JPH05143952A - Perpendicular magnetic recording medium - Google Patents

Perpendicular magnetic recording medium

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JPH05143952A
JPH05143952A JP30886591A JP30886591A JPH05143952A JP H05143952 A JPH05143952 A JP H05143952A JP 30886591 A JP30886591 A JP 30886591A JP 30886591 A JP30886591 A JP 30886591A JP H05143952 A JPH05143952 A JP H05143952A
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JP
Japan
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thin film
metal thin
magnetic recording
recording medium
magnetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP30886591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fukawa
孝 府川
Satoshi Matsubaguchi
敏 松葉口
Hiroaki Doshita
廣昭 堂下
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a perpendicular magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film excellent in perpendicular magnetic anisotropy. CONSTITUTION:The perpendicular magnetic recording medium consists of a ferromagnetic metal thin film essentially comprising Co and formed on a nonmagnetic supporting body. The grain size of the ferromagnetic metal thin film measured by thin film X-ray diffraction method satisfies the relation of (grain size with respect to 002 plane of alpha-Co)/(grain size with respect to 100 plane of alpha-Co) >= 3.0.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、強磁性金属薄膜を磁性
層とする磁気記録媒体に関し、磁気特性が向上せしめら
れた垂直磁気記録方式に好適な磁気記録媒体に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film as a magnetic layer, and more particularly to a magnetic recording medium suitable for a perpendicular magnetic recording system with improved magnetic characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の、高密度記録化の要求に応えるべ
く磁気記録媒体の改良が鋭意進められている。中でも、
記録密度の向上が最も期待される媒体として、磁性層に
金属薄膜を使用したいわゆる金属薄膜型媒体がある。
2. Description of the Related Art In recent years, improvements in magnetic recording media have been earnestly pursued in order to meet the demand for high density recording. Above all,
As a medium for which the improvement in recording density is most expected, there is a so-called metal thin film type medium in which a metal thin film is used for a magnetic layer.

【0003】一方、記録方式の面からは、磁気記録は磁
性層の面内方向に磁化容易軸を有する面内磁化型及び膜
面に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直磁化型に大別
されるが、垂直磁化型の記録方式は、記録密度がより大
きくできること、ディジタル記録に最適な方式であるの
で鋭意開発が進められている。
On the other hand, from the aspect of the recording system, magnetic recording is roughly classified into an in-plane magnetization type having an easy magnetization axis in the in-plane direction of the magnetic layer and a perpendicular magnetization type having an easy magnetization axis in a direction perpendicular to the film surface. However, since the perpendicular magnetization type recording method is capable of further increasing the recording density and is an optimum method for digital recording, it is under intensive development.

【0004】そして、 垂直磁化型の強磁性金属薄膜に
ついては、J.Vac.Sci.Technol.A4
(1),p1〜p13(1986)等に開示されている
ように、スパッタリング方式で成膜したCoCr,Co
CrTa等のCoを主たる成分とする薄膜が垂直磁気異
方性が優れているので広く検討されてきた。一方、垂直
磁気記録用媒体としての特性、特に、垂直磁気異方性の
改良は、様々な観点から進められており、例えば、J.
Vac.Sci.Technol.A4(6),p29
75〜p2987(1986)には、CoCr合金と同
じhcp構造のTiの下地層の上にエピタキシャル成長
させる技術が知られている。また、IEEE Tran
s.Mag.,MAG−21,5,p1426〜142
8(1985)には、非晶質状のGe下地層上では、下
地層の界面からC軸が高配向したCoCrの柱状結晶を
形成できることが報告されている。
Regarding the perpendicular magnetization type ferromagnetic metal thin film, J. Vac. Sci. Technol. A4
(1), p1 to p13 (1986), etc., CoCr and Co formed by a sputtering method.
A thin film containing Co as a main component such as CrTa has been widely studied because of its excellent perpendicular magnetic anisotropy. On the other hand, improvement of characteristics as a medium for perpendicular magnetic recording, in particular, improvement of perpendicular magnetic anisotropy has been promoted from various viewpoints.
Vac. Sci. Technol. A4 (6), p29
75-p2987 (1986), a technique is known in which epitaxial growth is performed on a Ti underlayer having the same hcp structure as a CoCr alloy. In addition, IEEE Tran
s. Mag. , MAG-21, 5, p1426-142
8 (1985), it is reported that columnar crystals of CoCr having highly oriented C-axis can be formed on the amorphous Ge underlayer from the interface of the underlayer.

【0005】しかしながら、従来のこれらの層構成にお
いては、例えば、成膜する際に、150℃程度の加熱を
必要とし非磁性支持体に耐熱性が要求されるなどの問題
があり、また、垂直磁気記録用媒体としての特性もいま
だ充分でなく、さらに、強磁性金属薄膜そのものの改良
もしくは新規材料がによる改良が求められていた。
However, these conventional layer structures have a problem that, for example, when the film is formed, heating at about 150 ° C. is required, and the nonmagnetic support is required to have heat resistance. The characteristics as a magnetic recording medium are still insufficient, and further improvement of the ferromagnetic metal thin film itself or improvement by a new material has been demanded.

【0006】一方、強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気
記録媒体の特性を薄膜を構成する粒子の形状、大きさか
ら改良する方法にとして、酸化雰囲気中でCo−Ni合
金を非磁性支持体上に蒸着して強磁性金属薄膜を構成す
る結晶粒を微細化して、ノイズを低下しようとする試み
がなされており、酸素導入法を工夫した様々な方法が提
案されている。例えば、特開昭58−41442号公
報、特開昭58−83328号公報等には、Co−Ni
合金を斜め蒸着するに際し、高入射角側から酸素ガスを
導入する方法が、また、特開昭58ー41443号公
報、特開昭58ー83327号公報には、逆に低入射角
側から酸素ガスを導入する方法が開示されている。ま
た、特開平2−306425号公報には、強磁性金属薄
膜上に設けるクロム膜のX線回折による(110)面の
ピーク強度と(211)面のピーク強度の比を特定する
ことによって、耐食性の優れた磁気記録媒体を提供する
発明が開示されている。しかし、強磁性金属薄膜そのも
のの改良については何も示唆していない。更に、特開平
3−73410号公報には、薄膜X線回折法により求め
られる結晶子サイズの大きさを特定値よりも小さくする
ことにより、ノイズを低下してS/Nの優れた面内磁化
型媒体に関する発明が記載されている。しかしながら、
垂直磁化特性に関する記載は何もなく、それを示唆する
記載もない。
On the other hand, as a method for improving the characteristics of a magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film as a magnetic layer from the shape and size of particles constituting the thin film, a Co--Ni alloy is used as a non-magnetic support in an oxidizing atmosphere. Attempts have been made to reduce the noise by finely crystallizing the ferromagnetic metal thin film by vapor-depositing the ferromagnetic metal thin film, and various methods of devising an oxygen introduction method have been proposed. For example, in JP-A-58-41442 and JP-A-58-83328, Co-Ni is disclosed.
A method of introducing oxygen gas from the high incident angle side when obliquely vapor-depositing an alloy is also disclosed in JP-A-58-41443 and 58-83327. A method of introducing gas is disclosed. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-306425, the corrosion resistance is determined by specifying the ratio of the peak intensity of the (110) plane and the peak intensity of the (211) plane by X-ray diffraction of a chromium film provided on a ferromagnetic metal thin film. The invention for providing an excellent magnetic recording medium is disclosed. However, it does not suggest anything about improving the ferromagnetic metal thin film itself. Further, in JP-A-3-73410, by reducing the crystallite size obtained by the thin film X-ray diffraction method below a specific value, noise is reduced and in-plane magnetization with excellent S / N is obtained. An invention relating to a mold medium is described. However,
There is no description about the perpendicular magnetization characteristic, and no description suggesting it.

【0007】以上のように、Coを主体とする強磁性金
属薄膜は垂直磁気記録用媒体の磁性層としては比較的優
れているが、それでもなお垂直磁気異方性の点で問題が
多く、未だそれを有効に解決する手段は提案されていな
い。
As described above, the ferromagnetic metal thin film containing Co as a main component is relatively excellent as a magnetic layer of a perpendicular magnetic recording medium, but still has many problems in terms of perpendicular magnetic anisotropy, and is still unsolved. No means for effectively solving it has been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題に鑑みなされたものであり、垂直磁気異方性に
優れた強磁性金属薄膜を有する垂直磁気記録用媒体を提
供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and provides a perpendicular magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film excellent in perpendicular magnetic anisotropy. Has a purpose.

【0009】[0009]

【課題を解決する手段】前記本発明の目的を達成するた
めに、発明者等は、Coを主成分とする強磁性金属薄膜
に関して、その薄膜を構成する粒子の成長を考慮しつつ
形状や大きさに着目して実験を繰り返し、検討した結
果、以下の本発明に至ることができた。即ち、前記本発
明の目的は、非磁性支持体上にCoを主体とする強磁性
金属薄膜を有する垂直磁気記録用媒体において、該強磁
性金属薄膜の薄膜X線回折法から求められる結晶子サイ
ズにの比に関して、(α−Coの002面に対する結晶
子サイズ)/(α−Coの100面に対する結晶子サイ
ズ)が3.0以上であることを特徴とする垂直磁気記録
用媒体により達成される。
In order to achieve the above object of the present invention, the inventors of the present invention have considered the shape and size of a ferromagnetic metal thin film containing Co as a main component while considering the growth of particles constituting the thin film. As a result of repeating the experiment while paying attention to this, the following invention was able to be achieved. That is, the object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film mainly composed of Co on a non-magnetic support, and to measure the crystallite size of the ferromagnetic metal thin film from the thin film X-ray diffraction method. With respect to the ratio (1) to (3), it is achieved by a perpendicular magnetic recording medium characterized in that (crystallite size of 002 plane of α-Co) / (crystallite size of 100 plane of α-Co) is 3.0 or more. It

【0010】薄膜X線回折法から求められるα−Coの
002面に対する結晶子サイズの大きさを同じくα−C
oの100面に対する結晶子サイズの大きさの3倍以上
とすることにより、垂直異方性磁界や垂直方向の抗磁力
を大きくすることができた。本発明で特徴的なことは、
結晶子サイズの大きさそのものではなく、特定の面に対
する結晶子サイズの大きさの比が垂直磁気異方性の向上
にとって有効なことである。この理由に付いては、明確
にはなっていないが、おそらく強磁性金属薄膜を構成す
る微粒子の柱状構造が形状異方性に寄与するのではない
かと推測される。
The crystallite size of α-Co with respect to the 002 plane obtained by the thin film X-ray diffraction method is the same as α-C.
The perpendicular anisotropic magnetic field and the vertical coercive force could be increased by setting the crystallite size of o to 100 times the crystallite size or more. The characteristic of the present invention is that
The ratio of the crystallite size to a specific plane, rather than the crystallite size itself, is effective for improving the perpendicular magnetic anisotropy. The reason for this is not clear, but it is presumed that the columnar structure of the fine particles forming the ferromagnetic metal thin film probably contributes to the shape anisotropy.

【0011】本発明でいう、薄膜X線回折法は、薄膜に
対するX線の入射角を1度以下にして行うものである。
本発明の磁気記録媒体においては、強磁性金属薄膜の薄
膜X線回折法から求められる結晶子サイズの比に関し
て、(α−Coの002面に対する結晶子サイズ)/
(α−Coの100面に対する結晶子サイズ)が3.0
以上であることが望ましい。
The thin film X-ray diffraction method referred to in the present invention is carried out by setting the incident angle of X-rays on the thin film to 1 degree or less.
In the magnetic recording medium of the present invention, regarding the crystallite size ratio of the ferromagnetic metal thin film obtained by the thin film X-ray diffraction method, (crystallite size with respect to the 002 plane of α-Co) /
(Crystallite size for 100 plane of α-Co) is 3.0
The above is desirable.

【0012】即ち、前記結晶子サイズの比の値の3.0
を境にして垂直磁気異方性が大きく変化し、3.0に満
たないと垂直磁気異方性は余り大きくすることができ
ず、本発明の目的を充分に達成することができなくな
る。
That is, the crystallite size ratio value of 3.0
The perpendicular magnetic anisotropy greatly changes at the boundary of, and if it is less than 3.0, the perpendicular magnetic anisotropy cannot be increased so much that the object of the present invention cannot be sufficiently achieved.

【0013】結晶子サイズそのものの大きさは、本発明
の目的を達成する上で直接は影響しないが、α−Coの
100面に対する結晶子サイズとα−Coの002面に
対する結晶子サイズの大きさの差が250オンク゛ストローム以
上であることが望ましい。
The size of the crystallite size itself does not directly affect the achievement of the object of the present invention, but the size of the crystallite size with respect to the 100 face of α-Co and the size of the crystallite size with respect to the 002 face of α-Co are large. It is desirable that the difference in height be 250 angstroms or more.

【0014】本発明におけるCoを主体とする強磁性薄
膜は、通常、Coを少なくとも50at%以上含有する
ものであり、Co以外の成分として、Co−Ni,Co
−Pt,Co−Ni−Pd,Co−Fe,Co−Ni−
Fe,Co−Cr−Ta等を導入することができる。さ
らに、これらの組成中に、Al,B,Cr等を加えるこ
とにより、金属薄膜としての他の特性を改良することも
できる。
The ferromagnetic thin film mainly composed of Co in the present invention usually contains at least 50 at% or more of Co, and as a component other than Co, Co--Ni, Co
-Pt, Co-Ni-Pd, Co-Fe, Co-Ni-
Fe, Co-Cr-Ta, etc. can be introduced. Further, by adding Al, B, Cr or the like to these compositions, other characteristics as a metal thin film can be improved.

【0015】本発明の磁性層の金属薄膜の膜厚は、通
常、200乃至10、000A(オングストローム)の
範囲である。
The thickness of the metal thin film of the magnetic layer of the present invention is usually in the range of 200 to 10,000 A (angstrom).

【0016】強磁性金属薄膜の結晶子サイズが本発明の
磁気記録媒体のようにする方法には種々あり、強磁性金
属薄膜の組成、強磁性金属薄膜の下地材料、成膜雰囲気
や成膜速度の調整等による方法が考えられる。中でも、
主として、強磁性金属薄膜の組成による方法として、C
o−Pd−Cr系の合金薄膜をスパッタリングで成膜し
て得た強磁性金属薄膜が最も好ましい。
There are various methods in which the crystallite size of the ferromagnetic metal thin film is the same as that of the magnetic recording medium of the present invention. The composition of the ferromagnetic metal thin film, the base material of the ferromagnetic metal thin film, the film forming atmosphere and the film forming speed. It is possible to use a method such as adjustment. Above all,
As a method mainly based on the composition of a ferromagnetic metal thin film, C
A ferromagnetic metal thin film obtained by forming an o-Pd-Cr alloy thin film by sputtering is most preferable.

【0017】特に、その合金を(Co100-xPdx)100-
yCry (x及 びyは、at.%(原子%))と表した
ときに、10≦x≦40、5≦y≦25、である場合が
好ましい。Co−Pd−Cr系の合金薄膜は、Co−P
dの二元合金の磁歪高かが有効に作用して、その結晶子
サイズの大きさの比が本発明のような条件になり易いた
めではないかと考えられる。
In particular, the alloy is made of (Co100-xPdx) 100-
When expressed as yCry (x and y are at.% (atomic%)), it is preferable that 10 ≦ x ≦ 40 and 5 ≦ y ≦ 25. Co-Pd-Cr alloy thin film is Co-P
It is considered that the high magnetostriction of the binary alloy of d effectively acts and the ratio of the crystallite size is likely to be the condition as in the present invention.

【0018】更に、酸素が成分に加わった{(Co100-
xPdx)100-yCry}100-zOz (10≦x≦40、5
≦y ≦25、0.5≦z≦15、x、y及びzは、a
t.%(原子%)である。)で 表される組成の強磁性金
属薄膜も本発明にとって有効であり、この組成の強磁性
金属薄膜は、特に、垂直磁気異方性を、一層良好なもの
とすることができる。
Further, oxygen is added to the component {(Co100-
xPdx) 100-yCry} 100-zOz (10 ≦ x ≦ 40, 5
≦ y ≦ 25, 0.5 ≦ z ≦ 15, x, y and z are a
t.% (atomic%). The ferromagnetic metal thin film having the composition represented by (4) is also effective for the present invention, and the ferromagnetic metal thin film having this composition can further improve the perpendicular magnetic anisotropy.

【0019】また、Co−Pd−Cr系の合金薄膜は、
室温からせいぜい350℃程度の比較的低温で成膜する
ことが可能であるので、Co−Cr系等他のCoを主成
分とする場合よりも、非磁性支持体の選択の幅が広が
り、また成膜装置も比較的安価なものでよいなどの利点
がある。
The Co-Pd-Cr alloy thin film is
Since it is possible to form a film at a relatively low temperature of from room temperature to about 350 ° C. at most, the range of selection of the non-magnetic support is wider than in the case of using Co as the main component such as Co—Cr system. There is an advantage that the film forming apparatus may be relatively inexpensive.

【0020】前記薄膜磁性層は、更に特性の向上を図る
ため、前記合金組成に加えてPd,Cr添加効果を損な
わない範囲で、10at.%以下の酸素、窒素、炭素、
不活性ガス、金属、あるいは半金属等の添加元素を加え
ても良い。中でも、酸素を前記組成の薄膜磁性層中に
0.5乃至15at.%、望ましくは1乃至10at.
%導入することにより、垂直磁気異方性をより一層高い
ものとすることができる。
In order to further improve the characteristics of the thin film magnetic layer, oxygen, nitrogen, carbon of 10 at.
An additive element such as an inert gas, a metal, or a semimetal may be added. Above all, oxygen is added to the thin film magnetic layer having the above composition at 0.5 to 15 at. %, Preferably 1 to 10 at.
%, The perpendicular magnetic anisotropy can be further increased.

【0021】なお、通常、強磁性金属薄膜中の金属元素
のat%の値は、金属薄膜の組成をICP(Inductivel
y Coupled PlasmaAnalysis)で較正したXRF (蛍光
X線分析)によ って定量することによ規定される値で
ある。
[0021] Usually, the value of at% of the metal element in the ferromagnetic metal thin film is determined by the ICP (Inductivel)
It is a value specified by quantifying by XRF (fluorescent X-ray analysis) calibrated by y Coupled Plasma Analysis).

【0022】一方、酸素のat%は、得られた金属薄膜
をオージェ電子分光法(AES)で得られる膜の深さ方
向のプロファイルから読み取った値で測定できる。
On the other hand, the at% of oxygen can be measured by a value obtained by reading the obtained metal thin film from the profile in the depth direction of the film obtained by Auger electron spectroscopy (AES).

【0023】また、本発明の磁気記録媒体においては、
前記組成の磁性層と非磁性支持体との間に下地層として
非磁性層を設けることにより、抗磁力が更に向上した磁
性層を得ることができる。前記非磁性層の組成として
は、例えば、Cr,Mo、W,V,Nb,Ta、Si,
Ge,Ti,などの金属、酸化物、窒化物あるいは炭化
物などの薄膜を用いることができる。前記非磁性層用の
組成をCr,Ge及びTiの金属単体、酸化物、窒化物
あるいは炭化物とすることにより、その上に形成される
金属薄膜の垂直磁気異方性を一層優れたものとする。
In the magnetic recording medium of the present invention,
By providing a nonmagnetic layer as an underlayer between the magnetic layer having the above composition and the nonmagnetic support, a magnetic layer having a further improved coercive force can be obtained. Examples of the composition of the non-magnetic layer include Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Si,
A thin film of a metal such as Ge or Ti, an oxide, a nitride, or a carbide can be used. When the composition for the non-magnetic layer is a simple metal, oxide, nitride or carbide of Cr, Ge and Ti, the perpendicular magnetic anisotropy of the metal thin film formed thereon is further improved. ..

【0024】この非磁性基板上に設ける非磁性層の効果
は、エピタキシャルな効果、もしくは非磁性基板からの
不純物の磁性薄膜中への混入が防止されて、垂直磁気的
に優れた構造の磁性層の形成を容易にするためではない
かと考えられる。
The effect of the non-magnetic layer provided on the non-magnetic substrate is an epitaxial effect, or impurities from the non-magnetic substrate are prevented from mixing into the magnetic thin film, and the magnetic layer has an excellent perpendicular magnetic structure. It is thought that this is to facilitate the formation of.

【0025】非磁性層の膜厚としては、200〜10、
000Aであればよい。非磁性層の成膜方法としては、
磁性層と同じくスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜
法が非磁性層の効果を薄膜磁気記録層に反映させる上で
好ましい。
The thickness of the non-magnetic layer is 200 to 10,
It may be 000A. As a method for forming the non-magnetic layer,
Similar to the magnetic layer, a vacuum film forming method such as sputtering or vacuum evaporation is preferable in order to reflect the effect of the nonmagnetic layer in the thin film magnetic recording layer.

【0026】本発明の磁気記録媒体の金属薄膜磁性層の
成膜は、スパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法にて
形成することができる。所定の組成の合金薄膜を得るに
は、薄膜組成に近い組成の合金ターゲットにてスパッタ
リング成膜を行ってもよいし、また複数のターゲットを
同時にスパッタリング(多元同時スパッタ)することに
より、非磁性基板上に所定の組成の合金薄膜を形成して
もよい。
The metal thin film magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention can be formed by a vacuum film forming method such as sputtering or vacuum evaporation. In order to obtain an alloy thin film having a predetermined composition, an alloy target having a composition close to that of the thin film may be used for sputtering film formation, or a plurality of targets may be simultaneously sputtered (multiple simultaneous sputtering) to produce a non-magnetic substrate. You may form the alloy thin film of a predetermined composition on it.

【0027】金属薄膜中への酸素を導入する場合は、前
記のいずれかのターゲット組成、あるいは成膜される出
発材料に予め加えておいても良いし、また成膜過程で真
空ガス雰囲気中に微量の酸素を含むガスとして混入させ
ることにより、非磁性基板上に形成される金属薄膜中に
取り入れても良い。通常、酸素の導入は、Ar等の不活
性ガス中に酸素を微量混在させたガスを真空槽内に導入
することにより行うことができる。
When oxygen is introduced into the metal thin film, it may be added in advance to any of the above target compositions or starting materials to be formed, or in a vacuum gas atmosphere during the film forming process. It may be incorporated into the metal thin film formed on the non-magnetic substrate by mixing it as a gas containing a trace amount of oxygen. Usually, the introduction of oxygen can be performed by introducing a gas in which a small amount of oxygen is mixed in an inert gas such as Ar into the vacuum chamber.

【0028】また、前記多元同時スパッタ法は、粒界の
分離性を高めるので磁気異方性を誘起し易く、本発明の
磁気記録媒体を得るのに望ましい方法である。例えば、
CoPd合金ターゲットとCrターゲットを組み合わせ
微量酸素含有真空雰囲気中で2元同時スパッタリングす
ることによりCr、及び酸素の偏析効果を更に高めて、
磁気異方性の優れた金属薄膜を得ることができる。ま
た、薄膜磁気記録層の特性をより向上させるため、例え
ばスパッター成膜時の真空中の残留ガス雰囲気、基板温
度、基板表面の吸着物除去、基板からの脱ガスの低減、
成膜速度、などのついての最適化が望ましいのは勿論で
ある。
Further, the multi-source simultaneous sputtering method is a desirable method for obtaining the magnetic recording medium of the present invention since it enhances the separation property of the grain boundaries and easily induces magnetic anisotropy. For example,
By combining a CoPd alloy target and a Cr target and performing binary simultaneous sputtering in a vacuum atmosphere containing a small amount of oxygen, the segregation effect of Cr and oxygen is further enhanced,
A metal thin film having excellent magnetic anisotropy can be obtained. Further, in order to further improve the characteristics of the thin film magnetic recording layer, for example, a residual gas atmosphere in a vacuum during sputtering film formation, the substrate temperature, removal of adsorbed substances on the substrate surface, reduction of degassing from the substrate,
Of course, it is desirable to optimize the film forming speed.

【0029】本発明においては、薄膜磁気記録層の内部
応力に起因する磁歪の効果が効いていると考えられ、ス
パッタリング時の成膜室の真空槽内の不活性ガスの圧力
により、得られる磁気特性が変化するので製造の際には
ガス圧に留意することが望ましい。例えば、不活性ガス
にArを使用する場合、Arガス圧は、5×10-3To
rr以上にすることが望ましい。不活性ガスにArを使
用する場合、スパッタガス圧は、5×10-3Torr以
上にすることが望ましく、更に酸素含有ガス分圧は、2
×10-4Torr以下が望ましい。
In the present invention, it is considered that the magnetostriction effect due to the internal stress of the thin film magnetic recording layer is effective, and the magnetic field obtained by the pressure of the inert gas in the vacuum chamber of the film forming chamber during sputtering is obtained. Since the characteristics change, it is desirable to pay attention to the gas pressure during manufacturing. For example, when Ar is used as the inert gas, the Ar gas pressure is 5 × 10 −3 To.
It is desirable to be rr or more. When Ar is used as the inert gas, the sputtering gas pressure is preferably 5 × 10 −3 Torr or more, and the oxygen-containing gas partial pressure is 2 or more.
It is desirable that it be not more than × 10 -4 Torr.

【0030】また、薄膜磁気記録層の特性をより向上さ
せるため、例えばスパッター成膜時の真空中の残留ガス
雰囲気、基板温度、基板表面の吸着物除去、基板からの
脱ガスの低減、成膜速度、などのついての最適化が望ま
しいのは勿論である。
In order to further improve the characteristics of the thin film magnetic recording layer, for example, a residual gas atmosphere in a vacuum during sputtering film formation, the substrate temperature, removal of adsorbed substances on the substrate surface, reduction of degassing from the substrate, film formation Of course, optimization of speed, etc. is desirable.

【0031】本発明の磁気記録媒体における非磁性基板
としては、Al,Al合金などの金属、ガラス、セラミ
ックス、合成樹脂などから形成される非磁性基板、ある
いは表面処理、下地層を有する非磁性基板が用いられ
る。例えば,Al系合金,Ni−P下地付きAl基板、
各種強化ガラス、各種セラミクス、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、無機・有
機複合材料などが用いられる。
As the non-magnetic substrate in the magnetic recording medium of the present invention, a non-magnetic substrate made of metal such as Al or Al alloy, glass, ceramics, synthetic resin or the like, or a non-magnetic substrate having a surface treatment or an underlayer. Is used. For example, Al alloy, Al substrate with Ni-P underlayer,
Various tempered glass, various ceramics, polyethylene terephthalate, polyimide, polyetherimide, inorganic / organic composite materials and the like are used.

【0032】特に、本発明においては、成膜時に非磁性
基板を高温度に加熱する必要がないから、プラスチック
等の耐熱性の低い材料への適用が可能である。非磁性基
板の形態としては、ディスク状形態のほかに、テープ状
形態にも勿論適用できる。
In particular, in the present invention, since it is not necessary to heat the nonmagnetic substrate to a high temperature during film formation, it can be applied to a material having low heat resistance such as plastic. As the form of the non-magnetic substrate, besides the disc-like form, it is of course applicable to the tape-like form.

【0033】また、上記の垂直磁気異方性を有する薄膜
磁気記録層の下に直接、あるいは中間層を介して、膜面
内に磁化容易軸を有する低抗磁力磁性層を設けたいわゆ
る二層構造型垂直磁化媒体として実施することも可能で
ある。低抗磁力磁性層としては、面内抗磁力が100エ
ルステッド以下の面内磁化膜、特に望ましくは高透磁率
を有する軟磁性薄膜が望ましい。例えば、パーマロイ系
合金、Co−Cr−Ta,Co−Cr−Nb、Co−N
b−Zr、等の薄膜が挙げられる。前記の中間層として
は、例えば前記非磁性層と類似の材料、膜構造を使用す
ることができる。
Further, a so-called two-layer structure in which a low coercive force magnetic layer having an easy axis of magnetization is provided in the film plane directly or through an intermediate layer under the thin film magnetic recording layer having the perpendicular magnetic anisotropy described above. It is also possible to implement it as a structured perpendicular magnetization medium. As the low coercive force magnetic layer, an in-plane magnetized film having an in-plane coercive force of 100 oersted or less, particularly preferably a soft magnetic thin film having high magnetic permeability is desirable. For example, permalloy alloy, Co-Cr-Ta, Co-Cr-Nb, Co-N
Examples thereof include thin films such as b-Zr. As the intermediate layer, for example, a material and a film structure similar to those of the nonmagnetic layer can be used.

【0034】前記抵抗磁力磁性層の膜厚としては、20
0乃至10、000Aで選ばれる。成膜方法としては、
メッキ法等も可能ではあるが、スパッタリング、真空蒸
着等の真空成膜法がより好ましい。
The film thickness of the resistance magnetic force magnetic layer is 20
It is selected from 0 to 10,000A. As a film forming method,
Although a plating method or the like is possible, a vacuum film forming method such as sputtering or vacuum deposition is more preferable.

【0035】また、本発明をより効果的に実施するた
め、薄膜磁性層の上に、保護層および潤滑層を設けても
良い。 例えば、保護層としては、カーボン薄膜、酸化
膜、窒化膜、炭化膜、金属薄膜、合金薄膜、などが用い
られる。潤滑層としては、金属薄膜型磁気記録媒体用の
潤滑剤として知られている各種の化合物を使用すること
ができる。中でもパーフロロカーボン系潤滑剤は、潤滑
効果の上で望ましい。以下の実施例により本発明の新規
な効果を具体的に説明する。
In order to carry out the present invention more effectively, a protective layer and a lubricating layer may be provided on the thin film magnetic layer. For example, as the protective layer, a carbon thin film, an oxide film, a nitride film, a carbide film, a metal thin film, an alloy thin film, or the like is used. As the lubricant layer, various compounds known as lubricants for metal thin film magnetic recording media can be used. Of these, perfluorocarbon-based lubricants are desirable in terms of lubrication effect. The novel effects of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

(実施例1)マグネトロンスパッタ装置の真空槽内に1
25mm径のCo80Pd20(at%)の組成の合金ター
ゲット及びCrターゲットを設置して、次いで真空槽内
にガス圧が5×10-3Torrとなるまでアルゴンガス
を導入した。しかる後、前記Co80Pd20ターゲットに
は2.0kWのRF電力を、前記Crターゲットには1
50WのDC電力を投入して、径86mm、厚さ1.2
mmのガラス基板上に、2000オンク゛ストロームの膜厚でC
oPdCr径合金の強磁性金属薄膜をスパッタリング成
膜した磁気記録媒体の試料を得た。
(Example 1) 1 in a vacuum chamber of a magnetron sputtering apparatus
An alloy target having a composition of Co80Pd20 (at%) with a diameter of 25 mm and a Cr target were set, and then argon gas was introduced into the vacuum chamber until the gas pressure became 5 × 10 −3 Torr. Then, the Co80Pd20 target was supplied with an RF power of 2.0 kW, and the Cr target was supplied with 1 RF power.
DC power of 50W is applied, diameter 86mm, thickness 1.2
C with a thickness of 2000 angstroms on a glass substrate of mm
A sample of a magnetic recording medium was obtained by sputtering a ferromagnetic metal thin film of an oPdCr alloy.

【0037】(実施例2)実施例1において、Co80P
d20(at%)の組成の合金ターゲットに変えて、Co
75Pd25(at%)の組成の合金ターゲットを使用した
以外は、実施例1と同一の条件で磁気記録媒体の試料を
作成した。
(Example 2) In Example 1, Co80P
Change to an alloy target with a composition of d20 (at%), Co
A magnetic recording medium sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that an alloy target having a composition of 75 Pd25 (at%) was used.

【0038】(実施例3)実施例1において、Co80P
d20(at%)の組成の合金ターゲットに変えて、Co
70Pd30(at%)の組成の合金ターゲットを使用した
以外は、実施例1と同一の条件で磁気記録媒体の試料を
作成した。
Example 3 In Example 1, Co80P
Change to an alloy target with a composition of d20 (at%), Co
A magnetic recording medium sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that an alloy target having a composition of 70 Pd30 (at%) was used.

【0039】(比較例1)実施例1において、Co80P
d20(at%)の組成の合金ターゲットに変えて、Co
の単体金属ターゲットを使用した以外は、実施例1と同
一の条件で磁気記録媒体の試料を作成した。
Comparative Example 1 In Example 1, Co80P
Change to an alloy target with a composition of d20 (at%), Co
A magnetic recording medium sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the single metal target of No. 1 was used.

【0040】(比較例2)実施例1において、Co80P
d20(at%)の組成の合金ターゲットに変えて、Co
90Pd10(at%)の組成の合金ターゲットを使用した
以外は、実施例1と同一の条件で磁気記録媒体の試料を
作成した。
(Comparative Example 2) In Example 1, Co80P
Change to an alloy target with a composition of d20 (at%), Co
A magnetic recording medium sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that an alloy target having a composition of 90 Pd10 (at%) was used.

【0041】(比較例3)実施例1において、Co80P
d20(at%)の組成の合金ターゲットに変えて、Co
85Pd15(at%)の組成の合金ターゲットを使用した
以外は、実施例1と同一の条件で磁気記録媒体の試料を
作成した。
(Comparative Example 3) In Example 1, Co80P
Change to an alloy target with a composition of d20 (at%), Co
A magnetic recording medium sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that an alloy target having a composition of 85 Pd15 (at%) was used.

【0042】以上のようにして作成された磁気記録媒体
の試料の結晶子サイズ及び磁気特性をそれぞれ薄膜X線
回折法及び振動試料型磁力計(VSM)を用いて測定評
価した。
The crystallite size and the magnetic properties of the samples of the magnetic recording medium prepared as described above were measured and evaluated using the thin film X-ray diffraction method and the vibrating sample magnetometer (VSM), respectively.

【0043】薄膜X線回折法による測定は、各磁気記録
媒体の試料の強磁性金属薄膜に対するX線の入射角を1
度以下にして行った。また、振動試料型磁力計(VS
M)による測定の際の印加磁界は、15(kOe)とし
た。測定結果は、表1の通りであった。
In the measurement by the thin film X-ray diffraction method, the incident angle of the X-ray with respect to the ferromagnetic metal thin film of the sample of each magnetic recording medium is 1
I did it less than once. In addition, a vibrating sample magnetometer (VS
The applied magnetic field at the time of measurement by M) was set to 15 (kOe). The measurement results are shown in Table 1.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】以上の結果から、(α−Coの002面に
対する結晶子サイズ/α−Coの100面に対する結晶
子サイズの大きさ)の比が3.0以上になると垂直磁気
異方性の大きさが良好になることが分かった。特に、垂
直方向の抗磁力の測定からは、面内磁化膜しか得られな
いことが分かった。
From the above results, when the ratio of (crystallite size for 002 plane of α-Co / size of crystallite size for 100 plane of α-Co) is 3.0 or more, the magnitude of perpendicular magnetic anisotropy is large. Was found to be good. In particular, it was found from the measurement of the coercive force in the vertical direction that only an in-plane magnetized film could be obtained.

【0046】(実施例4)マグネトロンスパッタ装置の
真空槽内に125mm径のCo80Pd20(at%)の組
成の合金ターゲット及びCrターゲット、更にTiター
ゲットを設置して、次いで真空槽内にガス圧が5×10
-3Torrとなるまでアルゴンガスを導入した。しかる
後、まず前記Tiターゲットに500Wの電力を投入し
て、径86mm、厚さ1.2mmのガラス基板上に、1
000オンク゛ストロームの膜厚のTiの非磁性層を形成した。
次いで、前記Co80Pd20ターゲットには2.0kWの
RF電力を、前記Crターゲットには150WのDC電
力を投入し、且つ前記ガラス基板を180℃に加熱保持
しつつ、スパッタリングを行って、2000オンク゛ストローム
の膜厚でCoPdCr系合金の強磁性金属薄膜を成膜し
て磁気記録媒体の試料を得た。
Example 4 An alloy target having a composition of 125 mm Co80 Pd20 (at%), a Cr target, and a Ti target were placed in a vacuum chamber of a magnetron sputtering apparatus, and then a gas pressure of 5 was set in the vacuum chamber. × 10
Argon gas was introduced until the pressure reached -3 Torr. Then, first, 500 W of electric power was applied to the Ti target, and 1 was placed on a glass substrate having a diameter of 86 mm and a thickness of 1.2 mm.
A nonmagnetic layer of Ti having a film thickness of 000 angstrom was formed.
Then, an RF power of 2.0 kW was applied to the Co80Pd20 target and a DC power of 150 W was applied to the Cr target, and while the glass substrate was heated and held at 180 ° C., sputtering was performed to form a 2000 angstrom film. A ferromagnetic metal thin film of CoPdCr-based alloy was formed into a thick film to obtain a sample of a magnetic recording medium.

【0047】(実施例5)実施例4において、CoPd
Cr系合金の強磁性金属薄膜を成膜する際に基板を加熱
保持する温度を100℃にした以外は、実施例4と同一
の条件で磁気記録媒体の試料を得た。
(Example 5) In Example 4, CoPd
A magnetic recording medium sample was obtained under the same conditions as in Example 4 except that the temperature at which the substrate was heated and held at the time of forming the ferromagnetic metal thin film of the Cr-based alloy was 100 ° C.

【0048】(実施例6)実施例4において、CoPd
Cr系合金の強磁性金属薄膜を成膜する際に基板を加熱
保持する温度を250℃にした以外は、実施例4と同一
の条件で磁気記録媒体の試料を得た。
(Example 6) In Example 4, CoPd
A sample of a magnetic recording medium was obtained under the same conditions as in Example 4 except that the temperature at which the substrate was heated and held when forming the ferromagnetic metal thin film of a Cr-based alloy was 250 ° C.

【0049】(実施例7)実施例4において、CoPd
Cr系合金の強磁性金属薄膜を成膜する際に基板を加熱
保持する温度を350℃にした以外は、実施例4と同一
の条件で磁気記録媒体の試料を得た。
(Example 7) In Example 4, CoPd
A magnetic recording medium sample was obtained under the same conditions as in Example 4 except that the temperature at which the substrate was heated and held at the time of forming the ferromagnetic metal thin film of a Cr-based alloy was 350 ° C.

【0050】(比較例4)実施例4において、CoPd
Cr系合金の強磁性金属薄膜を成膜する際に基板を加熱
せずに、室温に保持した以外は実施例4と同一の条件で
磁気記録媒体の試料を得た。作成した試料をの結晶子サ
イズ及び垂直磁気特性の測定評価結果は、表2の通りで
あった。
(Comparative Example 4) In Example 4, CoPd
A sample of a magnetic recording medium was obtained under the same conditions as in Example 4 except that the substrate was not heated and was kept at room temperature when forming the ferromagnetic metal thin film of the Cr-based alloy. Table 2 shows the measurement and evaluation results of the crystallite size and the perpendicular magnetic characteristics of the prepared sample.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】[0052]

【発明の効果】 非磁性支持体上にCoを主体とする強
磁性金属薄膜を有する垂直磁気記録用媒体において、該
強磁性金属薄膜の薄膜X線回折法から求められる結晶子
サイズの比に関して、(α−Coの002面に対する結
晶子サイズ)/(α−Coの100面に対する結晶子サ
イズ)が3.0以上とすることにより、垂直磁気異方性
に優れた磁気記録媒体を得ることができる。特に、強磁
性金属薄膜として各原子の組成比を特定したCoPdC
rの三元系合金が有効であった。
In a perpendicular magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film mainly composed of Co on a non-magnetic support, with respect to the crystallite size ratio of the ferromagnetic metal thin film obtained by thin film X-ray diffraction, By setting (crystallite size with respect to 002 plane of α-Co) / (crystallite size with respect to 100 plane of α-Co) of 3.0 or more, a magnetic recording medium excellent in perpendicular magnetic anisotropy can be obtained. it can. In particular, CoPdC in which the composition ratio of each atom is specified as a ferromagnetic metal thin film
The ternary alloy of r was effective.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非磁性支持体上にCoを主体とする強磁
性金属薄膜を有する垂直磁気記録用媒体において、該強
磁性金属薄膜の薄膜X線回折法から求められる結晶子サ
イズの比に関して、(α−Coの002面に対する結晶
子サイズ)/(α−Coの100面に対する結晶子サイ
ズ)が3.0以上であることを特徴とする垂直磁気記録
用媒体。
1. In a perpendicular magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film mainly composed of Co on a non-magnetic support, with respect to the crystallite size ratio of the ferromagnetic metal thin film obtained by thin film X-ray diffraction, A perpendicular magnetic recording medium characterized in that (crystallite size of 002 plane of α-Co) / (crystallite size of 100 plane of α-Co) is 3.0 or more.
【請求項2】 前記強磁性金属薄膜が、CoPdCrの
三元系合金である請求項1記載の垂直磁気記録用媒体。
2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ferromagnetic metal thin film is a ternary alloy of CoPdCr.
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