JPWO2010038448A1 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents
垂直磁気記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2010038448A1 JPWO2010038448A1 JP2010531745A JP2010531745A JPWO2010038448A1 JP WO2010038448 A1 JPWO2010038448 A1 JP WO2010038448A1 JP 2010531745 A JP2010531745 A JP 2010531745A JP 2010531745 A JP2010531745 A JP 2010531745A JP WO2010038448 A1 JPWO2010038448 A1 JP WO2010038448A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic recording
- magnetic
- recording medium
- perpendicular magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 203
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910000684 Cobalt-chrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910019222 CoCrPt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 304
- 239000010408 film Substances 0.000 description 59
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 28
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 7
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 7
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 6
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 4
- 238000009812 interlayer coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005345 chemically strengthened glass Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019586 CoZrTa Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005435 FeTaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005374 Kerr effect Effects 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000005316 antiferromagnetic exchange Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/66—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
- G11B5/676—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having magnetic layers separated by a nonmagnetic layer, e.g. antiferromagnetic layer, Cu layer or coupling layer
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/73—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
- G11B5/7368—Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer
- G11B5/7369—Two or more non-magnetic underlayers, e.g. seed layers or barrier layers
Landscapes
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
Description
そこで、磁気記録層に高い結晶磁気異方性を有する強磁性材料と低保磁力強磁性材料を積層して用い、実効的に保磁力を低減させるECC(Exchange Coupled Composite)構造が提案されている。この構造により、熱的安定性を確保しつつ、記録磁界を低減し、熱揺らぎ耐性と飽和記録特性の両立が実現される(例えば、特許文献1)。さらには、特許文献1に記載されているように、第3の磁気記録層を設けることにより、媒体上層部における磁化方向をほぼ垂直に近づけて、SN比の向上を図った構造も提案されている。
ECC構造においては、強磁性層間の交換相互作用の大きさおよび向きを制御するため、両層の間に非磁性の交換結合制御層(ECL層:Exchange Control Layer)を配置して、層間相互作用による交換結合を利用している。従来、このECL層には、その上層の磁気記録層がエピタキシャル成長しやすいRu(ルテニウム)が広く用いられている。
また、近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に、磁気記録技術を用いたHDD(ハードディスクドライブ)の面記録密度は年率100%程度の割合で増加し続けている。
HDD等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減して行く必要があった。ところが、従来から商業化されている面内磁気記録方式(長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される)の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。この阻害要因解決のために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案された。
垂直磁気記録方式の場合、面内磁気記録方式とは異なり、主磁気記録層の磁化容易軸基盤面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎが現象を抑制することができる。また、垂直磁気記録媒体では、軟磁性層が設けられ、軟磁性層により、記録ヘッドからの磁束を収束させ、また鏡像効果により、長手記録媒体に比べ急峻で大きな磁界を発生させることが可能になるので、高記録密度化に対して好適である。
垂直磁気記録方式において磁気記録層がhcp(六方最密充填)構造である場合には磁化容易軸はC軸であり、C軸を基板の法線方向に配向させる必要がある。このC軸の配向性を向上させるためには、磁気記録層の下にhcp構造の非磁性下地層を設けることが有効である。下地層にはCoCr合金、Ti、V、Zr、Hfなどが知られているが、特にRu(ルテニウム)が磁気記録層の結晶配向性を効果的に向上させ、保磁力Hcを高めることができることが知られている。
垂直磁気記録方式では、SN比(Signal to Noise Ratio)及び保磁力Hcを向上させるために、さまざまな構造を提案されている。例えば、特許文献2に記載されているように、下地層の磁性粒(磁性グレイン)の結晶粒界に非磁性物質または酸化物を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化する方法が開示されている。また、特許文献3には、磁性粒の微細化を促進するために、下地層の上に微結晶している非磁性グラニュラー構造からなる配向制御層(薄膜層)を積層し、その上に磁性層を成長させる方法が開示されている。さらに、特許文献4には、磁性結晶粒を微細化するために、軟磁性層と記録磁性層との間の中間層として、非磁性物質または非磁性層に酸化物が添加された材料を用いることが開示されている。
[第1発明に関する発明の開示]
[第1発明に関する発明が解決しようとする課題]
また、貴金属のRuは、この数年間値上がりをし続けているため、ECL層としてRuを用いると生産コストが増加するという問題がある。
[第1発明に関する課題を解決するための手段]
(構成1)基板上に、少なくとも、強磁性材料からなる第1の記録層、交換結合制御層および前記第1の記録層と交換結合する強磁性材料からなる第2の記録層を備えた垂直磁気記録媒体であって、
前記交換結合制御層は、Cr含有率が少なくとも30原子%であるCoCr合金を主体とする材料からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
上記構成1に係る発明によれば、以下の作用効果が得られる。
CoCr合金は、記録層の強磁性材料と同じhcp(六方最密充填)構造をとるため、良好な結晶配向性を得ることができる。また、従来のRuを用いる場合よりCoCr合金は安価であるため、コスト削減を実現できる。
また、Ruを用いた従来構造では、Ruの膜厚が0.2nm以上ではSN比が急激に低下するため、Ruの膜厚を0.2nm以下で制御しなければならなかったが、本発明によれば、交換結合制御層の膜厚をより制御しやすい膜厚(例えば0.5nm〜1.0nm以下)に設定し制御することが可能となるので、膜厚制御が容易であり、生産制御性に優れる。
さらに、CoCr合金におけるCr含有率が、少なくとも30原子%であることにより、非磁性となるため、良好な層間相互作用を得ることができる。このため、SNR(Signal to Noise Ratio)を向上させることができ、記録再生特性を向上させることができる。
本発明において、前記交換結合制御層は、CoCr合金からなる態様の他、上記本発明の作用効果が損なわれない範囲において、他の成分を含む態様とすることができる。
[第1発明に関する発明の効果]
[第1発明を実施するための最良の形態]
図1は本発明の実施形態による垂直磁気記録媒体の構造を示す概略断面図である。図2は本実施形態による垂直磁気記録媒体におけるECL層の膜厚とSNR(Signal to Noise Ratio)の関係を示すグラフである。
図1に示すように、本実施形態による垂直磁気記録媒体10は、基板11上に、軟磁性材料よりなる裏打ち層12、非磁性材料よりなる中間層13、垂直磁気記録層14(強磁性材料よりなる第1の記録層14a、交換結合制御層14b、強磁性材料からなる第2の記録層14cで構成される)、保護層15を備えてなるものである。
裏打ち層12は、第1の軟磁性層12aと非磁性層12bと第2の軟磁性層1cとから構成される。第1の軟磁性層12aと第2の軟磁性層12cとは反強磁性結合した、AFC(Anti-ferro-Coupled-Film)−SUL(Soft Under Layer)構造を構成しており、これにより、軟磁性層からの漏れ磁束を抑制し、ノイズを低減することができる。
基板11は、ガラス基板やアルミ基板等、表面平坦性と機械強度に優れた材料からなる。例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
第1の軟磁性層12aと第2の軟磁性層12cは、軟磁性材料、例えばCoZrNb、CoZrTa、FeCoB、FeTaC、FeTaN、FeAlSi、FeCoAlO、CoNiFeB、CoFe2O4、ZnFe2O4、CoFe等により構成される。
非磁性層12bは、Ru、Rh、In、あるいはこれらの合金により構成される。
中間層13は、垂直磁気記録層14の結晶配向制御のため及び裏打ち層12と垂直磁気記録層14との間の相互作用を防止するための層であり、非磁性材料、例えばRu、Cr、Rh、Ir及びこれらの合金等により構成される。また、Ta等の下地層上にこれら非磁性材料が形成され、中間層13全体としては、Ru/NiFe/Ta、Ru/Ta、Ru/NiFeCr/Ta等の構造が適用される。
垂直磁気記録層14は、所定の磁気情報を記録するための層である。垂直磁気記録層14は、第1の記録層14a、交換結合制御層14b、および第2の記録層14cにより構成されている。
第1の記録層14aは、主に記録を担う磁性層であり、磁化容易軸が基板に対して垂直方向を向いている強磁性層であり、例えばCoCrPt−SiO2、CoCrPtO、(Pt/Co)n、(Fe/Pt)n等により構成される。
第2の記録層14cは、主に記録時の磁化反転をアシストする層であり、磁化容易軸が基板に対して面内又は斜め方向を向いている強磁性層であり、例えばCo又はCoCr等のCo合金等により構成される。
交換結合制御層14bは、Cr含有量が少なくとも30原子%であるCoCr合金である。また、酸化物が添加されたCoCr−TiO2、CoCr−Al2O3、CoCr−SiO2、CoCr−Cr2O3、CoCr−MgO等の酸化物グラニュラー構造としてもよい。
第1の記録層14aと第2の記録層14cとの間には、強磁性結合が形成されて、ECC構造をなしている。第1の記録層14aと第2の記録層14cとの間の交換結合力は、交換結合制御層14bの厚さによって制御されている。
保護層15は、垂直磁気記録媒体上を磁気ヘッドが走査する際に表面を保護するための層であり、例えば炭素膜等により構成される。
保護層上15上に、ディップコート法により、例えば、パーフルオロポリエーテル(PFPE)からなる潤滑層を設けてもよい。
[実施例]
ガラス基板11上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にて、Arガス雰囲気中で、第1の軟磁性層12a、非磁性層12b、第2の軟磁性層12c、裏打ち層12、非磁性材料よりなる中間層13、磁気記録層14、保護層15を順次積層した。
垂直磁気記録層14は、強磁性材料よりなる第1の記録層14a、交換結合制御層14bおよび強磁性材料よりなる第2の記録層14cから構成され、所定の磁気情報を記録するための層である。
ガラス基板11には、ディスク直径が65mmのアルミノシリケートガラスを用いた。
ガラス基板11上に、膜厚40nmのCoFeTaZrからなる第1の軟磁性層12a、膜厚0.7nmのRuからなる非磁性層12bおよび膜厚40nmのCoFeTaZrからなる第2の軟磁性層12cを順次成膜して、裏打ち層12を形成した。
裏打ち層12上に、膜厚25nmのRu/NiWを堆積し、中間層13を形成した。
次に、中間層13上に、膜厚10nmの垂直磁気異方性を有する強磁性材料であるCoCrPt−TiO2を成膜し、第1の記録層14aを形成した。
次に、第1の記録層14a 上に、88{(100-x)CoxCr)}−12TiO2で表記される交換結合制御層14bを形成した。ターゲットは、CoCr合金にTiO2粉末を混ぜ焼結して作製した。
ここで、88{(100-x)CoxCr)}−12TiO2は、CoCr合金におけるCrの含有量はx原子%であり、Coの含有量が(100-x)原子%であることを示す。また、CoCr合金の含有量は88mol%であり、TiO2の含有量は12mol%であることを示す。
次に、交換結合制御層14b上に、第2の記録層14cとして、膜厚7nmの強磁性材料であるCoCrPt合金を形成した。
最後に、第2の記録層14c上に、膜厚3nmのカーボン保護膜15を形成して本発明の垂直磁気記録媒体を得た。
Cr含有量x=10原子%とした88{90Co10Cr)}−12TiO2からなる交換結合制御層14bを有する試料を作製した。膜厚は、0nm、0.15nm、0.25nm、0.4nm、0.5nm、0.75nm、1.0nm、1.25nmおよび1.5nmのものを作製した。
ここで、88{90Co10Cr)}−12TiO2は、CoCr合金におけるCrの含有量は10原子%であり、Coの含有量が90原子%であることを示す。また、CoCr合金の含有量は88mol%であり、TiO2の含有量は12mol%であることを示す。
Cr含有量x=20原子%とした88{80Co20Cr)}−12TiO2からなる交換結合制御層14bを有する試料を作製した。膜厚は、0nm、0.15nm、0.25nm、0.4nm、0.5nm、0.75nm、1.0nm、1.25nmおよび1.5nmのものを作製した。
Cr含有量x=30原子%とした88{70Co30Cr)}−12TiO2からなる交換結合制御層14bを有する試料を作製した。膜厚は、0nm、0.15nm、0.25nm、0.4nm、0.5nm、0.75nm、1.0nm、1.25nmおよび1.5nmのものを作製した。
Cr含有量x=40原子%とした88{60Co40Cr)}−12TiO2からなる交換結合制御層14bを有する試料を作製した。膜厚は、0nm、0.15nm、0.25nm、0.4nm、0.5nm、0.75nm、1.0nm、1.25nmおよび1.5nmのものを作製した。
交換結合制御層14bとして、従来用いられていたRuからなる試料を作製した。膜厚は、0nm、0.08nm、0.1nm、0.13nm、0.15nm、0.2nmのものを作製した。
上記実施例1〜2と参考例1〜2と比較例1について、SNR改善効果について調べた。図2は、交換結合制御層の膜厚とΔSNRの関係を示すグラフである。ここで、ΔSNRとは、交換結合制御層を設けた場合のSNRと交換結合制御層を設けない場合のSNRとの差を示すものである。
図2に示すように、本発明における参考例1の88{90Co10Cr)}−12TiO2(グラフ中□で示す。)の場合、および参考例2である88{80Co20Cr)}−12TiO2(グラフ中▲で示す。)の場合においては、SNR改善効果は得られなかった。
実施例1の88{70Co30Cr)}−12TiO2(グラフ中○で示す。)の場合は、高いSNR改善効果を得ることができ、さらには、その効果が膜厚0.8nm付近まで持続しているため、生産制御性が高いことが分かる。すなわち、良好な記録再生特性が得られる。
また、実施例2の88{60Co40Cr)}−12TiO2(グラフ中△で示す。)の場合は、さらに膜厚1.0nm付近までSNR改善効果が持続しており、さらに生産制御性が高いことが分かる。
比較例1である、従来技術のRuを交換結合制御層に用いた場合(グラフ中●で示す。)は、0.1nm付近でΔSNRが一番良く、膜厚増加に従いSNR改善効果が急激に悪化している。すなわち、膜厚制御が困難であることを示している。
上記のことから、本発明により、CoCr合金のCrの含有量を30原子%以上とすることにより、第1の記録層と第2の記録層との良好な層間相互作用が得られ、SNR改善効果を得ることができるが分かった。
また、本実施例では酸化物としてTiO2を用いたが、これに限られず、CoCr−Al2O3、CoCr−SiO2、CoCr−Cr2O3、CoCr−MgOであっても同様の効果を得ることができる。
[第2発明に関する発明の開示]
[第2発明に関する発明が解決しようとする課題]
従来構成の垂直磁気記録媒体では、非特許文献1に記載されているように、磁性層の初期層(下地層と磁性層との間)の領域が存在することが記載されている。この初期層では、結晶配向の乱れが存在し、飽和磁化(Ms)および結晶磁気異方性定数(Ku)が低下していることが報告されている。これにより、SN比や記録再生特性が悪化するという問題がある。また、上記初期層が存在すると、磁性層の実行膜厚が積層された磁性層よりも薄くなり、媒体を製造するときの余分な材料を使用する必要がある。
[第2発明に関する課題を解決するための手段]
上記課題を解決するために、本第2発明は以下の構成を有する。
(構成5)
基板上に、少なくとも、下地層、オンセット層および磁気記録層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、
前記オンセット層は、飽和磁化が0emu/ccを超えて250emu/cc以下であって、磁性を有するCoCr合金を主体とする材料からなる領域を備え、かつ、該領域の膜厚が5nm以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
上記構成1に係る発明によれば、以下の作用効果が得られる。
オンセット層が、磁性を有するCoCr合金を主体とする材料からなる領域を備えたことにより、その上層として成長される磁気記録層が良好に継続してエピタキシャル成長をすることができ、結晶配向制御が容易であり、結晶粒の微細化が可能となる。また、このようなオンセット層が磁気記録層の初期層としての役割を果たすので、磁気記録層の実行膜厚を減少させることが無く、高い信号出力を得ることができるため、S/N比を向上させることができる。
上記構成6によれば、オンセット層が磁性を有するグラニュラー構造となるため、磁気記録層の磁性粒はオンセット層から継続してエピタキシャル成長されるため、上記構成1同様、良好な信号出力および磁気特性を得ることができる。
前記酸化物は、TiO、TiO2、SiO、SiO2、Cr2O3、Zr2O3、Ta2O5、Al2O3、W2O5、Mo2O5、V2O5、およびNb2O5から選ばれる少なくとも一つであることが望ましい。
前記下地層は、Ru(ルテニウム)からなることを特徴とする。構成5によれば、下地層のRuが、オンセット層のCoCr合金と同じhcp構造をとるため、良好なエピタキシャル結晶成長を行うことができるので、磁気特性等を向上させることができる。
前記磁気記録層は、CoCrPtと酸化物とからなるグラニュラー構造を有することを特徴とする。
[第2発明に関する発明の効果]
[第2発明を実施するための最良の形態]
図3は、本実施形態による垂直磁気記録媒体100の構造を示した断面図である。かかる磁気記録媒体100は、基体(ディスク基体)110、付着層112、軟磁性層114、配向制御層116、下地層118、第一オンセット層120、第二オンセット層122、主磁気記録層124、層間結合層125、連続層(Continuous層)126、媒体保護層128、潤滑層130で構成することができる。
まず、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成する。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性の基体(以下、「ディスク基体」という。)110を得る。アルミノシリケートガラスは、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、特に、磁気ヘッドの浮上量をより安定して低減できる。また、アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。このときディスク直径は例えば65mmである。このディスク基体110の主表面の表面粗さをAFM(原子間力顕微鏡)で測定したところ、Rmaxが2.18nm、Raが0.18nmという平滑な表面形状であった。なお、RmaxおよびRaは、日本工業規格(JIS)に従う。
このようにして得られたディスク基体110上に、真空引きを行った成膜装置を用い、Ar雰囲気中でDCマグネトロンスパッタリング法にて、付着層112から連続層126まで順次成膜を行い、媒体保護層128はCVD法により成膜する。この後、潤滑層130をディップコート法により形成する。なお、均一な成膜が可能であるという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明する。
第一オンセット層120は、(88-x)Co−xCr−12TiO2(x=9、13、18、22、26、35)、(88-x)Co−xCr−12SiO2(x=26、35)、(79-x)Co−xCr9Ru−12TiO2(x=9、18、26)、(60-y)Co−40Cr−ySiO2(y=3、6、9、12)、(65-z)Co−35Cr−zTa(z=3、5)、あるいは(65-z)Co−35Cr−zW(z=3、5)合金が好ましい。
上記組成は、例えば(88-x)Co−xCr−12TiO2において、x=9の場合、化学式は、79Co−9Cr−12TiO2となり、Co、CrおよびTiO2の原子百分率が、Coが79at%、Crが9at%、TiO2が12at%であることを示す。
第二オンセット層122の組成は、CoCrPt−SiO2−Cr2O3である。
上記連続層126は、CoCrPtB膜からなり、低Arガスで形成され、当該連続層126の面方向に磁性が連続している。かかる連続層126の膜厚は10nm以下であることが好ましく、望ましくは5nm以下である。
[実施例]
(実施例1)
ここでは、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ディスク基体を得た。ガラス基板の直径は、65mm、内径は20mm、ディスク厚は0.635mmの2.5インチ型磁気ディスク用基板であった。ここで、得られたガラス基板の表面粗さをAFM(原子間力顕微鏡)で観察したところ、Rmaxが2.18nm、Raが0.18nmの平滑な表面であることを確認した。なお、Rmax及びRaは、日本工業規格(JIS)に従う。
次に、キヤノンアネルバ社製C3040スパッタ成膜装置を用いて、ディスク基体110上に、DCマグネトロンスパッタリングで順次、付着層112、軟磁性層114、配向制御層116、下地層118、第一オンセット層120、第二オンセット層122、主磁気記録層124の成膜を行なった。
まず、付着層112は、厚さ10nmのCrTi45(Cr:55at%、Ti:45at%)層となるように、CrTiターゲットを用いて成膜した。
次に、第一軟磁性層114a、第二軟磁性層114cを、それぞれ厚さ20nmのアモルファスFeCoTaZr(Fe:37at%、Co:55at%、Ta:3at%、Zr:5at%)層となるように、FeCoTaZrターゲットを用いて成膜した。
非磁性スペーサ層114bとしてはRuターゲットを用いて0.5nmのRu層を成膜した。
そして、第二軟磁性層114cの上に6nmのNiW(Ni:92at%、W:8at%)からなる配向制御層116、Ruからなる下地層(第一下地層のRu層の成膜ガス圧は1.5Paであり、膜厚は10nm、第二下地層のRu層の成膜ガス圧は6.0Paであり、膜厚は10nmである。)を成膜した。
次に、膜厚1.5nmのCoCr−TiO2(Co:66at%、Cr:22at%、TiO2:12at%)からなる第一オンセット層120、および膜厚3nmのCoCrPt−SiO2−Cr2O3(Co:66at%、Cr:11at%、Pt:17at%、SiO2:3at%、Cr2O3:3at%)からなる第二オンセット層122、CoCrPt−TiO2からなる主磁気記録層124、連続層126、媒体保護層128を成膜した。
主磁気記録層124は、8nmのhcp結晶構造のCoCrPt−TiO2(Co:64at%、Cr:11.5at%、Pt:14.5at%、TiO2:10at%)からなる硬磁性体のターゲットを用いて成膜した。
層間結合層125には、0.6nmのhcp結晶構造の62Co−26Cr−12TiO2のターゲットを用いて成膜した。
さらに、連続層126は7.0nmのCoCrPtB(Co:62at%、Cr:18at%、Pt:15at%、B:5at%)のターゲットを用いて成膜した。
次に、CVD法で水素化カーボンからなる媒体保護層128を形成した。水素化炭素とすることで、膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対して垂直主磁気記録層を防護することができる。
この後、PFPE(パーフロロポリエーテル)からなる潤滑層130をディップコート法により形成した。潤滑層130の膜厚は1nmであった。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:62at%、Cr:26at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−SiO2(Co:62at%、Cr:26at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCrRu−TiO2(Co:53at%、Cr:26at%、Ru:9at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:62at%、Cr:26at%、TiO2:12at%)とし、膜厚を0.9nm、1.2nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、3.0nm、5.0nmとした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:53at%、Cr:35at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−SiO2(Co:62at%、Cr:35at%、SiO2:3at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCrTa(Co:62at%、Cr:35at%、TiO2:3at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCrW(Co:62at%、Cr:35at%、W:3at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCrW(Co:60at%、Cr:35at%、W:5at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:79at%、Cr:9at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:75at%、Cr:13at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:70at%、Cr:18at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCrRu−TiO2(Co:70at%、Cr:9at%、Ru:9at%、TiO2:12at%)とした。
上述した実施例1と同様の膜構成で、第一オンセット層120は、CoCr−TiO2(Co:62at%、Cr:26at%、TiO2:12at%)とし、膜厚を6.0nm、8.0nmとした。
上記で得られた媒体の、飽和磁化Ms、保磁力Hc、生成磁界Hn、およびS/Nを測定した。その結果を表1に示す。
媒体の磁気特性の飽和磁化(Ms)の評価には最大印加磁場が15kOeの振動試料型磁力計(VSM)を用いた。VSM測定用のサンプルには、基体(ディスク基体)110、付着層112、配向制御層116、下地層118、第一オンセット層120、媒体保護層128の構成で作製した。その他の磁気特性(Hc、Hn)の評価には、最大印加磁場が20kOeの極Kerr効果測定装置を用いた。また、記録再生特性S/Nの評価には、R/Wアナライザーと、記録側がSPT素子、再生側がGMR素子を備える垂直磁気記録方式用磁気ヘッドとを用いて、記録密度を1300kfciとして測定した。このとき、磁気ヘッドの浮上量は10nmであった。
また、比較例11および12に示すように、第一オンセット層の膜厚が5.0nmを超えると保持力Hcが著しく低下する。第一オンセット層の膜厚は5.0nm以下、より好ましくは3.0nm以下である。第一オンセット層が5.0nmを超えると、磁気記録層に比べCrの添加量が多く、結晶配向制御が困難となるため、特性の悪化がみられる。
オンセット層を、本発明による構成とすることにより、磁気記録層の配向制御および結晶粒の微細化を可能し、保持力を向上させることが分かった。また、磁気記録層の磁性層の初期層の役割を有するものとすることができるので、磁気記録層の実行膜厚を減少させることが無く、高い信号出力を得ることができる。
12 裏打ち層
13 中間層
14 垂直磁気記録層
14a 第1の記録層
14b 交換結合制御層
14c 第2の記録層
15 保護層
110 ディスク基体
112 付着層
114a 第一軟磁性層
114b 非磁性スペーサ
114c 第二軟磁性層
116 配向制御層
118 下地層
120 第一オンセット層
122 第二オンセット層
124 主磁気記録層
125 層間結合層
126 連続層
128 媒体保護層
130 潤滑層
Claims (9)
- 基板上に、少なくとも、強磁性材料からなる第1の記録層、交換結合制御層および前記第1の記録層と交換結合する強磁性材料からなる第2の記録層を備えた垂直磁気記録媒体であって、
前記交換結合制御層は、Cr含有率が少なくとも30原子%であるCoCr合金を主体とする材料からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記交換結合制御層は、酸化物が添加されていることを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記酸化物は、Ti酸化物、Al酸化物、Si酸化物、Cr酸化物およびMg酸化物から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項2記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記酸化物は、TiO2であることを特徴とする請求項2または3記載の垂直磁気記録媒体。
- 基板上に、少なくとも、下地層、オンセット層および磁気記録層が順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、
前記オンセット層は、飽和磁化が0emu/ccを超えて250emu/cc以下であって、磁性を有するCoCr合金を主体とする材料からなる領域を備え、かつ、該領域の膜厚が5nm以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記オンセット層は、前記材料にRuまたは/および酸化物を含むことを特徴とする請求項5記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記酸化物は、TiO、TiO2、SiO、SiO2、Cr2O3、Zr2O3、Ta2O5、Al2O3、W2O5、Mo2O5、V2O5、およびNb2O5から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項6記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記下地層は、Ru(ルテニウム)からなることを特徴とする請求項5、6または7項記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記磁気記録層は、CoCrPtと酸化物とからなるグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項5から8いずれか1項記載の垂直磁気記録媒体。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008252612 | 2008-09-30 | ||
JP2008252612 | 2008-09-30 | ||
JP2008263217 | 2008-10-09 | ||
JP2008263217 | 2008-10-09 | ||
PCT/JP2009/005030 WO2010038448A1 (ja) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | 垂直磁気記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2010038448A1 true JPWO2010038448A1 (ja) | 2012-03-01 |
Family
ID=42073228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010531745A Pending JPWO2010038448A1 (ja) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | 垂直磁気記録媒体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2010038448A1 (ja) |
WO (1) | WO2010038448A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9401170B1 (en) | 2009-11-24 | 2016-07-26 | WD Media, LLC | Perpendicular magnetic recording medium with epitaxial exchange coupling layer |
JP2011248969A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Wd Media (Singapore) Pte. Ltd | 垂直磁気ディスク |
US8940418B1 (en) | 2010-12-23 | 2015-01-27 | WD Media, LLC | Dynamic spring media with multiple exchange coupled hard-soft magnetic layers |
US9028985B2 (en) | 2011-03-31 | 2015-05-12 | WD Media, LLC | Recording media with multiple exchange coupled magnetic layers |
JP5782819B2 (ja) * | 2011-05-12 | 2015-09-24 | 富士電機株式会社 | 垂直磁気記録媒体 |
US9058831B2 (en) | 2011-12-14 | 2015-06-16 | HGST Netherlands B.V. | Perpendicular magnetic recording medium with grain boundary controlling layers |
US9552837B2 (en) | 2013-11-01 | 2017-01-24 | HGST Netherlands B.V. | Vertically and horizontally weakly coupled perpendicular small grain media |
US9685184B1 (en) | 2014-09-25 | 2017-06-20 | WD Media, LLC | NiFeX-based seed layer for magnetic recording media |
US9990940B1 (en) | 2014-12-30 | 2018-06-05 | WD Media, LLC | Seed structure for perpendicular magnetic recording media |
US11600294B2 (en) | 2018-04-20 | 2023-03-07 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetic media design with multiple non-magnetic exchange control layers and graded magnetic sublayers |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060177704A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Andreas Berger | Perpendicular recording media having an exchange-spring structure |
JP2006209943A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 垂直記録層に磁気トルク層を結合した垂直磁気記録媒体 |
JP2008071479A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 粒子間交換結合を増加させる交換スプリング記録構造および水平結合層を備えた垂直磁気記録媒体 |
JP2009087500A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Showa Denko Kk | 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4540557B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2010-09-08 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 垂直磁気記録媒体 |
-
2009
- 2009-09-30 JP JP2010531745A patent/JPWO2010038448A1/ja active Pending
- 2009-09-30 WO PCT/JP2009/005030 patent/WO2010038448A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006209943A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 垂直記録層に磁気トルク層を結合した垂直磁気記録媒体 |
US20060177704A1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Andreas Berger | Perpendicular recording media having an exchange-spring structure |
JP2008071479A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 粒子間交換結合を増加させる交換スプリング記録構造および水平結合層を備えた垂直磁気記録媒体 |
JP2009087500A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Showa Denko Kk | 垂直磁気記録媒体および磁気記録再生装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010038448A1 (ja) | 2010-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5583997B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP5260510B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
WO2010038448A1 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
WO2009119708A1 (ja) | 垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
WO2009119709A1 (ja) | 垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
US20090311557A1 (en) | Perpendicular magnetic recording disk and method of manufacturing the same | |
JP5177256B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 | |
WO2010064724A1 (ja) | 磁気ディスク及びその製造方法 | |
JPWO2007114402A1 (ja) | 垂直磁気記録ディスク及びその製造方法 | |
JPWO2007116813A1 (ja) | 垂直磁気記録ディスクの製造方法及び垂直磁気記録ディスク | |
JP5261001B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP2009245484A (ja) | 垂直磁気記録媒体及び垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
JP4857232B2 (ja) | 磁気記録媒体の製造方法 | |
JP2012027989A (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP2010102816A (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP5782819B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP2009245479A (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP5232730B2 (ja) | 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置 | |
JP5620071B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JPWO2008133035A1 (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP2009099242A (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP2009245477A (ja) | 垂直磁気記録媒体 | |
JP5073432B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体、及び垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
JP5455188B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体の製造方法 | |
JP5594716B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130204 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130501 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130510 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130731 |