JP4853790B2 - 垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録再生装置 - Google Patents

垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録再生装置 Download PDF

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Description

本発明は、垂直磁気記録媒体に関する。より詳しくは、本発明の垂直磁気記録媒体は、低廉であって、優れた磁気特性を有する垂直磁気記録媒体に関する。本発明は、このような垂直磁気記録媒体を具える垂直磁気記録再生装置に関する。
垂直磁気記録媒体は、一般に、基板、裏打ち層、シード層、中間層、磁性層、および保護層を順次積層した構造をなす。このような構造の下、磁気特性および記録再生特性等の、垂直磁気記録媒体に所望される各種の特性を向上させるため、磁性層はもちろんのこと、当該磁性層の直下に配置される中間層に関する種々の研究開発がなされている。
例えば、磁性層にCoを主成分とする合金を用いた場合に、中間層に様々な材料を用い、磁性層の結晶配向、結晶粒径、および偏析構造等を制御する試みがなされている。典型的な場合、中間層材料にはRuまたはその合金が用いられ、このような磁気記録媒体としては、以下の技術が開示されている。
非特許文献1には、Ru下地層(中間層)上に、SiO2にCo合金(CoPtCr)が添加された磁性層をエピタキシャル成長させた、垂直磁気記録媒体が開示されている。
特許文献1には、磁性膜がCoを主成分とする合金からなり、中間層がRuと体心立方構造を有する材料を主成分とする合金であってRuを60at%以上含む、垂直磁気記録媒体が開示されている。
このように、非特許文献1および特許文献1に記載された技術では、磁性層(膜)の直下に配置される中間層にRuが使用されているが、当該Ruは、非常に高価な材料である。しかしながら、これまでに、RuおよびRu合金の磁気特性を凌駕し、かつ、中間層に用いるのに好適な材料はほぼ皆無であった。このため、垂直磁気記録媒体においては、中間層材料の生産コストが割高になっていた。
なお、中間層に用いるRuの代替的な材料としては、Reが知られているが、Reを使用した場合も中間層材料が割高になることには変わりなく、中間層へのRuおよびReに代わる低廉な材料の適用技術の開発が望まれていた。
このような事情により、RuおよびReを用いないで中間層を形成する具体的な技術には、以下のものが開示されている。
特許文献2には、中間層に相当する配向制御膜の材料として、RuおよびReを使用する場合の他に、代替的にGe、Cu、Ni、AuおよびPdなどを用い、かつ、中間層と磁性層とのΔθ50の差を特定の範囲(1〜8度)とする磁気記録媒体が開示されている。この媒体によれば、磁性層成長初期の結晶粒界の形成を促して磁気特性を向上させることができるとされている。
しかしながら、中間層にRuおよびReを用いない場合には、記録密度を増大させるべく、磁性層の薄層化を試みると、これに伴い中間層および磁性層の配向性が低下し、結果的に媒体ノイズが増大するという不都合が生じる。従って、高記録密度の使用においても、低廉な材料を用いながら、Ru、Reを用いた場合と同等以上の磁気特性を発揮し得る磁気記録媒体の開発が要請されている。
T. Oikawa, M. Nakamura, H. Uwazumi, T. Shimatsu, H. Muraoka, Member, IEEE, and Y. Nakamura, Fellow, IEEE; IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 38, NO. 5. SEPTEMBER 2002 特開2001−283428号公報 特開2003−123245号公報
上述のように、種々の垂直磁気記録媒体が開示されているが、中間層を安価に形成してもなお、高記録密度等の優れた磁気特性が発揮される垂直磁気記録媒体に対する要求が存在する。
従って、本発明の目的は、高記録密度の媒体の中間層に、低廉な材料を用いながら、Ru、Reを用いた場合と同等以上の磁気特性を発揮し得る、垂直磁気記録媒体を提供することにある。また、本発明の目的は、このような垂直磁気記録媒体を具える、垂直磁気記録再生装置を提供することにある。
本発明は、非磁性基板と、上記非磁性基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、上記軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層と、上記シード層上に形成された中間層と、上記中間層上に形成された磁性層と、上記磁性層上に形成された保護層とを含み、上記中間層が、Znを55at%以上含むhcp構造の合金からなり、上記磁性層が、Coを含むhcp構造の合金を含み、かつ上記磁性層の配向面(0002)のΔθ50が、1.5°〜4°である、垂直磁気記録媒体に関する。本発明の垂直磁気記録媒体は、各種垂直磁気記録再生装置に用いられる。本発明の垂直磁気記録媒体は、上記中間層が、Ta、Mo、Mg、Au、Ti、Ag、Dy、Nb、Zr、Cr、V、B、およびSiからなる元素群から選択された少なくとも1種をさらに含むことが望ましい。また、上記元素群の割合が10〜45at%であることがさらに望ましく、上記磁性層がグラニュラー構造であることが極めて望ましい。さらに、上記非磁性基板は、アルミニウム、ガラス、およびシリコンのいずれかを含む材料とすることができる。
本発明は、上記垂直磁気記録媒体を具える、垂直磁気記録再生装置を包含する。
本発明の垂直磁気記録媒体は、中間層に低廉なZnを55at%以上含ませることで、中間層を低廉なものとし、ひいては垂直磁気記録媒体全体を低廉なものとすることができる。
本発明の垂直磁気記録媒体は、中間層をZnを55at%以上含むhcp構造の合金から構成し、磁性層をCoを含むhcp構造の合金から構成し、かつ磁性層の配向面(0002)のΔθ50を1.5°〜4°とすることで、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制して、媒体ノイズを低減することができる。
なお、中間層に、Ta、Mo、Mg、Au、Ti、Ag、Dy、Nb、Zr、Cr、V、B、およびSiからなる元素群から選択された少なくとも1種を含ませた場合には、磁性層における結晶粒の微細化および粒径の均一化を実現して、媒体ノイズをさらに低減することができる。
本発明の垂直磁気記録再生装置は、上記特性を有する垂直磁気記録媒体を具えるため、各種記録再生装置として、好適に用いることができる。
本発明者は、垂直磁気記録媒体の中間層の磁気特性を良好にするRuに代替可能な元素について鋭意検討した結果、この良好な磁気特性がRuの原子半径、ひいてはRuの格子定数に依存するものであることを見出した。このため、発明者は、高価なRuと同等の原子半径を有し、かつ、低廉な材料としてZnに注目した。このような経緯から、本発明者は、低廉なZnを55at%以上含ませたhcp構造の合金を含む材料を中間層として採用するとともに、Coを含むhcp構造の合金を含む材料を磁性層として採用し、さらに当該磁性層の配向面(0002)のΔθ50を1.5°〜4°とすることで、全体として垂直磁気記録媒体を安価に製造できるとともに、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れの抑制の実現により、媒体ノイズを低減化させることができ、結果的に中間層にRu等を用いなくても、高記録密度等の優れた磁気特性を実現することができることを見出した。以下に、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下に示す例は、単なる例示であって、当業者の通常の創作能力の範囲で適宜設計変更することができる。
<垂直磁気記録媒体>
図1は本発明の垂直磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。同図に示すところによれば、垂直磁気記録媒体10は、非磁性基板12と、非磁性基板12上に形成された軟磁性裏打ち層14と、軟磁性裏打ち層14上に形成されたシード層16と、シード層16上に形成された中間層18と、中間層18上に形成された磁性層20と、磁性層20上に形成された保護層22と、保護層22上に形成された潤滑層24とから構成されている。
非磁性基板12は、通常の磁気記録媒体の基板として用いられる材料を使用することができ、アルミニウム、ガラス、およびシリコンのいずれかを含むものとすることができる。アルミニウムを含む材料としては、NiPメッキを施したAl合金を用いることができる。また、ガラス材料としては、強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。さらに、シリコンを含む材料としては、シリコン基板およびシリコンカーバイド基板を用いることができる。非磁性基板12の膜厚は、基板の大きさに応じて調整され、0.3〜1.3mmの範囲とすることが好ましい。
軟磁性裏打ち層14は、記録時にヘッドから発生する磁束の広がりを抑制し、垂直方向の磁界を十分に確保する役割を担う層である。軟磁性裏打ち層14の材料としては、Ni合金、Fe合金、およびCo合金を用いることができる。例えば、非晶質のCoZrNb、CoTaZr、CoTaZrNb、CoFeNb、CoFeZrNb、およびCoFeTaZrNbなどを用いることにより、良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層14の膜厚は、記録の際に使用する磁気ヘッドの構造を考慮するとともに生産性を考慮して、10nm〜100nmの範囲とすることが好ましい。当該膜厚を10nm以上とすることで、磁束の広がりを抑える効果を有することができる。また、当該膜厚を100nm以下とすることで、優れた生産性を実現することができる。
シード層16は、この上層として形成する中間層18、ひいては磁性層20の配向性および粒径を制御する役割を担う層である。シード層16は、このような目的のため、fcc構造またはhcp構造の材料を用いることが好ましい。例えば、NiFeAl、NiFeSi、NiFeNb、NiFeB、NiFeNbB、NiFeMo、NiFeCr、CoNiFe、およびCoNiFeB等を用いることができる。シード層16の膜厚は、最終的に磁性層20の磁気特性および電磁変換特性が所望の値になるように適宜調製され、2nm〜20nmの範囲とすることが好ましい。当該膜厚を2nm以上とすることで、中間層18ひいては磁性層20の配向性の劣化が抑制される。また、当該膜厚を20nm以下とすることで、シード層16の粒径を過度に大きくせず、これにより中間層18を介して磁性層20の粒径の微細化を実現することができ、電磁変換特性の劣化を抑制することができる。
中間層18は、それ自身の配向性の向上および粒径の微細化によって、この上層として形成する磁性層20の配向性の向上および粒径の微細化を実現し、磁気特性という点で不所望な磁性層20の初期層の発生を抑制する非磁性層である。中間層18は、Zn合金を55at%含むhcp構造の合金材料である。
ここで、中間層18の結晶配向を垂直配向に相当する(0002)方向に良好に保つためには、Znの他に、Ta、Mo、Mg、Au、Ti、Ag、Dy、Nb、Zr、Cr、V、B、およびSiからなる元素群から選択された少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。
中間層18において大部分を占めるZnと原子半径の異なる上記Ta等の元素が過度に存在すると、中間層18において所望の格子定数が得られず、その結果、磁性層20の初期成長時の結晶配向の乱れを抑制することができない。上記元素群に属する各元素の原子半径は、Znの原子半径0.133nmより大きい。そこで、上記格子定数を制御する元素として、Znよりも原子半径の小さいCrおよび/またはVをさらに添加することが好ましい。Crの原子半径は0.125nmであり、Vの原子半径は0.133nmよりも若干小さい。このため、CrおよびVは、ZnにTa等を加えたことにより増大した格子定数をZn単独の場合の格子定数に近づける、いわば格子定数を修正する元素としての役割を担う。これにより、格子定数以外の他の要素、例えば、磁気特性を好適に制御可能な組成を選択しつつ、格子定数aを0.2665nm〜0.2800nmの範囲に設定することができる。以上の理由により、Znと混合する上記元素の全濃度を10〜45at%の範囲とすることが好ましい。これにより、中間層18の格子定数aを0.2665nm〜0.2800nmの範囲に制御でき、磁性層20の初期成長時の結晶配向の乱れを抑制することができる。このようにして、Ruを使用した場合(中間層の格子定数a=0.2705nm)と同程度以上の、中間層18における垂直配向を実現することができ、ひいては媒体ノイズの低減が図られる。
また、中間層18の粒径の微細化に好ましい添加元素としては、B、SiおよびNb等が挙げられる。これら元素の全濃度は、10〜45at%の範囲とすることが好ましい。これにより、中間層18の微細化によって記録層の結晶粒微細化という作用がもたらされ、記録密度の向上が図られる。
さらに、磁性層20の初期層の形成を抑制するためには、中間層18の良好な結晶性を得るために、中間層18の膜厚を2nm以上の範囲とすることが好ましい。これにより、中間層18の配向性の劣化を抑制でき、これに伴い磁性層20の優れた配向性および結晶粒の分離性も達成できる。また、中間層の膜厚を20nm以下とすることにより、中間層18の粒径が肥大化せず、これに伴い磁性層20の粒径の肥大化も抑制することができる。このような、中間層18の膜厚の制御により、さらにノイズの低減を図りつつ、高記録密度を実現することができる。
磁性層20は、情報を記録および再生するための層である。磁性層20を垂直磁気記録媒体の一部として用いるためには、磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に配向させる必要がある。このため、磁性層20は、hcp(0002)面を基板面に平行に配向させる。また、磁性層20は、Coを含むhcp構造の合金を含み、かつその配向面(0002)のΔθ50が、1.5°〜4°であるものとする。Δθ50が1.5°以上であることにより、優れた記録再生特性が実現され、4°以下であることにより、薄層化における配向性の低下に起因するノイズ特性の低下を抑制することができる。
ここで、Δθ50とは、磁性層20の結晶面の傾き分布を示す指標であり、具体的には、磁性層20の表面における特定の配向面に関するいわゆるロッキング曲線のピークの半地幅をいう。Δθ50は、その値が小さいほど、磁性層20の結晶配向性が高いことを意味する。
磁性層20表面の配向面(0002)に関するΔθ50の測定法の一例は、以下のとおりである。
即ち、まず、ピーク位置決定に際し、表面側に磁性層20が形成された媒体に、入射X線を照射し、回折X線を回折X線検出器によって検出する。検出器の位置は、この検出器によって検出される回折X線の入射X線に対する角度(入射X線の延長線に対する回折X線の角度)が、媒体表面に対する入射X線の入射角θの2倍、すなわち2θとなるように設定する。入射X線を照射する際には、媒体の向きを変化させることにより入射X線の入射角θを変化させるとともに、これに連動させて、検出器の位置を、入射X線に対する回折X線の角度が2θ(すなわち入射X線の入射角θの2倍の角度)を維持するように変化させつつ、回折X線の強度を検出器により測定するθ−2θスキャン法を行う。これによって、回折X線の強度と入射角θとの関係を調べ、回折X線の強度が最大となるような検出器の位置を決定する。この検出器位置における回折X線の入射X線に対する角度2θを、2θpという。得られた角度2θpより、磁性層20表面において支配的な結晶面を知ることができる。
次に、ロッキング曲線の決定に際し、検出器を、回折X線の角度2θが2θpとなった位置に固定した状態で、媒体の向きを変化させることにより入射X線の入射角θを変化させ、入射角θと、検出器によって検出された回折X線の強度との関係を示すロッキング曲線を作成する。検出器の位置を、回折X線の角度2θが2θpとなった位置に固定するため、ロッキング曲線は、磁性層20表面の結晶面の媒体面に対する傾きの分布を表すものとなる。このようにして、Δθ50は、ロッキング曲線における配向面を示すピークの半値幅として求められる。
磁性層20は、Pt、Cr、SiおよびOからなる元素群から選択された少なくとも1種を含むものとすることができる。特に、Coを含む合金からなる強磁性結晶粒を、酸化物が主成分である非磁性結晶粒で囲む構造、即ちいわゆるグラニュラー構造とすることが好ましい。グラニュラー構造は、磁性粒子であるCoを含む合金が酸化物により分断された構造であるため、結果的に微細な磁性粒子が独立して存在することとなり、高記録密度を高いレベルで実現することができる。ここで、「主成分である」とは、他の成分を微量に含有することを妨げない意味であり、酸化物が非磁性結晶粒の概ね90モル%以上の比率で存在することを意味する。
上記グラニュラー構造においては、磁性層20中の強磁性結晶粒を構成するCoを含む合金としては、CoPtCr、CoPt、CoPtSi、およびCoPtCrB等のCoPt基合金、ならびにCoCr、CoCrTa、およびCoCrTaPt等のCoCr基合金等を用いることができる。これらの中でも、CoPt基合金が、結晶磁気異方性(Ku)を高く設定することができることから特に好ましい。
上記グラニュラー構造においては、磁性層20中の非磁性粒を構成する酸化物としては、上記強磁性結晶粒の磁気的分離性能に優れたSiO2、Cr23、ZrO2、TiO2およびAl23を用いることができる。これらの中でも、SiO2が、磁気的分離性能に優れていることから特に好ましい。
上記グラニュラー構造においては、結晶粒の平均粒径は4〜8nmであることが好ましい。組成にもよるが4nm以上とすることにより、熱安定性を確保することができる。8nm以下とすることにより、ノイズ低減を図ることができる。
磁性層20の膜厚は、8nm〜20nmの範囲とすることが好ましい。8nmより薄い場合は熱安定性が劣化する。また、20nmより厚い場合はヘッド磁界が磁性膜全体に届かず、書込み特性が劣化する。
保護層22は、磁性層20の腐食防止と、磁気ヘッドの媒体接触時における磁性層20の損傷の防止とを目的として形成される層である。保護層22には、通常使用される材料、例えば、C、SiO2、およびZrO2のいずれかを主体とする層を用いることができる。保護層22の厚さは、通常の磁気記録媒体で用いる膜厚の範囲、例えば、2nm〜5nmの範囲とすることが好ましい。
潤滑層24は、磁気ヘッドと媒体との間の潤滑特性を確保する目的で形成される層である。潤滑層24は、通常使用される材料、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、およびフッ素化カルボン酸の潤滑剤を用いることができる。潤滑層24の厚さは、通常磁気記録媒体で用いられる膜厚の範囲、例えば、0.5nm〜2nmの範囲とすることができる。
<垂直磁気記録媒体の製造方法>
次に、上述した図1に示す本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法について説明する。
(非磁性基板12の洗浄)
非磁性基板12を洗浄する。当該洗浄としては、自然酸化膜を取り除く方法として効果の高い所定の薬品、例えば、酸、もしくはアルカリによる溶液洗浄の他、各種プラズマまたはイオンを用いたドライ洗浄を使用することができる。特に、設計寸法の高精度化、使用薬品から生じる廃液処理、洗浄の自動化等の観点からは、上記ドライ洗浄を用いることが好ましい。
(軟磁性裏打ち層14の形成)
洗浄した非磁性基板12をスパッタ装置に導入する。軟磁性裏打ち層14を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、DCマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は0.7〜1.5Paとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは2〜10nm/秒とし、ターゲットと基板との距離は5〜15nmとすることが好ましい。
(シード層16の形成)
軟磁性裏打ち層14上に、シード層16を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、DCマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は0.7〜2Paとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは2〜10nm/秒とし、ターゲットと基板との距離は5〜15nmとすることが好ましい。
(中間層18の形成)
シード層16上に、中間層18を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、DCマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は2.5〜12Paとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは2〜10nm/秒とし、ターゲットと基板との距離は5〜15nmとすることが好ましい。
(磁性層20の形成)
中間層18上に、磁性層20を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、DCマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は0.7〜4Paとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは2〜10nm/秒とし、ターゲットと基板との距離は5〜15nmとすることが好ましい。
(保護層22の形成)
非磁性基板12上に、軟磁性裏打ち層14、シード層16、中間層18および磁性層20が順に形成された積層体をスパッタ装置から真空装置に移し、磁性層20上に、保護層22を、CVD法により形成することができる。
なお、保護層22の他の形成方法としては、カーボンターゲットを用いたスパッタ法、およびイオンビーム法等が挙げられ、これらの方法は公知の態様を採用することができる。
特に、CVD法またはイオンビーム法を用いた場合には、保護層22を薄くすることができ、高記録密度をより高いレベルで実現できる。
(潤滑層24の形成)
最後に、保護層22が形成された積層体を、真空装置から取り出し、保護層22上に、潤滑層24を、ディップ法により形成し、本発明の垂直磁気記録媒体を得る。
<垂直磁気記録再生装置>
上述のようにして得られた本発明の垂直磁気記録媒体と、他の所定の構成部材である、磁気ヘッド、ボイスコイルモーター、および制御回路等とを適宜組み合わせて、垂直磁気記録再生装置を得る。当該装置の形成に際しては、粉塵に留意する。
以下に、本発明を実施例により詳細に説明し、本発明の効果を実証する。
<磁気記録媒体の作製>
(実施例1)
非磁性基板として、直径65mm、板厚0.635mmの化学強化ガラス基板(HOYA社製N−10ガラス基板)を用意した。これを超音波法にて洗浄し、スパッタ装置内に導入後、Co−8Zr−5Nb(数字は引き続く元素のat%を表し、Zrが8at%、Nbが5at%、残部がCoであることを表す。以下同様。)ターゲットを用いてCoZrNb軟磁性裏打ち層を100nmの膜厚で形成した。次いで、Ni−12Fe−8Bターゲットを用いて、シード層を5nmの膜厚で形成した。さらに、Zn−33Ta−8Crターゲットを用いて中間層をArガス圧5.0Pa下で10nmの膜厚で形成した。続いて、磁性層を90モル%(Co−8Cr−16Pt)−10モル%SiO2ターゲットを用いて、Arガス圧4.0Pa下で膜厚15nmで形成した。引き続き、積層体を真空装置に移し、カーボン保護層をCVD法により膜厚4nmで形成した後、真空装置から取り出した。これらの成膜は、カーボン保護層を除き、全てDCマグネトロンスパッタリング法により行った。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑層を膜厚2nmでディップ法により形成した。以上のようにして垂直磁気記録媒体を得た。
(実施例2)
中間層のターゲット組成をZn−12Cr−10Au−2Nbとしたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
(実施例3)
中間層のターゲット組成をZn−33Nb−8Crとしたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
(実施例4)
中間層のターゲット組成をZn−17Dy−12Vとしたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
(実施例5)
非磁性基板として、NiPメッキを施したAl合金基板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
(比較例1)
中間層のターゲット組成をRuとしたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
(比較例2)
中間層のターゲット組成をZn−40W−20Auとしたこと以外は、実施例1と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
<評価項目>
実施例1〜5および比較例1,2の各垂直磁気記録媒体について、磁性層の結晶面の傾き分布を示すΔθ50を評価、媒体(メディア)の信号対雑音比(以下、「SNRm」と称する)、および中間層の値段、ならびに磁性層の結晶粒径を評価した。
Δθ50は、上記したとおり、ロッキング曲線における配向面を示すピークの半値幅として求めた。
中間層の値段は、比較例2を基準とし、これよりも低廉なものは○とし、高価なものは×と評価した。
SNRmは、単磁極ヘッドを用いて信号を書き込み、MRヘッドを用いて信号を読み取る方法により評価を行った。Sは716kFCIの孤立波形の磁化反転におけるピーク値、すなわち最大値と最小値の差を1/2にした値である。Nmは、60kFCIでのrms値(root mean square)である。
磁性層の結晶粒径は、透過電子顕微鏡で撮影した50万倍の写真を元に、結晶粒の輪郭をトレースして計測を行なった。
各項目の評価結果を表1に示す。
Figure 0004853790
※実施例1〜5および比較例1,2のいずれも、磁性層はCoを含むhcp構造の合金を含む(本願請求項1の範囲内)。中間層ターゲット組成の各元素の前に示される数値単位はat%である。
表1によれば、本願発明の範囲に包含される、実施例1〜5はいずれも、「中間層の値段」、および低媒体ノイズ指標である「SNRm」の双方について、バランス良く優れた結果が得られていることが判る。これに対し、本願発明の範囲から逸脱する、比較例1,2は、上記いずれかの項目について優れた結果が得られていないことが判る。
具体的にみると、中間層のターゲット組成として低廉なZn−33Ta−8Crを用いた実施例1は、中間層のターゲット組成として高価なRuを用いた比較例1、および中間層ターゲット組成としてZnを55at%以上含まない比較例2と比べて、Δθ50の値を小さく抑えることができ、これによりSNRmについても良好な結果が得られた。これは、中間層のターゲット組成としてZnを55at%以上用いていること、および磁性層のΔθ50の値を1.5〜4°の範囲としていることから、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制し、結果として優れたSNRm値が得られ、ノイズの低減化が図られたものと考えられる。
実施例2は、実施例1と同様に、比較例1,2と比べて、Δθ50の値を小さく抑えることができ、これによりSNRmについても良好な結果が得られた。これは、実施例1と同様に、中間層のターゲット組成の好適化および磁性層のΔθ50の値の好適化により、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制し、結果として優れたSNRm値が得られ、ノイズの低減化が図られたものと考えられる。
また、実施例2は、実施例1と比較すると、Δθ50が0.2(deg)小さく、粒径が0.5(nm)小さくなっており、Δθ50と粒径についてさらに改善がされていることが判る。これは、実施例2の中間層は、ターゲット組成として4種類の元素を用いたため、特に中間層の粒径の微細化が促進され、これに伴い磁性層の粒径も微細化され、結果的にさらに優れたSNRmを得ることができたものであると考えられる。
実施例3は、実施例1,2と同様に、比較例1,2と比較して、Δθ50の値を小さく抑えることができ、これによりSNRmについても良好な結果が得られた。これは、実施例1,2と同様に、中間層のターゲット組成の好適化および磁性層のΔθ50の値の好適化により、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制し、結果として優れたSNRm値が得られ、ノイズの低減化が図られたものと考えられる。
また、実施例3は、実施例1,2と比較すると、Δθ50がさらに小さく、粒径もさらに小さくなっており、Δθ50と粒径についてさらに改善がされていることが判る。これは、実施例3の中間層は、Nbの添加量が多いため、特に中間層の粒径の微細化が一層促進され、これに伴い磁性層の粒径も一層微細化され、結果的にさらに一層優れたSNRmを得ることができたものであると考えられる。
実施例4は、Ruを使用せず、比較例1に対して、同等のΔθ50による同等のSNRmを得ることができており、また、磁性層の粒径についても同等の結果が得られている。また、実施例4は、比較例2に対しては、Δθ50の値を小さく抑えることができ、これによりSNRmについても良好な結果が得られた。これは、中間層のターゲット組成の好適化および磁性層のΔθ50の値の好適化により、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制し、結果として優れたSNRm値が得られ、ノイズの低減化が図られたものと考えられる。
実施例5は、実施例1とほぼ同等の結果が得られており、比較例1,2と比較して、Δθ50の値を小さく抑えることができ、これによりSNRmについても良好な結果が得られた。これは、実施例1と同様に、中間層のターゲット組成の好適化および磁性層のΔθ50の値の好適化により、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制し、結果として優れたSNRm値が得られ、ノイズの低減化が図られたものと考えられる。
また、実施例5は、非磁性基板を実施例1の化学強化ガラスからNiPメッキAl合金に変更したものであるが、化学強化ガラスと比較しても、SNRmに変化はほとんど見られない。
比較例1,2を比べてみると、比較例2については、比較例1に比べて、Δθ50の劣化によりSNRmも優れた結果が得られていない。これは、Δθ50の劣化により中間層と磁性層とのミスフィットが生じたためであると考えられる。また、比較例2は、比較例1に粒径についても劣化が見られる。これは、W等の高融点金属が多く含まれているためであると考えられる。
本発明によれば、中間層に低廉なZnを55at%以上含ませることで、垂直磁気記録媒体全体を安価に形成することができ、中間層および磁性層を所定の組成および構造とするとともに、磁性層の配向面(0002)のΔθ50を1.5°〜4°とすることで、磁性層初期成長時の結晶配向の乱れを抑制して、媒体ノイズを低減することができる。よって、本発明は、近年、高密度磁気記録においても優れた磁気特性が求められる各種記録再生装置に安価に適用することができる点で有望である。
本発明の垂直磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
符号の説明
10 垂直磁気記録媒体
12 非磁性基板
14 軟磁性裏打ち層
16 シード層
18 中間層
20 磁性層
22 保護層
24 潤滑層

Claims (5)

  1. 非磁性基板と、前記非磁性基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、前記軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層と、前記シード層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された磁性層と、前記磁性層上に形成された保護層とを含む垂直磁気記録媒体において、
    前記中間層が、Znを55at%以上76at%以下含むhcp構造の合金からなり、
    前記中間層が、Ta、Mo、Mg、Au、Ti、Ag、Dy、Nb、およびZrからなる第1の元素群から選択された少なくとも1種と、CrおよびVからなる第2の元素群から選択された少なくとも1種とをさらに含み、前記第1および第2の元素群の割合が、24〜45at%であり、
    前記磁性層が、Coを含むhcp構造の合金を含み、かつ
    前記磁性層の配向面(0002)のΔθ50が、1.5°〜4°であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. 前記磁性層が、Pt、Cr、SiおよびOからなる元素群から選択された少なくとも1種を含むことを特徴とする、請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。
  3. 前記磁性層が、グラニュラー構造であることを特徴とする、請求項に記載の垂直磁気記録媒体。
  4. 前記非磁性基板が、アルミニウム、ガラス、およびシリコンのいずれかを含むことを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
  5. 請求項1〜のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体を具える、垂直磁気記録再生装置。
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