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JP2006286106A - Vertical magnetic recording medium and magnetic storage apparatus - Google Patents

Vertical magnetic recording medium and magnetic storage apparatus Download PDF

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JP2006286106A
JP2006286106A JP2005105240A JP2005105240A JP2006286106A JP 2006286106 A JP2006286106 A JP 2006286106A JP 2005105240 A JP2005105240 A JP 2005105240A JP 2005105240 A JP2005105240 A JP 2005105240A JP 2006286106 A JP2006286106 A JP 2006286106A
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magnetic
layer
magnetic layer
recording medium
recording
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Application number
JP2005105240A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryosaku Inamura
良作 稲村
Yoshitake Kaizu
功剛 貝津
Takuya Uzumaki
拓也 渦巻
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical magnetic recording medium which has an excellent S/N ratio and whose recording density is made high, to provide its manufacturing method and to provide a magnetic storage apparatus. <P>SOLUTION: The vertical magnetic recording medium 10 has a substrate 11 and a soft magnetic backing layer 12, an orientation control layer 13, an underlayer 14, an intermediate layer 15, a recording layer 16, a protective layer 20 and a lubrication layer 21 sequentially layered on the substrate 11. The magnetic layer 16 is formed by layering a first magnetic layer 18 and a second magnetic layer 19 sequentially from the intermediate layer 15 side. When tilts in applied magnetization intensities equivalent to coercive force of magnetization curves obtained when magnetic fields are applied to respective substrate surfaces of the first and the second magnetic layers 18 and 19 along their vertical directions are defined as α<SB>1</SB>and α<SB>2</SB>, respectively, and when anisotropic magnetic fields of the first and the second magnetic layers 18 and 19 are defined as H<SB>k1</SB>and H<SB>k2</SB>, respectively, relations of α<SB>1</SB><α<SB>2</SB>and H<SB>k1</SB><H<SB>k2</SB>are satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置に関する。   The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic storage device.

磁気記憶装置、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)装置では、垂直記録ヘッドと2層垂直磁気記録媒体の組合わせによる垂直磁気記録方式が次世代の磁気記録方式として盛んに検討されている。   In a magnetic storage device, for example, a hard disk drive (HDD) device, a perpendicular magnetic recording method using a combination of a perpendicular recording head and a two-layer perpendicular magnetic recording medium has been actively studied as a next-generation magnetic recording method.

2層垂直磁気記録媒体は、基板上に軟磁性裏打ち層と垂直磁化膜の記録層からなる2層の磁性層を有する。このような2層垂直磁気記録媒体の開発課題の一つとして、軟磁性裏打ち層と記録層の各々から発生する媒体ノイズの低減が挙げられている。   The two-layer perpendicular magnetic recording medium has a two-layer magnetic layer composed of a soft magnetic underlayer and a perpendicularly magnetized recording layer on a substrate. As one of the development problems of such a two-layer perpendicular magnetic recording medium, reduction of medium noise generated from each of the soft magnetic underlayer and the recording layer is cited.

軟磁性裏打ち層は低保磁力の軟磁性材料から形成されている。軟磁性裏打ち層の媒体ノイズとして、軟磁性裏打ち層に磁区が形成され、磁区の磁壁が移動することで生じるスパイクノイズが問題となっている。スパイクノイズの発生防止のため、例えば、反磁性層あるいは高保磁力の磁性層を軟磁性裏打ち層に隣接して形成する手法が提案されている。   The soft magnetic backing layer is made of a soft magnetic material having a low coercive force. As a medium noise of the soft magnetic underlayer, a magnetic domain is formed in the soft magnetic underlayer, and spike noise generated by the movement of the domain wall of the magnetic domain is a problem. In order to prevent the occurrence of spike noise, for example, a method has been proposed in which a diamagnetic layer or a magnetic layer having a high coercive force is formed adjacent to a soft magnetic backing layer.

一方、記録層に関しては、近年、CoPt系合金の柱状の結晶粒子が酸化物により離隔された、いわゆる柱状グラニュラ構造の記録層が媒体ノイズを低減し得るものとして注目を浴びている。この柱状グラニュラ構造の記録層を有する2層垂直磁気記録媒体においては、記録層の下地となる中間層を含めて、材料、構造、プロセス等様々な改良手法が試みられている(例えば特許文献1参照。)
特開2003−217107号公報
On the other hand, with respect to the recording layer, recently, a recording layer having a so-called columnar granular structure in which columnar crystal grains of a CoPt-based alloy are separated by an oxide has attracted attention as being capable of reducing medium noise. In a two-layered perpendicular magnetic recording medium having a recording layer with a columnar granular structure, various improvements such as materials, structures, processes, etc. have been attempted including an intermediate layer serving as a base of the recording layer (for example, Patent Document 1). reference.)
JP 2003-217107 A

しかしながら、様々な媒体ノイズ低減手法が提案されてきたが、これまでの手法では媒体ノイズが充分に低減されていないという問題がある。その原因として、グラニュラ構造の記録層では、媒体ノイズを構成するDCイレーズノイズと転移性ノイズが、記録層の磁気特性に対し相反する変化傾向を持つ場合がある。このようなことが媒体ノイズの低減を困難化している原因の一つとして挙げられる。なお、DCイレーズノイズは、記録層に直流磁界を印加して一方向に磁化させた場合に発生するノイズであり、記録層の磁気的な一様性が劣るとDCイレーズノイズが増加する。また、転移性ノイズは高記録密度で記録した際に顕著に発生するノイズで、互いに反対向きに磁化した隣接する磁化領域の境界(磁化遷移領域)の乱れ等により発生する。転移性ノイズは、磁性粒子間の静磁気的相互作用および交換相互作用が大きい場合、または磁性粒子サイズの分散が大きい場合に増加する。   However, various media noise reduction methods have been proposed, but there is a problem that the media noise is not sufficiently reduced by the conventional methods. As the cause, in the recording layer having the granular structure, there is a case where the DC erase noise and the transition noise constituting the medium noise have a tendency to contradict each other with respect to the magnetic characteristics of the recording layer. This is one of the reasons that makes it difficult to reduce medium noise. Note that the DC erase noise is noise generated when a DC magnetic field is applied to the recording layer and magnetized in one direction, and the DC erase noise increases if the magnetic uniformity of the recording layer is inferior. In addition, transition noise is noise that occurs remarkably when recording at a high recording density, and is caused by disturbance of the boundary (magnetization transition region) between adjacent magnetization regions magnetized in opposite directions. Transient noise increases when the magnetostatic and exchange interactions between the magnetic particles are large or when the dispersion of the magnetic particle size is large.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、優れたS/N比を有し、高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic storage device having an excellent S / N ratio and capable of increasing the recording density. That is.

本発明の一観点によれば、基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、前記第1の磁性層および第2の磁性層は、各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、前記第1の磁性層および第2の磁性層は、前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の基板面に対して垂直方向に沿って磁界を印加したときの磁化曲線の保磁力と同等の印加磁界強度における傾きをα1、α2とし、前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の異方性磁場をHk1、Hk2とすると、Hk1<Hk2、かつα1<α2の関係を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a perpendicular magnetic recording medium including a substrate and a recording layer, wherein the recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side. The first magnetic layer and the second magnetic layer each have an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material and the magnetic particles are bonded to each other. The first magnetic layer and the second magnetic layer are made of a non-solid solution phase made of a separated nonmagnetic material, and the first magnetic layer and the second magnetic layer are perpendicular to the substrate surfaces of the first magnetic layer and the second magnetic layer, respectively. The gradients in the applied magnetic field strength equivalent to the coercive force of the magnetization curve when a magnetic field is applied along the magnetic field are α 1 and α 2, and the anisotropic magnetic fields of the first magnetic layer and the second magnetic layer are When H k1, H k2, vertical, characterized in that it has a H k1 <H k2, and α 12 relationship Magnetic recording medium.

本発明によれば、第1の磁性層の磁化曲線の傾きα1を第2磁性層の磁化曲線の傾きα2よりも小さく設定することにより、第1の磁性層は第2の磁性層よりも媒体ノイズが低い特性を有するので、記録層全体の媒体ノイズを低減できる。 According to the present invention, the first magnetic layer is set to be smaller than the second magnetic layer by setting the inclination α 1 of the magnetization curve of the first magnetic layer to be smaller than the inclination α 2 of the magnetization curve of the second magnetic layer. Since the medium noise has a low characteristic, the medium noise of the entire recording layer can be reduced.

さらに、α1<α2の関係のみでは上述のように媒体ノイズを低減できるが、再生分解能が低下し、さらに記録層に記録された磁化の熱安定性が低下する傾向がある。そこで、Hk1<Hk2の関係、すなわち、第2の磁性層の異方性磁場Hk2を第1の磁性層の異方性磁場Hk1よりも大きく設定する。これにより低媒体ノイズの好ましい特性を維持しつつ、良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えることができる。すなわち、第2の磁性層の異方性磁場Hk2を第1の磁性層の異方性磁場Hk1よりも大きく設定することで、第2の磁性層自体の磁化遷移領域長さが短くなる。そして、第1の磁性層の磁性粒子は各々、第2の磁性層の磁性粒子と強磁性結合しているので、第2の磁性層の磁性粒子の各々の磁化方向に平行に第1の磁性層の磁性粒子の磁化方向が決まる。したがって、第1の磁性層の磁化遷移領域長さは、第2の磁性層の磁化遷移領域長さと同程度となる。したがって、再生分解能は低下せずむしろ向上する。また、記録された磁化の熱安定性については、Hk1<Hk2の関係より、第2の磁性層単体の記録された磁化の熱安定性は第1の磁性層単体の記録された磁化の熱安定よりも優れている。第1の磁性層の磁性粒子は各々、第2の磁性層の磁性粒子と強磁性結合しているので、第1の磁性層の記録された磁化の熱安定性も向上し、記録層全体の記録された磁化の熱安定が高まる。 Further, only the relationship of α 12 can reduce the medium noise as described above, but the reproduction resolution tends to decrease, and the thermal stability of the magnetization recorded in the recording layer tends to decrease. Therefore, the relationship of H k1 <H k2 , that is, the anisotropic magnetic field H k2 of the second magnetic layer is set larger than the anisotropic magnetic field H k1 of the first magnetic layer. As a result, it is possible to provide both good reproduction resolution and excellent thermal stability of recorded magnetization while maintaining the preferable characteristics of low medium noise. That is, by setting the anisotropic magnetic field H k2 of the second magnetic layer to be larger than the anisotropic magnetic field H k1 of the first magnetic layer, the length of the magnetization transition region of the second magnetic layer itself is shortened. . Since each of the magnetic particles in the first magnetic layer is ferromagnetically coupled to the magnetic particle in the second magnetic layer, the first magnetic layer is parallel to the magnetization direction of each of the magnetic particles in the second magnetic layer. The magnetization direction of the magnetic particles in the layer is determined. Therefore, the magnetization transition region length of the first magnetic layer is approximately the same as the magnetization transition region length of the second magnetic layer. Therefore, the reproduction resolution is improved rather than lowered. Further, regarding the thermal stability of the recorded magnetization, from the relation of H k1 <H k2 , the thermal stability of the recorded magnetization of the second magnetic layer alone is the recorded magnetization of the first magnetic layer alone. Better than thermal stability. Since each magnetic particle of the first magnetic layer is ferromagnetically coupled to the magnetic particle of the second magnetic layer, the thermal stability of the recorded magnetization of the first magnetic layer is also improved, and the entire recording layer The thermal stability of the recorded magnetization is increased.

よって、本発明の垂直磁気記録媒体は、優れたS/N比を有し、高記録密度において良好な再生分解能と記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備える。したがって、高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体が実現できる。   Therefore, the perpendicular magnetic recording medium of the present invention has an excellent S / N ratio and has a good reproduction resolution at a high recording density and an excellent thermal stability of recorded magnetization. Therefore, a perpendicular magnetic recording medium capable of increasing the recording density can be realized.

本発明の他の観点によれば、磁気ヘッドを有する記録再生手段と、上記いずれかの垂直磁気記録媒体とを備える磁気記憶装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic storage device comprising recording / reproducing means having a magnetic head and any one of the perpendicular magnetic recording media.

本発明によれば、優れたS/N比を有し、高記録密度化が可能な磁気記憶装置が実現できる。   According to the present invention, a magnetic storage device having an excellent S / N ratio and capable of increasing the recording density can be realized.

本発明によれば、優れたS/N比を有する垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the perpendicular magnetic recording medium which has the outstanding S / N ratio, its manufacturing method, and a magnetic storage apparatus can be provided.

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る第1例の垂直磁気記録媒体の概略断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording medium of a first example according to the first embodiment of the present invention.

図1を参照するに、第1例の垂直磁気記録媒体10は、基板11と、基板11上に、軟磁性裏打ち層12、配向制御層13、下地層14、中間層15、記録層16、保護膜20、および潤滑層21が順に積層して構成される。垂直磁気記録媒体10は、記録層16が中間層15側から、第1磁性層18および第2磁性層19が順に積層して構成される。   Referring to FIG. 1, a perpendicular magnetic recording medium 10 of a first example includes a substrate 11, a soft magnetic backing layer 12, an orientation control layer 13, an underlayer 14, an intermediate layer 15, a recording layer 16 on the substrate 11. A protective film 20 and a lubricating layer 21 are sequentially laminated. In the perpendicular magnetic recording medium 10, the recording layer 16 is configured by laminating a first magnetic layer 18 and a second magnetic layer 19 in this order from the intermediate layer 15 side.

基板11は、例えば、プラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Si基板、アルミニウム合金基板などから構成され、垂直磁気記録媒体10がテープ状である場合はポリエステル(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、耐熱性に優れたポリイミド(PI)などのフィルムを用いることができる。   The substrate 11 is composed of, for example, a plastic substrate, a crystallized glass substrate, a tempered glass substrate, a Si substrate, an aluminum alloy substrate, and the like. When the perpendicular magnetic recording medium 10 is in a tape shape, polyester (PET), polyethylene naphthalate ( PEN) and polyimide (PI) films having excellent heat resistance can be used.

軟磁性裏打ち層12は、例えば、膜厚が10nm〜2μmであり、Fe、Co、Ni、Al、Si、Ta、Ti、Zr、Hf、V、Nb、C、Bから選択された少なくとも1種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の軟磁性材料からなる。このような軟磁性材料としては、FeSi、FeAlSi、FeTaC、CoNbZr、CoZrTa、CoCrNb、NiFe、NiFeNb等が挙げられる。軟磁性裏打ち層12は1層に限定されず、複数層を積層してもよい。   The soft magnetic backing layer 12 has, for example, a film thickness of 10 nm to 2 μm, and at least one selected from Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B It is made of an amorphous or microcrystalline soft magnetic material containing these elements. Examples of such soft magnetic materials include FeSi, FeAlSi, FeTaC, CoNbZr, CoZrTa, CoCrNb, NiFe, and NiFeNb. The soft magnetic backing layer 12 is not limited to one layer, and a plurality of layers may be laminated.

配向制御層13は金属材料からなり、非晶質状態、微結晶状態、および結晶質状態のいずれでもよい。金属材料は、特に、結晶質状態で面心立方(bcc)構造を有する材料であることが好ましい。このような金属材料としては、Ta、W、Nb、Mo、およびこれらの金属元素を主成分とする材料が挙げられる。このような金属材料を用いることで、この上の下地層14の結晶配向性を向上させる。すなわち、面心立方(fcc)構造を有する下地層14は(111)結晶面が基板面に平行に配向しその配向性が向上する。   The orientation control layer 13 is made of a metal material and may be in an amorphous state, a microcrystalline state, or a crystalline state. The metal material is particularly preferably a material having a face-centered cubic (bcc) structure in a crystalline state. Examples of such a metal material include Ta, W, Nb, Mo, and materials mainly composed of these metal elements. By using such a metal material, the crystal orientation of the underlying layer 14 is improved. That is, the underlayer 14 having a face-centered cubic (fcc) structure has a (111) crystal plane oriented parallel to the substrate surface, and the orientation is improved.

下地層14は、fcc構造を有する結晶質の金属材料から構成される。fcc構造は細密充填構造であるので、この上に形成される六方細密充填(hcp)構造の中間層15がエピタキシャル成長する際に格子整合性が良好となる。すなわち、下地層14の(111)結晶面上に中間層15の(001)面が整合し、中間層15は結晶性が良好な状態で成長する。   The underlayer 14 is made of a crystalline metal material having an fcc structure. Since the fcc structure is a close-packed structure, the lattice matching is good when the intermediate layer 15 having a hexagonal close-packed (hcp) structure formed thereon is epitaxially grown. That is, the (001) plane of the intermediate layer 15 is aligned with the (111) crystal plane of the underlayer 14, and the intermediate layer 15 grows with good crystallinity.

下地層14の金属材料としては、fcc構造を有するNiを主成分とする金属材料が好ましく、さらに、NiとFeを含む材料が特に好ましい。このような材料としては、例えば、NiFe、NiFeNbが挙げられる。また、下地層14の膜厚は、3nm〜10nmの範囲に設定されることが好ましい。   The metal material of the underlayer 14 is preferably a metal material mainly composed of Ni having an fcc structure, and more preferably a material containing Ni and Fe. Examples of such a material include NiFe and NiFeNb. The film thickness of the underlayer 14 is preferably set in the range of 3 nm to 10 nm.

中間層15は、hcp構造を有する非磁性の金属材料から構成される。このような金属材料としては、Ru、Ruを主成分とするRu−X合金(X=Co、Cr、Fe、Ni、およびMnのうち少なくとも1種の元素)、CoCr、CoCr合金が挙げられる。このような材料を用いることで、下地層14との格子整合性が良好となり、良好な結晶性、(001)結晶面の良好な配向性、および結晶粒子の均一性を有する。したがって、この上に形成される記録層16の磁性粒子の結晶性、結晶配向性および磁性粒子の均一性を向上する。   The intermediate layer 15 is made of a nonmagnetic metal material having an hcp structure. As such a metal material, Ru—X alloy (X = at least one element of Co, Cr, Fe, Ni, and Mn), CoCr, and CoCr alloy can be given as a main component of Ru and Ru. By using such a material, the lattice matching with the base layer 14 becomes good, and has good crystallinity, good orientation of the (001) crystal plane, and uniformity of crystal grains. Therefore, the crystallinity, crystal orientation and magnetic particle uniformity of the magnetic particles of the recording layer 16 formed thereon are improved.

また、RuあるいはRu−X合金は、その格子定数が第1磁性層18に用いられるhcp構造を有するCoを主成分とする合金の格子定数と近接しているので、格子整合性が良好である。このため、中間層15との界面付近の第1磁性層18の磁性粒子の初期成長部の結晶性が良好となり、第1磁性層18を薄膜化してもS/N比が劣化し難い。また、第1磁性層18の磁性粒子の結晶性が良好となるので、その上の第2磁性層19の磁性粒子の結晶性が向上する。   In addition, since the lattice constant of Ru or Ru-X alloy is close to the lattice constant of the alloy mainly composed of Co having the hcp structure used for the first magnetic layer 18, the lattice matching is good. . For this reason, the crystallinity of the initial growth portion of the magnetic particles of the first magnetic layer 18 in the vicinity of the interface with the intermediate layer 15 is improved, and the S / N ratio is hardly deteriorated even if the first magnetic layer 18 is thinned. Further, since the crystallinity of the magnetic particles of the first magnetic layer 18 is improved, the crystallinity of the magnetic particles of the second magnetic layer 19 thereon is improved.

中間層15の膜厚は、5nm〜20nmの範囲に設定されることが好ましい。中間層15は厚い程、中間層15の表面の結晶性が良好になるが、20nmを超えるといわゆるスペーシングロスが大きくなるため、再生出力が低下する傾向にある。   The thickness of the intermediate layer 15 is preferably set in the range of 5 nm to 20 nm. The thicker the intermediate layer 15 is, the better the crystallinity of the surface of the intermediate layer 15 is. However, when it exceeds 20 nm, so-called spacing loss increases, and the reproduction output tends to decrease.

記録層16は、中間層15上に、第1磁性層18および第2磁性層19がこの順に積層されてなる。第1磁性層18および第2磁性層19は、柱状構造を有する磁性粒子と、磁性粒子を囲み、隣り合う磁性粒子を物理的に離隔する非磁性材料からなる非固溶相から構成される。すなわち、第1磁性層18および第2磁性層19は、いわゆる柱状グラニュラ構造を有する。磁性粒子は基板面に対して略垂直方向に延びている。また、非固溶相は、多数の磁性粒子の各々の間を充填するように形成されている。このような柱状グラニュラ構造は、スパッタ法等により強磁性材料と非磁性材料との複合材からなるスパッタターゲットを使用して自己組織的に形成される。なお、一つの磁性粒子は、その全体が単結晶領域からなることが理想的であるが、複数の単結晶領域を有してもよく、結晶粒界や結晶欠陥を有していてもよい。   The recording layer 16 is formed by laminating a first magnetic layer 18 and a second magnetic layer 19 in this order on an intermediate layer 15. The first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are composed of magnetic particles having a columnar structure and a non-solid solution phase made of a nonmagnetic material that surrounds the magnetic particles and physically separates adjacent magnetic particles. That is, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have a so-called columnar granular structure. The magnetic particles extend in a direction substantially perpendicular to the substrate surface. Further, the non-solid solution phase is formed so as to be filled between each of a large number of magnetic particles. Such a columnar granular structure is formed in a self-organized manner by using a sputtering target made of a composite material of a ferromagnetic material and a nonmagnetic material by a sputtering method or the like. One magnetic particle is ideally composed of a single crystal region as a whole, but may have a plurality of single crystal regions, and may have crystal grain boundaries and crystal defects.

第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料は、Co、CoCr、CoPt、CoCrTa、CoCrPt、およびCoCrPt−Mから選択される材料からなる。ここで、Mは、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの元素の合金から選択される。このような強磁性材料を用いることにより、磁性粒子は基板面に対して略垂直方向に沿って磁化容易軸を有する。例えば、強磁性材料がhcp構造を有する場合は、磁性粒子はc軸が基板面に対して略垂直方向になるように結晶配向する。   The ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 is made of a material selected from Co, CoCr, CoPt, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M. Here, M is selected from B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys of these elements. By using such a ferromagnetic material, the magnetic particles have an easy axis of magnetization along a direction substantially perpendicular to the substrate surface. For example, when the ferromagnetic material has an hcp structure, the magnetic particles are crystal-oriented so that the c-axis is substantially perpendicular to the substrate surface.

非固溶相は、上記の強磁性材料と固溶しない、あるいは化合物を形成しない非磁性材料から構成される。このような非磁性材料は、Si、Al、Ta、Zr、Y、Ti、およびMgから選択されるいずれか1種の元素と、O、N、およびCから選択される少なくともいずれか1種の元素との化合物からなる。このような非磁性材料としては、例えば、SiO2、Al23、Ta25、ZrO2、Y23、TiO2、MgOなどの酸化物や、Si34、AlN、TaN、ZrN、TiN、Mg32などの窒化物や、SiC、TaC、ZrC、TiCなどの炭化物が挙げられる。このような非磁性材料からなる非固溶相によって、隣り合う磁性粒子が互いに物理的に離隔される。したがって、磁性粒子間に働く相互作用、例えば静磁気的相互作用および交換相互作用が低減され、媒体ノイズを低減することができる。また、非固溶相を構成する非磁性材料は、絶縁性材料であることが好ましい。これにより、強磁性を担う電子のトンネル効果を抑制でき、磁性粒子間の交換相互作用を低減することができる。 The non-solid solution phase is composed of a non-magnetic material that does not form a solid solution with the above ferromagnetic material or does not form a compound. Such a nonmagnetic material includes at least one element selected from any one element selected from Si, Al, Ta, Zr, Y, Ti, and Mg, and O, N, and C. Consists of compounds with elements. Examples of such non-magnetic materials include oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , TiO 2 , and MgO, Si 3 N 4 , AlN, and TaN. And nitrides such as ZrN, TiN and Mg 3 N 2 and carbides such as SiC, TaC, ZrC and TiC. Adjacent magnetic particles are physically separated from each other by such a non-solid solution phase made of a non-magnetic material. Therefore, the interaction between magnetic particles, for example, magnetostatic interaction and exchange interaction, is reduced, and medium noise can be reduced. The nonmagnetic material constituting the non-solid solution phase is preferably an insulating material. Thereby, the tunnel effect of the electrons responsible for ferromagnetism can be suppressed, and the exchange interaction between the magnetic particles can be reduced.

また、第2磁性層19の磁性粒子は、各々、第1磁性層18の磁性粒子の表面にエピタキシャル成長しているので、第1磁性層18の磁性粒子と第2磁性層19の磁性粒子とは略1対1に対応するように形成される。したがって、第1磁性層18の磁性粒子と第2磁性層19の磁性粒子とは互いに強磁性結合しており、各々の磁化は平行となる。   Further, since the magnetic particles of the second magnetic layer 19 are each epitaxially grown on the surface of the magnetic particles of the first magnetic layer 18, the magnetic particles of the first magnetic layer 18 and the magnetic particles of the second magnetic layer 19 are different from each other. It is formed so as to substantially correspond to one to one. Therefore, the magnetic particles of the first magnetic layer 18 and the magnetic particles of the second magnetic layer 19 are ferromagnetically coupled to each other, and their magnetizations are parallel to each other.

第1磁性層18および第2磁性層19は各々の磁気特性が下式(1)および(2)の関係を有する。   Each of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 has a relationship of the following equations (1) and (2).

α1<α2 … (1)
k1<Hk2 … (2)
ここで、α1は第1磁性層18の磁化曲線の傾き、α2は第2磁性層19の磁化曲線の傾きである。また、Hk1は第1磁性層18の異方性磁場、Hk2は第2磁性層19の異方性磁場である。
α 12 (1)
H k1 <H k2 (2)
Here, α 1 is the slope of the magnetization curve of the first magnetic layer 18, and α 2 is the slope of the magnetization curve of the second magnetic layer 19. H k1 is the anisotropic magnetic field of the first magnetic layer 18, and H k2 is the anisotropic magnetic field of the second magnetic layer 19.

第1磁性層18および第2磁性層19は上式(1)および(2)の関係を有することで、以下の作用および効果を有する。   The first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have the following functions and effects by having the relationship of the above formulas (1) and (2).

上式(1)に示す磁化曲線の傾きα1、α2は、基板面に対して垂直方向に磁界を印加して、その方向に沿った磁化の大きさを測定した磁化曲線において、保磁力と略同等となる磁界強度での磁化曲線の傾きである。磁化曲線の傾きαは、保磁力と略同等となる磁界強度での磁化Mを磁界Hで微分したものであり、CGS単位系でα=4π×dM/dHと表される。磁化曲線の傾きは、その磁性層の磁性粒子間の相互作用の大きさと関係があり、磁化曲線の傾きが小さいほど相互作用が小さく、その磁性層に起因する媒体ノイズが低下する傾向を有する。したがって、上式(1)の関係、すなわち、第1磁性層18の磁化曲線の傾きα1を第2磁性層19の磁化曲線の傾きα2よりも小さく設定することにより、第1磁性層18は第2磁性層19よりも媒体ノイズが低い特性を有する。その結果、記録層16はその一部が媒体ノイズの低い層から構成されているので、記録層16全体の媒体ノイズを低減できる。 The inclinations α 1 and α 2 of the magnetization curves shown in the above equation (1) are obtained by applying a magnetic field in the direction perpendicular to the substrate surface and measuring the magnitude of the magnetization along the direction. Is the slope of the magnetization curve at a magnetic field strength that is substantially the same. The inclination α of the magnetization curve is obtained by differentiating the magnetization M at a magnetic field strength substantially equal to the coercive force with the magnetic field H, and is expressed as α = 4π × dM / dH in the CGS unit system. The inclination of the magnetization curve is related to the magnitude of the interaction between the magnetic particles in the magnetic layer. The smaller the inclination of the magnetization curve, the smaller the interaction, and the medium noise due to the magnetic layer tends to decrease. Therefore, by setting the relationship of the above equation (1), that is, the inclination α 1 of the magnetization curve of the first magnetic layer 18 to be smaller than the inclination α 2 of the magnetization curve of the second magnetic layer 19, the first magnetic layer 18. Has a characteristic that the medium noise is lower than that of the second magnetic layer 19. As a result, since a part of the recording layer 16 is composed of a layer with low medium noise, the medium noise of the entire recording layer 16 can be reduced.

さらに、上式(1)の関係のみでは上述のように媒体ノイズを低減できるが、磁化遷移領域長さが増加し再生分解能が低下する傾向にある。磁化遷移領域は、記録により形成された磁化領域と、その隣に形成された磁化領域との間に形成される領域である。磁化遷移領域は磁化方向が変化する領域であり、この領域の長さ(磁化遷移領域長さ)が増大すると、高記録密度での再生出力が低下する。すなわち、このような場合、再生出力の記録密度依存性が劣化し、再生分解能が低下する。   Furthermore, although the medium noise can be reduced as described above only by the relationship of the above equation (1), the magnetization transition region length increases and the reproduction resolution tends to decrease. The magnetization transition region is a region formed between a magnetization region formed by recording and a magnetization region formed adjacent thereto. The magnetization transition region is a region in which the magnetization direction changes. When the length of this region (magnetization transition region length) increases, the reproduction output at a high recording density decreases. That is, in such a case, the recording density dependency of the reproduction output is deteriorated, and the reproduction resolution is lowered.

さらに、上式(1)の関係のみでは、記録層16に記録された磁化の熱安定性が低下する傾向がある。すなわち、第1磁性層18の磁性粒子内の相互作用が低下するため微視的な磁化の方向が熱によりランダムになり易くなり、全体の磁化の大きさが減少し易くなる。すなわち、磁化の熱安定性が低下する。   Furthermore, the thermal stability of the magnetization recorded in the recording layer 16 tends to decrease only by the relationship of the above formula (1). That is, since the interaction in the magnetic particles of the first magnetic layer 18 is reduced, the direction of microscopic magnetization is likely to be random due to heat, and the overall magnetization is likely to be reduced. That is, the thermal stability of magnetization decreases.

そこで、上式(2)の関係、すなわち、第2磁性層19の異方性磁場を第1磁性層18の異方性磁場よりも大きく設定する。これにより低媒体ノイズの好ましい特性を維持しつつ、良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えることができる。すなわち、第2磁性層19の異方性磁場Hk2を第1磁性層18の異方性磁場Hk1よりも大きく設定することで、第2磁性層19自体の磁化遷移領域長さが短くなる。そして、上述したように第1磁性層18の磁性粒子は各々、第2磁性層19の磁性粒子と強磁性結合しているので、第2磁性層19の磁性粒子の各々の磁化方向に平行に第1磁性層18の磁性粒子の磁化方向が決まる。したがって、第1磁性層18の磁化遷移領域長さは、第2磁性層19の磁化遷移領域長さと同程度となる。したがって、再生分解能は低下せずむしろ向上する。 Therefore, the relationship of the above formula (2), that is, the anisotropic magnetic field of the second magnetic layer 19 is set larger than the anisotropic magnetic field of the first magnetic layer 18. As a result, it is possible to provide both good reproduction resolution and excellent thermal stability of recorded magnetization while maintaining the preferable characteristics of low medium noise. That is, by setting the anisotropic magnetic field H k2 of the second magnetic layer 19 to be larger than the anisotropic magnetic field H k1 of the first magnetic layer 18, the magnetization transition region length of the second magnetic layer 19 itself is shortened. . Since the magnetic particles of the first magnetic layer 18 are ferromagnetically coupled to the magnetic particles of the second magnetic layer 19 as described above, they are parallel to the magnetization directions of the magnetic particles of the second magnetic layer 19. The magnetization direction of the magnetic particles of the first magnetic layer 18 is determined. Therefore, the magnetization transition region length of the first magnetic layer 18 is approximately the same as the magnetization transition region length of the second magnetic layer 19. Therefore, the reproduction resolution is improved rather than lowered.

また、記録された磁化の熱安定性については、上式(2)の関係により、第2磁性層19の異方性磁場が第1磁性層18の異方性磁場よりも大きいので、第2磁性層19単体の記録された磁化の熱安定性は第1磁性層18単体の記録された磁化の熱安定よりも優れている。第1磁性層18の磁性粒子は各々、第2磁性層19の磁性粒子と強磁性結合しているので、第1磁性層18の記録された磁化の熱安定性も向上し、記録層16全体の記録された磁化の熱安定が高まる。   Further, regarding the thermal stability of the recorded magnetization, since the anisotropic magnetic field of the second magnetic layer 19 is larger than the anisotropic magnetic field of the first magnetic layer 18 due to the relationship of the above equation (2), the second The thermal stability of the recorded magnetization of the magnetic layer 19 alone is superior to the thermal stability of the recorded magnetization of the first magnetic layer 18 alone. Since the magnetic particles of the first magnetic layer 18 are ferromagnetically coupled to the magnetic particles of the second magnetic layer 19, the thermal stability of the recorded magnetization of the first magnetic layer 18 is also improved, and the entire recording layer 16. The thermal stability of the recorded magnetization is increased.

また、第2磁性層19は第1磁性層18よりも記録ヘッド(不図示)に近接しているので、印加される記録磁界強度は第2磁性層19の方が大きくなる。したがって、異方性磁場がより大きい第2磁性層19を記録ヘッド側に設けることで、第1磁性層18と第2磁性層19とを逆に積層した場合よりも再生分解能やオーバーライト特性が向上する。   Further, since the second magnetic layer 19 is closer to the recording head (not shown) than the first magnetic layer 18, the applied magnetic field intensity is higher in the second magnetic layer 19. Therefore, by providing the second magnetic layer 19 having a larger anisotropic magnetic field on the recording head side, the reproduction resolution and the overwrite characteristic are improved as compared with the case where the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are laminated in reverse. improves.

よって、垂直磁気記録媒体10は、低媒体ノイズの好ましい特性を維持しつつ、良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えることができる。   Therefore, the perpendicular magnetic recording medium 10 can be provided with a good reproduction resolution and excellent thermal stability of recorded magnetization while maintaining a preferable characteristic of low medium noise.

さらに、第1磁性層18は、低媒体ノイズの点で、異方性磁場Hk1が8kOe〜13kOeの範囲に設定されることが好ましい。さらに、第1磁性層18は、低媒体ノイズの点で、磁化曲線の傾きα1が1.0〜2.0の範囲に設定されることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the first magnetic layer 18 has an anisotropic magnetic field H k1 set in a range of 8 kOe to 13 kOe in terms of low medium noise. Further, the first magnetic layer 18 is preferably set to have a magnetization curve slope α 1 in the range of 1.0 to 2.0 in terms of low medium noise.

また、第2磁性層19は、高分解能と、書込み性能および記録された磁化の熱安定性が優れている点で、異方性磁場Hk2が10kOe〜15kOeの範囲に設定されることが好ましい。さらに、第2磁性層19は、書込み性能が優れている点で、磁化曲線の傾きα2が1.5〜3.0の範囲に設定されることが好ましい。 The second magnetic layer 19 preferably has an anisotropic magnetic field H k2 set in the range of 10 kOe to 15 kOe in terms of high resolution, excellent writing performance, and excellent thermal stability of recorded magnetization. . Further, the second magnetic layer 19 is preferably set to have a magnetization curve slope α 2 in a range of 1.5 to 3.0 in terms of excellent writing performance.

上式(1)と(2)の関係は、具体的には、第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料に、以下の組成の関係を有する材料を用いることで具体化される。   Specifically, the relationship between the above formulas (1) and (2) is realized by using a material having the following composition relationship as the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19. The

磁化曲線の傾きαは、例えば第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料にCoCrPtを含む材料を用いた場合、Cr含有量を増加させることで低下する。例えば、第1磁性層18のCr含有量を第2磁性層19のCr含有量よりも多く設定することで、第1磁性層18および第2磁性層19は上式(1)の関係を有するようになる。   For example, when a material containing CoCrPt is used as the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19, the inclination α of the magnetization curve is lowered by increasing the Cr content. For example, by setting the Cr content of the first magnetic layer 18 to be higher than the Cr content of the second magnetic layer 19, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have the relationship of the above formula (1). It becomes like this.

異方性磁場は、例えば、第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料にCoCrPtを含む材料を用いた場合、Pt含有量を増加させることで増加できる。例えば第2磁性層19のPt含有量を第1磁性層18のPt含有量よりも多く設定することで、第1磁性層18および第2磁性層19は上式(2)の関係を有するようになる。   For example, when a material containing CoCrPt is used as the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19, the anisotropic magnetic field can be increased by increasing the Pt content. For example, by setting the Pt content of the second magnetic layer 19 to be higher than the Pt content of the first magnetic layer 18, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have the relationship of the above formula (2). become.

また、異方性磁場は、第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料にCoCrPtを含む材料を用いた場合、Pt含有量を略同等に設定し、Co含有量を増加させることで増加できる。すなわち、第1磁性層18および第2磁性層19のPt含有量を略同等に設定し、かつ第2磁性層19のCo含有量を第1磁性層18のCo含有量よりも多く設定することで、第1磁性層18および第2磁性層19は上式(2)の関係を有するようになる。なお、異方性磁場は、第1磁性層18および第2磁性層19における非磁性材料の含有率(モル分率)によっても制御可能である。非磁性材料の含有率を低減することで、異方性磁場を増加できる。   In addition, when the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 is made of a material containing CoCrPt, the anisotropic magnetic field is set so that the Pt content is substantially equal and the Co content is increased. Can be increased. That is, the Pt contents of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are set to be substantially equal, and the Co content of the second magnetic layer 19 is set to be larger than the Co content of the first magnetic layer 18. Thus, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have the relationship of the above formula (2). The anisotropic magnetic field can also be controlled by the content (molar fraction) of the nonmagnetic material in the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19. By reducing the content of the nonmagnetic material, the anisotropic magnetic field can be increased.

第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料がCoCrPtあるいはCoCrPt−Mからなる場合は、例えば、Co含有量が50原子%〜80原子%、Pt含有量が12原子%〜30原子%、M濃度が0原子%よりも多くかつ20原子%以下、残りがCr含有量となるように設定する。   When the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 is made of CoCrPt or CoCrPt-M, for example, the Co content is 50 atomic% to 80 atomic%, and the Pt content is 12 atomic% to 30 atoms. %, M concentration is set to be more than 0 atomic% and 20 atomic% or less, and the rest is Cr content.

特に、第1磁性層18および第2磁性層19の強磁性材料は以下のような組成がより好ましい。第2磁性層19のPt含有量を15原子%〜25原子%に設定し、第1磁性層18のPt含有量を第2磁性層19よりも少なく設定する。そして、第1磁性層18のCr含有量を第2磁性層19よりも多く設定する。このように設定することで、第1磁性層18および第2磁性層19は上式(1)および(2)の関係を有し、低媒体ノイズ、高再生分解能、および記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えることができる。   In particular, the ferromagnetic material of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 preferably has the following composition. The Pt content of the second magnetic layer 19 is set to 15 atomic% to 25 atomic%, and the Pt content of the first magnetic layer 18 is set to be smaller than that of the second magnetic layer 19. Then, the Cr content of the first magnetic layer 18 is set higher than that of the second magnetic layer 19. By setting in this way, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 have the relationship of the above formulas (1) and (2), and are excellent in low medium noise, high reproduction resolution, and recorded magnetization. The thermal stability can be provided.

第1磁性層18および第2磁性層19の非固溶相の非磁性材料はモル分率が4モル%〜16モル%の範囲に設定されることが好ましく、6モル%〜16モル%の範囲に設定されることがより好ましい。非磁性材料のモル分率が4モル%未満では、磁性粒子同士が結合し易くなり磁性粒子同士が充分に離隔されないので媒体ノイズが増加する。また、非磁性材料のモル分率が16モル%を超えると、単位体積当たりの飽和磁化の減少により再生出力の低下が著しくなり、さらにエピタキシャル成長を阻害するようになる。   The non-magnetic material of the non-solid solution phase of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 is preferably set to have a molar fraction in the range of 4 mol% to 16 mol%, and 6 mol% to 16 mol%. More preferably, the range is set. If the molar fraction of the nonmagnetic material is less than 4 mol%, the magnetic particles are easily bonded to each other and the magnetic particles are not sufficiently separated from each other, so that the medium noise increases. On the other hand, when the molar fraction of the nonmagnetic material exceeds 16 mol%, the reproduction output is significantly reduced due to the decrease in saturation magnetization per unit volume, and the epitaxial growth is further inhibited.

第1磁性層18および第2磁性層19の膜厚は、3nm〜20nmの範囲に設定されることが好ましく、6nm〜12nmの範囲に設定されることがより好ましい。   The film thicknesses of the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are preferably set in the range of 3 nm to 20 nm, and more preferably set in the range of 6 nm to 12 nm.

また、第2磁性層19は、第1磁性層18よりも膜厚が小さい方が好ましい。第2磁性層19は第1磁性層18よりも異方性磁場が大きいため、転移性ノイズが増加する傾向があるが、第2磁性層19の膜厚を薄くすることで、転移性ノイズを低減し媒体ノイズをさらに低減できる。   The second magnetic layer 19 is preferably smaller in thickness than the first magnetic layer 18. Since the second magnetic layer 19 has a larger anisotropic magnetic field than the first magnetic layer 18, the transition noise tends to increase. However, by reducing the thickness of the second magnetic layer 19, the transition noise is reduced. The medium noise can be further reduced.

保護膜20は、例えば膜厚が0.5nm〜15nmであり、アモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、および酸化アルミニウム等から選択される材料により構成される。なお、保護膜20はその材料に特に制限はない。   The protective film 20 has a thickness of 0.5 nm to 15 nm, for example, and is made of a material selected from amorphous carbon, hydrogenated carbon, carbon nitride, aluminum oxide, and the like. The material for the protective film 20 is not particularly limited.

潤滑層21は、例えば膜厚が0.5nm〜5nmのパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などにより構成される。潤滑剤としては、例えば、末端基が−OHやピペロニル基等からなるパーフルオロポリエーテルを用いることができる。なお、潤滑層21は、保護膜20の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。   The lubrication layer 21 is made of, for example, a main chain lubricant made of perfluoropolyether having a film thickness of 0.5 nm to 5 nm. As the lubricant, for example, perfluoropolyether whose terminal group is made of —OH, piperonyl group or the like can be used. The lubricating layer 21 may or may not be provided depending on the material of the protective film 20.

第1例の垂直磁気記録媒体は、記録層16の第1磁性層18と第2磁性層19とが、上式(1)および(2)の関係を有するので、媒体ノイズが低く、優れたS/N比を有する。また、記録層16は、高記録密度において良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備える。したがって、高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体が実現できる。   The perpendicular magnetic recording medium of the first example is excellent because the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 of the recording layer 16 have the relationship of the above formulas (1) and (2), so that the medium noise is low and excellent. It has an S / N ratio. In addition, the recording layer 16 has a good reproduction resolution at a high recording density and an excellent thermal stability of recorded magnetization. Therefore, a perpendicular magnetic recording medium capable of increasing the recording density can be realized.

次に、図1を参照しつつ、第1の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

最初に、基板11の表面を洗浄・乾燥後、基板11上に上述した軟磁性裏打ち層12を、無電解めっき法、電気めっき法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成する。具体的には、DCマグネトロン法によりArガス雰囲気中で、例えば圧力0.5Paに設定して成膜する。成膜の際、基板11の加熱は行わない方が好ましい。   First, after cleaning and drying the surface of the substrate 11, the above-described soft magnetic backing layer 12 is formed on the substrate 11 by an electroless plating method, an electroplating method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. Specifically, the film is formed by a DC magnetron method in an Ar gas atmosphere, for example, at a pressure of 0.5 Pa. It is preferable not to heat the substrate 11 during film formation.

次いで、軟磁性裏打ち層12上に、スパッタ装置を用いて、配向制御層13、下地層、中間層15を順次形成する。具体的には、DCマグネトロン法によりArガス雰囲気中で、例えば圧力0.5Paに設定して成膜する。成膜の際、基板11の加熱は行わない方が好ましい。   Next, the orientation control layer 13, the underlayer, and the intermediate layer 15 are sequentially formed on the soft magnetic backing layer 12 using a sputtering apparatus. Specifically, the film is formed by a DC magnetron method in an Ar gas atmosphere, for example, at a pressure of 0.5 Pa. It is preferable not to heat the substrate 11 during film formation.

次いで、中間層15上に、スパッタ装置を用いて、上述した強磁性材料と非磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて、第1磁性層18および第2磁性層19を形成する。具体的には、DCあるいはRFマグネトロン法により、上述した磁性材料と非磁性材料を複合化したスパッタターゲットを用い、不活性ガス雰囲気で、例えば圧力2.00Pa〜8.00Pa(好ましくは2.00Pa〜3.99Pa)に設定して第1磁性層18および第2磁性層19を順次成膜する。なお、第1磁性層18および第2磁性層19の成膜の際、非磁性材料が酸素を含む場合は不活性ガスに酸素を添加してもよく、非磁性材料が窒素を含む場合は不活性ガスに窒素を添加してもよい。   Next, the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are formed on the intermediate layer 15 using a sputtering target made of the above-described ferromagnetic material and nonmagnetic material, using a sputtering apparatus. Specifically, using a sputtering target in which the above-described magnetic material and nonmagnetic material are combined by a DC or RF magnetron method, in an inert gas atmosphere, for example, a pressure of 2.00 Pa to 8.00 Pa (preferably 2.00 Pa). To 3.99 Pa), the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are sequentially formed. When the first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 are formed, oxygen may be added to the inert gas if the nonmagnetic material contains oxygen, and not when the nonmagnetic material contains nitrogen. Nitrogen may be added to the active gas.

なお、第1磁性層18および第2磁性層19の形成は、磁性材料からなるスパッタターゲットと、非磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて、これらのスパッタターゲットを同時にスパッタして行ってもよい。   The first magnetic layer 18 and the second magnetic layer 19 may be formed by using a sputtering target made of a magnetic material and a sputtering target made of a nonmagnetic material and simultaneously sputtering these sputtering targets.

次いで、第2磁性層19上に、スパッタ法、CVD法、FCA(Filtered Cathodic Arc)法等を用いて保護膜20を形成する。なお、CVD法により保護膜を形成する場合は、材料ガスとして、メタンガスやエチレンガス等の炭化水素ガスを用いる。   Next, the protective film 20 is formed on the second magnetic layer 19 by using a sputtering method, a CVD method, an FCA (Filtered Cathodic Arc) method, or the like. In addition, when forming a protective film by CVD method, hydrocarbon gas, such as methane gas and ethylene gas, is used as material gas.

なお、上述したシード層12を形成する工程から保護膜20を形成する工程までは、工程間は真空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持することが、成膜した層の表面の清浄性を保持できる点で好ましい。   Note that, from the step of forming the seed layer 12 to the step of forming the protective film 20, the cleanliness of the surface of the formed layer can be maintained by maintaining a vacuum or an inert gas atmosphere between the steps. This is preferable.

次いで、保護膜20の表面に潤滑層21を形成する。潤滑層21は、浸漬法、スピンコート法等を用いて、潤滑剤を溶媒で希釈した希釈溶液を塗布する。以上により、第1例の垂直磁気記録媒体が形成される。   Next, the lubricating layer 21 is formed on the surface of the protective film 20. The lubricating layer 21 is applied with a diluted solution obtained by diluting a lubricant with a solvent by using a dipping method, a spin coating method, or the like. Thus, the perpendicular magnetic recording medium of the first example is formed.

次に第1の実施の形態に係る第2例の垂直磁気記録媒体について説明する。第2例の垂直磁気記録媒体は第1例の垂直磁気記録媒体の変形例である。   Next, a perpendicular magnetic recording medium of a second example according to the first embodiment will be described. The perpendicular magnetic recording medium of the second example is a modification of the perpendicular magnetic recording medium of the first example.

図2は、第1の実施の形態に係る第2例の垂直磁気記録媒体の概略断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a perpendicular magnetic recording medium of a second example according to the first embodiment. In the figure, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図2を参照するに、第2例の垂直磁気記録媒体30は、基板11と、基板11上に、軟磁性裏打ち層32、配向制御層13、下地層14、中間層15、第1磁性層18および第2磁性層19からなる記録層16、保護膜20、および潤滑層21が順に積層して構成される。垂直磁気記録媒体30は、軟磁性裏打ち層32が基板11側から第1軟磁性層33、非磁性結合層34、第2軟磁性層35が順に積層して構成される。垂直磁気記録媒体30は、軟磁性裏打ち層32が異なる以外は、第1例の垂直磁気記録媒体と同様に構成される。   Referring to FIG. 2, the perpendicular magnetic recording medium 30 of the second example includes a substrate 11, a soft magnetic backing layer 32, an orientation control layer 13, an underlayer 14, an intermediate layer 15, and a first magnetic layer on the substrate 11. The recording layer 16 composed of 18 and the second magnetic layer 19, the protective film 20, and the lubricating layer 21 are sequentially laminated. The perpendicular magnetic recording medium 30 is formed by laminating a soft magnetic backing layer 32 from the substrate 11 side in the order of a first soft magnetic layer 33, a nonmagnetic coupling layer 34, and a second soft magnetic layer 35. The perpendicular magnetic recording medium 30 is configured similarly to the perpendicular magnetic recording medium of the first example except that the soft magnetic backing layer 32 is different.

軟磁性裏打ち層32の第1軟磁性層33および第2軟磁性層35は、図1に示す軟磁性裏打ち層と同様の材料から選択されて構成される。また、非磁性結合層34は、例えばRu、Rh、Ir、Ru系合金、Rh系合金、Ir系合金等のいずれから構成される。非磁性結合層34の膜厚は、0.5nm〜1.0nmの範囲に設定される。非磁性結合層34がこの膜厚の範囲に設定されることにより、第1軟磁性層33と第2軟磁性層35とは非磁性結合層34を介して、各々の磁化が互いに反強磁性的に交換結合している。軟磁性裏打ち層32がこのようないわゆる積層フェリ構造を有するので、第1軟磁性層33および第2軟磁性層35中に磁区の形成が抑制され、磁壁移動に起因するスパイクノイズを抑制できる。なお、図示を省略するが基板と第1軟磁性層33との間にCr、Ta等の密着膜を設けてもよい。   The first soft magnetic layer 33 and the second soft magnetic layer 35 of the soft magnetic backing layer 32 are selected from the same material as that of the soft magnetic backing layer shown in FIG. The nonmagnetic coupling layer 34 is made of any of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, and the like. The film thickness of the nonmagnetic coupling layer 34 is set in the range of 0.5 nm to 1.0 nm. By setting the nonmagnetic coupling layer 34 within this thickness range, the first soft magnetic layer 33 and the second soft magnetic layer 35 are antiferromagnetic with respect to each other via the nonmagnetic coupling layer 34. Exchange-coupled. Since the soft magnetic backing layer 32 has such a so-called laminated ferrimagnetic structure, the formation of magnetic domains in the first soft magnetic layer 33 and the second soft magnetic layer 35 is suppressed, and spike noise caused by domain wall movement can be suppressed. Although not shown, an adhesion film such as Cr or Ta may be provided between the substrate and the first soft magnetic layer 33.

第2例の垂直磁気記録媒体30は、第1例の垂直磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらにスパイクノイズを低減することによりいっそう媒体ノイズが低減され、優れたS/N比を有する。   The perpendicular magnetic recording medium 30 of the second example has the same effect as that of the perpendicular magnetic recording medium of the first example. Further, the medium noise is further reduced by reducing spike noise, and the S / N ratio is excellent. .

なお、図1および図2に示す第1例および第2例の垂直磁気記録媒体10、30では、上述したように下地層14を設けた方が好ましいが、省略してもよい。次に本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の実施例について説明する。   In the first and second perpendicular magnetic recording media 10 and 30 shown in FIGS. 1 and 2, it is preferable to provide the underlayer 14 as described above, but it may be omitted. Next, examples of the perpendicular magnetic recording medium according to the present embodiment will be described.

[実施例1]
実施例1の垂直磁気記録媒体は、図2に示す第2例の垂直磁気記録媒体と略同様の構成を有する。以下に具体的な構成を基板側から順に示す。
[Example 1]
The perpendicular magnetic recording medium of Example 1 has substantially the same configuration as the perpendicular magnetic recording medium of the second example shown in FIG. Specific configurations are shown below in order from the substrate side.

基板:ガラス基板
密着膜:Cr膜(5nm)
第1軟磁性層:CoNbZr膜(30nm)
非磁性結合層:Ru膜(0.7nm)
第2軟磁性層:CoNbZr膜(30nm)
配向制御層:Ta膜(3nm)
下地層:NiFe膜(5nm)
中間層:Ru膜(15nm)
第1磁性層:(Co67Cr18Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(8nm)
第2磁性層:(Co70Cr15Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(8nm)
保護膜:アモルファスカーボン膜(4nm)
潤滑層:パーフルオロポリエーテル(1nm)
なお、括弧内の数値は膜厚を示す。また、記録層の組成は、スパッタターゲットの組成を示している。
Substrate: Glass substrate Adhesion film: Cr film (5 nm)
First soft magnetic layer: CoNbZr film (30 nm)
Nonmagnetic coupling layer: Ru film (0.7 nm)
Second soft magnetic layer: CoNbZr film (30 nm)
Orientation control layer: Ta film (3 nm)
Underlayer: NiFe film (5 nm)
Intermediate layer: Ru film (15 nm)
First magnetic layer: (Co 67 Cr 18 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (8 nm)
Second magnetic layer: (Co 70 Cr 15 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (8 nm)
Protective film: Amorphous carbon film (4 nm)
Lubricating layer: perfluoropolyether (1 nm)
In addition, the numerical value in a parenthesis shows a film thickness. Further, the composition of the recording layer indicates the composition of the sputter target.

実施例1の垂直磁気記録媒体(S/N比測定用)の作製は以下のようにして行った。DCマグネトロンスパッタ装置を用いて、洗浄したガラス基板を使用し、アルゴンガス雰囲気中で、圧力を密着膜から下地層の成膜では0.5Paに設定し、中間層、第1磁性層、および第2磁性層の成膜では4Paに設定し、成膜を行った。その際基板の加熱は行わなかった。次いで、保護膜はプラズマCVD装置によりエチレンガスとアルゴンガスを供給して形成し、潤滑層は浸漬法により形成した。   The perpendicular magnetic recording medium (for measuring S / N ratio) of Example 1 was produced as follows. Using a cleaned glass substrate using a DC magnetron sputtering apparatus, in an argon gas atmosphere, the pressure is set to 0.5 Pa in the formation of the underlayer from the adhesion film, the intermediate layer, the first magnetic layer, and the first layer In forming the two magnetic layers, the film thickness was set to 4 Pa. At that time, the substrate was not heated. Next, the protective film was formed by supplying ethylene gas and argon gas with a plasma CVD apparatus, and the lubricating layer was formed by an immersion method.

また、第1磁性層と第2磁性層の各々の磁気特性(異方性磁場、磁化曲線の傾き)を測定するため、以下の構成の垂直磁気記録媒体を作製した。上記の実施例1の垂直磁気記録媒体の構成のうち、密着膜〜第2軟磁性層を省略し、第1磁性層あるいは第2磁性層を有する構成とした。磁気特性測定用の垂直磁気記録媒体の作成条件は上記のS/N比測定用の垂直磁気記録媒体と同様である。また、次に説明する実施例2〜3、および比較例の垂直磁気記録媒体についても上記と同様の構成の磁気特性測定用の垂直磁気記録媒体を作製した。   In addition, in order to measure the magnetic characteristics (anisotropy magnetic field and inclination of the magnetization curve) of each of the first magnetic layer and the second magnetic layer, a perpendicular magnetic recording medium having the following configuration was manufactured. Of the configuration of the perpendicular magnetic recording medium of Example 1 described above, the adhesive film to the second soft magnetic layer are omitted, and the first magnetic layer or the second magnetic layer is provided. The conditions for producing a perpendicular magnetic recording medium for measuring magnetic characteristics are the same as those for the perpendicular magnetic recording medium for measuring the S / N ratio. Also, perpendicular magnetic recording media for measuring magnetic properties having the same structure as described above were prepared for the perpendicular magnetic recording media of Examples 2 to 3 and Comparative Examples described below.

[実施例2]
実施例2の垂直磁気記録媒体は、以下に示す第1磁性層および第2磁性層が異なる以外は、実施例1と同様の構成を有する。作製方法は実施例1と同様とした。
[Example 2]
The perpendicular magnetic recording medium of Example 2 has the same configuration as that of Example 1 except that the following first magnetic layer and second magnetic layer are different. The manufacturing method was the same as in Example 1.

第1磁性層:(Co67Cr18Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(11nm)
第2磁性層:(Co77Cr8Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(8nm)
[実施例3]
実施例3の垂直磁気記録媒体は、以下に示す第1磁性層および第2磁性層が異なる以外は、実施例1と同様の構成を有する。作製方法は実施例1と同様とした。
First magnetic layer: (Co 67 Cr 18 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (11 nm)
Second magnetic layer: (Co 77 Cr 8 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (8 nm)
[Example 3]
The perpendicular magnetic recording medium of Example 3 has the same configuration as that of Example 1 except that the first magnetic layer and the second magnetic layer described below are different. The manufacturing method was the same as in Example 1.

第1磁性層:(Co65Cr20Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(11nm)
第2磁性層:(Co75Cr10Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(4nm)
[比較例]
本発明によらない比較例の垂直磁気記録媒体は、第1磁性層および第2磁性層の代わりに1層の記録層とした以外は、実施例1と同様の構成を有する。作製方法は実施例1と同様とした。
First magnetic layer: (Co 65 Cr 20 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (11 nm)
Second magnetic layer: (Co 75 Cr 10 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (4 nm)
[Comparative example]
The perpendicular magnetic recording medium of the comparative example not according to the present invention has the same configuration as that of Example 1 except that one recording layer is used instead of the first magnetic layer and the second magnetic layer. The manufacturing method was the same as in Example 1.

記録層:(Co70Cr15Pt15)90モル%−(SiO2)10モル%膜(16nm)
図3は、実施例および比較例の垂直磁気記録媒体の特性図である。
Recording layer: (Co 70 Cr 15 Pt 15 ) 90 mol%-(SiO 2 ) 10 mol% film (16 nm)
FIG. 3 is a characteristic diagram of the perpendicular magnetic recording media of Examples and Comparative Examples.

図3を参照するに、実施例1〜3では、磁化曲線の傾きαは、上式(1)の関係、すなわち、第2磁性層が第1磁性層よりも大きくなっている。これは、実施例1〜3では、Cr含有量が第1磁性層の方が第2磁性層よりも多くなっているためである。   Referring to FIG. 3, in Examples 1 to 3, the inclination α of the magnetization curve is the relationship of the above formula (1), that is, the second magnetic layer is larger than the first magnetic layer. This is because in Examples 1 to 3, the Cr content is higher in the first magnetic layer than in the second magnetic layer.

また、異方性磁場は、上式(2)の関係、すなわち、第2磁性層が第1磁性層よりも大きくなっている。これは、実施例1〜3では、Pt含有量が第1磁性層と第2磁性層とで同等の場合で、Co含有量が第2磁性層の方が第1磁性層よりも多くなっているためである。   Further, the anisotropic magnetic field has the relationship of the above formula (2), that is, the second magnetic layer is larger than the first magnetic layer. In Examples 1 to 3, the Pt content is the same in the first magnetic layer and the second magnetic layer, and the Co content is higher in the second magnetic layer than in the first magnetic layer. Because it is.

S/N比については、記録層が1層からなる比較例よりも、実施例1〜実施例3の方が大きく、第1磁性層および第2磁性層が上式(1)および(2)の関係を有することで、S/N比が向上することが確認できた。   Regarding the S / N ratio, Examples 1 to 3 are larger than Comparative Examples in which the recording layer is composed of one layer, and the first magnetic layer and the second magnetic layer have the above formulas (1) and (2). It was confirmed that the S / N ratio was improved by having this relationship.

さらに、実施例1〜実施例3において、実施例2および実施例3が実施例1よりもS/N比が大きい。これは、実施例2および実施例3では、第2磁性層の膜厚が第1磁性層の膜厚よりも小さく設定されているので、媒体ノイズが低減されたためである。   Furthermore, in Examples 1 to 3, Example 2 and Example 3 have a larger S / N ratio than Example 1. This is because in Example 2 and Example 3, since the film thickness of the second magnetic layer was set smaller than the film thickness of the first magnetic layer, the medium noise was reduced.

また、実施例2と実施例3とを比較すると、実施例3の方がS/N比が大きい。これは、第1磁性層および第2磁性層のそれぞれの異方性磁場が実施例3の方が実施例2よりも低下しているためである。実施例3の異方性磁場の低下は、実施例3の第1磁性層および第2磁性層のCr含有量を増加させたことによるものである。   Moreover, when Example 2 and Example 3 are compared, Example 3 has a larger S / N ratio. This is because the anisotropic magnetic fields of the first magnetic layer and the second magnetic layer are lower in Example 3 than in Example 2. The decrease in the anisotropic magnetic field of Example 3 is due to the increase in Cr content of the first magnetic layer and the second magnetic layer of Example 3.

なお、異方性磁場の測定は、磁気特性測定用の垂直磁気記録媒体を使用して互いに直交する2軸の方向の磁化量を測定可能な振動試料型磁力計(VSM)を用いて、磁化困難軸方向の磁化曲線を測定した。得られた困難軸方向の磁化曲線の略直線状の未飽和部分を原点を通る直線に線形近似し、その直線において磁化が飽和磁化と同等となる磁界強度の絶対値をHkとした。なお、第1磁性層および第2磁性層の異方性磁場の測定は別々に行った。   The anisotropic magnetic field is measured by using a vibrating sample magnetometer (VSM) that can measure the amount of magnetization in two orthogonal directions using a perpendicular magnetic recording medium for measuring magnetic properties. The magnetization curve in the hard axis direction was measured. The substantially linear unsaturated portion of the obtained magnetization curve in the hard axis direction was linearly approximated to a straight line passing through the origin, and the absolute value of the magnetic field strength at which the magnetization is equivalent to the saturation magnetization in the straight line was defined as Hk. The anisotropic magnetic fields of the first magnetic layer and the second magnetic layer were measured separately.

また、磁化曲線の傾きの測定は、磁気特性測定用の垂直磁気記録媒体を使用して基板面に対して垂直方向に磁界を印加して、これと同じ方向の磁化量を検出して磁化曲線を得た。そして、得られた磁化曲線の磁界強度が保磁力付近の磁化曲線の傾きαを求めた。磁化曲線の傾きαは、α=4π×dM/dHと表される。αはCGS単位系で無次元量である。   The inclination of the magnetization curve is measured by applying a magnetic field in a direction perpendicular to the substrate surface using a perpendicular magnetic recording medium for measuring magnetic characteristics, and detecting the amount of magnetization in the same direction as the magnetization curve. Got. Then, the inclination α of the magnetization curve in which the magnetic field intensity of the obtained magnetization curve is near the coercive force was obtained. The inclination α of the magnetization curve is expressed as α = 4π × dM / dH. α is a dimensionless quantity in the CGS unit system.

また、S/N比の測定は、S/N比測定用の垂直磁気記録媒体を使用して、市販のスピンスタンドと単磁極型記録素子とGMR素子からなる複合ヘッドを用いて測定した。線記録密度を700kFCIに設定して平均出力V(mV)を測定し、媒体ノイズNm(mV)は、0.5MHzから記録周波数の2倍までの帯域のノイズ出力を積分し、回路ノイズ及びGMR素子起因のノイズを除いた条件で測定し、S/N比=20×log(V/Nm)とした。   The S / N ratio was measured by using a commercially available composite head composed of a spin stand, a single magnetic pole type recording element, and a GMR element, using a perpendicular magnetic recording medium for S / N ratio measurement. The average output V (mV) is measured by setting the linear recording density to 700 kFCI, and the medium noise Nm (mV) is integrated with the noise output in the band from 0.5 MHz to twice the recording frequency to obtain circuit noise and GMR. The measurement was performed under conditions excluding noise caused by the element, and the S / N ratio was 20 × log (V / Nm).

(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す平面図である。図4を参照するに、磁気記憶装置60は大略ハウジング61からなる。ハウジング61内には、スピンドル(図示されず)により駆動されるハブ62、ハブ62に固定され回転される垂直磁気記録媒体63、アクチュエータユニット64、アクチュエータユニット64に取り付けられ垂直磁気記録媒体63の半径方向に移動するアーム65およびサスペンション66、サスペンション66に支持された磁気ヘッド68が設けられている。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing the main part of the magnetic memory device according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the magnetic storage device 60 generally includes a housing 61. Within the housing 61, a hub 62 driven by a spindle (not shown), a perpendicular magnetic recording medium 63 fixed to the hub 62 and rotated, an actuator unit 64, and a radius of the perpendicular magnetic recording medium 63 attached to the actuator unit 64 An arm 65 and a suspension 66 that move in the direction, and a magnetic head 68 supported by the suspension 66 are provided.

磁気ヘッド68は、例えば、単磁極型記録ヘッドとGMR(Giant Magneto Resistive)素子を備えた再生ヘッドから構成される。   The magnetic head 68 is composed of, for example, a reproducing head including a single magnetic pole type recording head and a GMR (Giant Magneto Resistive) element.

単磁極型記録ヘッドは、垂直磁気記録媒体63に記録磁界を印加するための、軟磁性材料からなる主磁極と、主磁極に磁気的に接続されたリターンヨークと、主磁極とリターンヨークに記録磁界を誘導するための記録用コイルなどから構成されている。単磁極型記録ヘッドは、主磁極から記録磁界を垂直磁気記録媒体63に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体63の記録層に垂直方向の磁化を形成する。   The single-pole type recording head has a main magnetic pole made of a soft magnetic material for applying a recording magnetic field to the perpendicular magnetic recording medium 63, a return yoke magnetically connected to the main magnetic pole, and recording on the main magnetic pole and the return yoke. It is composed of a recording coil for inducing a magnetic field. The single-pole type recording head applies a recording magnetic field from the main magnetic pole in the perpendicular direction to the perpendicular magnetic recording medium 63 to form perpendicular magnetization in the recording layer of the perpendicular magnetic recording medium 63.

また、再生ヘッドはGMR素子を備え、GMR素子は、垂直磁気記録媒体63の磁化が漏洩する磁界の方向を抵抗変化として感知して垂直磁気記録媒体63の記録層に記録された情報を得ることができる。なお、GMR素子の替わりにTMR(Ferromagnetic Tunnel Junction Magneto Resistive)素子等を用いることができる。   The reproducing head also includes a GMR element, and the GMR element senses the direction of the magnetic field in which the magnetization of the perpendicular magnetic recording medium 63 leaks as a resistance change, and obtains information recorded on the recording layer of the perpendicular magnetic recording medium 63. Can do. Note that a TMR (Ferromagnetic Tunnel Junction Magneto Resistive) element or the like can be used instead of the GMR element.

垂直磁気記録媒体63は、第1の実施の形態に係る第1例または第2例の垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録媒体63は優れたS/N比を有し、高記録密度において良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えるので、高記録密度化が可能な磁気記憶装置60が実現する。   The perpendicular magnetic recording medium 63 is the perpendicular magnetic recording medium of the first example or the second example according to the first embodiment. The perpendicular magnetic recording medium 63 has an excellent S / N ratio and has a good reproduction resolution at a high recording density and an excellent thermal stability of recorded magnetization, so that a magnetic storage capable of increasing the recording density is possible. The device 60 is realized.

なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置60の基本構成は、図4に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド68は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。また、本発明で用いる垂直磁気記録媒体63は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。   The basic configuration of the magnetic storage device 60 according to the present embodiment is not limited to that shown in FIG. 4, and the magnetic head 68 is not limited to the configuration described above, and a known magnetic head is used. it can. Further, the perpendicular magnetic recording medium 63 used in the present invention is not limited to a magnetic disk but may be a magnetic tape.

本実施の形態によれば、磁気記憶装置60は、高記録密度において良好な再生分解能と、記録された磁化の優れた熱安定性を合わせ備えるので、高記録密度化が可能となる。   According to the present embodiment, since the magnetic storage device 60 has both a good reproduction resolution at a high recording density and an excellent thermal stability of recorded magnetization, a high recording density can be achieved.

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.

なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
(付記1)基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の基板面に対して垂直方向に沿って磁界を印加したときの磁化曲線の保磁力と同等の印加磁界強度における傾きをα1、α2とし、前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の異方性磁場をHk1、Hk2とすると、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、α1<α2、かつHk1<Hk2の関係を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(付記2)前記第1の磁性層および第2の磁性層は、前記強磁性材料が、CoCr、CoPt、CoCrTa、CoCrPt、CoCrPt−Mを含むCo系合金からなる群のうちいずれか1種の材料からなり、該Mは、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなることを特徴とする付記1記載の垂直磁気記録媒体。
(付記3)前記強磁性材料がCoCrPtまたはCoCrPt−Mからなり、該Mは、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなり、
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも、Pt含有量が多く、かつCr含有量が少ないことを特徴とする付記1記載の垂直磁気記録媒体。
(付記4)基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、
各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、
前記強磁性材料がCoCrPtまたはCoCrPt−Mからなり、該Mが、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなり、
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも、Pt含有量が多く、かつCr含有量が少ないことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(付記5)基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、
前記強磁性材料がCoCrPtまたはCoCrPt−Mからなり、該Mが、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層はPt含有量が互いに略同等であり、
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも、Co含有量が多く、かつCr含有量が少ないことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
(付記6)前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも膜厚が小さいことを特徴とする付記1〜5のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
(付記7)前記非磁性材料が、Si、Al、Ta、Zr、Y、およびMgからなる群のうちいずれか1種の元素と、O、C、およびNからなる群のうち少なくともいずれか1種の元素との化合物であることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
(付記8)前記基板と記録層との間に軟磁性裏打ち層をさらに備え、
前記軟磁性裏打ち層は、2つの軟磁性層と、該2つの軟磁性層が挟む非磁性結合層を有し、該2つの軟磁性層が反強磁性的に交換結合してなることを特徴とする付記1〜7のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
(付記9)磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
付記1〜7のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Appendix 1) A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording layer,
The recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side,
Each of the first magnetic layer and the second magnetic layer has an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and separates the magnetic particles from a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material. It consists of a non-solid solution phase made of nonmagnetic material
The inclinations of the applied magnetic field strength equivalent to the coercive force of the magnetization curve when a magnetic field is applied along the direction perpendicular to the substrate surfaces of the first magnetic layer and the second magnetic layer are α 1 and α 2. And the anisotropic magnetic fields of the first magnetic layer and the second magnetic layer are H k1 and H k2 , respectively.
The perpendicular magnetic recording medium, wherein the first magnetic layer and the second magnetic layer have a relationship of α 12 and H k1 <H k2 .
(Supplementary Note 2) The first magnetic layer and the second magnetic layer may be any one of the group consisting of a Co-based alloy in which the ferromagnetic material includes CoCr, CoPt, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M. The perpendicular magnetic recording medium according to appendix 1, wherein the perpendicular magnetic recording medium is made of a material, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and alloys thereof.
(Supplementary Note 3) The ferromagnetic material is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and alloys thereof.
The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the second magnetic layer has a higher Pt content and a lower Cr content than the first magnetic layer.
(Appendix 4) A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording layer,
The recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side,
The first magnetic layer and the second magnetic layer are:
Each having an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, comprising a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material and a non-solid solution phase made of a non-magnetic material that separates the magnetic particles from each other,
The ferromagnetic material is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof;
The perpendicular magnetic recording medium, wherein the second magnetic layer has a higher Pt content and a lower Cr content than the first magnetic layer.
(Appendix 5) A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording layer,
The recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side,
Each of the first magnetic layer and the second magnetic layer has an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and separates the magnetic particles from a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material. It consists of a non-solid solution phase made of a non-magnetic material,
The ferromagnetic material is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof;
The first magnetic layer and the second magnetic layer have substantially the same Pt content,
The perpendicular magnetic recording medium, wherein the second magnetic layer has a higher Co content and a lower Cr content than the first magnetic layer.
(Supplementary note 6) The perpendicular magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the second magnetic layer has a thickness smaller than that of the first magnetic layer.
(Supplementary note 7) The nonmagnetic material is at least any one of a group consisting of Si, Al, Ta, Zr, Y, and Mg, and a group consisting of O, C, and N The perpendicular magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 6, wherein the perpendicular magnetic recording medium is a compound with a seed element.
(Appendix 8) A soft magnetic backing layer is further provided between the substrate and the recording layer,
The soft magnetic backing layer has two soft magnetic layers and a nonmagnetic coupling layer sandwiched between the two soft magnetic layers, and the two soft magnetic layers are antiferromagnetically exchange-coupled. The perpendicular magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 7.
(Appendix 9) Recording / reproducing means having a magnetic head;
A magnetic storage device comprising: the perpendicular magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 7.

本発明の第1の実施の形態に係る第1例の垂直磁気記録媒体の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a first example perpendicular magnetic recording medium according to a first embodiment of the invention. 第1の実施の形態に係る第2例の垂直磁気記録媒体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the perpendicular magnetic recording medium of the 2nd example which concerns on 1st Embodiment. 実施例および比較例の垂直磁気記録媒体の特性図である。It is a characteristic view of the perpendicular magnetic recording medium of an Example and a comparative example. 本発明の第2の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the magnetic memory device based on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、63 垂直磁気記録媒体
11 基板
12、32 軟磁性裏打ち層
13 配向制御層
14 下地層
15 中間層
16 記録層
18 第1磁性層
19 第2磁性層
20 保護膜
21 潤滑層
33 第1軟磁性層
34 非磁性結合層
35 第2軟磁性層
60 磁気記憶装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 63 Perpendicular magnetic recording medium 11 Substrate 12, 32 Soft magnetic backing layer 13 Orientation control layer 14 Underlayer 15 Intermediate layer 16 Recording layer 18 First magnetic layer 19 Second magnetic layer 20 Protective film 21 Lubricating layer 33 First soft magnetic Layer 34 Nonmagnetic coupling layer 35 Second soft magnetic layer 60 Magnetic storage device

Claims (5)

基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の基板面に対して垂直方向に沿って磁界を印加したときの磁化曲線の保磁力と同等の印加磁界強度における傾きをα1、α2とし、前記第1の磁性層および第2の磁性層の各々の異方性磁場をHk1、Hk2とすると、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、α1<α2、かつHk1<Hk2の関係を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording layer,
The recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side,
Each of the first magnetic layer and the second magnetic layer has an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and separates the magnetic particles from a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material. It consists of a non-solid solution phase made of a non-magnetic material,
The inclinations of the applied magnetic field strength equivalent to the coercive force of the magnetization curve when a magnetic field is applied along the direction perpendicular to the substrate surfaces of the first magnetic layer and the second magnetic layer are α 1 and α 2. And the anisotropic magnetic fields of the first magnetic layer and the second magnetic layer are H k1 and H k2 , respectively.
The perpendicular magnetic recording medium, wherein the first magnetic layer and the second magnetic layer have a relationship of α 12 and H k1 <H k2 .
前記強磁性材料がCoCrPtまたはCoCrPt−Mからなり、該Mは、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなり、
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも、Pt含有量が多く、かつCr含有量が少ないことを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。
The ferromagnetic material is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof.
2. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the second magnetic layer has a higher Pt content and a lower Cr content than the first magnetic layer.
基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記記録層は、前記基板側から第1の磁性層および第2の磁性層が順次積層されてなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層は、各々、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有し、強磁性材料からなる複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性材料からなる非固溶相からなり、
前記強磁性材料がCoCrPtまたはCoCrPt−Mからなり、該Mが、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも1種の材料からなり、
前記第1の磁性層および第2の磁性層はPt含有量が互いに略同等であり、
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも、Co含有量が多く、かつCr含有量が少ないことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
A perpendicular magnetic recording medium comprising a substrate and a recording layer,
The recording layer is formed by sequentially laminating a first magnetic layer and a second magnetic layer from the substrate side,
Each of the first magnetic layer and the second magnetic layer has an easy magnetization axis in a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and separates the magnetic particles from a plurality of magnetic particles made of a ferromagnetic material. It consists of a non-solid solution phase made of a non-magnetic material,
The ferromagnetic material is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and the M is made of at least one material selected from the group consisting of B, Mo, Nb, Ta, W, Cu and alloys thereof;
The first magnetic layer and the second magnetic layer have substantially the same Pt content,
The perpendicular magnetic recording medium, wherein the second magnetic layer has a higher Co content and a lower Cr content than the first magnetic layer.
前記第2の磁性層は、第1の磁性層よりも膜厚が小さいことを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the second magnetic layer has a smaller film thickness than the first magnetic layer. 磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
Recording / reproducing means having a magnetic head;
A magnetic storage device comprising: the perpendicular magnetic recording medium according to claim 1.
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