JP2009099161A - Perpendicular magnetic recording medium - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium wherein crystal orientation of a magnetic recording layer is enhanced without enlarging a space between a head for recording and reproduction and a soft magnetic layer, a high S/N ratio and coercive force Hc can be maintained, and high recording density can be attained even when magnetic grains are refined. <P>SOLUTION: In the perpendicular magnetic recording medium 100 including at least the soft magnetic layer 14, an orientation control layer 16, an underlayer 18 and the magnetic recording layer 22 for recording a signal deposited in this order on a disk base body 1, the orientation control layer 16 is made of a Cu alloy and the underlayer 18 is made of ruthenium. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される垂直磁気記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like.

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚あたり１６０ＧＢを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり２５０ＧＢｉｔを超える情報記録密度を実現することが求められる。   Various information recording techniques have been developed with the recent increase in information processing capacity. In particular, the surface recording density of HDDs using magnetic recording technology continues to increase at an annual rate of about 100%. Recently, an information recording capacity exceeding 160 GB has been demanded for a 2.5-inch diameter magnetic disk used for HDDs and the like, and in order to meet such a demand, per square inch. It is required to realize an information recording density exceeding 250 GBit.

ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク（垂直磁気記録ディスク）が提案されている。従来の面内磁気記録方式は磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式は磁化容易軸が基体面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、高密度記録時に、より熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。   In recent years, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk (perpendicular magnetic recording disk) has been proposed in order to achieve a high recording density in a magnetic disk used for an HDD or the like. In the conventional in-plane magnetic recording method, the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is aligned in the plane direction of the substrate surface, but in the perpendicular magnetic recording method, the easy magnetization axis is adjusted to be aligned in the direction perpendicular to the substrate surface. ing. The perpendicular magnetic recording method is more suitable for increasing the recording density because the thermal fluctuation phenomenon can be more suppressed during high-density recording than the in-plane recording method.

従来、磁気記録層としては、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２やＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２が広く用いられ、Ｃｏがｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶を形成し、ＣｒおよびＳｉＯ_２（またはＴｉＯ_２）が偏析して粒界を形成する。かかる材料を用いることにより、ＳｉＯ_２（またはＴｉＯ_２）が強磁性のＣｏの周囲に偏析するため、物理的に独立した微細なＣｏ粒子を形成しやすく、高記録密度を達成しやすい。 Conventionally, CoCrPt—SiO ₂ or CoCrPt—TiO ₂ has been widely used as the magnetic recording layer, Co forms crystals of an hcp structure (hexagonal close-packed crystal lattice), and Cr and SiO ₂ (or TiO ₂ ) segregate. To form grain boundaries. By using such a material, SiO ₂ (or TiO ₂ ) is segregated around ferromagnetic Co, so that it is easy to form physically independent fine Co particles and to easily achieve a high recording density.

磁気記録層の結晶配向性を向上させるために、一般的に、下地層が設けられている。下地層にはＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆなどが知られているが、特許文献１に示されるように、現在ではＲｕ（ルテニウム）が主流となっている。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、Ｃｏ（コバルト）を主成分とする磁気記録層の磁化容易軸の垂直配向性を効果的に向上させ、保磁力Ｈｃを高め、所定のＳ／Ｎ比及び分解能を確保した高記録密度化が図られることが知られているからである。   In order to improve the crystal orientation of the magnetic recording layer, an underlayer is generally provided. Ti, V, Zr, Hf, and the like are known for the underlayer, but as shown in Patent Document 1, Ru (ruthenium) is currently mainstream. Ru has an hcp structure, effectively improves the perpendicular orientation of the easy axis of the magnetic recording layer containing Co (cobalt) as a main component, increases the coercive force Hc, and secures a predetermined S / N ratio and resolution. This is because it is known that high recording density can be achieved.

下地層は、材質が同じであっても、成膜プロセスにおける雰囲気ガスの圧力によって、膜の機能が変動することが知られている。特許文献２には、垂直磁性層の下地膜として、高圧アルゴン雰囲気で成膜されたルテニウムを含む層と、低圧アルゴン雰囲気で成膜されたルテニウムを含む層を有する構成が提案されている。特許文献２においては、低圧アルゴン雰囲気（１Ｐａ前後）で成膜されたルテニウムを含む層は磁性層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気（６Ｐａ〜１０Ｐａ程度）で成膜されたルテニウムを含む層は磁性層が微粒子となる効果を奏すると述べている。   It is known that even if the material of the underlayer is the same, the function of the film varies depending on the pressure of the atmospheric gas in the film forming process. Patent Document 2 proposes a configuration including a ruthenium-containing layer formed in a high-pressure argon atmosphere and a ruthenium-containing layer formed in a low-pressure argon atmosphere as an underlayer for the perpendicular magnetic layer. In Patent Document 2, a ruthenium-containing layer formed in a low-pressure argon atmosphere (around 1 Pa) has an effect that the magnetic layer is highly oriented, and ruthenium formed in a high-pressure argon atmosphere (about 6 Pa to 10 Pa). It is stated that the layer containing the element has the effect that the magnetic layer becomes fine particles.

上述したように高記録密度化を図るためには磁性粒を微細化することが有効である。しかしながら、過度に磁性粒を微細化すれば、磁性粒を構成する原子が少なくなりすぎるため、面内磁気記録媒体と同様に熱揺らぎ現象が問題となってしまう。この熱揺らぎの問題を回避するために、これまでは、次のような方法が採られてきた。   As described above, it is effective to make the magnetic grains finer in order to increase the recording density. However, if the magnetic grains are excessively miniaturized, the number of atoms constituting the magnetic grains becomes too small, and the thermal fluctuation phenomenon becomes a problem as in the case of the in-plane magnetic recording medium. In order to avoid this thermal fluctuation problem, the following methods have been adopted so far.

すなわち、下地層のさらに下に配向制御層を設け、配向制御層の材料あるいは膜構成を好適化して、下地層の結晶粒の配向の整列を促進し、間接的に磁気記録層の結晶配向性を改善することにより保磁力を向上させる方法である。配向制御層の素材は、例えばＮｉ（ニッケル）、Ｐｔ（プラチナ）、Ｐｄ（パラジウム）など様々な素材から選択することができる。
特開平７−３３４８３２号公報 特開２００２−１９７６３０号公報 In other words, an orientation control layer is provided below the underlayer, and the material or film configuration of the orientation control layer is optimized to promote the alignment of crystal grains in the underlayer and indirectly in the crystal orientation of the magnetic recording layer. This is a method for improving the coercive force by improving. The material of the orientation control layer can be selected from various materials such as Ni (nickel), Pt (platinum), and Pd (palladium).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-334832 JP 2002-197630 A

しかしながら、現在の垂直磁気記録媒体は、配向制御層、その上のルテニウムから成る下地層、さらにその上の磁気記録層、という順番で積層しているため、記録再生用ヘッドと、記録時に磁路を形成することによってスムーズな記録を可能とする軟磁性層との間のスペースが大きくなってしまう。   However, since current perpendicular magnetic recording media are laminated in the order of an orientation control layer, an underlying layer made of ruthenium, and a magnetic recording layer thereon, a recording / reproducing head and a magnetic path during recording As a result, the space between the soft magnetic layer enabling smooth recording becomes large.

かかるスペースの増大は、記録時のヘッド磁界効率を低下させてしまうため好ましくない。またＲｕは貴金属であるため、コストの観点からも、膜厚を低下させることが好ましい。   Such an increase in space is not preferable because it reduces the magnetic field efficiency of the recording. Further, since Ru is a noble metal, it is preferable to reduce the film thickness from the viewpoint of cost.

そこで本発明は、記録再生用ヘッドと軟磁性層との間のスペースを大きくすることなく、換言すればより薄い配向制御層、下地層を用いて磁気記録層の結晶配向性を向上させ、磁性粒を微細化しても高いＳ／Ｎ比と保磁力Ｈｃを維持し、高記録密度化を図ることが可能な磁気記録媒体を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention improves the crystal orientation of the magnetic recording layer without increasing the space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer, in other words, using a thinner orientation control layer and underlayer, thereby increasing the magnetic An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of maintaining a high S / N ratio and coercive force Hc even when the grains are miniaturized and achieving a high recording density.

上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討し、ｈｃｐ構造の磁気記録層の結晶配向性を向上させるためには、その成長の基礎となるｈｃｐ構造の非磁性下地層が重要であり、非磁性下地層の結晶の状態はその基礎となる配向制御層に大きく影響を受けることに着眼した。そして、さらに研究を重ねることにより、本発明を完成するに到った。   In order to solve the above problems, the inventors have intensively studied, and in order to improve the crystal orientation of the magnetic recording layer having the hcp structure, the nonmagnetic underlayer having the hcp structure, which is the basis of the growth, is important. It was noticed that the crystal state of the nonmagnetic underlayer was greatly affected by the underlying orientation control layer. The present invention has been completed by further research.

すなわち本発明の代表的な構成によれば、ディスク基体上に少なくとも軟磁性層と、配向制御層と、下地層と、信号を記録する磁気記録層とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体において、配向制御層は、Ｃｕ合金から成り、下地層は、ルテニウムから成ることを特徴とする。   That is, according to a typical configuration of the present invention, a perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, an orientation control layer, an underlayer, and a magnetic recording layer for recording signals are formed in this order on a disk substrate. The orientation control layer is made of a Cu alloy, and the underlayer is made of ruthenium.

Ｃｕ合金から成る配向制御層を用いれば、Ｒｕ下地層の膜厚を増大させることなく、記録密度の向上を達成可能だからである。   This is because if the orientation control layer made of a Cu alloy is used, the recording density can be improved without increasing the film thickness of the Ru underlayer.

上記の下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第１下地層および第２下地層で構成されていてよい。   The underlayer may be composed of a first underlayer and a second underlayer that have different gas pressures during ruthenium film formation by sputtering.

配向制御層がＣｕ合金から成る場合、下地層が上記のような２層構造であっても、各下地層の膜厚を増大させることなく、磁気記録層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気（６Ｐａ〜１０Ｐａ程度）で成膜されたルテニウムを含む層は磁気記録層が微粒子となる効果を奏するからである。   When the orientation control layer is made of a Cu alloy, even if the underlayer has the two-layer structure as described above, the magnetic recording layer is highly oriented without increasing the thickness of each underlayer, and This is because a layer containing ruthenium formed in a high-pressure argon atmosphere (about 6 Pa to 10 Pa) has an effect that the magnetic recording layer becomes fine particles.

上記のＣｕ合金は、ＣｕＣｒ（銅−クロム合金）、ＣｕＷ（銅−タングステン合金）、またはＣｕＴｉ（銅−チタン合金）のいずれかから選択してよい。銅を主成分とする合金であれば、下地層の膜厚を増大させることなく記録密度の向上を達成できるからである。   The Cu alloy may be selected from CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). This is because an alloy containing copper as a main component can achieve an improvement in recording density without increasing the thickness of the underlayer.

上記の配向制御層の膜厚は、３〜１２ｎｍであるとよい。配向制御層をＣｕ合金とすれば、より薄い膜厚領域にて保磁力Ｈｃのピークを迎えることができるからである。   The film thickness of the orientation control layer is preferably 3 to 12 nm. This is because if the orientation control layer is made of a Cu alloy, the coercive force Hc peak can be reached in a thinner film thickness region.

第１下地層および第２下地層の膜厚は３〜１０ｎｍであるとよい。   The film thickness of the first underlayer and the second underlayer is preferably 3 to 10 nm.

膜厚の下限を上記のようにしたのは、例えば配向制御層としてＮｉＷ（ニッケル−タングステン合金）を用いた場合と比較すると、本発明のようにＣｕ合金を用いた場合、ルテニウムから成る第１および第２下地層の膜厚を３ｎｍ以上とすれば、高い保磁力Ｈｃが得られるからである。膜厚の上限を上記のようにしたのは、記録再生ヘッド・軟磁性層間のスペーシングを大きくするのを防ぐためである。   The lower limit of the film thickness is set as described above, for example, when the Cu alloy is used as in the present invention, compared with the case where NiW (nickel-tungsten alloy) is used as the orientation control layer. This is because if the film thickness of the second underlayer is 3 nm or more, a high coercive force Hc can be obtained. The upper limit of the film thickness is set as described above in order to prevent an increase in spacing between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer.

本発明によれば、記録再生用ヘッドと軟磁性層との間のスペースを大きくすることなく、磁気記録層の結晶配向性を向上させ、磁性粒を微細化しても高いＳ／Ｎ比と保磁力Ｈｃを維持し、高記録密度化を図ることが可能な磁気記録媒体を提供することができる。   According to the present invention, the crystal orientation of the magnetic recording layer is improved without increasing the space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer, and a high S / N ratio is maintained even when the magnetic grains are miniaturized. A magnetic recording medium capable of maintaining the magnetic force Hc and increasing the recording density can be provided.

次に添付図面を参照して本発明による垂直磁気記録媒体の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。なお、以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。   Next, an embodiment of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figure, elements not directly related to the present invention are not shown. Similar elements are denoted by the same reference numerals. Note that dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

図１は、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、ディスク基体１、付着層１２、第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃ、配向制御層１６、第１下地層１８ａ、第２下地層１８ｂ、第１磁気記録層２２ａ、第２磁気記録層２２ｂ、連続層２４、媒体保護層２８、潤滑層３０で構成されている。なお第１軟磁性層１４ａ、スペーサ層１４ｂ、第２軟磁性層１４ｃは、あわせて軟磁性層１４を構成する。第１下地層１８ａと第２下地層１８ｂはあわせて下地層１８を構成する。第１磁気記録層２２ａと第２磁気記録層２２ｂとはあわせて磁気記録層２２を構成する。   FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a perpendicular magnetic recording medium according to this embodiment. The perpendicular magnetic recording medium 100 shown in FIG. 1 includes a disk substrate 1, an adhesion layer 12, a first soft magnetic layer 14a, a spacer layer 14b, a second soft magnetic layer 14c, an orientation control layer 16, a first underlayer 18a, and a second base layer. The underlayer 18b, the first magnetic recording layer 22a, the second magnetic recording layer 22b, the continuous layer 24, the medium protective layer 28, and the lubricating layer 30 are formed. The first soft magnetic layer 14a, the spacer layer 14b, and the second soft magnetic layer 14c together constitute the soft magnetic layer 14. The first base layer 18a and the second base layer 18b together constitute the base layer 18. The first magnetic recording layer 22a and the second magnetic recording layer 22b together constitute the magnetic recording layer 22.

まず、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体１を得た。   First, an amorphous aluminosilicate glass was formed into a disk shape by direct pressing to produce a glass disk. The glass disk was ground, polished, and chemically strengthened in order to obtain a smooth nonmagnetic disk substrate 1 made of a chemically strengthened glass disk.

得られたディスク基体１上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、付着層１２から連続層２４まで順次成膜を行い、媒体保護層２８はＣＶＤ法により成膜した。この後、潤滑層３０をディップコート法により形成した。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。   On the obtained disk substrate 1, a film is formed in order from the adhesion layer 12 to the continuous layer 24 by a DC magnetron sputtering method in an Ar atmosphere by using a film forming apparatus that is evacuated, and the medium protective layer 28. Was formed by CVD. Thereafter, the lubricating layer 30 was formed by dip coating. Note that it is also preferable to use an in-line film forming method in terms of high productivity.

付着層１２は１０ｎｍのＴｉ合金層となるように、Ｔｉ合金ターゲットを用いて成膜した。付着層１２を形成することにより、ディスク基体１と軟磁性層１４との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層１４の剥離を防止することができる。付着層１２の材料としては、例えばＣｒＴｉ合金を用いることができる。   The adhesion layer 12 was formed using a Ti alloy target so as to be a 10 nm Ti alloy layer. By forming the adhesion layer 12, the adhesion between the disk substrate 1 and the soft magnetic layer 14 can be improved, so that the soft magnetic layer 14 can be prevented from peeling off. As a material of the adhesion layer 12, for example, a CrTi alloy can be used.

軟磁性層１４は、第１軟磁性層１４ａと第２軟磁性層１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁***換結合）を備えるように構成した。これにより軟磁性層１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１４から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第１軟磁性層１４ａ、第２軟磁性層１４ｃの組成はＣｏＦｅＴａＺｒとし、スペーサ層１４ｂの組成はＲｕ（ルテニウム）とした。   The soft magnetic layer 14 includes AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a nonmagnetic spacer layer 14b between the first soft magnetic layer 14a and the second soft magnetic layer 14c. It was configured as follows. As a result, the magnetization direction of the soft magnetic layer 14 can be aligned along the magnetic path (magnetic circuit) with high accuracy, and the perpendicular component of the magnetization direction is extremely reduced, so that noise generated from the soft magnetic layer 14 is reduced. Can do. Specifically, the composition of the first soft magnetic layer 14a and the second soft magnetic layer 14c was CoFeTaZr, and the composition of the spacer layer 14b was Ru (ruthenium).

本実施形態の特徴である配向制御層１６は、下地層１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。これについては後述する。   The orientation control layer 16, which is a feature of this embodiment, has a function of promoting alignment of crystal grain orientations of the underlayer 18. This will be described later.

下地層１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層２２のｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させることができる。したがって、下地層１８の結晶配向性が高いほど、磁気記録層２２の結晶配向性を向上させることができる。下地層の材質としては、Ｒｕの他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、Ｃｏを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。   The underlayer 18 has an hcp structure, and the crystal of the hcp structure of the magnetic recording layer 22 can be grown as a granular structure. Therefore, the higher the crystal orientation of the underlayer 18, the more the crystal orientation of the magnetic recording layer 22 can be improved. The material of the underlayer can be selected from RuCr and RuCo in addition to Ru. Ru has an hcp structure and can satisfactorily orient a magnetic recording layer containing Co as a main component.

下地層１８は、Ｒｕからなる２層構造となっている。上層側の第２下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くしている。ガス圧を高くするとスパッタリングされた粒子の平均自由工程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶配向性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ｒｕの結晶格子の大きさはＣｏの結晶格子よりも大きいため、Ｒｕの結晶格子を小さくすればＣｏのそれに近づき、Ｃｏのグラニュラー層の結晶配向性をさらに向上させることができる。   The underlayer 18 has a two-layer structure made of Ru. When forming the second base layer 18b on the upper layer side, the Ar gas pressure is set higher than when forming the first base layer 18a on the lower layer side. When the gas pressure is increased, the mean free path of the sputtered particles is shortened, so that the film formation rate is decreased and the crystal orientation can be improved. Further, by increasing the pressure, the size of the crystal lattice is reduced. Since the size of the Ru crystal lattice is larger than that of the Co crystal lattice, if the Ru crystal lattice is made smaller, it approaches that of Co, and the crystal orientation of the Co granular layer can be further improved.

第１磁気記録層２２ａは、非磁性物質の例としての酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３のｈｃｐ結晶構造を形成した。非磁性物質は磁性物質の周囲に偏析して粒界を形成し、磁性粒（磁性グレイン）は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、下地層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。 The first magnetic recording layer 22a uses a hard magnetic target made of CoCrPt containing chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ) as an example of a nonmagnetic material, and has an hcp crystal structure of ₂ nm CoCrPt—Cr ₂ O _3. Formed. Nonmagnetic substances segregate around magnetic substances to form grain boundaries, and magnetic grains (magnetic grains) form a granular structure in which grain boundaries made of nonmagnetic substances are formed between crystal grains grown in a columnar shape. did. The magnetic grains were epitaxially grown continuously from the granular structure of the underlayer.

第２磁気記録層２２ｂは、非磁性物質の例としての酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有するＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性体のターゲットを用いて、１０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＴｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層２２ｂにおいても磁性粒はグラニュラー構造を形成した。 The second magnetic recording layer 22b, using a hard magnetic target made of CoCrPt containing titanium oxide as an example of a non-magnetic material (TiO _2), to form a hcp crystal structure of CoCrPt-TiO ₂ of 10 nm. Also in the second magnetic recording layer 22b, the magnetic grains formed a granular structure.

本実施形態では、第１磁気記録層２２ａと第２磁気記録層２２ｂで異なる材料（ターゲット）であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。なお非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ_ｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_Ｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）を例示できる。 In the present embodiment, the first magnetic recording layer 22a and the second magnetic recording layer 22b are different materials (targets), but the present invention is not limited to this, and the same composition and type may be used. Examples of the nonmagnetic material for forming the nonmagnetic region include silicon oxide (SiO _x ), chromium (Cr), chromium oxide (CrO _x ), titanium oxide (TiO ₂ ), zircon oxide (ZrO ₂ ), and oxide. An example is tantalum (Ta ₂ O ₅ ).

連続層２４は、グラニュラー磁性層の上に高い垂直磁気異方性を示す面方向に磁気的に連続した薄膜（連続層）を形成し、ＣＧＣ構造（Coupled Granular Continuous）を構成するものである。これによりグラニュラー層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、連続膜の高熱耐性を付け加えることができる。   The continuous layer 24 forms a CGC structure (Coupled Granular Continuous) by forming a thin film (continuous layer) magnetically continuous in the plane direction exhibiting high perpendicular magnetic anisotropy on the granular magnetic layer. Thereby, in addition to the high density recording property and low noise property of the granular layer, the high heat resistance of the continuous film can be added.

媒体保護層２８は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜し、ダイアモンドライクカーボンを含んで構成される。媒体保護層２８は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。またＣＶＤ法において、バイアス電圧を上げれば、膜硬度を向上させることができる。   The medium protective layer 28 is formed by depositing carbon by CVD while maintaining a vacuum and including diamond-like carbon. The medium protective layer 28 is a protective layer for protecting the perpendicular magnetic recording layer from the impact of the magnetic head. In general, carbon deposited by the CVD method has improved film hardness compared to that deposited by the sputtering method, so that the perpendicular magnetic recording layer can be protected more effectively against the impact from the magnetic head. In the CVD method, the film hardness can be improved by increasing the bias voltage.

潤滑層３０は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜した。潤滑層３０の膜厚は約１ｎｍである。   The lubrication layer 30 was formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating. The thickness of the lubricating layer 30 is about 1 nm.

（配向制御層）
本実施形態の特徴である上述の配向制御層についてさらに詳述する。本実施形態は、既に述べたように、ディスク基体上に少なくとも軟磁性層１４と、配向制御層１６と、下地層１８と、信号を記録する磁気記録層２２とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体１００である。 (Orientation control layer)
The above-described orientation control layer, which is a feature of this embodiment, will be described in further detail. In the present embodiment, as already described, at least the soft magnetic layer 14, the orientation control layer 16, the underlayer 18, and the magnetic recording layer 22 for recording signals are formed in this order on the disk substrate. This is a magnetic recording medium 100.

配向制御層１６は、Ｃｕ合金から成り、下地層は、ルテニウムから成ることを特徴とする。   The orientation control layer 16 is made of a Cu alloy, and the underlayer is made of ruthenium.

Ｃｕ合金から成る配向制御層１６を用いれば、Ｒｕ下地層の膜厚を増大させることなく、記録密度の向上を達成可能だからである。   This is because if the orientation control layer 16 made of a Cu alloy is used, the recording density can be improved without increasing the film thickness of the Ru underlayer.

上記の下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第１下地層１８ａおよび第２下地層１８ｂで構成されていてよい。   The underlayer may be composed of a first underlayer 18a and a second underlayer 18b having different gas pressures during ruthenium film formation by sputtering.

配向制御層１６がＣｕ合金から成る場合、下地層が上記のような２層構造であっても、各下地層の膜厚を増大させることなく、磁気記録層が高配向となる効果を奏し、また高圧アルゴン雰囲気（３Ｐａ〜１０Ｐａ程度）で成膜されたルテニウムを含む層は磁気記録層２２が微粒子となる効果を奏するからである。   When the orientation control layer 16 is made of a Cu alloy, even if the underlayer has the two-layer structure as described above, the magnetic recording layer is highly oriented without increasing the thickness of each underlayer, In addition, the ruthenium-containing layer formed in a high-pressure argon atmosphere (about 3 Pa to 10 Pa) has an effect that the magnetic recording layer 22 becomes fine particles.

上記のＣｕ合金は、ＣｕＣｒ（銅−クロム合金）、ＣｕＷ（銅−タングステン合金）、またはＣｕＴｉ（銅−チタン合金）のいずれかから選択してよい。銅を主成分とする合金であれば、下地層１８の膜厚を増大させることなく記録密度の向上を達成できるからである。   The Cu alloy may be selected from CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). This is because an alloy containing copper as a main component can achieve an improvement in recording density without increasing the thickness of the underlayer 18.

第１下地層１８ａおよび第２下地層１８ｂの膜厚は３〜１０ｎｍであるとよい。   The film thickness of the first underlayer 18a and the second underlayer 18b is preferably 3 to 10 nm.

膜厚の下限を上記のようにしたのは、例えば配向制御層としてＮｉＷ（ニッケル−タングステン合金）を用いた場合と比較すると、本実施形態のようにＣｕ合金を用いた場合、ルテニウムから成る第１下地層１８ａおよび第２下地層１８ｂの膜厚を３ｎｍ以上とすれば、高い保磁力Ｈｃが得られるからである。膜厚の上限を上記のようにしたのは、記録再生ヘッド・軟磁性層１４間のスペースを大きくするのを防ぐためである。   The lower limit of the film thickness is set as described above, for example, compared with the case where NiW (nickel-tungsten alloy) is used as the orientation control layer, when the Cu alloy is used as in this embodiment, the first layer made of ruthenium is used. This is because a high coercive force Hc can be obtained if the thickness of the first base layer 18a and the second base layer 18b is 3 nm or more. The upper limit of the film thickness is set as described above in order to prevent an increase in the space between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer 14.

（評価）
図２は、配向制御層の素材を様々に変更し、Ｒｕ第１下地層あるいは第２下地層がない状態（膜厚ゼロ）から、Ｒｕ第１下地層あるいは第２下地層を一定の膜厚に至るまで設けた場合のＳＮ比ゲインの増量を示す図である。図２（ａ）はＲｕ第１下地層１８ａがない場合から一定膜厚（７ｎｍ）のＲｕ第１下地層１８ａを設けた場合のＳＮ比ゲインの増量を示し、図２（ｂ）はＲｕ第２下地層１８ｂがない場合から一定膜厚（７ｎｍ）のＲｕ第２下地層１８ｂを設けた場合のＳＮ比ゲインの差分を示す。 (Evaluation)
FIG. 2 shows that the material of the orientation control layer is changed variously, and the Ru first underlayer or the second underlayer is changed to a certain thickness from the state in which there is no Ru first underlayer or second underlayer (thickness zero). It is a figure which shows the increase in the S / N ratio gain at the time of providing up to. FIG. 2A shows an increase in the S / N ratio gain when the Ru first underlayer 18a having a constant film thickness (7 nm) is provided without the Ru first underlayer 18a, and FIG. 2 shows the difference in the S / N ratio gain when the Ru second underlayer 18b having a constant film thickness (7 nm) is provided since there is no two underlayer 18b.

図２に示す通り、比較例であるＮｉＷ配向制御層に比較して、本実施形態であるＣｕ系配向制御層を用いた場合のほうが、ＳＮ比ゲインの増量が格段に大きいことが分かる。すなわち、Ｃｕ合金を配向制御層として用いれば、Ｒｕとの組み合せにより、Ｒｕ下地層を過度に厚くしなくとも、ＳＮ比の向上の度合いが高くなる。   As shown in FIG. 2, it can be seen that the increase in the S / N ratio gain is significantly greater when the Cu-based orientation control layer according to the present embodiment is used than with the NiW orientation control layer as a comparative example. That is, if a Cu alloy is used as the orientation control layer, the combination with Ru increases the degree of improvement in the SN ratio without excessively thickening the Ru underlayer.

図３は配向制御層の膜厚と、保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。図３によれば、比較例であるＮｉＷ配向制御層に比較して、本実施形態であるＣｕ系合金製の配向制御層は、いずれも、より薄い膜厚領域にて保磁力Ｈｃのピークを迎える。図３から、配向制御層１６の膜厚は、３〜１２ｎｍがよいと考えられる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness of the orientation control layer and the coercive force Hc. According to FIG. 3, as compared with the NiW orientation control layer as a comparative example, the Cu based alloy orientation control layer according to this embodiment has a peak coercive force Hc in a thinner film thickness region. Welcome. From FIG. 3, it is considered that the film thickness of the orientation control layer 16 is preferably 3 to 12 nm.

図４は配向制御層を様々に変更した場合の、Ｒｕ下地層の膜厚と保磁力Ｈｃとの関係を示す図である。図４（ａ）は第２下地層１８ｂを一定の膜厚（５ｎｍ）とし、第１下地層１８ａの膜厚を様々に変更した場合の保磁力を示し、図４（ｂ）は第１下地層１８ａを一定の膜厚（１０ｎｍ）とし、第２下地層１８ｂの膜厚を様々に変更した場合の保磁力を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the Ru underlayer and the coercive force Hc when the orientation control layer is variously changed. FIG. 4A shows the coercive force when the second underlayer 18b has a constant thickness (5 nm) and the thickness of the first underlayer 18a is changed variously. FIG. 4B shows the first lower layer. The coercivity is shown when the base layer 18a has a constant film thickness (10 nm) and the film thickness of the second base layer 18b is variously changed.

図４によれば、Ｃｕ−Ｘ配向制御層は、Ｒｕ第１下地層１８ａ、Ｒｕ第２下地層１８ｂの膜厚増加により、保磁力Ｈｃが著しく改善している。すなわち、Ｃｕ−Ｘ配向制御層とルテニウム下地層との組み合わせ効果によって保磁力の著しい増大が現れているものと考えられる。   According to FIG. 4, the coercive force Hc of the Cu—X orientation control layer is remarkably improved by increasing the film thickness of the Ru first underlayer 18a and the Ru second underlayer 18b. That is, it is considered that the coercive force significantly increases due to the combined effect of the Cu—X orientation control layer and the ruthenium underlayer.

また、本実施形態のように、下地層をＲｕ第１下地層１８ａ、Ｒｕ第２下地層１８ｂとした場合であっても、各々のＲｕ下地層の膜厚を低減することが可能である。   Further, even if the base layer is the Ru first base layer 18a and the Ru second base layer 18b as in the present embodiment, the film thickness of each Ru base layer can be reduced.

Ｃｕ−Ｘ配向制御層はＮｉＷ配向制御層に比較して、下地層の膜厚が小さいうちから、早期に、保磁力Ｈｃのピークに達する。したがって同等の保磁力Ｈｃを得るなら、Ｃｕ−Ｘ、とりわけ、ＣｕＷを配向制御層とした方が、磁気記録層と軟磁性層との間のスペースが大きくなることがないため、好ましい。   The Cu—X orientation control layer reaches the peak of the coercive force Hc at an early stage from the time when the film thickness of the underlayer is smaller than that of the NiW orientation control layer. Therefore, in order to obtain an equivalent coercive force Hc, it is preferable to use Cu-X, particularly CuW, as the orientation control layer because the space between the magnetic recording layer and the soft magnetic layer does not increase.

これらのことから、Ｃｕ合金を配向制御層として用いれば、磁気記録層と軟磁性層との間のスペース（ひいては記録再生ヘッドと軟磁性層との距離）を削減することができる。これにより軟磁性層は有効に機能し、ＳＮ比を向上させることが可能となる。   For these reasons, if a Cu alloy is used as the orientation control layer, the space between the magnetic recording layer and the soft magnetic layer (and hence the distance between the recording / reproducing head and the soft magnetic layer) can be reduced. Thereby, the soft magnetic layer functions effectively, and the SN ratio can be improved.

図５は配向制御層の素材を様々に変更した場合のＸＲＤ（X-Ray Diffraction：Ｘ線回折）スペクトルの解析結果を示す図である。図５より、比較例であるＮｉＷ配向制御層を用いた場合に比較して、Ｃｕ合金配向制御層を用いたほうが、Ｒｕ下地層の結晶性、配向促進性が向上していることがわかる。   FIG. 5 is a diagram showing an analysis result of an XRD (X-Ray Diffraction: X-ray diffraction) spectrum when various materials of the orientation control layer are changed. FIG. 5 shows that the use of the Cu alloy orientation control layer improves the crystallinity and orientation promoting property of the Ru underlayer as compared with the case of using the NiW orientation control layer as a comparative example.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される垂直磁気記録媒体として利用することができる。   The present invention can be used as a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like.

本実施形態に係る磁気記録媒体の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the magnetic recording medium which concerns on this embodiment. 配向制御層の素材を様々に変更し、Ｒｕ下地層がない状態（膜厚ゼロ）からＲｕ下地層を一定の膜厚に至るまで設けた場合のＳＮ比ゲインの増量を示す図である。It is a figure which shows the increase in SN ratio gain when changing the raw material of an orientation control layer variously and providing Ru base layer from the state (film thickness zero) without a Ru base layer to a fixed film thickness. 配向制御層の膜厚と、保磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of an orientation control layer, and the coercive force Hc. 配向制御層を様々に変更した場合の、Ｒｕ下地層の膜厚と保磁力Ｈｃとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the film thickness of Ru base layer, and the coercive force Hc at the time of changing various orientation control layers. 配向制御層の素材を様々に変更した場合のＸＲＤの解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of XRD at the time of changing the raw material of an orientation control layer variously.

符号の説明Explanation of symbols

１ …ディスク基体
１２ …付着層
１４ …軟磁性層
１４ａ …第１軟磁性層
１４ｂ …スペーサ層
１４ｃ …第２軟磁性層
１６ …配向制御層
１８ …下地層
１８ａ …第１下地層
１８ｂ …第２下地層
２２ …磁気記録層
２２ａ …第１磁気記録層
２２ｂ …第２磁気記録層
２４ …連続層
２４ａ …第１連続層
２４ｂ …第２連続層
２８ …媒体保護層
３０ …潤滑層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disc base | substrate 12 ... Adhesion layer 14 ... Soft magnetic layer 14a ... 1st soft magnetic layer 14b ... Spacer layer 14c ... 2nd soft magnetic layer 16 ... Orientation control layer 18 ... Underlayer 18a ... 1st underlayer 18b ... 2nd Underlayer 22 ... magnetic recording layer 22a ... first magnetic recording layer 22b ... second magnetic recording layer 24 ... continuous layer 24a ... first continuous layer 24b ... second continuous layer 28 ... medium protective layer 30 ... lubricating layer

Claims (5)

ディスク基体上に少なくとも軟磁性層と、配向制御層と、下地層と、信号を記録する磁気記録層とを、この順に成膜する垂直磁気記録媒体において、
前記配向制御層は、Ｃｕ合金から成り、
前記下地層は、ルテニウムから成ることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 In a perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic layer, an orientation control layer, an underlayer, and a magnetic recording layer for recording signals are formed in this order on a disk substrate.
The orientation control layer is made of a Cu alloy,
The perpendicular magnetic recording medium characterized in that the underlayer is made of ruthenium. 前記下地層は、スパッタリングによるルテニウム成膜時のガス圧が相異なる第１下地層および第２下地層で構成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the underlayer includes a first underlayer and a second underlayer that have different gas pressures during ruthenium film formation by sputtering. 前記Ｃｕ合金は、ＣｕＣｒ（銅−クロム合金）、ＣｕＷ（銅−タングステン合金）、またはＣｕＴｉ（銅−チタン合金）のいずれかから選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。   3. The vertical according to claim 1, wherein the Cu alloy is selected from any one of CuCr (copper-chromium alloy), CuW (copper-tungsten alloy), or CuTi (copper-titanium alloy). Magnetic recording medium. 前記配向制御層の膜厚は、３〜１２ｎｍであることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。   4. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the orientation control layer has a thickness of 3 to 12 nm. 前記第１下地層および第２下地層の膜厚は３〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項２から４までのいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。   5. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 2, wherein the first underlayer and the second underlayer have a thickness of 3 to 10 nm.

Images