JP2010272179A - 垂直磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直磁気記録層の磁性粒子の粒度分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体を得る。
【解決手段】磁気記録層の下に、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウムまたは第１のルテニウム合金からなる第１非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する多層下地層を設ける。
【選択図】図１
【解決手段】磁気記録層の下に、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウムまたは第１のルテニウム合金からなる第１非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する多層下地層を設ける。
【選択図】図１
Description
本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関する。
近年、ハードディスク装置の大容量化が求められている中で、記録密度の向上に伴い記録ビットサイズがますます小さくなっている。大容量のハードディスク媒体を形成するためには、記録ビットサイズの微細化するばかりでなく、記録再生特性の向上、すなわち媒体から発生するノイズを低減させる必要がある。媒体ノイズの主たる原因は、ビット境界部のジグザグ状の磁壁に起因すると考えられている。ビット境界部から発生するノイズを低減する一つの方法として、より明確な記録ビット境界を形成するという方法がある。これにより、記録ビット間の磁気的相互作用が低減され、一つ一つの記録ビットに正確に記録再生が行えるようになる。
記録再生特性の改善の手段として、例えば、非磁性基板上に、少なくとも非磁性下地層と磁性層と保護膜が順次積層されている垂直磁気記録媒体において、磁性層は、強磁性の結晶粒と酸化物を主成分とする非磁性の結晶粒界とからなり、非磁性下地層は、六方最密充填結晶構造の金属または合金で構成され、非磁性下地層と非磁性基板との間に、面心立方結晶構造の金属または合金で構成したシード層を備えるという技術がある（例えば、特許文献１参照）。特にこの技術では、シード層がＣｕ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかの金属、あるいはＣｕ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｉｒのうちの少なくとも１種を含む合金、またはＮｉとＦｅを含む合金である。この技術では、シード層として面心立方構造の最密面である（１１１）面を配向させることにより、その上に形成する六方最密構造からなる非磁性下地層を（００２）面に配向させることを試みている。また、これにより、非磁性下地層と同じ六方最密構造をとる記録層の結晶配向性も改善し、磁気特性に優れた垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。しかしながら、面心立方構造をとる結晶質のシード層を使用すると結晶配向性は改善するが、シード層の粒径が非磁性下地層に反映されるため、結晶粒子を微細化することが困難となる。
また、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性下地層と、第１非磁性下地層と、第２非磁性下地層と、垂直磁気記録膜と、保護膜とが設けられ、前記第１非磁性下地層がＰｔ，Ｐｄまたはこれらのうち少なくともいずれか一方の合金からなり、第２非磁性下地層がＲｕまたはＲｕ合金からなるので、記録再生特性および熱揺らぎ耐性の向上を試みた技術がある（例えば、特許文献２参照）。特に、第１非磁性下地層には、結晶粒子を微細化する目的として、Ｐｔ，Ｐｄに他の元素を添加したＰｔ合金，Ｐｄ合金を用いることができる。好ましい添加元素としては、Ｂ，Ｃ，Ｐ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍなどを挙げられており、特にＣを添加することによって、第２非磁性下地層および磁気記録層の結晶性の改良を試みている。
しかしながら、ＰｔやＰｄに添加物を加えることによって、結晶配向性や記録再生特性の改善は見られるが、実施例のように、第１非磁性下地層は粒径が観察されており、結晶粒子の形状を維持している。この場合、第１非磁性下地層の粒径が制限となって、磁気記録層のさらなる粒径微細化が困難となっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、垂直磁気記録層の磁性粒子の粒径分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体を得ることを目的とする。
本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、
該非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層と、
該軟磁性層上に形成され、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層と、
該第１非磁性下地層上に形成され、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層と、
該非磁性テンプレート層上に形成され、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層と、
該第２非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備することを特徴とする。
該非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層と、
該軟磁性層上に形成され、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層と、
該第１非磁性下地層上に形成され、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層と、
該非磁性テンプレート層上に形成され、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層と、
該第２非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備することを特徴とする。
また、本発明の磁気記録再生装置は、非磁性基板、
該非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層、
該軟磁性層上に形成され、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層、
該第１非磁性下地層上に形成され、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層、
該非磁性テンプレート層上に形成され、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層、及び
該第２非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、
前記垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備することを特徴とする。
該非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層、
該軟磁性層上に形成され、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層、
該第１非磁性下地層上に形成され、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層、
該非磁性テンプレート層上に形成され、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層、及び
該第２非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、
前記垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備することを特徴とする。
本発明によれば、垂直磁気記録層の磁性粒子の粒度分布を改善し、記録再生特性の良好な垂直磁気記録媒体が得られる。
本発明の垂直磁気記録媒体は、
非磁性基板、
非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層、
軟磁性層上に設けられた多層の非磁性下地層、
非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備する垂直磁気記録媒体であって、
多層の非磁性下地層は、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する。
非磁性基板、
非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層、
軟磁性層上に設けられた多層の非磁性下地層、
非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備する垂直磁気記録媒体であって、
多層の非磁性下地層は、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層と、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層との間に、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層が設けられた構造を有する。
図１に、本発明の一実施態様に係る垂直磁気記録媒体の構成を表す断面図を示す。
図示するように、この垂直磁気記録媒体３０は、非磁性基板上３に、多層下地層８、及び垂直磁気記録層１２が順に形成された構成を持つ。多層下地層８として、第１の非磁性下地層９、非磁性テンプレート層１０，及び第２の非磁性下地層１１が、非磁性基板上３に、順に形成されている。
第１非磁性下地層、及び第２非磁性下地層は、ルテニウムまたはルテニウム合金である。第１非磁性下地層、及び第２非磁性下地層は、その組成が同じであっても異なっていても良い。
第１非磁性下地層、及び第２非磁性下地層は、例えその組成が同じであっても不活性ガス下でスパッタを行う際の圧力が異なるため、その結晶状態に差異が生じる。低圧の不活性ガス下でスパッタを行うと、密度の高い、良結晶性の結晶粒子を持つ下地層が得られる。一方、高圧の不活性ガス下でスパッタを行うと、はっきりとした結晶粒子と結晶粒界を持つ下地層が得られる。
不活性ガスは、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選択される。
非磁性テンプレート層は、ルテニウムとシリコンから形成される。本発明に用いられる非磁性テンプレート層は、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる柱状の粒子と、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる柱状の粒子を取り囲むように形成されたシリコンからなる粒界から構成される。この非磁性テンプレート層は、非常に粒径分布が良く、標準偏差で２０％以下の粒径分布を持ち得る。この非磁性テンプレート層を、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる第１および第二非磁性下地層の間に形成することで、ルテニウムまたはルテニウム合金からなる第二非磁性下地層の粒径分布を非常に向上させることができる。これにより、第２非磁性下地層上に形成する垂直磁気記録層の粒径分布も改善され、結果として、記録再生特性が大幅に向上され、高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を得ることができる。
図２は、本発明の一実施形態に係る垂直磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図である。
図２において、垂直磁気記録媒体２０は、非磁性基板１上に、密着層２、軟磁性裏打ち層３として第１軟磁性層４、磁気制御層５、第２軟磁性層６、配向制御層７、下地層８、垂直磁気記録層１２、保護層１３および図示略の潤滑層とが順に積層された構成を有する。下地層８は、第１下地層９、非磁性テンプレート層１０、及び第２非磁性下地層１１の多層体からなる。
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を使用することが出来る。あるいは、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン等の非金属材料からなる非金属基板を用いることができる。ガラス材料としては、アモルファスガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用することができる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを使用することができる。
非磁性基板１は、０．８ｎｍ以下の平均表面粗さ（Ｒａ）を有し得る。さらには、０ないし０．４ｎｍのＲａを有し得る。Ｒａが小さいと、中間層８および垂直磁気記録層９の結晶配向性を高めることができ、記録再生特性を改善することができる。また、高密度記録の際に必要な、磁気ヘッドの低浮上化も可能となる傾向がある。非磁性基板１は、表面の微小うねり（Ｗａ）が０ないし０．３ｎｍとなり得る。さらには、Ｗａが０．２５ｎｍとなり得る。Ｗａが小さいと、低浮上で磁気ヘッドを使用することが可能となる。
密着層２は、非晶質構造を有し得る。磁気記録媒体をスパッタリング等で作製した場合、基板や磁気記録媒体は、加熱されて温度が上がり熱膨張が発生する。一般に、熱膨張率は、基板と金属薄膜とで異なるため、基板界面では応力が発生する。密着層２を結晶構造とした場合、基板界面での応力を吸収する際に、結晶構造に微小な亀裂が入り、そこを起点として、基板の成分や吸着した水分などを原因とするコロージョンが、媒体内部に侵食する傾向がある。これに対し、密着層２を非晶質構造にすることで、結晶構造に亀裂等を生じさせることなく応力を吸収でき、部分的に不安定な箇所や、または密度の異なる部分がなくなることにより、コロージョン耐性を向上させることが可能となる。
軟磁性裏打ち層３は、第１軟磁性層４および第２軟磁性層６の２層の軟磁性層と、この間に形成される磁気制御層５とから構成される。第１軟磁性層４と第２軟磁性層６とは、磁気制御層５によって、その磁気的結合が制御されており、通常反強磁性結合をしている。このような構成とすることで、外部からの磁界に対する耐性を高めることができる。高透磁率な軟磁性裏打ち層３を設けることにより、軟磁性裏打ち層上に垂直磁気記録層を有する、いわゆる二層膜垂直磁気記録媒体が構成される。この二層膜垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層は、垂直磁気記録層を磁化するための磁気ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという、磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。第１軟磁性層４および第２軟磁性層６は、ＣｏＺｒＮｂ合金、ＣｏＴａＺｒ合金、ＦｅＣｏＢ合金、ＣｏＦｅＡｌ合金、ＣｏＡｌＣｒ合金などを用いることができる。このとき、ＣｏＺｒＮｂの飽和磁束密度Ｂｓは１．１（Ｔ）以上にすることができる。さらには、ＣｏＴａＺｒのＢｓは１．４（Ｔ）ないし１．８（Ｔ）にすることができる。このような材料を第１軟磁性層４および第２軟磁性層６に用いることにより、高い飽和磁束密度を有するとともに、より優れた記録再生特性を得ることができる。第１軟磁性層４、磁気制御層５、第２軟磁性層６の含めた軟磁性裏打ち層の膜厚は、２０ｎｍないし６０ｎｍにすることができる。軟磁性裏打ち層の膜厚が２０ｎｍ未満だと、ヘッドからの磁束を充分に吸収することができず、書き込みが不十分となり、記録再生特性が悪化する傾向がある。また、軟磁性裏打ち層の膜厚が６０ｎｍを超えると、平坦性が悪化し、製膜時間も増大して、生産性が著しく低下するため好ましくない。第１軟磁性層４および第２軟磁性層６は、非晶質構造にすることができる。非晶質構造とすることで、Ｒａが大きくなることを防止し、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高密度化が可能となる。
磁気制御層５として、例えばＲｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びＣｕなどの合金を用いることができる。Ｒｕを用いることが特に好ましい。磁気制御層５の厚みによって、第１軟磁性層４と第２軟磁性層６との磁気的な結合を制御することができる。また、磁気制御層５の厚みは、０．５〜１．２ｎｍにすることが出来る。さらには、０．６〜０．８ｎｍにすることができる。この範囲の厚みであると、第１軟磁性層４と第２軟磁性層６とが反強磁性結合し、磁気記録媒体の外磁場耐性を高めることが可能となる。
配向制御層７は、下地層８および垂直磁気記録層１２の結晶配向性や結晶粒径を制御するためのものである。配向制御層７としては、例えばＮｉ合金、Ｐｔ合金、Ｐｄ合金、Ｔａ合金、Ｃｒ合金、Ｓｉ合金、及びＣｕ合金のいずれかを用いることができる。これらを用いると、結晶配向性の改善、結晶粒径の低減が可能となる。また、下地層８との結晶格子サイズの整合性を高めるために、所定の元素を添加することができる。結晶サイズを低減するために添加する元素としては、特に、Ｂ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物などを挙げることができる。下地層８との結晶格子サイズの整合性を高めるために添加する元素としては、Ｒｕ，Ｐｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉなどを用いることができる。配向制御層７の膜厚は、１ｎｍないし１０ｎｍにすることができる。配向制御層７の膜厚が１ｎｍ未満であると、配向制御層としての効果が不十分となり、粒径の微細化の効果を得ることができず、また結晶配向性も悪化する傾向がある。また、配向制御層７の膜厚が１０ｎｍを超えると、スペーシングもロスし、結晶粒径も大きくなる傾向がある。また、配向制御層７は、一層ではなく複数の層から形成することができる。その場合、配向制御層全体の膜厚は、２ｎｍ以上１５ｎｍとすることができる。２ｎｍ以下では、配向制御層としての効果が不十分となる傾向があり。下地層全体の膜厚が１５ｎｍを超えると、スペーシングロスが無視できなくなり、記録再生特性が悪化する。
下地層８としては、ＲｕまたはＲｕ合金を用いることが望ましい。Ｒｕ合金としては例えば、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｕ−ＳｉＯ２，Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯｘ、Ｒｕ−Ｂ、Ｒｕ−Ｃなどが挙げられる。その中でも、良結晶性を実現できるＲｕ−Ｃｒが望ましい。また、第１非磁性下地層９、第２非磁下地層１０のように、２層構造にすることが望ましい。この際、第１非磁性下地層９は、相対的に密度の高く、良結晶性であることが好ましい。例えば、１Ｐａ以下の低Ａｒ圧でスパッタリングすることで、密度の高い、良結晶性の第１非磁性下地層９を作製することができる。第２非磁性下地層１０は、結晶粒子と結晶粒界を持つことが好ましい。例えば、５Ｐａ以上の高Ａｒ圧でスパッタリングすることで、はっきりとした結晶と結晶粒界を持つ第２非磁性下地層１０を作成することができる。下地層８の膜厚は５ｎｍないし２４ｎｍ以下とすることが出来、さらには、５ないし１６ｎｍにすることができる。下地層８の膜厚が薄いと、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層３との距離が小さくなり、磁気ヘッドからの磁束を急峻にすることができ、信号の書き込み容易性を改善することができる。下地層８の膜厚が５ｎｍ未満であると、結晶配向性が悪化する傾向がある。一方、２４ｎｍ以上であると、スペーシングロスが発生し、記録再生特性が悪化する傾向がある。
非磁性テンプレート層１１としては、粒径分布のテンプレートとして、第１非磁性下地層９と第２非磁性下地層１０の間に形成する。非磁性テンプレート層１１としては、Ｒｕ−Ｓｉ合金を使用することができる。Ｒｕ−Ｓｉ合金を使用する理由は、下地層８がＲｕまたはＲｕ合金から形成されており、また、Ｒｕ−Ｓｉ合金がＲｕ粒子とＳｉ粒界からなるきれいな粒子粒界構造を持ち、すぐれた粒径分布を持つためである。非磁性テンプレート層１１は、粒径分布のテンプレート層として使用するためには、良い粒径分布を持つ必要があり、標準偏差として２０％以下とすることが出来る。これによって、非磁性テンプレート層１１上に形成する、第２非磁性下地層および垂直磁気記録層１２の粒径分布を格段に改善することができる。非磁性テンプレート層１１は１ｎｍ以上、５ｎｍ以下であることが望ましい。非磁性テンプレート層の膜厚が１ｎｍ未満、または５ｎｍよりも厚い場合であると、結晶配向性が悪化して好ましくない。
垂直磁気記録層１２は、磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に有している。また、ＤＴＲ型あるいは、ＢＰＭ型に加工が施されている。垂直磁気記録層１２を構成する主な元素としては、少なくともＣｏとＰｔを含有し、さらにＳＮＲ特性改善等の目的で酸化物やＣｒ，Ｂ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｕを添加することもできる。垂直磁気記録層１２に含有される酸化物としては、ＳｉＯ２，ＳｉＯ，Ｃｒ２Ｏ３，ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２等を挙げることができる。このような酸化物の含有量は、７〜１５ｍｏｌ％の範囲にすることができる。酸化物の含有量が７ｍｏｌ％未満であると、磁性粒子間の分断が不十分となりＳＮＲ特性が不十分となる傾向がある。酸化物の含有量が１５ｍｏｌ％を超えると、高記録密度に対応するだけの保磁力を得ることができなくなる傾向がある。垂直磁気記録層１２の核磁気生成エネルギー（−Ｈｎ）は、１．５（ｋＯｅ）以上にすることができる。−Ｈｎが１．５（ｋＯｅ）未満であると、熱揺らぎが発生する傾向がある。垂直磁気記録媒体１２の膜厚は６〜２０ｎｍの範囲にすることができる。酸化物グラニュラ層からなる垂直磁気記録媒体１２の厚さがこの範囲であれば、充分な出力を確保することができ、オーバーライト（ＯＷ）特性の悪化が生じにくい傾向がある。垂直磁気記録層１２は単層構造にしても良いし、組成の異なる材料からなる２層以上の構造とすることもできる。特に、酸化物を含む層の上に、酸化物を含まない層を順次積層した構造であることが望ましい。保護層１３は垂直磁気記録層１２の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触した際に媒体表面の損傷を防ぐためのものである。保護層１３としては、従来公知の材料を使用でき、例えば、Ｃ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを使用することが可能である。また、保護層１３の膜厚は１ｎｍないし５ｎｍの範囲とすることができる。保護層１３の膜厚は１ｎｍないし５ｎｍの範囲であると、磁気ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高記録密度の点から望ましい。Ｃは、ｓｐ２結合炭素（グラファイト）とｓｐ３結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。ｓｐ２結合炭素とｓｐ３結合炭素が混在したアモルファスカーボンのうち、ｓｐ３結合炭素の割合の大きいダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が耐久性、耐食性の面から有用である。ＤＬＣはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、製膜することができる。ＣＶＤでは、原料ガスをプラズマ中で励起・分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるというものである。
保護膜１３上には、図示しない潤滑剤を設けることが出来る。
なお、図示しない潤滑剤には、従来公知の材料、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸等を用いることができる。
以上、説明したように、本実施形態の磁気記録媒体２０によれば、非磁性基板１上に、密着層２、軟磁性裏打ち層３として第１軟磁性層４、磁気制御層５、第２軟磁性層６、配向制御層７、下地膜８として、第１非磁性下地層９、第２非磁性下地層１０、非磁性テンプレート層１１、垂直磁気記録層１２、保護層１３および図示略の潤滑層とがこの順番で積層された構成となっている。
図３は、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
図３に示されるように、本発明の垂直磁気記録装置３０は、上面の開口した矩形箱状の筐体３１と、複数のねじにより筐体３１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。
筐体３１内には、本発明に係る垂直磁気記録媒体３２、この垂直磁気記録媒体３２を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ３３、磁気記録媒体３２に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド３４、磁気ヘッド３４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド３４を垂直磁気記録媒体３２に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ３５、ヘッドアクチュエータ３５を回転自在に支持する回転軸３６、回転軸３６を介してヘッドアクチュエータ３５を回転、位置決めするボイスコイルモータ３７、及びヘッドアンプ回路３８等が収納されている。
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
ガラス基板（ＭＹＧ社製アモルファス基板ＭＥＬ３、直径２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバー内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで製膜チャンバー内を排気した。その後、製膜チャンバー内を０．８ＰａになるようにＡｒを流入して、この基板上に、密着層としてＣｒ−４０原子％Ｔｉを８ｎｍ、第１軟磁性層としてＣｏ−５原子％Ｚｒ−４原子％Ｎｂを２０ｎｍ、Ｒｕ膜を０．６ｎｍ、第２軟磁性層としてＣｏ−５原子％Ｚｒ−４原子％Ｎｂを２０ｎｍ製膜して軟磁性裏打ち層を形成した。この際、密着層および各軟磁性層の結晶構造がアモルファス構造であることをＸ線回折装置で確認した。
ガラス基板（ＭＹＧ社製アモルファス基板ＭＥＬ３、直径２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバー内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで製膜チャンバー内を排気した。その後、製膜チャンバー内を０．８ＰａになるようにＡｒを流入して、この基板上に、密着層としてＣｒ−４０原子％Ｔｉを８ｎｍ、第１軟磁性層としてＣｏ−５原子％Ｚｒ−４原子％Ｎｂを２０ｎｍ、Ｒｕ膜を０．６ｎｍ、第２軟磁性層としてＣｏ−５原子％Ｚｒ−４原子％Ｎｂを２０ｎｍ製膜して軟磁性裏打ち層を形成した。この際、密着層および各軟磁性層の結晶構造がアモルファス構造であることをＸ線回折装置で確認した。
次いで、配向制御層としてＮｉ−８原子％Ｗを５ｎｍ、第１非磁性下地層としてＲｕを８ｎｍ、非磁性テンプレート層としてＲｕ−２０原子％Ｓｉを３ｎｍ形成した。その後、製膜チャンバー内の圧力を６Ｐａに設定してＡｒを流入させ、第２非磁性下地層としてＲｕを６ｎｍ形成した。その後、製膜チャンバー内の圧力を３Ｐａに設定してＡｒを流入させ、垂直磁気記録層として、第１垂直磁気記録層Ｃｏ−２０原子％Ｃｒ−１８原子％Ｐｔ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２を１２ｎｍ形成した。次に、製膜チャンバー内圧力を０．８Ｐａに設定してＡｒを流入し、第２垂直磁気記録層Ｃｏ−１８原子％Ｃｒ−１４原子％Ｐｔ−３原子％Ｂを６ｎｍ形成した。次いで、ＣＶＤ法により、４ｎｍのＤＬＣ保護層を形成した。次いで、ディッピング法により、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜を形成し、垂直磁気記録媒体を得た。
比較例１
非磁性テンプレート層を設けなかった以外は、実施例１に準じて比較例１の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けなかった以外は、実施例１に準じて比較例１の磁気記録媒体を作製した。
比較例２
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、第２軟磁性層と配向制御層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例２の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、第２軟磁性層と配向制御層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例２の磁気記録媒体を作製した。
比較例３
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、配向制御層と第１非磁性下地層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例３の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、配向制御層と第１非磁性下地層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例３の磁気記録媒体を作製した。
比較例４
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、第２非磁性下地層と垂直磁気記録層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例４の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を、第１非磁性下地層と第２非磁性下地層の間ではなく、第２非磁性下地層と垂直磁気記録層の間に設けた以外は、実施例１に準じて比較例４の磁気記録媒体を作製した。
比較例５
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層全てをＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例５の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層全てをＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例５の磁気記録媒体を作製した。
比較例６
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第２非磁性下地層全てをＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例６の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第２非磁性下地層全てをＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例６の磁気記録媒体を作製した。
比較例７
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の両方をＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例７の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の両方をＲｕ−２０原子％Ｓｉに変更した以外は、実施例１に準じて比較例７の磁気記録媒体を作製した。
比較例８
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層全てをＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例８の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層全てをＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例８の磁気記録媒体を作製した。
比較例９
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第２非磁性下地層全てをＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例９の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第２非磁性下地層全てをＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例９の磁気記録媒体を作製した。
比較例１０
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の両方をＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例１０の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層を設けず、かつ第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の両方をＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２に変更した以外は、実施例１に準じて比較例１０の磁気記録媒体を作製した。
比較例１１
非磁性テンプレート層として、Ｒｕ−２０原子％Ｓｉを用いる代わりに、３ｎｍの厚さのＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２を用いた以外は、実施例１に準じて比較例１１の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層として、Ｒｕ−２０原子％Ｓｉを用いる代わりに、３ｎｍの厚さのＲｕ−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ２を用いた以外は、実施例１に準じて比較例１１の磁気記録媒体を作製した。
比較例１２
非磁性テンプレート層として、Ｒｕ−２０原子％Ｓｉを用いる代わりに、３ｎｍの厚さのＲｕ−３０原子％Ｃｒを用いた以外は、実施例１に準じて比較例１２の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層として、Ｒｕ−２０原子％Ｓｉを用いる代わりに、３ｎｍの厚さのＲｕ−３０原子％Ｃｒを用いた以外は、実施例１に準じて比較例１２の磁気記録媒体を作製した。
これら、実施例１および比較例１〜１２の磁気記録媒体において、まず、得られた垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層に対して透過型分析電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定を行い、第２非磁性下地層および垂直磁気記録層の結晶粒子の粒径分布を調べた。それぞれの層での粒径分布の評価は、以下の手順で行った。まず、倍率５０〜２００万倍の平面ＴＥＭ像の中から、粒子数が少なく見積もっても１００個以上ある任意の像をコンピュータに画像情報として取り込んだ。この画像情報を画像処理することにより、個々の結晶粒子の輪郭を抽出して輪郭で囲まれた内部の画素数を調べた。得られた画素数を単位面積当りの画素数で除して面積に変換することで、各結晶粒子が占める面積を得た。次に、結晶粒子が円形であると見なした場合の直径を、各結晶粒子の面積から計算してこれを結晶粒径とし、この結晶粒径の平均値および標準偏差を求めた。
また、実施例１および比較例１〜１２の磁気記録媒体において、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価には、書き込みにシールド付のシングルポール磁極であるシールディットポール磁極、再生部にＴＭＲ素子を用いたヘッドを用いて、記録周波数の条件を線記録密度１７００ｋＢＰＩとして測定した。なお、シールドは、磁気ヘッドから出る磁束を収束させる働きを持つ。
実施例１および比較例１〜６の磁気記録媒体の評価結果を下記表１−１，表１−２に示す。
表１−１，表１−２に示すように、実施例１の磁気記録媒体は、比較例１〜６の磁気記録媒体と比較して、粒径分布の標準偏差および記録再生特性において優れていることが分かった。
実施例２
第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の製膜時圧力を変化させた以外は、実施例１に準じて実施例２の磁気記録媒体を作製した。
第１非磁性下地層および第２非磁性下地層の製膜時圧力を変化させた以外は、実施例１に準じて実施例２の磁気記録媒体を作製した。
実施例２の磁気記録媒体の評価結果を下記表２に示す。
上記表２に示すように、第１非磁性下地層としては、製膜時のＡｒ圧力を０．１〜１．０Ｐａの範囲でかつ、第２非磁性下地層として、６．０〜１０．０Ｐａの範囲で製膜すると、記録再生特性において良好な特性を示すことが分かった。
実施例３
非磁性テンプレート層として、様々な組成比を用いた以外は、実施例１に準じて実施例３の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層として、様々な組成比を用いた以外は、実施例１に準じて実施例３の磁気記録媒体を作製した。
実施例３の磁気記録媒体の評価結果を下記表３に示す。
上記表３に示すように、非磁性テンプレート層として、Ｒｕ−ＳｉのＳｉ組成量が１０〜４０原子％において、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
実施例４
第１非磁性下地層および第２非磁性下地層として、どちらか一方、または両方にＲｕ−３０原子％Ｃｒを用いた以外は、実施例１に準じて実施例４の磁気記録媒体を作製した。
第１非磁性下地層および第２非磁性下地層として、どちらか一方、または両方にＲｕ−３０原子％Ｃｒを用いた以外は、実施例１に準じて実施例４の磁気記録媒体を作製した。
実施例４および比較例１の磁気記録媒体の評価結果を下記表４に示す。
上記表４に示すように、第１非磁性下地層および第２非磁性下地層として、Ｒｕ−３０原子％Ｃｒを用いた場合でも、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
実施例５
非磁性テンプレート層として、様々な厚さのＲｕ−２０原子％Ｓｉを用いた以外は、実施例１に準じて実施例５の磁気記録媒体を作製した。
非磁性テンプレート層として、様々な厚さのＲｕ−２０原子％Ｓｉを用いた以外は、実施例１に準じて実施例５の磁気記録媒体を作製した。
実施例５の磁気記録媒体の評価結果を下記表５に示す。
上記表５に示すように、非磁性テンプレート層１１として、厚さ１ｎｍ以上、または厚さ５ｎｍ以下のＲｕ−２０原子％Ｓｉを用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
実施例６
配向制御層として、ＮｉＷ層を用いる代わりに、５ｎｍのＳｉ層および５ｎｍのＰｄ層を用いた以外は、実施例１に準じて実施例６の磁気記録媒体を作製した。
配向制御層として、ＮｉＷ層を用いる代わりに、５ｎｍのＳｉ層および５ｎｍのＰｄ層を用いた以外は、実施例１に準じて実施例６の磁気記録媒体を作製した。
実施例６、実施例１および比較例１の磁気記録媒体の評価結果を表６に示す。
表６に示すように、配向制御層として、Ｓｉ層およびＰｄ層を用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
実施例７
第１垂直磁気記録層の添加物として、ＳｉＯ２の代わりに様々な酸化物を用いた以外は、実施例１に準じて実施例７の磁気記録媒体を作製した。また、酸化物を用いない以外は、実施例１に準じて比較例１３の磁気記録媒体を作製した。
第１垂直磁気記録層の添加物として、ＳｉＯ２の代わりに様々な酸化物を用いた以外は、実施例１に準じて実施例７の磁気記録媒体を作製した。また、酸化物を用いない以外は、実施例１に準じて比較例１３の磁気記録媒体を作製した。
実施例７、実施例１および比較例１３の磁気記録媒体の評価結果を下記表７に示す。
上記表７に示すように、記録層の酸化物として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３を用いた場合に、良好な記録再生特性を示すことが分かった。
１…、３…非磁性基板、８…多層下地層、９…第１の非磁性下地層、１０…非磁性テンプレート層、１１…第２の非磁性下地層、１２…垂直磁気記録層、３０…垂直磁気記録媒体
Claims (12)
- 非磁性基板と、
該非磁性基板上に形成された少なくとも一層の軟磁性層と、
該軟磁性層上に形成され、不活性ガス雰囲気でスパッタされた、ルテニウム、及び第１のルテニウム合金のうち一方からなる第１非磁性下地層と、
該第１非磁性下地層上に形成され、ルテニウムとシリコンからなる非磁性テンプレート層と、
該非磁性テンプレート層上に形成され、不活性ガス雰囲気で、該第１非磁性下地層をスパッタするときの圧力よりも高い圧力でスパッタされた、ルテニウム、及び第２のルテニウム合金のうち一方からなる第２非磁性下地層と、
該第２非磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記非磁性テンプレート層は、１ｎｍないし５ｎｍの厚さを有す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。
- 前記非磁性テンプレートは、１０ａｔｍ％ないし４０ａｔｍ％のシリコンを含有してい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。
- 前記軟磁性層と該第１非磁性下地層との間に、シリコン化合物からなる配向制御層をさらに設け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。
- 前記第１非磁性下地層及び前記第２非磁性下地層のうち少なくとも一方が、ルテニウムまたはルテニウム−クロム合金からな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。
- 前記垂直磁気記録層は、コバルトと、プラチナと、クロムと、
シリコン酸化物、クロム酸化物、及びチタン酸化物のうち少なくとも１つの酸化物とを含有す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。 - 前記第２非磁性下地層及び前記垂直磁気記録層は、各々、その結晶粒子の粒径分布が標準偏差で２０％以下であ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。
- 前記第１非磁性下地層は、そのスパッタ時の圧力が０．１．ないし１．０Ｐａ、前記第２非磁性下地層は、そのスパッタ時の圧力が６．０ないし１０．０Ｐａであ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。
- 前記不活性ガスは、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選択される請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第１のルテニウム合金は、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｕ−ＳｉＯ２，Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯｘ、Ｒｕ−Ｂ、Ｒｕ−Ｃから選択される少なくとも１種との合金である請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第２のルテニウム合金は、Ｒｕ−Ｃｒ、Ｒｕ−Ｃｏ、Ｒｕ−Ｍｎ、Ｒｕ−ＳｉＯ２，Ｒｕ−ＴｉＯ２、Ｒｕ−ＴｉＯｘ、Ｒｕ−Ｂ、Ｒｕ−Ｃから選択される少なくとも１種との合金である請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
- 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体を支持および回転駆動する機構と、
前記垂直磁気記録媒体に対して情報の記録を行うための素子及び記録された情報の再生を行うための素子を有する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記垂直磁気記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
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