JP2001056922A

JP2001056922A - 磁気記録媒体

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Publication number: JP2001056922A
Application number: JP2000107072A
Authority: JP
Inventors: Hisateru Sato; 久輝佐藤; Yoshitake Kaizu; 功剛貝津; Abara Noel; アバラノエル; Iwao Okamoto; 巌岡本; Yoshibumi Mizoshita; 義文溝下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-02-27
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP3476740B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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
磁気記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】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、前記強磁性層及び磁性層の少なく
とも一方は、強磁性結晶粒子が非磁性母材中に一様に分
散したグラニュラー膜で形成されているように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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。

【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。

【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。

【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、Ｏｋａｍｏｔｏｅｔａ
ｌ. ，”ＲｉｇｉｄＤｉｓｋＭｅｄｉｕｍＦｏｒ
５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＡＢ-
３，Ｉｎｔｅｒｍａｇ ’９６Ｄｉｇｅｓｔ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、Ｈｏｓｏｅｅｔａ
ｌ. ， ”ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏ
ｆＴｈｅｒｍａｌＤｅｃａｙｉｎＨｉｇｈ- Ｄｅ
ｎｓｉｔｙＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ
Ｍｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. 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。

【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。Ｌｕｅｔａｌ. ， ”Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｔ１０Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
² ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ. 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Ｋ_u Ｖ/ ｋ_ＢＴ〜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、Ｋ_u は磁気異方
性の定数、Ｖは磁性粒子の平均体積、ｋ_Ｂはボルツマン
定数、Ｔは温度を示す。尚、Ｋ_u Ｖ/ｋ_ＢＴなる比は、
熱安定性係数とも呼ばれる。

【０００６】Ａｂａｒｒａｅｔａｌ. ， ”Ｔｈｅ
ｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａｒｒｏｗ
ＴｒａｃｋＢｉｔｓｉｎａ５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
² Ｍｅｄｉｕｍ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. 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。

【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。

【０００８】又、熱的に不安定な磁気記録媒体の保磁力
は、Ｈｅｅｔａｌ. ，”ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳ
ｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏ
ｒｄｉｎｇＭｅｄｉａ”，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， ”ＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒ
ｃｉｖｉｔｙＥｆｆｅｃｔｓｉｎＴｈｉｎＦｉ
ｌｍＭｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．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。

【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Ａｋｉｍｏｔｏｅｔａ
ｌ. ， ”ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｌａｘａｔｉｏｎｉ
ｎＴｈｉｎＦｉｌｍＭｅｄｉａａｓａＦｕ
ｎｃｔｉｏｎｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ”，
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Ｋ_u Ｖ/ ｋ_B 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
ｂａｒｒａｅｔａｌ．， ”ＴｈｅＥｆｆｅｃｔ
ｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＲａｔｉｏｏｎｔ
ｈｅＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒｃｉｖｉｔｙｏｆ
Ｍｅｄｉａｆｏｒ＞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。

【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、磁性記録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。

【００１１】

【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。

【００１２】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Ｋ_u 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。

【００１３】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を提供することを目的とする。

【００１４】

【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
記強磁性層及び磁性層の少なくとも一方は、強磁性結晶
粒子が非磁性母材中に一様に分散したグラニュラー膜で
形成されている、磁気記録媒体により達成できる。

【００１５】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。交換層構造の強磁
性層及び交換層構造の上に設けられる磁性層の少なくと
も一方に低ノイズ性に優れたグラニュラー膜を用いるこ
とで、書き込まれたビットの熱安定性を向上しつつ、さ
らに媒体ノイズの低減化を図ることができる。

【００１６】ここでグラニュラー膜とは、例えば本出願
人にかかる特開平１０−９２６３７号公報にあるよう
に、強磁性結晶粒子が非磁性母材中に一様に分散した構
造を有する磁性膜である。このグラニュラー膜を磁気記
録装置の記憶媒体に応用したのがグラニュラー媒体であ
る。ＣｏＣｒ系の磁性材料を記録用の磁性層に用いる従
来の記録媒体では、ＣｏとＣｒの偏析作用を応用し、磁
性粒子の孤立化を促進させて、低ノイズ化を図ってい
る。しかし、従来においては磁性粒子を所望の孤立化状
態を得るのが困難であった。

【００１７】一方、本発明で採用するグラニュラー媒体
では、強磁性結晶粒子（金属）を例えばＳｉＯ_２等（セ
ラミックス材料）中に均一に分散させることで強磁性結
晶粒子の積極的な孤立化を図ることで、極めて低いノイ
ズ性を実現できる。

【００１８】前記強磁性結晶粒子は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒ
Ｐｔ、及びＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる
グル−プから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕとすることができる。この強磁性
結晶粒子は２〜３０ｎｍの範囲内で選定された粒子径を
有することが好ましい。

【００１９】前記非磁性母材は、セラミック材料又は酸
化物とすることができる。例えばＳｉＯ_２、Ａｌ
_２Ｏ_３、ＭｇＯ等のセラミック材料や、ＮｉＯに代表さ
れる反強磁性の酸化物をとすることができる。なお、グ
ラニュラー構造は、強磁性結晶粒子と非磁性母材の凝集
エネルギー、表面エネルギー、弾性ひずみエネルギー
等、基本的物理定数により、構造形態が変化する。した
がって、強磁性結晶粒子に用いる磁性材料と、非磁性母
材に用いるセラミック材料もしくは酸化物の組み合わせ
は非常に多数存在するので、所望に応じて適宜調整すれ
ばよい。

【００２０】前記非磁性結合層に用いる材料は、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、及びＩｒ系合金
からなるグループから選択された材料とすることができ
る。前記非磁性結合層にセラミック材料又は酸化物を添
加するとエピタキシャル成長を促進させることができ
る。

【００２１】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。

【００２２】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、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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
を有する構成が好ましい。

【００２３】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、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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１．７ｎ
ｍの範囲から選定された膜厚を有する構成が好ましい。
非磁性結合層としてＲｕを用いることが推奨される。

【００２４】さらに、基板の上方に設けられた下地層
と、該下地層上にグラニュラー膜で形成した強磁性層
と、該下地層と強磁性層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、Ｍ
ｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金である構成
としてもよい。

【００２５】前記基板と前記下地層との間に設けられた
ＮｉＰ層を更に備え、前記ＮｉＰ層はテクスチャ処理又
は酸化処理が施されている構成としてもよい。

【００２６】前記下地層は、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
なる構成としてもよい。

【００２７】前記強磁性層は、２〜１０ｎｍの範囲内で
選定された膜厚を有しても良い。前記磁性記録層は、５
〜３０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有しても良い。

【００２８】前記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、前記第１の交換
層構造及び第２の交換層構造の強磁性層はグラニュラー
膜で形成され、前記第２の交換層構造のグラニュラー膜
の磁気異方性は該第１の交換層構造のグラニュラー膜の
磁気異方性より弱く、該第１及び第２の交換層構造のグ
ラニュラー膜は互いに磁化方向が反平行である構成とし
てもよい。

【００２９】前記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、前記第１の交換
層構造及び第２の交換層構造の強磁性層はグラニュラー
膜で形成され、前記第２の交換層構造のグラニュラー膜
の残留磁化と膜厚との積は、該第１の交換層構造のグラ
ニュラー膜の残留磁化と膜厚との積より小さく、該第１
及び第２の交換層構造のグラニュラー膜は互いに磁化方
向が反平行である構成としてもよい。

【００３０】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
定性を向上させつつ、媒体ノイズをより確実に低減し、
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を実現できる。

【発明の実施の形態】先ず、本発明の動作原理を説明す
る。

【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， ”ＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＶａ
ｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｔｒｅｎｇｔｈａ
ｎｄＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎＰｅｒｉｏｄｏｆ
ＩｎｄｉｒｅｃｔＭａｇｎｅｔｉｃＥｘｃｈａｎｇ
ｅＣｏｕｐｌｉｎｇｔｈｏｕｇｈｔｈｅ３ｄ，
４ｄ，ａｎｄ５ｄＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等から
なる。例えば、この非磁性結合層８は、０．４〜１．０
ｎｍ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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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. ４〜０. ９ｎｍの範囲に選定される。

【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。

【００５２】次に、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
明した強磁性層及び磁性層の内の少なくとも一方に、グ
ラニュラー膜を採用した構造を有する。本実施例で用い
るグラニュラー膜は非磁性母材中に強磁性結晶粒子を均
一に分散させているので、磁性粒子の孤立化がより実現
されている。よって、交換層構造により熱安定性を向上
させつつ、さらなる低ノイズ化が可能である。

【００５３】強磁性層及び磁性層の両層をグラニュラー
膜で形成した場合には、その間に設けられたＲｕ等から
なる非磁性結合層の膜厚を所定膜厚とすると、グラニュ
ラー膜の磁化方向を互いに平行又は反平行とすることが
できる点は上記第１、第２実施例と同様である。この結
果、実効体積を増大させることができ、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、合わせてノ
イズ低減性が向上する。

【００５４】なお、強磁性層及び磁性層の両層共にグラ
ニュラー膜を用いることは必須ではなく、いずれか一方
に用いてもよい。いずれか一方にグラニュラー膜を用い
るときには記録層となる磁性層側に用いることが奨励さ
れる。

【００５５】本実施例では、グラニュラー膜を他のグラ
ニュラー膜或いはＣｏＣｒ系の磁性材料と逆の磁化向き
（反平行）に磁気的に交換結合させることにより、書き
込まれたビットの熱安定怯を向上させる。つまり、本実
施例は、磁気記録媒体の熱安定性の性能を向上させるた
めに交換ピニング構造を備え、さらに低ノイズ化させる
ためにグラニュラー膜を備えた構成となっている。

【００５６】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、第１のシード層１０２、ＮｉＰ層１０
３、第２のシード層１０４、下地層１０５、非磁性中間
層１０６、強磁性層１０７、非磁性結合層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。

【００５７】例えば、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
クスチャ処理が施されていても、施されていなくてもよ
い。第１のシード層１０２は、特に非磁性基板１０１が
ガラスからなる場合には、例えばＮｉＰからなる。Ｎｉ
Ｐ層１０３は、テクスチャ処理又は酸化処理が施されて
いても、施きれていなくてもよい。第２のシード層１０
４は、下地層１０５にＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ等のＢ２構造
の合金を用いた場合の下地層１０５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１０４は、第１のシード層１０２と
同様な適切な材料からなる。

【００５８】本磁気記録媒体が磁気ディスクの場合、非
磁性基板１０１又はＮｉＰ層１０３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のは前述実施例と
同様である。

【００５９】非磁性中間層１０６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の異方性軸
（磁化容易軸）の配向を促進するために設けられている
が必須の層ではない。この非磁性中間層１０６は、Ｃｏ
Ｃｒ−Ｍ等のｈｃｐ構造を有する合金からなり、１〜５
ｎｍ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。

【００６０】前記強磁性層１０７は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒ
Ｐｔ、及びＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる
グル−プから選択された材料等からなる強磁性結晶粒子
を、ＳｉＯ_２、Ａ１_２０_３等のセラミック材料、もしく
はＮｉＯなどの酸化物等からなる非磁性母材中に分散さ
せたグラニュラー膜を用いてもよいし、従来のようにＣ
ｏＣｒ系の磁性材料を用いてもよい。

【００６１】グラニュラー膜は磁性層１０９に優先的に
用いることが奨励され、強磁性層１０７にはＣｏＣｒ系
の磁性材料を用いてもよい。非磁性結合層１０８による
交換結合作用により、ノイズ低減に主に寄与するのは最
上段の磁性層１０９だからである。

【００６２】前記強磁性層１０７及び磁性層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
であってもよいことは言うまでもない。

【００６３】前記非磁性結合層１０８は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、及びＩｒ系合金からな
るグループから選択された材料が好ましい。この非磁性
結合層１０８に、例えば特開平１０−１４９５２６号公
報に記載されるグラニュラー膜に用いるセラミック材料
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等、或いは酸化物材料ＮｉＯ等を
添加してもよい。このようにセラミックス等を添加する
ことで非磁性結合層１０８と磁性層１０９のエピタキシ
ャル成長が促進されるので更にＳ／Ｎを向上させること
ができる。

【００６４】前記保護層１１０及び潤滑層１１１は、前
記第１、第２実施例と同様に形成することができる。

【００６５】上記グラニュラー膜を有する交換層構造は
１層に限定されるものではなく、第２実施例に示される
構造に順じて第１、第２の交換層構造としてもよい。こ
の場合には、第２の交換層構造のグラニュラー膜の磁気
異方性は第１の交換層構造のグラニュラー膜の磁気異方
性より弱く設定することが推奨される。また、第２の交
換層構造のグラニュラー膜の残留磁化と膜厚との積は、
第１の交換層構造のグラニュラー膜の残留磁化と膜厚と
の積より小さく設定することが推奨される。

【００６６】次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施
例を、図８及び図９と共に説明する。図８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９は、磁
気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。

【００６７】図８及び図９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。

【００６８】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。

【００６９】磁気記憶装置の基本構成は、図８及び図９
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。

【００７０】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。

【００７１】なお、前述した発明に関して、さらに以下
の付記を示す。

【００７２】（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、前記強磁性層及び磁性
層の少なくとも一方は、強磁性結晶粒子が非磁性母材中
に一様に分散したグラニュラー膜で形成されている、磁
気記録媒体。

【００７３】（付記２）前記強磁性結晶粒子は、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ及びＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合
金からなるグル−プから選択された材料からなり、Ｍ＝
Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕであることを特徴とす
る付記１記載の磁気記録媒体。

【００７４】（付記３）前記非磁性母材は、セラミッ
ク材料又は酸化物からなることを特徴とする付記１又は
２記載の磁気記録媒体。

【００７５】（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、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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
特徴とする付記１から３のいずれかに記載の磁気記録媒
体。

【００７６】（付記５）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
とする付記１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００７７】（付記６）前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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、０．４か
ら１．０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有することを
特徴とする付記５記載の磁気記録媒体。

【００７８】（付記７）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
する付記１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００７９】（付記８）前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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、０．２か
ら０．４ｎｍ及び１．０から１．７ｎｍの範囲から選定
された膜厚を有することを特徴とする付記７記載の磁気
記録媒体。

【００８０】（付記９）前記非磁性結合層に、セラミ
ック材料又は酸化物を添加することを特徴とする付記１
から８のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００８１】（付記１０）基板の上方に設けられた下
地層と、該下地層上にグラニュラー膜で形成した強磁性
層と、該下地層と強磁性層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
ることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の磁
気記録媒体。

【００８２】（付記１１）前記基板と前記下地層との
間に設けられたＮｉＰ層を更に備え、前記ＮｉＰ層はテ
クスチャ処理又は酸化処理が施されていることを特徴と
する付記１から１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００８３】（付記１２）前記下地層は、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ことを特徴とする付記１から１１の
いずれかに記載の磁気記録媒体。

【００８４】（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、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、前記第１の交換層構造及
び第２の交換層構造の強磁性層はグラニュラー膜で形成
され、前記第２の交換層構造のグラニュラー膜の磁気異
方性は該第１の交換層構造のグラニュラー膜の磁気異方
性より弱く、該第１及び第２の交換層構造のグラニュラ
ー膜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。

【００８５】（付記１４）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、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、前記第１の交換層構造及
び第２の交換層構造の強磁性層はグラニュラー膜で形成
され、前記第２の交換層構造のグラニュラー膜の残留磁
化と膜厚との積は、該第１の交換層構造のグラニュラー
膜の残留磁化と膜厚との積より小さく、該第１及び第２
の交換層構造のグラニュラー膜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。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、本発明によれば交換層構造を有すると共にグラニュ
ラー膜を用いているので、書き込まれたビットの熱安定
性を向上を図りつつ、更に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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図８】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。

【図９】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１基板２第１のシード層３ＮｉＰ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第１のシード層１０３ＮｉＰ層１０４第２のシード層１０５下地層１０６非磁性中間層１０７強磁性層１０８非磁性層結合層１０９磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｆ 10/26 Ｈ０１Ｆ 10/26 (72)発明者ノエルアバラ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） 4J038 AA011 HA061 HA066 HA161 HA561 KA07 KA20 NA22 PB11 5D006 BB01 BB07 BB08 BB09 CA01 CA04 CA05 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05 BA06 DB02 DB04 DB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、前記強磁性層及び磁性層の少なくとも一方は、強磁性結
晶粒子が非磁性母材中に一様に分散したグラニュラー膜
で形成されている、磁気記録媒体。
【請求項２】前記強磁性結晶粒子は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒ
Ｐｔ及びＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなるグ
ル−プから選択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕであることを特徴とする請求項１記
載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記非磁性母材は、セラミック材料又は
酸化物からなることを特徴とする請求項１又は２記載の
磁気記録媒体。
【請求項４】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請求
項１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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、０．４から１．０ｎ
ｍの範囲内で選定された膜厚を有することを特徴とする
請求項４記載の磁気記録媒体。
【請求項６】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請求項
１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項７】前記非磁性結合層はＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ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、０．２から０．４ｎ
ｍ及び１．０から１．７ｎｍの範囲から選定された膜厚
を有することを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒
体。
【請求項８】前記非磁性結合層に、セラミック材料又
は酸化物を添加することを特徴とする請求項１から７の
いずれかに記載の磁気記録媒体。