JP2004070980A

JP2004070980A - Magnetic recording medium, manufacturing method thereof, and magnetic recording / reproducing apparatus

Info

Publication number: JP2004070980A
Application number: JP2002224790A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shimizu; 清水　謙治; Akira Sakawaki; 坂脇　彰; Hiroshi Sakai; 酒井　浩志; Kazuyuki Hikosaka; 彦坂　和志; Soichi Oikawa; 及川　壮一
Original assignee: Showa Denko KK; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Resonac Holdings Corp
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP4080808B2

Abstract

【課題】記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜３と、磁化容易軸が基板１に対し主に垂直に配向した垂直磁気記録膜５と、保護膜６とが設けられ、配向制御膜３が、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなる。
【選択図】　　図１[PROBLEMS] To provide a magnetic recording medium capable of improving recording / reproducing characteristics and recording / reproducing high-density information, a manufacturing method thereof, and a magnetic recording / reproducing apparatus.
Kind Code: A1 A soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of a film directly above the nonmagnetic substrate, and perpendicular magnetic recording in which the easy axis of magnetization is oriented mainly perpendicular to the substrate. A film 5 and a protective film 6 are provided, and the orientation control film 3 is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W Consists of
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録再生装置の１種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、近年、その記録密度が年率６０％以上で増加しており、今後もその傾向は続くと言われている。そのため、高記録密度に適した磁気記録用ヘッドおよび磁気記録媒体の開発が進められている。
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、主に、磁性膜内の磁化容易軸が基板に対して主に平行に配向した面内磁気記録媒体である。磁化容易軸とは、自発磁化が安定に向く方向のことであり、Ｃｏ合金の場合には、ｈｃｐ構造のｃ軸方向のことである。
面内磁気記録媒体では、高記録密度化すると記録ビットの１ビットあたりの磁性膜の体積が小さくなりすぎ、熱揺らぎ効果により記録再生特性が悪化する可能性がある。また、高記録密度化した際に、記録ビット間の境界領域で発生する反磁界の影響により媒体ノイズが増加する傾向がある。
【０００３】
これに対し、磁性膜内の磁化容易軸が基板に対して主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも、記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくてすむため、熱揺らぎ効果にも強い。このため、垂直磁気記録媒体は近年大きな注目を集めており、垂直磁気記録に適した媒体の構造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、磁気記録媒体の更なる高記録密度化の要望に対して、垂直磁気記録膜に対する書きこみ能力に優れている単磁極ヘッドを用いることが検討されている。
単磁極ヘッドに対応するため、垂直磁気記録膜と基板との間に、裏打ち層と称される軟磁性膜を設けることにより、単磁極ヘッドと磁気記録媒体との間の、磁束の出入りの効率を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
垂直磁気記録媒体としては、基板上に裏打ち層（軟磁性下地膜）と、垂直磁気記録膜の磁化容易軸を垂直に配向させる配向制御膜と、Ｃｏ合金からなる垂直磁気記録膜と、保護膜とを設けたものが広く用いられている。
しかしながら、単に裏打ち層を設けた磁気記録媒体は、記録再生時の記録再生特性において満足できるものではなく、記録再生特性に優れる磁気記録媒体が要望されていた。
【０００５】
磁気記録媒体の記録再生特性を改善する手法としては、垂直磁気記録膜にノイズの低い磁性材料を使うことが提案されている。
また、垂直磁気記録膜の構造についても幾つかの改善手法が提案されている。
特許第２６６９５２９号公報には、非磁性基板と六方晶系の磁性合金膜との間に、Ｔｉに他の元素を含有させたＴｉ合金からなる下地膜を設けることにより、このＴｉ合金下地膜と六方晶系の磁性合金膜との間の格子の整合性を高め、六方晶系の磁性合金膜のｃ軸配向性を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
しかしながら、Ｔｉ合金下地膜を用いると、磁性合金膜中の交換結合が大きくなり、その結果、媒体ノイズが大きくなるため、更なる高記録密度化は困難である。
特開平８−１８０３６０号公報には、ＣｏとＲｕからなる下地膜を、Ｃｏ合金からなる垂直磁気記録膜と基板との間に設けることにより、垂直磁気記録膜のｃ軸配向性を向上させた磁気記録媒体が提案されている。
しかしながら、この磁気記録媒体では、ＣｏとＲｕからなる下地膜において結晶粒径が大きくなり、その結果、垂直磁気記録膜中の磁性粒子径が大きくなり、媒体ノイズが大きくなるため、更なる高記録密度化は困難である。
特開昭６３−２１１１１７号公報には、炭素含有下地膜を、Ｃｏ合金からなる垂直磁気記録膜と基板との間に設けることが提案されている。
しかしながら、炭素含有下地膜を用いると、垂直磁気記録膜のｃ軸配向性が悪化するため、熱揺らぎ耐性が悪化し、更なる高記録密度化は困難である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、記録再生特性を向上させ高密度の情報の記録再生が可能な磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくとも、軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁気記録膜と、保護膜とが設けられ、前記配向制御膜がＴｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなることを特徴とする。
配向制御膜のＣｏ含有量は、２０ａｔ％以上８５ａｔ％以下とするのが好ましい。
配向制御膜は、Ｗを含むＣｏ合金からなることが好ましい。
配向制御膜の飽和磁化Ｍｓは、２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることが好ましい。
配向制御膜の厚さは、０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
配向制御膜は、アモルファス構造または微細結晶構造を有することが好ましい。
配向制御膜と垂直磁気記録膜との間には、少なくともＣｏとＣｒを含む材料からなる中間膜を設けるのが好ましい。
中間膜は、ＣｏＣｒＰｔＢ合金からなることが好ましい。
中間膜および／または垂直磁気記録膜は、アモルファス構造を有する初期成長部分（最下層部分）を有する構成であってもよい。
中間膜は、アモルファス構造を有する初期成長部分の厚さが１ｎｍ以下である構成とすることができる。
垂直磁気記録膜は、少なくともＣｏとＰｔを含む材料からなることが好ましい。
【０００７】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に、少なくとも、軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁気記録膜と、保護膜とを順次形成するにあたって、前記配向制御膜に、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金を用いることを特徴とする。
【０００８】
本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、磁気ヘッドが単磁極ヘッドであり、磁気記録媒体が、非磁性基板上に、少なくとも、軟磁性下地膜と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁気記録膜と、保護膜とを備え、前記配向制御膜がＴｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなることを特徴とする。
【０００９】
以下、逆磁区核形成磁界について説明する。
図２に示すように、振動式磁気特性測定装置（ＶＳＭ）などにより求めたＭＨ曲線において、磁化が飽和した状態から外部磁界を減少させる過程で外部磁界が０となる点をａとし、磁化が０となる点をｂとしたときに、点ｂでのＭＨ曲線の接線と、飽和磁化を示す直線との交点をｃとすると、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、Ｙ軸（Ｍ軸）から点ｃまでの距離（Ｏｅ）で表すことができる。
なお、逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、外部磁界が負である領域に点ｃがある場合に正の値をとり（図２を参照）、逆に、外部磁界が正である領域に点ｃがある場合に負の値をとる（図３を参照）。
【００１０】
次に、保磁力分散の測定方法について説明する。
保磁力分散は、ＶＳＭまたはＫｅｒｒ効果測定器により求めることができる。
図４に示すように、通常の手法により媒体のＭＨ曲線を求める。これをメジャー曲線とする。
次いで、磁化が飽和した状態から外部磁界を減少させ、Ｍが０となる点ａで外部磁界の掃引方向を逆転させ、再び磁化が飽和するまで外部磁界を増加させる。これにより得られた曲線をマイナー曲線とする。磁化が飽和した状態から外部磁界を減少させる過程で外部磁界が０となる点をｂとする。
点ｂと原点との中間点を点ｃとし、ここからＨ軸に平行な線を引き、この平行線とメジャー曲線との交点を点ｄとし、平行線とマイナー曲線との交点をｅとし、点ｄと点ｅの差をΔＨｃとする。これを媒体のＨｃで割ることで保磁力分散（ΔＨｃ／Ｈｃ）を得る。
この保磁力分散（ΔＨｃ／Ｈｃ）は、媒体を記録再生した際の分解能と相関がある。
【００１１】
また、膜の厚さは、例えば媒体断面をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察することにより求めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示すものである。
ここに示す磁気記録媒体は、非磁性基板１上に、軟磁性下地膜２と、配向制御膜３と、中間膜４と、垂直磁気記録膜５と、保護膜６と、潤滑膜７とが順次形成された構成となっている。
【００１３】
非磁性基板１としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスからなるものがある。
アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。
セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などからなるものが使用可能である。
また基板１としては、上記金属基板または非金属基板の表面に、メッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層が形成されたものを用いることもできる。
【００１４】
基板１は、平均表面粗さＲａを２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下とすると、磁気ヘッド浮上高さを低くすることができるため、高記録密度化の点で好ましい。
また、表面の微小うねり（Ｗａ）を０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下とすると、磁気ヘッドを浮上高さを低くすることができるため、高記録密度化の点で好ましい。
微小うねり（Ｗａ）は、表面粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
さらに、端面のチャンファー部の面取り部と側面部のうち少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下、好ましくは９．５ｎｍ以下であるものを用いることが磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。
【００１５】
軟磁性下地膜２は、磁気ヘッドから発生する磁束の垂直方向成分（基板１に対して垂直な方向の成分）を大きくするためと、情報が記録される垂直磁気記録膜５の磁化の方向をより強固に垂直方向に固定するために設けられているものである。これらの作用は特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。
【００１６】
軟磁性下地膜２は、軟磁性材料からなるもので、この材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち１種または２種以上を含む材料を用いることができる。
この材料としては、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金を挙げることができる。
またＦｅを６０ａｔ％以上含有し、かつＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮのうち１種または２種以上からなる微結晶を有する構造、あるいはこの微結晶がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。
軟磁性下地膜２の材料としては、上記のほか、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち１種または２種以上を含有するＣｏ合金を用いることができる。
この材料としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
この材料としては、アモルファス構造を有するものを用いることができる。
【００１７】
軟磁性下地膜２の保磁力Ｈｃは１００（Ｏｅ）以下（好ましくは２０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。
この保磁力Ｈｃが上記範囲を超えると、軟磁気特性が不十分となり、再生波形がいわゆる矩形波でなく歪みをもった波形になるため好ましくない。
【００１８】
軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓと軟磁性下地膜２の膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔは、４０Ｔ・ｎｍ以上（好ましくは６０Ｔ・ｎｍ以上）であること好ましい。
このＢｓ・ｔが上記範囲未満であると、再生波形が歪みをもつようになったり、ＯＷ特性（オーバーライト特性）が悪化するため好ましくない。
【００１９】
軟磁性下地膜２の表層部（上面側）には、軟磁性下地膜２を構成する材料が酸化された酸化層を形成するのが好ましい。
これにより、軟磁性下地膜２の表面の磁気的な揺らぎを抑えることができるため、この磁気的な揺らぎに起因するノイズを低減して、磁気記録媒体の記録再生特性を改善することができる。
また、軟磁性下地膜２上に形成される配向制御膜３の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善することができる。
【００２０】
配向制御膜３は、直上に設けられた中間膜４および／または垂直磁気記録膜５の配向性や粒径を制御するものである。
配向制御膜３は、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなる。
特に、Ｗを含むＣｏ合金からなることが好ましい。
【００２１】
配向制御膜３のＣｏ含有量は、２０ａｔ％以上８５ａｔ％以下（特に２５ａｔ％以上７０ａｔ％以下）とするのが好ましい。Ｃｏ含有量を上記範囲とすることによって、特に優れた記録再生特性を得ることができる。
【００２２】
配向制御膜３の飽和磁化Ｍｓは２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることが好ましい。配向制御膜３のＭｓが２００ｅｍｕ／ｃｃを超えると、配向制御膜３から発生するノイズにより記録再生特性が悪化する。
【００２３】
配向制御膜３の厚さは、０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下（好ましくは１〜１２ｎｍ、さらに好ましくは１〜８ｎｍ）とするのが好ましい。
配向制御膜３の厚さを上記範囲とすることによって、垂直磁気記録膜５の垂直配向性を高め、かつ記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離を小さくすることができる。このため、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
この厚さが上記範囲未満であると、垂直磁気記録膜５における垂直配向性が低下し、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。
また、この厚さが上記範囲を超えると、垂直磁気記録膜５の垂直配向性が低下し、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が劣化する。また記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離が大きくなるため、再生信号の分解能や再生出力の低下するため好ましくない。
【００２４】
配向制御膜３は、アモルファス構造または微細結晶構造を有することが好ましい。
配向制御膜３をアモルファス構造または微細結晶構造とすることによって、直上に設けられた中間膜４および／または垂直磁気記録膜５の配向性を良くし、結晶粒を微細化することができる。
配向制御膜３の結晶構造は、例えば、Ｘ線回折法や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて確認することができる。
【００２５】
配向制御膜３の表面形状は、垂直磁気記録膜５、保護膜６の表面形状に影響を与えるため、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくするには、配向制御膜３の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とするのが好ましい。
表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下とすることによって、磁気記録媒体の表面凹凸を小さくし、記録再生時における磁気ヘッド浮上高さを十分に低くし、記録密度を高めることができる。
【００２６】
中間膜４は、少なくともＣｏとＣｒを含む材料からなることが好ましい。
中間膜４にはｈｃｐ構造を有する材料を用いるのが好ましい。中間膜４には、ＣｏＣｒ合金やＣｏＣｒＸ_１合金やＣｏＸ_１合金（Ｘ_１：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、ＮおよびＢのうち１種または２種以上）を用いるのが好適である。
中間膜４のＣｏの含有量は３０〜７０ａｔ％であることが好ましい。
なかでも特に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金が好ましい。
【００２７】
中間膜４の厚さは、垂直磁気記録膜５における磁性粒子の粗大化による記録再生特性の悪化や、磁気ヘッドと軟磁性下地膜２との距離が大きくなることによる記録分解能の低下を防ぐために、３０ｎｍ以下（好ましくは２０ｎｍ以下）とするのが好ましい。
中間膜４を設けることによって、垂直磁気記録膜５の垂直配向性を高めることができるため、垂直磁気記録膜５の保磁力を高め、記録再生特性および熱揺らぎ耐性をさらに向上させることができる。
【００２８】
垂直磁気記録膜５は、その磁化容易軸が基板に対して主に垂直方向に向いたものであり、少なくともＣｏとＰｔを含む材料からなることが好ましい。
特に、少なくともＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含有し、Ｃｒの含有量が１４ａｔ％以上２４ａｔ％以下（好ましくは１６ａｔ％以上２２ａｔ％以下）、Ｐｔの含有量が１４ａｔ％以上２４ａｔ％以下（好ましくは１５ａｔ％以上２０ａｔ％以下）である材料からなることが好ましい。
Ｃｒの含有量が１４ａｔ％未満であると、磁性粒子間の交換結合が大きくなり、ノイズが増大するため好ましくない。また、Ｃｒの含有量が２４ａｔ％を超えると、保磁力および残留磁化（Ｍｒ）と飽和磁化（Ｍｓ）の比Ｍｒ／Ｍｓが低下するため好ましくない。
Ｐｔの含有量が１４ａｔ％未満であると、記録再生特性の改善効果が不十分となるとともに、Ｍｒ／Ｍｓが低下し熱揺らぎ耐性が悪化するため好ましくない。また、Ｐｔの含有量が２４ａｔ％を超えると、ノイズが増大するため好ましくない。
なお、主に垂直方向に向くとは、垂直方向の保磁力Ｈｃ（Ｐ）と面内方向の保磁力Ｈｃ（Ｌ）が、Ｈｃ（Ｐ）＞Ｈｃ（Ｌ）に示される関係にあることをいう。
【００２９】
垂直磁気記録膜５は、Ｂを含有するのが好ましく、Ｂの含有量は０．１ａｔ％以上５ａｔ％以下とすることが好ましい。
これにより、磁性粒子間の交換結合を低減することができ、記録再生特性を改善することが可能となる。
垂直磁気記録膜５には、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｎｄ、Ｚｒ、Ｗ、Ｎｄのうち１種または２種以上を含有するＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができる。
【００３０】
垂直磁気記録膜５に使われる磁性材料は、ＣｏＣｒＰｔＢ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａＣｕ系合金、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ系合金、ＣｏＣｒＰｔＢＮｄ系合金、ＣｏＣｒＰｔＢＷ系合金、ＣｏＣｒＰｔＢＭｏ系合金、ＣｏＣｒＰｔＢＲｕ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａＷ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａＭｏ系合金、ＣｏＣｒＰｔＴａＲｕ系合金、ＣｏＣｒＰｔＮｄ系合金、ＣｏＣｒＰｔＷ系合金、ＣｏＣｒＰｔＭｏ系合金、ＣｏＣｒＰｔＲｕ系合金、ＣｏＣｒＰｔＣｕ系合金から選ばれるのが特に好ましい。
【００３１】
垂直磁気記録膜５は、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｎから選ばれる１種または２種以上の元素を添加した合金を用いることもできる。
【００３２】
垂直磁気記録膜５は、単一の材料（ＣｏＣｒＰｔ系合金など）からなる１層構造に限らず、２層以上の構造とすることもできる。
例えば、Ｃｏ系合金（ＣｏＣｒ、ＣｏＢ、Ｃｏ−ＳｉＯ_２等）からなる層とＰｄ系合金（ＰｄＢ、Ｐｄ−ＳｉＯ_２等）からなる層とを積層した構造とすることもできる。
また、ＣｏＴｂ、ＣｏＮｄ等のアモルファス材料からなる層と、ＣｏＣｒＰｔ系材料からなる層とを備えた複層構造としてもよい。
また、ＣｏＣｒＰｔ系材料からなる第１垂直磁気記録膜を設け、その上にこの材料とは組成の異なるＣｏＣｒＰｔ系材料からなる第２垂直磁気記録膜を設けることもできる。
また、ＣｏＣｒＰｔ系材料からなる第１垂直磁気記録膜を設け、その上にＣｏＮｄからなる第２垂直磁気記録膜を設けることができる。
【００３３】
垂直磁気記録膜５の厚さは、７〜６０ｎｍ（より好ましくは１０〜４０ｎｍ）とするのが好ましい。
垂直磁気記録膜５の厚さを７ｎｍ以上とすることによって、十分な磁束が得られ、再生時における出力が十分となり、出力波形がノイズ成分により確認しにくくなるのを防ぐことができる。このため、高密度記録に適した磁気記録再生装置を得ることができる。
垂直磁気記録膜５の厚さを６０ｎｍ以下とすることによって、垂直磁気記録膜５内の磁性粒子の粗大化を抑えることができ、記録再生特性の劣化（ノイズ増大など）が生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
垂直磁気記録膜５の保磁力は、３０００（Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が３０００（Ｏｅ）未満であると、高密度記録に必要な分解能が得られず、また熱揺らぎ耐性が劣化するため好ましくない。
【００３５】
垂直磁気記録膜５の残留磁化（Ｍｒ）と飽和磁化（Ｍｓ）の比Ｍｒ／Ｍｓは、０．９以上であることが好ましい。Ｍｒ／Ｍｓが０．９未満である場合には、熱揺らぎ耐性が劣化するため好ましくない。
【００３６】
垂直磁気記録膜５の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、０（Ｏｅ）以上２５００（Ｏｅ）以下であることが好ましい。逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）が、０（Ｏｅ）未満である場合には、熱揺らぎ耐性が劣化するため好ましくない。
２５００（Ｏｅ）を越える逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）を得ようとすると、磁性粒子の磁気的な分離が不充分となり、活性化磁気モーメント（ｖＩｓｂ）が増大し、結果として記録再生時におけるノイズが増加しやすくなるため好ましくない。
【００３７】
垂直磁気記録膜５は、結晶粒の平均粒径が５〜１５ｎｍであることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁気記録膜５の結晶粒をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
【００３８】
垂直磁気記録膜５のΔＨｃ／Ｈｃは０．３以下であることが好ましい。ΔＨｃ／Ｈｃが０．３以下であると、磁性粒子の粒径のばらつきが小さくなるため、垂直磁気記録膜５の垂直方向への保磁力がより均一となる。
このため、記録再生特性および熱揺らぎ耐性が悪化することを抑えることができる。
【００３９】
中間膜４および／または垂直磁気記録膜５は、最下層部分である初期成長部分を有する構成であってもよい。この初期成長部分はアモルファス構造を有する構成とすることができる。
初期成長部分の厚さは、１ｎｍ以下とすることが望ましい。初期成長部分は、ＴＥＭによる媒体断面の観察像において、結晶が確認されない部分である。
なお、本発明では、初期成長部分が存在しないことが望ましい。
【００４０】
保護膜６は、垂直磁気記録膜５の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、従来公知の材料を使用でき、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含むものが使用可能である。
保護膜６の厚さは、１〜１０ｎｍとするのが好ましい。この厚さをこの範囲とすることによって、磁気ヘッドと媒体の距離を小さくできるため、高記録密度化の点から有利である。
潤滑膜７には従来公知の材料、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いるのが好ましい。
【００４１】
次に、上記構成の磁気記録媒体を製造する方法の一例を説明する。
非磁性基板１上に、スパッタ法などにより軟磁性下地膜２を形成する。
軟磁性下地膜２を形成した後に、その表層部を酸化することによって、軟磁性下地膜２の表面に酸化層を形成することができる。
【００４２】
軟磁性下地膜２の表層部を酸化させるには、例えば軟磁性下地膜２を形成した後、軟磁性下地膜２の表面を、酸素含有ガスに曝す方法をとることができる。また軟磁性下地膜２の表層部を形成する際に、プロセスガスに酸素を含有させる方法をとることもできる。
軟磁性下地膜２の表面を酸素含有ガスに曝す場合には、軟磁性下地膜２を形成した基板１を、酸素含有ガス雰囲気中に０．３〜２０秒程度放置しておけばよい。
酸素含有ガスとしては、酸素ガスを用いてもよいし、酸素と他のガス（アルゴンや窒素など）との混合ガスを用いてもよい。また、空気を用いることもできる。
酸素と他のガスとの混合ガスを用いる場合には、それらの混合比を調節することによって、軟磁性下地膜２の表層部の酸化度合いの調節が容易になる。
また、プロセスガスに酸素を含有させる場合には、膜形成過程の一部のみに、酸素を含有するプロセスガスを用いる方法をとることができる。このプロセスガスとしては、例えばアルゴンに酸素を０．０５〜５０ｖｏｌ％（好ましくは０．１〜２０ｖｏｌ％）混合したガスが好適に用いられる。
【００４３】
次いで、軟磁性下地膜２上に、配向制御膜３を、Ｔｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金を用いてスパッタ法などにより形成する。
配向制御膜３を形成した後に、その表層部を酸化（または窒化）することによって、配向制御膜３の表層部に酸化層（または窒化物層）を形成することができる。
配向制御膜３の表層部を酸化（または窒化）するには、配向制御膜３の表層部を形成する際に、プロセスガスに酸素（または窒素）を含有させる方法をとることができる。
プロセスガスとしては、アルゴンに酸素を０．０５〜５０ｖｏｌ％（好ましくは０．１〜２０ｖｏｌ％）混合したガス、アルゴンに窒素を０．０１〜２０ｖｏｌ％（好ましくは０．０２〜１０ｖｏｌ％）混合したガスが好適に用いられる。
【００４４】
次いで、配向制御膜３上に、スパッタ法などにより中間膜４、垂直磁気記録膜５を形成する。
軟磁性下地膜２、配向制御膜３、中間膜４、垂直磁気記録膜５をスパッタ法により形成する場合には、チャンバ内の真空度は１０⁻ ^５〜１０⁻ ^７Ｐａとし、Ａｒガスなどのプロセスガスの存在下で放電を行うのが好ましい。
ターゲットに供給するパワーは０．２〜５ｋＷとするのが好ましい。放電時間とパワーを調節することによって、所望の厚さの膜を形成することができる。この際、プロセスガスの圧力は、０．２〜２０Ｐａ、好ましくは０．３〜１０Ｐａとするのが好適である。
スパッタ法としては、ＤＣまたはＲＦマグネトロンスパッタ法を採用することができる。
２種以上の元素からなる合金材料を用いる場合には、スパッタ法に用いるターゲットとして、この合金からなる合金ターゲットを用いてもよいし、２種以上の材料を焼結により一体化させた焼結合金ターゲットを用いてもよい。
【００４５】
次いで、保護膜６を、好ましくはプラズマＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタリング法により形成する。
潤滑膜７を形成するには、従来公知の方法（ディッピング法、スピンコート法など）を採用することができる。
【００４６】
本実施形態の磁気記録媒体では、配向制御膜３がＴｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなるので、ノイズを低減し、記録再生特性を向上させることができる。
このため、高密度の情報の記録再生が可能となる。
【００４７】
図５は、本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示すもので、非磁性基板１と軟磁性下地膜２との間に、磁気異方性が主に面内方向を向いた硬磁性膜８を設けることができる。
硬磁性膜８にはＣｏＳｍ合金や、ＣｏＣｒＰｔＸ_２合金（Ｘ_２：Ｐｔ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、ＮおよびＢのうち１種または２種以上）を用いるのが好適である。
硬磁性膜８は、保磁力Ｈｃが５００（Ｏｅ）以上（好ましくは１０００（Ｏｅ）以上）であることが好ましい。
【００４８】
硬磁性膜８の厚さは、１５０ｎｍ以下（好ましくは７０ｎｍ以下）であることが好ましい。硬磁性膜８の厚さが１５０ｎｍを超えると、配向制御膜３の表面平均粗さＲａが大きくなるため好ましくない。
硬磁性膜８は、軟磁性下地膜２との間に交換結合が形成され、磁化方向が基板半径方向に向けられた構成とするのが好ましい。
硬磁性膜８を設けることにより、より効果的に軟磁性下地膜２での巨大な磁区の形成を抑えることができるので、磁壁によるスパイクノイズの発生を防止して、記録再生時のエラーレートを十分に低くすることができる。
硬磁性膜８の配向を制御するために、非磁性基板１と硬磁性膜８との間に、Ｃｒ合金材料やＢ２構造材料からなる中間膜を設けてもよい。
【００４９】
図６は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の例を示すものである。ここに示す磁気記録再生装置は、磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０を回転駆動させる媒体駆動部１１と、磁気記録媒体１０に情報を記録再生する磁気ヘッド１２と、ヘッド駆動部１３と、記録再生信号処理系１４とを備えている。記録再生信号処理系１４は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１２に送ったり、磁気ヘッド１２からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
磁気ヘッド１２としては、垂直記録用の単磁極ヘッドを例示することができる。
図６（ｂ）に示すように、この単磁極ヘッドとしては、主磁極１２ａと、補助磁極１２ｂと、これらを連結する連結部１２ｃに設けられたコイル１２ｄとを有する構成のものを好適に用いることができる。
【００５０】
上記磁気記録再生装置によれば、上記磁気記録媒体１０を用いるので、記録再生特性を高め、高記録密度化を図ることができる。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明の作用効果を明確にする。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外径２．５インチ（６５ｍｍ））をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の成膜チャンバ内に収容した。
到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、基板１上に８９Ｃｏ−４Ｚｒ−７Ｎｂ（Ｃｏ含有量８９ａｔ％、Ｚｒ含有量４ａｔ％、Ｎｂ含有量７ａｔ％）からなる軟磁性下地膜２（厚さ１６０ｎｍ）をスパッタ法により形成した。
ＶＳＭによる測定の結果、軟磁性下地膜２の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔの積Ｂｓ・ｔは、２００Ｔ・ｎｍであった。
【００５２】
軟磁性下地膜２を形成した基板１を２４０℃に加熱して、軟磁性下地膜２上に、５０Ｃｏ−５０Ｗからなる配向制御膜３（厚さ５ｎｍ）をスパッタ法により形成した。
配向制御膜３の飽和磁化Ｍｓは０ｅｍｕ／ｃｃであった。
次いで、６５Ｃｏ−３０Ｃｒ−５Ｂ（Ｃｏ含有量６５ａｔ％、Ｃｒ含有量３０ａｔ％、Ｂ含有量５ａｔ％）からなる中間膜４（厚さ１０ｎｍ）をスパッタ法により形成した。ＴＥＭによる観察の結果、中間膜４の初期成長部分の厚さは０．５ｎｍであった。
次いで、６４Ｃｏ−１７Ｃｒ−１７Ｐｔ−２Ｂ（Ｃｏ含有量６４ａｔ％、Ｃｒ含有量１７ａｔ％、Ｐｔ含有量１７ａｔ％、Ｂ含有量２ａｔ％）からなる垂直磁気記録膜５（厚さ２０ｎｍ）をスパッタ法により形成した。
なお、上記各スパッタ工程においては、成膜用のプロセスガスとしてアルゴンを用い、プロセスガス圧力を０．６Ｐａとした。
次いで、ＣＶＤ法により保護膜６（厚さ５ｎｍ）を形成した。
次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜７を形成し、磁気記録媒体を得た（表１を参照）。
【００５３】
（比較例１〜３）
配向制御膜３に、表１に示す材料を用いたこと以外は実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した（表１を参照）。
【００５４】
これら実施例および比較例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価は、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２、およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて測定した。
記録再生特性の評価には、書き込み部にシングルポール磁極（単磁極）を用い、再生部にＧＭＲ素子を用いたヘッドを用いて、記録周波数条件を線記録密度６００ｋＦＣＩとして測定した。この試験結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】

【００５６】
表１より、配向制御膜３が、Ｗを含むＣｏ合金からなる実施例は、比較例に比べ優れた記録再生特性を示した。
【００５７】
（実施例２〜１７）
配向制御膜３の組成を表２に示すとおりとした以外は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。
これら実施例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】

【００５９】
表２より、配向制御膜３がＴｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなる実施例は優れた記録再生特性を示した。
また、Ｃｏ含有量が２０ａｔ％以上８５ａｔ％以下（特に２５ａｔ％以上７０ａｔ％以下）である実施例は優れた特性を示した。
【００６０】
（実施例１８〜２１）
配向制御膜３の厚さを表３に示すとおりとした以外は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。
これら実施例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。試験結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】

【００６２】
表３より、配向制御膜３の厚さが０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である実施例は優れた記録再生特性を示した。
【００６３】
（実施例２２）
中間膜４を形成しないこと以外は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。
【００６４】
（実施例２３、２４）
中間膜４の組成を表４に示すとおりとした以外は、実施例１に準じて磁気記録媒体を作製した。
【００６５】
これらの実施例の磁気記録媒体について、記録再生特性を評価した。試験結果を表４に示す。
【００６６】
【表４】

【００６７】
表４より、中間膜４を形成した実施例は、優れた記録再生特性を示した。特に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金からなる中間膜４を形成した実施例は、優れた特性を示した。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体では、配向制御膜がＴｉ、Ｖ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｉ、およびＷのうち１種または２種以上を含むＣｏ合金からなるので、ノイズを低減し、記録再生特性を向上させることができる。
このため、高密度の情報の記録再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の第１の実施形態を示す一部断面図である。
【図２】逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の測定方法を示す説明図である。
【図３】逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）の測定方法を示す説明図である。
【図４】ΔＨｃ／Ｈｃの測定方法を示す説明図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の第２の実施形態を示す一部断面図である。
【図６】本発明の磁気記録再生装置の一例を示す概略図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は磁気ヘッドを示す。
【符号の説明】
１…非磁性基板、２…軟磁性下地膜、３…配向制御膜、４…中間膜、５…垂直磁気記録膜、６…保護膜、７…潤滑膜、８…硬磁性膜、１０…磁気記録媒体、１１…媒体駆動部、１２…磁気ヘッド、１２ａ…主磁極、１２ｂ…補助磁極、１２ｃ…連結部、１２ｄ…コイル、１３…ヘッド駆動部、１４…記録再生信号処理系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic recording medium, a method for manufacturing a magnetic recording medium, and a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic recording medium.
[0002]
[Prior art]
Hard disk drives (HDDs), which are one type of magnetic recording / reproducing apparatus, have been increasing their recording density at an annual rate of 60% or more in recent years, and it is said that the trend will continue in the future. For this reason, development of a magnetic recording head and a magnetic recording medium suitable for high recording density has been advanced.
At present, a magnetic recording medium mounted on a commercially available magnetic recording / reproducing apparatus is an in-plane magnetic recording medium in which an axis of easy magnetization in a magnetic film is oriented mainly in parallel to a substrate. The axis of easy magnetization is a direction in which spontaneous magnetization is stably directed, and in the case of a Co alloy, is the c-axis direction of the hcp structure.
In the longitudinal magnetic recording medium, when the recording density is increased, the volume of the magnetic film per one bit of the recording bit becomes too small, and the recording / reproducing characteristics may be deteriorated due to the thermal fluctuation effect. Also, when the recording density is increased, the medium noise tends to increase due to the influence of the demagnetizing field generated in the boundary region between the recording bits.
[0003]
In contrast, a so-called perpendicular magnetic recording medium, in which the easy axis of magnetization in the magnetic film is oriented mainly perpendicular to the substrate, is affected by the demagnetizing field in the boundary region between the recording bits even when the recording density is increased. , And a sharp bit boundary is formed, thereby suppressing an increase in noise. In addition, the reduction in the volume of the recording bit due to the increase in the recording density is small, so that it has a strong thermal fluctuation effect. For this reason, perpendicular magnetic recording media have attracted much attention in recent years, and media structures suitable for perpendicular magnetic recording have been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in response to a demand for a higher recording density of a magnetic recording medium, use of a single-pole head having excellent writing capability for a perpendicular magnetic recording film has been studied.
In order to cope with a single pole head, by providing a soft magnetic film called a backing layer between the perpendicular magnetic recording film and the substrate, the efficiency of magnetic flux transfer between the single pole head and the magnetic recording medium is provided. There has been proposed a magnetic recording medium with improved characteristics.
As the perpendicular magnetic recording medium, a backing layer (soft magnetic underlayer) on a substrate, an orientation control film for vertically orienting the easy axis of magnetization of the perpendicular magnetic recording film, a perpendicular magnetic recording film made of a Co alloy, and a protective film Those provided with are widely used.
However, a magnetic recording medium simply provided with a backing layer is not satisfactory in recording / reproducing characteristics at the time of recording / reproducing, and a magnetic recording medium having excellent recording / reproducing characteristics has been demanded.
[0005]
As a method for improving the recording / reproducing characteristics of a magnetic recording medium, it has been proposed to use a low-noise magnetic material for a perpendicular magnetic recording film.
Also, several improvements have been proposed for the structure of the perpendicular magnetic recording film.
Japanese Patent No. 2669529 discloses that a Ti alloy base film including a Ti alloy containing another element is provided between a non-magnetic substrate and a hexagonal magnetic alloy film. There has been proposed a magnetic recording medium in which the lattice matching between the hexagonal magnetic alloy film and the c-axis orientation of the hexagonal magnetic alloy film is improved.
However, when a Ti alloy base film is used, exchange coupling in the magnetic alloy film increases, and as a result, medium noise increases, so that it is difficult to further increase the recording density.
JP-A-8-180360 discloses that a c-axis orientation of a perpendicular magnetic recording film is improved by providing a base film made of Co and Ru between a perpendicular magnetic recording film made of a Co alloy and a substrate. Magnetic recording media have been proposed.
However, in this magnetic recording medium, the crystal grain size becomes large in the underlayer made of Co and Ru, and as a result, the magnetic particle size in the perpendicular magnetic recording film becomes large and the medium noise becomes large. Densification is difficult.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-111117 proposes that a carbon-containing base film is provided between a perpendicular magnetic recording film made of a Co alloy and a substrate.
However, when a carbon-containing base film is used, the c-axis orientation of the perpendicular magnetic recording film deteriorates, so that the thermal fluctuation resistance deteriorates, and it is difficult to further increase the recording density.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a magnetic recording medium capable of improving recording and reproducing characteristics and recording and reproducing high-density information, a manufacturing method thereof, and a magnetic recording and reproducing apparatus. I do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic recording medium of the present invention has, on a non-magnetic substrate, at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, and a perpendicular axis whose easy axis of magnetization is mainly perpendicular to the substrate. A magnetic recording film and a protective film are provided, and the orientation control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W. It is characterized by becoming.
It is preferable that the Co content of the orientation control film is not less than 20 at% and not more than 85 at%.
The orientation control film is preferably made of a Co alloy containing W.
It is preferable that the saturation magnetization Ms of the orientation control film is 200 emu / cc or less.
The thickness of the orientation control film is preferably 0.5 nm or more and 20 nm or less.
The orientation control film preferably has an amorphous structure or a fine crystal structure.
It is preferable to provide an intermediate film made of a material containing at least Co and Cr between the orientation control film and the perpendicular magnetic recording film.
The intermediate film is preferably made of a CoCrPtB alloy.
The intermediate film and / or the perpendicular magnetic recording film may have a structure having an initial growth portion (lowest layer portion) having an amorphous structure.
The intermediate film may be configured such that the thickness of the initial growth portion having an amorphous structure is 1 nm or less.
The perpendicular magnetic recording film is preferably made of a material containing at least Co and Pt.
[0007]
The method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention comprises, on a non-magnetic substrate, at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, and an axis of easy magnetization mainly perpendicular to the substrate. When sequentially forming an oriented perpendicular magnetic recording film and a protective film, one or two of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W are formed on the orientation control film. It is characterized by using a Co alloy including the above.
[0008]
A magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention is a magnetic recording / reproducing apparatus including a magnetic recording medium and a magnetic head for recording / reproducing information on / from the magnetic recording medium, wherein the magnetic head is a single-pole head, However, on a non-magnetic substrate, at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, a perpendicular magnetic recording film in which the easy axis is oriented mainly perpendicular to the substrate, and a protective film. Wherein the alignment control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W.
[0009]
Hereinafter, the reversed domain nucleation magnetic field will be described.
As shown in FIG. 2, a point at which the external magnetic field becomes 0 in the process of reducing the external magnetic field from the state where the magnetization is saturated in the MH curve obtained by the vibration type magnetic property measuring device (VSM) or the like is represented by a, and the magnetization becomes Assuming that the point at which 0 becomes b is b, and the intersection of the tangent line of the MH curve at point b and the straight line indicating the saturation magnetization is c, the inverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn) is Y axis (M axis ) To the point c (Oe).
Note that the reverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn) takes a positive value when the point c is located in a region where the external magnetic field is negative (see FIG. 2), and conversely, in a region where the external magnetic field is positive. Takes a negative value if point c is present (see FIG. 3).
[0010]
Next, a method of measuring the coercive force dispersion will be described.
The coercive force variance can be determined using a VSM or Kerr effect meter.
As shown in FIG. 4, an MH curve of the medium is obtained by a usual method. This is a major curve.
Next, the external magnetic field is reduced from the state where the magnetization is saturated, the sweep direction of the external magnetic field is reversed at the point a where M becomes 0, and the external magnetic field is increased until the magnetization is saturated again. The obtained curve is defined as a minor curve. The point at which the external magnetic field becomes 0 in the process of reducing the external magnetic field from the state where the magnetization is saturated is defined as b.
An intermediate point between the point b and the origin is defined as a point c, a line parallel to the H axis is drawn from this point, an intersection between the parallel line and the major curve is defined as a point d, and an intersection between the parallel line and the minor curve is defined as e. The difference between the points d and e is ΔHc. This is divided by Hc of the medium to obtain a coercive force dispersion (ΔHc / Hc).
This coercive force variance (ΔHc / Hc) has a correlation with the resolution when recording and reproducing the medium.
[0011]
The thickness of the film can be determined, for example, by observing the cross section of the medium with a TEM (transmission electron microscope).
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the magnetic recording medium of the present invention.
In the magnetic recording medium shown here, a soft magnetic under film 2, an orientation control film 3, an intermediate film 4, a perpendicular magnetic recording film 5, a protective film 6, and a lubricating film 7 are formed on a non-magnetic substrate 1. The structure is formed sequentially.
[0013]
As the nonmagnetic substrate 1, a metal substrate made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy may be used, or a nonmetal substrate made of a nonmetal material such as glass, ceramic, silicon, silicon carbide, or carbon may be used. Good.
Examples of the glass substrate include those made of amorphous glass and crystallized glass.
General-purpose soda lime glass and aluminosilicate glass can be used as the amorphous glass. As the crystallized glass, a lithium-based crystallized glass can be used.
As the ceramic substrate, a sintered body mainly containing general-purpose aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or the like, or a substrate made of a fiber reinforced material thereof can be used.
Further, as the substrate 1, a substrate in which a NiP layer or a NiP alloy layer is formed on the surface of the above-mentioned metal substrate or non-metal substrate by plating or sputtering can also be used.
[0014]
When the substrate 1 has an average surface roughness Ra of 2 nm (20 °) or less, preferably 1 nm or less, the flying height of the magnetic head can be reduced, which is preferable in terms of increasing the recording density.
Further, it is preferable from the viewpoint of high recording density that the flying height of the magnetic head can be reduced when the micro waviness (Wa) of the surface is 0.3 nm or less, preferably 0.25 nm or less.
The minute waviness (Wa) can be measured as a surface average roughness in a measurement range of 80 μm using a surface roughness measuring device P-12 (manufactured by KLA-Tencor).
Further, it is preferable for the flight stability of the magnetic head to use at least one of the chamfered part and the side part of the chamfer part of the end face having a surface average roughness Ra of 10 nm or less, preferably 9.5 nm or less.
[0015]
The soft magnetic underlayer 2 is used to increase the vertical component of the magnetic flux generated from the magnetic head (the component in the direction perpendicular to the substrate 1) and to change the direction of magnetization of the perpendicular magnetic recording film 5 where information is recorded. This is provided for more firmly fixing in the vertical direction. These effects become more remarkable particularly when a single-pole head for perpendicular recording is used as the magnetic head for recording and reproduction.
[0016]
The soft magnetic underlayer 2 is made of a soft magnetic material, and as this material, a material containing one or more of Fe, Ni, and Co can be used.
Examples of this material include FeCo-based alloys (FeCo, FeCoV, etc.), FeNi-based alloys (FeNi, FeNiMo, FeNiCr, FeNiSi, etc.), FeAl-based alloys (FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, FeAlO, etc.), FeCr-based alloys (FeCr , FeCrTi, FeCrCu, etc.), FeTa alloys (FeTa, FeTaC, FeTaN, etc.), FeMg alloys (FeMgO, etc.), FeZr alloys (FeZrN, etc.), FeC alloys, FeN alloys, FeSi alloys, FeP alloys , FeNb-based alloys, FeHf-based alloys, and FeB-based alloys.
Further, a material containing 60 at% or more of Fe and having a crystal structure of one or more of FeAlO, FeMgO, FeTaN, and FeZrN, or a material having a granular structure in which the microcrystals are dispersed in a matrix is used. May be used.
In addition to the above, a Co alloy containing 80 at% or more of Co and containing one or more of Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, and the like can be used as the material of the soft magnetic underlayer 2. .
Suitable examples of the material include CoZr, CoZrNb, CoZrTa, CoZrCr, and CoZrMo alloys.
As this material, a material having an amorphous structure can be used.
[0017]
The coercive force Hc of the soft magnetic underlayer 2 is preferably 100 (Oe) or less (preferably 20 (Oe) or less).
If the coercive force Hc exceeds the above range, the soft magnetic properties become insufficient, and the reproduced waveform is not a so-called rectangular wave but a distorted waveform, which is not preferable.
[0018]
The product Bs · t of the saturation magnetic flux density Bs of the soft magnetic underlayer 2 and the thickness t of the soft magnetic underlayer 2 is preferably 40 T · nm or more (preferably 60 T · nm or more).
If Bs · t is less than the above range, the reproduced waveform becomes distorted and the OW characteristics (overwrite characteristics) are undesirably deteriorated.
[0019]
It is preferable to form an oxide layer in which the material forming the soft magnetic underlayer 2 is oxidized on the surface layer portion (upper surface side) of the soft magnetic underlayer 2.
Accordingly, magnetic fluctuations on the surface of the soft magnetic underlayer 2 can be suppressed, so that noise due to the magnetic fluctuations can be reduced and the recording / reproducing characteristics of the magnetic recording medium can be improved.
Further, the crystal grains of the orientation control film 3 formed on the soft magnetic underlayer 2 can be made finer, and the recording / reproducing characteristics can be improved.
[0020]
The orientation control film 3 controls the orientation and the grain size of the intermediate film 4 and / or the perpendicular magnetic recording film 5 provided immediately above.
The orientation control film 3 is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W.
In particular, it is preferable to use a Co alloy containing W.
[0021]
The Co content of the orientation control film 3 is preferably 20 at% to 85 at% (particularly, 25 at% to 70 at%). By setting the Co content in the above range, particularly excellent recording / reproducing characteristics can be obtained.
[0022]
The saturation magnetization Ms of the orientation control film 3 is preferably 200 emu / cc or less. When the Ms of the orientation control film 3 exceeds 200 emu / cc, the recording / reproducing characteristics deteriorate due to noise generated from the orientation control film 3.
[0023]
The thickness of the orientation control film 3 is preferably 0.5 nm or more and 20 nm or less (preferably 1 to 12 nm, more preferably 1 to 8 nm).
By setting the thickness of the orientation control film 3 in the above range, the perpendicular orientation of the perpendicular magnetic recording film 5 can be enhanced, and the distance between the magnetic head and the soft magnetic underlayer 2 during recording can be reduced. Therefore, the recording / reproducing characteristics can be improved without lowering the resolution of the reproduced signal.
When the thickness is less than the above range, the perpendicular orientation of the perpendicular magnetic recording film 5 is reduced, and the recording / reproducing characteristics and the resistance to thermal fluctuation are deteriorated.
If the thickness exceeds the above range, the perpendicular orientation of the perpendicular magnetic recording film 5 is reduced, and the recording / reproducing characteristics and the resistance to thermal fluctuation are deteriorated. Further, since the distance between the magnetic head and the soft magnetic underlayer 2 during recording becomes large, the resolution of the reproduced signal and the reproduced output are undesirably reduced.
[0024]
The orientation control film 3 preferably has an amorphous structure or a fine crystal structure.
By making the orientation control film 3 have an amorphous structure or a fine crystal structure, the orientation of the intermediate film 4 and / or the perpendicular magnetic recording film 5 provided immediately above can be improved, and crystal grains can be refined.
The crystal structure of the orientation control film 3 can be confirmed using, for example, an X-ray diffraction method or a transmission electron microscope (TEM).
[0025]
Since the surface shape of the orientation control film 3 affects the surface shapes of the perpendicular magnetic recording film 5 and the protective film 6, in order to reduce the surface irregularities of the magnetic recording medium, the surface average roughness Ra of the orientation control film 3 must be reduced. It is preferably set to 2 nm or less.
By setting the surface average roughness Ra to 2 nm or less, the surface irregularities of the magnetic recording medium can be reduced, the flying height of the magnetic head during recording and reproduction can be sufficiently reduced, and the recording density can be increased.
[0026]
The intermediate film 4 is preferably made of a material containing at least Co and Cr.
It is preferable to use a material having an hcp structure for the intermediate film 4. For the intermediate film 4, a CoCr alloy or CoCrX₁Alloys and CoX₁Alloy (X₁: Pt, Ta, Zr, Ru, Nb, Cu, Re, Ni, Mn, Ge, Si, O, N and B).
The Co content of the intermediate film 4 is preferably 30 to 70 at%.
Among them, a CoCrPtB alloy is particularly preferred.
[0027]
The thickness of the intermediate film 4 is set to prevent deterioration of recording / reproducing characteristics due to coarsening of magnetic particles in the perpendicular magnetic recording film 5 and decrease in recording resolution due to an increase in the distance between the magnetic head and the soft magnetic underlayer 2. , 30 nm or less (preferably 20 nm or less).
By providing the intermediate film 4, the perpendicular orientation of the perpendicular magnetic recording film 5 can be increased, so that the coercive force of the perpendicular magnetic recording film 5 can be increased, and the recording / reproducing characteristics and the resistance to thermal fluctuation can be further improved.
[0028]
The perpendicular magnetic recording film 5 has an axis of easy magnetization oriented mainly in a direction perpendicular to the substrate, and is preferably made of a material containing at least Co and Pt.
In particular, it contains at least Co, Cr, and Pt, and has a Cr content of 14 at% to 24 at% (preferably 16 at% to 22 at%), and a Pt content of 14 at% to 24 at% (preferably 15 at%). (At least 20 at%).
If the content of Cr is less than 14 at%, the exchange coupling between the magnetic particles increases, and noise increases, which is not preferable. On the other hand, if the content of Cr exceeds 24 at%, the coercive force and the ratio Mr / Ms of the residual magnetization (Mr) to the saturation magnetization (Ms) decrease, which is not preferable.
If the content of Pt is less than 14 at%, the effect of improving the recording / reproducing characteristics becomes insufficient, and the ratio of Mr / Ms is decreased, thereby deteriorating the resistance to thermal fluctuation. On the other hand, if the content of Pt exceeds 24 at%, noise increases, which is not preferable.
Here, the term "mainly oriented in the vertical direction" means that the coercive force Hc (P) in the vertical direction and the coercive force Hc (L) in the in-plane direction have a relationship represented by Hc (P)> Hc (L). Say.
[0029]
The perpendicular magnetic recording film 5 preferably contains B, and the content of B is preferably 0.1 at% or more and 5 at% or less.
As a result, exchange coupling between magnetic particles can be reduced, and recording / reproducing characteristics can be improved.
For the perpendicular magnetic recording film 5, a CoCrPt-based alloy containing one or more of Ta, Mo, Nb, Hf, Ir, Cu, Ru, Nd, Zr, W, and Nd can be used.
[0030]
The magnetic material used for the perpendicular magnetic recording film 5 includes a CoCrPtB-based alloy, a CoCrPtTa-based alloy, a CoCrPtTaCu-based alloy, a CoCrPtBCu-based alloy, a CoCrPtTaNd-based alloy, a CoCrPtBNd-based alloy, a CoCrPtBW-based alloy, a CoCrPtBMo-based alloy, and a CoCrPtBCr-based alloy. Alloy, CoCrPtTaMo-based alloy, CoCrPtTaRu-based alloy, CoCrPtNd-based alloy, CoCrPtW-based alloy, CoCrPtMo-based alloy, CoCrPtRu-based alloy, and CoCrPtCu-based alloy are particularly preferable.
[0031]
The perpendicular magnetic recording film 5 may be made of an alloy to which one or more elements selected from Zr, Re, V, Ni, Mn, Ge, Si, O, and N are added.
[0032]
The perpendicular magnetic recording film 5 is not limited to a single-layer structure made of a single material (such as a CoCrPt-based alloy), but may have a structure of two or more layers.
For example, Co-based alloys (CoCr, CoB, Co-SiO₂Etc.) and a Pd-based alloy (PdB, Pd-SiO₂Etc.) can be used.
Further, a multilayer structure including a layer made of an amorphous material such as CoTb and CoNd and a layer made of a CoCrPt-based material may be used.
Alternatively, a first perpendicular magnetic recording film made of a CoCrPt-based material may be provided, and a second perpendicular magnetic recording film made of a CoCrPt-based material having a different composition from this material may be provided thereon.
Further, a first perpendicular magnetic recording film made of a CoCrPt-based material can be provided, and a second perpendicular magnetic recording film made of CoNd can be provided thereon.
[0033]
The thickness of the perpendicular magnetic recording film 5 is preferably 7 to 60 nm (more preferably, 10 to 40 nm).
By setting the thickness of the perpendicular magnetic recording film 5 to 7 nm or more, a sufficient magnetic flux is obtained, the output during reproduction is sufficient, and it is possible to prevent the output waveform from being difficult to confirm due to noise components. For this reason, a magnetic recording / reproducing apparatus suitable for high-density recording can be obtained.
By setting the thickness of the perpendicular magnetic recording film 5 to 60 nm or less, coarsening of the magnetic particles in the perpendicular magnetic recording film 5 can be suppressed, and deterioration of recording / reproducing characteristics (such as increase in noise) is prevented. Can be.
[0034]
The coercive force of the perpendicular magnetic recording film 5 is preferably 3000 (Oe) or more. If the coercive force is less than 3000 (Oe), the resolution required for high-density recording cannot be obtained, and the thermal fluctuation resistance deteriorates.
[0035]
The ratio Mr / Ms of the residual magnetization (Mr) to the saturation magnetization (Ms) of the perpendicular magnetic recording film 5 is preferably 0.9 or more. When Mr / Ms is less than 0.9, thermal fluctuation resistance is deteriorated, which is not preferable.
[0036]
It is preferable that the reverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn) of the perpendicular magnetic recording film 5 is 0 (Oe) or more and 2500 (Oe) or less. When the reverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn) is less than 0 (Oe), thermal fluctuation resistance is deteriorated, which is not preferable.
If an attempt is made to obtain a reverse domain nucleation magnetic field (-Hn) exceeding 2500 (Oe), the magnetic separation of the magnetic particles becomes insufficient, and the activation magnetic moment (vIsb) increases. This is not preferable because noise tends to increase.
[0037]
The perpendicular magnetic recording film 5 preferably has an average crystal grain size of 5 to 15 nm. The average particle size can be determined, for example, by observing the crystal grains of the perpendicular magnetic recording film 5 with a TEM (transmission electron microscope) and image-processing the observed image.
[0038]
ΔHc / Hc of the perpendicular magnetic recording film 5 is preferably 0.3 or less. When ΔHc / Hc is 0.3 or less, the variation in the particle size of the magnetic particles becomes small, and thus the coercive force in the perpendicular direction of the perpendicular magnetic recording film 5 becomes more uniform.
For this reason, it is possible to suppress deterioration of the recording / reproducing characteristics and the thermal fluctuation resistance.
[0039]
The intermediate film 4 and / or the perpendicular magnetic recording film 5 may have a configuration having an initial growth portion that is a lowermost layer portion. This initial growth portion can be configured to have an amorphous structure.
It is desirable that the thickness of the initial growth portion be 1 nm or less. The initial growth portion is a portion where no crystal is observed in an image of a cross section of the medium by TEM.
In the present invention, it is desirable that the initial growth portion does not exist.
[0040]
The protective film 6 serves to prevent corrosion of the perpendicular magnetic recording film 5 and to prevent damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Conventionally known materials can be used.₂, ZrO₂Can be used.
It is preferable that the thickness of the protective film 6 be 1 to 10 nm. By setting the thickness in this range, the distance between the magnetic head and the medium can be reduced, which is advantageous from the viewpoint of high recording density.
For the lubricating film 7, it is preferable to use a conventionally known material, for example, perfluoropolyether, fluorinated alcohol, fluorinated carboxylic acid, or the like.
[0041]
Next, an example of a method for manufacturing the magnetic recording medium having the above configuration will be described.
A soft magnetic underlayer 2 is formed on a non-magnetic substrate 1 by a sputtering method or the like.
After the soft magnetic underlayer 2 is formed, the surface layer is oxidized, so that an oxide layer can be formed on the surface of the soft magnetic underlayer 2.
[0042]
In order to oxidize the surface layer of the soft magnetic underlayer 2, for example, a method of forming the soft magnetic underlayer 2 and then exposing the surface of the soft magnetic underlayer 2 to an oxygen-containing gas can be used. When forming the surface layer portion of the soft magnetic underlayer 2, a method in which oxygen is contained in the process gas may be employed.
When exposing the surface of the soft magnetic underlayer 2 to an oxygen-containing gas, the substrate 1 on which the soft magnetic underlayer 2 is formed may be left in an oxygen-containing gas atmosphere for about 0.3 to 20 seconds.
As the oxygen-containing gas, an oxygen gas may be used, or a mixed gas of oxygen and another gas (eg, argon or nitrogen) may be used. Alternatively, air can be used.
When a mixed gas of oxygen and another gas is used, the degree of oxidation of the surface portion of the soft magnetic underlayer 2 can be easily adjusted by adjusting the mixture ratio thereof.
When oxygen is contained in the process gas, a method using an oxygen-containing process gas in only part of the film forming process can be employed. As the process gas, for example, a gas obtained by mixing oxygen with 0.05 to 50 vol% (preferably 0.1 to 20 vol%) in argon is suitably used.
[0043]
Next, on the soft magnetic underlayer 2, the orientation control film 3 is formed of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W. Formed by a sputtering method or the like.
After the orientation control film 3 is formed, the surface layer is oxidized (or nitrided), whereby an oxide layer (or a nitride layer) can be formed on the surface layer of the orientation control film 3.
In order to oxidize (or nitride) the surface layer of the orientation control film 3, a method of including oxygen (or nitrogen) in the process gas when forming the surface layer of the orientation control film 3 can be used.
As a process gas, a gas in which oxygen is mixed with 0.05 to 50 vol% (preferably 0.1 to 20 vol%) in argon, and a nitrogen in which 0.01 to 20 vol% (preferably 0.02 to 10 vol%) is mixed with nitrogen The used gas is preferably used.
[0044]
Next, an intermediate film 4 and a perpendicular magnetic recording film 5 are formed on the orientation control film 3 by a sputtering method or the like.
When the soft magnetic underlayer 2, the orientation control film 3, the intermediate film 4, and the perpendicular magnetic recording film 5 are formed by sputtering, the degree of vacuum in the chamber is 10⁻ ⁵-10⁻ ⁷Preferably, the discharge is performed in the presence of a process gas such as Ar gas.
The power supplied to the target is preferably set to 0.2 to 5 kW. By adjusting the discharge time and the power, a film having a desired thickness can be formed. At this time, the pressure of the process gas is preferably 0.2 to 20 Pa, preferably 0.3 to 10 Pa.
As the sputtering method, a DC or RF magnetron sputtering method can be employed.
When an alloy material composed of two or more elements is used, an alloy target composed of this alloy may be used as a target to be used in the sputtering method, or a sintering method in which two or more materials are integrated by sintering. A gold target may be used.
[0045]
Next, the protective film 6 is preferably formed by a plasma CVD method, an ion beam method, or a sputtering method.
In order to form the lubricating film 7, a conventionally known method (dipping method, spin coating method, etc.) can be adopted.
[0046]
In the magnetic recording medium of the present embodiment, the orientation control film 3 is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W. Noise can be reduced and recording / reproducing characteristics can be improved.
Therefore, high-density information can be recorded and reproduced.
[0047]
FIG. 5 shows a magnetic recording medium according to a second embodiment of the present invention, in which a magnetic anisotropy between a nonmagnetic substrate 1 and a soft magnetic underlayer 2 is mainly oriented in an in-plane direction. A magnetic film 8 can be provided.
The hard magnetic film 8 is made of CoSm alloy or CoCrPtX.₂Alloy (X₂: One or two or more of Pt, Ta, Zr, Nb, Cu, Re, Ni, Mn, Ge, Si, O, N, and B) are preferably used.
The hard magnetic film 8 preferably has a coercive force Hc of 500 (Oe) or more (preferably 1000 (Oe) or more).
[0048]
The thickness of the hard magnetic film 8 is preferably 150 nm or less (preferably 70 nm or less). If the thickness of the hard magnetic film 8 exceeds 150 nm, the surface average roughness Ra of the orientation control film 3 increases, which is not preferable.
It is preferable that the hard magnetic film 8 has a configuration in which exchange coupling is formed between the hard magnetic film 8 and the soft magnetic underlayer 2 and the magnetization direction is directed to the substrate radial direction.
By providing the hard magnetic film 8, it is possible to more effectively suppress the formation of giant magnetic domains in the soft magnetic underlayer 2, so that spike noise due to domain walls is prevented, and the error rate during recording and reproduction is reduced. It can be low enough.
In order to control the orientation of the hard magnetic film 8, an intermediate film made of a Cr alloy material or a B2 structural material may be provided between the non-magnetic substrate 1 and the hard magnetic film 8.
[0049]
FIG. 6 shows an example of a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic recording medium. The magnetic recording / reproducing apparatus shown here includes a magnetic recording medium 10, a medium driving unit 11 for rotatingly driving the magnetic recording medium 10, a magnetic head 12 for recording / reproducing information on / from the magnetic recording medium 10, a head driving unit 13, And a recording / reproducing signal processing system 14. The recording / reproducing signal processing system 14 can process input data and send a recording signal to the magnetic head 12, or can process a reproducing signal from the magnetic head 12 and output data.
As the magnetic head 12, a single pole head for perpendicular recording can be exemplified.
As shown in FIG. 6 (b), a single magnetic pole head having a configuration having a main magnetic pole 12a, an auxiliary magnetic pole 12b, and a coil 12d provided in a connecting portion 12c for connecting these, is preferably used. be able to.
[0050]
According to the magnetic recording / reproducing apparatus, since the magnetic recording medium 10 is used, recording / reproducing characteristics can be improved, and high recording density can be achieved.
[0051]
【Example】
Hereinafter, the working effects of the present invention will be clarified by showing examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(Example 1)
A cleaned glass substrate (2.5 inches (65 mm) in outer diameter, manufactured by OHARA) was housed in a film forming chamber of a DC magnetron sputtering apparatus (C-3010, manufactured by Anelva).
Ultimate vacuum 1 × 10^-5After the inside of the film forming chamber was evacuated to Pa, the soft magnetic underlayer 2 (thickness: 89Co-4Zr-7Nb (Co content 89 at%, Zr content 4 at%, Nb content 7 at%)) was formed on the substrate 1. (160 nm) was formed by a sputtering method.
As a result of measurement by the VSM, the product Bs · t of the saturation magnetic flux density Bs and the film thickness t of the soft magnetic underlayer 2 was 200 T · nm.
[0052]
The substrate 1 on which the soft magnetic underlayer 2 was formed was heated to 240 ° C., and an orientation control film 3 (thickness: 5 nm) made of 50Co-50W was formed on the soft magnetic underlayer 2 by a sputtering method.
The saturation magnetization Ms of the orientation control film 3 was 0 emu / cc.
Next, an intermediate film 4 (thickness: 10 nm) made of 65Co-30Cr-5B (Co content: 65 at%, Cr content: 30 at%, B content: 5 at%) was formed by a sputtering method. As a result of observation by TEM, the thickness of the initial growth portion of the intermediate film 4 was 0.5 nm.
Next, a perpendicular magnetic recording film 5 (thickness: 20 nm) made of 64Co-17Cr-17Pt-2B (Co content: 64 at%, Cr content: 17 at%, Pt content: 17 at%, B content: 2 at%) was sputtered. Formed.
In each of the above sputtering steps, argon was used as a process gas for film formation, and the process gas pressure was set to 0.6 Pa.
Next, a protective film 6 (thickness: 5 nm) was formed by a CVD method.
Next, a lubricating film 7 made of perfluoropolyether was formed by dipping to obtain a magnetic recording medium (see Table 1).
[0053]
(Comparative Examples 1 to 3)
A magnetic recording medium was manufactured according to Example 1 except that the materials shown in Table 1 were used for the orientation control film 3 (see Table 1).
[0054]
The recording and reproducing characteristics of the magnetic recording media of these examples and comparative examples were evaluated. The evaluation of the recording / reproducing characteristics was measured using a read / write analyzer RWA1632 manufactured by GUZIK, USA and a spin stand S1701MP.
For the evaluation of the recording / reproducing characteristics, the recording frequency was measured at a linear recording density of 600 kFCI using a single pole magnetic pole (single magnetic pole) in the writing section and a head using a GMR element in the reproducing section. Table 1 shows the test results.
[0055]
[Table 1]

[0056]
As shown in Table 1, the examples in which the orientation control film 3 was made of a Co alloy containing W exhibited better recording and reproducing characteristics than the comparative example.
[0057]
(Examples 2 to 17)
A magnetic recording medium was manufactured according to Example 1, except that the composition of the orientation control film 3 was as shown in Table 2.
The recording / reproducing characteristics of the magnetic recording media of these examples were evaluated. Table 2 shows the test results.
[0058]
[Table 2]

[0059]
From Table 2, it can be seen that the embodiment in which the orientation control film 3 is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W has excellent recording and reproduction. The characteristics were shown.
Examples in which the Co content was 20 at% or more and 85 at% or less (especially 25 at% or more and 70 at% or less) showed excellent characteristics.
[0060]
(Examples 18 to 21)
A magnetic recording medium was manufactured according to Example 1 except that the thickness of the orientation control film 3 was as shown in Table 3.
The recording / reproducing characteristics of the magnetic recording media of these examples were evaluated. Table 3 shows the test results.
[0061]
[Table 3]

[0062]
Table 3 shows that the examples in which the thickness of the orientation control film 3 is 0.5 nm or more and 20 nm or less showed excellent recording / reproducing characteristics.
[0063]
(Example 22)
A magnetic recording medium was manufactured according to Example 1, except that the intermediate film 4 was not formed.
[0064]
(Examples 23 and 24)
A magnetic recording medium was manufactured according to Example 1, except that the composition of the intermediate film 4 was as shown in Table 4.
[0065]
The recording and reproduction characteristics of the magnetic recording media of these examples were evaluated. Table 4 shows the test results.
[0066]
[Table 4]

[0067]
Table 4 shows that the example in which the intermediate film 4 was formed exhibited excellent recording / reproducing characteristics. In particular, the example in which the intermediate film 4 made of a CoCrPtB alloy was formed exhibited excellent characteristics.
[0068]
【The invention's effect】
In the magnetic recording medium of the present invention, since the orientation control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W, noise is reduced. The recording and reproducing characteristics can be improved.
Therefore, high-density information can be recorded and reproduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing a first embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of measuring a reverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn).
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of measuring a reverse magnetic domain nucleation magnetic field (-Hn).
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of measuring ΔHc / Hc.
FIG. 5 is a partial sectional view showing a second embodiment of the magnetic recording medium of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams showing an example of a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention, wherein FIG. 6A shows the entire configuration, and FIG. 6B shows a magnetic head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-magnetic substrate, 2 ... Soft magnetic base film, 3 ... Orientation control film, 4 ... Intermediate film, 5 ... Perpendicular magnetic recording film, 6 ... Protective film, 7 ... Lubricating film, 8 ... Hard magnetic film, 10 ... Magnetic Recording medium, 11: medium drive unit, 12: magnetic head, 12a: main magnetic pole, 12b: auxiliary magnetic pole, 12c: coupling unit, 12d: coil, 13: head drive unit, 14: recording / reproducing signal processing system

Claims

On a non-magnetic substrate, at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, a perpendicular magnetic recording film in which the easy axis is oriented mainly perpendicular to the substrate, and a protective film. Is provided,
A magnetic recording medium, wherein the orientation control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W.

2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the Co content of the orientation control film is not less than 20 at% and not more than 85 at%.

3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the orientation control film is made of a Co alloy containing W.

4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein a saturation magnetization Ms of the orientation control film is 200 emu / cc or less.

5. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the thickness of the orientation control film is 0.5 nm or more and 20 nm or less.

The magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 5, wherein the orientation control film has an amorphous structure or a fine crystalline structure.

7. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein an intermediate film made of a material containing at least Co and Cr is provided between the orientation control film and the perpendicular magnetic recording film. Magnetic recording medium.

8. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein the intermediate film is made of a CoCrPtB alloy.

9. The magnetic recording medium according to claim 7, wherein the intermediate film has an amorphous structure and an initial growth portion has a thickness of 1 nm or less.

The magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 9, wherein the perpendicular magnetic recording film is made of a material containing at least Co and Pt.

On a non-magnetic substrate, at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, a perpendicular magnetic recording film in which the easy axis is oriented mainly perpendicular to the substrate, and a protective film. In a method for manufacturing a magnetic recording medium in which
The method for manufacturing a magnetic recording medium, wherein the orientation control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W. .

A magnetic recording and reproducing apparatus comprising a magnetic recording medium and a magnetic head for recording and reproducing information on and from the magnetic recording medium,
The magnetic head is a single pole head,
A magnetic recording medium is formed on a non-magnetic substrate by at least a soft magnetic underlayer, an orientation control film for controlling the orientation of the film immediately above, and a perpendicular magnetic recording film in which the axis of easy magnetization is oriented mainly perpendicular to the substrate. And a protective film, wherein the alignment control film is made of a Co alloy containing one or more of Ti, V, Sr, Y, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni, and W. Magnetic recording and reproducing apparatus.