JPWO2020031459A1 - スパッタリングターゲット、グラニュラ膜および垂直磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
ここでいう強磁性酸化物層とは、室温で概ね400emu/cc以上の飽和磁化を有する層であり、交換結合制御層、オンセット層とは、室温で概ね飽和磁化が300emu/cc以下であるものを示す(特許文献3参照)。
この明細書で開示する垂直磁気記録媒体は、上記のグラニュラ膜を備えるものである。
一の実施形態のスパッタリングターゲットは、Biを0.05at%以上含有し、金属酸化物の合計含有量が10vol%〜70vol%であり、残部に少なくともRuを含むものである。このようにBiを添加したスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより、結晶配向性を維持したまま、このスパッタリングによる膜の上部に形成した膜の磁性粒子の分離を良くすることができる。
スパッタリングターゲットの金属成分は、主として、Co及びRuまたは、Ruを含むが、それに加えて、Biを含むことが肝要である。Biを含むことにより、金属粒子の成長を抑制することができる。これにより、上部に形成する記録層の磁性粒子をより小さくすることが容易になる。特に、結晶性を良くするために高い基板温度で成膜した場合に金属粒子のサイズが大きくならず、小さな粒子サイズと結晶性を両立できる。さらに、金属酸化物が粒界に偏析しやすくなるだけでなく、粒界幅の分散が少ない膜を作ることができる。これにより、粒径分散のそろった微細な金属粒子を均一な幅を持った酸化物粒界を介して分散させることができる。その結果、上部に形成する記録層の磁性粒子の粒径分散を小さくでき、また均一な幅を持った酸化物粒界を持った記録層を形成できる。
以上のようなことが考えられるが、このような理論に限定されるものではない。
Biの含有量が0.05at%未満である場合は、金属粒子間の空間分離性の改善が十分ではない。一方、Biの含有量が多すぎると、金属粒子のhcp構造が安定しないことが懸念される。そのため、Biの含有量は、0.5at%以上とすることが好ましく、たとえば0.5at%〜10at%とすることができる。
Biを添加することの先述した効果より、Biはその一部または全部が金属酸化物として含有されていることが好適である。
また、Si及びBの酸化物は酸化物層を非晶質化することができ均一な幅と金属粒子の形状に沿った粒界形成に寄与するため、スパッタリングターゲットには、SiO2またはB2O3のいずれかの酸化物を含むことが好適である。
以上に述べたスパッタリングターゲットは、たとえば粉末焼結法により製造することができ、その具体的な製造方法の例を次に述べる。
また焼結時の加圧力は、好ましくは10MPa以上、より好ましくは20MPa以上とする。
それにより、金属相中に酸化物粒子をより均一に分散させることができる。
先に述べたようなスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング装置、一般にはマグネトロンスパッタリング装置にてスパッタリングを行うことにより、非磁性酸化層の構造を有するグラニュラ膜を成膜することができる。
より詳細には、グラニュラ膜は、Biを0.05at%以上、好ましくは0.5at%以上を含有するとともに、Co及びRu、または、Ruを主体とする多数の金属粒子の周りに金属酸化物を合計、10vol%〜70vol%で含有する所謂グラニュラ膜である。このグラニュラ膜中の金属酸化物の合計含有量は、1mol%〜30mol%とすることができる。Biの添加量は所望の値を得るために調整することができる。Biの添加量を増やすと金属粒子の結晶性が低下するが、これは他の非磁性金属、酸化物量にも依存する。そのため、一概にBiの最大添加量を規定することは難しいが、Biを10at%程度添加すると、Co及びRuを主体とするhcp構造の結晶が劣化する可能性がある。したがって、磁性膜中のBiの含有量は、たとえば0.5at%〜10at%とすることができる。Biはその一部または全部が酸化物として含まれることがある。グラニュラ膜とは、金属粒子が分散した構造を有し、金属粒子間に金属酸化物が埋められた膜のことをいう。
垂直磁気記録媒体は、これまでの記録面に対して水平方向に磁気を記録する水平磁気記録方式とは異なり、記録面に対して垂直方向に磁気を記録することから、より高密度の記録が可能であるとして、ハードディスクドライブ等で広く採用されている。垂直磁気記録方式の磁気記録媒体は具体的には、たとえば、アルミニウムやガラス等の基板上に密着層、軟磁性層、Seed層、Ru層などの下地層、中間層、記録層および保護層等を順次に積層して構成される。このうち、上述したスパッタリングターゲットは記録層の最下部に設けるオンセット層の成膜に適している。また記録層は、複数の強磁性酸化物層と非磁性酸化物層を交互に積層したいわゆるECC媒体構造を構成することができる。この場合には、上述したスパッタリングターゲットは、強磁性酸化物層間を構成する非磁性酸化物層の成膜にも適している。
なお原料として、実施例1〜7ではBi金属粉末を、実施例8〜13ではBi酸化物粉末をそれぞれ使用した。
実施例1〜13の試料は比較例1〜7の試料に比べて、高い磁気異方性を示すことができていることがわかる。実施例の層を設けることにより強磁性層の磁性粒子の結晶性が向上したことを示している。また、比較例1〜6と比べて磁気異方性が高いにも関わらず飽和磁化、保磁力がほとんど変わらないことは、強磁性層の磁性粒子のサイズが小さく、また分離性が良くなっていることを示していると考えられる。
Claims (13)
- Biを0.05at%以上含有し、金属酸化物の合計含有量が10vol%〜70vol%であり、残部に少なくともRuを含んでなるスパッタリングターゲット。
- Coを含んでなる請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- Biの一部または全部を金属酸化物として含有してなる請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲット。
- Biを0.5at%以上含有してなる請求項1〜3のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物が、Co、Cr、Si、Ti、B及びTaからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項1〜4のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- さらに、Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVからなる群から選択される一種以上を、0.5at%〜30at%含有してなる請求項1〜5のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- Biを0.05at%以上含有し、金属酸化物の合計含有量が10vol%〜70vol%であり、残部に少なくともRuを含むグラニュラ膜。
- Coを含んでなる請求項7に記載のグラニュラ膜。
- Biの一部または全部を金属酸化物として含有してなる請求項7又は8に記載のグラニュラ膜。
- Biを0.5at%以上含有してなる請求項7〜9のいずれか一項に記載のグラニュラ膜。
- 前記金属酸化物が、Co、Cr、Si、Ti、B及びTaからなる群から選択される少なくとも一種の元素の酸化物を含んでなる請求項7〜10のいずれか一項に記載のグラニュラ膜。
- さらに、Pt、Au、Ag、B、Cu、Cr、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVからなる群から選択される一種以上を、0.5at%〜30at%含有してなる請求項7〜11のいずれか一項に記載のグラニュラ膜。
- 請求項7〜12のいずれか一項に記載のグラニュラ膜を備える垂直磁気記録媒体。
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