JP2021106068A - Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, and magnetic storage device - Google Patents

Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, and magnetic storage device Download PDF

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Abstract

To provide a magnetic recording medium capable of improving the (001)-orientation of a magnetic layer.SOLUTION: A magnetic recording medium 100 includes: a substrate 1; an underlayer 2; and a magnetic layer 30 in this order. The underlayer 2 includes a first underlayer 21 containing a compound represented by a general formula: MgO(1-X), where X is within a range of 0.07 to 0.25. The magnetic layer 3 includes a first magnetic layer 31 containing an alloy having a L10 structure, and the alloy having the L10 structure includes B. The first underlayer 21 is in contact with the first magnetic layer 31.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法および磁気記憶装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium, a method for manufacturing a magnetic recording medium, and a magnetic storage device.

磁気記録媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱することにより、磁気記録媒体の保磁力を低下させて、磁気情報を記録する熱アシスト記録方式は、1Tbit/inchクラスの面記録密度を実現することができる次世代記録方式として注目されている。熱アシスト記録方式を用いると、室温における保磁力が数十kOeである磁気記録媒体に、磁気ヘッドの記録磁界により、磁気情報を容易に記録することができる。このため、結晶磁気異方性定数(Ku)が10J/m台の高い材料(高Ku材料)を磁性層に適用することができ、その結果、熱安定性を維持したまま、磁性層を構成する磁性粒子を粒径が6nm以下になるまで微細化することができる。 The heat-assisted recording method for recording magnetic information by irradiating the magnetic recording medium with near-field light or the like to locally heat the surface to reduce the coercive force of the magnetic recording medium is a 1Tbit / inch 2 class. It is attracting attention as a next-generation recording method that can achieve surface recording density. When the heat-assisted recording method is used, magnetic information can be easily recorded on a magnetic recording medium having a coercive force at room temperature of several tens of kOe by the recording magnetic field of the magnetic head. Therefore, the crystal magnetic anisotropy constant (Ku) is 10 6 J / m 3 units high material (high Ku material) can be applied to the magnetic layer, remains as a result, maintaining the thermal stability, magnetic The magnetic particles constituting the layer can be made finer until the particle size becomes 6 nm or less.

高Ku材料としては、FePt合金(Ku〜7×10J/m)、CoPt合金(Ku〜5×10J/m)等のL1構造を有する合金が知られている。 The high Ku material, FePt alloys (Ku~7 × 10 6 J / m 3), has been known an alloy having an L1 0 structure, such as a CoPt alloy (Ku~5 × 10 6 J / m 3).

熱アシスト磁気記録媒体の面記録密度を向上させるためには、磁性層の結晶配向性を向上させ、磁性層を構成する磁性粒子を微細化し、磁性粒子間の交換結合を低減することで、熱アシスト磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させる必要がある。 In order to improve the surface recording density of the heat-assisted magnetic recording medium, the crystal orientation of the magnetic layer is improved, the magnetic particles constituting the magnetic layer are made finer, and the exchange bonds between the magnetic particles are reduced to reduce heat. It is necessary to improve the electromagnetic conversion characteristics of the assisted magnetic recording medium.

例えば、磁性層として、FePt合金膜を用いる場合、磁性層の結晶配向性を向上させるためには、FePt合金膜は、(001)配向している必要がある。このため、下地層として、(100)配向しているMgO層を用いることが望ましい。ここで、MgOの(100)面は、L1構造を有するFePt合金の(001)面と格子整合性が高いため、MgO層上に、FePt合金膜を成膜することにより、FePt合金膜を(001)配向させることができる。 For example, when a FePt alloy film is used as the magnetic layer, the FePt alloy film needs to be (001) oriented in order to improve the crystal orientation of the magnetic layer. Therefore, it is desirable to use the (100) oriented MgO layer as the base layer. Here, (100) plane of MgO, (001) of the FePt alloy having an L1 0 structure due to high surface lattice matching with, on the MgO layer by depositing FePt alloy film, an FePt alloy film (001) Can be oriented.

特許文献1には、一般式:{(FePt100−x(100−y)(100−z)であり、原子比により30≦x≦80、1≦y≦20、3≦z≦65で表される組成を有した焼結体からなる磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲットが開示されている。 Patent Document 1, the general formula: a {(Fe x Pt 100-x ) (100-y) B y} (100-z) C z, 30 ≦ x ≦ by atomic ratio 80, 1 ≦ y ≦ 20 A sputtering target for forming a magnetic recording medium film, which is made of a sintered body having a composition represented by 3 ≦ z ≦ 65, is disclosed.

特開2014−41682号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-41682

磁気記録媒体の面記録密度を向上させる要求は、止まることがなく、磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させることが求められている。このためには、磁性膜の規則度を向上させて、磁性層の配向性を向上させる必要がある。 The demand for improving the surface recording density of the magnetic recording medium does not stop, and it is required to improve the electromagnetic conversion characteristics of the magnetic recording medium. For this purpose, it is necessary to improve the regularity of the magnetic film and improve the orientation of the magnetic layer.

そこで、磁性層として、FePtB合金膜を用いることが考えられる。 Therefore, it is conceivable to use a FePtB alloy film as the magnetic layer.

しかしながら、MgO層上にFePtB合金膜を成膜すると、FePtB合金中のBと、MgO中の酸素が相互拡散して、酸化ホウ素が生成し、その結果、FePtB合金膜の(001)配向性が低下する。 However, when a FePtB alloy film is formed on the MgO layer, B in the FePtB alloy and oxygen in MgO are mutually diffused to generate boron oxide, and as a result, the (001) orientation of the FePtB alloy film is changed. descend.

本発明の一態様は、磁性層の(001)配向性を向上させることが可能な磁気記録媒体を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of improving the (001) orientation of the magnetic layer.

(1)基板と、下地層と、磁性層をこの順で有し、前記下地層は、一般式
MgO(1−X)
(式中、Xは、0.07〜0.25の範囲内である。)
で表される化合物を含む第1の下地層を有し、前記磁性層は、L1構造を有する合金を含み、前記L1構造を有する合金がBを含む第1の磁性層を有し、前記第1の下地層は、前記第1の磁性層と接している、磁気記録媒体。
(2)(1)に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、MgOを含むスパッタリングターゲットと、不活性ガスに水素が1体積%〜20体積%の範囲内で添加されているスパッタガスを用いて、前記第1の下地層を成膜する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法。
(3)(1)に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、MgOを含むスパッタリングターゲットを用い、1Pa以上のスパッタガス圧で0.5秒以下の時間放電した後、0.5Pa以下のスパッタガス圧で放電して、前記第1の下地層を成膜する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法。
(4)(1)に記載の磁気記録媒体を有する、磁気記憶装置。
(1) A substrate, a base layer, and a magnetic layer are provided in this order, and the base layer is of the general formula MgO (1-X).
(In the formula, X is in the range of 0.07 to 0.25.)
Having a first base layer containing the compound represented by in the magnetic layer includes an alloy having an L1 0 structure, the alloy having the L1 0 structure having a first magnetic layer including B, The first base layer is a magnetic recording medium in contact with the first magnetic layer.
(2) The method for producing a magnetic recording medium according to (1), wherein a sputtering target containing MgO and a sputtering gas in which hydrogen is added in the range of 1% by volume to 20% by volume of an inert gas. A method for producing a magnetic recording medium, which comprises a step of forming a film of the first base layer using the above.
(3) The method for producing the magnetic recording medium according to (1), which uses a sputtering target containing MgO and discharges at a sputtering gas pressure of 1 Pa or more for 0.5 seconds or less, and then 0.5 Pa or less. A method for producing a magnetic recording medium, which comprises a step of forming a first base layer by discharging with the sputter gas pressure of.
(4) A magnetic storage device having the magnetic recording medium according to (1).

本発明の一態様によれば、磁性層の(001)配向性を向上させることが可能な磁気記録媒体を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium capable of improving the (001) orientation of the magnetic layer.

本実施形態の磁気記録媒体の層構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the layer structure of the magnetic recording medium of this embodiment. 本実施形態の磁気記憶装置の一例を示す傾視図である。It is a tilting view which shows an example of the magnetic storage device of this embodiment. 図2の磁気ヘッドの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the magnetic head of FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が同一であるとは限らない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the featured parts may be enlarged and shown, and the dimensional ratios of the respective components may not be the same. ..

[磁気記録媒体]
図1に、本実施形態の磁気記録媒体の層構成の一例を示す。
[Magnetic recording medium]
FIG. 1 shows an example of the layer structure of the magnetic recording medium of the present embodiment.

磁気記録媒体100は、基板1と、下地層2と、L1構造を有する合金を含む磁性層3をこの順で有する。 The magnetic recording medium 100 includes a substrate 1, an underlayer 2, a magnetic layer 3 containing an alloy having an L1 0 structure in this order.

ここで、下地層2は、第2の下地層22および第1の下地層21が順次積層されており、磁性層3は、第1の磁性層31および第2の磁性層33が順次積層されている。 Here, in the base layer 2, the second base layer 22 and the first base layer 21 are sequentially laminated, and in the magnetic layer 3, the first magnetic layer 31 and the second magnetic layer 33 are sequentially laminated. ing.

なお、下地層2および磁性層3の積層数は、特に限定されず、それぞれ3以上であってもよい。 The number of layers of the base layer 2 and the magnetic layer 3 is not particularly limited, and may be 3 or more, respectively.

第1の下地層21は、下地層2の最上層(基板1から最も遠い層)であるが、一般式
MgO(1−X)・・・(A)
(式中、Xは、0.07〜0.25の範囲内である。)
で表される化合物を含む。
The first base layer 21 is the uppermost layer of the base layer 2 (the layer farthest from the substrate 1), and is of the general formula MgO (1-X) ... (A).
(In the formula, X is in the range of 0.07 to 0.25.)
Includes compounds represented by.

第1の磁性層31は、磁性層3の最下層(基板1に最も近い層)であるが、L1構造を有する合金を含み、L1構造を有する合金がB(ホウ素)を含む。 The first magnetic layer 31 is the lowermost magnetic layer 3 (the layer closest to the substrate 1), comprising an alloy having an L1 0 structure, the alloy having an L1 0 structure including B (boron).

第1の下地層21は、第1の磁性層31と接しているため、第1の下地層21中の酸素と、第1の磁性層31中のBとの相互拡散が低減され、磁性層3の(001)配向性が向上する。これは、第1の下地層21は、MgOのストイキオメトリ(化学量論的組成)に対して、酸素が欠乏した状態であるため、第1の磁性層31に対して酸素を供給することが抑制され、第1の磁性層31に含まれるL1構造を有する合金を構成するBの酸化が低減されるためである。 Since the first base layer 21 is in contact with the first magnetic layer 31, the mutual diffusion between oxygen in the first base layer 21 and B in the first magnetic layer 31 is reduced, and the magnetic layer is formed. The (001) orientation of 3 is improved. This is because the first base layer 21 is in a state of being deficient in oxygen with respect to the stoichiometry (stoichiometric composition) of MgO, so that oxygen is supplied to the first magnetic layer 31. There is suppressed, because the oxidation of B forming an alloy having an L1 0 structure contained in the first magnetic layer 31 is reduced.

一般式(A)で表される化合物において、酸素欠乏量Xは、0.07〜0.25の範囲内であるが、0.10〜0.20の範囲内であることが好ましい。酸素欠乏量Xが0.07よりも小さいと、第1の磁性層31に含まれるL1構造を有する合金を構成するBが部分的に酸化されて酸化ホウ素が生成し、酸化ホウ素が粒界部に移動するため、磁性層3の(001)配向性が低下する。一方、酸素欠乏量Xが0.25より大きいと、第1の下地層21に含まれる一般式(A)で表される化合物の格子定数が小さくなり、第1の磁性層31に含まれるL1構造を有する合金のc軸選択配向に支障を来すため、磁性層3の(001)配向性が低下する。 In the compound represented by the general formula (A), the oxygen deficiency amount X is in the range of 0.07 to 0.25, but is preferably in the range of 0.10 to 0.20. If the oxygen deficiency amount X is less than 0.07, the first B constituting the alloy having an L1 0 structure in the magnetic layer 31 is generated by partially oxidized by boron oxide, boron oxide grain boundary Since it moves to the portion, the (001) orientation of the magnetic layer 3 is lowered. On the other hand, when the oxygen deficiency amount X is larger than 0.25, the lattice constant of the compound represented by the general formula (A) contained in the first base layer 21 becomes small, and L1 contained in the first magnetic layer 31 becomes small. Since the c-axis selective orientation of the alloy having the 0 structure is hindered, the (001) orientation of the magnetic layer 3 is lowered.

なお、酸素欠乏量Xは、例えば、X線回折によるMgOの格子定数の伸縮、二次イオン質量分析(SIMS)、電子プローブマイクロアナリシス(EPMA)、X線光電子分光(XPS)などの公知の方法により、測定することができる。 The oxygen deficiency amount X can be obtained by known methods such as expansion and contraction of the lattice constant of MgO by X-ray diffraction, secondary ion mass spectrometry (SIMS), electron probe microanalysis (EPMA), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Can be measured by.

第1の下地層21は、スパッタ法により成膜することができる。 The first base layer 21 can be formed into a film by a sputtering method.

第1の下地層21を成膜する際に、MgOを含むスパッタリングターゲットと、不活性ガスに水素が1体積%〜20体積%の範囲内で添加されているスパッタガスを用いて、第1の下地層21を成膜することが好ましい。これにより、MgOを還元し、酸素が欠乏した酸化マグネシウム、即ち、一般式(A)で表される化合物を含む膜を成膜することができる。 When the first base layer 21 is formed, the first is used by using a sputtering target containing MgO and a sputtering gas in which hydrogen is added to the inert gas in the range of 1% by volume to 20% by volume. It is preferable to form the base layer 21. As a result, MgO can be reduced to form a film containing oxygen-deficient magnesium oxide, that is, a compound represented by the general formula (A).

第1の下地層21を成膜する際に、MgOを含むスパッタリングターゲットを用い、1Pa以上のスパッタガス圧で0.5秒以下の時間放電した後、0.5Pa以下のスパッタガス圧で放電することが好ましい。 When forming the first base layer 21, a sputtering target containing MgO is used to discharge at a sputtering gas pressure of 1 Pa or more for 0.5 seconds or less, and then discharge at a sputtering gas pressure of 0.5 Pa or less. Is preferable.

MgOは、絶縁性であるため、第1の下地層21を成膜する際に、RFスパッタ法が用いられるが、1Pa以上のスパッタガス圧で0.5秒以下の時間放電することにより、0.5Pa以下のスパッタガス圧で安定して放電させることが可能となり、結晶性が高い、酸素が欠乏した酸化マグネシウムを含む膜を成膜することができる。 Since MgO is insulating, the RF sputtering method is used when forming the first base layer 21, but it is 0 by discharging at a sputtering gas pressure of 1 Pa or more for 0.5 seconds or less. It is possible to stably discharge at a sputtering gas pressure of .5 Pa or less, and it is possible to form a film containing magnesium oxide having high crystallinity and lacking oxygen.

また、0.5Pa以下のスパッタガス圧で放電することにより、安定して酸素が欠乏した酸化マグネシウムを含む膜を成膜することができる。安定して酸素が欠乏した酸化マグネシウムを含む膜を成膜することができる理由は、以下の通りである。放電に伴って、Mgから分離した酸素原子が酸素原子と再結合して、酸素分子も発生するが、酸素分子の一部は、通常、チャンバ壁に吸着する。ここで、スパッタガス圧が0.5Pa以下であると、チャンバ壁から放出される酸素分子が少ないため、酸化マグネシウムを酸素が欠乏した状態とすることができる。 Further, by discharging at a sputtering gas pressure of 0.5 Pa or less, a film containing magnesium oxide lacking oxygen can be stably formed. The reason why a film containing magnesium oxide, which is deficient in oxygen, can be stably formed is as follows. Along with the discharge, the oxygen atom separated from Mg recombines with the oxygen atom to generate an oxygen molecule, but a part of the oxygen molecule is usually adsorbed on the chamber wall. Here, when the sputtering gas pressure is 0.5 Pa or less, the amount of oxygen molecules released from the chamber wall is small, so that magnesium oxide can be in a state of oxygen deficiency.

第1の磁性層31を構成するL1構造を有する合金は、FeまたはCoと、Ptとをさらに含むことが好ましい。 Alloy having an L1 0 structure constituting the first magnetic layer 31 has a Fe or Co, it is preferable to further include a Pt.

L1構造を有する合金中のBの含有量は、2mol%〜20mol%の範囲であることが好ましく、2.5mol%〜10mol%の範囲であることがより好ましい。L1構造を有する合金中のBの含有量が2mol%以上であると、磁性層3の(001)配向性が向上し、20mol%以下であると、第1の磁性層31を構成する磁性粒子の磁化が向上し、その結果、磁気記録媒体100の磁気記録信号強度が向上する。 The content of B in the alloy having an L1 0 structure is preferably in the range of 2 mol% 20 mol%, and more preferably in a range of 2.5 mol% 10 mol%. When the content of B in the alloy having an L1 0 structure is 2 mol% or more, improved (001) orientation of the magnetic layer 3, is not more than 20 mol%, the magnetic constituting the first magnetic layer 31 The magnetization of the particles is improved, and as a result, the magnetic recording signal strength of the magnetic recording medium 100 is improved.

第1の磁性層31は、粒界偏析材料をさらに含み、グラニュラー構造を有していてもよい。これにより、第1の磁性層31が(001)配向しやすくなり、(100)配向している第1の下地層21との格子整合性が向上する。 The first magnetic layer 31 may further contain a grain boundary segregation material and have a granular structure. As a result, the first magnetic layer 31 is easily (001) oriented, and the lattice consistency with the (100) oriented first base layer 21 is improved.

第1の磁性層31に含まれる粒界偏析材料としては、例えば、VN、BN、SiN、TiN等の窒化物、C、VC等の炭化物、BN等のホウ化物等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。 Examples of the grain boundary segregation material contained in the first magnetic layer 31 include nitrides such as VN, BN, SiN and TiN, carbides such as C and VC, and borides such as BN, and two or more kinds thereof. May be used together.

第2の下地層22を構成する材料としては、第1の磁性層31を(001)配向させることが可能であれば、特に限定されないが、例えば、(100)配向しているW;Cr、BCC構造を有するCr合金、B2構造を有する合金等が挙げられる。 The material constituting the second base layer 22 is not particularly limited as long as the first magnetic layer 31 can be (001) oriented, but for example, the (100) oriented W; Cr, Examples thereof include Cr alloys having a BCC structure and alloys having a B2 structure.

BCC構造を有するCr合金としては、例えば、CrMn合金、CrMo合金、CrW合金、CrV合金、CrTi合金、CrRu合金等が挙げられる。 Examples of the Cr alloy having a BCC structure include CrMn alloys, CrMo alloys, CrW alloys, CrV alloys, CrTi alloys, CrRu alloys and the like.

B2構造を有する合金としては、例えば、RuAl合金、NiAl合金等が挙げられる。 Examples of alloys having a B2 structure include RuAl alloys and NiAl alloys.

なお、下地層2の積層数が3層以上である場合、第1の下地層21以外の下地層は、第2の下地層22と同様である。 When the number of layers of the base layer 2 is 3 or more, the base layers other than the first base layer 21 are the same as those of the second base layer 22.

第2の磁性層32は、L1構造を有する合金を含むことが好ましい。これにより、磁性層3の(001)配向性が向上する。即ち、第2の磁性層32としては、第1の磁性層31の配向に沿ってエピタキシャル成長した磁性膜を成膜することができる。 The second magnetic layer 32 preferably comprises an alloy having an L1 0 structure. As a result, the (001) orientation of the magnetic layer 3 is improved. That is, as the second magnetic layer 32, a magnetic film epitaxially grown along the orientation of the first magnetic layer 31 can be formed.

第2の磁性層32に含まれるL1構造を有する合金は、Bを含んでもいてもよいし、含んでいなくてもよい。 Alloy having an L1 0 structure contained in the second magnetic layer 32 may be Some include B, it may not include.

第2の磁性層32を構成するL1構造を有する合金は、FeまたはCoと、Ptとを含むことが好ましい。 Alloy having an L1 0 structure constituting the second magnetic layer 32 preferably contains a Fe or Co, and Pt.

第2の磁性層32は、粒界偏析材料をさらに含み、グラニュラー構造を有していてもよい。 The second magnetic layer 32 may further contain a grain boundary segregation material and have a granular structure.

第2の磁性層32に含まれる粒界偏析材料VN、BN、SiN、TiN等の窒化物、C、VC等の炭化物、BN等のホウ化物、SiO、TiO、Cr、Al、Ta、ZrO、Y、CeO、MnO、TiO、ZnO等の酸化物等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。 Grain boundary segregation material contained in the second magnetic layer 32, nitrides such as VN, BN, SiN, TiN, carbides such as C and VC, borides such as BN, SiO 2 , TiO 2 , Cr 2 O 3 , Al. Oxides such as 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , CeO 2 , MnO, TiO, ZnO and the like can be mentioned, and two or more of them may be used in combination.

なお、磁性層3の積層数が3層以上である場合、第1の磁性層31以外の磁性層は、第2の磁性層32と同様である。 When the number of laminated magnetic layers 3 is 3 or more, the magnetic layers other than the first magnetic layer 31 are the same as those of the second magnetic layer 32.

磁気記録媒体100は、磁性層3上に、保護層が成膜されていることが好ましい。 The magnetic recording medium 100 preferably has a protective layer formed on the magnetic layer 3.

保護層の成膜方法としては、特に限定されないが、例えば、炭化水素からなる原料ガスを高周波プラズマで分解して成膜するRF−CVD(Radio Frequency−Chemical Vapor Deposition)法、フィラメントから放出された電子で原料ガスをイオン化して成膜するIBD(Ion Beam Deposition)法、原料ガスを用いずに、固体炭素ターゲットを用いて成膜するFCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc)法等が挙げられる。 The method for forming the protective layer is not particularly limited, and is, for example, an RF-CVD (Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition) method in which a raw material gas composed of a hydrocarbon is decomposed by high-frequency plasma to form a film, and the protective layer is discharged from the filament. Examples thereof include an IBD (Ion Beam Deposition) method in which a raw material gas is ionized with electrons to form a film, and an FCVA (Filtered Chemical Vacum Arc) method in which a solid carbon target is used to form a film without using a raw material gas.

保護層の厚さは、1nm〜6nmであることが好ましい。保護層の厚さが1nm以上であると、磁気ヘッドの浮上特性が良好となり、6nm以下であると、磁気スペーシングが小さくなり、磁気記録媒体100のSNRが向上する。 The thickness of the protective layer is preferably 1 nm to 6 nm. When the thickness of the protective layer is 1 nm or more, the floating characteristic of the magnetic head becomes good, and when it is 6 nm or less, the magnetic spacing becomes small and the SNR of the magnetic recording medium 100 improves.

磁気記録媒体100は、保護層上に、潤滑剤層が形成されていてもよい。 The magnetic recording medium 100 may have a lubricant layer formed on the protective layer.

潤滑剤層を構成する材料としては、例えば、パーフルオロポリエーテル等のフッ素樹脂等が挙げられる。 Examples of the material constituting the lubricant layer include fluororesins such as perfluoropolyether.

[磁気記憶装置]
本実施形態の磁気記憶装置は、本実施形態の磁気記録媒体を有していれば、特に限定されない。
[Magnetic storage device]
The magnetic storage device of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the magnetic recording medium of the present embodiment.

本実施形態の磁気記憶装置は、例えば、本実施形態の磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部と、先端部に近接場光発生素子が設けられている磁気ヘッドと、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系を有する。 The magnetic storage device of the present embodiment includes, for example, a magnetic recording medium driving unit for rotating the magnetic recording medium of the present embodiment, a magnetic head provided with a near-field light generating element at the tip portion, and a magnetic head. It has a magnetic head drive unit for moving and a recording / playback signal processing system.

また、磁気ヘッドは、例えば、本実施形態の磁気記録媒体を加熱するためのレーザー光発生部と、レーザー光発生部から発生したレーザー光を近接場光発生素子まで導く導波路を有する。 Further, the magnetic head has, for example, a laser light generating unit for heating the magnetic recording medium of the present embodiment and a waveguide for guiding the laser light generated from the laser light generating unit to the near-field light generating element.

図2に、本実施形態の磁気記憶装置の一例を示す。 FIG. 2 shows an example of the magnetic storage device of the present embodiment.

図2の磁気記憶装置は、磁気記録媒体100と、磁気記録媒体100を回転させるための磁気記録媒体駆動部101と、磁気ヘッド102と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部103と、記録再生信号処理系104を有する。 The magnetic storage device of FIG. 2 includes a magnetic recording medium 100, a magnetic recording medium driving unit 101 for rotating the magnetic recording medium 100, a magnetic head 102, and a magnetic head driving unit 103 for moving the magnetic head. It has a recording / reproducing signal processing system 104.

図3に、磁気ヘッド102の一例を示す。 FIG. 3 shows an example of the magnetic head 102.

磁気ヘッド102は、記録ヘッド208と、再生ヘッド211を有する。 The magnetic head 102 has a recording head 208 and a reproduction head 211.

記録ヘッド208は、主磁極201と、補助磁極202と、磁界を発生させるコイル203と、レーザー光発生部としての、レーザーダイオード(LD)204と、LD204から発生したレーザー光205を近接場光発生素子206まで伝送する導波路207を有する。 The recording head 208 generates near-field light of a main magnetic pole 201, an auxiliary magnetic pole 202, a coil 203 for generating a magnetic field, a laser diode (LD) 204 as a laser light generating unit, and a laser light 205 generated from the LD 204. It has a waveguide 207 that transmits to element 206.

再生ヘッド211は、シールド209で挟まれている再生素子210を有する。 The reproduction head 211 has a reproduction element 210 sandwiched between shields 209.

以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to the examples, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist thereof.

(実施例1)
耐熱ガラス基板上に、厚さ50nmの50原子%Cr−50原子%Ti合金膜(第3の下地層)と、厚さ25nmの75原子%Co−20原子%Ta−5原子%B合金膜(軟磁性下地層)をこの順で成膜した。次に、基板を250℃まで加熱した後、厚さ10nmのCr膜(第2の下地層)を成膜した。このとき、第3の下地層、軟磁性下地層、第2の下地層の成膜には、DCマグネトロンスパッタ装置を用いた。
(Example 1)
A 50 nm thick 50 atomic% Cr-50 atomic% Ti alloy film (third base layer) and a 25 nm thick 75 atomic% Co-20 atomic% Ta-5 atomic% B alloy film on a heat-resistant glass substrate. (Soft magnetic base layer) was formed in this order. Next, after heating the substrate to 250 ° C., a Cr film (second base layer) having a thickness of 10 nm was formed. At this time, a DC magnetron sputtering apparatus was used to form the third base layer, the soft magnetic base layer, and the second base layer.

次に、RFスパッタ装置を用いて、第1の下地層を成膜した。具体的には、スパッタガス圧を3Paとして12秒間放電し、厚さ2nmのMgO(1−x)膜を成膜した。このとき、スパッタリングターゲットとして、MgOを用い、スパッタガスとして、水素を10体積%含むアルゴンを用いた。 Next, a first base layer was formed using an RF sputtering apparatus. Specifically, the sputtering gas pressure was set to 3 Pa and discharged for 12 seconds to form an MgO (1-x) film having a thickness of 2 nm. At this time, MgO was used as the sputtering target, and argon containing 10% by volume of hydrogen was used as the sputtering gas.

なお、第1の下地層を成膜した後、酸素欠乏量XをXPSにより測定した。 After forming the first base layer, the oxygen deficiency amount X was measured by XPS.

次に、基板を520℃まで加熱した後、厚さ3nmの60mol%(47.5at%Fe−47.5at%Pt−5at%B)−40mol%C膜(第1の磁性層)と、厚さ5nmの82mol%(52at%Fe−48at%Pt)−18mol%SiO膜(第2の磁性層)をこの順で成膜した。このとき、第1の磁性層、第2の磁性層の成膜には、DCマグネトロンスパッタ装置を用いた。 Next, after heating the substrate to 520 ° C., a thickness of 60 mol% (47.5 at% Fe-47.5 at% Pt-5 at% B) -40 mol% C film (first magnetic layer) having a thickness of 3 nm was added. An 82 mol% (52 at% Fe-48 at% Pt) -18 mol% SiO 2 film (second magnetic layer) having a thickness of 5 nm was formed in this order. At this time, a DC magnetron sputtering apparatus was used to form the first magnetic layer and the second magnetic layer.

次に、イオンビーム法を用いて、厚さ3nmのカーボン膜(保護層)を成膜した後、塗布法により、パーフルオロポリエーテル膜(潤滑剤層)を形成し、磁気記録媒体を得た。 Next, a carbon film (protective layer) having a thickness of 3 nm was formed by using an ion beam method, and then a perfluoropolyether film (lubricant layer) was formed by a coating method to obtain a magnetic recording medium. ..

(実施例2)
RFスパッタ装置を用いて、第1の下地層を以下のように成膜した以外は、実施例1と同様にして、磁気記録媒体を作製した。
(Example 2)
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the first base layer was formed as follows using an RF sputtering apparatus.

具体的には、スパッタガス圧を3Paとして0.3秒間放電した後、スパッタガス圧を0.1Paとして12秒間放電し、厚さ2nmのMgO(1−x)膜を成膜した。このとき、スパッタリングターゲットとして、MgOを用い、スパッタガスとして、水素を10体積%含むアルゴンを用いた。 Specifically, after discharging for 0.3 seconds at a sputter gas pressure of 3 Pa, discharging was performed for 12 seconds at a sputter gas pressure of 0.1 Pa to form an MgO (1-x) film having a thickness of 2 nm. At this time, MgO was used as the sputtering target, and argon containing 10% by volume of hydrogen was used as the sputtering gas.

(実施例3〜7、比較例1〜4)
第1の下地層、第1の磁性層の成膜条件を変更した以外は(表1参照)、実施例1と同様にして、磁気記録媒体を作製した。
(Examples 3 to 7, Comparative Examples 1 to 4)
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the film forming conditions of the first base layer and the first magnetic layer were changed (see Table 1).

(実施例8〜10)
第1の下地層、第1の磁性層の成膜条件を変更した以外は(表1参照)、実施例2と同様にして、磁気記録媒体を作製した。
(Examples 8 to 10)
A magnetic recording medium was produced in the same manner as in Example 2 except that the film forming conditions of the first base layer and the first magnetic layer were changed (see Table 1).

なお、表1に記載されている、実施例2、8〜10におけるスパッタガス圧は、3Paで0.3秒間放電した後に12秒間放電する時のスパッタガス圧である。 The sputter gas pressure in Examples 2 and 8 to 10 shown in Table 1 is the sputter gas pressure when discharging at 3 Pa for 0.3 seconds and then discharging for 12 seconds.

(磁性層の(001)配向性)
X線回折装置(Philips製)を用いて、第2の磁性層を成膜した後の基板のX線回折スペクトルを測定し、FePt合金の(200)ピークの半値幅を求めた。
((001) orientation of magnetic layer)
Using an X-ray diffractometer (manufactured by Philips), the X-ray diffraction spectrum of the substrate after forming the second magnetic layer was measured, and the half width of the (200) peak of the FePt alloy was determined.

なお、磁性層の(001)配向性は、磁性層に含まれるL1構造を有するFePt合金の(200)ピークの半値幅を用いて評価した。ここで、FePt合金の(001)ピークは、出現角度2θが十分に大きくない。このため、ロッキングカーブを測定する時に低角度側を測定限界まで広げても、FePt合金の(001)ピークの強度が、ピークが存在していない場合に対して安定しておらず、半値幅を解析するのが困難である。このような測定上の理由により、FePt合金の(001)ピークの半値幅を用いて、磁性層の(001)配向性を評価するのが困難である。一方、FePt合金の(200)ピークは、FePt合金が(001)配向する際に現れるが、出現角度2θが十分に大きいため、磁性層の(001)配向性を評価するのに適している。 Incidentally, the magnetic layer (001) orientation was evaluated using the half width of FePt alloy (200) of a peak having an L1 0 structure contained in the magnetic layer. Here, the appearance angle 2θ of the (001) peak of the FePt alloy is not sufficiently large. Therefore, even if the low angle side is widened to the measurement limit when measuring the locking curve, the intensity of the (001) peak of the FePt alloy is not stable as compared with the case where the peak does not exist, and the half width is widened. Difficult to analyze. For such measurement reasons, it is difficult to evaluate the (001) orientation of the magnetic layer using the half width of the (001) peak of the FePt alloy. On the other hand, the (200) peak of the FePt alloy appears when the FePt alloy is oriented (001), but since the appearance angle 2θ is sufficiently large, it is suitable for evaluating the (001) orientation of the magnetic layer.

表1に、磁気記録媒体の磁性層の(001)配向性の評価結果を示す。 Table 1 shows the evaluation results of the (001) orientation of the magnetic layer of the magnetic recording medium.

Figure 2021106068
表1から、実施例1〜10の磁気記録媒体は、FePt合金の(200)ピークの半値幅が小さく、磁性層の(001)配向性が高いことがわかる。
Figure 2021106068
From Table 1, it can be seen that in the magnetic recording media of Examples 1 to 10, the half width of the (200) peak of the FePt alloy is small, and the (001) orientation of the magnetic layer is high.

これに対して、比較例1、2の磁気記録媒体は、第1の下地層のxが0〜0.05であるため、FePt合金の(200)ピークの半値幅が大きく、磁性層の(001)配向性が低い。 On the other hand, in the magnetic recording media of Comparative Examples 1 and 2, since x of the first base layer is 0 to 0.05, the half width of the (200) peak of the FePt alloy is large, and the magnetic layer ( 001) Poor orientation.

また、比較例3、4の磁気記録媒体は、第1の下地層のxが0〜0.05であると共に、第1の磁性層がBを含まないため、FePt合金の(200)ピークの半値幅が大きく、磁性層の(001)配向性が低い。 Further, in the magnetic recording media of Comparative Examples 3 and 4, since x of the first base layer is 0 to 0.05 and the first magnetic layer does not contain B, the (200) peak of the FePt alloy The half-value width is large, and the (001) orientation of the magnetic layer is low.

1 基板
2 下地層
21 第1の下地層
22 第2の下地層
3 磁性層
31 第1の磁性層
32 第2の磁性層
100 磁気記録媒体
1 Substrate 2 Base layer 21 First base layer 22 Second base layer 3 Magnetic layer 31 First magnetic layer 32 Second magnetic layer 100 Magnetic recording medium

Claims (4)

基板と、下地層と、磁性層をこの順で有し、
前記下地層は、一般式
MgO(1−X)
(式中、Xは、0.07〜0.25の範囲内である。)
で表される化合物を含む第1の下地層を有し、
前記磁性層は、L1構造を有する合金を含み、前記L1構造を有する合金がBを含む第1の磁性層を有し、
前記第1の下地層は、前記第1の磁性層と接している、磁気記録媒体。
It has a substrate, a base layer, and a magnetic layer in this order.
The base layer is a general formula MgO (1-X).
(In the formula, X is in the range of 0.07 to 0.25.)
It has a first base layer containing the compound represented by
The magnetic layer comprises an alloy having an L1 0 structure, the alloy having the L1 0 structure having a first magnetic layer including B,
The first base layer is a magnetic recording medium in contact with the first magnetic layer.
請求項1に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、
MgOを含むスパッタリングターゲットと、不活性ガスに水素が1体積%〜20体積%の範囲内で添加されているスパッタガスを用いて、前記第1の下地層を成膜する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法。
The method for manufacturing the magnetic recording medium according to claim 1.
Magnetic recording including a step of forming the first base layer using a sputtering target containing MgO and a sputtering gas in which hydrogen is added to the inert gas in the range of 1% by volume to 20% by volume. Method of manufacturing the medium.
請求項1に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、
MgOを含むスパッタリングターゲットを用い、1Pa以上のスパッタガス圧で0.5秒以下の時間放電した後、0.5Pa以下のスパッタガス圧で放電して、前記第1の下地層を成膜する工程を含む、磁気記録媒体の製造方法。
The method for manufacturing the magnetic recording medium according to claim 1.
A step of forming the first base layer by discharging with a sputtering target containing MgO at a sputtering gas pressure of 1 Pa or more for 0.5 seconds or less and then discharging at a sputtering gas pressure of 0.5 Pa or less. A method for manufacturing a magnetic recording medium, including.
請求項1に記載の磁気記録媒体を有する、磁気記憶装置。 A magnetic storage device having the magnetic recording medium according to claim 1.
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