JP2004259423A - Magnetic recording medium, its manufacturing method, and magnetic recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置に関し、特に高密度記録に好適な垂直磁気記録方式の磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium, a method of manufacturing the same, and a magnetic recording apparatus, and more particularly to a perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium suitable for high-density recording, a method of manufacturing the same, and a magnetic recording apparatus.
近年、情報化社会の発展には目覚しいものがあり、文字情報のみならず音声及び画像情報を高速に処理することが可能になった。それらの情報を高速処理できる装置の１つとして、コンピュータ等に装着されている磁気記録装置がある。現在、この磁気記録装置では、記録密度を向上させつつ、小型化を図る方向に開発が進められている。 In recent years, the development of the information society has been remarkable, and it has become possible to process not only character information but also voice and image information at high speed. As one of devices capable of processing such information at high speed, there is a magnetic recording device mounted on a computer or the like. At present, development of this magnetic recording device is being promoted in order to improve the recording density and reduce the size.
典型的な磁気記録装置では、複数の磁気ディスクがスピンドル上に回転可能に装着されている。各磁気ディスクは、基板とその上に形成された磁性膜（記録層）とからなり、情報の記録は、特定の磁化方向を有する磁区を記録層中に形成することにより行われる。 In a typical magnetic recording device, a plurality of magnetic disks are rotatably mounted on a spindle. Each magnetic disk includes a substrate and a magnetic film (recording layer) formed thereon, and information is recorded by forming magnetic domains having a specific magnetization direction in the recording layer.
従来、磁気ディスクの記録層に記録される磁化の方向は記録層の面内方向であり、面内磁気記録方式と呼ばれる。面内磁気記録方式の磁気記録媒体における高密度記録化は、記録層の膜厚を薄くし、記録層を構成する磁性結晶粒の粒径を微小化させ、且つ、各磁性粒子間の磁気的相互作用を低減させることで達成することができる。しかしながら、結晶粒の微小化及び各結晶粒子間の磁気的相互作用の低減を図ることにより、記録されたビット（磁気マーク）の磁化の熱安定性が低下するという問題が生じた。 Conventionally, the direction of magnetization recorded on a recording layer of a magnetic disk is an in-plane direction of the recording layer, and is called an in-plane magnetic recording method. High-density recording in a magnetic recording medium of the in-plane magnetic recording method involves reducing the thickness of the recording layer, minimizing the grain size of magnetic crystal grains constituting the recording layer, and reducing the magnetic property between each magnetic particle. This can be achieved by reducing the interaction. However, miniaturization of crystal grains and reduction of magnetic interaction between crystal grains have caused a problem that thermal stability of magnetization of recorded bits (magnetic marks) is reduced.
上記面内磁気記録方式における問題を解決するために提案されているのが、垂直磁気記録方式である。この方式では、記録層の膜面に対する残留磁化の垂直成分が面内成分より大きくなるような材料が用いられ、記録層に記録される磁化の方向を、基板に対して垂直方向にする。その結果、隣接ビット間は、静磁気的に安定で、且つ、記録遷移領域が鋭くなる。さらに記録層と基板の間に軟磁性材料で形成された層（軟磁性裏打ち層）を加えることで、情報を記録する際、記録層に印加される磁場を急峻にすることが可能になる。その結果、高い磁気異方性を有する材料への情報記録が可能になり、ビットの磁化の熱安定性を向上させることができるので、より高密度の記録が可能になる。 A perpendicular magnetic recording method has been proposed to solve the problem in the longitudinal magnetic recording method. In this method, a material is used such that the perpendicular component of the residual magnetization with respect to the film surface of the recording layer is larger than the in-plane component, and the direction of the magnetization recorded on the recording layer is made perpendicular to the substrate. As a result, between adjacent bits, the recording transition area becomes sharp and magnetostatically stable. Further, by adding a layer made of a soft magnetic material (soft magnetic underlayer) between the recording layer and the substrate, it becomes possible to sharpen the magnetic field applied to the recording layer when recording information. As a result, information can be recorded on a material having high magnetic anisotropy, and the thermal stability of the magnetization of the bit can be improved, so that higher density recording can be performed.
現在、面内磁気記録方式の磁気記録媒体の記録層にはＣｏＰｔＣｒ基合金が使用されており（以下、このような媒体をＣｏＰｔＣｒ基合金媒体と称す）、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体においても、面内磁気記録方式と同様に、記録層にＣｏＰｔＣｒ基合金を用いた磁気記録媒体が主に研究されている。ＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の特徴は、強磁性を有するＣｏ濃度の高い結晶粒と、Ｃｒ濃度が高く非磁性の結晶粒界部とからなる２相分離構造をとり、非磁性の結晶粒界部によって結晶粒間の磁気的な相互作用を低減する。この効果により、高記録密度に必要な媒体の低ノイズ化を実現することができる。 At present, a CoPtCr-based alloy is used for a recording layer of a longitudinal magnetic recording type magnetic recording medium (hereinafter, such a medium is referred to as a CoPtCr-based alloy medium), and a perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium is also used. Similar to the longitudinal magnetic recording method, a magnetic recording medium using a CoPtCr-based alloy for the recording layer has been mainly studied. The CoPtCr-based alloy medium has a two-phase separation structure consisting of ferromagnetic grains having a high Co concentration and non-magnetic grain boundaries having a high Cr concentration. Reduce magnetic interaction between grains. With this effect, it is possible to reduce the noise of the medium required for high recording density.
しかしながら、さらなる高密度記録化に対応するためには、さらに結晶粒間の磁気的相互作用を低減させると同時に、ビットの磁気的な熱安定性をさらに高めることが要求される。その方法として、記録層に酸素を添加し、結晶粒界部を酸化させる方法がある。これは、スパッタリング法で記録層を形成する際に、ターゲット中に酸化物を添加する、もしくは、酸素ガス雰囲気中で記録層を形成することにより得られる（例えば、非特許文献１を参照）。これらの方法により形成された記録層内では、記録層の磁性結晶粒が酸化物に囲われた構造、いわゆるグラニュラー構造が形成される。このようなグラニュラー構造の記録層を有する磁気記録媒体は、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体と呼ばれる。 However, in order to cope with higher-density recording, it is necessary to further reduce the magnetic interaction between crystal grains and further increase the magnetic thermal stability of the bit. As a method therefor, there is a method of adding oxygen to the recording layer to oxidize the crystal grain boundary. This can be obtained by adding an oxide to the target when forming the recording layer by a sputtering method, or by forming the recording layer in an oxygen gas atmosphere (for example, see Non-Patent Document 1). In the recording layer formed by these methods, a structure in which the magnetic crystal grains of the recording layer are surrounded by an oxide, that is, a so-called granular structure is formed. A magnetic recording medium having such a granular recording layer is called a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide.
酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の場合、酸化物によって結晶粒間の分離を行うことができるため、酸化物を含まないＣｏＰｔＣｒ基合金媒体のように加熱して相分離を行う必要がなくなる。それゆえ、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体では、結晶粒の成長がより制御し易くなり、微小な結晶粒をより形成し易くなるという特徴がある。また、非特許文献１では、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の方が、酸化物を含まないＣｏＰｔＣｒ基合金媒体より、結晶粒間の磁気的な相互作用を低減しながら結晶磁気異方性を向上させることができるので、高記録密度状態におけるＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が高く、且つ、ビットの熱安定性を高めることができることが開示されている。
In the case of a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide, crystal grains can be separated by the oxide, so that there is no need to perform phase separation by heating as in a CoPtCr-based alloy medium containing no oxide. Therefore, the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide is characterized in that the growth of crystal grains is more easily controlled and fine crystal grains are more easily formed. Further, in
また、従来、面内磁気記録方式の磁気記録媒体においても、高密度記録時の媒体ノイズを低減させるために、グラニュラー構造の記録層を有する磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、下地層上に形成する記録層を酸化物等を含む複数の磁性層で構成し、記録層を構成する各磁性層の酸化物等の濃度を変化させることが開示されている。特許文献１の磁気記録媒体では、記録層のエピタキシャル成長及び記録再生特性の向上を両立するために、記録層内の最上層（下地層側とは最も反対側に設けられている磁性層）で酸化物濃度を増加させ、それより下の磁性層では酸化物濃度を減少させている。最上層の酸化物濃度を増加させることにより低ノイズ化を図り、それより下の磁性層では酸化物濃度を減少させることにより下地層と記録層との格子整合を向上させて、記録層内の結晶粒のエピタキシャル成長を助長させる。さらに、特許文献１には、記録層内の結晶粒のエピタキシャル成長を助長するために、記録層内の下層の磁性層にＰｔ、Ｃｒを増減させたグラニュラー磁性膜を用いることが開示されている。
Conventionally, even in a longitudinal recording magnetic recording medium, a magnetic recording medium having a granular structure recording layer has been proposed in order to reduce medium noise during high-density recording (for example, Patent Document 1). See).
本発明者らの検証実験によると、垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体で、さらなる高記録密度化を図るために、記録層の酸化物濃度をさらに高めて結晶粒を一層微小化すると、磁気特性が劣化することが分かった。具体的には、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の膜面に対して垂直方向（磁化容易軸方向）の磁化曲線を測定したところ、記録層内の酸化物濃度が高くなりすぎると、磁化曲線の角型比が大幅に低下することが分かった。角型比の低い磁気記録媒体では、残留磁化状態で磁場印加方向に対して磁化が逆方向となる磁区（逆磁区）が記録層内に形成される。これにより、ランダムに記録された情報を再生する際に、媒体ノイズの低周波成分が大幅に増大し、ビットエラーレートが劣化する。それゆえ、垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体において、さらなる高記録密度の要望に応えるためには、記録層の磁気特性の劣化を抑制することが要求される。 According to the verification experiments performed by the present inventors, in order to further increase the recording density of a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording system, the oxide concentration of the recording layer was further increased to further increase the crystal grain size. It has been found that when the size is reduced, the magnetic characteristics deteriorate. Specifically, when a magnetization curve in a direction perpendicular to the film surface of the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide (easy axis direction of magnetization) was measured, if the oxide concentration in the recording layer became too high, It was found that the squareness of the curve was significantly reduced. In a magnetic recording medium having a low squareness ratio, a magnetic domain (reverse magnetic domain) in which the magnetization is in the direction opposite to the direction of the applied magnetic field in the residual magnetization state is formed in the recording layer. As a result, when information recorded at random is reproduced, the low frequency component of the medium noise is greatly increased, and the bit error rate is degraded. Therefore, in the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording system, in order to meet the demand for higher recording density, it is required to suppress the deterioration of the magnetic properties of the recording layer.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、より優れた磁気特性を有し、且つ、低媒体ノイズの垂直磁気記録方式の磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a magnetic recording medium of a perpendicular magnetic recording system having better magnetic characteristics and low medium noise, a method of manufacturing the same, and a magnetic recording apparatus. That is.
本発明の第１の態様に従えば、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体であって、非磁性材料で形成された基板と、軟磁性材料で形成され、該基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成された下地層と、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料で形成され、該下地層上に形成された記録層とを備え、該記録層が、酸化物含有率の異なる２つ以上の磁性層から形成されており、該記録層を構成する２つ以上の磁性層のうち、最も該下地層側に設けられた磁性層の該酸化物含有率が該記録層内で最も高いことを特徴とする磁気記録媒体が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium of a perpendicular magnetic recording system, comprising: a substrate formed of a nonmagnetic material; and a soft magnetic lining formed of a soft magnetic material and formed on the substrate. A recording layer formed of an alloy magnetic material mainly composed of CoPtCr containing an oxide and formed on the underlayer, the recording layer comprising: an underlayer formed on the soft magnetic underlayer; The recording layer is formed of two or more magnetic layers having different oxide contents. Of the two or more magnetic layers constituting the recording layer, the oxidation of the magnetic layer provided closest to the underlayer side is performed. A magnetic recording medium characterized by having the highest content in the recording layer.
本発明の磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体である。酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体では、記録層中の酸化物含有率（以下、酸化物濃度ともいう）が、記録層内の結晶粒の大きさに影響を与える。酸化物濃度が高いほど、記録層の結晶粒の粒径は減少する。高記録密度帯域で低媒体ノイズ化を図るためには結晶粒の微小化が必須であるので、高記録密度帯域では記録層中の酸化物濃度は高いほうが良い。しかしながら、上述したように、酸化物濃度を高くしすぎると記録層の磁気特性が劣化するという問題が生じる。 The magnetic recording medium of the present invention is a CoPtCr-based alloy medium containing a perpendicular magnetic recording type oxide. In a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide, the oxide content in the recording layer (hereinafter also referred to as oxide concentration) affects the size of crystal grains in the recording layer. The higher the oxide concentration, the smaller the grain size of the crystal grains in the recording layer. In order to reduce medium noise in a high recording density band, it is necessary to reduce the size of crystal grains. Therefore, in a high recording density band, the higher the oxide concentration in the recording layer, the better. However, as described above, if the oxide concentration is too high, there arises a problem that the magnetic properties of the recording layer deteriorate.
そこで、本発明の垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体では、記録層を酸化物濃度の異なる複数の磁性層から構成した。酸化物濃度のより低い磁性層では、結晶粒は大きくなり磁気特性は向上する。一方、酸化物濃度のより高い磁性層では、磁気特性は劣化するが結晶粒は微小化される。そして、本発明の磁気記録媒体のように酸化物濃度の低い磁性層と酸化物濃度の高い磁性層とを積層して記録層を形成すると、酸化物濃度の高い磁性層の磁気特性の劣化が酸化物濃度の低い磁性層の磁気特性により補われるので、本発明の記録層全体の磁化特性は、記録層を酸化物濃度の高い磁性層のみで形成した場合より向上する。その結果、記録層を酸化物濃度の異なる複数の磁性層から構成することにより磁気特性の劣化を抑制することができる。 Therefore, in the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording type according to the present invention, the recording layer is composed of a plurality of magnetic layers having different oxide concentrations. In a magnetic layer having a lower oxide concentration, crystal grains are larger and magnetic properties are improved. On the other hand, in the magnetic layer having a higher oxide concentration, the magnetic characteristics are deteriorated but the crystal grains are miniaturized. When a recording layer is formed by laminating a magnetic layer having a low oxide concentration and a magnetic layer having a high oxide concentration as in the magnetic recording medium of the present invention, the magnetic characteristics of the magnetic layer having a high oxide concentration deteriorate. Since the magnetic properties of the magnetic layer having a low oxide concentration are compensated by the magnetic properties of the magnetic layer having a low oxide concentration, the magnetization characteristics of the entire recording layer of the present invention are improved as compared with the case where the recording layer is formed only of the magnetic layer having a high oxide concentration. As a result, deterioration of the magnetic characteristics can be suppressed by forming the recording layer from a plurality of magnetic layers having different oxide concentrations.
また、垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体で低媒体ノイズ化を図るためには、結晶粒の磁気特性が劣化しない範囲内で、記録層の結晶粒をできる限り微小にし且つ結晶粒の分散性を低減させること（結晶粒の配向性を向上させること）が必要である。そのためには、下地層上に記録層を形成する際に、初期に形成される磁性膜の結晶性が重要であり、その初期に形成される磁性膜では、より微小な結晶成長の核を形成する必要がある。 Further, in order to reduce the medium noise in a CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording system, the crystal grains of the recording layer are made as small as possible within a range where the magnetic properties of the crystal grains are not deteriorated. It is necessary to reduce the dispersibility of crystal grains (improve the orientation of crystal grains). To this end, when forming the recording layer on the underlayer, the crystallinity of the magnetic film formed at the beginning is important, and the magnetic film formed at the beginning forms finer crystal growth nuclei. There is a need to.
そこで、本発明の垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体では、記録層を形成する複数の磁性層のうち、最も下地層側に形成された磁性層（以下、最下層ともいう）の酸化物濃度が記録層内で最も高くなるように形成した。最下層の酸化物濃度を最も高くすることにより、記録層の最下層の結晶粒を記録層内で最も微小化し、この微小な結晶粒を結晶成長の核として用いる。それゆえ、最下層上に、最下層の酸化物濃度より低い酸化物濃度を有する磁性層、すなわち、最下層の結晶粒より粒径の大きな結晶粒の磁性層を積層しても、その磁性層内の結晶粒は、最下層の微小な結晶粒上に成長するので、結晶配向性の優れた磁性層が形成される。その結果、記録層全体としても結晶配向性の十分優れた膜が形成される。なお、記録層内の最下層上に複数の磁性層を形成した場合、それらの磁性層間の酸化物濃度の大小関係は任意に設定し得る。 Therefore, in the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording system of the present invention, of the plurality of magnetic layers forming the recording layer, the magnetic layer formed closest to the underlayer (hereinafter, also referred to as the lowermost layer). ) Was formed so as to have the highest oxide concentration in the recording layer. By making the oxide concentration of the lowermost layer the highest, the crystal grains of the lowermost layer of the recording layer are miniaturized in the recording layer, and these fine crystal grains are used as nuclei for crystal growth. Therefore, even when a magnetic layer having an oxide concentration lower than the oxide concentration of the lowermost layer, that is, a magnetic layer having crystal grains larger in grain size than the crystal grains of the lowermost layer, is stacked on the lowermost layer, The inner crystal grains grow on the fine crystal grains in the lowermost layer, so that a magnetic layer having excellent crystal orientation is formed. As a result, a film having sufficiently excellent crystal orientation is formed even in the entire recording layer. When a plurality of magnetic layers are formed on the lowermost layer in the recording layer, the magnitude relation of the oxide concentration between the magnetic layers can be set arbitrarily.
上述のことから、本発明の垂直磁気記録方式の磁気記録媒体では、記録層を酸化物濃度が異なる２つ以上の磁性層から形成し、且つ、それらの磁性層のうち下地層に最も近い磁性層の酸化物濃度を最も高くすることにより、磁気特性の向上と低媒体ノイズ化を両立させることができる。 As described above, in the perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium of the present invention, the recording layer is formed of two or more magnetic layers having different oxide concentrations, and the magnetic layer closest to the underlayer among the magnetic layers is formed. By increasing the oxide concentration of the layer to the highest, it is possible to achieve both improvement of the magnetic characteristics and low medium noise.
ここで、本発明の垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体における記録層の構造を、上述の特許文献１に開示されたような面内磁気記録方式の磁気記録媒体と比較しながらさらに詳細に説明する。
Here, the structure of the recording layer in the CoPtCr-based alloy medium containing the oxide of the perpendicular magnetic recording system of the present invention is compared with the magnetic recording medium of the longitudinal magnetic recording system as disclosed in the above-mentioned
本発明の垂直磁気記録方式の酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体と同様に、特許文献１に開示された面内磁気記録方式の磁気記録媒体もまた酸化物等の濃度が異なる複数の磁性層で形成された記録層を有する。さらに、その記録層は、本発明の磁気記録媒体と同様に、グラニュラー構造の記録層である。本発明及び特許文献１の磁気記録媒体におけるグラニュラー構造の記録層に使用されるＣｏＰｔＣｒの結晶構造は、六方最密構造（以下、ｈｃｐ構造と称す）であり、その磁化容易軸はｃ軸である。それゆえ、特許文献１に開示されたような面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、記録層のｃ軸を記録層面内に配向させる必要があり、本発明のように垂直磁気記録方式の磁気記録媒体では、記録層のｃ軸を記録層面内に対して垂直に配向させる必要がある。
Like the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide of the perpendicular magnetic recording type according to the present invention, the magnetic recording medium of the longitudinal magnetic recording type disclosed in
一般に、ｈｃｐ構造の薄膜を形成した場合、その優先配向面は最密充填面である（００１）面であるので、ｈｃｐ構造の薄膜の磁化容易軸（ｃ軸）が膜面に対して垂直方向に優先的に配向する。それゆえ、面内磁気記録方式の磁気記録媒体の記録層で、ｃ軸を面内に配向させて結晶配向性を向上させるためには、記録層の下地層であるＣｒ基合金の（２１１）面上に記録層が（１０・０）面配向するように記録層のエピタキシャル成長を助長する必要がある。そこで、特許文献１に開示された面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、上述したように、記録層を構成する複数の磁性層のうち、下層の酸化物濃度を低くすることにより記録層のエピタキシャル成長を助長している。さらに、特許文献１に開示された面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、記録層の最上層の酸化物濃度を増大させることにより結晶粒の微小化を図り記録再生特性を向上させている。すなわち、特許文献１の面内磁気記録方式の磁気記録媒体では、記録層を構成する複数の磁性層において、下層の酸化物濃度を最上層の酸化物濃度より低くすることにより磁気記録媒体の磁化特性の向上と低媒体ノイズ化の両立を図っている。なお、特許文献１には、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体に関する開示はなされていない。
In general, when a thin film of the hcp structure is formed, the preferred orientation plane is the (001) plane, which is the closest-packed plane. Therefore, the axis of easy magnetization (c-axis) of the thin film of the hcp structure is perpendicular to the film plane. Orientation. Therefore, in the recording layer of the magnetic recording medium of the in-plane magnetic recording system, in order to improve the crystal orientation by orienting the c-axis in the plane, the (211) It is necessary to promote the epitaxial growth of the recording layer so that the recording layer is oriented on the (10.0) plane. Therefore, in the longitudinal recording magnetic recording medium disclosed in
一方、本発明の垂直磁気記録方式の磁気記録媒体では、前述のように、ｈｃｐ構造の薄膜形成時に優先配向する（００１）面と、必要な記録層の配向面（ｃ軸）とが一致するので、記録層を形成する際の結晶成長という点では、面内磁気記録方式より垂直磁気記録方式の方が有利である。それゆえ、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体で磁化特性の向上と低媒体ノイズ化の両立を図るためには、記録層内の結晶成長に注意を払うより、むしろ記録層内の結晶粒径（酸化物濃度）と特性との関係に注意を払うことの方がより重要になる。本発明者らは、酸化物濃度の異なる２つ以上の磁性層から構成された記録層を有する種々の垂直磁気記録方式の磁気記録媒体を作製して検証実験したところ、記録層内の磁性層間の酸化物濃度の大きさの関係により、高密度記録帯域において、記録再生特性に差が生じることが分かった。具体的には、記録層の最下層の酸化物濃度が、その上に形成された磁性層の酸化物濃度より高い場合の磁気記録媒体の方が、その逆の酸化物濃度の関係を有する磁気記録媒体よりも記録再生特性が優れることが分かった。これは、記録層の最下層の酸化物濃度を、その上に形成された磁性層の酸化物濃度より高くすることにより、最下層内の結晶粒径が最も微小になり、その結晶粒を結晶成長の核として、最下層上に積層される磁性層の結晶粒が成長することにより、記録層全体の結晶配向性が向上するためであると考えられる。 On the other hand, in the perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium of the present invention, as described above, the (001) plane that is preferentially oriented at the time of forming the hcp structure thin film matches the orientation plane (c axis) of the necessary recording layer. Therefore, in terms of crystal growth when forming the recording layer, the perpendicular magnetic recording method is more advantageous than the longitudinal magnetic recording method. Therefore, in order to achieve both improvement of the magnetization characteristics and low medium noise in the perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium, rather than paying attention to the crystal growth in the recording layer, the crystal grain size in the recording layer ( It is more important to pay attention to the relationship between (oxide concentration) and properties. The present inventors produced various perpendicular magnetic recording type magnetic recording media having a recording layer composed of two or more magnetic layers having different oxide concentrations, and performed verification experiments. It was found that the recording / reproducing characteristics differed in the high-density recording band due to the relationship between the oxide concentrations of the above. Specifically, when the oxide concentration of the lowermost layer of the recording layer is higher than the oxide concentration of the magnetic layer formed thereon, the magnetic recording medium has the opposite relationship of the oxide concentration. It was found that the recording / reproducing characteristics were superior to the recording medium. This is because the oxide concentration in the lowermost layer of the recording layer is higher than the oxide concentration in the magnetic layer formed thereon, so that the crystal grain size in the lowermost layer becomes the smallest and the crystal grains are crystallized. It is considered that the crystal orientation of the entire recording layer is improved by growing crystal grains of the magnetic layer laminated on the lowermost layer as a growth nucleus.
本発明の磁気記録媒体では、上記記録層を構成する２つ以上の磁性層が、上記下地層側から上記酸化物含有率の高い順に積層されていることが好ましい。このような磁気記録媒体では、下地層側の磁性層に近づくほど、記録層を形成する磁性層内の結晶粒の大きさが小さくなる。 In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable that two or more magnetic layers constituting the recording layer are stacked in order from the underlayer side in the order of the oxide content. In such a magnetic recording medium, the size of the crystal grains in the magnetic layer forming the recording layer decreases as the magnetic layer approaches the magnetic layer on the underlayer side.
また、本発明の磁気記録媒体では、上記記録層が、上記下地層上に接して設けられていることことが好ましい。 In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable that the recording layer is provided in contact with the underlayer.
本発明の磁気記録媒体では、上記記録層を構成する２つ以上の磁性層の酸化物含有率が、それぞれ５〜２０ｍｏｌ％であることが好ましい。 In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable that each of the two or more magnetic layers constituting the recording layer has an oxide content of 5 to 20 mol%.
本発明の磁気記録媒体では、上記記録層が、第１記録層及び第２記録層から形成され、第１記録層が上記下地層側に配置されており、第１記録層中の酸化物含有率Ａ１と第２記録層中の酸化物含有率Ａ２との間に、
５ｍｏｌ％≦Ａ２＜１２ｍｏｌ％≦Ａ１≦２０ｍｏｌ％
の関係が成立することが好ましい。
In the magnetic recording medium of the present invention, the recording layer is formed of a first recording layer and a second recording layer, and the first recording layer is disposed on the underlayer side, and the first recording layer contains an oxide-containing material. Between the ratio A1 and the oxide content A2 in the second recording layer,
5 mol% ≦ A2 <12 mol% ≦ A1 ≦ 20 mol%
Is preferably established.
ＣｏＰｔＣｒ合金材料で形成された記録層中の酸化物濃度を５ｍｏｌ％以上にすると、磁性粒子間の分離が進み、磁性粒子間の磁気的相互作用がより低減され、媒体ノイズも低減される。しかしながら、記録層中の酸化物濃度が１２ｍｏｌ％以上になると、記録層内の結晶粒径が小さくなりすぎて磁気特性が劣化する。さらに、記録層中の酸化物濃度が２０ｍｏｌ％を超えると、酸素が磁性結晶粒内に取り込まれ、著しく磁気特性が劣化してしまうので、記録層として必要な磁気特性をほとんど示さなくなる。 When the oxide concentration in the recording layer formed of the CoPtCr alloy material is 5 mol% or more, the separation between the magnetic particles proceeds, the magnetic interaction between the magnetic particles is further reduced, and the medium noise is also reduced. However, when the oxide concentration in the recording layer becomes 12 mol% or more, the crystal grain size in the recording layer becomes too small, and the magnetic characteristics deteriorate. Further, when the oxide concentration in the recording layer exceeds 20 mol%, oxygen is taken into the magnetic crystal grains and the magnetic properties are significantly deteriorated, so that the magnetic properties required for the recording layer are hardly exhibited.
それゆえ、例えば、下地層上に、記録層を酸化物濃度の異なる２つの磁性層（第１記録層及び第２記録層）で形成し、第１記録層を下地層側に配置した場合、第１記録層の酸化物濃度Ａ１と、第２記録層の酸化物濃度Ａ２との間に、
５ｍｏｌ％≦Ａ２＜１２ｍｏｌ％≦Ａ１≦２０ｍｏｌ％
なる関係が成立するように磁気記録媒体を作製することが好ましい。第１記録層の酸化物濃度Ａ１は１２ｍｏｌ％≦Ａ１≦２０ｍｏｌ％の範囲であるので、第１記録層の磁化特性は劣化するが、第１記録層内の結晶粒の粒径は微小化することができる。一方、第２記録層の酸化物濃度Ａ２は５ｍｏｌ％≦Ａ２＜１２ｍｏｌ％の範囲であるので、第１記録層より結晶粒は大きくなるが十分優れた磁化特性を得られる。そして、第２記録層を第１記録層上に形成することにより、第１記録層内の微小な結晶粒を結晶成長の核として第２記録層内の結晶粒が結晶成長するので、結晶配向性が向上し低媒体ノイズ化を図ることできる。また、第２記録層を第１記録層上に形成することにより、第１記録層の磁化特性の劣化が第２記録層の磁化特性により補われる。それゆえ、第１記録層の酸化物濃度Ａ１と、第２記録層の酸化物濃度Ａ２との間に上述のような関係が成立するように磁気記録媒体を作製することにより、低媒体ノイズ化を図りつつ磁化特性の劣化も抑制することができる。
Therefore, for example, when a recording layer is formed of two magnetic layers (first recording layer and second recording layer) having different oxide concentrations on the underlayer, and the first recording layer is disposed on the underlayer side, Between the oxide concentration A1 of the first recording layer and the oxide concentration A2 of the second recording layer,
5 mol% ≦ A2 <12 mol% ≦ A1 ≦ 20 mol%
It is preferable to manufacture a magnetic recording medium such that the following relationship is established. Since the oxide concentration A1 of the first recording layer is in the range of 12 mol% ≦ A1 ≦ 20 mol%, the magnetization characteristics of the first recording layer are deteriorated, but the grain size of the crystal grains in the first recording layer is reduced. be able to. On the other hand, since the oxide concentration A2 of the second recording layer is in the range of 5 mol% ≦ A2 <12 mol%, the crystal grains are larger than those of the first recording layer, but sufficiently excellent magnetization characteristics can be obtained. Then, by forming the second recording layer on the first recording layer, the crystal grains in the second recording layer grow with the fine crystal grains in the first recording layer as nuclei for crystal growth. And the medium noise can be reduced. Further, by forming the second recording layer on the first recording layer, the deterioration of the magnetization characteristics of the first recording layer is compensated for by the magnetization characteristics of the second recording layer. Therefore, by manufacturing the magnetic recording medium so that the above-described relationship is established between the oxide concentration A1 of the first recording layer and the oxide concentration A2 of the second recording layer, the medium noise can be reduced. In addition, the deterioration of the magnetization characteristics can be suppressed while achieving the above.
本発明の磁気記録媒体では、上記記録層に含まれる酸化物が、Ｓｉ酸化物であることが好ましい。また、記録層に含まれる酸化物に、Ｓｉ酸化物以外では、Ｍｇ酸化物を用いても良い。ただし、Ｍｇ酸化物より、Ｓｉ酸化物を用いた場合の方が微小な結晶粒を容易に得ることができるので、記録層に含まれる酸化物としてはＳｉ酸化物が特に好ましい。 In the magnetic recording medium of the present invention, the oxide contained in the recording layer is preferably a Si oxide. Further, as the oxide contained in the recording layer, an Mg oxide other than the Si oxide may be used. However, since fine crystal grains can be more easily obtained when the Si oxide is used than the Mg oxide, the Si oxide is particularly preferable as the oxide contained in the recording layer.
酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の記録層は、スパッタガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いることにより形成され、この混合比を適宣調節することにより、記録層中に所望の酸化物濃度で酸化物を分散した状態で導入することができる。また、スパッタガスにはアルゴンを用い、ターゲット中に含まれる酸化物量を調節することにより、ＣｏＰｔＣｒ基合金媒体の記録層中の酸化物濃度を変化させることも可能である。例えば、ＣｏＰｔＣｒターゲット中に５〜２０ｍｏｌ％でＳｉＯ２やＭｇＯを混入したターゲットなどを用い得る。この方法では、酸化物濃度の調整が容易であり、形成された記録層中では、ＣｏＰｔＣｒ基合金磁性結晶粒の周りを酸化物であるＳｉＯ２やＭｇＯが取り囲む構造になる。 The recording layer of the CoPtCr-based alloy medium containing an oxide is formed by using a mixed gas of argon and oxygen as a sputtering gas, and by appropriately adjusting the mixture ratio, the desired oxide concentration in the recording layer is obtained. Can be introduced in a dispersed state. Further, it is also possible to change the oxide concentration in the recording layer of the CoPtCr-based alloy medium by adjusting the amount of oxide contained in the target by using argon as a sputtering gas. For example, a target in which SiO 2 or MgO is mixed at 5 to 20 mol% in a CoPtCr target can be used. In this method, the oxide concentration can be easily adjusted, and the formed recording layer has a structure in which the oxide SiO 2 or MgO surrounds the magnetic crystal grains of the CoPtCr-based alloy.
本発明の磁気記録媒体では、上記記録層の膜厚が、８〜２０ｎｍであることが好ましい。高分解能で情報記録するためには、記録層に印加される記録磁界の勾配が急峻である磁界部分で記録することが好ましい。記録層の膜厚が厚すぎると、記録磁界の勾配があまり急峻でない磁界部分でも記録することになり、分解能が低下する恐れがある。それゆえ、記録層はある程度薄い方が好ましく、具体的には２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、記録層の膜厚が薄すぎると、記録磁区が磁気的に不安定になり、媒体として必要な磁気特性が得られなくなるので、記録層は８ｎｍ以上であることが好ましい。 In the magnetic recording medium of the present invention, the thickness of the recording layer is preferably 8 to 20 nm. In order to record information at a high resolution, it is preferable to perform recording in a magnetic field portion where the gradient of the recording magnetic field applied to the recording layer is steep. If the thickness of the recording layer is too large, recording is performed even in a magnetic field portion where the gradient of the recording magnetic field is not so steep, and the resolution may be reduced. Therefore, it is preferable that the recording layer is thin to some extent, specifically, it is preferably 20 nm or less. On the other hand, if the thickness of the recording layer is too small, the recording magnetic domain becomes magnetically unstable and magnetic properties required as a medium cannot be obtained. Therefore, the recording layer is preferably 8 nm or more.
また、本発明の磁気記録媒体では、下地層の形成材料としてＣｏＣｒＲｕを主体とする合金を用いることが好ましい。ＣｏＣｒＲｕを主体とする合金で下地層を形成することにより、下地層上に形成される記録層の結晶性が一層向上し、その結果、より高い磁気特性を得ることができる。 In the magnetic recording medium of the present invention, it is preferable to use an alloy mainly composed of CoCrRu as a material for forming the underlayer. By forming the underlayer with an alloy mainly composed of CoCrRu, the crystallinity of the recording layer formed on the underlayer is further improved, and as a result, higher magnetic properties can be obtained.
本発明の磁気記録媒体では、軟磁性裏打ち層は、磁気ヘッドを用いて記録層に情報を記録再生する際に、磁気ヘッドから漏れ出した磁束を記録層に集束させる役割を持つ。軟磁性裏打ち層の形成材料としては、飽和磁化が大きく、保磁力が小さく、且つ、透磁率が高い軟磁性材料が好ましく、例えば、ＣｏＴａＺｒ膜などが好ましい。また、この軟磁性裏打ち層の膜厚は、５０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。 In the magnetic recording medium of the present invention, the soft magnetic underlayer has a role of converging the magnetic flux leaked from the magnetic head to the recording layer when recording and reproducing information on the recording layer using the magnetic head. As a material for forming the soft magnetic underlayer, a soft magnetic material having a large saturation magnetization, a small coercive force, and a high magnetic permeability is preferable. For example, a CoTaZr film is preferable. The thickness of the soft magnetic underlayer is preferably in the range of 50 to 500 nm.
本発明の第２の態様に従えば、磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に、軟磁性裏打ち層を形成する工程と、該軟磁性裏打ち層上に、下地層を形成する工程と、該下地層上に、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料を用いて記録層を形成する工程とを含み、該記録層を形成する工程で、酸化物含有率の異なる２つ以上の磁性層で該記録層を形成し、該記録層を構成する２つ以上の磁性層のうち、最も該下地層側に形成される磁性層の酸化物含有率が該記録層内で最も高くなるように該記録層を形成することを特徴とする製造方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising: forming a soft magnetic underlayer on a substrate; and forming an underlayer on the soft magnetic underlayer. Forming a recording layer on the underlayer by using an alloy magnetic material mainly composed of CoPtCr containing an oxide, wherein the recording layer has two oxides having different oxide contents. The recording layer is formed of the above magnetic layers, and among the two or more magnetic layers constituting the recording layer, the oxide content of the magnetic layer formed closest to the underlayer has the highest oxide content in the recording layer. There is provided a manufacturing method characterized by forming the recording layer so as to be higher.
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、上記記録層を形成する工程で、上記記録層を構成する２つ以上の磁性層を上記下地層側から上記酸化物含有率の高い順に積層することが好ましい。 In the method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention, in the step of forming the recording layer, two or more magnetic layers constituting the recording layer may be laminated in order from the underlayer side in the order of the oxide content. preferable.
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、上記記録層を形成する工程で、スパッタリング法により上記記録層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention, it is preferable that the recording layer is formed by a sputtering method in the step of forming the recording layer.
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、上記記録層を形成する工程で、同一組成のスパッタターゲットを用い、ＲＦスパッタリング法とＤＣスパッタリング法とを用いて、上記酸化物含有率の異なる２つ以上の磁性層を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention, in the step of forming the recording layer, two or more oxides having different oxide contents are used by using an RF sputtering method and a DC sputtering method using a sputtering target having the same composition. Is preferably formed.
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、上記記録層を形成する工程で、スパッタリング法により上記下地層上に第１記録層及び第２記録層の順に積層して上記記録層を形成し、その際に同一組成のスパッタターゲットを用いて、第１記録層をＲＦスパッタリング法で形成し、第２記録層をＤＣスパッタリング法で形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention, in the step of forming the recording layer, the first recording layer and the second recording layer are sequentially laminated on the underlayer by sputtering to form the recording layer. In this case, it is preferable that the first recording layer is formed by an RF sputtering method and the second recording layer is formed by a DC sputtering method using a sputtering target having the same composition.
本発明者らは、検証実験により、酸化物濃度の異なる複数の磁性層からなる記録層をスパッタリング法で形成する際、同一組成のスパッタターゲットを用いても、スパッタリング法を変えることにより、磁性層内の酸化物濃度を変化させることができることを見出した。具体的には、所定の組成を有するターゲットを用いて、ＲＦスパッタリング法で酸化物を含有する磁性層を形成した場合、磁性層内の酸化物濃度がターゲットと同じであったのに対し、同じ組成のターゲットを用いてＤＣスパッタリング法で磁性層を形成した場合には、磁性層内の酸化物濃度がターゲットの酸化物濃度よりも低下することを見出した。これは、ＤＣスパッタリング法を用いた場合には、ターゲット内の導電性の部分（金属部分）がＲＦスパッタリング法を用いた場合よりも優先的にスパッタリングされることによるものであると考えられる。 The present inventors have verified by a verification experiment that, when forming a recording layer composed of a plurality of magnetic layers having different oxide concentrations by a sputtering method, even if a sputtering target having the same composition is used, by changing the sputtering method, the magnetic layer is formed. It has been found that the oxide concentration in the inside can be changed. Specifically, when a magnetic layer containing an oxide is formed by an RF sputtering method using a target having a predetermined composition, the oxide concentration in the magnetic layer is the same as that of the target. It has been found that when a magnetic layer is formed by a DC sputtering method using a target having a composition, the oxide concentration in the magnetic layer is lower than the oxide concentration of the target. This is considered to be because the conductive portion (metal portion) in the target is preferentially sputtered when the DC sputtering method is used, as compared with the case where the RF sputtering method is used.
それゆえ、例えば、記録層を２つの磁性層（第１記録層及び第２記録層）で形成し、第１記録層を下地層側に形成した場合、第１記録層をＲＦスパッタリング法で形成し、第２記録層をＤＣスパッタリング法で形成することにより、第１記録層の酸化物濃度が第２記録層の酸化物濃度より高くなり、第１の態様で示した本発明の磁気記録媒体が得られる。このような製造方法を用いると、用意すべき酸化物濃度の異なるスパッタターゲットの数を減らすことが可能になる。 Therefore, for example, when the recording layer is formed of two magnetic layers (the first recording layer and the second recording layer) and the first recording layer is formed on the underlayer side, the first recording layer is formed by the RF sputtering method. By forming the second recording layer by the DC sputtering method, the oxide concentration of the first recording layer becomes higher than the oxide concentration of the second recording layer, and the magnetic recording medium of the present invention shown in the first embodiment is formed. Is obtained. By using such a manufacturing method, it is possible to reduce the number of sputter targets having different oxide concentrations to be prepared.
本発明の第３の態様に従えば、磁気記録媒体に情報を記録及び再生するための磁気記録装置であって、本発明の第１の態様に従う磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録する際に、該磁気記録媒体の記録層及び軟磁性裏打ち層と協同して磁気回路を形成する磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを該磁気記録媒体に対して相対的に駆動するための駆動装置とを備えた磁気記録装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording apparatus for recording and reproducing information on a magnetic recording medium, comprising: a magnetic recording medium according to the first aspect of the present invention; A magnetic head for forming a magnetic circuit in cooperation with a recording layer and a soft magnetic backing layer of the magnetic recording medium during recording, and a driving device for driving the magnetic head relative to the magnetic recording medium Are provided.
本発明の磁気記録媒体及びその製造方法によれば、下地層上に酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料で形成された記録層を形成し、さらに、記録層を酸化物含有量の異なる２つ以上の磁性層で形成し、且つ、下地層に近い層ほど酸化物濃度が高くなるように記録層を形成するので、上述のように高い静磁気特性で、且つ、低媒体ノイズの高密度記録可能な垂直磁気記録方式の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができる。 According to the magnetic recording medium and the method of manufacturing the same of the present invention, a recording layer made of an alloy magnetic material mainly containing CoPtCr containing an oxide is formed on an underlayer, and further, the recording layer is made to have an oxide content of And the recording layer is formed such that the layer closer to the underlayer has a higher oxide concentration, so that it has high magnetostatic characteristics and low medium noise as described above. And a method of manufacturing the same using a perpendicular magnetic recording system capable of high-density recording.
以下に、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, the magnetic recording medium, the method of manufacturing the same, and the magnetic recording apparatus of the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例１で作製した磁気ディスクの概略断面図を図１に示した。この例で作製した磁気ディスク１０は、図１に示すように、基板１上に、密着層２、軟磁性裏打ち層３、下地層４、第１記録層５ａ、第２記録層５ｂ及び保護層６を順次積層した構造を有する。この例では、記録層５を第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂの２層構造とした。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the magnetic disk manufactured in Example 1. As shown in FIG. 1, a
密着層２は、基板１とその上に積層された膜との剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層３は、情報記録の際に記録層に印加される磁場を集束するための層である。下地層４は、第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂの結晶配向性を向上させるための層である。第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂは、情報が磁化情報として記録される層であり、第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂの磁化方向は膜面に対して垂直方向である。すなわち、この例の磁気ディスクは垂直磁気記録方式の磁気ディスクである。保護層６は、基板１上に順次積層された層２〜５を保護するための層である。以下に、この例で作製した磁気ディスク１０の作製方法を説明する。
The
基板１には直径２．５インチ（６．５ｃｍ）の円板状のガラス基板を用いた。その基板１上に、密着層２としてＴｉ膜を、ＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットにはＴｉを用いた。密着層２の膜厚は５ｎｍとした。
As the
次いで、密着層２上に、軟磁性裏打ち層３としてＣｏＴａＺｒ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ８８Ｔａ１０Ｚｒ２（ａｔ％）とした。軟磁性裏打ち層３の膜厚は２００ｎｍとした。
Next, a CoTaZr film was formed as a soft
次に、軟磁性裏打ち層３上に、下地層４としてＣｏＣｒＲｕ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ５５Ｃｒ２５Ｒｕ２０（ａｔ％）とした。下地層４の膜厚は２０ｎｍとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a
さらに、下地層４上に、第１記録層５ａとしてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）とした。第１記録層５ａの膜厚は５ｎｍとした。
Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film was formed on the
次いで、第１記録層５ａ上に、第２記録層５ｂとしてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９５：５ｍｏｌ％）とした。第２記録層５ｂの膜厚は１０ｎｍとした。
Next, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film was formed as a
最後に、第２記録層５ｂ上に、保護層６としてアモルファスカーボン膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２０Ｐａ、投入電力３００Ｗとし、保護層６の膜厚は３ｎｍとした。
Finally, an amorphous carbon film was formed as a
［比較例１］
比較例１の磁気ディスクでは、第１記録層５ａを、Ｃｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９５：５ｍｏｌ％）の組成のターゲットを用いて形成し、第２記録層５ｂを、Ｃｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）の組成のターゲットを用いて形成した。第１記録層５ａの膜厚は１０ｎｍ、第２記録層５ｂの膜厚は５ｎｍとした。すなわち、比較例１の磁気ディスクでは、第１記録層５ａの酸化物濃度を第２記録層５ｂの酸化物濃度より小さくした。それ以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。
[Comparative Example 1]
In the magnetic disk of Comparative Example 1, the
［比較例２］
比較例２で作製した磁気ディスクの概略断面図を図２に示した。この例で作製した磁気ディスク２０は、図２に示すように、基板１上に、密着層２、軟磁性裏打ち層３、下地層４、記録層７及び保護層６を順次積層した構造を有する。すなわち、この例では、記録層を単層で形成した。以下に、この例の磁気ディスク２０の作製方法を説明する。
[Comparative Example 2]
FIG. 2 is a schematic sectional view of the magnetic disk manufactured in Comparative Example 2. As shown in FIG. 2, the
まず、基板１には直径２．５インチ（６．５ｃｍ）の円板状のガラス基板を用い、その基板１上に、密着層２としてＴｉ膜を、ＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットはＴｉとした。密着層２の膜厚は５ｎｍとした。
First, a disk-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used as the
次いで、密着層２上に、軟磁性裏打ち層３としてＣｏＴａＺｒ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ８８Ｔａ１０Ｚｒ２（ａｔ％）とした。軟磁性裏打ち層３の膜厚は２００ｎｍとした。
Next, a CoTaZr film was formed as a soft
次に、軟磁性裏打ち層３上に、下地層４としてＣｏＣｒＲｕ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ５５Ｃｒ２５Ｒｕ２０（ａｔ％）とした。下地層４の膜厚は１０ｎｍとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a
さらに、下地層４上に、記録層７としてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成は、実施例１で作製した磁気ディスク１０の第１記録層５ａと同様に、Ｃｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）とした。記録層７の膜厚は１５ｎｍとした。
Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film was formed as a
最後に、記録層７上に、保護層６としてアモルファスカーボン膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２０Ｐａ、投入電力３００Ｗとし、保護層６の膜厚は３ｎｍとした。
Finally, an amorphous carbon film was formed as a
［比較例３］
比較例３では、比較例２の記録層７を、Ｃｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９５：５ｍｏｌ％）の組成を有するターゲットを用いて形成した以外は比較例２と同様にして、磁気ディスクを作製した。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, except that the
［磁化特性］
上記実施例１及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクに対して、膜面垂直方向の磁化特性を測定した。各磁気ディスクから得られた磁化曲線を図３に示した。測定の結果、実施例１の磁気ディスクでは、保磁力が３．５ｋＯｅ、角型比が１、及び、逆磁区発生磁場が−０．７ｋＯｅとなり、後述するように、実施例１及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクの中では最も良好な静磁気録性が得られた。
[Magnetization characteristics]
The magnetization characteristics of the magnetic disks produced in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 in the direction perpendicular to the film surface were measured. FIG. 3 shows the magnetization curves obtained from the respective magnetic disks. As a result of the measurement, the magnetic disk of Example 1 had a coercive force of 3.5 kOe, a squareness ratio of 1, and a reverse magnetic domain generation magnetic field of -0.7 kOe. As described later, Example 1 and Comparative Example 1 Among the magnetic disks prepared in Nos. 1 to 3, the best magnetostatic recording properties were obtained.
比較例１の磁気ディスクでは、保磁力及び角型比の値は実施例１の磁気ディスクと同等の値が得られたが、磁化曲線の傾きα（保磁力近傍でのヒステリシスループの傾き）は、図３に示すように、比較例１の磁気ディスクの方（α＝２．５）が実施例１で作製した磁気ディスク（α＝２．２）より大きくなった。磁化曲線の傾きαは、記録層を形成する結晶粒間の磁気的相関に関連するパラメータであり、その値が１に近づく程結晶粒間の磁気的相関が低くなる。それゆえ、磁化曲線の傾きαの値が１に近づく程、記録層内の各結晶粒が個別に磁化反転するので、微小な磁区を形成することが可能になり、媒体のノイズを低減することができる。そのため、磁化曲線の傾きαはより小さい方が好ましい。 In the magnetic disk of Comparative Example 1, the values of the coercive force and the squareness ratio were equivalent to those of the magnetic disk of Example 1, but the gradient α of the magnetization curve (the gradient of the hysteresis loop near the coercive force) was As shown in FIG. 3, the magnetic disk of Comparative Example 1 (α = 2.5) was larger than the magnetic disk manufactured in Example 1 (α = 2.2). The gradient α of the magnetization curve is a parameter related to the magnetic correlation between the crystal grains forming the recording layer, and the closer the value is to 1, the lower the magnetic correlation between the crystal grains. Therefore, as the value of the gradient α of the magnetization curve approaches 1, the crystal grains in the recording layer are individually magnetized and inverted, so that it is possible to form minute magnetic domains and reduce noise of the medium. Can be. Therefore, the inclination α of the magnetization curve is preferably smaller.
比較例２の磁気ディスクでは、磁化曲線の傾きαは１．８となり、図３に示すように、上記実施例１及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクの中では、最も小さい値となったが、角型比が０．６となり、実施例１の磁気ディスクの角型比より小さくなった。 In the magnetic disk of Comparative Example 2, the gradient α of the magnetization curve was 1.8, which was the smallest value among the magnetic disks manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 as shown in FIG. However, the squareness ratio was 0.6, which was smaller than the squareness ratio of the magnetic disk of Example 1.
また、比較例３の磁気ディスクでは、角型比は１となり、また逆磁区発生磁場も−１．０ｋＯｅとなり良好な特性を示した。しかしながら、比較例３の磁気ディスクの磁化曲線の傾きαは４．０と非常に大きな値となる。これは、比較例３の磁気ディスクでは、単層で形成された記録層の酸化物濃度が低い（５ｍｏｌ％）ため、結晶粒間の磁気的な相互作用が強くなったためであると考えられる。 Further, in the magnetic disk of Comparative Example 3, the squareness ratio was 1, and the reverse magnetic domain generated magnetic field was -1.0 kOe, showing good characteristics. However, the inclination α of the magnetization curve of the magnetic disk of Comparative Example 3 is a very large value of 4.0. This is presumably because the magnetic disk of Comparative Example 3 had a low oxide concentration (5 mol%) in the recording layer formed of a single layer, so that the magnetic interaction between crystal grains became stronger.
以上の結果から明らかなように、実施例１で作製した磁気ディスクのように、記録層を酸化物濃度の異なる複数の磁性層（実施例１では第１記録層及び第２記録層）で構成した磁気ディスクの方が、記録層を単層で形成した磁気ディスクより、良好な磁気特性が得られることが分かった。さらに、実施例１と比較例１との比較から、下地層側の磁性層（第１記録層）の酸化物濃度を下地層側とは反対側に設けられた磁性層（第２記録層）の酸化物濃度より高くすることにより、より優れた静磁気特性が得られることが分かった。 As is apparent from the above results, the recording layer is composed of a plurality of magnetic layers having different oxide concentrations (the first recording layer and the second recording layer in Example 1), like the magnetic disk manufactured in Example 1. It was found that the magnetic disk obtained had better magnetic characteristics than the magnetic disk formed with a single recording layer. Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, the oxide concentration of the magnetic layer (first recording layer) on the underlayer side was changed to the magnetic layer (second recording layer) provided on the side opposite to the underlayer side. It has been found that higher magnetostatic properties can be obtained by making the oxide concentration higher than that of.
［記録再生特性］
次に、上記実施例１及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクの保護層上に１ｎｍの厚さの潤滑剤を塗布した後、それらの磁気ディスクを、それぞれ図４に示した磁気記録装置６０内に装着して記録再生特性を評価した。ただし、図４の例では、実施例１で作製した磁気ディスク１０を装着した場合の磁気記録装置６０の概略図を示した。なお、図４（ａ）は磁気記録装置６０の概略平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中の破線Ａ−Ａ’における磁気記録装置６０の概略断面図である。図４（ｂ）に示すように、磁気ディスク１０は回転駆動系のスピンドル５２に同軸上に取り付けられ、スピンドル５２により回転される。また、磁気記録装置６０には、磁気ディスク１０に対して相対的に磁気ヘッド５３を駆動するための駆動装置５４を備えている。
[Recording / reproduction characteristics]
Next, after a lubricant having a thickness of 1 nm was applied on the protective layer of the magnetic disks manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, the magnetic disks were respectively applied to the magnetic recording apparatus shown in FIG. The recording / reproducing characteristics were evaluated by mounting the device in the inside. However, the example of FIG. 4 shows a schematic diagram of the
図４に示した磁気記録装置６０で磁気ディスク１０に情報を記録する際には、２．１Ｔの高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を備えた薄膜磁気ヘッドを用い、情報を再生する際には、巨大磁気抵抗効果素子を有するスピンバルブ型磁気ヘッドを用いた。記録用の薄膜磁気ヘッド及び再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドは一体化されており、図４では磁気ヘッド５３として示した。この一体型磁気ヘッド５３の位置は磁気ヘッド用駆動系５４により制御される。磁気記録装置６０の磁気ヘッド面と磁気ディスク面との距離は５ｎｍに保った。
When information is recorded on the
なお、この磁気記録装置６０の磁気ヘッド５３で磁気ディスク１０に磁界を印加して情報を記録する際、磁気ディスク１０の第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂ内では膜面に対して垂直方向の磁化を与えられ、且つ、軟磁性裏打ち層３内では膜面方向の磁化を与えられる。それにより、第１記録層５ａ、第２記録層５ｂ及び軟磁性裏打ち層３と磁気ヘッド５３とが協同して磁気回路が構成されている。
When information is recorded by applying a magnetic field to the
上記実施例１及び比較例１〜３で作製した磁気ディスクを、それぞれ図４の磁気記録装置に装着して磁気ディスクの記録再生特性を測定した。ここでは、信号対雑音比の指標となるＳｌｆ／Ｎｄ比（ｄＢ）の線記録密度依存性を評価した。ただし、Ｓｌｆは線記録密度２０ｋＦＣＩの信号を記録した際の再生出力であり、Ｎｄは線記録密度０、２００、４００、６００及び８００ｋＦＣＩにおけるノイズレベルである。その結果を図５に示した。 The magnetic disks produced in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were each mounted on the magnetic recording device shown in FIG. 4, and the recording / reproducing characteristics of the magnetic disks were measured. Here, the linear recording density dependence of the Slf / Nd ratio (dB), which is an index of the signal-to-noise ratio, was evaluated. Here, Slf is a reproduction output when a signal having a linear recording density of 20 kFCI is recorded, and Nd is a noise level at linear recording densities of 0, 200, 400, 600 and 800 kFCI. The results are shown in FIG.
図５から明らかなように、ここで測定した線記録密度範囲では、実施例１の磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比が、比較例１〜３の磁気ディスクのいずれよりも大きくなった。また、実施例１の磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比は線記録密度の増加に伴い減少するが、その減少の割合は比較例１〜３の磁気ディスクよりも小さくなることが分かった。すなわち、ここで測定した線記録密度範囲では、実施例１の磁気ディスクが比較例１〜３の磁気ディスクに比べて優れた記録再生特性を示すことが分かった。 As is clear from FIG. 5, in the linear recording density range measured here, the Slf / Nd ratio of the magnetic disk of Example 1 was larger than any of the magnetic disks of Comparative Examples 1 to 3. Further, it was found that the Slf / Nd ratio of the magnetic disk of Example 1 decreased with an increase in the linear recording density, but the rate of the decrease was smaller than that of the magnetic disks of Comparative Examples 1 to 3. That is, in the linear recording density range measured here, it was found that the magnetic disk of Example 1 exhibited better recording and reproducing characteristics than the magnetic disks of Comparative Examples 1 to 3.
比較例１の磁気ディスクでは、図５から明らかなように、測定した線記録密度の範囲内では実施例１の磁気ディスクよりも若干Ｓｌｆ／Ｎｄ比が低くなることが分かった。また、図５の結果から、次世代の記録方式である垂直磁気記録方式で重要となる高記録密度領域（６００〜８００ｋＦＣＩ）では、実施例１のように記録層内の下地層側の磁性層（第１記録層）の酸化物濃度を、下地層側とは反対側の磁性層（第２記録層）の酸化物濃度より高くした磁気ディスクの方がより良好な記録再生特性を得られることが分かった。これは次のような原因によるものと考えられる。 As is clear from FIG. 5, the magnetic disk of Comparative Example 1 had a slightly lower Slf / Nd ratio than the magnetic disk of Example 1 within the range of the measured linear recording density. Also, from the results of FIG. 5, in the high recording density region (600 to 800 kFCI) which is important in the perpendicular magnetic recording system as the next-generation recording system, the magnetic layer on the underlayer side in the recording layer as in the first embodiment is used. A magnetic disk in which the oxide concentration of the (first recording layer) is higher than the oxide concentration of the magnetic layer (second recording layer) on the side opposite to the underlayer side can obtain better recording / reproducing characteristics. I understood. This is considered to be due to the following reasons.
図３の磁化曲線に示されているように、比較例１の磁気記録媒体の磁化曲線の傾きα（保磁力近傍でのヒステリシスループの傾き）は実施例１の磁気ディスクよりも大きくなる。この磁化曲線の傾きαの差は、比較例１の磁気ディスクの方が、実施例１の磁気ディスクよりも、記録層内の結晶粒間の磁気的な相互作用が強いことに起因しているものと考えられる。記録層内の結晶粒間の磁気的な相互作用が強くなると、磁化反転過程における磁化の回転が理想的でなくなるため、磁化曲線の傾きαが大きくなる。高線記録密度領域では、この記録層内の結晶粒間の磁気的な相互作用の強さの違いがノイズの差として現れ、比較例１の磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比が実施例１の磁気ディスクより低くなったものと考えられる。 As shown in the magnetization curve of FIG. 3, the gradient α of the magnetization curve (the gradient of the hysteresis loop near the coercive force) of the magnetic recording medium of Comparative Example 1 is larger than that of the magnetic disk of Example 1. This difference in the slope α of the magnetization curve is due to the fact that the magnetic disk of Comparative Example 1 has a stronger magnetic interaction between crystal grains in the recording layer than the magnetic disk of Example 1. It is considered. When the magnetic interaction between the crystal grains in the recording layer becomes strong, the rotation of the magnetization during the magnetization reversal process becomes less than ideal, and the inclination α of the magnetization curve becomes larger. In the high linear recording density region, the difference in the strength of the magnetic interaction between the crystal grains in the recording layer appears as a difference in noise, and the Slf / Nd ratio of the magnetic disk of Comparative Example 1 is lower than that of Example 1. Probably lower than the disc.
比較例２の磁気ディスクでは、上述の磁化特性の測定結果から明らかなように、実施例１の磁気ディスクより角型比が悪いため、低線記録密度領域（図５中の０〜２００ｋＦＣＩ）でＳｌｆ／Ｎｄ比が悪くなる。しかしながら、図５から明らかなように、線記録密度がある程度高くなると、一旦、Ｓｌｆ／Ｎｄ比が改善される特異な挙動を示した。これは、比較例２の磁気ディスクでは、磁化曲線の角型比が悪いので、低記録密度領域では記録層のビット内に逆磁区が発生してノイズが増大するが、線記録密度が高くなるに従って、ビット内に発生する逆磁区に起因するノイズも相対的に低減されるためであると考えられる。 As is clear from the above measurement results of the magnetization characteristics, the magnetic disk of Comparative Example 2 has a lower squareness ratio than the magnetic disk of Example 1, so that the magnetic disk in the low linear recording density region (0 to 200 kFCI in FIG. 5). The Slf / Nd ratio becomes worse. However, as is clear from FIG. 5, when the linear recording density was increased to some extent, a unique behavior was exhibited in which the Slf / Nd ratio was once improved. This is because, in the magnetic disk of Comparative Example 2, since the squareness ratio of the magnetization curve is poor, in the low recording density region, a reverse magnetic domain is generated in the bit of the recording layer and noise increases, but the linear recording density increases. Therefore, it is considered that noise caused by the reverse magnetic domain generated in the bit is relatively reduced.
また、比較例３の磁気ディスクでは、図５から明らかなように、線記録密度が約０ｋＦＣＩ付近の領域では、そのＳｌｆ／Ｎｄ比が実施例１の磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比に近くなり、良好なＳｌｆ／Ｎｄ比を得ることができる。しかしながら、図５から明らかなように、線記録密度が高くなるとともに、Ｓｌｆ／Ｎｄ比が急激に低下することが分かった。これは、比較例３の磁気ディスクでは、記録層が単層で形成され且つ酸化物濃度が低い（５ｍｏｌ％）ので、記録層内の結晶粒間の磁気的な相互作用が強く、磁化反転単位が実施例１の磁気ディスクも大きくなるため、線記録密度が高くなるとともにＳｌｆ／Ｎｄ比が急激に低下するものと考えられる。 Further, in the magnetic disk of Comparative Example 3, as is apparent from FIG. 5, in a region where the linear recording density is about 0 kFCI, the Slf / Nd ratio is close to the Slf / Nd ratio of the magnetic disk of Example 1, A good Slf / Nd ratio can be obtained. However, as is clear from FIG. 5, it was found that as the linear recording density increased, the Slf / Nd ratio sharply decreased. This is because, in the magnetic disk of Comparative Example 3, since the recording layer was formed as a single layer and the oxide concentration was low (5 mol%), the magnetic interaction between crystal grains in the recording layer was strong and the magnetization reversal unit was large. However, since the magnetic disk of Example 1 also becomes large, it is considered that the linear recording density increases and the Slf / Nd ratio sharply decreases.
実施例２で作製した磁気ディスクでは、第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂをスパッタリングにより形成する際に同一組成のターゲットとして用い、第１記録層５ａは、ＲＦスパッタリング法により形成し、第２記録層５ｂは、ＤＣスパッタリング法により形成した。ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）である。第１記録層５ａのスパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗで、膜厚は５ｎｍとした。一方、第２記録層５ｂのスパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力２５０Ｗで、膜厚は１０ｎｍとした。それ以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。
In the magnetic disk manufactured in Example 2, the
この例で作製した磁気ディスクの第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂの酸化物濃度をオージェ電子分光分析で測定した。その結果を表１に示す。
The oxide concentration of the
表１から明らかなように、ＲＦスパッタリング法で形成した第１記録層５ａの酸化物濃度がターゲットの酸化物濃度と同じ値であったのに対し、ＤＣスパッタリング法で形成した第２記録層５ｂの酸化物濃度はターゲットの酸化物濃度よりも低くなることが分かった。これは、ＤＣスパッタリング法を用いた場合には、ターゲット内の導電性の部分（金属部分）がＲＦスパッタリング法を用いた場合よりも優先的にスパッタリングされることによるものであると考えられる。表１の結果から、第１記録層５ａ及び第２記録層５ｂをスパッタリングにより形成する際、同一組成のターゲットを用いても、スパッタリング法を変えることにより各記録層に含有される酸化物濃度を変えることができることが分かった。なお、ＤＣスパッタリング法で形成する第２記録層５ｂの酸化物濃度は、成膜時の投入電力を変化させることにより適宜調整できる。それゆえ、実施例２の磁気ディスクの製造方法では、記録層を形成する際に酸化物濃度の異なる複数のスパッタターゲットを用意する必要がなくなる。
As is clear from Table 1, the oxide concentration of the
この例で作製した磁気ディスクに対しても、実施例１と同様に、保護層上に１ｎｍの厚さの潤滑剤を塗布した後、磁気ディスクを、図４に示した磁気記録装置６０内に装着して記録再生特性を評価した。ここでは、実施例１と同様にＳｌｆ／Ｎｄ比の線記録密度依存性を測定した。その結果を図６に示した。なお、図６には、比較のため実施例１の結果も記載した。図６から明らかなように、この例で作製した磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比の線記録密度依存性は、ほぼ実施例１の測定結果と同じ記録再生特性が得られることが分かった。
Similarly to the first embodiment, a lubricant having a thickness of 1 nm is applied to the protective layer on the magnetic disk manufactured in this example, and then the magnetic disk is placed in the
実施例３で作製した磁気ディスクの概略断面図を図７に示した。この例で作製した磁気ディスク３０は、図７に示すように、基板１上に、密着層２、軟磁性裏打ち層３、下地層４、第１記録層５ａ、第２記録層５ｂ、第３記録層５ｃ及び保護層６を順次積層した構造を有する。すなわち、この例では記録層５を３層構造とした。以下に、この例で作製した磁気ディスク３０の作製方法を説明する。
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the magnetic disk manufactured in Example 3. As shown in FIG. 7, the
まず、基板１には直径２．５インチ（６．５ｃｍ）の円板状のガラス基板を用い、その基板１上に、密着層２としてＴｉ膜を、ＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットはＴｉとした。密着層２の膜厚は５ｎｍとした。
First, a disk-shaped glass substrate having a diameter of 2.5 inches (6.5 cm) was used as the
次いで、密着層２上に、軟磁性裏打ち層３としてＣｏＴａＺｒ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ８８Ｔａ１０Ｚｒ２（ａｔ％）とした。軟磁性裏打ち層３の膜厚は２００ｎｍとした。
Next, a CoTaZr film was formed as a soft
次に、軟磁性裏打ち層３上に、下地層４としてＣｏＣｒＲｕ膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２８Ｐａ、投入電力５００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ５５Ｃｒ２５Ｒｕ２０（ａｔ％）とした。下地層４の膜厚は１０ｎｍとした。
Next, a CoCrRu film was formed as a
さらに、下地層４上に、第１記録層５ａとしてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝８８：１２ｍｏｌ％）とした。第１記録層５ａの膜厚は５ｎｍとした。
Further, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film was formed on the
次に、第１記録層５ａ上に、第２記録層５ｂとしてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９２：８ｍｏｌ％）とした。第２記録層５ｂの膜厚は５ｎｍとした。
Next, a CoPtCr—SiO 2 alloy magnetic film was formed as the
次いで、第２記録層５ｂ上に、第３記録層５ｃとしてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＳｉＯ２（ＣｏＰｔＣｒ：ＳｉＯ２＝９５：５ｍｏｌ％）とした。第３記録層５ｃの膜厚は５ｎｍとした。
Next, on the
最後に、第３記録層５ｃ上に、保護層６としてアモルファスカーボン膜をＤＣスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧０．２０Ｐａ、投入電力３００Ｗとし、保護層６の膜厚は３ｎｍとした。
Finally, an amorphous carbon film was formed as a
この例で作製した磁気ディスクに対しても、実施例１と同様に、保護層上に１ｎｍの厚さの潤滑剤を塗布した後、磁気ディスクを、図４に示した磁気記録装置６０内に装着して記録再生特性を評価した。ここでは、実施例１と同様にＳｌｆ／Ｎｄ比の線記録密度依存性を測定した。その結果を図８に示した。なお、図８には、比較のため実施例１の結果も記載した。
Similarly to the first embodiment, a lubricant having a thickness of 1 nm is applied to the protective layer on the magnetic disk manufactured in this example, and then the magnetic disk is placed in the
図８から明らかなように、この例で作製した磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比の線記録密度依存性は、測定した線記録密度範囲では、実施例１の測定結果より若干向上することが分かった。すなわち、この例で作製した磁気ディスクのように、記録層を３層構造にし、且つ、下地層側から順に酸化物濃度が高くなるように各層を形成することにより、実施例１に示したような２層構造の記録層を有する磁気ディスクより記録再生特性が若干向上することが分かった。この結果から、記録層を３層よりさらに多層化して、且つ、下地層側から順に酸化物濃度が高くなるように各層を形成することにより一層記録再生特性が向上することが予測される。 As is clear from FIG. 8, the linear recording density dependency of the Slf / Nd ratio of the magnetic disk manufactured in this example is slightly improved in the measured linear recording density range as compared with the measurement result of Example 1. . That is, as in the magnetic disk manufactured in this example, the recording layer has a three-layer structure, and each layer is formed so that the oxide concentration increases in order from the underlayer side, as shown in Example 1. It was found that the recording / reproducing characteristics were slightly improved as compared with a magnetic disk having a recording layer having a two-layer structure. From these results, it is expected that the recording / reproducing characteristics will be further improved by forming the recording layer to be more multilayered than the three layers and forming each layer so that the oxide concentration becomes higher in order from the underlayer side.
実施例４では、記録層に添加する酸化物として、ＳｉＯ２の代わりにＭｇＯを用いた。それ以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。それゆえ、この例で作製した磁気ディスクの構造は図１に示した構造と同じである。この例で作製した磁気ディスクの第１記録層及び第２記録層の形成方法は以下の通りである。 In Example 4, MgO was used instead of SiO 2 as an oxide added to the recording layer. Otherwise, a magnetic disk was manufactured in the same manner as in Example 1. Therefore, the structure of the magnetic disk manufactured in this example is the same as the structure shown in FIG. The method for forming the first recording layer and the second recording layer of the magnetic disk manufactured in this example is as follows.
下地層４上に、第１記録層５ａとしてＣｏＰｔＣｒ−ＭｇＯ合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＭｇＯ（ＣｏＰｔＣｒ：ＭｇＯ＝８８：１２ｍｏｌ％）とした。第１記録層５ａの膜厚は５ｎｍとした。
On the
次いで、第１記録層５ａ上に、第２記録層５ｂとしてＣｏＰｔＣｒ−ＭｇＯ合金磁性膜をＲＦスパッタリングにより形成した。スパッタリング条件は、ガス圧４．２Ｐａ、投入電力４００Ｗとし、ターゲットの組成はＣｏ７０Ｐｔ２０Ｃｒ１０（ａｔ％）−ＭｇＯ（ＣｏＰｔＣｒ：ＭｇＯ＝９５：５ｍｏｌ％）とした。第２記録層５ｂの膜厚は１０ｎｍとした。
Next, a CoPtCr-MgO alloy magnetic film was formed as a
この例で作製した磁気ディスクに対しても、実施例１と同様に、保護層上に１ｎｍの厚さの潤滑剤を塗布した後、磁気ディスクを、図４に示した磁気記録装置６０内に装着して記録再生特性を評価した。ここでは、実施例１と同様にＳｌｆ／Ｎｄ比の線記録密度依存性を測定した。その結果を表２に示した。なお、表２には、比較のため実施例１と、記録層が単層構造である比較例２及び３の結果も記載した。
Similarly to the first embodiment, a lubricant having a thickness of 1 nm is applied to the protective layer on the magnetic disk manufactured in this example, and then the magnetic disk is placed in the
表２から明らかなように、実施例４で作製した磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比は、測定した線記録密度範囲では、記録層を単層で形成した比較例２及び３の磁気ディスクより一層向上することが分かった。また、実施例４で作製した磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比は、低線記録密度で、ほぼ実施例１と同様の値が得られた。しかし、線記録密度が高くなるに従い、実施例４の磁気ディスクのＳｌｆ／Ｎｄ比は、実施例１の磁気ディスクの値より若干低下することが分かった。これは、以下の原因によるものと考えられる。 As is apparent from Table 2, the Slf / Nd ratio of the magnetic disk manufactured in Example 4 was further improved in the measured linear recording density range as compared with the magnetic disks of Comparative Examples 2 and 3 having a single recording layer. I found out. Further, the Slf / Nd ratio of the magnetic disk manufactured in Example 4 was almost the same as that of Example 1 at a low linear recording density. However, it was found that the Slf / Nd ratio of the magnetic disk of Example 4 was slightly lower than that of the magnetic disk of Example 1 as the linear recording density was increased. This is considered to be due to the following reasons.
実施例４及び実施例１の磁気ディスクの違いを調べるために、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて記録層の平面像を観察した。その結果、実施例１の記録層における平均結晶粒径が７ｎｍであるのに対し、実施例４の記録層では平均結晶粒径が８．５ｎｍとなり若干大きくなることが分かった。この粒径の差が、高密度記録時のビット遷移領域におけるノイズの差として現れ、実施例４の磁気ディスクの高記録密度領域の記録再生特性が、実施例１の磁気ディスクより若干劣化したものと考えられる。この結果から、記録層に含有する酸化物としては、ＭｇＯよりＳｉＯ２を用いた方が、結晶粒径がより微小になり、より好適であることが分かった。 In order to examine the difference between the magnetic disks of Example 4 and Example 1, a planar image of the recording layer was observed using a transmission electron microscope (TEM). As a result, it was found that the average crystal grain size of the recording layer of Example 1 was 7 nm, whereas the average crystal grain size of the recording layer of Example 4 was 8.5 nm, which was slightly larger. This difference in particle size appears as a difference in noise in the bit transition region during high-density recording, and the recording / reproducing characteristics of the magnetic disk of the fourth embodiment in the high recording density region are slightly deteriorated compared to the magnetic disk of the first embodiment. it is conceivable that. From this result, it was found that the use of SiO 2 rather than MgO as the oxide contained in the recording layer made the crystal grain size smaller and was more suitable.
上記実施例１〜４では、磁気ディスクの記録層として酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ合金磁性膜を用いて形成した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒ合金磁性膜は結晶質であって、結晶粒内にＣｏを主成分とする合金で形成され、結晶粒間に酸化物を含む構造であれば良く、結晶質であるＣｏ合金においては、六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）をとる限りにおいて、Ｃｒ及びＰｔ以外に、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐｄ、Ｖ、Ｍｇ、Ｇｄ等の元素、またはそれらの組み合わせを含んでいても良い。 In the first to fourth embodiments, the example in which the recording layer of the magnetic disk is formed using the CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide has been described, but the present invention is not limited to this. The CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide is crystalline, may be formed of an alloy containing Co as a main component in crystal grains, and may have a structure including an oxide between crystal grains. In the alloy, other than Cr and Pt, elements such as Ta, Nb, Ti, Si, B, Pd, V, Mg, and Gd, or a combination thereof, as long as the alloy has a hexagonal close-packed structure (hcp structure). May be included.
上記実施例１〜４では、磁気ディスクの基板材料としてガラスを用いた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。基板材料は用途等により適宜に変更可能であり、例えば、アルミニウム、ポリカーボネードなどのプラスチック、あるいは、樹脂等を用いても良い。 In the first to fourth embodiments, an example in which glass is used as the substrate material of the magnetic disk has been described, but the present invention is not limited to this. The substrate material can be appropriately changed depending on the application and the like, and for example, a plastic such as aluminum or polycarbonate, a resin, or the like may be used.
上記実施例１〜４では、磁気ディスクの軟磁性裏打ち層としてＣｏＴａＺｒ膜を設けた例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。軟磁性裏打ち層としては、ＣｏＴａＺｒ膜が最も好適であるが、それ以外としては、例えば、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣ、ＣｏＢ、ＣｏＴａＮｂ、ＮｉＦｅ、あるいは、それらの軟磁性膜とＣ膜の積層膜であっても良い。 In the first to fourth embodiments, an example in which a CoTaZr film is provided as a soft magnetic backing layer of a magnetic disk has been described, but the present invention is not limited to this. As the soft magnetic underlayer, a CoTaZr film is most preferable, but other than that, for example, FeTaC, FeTaN, FeAlSi, FeC, CoB, CoTaNb, NiFe, or a laminated film of the soft magnetic film and the C film It may be.
上記実施例１〜４では、記録層として酸化物を含有したＣｏＰｔＣｒ合金磁性膜を形成する際、ＣｏＰｔＣｒ合金に酸化物を混入したターゲットを用いることにより、記録層中の酸化物濃度を調整した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。酸化物を含まないターゲットに対して酸化物とアルゴンの混合ガスを用いてスパッタを行い記録層中の酸化物濃度を調整しても良いし、また、スパッタガスとして酸化物とアルゴンの混合ガスを用い、さらに、ＣｏＰｔＣｒ合金に酸素を混入したターゲットを用いてスパッタすることにより記録層中の酸化物濃度を調整しても良い。なお、酸化物濃度の調整の容易さの点では、ＣｏＰｔＣｒ合金に酸化物を混入したターゲットを用いて記録層中の酸化物濃度を調整する方法が最も望ましい。 In Examples 1 to 4 above, when forming a CoPtCr alloy magnetic film containing an oxide as a recording layer, the oxide concentration in the recording layer was adjusted by using a target in which an oxide was mixed into a CoPtCr alloy. However, the present invention is not limited to this. A target containing no oxide may be sputtered using a mixed gas of oxide and argon to adjust the oxide concentration in the recording layer, or a mixed gas of oxide and argon may be used as a sputter gas. Alternatively, the oxide concentration in the recording layer may be adjusted by sputtering using a target in which oxygen is mixed in a CoPtCr alloy. From the viewpoint of easy adjustment of the oxide concentration, a method of adjusting the oxide concentration in the recording layer using a target in which an oxide is mixed in a CoPtCr alloy is most desirable.
上記実施例１〜４では、記録層を形成する複数の磁性層において、複数の磁性層を下地層側から酸化物濃度の高い順に積層した例を説明したが、本発明はこれに限定されない。記録層を構成する複数の磁性層のうち、最も下地層側に設けられた磁性層（最下層）の酸化物濃度が、記録層内で最も高ければ良く、それ以外の磁性層間の酸化物濃度の大小関係は任意に設定し得る。例えば、実施例３に示したように（図７参照）、記録層が３層の磁性層（第１、２及び３記録層）から形成される場合に、第１、第２及び第３記録層の酸化物濃度をＡ１、Ａ２及びＡ３とすれば、Ａ２＜Ａ３＜Ａ１の関係が成立するように磁気ディスクを作製しても良く、同様の効果が得られる。 In the first to fourth embodiments, among the plurality of magnetic layers forming the recording layer, an example was described in which a plurality of magnetic layers were stacked in ascending order of oxide concentration from the underlayer side, but the present invention is not limited to this. Of the plurality of magnetic layers constituting the recording layer, the oxide concentration of the magnetic layer (lowest layer) provided closest to the underlayer should be the highest in the recording layer, and the oxide concentration of the other magnetic layers should be the highest. Can be set arbitrarily. For example, as shown in Example 3 (see FIG. 7), when the recording layer is formed of three magnetic layers (first, second, and third recording layers), the first, second, and third recording layers are formed. If the oxide concentrations of the layers are A1, A2, and A3, a magnetic disk may be manufactured so that the relationship of A2 <A3 <A1 is satisfied, and the same effect is obtained.
上記実施例１〜４では、基板上に下地層及び記録層を積層した磁気ディスクについて説明したが、本発明はこれに限定されない。下地層自体に記録層を支持する機能を有する場合には、基板を備えなくても良い場合がある。 In the first to fourth embodiments, the magnetic disk in which the base layer and the recording layer are stacked on the substrate has been described, but the present invention is not limited to this. When the underlayer itself has a function of supporting the recording layer, it may not be necessary to provide the substrate.
本発明の磁気記録媒体及びその製造方法によれば、下地層上に酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料で形成された記録層を形成し、さらに、記録層を酸化物濃度の異なる２つ以上の磁性層で形成し、且つ、下地層に近い層ほど酸化物濃度が高くなるように記録層を形成するので、高い静磁気特性で、且つ、低媒体ノイズの高密度記録可能な垂直磁気記録方式の磁気記録媒体を提供することができる。それゆえ、本発明の磁気記録媒体及びそれを備えた磁気記録装置は、次世代のより高記録密度の磁気記録媒体及び磁気記録装置として好適である。 According to the magnetic recording medium and the method of manufacturing the same of the present invention, a recording layer made of an alloy magnetic material mainly containing CoPtCr containing an oxide is formed on an underlayer, and the recording layer is further formed with an oxide concentration of Since the recording layer is formed of two or more different magnetic layers, and the oxide layer becomes higher as the layer is closer to the underlayer, the recording density is high with high magnetostatic characteristics and low medium noise. A perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium can be provided. Therefore, the magnetic recording medium of the present invention and the magnetic recording apparatus provided with the same are suitable as a next-generation higher-density magnetic recording medium and magnetic recording apparatus.
１ 基板
２ 密着層
３ 軟磁性裏打ち層
４ 下地層
５ 記録層
５ａ 第１記録層
５ｂ 第２記録層
５ｃ 第３記録層
６ 保護層
１０，３０ 磁気ディスク
６０ 磁気記録装置
５２ スピンドル
５３ 磁気ヘッド
５４ 磁気ヘッド駆動系
DESCRIPTION OF
Claims (13)
非磁性材料で形成された基板と、
軟磁性材料で形成され、該基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
該軟磁性裏打ち層上に形成された下地層と、
酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料で形成され、該下地層上に形成された記録層とを備え、
該記録層が、酸化物含有率の異なる２つ以上の磁性層から形成されており、該記録層を構成する２つ以上の磁性層のうち、最も該下地層側に設けられた磁性層の該酸化物含有率が該記録層内で最も高いことを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium of a perpendicular magnetic recording system,
A substrate formed of a non-magnetic material,
A soft magnetic backing layer formed of a soft magnetic material and formed on the substrate;
An underlayer formed on the soft magnetic underlayer,
A recording layer formed on the underlayer and made of an alloy magnetic material mainly composed of CoPtCr containing an oxide,
The recording layer is formed of two or more magnetic layers having different oxide contents, and of the two or more magnetic layers constituting the recording layer, a magnetic layer provided closest to the underlayer side. A magnetic recording medium having the highest oxide content in the recording layer.
５ｍｏｌ％≦Ａ２＜１２ｍｏｌ％≦Ａ１≦２０ｍｏｌ％
の関係が成立することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。 The recording layer is formed from a first recording layer and a second recording layer, and the first recording layer is disposed on the underlayer side, and the oxide content A1 in the first recording layer and the second recording layer Between the oxide content A2 of
5 mol% ≦ A2 <12 mol% ≦ A1 ≦ 20 mol%
The magnetic recording medium according to claim 4, wherein the following relationship is established.
基板上に、軟磁性裏打ち層を形成する工程と、
該軟磁性裏打ち層上に、下地層を形成する工程と、
該下地層上に、酸化物を含有するＣｏＰｔＣｒを主体とする合金磁性材料を用いて記録層を形成する工程とを含み、
該記録層を形成する工程で、酸化物含有率の異なる２つ以上の磁性層で該記録層を形成し、該記録層を構成する２つ以上の磁性層のうち、最も該下地層側に形成される磁性層の酸化物含有率が該記録層内で最も高くなるように該記録層を形成することを特徴とする製造方法。 A method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising:
Forming a soft magnetic underlayer on the substrate;
Forming an underlayer on the soft magnetic backing layer;
Forming a recording layer on the underlayer using an alloy magnetic material mainly containing CoPtCr containing an oxide,
In the step of forming the recording layer, the recording layer is formed of two or more magnetic layers having different oxide contents, and the two or more magnetic layers that constitute the recording layer are closest to the underlayer. A manufacturing method, wherein the recording layer is formed such that the oxide content of the formed magnetic layer is highest in the recording layer.
A magnetic recording apparatus for recording and reproducing information on and from a magnetic recording medium, comprising: a magnetic recording medium according to claim 1; and a recording layer of the magnetic recording medium when recording information on the magnetic recording medium. A magnetic recording device comprising: a magnetic head that forms a magnetic circuit in cooperation with a soft magnetic underlayer; and a driving device that drives the magnetic head relative to the magnetic recording medium.
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