KR20050024443A

KR20050024443A - 수직 자기 기록 매체

Info

Publication number: KR20050024443A
Application number: KR10-2004-7021600A
Authority: KR
Inventors: 시미즈사네; 조고아라타; 우즈마키다쿠야; 다나카아츠시
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2005-03-10
Also published as: EP1577883A1; JPWO2004061829A1; CN1639773A; AU2002361111A1; US20050123805A1; EP1577883A4; KR100644177B1; CN1292406C; WO2004061829A1

Abstract

수직 자기 기록 매체로서, 기판과, 기판상에 형성된 금속 하지층과, 금속 하지층상에 무전해 도금법에 의해 형성된 기판의 면내 방향으로 자화 용이축을 갖는 연자성층과, 연자성층상에 형성된 기판면에 대하여 수직 방향으로 자화 용이축을 갖는 자성 기록층을 포함하고 있다. 금속 하지층은 Co, Ni, Fe로 이루어진 군에서 선택되는 원소의 합금으로 형성되어 있고, 3 에르스텟(Oe) 이하의 보자력을 갖고 있다. 연자성 보강층은 100 ㎚∼600 ㎚의 막 두께를 갖고 있다.

Description

수직 자기 기록 매체{PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIUM}

본 발명은 기록막으로서 수직 자화막을 갖는 수직 자기 기록 매체에 관한 것이다.

최근, 자기 디스크 장치의 소형 대용량화에 따라, 매체내의 자성 입자의 미세화가 요구되고 있다. 그러나, 면내(직사각형) 기록 방식이라고 불리는 종래의 기록 방식에서는, 열적 불안정성이 요인이 되기 때문에 자성 입자의 현저한 미세화는 곤란하다. 이 때문에, 열자기 완화 등에 있어서 우위성을 갖는 수직 자기 기록 방식이 검토되고 있다. 일반적인 수직 자기 기록 방식에서는 기판상에 연자성 보강층(하지층)을 적층하고, 이 연자성 보강층상에 비자성층을 통해 수직 자화막을 적층한 2층막 매체가 이용된다.

수직 자기 기록 방식에서는, 인접하는 비트의 자화가 대향되지 않고, 서로의 비트를 상호 강화하는 성질이 있기 때문에 높은 기록 밀도를 실현하는 데 유효하다고 생각된다. 기판과 기록층 사이에 연자성 보강층을 삽입하는 것은 수직 자기 기록 매체에 매우 유효하지만, 연자성 보강층의 효과를 발휘시키기 위해서는 200 ㎚∼400 ㎚의 막 두께가 필요하고, 종래의 자기 기록 매체 각 층의 성막(成膜)에 이용되는 스퍼터링법으로 연자성 보강층을 형성하면 이상하게 장시간을 가지며, 생산비용이 비싸지는 동시에 양산화가 곤란하다.

도 1은 본 발명 실시 형태에 관한 수직 자기 기록 매체의 단면 구성도.

도 2는 여러 가지 하지층을 이용한 경우의 보자력의 연자성 보강층의 막 두께 의존성을 도시한 도면.

도 3a는 실시예 1의 BH 루프를 도시한 도면.

도 3b는 실시예 2의 BH 루프를 도시한 도면.

도 4는 비교예 2의 BH 루프를 도시한 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 비교적 저렴하면서 양산화가 가능한 수직 자기 기록 매체를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 기판과, 상기 기판상에 형성된 금속 하지층과, 상기 금속 하지층상에 무전해 도금법에 의해 형성된 상기 기판의 면내 방향으로 자화 용이축을 갖는 연자성층과, 상기 연자성층상에 형성된 기판면에 대하여 수직 방향으로 자화 용이축을 갖는 자성 기록층을 구비한 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.

바람직하게는, 금속 하지층은 Co, Ni, Fe로 이루어진 군에서 선택된 원소의 합금으로 형성된다. 보다 바람직하게는, 금속 하지층은 Ni₈₀Fe₂₀, Ni₅₀Fe₅₀, FeC, FeAlSi, CoZrNb, CoTaZr로 이루어진 군에서 선택되는 합금으로 형성된다. 금속 하지층은 스퍼터링에 의해 성막되고, 3 에르스텟(Oe) 이하의 보자력을 갖는 연자성 박막으로 구성된다. 금속 하지층의 막 두께는 10 ㎚∼100 ㎚, 보다 바람직하게는 30 ㎚∼70 ㎚이다.

바람직하게는, 연자성층의 막 두께는 100 ㎚∼600 ㎚, 보다 바람직하게는 200 ㎚∼400 ㎚이다. 바람직하게는, 연자성층은 Co, Ni, Fe 및 B를 함유하고, Co 함유량은 40∼80 at%, Fe 함유량은 15∼40 at%, Ni 함유량은 5∼20 at%, B 함유량은 0.5∼5 at%이다.

본 발명의 수직 자기 기록 매체는 연자성층을 무전해 도금법에 의해 형성한 것을 하나의 특징으로 한다. 무전해 도금법은 그 성막 속도가 빠르고, 후막을 용이하게 얻을 수 있으며, 게다가 배치 처리가 가능하기 때문에 매우 생산성에 우수하다. 유리 기판 등의 기판상에 무전해 도금막을 형성하는 경우, 무전해 반응에 활성 촉매를 나타내는 하지층이 필요해진다. 무전해 도금법은 그 성막 속도가 빠르기 때문에, 성막된 연자성층의 보자력이 안정되는 1 ㎛ 이상의 막 두께를 용이하게 얻을 수 있다.

그러나, 수직 자기 기록 매체의 보강층으로서 이용하는 경우에 적당하다고 여겨지는 연자성층의 막 두께 200 ㎚∼400 ㎚의 범위 내에 있어서는, 보다 저보자력화가 필요하게 된다. 무전해 도금법에 의해 비교적 얇은 연자성막을 형성하는 경우, 종래 이용되고 있는 비자성 NiP 하지층으로 바꾸어 NiFe 합금 혹은 Co 합금계 연자성막을 하지층에 이용하는 것이 유효하다. 우수한 연자기 특성을 갖는 금속막을 하지층으로서 이용함으로써 무전해 도금막의 보자력의 막 두께 의존성이 작아지고, 원하는 막 두께에 있어서 저보자력화가 가능하며, 안정된 연자기 특성을 갖는 연자성 보강층을 얻을 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 관한 수직 자기 기록 매체(2)의 단면 구성도가 도시되어 있다. 2.5 인치의 유리 디스크 기판(4)상에 두께 1 ㎚의 Ta 밀착층(6)이 스퍼터링법에 의해 성막되고, Ta 밀착층(6)상에 두께 50 ㎚의 NiFe 하지층(8)이 스퍼터링법에 의해 성막되어 있다. 하지층(8)은 NiFe에 한정되는 것이 아니다. 바람직하게는, 하지층(8)은 Co, Ni, Fe로 이루어진 군에서 선택되는 원소의 합금으로 형성된다. 보다 바람직하게는, 하지층(8)은 Ni₈₀Fe₂₀, Ni₅₀Fe ₅₀, FeC, FeAlSi, CoZrNb, CoTaZr로 이루어진 군에서 선택되는 합금으로 형성된다. 하지층의 막 두께는 10 ㎚∼100 ㎚의 범위가 바람직하고, 특히 30 ㎚∼70 ㎚의 범위가 보다 바람직하다.

NiFe 하지층(8)상에는 두께 300 ㎚의 CoNiFeB 연자성 보강층(10)이 무전해 도금법에 의해 형성되어 있다. 연자성 보강층(10)은 기판(4)의 면내 방향으로 자화 용이축을 갖고 있다. 무전해 도금법은 전기 도금법에 비하여 외부 전원을 이용하지 않고 성막이 가능하다고 하는 특징으로부터, 미세하고 복잡한 패턴에 있어서도 균일한 막 두께, 균일한 조성을 얻기 쉬운 성막 방법이다.

본 실시 형태의 연자성 보강층(10)은 Co, Ni, Fe 및 B를 함유하고, Co 함유량이 40∼80 at%, 바람직하게는 50∼70 at%, Fe 함유량이 15∼40 at%, 바람직하게는 20∼30 at%, Ni 함유량이 5∼20 at%, 바람직하게는 10∼15 at%, B 함유량이 0.5∼5 at%, 바람직하게는 0.5∼2 at%이다. 더욱이, 보자력은 8 에르스텟(Oe) 이하, 바람직하게는 3 Oe 이하이다.

무전해 도금법에 이용하는 도금욕 속에는 Co 이온, Fe 이온, Ni 이온, 착화제 및 붕소 함유 환원제가 포함되어 있다. 금속 이온의 공급원은 황산염, 설파민산염, 초산염, 질산염 등의 수용성 염에서 선택하는 것이 바람직하고, 특히 황산염을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 도금욕에 유리 기판(4)을 침지하면, 무전해 반응에 촉매 활성을 나타내는 NiFe 하지층(8)상에 CoNiFeB 연자성 보강층(10)이 성막된다. 이 무전해 도금에 있어서, 도금 온도는 40∼98℃가 바람직하고, 특히 60∼80℃가 보다 바람직하다.

CoNiFeB 연자성 보강층(10)상에는 두께 10 ㎚의 Ru 중간층(12)이 스퍼터링법에 의해 성막되어 있다. Ru 중간층(12)상에는 두께 20 ㎚의 CoCrPt 기록층(14)이 스퍼터링법에 의해 성막되어 있다. 기록층(14)은 기판면에 대하여 수직 방향의 자화 용이축을 갖고 있다. CoCrPt 기록층(14)상에는 다이아몬드형 카본으로 이루어진 두께 4 ㎚의 보호막(16)이 스퍼터링법에 의해 성막되어 있고, 보호막(16)상에는 퍼플루오로폴리에테르로 이루어진 두께 1 ㎚의 윤활층(18)이 스퍼터링법에 의해 성막되어 있다.

이하의 실험에서는, 2.5인치 유리 디스크 기판, Ta 밀착층(1 ㎚), Ni₈₀Fe₂₀, 또는 NiP 하지층(50 ㎚), CoNiFeB 연자성층으로 이루어진 적층막을 작성하고, 그 자기 특성을 평가하였다. 정자기 특성(보자력)은 진동 시료형 자력계(VSM)로 측정하였다. 도 2에 여러 가지 하지층을 이용한 경우의 연자성 보강층의 막 두께의 보자력 의존성을 도시한다.

도 2로부터 밝혀진 바와 같이, 어느 쪽 하지층을 이용한 경우에 있어서도, 연자성 보강층의 막 두께의 증가에 따라 보자력(Hc)이 감소하고, 막 두께가 1000 ㎚ 이상에 있어서 보자력은 일정 값으로 안정된다. 그러나 그 일정 값은 연자성 보강층이 동일 재료임에도 불구하고 하지층의 종류에 따라 다르고, 보자력이 작은 순으로 하지층은 NiFe만, NiP/NiFe, NiP만이 된다.

하지층에 NiP만을 이용한 경우는, 막 두께 200 ㎚에서 보자력 30 Oe 이상이 되고, 하지층에 NiP와 NiFe를 병용하여 이용한 경우에는, 막 두께 200 ㎚이고 보자력은 20 Oe 정도가 된다. 어느 쪽 경우에도, 기록층의 보강층으로서 이용하는 연자성 재료로서는 보자력이 너무 크다. 이것에 대하여, 하지층으로서 NiFe를 이용한 경우에는, 막 두께 200 ㎚이고 보자력이 5 Oe까지 저하하고 있으며, 연자성 보강층의 막 두께의 보자력 의존성을 작게 할 수 있다.

연자성 보강층의 막 두께로서 바람직하다고 여겨지는 100 ㎚∼600 ㎚의 막 두께 범위, 보다 바람직하게는 200 ㎚∼400 ㎚의 막 두께 범위에 있어서, 무전해 도금에 의해 성막된 저보자력을 나타내는 연자성 보강층을 얻을 수 있었다. 하지층으로서 NiP를 이용한 경우에도, 연자성 보강층의 막 두께가 700 ㎚ 이상에서는 보자력이 일정값으로 안정되고 있고, 연자성 보강층의 막 두께를 두껍게 함으로써 원하는 특성을 얻을 수 있다.

실시예 및 비교예에 있어서의 막 구성 및 보자력(곤란 방향)을 표 1에 나타낸다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
기판	유리 디스크(2.5 인치)	←	←	←
밀착막	Ta(1 nm)	←	←	←
하지층 1	Ni₈₀Fe₂₀ (50 nm)	NiP(50 nm)	NiP(50 nm)	NiP(50 nm)
하지층 2	-	-	-	Ni₈₀Fe₂₀ (50 nm)
연자성층	CoNiFeB(310 nm)	CoNiFeB(1000 nm)	CoNiFeB(380 nm)	CoNiFeB(340 nm)
보자력(Oe)	3.2	5.9	14.5	10.9

표 1에서 밝혀진 바와 같이, 하지층에 막 두께 50 ㎚의 Ni₈₀Fe₂₀을 이용한 실시예 1에서는, 연자성층의 막 두께 310 ㎚이고 3.2 Oe라는 매우 작은 보자력이 얻어지고 있다. 또한, 하지층으로서 막 두께 50 ㎚의 NiP를 이용한 경우에도, 연자성 보강층의 막 두께를 1000 ㎚으로 두껍게 함으로써 비교적 작은 보자력을 얻을 수 있다. 한편, 비교예 1 및 비교예 2에서는, 보자력을 충분히 저감할 수 없고, 바람직하지 못하다.

도 3a에 실시예 1의 BH 루프를 도시하고, 도 3b에 실시예 2의 BH 루프를 도시한다. 도 4에 비교예 2의 BH 루프를 도시한다. 이들 도면에 있어서, R이 디스크 반경 방향의 BH 루프이며, C가 디스크 둘레 방향의 BH 루프이다.

본 발명에 따르면, 무전해 도금법에 의해 원하는 연자기 특성을 갖는 수직 자기 기록 매체의 보강층의 작성이 가능해진다. 따라서, 수직 방향의 기록 자계를 우선적으로 강화하면서 급준화할 수 있어, 보다 고기록 밀도의 기록이 가능해진다.

Claims

기판과,

상기 기판상에 형성된 금속 하지층과,

상기 금속 하지층상에 무전해 도금법에 의해 형성된 상기 기판의 면내 방향으로 자화 용이축을 갖는 연자성층과,

상기 연자성층상에 형성된 기판면에 대하여 수직 방향으로 자화 용이축을 갖는 자성 기록층을 구비한 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 금속 하지층은 Co, Ni, Fe로 이루어진 군에서 선택된 원소의 합금으로 형성되는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 금속 하지층은 3 에르스텟 이하의 보자력을 갖는 연자성 박막으로 구성되는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 금속 하지층은 Ni₈₀Fe₂₀, Ni₅₀Fe₅₀, FeC, FeAlSi, CoZrNb, CoTaZr로 이루어진 군에서 선택되는 합금으로 형성되는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 연자성층은 100 ㎚∼600 ㎚의 두께를 갖고 있는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 금속 하지층은 10 ㎚∼100 ㎚의 두께를 갖고 있는 수직 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 연자성층은 CoNiFeB로 구성되는 수직 자기 기록 매체.
제7항에 있어서, Co 함유량이 40∼80 at%, Fe 함유량이 15∼40 at%, Ni 함유량이 5∼20 at%, B 함유량이 0.5∼5 at%인 수직 자기 기록 매체.