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JP2005190506A - Perpendicular magnetic recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2005190506A
JP2005190506A JP2003426795A JP2003426795A JP2005190506A JP 2005190506 A JP2005190506 A JP 2005190506A JP 2003426795 A JP2003426795 A JP 2003426795A JP 2003426795 A JP2003426795 A JP 2003426795A JP 2005190506 A JP2005190506 A JP 2005190506A
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nonmagnetic
layer
recording medium
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Jun Ariake
順 有明
Takashi Chiba
隆 千葉
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Abstract

【課題】高い垂直磁気異方性および垂直抗磁力、ならびに大きな飽和磁化を有する垂直磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 非磁性基板と、軟磁性層と、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性結晶配向制御層と、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうちいずれかの金属、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうち少なくとも1種を含む合金、非磁性のNi合金ならびに非磁性のCo合金からなる群より選択される、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性テンプレート層と、CoおよびPtを含む強磁性結晶粒子と非磁性の結晶粒界または結晶粒界に相当する空隙とが形成された垂直磁化層と、保護層とを有する垂直磁気記録媒体。
【選択図】 図1
A perpendicular magnetic recording medium having high perpendicular magnetic anisotropy and perpendicular coercive force and large saturation magnetization is provided.
SOLUTION: A nonmagnetic substrate, a soft magnetic layer, a nonmagnetic crystal orientation control layer made of a metal or alloy having a hexagonal close packed structure or a face-centered cubic structure, Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os. , Re, Ru, Tc and Zn, any alloy of Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re, Ru, Tc and Zn, non-magnetic Ni alloy And a nonmagnetic template layer made of a metal or alloy having a hexagonal close packed structure or a face-centered cubic structure selected from the group consisting of nonmagnetic Co alloys, ferromagnetic crystal grains containing Co and Pt, and nonmagnetic crystal grains A perpendicular magnetic recording medium comprising a perpendicular magnetic layer in which a void corresponding to a boundary or a crystal grain boundary is formed, and a protective layer.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、高密度磁気記録装置で使用される垂直磁気記録媒体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium used in a high-density magnetic recording apparatus and a manufacturing method thereof.

従来、垂直磁気記録媒体では、磁性層としてCo系合金にCrを添加することで、強磁性のCoリッチな結晶粒子の周囲にCrリッチな非磁性層を相分離させたグラニュラー構造を実現し、磁性粒子間の磁気的な相互作用を低減して、垂直抗磁力の増加および媒体S/Nの低下を図ってきた。   Conventionally, in a perpendicular magnetic recording medium, by adding Cr to a Co-based alloy as a magnetic layer, a granular structure in which a Cr-rich nonmagnetic layer is phase-separated around a ferromagnetic Co-rich crystal particle, The magnetic interaction between magnetic particles has been reduced to increase the perpendicular coercive force and lower the medium S / N.

しかし、このようなCo−Cr系合金では、Crの添加による飽和磁化の低下のために、大きな信号出力を得ることができなくなっている。また、Co−Cr系合金の垂直磁気異方性エネルギーは2×106/cm3程度と小さく、垂直抗磁力も高々3kOc程度であり、記録情報を保持しうる十分な熱安定性を確保できなかった。さらに、相分離構造を実現するためには、Co−Cr系合金を堆積する際に基板を高温に加熱する必要があり、ガラス基板やアルミニウム合金基板などの耐熱性を有する基板を使用しなければならず、プラスチックなどの非耐熱性基板上には作製できなかった。 However, in such a Co—Cr alloy, a large signal output cannot be obtained due to a decrease in saturation magnetization due to the addition of Cr. Further, the perpendicular magnetic anisotropy energy of the Co—Cr alloy is as small as about 2 × 10 6 / cm 3 and the perpendicular coercive force is at most about 3 kOc, so that sufficient thermal stability capable of holding recorded information can be secured. There wasn't. Furthermore, in order to realize the phase separation structure, it is necessary to heat the substrate to a high temperature when depositing the Co—Cr-based alloy, and a heat-resistant substrate such as a glass substrate or an aluminum alloy substrate must be used. In other words, it could not be produced on a non-heat resistant substrate such as plastic.

最近Co−Cr−PtにSiO2などの酸化物や酸素を添加した材料が提案されており(例えば特許文献1参照)、従来のCo−Cr(−Pt)合金媒体より大きな垂直磁気異方性と垂直抗磁力が得られている。SiO2を添加した媒体では、磁性粒子間の磁気的な相互作用を低減できるため、低ノイズ媒体として169Gbit/in2の面記録密度を達成している。しかし、このような媒体で十分な磁気特性を発現するために(Co−Cr−Pt)−SiO2強磁性相の下地層として厚さ20nm以上のRuなどの金属や合金を必要とし、さらに最適な磁気特性を得るためのCo−Cr−Ptの組成やSiO2の添加量を非常に正確に制御しなければならず、実際の量産性には困難さが伴う。 Recently, a material in which an oxide such as SiO 2 or oxygen is added to Co—Cr—Pt has been proposed (see, for example, Patent Document 1), and has a larger perpendicular magnetic anisotropy than a conventional Co—Cr (—Pt) alloy medium. And perpendicular coercive force is obtained. In the medium to which SiO 2 is added, since the magnetic interaction between the magnetic particles can be reduced, a surface recording density of 169 Gbit / in 2 is achieved as a low noise medium. However, in order to exhibit sufficient magnetic properties in such a medium, a metal or alloy such as Ru having a thickness of 20 nm or more is required as the underlayer of the (Co—Cr—Pt) —SiO 2 ferromagnetic phase, and more optimal. The composition of Co—Cr—Pt and the addition amount of SiO 2 for obtaining excellent magnetic characteristics must be controlled very accurately, and there is difficulty in actual mass productivity.

また、従来から光磁気記録用材料として用いられているCo−Pt合金は、垂直磁気異方性は大きいが垂直抗磁力は小さく、磁気記録材料としては使うことができなかった。   Further, the Co—Pt alloy conventionally used as a magneto-optical recording material has a large perpendicular magnetic anisotropy but a small perpendicular coercive force, and cannot be used as a magnetic recording material.

一方、CoとPdまたはPt等の非常に薄い層とを積層させたいわゆる人工格子膜による垂直磁気記録媒体は、非常に大きな垂直磁気異方性と垂直抗磁力を有しており、垂直磁気記録媒体として有望である(例えば非特許文献1参照)が、通常は磁性粒子間の相互作用が非常に大きく、媒体ノイズが大きいという欠点がある。この欠点を解消するために、下地層の調整や堆積条件(スパッタガス圧など)の調整を行うか、CoまたはPdもしくはPtに添加物を入れることにより磁気的な相互作用を低減しようとすると、熱安定性が劣化して高密度磁気記録媒体として適当な条件を満たさなくなる。また、人工格子膜は本質的に飽和磁化が小さいという欠点もある。
特開2003−77122号公報 IEEE Trans. Magn., 30, 4014(1994)
On the other hand, a perpendicular magnetic recording medium using a so-called artificial lattice film in which Co and a very thin layer such as Pd or Pt are laminated has a very large perpendicular magnetic anisotropy and perpendicular coercive force, and perpendicular magnetic recording. Although it is promising as a medium (see, for example, Non-Patent Document 1), there is a drawback that the interaction between magnetic particles is usually very large and medium noise is large. In order to eliminate this drawback, if an attempt is made to reduce the magnetic interaction by adjusting the underlayer and adjusting the deposition conditions (sputtering gas pressure, etc.) or by adding an additive to Co, Pd or Pt, The thermal stability is deteriorated and the appropriate conditions for a high-density magnetic recording medium are not satisfied. Further, the artificial lattice film has a drawback that the saturation magnetization is essentially small.
JP 2003-77122 A IEEE Trans. Magn., 30, 4014 (1994)

本発明の目的は、高い垂直磁気異方性および垂直抗磁力、ならびに大きな飽和磁化を有する垂直磁気記録媒体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording medium having high perpendicular magnetic anisotropy and perpendicular coercive force, and large saturation magnetization.

本発明に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と;前記非磁性基板上に形成された軟磁性層と;前記軟磁性層上に形成された、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性結晶配向制御層と;前記非磁性結晶配向制御層上に形成された、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうちいずれかの金属、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうち少なくとも1種を含む合金、非磁性のNi合金ならびに非磁性のCo合金からなる群より選択される、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性テンプレート層と;前記非磁性テンプレート層上に形成された、CoおよびPtを含む強磁性結晶粒子と非磁性の結晶粒界または結晶粒界に相当する空隙とが形成された垂直磁化層と;前記垂直磁化層上に形成された保護層とを有することを特徴とする。   A perpendicular magnetic recording medium according to the present invention includes a nonmagnetic substrate; a soft magnetic layer formed on the nonmagnetic substrate; a metal having a hexagonal close packed structure or a face-centered cubic structure formed on the soft magnetic layer. Or a nonmagnetic crystal orientation control layer made of an alloy; any one of Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re, Ru, Tc, and Zn formed on the nonmagnetic crystal orientation control layer Selected from the group consisting of metals, Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re, Ru, Tc and Zn, nonmagnetic Ni alloys, and nonmagnetic Co alloys. A nonmagnetic template layer made of a metal or alloy having a hexagonal close-packed structure or a face-centered cubic structure; a ferromagnetic crystal grain containing Co and Pt and a nonmagnetic grain boundary formed on the nonmagnetic template layer Also And having a protective layer formed on the perpendicular magnetization layer; grain perpendicular magnetization layer void and are formed corresponding to circles and.

本発明に係る垂直磁気記録媒体の製造方法は、上述した垂直磁気記録媒体を製造するにあたり、前記非磁性テンプレート層および垂直磁化層を、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が15Pa・cm以上、200Pa・cm以下である条件でスパッタリングにより堆積することを特徴とする。   In the method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention, when the above-described perpendicular magnetic recording medium is manufactured, the non-magnetic template layer and the perpendicular magnetic layer are made of (sputter gas pressure) × (target-substrate distance) of 15 Pa. It is characterized by being deposited by sputtering under conditions of not less than cm and not more than 200 Pa · cm.

本発明の製造方法においては、前記垂直磁気記録媒体を構成する全ての層の堆積時に、前記非磁性基板を非加熱状態に保持する。   In the manufacturing method of the present invention, the nonmagnetic substrate is held in an unheated state when all the layers constituting the perpendicular magnetic recording medium are deposited.

本発明によれば、高い垂直磁気異方性エネルギーおよび垂直抗磁力ならびに大きな飽和磁化を有し、高密度化が可能な垂直磁気記録媒体に適用することができる。   The present invention can be applied to a perpendicular magnetic recording medium having high perpendicular magnetic anisotropy energy, perpendicular coercive force, and large saturation magnetization, and capable of high density.

図1は本発明に係る垂直磁気記録媒体の一例を示す概略構成図である。図1の垂直磁気記録媒体100は、非磁性基板10上に、軟磁性層20、非磁性結晶配向制御層30、非磁性テンプレート層40、垂直磁化層50、保護層60が順次形成された構造を有する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention. The perpendicular magnetic recording medium 100 of FIG. 1 has a structure in which a soft magnetic layer 20, a nonmagnetic crystal orientation control layer 30, a nonmagnetic template layer 40, a perpendicular magnetization layer 50, and a protective layer 60 are sequentially formed on a nonmagnetic substrate 10. Have

非磁性基板10としては、例えばガラス基板、アルミニウム合金基板、プラスチック基板などを用いることができる。   As the nonmagnetic substrate 10, for example, a glass substrate, an aluminum alloy substrate, a plastic substrate, or the like can be used.

本発明に係る垂直磁気記録媒体においては、CoおよびPtを含む強磁性結晶粒子と非磁性の結晶粒界または結晶粒界に相当する空隙とが形成された垂直磁化層50(以下、Co−Pt垂直磁化層という)を用いる。Co−Pt垂直磁化層は六方細密充填構造(hcp)の結晶構造をとる。   In the perpendicular magnetic recording medium according to the present invention, a perpendicular magnetic layer 50 (hereinafter referred to as Co-Pt) in which ferromagnetic crystal grains containing Co and Pt and nonmagnetic crystal grain boundaries or voids corresponding to crystal grain boundaries are formed. A perpendicular magnetic layer). The Co—Pt perpendicular magnetization layer has a hexagonal close packed structure (hcp) crystal structure.

軟磁性層20は、垂直磁気記録媒体の記録時に磁気ヘッドとの磁気的な相互作用を強める機能を有する。   The soft magnetic layer 20 has a function of strengthening magnetic interaction with the magnetic head during recording on the perpendicular magnetic recording medium.

非磁性結晶配向制御層30は、六方細密充填構造(hcp)または面心立方構造(fcc)の金属または合金の単一膜または積層膜からなる。非磁性結晶配向制御層30は、hcp構造をとるCo−Pt垂直磁化層の結晶配向を制御する機能を有する。代表的な非磁性結晶配向制御層としては、例えば六方細密充填構造の非磁性Co−Cr(Cr組成は30at%以上)が挙げられる。非磁性結晶配向制御層30の厚さは0.1nm以上、10nm以下であることが好ましい。   The nonmagnetic crystal orientation control layer 30 is made of a single film or a laminated film of a metal or alloy having a hexagonal close packed structure (hcp) or a face centered cubic structure (fcc). The nonmagnetic crystal orientation control layer 30 has a function of controlling the crystal orientation of the Co—Pt perpendicular magnetization layer having the hcp structure. As a typical nonmagnetic crystal orientation control layer, for example, nonmagnetic Co—Cr having a hexagonal close-packed structure (Cr composition is 30 at% or more) can be given. The thickness of the nonmagnetic crystal orientation control layer 30 is preferably 0.1 nm or more and 10 nm or less.

非磁性テンプレート層40は、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうちいずれかの金属、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうち少なくとも1種を含む合金、非磁性のNi合金ならびに非磁性のCo合金からなる群より選択される、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる。非磁性テンプレート層40は微細結晶粒子を含み、Co−Pt垂直磁化層の強磁性結晶粒子のテンプレート(鋳型)となる機能を有する。また、非磁性テンプレート層40上にhcp構造のCo−Pt垂直磁化層がエピタキシャル成長することから、hcp構造またはfcc構造のものが用いられる。非磁性テンプレート層40の厚さは0.1nm以上、10nm以下であることが好ましい。   The nonmagnetic template layer 40 is made of any one of Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re, Ru, Tc, and Zn, Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re. , Ru, Tc, and Zn, a hexagonal close packed structure or a face-centered cubic structure metal or alloy selected from the group consisting of an alloy containing at least one of Ru, Tc, and Zn, a nonmagnetic Ni alloy, and a nonmagnetic Co alloy. The nonmagnetic template layer 40 includes fine crystal grains and has a function of becoming a template (template) of ferromagnetic crystal grains of the Co—Pt perpendicular magnetization layer. In addition, since the hcp structure Co—Pt perpendicular magnetization layer is epitaxially grown on the nonmagnetic template layer 40, the hcp structure or fcc structure is used. The thickness of the nonmagnetic template layer 40 is preferably 0.1 nm or more and 10 nm or less.

表1に、Coおよびその他の金属について、結晶系、格子定数、最近接原子間隔、およびCoの格子定数との不整合性(ミスマッチ)をまとめて示す。表1のデータは、(株)リガクの「X線回折ハンドブック」から抜粋して計算したものである。   Table 1 summarizes the crystal system, lattice constants, nearest atom spacing, and inconsistency (mismatch) with Co lattice constants for Co and other metals. The data in Table 1 are extracted from the “X-ray diffraction handbook” of Rigaku Corporation and calculated.

表1に示すように、本発明において非磁性テンプレート層として好適に用いられる金属元素(適否の欄に○で表示)の格子定数はCoの格子定数との不整合性(ミスマッチ)が概ね10%以内である。このように格子定数のミスマッチが小さいため、非磁性テンプレート層上に堆積されたCo−Pt垂直磁化層は本来の磁気特性を維持すると考えられる。

Figure 2005190506
As shown in Table 1, the lattice constant of a metal element (indicated by a circle in the suitability column) that is preferably used as the nonmagnetic template layer in the present invention is approximately 10% of mismatch (mismatch) with the lattice constant of Co. Is within. Thus, since the mismatch of lattice constant is small, it is considered that the Co—Pt perpendicular magnetization layer deposited on the nonmagnetic template layer maintains the original magnetic characteristics.
Figure 2005190506

保護層60としては、例えばカーボン膜が挙げられる。通常、保護層60の上にはフルオロカーボン系の潤滑剤が塗布される。   An example of the protective layer 60 is a carbon film. Usually, a fluorocarbon-based lubricant is applied on the protective layer 60.

非磁性結晶配向制御層30および非磁性テンプレート層40の厚さをそれぞれ0.1nm以上、10nm以下と規定したのは以下のような理由による。すなわち、垂直磁気記録媒体の記録時に磁気ヘッドと軟磁性層20との磁気的な相互作用を強めるためには、非磁性結晶配向制御層30および非磁性テンプレート層40それぞれの厚さをできるだけ薄くすることが好ましい。このため、各層の厚さを10nm以下と規定している。また、非磁性結晶配合制御層と非磁性テンプレート層がそれぞれの機能を発現するためには、原子1層以上堆積することが必要となるため、各層の厚さを0.1nm以上と規定している。   The reason why the thicknesses of the nonmagnetic crystal orientation control layer 30 and the nonmagnetic template layer 40 are defined to be 0.1 nm or more and 10 nm or less is as follows. That is, in order to increase the magnetic interaction between the magnetic head and the soft magnetic layer 20 during recording on the perpendicular magnetic recording medium, the thickness of each of the nonmagnetic crystal orientation control layer 30 and the nonmagnetic template layer 40 is made as thin as possible. It is preferable. For this reason, the thickness of each layer is defined as 10 nm or less. In addition, in order for the nonmagnetic crystal compounding control layer and the nonmagnetic template layer to exhibit their respective functions, it is necessary to deposit one or more atoms, so the thickness of each layer is defined to be 0.1 nm or more. Yes.

垂直磁気記録媒体100を形成する各層はスパッタ法により形成されるが、各層は非磁性基板を非加熱状態に保持して堆積される。   Each layer forming the perpendicular magnetic recording medium 100 is formed by sputtering, and each layer is deposited by holding a nonmagnetic substrate in a non-heated state.

非磁性結晶配向制御層30を形成する際には、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が約15Pa・cm以下の条件で堆積することが好ましい。このような条件では、連続膜に近く、結晶配向性に優れた非磁性結晶配向制御層30を形成することができる。   When forming the nonmagnetic crystal orientation control layer 30, it is preferable to deposit under the condition that (sputtering gas pressure) × (target-substrate distance) is about 15 Pa · cm or less. Under such conditions, the nonmagnetic crystal orientation control layer 30 that is close to a continuous film and excellent in crystal orientation can be formed.

一方、非磁性テンプレート層40および垂直磁化層50を形成する際には、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が15Pa・cm以上、200Pa・cm以下である条件で堆積することが好ましい。非磁性テンプレート層40を上記の条件で堆積すると、非磁性結晶配向制御層の良好な結晶配向性を引き継ぎ、かつ結晶粒子を微細にすることができる。そして、垂直磁化層50を上記の条件で堆積すると、やはり結晶配向性を良好に保ったままで、結晶粒子を微細にすることができる。   On the other hand, when the nonmagnetic template layer 40 and the perpendicular magnetization layer 50 are formed, they are deposited under the condition that (sputtering gas pressure) × (target-substrate distance) is 15 Pa · cm or more and 200 Pa · cm or less. preferable. When the nonmagnetic template layer 40 is deposited under the above conditions, it is possible to inherit the good crystal orientation of the nonmagnetic crystal orientation control layer and make the crystal grains fine. When the perpendicular magnetic layer 50 is deposited under the above conditions, the crystal grains can be made fine while maintaining good crystal orientation.

(実施例)
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を好適に説明するためのものであり、これらに限定することを意図するものではない。
(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, these are for describing this invention suitably, and are not intending to limit to these.

以下のすべての実施例においては、非磁性基板10として2.5インチ磁気ディスクガラス基板を用い、すべての層をマグネトロンスパッタ法によりガラス基板を加熱せずに堆積した。なお、実用される垂直磁気記録媒体は図1に示したように非磁性基板10上に軟磁性層20を有する。しかし、軟磁性層20は結晶質または非晶質でありうるため、軟磁性層20上に非磁性結晶配向制御層30、非磁性テンプレート層40、および垂直磁化層50を形成すると、軟磁性層20の影響を排除して、非磁性結晶配向制御層30および非磁性テンプレート層40が垂直磁化層50に及ぼす影響を純粋に調べることが困難になる。そこで、以下の実施例においては、非磁性基板10上に、軟磁性層20を設けることなく、非磁性結晶配向制御層30、非磁性テンプレート層40、および垂直磁化層50を形成して、非磁性結晶配向制御層30および非磁性テンプレート層40が垂直磁化層50に及ぼす影響を検討している。   In all of the following examples, a 2.5-inch magnetic disk glass substrate was used as the nonmagnetic substrate 10 and all layers were deposited by magnetron sputtering without heating the glass substrate. A practical perpendicular magnetic recording medium has a soft magnetic layer 20 on a nonmagnetic substrate 10 as shown in FIG. However, since the soft magnetic layer 20 can be crystalline or amorphous, when the nonmagnetic crystal orientation control layer 30, the nonmagnetic template layer 40, and the perpendicular magnetization layer 50 are formed on the soft magnetic layer 20, the soft magnetic layer 20 It becomes difficult to purely examine the influence of the nonmagnetic crystal orientation control layer 30 and the nonmagnetic template layer 40 on the perpendicular magnetic layer 50 by eliminating the influence of the magnetic field 20. Therefore, in the following embodiments, the nonmagnetic crystal orientation control layer 30, the nonmagnetic template layer 40, and the perpendicular magnetization layer 50 are formed on the nonmagnetic substrate 10 without providing the soft magnetic layer 20, The influence of the magnetic crystal orientation control layer 30 and the nonmagnetic template layer 40 on the perpendicular magnetic layer 50 is examined.

垂直磁気記録媒体を作製した後、振動試料型磁力計(VSM)ならびにカー(Kerr)効果型磁力計により磁気特性を測定した。また、結晶性の評価はX線回折装置を用いて行った。   After producing the perpendicular magnetic recording medium, the magnetic properties were measured with a vibrating sample magnetometer (VSM) and a Kerr effect magnetometer. The crystallinity was evaluated using an X-ray diffractometer.

実施例1
以下のような垂直磁気記録媒体を作製し、下地層の結晶配向性(Δθ50)と、垂直抗磁力(Hc)との関係を調べた。その結果を図2に示す。
Example 1
The following perpendicular magnetic recording media were produced, and the relationship between the crystal orientation (Δθ 50 ) of the underlayer and the perpendicular coercive force (Hc) was examined. The result is shown in FIG.

(1)本実施例に係る垂直磁気記録媒体を下記のようにして作製した。ガラス基板上に、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が15Pa・cm未満である条件で、非磁性結晶配向制御層として厚さ約2nmの非磁性Co−Cr(Cr:約35at%)を堆積した。次に、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が15Pa・cm以上、200Pa・cm以下である条件で、非磁性テンプレート層として厚さ5〜10nmのPtを堆積し、さらに垂直磁化層としてCo−Ptを堆積した(図2に、Pt/CoCrと表示)。   (1) A perpendicular magnetic recording medium according to this example was manufactured as follows. On a glass substrate, a nonmagnetic Co—Cr (Cr: about 35 atm) having a thickness of about 2 nm as a nonmagnetic crystal orientation control layer on the condition that (sputtering gas pressure) × (target-substrate distance) is less than 15 Pa · cm. %) Was deposited. Next, Pt having a thickness of 5 to 10 nm is deposited as a nonmagnetic template layer under the condition that (sputtering gas pressure) × (target-substrate distance) is 15 Pa · cm or more and 200 Pa · cm or less, and further perpendicular magnetization is performed. Co—Pt was deposited as a layer (indicated as Pt / CoCr in FIG. 2).

(2)下地の結晶配向性の影響を調べる目的で、参照例の垂直磁気記録媒体を下記のようにして作製した。ガラス基板上に、厚さ約2nmのCo−Pt(Pt:約20at%)および厚さ約5nmのPtを堆積した。Co−Ptはhcp構造を有し結晶配向制御層として機能するが、非磁性ではない。次に、非磁性テンプレート層として厚さ5〜10nmのRuを堆積し、さらに垂直磁化層としてCo−Ptを堆積した(図2に、Ru/Pt/CoPtと表示)。   (2) For the purpose of investigating the influence of the crystal orientation of the underlayer, a perpendicular magnetic recording medium of a reference example was produced as follows. On the glass substrate, Co—Pt (Pt: about 20 at%) having a thickness of about 2 nm and Pt having a thickness of about 5 nm were deposited. Co-Pt has an hcp structure and functions as a crystal orientation control layer, but is not nonmagnetic. Next, Ru having a thickness of 5 to 10 nm was deposited as a nonmagnetic template layer, and Co—Pt was further deposited as a perpendicular magnetization layer (indicated as Ru / Pt / CoPt in FIG. 2).

(3)比較例の垂直磁気記録媒体を下記のようにして作製した。ガラス基板上に、結晶配向制御層を堆積せずに、非磁性テンプレート層に相当する下地層としてTi、PtまたはAuを堆積し、その上に垂直磁化層としてCo−Ptを堆積した(図2に、Ti、Pt、Auと表示)。   (3) A perpendicular magnetic recording medium of a comparative example was produced as follows. On the glass substrate, Ti, Pt or Au was deposited as an underlayer corresponding to the nonmagnetic template layer without depositing a crystal orientation control layer, and Co—Pt was deposited thereon as a perpendicular magnetization layer (FIG. 2). And Ti, Pt, and Au).

(3)の垂直磁気記録媒体は、下地層のΔθ50がほぼ10度以上の大きな値であり、結晶配向性が劣化している。これに対応して、(3)の垂直磁気記録媒体は垂直抗磁力Hcが3000 Oe以下の小さな値であり、垂直磁気記録媒体としては不向きである。 In the perpendicular magnetic recording medium (3), the Δθ 50 of the underlayer is a large value of about 10 degrees or more, and the crystal orientation is deteriorated. Correspondingly, the perpendicular magnetic recording medium (3) has a small value of perpendicular coercive force Hc of 3000 Oe or less, and is not suitable as a perpendicular magnetic recording medium.

結晶配向制御層および非磁性テンプレート層を設けた(1)および(2)の垂直磁気記録媒体は、下地層のΔθ50はおおむね7度以下の小さな値であり、優れた結晶配向性を示している。これに対応して、(1)および(2)の垂直磁気記録媒体は垂直抗磁力Hcも3000 Oe以上の大きな値を持つ。このように下地として結晶配向制御層および非磁性テンプレート層を形成することにより下地の結晶配向性が良好となり、その上に堆積される垂直磁化層の磁気特性が向上することがわかった。ただし、(2)の垂直磁気記録媒体における磁性を示す結晶配向制御層は、垂直磁化層との磁気的結合を発生させるなどの問題があるので採用できない。 In the perpendicular magnetic recording media (1) and (2) provided with the crystal orientation control layer and the nonmagnetic template layer, the Δθ 50 of the underlayer is a small value of about 7 degrees or less, and exhibits excellent crystal orientation. Yes. Correspondingly, the perpendicular magnetic recording media of (1) and (2) have a large value of the perpendicular coercive force Hc of 3000 Oe or more. Thus, it has been found that by forming the crystal orientation control layer and the nonmagnetic template layer as the underlayer, the crystal orientation of the underlayer is improved and the magnetic properties of the perpendicular magnetic layer deposited thereon are improved. However, the crystal orientation control layer exhibiting magnetism in the perpendicular magnetic recording medium (2) cannot be employed because of problems such as magnetic coupling with the perpendicular magnetization layer.

実施例2
ガラス基板上に、非磁性結晶配向制御層として厚さ約2nmの非磁性Co−Cr(Cr:約35at%)および厚さ約5nmのPtを堆積した。次に、(スパッタガス圧P)×(ターゲット−基板間距離D)の値(以下、P*D積という)を5Pa・cmから250Pa・cmまで変化させて、非磁性テンプレート層として厚さ約5nmのPtを堆積し、さらに垂直磁化層として厚さ15nmのCo−Ptを堆積した。
Example 2
On the glass substrate, nonmagnetic Co—Cr (Cr: about 35 at%) having a thickness of about 2 nm and Pt having a thickness of about 5 nm were deposited as a nonmagnetic crystal orientation control layer. Next, the value of (sputter gas pressure P) × (target-substrate distance D) (hereinafter referred to as “P * D product”) is changed from 5 Pa · cm to 250 Pa · cm to obtain a thickness of about non-magnetic template layer. 5 nm of Pt was deposited, and 15 nm thick Co—Pt was further deposited as a perpendicular magnetization layer.

図3に、P*D積と、磁気特性(垂直抗磁力Hcおよび角型比SQ)との関係を調べた結果を示す。   FIG. 3 shows the results of examining the relationship between the P * D product and the magnetic characteristics (the perpendicular coercive force Hc and the squareness ratio SQ).

図3に示されるように、P*D積がおおむね15〜200Pa・cm、最適には20〜150Pa・cmの範囲で、垂直抗磁力Hcが大きくなり、角型比も1に近い値となっている。したがって、非磁性結晶配向制御層の良好な結晶配向性が非磁性テンプレート層を介して垂直磁化層まで保たれ、優れた磁気特性が得られたと考えられる。   As shown in FIG. 3, when the P * D product is approximately 15 to 200 Pa · cm, and optimally in the range of 20 to 150 Pa · cm, the perpendicular coercive force Hc increases, and the squareness ratio is close to 1. ing. Accordingly, it is considered that excellent crystal orientation of the nonmagnetic crystal orientation control layer was maintained up to the perpendicular magnetization layer through the nonmagnetic template layer, and excellent magnetic properties were obtained.

図4に、P*D積と、飽和磁化Msおよび垂直異方性エネルギーKuとの関係を調べた結果を示す。   FIG. 4 shows the results of examining the relationship between the P * D product, the saturation magnetization Ms, and the perpendicular anisotropy energy Ku.

図4に示されるように、P*D積が15〜200Pa・cm、最適には20〜150Pa・cmの範囲で、Msが700cmu/cm3以上の大きな値となり、Kuも6〜10×106erg/cm3の大きな値となっている。 As shown in FIG. 4, when the P * D product is 15 to 200 Pa · cm, optimally in the range of 20 to 150 Pa · cm, Ms is a large value of 700 cmu / cm 3 or more, and Ku is also 6 to 10 × 10 6. It is a large value of 6 erg / cm 3 .

これらのHc、Ms、Kuの値は、次世代の垂直磁気記録媒体に必要とされる条件を満足している。   These values of Hc, Ms, and Ku satisfy the conditions required for the next generation perpendicular magnetic recording media.

実施例3
非磁性テンプレート層として様々な材料を使用し、非磁性テンプレート層の膜厚と垂直抗磁力Hcとの関係について検討した。図5にその結果を示す。
Example 3
Various materials were used as the nonmagnetic template layer, and the relationship between the film thickness of the nonmagnetic template layer and the perpendicular coercive force Hc was examined. FIG. 5 shows the result.

非磁性テンプレート層を用いない場合には、垂直抗磁力Hcの値は高々3000 Oe程度しかなかった。これに対して、非磁性テンプレート層としてPt、PdまたはRuを用いた場合には垂直抗磁力Hcが3000Oc以上の大きな値になることがわかる。これらの金属は面心立方構造(fcc)または六方細密充填構造(hcp)を有しており、垂直磁化層であるCo−Pt層(hcp)とヘテロエピタキシャル関係にあり、優れた磁気特性を発揮させるものと考えられる。   When the nonmagnetic template layer was not used, the value of the perpendicular coercive force Hc was only about 3000 Oe. In contrast, when Pt, Pd, or Ru is used as the nonmagnetic template layer, it can be seen that the perpendicular coercive force Hc is a large value of 3000 Oc or more. These metals have a face-centered cubic structure (fcc) or a hexagonal close packed structure (hcp), have a heteroepitaxial relationship with the Co—Pt layer (hcp), which is a perpendicular magnetization layer, and exhibit excellent magnetic properties. It is thought that

一方、CrまたはTaのように体心立方格子構造(bcc)を有する金属では、テンプレート層の厚さによらず、Hcはおおむね2000 Oe以下の小さな値となり、高密度磁気記録媒体として適していないことがわかる。   On the other hand, with a metal having a body-centered cubic lattice structure (bcc) such as Cr or Ta, Hc is generally a small value of 2000 Oe or less regardless of the thickness of the template layer, and is not suitable as a high-density magnetic recording medium. I understand that.

なお、以上の実施例で説明した垂直磁気記録媒体は軟磁性膜を形成していないものであるが、基板と非磁性結晶配向制御層との間に軟磁性膜を形成した垂直磁気記録媒体でも上記実施例と同様に非磁性結晶配向制御層および非磁性テンプレート膜による効果が認められている。   Although the perpendicular magnetic recording medium described in the above embodiments does not have a soft magnetic film, the perpendicular magnetic recording medium in which a soft magnetic film is formed between the substrate and the nonmagnetic crystal orientation control layer may also be used. Similar to the above example, the effect of the nonmagnetic crystal orientation control layer and the nonmagnetic template film is recognized.

本発明に係る垂直磁気記録媒体の一例を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing an example of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention. 実施例1の垂直磁気記録媒体について、下地層の結晶配向性と、垂直抗磁力との関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the crystal orientation of the underlayer and the perpendicular coercive force with respect to the perpendicular magnetic recording medium of Example 1. 実施例2の垂直磁気記録媒体について、P*D積[(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)]と、垂直抗磁力Hcおよび角型比SQとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between P * D product [(sputtering gas pressure) x (target-substrate distance)], perpendicular coercive force Hc, and squareness ratio SQ about the perpendicular magnetic recording medium of Example 2. 実施例2の垂直磁気記録媒体について、P*D積[(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)]と、飽和磁化Msおよび垂直異方性エネルギーKuとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between P * D product [(sputtering gas pressure) x (target-substrate distance)], saturation magnetization Ms, and perpendicular anisotropy energy Ku about the perpendicular magnetic recording medium of Example 2. 実施例3の垂直磁気記録媒体について、非磁性テンプレート層の膜厚と垂直抗磁力Hcとの関係を示す図。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the thickness of the nonmagnetic template layer and the perpendicular coercive force Hc for the perpendicular magnetic recording medium of Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

10…非磁性基板、20…軟磁性層、30…非磁性結晶配向制御層、40…非磁性テンプレート層、50…垂直磁化層、60…保護層、100…垂直磁気記録媒体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Nonmagnetic board | substrate, 20 ... Soft magnetic layer, 30 ... Nonmagnetic crystal orientation control layer, 40 ... Nonmagnetic template layer, 50 ... Perpendicular magnetization layer, 60 ... Protective layer, 100 ... Perpendicular magnetic recording medium.

Claims (3)

非磁性基板と、
前記非磁性基板上に形成された軟磁性層と、
前記軟磁性層上に形成された、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性結晶配向制御層と、
前記非磁性結晶配向制御層上に形成された、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうちいずれかの金属、Cu,Ir,Rh,Pd,Pt,C,Os,Re,Ru,TcおよびZnのうち少なくとも1種を含む合金、非磁性のNi合金ならびに非磁性のCo合金からなる群より選択される、六方細密充填構造または面心立方構造の金属または合金からなる非磁性テンプレート層と、
前記非磁性テンプレート層上に形成された、CoおよびPtを含む強磁性結晶粒子と非磁性の結晶粒界または結晶粒界に相当する空隙とが形成された垂直磁化層と、
前記垂直磁化層上に形成された保護層と
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
A non-magnetic substrate;
A soft magnetic layer formed on the non-magnetic substrate;
A nonmagnetic crystal orientation control layer made of a metal or alloy having a hexagonal close-packed structure or a face-centered cubic structure formed on the soft magnetic layer;
Any one of Cu, Ir, Rh, Pd, Pt, C, Os, Re, Ru, Tc and Zn, Cu, Ir, Rh, Pd, Pt formed on the nonmagnetic crystal orientation control layer. , C, Os, Re, Ru, Tc and Zn, a hexagonal close-packed structure or a face-centered cubic structure selected from the group consisting of an alloy containing at least one of Zn, a nonmagnetic Ni alloy, and a nonmagnetic Co alloy A nonmagnetic template layer made of metal or alloy;
A perpendicular magnetization layer formed on the nonmagnetic template layer and formed with ferromagnetic crystal grains containing Co and Pt and nonmagnetic crystal grain boundaries or voids corresponding to crystal grain boundaries;
A perpendicular magnetic recording medium comprising: a protective layer formed on the perpendicular magnetic layer.
請求項1に記載の垂直磁気記録媒体を製造するにあたり、前記非磁性テンプレート層および垂直磁化層を、(スパッタガス圧)×(ターゲット−基板間距離)が15Pa・cm以上、200Pa・cm以下である条件でスパッタリングにより堆積することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。   In manufacturing the perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, the nonmagnetic template layer and the perpendicular magnetization layer have a (sputter gas pressure) × (target-substrate distance) of 15 Pa · cm or more and 200 Pa · cm or less. A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, characterized by depositing by sputtering under certain conditions. 前記垂直磁気記録媒体を構成する全ての層の堆積時に、前記非磁性基板を非加熱状態に保持することを特徴とする請求項2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。   3. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 2, wherein the nonmagnetic substrate is held in an unheated state when all the layers constituting the perpendicular magnetic recording medium are deposited.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007010908A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Showa Denko K.K. Magnetic recording medium, production process thereof, and magnetic recording and reproducing apparatus
JP2007234164A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujitsu Ltd Perpendicular magnetic recording medium, manufacturing method thereof, and magnetic storage device
JP2008276915A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Hoya Corp Magnetic recording medium
JP2009015971A (en) * 2007-07-05 2009-01-22 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Perpendicular magnetic recording medium and perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus
WO2009107248A1 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Fujitsu Limited Perpendicular magnetic recording media

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007010908A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Showa Denko K.K. Magnetic recording medium, production process thereof, and magnetic recording and reproducing apparatus
JP2007234164A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujitsu Ltd Perpendicular magnetic recording medium, manufacturing method thereof, and magnetic storage device
JP2008276915A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Hoya Corp Magnetic recording medium
JP2009015971A (en) * 2007-07-05 2009-01-22 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Perpendicular magnetic recording medium and perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus
US8071229B2 (en) 2007-07-05 2011-12-06 Fuji Electric Co., Ltd. Perpendicular magnetic recording media and perpendicular magnetic recording apparatus
WO2009107248A1 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Fujitsu Limited Perpendicular magnetic recording media

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