JP2001056921A - Magnetic recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体及び磁
気記憶装置に係り、特に高密度記録に適した磁気記録媒
体及び磁気記録装置に関する。The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic recording medium and a magnetic recording device suitable for high-density recording.
【０００２】[0002]
【従来の技術】情報処理技術の発達に伴い、磁気記録媒
体に対し高密度化の要求が高まっている。この要求を満
たすための磁気記録媒体に求められる特性は、例えばハ
ードディスクでは、低ノイズ、高保磁力、高残留磁化、
高分解能がある。2. Description of the Related Art With the development of information processing technology, demands for higher density of magnetic recording media are increasing. The characteristics required of a magnetic recording medium to satisfy this requirement include, for example, low noise, high coercive force, high remanent magnetization,
There is high resolution.
【０００３】磁気ディスク等の水平磁気記録媒体の記録
密度は、媒体ノイズの低減及び磁気抵抗効果型ヘッド及
びスピンバルブヘッドの開発により、著しく増大した。
代表的な磁気記録媒体は、基板と、下地層と、磁性層
と、保護層とがこの順序で積層された構造を有する。下
地層は、Ｃｒ又はＣｒ系合金からなり、磁性層は、Ｃｏ
系合金からなる。[0003] The recording density of a horizontal magnetic recording medium such as a magnetic disk has been remarkably increased due to the reduction of medium noise and the development of a magnetoresistive head and a spin valve head.
A typical magnetic recording medium has a structure in which a substrate, an underlayer, a magnetic layer, and a protective layer are stacked in this order. The underlayer is made of Cr or a Cr-based alloy, and the magnetic layer is made of Co.
It consists of a system alloy.
【０００４】媒体ノイズを低減する方法は、今までに各
種提案されている。例えば、Ｏｋａｍｏｔｏ ｅｔ ａ
ｌ. ，”Ｒｉｇｉｄ Ｄｉｓｋ Ｍｅｄｉｕｍ Ｆｏｒ
５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ2 Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＡＢ-
３，Ｉｎｔｅｒｍａｇ ’９６ Ｄｉｇｅｓｔには、Ｃ
ｒＭｏからなる適切な下地層を用いて磁性層の膜厚を減
少させることで、磁性層の粒子サイズ及びサイズ分布を
減少させることが提案されている。又、米国特許第５，
６９３，４２６号では、ＮｉＡｌからなる下地層を用い
ることが提案されている。更に、Ｈｏｓｏｅ ｅｔ ａ
ｌ. ， ”Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏ
ｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｃａｙ ｉｎＨｉｇｈ- Ｄｅ
ｎｓｉｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ
Ｍｅｄｉａ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ. Ｍａｇｎ.
Ｖｏｌ. ３３， １５２８（１９９７）では、ＣｒＴ
ｉからなる下地層を用いることが提案されている。上記
の如き下地層は、磁性層の面内配向を促し残留磁化及び
ビットの熱安定性を増加させる。磁性層の膜厚を減少さ
せて、解像度を高くする、或いは、書き込まれたビット
間の遷移幅を減少させることも提案されている。更に、
ＣｏＣｒ系合金からなる磁性層のＣｒ偏析を促進させ、
粒子間の交換結合を減少させることも提案されている。Various methods for reducing medium noise have been proposed. For example, Okamoto et a
l., "Rigid Disk Medium For
5Gbit / in 2 Recording ", AB-
3, Intermag '96 Digest contains C
It has been proposed to reduce the particle size and size distribution of the magnetic layer by reducing the thickness of the magnetic layer using an appropriate underlayer made of rMo. U.S. Pat.
No. 693,426 proposes to use a base layer made of NiAl. Further, Hosoe et a
l., "Experimental Study o
f Thermal Decay in High-De
nity Magnetic Recording
Media ", IEEE Trans. Magn.
Vol. 33, 1528 (1997) states that CrT
It has been proposed to use an underlayer consisting of i. The underlayer as described above promotes the in-plane orientation of the magnetic layer and increases the residual magnetization and the thermal stability of the bit. It has also been proposed to reduce the thickness of the magnetic layer to increase the resolution or to reduce the transition width between written bits. Furthermore,
Promote Cr segregation of the magnetic layer made of a CoCr-based alloy,
It has also been proposed to reduce exchange coupling between particles.
【０００５】しかし、磁性層の粒子が小さくなり互いに
磁気的により孤立するにつれ、書き込まれたビットは、
線密度に応じて増加する減磁界と熱活性化とにより不安
定になる。Ｌｕ ｅｔ ａｌ. ， ”Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｔ １０ Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
2 Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”， ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓ. Ｍａｇｎ. Ｖｏｌ. ３０， ４
２３０（１９９４）では、マイクロマグネティックシミ
ュレーションにより、直径が１０ｎｍで４００ｋｆｃｉ
ビットでＫu Ｖ/ ｋＢ Ｔ〜６０なる比の各粒子の交換
結合を抑制された媒体では、大幅な熱的ディケイを受け
やすいことが発表されている。ここで、Ｋu は磁気異方
性の定数、Ｖは磁性粒子の平均体積、ｋＢはボルツマン
定数、Ｔは温度を示す。尚、Ｋu Ｖ/ｋＢＴなる比は、
熱安定性係数とも呼ばれる。However, as the grains of the magnetic layer become smaller and become more magnetically isolated from each other, the written bits are:
It becomes unstable due to the demagnetizing field and thermal activation that increase with the line density. Lu et al., "Thermal
Instability at 10 Gbit / in
2 Magnetic Recording ”, IE
EE Trans. Magn. Vol. 30, 4
230 (1994), 400 kfci with a diameter of 10 nm was obtained by micromagnetic simulation.
The K u V / k B T~60 consisting medium with suppressed exchange coupling of each particle ratio in bits, it has been published to be susceptible to significant thermal decay. Here, K u represents a constant of magnetic anisotropy, V is the average volume of the magnetic particle, k B is the Boltzmann constant, T is the temperature. Note that the ratio Ku V / k B T is
Also called thermal stability factor.
【０００６】Ａｂａｒｒａ ｅｔ ａｌ. ， ”Ｔｈｅ
ｒｍａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｎａｒｒｏｗ
Ｔｒａｃｋ Ｂｉｔｓ ｉｎ ａ ５ Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
2 Ｍｅｄｉｕｍ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ. Ｍａｇ
ｎ. Ｖｏｌ. ３３，２９９５（１９９７）では、粒子
間の交換相互作用の存在が書き込まれたビットを安定化
させることが、５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ2 のＣｏＣｒＰｔＴａ
/ ＣｒＭｏ媒体のアニールされた２００ｋｆｃｉビット
のＭＦＭ（磁気間力顕微鏡）解析により報告されてい
る。ところが、２０Ｇｂｉｔ/ ｉｎ2 以上の記録密度で
は、更なる粒子間の磁気的結合の抑制が必須となる。[0006] Abarra et al., "The
rmal Stability of Narrow
Track Bits in a 5 Gbit / in
Two Medium ”, IEEE Trans. Mag
In n. Vol. 33, 2995 (1997), particles
Existence of exchange interaction between stabilizes written bits
5 Gbit / inTwo CoCrPtTa
/ CrMo media annealed 200 kfci bit
Reported by MFM (Magnetic Force Microscope) analysis of
You. However, 20Gbit / inTwo With the above recording density
It is essential to further suppress magnetic coupling between particles.
【０００７】これに対する順当な解決策は、磁性層の磁
気異方性を増加させることであった。しかし、磁性層の
磁気異方性を増加させるには、ヘッドの書き込み磁界に
大きな負荷がかかってしまう。[0007] A reasonable solution to this has been to increase the magnetic anisotropy of the magnetic layer. However, increasing the magnetic anisotropy of the magnetic layer imposes a large load on the write magnetic field of the head.
【０００８】又、熱的に不安定な磁気記録媒体の保磁力
は、Ｈｅ ｅｔ ａｌ. ，”Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏ
ｒｄｉｎｇ Ｍｅｄｉａ”， Ｊ． Ｍａｇｎ． Ｍａ
ｇｎ． Ｍａｔｅｒ． Ｖｏｌ．１５５， ６（１９９
６）において磁気テープ媒体について、そして、Ｊ．
Ｈ． Ｒｉｃｈｔｅｒ， ”Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｅｒ
ｃｉｖｉｔｙ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｔｈｉｎ Ｆｉ
ｌｍ Ｍｅｄｉａ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ． Ｖｏｌ．３４， １５４０（１９９７）において
磁気ディスク媒体について報告されているように、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。このため、デ
ータ速度に悪影響が生じてしまう。つまり、磁性層にど
れくらい速くデータを書き込めるか、及び、磁性粒子の
磁化を反転させるのに必要なヘッドの磁界強度が、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。The coercive force of a thermally unstable magnetic recording medium is described in He et al., "High Speed S.
switching in Magnetic Reco
rding Media ", J. Magn. Ma
gn. Mater. Vol. 155, 6 (199
6) on magnetic tape media;
H. Richter, "Dynamic Coer
CITY EFFECTS IN THIN FI
lm Media ", IEEE Trans. Mag
n. Vol. 34, 1540 (1997), which increases sharply with decreasing switch time, as reported for magnetic disk media. This has an adverse effect on the data rate. That is, how fast data can be written to the magnetic layer and the magnetic field strength of the head required to reverse the magnetization of the magnetic particles rapidly increase as the switch time decreases.
【０００９】他方、熱安定性を向上させる他の方法とし
て、磁性層の下の基板に適切なテクスチャ処理を施すこ
とにより、磁性層の配向率を増加させる方法も提案され
ている。例えば、発行中のＡｋｉｍｏｔｏ ｅｔ ａ
ｌ. ， ”ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｌａｘａｔｉｏｎ ｉ
ｎ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｍｅｄｉａ ａｓ ａ Ｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ”，
Ｊ. Ｍａｇｎ. Ｍａｇｎ． Ｍａｔｅｒ. （１９
９９）では、マイクロマグネティックシミュレーション
により、実効的なＫu Ｖ/ ｋB Ｔ値が配向率の僅かな増
加により増大することが報告されている。この結果、Ａ
ｂａｒｒａ ｅｔ ａｌ．， ”ＴｈｅＥｆｆｅｃｔ
ｏｆ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔ
ｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ ｏｆ
Ｍｅｄｉａ ｆｏｒ ＞１５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ2 Ｒｅｃ
ｏｒｄｉｎｇ”， ＥＢ- ０２， Ｉｎｔｅｒｍａｇ
’９９，Ｋｏｒｅａにおいて報告されているように、
磁気記録媒体のオーバーライト性能を向上する保磁力の
時間依存性をより弱めることができる。On the other hand, as another method for improving the thermal stability, a method of increasing the orientation ratio of the magnetic layer by performing appropriate texturing on the substrate below the magnetic layer has been proposed. For example, the Akimoto et a
l., "MagneticRelaxation i
n Thin Film Media as a Fu
nction of Orientation ",
J. Magn. Magn. Mater. (19
In 99), by micromagnetic simulation, effective K u V / k B T value is reported to increase by slight increase in the orientation ratio. As a result, A
Barra et al. , "TheEffect
of Orientation Ratio on
he Dynamic Coercity of
Media for> 15Gbit / in 2 Rec
ordering ”, EB-02, Intermag
As reported in '99, Korea,
The time dependency of the coercive force for improving the overwrite performance of the magnetic recording medium can be further reduced.
【００１０】更に、熱安定性を向上するための、キーパ
磁気記録媒体も提案されている。キーパ層は、磁性層と
平行な軟磁性層からなる。この軟磁性層は、磁性層の上
又は下に配置される。多くの場合、Ｃｒ磁気絶縁層が軟
磁性層と磁性層との間に設けられる。軟磁性層は、磁性
層に書き込まれたビットの減磁界を減少させる。しか
し、磁性層と連続的に交換結合する軟磁性層の結合によ
り、磁性層の粒子の減結合という目的が達成されなくな
ってしまう。その結果、媒体ノイズが増大する。Further, a keeper magnetic recording medium for improving the thermal stability has been proposed. The keeper layer is composed of a soft magnetic layer parallel to the magnetic layer. This soft magnetic layer is disposed above or below the magnetic layer. In many cases, a Cr magnetic insulating layer is provided between the soft magnetic layer and the magnetic layer. The soft magnetic layer reduces the demagnetizing field of the bit written in the magnetic layer. However, the purpose of decoupling of the particles of the magnetic layer cannot be achieved by the coupling of the soft magnetic layer which is continuously exchange-coupled with the magnetic layer. As a result, medium noise increases.
【発明が解決しようとする課題】熱安定性を向上し、媒
体ノイズを低減する方法は、様々なものが提案されてい
る。しかし、提案されている方法では、書き込まれたビ
ットの熱安定性を大幅に向上することはできず、このた
め、媒体ノイズを大幅に減少させることは難しいという
問題があった。更に、提案方法によっては、媒体ノイズ
を低減するための対策のために、磁気記録媒体の性能に
悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。Various methods have been proposed for improving the thermal stability and reducing the medium noise. However, the proposed method cannot significantly improve the thermal stability of written bits, and thus has a problem that it is difficult to significantly reduce the medium noise. Further, there is a problem that the performance of the magnetic recording medium is adversely affected due to measures for reducing medium noise depending on the proposed method.
【００１１】具体的には、熱安定性の高い磁気記録媒体
を得るためには、（ｉ）磁気異方性定数Ｋu を増加させ
る、（ｉｉ）温度Ｔを減少させる、又は、（ｉｉｉ）磁
性層の粒子体積Ｖを増加させる等の対策が考えられる。
しかし、対策（ｉ）では保磁力が増加してしまい、磁性
層に情報を書き込むことがより難しくなってしまう。他
方、対策（ｉｉ）は、例えばディスクドライブ等の動作
温度が６０℃を超えることがあることを考えると、非実
用的である。更に、対策（ｉｉｉ）は、前記の如く媒体
ノイズを増加させてしまう。又、対策（ｉｉｉ）に代わ
って、磁性層の膜厚を増加させることも考えられるが、
この方法では解像度が低下してしまう。[0011] Specifically, in order to obtain a high magnetic recording medium thermal stability, increases (i) magnetic anisotropy constant K u, reduces (ii) the temperature T, or, (iii) Countermeasures such as increasing the particle volume V of the magnetic layer can be considered.
However, in the measure (i), the coercive force increases, and it becomes more difficult to write information on the magnetic layer. On the other hand, the measure (ii) is impractical considering that the operating temperature of the disk drive or the like may exceed 60 ° C., for example. Further, the measure (iii) increases the medium noise as described above. In addition, instead of the measure (iii), it is conceivable to increase the thickness of the magnetic layer.
In this method, the resolution is reduced.
【００１２】そこで、本発明は、書き込まれたビットの
熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体
の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記
録を行える磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供するこ
とを目的とする。Accordingly, the present invention provides a magnetic recording medium capable of improving the thermal stability of written bits, reducing medium noise, and performing highly reliable high-density recording without adversely affecting the performance of the magnetic recording medium. And a magnetic storage device.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の課題は、少なくと
も１つの交換層構造と該交換層構造上に設けられた磁性
層を備え、該交換層構造は強磁性層と該強磁性層上に設
けられた非磁性結合層を含む磁気記録媒体であって、前
記強磁性層と前記非磁性結合層との間及び該非磁性結合
層と前記磁性層との間のうち少なくとも一方の間に磁性
接合層を含み、前記磁性接合層は接する前記強磁性層及
び前記磁性層と平行な磁化方向を有する、磁気記録媒体
により達成できる。The above object is achieved by providing at least one exchange layer structure and a magnetic layer provided on the exchange layer structure, wherein the exchange layer structure has a ferromagnetic layer and an overlying ferromagnetic layer. A magnetic recording medium including a non-magnetic coupling layer provided, wherein a magnetic junction is provided between at least one of between the ferromagnetic layer and the non-magnetic coupling layer and between the non-magnetic coupling layer and the magnetic layer. The magnetic junction layer can be achieved by a magnetic recording medium having a magnetization direction parallel to the ferromagnetic layer and the magnetic layer in contact with each other.
【００１４】本発明によれば、書き込まれたビットの熱
安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の
性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録
を行える磁気記録媒体を実現できる。According to the present invention, a magnetic recording medium capable of improving the thermal stability of written bits, reducing medium noise, and performing highly reliable high-density recording without adversely affecting the performance of the magnetic recording medium. Can be realized.
【００１５】前記磁性接合層は前記強磁性層及び前記磁
性層とは異なる強磁性材料とすることができる。ここで
異なる材料とは構成する組成材料が同じでも含有比率が
異なるものも含まれる。The magnetic bonding layer may be made of a ferromagnetic material different from the ferromagnetic layer and the magnetic layer. Here, different materials include those having the same composition material but different content ratios.
【００１６】前記非磁性結合層の上下に上部磁性接合層
及び下部磁性接合層を有する場合は、該上部磁性接合層
と下部磁性接合層との間の交換相互作用は、前記磁性層
と前該磁性層間との間の交換相互作用よりも大きい構成
とするのが好ましい。When an upper magnetic bonding layer and a lower magnetic bonding layer are provided above and below the nonmagnetic coupling layer, the exchange interaction between the upper magnetic bonding layer and the lower magnetic bonding layer is caused by the magnetic layer and the lower magnetic bonding layer. It is preferable that the structure be larger than the exchange interaction between the magnetic layers.
【００１７】前記非磁性結合層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｃｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金、Ｃ
ｒ系合金、及びＣｕ系合金からなるグループから選択さ
れた材料からなる構成であってもよい。The non-magnetic coupling layer is made of Ru, Rh, Ir,
Cr, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, C
A configuration made of a material selected from the group consisting of an r-based alloy and a Cu-based alloy may be used.
【００１８】前記強磁性層の磁化方向と前記磁性層の磁
化方向は、前記非磁性結合層の膜厚により互いに反平行
或いは平行とすることができるがそのどちらの状態でも
よい。The magnetization direction of the ferromagnetic layer and the magnetization direction of the magnetic layer can be antiparallel or parallel to each other depending on the thickness of the nonmagnetic coupling layer.
【００１９】前記強磁性層の磁化方向と前記磁性層の磁
化方向とを反平行にするには、前記非磁性結合層がＲ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ
系合金及びＣｕ系合金からなるグループから選択された
材料で形成される場合には０．４から１．０ｎｍの範囲
内で選定された膜厚を有し、Ｃｒ及びＣｒ系合金からな
るグループから選択された材料で形成される場合には
１．５から２．１ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有す
る構成が好ましい。To make the magnetization direction of the ferromagnetic layer antiparallel to the magnetization direction of the magnetic layer, the nonmagnetic coupling layer must
u, Rh, Ir, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir
When formed from a material selected from the group consisting of a Cr-based alloy and a Cu-based alloy, it has a film thickness selected from the range of 0.4 to 1.0 nm, and is formed from the group consisting of Cr and a Cr-based alloy. When formed of the selected material, a configuration having a film thickness selected in the range of 1.5 to 2.1 nm is preferable.
【００２０】また、前記強磁性層の磁化方向と前記磁性
層の磁化方向とを平行にするには、前記非磁性結合層が
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉ
ｒ系合金及びＣｕ系合金からなるグループから選択され
た材料で形成される場合には０．２から０．４ｎｍ及び
１．０から１．７ｎｍの範囲から選定された膜厚を有
し、Ｃｒ及びＣｒ系合金からなるグループから選択され
た材料で形成される場合には１．０から１．４ｎｍ及び
２．６から３．０ｎｍの範囲から選定された膜厚を有す
る構成が好ましい。Further, in order to make the magnetization direction of the ferromagnetic layer parallel to the magnetization direction of the magnetic layer, the nonmagnetic coupling layer is made of Ru, Rh, Ir, Cu, a Ru alloy, a Rh alloy,
When formed of a material selected from the group consisting of r-based alloys and Cu-based alloys, it has a film thickness selected from the ranges of 0.2 to 0.4 nm and 1.0 to 1.7 nm, When formed of a material selected from the group consisting of Cr and a Cr-based alloy, a structure having a film thickness selected from the range of 1.0 to 1.4 nm and 2.6 to 3.0 nm is preferable.
【００２１】前記強磁性層は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ
系合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰ
ｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグルー
プから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金であってもよい。こ
の強磁性層は、２〜１０ｎｍの範囲内で選定された膜厚
を有してもよい。The ferromagnetic layer is made of Co, Ni, Fe, Ni
Alloys, Fe alloys, CoCrTa, CoCrP
t, a material selected from the group consisting of Co-based alloys containing CoCrPt-M, where M = B, Mo, Nb,
It may be Ta, W, Cu, or an alloy thereof. This ferromagnetic layer may have a thickness selected within the range of 2 to 10 nm.
【００２２】前記磁性接合層は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｆｅ系合
金、Ｎｉ系合金及びＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｏ
ＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグループから選
択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金であってもよい。The magnetic bonding layer is made of Co, Fe, Fe-based alloy, Ni-based alloy, CoCrTa, CoCrPt,
It is made of a material selected from the group consisting of Co-based alloys containing CrPt-M, where M = B, Mo, Nb, Ta,
W, Cu, or an alloy thereof may be used.
【００２３】前記磁性接合層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度
は、前記強磁性層及び磁性層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度よ
り高く構成するのが好ましい。なお、強磁性層或いは磁
性層にＣｏ又はＦｅを用いたときには、磁性接合層を省
略することができる。磁性接合層を設けるときには、強
磁性層或いは磁性層で用いた材料とは逆の材料Ｆｅ又は
Ｃｏを用いることが好ましい。It is preferable that the Co concentration or the Fe concentration of the magnetic bonding layer be higher than the Co concentration or the Fe concentration of the ferromagnetic layer and the magnetic layer. When Co or Fe is used for the ferromagnetic layer or the magnetic layer, the magnetic bonding layer can be omitted. When providing the magnetic bonding layer, it is preferable to use Fe or Co, which is the opposite material to the material used for the ferromagnetic layer or the magnetic layer.
【００２４】また、上記非磁性結合層にＲｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金、又は
Ｃｕ系合金を用いる場合には、前記磁性接合層にはＣ
ｏ、Ｃｏ系合金、又はＮｉＦｅを用いることが推奨され
る。また、非磁性結合層にＣｒ、又はＣｒ系合金を用い
た場合には、前記磁性接合層にはＦｅ、又はＦｅ系合金
を用いることが推奨される。前記磁性接合層は１から５
ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有してもよい。Further, Ru, Rh, I
When r, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, or Cu-based alloy is used, the magnetic bonding layer has C
It is recommended to use o, Co-based alloy, or NiFe. When Cr or a Cr-based alloy is used for the nonmagnetic coupling layer, it is recommended to use Fe or an Fe-based alloy for the magnetic bonding layer. The magnetic bonding layer is 1 to 5
It may have a film thickness selected within the range of nm.
【００２５】前記磁性層は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系
合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、
ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグループか
ら選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金であってもよい。この磁
性層は、５〜３０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有し
てもよい。The magnetic layer is made of Co, Ni, Fe, Ni-based alloy, Fe-based alloy, CoCrTa, CoCrPt,
It is made of a material selected from the group consisting of Co-based alloys containing CoCrPt-M, and M = B, Mo, Nb, T
a, W, Cu or an alloy thereof may be used. This magnetic layer may have a thickness selected in the range of 5 to 30 nm.
【００２６】なお、前記磁気記録媒体は、基板と、該基
板の上方に設けられた下地層とを更に備え、前記交換層
構造は、該下地層の上方に設けられている構成としても
良い。さらに、前記磁気記録媒体は、前記下地層と前記
交換層構造との間に設けられた非磁性中間層を更に備
え、該非磁性中間層は、ＣｏＣｒ- Ｍからなるグループ
から選択されたｈｃｐ構造の合金からなり、１〜５ｎｍ
の範囲で選定された膜厚を有し、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金であっても良い。また
さらに、磁気記録媒体は、前記基板と前記下地層との間
に設けられたシード層を更に備えた構成としても良い。
前記シード層はテクスチャ処理又は酸化処理を施されて
いるＮｉＰ層であってもよい。又は、前記シード層は、
ＮｉＡｌ及びＦｅＡｌからなるグループから選択された
Ｂ２構造を有する合金からなる構成であってもよい。[0026] The magnetic recording medium may further include a substrate and an underlayer provided above the substrate, and the exchange layer structure may be provided above the underlayer. Further, the magnetic recording medium further includes a non-magnetic intermediate layer provided between the underlayer and the exchange layer structure, wherein the non-magnetic intermediate layer has an hcp structure selected from the group consisting of CoCr-M. Made of alloy, 1-5nm
M = B, Mo, Nb,
Ta, W, Cu or an alloy thereof may be used. Still further, the magnetic recording medium may further include a seed layer provided between the substrate and the underlayer.
The seed layer may be a NiP layer that has been textured or oxidized. Or, the seed layer,
A configuration may be made of an alloy having a B2 structure selected from the group consisting of NiAl and FeAl.
【００２７】前記磁気記録媒体は、少なくとも第１の交
換層構造と、該第１の交換層構造と前記磁性層との間に
設けられた第２の交換層構造とを備え、該第２の交換層
構造の強磁性層の磁気異方性は該第１の交換層構造の強
磁性層の磁気異方性より弱く、該第１及び第２の交換層
構造の強磁性層は互いに磁化方向が反平行となる構成で
あってもよい。The magnetic recording medium has at least a first exchange layer structure, and a second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer. The magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the exchange layer structure is weaker than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure, and the ferromagnetic layers of the first and second exchange layer structures are mutually magnetized. May be antiparallel.
【００２８】磁気記録媒体は、少なくとも第１の交換層
構造と、該第１の交換層構造と前記磁性層との間に設け
られた第２の交換層構造とを備え、該第２の交換層構造
の強磁性層の残留磁化と膜厚との積は該第１の交換層構
造の強磁性層の残留磁化と膜厚との積より小さく、該第
１及び第２の交換層構造の強磁性層は互いに磁化方向が
反平行となる構成であってもよい。The magnetic recording medium has at least a first exchange layer structure and a second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer. The product of the remanent magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer of the layer structure is smaller than the product of the remanent magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure, and the product of the first and second exchange layer structures is smaller. The ferromagnetic layers may be configured so that their magnetization directions are antiparallel to each other.
【００２９】上記の課題は、上記のいずれかの磁気記録
媒体を少なくとも１つ備えた磁気記憶装置によっても達
成できる。本発明によれば、書き込まれたビットの熱安
定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性
能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を
行える磁気記憶装置も実現できる。The above object can also be achieved by a magnetic storage device having at least one of the above magnetic recording media. According to the present invention, it is possible to realize a magnetic storage device that can improve the thermal stability of written bits, reduce medium noise, and perform highly reliable high-density recording without adversely affecting the performance of a magnetic recording medium. .
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】先ず、本発明の動作原理を説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of operation of the present invention will be described.
【００３１】本発明は、互いに反平行である磁化構造を
有する複数の層を用いるものである。例えば、Ｓ．Ｓ．
Ｐ． Ｐａｒｋｉｎ， ”Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｖａ
ｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａ
ｎｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ
Ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｘｃｈａｎｇ
ｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ３ｄ，
４ｄ， ａｎｄ ５ｄ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｅ
ｔａｌｓ”， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｌｅｔｔ． Ｖ
ｏｌ．６７， ３５９８（１９９１）においては、Ｒ
ｕ，Ｒｈ等の薄い非磁性中間層を介して磁性層に結合す
るＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ等の磁気遷移金属が説明されてい
る。他方、米国特許第５，７０１，２２３号公報には、
センサの安定化のために、上記の如き層を積層されたピ
ニング層として用いるスピンバルブが提案されている。The present invention uses a plurality of layers having magnetization structures that are antiparallel to each other. For example, S.
P. Parkin, "Systematic Va
ration of the Strength a
nd Oscillation Period of
Indirect Magnetic Exchange
e Coupling through the 3d,
4d, and 5d Transition Me
tals ", Phys. Rev. Lett. V
ol. 67, 3598 (1991).
Magnetic transition metals, such as Co, Fe, Ni, etc., which couple to the magnetic layer via a thin non-magnetic intermediate layer, such as u, Rh, are described. On the other hand, US Pat. No. 5,701,223 discloses that
In order to stabilize the sensor, there has been proposed a spin valve using the above layer as a laminated pinning layer.
【００３２】２つの強磁性層の間に設けられたＲｕ又は
Ｒｈ層が特定の膜厚を有する場合、強磁性層の磁化方向
を互いに平行又は反平行にすることができる。例えば、
互いに異なる膜厚で磁化方向が反平行である２つの強磁
性層からなる構造の場合、磁気記録媒体の有効粒子サイ
ズは、解像度に実質的な影響を及ぼすことなく増加させ
ることができる。このような磁気記録媒体から再生され
た信号振幅は、逆方向の磁化により減少するが、これに
対しては、積層磁性層構造の下に、適切な膜厚及び磁化
方向の層を更に設けることで、１つの層による影響を打
ち消すことができる。この結果、磁気記録媒体から再生
される信号振幅を増大させ、且つ、実効粒子体積を増大
させることができる。従って、熱安定性の高い書き込ま
れたビットを実現することができる。When the Ru or Rh layer provided between the two ferromagnetic layers has a specific thickness, the magnetization directions of the ferromagnetic layers can be parallel or antiparallel to each other. For example,
In the case of a structure composed of two ferromagnetic layers having different thicknesses and antiparallel magnetization directions, the effective particle size of the magnetic recording medium can be increased without substantially affecting the resolution. The signal amplitude reproduced from such a magnetic recording medium is reduced by the magnetization in the opposite direction. To deal with this, a layer having an appropriate film thickness and magnetization direction is further provided below the laminated magnetic layer structure. Thus, the influence of one layer can be canceled. As a result, the signal amplitude reproduced from the magnetic recording medium can be increased, and the effective particle volume can be increased. Therefore, a written bit with high thermal stability can be realized.
【００３３】本発明は、磁性層を他の強磁性層と逆の磁
化方向で交換結合させるか、或いは、積層フェリ磁性構
造を用いることにより、書き込まれたビットの熱安定性
を向上させる。強磁性層又は積層フェリ磁性構造は、交
換−減結合された粒子からなる磁性層からなる。つま
り、本発明は、磁気記録媒体の熱安定性の性能を向上さ
せるために、交換ピニング強磁性層又はフェリ磁性多層
構造を用いる。The present invention improves the thermal stability of written bits by either exchange coupling the magnetic layer with the other ferromagnetic layer in the opposite magnetization direction or by using a laminated ferrimagnetic structure. The ferromagnetic layer or laminated ferrimagnetic structure consists of a magnetic layer consisting of exchange-decoupled particles. That is, the present invention uses an exchange pinning ferromagnetic layer or a ferrimagnetic multilayer structure in order to improve the thermal stability performance of the magnetic recording medium.
【００３４】図１は、本発明になる磁気記録媒体の第１
実施例の要部を示す断面図である。磁気記録媒体は、非
磁性基板１、第１のシード層２、ＮｉＰ層３、第２のシ
ード層４、下地層５、非磁性中間層６、強磁性層７、非
磁性結合層８、磁性層９、保護層１０及び潤滑層１１
が、図１に示すようにこの順序で積層された構造を有す
る。FIG. 1 shows a first example of the magnetic recording medium according to the present invention.
It is sectional drawing which shows the principal part of an Example. The magnetic recording medium includes a nonmagnetic substrate 1, a first seed layer 2, a NiP layer 3, a second seed layer 4, a base layer 5, a nonmagnetic intermediate layer 6, a ferromagnetic layer 7, a nonmagnetic coupling layer 8, Layer 9, protective layer 10, and lubricating layer 11
However, as shown in FIG. 1, it has a structure laminated in this order.
【００３５】例えば、非磁性基板１は、Ａｌ、Ａｌ合金
又はガラスからなる。この非磁性基板１は、テクスチャ
処理を施されていても、施されていなくても良い。第１
のシード層２は、特に非磁性基板１がガラスからなる場
合には、例えばＮｉＰからなる。ＮｉＰ層３は、テクス
チャ処理又は酸化処理を施されていても、施されていな
くても良い。第２のシード層４は、下地層５にＮｉＡ
ｌ、ＦｅＡｌ等のＢ２構造の合金を用いた場合の下地層
５の（００１）面又は（１１２）面の配向を良好にする
ために設けられている。第２のシード層４は、第１のシ
ード層２と同様な適切な材料からなる。For example, the non-magnetic substrate 1 is made of Al, Al alloy or glass. The non-magnetic substrate 1 may or may not be textured. First
The seed layer 2 is made of, for example, NiP when the nonmagnetic substrate 1 is made of glass. The NiP layer 3 may or may not be subjected to texture processing or oxidation processing. The second seed layer 4 is made of NiA
This is provided to improve the orientation of the (001) plane or the (112) plane of the underlayer 5 when using an alloy having a B2 structure such as l, FeAl. The second seed layer 4 is made of a suitable material similar to the first seed layer 2.
【００３６】磁気記録媒体が磁気ディスクの場合、非磁
性基板１又はＮｉＰ層３に施されるテクスチャ処理は、
ディスクの周方向、即ち、ディスク上のトラックが延在
する方向に沿って行われる。When the magnetic recording medium is a magnetic disk, the texture processing performed on the non-magnetic substrate 1 or the NiP layer 3 is as follows.
It is performed along the circumferential direction of the disk, that is, the direction in which the tracks on the disk extend.
【００３７】非磁性中間層６は、磁性層９のエピタキシ
ャル成長、粒子分布幅の減少、及び磁気記録媒体の記録
面と平行な面に沿った磁性層９の異方性軸（磁化容易
軸）の配向を促進するために設けられている。この非磁
性中間層６は、ＣｏＣｒ−Ｍ等のｈｃｐ構造を有する合
金からなり、１〜５ｎｍの範囲に選定された膜厚を有す
る。ここで、Ｍ＝Ｂ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｕ又は
これらの合金である。The nonmagnetic intermediate layer 6 is formed by epitaxial growth of the magnetic layer 9, reduction of the particle distribution width, and anisotropy axis (easy axis of magnetization) of the magnetic layer 9 along a plane parallel to the recording surface of the magnetic recording medium. It is provided to promote orientation. The non-magnetic intermediate layer 6 is made of an alloy having an hcp structure such as CoCr-M and has a thickness selected in a range of 1 to 5 nm. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu or an alloy thereof.
【００３８】強磁性層７は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ系
合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等からなる。つまり、Ｃ
ｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ- Ｍを含むＣ
ｏ系合金を、強磁性層７に用いることができる。ここ
で、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの
合金である。この強磁性層７は、２〜１０ｎｍの範囲に
選定された膜厚を有する。非磁性結合層８は、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ
系合金、Ｃｒ系合金，Ｃｕ系合金等からなる。例えば、
この非磁性結合層８は、０．４〜１．０ｎｍの範囲に選
定された膜厚を有し、好ましくは約０．８ｎｍの膜厚を
有する。非磁性結合層８の膜厚をこのような範囲に選定
することにより、強磁性層７及び磁性層９の磁化方向が
互いに反平行となる。強磁性層７及び非磁性結合層８
は、交換層構造を構成する。The ferromagnetic layer 7 is made of Co, Ni, Fe, Co-based alloy, Ni-based alloy, Fe-based alloy or the like. That is, C
C containing oCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M
An o-based alloy can be used for the ferromagnetic layer 7. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu or an alloy thereof. This ferromagnetic layer 7 has a thickness selected in the range of 2 to 10 nm. The nonmagnetic coupling layer 8 is made of Ru, R
h, Ir, Cr, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir
Alloys, Cr-based alloys, Cu-based alloys and the like. For example,
The nonmagnetic coupling layer 8 has a thickness selected in the range of 0.4 to 1.0 nm, and preferably has a thickness of about 0.8 nm. By setting the thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 in such a range, the magnetization directions of the ferromagnetic layer 7 and the magnetic layer 9 are antiparallel to each other. Ferromagnetic layer 7 and non-magnetic coupling layer 8
Constitutes an exchange layer structure.
【００３９】磁性層９は、Ｃｏ又はＣｏＣｒＴａ、Ｃｏ
ＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ- Ｍを含むＣｏ系合金等からな
る。ここで、Ｍ＝Ｂ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ、Ｃｕ又は
これらの合金である。磁性層９は、５〜３０ｎｍの範囲
に選定された膜厚を有する。勿論、磁性層９は、単一層
構造のものに限定されず、多層構造からなる構成であっ
ても良いことは、言うまでもない。The magnetic layer 9 is made of Co or CoCrTa, Co
It is made of a Co-based alloy containing CrPt, CoCrPt-M, or the like. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or an alloy thereof. The magnetic layer 9 has a thickness selected in the range of 5 to 30 nm. Needless to say, the magnetic layer 9 is not limited to a single layer structure, and may have a multilayer structure.
【００４０】保護層１０は、例えばＣからなる。又、潤
滑層１１は、磁気記録媒体を例えばスピンバルブヘッド
等の磁気トランスデューサと使用するための、有機物潤
滑剤からなる。保護層１０及び潤滑層１１は、磁気記録
媒体上の保護層構造を構成する。The protective layer 10 is made of, for example, C. The lubricating layer 11 is made of an organic lubricant for using the magnetic recording medium with a magnetic transducer such as a spin valve head. The protective layer 10 and the lubricating layer 11 constitute a protective layer structure on the magnetic recording medium.
【００４１】交換層構造の下に設けられる層構造は、勿
論図１に示すものに限定されない。例えば、下地層５
は、Ｃｒ又はＣｒ系合金からなり、基板１上に５〜４０
ｎｍの範囲に選定された膜厚に形成し、交換層構造は、
このような下地層５上に設けても良い。The layer structure provided below the exchange layer structure is, of course, not limited to that shown in FIG. For example, the underlayer 5
Is composed of Cr or a Cr-based alloy, and
It is formed to a film thickness selected in the range of nm, and the exchange layer structure is
It may be provided on such an underlayer 5.
【００４２】次に、本発明になる磁気記録媒体の第２実
施例を説明する。Next, a description will be given of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
【００４３】図２は、本発明になる磁気記録媒体の第２
実施例の要部を示す断面図である。同図中、図１と同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。FIG. 2 shows a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
It is sectional drawing which shows the principal part of an Example. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
【００４４】この磁気記録媒体の第２実施例では、交換
層構造が、フェリ磁性多層構造を構成する、２つの非磁
性結合層８，８- １及び２つの強磁性層７，７- １から
なる。このような構造を用いることにより、２つの非磁
性結合層８，８- １の磁化は、磁性層９の一部を打ち消
すことなく、互いに打ち消し合うので、実効磁化及び信
号を増大することが可能となる。この結果、磁性層９の
粒子体積及び磁化の熱安定性が効果的に増大される。記
録層の磁化容易軸の配向が好ましく保たれる限り、強磁
性層と非磁性層の対からなる追加される２層構造によ
り、実効的な粒子体積の増大を図ることができる。In the second embodiment of the magnetic recording medium, the exchange layer structure is composed of two nonmagnetic coupling layers 8, 8-1 and two ferromagnetic layers 7, 7-1 forming a ferrimagnetic multilayer structure. Become. By using such a structure, the magnetizations of the two non-magnetic coupling layers 8, 8-1 cancel each other without canceling a part of the magnetic layer 9, so that the effective magnetization and the signal can be increased. Becomes As a result, the particle volume of the magnetic layer 9 and the thermal stability of magnetization are effectively increased. As long as the orientation of the easy axis of the recording layer is preferably maintained, the effective grain volume can be increased by the additional two-layer structure including the pair of the ferromagnetic layer and the nonmagnetic layer.
【００４５】強磁性層７- １は、強磁性層７と同様の材
料からなり、膜厚も強磁性層７と同様の範囲に選定され
る。又、非磁性結合層８- １は、非磁性結合層８と同様
の材料からなり、膜厚も非磁性結合層８と同様の範囲に
選定される。強磁性層７，７-１間では、ｃ軸は実質的
に面内方向に沿っており、粒子は柱状に成長する。The ferromagnetic layer 7-1 is made of the same material as that of the ferromagnetic layer 7, and its thickness is selected in the same range as that of the ferromagnetic layer 7. The non-magnetic coupling layer 8-1 is made of the same material as that of the non-magnetic coupling layer 8, and the thickness is selected in the same range as that of the non-magnetic coupling layer 8. Between the ferromagnetic layers 7, 7-1, the c-axis is substantially along the in-plane direction, and the particles grow in a columnar shape.
【００４６】本実施例では、強磁性層７-１の磁気異方
性は、強磁性層７の磁気異方性より強く設定されてい
る。しかし、強磁性層７- １の磁気異方性は、磁性層９
の磁気異方性より強く、又は、同じに設定されていても
良い。In this embodiment, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 is set stronger than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7. However, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 depends on the magnetic layer 9
May be set to be stronger than or equal to the magnetic anisotropy.
【００４７】又、強磁性層７の残留磁化と膜厚との積
は、強磁性層７- １の残留磁化と膜厚との積より小さく
設定されている。The product of the residual magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer 7 is set smaller than the product of the residual magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer 7-1.
【００４８】図３は、Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０
ｎｍの単一のＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図であ
る。図３中、縦軸は磁化（ｅｍｕ）、横軸は保磁力（Ｏ
ｅ）を示す。従来の磁気記録媒体は、図３に示す如き特
性を示す。FIG. 3 shows a film having a thickness of 10 formed on a Si substrate.
FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of a single CoPt layer of nm. In FIG. 3, the vertical axis is magnetization (emu), and the horizontal axis is coercive force (Omu).
e) is shown. A conventional magnetic recording medium exhibits characteristics as shown in FIG.
【００４９】図４は、上記記録媒体の第１実施例の如
く、膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つのＣｏ
Ｐｔ層の面内磁気特性を示す図である。図４中、縦軸は
残留磁化（Ｇａｕｓｓ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）を示
す。図４からもわかるように、ループは保磁力近傍でシ
フトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわか
る。図５は、膜厚が１. ４ｎｍのＲｕ層で分離された２
つのＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。図５
中、縦軸は残留磁化（ｅｍｕ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）
を示す。図５からもわかるように、２つのＣｏＰｔ層の
磁化方向は平行である。図６は、上記第２実施例の如
く、膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つのＣｏ
ＣｒＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。図６中、縦
軸は残留磁化（ｅｍｕ/ ｃｃ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）
を示す。図６からもわかるように、ループは保磁力近傍
でシフトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわ
かる。FIG. 4 shows two Co layers separated by a 0.8 nm-thick Ru layer as in the first embodiment of the recording medium.
FIG. 3 is a diagram illustrating in-plane magnetic characteristics of a Pt layer. In FIG. 4, the vertical axis indicates the residual magnetization (Gauss), and the horizontal axis indicates the coercive force (Oe). As can be seen from FIG. 4, it can be seen that the loop causes a shift near the coercive force and antiferromagnetic coupling occurs. FIG. 5 shows two layers separated by a Ru layer having a thickness of 1.4 nm.
FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers. FIG.
In the middle, the vertical axis is the residual magnetization (emu), and the horizontal axis is the coercive force (Oe).
Is shown. As can be seen from FIG. 5, the magnetization directions of the two CoPt layers are parallel. FIG. 6 shows two Co layers separated by a 0.8 nm-thick Ru layer as in the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating in-plane magnetic characteristics of a CrPt layer. In FIG. 6, the vertical axis is the residual magnetization (emu / cc), and the horizontal axis is the coercive force (Oe).
Is shown. As can be seen from FIG. 6, it can be seen that the loop causes a shift near the coercive force and antiferromagnetic coupling occurs.
【００５０】図３及び図４より、交換層構造を設けるこ
とにより、反平行結合を得られることがわかる。又、図
５を、図４及び図６と比較することでわかるように、非
磁性結合層８の膜厚は、反平行結合を得るためには、好
ましくは０. ４〜１. ０ｎｍの範囲に選定される。3 and 4 that antiparallel coupling can be obtained by providing the exchange layer structure. As can be seen by comparing FIG. 5 with FIGS. 4 and 6, the thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 is preferably in the range of 0.4 to 1.0 nm in order to obtain antiparallel coupling. Is selected.
【００５１】従って、磁気記録媒体の第１及び第２実施
例によれば、磁性層と強磁性層との間の非磁性結合層を
介した交換結合により、解像度を犠牲にすることなく、
実効粒子体積を増大させることができる。つまり、熱安
定性の良い媒体を実現できるように、粒子体積から見る
と、磁性層の見かけ上の膜厚を増加させることができ
る。又、実際の磁性層の膜厚は増加しないので、磁性層
の増加した見かけ上の膜厚により、解像度が影響される
ことはない。この結果、媒体ノイズが低減され、且つ、
熱安定性の向上された磁気記録媒体を得ることができ
る。Therefore, according to the first and second embodiments of the magnetic recording medium, the exchange coupling between the magnetic layer and the ferromagnetic layer via the non-magnetic coupling layer does not sacrifice the resolution.
The effective particle volume can be increased. That is, the apparent thickness of the magnetic layer can be increased in terms of the particle volume so that a medium with good thermal stability can be realized. Since the actual thickness of the magnetic layer does not increase, the resolution is not affected by the increased apparent thickness of the magnetic layer. As a result, the medium noise is reduced, and
A magnetic recording medium with improved thermal stability can be obtained.
【００５２】以下、さらに本発明の第３実施例を示す。
本発明になる第３実施例は前述の第１、第２実施例にお
いて説明した強磁性層と非磁性結合層との間、或いは磁
性層と非磁性結合層との間の少なくとも一方に、更に磁
性接合層を設けた層構造を示す。本実施例は、交換結合
作用の効果を強めるために新たに磁性接合層を設け、熱
安定性をさらに向上させる。Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
The third embodiment according to the present invention further includes at least one of between the ferromagnetic layer and the non-magnetic coupling layer or between the magnetic layer and the non-magnetic coupling layer described in the first and second embodiments. 3 shows a layer structure provided with a magnetic bonding layer. In this embodiment, a new magnetic bonding layer is provided to enhance the effect of the exchange coupling function, and the thermal stability is further improved.
【００５３】図７は、本発明になる磁気記録媒体の第３
実施例の要部を示す断面図である。磁気記録媒体は、非
磁性基板１０１、シード層１０２、下地層１０３、非磁
性中間層１０４、強磁性層１０５、下部磁性接合層１０
６、非磁性結合層１０７、上部磁性接合層１０８、磁性
層１０９、保護層１１０及び潤滑層１１１が、図７に示
すようにこの順序で積層された構造を有する。FIG. 7 shows a third embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
It is sectional drawing which shows the principal part of an Example. The magnetic recording medium includes a non-magnetic substrate 101, a seed layer 102, an underlayer 103, a non-magnetic intermediate layer 104, a ferromagnetic layer 105, and a lower magnetic bonding layer 10.
6, a structure in which the nonmagnetic coupling layer 107, the upper magnetic bonding layer 108, the magnetic layer 109, the protective layer 110, and the lubricating layer 111 are stacked in this order as shown in FIG.
【００５４】上記下部磁性接合層１０６、上部磁性接合
層１０８はいずれか一方としても良い。下部磁性接合層
１０６及び上部磁性接合層１０８をそれぞれ設けたとき
には、この両層１０６、１０８の交換結合作用は、強磁
性層１０５と磁性層１０９との交換結合作用より大きく
なるように設定する。このように設定することで、非磁
性結合層１０７上下の交換結合力が高まり、磁気記録媒
体としての熱安定性を向上させることができる。The lower magnetic bonding layer 106 and the upper magnetic bonding layer 108 may be either one. When the lower magnetic bonding layer 106 and the upper magnetic bonding layer 108 are provided, respectively, the exchange coupling effect of the two layers 106 and 108 is set to be larger than the exchange coupling effect of the ferromagnetic layer 105 and the magnetic layer 109. With such a setting, the exchange coupling force between the upper and lower portions of the nonmagnetic coupling layer 107 is increased, and the thermal stability as a magnetic recording medium can be improved.
【００５５】いずれか一方に磁性接合層を設けた場合で
も、下部磁性接合層１０６と磁性層１０９或いは上部磁
性接合層１０８と強磁性層１０５との交換結合力が高ま
り、磁気記録媒体としての熱安定性を向上させることが
できる。Even when one of the magnetic bonding layers is provided, the exchange coupling force between the lower magnetic bonding layer 106 and the magnetic layer 109 or between the upper magnetic bonding layer 108 and the ferromagnetic layer 105 is increased, and the heat as a magnetic recording medium is increased. Stability can be improved.
【００５６】例えば、上記非磁性基板１０１は、Ａｌ、
Ａｌ合金又はガラスからなる。この非磁性基板１０１
は、テクスチャ処理を施されていても、施されていなく
ても良い。For example, the non-magnetic substrate 101 is made of Al,
It is made of Al alloy or glass. This non-magnetic substrate 101
May or may not be textured.
【００５７】シード層１０２は、特に非磁性基板１０１
がＡｌ又はＡｌ合金からなる場合には、例えばＮｉＰか
らなる。ＮｉＰは、テクスチャ処理又は酸化処理を施さ
れていても、施されていなくても良い。又はシード層１
０２は、特に非磁性基板１０１がガラスからなる場合に
は、例えばＮｉＡｌ、ＦｅＡｌからなるグループから選
択されたＢ２構造を有する合金からなる。上記シード層
１０２は下地層１０３の（００１）面又は（１１２）面
の配向を良好にするために設けられている。The seed layer 102 is formed on the non-magnetic substrate 101 in particular.
Is made of Al or an Al alloy, for example, NiP. NiP may or may not be subjected to texture processing or oxidation processing. Or seed layer 1
02 is made of an alloy having a B2 structure selected from the group consisting of, for example, NiAl and FeAl, particularly when the non-magnetic substrate 101 is made of glass. The seed layer 102 is provided to improve the orientation of the (001) plane or the (112) plane of the underlayer 103.
【００５８】本磁気記録媒体を磁気ディスクとする場
合、非磁性基板１０１又はＮｉＰを用いたシード層１０
２に施されるテクスチャ処理は、ディスクの周方向、即
ち、ディスク上のトラックが延在する方向に沿って行わ
れる。When the present magnetic recording medium is a magnetic disk, the nonmagnetic substrate 101 or the seed layer 10 using NiP is used.
2 is performed in the circumferential direction of the disk, that is, along the direction in which the tracks on the disk extend.
【００５９】前記非磁性中間層１０４は、磁性層１０９
のエピタキシャル成長、粒子分布幅の減少、及び磁気記
録媒体の記録面と平行な面に沿った磁性層１０９の異方
性紬（磁化容易紬）の配向を促進するために設けられて
いる。この非磁性中間層１０４は、ＣｏＣｒ−Ｍ等のｈ
ｃｐ構造を有する合金からなり、１〜５ｎｍの範囲に選
定された膜厚を有する。ここで、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金である。The non-magnetic intermediate layer 104 comprises a magnetic layer 109
It is provided to promote the epitaxial growth of, the reduction of the particle distribution width, and the orientation of the anisotropic layer (easy magnetization layer) of the magnetic layer 109 along the plane parallel to the recording surface of the magnetic recording medium. This nonmagnetic intermediate layer 104 is made of h such as CoCr-M.
It is made of an alloy having a cp structure and has a film thickness selected in a range of 1 to 5 nm. Here, M = B, Mo, Nb,
Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
【００６０】上記強磁性層１０５は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等からなる。
つまり、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−
Ｍを含むＣｏ系合金を、強磁性層１０５に用いることが
できる。ここで、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃ
ｕ、又はこれらの合金である。The ferromagnetic layer 105 is made of Co, Ni, F
e, Co-based alloy, Ni-based alloy, Fe-based alloy, and the like.
That is, CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-
A Co-based alloy containing M can be used for the ferromagnetic layer 105. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W, C
u or an alloy thereof.
【００６１】下部磁性接合層１０６は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ系合金、Ｆｅ系合金からなる。つまり、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金
を、下部磁性接合層１０６に用いることができる。ここ
で、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの
合金である。この下部磁性接合層１０６のＣｏ濃度又は
Ｆｅ濃度は、強磁性層１０５のＣｏ濃度又はＦｅ濃度よ
り高くすることが望ましい。下部磁性層１０６は、１〜
５ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有する。The lower magnetic bonding layer 106 is made of Co, Fe, C
It is composed of an o-based alloy and an Fe-based alloy. That is, CoCrT
a, a Co-based alloy containing CoCrPt and CoCrPt-M can be used for the lower magnetic bonding layer 106. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu or an alloy thereof. It is desirable that the Co concentration or the Fe concentration of the lower magnetic bonding layer 106 be higher than the Co concentration or the Fe concentration of the ferromagnetic layer 105. The lower magnetic layer 106
It has a film thickness selected within a range of 5 nm.
【００６２】なお、強磁性層１０５にＣｏ又はＦｅを用
いた場合には、下部磁性接合層１０６を省略することが
でき、下部磁性接合層１０６を設ける場合には、強磁性
層１０５とは逆にＦｅ又はＣｏを用いる。When Co or Fe is used for the ferromagnetic layer 105, the lower magnetic bonding layer 106 can be omitted. When the lower magnetic bonding layer 106 is provided, the lower magnetic bonding layer 106 is reversed. Is made of Fe or Co.
【００６３】前記非磁性結合層１０７は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合
金、Ｃｒ系合金、及びＣｕ系合金等からなる。例えば、
この非磁性結合層１０７は、Ｒｕで形成した場合には
０．４〜１．０ｎｍの範囲に選定された膜厚を有し、好
ましくは約０．８ｎｍの膜厚を有する。この非磁性結合
層１０７の膜厚をこのような範囲に選定することによ
り、強磁性層１０５及び磁性層１０９の磁化方向が互い
に反平行となる。The nonmagnetic coupling layer 107 is made of Ru, Rh,
It is made of Ir, Cr, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, Cr-based alloy, Cu-based alloy, or the like. For example,
This nonmagnetic coupling layer 107 has a thickness selected from the range of 0.4 to 1.0 nm when formed of Ru, and preferably has a thickness of about 0.8 nm. By setting the thickness of the non-magnetic coupling layer 107 in such a range, the magnetization directions of the ferromagnetic layer 105 and the magnetic layer 109 are antiparallel to each other.
【００６４】上部磁性接合層１０８は、下部磁性接合層
１０６と同様の組成から選択することができる。上部磁
性接合層１０８のＣｏ濃度又はＦｅ濃度についても、磁
性層１０９のＣｏ濃度又はＦｅ濃度より高く設定するこ
とが好ましい。上部磁性接合層１０８は、１〜５ｎｍの
範囲内で選定された膜厚を有する。なお、磁性層１０９
にＣｏ又はＦｅを用いた場合には、上部磁性接合層１０
８を省略することができ、上部磁性接合層１０８を設け
る場合には、磁性層１０９とは逆にＦｅ又はＣｏを用い
る。The upper magnetic bonding layer 108 can be selected from the same composition as the lower magnetic bonding layer 106. The Co concentration or Fe concentration of the upper magnetic bonding layer 108 is also preferably set higher than the Co concentration or Fe concentration of the magnetic layer 109. The upper magnetic bonding layer 108 has a thickness selected within a range of 1 to 5 nm. The magnetic layer 109
When Co or Fe is used for the upper magnetic bonding layer 10
8 can be omitted, and when the upper magnetic bonding layer 108 is provided, Fe or Co is used in reverse to the magnetic layer 109.
【００６５】上記非磁性結合層１０７にＲｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金、又は
Ｃｕ系合金を用いる場合には、磁性接合層１０６、１０
８、にはＣｏ、Ｃｏ系合金、又はＮｉＦｅを用いること
が推奨され、非磁性結合層１０７にＣｒ、又はＣｒ系合
金を用いる場合には、磁性接合層１０６、１０８にはＦ
ｅ、又はＦｅ系合金を用ことが推奨される。The nonmagnetic coupling layer 107 has Ru, Rh, I
When using r, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, or Cu-based alloy, the magnetic bonding layers 106, 10
8, it is recommended to use Co, a Co-based alloy, or NiFe, and when Cr or a Cr-based alloy is used for the nonmagnetic coupling layer 107, F is used for the magnetic bonding layers 106 and 108.
It is recommended to use e or an Fe-based alloy.
【００６６】ここで、前記強磁性層１０５と非磁性結合
層１０７は基本的な交換層構造を構成する。そして、非
磁性結合層１０７に接して、設けられる下部磁性接合層
１０６及び上部磁性接合層１０８はこの交換層構造の交
換結合作用を高める機能を果たす。Here, the ferromagnetic layer 105 and the non-magnetic coupling layer 107 constitute a basic exchange layer structure. The lower magnetic bonding layer 106 and the upper magnetic bonding layer 108 provided in contact with the nonmagnetic coupling layer 107 have a function of enhancing the exchange coupling effect of the exchange layer structure.
【００６７】上記磁性層１０９は、Ｃｏ又はＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金
等からなる。ここで、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、
Ｃｕ、又はこれらの合金である。磁性層１０９は、５〜
３０ｎｍの範囲に選定された膜厚を有する。勿論、磁性
層１０９は、単一層構造のものに限定されず、多層構造
からなる構成であっても良いことは、言うまでもない。The magnetic layer 109 is made of Co or CoCrT.
a, CoCrPt, a Co-based alloy containing CoCrPt-M, or the like. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W,
Cu or an alloy thereof. The magnetic layer 109
It has a film thickness selected in the range of 30 nm. Needless to say, the magnetic layer 109 is not limited to a single-layer structure, and may have a multi-layer structure.
【００６８】上記保護層１１０及び潤滑層１１１は上記
第１、第２実施例と同様に構成することができる。交換
層構造の下に設けられる層構造は、勿論図７に示すもの
に限定されない。例えば、下地層１０３は、Ｃｒ又はＣ
ｒ系合金からなり、基板１０１上に５〜４０ｎｍの範囲
に選定された膜厚に形成し、交換層構造は、このような
下地層１０３上に設けても良い。The protective layer 110 and the lubricating layer 111 can be configured in the same manner as in the first and second embodiments. The layer structure provided below the exchange layer structure is, of course, not limited to the one shown in FIG. For example, the underlayer 103 is made of Cr or C
The exchange layer structure may be formed on the base layer 103, made of an r-based alloy, and formed on the substrate 101 to a thickness selected in the range of 5 to 40 nm.
【００６９】図８は、ガラス基板上にシード層、下地
層、非磁性中間層、強磁性層、Ｒｕ非磁性結合層、Ｃｏ
Ｃｒ系合金磁性層を形成して、Ｒｕで分離された２つの
ＣｏＣｒ系合金層の面内特性を示している。FIG. 8 shows a seed layer, underlayer, non-magnetic intermediate layer, ferromagnetic layer, Ru non-magnetic coupling layer, Co
The graph shows the in-plane characteristics of two CoCr-based alloy layers formed by forming a Cr-based alloy magnetic layer and separated by Ru.
【００７０】強磁性層と磁性層については同じＣｏＣｒ
系合金を用いている。２つのループは、Ｃｏ及びＣｒの
濃度を異なるものとし、ＣｏとＣｒ以外の成分、層構成
は等しい２つのグループについて示している。図中、縦
軸は磁化（ｅｍｕ/ｃｃ），横紬は磁界（Ｏｅ）であ
る。The ferromagnetic layer and the magnetic layer are made of the same CoCr.
A system alloy is used. The two loops have different concentrations of Co and Cr, and show two groups having the same components and layer configurations other than Co and Cr. In the figure, the vertical axis indicates magnetization (emu / cc) and the horizontal axis indicates magnetic field (Oe).
【００７１】図８からも分かるように、２つのループ共
に縦軸近傍でシフトを生じ、反強磁性結合が発生してい
ることが分かる。さらに、Ｃｏ濃度の高い方（破線Ｃｏ
−ｒｉｃｈ）の保磁力が大きいことも分かる。交換層構
造を有しない従来の磁気記録媒体においてもその磁性層
のＣｏ濃度の高い方と低い方とでは、高い方の保磁力が
４００Ｏｅ程度向上する。ループシフトは磁性層と強磁
性層の間に起こる反強磁性結合による磁界と外部印加磁
界の和が保磁力と等しくなった時に起きるため、ループ
のシフト位置と保磁力の差が反強磁性交換結合の強さに
なる。図８のループシフトは、ほぼ同じ磁界の位置で起
こつているが、保磁力の違いから、Ｃｏ濃度の高い方
（破線）の交換結合が大きいことが分かる。また、ルー
プの角型も良くなる。As can be seen from FIG. 8, it can be seen that both the two loops are shifted near the vertical axis and antiferromagnetic coupling occurs. Furthermore, the higher Co concentration (broken line Co
-Rich) has a large coercive force. Even in a conventional magnetic recording medium having no exchange layer structure, the higher coercive force is improved by about 400 Oe between the higher and lower Co concentrations in the magnetic layer. Since the loop shift occurs when the sum of the magnetic field due to antiferromagnetic coupling between the magnetic layer and the ferromagnetic layer and the externally applied magnetic field becomes equal to the coercive force, the difference between the loop shift position and the coercive force causes the antiferromagnetic exchange. The strength of the bond. Although the loop shift in FIG. 8 occurs at almost the same magnetic field position, it can be seen from the difference in the coercive force that the exchange coupling of the higher Co concentration (broken line) is larger. In addition, the square shape of the loop is improved.
【００７２】従って、Ｃｏ濃度の高い合金を前記磁性接
合層に採用することにより交換結合作用を増大させ、よ
り熱安定性の良い媒体を実現できる。Therefore, by employing an alloy having a high Co concentration for the magnetic bonding layer, the exchange coupling effect is increased, and a medium having better thermal stability can be realized.
【００７３】次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施
例を、図９及び図１０と共に説明する。図９は、磁気記
憶装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図１０
は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図であ
る。Next, an embodiment of the magnetic storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a sectional view showing a main part of one embodiment of the magnetic storage device, and FIG.
FIG. 2 is a plan view showing a main part of one embodiment of a magnetic storage device.
【００７４】図９及び図１０に示すように、磁気記憶装
置は大略ハウジング１３からなる。ハウジング１３内に
は、モータ１４、ハブ１５、複数の磁気記録媒体１６、
複数の記録再生ヘッド１７、複数のサスペンション１
８、複数のアーム１９及びアクチュエータユニット２０
が設けられている。磁気記録媒体１６は、モータ１４に
より回転されるハブ１５に取り付けられている。記録再
生ヘッド１７は、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等の再生ヘ
ッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからな
る。各記録再生ヘッド１７は、対応するアーム１９の先
端にサスペンション１８を介して取り付けられている。
アーム１９はアクチュエータユニット２０により駆動さ
れる。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、
その詳細な説明は本明細書では省略する。As shown in FIGS. 9 and 10, the magnetic storage device generally comprises a housing 13. Inside the housing 13, a motor 14, a hub 15, a plurality of magnetic recording media 16,
A plurality of recording / reproducing heads 17, a plurality of suspensions 1
8, a plurality of arms 19 and an actuator unit 20
Is provided. The magnetic recording medium 16 is attached to a hub 15 rotated by a motor 14. The recording / reproducing head 17 includes a reproducing head such as an MR head and a GMR head, and a recording head such as an inductive head. Each recording / reproducing head 17 is attached to the tip of a corresponding arm 19 via a suspension 18.
The arm 19 is driven by the actuator unit 20. The basic configuration itself of this magnetic storage device is well known,
The detailed description is omitted in this specification.
【００７５】磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体
１６に特徴がある。各磁気記録媒体１６は、図１、図２
及び図７と共に説明した、上記磁気記録媒体の第１実施
例から第３実施例の構造を有する。勿論、磁気記録媒体
１６の数は３枚に限定されず、１枚でも、２枚又は４枚
以上であっても良い。This embodiment of the magnetic storage device is characterized by the magnetic recording medium 16. Each magnetic recording medium 16 is shown in FIGS.
The magnetic recording medium has the structure of the first to third embodiments described with reference to FIG. 7 and FIG. Of course, the number of magnetic recording media 16 is not limited to three, but may be one, two, or four or more.
【００７６】磁気記憶装置の基本構成は、図９及び図１
０に示すものに限定されるものではない。又、本発明で
用いる磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されない。The basic configuration of the magnetic storage device is shown in FIGS.
However, the present invention is not limited to those shown in FIG. Further, the magnetic recording medium used in the present invention is not limited to a magnetic disk.
【００７７】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。The present invention has been described with reference to the embodiments.
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements are possible.
【００７８】なお、前述した発明に関して、さらに以下
の付記を示す。Note that the following additional remarks are given regarding the above-mentioned invention.
【００７９】（付記１） 少なくとも１つの交換層構造
と該交換層構造上に設けられた磁性層を備え、該交換層
構造は強磁性層と該強磁性層上に設けられた非磁性結合
層を含む磁気記録媒体であって、前記強磁性層と前記非
磁性結合層との間及び該非磁性結合層と前記磁性層との
間のうち少なくとも一方の間に磁性接合層を含み、前記
磁性接合層は接する前記強磁性層及び前記磁性層と平行
な磁化方向を有する、磁気記録媒体。(Supplementary Note 1) At least one exchange layer structure and a magnetic layer provided on the exchange layer structure, the exchange layer structure comprising a ferromagnetic layer and a non-magnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer A magnetic recording medium comprising: a magnetic junction layer between the ferromagnetic layer and the non-magnetic coupling layer and / or at least one between the non-magnetic coupling layer and the magnetic layer; A magnetic recording medium, wherein the layers have a magnetization direction parallel to the ferromagnetic layer and the magnetic layer that are in contact.
【００８０】（付記２） 付記１に記載の磁気記録媒体
において、前記磁性接合層は前記強磁性層及び前記磁性
層とは異なる強磁性材料からなることを特徴とする磁気
記録媒体。(Supplementary Note 2) The magnetic recording medium according to Supplementary Note 1, wherein the magnetic bonding layer is made of the ferromagnetic layer and a ferromagnetic material different from the magnetic layer.
【００８１】（付記３） 付記１又は２に記載の磁気記
録媒体において、前記非磁性結合層の上下に上部磁性接
合層及び下部磁性接合層を有し、該上部磁性接合層と下
部磁性接合層との間の交換相互作用は、前記磁性層と前
該磁性層間との間の交換相互作用よりも大きいことを特
徴とする磁気記録媒体。(Supplementary note 3) The magnetic recording medium according to supplementary note 1 or 2, further comprising an upper magnetic joining layer and a lower magnetic joining layer above and below the nonmagnetic coupling layer, wherein the upper magnetic joining layer and the lower magnetic joining layer are provided. The exchange interaction between the magnetic layer and the previous magnetic layer is greater than the exchange interaction between the magnetic layer and the previous magnetic layer.
【００８２】（付記４） 付記１から３のいずれかに記
載の磁気記録媒体において、前記非磁性結合層は、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合
金、Ｉｒ系合金、Ｃｒ系合金及びＣｕ系合金からなるグ
ループから選択された材料からなることを特徴とする磁
気記録媒体。(Supplementary Note 4) In the magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 3, the nonmagnetic coupling layer may include
A magnetic recording medium comprising a material selected from the group consisting of u, Rh, Ir, Cr, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, Cr-based alloy and Cu-based alloy.
【００８３】（付記５） 付記１から４いずれかに記載
の磁気記録媒体において、前記強磁性層の磁化方向と前
記磁性層の磁化方向とは互いに反平行であることを特徴
とする磁気記録媒体。(Supplementary note 5) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the magnetization direction of the ferromagnetic layer and the magnetization direction of the magnetic layer are antiparallel to each other. .
【００８４】（付記６） 付記５記載の磁気記録媒体に
おいて、前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、
Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金及びＣｒ系合金か
らなるグループから選択された材料で形成される場合に
は０．４から１．０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有
し、Ｃｕ及びＣｕ系合金からなるグループから選択され
た材料で形成される場合には１．５から２．１ｎｍの範
囲内で選定された膜厚を有することを特徴とする磁気記
録媒体。(Supplementary Note 6) In the magnetic recording medium according to supplementary note 5, the nonmagnetic coupling layer is made of Ru, Rh, Ir, Cr,
When formed from a material selected from the group consisting of Ru-based alloys, Rh-based alloys, Ir-based alloys, and Cr-based alloys, it has a thickness selected from the range of 0.4 to 1.0 nm, A magnetic recording medium characterized by having a film thickness selected from the range of 1.5 to 2.1 nm when formed of a material selected from the group consisting of Cu and Cu-based alloys.
【００８５】（付記７） 付記１から４いずれかに記載
の磁気記録媒体において、前記強磁性層の磁化方向と前
記磁性層の磁化方向とは互いに平行であることを特徴と
する磁気記録媒体。(Supplementary note 7) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the magnetization direction of the ferromagnetic layer and the magnetization direction of the magnetic layer are parallel to each other.
【００８６】（付記８） 付記７記載の磁気記録媒体に
おいて、前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、
Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金及びＣｕ系合金か
らなるグループから選択された材料で形成される場合に
は０．２から０．４ｎｍ及び１．０から１．７ｎｍの範
囲から選定された膜厚を有し、Ｃｒ及びＣｒ系合金から
なるグループから選択された材料で形成される場合には
１．０から１，４ｎｍ及び２．６から３．０ｎｍの範囲
から選定された膜厚を有することを特徴とする磁気記録
媒体。(Supplementary Note 8) In the magnetic recording medium according to Supplementary Note 7, the nonmagnetic coupling layer is made of Ru, Rh, Ir, Cu,
When formed of a material selected from the group consisting of a Ru-based alloy, a Rh-based alloy, an Ir-based alloy, and a Cu-based alloy, it is selected from the ranges of 0.2 to 0.4 nm and 1.0 to 1.7 nm. When formed of a material selected from the group consisting of Cr and a Cr-based alloy, a film thickness selected from the range of 1.0 to 1.4 nm and 2.6 to 3.0 nm. A magnetic recording medium comprising:
【００８７】（付記９） 付記１から８のいずれかに記
載の磁気記録媒体において、前記強磁性層は、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金
からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝
Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金で
あることを特徴とする磁気記録媒体。(Supplementary Note 9) In the magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 1 to 8, the ferromagnetic layer may include Co, N
i, Fe, Ni-based alloy, Fe-based alloy, and CoCrT
a, a material selected from the group consisting of Co-based alloys including CoCrPt and CoCrPt-M, wherein M =
A magnetic recording medium comprising B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
【００８８】（付記１０） 付記９記載の磁気記録媒体
において、前記強磁性層は、２〜１０ｎｍの範囲内で選
定された膜厚を有することを特徴とする磁気記鋳媒体。(Supplementary Note 10) The magnetic recording medium according to supplementary note 9, wherein the ferromagnetic layer has a thickness selected from a range of 2 to 10 nm.
【００８９】（付記１１） 付記１から１０のいずれか
に記載の磁気記録媒体において、前記磁性接合層は、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金及びＣｏＣｒＴａ、
ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金から
なるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍ
ｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金であるこ
とを特徴とする磁気記録媒体。(Supplementary Note 11) In the magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 1 to 10, the magnetic bonding layer may include
o, Fe, Fe-based alloy, Ni-based alloy and CoCrTa,
It is made of a material selected from the group consisting of CoCrPt and Co-based alloys containing CoCrPt-M, where M = B, M
A magnetic recording medium comprising o, Nb, Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
【００９０】（付記１２） 付記１１記載の磁気記録媒
体において、前記磁性接合層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度
は、前記強磁性層及び磁性層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度よ
り高いことを特徴とする磁気記録媒体。(Supplementary note 12) The magnetic recording medium according to supplementary note 11, wherein the Co concentration or the Fe concentration of the magnetic bonding layer is higher than the Co concentration or the Fe concentration of the ferromagnetic layer and the magnetic layer. Medium.
【００９１】（付記１３） 付記１から１２のいずれか
に記載の磁気記録媒体において、前記磁性接合層は１か
ら５ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有することを特徴
とする磁気記録媒体。(Supplementary note 13) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 12, wherein the magnetic bonding layer has a thickness selected from a range of 1 to 5 nm.
【００９２】（付記１４） 付記１から１３のいずれか
に記載の磁気記録媒体において、前記磁性層は、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金
からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝
Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金で
あることを特徴とする磁気記録媒体。(Supplementary Note 14) In the magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 13, the magnetic layer is made of Co,
Ni, Fe, Ni-based alloy, Fe-based alloy, and CoCrT
a, a material selected from the group consisting of Co-based alloys including CoCrPt and CoCrPt-M, wherein M =
A magnetic recording medium comprising B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
【００９３】（付記１５） 付記１から１４のいずれか
に記載の磁気記録媒体において、少なくとも第１の交換
層構造と該第１の交換層構造と該磁性層との間に設けら
れた第２の交換層構造を備え、該第２の交換層構造の強
磁性層の磁気異方性は該第１の交換層構造の強磁性層の
磁気異方性より弱く、該第１及び第２の交換層構造の強
磁性層は互いに磁化方向が反平行であることを特徴とす
る磁気記録媒体。(Supplementary Note 15) In the magnetic recording medium according to any one of Supplementary Notes 1 to 14, at least a first exchange layer structure and a second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer. Wherein the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the second exchange layer structure is weaker than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure. A magnetic recording medium wherein the ferromagnetic layers having an exchange layer structure have antiparallel magnetization directions.
【００９４】[0094]
【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、本発明によれば、書き込まれたビットの熱安定性を
向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪
影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行える
磁気記録媒体及び磁気記憶装置を実現できる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the thermal stability of written bits is improved, the medium noise is reduced, and the performance of the magnetic recording medium is adversely affected. Thus, it is possible to realize a magnetic recording medium and a magnetic storage device capable of performing high-density recording without reliability.
【図１】本発明になる磁気記録媒体の第１実施例の要部
を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a first embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention.
【図２】本発明になる磁気記録媒体の第２実施例の要部
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
【図３】Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０ｎｍの単一の
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of a single 10 nm-thick CoPt layer formed on a Si substrate.
【図４】膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a 0.8 nm-thick Ru layer.
【図５】膜厚が１. ４ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 1.4 nm.
【図６】膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＣｒＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoCrPt layers separated by a 0.8 nm-thick Ru layer.
【図７】本発明になる磁気記録媒体の第３実施例の要部
を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a main part of a third embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
【図８】Ｒｕで分離された２つのＣｏＣｒ系合金層の面
内特性について示す図である。FIG. 8 is a diagram showing in-plane characteristics of two CoCr-based alloy layers separated by Ru.
【図９】本発明になる磁気記憶装置の一実施例の要部を
示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the magnetic storage device according to the present invention.
【図１０】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図
である。FIG. 10 is a plan view showing a main part of one embodiment of a magnetic storage device.
１ 基板 ２ 第１のシード層 ３ ＮｉＰ層 ４ 第２のシード層 ５ 下地層 ６ 非磁性中間層 ７、７- １ 強磁性層 ８、８- １ 非磁性結合層 ９ 磁性層 １０ 保護層 １１ 潤滑層 １３ ハウジング １６ 磁気記録媒体 １７ 記録再生ヘッド １０１ 基板 １０２ シード層 １０３ 下地層 １０４ 非磁性中間層 １０５ 強磁性層 １０６ （下部）磁性接合層 １０７ 非磁性結合層 １０８ （上部）磁性接合層 １０９ 磁性層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st seed layer 3 NiP layer 4 2nd seed layer 5 Underlayer 6 Non-magnetic intermediate layer 7, 7-1 Ferromagnetic layer 8, 8-1 Non-magnetic coupling layer 9 Magnetic layer 10 Protective layer 11 Lubrication Layer 13 Housing 16 Magnetic recording medium 17 Recording / reproducing head 101 Substrate 102 Seed layer 103 Underlayer 104 Nonmagnetic intermediate layer 105 Ferromagnetic layer 106 (Lower) magnetic bonding layer 107 Nonmagnetic coupling layer 108 (Upper) Magnetic bonding layer 109 Magnetic layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 巌 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 溝下 義文 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 BB08 CA01 CA05 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05 BA06 CB02 CC01 DB02 DB04 DB12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Iwao Okamoto 4-1-1 Kamikadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Yoshifumi Mizoshita 4-chome, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 No. 1 F-term in Fujitsu Limited (reference) 5D006 BB01 BB07 BB08 CA01 CA05 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05 BA06 CB02 CC01 DB02 DB04 DB12
Claims (10)
構造上に設けられた磁性層を備え、該交換層構造は強磁
性層と該強磁性層上に設けられた非磁性結合層を含む磁
気記録媒体であって、 前記強磁性層と前記非磁性結合層との間及び該非磁性結
合層と前記磁性層との間のうち少なくとも一方の間に磁
性接合層を含み、 前記磁性接合層は接する前記強磁性層及び前記磁性層と
平行な磁化方向を有する、磁気記録媒体。At least one exchange layer structure and a magnetic layer provided on the exchange layer structure, the exchange layer structure including a ferromagnetic layer and a non-magnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer A magnetic recording medium, comprising: a magnetic bonding layer between at least one of the ferromagnetic layer and the non-magnetic coupling layer and between the non-magnetic coupling layer and the magnetic layer. A magnetic recording medium having a magnetization direction parallel to the contacting ferromagnetic layer and magnetic layer.
て、前記磁性接合層は前記強磁性層及び前記磁性層とは
異なる強磁性材料からなることを特徴とする磁気記録媒
体。2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic bonding layer is made of the ferromagnetic layer and a ferromagnetic material different from the magnetic layer.
おいて、前記非磁性結合層の上下に上部磁性接合層及び
下部磁性接合層を有し、該上部磁性接合層と下部磁性接
合層との間の交換相互作用は、前記磁性層と前該磁性層
間との間の交換相互作用よりも大きいことを特徴とする
磁気記録媒体。3. The magnetic recording medium according to claim 1, further comprising an upper magnetic bonding layer and a lower magnetic bonding layer above and below the non-magnetic coupling layer, wherein the upper magnetic bonding layer and the lower magnetic bonding layer Wherein the exchange interaction between the magnetic layers is greater than the exchange interaction between the magnetic layer and the previous magnetic layer.
録媒体において、前記強磁性層の磁化方向と前記磁性層
の磁化方向とは互いに反平行であることを特徴とする磁
気記録媒体。4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetization direction of the ferromagnetic layer and the magnetization direction of the magnetic layer are antiparallel to each other.
前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合
金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金及びＣｕ系合金からなるグ
ループから選択された材料で形成される場合には０．４
から１．０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有し、Ｃｒ
及びＣｒ系合金からなるグループから選択された材料で
形成される場合には１．５から２．１ｎｍの範囲内で選
定された膜厚を有することを特徴とする磁気記録媒体。5. The magnetic recording medium according to claim 4, wherein
When the non-magnetic coupling layer is formed of a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Cu, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy, and Cu-based alloy, the non-magnetic coupling layer has a thickness of 0.4.
Has a thickness selected from the range of
A magnetic recording medium having a thickness selected from the range of 1.5 to 2.1 nm when formed of a material selected from the group consisting of Cr and a Cr-based alloy.
録媒体において、前記強磁性層の磁化方向と前記磁性層
の磁化方向とは互いに平行であることを特徴とする磁気
記録媒体。6. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetization direction of the ferromagnetic layer and the magnetization direction of the magnetic layer are parallel to each other.
前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｒｕ系合
金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金及びＣｕ系合金からなるグ
ループから選択された材料で形成される場合には０．２
から０．４ｎｍ及び１．０から１．７ｎｍの範囲から選
定された膜厚を有し、Ｃｒ及びＣｒ系合金からなるグル
ープから選択された材料で形成される場合には１．０か
ら１，４ｎｍ及び２．６から３．０ｎｍの範囲から選定
された膜厚を有することを特徴とする磁気記録媒体。7. The magnetic recording medium according to claim 6, wherein
When the nonmagnetic coupling layer is formed of a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Cu, a Ru-based alloy, a Rh-based alloy, an Ir-based alloy, and a Cu-based alloy, 0.2
From 0.4 to 0.4 nm and from 1.0 to 1.7 nm, and from 1.0 to 1, when formed from a material selected from the group consisting of Cr and Cr-based alloys. A magnetic recording medium having a film thickness selected from 4 nm and a range from 2.6 to 3.0 nm.
記録媒体において、前記磁性接合層は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｆ
ｅ系合金、Ｎｉ系合金及びＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰ
ｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグルー
プから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、又はこれらの合金であることを特徴と
する磁気記録媒体。8. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic bonding layer comprises Co, Fe, F
e-based alloy, Ni-based alloy and CoCrTa, CoCrP
t, a material selected from the group consisting of Co-based alloys containing CoCrPt-M, where M = B, Mo, Nb,
A magnetic recording medium comprising Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
前記磁性接合層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度は、前記強磁性
層及び磁性層のＣｏ濃度又はＦｅ濃度より高いことを特
徴とする磁気記録媒体。9. The magnetic recording medium according to claim 8, wherein
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the Co concentration or the Fe concentration of the magnetic bonding layer is higher than the Co concentration or the Fe concentration of the ferromagnetic layer and the magnetic layer.
気記録媒体において、前記磁性接合層は１から５ｎｍの
範囲内で選定された膜厚を有することを特徴とする磁気
記録媒体。10. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic bonding layer has a thickness selected from a range of 1 to 5 nm.
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