(57)【要約】【課題】垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基板と、基板上に形成された第１軟磁性下地層と、第１軟磁性下地層上に形成され、垂直磁気異方性を有する垂直異方性中間層と、垂直異方性中間層上に形成された第２軟磁性下地層と、第２軟磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層と、を備える垂直磁気記録媒体である。第２軟磁性下地層は、ネール壁のエネルギー密度がブロック壁のエネルギー密度より低くなる厚さを有する。第２軟磁性下地層は、その厚さが５ｎｍないし２０ｎｍの範囲内にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１軟磁性下地層と、
前記第１軟磁性下地層上に形成され、垂直磁気異方性を有する垂直異方性中間層と、
前記垂直異方性中間層上に形成された第２軟磁性下地層と、
前記第２軟磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層と、を備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第２軟磁性下地層は、ネール壁のエネルギー密度がブロック壁のエネルギー密度より低くなる厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第２軟磁性下地層は、その厚さが５ｎｍないし２０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記垂直異方性中間層は、半硬質磁性体であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記垂直異方性中間層は、Ｃｏ、ＣｏＦｅ合金及びＮｉＦｅ合金からなる群から選択された何れか一つの物質から形成されることを特徴とする請求項４に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記垂直異方性中間層は、その厚さが２ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記垂直異方性中間層は、少なくとも５ｋＧの飽和磁化を有する物質であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記垂直異方性中間層は、その磁気異方性エネルギーが５×１０５ｅｒｇ／ｃｃないし１×１０６ｅｒｇ／ｃｃの範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記垂直磁気記録層上に設けられる保護膜と、
前記保護膜上に設けられる潤滑層と、をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【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、基板と垂直磁気記録層との間の層の構造を改善してノイズを低減させた垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、磁気ディスク装置のような記録媒体の面記録密度は急速に上昇している。磁気ディスクの面記録密度を上昇させるために、垂直磁気記録方式が提示されている。垂直磁気記録方式の媒体は、垂直磁気記録層を垂直方向に磁化させて記録密度の上昇を図っている。このような垂直磁化のための垂直磁気記録層は、相対的に高い磁気異方性及び高い保磁力を表しうる磁性物質を利用している。
【０００３】
このような垂直磁気記録層を効果的に磁化させて、データの垂直磁気記録層への記録に役立つために、垂直磁気記録層と垂直磁気記録層を支持する基板との間に軟磁性下地層が導入されている。垂直磁気記録層の上部には、磁束を形成して垂直磁気記録層を磁化させる磁気ヘッドが配置される。
【０００４】
記録動作時に磁気ヘッドの記録ポールから放出された磁束は、垂直磁気記録層をビット領域単位で磁化させ、垂直磁気記録層の下側の軟磁性下地層に沿って流れた後、磁気ヘッドのリターンポールへ回収される。このように、軟磁性下地層が導入されることによって、磁気記録媒体内で磁気回路の形成を円滑にし、記録ポールから放出された磁束が乱れずに垂直磁気記録層に効果的に伝達されて、垂直磁気記録層が効果的に磁化される。
【０００５】
しかし、軟磁性下地層に磁気回路が円滑に形成されるためには、軟磁性下地層が飽和されてはならない。そのためには、軟磁性下地層が十分な厚さを有することが要求され、また、十分な飽和磁化（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：Ｍｓ）を有することが要求される。ところが、厚い軟磁性下地層を導入する場合、磁気記録時に記録ポールから放出された磁束によって磁気渦が発生して、このような磁気渦は、磁化時間の遅延及びノイズの原因となるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであって、磁気渦の発生を抑制してノイズを効果的に低減させうる軟磁性下地層の構造を有する垂直磁気記録媒体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】
【０００７】
前記目的を解決するために、本発明に係る垂直磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成された第１軟磁性下地層と、前記第１軟磁性下地層上に形成され、垂直磁気異方性を有する垂直異方性中間層と、前記垂直異方性中間層上に形成された第２軟磁性下地層と、前記第２軟磁性下地層上に形成された垂直磁気記録層と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記第２軟磁性下地層は、垂直方向への反転磁化が形成されないように、ネール壁の磁壁エネルギー密度がブロック壁の磁壁エネルギー密度より低くなる厚さを有することが望ましい。
【０００９】
前記第２軟磁性下地層は、その厚さが５ｎｍないし２０ｎｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１０】
前記垂直異方性中間層は、半硬質磁性体であることが望ましい。
【００１１】
前記垂直異方性中間層は、Ｃｏ、ＣｏＦｅ合金及びＮｉＦｅ合金からなる群から選択された何れか一つの物質から形成されうる。
【００１２】
前記垂直異方性中間層は、その厚さが２ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１３】
前記垂直異方性中間層は、少なくとも５ｋＧの飽和磁化を有する物質であることが望ましい。
【００１４】
前記垂直異方性中間層は、その磁気異方性エネルギーが５×１０５ｅｒｇ／ｃｃないし１×１０６ｅｒｇ／ｃｃの範囲内にあることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る垂直磁気記録媒体は、軟磁性下地層に垂直異方性中間層を挿入することによって、次のような効果を確保できる。
【００１６】
第一に、軟磁性下地層における磁気渦を抑制することによって、磁気記録媒体の磁化時間を短縮させうる。これは、高密度で磁気記録を行うのに有利である。
【００１７】
第二に、軟磁性下地層で発生するノイズを抑制できる。
【００１８】
第三に、垂直磁気記録層の記録磁界がさらに強化され、再生時の出力が増加して、優れたＳＮＲ特性が確保されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施例をさらに詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の概略的な断面図である。
【００２１】
図１に示すように、垂直磁気記録媒体は、基板１０と、前記基板１０上に順に形成された第１軟磁性下地層１１、垂直異方性中間層１２、第２軟磁性下地層１３及び垂直磁気記録層１５を備える。また、前記垂直磁気記録層１５上には、垂直磁気記録層１５を外部から保護する保護膜１８がさらに形成されうる。保護膜１８上には、磁気ヘッドとの衝突及び摺動などによる磁気ヘッド及び保護膜１８の摩耗を低減させるための潤滑層１９がさらに設けられうる。
【００２２】
前記第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３は、記録動作時に磁気ヘッド（図示せず）から放出された磁束が磁気記録媒体内で円滑に磁気回路を形成するようにして、垂直磁気記録層１５を効果的に磁化させる。このために、前記第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３は、透磁率が高く、かつ保磁力が小さな軟質磁性体から形成される。
【００２３】
前記第１軟磁性下地層１１は、磁気ヘッドの記録用ポールの飽和磁化より相対的に高い飽和磁化を有して、十分な厚さに形成されることが望ましい。もし、第１軟磁性下地層１１が相対的に小さい飽和磁化及び厚さを有する場合、前記第１軟磁性下地層１１は飽和されて、磁気ヘッドから引き込まれる磁束を十分に伝達できなくなる。
【００２４】
前記第２軟磁性下地層１３は、磁気渦が形成されないほどに薄いことが望ましい。前記第２軟磁性下地層１３の厚さは、図２を参照して説明する。
【００２５】
図２は、第２軟磁性下地層１３が１７ｋＧの飽和磁化Ｍｓを有する場合において、磁壁の厚さと磁壁のエネルギー密度との関係を示すグラフである。
【００２６】
磁壁は、ブロック壁及びネール壁の２つのモデルに一般的に区分されうる。ここで、ブロック壁は、第２軟磁性下地層１３に垂直方向に反転磁化が形成される磁壁であり、ネール壁は、第２軟磁性下地層１３に平行方向に反転磁化が形成される磁壁である。このような磁壁は、磁気記録中または磁気記録後に第２軟磁性下地層１３に形成される磁区の境界をなす。磁気記録時に発生しうる磁気渦は、第２軟磁性下地層１３に対して垂直面上に形成（図３のＶ参照）されるので、垂直方向に反転磁化されるブロック壁と関連する。一方、ネール壁は、第２軟磁性下地層１３に垂直方向に形成される磁気渦と関係ない。したがって、第２軟磁性下地層１３は、磁気渦が抑制されるために、垂直方向への反転磁化されるブロック壁を形成させないことが望ましい。
【００２７】
磁壁のエネルギー密度は、第２軟磁性下地層１３（図１）の厚さと関連するので、ブロック壁またはネール壁の形成は、第２軟磁性下地層１３の厚さにより制限される。したがって、第２軟磁性下地層１３は、その厚さを決定するに当って、ネール壁のエネルギー密度をブロック壁のエネルギー密度より低くする厚さを有することが望ましい。すなわち、第２軟磁性下地層１３が、所定の遷移厚さ以下の厚さを有する場合、ブロック壁のエネルギー密度よりネール壁のエネルギー密度がさらに低く、磁区の境界にネール壁が形成される。ここで、遷移厚さとは、ブロック壁のエネルギー密度とネール壁のエネルギー密度とが同じ遷移地点における第２軟磁性下地層１３の厚さを言う。
【００２８】
図１及び図２に示すように、第２軟磁性下地層１３が１７ｋＧの飽和磁化Ｍｓを有する場合、その遷移厚さは、約２０ｎｍである。この場合、第２軟磁性下地層１３の厚さＴ１が約２０ｎｍより薄ければ、ネール壁のエネルギー密度がブロック壁のエネルギー密度より低く、ブロック壁の形成よりネール壁の形成がさらに容易であり、第２軟磁性下地層１３に垂直方向への反転磁化及び磁気渦が抑制される。一方、第２軟磁性下地層１３の厚さＴ１は、安定的に薄膜状態を維持するために、少なくとも５ｎｍより厚いことが望ましい。したがって、第２軟磁性下地層１３の厚さＴ１は、磁気渦を抑制するために、約５ｎｍないし２０ｎｍの範囲内にあることが望ましい。
【００２９】
また、図１に示すように、前記垂直異方性中間層１２は、垂直磁気異方性を有する半硬質磁性体から形成されることが望ましい。半硬質磁性体とは、軟質磁性体より保磁力が大きく、硬質磁性体より容易に磁化されるものであって、軟質磁性体と硬質磁性体の中間的な磁気特性を有する物質である。このような半硬質磁性体から形成された垂直異方性中間層１２は、硬質磁性体から形成される垂直磁気記録層１５より容易に磁化され、保磁力が小さい。したがって、垂直異方性中間層１２は、第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３と共に磁気ヘッドから放出された磁束が磁気記録媒体内で円滑に磁気回路を形成するようにして、垂直磁気記録層１５を効果的に磁化させうる。また、前記垂直異方性中間層１２は、軟磁性下地層１１、１３より保磁力が大きくて磁化され難いので、前記軟磁性下地層１１、１３で発生しうる磁気渦を抑制できる。例えば、前記垂直異方性中間層１２は、約５ｋＧの飽和磁化Ｍｓを有する物質であり、その磁気異方性エネルギーＫｕが５×１０５ないし１×１０６ｅｒｇ／ｃｃの範囲内にあることが望ましい。
【００３０】
前記垂直異方性中間層１２は、垂直磁気異方性を有しうる膜の厚さが要求される。例えば、前記垂直異方性中間層１２の厚さＴ２は、約１０ｎｍより薄いことが望ましい。一方、前記垂直異方性中間層１２は、薄膜工程を通じて形成され、この場合、前記垂直異方性中間層１２の厚さＴ２は、少なくとも２ｎｍより厚いことが望ましい。したがって、前記垂直異方性中間層１２は、約２ｎｍより厚く、約１０ｎｍより薄いことが望ましい。前記垂直異方性中間層１２は、薄膜が安定するために５ｎｍより厚いことがさらに望ましい。
【００３１】
前記垂直異方性中間層１２は、垂直磁気異方性を有するので、垂直磁気記録層１５を垂直に通過する記録磁界と同じ方向に磁気モーメントが配列される。すなわち、前記垂直異方性中間層１２の磁気モーメントは、垂直磁気記録層１５に整列された磁気モーメントの方向と同じ方向を有するので、前記垂直異方性中間層１２は、垂直磁気記録層１５の記録磁界を強化させうる。すなわち、前記垂直異方性中間層１２は、垂直磁気記録媒体の再生時の出力を増加させてＳＮＲ特性を向上させる。
【００３２】
前記垂直異方性中間層１２は、Ｃｏ、ＣｏＦｅ合金またはＮｉＦｅ合金から形成されうる。前記垂直異方性中間層１２は、スパッタリング薄膜の製作方法を通じて蒸着されて形成されうる。たとえば、垂直異方性中間層１２がＣｏ薄膜から形成される場合、Ｃｏ薄膜を単層に蒸着して、前記垂直異方性中間層１２をして垂直方向に結晶磁気異方性を有させうる。また、垂直異方性中間層１２がＣｏＦｅ合金薄膜から形成される場合、まず、軟磁性を有するシード層を蒸着した後、ＣｏＦｅ合金薄膜を蒸着して垂直方向に弾性磁気異方性を形成させうる。
【００３３】
前記垂直磁気記録層１５は、磁気ヘッドの書き込み動作時に記録される単位ビットの磁化方向が垂直に立てられて、情報が記録される層である。例えば、前記垂直磁気記録層１５は、垂直磁気異方性に優れたＣｏ系合金またはＦｅ系合金の強磁性物質を使用して形成されうる。
【００３４】
図３Ａないし図４Ｂは、本発明の磁気記録媒体が磁気渦を抑制することを比較例と対応して示す。
【００３５】
（比較例）
図３Ａ及び図３Ｂに示す比較例に係る磁気記録媒体は、単層の軟磁性下地層２１とその上に積層された垂直磁気記録層２５を備えたものであって、図３Ａは、記録中の磁化構造を示す図面であり、図３Ｂは、記録後の磁化構造を示す図面である。ここで、軟磁性下地層２１は、１５ｋＧの飽和磁化Ｍｓを有し、その厚さが、９０ｎｍである。
【００３６】
図３Ａに示すように、軟磁性下地層２１は、記録中の磁気渦Ｖが発生するということが分かる。このような磁気渦Ｖは、軟磁性下地層２１の磁化方向が速く変換することを妨害して磁化時間を遅延させることによって、磁気記録媒体に高密度で磁気記録できなくする。図３Ｂに示すように、磁気渦（図３ＡのＶ）は、軟磁性下地層２１に記録した後に垂直磁気記録層２５に配列された磁気モーメントの方向と逆方向の磁気モーメントを有する成分を生成させて、ノイズの原因となる。
【００３７】
（実施例）
図４Ａ及び図４Ｂに示す実施例は、垂直異方性中間層１２を通じて軟磁性下地層を第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３に区分した点を除いては、前記比較例に係る磁気記録媒体と実質的に同じ磁気記録媒体である。ここで、垂直異方性中間層１２は、垂直磁気異方性エネルギーが１×１０６ｅｒｇ／ｃｃであり、保磁力が約２０００［Ｏｅ］である半硬質磁性体である。図面において図１と同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。
【００３８】
ここで、図４Ａは、実施例の記録中の磁化構造を示し、図４Ｂは、実施例の記録後の磁化構造を示す。
【００３９】
図４Ａに示すように、第１軟磁性下地層１１と第２軟磁性下地層１３との間に垂直異方性中間層１２が介在されることによって、前記第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３に磁気渦が抑制されているということが分かる。これにより、本実施例は、第１軟磁性下地層１１及び第２軟磁性下地層１３の磁化方向が速く変換しうるので、磁気記録媒体の磁化時間を短縮させうる。このように、磁化時間が短縮されれば、同じ時間内に多くの情報が記録されうるので、磁気記録媒体に高密度で磁気記録を行うのに有利である。
【００４０】
また、垂直異方性中間層１２の磁気モーメントの方向が、垂直磁気記録層１５の磁気モーメント方向と一致することによって、垂直磁気記録層１５における記録磁界がさらに強化され、再生時の出力が増加して、優れたＳＮＲ特性が確保されうるということが分かる。
【００４１】
このような本発明の垂直磁気記録媒体は、理解を容易にするために、図面に示す実施例を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、高い記録密度が要求される垂直磁気記録媒体に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の概略的な断面図である。
【図２】磁壁の厚さと磁壁のエネルギー密度との関係を示すグラフである。
【図３Ａ】比較例に係る垂直磁気記録媒体の記録中の磁化構造を示す図面である。
【図３Ｂ】比較例に係る垂直磁気記録媒体の記録後の磁化構造を示す図面である。
【図４Ａ】本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の記録中の磁化構造を示す図面である。
【図４Ｂ】本発明の実施例に係る垂直磁気記録媒体の記録後の磁化構造を示す図面である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  基板
１１  第１軟磁性下地層
１２  垂直異方性中間層
１３  第２軟磁性下地層
１５  垂直磁気記録層
１８  保護膜
【図１】
2007226945.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2007226945.tif 000005
【図３Ｂ】
2007226945.tif 000006
【図４Ａ】
2007226945.tif 000007
【図４Ｂ】
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