(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏからなる群より選ばれた少なくとも一種類の元素を主成分とし、かつＳｉを含有する非晶質、或いは微結晶材料から成り、平均結晶粒径が８ｎｍ以下である第１の下地層と、
前記第１の下地層上に形成され、実質的に体心立方格子構造を有する第２の下地層と、
前記第２の下地層より上に形成され、実質的に最密六方格子構造を有するＣｏを主成分とする合金を含有する磁性層とを備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏからなる群より選ばれた少なくとも一種類の元素を主成分とし、かつＳｉを含有する下地層に含まれるＳｉの濃度が５ａｔ％以上３５％ａｔ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部から成る磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、上記磁気ヘッドへの信号入力と上記磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置において、
前記磁気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成され、かつ、前記磁気記録媒体が請求項１又は２に記載の磁気記録媒体で構成されることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部が、互いに０.３０μｍ 以下の距離だけ隔てられた軟磁性体からなる２枚のシールド層の間に形成されており、かつ、前記磁性膜の厚さｔと、記録時における上記磁気記録媒体に対する上記磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測定した残留磁束密度Ｂｒの積Ｂｒ×ｔが４０ガウス・ミクロン以上、１２０ガウス・ミクロン以下であり、さらに、上記の磁界印加方向と同じ方向に磁界を印加して測定した前記磁気記録媒体の保磁力が２ｋＯｅ以上であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドが、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、上記導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層を含む磁気抵抗センサによって構成されていることを特徴とする請求項３もしくは４に記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記憶装置、具体的には１平方インチ当たり４ギガビット以上の記録密度を有する磁気記憶装置と、これを実現するための低ノイズで、かつ熱ゆらぎに対して十分な安定性を有する薄膜磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、記録密度の向上に伴い磁気記録媒体には一層の低ノイズ化，高保磁力化が求められている。低ノイズ化のためには、特に磁性結晶粒の微細化が必須である。磁性層の結晶粒径は下地層の結晶粒径に敏感に影響されるため、磁性層の粒径の微細化には下地層の粒径を微細化することが有効である。よって、下地層の粒径を微細化させることを目的として種々の金属，合金，酸化物層を下地層と基板間に新たに形成することが試みられている。この新たな層は第１の下地層，シード層等と呼ばれている（以下、第１の下地層と記す）。特開平4−153910 号や、特開平7−73441号には第１の下地層として非晶質、またはそれに近い微結晶構造のＣｒ合金，Ｖ合金等や、Ｙ合金を用いることにより磁性結晶粒が微細化され媒体ノイズを低減できることが示されている。
【０００３】
また、近年ノート型パソコンへの搭載を目的とし、従来のＮｉＰ／Ａｌ基板よりも高強度なガラス基板を用いた磁気記録媒体の開発が進んでいる。ガラス基板媒体ではガラス基板中、或いは基板表面に吸着した不純物イオンや不純物ガスの膜中への侵入を防ぐバリア層として第１の下地層が形成されている。更にガラス基板媒体は基板との密着性が悪いため、密着性向上を目的として第１の下地層を、新たに基板と下地層間に形成することも試みられている。このような例としてＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎのうち少なくとも一種類を含む金属・合金層、酸化物層（特願昭62−293511号，特願昭62−293512号）や、希土類元素とＴａ，Ｙ，Ｎｂ，Ｈｆのうち少なくとも一種類を含む酸素隔離層
（特開平5−135343 号）等が示されている。
【０００４】
また、高い保磁力や保磁力角型比Ｓ* 等の良好な磁気特性を得るためには、六方稠密構造を有する磁性結晶の磁化容易軸であるｃ軸を膜面内方向へ向ける必要がある。一般にＮｉＰ／Ａｌ基板上に形成したＣｒ、またはＣｒ合金下地層は（１００）配向をとるため、エピタキシャル成長により磁性層は(１１.０）配向をとり、磁化容易軸は膜面内方向を向く。これに対し、ガラス基板上ではＣｒ、またはＣｒ合金下地層は（１１０）配向をとるため、磁化容易軸の膜面内方向の成分は低下し、良好な磁気特性が得られない。これに対し、例えば特開平      4−188427 号には第１の下地層としてＴａ層を形成することにより、強いＣｒ下地層（１００）配向とそれに伴う磁性層の(１１.０）配向が得られ、良好な磁気特性が得られることが示されている。
【０００５】
上述のように第１の下地層の形成は粒径制御のみならず、配向制御，密着性向上，不純物の侵入防止等種々の役割を有し媒体の低ノイズ化，保磁力化に極めて有効である。しかし、上述した各公知例は、これらの役割を全て満たすことはできない。
【０００６】
また、磁性粒径微細化に伴い記録磁化の熱的安定性が低下し、時間とともに再生出力が急激に減少する。この現象は熱ゆらぎと呼ばれ、面内磁気記録の場合、記録密度の向上に伴い特に顕著となる減少である。熱ゆらぎの影響を抑制するには磁性結晶粒の粒径分布を低減し、熱ゆらぎの影響を強く受ける極めて微細な結晶粒を削除することが有効である。上述した各公知例は熱ゆらぎ特性の改善に関するものではない。ＭＲヘッド、更にはＧＭＲヘッドに対応した４Ｇｂ／ｉｎ2 以上の高記録密度媒体には、低ノイズ化のみならず、熱ゆらぎによる記録磁化の減衰を抑制する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、高い記録密度を実現するには低ノイズであるばかりでなく、熱ゆらぎに対する十分な安定性を有した磁気記録媒体が必要となる。
【０００８】
本発明の目的は磁性結晶の平均粒径、および粒径分散を適切な範囲内の値に制御することにより、低ノイズであり、かつ熱ゆらぎに対して十分な安定性を有す磁気記録媒体を提供し、更にこの磁気記録媒体と高感度な磁気ヘッドを組み合わせることにより１平方インチ当たり４ギガビット以上の記録密度を持った信頼性の高い磁気記憶装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は基板上に単層、または多層の下地層を介して形成された磁性層を有する磁気記録媒体において、上記下地層の少なくとも一層がＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｍｏからなる群より選ばれた少なくとも一種類の元素を主成分とし、かつＳｉを含有する非晶質、或いは微結晶材料から成る磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部から成る磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、上記磁気ヘッドへの信号入力と上記磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置において前記磁気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成される磁気記憶装置により達成される。
【００１０】
ここで、非晶質とはＸ線回折による明瞭なピークが観察されないこと、または、電子線回折による明瞭な回折スポット，回折リングが観察されず、ハロー状の回折リングが観察されることを言う。また、微結晶とは、結晶粒径が磁性層の結晶粒径より小さく、好ましくは平均粒径が８ｎｍ以下の結晶粒から成ることを言う。
【００１１】
第１の下地層に上記の非晶質、または微結晶構造の合金を用いることにより、第２の下地層、更には磁性層の結晶粒を微細化することができ、低ノイズの媒体が得られる。
【００１２】
また、前記第１の下地層は、第２の下地層，磁性層の結晶粒を微細化するのみならず、粒径分散を低減し、粒径を均一化させる効果も有する。このため、磁化反転磁場の分布が低減され、高い保磁力角型比、および良好な重ね書き特性が得られる。更に、粒径均一化により熱ゆらぎの影響を強く受ける極めて微細な磁性結晶粒が排除されるため、平均粒径が低減されても熱ゆらぎによる再生出力の低下が抑制される。Ｓｉ添加量は５ａｔ％以上，３５ａｔ％以下が望ましい。５ａｔ％以下，３５ａｔ％以上であると結晶化、或いは結晶粒の肥大化がおこり好ましくない。また、Ｓｉの添加量が１０ａｔ％以上，２０ａｔ％以下のときに粒径が特に微細化されるため、より低ノイズな媒体が得られる。
【００１３】
前記第１の下地層上に体心立方構造（bcc 構造）のＣｒ、またはＣｒを主成分とする下地層を形成した場合、上記下地層は（１００）配向をとるため、その上に形成された六方稠密構造ｓ（fcc 構造）の磁性層はエピタキシャル成長により(１１.０）配向をとる。このため、磁化容易軸であるｃ軸がほぼ膜面内を向き、高い保磁力と保磁力角型比Ｓ* が得られる。これにより、磁性膜の磁化を膜面に略平行な方向に向けて情報を記録する面内磁気記録媒体として良好な特性が得られ、１平方インチ当たり４ギガビット以上の記録密度が達成できる。
【００１４】
本発明の上記第１の下地層は、更にガラス基板との密着性がよいという特徴があり、特に、密着性を向上するための層を設ける必要はない。しかし、媒体の表面に凹凸形状を形成し、ＣＳＳ特性を向上させるためにＡｌ，Ａｇ等の低融点金属，合金層、或いは、金属間化合物層を基板と第１の下地層の間に形成することも出来る。また、基板として、Ｎｉ−ＰをメッキしたＡｌ合金基板や、非晶質状のカーボン基板を用いた場合にも、ガラス基板を用いた場合と同様、磁性層の結晶粒の微細化，均一化が確認され、媒体ノイズの低減，熱ゆらぎ特性の向上等が確認された。
【００１５】
第２の下地層にはＣｒを主成分とし、Ｔｉ，Ｖ，Ｍｏなどを含有するbcc 構造の合金を用いることができる。また、bcc 構造を持つ２つの層で構成することもできる。
【００１６】
磁性層は、ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＰｔＴａ,ＣｏＣｒＰｔＴｉ,ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＮｉＣｒ等、Ｃｏを主成分とする合金を用いることが出来るが、高い保磁力を得るためには、Ｐｔを含むＣｏ合金を用いることが特に好ましい。また、ＳｍＣｏ，ＦｅＳｍＮ等の希土類元素を含む磁性合金を用いることも出来る。
【００１７】
ＳｍＣｏ合金膜は非常に小さな結晶粒から成ることが知られている。しかし、結晶粒間の磁気的相互作用が強いために、結晶粒１つ１つは独立した磁性粒子とはなっておらず、bcc 構造の下地上に作製した場合には、１つの下地結晶粒の上に形成されたＳｍＣｏ合金結晶粒の集合が１つの磁気的な単位として振る舞うと考えられている。
【００１８】
本発明のＣｏを含有する非晶質、或いは微結晶材料から成る第１の下地層を形成すると、bcc 構造の第２の下地層の結晶粒が微細化されるため、ＳｍＣｏ合金の磁気的な単位が微細化され、媒体ノイズを低減することが出来る。更に、磁性層を単層、或いは非磁性中間層を介した複数の層で構成することも出来る（この場合、請求項６のＢｒ×ｔにおける磁性層の厚さｔは各磁性層の厚さの合計を表すものとする）。
【００１９】
磁性層の磁気的な特性としては、記録方向に磁界を印加して測定した保磁力を２キロエルステッド以上とし、残留磁束密度Ｂｒと膜厚ｔの積Ｂｒ×ｔを４０ガウス・ミクロン以上，１２０ガウス・ミクロン以下とすると、１平方インチ当たり４ギガビット以上の記録密度領域において、良好な記録再生特性が得られるので好ましい。保磁力が２キロエルステッドよりも小さくなると、高記録密度(200ｋＦＣＩ以上）での出力が小さくなり好ましくない。また、Ｂｒ×ｔが１２０ガウス・ミクロンより大きくなると分解能が低下し、２０ガウス・ミクロンよりも小さくなると再生出力が小さくなり好ましくない。
【００２０】
更に、磁性層の保護層としてカーボンを厚さ５ｎｍ〜３０ｎｍに形成し、さらに吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を厚さ２ｎｍ〜２０nm設けることにより信頼性が高く、高密度記録が可能な磁気記録媒体が得られる。また、保護層として水素を添加したカーボン膜、或いは、炭化シリコン，炭化タングステン，（Ｗ−Ｍｏ）−Ｃ，（Ｚｒ−Ｎｂ）−Ｎ等の化合物から成る膜、或いは、これらの化合物とカーボンの混合膜を用いると耐摺動性，耐食性を向上出来るので好ましい。また、これらの保護層を形成した後、微細マスク等を用いてプラズマエッチングすることで表面に微細な凹凸を形成したり、化合物，混合物のターゲットを用いて保護層表面に異相突起を生じせしめたり、或いは熱処理によって表面に凹凸を形成すると、ヘッドと媒体との接触面積を低減でき、ＣＳＳ動作時にヘッドが媒体表面に粘着する問題が回避されるので好ましい。
【００２１】
また、本発明の磁気記録装置で用いている磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部を挟む２枚のシールド層の間隔（シールド間隔）は０.３０μｍ 以下が好ましい。これは、シールド間隔が０.３５μｍ 以上になると分解能が低下し、信号の位相ジッターが大きくなってしまうためである。更に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層を含む磁気抵抗センサによって構成し、巨大磁気抵抗効果、或いはスピン・バルブ効果を利用したものとすることにより、信号強度をさらに高めることができ、１平方インチ当たり５ギガビット以上の記録密度を持った信頼性の高い磁気記憶装置の実現が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜実施例１＞
本発明の実施例を図１，図２，図３を用いて説明する。本実施例の磁気記憶装置の平面摸式図，断面摸式図を図１（ａ）、および図１（ｂ）に示す。この装置は磁気ヘッド１、およびその駆動部２と、上記磁気ヘッドの記録再生信号処理手段３と磁気記録媒体４とこれを回転させる駆動部５とからなる周知の構造を持つ磁気記憶装置である。
【００２３】
上記磁気ヘッドの構造を図２に示す。この磁気ヘッドは基体６上に形成された記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドである。前記記録用ヘッドはコイル７を挟む上部記録磁極８と下部記録磁極兼上部シールド層９からなり、記録磁極間のギャップ層厚は０.３μｍとした。また、コイルには厚さ３μｍのＣｕを用いた。前記再生用ヘッドは磁気抵抗センサ１０とその両端の電極パタン１１からなり、磁気抵抗センサは共に１μｍ厚の下部記録磁極兼上部シールド層と下部シールド層１２で挟まれ、上記シールド層間距離は０.２５μｍ である。尚、図２では記録磁極間のギャップ層、およびシールド層と磁気抵抗センサとのギャップ層は省略してある。
【００２４】
図３に磁気抵抗センサの断面構造を示す。磁気センサの信号検出領域１３は、酸化Ａｌのギャップ層１４上に横バイアス層１５，分離層１６，磁気抵抗強磁性層１７が順次形成された部分からなる。磁気抵抗強磁性層１７には、２０ｎｍのＮｉＦｅ合金を用いた。横バイアス層１５には２５ｎｍのＮｉＦｅＮｂを用いたが、ＮｉＦｅＲｈ等の比較的電気抵抗が高く、軟磁気特性の良好な強磁性合金であればよい。横バイアス層１５は磁気抵抗強磁性層１７を流れるセンス電流がつくる磁界によって、上記電流と垂直な膜面内方向（横方向）に磁化され、磁気抵抗強磁性層１７に横方向のバイアス磁界を印加する。これによって、媒体からの漏洩磁界に対して線形な再生出力を示す磁気センサが得られる。磁気抵抗強磁性層１７からのセンス電流の分流を防ぐ分離層１６には、比較的電気抵抗が高いＴａを用い、膜厚は５ｎｍとした。
【００２５】
信号検出領域の両端にはテーパー形状に加工されたテーパー部１８がある。テーパー部１８は、磁気抵抗強磁性層１７を単磁区化するための永久磁石層１９と、その上に形成された信号を取り出すための一対の電極１１からなる。永久磁石層は保磁力が大きく、磁化方向が容易に変化しないことが必要であり、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔ合金等が用いられる。
【００２６】
図４に本実施例で用いた磁気記録媒体の層構成を示す。基板２０にはアルカリ洗浄を施した化学強化ソーダライムガラスを使用した。ランプヒーターにより上記基板２０を３００℃まで加熱したのち、第１の下地層２１としてＮｂ−１５ａｔ％Ｓｉ，Ｚｒ−１５ａｔ％Ｓｉ，Ｔａ−１５ａｔ％Ｓｉ，Ｍｏ−１５ａｔ％Ｓｉ合金を５０ｎｍ形成し、第２の下地層２２，磁性層２３，カーボン保護膜２４と連続して成膜した。下地層２２には２０ｎｍのＣｒ−１０ａｔ％Ｔｉ合金、磁性層２３には１８ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−８ａｔ％Ｐｔ合金を用いた。また、成膜は全てＤＣスパッタにより５ｍＴｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で連続して行った。比較例として第１の下地層２１に同一成膜条件で形成したＶ−１５ａｔ％Ｙ合金を用いた媒体を成膜した。
【００２７】
まず、それぞれの第１の下地層のみの単層膜を形成し、Ｘ線回折測定を行ったところ、ハロー状のピークしか見られなかった。よって、第１の下地層は共に非晶質、またはそれに近い微結晶構造をとっていると思われる。次にカーボン保護膜まで形成した媒体のＸ線回折測定を行ったところ、本実施例の媒体では全て第２の下地層であるＣｒＴｉ合金層が（１００）配向し、磁性層はエピタキシャル成長により(１１.０）配向していた。これに対し比較例の媒体では第２の下地層は（１１０）配向し、磁性層は（１０.１）配向していた。
【００２８】
実施例，比較例の各媒体について、磁気特性、および線記録密度230kFCI の条件で測定した規格化媒体ノイズを表１に示す。ここで、規格化媒体ノイズは媒体ノイズを孤立再生波出力とトラック幅の平方根で規格化した値と定義し、以後、媒体ノイズはこの値で評価する。保磁力，保磁力角型比Ｓ* はともに実施例の媒体が大きい。これは本実施の例媒体では磁性層が強く(１１.０）配向しているため、磁化容易軸であるｃ軸の面内成分が大きくなっていることが原因と考えられる。
【００２９】
【表１】
0003721754.tif 000002
【００３０】
表２に透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察より見積もった磁性層中の平均結晶粒径＜ｄ＞、粒径分散Δｄを示す。ここで平均結晶粒径は、ＴＥＭ観察により得られた格子像より各結晶粒の面積を求め、これらと同一面積の真円の直径を各結晶粒の粒径とし、これらを全観察粒子で平均した値と定義した。また、このときの標準偏差を粒径分散と定義した。
【００３１】
【表２】
0003721754.tif 000003
【００３２】
本実施例の媒体は、比較例の媒体よりも平均粒径が１０〜２０％程度微細であり、かつ粒径分散も３０〜５０％程度小さくなっている。実施例の媒体で規格化媒体ノイズが低いのは磁性結晶粒が微細化されていることによる。
【００３３】
次に、熱ゆらぎ特性について検討するため、再生出力の経時変化の測定を行った。但し、測定は経時変化をより顕著にするため、上記と同一膜構成で磁性膜厚のみを１４ｎｍにした媒体を用いて行った。線記録密度２３０ｋＦＣＩで記録した信号の記録直後の再生出力をＥ０、記録後９６時間後の再生出力をＥ９６ｈとし、減衰率を（Ｅ０−Ｅ９６ｈ）／Ｅ０と定義した。
【００３４】
表２に示した様に比較例の媒体の減衰率は５.２％ と大きな値を示したが、本実施例の媒体の減衰率は全て２％以下であり、熱ゆらぎに対して十分な安定を示した。これは本実施例の媒体では粒径分散が小さく、熱ゆらぎの影響を極めて強く受ける微細結晶粒が少ないためと考えられる。
【００３５】
潤滑剤２４を塗布した後、上記磁気抵抗効果型ヘッドと共に磁気記憶装置に組み込み、記録再生特性を評価した結果、１.８ という高い装置Ｓ／Ｎが得られた。また、ＣＳＳ試験（コンタクト・スタート・ストップ試験）を行ったところ、３万回のＣＳＳを行っても摩擦係数は０.３ 以下であった。また、媒体の内周から外周までのヘッドシーク試験５万回後のビットエラー数は１０ビット／面以下であり、平均故障間隔で３０万時間以上が達成出来た。
【００３６】
＜実施例２＞
実施例１と同様な磁気記録媒体において第１の下地層にＺｒ−２０ａｔ％Ｓｉを用いた。また、比較例として第１の下地層にＣｒ−３０％Ｓｉ合金を用いた媒体を示す。第１の下地層の膜構造を調べるため、ランプヒーター加熱によりガラス基板を２００℃まで加熱後、Ｚｒ−２０ａｔ％Ｓｉ合金、およびＣｒ−３０％Ｓｉ合金のみを３０ｎｍ成膜した。
【００３７】
Ｘ線回折測定を行った結果、何れの単層膜からもハロー状のピークしか見られず、非晶質、または微結晶構造であることがわかった。次に上記と同一条件で第１の下地層を形成し、更にＣｒ−１５ａｔ％Ｍｏ合金下地層を３０ｎｍ、Ｃｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１０ａｔ％Ｐｔ−２ａｔ％Ｔａ合金磁性層を２２ｎｍ、カーボン保護膜を１０ｎｍと連続して形成した。
【００３８】
表３にそれらの静磁気特性，規格化媒体ノイズを示す。本実施例の媒体の方が保磁力角型比Ｓ* は高く、規格化媒体ノイズは低くなっている。実施例１と同様な方法により平均粒径を見積もったところ、両者の平均粒径はそれぞれ１２.２ｎｍ，１５.２ｎｍ と実施例の媒体の磁性結晶粒が２０％程度微細であることがわかった。よって、実施例の媒体で低ノイズなのは粒径が微細化されているためと考えられる。
【００３９】
また、本実施例の媒体の磁性層中には隣り合った結晶粒のｃ軸が互いに直交したバイクリスタル構造が観察されたが、比較例の媒体では観察されなかった。図５は本実施例の媒体のＸ線回折プロファイル（ａ）と比較例の媒体のＸ線回折プロファイル（ｂ）を比較して示したものである。図５に示すように、実施例の媒体では下地結晶が４回対称な（１００）面を基板と平行になるように配向するため、磁性結晶が直交する２つの方向にｃ軸を向けてエピタキシャル成長するためである。よって、１つの下地結晶上に複数の磁性結晶が成長し、磁性結晶の粒径は下地結晶の粒径よりも更に微細化される。これに対し、比較例の媒体の下地層表面は２回対称な（２１１）面となるため、その上に成長した磁性結晶のｃ軸は同一方向を向く。このため、バイクリスタル構造はとらず、結晶粒径は下地粒径と同程度となる。比較例の媒体で粒径がより微細化されるのは、磁性結晶粒がバイクリスタル構造をとっているためと思われる。
【００４０】
潤滑剤を塗布した後、実施例１と同様な磁気記憶装置に組み込み、線記録密度２４０ｋＦＣＩ，トラック密度１６ｋＴＰＩの条件で記録再生特性を行った結果、１.７ という高い装置Ｓ／Ｎが得られた。
【００４１】
【表３】
0003721754.tif 000004
【００４２】
＜実施例３＞
第１の下地層にＳｉ濃度を０から４５ａｔ％まで変化させたＮｂ−Ｓｉ合金を用いた。アルカリ洗浄した強化ガラス基板上に第１の下地層を室温で形成した後、基板を２５０℃まで加熱し、Ｃｒ−１０ａｔ％Ｗ合金下地層，Ｃｏ−１６at％Ｃｒ−９ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ合金磁性層，カーボン保護膜と順次成膜した。第１の下地層はアルゴンガスに窒素を２％添加した混合ガス中で成膜し、その他の層は全て純アルゴンガス中で成膜した。
【００４３】
ガラス基板上に上記Ｎｂ−Ｓｉ合金単のみの単層膜を室温で５０ｎｍ形成し、Ｘ線回折測定を行ったところ、Ｓｉ濃度が５ａｔ％以上，４０ａｔ％以下では明瞭な回折ピークはみられなかったが、Ｓｉ濃度が５ａｔ％以下、または４０at％以上では純Ｎｂのbcc(１１０）ピーク付近に明瞭な回折ピークがみられ、Ｓｉ濃度が５〜４０ａｔ％の領域外では、Ｎｂ−Ｓｉ合金が結晶化することがわかった。
【００４４】
カーボン保護膜まで形成した媒体についてＳｉ濃度と保磁力、および線記録密度２４０ｋＦＣＩで測定した規格化媒体ノイズの関係を図６（ａ),（ｂ）に示す。保磁力はＳｉ濃度が５ａｔ％以上，３５ａｔ％以下の領域で２ｋＯｅ以上の高い値を示し、規格化媒体ノイズもこの領域で０.０２ 以下の低い値を示している。また、特にＳｉ濃度が１０ａｔ％以上，２５ａｔ％以下のときが磁性粒が微細化され、媒体ノイズが低減するので好ましい。
【００４５】
潤滑剤を塗布した後、実施例１と同様な磁気記憶装置に組み込み、ＣＳＳ試験（コンタクト・スタート・ストップ試験）を行ったところ、３万回のＣＳＳを行っても摩擦係数は０.３ 以下であった。また、媒体の内周から外周までのヘッドシーク試験５万回後のビットエラー数は１０ビット／面以下であり、平均故障間隔で３０万時間以上が達成出来た。
【００４６】
＜実施例４＞
結晶化ガラス基板上に第１の下地層としてＴａ−１０ａｔ％Ｓｉ合金をアルゴンガスに酸素，窒素等を添加した種々の混合ガス中で成膜し、更にＣｒ−１０ａｔ％Ｖ合金下地層を２０ｎｍ、Ｃｏ−１８Ｃｒ−８ａｔ％Ｐｔ−２ａｔ％Ｖ合金磁性層，カーボン保護膜と順次形成した。また、第１の下地層に純Ｔａを用いた媒体を形成し、比較例とした。
【００４７】
表４に各媒体の第１の下地層成膜時のガス組成，磁気特性、およびピーリング試験により評価した剥離率を示す。ここで、ピーリング試験は以下の手順で行った。まず、媒体表面にダイヤモンドペンにより２mm角のメッシュを１０mm角領域に５×５個刻み、粘着テープを貼り付けた。室温，大気中で２４時間放置した後、テープを剥がし、メッシュを刻んだ１０mm角領域の剥離した部分の面積の比率を測定し、これを剥離率と定義した。剥離率が低い程、密着性が良好であることを示す。
【００４８】
【表４】
0003721754.tif 000005
【００４９】
表４に示したように本実施例の媒体では成膜ガスの種類によらず、２ｋＯｅ以上の高い保磁力が得られている。一方、剥離率は第１の下地層に純Ｔａを用いた場合、成膜ガスの種類によらず８０％以上と高く、密着性が極めて悪いことがわかる。これに対し、１０ａｔ％のＳｉを添加した本実施例の媒体では、剥離率は全て０％となり、密着性が改善されていることがわかる。また、第１の下地層として本実施例のＴａ−１０ａｔ％Ｓｉ合金を使用した場合、密着性の向上を目的として特に上記下地層を酸化、或いは窒化させる必要のないことがわかる。
【００５０】
潤滑剤を塗布した後、実施例１と同様な磁気記憶装置に組み込み、線記録密度２５５ｋＦＣＩ，トラック密度１５.６ｋＴＰＩ の条件で記録再生特性を行った結果、１.８ という高い装置Ｓ／Ｎが得られた。また、ＣＳＳ試験（コンタクト・スタート・ストップ試験）を行ったところ、３万回のＣＳＳを行っても摩擦係数は０.３ 以下であった。また、媒体の内周から外周までのヘッドシーク試験５万回後のビットエラー数は１０ビット／面以下であり、平均故障間隔で３０万時間以上が達成出来た。
【００５１】
＜実施例５＞
第１の下地層にＮｂ−２５ａｔ％Ｓｉ，Ｚｒ−２５ａｔ％Ｓｉ，Ｔａ−２５ａｔ％Ｓｉ，Ｍｏ−２５ａｔ％合金を用い、以下の条件で成膜した。まず、ガラス基板上に室温で前記四種類の第１の下地層を３０ｎｍ形成した。次に基板を３００℃まで加熱し、Ｃｒを２０ｎｍ、Ｃｒ−１０ａｔ％Ｔｉ合金を２０ｎｍ、Ｃｏ−１８Ｃｒ−１０ａｔ％Ｐｔ−２ａｔ％Ｔｉ合金磁性層を１８ｎｍ、カーボン保護膜を１０ｎｍ順次形成した。ここでは、磁性層の(１１.０）配向をより強くするため、第２の下地層をＣｒとＣｒ−１０ａｔ％Ｔｉ合金の二層で構成した。
【００５２】
表５に各実施例の媒体の静磁気特性、および線記録密度２５５ｋＦＣＩで測定した規格化媒体ノイズを示す。また、実施例１と同様な方法で粒径解析を行い、各媒体の磁性層中の結晶粒の平均粒径、および粒径分散を求め、表６に示す。尚、表にはＸ線回折プロファイルから求めたＣｏ合金磁性層の(１１.０）回折ピーク強度ＩＣｏ（１１.０）と、（１０.１）回折ピーク強度ＩＣｏ（１０.１)の比も示した。
【００５３】
【表５】
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【００５４】
【表６】
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【００５５】
第１の下地層にＮｂ−Ｓｉ合金を用いた媒体で最も平均粒径が微細になり、低ノイズとなることがわかる。また、粒径分散はＺｒ−Ｓｉ合金，Ｔａ−Ｓｉ合金を用いた場合に特に低く、高い保磁力角型比が得られている。また、Ｍｏ−Ｓｉ合金は特に磁性層のＣｏ(１１.０）配向が強く、保磁力が高くなっている。
【００５６】
ピーリング試験を行った結果、剥離率は全ての媒体で０％と良好な密着性を示した。次に熱ゆらぎ特性について検討するため、磁性膜厚を１０ｎｍとした媒体を上記と同一成膜条件で作製し、実施例１と同様な手法により再生出力の減衰率を求めた。減衰率は全ての媒体で２％以下と熱ゆらぎに対する十分な安定性を示したが、特に粒径分散の低かったＺｒ−Ｓｉ合金、およびＴａ−Ｓｉ合金を第１の下地層に用いた媒体では、減衰率はほぼ０％であり、熱ゆらぎに対する安定性が極めてよいことがわかった。
【００５７】
また、本実施例では再生用磁気ヘッドに図７に示すセンサを用いた。このセンサはギャップ層１４上に、５ｎｍのＴａバッファ層２５，７ｎｍの第１の磁性層２６，１.５ｎｍ のＣｕ中間層２７，３ｎｍの第２の磁性層２８，１０ｎｍのＦｅ−５０ａｔ％Ｍｎ反強磁性合金層２９が順次形成された構造である。前記第１の磁性層２６にはＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金を使用し、第２の磁性層２８にはＣｏを使用した。反強磁性層２９からの交換磁界により、第２の磁性層２８の磁化は一方向に固定されている。これに対し、第２の磁性層２８と非磁性層２７を介して接する第１の磁性層２６の磁化の方向は、磁気記録媒体からの漏洩磁界により変化するため、抵抗変化が生じる。
【００５８】
このような２つの磁性層の磁化の相対的方向の変化に伴う抵抗変化はスピンバルブ効果と呼ばれるが、本実施例では再生用ヘッドにこの効果を利用したスピンバルブ型磁気ヘッドを使用した。テーパー部は実施例１の磁気センサと同一構成である。
【００５９】
本実施例の媒体に潤滑剤を塗布した後、上記磁気ヘッドと共に磁気記憶装置に組み込み、記録密度５Ｇｂ／ｉｎ2 の条件で記録再生特性を行った結果、１.９という高い装置Ｓ／Ｎが得られた。また、ＣＳＳ試験（コンタクト・スタート・ストップ試験）を行ったところ、３万回のＣＳＳを行っても摩擦係数は０.３ 以下であった。また、媒体の内周から外周までのヘッドシーク試験５万回後のビットエラー数は１０ビット／面以下であり、平均故障間隔で３０万時間以上が達成出来た。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、媒体ノイズの低減、および熱ゆらぎに対する安定性向上の効果を持つ。本発明の磁気記録媒体と磁気抵抗効果型ヘッドを用いることにより、一平方インチ当たり４ギガビット以上の記録密度を有し、かつ平均故障回数が３０万時間以上の磁気記憶装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の磁気記憶装置の（ａ）平面模式図および（ｂ）Ａ−Ａ′断面図。
【図２】本発明の一実施例の磁気ヘッドの要部斜視図。
【図３】本発明の一実施例の磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部の断面図。
【図４】本発明の一実施例の磁気記録媒体の断面図。
【図５】本発明の一実施例および比較例の磁気記録媒体のＸ線回折プロファイルを示すスペクトル図。
【図６】本発明の一実施例に用いた磁気記録媒体の第１の下地層中のＳｉ濃度と（ａ）保磁力および（ｂ）規格化媒体ノイズの関係を示す測定図。
【図７】本発明の一実施例の磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部の断面図。
【符号の説明】
１…磁気ヘッド、２…磁気ヘッド駆動部、３…記録再生信号処理系、４…磁気記録媒体、５…磁気記録媒体駆動部、６…基体、７…コイル、８…上部記録磁極、９…下部記録磁極兼上部シールド層、１０…磁気抵抗センサ、１１…導体層、１２…下部シールド層、１３…信号検出領域、１４…シールド層と磁気抵抗センサの間のギャップ層、１５…横バイアス層、１６…分離層、１７…磁気抵抗強磁性層、１８…テーパー部、１９…永久磁石層、２０…基板、２１…第１の下地層、２２…第２の下地層、２３…磁性層、２４…カーボン保護膜、２５…バッファ層、２６…第１の磁性層、２７…中間層、２８…第２の磁性層、２９…反強磁性層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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