JP2009116932A - Vertical magnetic recording medium - Google Patents

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Takahiro Onoe
貴弘 尾上
Masafumi Ishiyama
雅史 石山
Sadaichirou Umezawa
禎一郎 梅澤
Kenji Ayama
兼士 阿山
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Hoya Magnetics Singapore Pte Ltd
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Hoya Magnetics Singapore Pte Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium with high recording density having higher coercive force Hc and an SN ratio than a vertical magnetic recording medium having a single sub-base layer. <P>SOLUTION: The vertical magnetic recording medium 100 is provided with at least a soft magnetic layer 14, a sub-base layer 16, a base layer 18 made of ruthenium and a magnetic recording layer 22 recording a signal which are deposited in this order on a disk substrate 1. The sub-base layer 16 contains a first sub-base layer 16a made of a Cu alloy and a second sub-base layer 16b made of NiW. The first and the second sub-base layers 16a and 16b may be deposited in random order. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、垂直磁気記録方式のHDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される垂直磁気記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like.

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160GB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250GBit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 160 GB has been demanded for a 2.5-inch diameter magnetic disk used for HDDs and the like, and in order to meet such a demand, per square inch. It is required to realize an information recording density exceeding 250 GBit.

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、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク(垂直磁気記録ディスク)が提案されている。従来の面内磁気記録方式は磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式は磁化容易軸が基体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、高密度記録時に、より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。   In recent years, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk (perpendicular magnetic recording disk) has been proposed in order to achieve a high recording density in a magnetic disk used for an HDD or the like. In the conventional in-plane magnetic recording method, the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is aligned in the plane direction of the substrate surface, but in the perpendicular magnetic recording method, the easy magnetization axis is adjusted to be aligned in the direction perpendicular to the substrate surface. ing. The perpendicular magnetic recording method is more suitable for increasing the recording density because the thermal fluctuation phenomenon can be more suppressed during high-density recording than the in-plane recording method.

従来、磁気記録層としては、CoCrPt−SiOやCoCrPt−TiOが広く用いられ、Coがhcp構造(六方最密結晶格子)の結晶を形成し、CrおよびSiO(またはTiO)が偏析して粒界を形成する。かかる材料を用いることにより、SiO(またはTiO)が強磁性のCoの周囲に偏析するため、物理的に独立した微細なCo粒子を形成しやすく、高記録密度を達成しやすい。 Conventionally, CoCrPt—SiO 2 or CoCrPt—TiO 2 has been widely used as the magnetic recording layer, Co forms crystals of an hcp structure (hexagonal close-packed crystal lattice), and Cr and SiO 2 (or TiO 2 ) segregate. To form grain boundaries. By using such a material, SiO 2 (or TiO 2 ) is segregated around ferromagnetic Co, so that it is easy to form physically independent fine Co particles and to easily achieve a high recording density.

磁気記録層の結晶配向性を向上させるために、一般的に、下地層が設けられている。下地層にはTi、V、Zr、Hfなどが知られているが、特許文献1に示されるように、現在ではRu(ルテニウム)が主流となっている。Ruはhcp構造をとり、Co(コバルト)を主成分とする磁気記録層の磁化容易軸の垂直配向性を効果的に向上させ、保磁力Hcを高め、所定のS/N比及び分解能を確保した高記録密度化が図られることが知られているからである。   In order to improve the crystal orientation of the magnetic recording layer, an underlayer is generally provided. Ti, V, Zr, Hf, and the like are known for the underlayer, but as shown in Patent Document 1, Ru (ruthenium) is currently mainstream. Ru has an hcp structure, effectively improves the perpendicular orientation of the easy axis of the magnetic recording layer containing Co (cobalt) as a main component, increases the coercive force Hc, and secures a predetermined S / N ratio and resolution. This is because it is known that high recording density can be achieved.

下地層は、材質が同じであっても、成膜プロセスにおける雰囲気ガスの圧力によって、膜の機能が変動することが知られている。特許文献2には、垂直磁性層の下地膜として、高圧アルゴン雰囲気で成膜されたルテニウムを含む層と、低圧アルゴン雰囲気で成膜されたルテニウムを含む層を有する構成が提案されている。特許文献2においては、低圧アルゴン雰囲気(1Pa前後)で成膜されたルテニウムを含む層は磁性層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気(6Pa〜10Pa程度)で成膜されたルテニウムを含む層は磁性層が微粒子となる効果を奏すると述べている。   It is known that even if the material of the underlayer is the same, the function of the film varies depending on the pressure of the atmospheric gas in the film forming process. Patent Document 2 proposes a configuration having a ruthenium-containing layer formed in a high-pressure argon atmosphere and a ruthenium-containing layer formed in a low-pressure argon atmosphere as an underlayer for the perpendicular magnetic layer. In Patent Document 2, a layer containing ruthenium formed in a low-pressure argon atmosphere (around 1 Pa) has an effect that the magnetic layer is highly oriented, and ruthenium formed in a high-pressure argon atmosphere (about 6 Pa to 10 Pa). It is stated that the layer containing the element has the effect that the magnetic layer becomes fine particles.

上述したように高記録密度化を図るためには磁性粒を微細化することが有効である。しかしながら、過度に磁性粒を微細化すれば、磁性粒を構成する原子が少なくなりすぎるため、面内磁気記録媒体と同様に熱揺らぎ現象が問題となってしまう。この熱揺らぎの問題を回避するために、これまでは、次のような方法が採られてきた。   As described above, it is effective to make the magnetic grains finer in order to increase the recording density. However, if the magnetic grains are excessively miniaturized, the number of atoms constituting the magnetic grains becomes too small, and the thermal fluctuation phenomenon becomes a problem as in the case of the in-plane magnetic recording medium. In order to avoid this thermal fluctuation problem, the following methods have been adopted so far.

すなわち、下地層のさらに下に中間層を設け、中間層の材料あるいは膜構成を好適化して、下地層の結晶粒の配向の整列を促進し、間接的に磁気記録層の結晶配向性を改善することにより保磁力を向上させる方法である。中間層の素材は、例えばNi(ニッケル)、Pt(プラチナ)、Pd(パラジウム)など様々な素材から選択することができる。
特開平7−334832号公報 特開2002−197630号公報
In other words, an intermediate layer is provided below the under layer, and the material or film structure of the intermediate layer is optimized to promote the alignment of crystal grains in the under layer and indirectly improve the crystal orientation of the magnetic recording layer. This is a method for improving the coercive force. The material of the intermediate layer can be selected from various materials such as Ni (nickel), Pt (platinum), and Pd (palladium).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-334832 JP 2002-197630 A

ところで、記録密度を向上させる際には、静磁気特性(以下「静特」と略称する。例えば保磁力Hc)を高めつつ、電磁変換特性(以下「電特」と略称する。例えばSN比)を高める必要がある。保磁力Hcの向上によって記録密度を高めても、SN比が低下しては記録媒体としての性能の向上にはつながらないからである。   By the way, when the recording density is improved, the electromagnetic conversion characteristics (hereinafter abbreviated as “electric characteristics”, for example, SN ratio) are improved while enhancing the magnetostatic characteristics (hereinafter abbreviated as “static characteristics”, for example, coercive force Hc). Need to be increased. This is because even if the recording density is increased by improving the coercive force Hc, if the SN ratio is lowered, the performance as a recording medium is not improved.

そこで本発明は、保磁力Hcを向上させて記録密度の向上を図るとともに、SN比も高めることが可能な磁気記録媒体を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of improving the recording density by improving the coercive force Hc and increasing the SN ratio.

上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討し、hcp構造の磁気記録層の結晶配向性を向上させるためには、その成長の基礎となるhcp構造の非磁性下地層が重要であり、非磁性下地層の結晶の状態はその基礎となる中間層に大きく影響を受けることに着眼した。そして、さらに研究を重ねることにより、本発明を完成するに到った。   In order to solve the above problems, the inventors have intensively studied, and in order to improve the crystal orientation of the magnetic recording layer having the hcp structure, the nonmagnetic underlayer having the hcp structure, which is the basis of the growth, is important. It was noticed that the crystal state of the nonmagnetic underlayer was greatly influenced by the underlying intermediate layer. The present invention has been completed by further research.

すなわち本発明の代表的な構成によれば、ディスク基体上に少なくとも軟磁性層と、中間層と、ルテニウムから成る下地層と、信号を記録する磁気記録層とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体において、中間層は、Cu合金から成る第1中間層と、NiWから成る第2中間層とで構成されていることを特徴とする。   That is, according to a typical configuration of the present invention, a perpendicular magnetic layer in which at least a soft magnetic layer, an intermediate layer, a ruthenium underlayer, and a magnetic recording layer for recording a signal are formed in this order on a disk substrate. In the recording medium, the intermediate layer is composed of a first intermediate layer made of a Cu alloy and a second intermediate layer made of NiW.

上方に位置する第2中間層がCuX(Xは所定の金属)である場合には保磁力Hcが向上し、第2中間層がNiWである場合にはSN比が向上する。そして、第1および第2中間層は、順不同としてよい。いずれの物質が上方に位置しても、相乗効果により、単層の場合と比較すれば、保磁力HcもSN比も両方とも向上するからである。   The coercive force Hc is improved when the second intermediate layer located above is CuX (X is a predetermined metal), and the SN ratio is improved when the second intermediate layer is NiW. The first and second intermediate layers may be out of order. This is because, regardless of which substance is located above, both the coercive force Hc and the SN ratio are improved by a synergistic effect as compared with the case of a single layer.

上記のCu合金は、CuCr(銅−クロム合金)、CuW(銅−タングステン合金)、またはCuTi(銅−チタン合金)のいずれかから選択してよい。銅を主成分とする合金であれば、下地層の膜厚を増大させることなく記録密度の向上を達成できるからである。   The Cu alloy may be selected from CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). This is because an alloy containing copper as a main component can achieve an improvement in recording density without increasing the thickness of the underlayer.

上記の中間層の総膜厚は、5〜12nmであるとよい。CuX単層の中間層と比較すると、CuXおよびNiWの2層から成る中間層は、この総膜厚の範囲内でとりわけ大きな保磁力Hcを達成できるからである。また、上限である12nmは、記録再生用ヘッドと、記録時に磁路を形成することによってスムーズな記録を可能とする軟磁性層14との間のスペースが大きくなりすぎるのを防ぐためでもある。   The total film thickness of the intermediate layer is preferably 5 to 12 nm. This is because the intermediate layer composed of two layers of CuX and NiW can achieve a particularly large coercive force Hc within the range of the total film thickness as compared with the intermediate layer of the CuX single layer. The upper limit of 12 nm is also for preventing an excessively large space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer 14 that enables smooth recording by forming a magnetic path during recording.

上記の下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第1下地層および第2下地層で構成されているとよい。   The underlayer is preferably composed of a first underlayer and a second underlayer that have different gas pressures when forming ruthenium by sputtering.

第1あるいは第2の中間層がCu合金から成る場合、下地層が上記のような2層構造であっても、各下地層の膜厚を増大させることなく、磁気記録層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気(6Pa〜10Pa程度)で成膜されたルテニウムを含む層は磁気記録層が微粒子となる効果を奏するからである。   When the first or second intermediate layer is made of a Cu alloy, the magnetic recording layer is highly oriented without increasing the thickness of each underlayer, even if the underlayer has the two-layer structure as described above. This is because the layer containing ruthenium formed in a high-pressure argon atmosphere (about 6 Pa to 10 Pa) exhibits the effect that the magnetic recording layer becomes fine particles.

本発明によれば、単層の中間層を有する垂直磁気記録媒体に比較して、保磁力HcとSN比の両方を高めた高記録密度の磁気記録媒体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 having a high recording density in which both the coercive force Hc and the SN ratio are increased as compared with a perpendicular magnetic recording medium having a single intermediate layer.

次に添付図面を参照して本発明による垂直磁気記録媒体の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。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。   Next, an embodiment of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figure, elements not directly related to the present invention are not shown. Similar elements are denoted by the same reference numerals. 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.

図1は、本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。図1に示す垂直磁気記録媒体100は、ディスク基体1、付着層12、第1軟磁性層14a、スペーサ層14b、第2軟磁性層14c、中間層16、第1下地層18a、第2下地層18b、第1磁気記録層22a、第2磁気記録層22b、連続層24、媒体保護層28、潤滑層30で構成されている。なお第1軟磁性層14a、スペーサ層14b、第2軟磁性層14cは、あわせて軟磁性層14を構成する。第1下地層18aと第2下地層18bはあわせて下地層18を構成する。第1磁気記録層22aと第2磁気記録層22bとはあわせて磁気記録層22を構成する。   FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a perpendicular magnetic recording medium according to this embodiment. A perpendicular magnetic recording medium 100 shown in FIG. 1 includes a disk substrate 1, an adhesion layer 12, a first soft magnetic layer 14a, a spacer layer 14b, a second soft magnetic layer 14c, an intermediate layer 16, a first underlayer 18a, and a second lower layer. The base layer 18 b, the first magnetic recording layer 22 a, the second magnetic recording layer 22 b, the continuous layer 24, the medium protective layer 28, and the lubricating layer 30 are configured. The first soft magnetic layer 14a, the spacer layer 14b, and the second soft magnetic layer 14c together constitute the soft magnetic layer 14. The first base layer 18a and the second base layer 18b together constitute the base layer 18. The first magnetic recording layer 22a and the second magnetic recording layer 22b together constitute the magnetic recording layer 22.

まず、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、ガラスディスクを作成した。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1を得た。   First, an amorphous aluminosilicate glass was formed into a disk shape by direct pressing to produce a glass disk. The glass disk was ground, polished, and chemically strengthened in order to obtain a smooth nonmagnetic disk substrate 1 made of a chemically strengthened glass disk.

得られたディスク基体1上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ar雰囲気中でDCマグネトロンスパッタリング法にて、付着層12から連続層24まで順次成膜を行い、媒体保護層28はCVD法により成膜した。この後、潤滑層30をディップコート法により形成した。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。   On the obtained disk substrate 1, a film is formed in order from the adhesion layer 12 to the continuous layer 24 by a DC magnetron sputtering method in an Ar atmosphere by using a film forming apparatus that is evacuated, and the medium protective layer 28. Was formed by CVD. Thereafter, the lubricating layer 30 was formed by dip coating. Note that it is also preferable to use an in-line film forming method in terms of high productivity.

付着層12は10nmのTi合金層となるように、Ti合金ターゲットを用いて成膜した。付着層12を形成することにより、ディスク基体1と軟磁性層14との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層14の剥離を防止することができる。付着層12の材料としては、例えばCrTi合金を用いることができる。   The adhesion layer 12 was formed using a Ti alloy target so as to be a 10 nm Ti alloy layer. By forming the adhesion layer 12, the adhesion between the disk substrate 1 and the soft magnetic layer 14 can be improved, so that the soft magnetic layer 14 can be prevented from peeling off. As a material of the adhesion layer 12, for example, a CrTi alloy can be used.

軟磁性層14は、第1軟磁性層14aと第2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。これにより軟磁性層14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1軟磁性層14a、第2軟磁性層14cの組成はCoFeTaZrとし、スペーサ層14bの組成はRu(ルテニウム)とした。   The soft magnetic layer 14 includes 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. As a result, the magnetization direction of the soft magnetic layer 14 can be aligned along the magnetic path (magnetic circuit) with high accuracy, and the perpendicular component of the magnetization direction is extremely reduced, so that noise generated from the soft magnetic layer 14 is reduced. Can do. Specifically, the composition of the first soft magnetic layer 14a and the second soft magnetic layer 14c was CoFeTaZr, and the composition of the spacer layer 14b was Ru (ruthenium).

本実施形態の特徴である中間層16は、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。これについては後述する。   The intermediate layer 16, which is a feature of the present embodiment, has a function of promoting alignment of crystal grain orientation of the underlayer 18. This will be described later.

下地層18はhcp構造であって、磁気記録層22のhcp構造の結晶をグラニュラー構造として成長させることができる。したがって、下地層18の結晶配向性が高いほど、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、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 18 has an hcp structure, and the crystal of the hcp structure of the magnetic recording layer 22 can be grown as a granular structure. Therefore, the higher the crystal orientation of the underlayer 18 is, the more the orientation of the magnetic recording layer 22 can be improved. The material of the underlayer can be selected from RuCr and RuCo in addition to Ru. Ru has an hcp structure and can satisfactorily orient a magnetic recording layer containing Co as a main component.

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2下地層18bを形成する際に、下層側の第1下地層18aを形成するときよりもArのガス圧を高くしている。ガス圧を高くするとスパッタリングされた粒子の平均自由工程が短くなるため、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。   The underlayer 18 has a two-layer structure made of Ru. When forming the second base layer 18b on the upper layer side, the Ar gas pressure is set higher than when forming the first base layer 18a on the lower layer side. When the gas pressure is increased, the mean free path of the sputtered particles is shortened, so that the film formation rate is decreased 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.

第1磁気記録層22aは、非磁性物質の例としての酸化クロム(Cr)を含有するCoCrPtからなる硬磁性体のターゲットを用いて、2nmのCoCrPt−Crのhcp結晶構造を形成した。非磁性物質は磁性物質の周囲に偏析して粒界を形成し、磁性粒(磁性グレイン)は、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形成した。この磁性粒は、下地層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。 The first magnetic recording layer 22a uses a hard magnetic target made of CoCrPt containing chromium oxide (Cr 2 O 3 ) as an example of a nonmagnetic material, and has an hcp crystal structure of 2 nm CoCrPt—Cr 2 O 3. Formed. Nonmagnetic substances segregate around magnetic substances to form grain boundaries, and magnetic grains (magnetic grains) form a granular structure in which grain boundaries made of nonmagnetic substances are formed between crystal grains grown in a columnar shape. did. The magnetic grains were epitaxially grown continuously from the granular structure of the underlayer.

第2磁気記録層22bは、非磁性物質の例としての酸化チタン(TiO)を含有するCoCrPtからなる硬磁性体のターゲットを用いて、10nmのCoCrPt−TiOのhcp結晶構造を形成した。第2磁気記録層22bにおいても磁性粒はグラニュラー構造を形成した。 The second magnetic recording layer 22b, using a hard magnetic target made of CoCrPt containing titanium oxide as an example of a non-magnetic material (TiO 2), to form a hcp crystal structure of CoCrPt-TiO 2 of 10 nm. Also in the second magnetic recording layer 22b, the magnetic grains formed a granular structure.

本実施形態では、第1磁気記録層22aと第2磁気記録層22bで異なる材料(ターゲット)であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。なお非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素(SiO)、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。 In the present embodiment, the first magnetic recording layer 22a and the second magnetic recording layer 22b are different materials (targets), but the present invention is not limited to this, and the same composition and type may be used. Examples of the nonmagnetic material for forming the nonmagnetic region include silicon oxide (SiO x ), chromium (Cr), chromium oxide (CrO x ), titanium oxide (TiO 2 ), zircon oxide (ZrO 2 ), and oxide. An example is tantalum (Ta 2 O 5 ).

連続層24は、グラニュラー磁性層の上に高い垂直磁気異方性を示す面方向に磁気的に連続した薄膜(連続層)を形成し、CGC構造(Coupled Granular Continuous)を構成するものである。これによりグラニュラー層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、連続膜の高熱耐性を付け加えることができる。   The continuous layer 24 forms a CGC structure (Coupled Granular Continuous) by forming a thin film (continuous layer) magnetically continuous in the plane direction exhibiting high perpendicular magnetic anisotropy on the granular magnetic layer. Thereby, in addition to the high density recording property and low noise property of the granular layer, the high heat resistance of the continuous film can be added.

媒体保護層28は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜し、ダイアモンドライクカーボンを含んで構成される。媒体保護層28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。またCVD法において、バイアス電圧を上げれば、膜硬度を向上させることができる。   The medium protective layer 28 is formed by depositing carbon by CVD while maintaining a vacuum and including diamond-like carbon. The medium protective layer 28 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. In the CVD method, the film hardness can be improved by increasing the bias voltage.

潤滑層30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30の膜厚は約1nmである。   The lubrication layer 30 was formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating. The thickness of the lubricating layer 30 is about 1 nm.

(中間層)
本実施形態の特徴である上述の中間層についてさらに詳述する。本実施形態は、既に述べたように、ディスク基体上に少なくとも軟磁性層14と、中間層16と、ルテニウムから成る下地層18と、信号を記録する磁気記録層22とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体100である。中間層16は配向制御層またはシード層と呼ばれることもあり、下地層18のさらに下に位置していれば、その名称によって、その機能や組成が限定的に解釈されるものではない。
(Middle layer)
The above-described intermediate layer, which is a feature of the present embodiment, will be further described in detail. In the present embodiment, as already described, at least the soft magnetic layer 14, the intermediate layer 16, the underlayer 18 made of ruthenium, and the magnetic recording layer 22 for recording signals are formed in this order on the disk substrate. This is a perpendicular magnetic recording medium 100. The intermediate layer 16 is sometimes referred to as an orientation control layer or a seed layer. If the intermediate layer 16 is located further below the base layer 18, its function and composition are not limitedly interpreted by its name.

中間層16は、Cu合金から成る第1中間層16aと、NiWから成る第2中間層16bとで構成されていることを特徴とする。   The intermediate layer 16 includes a first intermediate layer 16a made of a Cu alloy and a second intermediate layer 16b made of NiW.

上方に位置する第2中間層16bがCuX(Xは所定の金属)である場合には保磁力Hcが向上し、第2中間層16bがNiWである場合にはSN比が向上する。そして、第1および第2中間層16a、16bは、順不同としてよい。いずれの物質が上方に位置しても、単層の場合と比較すれば、保磁力HcもSN比も両方とも向上するからである。   The coercive force Hc is improved when the second intermediate layer 16b located above is CuX (X is a predetermined metal), and the SN ratio is improved when the second intermediate layer 16b is NiW. The first and second intermediate layers 16a and 16b may be out of order. This is because, regardless of which substance is located above, both the coercive force Hc and the SN ratio are improved as compared with the case of a single layer.

上記のCu合金は、CuCr(銅−クロム合金)、CuW(銅−タングステン合金)、またはCuTi(銅−チタン合金)のいずれかから選択してよい。銅を主成分とする合金であれば、下地層の膜厚を増大させることなく記録密度の向上を達成できるからである。   The Cu alloy may be selected from CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). This is because an alloy containing copper as a main component can achieve an improvement in recording density without increasing the thickness of the underlayer.

上記の中間層16の総膜厚(第1中間層16aの膜厚と第2中間層16bの膜厚との和)は、5〜12nmであるとよい。後述の図4に示すように、CuX単層の中間層と比較すると、CuXおよびNiWの2層から成る中間層は、この総膜厚の範囲内でとりわけ大きな保磁力を達成できるからである。   The total film thickness of the intermediate layer 16 (the sum of the film thickness of the first intermediate layer 16a and the film thickness of the second intermediate layer 16b) is preferably 5 to 12 nm. This is because, as shown in FIG. 4 to be described later, the intermediate layer composed of two layers of CuX and NiW can achieve a particularly large coercive force within the range of the total film thickness as compared with the intermediate layer of the CuX single layer.

また、上限である12nmは、記録再生用ヘッドと、記録時に磁路を形成することによってスムーズな記録を可能とする軟磁性層14との間のスペースが大きくなりすぎるのを防ぐためでもある。   The upper limit of 12 nm is also for preventing an excessively large space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer 14 that enables smooth recording by forming a magnetic path during recording.

上記の下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第1下地層および第2下地層で構成されているとよい。   The underlayer is preferably composed of a first underlayer and a second underlayer that have different gas pressures when forming ruthenium by sputtering.

第1中間層16aあるいは第2中間層16bがCu合金から成る場合、下地層が上記のような2層構造であっても、各下地層の膜厚を増大させることなく、磁気記録層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気(3Pa〜10Pa程度)で成膜されたルテニウムを含む層は磁気記録層が微粒子となる効果を奏するからである。   When the first intermediate layer 16a or the second intermediate layer 16b is made of a Cu alloy, even if the underlayer has the two-layer structure as described above, the magnetic recording layer can be made high without increasing the thickness of each underlayer. This is because the layer containing ruthenium formed in the high-pressure argon atmosphere (about 3 Pa to 10 Pa) has the effect that the magnetic recording layer becomes fine particles.

(評価)
図2は中間層(単層)の膜厚と、保磁力Hcとの関係を示すグラフである。図2によれば、NiW中間層も、Cu系合金製の中間層も、膜厚の増大にしたがって、保磁力Hcのピークを迎える。図2はそれぞれ単層の中間層の保磁力を示したものであるが、NiW中間層およびCu系合金を第1および第2の中間層16a、16bとした場合の中間層16の総膜厚も、3〜12nmがよいと考えられる。
(Evaluation)
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the film thickness of the intermediate layer (single layer) and the coercive force Hc. According to FIG. 2, both the NiW intermediate layer and the Cu-based alloy intermediate layer reach the peak of the coercive force Hc as the film thickness increases. FIG. 2 shows the coercive force of each single-layer intermediate layer. The total film thickness of the intermediate layer 16 when the NiW intermediate layer and the Cu-based alloy are the first and second intermediate layers 16a and 16b. Is considered to be 3 to 12 nm.

図3は中間層(単層)の膜厚とS/N比との関係を示すグラフである。図3によれば、NiW単層の中間層は8nmでS/N比のピークを迎え、Cu系合金製の単層の中間層は、膜厚が3nmでS/N比のピークを迎えている。図3はそれぞれ単層の中間層のS/N比を示したものであるが、NiW中間層およびCu系合金を第1および第2の中間層16a、16bとした場合の中間層16の総膜厚も、3〜12nm程度とすれば、良好なS/N比が得られると考えられる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness of the intermediate layer (single layer) and the S / N ratio. According to FIG. 3, the intermediate layer of the NiW single layer reaches a peak of S / N ratio at 8 nm, and the intermediate layer of the single layer made of Cu-based alloy reaches a peak of S / N ratio at a film thickness of 3 nm. Yes. FIG. 3 shows the S / N ratio of a single intermediate layer. The total intermediate layer 16 when the NiW intermediate layer and the Cu-based alloy are the first and second intermediate layers 16a and 16b are shown. If the film thickness is also about 3 to 12 nm, it is considered that a good S / N ratio can be obtained.

図4は、比較対象であるCuTi単層の中間層、ならびに、CuTiおよびNiWの2層から成る中間層の総膜厚と、保磁力Hcとの関係を示すグラフである。このグラフでは、2層から成る中間層のNiWの膜厚は一定の5.5nmとし、CuTiの膜厚を変化させることによって総膜厚を変化させている。CuTi単層と比較して、CuTiおよびNiWの2層としたほうが、5nm以上の同じ総膜厚において、明らかに高い保磁力Hcが得られる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the coercive force Hc and the total film thickness of the intermediate layer of the CuTi single layer to be compared and the intermediate layer composed of two layers of CuTi and NiW. In this graph, the NiW film thickness of the intermediate layer composed of two layers is a constant 5.5 nm, and the total film thickness is changed by changing the film thickness of CuTi. Compared to the CuTi single layer, two layers of CuTi and NiW can clearly obtain a higher coercive force Hc at the same total film thickness of 5 nm or more.

一方、上限である12nmは、図4のように保磁力Hcの逆転が起こりかかるポイントだからである。また既に述べたように、記録再生用ヘッドと、記録時に磁路を形成することによってスムーズな記録を可能とする軟磁性層14との間のスペースが大きくなりすぎるのを防ぐためでもある。   On the other hand, the upper limit of 12 nm is a point where the reversal of the coercive force Hc is likely to occur as shown in FIG. In addition, as described above, this is also for preventing an excessively large space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer 14 that enables smooth recording by forming a magnetic path during recording.

図4にも鑑みた結論として、2層から成る中間層16の総膜厚は、5〜12nmが望ましいと考えられる。ただし図2および図3から推測したように、3〜12nmとしてもよい。このような膜厚を有する中間層16は、上方に位置する第2中間層16bがCuX(Xは所定の金属)である場合には保磁力Hcが向上し、第2中間層16bがNiWである場合にはSN比が向上する。そして、第1および第2中間層16a、16bは、順不同としてよい。いずれの物質が上方に位置しても、相乗効果により、単層の場合と比較すれば、保磁力HcもSN比も両方とも向上するからである。   As a conclusion in view of FIG. 4, it is considered that the total film thickness of the intermediate layer 16 composed of two layers is preferably 5 to 12 nm. However, as estimated from FIGS. 2 and 3, it may be 3 to 12 nm. In the intermediate layer 16 having such a film thickness, the coercive force Hc is improved when the second intermediate layer 16b located above is CuX (X is a predetermined metal), and the second intermediate layer 16b is made of NiW. In some cases, the signal to noise ratio is improved. The first and second intermediate layers 16a and 16b may be out of order. This is because, regardless of which substance is located above, both the coercive force Hc and the SN ratio are improved by a synergistic effect as compared with the case of a single layer.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態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。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. 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、垂直磁気記録方式のHDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される垂直磁気記録媒体として利用することができる。   The present invention can be used as a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like.

本実施形態に係る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 magnetic recording medium which concerns on this embodiment. 中間層(単層)の膜厚と、保磁力Hcとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of an intermediate | middle layer (single layer), and the coercive force Hc. 中間層(単層)の膜厚とS/N比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of an intermediate | middle layer (single layer), and S / N ratio. 比較対象であるCuTi単層の中間層、ならびに、CuTiおよびNiWの2層から成る中間層の総膜厚と、保磁力Hcとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the total film thickness of the intermediate | middle layer of the CuTi single layer which is a comparison object, and the intermediate | middle layer which consists of two layers of CuTi and NiW, and the coercive force Hc.

符号の説明Explanation of symbols

1 …ディスク基体
12 …付着層
14 …軟磁性層
14a …第1軟磁性層
14b …スペーサ層
14c …第2軟磁性層
16 …中間層
16a …第1中間層
16b …第2中間層
18 …下地層
18a …第1下地層
18b …第2下地層
22 …磁気記録層
22a …第1磁気記録層
22b …第2磁気記録層
24 …連続層
28 …媒体保護層
30 …潤滑層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disk base | substrate 12 ... Adhesion layer 14 ... Soft magnetic layer 14a ... 1st soft magnetic layer 14b ... Spacer layer 14c ... 2nd soft magnetic layer 16 ... Intermediate | middle layer 16a ... 1st intermediate | middle layer 16b ... 2nd intermediate | middle layer 18 ... Bottom Base layer 18a ... first underlayer 18b ... second underlayer 22 ... magnetic recording layer 22a ... first magnetic recording layer 22b ... second magnetic recording layer 24 ... continuous layer 28 ... medium protective layer 30 ... lubricating layer

Claims (4)

ディスク基体上に少なくとも軟磁性層と、中間層と、ルテニウムから成る下地層と、信号を記録する磁気記録層とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体において、
前記中間層は、Cu合金から成る第1中間層と、NiWから成る第2中間層とで構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
In a perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, an intermediate layer, an underlayer made of ruthenium, and a magnetic recording layer for recording a signal are formed in this order on a disk substrate.
The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the intermediate layer includes a first intermediate layer made of a Cu alloy and a second intermediate layer made of NiW.
前記Cu合金は、CuCr(銅−クロム合金)、CuW(銅−タングステン合金)、またはCuTi(銅−チタン合金)のいずれかから選択されることを特徴とする請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording according to claim 1, wherein the Cu alloy is selected from CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). Medium. 前記中間層の総膜厚は、5〜12nmであることを特徴とする請求項1または2に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the total thickness of the intermediate layer is 5 to 12 nm. 前記下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第1下地層および第2下地層で構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the underlayer includes a first underlayer and a second underlayer that have different gas pressures during ruthenium film formation by sputtering.
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