(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に複数の下地層を介して磁性層が形成されており、該磁性層が、
Ｒｕ、もしくはＲｅの少なくとも一方を３ａｔ％以上、３０ａｔ％以下含有し、かつＣｒを０ａｔ％より大きく、１８ａｔ％以下含有し、更にＢ、もしくはＣの少なくとも一方を０ａｔ％以上、２０ａｔ％以下含有し、残部がＣｏよりなる下部磁性層と、非磁性中間層を介してこれと反強磁性結合したＣｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ等を含有したｈｃｐ構造の合金からなる上部磁性層とを含むことを特徴とする面内磁気記録媒体。
【請求項２】
上記複数の下地層が、Ｃｏ、もしくはＮｉを主成分とした非磁性、かつ非晶質構造の第一の下地層と、Ｃｒを含有した体心立方構造の第二の下地層からなることを特徴とする請求項１に記載の面内磁気記録媒体。
【請求項３】
上記複数の下地層が、Ｂ２構造を有する第一の下地層と、Ｃｒを含有した体心立方構造の第二の下地層からなることを特徴とする請求項１に記載の面内磁気記録媒体。
【請求項４】
上記複数の下地層の少なくとも一層が、Ｃｏを含有した非磁性かつ六方稠密構造の合金材料からなることを特徴とする請求項１に記載の面内磁気記録媒体。
【請求項５】
上記Ｃｏを含有した非磁性かつ六方稠密構造の合金材料からなる下地層が、上記下部磁性層と上記第二の下地層との間に形成されていることを特徴とする請求項２あるいは請求項３に記載の面内磁気記録媒体。
【請求項６】
上記Ｃｏを含有した非磁性かつ六方稠密構造の合金材料からなる下地層が、Ｒｕを３５ａｔ％以上、６０ａｔ％以下含有したＣｏ−Ｒｕ合金からなることを特徴とする請求項４あるいは請求項５に記載の面内磁気記録媒体。
【請求項７】
前記複数の下地層の少なくも一層が、Ｃｒを含有した体心立方構造の合金材料からなり、該Ｃｒ合金がＢを２ａｔ％以上、１５ａｔ％以下含有していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の面内磁気記録媒体。
【請求項８】
磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドと、ヘッドを媒体に対して相対運動させる手段と、ヘッドの記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置に於いて、磁気記録媒体が請求項１〜請求項７のいずれかに記載の面内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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関し、特に詳細には、低ノイズ、かつ高保磁力で、熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体技術に関する。さらに、高感度な磁気ヘッド技術と組み合わせ、記録再生条件を最適化することにより、１平方ミリメートル当たり５０メガビット以上の面記録密度を持った信頼性の高い磁気記憶装置技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置の大容量化に伴い、磁気記録媒体の面記録密度向上に対する要求が益々高まっている。面記録密度の向上には媒体ノイズの低減が不可欠である。そのためには磁性層の粒子サイズを微細化して、１ビット当たりの粒子数を増加させる必要がある。しかし、微細な磁性結晶粒は熱揺らぎの影響で磁化反転を起こし易くなるため、記録磁化の減衰、即ち熱磁気緩和現象が顕著となる。熱磁気緩和現象を抑制するには、熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)を概ね８０〜９０以上に保つ必要がある。ここで、Ｋｕは、結晶磁気異方性定数、ｖは磁性結晶粒の体積、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。磁性結晶粒を微細化した場合、粒子体積ｖが低下するのでＫｕ・ｖ／ｋＴを上記値以上に保つにはＫｕを高める必要がある。Ｋｕを向上させると異方性磁界(Ｈｋ)も増加するが、Ｈｋが磁気ヘッドの記録磁界を上回ると重ね書き特性が大幅に劣化する。このため、媒体のＨｋはヘッドの記録磁界を上回らないように設定する必要があり、これが高Ｋｕ化の上限となっている。
【０００３】
熱磁気緩和の抑制と低ノイズ化を両立させる技術として、近年、反強磁性結合媒体(Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７７，ｐｐ．２５８１−２５８３，Ｏｃｔｏｂｅｒ（２０００）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７７，ｐｐ．３８０６−３８０８，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ（２０００）が提案されている。これは、磁性層をＲｕ中間層を介して反強磁性結合した２層構造としたものである。反強磁性結合媒体では、基板側の磁性層(下部磁性層)の磁化と保護膜側の磁性層(上部磁性層)の磁化が残留磁化状態で反平行となる。このため、残留磁束密度(Ｂｒ)と磁性膜厚(t)の積(Ｂｒ・ｔ)を単層の磁性層を用いた媒体と等しくした場合、記録層である上部磁性層の膜厚を厚くすることができ、該磁性層の熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)を高くすることができる。
【０００４】
しかしながら、低ノイズ、かつ高保磁力で、熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体が具体的に提供されるには至っていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低ノイズ、かつ高保磁力で、熱揺らぎに対しても十分に安定な面内磁気記録媒体を提供し、かつ、高感度な磁気ヘッドと組み合わせ、記録再生条件を最適化することにより、1平方ミリメートル当たり５０メガビット以上の面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である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、面内磁気記録媒体が非磁性基板上に複数の下地層を介して磁性層が形成されており、該磁性層が、Ｒｕ、もしくはＲｅの少なくとも一方を３ａｔ％以上、３０ａｔ％以下含有し、かつＣｒを０ａｔ％以上、１８ａｔ％以下含有し、更にＢ、もしくはＣの少なくとも一方を０ａｔ％以上、２０ａｔ％以下含有し、残部がＣｏよりなる下部磁性層と、非磁性中間層を介して配置されたＣｏを主成分とする上部磁性層からなるようにした。
【０００７】
また、上記複数の下地層が、Ｃｏ、もしくはＮｉを主成分とした非磁性、かつ非晶質構造の第一の下地層と、Ｃｒを含有した体心立方構造の第二の下地層からなるようにした。
【０００８】
さらに、上記第一の下地層にＢ２構造の合金材料を用いてもよい。
【０００９】
また、上記複数の下地層の少なくとも一層がＣｏを含有した非磁性、かつ六方稠密構造の合金材料からなるようにした。
【００１０】
さらにまた、上記Ｃｏ含有合金下地層は、第三の下地層として上記下部磁性層と上記第二の下地層との間に形成することもできる。
【００１１】
また、上記Ｃｏを含有した非磁性、かつ六方稠密構造の合金材料からなる下地層が、Ｒｕを３５ａｔ％以上、６０ａｔ％以下含有したＣｏ- Ｒｕ合金からなるようにした。
【００１２】
さらに、上記複数の下地層の少なくも一層が、Ｃｒを含有した体心立方構造の合金材料からなり、該Ｃｒ合金がＢを２ａｔ％以上、１５ａｔ％以下含有するようにした。
【００１３】
さらにまた、磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用のスピンバルブ型磁気ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドと、ヘッドを媒体に対して相対運動させる手段と、ヘッドの記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置に於いて、前記磁気記録媒体は上記の面内磁気記録媒体で構成されるようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施の概要について以下に説明する。
本発明の磁気記録媒体の例である反強磁性結合媒体では残留磁束密度(Ｂｒ)と磁性膜厚(ｔ)の積(Ｂｒ・ｔ)は、概ね上部磁性層のＢｒ・ｔと下部磁性層のＢｒ・ｔとの差となる。このため、反強磁性結合媒体のＢｒ・ｔを、上部磁性層と同一の磁性合金を用いた単磁性層媒体のＢｒ・ｔと同一に揃えた場合、上部磁性層のＢｒ・ｔは下部磁性層のＢｒ・ｔ分だけ大きく設定することができる。上部磁性層のＢｒ・ｔは主として該磁性層の飽和磁束密度（Ｂｓ）、もしくは膜厚を増加させることによって大きくできる。前者の場合、異方性磁界（Ｈｋ）を低下させなければ結晶磁気異方性定数(Ｋｕ)を大きくでき、後者の場合、結晶粒の体積(v)を大きくすることができる。これによって、上部磁性層の熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)(ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度)を大きくすることが可能となる。反強磁性結合媒体では上部磁性層が記録層となるため、該磁性層の熱安定性を向上させることにより、熱磁気緩和現象を抑制することができる。
【００１５】
よって、下部磁性層のＢｒ・ｔを大きく設定することにより、上部磁性層のＢｒ・ｔも大きく設定でき、熱安定性をより向上させることができる。但し、反強磁性結合媒体では、残留磁化状態で下部磁性層の磁化が上部磁性層の磁化と反平行とならなければならない。そのためには、下部磁性層の保磁力(Ｈｃ２)を下部磁性層が受ける結合磁界(Ｈｅｘ２)より小さくする必要がある。Ｈｅｘ２は上部磁性層と下部磁性層間の交換結合定数( Ｊ)、及び下部磁性層のＢｒ・ｔ(Ｂｒ・ｔ２)を用いて、概ねＪ／(Ｂｒ・ｔ2)と記述できる。このため、上記条件を満足させるにはＢｒ・ｔ2がＪ／Ｈｃ２以下である必要がある。よって、Ｂｒ・ｔ2をできる限り大きくするには、Ｊを大きくする、もしくはＨｃ２を小さくすればよい。
【００１６】
Ｈｃ２を小さくするには、下部磁性層に異方性磁界(Ｈｋ)の小さい材料を用いるのが効果的である。現在、磁性層に使用されている一般的な材料は、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｂ、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｔａ合金等、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ等を含有したｈｃｐ構造の合金である。これらのＣｏ合金のＨｋは主としてＰｔ含有量に依存しており、Ｐｔ量を低減することによってＨｋを低減することができる。
【００１７】
しかし、Ｐｔの原子半径はＣｏに比べて約１１％大きいため、下部磁性層のＰｔ含有量を減らした場合、同時に該磁性層の格子定数も大幅に低下する。上部磁性層は後述するようにＰｔを１０〜１８ａｔ％含有しているため、下部磁性層のＰｔ含有量を極端に減らすと両磁性層間の格子ミスフィットが大幅に増大する。その結果、上部磁性層のエピタキシャル成長が阻害され、面内磁気異方性が大幅に低下するという問題が起こる。この問題を防ぐ為、下部磁性層にはＨｋは低いが、格子定数は上部磁性層に比べて大幅に低下していない材料を用いることが好ましい。発明者らは下部磁性層として種々の材料を検討した結果、Ｃｏを主成分として、Ｐｔの代わりにＲｕ、もしくはＲｅを含有した合金が最も望ましいことを見い出した。Ｒｕ、及びＲｅの原子半径はＰｔよりは小さいが、Ｃｏに対しては６８％大きい。
【００１８】
また、これらの元素はＣｏと合金化してもＨｋが増大しないため、Ｃｏ―Ｒｕ合金、もしくはＣｏ―Ｒｅ合金は高い格子定数と低いＨｋを両立させることができる。検討の結果、上部磁性層の良好なエピタキシャル成長を阻害しないためには、下部磁性層はＲｕ、もしくはＲｅを概ね３ａｔ％以上含有していればよいことがわかった。但し、これらの元素を多量に添加した場合、下部磁性層の磁化量が著しく低下するため、含有量は３０ａｔ％以下が望ましい。
【００１９】
また、磁化量を調整するために１８％以下のＣｒを添加してもよい。ＣｒはＣｏと原子半径がほぼ同じであるため、格子定数を変化させずに磁化量のみを調整することができる。但し、添加量が１８％を越えると、磁化量が著しく低下し、上部磁性層のＢｒ・ｔを打ち消す効果が低下するので好ましくない。
【００２０】
また、上部磁性層の粒径は下部磁性層の粒径に強く依存しているため、下部磁性層の粒径を微細化することによって、上部磁性層の粒径を微細化することができる。この場合、媒体ノイズを低減できるので好ましい。下部磁性層の粒径を微細化するために、該磁性層は０ａｔ％以上、２０ａｔ％以下のＢ、もしくはＣを含有していることが望ましい。添加量が、２０ａｔ％を越えると、下部磁性層の結晶性が著しく劣化するので好ましくない。下部磁性層の膜厚は１ｎｍ以上とすることが望ましい。１ｎｍ未満では下部磁性層のＢｒ・ｔが小さすぎるため、上部磁性層のＢｒ・ｔを熱揺らぎに耐えられる程、十分大きく設定できない。
【００２１】
また、一般に下部磁性層を厚くした場合、該磁性層の保磁力が増大する。このため、膜厚がある値を越えると下部磁性層の保磁力が該磁性層が受ける結合磁界よりも大きくなり、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行とならなくなる。よって、この時の膜厚が下部磁性層の膜厚の上限となる。本発明の下部磁性層はＨｋが極めて低いため、保磁力も低く、膜厚を１２ｎｍ程度まで厚くしても、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行とすることができる。下部磁性層の膜厚と媒体の電磁変換特性の相関は、上部磁性層の材料や下地構成によって異なるため、下部磁性層の膜厚は媒体構成に応じて１ｎｍ?１２ｎｍの範囲内で最適化するのがよい。
【００２２】
上部磁性層にはＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＢＴａ合金等、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂ等を含有したｈｃｐ構造の合金を用いるのがよい。磁性粒子間の交換相互作用を十分に低減するため、上部磁性層のＣｒ濃度は１４ａｔ％以上が望ましい。但し、Ｃｒ濃度が増加すると結晶磁気異方性定数(Ｋｕ)が低下して熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)が下がるため、Ｃｒ含有量は２２ａｔ％以下がよい。
【００２３】
また、高い保磁力と良好な重ね書き特性を両立させるため、１０ａｔ％以上、１８ａｔ％以下のＰｔを含有することが望ましい。更に、３ａｔ％以上のＢを添加すると磁性結晶粒が微細化されると同時にＣｒ原子の粒界偏析が促進されるため、媒体ノイズを大幅に低減できる。但し、多量のＢ添加は磁性層の結晶性を劣化させるため、添加量は１８ａｔ％以下が望ましい。媒体ノイズは、上部磁性層にＴａ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、W、Ｔｉ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3等を添加することによっても低減することができる。前記元素、もしくは化合物の添加は磁性層のｈｃｐ構造を崩すため、添加量は１０ａｔ％以下、もしくは６ｍｏｌ％以下にするのが好ましい。
【００２４】
下部磁性層と上部磁性層の間に形成する中間層としては膜厚が０.２ｎｍ〜０.８ｎｍのＲｕを用いることが望ましい。Ｒｕ膜厚が上記範囲を外れると、下部磁性層と上部磁性層の間の反強磁性結合が崩れるため好ましくない。中間層材料としては、下部磁性層と上部磁性層の間に反強磁性結合を導入できる材料であれば、Ｒｕ以外でも特に問題はない。
【００２５】
下地層の層構成としては、例えばＣｏ、Ｎｉ等を主成分とした非磁性の非晶質合金からなる第一の下地層上に、Ｃｒを含有したｂｃｃ構造の第二の下地層を積層した多層構成とすることができる。上記第一の下地層としては、例えばＣｏ-Ｃｒｘ１-Ｚｒｙ１(ｘ１：３０〜６０ａｔ％、ｙ１：３〜３０ａｔ％  )、Ｎｉ-Ｃｒｘ２-Ｚｒｙ２(ｘ２：０〜５０ａｔ％、ｙ２：３〜６０ａｔ％ )、Ｎｉ-Ｔａｘ３-Ｚｒｙ３ (ｘ３：３〜６０ａｔ％、ｙ３：３〜６０ａｔ％ )、Ｎｉ-Ｔａｘ４ (ｘ４：５〜６０ａｔ％ )合金等を用いるのがよい。この場合、第二の下地層の粒径が微細化されると同時に、該下地層に(１００)面を基板面と略平行とした配向(以後、(１００) 配向と記す)をとらせることができる。
【００２６】
このため、第二の下地層上に形成された下部磁性層はエピタキシャル成長により、(１１.０)面を基板面と略平行とした配向(以後、(１１.０)配向と記す)をとり、中間層を介して上部磁性層も(１１.０)配向をとる。これにより、上部磁性層の粒径が低ノイズ化に適した１１ｎｍ以下まで微細化され、同時にc軸面内成分が向上し、低ノイズで強い面内磁気異方性を有する媒体が得られる。第一の下地層は非磁性であることが望ましいが、飽和磁束密度が０.１５Ｔ以下であれば若干の磁化を有していても実用上問題ない。
【００２７】
また、第一の下地層は、Ｘ線回折スペクトラムに於いて、ハローパターン以外の明瞭な回折ピークを示さないか、もしくは高分解能電子顕微鏡にて撮影した格子像から得られた平均粒径が５ｎｍ以下であれば、厳密な非晶質構造である必要はない。第一の下地層材料は上記以外でも、例えばＭｇＯ、ＮｉＰ、Ｔａ等、第二のＣｒ合金下地層に(１００)配向をとらせることができる材料であれば特に制限しない。また、基板にＮｉPメッキしたAl-Mg合金を用いた場合、該基板上に直接形成されたＣｒ合金層は(１００)配向するため、特に上記第一の下地層を形成しなくてもよい。
【００２８】
第二の下地層にはｂｃｃ構造のＣｒ、Ｃｒ-Ｔｉ合金、Ｃｒ-Ｍｏ合金、Ｃｒ-V合金、Ｃｒ-W合金、Ｃｒ-Ｍｎ合金等を用いることができる。前記Ｃｒ合金は純Ｃｒに比べて格子定数が大きいため、磁性層との格子整合性が向上するので好ましい。また、第二の下地層の粒径を更に微細化するためにＢを添加してもよい。この場合、磁性層の粒径も微細化され、媒体ノイズを更に低減することができる。但し、Ｂ添加は下地層の微細化と同時に結晶性を劣化させるため、添加量は１５ａｔ％以下が望ましい。特にＢ添加量が５ａｔ％を越える場合は、例えばＢを含有しないＣｒ層を形成した上にＣｒＴｉＢ層を形成する等して、二層化してもよい。これにより、微細粒径と強い(１００)配向を両立させた下地層とすることができる。
【００２９】
上記第二の下地層上に直接下部磁性層を形成してもよいが、該下地層と磁性層の間にＣｏを含有したｈｃｐ構造の非磁性合金を第三の下地層として設けてもよい。この場合、下部磁性層は同一結晶構造(ｈｃｐ構造)の下地層上にエピタキシャル成長するため、初期成長段階から良好に結晶成長する。このため、上部磁性層の結晶性、ｃ軸の面内配向性も向上し、高い保磁力を有する媒体が得られる。第三の下地層にはＣｏ-Ｃｒ合金、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金等、ｈｃｐ構造で、かつ飽和磁束密度が０.１５Ｔ以下の合金材料であれば特に制限はないが、Ｒｕを３５ａｔ％以上、６０ａｔ％以下含有したＣｏ-Ｒｕ合金を用いた場合、格子整合性が改善されて、媒体ノイズを低減できるので、特に望ましい。
【００３０】
上記の下地層構成は全て磁性層に（１１.０)配向をとらせるものであるが、磁性層の配向は(１１.０)配向と同様、磁性合金のc軸を膜面内方向に向けた（１０．０）配向でもよい。磁性層に（１０．０）配向をとらせるには第一の下地層に例えばＮｉ-５０ａｔ％ Ａｌ合金等のＢ２構造の合金を用いるとよい。この場合、第二の下地層は主として(２１１)配向をとるため、第三の下地層、及び磁性層はエピタキシャル成長により(１０.０)配向をとる。磁性層が(１０.０)配向した場合でも、下部磁性層に本発明のＣｏを主成分とし、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｂ、もしくはCを含有した合金材料を用いることによって(１１.０)配向した場合と同様な効果が得られる。
【００３１】
保護層として窒素を添加したカーボンを厚さ３ｎｍ〜７ｎｍ形成し、更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１ｎｍ〜４ｎｍ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。
【００３２】
基板としては化学強化したアルミノシリケートの他に、ソーダライムガラス、シリコン、硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、または、ガラスグレージングを施したセラミックス、あるいはＮｉ-Ｐを無電解めっきしたＡｌ-Ｍｇ合金基板、あるいはＮｉ-Ｐをスパッタしたガラス基板、或いはＮｉ-Ｐを無電解メッキしたガラス等からなる剛体基板等を用いることができる。
【００３３】
本発明の反強磁性結合媒体の磁気特性としては、保磁力が２４０ｋＡ/ｍ ( ３,０２４Ｏｅ)以上、４００ｋＡ/ｍ(５,０４０Ｏｅ) 以下、残留磁化（Ｂｒ・ｔ）が２.０Ｔｎｍ(２０Ｇ・μｍ)以上、６.０Ｔｎｍ(６０Ｇ・μｍ ) 以下であることが望ましい。ここで残留磁化は概ね上部磁性層のＢｒ・ｔから下部磁性層のＢｒ・ｔを差し引いた値で、図１のＯ・Ｑに相当する値である。保磁力が２４０ｋＡ/ｍに満たないと記録分解能が低下し、４００ｋＡ／ｍを上回ると重ね書き特性が劣下するので望ましくない。
【００３４】
また、残留磁化が２.０Ｔｎｍ未満では、再生出力が低下し、６.０Ｔｎｍを上回ると高い分解能が得られないのでそれぞれ好ましくない。
【００３５】
図１に本発明の反強磁性結合媒体のヒステリシス曲線の一例を示す。下部磁性層の磁化は残留磁化状態で上部磁性層の磁化と反平行となる必要があるため、下部磁性層の磁化反転が終了する磁界(図中Ｐ点)は正の値とならなければならない。また、熱磁気緩和現象を十分に抑制するために熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)は８０〜９０以上とすることが望ましい。該熱安定度因子は例えば、J. Magn. Magn. Mater. 127, p.233 (1993)に示されているように残留保磁力の時間依存性をSharrockの式にフィッティングすることにより測定することができる。発明者らの検討では、この手法により求めた室温でのＫｕ・ｖ／ｋＴが８０〜９０以上であれば、５年後の再生出力の減衰は１０％以下と見積もられ、信頼性上問題はないという結論を得た。
【００３６】
さらに、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該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、磁気記録媒体に上記いずれかの媒体を用いることにより、５０Ｍｂｉｔ／ｍｍ2以上の面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ができる。
【００３７】
すなわち、前記磁気ヘッドの再生部は、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スピンバルブ型のセンサによって構成されている。センサ部は０.１０μｍ以下の距離だけ隔てられた軟磁性体からなる２枚のシールド層間に形成されていることが望ましい。これは、シールド間隔が０.１０μｍ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。記憶装置を上記構成とすることにより、信号強度をさらに高めることができ、５０Ｍｂｉｔ／ｍｍ2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。
【００３８】
以下、さらに、本発明の詳細な実施例について、図面を参照し詳細に説明する。
<実施例１>
図２は、本発明の磁気記録媒体の一実施の形態の断面構造図である。基板１１として、厚さ０.６３５ｍｍ、直径２.５型の表面を化学強化したアルミノシリケートガラス基板を用いた。この基板をアルカリ洗浄した後、その上に、インテバック（Ｉｎｔｅｒｖａｃ）社製の枚葉式スパッタリング装置（ＮＤＰ２５０Ｂ）を用いて、タクト９秒で以下の多層膜を形成した。このスパッタリング装置のチャンバ構成あるいはステーション構成を図３に示す。まず、仕込み室２０で基板１１を真空状態に保持し、第一の下地層形成室２１で厚さ３０ｎｍのＮｉ-３７.５ａｔ％ Ｔａ合金から成る第一の下地層１２を基板の両面に形成した。その後、加熱室２２でランプヒーターにより基板の温度を約２４０℃になる様にＡｒガスと酸素の混合ガス雰囲気中で加熱した。その上に第二の下地層形成室２３で厚さ１０ｎｍのＣｒ-２０ａｔ％ Ｔｉ合金から成る第二の下地層１３を形成した。
【００３９】
更に、その後、第三の下地層形成室２４で厚さ３ｎｍのＣｏ-４０ａｔ％ Ｒｕ合金からなる第三の下地層１４を形成し、その上に下部磁性層形成室２５で厚さ２〜１０ｎｍのＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-８ａｔ％ Ｂ合金からなる下部磁性層１５を形成し、その上に中間層形成室２６で厚さ０.４ｎｍのＲｕ中間層１６を形成し、その上に上部磁性層形成室２７で厚さ１８ｎｍ〜２１ｎｍのＣｏ-１８ａｔ％ Ｃｒ-１４ａｔ％ Ｐｔ-８ａｔ％ Ｂ合金からなる上部磁性層１７を形成し、その上に２つの保護層形成室２８及び２８’で合計４ｎｍの保護層１８を形成した。下部磁性層の厚さと上部磁性層の厚さの組み合わせを表１に示す。その後、基板をスパッタ装置から取り出し、保護層上にパーフルオロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布して厚さ１.８ｎｍの潤滑層１９を形成した。
【００４０】
上記第一の下地層１２、第二の下地層１３、第三の下地層１４、下部磁性層１５、中間層１６、並びに上部磁性層１７の形成には、全て放電ガスとしてＡｒを用い、ガス圧は下部磁性層成膜時のみ５.３Ｐａ(４０ｍＴｏｒｒ)、それ以外の層の成膜時は０.９３Ｐａ(７ｍＴｏｒｒ)とした。更に炭素からなる保護層１８の形成時には放電ガスとして窒素を含有したＡｒを用い１.３３Ｐａ(１０ｍＴｏｒｒ)とした。
【００４１】
この様にして形成した磁気記録媒体を切断し、イオンシニング法により積層薄膜部をすり鉢状に膜面垂直方向から上下に薄膜化し、第一の下地層の微細構造を加速電圧２００ｋＶで透過電子顕微鏡により観察した結果、結晶粒径は５ｎｍ以下であり、また、制限視野回折像を撮影したところハローが観察され、実質的に非晶質構造であることが確認された。
【００４２】
得られた磁気ディスク媒体の磁気特性をＫｅｒｒ効果を利用した保磁力測定装置と試料振動型磁力計(ＶＳＭ)により評価した。磁気ディスクから８ｍｍ角の試料を切断し、ＶＳＭ用測定試料とした。ＶＳＭによる磁気特性の測定は、媒体の周方向へ最大８００ｋＡ／ｍの磁界を印加して、室温で行った。表１に示した試料番号に対応する磁気特性を表2に示す。Ｋｅｒｒ効果を用いて測定した保磁力Ｈｃは試料番号１０１、１０２と１０６で３００ｋＡ／ｍ未満であった。３００ｋＡ／ｍを超える保磁力を有する試料について、ＶＳＭで磁気特性を評価した。熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)は室温における７.５秒〜２４０秒までの残留保磁力の時間依存性をＳｈａｒｒｏｃｋの式に近似して求めた。尚、残留保磁力の測定は、７．５、１５、３０、６０、１２０、２４０秒後の６点について行った。
【００４３】
【表１】
0003884932.tif 000002
【表２】
0003884932.tif 000003
上部磁性層の膜厚に依らず、下部磁性層の膜厚を増加さると保磁力、残留磁束密度Ｂｒと磁性膜の厚さｔの積(Ｂｒ・ｔ)、熱安定度因子(Ｋｕ・ｖ／ｋＴ)等は低下した。例えば、上部磁性層の厚さを２１ｎｍとした媒体では、下部磁性層の厚さを２ｎｍ〜１０ｎｍ迄増加した場合、保磁力は、３０４ｋＡ／ｍ〜１８７ｋＡ／ｍまで、Ｂｒ・ｔは５.９Ｔｎｍ〜１.９Ｔｎｍまで、Ｋｕ・ｖ／ｋＴは９３〜７８までそれぞれ減少した。 図４に試料番号１１１〜１１４のヒステリシス曲線の磁界ゼロ付近の拡大図を示す。何れの媒体も磁界が正の領域(第一象限の領域)で、ヒステリシス曲線に段差がみられている。
【００４４】
このことは、磁界をゼロにした時には、下部磁性層の磁化反転が完了しており、残留磁化状態では下部磁性層の磁化は上部磁性層の磁化と反平行となっていることを示している。よって、本実施例媒体では下部磁性層の膜厚を１０ｎｍまで厚くしても、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行になっていることが分かった。
【００４５】
電磁変換特性の評価は、シールドギャップ長が０.１０μｍ、リードのトラック幅(Ｔｗｒ)が０.３３μｍのＧＭＲヘッドと、ギャップ長が０.１４μｍの書き込みヘッドからなる複合ヘッドを用いて行った。最高線記録密度 (ＨＦ)を２４.８ｋＦＣ／ｍｍ(６３０ｋＦＣＩ)とし、重ね書き特性の１Ｆは最高線記録密度の６分の１の線記録密度を設定した。表１に示した試料番号に対応する電磁変換特性を表３に示す。上部磁性層の膜厚に依らず、下部磁性層を厚くすると孤立再生波の出力半値幅(ＰＷ５０)は減少し、最高線記録密度の半分の線記録密度 (ＭＦ)における出力分解能(ＲｅＭＦ)が向上した。また、このとき重ね書き特性(ＯＷ)も改善されている。
【００４６】
【表３】
0003884932.tif 000004
一方、ＨＦで記録した場合の媒体ノイズ(Ｎｄ)を孤立再生波出力(Ｓｏ)で規格化した規格化媒体ノイズ(Ｎｄ／Ｓｏ)は、上部磁性層の膜厚によって異なる下部磁性層膜厚依存性を示した。上部磁性層の膜厚が１８.０ｎｍの時には、下部磁性層を２ｎｍ〜６ｎｍまで増加させた場合、Ｎｄ／Ｓｏは約６％増大するのに対し、上部磁性層の膜厚が２１.０ｎｍの時には約７％減少した。また、媒体Ｓ／Ｎは、上部磁性層を２１ｎｍに設定し、下部磁性層を６ｎｍまで厚くした場合に最も高い値を示した。ここで、媒体Ｓ／Ｎは、ＭＦにおける再生出力(ＳＭＦ)とＮｄを用いて媒体Ｓ／Ｎ＝２０ｌｏｇ(ＳＭＦ／Ｎｄ)と定義した値である。
【００４７】
第一の下地層として上記 Ｎｉ-３７.５ａｔ％Ｔａ合金を用いる代わりにＣｏ-３２ａｔ％ Ｃｒ-６ａｔ％ Ｚｒ、Ｃｏ-３６ａｔ％Ｃｒ-８ａｔ％Ｔａ、Ｃｏ-４０ａｔ％ Ｖ-８ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-５０ａｔ％ Ｖ-１２ａｔ％ Ｓｉ合金を用いて試料番号１１３の磁性層と組み合わせた場合、特に低い規格化ノイズを示した。また、第一の下地層としてＮｉ-４０ａｔ％ Ｃｒ-８ａｔ％ Ｚｒ、Ｎｉ-５５ａｔ％ Ｖ-１５ａｔ％ Ｓｉ合金を用いた媒体では特に３６０ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力が得られた。
【００４８】
<実施例２>
下部磁性層としてＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-１０ａｔ％ Ｂ合金を用いた他は実施例１と同一層構成の媒体を、実施例１と同一成膜プロセスで形成した。下部磁性層の厚さと上部磁性層の厚さの組み合わせを表4に、磁気特性を表５に示す。表２と表５に示す磁気特性の比較から、上部磁性層を同一膜厚とした場合、下部磁性層にはＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-８ａｔ％ Ｂ合金よりもＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-１０ａｔ％ Ｂ合金を用いた方が、Ｈｃ、Ｂｒ・ｔ、及びＫｕ・ｖ／ｋＴを大きくできることが明らかになった。
【００４９】
実施例１でディスク評価に用いた磁気ヘッドで、表５の磁気特性を有するディスクの電磁変換特性を評価した。その結果、表６に示す様に、下部磁性層としてＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-１０ａｔ％ Ｂを用いた場合、下部磁性層を２ｎｍ〜６ｎｍまで厚くすると、上部磁性層の厚さによらず、(１)ＰＷ５０が短くなり、(２)重ね書き特性、並びに媒体Ｓ／Ｎが向上し、(３)Ｎｄ／Ｓｏが低減することがわかった。特に上部磁性層を２１ｎｍとした場合に、Ｎｄ／Ｓｏの低減が顕著であった。
【００５０】
【表４】
0003884932.tif 000005
【表５】
0003884932.tif 000006
【表６】
0003884932.tif 000007
<実施例３>
実施例1と同一の層構成で(１)基板温度、(２)ＣｒＴｉ下地層の膜厚、(３)Ｒｕ中間層の膜厚を変えて媒体を形成した。成膜プロセスは実施例1と同様であるが、下部磁性層の成膜時のＡｒガス圧のみ０.９３Ｐａとした。表７〜表９に媒体の層構成と試料番号の関係、磁気特性、及び電磁変換特性を示す。尚、電磁変換特性の評価にはＴｗｒ＝０.３５μｍのヘッドを用いた。いずれの媒体も２６０ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力と、０.０４μＶｒｍｓ／μＶｐｐ以下の低い規格化媒体ノイズを示した。
【００５１】
【表７】
0003884932.tif 000008
【表８】
0003884932.tif 000009
【表９】
0003884932.tif 000010
ＨｃとＫｕ・ｖ／ｋＴは、基板温度の上昇に伴って増大傾向にあるが、媒体Ｓ／Ｎは、基板温度が２４０℃のときに最大となった。ＨｃとＫｕ・ｖ／ｋＴは、ＣｒＴｉ下地層の膜厚を増加させた場合にも増大している。ＣｒＴｉ下地層の膜厚を５ｎｍと薄くした媒体(試料番号３０４)のＮｄ／Ｓｏが最も低く、ＣｒＴｉ下地層の薄膜化がノイズ低減に効果的であることがわかった。一方、Ｒｕ中間層の膜厚変化に伴う電磁変換特性の変化は小さく、０.２〜０.８ｎｍの範囲内では略一定であった。また、下部磁性層に用いたＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-８ａｔ％ Ｂ合金の磁気特性を評価するため、該磁性層の膜厚を１８ｎｍとし、上部磁性層を形成しない媒体を作製した。膜面内方向に磁界を印加して磁化曲線を測定したところ、保磁力、飽和磁束密度は、それぞれ８.８ｋＡ／ｍ、０.６０Ｔであった。
【００５２】
<実施例４>
実施例２と同一の層構成で(１)基板温度、(２)ＣｒＴｉ下地層の膜厚、(３)Ｒｕ中間層の膜厚を変えて媒体を形成した。表１０〜表１２に媒体の層構成と試料番号の関係、磁気特性、及び実施例３で用いたヘッドで評価した電磁変換特性を示す。いずれの媒体も２５０ｋＡ／ｍ以上の高いＨｃと２１.５ｄＢ以上の高い媒体Ｓ／Ｎを示した。実施例３と同様、Ｈｃ、Ｋｕ・ｖ／ｋＴ共に基板温度の上昇、及びＣｒＴｉ下地層の膜厚増加に伴って増大した。但し、Ｈｃ、Ｋｕ・ｖ／ｋＴの値は共に実施例３の媒体に比べて若干小さかった。また、ＣｒＴｉ下地層の膜厚を５ｎｍと薄くした媒体(試料番号４０４)が最も低ノイズで、媒体Ｓ／Ｎが最大であった。
【００５３】
【表１０】
0003884932.tif 000011
【表１１】
0003884932.tif 000012
【表１２】
0003884932.tif 000013
本実施例媒体は、実施例３の媒体に比べて電磁変換特性において大きな差はみられなかった。実施例３と同様な手法で下部磁性層に用いたＣｏ-２４ａｔ％ Ｒｕ-１０ａｔ％ Ｂ合金の保磁力、飽和磁束密度を測定したところ、それぞれ７.６ｋＡ／ｍ、０.５６Ｔであった。
【００５４】
<実施例５>
第一の下地層に膜厚２５ｎｍのＣｏ-３０ａｔ％ Ｃｒ-１０ａｔ％Ｚｒ合金を使用し、上部磁性層としてＣｏ-２０ａｔ％ Ｃｒ-１４ａｔ％ Ｐｔ-６ａｔ％ Ｂ合金を用いた媒体を作製した。層構成、及び成膜プロセスは実施例１と同様である。(１)基板温度、(２)第二の下地層の膜厚、(３)下部磁性層の膜厚、(４)Ｒｕ中間層の膜厚、(５)上部磁性層の膜厚の設定値を表１３に示す。これらの媒体に対応する磁気特性を表１４に示す。Ｋｕ・ｖ／ｋＴは基板温度の上昇に伴って３３０℃まで増大しているが、保磁力は３００℃以上では飽和傾向である。また、本実施例の媒体の保磁力角型比Ｓ*は、実施例１〜実施例４で示した実施例の媒体のＳ*に比べ小さかった。表１５にＴｗｒ＝０.３３μｍのヘッドで評価した各媒体の電磁変換特性を示す。下部磁性層を６ｎｍとした試料番号５０８の媒体以外では、Ｎｄ／Ｓｏは０.０４μＶｒｍｓ／μＶｐｐ以下と低く、媒体Ｓ／Ｎは２２.０ｄＢ以上と大きかった。下部磁性層が１ｎｍの場合に最も高いＳ／Ｎが得られることから、下部磁性層の膜厚の最適値は上部磁性層の組成にも依存することが明らかになった。
【００５５】
【表１３】
0003884932.tif 000014
【表１４】
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【表１５】
0003884932.tif 000016
<実施例６>
上部磁性層にＣｏ-１８ａｔ％Ｃｒ-１４ａｔ％Ｐｔ-６ａｔＢ-２ａｔ％ Ｃｕ合金を用いた以外は、実施例５と同一の層構成の媒体を作製した。(１)基板温度、(２)第二の下地層の膜厚、(３)下部磁性層の膜厚、(４)Ｒｕ中間層の膜厚、(５)上部磁性層の膜厚の設定値を表１６に示す。本実施例で上部磁性層に用いたＣｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｂ-Ｃｕ合金は実施例５で用いたＣｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｂ合金に比べて飽和磁束密度が２割程度高いため、上部磁性層の標準膜厚は１５.０ｎｍに設定した。表１６に示した媒体の磁気特性を表１７に示す。試料番号６０８を除き、２４０ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力を有する媒体が得られた。また、試料番号６１２の媒体と実施例５の試料番号５１１の媒体との比較から、膜厚を同一とした場合、本実施例のＣｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｂ-Ｃｕ合金を上部磁性層に用いた方が、実施例５のＣｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｂ合金を用いた場合よりも保磁力とＫｕ・ｖ／ｋＴを高くできることがわかった。
【００５６】
【表１６】
0003884932.tif 000017
【表１７】
0003884932.tif 000018
表１８にディスクの電磁変換特性を示す。評価に用いたヘッドの書き込みギャップ長は０.１４μｍ、シールドギャップ長は０.１０μｍ、Ｔｗｒ＝０.３３μｍである。ヘッドの浮上高さｈｍ(上部磁性層の表面から主磁極の表面までの距離)は２４ｎｍとし、周速は７ｍ／ｓとした。第二の下地層の膜厚を１０ｎｍと薄くした媒体(試料番号６０４)、及び下部磁性層の膜厚を４.０ｎｍとした媒体(試料番号６０９)が最もＮｄ／Ｓｏが低く、２２.６ｄＢ以上の高い媒体Ｓ／Ｎを示した。書き込みギャップ長とシールドギャップ長は同一にして、ｈｍを２３ｎｍとした別のヘッドを用いて測定した結果を表１９に示す。この場合も試料番号６０４と６０９の媒体で相対的に低いＮｄ／Ｓｏが得られた。
【００５７】
【表１８】
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【表１９】
0003884932.tif 000020
<実施例７>
実施例１と同一の層構成で、第一の下地層にＮｉ-２０ａｔ％ Ｃｒ-１０ａｔ％Ｚｒ合金、第二の下地層にＣｒ-４０ａｔ％ ＭｏＢ合金を使用し、下部磁性層に膜厚２−６ｎｍのＣｏ-１６ａｔ％ Ｒｕ、Ｃｏ-１６ａｔ％ Ｒｕ-３ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-１６ａｔ％Ｒｕ-１０ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-１６ａｔ％ Ｒｕ-２０ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-１６ａｔ％ Ｒｕ-２３ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-３０ａｔ％ Ｒｕ-８ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-３ａｔ％ Ｒｕ-８ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-１０ａｔ％Ｒｕ-５ａｔ％ Ｃｒ、Ｃｏ-３ａｔ％ Ｒｕ-１８ａｔ％ Ｃｒ-６ａｔ％ Ｂ、Ｃｏ-１４ａｔ％ Ｒｕ-５ａｔ％Ｃ，Ｃｏ-１４ａｔ％ Ｒｕ-５ａｔ％ Ｃｒ-５ａｔ％ Ｃ合金を使用した媒体を作製した。上部磁性層には、膜厚１９ｎｍのＣｏ-１６ａｔ％ Ｃｒ-１２ａｔ％ Ｐｔ-１２ａｔ％ Ｂ合金を用いた。また、比較例として、Ｒｕを含有しないＣｏ-１８ａｔ％ Ｃｒ-９ａｔ％ Ｐｔ-６ａｔ％ Ｂ合金を下部磁性層に用いた媒体を作製した。磁化曲線を測定したところ、いずれの媒体も磁界が正の領域で磁化曲線に段差がみられ、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行となっていることを示した。実施例１に記載した磁気ヘッドを用いて評価した電磁変換特性を表２０に示す。
【００５８】
【表２０】
0003884932.tif 000021
表２０に示した試料番号７０１と７０２の媒体について、上部磁性層の結晶粒径を加速電圧２００ｋＶの透過型電子顕微鏡で観察し、以下の手順で平均粒径を見積もった。まず、得られた２００万倍の格子像を用いて各結晶粒の面積を算出し、これと同一面積の真円の直径を該結晶粒の粒径と定義した。この時、格子縞が同一方位を持つ領域を一つの結晶粒と見なし、ｃ軸を互いに直交させて隣接した構造(バイクリスタル構造)をとる結晶粒は異なる結晶粒とした。約１５０個の結晶粒から粒径を算出し、それらの算術平均をとって平均粒径とした。
【００５９】
試料番号７０１の媒体の上部磁性層の平均粒径は１０.３ｎｍであったのに対して、試料番号７０２の媒体では９.６ｎｍと約７％微細であった。一方、Ｂを２３ａｔ％含有した試料番号７０５の媒体では、Ｘ線回折測定の結果、磁性層の（１１．０）配向が大幅に劣化していることがわかった。以上より、磁性粒子径を微細化して媒体ノイズを大幅に低減するには、下部磁性層のＢ含有量は３ａｔ％以上、２０ａｔ％以下とすることがより望ましいことがわかった。
【００６０】
また、Ｒｕ含有量が３０ａｔ％の媒体(試料番号７０６)と３ａｔ％の媒体（試料番号７０７）は共にノイズが低く、下部磁性層中のＲｕ含有量が３ａｔ％〜３０ａｔ％の範囲内で低ノイズな媒体が得られることがわかった。
【００６１】
下部磁性層がＣｒを含有した媒体（試料番号７０８、７０９）では、（重ね書き特性が特に良好であった。また、下部磁性層にＢの代わりにＣを添加した媒体（試料番号７１０、７１１）は媒体ノイズがやや高めだったが、出力分解能が高く、高いＳ／Ｎを示した。一方、比較例のＣｏ-２０ａｔ％ Ｃｒ-１２ａｔ％ Ｐｔ-６ａｔ％ Ｂ合金を下部磁性層に使用した媒体は、重ね書き特性が悪く、媒体ノイズも高かった。
【００６２】
<実施例８>
第一の下地層として膜厚３５ｎｍのＮｉ-３０ａｔ％ Ｎｂ合金、第二の下地層として膜厚１０ｎｍのＣｒ-１５ａｔ％ Ｔｉ合金を形成した後、第三の下地層として３ｎｍのＣｏ−３４ａｔ％Ｃｒを形成した後、下部磁性膜としてＣｏ−４ａｔ％Ｒｅ、Ｃｏ−８ａｔ％Ｒｅ−１１ａｔ％Ｂ、Ｃｏ−６ａｔ％Ｒｅ−５ａｔ％Ｃｒ、Ｃｏ−５ａｔ％Ｒｅ−５ａｔ％Ｃｒ−６ａｔ％Ｂ、Ｃｏ−１２ａｔ％Ｒｅ−８ａｔ％Ｃ、Ｃｏ−４ａｔ％Ｒｅ−４ａｔ％Ｂ−４ａｔ％Ｃ合金を２〜６ｎｍ形成した。その後、０．４ｎｍのＲｕ中間層を介して１８ｎｍのＣｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１１ａｔ％Ｐｔ−７ａｔ％Ｂ合金を形成した。
【００６３】
膜面内方向に磁界を印加して磁化曲線を測定したところ、磁界が正の領域で段差がみられ、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行となっていることがわかった。実施例１に記載したのと同様の磁気ヘッドを用いて評価した電磁変換特性を表２１に示す。いずれの媒体も２１ｄＢ以上の高い媒体Ｓ／Ｎを示した。
【００６４】
【表２１】
0003884932.tif 000022
<実施例９>
第一の下地層として膜厚１００ｎｍのＮｉ−５０ａｔ％Ａｌ合金、第二の下地層として膜厚２５ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｖ合金を形成した後、第三の下地層は設けず、直接、磁性層、保護膜を連続して成膜した。第一の下地層は２つのチャンバーに分けて５０ｎｍずつ形成し、基板加熱は該下地層の形成前に基板温度が２８０℃となるよう行った。各層の成膜条件は実施例１と同様であり、磁性層、およびＲｕ中間層の層構成は試料番号１１４の媒体と同一とした。Ｘ線回折測定を行ったところ、磁性層からは（１０．０）面からの回折ピークのみが観察され、（１０．０）配向した媒体であることが分かった。また、磁化曲線では、磁界が正の領域で段差が見られ、残留磁化状態で上部磁性層と下部磁性層の磁化が反平行になっていることがわかった。保磁力、Ｓ*、Ｂｒ・ｔはそれぞれ３０３ｋＡ／ｍ、０．７０、４．８Ｔ・ｎｍであり、Ｋｕ−ｖ／ｋＴは１０５であった。実施例１と同様の磁気ヘッドを用いて電磁変換特性を評価したところ、規格化媒体ノイズは０．０３６５μＶｒｍｓ／μＶｐｐ、媒体Ｓ／Ｎは２２．０ｄＢと良好な結果が得られた。
【００６５】
<実施例１０>
ＮｉＰメッキしたＡｌ-Ｍｇ合金基板を２２０℃まで加熱したのち、下地層として１０ｎｍのＣｒ、２０ｎｍのＢを０〜１２ａｔ％含有したＣｒ合金、５ｎｍのＣｏ-３７ａｔ％ Ｃｒ合金を順次積層し、次いで磁性層、保護膜を連続して形成した。Ｂを含有したＣｒ合金としては、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-２ａｔ％ Ｂ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-４ａｔ％Ｂ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-６ａｔ％ Ｂ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-８ａｔ％ Ｂ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-１０ａｔ％ Ｂ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-１２ａｔ％ Ｂを使用し、比較例としてＢを含有しないＣｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ合金を用いた媒体を作製した。磁性層、及びＲｕ中間層の層構成は試料番号２１４の媒体と同一とした。本実施例媒体では、Ａｌ-Ｍｇ合金基板を用いているため、Ｃｒ合金に(１００)配向をとらせるための第一の下地層は形成していない。また、強い(１００)配向と微細な結晶粒を両立させるため、Ｃｒ合金からなる第二の下地層を二層化した。
【００６６】
本実施例媒体のX線回折測定を行ったところ、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-１２ａｔ％ Ｂ下地層を用いた媒体以外の全ての媒体で、Ｃｒ、及びＣｒＭｏＢ合金下地層の(１００)面からの回折ピークと、第三の下地層、及び磁性層の(１１.０)面からの強い回折ピークが確認された。Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-１２ａｔ％ Ｂ下地層を用いた媒体では、磁性層の(１１.０)面からの回折ピークは極めて弱く、強い(００.２)ピークが観察された。これより、Ｃｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-１２ａｔ％Ｂ下地層を用いた媒体では、c軸の膜面内成分が小さくなっていることがわかった。
【００６７】
図５(ａ)、(ｂ)にＣｒＭｏＢ下地層のＢ濃度と保磁力Ｈｃ、及び規格化媒体ノイズＮｄ／Ｓｏの関係を示す。ここで、規格化媒体ノイズは、実施例1と同様の磁気ヘッドを用いて評価した値である。保磁力Ｈｃは、Ｂ含有量の増加と共に低下しており、１０ａｔ％〜１２ａｔ％でかけて急激に低下している。一方、規格化媒体ノイズＮｄ／Ｓｏは、Ｂ含有量の増加に伴って一旦低下し、Ｂ含有量が６ａｔ％〜８ａｔ％で極小となったのち、急激に増加した。これより、２４０ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力と０.０４μＶｒｍｓ／μＶｐｐ以下の低い媒体ノイズを有する媒体を得るには、ＣｒＭｏＢ合金下地層のＢ含有量を２ａｔ％〜１０ａｔ％とすればよいことがわかった。
【００６８】
<実施例１１>
実施例１〜実施例１０に記載した磁気記録媒体９１のうち、試料番号１１３、２０８、２１３、３０４、４０４、５１１、６０９、７０３，８０２の媒体、実施例９で示した媒体、及び実施例１０でＣｒ-４０ａｔ％ Ｍｏ-８ａｔ％ Ｂ下地層を用いた媒体を選択し、これらの媒体と、該磁気記録媒体を駆動する駆動部９２と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド９３と、該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９４と、該磁気ヘッドへの信号入力手段と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行なうための記録再生信号処理手段９５及びアンロード時に待避する機構部９６とを有する磁気記憶装置を図６に示す様に構成した。
【００６９】
前記磁気ヘッドの再生部は磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成されるようにした。図７はこの磁気ヘッドの構造を示す模式的斜視図である。このヘッドは基体８０１上に形成された記録用の電磁誘導型ヘッドと再生用の磁気抵抗効果型ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドである。前記記録ヘッドはコイル８０２を挟む上部記録磁極８０３と下部記録磁極兼上部シールド層８０４からなり、記録磁極間のギャップ長は０.１４μｍとした。また、コイルには厚さ１.５μｍの銅を用いた。前記再生用ヘッドは磁気抵抗センサ８０５とその両端の電極パターン８０６からなり、磁気抵抗センサは下部記録磁極兼上部シールド層８０４と下部シールド層８０７で挟まれ、２つのシールド層間の距離は０.１０μｍとした。尚、この図では記録磁極間のギャップ層、及びシールド層と磁気抵抗センサ間のギャップ層は省略してある。
【００７０】
図８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９００は、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、こ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(スピンバルブ型の再生素子)によって構成される。この磁気センサの構造は、ギャップ層９０１上に、Ｔａバッファ層９０２、下部磁性層９０３、銅で構成された中間層９０４、上部磁性層９０５、Ｐｔ-Ｍｎ合金からなる反強磁性層９０６が順次形成された構造である。前記下部磁性層にはＮｉ-２０ａｔ％ Ｆｅ合金を使用し、上部磁性層にはコバルトを使用した。反強磁性層からの交換磁界により、上部磁性層の磁化は一方向に固定されている。これに対し、上部磁性層と非磁性層を介して接する下部磁性層の磁化の方向は、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。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９０７がある。このテーパー部は、下部磁性層を単磁区化するための永久磁石層９０８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８０６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、Ｃｏ-Ｃｒ-Ｐｔ合金を用いた。
【００７１】
実施例１〜実施例８に記載した磁気記録媒体９１のうち、試料番号１１３、２０８、２１３、３０４、４０４、５１１、６０９、７０３、８０２の媒体、実施例９で示した媒体、及び実施例１０でＣｒ-４０ａｔ％  Ｍｏ-８ａｔ％ Ｂ下地層を用いた媒体を選択し、図７に示した上記ヘッドと組み合わせて、図６に示す磁気記憶装置を構成した。上記のいずれの媒体を用いた場合にも、この様にして構成した磁気記憶装置によって、５０ Ｍｂｉｔ／ｍｍ2以上の記録密度を実現することができた。
【００７２】
本実施例では、浮上面レールの面積が１.４ｍｍ2以下で、質量が２ｍｇ以下の磁気ヘッドスライダー上に磁気抵抗効果型磁気ヘッドが形成されている磁気ヘッドを用いた。スライダーの浮上面レールの面積を１.４ｍｍ2以下とし、更に、質量を２ｍｇ以下とすることにより、耐衝撃信頼性を向上できる。これにより、高い記録密度と高い衝撃性を両立させることができ、５０ Ｍｂｉｔ／ｍｍ2以上の記録密度で３０万時間以上の平均故障時間間隔(ＭＴＢＦ)を実現ができた。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、媒体ノイズの低減、及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、５０Ｍｂｉｔ／ｍｍ2以上の面記録密度を有し、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】本発明の一実施例媒体のヒステリシス曲線である。
【図２】本発明の磁気記録媒体媒体の断面構造の一例を示す模式図である。
【図３】本発明で使用したディスク形成装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例媒体のヒステリシス曲線の磁界ゼロ付近の拡大図である。
【図５】  (ａ)、(ｂ)はそれぞれ本発明の一実施例媒体の保磁力、及び規格化媒体ノイズと下地層中のＢ含有量の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の磁気記憶装置の一例を示す斜視図である
【図７】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッドの断面構造の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部の断面構造の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１１…基板、１２…第一の下地層、１３…第二の下地層、１４…第三の下地層、１５…下部磁性層、１６…中間層、１７…上部磁性層、１８…保護膜、１９…潤滑膜、２０…仕込み室、２１…第一の下地層形成室、２２…加熱室、２３…第二の下地層形成室、２４…第三の下地層形成室、２５…下部磁性層形成室、２６…中間層形成室、２７…上部磁性層形成室、２８…保護膜形成室、２８'…保護膜形成室、２９…取り出し室、３０…メインチャンバー、９１…磁気記録媒体、９２…磁気記録媒体駆動部、９３…磁気ヘッド、９４…磁気ヘッド駆動部、９５…記録再生信号処理系、９６…アンロード時待避機構部、８０２…コイル、８０３…上部記録磁極、８０４…下部記録磁極兼上部シールド層、８０５…磁気抵抗センサ、８０６…電極パターン、８０７…下部シールド層、９００…信号検出領域、９０１…シールド層と磁気抵抗センサの間のギャップ層、９０２…バッファ層、９０３…下部磁性層、９０４…中間層、９０５…下部磁性層、９０６…反強磁性層、９０７…テーパー部、９０８…永久磁石層。
【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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【図８】
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