JP2009146507A - Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直磁気記録媒体及びこの垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。 The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular magnetic recording medium.
近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にMRヘッド、およびPRML技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにGMRヘッド、TuMRヘッドなども導入され、著しい増加を続けている。 In recent years, the range of application of magnetic recording devices such as magnetic disk devices, flexible disk devices, and magnetic tape devices has been remarkably increased, and the importance has increased, and the recording density of magnetic recording media used in these devices has increased. Significant improvements are being made. In particular, since the introduction of MR heads and PRML technology, the increase in surface recording density has become more intense, and in recent years, GMR heads, TuMR heads, etc. have also been introduced and continue to increase significantly.
このように、磁気記録媒体については今後更に高記録密度化を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比(SNR)、高分解能を達成することが要求されている。これまで広く用いられてきた長手磁気記録方式においては、線記録密度が高まるにつれて、磁化の遷移領域の隣接する記録磁区同士がお互いの磁化を弱めあおうとする自己減磁作用が支配的になるため、それを避けるために磁気記録層をどんどん薄くして形状磁気異方性を高めてやる必要がある。 As described above, the magnetic recording medium is required to achieve higher recording density in the future. For this purpose, the magnetic recording layer must have higher coercive force, higher signal-to-noise ratio (SNR), and higher resolution. Is required. In the longitudinal magnetic recording method that has been widely used so far, as the linear recording density increases, the adjacent recording magnetic domains in the magnetization transition region dominated the self-demagnetization action that weakens each other's magnetization. In order to avoid this, it is necessary to increase the shape magnetic anisotropy by making the magnetic recording layer thinner and thinner.
その一方で、磁気記録層の膜厚を薄くしていくと、磁区を保つためのエネルギー障壁の大きさと熱エネルギーの大きさが同レベルに近づいてきて、記録された磁化量が温度の影響によって緩和される現象(熱揺らぎ現象)が無視できなくなり、これが線記録密度の限界を決めてしまうといわれている。 On the other hand, as the film thickness of the magnetic recording layer is reduced, the magnitude of the energy barrier for maintaining the magnetic domain and the magnitude of the thermal energy approach the same level, and the recorded magnetization amount is affected by the temperature. It is said that the phenomenon to be relaxed (thermal fluctuation phenomenon) cannot be ignored, and this determines the limit of the linear recording density.
このような中、長手磁気記録方式の線記録密度改良に答える技術として最近ではAFC(Anti Ferromagnetic Coupling)媒体が提案され、長手磁気記録で問題となる熱磁気緩和の問題を回避しようという努力がなされている。 Under these circumstances, recently, an AFC (Anti Ferromagnetic Coupling) medium has been proposed as a technique to respond to the improvement of the linear recording density of the longitudinal magnetic recording system, and an effort has been made to avoid the problem of thermal magnetic relaxation, which is a problem in longitudinal magnetic recording. ing.
また、今後一層の面記録密度を実現するための有力な技術として注目されているのが垂直磁気記録技術である。従来の長手磁気記録方式が、媒体を面内方向へ磁化させるのに対し、垂直磁気記録方式では媒体面に垂直な方向に磁化させることを特徴とする。このことにより、長手磁気記録方式で高線記録密度を達成する妨げとなる自己減磁作用の影響を回避することができ、より高密度記録に適していると考えられている。また一定の磁性層膜厚を保つことができるため、長手磁気記録で問題となっている熱磁気緩和の影響も比較的少ないと考えられている。 In addition, the perpendicular magnetic recording technique is attracting attention as a promising technique for realizing a higher areal recording density in the future. While the conventional longitudinal magnetic recording system magnetizes the medium in the in-plane direction, the perpendicular magnetic recording system is characterized by magnetizing in the direction perpendicular to the medium surface. Accordingly, it is considered that the influence of the self-demagnetization action that hinders the achievement of a high linear recording density in the longitudinal magnetic recording method can be avoided, and it is considered suitable for higher density recording. Further, since a certain magnetic layer thickness can be maintained, it is considered that the influence of thermomagnetic relaxation, which is a problem in longitudinal magnetic recording, is relatively small.
垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上にシード層、中間層、磁気記録層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑層を塗布する場合が多い。また、多くの場合、裏打ち層とよばれる磁性膜がシード層の下に設けられる。中間層は磁気記録層の特性をより高める目的で形成される。またシード層は中間層、磁気記録層の結晶配向を整えると同時に磁性結晶の形状を制御する働きをすると言われている。 In general, a perpendicular magnetic recording medium is formed on a nonmagnetic substrate in the order of a seed layer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer. In many cases, a lubricating layer is applied to the surface after forming a protective layer. In many cases, a magnetic film called a backing layer is provided under the seed layer. The intermediate layer is formed for the purpose of further improving the characteristics of the magnetic recording layer. The seed layer is said to function to adjust the crystal orientation of the intermediate layer and the magnetic recording layer and at the same time to control the shape of the magnetic crystal.
優れた特性を有する垂直磁気記録媒体を製造するためには、磁気記録層の結晶構造が重要である。すなわち、垂直磁気記録媒体において、その磁気記録層の結晶構造は、多くの場合六方最密構造をとるが、その(002)結晶面が基板面に対して平行であること、換言するならば、結晶c軸([002]軸)が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが重要である。しかしながら、垂直磁気記録媒体は比較的厚い磁気記録層を使用できるという利点がある反面、媒体全体の積層薄膜の総膜厚が現行の長手磁気記録媒体に比べて大きくなりがちであり、そのために媒体積層の過程において結晶構造を乱す要因を内包しやすいという欠点があった。 In order to manufacture a perpendicular magnetic recording medium having excellent characteristics, the crystal structure of the magnetic recording layer is important. That is, in the perpendicular magnetic recording medium, the magnetic recording layer has a hexagonal close-packed structure in many cases, but the (002) crystal plane is parallel to the substrate surface. It is important that the crystal c-axis ([002] axis) be arranged in the perpendicular direction with as little disturbance as possible. However, although the perpendicular magnetic recording medium has an advantage that a relatively thick magnetic recording layer can be used, the total film thickness of the laminated thin film of the entire medium tends to be larger than that of the current longitudinal magnetic recording medium. There is a drawback that it easily includes factors that disturb the crystal structure in the process of lamination.
磁気記録層の結晶をできるだけ乱れなくさせるため、垂直磁気記録媒体の中間層には、従来磁気記録層と同様に六方最密構造をとるRuが用いられてきた。このRuの(002)結晶面上には、磁気記録層の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶配向の良い垂直磁気記録媒体が得られる(例えば、特許文献1参照。)。 In order to keep the crystal of the magnetic recording layer as undisturbed as possible, Ru having a hexagonal close-packed structure has been used for the intermediate layer of the perpendicular magnetic recording medium as in the conventional magnetic recording layer. Since the crystal of the magnetic recording layer is epitaxially grown on the Ru (002) crystal plane, a perpendicular magnetic recording medium with good crystal orientation can be obtained (see, for example, Patent Document 1).
また、中間層の下に位置するシード層に求められる特性は、中間層の結晶配向を向上させることにある。そのため、従来シード層には、アモルファス材料や面心立方構造をとるシード層が用いられてきた(例えば、特許文献2参照。)。このアモルファス材料のシード層を用いることにより、裏打ち層と比較して表面凹凸が小さくなるため中間層が配向し易くなる。一方、面心立方構造をとるシード層を用いた場合には、面心立方構造の(111)結晶面配向上に六方最密構造の(002)結晶面が優先配向するため、直接裏打ち層上にRuを成膜するよりも同じ配向性を得るためのトータルの膜厚を低減することができる。一方、特許文献3では、シード層には、体心立方構造をとる材料を用いている。 Further, a characteristic required for the seed layer located under the intermediate layer is to improve the crystal orientation of the intermediate layer. For this reason, conventionally, a seed layer having an amorphous material or a face-centered cubic structure has been used for the seed layer (see, for example, Patent Document 2). By using the seed layer of this amorphous material, the surface irregularities are reduced as compared with the backing layer, so that the intermediate layer is easily oriented. On the other hand, when a seed layer having a face-centered cubic structure is used, the (002) crystal plane of the hexagonal close-packed structure is preferentially oriented on the (111) crystal plane orientation of the face-centered cubic structure. Therefore, the total film thickness for obtaining the same orientation can be reduced as compared with the case of forming a film of Ru. On the other hand, in Patent Document 3, a material having a body-centered cubic structure is used for the seed layer.
ただし、アモルファス材料のシード層においては表面の凹凸を小さくするために、また、面心立方結晶構造及び体心立方構造をとるシード層においてはそれぞれの結晶配向性を向上させるために、シード層にもある程度(5nm以上)の膜厚が必要である。そして、シード層が非磁性材料である場合には、シード層の膜厚を増大すると磁気記録層と軟磁性裏打ち層との距離が広がることで、記録時のヘッドからの磁束の引き込みが弱まり、書き込み能力が低減してしまう。
例えば、特許文献4には、Wシード層、Ru合金下地層を用いた垂直磁気記録媒体が記載されており、シード層の膜厚は3nm以上が好ましいと記載されている。
However, in order to reduce the surface unevenness in the seed layer of amorphous material, and in the seed layer having the face-centered cubic crystal structure and the body-centered cubic structure, in order to improve the respective crystal orientation, However, a certain film thickness (5 nm or more) is required. If the seed layer is a non-magnetic material, increasing the seed layer thickness increases the distance between the magnetic recording layer and the soft magnetic backing layer, which weakens the magnetic flux from the head during recording, Write capability is reduced.
For example,
このように、アモルファス材料、面心立方構造、体心立方構造をとる結晶性材料をシード層に用いた場合では、シード層の膜厚が厚くなることにより記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体を得るには不十分であった。このため、磁気記録層の結晶配向性の向上と裏打ち層と磁気記録層との間の膜厚低減による記録時の書き込み能力の維持、改善を両立し、尚且つ、安易に製造が可能な垂直磁気記録媒体が要望されていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高密度の情報の記録再生が可能な垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus capable of recording / reproducing high-density information.
上記の目的を達成するために、本発明は以下に掲げた。
(1)非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層、配向制御層、磁気記録層、保護層を有する垂直磁気記録媒体であって、前記配向制御層は、前記非磁性基板側から順次積層されたシード層及び中間層を含む2層以上の積層体から構成され、前記シード層は、W,Ta,Nb,Moからなる群から選ばれる何れか1種以上の元素を主成分として含み、膜厚が0.3nm〜2nmの範囲であり、且つ、前記中間層が(002)配向していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(2)前記シード層が、(110)配向を主配向としないことを特徴とする(1)に記載の垂直磁気記録媒体。
(3)前記シード層に含まれる主成分の元素の割合が、80原子%以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の垂直磁気記録媒体。
(4)前記裏打ち層が、軟磁性のアモルファス構造であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
(5)前記中間層の少なくとも1層が、Ru,Re、又はそれらの合金材料を主成分とすると共に、六方最密構造を有することを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
(6)前記中間層の少なくとも1層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種以上を主成分とすると共に、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、(111)配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せもつことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
(7)前記中間層の少なくとも1層が、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種以上を主成分とすると共に、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、(111)配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せもつことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
(8)前記磁気記録層の少なくとも1層が、強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物の結晶粒界とから形成されるグラニュラ構造を有することを特徴とする(1)乃至(7)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
(9)磁気記録媒体と当該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、前記磁気記録媒体が、(1)乃至(8)のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
In order to achieve the above object, the present invention is listed below.
(1) A perpendicular magnetic recording medium having at least a backing layer, an orientation control layer, a magnetic recording layer, and a protective layer on a nonmagnetic substrate, wherein the orientation control layer is a seed that is sequentially laminated from the nonmagnetic substrate side. The seed layer is composed of at least one element selected from the group consisting of W, Ta, Nb, and Mo as a main component, and has a film thickness. A perpendicular magnetic recording medium having a range of 0.3 nm to 2 nm and the intermediate layer being (002) -oriented.
(2) The perpendicular magnetic recording medium according to (1), wherein the seed layer does not have a (110) orientation as a main orientation.
(3) The perpendicular magnetic recording medium according to (1) or (2), wherein the ratio of the main component contained in the seed layer is 80 atomic% or more.
(4) The perpendicular magnetic recording medium according to any one of (1) to (3), wherein the backing layer has a soft magnetic amorphous structure.
(5) In any one of (1) to (4), at least one of the intermediate layers is mainly composed of Ru, Re, or an alloy material thereof, and has a hexagonal close-packed structure. The perpendicular magnetic recording medium described.
(6) At least one of the intermediate layers is composed of an alloy material with an element selected from the group of elements having at least one of the element groups having a face-centered cubic structure as a main component and having a body-centered cubic structure. Any of (1) to (4), characterized in that it has a (111) -oriented crystal structure and a layered irregular lattice (stacking fault) due to a mixture of a face-centered cubic structure and a body-centered
(7) At least one of the intermediate layers is composed of an alloy material with an element selected from the group of elements having at least one of the element groups having a face-centered cubic structure as a main component and having a hexagonal close-packed structure. Any of (1) to (4), characterized in that it has a (111) -oriented crystal structure and a layered irregular lattice (stacking fault) by mixing a face-centered cubic structure and a hexagonal close-packed structure The perpendicular magnetic recording medium described.
(8) At least one of the magnetic recording layers has a granular structure formed by ferromagnetic crystal grains and nonmagnetic oxide crystal grain boundaries (1) to (7) The perpendicular magnetic recording medium according to any one of the above.
(9) A magnetic recording / reproducing apparatus comprising a magnetic recording medium and a magnetic head for recording / reproducing information on the magnetic recording medium, wherein the magnetic recording medium is any one of (1) to (8). A magnetic recording / reproducing apparatus, which is a perpendicular magnetic recording medium.
本発明によれば、磁気記録層の結晶構造、特に六方最密構造の結晶c軸が基板面に対して角度分散の小さい状態で配向し、且つ、軟磁性裏打ち層−磁気記録層間の非磁性層の膜厚を薄く抑制することにより、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することができる。 According to the present invention, the crystal structure of the magnetic recording layer, in particular, the crystal c-axis of the hexagonal close-packed structure is oriented with a small angular dispersion with respect to the substrate surface, and nonmagnetic between the soft magnetic backing layer and the magnetic recording layer. By suppressing the thickness of the layer to be thin, it is possible to provide a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus that improve the writing ability during recording and have excellent high recording density characteristics.
本発明の実施系形態の一例である垂直磁気記録媒体について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の垂直磁気記録媒体の断面模式図を示す。また、図2は、本実施形態の磁気記録再生装置の模式図を示す。尚、以下の各図は、本実施形態の垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置の寸法関係とは異なる場合がある。
本実施形態の垂直磁気記録媒体10は、図1に示すように、非磁性基板1上に少なくとも軟磁性裏打ち層(裏打ち層)2と、シード層3、第1中間層4、第2中間層5からなる配向制御層9と、磁気記録層6と、保護層7とが形成され、概略構成されている。
以下に、垂直磁気記録媒体10の各層について詳細に説明する。
A perpendicular magnetic recording medium as an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording medium according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram of the magnetic recording / reproducing apparatus of this embodiment. The following drawings are for explaining the configuration of the perpendicular magnetic recording medium and the magnetic recording / reproducing apparatus of the present embodiment. The size, thickness, dimensions, etc. of each part shown in the figure are the actual perpendicular magnetic recording. The dimensional relationship between the medium and the magnetic recording / reproducing apparatus may be different.
As shown in FIG. 1, the perpendicular
Hereinafter, each layer of the perpendicular
(非磁性基板)
本実施形態の非磁性基板1としては、特に限定されるものではなく、Alを主成分とした例えばAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
また、Al合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板を用いられることが好ましく、ガラス製基板の場合では、ミラーポリッシュ基板や表面粗さ(Ra)が1(Å)未満である低Ra基板などがより好ましい。なお、軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。
(Non-magnetic substrate)
The
Further, it is preferable to use a glass substrate such as an Al alloy substrate, crystallized glass, or amorphous glass. In the case of a glass substrate, a mirror polished substrate or a surface roughness (Ra) of less than 1 (Å) is low. A Ra substrate or the like is more preferable. In addition, if it is mild, the texture may be contained.
磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。洗浄については、水洗浄だけでなく、エッチング(逆スパッタ)による洗浄も含まれる。また、基板サイズも特に限定しない。 In the manufacturing process of the magnetic disk, the substrate is usually first cleaned and dried. In the present invention, it is desirable to perform cleaning and drying before formation from the viewpoint of ensuring the adhesion of each layer. Cleaning includes not only water cleaning but also cleaning by etching (reverse sputtering). Also, the substrate size is not particularly limited.
(裏打ち層)
本実施形態の軟磁性裏打ち層2は、媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、磁気記録層6に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。また、軟磁性裏打ち層2は、FeCo系合金、CoZrNb系合金、CoTaZr系合金などいわゆる軟磁気特性を有する材料から構成される。さらに、軟磁性裏打ち層2は、アモルファス(非結晶質)構造であることが特に好ましい。軟磁性裏打ち層2をアモルファス構造とすることで、表面粗さ(Ra)が大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となるためである。
更にまた、軟磁性裏打ち層2を、単層の場合のみでなく、2層の間にRuなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層同士を反強磁性結合(AFC)させたものを適用することもできる。なお、軟磁性裏打ち層2の総膜厚は、20(nm)〜120(nm)程度とすることが好ましく、記録再生特性とオーバーライト(OW)特性とのバランスにより適宜決定することができる。
(Lining layer)
The soft
Furthermore, the soft
(配向制御層)
本実施形態の配向制御層9は、裏打ち層2の上に設けられており、配向制御層9の直上の膜の配向性を制御する。また、配向制御層9は複数層から構成されており、非磁性基板1側からシード層3と、第1中間層4と第2中間層5とからなる中間層とが積層されて構成されている。なお、本明細書中では第1中間層4および第2中間層5をまとめて中間層と呼ぶこともある。
(Orientation control layer)
The
(シード層)
シード層3には、W,Ta,Nb,Moからなる群から選ばれる何れか1種以上の元素を主成分として含む材料を用いることができる。主成分とは、シード層3を構成する元素の内で最も含有量の多い元素をさす。
ここで、シード層3上に形成される中間層には、例えば(002)配向し、六方最密構造を有するRuが一般的に用いられる。この場合、通常シード層3には、W,Ta,Nb,Mo等の体心立方構造をとる材料は用いられない。その理由は以下による。すなわち、これらの体心立方構造を有する材料をシード層3として用いると、シード層3は最密面である(110)配向する。これにより、この(110)配向したシード層3上に中間層を形成する場合、六方最密構造をとるRu等の材料は、最密面である(002)結晶面ではなく(101)配向してしまう。したがって、このような(101)配向した中間層上に形成される磁気記録層6は、垂直配向である(002)配向することができないためである。
(Seed layer)
For the seed layer 3, a material containing as a main component any one or more elements selected from the group consisting of W, Ta, Nb, and Mo can be used. The main component refers to an element having the largest content among the elements constituting the seed layer 3.
Here, for the intermediate layer formed on the seed layer 3, for example, Ru having (002) orientation and a hexagonal close-packed structure is generally used. In this case, a material having a body-centered cubic structure such as W, Ta, Nb, and Mo is not used for the normal seed layer 3. The reason is as follows. That is, when these materials having a body-centered cubic structure are used as the seed layer 3, the seed layer 3 is (110) -oriented, which is the closest packed surface. Thus, when an intermediate layer is formed on the (110) -oriented seed layer 3, the material such as Ru having a hexagonal close-packed structure is (101) -oriented instead of the (002) crystal plane which is the closest-packed surface. End up. Therefore, the
本実施形態において、シード層3の材料として、上記のW,Ta,Nb,Moを用いることができる理由は、この層が薄膜であり、且つ、この層を構成する材料の融点が高いことから、この層の結晶がランダムに配向し、シード層3上に形成される中間層の(101)配向が抑制されるためである。すなわち、本実施形態のシード層3の材料は、2000℃以上の高融点の材料を薄膜で形成するのが好ましい。
また、上述のようなランダム配向した体心立方構造を有する高融点材料からなる薄膜シード層3の表面は、通常のアモルファス材料からなるシード層の表面と比較して表面の凹凸が少ない。このため、このシード層3の上に成膜される中間層の結晶が優れた配向性を得ることができる。
なお、シード層3が(110)配向していれば、電子線回折像の観察において周期的な回折スポットが観察される。これに対してシード層3がランダム配向であれば、回折スポットではなく、回折リングが観察される。
In this embodiment, the reason why the above-mentioned W, Ta, Nb, and Mo can be used as the material of the seed layer 3 is that this layer is a thin film and the melting point of the material constituting this layer is high. This is because the crystals of this layer are randomly oriented and the (101) orientation of the intermediate layer formed on the seed layer 3 is suppressed. That is, the material of the seed layer 3 of this embodiment is preferably a thin film of a material having a high melting point of 2000 ° C. or higher.
Further, the surface of the thin film seed layer 3 made of a high melting point material having a randomly oriented body-centered cubic structure as described above has less surface irregularities than the surface of a seed layer made of a normal amorphous material. For this reason, the crystal | crystallization of the intermediate | middle layer formed into a film on this seed layer 3 can obtain the outstanding orientation.
If the seed layer 3 is (110) oriented, periodic diffraction spots are observed in the observation of the electron beam diffraction image. On the other hand, if the seed layer 3 is in a random orientation, not a diffraction spot but a diffraction ring is observed.
また、シード層3の膜厚は、0.3(nm)以上2(nm)以下の範囲とする。さらに、シード層3の膜厚は、0.3(nm)以上1.5(nm)以下の範囲であることが好ましい。シード層3の膜厚をこの範囲とすることによってシード層3の(110)配向が抑制され、このシード層3上に成膜される中間層が(101)配向することを抑制することができる。すなわち、シード層3は(110)結晶面を主配向とせずにランダムな配向となる。このシード層3上に中間層を設けた場合、中間層は良好な(002)配向をすることができる。
さらに、シード層3に含まれる上記主成分の元素の割合は、80原子%以上であることが好ましい。主成分の元素の割合が80原子%未満であると融点が下がりすぎて薄膜としたときのランダム配向が悪化するため好ましくない。
The film thickness of the seed layer 3 is in the range of 0.3 (nm) to 2 (nm). Further, the film thickness of the seed layer 3 is preferably in the range of 0.3 (nm) to 1.5 (nm). By setting the film thickness of the seed layer 3 within this range, the (110) orientation of the seed layer 3 can be suppressed, and the intermediate layer formed on the seed layer 3 can be suppressed from being (101) oriented. . That is, the seed layer 3 is randomly oriented without the (110) crystal plane being the main orientation. When an intermediate layer is provided on the seed layer 3, the intermediate layer can have a good (002) orientation.
Further, the ratio of the main component element contained in the seed layer 3 is preferably 80 atomic% or more. If the ratio of the main component is less than 80 atomic%, the melting point is too low and the random orientation when the thin film is formed deteriorates.
(中間層)
本実施形態の中間層は、非磁性基板1側から第1中間層4、第2中間層5とし、少なくとも2層の中間層から構成されている。
中間層の結晶配向性によって、中間層の上に積層される磁気記録層6の結晶配向性がほぼ決定されるため、この中間層の配向制御は垂直磁気記録媒体10の製造上極めて重要である。
(Middle layer)
The intermediate layer of this embodiment is a first
Since the crystal orientation of the
(第1中間層)
第1中間層4は、シード層3の上に形成されている。第1中間層4の構成材料として、RuやRe、積層欠陥を持つ合金などを例示することができる。
すなわち、第1中間層4は、Ru,Re、又はそれらの合金材料からなると共に、六方最密構造を有していることが好ましい。
また、第1中間層4は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種以上を主成分とすると共に、体心立方構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、(111)配向する結晶構造と、面心立方構造と体心立方構造との混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せ持っていることが好ましい。
また、第1中間層4は、面心立方構造を有する元素群のうち少なくとも1種以上を主成分とすると共に、六方最密構造を有する元素群から選ばれる元素との合金材料からなり、(111)配向する結晶構造と、面心立方構造と六方最密構造の混合による層状不整格子(積層欠陥)とを併せ持っていることが好ましい。
上述のいずれの場合においても、第1中間層4は、優れた配向性と微細な結晶粒を形成することができる。
(First intermediate layer)
The first
That is, the first
In addition, the first
The first
In any of the above cases, the first
また、第1中間層4の膜厚は、1〜15nmの範囲が好ましく、5〜10nmの範囲がより好ましい。第1中間層4の膜厚が1〜15nmの範囲であると、第1中間層4の結晶配向性の向上と結晶粒同士の合体を抑制することができるため、好ましい。
なお、第1中間層4の成膜時では、ガス圧が低い条件で成膜することが好ましく、1Pa以下とすることが好ましい。第1中間層4の成膜時のガス圧が1Pa以下の条件では、第1中間層4の結晶配向を向上させることができるため好ましい。
The thickness of the first
Note that, when the first
(第2中間層)
本実施形態の第2中間層5は、第1中間層4の上に形成されており、六方最密構造または面心立方構造を有するとともに、第2中間層の結晶粒が、酸化物、窒化物、または空隙によって周りの結晶粒と分離されていることが好ましい。これにより、第2中間層の結晶粒同士の合体による、粒径の巨大化(結晶粒の粗大化)を抑制できるため好ましく、第2中間層5の上に成膜される後述する磁気記録層6を微細な結晶粒に形成することができるため好ましい。
(Second intermediate layer)
The second
前述したように、中間層全体の結晶配向を向上させるためには、中間層の初期成長部である第1中間層4では成膜時のガス圧が低いことが好ましい。
しかし、成膜時のガス圧が低い状態で膜成長を続けると、シード層3の結晶上の複数個の中間層の結晶は、膜成長の途中で結晶粒同士の合体が起こる。この合体した中間層の結晶上に形成される磁気記録層6の結晶は、1個の結晶がエピタキシャル成長するため、結晶粒径が合体した中間層の結晶粒径程度まで大きくなってしまうという問題がある。
As described above, in order to improve the crystal orientation of the entire intermediate layer, it is preferable that the first
However, if the film growth is continued in a state where the gas pressure during film formation is low, the crystals of the plurality of intermediate layers on the crystal of the seed layer 3 are coalesced with each other during the film growth. In the crystal of the
したがって、第2中間層5では、成膜時のガス圧は1.5Pa以上とすることが好ましく、より好ましくは3Pa以上である。第2中間層5の成膜時のガス圧を1.5Paとすることによって、中間層の結晶粒間に空隙が生じて結晶粒同士の合体を抑制することができるため好ましい。
また、第2中間層5の結晶粒の周りを酸化物や窒化物の粒界で囲む場合およびグラニュラ構造とする場合は、第2中間層5の結晶粒同士の合体を抑制できるだけでなく、粒界幅を太くすることで結晶粒の微細化することができる。本実施形態では中間層3の結晶粒同士の合体を抑制することで、1個の微細な第1中間層4の結晶粒上に1個の微細な第2中間層5の結晶粒がエピタキシャル成長し、さらに1個の微細な第2中間層5の結晶粒上に1個の磁気記録層6の結晶粒がエピタキシャル成長するため、磁気記録層6の結晶の高密度化と粒径の微細化を両立することができる。
Therefore, in the second
In addition, when surrounding the crystal grains of the second
(磁気記録層)
本実施形態の磁気記録層6は、実際に信号の記録がなされる層であり、磁化容易軸(結晶c軸)が非磁性基板1に対して主に垂直に配向している。したがって、最終的には磁気記録層6の結晶構造および磁気的性質が記録再生を決定する。
磁気記録層6の構成材料としては、CoCr、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtB−X、CoCrPtB−X−Y、CoCrPt−O、CoCrPt−SiO2、CoCrPt−Cr2O3、CoCrPt−TiO2、CoCrPt−ZrO2、CoCrPt−Nb2O5、CoCrPt−Ta2O5、CoCrPt−Ai2O3、CoCrPt−B2O3、CoCrPt−WO2、CoCrPt−WO3などのCo系合金薄膜が例示される。なお、上記の構成材料中のXは、Ru、W等を示しており、Yは、Cu、Mg等を示している。
特に、垂直磁気記録層6の構成材料としてO,SiO2,Cr2O3,TiO2,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5などの酸化物とCoCrPtなどのCo合金とを含む磁性層(酸化物磁性層)を用いる場合は、非磁性である酸化物が、強磁性であるCo結晶粒の周りを取り囲んでグラニュラ構造を採用することが好ましい。これにより、Co結晶粒同士の磁気的相互作用が弱まり、ノイズを減少することができる。本実施形態では、垂直磁気記録層6は、少なくとも1層が強磁性の結晶粒と非磁性である酸化物の結晶粒界とから形成されるグラニュラ構造を有することが好ましい。
(Magnetic recording layer)
The
Examples of the material of the
In particular, a magnetic material containing an oxide such as O, SiO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and a Co alloy such as CoCrPt as a constituent material of the perpendicular
また、磁気記録層6の結晶構造は、六方最密構造であり、その(002)結晶面が基板面に対して平行であること、すなわち結晶c軸([002]軸)が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが好ましい。
The crystal structure of the
結晶構造の評価方法として、ロッキングカーブの半値幅を用いることができる。はじめに、基板上に成膜した膜をX線回折装置にかけ、基板面に対して平行な結晶面を分析する。前述の中間層や磁気記録層6のように六方最密構造をとる膜を試料が含有する場合、その結晶面に対応する回折ピークが観測される。Co系合金を用いた垂直磁気記録媒体10の場合、六方最密構造のc軸[002]方向が基板面に垂直になるような配向をするため、(002)結晶面に対応するピークを観測することとなる。
次に、(002)結晶面を回折するブラッグ角を維持したまま光学系を基板面に対してスイングさせる。この際、光学系を傾けた角度に対して(002)結晶面の回折強度をプロットすることで、ひとつの回折ピーク(ロッキングカーブとよぶ)を描くことができる。
(002)結晶面が、基板面に対して極めてよく平行にそろっている場合では、鋭い形状のロッキングカーブが得られる。一方、(002)結晶面の向きが広く分散している場合では、ブロードなロッキングカーブが得られる。
したがって、ロッキングカーブの半値幅Δθ50を垂直磁気記録媒体10の結晶配向の良否の指標として用いることができる。このΔθ50の値が小さいほど、垂直磁気記録媒体10の結晶配向は優れていると判断することができる。
As a method for evaluating the crystal structure, the full width at half maximum of the rocking curve can be used. First, a film formed on a substrate is applied to an X-ray diffractometer, and a crystal plane parallel to the substrate surface is analyzed. When the sample contains a film having a hexagonal close-packed structure like the above-described intermediate layer and
Next, the optical system is swung with respect to the substrate surface while maintaining the Bragg angle for diffracting the (002) crystal plane. At this time, one diffraction peak (called a rocking curve) can be drawn by plotting the diffraction intensity of the (002) crystal plane against the angle at which the optical system is inclined.
When the (002) crystal planes are very well parallel to the substrate surface, a sharp rocking curve is obtained. On the other hand, when the orientation of the (002) crystal plane is widely dispersed, a broad rocking curve is obtained.
Therefore, the full width at half maximum Δθ50 of the rocking curve can be used as an index of the quality of the crystal orientation of the perpendicular
以上の、裏打ち層2、シード層3、第1中間層4、第2中間層5、磁気記録層6の各層の成膜には通常DCマグネトロンスパッタリング法またはRFスパッタリング法が用いられる。また、RFバイアス、DCバイアス、パルスDC、パルスDCバイアス、O2ガス、H2Oガス、H2ガス、N2ガスを用いることも可能である。
成膜時のスパッタリングガス圧力は各層ごとに特性が最適になるように適宜決定することができ、一般には0.1〜30(Pa)程度の範囲で制御され、垂直磁気記録媒体10の性能を見ながら調整される。
For forming the
The sputtering gas pressure at the time of film formation can be appropriately determined so that the characteristics are optimized for each layer, and is generally controlled in the range of about 0.1 to 30 (Pa), and the performance of the perpendicular
なお、本実施形態では、シード層3の成膜方法には、一般的なArガスによるスパッタリングだけでなく、ArガスにN2ガスやO2ガスを添加するリアクティブスパッタリングも有用な方法として適用することができる。リアクティブスパッタリングでは、ArガスにN2ガスやO2ガスを添加することによってシード層3の成膜レートが低下するため、シード層3の表面の凹凸がさらに小さくなり、中間層の配向性を改善することができる。また、Arガスの代わりにKrガスを用いることでも表面凹凸が小さくなり、中間層の配向性を改善することができる。 In the present embodiment, as a method for forming the seed layer 3, not only sputtering by general Ar gas but also reactive sputtering in which N 2 gas or O 2 gas is added to Ar gas is applied as a useful method. can do. In reactive sputtering, the deposition rate of the seed layer 3 is reduced by adding N 2 gas or O 2 gas to Ar gas, so that the unevenness of the surface of the seed layer 3 is further reduced, and the orientation of the intermediate layer is improved. Can be improved. Further, by using Kr gas instead of Ar gas, the surface unevenness can be reduced and the orientation of the intermediate layer can be improved.
(保護層)
本実施形態の保護層7は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体10との接触によるダメージから垂直磁気記録媒体10を保護するために設けられている。保護層7の材質としては、カーボン膜、SiO2膜などが好ましく、特にカーボン膜が好ましい。
保護層7の保護膜の形成にはスパッタリング法、プラズマCVD法などが用いることが可能であり、プラズマCVD法が特に好ましい。さらに、マグネトロンプラズマCVD法を用いることも可能である。
保護層7の膜厚は、1〜10(nm)の範囲であり、好ましくは2〜6(nm)の範囲、さらに好ましくは2〜4(nm)の範囲である。
(Protective layer)
The
A sputtering method, a plasma CVD method, or the like can be used to form the protective film of the
The film thickness of the
<磁気記録再生装置>
次に、上記の垂直磁気記録媒体10を用いた磁気記録再生装置について説明する。
図2は、上記垂直磁気記録媒体10を用いた磁気記録再生装置の一例を示すものである。磁気記録再生装置100は、図2に示すように、上述した構成を有する垂直磁気記録媒体10と、垂直磁気記録媒体10を回転駆動させる媒体駆動部101と、垂直磁気記録媒体10に情報を記録再生する磁気ヘッド102と、この磁気ヘッド102を垂直磁気記録媒体10に対して相対運動させるヘッド駆動部103と、記録再生信号処理系104とを備えて構成されている。
<Magnetic recording / reproducing device>
Next, a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular
FIG. 2 shows an example of a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular
記録再生信号処理系104は、外部から入力されたデ−タを処理して記録信号を磁気ヘッド102に送り、磁気ヘッド102からの再生信号を処理してデ−タを外部に送ることができるようになっている。
The recording / reproducing
本実施形態の磁気記録再生装置100に用いる磁気ヘッド102には、再生素子として異方性磁気抵抗効果(AMR)を利用したMR(Magneto Resistance)素子だけでなく、巨大磁気抵抗効果(GMR)を利用したGMR素子、トンネル効果を利用したTuMR素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
The
以上説明したように、本実施形態では、シード層3の膜厚を0.3(nm)以上2(nm)以下とするため、シード層3は(110)配向を主配向としないランダムな配向とすることができる。そして、このシード層3の上に中間層を設けた場合、中間層は良好な(002)配向をすることが明らかとした。したがって、このような構成を採用することにより、シード層3の膜厚を従来の半分以下に低減させることが可能となり、これにより磁気記録再生ヘッドと軟磁性裏打ち層2との距離を低減させることが可能となり、磁気記録再生特性に優れた垂直磁気記録媒体10を提供することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, since the seed layer 3 has a film thickness of 0.3 (nm) or more and 2 (nm) or less, the seed layer 3 is a random orientation in which the (110) orientation is not the main orientation. It can be. Then, when an intermediate layer is provided on the seed layer 3, it is clear that the intermediate layer has a good (002) orientation. Therefore, by adopting such a configuration, it becomes possible to reduce the film thickness of the seed layer 3 to less than half of the conventional one, thereby reducing the distance between the magnetic recording / reproducing head and the soft
また、本実施形態の垂直磁気記録媒体10の配向制御層9は、今後のさらなる記録密度の向上が期待される、ECC媒体や、ディスクリートトラックメデイア、パターンメディアのような新しい垂直記録媒体においても適用可能である。
Further, the
以上のように、本発明によれば、磁気記録層6の結晶構造、特に六方最密構造の結晶c軸が基板面に対して角度分散の小さい状態で配向し、且つ、軟磁性裏打ち層2と磁気記録層6との間の非磁性層の膜厚を薄く抑制することにより、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the crystal structure of the
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
(実施例1、比較例1)
HD用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ1.0×10−5(Pa)以下に真空排気した。
次に、この基板上にスパッタリング法を用いて軟磁性裏打ち層Co10Ta5Zrを50(nm)の膜厚となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した。
(Example 1, Comparative Example 1)
The vacuum chamber in which the glass substrate for HD was set was evacuated to 1.0 × 10 −5 (Pa) or less in advance.
Next, a soft magnetic backing layer Co 10 Ta 5 Zr was formed on this substrate in an Ar atmosphere with a gas pressure of 0.6 (Pa) so as to have a film thickness of 50 (nm) using a sputtering method. .
次にシード層として、高融点であり、且つ、体心立方構造を有する元素であるW,Ta,Mo,NbをAr雰囲気中でそれぞれ1(nm)成膜し、第1中間層としてRuを5(nm)、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中でそれぞれ成膜した。また、第2中間層として、Ruをそれぞれ15(nm)の膜厚となるように、ガス圧5(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(実施例1−1〜実施例1−4)。
なお、比較例は、シード層としてW,Ta,Mo,Nbをそれぞれ3(nm)、5(nm)、10(nm)の膜厚となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜したもの、及びV,Crをそれぞれ1(nm)の膜厚となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜したものに、実施例1−1〜1−4と同条件で第1中間層と第2中間層をAr雰囲気中で成膜した(比較例1−1〜比較例1−14)。
さらに磁気記録層として91(Co10Cr20Pt)−9(SiO2)(mol%)をガス圧5(Pa)のAr雰囲気中で12(nm)成膜し、保護層としてカーボン膜をAr雰囲気中で4(nm)成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。
Next, 1 (nm) each of W, Ta, Mo, and Nb, which are elements having a high melting point and a body-centered cubic structure, are formed as seed layers in an Ar atmosphere, and Ru is formed as a first intermediate layer. Each film was formed in an Ar atmosphere at 5 (nm) and a gas pressure of 0.6 (Pa). Further, as the second intermediate layer, Ru was formed in an Ar atmosphere at a gas pressure of 5 (Pa) so that each film thickness was 15 (nm) (Example 1-1 to Example 1-4). .
In the comparative example, Ar, which has a gas pressure of 0.6 (Pa), has a W, Ta, Mo, and Nb thickness of 3 (nm), 5 (nm), and 10 (nm), respectively, as a seed layer. Example 1-1 was applied to a film formed in an atmosphere and a film formed in an Ar atmosphere having a gas pressure of 0.6 (Pa) so that V and Cr each have a film thickness of 1 (nm). To 1-4, the first intermediate layer and the second intermediate layer were formed in an Ar atmosphere (Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-14).
Further, 91 (Co 10 Cr 20 Pt) -9 (SiO 2 ) (mol%) is formed as a magnetic recording layer in a thickness of 12 (nm) in an Ar atmosphere with a gas pressure of 5 (Pa). A perpendicular magnetic recording medium was manufactured by depositing 4 nm in an atmosphere.
得られた垂直磁気記録媒体(実施例1−1〜実施例1−4と比較例1−1〜比較例1−14)について、潤滑剤を塗布し、米国GUZIK社製リードライトアナライザ1632及びスピンスタンドS1701MPを用いて、記録再生特性の評価を行った。
その後、Kerr測定装置により静磁気特性の評価を行った。
また、磁気記録層のCo系合金の結晶配向性を調べるため、X線回折装置により磁性層のロッキングカーブの測定をおこなった。
For the obtained perpendicular magnetic recording media (Example 1-1 to Example 1-4 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-14), a lubricant was applied, and a read / write analyzer 1632 and spin made by GUZIK, USA. Recording / reproduction characteristics were evaluated using the stand S1701MP.
Thereafter, the magnetostatic characteristics were evaluated using a Kerr measuring device.
Further, in order to investigate the crystal orientation of the Co-based alloy in the magnetic recording layer, the rocking curve of the magnetic layer was measured with an X-ray diffractometer.
それぞれの測定から実施例と比較例について、高信号雑音比:SNR、保磁力:Hc、Δθ50の結果を表1に一覧表にして示した。なお、いずれのパラメータも垂直磁気記録媒体の性能を評価する場合に広く使われる指標である。また、1Oeは約79A/mである。 From each measurement, the results of high signal-to-noise ratio: SNR, coercive force: Hc, and Δθ50 for the examples and comparative examples are listed in Table 1. Each parameter is an index widely used when evaluating the performance of a perpendicular magnetic recording medium. 1 Oe is about 79 A / m.
表1より、高融点の体心立方構造を有する元素W,Ta,Mo,Nbからなるシード層の膜厚を3(nm)以上にすると、磁気記録層の配向が悪化し、SNRも低下する。これはシード層の膜厚を厚くすることで、シード層が体心立方構造の(110)配向し、その上に中間層のRuが(002)配向ではなく、(101)配向したためと考えられる。特に膜厚が10(nm)においては、中間層のRuやその上の磁気記録層の配向の劣化がひどく、Δθ50の値が測定不能になった。一方、融点が2000(℃)以下の体心立方構造を有する元素であるVやCrをシード層として用いた場合には、高融点の材料をシード層として用いた実施例1−1〜実施例1−4と比較して磁気記録層の配向が悪くSNRも低い値しか得られなかった。これはシード層表面の凹凸が高融点シード層に比べて大きいためと考えられる。 From Table 1, when the film thickness of the seed layer made of the elements W, Ta, Mo, and Nb having a high melting point body-centered cubic structure is 3 (nm) or more, the orientation of the magnetic recording layer is deteriorated and the SNR is also lowered. . This is considered to be because the seed layer is (110) -oriented with a body-centered cubic structure by increasing the thickness of the seed layer, and the Ru of the intermediate layer is (101) -oriented instead of (002) -oriented. . In particular, when the film thickness was 10 (nm), the deterioration of the orientation of Ru in the intermediate layer and the magnetic recording layer thereon was so severe that the value of Δθ50 could not be measured. On the other hand, when V or Cr, which is an element having a body-centered cubic structure with a melting point of 2000 (° C.) or less, is used as a seed layer, Examples 1-1 to Examples using a high melting point material as a seed layer Compared with 1-4, the orientation of the magnetic recording layer was poor and only a low SNR value was obtained. This is presumably because the irregularities on the surface of the seed layer are larger than those of the high melting point seed layer.
(実施例2、比較例2)
実施例1と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。シード層として、高融点の体心立方構造を有するW,Moを、それぞれ膜厚が0.5(nm)、1(nm)、2(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(実施例2−1〜実施例2−6)。
また、比較例では、シード層として、面心立方構造を有するPt、六方最密構造を有するTi、アモルファス材料であるNi50Nbをそれぞれ膜厚が0.5(nm)、1(nm)、2(nm)、5(nm)、10(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した(比較例2−1〜比較例2−15)。
(Example 2, comparative example 2)
Similarly to Example 1, a soft magnetic layer was formed on a glass substrate. As a seed layer, W and Mo having a high melting point body-centered cubic structure have a gas pressure of 0.6 (Pa) so that the film thicknesses are 0.5 (nm), 1 (nm), and 2 (nm), respectively. ) In an Ar atmosphere (Example 2-1 to Example 2-6).
In the comparative example, as the seed layer, Pt having a face-centered cubic structure, Ti having a hexagonal close-packed structure, and Ni 50 Nb which is an amorphous material have a thickness of 0.5 (nm), 1 (nm), Film formation was performed in an Ar atmosphere with a gas pressure of 0.6 (Pa) so as to be 2 (nm), 5 (nm), and 10 (nm) (Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-15).
次に、第1中間層としてRuを、膜厚が10(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜し、さらに、第2中間層としてRu−2SiO2(mol%)を膜厚が10(nm)となるように、ガス圧10(Pa)のAr雰囲気中で成膜した。
更にまた、磁気記録層として91(Co10Cr20Pt)−9(SiO2)を、保護層としてカーボン膜をそれぞれ実施例1と同様に成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。
Guzik測定からは、高信号雑音比:SNRと書き込み能力:OW、Kerr測定より保磁力:Hc、X線回折測定よりΔθ50を実施例2−1〜実施例2−6と比較例2−1〜比較例2−15に対して求めた。それぞれの結果を表2に一覧表にして示した。
Next, Ru is formed as a first intermediate layer in an Ar atmosphere at a gas pressure of 0.6 (Pa) so that the film thickness is 10 (nm), and further, Ru-2SiO is formed as a second intermediate layer. 2 (mol%) was deposited in an Ar atmosphere with a gas pressure of 10 (Pa) so that the film thickness was 10 (nm).
Further, 91 (Co 10 Cr 20 Pt) -9 (SiO 2 ) as a magnetic recording layer and a carbon film as a protective layer were formed in the same manner as in Example 1 to manufacture a perpendicular magnetic recording medium.
From Guzik measurement, high signal-to-noise ratio: SNR and writing ability: OW, Kerr measurement, coercive force: Hc, X-ray diffraction measurement, Δθ50, Example 2-1 to Example 2-6 and Comparative Example 2-1 It calculated | required with respect to Comparative Example 2-15. The results are listed in Table 2.
表2より、シード層として、面心立方構造の結晶であるPtを用いた場合(比較例2−1〜比較例2−5)や、六方最密構造の結晶であるTiを用いた場合(比較例2−6〜比較例2−10)では、シード層の膜厚を厚くすることで、シード層自体の配向性が向上する。そして、シード層の膜厚が10(nm)の場合においては、磁気記録層のΔθ50の値は実施例2−1〜実施例2−6と同程度になる。ただし、裏打ち層−磁気記録層間の膜厚が厚くなり裏打ち層の磁束を引き込みが弱くなるため、OW特性が低下して、SNRとしては実施例には及ばない結果になっている。一方、アモルファスのシード層である比較例2−11〜比較例2−15についても同様であり、シード層の膜厚を厚くすることでシード層表面の凹凸が小さくなることからRuの配向が改善しているが、配向及びSNRともに実施例には及ばないことを確認した。 From Table 2, when Pt, which is a crystal having a face-centered cubic structure, is used as the seed layer (Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-5), or Ti, which is a hexagonal close-packed structure crystal, is used ( In Comparative Examples 2-6 to 2-10), the orientation of the seed layer itself is improved by increasing the thickness of the seed layer. When the seed layer thickness is 10 (nm), the value of Δθ50 of the magnetic recording layer is approximately the same as that of Example 2-1 to Example 2-6. However, since the film thickness between the backing layer and the magnetic recording layer is increased and the magnetic flux of the backing layer is weakened, the OW characteristics are deteriorated, and the SNR is inferior to the embodiment. On the other hand, the same applies to Comparative Examples 2-11 to 2-15, which are amorphous seed layers. By increasing the thickness of the seed layer, the irregularities on the surface of the seed layer are reduced, so the orientation of Ru is improved. However, it was confirmed that neither the orientation nor the SNR reached the examples.
(実施例3)
実施例1と同様に、ガラス基板に軟磁性層を成膜した。次に、シード層としてMoをそれぞれ膜厚が1(nm)と2(nm)となるように成膜したものを、ガスの総流量をAr100%においてガス圧が0.6(Pa)になるように固定し、N2ガスの流量を0,20,40,60%、O2ガスの流量を2%の雰囲気中でそれぞれ成膜した(実施例3−1〜実施例3−10)。
(Example 3)
Similarly to Example 1, a soft magnetic layer was formed on a glass substrate. Next, Mo is deposited as the seed layer so that the film thicknesses are 1 (nm) and 2 (nm), respectively, and the gas pressure is 0.6 (Pa) when the total gas flow rate is
次に、第1中間層としてRuを、膜厚が10(nm)となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜し、さらに、第2中間層としてRu−2SiO2(mol%)を膜厚が10(nm)となるように、ガス圧10(Pa)のAr雰囲気中で成膜した。
更にまた、磁気記録層として91(Co10Cr20Pt)−9(SiO2)を、保護層としてカーボン膜をそれぞれ実施例1と同様に成膜して垂直磁気記録媒体を製造した。表3にSNR、Hc、デルタθ50の結果を一覧表にして示した。
Next, Ru is formed as a first intermediate layer in an Ar atmosphere at a gas pressure of 0.6 (Pa) so that the film thickness is 10 (nm), and further, Ru-2SiO is formed as a second intermediate layer. 2 (mol%) was deposited in an Ar atmosphere with a gas pressure of 10 (Pa) so that the film thickness was 10 (nm).
Further, 91 (Co 10 Cr 20 Pt) -9 (SiO 2 ) as a magnetic recording layer and a carbon film as a protective layer were formed in the same manner as in Example 1 to manufacture a perpendicular magnetic recording medium. Table 3 shows the results of SNR, Hc, and delta θ50 as a list.
表3より、実施例3では100%Arガスに対してN2ガスやO2ガスを添加することで磁気記録層の結晶配向性が向上し、SNRも改善している。これは、添加ガスによりシード層の表面凹凸が小さくなったためと考えられる。
以上より、実施例3−1〜実施例3−10に示したようなシード層の膜厚および添加ガスの流量の組み合わせにおいても、記録時の書き込み能力が向上すると共に高記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体を製造することができた。
From Table 3, in Example 3, the crystal orientation of the magnetic recording layer was improved and the SNR was improved by adding N 2 gas or O 2 gas to 100% Ar gas. This is presumably because the surface roughness of the seed layer was reduced by the additive gas.
From the above, also in the combination of the seed layer thickness and the flow rate of the additive gas as shown in Example 3-1 to Example 3-10, the writing ability at the time of recording is improved and the high recording density characteristic is excellent. A perpendicular magnetic recording medium could be manufactured.
1・・・非磁性基板、2・・・裏打ち層、3・・・シード層、4・・・第1中間層、5・・・第2中間層、6・・・磁気記録層、7・・・保護層、9・・・配向制御層、10・・・垂直磁気記録媒体、100・・・磁気記録再生装置、101・・・媒体駆動部、102・・・磁気ヘッド、103・・・ヘッド駆動部、104・・・記録再生信号系
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記配向制御層は、前記非磁性基板側から順次積層されたシード層及び中間層を含む2層以上の積層体から構成され、
前記シード層は、W,Ta,Nb,Moからなる群から選ばれる何れか1種以上の元素を主成分として含み、膜厚が0.3nm〜2nmの範囲であり、且つ、
前記中間層が(002)配向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 having at least a backing layer, an orientation control layer, a magnetic recording layer, and a protective layer on a nonmagnetic substrate,
The orientation control layer is composed of a laminate of two or more layers including a seed layer and an intermediate layer sequentially laminated from the nonmagnetic substrate side,
The seed layer includes as a main component any one or more elements selected from the group consisting of W, Ta, Nb, and Mo, and has a thickness in the range of 0.3 nm to 2 nm, and
A perpendicular magnetic recording medium, wherein the intermediate layer is (002) -oriented.
前記磁気記録媒体が、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。 A magnetic recording / reproducing apparatus comprising a magnetic recording medium and a magnetic head for recording / reproducing information on the magnetic recording medium,
A magnetic recording / reproducing apparatus, wherein the magnetic recording medium is a perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 8.
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JP2007322980A JP2009146507A (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing device |
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JP2011096334A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Wd Media Singapore Pte Ltd | Method for manufacturing perpendicular magnetic recording medium |
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2007
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