JP2001006145A - Magnetic recording medium and manufacture of the same and magnetic storage device - Google Patents

Magnetic recording medium and manufacture of the same and magnetic storage device

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JP2001006145A
JP2001006145A JP17775799A JP17775799A JP2001006145A JP 2001006145 A JP2001006145 A JP 2001006145A JP 17775799 A JP17775799 A JP 17775799A JP 17775799 A JP17775799 A JP 17775799A JP 2001006145 A JP2001006145 A JP 2001006145A
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Japan
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magnetic
underlayer
recording medium
magnetic recording
layer
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JP17775799A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
博之 鈴木
Yoshifumi Matsuda
好文 松田
Koji Sakamoto
浩二 阪本
Akira Kato
章 加藤
Yuzuru Hosoe
譲 細江
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium for ensuring high sliding resistance reliability in a hard sliding resistance test while maintaining low noise characteristics significant at the time of realizing high recording density. SOLUTION: First base layers 12 and 12' made of alloy using Ni as main components and simultaneously containing Cr and Zr are formed between a substrate 11 and magnetic layers, and second base layers 13 and 13' made of alloy using Co as main components and simultaneously containing Cr and Zr are formed on the first base layers, and third base layers 14 and 14' are formed as films for controlling crystalline orientation on the second base layers in this order. Then, magnetic layers made of alloy using cobalt as main components and protecting layers using carbon as main components are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の情報記録
が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置に係わり、特
に高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体およびこれを用
いた小型大容量の磁気記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic storage device capable of recording large-capacity information, and more particularly to a magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording and a small and large-capacity magnetic recording medium using the same. It relates to a storage device.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気記憶装置に対する大容量化の要求は
現在ますます高まりつつある。この要求に対応して、近
年、記録と再生のヘッドを分離して、再生に高感度な磁
気抵抗型ヘッドを利用した複合型ヘッドの採用が急速に
進みつつある。ヘッド素子の電気抵抗が媒体からの漏洩
磁束の変化に伴って変化することを利用した磁気抵抗効
果型ヘッドの感度を向上させるため、複数の磁性層を非
磁性層を介して積層したタイプの磁性層で生じる非常に
大きな磁気抵抗変化(巨大磁気抵抗効果またはスピンバ
ルブ効果)を利用したさらに高感度なヘッドも実用化さ
れつつある。これは非磁性層を介した複数の磁性層の相
対的な磁化方向が、媒体からの漏洩磁界により変化し、
磁気抵抗が変化することを利用するものである。
2. Description of the Related Art The demand for large capacity magnetic storage devices is increasing at present. In response to this demand, in recent years, a composite head using a magnetoresistive head having high sensitivity for reproduction by separating the recording and reproduction heads has been rapidly advancing. In order to improve the sensitivity of a magnetoresistive head using the fact that the electrical resistance of the head element changes with the change in magnetic flux leakage from the medium, a magnetic layer of a type in which multiple magnetic layers are stacked via a non-magnetic layer is used. Higher sensitivity heads utilizing a very large magnetoresistance change (giant magnetoresistance effect or spin valve effect) generated in the layer are also being put to practical use. This is because the relative magnetization directions of the plurality of magnetic layers via the non-magnetic layer change due to the leakage magnetic field from the medium,
This utilizes the fact that the magnetic resistance changes.

【0003】一方、磁気記録媒体に対する高密度化に必
要な要素として、(1)磁気ヘッドの低浮上化に伴う表面
平坦化と磁気ヘッド停止時のヘッド粘着現象の回避の両
立、(2)低ノイズ化、並びに(3)プロセスマージンの大き
な安定した磁気特性の実現が挙げられている。
On the other hand, factors necessary for increasing the density of the magnetic recording medium include (1) compatibility between flattening the surface due to the low flying height of the magnetic head and avoiding the head sticking phenomenon when the magnetic head is stopped, and (2) Noise reduction and (3) realization of stable magnetic characteristics with a large process margin are mentioned.

【0004】また、一般に、記録密度を高める為には磁
気記録媒体の磁性層(記録層)と磁気ヘッドの距離(磁
記浮上量)を小さくする必要がある。磁気ヘッドの低浮
上化に伴う表面平坦化と磁気ヘッド停止時のヘッド粘着
現象の回避の両立のために、ディスクの回転停止時にデ
ィスク外にヘッドを待避することにより、ヘッドがディ
スクへ粘着することを防止する機構を装備した装置が特
開平11−110933に提案されている。この機構は
ロード/アンロード機構と呼ばれており、この機構を採
用することにより、磁気ヘッドの低浮上化と粘着防止を
両立することができる。しかし、この機構を採用した場
合、磁気ヘッドスライダーを磁気ディスク上に乗せる
(ロードする)場合、あるいは、磁気ディスク上から引
き離す(アンロードする)場合に、高速回転する磁気デ
ィスクと磁気ヘッドスライダーが接触する為、これを考
慮した信頼性の設計が必要となる。
In general, in order to increase the recording density, it is necessary to reduce the distance (magnetic flying height) between the magnetic layer (recording layer) of the magnetic recording medium and the magnetic head. The head sticks to the disk by retracting the head outside the disk when the rotation of the disk is stopped in order to achieve both flattening of the surface due to the low flying height of the magnetic head and avoiding the head sticking phenomenon when the magnetic head stops. A device equipped with a mechanism for preventing the occurrence of a noise is proposed in JP-A-11-110933. This mechanism is called a load / unload mechanism, and by adopting this mechanism, it is possible to achieve both low flying height of the magnetic head and prevention of adhesion. However, when this mechanism is adopted, when the magnetic head slider is put on the magnetic disk (load) or when the magnetic head slider is separated from the magnetic disk (unload), the magnetic disk rotating at a high speed and the magnetic head slider come into contact with each other. Therefore, it is necessary to design reliability considering this.

【0005】低ノイズに関する技術として、特開平10-7
4314号公報に記載のように、Coを主体とした非磁性合金
層を上記下地層の下に設けることにより改善でき、特に
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて問題となる媒体ノイズの
低減が図れることが示されている。また、特開平10-143
865号公報に記載のように、このCoを主体とした非磁性
合金層に酸化傾向の高いCrやZrを含ませ、その表面を酸
素雰囲気に曝して表面を若干酸化することにより媒体ノ
イズが更に安定して低減できることが示されている。
As a technique relating to low noise, Japanese Patent Laid-Open No. 10-7
As described in Japanese Patent No. 4314, improvement can be achieved by providing a nonmagnetic alloy layer mainly composed of Co under the underlayer, and it is shown that medium noise which is a problem particularly in a magnetoresistive head can be reduced. Have been. Also, JP-A-10-143
As described in JP-A-865, this nonmagnetic alloy layer mainly containing Co contains Cr or Zr having a high tendency to oxidize, and the surface is exposed to an oxygen atmosphere to slightly oxidize the surface, thereby further reducing the medium noise. It is shown that it can be stably reduced.

【0006】更に、特願平10-128473号に記載のよう
に、基板と磁性層の間に、CoあるいはNiを主成分とし、
かつ、Cr,Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群から選ばれ
た少なくとも1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,Wからなる
第2の群から選ばれた少なくとも1種の元素を同時に含
む合金からなる第1の下地層を形成し、その上に粗い表
面を有する第2の下地層を形成し、その上にNiを主成分
とし、かつ、Cr,Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群から
選ばれた少なくとも1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,Wか
らなる第2の群から選ばれた少なくとも1種の元素を同
時に含む合金からなる第3の下地層を形成し、さらにそ
の上に結晶配向性を制御する層として第4の下地層をこ
の順に形成したことを特徴とする磁気記録媒体を用いる
ことにより、塵埃を投入した過酷な条件の耐摺動性試験
においてクラッシュが発生しにくくなることが分かっ
た。ここで、塵埃を投入した耐摺動性試験とは、磁気デ
ィスク装置内の磁気ディスク面上に約2ミクロンの大き
さのアルミナ粒子を約0.1g振りかけ、磁気ヘッドの
シーク動作を繰り返し、クラッシュに至るまでのシーク
回数を測定する試験である。
Further, as described in Japanese Patent Application No. 10-128473, Co or Ni is mainly contained between the substrate and the magnetic layer,
And at least one element selected from the first group consisting of Cr, Ti, V, Mo, and Nb and at least one element selected from the second group consisting of Zr, Ta, Hf, Y, and W A first underlayer made of an alloy containing the following elements simultaneously, a second underlayer having a rough surface is formed thereon, and Ni as a main component, and Cr, Ti, V, An alloy containing at least one element selected from the first group consisting of Mo and Nb and at least one element selected from the second group consisting of Zr, Ta, Hf, Y and W at the same time By using a magnetic recording medium characterized in that a third underlayer is formed, and a fourth underlayer is further formed thereon in this order as a layer for controlling the crystal orientation, it is possible to use a severe In the sliding resistance test under the conditions, it was found that the crash hardly occurred. Here, the sliding resistance test in which dust was injected means that about 0.1 g of alumina particles having a size of about 2 microns was sprinkled on the surface of the magnetic disk in the magnetic disk device, and the seek operation of the magnetic head was repeated, thereby causing a crash. This is a test for measuring the number of seeks up to.

【0007】また、特願平10-330544号に記載のよう
に、CrとTiを含む非磁性合金からなる下地膜とCo-Cr-Pt
-Ta系合金からなる磁性層との間にCo-Cr-Pt合金からな
る中間層が存在することを特徴とする磁気記録媒体が提
案されている。
Further, as described in Japanese Patent Application No. 10-330544, a base film made of a non-magnetic alloy containing Cr and Ti and a Co-Cr-Pt
There has been proposed a magnetic recording medium characterized in that an intermediate layer made of a Co-Cr-Pt alloy exists between a magnetic layer made of a -Ta-based alloy.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した当社技術によ
り、第1の下地層としてNi-20at.%Cr-10at.%Zr合金層を
設け、その上に第2の下地層としてCr-20at.%Ti合金層
を設け、該Cr-Ti合金下地層とCo-21at.%Cr-8at.%Pt-3a
t.%Ta系合金からなる磁性層との間にCo-22at.%Cr-10at.
%Pt合金からなる中間層を形成し、更に保護層を形成し
た磁気ディスクを作製したところ、ディスク1枚当たり6
GBの容量を達成するためには再生出力分解能が不足して
おり、これを解決するためにヘッドの浮上量を低減し、
同時に摺動信頼性を向上することが解決すべき課題であ
ることが明らかになった。
According to the technology described above, a Ni-20at.% Cr-10at.% Zr alloy layer is provided as a first underlayer, and a Cr-20at.% As a second underlayer is provided thereon. % Ti alloy layer, and the Cr-Ti alloy underlayer and Co-21at.% Cr-8at.% Pt-3a
Co-22at.% Cr-10at. between the magnetic layer made of t.% Ta alloy.
A magnetic disk having an intermediate layer made of a Pt alloy and a protective layer formed thereon was manufactured.
In order to achieve GB capacity, the playback output resolution is insufficient, and to solve this, the flying height of the head has been reduced,
At the same time, it became clear that improving the sliding reliability was a problem to be solved.

【0009】本発明の第1の目的は、高記録密度化を実
現する上で重要な低ノイズ特性と高出力分解能を維持し
つつ、上記のような過酷な耐摺動試験においても高い耐
摺動信頼性を確保できる磁気記録媒体を提供することに
ある。また、本発明の第2の目的は、このような磁気記
録媒体の製造方法を提供することにある。さらに第3の
目的は第1の目的に記載した磁気記録媒体を用いた大容
量の磁気記憶装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to maintain high noise resistance and high output resolution, which are important for realizing a high recording density, and to provide a high sliding resistance even in the above-mentioned severe sliding resistance test. An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of ensuring dynamic reliability. A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a magnetic recording medium. A third object is to provide a large-capacity magnetic storage device using the magnetic recording medium described in the first object.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、基板と磁性層の間に、Niを主成分とし、かつ、Cr,
Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群から選ばれた少なくと
も1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,Wからなる第2の群か
ら選ばれた少なくとも1種の元素を同時に含む合金から
なる第1の下地層を形成し、その上にCoを主成分とし、
かつ、Cr,Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群から選ばれ
た少なくとも1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,Wからなる
第2の群から選ばれた少なくとも1種の元素を同時に含
む合金からなる第2の下地層を形成し、さらにその上に
結晶配向性を制御する膜として第3の下地層を形成し、
さらにCoを主成分とする磁性層とCを主成分とする保護
層をこの順に形成したことを特徴とする磁気記録媒体を
用いることにより良好な結果が得られることを見出し
た。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, between a substrate and a magnetic layer, Ni as a main component, and Cr,
At least one element selected from the first group consisting of Ti, V, Mo, and Nb and at least one element selected from the second group consisting of Zr, Ta, Hf, Y, and W simultaneously Forming a first underlayer made of an alloy containing Co as a main component,
And at least one element selected from the first group consisting of Cr, Ti, V, Mo, and Nb and at least one element selected from the second group consisting of Zr, Ta, Hf, Y, and W Forming a second underlayer made of an alloy containing the following elements simultaneously, and further forming a third underlayer as a film for controlling crystal orientation,
Furthermore, it has been found that good results can be obtained by using a magnetic recording medium characterized by forming a magnetic layer mainly composed of Co and a protective layer mainly composed of C in this order.

【0011】ここで、前記第3の下地層がCrとTiを含む
非磁性合金からなる下地層であり、該第3の下地層とCo
-Cr-Pt-Ta系合金からなる磁性層との間にCo-Cr-Pt合金
からなる中間層が存在する磁気記録媒体を用いること
が、低ノイズ特性と高出力分解能を得るために好まし
い。さらに、前記第2の下地層の膜厚が18nm以下である
ことにより出力分解能が低下しなくなるので好ましい。
また、前記第3の下地層のTi添加濃度が18at.%から23a
t.%以下である場合には、孤立再生波出力Sisoに対する
媒体ノイズNdの割合を示す指標Siso/Ndが大きくなるの
で好ましい。前記のCo-Cr-Pt合金からなる中間層の組成
が、Cr濃度18〜23at.%,Pt濃度8〜13at.%,残部がCoであ
ることを特徴とする磁気記録媒体を用いた場合には、低
ノイズ特性と高出力分解能が得られるので好ましい。
The third underlayer is an underlayer made of a non-magnetic alloy containing Cr and Ti, and the third underlayer is
It is preferable to use a magnetic recording medium in which an intermediate layer made of a Co-Cr-Pt alloy exists between a magnetic layer made of a -Cr-Pt-Ta alloy and low noise characteristics and high output resolution. Further, it is preferable that the thickness of the second underlayer is 18 nm or less, because the output resolution does not decrease.
The third base layer may have a Ti addition concentration of 18 at.% To 23 a.
When the value is t.% or less, the index Siso / Nd indicating the ratio of the medium noise Nd to the isolated reproduction wave output Siso increases, which is preferable. The composition of the intermediate layer made of the Co-Cr-Pt alloy is such that when the magnetic recording medium is characterized in that the Cr concentration is 18 to 23 at.%, The Pt concentration is 8 to 13 at.%, And the balance is Co. Is preferable because low noise characteristics and high output resolution can be obtained.

【0012】上記第1の下地層が実質的にNi-Cr-Zr合金
であるであることが好ましい。第1の下地層には、Zrを
添加する際に不可避的に混入するHf等の元素が含有され
ても良い。また、上記第2の下地層が実質的にCo-Cr-Zr
合金であれば、ノイズが低くなり記録密度を高める上で
特に好ましい電磁変換特性が得られるが、上記第2の群
から選ばれたZr以外の構成元素を含んでいても良い。
Preferably, the first underlayer is substantially a Ni-Cr-Zr alloy. The first underlayer may contain an element such as Hf which is inevitably mixed when Zr is added. Further, the second underlayer is substantially made of Co-Cr-Zr.
In the case of an alloy, particularly preferable electromagnetic conversion characteristics are obtained in terms of lowering noise and increasing recording density. However, the alloy may contain a constituent element other than Zr selected from the second group.

【0013】これらの磁気記録媒体を製造する方法にお
いて、基板上に第3の下地層を形成する前に基板を加熱
する工程と、基板を加熱した後、真空槽内で第3の下地
層とCoを主成分とする磁性層とCを主成分とする保護層
をこの順序で順次スパッタリング法により形成する工程
を含み、かつ、第3の下地層と磁性層形成時の基板温度
を190℃以上260℃以下とし、さらに、保護層形成時の基
板温度を260℃以下とすることにより、低ノイズで、か
つ、耐摺動信頼性の高い磁気記録媒体を形成できる。第
3の下地層と磁性層形成時の基板温度を260℃以下とす
ることにより、その上に形成する炭素を主成分とする保
護層を形成する際の基板温度も260℃以下に下げられる
ので緻密になり、耐摺動性に優れる磁気記録媒体が得ら
れる。一般に、磁性膜形成時の基板温度をあまり低くす
るとノイズが増大するが、Coを主成分とする第2の下地
層を形成した本発明の磁気記録媒体では、第2の下地層
を形成しない場合に比べて、より低い基板温度でノイズ
の低い媒体が得られるので、低ノイズ性と耐摺動信頼性
を高い次元で両立することが可能である。これは、Coを
主成分とする第2の下地層を形成することによりCr-Ti下
地層と磁性層の結晶粒を微細化できる為と考えられる。
In the method for manufacturing these magnetic recording media, a step of heating the substrate before forming the third underlayer on the substrate, and a step of heating the substrate and then forming the third underlayer in a vacuum chamber A step of sequentially forming a magnetic layer containing Co as a main component and a protective layer containing C as a main component in this order by a sputtering method, and wherein the substrate temperature at the time of forming the third underlayer and the magnetic layer is 190 ° C. or higher. By setting the substrate temperature at 260 ° C. or lower and the substrate temperature at the time of forming the protective layer at 260 ° C. or lower, a magnetic recording medium with low noise and high sliding resistance can be formed. By setting the substrate temperature at the time of forming the third underlayer and the magnetic layer to 260 ° C. or less, the substrate temperature at the time of forming the protective layer containing carbon as a main component formed thereon can also be lowered to 260 ° C. or less. A magnetic recording medium which is dense and has excellent sliding resistance can be obtained. In general, if the substrate temperature at the time of forming the magnetic film is too low, noise increases, but in the magnetic recording medium of the present invention in which the second underlayer containing Co as a main component is formed, the case where the second underlayer is not formed Since a medium with low noise can be obtained at a lower substrate temperature as compared with, it is possible to achieve both low noise and sliding reliability at a high level. This is considered to be because the crystal grains of the Cr-Ti underlayer and the magnetic layer can be refined by forming the second underlayer containing Co as a main component.

【0014】上記製造方法で形成した磁気記録媒体と、
該磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再生部か
らなる磁気ヘッドと、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と、ヘッドをランプさせる
機構部と、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
手段とを有する磁気記憶装置を構成するに当たり、磁気
ヘッドの再生部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、該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で構成され、かつ
磁気記録媒体が前記請求項1ないし7に記載の磁気記録
媒体であることを特徴とする磁気記憶装置とすることに
より、ロード/アンロード機構の採用により高い信頼性
が得られ、小型で大容量の磁気記憶装置を提供すること
ができる。
A magnetic recording medium formed by the above manufacturing method;
A driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head including a recording unit and a reproducing unit, means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, a mechanism for ramping the head, and the magnetic head In constructing a magnetic storage device having a signal input unit for inputting a signal to a magnetic head and a recording / reproducing signal processing unit for reproducing an output signal from the magnetic head, the reproducing units of the magnetic head are configured such that the magnetization directions of the magnetic heads are relatively changed by an external magnetic field. And a magnetic recording medium comprising a plurality of conductive magnetic layers that cause a large resistance change by changing the magnetic resistance, and a conductive nonmagnetic layer disposed between the conductive magnetic layers. A magnetic storage device characterized by being the magnetic recording medium described in any one of Items 1 to 7, provides high reliability by adopting a load / unload mechanism, and is small and large. A magnetic storage device having a large capacity can be provided.

【0015】以下各要素技術について詳述する。Hereinafter, each element technology will be described in detail.

【0016】上記のように、第1の下地層を構成する材
料として、Niを主成分とし、かつCrとZrを同時に含む合
金が用いられる。第1の下地層をNiを主成分とする合金
とすることにより、基板との高い密着強度が得られる。
第1の下地層の磁化は、再生ヘッドから見て無視しうる
程度に小さいことが望ましい。添加元素としてCrを加え
ることにより第1の下地層に含まれるNiの強磁性成分を
効果的に低減することが可能である。また、Crを添加す
ることにより、耐食信頼性が向上するので好ましい。同
時に、Zrを添加することにより、耐食性を劣化させるこ
となく合金層を非晶質化することができる。さらに、第
1の下地層は、微結晶あるいは実質的にアモルファスか
らなる合金層であることが望ましい。第1の下地層を微
結晶あるいは実質的にアモルファスからなる層とするこ
とにより、その上に形成する第2の下地層の表面形状を
安定して制御して量産できる。これは、第2の下地層の
下地となる第1の下地層の表面エネルギと形状を基板に
よらず、ほぼ一定にできるためである。ここで、「微結
晶」とは結晶粒径が8nm以下であることを指し、「実質
的にアモルファス」とは透過電子顕微鏡により制限視野
回折像を撮影した際に回折パターンがハローとして観察
されることを指すものと定義する。このような磁気記録
媒体を構成する層の微細構造は、基板面に垂直な方向に
薄く切り出した試料、あるいは、基板を機械研磨により
薄くした試料を試料面の上下両方向からイオンシニング
法によりさらに薄膜化し、該当部を透過電子顕微鏡によ
り高倍率で観察するか、または、制限視野回折像で回折
パターンを観察することにより評価できる。
As described above, an alloy containing Ni as a main component and simultaneously containing Cr and Zr is used as a material constituting the first underlayer. When the first underlayer is made of an alloy containing Ni as a main component, high adhesion strength to the substrate can be obtained.
It is desirable that the magnetization of the first underlayer be so small as to be negligible when viewed from the reproducing head. By adding Cr as an additional element, the ferromagnetic component of Ni contained in the first underlayer can be effectively reduced. Further, the addition of Cr is preferable since the corrosion resistance reliability is improved. At the same time, by adding Zr, the alloy layer can be made amorphous without deteriorating the corrosion resistance. Further, the first underlayer is preferably an alloy layer made of microcrystal or substantially amorphous. By forming the first underlayer as a layer made of microcrystal or substantially amorphous, the surface shape of the second underlayer formed thereon can be stably controlled and mass-produced. This is because the surface energy and the shape of the first underlayer serving as the underlayer of the second underlayer can be made substantially constant regardless of the substrate. Here, “microcrystal” means that the crystal grain size is 8 nm or less, and “substantially amorphous” means that a diffraction pattern is observed as a halo when a selected area diffraction image is taken with a transmission electron microscope. Is defined. The fine structure of the layers constituting such a magnetic recording medium is obtained by cutting a sample thinly cut in a direction perpendicular to the substrate surface or a sample obtained by thinning the substrate by mechanical polishing from both upper and lower directions of the sample surface by an ion thinning method. It can be evaluated by thinning the film and observing the relevant portion with a transmission electron microscope at a high magnification or by observing a diffraction pattern with a selected area diffraction image.

【0017】第2の下地層も、微結晶あるいは実質的に
アモルファスからなる合金層であることが望ましい。第
2の下地層を微結晶あるいは実質的にアモルファス膜か
らなる下地層とすることにより、その上に形成される第
3の下地層の結晶粒を微細化でき、かつ、結晶配向性も
制御可能となる。これにより、磁性層を構成する結晶粒
の大きさを低ノイズ化に適した微細なサイズに制御し、
同時に、その磁気異方性の方向を制御することが可能と
なる。上述のように、第2の下地層を構成する材料とし
ては、Coを主成分とする合金であることが好ましい。さ
らに、CrとZrを同時に添加し、第1の下地層と同種の元
素を含む材料とすることにより第1の下地層の表面との
密着性がさらに高まり、CSS耐力を向上することがで
きる。CrにはCoの強磁性成分を効果的に低減する効果
と、耐食信頼性が向上する効果があり、Zrには、耐食性
を劣化させることなく合金膜を非晶質化できる効果があ
る。その結果として、第1の下地層の磁化も、再生ヘッ
ドから見て無視しうる程度に小さくすることができる。
The second underlayer is also preferably an alloy layer made of microcrystal or substantially amorphous. By forming the second underlayer as an underlayer made of microcrystalline or substantially amorphous film, the crystal grains of the third underlayer formed thereon can be made finer, and the crystal orientation can be controlled. Becomes Thereby, the size of the crystal grains constituting the magnetic layer is controlled to a fine size suitable for reducing noise,
At the same time, the direction of the magnetic anisotropy can be controlled. As described above, the material constituting the second underlayer is preferably an alloy containing Co as a main component. Further, by adding Cr and Zr at the same time to form a material containing the same kind of element as the first underlayer, the adhesion to the surface of the first underlayer is further increased, and the CSS proof stress can be improved. Cr has the effect of effectively reducing the ferromagnetic component of Co and the effect of improving the corrosion resistance, and Zr has the effect of making the alloy film amorphous without deteriorating the corrosion resistance. As a result, the magnetization of the first underlayer can be made negligibly small as viewed from the read head.

【0018】尚、第1の下地層と第2の下地層に添加さ
れるCrの代わりに、Ti,V,Mo,Nbを添加してもCrの場
合とほぼ同等の効果が得られる。また、第1の下地層と
第2の下地層に添加されるZrの代わりに、Ta,Hf,Y,W
を添加してもZrの場合とほぼ同等の効果が得られる。ま
た、第1の下地層の厚さは5nm以上、50nm以下であるこ
とが好ましい。厚さが5nm未満の場合には、連続的な薄
膜ではなく島状に成長する場合があり、基板表面の吸着
物の影響を押さえることが困難になる。厚さが50nmを上
回ると、量産の効率が下がるため好ましくない。第2の
下地層の厚さは5nm以上、20nm以下であることが好まし
い。厚さが5nmを下回ると、島状成長する場合があるた
めにその上に形成される第3の下地層と磁性層の結晶性
と結晶配向を制御することが困難になり、厚さが20nmを
上回ると、出力分解能が低下するため好ましくない。
It should be noted that even if Cr, Ti, V, Mo, and Nb are added instead of Cr added to the first and second underlayers, almost the same effect as in the case of Cr can be obtained. Also, instead of Zr added to the first underlayer and the second underlayer, Ta, Hf, Y, W
Almost the same effect as that of the case of Zr can be obtained even if Zr is added. The thickness of the first underlayer is preferably 5 nm or more and 50 nm or less. If the thickness is less than 5 nm, the film may grow in an island shape instead of a continuous thin film, making it difficult to suppress the influence of adsorbed substances on the substrate surface. If the thickness exceeds 50 nm, the efficiency of mass production decreases, which is not preferable. The thickness of the second underlayer is preferably 5 nm or more and 20 nm or less. If the thickness is less than 5 nm, it may be difficult to control the crystallinity and crystal orientation of the third underlayer and the magnetic layer formed thereon since island-like growth may occur. Exceeding the range is not preferable because the output resolution decreases.

【0019】第3の下地層の結晶構造は体心立方構造を
とり、非磁性金属であることが望ましい。例えば磁性層
と結晶整合性の良い配向が期待される(100)配向した固
溶体を形成する非磁性Cr基合金等の薄膜が用いられる。
ここで、(100)配向とは、結晶の(100)面が基板面に平行
に配向することをさす。第3の下地層の材料としては、
Cr-Ti合金あるいはCr-Ti-Mo合金、Cr-Mo合金等を用いる
ことができる。第3の下地層の厚さは5nm以上、50nm以
下であることが好ましい。厚さが5nm未満の場合には、
その上に形成される磁性層の結晶性と結晶配向を制御す
ることが困難になり、厚さが50nmを上回る場合には、量
産の効率が下がるため好ましくない。前記第3の下地層
がCr-Ti合金である場合には、Ti添加濃度を18at.%から2
3at.%以下とすることが好ましい。前記第3のCr-Ti合金
下地層のTi添加濃度を18at.%未満とすると、その上に形
成する磁性層との結晶整合性が低下する。一方、Ti添加
濃度を23at.%を超えると下地層の結晶粒が大きくなり、
この下地膜上に連続して形成した磁性層の結晶粒も大き
くなり、媒体ノイズが増大するので好ましくない。
The crystal structure of the third underlayer has a body-centered cubic structure, and is preferably a nonmagnetic metal. For example, a thin film of a nonmagnetic Cr-based alloy or the like that forms a solid solution having a (100) orientation that is expected to have good crystal matching with the magnetic layer is used.
Here, the (100) orientation means that the (100) plane of the crystal is oriented parallel to the substrate surface. As the material of the third underlayer,
Cr-Ti alloy, Cr-Ti-Mo alloy, Cr-Mo alloy or the like can be used. The thickness of the third underlayer is preferably 5 nm or more and 50 nm or less. If the thickness is less than 5 nm,
It becomes difficult to control the crystallinity and crystal orientation of the magnetic layer formed thereon, and if the thickness exceeds 50 nm, the efficiency of mass production decreases, which is not preferable. When the third underlayer is made of a Cr-Ti alloy, the Ti addition concentration is set to 18 at.
It is preferably at most 3 at.%. If the concentration of Ti added to the third Cr—Ti alloy underlayer is less than 18 at.%, The crystal matching with the magnetic layer formed thereon is deteriorated. On the other hand, if the Ti addition concentration exceeds 23 at.%, The crystal grains of the underlayer become large,
The crystal grains of the magnetic layer formed continuously on the underlayer are also large, which is not preferable because the medium noise increases.

【0020】さらに、磁性層の構成元素に占めるコバル
トと白金の濃度が80at.%以下であり、膜面内に磁界を80
0kA/m印加して室温で試料振動型磁力計により測定した
保磁力が240kA/m以上あることが好ましい。これは、高
記録密度領域での電磁変換特性に優れることによる。但
し保磁力が320kA/mを超えて高すぎるとオーバーライト
特性が低下するため、媒体の保磁力は重ね書き可能な範
囲で制御可能な大きさであることが好ましい。前記第3
の下地層と磁性層の間にさらにCr-Mo等の第4の下地層を
設けても良い。また、耐摺動信頼性を向上する上で、磁
性層の上部に炭素を主成分とする保護層を設け、さらに
その上に潤滑層を形成することが好ましい。
Further, the concentration of cobalt and platinum in the constituent elements of the magnetic layer is less than 80 at.
The coercive force measured by a sample vibration magnetometer at room temperature with 0 kA / m applied is preferably 240 kA / m or more. This is due to the excellent electromagnetic conversion characteristics in the high recording density region. However, if the coercive force exceeds 320 kA / m and is too high, the overwrite characteristics are degraded. Therefore, it is preferable that the coercive force of the medium is controllable within a range in which overwriting is possible. The third
A fourth underlayer such as Cr-Mo may be further provided between the underlayer and the magnetic layer. In order to improve the sliding resistance, it is preferable to provide a protective layer containing carbon as a main component on the magnetic layer and further form a lubricating layer thereon.

【0021】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を駆動す
る駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、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
手段と、ヘッドをランプさせる機構部と、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とを有する磁気記憶
装置において、磁気ヘッドの再生部を磁気抵抗効果型磁
気ヘッドで構成し、かつ、磁気記録媒体を上述したよう
な本発明の磁気記録媒体によって構成することにより、
高い信頼性と高い記録密度を有する小型大容量の磁気記
憶装置を実現することができる。特に、低浮上化に適し
たロード/アンロード機構とCoを主成分とする第2の下
地層を形成した本発明の磁気記録媒体を組み合わせるこ
とにより、さらに高い記録密度と高い信頼性が得られ
る。すなわち、ロード/アンロード機構を採用した場合
には、ロード時あるいはアンロード時に、高速回転する
磁気ディスクと磁気ヘッドスライダーが接触する。本発
明の磁気記録媒体を用いることにより、低ノイズ性を維
持しつつ、このような接触に対する信頼性を高めること
が可能である。これは、第3の下地層と磁性層形成時の
基板温度を比較的低温にしても低ノイズ性が維持される
ので、低ノイズ性と保護膜の緻密性を両立できることに
よる。
A magnetic recording medium, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head comprising a recording unit and a reproducing unit, means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, and a ramp for the head And a recording / reproducing signal processing means for reproducing a signal output from the magnetic head. By configuring with a head, and configuring the magnetic recording medium with the magnetic recording medium of the present invention as described above,
A small-sized and large-capacity magnetic storage device having high reliability and high recording density can be realized. In particular, a higher recording density and higher reliability can be obtained by combining the load / unload mechanism suitable for low flying height and the magnetic recording medium of the present invention in which a second underlayer containing Co as a main component is formed. . That is, when a load / unload mechanism is employed, the magnetic disk rotating at a high speed and the magnetic head slider come into contact with each other at the time of loading or unloading. By using the magnetic recording medium of the present invention, it is possible to increase the reliability of such contact while maintaining low noise. This is because low noise characteristics are maintained even when the substrate temperature at the time of forming the third underlayer and the magnetic layer is relatively low, so that both low noise characteristics and denseness of the protective film can be achieved.

【0022】前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドとしては、
その磁気抵抗センサ部を互いに0.10μm以上0.15μm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
層の間に形成することが望ましい。シールド層の間隔が
0.15μmよりも大きくなると、500kFCIを超える最高線記
録密度領域で十分な再生出力が得られなくなる。また、
シールド層の間隔が0.10μmよりも小さくなるとシール
ド層と磁気抵抗センサの絶縁性を維持することが容易で
なくなる。前記磁気記録媒体の磁性層の厚さtと記録時
における磁気記録媒体に対する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との積
Br×tは3.2mA(40ガウス・ミクロン)以上6.4mA(80ガウス
・ミクロン)以下とすることが望ましい。Br×tが3.2mA
(40ガウス・ミクロン)よりも小さくなると記録後の長時
間放置による再生出力の低下により、誤った情報が再生
される危険性が高くなり、また6.4mA(80ガウス・ミクロ
ン)を超えると、記録時の重ね書きが難しくなる。
The magneto-resistance effect type magnetic head includes:
It is desirable that the magnetoresistive sensor section is formed between two shield layers made of a soft magnetic material and separated from each other by a distance of 0.10 μm or more and 0.15 μm or less. The distance between the shield layers
If it exceeds 0.15 μm, sufficient reproduction output cannot be obtained in the maximum linear recording density region exceeding 500 kFCI. Also,
When the distance between the shield layers is smaller than 0.10 μm, it is not easy to maintain the insulation between the shield layers and the magnetoresistive sensor. The product of the thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium and the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording
It is desirable that Br × t be not less than 3.2 mA (40 gauss / micron) and not more than 6.4 mA (80 gauss / micron). Br × t is 3.2mA
If it is smaller than (40 Gauss / micron), there is a high risk of incorrect information being reproduced due to a decrease in playback output due to long-term storage after recording, and if it exceeds 6.4 mA (80 Gauss / micron) Overwriting of time becomes difficult.

【0023】上記の磁記記憶装置において、磁気ヘッド
の再生部として、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、該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を用いると、400k
FCIを超える最高線記録密度で記録した信号を安定して
再生できるので好ましい。さらに、浮上面レールの面積
が1.4平方ミリメートル以下で、質量が2mg以下の磁気
ヘッドスライダー上に磁気ヘッドを形成することが望ま
しい。これにより、磁気ヘッドと前述した突起の衝突確
率を低減すると同時に、衝突した場合の衝撃を小さくで
き、1平方インチ当たり11ギガビット以上の高い記録密
度と高い衝撃信頼性を両立させることができる。
In the magnetic storage device described above, a plurality of conductive magnetic layers which generate a large change in resistance when their magnetization directions are relatively changed by an external magnetic field as a reproducing portion of the magnetic head; With a magnetoresistive sensor that includes a conductive non-magnetic layer located between layers, 400k
It is preferable because a signal recorded at the highest linear recording density exceeding FCI can be reproduced stably. Further, it is desirable to form the magnetic head on a magnetic head slider having an air bearing surface rail area of 1.4 square millimeters or less and a mass of 2 mg or less. As a result, the probability of collision between the magnetic head and the above-mentioned projections can be reduced, and at the same time, the impact in the event of a collision can be reduced, and both high recording density of 11 gigabits per square inch or more and high impact reliability can be achieved.

【0024】前記第2の目的は、磁気記録媒体を以下の
製造方法で形成することにより達成される。すなわち、
まず、基板上にスパッタリング法により第1の下地層を
形成し、第1の下地層上に第2の下地層を形成し、第3
の下地層を形成する前に基板を加熱する工程と、基板を
加熱した後、真空槽内で第3の下地層とCoを主成分とす
る磁性層とCを主成分とする保護層をこの順序で順次ス
パッタリング法により形成する工程を含み、かつ、第3
の下地層と磁性層形成時の基板温度を190℃以上260℃以
下とし、さらに、保護層形成時の基板温度を260℃以下
とすることにより達成される。各下地層の形成は、それ
ぞれ独立した真空槽で行なうことが、放電雰囲気の制御
性を高める上で好ましい。基板上に第1の下地層を形成
することにより、第2の下地層の形状を変動させる要因
となる基板表面の吸着物の影響を無視できる程度に低減
できる。第1の下地層として、金属-金属系の微結晶あ
るいは実質的にアモルファスからなる膜を用いると、基
板表面の吸着物を化学的に活性な元素で効率的に被覆で
きるので好ましい。
The second object is achieved by forming a magnetic recording medium by the following manufacturing method. That is,
First, a first underlayer is formed over a substrate by a sputtering method, a second underlayer is formed over the first underlayer, and a third underlayer is formed.
Heating the substrate before forming the underlayer, and heating the substrate. Then, the third underlayer, the magnetic layer mainly containing Co, and the protective layer mainly containing C are combined in a vacuum chamber. A step of sequentially forming by a sputtering method in order, and
The substrate temperature during the formation of the underlayer and the magnetic layer is set to 190 ° C. or more and 260 ° C. or less, and the substrate temperature during the formation of the protective layer is set to 260 ° C. or less. The formation of each underlayer is preferably performed in an independent vacuum chamber in order to enhance controllability of the discharge atmosphere. By forming the first underlayer on the substrate, the influence of the adsorbate on the substrate surface, which causes the shape of the second underlayer to fluctuate, can be reduced to a negligible level. It is preferable to use a film made of metal-metal based microcrystals or substantially amorphous as the first underlayer because the adsorbate on the substrate surface can be efficiently covered with a chemically active element.

【0025】一般に後工程で加熱の工程が入ると放出ガ
スの問題が連想されるが、本製造方法では、すでに第1
の下地層を形成することにより放出ガス源が概ね封じ込
められおり、放出ガスは実用上問題の無いレベルに押さ
えられる。第2の下地層を形成した後、隣接する真空槽
で再び加熱してから隣接する真空槽で第3の下地層を形
成することにより、その上に形成される磁性層の結晶
性、結晶配向及び結晶粒サイズを制御して媒体ノイズを
低減できる。上記多層下地層上に磁性層を形成し、炭素
を主成分とする保護層を形成し、大気圧に戻して取り出
すことにより、一連のドライプロセスに関する多層膜形
成が終了する。尚、基板と磁性層の間に、微結晶あるい
は実質的にアモルファス膜からなる第1あるいは第2の
下地層を形成する手法としては、スパッタリング法が好
ましい。これは、スパッタリング法で被着可能な元素種
の範囲が、めっき法に比べて広いためである。これによ
り、めっき法では困難なCrを多く含む薄膜の形成が可能
となる。また、スパッタリング法は真空蒸着法に比べて
形成される薄膜と基板あるいは隣接する薄膜間の接着強
度が高く、さらに、薄膜形成時の基板温度とスパッタ放
電ガス圧力及び放電雰囲気により薄膜の表面性状を広い
範囲で制御可能という利点を有している。また、第2の
下地層を形成した後、その表面を酸素を含む雰囲気に曝
すことにより、媒体ノイズを安定して低減することがで
きる。この第2の下地層の表面を酸素雰囲気に曝す工程
は、第2の下地層を形成した直後、あるいは、その後基
板を再加熱した後に行うことができる。また、炭素を主
成分とする保護層を形成する前に、基板を冷却すること
により、耐摺動信頼性に優れた保護層が形成できる。基
板の冷却は、真空槽内に窒素等の不活性ガスを流すこと
によって、あるいは、水冷のチルプレートを設置するこ
とによって行なうことができる。
In general, when a heating step is performed in a later step, the problem of released gas is associated with the heating step.
By forming the underlayer described above, the source of the released gas is substantially confined, and the released gas is suppressed to a level having no practical problem. After the second underlayer is formed, the magnetic layer is heated again in the adjacent vacuum chamber, and then the third underlayer is formed in the adjacent vacuum chamber. Further, the medium noise can be reduced by controlling the crystal grain size. A magnetic layer is formed on the multilayer underlayer, a protective layer containing carbon as a main component is formed, and the pressure is returned to atmospheric pressure. As a method of forming the first or second underlayer made of a microcrystalline or substantially amorphous film between the substrate and the magnetic layer, a sputtering method is preferable. This is because the range of element types that can be deposited by the sputtering method is wider than that of the plating method. This makes it possible to form a thin film containing a large amount of Cr, which is difficult with the plating method. In addition, the sputtering method has a higher adhesive strength between the formed thin film and the substrate or the adjacent thin film than the vacuum evaporation method. It has the advantage of being controllable over a wide range. After the second underlayer is formed, the surface thereof is exposed to an atmosphere containing oxygen, so that the medium noise can be reduced stably. The step of exposing the surface of the second underlayer to an oxygen atmosphere can be performed immediately after forming the second underlayer or after reheating the substrate thereafter. Further, by cooling the substrate before forming the protective layer containing carbon as a main component, a protective layer having excellent sliding reliability can be formed. The substrate can be cooled by flowing an inert gas such as nitrogen into the vacuum chamber, or by installing a water-cooled chill plate.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照し詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to the drawings.

【0027】実施例1 図1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イン
チ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。この基板を洗浄した後、その上に、インテバ
ック(Intevac)社製の枚葉式スパッタリング装置(M
DP250B)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は図2に示した通りである。ま
ず、基板11の上に第1の下地層形成室22及び22'で厚さ4
0nmのNi-20at.%Cr-10at.%Zr合金から成る第1の下地
層12と12'を基板の両面に形成した。その上に第2の下
地層形成室23で厚さ10nmのCo-30at.%Cr-10at.%Zr合金
から成る第2の下地層13と13'を形成した。さらに、そ
の後、加熱室24でランプヒーターにより基板の温度を約
230℃に加熱した後、酸化室25で99%Ar−1%O2
混合ガスを用いて圧力0.67Pa(5mTorr,ガス流量21scc
m)の雰囲気で3.5秒間曝し、その後、第3の下地層
形成室26で厚さ27nmのCr-20at.%Ti合金からなる第3
の下地層14及び14'を形成し、その上に第1の磁性層形
成室27で厚さ10nmのCo-22at.%Cr-12at.%Pt合金からな
る磁性層16及び16'を形成し、その上に第2の磁性層形
成室28で厚さ10nmのCo-21at.%Cr-12at.%Pt-3at.%Ta合
金からなる磁性層17及び17'を形成し、その上に2つの
保護層形成室29および29’で厚さ4nmずつ、合計8nmの
保護層18及び18'を形成した。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2nmの
潤滑層19及び19'を形成した。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional structural view of an embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention. As the substrate 11, an aluminosilicate glass substrate having a thickness of 0.635 mm and a diameter of 2.5 inches whose surface was chemically strengthened was used. After washing this substrate, a single-wafer sputtering apparatus (M
Using DP250B), the following multilayer film was formed in 9 seconds. The chamber configuration or the station configuration of this sputtering apparatus is as shown in FIG. First, the first base layer forming chambers 22 and 22 ′ have a thickness of 4
First underlayers 12 and 12 ′ made of a 0 nm Ni-20at.% Cr-10at.% Zr alloy were formed on both sides of the substrate. The second underlayers 13 and 13 'made of a Co-30at.% Cr-10at.% Zr alloy having a thickness of 10 nm were formed thereon in the second underlayer forming chamber 23. Further, after that, the temperature of the substrate is reduced to about
After heating to 230 ° C., in an oxidation chamber 25, 99% Ar-1% O 2
Pressure of 0.67Pa (5mTorr, gas flow rate 21scc using mixed gas)
m) for 3.5 seconds, and then in a third underlayer forming chamber 26, a third layer of a Cr-20at.% Ti alloy having a thickness of 27 nm is formed.
And a magnetic layer 16 and 16 'made of a Co-22at.% Cr-12at.% Pt alloy having a thickness of 10 nm in a first magnetic layer forming chamber 27. Then, magnetic layers 17 and 17 'made of a Co-21at.% Cr-12at.% Pt-3at.% Ta alloy having a thickness of 10 nm are formed thereon in a second magnetic layer forming chamber 28, and 2. In each of the protective layer forming chambers 29 and 29 ′, protective layers 18 and 18 ′ having a total thickness of 8 nm were formed with a thickness of 4 nm. Thereafter, the substrate was taken out of the sputtering apparatus, and a lubricant containing perfluoroalkylpolyether as a main component was applied on the protective layer to form lubrication layers 19 and 19 'having a thickness of 2 nm.

【0028】上記第1の下地層12及び12',第2の下地
層13及び13',第3の下地層14及び14',ならびに磁性層
16,16',17及び17'の形成には、すべて放電ガスとしてAr
を用い、ガス圧は0.93Pa(7mTorr)とした。さらに炭素
からなる保護層18及び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。
The first underlayers 12 and 12 ', the second underlayers 13 and 13', the third underlayers 14 and 14 ', and the magnetic layer
For the formation of 16, 16 ', 17 and 17', Ar gas was used as the discharge gas.
And the gas pressure was 0.93 Pa (7 mTorr). Further, at the time of forming the protective layers 18 and 18 ′ made of carbon, Ar containing nitrogen was used as a discharge gas to 1.33 Pa (10 mTorr).

【0029】このよう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1および第2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8nm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、実質的にアモルファスであることが確認された。
The magnetic recording medium thus formed is cut, and the laminated thin film portion is thinned up and down from a direction perpendicular to the film surface by an ion thinning method so that the fine structure of the first and second underlayers is reduced. Observation with a transmission electron microscope at an accelerating voltage of 200 kV revealed that the crystal grain size was 8 nm or less, and when a selected area diffraction image was taken, a halo was observed, confirming that the film was substantially amorphous.

【0030】得られた磁気ディスク媒体の磁気特性を試
料振動型磁力計を用いて評価したところ、保磁力は248k
A/m,保磁力角形比は0.76,磁性層の厚さtと残留磁束
密度Brとの積Br×tは4.64mA(58ガウス・ミクロン)であ
った。
When the magnetic properties of the obtained magnetic disk medium were evaluated using a sample vibration magnetometer, the coercive force was 248 k.
A / m, the coercive force squareness ratio was 0.76, and the product Br × t of the thickness t of the magnetic layer and the residual magnetic flux density Br was 4.64 mA (58 gauss / micron).

【0031】前記基板10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、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。
As the substrate 10, besides chemically strengthened aluminosilicate, soda lime glass, silicon,
Use ceramics made of borosilicate glass or the like, glass-glazed ceramics, or an Al-Mg alloy substrate in which Ni-P is electrolessly plated, or a rigid substrate made of glass in which Ni-P is electrolessly plated. be able to.

【0032】第3の下地層はその上に形成する磁性層の
結晶配向性を制御する下地層として用いられる。この第
3の下地層の下に第2の下地層を形成することにより、
第3の下地層の結晶性を向上できる。また、第2の下地
層を実質的にアモルファスで第1の下地層と同一の元素
を含む層とすることにより、第2の下地層と第1の下地
層の密着性が強くなり、高い耐摺動性能が得られる。さ
らに、第2の下地層の表面が長距離に亘る原子の周期的
な配列を持たないので、その上に形成される第3の下地
層の結晶粒を微細化でき、かつ、結晶配向性も制御可能
となる。これにより磁性層を構成する結晶の平均粒径を
低ノイズ化に適した15nm以下の微細なサイズに制御
し、同時に、その磁化容易軸の方向を面内磁気記録に適
した膜面に平行な方向に制御することができた。
The third underlayer is used as an underlayer for controlling the crystal orientation of the magnetic layer formed thereon. By forming a second underlayer under the third underlayer,
The crystallinity of the third underlayer can be improved. In addition, by forming the second underlayer as a substantially amorphous layer containing the same element as the first underlayer, the adhesion between the second underlayer and the first underlayer is increased, and high resistance to high resistance is obtained. Sliding performance is obtained. Further, since the surface of the second underlayer does not have a periodic arrangement of atoms over a long distance, the crystal grains of the third underlayer formed thereon can be refined, and the crystal orientation can be improved. Control becomes possible. Thus, the average grain size of the crystals constituting the magnetic layer is controlled to a fine size of 15 nm or less suitable for reducing noise, and at the same time, the direction of the easy axis is parallel to the film surface suitable for in-plane magnetic recording. The direction could be controlled.

【0033】第3の下地層としては、磁性層と結晶整合
性の良い(100)配向させることが可能な不規則固溶体を
形成する非磁性のCr-V,Cr-Mo,Cr-Si等のCr基合金の
薄膜を用いることもできる。磁性層としてはCo-Cr-Pt合
金だけでなく、Coを主成分とし、保磁力を高めるために
Ptを含有し、さらに媒体ノイズを低減するためCr,Ta,
SiO2、酸化アルミニウム,Nb等を添加した多元の合金系
を用いることができる。特にTa,Nb,V,Tiを添加する
とターゲットの融点が下がり、Crを含有した磁性層の組
成分離が進行しやすくなり好ましかった。Pt,Niあるい
はMnを添加したCo基合金系では磁気異方性エネルギーの
低下が他の添加元素に比べて少なく実用的である。具体
的には、Co-Cr-Ptの他に、Co-Cr-Pt-Ta,Co-Cr-Pt-SiO
2,Co-Cr-Pt-Al2O3,Co-Cr-Pt-Mn,Co-Cr-Nb-Pt,Co-Cr-
V-Pt,Co-Cr-Ti-Pt,Co-Cr-Nb-Ta-Pt,Co-Pt-Ni-SiO2等
の合金を用いることができる。また、磁性層の上部に炭
素を主成分とする保護層を設けることは、耐摺動信頼性
を向上する上で好ましかった。
The third underlayer is made of a nonmagnetic Cr-V, Cr-Mo, Cr-Si or the like which forms an irregular solid solution that can be oriented (100) with good crystal matching with the magnetic layer. A thin film of a Cr-based alloy can also be used. For the magnetic layer, not only Co-Cr-Pt alloy but also Co as the main component to improve the coercive force
Contains Cr, Ta, and Pt to further reduce media noise
A multi-element alloy system to which SiO2, aluminum oxide, Nb, or the like is added can be used. In particular, when Ta, Nb, V, and Ti are added, the melting point of the target is lowered, and the composition separation of the Cr-containing magnetic layer is facilitated, which is preferable. In a Co-based alloy system to which Pt, Ni or Mn is added, the decrease in magnetic anisotropy energy is small compared to other added elements and is practical. Specifically, in addition to Co-Cr-Pt, Co-Cr-Pt-Ta, Co-Cr-Pt-SiO
2, Co-Cr-Pt-Al2O3, Co-Cr-Pt-Mn, Co-Cr-Nb-Pt, Co-Cr-
Alloys such as V-Pt, Co-Cr-Ti-Pt, Co-Cr-Nb-Ta-Pt, and Co-Pt-Ni-SiO2 can be used. Providing a protective layer containing carbon as a main component on the magnetic layer was preferable in improving the sliding resistance.

【0034】実施例2 第2の下地層形成室23で厚さ10nmのCo-30at.%Cr-10a
t.%Zr合金から成る第2の下地層13と13'を形成する際の
膜厚を0nm,15nm,18nm,20nmとした他は、実施例1と同様
に磁気記録媒体を形成した。
Example 2 In the second underlayer forming chamber 23, Co-30at.% Cr-10a having a thickness of 10 nm was used.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1, except that the thicknesses of the second underlayers 13 and 13 'made of the t.% Zr alloy were set to 0 nm, 15 nm, 18 nm and 20 nm.

【0035】この媒体を書き込み電流34mA,センス電流
6mAでシールドギャップ長さ0.15μm,書き込みギャップ
長さ0.27μmのヘッドを用いて周速3.77m/sで電磁変換特
性を測定した。機械的な浮上高さは22nmである。Co-30a
t.%Cr-10at.%Zr合金から成る第2の下地層の膜厚が増加
すると、孤立再生波の出力は第2の下地層の膜厚に比例
して単調に低下した。すなわち、磁気記録媒体の磁性層
の厚さtと記録時における磁気記録媒体に対する磁気ヘ
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との積Br×tが、第2の下地層の厚さの増加
に伴い低下していると考えられる。一方、孤立再生波出
力半値幅は、第2の下地層の厚さの増加に伴い186nmか
ら189nmまで微増した。
The medium is supplied with a write current of 34 mA and a sense current of
Electromagnetic conversion characteristics were measured at a peripheral speed of 3.77 m / s using a head with a shield gap length of 0.15 μm and a write gap length of 0.27 μm at 6 mA. The mechanical flying height is 22 nm. Co-30a
As the thickness of the second underlayer made of the t.% Cr-10at.% Zr alloy increased, the output of the isolated reproduction wave monotonously decreased in proportion to the thickness of the second underlayer. That is, the product Br × t of the thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium and the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording is the second. It is considered that the thickness decreases with an increase in the thickness of the underlayer. On the other hand, the half width of the isolated reproduction wave output slightly increased from 186 nm to 189 nm as the thickness of the second underlayer increased.

【0036】436kFCIの帯域まで積算して求めた媒体ノ
イズNdは第2の下地層の厚さを0nmから18nm程度まで厚
くしても29μVrms程度で殆ど増加しなかった。第2の下
地層の厚さを20nmまで厚くすると29.8μVrmsまで増加し
た。207.5kFCIにおける出力EMFと孤立再生波の出力の割
合ReMFは、第2の下地層の厚さを10nmとした場合に、最
も大きくなった。これらの結果から,第2の下地層の厚
さを18nm以下とした場合に、ノイズに対する出力の割合
が大きくなり、好ましくは第2の下地層の厚さを10nmと
した場合にReMFが大きくなることが明らかになった。
The medium noise Nd obtained by integrating up to the band of 436 kFCI hardly increased at about 29 μVrms even if the thickness of the second underlayer was increased from 0 nm to about 18 nm. The thickness increased to 29.8 μVrms when the thickness of the second underlayer was increased to 20 nm. The ratio ReMF between the output EMF and the output of the isolated reproduction wave at 207.5 kFCI was largest when the thickness of the second underlayer was 10 nm. From these results, when the thickness of the second underlayer is set to 18 nm or less, the ratio of output to noise increases, and preferably, when the thickness of the second underlayer is 10 nm, ReMF increases. It became clear.

【0037】実施例3 第3の下地層形成室26で厚さ27nmのCr-20at.%Ti合金
からなる第3の下地層14及び14'を形成するかわりに、C
r-15at.%Ti合金,Cr-18at.%Ti合金,Cr-23at.%Ti合金,Cr-
25at.%Ti合金ターゲットを用いたことを除き、実施例1
と同様に磁気記録媒体を形成した。基板温度を230℃に
加熱した場合、磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を
印加して測定した保磁力HcはTi添加濃度の増加と共に増
加し、18at.%以上Tiを添加した場合に240kA/m以上の
保磁力が得られた。この結果から240kA/m以上の高保磁
力を得るためには18at.%以上Tiを添加することが好まし
いことが明らかになった。
Embodiment 3 Instead of forming the third underlayers 14 and 14 ′ made of a Cr-20at.% Ti alloy having a thickness of 27 nm in the third underlayer formation chamber 26,
r-15at.% Ti alloy, Cr-18at.% Ti alloy, Cr-23at.% Ti alloy, Cr-
Example 1 except that a 25 at.% Ti alloy target was used.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as described above. When the substrate temperature is heated to 230 ° C., the coercive force Hc measured by applying a magnetic field in the relative running direction of the magnetic head increases with an increase in the Ti addition concentration, and 240 kA when 18 at.% Or more Ti is added. / m or more coercive force was obtained. From this result, it was found that it is preferable to add 18 at.% Or more of Ti in order to obtain a high coercive force of 240 kA / m or more.

【0038】これらの媒体について、実施例2に記載の
ヘッドと同一のヘッドを用いて415kFCIで書き込んだ信
号のNdを比較した。その結果、Cr-25at.%Ti合金ターゲ
ットを用いて磁気記録媒体を形成した場合、孤立波の再
生出力が1.086mVpp,Nd=29.47μVrmsであった。一方、Cr
-20at.%Ti合金ターゲットを用いて磁気記録媒体を形成
した場合、孤立波の再生出力が1.23mVppであり、Nd=29.
26μVrmsであった。また、Cr-23at.%Ti合金を用いた場
合、孤立波の再生出力が1.16mVppであり、Nd値は29.3μ
Vrmsであった。ディスクノイズはCr-Tiの濃度によらず
ほぼ一定値をとっていた。一方、添加したTi濃度の増加
と共に孤立波の再生出力は低下した。Cr-25at.%Ti合金
ターゲットを用いた場合に孤立波の再生出力が低下する
のは、磁気記録媒体の磁性層の厚さtと記録時における
磁気記録媒体に対する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との積Br×tが
低下したためである。この結果から、Br×tの低下が顕
著にならないTi添加濃度として23at.%以下が好ましい。
For these media, the Nd of signals written at 415 kFCI using the same head as that described in Example 2 was compared. As a result, when a magnetic recording medium was formed using a Cr-25at.% Ti alloy target, the reproduction output of the solitary wave was 1.086 mVpp and Nd = 29.47 μVrms. On the other hand, Cr
When a magnetic recording medium is formed using a -20 at.% Ti alloy target, the reproduction output of a solitary wave is 1.23 mVpp, and Nd = 29.
26 μVrms. Also, when using a Cr-23at.% Ti alloy, the reproduction output of the solitary wave is 1.16mVpp, and the Nd value is 29.3μ.
Vrms. The disk noise was almost constant regardless of the Cr-Ti concentration. On the other hand, the reproduction output of the solitary wave decreased as the concentration of added Ti increased. When the Cr-25at.% Ti alloy target is used, the reproduction output of the solitary wave decreases due to the thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium and the relative running direction of the magnetic head with respect to the magnetic recording medium during recording. This is because the product Br × t with the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field to is reduced. From these results, it is preferable that the concentration of Ti added is 23 at.

【0039】実施例4 本実施例の磁気記録媒体の断面構造図を図3に、本実施
例の磁気記録媒体を形成するために用いたスパッタリン
グ装置のチャンバ構成あるいはステーション構成を図4
に示す。本実施例の磁気記録媒体は図1に示した実施例
1の媒体における第3の下地層14及び14'と第1の磁性層
16及び16'の間にさらに第4の下地層15及び15'を設けた
構造を有する。第2の下地層13及び13'までを実施例1と
同様にして第2の下地層形成室23で形成した。さらにそ
の後、加熱室24でランプヒーターにより基板の温度を約
230℃に加熱した後、酸化室25で99%Ar−1%O2
混合ガスを用いて圧力5mTorr(ガス流量21sccm)の雰
囲気で3.5秒間曝し、その後、第3の下地層形成室26
で厚さ15nmのCrからなる第3の下地層14及び14’を
形成し、その上に第4の下地層形成室26'で厚さ15nmのC
r-20at.%Ti合金からなる第4の下地層15及び15'をスパッ
タ法により形成した。その後、第1の磁性層形成室27で
厚さ10nmのCo-22at.%Cr-12at.%Pt合金からなる磁性層
16及び16'を形成し、その上に第2の磁性層形成室28で
厚さ10nmのCo-21at.%Cr-12at.%Pt-3at.%Ta合金からな
る磁性層17及び17'を形成し、その上に2つの保護層形
成室29および29’で厚さ4nmずつ、合計8nmの保護層18
及び18'を形成した。さらに潤滑層19及び19'を実施例1
と同様にして形成した。このようにして得られた媒体の
保磁力角型比は0.77程度と、実施例1の構成の媒体に
比べ0.05程度高く、高記録密度領域で相対的に高い出力
が得られた。また、第3の下地層14及び14'の上に異な
る格子定数を有する第4の下地層15及び15'を形成を積層
することにより、多数の薄膜の積層効果としてCSS時の
剪断方向の剥離強度が高まり、CSSを繰り返した場合に
クラッシュに至るまでの寿命が1割程度長くなった。
Embodiment 4 FIG. 3 is a sectional structural view of a magnetic recording medium of this embodiment, and FIG. 4 shows a chamber configuration or a station configuration of a sputtering apparatus used for forming the magnetic recording medium of this embodiment.
Shown in The magnetic recording medium of the present embodiment is the same as the medium of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the third underlayers 14 and 14 'and the first magnetic layer
It has a structure in which fourth underlayers 15 and 15 'are further provided between 16 and 16'. The second underlayers 13 and 13 ′ were formed in the second underlayer formation chamber 23 in the same manner as in Example 1. Thereafter, the temperature of the substrate is reduced by a lamp heater in the heating chamber 24.
After heating to 230 ° C., in an oxidation chamber 25, 99% Ar-1% O 2
Exposure was performed for 3.5 seconds in an atmosphere of a pressure of 5 mTorr (gas flow rate of 21 sccm) using a mixed gas.
To form 15 nm-thick third underlayers 14 and 14 'made of Cr, and a fourth underlayer-forming chamber 26' formed thereon a 15-nm-thick C
Fourth underlayers 15 and 15 ′ made of an r-20at.% Ti alloy were formed by a sputtering method. Thereafter, a magnetic layer made of a Co-22at.% Cr-12at.% Pt alloy having a thickness of 10 nm is formed in the first magnetic layer forming chamber 27.
16 and 16 'are formed thereon, and a magnetic layer 17 and 17' made of a Co-21at.% Cr-12at.% Pt-3at.% Ta alloy having a thickness of 10 nm is formed thereon in a second magnetic layer forming chamber 28. And a protective layer 18 having a total thickness of 8 nm on each of the two protective layer forming chambers 29 and 29 ′ with a thickness of 4 nm.
And 18 'were formed. Further, the lubricating layers 19 and 19 'were formed in Example 1.
It was formed in the same manner as described above. The medium thus obtained had a coercive squareness of about 0.77, which was about 0.05 higher than that of the medium having the structure of Example 1, and a relatively high output was obtained in a high recording density region. Further, by laminating the fourth underlayers 15 and 15 ′ having different lattice constants on the third underlayers 14 and 14 ′, the laminating effect of a large number of thin films can be removed in the shearing direction during CSS. The strength has increased, and the life before crashing has been extended by about 10% when CSS is repeated.

【0040】実施例5 加熱室24でランプヒーターにより基板を加熱する温度を
180℃から270℃まで変えた他は、実施例1と同様にして
磁気記録媒体を形成した。
Example 5 The temperature at which the substrate was heated by the lamp heater in the heating chamber 24 was
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed from 180 ° C. to 270 ° C.

【0041】これらの媒体について、実施例2に記載の
ヘッドと同一のヘッドを用いて415kFCIで書き込んだ信
号のNdを比較した。その結果、図5に示すように基板温
度を230℃に設定した場合、ディスクノイズNdは31.3μV
rmsで極小となった。また、図6に示すように、磁気記
録媒体の孤立再生波の出力は、基板温度の増加と共にほ
ぼ単調に減少した。さらに、孤立再生波の0-p出力(Sis
o)と415kFCIの信号を記録した場合の積算媒体ノイズ(N
d)の比Siso/Ndを評価した。ここで、ヘッドの浮上量は2
2nmとし、Ndは7kFCIから436kFCIに相当する帯域のノイ
ズを積算した値とした。図7に示すようにSiso/Ndは基
板温度がおよそ215℃で極大となることが明らかになっ
た。出力半減線記録密度D50と基板温度の関係を調べた
ところ、基板温度を190℃以上260℃以下とした場合に、
D50=185kFCI以上の記録密度が得られた。
For these media, the Nd of signals written at 415 kFCI using the same head as that described in Example 2 was compared. As a result, when the substrate temperature was set to 230 ° C. as shown in FIG. 5, the disk noise Nd was 31.3 μV
It was minimized at rms. Further, as shown in FIG. 6, the output of the isolated reproduction wave of the magnetic recording medium decreased almost monotonously with the increase of the substrate temperature. Furthermore, 0-p output (Sis
o) and the accumulated medium noise (N
The ratio Siso / Nd of d) was evaluated. Here, the flying height of the head is 2
Nd was 2 nm, and Nd was a value obtained by integrating noise in a band corresponding to 7 kFCI to 436 kFCI. As shown in FIG. 7, it was found that Siso / Nd had a maximum at a substrate temperature of about 215 ° C. When examining the relationship between the output half-line recording density D50 and the substrate temperature, when the substrate temperature was 190 ° C or more and 260 ° C or less,
A recording density of D50 = 185 kFCI or more was obtained.

【0042】本実施例の媒体を用いて実施例7と同様の
磁気ディスク装置を作製し、磁気ディスク面上に約2ミ
クロンの大きさのアルミナ粒子を約0.1g振りかけ、
磁気ヘッドのシーク動作を200回繰り返し、クラッシ
ュに至るまでのシーク回数を測定した。その結果、基板
温度を270℃で形成した磁気記憶装置ではクラッシュに
至るまでのシーク回数が最も少なく、信頼性を確保する
上で最大でも基板温度を260℃以下にすることが好まし
いことが明らかになった。
Using the medium of this embodiment, a magnetic disk drive similar to that of Embodiment 7 was manufactured, and about 0.1 g of alumina particles having a size of about 2 μm was sprinkled on the surface of the magnetic disk.
The seek operation of the magnetic head was repeated 200 times, and the number of seeks until a crash was measured. As a result, in a magnetic storage device formed with a substrate temperature of 270 ° C., the number of seeks until a crash occurs is the least, and it is clear that the substrate temperature is preferably set to 260 ° C. or less at the maximum to ensure reliability. became.

【0043】尚、図5,図6及び図7には、比較の為に
第2のシード層を形成していない磁気記録媒体の結果を
破線で示した。第2のシード層を形成しない場合、基板
温度を260℃以下に下げていくとNdが単調に増大してし
まう。また、これに伴ってSiso/Ndが単調に低下する。
従って、第2のシード層を形成することにより、低基板
温度での記録再生特性が改善され、これによって高い信
頼性と高記録密度化の両立が可能となる。
In FIGS. 5, 6 and 7, the results of the magnetic recording medium without the second seed layer are shown by broken lines for comparison. When the second seed layer is not formed, Nd monotonously increases as the substrate temperature is lowered to 260 ° C. or lower. In addition, Siso / Nd decreases monotonously with this.
Therefore, by forming the second seed layer, the recording / reproducing characteristics at a low substrate temperature are improved, thereby making it possible to achieve both high reliability and high recording density.

【0044】実施例6 磁性層の厚さが異なる以外は、実施例1に記載の磁気記
録媒体と同一構成とし、磁性層の厚さが17nm,21nm,24
nmである3種類の磁気記録媒体を実施例1と同様にして
作製した。ここで第1の磁性層と第2の磁性層の膜厚比を
1:1とした。
Embodiment 6 The magnetic recording medium has the same configuration as that of the magnetic recording medium described in Embodiment 1 except that the thickness of the magnetic layer is different, and the thickness of the magnetic layer is 17 nm, 21 nm, and 24 nm.
Three types of magnetic recording media having nm were produced in the same manner as in Example 1. Here, the film thickness ratio between the first magnetic layer and the second magnetic layer
1: 1.

【0045】このようにして形成した磁気ディスク媒体
の第1および第2の下地層の微細構造を透過電子顕微鏡
を用いて実施例1の場合と同様にして評価した結果、ど
ちらの層も実質的にアモルファスであった。
The fine structure of the first and second underlayers of the magnetic disk medium thus formed was evaluated using a transmission electron microscope in the same manner as in Example 1, and as a result, both layers were substantially Was amorphous.

【0046】5万回のCSS耐摺動試験を実施した結果、磁
性層の厚さを17nm,21nm,24nmとしたいずれの磁気記録
媒体においても、磁気記録媒体および磁気ヘッドが破壊
されることはなく、良好な耐摺動信頼性が得られた。
As a result of performing the CSS sliding resistance test 50,000 times, it is found that the magnetic recording medium and the magnetic head are destroyed in any of the magnetic recording media having the magnetic layer thicknesses of 17 nm, 21 nm, and 24 nm. And good sliding reliability was obtained.

【0047】これらの磁気記録媒体の保磁力と磁性膜の
厚さの関係を図8に示す。保磁力角型比S*と磁性膜の厚
さの関係を図9に示す。磁気記録媒体の磁性層の厚さt
と記録時における磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相
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との積Br×tと磁性膜の厚さの関係を図10に示す。
FIG. 8 shows the relationship between the coercive force of these magnetic recording media and the thickness of the magnetic film. FIG. 9 shows the relationship between the coercive force squareness ratio S * and the thickness of the magnetic film. Thickness t of the magnetic layer of the magnetic recording medium
Magnetic flux density measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during and after recording
FIG. 10 shows the relationship between the product Br × t of Br and the thickness of the magnetic film.

【0048】磁性層の厚さを薄くすることにより、磁性
層の厚さtと残留磁束密度Brとの積Br×tが大きく減少す
る。面内保磁力Hcはおおむね242から248kA/m、保磁力角
型比S*は0.63から0.72で0.7前後、角型比Sは0.75から0.
78でほぼ一定であった。これらの磁気特性は試料振動型
磁力計により25℃で測定した。
By reducing the thickness of the magnetic layer, the product Br × t of the thickness t of the magnetic layer and the residual magnetic flux density Br is greatly reduced. The in-plane coercive force Hc is approximately 242 to 248 kA / m, the coercive force squareness ratio S * is about 0.7 from 0.63 to 0.72, and the squareness ratio S is 0.75 to 0.
It was almost constant at 78. These magnetic properties were measured at 25 ° C. with a sample vibration magnetometer.

【0049】これらの磁気記録媒体の電磁変換特性をシ
ールドギャップ長Gsを0.15μmとした実施例9に記載の
スピンバルブ型の再生素子と、ギャップ長が0.27μmの
電磁誘導型書き込み素子からなる磁気ヘッドを用いて測
定した。再生素子のセンス電流は6mA、書き込み電流I
wは34mAとした。PW50はデジタルオシロスコープ(Tekt
ronix TDS544A)により測定した。磁性層が薄いほど、
また、ほどPW50は小さくなっており、図11に示すよう
に、磁性層の厚さが17nmでヘッドの浮上量が22nmの場合
に、183nmという小さな値が得られた。スペクトルアナ
ライザで測定した最高線記録密度415kFCIにおける出力
は、デジタルオシロスコープで測定した20kFCIにおける
孤立再生波の出力に対して2〜5%であった。スペクトル
アナライザで測定した最高線記録密度415kFCIにおける
出力は、奇数次の波形の出力を100MHzを超えるまで積算
して求めた。さらに、孤立再生波の0-p出力(SLF)と415k
FCIの信号を記録した場合の積算媒体ノイズ(Nd)の比Sis
o/Ndを評価した。ここで、ヘッドの浮上量は22nmとし、
Ndは7kFCIから436kFCIに相当する帯域のノイズを積算し
た値とした。何れの媒体も、415kFCIという高い記録密
度において25dB以上の高いSiso/Ndが得られた。
The electromagnetic conversion characteristics of these magnetic recording media are the spin valve type reproducing element described in Example 9 in which the shield gap length Gs is 0.15 μm, and the electromagnetic induction type writing element having a gap length of 0.27 μm. The measurement was performed using a head. The read element has a sense current of 6 mA and a write current I
w was 34 mA. PW50 is a digital oscilloscope (Tekt
ronix TDS544A). The thinner the magnetic layer,
Further, as shown in FIG. 11, when the magnetic layer thickness was 17 nm and the flying height of the head was 22 nm, a small value of 183 nm was obtained as shown in FIG. The output at the maximum linear recording density of 415 kFCI measured by the spectrum analyzer was 2 to 5% of the output of the isolated reproduction wave at 20 kFCI measured by the digital oscilloscope. The output at the highest linear recording density of 415 kFCI measured by the spectrum analyzer was obtained by integrating the output of the odd-order waveform until the output exceeded 100 MHz. In addition, 0-p output (SLF) of isolated reproduction wave and 415k
Ratio of integrated medium noise (Nd) when recording FCI signal Sis
o / Nd was evaluated. Here, the flying height of the head is 22 nm,
Nd is a value obtained by integrating noise in a band corresponding to 7 kFCI to 436 kFCI. In each medium, high Siso / Nd of 25 dB or more was obtained at a high recording density of 415 kFCI.

【0050】ヘッドの浮上量を11nmとした場合には、磁
性層の厚さが20nmでもPW50は174nm程度になった。
When the flying height of the head was 11 nm, the PW50 was about 174 nm even when the thickness of the magnetic layer was 20 nm.

【0051】実施例7 図1に示す構成の磁気ディスク媒体の磁性層16までを
実施例1と同様にして形成した後、基板を水冷のチルプ
レートを設置した真空槽内に移し、窒素ガスを流して基
板を200℃の温度まで冷却した。その後、磁性層17
及び17'の上に炭素を主成分とする厚さ8nmの保護層18
及び18'とパーフルオロアルキルポリエーテルを主成分
とする潤滑層19及び19'を実施例1と同様にして形成し
た。
Example 7 After forming up to the magnetic layer 16 of the magnetic disk medium having the structure shown in FIG. 1 in the same manner as in Example 1, the substrate was transferred into a vacuum chamber equipped with a water-cooled chill plate, and nitrogen gas was supplied. The substrate was cooled down to a temperature of 200 ° C. After that, the magnetic layer 17
8 ′ protective layer 18 mainly composed of carbon on
And 18 ′ and lubricating layers 19 and 19 ′ containing perfluoroalkyl polyether as main components were formed in the same manner as in Example 1.

【0052】本実施例で作製した磁気ディスク媒体と実
施例1で作製した磁気ディスク媒体を共に温度60℃、
湿度80%の高温高湿条件に雰囲気に10時間放置した
後に、実施例9に記載の磁気記憶装置を用いてエラーレ
ートを評価し、高温高湿条件放置前のエラーレートと比
較した。その結果、実施例1の媒体では4割程度エラー
レートが増大したのに対し、本実施例の媒体では、エラ
ーレートの変化は1割以下であった。基板を冷却して基
板の温度を下げてから保護層を形成することにより、緻
密な保護層が得られ、耐食性が向上したものと考えられ
る。
The magnetic disk medium manufactured in the present embodiment and the magnetic disk medium manufactured in the first embodiment were both heated to a temperature of 60 ° C.
After being left in an atmosphere under a high-temperature and high-humidity condition of 80% humidity for 10 hours, the error rate was evaluated using the magnetic storage device described in Example 9 and compared with the error rate before the high-temperature and high-humidity condition was left. As a result, the error rate of the medium of the first embodiment increased by about 40%, whereas the change of the error rate of the medium of the present embodiment was 10% or less. It is considered that by forming the protective layer after cooling the substrate to lower the temperature of the substrate, a dense protective layer was obtained and the corrosion resistance was improved.

【0053】実施例8 実施例1の媒体において、第1の下地層12及び12'の材
料として、Ni-30at.%Cr-10at.%Zr,Ni-30at.%Cr-10at.%
Ta,Ni-30at.%Cr-9at.%Hf,Ni-30at.%Cr-9.8at.%Zr-0.2
at.%Hf,Ni-30at.%Cr-10at.%W,Ni-20at.%Nb-10at.%Y,
Ni-20at.%Mo-10at.%Ta、実施例1の媒体において、第2
の下地層13及び13'の材料として、Co-30at.%Cr-10at.%T
a,Co-30at.%Cr-10at.%Hf,Co-30at.%Cr-9.8at.%Zr-0.2
at.%Hf,Co-30at.%Cr-10at.%Y,Co-30at.%Ti-10at.%Z
r,Co-20%Ti-15at.%Zr,Co-30at.%V-9.8at.%Zr-0.2at.%
Hf,Co-20at.%Mo-9.9at.%Zr-0.1at.%Hf,Co-20at.%Nb-
9.8at.%Zr-0.2at.%Hf,Co-30at.%Cr-10at.%W,Co-30wt.
%Cr-4.5wt.%W-1wt.%C,Co-30wt.%Cr-5.5wt.%W-1.3wt.%C
-1.25wt.%Fe-2wt.%Si-3wt.%Ni、を用い、実施例1と同
様にして磁気ディスク媒体を形成した。得られた媒体の
第1の下地層の微細構造を実施例1の場合と同様にして
評価した結果、いずれの材料を用いて形成した第1の下
地層も実質的にアモルファスであることが確認された。
これらの媒体ノイズを実施例1と同様にして評価した結
果、いずれの場合も第2の下地層を形成せず第1の下地
層上を直接表面を酸化処理してを形成した磁気ディスク
媒体に比べ媒体ノイズが小さいという結果が得られた。
Embodiment 8 In the medium of Embodiment 1, Ni-30at.% Cr-10at.% Zr and Ni-30at.% Cr-10at.% Were used as the materials of the first underlayers 12 and 12 '.
Ta, Ni-30at.% Cr-9at.% Hf, Ni-30at.% Cr-9.8at.% Zr-0.2
at.% Hf, Ni-30at.% Cr-10at.% W, Ni-20at.% Nb-10at.% Y,
Ni-20at.% Mo-10at.% Ta, in the medium of Example 1, the second
Co-30at.% Cr-10at.% T as the material of the underlayers 13 and 13 '
a 、 Co-30at.% Cr-10at.% Hf 、 Co-30at.% Cr-9.8at.% Zr-0.2
at.% Hf, Co-30at.% Cr-10at.% Y, Co-30at.% Ti-10at.% Z
r, Co-20% Ti-15at.% Zr, Co-30at.% V-9.8at.% Zr-0.2at.%
Hf, Co-20at.% Mo-9.9at.% Zr-0.1at.% Hf, Co-20at.% Nb-
9.8at.% Zr-0.2at.% Hf, Co-30at.% Cr-10at.% W, Co-30wt.
% Cr-4.5wt.% W-1wt.% C, Co-30wt.% Cr-5.5wt.% W-1.3wt.% C
Using -1.25 wt.% Fe-2wt.% Si-3wt.% Ni, a magnetic disk medium was formed in the same manner as in Example 1. The microstructure of the first underlayer of the obtained medium was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the first underlayer formed using any of the materials was substantially amorphous. Was done.
As a result of evaluating these medium noises in the same manner as in Example 1, in any case, the magnetic disk medium formed by directly oxidizing the surface on the first underlayer without forming the second underlayer was obtained. The result that the medium noise was small was obtained.

【0054】本実施例においては、磁気記録媒体を構成
する各層をDCマグネトロンスパッタ法により形成した
が、DCマグネトロンスパッタ法の代わりに、通常のRFス
パッタ法、あるいはRFマグネトロンスパッタ法を用いて
も上記磁気記録媒体は形成できた。
In this embodiment, each layer constituting the magnetic recording medium is formed by the DC magnetron sputtering method. However, instead of the DC magnetron sputtering method, an ordinary RF sputtering method or an RF magnetron sputtering method may be used. A magnetic recording medium was formed.

【0055】Crを成分として含む磁性層16,16',17及び1
7'を形成する場合には、DCマグネトロンスパッタ法によ
り形成するよりもRFマグネトロンスパッタ法、より好ま
しくはRFスパッタ法を用いることにより、磁気的な組成
分離が進行しやすくなり、媒体ノイズを低減する上で好
ましい。短時間に大量生産する観点からは、通常のRFス
パッタ法はフォーカスコイル等でプラズマを収束させて
もマグネトロンスパッタ法に比べ膜形成速度が遅い。こ
のほかイオンビームスパッタ法等の物理蒸着法によって
も磁気記録媒体は形成できた。高速に短時間で大量生産
する観点から、DCマグネトロンスパッタ法による製造方
法が最も好ましい。炭素を主成分とする保護層の形成は
DCマグネトロンスパッタ法のほかCVD(化学蒸着法)に
より形成可能なことは周知の通りである。また、スパッ
タリング法により第1の下地層を形成することにより、
Crのような、めっき法では多く含有させることが不可能
な元素を20at.%という高い濃度で含有させることが可能
となった。さらに真空蒸着法に比べ高い基板との接着強
度が得られた。
The magnetic layers 16, 16 ', 17 and 1 containing Cr as a component
In the case of forming 7 ', magnetic composition separation becomes easier to progress by using RF magnetron sputtering method, more preferably RF sputtering method, rather than DC magnetron sputtering method, and media noise is reduced. Preferred above. From the viewpoint of mass production in a short time, the ordinary RF sputtering method has a lower film formation speed than the magnetron sputtering method even if the plasma is focused by a focus coil or the like. In addition, the magnetic recording medium could be formed by physical vapor deposition such as ion beam sputtering. From the viewpoint of mass production at high speed in a short time, a production method by DC magnetron sputtering is most preferable. The formation of the protective layer mainly composed of carbon
It is well known that it can be formed by CVD (chemical vapor deposition) in addition to DC magnetron sputtering. Further, by forming the first underlayer by a sputtering method,
Elements such as Cr that cannot be contained in large amounts by plating can be contained at a high concentration of 20 at.%. Further, a higher adhesive strength with the substrate was obtained as compared with the vacuum evaporation method.

【0056】実施例9 実施例1から8に記載した磁気記録媒体91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12に示すように構
成した。
Embodiment 9 The magnetic recording medium 91 described in Embodiments 1 to 8, a driving unit 92 for driving the magnetic recording medium, a magnetic head 93 including a recording unit and a reproducing unit, and the magnetic head A means 94 for making relative movement with respect to the recording medium, a signal input means for the magnetic head, a recording / reproducing signal processing means 95 for reproducing an output signal from the magnetic head, and a mechanism 96 for retreating during unloading. The magnetic storage device having the above configuration was configured as shown in FIG.

【0057】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13は磁気ヘッド
の構造を示す模式的斜視図である。このヘッドは基体40
1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402を挟む上部記録磁極403と下
部記録磁極兼上部シールド層404からなり、記録磁極間
のギャップ長は0.27μmとした。また、コイルには厚さ
3μmの銅を用いた。前記再生用ヘッドは磁気抵抗セン
サ405とその両端の電極パターン406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404と下部シー
ルド層407で挟まれ、2つのシールド層間の距離は0.15
μm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。
The reproducing section of the magnetic head is constituted by a magnetoresistive head. FIG. 13 is a schematic perspective view showing the structure of the magnetic head. This head has a base 40
1 is a composite type head having both an electromagnetic induction type head for recording and a magnetoresistive effect type head for reproduction formed thereon.
The recording head was composed of an upper recording magnetic pole 403 sandwiching a coil 402 and a lower recording magnetic pole / upper shield layer 404, and the gap length between the recording magnetic poles was 0.27 μm. Further, copper having a thickness of 3 μm was used for the coil. The reproducing head comprises a magnetoresistive sensor 405 and electrode patterns 406 at both ends thereof. The magnetoresistive sensor is sandwiched between a lower recording pole / upper shield layer 404 and a lower shield layer 407, and the distance between the two shield layers is 0.15.
μm. In this figure, the gap layer between the recording magnetic poles,
Also, a gap layer between the shield layer and the magnetoresistive sensor is omitted.

【0058】図14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500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501上に、Taバッ
ファ層502,第1の磁性層503,銅で構成された中間層50
4,第2の磁性層505,Fe-50at.%Mn合金からなる反強磁
性層506が順次形成された構造である。前記第1の磁性
層にはNi-20at.%Fe合金を使用し、第2の磁性層にはコ
バルトを使用した。反強磁性層からの交換磁界により、
第2の磁性層の磁化は一方向に固定されている。これに
対し、第2の磁性層と非磁性層を介して接する第1の磁
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。
FIG. 14 shows a sectional structure of the magnetoresistive sensor.
The signal detection region 500 of the magnetic sensor includes a plurality of conductive magnetic layers that generate a large resistance change when their magnetization directions relatively change due to an external magnetic field, and a conductive layer disposed between the conductive magnetic layers. It is constituted by a magnetoresistive sensor (spin-valve type reproducing element) including a nonmagnetic layer.
This magnetic sensor has a structure in which a Ta buffer layer 502, a first magnetic layer 503, and an intermediate layer 50 made of copper are formed on a gap layer 501.
4, a second magnetic layer 505 and an antiferromagnetic layer 506 made of an Fe-50at.% Mn alloy are sequentially formed. A Ni-20at.% Fe alloy was used for the first magnetic layer, and cobalt was used for the second magnetic layer. Due to the exchange magnetic field from the antiferromagnetic layer,
The magnetization of the second magnetic layer is fixed in one direction. On the other hand, the direction of magnetization of the first magnetic layer, which is in contact with the second magnetic layer via the non-magnetic layer, changes due to the leakage magnetic field from the magnetic recording medium, so that a resistance change occurs.

【0059】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507がある。このテーパー部は、第
1の磁性層を単磁区化するための永久磁石層508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406
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。
At both ends of the signal detection area, there are tapered portions 507 which are formed into a tapered shape. The tapered portion includes a permanent magnet layer 508 for converting the first magnetic layer into a single magnetic domain, and a pair of electrodes 406 formed thereon for extracting a signal.
Consists of The permanent magnet layer needs to have a large coercive force and the magnetization direction does not easily change, and a Co-Cr-Pt alloy was used.

【0060】実施例1ないし8に記載した本発明の磁気
記録媒体と、図13に示した上記ヘッドと組み合わせて、
図12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、このようにして構成した磁気記憶
装置によって、1平方インチ当たり11ギガビット以上の
記録密度を実現することができた。
By combining the magnetic recording medium of the present invention described in Examples 1 to 8 with the above-described head shown in FIG.
The magnetic storage device shown in FIG. 12 was configured. With any of the above media, the magnetic storage device thus configured was able to achieve a recording density of 11 gigabits per square inch or more.

【0061】本実施例では、浮上面レールの面積が1.4
平方ミリメートル以下で、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1.4平方ミリメートル以下とし、さらに、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、1平方インチ当たり11ギガビット以上の
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。
In this embodiment, the area of the air bearing surface rail is 1.4
A magnetic head having a magnetoresistive effect type magnetic head formed on a magnetic head slider having a square millimeter or less and a mass of 2 mg or less was used. By setting the area of the slider's air bearing surface rail to 1.4 square millimeters or less and the mass to 2 mg or less, the impact resistance can be improved. This makes it possible to achieve both high recording density and high impact resistance. At a recording density of 11 gigabits per square inch or more, the mean time between failures (MTBF) is 300,000 hours or more.
Was realized.

【0062】比較例 第1の下地層を形成するターゲットの組成を変えたこと
を除き、実施例1で、磁性層の厚さを21nmとした磁気
記録媒体と同様の磁気記録媒体を形成した。第1の下地
層を形成するターゲットとして、Al-30at.%Si,SiO2,B
4C,Ti-20at.%Cr-10at.%Zrの4種類のターゲットを用い
た4種類の磁気記録媒体を作製した。このようにして作
製した磁気ディスク媒体のCSS後のヘッドスライダと
の粘着力を実施例1と同様にして評価し、その結果を実
施例3の媒体と比較した。実施例3の媒体では、5万回
のCSSを行った後にも粘着力が初期の値から殆ど変化
しなかったのに対し、第1の下地層としてB4Cを用いた
本実施例の媒体の場合には、1万回のCSS後に媒体表面と
ヘッドスライダの摺動面が破壊されるクラッシュが生じ
ていた。また、第1の下地層としてAl-30at.%Si,SiO
2,Ti-20at.%Cr-10at.%Zrを用い媒体の場合には、5万回
のCSS後でもクラッシュには至らなかったものの、初
期状態に比べて粘着力が3〜7gf程度高くなり、媒体
表面にヘッドスライダの摺動による傷が散見された。以
上のように、本比較例で試作した媒体では、実施例1の
媒体に比べて早期に摺動上の問題が生じており、実施例
1の磁気記録媒体は高記録密度領域での優れた記録再生
特性と同時に、優れた耐摺動信頼性を併せ持っていると
が分かる。
Comparative Example A magnetic recording medium similar to that of Example 1 except that the composition of the target for forming the first underlayer was changed, except that the thickness of the magnetic layer was 21 nm was formed. Al-30at.% Si, SiO2, B as a target for forming the first underlayer
Four types of magnetic recording media using four types of targets, 4C and Ti-20at.% Cr-10at.% Zr, were produced. The adhesion of the magnetic disk medium thus manufactured to the head slider after CSS was evaluated in the same manner as in Example 1, and the result was compared with the medium of Example 3. In the medium of Example 3, the adhesive force hardly changed from the initial value even after performing 50,000 times of CSS, whereas in the case of the medium of this example using B4C as the first underlayer. Had a crash in which the media surface and the sliding surface of the head slider were destroyed after 10,000 CSS operations. Further, Al-30at.% Si, SiO is used as the first underlayer.
2. In the case of the medium using Ti-20at.% Cr-10at.% Zr, the crash did not occur even after 50,000 times of CSS, but the adhesive strength was about 3 to 7 gf higher than the initial state. Then, scratches caused by sliding of the head slider were found on the surface of the medium. As described above, in the medium experimentally manufactured in this comparative example, the problem of sliding occurred earlier than in the medium of Example 1, and the magnetic recording medium of Example 1 was excellent in the high recording density region. It can be seen that it has excellent sliding reliability as well as recording / reproducing characteristics.

【0063】実施例10 実施例1の媒体において、第1の下地層12の材料とし
て、Ni-30at.%Cr-10at.%Ta,Ni-30at.%Cr-9at.%Hf,Ni-
30at.%Cr-9.8at.%Zr-0.2at.%Hf,Ni-30at.%Cr-10at.%
W,Ni-20at.%Nb-10at.%Y,Ni-20at.%Mo-10at.%Ta、を用
い、実施例1と同様にして磁気ディスク媒体を形成し
た。得られた媒体の第1の下地層の微細構造を実施例1
の場合と同様にして評価した結果、いずれの材料を用い
て形成した第1の下地層も実質的にアモルファスである
ことが確認された。これらの媒体の塵埃投入試験を行っ
た結果、いずれの場合も第1の下地層をCo-30at.%Cr-10
at.%Zrとした磁気ディスク媒体に比べ、クラッシュに至
るまでのシーク回数が3倍以上多く耐摺動性に優れると
いう結果が得られた。
Example 10 In the medium of Example 1, the material of the first underlayer 12 was Ni-30at.% Cr-10at.% Ta, Ni-30at.% Cr-9at.% Hf,
30at.% Cr-9.8at.% Zr-0.2at.% Hf 、 Ni-30at.% Cr-10at.%
Using W, Ni-20at.% Nb-10at.% Y, Ni-20at.% Mo-10at.% Ta, a magnetic disk medium was formed in the same manner as in Example 1. Example 1 shows the microstructure of the first underlayer of the obtained medium.
As a result of the evaluation in the same manner as in the above case, it was confirmed that the first underlayer formed using any of the materials was substantially amorphous. As a result of performing a dust injection test on these media, the first underlayer was Co-30at.% Cr-10 in each case.
Compared to a magnetic disk medium having at.% Zr, the number of seeks up to the crash was more than three times, and the result was that the sliding resistance was excellent.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、コンタクト・
スタート・ストップにおける粘着力のばらつきと変化を
低減でき、また、塵埃投入試験における耐摺動特性を改
善できる。さらに、本発明の磁気記録媒体は高記録密度
領域におけるノイズが低いとうい特長も有しており、大
記憶容量で高い信頼性を有する小型磁気記憶装置を実現
するのに適している。
The magnetic recording medium of the present invention has a contact
Variations and variations in adhesive strength at start / stop can be reduced, and sliding resistance in a dust injection test can be improved. Further, the magnetic recording medium of the present invention also has a feature that noise is low in a high recording density region, and is suitable for realizing a small-sized magnetic storage device having a large storage capacity and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面模式
図。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a magnetic recording medium of the present invention.

【図2】スパッタリング装置のチャンバ構成を示す模式
図。
FIG. 2 is a schematic view illustrating a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【図3】本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面模式
図。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the magnetic recording medium of the present invention.

【図4】スパッタリング装置のチャンバ構成を示す模式
図。
FIG. 4 is a schematic view showing a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【図5】本発明の磁気記録媒体のディスクノイズと基板
温度の関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between disk noise and substrate temperature of the magnetic recording medium of the present invention.

【図6】本発明の磁気記録媒体の孤立再生波出力と基板
温度の関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an isolated reproduction wave output and a substrate temperature of the magnetic recording medium of the present invention.

【図7】本発明の磁気記録媒体のSiso/Ndと基板温度の
関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between Siso / Nd and substrate temperature of the magnetic recording medium of the present invention.

【図8】本発明の磁気記録媒体の保磁力と磁性層の厚さ
の関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the coercive force of the magnetic recording medium of the present invention and the thickness of the magnetic layer.

【図9】本発明の磁気記録媒体の保磁力角型比と磁性層
の厚さの関係を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the coercive force squareness ratio of the magnetic recording medium of the present invention and the thickness of the magnetic layer.

【図10】本発明の磁気記録媒体のBrtと磁性層の厚さ
の関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between Brt and the thickness of a magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention.

【図11】本発明の磁気記録媒体のPW50と磁性層の厚さ
の関係を示す図。
FIG. 11 is a view showing the relationship between PW50 and the thickness of a magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention.

【図12】本発明の磁気記憶装置の模式図。FIG. 12 is a schematic view of a magnetic storage device according to the present invention.

【図13】本発明の磁気記憶装置における磁気ヘッドの
磁気抵抗センサの断面構造の一例を示す模式図。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a sectional structure of a magnetoresistive sensor of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【図14】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッド
の磁気抵抗センサの断面構造の一例を示す断面模式図。
FIG. 14 is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure of a magnetoresistive sensor of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板、 12,12'…第1の下地層、13,
13'…第2の下地層、14,14'…第3の下地層、15,15'
…第4の下地層、16,16'…第1の磁性層、17,17'…第
2の磁性層、18,18'…保護層、19,19'…潤滑層、 20
…基板、21…仕込み室、22,22'…第1の下地層形成
室、 23…第2の下地層形成室、24…加熱室、
25…酸化室、26…第3の下地層形成室、26'…第4
の下地層形成室、27…第1の磁性層形成室、28…第2の
磁性層形成室、29,29'…保護層形成室、30…取り出し
室、 31…メインチャンバ、 91…磁気記
録媒体、92…磁気記録媒体を駆動する駆動部、
93…磁気ヘッド、94…磁気ヘッドを磁気記録
媒体に対して相対運動させる手段、95…記録再生信号処
理手段、 96…アンロード時に待避する機構
部、401…基体、 402…コイル、 403…上部記
録磁極、404…下部記録磁極兼上部シールド層、405…磁
気抵抗センサ、406…電極パターン、407…下部シールド
層、500…磁気センサの信号検出領域、501…ギャップ
層、 502…Taバッファ層、 503…第1の磁性層、504
…中間層、505…第2の磁性層、506…反強磁性層、507
…テーパー部 、508…永久磁石層。
11 ... substrate, 12, 12 '... first underlayer, 13,
13 ': second underlayer, 14, 14': third underlayer, 15, 15 '
.., A fourth underlayer, 16, 16 ′, a first magnetic layer, 17, 17 ′, a second magnetic layer, 18, 18 ′, a protective layer, 19, 19 ′, a lubricating layer,
... substrate, 21 ... preparation chamber, 22, 22 '... first underlayer formation chamber, 23 ... second underlayer formation chamber, 24 ... heating chamber,
25 oxidation chamber, 26 third underlayer formation chamber, 26 'fourth
, A first magnetic layer forming chamber, 28 a second magnetic layer forming chamber, 29 and 29 'a protective layer forming chamber, 30 a take-out chamber, 31 a main chamber, 91 magnetic recording Medium, 92 ... Drive section for driving magnetic recording medium,
93: magnetic head, 94: means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, 95: recording / reproducing signal processing means, 96: mechanism for retreating during unloading, 401: base, 402: coil, 403: upper part Recording magnetic pole, 404: Lower recording magnetic pole and upper shield layer, 405: Magnetic resistance sensor, 406: Electrode pattern, 407: Lower shield layer, 500: Signal detection area of magnetic sensor, 501: Gap layer, 502: Ta buffer layer, 503: first magnetic layer, 504
... intermediate layer, 505 ... second magnetic layer, 506 ... antiferromagnetic layer, 507
… Taper portion, 508… permanent magnet layer.

フロントページの続き (72)発明者 阪本 浩二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 加藤 章 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 細江 譲 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 5D006 AA02 BB01 CA01 CA05 CA06 DA03 EA03 FA02 FA09 5D034 AA02 BA02 BA18 BB01 5D112 AA03 AA05 AA11 AA24 BB01 BD04 FA04 GB01 Continued on the front page (72) Inventor Koji Sakamoto 2880 Kokuzu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd.Storage Systems Division (72) Inventor Akira Kato 2880 Kozu, Kokuzu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd. Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Joe Hosoe 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. FA04 GB01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と磁性層の間に、Niを主成分とし、か
つ、Cr,Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群から選ばれた
少なくとも1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,Wからなる第
2の群から選ばれた少なくとも1種の元素を同時に含む
合金からなる第1の下地層を形成し、その上にCoを主成
分とし、かつ、Cr,Ti,V,Mo,Nbからなる第1の群か
ら選ばれた少なくとも1種の元素と、Zr,Ta,Hf,Y,W
からなる第2の群から選ばれた少なくとも1種の元素を
同時に含む合金からなる第2の下地層を形成し、その上
に結晶配向性を制御する層として第3の下地層を形成
し、さらにCoを主成分とする磁性層とCを主成分とする
保護層をこの順に形成したことを特徴とする磁気記録媒
体。
1. A method according to claim 1, wherein at least one element containing Ni as a main component and selected from a first group consisting of Cr, Ti, V, Mo, and Nb is provided between the substrate and the magnetic layer; , Hf, Y, W, a first underlayer made of an alloy containing at least one element selected simultaneously from the second group, and Co as a main component, and Cr, Ti , V, Mo, Nb, at least one element selected from the first group, and Zr, Ta, Hf, Y, W
Forming a second underlayer made of an alloy simultaneously containing at least one element selected from the second group consisting of: a third underlayer as a layer for controlling the crystal orientation, A magnetic recording medium comprising a magnetic layer mainly composed of Co and a protective layer mainly composed of C formed in this order.
【請求項2】上記第3の下地層がCrとTiを含む非磁性合
金からなる下地層であり、該第3の下地層とCo-Cr-Pt-T
a系合金からなる磁性層との間にCo-Cr-Pt合金からなる
中間層が存在することを特徴とする請求項1に記載の磁
気記録媒体。
2. The method according to claim 1, wherein the third underlayer is an underlayer made of a non-magnetic alloy containing Cr and Ti, and the third underlayer is formed of Co-Cr-Pt-T
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein an intermediate layer made of a Co-Cr-Pt alloy exists between the magnetic layer made of an a-based alloy.
【請求項3】上記第2の下地層の膜厚が18nm以下である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒
体。
3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the thickness of the second underlayer is 18 nm or less.
【請求項4】上記第3の下地層のTi添加濃度が18at.%以
上23at.%以下であることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
4. The method according to claim 1, wherein said third underlayer has a Ti concentration of 18 at.% To 23 at.%.
The magnetic recording medium according to any one of the above items.
【請求項5】請求項2に記載のCo-Cr-Pt合金からなる中
間層の組成が、Cr濃度18〜23at.%,Pt濃度8〜13at.%,残
部がCoであることを特徴とする磁気記録媒体。
5. The composition of an intermediate layer comprising a Co—Cr—Pt alloy according to claim 2, wherein the composition of Cr is 18 to 23 at.%, The concentration of Pt is 8 to 13 at.%, And the balance is Co. Magnetic recording medium.
【請求項6】上記第1の下地層が実質的にNi-Cr-Zr合金
であるであることを特徴とする請求項1ないし5のいず
れか1項に記載の磁気記録媒体。
6. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first underlayer is substantially made of a Ni—Cr—Zr alloy.
【請求項7】 上記第2の下地層が実質的にCo-Cr-Zr合
金であるであることを特徴とする請求項1ないし6のい
ずれか1項に記載の磁気記録媒体。
7. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the second underlayer is substantially a Co—Cr—Zr alloy.
【請求項8】請求項1ないし7のいずれか1項に記載の
磁気記録媒体を製造する方法において、基板上に第3の
下地層を形成する前に基板を加熱する工程と、基板を加
熱した後、真空槽内で第3の下地層とCoを主成分とする
磁性層とCを主成分とする保護層をこの順序で順次スパ
ッタリング法により形成する工程を含み、かつ、第3の
下地層と磁性層形成時の基板温度を190℃以上260℃以下
とし、さらに、保護層形成時の基板温度を260℃以下と
したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
8. A method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the step of heating the substrate before forming the third underlayer on the substrate, After that, a step of sequentially forming a third underlayer, a magnetic layer mainly containing Co, and a protective layer mainly containing C in this order in a vacuum chamber by a sputtering method, and A method for manufacturing a magnetic recording medium, wherein the substrate temperature during formation of the underlayer and the magnetic layer is 190 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, and the substrate temperature during formation of the protective layer is 260 ° C. or lower.
【請求項9】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を駆動す
る駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、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
手段と、ヘッドをランプさせる機構部と、 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とを有
する磁気記憶装置において、磁気ヘッドの再生部が互い
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、
該導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層を含む
磁気抵抗センサで構成され、かつ磁気記録媒体が請求項
1ないし7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体である
ことを特徴とする磁気記憶装置。
9. A magnetic recording medium, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head comprising a recording unit and a reproducing unit, means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, and a head In a magnetic storage device having a mechanism for ramping, a signal input means for the magnetic head, and a recording / reproducing signal processing means for reproducing an output signal from the magnetic head, the reproducing section of the magnetic head has a magnetized structure. A plurality of conductive magnetic layers that cause a large resistance change by the direction being relatively changed by an external magnetic field,
A magnetic recording medium comprising a magnetoresistive sensor including a conductive nonmagnetic layer disposed between the conductive magnetic layers, and wherein the magnetic recording medium is the magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 7. Characteristic magnetic storage device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022191065A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 パナソニックホールディングス株式会社 Magnetic sensor and method of manufacturing magnetic sensor

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