JP5360892B2 - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
垂直磁気記録媒体は、大きく分けて、硬質磁性材料からなる磁気記録層、軟磁性材料からなる軟磁性(裏打ち)層、これら磁気記録層と軟磁性層の間に存在する非磁性材料からなる中間層を構成要素として備えている。
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と中間層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記中間層を連続するN層(但しNは少なくとも3以上の整数)で構成し、まずルテニウム(Ru)を主成分とする1層目の成膜を行い、次いで、成膜時のガス圧を1層目より高く又は同一に設定して、ルテニウム(Ru)もしくは酸素又は酸化物を含有させたルテニウム(Ru)を主成分とする2層目の成膜を行い、2層目以降は上層へいくほど酸素含有量が同一又は増加するように調整することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
前記中間層を連続するN層(但しNは少なくとも3以上の整数)で構成し、N層の酸素含有量を0 wtppm〜20000 wtppmの範囲に、(N−a+1)層目(但しaは1〜N−2の整数)の酸素含有量を(N−a)層目と同一又は増加させた範囲に調整することを特徴とする構成1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
前記酸化物として、Si、Ti、Cr、Co,W、Ta、Al,Mg,Fe,Pd,Au,Mo,Zr,又はPb材料を含む酸化物を用いることを特徴とする構成1又は2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
前記中間層の成膜における、1層目のガス圧を0.3〜15Paの範囲に設定し、それより上層のガス圧を1層目と同一もしくは高く設定することを特徴とする構成1乃至3のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
前記磁気記録層は、コバルト(Co)を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする構成1乃至4のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする構成1乃至5のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
本発明は、構成1にあるように、垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも軟磁性層と中間層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記中間層を連続するN層(但しNは少なくとも3以上の整数)で構成し、まずルテニウム(Ru)を主成分とする1層目の成膜を行い、次いで、成膜時のガス圧を1層目より高く又は同一に設定して、ルテニウム(Ru)もしくは酸素又は酸化物を含有させたルテニウム(Ru)を主成分とする2層目の成膜を行い、2層目以降は上層へいくほど酸素含有量が同一又は増加するように調整すること特徴とするものである。
上記垂直磁気記録媒体の層構成の一実施の形態としては、具体的には、基板に近い側から、例えば密着層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層(垂直磁気記録層)、保護層、潤滑層などを積層したものである。
すなわち、中間層を連続するN層(但しNは少なくとも3以上の整数)で構成する。
まず成膜時のガス圧を最初に低ガス圧に設定して、Ruを主成分とする1層目の成膜を行う。主成分とは、Ru以外の他の元素の含有率が10%未満であることをいうものとする。本発明においては、Ru単体を用いることが好ましい。
軟磁性層の膜厚は、構造及び磁気ヘッドの構造や特性によっても異なるが、全体で15nm〜100nmであることが望ましい。なお、上下各層の膜厚については、記録再生の最適化のために多少差をつけることもあるが、概ね同じ膜厚とするのが望ましい。
具体的に上記強磁性層を構成するCo系磁性材料としては、非磁性物質である酸化ケイ素や酸化チタン(TiO2)等を含有するCoCrPt(コバルト−クロム−白金)からなる硬磁性体のターゲットを用いて、hcp結晶構造を成型する材料が望ましい。また、この強磁性層の膜厚は、例えば20nm以下であることが好ましい。
(実施例1)
図1に示すように、基板1上に、順に、密着層2、軟磁性層3、シード層4、中間層5、垂直磁気記録層6、保護層7、潤滑層8を成膜して、実施例1の垂直磁気記録媒体を作製した。以下、詳しく説明する。
まず、密着層2として、10nmのCr-50Ti層を成膜した。
次に、軟磁性層3として、非磁性層を挟んで反強磁性交換結合する2層の軟磁性層の積層膜を成膜した。すなわち、最初に1層目の軟磁性層として、25nmの(30Fe-70Co)-3Ta5Zr層を成膜し、次に非磁性層として、0.7nmのRu層を成膜し、さらに2層目の軟磁性層として、1層目の軟磁性層と同じ、(30Fe-70Co)-3Ta5Zr層を25nmに成膜した。
そして、スパッタ装置から取り出し、この後、PFPE(パーフロロポリエーテル)からなる潤滑層8をディップコート法により形成した。潤滑層8の膜厚は1nmとした。
以上の製造工程により、実施例1の垂直磁気記録媒体が得られた。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(8000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例2の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ruターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整してAr(99.5%)+酸素(0.5%)リアクティブスパッタを行い、2層目のRuを6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例3の垂直磁気記録媒体を得た。
なお、Ruに酸素を含有させたターゲット及び酸素暴露させた成膜条件においても、酸素リアクティブスパッタと同様の特性を示すことを確認している。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−TiO2(TiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いてガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−TiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−TiO2(TiO2(8000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−TiO2を6nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例4の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−TiO2(TiO2(8000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−TiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例5の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ruターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRuを6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例6の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目はRu−SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧0.7Paにて、Ru−SiO2を10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例7の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を0.7Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例8の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ruターゲットを用いて、Arガス圧を0.7Paに調整して、2層目のRuを6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例9の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を1.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を2nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を2nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(6000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、4層目のRu−SiO2を2nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例10の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−TiO2(2000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−TiO2を2nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を2nm成膜した。引き続き、Ru−TiO2(TiO2(8000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を6.0Paに調整して、4層目のRu−TiO2を2nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例11の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(10000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(20000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、実施例12の垂直磁気記録媒体を得た。
中間層5として2層のRu層を成膜した。すなわち、Ruターゲットを用いて、まずArガス圧を0.7Paに調整して、1層目のRuを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を12nm成膜した。
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、比較例1の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(8000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(4000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、比較例2の垂直磁気記録媒体を得た。
実施例1における中間層の成膜工程において、1層目は実施例1とまったく同様に、Arガス圧0.7Paにて、Ruを10nm成膜した。次いで、Ru−SiO2(SiO2(10000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、2層目のRu−SiO2を6nm成膜した。引き続き、Ru−SiO2(SiO2(24000 wtppm酸素含有)ターゲットを用いて、Arガス圧を4.5Paに調整して、3層目のRu−SiO2を6nm成膜した
中間層の成膜を以上のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして作製し、比較例3の垂直磁気記録媒体を得た。
上記実施例、比較例の垂直磁気記録媒体を用いて、以下の評価を行った。
各垂直磁気記録媒体における中間層1層目のRu結晶配向度をX線回折装置により測定し、その結果を下記表1に示した。Ru結晶粒の面直方向への配向分散の指標となるΔθ50値(単位は「度」)が小さいほど、結晶配向が好適に制御されていることを示している。
また、R/Wアナライザーと、垂直磁気記録方式用の磁気ヘッドとを用いて、Squash、およびS/N比(シグナル/ノイズ比)を測定した。なお、Squashとは、隣接トラックからの影響による信号の減少率の評価指標となる値である。具体的には、ある設定した周波数で書き込み(Data Track)、そのTrack profileを測定し、Max-TAA(信号出力強度)を記録する。Data Trackのセンター(Center)から±SqueezePositionにAdjacent Track(隣接トラック)を書き込む。その後、Data Trackのセンター(Max TAA)の位置へ移動し、そのTAA(TAAsquash)の測定を行う。通常Adjacent Track(隣接トラック)の影響によりMaxTAAよりも小さな値になる。Squash = TAAsquash/MaxTAAである。Squashは、その値が大きいほど、隣接トラックからの影響による信号の減少が少ないことを示している。
得られた結果を纏めて下記表1に示した。
2 密着層
3 軟磁性層
4 シード層
5 中間層
6 垂直磁気記録層
7 保護層
8 潤滑層
Claims (3)
- 垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、
基板上に、少なくとも軟磁性層と中間層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記中間層を連続するN層(但しNは少なくとも3以上の整数)で構成し、まずルテニウム(Ru)を主成分とする1層目の成膜を行い、次いで、成膜時のガス圧を1層目より高く設定して、ルテニウム(Ru)もしくは酸素又は酸化物を含有させたルテニウム(Ru)を主成分とする2層目、あるいは、成膜時のガス圧を1層目と同一に設定して、酸素又は酸化物を含有させたルテニウム(Ru)を主成分とする2層目の成膜を行い、2層目以降は上層へいくほど酸素含有量が増加するように調整し、
N層の酸素含有量を0wtppmより多く20000wtppm以下の範囲に、(N−a+1)層目(但しaは1〜N−2の整数)の酸素含有量を(N−a)層目より増加させた範囲に調整し、
前記中間層の成膜における、1層目のガス圧を0.3〜15Paの範囲に設定し、それより上層のガス圧を1層目と同一もしくは高く設定し、
前記酸化物として、Si、Ti、Cr、Co、W、Ta、Al、Mg、Fe、Pd、Au、Mo、Zr、またはPb材料を含む酸化物を用いることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 前記磁気記録層は、コバルト(Co)を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層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の製造方法。
- 前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
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