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WO2007114401A1 - 垂直磁気記録ディスク及びその製造方法 - Google Patents

垂直磁気記録ディスク及びその製造方法 Download PDF

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WO2007114401A1
WO2007114401A1 PCT/JP2007/057317 JP2007057317W WO2007114401A1 WO 2007114401 A1 WO2007114401 A1 WO 2007114401A1 JP 2007057317 W JP2007057317 W JP 2007057317W WO 2007114401 A1 WO2007114401 A1 WO 2007114401A1
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WO
WIPO (PCT)
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magnetic recording
layer
recording layer
magnetic
substance
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2007/057317
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takahiro Onoue
Kong Kim
Yoshiaki Sonobe
Chikara Takasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Hoya Magnetics Singapore Pte Ltd
Original Assignee
Hoya Corp
Hoya Magnetics Singapore Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US12/295,562 priority patent/US20090311557A1/en
Publication of WO2007114401A1 publication Critical patent/WO2007114401A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G11B5/739—Magnetic recording media substrates
    • G11B5/73911—Inorganic substrates
    • G11B5/73921—Glass or ceramic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like.
  • a perpendicular magnetic recording type magnetic disk has been proposed in recent years.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is adjusted to be oriented in the direction perpendicular to the substrate surface.
  • the perpendicular magnetic recording method can suppress the thermal fluctuation phenomenon as compared to the in-plane recording method, and is suitable for increasing the recording density.
  • Patent Document 1 discloses a technique relating to a perpendicular magnetic recording medium in which an underlayer, a Co-based perpendicular magnetic recording layer, and a protective layer are formed in this order on a substrate.
  • Patent Document 2 describes an artificial lattice membrane connected by exchange coupling to a particulate recording layer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-92865
  • Patent Document 2 US Pat. No. 6,468,670
  • the recording density of the magnetic disk is mainly improved by reducing the magnetization transition region noise of the magnetic recording layer.
  • the Co-based perpendicular magnetic recording layer disclosed in Patent Document 1 has a small reverse domain nucleation magnetic field (Hn) with a high coercive force (He) of less than zero. Since it can be set to a value, resistance to thermal fluctuation can be improved, and a high S / N ratio is obtained, which is preferable.
  • Hn reverse domain nucleation magnetic field
  • He coercive force
  • a good bending structure can be formed without inhibiting the shear growth.
  • the grain size is reduced by segregating oxides such as SiO at the grain boundaries, and the magnetic field between the magnetic grains is reduced.
  • the problem of thermal fluctuation occurs.
  • One way to avoid this thermal fluctuation problem is to increase the coercivity.
  • the magnetic layer composition is optimized to increase the anisotropy constant (Ku) of the magnetic layer, the orientation control layer material, the base material, or their film structure.
  • Ku anisotropy constant
  • the structure of improving the crystal orientation of the magnetic layer has been taken by optimizing the above.
  • the present invention is based on the fact that there is no significant change in the manufacturing process.
  • the purpose of this is to provide a perpendicular magnetic recording disk that has both directivity, high coercive force (He), and low noise characteristics (high S / N ratio).
  • a typical configuration of a perpendicular magnetic recording disk according to the present invention is a perpendicular structure in which at least a base layer, a first magnetic recording layer, and a second magnetic recording layer are provided in this order on a substrate.
  • a magnetic disk used for magnetic recording wherein the first magnetic recording layer and the second magnetic recording layer include a non-magnetic substance that forms a grain boundary portion between crystal grains containing at least Co (cobalt).
  • a non-magnetic substance content in the first magnetic recording layer is Amol%
  • the non-magnetic substance content in the second magnetic recording layer is B mol%. It is B.
  • the content of the nonmagnetic substance in the first magnetic recording layer is preferably 8 mol% to 20 mol%, more preferably 10 mol% to 14 mol%. This is because if the amount is less than 8 mol%, a sufficient compositional separation (segregation) structure cannot be formed, and a high S / N ratio cannot be obtained. Further, if it is 20 mol% or more, Co becomes difficult to form a hep crystal, so that sufficient perpendicular magnetic anisotropy cannot be obtained and high Hn cannot be obtained.
  • the content of the nonmagnetic substance in the second magnetic recording layer is preferably 8 mol% to 20 mol%, more preferably 8 mol% to: 12 mol. / 0 .
  • the magnetic recording layer is preferably formed by sputtering. In particular, the DC magnetron sputtering method is preferable because uniform film formation is possible.
  • the thickness of the first magnetic recording layer is preferably 10 nm or less, and preferably 0.5 nm to 2 nm. This is because composition separation of the second magnetic recording layer cannot be promoted when the thickness is less than 0.5 nm, and RZW characteristics (read / write characteristics) are deteriorated when the thickness is more than 2 nm.
  • the thickness of the second magnetic recording layer is preferably 3 nm or more, preferably 7 nm to 15 nm. This is because if it is smaller than 7 nm, sufficient coercive force cannot be obtained, and if it is larger than 15 nm, high Hn cannot be obtained. In order to obtain high Hn, the total thickness of the first magnetic recording layer and the second magnetic recording layer is preferably 15 nm or less.
  • a non-magnetic substance is a substance that can form a grain boundary around magnetic grains so that exchange interaction between magnetic grains (magnetic grains) is suppressed or blocked.
  • Any non-magnetic substance that does not dissolve may be used.
  • Cr chromium
  • oxygen O
  • SiOx silicon oxide
  • CrO chromium oxide
  • TiO titanium oxide
  • ZrO zircon oxide
  • tantalum oxide Ta
  • Examples thereof include oxides such as O 2).
  • an orientation control layer having an amorphous or fee structure is provided between the base and the underlayer.
  • the orientation control layer is a layer having a function of controlling the orientation of crystal grains in the underlayer.
  • a Ni-based alloy such as Ta, Nb, or NiP
  • a Co-based alloy such as CoCr
  • a nonmagnetic layer containing Ta or Ti and preferably made of a material such as Pd or Pt Can do.
  • an amorphous soft magnetic layer is provided between the substrate and the underlayer.
  • the soft magnetic layer is not particularly limited as long as it is formed of a magnetic material exhibiting soft magnetic properties.
  • an FcTaC alloy, an FeTaN alloy, an FeNi alloy, an FeCoB alloy, an FeCo alloy Fe-based soft magnetic materials such as CoTaZr-based alloys, CoNbZr-based alloys such as Co-based soft magnetic materials, and FeCo-based alloy soft magnetic materials can be used.
  • the soft magnetic layer has a coercive force (He) of 0 ⁇ 01 to 80 oersted ( ⁇ e), preferably 0 ⁇ 01.
  • the magnetic properties are ⁇ 50 oersted.
  • the saturation magnetic flux density (Bs) preferably has a magnetic characteristic of 500 emu / cc to 1920 emu / cc.
  • the film thickness of the soft magnetic layer is preferably 1 Onm to 1000 nm, desirably 20 nm to 150 nm. If it is less than 10 nm, it may be difficult to form a suitable magnetic circuit between the magnetic head, the perpendicular magnetic recording layer, and the soft magnetic layer, and if it exceeds lOOOnm, the surface roughness may increase. If it exceeds 1 OOOnm, sputtering film formation may be difficult.
  • the substrate is preferably an amorphous glass.
  • the substrate is preferably made of glass because of excellent heat resistance.
  • amorphous glass or crystallized glass can be used.
  • aluminosilicate glass is preferred among the powers such as aluminosilicate glass, aluminoporosilicate glass, soda lime glass and the like.
  • the soft magnetic layer is made amorphous, it is preferable that the substrate is made of amorphous glass. It is preferable to use chemically strengthened glass because of its high rigidity.
  • the surface roughness of the main surface of the substrate is preferably 6 nm or less at Rmax and 0.6 nm or less at Ra.
  • the gap between the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer can be made constant, so that a suitable magnetic circuit is formed between the magnetic head, the perpendicular magnetic recording layer, and the soft magnetic layer. Can do.
  • a typical configuration of a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording disk according to the present invention is a perpendicular magnetic recording comprising at least a base layer, a first magnetic recording layer, and a second magnetic recording layer in this order on a substrate.
  • the magnetic disk used in the present invention is characterized in that a ferromagnetic layer having a single-layer structure in which a non-magnetic substance is segregated between magnetic particles containing at least covanoleto (Co) is formed as the first magnetic recording layer.
  • a ferromagnetic layer having a single-layer structure in which a non-magnetic substance is segregated between magnetic particles containing at least cobalt (Co) as the second magnetic recording layer, and the first magnetic recording layer When the content of the nonmagnetic substance in the second magnetic recording layer is Bmol% and the content of the nonmagnetic substance is Amol%, A> B.
  • sputtering particularly DC magnetron sputtering can be preferably used.
  • both the prayer of a non-magnetic substance and a high perpendicular magnetic anisotropy without making a major change in the manufacturing process are achieved, and a high coercive force (He) and a low noise characteristic (high S / N ratio).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a perpendicular magnetic recording medium according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the vicinity of a magnetic recording layer.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between coercive force and noise when the thickness of the first and second magnetic recording layers is changed.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of a perpendicular magnetic recording medium according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between coercive force and noise when the thicknesses of the first and second magnetic recording layers that are applied to the second embodiment are changed.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the vicinity of the magnetic recording layer
  • FIG. 3 is a case where the thicknesses of the first and second magnetic recording layers are changed.
  • Note that the numerical values shown in the following examples are merely examples for facilitating the understanding of the invention and do not limit the present invention unless otherwise specified.
  • the perpendicular magnetic recording medium shown in FIG. 1 includes a disk substrate 1, an adhesion layer 2, a soft magnetic layer 3, an orientation control layer 4, an underlayer 5a, an underlayer 5b, a first magnetic recording layer 6, and a second magnetic recording.
  • an amorphous aluminosilicate glass was formed into a disk shape by direct pressing to produce a glass disk.
  • This glass disk was subjected to polishing lj, polishing, and chemical strengthening in order to obtain a smooth non-magnetic disk substrate 1 made of a chemically strengthened glass disk.
  • the disc diameter is 65mm.
  • a film was formed sequentially from the adhesion layer 2 to the exchange energy control layer 9 by a DC magnetron sputtering method in an Ar atmosphere using a vacuum-deposited film forming apparatus. Then, the medium protective layer 10 was formed by a CVD method. Thereafter, the lubricating layer 11 was formed by a date coating method. Note that it is also preferable to use an in-line film forming method in that uniform film formation is possible.
  • the configuration of each layer and the manufacturing method will be described.
  • the adhesion layer 2 was formed using a Ti alloy target so as to be a 10 nm Ti alloy layer.
  • a Ti alloy target so as to be a 10 nm Ti alloy layer.
  • the adhesion between the disk substrate 1 and the soft magnetic layer 3 can be improved, so that the soft magnetic layer 3 can be prevented from peeling off.
  • a Ti-containing material can be used as the material of the adhesion layer 2.
  • the thickness of the adhesion layer is preferably 1 nm to 50 nm.
  • the soft magnetic layer 3 was formed using a CoTaZr target so as to be an amorphous CoTaZr layer of 50 nm.
  • the orientation control layer 4 has an action of protecting the soft magnetic layer 3 and an action of promoting the refinement of crystal grains of the underlayer 5a.
  • an amorphous Ta layer is 3n thick. m was formed using a Ta target.
  • the underlayers 5a and 5b have a two-layer structure made of Ru.
  • Ru When forming Ru on the upper layer side, it is possible to improve the crystal orientation by increasing the Ar gas pressure compared to when forming Ru on the lower layer side.
  • the first magnetic recording layer 6 is made of CoCr containing silicon oxide (SiO) as an example of a nonmagnetic substance.
  • a 2 nm hep crystal structure was formed using a hard magnetic target made of Pt.
  • the first magnetic recording layer can be appropriately set in the range of 0.5 nm to 2 nm.
  • the composition of the target for forming the first magnetic recording layer 6 is CoCrPt of 88 (mol%) and SiO force l2 (mol%).
  • the second magnetic recording layer 7 contains silicon oxide (SiO) as an example of a nonmagnetic substance.
  • a 9 nm hep crystal structure was formed using a hard magnetic target made of CoCrPt.
  • the second magnetic recording layer 7 can be appropriately set within the range of 7 nm to: 15 nm.
  • the composition of the target for forming the second magnetic recording layer 7 is CoCrPt 90 (mol%), SiO force SlO (mol%)
  • the coupling control layer 8 was formed by a Pd (palladium) layer. Coupling control layer 8
  • the thickness of the coupling control layer 8 is preferably 2 nm or less, and more preferably 0.5-1.5 nm.
  • the exchange energy control layer 9 was composed of an alternating laminated film of CoB and Pd, and was formed of a low Ar gas.
  • the film thickness of the exchange energy control layer 9 is preferably 1 to 8 nm, and preferably 3 to 6 nm.
  • the medium protective layer 10 was formed by depositing carbon by a CVD method while maintaining a vacuum.
  • the medium protective layer 10 is a protective layer for protecting the perpendicular magnetic recording layer from the impact of the magnetic head.
  • carbon deposited by CVD improves the film hardness compared to that deposited by sputtering, and can protect the perpendicular magnetic recording layer more effectively against the impact from the magnetic head. .
  • the lubrication layer 11 was formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating.
  • the enormous thickness of the lubricating layer 11 is about lnm.
  • a perpendicular magnetic recording medium was obtained.
  • the first magnetic recording layer 6 and the second magnetic recording layer 7 in the obtained perpendicular magnetic recording disk were analyzed in detail using a transmission electron microscope (TEM), they were provided with a double-layer structure. Specifically, it was confirmed that a grain boundary portion made of silicon oxide was formed between crystal grains having a hep crystal structure containing Co.
  • Ru of the underlayer 5b, magnetic grains 6a of the first magnetic recording layer 6 (Co-based alloy), and magnetic grains 7a of the second magnetic recording layer 7 (Co-based alloy) ) Are linked crystallographically. This is because the magnetic grains 6a and 7a and the silicon oxides 6b and 7b of the first and second magnetic recording layers 6 and 7 are continuously grown.
  • the total thickness of the first magnetic recording layer 6 and the second magnetic recording layer 7 is set to l lnm, and the thickness of the first magnetic recording layer 6 is changed from 0 to: l lnm.
  • a perpendicular magnetic recording medium was manufactured, and the magnetostatic characteristics of the obtained perpendicular magnetic recording disk were measured and evaluated using the Kerr effect.
  • Fig. 3 shows the change in coercive force (He) and noise (S / N ratio [dB]) when the thickness ratio of the first magnetic recording layer 6 and the second magnetic recording layer 7 is changed. . It is shown that when the first magnetic recording layer 6 is Onm, the second magnetic recording layer 7 is l nm, and substantially only the second magnetic recording layer 7 is formed. Similarly, when the first magnetic recording layer 6 is l nm, the second magnetic recording layer 7 is Onm, indicating that only the first magnetic recording layer 6 is substantially formed.
  • the coercive force He and the S / N ratio change when the thickness ratio of the first magnetic recording layer 6 and the second magnetic recording layer 7 is changed.
  • the coercive force was high when the first magnetic recording layer 6 had a thickness of about 0 nm to 3 nm, and the maximum coercive force was exhibited especially when the thickness was 2 nm.
  • it is about 1800 [ ⁇ e] compared to the case of only the first magnetic recording layer 6 (plot on the right in the figure), and 150 in comparison with the case of only the second magnetic recording layer 7 (plot on the left of the figure).
  • An improvement of [Oe] was observed.
  • the SZN ratio is high when the first magnetic recording layer 6 has a film thickness of about On m to 4 nm, and shows a maximum value especially when the film thickness is 2 nm.
  • the film thickness of the first magnetic recording layer 6 is 7 nm or more, the force with which the S / N ratio improves as the thickness increases.At this time, the medium exhibits a low coercive force and does not exhibit sufficient heat-resistant fluctuation characteristics. As a preferred ,.
  • the thickness of the first magnetic recording layer 6 is preferably in the range of thicker than Onm and thinner than 3 nm, particularly 2 nm. At this time, high coercive force and low noise (high SZN ratio) can be obtained, and characteristics suitable as a perpendicular magnetic recording medium can be obtained.
  • the first magnetic recording layer 6 contains more nonmagnetic material, so the first magnetic recording layer 6 contains Co.
  • the crystal grain of hep crystal structure is getting smaller. Therefore, the first magnetic recording layer 6 should have lower noise and lower coercive force than the second magnetic recording layer 7.
  • the first magnetic recording layer 6 should have lower noise and lower coercive force than the second magnetic recording layer 7.
  • fine magnetic crystal grains are formed in the first magnetic recording layer 6, and the first is based on this. It is considered that the magnetic crystal grains of the two magnetic recording layer 7 grow (a two-dimensional structure).
  • the second magnetic recording layer 7 as an upper layer is also magnetically cut and easily grown, and the coercive force is improved.
  • the magnetic recording layer is composed of two layers, and the first magnetic recording layer on the lower layer side has a higher nonmagnetic material, so that the coercive force is higher than when each layer is formed alone.
  • H c high nonmagnetic material
  • low noise characteristics high S / N ratio
  • the first magnetic recording layer 6 is thinner than the second magnetic recording layer 7 because the first magnetic recording layer 6 has small crystal grains. This is considered to be disadvantageous for recording because the coercive force is low. In other words, if the first magnetic recording layer 6 is thick enough to satisfy the purpose of composition separation, it is considered that the R / W characteristics (read / write characteristics) deteriorate if it is too thick.
  • the nonmagnetic material is described as silicon oxide (SiO).
  • Non-magnetic substance that can form a grain boundary around magnetic grains so that exchange interaction between grains (magnetic grains) is suppressed or blocked, and does not dissolve in cobalt (Co) If that's the case, for example, chromium (Cr), oxygen (O), silicon oxide (SiOx), chromium oxide (CrO), acid
  • oxides such as titanium dioxide (TiO), zircon oxide (ZrO), and tantalum oxide (TaO)
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of the perpendicular magnetic recording medium, which is a force in the second embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing the coercive force when the thicknesses of the first and second magnetic recording layers are changed according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between noises, where the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the perpendicular magnetic recording medium shown in FIG. 4 includes a disk substrate 1, a soft magnetic layer 23, an orientation control layer 24, an underlayer 5, an onset layer 26, a first magnetic recording layer 27, a second magnetic recording layer 28, The medium protective layer 10 and the lubricating layer 11 are included.
  • the soft magnetic layer 23 has a nonmagnetic spacer layer 23b interposed between the first soft magnetic layer 23a and the second soft magnetic layer 23c. (9) Magnetic exchange coupling). As a result, the magnetization directions of the first soft magnetic layer 23a and the second soft magnetic layer 23c can be antiparallelly aligned with high accuracy, and noise generated from the soft magnetic layer 23 can be reduced.
  • the composition of the first soft magnetic layer 23a and the second soft magnetic layer 23c can be CoTaZr (cobalt-tantalum-zirconium) or CoFeTaZr (cobalt-iron-iron-tantalum-zirconium).
  • the composition of the spacer layer 23b was Ru (ruthenium).
  • the orientation control layer 24 has an action of protecting the soft magnetic layer 23 and an action of promoting alignment of crystal grains of the underlayer 5.
  • the orientation control layer 24 can be a layer of Pt (platinum), NiW (nickel-tungsten) or NiCr (nickel-chromium) having a fee structure.
  • the underlayer 5 has a two-layer structure made of Ru. Form the second underlayer 5b on the upper layer side At this time, the crystal orientation and separation of the magnetic particles in the magnetic recording layer can be improved at the same time by raising the Ar gas pressure higher than when forming the first underlayer 5a on the lower layer side.
  • the onset layer 26 is a non-magnetic single layer.
  • a non-magnetic single layer By forming a non-magnetic single layer on the hep crystal structure of the second underlayer 5b and growing a single layer of the first magnetic recording layer 27 thereon, the single layer of magnetic double layer is formed. Has the effect of separating from the initial stage (rise).
  • the composition of the onset layer 26 was nonmagnetic CoCr—SiO.
  • the first magnetic recording layer 27 contains Cr and titanium oxide (TiO 2) as examples of nonmagnetic materials.
  • the first magnetic recording layer is preferably in the range of 5 nm to 20 nm, and more preferably in the range of 7 nm to 15 nm.
  • the composition of the target for forming the first magnetic recording layer 27 is Co Cr Pt force S92 (mol%) and TiO is 8 (mol%).
  • the second magnetic recording layer 28 formed a 10 nm hep crystal structure using a hard magnetic target made of CoCrPt containing Cr as an example of a nonmagnetic material.
  • the second magnetic recording layer 28 can be appropriately set within the range of 3 nm to: 15 nm.
  • the composition of the target for forming the second magnetic recording layer 28 is CoCr Pt. Therefore, it is contained in the second magnetic recording layer 28.
  • the amount of nonmagnetic material (oxide) produced is 14 (mol%).
  • the content of the nonmagnetic substance in the first magnetic recording layer 27 is Amol% and the content of the nonmagnetic substance in the second magnetic recording layer 28 is Bmol%, A> B.
  • the first magnetic recording layer 28 in the lower layer contains more non-magnetic materials.
  • the medium protective layer 10 and the lubricating layer 11 were formed in the same manner as in the first example.
  • the total thickness of the first magnetic recording layer 27 and the second magnetic recording layer 28 is set to 10 nm, and the thickness of the second magnetic recording layer 28 is changed from 0 to:! Onm.
  • a perpendicular magnetic recording medium was manufactured, and the magnetostatic characteristics of the obtained perpendicular magnetic recording disk were measured and evaluated using the Kerr effect.
  • Fig. 5 shows changes in coercive force (He) and noise (SZN ratio [dB]) when the film thickness ratio of the first magnetic recording layer 27 and the second magnetic recording layer 28 is changed.
  • the coercive force He and the S / N ratio change when the thickness ratio of the first magnetic recording layer 27 and the second magnetic recording layer 28 is changed.
  • the coercive force He exhibited the maximum coercive force when the second magnetic recording layer 28 had a thickness of about 5 nm. At this time, it is about 1600 [ ⁇ e] compared to the case of the second magnetic recording layer 28 only (plot on the right end of the figure), and compared to the case of the first magnetic recording layer 27 only (plot on the left end of the figure). An improvement of about 200 [Oe] was observed.
  • the thickness of the first magnetic recording layer 6 is preferably in the range of thicker than Onm and thinner than 3nm, particularly 2nm. At this time, high coercive force and low noise (high SZN ratio) can be obtained, and characteristics suitable as a perpendicular magnetic recording medium can be obtained.
  • the thickness of the second magnetic recording layer 28 is preferably in the range of 4 nm to 6 nm, particularly 5 nm. At this time, high repulsion, coercive force and low noise (high relativity, S / N ratio) can be obtained, and characteristics suitable as a perpendicular magnetic recording medium can be obtained.
  • the magnetic recording layer is composed of two layers, and the first magnetic recording layer on the lower layer side is configured to contain more nonmagnetic materials, so that each layer can be formed independently. It was confirmed that higher coercive force (He) and low noise characteristics (high S / N ratio) can be achieved at the same time.
  • the present invention can be used as a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like and a manufacturing method thereof.
  • a perpendicular magnetic recording medium mounted on a perpendicular magnetic recording type HDD (hard disk drive) or the like and a manufacturing method thereof.

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Abstract

【課題】性質の異なる磁気記録層を２層化することにより、ＳｉＯ２の偏析と高い垂直磁気異方性を両立し、高い保磁力（Ｈｃ）と、低ノイズ特性（高Ｓ／Ｎ比）を達成する。 【解決手段】基体上に少なくとも下地層５、第一磁気記録層６、第二磁気記録層７をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、第一磁気記録層６および第二磁気記録層７は少なくともＣｏ（コバルト）を含有する結晶粒子の間に粒界部を形成する非磁性物質を含むグラニュラー構造の強磁性層であり、前記第一磁気記録層６中の非磁性物質の含有量をＡｍｏｌ％、前記第二磁気記録層７中の非磁性物質の含有量をＢｍｏｌ％とした場合、Ａ＞Ｂであることを特徴とする。

Description

明 細 書
垂直磁気記録ディスク及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、垂直磁気記録方式の HDD (ハードディスクドライブ)などに搭載される 垂直磁気記録媒体に関する。
背景技術
[0002] 近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特 に磁気記録技術を用いた HDD (ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率 100 %程度の割合で増加し続けている。最近では、 HDD等に用いられる 2. 5インチ径磁 気ディスクにして、 1枚あたり 100GBを超える情報記録容量が求められるようになって きており、このような要請にこたえるためには 1平方インチあたり 200Gビットを超える 情報記録密度を実現することが求められる。 HDD等に用いられる磁気ディスクにお いて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を達成す る磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減してレ、く必要があった。ところ 、従来から商業化されている面内磁気記録方式 (長手磁気記録方式、水平磁気記 録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結 果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してし まう、いわゆる熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への 阻害要因となっていた。
[0003] この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案 されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、 磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されてい る。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することがで きるので、高記録密度化に対して好適である。例えば、特開 2002— 92865号公報（ 特許文献 1)では、基板上に下地層、 Co系垂直磁気記録層、保護層をこの順で形成 してなる垂直磁気記録媒体に関する技術が開示されている。また、米国特許第 646 8670号明細書 (特許文献 2)には、粒子性の記録層に交換結合した人口格子膜連 続層（交換結合層）を付着させた構造力 なる垂直磁気記録媒体が開示されている。 特許文献 1 :特開 2002— 92865号公報
特許文献 2：米国特許第 6468670号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 垂直磁気記録媒体においても面内磁気記録媒体と同様に、磁気ディスクの記録密 度の向上は、主に、磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減により行われる。ノイズ 低減のためには、磁気記録層の結晶配向性の向上や結晶粒径および磁気的相互 作用の大きさを小さくする必要がある。すなわち、媒体の高記録密度化のためには、 磁気記録層の結晶粒径を均一化、微細化し、しかも個々の磁性結晶粒子が磁気的 に分断された偏折伏態とすることが望ましい。
[0005] ところで、特許文献 1に開示されている Co系垂直磁気記録層、中でも CoPt系垂直 磁気記録層は、保磁力（He)が高ぐ逆磁区核形成磁界 (Hn)をゼロ未満の小さな値 とすることができるので熱揺らぎに対する耐性を向上させることができ、また高い S/ N比が得られるので好適である。さらに、この垂直磁気記録層に Cr等の元素を含有 させることにより、磁性結晶粒子の粒界部分に Crを偏析させることができるので、磁 性結晶粒子間の交換相互作用を遮断して高記録密度化に資することができる。
[0006] また、 CoPt系垂直磁気記録層に SiO等の酸化物を添加すると、 CoPtのェピタキ
2
シャル成長を阻害することなく良好な偏折構造を形成することができる。つまり、粒界 に SiO等の酸化物を偏析させることで結晶粒径を微細化し、かつ磁性粒間の磁気
2
的相互作用を低減することで、低ノイズを達成している。
[0007] このように、 SiOの含有量を増加させることにより、低ノイズ特性を向上させることが
2
できる。し力し一方、過度の SiO量の増加は垂直磁気異方性の劣化を招き、それに
2
よって、熱揺らぎの問題が発生してしまう。この熱揺らぎの問題を回避する一つの手 段として、保磁力を増加させることが考えられる。従来からも保磁力を向上させるため に、例えば磁性層組成を最適化することで磁性層の異方性定数 (Ku)を増大させた り、配向制御層材料や下地材料、あるいはそれらの膜構成を最適化することにより磁 性層の結晶配向性を改善するなどの構成がとられてきた。 [0008] 本発明は、製造工程に大きな変更をカ卩えることなぐ SiOの偏祈と高い垂直磁気異
2
方性を両立し、高い保磁力（He)と、低ノイズ特性（高 S/N比）を得ることのできる垂 直磁気記録ディスクを提供することを目的としてレ、る。
課題を解決するための手段
[0009] 上記課題を解決するために、本発明に係る垂直磁気記録ディスクの代表的な構成 は、基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、第二磁気記録層をこの順に備え る垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、第一磁気記録層および第二磁気記 録層は少なくとも Co (コバルト）を含有する結晶粒子の間に粒界部を形成する非磁性 物質を含むダラ二ユラ一構造の強磁性層であり、前記第一磁気記録層中の非磁性 物質の含有量を Amol%、前記第二磁気記録層中の非磁性物質の含有量を Bmol %とした場合、 A >Bであることを特徴とする。
[0010] 前記第一磁気記録層中の非磁性物質の含有量は 8mol%〜20mol%であることが 好ましぐさらに望ましくは 10mol%〜： 14mol%である。 8mol%以下では十分な組 成分離 (偏析)構造が形成できないため、高い S/N比が得られないからである。また 20mol%以上であると Coが hep結晶を形成しにくくなるため十分な垂直磁気異方性 が得られず、高い Hnが得られないためである。第二磁気記録層中の非磁性物質の 含有量は 8mol%〜20mol%であることが好ましぐさらに望ましくは 8mol%〜： 12m ol。/0である。また磁気記録層は、スパッタリング法で成膜することが好ましい。特に D Cマグネトロンスパッタリング法で形成すると均一な成膜が可能となるので好ましい。
[0011] 第一磁気記録層の膜厚は 10nm以下が好ましぐ望ましくは 0. 5nm〜2nmである 。 0. 5nmより小さいと第二磁気記録層の組成分離を促進することができないためで あり、 2nmより大きいと RZW特性（リード 'ライト特性）が低下するためである。第二磁 気記録層の膜厚は 3nm以上が好ましぐ望ましくは 7nm〜： 15nmである。 7nmより小 さいと十分な保磁力が得られなくなるためであり、 15nmより大きいと高い Hnが得ら れなくなってしまうためである。高い Hnを得るためには、第一磁気記録層と第二磁気 記録層の総厚が 15nm以下であることが好ましい。
[0012] 非磁性物質とは、磁性粒 (磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断 されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Co)と固 溶しない非磁性物質であればよい。例えばクロム（Cr)、酸素（〇）、酸化珪素（SiOx) 、酸化クロム（CrO )、酸化チタン (Ti〇）、酸化ジルコン（ZrO )、酸化タンタル (Ta
2 2 2 2
O )などの酸化物を例示できる。
5
[0013] 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスもしくは fee構造を有する配向制御 層を備えることが好ましい。なお配向制御層とは、下地層の結晶粒の配向を制御する 作用を備える層である。配向制御層としては、例えば Taや Nb、 NiPなどの Ni系合金 、 CoCrなどの Co系合金、および Taや Tiを含有させた非磁性層、ほ力に Pd、 Ptなど の材料で構成することができる。
[0014] 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスの軟磁性層を備えることが好ましレ、 。本発明において、軟磁性層は、軟磁気特性を示す磁性体により形成されていれば 特に制限はなレ、が、例えば FcTaC系合金、 FeTaN系合金、 FeNi系合金、 FeCoB 系合金、 FeCo系合金などの Fe系軟磁性材料、 CoTaZr系合金、 CoNbZr系合金な どの Co系軟磁性材料、あるいは FeCo系合金軟磁性材料などを用いることができる。
[0015] また軟磁性層は、保磁力（He)で 0· 01〜80エルステッド（〇e)、好ましくは 0· 01
〜50エルステッドの磁気特性であることが好ましい。また、飽和磁束密度（Bs)は 500 emu/cc〜： 1920emu/ccの磁気特性であることが好ましい。軟磁性層の膜厚は 1 Onm〜： 1000nm、望ましくは 20nm〜： 150nmであることが好ましレヽ。 10nm未満では 、磁気ヘッド〜垂直磁気記録層〜軟磁性層間に好適な磁気回路を形成することが 困難になる場合があり、 lOOOnmを超えると表面粗さが増加する場合がある。また、 1 OOOnmを超えるとスパッタリング成膜が困難となる場合がある。
[0016] 前記基体はアモルファスガラスであることが好ましい。軟磁性層の磁区制御のため に磁場中ァニールが必要な場合に、耐熱性に優れることから、基体がガラスであるこ とが好ましい。基体用ガラスとしては、アモルファスガラス、結晶化ガラスを用いること ができ、例えばアルミノシリケートガラス、アルミノポロシリケートガラス、ソーダライムガ ラスなどが挙げられる力 中でもアルミノシリケートガラスが好適である。また、軟磁性 層をアモルファスとする場合にあっては、基体をアモルファスガラスとすると好ましい。 なお、化学強化したガラスを用レ、ると、剛性が高く好ましい。
[0017] 基板主表面の表面粗さは Rmaxで 6nm以下、 Raで 0. 6nm以下であると好ましレ、。 このような平滑表面とすることにより、垂直磁気記録層〜軟磁性層間の間隙を一定に することができるので、磁気ヘッド〜垂直磁気記録層〜軟磁性層間に好適な磁気回 路を形成することができる。
[0018] 本発明に係る垂直磁気記録ディスクの製造方法の代表的な構成は、基体上に少な くとも下地層、第一磁気記録層、及び第二磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記 録に用いる磁気ディスクの製造方法であって、前記第一磁気記録層として少なくとも コバノレト（Co)を含有する磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたダラ二ユラ一構造 の強磁性層を形成し、前記第二磁気記録層として少なくともコバルト（Co)を含有する 磁性粒子の間に非磁性物質を偏析させたダラ二ユラ一構造の強磁性層を形成し、か つ、前記第一磁気記録層中の非磁性物質の含有量を Amol%、前記第二磁気記録 層中の非磁性物質の含有量を Bmol%とした場合、 A >Bとしたことを特徴とする。磁 気記録層の成膜にあたっては、スパッタリング法、特に DCマグネトロンスパッタリング 法を好ましく用いることができる。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、製造工程に大きな変更を加えることなぐ非磁性物質の偏祈と高 い垂直磁気異方性を両立し、高い保磁力（He)と、低ノイズ特性（高 S/N比）を得る こと力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]第 1実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である
[図 2]磁気記録層近傍を説明する模式図である。
[図 3]第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合の保磁力とノイズの関係を示 す図である。
[図 4]第 2実施例にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
[図 5]第 2実施例に力かる第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合の保磁力 とノイズの関係を示す図である。
符号の説明
[0021] 1 …ディスク基体
2 …付着層 3 …軟磁性層
4 …配向制御層
5a、 5b …下地層
6 …第一磁気記録層
6a …磁性粒
6b …酸化珪素
7 …第二磁気記録層
7a …磁性粒
7b …酸化珪素
8 …カップリング制御層
9 …交換エネルギー制御層
10 …媒体保護層
11 …潤滑層
10 …媒体保護層
11 …潤滑層
23 …軟磁性層
23a …第一軟磁性層
23b …スぺーサ層
23c …第二軟磁性層
24 …配向制御層
26 …オンセット層
27 …第一磁気記録層
28 …第二磁気記録層
発明を実施するための最良の形態
[第 1実施例]
本発明に係る垂直磁気記録媒体の第 1実施例について、図を参照して説明する。 図 1は第 1実施例に係る垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図 2は磁気記録層 近傍を説明する模式図、図 3は第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合の 保磁力とノイズの関係を示す図である。なお、以下の実施例に示す数値は発明の理 解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するもの ではない。
[0023] 図 1に示す垂直磁気記録媒体は、ディスク基体 1、付着層 2、軟磁性層 3、配向制御 層 4、下地層 5a、下地層 5b、第一磁気記録層 6、第二磁気記録層 7、カップリング制 御層 8、交換エネルギー制御層 9 (Continuous層）、媒体保護層 10、潤滑層 11で構 成されている。
[0024] まず、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、 ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研肖 lj、研磨、化学強化を順次施し、 化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体 1を得た。ディスク直径 は 65mmである。このディスク基体 1の主表面の表面粗さを AFM (原子間力顕微鏡） で測定したところ、 Rmaxが 4. 8nm、 Raが 0. 42nmという平滑な表面形状であった 。なお、 Rmaxおよび Raは、 日本工業規格 ilS)に従う。
[0025] 得られたディスク基体 1上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、 Ar雰囲気中で DCマグネトロンスパッタリング法にて、付着層 2から交換エネルギー制御層 9まで順 次成膜を行い、媒体保護層 10は CVD法により成膜した。この後、潤滑層 11をデイツ プコート法により形成した。なお、均一な成膜が可能であるという点で、インライン型 成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明 する。
[0026] 付着層 2は 10nmの Ti合金層となるように、 Ti合金ターゲットを用いて成膜した。付 着層 2を形成することにより、ディスク基体 1と軟磁性層 3との間の付着性を向上させる ことができるので、軟磁性層 3の剥離を防止することができる。付着層 2の材料として は、例えば Ti含有材料を用いることができる。実用上の観点からは付着層の膜厚は、 lnm〜50nmとすることが好ましレ、。
[0027] 軟磁性層 3は 50nmのアモルファス CoTaZr層となるように、 CoTaZrターゲットを用 レ、て成膜した。
[0028] 配向制御層 4は、軟磁性層 3を防護する作用と、下地層 5aの結晶粒の微細化を促 進する作用を備える。配向制御層 4としては、アモルファスの Taからなる層が膜厚 3n m形成されるように、 Taターゲットを用いて成膜した。
[0029] 下地層 5a、 5bは、 Ruからなる 2層構造となっている。上層側の Ruを形成する際に 、下層側の Ruを形成するときよりも Arのガス圧を高くすることにより、結晶配向性を改 善すること力 Sできる。
[0030] 第一磁気記録層 6は、非磁性物質の例としての酸化珪素（Si〇 )を含有する CoCr
2
Ptからなる硬磁性体のターゲットを用いて、 2nmの hep結晶構造を形成した。なお第 一磁気記録層は 0. 5nm〜2nmの範囲で適宜設定しうる。第一磁気記録層 6を形成 するためのターゲットの組成は、 CoCrPtが 88 (mol%)、 SiO力 l2 (mol%)である。
2
[0031] 第二磁気記録層 7も同様に、非磁性物質の例としての酸化珪素（Si〇）を含有する
2
CoCrPtからなる硬磁性体のターゲットを用いて、 9nmの hep結晶構造を形成した。 なお第二磁気記録層 7は 7nm〜： 15nmの範囲で適宜設定しうる。第二磁気記録層 7 を形成するためのターゲットの組成は、 CoCrPtが 90 (mol%)、 SiO力 SlO (mol%)
2
である。
[0032] すなわち、第一磁気記録層 6中の Siの含有量を Amol%、第二磁気記録層 7中の S iの含有量を Bmol%とした場合、 A>Bとなっている（第一磁気記録層 6の方が Siが 多い)。
[0033] カップリング制御層 8は、 Pd (パラジウム)層により形成した。カップリング制御層 8は
Pd層の他に Pt層で形成することもできる。カップリング制御層 8の膜厚は 2nm以下が 好ましく、さらに望ましくは 0. 5-1. 5nmである。
[0034] 交換エネルギー制御層 9は CoBと Pdとの交互積層膜からなり、低 Arガスで形成し た。交換エネルギー制御層 9の膜厚は l〜8nmが好ましぐ望ましくは 3〜6nmであ る。
[0035] 媒体保護層 10は、真空を保ったままカーボンを CVD法により成膜して形成した。
媒体保護層 10は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層 である。一般に CVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したも のと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁 気記録層を防護することができる。
[0036] 潤滑層 11は、 PFPE (パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜した。 潤滑層 11の莫厚は約 lnmである。
[0037] 以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体が得られた。得られた垂直磁気記録デ イスクにおける第一磁気記録層 6、第二磁気記録層 7を透過型電子顕微鏡 (TEM)を 利用して詳細に分析したところ、ダラ二ユラ一構造を備えていた。具体的には、 Coを 含有する hep結晶構造の結晶粒子の間に、酸化珪素からなる粒界部分が形成され ていることを確認した。
[0038] ここで図 2に示すように、下地層 5bの Ruと、第一磁気記録層 6の磁性粒 6a (Co系 合金）、および第二磁気記録層 7の磁性粒 7a (Co系合金）は、結晶学的につながつ ている。これは、第一および第二磁気記録層 6、 7の磁性粒 6a、 7aおよび酸化珪素 6 b、 7bは、それぞれ連続して成長するためである。
[0039] 比較のために、第一磁気記録層 6と第二磁気記録層 7の膜厚の総和を l lnmとし、 第一磁気記録層 6の膜厚を 0〜： l lnmまで変化させて垂直磁気記録媒体を製造して 、得られた垂直磁気記録ディスクの静磁気特性を Kerr効果を利用して測定し、評価 した。図 3は、第一磁気記録層 6と第二磁気記録層 7の膜厚の割合を変化させたとき の保磁力（He)とノイズ (S/N比 [dB] )の変化を示している。なお、第一磁気記録層 6が Onmのとき第二磁気記録層 7が l lnmであって、実質的に第二磁気記録層 7の みが形成されていることを示している。同様に、第一磁気記録層 6が l lnmのとき第 二磁気記録層 7は Onmであって、実質的に第一磁気記録層 6のみが形成されている ことを示している。
[0040] 図 3に示すように、第一磁気記録層 6と第二磁気記録層 7の膜厚の割合を変化させ ると、保磁力 Heおよび S/N比が変化することがわかる。保磁力は、第一磁気記録 層 6が 0nm〜3nm程度の膜厚の時に高ぐ特に膜厚 2nmのときに最大の保磁力を 示した。このとき第一磁気記録層 6のみの場合（図の右端のプロット）と比して約 1800 [〇e]、第二磁気記録層 7のみの場合（図の左端のプロット）と比して 150[Oe]程度の 向上が見られた。
[0041] また、これらの媒体の R/W特性 (リード 'ライト特性)を調べたところ、保磁力の変化 と追従する形で S/N比の改善が認められた。 SZN比は、第一磁気記録層 6が On m〜4nm程度の膜厚の時に高ぐ特に膜厚 2nmのときに最大の値を示した。なお、 第一磁気記録層 6の膜厚が 7nm以上の場合、厚くなるほど S/N比の改善が認めら れる力 このとき媒体は低い保磁力を示しており、十分な耐熱揺らぎ特性を示さない ため媒体としては好ましくなレ、。
[0042] これらのことから、第一磁気記録層 6の膜厚が Onmより厚く 3nmより薄い範囲が好ま しぐ特に 2nmであることが望ましい。このとき高い保磁力と低ノイズ (高い SZN比）を 得ることができ、垂直磁気記録媒体として好適な特性を得ることができる。
[0043] 考察するに、第 1実施例に係る垂直磁気記録媒体においては、第一磁気記録層 6 の方が非磁性物質が多いことから、第一磁気記録層 6の方が Coを含有する hep結晶 構造の結晶粒子が小さくなつている。従って第二磁気記録層 7に比して、第一磁気 記録層 6の方が低ノイズであって、かつ保磁力が低いはずである。しかし、第一磁気 記録層 6と第二磁気記録層 7の二層構造とすることにより、まず第一磁気記録層 6に おいて微細化された磁性結晶粒子が形成され、これを基礎として第二磁気記録層 7 の磁性結晶粒子が成長する（ダラ二ユラ一構造）と考えられる。これにより、上層であ る第二磁気記録層 7においても磁気的に切れて成長しやすくなり、保磁力が向上す るものと考えられる。
[0044] すなわち、磁気記録層を 2層とし、下層側の第一磁気記録層の方が非磁性物質が 多い構成とすることにより、それぞれの層を単独で成膜させた場合より高い保磁力（H c)と低ノイズ特性（高 S/N比）を同時に達成することができる。
[0045] なお、第一磁気記録層 6が第二磁気記録層 7に比して薄いときによい結果が出て レ、るのは、第一磁気記録層 6は結晶粒子が小さいことから磁気的な組成分離には有 利である力 保磁力が低いため記録には不利であるためと考えられる。すなわち、第 一磁気記録層 6は組成分離の目的を満たすに十分な厚さがあればよぐ厚すぎると R /W特性 (リード ' ·ライト特性)が低下するものと考えられる。
[0046] 一方、図示しないが、磁気記録層の総厚が 15nmよりも厚くなると、 Hnが低下して しまう。これは結晶粒子が粗大化するために磁化回転モードが非一斉回転となるた めである。従って第一磁気記録層の厚みに応じて第二磁気記録層の厚みも考慮す る必要があり、第一磁気記録層と第二磁気記録層の総厚が 15nm以下であることが 好ましい。 [0047] また、上記実施例において非磁性物質は酸化珪素（Si〇）として説明したが、磁性
2
粒 (磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周 囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Co)と固溶しない非磁性物質であ ればよレ、。例えばクロム (Cr)、酸素（〇）、酸化珪素 (SiOx)、酸化クロム (CrO )、酸
2 化チタン (Ti〇）、酸化ジルコン（Zr〇）、酸化タンタル (Ta O )などの酸化物を例示
2 2 2 5 できる。
[0048] [第 2実施例]
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の第 2実施例について、図を用いて説明する。 図 4は第 2実施例に力、かる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図、図 5は第 2実施 例に力かる第一および第二磁気記録層の厚みを変えた場合の保磁力とノイズの関 係を示す図であって、上記第 1実施例と説明の重複する部分については同一の符号 を付して説明を省略する。
[0049] 図 4に示す垂直磁気記録媒体は、ディスク基体 1、軟磁性層 23、配向制御層 24、 下地層 5、オンセット層 26、第一磁気記録層 27、第二磁気記録層 28、媒体保護層 1 0、潤滑層 11で構成されている。
[0050] 軟磁性層 23は、第一軟磁性層 23aと第二軟磁性層 23cの間に非磁性のスぺーサ 層 23bを介在 θせることによって、 AFC (Antiferro— magnetic exchange coupling :反 5虽 磁性交換結合)を備えるように構成した。これにより第一軟磁性層 23aと第二軟磁性 層 23cの磁化方向を高い精度で反並行に整列させることができ、軟磁性層 23から生 じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層 23a、第二軟磁性層 2 3cの組成は CoTaZr (コバルト—タンタル—ジルコニウム）または CoFeTaZr (コバル ト一鉄一タンタル一ジルコニウム）とすることができる。スぺーサ層 23bの組成は Ru ( ルテニウム）とした。
[0051] 配向制御層 24は、軟磁性層 23を防護する作用と、下地層 5の結晶粒の配向の整 列を促進する作用を備える。配向制御層 24としては、 fee構造を有する Pt (白金）、 N iW (ニッケル一タングステン）もしくは NiCr (ニッケル一クロム）の層とすることができる
[0052] 下地層 5は Ruからなる 2層構造となっている。上層側の第二下地層 5bを形成する 際に、下層側の第一下地層 5aを形成するときよりも Arのガス圧を高くすることにより、 結晶配向性と磁気記録層の磁性粒子の分離を同時に改善することができる。
[0053] オンセット層 26は非磁性のダラ二ユラ一層である。第二下地層 5bの hep結晶構造 の上に非磁性のダラ二ユラ一層を形成し、この上に第一磁気記録層 27のダラ二ユラ 一層を成長させることにより、磁性のダラ二ユラ一層を初期段階（立ち上がり）から分 離させる作用を有している。オンセット層 26の組成は非磁性の CoCr— SiOとした。
2
[0054] 第一磁気記録層 27は、非磁性物質の例としての Crおよび酸化チタン (TiO )を含
2 有する CoCrPt— 8 (Ti〇）力、らなる硬磁性体のターゲットを用いて、 9nmの hep結晶
2
構造を形成した。なお第一磁気記録層は 5nm〜20nmの範囲であることが好ましぐ さらには 7nm〜： 15nmの範囲とすることが好ましい。第一磁気記録層 27を形成する ためのターゲットの組成は、 Co Cr Pt 力 S92 (mol%)、Ti〇が 8 (mol%)である。
74 11 15 2
したがって第一磁気記録層 27に含有された非磁性物質 (酸化物）の量は、 11 X 0. 9 2 + 8 = 18. 12(mol%)となっている。
[0055] 第二磁気記録層 28は、非磁性物質の例としての Crを含有する CoCrPtからなる硬 磁性体のターゲットを用いて、 10nmの hep結晶構造を形成した。なお第二磁気記録 層 28は 3nm〜： 15nmの範囲で適宜設定しうる。第二磁気記録層 28を形成するため のターゲットの組成は、 CoCr Pt である。したがって第二磁気記録層 28に含有さ
14 15
れた非磁性物質 (酸化物）の量は、 14 (mol%)である。
[0056] すなわち、第一磁気記録層 27中の非磁性物質の含有量を Amol%、第二磁気記 録層 28中の非磁性物質の含有量を Bmol%とした場合、 A > Bとなっている（下層の 第一磁気記録層 28の方が非磁性物質が多レ、)。
[0057] 第二磁気記録層 28の上には、上記第 1実施例と同様に媒体保護層 10と潤滑層 11 を成膜した。
[0058] 比較のために、第一磁気記録層 27と第二磁気記録層 28の膜厚の総和を 10nmと し、第二磁気記録層 28の膜厚を 0〜： !Onmまで変化させて垂直磁気記録媒体を製 造して、得られた垂直磁気記録ディスクの静磁気特性を Kerr効果を利用して測定し 、評価した。図 5は、第一磁気記録層 27と第二磁気記録層 28の膜厚の割合を変化さ せたときの保磁力（He)とノイズ (SZN比 [dB] )の変化を示してレ、る。 [0059] 図 5に示すように、第一磁気記録層 27と第二磁気記録層 28の膜厚の割合を変化さ せると、保磁力 Heおよび S/N比が変化することがわかる。保磁力 Heは、第二磁気 記録層 28が 5nm程度の膜厚のときに最大の保磁力を示した。このとき第二磁気記 録層 28のみの場合（図の右端のプロット）と比して約 1600[〇e]、第一磁気記録層 27 のみの場合（図の左端のプロット）と比して 200[Oe]程度の向上が見られた。
[0060] また、これらの媒体の R/W特性 (リード 'ライト特性)を調べたところ、保磁力の変化 と追従する形で S/N比の改善が認められた。 SZN比は、第二磁気記録層 28が On m〜5nm程度に厚くなるに従って高くなり、それを過ぎるとまた低くなる。特に膜厚約 5nmのときに最大の値を示した。
[0061] これらのことから、第一磁気記録層 6の膜厚が Onmより厚く 3nmより薄い範囲が好ま しぐ特に 2nmであることが望ましい。このとき高い保磁力と低ノイズ (高い SZN比）を 得ることができ、垂直磁気記録媒体として好適な特性を得ることができる。
[0062] これらのことから、第二磁気記録層 28の膜厚が 4nm〜6nmの範囲が好ましぐ特 に 5nmであることが望ましレ、。このとき高レ、保磁力と低ノイズ（高レ、S/N比）を得るこ とができ、垂直磁気記録媒体として好適な特性を得ることができる。
[0063] すなわち第 2実施例においても、磁気記録層を 2層とし、下層側の第一磁気記録層 の方が非磁性物質が多い構成とすることにより、それぞれの層を単独で成膜させた 場合より高い保磁力（He)と低ノイズ特性（高 S/N比）を同時に達成することができる ことが確認された。
[0064] 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発 明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲 に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明ら 力、であり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 産業上の利用可能性
[0065] 本発明は、垂直磁気記録方式の HDD (ハードディスクドライブ)などに搭載される 垂直磁気記録媒体及びその製造方法として利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、第二磁気記録層をこの順に備える 垂直磁気記録に用いる磁気ディスクであって、
第一磁気記録層および第二磁気記録層は少なくともコバルト（Co)を含有する結晶 粒子の間に粒界部を形成する非磁性物質を備えたダラ二ユラ一構造の強磁性層で あり、
前記第一磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量を Amol%、前記第二磁気記 録層中の前記非磁性物質の含有量を Bmol%とした場合、 A > Bであることを特徴と する垂直磁気記録ディスク。
[2] 前記第一磁気記録層または第二磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量は、 8 mol%〜20mol%であることを特徴とする請求項 1記載の垂直磁気記録ディスク。
[3] 前記第一磁気記録層と第二磁気記録層の総厚が 15nm以下であることを特徴とす る請求項 1記載の垂直磁気記録ディスク。
[4] 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスもしくは fee構造を有する配向制御 層を備えることを特徴とする請求項 1記載の垂直磁気記録ディスク。
[5] 前記基体と前記下地層との間に、アモルファスの軟磁性層を備えることを特徴とす る請求項 1記載の垂直磁気記録ディスク。
[6] 前記基体はアモルファスガラスであることを特徴とする請求項 1記載の垂直磁気記 録ディスク。
[7] 前記非磁性物質は、クロム、酸素、または酸化物を含むことを特徴とする請求項 1 記載の垂直磁気記録ディスク。
[8] 基体上に少なくとも下地層、第一磁気記録層、及び第二磁気記録層をこの順に備 える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクの製造方法であって、
前記第一磁気記録層として少なくともコバルト（Co)を含有する磁性粒子の間に非 磁性物質を偏析させたダラ二ユラ一構造の強磁性層を形成し、
前記第二磁気記録層として少なくともコバルト（Co)を含有する磁性粒子の間に非 磁性物質を偏析させたダラ二ユラ一構造の強磁性層を形成し、
かつ、前記第一磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量を Amol%、前記第二 磁気記録層中の前記非磁性物質の含有量を Bmol%とした場合、 A >Bとしたことを 特徴とする垂直磁気記録ディスクの製造方法。
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