JP2015130220A - Perpendicular magnetic recording medium and method of manufacturing perpendicular magnetic recording medium - Google Patents

Perpendicular magnetic recording medium and method of manufacturing perpendicular magnetic recording medium Download PDF

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香里 木村
Kaori Kimura
香里 木村
及川 壮一
Soichi Oikawa
壮一 及川
和孝 滝澤
Kazutaka Takizawa
和孝 滝澤
明 藤本
Akira Fujimoto
明 藤本
竹尾 昭彦
Akihiko Takeo
昭彦 竹尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a perpendicular magnetic recording medium capable of suppressing the particle diameter dispersion of magnetic particles, exhibiting excellent recording and reproducing characteristics, and achieving high density recording.SOLUTION: A perpendicular magnetic recording medium according to an embodiment comprises: a substrate; a foundation layer formed on the substrate; and a magnetic recording layer formed on the foundation layer and having an easy axis of magnetization in a direction perpendicular to a film surface. The foundation layer includes a plurality of convex portions arranged at intervals of 1 nm to 20 nm. The magnetic recording layer is an amorphous magnetic recording layer containing a plurality of magnetic particles each formed to spread from a convex surface of the foundation layer in a spatulate fashion, the magnetic particles at least in the convex portions being separated.

Description

本発明の実施形態は、垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a perpendicular magnetic recording medium and a method for manufacturing the perpendicular magnetic recording medium.

垂直磁気記録方式が使われている現在の磁気記録媒体において、記録層の垂直配向性と、磁性体粒子の孤立の両立は必須である。従来技術においては、酸化物(SiO、TiO、AlO等)のマトリックス中に垂直配向した強磁性体(CoPt合金、FePt合金、CoPd合金等)粒子を配置するグラニュラ構造が採用されている。しかし、高密度化に伴う1ビット当たりの粒子数の減少のため、磁性体粒子の粒径分散が問題になっている。この粒径分散は主に下地層の凹凸、結晶粒サイズからきており、様々な試みがされているにも関わらず、分散を減らすことができないのが現状である。その理由は、RuやMgO等の特定の材料でしかグラニュラ構造と結晶的な異方性を同時に満足させることができないのと、記録層自体も結晶性であり、独自の粒成長が起こるためである。それに対し、アモルファス磁気記録層は、下地層によらず垂直配向が可能であり、独自の粒成長をしないがゆえの下地層形状のトレースが容易である。アモルファス材料を磁気記録層に用いれば、下地層材料にとらわれず、粒径分散の少ない構造を作ることが期待できる。 In the current magnetic recording medium in which the perpendicular magnetic recording method is used, it is essential to satisfy both the perpendicular orientation of the recording layer and the isolation of the magnetic particles. The prior art employs a granular structure in which vertically oriented ferromagnetic (CoPt alloy, FePt alloy, CoPd alloy, etc.) particles are arranged in a matrix of oxide (SiO x , TiO x , AlO x, etc.). . However, due to the decrease in the number of particles per bit accompanying the increase in density, the particle size dispersion of magnetic particles has become a problem. This particle size dispersion mainly comes from the unevenness of the underlayer and the crystal grain size, and the present situation is that the dispersion cannot be reduced despite various attempts. The reason is that only a specific material such as Ru or MgO can satisfy the granular structure and the crystalline anisotropy at the same time, and the recording layer itself is also crystalline, and unique grain growth occurs. is there. On the other hand, the amorphous magnetic recording layer can be perpendicularly oriented regardless of the underlayer, and can easily trace the underlayer shape because it does not have its own grain growth. If an amorphous material is used for the magnetic recording layer, a structure with little particle size dispersion can be expected regardless of the underlayer material.

例えば、アモルファス材料をTbFeCoとした場合、AlやTiN等の微細凹凸構造を持つような材料を下地層に持ってくることで、記録層であるTbFeCoの磁壁をピンする構造を持つ磁気記録媒体が作製可能である。   For example, when the amorphous material is TbFeCo, a magnetic recording medium having a structure in which the domain wall of TbFeCo as a recording layer is pinned by bringing a material having a fine concavo-convex structure such as Al or TiN into the underlayer. It can be produced.

また、炭素クラスタを持つマトリクスをプラズマエッチングすることにより凹凸(0.5nm〜3nm)を形成し、その上にアモルファス記録層を形成し、下地層の凹凸により磁壁をピンする磁気記録媒体や、FePtグラニュラ層上にTbFeCoアモルファス記録層を形成し、アモルファス記録層の磁壁移動をグラニュラ層が抑制する磁気記録媒体などがある。   Also, a magnetic recording medium in which irregularities (0.5 nm to 3 nm) are formed by plasma etching a matrix having carbon clusters, an amorphous recording layer is formed thereon, and a domain wall is pinned by the irregularities of the underlayer, or FePt There is a magnetic recording medium in which a TbFeCo amorphous recording layer is formed on a granular layer and the granular layer suppresses domain wall movement of the amorphous recording layer.

しかし、一般的にそれらの微細な凹凸及びグラニュラ層では、高密度の記録を行った際に磁区を固定することが困難であることから、磁気記録媒体への適用は難しいとされてきた。   However, in general, these fine irregularities and granular layers have been considered difficult to apply to magnetic recording media because it is difficult to fix magnetic domains when performing high-density recording.

特許第3794995号公報Japanese Patent No. 3794995 特開2008−159177号公報JP 2008-159177 A

J.Sato et al., Jpn. J. Appl. Phys. 47 (2008) 152J. et al. Sato et al. , Jpn. J. et al. Appl. Phys. 47 (2008) 152 M. T. Rahman et al., J. Magn. Magn. Mater. 303 (2006) e113M.M. T. T. et al. Rahman et al. , J. et al. Magn. Magn. Mater. 303 (2006) e113

本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性粒子の粒径分散を抑
制して、良好な記録再生特性を有し、高密度記録を可能とする垂直磁気記録媒体を提供す
ることを目的とする。
An embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and a perpendicular magnetic recording medium that suppresses particle size dispersion of magnetic particles, has good recording / reproducing characteristics, and enables high-density recording. The purpose is to provide.

実施形態によれば、基板、該基板上に形成され、1nmないし20nmの距離をおいて
配列された複数の凸部をもつ下地層、及び該下地層の凸部表面から先が広がるように各々
形成された複数の磁気粒子を含み、膜面垂直方向を磁化容易軸とし、少なくとも凸部側の
磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気
記録媒体が提供される。
According to the embodiment, a substrate, a base layer having a plurality of convex portions formed on the substrate and arranged at a distance of 1 nm to 20 nm, and a tip extending from the convex portion surface of the base layer, respectively. Provided is a perpendicular magnetic recording medium comprising an amorphous magnetic recording layer including a plurality of formed magnetic particles, the film surface vertical direction being an easy axis of magnetization, and at least the convex side magnetic particles are separated Is done.

実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the structure of the magnetic recording medium concerning embodiment. 下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically a mode that the arrangement pattern of the convex part of a base layer was seen from the top. 下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically a mode that the arrangement pattern of the convex part of a base layer was seen from the top. 下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically a mode that the arrangement pattern of the convex part of a base layer was seen from the top. 下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the example of the shape of the convex part of a base layer. 下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the example of the shape of the convex part of a base layer. 下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the example of the shape of the convex part of a base layer. 下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the example of the shape of the convex part of a base layer. 実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium based on embodiment. 実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium based on embodiment. 実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium based on embodiment. 実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium based on embodiment. 実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium based on embodiment. 実施形態にかかる垂直磁気記録媒体のされた磁化曲線を表すグラフ図である。It is a graph showing the magnetization curve made | formed of the perpendicular magnetic recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment. 実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。It is a figure showing another example of the manufacturing method of the magnetic-recording medium concerning embodiment.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、基板、基板上に形成された下地層、下地層の上に形成された膜面垂直方向を磁化容易軸とする磁気記録層を有する。   The perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment includes a substrate, an underlayer formed on the substrate, and a magnetic recording layer having an axis of easy magnetization in the direction perpendicular to the film surface formed on the underlayer.

下地層は、1nmないし20nmの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ。   The underlayer has a plurality of convex portions arranged at a distance of 1 nm to 20 nm.

磁気記録層は、下地層の凸部表面から先が広がるように各々形成された複数の磁気粒子を含み、少なくとも凸部側の磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層である。 実施形態によれば、基板上に所定の距離をおいて配列された凸部を形成し、その上にアモルファス記録層を堆積させた構造を持つ磁気記録媒体が得られる。アモルファス記録層は、凸部に従った柱状構造をとり、その形状は凸部表面から先が広がるように堆積され、さらに、最表層では連続し得る。このような構造を持つ磁気記録媒体は、通常のアモルファス記録層のような磁壁移動型の磁化反転モードではなく、グラニュラ構造のような一斉回転型の磁化反転モードを持つ。磁壁は空隙によってピンされ安定化するため、高密度記録用の磁気記録媒体としての使用が可能になる。   The magnetic recording layer is an amorphous magnetic recording layer including a plurality of magnetic particles each formed so as to spread from the surface of the convex portion of the underlayer, and at least the magnetic particles on the convex portion side are separated. According to the embodiment, a magnetic recording medium having a structure in which convex portions arranged at a predetermined distance on a substrate are formed and an amorphous recording layer is deposited thereon can be obtained. The amorphous recording layer has a columnar structure according to the convex portion, and the shape is deposited so that the tip extends from the surface of the convex portion, and can be continuous on the outermost layer. The magnetic recording medium having such a structure has not a domain wall motion type magnetization reversal mode like a normal amorphous recording layer but a simultaneous rotation type magnetization reversal mode like a granular structure. Since the domain wall is pinned and stabilized by the air gap, it can be used as a magnetic recording medium for high-density recording.

また、第2の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法は、第1の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造工程の一例であって、基板上に加工用下地層を形成し、
加工用下地上に微粒子分散液を塗布して単層の該微粒子層を形成し、微粒子を介して加工用下地をエッチングすることにより、凸部を有する下地層を形成し、凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む。
The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the second embodiment is an example of a process for manufacturing the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment, and a processing underlayer is formed on a substrate.
A fine particle dispersion is applied onto the processing substrate to form a single particle layer, and the processing substrate is etched through the fine particles to form an underlayer having a convex portion, and the surface of the convex portion is amorphous. Depositing a magnetic recording layer.

さらに、第3の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法は、第1の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造工程の他の一例であって、基板上に、粒子と粒界からなる共晶構造を有する金属化合物をもちいて加工用下地層を形成し、共晶構造の粒子を残すようにエッチングし、凸部を有する下地層を形成し、凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む。   Furthermore, the method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium according to the third embodiment is another example of the manufacturing process of the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment, and includes particles and grain boundaries on the substrate. Form an underlayer for processing using a metal compound having a eutectic structure, etch to leave particles of the eutectic structure, form an underlayer having convex portions, and deposit an amorphous magnetic recording layer on the convex surface Including.

また、他の実施形態にかかる磁気記録媒体によれば、第1の実施形態に係る磁気記録媒体において、凸部を有する下地層とアモルファス磁気記録層との間に酸化防止層を設けることができる。   In addition, according to the magnetic recording medium according to the other embodiment, in the magnetic recording medium according to the first embodiment, the antioxidant layer can be provided between the base layer having the convex portion and the amorphous magnetic recording layer. .

さらにまた、他の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法よれば、第2及び第3の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法において、アモルファス磁気記録層を堆積させる前に、酸化防止層形成する工程をさらに含むことができる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a magnetic recording medium according to another embodiment, in the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the second and third embodiments, the oxidation layer is formed before the amorphous magnetic recording layer is deposited. The process of carrying out can be further included.

アモルファス材料はスパッタリングの際に凹凸のトレースがしやすいという利点がある。しかし、多くのアモルファス磁性材料は希土類を含むため、酸化する傾向がある。例えば、凸部を有する下地層SiO上にTbFeCoのようなアモルファス磁性材料を積層させると、TbがSiOから酸素原子を奪って酸化しやすく、静磁気特性が変化する場合がある。これは、SiOをSiNのような非酸化物に変えることで防ぐことができる。 Amorphous materials have the advantage that they can easily trace irregularities during sputtering. However, many amorphous magnetic materials tend to oxidize because they contain rare earths. For example, when an amorphous magnetic material such as TbFeCo is laminated on the underlying layer SiO 2 having a convex portion, Tb tends to oxidize by taking oxygen atoms from SiO 2 and the magnetostatic characteristics may change. This can be prevented by changing SiO 2 to a non-oxide such as SiN x .

また、凸部を有する下地層が加工プロセス中に酸化物や水酸基を持つ場合、同様の磁気特性の変化が起こる恐れがある。このような場合にも凸部を有する下地層とアモルファス磁気記録層の間に酸化防止層を挟むことができる。酸化防止層には種々の材料が使用できるが、例えば結晶性のPdを用いた場合、結晶粒が生じ、凹凸下地の形を記録層にトレースすることが困難となる傾向がある。このため、酸化防止層として、アモルファス材料を用いることができる。酸化防止層も磁気記録層と同様のアモルファス材料とすることで、酸化を防ぎつつ下地形状をトレースすることができる。このような酸化防止層と磁気記録層をもつ媒体は、粒子径分散が低いことによるジッタノイズ低減が可能であり、環境安定性も兼ね備えることができる。   Further, when the underlayer having a convex portion has an oxide or a hydroxyl group during the processing process, the same change in magnetic characteristics may occur. Even in such a case, an antioxidant layer can be sandwiched between the base layer having a convex portion and the amorphous magnetic recording layer. Various materials can be used for the anti-oxidation layer. For example, when crystalline Pd is used, crystal grains are generated, and it tends to be difficult to trace the shape of the uneven base on the recording layer. For this reason, an amorphous material can be used as an antioxidant layer. By using an amorphous material similar to that of the magnetic recording layer for the oxidation preventing layer, the underlying shape can be traced while preventing oxidation. A medium having such an antioxidant layer and a magnetic recording layer can reduce jitter noise due to low particle size dispersion, and can also have environmental stability.

<アモルファス記録層材料>
アモルファス磁気記録層は、アモルファス希土類元素・遷移金属(R−TM)合金と添加元素を用いて形成することができる。
<Amorphous recording layer material>
The amorphous magnetic recording layer can be formed using an amorphous rare earth element / transition metal (R-TM) alloy and an additive element.

希土類元素としては、Nd、Sm、Gd、Tb、Dyのいずれかをもちいることができる。   As the rare earth element, any of Nd, Sm, Gd, Tb, and Dy can be used.

遷移金属としては、Fe、Co、Ni等を使用することができる。   As the transition metal, Fe, Co, Ni, or the like can be used.

添加元素としては、Pt、Au、Ag、In、Cr、Ti、Si、Alを含有すること
ができる。
As an additive element, Pt, Au, Ag, In, Cr, Ti, Si, and Al can be contained.

具体的にはGd−Co、Gd−Fe、Tb−Fe、Gd−Tb−Fe、Tb−Co、Tb−Fe−Co、Nd−Dy−Fe−Co、Sm−Co等の合金がある。   Specifically, there are alloys such as Gd—Co, Gd—Fe, Tb—Fe, Gd—Tb—Fe, Tb—Co, Tb—Fe—Co, Nd—Dy—Fe—Co, and Sm—Co.

希土類が軽希土類(Nd等)の場合、遷移金属と平行な磁化を持つため強磁性体になる。希土類が重希土類(Gd、Tb、Dy)の場合、遷移金属と反対向きの磁化を持つためフェリ磁性体となる。フェリ磁性体を用いる方が、飽和磁化Msが低下するため、保磁力Hcを高くすることができる。また、遷移金属にはFe、Co、Niが挙げられるが、Niの場合はキュリー温度Tcが室温以下になる傾向がある。   When the rare earth is a light rare earth (Nd or the like), it has a magnetization parallel to the transition metal, so that it becomes a ferromagnetic material. When the rare earth is heavy rare earth (Gd, Tb, Dy), it has a magnetization opposite to that of the transition metal, so that it becomes a ferrimagnetic material. When the ferrimagnetic material is used, the saturation magnetization Ms is lowered, so that the coercive force Hc can be increased. Examples of the transition metal include Fe, Co, and Ni. In the case of Ni, the Curie temperature Tc tends to be lower than room temperature.

これらの合金に対し、CrやSi、Ti、Al、In等の酸化しやすい材料を少量混合することで、磁性材料の酸化を抑制することが可能である。また、Au、Pt、Ag等の貴金属を少量混合しても、酸化抑制効果が得られる。上記のような添加物は、好ましくは組成比で全元素の30%まで、さらに好ましくは10%まで混合することができる。添加物が多すぎる場合、飽和磁化Msの低下や、垂直磁気異方性Kuの低下をまねく傾向がある。   Oxidation of the magnetic material can be suppressed by mixing a small amount of easily oxidizable materials such as Cr, Si, Ti, Al, and In with these alloys. Moreover, even if it mixes a small amount of noble metals, such as Au, Pt, and Ag, the oxidation suppression effect is acquired. The additives as described above can be mixed in a composition ratio of preferably up to 30%, more preferably up to 10% of all elements. When there are too many additives, there exists a tendency for the fall of saturation magnetization Ms and the fall of perpendicular magnetic anisotropy Ku.

実施形態では、TbCo合金を使用することができる。   In an embodiment, a TbCo alloy can be used.

TbCo合金の中でも、比較的酸化しやすいFeは用いず、Tbを補償組成より少なくして遷移金属の組成比を多くしたTbCoCrを使用することができる。   Among the TbCo alloys, it is possible to use TbCoCr which does not use Fe that is relatively easily oxidized but has a Tb content smaller than the compensation composition and a transition metal composition ratio increased.

アモルファス記録層は、3nm以上30nm以下の膜厚で堆積させることができる。3nm以下では初期層の影響により有効な垂直磁化膜が得られなくなり、磁気的な記録体積が不足する傾向がある。30nmを越えると、磁化反転に必要なヘッド磁界が不足する傾向がある。   The amorphous recording layer can be deposited with a film thickness of 3 nm or more and 30 nm or less. If it is 3 nm or less, an effective perpendicular magnetization film cannot be obtained due to the influence of the initial layer, and the magnetic recording volume tends to be insufficient. If it exceeds 30 nm, the head magnetic field necessary for magnetization reversal tends to be insufficient.

<アモルファス記録層の形状>
図1に、実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図を示す。
<Amorphous recording layer shape>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the magnetic recording medium according to the embodiment.

アモルファス記録層5は、基板1上に設けられた下地層2上に堆積され、図1のような柱状の構造を持つ。下地層2の凸部3によって記録層5は互いに分断された状態で堆積され始めるが、膜厚が増すにつれて磁性粒子のサイズが肥大し、空隙4の領域が狭くなり、最終的には磁性粒子同士は結合する傾向がある。磁性粒子同士は、最表層の領域で結合していてもよいし、結合しないまま柱状成長してもよい。しかし、例えば膜厚20nmのうち最下層2nmのみが分断されており、それ以降の部分では一様なアモルファス膜であるような場合、実施形態の効果が得にくくなる。互いに分離された領域は、少なくとも膜厚の1/3以上にすることが好ましい。この分離の状態は、断面TEM(Transmission Electron Microscope)のような方法で観察することができる。   The amorphous recording layer 5 is deposited on a base layer 2 provided on the substrate 1 and has a columnar structure as shown in FIG. The recording layer 5 starts to be deposited in a state of being separated from each other by the convex portion 3 of the underlayer 2, but as the film thickness increases, the size of the magnetic particles increases, the area of the gap 4 becomes narrower, and finally the magnetic particles They tend to bond together. The magnetic particles may be bonded in the region of the outermost layer, or may be columnar grown without being bonded. However, for example, in the case where only the lowermost layer 2 nm of the film thickness of 20 nm is divided and the subsequent portion is a uniform amorphous film, it is difficult to obtain the effect of the embodiment. The regions separated from each other are preferably at least 1/3 of the film thickness. This separation state can be observed by a method such as a cross-sectional TEM (Transmission Electron Microscope).

例えば、TbCoCrを下地層上に成長させたときは、膜厚30nm程度の部分までは下地層の構造が保たれるが、それ以上では互いに結合した複数の粒子からなる柱状構造となる。そのため、30nm以下の膜厚で記録層を構成することが好ましい。   For example, when TbCoCr is grown on the underlayer, the structure of the underlayer is maintained up to a thickness of about 30 nm, but beyond this, a columnar structure composed of a plurality of particles bonded to each other is obtained. Therefore, it is preferable to form the recording layer with a film thickness of 30 nm or less.

なお、図1の実施形態のアモルファス記録層5のように、下地層2の上にあってその全てあるいは一部が孤立されたような状態の磁性層を「磁性粒子」と表現することがある。磁性粒子は、グラニュラ構造の粒部分を指すときにも使われる。テンプレートに使われる微粒子とは異なるものである。   In addition, like the amorphous recording layer 5 in the embodiment of FIG. 1, a magnetic layer that is on the underlayer 2 and is completely or partially isolated may be expressed as “magnetic particle”. . Magnetic particles are also used to refer to granular parts of the granular structure. It is different from the fine particles used in the template.

<アモルファス記録層の磁気特性>
実施形態の磁気記録媒体は、磁化回転型の磁気特性を示すことができる。磁気特性は振動試料型磁力計(VSM)やKerr効果測定装置にて測定することができる。
<Magnetic properties of amorphous recording layer>
The magnetic recording medium of the embodiment can exhibit a magnetization rotation type magnetic characteristic. The magnetic characteristics can be measured with a vibrating sample magnetometer (VSM) or a Kerr effect measuring device.

垂直磁気記録層の保磁力Hcは、2kOe以上にすることができる。保磁力Hcが2kOe未満であると、高い面記録密度を得にくい傾向がある。   The coercive force Hc of the perpendicular magnetic recording layer can be 2 kOe or more. When the coercive force Hc is less than 2 kOe, it tends to be difficult to obtain a high surface recording density.

垂直磁気記録層の垂直角型比は、0.9以上にすることができる。ここで言う垂直角型比とは、飽和磁化Msで残留磁化Mrを割ったものである。垂直角型比が0.9未満であると、結晶配向が悪化している可能性があるか,部分的に熱安定性が低下した構造が形成されている可能性がある。   The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer can be 0.9 or more. Here, the perpendicular squareness ratio is obtained by dividing the residual magnetization Mr by the saturation magnetization Ms. If the vertical squareness ratio is less than 0.9, the crystal orientation may be deteriorated, or a structure with partially reduced thermal stability may be formed.

Hc付近における磁化曲線の接線と負の飽和値との交点の磁界を核生成磁界Hnとすると,HnはHcより小さくなるが,再生出力,熱揺らぎ耐性,隣接トラック記録時の情
消去耐性などの観点からはなるべく大きい方が好ましい。しかしながら,Hnを大きくすると言うことは,Hc付近における磁化曲線の傾きαを大きくするということになり、S/N比が低下する傾向があり好ましくない。
If the magnetic field at the intersection of the tangent to the magnetization curve near Hc and the negative saturation value is the nucleation magnetic field Hn, Hn is smaller than Hc, but the reproduction output, thermal fluctuation resistance, information erasure resistance during adjacent track recording, etc. From the viewpoint, it is preferably as large as possible. However, increasing Hn means increasing the slope α of the magnetization curve in the vicinity of Hc, which is not preferable because the S / N ratio tends to decrease.

一般に、保磁力Hc付近における磁化曲線の傾きαは,次の式(1)のように表記され
る。
In general, the inclination α of the magnetization curve in the vicinity of the coercive force Hc is expressed as the following equation (1).

α=4πdM/dH|H=Hc…(1)
ここで,Mは磁化、Hは外部磁界を示す。現在実用化されているグラニュラ型の垂直磁気記録媒体では,多少粒子間結合を強めた方が総合的に良好な記録再生特性が得られるため,αは2前後となっている。しかしながら,基本的には粒子間結合が弱い方が高い線記
録密度で高いS/N比が得られる傾向があり,グラニュラ型の垂直磁気記録媒体では,αが3よりも大きくなるような強い粒子間結合は好ましくない。αが5以上ともなると,磁性粒子はそれぞれ独立した磁化反転ではなく,隣接する粒子の反転に引っ張られて反転する傾向が強くなる。
α = 4πdM / dH | H = Hc (1)
Here, M represents magnetization, and H represents an external magnetic field. In a granular-type perpendicular magnetic recording medium that is currently in practical use, α is about 2 because generally better recording / reproducing characteristics can be obtained by slightly increasing the interparticle coupling. However, basically, a weaker interparticle bond tends to obtain a higher S / N ratio at a higher linear recording density. In a granular type perpendicular magnetic recording medium, a strong particle whose α is larger than 3. Interbonding is not preferred. When α is 5 or more, the magnetic particles are not independent of magnetization reversal, but are more likely to be reversed by being pulled by the reversal of adjacent particles.

<酸化防止層>
凹凸下地とアモルファス記録層の間に、さらに酸化防止層を設けることができる。酸化防止層とは、凹凸下地作製の際の表面の汚れが反応しやすいアモルファス記録層へと移動するのを防ぐ役割を果たす。このような表面の汚れとしては、例えば酸素や酸化物、水酸化物等、まれに窒化物、塩化物、フッ化物等があげられる。そのため、単体では記録層と反応しない材料を使用することが好ましい。具体的には、PdやRu、Pt、Au、Cu、Ag等の貴金属、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Ta、W等の遷移金属が挙げられる。さらに、形状のトレース性を高めるため、酸化防止層の材料は結晶粒を持たないことが好ましい。上記に挙げた材料は、数nmのオーダーの厚みで堆積した時にはそれほど大きな結晶粒を持つことはないが、10nm程度の厚みでは既に5〜6nm径の結晶粒を持つものもあらわれる。膜の結晶粒は凹凸下地の形と1対1ではないため、酸化防止層の結晶粒に沿ってアモルファス記録層が成長してしまう傾向がある。この問題を解決するため、酸化防止層を厚くする場合、材料をアモルファスにするのが好ましい。例えば、Ni−Ta、Cr−Ti、Zr−Fe等は代表的なアモルファス材料である。Ti、Ta、Hf、Nb、Zrからなる第1の金属群から選択される少なくとも1種の金属と、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Rh、Pd、Irからなる第2の金属群から選択される少なくとも1種の金属との組み合わせをスパッタリングすることにより、アモルファス膜を得ることができる。凹凸下地との形状の対比は平面/断面のSEM(Scanning Electron Microscope)やTEMによる観察で確認することができる。
<Antioxidation layer>
An antioxidant layer can be further provided between the uneven base and the amorphous recording layer. The anti-oxidation layer plays a role of preventing movement of the surface contamination during the preparation of the uneven base to the amorphous recording layer which is easy to react. Examples of such surface stains include oxygen, oxides, hydroxides, and rarely nitrides, chlorides, fluorides, and the like. For this reason, it is preferable to use a material that does not react with the recording layer alone. Specific examples include noble metals such as Pd, Ru, Pt, Au, Cu, and Ag, and transition metals such as Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Ta, and W. Furthermore, in order to improve the traceability of the shape, it is preferable that the material of the antioxidant layer does not have crystal grains. The materials listed above do not have very large crystal grains when deposited with a thickness on the order of several nm, but some of them already have crystal grains with a diameter of 5 to 6 nm at a thickness of about 10 nm. Since the crystal grains of the film are not one-to-one with the shape of the irregular base, the amorphous recording layer tends to grow along the crystal grains of the antioxidant layer. In order to solve this problem, it is preferable to make the material amorphous when the antioxidant layer is thickened. For example, Ni-Ta, Cr-Ti, Zr-Fe, etc. are typical amorphous materials. At least one metal selected from the first metal group consisting of Ti, Ta, Hf, Nb, and Zr, and a second metal consisting of Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Rh, Pd, and Ir An amorphous film can be obtained by sputtering a combination with at least one metal selected from the group. The comparison of the shape with the uneven substrate can be confirmed by observation using a scanning electron microscope (SEM) or TEM of a plane / cross section.

アモルファス材料は磁性を持たないものが好ましい。もし磁性があると、酸化によりアモルファス材料の磁気特性が変化する傾向があり、ひいては連続的に成長される記録層の磁気特性につながるためである。   The amorphous material is preferably non-magnetic. If there is magnetism, the magnetic properties of the amorphous material tend to change due to oxidation, which leads to the magnetic properties of the continuously grown recording layer.

酸化防止層の膜厚は、酸化防止の観点から厚い方が好ましい。例えば、酸化防止層が1nm未満であれば、膜が連続的に堆積せず、酸化を防ぐ効果が低下する傾向がある。しかし、厚すぎる場合、凹凸形状が平坦化される傾向がある。例えば、酸化防止層が30nmを超える場合、膜は連続的になり、アモルファス記録層は磁壁移動型の磁気特性になる。以上の理由より、酸化防止層は1nm以上30nm以下の範囲が好ましい。   The thickness of the antioxidant layer is preferably thicker from the viewpoint of preventing oxidation. For example, if the antioxidant layer is less than 1 nm, the film is not continuously deposited, and the effect of preventing oxidation tends to decrease. However, if it is too thick, the uneven shape tends to be flattened. For example, when the antioxidant layer exceeds 30 nm, the film is continuous, and the amorphous recording layer has a domain wall motion type magnetic characteristic. For the above reasons, the antioxidant layer is preferably in the range of 1 nm to 30 nm.

<下地層の形状>
図2ないし図4に、下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図を示す。
<Underlayer shape>
FIG. 2 to FIG. 4 are diagrams schematically showing the arrangement pattern of the convex portions of the underlayer as viewed from above.

下地層の凸部3の配列パターンは、規則的であることが好ましい。例えば、下地層の凸部3の配列パターンを上から見た場合、図2のように、4〜20nmのピッチで最密配列された円形(あるいは多角形)パターンや、図3のように、同様のピッチで正方配列したパターンが好ましい。   The arrangement pattern of the protrusions 3 of the underlayer is preferably regular. For example, when the arrangement pattern of the protrusions 3 of the underlayer is viewed from above, as shown in FIG. 2, a circular (or polygonal) pattern arranged at a close pitch of 4 to 20 nm, as shown in FIG. A pattern arranged in a square at the same pitch is preferable.

配列ピッチが20nmよりも広いと、磁気記録媒体の記録密度が下がる傾向がある。また、4nm未満であると、熱揺らぎの効果で記録が消失する傾向がある。   If the arrangement pitch is wider than 20 nm, the recording density of the magnetic recording medium tends to decrease. If it is less than 4 nm, the recording tends to disappear due to the effect of thermal fluctuation.

なお、ここで配列パターンにおける凸部のピッチは、凸部の中心間の距離で表される。これらのパターンは、図4のように例えば境界線101,102で囲まれた領域のような数100nm以上のドメインすなわち規則配列したパターンの集合体をもっていてもよく、配列も完全に最密配列である必要はない。   Here, the pitch of the convex portions in the array pattern is represented by the distance between the centers of the convex portions. These patterns may have, for example, a domain of several hundred nm or more, such as a region surrounded by the boundary lines 101 and 102 as shown in FIG. 4, that is, a collection of regularly arranged patterns. There is no need.

凸部配列の溝の深さは、3nm以上30nm以下が好ましい。溝の深さが3nm未満の場合、スパッタリングされた原子が溝部分にも入り込み、成長した磁性粒子の孤立性を妨げる。30nmを越えると、軟磁性裏打ち層との距離が開きすぎてしまい、記録密度の低下を招く傾向がある。   The depth of the grooves of the convex array is preferably 3 nm or more and 30 nm or less. When the depth of the groove is less than 3 nm, the sputtered atoms enter the groove portion and prevent the isolated magnetic particles from being isolated. If it exceeds 30 nm, the distance from the soft magnetic backing layer becomes too large, and the recording density tends to decrease.

また、下地層は1nmないし20nmの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ。これは、凸部間の溝の距離が1nmないし20nmであることを意味する。   The underlayer has a plurality of convex portions arranged at a distance of 1 nm to 20 nm. This means that the groove distance between the convex portions is 1 nm to 20 nm.

凸部間の溝の距離が1nm未満の場合、堆積された磁性膜は溝で分断されることなく左右に支えられ、連続的に成膜される傾向がある。このため、3nm未満の深さ、1nm未満の幅の溝を持つパターンでは、実質的に平坦な基板と同じとなる傾向がある。   When the distance of the groove between the convex portions is less than 1 nm, the deposited magnetic film is supported on the left and right without being divided by the groove, and tends to be continuously formed. For this reason, a pattern having a groove with a depth of less than 3 nm and a width of less than 1 nm tends to be substantially the same as a flat substrate.

図5ないし図8に、下地層の凸部の形状の例を表す断面図を各々示す。   5 to 8 are cross-sectional views showing examples of the shape of the convex portions of the base layer.

凹凸の形状として、例えば図5に示すような半円状21、図6に示すような台形22、図7に示すような筒型23、及び図8に示すようなV字溝24などがあげられる。ただし、台形の場合、下地層の溝底部に平行な方向に対する台形の側面の角度θいわゆるテーパーが30度未満になる場合、側面に垂直配向してしまい基板に対して垂直磁化膜ではなくなる傾向がある。   Examples of the uneven shape include a semicircular shape 21 as shown in FIG. 5, a trapezoid 22 as shown in FIG. 6, a cylindrical shape 23 as shown in FIG. 7, and a V-shaped groove 24 as shown in FIG. It is done. However, in the case of a trapezoid, when the angle θ of the trapezoidal side surface with respect to the direction parallel to the groove bottom of the underlayer is a so-called taper of less than 30 degrees, the trapezoidal surface tends to be oriented perpendicularly to the side surface and not a perpendicular magnetic film with respect to the substrate is there.

<下地層の材料>
下地層には、腐食性、耐久性を考慮した種々の材料を用いることができる。
<Underlayer material>
Various materials in consideration of corrosivity and durability can be used for the underlayer.

下地層に使用される材料として、例えばC、Si等の無機材料、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Hf、Ta、W、Ir、Pt、Au等の金属材料、あるいはそれらの合金(CrTi、NiW等)、酸化物・窒化物等があげられる。特に、C、Al、Ta、Fe、Pt、Au等の材料を用いると、凹凸の形成しやすさとアモルファス材料との親和性が良好となる傾向がある。   Examples of materials used for the underlayer include inorganic materials such as C and Si, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Examples thereof include metal materials such as Ag, In, Hf, Ta, W, Ir, Pt, Au, or alloys thereof (CrTi, NiW, etc.), oxides / nitrides, and the like. In particular, when a material such as C, Al, Ta, Fe, Pt, or Au is used, the ease of forming irregularities and the affinity for the amorphous material tend to be good.

下地層とアモルファス磁性材料の間に、バッファ層を挟んでも良い。例えばAgなどの材料の上に直接TbFeCoなどのアモルファス記録層を堆積させた場合、Agが拡散し垂直磁化を消してしまうことがある。これに対し、バッファ層を設けると、下地層とアモルファス磁性層の反応を抑制することができる。また、CFガスを用いたRIEプロセスにて加工したAuの上に直接TbFeCoなどのアモルファス記録層を堆積させた場合、Au下地の表面がフッ素により汚染されるため、同様の反応が発生する。アモルファス磁性層を厚く積層すればこの問題は解決する可能性があるが、軟磁性裏打ち層との距離が延びると軟磁性裏打ち層との距離が開きすぎてしまい、記録密度の低下を招く傾向がある。 A buffer layer may be sandwiched between the underlayer and the amorphous magnetic material. For example, when an amorphous recording layer such as TbFeCo is directly deposited on a material such as Ag, Ag may diffuse and erase the perpendicular magnetization. On the other hand, when the buffer layer is provided, the reaction between the underlayer and the amorphous magnetic layer can be suppressed. Further, when an amorphous recording layer such as TbFeCo is directly deposited on Au processed by the RIE process using CF 4 gas, the same reaction occurs because the surface of the Au base is contaminated by fluorine. If the amorphous magnetic layer is laminated thickly, this problem may be solved, but if the distance from the soft magnetic backing layer is extended, the distance from the soft magnetic backing layer will be too wide, which tends to cause a decrease in recording density. is there.

そのような場合、TaやAl、NiTa等のバッファ層材料を数nmの厚さで形成することで、拡散を抑制し垂直磁化膜を得ることができる。   In such a case, by forming a buffer layer material such as Ta, Al, or NiTa with a thickness of several nanometers, diffusion can be suppressed and a perpendicular magnetization film can be obtained.

<下地層の加工方法>
下地層は様々な方法で加工することができる。
<Processing method of underlayer>
The underlayer can be processed by various methods.

例えば、直径数nm〜数10nmの微粒子を基板に一様に配列させることで、凹凸のついた下地層とすることができる。粒径分散の少ない微粒子を用いることで、下地層の粒径分散も下げることができる。ジブロックコポリマー等の自己組織化材料、アルミナナノホールやメソポーラス材料等を使っても、同様の効果を得ることができる。   For example, by arranging fine particles having a diameter of several nanometers to several tens of nanometers uniformly on a substrate, it is possible to form a ground layer with unevenness. By using fine particles having a small particle size dispersion, the particle size dispersion of the underlayer can also be lowered. Similar effects can be obtained by using self-organizing materials such as diblock copolymers, alumina nanoholes, mesoporous materials, and the like.

陽極酸化アルミナをテンプレートに用いる場合、基板上に予めAlの薄膜を堆積させ、電極を作製した後、酸性溶液中で電界をかけることで規則的なナノホールを得ることができる。   When anodized alumina is used as a template, a regular nanohole can be obtained by applying an electric field in an acidic solution after depositing an Al thin film in advance on a substrate to produce an electrode.

メソポーラス材料については、メソポーラスシリカの例で説明する。TEOS(Tetraethoxysilane)とトリブロックコポリマー、HCl、エタノール、水を混合し、単層配列する濃度に希釈し、スピンコート法により基板上へ単層塗布する。ベークによりブロックコポリマーを除去することで、数nmサイズの孔のあいた規則的なパターンを得ることができる。どちらも平面像は微粒子やジブロックコポリマー等と同様、凹凸は逆で参照符号3の部分が凹となる以外は図2と同様のパターンとなる。この凹部に電鋳やスパッタにより金属材料を埋め込み、エッチングプロセスにより凹凸を逆転させることが可能である。   The mesoporous material will be described using an example of mesoporous silica. TEOS (Tetraethoxysilane), triblock copolymer, HCl, ethanol, and water are mixed, diluted to a concentration to form a single layer, and applied to a substrate by a spin coating method. By removing the block copolymer by baking, a regular pattern with pores of several nm size can be obtained. In both cases, the planar image is the same pattern as in FIG. 2 except that the concave and convex portions are reversed and the reference numeral 3 is concave as in the case of fine particles and diblock copolymers. It is possible to embed a metal material in the recess by electroforming or sputtering and to reverse the unevenness by an etching process.

また、AlSiやAgGe等の共晶構造を適用することもできる。共晶構造のままでは凹凸がないため、エッチングプロセスにより凹凸をつけてやる必要がある。   A eutectic structure such as AlSi or AgGe can also be applied. Since there is no unevenness in the eutectic structure, it is necessary to provide unevenness by an etching process.

列挙した材料をC(カーボン)等の下地層材料を堆積させた基板に塗布し、RIE等のエッチングプロセスで表面に凹凸をつけ、下地層とすることができる。基板に転写する場合、微粒子や有機材料を直接下地層に用いるよりも、硬度や密着性に優れる。   The listed materials can be applied to a substrate on which an underlayer material such as C (carbon) is deposited, and the surface can be roughened by an etching process such as RIE to form an underlayer. When transferring to a substrate, the hardness and adhesion are superior to using fine particles or organic materials directly for the underlayer.

下地層のパターニングには、必要に応じて種々のドライエッチングプロセスを使うことができる。例えば、Cを使う場合、Oプラズマによるエッチングが好ましい。SiやGe、Ti、Fe、Co、Cr、Ta、W、Mo等の場合、ハロゲンガス例えばCF、CF/O、CHF、SF、Cl等を使ったエッチングを用いることができる。また、Oやハロゲンでエッチングが難しい貴金属類については、希ガスを用いたイオンミリング等の手法が使われる。ハロゲンガスプロセスを用いた場合には、プロセス後に水で十分に洗浄する必要がある。 Various dry etching processes can be used for patterning the underlayer as required. For example, when using C, etching with O 2 plasma is preferable. In the case of Si, Ge, Ti, Fe, Co, Cr, Ta, W, Mo, etc., etching using a halogen gas such as CF 4 , CF 4 / O 2 , CHF 3 , SF 6 , or Cl 2 may be used. it can. For noble metals that are difficult to etch with O 2 or halogen, a technique such as ion milling using a rare gas is used. When a halogen gas process is used, it is necessary to thoroughly wash with water after the process.

下地層のパターニングには、ドライエッチだけでなくウェットエッチも用いることができる。ウェットエッチを使うことで、一度に大量の基板の処理が可能となり、生産性が向上する。例えば、共晶構造のSiやGeの粒界を除去するには、フッ酸、あるいはアルカリエッチング液を用いることができる。   For patterning the underlayer, not only dry etching but also wet etching can be used. By using wet etching, a large amount of substrates can be processed at a time, and productivity is improved. For example, hydrofluoric acid or an alkaline etching solution can be used to remove the grain boundaries of eutectic Si or Ge.

<微粒子>
下地層の加工に使用される微粒子の大きさは、粒径1nm〜数10μm程度にすることができる。形状は多くが球形であるが、球形以外に、例えば四面体、直方体、八面体、三角柱、六角柱、円筒形等の形があげられる。規則的に配列させることを考えた場合、形の対称性を高くすることができる。微粒子は、塗布時の配列性を上げるため、粒径分散が小さいことが好ましい。例えば、HDD媒体に用いる場合、粒径分散は好ましくは20%以下、さらに好ましくは15%以下である。粒径分散が小さいと、HDD媒体のジッタノイズを下げることができる。分散が20%を超えると、ジッタノイズが増えるため媒体S/Nが低下する傾向がある。
<Fine particles>
The size of the fine particles used for processing the underlayer can be about 1 nm to several tens of μm in particle size. Most of the shapes are spherical, but other than the spherical shape, for example, a tetrahedron, a rectangular parallelepiped, an octahedron, a triangular prism, a hexagonal prism, a cylindrical shape, and the like can be given. When considering the regular arrangement, the symmetry of the shape can be increased. The fine particles preferably have a small particle size dispersion in order to improve the alignment during coating. For example, when used for an HDD medium, the particle size dispersion is preferably 20% or less, more preferably 15% or less. When the particle size dispersion is small, the jitter noise of the HDD medium can be reduced. If the dispersion exceeds 20%, jitter noise increases and the medium S / N tends to decrease.

微粒子の材料は、金属あるいは無機物、またはそれらの化合物が好ましい。具体的には、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Sn、Mo、Ta、W等が挙げられる。また、これらの酸化物、窒化物、硼化物、炭化物、硫化物等も用いることができる。微粒子は結晶性、あるいはアモルファスのいずれを用いることもできる。例えば、Feの周囲にFeO(x=1〜1.5)で覆われた構造のように、コアシェル型の粒子でも良い。コアシェル型の場合、Feの周囲をSiOが覆うような、組成の異なる材料でも良い。さらに、Co/Feのような金属コアシェル型の表面が酸化され、Co/Fe/FeOのような3層以上の構造となっても良い。主成分が上記に挙げたものであれば、例えばFe50Pt50のように、PtやAg等の貴金属との化合物を使用することができる。 The material of the fine particles is preferably a metal, an inorganic material, or a compound thereof. Specific examples include Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Sn, Mo, Ta, and W. These oxides, nitrides, borides, carbides, sulfides, and the like can also be used. The fine particles can be either crystalline or amorphous. For example, core-shell type particles may be used, such as a structure in which Fe is surrounded by FeO x (x = 1 to 1.5). In the case of the core-shell type, materials having different compositions such that SiO 2 covers the periphery of Fe 3 O 4 may be used. Further, the surface of a metal core shell type such as Co / Fe may be oxidized to have a structure of three or more layers such as Co / Fe / FeO x . If the main component is as mentioned above, a compound with a noble metal such as Pt or Ag can be used, for example, Fe 50 Pt 50 .

微粒子の配列は溶液系で行われるため、微粒子は保護基をつけた状態で、溶液に安定に分散した状態で用いられる。基板への塗布のため、溶媒沸点は好ましくは200℃以下、さらに好ましくは160℃以下である。芳香族炭化水素、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、グリコールエーテル、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素などが挙げられる。沸点と塗布性の観点から、具体的には、ヘキサン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジグライム、乳酸エチル、乳酸メチル、テトラヒドロフラン(THF)などが用いられる。微粒子はこれらの溶媒に分散された状態で、スピンコート法、ディップコート法、LB(Langmuir−Blodgett)法等により、基板に単層で塗布される。   Since the fine particles are arranged in a solution system, the fine particles are used in a state where a protective group is attached and stably dispersed in the solution. For application to the substrate, the solvent boiling point is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower. Aromatic hydrocarbon, alcohol, ester, ether, ketone, glycol ether, alicyclic hydrocarbon, aliphatic hydrocarbon and the like can be mentioned. From the viewpoints of boiling point and coatability, specifically, hexane, toluene, xylene, cyclohexane, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), diglyme, ethyl lactate, methyl lactate, tetrahydrofuran (THF) and the like are used. The fine particles are dispersed in these solvents and applied to the substrate as a single layer by a spin coating method, a dip coating method, an LB (Langmuir-Blodgett) method, or the like.

<共晶>
共晶構造は2種類以上の元素の蒸着やスパッタリングによって作製される。代表的なものは、Al−GeやAg−Geの共晶構造である。例えばAgがシリンダ状に配置されるAg−Geを使えば、目的の凹凸構造が得られる。この時、ターゲットの組成比はAg20Ge80〜Ag50Ge50程度が好ましい。Ag−Geを濃度10%のフッ酸に数分間浸漬することで、Geを溶かしてAgのみを選択的に残すことができる。
<Eutectic>
The eutectic structure is produced by vapor deposition or sputtering of two or more elements. A typical example is an eutectic structure of Al—Ge or Ag—Ge. For example, if Ag—Ge in which Ag is arranged in a cylinder shape is used, the desired uneven structure can be obtained. At this time, the composition ratio of the target is preferably about Ag 20 Ge 80 to Ag 50 Ge 50 . By immersing Ag-Ge in hydrofluoric acid having a concentration of 10% for several minutes, it is possible to dissolve Ge and selectively leave only Ag.

<埋め込み工程>
実施形態の媒体は、埋め込みにより平坦化するプロセスを加えることができる。埋め込みには、埋め込み材料をターゲットとしたスパッタリング法が簡便なため使用されるが、他にもめっき、イオンビーム蒸着、化学気相蒸着(CVD)、原子層堆積(ALD)等の方法を使用することもできる。CVDやALDを用いれば、高テーパーの磁気記録層の側壁に対し、高レートで成膜可能である。また、埋め込み成膜時に基板にバイアスをかけることで、高アスペクトのパターンでも隙間なく埋め込むことができる。SOG(Spin−On−Glass)やSOC(Spin−On−Carbon)等の所謂レジストをスピンコートし、熱処理で硬化させる方法を用いることもできる。
<Embedding process>
The medium of the embodiment can be subjected to a process of flattening by embedding. For embedding, sputtering using an embedding material as a target is used because of its simplicity, but other methods such as plating, ion beam evaporation, chemical vapor deposition (CVD), and atomic layer deposition (ALD) are also used. You can also. If CVD or ALD is used, the film can be formed at a high rate on the side wall of the high taper magnetic recording layer. Also, by applying a bias to the substrate during the embedded film formation, even a high aspect pattern can be embedded without a gap. A so-called resist such as SOG (Spin-On-Glass) or SOC (Spin-On-Carbon) may be spin-coated and cured by heat treatment.

埋め込み材料にはSiOを用いることができるが、埋め込み材料はこれに限らず、硬度と平坦性の許す限りの材料を使用できる。例えば、NiTaやNiNbTi等のアモルファス金属は平坦化し易く埋め込み材料として使用できる。Cを主成分とする材料例えばCN、CH等を使用すると、硬度が高くなり、DLCとの密着性を良くすることができる。SiOやSiN、TiO、TaO等の酸化物、窒化物も埋め込み材料として使用できる。上記化合物中、0<x≦3の範囲である。ただし、磁気記録層と接する際に磁気記録層と反応生成物を作る場合、埋め込み層と磁気記録層の間に保護層を1層挟むことができる。このような保護層としてSi、Ti、Ta等の保護層の非酸化物があげられる。 SiO 2 can be used as the embedding material, but the embedding material is not limited to this, and materials as long as hardness and flatness allow are usable. For example, amorphous metals such as NiTa and NiNbTi are easy to flatten and can be used as an embedding material. When a material containing C as a main component, for example, CN x , CH x or the like is used, the hardness is increased and the adhesion to DLC can be improved. Oxides and nitrides such as SiO 2 , SiN x , TiO x , and TaO x can also be used as the filling material. In the above compounds, 0 <x ≦ 3. However, when a reaction product is formed with the magnetic recording layer in contact with the magnetic recording layer, one protective layer can be sandwiched between the buried layer and the magnetic recording layer. Examples of such a protective layer include non-oxides of protective layers such as Si, Ti, and Ta.

<保護膜形成および後処理>
カーボン保護膜は、凹凸へのカバレッジをよくするためにCVD法で成膜することができる。あるいは、スパッタ法または真空蒸着法により成膜することができる。CVD法によれば、sp結合炭素を多く含むDLC膜が形成される。膜厚は2nm以下だとカバレッジが悪くなり、10nm以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってSNRが低下するので好ましくない。保護膜上に潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
<Protection film formation and post-treatment>
The carbon protective film can be formed by a CVD method in order to improve the coverage to the unevenness. Alternatively, the film can be formed by sputtering or vacuum evaporation. According to the CVD method, a DLC film containing a large amount of sp 3 bonded carbon is formed. If the film thickness is 2 nm or less, the coverage is poor, and if it is 10 nm or more, the magnetic spacing between the recording / reproducing head and the medium increases and the SNR decreases, which is not preferable. A lubricant can be applied on the protective film. As the lubricant, for example, perfluoropolyether, fluorinated alcohol, fluorinated carboxylic acid and the like can be used.

<軟磁性裏打ち層>
軟磁性裏打ち層(SUL)は、垂直磁気記録層を磁化するための単磁極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、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作用を有する。
<Soft magnetic backing layer>
The soft magnetic underlayer (SUL) has a part of the function of the magnetic head for passing a recording magnetic field from a single pole head for magnetizing the perpendicular magnetic recording layer in the horizontal direction and returning it to the magnetic head side. The recording layer has a function of applying a steep and sufficient vertical magnetic field to improve the recording / reproducing efficiency.

軟磁性裏打ち層には、Fe、NiまたはCoを含む材料を用いることができる。このような材料として、FeCo系合金たとえばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金たとえばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系合金、FeSi系合金たとえばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金たとえばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金たとえばFeZrNなどを挙げることができる。Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラ構造を有する材料を用いることもできる。   For the soft magnetic underlayer, a material containing Fe, Ni, or Co can be used. Examples of such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys, FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN. It is also possible to use a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like having a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix and containing 60 at% or more of Fe.

軟磁性裏打ち層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Co合金には80at%以上のCoが含まれることが好ましい。このようなCo合金は、スパッタ法により成膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。アモルファス軟磁性材料としては、たとえばCoZr、CoZrNbおよびCoZrTa系合金などを挙げることができる。   As another material of the soft magnetic backing layer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can also be used. The Co alloy preferably contains 80 at% or more of Co. In such a Co alloy, an amorphous layer is easily formed when the film is formed by sputtering. Since the amorphous soft magnetic material does not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, it exhibits very excellent soft magnetism and can reduce the noise of the medium. Examples of the amorphous soft magnetic material include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa alloys.

軟磁性裏打ち層の下に、軟磁性裏打ち層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けることができる。このような下地層の材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物があげられる。   An underlayer can be further provided under the soft magnetic backing layer in order to improve the crystallinity of the soft magnetic backing layer or the adhesion to the substrate. Examples of the material for such an underlayer include Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing these, and oxides or nitrides thereof.

スパイクノイズ防止のために軟磁性裏打ち層を複数の層に分け、0.5〜1.5nmのRuを挿入することで反強磁性結合させることができる。また、CoCrPt、SmCo、FePtなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはIrMn、PtMnなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させることができる。交換結合力を制御するために、Ru層の上下に磁性膜(たとえばCo)または非磁性膜(たとえばPt)を積層することができる。   In order to prevent spike noise, the soft magnetic backing layer can be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by inserting Ru of 0.5 to 1.5 nm. In addition, a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, and FePt, or a pinned layer made of an antiferromagnetic material such as IrMn and PtMn, and a soft magnetic layer can be exchange-coupled. In order to control the exchange coupling force, a magnetic film (for example, Co) or a nonmagnetic film (for example, Pt) can be stacked on and under the Ru layer.

実施例1
図9Aないし図9Eに、実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図を示す。
Example 1
9A to 9E are views showing an example of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the embodiment.

まず、図9Aに示すように、ガラス基板1上にCoZrNbからなる厚さ50nmの軟磁性裏打ち層7、Cからなる厚さ20nmの加工用下地層2を成膜した。その上にアクリルモノマーと共にPGMEA溶媒中に分散された直径7nmのFeO微粒子8をFeO微粒子8が単層になるように塗布し、FeO微粒子8とその周囲に設けられたアクリル樹脂層9とを含むFeO微粒子塗布層11を得た。微粒子8にはさらに保護基として分子量1000のポリスチレンが付着しており、10nmピッチで基板1上へ配列した。配列後は図2のような六方最密パターンとなった。 First, as shown in FIG. 9A, a 50 nm thick soft magnetic backing layer 7 made of CoZrNb and a 20 nm thick processing base layer 2 made of C were formed on a glass substrate 1. Thereon to FeO x particles 8 dispersed diameter 7nm in PGMEA solvent with an acrylic monomer FeO x particles 8. The coating is a single layer, FeO x particles 8 acrylic resin layer thereof provided around 9 The FeO x fine particle coating layer 11 containing Further, polystyrene having a molecular weight of 1000 was attached to the fine particles 8 as a protective group, and was arranged on the substrate 1 at a pitch of 10 nm. After the arrangement, a hexagonal close-packed pattern as shown in FIG. 2 was obtained.

図9Bに示すように、ドライエッチングにより、FeO微粒子8をマスクとして微粒子8の周りのアクリル樹脂層9ごとC下地層2をエッチングし、基板1上に凸部からなるC下地層2を得た。この工程は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)RIE装置により、プロセスガスとしてOガスを使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ40Wおよび40Wとし、エッチング時間を40秒として行われた。この工程により、C下地層2はエッチングされ、基板1と軟磁性層7の上に高さ15nmの凸部からなるC下地層2が形成された。 As shown in FIG. 9B, by dry etching, the C underlayer 2 is etched together with the acrylic resin layer 9 around the fine particles 8 using the FeO x fine particles 8 as a mask to obtain a C underlayer 2 made of convex portions on the substrate 1. It was. In this step, for example, by using an inductively coupled plasma (ICP) RIE apparatus, O 2 gas is used as a process gas, the chamber pressure is 0.1 Pa, the coil RF power and the platen RF power are 40 W and 40 W, respectively, and the etching time For 40 seconds. By this process, the C underlayer 2 was etched, and the C underlayer 2 composed of convex portions having a height of 15 nm was formed on the substrate 1 and the soft magnetic layer 7.

図9Cに示すように、FeO微粒子8を基板1上から除去した。基板1を濃度1wt%の塩酸に10分間浸漬することで、FeO微粒子8は塩酸に溶解され、基板1上から除去された。基板1は純水により洗浄し、塩酸の残留による腐食を防いだ。 As shown in FIG. 9C, the FeO x fine particles 8 were removed from the substrate 1. By immersing the substrate 1 in hydrochloric acid having a concentration of 1 wt% for 10 minutes, the FeO x fine particles 8 were dissolved in hydrochloric acid and removed from the substrate 1. The substrate 1 was washed with pure water to prevent corrosion due to residual hydrochloric acid.

図9Dに示すように、アモルファス記録層を基板1上のC下地層2へ堆積させた。まず、図示しないバッファ層であるTaを膜厚2nmで堆積させ、その後、Tb15Co81Crアモルファス記録層5を膜厚20nmで堆積させた。 As shown in FIG. 9D, an amorphous recording layer was deposited on the C underlayer 2 on the substrate 1. First, Ta, which is a buffer layer (not shown), was deposited with a thickness of 2 nm, and then a Tb 15 Co 81 Cr 4 amorphous recording layer 5 was deposited with a thickness of 20 nm.

図9Eに示すように、CVD(化学気相堆積)によりC保護膜6を膜厚4nmで記録層5上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで目的の磁気記録媒体20が得られた。   As shown in FIG. 9E, the target magnetic recording medium 20 is obtained by depositing the C protective film 6 with a film thickness of 4 nm on the recording layer 5 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant (not shown). It was.

このようにして得られた磁気記録媒体は、Kerr効果測定装置により評価した。   The magnetic recording medium thus obtained was evaluated using a Kerr effect measuring device.

図10に、Kerr効果測定装置により測定された磁化曲線を表すグラフ図を示す。   FIG. 10 is a graph showing a magnetization curve measured by the Kerr effect measuring apparatus.

図中、実施例1の磁化曲線を103に示す。   In the figure, reference 103 shows the magnetization curve of Example 1.

図示するように、角型比1、Hcが4kOe,Hn=2kOe,Hs=8kOeであることを確認した。また、保磁力Hc付近におけるループの傾きαは1.9となった。磁化曲線からは,磁壁移動型ではなく,磁気的に孤立した磁性粒子が磁化回転する反転モードと推定される。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、500kFCIの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。   As shown in the figure, it was confirmed that the squareness ratio 1 and Hc were 4 kOe, Hn = 2 kOe, and Hs = 8 kOe. Further, the slope α of the loop near the coercive force Hc was 1.9. From the magnetization curve, it is estimated that it is not a domain wall motion type, but a reversal mode in which magnetically isolated magnetic particles rotate and rotate. When a magnetic recording medium was incorporated into a spin stand and writing was performed at a recording density of 500 kFCI, a clear reproduction waveform was confirmed.

比較例1
FeO微粒子8を塗布する代わりにAl層を2nmの厚さで成膜する以外は、実施例1と同様の方法にて、磁気記録媒体を作製した。Al層のラフネスはRmaxで3nm、Raで0.36nmであった。ここで、Rmaxとは、10μm角で原子間力顕微鏡(AFM)を使い、表面凹凸を測定した際の、凹凸の最大値である。Raは、凹凸の絶対値の平均である。
Comparative Example 1
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that an Al layer was formed to a thickness of 2 nm instead of applying the FeO x fine particles 8. The roughness of the Al layer was 3 nm in Rmax and 0.36 nm in Ra. Here, Rmax is the maximum value of the unevenness when the surface unevenness is measured using an atomic force microscope (AFM) at 10 μm square. Ra is the average of the absolute values of the irregularities.

Al上にTb15Co81Crを膜厚20nmで堆積させ、実施例1と同様にC保護膜を堆積した。このようにして得られた磁気記録媒体を、実施例1と同様にKerr効果測定装置により評価した。Kerr効果測定装置により測定された磁化曲線を表すグラフ図を同様に図10に示す。 Tb 15 Co 81 Cr 4 was deposited to a thickness of 20 nm on Al, and a C protective film was deposited in the same manner as in Example 1. The magnetic recording medium thus obtained was evaluated using the Kerr effect measuring apparatus in the same manner as in Example 1. FIG. 10 similarly shows a graph showing the magnetization curve measured by the Kerr effect measuring apparatus.

図中、比較例1の磁化曲線を104に示す。   In the figure, reference 104 shows the magnetization curve of Comparative Example 1.

図示するように、実施例1と同様に角型比1、Hcが4kOeであることを確認した。しかし、HcにおけるKerrループの傾きは非常に大きく磁壁移動による磁化反転であることが分かった。   As shown in the figure, it was confirmed that the squareness ratio 1 and Hc were 4 kOe as in Example 1. However, it was found that the inclination of the Kerr loop in Hc is very large and is a magnetization reversal due to domain wall movement.

この磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、500kFCIの記録密度で書き込みを行ったところ、再生波形は確認されなかった。その理由は、Alにより形成された表面凹凸では磁壁をピンする力に乏しく、記録が行えなかったためであると考えられる。   When this magnetic recording medium was incorporated into a spin stand and writing was performed at a recording density of 500 kFCI, a reproduced waveform was not confirmed. The reason is considered that the surface unevenness formed of Al has a poor force for pinning the domain wall and recording could not be performed.

以上の結果より、実施形態の製法により作製された媒体は、磁気記録媒体として十分な性能を持つことがわかった。   From the above results, it was found that the medium manufactured by the manufacturing method of the embodiment has sufficient performance as a magnetic recording medium.

実施例2
図11Aないし図11Dに、実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図を各々示す。
Example 2
FIG. 11A to FIG. 11D are diagrams each showing another example of the method of manufacturing the magnetic recording medium according to the embodiment.

図11Aに示すように、ガラス基板1上にCoZrNbからなる厚さ50nmの軟磁性裏打ち層7、Ag30Ge70からなる厚さ10nmの加工用下地層14を成膜した。AgGe加工用下地層14は共晶構造を持ち、8nmのピッチでAg粒子12がGe粒界13中に配列した。 As shown in FIG. 11A, a 50 nm-thick soft magnetic backing layer 7 made of CoZrNb and a 10 nm-thickness processing base layer 14 made of Ag 30 Ge 70 were formed on a glass substrate 1. The underlayer 14 for processing AgGe has a eutectic structure, and Ag particles 12 are arranged in the Ge grain boundaries 13 at a pitch of 8 nm.

図11Bに示すように、フッ酸によるウェットエッチングによりGe粒界13を除去し、基板にAg粒子12からなる凸部を形成した。濃度1%のフッ酸に1分間浸漬されることでGeは除去され、基板に10nmの高さの凸部が形成される。   As shown in FIG. 11B, the Ge grain boundaries 13 were removed by wet etching with hydrofluoric acid, and convex portions made of Ag particles 12 were formed on the substrate. By immersing in hydrofluoric acid having a concentration of 1% for 1 minute, Ge is removed, and a convex portion having a height of 10 nm is formed on the substrate.

図11Cに示すように、アモルファス記録層を基板上へ堆積させる。まず、図示しないバッファ層であるAlを膜厚2nmで堆積させ、その後、Tb24Fe52Co24層5を膜厚15nmで堆積させた。 As shown in FIG. 11C, an amorphous recording layer is deposited on the substrate. First, Al, which is a buffer layer (not shown), was deposited with a film thickness of 2 nm, and then a Tb 24 Fe 52 Co 24 layer 5 was deposited with a film thickness of 15 nm.

図11Dに示すように、CVD(化学気相堆積)によりC保護膜6を膜厚4nmで記録層上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで、磁気記録媒体30が得られた。   As shown in FIG. 11D, the magnetic recording medium 30 was obtained by depositing the C protective film 6 with a film thickness of 4 nm on the recording layer by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant (not shown).

このようにして得られた磁気記録媒体は、Kerr効果測定装置により評価したところ、角型比1、Hcが3kOeであることを確認した。また、ループの傾きαは2.5であった。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、500kFCIの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。   The magnetic recording medium thus obtained was evaluated by a Kerr effect measuring apparatus, and it was confirmed that the squareness ratio 1 and Hc were 3 kOe. The loop inclination α was 2.5. When a magnetic recording medium was incorporated into a spin stand and writing was performed at a recording density of 500 kFCI, a clear reproduction waveform was confirmed.

実施例3−1,3−2,3−3
下地層のRIE加工プロセスの条件を変え、凸部間の距離となる溝幅が5nm、2nm、1nm、0.5nmのものを作製すること以外は、実施例1と同様の方法でアモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。
Examples 3-1, 3-2, 3-3
The amorphous recording layer is formed in the same manner as in Example 1 except that the RIE processing process conditions of the underlayer are changed and the groove widths that are the distances between the convex portions are 5 nm, 2 nm, 1 nm, and 0.5 nm. A patterned medium having the following characteristics was prepared.

ここでは、媒体をAC消磁した後マイナーループを測定し、磁気ドメインサイズを求めた。   Here, after the medium was AC demagnetized, the minor loop was measured to determine the magnetic domain size.

なお、磁気ドメインサイズとは、マイナーループから磁化反転体積を概算する手法である。粒子径9nmのグラニュラ媒体で20〜30nm程度である。実際の磁性体粒子1個のサイズにはならないことが多いため、この数値がグラニュラと同じであることが重要である。その結果、溝幅が1nmまではM−Hループが傾きをもったが、溝幅0.5nmのものではドメインサイズを測定できなかった。0.5nmのものでは磁壁移動型の磁気特性になったためである。   The magnetic domain size is a method for estimating the magnetization reversal volume from a minor loop. A granular medium having a particle diameter of 9 nm is about 20 to 30 nm. It is important that this value is the same as that of the granular material because it is often not the actual size of one magnetic particle. As a result, the MH loop had an inclination until the groove width was 1 nm, but the domain size could not be measured when the groove width was 0.5 nm. This is because the magnetic characteristics of the domain wall motion type are 0.5 nm.

さらに断面TEMを測定し、全膜厚に対しどの程度の割合で粒子が分断されているかを調べた。溝幅1nm以上のものは、下地層に沿って粒子が分断する様子がみられたが、溝
幅0.5nmのものでは粒子は平坦な膜として成長した。

Figure 2015130220
Further, a cross-sectional TEM was measured to examine how much the particles were divided with respect to the total film thickness. When the groove width was 1 nm or more, it was observed that the particles were divided along the underlayer, but when the groove width was 0.5 nm, the particles grew as a flat film.
Figure 2015130220

以上の結果より、溝幅1nm以上、分断膜厚が全膜厚の30%以上のもので、ドメインサイズが適当な値を持つ磁気記録媒体を得られることが判った。   From the above results, it was found that a magnetic recording medium having a groove width of 1 nm or more, a divided film thickness of 30% or more of the total film thickness, and an appropriate domain size can be obtained.

実施例4−1,4−2,4−3,4−4
下地層のRIE加工プロセスの条件を変え、下記表2の実施例4−1〜4−4のように、半円形、台形、筒形、及びV字溝のものを作製すること以外は、実施例1と同様の方法でアモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。断面TEMにより測定した溝幅と溝深さは以下の表2のとおりである。粒子の分断が十分に進んでいるかどうかはVSMで磁化曲線の傾きαを測定することで判断した。α≧5は×、5>α>3は△、3≧αは○とした。全ての下地層で粒子の分断が確認できた。

Figure 2015130220
Examples 4-1, 4-2, 4-3, 4-4
Implemented except changing the conditions of the RIE processing process of the underlayer and producing semicircular, trapezoidal, cylindrical, and V-shaped grooves as in Examples 4-1 to 4-4 in Table 2 below. A patterned medium having an amorphous recording layer was produced in the same manner as in Example 1. The groove width and groove depth measured by the cross-sectional TEM are as shown in Table 2 below. It was judged by measuring the inclination α of the magnetization curve with VSM whether or not the particles were sufficiently divided. α ≧ 5 is x, 5>α> 3 is Δ, and 3 ≧ α is o. It was confirmed that the particles were divided in all the underlayers.
Figure 2015130220

この結果より、実施例4の下地層を用いることで、目的のアモルファス記録層が得られることが判った。   From this result, it was found that the target amorphous recording layer was obtained by using the underlayer of Example 4.

実施例5−1,5−2,5−3,5−4,5−5,5−6,5−7,5−8,5−9 実施例1と同様の方法で、アモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。ただし、アモルファス記録層の材料を変え、表3に示すような組成のものとした。粒子の分断が十分に進んでいるかどうかはVSMでループの傾きαを測定することで判断した。α≧5は×、5>α>3は△、3≧αは○とした。

Figure 2015130220
Examples 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9 In the same manner as in Example 1, an amorphous recording layer was formed. A patterned medium having the same was produced. However, the material of the amorphous recording layer was changed to have a composition as shown in Table 3. It was judged by measuring the inclination α of the loop with VSM whether or not the particle division was sufficiently advanced. α ≧ 5 is x, 5>α> 3 is Δ, and 3 ≧ α is o.
Figure 2015130220

以上の結果より、アモルファス記録層に種々の材料を添加したものについても、所望の粒子分断された媒体を得ることができた。   From the above results, it was possible to obtain a medium in which desired particles were divided even in the case where various materials were added to the amorphous recording layer.

実施例6−1,6−2,6−3,6−4
実施形態のアモルファス記録層を種々の下地層の上に堆積させ、αを調べたものを表1に示す。アモルファス記録層は膜厚20nmのTb15Co81Crとし、膜厚2nmのTaバッファ層の上に堆積させた。保護層は6nmのCNとした。
Examples 6-1, 6-2, 6-3, 6-4
Table 1 shows the results obtained by depositing the amorphous recording layer of the embodiment on various underlayers and examining α. The amorphous recording layer was Tb 15 Co 81 Cr 4 with a thickness of 20 nm, and was deposited on the Ta buffer layer with a thickness of 2 nm. The protective layer was 6 nm CN.

実施例6−1、実施例6−2は、直径8nmのFe粒子をテンプレートとしてC下地層をエッチングし、粒子を剥離したものである。凹凸はそれぞれ5nmと10nmである。実施例6−3はAlSi共晶をスパッタリングにより10nm堆積させ、Alを残してSiのみをウェットエッチングにより除去したものである。実施例6−4は、Au微粒子を基板上に単層で塗布し、その上にアモルファス記録層を堆積させたものである。比較例として、下地層に加工を入れず、TaとAuをそれぞれ2nm堆積させたものを用意した。凹凸は、Rmaxでそれぞれ1.5nm、2nmである。   In Example 6-1 and Example 6-2, the C underlayer was etched using Fe particles having a diameter of 8 nm as a template, and the particles were peeled off. The irregularities are 5 nm and 10 nm, respectively. In Example 6-3, an AlSi eutectic was deposited to 10 nm by sputtering, and only Si was removed by wet etching, leaving Al. In Example 6-4, Au fine particles were applied as a single layer on a substrate, and an amorphous recording layer was deposited thereon. As a comparative example, a base layer was not processed and Ta and Au were each deposited to 2 nm. The irregularities are 1.5 nm and 2 nm in Rmax, respectively.

全てKerr効果測定装置によりM−Hループを測定し、傾きαを算出した。加工下地層を用いたものはαが小さく、全て5未満である。これは、磁化回転型の特性を示している。それに対し、非加工下地層の場合、αは全て5以上となり、磁壁移動型の特性を示した。

Figure 2015130220
All the MH loops were measured with a Kerr effect measuring device, and the slope α was calculated. Those using the processed underlayer have a small α and are all less than 5. This indicates a magnetization rotation type characteristic. On the other hand, in the case of the non-working underlayer, all α were 5 or more, indicating domain wall motion type characteristics.
Figure 2015130220

実施例7
図12Aないし図12Fに、実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図を示す。
Example 7
12A to 12F are views showing still another example of the method for manufacturing the magnetic recording medium according to the embodiment.

まず、図12Aに示すように、ガラス基板1上にCoZrNbからなる厚さ50nmの軟磁性裏打ち層7、Cからなる厚さ20nmの加工用下地層2を成膜した。その上にアクリルモノマーと共にPGMEA溶媒中に分散された直径7nmのFeO微粒子8をFeO微粒子8が単層になるように塗布し、FeO微粒子8とその周囲に設けられたアクリル樹脂層9とを含むFeO微粒子塗布層11を得た。微粒子8にはさらに保護基として分子量1000のポリスチレンが付着しており、10nmピッチで基板1上へ配列した。配列後は図2のような六方最密パターンとなった。 First, as shown in FIG. 12A, a 50 nm thick soft magnetic backing layer 7 made of CoZrNb and a 20 nm thick processing base layer 2 made of C were formed on a glass substrate 1. Thereon to FeO x particles 8 dispersed diameter 7nm in PGMEA solvent with an acrylic monomer FeO x particles 8. The coating is a single layer, FeO x particles 8 acrylic resin layer thereof provided around 9 The FeO x fine particle coating layer 11 containing Further, polystyrene having a molecular weight of 1000 was attached to the fine particles 8 as a protective group, and was arranged on the substrate 1 at a pitch of 10 nm. After the arrangement, a hexagonal close-packed pattern as shown in FIG. 2 was obtained.

図12Bに示すように、ドライエッチングにより、FeO微粒子8をマスクとして微粒子8の周りのポリスチレンごとC下地層2をエッチングし、基板1上に凸部からなるC下地層2を得た。この工程は、例えば、ICP−RIE装置により、プロセスガスとしてOガスを使用し、チャンバー圧を0.1Paとし、コイルRFパワーおよびプラテンRFパワーをそれぞれ40Wおよび40Wとし、エッチング時間を40秒として行われた。この工程により、C下地層2はエッチングされ、基板1と軟磁性層7の上に高さ15nmの凸部からなるC下地層2が形成された。 As shown in FIG. 12B, by dry etching, the C underlayer 2 together with the polystyrene around the fine particles 8 was etched using the FeO x fine particles 8 as a mask to obtain a C underlayer 2 composed of convex portions on the substrate 1. In this step, for example, using an ICP-RIE apparatus, O 2 gas is used as the process gas, the chamber pressure is 0.1 Pa, the coil RF power and the platen RF power are 40 W and 40 W, respectively, and the etching time is 40 seconds. It was conducted. By this process, the C underlayer 2 was etched, and the C underlayer 2 composed of convex portions having a height of 15 nm was formed on the substrate 1 and the soft magnetic layer 7.

図12Cに示すように、FeO微粒子8を基板1上から除去した。基板1を濃度1wt%の塩酸に10分間浸漬することで、FeO微粒子8は塩酸に溶解され、基板1上から除去された。基板1は純水により洗浄し、塩酸の残留による腐食を防いだ。 As shown in FIG. 12C, the FeO x fine particles 8 were removed from the substrate 1. By immersing the substrate 1 in hydrochloric acid having a concentration of 1 wt% for 10 minutes, the FeO x fine particles 8 were dissolved in hydrochloric acid and removed from the substrate 1. The substrate 1 was washed with pure water to prevent corrosion due to residual hydrochloric acid.

図12Dに示すように、凹凸下地の酸化防止層15として、アモルファスのNi50Ta50(以下、NiTa)を10nm、C下地層2の上に堆積させた。酸化防止層15はC下地層2の凹凸形状をトレースしつつ、凹凸の隙間を埋めることなく堆積された。 As shown in FIG. 12D, amorphous Ni 50 Ta 50 (hereinafter referred to as NiTa) was deposited on the C underlayer 2 as the anti-oxidation layer 15 of the uneven underlayer. The antioxidant layer 15 was deposited without filling the gaps between the irregularities while tracing the irregularities of the C underlayer 2.

図12Eに示すように、アモルファス記録層をC下地層2の上の酸化防止層15上へ堆積させた。その後、Tb15Co81Crアモルファス記録層5を膜厚20nmで堆積させた。 As shown in FIG. 12E, an amorphous recording layer was deposited on the antioxidant layer 15 on the C underlayer 2. Thereafter, a Tb 15 Co 81 Cr 4 amorphous recording layer 5 was deposited to a thickness of 20 nm.

図12Fに示すように、CVD(化学気相堆積)によりC保護膜6を膜厚4nmで記録層5上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで目的の磁気記録媒体40が得られた。   As shown in FIG. 12F, the target magnetic recording medium 40 is obtained by depositing a C protective film 6 with a film thickness of 4 nm on the recording layer 5 by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant (not shown). It was.

このようにして得られた磁気記録媒体を、Kerr効果測定装置により評価したところ、角型比1、Hcが9kOe、保磁力Hc付近におけるループの傾きαは2.5となった。磁化曲線からは,磁壁移動型ではなく,磁気的に孤立した磁性粒子が磁化回転する反転モードと推定される。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、500kFCIの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。   When the magnetic recording medium thus obtained was evaluated by the Kerr effect measuring apparatus, the squareness ratio 1, Hc was 9 kOe, and the loop inclination α in the vicinity of the coercive force Hc was 2.5. From the magnetization curve, it is estimated that it is not a domain wall motion type, but a reversal mode in which magnetically isolated magnetic particles rotate and rotate. When a magnetic recording medium was incorporated into a spin stand and writing was performed at a recording density of 500 kFCI, a clear reproduction waveform was confirmed.

実施例8−1,8−2,8−3,8−4,8−5,8−6,8−7,8−8,8−9
実施例7と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、酸化防止層として、NiTa(実施例7)、の他にZr50Mo50(実施例8−1)、Ti75Cu25(実施例8−2)、Hf60Ni40(実施例8−3)、Nb40Ir60(実施例8−4)、Zr25Rh75(実施例8−5)、Pd25Zr75(実施例8−6)、Fe30Zr70(実施例8−7)、Co30Zr70(実施例8−8)、Cr50Ti50(実施例8−9)を使用した。それぞれ500kFCIの記録密度で書き込みを行い、同一の記録再生ヘッドを用いて波形のSNRを測定した。結果を表5に示す。評価結果は、17dB以上を◎、10dB以上を○、5dB以上を△、0dB未満を×とした。凹凸下地の上に成長させたアモルファス記録層は良好なSignal/Noise比を示し、特にアモルファス材料の酸化防止層を設けたもので良好な特性を示した。

Figure 2015130220
Examples 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5, 8-6, 8-7, 8-8, 8-9
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 7. However, as an oxidation preventing layer, in addition to NiTa (Example 7), Zr 50 Mo 50 (Example 8-1), Ti 75 Cu 25 (Example 8-2), Hf 60 Ni 40 (Example 8- 3), Nb 40 Ir 60 (Example 8-4), Zr 25 Rh 75 (Example 8-5), Pd 25 Zr 75 (Example 8-6), Fe 30 Zr 70 (Example 8-7) Co 30 Zr 70 (Example 8-8) and Cr 50 Ti 50 (Example 8-9) were used. Writing was performed at a recording density of 500 kFCI, and the SNR of the waveform was measured using the same recording / reproducing head. The results are shown in Table 5. The evaluation results were ◎ for 17 dB or more, ○ for 10 dB or more, Δ for 5 dB or more, and × for less than 0 dB. The amorphous recording layer grown on the concavo-convex base showed a good Signal / Noise ratio, and in particular, provided an anti-oxidation layer made of an amorphous material and showed good characteristics.
Figure 2015130220

実施例9−1,9−2,9−3,9−4,9−5,9−6,9−7,9−8
実施例7と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、NiTa膜厚を0.5nm(実施例9−1)、1nm(実施例9−2)、2nm(実施例9−3)、5nm(実施例9−4)、10nm(実施例9−5)、20nm(実施例9−6)、30nm(実施例9−7)、50nm(実施例9−8)へと変更した。それぞれ500kFCIの記録密度で書き込みを行い、同一の記録再生ヘッドを用いて波形のSNRを測定した。結果を下記表6に示す。評価結果は、17dB以上を◎、10dB以上を○、5dB以上を△、0dB未満を×とした。アモルファス材料からなる酸化防止層を設けた媒体は良好なSignal/Noise比を示し、特に酸化防止層の膜厚が1〜30nmのもので良好な特性を示した。

Figure 2015130220
Examples 9-1, 9-2, 9-3, 9-4, 9-5, 9-6, 9-7, 9-8
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 7. However, the NiTa film thickness is 0.5 nm (Example 9-1), 1 nm (Example 9-2), 2 nm (Example 9-3), 5 nm (Example 9-4), 10 nm (Example 9- 5), 20 nm (Example 9-6), 30 nm (Example 9-7), and 50 nm (Example 9-8). Writing was performed at a recording density of 500 kFCI, and the SNR of the waveform was measured using the same recording / reproducing head. The results are shown in Table 6 below. The evaluation results were ◎ for 17 dB or more, ○ for 10 dB or more, Δ for 5 dB or more, and × for less than 0 dB. A medium provided with an anti-oxidation layer made of an amorphous material showed a good Signal / Noise ratio, and in particular, an anti-oxidation layer having a thickness of 1 to 30 nm showed good characteristics.
Figure 2015130220

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…基板、2…下地層、3…凸部3…空隙、5…アモルファス記録層、6…保護層、7…軟磁性裏打ち層、8…微粒子、9…樹脂、11…微粒子層、12…粒子、13…粒界、14…共晶膜、10,20,30,40…垂直磁気記録媒体、   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Underlayer, 3 ... Convex part 3 ... Air gap, 5 ... Amorphous recording layer, 6 ... Protective layer, 7 ... Soft magnetic backing layer, 8 ... Fine particle, 9 ... Resin, 11 ... Fine particle layer, 12 ... Particles, 13 ... grain boundaries, 14 ... eutectic film, 10, 20, 30, 40 ... perpendicular magnetic recording medium,

Claims (34)

基板、
該基板上に形成され、1nmないし20nmの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ下地層、及び
該下地層の凸部表面から先が広がるように各々形成された複数の磁気粒子を含み、膜面垂直方向を磁化容易軸とし、少なくとも凸部側の磁気粒子が分離されているアモルファス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。
substrate,
An underlayer having a plurality of protrusions formed on the substrate and arranged at a distance of 1 nm to 20 nm, and a plurality of magnetic particles each formed so as to spread from the surface of the protrusions of the underlayer And a perpendicular magnetic recording medium comprising an amorphous magnetic recording layer in which the perpendicular direction of the film surface is an easy axis of magnetization and at least the magnetic particles on the convex portion side are separated.
前記複数の磁気粒子の先端が互いに接触し、かつ凸部側の磁気粒子が膜厚方向に1/3以上分離されている請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。   2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein tips of the plurality of magnetic particles are in contact with each other, and the magnetic particles on the convex side are separated by 1/3 or more in the film thickness direction. 前記凸部のピッチの分散は20%以下である請求項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 pitch distribution of the convex portions is 20% or less. 前記凸部は、半円状及び台形のうち1つの断面形状を有する請求項1ないし3のいずれ
か1項に記載の垂直磁気記録媒体。
4. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the convex portion has one of a semicircular shape and a trapezoidal cross-sectional shape. 5.
前記アモルファス磁気記録層は、希土類元素−遷移金属合金を用いて形成され、前記希土類元素はサマリウム、ガドリニウム、テルビウム、及びジスプロシウムからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記遷移金属合金は、鉄及びコバルトのうち少なくとも一方である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The amorphous magnetic recording layer is formed using a rare earth element-transition metal alloy, and the rare earth element is at least one selected from the group consisting of samarium, gadolinium, terbium, and dysprosium, The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the perpendicular magnetic recording medium is at least one of iron and cobalt. 前記アモルファス磁気記録層は、テルビウム−コバルト合金からなる請求項5に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 5, wherein the amorphous magnetic recording layer is made of a terbium-cobalt alloy. 前記アモルファス磁気記録層は、白金、金、銀、インジウム、クロム、チタン、ケイ素、及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種からなる添加元素をさらに含む請求項5または6に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic according to claim 5 or 6, wherein the amorphous magnetic recording layer further includes at least one additive element selected from the group consisting of platinum, gold, silver, indium, chromium, titanium, silicon, and aluminum. recoding media. 前記添加元素の添加量は30at%以下である請求項7に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 7, wherein the additive element is added in an amount of 30 at% or less. 前記凸部をもつ下地層は、炭素、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、及び鉄、その合金、及びその化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項1ないし8のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The base layer having the convex portions is carbon, silicon, aluminum, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, germanium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, indium, hafnium. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, comprising at least one selected from the group consisting of tantalum, tantalum, tungsten, iridium, platinum, and iron, alloys thereof, and compounds thereof. 前記アモルファス磁気記録層は、3nm〜30nmの膜厚を有する請求項1ないし9のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the amorphous magnetic recording layer has a thickness of 3 nm to 30 nm. 前記凸部は、3nm〜20nmの高さを有する請求項1ないし10のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the convex portion has a height of 3 nm to 20 nm. 前記凸部は、4nm〜20nmのピッチで配列されている請求項1ないし11のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the convex portions are arranged at a pitch of 4 nm to 20 nm. 前記凸部をもつ下地層と前記アモルファス磁気記録層との間に、酸化防止層をさらに含む請求項1ないし12のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, further comprising an antioxidant layer between the underlayer having the convex portion and the amorphous magnetic recording layer. 前記酸化防止層は、アモルファス構造を有する請求項13に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 13, wherein the antioxidant layer has an amorphous structure. 前記酸化防止層は、チタン、タンタル、ハフニウム、ニオブ、及びジルコニウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属と、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ロジウム、パラジウム、及びイリジウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属とを含む請求項13または14に記載の垂直磁気記録媒体。   The antioxidant layer is made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, tantalum, hafnium, niobium, and zirconium, and chromium, iron, cobalt, nickel, copper, molybdenum, rhodium, palladium, and iridium. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 13, comprising at least one metal selected from the group. 前記酸化防止層は、1nm〜30nmの厚みを有する請求項13ないし15のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 13, wherein the antioxidant layer has a thickness of 1 nm to 30 nm. 下記式(1)で表される保磁力Hc付近における磁化曲線の傾きαは5未満である請求項1ないし16のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
α=4πdM/dH|H=Hc…(1)
なお、上記式中、Mは磁化、Hは磁界、Hcは保磁力を各々表す。
The perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 16, wherein an inclination α of a magnetization curve in the vicinity of a coercive force Hc represented by the following formula (1) is less than 5.
α = 4πdM / dH | H = Hc (1)
In the above formula, M represents magnetization, H represents magnetic field, and Hc represents coercive force.
基板上に加工用下地層を形成し、
該加工用下地上に微粒子分散液を塗布して単層の該微粒子層を形成し、
該微粒子を介して該加工用下地をエッチングすることにより、該凸部を有する下地層を形成し、
該凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む垂直磁気記録媒体の製造方法。
Form an underlayer for processing on the substrate,
A fine particle dispersion is applied on the processing substrate to form a single particle layer,
Etching the processing base through the fine particles to form the base layer having the convex portions,
A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, comprising depositing an amorphous magnetic recording layer on a surface of the convex portion.
基板上に、粒子と粒界からなる共晶構造を有する金属化合物をもちいて加工用下地層を形成し、
前記共晶構造の粒子を残すようにエッチングし、凸部を有する下地層を形成し、
該凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む垂直磁気記録媒体の製造方法。
On the substrate, a base layer for processing is formed using a metal compound having a eutectic structure composed of particles and grain boundaries,
Etching so as to leave particles of the eutectic structure, forming a base layer having a convex portion,
A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, comprising depositing an amorphous magnetic recording layer on a surface of the convex portion.
前記凸部のピッチの分散は20%以下である請求項18または19に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   20. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, wherein the pitch distribution of the convex portions is 20% or less. 前記凸部は、半円状及び台形のうち1つの断面形状を有する請求項18ないし20のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   21. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, wherein the convex portion has one of a semicircular shape and a trapezoidal cross-sectional shape. 前記アモルファス磁気記録層は、希土類元素−遷移金属合金を用いて形成され、前記希土類元素はサマリウム、ガドリニウム、テルビウム、及びジスプロシウムからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記遷移金属合金は、鉄及びコバルトのうち少なくとも一方である請求項18ないし21のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The amorphous magnetic recording layer is formed using a rare earth element-transition metal alloy, and the rare earth element is at least one selected from the group consisting of samarium, gadolinium, terbium, and dysprosium, The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 18 to 21, wherein the method is at least one of iron and cobalt. 前記アモルファス磁気記録層は、テルビウム−コバルト合金からなる請求項22に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   23. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 22, wherein the amorphous magnetic recording layer is made of a terbium-cobalt alloy. 前記アモルファス磁気記録層は、白金、金、銀、インジウム、クロム、チタン、ケイ素、及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種である添加元素をさらに含む請求項22または23に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The perpendicular magnetic according to claim 22 or 23, wherein the amorphous magnetic recording layer further includes an additive element that is at least one selected from the group consisting of platinum, gold, silver, indium, chromium, titanium, silicon, and aluminum. A method for manufacturing a recording medium. 前記添加元素の添加量は30at%以下である請求項24に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   25. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 24, wherein the additive element is added in an amount of 30 at% or less. 前記凸部をもつ下地層は、炭素、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、及び鉄、その合金、及びその化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項18ないし25のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The base layer having the convex portions is carbon, silicon, aluminum, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, germanium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, indium, hafnium. 26. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, comprising at least one selected from the group consisting of tantalum, tantalum, tungsten, iridium, platinum, iron, alloys thereof, and compounds thereof. . 前記アモルファス磁気記録層は、3nm〜30nmの膜厚を有する請求項18ないし26のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   27. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, wherein the amorphous magnetic recording layer has a thickness of 3 nm to 30 nm. 前記凸部は、3nm〜20nmの高さを有する請求項18ないし27のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   28. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, wherein the convex portion has a height of 3 nm to 20 nm. 前記凸部は、4nm〜20nmのピッチで配列されている請求項18ないし28のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 18 to 28, wherein the convex portions are arranged at a pitch of 4 nm to 20 nm. 前記凸部表面に前記アモルファス磁気記録層を堆積させる前に、前記凸部をもつ下地層上に酸化防止層を形成する工程をさらに含む請求項18ないし29のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   30. The perpendicular magnetism according to any one of claims 18 to 29, further comprising a step of forming an antioxidant layer on the underlayer having the protrusions before depositing the amorphous magnetic recording layer on the surface of the protrusions. A method for manufacturing a recording medium. 前記酸化防止層は、アモルファス構造を有する請求項30に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 30, wherein the antioxidant layer has an amorphous structure. 前記酸化防止層は、チタン、タンタル、ハフニウム、ニオブ、及びジルコニウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属と、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ロジウム、パラジウム、及びイリジウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属とを含む請求項30または31に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The antioxidant layer is made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, tantalum, hafnium, niobium, and zirconium, and chromium, iron, cobalt, nickel, copper, molybdenum, rhodium, palladium, and iridium. 32. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 30, comprising at least one metal selected from the group. 酸化防止層は、1nm〜30nmの厚みを有する請求項30ないし32のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to any one of claims 30 to 32, wherein the antioxidant layer has a thickness of 1 nm to 30 nm. 下記式(1)で表される保磁力Hc付近における磁化曲線の傾きαは5未満である請求項18ないし33のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
α=4πdM/dH|H=Hc…(1)
なお、上記式中、Mは磁化、Hは磁界、Hcは保磁力を各々表す。
34. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 18, wherein the slope [alpha] of the magnetization curve in the vicinity of the coercive force Hc represented by the following formula (1) is less than 5.
α = 4πdM / dH | H = Hc (1)
In the above formula, M represents magnetization, H represents magnetic field, and Hc represents coercive force.
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