KR100813140B1 - Perpendicular magnetic recording medium, its manufacturing method, recording method, and reproducing method - Google Patents

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Abstract

수직 자기 기록 매체는 기판과, 기판 위에 연자성 받침층, 시드층, 자속 슬릿층, 비자성 중간층, 기록층, 보호막, 및 윤활층을 순차적으로 적층한 구성으로 하고, 자속 슬릿층(13)은 비자성 부분의 경계부를 갖는 대략 주상 구조의 연자성 입자를 갖고, 기록 헤드로부터의 자속을 연자성 입자의 부분에만 협착하여 자속의 확대를 억제한다. 또한 자속 슬릿층을 기록층 위에 설치한 수직 자기 기록 매체를 개시한다.The perpendicular magnetic recording medium has a structure in which a soft magnetic support layer, a seed layer, a magnetic flux slit layer, a nonmagnetic intermediate layer, a recording layer, a protective film, and a lubricating layer are sequentially stacked on the substrate, and the magnetic flux slit layer 13 It has soft magnetic particles having a substantially columnar structure having a boundary portion of the nonmagnetic portion, and the magnetic flux from the recording head is confined to only the portion of the soft magnetic particles to suppress the expansion of the magnetic flux. Also disclosed is a vertical magnetic recording medium provided with a magnetic flux slit layer on a recording layer.

수직 자기 기록 매체, 연자성, 자속 슬릿층, 기록층, 자속 제어층Vertical magnetic recording media, soft magnetic, magnetic flux slit layer, recording layer, magnetic flux control layer

Description

수직 자기 기록 매체, 그 제조 방법, 기록 방법 및 재생 방법{PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIUM, ITS MANUFACTURING METHOD, RECORDING METHOD, AND REPRODUCING METHOD} Vertical magnetic recording medium, its manufacturing method, recording method and reproduction method {PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIUM, ITS MANUFACTURING METHOD, RECORDING METHOD, AND REPRODUCING METHOD}

본 발명은 수직 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치에 관한 것으로, 특히 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical magnetic recording medium and a magnetic storage device, and more particularly, to a vertical magnetic recording medium and a magnetic storage device capable of high density recording.

자기 기억 장치의 급속한 기술발전에 의해, 자기 기록 매체의 면내 방향으로 기록하는 면내 기록 방식에서는, 면기록 밀도 100G비트/평방 인치의 실용기기가 머지않아 제품화되도록 하고 있다. 그러나, 100G비트/평방인치를 경계로, 면내 기록 방식에서는 기록 단위의 사이즈를 미소화함에 따라 기록된 자화의 열적 안정성이 문제가 되고 있다. 앞으로 한층 개량에 의해 250G비트/평방인치까지는 실용화가 가능하다고 하고 있지만, 면기록 밀도의 한계에 거의 달하고 있다.Due to the rapid technological development of magnetic storage devices, in-plane recording methods for recording in the in-plane direction of a magnetic recording medium are making commercial devices with a surface recording density of 100 Gbit / square inch in the near future. However, the thermal stability of the recorded magnetization becomes a problem as the size of the recording unit is made smaller in the in-plane recording method with a boundary of 100 Gbit / square inch. In the future, it is possible to realize practical use up to 250Gbit / square inch by further improvement, but it is almost reaching the limit of surface recording density.

한편, 자기 기록 매체의 수직 방향으로 기록하는 수직 기록 방식에서는, 기록 단위의 사이즈를 미소화해도 적절한 두께를 형성함으로써 열적 안정성을 확보할 수 있기 때문에, 면기록 밀도가 테라(T)비트/평방 인치 대까지 향상 가능하다고 예상되고 있다.On the other hand, in the vertical recording method for recording in the vertical direction of the magnetic recording medium, since the thermal stability can be ensured by forming an appropriate thickness even if the size of the recording unit is made small, the surface recording density is tera (T) bits / square inch. It is expected to be possible to the generation.

수직 자기 기록 매체에서는 기록층과 기판 사이에 연자성 받침층을 설치한, 소위 2층 수직 자기 기록 매체가 주류가 되어 있다. 2층 수직 자기 기록 매체는 연자성 받침층의 거울상 효과에 의해 기록 헤드의 주자극으로부터의 기록 자계를 강화하고, 기록 자계를 공간적으로 집중시켜서 기록 자계의 경사를 증대시키는 작용이 있다.In the vertical magnetic recording medium, a so-called two-layer vertical magnetic recording medium in which a soft magnetic support layer is provided between the recording layer and the substrate is the mainstream. The two-layer vertical magnetic recording medium has an effect of enhancing the recording magnetic field from the main magnetic pole of the recording head by the mirror image effect of the soft magnetic support layer, and increasing the inclination of the recording magnetic field by spatially concentrating the recording magnetic field.

그러나, 주자극에 대향해서 연자성 받침층이 넓어져서 배치되어 있음으로써, 주자극으로부터 나온 자속은 연자성 받침층을 향해서 확대되고, 기록층 표면에서 넓어져버리므로, 기록층에 미세한 기록 비트를 형성할 수 없다는 문제가 발생하고, 고기록 밀도화를 꾀할 수 없다.However, since the soft magnetic support layer is disposed so as to face the main magnetic pole, the magnetic flux from the main magnetic pole is expanded toward the soft magnetic support layer and widens at the surface of the recording layer. There arises a problem that it cannot be formed, and high recording density cannot be achieved.

또한, 고기록 밀도화함에 따라 재생 출력의 저하와 함께 매체 노이즈가 증대하기 때문에, S/N 향상의 검토가 진행되고 있다. 구체적으로는 기록층의 자성 입자의 미세화·고립화·배향 제어·결정성의 향상을 꾀하는 것이 필요하다고 알려져 있다. 기록층의 자성 입자는, 예를 들면 비자성 중간층 위에 형성되지만, 비자성 중간층의 결정 배향이나 결정성의 영향을 받기 때문에, 비자성 중간층의 설계가 중요하다.Further, as the high recording density increases, the medium noise increases along with the decrease in the reproduction output, so that the S / N improvement is being examined. Specifically, it is known that it is necessary to refine, isolate, orient, and improve the crystallinity of the magnetic particles of the recording layer. Although the magnetic particles of the recording layer are formed on the nonmagnetic intermediate layer, for example, the design of the nonmagnetic intermediate layer is important because the magnetic particles are affected by the crystal orientation and crystallinity of the nonmagnetic intermediate layer.

그러나, 예를 들면 비자성 중간층의 결정성 등을 향상하기 위해서 막두께를 두껍게 하면, 기록층의 결정성은 향상하지만 기록 헤드로부터 연자성 받침층과의 스페이싱이 증가하여 자속이 넓어져버린다고 하는 문제가 생긴다.However, for example, if the film thickness is increased to improve the crystallinity and the like of the nonmagnetic intermediate layer, there is a problem that the crystallinity of the recording layer is improved, but the spacing from the recording head to the soft magnetic support layer is increased and the magnetic flux is widened. Occurs.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개2002-163819호[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-163819

[특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 특개평3-130904호[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-130904

[특허문헌 3] 일본국 공개특허공보 특개평6-295431호[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-295431

[특허문헌 4] 일본국 공개특허공보 특개평10-3644호[Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-3644

[특허문헌 5] 일본국 공개특허공보 특개2001-134918호[Patent Document 5] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-134918

이에, 본 발명은 상기의 과제를 해결한, 신규하고 또한 유용한 수직 자기 기록 매체, 그 제조 방법, 및 자기 기억 장치를 제공하는 것을 개괄 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel and useful vertical magnetic recording medium, a method of manufacturing the same, and a magnetic memory device which solve the above problems.

본 발명의 보다 구체적인 과제는, 기록 헤드로부터의 자속의 확대를 억제하고, 기록 자계를 높이는 동시에 기록 자계의 경사을 급하게 하는, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 제공하는 것이다.A more specific problem of the present invention is to provide a vertical magnetic recording medium capable of high density recording, which suppresses the expansion of the magnetic flux from the recording head, increases the recording magnetic field and sharply inclines the recording magnetic field.

본 발명의 보다 구체적인 다른 과제는, 기록층의 결정 입자의 미세화 및 고립화를 동시에 촉진해서 S/N을 높게 할 수 있고, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 제공하는 것이다.Another more specific problem of the present invention is to provide a vertical magnetic recording medium capable of increasing S / N by increasing the miniaturization and isolation of crystal grains in a recording layer, and enabling high density recording.

본 발명의 제 1 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체로서,According to a first aspect of the present invention, there is provided a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic support layer and a recording layer provided on the soft magnetic support layer.

상기 연자성 받침층과 기록층 사이에 자속 슬릿층을 갖고, 상기 자속 슬릿층은 면내 방향으로 자기적으로 거의 고립화한 대략 주상(柱狀) 구조를 갖는 연자성층인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.A vertical magnetic recording medium having a magnetic flux slit layer between the soft magnetic support layer and the recording layer, wherein the magnetic flux slit layer is a soft magnetic layer having a substantially columnar structure magnetically almost isolated in the in-plane direction. Is provided.

본 발명에 의하면, 연자성 받침층과 기록층 사이에 설치된 자속 슬릿층이, 면내 방향으로 자기적으로 거의 고립화한 대략 주상 구조를 갖는 연자성층이므로 기록 헤드에서의 자속이 자속 슬릿층 내에서 면내 방향으로의 확대가 억제되는 한편, 주상 구조의 부분이 연자성이므로 자속을 집중시킬 수 있다. 따라서 기록층에서 기록 자계를 높이는 동시에 기록 자계의 경사를 급하게 할 수 있고, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to the present invention, since the magnetic flux slit layer provided between the soft magnetic support layer and the recording layer is a soft magnetic layer having a substantially columnar structure magnetically almost isolated in the in-plane direction, the magnetic flux at the recording head is in the in-plane direction within the magnetic flux slit layer. While the expansion to the surface is suppressed, the magnetic flux can be concentrated because the portion of the columnar structure is soft magnetic. Therefore, it is possible to increase the recording magnetic field in the recording layer and to sharply incline the recording magnetic field, thereby realizing a vertical magnetic recording medium capable of high density recording.

본 발명의 제 2 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법으로, According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium having a soft magnetic support layer and a recording layer provided on the soft magnetic support layer.

상기 연자성 받침층을 형성하는 공정과, 기록층을 형성하는 공정을 구비하고, 상기 연자성 받침층을 형성하는 공정과, 기록층을 형성하는 공정 사이에, 기록층을 형성하는 공정과 같거나 또는 그보다 큰 분위기 가스압에서 연자성 재료로 이루어진 자속 슬릿층을 형성하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법이 제공된다.And a step of forming the soft magnetic support layer, and a step of forming a recording layer, and between the step of forming the soft magnetic support layer and the step of forming the recording layer, Or a step of forming a magnetic flux slit layer made of a soft magnetic material at a higher atmospheric gas pressure.

본 발명에 의하면, 연자성 받침층과 기록층 사이에 설치된 자속 슬릿층은 기록층을 성막할 경우와 같거나, 또는 그 이상의 높은 분위기 가스 압에서 성막되어 있으므로, 연자성 재료 안으로 분위기 가스가 받아들여져 주상 구조가 형성된다. 따라서, 면내 방향에 자기적으로 거의 고립화한 대략 주상 구조를 갖는 연자성층이 형성된다. 따라서, 기록 헤드로부터의 자속이 자속 슬릿층 내에서 면내 방향으로의 확대가 억제되는 한편, 주상 구조의 부분이 연자성이므로 자속을 집중시킬 수 있다.According to the present invention, since the magnetic flux slit layer provided between the soft magnetic support layer and the recording layer is formed at the same or higher atmospheric gas pressure when the recording layer is formed, the atmospheric gas is absorbed into the soft magnetic material. Columnar structure is formed. Thus, a soft magnetic layer having a substantially columnar structure magnetically almost isolated in the in-plane direction is formed. Therefore, the magnetic flux from the recording head is suppressed in the in-plane direction in the magnetic flux slit layer, while the magnetic flux can be concentrated because the portion of the columnar structure is soft magnetic.

본 발명의 제 3 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 비자성 중간층과, 상기 비자성 중간층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체로서,According to a third aspect of the present invention, there is provided a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic support layer, a nonmagnetic intermediate layer provided on the soft magnetic support layer, and a recording layer provided on the nonmagnetic intermediate layer.

상기 비자성 중간층은 비자성 입자와, 상기 비자성 입자를 둘러싸는 비자성의 제 1 비고용상으로 이루어지고, 상기 기록층은 자성 입자와, 상기 자성 입자를 둘러싸는 비자성의 제 2 비고용상으로 이루어지고, 상기 자성 입자는 주상 구조를 갖고, 상기 비자성 입자 위에 에피택셜 성장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.The nonmagnetic intermediate layer is made of nonmagnetic particles and a nonmagnetic first non-employment phase surrounding the nonmagnetic particles, and the recording layer is made of magnetic particles and a nonmagnetic second non-employment phase surrounding the magnetic particles. And the magnetic particles have a columnar structure and are epitaxially grown on the nonmagnetic particles to provide a perpendicular magnetic recording medium.

본 발명에 의하면, 기록층의 하측에 설치된 비자성 중간층이 비자성 입자 및 제 1 비고용상으로부터 형성되어, 비자성 입자가 자기 형성적으로 격리해서 배치된다. 또한 비자성 입자 위에 기록층의 자성 입자가 에피택셜 성장하므로, 자성 입자의 입경 및 이웃하는 자성 입자의 간격을 제어할 수 있다. 따라서 자성 입자의 미세화 및 고립화를 동시에 실현할 수 있고, 매체 노이즈를 저감해서 S/N을 높일 수 있고, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to the present invention, a nonmagnetic intermediate layer provided under the recording layer is formed from the nonmagnetic particles and the first non-solid phase, and the nonmagnetic particles are arranged in a self-forming manner. In addition, since the magnetic particles of the recording layer are epitaxially grown on the nonmagnetic particles, the particle diameter of the magnetic particles and the spacing of neighboring magnetic particles can be controlled. Therefore, it is possible to realize miniaturization and isolation of magnetic particles at the same time, to reduce medium noise, to increase S / N, and to realize a vertical magnetic recording medium capable of high density recording.

여기에서, 본 명세서에 있어서 에피택셜 성장은 하지가 되는 제 1층과 그 위에 결정 성장하는 제 2층에서, 막의 성장 방향의 결정면에 대해 대략 격자 정합(약 10% 이하의 제 1층과 제 2층과의 격자 부정합을 포함한다)이 얻어진 상태에서 제 1층에 대하여 결정 성장하는 것을 의미하고, 또한 성장 방향에 수직한 방향, 즉 면내 방향에 대해서는, 특정한 결정 방위의 관계를 가질 경우에 더하여, 특정한 결정 방위의 관계를 갖지 않는 경우도 포함한다.Here, in the present specification, the epitaxial growth is substantially lattice matched with respect to the crystal plane in the growth direction of the film in the first layer which becomes the base layer and the second layer that grows thereon (the first layer of about 10% or less and the second layer). In addition to the case in which crystal growth is performed with respect to the first layer in a state where a lattice mismatch with a layer is obtained, and also in a direction perpendicular to the growth direction, that is, in-plane direction, there is a specific crystal orientation relationship, This also includes cases that do not have a specific crystal orientation relationship.

본 발명의 제 4 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 가지는 수직 자기 기록 매체로서, According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic support layer and a recording layer provided on the soft magnetic support layer.

상기 기록층 위에 연자성 차폐층을 갖고, 소정의 자계량에서 자기 포화한 상기 연자성 차폐층의 일부 영역을 기록 자계가 통과해서 상기 기록층이 자화되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.Provided is a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic shielding layer on the recording layer, wherein a recording magnetic field passes through a portion of the soft magnetic shielding layer which is magnetically saturated at a predetermined magnetic field to magnetize the recording layer. .

본 발명에 의하면, 기록층 위에 설치된 연자성 차폐층의 일부 영역을 기록 자계에 의해 자기적인 포화 영역으로 형성하고, 포화 영역만을 기록 자계가 통과함으로써 포화 영역 하측의 기록층을 자화한다. 따라서 기록 헤드로부터의 자속의 확대를 억제할 수 있고, 인접 트랙 이레이즈를 방지할 수 있다. 또한 기록 헤드로부터의 자속이 집중하므로, 기록 자계를 높일 수 있어 기록층의 기입 성능을 향상할 수 있다.According to the present invention, a partial region of the soft magnetic shielding layer provided on the recording layer is formed as a magnetic saturation region by the recording magnetic field, and only the saturation region passes through, so that the recording layer below the saturation region is magnetized. Therefore, expansion of the magnetic flux from the recording head can be suppressed, and adjacent track erasure can be prevented. In addition, since the magnetic flux from the recording head is concentrated, the recording magnetic field can be increased and the writing performance of the recording layer can be improved.

본 발명의 제 5 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체로서,According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic support layer and a recording layer provided on the soft magnetic support layer.

상기 기록층 위에 자속 슬릿층을 갖고, 상기 자속 슬릿층은 자성 입자가 면내 방향으로 자기적으로 거의 고립화하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.A magnetic flux slit layer is provided on the recording layer, wherein the magnetic flux slit layer is provided so that magnetic particles are arranged almost magnetically in the in-plane direction.

본 발명에 의하면 자속 슬릿층이 기록층 위에 설치되고, 자속 슬릿층을 구성하는 자성 입자가 면내 방향으로 자기적으로 거의 고립화해서 배치되어 있으므로, 기록 헤드로부터 자속 슬릿층 및 기록층을 통하여 연자성 받침층에 유통하는 자속이 자속 슬릿층에서 자성 입자를 통과하도록 협착되어, 기록 헤드로부터 기록층에 걸쳐서 자속의 확대를 억제하여 자속을 집중할 수 있다. 따라서 자속의 확대에 의한 인접 트랙의 소거를 방지할 수 있고, 트랙 밀도를 향상할 수 있다. 또한 트랙의 길이 방향에서도 자화 천이 영역의 폭을 좁게 할 수 있고, 선 기록 밀도를 향상할 수 있다. 그 결과, 고기록 밀도의 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to the present invention, since the magnetic flux slit layer is provided on the recording layer and the magnetic particles constituting the magnetic flux slit layer are arranged almost magnetically in the in-plane direction, the soft magnetic bearing is supported from the recording head through the magnetic flux slit layer and the recording layer. The magnetic flux circulating in the layer is constricted so as to pass the magnetic particles in the magnetic flux slit layer, so that the magnetic flux can be concentrated by suppressing the expansion of the magnetic flux from the recording head to the recording layer. Therefore, erasure of adjacent tracks due to expansion of magnetic flux can be prevented, and track density can be improved. Also, the width of the magnetization transition region can be narrowed in the length direction of the track, and the line recording density can be improved. As a result, a vertical magnetic recording medium of high recording density can be realized.

본 발명의 제 6 관점에 의하면, 연자성 받침층과, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체로서,According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vertical magnetic recording medium having a soft magnetic support layer and a recording layer provided on the soft magnetic support layer.

상기 기록층 위에 자속 슬릿층을 갖고, 상기 자속 슬릿층은 강자성 재료로 이루어진 강자성 모상(母相)과, 면내 방향으로 배치된 비자성 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.A magnetic flux slit layer is provided on the recording layer, and the magnetic flux slit layer is provided with a vertical magnetic recording medium comprising a ferromagnetic mother phase made of a ferromagnetic material and nonmagnetic particles arranged in an in-plane direction.

본 발명에 의하면, 강자성 모상 안에 비자성 미립자가 배치되어 이루어진 자속 슬릿층이 기록층 위에 설치되어 있기 때문에, 기록 헤드로부터 자속 슬릿층 및 기록층을 통하여 연자성 받침층에 유통하는 자속이 자속 슬릿층에서 비자성 입자 간의 강자성 모상을 통과하도록 협착되어, 기록 헤드로부터 기록층에 걸쳐서 자속의 확대를 억제하여 자속을 집중할 수 있다. 따라서 자속의 확대에 의한 인접 트랙의 소거를 방지할 수 있고, 트랙 밀도를 향상할 수 있다. 또한 트랙의 길이 방향에서도 자화 천이 영역의 폭을 좁게 할 수 있고, 선 기록 밀도를 향상할 수 있다. 그 결과, 고기록 밀도의 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to the present invention, since the magnetic flux slit layer in which the nonmagnetic fine particles are arranged in the ferromagnetic matrix is provided on the recording layer, the magnetic flux circulating from the recording head to the soft magnetic support layer through the magnetic flux slit layer and the recording layer is the magnetic flux slit layer. Is constricted so as to pass through the ferromagnetic matrix between the nonmagnetic particles, and the magnetic flux can be concentrated by suppressing the expansion of the magnetic flux from the recording head to the recording layer. Therefore, erasure of adjacent tracks due to expansion of magnetic flux can be prevented, and track density can be improved. Also, the width of the magnetization transition region can be narrowed in the length direction of the track, and the line recording density can be improved. As a result, a vertical magnetic recording medium of high recording density can be realized.

본 발명의 제 7 관점에 의하면, 상기 어느 하나의 수직 자기 기록 매체와 기록 재생 수단을 갖춘 자기 기억 장치가 제공된다.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a magnetic storage device having any one of the above vertical magnetic recording media and recording / reproducing means.

본 발명에 의하면 수직 자기 기록 매체는 기록 헤드로부터의 자속을 기록층에서 기록 자계를 높이는 동시에 기록 자계의 경사를 급하게 할 수 있고, 또한 자성 입자의 미세화 및 고립화를 동시에 실현하여 S/N을 높일 수 있으므로, 고밀도 기록의 자기 기억 장치를 실현할 수 있다.According to the present invention, the perpendicular magnetic recording medium can raise the recording magnetic field in the recording layer at the same time as the magnetic flux from the recording head, while sharply inclining the recording magnetic field, and at the same time realize the miniaturization and isolation of the magnetic particles to increase the S / N. Therefore, a magnetic storage device of high density recording can be realized.

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도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 제 1 실시 형태의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.2 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the first embodiment;

도 3은 제 1 실시 형태의 제 2 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적 인 단면도.3 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a second modification of the first embodiment;

도 4는 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 수직 자기 기록 매체의 특성을 나타낸 도면.4 shows characteristics of the vertical magnetic recording medium according to Examples 1, 2 and Comparative Example 1. FIG.

도 5는 실시예 3 및 비교예 2에 따른 수직 자기 기록 매체의 S/Nm 특성을 나타낸 도면.Fig. 5 shows the S / Nm characteristics of the perpendicular magnetic recording medium according to Example 3 and Comparative Example 2. Figs.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.6 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention.

도 7의 (a)∼도 7의 (c)는 각각 실시예 4, 5, 및 비교예 3에 따른 수직 자기 기록 매체의 기록층을 평면에서 본 TEM 사진의 모식도.7 (a) to 7 (c) are schematic views of a TEM photograph in plan view of the recording layer of the vertical magnetic recording medium according to Examples 4, 5 and Comparative Example 3, respectively.

도 8은 실시예 4 및 5에 따른 수직 자기 기록 매체의 특성을 나타낸 도면.Fig. 8 shows the characteristics of the vertical magnetic recording medium according to the embodiments 4 and 5;

도 9는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 9 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the third embodiment of the present invention.

도 10은 제 3 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 기록의 모양을 나타낸 도면.Fig. 10 is a diagram showing the state of recording on the vertical magnetic recording medium according to the third embodiment.

도 11은 도 10을 평면에서 본 도면.FIG. 11 is a plan view of FIG. 10;

도 12는 제 3 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 재생 모양을 나타낸 도면.Fig. 12 is a diagram showing a reproduction form of the vertical magnetic recording medium according to the third embodiment.

도 13은 도 12을 평면에서 본 도면.FIG. 13 is a plan view of FIG. 12;

도 14는 자계를 인가해서 자화 용이축을 배향시키는 성막 장치를 모식적으로 나타낸 도면.14 is a diagram schematically illustrating a film forming apparatus for applying a magnetic field to orient the easy magnetization axis.

도 15는 스퍼터링 입자를 기울여 입사시켜 자화 용이축을 배향시키는 성막 장치를 모식적으로 나타낸 도면.FIG. 15 is a diagram schematically showing a film forming apparatus in which sputtered particles are inclined and incident to orient the easy magnetization axis. FIG.

도 16은 제 3 실시 형태의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 16 is a schematic cross sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the third embodiment.

도 17은 실시예 6의 S/Nm과 연자성 차폐층 막두께와의 관계를 나타낸 도면.17 shows the relationship between S / Nm and the soft magnetic shielding layer film thickness of Example 6;

도 18은 인접 트랙 이레이즈(track erase) 시험에서의 실시예 6의 재생 출력 저하율과 연자성 차폐층 막두께와의 관계를 나타낸 도면.Fig. 18 is a graph showing the relationship between the regeneration output reduction rate of Example 6 and the soft magnetic shielding layer film thickness in the adjacent track erase test.

도 19는 실시예 6의 S/Nm과 기록 전류와의 관계를 나타낸 도면.Fig. 19 shows the relationship between S / Nm and writing current of Example 6;

도 20은 실시예 7의 S/Nm과 비자성층 막두께와의 관계를 나타낸 도면.20 is a view showing a relationship between S / Nm and a nonmagnetic layer film thickness of Example 7;

도 21은 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 21 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the fourth embodiment of the present invention.

도 22는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 22 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the fifth embodiment of the present invention.

도 23은 제 5 실시 형태의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 23 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the fifth embodiment.

도 24는 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.Fig. 24 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the sixth embodiment of the present invention.

도 25는 제 6 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 평면도.25 is a plan view of a vertical magnetic recording medium according to the sixth embodiment;

도 26은 제 6 실시 형태의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 평면도.Fig. 26 is a plan view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the sixth embodiment.

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도 33은 본 발명의 제 9 실시 형태의 자기 기억 장치의 요부를 나타낸 도면.33 is a diagram showing main parts of a magnetic memory device of the ninth embodiment of the present invention;

도 34는 수직 자기 기록 헤드 및 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도.34 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording head and a vertical magnetic recording medium.

이하, 필요에 따라 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to drawings as needed.

(제 1 실시 형태)(1st embodiment)

우선, 연자성 받침층과 기록층 사이에 연자성 재료로 이루어진 대략 주상 구조의 자속 슬릿층이 설치된, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매 체에 대하여 설명한다.First, the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention, wherein a magnetic flux slit layer of a substantially columnar structure made of a soft magnetic material is provided between the soft magnetic support layer and the recording layer.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체(10)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 자속 슬릿층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the vertical magnetic recording medium 10 according to the present embodiment includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, and a magnetic flux slit layer 14 on the substrate 11. And the nonmagnetic intermediate layer 15, the recording layer 16, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are sequentially stacked.

기판(11)은, 예를 들면 결정화 글라스 기판, 강화 유리 기판, 규소 기판, 알루미늄 합금 기판 등으로 구성되고, 수직 자기 기록 매체(10)가 테입 모양인 경우에는 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 내열성에 우수한 폴리이미드(PI) 등의 필름을 이용할 수 있다.The board | substrate 11 is comprised, for example from a crystallized glass board | substrate, a tempered glass board | substrate, a silicon board | substrate, an aluminum alloy board | substrate, etc., and when the perpendicular magnetic recording medium 10 is tape-shaped, it is polyester (PET) and polyethylene naphthalate. (PEN) and films, such as polyimide (PI) excellent in heat resistance, can be used.

연자성 받침층(12)은, 예를 들면 두께가 50nm∼2μm이며, Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, B로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 비정질 또는 미결정의 합금, 또는 이들 합금의 적층막으로 구성된다. 기록 자계를 집중할 수 있다는 점에서는 포화 자속 밀도(Bs)가 1.0T 이상인 연자성 재료가 바람직하다. 예를 들면, FeSi, FeAlSi, FeTaC, CoNbZr, CoCrNb, NiFeNb 등을 이용할 수 있다. 연자성 받침층(12)은 도금법, 스퍼터링법, 증착법, CVD법(화학적 기상 성장법) 등에 의해 형성된다. 연자성 받침층(12)은 기록 헤드로부터 거의 전부의 자속을 흡수하기 위한 것으로, 포화 기록하기 위해서는 포화 자속 밀도(Bs)와 막두께의 곱한 값이 큰 쪽이 바람직하다. 또한 연자성 받침층(12)은 고전송 레이트에서의 기입성의 점에서는 고주파 투자율이 높은 쪽이 바람직하다.The soft magnetic support layer 12 has a thickness of, for example, 50 nm to 2 μm, and includes at least one selected from Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B. It is composed of an amorphous or microcrystalline alloy containing an element or a laminated film of these alloys. In the point that the recording magnetic field can be concentrated, a soft magnetic material having a saturation magnetic flux density Bs of 1.0T or more is preferable. For example, FeSi, FeAlSi, FeTaC, CoNbZr, CoCrNb, NiFeNb, or the like can be used. The soft magnetic support layer 12 is formed by plating, sputtering, vapor deposition, CVD (chemical vapor deposition), or the like. The soft magnetic support layer 12 absorbs almost all of the magnetic flux from the recording head. In order to perform saturation recording, the higher the product of the saturation magnetic flux density Bs and the film thickness is, the better. In addition, the soft magnetic support layer 12 preferably has a higher high-frequency permeability in terms of writeability at a high transmission rate.

시드층(13)은 예를 들면 두께가 1.0nm∼10nm이며, Ta, C, Mo, Ti, W, Re, Os, Hf, Mg, 및 이들 합금으로부터 선택된다. 이 위에 형성된 자속 슬릿층(14)의 결정성을 높이는 동시에, 자속 슬릿층(14)과 연자성 받침층(12)과의 결정 배향 또는 결정 성장의 관계를 단절하고, 또한 자기적인 상호 작용을 단절할 수 있다. 또한, 시드층은 설치해도 좋고, 설치하지 않아도 좋다.The seed layer 13 is 1.0 nm-10 nm in thickness, for example, and is selected from Ta, C, Mo, Ti, W, Re, Os, Hf, Mg, and these alloys. Increase the crystallinity of the magnetic flux slit layer 14 formed thereon, and disconnect the relationship between crystal orientation or crystal growth between the magnetic flux slit layer 14 and the soft magnetic support layer 12, and also disconnect the magnetic interaction. can do. In addition, the seed layer may or may not be provided.

자속 슬릿층(14)은, 예를 들면 두께가 0.5nm∼20nm이며, 연자성 재료로 형성되어 있다. 자속 슬릿층(14)은 연자성 재료의 연자성 입자와, 이웃하는 연자성 입자와의 경계부가 연자성 재료의 저밀도체로 구성되어 있다. 연자성 입자는 막면에 대하여 수직으로 연장되어 있고, 한 부분은 하지의 시드층으로부터 성장하고, 표면은 비자성 중간층(15)에 달하는 대략 주상 구조를 갖고 있다. 경계부는 연자성 입자를 구성하는 연자성 재료에 He, Ne, Ar, Kr, Xe 등의 불활성 가스가 받아들여져, 비정질 상태를 형성하고 있다. 따라서 경계부는 연자성을 잃고 있거나, 포화 자속 밀도가 연자성 입자와 비교해서 작아지고 있다. 또한, 경계부에는 상기 불활성 가스 이외에 산소나 질소가 포함되어 있어도 좋고, 산소나 질소가 연자성 재료와 화합물을 형성하고 있어도 좋다.The magnetic flux slit layer 14 is 0.5 nm-20 nm in thickness, for example, and is formed from the soft magnetic material. In the magnetic flux slit layer 14, the boundary between the soft magnetic particles of the soft magnetic material and the adjacent soft magnetic particles is composed of a low density body of the soft magnetic material. The soft magnetic particles extend perpendicularly to the membrane surface, one part grows from the seed layer under the ground, and the surface has a substantially columnar structure reaching the nonmagnetic intermediate layer 15. The boundary portion receives an inert gas such as He, Ne, Ar, Kr, or Xe into the soft magnetic material constituting the soft magnetic particles to form an amorphous state. Therefore, the boundary portion loses soft magnetic or the saturation magnetic flux density is smaller than that of the soft magnetic particles. The boundary portion may contain oxygen or nitrogen in addition to the inert gas, and oxygen or nitrogen may form a soft magnetic material and a compound.

연자성 입자의 평균 입경(粒徑)은 (막면 방향으로 잘린 단면도에서의 연자성 입자의 단면적에 대응하는 원의 직경을 연자성 입자) 3nm∼10nm로 설정되는 것이 바람직하고, 이웃하는 연자성 입자의 평균 간격은 0.5nm∼3nm로 설정되는 것이 바람직하다.The average particle diameter of the soft magnetic particles is preferably set to 3 nm to 10 nm (the diameter of the circle corresponding to the cross-sectional area of the soft magnetic particles in the cross section cut in the film surface direction) to 3 nm to 10 nm, and the adjacent soft magnetic particles. It is preferable that the average interval of is set to 0.5 nm to 3 nm.

자속 슬릿층(14)에 이용된 연자성 재료는 Co, Fe, Ni, Co계 합금, Fe계 합 금, 및 Ni계 합금으로부터 선택된, 적어도 어느 1종을 주성분으로 하는 재료로 형성된다. 또한 첨가 성분으로서 Al, Ta, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr, Cr, Ru, Re, Nb, 및 C로 이루어진 그룹 중 어느 1종을 더 포함해도 좋다. 예를 들면 연자성 재료는 CoNbZr, CoZrTa, FeC, FeC, NiFe, FeTaC, FeCoAl, FeC막/C막의 인공 격자막 등이 적절하다.The soft magnetic material used for the magnetic flux slit layer 14 is formed of a material containing at least any one selected from Co, Fe, Ni, Co-based alloys, Fe-based alloys, and Ni-based alloys as a main component. Moreover, you may further include any 1 type from the group which consists of Al, Ta, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr, Cr, Ru, Re, Nb, and C as an addition component. For example, an artificial lattice film of CoNbZr, CoZrTa, FeC, FeC, NiFe, FeTaC, FeCoAl, FeC film / C film is suitable as the soft magnetic material.

후술하는 비자성 중간층(15)이 hcp 구조를 갖는 경우에는, 자속 슬릿층(14)은 hcp 구조 또는 fcc 구조를 갖는 것이 바람직하며, hcp 구조의 (001)면 또는 fcc구조의 (111)면이 비자성 중간층과의 계면이 되는 것이 바람직하다. 자속 슬릿층(14)을 에피택셜 성장시킬 수 있고, 결정성을 향상할 수 있다.When the nonmagnetic intermediate layer 15 described later has an hcp structure, the magnetic flux slit layer 14 preferably has an hcp structure or an fcc structure, and the (001) plane of the hcp structure or the (111) plane of the fcc structure It is preferable to be an interface with a nonmagnetic intermediate layer. The magnetic flux slit layer 14 can be epitaxially grown, and crystallinity can be improved.

또한, 자속 슬릿층(14)의 이웃하는 연자성 입자가 경계부에 의해 분리되어 있으므로, 비자성 중간층(15)에 형성되는 결정 입자도 마찬가지로 분리되어 형성된다. 그 결과, 비자성 중간층(15) 위에 형성되는 기록층(16)의 자성 입자도 마찬가지로 분리되어서 성장하므로, 자성 입자의 물리적인 분리가 촉진되어서, 이웃하는 자성 입자(20)의 자기적 상호 작용을 저감할 수 있다.In addition, since the adjacent soft magnetic particles of the magnetic flux slit layer 14 are separated by the boundary portion, the crystal grains formed in the nonmagnetic intermediate layer 15 are similarly formed. As a result, the magnetic particles of the recording layer 16 formed on the nonmagnetic intermediate layer 15 are also separated and grown in the same manner, so that physical separation of the magnetic particles is promoted, and magnetic interaction of neighboring magnetic particles 20 is promoted. Can be reduced.

자속 슬릿층(14)의 자기 이방성은 수직 자기 이방성보다도 면내 자기 이방성이 큰 쪽이 바람직하다. 수직 자기 이방성이 큰 경우, 재생시에 막면에 대하여 수직 방향의 자화 성분이 흔들림으로써 노이즈가 증가한다. 특히, 상기 자속 슬릿층(14)의 면내 자기 이방성의 이방성 자계는 711kA/m보다 큰 것이 바람직하다.It is preferable that the magnetic anisotropy of the magnetic flux slit layer 14 has a larger in-plane magnetic anisotropy than the vertical magnetic anisotropy. When the perpendicular magnetic anisotropy is large, the noise increases due to the shaking of the magnetization component in the vertical direction with respect to the membrane surface during reproduction. In particular, the in-plane magnetic anisotropy magnetic field of the magnetic flux slit layer 14 is preferably greater than 711 kA / m.

자속 슬릿층(14)은 스퍼터링법, 진공 증착법 등의 진공 프로세스에 의해 형성된다. 구체적으로는 스퍼터링법, 예를 들면 DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 분위기를 He, Ne, Ar, Kr, Xe 등의 불활성 가스 단체(單體) 또는 혼합 가스를 이용하여 소정의 막두께를 형성한다. 성막시의 진공도는 1Pa∼8Pa로 설정하는 것이 바람직하다. 1Pa보다 낮은 압력에서는, 연자성 입자와 경계부로 이루어진 구조가 형성되기 어렵고, 8Pa을 넘으면 연자성 입자의 체적 비율이 작아지고, 충분하게 자속을 통과시킬 수 없게 된다. 또한, 이웃하는 연자성 입자와의 보다 완전한 자기적 분리의 점에서는 2Pa 이상이 바람직하며, 기록층(16)의 양호한 에피택셜 성장의 점에서는 6Pa 이하가 바람직하다. 또한 성막시의 기판 온도는 0℃∼150℃(특히 15℃∼80℃)로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 경계부의 형성 촉진의 점에서는, 분위기 가스에 연자성 입자의 자기적 특성을 열화시키지 않는 정도의 질소 가스나 산소 가스를 혼합하여도 좋다.The magnetic flux slit layer 14 is formed by a vacuum process such as sputtering or vacuum evaporation. Specifically, a predetermined film thickness is formed using a sputtering method, for example, a DC magnetron sputtering method, using an inert gas element such as He, Ne, Ar, Kr, or Xe or a mixed gas. It is preferable to set the vacuum degree at the time of film-forming to 1 Pa-8 Pa. At a pressure lower than 1 Pa, it is difficult to form a structure composed of soft magnetic particles and boundaries, and when it exceeds 8 Pa, the volume ratio of the soft magnetic particles becomes small, and magnetic flux cannot be sufficiently passed. Further, 2 Pa or more is preferable in view of more complete magnetic separation from neighboring soft magnetic particles, and 6 Pa or less in view of good epitaxial growth of the recording layer 16. Moreover, it is preferable to set the substrate temperature at the time of film-forming to 0 degreeC-150 degreeC (especially 15 degreeC-80 degreeC). In addition, from the point of promoting the formation of the boundary portion, nitrogen gas or oxygen gas may be mixed with the atmosphere gas in such a degree that the magnetic properties of the soft magnetic particles are not degraded.

상기 비자성 중간층(15)은, 예를 들면 두께가 2nm∼30nm이며, Co, Cr, Ru, Re, Ri, Hf, 및 이들 합금 등의 비자성 재료로 구성된다. 비자성 중간층(15)은, 예를 들면 Ru막, RuCo막, CoCr막 등을 들 수 있으며, hcp 구조를 갖는 것이 바람직하다. 기록층(16)이 hcp 구조를 가질 경우는 에피택셜 성장시킬 수 있고, 기록층(16)의 결정성을 향상할 수 있다.The nonmagnetic intermediate layer 15 has a thickness of 2 nm to 30 nm, for example, and is composed of nonmagnetic materials such as Co, Cr, Ru, Re, Ri, Hf, and these alloys. The nonmagnetic intermediate layer 15 includes, for example, a Ru film, a RuCo film, a CoCr film, and the like, and preferably has a hcp structure. When the recording layer 16 has an hcp structure, it can be epitaxially grown and the crystallinity of the recording layer 16 can be improved.

상기 기록층(16)은 막두께 방향으로 자화 용이축을 갖는 소위 수직 자화막이며, 두께 3nm∼30nm의 CoCrTa, CoCrPt 및 CoCrPt-M을 포함하는 Co계 합금으로 구성된다. 여기에서, M은 B, Mo, Nb, Ta, W, Cu 및 이들 합금으로부터 선택된다. 이러한 강자성 합금은 주상 구조를 갖고, hcp 구조의 경우에는, 막두께 방향 즉 성장 방향이 (001)면이 되고, 막두께 방향으로 자화 용이축을 가진다. 기록층(16)은, 예를 들면 CoCrPtB, CoCrPtTa, CoCrPtTaNb 등을 들 수 있다.The recording layer 16 is a so-called vertical magnetization film having an easy magnetization axis in the film thickness direction and is composed of a Co-based alloy containing CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M having a thickness of 3 nm to 30 nm. Here, M is selected from B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and these alloys. Such a ferromagnetic alloy has a columnar structure, and in the case of the hcp structure, the film thickness direction, that is, the growth direction becomes the (001) plane, and has an easy magnetization axis in the film thickness direction. Examples of the recording layer 16 include CoCrPtB, CoCrPtTa, CoCrPtTaNb, and the like.

또한, 기록층(16)은 Si, Al, Ta, Zr, Y, Mg으로부터 선택된, 적어도 어느 1종의 원소와, O, C,및 N로부터 선택된 적어도 어느 1종의 원소와의 화합물로 이루어진 비자성 재료를 더 포함하고, 전술한 강자성 합금의 주상 구조의 결정 입자와, 이웃하는 결정 입자를 물리적으로 분리하는 비자성상으로 구성되어도 좋다. 기록층(16)은, 예를 들면 (CoPt)-(SiO2), (CoCrPt)-(SiO2), (CoCrPtB)-(MgO) 등을 들 수 있다. 자성 입자가 주상 구조를 형성하고, 비자성상이 자성 입자를 둘러싸도록 형성되므로, 자성 입자가 서로 분리되어 자성 입자 간의 상호 작용을 효과적으로 억제 또는 단절하여 매체 노이즈를 저감할 수 있다.In addition, the recording layer 16 is a non-magnetic material composed of a compound of at least one element selected from Si, Al, Ta, Zr, Y, Mg, and at least one element selected from O, C, and N. It may further comprise a magnetic material, and may be composed of the crystal grains of the columnar structure of the ferromagnetic alloy described above and a nonmagnetic phase which physically separates adjacent crystal grains. Examples of the recording layer 16 include (CoPt)-(SiO 2 ), (CoCrPt)-(SiO 2 ), (CoCrPtB)-(MgO), and the like. Since the magnetic particles form a columnar structure and the nonmagnetic phase surrounds the magnetic particles, the magnetic particles can be separated from each other to effectively suppress or disconnect the interactions between the magnetic particles, thereby reducing the medium noise.

또한, 기록층(16)은 Co/Pd, CoB/Pd, Co/Pt, CoB/Pt 등의 인공 격자막이어도 좋다. 인공 격자막은, 예를 들면 CoB(두께: 0.3nm)/Pd(두께: 0.8nm)를 교대로 각각을 5층부터 30층을 적층하여 구성된다. 이들 인공 격자막은 수직 자기 이방성이 크므로 열적 안정성에 우수하다.The recording layer 16 may be an artificial lattice film such as Co / Pd, CoB / Pd, Co / Pt, CoB / Pt. An artificial lattice film | membrane is comprised by laminating | stacking 5 to 30 layers, respectively alternately CoB (thickness: 0.3 nm) / Pd (thickness: 0.8 nm), for example. These artificial lattice films have excellent vertical magnetic anisotropy and are excellent in thermal stability.

보호막(18)은 스퍼터링법, CVD법, FCA(Filtered Cathodic Arc)법 등에 의해 형성되며, 예를 들면 두께가 0.5nm∼15nm의 아모포스(amorphous) 카본, 수소화 카본, 질화 카본, 산화 알미늄 등으로 구성된다.The protective film 18 is formed by a sputtering method, a CVD method, a Filtered Cathodic Arc (FCA) method, or the like. For example, amorphous carbon, hydrogenated carbon, carbon nitride, aluminum oxide, or the like having a thickness of 0.5 nm to 15 nm is used. It is composed.

윤활층(19)은 인상법(pull up process), 스핀 코팅법 등에 의해 도포되며, 두께가 0.5nm∼5nm, 파플루오로폴리에테르가 주사슬인 윤활제 등으로 구성된다. 윤활제로서는, 예를 들면 ZDol, Z25(이상 Monte Fluos 제품), Z테트라오르, AM3001(이상 오시몬트 제품) 등을 이용할 수 있다.The lubrication layer 19 is applied by a pull up process, a spin coating method, or the like, and is composed of a lubricant having a thickness of 0.5 nm to 5 nm, and a main chain of a fluoropolyether. As the lubricant, for example, ZDol, Z25 (more than Monte Fluos), Z tetraor, AM3001 (more than Osmont) and the like can be used.

자속 슬릿층이 설치되어 있지 않는 종래의 수직 자기 기록 매체에서는, 기록할 때 자기 헤드로부터의 자속이 연자성 받침층을 향해 퍼져 있었던 것에 대하여, 본 실시 형태의 수직 자기 기록 매체에서는, 자속 슬릿층(14)이 대략 주상 구조의 연자성 입자와 비자성의 경계부로 형성되어 자속은 투자율이 높은 연자성 입자만을 통과하므로, 자속을 연자성 입자의 부분에만 협착함으로써 자속의 확대를 억제하고, 기록층(16)에서 자속을 집중시킬 수 있다. 따라서 기록 자계를 높게, 한편 기록 자계의 공간 분포를 경사지게 할 수 있으므로, 고기록 밀도로 기록할 수 있다.In a conventional vertical magnetic recording medium in which no magnetic flux slit layer is provided, the magnetic flux from the magnetic head spreads toward the soft magnetic support layer during recording, whereas in the vertical magnetic recording medium of the present embodiment, the magnetic flux slit layer ( (14) Since the soft magnetic particles having a substantially columnar structure and nonmagnetic boundaries are formed so that the magnetic flux passes only the soft magnetic particles having high magnetic permeability, the magnetic flux is confined to only the soft magnetic particles to suppress the expansion of the magnetic flux, and the recording layer 16 ) Can concentrate the magnetic flux. Therefore, the recording magnetic field can be made high and the spatial distribution of the recording magnetic field can be inclined, so that recording can be performed at a high recording density.

또한, 본 실시 형태의 수직 자기 기록 매체에서는 자속 시드층의 연자성 입자가 물리적으로 분리되어 있으므로, 비자성 중간층(15)을 통해서 형성되는 기록층(16)의 자성 입자의 물리적인 분리가 촉진된다. 그 결과, 이웃하는 자성 입자끼리의 자기적 상호 작용을 저감할 수 있어 매체 노이즈를 저감할 수 있다.In the vertical magnetic recording medium of the present embodiment, since the soft magnetic particles of the magnetic flux seed layer are physically separated, the physical separation of the magnetic particles of the recording layer 16 formed through the nonmagnetic intermediate layer 15 is promoted. . As a result, magnetic interaction between neighboring magnetic particles can be reduced, and medium noise can be reduced.

도 2는 제 1 실시 형태의 제 1 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.2 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a first modification of the first embodiment. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 2를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(30)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 자속 슬릿층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다. 본 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체(30)는 시드층(13)과 자속 슬릿층(14) 사이 에 하지층(31)을 더 설치하고 있는 것에 특징이 있다.Referring to FIG. 2, the vertical magnetic recording medium 30 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a magnetic flux slit layer 14 on the substrate 11. ), The nonmagnetic intermediate layer 15, the recording layer 16, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are laminated in this order. The vertical magnetic recording medium 30 according to the present modification is characterized in that an underlayer 31 is further provided between the seed layer 13 and the magnetic flux slit layer 14.

하지층(31)은, 예를 들면 두께가 0.5nm∼20nm이며, Co, Fe, Ni, Co계 합금, Fe계 합금, 및 Ni계 합금으로부터 선택되는 적어도 어느 1종을 주성분으로 하는 연자성 재료로 구성된다. 또한, 첨가 성분으로서, Mo, Cr, Cu, V, Nb, Al, Si, B, C, 및 Zr로 이루어진 그룹 중 어느 1종을 더 포함해도 좋다. 자속 슬릿층(14)의 성장핵으로 기능함으로써 자속 슬릿층(14)의 연자성 입자의 결정성을 향상하고, 또한 고립화를 촉진할 수 있다. 또한, 연자성을 가짐으로써 기록 헤드 연자성 받침층 간의 스페이싱을 저감할 수 있다. 하지층(31)은, 예를 들면 스퍼터링법, 진공 증착법 등의 진공 프로세스에 의해 형성되어, 자속 슬릿층(14)을 형성할 때의 분위기 가스 압력보다도 낮은 분위기 가스 압력, 예를 들면 2Pa 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 양질의 성장핵 또는 초기 성장층을 형성할 수 있다.The base layer 31 has a thickness of, for example, 0.5 nm to 20 nm, and has a soft magnetic material mainly composed of at least one selected from Co, Fe, Ni, Co-based alloys, Fe-based alloys, and Ni-based alloys. It consists of. Moreover, you may further contain any 1 type of group which consists of Mo, Cr, Cu, V, Nb, Al, Si, B, C, and Zr as an addition component. By functioning as a growth nucleus of the magnetic flux slit layer 14, the crystallinity of the soft magnetic particles of the magnetic flux slit layer 14 can be improved and the isolation can be promoted. In addition, by having soft magnetic properties, spacing between recording head soft magnetic support layers can be reduced. The base layer 31 is formed by a vacuum process such as a sputtering method or a vacuum deposition method, for example, and has an atmospheric gas pressure lower than the atmospheric gas pressure when the magnetic flux slit layer 14 is formed, for example, 2 Pa or less. It is preferable to set. Good growth nuclei or initial growth layers can be formed.

본 변형예에 의하면, 자속 슬릿층(14)의 연자성 입자의 결정성이 향상하므로, 비자성 중간층(15)을 통하여 형성되는 기록층(16)의 자성 입자의 결정성을 더욱 향상할 수 있다. 그 결과, 기록층(16)의 이방성 자계를 향상하고, 보자력을 향상할 수 있다.According to this modification, since the crystallinity of the soft magnetic particles of the magnetic flux slit layer 14 is improved, the crystallinity of the magnetic particles of the recording layer 16 formed through the nonmagnetic intermediate layer 15 can be further improved. . As a result, the anisotropic magnetic field of the recording layer 16 can be improved and the coercive force can be improved.

도 3은 제 1 실시 형태의 제 2 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.3 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a second modification of the first embodiment. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 3을 참조하면, 수직 자기 기록 매체(35)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 자속 슬릿층(36), 시드층(13), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다. 본 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체(35)는 자성 받침층(12) 위에 접촉해서 자속 슬릿층(36)을 설치하고 있는 것에 특징이 있다.Referring to FIG. 3, the perpendicular magnetic recording medium 35 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a magnetic flux slit layer 36, a seed layer 13, and a nonmagnetic intermediate layer on the substrate 11. 15), the recording layer 16, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are laminated | stacked sequentially. The vertical magnetic recording medium 35 according to the present modification is characterized in that the magnetic flux slit layer 36 is provided in contact with the magnetic support layer 12.

자속 슬릿층(36)은 전술한 도 1에 나타낸 자속 슬릿층(14)과 대략 같다. 자속 슬릿층(36)은, 두께는 0.3nm∼10nm의 범위로 설정되는 것이 바람직하고, 자속 슬릿층(36)의 면내 이방성은 연자성 받침층(12)의 면내 이방성과 같거나 그보다 크게 설정되는 것이 바람직하다. 자속 슬릿층(36)의 박막화에 의해 면내 이방성을 높이고, 스파이크 노이즈 등 연자성 받침층(12) 기인의 노이즈를 억제할 수 있다. 또한 자속 슬릿층(36)이 연자성 받침층(12)에 접촉하고 있으므로, 연자성 받침층(12) 표면에서의 자속의 확대를 효과적으로 억제할 수 있고, 기록층(16)에서의 자속의 협착 효과를 더욱 높일 수 있다.The magnetic flux slit layer 36 is substantially the same as the magnetic flux slit layer 14 shown in FIG. The magnetic flux slit layer 36 is preferably set to a thickness of 0.3 nm to 10 nm, and the in-plane anisotropy of the magnetic flux slit layer 36 is set equal to or greater than the in-plane anisotropy of the soft magnetic support layer 12. It is preferable. In-plane anisotropy can be improved by thinning the magnetic flux slit layer 36, and noise caused by the soft magnetic support layer 12 such as spike noise can be suppressed. In addition, since the magnetic flux slit layer 36 is in contact with the soft magnetic support layer 12, the expansion of the magnetic flux on the surface of the soft magnetic support layer 12 can be effectively suppressed, and the magnetic flux in the recording layer 16 is narrowed. The effect can be further enhanced.

또한, 자속 슬릿층(36)은 수직 이방성보다도 면내 자기 이방성이 크므로, 재생시에 연자성 받침층(12)의 자화가 면에 수직 방향으로 흔들림으로써 발생하는 스파이크 노이즈를 더욱 저감할 수 있다.In addition, since the magnetic flux slit layer 36 has greater in-plane magnetic anisotropy than the vertical anisotropy, the spike noise caused by the magnetization of the soft magnetic support layer 12 shaking in the direction perpendicular to the plane during reproduction can be further reduced.

본 변형예의 수직 자기 기록 매체에서는, 제 1 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 효과에 더하여, 상기한 바와 같이 기록시의 자속 협착 효과를 더욱 높게 하고, 또한 연자성 받침층(12)에 기인하는 노이즈를 저감할 수 있다.In the vertical magnetic recording medium of this modification, in addition to the effect of the vertical magnetic recording medium according to the first embodiment, as described above, the magnetic flux narrowing effect at the time of recording is further enhanced, and the soft magnetic backing layer 12 is caused. Noise can be reduced.

또한, 제 1 실시 형태의 수직 자기 기록 매체 또는 제 1 변형예와 제 2 변형예를 조합시켜도 좋다.Further, the perpendicular magnetic recording medium of the first embodiment or the first modification and the second modification may be combined.

이하 본 실시 형태에 따른 실시예 및 본 발명에 의하지 않는 비교예를 나타 낸다.Hereinafter, the Example which concerns on this embodiment, and the comparative example which does not depend on this invention are shown.

[실시예 1]Example 1

본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체를 이하에 나타낸 구성으로 했다. 기판측으로부터, 글라스 기판/연자성 받침층 : CoNbZr막(180nm)/시드층: Ta막(5nm)/자속 슬릿층: NiFe막(5nm)/비자성 중간층: Ru막(Xnm)/기록층: (Co76Cr9Pt15)90vol%-(SiO2)10vol%막(10nm)/보호막: 카본막(4nm)/윤활층: AM3001막(1.5nm)으로 했다. 윤활층 이외는 Ar 가스 분위기의 스퍼터링 장치를 이용해서 형성하고, CoNbZr막, Ta막의 성막시의 분위기 가스 압력을 0.5Pa, NiFe막과 Ru막의 분위기 가스 압력을 4.0Pa로 했다. 또한, 상기 괄호 내의 수치는 막두께를 나타내고, Ru막의 막두께 X는 X=7, 10, 15, 20nm와 다르게 한 샘플을 제작했다.The perpendicular magnetic recording medium according to the present embodiment was configured as shown below. From the substrate side, the glass substrate / soft magnetic support layer: CoNbZr film (180 nm) / seed layer: Ta film (5 nm) / magnetic flux slit layer: NiFe film (5 nm) / nonmagnetic intermediate layer: Ru film (Xnm) / recording layer: (Co 76 Cr 9 Pt 15 ) 90 vol%-(SiO 2 ) 10 vol% film (10 nm) / protective film: carbon film (4 nm) / lubrication layer: AM3001 film (1.5 nm). Except for the lubricating layer, it was formed using a sputtering apparatus in an Ar gas atmosphere, and the atmospheric gas pressure at the time of film formation of the CoNbZr film and the Ta film was 0.5 Pa, and the atmospheric gas pressure of the NiFe film and the Ru film was 4.0 Pa. In addition, the numerical value in the said parenthesis shows a film thickness, and the film thickness X of Ru film produced the sample different from X = 7, 10, 15, and 20 nm.

[실시예 2]Example 2

실시예 1의 시드층: Ta막(5nm)과 자속 슬릿층: NiFe막(5nm) 사이에, 분위기 가스 압력을 더욱 0.5Pa로 설정해서 하지층: NiFe막(5nm)을 형성한 이외에는 실시예 1과 같다.Example 1 except that the base layer: NiFe film (5 nm) was formed between the seed layer of Example 1 by Ta film (5 nm) and the magnetic flux slit layer: NiFe film (5 nm) by setting the atmospheric gas pressure to 0.5 Pa. Same as

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1의 자속 슬릿층: NiFe막(5nm)을 분위기 가스 압력 0.5Pa로 설정하여 형성한 이외에는 실시예 1과 같다.Magnetic flux slit layer of Example 1: It is the same as that of Example 1 except the NiFe film (5 nm) formed by setting the atmospheric gas pressure to 0.5 Pa.

도 4는 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 수직 자기 기록 매체의 특성을 나타낸 도면이다. 도면 중의 α는 기록층에 대하여 수직 방향으로 자계를 인가해서 측정한 자화 곡선의 보자력 부근의 경사 4π×ΔM/ΔH를 나타내고, α가 1에 가까울수록 자성 입자의 자기적인 고립화가 진행하는 것을 나타낸다.4 is a diagram showing the characteristics of the vertical magnetic recording medium according to Examples 1, 2, and Comparative Example 1. FIG. Α in the figure shows the inclination 4π × ΔM / ΔH near the coercive force of the magnetization curve measured by applying a magnetic field in the vertical direction with respect to the recording layer, and indicates that magnetic isolation of the magnetic particles proceeds as α approaches 1.

도 4를 참조하면, α에 대해서 비교예 1에서는 4.1∼4.9인 것에 대하여, 실시예 1 및 2에서는 1.7∼3.1이므로, 실시예 1 및 2 쪽이 자성 입자의 고립화가 진행하고 있음을 안다.Referring to Fig. 4, in Comparative Examples 1 to 4.1 and 4.9, in Examples 1 and 2, it is 1.7 to 3.1. Therefore, Examples 1 and 2 know that magnetic particles are isolated.

규격화 보자력에 대해서는, 비교예 1이 0.23∼0.31인 것에 대하여, 실시예 1 및 2에서는 0.33∼0.45로 대폭 증가하고 있다. 규격화 보자력은 클수록 자성 입자 간의 자기적 상호 작용이 작아지는 것을 나타내고 있으므로, 실시예 1 및 2 쪽이 비교예 1에 대하여 자기적 상호 작용이 작아져 있음을 안다. 그 결과로 매체 노이즈가 비교예 1에 대하여 실시예 1 및 2가 대폭 저감되어, S/Nm 이 향상하고 있음을 안다. 또한, 도면에 나타내지 않지만 실시예 2의 수직 자기 기록 매체의 단면 TEM 관찰에 의하면, 자속 슬릿층의 NiFe막 상의 Ru막에서는 대략 주상 구조의 결정 입자가 형성되어, 또한 기록층의 자성 입자가 독립하여 형성되어 있는 것이 확인되었다.Regarding the standard coercive force, the comparative examples 1 are 0.23 to 0.31, while in Examples 1 and 2, they are greatly increased to 0.33 to 0.45. Since the normalized coercive force indicates that the magnetic interaction between the magnetic particles is smaller, the magnetic interactions of Examples 1 and 2 are smaller than that of Comparative Example 1. As a result, Example 1 and 2 were significantly reduced with respect to the comparative example 1, and it turns out that S / Nm improves. In addition, although not shown in the drawing, cross-sectional TEM observation of the perpendicular magnetic recording medium of Example 2 shows that in the Ru film on the NiFe film of the magnetic flux slit layer, crystal particles of substantially columnar structure are formed, and the magnetic particles of the recording layer are independently It was confirmed that it was formed.

실시예 1과 실시예 2를 비교하면, S/Nm에 관해서는 실시예 2 쪽이 실시예 1보다도 크게 되어 있다. 실시예 2에서는, 실시예 1에 대해 분위기 가스 압력을 0.5Pa로 설정하여 형성한 NiFe막(막두께 5nm)이 형성되어 있으므로, 그 위에 형성된 자속 슬릿층으로서의 NiFe막(분위기 가스 압력: 4.0Pa, 막두께 5nm)의 결정성이 향상하고, 그 우수한 결정성의 효과에 의해 기록층 자성 입자의 결정성이 향상한 것으로 생각된다.When Example 1 is compared with Example 2, Example 2 is larger than Example 1 regarding S / Nm. In Example 2, since the NiFe film (film thickness of 5 nm) formed by setting the atmospheric gas pressure to 0.5 Pa was formed in Example 1, the NiFe film (atmosphere gas pressure: 4.0 Pa, as a magnetic flux slit layer formed thereon) was formed. It is considered that the crystallinity of the film thickness of 5 nm) is improved, and the crystallinity of the recording layer magnetic particles is improved by the excellent crystallinity effect.

또한, 보자력(Hc) 및 이방성 자계(Hk)는 VSM을 이용해서 측정했다. 또한, 매체 노이즈 및 S/Nm은, 부상량 17nm의 복합형 자기 헤드(기록 헤드: 단자극 헤드, 라이트 코어 폭 0.5μm, 재생 헤드(GMR 소자): 리드 코어 폭 0.25μm)를 이용하여 측정하고, 기록 밀도는 400kFCI으로 했다.In addition, coercive force (Hc) and anisotropic magnetic field (Hk) were measured using VSM. In addition, the medium noise and S / Nm were measured using a complex magnetic head (recording head: terminal pole head, light core width 0.5 μm, reproduction head (GMR element): lead core width 0.25 μm) having a floating amount of 17 nm. The recording density was 400 kFCI.

[실시예 3]Example 3

본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체로서, 이하 구성의 수직 자기 기록 매체를 제작했다. 기판측에서부터 글라스 기판/연자성 받침층 : CoNbZr막(190nm)/자속 슬릿층: CoNbZr막(10nm)/시드층: Ta막(2nm)/비자성 중간층: Ru막(15nm)/기록층: (Co71Cr9Pt20)90vol%-(SiO2)10vol%막(10nm)/보호막: 카본(4nm)/ 윤활층: AM3001(1.5nm)로 했다. 윤활층 이외는 Ar 가스 분위기의 스퍼터링 장치를 이용하여 형성하고, 연자성 받침층의 CoNbZr막, Ta막의 분위기 가스 압력을 0.5Pa, 자속 슬릿층의 CoNbZr막과 Ru막의 분위기 가스 압력을 4.0Pa로 했다.As a vertical magnetic recording medium according to the present embodiment, a vertical magnetic recording medium having the following constitution is produced. Glass substrate / soft magnetic support layer from the substrate side: CoNbZr film (190 nm) / magnetic flux slit layer: CoNbZr film (10 nm) / seed layer: Ta film (2 nm) / nonmagnetic intermediate layer: Ru film (15 nm) / recording layer: ( Co 71 Cr 9 Pt 20 ) 90 vol%-(SiO 2 ) 10 vol% film (10 nm) / protective film: carbon (4 nm) / lubrication layer: AM3001 (1.5 nm). Except for the lubricating layer, it was formed using a sputtering apparatus in an Ar gas atmosphere, and the atmospheric gas pressure of the CoNbZr film and the Ta film of the soft magnetic support layer was 0.5 Pa, and the atmospheric gas pressure of the CoNbZr film and the Ru film of the magnetic flux slit layer was 4.0 Pa. .

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 3의 자속 슬릿층의 CoNbZr막을 분위기 가스 압력 0.5Pa로 설정해서 형성한 이외에는 실시예 1과 같다.It is the same as Example 1 except having formed the CoNbZr film | membrane of the magnetic flux slit layer of Example 3 by setting atmospheric gas pressure to 0.5 Pa.

도 5는 실시예 3 및 비교예 2에 따른 수직 자기 기록 매체의 S/Nm 특성을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, S/Nm은 200kFCI 이상의 기록 밀도에서는 비교예 2에 대하여 실시예 3 쪽이 크게 되어 있음을 안다. 예를 들면 400kFCI에서는 비교예 2에 대하여 실시예 3 쪽이 1.7dB 증가하고 있다. 자속 슬릿층의 CoNbZr막을 4.0Pa의 분위기 가스 압력에서 성막함으로써, 비교예 2의 0.5Pa에서 성막한 CoNbZr막보다 자기적인 고립화가 촉진되어 기록 헤드로부터의 자속의 확대가 억제되고, 매체 노이즈가 저감된다고 생각된다. 또한, S/Nm 특성은 전술한 측정 조건과 같다.5 is a diagram showing S / Nm characteristics of the vertical magnetic recording medium according to Example 3 and Comparative Example 2. FIG. Referring to Fig. 5, it is understood that Example 3 is larger in S / Nm than Comparative Example 2 at a recording density of 200 kFCI or more. For example, at 400 kFCI, Example 3 is increased by 1.7 dB compared to Comparative Example 2. By forming the CoNbZr film of the magnetic flux slit layer at an atmospheric gas pressure of 4.0 Pa, magnetic isolation is promoted than that of the CoNbZr film formed at 0.5 Pa of Comparative Example 2, and the expansion of the magnetic flux from the recording head is suppressed and the medium noise is reduced. I think. In addition, S / Nm characteristic is the same as the measurement conditions mentioned above.

(제 2 실시 형태)(2nd embodiment)

비자성 중간층 및 기록층의 비자성 입자 및 자성 입자가 비고용상(非固溶相)에 둘러싸여 분리되어 형성된, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체에 대해서 설명한다.A perpendicular magnetic recording medium according to a second embodiment of the present invention, in which nonmagnetic particles and magnetic particles of a nonmagnetic intermediate layer and a recording layer are surrounded by a non-employed phase and separated from each other, will be described.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.6 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 6을 참조하면, 수직 자기 기록 매체(40)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연 자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(41), 기록층(42), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.Referring to FIG. 6, the vertical magnetic recording medium 40 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 41 on the substrate 11. ), The recording layer 42, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are laminated in this order.

기록층(42)은 두께가, 예를 들면 6nm∼20nm에서 주상 구조를 갖는 자성 입자(42a)와, 자성 입자(42a)를 둘러싸고 이웃하는 자성 입자(42a)를 물리적으로 격리하는 비자성 재료로 이루어진 제 2 비고용상(42b)으로 구성되어 있다. 자성 입자(42a)의 주상 구조는 막두께 방향으로 연장되어 있고, 면내 방향으로 배치된 다수의 자성 입자(42a) 각각의 사이를 제 2 비고용상(42b)이 충전하도록 형성되어 있다.The recording layer 42 is made of a nonmagnetic material that physically isolates the magnetic particles 42a having a columnar structure at a thickness of, for example, 6 nm to 20 nm and the adjacent magnetic particles 42a surrounding the magnetic particles 42a. It consists of the 2nd non-employment phase 42b which consisted of. The columnar structure of the magnetic particles 42a extends in the film thickness direction, and is formed so as to fill the second non-solid phase 42b between each of the plurality of magnetic particles 42a arranged in the in-plane direction.

자성 입자(42a)는 Ni, Fe, Co, Ni계 합금, Fe계 합금, CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M을 포함하는 Co계 합금으로 이루어진 그룹 중 어느 하나의 재료로 구성된다. 여기에서 M은 B, Mo, Nb, Ta, W, Cu 및 이들 합금으로부터 선택된다. 자성 입자(42a)는 막두께 방향으로 자화 용이축을 갖고, 자성 입자(42a)를 구성하는 강자성 합금이 hcp 구조를 갖는 경우에는 막두께 방향 즉 성장 방향이 (001)면이 되는 것이 바람직하다.The magnetic particles 42a are made of any one material of the group consisting of Ni, Fe, Co, Ni-based alloys, Fe-based alloys, Co-based alloys including CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M. Where M is selected from B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and these alloys. When the magnetic particles 42a have an easy magnetization axis in the film thickness direction, and the ferromagnetic alloy constituting the magnetic particles 42a has a hcp structure, the film thickness direction, that is, the growth direction is preferably the (001) plane.

자성 입자(42a)가 CoCrPt 합금으로 이루어지는 경우에는 Co 함유량이 50원자%∼80원자%, Cr 함유량이 5원자%∼20원자%, Pt 함유량이 15원자%∼30원자%로 설정된다. Pt 함유량을 종래의 자기 기록 매체와 비교해서 많이 함유시킴으로써 수직 이방성 자계를 증가하여 고보자력화를 꾀할 수 있다. 특히 이러한 고Pt함유량은, Cr계 하지에 대하여 에피택셜 성장이 곤란한 것으로 되어 왔지만, 본 실시예의 비자성 입자(42a)의 재료를 이용함으로써 결정성이 우수한 자성 입자(42a)를 형성할 수 있다.When the magnetic particles 42a are made of a CoCrPt alloy, the Co content is set to 50 atomic% to 80 atomic%, the Cr content to 5 atomic% to 20 atomic%, and the Pt content is set to 15 atomic% to 30 atomic%. By containing much Pt content compared with the conventional magnetic recording medium, a perpendicular anisotropic magnetic field can be increased and high coercive magnetization can be attained. In particular, such high Pt content has been difficult to epitaxially grow with respect to the Cr-based base material, but magnetic particles 42a having excellent crystallinity can be formed by using the material of the nonmagnetic particles 42a of this embodiment.

제 2 비고용상(42b)은 자성 입자(42a)를 형성하는 강자성 합금과 고용 또는 화합물을 형성하지 않는 비자성 재료로 구성되고, 비자성 재료는 Si, Al, Ta, Zr, Y, Ti, 및 Mg으로부터 선택되는 어느 1종의 원소와, O, N, 및 C로부터 선택되는 적어도 어느 1종의 원소와의 화합물로 이루어지고, 예를 들면, SiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, Y2O3, TiO2, Mg 등의 산화물이나, Si3N4, AlN, TaN, ZrN, TiN, Mg3N2 등의 질화물이나, SiC, TaC, ZrC, TiC 등의 탄화물을 들 수 있다. 자성 입자(42a)는 이러한 비자성 재료로 이루어지는 제 2 비고용상(42b)에 의해, 이웃하는 자성 입자(542a)와 물리적으로 격리되므로 자기적 상호 작용이 저감되어, 그 결과, 매체 노이즈를 저감할 수 있다.The second non-solid phase 42b is composed of a ferromagnetic alloy forming the magnetic particles 42a and a nonmagnetic material which does not form a solid solution or a compound. The nonmagnetic materials are Si, Al, Ta, Zr, Y, Ti, and It consists of a compound of any one element selected from Mg, and at least any one element selected from O, N, and C. For example, SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Oxides such as ZrO 2 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Mg, nitrides such as Si 3 N 4 , AlN, TaN, ZrN, TiN, Mg 3 N 2 , and carbides such as SiC, TaC, ZrC, TiC Can be mentioned. Since the magnetic particles 42a are physically isolated from the neighboring magnetic particles 542a by the second non-solid phase 42b made of such a nonmagnetic material, magnetic interaction is reduced, and as a result, medium noise can be reduced. Can be.

제 2 비고용상(42b)을 구성하는 비자성 재료는 절연성 재료인 것이 바람직하다. 강자성을 담당하는 전자의 터널 효과에 의한 자성 입자(42a)간 상호 작용을 저감할 수 있다.The nonmagnetic material constituting the second non-solid phase 42b is preferably an insulating material. The interaction between the magnetic particles 42a due to the tunnel effect of electrons responsible for ferromagneticity can be reduced.

제 2 비고용상(42b)의 체적 농도는 기록층(42)의 체적을 기준으로 하여, 2vol%∼40vol%의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 2vol%를 벗어나면 자성 입자(42a) 사이를 충분히 격리할 수 없으므로 자성 입자(42a)의 고립화를 충분히 꾀할 수 없고, 40vol%을 넘으면 기록층(42)의 포화 자화가 현저하게 저하해 재생시의 출력이 저하한다. 또한, 제 2 비고용상(42b)의 체적 농도는 자성 입자(42a)의 고립화 및 수직 배향 분산의 점에서 8vol%∼30vol%의 범위로 설정되는 것이 특히 바람직하다.The volume concentration of the second non-employed phase 42b is preferably set in the range of 2 vol% to 40 vol% based on the volume of the recording layer 42. If it is out of 2 vol%, the magnetic particles 42a cannot be sufficiently separated, so that the magnetic particles 42a cannot be isolated sufficiently, and if it exceeds 40 vol%, the saturation magnetization of the recording layer 42 is markedly lowered. This degrades. The volume concentration of the second non-solid phase 42b is particularly preferably set in the range of 8 vol% to 30 vol% in terms of isolation of the magnetic particles 42a and dispersion of the vertical alignment.

비자성 중간층(41)은, 예를 들면 두께가 3nm∼40nm이며, 비자성 재료로 이루어진 결정질의 비자성 입자(41a)와, 비자성 입자(41a)를 둘러싼 비자성 입자(41a)와 고용하지 않는 재료로 이루어진 제 1 비고용상(41b)으로 구성된다.The nonmagnetic intermediate layer 41 has a thickness of 3 nm to 40 nm, for example, and is not dissolved in solid solution with crystalline nonmagnetic particles 41a made of a nonmagnetic material, and the nonmagnetic particles 41a surrounding the nonmagnetic particles 41a. It consists of the first non-employed phase 41b made of a non-material.

비자성 입자(41a)는, hcp 구조 또는 fcc 구조를 갖는 Co, Cr, Ru , Re, Ti, Hf, 및 이들 합금으로부터 선택된 적어도 1종의 비자성 재료로 구성된, 예를 들면 Ru나 CoCrRu를 들 수 있다. 비자성 입자(41a)가 hcp 구조인 경우에는 (001)면, fcc 구조인 경우에는 (111)면이 면내 방향에 대해 거의 평행한 것이 바람직하다. 비자성 중간층(41)과 기록층(42)과의 계면에서, 비자성 입자(41a) 위에 자성 입자(42a)를 에피택셜 성장시킬 수 있고, 비자성 입자(41a)의 입경 및 이웃하는 비자성 입자(41a)와의 간격을 제어함으로써, 자성 입자(42a)의 입경과 이웃하는 자성 입자(42a)의 간격을 동시에 제어할 수 있다.The nonmagnetic particles 41a are made of Co, Cr, Ru, Re, Ti, Hf, and at least one nonmagnetic material selected from these alloys having an hcp structure or an fcc structure, for example Ru or CoCrRu. Can be. It is preferable that the (001) plane is the case where the nonmagnetic particles 41a have the hcp structure and the (111) plane is substantially parallel to the in-plane direction when the fcc structure is used. At the interface between the nonmagnetic intermediate layer 41 and the recording layer 42, the magnetic particles 42a can be epitaxially grown on the nonmagnetic particles 41a, and the particle diameters of the nonmagnetic particles 41a and neighboring nonmagnetic By controlling the interval with the particles 41a, the particle diameter of the magnetic particles 42a and the interval between the adjacent magnetic particles 42a can be controlled at the same time.

또한, 제 1 비고용상(41b)은 전술한 제 2 비고용상(42b)과 같은 재료로 구성된다. 제 1 비고용상(41b)의 체적 농도는 비자성 중간층(41)의 체적을 기준으로 2vol%∼40vol%의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 비고용상(41b)의 체적 농도는 제 2 비고용상(42b)의 체적 농도와 같거나 큰 것이 특히 바람직하며, 제 1 비고용상(41b)의 체적 농도 : 제 2 비고용상(42b)의 체적 농도=1 : 1∼1.5 : 1 관계를 갖는 것이 특히 바람직하다. 자성 입자(42a)가 비자성 입자(41a) 위에 성장해서 입경이 커지는 경향이 있어서, 제 1 비고용상(41b)의 체적 농도를 제 2 비고용상(42b)의 체적 농도에 대하여 동등하거나 크게 함으로써, 자성 입자(42a)의 고립화를 꾀할 수 있다.In addition, the 1st non-solid phase 41b is comprised from the same material as the 2nd non-solid phase 42b mentioned above. The volume concentration of the first non-employed phase 41b is preferably set in the range of 2 vol% to 40 vol% based on the volume of the nonmagnetic intermediate layer 41. Further, the volume concentration of the first non-employed phase 41b is particularly preferably equal to or larger than the volume concentration of the second non-employed phase 42b, and the volume concentration of the first non-employed phase 41b: the second non-employed phase 42b. It is particularly preferable to have a volume concentration of 1: 1: 1 to 1.5: 1. The magnetic particles 42a tend to grow on the nonmagnetic particles 41a and thus have a large particle size, so that the volume concentration of the first non-solid phase 41b is equal to or larger than the volume concentration of the second non-solid phase 42b. Isolation of the magnetic particles 42a can be achieved.

비자성 중간층(41)의 하측에 형성한 하지층(31)에 의해 비자성 입자(41a)의 입경을 제어하는 것이 바람직하다. 하지층(31)은 제 1 실시 형태에서 설명한 하지층(31)의 재료로 구성된다. 하지층(31)이 비자성 입자(41a)의 성장핵으로 기능함으로써, 비자성 입자(41a)의 배치를 제어하고, 또한 결정 배향성 및 결정성을 향상할 수 있다.It is preferable to control the particle size of the nonmagnetic particles 41a by the base layer 31 formed below the nonmagnetic intermediate layer 41. The base layer 31 is comprised from the material of the base layer 31 demonstrated by 1st Embodiment. By the underlying layer 31 functioning as a growth nucleus of the nonmagnetic particles 41a, the arrangement of the nonmagnetic particles 41a can be controlled, and the crystal orientation and crystallinity can be improved.

하지층(31)의 재료 중, fcc 구조를 가져서 (111)면이 기판면에 대략 평행이며, 비자성 입자(41a)와의 격자 부정합의 비율이 10% 이하인 것이 바람직하다. 즉 , 결정학적으로 하지층(31): fcc 구조 (111)면//비자성 중간층(41): fcc 구조 (111)면 또는 hcp 구조(001)이며, 또한, 격자 부정합의 비율이 10% 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the material of the base layer 31 has an fcc structure, and the (111) plane is substantially parallel to the substrate plane, and the ratio of lattice mismatch with the nonmagnetic particles 41a is 10% or less. That is, crystallographically, the underlayer 31: fcc structure (111) plane // nonmagnetic intermediate layer 41: fcc structure (111) plane or hcp structure (001), and the ratio of lattice mismatch is 10% or less. It is preferable.

또한, 하지층(31)을 연자성 재료로 형성함으로써 하지층(31)이 연자성 받침층(12)의 일부로서 기능하므로, 자기 헤드로부터 연자성 받침층(12) 표면까지의 스페이싱을 저감할 수 있고, 전자 변환 특성을 향상할 수 있다. 또한, 하지층(31)은 설치해도 좋고 설치하지 않아도 좋다.In addition, since the underlayer 31 is formed of a soft magnetic material, the underlayer 31 functions as a part of the soft magnetic support layer 12, thereby reducing the spacing from the magnetic head to the soft magnetic support layer 12 surface. It is possible to improve the electron conversion characteristics. In addition, the base layer 31 may or may not be provided.

또한, 본 실시예의 수직 자기 기록 매체(40)에서는, 하지층(31)의 하측에 시드층을 설치하고 있다. 제 1 실시 형태에서 설명한 기능을 가진다. 또한, 하지층(31)은 설치해도 좋고 설치하지 않아도 좋다.In the vertical magnetic recording medium 40 of this embodiment, a seed layer is provided below the base layer 31. It has the function described in the first embodiment. In addition, the base layer 31 may or may not be provided.

이하, 비자성 중간층(41) 및 기록층(42)을 형성하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of forming the nonmagnetic intermediate layer 41 and the recording layer 42 will be described.

비자성 중간층(41) 및 기록층(42)을 스퍼터링법, 예를 들면 DC 마그네트론 스퍼터링 장치, ECR 스퍼터링 장치 등을 이용하고, 절연성 재료를 포함하는 경우에는 RF 마그네트론 스퍼터링 장치 등을 이용해서 형성한다.The nonmagnetic intermediate layer 41 and the recording layer 42 are formed using a sputtering method, for example, a DC magnetron sputtering apparatus, an ECR sputtering apparatus, or the like, and an RF magnetron sputtering apparatus or the like in the case of containing an insulating material.

비자성 중간층(41)을 형성하는 경우에는, 비자성 입자(41a)로 이루어진 비자성 재료의 스퍼터링 타깃과 제 1 비고용상(41b)으로 이루어진 재료의 스퍼터링 타깃을 동시에 스퍼터링해도 좋고, 비자성 입자(41a)로 이루어진 비자성 재료와 제 1 비고용상(41b)으로 이루어진 재료를 복합화한 재료를 이용해도 좋다. 기록층(42)을 형성하는 경우에는, 비자성 중간층(41)의 경우와 마찬가지로, 자성 입자(42a)의 자성 재료와 제 2 비고용상(42b)의 비자성 재료의 각각에 대해서 스퍼터링 타깃을 이용해도 좋고 복합화한 것을 이용해도 좋다.When the nonmagnetic intermediate layer 41 is formed, the sputtering target of the nonmagnetic material composed of the nonmagnetic particles 41a and the sputtering target of the material composed of the first non-solid phase 41b may be sputtered at the same time. A material obtained by combining a nonmagnetic material composed of 41a) and a material composed of the first non-employed phase 41b may be used. In the case of forming the recording layer 42, a sputtering target is used for each of the magnetic material of the magnetic particles 42a and the nonmagnetic material of the second non-employment phase 42b, as in the case of the nonmagnetic intermediate layer 41. You may use the compounded thing.

성막시의 분위기 가스 압력은 2Pa∼8Pa의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 비자성 입자(41a) 또는 자성 입자(42a)의 고립화를 촉진할 수 있다. 또한 분위기 가스는 Ar 가스, 또는 산소 가스를 첨가한 Ar 가스를 이용하는 것이 바람직하다.It is preferable to set the atmospheric gas pressure at the time of film-forming in the range of 2Pa-8Pa. Isolation of the nonmagnetic particles 41a or the magnetic particles 42a can be promoted. In addition, it is preferable to use Ar gas or Ar gas which added oxygen gas as an atmospheric gas.

본 실시예에 의하면, 기록층(42) 하측에 설치되는 비자성 중간층(41)이 비자성 입자(41a) 및 제 1 비고용상(41b)으로 형성되어, 비자성 입자(41a)가 자기 형성적으로 격리해서 배치되고, 또한 비자성 입자(41a)의 표면으로부터 기록층(42)의 자성 입자(42a)가 결정 성장하므로, 자성 입자(42a)의 입경 및 이웃하는 자성 입자(42a)의 간격을 제어할 수 있다. 따라서 자성 입자(42a)의 미세화 및 고립화를 동시에 실현할 수 있다.According to this embodiment, the nonmagnetic intermediate layer 41 provided below the recording layer 42 is formed of the nonmagnetic particles 41a and the first non-solid phase 41b so that the nonmagnetic particles 41a are self-forming. And the magnetic particles 42a of the recording layer 42 grow from the surface of the nonmagnetic particles 41a, so that the particle diameter of the magnetic particles 42a and the interval between adjacent magnetic particles 42a are adjusted. Can be controlled. Therefore, miniaturization and isolation of the magnetic particles 42a can be realized simultaneously.

[실시예 4]Example 4

본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체를 이하에 나타난 구성으로 했다. 기판측에서부터 글라스 기판/연자성 받침층: CoNbZr막(120nm)/시드층: Ta막(5nm)/하지층: NiFe막(5nm)/비자성 중간층: Ru86vol%-(SiO2)14vol%막(20nm)/기록층: (Co76Cr9 Pt15)76vol%-(SiO2)24vol%막(10nm)/보호막: 카본막(4nm)/윤활층: AM3001(1.5nm)으로 했다. Ar 가스 분위기의 스퍼터링 장치를 이용하여 형성하고, CoNbZr막, Ta막, NiFe막, 카본막은, DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여, Ar 분위기 가스, 압력을 0.5Pa로 설정해서 성막했다. 또 비자성 중간층 및 기록층은 RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하고, Ar 분위기 가스, 가스 압력을 4.0Pa로 했다. 성막시의 기판 온도는 실온으로 했다. 윤활층은 침지법에 의해 도포했다. 또한, 상기 괄호 내의 수치는 막두께를 나타낸다.The perpendicular magnetic recording medium according to the present embodiment was configured as shown below. From the substrate side, glass substrate / soft magnetic support layer: CoNbZr film (120 nm) / seed layer: Ta film (5 nm) / base layer: NiFe film (5 nm) / nonmagnetic intermediate layer: Ru 86 vol%-(SiO 2 ) 14 vol% Film (20 nm) / recording layer: (Co 76 Cr 9 Pt 15 ) 76 vol%-(SiO 2 ) 24 vol% film (10 nm) / protective film: carbon film (4 nm) / lubrication layer: AM3001 (1.5 nm). It formed using the sputtering apparatus of Ar gas atmosphere, and formed the CoNbZr film | membrane, Ta film | membrane, NiFe film | membrane, and carbon film by setting Ar atmosphere gas and pressure to 0.5 Pa using DC magnetron sputtering apparatus. In addition, the nonmagnetic intermediate layer and the recording layer used an RF magnetron sputtering apparatus, and the Ar atmosphere gas and gas pressure were 4.0 Pa. The substrate temperature at the time of film formation was room temperature. The lubricating layer was applied by the dipping method. In addition, the numerical value in the said parenthesis shows a film thickness.

[실시예 5]Example 5

실시예 4의 비자성 중간층 대신에, Ru60vol%-(SiO2)35vol%막(20nm)을 이용하여 형성한 이외에는, 실시예 4와 같다.Embodiment, instead of the non-magnetic intermediate layer in Example 4, 60 vol% Ru - same as (SiO 2) except that the film formed using the 35vol% (20nm), Example 4.

[비교예 3]Comparative Example 3

실시예 4의 비자성 중간층 대신에, Ru막(20nm)을 이용한 이외에는, 실시예 4 와 같다.It is the same as Example 4 except having used Ru film (20 nm) instead of the nonmagnetic intermediate | middle layer of Example 4.

도 7의 (a)∼7의 (c)은 각각 실시예 4, 5, 및 비교예 3에 따른 수직 자기 기록 매체의 기록층을 평면에서 본 TEM 사진의 모식도이다. 도면에서 곡선은 자성 입자(42a, 42a-1)의 윤곽을 나타내고 있다.7 (a) to 7 (c) are schematic views of a TEM photograph in plan view of the recording layer of the vertical magnetic recording medium according to Examples 4, 5 and Comparative Example 3, respectively. In the figure, the curve shows the outline of the magnetic particles 42a and 42a-1.

도 7의 (a)∼7의 (c)를 참조하면, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 나타낸 실시예 4 및 실시예 5에 따른 수직 자기 기록 매체의 기록층은 도 7의 (c)에 나타낸 Ru막을 비자성 중간층에 이용한 비교예 3과 비교하여, 자성 입자(42a)의 고립화 및 미세화가 촉진되어 있음을 안다. 자성 입자의 평균 입경은 실시예 4: 5.6nm, 실시예 5: 5.5nm, 비교예 3: 7.7nm이었다.7 (a) to 7 (c), the recording layer of the vertical magnetic recording medium according to the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 7A and 7B is shown in FIG. It is understood that the isolation and refinement of the magnetic particles 42a are promoted as compared with Comparative Example 3 in which the Ru film shown in (c) is used for the nonmagnetic intermediate layer. The average particle diameter of the magnetic particles was Example 4: 5.6 nm, Example 5: 5.5 nm, and Comparative Example 3: 7.7 nm.

특히 실시예 5에서는 이웃하는 자성 입자(42a)의 간격, 즉 SiO2로 이루어진 제 2 비고용상(42b)의 부분을 끼운 자성 입자(42a) 간의 거리가 실시예 4보다도 커지고 있다. 또한, 도 7의 (c)에 나타낸 비고용상(42b-1)에 대하여, 실시예 5에서 는 자성 입자(42a)를 균일하게 제 2 비고용상(42b)이 둘러싸고 있음을 안다. 비자성 중간층의 제 1 비고용상의 체적 농도를 14vol%로부터 35vol%로 하여 자성층의 제 2 비고용상의 체적 농도인 24vol%보다 높게 함으로써, 기록층의 자성 입자끼리의 간격이 증가함을 안다.In particular, Example 5, there is a growing gap than that of the magnetic particle to the neighboring (42a), i.e. the distance between the second note magnetic particles (42a) sandwiching a portion of the jerk (42b) made of SiO 2. Example 4 In addition, with respect to the non-solid-phase 42b-1 shown to FIG. 7C, in Example 5, it turns out that the 2nd non-solid-phase 42b surrounds the magnetic particle 42a uniformly. It is known that the volume of the magnetic particles in the recording layer increases by increasing the volume concentration of the first non-employed phase of the nonmagnetic intermediate layer from 14 vol% to 35 vol% and higher than the volume concentration of 24 vol%, which is the second non-employed phase of the magnetic layer.

도 8은 실시예 4 및 5에 따른 수직 자기 기록 매체의 특성을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, α에 관해서는 실시예 4보다 실시예 5가 1에 가깝게 되어 있다. α는 상기한 바와 같이 1에 가까울수록 자성 입자의 자기적인 고립화가 진행하고 있는 것을 나타내고, 실시예 5가 실시예 4보다도 자기적인 고립화가 진행하고 있음을 안다. 또한, 전술한 평면 TEM 사진의 물리적인 고립화와 일치함을 안다.8 is a diagram showing the characteristics of the vertical magnetic recording medium according to the fourth and fifth embodiments. Referring to FIG. 8, the fifth embodiment is closer to one than the fourth embodiment with respect to α. (alpha) shows that magnetic isolation of a magnetic particle is progressing as close to 1 as mentioned above, and Example 5 knows that magnetic isolation is progressing rather than Example 4. FIG. It is also understood that this coincides with the physical isolation of the planar TEM photograph described above.

S/Nm에 대해서는 실시예 4가 11dB임에 대하여, 실시예 5는 18dB로 대폭으로 향상하고 있다. α의 결과와 합치면 자성 입자의 고립화가 촉진됨으로써, 매체 노이즈가 저감해서 S/Nm이 향상한 것을 안다.With respect to S / Nm, while Example 4 is 11 dB, Example 5 is significantly improved to 18 dB. Consistent with the result of α, the isolation of the magnetic particles is promoted, and the media noise is reduced and the S / Nm is improved.

또한 D50도 마찬가지로 실시예 4에 대하여 실시예 5가 커지고 있다. 이로부터 더욱 고밀도 기록이 가능한 것을 안다.Similarly, in D50, the fifth embodiment is larger than the fourth embodiment. It is seen from this that a higher density recording is possible.

따라서, 본 실시예에 의하면, 비자성 중간층을 Ru-(SiO2)막으로 함으로써, Ru막과 비교하여 자성 입자의 고립화 및 미세화를 꾀할 수 있다. 또한 자성 입자간의 간격을 비자성 중간층의 제 1 비고용상의 체적 농도에 의해 제어할 수 있고, 자성 입자의 자기적인 고립화가 가능하다. 또한, 비자성 중간층의 제 1 비고용상 의 체적 농도를 기록층의 제 2 비고용상의 체적 농도보다도 높게 함으로써, 자성 입자의 고립화를 더욱 꾀할 수 있고, S/Nm 및 D50을 향상할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, by making the nonmagnetic intermediate layer a Ru- (SiO 2 ) film, the magnetic particles can be isolated and refined as compared with the Ru film. In addition, the distance between the magnetic particles can be controlled by the volume concentration of the first non-solid phase of the nonmagnetic intermediate layer, and magnetic isolation of the magnetic particles is possible. Further, by making the volume concentration of the first non-solid phase of the nonmagnetic intermediate layer higher than the volume concentration of the second non-solid phase of the recording layer, it is possible to further isolate the magnetic particles and improve the S / Nm and D50.

또한, 도면에 나타내지 않지만 실시예 4 및 5의 수직 자기 기록 매체의 단면 TEM 관찰에 의해, 비자성 중간층(41) 및 기록층(42)에서 비자성 입자와 자성 입자가 막두께 방향으로 연장되는 주상 구조를 갖고 있는 것을 확인했다.Further, although not shown in the drawing, the cross-sectional TEM observation of the vertical magnetic recording media of Examples 4 and 5 shows that the non-magnetic particles and the magnetic particles extend in the film thickness direction in the nonmagnetic intermediate layer 41 and the recording layer 42. We confirmed that we had structure.

또한, 평균 입경의 측정 방법은 평면 TEM 사진(사진상에서 200만배)의 자성 입자의 윤곽을 추출해서, 스캐너로 PC에 입력하여 자성 입자의 면적을 구하고, 그 면적에 대응하는 진원의 직경을 자성 입자의 입경으로 해서 150개의 자성 입자를 랜덤하게 선택하여 그들 입경의 평균치를 구해 평균 입경으로 했다.In addition, the measuring method of average particle diameter extracts the outline of the magnetic particle of a planar TEM photograph (2 million times in a photograph), inputs it into a PC with a scanner, and obtains the area of a magnetic particle, and calculates the diameter of the circle corresponding to the area of a magnetic particle 150 magnetic particles were randomly selected as the particle size, and the average value of those particle diameters was obtained to obtain an average particle diameter.

또한 수직 보자력, 포화 자화, α는 제 1 실시 형태에 따른 실시예 1 및 2과 같은 조건으로 측정했다. 또한 S/Nm 및 D50은, 부상량 17nm의 복합형 자기 헤드(기록 헤드: 단자극 헤드, 라이트 코어 폭 0.5μm, 재생 헤드(GMR 소자): 리드 코어 폭 0.25μm)를 이용하여 측정했다.Vertical coercive force, saturation magnetization, and α were measured under the same conditions as in Examples 1 and 2 according to the first embodiment. In addition, S / Nm and D50 were measured using the complex magnetic head (recording head: terminal pole head, light core width 0.5 micrometer, regeneration head (GMR element): 0.25 micrometer width) of floating amount 17 nm.

(제 3 실시 형태)(Third embodiment)

기록층 위에 연자성 차폐층이 설치된 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체에 대하여 설명한다.A vertical magnetic recording medium according to a third embodiment of the present invention in which a soft magnetic shielding layer is provided on a recording layer will be described.

도 9는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면 중, 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.9 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the third embodiment of the present invention. In the drawings, parts corresponding to the above-described parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

도 9를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(50)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연 자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 연자성 차폐층(51), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.Referring to FIG. 9, the vertical magnetic recording medium 50 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 15 on the substrate 11. ), The recording layer 16, the soft magnetic shielding layer 51, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are laminated in this order.

연자성 차폐층(51)은 제 1 또는 제 2 실시 형태에서 설명한 기록층(16) 위에 형성되어, 예를 들면 두께가 2∼50nm의 고투자율의 연자성 재료로 구성되어 있다. 연자성 차폐층(51)에 이용되는 연자성 재료로는 Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, B으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 비정질 또는 미결정의 합금, 또는 이들 합금의 적층막으로 구성된다. 예를 들면, Ni80Fe20, Ni50Fe50, FeSi, FeAlSi, FeTaC, CoNbZr, CoCrNb, CoTaZr, NiFeNb 등을 이용할 수 있다.The soft magnetic shielding layer 51 is formed on the recording layer 16 described in the first or second embodiment, and is made of, for example, a soft magnetic material having a high permeability of 2 to 50 nm in thickness. The soft magnetic material used for the soft magnetic shielding layer 51 includes at least one element selected from Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B. Amorphous or microcrystalline alloys, or laminated films of these alloys. For example, Ni 80 Fe 20 , Ni 50 Fe 50 , FeSi, FeAlSi, FeTaC, CoNbZr, CoCrNb, CoTaZr, NiFeNb and the like can be used.

연자성 차폐층(51)은 자화 용이축 방향이 면내 방향이다. 특히, 자화 용이축 방향이 트랙의 길이 방향에 대해 수직 방향, 즉 기록 방향에 대하여 수직 방향이다. 연자성 차폐층(51) 안에 노이즈원이 되는 자벽이 발생하는 것을 극히 억제할 수 있다. 예를 들면 수직 자기 기록 매체(50)가 자기 디스크의 경우에는 자화 용이축은 반경 방향으로, 래터럴(lateral)형의 자기 테이프의 경우에는 자기 테이프의 폭방향으로 자화 용이축을 설정한다.The soft magnetic shielding layer 51 has an easy magnetization axis in an in-plane direction. In particular, the magnetization axis direction is perpendicular to the track longitudinal direction, that is, perpendicular to the recording direction. It is possible to extremely suppress generation of magnetic walls serving as a noise source in the soft magnetic shielding layer 51. For example, when the vertical magnetic recording medium 50 is a magnetic disk, the easy magnetization axis is set in the radial direction, and in the case of the lateral magnetic tape, the easy magnetization axis is set in the width direction of the magnetic tape.

연자성 차폐층(51)은 투자율이 20∼2000의 범위의 연자성 재료인 것이 바람직하다. 고주파의 기록 자계에 대한 추종성이 좋아진다.The soft magnetic shielding layer 51 is preferably a soft magnetic material having a magnetic permeability in the range of 20 to 2000. The followability to the high frequency recording magnetic field is improved.

또한, 연자성 차폐층(51)은 포화 자화가 0.1T∼2.4T의 범위인 것이 바람직하다. 2.4T를 넘으면 기록 헤드의 자극 재료의 선택 범위가 한정되어버린다.In addition, the soft magnetic shielding layer 51 preferably has a saturation magnetization in the range of 0.1T to 2.4T. When it exceeds 2.4T, the selection range of the magnetic pole material of the recording head is limited.

또한, 연자성 차폐층(51)은 기록 헤드의 주자극의 자성 재료의 포화 자속 밀도를 BsH, 주자극 선단부의 두께를 tH라 하면, 연자성 차폐층(51)의 포화 자속 밀도(BsS), 막두께(tS)는, BsS×tS<BsH×tH로 설정되는 것이 바람직하다. 연자성 차폐층(51)을 주자극으로부터의 자계에 의해 확실하게 자기 포화시킬 수 있다.In the soft magnetic shielding layer 51, when the saturation magnetic flux density of the magnetic material of the main magnetic pole of the recording head is Bs H and the thickness of the main magnetic pole tip is t H , the saturation magnetic flux density Bs of the soft magnetic shielding layer 51 is obtained. S ) and the film thickness t S are preferably set to Bs S x t S < Bs H x t H. The soft magnetic shielding layer 51 can be surely saturated by the magnetic field from the main magnetic pole.

본 실시예의 수직 자기 기록 매체(50)에서는, 기록층(16) 위에 연자성 차폐층(51)이 설치되어 있기 때문에, 기록 자계의 크기가 소정량보다 작은 경우에는 기록 자계가 연자성 차폐층(51)에 흡수되어 기록층에 도달할 수 없다. 기록 자계를 연자성 차폐층(51)을 자기 포화시키는 자계의 크기 이상으로 함으로써, 기록 자계가 연자성 차폐층(51)을 통과해서 기록층을 자화할 수 있다.In the vertical magnetic recording medium 50 of this embodiment, since the soft magnetic shielding layer 51 is provided on the recording layer 16, when the magnitude of the recording magnetic field is smaller than a predetermined amount, the recording magnetic field is the soft magnetic shielding layer ( Absorbed by 51) and cannot reach the recording layer. By making the recording magnetic field larger than or equal to the magnetic field for magnetically saturating the soft magnetic shielding layer 51, the recording magnetic field can pass through the soft magnetic shielding layer 51 to magnetize the recording layer.

도 10은 본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체의 기록의 모양을 나타낸 도면이다. 또한, 설명의 편의를 위해 도 10∼도 12에 대해서는 보호막(18) 및 윤활층(19)의 도시를 생략한다.10 is a diagram showing the shape of recording on the vertical magnetic recording medium according to the present embodiment. 10-12, illustration of the protective film 18 and the lubrication layer 19 is abbreviate | omitted.

도 10을 참조하면, 기록할 때는 자기 기억 장치의 수직 자기 기록 매체(50)에 대향하는 기록 헤드의 주자극(55)의 선단부로부터 기록 자계(Hw)가 수직 자기 기록 매체(50)에 인가된다. 기록 자계가 인가되면, 기록 자계가 연자성 차폐층(51)을 자기 포화시키는 자계 이하의 경우에는 기록 헤드로부터의 자속은 연자성 차폐층(51)이 흡수해버려 기록층(16)에 이르는 경우가 없다. 또한, 기록 자계가 증가하면 주자극 선단부의 거의 중앙 부분에 대향하는 연자성 차폐층(51)의 영역(51a)이 자기 포화한다. 자기 포화하면 기록 자계는 연자성 차폐층(51)을 투과하 여 기록층(16)에 도달하고, 또한 연자성 받침층(12)에 도달한다. 이렇게 하여, 기록층(16)a에 기록 자계가 인가되어 자화(Ma)가 발생한다. 여기에서 주자극(55)선단부의 주변부로부터 누설한 자계(Hwb)는 중심부와 비교해서 약하고, 이러한 자계(Hwb)는 연자성 차폐층(51)에 흡수되어버린다. 중심부로부터 누설한 자계(Hwa)가 연자성 차폐층(51)을 자기 포화시키므로, 연자성 차폐층(51)이 포화하는 영역(16a)의 면내 방향의 크기는 주자극 선단부(55)의 크기보다도 작게 할 수 있다.Referring to FIG. 10, in recording, a recording magnetic field Hw is applied to the vertical magnetic recording medium 50 from the tip of the main magnetic pole 55 of the recording head opposite to the vertical magnetic recording medium 50 of the magnetic storage device. . When the recording magnetic field is applied, the magnetic flux from the recording head is absorbed by the soft magnetic shielding layer 51 and reaches the recording layer 16 when the recording magnetic field is less than or equal to the magnetic field that magnetically saturates the soft magnetic shielding layer 51. There is no. In addition, when the recording magnetic field increases, the region 51a of the soft magnetic shielding layer 51 facing the substantially center portion of the main magnetic pole front end portion is magnetically saturated. When magnetic saturation occurs, the recording magnetic field penetrates the soft magnetic shielding layer 51 to reach the recording layer 16 and further reaches the soft magnetic backing layer 12. In this way, a recording magnetic field is applied to the recording layer 16a to generate magnetization Ma. Here, the magnetic field Hwb leaking from the periphery of the main magnetic pole 55 tip is weak compared with the center portion, and this magnetic field Hwb is absorbed by the soft magnetic shielding layer 51. Since the magnetic field Hwa leaked from the center portion self-saturates the soft magnetic shielding layer 51, the size of the in-plane direction of the region 16a where the soft magnetic shielding layer 51 is saturated is larger than the size of the main magnetic pole tip portion 55. It can be made small.

도 11은 도 10을 평면에서 본 도면이다. 도 11을 참조하면, 연자성 차폐층(51)이 포화하는 영역은 주자극(55) 선단부의 대략 바로 아래에 형성된다. 수직 자기 기록 매체(50)가 이동하는 방향(화살표로 나타낸 방향(Mv))에 따라 기록 신호에 따른 자화 천이 영역(16a)에 둘러쌓인 비트가 형성된다. 한편, 트랙 폭 방향에 대해서는, 연자성 차폐층(51)이 포화하는 영역의 폭과 거의 동일한 폭의 트랙(Tkn)을 형성할 수 있다. 즉, 포화 영역(51a)의 폭을 트랙(Tkn) 폭과 같은 정도로 제어함으로써 인접 트랙(Tkn-1, Tkn+1)의 자화를 소거해버리는 문제, 즉 사이드 트렉 이레이즈를 해결할 수 있다. 예를 들면 포화 영역(51a)의 폭은 기록 전류값, 연자성 차폐층(51)의 투자율이나 막두께 등에 의해 제어할 수 있다.FIG. 11 is a plan view of FIG. 10. Referring to FIG. 11, a region where the soft magnetic shielding layer 51 saturates is formed just below the front end of the main magnetic pole 55. A bit surrounded by the magnetization transition region 16a according to the recording signal is formed in accordance with the direction in which the vertical magnetic recording medium 50 moves (direction indicated by the arrow Mv). On the other hand, in the track width direction, a track Tkn having a width substantially equal to the width of the region where the soft magnetic shielding layer 51 is saturated can be formed. That is, the problem of eliminating magnetization of the adjacent tracks Tkn-1 and Tkn + 1, that is, side track erasure, can be solved by controlling the width of the saturation region 51a to the same extent as the track Tkn width. For example, the width of the saturation region 51a can be controlled by the recording current value, the magnetic permeability of the soft magnetic shielding layer 51, the film thickness, or the like.

도 12는 본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체의 재생의 모양을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 재생 헤드(56)는 MR 소자를 수직 자기 기록 매체(50)의 이동 방향을 따라 실드에 의해 끼여 구성된 것을 이용한다. 재생 헤드(56)를 수직 자기 기록 매체(50)에 가까이 하면, MR 소자에 흐르는 센스 전류나 연자성 차폐층(51)의 자화의 영향에 의해 실드(58a)-연자성 차폐층(51)-실드(58b)에 자계가 발생하고, 실드(58a, 58b)에 대향하는 연자성 차폐층(51)과 그 사이의 영역(51c)을 자기 포화시킬 수 있다. 연자성 차폐층(51)은 자화 용이축이 면내 방향에 있고, 연자성 차폐층(51) 안에서는 자계의 방향이 면내 방향으로 되므로, 약한 자계에서 자기 포화시키는 것이 가능하다. 예를 들면, Ni50Fe50의 연자성 재료에서는 240A/m 정도의 자계에서 자기 포화시킬 수 있다. 그 결과, 연자성 차폐층(51)의 포화 영역(51c)을 통해서 하측 기록층(16)의 자화(Ma)로부터 누설하는 자계를 투과하여, 재생 헤드(56)의 MR 소자(59)에 달한다. 따라서 기록층(16)의 자화 상태를 재생할 수 있다.12 is a diagram showing the reproduction of the vertical magnetic recording medium according to the present embodiment. Referring to Fig. 12, the reproducing head 56 uses an MR element formed by shielding the MR element along the moving direction of the vertical magnetic recording medium 50. As shown in Figs. When the reproduction head 56 is close to the perpendicular magnetic recording medium 50, the shield 58a-soft magnetic shield layer 51-is affected by the influence of the sense current flowing through the MR element and the magnetization of the soft magnetic shield layer 51. A magnetic field is generated in the shield 58b, and the soft magnetic shielding layer 51 facing the shields 58a and 58b and the region 51c therebetween can be self-saturated. In the soft magnetic shielding layer 51, the axis of easy magnetization is in the in-plane direction, and the direction of the magnetic field is in the in-plane direction in the soft magnetic shielding layer 51, so that the magnetic field can be magnetically saturated at a weak magnetic field. For example, in the soft magnetic material of Ni 50 Fe 50 , it can be magnetically saturated in a magnetic field of about 240 A / m. As a result, the magnetic field leaking out from the magnetization Ma of the lower recording layer 16 through the saturation region 51c of the soft magnetic shielding layer 51 reaches the MR element 59 of the reproduction head 56. . Therefore, the magnetization state of the recording layer 16 can be reproduced.

도 13은 도 12을 평면에서 본 도면이다. 도 13을 참조하면, 연자성 차폐층(51)의 포화 영역(51c)은 실드(58a, 58b)에 대향하는 연자성 차폐층(51)과 그 사이의 영역이 되고, MR 소자(59)는 기록층(16)의 자화 천이 영역(16a)에 둘러싸여진 자화로부터 누설하는 자계를 재생할 수 있다. 포화 영역(51c)의 폭을 트랙 폭과 같게 함으로써, 인접 트랙Tkn-1, Tkn+1로부터의 크로스 토크를 저감할 수 있다. 또한, 포화 영역(51c)의 폭에 대하여 MR 소자(59)의 폭을 작게 하여도 좋다.FIG. 13 is a plan view of FIG. 12. Referring to FIG. 13, the saturation region 51c of the soft magnetic shielding layer 51 becomes the soft magnetic shielding layer 51 facing the shields 58a and 58b and an area therebetween, and the MR element 59 The magnetic field leaking from the magnetization surrounded by the magnetization transition region 16a of the recording layer 16 can be reproduced. By making the width of the saturation region 51c the same as the track width, crosstalk from adjacent tracks Tkn-1 and Tkn + 1 can be reduced. In addition, the width of the MR element 59 may be made smaller than the width of the saturation region 51c.

이하, 본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체(50)의 제조 방법을 설명한다. 수직 자기 기록 매체(50)는 도 9에 나타낸 기판(11) 측으로부터 제 1 실시 형태 또는 제 2 실시 형태에서 설명한 방법과 같은 방법으로, 연자성 받침층(12)로부터 기록층(16)까지 형성한다.Hereinafter, the manufacturing method of the vertical magnetic recording medium 50 according to the present embodiment will be described. The perpendicular magnetic recording medium 50 is formed from the soft magnetic support layer 12 to the recording layer 16 in the same manner as the method described in the first or second embodiment from the substrate 11 side shown in FIG. do.

연자성 차폐층(51)은 스퍼터링법, 예를 들면 DC 마그네트론 장치를 이용하여 실시한다. 수직 자기 기록 매체(50)의 기록시의 이동 방향에 대하여 자화 용이축을 수직 방향으로 배향시키는 방법으로서, 이하 2가지의 방법을 이용할 수 있다.The soft magnetic shielding layer 51 is implemented using a sputtering method, for example, a DC magnetron device. As the method of orienting the axis of easy magnetization in the vertical direction with respect to the movement direction at the time of recording the vertical magnetic recording medium 50, the following two methods can be used.

도 14는 자계를 인가해서 자화 용이축을 배향시키는 성막 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(50) 중심에 자극 60N, 외주에 자극 60S를 배치해서 반경 방향으로 직류 자계(Hap)를 인가하고, 수직 자기 기록 매체(50)를 예를 들면 Rt방향으로 회전시키면서 연자성 차폐층(51)의 스퍼터링 입자(IB)를 입사시킨다. 여기에서 직류 자계는 80kA/m 정도로 설정한다. 또한, 도면에서 직류 자계를 수직 자기 기록 매체(50)의 일부에 인가하도록 나타내고 있지만, 외주의 자극 60S를 외주 전체에 배치해서 수직 자기 기록 매체(50) 전체에 인가되도록 해도 좋다.It is a figure which shows typically the film-forming apparatus which orients an easy magnetization axis by applying a magnetic field. Referring to FIG. 14, a magnetic pole 60N is disposed at the center of the vertical magnetic recording medium 50 and a magnetic pole 60S is disposed at the outer circumference to apply a direct current magnetic field Hap in the radial direction, and the vertical magnetic recording medium 50 is, for example, the Rt direction. The sputtering particles IB of the soft magnetic shielding layer 51 are made to enter while rotating. Here, the DC magnetic field is set at about 80 kA / m. In addition, although the DC magnetic field is shown to be applied to a part of the perpendicular magnetic recording medium 50 in the figure, the magnetic pole 60S of the outer periphery may be arrange | positioned to the whole outer periphery, and may be applied to the whole vertical magnetic recording medium 50. FIG.

도 15는 스퍼터링 입자를 기울여 입사시켜서 자화 용이축을 배향시키는 성막 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(50)를, 예를 들면 Rt방향으로 회전시키면서 연자성 차폐층(51)의 스퍼터링 입자(IB)를 입사시킨다. 입사 방향을 주방향(周方向)(θr)과 수직 자기 기록 매체(50) 면에 수직한 방향(Z방향)이 형성하는 면에 대해, 입사각(θin)만 수직 자기 기록 매체(50)의 외주 방향으로 기울인다. 입사각(θin)은 0도보다 크고 60도 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이어서, 보호막(18) 및 윤활층(19)은 제 1 실시 형태와 마찬가지로 형성한다.It is a figure which shows typically the film-forming apparatus which orients an easy axis of magnetization by inclining sputtering particle and making it incident. Referring to Fig. 15, sputtering particles IB of the soft magnetic shielding layer 51 are incident while rotating the vertical magnetic recording medium 50, for example, in the Rt direction. Periphery of the perpendicular magnetic recording medium 50 with only the incident angle θin with respect to the surface where the incidence direction is formed by the main direction θr and the direction (Z direction) perpendicular to the perpendicular magnetic recording medium 50 plane Tilt in the direction. It is preferable to set the incident angle θin to be larger than 0 degrees and 60 degrees or less. Next, the protective film 18 and the lubrication layer 19 are formed similarly to 1st Embodiment.

이상으로부터 연자성 차폐층(51)의 자화 용이축을 기록 시의 이동 방향에 대하여 수직 방향으로 배향시킨 자기 기록 매체(50)를 형성할 수 있다.As described above, the magnetic recording medium 50 can be formed in which the easy magnetization axis of the soft magnetic shielding layer 51 is oriented in a direction perpendicular to the moving direction at the time of recording.

본 실시예에 의하면, 기록층(16) 위에 설치된 연자성 차폐층(51)의 일부에 기록 자계에 의해 포화 영역을 형성하여 기록 자계를 통과시킴으로써 포화 영역 하측의 기록층(16)만을 자기를 띠게 할 수 있다. 따라서 기록 헤드로부터의 자속의 확대를 억제할 수 있고, 인접 트랙 이레이즈를 방지할 수 있다. 또한, 기록 헤드로부터의 자속이 집중하므로, 기록 자계를 높일 수 있어, 기록층의 기입 성능을 향상할 수 있다.According to this embodiment, a portion of the soft magnetic shielding layer 51 provided on the recording layer 16 forms a saturation region by the recording magnetic field and passes the recording magnetic field so that only the recording layer 16 under the saturation region becomes magnetic. can do. Therefore, expansion of the magnetic flux from the recording head can be suppressed, and adjacent track erasure can be prevented. In addition, since the magnetic flux from the recording head is concentrated, the recording magnetic field can be increased, and the writing performance of the recording layer can be improved.

도 16은 본 실시예의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.16 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the present embodiment. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 16을 참조하면, 수직 자기 기록 매체(55)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 비자성층(52), 연자성 차폐층(51), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있고, 기록층(16)과 연자성 차폐층(51) 사이에 비자성층(52)이 설치되어 있는 이외에는 제 3 실시 형태의 수직 자기 기록 매체와 같다.Referring to FIG. 16, the vertical magnetic recording medium 55 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 15 on the substrate 11. ), The recording layer 16, the nonmagnetic layer 52, the soft magnetic shielding layer 51, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are sequentially stacked, and the recording layer 16 and the It is similar to the vertical magnetic recording medium of the third embodiment except that the nonmagnetic layer 52 is provided between the magnetic shielding layers 51.

비자성층(52)은 스퍼터링법 등에 의해 형성되며, 두께가 0.5nm∼20nm의 범위로 설정되고, 비자성 재료로 구성된다. 비자성 재료는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면, SiO2, Al2O3, TiO2, TiC, C, 수소화 카본 등을 이용할 수 있다.The nonmagnetic layer 52 is formed by a sputtering method or the like, and has a thickness set in a range of 0.5 nm to 20 nm, and is made of a nonmagnetic material. The nonmagnetic material is not particularly limited, but for example, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , TiC, C, hydrogenated carbon, or the like can be used.

본 실시예에 의하면 기록층(16)과 연자성 차폐층(51) 사이에 비자성층을 설치함으로써 기록층(16)과 연자성 차폐층(51)이 자기적으로 결합하는 것을 방지할 수 있다.According to this embodiment, by providing a nonmagnetic layer between the recording layer 16 and the soft magnetic shielding layer 51, the magnetic coupling between the recording layer 16 and the soft magnetic shielding layer 51 can be prevented.

이하, 본 실시 형태의 실시예를 나타낸다.Hereinafter, the Example of this embodiment is shown.

[실시예 6]Example 6

본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체를 이하에 나타낸 구성으로 했다. 기판측으로부터, 글라스 기판/연자성 받침층: CoNbZr막(200nm)/시드층: Ta막(5nm)/하지층: NiFe막(5nm)/비자성 중간층: Ru막(20nm)/기록층: (Co86Cr8Pt6)90vol%-(SiO2)10vol%막(10nm)/비자성층: Ta막(4nm)/연자성 차폐층: Ni80Fe20막(Xnm, 포화 자속 밀도 1.1T)/보호막: 카본막(10-Xnm)/윤활층: AM 3001(1.5nm)로 했다. 연자성 차폐층의 NiFe막의 막두께(X)를 0∼10nm까지 다르게 한 샘플을 제작했다. 또한, 기록 헤드로부터 기록층 표면까지의 거리를 일정하게 하기 위해서 NiFe막의 막두께 Xnm에 대하여 보호막의 막두께를 10-Xnm라고 했다. 또한, Ar 가스 분위기의 스퍼터링 장치를 이용하여 형성하고, CoNbZr막, 비자성층의 Ta막, 연자성 차폐층의 NiFe막, 및 카본막은, DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여, Ar 분위기 가스, 압력을 0.5Pa로 설정해서 성막했다. 또한, 시드층의 Ta막, 하지층의 NiFe막, 및 Ru막은 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여, Ar 분위기 가스, 가스 압력을 4.0Pa로 했다. 기록층은 RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여, Ar 분위기 가스, 가스 압력을 4.0Pa로 했다. 성막시의 기판 온도는 실온으로 했다. 윤활층은 침지법에 의해 도포했다. 또한, 상기 괄호 내의 수치는 막두께를 나타낸다.The perpendicular magnetic recording medium according to the present embodiment was configured as shown below. From the substrate side, the glass substrate / soft magnetic support layer: CoNbZr film (200 nm) / seed layer: Ta film (5 nm) / base layer: NiFe film (5 nm) / nonmagnetic intermediate layer: Ru film (20 nm) / recording layer: ( Co 86 Cr 8 Pt 6 ) 90vol%-(SiO 2 ) 10vol% film (10nm) / nonmagnetic layer: Ta film (4nm) / soft magnetic shielding layer: Ni 80 Fe 20 film (Xnm, saturated magnetic flux density 1.1T) / Protective film: Carbon film (10-Xnm) / Lubrication layer: AM 3001 (1.5 nm). Samples were prepared in which the film thickness (X) of the NiFe film of the soft magnetic shielding layer was varied from 0 to 10 nm. In addition, in order to make the distance from the recording head to the surface of the recording layer constant, the film thickness of the protective film was 10-Xnm with respect to the film thickness Xnm of the NiFe film. In addition, the CoNbZr film, the Ta film of the nonmagnetic layer, the NiFe film of the soft magnetic shielding layer, and the carbon film were formed using a DC magnetron sputtering device to form an Ar atmosphere gas and a pressure of 0.5 by using a sputtering apparatus in an Ar gas atmosphere. It set to Pa and formed into a film. In addition, the Ta film of the seed layer, the NiFe film of the underlying layer, and the Ru film had an Ar atmosphere gas and a gas pressure of 4.0 Pa using a DC magnetron sputtering apparatus. The recording layer used the RF magnetron sputtering apparatus, and made Ar atmosphere gas and gas pressure into 4.0 Pa. The substrate temperature at the time of film formation was room temperature. The lubricating layer was applied by the dipping method. In addition, the numerical value in the said parenthesis shows a film thickness.

도 17은 실시예 6의 S/Nm과 연자성 차폐층 막두께와의 관계를 나타낸 도면이 다. 도 17을 참조하면, 연자성 차폐층을 설치하지 않을 경우(막두께=0)보다도 설치한 경우가 S/Nm이 높게 되어 있는 것을 안다. 또한, 연자성 차폐층 막두께를 두껍게 함으로써 S/Nm이 증가해 막두께가 8nm에서 최대가 된다. 이로부터 막두께가 증가함에 따라 기록 헤드로부터의 자속을 흡수하는 자속량이 커져서, 기록층에 자속이 누설하는 양이 감소하고, 포화 영역의 면적이 감소하고, 협소해진 포화 영역만에 협착된 자속이 통과하여 기록층이 자기를 띠게 되고, 그 결과, 높은 기록 자계에 의해 주자극과 같은 크기의 좁은 범위의 기록층이 자화됨에 의한 것으로 추찰된다.FIG. 17 is a diagram showing a relationship between S / Nm and a soft magnetic shielding layer film thickness of Example 6. FIG. 17, it turns out that S / Nm becomes higher when it installs than when it does not provide a soft magnetic shielding layer (film thickness = 0). Further, by thickening the soft magnetic shielding layer film thickness, S / Nm increases, and the film thickness becomes maximum at 8 nm. As the film thickness increases, the amount of magnetic flux absorbing the magnetic flux from the recording head increases, so that the amount of magnetic flux leaks into the recording layer decreases, the area of the saturation region decreases, and the magnetic flux narrowed only in the narrowed saturation region is increased. As a result, the recording layer becomes magnetic, and as a result, it is assumed that the recording layer of a narrow range of the same size as the main magnetic pole is magnetized by the high recording magnetic field.

또한, S/Nm은 부상량 8nm의 복합형 자기 헤드(기록 헤드: 단자극 헤드, 라이트 코어 폭 0.2μm, 포화 자속 밀도×라이트 코어 두께 0.4μTm, 기록 전류 5mA, 재생 헤드(GMR 소자): 리드 코어 폭 0.12μm)를 이용하여 측정하고, 기록 밀도는 500kFCI로 했다. 또, 후술하는 도 19, 도 20의 측정 조건도 같다.In addition, S / Nm is a composite magnetic head with a floating amount of 8 nm (write head: terminal pole head, light core width 0.2 μm, saturated magnetic flux density x light core thickness 0.4 μTm, recording current 5 mA, regeneration head (GMR element): lead The core density was measured using 0.12 µm), and the recording density was 500 kFCI. Moreover, the measurement conditions of FIG. 19, FIG. 20 mentioned later are also the same.

도 18은 인접 트랙 이레이즈 시험에서의 실시예 6의 재생 출력 저하율과 연자성 차폐층 막두께와의 관계를 나타낸 도이다. 도 18을 참조하면, 연자성 차폐층을 설치하지 않을 경우(막두께=0)보다도 설치했을 경우가 인접 트랙의 재생 출력의 감소율이 작음을 안다. 또한 연자성 차폐층의 막두께를 증가함에 따라서 인접 트랙의 재생 출력의 감소율이 단조롭게 감소하고 있음을 안다. 이렇게 함으로써 연자성 차폐층이 트랙 폭방향으로 누설하는 자속을 억제함을 안다.Fig. 18 is a diagram showing the relationship between the regeneration output reduction rate and the soft magnetic shielding layer film thickness of Example 6 in the adjacent track erase test. Referring to Fig. 18, it is known that the reduction rate of the reproduction output of the adjacent tracks is smaller than that in the case where no soft magnetic shielding layer is provided (film thickness = 0). It is also found that as the film thickness of the soft magnetic shielding layer increases, the rate of decrease of the regenerative output of adjacent tracks decreases monotonously. By doing so, it is known that the soft magnetic shielding layer suppresses magnetic flux leaking in the track width direction.

또한, 인접 트랙 이레이즈 시험은 측정 트랙에 100kFCI의 기록 밀도에서 기 록해서 초기 재생 출력(V0)을 측정 후, 기록 헤드를 0.25μm 오프 트랙시켜 DC 소거 동작을 100회 반복, 그 후에 측정 트랙에 온 트랙시켜 측정 트랙의 재생 출력(V1)을 측정하고, 재생 출력 감소율(%)=(V1-V0)/V0×100%로 했다.In addition, the adjacent track erase test records the measurement output at a recording density of 100 kFCI and measures the initial reproduction output (V 0 ), and then repeats the DC erase operation 100 times by tracking the recording head 0.25 μm off, followed by the measurement track. The tracks were turned on and the playback output (V 1 ) of the measurement track was measured, and the playback output reduction rate (%) = (V 1 -V 0 ) / V 0 × 100%.

도 19는 실시예 6의 S/Nm와 기록 전류와의 관계를 나타낸 도면이다. 또한, 도 17에서 S/Nm이 최대값을 나타내고 연자성 차폐층 막두께가 8nm인 샘플을 이용했다.19 is a diagram showing a relationship between S / Nm and writing current in Example 6. FIG. In addition, in FIG. 17, the sample whose S / Nm shows the maximum value and the soft magnetic shielding layer film thickness is 8 nm was used.

도 19를 참조하면, 기록 전류에 대하여 S/Nm이 최대값을 나타낸 것을 안다. 이로부터 연자성 차폐층에 적절한 크기의 포화 영역이 형성되었을 경우에 기록 헤드로부터의 자속이 집중하고, 충분히 기입을 행하는 것을 안다.Referring to Fig. 19, it is understood that S / Nm represents the maximum value with respect to the write current. From this, when the saturation region of the appropriate size is formed in the soft magnetic shielding layer, it is known that the magnetic flux from the recording head is concentrated and sufficient writing is performed.

[실시예 7]Example 7

본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체를 이하에 나타나 있는 구성으로 했다. 기판측으로부터, 글라스 기판/연자성 받침층: CoTaZr막(200nm)/비자성 중간층: Ru막(20nm)/기록층: (Co79Cr8Pt13)90vol%-(SiO2)10vol% 막(10nm)/비자성층: Ta막(Xnm)/연자성 차폐층: Ni50Fe50막(20nm, 포화 자속 밀도 1.3T)/보호막: 카본막(4nm)/윤활층: AM3001(1.5nm)로 했다. 비자성층의 Ta막의 막두께(X)를 2∼10nm까지 다르게 한 샘플을 제작했다. 또, 성막 조건은 실시예 6과 같은 방법으로 했다.The perpendicular magnetic recording medium according to the present embodiment was configured as shown below. From the substrate side, the glass substrate / soft magnetic support layer: CoTaZr film (200 nm) / nonmagnetic intermediate layer: Ru film (20 nm) / recording layer: (Co 79 Cr 8 Pt 13 ) 90 vol%-(SiO 2 ) 10 vol% film ( 10 nm) / nonmagnetic layer: Ta film (Xnm) / soft magnetic shielding layer: Ni 50 Fe 50 film (20 nm, saturated magnetic flux density 1.3T) / protective film: carbon film (4 nm) / lubrication layer: AM3001 (1.5 nm) . A sample was prepared in which the film thickness (X) of the Ta film of the nonmagnetic layer was varied from 2 to 10 nm. In addition, film-forming conditions were carried out similarly to Example 6.

도 20은 실시예 7의 S/Nm과 비자성층 막두께와의 관계를 나타낸 도면이다. 도 20을 참조하면, S/Nm은 비자성층 막두께가 2nm의 경우가 9.6dB로 가장 높게 되 어 있다. 비자성층을 설치하지 않을 경우(막두께=0)보다도 1.4dB 향상하고 있는 것을 안다. 또한 S/Nm은 비자성층 막두께가 증가함에 따라 단조롭게 감소하고 있다. 이로부터 비자성층을 설치함으로써 기록층과 연자성 차폐층이 자기적으로 결합하는 것을 방지하여 S/Nm을 향상할 수 있다.20 is a diagram showing a relationship between S / Nm and the nonmagnetic layer film thickness of Example 7. FIG. Referring to FIG. 20, S / Nm is the highest when the nonmagnetic layer film thickness is 2 nm (9.6 dB). We know that it is 1.4 dB higher than the case where no nonmagnetic layer is provided (film thickness = 0). In addition, S / Nm monotonously decreases as the thickness of the nonmagnetic layer increases. By providing a nonmagnetic layer from this, S / Nm can be improved by preventing magnetic coupling between the recording layer and the soft magnetic shielding layer.

(제 4 실시 형태)(4th embodiment)

기록층 위에 비자성 모상 등에 페리 자성 또는 연자성의 자성 입자가 배치되어 자속 슬릿층이 설치된 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체에 대하여 설명한다.A vertical magnetic recording medium according to a fourth embodiment of the present invention in which ferrimagnetic or soft magnetic magnetic particles are arranged on a recording layer and the magnetic flux slit layer is described.

도 21은 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.21 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the fourth embodiment of the present invention. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 21을 참조하면 수직 자기 기록 매체(50)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 자속 슬릿층(71), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.Referring to FIG. 21, the vertical magnetic recording medium 50 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 15 on the substrate 11. The recording layer 16, the magnetic flux slit layer 71, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are sequentially stacked.

자속 슬릿층(71)은 제 1 또는 제 2 실시 형태에서 설명한 기록층(16) 위에 형성되며, 두께가 2nm∼20nm로 형성되고, 페리 자성 또는 연자성의 자성 입자가 비자성 재료로 이루어진 비자성 모상 또는 비자성 입계에 둘러싸여져서 형성되어, 막두께 방향으로 자화 용이축을 갖도록 형성된다. 자성 미립자끼리는 면내 방향으로는 비자성 모상 또는 비자성 입자에 의해 분리되어 있으므로 자기적으로 고립화되어, 막두께 방향으로는 자화 용이축을 가지므로, 기록 헤드로부터의 자속은 비자성 모상 또는 비자성 입자의 부분보다도 높은 투자율을 갖는 페리 자성 또는 연자성의 자성 입자에 흡수되고 특히, 기록 헤드로부터 가장 근거리에 있는 자성 입자에 흡수된다. 흡수된 자속은 자속 슬릿층(71)에 접속하는 기록층(16)을 통과하여 연자성 받침층(12)에 달한다. 따라서 실질적으로 기록 헤드가 기록층(16)에 접속하는 것 같은 효과를 갖고, 기록 자계의 증가 및 기록 자계의 공간 분포를 경사지게 하는 효과를 가진다.The magnetic flux slit layer 71 is formed on the recording layer 16 described in the first or second embodiment, has a thickness of 2 nm to 20 nm, and has a nonmagnetic matrix in which ferrimagnetic or soft magnetic particles are made of a nonmagnetic material. Or it is formed surrounded by a nonmagnetic grain boundary, and is formed so that it may have an easy magnetization axis | shaft in a film thickness direction. Since the magnetic fine particles are separated by a nonmagnetic matrix or nonmagnetic particles in the in-plane direction, they are magnetically isolated and have an easy axis of magnetization in the film thickness direction. It is absorbed by ferri magnetic or soft magnetic magnetic particles having a higher magnetic permeability than the portion, and in particular by magnetic particles at the closest distance from the recording head. The absorbed magnetic flux passes through the recording layer 16 connected to the magnetic flux slit layer 71 and reaches the soft magnetic support layer 12. Therefore, the recording head substantially has the effect of connecting to the recording layer 16, and has the effect of increasing the recording magnetic field and inclining the spatial distribution of the recording magnetic field.

구체적으로는, 자속 슬릿층(71)은 페리 자성의 페라이트막, 페리 자성의 페라이트 입자 또는 연자성 미립자를 포함하는 그래뉴라(granular)막, 또는 연자성 나노 결정막으로 구성된다.Specifically, the magnetic flux slit layer 71 is composed of a ferrimagnetic ferrite film, a ferrimagnetic ferrite particle or a granular film containing soft magnetic fine particles, or a soft magnetic nanocrystal film.

페리 자성의 페라이트막은 바늘 모양 구조를 가지는 γ산화철(γ-Fe2O3), 마그네타이트(Fe3O4), 육각 평판 모양의 바륨 페라이트(BaFe12O19) 등이 바람직하다. 이들 재료를 스퍼터링 타깃에 이용하고, 스퍼터링법에 의해 기판을 가열하여 형성하고, 형성 후에 자장 중의 열처리에 의해 막두께 방향으로 자기 이방성을 부여한다.The ferrite magnetic ferrite film is preferably γ iron oxide (γ-Fe 2 O 3 ), magnetite (Fe 3 O 4 ), hexagonal flat barium ferrite (BaFe 12 O 19 ), and the like having a needle-like structure. These materials are used for a sputtering target, the substrate is heated and formed by the sputtering method, and after formation, magnetic anisotropy is imparted in the film thickness direction by heat treatment in a magnetic field.

또한, 페리 자성의 페라이트 입자 또는 연자성 입자를 포함하는 그래뉴라막은, 페리 자성의 페라이트 입자는 전술한 γ-Fe2O3, Fe3O4, BaFe12O19 등의 입자를 이용할 수 있고, 또 연자성 입자는 Co, Fe, Ni로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 재료를 이용할 수 있다. 비자성 모상은 SiO2, Al2O3, C, Fe3O4로부터 선택된 적어도 1종의 재료로 구성된다. 예를 들면 γ-Fe2O3 입자나 Fe3O4 입자는 입자 사이즈가 바늘 모양의, 길이 방향의 길이가 10nm 정도이며, 길이 방향의 보자력이 15.8kA/m(2000e)∼35.6kA/m(4500e), 포화 자화가 70emu/g∼80emu/g이다. 또한, BaFe12O19 입자는 육각형의, 크기는 수 +nm 정도이며, 두께는 10nm 정도이고, 두께 방향의 보자력은 15.8kA/m(2000e)∼47.4kA/m(6000e), 포화 자화가 50emu/g∼58emu/g이다.In addition, as the granular film containing ferrimagnetic ferrite particles or soft magnetic particles, the ferrimagnetic ferrite particles may use the above-described particles such as γ-Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , BaFe 12 O 19 , As the soft magnetic particles, a material containing at least one element selected from Co, Fe, and Ni may be used. The nonmagnetic mother phase is composed of at least one material selected from SiO 2 , Al 2 O 3 , C, Fe 3 O 4 . For example, γ-Fe 2 O 3 particles and Fe 3 O 4 particles have a needle-like particle size, a length of about 10 nm in the longitudinal direction, and a coercive force in the longitudinal direction of 15.8 kA / m (2000e) to 35.6 kA / m (4500e), the saturation magnetization is 70 emu / g to 80 emu / g. BaFe 12 O 19 particles are hexagonal, about + nm in size, about 10 nm in thickness, coercive force in the thickness direction of 15.8 kA / m (2000e) to 47.4 kA / m (6000e), and saturation magnetization of 50 emu. / g to 58emu / g.

연자성 나노 결정막은, 예를 들면 FeMB(M=Zr, Hf, Nb)막이나 FeMO(M=Zr, Hf, Nb, Y, Ce)막 등으로 형성되어, α-Fe를 많이 포함하는 자성 입자와, 상기 M 및 B 또는 O를 많이 포함하는 비자성 또한 비정질의 입계부(粒界部)로 구성되어 있다. 자성 입자는, 면내 방향의 입경은 10nm에서 100nm 정도이며, 이웃하는 자성 입자와의 사이에 입계부가 자성 입자를 물리적으로 격리하고 있다. 예를 들면 J.Appl.Phys. vol.81(1997), p2736에 기재되어 있는 것과 같이, FeMB에서는 1원자% 정도의 Cu 첨가(예를 들면, Fe84Nb3 .5Zr3 .5B8Cu1)와 화학 합성의 최적화에 의해 투자율을 향상할 수 있고, 또 결정의 미세화에도 효과가 있다The soft magnetic nanocrystal film is formed of, for example, a FeMB (M = Zr, Hf, Nb) film, a FeMO (M = Zr, Hf, Nb, Y, Ce) film, or the like, and contains a large amount of α-Fe. And a nonmagnetic and amorphous grain boundary containing a large amount of M, B or O. The magnetic particles have a particle diameter in the in-plane direction of about 10 nm to 100 nm, and the grain boundary physically separates the magnetic particles from neighboring magnetic particles. See for example J.Appl.Phys. vol.81 (1997), as described in p2736, FeMB the Cu addition of 1 at% to (e. g., Fe 84 Nb 3 .5 .5 Zr 3 B 8 Cu 1) and the optimization of the chemical synthesis This can improve the permeability and is effective for the refinement of crystals.

연자성 나노 결정막은 스퍼터링법 등에 의해, 예를 들면 두께 8nm의 FeZrB막을 기록층(16) 위에 형성한다. 결정화 처리 전에 저온에서 열처리함으로써 결정 입자의 사이즈를 구비하고, 투자율을 향상할 수 있다.In the soft magnetic nanocrystal film, a FeZrB film having a thickness of 8 nm is formed on the recording layer 16 by, for example, sputtering. By heat-processing at low temperature before a crystallization process, the size of a crystal grain is provided and permeability can be improved.

본 실시예에 의하면, 비자성 모상 또는 비자성 입계에 둘러싸여진 자성 입자가 배치되어 이루어진 자속 슬릿층(71)이 기록층(16) 위에 설치되어 있기 때문에, 기록 헤드로부터 자속 슬릿층(71) 및 기록층(16)을 통하여 연자성 받침층(12)에 유통하는 자속이, 자속 슬릿층(71)에서 자성 입자를 통과하도록 협착되어, 기록 헤드로부터 기록층(16)에 걸친 자속의 확대를 억제하여 자속을 집중할 수 있다. 따라서 자속의 확대에 의한 인접 트랙의 소거를 방지할 수 있고, 트랙 밀도를 향상할 수 있다. 또한 트랙의 길이 방향에서도 자화 천이 영역의 폭을 좁게 할 수 있고, 선기록 밀도를 향상할 수 있다. 그 결과, 고기록 밀도의 수직 자기 기록 매체를 실현시킬 수 있다.According to this embodiment, since the magnetic flux slit layer 71 in which the magnetic particles surrounded by the nonmagnetic mother phase or the nonmagnetic grain boundary are arranged is provided on the recording layer 16, the magnetic flux slit layer 71 and the recording head from the recording head. The magnetic flux circulating through the recording layer 16 to the soft magnetic support layer 12 is constricted so as to pass the magnetic particles in the magnetic flux slit layer 71 to suppress the expansion of the magnetic flux from the recording head to the recording layer 16. To concentrate the magnetic flux. Therefore, erasure of adjacent tracks due to expansion of magnetic flux can be prevented, and track density can be improved. Also, the width of the magnetization transition region can be narrowed in the length direction of the track, and the recording density can be improved. As a result, a vertical magnetic recording medium of high recording density can be realized.

(제 5 실시 형태)(5th embodiment)

기록층 위에, 강자성 모상 안에 비자성 입자가 배치된 자속 슬릿층이 설치된 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체에 대하여 설명한다.A vertical magnetic recording medium according to a fifth embodiment of the present invention in which a magnetic flux slit layer in which nonmagnetic particles are arranged in a ferromagnetic mother phase is described.

도 22는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.22 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the fifth embodiment of the present invention. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 22를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(75)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 자속 슬릿층(76), 보호막(18) 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.Referring to FIG. 22, the vertical magnetic recording medium 75 includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 15 on the substrate 11. ), The recording layer 16, the magnetic flux slit layer 76, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are sequentially stacked.

자속 슬릿층(76)은 두께가 2nm∼10nm이며, 희토류 금속과 천이 금속과의 합금으로 이루어진 강자성 모상(76a) 안에 비자성 미립자(76b)를 배치해서 구성된다. 강자성 모상(76a)의 희토류 금속은 Tb, Gd, 및 Dy로부터 선택되어, 1종 또는 2종 이상을 포함해도 좋다. 또한, 천이 금속은 Fe 및 Co로부터 선택되어, 1종 또는 2종을 포함해도 좋다. 강자성 모상(76a)은, 예를 들면 TbFeCo, GdFeCo, DyFeCo 등을 들 수 있고, 희토류와 FeCo와의 합금의 경우는 (Tb , Gd, Dy, 또는 이들 합금)x(Fe100-yCoy)100-x로 나타냈을 경우 x=10원자%∼30원자%, y=40원자% 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 범위에서는 강자성 모상의 자화 용이축은 막두께 방향이 되므로, 기록 헤드로부터의 자속의 증감에 대응하여 자속을 통과할 수 있다. 그 결과, 강자성 모상의 자기 포화를 회피할 수 있고, 자속을 협착할 수 있다.The magnetic flux slit layer 76 is 2 nm-10 nm in thickness, and is comprised by arrange | positioning the nonmagnetic fine particle 76b in the ferromagnetic mother phase 76a which consists of an alloy of a rare earth metal and a transition metal. The rare earth metal of the ferromagnetic mother phase 76a is selected from Tb, Gd, and Dy, and may contain one or two or more kinds. In addition, the transition metal may be selected from Fe and Co and may include one or two kinds. Examples of the ferromagnetic mother phase 76a include TbFeCo, GdFeCo, and DyFeCo. In the case of an alloy of rare earth and FeCo, (Tb, Gd, Dy, or these alloys) x (Fe100-yCoy) 100-x When shown, it is preferable to set x = 10 atomic%-30 atomic% and y = 40 atomic% or less. In such a range, the easy axis of magnetization of the ferromagnetic mother phase becomes the film thickness direction, so that the magnetic flux can pass in response to the increase and decrease of the magnetic flux from the recording head. As a result, magnetic saturation of the ferromagnetic mother phase can be avoided and the magnetic flux can be confined.

비자성 미립자(76b)는 Si, Al, Ta, Zr, Y, 및 Mg으로 이루어진 그룹 중 어느 1종의 원소와, O, C, 및 N로 이루어진 그룹 중 적어도 어느 1종의 원소와의 화합물로부터 선택된다. 구체적으로는, 제 2 실시 형태의 제 2 비고용상(42b)과 거의 같은 재료로부터 선택된다. 이들 산화물이나 질화물, 탄화물 등은 공유 결합성의 화합물을 형성하므로, 강자성 모상(76a)을 구성하는 희토류 금속-천이 금속 합금 재료로 분리하기 쉽고, 강자성 모상(76a) 안에 미립자 모양으로 되어 석출한다. 즉, 비자성 미립자(76b)는 강자성 모상(76a) 안에 자기 형성적으로 형성된다.The nonmagnetic fine particles 76b are formed from a compound of any one element of the group consisting of Si, Al, Ta, Zr, Y, and Mg, and at least one element of the group consisting of O, C, and N. Is selected. Specifically, it selects from the material substantially the same as the 2nd non-employment phase 42b of 2nd Embodiment. Since these oxides, nitrides, carbides, and the like form a covalent compound, they are easily separated into the rare earth metal-transition metal alloy material constituting the ferromagnetic mother phase 76a, and are precipitated into fine particles in the ferromagnetic mother phase 76a. That is, the nonmagnetic fine particles 76b are self-forming in the ferromagnetic mother phase 76a.

비자성 미립자(76b)는 Y(Yttrium)을 포함하는 것이 바람직하다. 비자성 미립자(76b)이 산소를 포함할 경우, 강자성 모상(76a) 중의 희토류 금속과 산소의 선택적인 결합(예를 들면 Tb-O)이 형성되는 것을 저해하고, 강자성 모상(76a)의 포화 자속 밀도의 저하를 방지할 수 있다.The nonmagnetic fine particles 76b preferably contain Y (Yttrium). When the nonmagnetic fine particles 76b contain oxygen, it inhibits the formation of a selective bond of the rare earth metal and oxygen (for example, Tb-O) in the ferromagnetic mother phase 76a, and the saturated magnetic flux of the ferromagnetic mother phase 76a. The fall of density can be prevented.

비자성 미립자(76b)의 평균 입경은 3nm∼10nm의 범위 내로 설정되고, 비자성 미립자와 그 인접하는 비자성 미립자와의 평균 간격은 0.5nm∼10nm의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 설정함으로써, 기록되는 비트의 크기에 대하여 충분히 자속을 협착할 수 있다.It is preferable that the average particle diameter of the nonmagnetic fine particles 76b is set within the range of 3 nm to 10 nm, and the average interval between the nonmagnetic fine particles and the adjacent nonmagnetic fine particles is set within the range of 0.5 nm to 10 nm. By setting in such a range, it is possible to narrow the magnetic flux sufficiently with respect to the size of the bit to be recorded.

자속 슬릿층(76)은 진공 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 형성되고, 예를 들면 스퍼터링법을 이용하는 경우에는, 예를 들면 TbFeCo의 스퍼터링 타깃과 YSi5O2 스퍼터링 타깃을 이용해서 동시에 스퍼터링함으로써 형성한다. 본 실시 형태의 1 실시예로서, RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하고, 기록층 위에 TbFeCo(20원자%Tb-72원자%Fe-8원자%Co), YSiO₂ 스퍼터링 타깃을 동시에 스퍼터링하고, 자속 슬릿층(76)의 체적을 기준으로 하여 YSiO₂를 70체적%, 두께 10nm의 자속 슬릿층(76)을 형성했다. 또한, 스퍼터링 타깃은 상기 2장의 스퍼터링 타깃 이외에 TbFeCo과 YSiO₂을 혼합한 컴포지트형의 스퍼터링 타깃을 이용해도 좋다.The magnetic flux slit layer 76 is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, and is formed by, for example, sputtering using a sputtering target of TbFeCo and a YSi 5 O 2 sputtering target at the same time. As an example of this embodiment, using an RF magnetron sputtering apparatus, TbFeCo (20 atomic% Tb-72 atomic% Fe-8 atomic% Co) and YSiO₂ sputtering target are simultaneously sputtered on the recording layer, and the magnetic flux slit layer ( Based on the volume of 76), the magnetic flux slit layer 76 having 70 vol% of YSiO2 and a thickness of 10 nm was formed. As the sputtering target, a composite sputtering target obtained by mixing TbFeCo and YSiO 2 may be used in addition to the two sputtering targets.

본 실시예에 의하면, 강자성 모상(76a) 안에 비자성 미립자(76b)가 배치되어 되는 자속 슬릿층(76)이 기록층(16) 위에 설치되어 있기 때문에 기록 헤드로부터, 자속 슬릿층(76) 및 기록층(16)을 통하여 연자성 받침층(12)에 유통하는 자속이 자속 슬릿층(76)에서 비자성 입자(76b) 사이의 강자성 모상(76a)을 통과하도록 협착되어, 기록 헤드로부터 기록층(16)에 걸쳐서의 자속의 확대를 억제해 자속을 집중할 수 있다. 따라서 자속의 확대에 의한 인접 트랙의 소거를 방지할 수 있고, 트랙 밀도를 향상할 수 있다. 또한 트랙의 길이 방향에서도 자화 천이 영역의 폭을 좁게 할 수 있고, 선기록 밀도를 향상할 수 있다. 그 결과, 고기록 밀도의 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to this embodiment, since the magnetic flux slit layer 76 in which the nonmagnetic fine particles 76b are disposed in the ferromagnetic mother phase 76a is provided on the recording layer 16, the magnetic flux slit layer 76 and The magnetic flux circulating through the recording layer 16 to the soft magnetic support layer 12 is constricted so as to pass through the ferromagnetic matrix 76a between the magnetic flux slit layer 76 and the nonmagnetic particles 76b, and from the recording head to the recording layer. We suppress expansion of magnetic flux over (16) and can concentrate magnetic flux. Therefore, erasure of adjacent tracks due to expansion of magnetic flux can be prevented, and track density can be improved. Also, the width of the magnetization transition region can be narrowed in the length direction of the track, and the recording density can be improved. As a result, a vertical magnetic recording medium of high recording density can be realized.

도 23은 제 5 실시 형태의 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다.23 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording medium according to a modification of the fifth embodiment.

본 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체(80)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 시드층(13), 하지층(31), 비자성 중간층(15), 기록층(16), 자속 슬릿층(81), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있고, 도 22에 나타낸 자속 슬릿층(76) 대신에 기록층(16)의 표면에 형성된 비자성 재료로 이루어진 결정 성장핵(81b)과, 이웃하는 결정 성장핵(81b)의 간격에 충전되어서 이루어진 연자성 재료의 연자성 기지층(81a)으로 구성된 자속 슬릿층(81)이 설치되어 있는 이외에는 제 5 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체와 같다.The vertical magnetic recording medium 80 according to the present modification includes a substrate 11 and a soft magnetic support layer 12, a seed layer 13, an underlayer 31, and a nonmagnetic intermediate layer 15 on the substrate 11. The recording layer 16, the magnetic flux slit layer 81, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are sequentially stacked. Instead of the magnetic flux slit layer 76 shown in FIG. A magnetic flux slit layer composed of a crystal growth nucleus 81b made of a nonmagnetic material formed on the surface of the surface 16 and a soft magnetic base layer 81a of a soft magnetic material filled in a gap between adjacent crystal growth nuclei 81b ( The same as the vertical magnetic recording medium according to the fifth embodiment except that 81 is provided.

자속 슬릿층(81)의 결정 성장핵(81b)은 기록층(16)의 표면에 스퍼터링법, 진공 증착법, CVD법 등에 의해, Al, Ta, Ti, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr, Cr, Ru, Re 및 이들의 합금으로부터 선택된 비자성 재료에 의해 구성된다. 결정 성장핵(81b)은 성막 과정의 초기에 형성되는 결정 성장의 핵이며, 결정 성장핵(81b)의 크기나 인접하는 결정 성장핵(81b)과의 간격의 크기는 기판 온도, 증착량, 증착 속도 등에 의해 제어할 수 있다.The crystal growth nuclei 81b of the magnetic flux slit layer 81 are made of Al, Ta, Ti, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr on the surface of the recording layer 16 by sputtering, vacuum deposition, CVD, or the like. And nonmagnetic materials selected from Cr, Ru, Re and alloys thereof. The crystal growth nucleus 81b is a crystal growth nucleus formed at the beginning of the film formation process, and the size of the crystal growth nucleus 81b or the distance between the crystal growth nuclei 81b and the adjacent crystal growth nucleus 81b is determined by substrate temperature, deposition amount, and deposition. The speed can be controlled.

연자성 기지층(81a)은 고포화 자속 밀도의 연자성 재료, 예를 들면 연자성 받침층(12)과 거의 같은 재료에 의해 충전된다. 또한, 연자성 기지층(81a)의 두께는 결정 성장핵(81b)의 두께보다 엷은 것이 바람직하다. 자속의 확대를 방지해서 효과적으로 협착할 수 있다.The soft magnetic matrix layer 81a is filled with a soft magnetic material of high saturation magnetic flux density, for example, substantially the same as the soft magnetic support layer 12. In addition, the thickness of the soft magnetic matrix layer 81a is preferably thinner than the thickness of the crystal growth nuclei 81b. The expansion of the magnetic flux can be prevented and can be narrowed effectively.

본 변형예에 의하면, 기록층(16)과 보호막(18) 사이에 연자성 기지층(81a)에 비자성 재료로 이루어진 결정 성장핵(81b)이 격리해서 배치되어 있으므로, 기록시에, 기록 헤드로부터의 자속이 결정 성장핵(81b) 사이에 충전된 연자성 재료에 협착되어, 자속의 확대를 억제할 수 있고, 기록층(16)에 자속을 집중할 수 있다. 또한, 자속 슬릿층(76, 81)과 기록층(16) 사이에 두께1.0∼5.0nm의 비자성층을 형성해도 된다. 자속 슬릿층(76, 81)과 기록층(16)과의 자기적인 상호 작용을 단절할 수 있다.According to this modification, since the crystal growth nuclei 81b made of a nonmagnetic material is arranged in isolation from the soft magnetic matrix layer 81a between the recording layer 16 and the protective film 18, at the time of recording, the recording head The magnetic flux from is confined to the soft magnetic material filled between the crystal growth nuclei 81b to suppress the expansion of the magnetic flux and to concentrate the magnetic flux on the recording layer 16. Further, a nonmagnetic layer having a thickness of 1.0 to 5.0 nm may be formed between the magnetic flux slit layers 76 and 81 and the recording layer 16. Magnetic interaction between the magnetic flux slit layers 76 and 81 and the recording layer 16 can be cut off.

(제 6 실시 형태)(6th Embodiment)

연자성 받침층과 기록층 사이에 연자성 재료로 이루어진 팁 모양 자성체가 면내 방향으로 배치된 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체에 대해서 설명한다.A vertical magnetic recording medium according to a sixth embodiment of the present invention in which a tip-shaped magnetic material made of a soft magnetic material is disposed in an in-plane direction between a soft magnetic support layer and a recording layer.

도 24는 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도면에서 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.24 is a schematic cross-sectional view of a vertical magnetic recording medium according to the sixth embodiment of the present invention. In the drawings, parts corresponding to the parts described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 수직 자기 기록 매체(90)는 기판(11)과, 기판(11) 위에 연자성 받침층(12), 비자성 중간층(15), 팁 모양 자성체(91), 기록층(16), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차적으로 적층한 구성으로 되어 있다.Referring to FIG. 24, the vertical magnetic recording medium 90 according to the present embodiment includes a substrate 11, a soft magnetic support layer 12, a nonmagnetic intermediate layer 15, and a tip-shaped magnetic body 91 on the substrate 11. ), The recording layer 16, the protective film 18, and the lubrication layer 19 are laminated in this order.

팁 모양 자성체(91)는, 예를 들면 스퍼터링법에 의해 형성된 보자력이 79k5A/m이하의 페리 자성 재료 또는 연자성 재료로 이루어지고, 막두께 방향으로 자화 용이축을 갖고 있다. 막두께 방향으로 자화 용이축을 배향시키는 방법으로서는 막두께 방향으로 자화 용이축이 배향하는 재료, 예를 들면 19원자%∼28원자% Gd-Fe막, 20원자%∼30원자% Nd-Fe막, 20원자%∼30원자% Nd-Co막을 들 수 있다. 스퍼터링법, 예를 들면 DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용해서 형성함에 의해 자화 용이축을 막두께 방향으로 배향시킬 수 있다. 또한, 비자성 중간층(15)에 Ru막이나 Pd막을 이용하여 팁 모양 자성체(91)를 CoCr막으로 해도 좋다.The tip-shaped magnetic body 91 is formed of a ferrimagnetic material or a soft magnetic material having a coercive force of 79 k5 A / m or less, for example, formed by the sputtering method, and has an easy magnetization axis in the film thickness direction. As a method of orienting an easy magnetization axis in a film thickness direction, the material which an easy magnetization axis orients in a film thickness direction, for example, 19 atomic%-28 atomic% Gd-Fe film, 20 atomic%-30 atomic% Nd-Fe film, 20 atomic%-30 atomic% Nd-Co film | membrane is mentioned. By forming using a sputtering method, for example, the DC magnetron sputtering method, the axis of easy magnetization can be oriented in the film thickness direction. The tip magnetic material 91 may be a CoCr film using a Ru film or a Pd film as the nonmagnetic intermediate layer 15.

팁 모양 자성체(91)는, 예를 들면 크기가 0.6nm∼20nm×0.6nm∼20nm, 두께가 2nm∼10nm, 이웃하는 팁 모양 자성체(91)의 간격을 0.6nm∼20nm로 구성되고, 비자성 중간층(15)의 표면에 거의 균일하게 배치되어 있다. 팁 모양 자성체(91)는 기록층(16)에 형성되는 기록 비트의 크기에 대하여, 적어도 2개 이상의 팁 모양 자성체(91)가 배치되는 크기 및 간격으로 설정되는 것이 바람직하다. 기록 헤드로부터의 자속을 기록층(16)에 집중시킬 수 있다.The tip magnetic material 91 is, for example, 0.6 nm to 20 nm in size, 2 nm to 10 nm thick, and has a thickness of 0.6 nm to 20 nm between adjacent tip magnetic bodies 91. It is arranged almost uniformly on the surface of the intermediate layer 15. The tip-shaped magnetic body 91 is preferably set to a size and an interval at which at least two tip-shaped magnetic bodies 91 are arranged with respect to the size of the recording bit formed in the recording layer 16. Magnetic flux from the recording head can be concentrated in the recording layer 16.

도 25는 제 6 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체(90)의 평면도이다. 도 25를 참조하면, 수직 자기 기록 매체(90)의 보호막(18)의 상부 표면에는, 팁 모양 자성체(91)의 패턴(18a)이 나타나고, 소위 텍스처로서 기능한다. 도시하지 않은 자기 헤드가 수직 자기 기록 매체(90)의 표면에 정지했을 경우에, 자기 헤드의 흡착을 방지할 수 있다.25 is a plan view of a vertical magnetic recording medium 90 according to the sixth embodiment. Referring to FIG. 25, the pattern 18a of the tip-shaped magnetic body 91 appears on the upper surface of the protective film 18 of the perpendicular magnetic recording medium 90, and functions as a so-called texture. When the magnetic head (not shown) stops on the surface of the vertical magnetic recording medium 90, the magnetic head can be prevented from adsorbing.

다음으로 팁 모양 자성체(91)를 형성하는 방법을 이하에 나타낸다.Next, the method of forming the tip-shaped magnetic body 91 is shown below.

우선, 비자성 중간층(15) 위에 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 팁 모양 자성체(91)가 되는 연자성층을 형성한다. 이어서, 전자선 레지스터막을 스핀 코터(coater)를 이용해서 도포하고, 베이킹 처리 후, 전자선 일괄 투영 노광법에 의해 축소 배율 4배의 스텐실 마스크에 그려진 텍스처 형상 패턴을 전사한다.First, on the nonmagnetic intermediate layer 15, a soft magnetic layer serving as the tip magnetic material 91 is formed by sputtering, vapor deposition, or the like. Subsequently, the electron beam register film is applied using a spin coater, and after baking, the texture pattern drawn on the stencil mask having a reduced magnification of 4 times is transferred by an electron beam batch projection exposure method.

이어서, 노광 후 베이킹 처리를 행하고, 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴을 마스크로서 이온 밀링법에 의해 연자성층을 에칭하고 비자성 중간층에 달할 때까지 행한다. 이어서 레지스트 패턴을 제거한다.Next, a post-exposure bake treatment is performed and developed to form a resist pattern. Using the resist pattern as a mask, the soft magnetic layer is etched by ion milling until it reaches a nonmagnetic intermediate layer. The resist pattern is then removed.

이러한 공정에 의해, 현재의 마스크 데이터의 어드레스 유닛이 2.5nm, 축소 배율 4배로 패터닝되므로, 최소 약 0.6nm의 크기까지의 팁 모양 자성체(91)를 형성할 수 있다.By this process, since the address unit of the current mask data is patterned at 2.5 nm and reduced magnification 4 times, it is possible to form the tip-shaped magnetic body 91 up to a size of at least about 0.6 nm.

또한, 팁 모양 자성체(91)는 도 25에 나타낸 평면에서 보아 얻어진 원 모양의 패턴 대신에, 도 26에 나타낸 사각형의 패턴(18b)이어도 된다. 패턴(18b)은 화살표로 나타낸 수직 자기 기록 매체(90)의 이동 방향(Mv)에 대하여 패턴(18b)의 근처가 수직 교차하도록 형성되어 있다. 이동 방향(Mv)에 대한 팁 모양 자성체(91)의 형상 및 높이를 제어함으로써 자기 헤드가 수직 자기 기록 매체(90)의 표면에 접속해서 충돌할 가능성을 저감할 수 있다.In addition, the tip-shaped magnetic body 91 may be the square pattern 18b shown in FIG. 26 instead of the circular pattern obtained by the planar view shown in FIG. The pattern 18b is formed so that the vicinity of the pattern 18b perpendicularly crosses the moving direction Mv of the vertical magnetic recording medium 90 indicated by the arrow. By controlling the shape and height of the tip-shaped magnetic body 91 with respect to the moving direction Mv, the possibility of the magnetic head connecting to the surface of the vertical magnetic recording medium 90 and colliding with each other can be reduced.

또한 팁 모양 자성체(91)와 기록층(16) 사이에 비자성층을 형성해도 된다. 팁 모양 자성체(91)와 기록층(16)의 자기적인 결합을 단절할 수 있다. 또한 팁 모양 자성체(91)를 비자성층에 의해 덮고, 에칭법 또는 화학적 기계 연마법에 의해 감삭하고, 팁 모양 자성체(91)에 의해 형성되는 요철을 조정해도 좋다. 수직 자기 기록 매체(90)의 표면의 거칠기를 저감하고, 텍스처 효과의 제어를 행할 수 있다.In addition, a nonmagnetic layer may be formed between the tip-shaped magnetic material 91 and the recording layer 16. The magnetic coupling between the tip-shaped magnetic body 91 and the recording layer 16 can be cut off. In addition, the tip-shaped magnetic body 91 may be covered with a nonmagnetic layer, and the tip-shaped magnetic body 91 may be reduced by an etching method or a chemical mechanical polishing method to adjust the unevenness formed by the tip-shaped magnetic body 91. The roughness of the surface of the perpendicular magnetic recording medium 90 can be reduced, and the texture effect can be controlled.

본 실시예에 의하면, 팁 모양 자성체(91)이 연자성 받침층(12)과 기록층(16) 사이에 설치되고, 팁 모양 자성체(91)가 막두께 방향으로 자화 용이축을 가지므로, 기록 헤드로부터의 자속을 팁 모양 자성체(91)에 의해 집중하고, 기록층(16)에 자속을 집중시킬 수 있고, 자계 경사를 급하게 할 수 있다. 또한, 팁 모양 자성체(91)의 형상이 막두께 방향으로 전사되므로, 수직 자기 기록 매체(90)의 표면에 요철의 텍스처 패턴이 형성되어, 자기 헤드가 표면에 흡착하는 것을 방지하고, 또한 헤드 충돌이 발생할 가능성을 저감할 수 있다.According to this embodiment, the tip-shaped magnetic body 91 is provided between the soft magnetic support layer 12 and the recording layer 16, and the tip-shaped magnetic body 91 has an easy magnetization axis in the film thickness direction, so that the recording head The magnetic flux from can be concentrated by the tip-shaped magnetic body 91, the magnetic flux can be concentrated in the recording layer 16, and the magnetic field inclination can be urgent. In addition, since the shape of the tip-shaped magnetic material 91 is transferred in the film thickness direction, an uneven texture pattern is formed on the surface of the vertical magnetic recording medium 90 to prevent the magnetic head from adsorbing on the surface, and also the head collision. The possibility of this occurring can be reduced.

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(제 9 실시 형태) (Ninth embodiment)

제 1∼제 6의 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체를 구비한 본 발명의 제 9 자기 기억 장치에 대하여 설명한다.A ninth magnetic memory device of the present invention having a vertical magnetic recording medium according to the first to sixth embodiments will be described.

도 33은 본 발명의 실시예의 자기 기억 장치의 요부를 나타낸 도면이다. 도 33을 참조하면, 자기 기억 장치(120)는 거의 하우징된다. 하우징(121) 내에는, 스핀들(미도시)에 의해 구동되는 허브(122), 허브(122)에 고정되어 회전되는 수직 자기 기록 매체(123), 액추에이터 유닛(124), 액추에이터 유닛(124)에 부착되어 수직 자기 기록 매체(123)의 반경 방향으로 이동되는 암(125) 및 서스펜션(126), 서스펜션(126)에 지지된 수직 자기 기록 헤드(128)가 설치되어 있다.33 is a diagram showing the main parts of a magnetic memory device of the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 33, the magnetic memory device 120 is almost housed. In the housing 121, a hub 122 driven by a spindle (not shown), a vertical magnetic recording medium 123 fixed and rotated to the hub 122, an actuator unit 124, and an actuator unit 124 are provided. An arm 125, a suspension 126, and a vertical magnetic recording head 128 supported by the suspension 126 are provided to be attached and moved in the radial direction of the vertical magnetic recording medium 123.

도 34는 수직 자기 기록 헤드 및 수직 자기 기록 매체의 개략적인 단면도이다. 도 34를 참조하면, 수직 자기 기록 헤드(128)는 대략 주자극(135) 및 리턴 요크(136)로 이루어진 기록 헤드(130)와 GMR(Giant Magneto Resistive) 소자(133)를 이용한 재생 헤드(131)로 구성되어 있다. 기록 헤드(130)는 수직 자기 기록 매체 (123)에 기록 자계를 인가하기 위한 연자성체로 이루어진 주자극(135)과, 주자극(135)에 자기적으로 접속된 리턴 요크(136)와, 주자극(135) 등에 기록 자계를 유도하기 위한 기록용 코일(138) 등으로 구성되어 있다. 또한 재생 헤드(131), 리턴 요크(136)를 이용한 하부 실드와 상부 실드(137)에 끼워졌던 GMR 소자(133)로 구성되어 있다.34 is a schematic sectional view of a vertical magnetic recording head and a vertical magnetic recording medium. Referring to FIG. 34, the vertical magnetic recording head 128 includes a recording head 130 composed of a main magnetic pole 135 and a return yoke 136 and a reproduction head 131 using a Giant Magneto Resistive (GMR) element 133. It consists of). The recording head 130 includes a main magnetic pole 135 made of a soft magnetic material for applying a recording magnetic field to the vertical magnetic recording medium 123, a return yoke 136 magnetically connected to the main magnetic pole 135, and a main magnetic pole. And a recording coil 138 for inducing a recording magnetic field in the magnetic pole 135 or the like. It is also composed of the GMR element 133 fitted to the lower shield and the upper shield 137 using the reproduction head 131 and the return yoke 136.

기록 헤드(130)는 주자극의 선단부(135-1)로부터 기록 자계를 수직 자기 기록 매체(123)에 대하여 수직 방향으로 인가하고, 기록층(미도시)에 수직 방향의 자화를 형성한다. 또한, 주자극의 선단부(135-1)로부터의 자속은 또한 연자성 받침층(미도시)을 통하여 리턴 요크(136)에 환류한다. 주자극의 선단부(135-1)의 연자성 재료는 포화 자속 밀도가 높고, 예를 들면 50at%Ni-50at%Fe , FeCoNi합금, FeCoAlO 등으로 이루어진 것이 바람직하다. 자기 포화를 방지해서 높은 자속 밀도의 자속을 집중해서 기록층(130)에 인가할 수 있다.The recording head 130 applies a recording magnetic field in a vertical direction with respect to the vertical magnetic recording medium 123 from the tip portion 135-1 of the main magnetic pole, and forms a magnetization in the vertical direction in the recording layer (not shown). In addition, the magnetic flux from the tip 135-1 of the main magnetic pole also flows back to the return yoke 136 through a soft magnetic support layer (not shown). The soft magnetic material of the tip portion 135-1 of the main magnetic pole has a high saturation magnetic flux density, and is preferably made of 50at% Ni-50at% Fe, FeCoNi alloy, FeCoAlO, or the like. By preventing magnetic saturation, the magnetic flux of high magnetic flux density can be concentrated and applied to the recording layer 130.

또한, 재생 헤드(131)는 수직 자기 기록 매체(123)의 자화가 누설하는 자계를 감지하고, 그 방향에 대응하는 GMR 소자(133)의 저항값의 변화에 의해 기록층에 기록된 정보를 얻을 수 있다. 또한, GMR 소자(133) 대신에 TMR(Ferromagnetic Tunnel Junction Magneto Resistive) 소자, 발리스틱 MR 소자를 이용할 수 있다.The reproduction head 131 also detects a magnetic field leaked by the magnetization of the vertical magnetic recording medium 123, and obtains the information recorded in the recording layer by the change in the resistance value of the GMR element 133 corresponding to the direction. Can be. Instead of the GMR element 133, a ferromagnetic tunnel magneto resistive (TMR) element or a ballistic MR element may be used.

본 실시예의 자기 기억 장치(120)는 수직 자기 기록 매체(123)에 특징이 있다. 예를 들면 수직 자기 기록 매체(123)는 제 1∼제 6 실시 형태 및 그 변형예에 따른 수직 자기 기록 매체이다.The magnetic memory device 120 of this embodiment is characterized by the vertical magnetic recording medium 123. For example, the vertical magnetic recording medium 123 is a vertical magnetic recording medium according to the first to sixth embodiments and modifications thereof.

자기 기억 장치(120)의 기본 구성은, 도 33에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 본 발명에서 이용하는 수직 자기 기록 매체(123)는 자기 디스크에 한정되지 않고 자기 테이프여도 좋다.The basic configuration of the magnetic memory device 120 is not limited to that shown in FIG. The vertical magnetic recording medium 123 used in the present invention is not limited to a magnetic disk but may be a magnetic tape.

본 실시예에 의하면, 자기 기억 장치(120)는 수직 자기 기록 매체(123)가 기록 헤드(130)의 주자극(135)으로부터의 자속을 더욱 협착해서 기록층에 집중함으로써, 좁은 트랙화 및 선기록 밀도의 향상을 꾀할 수 있고, 고밀도 기록이 가능하다.According to the present embodiment, the magnetic memory device 120 narrows the tracks and lines by allowing the vertical magnetic recording medium 123 to further narrow the magnetic flux from the main magnetic pole 135 of the recording head 130 to the recording layer. The recording density can be improved, and high density recording is possible.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상술했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 여러 변형·변경이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described above, this invention is not limited to this specific embodiment, A various deformation | transformation and a change are possible within the scope of this invention described in a claim.

예를 들면 제 9 실시 형태에 따른 자기 기억 장치에서는, 수직 자기 기록 매체로서 자기 디스크를 예로 들어 설명했지만, 본 발명의 수직 자기 기록 매체는 자기 디스크에 한정되지 않고, 기판에 PET나, PEN, 폴리이미드로 이루어진 필름을 이용하고, 헬리컬 스캐닝 또는 래터럴 주행형의 자기 테이프여도 좋고, 카드 형태여도 좋다.For example, in the magnetic memory device according to the ninth embodiment, a magnetic disk is used as an example of a vertical magnetic recording medium. However, the vertical magnetic recording medium of the present invention is not limited to the magnetic disk. Using a film made of mid, a helical scanning or lateral traveling type magnetic tape may be used, or a card may be used.

본 발명에 의하면 연자성 받침층과 기록층 사이, 또는 기록층 위에 자속 슬릿층, 자기 차폐층, 또는 자속 제어층을 설치함으로써, 기록 헤드로부터의 자속의 확대를 억제하고, 기록 자계를 높이는 동시에 기록 자계의 경사를 급하게 하고, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.According to the present invention, by providing a magnetic flux slit layer, a magnetic shielding layer, or a magnetic flux control layer between the soft magnetic support layer and the recording layer or on the recording layer, the expansion of the magnetic flux from the recording head is suppressed, and the recording magnetic field is increased while recording It is possible to realize a vertical magnetic recording medium capable of steeping the magnetic field and enabling high density recording.

또한, 연자성 받침층과 기록층 사이에 기록층의 자성 입자의 입경 및 분포를 제어하는 비자성 중간층을 설치함으로써, 기록층의 결정 입자의 미세화와 고립화를 동시에 촉진해서 S/N을 높일 수 있고, 고밀도 기록이 가능한 수직 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.In addition, by providing a nonmagnetic intermediate layer that controls the particle size and distribution of the magnetic particles of the recording layer between the soft magnetic support layer and the recording layer, it is possible to simultaneously promote the miniaturization and isolation of the crystal grains of the recording layer, thereby increasing the S / N. The vertical magnetic recording medium capable of high density recording can be realized.

Claims (56)

연자성 받침층(backing layer)과,Soft magnetic backing layer, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체로서,A vertical magnetic recording medium having a recording layer provided on the soft magnetic support layer, 상기 연자성 받침층과 기록층 사이에 자속 슬릿층을 갖고,A magnetic flux slit layer between the soft magnetic support layer and the recording layer, 상기 자속 슬릿층은 면내(面內) 방향으로 자기적으로 고립화한 주상(柱狀) 구조를 갖는 연자성층이며,The magnetic flux slit layer is a soft magnetic layer having a columnar structure magnetically isolated in an in-plane direction, 상기 자속 슬릿층의 면내 자기 이방성은 상기 연자성 받침층의 면내 자기 이방성과 같거나 또는 그보다 큰 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And in-plane magnetic anisotropy of the magnetic flux slit layer is equal to or greater than in-plane magnetic anisotropy of the soft magnetic support layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자속 슬릿층과 기록층 사이에 비자성 중간층을 더 갖고,Further having a nonmagnetic intermediate layer between the flux slit layer and the recording layer, 상기 기록층이 비자성 중간층 위에 에피택셜 성장하여 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the recording layer is formed by epitaxial growth on the nonmagnetic intermediate layer. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 비자성 중간층이 hcp 결정 구조를 갖는 동시에, (001)면을 결정 성장 방향으로 하고,The nonmagnetic intermediate layer has a hcp crystal structure, while the (001) plane is the crystal growth direction, 상기 자속 슬릿층이 hcp 결정 구조 또는 fcc 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the magnetic flux slit layer has a hcp crystal structure or an fcc crystal structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자속 슬릿층은 수직 자기 이방성보다 큰 면내 자기 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And said magnetic flux slit layer has in-plane magnetic anisotropy greater than vertical magnetic anisotropy. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 면내 자기 이방성의 이방성 자계가 711kA/m보다 큰 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the anisotropic magnetic field of the in-plane magnetic anisotropy is greater than 711 kA / m. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자속 슬릿층은 상기 주상 구조의 결정 입자와, 결정 입자 간에 형성된 입계부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the magnetic flux slit layer comprises crystal grains of the columnar structure and grain boundaries formed between the crystal grains. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 결정 입자와 입계부를 형성하는 주성분이 동일한 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.A vertical magnetic recording medium, wherein the main component forming the grains and the grain boundary are the same. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 입계부에 포함된 불활성 가스의 양이 상기 결정 입자에 포함된 불활성 가스의 양보다 많은 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the amount of the inert gas contained in the grain boundary is greater than the amount of the inert gas contained in the crystal grains. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자속 슬릿층은 Co, Fe, Ni, Co계 합금, Fe계 합금, 및 Ni계 합금의 그룹 중 적어도 어느 1종을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.The magnetic flux slit layer has at least one of Co, Fe, Ni, Co-based alloys, Fe-based alloys, and Ni-based alloys as a main component. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 자속 슬릿층은 Al, Ta, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr, Cr, Ru, Re, Nb, 및 C로 이루어진 그룹 중 어느 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.The magnetic flux slit layer further comprises any one of a group consisting of Al, Ta, Ag, Cu, Pb, Si, B, Zr, Cr, Ru, Re, Nb, and C. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자속 슬릿층은 연자성 받침층 위에 접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the magnetic flux slit layer is formed on and in contact with the soft magnetic support layer. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기록층은 주상 구조를 갖는 자성 입자와, 상기 자성 입자를 둘러싸는 비자성의 비고용상을 구비하고,The recording layer includes magnetic particles having a columnar structure and a non-magnetic non-solid phase surrounding the magnetic particles, 상기 비고용상이 산화물, 질화물, 및 탄화물 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.And the non-employed phase is made of any one of an oxide, a nitride, and a carbide. 연자성 받침층과,Soft magnetic support layer, 상기 연자성 받침층 위에 설치된 기록층을 갖는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,A method of manufacturing a vertical magnetic recording medium having a recording layer provided on the soft magnetic support layer, 상기 연자성 받침층을 형성하는 공정과,Forming a soft magnetic support layer; 기록층을 형성하는 공정을 구비하고,Forming a recording layer; 상기 연자성 받침층을 형성하는 공정과 기록층을 형성하는 공정 사이에, 기록층을 형성하는 공정에서 사용된 분위기 가스의 압력과 같거나 높은 압력을 갖는 분위기 가스에서 연자성 재료로 이루어진 자속 슬릿층을 형성하는 공정을 더 구비하며,Between the process of forming the soft magnetic support layer and the process of forming the recording layer, a magnetic flux slit layer made of a soft magnetic material in an atmosphere gas having a pressure equal to or higher than the pressure of the atmosphere gas used in the process of forming the recording layer. Further comprising a step of forming a, 상기 자속 슬릿층의 면내 자기 이방성은 상기 연자성 받침층의 면내 자기 이방성과 같거나 또는 그보다 큰 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법.The in-plane magnetic anisotropy of the magnetic flux slit layer is equal to or greater than the in-plane magnetic anisotropy of the soft magnetic support layer. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 분위기 가스압은 1Pa∼8Pa의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법.The atmospheric gas pressure is set in a range of 1 Pa to 8 Pa. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 자속 슬릿층을 형성하는 공정에서 기판 온도가 150℃ 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 제조 방법.And a substrate temperature is set to 150 [deg.] C. or less in the step of forming the magnetic flux slit layer. 제 1 항에 기재된 수직 자기 기록 매체와 기록 재생 수단을 구비한 자기 기억 장치. A magnetic memory device comprising the vertical magnetic recording medium according to claim 1 and recording and reproducing means. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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