KR100806156B1 - 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치 - Google Patents

Abstract

자기 기록 매체에는 기판과, CoCr 합금으로 이루어져

Description

자기 기록 매체 및 자기 기억 장치{MAGNETIC RECORDING MEDIUM AND MAGNETIC STORAGE APPARATUS}

본 발명은 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치에 관한 것이며, 특히 AlV 또는 그 합금으로 이루어지는 시드층 및/또는 하지층을 갖는 자기 기록 매체 및 그와 같은 자기 기록 매체를 이용하는 자기 기억 장치에 관한 것이다.

자기 디스크와 같은 전형적인 수평 자기 기록 매체에는 기판과, 시드층과, Cr 또는 Cr 합금의 하지층과, CoCr 합금의 중간층과, 정보가 기록되는 Co 합금의 자성층과, C의 오버코트층과, 유기물 윤활층이 이 순서로 적층되어 설치된다. 현재 사용되고 있는 기판은 NiP 도금을 실시한 AlMg 기판 및 유리 기판을 포함한다. 후자의 유리 기판은 그의 내충격성, 평활성, 경성, 경량성, 특히 디스크 에지 부분에서의 플러터가 적은 것 등으로부터 사용되는 것이 많다.

입자 사이즈, 입자 사이즈 분포, 우선 배향 및 Cr 편석을 포함하는 자성층의 미세구조는 자기 기록 매체의 기록 특성에 크게 영향을 미친다. 자성층의 미세구조는 일반적으로는 시드층 및 하지층과 기판에 실시된 적절한 기계적 텍스쳐링에 의해 제어되어 왔다. 50 Gbits/in² 정도의 현재의 기록 밀도에 대한 수평 기술을 더욱 향상시켜, 앞으로 100 Gbits/in² 정도 이상의 기록 밀도에 대한 기록 기술로 확장할 수 있도록 하기 위해서는 입자 사이즈 및 입자 사이즈 분포를 작게 하여 양호한 결정 배향을 얻는 것이 바람직하다.

본 명세서에서는 시드층이란, 기판에 가장 가까이 있고, 주로 그 위에 형성되는 하지층 등의 층에서의 원하는 결정 배향의 발현을 촉진시키는 층으로서 정의된다. 시드층은 일반적으로 이용되는 NiP 같은 비정질 재료 또는 B2 구조의 재료와 같이 (002), (110) 또는 (112) 결정 배향을 갖는다.

또, 본 명세서에서는 하지층이란, 기판 또는 적절한 시드층 상에 형성되어, 주로 그 위에 형성되는 중간층이나 자성층의 우선 결정 배향을 향상하는 층으로서 정의된다. 하지층은 Cr과 같은 bcc 구조 재료의 경우와 같이 결정질이며, (002), (110) 또는 (112) 결정 배향을 갖는다. 가장 널리 이용되는 하지층은 Cr 또는 Mo, Mn, V, Ti, W를 포함하는 Cr 합금으로 이루어지고, 전형적인 예로서는 Cr 함유량은 적어도 70 at.%이며, 격자 파라미터를 증가시키기 위해서 첨가제가 사용된다. 격자 파라미터를 증가시킴으로써 Cr 하지층과 Co 자성층 사이의 격자 부정합을 감소시킬 수 있다. 이것들의 하지층은 통상은 기계적 텍스쳐링이 실시되거나, 혹은, 기계적 텍스쳐링이 실시되지 않은 유리 또는 Al 등으로 이루어지는 Ni₈₁P₁₉ 기판상에 형성된다. 기계적 텍스쳐링을 함으로써, NiP가 공기에 노출되어 층의 표면을 산화한다. Cr이 (002) 결정 배향으로 성장하기 위해서는 이 산화가 중요하고, Cr이 (002) 결정 배향으로 성장함으로써, 후에 자성층이

결정 배향을 갖도록 형성 가능해진다.

상기한 현상은 Chen 등에 의한 미국 특허 제5,866,227호에 있어서도 이용되고 있고, 이 미국 특허에서는 유리 기판상에 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 NiP (O₂를 포함한다)시드층이 설명되어 있다. 전형적인 예로서는 XRD 스펙트럼으로(11 0) 피크를 갖지 않고, (002) 결정 배향을 촉진시키도록 Cr은 180℃보다 높은 온도 Ts에서 성장된다. 성장온도 Ts가 낮으면 입자는 작아지더라도 (110) 결정 배향이 발현되어 버릴 가능성이 있다. NiP는 유리에는 양호하게 밀착하지 않기 때문에, Chuang 등에 의한 미국 특허 제6,139,981호에서 설명되어 있는 것 같은 접착층을 이용할 수도 있다. 2개의 Cr 합금층을 이용하여 하지층의 합계 막 두께를 10nm 이하로 감소시킴으로써 NiP 시드층 상에는 8nm 내지 10nm 정도의 하지층 입자 사이즈를 실현할 수 있다. 하지층의 합계 막 두께를 증가시키면 평균 입자 사이즈는 증대하는 경향이 있다. 예컨대, 막 두께 t=30nm인 Cr₈₀Mo₂₀의 단층의 경우, 평균 입자 사이즈는 약20nm이 되는 경우도 있어, 최근 요구되고 있는 매체 노이즈 요구에는 분명히 부적절하다.

L. Tang 등에 의한 「Microstructure and texture evolution of Cr thin films with thickness」, J. Appl. Phys., vol.74, pp.5025-5032, 1993에서도, 막 두께의 증가에 따른 입자 직경의 증가가 관측되고 있다. 하지층의 막 두께를 더욱 감소시키면 자성층의 c축의 면내(in-plane) 배향(IPO)이 저하해 버리기 때문에, 8nm보다 작은 평균 입자 사이즈를 실현하는 것은 어렵다. 하지층의 평균 입자 사이 즈가 작은 경우라도 그 위에 2배 이상의 자성 입자가 성장할 수 있는 큰 입자가 다소 존재하는 일도 있다. 이러한 큰 입자의 유효 자기 이방성은 자기 분리가 완전하지 않으면 감소하는 일이 있다. 입자 사이즈를 감소시키는 다른 기법으로서는 CoCrPt 매트릭스에 B를 함유시키는 기법이 있다. B를 함유시키는 기법에 의하면 기록층의 입자 사이즈가 감소하여, 매체 노이즈 및 자기 특성을 크게 향상시킬 수 있다. 그러나, B의 함유량이 매우 많아지면 fct상을 증가시켜 버리기 때문에, B의 함유량이 어느 한도의 값을 넘으면 결정질이 저하해 버리고, 이 결정질의 저하는 특히 B의 함유량이 8%를 넘으면 현저해진다.

Lee 등에 의한 미국 특허 제5,693,426호에서는 NiAl이나 FeAl 등의 B2 구조를 갖는 규칙 금속간 화합물의 하지층이 설명되어 있다. B2, L₁₀, L₁₂ 등의 구조를 갖는 규칙 금속간 화합물은 성분 원자간의 강한 결합에 의해 입자 사이즈가 작다고 추측된다. NiAl 및 FeAl은 함께 유리 기판상에 (211) 결정 배향으로 성장하기 때문에 자성층의 c축은 면내 방향이 되어도 자성층은 (1010) 결정 배향으로 성장한다. 이 경우, 60nm을 넘는 큰 막 두께만으로도 12mm 정도의 입자 사이즈를 실현할 수 있다. NiAl 및 NiP 상에 Cr를 이용하는 것도 역시 Chen 등에 의한 미국 특허 제6,010,795호에 설명되어 있다. 이 경우, NiAl는 결정질의 Cr 프리 하지층의 (002) 결정 배향에 의해 (001) 결정 배향을 발현하여, 자성층의 결정 배향은 Co

이 된다.

NiP 이외에도 Cr(002) 결정 배향의 발현을 촉진시키는 시드층이 있다. Bian 등에 의한 미국 특허 제5,685,958호에서는 적어도 1%의 질소 또는 산소로 이루어지는 반응성 원소를 포함하는 Ta, Cr, Nb, W, Mo 등의 고융점 금속이 설명되어 있다. Ar+N₂ 가스로 반응성 스퍼터링되는 Ta의 경우, N₂의 체적률이 증가함에 따라서 XRD 스펙트럼에 Cr(002) 뿐만 아니라 Co

이 나타난다. 이 미국 특허에서는 전형적인 하지층의 막 두께는 50nm로서 설명되어 있고, 꽤 넓은 범위에서 막 두께가 변화되더라도 매체 자기 특성은 조금밖에 영향을 받지 않는 것이 설명되어 있다. 체적률이 3.3%로 증가하면 양쪽의 피크가 소실하기 때문에, 결정 배향이 저하하는 것을 알 수 있다. 이 미국 특허는 유용한 기판 온도 Ts의 범위로서 150℃ 내지 330℃, 보다 바람직하게는 210℃ 내지 250℃를 제안하고 있다. 이와 같이, Cr를 TaN 상에 형성하는 데 필요한 기판 온도 Ts는 NiP상에 형성하는 경우와 같은 것으로 된다. 이 미국 특허에서는 유용한 질소 분압의 범위로서 0.1mTorr 내지 2mTorr도 제안되어 있다. TaN층의 질소 농도는 분명하지 않지만, 10 at.% 내지 50 at.%인 것이라고 생각된다.

Kataoka 등에 의한 「Magnetic and recording characteristics of Cr, Ta, W and Zr Pre-coated Glass disks」, IEEE Trans. Magn., vol.31, pp.2734-2736, 1995에서는 유리 상에 프리코트된 Cr, Ta, W, Zr가 보고되어 있다. Ta층의 경우, 적절한 양의 N₂로 반응성 스퍼터링을 행함으로써, 그 위에 형성되는 Cr 하지층의 결정 배향이 실제로 향상된다. Cr를 직접 유리 상에 형성하면 바람직한 (002) 결정 배향뿐만 아니라, 바람직하지 못한 (110) 결정 배향도 발현되어 버린다.

Oh 등에 의한 「A study on VMn underlayer in CoCrPt Longitudinal Media」, IEEE Trans. Magn., vol.37, pp.1504-1507, 2001에서는 V 함유량이 71.3 at.%이고 Mn 함유량이 28.7 at.%인 VMn 합금의 하지층이 보고되어 있다. V는 높은 융점(1500℃)을 가지고 스퍼터링되면 원리적으로는 작은 입자로 성장하지만 유리상 및 대부분의 시드층 상에서는 매우 강한 (110)결정 배향으로 성장한다. Lee 등에 의한 미국 특허 제5,693,426호에서는 Mg0(B1구조)나 NiAl 및 FeAl 등의 B2 구조를 갖는 다수의 재료로 이루어지고, 그 위에 형성되는 Mn 함유 합금의 템플레이트가 되는 다결정 시드층도 제안되어 있다.

양호한 IPO는 잔류 자화 및 신호의 열안정성을 향상시키고, 또한, 자기 기록 매체의 해상도 또는 용량을 향상시켜 고밀도의 비트를 가능하게 한다. 최근 개발된 신세틱 페리 자성 매체(SFM: synthetic ferrimagnetic media)는 동일한 Mrt(잔류 자화와 막 두께의 곱)을 갖는 종래의 자기 기록 매체와 비교하면, 향상된 열안정성 및 해상도를 갖는다. 종래의 자기 기록 매체로 사용할 수 있는 시드층은 이 SFM에서도 사용 가능하지만 수평 자기 기록의 한계를 향상하기 위한 SFM의 특성으로서는 IPO가 완벽에 가까운 것이 바람직하다. IPO는 Doerner 등에 의한 「Microstructure AND Thermal Stability of Advanced Longitudinal Media」, IEEETrans. Magn., vol.36, pp.43-47, Jan. 2001 및 Doerner 등에 의한 「Demonstration of 35 Gbits/in² in media on Glass substrates」 IEEE Trans. Magn., vol.37, pp.1052-1058, March 2001(10 Gbits/in² and 35 Gbits/in² demo)로써 행해지고 있는 것 같이 저입사각 XRD에 의해 양자화할 수 있고, 보다 간단하게는 수직 보자력과 면내 보자력의 비(h=Hc⊥/Hc//)를 구하는 것으로도 양자화할 수 있다.

Cr(002)/NiP 상의 자기 기록 매체의 비 h는 전형적으로는 0.2<h≤0.15이며, 하지층과 자성층의 정합성이 나쁜 경우에만 관측된다. h≤0.15의 경우, 층의 법선에 대하여 수직한 M(H) 히스테리시스 곡선은 자계에 대하여 대략선형이며, Hc⊥는 전형적으로는 500 Oe보다 작다. NiAl의 경우 (211) 결정 배향은 약하고, 상기와 같은 비(比) h를 실현하여 (0002) 배향을 갖는 자성입자의 발현을 억제하기 위해서는 통상 50nm를 넘는 막 두께가 필요하다. 유리 상에 직접 NiAl 시드층을 설치한 종래의 자기 기록 매체에서는 각형비(h>0.25)가 나쁘고, Cr(002)/NiP 상에 설치된 자기 기록 매체의 성능을 얻을 수 없어, 이것은 시드층에 NiP나 CoCrZr를 이용하더라도 동일했다. Doerner 등에 의한 XRD 측정에 의하면, 자성층의 c축은 NiP/AlMg 기판상에 설치된 자기 기록 매체인 경우인 ±5°미만의 범위에 비해서, 각도가 더욱 큰 ±20°의 범위로 확장되는 것이 나타나고 있다. TaN 상의 자기 기록 매체인 경우, XRD 데이터로서는 Cr(002) 및 Co

의 피크를 볼 수 있지만, h>0.2이며, 자기 기록 매체의 성능은 Cr(002)/NiP 상의 자기 기록 매체의 성능보다 뒤떨어진다. 여기서 사용되고 있는 Cr 합금 하지층의 막 두께는 10nm 미만이며, 하지층의 막 두께를 더욱 증가시켜 20nm보다 크게 하더라도 h의 감소는 관측되지 않았다. 그러나, B2 구조의 재료 및 VMn 등의 합금과는 달리, Cr 합금 하지층의 평균입자 지름은 막 두께와 함께 급격하게 증가한다.

IPO와는 별도로, SFM을 제조할 때에 문제가 되는 것은 특히 배어 유리 기판(bare Glass substrate)이 이용되는 경우에 종래의 자기 기록 매체를 제조하는 경우와 비교해서 필요해지는 챔버의 수가 증가하는 점이다. 또한, 작업 처리량을 높게 유지하여야 하므로, 형성되는 층의 막 두께는 전형적으로는 30nm로 규제된다. 이것보다 큰 막 두께로 할 필요가 있는 시드층 또는 하지층은 형성하는 데 2개의 챔버를 필요로 한다. 전형적인 연속성장은 높은 수율을 얻기 위해서만이 아니라, 자성층이 형성되기 전에 고방사율인 유리 디스크의 온도가 저하하지 않도록 하기 위해서라도, 급속히 행해질 필요가 있다. 그렇게 하지 않으면 가열 공정이 필요해지고, 그 때문에 별도의 프로세스용 챔버가 필요하게 된다. 디스크의 방사율은 시드층 및 하지층에 의해 저감되기 때문에, 시드층 및 하지층의 막 두께는 동시에 매우 작게 할 수는 없다. CVD에 의한 C의 성장의 경우와 같이 바이어스 전압을 인가하는 경우에는 필요해지는 자기 기록 매체의 합계 막 두께는 통상 30nm보다 크다.

그래서, 본 발명은 상기한 문제를 제거하는 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치를 제공하는 것을 개괄적 목적으로 한다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 입자 사이즈가 작고 면내 배향이 양호한 (h≤ 0.12) 하지층을 적어도 갖는 자기 기록 매체와, 그와 같은 자기 기록 매체를 이용하는 자기 기억 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명에 의하면, 하지층을 성장시키는데 2개의 챔버 밖에 필요하지 않고, 하지층의 막 두께는 기판의 방사율을 향상시키는데 충분한 막 두께를 갖는다. 이것을 실현하기에 있어서는, AlV 또는 AlRuV 합금을 이용하고, (N₂ 또는 O₂로) 반응성 스퍼터링된 비정질과 같은 시드층을 가져도 좋고, 갖지 않더라도 좋다. AlV_x 등의 경우 x는 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직하게는 x=30 at.% 내지 80 at.%이며, AlVRu의 경우 Ru=1% 내지 40%이며, 나머지의 Al 및 V의 at.%는 어떠한 비율도 가질 수 있다. 하지층은 (002) 결정 배향으로 시드층 상에 성장하기 때문에, 그 위에 형성되는 단층, 다층 구조 또는 SFM 구조를 갖는 자성층 등의 층의

결정 배향이 매우 양호해진다.

본 발명의 다른 목적은 기판과 CoCr 합금으로 이루어져

결정 배향을 갖는 기록 자성층과, AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어져 해당 기판과 해당 자성층의 사이에 설치된 하지층을 구비한 자기 기록 매체를 제공하는 것에 있다. 본 발명에 의한 자기 기록 매체에 의하면 자성층에 양호한

결정 배향을 발현시킬 수 있고, 자기 특성 및 S/N 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 적어도 하나의 자기 기록 매체와, 해당 적어도 하나의 자기 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및 재생을 하는 기록 재생 헤드를 구비하고, 각 자기 기록 매체는 기판과, CoCr 합금으로 이루어져

결정 배향을 갖는 기록 자성층과, AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어져 해당 기판과 해당 자성층의 사이에 설치된 하지층을 구비한 자기 기억 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명에 의한 자기 기억 장치에 따르면, 자성층에 양호한

결정 배향을 발현시킬 수 있고, 자기 특성 및 S/N 특성을 향상시킬 수 있기 때문에, 고품질의 고밀도 기록을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 다른 목적 및 특징은 이하에 도면과 함께 진술하는 설명으로 분명해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제1 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제2 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제3 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 4는 유리(또는 Al)/AlVN(20nm)/AlV(20nm)/Cr₇₅Mo₂₅(5nm)/CCPB(15nm)가 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 XRD 스펙트럼을 Al 및 V의 각종 조성 범위에 관해서 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 도 5c는 유리/AlV_x1(x1>>50%)/AlV_x1/CrMo/CoCrPtBCu(18nm), 유리/AlV_x2(x2≥50%)/AlV_x2/CrMo/CoCrPtBCu(18nm), 및 유리/AlV_x3(x3<50%)/AlV_x3/CrMo₂₅/CoCrPtBCu(18nm)가 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 6a 내지 도 6e는 유리 기판상에 직접 시드층을 N₂ 반응성 스퍼터링하는 경우의 영향을 설명하는 면내 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 7a 내지 도 7e는 유리 기판상에 직접 시드층을 N₂ 반응성 스퍼터링하는 경우의 영향을 설명하는 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 8은 각종 N₂ 분압 P_N을 이용하여 형성된 AlV 시드층의 XRD 스펙트럼을 나타낸 도면이다.

도 9는 AlVN과 AlV 및 그 위의 CrMo₂₅층과 CoCrPtBCu 자성층의 조성이 동일한 샘플의 XRD 스펙트럼을 다른 기판 온도에 관해서 나타낸 도면이다.

도 10a 내지 도 10c는 AlRuV 하지층과 시드층의 영향을 설명하기 위한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 11a 내지 도 11c는 시드층의 막 두께의 영향을 설명하기 위한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 12a 및 도 12b는 AlV/AlVN/유리 상에 CoCrPtBCu 자성층을 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 Cr₇₅Mo₂₅층을 설치한 경우와 설치하지 않는 경우에 관해서 나타낸 도면이다.

도 13a 내지 도 13c는 NiP 시드층 및 CrMo₂₅ 하지층 상에 설치된 샘플의 성능을 설명하기 위한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 14a 내지 도 14c는 AlVN 시드층 상에 설치된 샘플의 성능을 설명하기 위 한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다.

도 15는 자기 기억 장치의 하나의 실시예의 주요부의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 16은 도 15에 나타내는 자기 기억 장치의 실시예의 주요부를 나타내는 평면도이다.

도 1은 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제1 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 1에 나타내는 자기 기록 매체로서는 AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지는 하지층(4)이 유리 또는 Al 기판(1) 상에 설치되어 있다. Co 또는 CoCr 등의 Co 합금으로 이루어지는 기록 자성층(7)은 하지층(4) 상에 설치된다. 자성층(7)에 대한 정보의 기록 및 재생은 후술하는 기록 재생 헤드에 의해 행해진다. 자성층(7)은

결정 배향을 갖는다. 이 자성층(7)은 단층(단층 구조)이더라도 좋고, 다층(다층 구조)이더라도 좋다. C로 이루어지는 오버코트층(8)과, 유기윤활제로 이루어지는 윤활층(9)은 자성층(7) 상에 적층되어 자기 기록 매체를 보호한다.

기판(1)은 기계적 텍스쳐링이 실시되어 있더라도 좋다. 또한, 기계적 텍스쳐링은 하지층(4)을 형성한 후에 행하더라도 좋다.

하지층(4)이 AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지는 경우, Ru 함유량은 0 at.%(즉, AlV 합금) 내지 40 at.%이며, 나머지의 Al 과 V 합금은 어떠한 조성도 가능하다. 대안적으로, 하지층(4)은 Al_xRu_yV_z이고, 20≤x≤70, 1≤y≤45 및 20≤z≤70 일 수 있다. 하지층(4)의 막 두께는 1mm 내지 70nm의 범위 내이며, 바람직하게는 2nm 내지 50nm의 범위 내이다. 막 두께가 이것들의 범위 내인 하지층(4)은 양호한 결정 배향을 촉진시켜, 큰 입자를 발현하는 일은 없다.

하지층(4)의 바로 아래의 기판(1) 상에 NiP 또는 CrP 층을 설치하더라도 좋다는 것을 주목하여야 한다.

C 오버코트층(8)은 CVD에서 형성 가능하고 경질이기 때문에, 자기 기록 매체를 대기에 의한 악화뿐만 아니라 기록 재생 헤드로부터도 보호한다. 윤활층(9)은 기록 재생 헤드와 자기 기록 매체의 사이의 스틱션을 감소시키기 위해서 설치되어 있다. 예컨대, C 오버코트층(8)의 막 두께는 1nm 내지 5nm의 범위 내이며, 윤활층(9)의 막 두께는 1nm 내지 3nm의 범위 내이다.

도 2는 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제2 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 2에서, 도 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 2에 나타내는 자기 기록 매체에서는 기판(1)과 하지층(4) 사이에 다결정 시드층(3)이 설치된다. 시드층(3)은 AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어진다. 예컨대, AlV 또는 AlRuV 합금은 Ar+N₂ 또는 Ar+O₂ 혼합 가스 내에서 N₂ 또는 O₂의 분압이 P=1% 내지 10%의 상태에서 반응성 스퍼터링 된다. AlV_xN 또는 AlV_xO는 AlV 하지층 (4)의 양호한 결정 배향을 촉진시켜, 그 위에 성장되는 Cr계의 층의 양호한 (002) 결정 배향과 자성층(7)의 양호한

결정 배향을 가능하게 한다. 따라서, 시드층(3)을 설치함으로써 도 1에 나타내는 자기 기록 매체의 제1 실시예와 비교하면 IPO가 더욱 향상된다.

기판(1)은 기계적 텍스쳐링을 실시하고 있더라도 좋다. 또한, 기계적 텍스쳐링은 시드층(3) 및/또는 하지층(4)을 형성한 후에 행하더라도 좋다.

시드층(3)은 AlV 또는 Al_xRu_yV_z로 이루어지는 것이더라도 좋고, 이 경우, 20≤x≤70, 1≤y≤45 및 20≤z≤70이다. 본 발명자들은 AlV_x가 다른 조성 범위에서 복잡한 2원 합금의 형태를 취함에도 불구하고, 조사된 모든 조성 범위 내에서 유용한 것을 발견했다. 또한, 통상은 AlV_x 합금의 V함유량이 35% 내지 65%이면, V 함유량이 지나치게 적거나 지나치게 많은 다른 경우에 비교해서 IPO가 양호해지는 것도 발견했다. 시드층(3)의 막 두께는 1nm 내지 100nm의 범위 내이며, 바람직하게는 1nm 내지 70nm의 범위 내이다. 막 두께가 이것들의 범위 내인 시드층(3)은 양호한 결정 배향을 촉진시켜, 큰 입자를 발현하는 일은 없다.

시드층(3)의 바로 아래의 기판(1) 상에 NiP 또는 CrP 프리시드층을 설치하더라도 좋다는 것을 주목하여야 한다. 이와 달리, 시드층(3)은 유리 또는 Al 기판(1)에 프리코트된 NiP 또는 Crp로 이루어지는 구성이어도 좋다. 예컨대, NiP 프리시드층 또는 NiP 시드층(3)은 AlV 또는 AlVN 하지층(4)의 양호한 결정 배향을 촉진시킨 다.

또한, 시드층(3)은 유리 또는 Al 기판(1)에 반응성 스퍼터링된 Ta 또는 CrTa로 이루어지는 구성이어도 좋다. 예컨대, Cr_xTa_{100 -x}는 Ar+N₂ 또는 Ar+O₂ 혼합 가스 내에서 N₂ 또는 O₂의 분압이 P=1% 내지 10%의 상태로 반응성 스퍼터링되어, TaN이 스퍼터링될 때의 Ar에 대한 N₂의 분압 P_N은 3% 내지 9%이며, x=20 at.% 내지 60 at.% 이다. 본 발명자들은 TaN이, NiP가 코팅된 기판상에 설치된 자기 기록 매체에 적용한 경우에 유리하고, 매우 양호한 면내 배향을 얻을 수 있는 것을 발견했다.

AlV 또는 AlRuV 합금의 시드층(3)과 하지층(4)의 조합에 의하면, 유리 또는 Al 기판상인 NiP 시드층 상에 설치된 자기 기록 매체와 비교해서 양호한 IPO를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 자기 기록 매체의 제3 실시예의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 3에서, 도 1 및 도 2와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 자기 기록 매체의 제3 실시예에서는 본 발명이 신세틱 페리 자성 매체(SFM)에 적용된다.

도 3에 나타내는 자기 기록 매체에서는 Cr 합금으로 이루어지는 버퍼층(5)이 하지층(4) 상에 설치된다. 버퍼층(5)은 자성층(7a)과의 격자 정합을 위해 자성층(7a)에의 V의 확산을 방지하기 위해서 설치된다. 또한, CoCr 합금과 같은 hcp 재료로 이루어지는 중간층(6)이 버퍼층(5) 상에 설치된다. 중간층(6)은 bcc 구조의 하지층(4)과 hcp 구조의 자성층(7a) 사이의 버퍼로서도 기능한다. 또한, CoCr 합금 등으로 이루어지는 한 쌍의 자성층(7a 및 7b)이 그 자성층(7a 및 7b)의 자화 방향이 반평행이 되도록 Ru 등으로 이루어지는 스페이서층(10)을 통해 반강자성 결합되어 있다. 자성층(7a 및 7b)과 스페이서층(10)은 다층 구조를 갖는 자성층(7)을 구성하고 있다.

자성층(7a 및 7b)은 그 자성층(7a 및 7b)의 c축이 층표면(기판면)에 대하여 현저히 평행하게 되어 h=Hc⊥/Hc//≤0.15가 되도록, 스페이서층(10)을 통해 반강자성 결합되어 있다. 여기서, Hc⊥은 층표면에 대하여 수직한 보자력(수직 보자력)을 나타내고, Hc//는 층표면에 대하여 평행한 보자력(면내 보자력)을 나타낸다. SFM의 열안정성은 향상되어 있지만, 양호한 면내 배향을 필요로 하고, 이것은 하지층과 시드층의 조합에 의하여 실현할 수 있다.

버퍼층(5)은 막 두께가 1nm 내지 10nm의 범위 내의 Cr-M으로 이루어지고, 여기서 M은 원자 비율이 10% 이상의 Mo, Ti, V, W에서 선택된 재료로 이루어진다. Cr 풍부한 합금은 각종 재료와의 밀착성이 좋고, 제안되어 있는 하지층(4)과 자성층(7a) 사이의 버퍼층에 적합하다. 버퍼층(5)은 V가 지나치게 자성층(7a)으로 확산되는 것을 방지한다. Cr의 격자 파라미터(a=0.2886nm)는 AlV 하지층(4)의 격자 파라미터(a≥0.29nm)보다 작기 때문에, Cr에 상기한 것보다 큰 원소를 가하여 합금화하면 유리하다. 이러한 합금화에 의해 Cr의 격자가 다소 넓어져, 자성층(7a 및 7b)과의 격자 정합이 양호하게 유지된다.

중간층(6)은 막 두께가 1nm 내지 5nm의 범위 내에서 약자성 또는 비자성의 hcp 구조의 CoCr 합금으로 이루어진다. hcp 자성 CoCr 합금이 bcc 구조의 Cr 합금 층 상에 직접 성장되면 bcc 하지층(4)과 접촉하는 자성층의 부분이 격자 부정합 및/또는 시드층(3)으로부터의 Cr 확산의 악영향을 받기 때문에, 자성층의 자기 이방성이 감소함과 동시에 총자화가 감소한다. 그러나, hcp 구조의 비자성 중간층(6)을 설치함으로써, 자성층이 이러한 악영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 격자 파라미터를 서서히 정합시키는 중간층(6)을 설치함으로써, 자기 이방성 및 보자력은 증가하고, 면내 배향은 향상된다. 따라서, 완전한 자화를 얻을 수 있어, 소위 "데드층(dead layer)"이 최소한으로 억제된다. 또한, 중간층(6)을 설치함으로써, 계면에서의 보다 작은 입자의 형성이 최소한으로 억제된다.

중간층(6)은 막 두께가 1nm 내지 3nm의 범위 내에서 실질적으로 Ru로 이루어지는 구성이더라도 좋다. 이 경우, Ru는 CoCr 합금의 경우와 같은 기능을 한다. 그러나, Ru의 격자 파라미터는 자기 기록 매체로 이용되는 Co 자성합금의 격자 파라미터 보다 크기 때문에, 중간층(6)의 막 두께는 그다지 크게 할 수 없다.

물론, 버퍼층(5) 또는 중간층(6)의 한쪽만을 설치하는 것도 가능하다. 또한, 버퍼층(5) 및 중간층(6)을 생략하는 것도 가능하다. 또한, 버퍼층(5) 및/또는 중간층(6)은 도 1 및 도 2에 나타내는 자기 기록 매체의 제1 및 제2 실시예에서 설치할 수도 있다.

도 4는 유리(또는 Al)/AlVN(20nm)/AlV(20nm)/Cr₇₅Mo₂₅(5nm)/CCPB(15nm)가 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 XRD 스펙트럼을 Al 및 V의 각종 조성 범위에 관해서 나타낸 도면이다. 도 4에서, 종축은 강도를 임의 단위로 나타내고, 횡축은 2 θ(도)를 나타낸다. 유리(또는 Al), AlVN, AlV, Cr₇₅Mo₂₅ 및 CCPB(CoCrPtB)은 각각 기판(1), 시드층(3), 하지층(4) 및 자성층(7)에 대응한다. 우선, 유리(또는 Al) 기판(1) 상에 설치된 AlVN 시드층(3) 상에 AlV 하지층(4)이 N₂ 분압 P_N=8%로 형성되고, CCPB 자성층(7)은 230℃에서 형성되었다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 관측된 AlV(002) 및 Cr(002)에 대응하는 피크에서는 모든 경우에 있어서 양호한 Co

결정 배향을 얻을 수 있었다. 그러나, V 농도가 35% 내지 65%의 범위 내이면, 다른 극단적인 조성 범위보다도 양호한 Co

결정 배향을 얻는 것이 확인되었다.

Al 및 V의 각종 조성 범위에 대한 수직 히스테리시스 곡선은 커 자력계를 이용하여 측정되어, 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 나타낸 바와 같이 되었다. 도 5a는 자기 기록 매체가 유리/AlV_x1(x1≫50%, P_N=4%)/AlV_x1/CrMo/CoCrPtBCu(18nm)가 되는 구조를 갖는 경우를 나타내고, 도 5b는 자기 기록 매체가 유리/AlV_x2(x2≥50%, P_N=6%)/AlV_x2/CrMo/CoCrPtBCu(18nm)가 되는 구조를 갖는 경우를 나타내며, 도 5c는 자기 기록 매체가 유리/AlV_x3(x3<50%, P_N=8%)/AlV_x3/CrMo/CoCrPtBCu(18nm)가 되는 구조를 갖는 경우를 나타낸다. 여기서 P_N은 N₂의 분압을 나타낸다. 도 5a 내지 도 5c에 있어서, 종축은 커(Kerr) 회전(도)을 나타내고, 횡축은 인가 자계(kOe)를 나타낸다.

도 5a 내지 도 5c로부터 Hc⊥가 가장 작아지는 것은 V 농도가 약 35 at.% 내지 65 at.%의 범위인 구조의 경우인 것이 확인되었다. V 농도가 50 at.% 미만이면, 유리/AlVN/AlV/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 같은 Co 합금의 버퍼층을 갖지 않는 간단한 구조라도 IPO는 0.12이 되어 큰 면내 보자력(4200 Oe)을 얻을 수 있는 것도 확인되었다. 이것들의 값은 Cr(002)/CoCr/자성층으로 이루어지는 구조가 유리 기판상의 NiP 시드층 상에 설치된 자기 기록 매체와 비교하면 향상되어 있다. 또한, 상기와 같은 IPO는 AlV 시드층 상에 설치된 하지층을 설치하고 중간층은 설치하지 않는 보다 간단한 구조에 의해 얻을 수 있었다. 따라서, 본 발명에 의하면 자기 기록 매체를 제조하는데 필요한 스퍼터링 챔버의 수를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 이에 따라 자기 기록 매체의 비용을 감소시킬 수 있다는 것이 확인되었다.

도 6a 내지 도 6e 및 도 7a 내지 도 7e는 유리 기판상에 직접 시드층을 N₂ 반응성 스퍼터링하는 경우의 영향을 나타낸다. 면내 히스테리시스 곡선을 나타내는 도 6a 내지 도 6e에서, 종축은 커 신호를 임의 단위로 나타내고, 횡축은 자계(kOe)를 나타낸다. 또한, 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도 7a 내지 도 7e에서, 종축은 커 회전(도)을 나타내고, 횡축은 인가 자계(kOe)를 나타낸다. 유리/AlVN/AlV/CrMo₂₅/CoCrPtBCu가 되는 구조를 반응성 스퍼터링시의 N₂의 분압 P_N을 2% 내지 12%로 변화시켜 성장시켰다. 도 6a 및 도 7a에서는 P_N=2%이고, 도 6b 및 도 7b에서는 P_N=4%이며, 도 6c 및 도 7c에서는 P_N=6%이고, 도 6d 및 도 7d에서는 P_N=8%이 며, 도 6e 및 도 7e에서는 P_N=10%이다.

P_N=6% 내지 8%의 경우에 가장 좋은 IPO가 관측되었다. 그러나, 결과는 시드층에 이용하는 재료의 V 농도에 따라 달랐다. 또한, N₂의 분압 P_N이 증가하면 면내 보자력이 증가하여 면내 이외의 보자력이 감소하는 것을 알았다. 양호한 면내 배향을 얻기 위해서는 N₂의 상대 비율을 조정하는 쪽이 훨씬 용이하다. 이 경우, P_N=6%가 가장 좋은 것이 확인되었다. 또한, V 함유량이 많은 경우 N₂의 분압 P_N은 낮더라도 양호한 IPO를 얻기 위해서는 충분한 것도 알았다. 루프의 형상, 보자력 및 각형비는 모두 이 AlV 조성에 관해서는 N₂의 분압 P_N=6%인 경우에 양호한 것이 확인되었다.

도 8은 각종 N₂ 분압 P_N을 이용하여 형성된 AlV 시드층의 XRD 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는 각종 N₂ 분압 P_N이란 2%, 4%, 6%, 8% 및 10% 이다. 도 8에서, 종축은 강도를 임의 단위로 나타내고 횡축은 2θ(도)를 나타낸다. 도 8에서 N₂의 분압 P_N이 6%인 때에 Co

결정 배향이 가장 양호한 것이 확인되었다.

도 9는 AlVN과 AlV 및 그 위의 CrMo₂₅층과 CoCrPtBCu 자성층의 조성이 동일한 샘플의 XRD 스펙트럼을 다른 기판 온도에 관해서 나타낸 도면이다. 보다 구체적 으로는 다른 기판 온도란 150℃, 240℃ 및 260℃이다. 도 9에서, 종축은 강도를 임의 단위로 나타내고 횡축은 2θ(도)를 나타낸다. AlV 및 AlRuV의 시드층은 실온(RT)부터 300℃까지의 넓은 범위의 기판 온도로 형성 가능하지만 가장 바람직한 기판 온도의 범위는 150℃ 내지 260℃이다. 특정한 AlV 합금 또는 AlRuV 합금에 관해서 기판 온도를 높게 설정하면 Co

의 피크의 강도가 증가하는 것을 알았다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c는 AlRuV 하지층과 시드층의 영향을 나타낸 도면이다. 도 10a 내지 도 10c에서, 종축은 커 회전(도)을 나타내고, 횡축은 인가 자계(kOe)를 나타낸다. 도 10a는 유리/AlRuV/CrMo₂₅(5nm)/CoCrPtBCu(18nm)되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타내고, 도 10b는 유리/AlRuV(P_N=2%)/AlRuV/CrMo₂₅(5nm)/CoCrPtBCu(18nm)되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타내며, 도 10c는 다소 V 농도가 낮은 유리/AlRuV/AlRuV/CrMo₂₅(5nm)/CoCrPtBCu(18nm)되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸다.

도 10a 내지 도 10c에 나타내는 경우에서는 사용된 Ru 농도는 10%이며, V 농도는 40% 또는 35%이었다. AlV 하지층의 경우와 같이, TaN, CrTaN, CrP, NiP 등의 다른 시드층 재료를 AlRuV와 같이 이용한 경우에는 양호한 IPO를 얻을 수 있었다. 그러나, AlVN은 NiP 시드층과 비교하면 보다 양호한 IPO를 나타냈다. 또한, AlV 또 는 AlRuV를 시드층으로 이용하면, 예컨대 VMn 및 Cr-M 등의 AlV 또는 AlRuV 이외의 다른 하지층을 이용할 수 있고, 이 경우도 양호한 IPO를 얻을 수 있었다. 여기서, M=Mo, V, TiW 또는 B2 구조의 재료이다.

도 11a, 도 11b 및 도 11c는 시드층의 막 두께의 영향을 나타낸 도면이다. 도 11a 내지 도 11c에서, 종축은 커 회전(도)을 나타내고, 횡축은 인가 자계(kOe)를 나타낸다. 도 11a는 유리/AlV(10nm, P_N=6%)/AlV/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타내고, 도 11b는 유리/AlV(20nm, P_N=6%)/AlV/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타내며, 도 11c는 유리/AlV(100mn, P_N=6%)/AlV/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조를 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸다.

도 11a 내지 도 11c에 나타내는 경우에서는, 사용된 시드층은 Ar과 함께 6%의 N₂로 반응성 스퍼터링된 AlVx(x≥50%)이며, 시드층의 막 두께는 10nm에서 100nm까지 변화시켰다. IPO는 시드층의 막 두께가 10nm의 시점에서 이미 양호하며, 시드층의 막 두께가 100nm에 달할 때까지 대략 같은 IPO가 유지되는 것이 확인되었다. 그러나, 실제의 자기 기록 매체가 제품으로서 제조되는 경우, 시드층과 하지층의 합계 막 두께는 바람직하게는 30nm 내지 60nm의 범위 내인 것을 알았다. 따라서, AlVN을 이용하는 것은 특히 이 합계 막 두께의 범위 내에서 매우 효과적인 것을 알았다. 또한, 후술하는 바와 같이, 얻어지는 IPO는 유리상의 NiP 시드층의 경우보다 양호했다. 상기와 같은 바람직한 합계 막 두께의 범위에서 시드층과 하지층을 형성하는 데에는 2개의 챔버를 이용하는 것만으로도 좋고, 그 위에 층을 형성할 때의 기판 온도의 저하를 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의한 시드층과 하지층의 조합에 의하면 넓은 범위에서의 공정 (형성) 온도가 허용된다. 시드층과 하지층은 실온으로부터 300℃, 바람직하게는 150℃ 내지 260℃의 온도 범위에서 형성 가능하다.

본 발명자들은 B를 포함하는 자성층의 결정 배향의 행동은 AlV 또는 AlRuV 하지층과 자성층 사이의 Cr 합금의 존재 또는 결여에 민감한 것을 발견했다. 도 12a 및 도 12b는 각각 AlV/AlVN/유리 상에 CoCrPtBCu 자성층을 갖는 자기 기록 매체의 수직 히스테리시스 곡선을 Cr₇₅Mo₂₅층을 설치한 경우와 설치하지 않는 경우에 관해서 나타낸 도면이다. 도 12a 및 도 12b에서, 종축은 커 회전(도)를 나타내고, 횡축은 인가 자계(k0e)를 나타낸다. 도 12b에서도 분명한 바와 같이 Cr₇₅Mo₂₅층을 설치하지 않는 경우, CoCrPtBCu 자성층을 갖는 자기 기록 매체의 자기 이방성 H_K는 도 12a에 나타내는 경우와 비교하면 다소 저하해 있는 것을 알 수 있다.

도 13a 내지 도 13c는 NiP 시드층 및 CrMo₂₅ 하지층 상에 설치된 샘플의 성능을 다른 하지층의 막 두께에 관해서 설명하기 위한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이며, 도 14a 내지 도 14c는 AlVN 시드층 상에 설치된 샘플의 성능을 다른 시드층의 막 두께에 관해서 설명하기 위한 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸 도면이다. 도 13a 내지 도 13c 및 도 14a 내지 도 14c에서, 종축은 커 회전(도)를 나 타내고, 횡축은 인가 자계(kOe)를 나타낸다.

도 13a, 도 13b 및 도 13c은 각각 유리/NiP/CrMo₂₅(5nm)/CoCrPtBCu 되는 구조, 유리/NiP/CrMo₂₅(2Onm)/CoCrPtBCu 되는 구조, 및 유리/NiP/CrMo₂₅(10Onm)/CoCrPtBCu 되는 구조의 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸다. 다른 한편, 도 14a, 도 14b 및 도 14c는 각각 유리/AlV(P_N=6%)/AlV(10nm)/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조, 유리/AlV(P_N=6%)/AlV(2Onm)/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조, 및 유리/AlV(P_N=6%)/AlV(100nm)/CrMo₂₅/CoCrPtBCu 되는 구조의 수직 히스테리시스 곡선을 나타낸다. AlV 시드층의 막 두께가 10nm의 경우라도 양호한 IPO가 관측됐다. 스퍼터링된 NiP층의 밀착성은 낮기 때문에, 접착층을 추가로 설치할 필요가 있는 경우도 있어, 그와 같은 경우에는 프로세스용의 챔버를 증가시킬 필요가 있고, 또한 NiP는 O₂와 같이 반응성 스퍼터링되거나 NiP의 표면을 산화하는 것도 필요하다. 프리시드층에 이용할 수 있는 NiP에 유사한 조성으로서는 밀착성이 좋은 CrMoP나 CrNiP를 들 수 있다. Cr(002)의 성장을 촉진시키는 시드층은 AlV 또는 AlRuV에 대한 시드층으로서도 사용 가능한 경향이 있다.

적절한 시드층을 이용하여 IPO를 향상시킨 결과, SFM 자화 곡선의 혹이 보다 현저해진다고 예상할 수 있다. 또한, 이러한 IPO의 향상에 의해 SFM 구조의 한 쌍의 자성층간의 교환 결합이 증가한다. 이것들의 외에 매체의 기록 및 판독 특성의 향상이 예상될 뿐만 아니라, 대량 생산시의 제어에는 매우 유용해 지는 자성층간의 교환 결합의 측정을 보다 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

스퍼터링 프로세스는 현저한 진보를 계속하고 있기 때문에, 상기와 같은 구조는 다른 순원소 타겟을 멀티캐소드 조립체로 이용하여 동시에 스퍼터링을 행하는 것으로도 실현할 수 있다. 파워비 및 성장 각도를 적절히 조정함으로써, 상기와 같은 성능을 갖는 상기와 같은 구조를 작성하는 것은 용이하다.

상기에서 설명한 프리시드층은 AlV 또는 AlRuV 합금의 면내 배향을 향상 가능한 적절한 재료로 구성 가능하다. 또한, 상기 실시예에서는 강고한 유리 또는 Al 기판을 이용하고 있지만, 본 발명은 다른 기판 재료의 경우에도 용이하게 적용가능하고, Al 이외의 금속, 중합체, 플라스틱, 세라믹 등의 기판 재료라도 좋고, 기판 재료는 강고하거나 유연성을 갖는 것이라도 좋다.

신호대잡음(S/N)비 및 열붕괴의 면에서는 NiP이 코팅된 기판에 기계적 텍스쳐링을 실시한 쪽이 실시하지 않은 경우보다 양호한 성능을 얻을 수 있다. 또한, 디스크형의 자기 기록 매체의 경우,

면의 Co 입자의 c축(<0001>)은 주로 원주 방향으로 배향하고 있기 때문에, 동작시에는 헤드 자계가 같이 원주 방향을 따라서 인가되는 것을 고려하면, 원주 방향의 기계적 텍스쳐링을 채용하면 기록시에 더욱 유리하다.

NiP가 코팅된 기판에 기계적 텍스쳐링을 하면 자성층뿐만 아니라, Cr 합금의 하지층도 배향되는 것은 알려져 있다. 하지층은 기계적 텍스쳐링이 실시되고 있 는 경우도 실시되고 있지 않은 경우도, (002) 결정 배향으로 성장한다. 그러나, 전자의 경우 Cr<110> 방향도 디스크형 자기 기록 매체의 경우는 바람직하게는 원주 방향에 따라서 배향된다. 결과적으로 본 발명에 의한 자기 기록 매체는 기판의 원주 방향의 기계적 텍스쳐링, 또는, NiP 같은 프리시드층 및/또는 시드층 및/또는 하지층의 원주 방향의 기계적 텍스쳐링에 의해, 하지층 및 자성층이 바람직한 배향을 나타낸다.

유리상의 시드층에 AlRu(B2 구조)를 이용하는 연구는 행해지고 있고, AlRu는 유리 기판과 이용하면, NiP이 코팅된 유리 기판 또는 NiAl이 코팅된 유리 기판을 이용하는 경우와 비교하면, IPO이 현저히 향상하는 것을 알고 있다. 그러나, 이와 같이 유용한 범위의 AlRu(Ru가 50%)는 B2 구조이며, Ru 함유량이 크기 때문에 목표 비용이 매우 고가이다.

따라서, 본 발명은 비교적 저렴한 시드층 및 하지층의 재료를 이용하여 IPO를 향상시킴과 동시에 자성층의 입자 사이즈를 감소시키기 때문에, AlRu 또는 NiP 시드층이 유리 기판상에 코팅된 자기 기록 매체와 비교하면, 단층 구조 또는 신세틱 페리 자성 매체(SFM) 구조를 갖는 자기 기록 매체의 자기 특성 및 S/N 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 반평행한 자화 구조에 의해 저감된 Mrt치(잔류 자화와 막 두께의 곱)에 있어서도 양호한 열안정성을 실현할 수 있다고 하는 SFM 구조의 효과를 본 발명에서 이용하는 시드층 및 하지층의 재료에 의해 실현되는 양호한 IPO에 의해 더욱 증강시킬 수 있다.

본 발명자들은 AlV 및 저 Ru 함유량의 AlRuV는 자성층의 Co

성장을 촉진하는 시드층 또는 하지층으로서 적합한 것을 확인했다. 시드층은 질소 또는 산소를 이용한 AlV 타겟의 반응성 스퍼터링에 의해 형성했다. 또한, AlRuV의 경우, 반응성 스퍼터링된 시드층의 IPO는 더욱 향상되고 있다는 것이 확인되었다.

상기 AlV 하지층을 AlVN 시드층과 함께 이용한 경우의 XRD 스펙트럼에서=62°(λ=1.54)에 대응하는 (002) 피크가 있고, 2θ=27°(λ=1.54)부근에 폭이 넓은 피크가 있어, 이것들의 층이 비정질이거나 입자가 작아 서로 상관성이 없는 것을 나타냈다. TaN층은 형성시의 기판 온도에 의해서는 2θ=28°(λ= 1.54)부근에서 폭이 넓은 피크를 나타내는 일도 있어, 비정질인 구조인 것을 시사하고 있다. 본 발명에서 이용되는 다른 시드층의 재료도 특징적인 XRD 특성을 나타내지 않지만, 모든 시드층 상에 형성된 AlV 하지층의 경우도 (002) 피크를 나타내고, 자성층은 크게 특징적인

결정 배향(2θ=74°)을 나타냈다. 이 경우의 시드층의 막 두께는 바람직하게는 20nm 내지 30nm이며, AlV 하지층의 막 두께는 바람직하게는 10nm 내지 30nm이었다. 시드층과 하지층의 합계 막 두께는 바람직하게는 30nm 내지 60nm이었다. 상기와 같은 바람직한 합계 막 두께의 범위에서 시드층과 하지층은 2개의 챔버를 이용하는 것만으로 형성되어, 그 위에 층을 형성할 때의 유리 기판 온도의 저하를 감소시킬 수 있었다.

한편, 격자 파라미터 데이터에 의하면, V의 (Al)에의 용해도는 620℃에서 약 0.2 at.%이다. V의 (Al)에의 용해도는 5×104℃/s의 응고 속도에서 준안정적으로 0.6 at.%까지 증가 가능하다. 그러나, 스퍼터링에 의해 형성되는 박막 구조의 경우 Al 및 V에는 다수의 금속간 화합물이 검출되어, 본 발명자들이 조사한 대략 모든 조성으로 형성된 AlV 및 AlRuV 합금의 박막은 bcc 구조를 지니고, Cr(002)면 및 그 위의 Co

면의 격자 치수와 정합성이 있었다. 따라서, 모든 조성의 AlV 및 모든 조성의 AlRuV는 Ru 함유량이 한정되어 있는 경우에 관해서, 격자 정합(및 에피텍샬 성장) 및 양호한 IPO에 유용한 것을 알았다. 또한, AlV 또는 AlRuV 합금의 하지층 및 시드층은 AlRu 합금을 이용하는 경우와 비교하면 염가이다.

다음에, 본 발명에 의한 자기 기억 장치의 하나의 실시예를 도 15 및 도 16과 함께 설명한다. 도 15는 자기 기억 장치의 하나의 실시예의 주요부의 내부 구조를 나타내는 단면도이며, 도 16은 도 15에 나타내는 자기 기억 장치의 실시예의 주요부를 나타내는 평면도이다.

도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 자기 기억 장치는 대략 하우징(113)으로 이루어진다. 하우징(113) 내에는 모터(114), 허브(115), 복수의 자기 기록 매체(116), 복수의 기록 재생 헤드(117), 복수의 서스펜션(118), 복수의 아암(119) 및 액츄에이터 장치(120)가 설치되어 있다. 자기 기록 매체(116)는 모터(114)에 의해 회전되는 허브(115)에 부착되어 있다. 기록 재생 헤드(117)는 자기 기록 매체(116)로부터 정보를 재생하는 MR 및 GMR 헤드 등의 재생 헤드와, 자기 기록 매체(116)에 정보를 기록하는 인덕티브 헤드 등의 기록 헤드로 이루어진다. 각 기록 재생 헤드(117)는 대응하는 아암(19) 선단에 서스펜션(118)을 통해 부착되어 있다. 아암 (119)은 액츄에이터 장치(120)에 의해 이동된다. 이 자기 기억 장치의 기본 구조 자체는 널리 알려져 있어, 본 명세서에서는 그 상세한 설명은 생략한다.

자기 기억 장치의 본 실시예는 자기 기록 매체(116)에 특징이 있다. 각 자기 기록 매체(116)는 도 1 내지 도 14와 같이 설명한 자기 기록 매체의 모든 실시예의 구조를 갖는 것이더라도 좋다. 물론, 자기 기록 매체(116)의 수는 3가지로 한정되는 것이 아니라, 자기 기록 매체(116)는 1개라도 좋고, 2개라도 좋으며, 4개 이상이어도 좋다.

자기 기억 장치의 기본구조는 도 15 및 도 16에 나타내는 것에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명에서 이용되는 자기 기록 매체는 자기 디스크에 한정되는 것이 아니라, 자기 테이프나 자기 카드 등의 다른 자기 기록 매체를 이용해도 좋다. 또한, 자기 기록 매체는 자기 기억 장치의 하우징(113) 내에 고정적으로 설치되어 있을 필요는 없고, 자기 기록 매체는 하우징(113)에 대하여 로드 및 언로드가 가능한 휴대형 매체라도 좋다.

또한, 본 발명을 실시예에 의해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 개량이 가능한 것은 물론이다.

Claims (16)

1. 기판과,

   CoCr 합금으로 이루어지고

   

   결정 구조(crystallographic texture)를 갖는 기록 자성층과,

   AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지고 상기 기판과 상기 자성층 사이에 배치된 하지층을 포함하고,

   상기 하지층은 Al_xRu_yV_Z로 이루어지고, 20≤x≤70, 1≤y≤45 및 20≤z≤70인 것인 자기 기록 매체.
2. 기판과,

   CoCr 합금으로 이루어지고

   

   결정 구조를 갖는 기록 자성층과,

   AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지고 상기 기판과 상기 자성층 사이에 배치된 하지층을 포함하고,

   상기 자성층은 단일의 자성층 또는, CoCr 합금으로 이루어지는 적어도 한 쌍의 자성층이 스페이서층을 통해 반강자성 결합되어 있는 신세틱 페리 자성 구조(synthetic ferrimagnetic structure)로 구성되며, 상기 한 쌍의 자성층의 c축은 h=Hc⊥/Hc//≤0.15이 되도록 상기 기판의 층표면에 대하여 평행하고, Hc⊥는 상기 층표면에 대하여 수직인 보자력을 나타내며 Hc//는 상기 층표면에 평행한 보자력을 나타내는 것인 자기 기록 매체.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하지층의 막 두께는 1nm 내지 70nm의 범위 내인 것인 자기 기록 매체.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하지층과 상기 기판 사이에 배치된 비정질 또는 다결정의 시드층을 더 구비한 것인 자기 기록 매체.
6. 제5항에 있어서, 상기 시드층의 막 두께는 1nm 내지 70nm의 범위 내인 것인 자기 기록 매체.
7. 제5항에 있어서, 상기 시드층은 AlV 또는 Al_xRu_yV_z로 이루어지고, 20≤x≤70, 1≤y≤45 및 20≤z≤70인 것인 자기 기록 매체.
8. 제5항에 있어서, NiP 또는 CrP로 이루지고 상기 기판과 상기 시드층 사이에 배치된 프리시드층(pre-seed layer)을 더 구비한 것인 자기 기록 매체.
9. 제5항에 있어서, 상기 시드층은 Ta 또는 CrTa로 이루어지는 것인 자기 기록 매체.
10. 기판과,

    CoCr 합금으로 이루어지고

    

    결정 구조를 갖는 기록 자성층과,

    AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지고 상기 기판과 상기 자성층 사이에 배치된 하지층을 포함하고,

    상기 하지층과 상기 기판 사이에 배치된 비정질 또는 다결정의 시드층을 더 구비하고,

    상기 시드층의 막 두께는 20nm 내지 30nm의 범위 내이며,

    상기 하지층의 막 두께는 10nm 내지 30nm의 범위 내이고,

    상기 시드층과 상기 하지층의 합계 막 두께는 30nm 내지 60nm의 범위 내인 것인 자기 기록 매체.
11. 제10항에 있어서, 상기 시드층은 AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지는 것인 자기 기록 매체.
12. 적어도 하나의 자기 기록 매체와,

    상기 적어도 하나의 자기 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 기록 재생 헤드를 포함하고,

    각 자기 기록 매체는,

    기판과,

    CoCr 합금으로 이루어지고

    

    결정 구조를 갖는 기록 자성층과,

    AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지고 상기 기판과 상기 자성층 사이에 배치된 하지층을 포함하고,

    상기 하지층은 Al_xRu_yV_Z로 이루어지고, 20≤x≤70, 1≤y≤45 및 20≤z≤70인 것인 자기 기억 장치.
13. 적어도 하나의 자기 기록 매체와,

    상기 적어도 하나의 자기 기록 매체에 대하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 기록 재생 헤드를 구비하고,

    각 자기 기록 매체는,

    기판과,

    CoCr 합금으로 이루어지고

    

    결정 구조를 갖는 기록 자성층과,

    AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지고 상기 기판과 상기 자성층 사이에 배치된 하지층을 포함하고,

    상기 자기 기록 매체의 상기 자성층은, CoCr 합금으로 각각 이루어지고 스페이서층을 통해 반강자성 결합되어 있는 적어도 한 쌍의 자성층을 포함하는 신세틱 페리 자성 구조, 또는 단일의 자성층으로 구성되고, 상기 한 쌍의 자성층의 c축은, h= Hc⊥/Hc//≤0.15이 되도록 상기 기판의 층표면에 대하여 평행하고, Hc⊥는 상기 층표면에 대하여 수직한 보자력을 나타내고, Hc//는 상기 층표면에 대하여 평행한 보자력을 나타내는 것인 자기 기억 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 하지층과 상기 기판 사이에 설치된 비정질 또는 다결정의 시드층을 더 포함한 것인 자기 기억 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 시드층의 막 두께는 20nm 내지 30nm의 범위 내이며, 상기 하지층의 막 두께는 10nm 내지 30nm의 범위 내이고, 상기 시드층과 상기 하지층의 합계 막 두께는 30nm 내지 60nm의 범위 내인 것인 자기 기억 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 자기 기록 매체의 상기 시드층은 AlV 또는 AlRuV 합금으로 이루어지는 것인 자기 기억 장치.

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