(57)【要約】【課題】ダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】軟磁性下地層及び軟磁性下地層上に形成された記録層を備える垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地層のダンピング定数を調節するためのダンピング制御層を備えるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体である。これにより、垂直磁気記録装置の記録フィールド値を最適化でき、記録ヘッドの幅を縮小した場合、記録フィールドの値が大きく低下するという短所を補完できる。【選択図】図２Ａ
2007200538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性下地層及び前記軟磁性下地層上に形成された記録層を備える垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性下地層のダンピング定数を調節するためのダンピング制御層を備えることを特徴とするダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層と前記記録層との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層の表面内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記ダンピング制御層のダンピング定数は、０．０３〜０．０８であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記ダンピング制御層の厚さは、５ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項２または請求項３のうちいずれか一項に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記ダンピング制御層は、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらを含む合金物質から形成されていることを特徴とする請求項２に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層の物質と；Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらとの合金から形成されていることを特徴とする請求項３に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層にＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらとの合金が１〜１０ａｔ％の組成で形成されていることを特徴とする請求項７に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記軟磁性下地層は、
基板及び前記基板上に形成されているシード層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体に係り、さらに詳細には、ダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高い情報記録密度を有し、小型の大容量記録密度を有する磁気記録装置の需要が高まるにつれて、ディスク装置の高い記録密度を有する磁気記録媒体に対する需要が増加しつつある。従来の水平磁気記録媒体の場合とは違って、最近では、磁気記録媒体の面記録密度を向上させるために、垂直磁気記録方式が提示されている。垂直磁気記録方式は、記録層に対して垂直方向に磁化させて記録密度を増加させている。このような垂直磁気記録媒体の記録層は、相対的に高い磁気異方性及び高い保磁力を表す磁性物質で形成されている。
【０００３】
図１Ａは、従来技術による垂直磁気記録装置、すなわち磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録媒体を示す断面図である。
図１Ａを参照すれば、垂直磁気記録媒体１０は、軟磁性下地層１１、中間層１３、及び記録層１５が順次に形成された構造を有する。記録層１５上には、保護層及び／または潤滑層などがさらに形成されうる。そして、垂直磁気記録媒体１０上に磁気ヘッド２０が位置して記録層１５を磁化させることによって、情報の記録が行われる。
【０００４】
図１Ａに示す垂直磁気記録媒体に情報を記録する動作について説明すれば、次の通りである。情報の記録、すなわち書き込み動作時には、メインポール２１から放出された磁束が記録層１５をビット領域単位で磁化させ、記録層１５下部の軟磁性下地層１１に入射されて流れた後、メインポール２１に伴うリターンポール２５に回収される。図１Ａに示すように、軟磁性下地層１１には、磁気ヘッド２０のミラーイメージが存在し、これをヘッドイメージ１２という。メインポール２１から放出された磁束によって記録層１５の垂直方向に磁化させることで、平面方向に磁化させる場合に比べて、単位情報が占める面積が狭い。結果的に、水平磁気記録方式に比べて、垂直磁気記録方式の場合に記録密度がさらに高くなる。
【０００５】
現在、単位記録密度を高めるために、磁気ヘッド２０のメインポール２１の幅を狭く形成することによって、結果的に記録フィールドの値は非常に低下した。現在記録フィールドの最大値(４πＭｓ）は、ほぼ限界に到達しており、高い飽和磁化(Ｍｓ： Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ)値を有する物質の場合、その値は、２．４Ｔである。図１Ａに示すような垂直磁気記録装置の長所は、軟磁性下地層１１でのフィールドが垂直磁気記録媒体の記録フィールドに寄与して、実質的に記録フィールドを増大させる役割を行う。すなわち、記録フィールドは、磁気ヘッド２０から放出されるフィールドと軟磁性下地層１１で生成されたフィールドとの総和となる。このような軟磁性下地層１１で生成されたフィールドは、軟磁性下地層１１の構成物質の特性及びその厚さによって影響を受け、具体的にダンピング定数によって影響を受ける。
【０００６】
ダンピング定数は、ランダウ−リフシッツ(Landau-Liftshitz)式によってαと定義される。
［数１］
∂M／∂ｔ＝−γＭ×Ｈｅｆｆ＋(α／Ｍｓ)Ｍ×∂Ｍ／∂τ
Ｍ：磁化（magnetization）、
Ｈｅｆｆ：有効磁界（effective magnetic field）、
γ：磁気回転比（gyromagnetic ratio）、
α：ダンピング定数（damping Constant）、
τ：時間（time）
【０００７】
ここで、ダンピング定数αは、磁気ヘッド２０フィールドにより蓄積されたエネルギーが軟磁性下地層１２でどの程度速く相殺(dissipation)されるかを表す。
図１Ｂは、磁気ヘッド２０でフィールドを印加した場合、軟磁性下地層１１でのダンピング定数の大きさによって経時的に変化する軟磁性下地層のフィールドの様相を概略的に示したグラフである。図１Ｂを参照すれば、軟磁性下地層１１が小さなダンピング定数を有した場合には、非常に速く飽和されるが、飽和された後のフィールド値が多少小さいことが分かる。そして、大きいダンピング定数を有した場合には、ゆっくり飽和されることが分かる。軟磁性下地層１１物質として使われる代表的な強磁性物質であるＣｏ、ＣｏＦｅまたはＮｉＦｅ場合には、ダンピング定数が０．０１〜０．０２であって小さなダンピング定数値を表す。したがって、磁気ヘッド２０のフィールド値と類似した挙動を表すために、軟磁性下地層１１が最適のダンピング定数値を有するように制御することが非常に重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、軟磁性下地層のダンピング特性を調節することで、高い記録フィールドを有し、その情報記録特性を向上させた垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。
また、本発明では、垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層のダンピング特性を制御する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を達成するための本発明では、軟磁性下地層及び前記軟磁性下地層上に形成された記録層を備える垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性下地層のダンピング定数を調節するためのダンピング制御層を備えるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体を提供する。
本発明において、前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層と記録層との間に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層の表面内に形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記ダンピング制御層のダンピング定数は、０．０３〜０．０８であることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記ダンピング制御層の厚さは、５ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする。
本発明において、前記ダンピング制御層は、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらを含む合金物質から形成されるか、前記軟磁性下地層の物質と；Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらとの合金から形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、前記ダンピング制御層は、前記軟磁性下地層にＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらとの合金が１ａｔ％〜１０ａｔ％の組成で形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記軟磁性下地層は、基板及び前記基板上に形成されているシード層上に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層にダンピング定数を制御できるようにダンピング制御層を形成させることによって、垂直磁気記録装置の記録フィールド値を最適化できる。また、記録ヘッドの幅を縮小した場合、記録フィールドの値が大きく減少するという短所を補完できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施の形態によるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体、及び軟磁性下地層のダンピング特性調節方法について詳細に説明する。
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、本発明の第１実施の形態及び第２実施の形態によるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体の構造を示す断面図である。
【００１５】
まず、図２Ａを参照すれば、本発明の第１実施の形態による垂直磁気記録媒体は、基板３１、基板上に順次に形成された軟磁性下地層３２、ダンピング制御層３３、中間層３４、及び記録層３５を備える。ここで、中間層３４は、選択的なものであり、その他、基板３１と軟磁性下地層３２との間にシード層がさらに形成されてもよく、記録層３５上に保護層がさらに形成されてもよい。
【００１６】
基板３１、シード層、中間層３４、及び記録層３５は、一般的に使われる物質であれば、制限なしに使われうる。例えば、基板３１は、ガラス基板を利用でき、シード層は、Ｔａ、Ｔａ合金、Ｔａ／Ｒｕ化合物またはＮｉＦｅＣｒから形成され、中間層は、Ｃｕ、Ｒｕ、ＰｄまたはＰｔなどから形成されうる。記録層は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｄなどが合金ターゲットまたはコスパッタリングにより合金に形成され、Ｆｅ／Ｐｔ、Ｃｏ／ＰｔまたはＣｏ／Ｐｄの多層構造で形成されうる。選択的に、付加物とマトリックス物質とを含むことができる。具体的に、添加物は、Ｃ、Ａｇ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｎ、Ｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｎ３Ｓｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｕ、ＣｏまたはＺｎなどがある。そして、マトリックス物質は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｃ４Ｆ８、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮ、ＢＮ、ＺｒＯ、ＴａＮまたはその他の酸化物を含む。
【００１７】
軟磁性下地層３２は、保磁力の小さな強磁性物質から形成され、Ｃｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＮｉＺｒ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＴａＺｒ、Ｃｏ９０Ｆｅ１０またはＣｏ３５Ｆｅ６５のような合金物質から形成されうる。ダンピング制御層３３は、軟磁性下地層３２のダンピング特性を改善するために形成したものであり、具体的に、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｚｒまたはこれらを含む合金物質から形成されうる。そして、合金制御層３３の厚さは、５ｎｍ〜３０ｎｍであることが望ましい。
【００１８】
図２Ｂ及び図２Ｃを参照すれば、本発明の第２実施の形態による垂直磁気記録媒体は、基板３１、基板上に順次に形成された軟磁性下地層３２、ダンピング制御層３２'、中間層３４、及び記録層３５を備える。前述したように、中間層３４は、選択的なものであり、その他、基板３１と軟磁性下地層３２との間にシード層がさらに形成され、記録層３５上に保護層がさらに形成されうる。
【００１９】
図２Ａと同様に、軟磁性下地層３２は、磁性物質から形成され、Ｃｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＮｉＺｒ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＴａＺｒ、Ｃｏ９０Ｆｅ１０またはＣｏ３５Ｆｅ６５のような合金物質から形成されうる。図２Ｂに示すダンピング制御層３２'は、軟磁性下地層３２のダンピング特性を改善するために形成したものである。但し、図２Ａに示すダンピング制御層３３とは違って、ダンピング制御層３２'は、図２Ｃに示すように軟磁性下地層３２に対して希土類または遷移金属であるＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、ＴｂまたはＺｒをドーピング工程を実施して軟磁性下地層３２内に形成したものである。また、選択的にダンピング制御層３２'は、軟磁性下地層３２を形成しながら、軟磁性下地層３２の上部にＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、ＴｂまたはＺｒをコスパッタリングを実施して形成することができる。
【００２０】
図２Ｂに示すダンピング制御層３２'は、軟磁性下地層３２の物質にＯｓ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｐｔ、ＴｂまたはＺｒのうち少なくともいずれか一つを１〜１０ａｔ％含んだものであり、その厚さは、５ｎｍ〜３０ｎｍであることが望ましい。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂは、軟磁性下地層３２を８５ｎｍの厚さに、一般的なＣｏ、ＣｏＦｅまたはＮｉＦｅ(α＝０．０２)で形成し、その上部にダンピング制御層３２'、３３を約１５ｎｍの厚さに、ダンピング定数を０．００５〜０．３に調節した磁気記録媒体に関するものであり、磁気ヘッドから記録フィールドを印加した場合、軟磁性下地層３２及びダンピング制御層３２'、３３のフィールドをシミュレーションで予測した結果を示すグラフである。ここで、図３Ａの場合、軟磁性下地層３２の飽和磁場値が２．４Ｔである場合であり、図３Ｂの場合、軟磁性下地層３２の飽和磁場値が１．０Ｔである場合を示す。
【００２２】
図３Ａを参照すれば、ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数αが０．００５、０．０１、０．０５、及び０．１である場合の結果を示したが、磁気ヘッドフィールド値が大きく増加するか減少する場合、これに連動して軟磁性下地層３２及びダンピング制御層３２'、３３のフィールドも類似した傾向を有し、ＳＵＬ（soft magnetic underlayer）フィールド値を表すことが分かる。ここで、約２ｎｓからフィールドが大きく増加するとき、ＳＵＬフィールド値が増加する程度、すなわち、転移勾配は、ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数が０．０５である場合が、最も大きいことを確認することができる。これは、図３Ｂのグラフでも同様に確認可能であり、軟磁性下地層の飽和磁場値が１．０Ｔである場合にも、ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数が０．０５である場合に転移勾配が最も大きいことが分かる。結果的に、ダンピング制御層３２'、３３の最適のダンピング定数は、０．０５であることを確認することができる。
【００２３】
図４Ａは、図３Ａにおいてダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数が０．０５である場合を示すグラフである。最適のダンピング定数である０．０５を基準として望ましいダンピング定数の範囲を表すために、軟磁性下地層３２のフィールド(Ｈｚ)最高値領域から最低値領域に変化する時間を転移時間として定義した。ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数が０．０５である場合、約０．７ｎｓを表した。そして、ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数を変化させながら転移時間を予測及び比較した。その結果を図４Ｂに示した。
【００２４】
図４Ｂを参照すれば、転移時間は、ダンピング制御層３２'、３３のダンピング定数が０．０５である場合に、最も小さな値を表し、ダンピング定数が０．０５より小さな場合及び大きな場合に、転移時間はいずれも増加することが分かる。転移時間が小さいほど高密度記録が可能であり、１ｎｓ以下である場合、優れた特性の軟磁性下地層特性を表すと判断できるので、結果的に、ダンピング定数の範囲は、０．０３〜０．０８であることが望ましい。
【００２５】
代表的な軟磁性材料であるＮｉＦｅの場合、Ｔｂ及びＧｄのような希土類金属をドーピングさせる場合、ドーピング条件によって差はあるが、ＮｉＦｅのダンピング定数を０．０３〜０．８まで大幅に変化させることが可能であり、また、Ｏｓのような遷移金属をドーピングする場合にも、ドーピング濃度が高くなるにつれてダンピング定数を０．０１〜０．１範囲で調節できる。但し、ドーピング濃度が上昇するほど軟磁性体の磁化値は減少する現象が観察される。
【００２６】
図５は、軟磁性下地層３２及びダンピング制御層３２'、３３の厚さを調節しながら経時的な軟磁性下地層３２のフィールド値を測定したグラフである。
図５では、軟磁性下地層３２上にダンピング制御層３２'、３３をそれぞれ１５ｎｍ、３０ｎｍ、及び５０ｎｍの厚さに形成し、このとき、軟磁性下地層３２のダンピング定数は０．０２であり、厚さはそれぞれ８５、７０、５０ｎｍであった。図５を参照すれば、ダンピング制御層３２'、３３の厚さが３０ｎｍより大きい場合には、軟磁性下地層３２のフィールドが望ましくない構造となることが分かる。したがって、軟磁性下地層３２上にダンピング制御層３２'、３３を形成する場合には、ダンピング制御層３２'、３３の厚さは、５ｎｍ〜３０ｎｍ以下に形成する。望ましくは、ダンピング制御層３２'、３３の厚さは、５ｎｍ〜２０ｎｍである。
【００２７】
前記した説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものというより、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態により決まるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、磁気記録関連の技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】従来技術による垂直磁気記録媒体を概略的に示す図面である。
【図１Ｂ】軟磁性下地層のダンピング定数が異なる場合、経時的な記録フィールドの変化様相と比較したグラフである。
【図２Ａ】本発明の第１実施の形態によるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体構造を示す図面である。
【図２Ｂ】本発明の第２実施の形態によるダンピング特性の調節された軟磁性下地層を備える垂直磁気記録媒体構造を示す図面である。
【図２Ｃ】図２Ｂに示した軟磁性下地層に対してドーピング工程を実施して、ダンピング制御層を形成するドーピング工程を示すグラフである。
【図３Ａ】磁気ヘッドから記録フィールドを印加した場合(実線)、軟磁性下地層に生成される記録フィールドをシミュレーションで予測した結果を示すグラフである。
【図３Ｂ】磁気ヘッドから記録フィールドを印加した場合(実線)、軟磁性下地層に生成される記録フィールドをシミュレーションで予測した結果を示すグラフである。
【図４Ａ】図３Ａにおいてダンピング制御層のダンピング定数が０．０５である場合を別途に示すグラフであって、フィールド方向の転移にかかる時間の尺度である転移時間の定義も共に示す図である。
【図４Ｂ】ダンピング制御層のダンピング定数を変化させながら測定した転移時間を示すグラフである。
【図５】軟磁性下地層及びダンピング制御層の厚さを調節しながら経時的な軟磁性下地層のフィールド値を測定したグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  垂直磁気記録媒体
１１、３２  軟磁性下地層
１３、３４  中間層
１５、３５  記録層
２０  磁気ヘッド
２１  メインポール
２５  リターンポール
３１  基板
３２'、３３  ダンピング制御層
【図１Ａ】
2007200538.tif 000003
【図１Ｂ】
2007200538.tif 000004
【図２Ａ】
2007200538.tif 000005
【図２Ｂ】
2007200538.tif 000006
【図２Ｃ】
2007200538.tif 000007
【図３Ａ】
2007200538.tif 000008
【図３Ｂ】
2007200538.tif 000009
【図４Ａ】
2007200538.tif 000010
【図４Ｂ】
2007200538.tif 000011
【図５】
2007200538.tif 000012