KR100800018B1

KR100800018B1 - 자기 기록 매체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100800018B1
Application number: KR1020037015586A
Authority: KR
Inventors: 무카이료이치
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US7132177B2; KR20040014535A; JPWO2003009280A1; EP1406248A1; WO2003009280A1; EP1406248A4; US20040101716A1

Abstract

본 발명은 기판 상에, Cr계 재료로 형성한 하지층과, 그 하지층 상에 Co계의 자성 재료를 에피택셜 성장시켜 형성한 자기 기록층을 적층한 구조를 포함하는 자기 기록 매체에 관한 것으로서, 상기 자기 기록층은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 하나를 첨가한 혼합물을, 다층으로 적층하여 형성되어 있다.

자기 기록 매체, 자기 기억 장치

Description

자기 기록 매체 및 그 제조 방법{MAGNETIC RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 하드 디스크 드라이브 장치 등의 자기 기억 장치에 탑재되는 자기 기록 매체에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 자기 기록층을 구성하는 자성 입자가 하지층 상에 에피택셜 성장(epitaxial growth)할 때에 비대화하는 것을 억제하여, 보다 고(高)기록밀도화시킨 자기 기록 매체에 관한 것이다.

자기 기억장치는, 1비트 당 메모리 단가가 싸고 대용량화가 도모되는 디지털 신호 기록 장치이다. 따라서, 근년, 퍼스널 컴퓨터의 외부 기억 장치로서 일반적으로 널리 채용되고 있다.

또한, 가까운 장래에는, 텔레비전의 디지털 방송이 개시됨에 따라, 가정에서의 텔레비전 방송의 기록 장치로서 수요의 비약적인 증대가 예상되고 있다. 따라서, 텔레비전용의 비디오 신호를 기록할 수 있도록, 자기 기억 장치의 기록 용량을 더욱 증대화함이 필요하게 된다. 또한, 가정용이기 때문에 메모리 단가를 보다 싸게 하는 것에 대해서도 배려할 필요가 있다.

상술한 이유에서, 자기 기록 매체를 보다 고기록밀도화함이 필요하게 된다. 그 때문에, 기록 비트 면적에 대응시킨 자성 입자의 미세화 및 균일화, 및 저노이즈화를 도모하는 것이 자기 기록 매체를 개발함에 있어서 한층더 중요한 과제로 된다.

이 과제에 대처하기 위해서는, 자성 입자의 결정축 제어를 도모하면서, 미세 입자를 퇴적시켜 형성한 자기 기록층을 구비한 자기 기록 매체를 제조하는 것이 필요하다.

그러나, 종래의 일반적인 자기 기록 매체의 제조 공정에서는, 스퍼터링법(sputtering method)에 의해 하지층, 자기 기록층을 차례로 퇴적시켜, 다결정 구조막을 적층한 구조를 얻고 있다. 이 제조 공정은 하지층을 구성하는 결정립 상에 자성 입자를 충분히 에피택셜 성장시키지 않고 퇴적한다. 이 제조 공정에서는, 자기 기록층을 퇴적할 때에 예를 들면 B, Ta 등의 입경 조정제를 첨가함에 의해서 자성 입자를 미세화시키는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 하지층 상에 자성 입자를 퇴적시킬 때에, 이것을 충분히(거의 완전히) 에피택셜 성장시키면서 자기 기록층을 형성하고자 하는 경우에는, 상술한 바와 같은 B, Ta 등을 첨가하여 자성 입자의 미세화를 도모하는 방법을 사용할 수 없다.

그 때문에, 우선 하지층을 형성하는 입자의 미(微)결정립화가 도모된다. 그리고, 이 미결정립화된 하지층 상에, 자성 입자를 충분히 에피택셜 성장시키면서 퇴적시킴으로써, 그 자기 기록층의 미결정립화를 도모하는 간접적인 방법이 사용된다.

상기 간접적인 방법을 사용하면, 퇴적 중에 자성 입자가 하지층 상에 3차원적으로 성장하므로, 격자 정수가 큰 결정면이 우선 성장하여 자성 입자가 비대화하는 문제를 일으킨다. 특히, 이 비대화의 문제는, 각층이 에피택셜 성장하여 형성되도록 스퍼터링 장치(sputtering apparatus)의 고진공화가 촉진되면 현저하게 나타낸다.

또한, 상기의 자성 입자의 비대화를 억제하면서, 저노이즈화함에 대해서도 배려할 필요도 있다.

따라서, 본 발명의 주목적은, 하지층 상에 자기 기록층을 구성하는 자성 입자를 에피택셜 성장시킬 때에, 그 비대화를 억제하여 고기록밀도화를 도모한 자기 기록매체를 제공하는 것이다. 그리고, 저노이즈화도 촉진시킨 자기 기록 매체를 제공하는 것이다.

[발명의 개시]

본 발명자는 미결정립으로 형성한 하지층 상에 자성 입자를 충분히 에피택셜 성장시키면서 퇴적하는 경우에 일어나는 상술한 자성 입자의 비대화의 문제는 자성 재료에 산화물 또는 질화물을 첨가한 혼합물을 사용함으로써, 자성 입자의 입자성장을 억제할 수 있음을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 상술한 문제는 자기 기록층으로서 널리 채용되는 Co계 합금 재료에 산화물 또는 질화물을 첨가한 자성 혼합물을 적어도 자기 기록층의 일부로서 사용함에 의해 해결된다.

또한, 본 발명자는 상기 자성 혼합물이 자성 입자의 입계(粒界)에 편석(偏析)하여 입자의 고립화를 촉진하는 크롬의 이동을 제한하는 작용이 있음도 확인하였고, 이점에도 배려한 자기 기록매체의 저노이즈화를 도모하는 방법도 안출하였 다.

즉, 상기 목적은 청구항 1에 기재한 바와 같이,

기판 상에, Cr계 재료로 형성한 하지층과, 그 하지층 상에 Co계의 자성 재료를 에피택셜 성장시켜 형성한 자기 기록층을 적층한 구조를 포함하는 자기 기록 매체로서,

상기 자기 기록층은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합물을, 다층으로 적층하여 형성되어 있는 자기 기록 매체에 의해 달성된다.

청구항 1에 기재한 발명에서는, 산화물 및 질화물은 자기 기록층을 구성하는 자성 입자의 비대화를 억제하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 미리 하지층을 미결정화하여 형성해 두면 이 하지층의 미결정에 따라서, 자성 입자가 비대화하지 않고 동일하게 소정의 결정축 방위를 가져 미결정립 상태로 형성된다. 따라서, 고기록밀도화한 자기 기록매체를 제공할 수 있다.

또한, 자기 기록층을 구성하는 각층에서의 상기 산화물 및 질화물의 첨가비율은 원자 비율(at%)로 1Oat% 정도로 하는 것이 바람직하다. 상기 비대화 억제 효과는 이 비율이 높을수록 현저하게 되지만, 과도하게 높으면 신호 출력을 저하시키고, 또한 에피택셜 성장을 저해하므로 바람직하지 않다.

또한, 자기 기록층을 다층으로 형성함으로 인해 각층은 종래의 자기 기록층보다 박막화되므로 이점에서도 자성 입자의 비대화를 억제할 수 있다.

또한, 상기 목적은 청구항 2에 기재한 바와 같이,

기판 상에, Cr계 재료로 형성한 하지층과, 그 하지층 상에 Co계의 자성 재료 를 에피택셜 성장시켜 형성한 자기 기록층을 적층한 구조를 포함하는 자기 기록 매체로서,

상기 자기 기록층은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합물로 형성한 제1 자성층과, 그 제1 자성층 상에 Co계 합금으로 형성한 제2 자성층을 적층하여 형성되어 있는 자기 기록 매체에 의해서도 달성된다.

본 청구항 2에 기재한 발명과 같이, 자기 기록층의 일부가 산화물 또는 질화물을 첨가한 혼합물로 형성되어 있어도 좋다. 청구항 2에 기재한 발명에서도, 산화물 및 질화물에 의해서 자기 기록층을 구성하는 자성 입자가 비대화를 억제한다. 따라서, 미리 하지층을 미결정화하여 형성해두면 이 하지층의 미결정에 따라서, 자성 입자가 비대화하지 않고 동일하게 소정의 결정축 방위를 가져 미결정립 상태로 형성된다.

또한, 상기 제1 자성층은 상기 혼합물을 다층으로 적층한 구조로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 자기 기록층 상에 Cr층을 갖는 구성으로 하면, 자성층을 구성하는 자성자립계에서의 Cr 편석을 담보하여 저노이즈화를 촉진할 수 있다.

상기 Co계 합금에 산화물을 첨가한 혼합물은 CoPt 합금-SiO₂, CoPt기 합금-SiO₂, CoPt 합금-Al₂O₃ 및 CoPt기 합금-Al₂O₃로 이루어지는 군에서 선택할 수 있고, 또한 상기 Co계 합금에 질화물을 첨가한 혼합물은 CoPt 합금-Si₃N₄ 및 CoPt기 합금-Si₃N₄로 이루어지는 군에서 선택할 수 있다.

또한, Co계 합금으로서 Cr를 포함하는 CoCrPt를 채용해도 좋고, 이 경우에는 자성 입자내의 Cr이 입계에 석출하여 저노이즈화를 촉진한다.

또한, 상기 목적은 청구항 7에 기재한 바와 같이,

기판에 가열 및 바이어스 전압의 공급을 행하지 않은 상태에서, 그 기판상에 Cr계 재료를 퇴적하여 하지층을 형성하는 동시에, 상기 하지층 상에 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 자성 혼합물을 에피택셜 성장시키는 퇴적 처리를 상기 혼합물의 조성을 변경하여 복수회 행하여, 다층의 자기 기록층을 형성하는 적층 공정과,

상기 자기 기록층의 결정의 입계에서의 Cr 편석을 촉진하는 가열 처리 공정을 포함하는, 자기 기록 매체의 제조 방법으로서도 달성된다.

또한, 청구항 8에 기재한 바와 같이,

기판에 가열 및 바이어스 전압의 공급을 행하지 않은 상태에서, 그 기판 상에 Cr계 재료를 퇴적하여 하지층을 형성하고나서, 상기 하지층 상에 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 자성 혼합물을 에피택셜 성장시키는 퇴적 처리를 적어도 1회 행하여 제1 자성층을 형성하는 동시에, 상기 제1 자성층 상에 상기 산화물 및 질화물을 함유하지 않는 Co계 합금을 퇴적 처리하여 제2 자성층을 형성하여 다층의 자기 기록층을 형성하는 적층 공정과,

상기 자기 기록층의 결정의 입계에서의 Cr 편석을 촉진하는 가열 처리 공정을 포함하는, 자기 기록 매체의 제조 방법에 의해서도 달성된다.

상기 청구항 7 및 8에 기재한 발명에 의하면, 자기 기록층을 구성하는 자성 입자가 하지층 상에 에피택셜 성장할 때의 비대화를 억제하여, 고기록밀도화를 도모하고, 또 이와 동시에 저노이즈화도 도모한 자기 기록 매체를 제조할 수 있다.

또한, 상기 저노이즈화를 보다 확실히 하기 위해서

상기 가열 처리 공정 전에, 상기 자기 기록층 상에 Cr막을 퇴적시키는 Cr 퇴적 공정을 포함하는 것으로 해도 좋다.

또한, 잔류 가스에 대한 노출량이 0.6L(랑그무어(Langmuir))를 넘지 않는 진공도를 유지하여 상기 각 공정을 실행하는 것이 바람직하다.

상기 하지층의 퇴적전에, 그 하지층의 입경을 미세화하기 위한 섬(島)상 구조의 핵생장 사이트층(nucleation site layer)을 형성하는 사이트 형성 공정을 포함하면, 하지층의 미결정 상태를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 자기 기록층은 RF 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다.

그리고, 상술한 바와 같은 자기 기록 매체를 탑재한 자기 기억 장치는 고기록 밀도이고 저노이즈의 바람직한 기록 장치로서 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 자기 기록 매체의 요부층 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 제1 실시예의 자기 기록 매체의 제조 공정에 대해서 나타낸 도면이다.

도 3은 제2 실시예의 자기 기록 매체의 요부층 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 제2 실시예의 자기 기록 매체의 다른 요부층 구성을 나타낸 도면이다.

도 5는 제2 실시예의 자기 기록 매체에서 자성층 두께를 변경함에 의해서 신호 출력을 변화시켜 S/Nm값을 비교한 시험 결과에 대해서 나타낸 도면이다.

도 6은 일례의 자기 기억 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.

도 7은 도 6에 나타낸 장치의 요부를 나타내는 평면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시예)

제1 실시예의 자기 기록 매체(10)는 기판(11)상에 Cr계의 하지층(12)과 자성층이 밑에서부터 차례로 형성되어 있다. 이 자기 기록층은 복수의 자성층에 의해 다층으로 형성되어 있다. 도 1의 경우는 자성층(13,14)의 2층으로 형성되어 있다.

각 자성층(13,14)은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합물을, 하지층(12)상에 충분히 에피택셜 성장시킴에 의해 형성되어 있다. 자성 재료인 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가하면, 자성 입자의 비대화를 억제한 자성층을 형성할 수 있다.

상기 산화물로는, 예를 들면 SiO₂, Al₂O₃ 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 질화물로는 예를 들면 Si₃N₄ 등을 사용할 수 있다.

상기 자성층을 구성하는 Co계 합금에는, 종래부터 널리 이용되고 있는 자성 재를 마찬가지로 사용할 수 있지만, 예를 들면 CoPt 합금이나, 이 CoPt 합금에 다른 금속재료도 포함하는 CoPt기 합금을 사용할 수 있다. CoPt기 합금으로서, 예를 들면 CoCrPt 등을 사용할 수 있다.

상기 자성층(13,14)을 형성하기 위해, Co계 합금재에 산화물 또는 질화물을 첨가한 혼합물을 제조한다. 예를 들면, 산화물을 첨가한 혼합물로는 CoPt 합금-SiO₂, CoPt기 합금-SiO₂, CoPt 합금-Al₂O₃ 및 CoPt기 합금-Al ₂O₃를 사용할 수 있고, 또한 질화물을 첨가한 혼합물로는, CoPt 합금-Si₃N₄ 및 CoPt기 합금-Si₃N ₄를 사용할 수 있다.

상기 자성층(13,14)은 서로 다른 재료를 사용한 혼합물, 또는 같은 재료를 포함하는 경우라도 조성비가 다른 재료를 사용한 혼합물에 의해 형성된다.

또한, 상기 혼합물에서의 산화물 또는 질화물의 첨가 비율에는 특별한 제한은 없지만, 입상막(granular film)과 같이 산화물 또는 질화물의 첨가 비율이 50at%에 가까운 고함유가 아니고, 예를 들면 1Oat% 정도이다.

예를 들면, 상기 혼합물에서의 산화물 또는 질화물의 첨가 비율은, 바람직하게는 10at% 정도, 보다 바람직하게는 5at% 정도이다.

또한, 각 자성층(13,14)에서의 산화물 또는 질화물의 첨가 비율은 다르게 설정하는 것이 바람직하다.

그런데, 본 제1 실시예와 같이 자기 기록층을 다층으로 형성하면 각층의 층 두께는 단일의 자기기록층으로 형성한 경우보다도 얇게 형성할 수 있다. 이와 같 이 각 층을 얇게 형성하면 에피택셜 성장시켜 퇴적한 자성 입자의 성장도 제한된다. 따라서, 본 실시예의 자기 기록 매체는, 자기 기록층을 다층으로 함에 의해서도 비대화가 억제된다.

이하, 도 2에 의하여 제1 실시예의 자기 기록 매체(10)의 제조 공정을 더 설명한다. 또한, 도 2에서는, 보다 바람직한 제조 공정을 예시하는 관점에서, 하지층의 미결정립화를 도모하는 핵 생장 사이트층을 형성하는 공정으로 나타내고 있다. 또한, 자기 기록매체의 기본 골격이 형성된 후에 대해서도, 자성 입자의 고립화를 촉진하여 저노이즈화하는 구성으로서 Cr 캡층(cap layer)을 형성하는 공정, 그 후의 포스트어닐링(post annealing) 처리로 자성 입자의 입계에서의 Cr 편석을 촉진시키는 공정까지 포함하여 설명한다.

또한, 도 2a∼2e에서는, 도 1의 구성에 대응하는 부위에 동일한 부호를 사용하여 나타내고 있다.

본 제조 공정 예에서는, 전처리로서, 기판(11)상에 형성하는 Cr 하지층(12)의 미결정립화를 도모하기 위해서 입자 생장 핵 사이트(NSL: Nucleation Site Layer)층(18)을 형성한다. 또한, 본 제조 공정 예는 후 처리로서 포스트어닐링 처리를 행하여 자성 입계에서의 Cr석출을 촉진하여 저노이즈화에도 배려하고 있다.

도 2에 의하여 설명한다. 비정질의 SiO₂ 막이 표면에 형성된 Si 디스크 기판(11)을 진공 분위기로 한 RF스퍼터링 장치(도시하지 않음)내에 장착한다. 상기 RF 스퍼터링 장치내에서 자기 기록 매체를 구성하는 각 층을 에피택셜 성장시키면서 차례로 퇴적시킨다.

또한, 이하에 나타내는 각 공정은, 잔류 가스에 대한 매체의 노출량이 0.6L(랑그무어)를 넘지 않은 진공도를 유지하여 실행하는 것이 바람직하다(1L(랑그무어)는 1×10^-6Torr의 가스 분위기에 매체(기판)를 1초간 노출하였을 때 매체 표면에 흡착된 가스의 양).

상기 기판(11) 표면은, 대기 중에 방치되어 있었을 때에 자연 흡착한 가스에 의해서 덮혀있다. 본 실시예에서는 도 2a에 나타내는 바와 같이, 이 상태의 기판(11) 상에 1nm 두께의 Co₉₀Pt₁₀ 막을 퇴적하였다. 그 후, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 약 350℃의 가열 처리를 행하여 응집 현상을 일으켜서, 섬상 구조의 Co₉₀Pt₁₀으로 구성된 NSL층(18)을 형성한다.

이 후 충분히 냉각하고나서, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 19nm 정도의 막두께의 Cr 하지층(12)을 형성하였다. 이 Cr 하지층(12)은 상기 NSL층(18)의 섬을 입자 생장의 핵으로서 막형성되어 있으므로, 바람직한 미결정 상태로 된다.

다음에, 도 2d에 나타내는 바와 같이, 2개의 자성층(13, 14)을 차례로 적층하였다.

1단째의 자기 기록층으로 되는 자성층(13)은 (Co₈₈Pt₁₂)₉₀-(SiO₂) ₁₀ 또는 (Co₈₈Pt₁₂)₉₀-(Si₃N₄)₁₀의 박막이고, 2단째의 자기 기록층으로 되는 자성층(14)은 (Co₈₈Pt₁₂)₉₅-(SiO₂)₅ 또는 (Co₈₈Pt ₁₂)₉₅-(Si₃N₄)₅의 박막이고, 양자로 1lnm 정도의 막두께로 형성한 다층의 자기 기록층으로 한다.

또한, 도 2e에 나타내는 바와 같이, Cr막(Cr-Cap)을 1.6nm 정도로 퇴적하여 자기 기록 매체(10)의 기본 구조를 완성시킨다.

도 2에서는 도시를 생략하고 있지만, 상기 자기 기록 매체(10)를 약 350℃에서 포스트어닐링 처리(가열 처리)하고, 약 3nm 두께의 C막(보호막층)을 퇴적하여 자기 기록 매체를 얻는다.

상기와 같이 제조한 자기 기록 매체(10)는 자성 입자의 비대화가 억제되어 있으므로, 천이 노이즈화를 억제한 고감도 매체 성능을 구비하고 있다. 또한, 자성 입자측으로 Cr가 이행하여 입계에서의 편석을 촉진하므로 각 자성 입자의 고립화가 진행하여 저노이즈화도 도모된 자기 기록 매체로 된다.

또한, 본 발명자는 Co계 합금에 산화물 및 질화물을 첨가하지 않는 종래의 자성 재료를 사용하여 CoPt 합금막을 2층으로 적층한 경우와, 마찬가지로 산화물 및 질화물을 첨가하지 않는 CoPt 합금막을 단층으로 한 경우에 대해서, 그들의 자성 입자의 결정상태를 관측하여 자성 입자에 비대화가 발생해 있음을 확인하였다. 이 때문에, 산화물 및 질화물을 첨가하지 않은 자기 기록층에서는, 천이 노이즈의 증대가 발생하여 자기 기록 매체 성능으로서 중요한 S/Nm 값이 악화하였다.

또한, 상기 실시예에서는 각층을 형성할 때에 기판 가열 및 바이어스 공급을 행하지 않고 포스트어닐링을 사용하는 제조 공정을 나타내었다. 그러나, 종래부터 널리 채용되고 있는 포스트어닐링을 사용하지 않고 기판 가열 및 바이어스 인가를 병용한 방법을 사용한 경우에도, 본 발명에 의한 자성 입자의 비대화 억제의 효과를 향수(享受)하여 매체 성능을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시예)

본 제2 실시예의 자기 기록 매체는 산화물 또는 질화물을 첨가한 적어도 1층의 자성층(제1 자성층) 상에, 산화물 및 질화물을 첨가하지 않은 자성층(제2 자성층)을 적층한 자기 기록층을 구비하고 있다.

도 3 및 도 4는, 제2 실시예의 자기 기록 매체의 요부층 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 제1 실시예의 도 1과 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 3은 산화물 또는 질화물이 첨가되어 있는 자성층(제1 자성층)(21)과, 그 위의 산화물 및 질화물을 첨가하지 않은 자성층(제2 자성층)(22)의 2층으로 형성한 자기 기록층을 포함하는 자기 기록 매체(20)이다.

또한, 도 4는 산화물 또는 질화물이 첨가되어 있는 자성층을 복수 형성한 적층 상태의 자성층(제1 자성층)(21)과, 그 위의 산화물 및 질화물을 첨가하지 않은 자성층(제2 자성층)(22)으로, 다층으로 형성한 자기 기록층을 포함하는 자기 기록 매체(30)를 나타내고 있다. 또한, 도 4의 제1 자성층은 21-A 및 21-B의 2층으로 형성한 경우를 예시하고 있다.

상기 제1 자성층(21)은 제1 실시예의 자기 기록층(13,14)과 동일하게 Co계 합금에 산화물 또는 질화물을 첨가한 혼합물에 의해 형성된다. 한편, 제2 자성층은 산화물 및 질화물을 포함하지 않는 Co계 합금이고, 예를 들면 CoPt 합금이나, 이 CoPt 합금에 다른 금속재료를 포함하는 CoPt기 합금을 사용하여 형성된다. CoPt기 합금으로서, 예를 들면 CoCrPt 등을 사용할 수도 있다.

본 실시예의 자기 기록 매체(20,30)에서도 자기 기록층의 일부가 산화물 또 는 질화물을 첨가한 자성 재료에 의해 형성되므로, 자성 입자의 비대화를 억제할 수 있는 천이 노이즈의 저감을 도모할 수 있다.

그런데, 상기 산화물 또는 질화물이 첨가되어 있는 제1 자성층(21)은 포스트어닐링에 의해서 야기되는 Cr의 입계 편석을 약간 억제하는 작용이 있다. 그 때문에, 자성 입자간의 자기적 상호작용을 저감시켜 자성 입자를 고립화시키는 효과를 억제하는 경향이 있다.

본 실시예에서는 산화물 또는 질화물을 첨가하지 않는 제2 자성층을 마련하고 있다. 이 제2 자성층은 산화물 또는 질화물을 포함하지 않으므로 자성입자 비대화의 경향을 나타내는 것으로 된다. 그러나, 본 실시예의 자기 기록층은 다층 구조이고, 종래의 자기 기록층과 비교하여 제2 층이 박막 상태로 형성된다. 따라서, 종래와 같이 자성 입자가 비대화하여 문제로 되지 않는다.

또한, 본 실시예의 자기 기록 매체(20, 30)도 제1 실시예에 대해서 나타낸 도 2의 제조 방법으로 차례로 제조할 수 있다. 자기 기록 매체(20, 30)의 상부에도 Cr층이 형성되므로 자성 입자의 입계에서의 편석이 확보되어, 저노이즈화가 촉진된다.

도 5는 제2 실시예의 도 3에 나타낸 자기 기록 매체(20)와 같이, 산화물 또는 질화물이 첨가되어 있는 자성층(CoPt-SiO₂)과, 그 위의 산화물 및 질화물을 첨가하지 않은 자성층(CoPt)의 2층으로 형성한 자기 기록층을 포함하는 자기 기록 매체의 S/Nm의 시험 결과에 대해서 나타내고 있다. 이 도 5는 (Co₈₈Pt₁₂)₉₅-(SiO ₂)₅의 조 성을 갖는 제1 자성층으로서 2.Onm, 2.4nm 및 2.8nm로 한 것을 준비하고, 이 위에 제2 자성층으로서 Co₉₀Pt₁₀의 막두께 X₁∼X₃를 2.4∼4.2nm의 범위로 변화시킨 경우를 나타내고 있다. 막두께가 다른 적층체를 형성하여 신호 출력이 다른 매체를 형성하여, S/Nm값을 비교하고 있다.

이 도 5의 결과로부터, 자기 기록층을 두껍게 한 경우에, 산화물 또는 질화물을 첨가한 자성층을 사용하는 것의 우위성이 현저히 나타나 있다.

또한, 도 5로부터, 본 실시예의 자기 기록 매체에 의하면, 비교로서 나타낸 종래의 산화물 및 질화물을 포함하지 않은 단층의 자기 기록층 및 산화물 또는 질화물을 첨가하고 있는 단층인 자기 기록층을 사용한 경우보다 고S/Nm화를 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 이것은, 자성막을 두껍게 할수록, 산화물 또는 질화물을 첨가하지 않는 자성막에서의 자성 입자가 비대화하는 상태가 현저히 나타나고, 역으로 산화물 또는 질화물을 첨가한 자성막에서는 자성 입자의 비대화 억제 효과가 나타나는 것을 반영한 결과로 된다.

이상의 결과로부터, 산화물 또는 질화물을 첨가한 자성층(제1 자성층) 상에, 산화물 및 질화물이 첨가되어 있지 않은 자성층(제2 자성층)을 적층하여 자기 기록층을 적층 구조화한 본 제2 실시예의 유효성을 확인할 수 있다.

상술한 제1 및 제2 실시예의 자기 기록 매체에 관해서, 자기 기록층의 자성 입자 비대화의 억제 효과는, 상기 산화물 또는 질화물의 첨가 비율이 높을수록, 현저해진다.

그러나, 이 첨가 비율이 과도하게 높아지면, 단위 자성층 두께 당 신호 출력이 저하하는 경향이 나타낸다. 이 경우, 고밀도 기록화에 대한 장해도 된다. 이 장해를 경감하기 위해서는, 본 실시예에서 설명한 바와 같이 산화물 또는 질화물의 첨가 비율이 다른 CoPt 합금을 적층시키는 것이 유효하다.

다음에, 상기 자기 기록 매체를 탑재한 자기 기억장치의 일례를 도 6 및 도 7과 함께 설명한다. 도 6은 일례의 자기 기억장치의 요부를 나타내는 단면도이고, 도 7은 동 장치의 요부를 나타내는 평면도이다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 자기 기억장치는 대략 하우징(43)으로 된다. 하우징(43)내에는 모터(44), 허브(45), 복수의 자기 기록 매체(46), 복수의 기록 재생 헤드(47), 복수의 서스펜션(48), 복수의 암(49) 및 액츄에이터 유니트(41)가 마련되어 있다. 자기 기록 매체(46)는 모터(44)에 의해 회전되는 허브(45)에 부착되어 있다. 기록 재생 헤드(47)는 MR 헤드나 GMR 헤드 등의 재생 헤드와, 인덕티브 헤드 등의 기록 헤드로 되는 복합형의 기록 재생 헤드이다. 각 기록 재생 헤드(47)는 대응하는 암(49)의 선단에 서스펜션(48)을 거쳐서 부착되어 있다. 암(49)은 액츄에이터 유니트(49)에 의해 구동된다. 이 자기 기억장치의 기본 구성 자체는 주지된 것이며, 그 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략한다.

상기 자기 기억장치의 실시예는 자기 기록 매체(46)에 특징이 있다. 각 자기 기록 매체(46)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성을 갖는다. 물론, 자기 기록 매체(46)의 수는 3매로 한정되지는 않고, 1매라도, 2매 또는 4매 이상이어도 좋다.

본 자기 기억장치의 기본 구성은 도 6 및 도 7에 나타낸 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 사용하는 자기 기억 장치는 자기 디스크에 한정되는 것은 아니다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상술했지만, 본 발명은 상기 설명한 특정한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위내에서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.

이상 상술한 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 미결정립 상태로 형성한 하지층 상에 자성 입자를 거의 완전히 에피택셜 성장시키면서 퇴적하여 형성되는 자기 기록층을 구비한 자기 기록 매체로, 퇴적 시의 자성 입자의 비대화라는 문제를 해결하여 고밀도 기록화를 도모할 수 있다. 그 결과, 자기 기록매체의 S/N 비를 향상시킬 수 있다.

Claims

기판 상에 Cr계 재료로 형성한 하지층(下地層)과, 그 하지층 상에 Co계의 자성 재료를 에피택셜 성장(epitaxial growth)시켜 형성한 자기 기록층을 적층한 구조를 포함하는 자기 기록 매체로서,

상기 자기 기록층은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합물을 다층으로 적층하여 형성되고,

상기 기판과 상기 하지층 사이에는 상기 하지층의 입경을 미세화하기 위해 섬상 구조의 핵 생장 사이트층(nucleation site layer)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
기판 상에 Cr계 재료로 형성한 하지층과, 그 하지층 상에 Co계의 자성 재료를 에피택셜 성장시켜 형성한 자기 기록층을 적층한 구조를 포함하는 자기 기록 매체로서,

상기 자기 기록층은 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합물로 형성한 제1 자성층과, 그 제1 자성층 상에 Co계 합금으로 형성한 제2 자성층을 적층하여 형성되고,

상기 기판과 상기 하지층 사이에는 상기 하지층의 입경을 미세화하기 위해 섬상 구조의 핵 생장 사이트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제2항에 있어서,

상기 제1 자성층이 상기 혼합물을 다층으로 적층한 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기 기록층 상에 Cr층을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 Co계 합금에 산화물을 첨가한 혼합물은 CoPt 합금-SiO₂, CoPt기 합금-SiO₂, CoPt 합금-Al₂O₃ 및 CoPt기 합금-Al₂O₃로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 Co계 합금에 질화물을 첨가한 혼합물은 CoPt 합금-Si₃N₄ 및 CoPt기 합금-Si₃N₄로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
기판에 가열 및 바이어스 전압의 공급을 행하지 않은 상태에서, 그 기판 상에 Cr계 재료를 퇴적하여 하지층을 형성하는 동시에, 상기 하지층 상에 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 자성 혼합물을 에피택셜 성장시키는 퇴적 처리를 상기 혼합물의 조성을 변경하여 복수회 행하여, 다층의 자기 기록층을 형성하는 적층 공정과,

상기 자기 기록층의 결정의 입계에서의 Cr 편석을 촉진하는 가열 처리 공정을 포함하고,

상기 하지층의 퇴적전에, 그 하지층의 입경을 미세화하기 위해 섬상 구조의 핵 생장 사이트층을 형성하는 사이트 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
기판에 가열 및 바이어스 전압의 공급을 행하지 않은 상태에서, 그 기판 상에 Cr계 재료를 퇴적하여 하지층을 형성하고나서, 상기 하지층 상에 Co계 합금에 산화물 및 질화물의 적어도 한쪽을 첨가한 자성 혼합물을 에피택셜 성장시키는 퇴적 처리를 적어도 1회 행하여 제1 자성층을 형성하는 동시에, 상기 제1 자성층 상에 상기 산화물 및 질화물을 함유하지 않는 Co계 합금을 퇴적 처리하여 제2 자성층을 형성하여 다층의 자기 기록층을 형성하는 적층 공정과,

상기 자기 기록층의 결정의 입계에서의 Cr 편석을 촉진하는 가열 처리 공정을 포함하고,

상기 하지층의 퇴적전에, 그 하지층의 입경을 미세화하기 위해 섬상 구조의 핵 생장 사이트층을 형성하는 사이트 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 가열 처리 공정전에, 상기 자기 기록층 상에 Cr막을 퇴적시키는 Cr 퇴적 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 각 공정은 자기기록매체에 대한 잔류 가스의 노출량이 0.6L(랑그무어)를 넘지 않은 진공도를 유지하여 실행되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
삭제
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 자기 기록층은 RF 스퍼터링법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 기재의 자기 기록 매체를 탑재한 자기 기억 장치.
제7항 또는 제8항에 의해 제조된 자기 기록 매체를 탑재한 자기 기억 장치.