JP2006277950A

JP2006277950A - Vertical magnetic recording medium

Info

Publication number: JP2006277950A
Application number: JP2006195939A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Sakai; 泰志酒井; Sadayuki Watanabe; 貞幸渡辺; Hiroyuki Uwazumi; 洋之上住
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2006-10-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical magnetic recording medium superior in electromagnetic conversion characteristics, durability and productivity, without the elution of Co from a granular magnetic layer. <P>SOLUTION: The magnetic layer of the vertical magnetic recording medium is constituted of a first magnetic layer 14 of a CoCr-based alloy, in a granular structure for which a nonmagnetic grain boundary is composed of a metal oxide or nitride, and a second magnetic layer 15 of the CoCr-based alloy in a non-granular structure for which the nonmagnetic grain boundary does not contain the metal oxide or nitride. Thus, while the first magnetic layer 14 secures superior electromagnetic conversion characteristics due to the granular structure, the second magnetic layer 15 blocks Co atoms eluted from the nonmagnetic grain boundary of the first magnetic layer and enables securing of high durability for the medium. Furthermore, by imparting a multilayered base layer 22 and a magnetic domain control layer 23 between a nonmagnetic base body 21 and a soft magnetic backing layer 24, spike noise generated due to the soft magnetic backing layer 24 is substantially suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体に関し、より詳細には、優れた電磁変換特性と良好な耐久性とを具え、かつ、生産性に優れた垂直磁気記録媒体に関する。 The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium, and more particularly to a perpendicular magnetic recording medium having excellent electromagnetic conversion characteristics and good durability and excellent productivity.

磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。 As a technique for realizing a high density magnetic recording, a perpendicular magnetic recording system is drawing attention in place of the conventional longitudinal magnetic recording system.

垂直磁気記録媒体用の磁気記録層用材料としては、現在、主にＣｏＣｒ系合金結晶質膜が検討されており、垂直磁気記録に用いるために、六方最密充填（ｈｃｐ）構造をもつＣｏＣｒ系合金のｃ軸が膜面に垂直（ｃ面が膜面に平行）になるように結晶配向を制御している。ＣｏＣｒ系合金の今後の更なる高密度化に対し、このＣｏＣｒ系結晶粒の微細化、粒径分布の低減、粒間の磁気的な相互作用の低減等の試みが行なわれている。 As a material for a magnetic recording layer for a perpendicular magnetic recording medium, a CoCr-based alloy crystalline film is currently being studied. A CoCr-based material having a hexagonal close-packed (hcp) structure is used for perpendicular magnetic recording. The crystal orientation is controlled so that the c-axis of the alloy is perpendicular to the film surface (c-plane is parallel to the film surface). In order to further increase the density of CoCr-based alloys in the future, attempts have been made to refine the CoCr-based crystal grains, reduce the grain size distribution, reduce the magnetic interaction between grains, and the like.

一方、長手記録媒体の高密度化のための磁性層構造制御の一方式として、例えば特開平８−２５５３４２号公報や米国特許５６７９４７３号明細書において、一般にグラニュラ磁性層と呼ばれる、磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ構造をもつ磁性層が提案されている。このようなグラニュラ磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られると考えられており、垂直磁気記録媒体の記録層として、グラニュラ磁性層を用いることが提案されている。例えば、ＩＥＥＥ Trans., Mag., Vol. 36, 2393(2000) には、Ｒｕを下地層とし、グラニュラ構造をもつＣｏＰｔＣｒＯ合金を磁性層とした垂直記録媒体が記載されており、グラニュラ磁性層の下地層であるＲｕ層の膜厚を増加させるにしたがってｃ軸配向性が向上し、それに伴い優れた磁気特性と電磁変換特性が得られている。 On the other hand, as one method of controlling the magnetic layer structure for increasing the density of the longitudinal recording medium, for example, in JP-A-8-255342 and US Pat. No. 5,679,473, the periphery of magnetic crystal grains generally called a granular magnetic layer is disclosed. A magnetic layer having a structure in which is surrounded by a non-magnetic non-metallic material such as oxide or nitride has been proposed. In such a granular magnetic film, since the nonmagnetic nonmetallic grain boundary phase physically separates the magnetic particles, the magnetic interaction between the magnetic particles is reduced, and the zigzag domain wall generated in the transition region of the recording bit is reduced. Since formation is suppressed, it is considered that low noise characteristics can be obtained, and it has been proposed to use a granular magnetic layer as a recording layer of a perpendicular magnetic recording medium. For example, IEEE Trans., Mag., Vol. 36, 2393 (2000) describes a perpendicular recording medium in which Ru is a base layer and a CoPtCrO alloy having a granular structure is a magnetic layer. As the film thickness of the Ru layer as the underlayer is increased, the c-axis orientation is improved, and accordingly, excellent magnetic characteristics and electromagnetic conversion characteristics are obtained.

一方、浮上型磁気ヘッドを用いた磁気記録装置においては、その磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の距離が数１０ｎｍと非常に小さいため、ヘッド−媒体間の摩擦磨耗特性が装置の耐久性に強く影響する。そのため、媒体表面に分子量数千の液体潤滑材を塗布することで、ヘッドとの摩擦磨耗特性を向上させることが一般に行われている。ここで、媒体の磁性層に含まれているＣｏ原子が媒体表面に析出した場合、そのＣｏ原子は媒体表面の液体潤滑材の分解を促進し、媒体の耐久性を著しく劣化させてしまうことが知られている。そこでこのようなＣｏ原子の析出を防ぐため、媒体保護膜の膜厚や膜質の管理及び媒体表面粗さの制御等が、媒体を作製する上で必要不可欠となっている。 On the other hand, in a magnetic recording apparatus using a floating type magnetic head, since the distance between the magnetic head and the magnetic recording medium is as small as several tens of nanometers, the friction wear characteristics between the head and the medium contribute to the durability of the apparatus. It has a strong influence. Therefore, it is a common practice to improve the frictional wear characteristics with the head by applying a liquid lubricant having a molecular weight of several thousand to the surface of the medium. Here, when Co atoms contained in the magnetic layer of the medium are deposited on the surface of the medium, the Co atoms accelerate the decomposition of the liquid lubricant on the surface of the medium, which may significantly deteriorate the durability of the medium. Are known. Therefore, in order to prevent such precipitation of Co atoms, management of the thickness and quality of the medium protective film and control of the surface roughness of the medium are indispensable for producing the medium.

しかしながら、本発明者らの検討によると、磁性層としてグラニュラ磁性層を使用した場合には、磁性層に含まれるＣｏ原子が媒体表面に容易に析出することが判明した。特に、優れた磁気特性と電磁変換特性を得るためにスパッタ成膜時のＡｒガス圧を増加させた場合にＣｏ溶出量はより顕著になる。Ｃｏ原子が媒体表面に析出すると、そのＣｏ原子が媒体表面の液体潤滑材分子を分解することにより、媒体の摩擦磨耗耐久性を著しく劣化させてしまうという問題が生じる。 However, according to the study by the present inventors, it has been found that when a granular magnetic layer is used as the magnetic layer, Co atoms contained in the magnetic layer easily precipitate on the medium surface. In particular, when the Ar gas pressure during sputtering film formation is increased in order to obtain excellent magnetic characteristics and electromagnetic conversion characteristics, the Co elution amount becomes more prominent. When Co atoms are deposited on the medium surface, the Co atoms decompose the liquid lubricant molecules on the medium surface, thereby causing a problem that the friction wear durability of the medium is significantly deteriorated.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、グラニュラ磁性層からのＣｏの溶出を抑制して優れた電磁変換特性と良好な耐久性とを両立させ、更に、生産性に優れた垂直磁気記録媒体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to achieve both excellent electromagnetic conversion characteristics and good durability by suppressing elution of Co from the granular magnetic layer. And providing a perpendicular magnetic recording medium having excellent productivity.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非磁性基体上に、軟磁性裏打ち層と、中間層と、ＣｏＣｒ系合金層の磁性層と、保護層と、液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記磁性層は、前記中間層側に設けられたグラニュラ構造の第１の磁性層と、前記保護層側に設けられた非グラニュラ構造の第２の磁性層とから構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer of a CoCr-based alloy layer, and a protective layer on a nonmagnetic substrate. And a liquid lubricant layer are sequentially stacked, and the magnetic layer is provided on the intermediate layer side with a first magnetic layer having a granular structure and on the protective layer side. And a second magnetic layer having a non-granular structure.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体において、前記中間層が、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、又は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金で構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the intermediate layer is any one of Ti, Re, Ru, and Os having a hexagonal close-packed (hcp) crystal structure. Or an alloy containing at least one of Ti, Re, Ru, and Os.

更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体において、前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、前記非磁性基体側の下地層と前記軟磁性裏打ち層側の磁区制御層を順次積層させたことを特徴とする。 Further, the invention according to claim 3 is the perpendicular magnetic recording medium according to claim 1 or 2, wherein the underlayer on the nonmagnetic substrate side and the underlayer on the nonmagnetic substrate side are disposed between the nonmagnetic substrate and the soft magnetic backing layer. The magnetic domain control layer on the soft magnetic backing layer side is sequentially laminated.

本発明の垂直磁気記録媒体では、磁気記録を行なうための磁性層を２層で構成し、非磁性基体側の第１の磁性層を、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなるグラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成し、この上に設けられる第２の磁性層を、非磁性粒界に金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成している。これらの磁性層のうち、第１の磁性層が、そのグラニュラ構造に起因する良好な電磁変換特性を担保する一方、第２の磁性層は、第１の磁性層の非磁性粒界から溶出してくるＣｏ原子をブロックして媒体の高い耐久性を担保するように構成したので、優れた磁気特性と電磁変換特性を有し、かつ、８５℃で８０％ＲＨの高温高湿環境下に９６時間以上放置しても、５０ｍｌの純水中で３分間揺動して抽出したＣｏの量をＩＣＰ発光分光分析によって測定した値が、ディスクの面積１ｍ２あたり１０μｇ以下に抑制され、充分な長期信頼性を有する媒体が実現できる。 In the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the magnetic layer for performing magnetic recording is composed of two layers, and the first magnetic layer on the nonmagnetic substrate side is made of an oxide or nitride whose nonmagnetic grain boundary is a metal. And a second magnetic layer provided thereon is made of a non-granular CoCr alloy that does not contain metal oxides or nitrides in the nonmagnetic grain boundaries. . Of these magnetic layers, the first magnetic layer ensures good electromagnetic conversion characteristics due to its granular structure, while the second magnetic layer elutes from the nonmagnetic grain boundaries of the first magnetic layer. Since it is configured to block the incoming Co atoms to ensure high durability of the medium, it has excellent magnetic characteristics and electromagnetic conversion characteristics, and it is 96 in a high temperature and high humidity environment of 80% RH at 85 ° C. Even if it is left for more than an hour, the amount of Co extracted by shaking for 3 minutes in 50 ml of pure water is measured by ICP emission spectroscopic analysis, and the value is suppressed to 10 μg or less per 1 m 2 of disk area. A medium having the characteristics can be realized.

さらに、非磁性基体と軟磁性裏打ち層との間に、１層あるいは複数層からなる下地層並びに磁区制御層を付与することにより軟磁性裏打ち層に起因して発生するスパイクノイズを大幅に抑制することが可能となる。 Furthermore, by providing an underlayer consisting of one or more layers and a magnetic domain control layer between the nonmagnetic substrate and the soft magnetic backing layer, spike noise generated due to the soft magnetic backing layer is greatly suppressed. It becomes possible.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための図で、垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１１上に、軟磁性裏打ち層１２、中間層１３、第１の磁性層１４、第２の磁性層１５、及び、保護層１６が順次積層され、更に、保護層１６の上には液体潤滑剤層１７が形成されて構成されている。 FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention. The perpendicular magnetic recording medium includes a soft magnetic backing layer 12, an intermediate layer 13, and a first magnetic layer on a nonmagnetic substrate 11. 14, a second magnetic layer 15, and a protective layer 16 are sequentially laminated, and a liquid lubricant layer 17 is formed on the protective layer 16.

また、図２は、本発明の垂直磁気記録媒体の他の構成例を説明するための図で、垂直磁気記録媒体は、非磁性基体２１上に、複数層で構成された多層下地層２２、磁区制御層２３、軟磁性裏打ち層２４、中間層２５、第１の磁性層２６、第２の磁性層２７、及び、保護層２８が順次積層され、更に、保護層２８の上には液体潤滑剤層２９が形成されて構成されている。 FIG. 2 is a diagram for explaining another configuration example of the perpendicular magnetic recording medium of the present invention. The perpendicular magnetic recording medium has a multilayer underlayer 22 composed of a plurality of layers on a nonmagnetic substrate 21. A magnetic domain control layer 23, a soft magnetic backing layer 24, an intermediate layer 25, a first magnetic layer 26, a second magnetic layer 27, and a protective layer 28 are sequentially laminated. An agent layer 29 is formed.

本発明の垂直磁気記録媒体において、非磁性基体１１、２１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられるＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、或いは結晶化ガラス等を用いることができ、磁区制御層２３としては、Ｍｎを含む合金系からなるＰｔＭｎ、ＩｒＭｎなどの反強磁性膜、或いは非磁性基体２１の半径方向に磁化を配向させたＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜などの硬質磁性膜を用いることができる。なお、この磁区制御層２３は、５〜３００ｎｍ程度の膜厚とすることが好ましい。 In the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the nonmagnetic substrates 11 and 21 can be made of an Al alloy plated with NiP, tempered glass, crystallized glass, or the like used for ordinary magnetic recording media. As the control layer 23, an antiferromagnetic film such as PtMn or IrMn made of an alloy containing Mn, or a hard magnetic film such as a CoCrTa, CoCrPt, or CoCrPtB film whose magnetization is oriented in the radial direction of the nonmagnetic substrate 21 is used. be able to. The magnetic domain control layer 23 preferably has a thickness of about 5 to 300 nm.

多層下地層２２としては、磁区制御層２３としてＭｎ合金系の反強磁性膜を用いる場合には、面心立方（ｆｃｃ）構造を有するＣｕ、Ｉｒなどの非磁性単金属、あるいはＮｉＦｅＣｒなどの非磁性合金などを用いることが望ましい。この場合、さらにその下層に、これらの非磁性単金属膜あるいは非磁性合金膜の微細構造を制御するために、３〜３０ｎｍの膜厚のＴａ、Ｚｒ、Ｎｂなどの層を設けることとしてもよい。また、磁区制御層２３として硬質磁性膜を用いた場合には、多層下地層２２としては、ＣｒＭｏ、ＣｒＷなどのＣｒ合金などを用いることができる。この場合にも、さらにその下層に、これらのＣｒ合金膜の微細構造を制御するために下地層を設けてもよい。なお、この多層下地層２２は、必ずしも複数の層から構成された多層下地層である必要はなく、所望により、単層の下地層であってもよい。 In the case of using a Mn alloy-based antiferromagnetic film as the magnetic domain control layer 23 as the multilayer underlayer 22, a nonmagnetic single metal such as Cu or Ir having a face-centered cubic (fcc) structure, or a nonmagnetic single metal such as NiFeCr is used. It is desirable to use a magnetic alloy or the like. In this case, in order to control the fine structure of these nonmagnetic single metal film or nonmagnetic alloy film, a layer of Ta, Zr, Nb or the like having a thickness of 3 to 30 nm may be provided in the lower layer. . When a hard magnetic film is used as the magnetic domain control layer 23, a Cr alloy such as CrMo or CrW can be used as the multilayer base layer 22. Also in this case, an underlayer may be provided in the lower layer in order to control the microstructure of these Cr alloy films. The multilayer base layer 22 is not necessarily a multilayer base layer composed of a plurality of layers, and may be a single layer base layer as desired.

軟磁性裏打ち層１２、２４としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等を用いることができるが、非晶質のＣｏ合金、例えばＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより良好な電磁変換特性を得ることができる。なお、軟磁性裏打ち層１２、２４の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造や特性によって変化するが、生産性との兼ね合いから１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましい。 As the soft magnetic underlayers 12 and 24, NiFe alloy, Sendust (FeSiAl) alloy, or the like can be used. By using an amorphous Co alloy such as CoNbZr or CoTaZr, good electromagnetic characteristics can be obtained. Can do. The optimum value of the film thickness of the soft magnetic underlayers 12 and 24 varies depending on the structure and characteristics of the magnetic head used for magnetic recording, but is preferably 10 nm or more and 300 nm or less in view of productivity.

中間層１３、２５としては、第１の磁性層１４、２６の結晶配向性、結晶粒径及び、粒界偏析を好適に制御するための材料を適宜用いることができ、特に、第１の磁性層１４、２６の結晶配向制御の観点からは、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、またはＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金であることが望ましい。なお、その膜厚は特に限定されるものではないが、記録再生分解能の向上や生産性の観点からは、第１の磁性層１４、２６の結晶構造制御のために必要とされる最小限の膜厚とすることが望ましい。 As the intermediate layers 13 and 25, materials for suitably controlling the crystal orientation, crystal grain size, and grain boundary segregation of the first magnetic layers 14 and 26 can be used as appropriate. From the viewpoint of controlling the crystal orientation of the layers 14 and 26, at least one of Ti, Re, Ru, and Os having a hexagonal close-packed (hcp) crystal structure, or at least one of Ti, Re, Ru, and Os An alloy containing a kind of metal is desirable. The film thickness is not particularly limited, but from the viewpoint of improvement in recording / reproducing resolution and productivity, it is the minimum required for controlling the crystal structure of the first magnetic layers 14 and 26. It is desirable to use a film thickness.

第１の磁性層１４、２６は、強磁性を有するＣｏＣｒ系合金結晶粒とそれを取り巻く非磁性粒界からなり、かつ、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなる、いわゆるグラニュラ磁性層である。このグラニュラ構造は、例えば、非磁性粒界を構成する酸化物を含有する強磁性金属をターゲットとしたスパッタリングや、酸素を含有するＡｒガス雰囲気中で強磁性金属をターゲットとした反応性スパッタリングによって作製することができる。なお、グラニュラ磁性層として良好な特性を得るためには、成膜時のガス圧を１０ｍＴｏｒｒ以上にする必要がある。 The first magnetic layers 14 and 26 are so-called granular materials comprising CoCr-based alloy crystal grains having ferromagnetism and nonmagnetic grain boundaries surrounding the crystal grains, and the nonmagnetic grain boundaries comprising a metal oxide or nitride. It is a magnetic layer. This granular structure is produced by, for example, sputtering using a ferromagnetic metal containing an oxide that constitutes a nonmagnetic grain boundary, or reactive sputtering using a ferromagnetic metal as a target in an Ar gas atmosphere containing oxygen. can do. In order to obtain good characteristics as a granular magnetic layer, the gas pressure during film formation needs to be 10 mTorr or more.

ここで、強磁性を有する結晶を成膜するための材料としてはＣｏＣｒ系合金が好適に用いられ、特に、優れた磁気特性と記録再生特性を得る観点からは、ＣｏＣｒ合金にＰｔ、Ｎｉ、Ｔａのうちの少なくとも１つの元素を添加することが望ましい。一方、非磁性粒界を構成する材料としては、安定なグラニュラ構造を形成する観点から、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒのうちの少なくとも１つの元素の酸化物を用いることが望ましく、その膜厚は、記録再生分解能を高めるために、３０ｎｍ以下とすることが望ましい。 Here, a CoCr-based alloy is preferably used as a material for forming a ferromagnetic crystal, and in particular, from the viewpoint of obtaining excellent magnetic characteristics and recording / reproducing characteristics, the CoCr alloy is made of Pt, Ni, Ta. It is desirable to add at least one of these elements. On the other hand, as the material constituting the nonmagnetic grain boundary, an oxide of at least one element of Cr, Co, Si, Al, Ti, Ta, Hf, and Zr is used from the viewpoint of forming a stable granular structure. The film thickness is desirably 30 nm or less in order to increase the recording / reproducing resolution.

第２の磁性層１５、２７は、非磁性粒界には金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金結晶質膜で構成されている。このＣｏＣｒ系合金結晶質膜の成膜に使用可能な材料の例としては、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ等の合金系材料を挙げることができる。なお、耐久性に優れた垂直磁気記録媒体を作製するためには、第２の磁性層１４、２７を成膜する際のガス圧は１５ｍＴｏｒｒ以下にする必要があり、その膜厚は２０ｎｍ以下であることが望ましい。 The second magnetic layers 15 and 27 are made of a non-granular CoCr-based alloy crystalline film containing no metal oxide or nitride at the nonmagnetic grain boundaries. Examples of materials that can be used for forming the CoCr-based alloy crystalline film include alloy-based materials such as CoCr, CoCrTa, CoCrPt, CoCrPtTa, and CoCrPtB. In order to manufacture a perpendicular magnetic recording medium with excellent durability, the gas pressure when forming the second magnetic layers 14 and 27 must be 15 mTorr or less, and the film thickness is 20 nm or less. It is desirable to be.

すなわち、本発明の垂直磁気記録媒体では、磁気記録を行なうための磁性層を２層で構成し、非磁性基体側の第１の磁性層を、その非磁性粒界が金属の酸化物または窒化物からなるグラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成し、この上に設けられる第２の磁性層を、非磁性粒界に金属の酸化物や窒化物を含有しない非グラニュラ構造のＣｏＣｒ系合金で構成している。これらの磁性層のうち、第１の磁性層が、そのグラニュラ構造に起因する良好な電磁変換特性を担保する一方、第２の磁性層は、第１の磁性層の非磁性粒界から溶出してくるＣｏ原子をブロックして媒体の高い耐久性を担保するように構成されている。 That is, in the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the magnetic layer for performing magnetic recording is composed of two layers, and the first magnetic layer on the nonmagnetic substrate side is made of an oxide or nitride of which the nonmagnetic grain boundary is a metal. It is composed of a granular CoCr alloy composed of a material, and the second magnetic layer provided thereon is composed of a non-granular CoCr alloy that does not contain metal oxide or nitride at the nonmagnetic grain boundary. ing. Of these magnetic layers, the first magnetic layer ensures good electromagnetic conversion characteristics due to its granular structure, while the second magnetic layer elutes from the nonmagnetic grain boundaries of the first magnetic layer. It is configured to block the Co atoms coming and ensure the high durability of the medium.

保護層１６、２８は、従来より使用されている保護膜を用いることができ、例えば、カーボンを主体とする保護膜を用いることができる。また、液体潤滑剤層１７、２９も、従来より使用されている材料を用いることができ、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。なお、保護層１６、２８の膜厚等の条件や、液体潤滑剤層１７、２９の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。 As the protective layers 16 and 28, a conventionally used protective film can be used. For example, a protective film mainly composed of carbon can be used. The liquid lubricant layers 17 and 29 can also be made of a conventionally used material, for example, a perfluoropolyether lubricant. The conditions such as the film thickness of the protective layers 16 and 28 and the conditions such as the film thickness of the liquid lubricant layers 17 and 29 can be the same as those used in ordinary magnetic recording media.

以下に本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法の実施例について説明する。なお、これらの実施例は、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法を好適に説明するための代表例に過ぎず、これらに限定されるものではない。 Examples of the method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention will be described below. These examples are merely representative examples for suitably explaining the method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

（実施例１）
非磁性基体として、表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−５ガラス基板）を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、ＣｏＺｒＮｂ非晶質軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ、Ｒｕ中間層を３０ｎｍ積層させた後、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いたＲＦスパッタ法により第１の磁性層を２０ｎｍ成膜し、更に、ＣｏＣｒＰｔＢターゲットを用いて第２の磁性層を１０ｎｍ成膜させた。ここで、第１の磁性層及び第２の磁性層は、ガス圧を種々変化させた条件で成膜している。最後にカーボンからなる保護層５ｎｍを成膜後、真空装置から取り出し、その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成して垂直磁気記録媒体とした。なお、成膜に先立つ基板加熱、並びに、磁性層成膜後の加熱・急冷処理は行なっていない。 Example 1
As the nonmagnetic substrate, a chemically strengthened glass substrate (for example, N-5 glass substrate manufactured by HOYA) having a smooth surface was used, and this was introduced into the sputtering apparatus after cleaning, and a CoZrNb amorphous soft magnetic backing layer was formed to 200 nm, After the intermediate layer was deposited to 30 nm, the first magnetic layer was formed to 20 nm by RF sputtering using a CoCrPt—SiO 2 target, and the second magnetic layer was further formed to 10 nm using the CoCrPtB target. Here, the first magnetic layer and the second magnetic layer are formed under conditions in which the gas pressure is variously changed. Finally, after forming a protective layer 5 nm made of carbon, it was taken out from the vacuum apparatus, and then a liquid lubricant layer 2 nm made of perfluoropolyether was formed by a dip method to obtain a perpendicular magnetic recording medium. In addition, the substrate heating prior to the film formation and the heating / quenching process after the magnetic layer formation are not performed.

このようにして作製した垂直磁気記録媒体を、８５℃で８０％ＲＨの高温高湿環境下に９６時間放置した後に５０ｍｌの純水中で３分間揺動して溶出したＣｏを抽出し、その濃度をＩＣＰ発光分光分析法によって測定した。なお、第１及び第２の磁性層成膜後の媒体の磁化曲線を振動試料型磁力計で測定して磁気特性を評価すると共に、全層を成膜した媒体の電磁変換特性をＧＭＲヘッドを備えたスピンスタンドテスターにより評価した。 The perpendicular magnetic recording medium thus prepared was left in a high-temperature and high-humidity environment of 80% RH at 85 ° C. for 96 hours, and then the eluted Co was extracted by shaking in 50 ml of pure water for 3 minutes. The concentration was measured by ICP emission spectroscopy. The magnetic properties of the medium on which the first and second magnetic layers were formed were measured with a vibrating sample magnetometer, and the magnetic characteristics were evaluated. Evaluation was performed by a spin stand tester provided.

表１は、第１並びに第２の磁性層を成膜する際のガス圧を種々変化させて作製した垂直磁気記録媒体のＣｏ溶出量を纏めた結果である。 Table 1 summarizes the Co elution amounts of perpendicular magnetic recording media manufactured by variously changing the gas pressure when forming the first and second magnetic layers.

この表から明らかなように、第１の磁性層、第２の磁性層共に、成膜時のガス圧を低下させることにより、Ｃｏの溶出量を抑制することができる。特に、第２の磁性層のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以下とした場合には、第１の磁性層のガス圧によらず、Ｃｏの溶出量を１０μｇ／ｍ２以下に抑えることが可能である。 As is apparent from this table, the amount of Co elution can be suppressed by reducing the gas pressure during film formation for both the first magnetic layer and the second magnetic layer. In particular, when the gas pressure of the second magnetic layer is set to 15 mTorr or less, the elution amount of Co can be suppressed to 10 μg / m 2 or less regardless of the gas pressure of the first magnetic layer.

表２は、第１並びに第２の磁性層の成膜時のガス圧を種々変化させて作製した垂直磁気記録媒体の３５０ｋＦＣｌにおけるＳＮＲ（電磁変換特性の信号とノイズの比）を纏めた結果である。 Table 2 summarizes the SNR (ratio of electromagnetic conversion characteristic signal to noise) at 350 kFCl of a perpendicular magnetic recording medium manufactured by variously changing the gas pressure during the formation of the first and second magnetic layers. is there.

この表から分かるように、第１の磁性層成膜時のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以上とした場合には、第２の磁性層の成膜時のガス圧によらず、１５ｄＢ以上の良好な電磁変換特性が得られている。また、第２の磁性層成膜時のガス圧が１５ｍＴｏｒｒ以下の領域においては、第１の磁性層成膜時のガス圧が１０ｍＴｏｒｒ以上の媒体においても１５ｄＢ以上の値が得られている。 As can be seen from this table, when the gas pressure during film formation of the first magnetic layer is set to 15 mTorr or more, good electromagnetic conversion of 15 dB or more regardless of the gas pressure during film formation of the second magnetic layer. Characteristics are obtained. Further, in the region where the gas pressure during film formation of the second magnetic layer is 15 mTorr or less, a value of 15 dB or more is obtained even in a medium where the gas pressure during film formation of the first magnetic layer is 10 mTorr or more.

このように、Ｃｏ溶出量を１０μｇ／ｍ２以下に抑制し、かつ、記録密度３５０ｋＦＣｌでのＳＮＲ値を１５ｄＢ以上にするためには、第１の磁性層の成膜時のガス圧を１０ｍＴｏｒｒ以上とし、かつ、第２の磁性層の成膜時のガス圧を１５ｍＴｏｒｒ以下にする必要があることが分かる。 Thus, in order to suppress the Co elution amount to 10 μg / m 2 or less and increase the SNR value at a recording density of 350 kFCl to 15 dB or more, the gas pressure at the time of forming the first magnetic layer is set to 10 mTorr or more. And it turns out that the gas pressure at the time of film-forming of a 2nd magnetic layer needs to be 15 mTorr or less.

（実施例２）
成膜に先立つ基板加熱（前加熱）、及び、第２の磁性層成膜後の加熱（後加熱）、並びに、急冷処理を同一装置内で行って作製したこと以外は上述した実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。但し、第１の磁性層成膜時のガス圧を５０ｍＴｏｒｒ、第２の磁性層成膜時のガス圧を５ｍＴｏｒｒ一定とした。 (Example 2)
Example 1 described above except that substrate heating (preheating) prior to film formation, heating after film formation of the second magnetic layer (post heating), and rapid cooling treatment were performed in the same apparatus. A magnetic recording medium was produced in the same manner. However, the gas pressure at the time of forming the first magnetic layer was fixed at 50 mTorr, and the gas pressure at the time of forming the second magnetic layer was fixed at 5 mTorr.

表３は、前加熱温度を２００℃、後加熱温度２００℃、後加熱処理に連続して行う冷却処理工程は１０秒後の基板温度が１００℃となるように調整を行い、それぞれの処理の有無による保磁力（Ｈｃ）並びにＳＮＲ値の値を纏めた結果である。 Table 3 shows that the pre-heating temperature is 200 ° C., the post-heating temperature is 200 ° C., and the cooling process step performed continuously after the post-heating treatment is adjusted so that the substrate temperature after 10 seconds becomes 100 ° C. It is the result of summarizing the coercive force (Hc) depending on the presence or absence and the SNR value.

この表から分かるとおり、前加熱処理を行うことにより、磁気特性並びにＳＮＲが急激に低下しており、第１の磁性層であるグラニュラ磁性層を成膜する際は、事前に加熱せずに成膜プロセスを行なう必要がある。また、後加熱処理を行った場合には磁気特性とＳＮＲの値が大幅に増加している。これは、後加熱処理により第２の磁性層であるＣｏＣｒ系合金結晶質膜の特性が改善されたためである。更に、後加熱処理に連続して急冷処理を行うことにより、さらに特性が向上していることが分かる。 As can be seen from this table, the magnetic properties and the SNR are drastically decreased by performing the preheating treatment. When the granular magnetic layer as the first magnetic layer is formed, it is not heated in advance. It is necessary to perform a membrane process. In addition, when the post-heating treatment is performed, the magnetic characteristics and SNR values are greatly increased. This is because the characteristics of the CoCr-based alloy crystalline film which is the second magnetic layer are improved by the post-heating treatment. Furthermore, it turns out that the characteristic is further improved by performing the rapid cooling process continuously after a post-heating process.

（実施例３）
表４は、中間層として各種の材料を用い、その膜厚を３０ｎｍとした以外は実施例１と同様にして作製した磁気記録媒体の、磁性層のｈｃｐ（００２）回折線をＸ線回折法により求めたロッキングカーブの半値幅Δθ５０値を纏めた結果である。なお、比較のため、中間層として体心立方（ｂｃｃ）構造をもつＴａ、及びＣｒを使用した場合についても示している。 (Example 3)
Table 4 shows the X-ray diffraction method of the hcp (002) diffraction line of the magnetic layer of the magnetic recording medium produced in the same manner as in Example 1 except that various materials were used as the intermediate layer and the film thickness was 30 nm. This is a result of summarizing the half-value width Δθ50 value of the rocking curve obtained by the above. For comparison, the case where Ta and Cr having a body-centered cubic (bcc) structure are used as the intermediate layer is also shown.

この表から、非磁性下地層としてｂｃｃ構造をもつＴａやＣｒを使用した場合に比べ、ｈｃｐ構造をもつ各種材料を用いた場合にΔθ５０が改善され、磁性層の結晶配向制御が有効に行なわれることがわかる。 From this table, compared to the case of using Ta or Cr having a bcc structure as the nonmagnetic underlayer, Δθ50 is improved when various materials having an hcp structure are used, and the crystal orientation control of the magnetic layer is effectively performed. I understand that.

（実施例４）
実施例１に記載の製造方法において、非磁性基板と軟磁性裏打ち層との間に、Ｔａターゲットを用いＴａの第１下地層を５ｎｍ、ＮｉＦｅＣｒターゲットを用いＮｉＦｅＣｒの第２下地層を５ｎｍ、及び、ＩｒＭｎの磁区制御層を１０ｎｍ成膜したことを除き実施例１と同様の手順で磁気記録媒体を作製した。 Example 4
In the manufacturing method described in Example 1, between the nonmagnetic substrate and the soft magnetic underlayer, a Ta target is used to form a first Ta underlayer 5 nm, a NiFeCr target is used to form a NiFeCr second underlayer 5 nm, and A magnetic recording medium was prepared in the same procedure as in Example 1 except that a magnetic domain control layer of IrMn was formed to 10 nm.

この方法にて作製した垂直磁気記録媒体と、実施例１の方法にて作製した垂直磁気記録媒体において、磁気特性並びにＳＮＲに関しては、特に差異が認められなかった。 There was no particular difference in magnetic properties and SNR between the perpendicular magnetic recording medium produced by this method and the perpendicular magnetic recording medium produced by the method of Example 1.

図３は、これらの各々の方法で作成した垂直磁気記録媒体のスピンスタンドテスターによる１周分の出力波形を比較したものである。下地層並びに磁区制御層を備えない構造の実施例１に示した方法で作製した垂直磁気記録媒体では、全周に渡り不均一にスパイクノイズが発生しているのに対し、下地層並びに磁区制御層を備える構成とすることにより、スパイクノイズは顕著に減少していることが分かる。これは、非磁性基板上に下地層並びに磁区制御層を備えることにより、これらに続いて積層される軟磁性裏打ち層に磁壁が形成されないようになるためである。 FIG. 3 shows a comparison of output waveforms for one round by a spin stand tester of a perpendicular magnetic recording medium produced by each of these methods. In the perpendicular magnetic recording medium manufactured by the method shown in Example 1 having a structure not including the underlayer and the magnetic domain control layer, spike noise is generated nonuniformly over the entire circumference, whereas the underlayer and the magnetic domain control are performed. It can be seen that spike noise is remarkably reduced by employing a configuration including layers. This is because by providing the base layer and the magnetic domain control layer on the nonmagnetic substrate, the domain wall is not formed on the soft magnetic backing layer that is subsequently laminated.

本発明の垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the perpendicular magnetic recording medium of this invention. 本発明の垂直磁気記録媒体の他の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structural example of the perpendicular magnetic recording medium of this invention. 本発明の垂直磁気記録媒体のスピンスタンドテスターによる１周分の出力波形説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output waveform for one round by the spin stand tester of the perpendicular magnetic recording medium of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１、２１非磁性基体
１２、２４軟磁性裏打ち層
１３、２５中間層
１４、２６第１の磁性層
１５、２７第２の磁性層
１６、２８保護層
１７、２９液体潤滑剤層
２２多層下地層
２３磁区制御層
11, 21 Nonmagnetic substrate 12, 24 Soft magnetic backing layer 13, 25 Intermediate layer 14, 26 First magnetic layer 15, 27 Second magnetic layer 16, 28 Protective layer 17, 29 Liquid lubricant layer 22 Multilayer underlayer 23 Magnetic domain control layer

Claims

非磁性基体上に、軟磁性裏打ち層と、中間層と、ＣｏＣｒ系合金層の磁性層と、保護層と、液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、前記中間層側に設けられたグラニュラ構造の第１の磁性層と、前記保護層側に設けられた非グラニュラ構造の第２の磁性層とから構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 A perpendicular magnetic recording medium in which a soft magnetic backing layer, an intermediate layer, a magnetic layer of a CoCr-based alloy layer, a protective layer, and a liquid lubricant layer are sequentially laminated on a nonmagnetic substrate,
The magnetic layer is composed of a granular first magnetic layer provided on the intermediate layer side and a non-granular second magnetic layer provided on the protective layer side. Perpendicular magnetic recording medium.

前記中間層が、六方最密充填（ｈｃｐ）の結晶構造を有するＴｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのいずれかの金属、又は、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちの少なくとも一種の金属を含む合金で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。 The intermediate layer is made of any one of Ti, Re, Ru, and Os having a hexagonal close-packed (hcp) crystal structure, or an alloy containing at least one of Ti, Re, Ru, and Os. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the perpendicular magnetic recording medium is configured.

前記非磁性基体と前記軟磁性裏打ち層との間に、前記非磁性基体側の下地層と前記軟磁性裏打ち層側の磁区制御層を順次積層させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。 3. The underlayer on the nonmagnetic substrate side and the magnetic domain control layer on the soft magnetic backing layer side are sequentially laminated between the nonmagnetic substrate and the soft magnetic backing layer. The perpendicular magnetic recording medium described.