JP2005353273A - Magnetic recording medium, its manufacturing method, and magnetic storage apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記憶装置に係り、特に高密度水平記録に適した磁気記録媒体、そのような磁気記録媒体の製造方法、及びそのような磁気記録媒体を有する磁気記憶装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium, a manufacturing method thereof, and a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic recording medium suitable for high density horizontal recording, a manufacturing method of such a magnetic recording medium, and a magnetic having such a magnetic recording medium. The present invention relates to a storage device.
磁気記録媒体の容量を増加する要求に伴い、薄膜磁気記録層(以下、単に磁性薄膜と言う)の成長及び磁気特性を適切に制御することで、ディスク形状の薄膜磁気記録媒体(以下、単に薄膜磁気ディスクと言う)等の薄膜磁気記録媒体の開発がなされた。薄膜磁気ディスクは、好ましくは2000Oe〜5000Oeの範囲の、高くて制御可能な保磁力を有するべきであり、0.8以上の高い残留磁化比を有するべきである。磁性薄膜には、一般的にはCoPtCr,CoCrPtB,CoCrPtTaB等のCo系合金が使用される。磁性薄膜は、NiPがコーティングされたAl、AlMg、ガラス等の非磁性基板上に成長される。高いスティクション及び摩擦の問題を克服するために、基板の表面は磁性薄膜の成長に先立って、一般的な機械的研磨技術であるテキスチャリングにより加工される。コーティングされた基板の機械的テキスチャリングは、媒体信号対雑音比(SNR)を向上することが知られている。 With the demand for increasing the capacity of magnetic recording media, the growth and magnetic properties of thin-film magnetic recording layers (hereinafter simply referred to as magnetic thin films) are appropriately controlled, so that disk-shaped thin-film magnetic recording media (hereinafter simply referred to as thin-film magnetic recording media). Thin-film magnetic recording media such as magnetic disks) have been developed. The thin film magnetic disk should have a high and controllable coercivity, preferably in the range of 2000 Oe to 5000 Oe, and should have a high remanent magnetization ratio of 0.8 or higher. Generally, a Co-based alloy such as CoPtCr, CoCrPtB, or CoCrPtTaB is used for the magnetic thin film. The magnetic thin film is grown on a nonmagnetic substrate such as Al, AlMg, or glass coated with NiP. In order to overcome the problems of high stiction and friction, the surface of the substrate is processed by texturing, a common mechanical polishing technique, prior to the growth of the magnetic thin film. Mechanical texturing of the coated substrate is known to improve the media signal to noise ratio (SNR).
Co系磁性薄膜中のCoの磁化容易軸(以下、単に容易軸と言う)の配向は、テキスチャリングと磁性薄膜の下に設けられる下地層の適切な選定によって得られる重要な特性である。機械的テキスチャリングは、薄膜磁気ディスクの場合には半径方向の保磁力の円周方向の保磁力に対する比である、磁性薄膜の配向比を誘起する。しかし、配向比の起源は従来明確でなく、明確な説明もなされていなかった。通常、Co系磁性薄膜中のCoの容易軸の面内配向性を良くする下地層構造は、異なる条件で成長されたCr下地層に基づいている。超高密度記録用に媒体SNRを向上するためには、Co系磁性薄膜中のCoの結晶c軸を、薄膜磁気ディスクの場合には好ましくは円周方向に沿って成長させる必要がある。 The orientation of the easy magnetization axis (hereinafter simply referred to as the easy axis) of Co in the Co-based magnetic thin film is an important characteristic obtained by texturing and appropriate selection of the underlayer provided under the magnetic thin film. Mechanical texturing induces a magnetic thin film orientation ratio, which is the ratio of radial coercivity to circumferential coercivity in the case of thin film magnetic disks. However, the origin of the orientation ratio has not been clear so far and has not been clearly explained. Usually, the underlayer structure that improves the in-plane orientation of the easy axis of Co in the Co-based magnetic thin film is based on Cr underlayers grown under different conditions. In order to improve the medium SNR for ultra-high density recording, it is necessary to grow the Co crystal c-axis in the Co-based magnetic thin film preferably along the circumferential direction in the case of a thin-film magnetic disk.
Cr下地層のCr(002)テキスチャは、Co系磁性薄膜のCo(1120)面の優先成長のためには不可欠である。この優先成長は、Cr(002)面とCo(1120)面の格子整合が非常に良く、格子の長さ方向上及び幅方向上の格子不整合は夫々0.5%及び5%しかないので、通常は実現できる。又、Co(1120)面の成長は、水平記録に必要不可欠な磁化の面内配向をもたらす。Cr下地層がCr(002)テキスチャで成長されると、Cr下地層中の個々の粒子のCr(002)面は、面内方向において不規則である。つまり、Cr<110>は、面内において不規則である。これは、基板に機械的テキスチャリングがなされない場合も同様であり、機械的テキスチャリングを行った後も同様であると考えられる。従って、磁性薄膜の配向比の起源は、明確ではなかった。 The Cr (002) texture of the Cr underlayer is indispensable for the preferential growth of the Co (1120) surface of the Co-based magnetic thin film. In this preferential growth, the lattice matching between the Cr (002) plane and the Co (1120) plane is very good, and the lattice mismatch in the length direction and width direction of the lattice is only 0.5% and 5%, respectively. Usually, it can be realized. Further, the growth of the Co (1120) plane brings about an in-plane orientation of magnetization essential for horizontal recording. When the Cr underlayer is grown with Cr (002) texture, the Cr (002) planes of the individual particles in the Cr underlayer are irregular in the in-plane direction. That is, Cr <110> is irregular in the plane. This is the same even when the substrate is not mechanically textured, and is considered to be the same after the mechanical texturing is performed. Therefore, the origin of the orientation ratio of the magnetic thin film was not clear.
より良い結晶c軸の配向及び配向比を得るためには、薄膜磁気ディスクの場合、Cr<110>の優先成長を円周方向とすることが必要条件である。円周方向にCr<002>等の他の配向が存在すると、Co結晶c軸の円周方向、即ち、機械的テキスチャリングの方向に沿った優先エピタキシャル成長は不可能である。 In order to obtain a better crystal c-axis orientation and orientation ratio, in the case of a thin film magnetic disk, it is a necessary condition that the preferential growth of Cr <110> is in the circumferential direction. When other orientations such as Cr <002> exist in the circumferential direction, preferential epitaxial growth along the circumferential direction of the Co crystal c-axis, that is, the direction of mechanical texturing is impossible.
本発明は、上記の問題を除去した新規、且つ、有用な磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記憶装置を提供することを概括的目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is a general object of the present invention to provide a novel and useful magnetic recording medium, a method for manufacturing the same, and a magnetic storage device that eliminate the above problems.
本発明のより具体的目的は、磁性層の下に設けられた下地層のCr<110>がトラック方向に沿って優先成長する磁気記録媒体、そのような磁気記録媒体の製造方法、及びそのような磁気記録媒体を有する磁気記憶装置を提供することにある。本発明になる磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記憶装置によれば、配向比及び媒体SNRを向上させることができ、高密度記録を実現することができる。 A more specific object of the present invention is to provide a magnetic recording medium in which Cr <110> of the underlayer provided below the magnetic layer is preferentially grown along the track direction, a method for manufacturing such a magnetic recording medium, and such Another object of the present invention is to provide a magnetic storage device having a magnetic recording medium. According to the magnetic recording medium, the manufacturing method thereof, and the magnetic storage device according to the present invention, the orientation ratio and the medium SNR can be improved, and high-density recording can be realized.
上記の課題は、所定方向にテキスチャリングを施されたテキスチャ面と、該テキスチャ面は、2つの互いに隣接するテキスチャ線間の距離λが5<λ30nmなる関係を満足すると共に、該テキスチャ面と斜めのテキスチャ面とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足し、該テキスチャ面上にスパッタリングにより設けられ、膜厚が約1nm以上で約40nm以下であり、前記所定方向に対する角度が0度又は90度近傍でCrの<110>を有する粒子の数が、前記所定方向に対する角度が45度近傍でCrの<110>を有する粒子の数の2倍以上となるようにCr<110>が該所定方向に沿って優先成長しているCr系下地層と、該下地層上にスパッタリングにより設けられ、Co(1120)面が該所定方向に沿って優先成長してなり、配向比が2以上のCo系磁性層とを備えた磁気記録媒体により達成できる。 The above-described problem is that the textured surface textured in a predetermined direction and the textured surface satisfy the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines is 5 <λ30 nm, and is oblique to the textured surface. Satisfying the relationship that the angle φ formed with the texture surface of 0.5 <φ <7 degrees is formed by sputtering on the texture surface, the film thickness is about 1 nm to about 40 nm, and the predetermined direction So that the number of particles having <110> of Cr when the angle with respect to 0 is near 90 degrees is more than twice the number of particles having <110> of Cr when the angle to the predetermined direction is around 45 degrees. Cr <110> is preferentially grown along the predetermined direction, and a Cr-based underlayer is provided on the underlayer by sputtering, and a Co (1120) surface is dominant along the predetermined direction. It will grow, orientation ratio can be achieved by a magnetic recording medium having a two or more Co-based magnetic layer.
上記の課題は、上記の如き磁気記録媒体を少なくとも1つ備えた磁気記憶装置によっても達成できる。 The above problem can also be achieved by a magnetic storage device including at least one magnetic recording medium as described above.
上記の課題は、所定方向にテキスチャリングされたテキスチャ面を形成するステップ(a)と、約50%以上のCr<110>が該所定方向に配向されるようにCr<110>の該所定方向に沿った優先成長を行って該テキスチャ面上にCr系下地層を形成するステップ(b)と、Co(1120)面の該所定方向に沿った優先成長を行って該下地層上にCo系磁性層を形成するステップ(c)とを含む磁気記録媒体の製造方法によっても達成できる。 The above-described problems include the step (a) of forming a textured surface textured in a predetermined direction, and the predetermined direction of Cr <110> such that about 50% or more of Cr <110> is oriented in the predetermined direction. A step (b) of forming a Cr-based underlayer on the texture surface by performing preferential growth along the texture, and performing a preferential growth along the predetermined direction on the Co (1120) surface to form a Co-based material on the underlayer. It can also be achieved by a method of manufacturing a magnetic recording medium including the step (c) of forming a magnetic layer.
本発明の更に他の目的及び特長は、以下図面と共に述べる説明より明らかとなろう。 Other objects and features of the present invention will be apparent from the description given below with reference to the drawings.
本発明になる磁気記録媒体によれば、配向比及び媒体SNRを向上させることができ、高密度記録を実現することができる。 According to the magnetic recording medium of the present invention, the orientation ratio and the medium SNR can be improved, and high density recording can be realized.
本発明になる磁気記憶装置によれば、使用する磁気記録媒体の配向比及び媒体SNRを向上させて高密度記録を行うことで、大容量を実現することができる。 According to the magnetic storage device of the present invention, a large capacity can be realized by performing high density recording by improving the orientation ratio of the magnetic recording medium to be used and the medium SNR.
本発明になる磁気記録媒体の製造方法によれば、配向比及び媒体SNRを向上させ、高密度記録を実現可能な磁気記録媒体を製造することができる。 According to the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention, a magnetic recording medium capable of improving the orientation ratio and the medium SNR and realizing high-density recording can be manufactured.
以下に、本発明になる磁気記録媒体、磁気記憶装置及び磁気記録媒体の製造方法の各実施例を、図面と共に説明する。 Embodiments of a magnetic recording medium, a magnetic storage device, and a method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明になる磁気記録媒体の一実施例を、図1Aと共に説明する。図1Aは、磁気記録媒体の本実施例の要部を示す断面図である。 First, an embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention will be described with reference to FIG. 1A. FIG. 1A is a cross-sectional view showing the main part of this embodiment of the magnetic recording medium.
図1Aに示す磁気記録媒体は、大略基板1、テキスチャリングされた表面(以下、単にテキスチャ面と言う)3を有するシード層2、下地層4、及び磁気記録層(以下、単に磁性層と言う)5からなる。勿論、C又はダイヤモンドライクなC(DLC)からなる保護層(図示せず)を磁性層5の上に設けても良く、保護層の上に更に有機潤滑層(図示せず)を設けても良い。
The magnetic recording medium shown in FIG. 1A is generally a substrate 1, a seed layer 2 having a textured surface (hereinafter simply referred to as a textured surface) 3, an underlayer 4 and a magnetic recording layer (hereinafter simply referred to as a magnetic layer). ) 5. Of course, a protective layer (not shown) made of C or diamond-like C (DLC) may be provided on the
基板1は、Al等の金属又はガラスからなる。シード層2は、NiP,CoNiZr,CoNbZr,NiAl等の材料からなる。シード層2のテキスチャ面3は、例えば機械的テキスチャリングにより形成され、磁気記録媒体のトラックが形成される所定方向に沿ってテキスチャリングされている。磁気記録媒体が同心円又は螺旋状のトラックを有する磁気ディスクの場合、テキスチャ面3は、磁気ディスクの円周方向に沿ってテキスチャリングされている。 The substrate 1 is made of a metal such as Al or glass. The seed layer 2 is made of a material such as NiP, CoNiZr, CoNbZr, or NiAl. The textured surface 3 of the seed layer 2 is formed by, for example, mechanical texturing, and is textured along a predetermined direction in which a track of the magnetic recording medium is formed. When the magnetic recording medium is a magnetic disk having concentric or spiral tracks, the textured surface 3 is textured along the circumferential direction of the magnetic disk.
下地層4は、BCC構造を有する金属又はその合金等の、非磁性材料からなる。本実施例では、下地層4は、Cr又はCrMo,CrMoW,CrV,CrW等のCr系合金からなる。下地層4にCr系合金が用いられる場合、Cr系合金のMo含有量は望ましくは1at%以上、Cr系合金のW含有量は望ましくは30at%以下、Cr系合金のV含有量は望ましくは30at%以下である。本発明者らが行った実験によると、Cr系合金に比較的小さな含有量のMo,W及び/又はVが含まれると、磁性層5の配向比を増加させることがわかった。このような小さな含有量のMo,W及び/又はVがCr系合金に含まれると、下地層4の格子を拡張させ、その上に設けられる磁性層5に対して良い格子整合を提供するものと考えられる。Cr系下地層4は、所定方向に沿ってCr<110>が優先成長するので、Cr<110>の約50%が所定方向に沿って配向する。
The underlayer 4 is made of a nonmagnetic material such as a metal having a BCC structure or an alloy thereof. In this embodiment, the underlayer 4 is made of Cr or a Cr-based alloy such as CrMo, CrMoW, CrV, CrW. When a Cr-based alloy is used for the underlayer 4, the Mo content of the Cr-based alloy is desirably 1 at% or more, the W content of the Cr-based alloy is desirably 30 at% or less, and the V content of the Cr-based alloy is desirably 30 at% or less. According to experiments conducted by the present inventors, it was found that when the Cr-based alloy contains a relatively small content of Mo, W and / or V, the orientation ratio of the
又、下地層4は、良好な粒子の成長及び以下に説明する磁性層5のCo(0002)面の良好なエピタキシャル成長を促すためにも、膜厚が約1nm以上で、好ましくは約2nm以上である。他方、本発明者らが行った実験によると、配向比が減少することを避けるためには、下地層4の膜厚は約40nm以下であり、好ましくは約15nm以下である。
The underlayer 4 has a thickness of about 1 nm or more, preferably about 2 nm or more in order to promote good grain growth and good epitaxial growth of the Co (0002) surface of the
磁性層5は、CoCrPtB,CoCrPt,CoCrTa,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtBCu等のCo系材料からなる。磁性層5は、Co(1120)面の優先成長が所定方向に沿っている。
The
図1Bは、磁気記録媒体の本実施例の変形例の要部を示す断面図である。図1B中、図1Aと同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 1B is a cross-sectional view showing the main part of a modification of the present embodiment of the magnetic recording medium. In FIG. 1B, the same parts as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1Bに示す磁気記録媒体は、下地層4と磁性層5との間に設けられた中間層9を更に有する。中間層9は、Cr含有量が25at%以上、且つ、45at%以下のCoCr系合金からなる。中間層9を設けることにより、磁性層5の配向比を更に向上することができる。配向比は、ある方向に沿った保磁力と磁気記録媒体の所定方向に沿った保磁力との比から計算され、ある方向とは、所定方向に垂直な方向である。磁気ディスクの場合、配向比は、磁気ディスクの半径方向の保磁力と磁気ディスクの円周方向の保磁力との比から計算される。
The magnetic recording medium shown in FIG. 1B further includes an intermediate layer 9 provided between the underlayer 4 and the
格子の拡張及び配向比については、Kataoka et al., ”crystallographic Anisotropy In Thin Film Magnetic Recording Media Analyzed With X−Ray Diffraction”, J. Appl. Phys. 73(11), pp.7591−7598, 1 June 1993, Johnson et al., ”In−Plane Anisotropy In Thin−Film Media: Physical Origins of Orientation Ratio”, IEEE Trans. Magn. vol.31, pp.2721−2727, 1995及びKim et al., ”Microstructural Origin Of In−Plane Magnetic Anisotropy In Magnetron In−Line Sputtered CoPtCr Thin−Film Disks”, J. Appl. Phys. 74(7), pp.4643−4650, 1 October 1993に更に説明されており、本明細書ではこれらを引用することでこれらの開示をも含むものとする。 For lattice expansion and orientation ratio, see Kataoka et al. , "Crystallogistic Anisotropy In Thin Film Magnetic Recording Media Analyzed With X-Ray Diffraction", J. et al. Appl. Phys. 73 (11), pp. 7591-7598, 1 June 1993, Johnson et al. "In-Plane Anisotropic In Thin-Film Media: Physical Origins of Orientation Ratio", IEEE Trans. Magn. vol. 31, pp. 2721-2727, 1995 and Kim et al. , "Microstructural Origin Of In-Plane Magnetic Anisotropic In Magnetic In-Line Spuntered CoPtCr Thin-Film Disks", J. et al. Appl. Phys. 74 (7), pp. 4643-4650, 1 October 1993, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
磁気記録媒体の実施例及びその変形例によれば、磁性層5の結晶配向そして容易軸の配向が良好に制御されるので、磁性層5の容易軸の配向によりビットをヘッド磁界方向に沿って容易に書き込むことが可能となる。このため、磁気記録媒体の媒体SNRが向上し、安定した高密度記録を実現することができる。
According to the embodiment of the magnetic recording medium and the modification thereof, the crystal orientation of the
図2は、下地層4のCr(002)面と磁性層5のCo(1120)面の格子不整合を説明する図である。図2は、異なるCr面及びCo面に対応する格子不整合を示す。
FIG. 2 is a view for explaining lattice mismatch between the Cr (002) plane of the underlayer 4 and the Co (1120) plane of the
Cr下地層のCr(002)テキスチャは、磁性層5のCo(1120)面を優先成長するためには不可欠である。この優先成長は、Cr(002)面とCo(1120)面の格子整合が図2に示すように非常に良く、格子の長さ方向上及び幅方向上の格子不整合は夫々0.5%及び5%しかないので、通常は実現できる。又、Co(1120)の成長は、磁化方向を水平磁気記録では必要不可欠である面内方向とする。下地層4がCr(002)テキスチャで成長されると、下地層4中の個々の粒子のCr(002)面は、面内方向において不規則である。つまり、Cr<110>は、面内において不規則である。これは、テキスチャ面3がない場合も同様である。
The Cr (002) texture of the Cr underlayer is indispensable for preferential growth of the Co (1120) surface of the
より良い結晶c軸の配向及び配向比を得るためには、Cr<110>の優先成長を所定方向とすることが必要条件である。所定方向にCr<002>等の他の配向が存在すると、Co結晶c軸の所定方向、即ち、テキスチャ面3のテキスチャリングの方向に沿った優先エピタキシャル成長は不可能である。 In order to obtain a better crystal c-axis orientation and orientation ratio, it is a necessary condition that the preferential growth of Cr <110> is in a predetermined direction. When other orientations such as Cr <002> exist in a predetermined direction, preferential epitaxial growth along a predetermined direction of the Co crystal c-axis, that is, the texturing direction of the texture plane 3 is impossible.
図3は、テキスチャ面3上の下地層4のCr粒子を平面で示す図である。図4は、テキスチャ面3上の下地層4のCr粒子を断面で示す図である。又、図5は、テキスチャ面3のテキスチャリングを所望のテキスチャパラメータに対して断面で示す図である。 FIG. 3 is a plan view showing Cr particles of the underlayer 4 on the texture surface 3. FIG. 4 is a cross-sectional view showing Cr particles of the underlayer 4 on the texture surface 3. FIG. 5 is a cross-sectional view of the texturing of the texture surface 3 with respect to a desired texture parameter.
本実施例では、テキスチャ面3は、図5に示すように、2つの互いに隣接するテキスチャ線3−1間の距離λが5<λ<30nmなる関係を満足し、テキスチャ面3と斜めのテキスチャ面3−2とで形成する角度φは0.5<φ<7度なる関係を満足する。又、テキスチャ線3−1のテキスチャ面3に対する高さδは、0.65nmから0.8nmである。この結果、このようなテキスチャ面3上に設けられた下地層4上に設けられた磁性層5の配向比は、約1.2より大きく、且つ、約1.9より小さい。しかし、本発明者らは、下地層4のCr<110>の配向の調整、テキスチャ面3のテキスチャリング及び下地層4の成長条件に応じて、下地層4上に設けられた磁性層5の配向比を2以上にすることができることを確認した。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the texture surface 3 satisfies the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines 3-1 is 5 <λ <30 nm, and the texture surface 3 and the textured surface are slanted. The angle φ formed with the surface 3-2 satisfies the relationship of 0.5 <φ <7 degrees. Further, the height δ of the texture line 3-1 with respect to the texture surface 3 is 0.65 nm to 0.8 nm. As a result, the orientation ratio of the
本発明者らは、下地層4中の多数のCr粒子のTEM回折画像を観測することで、下地層4のCr<011>の優先配向を観察した。単一Cr粒子の回折画像より、テキスチャ面3のテキスチャリングの方向、即ち、所定方向に対するCr<110>の方向が求められた。正当で良好な確立分布を得るために、100以上の個々のCr粒子を観察した。 The inventors observed the preferential orientation of Cr <011> in the underlayer 4 by observing TEM diffraction images of a large number of Cr particles in the underlayer 4. From the diffraction image of a single Cr particle, the texturing direction of the texture surface 3, that is, the direction of Cr <110> with respect to a predetermined direction was obtained. Over 100 individual Cr particles were observed to obtain a valid and well established distribution.
個々Cr粒子画像は、図6の左下部に示すようにネガフィルムに記録された。図6は、TEM回折画像からの下地層4のCr<110>方向の観察を示す図である。単一Cr粒子を観察したため、スポット画像、即ち、1つの中央スポットと最も近い4つの隣接スポットが得られた。図6の左下部に示すネガフィルム上のスポット画像は、図6の左部分にCr<110>方向について系統的に示されている。ネガフィルムの端部方向は、フィルム端部方向がテキスチャ面3のテキスチャリング方向と一致するように、写真を取る際に調整された。従って、図6より、下地層4の各Cr粒子のCr<110>方向が求められた。つまり、テキスチャリング方向θの値を観察することで、テクスチャリング方向θに対する下地層4のCr<110>方向を求めることができた。 Individual Cr particle images were recorded on a negative film as shown in the lower left part of FIG. FIG. 6 is a diagram showing the observation of the underlayer 4 in the Cr <110> direction from the TEM diffraction image. Since a single Cr particle was observed, a spot image, ie four adjacent spots closest to one central spot, was obtained. The spot image on the negative film shown in the lower left part of FIG. 6 is systematically shown in the left part of FIG. 6 in the Cr <110> direction. The edge direction of the negative film was adjusted when taking a photograph so that the film edge direction coincided with the texturing direction of the textured surface 3. Therefore, from FIG. 6, the Cr <110> direction of each Cr particle of the underlayer 4 was obtained. That is, by observing the value of the texturing direction θ, the Cr <110> direction of the underlayer 4 with respect to the texturing direction θ could be obtained.
図7Aは、テキスチャ面3のテキスチャリング方向に対する、テキスチャ面3上のCr下地層4のCr<110>の確率分布を、約100個のCr粒子について示す図である。図7A中、縦軸はCr粒子の数を示し、横軸はCr<110>のテキスチャ面3のテキスチャリング方向θに対する角度(度)を示す。図7Aからわかるように、他の角度と比較すると、角度が0度及び90度の近傍では、Cr<110>配向のCr粒子がより多く見られた。このように、約50%以上のCr<110>の優先成長がテキスチャリング方向θに沿っていることが確認された。 FIG. 7A is a diagram showing the probability distribution of Cr <110> of the Cr underlayer 4 on the texture surface 3 with respect to the texturing direction of the texture surface 3 for about 100 Cr particles. In FIG. 7A, the vertical axis represents the number of Cr particles, and the horizontal axis represents the angle (degree) of the texture surface 3 of Cr <110> with respect to the texturing direction θ. As can be seen from FIG. 7A, more Cr particles with Cr <110> orientation were seen in the vicinity of the angles of 0 degrees and 90 degrees as compared with other angles. Thus, it was confirmed that the preferential growth of about 50% or more of Cr <110> is along the texturing direction θ.
図7Bは、暗視野強度パターンを観察するための、テキスチャ面3上のCr下地層4の約1000個のCr粒子の単一TEM画像を示す図である。この場合、暗視野強度パターンは、テキスチャ面3上の下地層4のCr<110>に対応するリングとなる。図7Bからわかるように、リング強度は均一ではなく、A1,A2で示す相対向する角度で暗部となる。従って、Cr<110>のテキスチャリング方向θに沿った優先成長が確認された。 FIG. 7B is a diagram showing a single TEM image of about 1000 Cr particles of the Cr underlayer 4 on the textured surface 3 for observing the dark field intensity pattern. In this case, the dark field intensity pattern is a ring corresponding to Cr <110> of the underlayer 4 on the texture surface 3. As can be seen from FIG. 7B, the ring strength is not uniform, and becomes a dark portion at opposite angles indicated by A1 and A2. Therefore, preferential growth along the texturing direction θ of Cr <110> was confirmed.
図7A及び図7Bと同様の結果が、テキスチャ面3上のCrMo下地層4についても得られた。 The same results as in FIGS. 7A and 7B were obtained for the CrMo underlayer 4 on the textured surface 3.
図8Aは、テキスチャリングされていない表面上のCr下地層4のCr<110>の確率分布を、約100個のCr粒子について示す図である。図8A中、縦軸はCr粒子の数を示し、横軸はCr<110>の所定方向、即ち、テキスチャ面3のテキスチャリング方向θに対する角度(度)を示す。図8Aからわかるように、Cr<110>配向のCr粒子は不規則に分布していることが確認された。このため、テキスチャリング方向θに沿ったCr<110>の優先成長は見られなかった。 FIG. 8A is a diagram showing the probability distribution of Cr <110> of the Cr underlayer 4 on the non-textured surface for about 100 Cr particles. In FIG. 8A, the vertical axis indicates the number of Cr particles, and the horizontal axis indicates a predetermined direction of Cr <110>, that is, an angle (degree) with respect to the texturing direction θ of the texture surface 3. As can be seen from FIG. 8A, it was confirmed that Cr particles having Cr <110> orientation were randomly distributed. For this reason, no preferential growth of Cr <110> was observed along the texturing direction θ.
図8Bは、暗視野強度パターンを観察するための、テキスチャリングされていない表面上のCr下地層4の約1000個のCr粒子の単一TEM画像を示す図である。この場合、暗視野強度パターンは、テキスチャリングされていない表面上の下地層4のCr<110>に対応するリングとなる。図8Bからわかるように、リング強度は均一である。従って、Cr<110>のテキスチャリング方向θに沿った優先成長は確認されなかった。 FIG. 8B shows a single TEM image of about 1000 Cr particles of the Cr underlayer 4 on the untextured surface for observing the dark field intensity pattern. In this case, the dark field intensity pattern is a ring corresponding to Cr <110> of the underlayer 4 on the non-textured surface. As can be seen from FIG. 8B, the ring strength is uniform. Therefore, the preferential growth along the texturing direction θ of Cr <110> was not confirmed.
図8A及び図8Bと同様の結果が、テキスチャリングされていない表面上のCrMo下地層4についても得られた。 Similar results as in FIGS. 8A and 8B were obtained for the CrMo underlayer 4 on the non-textured surface.
次に、本発明になる磁気記録媒体の製造方法の一実施例を説明する。説明の便宜上、製造方法の本実施例は、上記の如き磁気記録媒体の実施例を製造するものとする。 Next, an embodiment of a method for producing a magnetic recording medium according to the present invention will be described. For convenience of explanation, this embodiment of the manufacturing method is assumed to manufacture the embodiment of the magnetic recording medium as described above.
磁気記録媒体の製造方法は、所定方向にテキスチャリングされた図1Aに示す如きテキスチャ面3を形成する第1のステップと、dcスパッタリングにより、約50%のCr<110>が所定方向に配向されるようにCr<110>の所定方向に沿った優先成長を行ってテキスチャ面3上にCr系下地層4を形成する第2のステップと、dcスパッタリングにより、Co(1120)面の所定方向に沿った優先成長を行って下地層4上にCo系磁性層5を形成する第3のステップとを含む。
In the method of manufacturing the magnetic recording medium, about 50% of Cr <110> is oriented in the predetermined direction by the first step of forming the textured surface 3 as shown in FIG. 1A textured in the predetermined direction and dc sputtering. In this way, a second step of preferentially growing Cr <110> along a predetermined direction to form a Cr-based underlayer 4 on the textured surface 3 and a predetermined direction of the Co (1120) surface by dc sputtering. And a third step of forming a Co-based
第1のステップは、シード層2の表面に機械的テキスチャリングを施すことによりテキスチャ面3を形成しても良い。テキスチャ面3は、2つの互いに隣接するテキスチャ線3−1間の距離λが5<λ<30nmなる関係を満足し、テキスチャ面3と斜めのテキスチャ面3−2とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足するように形成される。 In the first step, the textured surface 3 may be formed by subjecting the surface of the seed layer 2 to mechanical texturing. The texture surface 3 satisfies the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines 3-1 is 5 <λ <30 nm, and the angle φ formed between the texture surface 3 and the oblique texture surface 3-2 is 0. It is formed so as to satisfy the relationship of 5 <φ <7 degrees.
第2のステップは、望ましくは基板温度Tsが150℃<Ts<260℃を満足し、基板バイアス電圧Vbが−50V<Vb<−250Vを満足するdcスパッタリングにより下地層4を形成する。 In the second step, the base layer 4 is preferably formed by dc sputtering, in which the substrate temperature Ts satisfies 150 ° C. <Ts <260 ° C., and the substrate bias voltage Vb satisfies −50 V <Vb <−250 V.
磁気記録媒体の製造方法の本実施例の変形例は、図1Bに示す磁気記録媒体の変形例を製造する。従って、この場合の磁気記録媒体の製造方法は、上記第1〜第3のステップに加え、第2のステップの後、且つ、第3のステップの前に行われ、下地層4と磁性層5の間に中間層9を形成するステップを含む。 The modification of the present embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium is a modification of the magnetic recording medium shown in FIG. 1B. Therefore, in this case, the manufacturing method of the magnetic recording medium is performed after the second step and before the third step in addition to the first to third steps. The intermediate layer 9 is formed between the steps.
磁気記録媒体の製造方法の上記実施例及び変形例によれば、磁気記録媒体の表面トポロジー及び磁気特性は、適切なテキスチャリングを行うことでテキスチャ面3を形成し、適切なスパッタリング条件で下地層4を形成することで、下地層4の結晶配向を調整して精密に制御することができる。この結果、向上された配向比と媒体SNRを有する磁気記録媒体を製造することができる。 According to the above-described embodiments and modifications of the method for manufacturing a magnetic recording medium, the surface topology and magnetic characteristics of the magnetic recording medium are formed by performing appropriate texturing to form the textured surface 3 and under the appropriate sputtering conditions. By forming 4, the crystal orientation of the underlayer 4 can be adjusted and precisely controlled. As a result, a magnetic recording medium having an improved orientation ratio and medium SNR can be manufactured.
次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を、図9及び図10と共に説明する。図9は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図10は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。 Next, an embodiment of the magnetic storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device, and FIG. 10 is a plan view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device.
図9及び図10に示すように、磁気記憶装置は、大略ハウジング113からなる。ハウジング113内には、モータ114、ハブ114、複数の磁気記録媒体116、複数の記録再生ヘッド117、複数のサスペンション118、複数のアーム119及びアクチュエータユニット120が設けられている。磁気記録媒体116は、モータ114により回転されるハブ115に取り付けられている。記録再生ヘッド117は、MRヘッドやGMRヘッド等の再生ヘッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからなる。各記録再生ヘッド117は、対応するアーム119の先端にサスペンション118を介して取り付けられている。アーム119は、アクチュエータユニット120により駆動される。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the magnetic storage device generally includes a
磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体116に特徴がある。各磁気記録媒体116は、図1A及び図1Bと共に説明した、上記磁気記録媒体の実施例又は変形例の構造を有する。勿論、磁気記録媒体116の数は3枚に限定されず、1枚でも、2枚又は4枚以上であっても良い。
This embodiment of the magnetic storage device is characterized by a
磁気記憶装置の基本構成は、図9及び図10に示すものに限定されるものではない。又、本発明で用いる磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されない。 The basic configuration of the magnetic storage device is not limited to that shown in FIGS. The magnetic recording medium used in the present invention is not limited to a magnetic disk.
尚、本発明は以下に付記する発明をも包含するものである。
(付記1) 所定方向にテキスチャリングを施されたテキスチャ面と、
該テキスチャ面上に設けられ、約50%以上のCr<110>が該所定方向に配向するようにCr<110>が該所定方向に沿って優先成長しているCr系下地層と、
該下地層上に設けられ、Co(1120)面が該所定方向に沿って優先成長しているCo系磁性層とを備えた、磁気記録媒体。
(付記2) 該テキスチャ面は、NiP,CoNiZr,CoNbZr,NiAlからなるグループから選択された材料からなるシード層の機械的テキスチャリングを施された表面からなる、付記1記載の磁気記録媒体。
(付記3) 該テキスチャ面3は、2つの互いに隣接するテキスチャ線間の距離λが5<λ<30nmなる関係を満足し、該テキスチャ面と斜めのテキスチャ面とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足する、付記1又は2記載の磁気記録媒体。
(付記4) 該下地層は、Cr,CrMo,CrMoW,CrV,CrWからなるグループから選択された材料からなり、Mo含有量は1at%以上であり、W含有量は30at%以下であり、V含有量は30at%以下である、付記1〜3のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記5) 該磁性層は、CoCrPtB,CoCrPt,CoCrTa,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtBCuからなるグループから選択された材料からなる、付記1〜4のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記6) 該下地層と該磁性層の間に設けられ、Cr含有量が25at%以上、且つ、45at%以下であるCoCr系中間層を更に備えた、付記1〜5のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記7) 該磁気記録媒体はディスク形状を有し、該所定方向は該ディスク形状の円周方向である、付記1〜6のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記8) 該下地層の膜厚は約2nmより大きく、且つ、約15nmより小さい、付記1〜7のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記9) 付記1〜8のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えた磁気記憶装置。
(付記10) 所定方向にテキスチャリングされたテキスチャ面を形成するステップ(a)と、
約50%以上のCr<110>が該所定方向に配向されるようにCr<110>の該所定方向に沿った優先成長を行って該テキスチャ面上にCr系下地層を形成するステップ(b)と、
Co(1120)面の該所定方向に沿った優先成長を行って該下地層上にCo系磁性層を形成するステップ(c)とを含む、磁気記録媒体の製造方法。
(付記11) 該ステップ(a)は、2つの互いに隣接するテキスチャ線間の距離λが5<λ<30nmなる関係を満足し、該テキスチャ面と斜めのテキスチャ面とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足するように、該テキスチャ面を形成する、付記10記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記12) 該ステップ(b)は、基板温度Tsが150℃<Ts<260℃を満足し、基板バイアス電圧Vbが−50V<Vb<−250Vを満足するdcスパッタリングにより該下地層を形成する、付記10又は11記載の磁気記録媒体の製造方法。
(付記13) 所定方向にテキスチャリングを施されたテキスチャ面と、
該テキスチャ面は、2つの互いに隣接するテキスチャ線間の距離λが5<λ30nmなる関係を満足すると共に、該テキスチャ面と斜めのテキスチャ面とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足し、
該テキスチャ面上にスパッタリングにより設けられ、膜厚が約1nm以上で約40nm以下であり、前記所定方向に対する角度が0度又は90度近傍でCrの<110>を有する粒子の数が、前記所定方向に対する角度が45度近傍でCrの<110>を有する粒子の数の2倍以上となるようにCr<110>が該所定方向に沿って優先成長しているCr系下地層と、
該下地層上にスパッタリングにより設けられ、Co(1120)面が該所定方向に沿って優先成長してなり、配向比が2以上のCo系磁性層とを備えた、磁気記録媒体。
(付記14) 該テキスチャ面は、NiP,CoNiZr,CoNbZr,NiAlからなるグループから選択された材料からなるシード層の機械的テキスチャリングを施された表面からなる、付記13記載の磁気記録媒体。
(付記15) 該下地層は、Cr,CrMo,CrMoW,CrV,CrWからなるグループから選択された材料からなる、付記13又は14記載の磁気記録媒体。
(付記16) 該磁性層は、CoCrPtB,CoCrPt,CoCrTa,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtBCuからなるグループから選択された材料からなる、付記13〜15のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記17) 該下地層と該磁性層の間に設けられ、Cr含有量が25at%以上、且つ、45at%以下であるCoCr系中間層を更に備えた、付記13〜16のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記18) 該磁気記録媒体はディスク形状を有し、該所定方向は該ディスク形状の円周方向である、付記13〜17のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記19) 付記13〜18のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えた磁気記憶装置。
In addition, this invention also includes the invention attached to the following.
(Supplementary note 1) A textured surface textured in a predetermined direction;
A Cr-based underlayer provided on the textured surface, wherein Cr <110> is preferentially grown along the predetermined direction so that about 50% or more of Cr <110> is oriented in the predetermined direction;
A magnetic recording medium comprising: a Co-based magnetic layer provided on the underlayer and having a Co (1120) plane preferentially grown along the predetermined direction.
(Supplementary note 2) The magnetic recording medium according to supplementary note 1, wherein the textured surface is a surface subjected to mechanical texturing of a seed layer made of a material selected from the group consisting of NiP, CoNiZr, CoNbZr, and NiAl.
(Supplementary Note 3) The texture surface 3 satisfies the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines is 5 <λ <30 nm, and the angle φ formed by the texture surface and the oblique texture surface is 0.1. 3. The magnetic recording medium according to appendix 1 or 2, which satisfies a relationship of 5 <φ <7 degrees.
(Supplementary Note 4) The underlayer is made of a material selected from the group consisting of Cr, CrMo, CrMoW, CrV, and CrW, the Mo content is 1 at% or more, the W content is 30 at% or less, and V The magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 3, wherein the content is 30 at% or less.
(Supplementary note 5) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the magnetic layer is made of a material selected from the group consisting of CoCrPtB, CoCrPt, CoCrTa, CoCrPtTa, CoCrPtTaB, and CoCrPtBCu.
(Supplementary note 6) Any one of Supplementary notes 1 to 5, further comprising a CoCr-based intermediate layer provided between the underlayer and the magnetic layer and having a Cr content of 25 at% or more and 45 at% or less. The magnetic recording medium described.
(Supplementary note 7) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein the magnetic recording medium has a disk shape, and the predetermined direction is a circumferential direction of the disk shape.
(Supplementary note 8) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein the thickness of the underlayer is greater than about 2 nm and less than about 15 nm.
(Supplementary note 9) A magnetic storage device including at least one magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 8.
(Supplementary Note 10) Step (a) of forming a textured surface textured in a predetermined direction;
Performing preferential growth of Cr <110> along the predetermined direction so that about 50% or more of Cr <110> is oriented in the predetermined direction to form a Cr-based underlayer on the textured surface (b) )When,
And (c) forming a Co-based magnetic layer on the underlayer by performing preferential growth of the Co (1120) plane along the predetermined direction.
(Supplementary Note 11) In the step (a), the distance λ between two adjacent texture lines satisfies the relationship of 5 <λ <30 nm, and the angle φ formed between the texture surface and the oblique texture surface is 0. 11. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to
(Supplementary Note 12) In the step (b), the base layer is formed by dc sputtering in which the substrate temperature Ts satisfies 150 ° C. <Ts <260 ° C., and the substrate bias voltage Vb satisfies −50 V <Vb <−250 V. The method for producing a magnetic recording medium according to
(Supplementary note 13) A textured surface textured in a predetermined direction;
The texture surface satisfies the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines is 5 <λ30 nm, and the angle φ formed between the texture surface and the oblique texture surface is 0.5 <φ <7 degrees. Satisfying the relationship
The number of particles provided by sputtering on the texture surface, having a film thickness of about 1 nm to about 40 nm, and having <110> of Cr when the angle with respect to the predetermined direction is 0 degree or in the vicinity of 90 degrees is the predetermined number. A Cr-based underlayer in which Cr <110> is preferentially grown along the predetermined direction so that the angle with respect to the direction is more than twice the number of particles having <110> of Cr in the vicinity of 45 degrees;
A magnetic recording medium comprising: a Co-based magnetic layer having a Co (1120) plane preferentially grown along the predetermined direction and having an orientation ratio of 2 or more provided on the underlayer by sputtering.
(Supplementary note 14) The magnetic recording medium according to supplementary note 13, wherein the textured surface is a surface subjected to mechanical texturing of a seed layer made of a material selected from the group consisting of NiP, CoNiZr, CoNbZr, and NiAl.
(Supplementary note 15) The magnetic recording medium according to supplementary note 13 or 14, wherein the underlayer is made of a material selected from the group consisting of Cr, CrMo, CrMoW, CrV, and CrW.
(Supplementary note 16) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 13 to 15, wherein the magnetic layer is made of a material selected from the group consisting of CoCrPtB, CoCrPt, CoCrTa, CoCrPtTa, CoCrPtTaB, and CoCrPtBCu.
(Supplementary note 17) Any one of Supplementary notes 13 to 16, further comprising a CoCr-based intermediate layer provided between the underlayer and the magnetic layer and having a Cr content of 25 at% or more and 45 at% or less. The magnetic recording medium described.
(Supplementary note 18) The magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 13 to 17, wherein the magnetic recording medium has a disk shape, and the predetermined direction is a circumferential direction of the disk shape.
(Supplementary note 19) A magnetic storage device including at least one magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 13 to 18.
尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の改良及び変更が可能であることは、言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made within the scope of the present invention.
1 基板
2 シード層
3 テキスチャ面
4 下地層
5 磁性層
1 Substrate 2 Seed layer 3 Texture surface 4
Claims (7)
該テキスチャ面は、2つの互いに隣接するテキスチャ線間の距離λが5<λ30nmなる関係を満足すると共に、該テキスチャ面と斜めのテキスチャ面とで形成する角度φが0.5<φ<7度なる関係を満足し、
該テキスチャ面上にスパッタリングにより設けられ、膜厚が約1nm以上で約40nm以下であり、前記所定方向に対する角度が0度又は90度近傍でCrの<110>を有する粒子の数が、前記所定方向に対する角度が45度近傍でCrの<110>を有する粒子の数の2倍以上となるようにCr<110>が該所定方向に沿って優先成長しているCr系下地層と、
該下地層上にスパッタリングにより設けられ、Co(1120)面が該所定方向に沿って優先成長してなり、配向比が2以上のCo系磁性層とを備えた、磁気記録媒体。 A textured surface textured in a predetermined direction;
The texture surface satisfies the relationship that the distance λ between two adjacent texture lines is 5 <λ30 nm, and the angle φ formed between the texture surface and the oblique texture surface is 0.5 <φ <7 degrees. Satisfying the relationship
The number of particles provided on the textured surface by sputtering, having a film thickness of about 1 nm or more and about 40 nm or less, and having a <110> of Cr when the angle with respect to the predetermined direction is 0 degree or near 90 degrees A Cr-based underlayer in which Cr <110> is preferentially grown along the predetermined direction so that the angle with respect to the direction is at least twice the number of particles having Cr <110> near 45 degrees;
A magnetic recording medium comprising a Co-based magnetic layer having a Co (1120) plane preferentially grown along the predetermined direction and having an orientation ratio of 2 or more provided on the underlayer by sputtering.
A magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium according to claim 1.
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