磁记录介质的制作方法

磁记录介质的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于，提供具有更优异的磁特性的磁记录介质，其具有含有L10系有序合金的磁记录层。就磁记录介质的一个构成而言，按顺序包含：基板、含有ZnO的第1籽晶层、含有MgO的第2籽晶层、以及含有有序合金的磁记录层。
【专利说明】
磁记录介质
技术领域 本发明涉及磁记录介质。具体而言，涉及用于硬盘磁记录装置(HDD)的磁记录介质。
【背景技术】 作为实现磁记录的高密度化的技术，采用垂直磁记录方式。垂直磁记录介质至少包含 非磁性基板和由硬质磁性材料形成的磁记录层。垂直磁记录介质还可以任意选择性地包括 由软磁性材料形成并发挥使磁头所产生的磁通集中到磁记录层的作用的软磁衬里层、用于 使磁记录层的硬质磁性材料取向目的方向的基底层、保护磁记录层的表面的保护膜等。 以得到良好的磁特性为目的，提出了使用粒状磁性材料形成垂直磁记录介质的磁记录 层。粒状磁性材料包含磁性晶粒和以包围磁性晶粒周围的方式偏析的非磁性体。粒状磁性 材料中的各个磁性晶粒通过非磁性体进行磁分离。 近年来，进一步提高垂直磁记录介质的记录密度作为目的，迫切需要缩小粒状磁性材 料中的磁性晶粒的粒径。另一方面，磁性晶粒的粒径的缩小使记录的磁化(信号）的热稳定 性下降。因此，为了补偿磁性晶粒的粒径的缩小引起的热稳定性的下降，要求使用具有更高 的结晶磁各向异性的材料而形成粒状磁性材料中的磁性晶粒。作为要求的具有高的结晶磁 各向异性的材料，提出了 Ll〇系有序合金。代表性的Ll〇系有序合金包含FePt、C〇Pt、FePd、 CoPd 等。 特开2005-285207号公报中提出了磁记录介质的制造方法，所述磁记录介质具有FePr 磁性薄膜，通过在650 °C~850 °C的基板温度的溅射法沉积FePt，接着，施加4k0e~10k0e的 磁场，由此，使FePr磁性薄膜具有大的矫顽力（参照专利文献1)。在此，作为用于沉积FePt的 基底层，还提出了使用选自由1 80、211〇、(>、及?4勾成的组的材料的薄膜。但是，虽然研究使 用了（001)Mg0单晶基板时的作用效果，但未证实由上述材料构成的基底层的效果。另外，特 开2005-285207号公报中未公开也未暗不任何将由不同种类的材料构成的层叠结构用作基 底层。 另外，尝试着利用形成于磁记录层下的层提高包含Ll〇系有序合金的磁记录层的磁特 性。例如，特开2011-165232号公报中提案了磁记录介质，在含有作为主成分的MgO及1种或 多种追加的氧化物的基底层上形成有磁记录层(参照专利文献2)。这个提案中，通过追加的 氧化物的添加，缩小基底层的结晶粒径，且在基底层的1个晶粒上形成磁记录层的1个磁性 晶粒（以下，称为"1对1形成"），由此，可以进行磁性晶粒间的分离的促进、交换结合的降低、 及矫顽力分散的降低。另外，特开2011-165232号公报中未公开也未暗示任何将由不同种类 的材料构成的层叠结构用作基底层。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:特开2005-285207号公报 专利文献2:特开2011-165232号公报 非专利文献 非专利文南犬1 :R.F.Penoyer，"Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements"，The Review of Scientific Instruments，1959年8月，第30卷第8号，711-714 非专利文献2:近角聪信，强磁性体的物理(下)裳华房，10-21

【发明内容】
发明所要解决的课题 本发明的目的在于，提供具有更优异的磁特性的磁记录介质，其具有含有Llo系有序合 金的磁记录层。 用于解决课题的手段 本发明提供磁记录介质，其特征在于，按顺序包含:基板、含有ZnO的第1籽晶层、含有 MgO的第2籽晶层、以及含有有序合金的磁记录层。在此，也可以在基板和第1籽晶层之间还 包含面心立方晶格结构或六方密排结构的基底层。另外，有序合金也可以为含有选自Fe及 Co中的至少一种元素、和选自由Pt、Pd、Au及Ir构成的组中的至少一种元素的Llo型有序合 金。在此，有序合金也可以还含有选自由附、]\1]1、(]11、1?11、48、411、及0构成的组中的至少一种 元素。有序合金优选为选自由？6?1(：0?1?6?(1、及(：0?(1构成的组中的1^1()型有序合金。另外， 磁记录层也可以具有包含磁性晶粒和包围磁性晶粒的非磁性晶界的粒状结构，所述磁性晶 粒含有有序合金。在此，非磁性晶界也可以含有选自由碳、氧化物、及氮化物构成的组中的 非磁性材料。 发明效果 通过采用上述构成，减少在其之上形成磁记录层的第1及第2籽晶层的结晶取向分散、 算术平均粗糙度Ra、及最大高度Rz，由此，使减少磁记录层材料的结晶取向分散△ θ5〇，并改 善M-Η磁滞回线的α值成为可能。另外，减少按照面内方向有序化的成分，并使降低面内方向 的矫顽力Hc_in成为可能。本发明的磁记录介质适于能量辅助记录方式中的使用。
【附图说明】 图1是表示本发明的磁记录介质的一个结构例的剖视图； 图2是表不实验例A、实验例B及实验例C的磁记录介质表面的AFM图像的图，（a)~(g)是 表不各样品的AFM图像的图； 图3A是表示实施例4及5以及比较例4及5的磁记录介质的MgO第2籽晶层的膜厚和磁记 录层的FePt (001)的峰的面积强度的关系的图； 图3B是表示实施例4及5以及比较例4及5的磁记录介质的MgO第2籽晶层的膜厚和磁记 录层的结晶取向分散△ θ5〇的关系的图； 图3C是表示实施例4及5以及比较例4及5的磁记录介质的MgO第2籽晶层的膜厚和磁记 录介质表面的算术平均粗糙度Ra的关系的图，是表示本发明的磁记录介质的一个结构例的 剖视图； 图4A是表示实施例6及比较例1的磁记录介质的ZnO第1籽晶层的膜厚和磁记录层的 FePt(OOl)的峰的面积强度的关系的图； 图4B是表示实施例6及比较例1的磁记录介质的ZnO第1籽晶层的膜厚和磁记录层的结 晶取向分散△ Θ50的关系的图； 图4C是表示实施例6及比较例1的磁记录介质的ΖηΟ第1籽晶层的膜厚和磁记录介质表 面的算术平均粗糙度Ra的关系的图； 图5A是表示实施例7及比较例1的磁记录介质的ΖηΟ第1籽晶层的膜厚和磁记录层的 FePt(OOl)的峰的面积强度的关系的图； 图5B是表示实施例7及比较例1的磁记录介质的ΖηΟ第1籽晶层的膜厚和磁记录层的结 晶取向分散△ Θ50的关系的图； 图5C是表示实施例7及比较例1的磁记录介质的ΖηΟ第1籽晶层的膜厚和磁记录介质表 面的算术平均粗糙度Ra的关系的图； 图6A是说明实施例8的磁记录介质的构造解析的图，（a)表示XRD光谱的一部分，（b)是 表示进行了峰分离的结果的图； 图6B是说明比较例6的磁记录介质的构造解析的图，（a)表示XRD光谱的一部分，（b)是 表示进行了峰分离的结果的图； 图7A是说明实施例9的磁记录介质的构造解析的图，（a)表示XRD光谱的一部分，（b)是 表示进行了峰分离的结果的图； 图7B是说明比较例7的磁记录介质的构造解析的图，（a)表示XRD光谱的一部分，（b)是 表示进行了峰分离的结果的图。
【具体实施方式】 本发明的磁记录介质的特征在于，按顺序包含:基板、含有ΖηΟ的第1籽晶层、含有MgO的 第2籽晶层、以及含有有序合金的磁记录层。本发明的磁记录介质也可以在基板和第1籽晶 层之间还包含含有Pt的基底层。另外，本发明的磁记录介质也可以在基板和第1籽晶层之 间，或在基板和基底层之间还包含:粘接层、软磁衬里层、及/或散热层那样的该技术中已知 的层。此外，本发明的磁记录介质也可以在磁记录层上还包含保护层及/或液体润滑剂层那 样的该技术中已知的层。图1中表示包含基板10、基底层20、第1籽晶层31、第2籽晶层32、及 磁记录层40的磁记录介质的1个结构例。 基板10也可以是表面平滑的各种基板。例如可以使用通常用于磁记录介质的材料形成 基板10。可以使用的材料包含:实施了镀覆NiP的A1合金、MgO单晶、MgAl2〇4、SrTi03、强化玻 璃、结晶化玻璃等。 也可以任意选择性地设置的粘接层(未图示）用于提高形成于粘接层之上的层与形成 于粘接层之下的层的粘接性。作为形成于粘接层之下的层，包含基板10。用于形成粘接层的 材料包含:附、1、1&、0、1?11等金属 ;含有上述金属的合金。粘接层也可以是单一层，也可以是 具有多个层的层叠结构。 也可以任意选择性地设置的软磁衬里层(未图示)控制来自磁头的磁通，提高磁记录介 质的记录-再生特性。用于形成软磁衬里层的材料包含:NiFe合金、铁硅铝(FeSiAl)合金、 CoFe合金等的结晶材料;FeTaC、CoFeNi、CoNiP等的微晶材料;CoZrNb、CoTaZr等的含有Co合 金的非晶材料。软磁衬里层的膜厚的最佳值依赖于用于磁记录的磁头的构造及特性。在通 过与其它层连续成膜而形成软磁衬里层的情况下，从与生产性的平衡来看，优选软磁衬里 层具有l〇 nm~5〇〇nm的范围内（包含两端）的膜厚。 在热辅助磁记录方式中使用本发明的磁记录介质的情况下，也可以设置散热层。散热 层是用于有效地吸收在热辅助磁记录时产生的磁记录层40的多余的热的层。散热层可以使 用导热率及比热容量高的材料形成。那样的材料包含:Cu单体、Ag单体、Au单体、或以它们为 主体的合金材料。在此，"作为主体"表示该材料的含量为50wt%以上。另外，从强度等观点 来看，可以使用Al-Si合金、Cu-B合金等形成散热层。另外，可以使用铁硅铝(FeSiAl)合金、 软磁性的CoFe合金等形成散热层。通过使用软磁性材料，也可以对散热层赋予使头产生的 垂直方向磁界集中于磁记录层40的功能，并补全软磁衬里层的功能。散热层的膜厚的最佳 值根据热辅助磁记录时的热量及热分布、以及磁记录介质的层结构及各结构层的厚度不同 而变化。在通过与其它构成层的连续成膜形成的情况下等，从与生产性的平衡来看，优选散 热层的膜厚为lOnm以上100nm以下。散热层可以使用溅射法、真空蒸镀法等该技术中已知的 任意的方法形成。通常情况下，散热层通过溅射法形成。散热层可以考虑磁记录介质要求的 特性，设于基板10和粘接层之间、粘接层和基底层20之间等。 基底层20是用于控制形成于上方的第1籽晶层31及第2籽晶层32的结晶性及/或结晶取 向的层。基底层20也可以为单层，也可以为多层。基底层20优选为非磁性。从提高第1籽晶层 31的结晶性的观点来看，基底层20优选是具有面心立方晶格结构或六方密排结构的结晶构 造的层。此时，优选面心立方晶格结构的原子最密面或六方密排结构的原子最密面与基板 面平行地取向。基底层20的形成中使用的非磁性材料包含:Pt金属;Cr金属;或向作为主成 分的Cr中添加选自由此、1、11、￥、111、了 &及24勾成的组的至少1种金属的合金。基底层20可以 使用溅射法等该技术中已知的任意方法形成。 第1籽晶层31含有ZnOJnO也可以是化学量论组成，也可以是非化学量论组成。本发明 中的ZnO含有使用了 X射线衍射(XRD)的在面垂直方向的Θ-2Θ测定中得到的XRD图谱在ZnO结 晶的代表性的峰即20 = 33.4°~35.4°的范围内具有峰的化合物组。第1籽晶层31降低含有 MgO的第2籽晶层32的结晶取向分散，作为其结果，认为具有降低磁记录层40的结晶取向分 散的效果。具体而言，认为含有ZnO的第1籽晶层31具有小的表面粗糙度，由此，降低第2籽晶 层32的结晶取向分散。为了达成上述效果，优选第1籽晶层31具有lnm~20nm的范围内的膜 厚。 第2籽晶层32含有MgO JgO也可以为化学量论组成，也可以为非化学量论组成。本发明 中的MgO包含使用了 X射线衍射的在面垂直方向的θ-2 Θ测定中得到的XRD图谱在MgO结晶的 代表性的峰即2Θ = 42.0°~44.0°的范围内具有峰的化合物组。第2籽晶层32提高在其上方 形成的磁记录层40的结晶取向性，作为其结果，降低磁记录层40的结晶取向分散。另外，认 为第2籽晶层32促进磁记录层40中的磁性晶粒的分离。为了达成上述的效果，优选第2籽晶 层32具有lnm~20nm的范围内的膜厚。 第1籽晶层31及第2籽晶层32可以使用溅射法等该技术中已知的任意方法形成。在此， 通过基板的加热，可以降低含有MgO的第2籽晶层32的表面粗糙度。在形成第2籽晶层32时， 优选将基板温度设定在300°C~500°C的范围内。另一方面，就含有ZnO的第1籽晶层31而言， 不必要在形成时加热基板。不伴随基板加热而形成的第1籽晶层31可以实现与伴随基板加 热而形成的第2籽晶层32同等或比第2籽晶层32更低的表面粗糙度。 磁记录层40含有有序合金。上述有序合金含有:选自由Fe及Co构成的组的至少一种的 第1元素；和选自由Pt、Pd、Au及Ir构成的组的至少一种的第2元素。优选的有序合金是选自 由？6?1(：0?1?6?(1、及(：0?(1构成的组的1^1()型有序合金。为了调整特性，有序合金也可以还 含有选自由附111、(：11、1?11^8^11、及(>构成的组的至少一种元素。优选的特性调整包含有序 合金的有序化而需要的温度的下降。 本发明使用的有序合金中，就第1元素相对于第2元素的比而言，以原子数为基准，设为 0.7~1.3的范围内，优选设为0.8~1.1的范围内。通过使用该范围内的组成比，可以得到具 有大的磁各向异性常数Ku的L1 〇型有序结构。 或磁记录层40还可以具有由磁性晶粒和包围磁性晶粒的非磁性晶界构成的粒状结构。 磁性晶粒也可以含有上述的有序合金。非磁性晶界也可以含有：Si02、Ti02、Zn0等氧化物； SiN、TiN等氮化物;碳(C)、硼(B)等材料。 另外，磁记录层40也可以包含多个磁性层。多个磁性层也可以分别为非粒状结构，也可 以分别具有粒状结构。另外，也可以具有利用磁性层夹着Ru等结合层而层叠的ECC (Exchange-coupled Composite)结构。另外，作为不含有粒状结构的连续层(CAP层），第2磁 性层也可以设于具有粒状结构的磁性层的上部。 磁记录层40可以通过溅射法使规定的材料沉积来形成。在形成含有有序合金的磁记录 层40的情况下，可以使用含有形成有序合金的材料的靶。更详细而言，可以使用以规定的比 率含有构成上述有序合金的元素的靶。或还可以使用含有单一元素的多个靶，通过调整对 各个靶施加的功率而控制元素的比率，来形成磁记录层40。在形成具有粒状结构的磁记录 层40的情况下，可以使用以规定的比率含有形成磁性晶粒的材料和形成非磁性晶界的材料 的靶。或还可以使用含有形成磁性晶粒的材料的靶和含有形成非磁性晶界的材料的靶，通 过调整对各个靶施加的功率，控制磁性晶粒及非磁性晶界的构成比率，来形成磁记录层40。 在此，在以有序合金形成磁性晶粒的情况下，也可以使用分别地含有构成有序合金的元素 的多个靶。 在磁记录层40含有有序合金的情况下，在形成磁记录层40时，伴随基板的加热。此时的 基板温度为300°C~450°C的范围内。通过采用该范围内的基板温度，可以提高磁记录层40 中的有序合金的有序度。 也可以任意选择性地设置的保护层(未图示)可以使用在磁记录介质的领域中惯用的 材料形成。具体而言，可以使用Pt等非磁性金属、类金刚石碳等碳系材料;或氮化硅等硅系 材料形成保护层。另外，保护层也可以为单层，也可以具有层叠结构。层叠结构的保护层也 可以为例如特性不同的两种碳系材料的层叠结构、金属和碳系材料的层叠结构、或金属氧 化物膜和碳系材料的层叠结构。保护层可以使用溅射法、CVD法、真空蒸镀法等该技术中已 知的任意方法形成。 也可以任意选择性地设置的液体润滑剂层(未图示）可以使用在磁记录介质的领域中 惯用的材料形成。例如，可以使用全氟聚醚系的润滑剂等。液体润滑剂层可以使用例如浸涂 法、旋涂法等涂布法形成。 实施例 (实验例A) 清洗具有平滑的表面的化学强化玻璃基板(H0YA社制N-10玻璃基板），准备基板10。将 清洗后的基板10导入内联（inline)式的溅射装置内。在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了纯 Ta靶的DC磁控溅射法，形成膜厚5nm的Ta粘接层。Ta粘接层形成时的基板温度为室温（25 °C) Ja粘接层形成时的溅射电力为200W。 接着，在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了 MgO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚lnm的MgO膜。 MgO膜形成时的基板温度为室温（25°C )。MgO膜形成时的溅射电力为200W。接着，在压力 0.3Pa的Ar气中通过使用了纯Cr靶的DC磁控溅射法，形成膜厚20nm的Cr膜，得到包含MgO膜 及Cr膜的基底层20。Cr膜形成时的基板温度为室温(25°C)。Cr膜形成时的溅射电力为200W。 接着，在压力0. 〇2Pa的Ar气中通过使用了 MgO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的MgO 第2籽晶层32。将MgO第2籽晶层32形成时的基板温度设定成室温（25 °C )、300 °C、及400 °C。 MgO第2籽晶层32形成时的溅射电力为200W。 通过原子力显微镜(AFM)测定作为得到的层叠体的最上层的MgO第2籽晶层32的算术平 均粗糙度Ra及最大高度Rz。图2 (a)中表示在室温形成MgO第2籽晶层32的样品的AFM的图像， 图2 (b)中表示在300 °C形成MgO第2籽晶层32的样品的AFM的图像，图2 (c)中表示以400 °C形 成MgO第2籽晶层32的样品的AFM的图像。将测定时的测定区域设为ΙμπιΧΙμπι。另外，在各样 品中，实施两个部位的测定，将测定值的平均值设为各样品的算术平均粗糙度Ra及最大高 度Rz。并将测定结果在第1表中表示。 (实验例B) 按照与实验例A同样的顺序，形成Ta粘接层。
[0035]接着，在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了ZnO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的 ZnO第1籽晶层3UZn0第1籽晶层31形成时的基板温度为室温(25°〇。211〇第1籽晶层31形成 时的溅射电力为200W。 按照与实验例A同样的顺序，测定ZnO第1籽晶层31的算术平均粗糙度Ra及最大高度Rz。 图2(d)中表示AFM的图像。将测定结果在第1表中表示。 (实验例C) 按照与实验例A同样的顺序，形成Ta粘接层。 接着，通过在压力〇.3Pa的Ar气中的磁控溅射法，形成膜厚10nm的基底层20。在此，使用 了纯Cr靶、纯Ag靶、及纯Pt靶。基底层20形成时的基板温度为室温(25°C)。基底层20形成时 的溅射电力为200W。 接着，在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了 ZnO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的ZnO第 1籽晶层31。211〇第1籽晶层31形成时的基板温度为室温(25°〇。211〇第1籽晶层31形成时的溅 射电力为200W。 按照与实验例A同样的顺序，测定ZnO第1籽晶层31的算术平均粗糙度Ra及最大高度Rz。 图2(e)中表;具有Cr基底层20的样品的AFM的图像，图2(f)中表;具有Ag基底层20的样品 的AFM的图像，图2(g)中表示具有Pt基底层20的样品的AFM的图像。将测定结果在第1表中表 7Jn 〇
根据实验例A的结果可知，在室温形成的MgO第2籽晶层32具有非常大的算术表面粗糙 度Ra，以及伴随着形成时的基板温度的上升，算术平均粗糙度Ra减少。此外，在400°C左右的 基板温度下，成为算术平均粗糙度Ra的减少效果的顶点。即使考虑对基板10、粘接层及基底 层20等的影响，使用400°C以上的基板温度也不实用。 另一方面，根据实验例B的结果可知，在室温形成的ZnO第1籽晶层31具有比在400°C形 成的MgO第2籽晶层32更小的算术平均粗糙度Ra及最大高度Rz。另外，根据实验例B及C的结 果可知，ZnO第1籽晶层31的表面粗糙度受到处于其之下的层的材料的影响。具体而言，在Pt 基底层20之上以室温形成ZnO第1籽晶层31的情况下，得到最小的算术平均粗糙度Ra及最大 尚度Rz。 (比较例1) 本比较例涉及不具有ZnO第1籽晶层31的磁记录介质。 除了将MgO第2籽晶层32形成时的基板温度设为300°C且将MgO第2籽晶层32的膜厚设为 5nm以外，按照与实验例A同样的顺序，在基板10之上形成Ta粘接层、包含MgO膜和Cr膜的基 底层20、及MgO第2籽晶层32。将基底层及籽晶层的结构以及籽晶层形成时的基板温度在第2 表中表不。 接着，在压力1. 〇Pa的Ar气中通过使用了 FePt靶的RF溅射法，在MgO第2籽晶层32之上形 成膜厚l〇nm的FePt磁记录层40。将FePt磁记录层40形成时的基板温度设定成400°C jePt磁 记录层40形成时的溅射电力为200W。 最后，在压力0.5Pa的Ar气中通过使用了 Pt祀及Ta祀的RF派射法，形成膜厚5nm的Pt膜 及膜厚5nm的Ta膜的层叠体的保护层，得到磁记录介质。保护层形成时的基板温度为室温 (25°〇<^丨膜及Ta膜的形成时的溅射电力为200W。 将得到的磁记录介质通过X射线衍射法(XRD)进行分析，测定FePt磁记录层40引起的 (001) FePt峰、及(002 )FePt峰的积分强度。接着，通过摇摆曲线法对(002) FePt峰进行分析， 求得FePt磁记录层40的结晶取向分散△ θ5〇。另外，将(〇〇2)FePt峰积分强度相对于测定的 (OOl)FePt峰积分强度的比的值除以完全有序化时理论上算出的（002)FePt峰积分强度相 对于(〇〇 1)FePt峰积分强度的比，由此，求得有序度。将测定结果在第3表中表示。 利用PPMS装置（Quatum Design社制；Physical Property Measurement System)测定 得到的磁记录介质的M-H磁滞回线。根据得到的M-H磁滞回线，决定残留磁化Ms及M-H磁滞回 线的α值。α值是指矫顽力附近(H=Hc)的磁化曲线的倾斜度，并通过 a = 43iX(dM/dH)的式求 得。a值的决定中，使用"emu/cm3"作为Μ的单位，并使用"Oe"作为Η的单位。在磁记录层40中 的磁性晶粒未磁良好地分离的情况下，a值增大。另一方面，例如在存在二次生长所致的晶 粒的情况那样的、磁性晶粒的磁特性的偏差大的情况下，a值减少。a值优选为0.75以上且低 于3.0，更优选为0.9以上且低于2.0。另外，使用PPMS装置评价自发磁化的磁场施加角度依 赖性，并决定磁各向异性常数Ku。在磁各向异性常数Ku的决定中，使用了R. F. Penoyer， "Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements"，The Review of Scientif ic Instruments，1959年8月，第30卷第8号，711-714，以及近角聪信，强磁性体的 物理(下)裳华房，10-21记载的方法(参照非专利文献1及2)。将测定结果在第3表中表示。 (比较例2) 本比较例涉及不具有MgO第2籽晶层32的磁记录介质。 除了使用Pt形成基底层20以外，按照与实验例C同样的顺序，在基板10之上形成Ta粘接 层、及Pt基底层20。 接着，在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了 ZnO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚lOnm的ZnO第 1籽晶层3UZnO第1籽晶层31形成时的基板温度为400°(：。211〇第1籽晶层31形成时的溅射电 力为200W。将基底层及籽晶层的构成、以及籽晶层形成时的基板温度在第2表中表示。 接着，使用与比较例1同样的顺序，在ZnO第1籽晶层31之上形成磁记录层40、以及包含 Pt膜和Ta膜的保护层，得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的磁特性的测定结果在第3表 中表示。 (比较例3) 本比较例涉及不具有MgO第2籽晶层32的磁记录介质。 除了将形成ZnO第1籽晶层31时的基板温度变更成室温(25°C)以外，重复比较例2的顺 序，得到磁记录介质。将基底层及籽晶层的构成、以及籽晶层形成时的基板温度在第2表中 表示。将得到的磁记录介质的磁特性的测定结果在第3表中表示。 (实施例1) 本比较例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在300°C的基板温度形成ZnO第1籽晶层31。 除了使用Pt形成基底层20以外，按照与实验例C相同的顺序，在基板10之上形成Ta粘接 层、及Pt基底层20。 接着，在压力0.3Pa的Ar气中通过使用了 ZnO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的ZnO第 1籽晶层31。211〇第1籽晶层31形成时的基板温度为300°(：。211〇第1籽晶层31形成时的溅射电 力为2〇OW。 接着，在压力0. 〇2Pa的Ar气中通过使用了 MgO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚5nm的MgO第 2籽晶层32。将MgO第2籽晶层32形成时的基板温度设定成300°(：。1^0第2籽晶层32形成时的 溅射电力为200W。将基底层及籽晶层的构成、以及籽晶层形成时的基板温度在第2表中表 不。 接着，使用与比较例1同样的顺序，在MgO第2籽晶层32之上形成磁记录层40、以及包含 Pt膜和Ta膜的保护层，得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的磁特性的测定结果在第3表 中表示。 (实施例2) 本比较例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25 °C)形成ZnO第1籽晶层31。 除了将ZnO第1籽晶层31形成时的基板温度变更成室温(25°C)以外，重复实施例1的顺 序，得到磁记录介质。将基底层及籽晶层的构成、以及籽晶层形成时的基板温度在第2表中 表示。将得到的磁记录介质的磁特性的测定结果在第3表中表示。 (实施例3) 本比较例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25°C)形成ZnO第1籽晶层31，将MgO第2籽晶层32的膜厚变更成2nm。 除了将MgO第2籽晶层32的膜厚变更成2nm以外，重复实施例2的顺序，得到磁记录介质。 将基底层及籽晶层的构成、以及籽晶层形成时的基板温度在第2表中表示。将得到的磁记录 介质的磁特性的测定结果在第3表中表示。

在ZnO第1籽晶层31之上形成了磁记录层40的比较例2及3的磁记录介质中，FePt (001) 峰及FePt(002)峰的面积强度显著变小。这是由于，磁记录层40中的FePt合金进行了（111) 取向。换而言之，磁化容易轴相对于磁记录介质主面不成为垂直。因此，在比较例2及3中不 评价其它磁特性。 在不具有ZnO第1籽晶层31，且在MgO第2籽晶层32之上形成了磁记录层40的比较例1的 磁记录介质中，根据XRD进行的FePt(OOl)峰及FePt(002)峰的面积强度，磁记录层40中的 FePt合金进行(001)取向，磁化容易轴相对于磁记录介质主面垂直。但是，比较例1的磁记录 介质具有较大的结晶取向分散Α θ5()的值。认为这是由于，MgO第2籽晶层32的表面粗糙度大。 另外，比较例1的磁记录介质的M-Η磁滞回线的α值较大。这是指，磁记录层40中的磁性晶粒 的磁分离的程度稍微低。 与之相对，按此顺序形成了ZnO第1籽晶层31、MgO第2籽晶层32及磁记录层40的实施例1 ~3的磁记录介质具有比比较例1的磁记录介质更大的FePt( 001)峰及FePt (002)峰的面积 强度。另外，与比较例1的磁记录介质相比，实施例1~3的磁记录介质呈现更小的结晶取向 分散Α θ5()的值。根据这些可知，通过层叠 Zn〇第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32,磁记录层中的 FePt合金的结晶取向性提高。 另外，实施例1~3的磁记录介质具有与比较例1的磁记录介质同等的饱和磁化Ms及磁 各向异性常数Ku。实施例1~3的磁记录介质中，确认了磁记录层40中的FePt有序合金的有 序度稍微降低。但是，有序度的降低量在也可以用作磁记录介质没有问题的范围内。 还有，实施例1~3的磁记录介质呈现比比较例1的磁记录介质更小的α值。据此可知，在 实施例1~3的磁记录介质的磁记录层中，可良好地实现磁性晶粒的磁分离。 根据以上的结果可知，具有含有ZnO的第1籽晶层和含有MgO的第2籽晶层的本发明的磁 记录介质不会对其它磁特性造成差影响，可实现较小的结晶取向分散Α θ5〇，及呈现磁性晶 粒良好的磁分离的优异的α值。 (实施例4) 本实施例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25 °C)形成ZnO第1籽晶层31，在400 °C形成MgO第2籽晶层32。 除了将MgO第2籽晶层32形成时的基板温度变更成400°C，且将形成的MgO第2籽晶层32 的膜厚在1~1 〇nm的范围内改变以外，重复实施例2的顺序，得到磁记录介质。将得到的磁记 录介质的构成及特性的测定结果在第4表中表示。 (实施例5) 本实施例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25 °C)形成ZnO第1籽晶层31，在300 °C形成MgO第2籽晶层32。 除了使形成的MgO第2籽晶层32的膜厚在1~10nm的范围内改变以外，重复实施例2的顺 序，得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的构成及特性的测定结果在第4表中表示。此外， 本实施例中，MgO第2籽晶层32的膜厚为10nm的样品与上述的实施例2相同，MgO第2籽晶层32 的膜厚为2nm的样品与上述的实施例3相同。 (比较例4) 本比较例涉及不具有ZnO第1籽晶层31的磁记录介质。本实施例中，在400°C形成MgO第2 好晶层32。 除了将MgO第2籽晶层32形成时的基板温度变更成400°C且将形成的MgO第2籽晶层32的 膜厚在1~l〇nm的范围内改变以外，重复比较例1的顺序，得到磁记录介质。将得到的磁记录 介质的构成及特性的测定结果在第4表中表示。 (比较例5) 本比较例涉及不具有ZnO第1籽晶层31的磁记录介质。本实施例中，在300°C形成MgO第2 好晶层32。 除了使形成的MgO第2籽晶层32的膜厚在1~10nm的范围内改变以外，重复比较例1的顺 序，得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的构成及特性的测定结果在第4表中表示。此外， 本比较例中，MgO第2籽晶层32的膜厚为5nm的样品与上述的比较例1相同。
[表4] 第4表:实施例4、实施例5、比较例4及比较例5的磁记录介质的构成及特性
根据MgO第2籽晶层32的形成温度相同的实施例4和比较例4的比较，以及实施例5和比 较例5的比较可知以下事项。 (a)图3A中表示MgO第2籽晶层32的膜厚和磁记录层40的FePt(OOl)的峰的面积强度的 关系。在相同膜厚的样品彼此的比较中，实施例4及5的磁记录介质具有比比较例4及5的磁 记录介质更大的FePt (001)的峰的面积强度。这表示，通过ZnO第1籽晶层31的存在，提高磁 记录层40的FePt合金的结晶性。另外，根据图3A，伴随MgO第2籽晶层32的膜厚的增大，确认 了 FePt (001)的峰的面积强度增大的倾向。 (b) 图3B中表示MgO第2籽晶层32的膜厚和磁记录层40的结晶取向分散△ Θ5Q的关系。在 相同膜厚的样品彼此的比较中，实施例4及5的磁记录介质具有比比较例4及5的磁记录介质 更小的结晶取向分散△ Θ5Q。这表示，通过ZnO第1籽晶层31的存在，提高磁记录层40的FePt合 金的结晶取向性。另外，根据图3B，伴随MgO第2籽晶层32的膜厚的增大，确认了 FePt(OOl)的 峰的面积强度增大的倾向。 (c) 图3C中表示MgO第2籽晶层32的膜厚和磁记录介质表面的算术平均粗糙度Ra的关 系。在相同膜厚的样品彼此的比较中，实施例4及5的磁记录介质具有比比较例4及5的磁记 录介质更小的算术平均粗糙度Ra。这表示，通过ZnO第1籽晶层31的存在，提高FePt磁记录层 40的表面的平滑性。此外，根据图3C认为，MgO第2籽晶层32的膜厚对于算术平均粗糙度Ra的 影响小。 如以上可知，通过组合ZnO第1籽晶层和具有1~10nm的膜厚的MgO第2籽晶层32，形成具 有优异的结晶性、优异的结晶取向性、及优异的平滑性的磁记录层40成为可能，能够期待具 有优异的磁特性的磁记录介质。 (实施例6) 本实施例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25 °C)形成ZnO第1籽晶层31，在300 °C形成MgO第2籽晶层32。 除了使形成的ZnO第1籽晶层31的膜厚在2~20nm的范围内改变以外，重复实施例2的顺 序，得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的构成及特性的测定结果在第5表中表示。此外， 本实施例中，ZnO第1籽晶层31的膜厚为10nm的样品与上述的实施例2相同。另外，以比较对 照的目的，将比较例1的构成及特性在第5表中表示。
[表5] 第5表:实施例6及比较例1的磁记录介质的构成及特性
实施例6及比较例1的磁记录介质中，将ZnO第1籽晶层31的膜厚和磁记录层40的FePt (001)的峰的面积强度的关系在图4A中表示，将ZnO第1籽晶层31的膜厚和磁记录层40的结 晶取向分散Δθ5()的关系在图4B中表示，将ZnO第1籽晶层31的膜厚和磁记录介质表面的算术 平均粗糙度Ra的关系在图4C中表示。根据第5表、图4B及图4C可知，通过使用具有2~20nm的 膜厚的ZnO第1籽晶层31，磁记录层的FePt合金的结晶取向分散减少，以及磁记录介质的算 术平均粗糙度也减少。另外，根据第5表及图4A，在ZnO第1籽晶层31的膜厚为2~15nm的情况 下，确认了磁记录层40的FePt(OOl)的峰的面积强度的显著增大，在ZnO第1籽晶层31的膜厚 为20nm的情况下，也确认了FePt (001)的峰的面积强度的增大。根据这些结果可知，在ZnO第 1籽晶层31的膜厚为2~约18nm，特别是2~15nm的范围内的情况下，使具有优异的结晶性、 优异的结晶取向性及优异的平滑性的磁记录层40的形成成为可能，能够期待具有优异的磁 特性的磁记录介质。 (实施例7) 本实施例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方的本发明的磁记录介质。本 实施例中，在室温(25°C)形成膜厚10nm的ZnO第1籽晶层31，在300°C形成膜厚5nm的MgO第2 好晶层32。 除了使形成的Pt基底层20的膜厚在2~20nm的范围内改变以外，重复实施例2的顺序， 得到磁记录介质。将得到的磁记录介质的构成及特性的测定结果在第6表中表示。此外，本 实施例中，Pt基底层20的膜厚为10nm的样品与上述的实施例2相同。另外，从比较对照的目 的，将比较例1的构成及特性在第6表中表示。
[表6] 第6表:实施例7及比较例1的磁记录介质的构成及特性
实施例7及比较例1的磁记录介质中，将Pt基底层20的膜厚和磁记录层40的FePt(OOl) 的峰的面积强度的关系在图5A中表示，将Pt基底层20的膜厚和磁记录层40的结晶取向分散 Α θ5()的关系在图5B中表示，将Pt基底层20的膜厚和磁记录介质表面的算术平均粗糙度Ra的 关系在图5C中表示。根据第6表及图5A可知，为了增大磁记录层40的FePt(001)的峰的面积 强度，优选将Pt基底层20的膜厚设为约5nm以上，特别是设为6nm以上。另一方面，根据第6表 及图5B可知，设置Pt基底层20在减少磁记录层40的FePt合金的结晶取向分散是有效的。另 外，根据第6表及图5C可知，设置Pt基底层20在减少磁记录介质的表面的算术平均粗糙度Ra 是有效的，但Pt基底层20的膜厚增大的同时，算术平均粗糙度Ra增大。可知为了减少算术平 均粗糙度Ra，优选将Pt基底层20的膜厚设为约17nm以下，特别是设为15nm以下。根据以上可 知，通过将Pt基底层20的膜厚设为约5nm~约17nm，特别是设为6nm~15nm的范围内，使具有 优异的结晶性、优异的结晶取向性及优异的平滑性的磁记录层40的形成成为可能，能够期 待具有优异的磁特性的磁记录介质。 (实施例8) 清洗具有平滑的表面的化学强化玻璃基板(H0YA社制N-10玻璃基板），准备基板10。将 清洗后的基板10导入了与实验例A中使用的装置不同类型的内联式溅射装置内。在压力 0.18Pa的Ar气中通过使用了纯Ta靶的DC磁控溅射法，形成膜厚5nm的Ta粘接层。Ta粘接层形 成时的基板温度为室温(25°C) Ja粘接层形成时的溅射电力为200W。 接着，在压力〇. 44Pa的Ar气中通过使用了纯Pt祀的RF磁控派射法，形成膜厚10nm的Pt 基底层20 At基底层20形成时的基板温度为室温（25°〇<^丨基底层20形成时的溅射电力为 3001 接着，在压力0.2Pa的Ar气中通过使用了 ZnO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的ZnO第 1籽晶层3UZnO第1籽晶层31形成时的基板温度为室温(25°〇。211〇第1籽晶层31形成时的溅 射电力为500W。 接着，在压力〇.18Pa的Ar气中通过使用了 MgO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚10nm的MgO 第2籽晶层32。1%0第2籽晶层32形成时的基板温度为450°(：。1%0第2籽晶层32形成时的溅射 电力为500W。 接着，在压力〇.18Pa的Ar气中通过使用了 FePt靶的RF溅射法，在MgO第2籽晶层32上形 成膜厚l〇nm的FePt磁记录层40,得到磁记录介质。FePt磁记录层40形成时的基板温度为350 °C AePt磁记录层40形成时的溅射电力为300W。 通过得到的磁记录介质的X射线衍射(XRD )，求得磁记录层40的FePt (200)的峰的面积 强度。FePt (200)的峰引起FePt合金在面内方向上有序化的构造。"在面内方向上有序化的 构造"是指，磁性元素 Fe的层和贵金属Pt的层与磁记录介质的表面垂直，磁化容易轴与磁记 录介质的表面平行的构造。将XRD光谱中的2Θ = 47~50°附近的峰，使用FePt(200)的峰位置 (2Θ = 47 · 429°)及FePt (002)的峰位置（2Θ = 48 · 183° ~49 · 183°)进行峰分离。FePt (200)的 峰位置是，ICDD(International Center for Diffraction Data)卡片No 03-065-9121 所 致的位置，FePt(002)的峰位置是考虑了应变引起的晶格常数的变化的位置。图6A(a)中表 示XRD光谱，图6A(b)中表示进行了峰分离的结果。另外，使用振动试样磁力计(VSM)测定面 内方向的矫顽力Hc_in。将得到的磁记录介质的FePt (200)的峰的面积强度及面内方向的 矫顽力Hc_in在第7表中表示。 (比较例6) 清洗具有平滑的表面的化学强化玻璃基板(H0YA社制N-10玻璃基板），准备基板10。将 清洗后的基板10导入了与实施例8中使用的装置相同类型的内联式溅射装置内。在压力 0.2Pa的Ar气中通过使用了纯Ta靶的DC磁控溅射法，形成膜厚5nm的Ta粘接层。Ta粘接层形 成时的基板温度为室温(25°C) Ja粘接层形成时的溅射电力为200W。 接着，在压力0.2Pa的Ar气中通过使用了 MgO靶的RF磁控溅射法，形成膜厚lnm的MgO膜。 MgO膜形成时的基板温度为室温（25°C )。MgO膜形成时的溅射电力为200W。接着，在压力 0.2Pa的Ar气中通过使用了纯Cr靶的DC磁控溅射法，形成膜厚20nm的Cr膜，得到包含MgO膜 及Cr膜的基底层20。Cr膜形成时的基板温度为室温(25°C)。Cr膜形成时的溅射电力为600W。 接着，按照与实施例7同样的顺序，形成MgO第2籽晶层32、及FePt磁记录层40,得到磁记 录介质。图6B(a)中表示XRD光谱，图6B(b)中表示进行了峰分离的结果。将得到的磁记录介 质的FePt (200)的峰的面积强度及面内方向的矫顽力Hc_in在第7表中表示。 陳7] 第7表:实施例8及比较例6的磁记录介质的构成及特性
*1:lkOe=79·6A/mm *2:是指MgO膜和形成于其上方的cr膜的层叠结构。 根据第7表，不具有第1籽晶层31的比较例6的磁记录介质呈现比具有ZnO第1籽晶层31 的实施例8的磁记录介质更大的FePt(200)的峰的面积强度。这表示，在比较例6中存在大量 不优选的面内有序化构造。作为其结果，比较例6的磁记录介质呈现比实施例8的磁记录介 质更大的面内方向的矫顽力He_in。根据这些可知，ZnO第1籽晶层使磁记录层的FePt合金 在面垂直方向上有序化是非常重要的。 (实施例9) 本实施例涉及具有ZnO第1籽晶层31及MgO第2籽晶层32双方，且具有含有粒状结构的磁 记录层40的本发明的磁记录介质，该磁记录层40具有粒状结构。 使用与实施例8同样的顺序，形成MgO第2籽晶层32以下的层。接着，在压力0.34Pa的Ar 气中通过使用了 FePt靶及C靶的RF溅射法，在MgO第2籽晶层32之上形成膜厚4nm的FePt-C磁 记录层40，得到磁记录介质。FePt磁记录层40形成时的基板温度为450°C。另外，对FePt革巴施 加137W的RF电力，对C靶施加500W的RF电力。得到的FePt-C磁记录层40具有含有FePt磁性晶 粒和25体积％的(：非磁性晶界的粒状结构。 图7A(a)中表示XRD光谱，图7A(b)中表示进行了峰分离的结果。将得到的磁记录介质的 FePt (200)的峰的面积强度及面内矫顽力Hc_in中第8表中表示。 (比较例7) 本比较例涉及不具有ZnO第1籽晶层31，且具有磁记录层40的本发明的磁记录介质，该 磁记录层40具有粒状结构。 使用与比较例6同样的顺序，形成MgO第2籽晶层32以下的层。接着，在压力0.34Pa的Ar 气中通过使用了FePt靶及C靶的RF溅射法，在MgO第2籽晶层32之上形成膜厚4nm的FePt-C磁 记录层40，得到磁记录介质。FePt磁记录层40形成时的基板温度为450°C。另外，对FePt革巴施 加137W的RF电力，且对C靶施加500W的RF电力。得到的FePt-C磁记录层40具有含有FePt磁性 晶粒和25体积％的(：非磁性晶界的粒状结构。 图7B(a)中表示XRD光谱，图7B(b)中表示进行了峰分离的结果。将得到的磁记录介质的 FePt (200)的峰的面积强度及面内矫顽力Hc_in在第8表中表示。
[表8] 第8表:实施例9及比较例7的磁记录介质的构成及特性
*1:lk0e=79·6A/mm *2:是指MgO膜和形成于其之上的Cr膜的层叠结构。 根据第8表，不具有第1籽晶层31的比较例7的磁记录介质呈现比具有ZnO第1籽晶层31 的实施例9的磁记录介质更显著地大的FePt(200)的峰的面积强度。这表示在比较例7中存 在大量不优选的面内有序化构造。作为其结果，比较例7的磁记录介质呈现比实施例9的磁 记录介质更大的面内方向的矫顽力Hc_in。根据这些可知，在使用具有粒状结构的磁记录 层40的情况下，ZnO第1籽晶层31使磁记录层40的FePt合金在面垂直方向上有序化是非常重 要的。 符号说明 10基板 20基底层 31第1籽晶层 32第2籽晶层 40磁记录层
【主权项】
1. 磁记录介质，其特征在于，按顺序包含:基板、含有ZnO的第1籽晶层、含有MgO的第2籽 晶层、以及含有有序合金的磁记录层。2. 根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，在所述基板和所述第1籽晶层之间 还含有面心立方晶格结构或六方密排结构的基底层。3. 根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述有序合金为含有选自Fe及Co中 的至少一种元素、和选自由Pt、Pd、Au及Ir构成的组中的至少一种元素的Llo型有序合金。4. 根据权利要求3所述的磁记录介质，其特征在于，所述有序合金还含有选自由Ni、Mn、 (]11、1?11、48、411、及0构成的组中的至少一种元素。5. 根据权利要求3所述的磁记录介质，其特征在于，所述有序合金为选自由FePt、CoPt、 FePd、及CoPd构成的组中的Llo型有序合金。6. 如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述磁记录层具有含有磁性晶粒和包 围所述磁性晶粒的非磁性晶界的粒状结构，所述磁性晶粒含有所述有序合金。7. 根据权利要求6所述的磁记录介质，其特征在于，所述非磁性晶界含有选自由碳、氧 化物、及氮化物构成的组中的非磁性材料。
【文档编号】G11B5/64GK105874536SQ201580002549
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年8月10日
【发明人】古田旭, 内田真治, 森谷友博, 中田仁志, 岛津武仁
【申请人】富士电机株式会社