JP2000067425A

JP2000067425A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2000067425A
Application number: JP10238079A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nemoto; 広明根本; 正彦 ▲高▼橋; Masahiko Takahashi; Yasushi Suketa; 裕史助田; Hideki Saga; 秀樹嵯峨
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】熱磁気記録方式による良好な高密度記録特性
を持ち、かつ、室温における飽和磁化が大きく、よって
MRヘッドなどの磁気センサーによる高分解能・高出力な
再生が可能な記録磁性膜を得る。【解決手段】熱磁気記録方式用に記録特性を最適化し
た第一の磁性層と、室温での飽和磁化を大きくすること
によって再生特性を最適化した第二の磁性層を含む、少
なくとも２層以上の磁性層を用い、これらの磁性層を、
少なくとも室温において、磁気的に交換結合させて記録
膜を構成する。また、記録温度において第一の磁性層に
隣接する磁性層が磁性を失うようにし、第二の磁性層に
よって第一の磁性層の記録特性に影響を与えないように
した。【効果】記録特性にかかる磁性層と再生特性にかかる
磁性層とを別々に設計した本発明の磁気記録媒体では、
熱磁気記録方式と磁気センサーによる再生方式の両方が
可能であり、双方の利点を生かした高密度記録再生が可
能なストレージシステムを実現することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体に熱を加えて
媒体上の磁化方向を変化させることで情報の記録を行
い、媒体からの漏洩磁界を検知することによって再生を
行う磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱磁気記録方式を利用した記録方法は、
光磁気ディスクとして高密度・高信頼性・低コストの書
換え可能記録媒体として実用化されている。図１は光磁
気ディスク媒体の構成図である。トラッキング用の溝15
などの凹凸構造を持つ透明なポリカーボネート基板11上
に、記録膜として記録磁性層13を保護層12a及び12bで挟
んで積層し、その上からUV樹脂などによるオーバーコー
トを施してある。また、この他に熱特性や光学特性を最
適化するため、金属層などを配することもある。通常、
記録磁性層13としてはTb、Fe、Coを主原料とする希土類
遷移金属合金が用いられている。

【０００３】光ヘッドによって絞り込んだレーザー光を
照射して、記録磁性層13を当該磁性層のキュリー温度付
近にまで昇温し、同時に磁界をかけることによって磁化
方向を反転させ、よって記録を行う。この時に磁化が反
転しうるのは、キュリー温度付近によって昇温せしめら
れた微小な部分だけであり、よって高密度記録が達成さ
れる。近年は光磁界変調方式を用いることによって、マ
ーク長0.1mm、マーク幅0.5mm程度のマークが記録可能で
あることが実証されている。

【０００４】前述の記録磁性層に対する記録特性を良好
に保つには、Tbを初めとする希土類元素とFe、Coなどの
遷移金属元素の組成比を一定の範囲内に保つ必要があ
る。例えば、特開昭58-73746においては、TbあるいはDy
の合金中にしめる組成比が15%乃至35%であるべきである
との旨が開示されており、また特開昭61-90348では、Tb
の合金中に占める組成比が24%乃至30%の範囲であると、
さらに記録特性が向上するとの旨が示されている。

【０００５】これらは希土類と遷移金属が互いにフェリ
磁性的に結合し、ある組成比付近では、室温付近におけ
る該磁性膜の飽和磁化が小さくなることに関係してい
る。室温付近における飽和磁化が小さくなれば、保磁力
はそれに反比例して大きくなるため、外部からの磁場に
対して記録した情報が損なわれることなく、よって信頼
性の高い記録磁性膜が実現され得る。また、光磁気記録
膜としては磁化容易軸方向が膜面に対して垂直方向であ
る必要があるが、一般的に飽和磁化が小さいほど垂直磁
化膜を容易に得ることが出来る。

【０００６】また、J.Appl.Phys.64(1), 1 July 1988に
おいて高橋らは、熱磁気記録方式にとって記録時に発生
するノイズを小さくするには、フェリ磁性体であるTbFe
Co記録磁性層のキュリー温度は200℃、補償温度（飽和
磁化が極めて小さくなる温度）は室温から100℃の間で
あることが望ましいとの旨が開示されている。本論文で
は、キュリー温度が200℃程度であることが望ましいと
されているが、実際は100℃以上であれば正常に記録が
起こることが知られている。以上のような磁気特性は、
前述の特許の組成範囲内で実現される。

【０００７】一方、従来の希土類遷移金属系の熱磁気記
録材料はアモルファス構造を持っており、400℃以上へ
の昇温を繰り返すと構造緩和が起こることが知られてい
る。これは書換回数の減少につながるので、現在、光磁
気記録磁性層のキュリー温度は、FeとCoの組成比を適当
に調整することによって100℃乃至400℃の範囲に制御さ
れている。

【０００８】以上の熱磁気記録に必要とされている諸条
件から、光磁気記録膜として現在用いられている記録磁
性層の補償温度は、室温から100℃付近にあるものがほ
とんどであり、したがって、室温における飽和磁化の大
きさは100emu/cc以下と小さい。

【０００９】一方、ハードディスクドライブ（HDD）の
ような磁気ディスクの再生は、MRヘッドに代表される磁
界センサーを浮上スライダーに取り付け、スライダー浮
上量を50nm以下と極めて小さくし、媒体からの漏洩磁界
を高分解能に検出することで実現されている。

【００１０】上述の熱磁気記録方式によって記録された
磁区も、磁気ディスクと同じような磁界センサーによる
読み出しが可能である。しかし、従来の光磁気記録膜を
そのまま用いたのでは、HDD用に通常用いられているCoC
r系磁性材料（300emu/cc以上）に比べ、前述のように室
温における飽和磁化の値が小さいために漏洩磁界が小さ
く、磁界センサーによる高出力な再生信号を得ることが
出来ない。

【００１１】この状況を打破する方法として、例えば特
開平10-21598に記載のように、磁気センサーによって再
生されうる磁気ディスク用のCoCr(Ta)記録膜を光磁気記
録膜材料に交換結合させる方法が開示されている。しか
し、本従来技術を実施してみたところ、CoCr(Ta)系の磁
気再生層はこの目的に適していないことが分かった。

【００１２】まず、前記公知例ではTbFeCo記録層として
キュリー温度が350℃のもの、CoCrTaとしてキュリー温
度が250℃のものが開示されている。しかし、キュリー
温度が250℃のCoCrTaを実際に作製してみたところ、そ
の飽和磁化は約60emu/ccでしかなく、これではTbFeCo光
磁気記録層のもつ飽和磁化の大きさと変わりがない。キ
ュリー温度を450℃にまで上げればCoCrTaの飽和磁化は4
00emu/cc程度になることが知られているが、その場合は
TbFeCo磁性層のキュリー温度を450℃以上にしなけれ
ば、CoCrTaとの交換結合の影響から良好な熱磁気記録特
性との両立が不可能である。しかし、一方で400℃以上
に昇温して熱磁気記録を行うと、TbFeCo光磁気記録層が
熱緩和を起こすので、記録耐性の点で問題がある。

【００１３】また、現在知られているCoCr系の記録材料
は、製膜時に基板温度を200℃以上に上げることによっ
て、多結晶構造の結晶粒界を制御する必要がある。しか
し、アモルファス合金である希土類遷移金属材料を製膜
した後に、基板温度を200℃以上に保持すると、希土類
遷移金属材料は構造緩和を起こす。したがって、CoCrTa
合金をTbFeCo系の光磁気記録層の後で製膜すると、光磁
気記録層の磁気特性が大きく劣化してしまう。

【００１４】さらに、CoCr系の磁気記録材料は、面内あ
るいは垂直といった特定方向への磁気異方性を発現させ
るために、下地材料の結晶構造を制御する必要がある。
しかし、前記公知例では、アモルファス合金の上にCoCr
Ta系合金を製膜しているため、CoCrTa磁気再生層の磁気
異方性を制御することが極めて困難である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、熱又は
光磁気記録用の記録磁性層を使った高密度記録が可能
で、かつ磁気センサーによる再生が可能であるような媒
体は、従来の光磁気記録膜に対して、室温における飽和
磁化の大きな磁性層を磁気的に結合させることで実現で
きるが、従来の磁気記録膜（CoCrTa系）磁性材料をただ
単に転用するだけでは、目的の多層磁性膜を得ることが
極めて難しい。

【００１６】本発明はかかる実状に鑑みて提案されるも
のであって、熱磁気記録による高密度記録を実現しつ
つ、浮上スライダーに組み込まれた高感度・高分解能磁
気センサーによる高出力再生が可能な記録磁性膜を提供
することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、実際に熱又
は光磁気記録特性が良好である記録磁性層を製膜した後
の工程において、熱磁気記録磁性層の特性に影響を与え
ずに製膜出来て、しかも、飽和磁化が大きく磁気センサ
ーによる再生特性が良好である再生磁性層を用いること
で、この問題を解決した。

【００１８】記録磁性層としては、熱磁気記録を行うた
めに適した磁気特性を持っているものが好適である。そ
の代表的なものは、従来から光磁気ディスクに用いられ
てきたTb、Fe、Coを主原料とした希土類遷移金属合金
（もしくは超構造膜）である。この他にも記録に適した
材料として、Ptなど貴金属とCoなど遷移金属の合金（も
しくは超構造膜）、ビスマス置換ガーネット等の材料が
ある。これらの材料はいずれも、磁化容易軸が膜面に対
して垂直方向（垂直磁化膜）である。また、通常の半導
体レーザーによる熱磁気記録にとって適当なキュリー温
度（100℃〜400℃）となるよう、膜組成や構造を選ぶ必
要がある。

【００１９】上述のような記録磁性膜に対して、少なく
とも室温において磁気的に結合するように、磁気再生層
を製膜する。この時、CoCr系の磁気再生層では前述のよ
うな問題点がある。そこで磁気再生層も記録磁性層と同
じ、希土類遷移金属合金（もしくは超構造膜）やPtなど
貴金属とCoなど遷移金属の合金（もしくは超構造膜）を
用いるとよい。これらの材料は、いままでも光磁気ディ
スク材料として基板を加熱しないプロセスによって製膜
が行われており、記録磁性層を製膜した後工程で製膜し
ても、記録磁性膜にそのものに影響を与えない。また、
特定の結晶構造を持つ下地でなくとも大きな垂直磁気異
方性エネルギーを誘起することが可能である。

【００２０】さらに磁気再生層としては、高出力再生を
可能とするため、少なくとも光磁気記録層よりも大き
な、出来れば現在の磁気ディスクに用いられているCoCr
(Ta)系磁気記録膜と同等の漏洩磁界が得られることが望
ましい。現在の磁気ディスクに用いられている磁気記録
膜は室温における飽和磁化が300〜400emu/ccである。し
たがって本発明の磁気再生層としても、室温における飽
和磁化が200emu/cc以上である必要があることが、極め
て望ましい。また、再生磁性層は、記録磁性層の磁化情
報を正確に転写する必要がある。ところが図２に示すよ
うに、記録磁性層が垂直磁化膜の時、磁化容易軸方向が
面内であると磁気再生層を厚く積層してしまうと、記録
情報が正確に転写されない。よって、磁気再生層の自発
磁化方向は、膜面に対して垂直であることが望ましい。
飽和磁化が大きな磁性薄膜で、かつ反磁界エネルギーに
打ち勝って垂直磁化膜となるためには、大きな垂直磁気
異方性エネルギーが誘起されている必要がある。

【００２１】希土類遷移金属合金はこの条件を満たす材
料の一つである。希土類遷移金属合金では、希土類金属
と遷移金属の組成比を適当にとり、補償温度T_compを室
温から大きくずらすことによって、室温における飽和磁
化をかなり大きくすることが可能である。またTbを初め
とした１イオン異方性が大きい原子を混ぜることによっ
て、大きな垂直磁気異方性を得ることが出来る。

【００２２】また、同じ希土類でもTb・Dyなど重希土類
金属は遷移金属と反強磁性的に結合し、Nd・Prなど軽希
土類金属は遷移金属と強磁性的に結合することが知られ
ているので、軽希土類と重希土類を使い分けることによ
って飽和磁化の大きさを様々に調整できる。

【００２３】PtCoなど貴金属と遷移金属の合金系の材料
はもともと飽和磁化が300emu/cc以上と大きい。さらに
組成比や超構造膜の膜厚比などを調節することによって
大きな垂直磁気異方性を誘起し、垂直磁化膜を得ること
が出来る。

【００２４】以上のような記録磁性層と再生磁性層を選
ぶことで、基本的に熱磁気記録が可能であり、磁気セン
サーによる再生が可能な磁気記録媒体を実際に得ること
が出来る。しかし、記録磁性層が単体でよい熱磁気記録
特性を示している場合でも、多層の磁性層全体としては
記録特性が劣化する場合があることが知られている。こ
れは記録磁性膜に隣接する磁性膜との磁気的に結合して
いる場合、隣接する磁性膜が記録過程に影響を及ぼし、
良好な熱磁気記録が妨げられるためである。

【００２５】この問題は、記録磁性層に隣接する磁性層
が、記録磁性層のキュリー温度において、磁性を持たな
いような構成にすることで解決することが出来る。磁気
再生層が記録磁性層に隣接している場合には磁気再生層
のキュリー温度を記録磁性層のキュリー温度よりも低く
すればよい。

【００２６】また、特開平5-290430に開示されているよ
うに、記録磁性層と磁気再生層の間に記録磁性層よりも
キュリー温度の低い中間層を挿入してもよい。しかし、
このような構成では、記録磁性層に記録した磁区情報
が、室温において再生磁性層に転写し直されなければな
らないので、室温における再生磁性層の保磁力を記録磁
性層との交換結合磁界より小さくしなければいけない。

【００２７】図３は本発明における媒体の構成図を示し
たものである。基板33上に記録磁性層31と磁気再生層32
が順に製膜されている。両者は磁気的に結合しているた
め、記録磁性層の磁化方向と、磁気再生層の磁化方向は
平行、あるいは反平行で常に対応関係が存在する。また
磁性層を積層する前後に下地層34や表面保護層35などを
適宜積層しても良い。ただし、記録磁性層の耐久性や腐
食性のために表面保護層が必要なときでも、再生磁性層
からの磁束を出来るだけ高分解能で受けるため、磁気セ
ンサーと磁気再生層の距離は小さいことが望ましく、特
に記録する磁区の長さより小さいことが必須である。ま
た、表面保護膜35側から記録用入射光36aを磁性膜面に
直接入射させるためには、表面保護層35が入射光に対し
て透過性の物質であることが望ましい。逆に記録用入射
光36bを基板側から入射させるときには、基板33や下地
層34が透明物質からなることが必要である。

【００２８】以上に述べたような、熱磁気記録方式に記
録特性を最適化した記録磁性層と、再生特性を最適化し
た磁気再生層を用いて、磁気記録膜を作製することによ
り、熱磁気記録方式と、高分解能・高出力磁気センサー
による磁気再生の双方が可能であり、よって、高密度記
録再生が可能なストレージシステムを実現することが出
来る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて図面を参照しながら説明する。

【００３０】（実施例１）図４(a)に本発明による磁気
記録媒体構造の一実施例を示す。ポリカーボネート製の
基板に窒化アルミニウムの下地層65nmを設け、Tb_23.5Fe
₄₉Co₂₆Nb_1.5（いずれもat%）からなる第一の磁性層とTb
₈Dy₂₄Fe₃₄Co₃₄からなる第二の磁性層層を順に積層し
た。希土類を含む磁性層の耐食性を高めるため、この上
に窒化アルミニウムの保護膜5nm設け、さらに硬度の高
いDLC(Diamond-like Crabone)を摺動保護膜として積層
した。２つの磁性層は室温において強く交換結合してお
り、第一の磁性層の膜厚は40nm、第二の磁性層の膜厚は
40nmである。第一の磁性層および第二の磁性層の飽和磁
化の温度依存性を図５に示す。両磁性層とも、すべての
温度領域で垂直磁化膜であった。室温において、第一の
磁性層の飽和磁化は50emu/cc以下、保磁力は10kOe以上
であり、また、第二の磁性層の飽和磁化は約350emu/c
c、保磁力は900Oeであった。

【００３１】また本実施例の記録再生特性を、従来の光
磁気記録膜の場合と比較するため、図４(b)のように磁
性層として上述の交換結合した二層磁性層のかわりに、
前記第一の磁性層を80nm製膜したものを用意した。

【００３２】本実施例、および比較例の磁気記録媒体に
対して、基板側からフォーカスサーボをかけてレーザー
光を照射し、同時に磁界を印加する事により熱磁気記録
による記録実験を行った。図６は、記録時印加磁界を変
えながら両者に記録を行い、続いて、前記レーザー光に
よって光磁気再生（反射光のKerr回転角を検出して信号
を取り出す再生方法）を行った結果である。レーザー光
の波長は680nm、対物レンズの開口数は0.6である。比較
のため、同じ記録線速度、同じ記録パワーで2mm周期の
連続マークを記録した。記録マークの幅は顕微鏡観察の
結果から0.5mmであった。図６の光磁気再生信号の記録
磁界依存性において、磁界依存性の振る舞いとキャリア
自体の大きさに、本実施例と比較例でほとんど差がない
ことが分かる。図５から分かるように、本実施例の第２
の磁性層は、第一の磁性層に対する記録温度付近（300
〜320℃）では磁性を持たないので、両磁気記録媒体と
もに記録条件は第一の磁性層の磁気特性のみに支配され
る。熱構造もほとんど同じであるため、似通った記録特
性を示しているものと考えられる。

【００３３】上述のように記録した磁気記録媒体に対
し、MR素子のついた浮上型スライダーを近づけ、これを
線速5m/sで50nm以下に接近させて浮上させることによ
り、該磁気記録媒体からの漏洩磁界を検知し、再生実験
を行った。図７は再生信号の一例である。光磁気再生の
場合と異なり、本実施例は比較例に対して信号振幅が４
倍以上も大きい。これは第二の磁性層が第一の磁性層に
比べて、かなり大きな飽和磁化を持っているためで、MR
素子を用いた再生に、本実施例の第二の磁性層を用いた
磁気記録媒体が、極めて有効であることを示している。

【００３４】（実施例２）実施例１の磁気記録媒体の保
護膜である窒化アルミニウムの厚さを変えることによ
り、DLCを含む記録磁性層表面からの保護膜の全体厚さ
を10nmから70nmまで変化させ、記録再生実験を行った。
図８は光磁界変調記録方式によって0.5mm幅の磁区マー
クを長さを変えて記録し、そのキャリア強度の変化を調
べた結果である。保護膜全体が厚くなるほど、全領域で
信号強度が減少し、また再生分解能が低下している。高
密度記録のためには長さ0.1mm以下のマークを再生した
いが、図８からも少なくともそのマーク長よりも近い距
離に磁気センサーを近づけることが必要であり、保護膜
厚さは50nm以下にすることが望ましい。浮上型スライダ
ーの浮上量も50nm以下とすべきである。

【００３５】（実施例３）ポリカーボネート基板に窒化
シリコンの下地層を設け、実施例１と同じTb_23.5Fe₄₉Co
₂₆Nb_1.5からなる第一の磁性層とNd₂₂Fe₄₈Co₂₉Al₁からな
る第二の磁性層層を順に積層した。Ndは大気によって特
に酸化されやすいので、さらに窒化シリコンの保護膜を
20nm設けた。第一の磁性層の膜厚は40nm、第二の磁性層
の膜厚としては20nm、40nm、60nm、80nmの４種類を用意
した。この第二の磁性層の飽和磁化は表１に示す通り、
膜厚によってやや異なるが、飽和磁化が約650emu/ccで
あり、垂直磁気異方性エネルギーは約1.8×10⁶erg/ccで
ある。飽和磁化が大きいため、形状異方性から第二の磁
性層の磁化容易軸は面内である。

【００３６】また同じ第二の磁性層としてNd₁₁Tb₁₅Fe₅₃
Co₂₀Al₁を用いて同じ基板に同じ構成で記録膜を作製し
た。第二の磁性層として20nm、40nm、60nm、80nmのもの
を用意した。表２のように、多少の差はあるものの、ど
の膜厚においても磁気特性はほとんど同じであった。飽
和磁化は約360emu/cc、垂直磁気異方性エネルギーは約
2.8erg/ccである。この磁性層の磁化容易軸方向は記録
膜面に対して垂直方向である。

【００３７】第二の磁性層として用いたNdFeCo(Al)、お
よびNdTbFeCo(Al)について飽和磁化の温度依存性を測定
した結果を図９に示す。第一の磁性層のキュリー温度
は、図５に示したとおりであるから、これらの第二の磁
性膜は、いずれも第一の磁性膜よりキュリー温度が低
く、通常の熱磁気記録が可能であった。

【００３８】表１ Nd₂₂Fe₄₈Co₂₉Al₁膜厚 20nm 40nm 60nm 80nm 飽和磁化(室温)[emu/cc] 643 647 657 655 磁気異方性エネルギー[erg/cc] 1.76×10⁶ 1.83×10⁶ 1.81×10⁶ 1.80 ×10⁶ 表２ Nd₁₁Tb₁₅Fe₅₃Co₂₀Al₁膜厚 20nm 40nm 60nm 80nm 飽和磁化(室温)[emu/cc] 348 358 355 368 磁気異方性エネルギー[erg/cc] 2.80×10⁶ 2.80×10⁶ 2.83×10⁶ 2.89 ×10⁶ これらの磁気記録媒体に対し、実施例と同じ光ヘッドを
用いて基板側からレーザー光を照射し、光磁界変調方式
で長さ0.5mmの連続マークを記録した後、記録膜側からM
Rヘッドによる再生実験を行った。第二の磁性層の厚さ
がゼロの時（第一の磁性層だけの時）を基準に、再生信
号振幅を比較した結果を図１１に示す。

【００３９】Nd₂₂Fe₄₈Co₂₉Al₁からなる第二の磁性層の
場合、20nmの時に最大の振幅を示したが、さらに膜厚を
増やしていくと信号振幅強度は減少した。これは磁性膜
の磁化容易軸方向が面内であるため、図３に示すよう
に、第一の磁性層から離れるにしたがって磁化が記録膜
面のでたらめな方向を向いてしまうからであると思われ
る。また、第二の磁性層としてNd₁₁Tb₁₅Fe₅₃Co₂₀Al₁を
用いた場合は、20nmではNd₂₂Fe₄₈Co₂₉Al₁の時よりも信
号振幅が小さいが、膜厚を増やすにしたがって漏洩磁界
が大きくなるため、信号も大きくなる。

【００４０】以上のように第一の記録膜が本実施例のよ
うに垂直磁化膜である場合、第二の磁性膜が面内である
と、正確な転写が難しくなるので、第二の磁性膜を厚く
することが出来ない。これに対して、第二の磁性膜が垂
直磁化膜であれば、問題なく厚くすることが可能とな
る。この状況は記録マーク長が短いときに、さらに顕著
になるので、高密度記録をするときには両者が垂直磁化
膜であることが望ましいことが分かった。

【００４１】（実施例４）強化ガラス基板に窒化シリコ
ンの下地層を設け、磁性膜としてTb_23.5Fe₄₉Co₂₆Nb_1.5
からなる記録層を30nm、Tb_21.5Fe₇₅Co_3.5からなる切断
層を10nm、Tb₄Gd₁₀Fe₅₄Co₃₀からなるMR再生層40nmを順
に積層した。さらに磁性層の保護膜として窒化シリコン
層20nmを製膜した。

【００４２】本実施例に対する比較例１として、記録層
の膜厚を40nmとし、切断層をなくした磁性膜を用意し
た。また、比較例２としてMR再生層をTb₁₀Dy₄Fe₄₈Co₃₈
にした記録磁性膜も用意した。

【００４３】このMR再生層と切断層の飽和磁化の温度依
存性を測定した結果を図１１に示す。記録層のキュリー
温度は、図５に示したとおり約330℃である。MR再生層
のキュリー温度は380℃であり、記録層より高い。一
方、切断層はキュリー温度が２２０℃であり、記録層よ
り低くなっている。

【００４４】本実施例、および比較例１，２の磁気記録
媒体に対し、実施例１と同じ方法で熱磁気記録を行い、
さらに光磁気再生を行った。本実施例と比較例２の場合
は図６と同じように、記録層に正常に記録できているこ
とが分かったが、比較例１の場合には、図１２に示すよ
うに、記録磁界感度が低下し、また記録したときのノイ
ズも増大した。これは、キュリー温度の高いＭＲ再生層
が、記録層の記録過程に対して、何らかの悪影響を及ぼ
しているためであると考えられる。

【００４５】次に、本実施例と比較例２に記録したマー
クをMRヘッドによって再生した。しかし、比較例２の媒
体では、極めてノイズが大きいことが分かった。

【００４６】この原因を調べるため、本実施例と比較例
２の磁気記録膜について、記録層を一方向に磁化し、MR
再生層の反転にかかるマイナーM-H曲線を、室温におい
て測定した。この結果を図１３に示す。131は本実施例
の場合のM-H曲線であるが、外部からの磁界がゼロの時
にMR再生層の方向が記録層にならっており、記録層の磁
区はいかなる場合にも転写される。

【００４７】これに対して132は比較例２のM-H曲線であ
る。MR再生層自体の保磁力が記録層との交換結合磁界よ
り大きいので、外部からの磁界がゼロのとき、MR再生層
の磁化がどちらの方向に向いていても安定である。

【００４８】比較例２の時に再生ノイズが大きくなった
のは、以上の理由により、記録層からMR再生層への転写
がうまく行かなかった箇所が多かったためであると考え
られる。

【００４９】本実施例の磁気記録媒体では保護膜に窒化
シリコンを用いているが、これは680nmのレーザー光を
よく透過する。光を記録膜側から入射して熱磁気記録を
行ったが、基板側から光を入射した場合と全く同じよう
に記録が出来ることが確認できた。

【００５０】（実施例５）アルミ製のディスク基板上に
Auの下地膜50nmを製膜し、磁性膜としてTb₂₄Fe₆₂Co₁₄か
らなる記録層を30nm、Tb_21.5Fe₇₅Co_3.5からなる磁気切
断層を10nm、続けてMR再生層であるPt/Coの超構造多層
膜を形成した。またPt/Coは化学的に安定であり、また
硬度も比較的高いので、保護膜は設けなかった。超構造
多層膜は0.5nmのCo層と2.0nmのPt層を交互に10層ずつ積
層したものであり、全膜厚は30nm、室温での飽和磁化は
400emu/cc、キュリー温度は350℃である。記録層のキュ
リー温度は270℃、切断層のキュリー温度は220℃であ
り、Pt/Co超構造膜が記録膜への記録に影響を与えるこ
とはない。また室温における保磁力は400Oe程度と比較
的小さく、室温おける記録層との交換結合磁界よりも小
さいので記録層の情報はPt/Co超構造膜状に転写され
る。

【００５１】この記録媒体に対して、図１４に示すよう
な熱磁気記録・MR再生用ヘッド混載スライダーを用いて
記録再生実験を行った。スライダー141は支持具142によ
って、一定圧力でディスク基板147に押さえつけられて
いる。ディスク基板147は一定回転数で回転し、スライ
ダー付近での相対速度は約8m/sであった。スライダー14
1は空気流によって浮力を受け、支持具142の押しつけ圧
力とバランスして基板から約60nmの距離で浮上した。半
導体レーザー143から出た680nmのレーザー光は、集光光
学系146によって開口数0.8で集光された。この集光スポ
ットによって記録磁性層を昇温し、同時に記録用磁気コ
イル145によって磁界を印加する事で、所定の熱磁気記
録を行うことが出来た。

【００５２】また同じスライダー上に取り付けられたGM
Rヘッド144によってPt/Co層からの漏洩磁界を検知し、
よって記録信号の再生を行うことが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光磁気ディスクの一般的な構成。

【図２】第二の磁性層の磁化容易軸が面内の時の磁化状
態。

【図３】本発明における磁気記録媒体の概念図。

【図４】実施例１に記載の磁気記録媒体の構造(a)と比
較例の構造(b)。

【図５】実施例１に記載の磁気記録媒体における第二の
磁性層の飽和磁化（温度依存性）。

【図６】実施例１に記載の磁気記録媒体と比較例に対し
て熱磁気記録／光磁気再生を行ったときのキャリアとノ
イズ強度。

【図７】実施例１に記載の磁気記録媒体と比較例をMRヘ
ッドで再生した時の再生信号。

【図８】実施例２に記載の磁気記録媒体の再生信号強度
の保護膜厚依存性。

【図９】実施例３に記載の磁気記録媒体における第二の
磁性層の飽和磁化（温度依存性）。

【図１０】実施例３に記載の磁気記録媒体の再生層厚さ
と再生信号強度の関係。

【図１１】実施例４に記載の磁気記録媒体とその比較例
に用いた磁性層の飽和磁化（温度依存性）。

【図１２】実施例４に記載の磁気記録媒体とその比較例
１，２に熱磁気記録／光磁気再生を行ったときのキャリ
アとノイズ強度。

【図１３】実施例４に記載の磁気記録膜のマイナーM-H
曲線。

【図１４】実施例５に記載の熱磁気記録・MR再生用ヘッ
ド混載スライダーの構造。

【符号の説明】

11…光ディスク基板、12…保護層、13…記録磁性層、14
…UVコート層、15…トラッキング用の溝、21…第一の磁
性層、22…第２の磁性層、23…反転した磁区、24…第一
の磁性層の磁化、25…第二の磁性層の磁化、31…第一の
磁性層（記録層）、32…第２の磁性層（MRヘッド用再生
層）、33…基板、34…下地層、35…磁性層保護膜、36a
…熱磁気記録用光源（記録膜面側から）、36b…熱磁気
記録用光源（基板側から）、37…磁気センサーを搭載し
た浮上スライダー、38…漏洩磁界、41…媒体基板、42…
下地層、43…第一の磁性層、44…第二の磁性層、45…誘
電体保護膜、46…摺動保護膜、71…実施例１の磁気記録
媒体をMRヘッドで再生した場合の再生信号、72…比較例
の磁気記録媒体をMRヘッドで再生した場合の再生信号、
101…第二の磁性層をNd₂₂Fe₄₈Co₂₉Al₁とした時の信号振
幅の膜厚依存性、102…第二の磁性層をNd₁₁Tb₁₅Fe₅₃Co
₂₀Al₁とした時の信号振幅の膜厚依存性、131…MR再生層
をTb₄Gd₁₀Fe₅₄Co₃₀とした時のマイナーM-H曲線、132…M
R再生層をTb₁₀Dy₄Fe₄₈Co₃₈とした時のマイナーM-H曲
線、141…熱磁気記録・MR再生用ヘッド混載浮上スライ
ダー、142…スライダー支持具、143…680nm半導体レー
ザー、144…GMRヘッド、145…記録用磁気コイル、146…
熱磁気記録用集光光学系、147…磁気記録媒体。

フロントページの続き (72)発明者助田裕史東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者嵯峨秀樹東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 5D006 AA05 BB05 BB07 BB08 DA03 FA09 5D091 AA08 CC01 CC17 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に製膜した磁気記録膜に熱又は光磁
気記録を行い、また磁気記録膜からの漏洩磁界を検知す
ることで再生を行う磁気記録媒体において、磁気記録膜が室温において磁気的に結合している少なく
とも２層以上の磁性層からなり、室温において第一の磁
性層よりも飽和磁化が大きい第二の磁性層は、第一の磁
性層よりも基板側に配置されていることを特徴とする磁
気記録媒体。
【請求項２】請求項１に記載の磁気記録媒体において、
第一の磁性層が、少なくともTb，Dyなどの希土類元素と
Fe，Coなどの遷移金属元素を含む合金からなり、室温に
おける保磁力が2kOe以上であることを特徴とする磁気記
録媒体。
【請求項３】請求項１、２に記載の磁気記録媒体におい
て、第二の磁性層が、少なくともTb，Dy，Gd，Nd，Prな
どの希土類元素とFe，Coなどの遷移金属元素を含む合金
からなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】請求項１、２に記載の磁気記録媒体におい
て、第二の磁性層が、少なくともPt，Pdなどの貴金属元
素とFe，Coなどの遷移金属元素を含む合金、もしくは超
構造多層膜からなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】請求項１から４に記載の磁気記録媒体にお
いて、第一の磁性層のキュリー温度が400℃以下である
ことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】請求項１から５に記載の磁気記録媒体にお
いて、第一の磁性層および第二の磁性層の磁化容易軸方
向が膜面に対して垂直であることを特徴とする磁気記録
媒体。
【請求項７】請求項１から６に記載の磁気記録媒体にお
いて、第二の磁性膜のキュリー温度は、第一の磁性膜のキュリ
ー温度より低いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】請求項１から６に記載の磁気記録媒体にお
いて、第一の磁性膜と第二の磁性層の間に、第一の磁性
膜よりもキュリー温度の低い磁性層を持つことを特長と
する磁気記録媒体。
【請求項９】請求項１から８に記載の磁気記録媒体にお
いて、第二の磁性層は、室温において保磁力よりも第一
の磁性層との交換結合磁界の方が大きいことを特長とす
る磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項１から９に記載の磁気記録媒体に
おいて、磁性層表面が磁気記録膜へ入射する光に対して
透過性である保護膜に覆われていることを特徴とする磁
気記録媒体。
【請求項１１】請求項１から９に記載の磁気記録媒体に
おいて、基板材料が入射光波長において透過性であるこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１２】Tb_-Fe_-Co_-Nbからなる第一の磁性層とTb_-
Dy_-Fe_-Coからなる第二の磁性層を積層したことを特徴と
する磁気記録媒体。
【請求項１３】Tb_23.5Fe₄₉Co₂₆Nb_1.5（いずれもat%）か
らなる第一の磁性層とTb₈Dy₂₄Fe₃₄Co₃₄からなる第二の
磁性層層を積層したことを特徴とする磁気記録媒体。