KR20050118649A

KR20050118649A - 자기 기록 매체 및 그 제조 방법, 자기 기억 장치

Info

Publication number: KR20050118649A
Application number: KR1020040098023A
Authority: KR
Inventors: 사토겐지
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2005-12-19
Also published as: JP2005353236A; TW200540819A; KR100637107B1; EP1607941A1; SG118297A1; CN1713275A; US20050276998A1

Abstract

둘레 방향의 배향도의 향상을 도모하여, 고기록 밀도화가 가능한 신규의 자기 기록 매체와 그 제조 방법 및 자기 기억 장치를 제공한다.

디스크 기판(11) 상에, 시드층(seed layer, 12), 기초층(13), 제1 자성층(14)/비자성 결합층(15)/제2 자성층(16)으로 이루어지는 기록층(18), 보호층(19) 및 윤활층(20)이 순차 형성된 구성으로 하고, 시드층(12)이 AlRu, NiAl, FeAl 등의 B2 결정 구조로 이루어지는 합금 재료로 이루어지며, 그 [100] 결정 방위가 기판 법선 방향에서 외주측으로 경사져서 형성된다. 기록층(18)을 구성하는 결정립의 c축 방향이 둘레 방향으로 배향되어, 둘레 방향 보자력(Hcc)이나, 배향도(=둘레 방향 보자력/반경 방향 보자력)가 향상된다. 시드층(12)은 디스크 기판(11)의 외주측에서 내주측을 향하여 기판 법선 방향으로부터 외주측으로 경사진 소정 각도로 스퍼터 입자를 입사시켜 형성한다.

Description

자기 기록 매체 및 그 제조 방법, 자기 기억 장치{MAGNETIC RECORDING MEDIUM, METHOD OF PRODUCING MAGNETIC RECORDING MEDIUM AND MAGNETIC STORAGE APPARATUS}

본 발명은 면내 자기 기록 방식에 이용되는 자기 기록 매체 및 그 제조 방법, 자기 기억 장치에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터나 가정용 동화상 기록 장치에 탑재되는 자기 기억 장치, 예컨대 자기 디스크 장치는 동화상 기록을 주된 목적으로 하여 100 GB를 넘는 대용량이 일반화되고 있다. 이러한 자기 디스크 장치에의 대용량화 및 저가격화에의 필요성은 앞으로 더욱 강해질 것이다.

현재, 자기 디스크 장치에 이용되고 있는 면내 기록(in-plane magnetic recording) 방식에서는, 대용량화를 도모하기 위해서 고기록 밀도화가 진행되고 있으며, 자기 디스크의 신호대잡음비(S/N비)의 향상이나, 자기 헤드의 고감도화 등에 의해, 100 Gbit/(인치)²를 넘는 면기록 밀도가 달성되고 있다.

자기 디스크는 기판 상에, 기초층, 자성층, 보호막이 순차 적층되어 구성된다. 자기 디스크의 분해능이나 NLTS(Non Linear Transition Shift), S/N비 등의 전자 변환 특성을 높이기 위해서, 기판 표면에, 둘레 방향으로 길이 방향을 갖는 미세한 상처(소위 미케니컬 텍스쳐)를 형성함으로써, 자성층을 구성하는 CoCr계 합금의 자화 용이축을 둘레 방향으로 배향시켜, 둘레 방향의 보자력이나 배향도(Orientation Ratio, OR)를 높이는 수법이 채용되고 있다. 이 수법은 고기록 밀도화를 도모할 수 있다는 점에서 우수하지만, 기판 표면에 상처를 형성하기 때문에, 그 상처가 자기 디스크의 표면 형상으로 이어져 표면 거칠기가 증가되어, 자기 헤드와 자기 디스크의 표면과의 거리를 좁혀 전자 변환 특성을 높이는 수법을 채용하기 어렵게 되어, 고기록 밀도화에 한계가 생겨 버린다.

그래서, 둘레 방향의 배향도를 높이기 위해서, Cr 기초층 및 자성층을 경사 입사 증착법에 의해 형성하는 수법이나(특허문헌 1 참조), 기판과 기초층 사이에 설치하는 시드층을 경사 입사 스퍼터법에 의해 형성하는 수법(특허문헌 2 또는 3 참조)이 제안되어 있다.

(특허문헌 1) 일본 특허 공개 평8-7250호 공보

(특허문헌 2) 일본 특허 공개 2002-203312호 공보

(특허문헌 3) 일본 특허 공개 2002-260218호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에서는, 경사 입사 증착법에 의해 형성하는 기초층으로서 Cr가 이용되고 있고, 상기 특허문헌 2나 3에서는 경사 입사 스퍼터법에 의해 형성하는 시드층으로서 Cr계 합금, Ni계 합금, Co계 합금이 이용되고 있으며, 이들 이외의 재료에 대해서는 검토되고 있지 않다.

또한, 특허문헌 1의 경사 입사 증착법에서는, 둘레 방향의 일부가 개구된 마스크에 의해 증착 입자의 기판으로의 입사 방향을 제한하여, 기판을 회전시켜 둘레 방향의 막 두께의 균일화를 도모하고 있다. 특허문헌 2에서는, 기판 중심 부근 또는 일정한 반경 위치에 환상으로 개구된 마스크에 의해 스퍼터 입자의 기판으로의 입사 방향을 제한하고 있다. 이들 방법에서는, 증착 입자 또는 스퍼터 입자의 대부분이 기판면에 도달하지 않아 생산 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한, 막 두께 분포가 특허문헌 1의 경우는 둘레 방향으로, 특허문헌 2의 경우는 반경 방향으로 증가하기 쉽다. 이러한 경우, 배향도의 분포가 증대되어, 자기 디스크의 일면 중에서의 전자 변환 특성의 변동이 커져, 고기록 밀도화가 곤란하게 된다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 둘레 방향의 배향도의 향상을 도모하여, 고기록 밀도화가 가능한 신규의 자기 기록 매체와 그 제조 방법 및 자기 기억 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 관점에 따르면, 기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체로서, 상기 기판과, 상기 기판 상에 형성된 시드층과, 상기 시드층 상에 형성된 기초층과, 상기 기초층 상에 형성된 기록층을 구비하며, 상기 시드층은 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 결정립의 다결정체로 이루어지고, 상기 결정립의 [100] 결정 방위가, 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측으로 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 시드층을 구성하는 B2 결정 구조의 합금 재료로 형성한다. B2 결정 구조는 bcc 결정 구조의 인접하는 원자 사이트에 AB형 합금의 A 원자와 B 원자가 교대로 배치된 구조를 갖는다. 이러한 결정 구조를 갖는 시드층의 [100] 결정 방위가 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측으로 경사져 형성됨으로써, 기록층의 둘레 방향의 배향도가 향상되어, 정자기 특성 및 전자 변환 특성이 향상된다. 그 결과, 고기록 밀도화가 가능해진다.

여기서, 기판 법선 방향은 기판면에 대하여 수직 방향이다. [100] 결정 방위는 [100] 결정 방위에 결정 구조적으로 등가인 [010] 결정 방위 및 [001] 결정 방위를 포함하며, 기판 법선 방향으로부터의 각도를 나타낼 때는, [100] 결정 방위는 기판 법선 방향이 이루는 각이 최소가 되는 [100] 결정 방위 또는 그것에 등가인 결정 방위를 나타내는 것으로 한다.

상기 기판은 디스크 기판이며, 상기 결정립의 [100] 결정 방위가 외주측으로 경사지는 구성으로 하여도 좋고, 상기 결정립의 [100] 결정 방위와 기판 법선 방향이 이루는 각은 2.1도 이상 또 5.4도 미만의 범위로 설정되더라도 좋다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 어느 한 자기 기록 매체와, 기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 구비하는 자기 기억 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 자기 기록 매체가 둘레 방향의 배향도가 우수하기 때문에, 자기 기억 장치의 고기록 밀도화가 가능해진다. 또한, 자기 기록 매체에 미케니컬 텍스쳐를 형성하지 않고서 배향도를 향상시킬 수 있기 때문에, 자기 기록 매체의 평활성이 향상되어, 기록 소자나 자기 저항 효과형 재생 소자와 기록층과의 스페이싱을 저감하여, 자기 기억 장치의 한층 더 고기록 밀도화가 가능해진다.

본 발명의 그 밖의 관점에 따르면, 기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서, 상기 기판 상에 시드층을 형성하는 공정과, 상기 시드층 상에 기초층을 형성하는 공정과, 상기 기초층 상에 기록층을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 시드층의 형성 공정은, 상기 기판면에 대향하여 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 타겟을 배치하고, 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측에서, 기판 법선 방향에 대하여 경사진 소정의 방향으로부터 상기 합금 재료의 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 시드층의 결정립의 성장 방향을 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측으로 경사시키는 동시에, 결정립의 성장 방향의 분포를 저감할 수 있기 때문에, 기록층의 둘레 방향의 배향도를 향상하여, 고기록 밀도화가 가능해진다.

이하 도면을 참조하면서 실시형태를 설명한다.

(제1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 자기 기록 매체(10)는 디스크 기판(11)과, 상기 디스크 기판 상에, 시드층(12), 기초층(13), 제1 자성층(14), 비자성 결합층(15), 제2 자성층(16), 보호층(19) 및 윤활층(20)이 순차 형성된 구성으로 되어 있고, 제1 자성층(14), 비자성 결합층(15) 및 제2 자성층(16)으로 이루어지는 기록층(18)은 제1 자성층(14)과 제2 자성층(16)이 비자성 결합층(15)을 통해 반강자성적으로 교환 결합된(antiferromagnetically exchange-coupled) 교환 결합구조를 지니며, 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 면내 방향으로 배향한 자화는 외부 자계가 인가되지 않는 상태에서 서로 반평행(antiparallel) 방향으로 향하고 있다.

자기 기록 매체(10)는 종래의 미케니컬 텍스쳐를 디스크 기판(11)이나 시드층(12)의 표면에 형성하지 않는 경우라도, 본 발명의 특징인 시드층(12)에 의해서 기록층(18)을 구성하는 결정립의 자화 용이축이 디스크 기판(11)의 둘레 방향으로 결정 배향되어, 둘레 방향 보자력(Hcc)이나, 배향도(=둘레 방향 보자력(Hcc)/반경 방향 보자력(Hcr)), 둘레 방향 보자력 각형비(S*)가 향상된다. 이하, 구체적으로 자기 기록 매체(10)를 설명한다.

디스크 기판(11)은 예컨대 디스크형의 플라스틱 기판, 유리 기판, NiP 도금 알루미늄 합금 기판, 실리콘 기판 등을 이용할 수 있다. 디스크 기판(11)에는 텍스쳐 처리가 실시되고 있더라도 좋고, 실시되어 있지 않더라도 좋다. 예컨대, 플라스틱 기판이나 유리 기판, NiP 도금 알루미늄 합금 기판의 표면에 둘레 방향, 즉 트랙 길이방향으로 미케니컬 텍스쳐를 형성하여도 좋다. 레이저 텍스쳐를 형성하더라도 좋다.

시드층(11)은 AlRu, NiAl, FeAl 등의 B2 결정 구조를 갖는 합금 재료로 이루어지는 결정립의 다결정체로 구성된다. 시드층은 경사 입사 스퍼터법(뒤의 제조 방법의 설명에 있어서 상술함)에 의해 형성되고 있다. 경사 입사 스퍼터법에 의해 형성된 시드층(11)은 결정립이 기판 법선 방향에 대하여 경사져서 성장한다.

도 2는 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 결정립의 배향 모습을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 시드층을 구성하는 결정립은 화살표 OD로 나타내는 디스크 기판(11)의 외주측으로 경사져서 형성된다. 기판 법선 방향(NOR)에 대한 결정립의 경사각(θ_GRA)은 후술하는 실시예로부터 얻어진 입사각의 범위(38.7도∼90도 미만)보다도 작게 되고 있다. 한편, 시드층(12) 상에 형성되는 기초층(13), 제1 자성층(14), 비자성 결합층(15), 제2 자성층(16)은 통상의 스퍼터법(수직 입사 스퍼터법)에 의해 형성되기 때문에, 결정립(12a∼16a)은 각각 기판 법선 방향(NOR)으로 성장한다.

도 3은 시드층(12)을 구성하는 결정립의 결정 격자의 배향 모습을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 시드층(12)을 구성하는 결정 격자의 격자면(12-1), 예컨대 (100)면은 기판 면내 방향에서 외주측(화살표 OD로 나타냄)으로 기울어 형성되고 있다. 이 경사각은 기판 법선 방향(NOR)과 [100] 결정 방위가 이루는 각(θ_CRY)(이하, 「결정 방위 경사각(θ_CRY)」이라 함)에 의해 나타낼 수 있으며, 후술하는 실시예에 따르면, θ_CRY는 2.1도 이상 5.4도 미만의 범위로 설정됨으로써, 둘레 방향의 배향도가 향상되어 전자 변환 특성이 향상된다.

본원 발명자는 시드층(12)을 구성하는 결정 격자를 경사시켜 형성함으로써, 이 위에 형성되는 기초층(13)을 구성하는 결정 격자가 경사져 형성되고, 또한 도 1 및 도 2에 도시하는 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)에 이어받아져, 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)을 구성하는 결정 중, 반경 방향으로 자화 용이축이 향하고 있는 결정립자에서는 그 자화 용이축이 면내 방향에서 약 2.7도로 경사져서 형성되고 있음을 확인했다. 이와 같이, 시드층(12)을 경사 입사 스퍼터법에 의해 형성하는 것은, 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 결정 배향에 영향을 주고 있고, 둘레 방향을 향하는 자화 용이축이 확률적으로 많아지는 현상도, 마찬가지로 시드층(12)의 결정 격자의 경사에 의해서 야기되며, 그 결과, 둘레 방향의 배향도가 향상된다고 추정하고 있다. 또는, 기초층(13)의 결정립이 기판 법선 방향(NOR)으로 성장하여 형성되고 있는데 대하여, 결정 격자는 외주측으로 경사져서 형성되고 있기 때문에, 결정립의 입계에 있어서 결정 격자가 압축 응력을 받아 반경 방향으로 압축 왜곡을 갖는 동시에 둘레 방향으로 연장된 결과, 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 c축이 둘레 방향으로 배향하고 있음도 추정된다.

또한, 시드층(12)의 두께는 5 nm∼30 nm의 범위로 설정된다. 시드층(12)의 두께는 전자 변환 특성의 점에서, 디스크 기판(11)의 표면이나, 시드층의 기초로서 임의로 형성되는 다른 시드층에 미케니컬 텍스쳐가 형성되는 경우는, 5 nm에서 15 nm의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 미케니컬 텍스쳐가 형성되지 않는 경우는 5 nm∼25 nm의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 시드층(12)의 바로 위쪽에, 시드층(12)과 같은 재료를 수직 입사 스퍼터법에 의해 형성한 층, 즉, 결정립이 기판 법선 방향으로 퇴적된 층을 5 nm∼30 nm 범위의 두께로 형성하더라도 좋다. 이 층은 아래에 위치하는 시드층(12)에 끌리어 결정 격자가 경사져, 경사 입사 스퍼터한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에, 시드층(12)의 두께를 저감할 수 있다.

기초층(13)은 예컨대, Cr, Cr-X 합금(X=Mo, W, V, B, Mo 및 이들의 합금)으로 구성된다. 상술한 바와 같이, 기초층(13)은 시드층(12) 상에 에피텍샬 성장하여, (001)면 또는 (112)면이 성장 방향으로 양호한 배향을 보인다. 또한 기초층(13)은 이들의 Cr, Cr 합금으로 이루어지는 층을 복수 적층하더라도 좋다. 적층함으로써 기초층(13)의 결정립의 비대화를 억제하고, 또한 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 결정립의 비대화를 억제할 수 있다.

도 1로 되돌아가, 제1 자성층(14)은 두께가 0.5 nm∼20 nm의 범위로 설정되고, Co, Ni, Fe, Co계 합금, Ni계 합금, Fe계 합금 등으로 구성된다. Co계 합금에서는, 특히 CoCrTa 및 CoCrB가 바람직하며, CoCrPt-M(M=B, Mo, Nb, Ta, W, Cu 및 이들의 합금)을 이용하더라도 좋다. 또한, 제1 자성층(14)은 이들 재료로 이루어지는 층을 복수 적층하더라도 좋다. 제2 자성층(16)의 배향성을 향상시킬 수 있다.

비자성 결합층(15)은 예컨대 Ru, Rh, Ir, Ru계 합금, Rh계 합금, Ir계 합금 등으로 구성된다. 이들 중, Rh, Ir는 fcc 구조를 갖는 데 대하여 Ru는 hcp 구조를 지니고 CoCrPt계 합금의 격자 정수 a=0.25 nm에 대해 Ru는 a=0.27 nm에서 근접하고 있기 때문에 Ru 또는 Ru계 합금이 적합하다. Ru계 합금으로서는 Co, Cr, Fe, Ni, 및 Mn 중 어느 하나, 또는 이들 합금과 Ru의 합금이 적합하다.

또한, 비자성 결합층(15)의 두께는 0.4 nm∼1.5 nm(바람직하게는 0.6 nm∼0.9 nm, Ru 합금에서는 합금 중의 Ru의 함유량에 따라 다르기도 하지만 0.8 nm∼1.4 nm)의 범위로 설정된다. 비자성 결합층(15)을 통해 제1 자성층(14)과 제2 자성층(16)이 교환 결합하며, 비자성 결합층(15)의 두께를 이 범위로 설정함으로써 제1 강자성층(14)의 자화와 제2 자성층(16)의 자화가 반강자성적으로 결합하여, 도 1에 도시한 바와 같이 외부 자계가 인가되고 있지 않은 상태에서는 서로 반평행하게 된다. 특히, 비자성 결합층(15)의 두께는 비자성 결합층의 두께에 의존한 진동형 교환 결합의 반강자성적인 제1 피크(가장 박막측의 피크)에 맞추는 것이 특히 바람직하다.

제2 자성층(16)은 두께가 5 nm∼20 nm의 범위로 설정되고, 제1 자성층(14)과 같은 재료로 구성된다. 또한, 제1 자성층(14)과 제2 자성층(16)의 관계에 있어서, 제1 자성층(14), 제2 자성층(16)의 각각의 잔류 자화를 Mr₁, Mr₂, 막 두께를 t₁, t₂로 나타내면, Mr₁×t₁<Mr₂×t₂로 설정하는 것이 바람직하다. 제2 자성층(16)이 실질적인 잔류 면적 자화와 동일한 방향의 자화를 지니고, 자기 헤드의 기록 자계의 반전 위치에 대응하여 제2 자성층(16)에 정보를 정확히 기록할 수 있다. 한편, Mr₁×t₁>Mr₂×t₂로 설정하더라도 좋다. 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)이 박막화되면, 상기 기록시의 문제점은 해소된다.

또한, 제2 자성층(16)을 구성하는 재료는 제1 자성층(14)을 구성하는 재료와 다르게 하더라도 좋다. 예컨대, 제2 자성층(16)을 구성하는 재료는 제1 자성층(14)을 구성하는 재료보다도 이방성 자계가 커지는 재료에서 선택된다. 이러한 재료를 선택하는 수법으로서는, 제1 자성층(14)에 Pt를 첨가하지 않고 제2 자성층(16)에 Pt를 첨가하거나, 또는 제1 자성층(14)보다도 제2 자성층(16) 쪽이 Pt 농도(원자 농도로서)를 높게 설정한다. 예컨대 제1 자성층(14)이 CoCr인 경우는 제2 자성층(16)을 CoCrPt로 한다. 제1 자성층(14)이 CoCrPt₈인 경우는 제2 자성층(16)을 CoCrPt₁₂로 한다(수치는 원자 농도를 나타냄).

이상과 같이 기록층(18)은 비자성 결합층(15)을 사이에 두고 적층된 제1 자성층(14)과 제2 자성층(16)이 반강자성적으로 교환 결합하여 구성되어 있다. 따라서, 자화의 실질적인 체적은 교환 결합한 제1 자성층(14)과 제2 자성층(16)과의 합이 되기 때문에, 기록층(18)이 단층인 경우보다도 자화의 실질적인 체적이 증가되어, 자화의 열안정성이 향상된다.

한편, 기록층(18)은 자성층이 2층에 한정되지 않고 3층 이상의 자성층이 적층되어 구성되더라도 좋다. 자성층이 서로 교환 결합하여, 그 중의 적어도 2개의 층이 반강자성적으로 결합하고 있으면 된다. 또한, 기록층(18)이 단층의 자성층으로 구성되더라도 좋다.

보호막(19)은 두께가 0.5 nm∼10 nm(바람직하게는 0.5 nm에서 5 nm)의 범위로 설정되며, 예컨대 다이아몬드형 카본, 질화 카본, 비정질 카본 등에 의해 구성된다.

윤활층(20)은 예컨대 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)를 주쇄(main chain)로 하여 말단기(terminal functional group)가 -OH, 벤젠 고리 등으로 이루어지는 유기계 액체 윤활제로 구성된다. 구체적으로는, 두께가 0.5 nm∼3.0 nm인 ZDol(Monte Fluos사에 의해 제조, 말단기 : -OH), AM3001(Ausimonoto사에 의해 제조, 말단기 : 벤젠 고리), Z25(Monte Fluos사에 의해 제조) 등을 이용할 수 있다. 한편, 윤활제는 보호막(19)의 재질에 맞춰 적절하게 선정된다. 또, 보호막(19)의 종류에 따라서, 윤활층(20)은 설치하지 않더라도 좋다.

한편, 디스크 기판(11)과 시드층(12) 사이에 다른 시드층(도시되지 않음)을 설치하더라도 좋다. 다른 시드층은 비자성 재료, 예컨대 NiP, CoW, CrTi 등으로 이루어지며, 텍스쳐 처리가 실시되고 있더라도 좋고, 실시되어 있지 않더라도 좋다. 또, 다른 시드층이 NiP 등의 비정질 재료인 경우는 산화 처리되어 있는 것이 바람직하다. 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 c축의 면내 배향이 향상된다. 또한, 다른 시드층은 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 c축 배향을 향상시키는 공지의 재료라면 NiP를 대신하여 이용할 수 있다.

또한, 기초층(13)과 제1 자성층(14) 사이에 비자성 중간층(도시되지 않음)을 설치하더라도 좋다. 비자성 중간층은 예컨대 CoCr 합금에 원소 또는 합금 M을 첨가한 hcp 구조를 갖는 비자성 합금으로 구성되며, 두께가 0.5 nm∼5 nm의 범위로 설정된다. 여기서 M은 Pt, B, Mo, Nb, Ta, W, Cu 및 이들의 합금에서 선택된다. 비자성 중간층은 기초층(13)의 결정성 및 결정립 사이즈를 이어받아 에피텍샬 성장하여, 비자성 중간층 상에 에피텍샬 성장하는 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 결정성을 향상하여, 결정립(자성 입자) 사이즈의 분포 폭을 감소시켜, 면내 방향의 c축 배향을 촉진한다. 또한, 비자성 중간층은 상기 합금으로 이루어지는 층을 복수 적층하더라도 좋다. 제1 자성층(14) 및 제2 자성층(16)의 배향을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 제1 자성층(14) 또는 제2 자성층(16)의 격자 정수에 대하여, 비자성 중간층의 격자 정수를 수%만큼 다르게 하여, 비자성 중간층과 제1 자성층(14)의 계면 또는 제1 자성층(14) 중에, 면내 방향으로 내부 응력을 발생시키는 구성으로 하더라도 좋다. 제1 자성층(14)의 보자력을 증가할 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 시드층(12)을 구성하는 결정 격자의 [100] 결정 방위가 기판 법선 방향에서 외주측으로 경사져 퇴적됨으로써, 기록층(18)의 둘레 방향의 배향도가 향상되어, 정자기 특성 및 전자 변환 특성이 향상된다. 그 결과, 고기록 밀도화가 가능해진다.

이어서, 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 제조 방법을 설명한다.

도 4(a)∼도 4(c)는 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 제조 공정을 도시한 도면이다.

맨 처음에, 도 4(a)의 공정에서는, 디스크 기판(11)의 표면을 세정·건조한 후, 디스크 기판을 진공 분위기에서 예컨대 PBN(열분해 질화붕소) 히터를 이용하여 180℃로 가열한다.

도 4(a)의 공정에서는 또한, 디스크 기판(11)의 표면에 스퍼터 장치를 이용하여 경사 입사 스퍼터법에 의해 시드층(12)을 형성한다. 챔버 속은 일단 10^-5 Pa 이하의 진공도까지 배기한 후, Ar 가스를 0.67 Pa로 하고, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해, 투입 파워를 2 kW에 설정하여, 예컨대 4초간 방전시켜 두께 10 nm의 시드층을 형성한다. 본 실시형태의 특징인 경사 입사 스퍼터법에 의한 시드층(12)의 형성은 다음과 같이 한다.

도 5는 스퍼터 장치의 주요부를 도시하는 사시도이다. 도 5는 디스크 기판과 스퍼터 타겟 등의 배치를 개략적으로 나타내고 있다.

도 5를 참조하면, 스퍼터 장치(30)는 챔버(도시되지 않음) 내에, 직립되어 유지된 디스크 기판(11)에 대향하여, 피스퍼터면을 디스크 기판(11)측으로 한 B2 결정 구조를 갖는 재료, 예컨대 AlRu 합금으로 이루어지는 원형의 스퍼터 타겟(31)과, 스퍼터 타겟(31)의 배후에 배치된 자석 유닛(32)과, 디스크 기판(11)과 스퍼터 타겟(31) 사이에 배치된 회전 실드부(33)와, 도시를 생략한 챔버 내를 배기하는 배기계와, 분위기 가스를 도입하는 가스 도입계와, 스퍼터 타겟에 방전용 전력을 공급하는 스퍼터 전원 등로 구성되어 있다.

스퍼터 장치(30)는 자석 유닛(32)으로부터 생기는 자력선에 의해 스퍼터 타겟(31)의 표면 부근에 분위기 가스의 이온, 예컨대 Ar 이온과 전자로 이루어지는 방전 플라즈마를 가둔다. Ar 이온은 타겟 표면의 소정의 위치의 스퍼터 타겟 재료를 스퍼터하고, 스퍼터되어 방출된 입자(이하, 「스퍼터 입자」라 함)는 디스크 기판(11)을 향해서 대략 직진하여 도달하여 시드층을 형성한다. 스퍼터 입자가 방출된 스퍼터 타겟 표면에는 침식 영역(31a)이 형성된다.

회전 실드부(33)는 디스크 기판(11), 스퍼터 타겟(31), 자석 유닛(32)의 각각의 중심축과 동축의 회전축(33a)과, 스퍼터 타겟(32의) 표면에 대하여 수직인 면을 지니고, 회전축(33a)에서 반경 방향의 외주측으로 연장되는 복수의 실드(판33b)으로 구성되고 있다.

실드판(33b)은 둘레 방향으로 등각도로 배치되어 있으며, 실드판(33b)의 직경방향의 길이(중심축에서 외주측 단부까지의 길이)는 디스크 기판(11)의 기판 반경과 대략 동일하거나 그것보다도 길게 설정한다. 디스크 기판(11)의 직경 방향으로 비행하는 스퍼터 입자가, 둘레 방향으로 비행하는 스퍼터 입자보다도 용이하게 디스크 기판(11)의 표면에 도달하도록 하여, 스퍼터 입자가 디스크 기판(11)의 지름 방향에서 빗나가는 방향으로 경사져 퇴적되는 것을 억제하도록 되어 있다. 또한, 실드판(33b)을 이와 같이 설정함으로써, 스퍼터 입자가 디스크 기판의 중심 부근을 넘어 반대측의 디스크 기판 표면에 퇴적되는 것을 방지한다. 따라서, 디스크 기판(11)의 표면 상에, 성장 방향의 변동이 작은 시드층의 결정립이 형성된다.

한편, 실드판(33b)의 직경 방향의 길이를 기판 반경보다도 작게 하더라도 좋다. 스퍼터 입자가 디스크 기판(11)의 중심 부근을 넘어 반대측의 디스크 기판 표면에 퇴적되는 것을 방지한다.

또한, 회전 실드부(33)의 회전축(33a)은 스퍼터 타겟의 배후에 설치된 회전 구동부(34)에 접속되어, 둘레 방향으로 회동하도록 되고 있다. 회전 속도는 예컨대 60 rpm이며, 시드층의 막 두께 분포를 균일화하고, 또한 실드판(33b)에 한결같이 스퍼터 입자가 부착되도록 하여 실드판(33b)의 보수 사이클을 장시간화한다. 한편, 회전 실드부(33)는 회전시키지 않더라도 좋다.

도 6은 도 5의 주요부 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시하는 디스크 기판(11),스퍼터 타겟(31), 자석 유닛(32)의 대략 일치하는 중심축(Ax)을 통과하는 단면도이며, 상하 대칭이기 때문에, 중심축에서 대략 상측만을 나타내고 있다.

도 5와 도 6을 아울러 참조하면, 자석 유닛(32)은 자석대(32a)와 자석부(32b)로 구성되며, 자석부(32b)는 외측 환상 자석(35)과 내측 환상 자석(36)과 요크(38)로 구성되며, 외측 환상 자석(35) 및 내측 환상 자석(36)은 도면에 나타내어지는 방향으로 자화된 영구 자석이며, 요크(38)는 연자성 재료로 구성된다. 자석부(32b)의 자력선은 내측 환상 자석(36)의 N극에서 자력선(MF)이 스퍼터 타겟을 투과하여 타겟 표면에서 되꺽여 외측 환상 자석(35)의 S극으로 되돌아가도록 형성된다. 이 자력선(MF)에 가둔 방전 플라즈마를 구성하는 Ar 이온은 스퍼터 표면을 스퍼터하여, 스퍼터 입자를 방출하는 동시에 스퍼터 타겟(31)의 표면을 침식하여, 침식 영역(31)이 형성된다. 한편, 외측 환상 자석(35) 및 내측 환상 자석(36)을 전자석으로 하여도 좋다.

본 실시형태에서는, 자석부(32b)의 배치에 의해 스퍼터 타겟(31)의 침식 영역(31a)을 디스크 기판(11)보다도 외주측에 형성하며, 스퍼터 입자를 외주측에서 내주측을 향하여 디스크 기판(11)으로 비스듬히 입사시킨다. 디스크 기판(11)으로의 입사 각도(θ_INC)를 38.7도 이상 90도 미만의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정함으로써, 형성되는 결정립의 [100] 결정 방위와 기판 법선 방향이 이루는 결정 방위 경사각(θ_CRY)을 2.1도 이상 5.4도 미만의 범위로 설정한다(도 3에 도시함). 그 결과, 둘레 방향의 배향도를 향상시킬 수 있다. 이것은 후술하는 실시예 1∼6에 의해 얻어진 결과이다. 한편, 입사각(θ_INC)은 장치 배치상 및 스퍼터 효율의 점에서, 38.7도 이상 80도 이하의 범위로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 나아가서는 38.7도 이상 75도 이하의 범위로 설정하는 것이 특히 바람직하며, 둘레 방향의 배향도의 점도 함께 포함하면, 43.0도 이상 75도 이하의 범위로 설정하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 결정 방위 경사각(θ_CRY)의 상한(5.4도)은 실시예 1 및 2에 의해, 결정 방위 경사각(θ_CRY)이 입사각(θ_INC)의 대략 6%가 되는 데에 기초한 것이다.

여기서, 입사각(θ_INC)은 침식 영역의 중심(T_ERO)과 기판 표면의 트랙 영역(최내주 위치(D_IN)와 최외주 위치(D_OUT) 사이의 영역)의 퇴적 위치를 연결한 입사 가상선과 기판 법선 방향(NOR)이 이루는 각으로 하여, 침식 영역의 중심(T_ERO)은 외측 환상 자석의 중심선(35c)과 내측 환상 자석의 중심선(36c) 사이의 2등분 위치(31ac)와 스퍼터 타겟(31)의 표면(스퍼터 타겟의 사용 시작전의 표면)과의 교점으로 한다.

또한, 중심축(Ax) 부근에는 회전 실드판(33b)이 설치되어 있기 때문에, 디스크 기판(11)의 반경 방향으로 비행하는 스퍼터 입자 중 중심축(Ax)을 넘고자 하는 것은 여기서 차폐되어 부착되며, 스퍼터 입자가 중심축을 넘어서 디스크 기판(11)에 도달하는 것을 방지한다. 따라서, 디스크 기판(11)의 표면에 형성되는 시드층은 반경방향의 외주측으로 경사진 결정립에 의해 거의 형성되며, 보다 균일화된 결정립 배향이 형성되어, 그 결과, 결정성이 양호하게 되어 결정 격자의 기울기가 한결같이 형성되기 때문에, 배향도의 국소적인 기록층의 면내 변동이 저감된다.

이어서, 도 4(b)의 공정에서는 시드층(12) 상에, 상술한 재료로 이루어지는 기초층(13), 제1 자성층(14), 비자성 결합층(15), 제2 자성층(16)을 스퍼터법에 의해 순차 형성한다. 이들 층(13∼16)은 구체적으로는 DC 마그네트론법에 의해 아르곤 가스 분위기 속에서 압력 0.67 Pa로 설정하여, 스퍼터 입자가 디스크 기판(11)면에 대략 수직으로 입사하도록 형성한다. 한편, 제1 자성층(14) 또는 비자성 결합층(15)을 형성하기 전에 디스크 기판(11)을 재차 가열하여도 좋다. 가열 온도는 270℃ 이하로 설정되며, 200℃∼240℃로 설정되는 것이 바람직하다.

이어서, 도 4(c)의 공정에서는 제2 자성층(16) 상에, 스퍼터법, CVD법, FCA법 등에 의해, 예컨대 두께 3 nm 다이아몬드형 카본 등의 상술한 재료로 이루어지는 보호막(19)을 형성한다. 한편, 도 4(a)의 기판 가열 공정에서 도 4(c)의 보호막 형성 공정까지는 챔버 내에서 이루어지며, 반송중도 포함하여 외기에 노출하지 않고서 각 공정이 이루어지는 것이 바람직하다.

도 4(c)의 공정에서는 또한, 상술한 윤활제를 유기 용매 등으로 희석한 도포액을 이용하여, 침지법(인상법, 액면 저하법), 스핀코팅법, 증기 분사법 등에 의해, 예컨대 두께 1.5 nm의 윤활층(20)을 형성한다. 이상에 의해, 본 실시형태에 따른 자기 기록 매체가 형성된다.

본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 시드층(12)을 형성하는 공정에 있어서, 스퍼터 타겟(31)의 침식 영역(31a)을 디스크 기판(11)보다도 외측에 형성하도록 설정함으로써, 스퍼터 입자가 외주측에서 디스크 기판으로 입사되어, 기판 법선 방향(NOR)에 대하여 외주측으로 경사져 퇴적되기 때문에, 결정립의 경사각의 변동을 억제하고, 결정립의 [100] 결정 방위의 변동을 억제할 수 있다. 그 결과, 둘레 방향의 배향도를 향상시킬 수 있어, 고밀도 기록화가 가능해진다.

또한, 본 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 디스크 기판(11)과 스퍼터 타겟(31) 사이에 회전 실드부(33)를 형성함으로써, 시드층(12)을 형성하는 스퍼터 입자가 디스크 기판(11)의 둘레 방향이나 중심 부근을 넘어 반대측의 디스크 기판(11)의 표면에 퇴적되는 것을 방지하고, 결정립의 경사각이 둘레 방향이나 내주측으로 기우는 것을 방지하여, 결정립의 경사각의 변동을 한층 더 억제하여, 결정립의 [100] 결정 방위의 변동을 억제할 수 있다. 이어서 본 실시형태에 따른 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

자기 기록 매체로서 DC 마그네트론 스퍼터 장치를 이용하여 이하 구성의 자기 디스크를 형성했다.

유리 기판(직경 65 mm)/AlRu막(10 nm)/Cr막(4.5 nm)/Co₉₀Cr₁₀막(2 nm)/Ru막(0.7 nm)/CoCrPt₁₂B₇Cu₄막(15 nm)/카본막(4.5 nm)

한편, 괄호 내의 수치는 막 두께를 나타내며, 조성의 수치는 원자%로 나타내고 있다.

AlRu막을 형성하기 전에 PBN 히터를 이용하여 진공 속에서 유리 기판을 180℃로 가열하고, Ru막을 형성하기 전에 같은 식으로 230℃로 가열했다. AlRu막을 형성할 때는 도 5 및 도 6에 도시하는 스퍼터 장치를 이용하여, AlRu의 스퍼터 타겟의 반경 67.0 mm∼77.0 mm(중심 위치 72.0 mm)에 침식 영역을 형성하고, 유리 기판의 외주측에서 입사각(θ_INC)이, 최외주 위치(도 6에 도시하는 D_OUT의 위치, 반경 30 mm)에서 중심 입사각 46.4도(42.8도∼49.6도), 최내주 위치(도 6에 도시하는 D_IN의 위치, 반경 12 mm)에서 중심 입사각 56.3도(54.0도∼58.4도)가 되도록 설정하고, Ar 가스 분위기 중(Ar 가스 압력 0.67 Pa)에서 제작했다. 그 때에, 둘레 방향으로 30도의 간격으로 실드판을 설치한 회전 실드부(회전수 : 60 rpm)를 이용했다.

[실시예 2]

AlRu막을 형성할 때에, AlRu의 스퍼터 타겟의 반경 47.0 mm∼77.0 mm(중심 위치 62.0 mm)에 침식 영역을 형성하고, 유리 기판의 외주측에서부터 입사각(θ_INC)이, 최외주 위치(반경 30 mm)에서 중심 입사각 38.7도(23.0도∼49.6도), 최내주 위치(반경 12 mm)에서 중심 입사각 51.3도(41.2도∼58.4도)가 되도록 설정한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여 자기 디스크를 제작했다.

[실시예 3]

AlRu막을 형성할 때에, AlRu의 스퍼터 타겟의 반경 47.0 mm∼57.0 mm(중심 위치 52.0 mm)에 침식 영역을 형성하고, 유리 기판의 외주측에서부터 입사각(θ_INC)이, 최외주 위치에서 중심 입사각 28.8도(23.0도∼34.0도), 최내주 위치에서 중심 입사각 45.0도(41.2도∼48.4도)가 되도록 설정한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여 자기 디스크를 제작했다.

[비교예 1]

AlRu막을 형성할 때에, 수직 입사 스퍼터법에 의해 스퍼터 타겟의 침식 영역을 거의 유리 기판에 대향하는 위치로 하고, 중심 입사각(θ_INC)을 0도로 하여, 회전 실드부를 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여 자기 디스크를 제작했다.

이어서, 상기 실시예 1 및 2의 자기 디스크의 AlRu막의 결정 격자의 결정 방위 경사각(θ_CRY)을 구했다. 한편, 설명의 편의를 위해 중심 입사각을 단순히 입사각이라 한다.

도 7은 실시예 및 비교예의 AlRu막의 로킹 커브의 일례를 도시한 도면, 도 8은 실시예 및 비교예의 AlRu막의 입사각과 결정 방위 경사각의 관계를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8은 X선 회절광(Cu-Kα선)을 이용하고, AlRu막의 (100)면(X선 회절각2θ=29.7도)에 대해서, 자기 디스크의 반경 방향의 외주측에서부터 내주측으로, 로킹 커브를 측정하여, 스캔각(ψ)이, 외주측을 마이너스의 값, 내주측을 플러스의 값으로서 나타내고 있다. 로킹 커브의 피크 위치가 마이너스의 값인 경우는 (100)면이 외주측으로 피크 위치의 각도만큼 경사져, 즉 [100] 결정 방위가 피크 위치의 각도(결정 방위 경사각(θ_CRY))만큼 기판 법선 방향에서 외주측으로 경사지고 있음을 나타낸다. 한편, AlRu막을 수직 입사 스퍼터법에 의해 형성한 비교예 1을 아울러 측정했다. AlRu막의 측정을 위한 자기 디스크는 로킹 커브의 노이즈를 저감하기 위해서 AlRu막의 두께를 100 nm로 하고, Cr막으로 카본막을 형성하지 않는 것을 사용했다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 수직 입사 스퍼터법에 의해 형성한 입사각이 0도인 비교예 1은 피크 위치가 거의 0.1도인 데 대하여, 예컨대, 실시예 1의 입사각이 56.3도(반경 12 mm)인 경우는 피크 위치가 -3.6도이며, 실시예 1의 반경 30 mm 및 실시예 2에 있어서도, 스퍼터 입자의 입사각에 대응하여, AlRu막의 결정 방위 경사각(θ_CRY)은 입사각의 6%의 크기의 각도를 갖고서 [100] 결정 방위가 기판 법선 방향에 대하여 외주측으로 경사져, 입사각과 결정 방위 경사각(θ_CRY)은 거의 비례하고 있음을 알 수 있다.

도 9는 실시예 및 비교예의 CoCrPt₁₂B₇Cu₄막의 로킹 커브의 일례를 도시한 도면이다. 도 9는 도 7과 같은 식으로, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 자기 디스크의 제2 자성층인 CoCrPt₁₂B₇Cu₄막의 (110)면에 관해서 측정한 것이다. 로킹 커브의 피크 위치가 마이너스의 값인 경우는 (110)면이 외주측으로 피크 위치의 각도만큼 경사져 있음을 나타낸다. 한편, X선 회절각 2θ=73.55도, 측정 위치는 반경 30 mm로 했다.

도 9를 참조하면, 비교예 1의 피크 위치는 거의 0도이며, CoCrPt₁₂B₇Cu₄막은 (110)면이 경사져 있지 않는 데 대해, 실시예 1의 피크 위치는 -2.7도이며, CoCrPt₁₂B₇Cu₄막 중, 자화 용이축인 c축이 반경 방향을 향하고 있는 결정립자의 (110)면이 외주측으로 경사지고 있음을 알 수 있다. 이것은, 도 7 및 도 8에 도시한 실시예 1의 AlRu막의 (100)면이 -2.7도 경사지고 있는 것과 일치한다. 즉, AlRu막의 (100)면을 경사시킴으로써, 그 위에 형성된 Cr막, Co₉₀Cr₁₀막 및 Ru막이 그 경사를 이어받아 CoCrPt₁₂B₇Cu₄막을 경사시키고 있음을 알 수 있다. CoCrPt ₁₂B₇Cu₄막을 (110)면을 경사시킴으로써, 자화 용이축인 c축이 둘레 방향으로 배향하여, 둘레 방향의 배향도가 향상되는 것을 알 수 있다.

도 10은 실시예 1∼3 및 비교예 1에 따른 자기 디스크의 자기 특성을 도시한 도면이다. 자기 특성은 진동 시료형 자력계를 이용하여, 자기 디스크의 둘레 방향 및 반경 방향으로 각각 인가 자계를 인가하고 히스테리시스 루프를 측정하여, 둘레 방향 보자력(Hcc), 배향도(=Hcc/Hcr) 및 보자력 각형비(둘레 방향)를 구했다. 배향도가 1.00인 경우는 제2 자성층의 자화 용이축(c축)이 면 내에 등방적으로 배향하고 있음을 나타내며, 배향도가 클수록, 자화 용이축의 둘레 방향의 배향이 촉진되고 있음을 나타낸다. 또한, 보자력 각형비도 클수록, 자화 용이축의 둘레 방향의 배향이 촉진되고 있음을 나타낸다.

도 10을 참조하면, 수직 입사 스퍼터법에 의해 형성한 비교예 1에 따른 자기 디스크는 배향도가 1.00이며 등방적으로 배향하고 있는 데 대하여, 실시예 1에서는, 반경 12 mm 및 반경 30 mm의 위치에 있어서 배향도가 각각 1.04, 1.03으로 되고 있어, 둘레 방향의 자화 용이축의 배향이 촉진되고 있음을 알 수 있다. 또한, 마찬가지로 보자력 각형비도 비교예 1에 대하여 향상되고 있어, 이 점에서도 둘레 방향의 결정 배향이 촉진되고 있음을 알 수 있다.

배향도는 1.00을 넘으면, 즉 1.01 이상이 되면 전자 변환 특성이 향상된다. 실시예 1∼실시예 3의 입사각과 배향도의 관계로부터, 배향도가 1.01이 되는 입사각은 38.7도(실시예 2의 측정 위치 30 mm)이기 때문에, 입사각을 38.7도 이상으로 설정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 본원 발명자의 검토에 의하면, 배향도가 1.02 이상이 되면 전자 변환 특성이 현저히 향상되는 것을 확인하고 있다. 배향도가 1.02가 되는 입사각은 43.0도(실시예 1의 측정 위치 30 mm)이기 때문에, 입사각을 43.0도 이상으로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도 8의 AlRu막의 입사각과 결정 방위 경사각의 관계로부터, 입사각이 38.7도인 경우에 형성되는 AlRu막의 결정 방위 경사각은 2.1도이기 때문에, 결정 방위 경사각을 2.1도 이상으로 설정하는 것이 바람직하며, 나아가서는, 입사각은 43.0도인 경우의 결정 방위 경사각 2.7도 이상으로 설정하는 것이 보다 바람직하다는 것을 알 수 있다.

도 11(a) 및 도 11(b)는 실시예에 따른 자기 디스크의 전자 변환 특성(그 1)을 도시한 도면이다. 전자 변환 특성은 유도형 기록 소자와 GMR 재생 소자를 갖는 복합형 자기 헤드를 이용하여, 고립파 출력, 분해능 및 S/N비를 측정했다. 고립파 출력은 선기록 밀도가 104 kFCI에서의 평균 출력, 분해능은 분해능(%)=(104 kFCI에서의 평균 출력)/(414 kFCI에서의 평균 출력)×100, S/N비는 각각 414 kFCI에서의 평균 출력(S)(μVrms)과 매체 노이즈(N)(μVrms)로부터 20×log(S/N)(dB)로 했다.

도 11(a)를 참조하면, 비교예 1에 대하여, 실시예 1 및 2가 분해능 및 S/N비가 향상되고 있음을 알 수 있다. 상술한 도 10에 도시한 바와 같이, 비교예 1보다도 실시예 1 및 2 쪽이 둘레 방향의 배향도가 양호하기 때문에, 둘레 방향의 배향도의 향상에 의해, 분해능 및 S/N비가 향상하고 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 2를 비교하면, 실시예 2에 대하여 둘레 방향의 배향도가 큰 실시예 1 쪽이 분해능 및 S/N비가 우수하다. 따라서, 입사각이 클수록, 즉 결정 방위 경사각이 클수록 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 도 11(b)을 참조하면, 측정 반경이 16 mm의 위치라도 마찬가지로 비교예 1보다도 실시예 1 및 2가 분해능 및 S/N비가 향상하고 있음을 알 수 있다.

이어서, 유리 기판의 표면에 미케니컬 텍스쳐를 형성한 실시예 4∼6 및 비교예 2에 관해서 설명한다.

[실시예 4]

유리 기판의 표면에, 연삭 세정 장치를 이용하여 둘레 방향으로 평균 표면 거칠기(Ra)가 0.3 nm인 미케니컬 텍스쳐를 형성한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 자기 디스크를 제작했다.

[실시예 5]

실시예 4와 같은 식의 미케니컬 텍스쳐를 형성한 유리 기판을 이용하여, 실시예 2와 같은 식으로 자기 디스크를 형성했다.

[실시예 6]

실시예 2와 같은 식의 미케니컬 텍스쳐를 형성한 유리 기판을 이용하여, 실시예 3과 같은 식으로 자기 디스크를 형성했다.

[비교예 2]

실시예 2와 같은 식의 미케니컬 텍스쳐를 형성한 유리 기판을 이용하여, 비교예 1과 같은 식으로 자기 디스크를 형성했다.

도 12는 실시예 4∼6 및 비교예 2에 따른 자기 디스크의 자기 특성을 도시한 도면이다. 자기 특성은 도 10과 같은 식으로 측정했다.

도 12를 참조하면, 수직 입사 스퍼터법에 의해 형성한 비교예 2에 따른 자기 디스크는 배향도가 1.08로, 비교예 1의 1.00보다도 배향도가 높다. 이것은, 디스크 표면에 형성한 미케니컬 텍스쳐에 의한 것이다. 이에 대하여, 예컨대, 실시예 4에서는, 반경 12 mm 및 반경 30 mm의 위치에 있어서 배향도가 각각 1.11, 1.10으로 되어 있고, 둘레 방향으로의 자화 용이축의 배향이 촉진되고 있음을 알 수 있다. 즉, 미케니컬 텍스쳐에 의한 둘레 방향의 자화 용이축의 배향에 더하여, 경사 입사 스퍼터법에 의해 형성된 AlRu막을 형성함으로써, 둘레 방향의 자화 용이축의 배향이 한층 더 촉진되고 있음을 알 수 있다. 또한, 마찬가지로 보자력 각형비도 비교예 2의 0.65∼0.66에 대하여, 0.71, 0.72로, 이 점에서도 둘레 방향의 결정 배향이 촉진되고 있음을 알 수 있다.

배향도는 비교예 2의 1.08을 넘으면, 즉 1.09 이상이 되면 전자 변환 특성이 향상된다. 실시예 4∼실시예 6의 입사각과 배향도의 관계로부터, 배향도가 1.09가 되는 입사각은 38.7도(실시예 2의 측정 위치 30 mm)이기 때문에, 입사각을 38.7도 이상으로 설정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 본원 발명자의 검토에 따르면, 배향도가 1.10 이상이 되면 전자 변환 특성이 현저히 향상되는 것을 확인하고 있다. 배향도가 1.10이 되는 입사각은 43.0도(실시예 1의 측정 위치 30 mm)이기 때문에, 입사각을 43.0도 이상으로 설정하는 것이 보다 바람직하다.

도 13(a) 및 도 13(b)는 실시예 4, 5 및 비교예 2에 따른 자기 디스크의 전자 변환 특성을 도시한 도면이다. 전자 변환 특성은 상술한 실시예 1 등과 같은 조건을 이용했다.

도 13(a)를 참조하면, 비교예 2에 대하여, 실시예 4 및 5가 분해능 및 S/N비가 향상되고 있음을 알 수 있다. 상술한 도 12에 도시한 바와 같이, 비교예 2보다도 실시예 4 및 2 쪽이 둘레 방향의 배향도가 양호하기 때문에, 둘레 방향의 배향도의 향상에 의해, 분해능 및 S/N비가 향상되고 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 4와 실시예 5를 비교하면, 실시예 5에 대하여 둘레 방향의 배향도가 큰 실시예 4 쪽이 분해능 및 S/N비가 우수하다. 따라서, 입사각이 클수록, 즉 결정 방위 경사각이 클수록 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 도 13(b)를 참조하면, 측정 반경이 16 mm인 위치라도 마찬가지로 비교예 2보다도 실시예 4 및 5가 분해능 및 S/N비가 향상되고 있음을 알 수 있다.

(제2 실시형태)

본 발명의 실시형태는 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체를 갖춘 자기 기억 장치에 따른 것이다.

도 14는 본 발명 실시의 제2 실시형태에 따른 자기 기억 장치의 주요부를 도시한 도면이다. 도 14를 참조하면, 자기 기억 장치(60)는 대략 하우징(61)으로 이루어진다. 하우징(61) 내에는 스핀들(도시되지 않음)에 의해 구동되는 허브(62), 허브(62)에 고정되어 회전되는 자기 기록 매체(63), 액츄에이터 유닛(64), 액츄에이터 유닛(64)에 부착되어 자기 기록 매체(63)의 반경 방향으로 이동되는 아암(65) 및 서스펜션(66), 서스펜션(66)에 지지된 자기 헤드(68)가 설치되어 있다. 자기 헤드(68)는 MR 소자(자기 저항 효과형 소자), GMR 소자(거대 자기 저항 효과형 소자) 또는 TMR 소자(터널 자기 효과형) 등의 CIP(Current-In-Plane)형 또는 CPP(Current-Perpendicular-to-Plane)형의 재생 헤드와 유도형의 기록 헤드와의 복합형 헤드로 이루어진다. 이 자기 기억 장치(60)의 기본 구성 자체는 주지이며, 그 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략한다.

본 실시형태의 자기 기억 장치(60)는 자기 기록 매체(63)에 특징이 있다. 자기 기록 매체(63)는 예컨대 제1 실시형태의 자기 기록 매체이다. 자기 기록 매체(63)는 둘레 방향의 배향도가 높고, 전자 변환 특성이 우수하기 때문에, 고기록 밀도화가 가능하다.

한편, 본 실시형태에 따른 자기 기억 장치(60)의 기본 구성은 도 14에 도시하는 것에 한정되는 것은 아니며, 기록 재생 헤드(68)는 상술한 구성에 한정되지 않고, 공지의 기록 재생 헤드를 이용할 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 자기 기억 장치(60)는 자기 기록 매체(63)가, 둘레 방향의 배향도가 향상되어, 우수한 정자기 특성 및 전자 변환 특성을 갖기 때문에 고기록 밀도화가 가능하다.

이상 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 상술했지만, 본 발명에 따른 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변형·변경이 가능하다.

예컨대, 상기 제1 및 제2 실시형태에서는 자기 디스크를 예로 들어 설명했지만, 디스크 기판 대신에 테이프형 기판, 예컨대, 테이프형의 PET, PEN, 폴리이미드 등의 플라스틱 필름을 이용하여, 시드층을 테이프의 폭 방향의 한쪽측에서, 기판 법선 방향에서부터 소정 각도를 경사시켜 스퍼터 입자를 입사시켜, 테이프 길이 방향의 배향도를 향상시킨 자기 테이프로 하여도 좋다.

한편, 이상의 설명에 관해서 더욱 이하의 부기를 개시한다.

(부기 1) 기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체로서,

상기 기판과,

상기 기판 상에 형성된 시드층과,

상기 시드층 상에 형성된 기초층과,

상기 기초층 상에 형성된 기록층을 구비하머,

상기 시드층은,

B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 결정립의 다결정체로 이루어지고,

상기 결정립의 [100] 결정 방위가, 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측으로 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.

(부기 2) 상기 기판은 디스크 기판이며, 상기 결정립의 [100] 결정 방위가 외주측으로 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 3) 상기 결정립의 [100] 결정 방위와 기판 법선 방향이 이루는 각은, 2.1도 이상 또 5.4도 미만의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 4) 상기 B2 결정 구조의 합금 재료는 AlRu 합금, NiAl 합금 및 FeAl 합금으로 이루어지는 그룹 중 어느 1종인 것을 특징으로 하는 부기 1∼3 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 5) 상기 AlRu 합금은 Ru 농도가 45 원자%∼55 원자%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 부기 4에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 6) 상기 기초층은 Cr 또는 Cr-X 합금(X=Mo, W, V, B, Mo 및 이들의 합금)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1∼5 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 7) 상기 디스크 기판은 유리 기판으로 이루어지며, 이 유리 기판의 표면에 둘레 방향으로 미케니컬 텍스쳐가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 2∼6 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 8) 상기 기록층은 제1 자성층, 비자성 중간층, 제2 자성층이 순차 적층되고,

상기 제1 자성층의 자화와 상기 제2 자성층의 자화가 반강자성적으로 교환 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1∼7 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체.

(부기 9) 부기 1∼8 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체와,

기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 구비하는 자기 기억 장치.

(부기 10) 기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,

상기 기판 상에 시드층을 형성하는 공정과,

상기 시드층 상에 기초층을 형성하는 공정과,

상기 기초층 상에 기록층을 형성하는 공정을 구비하며,

상기 시드층의 형성 공정은,

상기 기판면에 대향하여 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 타겟을 배치하고,

상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측에서, 기판 법선 방향에 대하여 경사진 소정의 방향으로부터 상기 합금 재료의 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 11) 상기 제1면에 대하여 거의 수직인 제2 면내에서, 또, 상기 소정의 방향에서 상기 합금 재료의 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 부기 10에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 12) 상기 타겟의 침식 영역의 중심 위치와 기판 상의 퇴적 위치를 연결한 가상 입사선과, 기판 중심을 통과하는 기판 법선을 포함하는 기판 법선 면내에 있어서 기판 법선 방향이 이루는 각을 38.7도 이상 90도 미만의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 부기 10에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 13) 상기 기판은 디스크 기판이며, 상기 제1면의 외주측에서부터 상기 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 부기 10∼12 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 14) 상기 타겟과 디스크 기판 사이에, 침식 영역에서부터 디스크 기판의 중심 부근을 넘어 반대측에 도달하는 스퍼터 입자를 차폐하는 차폐 수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 부기 13에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 15) 상기 차폐 수단은,

복수의 차폐판과, 이 차폐판을 서로 고착하는 동시에, 디스크 기판의 중심을 통과하는 기판 법선 방향의 축과 대략 일치하는 회전축으로 이루어지고,

상기 차폐판은 회전축을 중심으로 반경 방향으로 연장되고, 둘레 방향으로 대략 등각도의 간격으로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 14에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 16) 상기 차폐 수단은 회전축을 중심으로 차폐판이 회전하는 것을 특징으로 하는 부기 15에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 17) 상기 기초층 및 기록층을 형성하는 공정은 기초층 및 기록층을 구성하는 재료의 입자가 디스크 기판면에 대하여 수직으로 입사하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 부기 10∼16 중 어느 하나에 기재한 자기 기록 매체의 제조 방법.

(부기 18) 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 디스크와, 기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 구비하는 자기 디스크 장치로서,

상기 자기 디스크는,

상기 디스크 기판과,

상기 디스크 기판 상에 형성된 시드층과,

상기 시드층 상에 형성된 기초층과,

상기 기초층 상에 형성된 기록층을 구비하며,

상기 시드층은,

상기 결정립의 [100] 결정 방위가, 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측으로 경사지고 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.

본 발명에 따르면, B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 시드층을 구성하는 결정립의 [100] 결정 방위를 기판 법선 방향에서 경사시켜 형성함으로써, 둘레 방향의 배향도의 향상을 도모하여, 고기록 밀도화가 가능한 신규의 자기 기록 매체와 그 제조 방법 및 자기 기억 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 단면도이다.

도 2는 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 결정립의 배향 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.

도 3은 시드층을 구성하는 결정립의 결정 격자의 배향 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.

도 4의 (a)∼(c)는 제1 실시형태에 따른 자기 기록 매체의 제조 공정을 도시한 도면이다.

도 5는 스퍼터 장치의 주요부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 6은 도 5의 주요부 단면도이다.

도 7은 실시예 및 비교예의 AlRu막의 로킹 커브(rocking curve)를 도시한 도면이다.

도 8은 실시예 및 비교예의 AlRu막의 입사각과 결정 방위 경사각의 관계를 도시한 도면이다.

도 9는 실시예 및 비교예의 CoCrPt₁₂B₇Cu₄막의 로킹 커브의 일례를 도시한 도면이다.

도 10은 실시예 및 비교예에 따른 자기 디스크의 (제 1) 자기 특성을 도시한 도면이다.

도 11의 (a) 및 (b)는 실시예 및 비교예에 따른 자기 디스크의 (제 1) 전자 변환 특성을 도시한 도면이다.

도 12는 실시예 및 비교예에 따른 자기 디스크의 (제 2) 자기 특성을 도시한 도면이다.

도 13의 (a) 및 (b)는 실시예 및 비교예에 따른 자기 디스크의 (제 2) 전자 변환 특성을 도시한 도면이다.

도 14는 본 발명의 제2 실시형태의 자기 기록 장치의 주요부를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 63 : 자기 기록 매체

11 : 디스크 기판

12 : 시드층

12a : 시드층의 결정립

13 : 기초층

14 : 제1 자성층

15 : 비자성 결합층

16 : 제2 자성층

18 : 기록층

19 : 보호막

20 : 윤활층

30 : 스퍼터 장치

31 : 스퍼터 타겟

31a : 침식 영역

32 : 자석 유닛

32a : 자석대

32b : 자석부

33 : 회전 실드부

33a : 회전축

33b : 실드판

34 : 회전 구동부

35 : 외측 환상 자석

36 : 내측 환상 자석

38 : 요크

60 : 자기 기억 장치

68 : 자기 헤드

NOR : 기판 법선 방향

θ_CRY : 결정 방위 경사각

θ_GRA : 결정립의 경사각

θ_INC : 입사각

Claims

기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체로서,

상기 기판과,

상기 기판 상에 형성된 시드층과,

상기 시드층 상에 형성된 기초층과,

상기 기초층 상에 형성된 기록층을 구비하며,

상기 시드층은 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 결정립의 다결정체로 이루어지고,

상기 결정립의 [100] 결정 방위는 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측면으로 경사진 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 기판은 디스크 기판이며, 상기 결정립의 [100] 결정 방위는 외주측으로 경사진 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결정립의 [100] 결정 방위와 기판 법선 방향이 이루는 각도는 2.1도 이상, 5.4도 미만의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
제1항 내지 제2항 중의 어느 한 항에 기재한 자기 기록 매체와,

기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 기억 장치.
기판 상에 형성된 기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,

상기 기판 상에 시드층을 형성하는 공정과,

상기 시드층 상에 기초층을 형성하는 공정과,

상기 기초층 상에 기록층을 형성하는 공정을 구비하며,

상기 시드층의 형성 공정은 상기 디스크 기판면에 대향하여 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 타겟을 배치하고,

상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측면으로부터 기판 법선 방향에 대하여 경사진 소정 방향에서 상기 합금 재료의 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 타겟의 침식 영역의 중심 위치와 기판 상의 퇴적 위치를 연결한 가상 입사선과, 기판 중심을 통과하는 기판 법선을 포함하는 기판 법선면 내에 있어서 기판 법선 방향이 이루는 각도를 38.7도 이상, 90도 미만의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 기판은 디스크 기판이며, 상기 제1면의 외주측에서 상기 입자를 입사시키는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
제7항에 있어서, 침식 영역에서부터 디스크 기판의 중심 부근을 넘어 반대측에 도달하는 스퍼터 입자를 차폐하는 차폐 수단을 상기 타겟과 디스크 기판과의 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체의 제조 방법.
기록층을 소정의 기록 방향으로 자화하여 정보를 기록하는 자기 디스크와, 기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 구비하는 자기 디스크 장치로서,

상기 자기 디스크는,

상기 디스크 기판과,

상기 디스크 기판 상에 형성된 시드층과,

상기 시드층 상에 형성된 기초층과,

상기 기초층 상에 형성된 기록층을 구비하며,

상기 시드층은 B2 결정 구조의 합금 재료로 이루어지는 결정립의 다결정체로 이루어지고,

상기 결정립의 [100] 결정 방위는 상기 기록 방향과 기판 법선 방향이 형성하는 제1면에 의해 나누어지는 한쪽측면으로 경사진 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.