチあたり150Gビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。   Various information recording techniques have been developed with the recent increase in information processing capacity. In particular, the surface recording density of HDDs using magnetic recording technology continues to increase at an annual rate of about 100%. Recently, an information recording capacity exceeding 100 GB has been required for a 2.5-inch diameter magnetic disk used for HDDs and the like. In order to meet such a demand, per 1 inch. It is required to realize an information recording density exceeding 150 Gbits.

HDD等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来から商業化されている面内磁気記録方式(長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される)の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案されている。   In order to achieve a high recording density in a magnetic disk used for an HDD or the like, it is necessary to refine the magnetic crystal particles constituting the magnetic recording layer for recording information signals and to reduce the layer thickness. It was. However, in the case of a magnetic disk of the in-plane magnetic recording method (also called longitudinal magnetic recording method or horizontal magnetic recording method) that has been commercialized conventionally, as a result of the progress of miniaturization of magnetic crystal grains, superparamagnetic phenomenon The thermal stability of the recording signal is impaired, and the so-called thermal fluctuation phenomenon that the recording signal disappears has occurred, which has been an impediment to increasing the recording density of the magnetic disk. In order to solve this obstacle, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk has recently been proposed.

垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。   Unlike the case of the in-plane magnetic recording method, the perpendicular magnetic recording method is adjusted so that the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is oriented in the direction perpendicular to the substrate surface. The perpendicular magnetic recording method can suppress the thermal fluctuation phenomenon as compared with the in-plane recording method, and is suitable for increasing the recording density.

また垂直磁気記録方式においても、さらなる高記録密度化が要求されている。高記録密度化のためには、極小化した記録ビットに書き込まれた信号が失われないために高い保磁力Hcが必要であり、また極小化に伴い小さくなる信号レベルを誤りなく読み取るために高いS/N比(Signal Noise Ratio)が必要である。垂直磁気記録方式では、磁気記録層を磁性粒(磁性グレイン)の間に非磁性物質(主に酸化物)を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化することによりS/N比および保磁力Hcを向上させることができる。特許文献1(特開2003−217107)には、磁性粒をエピタキシャル成長させて柱状のグラニュラー構造を形成した構成が記載されている。   Also in the perpendicular magnetic recording system, higher recording density is required. In order to increase the recording density, a high coercive force Hc is required because the signal written in the minimized recording bit is not lost, and it is high in order to read the signal level that decreases with the minimization without error. An S / N ratio (Signal Noise Ratio) is required. In the perpendicular magnetic recording method, the magnetic recording layer has a granular structure in which a non-magnetic substance (mainly oxide) is segregated between magnetic grains (magnetic grains) to form grain boundaries, and the magnetic grains are isolated and refined. Thus, the S / N ratio and the coercive force Hc can be improved. Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-217107) describes a configuration in which magnetic grains are epitaxially grown to form a columnar granular structure.

磁気ディスクは、信号を記録するための磁気記録層、磁気記録層の結晶配向性を向上させるための下地層、下地層の結晶配向性を向上させるための配向制御層など、複数の層から構成される。これらの層はスパッタリングによって成膜されるが、生産性の観点からインライン型のスパッタリング装置を用いる場合が多い。インライン型とはスパッタリングを行う成膜チャンバを複数連ねて、ディスク基板を順に搬送しながら各成膜チャンバで成膜する方式である。例えば特許文献2(特開2001−207258)には、インライン型のスパッタリング装置が記載されている。
特開2003−217107号公報 特開2001−207258号公報
Magnetic disks are composed of multiple layers, including a magnetic recording layer for recording signals, an underlayer for improving the crystal orientation of the magnetic recording layer, and an orientation control layer for improving the crystal orientation of the underlayer. Is done. These layers are formed by sputtering, but an in-line type sputtering apparatus is often used from the viewpoint of productivity. The in-line type is a system in which a plurality of film forming chambers for performing sputtering are connected, and film formation is performed in each film forming chamber while sequentially transporting the disk substrate. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-207258) describes an in-line type sputtering apparatus.
JP 2003-217107 A JP 2001-207258 A

磁気ディスクは、上記のように高記録密度も必要であるが、また同時に、安価に大量生産しなくてはならないという側面を有している。そのため生産性も重要な要素であり、作りやすい構成であることが要求される。   A magnetic disk requires a high recording density as described above, but at the same time, has a side that it must be mass-produced at low cost. Therefore, productivity is also an important factor, and it is required to have a configuration that is easy to make.

しかし、生産性を向上させるためにインライン型のスパッタリング装置においてスループット(単位時間あたりの処理量)を増やすと、保磁力Hcが低下する傾向にあることがわかっている。そのため従来はスループットを向上させることは難しく、ライン(スパッタリング装置)を増やしたり、稼働時間を増やしたりすることで生産量を確保していた。   However, it has been found that the coercive force Hc tends to decrease when the throughput (processing amount per unit time) is increased in an in-line type sputtering apparatus in order to improve productivity. Therefore, conventionally, it is difficult to improve the throughput, and the production amount has been secured by increasing the number of lines (sputtering apparatus) or increasing the operation time.

そこで本発明は、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることが可能な磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of achieving both high throughput, high coercive force, and S / N ratio without greatly changing the conventional apparatus, and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するための本発明者らが鋭意検討したところ、インライン型のスパッタリング装置においてスループットを増やすと、磁気記録層の結晶配向性に乱れが生じ、これにより保磁力HcおよびS/N比が低下していることがわかった。さらに研究したところ、配向性の乱れは、下地層の下の配向制御層から始まっていることがわかった。そして配向制御層について種々検討したところ、配向制御層の酸化が配向性の乱れの原因であることの心証を得て、これを実験により確認し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies by the present inventors to solve the above-mentioned problems, when the throughput is increased in an in-line type sputtering apparatus, the crystal orientation of the magnetic recording layer is disturbed, which causes the coercive force Hc and the S / N ratio. Was found to have declined. Further research showed that the disorder of orientation started from the orientation control layer under the underlayer. As a result of various investigations on the orientation control layer, it was confirmed that the oxidation of the orientation control layer is the cause of disorder of orientation, and this was confirmed by experiments to complete the present invention.

すなわち本発明の代表的な構成は、基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とすることを特徴とする。   That is, a typical configuration of the present invention is a magnetic recording medium including an orientation control layer, a nonmagnetic underlayer, and a magnetic recording layer on a substrate. The orientation control layer mainly contains nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel. It is characterized by being a component.

上記構成によれば、配向制御層が酸化による影響を受けにくいため、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくく、保磁力HcおよびS/N比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることができる。   According to the above configuration, since the alignment control layer is not easily affected by oxidation, even if the throughput is improved, the alignment control layer is not easily disturbed, and the coercive force Hc and the S / N ratio can be prevented from being lowered. Thereby, both high throughput, high coercive force and S / N ratio can be achieved.

配向制御層は、Ni(ニッケル)を主成分とし、Ti(チタン)、V(バナジウム)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)のいずれか1つ以上の添加元素を含む合金から成ることが好ましい。Niは酸化に強い点で好ましい。ただしNiは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでNiが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を5at%(原子%)以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はfcc構造(面心立方格子)を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を15at%以下とすることが好ましい。   The orientation control layer is mainly composed of Ni (nickel), and includes at least one of Ti (titanium), V (vanadium), Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), and W (tungsten). It is preferably made of an alloy containing an additive element. Ni is preferable because it is resistant to oxidation. However, Ni is a ferromagnetic material, and if a magnetic layer made of a ferromagnetic material exists under the nonmagnetic underlayer, the magnetic disk will not perform a desired operation. Therefore, it is preferable to add another element in which Ni does not have magnetism, and specifically, it is preferable to mix the above metal at 5 at% (atomic%) or more. On the other hand, the orientation control layer needs to have an fcc structure (face-centered cubic lattice), and if the amount of the additive becomes too large, the crystal structure cannot be maintained and becomes amorphous. is there. Specifically, the additive preferably contains the above metal at 15 at% or less.

非磁性の下地層および磁気記録層は、hcp構造(六方最密充填構造)であることを特徴とする。下地層および磁気記録層がhcp構造であるとき、fcc構造の配向制御層によって結晶配向性を制御することができ、高い保磁力HcおよびS/N比を実現することができる。   The nonmagnetic underlayer and magnetic recording layer are characterized by having an hcp structure (hexagonal close-packed structure). When the underlayer and the magnetic recording layer have the hcp structure, the crystal orientation can be controlled by the orientation control layer having the fcc structure, and a high coercive force Hc and S / N ratio can be realized.

下地層より当該磁気記録媒体の表面側に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有し、全体として非磁性となるオンセット層を備えることを特徴とする。下地層はhcp構造のほぼ均一な結晶構造であり、グラニュラー構造の磁気記録層を形成するに際し、非磁性のグラニュラー層を形成することにより磁気記録層のグラニュラー(磁性結晶粒子)の分離性を促進し、S/N比を向上させることができる。オンセット層を設けると分離性が向上する代わりに配向性が低下する傾向にあるが、特に配向制御層の下に酸化に強い配向制御層を備えることにより、オンセット層の配向性をさらに向上し、さらに磁気記録層の配向性を向上して高い保磁力HcおよびS/N比を実現することができる。   An onset layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between crystal grains grown in a columnar shape on the surface side of the magnetic recording medium from the underlayer, and is made nonmagnetic as a whole. It is characterized by. The underlayer has a substantially uniform crystal structure with an hcp structure. When forming a magnetic recording layer with a granular structure, the separation of the granular (magnetic crystal grains) of the magnetic recording layer is promoted by forming a non-magnetic granular layer. In addition, the S / N ratio can be improved. Providing an onset layer tends to lower the orientation instead of improving the separation, but the orientation of the onset layer is further improved by providing an orientation control layer that is resistant to oxidation, especially under the orientation control layer. In addition, the orientation of the magnetic recording layer can be further improved to achieve a high coercive force Hc and S / N ratio.

オンセット層の結晶粒子には少なくともCoとCrを含有し、非磁性物質に酸化物を含んでいてもよい。Coを含むことにより、その上に成膜される磁気記録層の磁性結晶粒子のグラニュラー構造が配向性を損なうことなくエピタキシャル成長することができる。   The crystal particles of the onset layer may contain at least Co and Cr, and the nonmagnetic substance may contain an oxide. By including Co, the granular structure of the magnetic crystal grains of the magnetic recording layer formed thereon can be epitaxially grown without impairing the orientation.

オンセット層より当該磁気記録媒体の表面側に、少なくともCo(コバルト)を含有し柱状に成長した磁性結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有する磁気記録層を備えていてもよい。このような構成の磁気記録層とすることにより、配向制御層から配向性を継承する。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力HcおよびS/N比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることができる。   A magnetic recording layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between magnetic crystal grains containing at least Co (cobalt) and growing in a columnar shape on the surface side of the magnetic recording medium from the onset layer. You may have. By using the magnetic recording layer having such a configuration, the orientation is inherited from the orientation control layer. Therefore, as described above, the orientation control layer is not easily affected by oxidation, and even if the throughput is improved, the orientation control layer is not easily disturbed, so that the coercive force Hc and the S / N ratio can be prevented from being lowered. Thereby, both high throughput, high coercive force and S / N ratio can be achieved.

また本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基板上に配向制御層を成膜し、非磁性の下地層を成膜し、磁気記録層を成膜する磁気記録媒体の製造方法において、配向制御層はニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とし、かつ、配向制御層、非磁性の下地層、および磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することを特徴とする。複数の成膜チャンバを用いて連続的にスパッタリングを行うため、高いスループットを実現することができるためである。   A typical configuration of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium in which an orientation control layer is formed on a substrate, a nonmagnetic underlayer is formed, and a magnetic recording layer is formed. In the manufacturing method, the orientation control layer is mainly composed of nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel, and the orientation control layer, the nonmagnetic underlayer, and the magnetic recording layer are formed using an in-line type sputtering apparatus. It is characterized by filming. This is because high throughput can be realized because sputtering is performed continuously using a plurality of deposition chambers.

本発明によれば、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることが可能な磁気記録媒体、およびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium capable of achieving both high throughput, high coercive force, and S / N ratio without greatly changing the conventional apparatus, and a method for manufacturing the same.

本発明にかかる磁気記録媒体およびその製造方法の実施形態について説明する。本実施形態において磁気記録媒体は垂直磁気記録媒体として説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、面内磁気記録媒体にも適用することが可能である。図1はインライン型のスパッタリング装置を説明する図、図2は磁気記録媒体の構成を説明する図、図3はスループットと保磁力Hcの関係を説明する図、図4はスループットとS/N比の関係を説明する図である。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。   Embodiments of a magnetic recording medium and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described. In the present embodiment, the magnetic recording medium will be described as a perpendicular magnetic recording medium, but the present invention is not limited to this and can be applied to an in-plane magnetic recording medium. 1 is a diagram for explaining an in-line type sputtering apparatus, FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of a magnetic recording medium, FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between throughput and coercive force Hc, and FIG. 4 is a diagram showing throughput and S / N ratio. It is a figure explaining the relationship. Note that dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following examples are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

図1に示すスパッタリング装置200は、DCマグネトロンスパッタリング方式のインライン型のスパッタリング装置である。スパッタリング装置200は例えば12個の成膜チャンバ202を備えている。各成膜チャンバ202は、スパッタリング装置、真空制御装置、任意のガスを供給するガス供給装置などを接続または装備することができ、複数のプロセスをディスク基板100に対して施すことができる。成膜チャンバ202のうち2つはロード(スパッタリング装置200にディスク基板100を導入すること)およびアンロード(スパッタリング装置200からディスク基板100を排出すること)するために使用される。   A sputtering apparatus 200 shown in FIG. 1 is a DC magnetron sputtering type in-line type sputtering apparatus. The sputtering apparatus 200 includes, for example, 12 film forming chambers 202. Each film forming chamber 202 can be connected to or equipped with a sputtering apparatus, a vacuum control apparatus, a gas supply apparatus for supplying an arbitrary gas, and the like, and a plurality of processes can be performed on the disk substrate 100. Two of the deposition chambers 202 are used for loading (introducing the disk substrate 100 into the sputtering apparatus 200) and unloading (discharging the disk substrate 100 from the sputtering apparatus 200).

またスパッタリング装置200は予備排気室204を備えている。ディスク基板100(主にガラスまたはアルミニウム)は、洗浄後に予備排気室にロードされ、一定時間真空ポンプを用いて予備排気される。その後、一定の背圧(10−3Pa程度)に達した後に、成膜チャンバ202(背圧10−5〜10−6程度)に基板がロードされ、成膜が開始される。成膜完了後、再び予備排気室204を経由して、スパッタリング装置からアンロードされる。 The sputtering apparatus 200 includes a preliminary exhaust chamber 204. The disk substrate 100 (mainly glass or aluminum) is loaded into a pre-evacuation chamber after cleaning and pre-evacuated using a vacuum pump for a certain time. Thereafter, after reaching a certain back pressure (about 10 −3 Pa), the substrate is loaded into the film formation chamber 202 (back pressure about 10 −5 to 10 −6 ), and film formation is started. After the film formation is completed, the film is unloaded from the sputtering apparatus via the preliminary exhaust chamber 204 again.

一般にインライン型のスパッタリング装置では、上記のように予備排気室を経由してディスク基板100をロード/アンロードすることにより、ディスク基板100に順次成膜を行い、高いスループットを実現している。しかしその一方で、予備排気室の背圧は成膜チャンバの背圧と比べれば高いため、ディスク基板100に吸着したガスなどの不純物を成膜チャンバ202に持ち込んでしまっているものと考えられる。   In general, an in-line type sputtering apparatus loads and unloads the disk substrate 100 via the preliminary exhaust chamber as described above, thereby forming a film on the disk substrate 100 in order and realizing high throughput. However, on the other hand, since the back pressure of the preliminary exhaust chamber is higher than the back pressure of the film forming chamber, it is considered that impurities such as gas adsorbed on the disk substrate 100 are brought into the film forming chamber 202.

すなわちスパッタリングのプロセス時には個々の成膜チャンバ202は密閉されるが、ディスク基板100が搬送されるときには全ての成膜チャンバ202が一斉に開く。そのため背圧(気圧)に差があれば、一瞬のうちに全ての成膜チャンバ202に気体が環流してしまう。   That is, the individual film forming chambers 202 are sealed during the sputtering process, but all the film forming chambers 202 are opened simultaneously when the disk substrate 100 is transported. Therefore, if there is a difference in back pressure (atmospheric pressure), the gas will circulate in all the deposition chambers 202 in an instant.

ここで上述したように、生産性を向上させるためにインライン型のスパッタリング装置においてスループット(単位時間あたりの処理量)を増やすと、保磁力Hcが低下する傾向にある。これは磁気記録層の結晶配向性に乱れが発生しており、これにより保磁力HcおよびS/N比が低下していることがわかった。発明者らがさらに研究したところ、配向性の乱れは、下地層の下の配向制御層から始まっていることがわかった。これは、配向制御層の表面にガスが吸着し、もしくは酸化するために起こるものと推察された。これを解決する一つの手段として予備排気室204の背圧を高くする(低圧にする)ことが考えられるが、より高い背圧を達成するためには真空排気時間を長く取らなければならず、スループットを高くすることと相反してしまう。   As described above, when the throughput (processing amount per unit time) is increased in the in-line type sputtering apparatus in order to improve the productivity, the coercive force Hc tends to decrease. This indicates that the crystal orientation of the magnetic recording layer is disturbed, and the coercive force Hc and the S / N ratio are thereby reduced. Further investigation by the inventors has revealed that the disorder of orientation starts from the orientation control layer below the underlayer. This was presumed to occur because gas was adsorbed or oxidized on the surface of the orientation control layer. As one means for solving this, it is conceivable to increase (lower pressure) the back pressure of the preliminary exhaust chamber 204, but in order to achieve a higher back pressure, it is necessary to take a long time for evacuation, This is contrary to increasing the throughput.

そして配向制御層について種々検討したところ、配向制御層の酸化が配向性の乱れの原因であることの心証を得て、これを実験により確認し、本発明を完成するに至った。   As a result of various investigations on the orientation control layer, it was confirmed that the oxidation of the orientation control layer is the cause of disorder of orientation, and this was confirmed by experiments to complete the present invention.

すなわち後述するように基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とする。上記構成によれば、配向制御層が酸化による影響を受けにくいため、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくく、保磁力HcおよびS/N比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることができる。   That is, as will be described later, in a magnetic recording medium having an orientation control layer, a nonmagnetic underlayer, and a magnetic recording layer on a substrate, the orientation control layer is mainly composed of nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel. According to the above configuration, since the alignment control layer is not easily affected by oxidation, even if the throughput is improved, the alignment control layer is not easily disturbed, and the coercive force Hc and the S / N ratio can be prevented from being lowered. Thereby, both high throughput, high coercive force and S / N ratio can be achieved.

配向制御層は、Ni(ニッケル)を主成分とし、Ti(チタン)、V(バナジウム)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)のいずれか1つ以上の添加元素を含む合金を好適に用いることができる。Niは酸化に強い点で好ましい。   The orientation control layer is mainly composed of Ni (nickel), and includes at least one of Ti (titanium), V (vanadium), Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), and W (tungsten). An alloy containing an additive element can be preferably used. Ni is preferable because it is resistant to oxidation.

ただしNiは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでNiが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を5at%(原子%)以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はfcc構造を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を15at%以下とすることが好ましい。   However, Ni is a ferromagnetic material, and if a magnetic layer made of a ferromagnetic material exists under the nonmagnetic underlayer, the magnetic disk will not perform a desired operation. Therefore, it is preferable to add another element in which Ni does not have magnetism, and specifically, it is preferable to mix the above metal at 5 at% (atomic%) or more. On the other hand, the orientation control layer needs to have an fcc structure, and if the amount of the additive becomes too large, the crystal structure cannot be maintained and becomes amorphous. Specifically, the additive preferably contains the above metal at 15 at% or less.

配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することが好ましい。複数の成膜チャンバを用いて連続的にスパッタリングを行うため、高いスループットを実現することができる。   The orientation control layer, the nonmagnetic underlayer, and the magnetic recording layer are preferably formed using an inline sputtering apparatus. Since sputtering is continuously performed using a plurality of deposition chambers, high throughput can be realized.

非磁性の下地層および磁気記録層は、hcp構造(六方最密充填構造)であるときに、本発明は特に有効である。下地層および磁気記録層がhcp構造であるとき、fcc構造の配向制御層によって結晶配向性を制御することができる。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力HcおよびS/N比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることができる。   The present invention is particularly effective when the nonmagnetic underlayer and magnetic recording layer have an hcp structure (hexagonal close-packed structure). When the underlayer and the magnetic recording layer have the hcp structure, the crystal orientation can be controlled by the orientation control layer having the fcc structure. Therefore, as described above, the orientation control layer is not easily affected by oxidation, and even if the throughput is improved, the orientation control layer is not easily disturbed, so that the coercive force Hc and the S / N ratio can be prevented from being lowered. Thereby, both high throughput, high coercive force and S / N ratio can be achieved.

[実施例]
図2に示す磁気記録ディスクは、ディスク基体10、軟磁性層14、配向制御層16、下地層18、オンセット層20、磁気記録層22、補助記録層24、媒体保護層26、潤滑層28を備える。
[Example]
The magnetic recording disk shown in FIG. 2 includes a disk substrate 10, a soft magnetic layer 14, an orientation control layer 16, an underlayer 18, an onset layer 20, a magnetic recording layer 22, an auxiliary recording layer 24, a medium protective layer 26, and a lubricating layer 28. Is provided.

軟磁性層14は、第一軟磁性層14aと第二軟磁性層14cの間に非磁性のスペーサ層14bを介在させることによって、AFC(Antiferro-magnetic exchange coupling:反強磁性交換結合)を備えるように構成した。これにより第一軟磁性層と第二軟磁性層の磁化方向を高い精度で反並行に整列させることができ、軟磁性層14から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層14a、第二軟磁性層14cの組成はCoTaZr(コバルト−タンタル−ジルコニウム)またはCoFeTaZr(コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム)とすることができる。スペーサ層14bの組成はRu(ルテニウム)とした。   The soft magnetic layer 14 has AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a nonmagnetic spacer layer 14b between the first soft magnetic layer 14a and the second soft magnetic layer 14c. It was configured as follows. Thereby, the magnetization directions of the first soft magnetic layer and the second soft magnetic layer can be aligned antiparallel with high accuracy, and noise generated from the soft magnetic layer 14 can be reduced. Specifically, the composition of the first soft magnetic layer 14a and the second soft magnetic layer 14c can be CoTaZr (cobalt-tantalum-zirconium) or CoFeTaZr (cobalt-iron-tantalum-zirconium). The composition of the spacer layer 14b was Ru (ruthenium).

配向制御層16は、軟磁性層14を防護する作用と、下地層18の結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。配向制御層16としては、fcc構造を有するPt(白金)、NiW(ニッケル−タングステン)もしくはNiCr(ニッケル−クロム)の層とすることができる。   The orientation control layer 16 has an action of protecting the soft magnetic layer 14 and an action of promoting alignment of crystal grains of the underlayer 18. The orientation control layer 16 may be a Pt (platinum), NiW (nickel-tungsten), or NiCr (nickel-chromium) layer having an fcc structure.

下地層18はRuからなる2層構造となっている。上層側の第二下地層18bを形成する際に、下層側の第一下地層18aを形成するときよりもArのガス圧を高くすることにより、結晶配向性と磁気記録層22の磁性粒子の分離を同時に改善することができる。   The underlayer 18 has a two-layer structure made of Ru. When forming the second underlayer 18b on the upper layer side, the Ar gas pressure is made higher than when forming the first underlayer 18a on the lower layer side, so that the crystal orientation and the magnetic grains of the magnetic recording layer 22 are increased. Separation can be improved at the same time.

オンセット層20は非磁性のグラニュラー層である。下地層18のhcp結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に磁気記録層22を成長させることにより、磁性の磁気記録層22を初期段階(立ち上がり)から分離させる作用を有している。オンセット層20の組成は非磁性のCoCrRu−SiO(SiO:酸化珪素)とした。 The onset layer 20 is a nonmagnetic granular layer. By forming a nonmagnetic granular layer on the hcp crystal structure of the underlayer 18 and growing the magnetic recording layer 22 thereon, the magnetic recording layer 22 has an action of separating from the initial stage (rise). is doing. The composition of the onset layer 20 was nonmagnetic CoCrRu—SiO 2 (SiO 2 : silicon oxide).

磁気記録層22は、非磁性物質である酸化チタン(TiO)を含有するCoCrPt(コバルト−クロム−白金)からなる硬磁性体のターゲットを用いて、hcp結晶構造を形成した。 The magnetic recording layer 22 formed an hcp crystal structure by using a hard magnetic target made of CoCrPt (cobalt-chromium-platinum) containing titanium oxide (TiO 2 ), which is a nonmagnetic substance.

補助記録層24は磁気記録層22の上に高い垂直磁気異方性を示す薄膜(連続層)を形成し、交換エネルギー制御層を構成するものである。これにより磁気記録層22の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、補助記録層24の高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層24の組成は、CoCrPtBとした。   The auxiliary recording layer 24 forms a thin film (continuous layer) exhibiting high perpendicular magnetic anisotropy on the magnetic recording layer 22 and constitutes an exchange energy control layer. Thereby, in addition to the high density recording property and low noise property of the magnetic recording layer 22, the high heat resistance of the auxiliary recording layer 24 can be added. The composition of the auxiliary recording layer 24 was CoCrPtB.

媒体保護層26は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜して形成した。媒体保護層26は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を防護するための保護層である。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に磁気記録層を防護することができる。   The medium protective layer 26 was formed by depositing carbon by a CVD method while maintaining a vacuum. The medium protective layer 26 is a protective layer for protecting the magnetic recording layer from the impact of the magnetic head. In general, carbon deposited by the CVD method has improved film hardness as compared with that deposited by the sputtering method, so that the magnetic recording layer can be more effectively protected against the impact from the magnetic head.

潤滑層28は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜した。潤滑層28の膜厚は約1nmである。   The lubricating layer 28 was formed by dip coating using PFPE (perfluoropolyether). The film thickness of the lubricating layer 28 is about 1 nm.

[評価]
同一のスパッタリング装置において、配向制御層16を、実施例1,2としてPtおよびNiWで構成し、比較例としてTaで構成した。そしてそれぞれについてスループットを変えながら数種類の磁気記録媒体を作成した。そして静磁気特性をPolar Kerr効果測定装置を用いて測定し、保磁力Hcの評価を行った。その結果を図3および図4に示す。図においてスループットの単位はpph(Piece per hour)、保磁力Hcの単位はOe(エルステッド:磁界の強さを表す)である。
[Evaluation]
In the same sputtering apparatus, the orientation control layer 16 was composed of Pt and NiW as Examples 1 and 2, and composed of Ta as a comparative example. Then, several types of magnetic recording media were created while changing the throughput. Then, the magnetostatic characteristics were measured using a Polar Kerr effect measuring device, and the coercive force Hc was evaluated. The results are shown in FIGS. In the figure, the unit of throughput is pph (Piece per hour), and the unit of coercive force Hc is Oe (Oersted: represents magnetic field strength).

図3に示すように、配向制御層16にTaを用いた場合(比較例)は、スループットの増加に対して保磁力Hcが減少していく傾向がわかる。これに対し配向制御層16にPtを用いた場合(実施例1)、高スループットでもTaで低スループットの場合と同等な保磁力Hcが得られていることがわかる。またPtを用いた場合には、スループットを上げるとむしろ保磁力Hcが向上している。配向制御層16にNiWを用いた場合(実施例2)、保磁力Hcが最も高く、スループットを上げても保持力はわずかな低下しか見られなかった。   As shown in FIG. 3, when Ta is used for the orientation control layer 16 (comparative example), it can be seen that the coercive force Hc tends to decrease as the throughput increases. On the other hand, when Pt is used for the orientation control layer 16 (Example 1), it can be seen that even if the throughput is high, a coercive force Hc equivalent to that of Ta and a low throughput is obtained. In the case of using Pt, the coercive force Hc is rather improved when the throughput is increased. When NiW was used for the orientation control layer 16 (Example 2), the coercive force Hc was the highest, and the coercive force was only slightly reduced even when the throughput was increased.

図4に示すように、S/N比についてもほぼ同様の傾向にあり、Taに対してPt、NiWの方が飛躍的にS/N比が高かった。また、PtおよびNiWは、スループットを上げてもS/N比はわずかな低下しか見られなかった。   As shown in FIG. 4, the S / N ratio has a similar tendency, and Pt and NiW have a significantly higher S / N ratio than Ta. In addition, Pt and NiW showed only a slight decrease in the S / N ratio even when the throughput was increased.

これらのことから、配向制御層16として酸化されにくい元素を主成分とすることで、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることが可能であることが確認できた。   From these facts, it is possible to achieve both high throughput, high coercive force and high S / N ratio without making major changes to the conventional device by using as a main component an element that is not easily oxidized as the orientation control layer 16. It was confirmed that there was.

[第2実施形態]
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の第2実施形態について説明する。なお、以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention will be described. Note that dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図5は第2実施形態にかかる垂直磁気記録媒体102の構成を説明する図である。図5に示す垂直磁気記録媒体102は、ディスク基体110、付着層112、第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114c、配向制御層116、第1下地層118a、第2下地層118b、オンセット層120、第1磁気記録層122a、第2磁気記録層122b、補助記録層124、媒体保護層126、潤滑層128で構成されている。なお第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114cは、あわせて軟磁性層114を構成する。第1下地層118aと第2下地層118bはあわせて下地層118を構成する。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとはあわせて磁気記録層122を構成する。   FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the perpendicular magnetic recording medium 102 according to the second embodiment. The perpendicular magnetic recording medium 102 shown in FIG. 5 includes a disk substrate 110, an adhesion layer 112, a first soft magnetic layer 114a, a spacer layer 114b, a second soft magnetic layer 114c, an orientation control layer 116, a first underlayer 118a, and a second layer. The underlayer 118b, the onset layer 120, the first magnetic recording layer 122a, the second magnetic recording layer 122b, the auxiliary recording layer 124, the medium protective layer 126, and the lubricating layer 128 are included. The first soft magnetic layer 114a, the spacer layer 114b, and the second soft magnetic layer 114c together constitute the soft magnetic layer 114. The first base layer 118a and the second base layer 118b together constitute the base layer 118. The first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b together constitute the magnetic recording layer 122.

以下に説明するように、本実施形態に示す垂直磁気記録媒体102は、磁気記録層122の第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bのいずれかまたは両方に複数の種類の酸化物(以下、「複合酸化物」という。)を含有させることにより、非磁性の粒界に複合酸化物を偏析させている。   As will be described below, the perpendicular magnetic recording medium 102 shown in the present embodiment has a plurality of types of oxides (one or both of the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b of the magnetic recording layer 122). Hereinafter, the composite oxide is segregated at the nonmagnetic grain boundaries by containing “composite oxide”.

ディスク基体110は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラス基板の種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラス基板の材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体10を得ることができる。   As the disk base 110, a glass disk obtained by forming amorphous aluminosilicate glass into a disk shape by direct pressing can be used. The type, size, thickness, etc. of the glass substrate are not particularly limited. Examples of the glass substrate material include glass ceramics such as aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, or crystallized glass. It is done. The glass disk is subjected to grinding, polishing, and chemical strengthening sequentially to obtain a smooth nonmagnetic disk base 10 made of a chemically strengthened glass disk.

ディスク基体110上に、DCマグネトロンスパッタリング法にて付着層112から補助記録層124まで順次成膜を行い、媒体保護層126はCVD法により成膜することができる。この後、潤滑層128をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明する。   On the disk substrate 110, the adhesion layer 112 to the auxiliary recording layer 124 are sequentially formed by DC magnetron sputtering, and the medium protective layer 126 can be formed by CVD. Thereafter, the lubricating layer 128 can be formed by dip coating. Note that it is also preferable to use an in-line film forming method in terms of high productivity. Hereinafter, the configuration and manufacturing method of each layer will be described.

付着層112は非晶質の下地層であって、ディスク基体110に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層114とディスク基体110との剥離強度を高める機能を備えている。付着層112は、ディスク基体110がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。   The adhesion layer 112 is an amorphous underlayer, which is formed in contact with the disk substrate 110 and has a function of increasing the peel strength between the soft magnetic layer 114 and the disk substrate 110 formed thereon. When the disk substrate 110 is made of amorphous glass, the adhesion layer 112 is preferably an amorphous alloy film so as to correspond to the amorphous glass surface.

付着層112としては、例えばCrTi系非晶質層を選択することができる。   As the adhesion layer 112, for example, a CrTi-based amorphous layer can be selected.

軟磁性層114は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層114は第1軟磁性層114aと第2軟磁性層114cの間に非磁性のスペーサ層114bを介在させることによって、AFC(Antiferro-magnetic exchange coupling:反強磁性交換結合)を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層114の磁化方向を高い精度で磁路(磁気回路)に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層114から生じるノイズを低減することができる。第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成としては、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoCrFeBなどのCo−Fe系合金、[Ni−Fe/Sn]n多層構造のようなNi−Fe系合金などを用いることができる。   The soft magnetic layer 114 is a layer that temporarily forms a magnetic path during recording in order to pass magnetic flux in a direction perpendicular to the recording layer in the perpendicular magnetic recording method. The soft magnetic layer 114 is provided with AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a nonmagnetic spacer layer 114b between the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c. Can be configured. As a result, the magnetization direction of the soft magnetic layer 114 can be aligned along the magnetic path (magnetic circuit) with high accuracy, and the vertical component of the magnetization direction is extremely reduced, so that noise generated from the soft magnetic layer 114 is reduced. Can do. The compositions of the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c include a Co-based alloy such as CoTaZr, a Co-Fe based alloy such as CoCrFeB, and a Ni-Fe such as a [Ni-Fe / Sn] n multilayer structure. A system alloy or the like can be used.

配向制御層116は非磁性の合金層であり、軟磁性層114を防護する作用と、この上に成膜される下地層118に含まれる六方細密充填構造(hcp構造)の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。配向制御層116は面心立方構造(fcc構造)の(111)面、または体心立方構造(bcc構造)の(110)面がディスク基体110の主表面と平行となっていることが好ましい。また配向制御層116は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。   The orientation control layer 116 is a nonmagnetic alloy layer, and acts to protect the soft magnetic layer 114 and the easy magnetization axis of the hexagonal close-packed structure (hcp structure) included in the underlayer 118 formed thereon is a disk. A function for aligning in the vertical direction is provided. In the orientation control layer 116, the (111) plane of the face-centered cubic structure (fcc structure) or the (110) plane of the body-centered cubic structure (bcc structure) is preferably parallel to the main surface of the disk substrate 110. Further, the orientation control layer 116 may have a configuration in which these crystal structures and amorphous are mixed.

配向制御層は、Ni(ニッケル)を主成分とし、Ti(チタン)、V(バナジウム)、Ta(タンタル)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)のいずれか1つ以上の添加元素を含む合金から成ることが好ましい。Niは酸化に強い点で好ましい。ただしNiは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでNiが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を5at%(原子%)以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はfcc構造(面心立方格子)を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を15at%以下とすることが好ましい。   The orientation control layer is mainly composed of Ni (nickel), and includes at least one of Ti (titanium), V (vanadium), Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), and W (tungsten). It is preferably made of an alloy containing an additive element. Ni is preferable because it is resistant to oxidation. However, Ni is a ferromagnetic material, and if a magnetic layer made of a ferromagnetic material exists under the nonmagnetic underlayer, the magnetic disk will not perform a desired operation. Therefore, it is preferable to add another element in which Ni does not have magnetism, and specifically, it is preferable to mix the above metal at 5 at% (atomic%) or more. On the other hand, the orientation control layer needs to have an fcc structure (face-centered cubic lattice), and if the amount of the additive becomes too large, the crystal structure cannot be maintained and becomes amorphous. is there. Specifically, the additive preferably contains the above metal at 15 at% or less.

下地層118はhcp構造であって、磁気記録層22のCoのhcp構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層18の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層118の結晶の(0001)面がディスク基体110の主表面と平行になっているほど、磁気記録層22の配向性を向上させることができる。下地層の材質としてはRuが代表的であるが、その他に、RuCr、RuCoから選択することができる。Ruはhcp構造をとり、また結晶の格子間隔がCoと近いため、Coを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。   The underlayer 118 has an hcp structure, and has a function of growing a Co hcp crystal of the magnetic recording layer 22 as a granular structure. Therefore, the higher the crystal orientation of the underlayer 18, that is, the more the (0001) plane of the crystal of the underlayer 118 is parallel to the main surface of the disk substrate 110, the more the orientation of the magnetic recording layer 22 is improved. Can do. Ru is a typical material for the underlayer, but in addition, it can be selected from RuCr and RuCo. Since Ru has an hcp structure and the lattice spacing of crystals is close to Co, a magnetic recording layer containing Co as a main component can be well oriented.

下地層118をRuとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりRuからなる2層構造とすることができる。具体的には、上層側の第2下地層118bを形成する際に、下層側の第1下地層118aを形成するときよりもArのガス圧を高くする。ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶配向性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ruの結晶格子の大きさはCoの結晶格子よりも大きいため、Ruの結晶格子を小さくすればCoのそれに近づき、Coのグラニュラー層の結晶配向性をさらに向上させることができる。   When the underlayer 118 is made of Ru, a two-layer structure made of Ru can be obtained by changing the gas pressure during sputtering. Specifically, when forming the second base layer 118b on the upper layer side, the Ar gas pressure is set higher than when forming the first base layer 118a on the lower layer side. When the gas pressure is increased, the free movement distance of the plasma ions to be sputtered is shortened, so that the film formation rate is reduced and the crystal orientation can be improved. Further, by increasing the pressure, the size of the crystal lattice is reduced. Since the size of the Ru crystal lattice is larger than that of the Co crystal lattice, if the Ru crystal lattice is made smaller, it approaches that of Co, and the crystal orientation of the Co granular layer can be further improved.

オンセット層120は非磁性のグラニュラー層である。下地層118のhcp結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第1磁気記録層122aのグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階(立ち上がり)から分離させる作用を有している。オンセット層120の組成は、Co系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。特にCoCr−SiO、CoCrRu−SiOを好適に用いることができ、さらにRuに代えてRh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Au(金)も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒(磁性グレイン)間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト(Co)と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素(SiOx)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrO)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコン(ZrO)、酸化タンタル(Ta)を例示できる。 The onset layer 120 is a nonmagnetic granular layer. A nonmagnetic granular layer is formed on the hcp crystal structure of the underlayer 118, and the granular layer of the first magnetic recording layer 122a is grown thereon, so that the magnetic granular layer can be grown from the initial growth stage (rise). Has the effect of separating. The composition of the onset layer 120 can be a granular structure by segregating nonmagnetic substances between nonmagnetic crystal grains made of a Co-based alloy to form grain boundaries. In particular, CoCr—SiO 2 and CoCrRu—SiO 2 can be preferably used, and Rh (rhodium), Pd (palladium), Ag (silver), Os (osmium), Ir (iridium), Au (in addition to Ru) Gold) can also be used. A nonmagnetic substance is a substance that can form a grain boundary around magnetic grains so that exchange interaction between magnetic grains (magnetic grains) is suppressed or blocked, and is cobalt (Co). Any non-magnetic substance that does not dissolve in solution can be used. Examples thereof include silicon oxide (SiOx), chromium (Cr), chromium oxide (CrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), zircon oxide (ZrO 2 ), and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ).

上記のように下地層の表面側にオンセット層を備えることにより、酸化に強い配向制御層の上に配向制御層を備えることにより、オンセット層の配向性をさらに向上し、さらに磁気記録層の配向性を向上して高い保磁力HcおよびS/N比を実現することができる。すなわち下地層はhcp構造のほぼ均一な結晶構造であり、グラニュラー構造の磁気記録層を形成するに際し、非磁性のグラニュラー層を形成することにより磁気記録層のグラニュラー(磁性結晶粒子)の分離性を促進し、S/N比を向上させることができる。   By providing the onset layer on the surface side of the underlayer as described above, by providing the orientation control layer on the orientation control layer resistant to oxidation, the orientation of the onset layer is further improved, and the magnetic recording layer The coercive force Hc and S / N ratio can be realized by improving the orientation of the film. That is, the underlayer has a substantially uniform crystal structure of hcp structure, and when forming a magnetic recording layer of granular structure, by forming a non-magnetic granular layer, the granularity (magnetic crystal grains) of the magnetic recording layer is improved. It can promote and improve the S / N ratio.

オンセット層の結晶粒子には少なくともCoとCrを含有し、非磁性物質に酸化物を含んでいてもよい。Coを含むことにより、その上に成膜される磁気記録層の磁性結晶粒子のグラニュラー構造が配向性を損なうことなくエピタキシャル成長することができる。   The crystal particles of the onset layer may contain at least Co and Cr, and the nonmagnetic substance may contain an oxide. By including Co, the granular structure of the magnetic crystal grains of the magnetic recording layer formed thereon can be epitaxially grown without impairing the orientation.

磁気記録層122は、Co系合金、Fe系合金、Ni系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒は、オンセット層20を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第1磁気記録層122aと、第2磁気記録層122bとから構成されている。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bは、いずれも非磁性物質としてはSiO、Cr、TiO、B、Fe等の酸化物や、BN等の窒化物、B等の炭化物を好適に用いることができる。 The magnetic recording layer 122 has a columnar granular structure in which a nonmagnetic substance is segregated around a magnetic particle of a hard magnetic material selected from a Co-based alloy, an Fe-based alloy, and a Ni-based alloy to form a grain boundary. Yes. By providing the onset layer 20, the magnetic grains can be epitaxially grown continuously from the granular structure. The magnetic recording layer may be a single layer, but in this embodiment, the magnetic recording layer is composed of a first magnetic recording layer 122a and a second magnetic recording layer 122b having different compositions and film thicknesses. The first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are all non-magnetic materials such as oxides such as SiO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , BN, etc. Nitride and carbides such as B 4 C 3 can be preferably used.

このような構成の磁気記録層とすることにより、配向制御層から配向性を継承する。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力HcおよびS/N比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびS/N比を両立させることができる。   By using the magnetic recording layer having such a configuration, the orientation is inherited from the orientation control layer. Therefore, as described above, the orientation control layer is not easily affected by oxidation, and even if the throughput is improved, the orientation control layer is not easily disturbed, so that the coercive force Hc and the S / N ratio can be prevented from being lowered. Thereby, both high throughput, high coercive force and S / N ratio can be achieved.

さらに本実施形態では、第1磁気記録層122aまたは第2磁気記録層122bのいずれかまたは両方において2以上の非磁性物質を複合して用いる。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、特にSiOおよびTiOを含むことが好ましく、次にいずれかに代えて/加えてCrを好適に用いることができる。例えば第1磁気記録層22aは、粒界部に複合酸化物(複数の種類の酸化物)の例としてCrとSiOを含有し、CoCrPt−Cr−SiOのhcp結晶構造を形成することができる。また例えば第2磁気記録層22bは、粒界部に複合酸化物の例としてSiOとTiOを含有し、CoCrPt−SiO−TiOのhcp結晶構造を形成することができる。 Furthermore, in this embodiment, two or more nonmagnetic substances are used in combination in either or both of the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b. Although there is no limitation on the kind of nonmagnetic substance contained at this time, it is particularly preferable to include SiO 2 and TiO 2 , and Cr 2 O 3 can be suitably used instead of / in addition to either of them. For example, the first magnetic recording layer 22a contains Cr 2 O 3 and SiO 2 as an example of a complex oxide (a plurality of types of oxides) at the grain boundary, and an hcp crystal of CoCrPt—Cr 2 O 3 —SiO 2 . A structure can be formed. Further, for example, the second magnetic recording layer 22b contains SiO 2 and TiO 2 as an example of a composite oxide at the grain boundary portion, and can form an hcp crystal structure of CoCrPt—SiO 2 —TiO 2 .

補助記録層124はグラニュラー構造を有する磁気記録層122の上に、面内方向に磁気的に連続した層(連続層とも呼ばれる)である。補助記録層124は必ずしも必要ではないが、これを設けることにより磁気記録層122の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、逆磁区核形成磁界Hnの向上、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を図ることができる。   The auxiliary recording layer 124 is a layer (also called a continuous layer) that is magnetically continuous in the in-plane direction on the magnetic recording layer 122 having a granular structure. Although the auxiliary recording layer 124 is not necessarily required, by providing the auxiliary recording layer 124, in addition to the high density recording property and low noise property of the magnetic recording layer 122, the reverse domain nucleation magnetic field Hn is improved, the heat-resistant fluctuation characteristic is improved, and the overwrite is performed. The characteristics can be improved.

媒体保護層126は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜して形成することができる。媒体保護層126は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。   The medium protective layer 126 can be formed by forming a carbon film by a CVD method while maintaining a vacuum. The medium protective layer 126 is a protective layer for protecting the perpendicular magnetic recording layer from the impact of the magnetic head. In general, carbon deposited by the CVD method has improved film hardness compared to that deposited by the sputtering method, so that the perpendicular magnetic recording layer can be protected more effectively against the impact from the magnetic head.

潤滑層128は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。PFPEは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層126表面のN原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層128の作用により、垂直磁気記録媒体102の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層126の損傷や欠損を防止することができる。   The lubricating layer 128 can be formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating. PFPE has a long chain molecular structure and binds with high affinity to N atoms on the surface of the medium protective layer 126. Due to the action of the lubricating layer 128, even if the magnetic head comes into contact with the surface of the perpendicular magnetic recording medium 102, damage or loss of the medium protective layer 126 can be prevented.

以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体102を得ることができる。   Through the above manufacturing process, the perpendicular magnetic recording medium 102 can be obtained.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、磁気記録方式のHDDなどに搭載される磁気記録媒体およびその製造方法として利用することができる。   The present invention can be used as a magnetic recording medium mounted on a magnetic recording type HDD or the like and a manufacturing method thereof.

インライン型のスパッタリング装置を説明する図である。It is a figure explaining an in-line type sputtering device. 磁気記録媒体の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a magnetic recording medium. スループットと保磁力Hcの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a throughput and the coercive force Hc. スループットとS/N比の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a throughput and S / N ratio. 第2実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the perpendicular magnetic recording medium concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 …ディスク基体
14 …軟磁性層
14a …第一軟磁性層
14b …スペーサ層
14c …第二軟磁性層
16 …配向制御層
18 …下地層
18a …第一下地層
18b …第二下地層
20 …オンセット層
22 …磁気記録層
24 …補助記録層
26 …媒体保護層
28 …潤滑層
100 …ディスク基板
102 …垂直磁気記録媒体
110 …ディスク基体
112 …付着層
114 …軟磁性層
114a …第1軟磁性層
114b …スペーサ層
114c …第2軟磁性層
116 …配向制御層
118 …下地層
118a …第1下地層
118b …第2下地層
120 …オンセット層
122 …磁気記録層
122a …第1磁気記録層
122b …第2磁気記録層
124 …補助記録層
126 …媒体保護層
128 …潤滑層
200 …スパッタリング装置
202 …成膜チャンバ
204 …予備排気室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Disk base | substrate 14 ... Soft-magnetic layer 14a ... 1st soft-magnetic layer 14b ... Spacer layer 14c ... 2nd soft-magnetic layer 16 ... Orientation control layer 18 ... Underlayer 18a ... 1st underlayer 18b ... 2nd underlayer 20 ... Onset layer 22 ... magnetic recording layer 24 ... auxiliary recording layer 26 ... medium protective layer 28 ... lubricating layer 100 ... disk substrate 102 ... perpendicular magnetic recording medium 110 ... disk substrate 112 ... adhesion layer 114 ... soft magnetic layer 114a ... first soft layer Magnetic layer 114b ... Spacer layer 114c ... Second soft magnetic layer 116 ... Orientation control layer 118 ... Underlayer 118a ... First underlayer 118b ... Second underlayer 120 ... Onset layer 122 ... Magnetic recording layer 122a ... First magnetic recording Layer 122b ... Second magnetic recording layer 124 ... Auxiliary recording layer 126 ... Medium protective layer 128 ... Lubricating layer 200 ... Sputtering device 202 ... Film forming channel 204 ... spare exhaust chamber

Claims (7)

基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、
前記配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
In a magnetic recording medium comprising an orientation control layer, a nonmagnetic underlayer, and a magnetic recording layer on a substrate,
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the orientation control layer is mainly composed of nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel.
前記配向制御層は、Niを主成分とし、Ti、V、Ta、Cr、Mo、Wのいずれか1つ以上の添加元素を含む合金から成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 orientation control layer is made of an alloy containing Ni as a main component and containing at least one additive element of Ti, V, Ta, Cr, Mo, and W. . 前記非磁性の下地層および磁気記録層は、hcp構造(六方最密充填構造)であ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 nonmagnetic underlayer and the magnetic recording layer have an hcp structure (hexagonal close-packed structure). 前記下地層より当該磁気記録媒体の表面側に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有し、全体として非磁性となるオンセット層を備えることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。   An onset layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between crystal grains grown in a columnar shape on the surface side of the magnetic recording medium from the underlayer, and is made nonmagnetic as a whole. The magnetic recording medium according to claim 1. 前記オンセット層の結晶粒子には少なくともCoとCrを含有し、前記非磁性物質に酸化物を含むことを特徴とする請求項4に記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 4, wherein the crystal grains of the onset layer contain at least Co and Cr, and the nonmagnetic substance contains an oxide. 前記オンセット層より当該磁気記録媒体の表面側に、少なくともCo(コバルト)を含有し柱状に成長した磁性結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有する磁気記録層を備えることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。   A magnetic recording layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between magnetic crystal grains containing at least Co (cobalt) and growing in a columnar shape on the surface side of the magnetic recording medium from the onset layer. The magnetic recording medium according to claim 1, comprising: 基板上に配向制御層を成膜し、
非磁性の下地層を成膜し、
磁気記録層を成膜する磁気記録媒体の製造方法において、
前記配向制御層はニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とし、かつ、前記配向制御層、前記非磁性の下地層、および前記磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
An orientation control layer is formed on the substrate,
Deposit a non-magnetic underlayer,
In the method of manufacturing a magnetic recording medium for forming a magnetic recording layer,
The orientation control layer is mainly composed of nickel or an element having a smaller ionization tendency than nickel, and the orientation control layer, the nonmagnetic underlayer, and the magnetic recording layer are formed using an in-line type sputtering apparatus. A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising forming a film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012009089A (en) * 2010-06-22 2012-01-12 Wd Media (Singapore) Pte. Ltd Method for manufacturing perpendicular magnetic recording medium

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