JP2001331920A - 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents
垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
- G11B5/66—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
- G11B5/676—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having magnetic layers separated by a nonmagnetic layer, e.g. antiferromagnetic layer, Cu layer or coupling layer
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- Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速で高密度磁気記録に適するように改良さ
れた垂直磁気記録媒体及び記録再生装置を提供する。 【解決手段】 ２層垂直磁気記録媒体の裏打磁性層を強
磁性層４２／非磁性層４３／強磁性層４４の３層構成と
し、強磁性層４２，４４同士を反強磁性結合させること
により、裏打磁性層の磁壁から出る磁束が再生ヘッドに
入るのを防ぐ。
れた垂直磁気記録媒体及び記録再生装置を提供する。 【解決手段】 ２層垂直磁気記録媒体の裏打磁性層を強
磁性層４２／非磁性層４３／強磁性層４４の３層構成と
し、強磁性層４２，４４同士を反強磁性結合させること
により、裏打磁性層の磁壁から出る磁束が再生ヘッドに
入るのを防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度磁気記録に
適する垂直磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録再生
装置に関する。
適する垂直磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記録再生
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナル・コンピュータやワークステ
ーション等の急速な普及に伴い、不揮発性ファイルシス
テムの中核となる磁気ディスク装置はこれまでにも増し
て大容量化を求められている。磁気ディスク装置の大容
量化のためには、記録するビット密度すなわち面記録密
度をより高めることが必要となる。現在実用化されてい
る磁気ディスク装置における記録方式は面内記録方式と
呼ばれる。これは、ディスク基板面と平行な方向に大き
な保磁力を持つ強磁性膜を記録媒体とし、この記録媒体
を基板面内方向に磁化することで情報を記録する方式で
ある。この場合、ビットの１に対応するのは面内磁化が
１８０度の角度をなして向き合っている磁化反転部であ
る。面記録密度を高めるには、ディスクの円周方向のビ
ット密度（線記録密度）及び半径方向のビット密度（ト
ラック密度）を同時に増加する必要があるが。トラック
密度は記録/再生ヘッドのトラック幅形成プロセスや位
置決め精度によって制限されるが、これらは主として技
術的な課題にすぎない。これに対し線記録密度は記録媒
体の特性によって原理的な制約を受けると考えられてい
る。
ーション等の急速な普及に伴い、不揮発性ファイルシス
テムの中核となる磁気ディスク装置はこれまでにも増し
て大容量化を求められている。磁気ディスク装置の大容
量化のためには、記録するビット密度すなわち面記録密
度をより高めることが必要となる。現在実用化されてい
る磁気ディスク装置における記録方式は面内記録方式と
呼ばれる。これは、ディスク基板面と平行な方向に大き
な保磁力を持つ強磁性膜を記録媒体とし、この記録媒体
を基板面内方向に磁化することで情報を記録する方式で
ある。この場合、ビットの１に対応するのは面内磁化が
１８０度の角度をなして向き合っている磁化反転部であ
る。面記録密度を高めるには、ディスクの円周方向のビ
ット密度（線記録密度）及び半径方向のビット密度（ト
ラック密度）を同時に増加する必要があるが。トラック
密度は記録/再生ヘッドのトラック幅形成プロセスや位
置決め精度によって制限されるが、これらは主として技
術的な課題にすぎない。これに対し線記録密度は記録媒
体の特性によって原理的な制約を受けると考えられてい
る。
【０００３】面内記録方式においては磁化反転を中心に
磁化が向き合っているため、大きな反磁界を生じる。こ
の反磁界によって磁化反転部には有限の幅を持った遷移
領域が形成される。磁化反転領域の幅は少なくともビッ
ト間隔より小さくする必要があるため、線記録密度を高
めるには媒体が反磁界に打ち勝って磁化するような構
成、より具体的には媒体の保磁力を向上するとともに記
録磁性膜の厚さを低減することが必要である。このため
線記録密度は媒体の磁気特性によって大きく制限される
ことになる。標準的な面内磁気記録系では、線記録密度
とトラック密度の比は約１０程度とすることが望ましい
とされている。この条件のもとに５０Ｇｂ／ｉｎ２の記
録密度を実現する場合、円周方向のビット間隔は約２５
ｎｍになる。一方、簡単なモデルにより磁化反転幅が２
５ｎｍ以下になる媒体の必要磁気特性を見積もると、媒
体膜厚１５ｎｍ以下、保磁力５ｋＯｅ以上となる。
磁化が向き合っているため、大きな反磁界を生じる。こ
の反磁界によって磁化反転部には有限の幅を持った遷移
領域が形成される。磁化反転領域の幅は少なくともビッ
ト間隔より小さくする必要があるため、線記録密度を高
めるには媒体が反磁界に打ち勝って磁化するような構
成、より具体的には媒体の保磁力を向上するとともに記
録磁性膜の厚さを低減することが必要である。このため
線記録密度は媒体の磁気特性によって大きく制限される
ことになる。標準的な面内磁気記録系では、線記録密度
とトラック密度の比は約１０程度とすることが望ましい
とされている。この条件のもとに５０Ｇｂ／ｉｎ２の記
録密度を実現する場合、円周方向のビット間隔は約２５
ｎｍになる。一方、簡単なモデルにより磁化反転幅が２
５ｎｍ以下になる媒体の必要磁気特性を見積もると、媒
体膜厚１５ｎｍ以下、保磁力５ｋＯｅ以上となる。
【０００４】しかしながら保磁力が５ｋＯｅを超える
と、媒体を充分磁化することができるだけの記録磁界の
確保が困難になる。またＣｏ合金系磁性膜では磁性膜の
厚さが１５ｎｍ以下になると、実質的な媒体結晶粒子の
体積が小さくなるため、粒子の磁気異方性エネルギーに
比べて熱エネルギーの大きさが無視できなくなる。この
ため熱揺らぎの影響が顕著となり、記録磁化の大きさが
時間の経過につれて減少する熱減磁の問題が発生する。
一方、結晶粒体積を面内方向の結晶サイズで確保しよう
とすると、媒体ノイズの増大をまねき充分な信号Ｓ／Ｎ
がとれなくなる。このように耐熱減磁、低ノイズを両立
しつつ５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の面記録密度を実現するた
めには原理的な困難が予想される。
と、媒体を充分磁化することができるだけの記録磁界の
確保が困難になる。またＣｏ合金系磁性膜では磁性膜の
厚さが１５ｎｍ以下になると、実質的な媒体結晶粒子の
体積が小さくなるため、粒子の磁気異方性エネルギーに
比べて熱エネルギーの大きさが無視できなくなる。この
ため熱揺らぎの影響が顕著となり、記録磁化の大きさが
時間の経過につれて減少する熱減磁の問題が発生する。
一方、結晶粒体積を面内方向の結晶サイズで確保しよう
とすると、媒体ノイズの増大をまねき充分な信号Ｓ／Ｎ
がとれなくなる。このように耐熱減磁、低ノイズを両立
しつつ５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の面記録密度を実現するた
めには原理的な困難が予想される。
【０００５】垂直磁気記録方式は薄膜媒体の磁化を膜面
に垂直に形成する方式で、記録原理や媒体ノイズの発現
機構が従来の面内磁気記録媒体の場合とは異なると考え
られている。垂直磁気記録方式は隣接する磁化が向き合
わずに逆平行配列となるために反磁界の影響を受けな
い。そのため非常に狭い磁化反転が期待でき、線記録密
度を高めやすい。また媒体薄膜化への要求が面内記録ほ
ど強くないため熱減磁に対しても高い耐性を確保でき
る。このように垂直磁気記録方式は本質的に高密度磁気
記録に適した方式として注目され、様々な媒体の材料・
構造が提案されている。垂直磁気記録方式には、単層の
垂直磁化膜を用いる方式と垂直磁化膜に裏打磁性層を設
ける方式がある。裏打磁性層を持つ２層垂直磁気記録媒
体を用いる技術は、例えばIEEE Transaction on Magnet
ics, Vol.MAG-20, No.5, September 1984, pp.657-pp.6
62, “Perpendicular Magnetic Recording-Evolution a
nd Future”に記述されている。この方式の垂直磁気記
録媒体としては、パーマロイなどの軟磁性膜層からなる
裏打層上にＣｏＣｒ合金からなる垂直磁化膜を設けた媒
体が検討されている。
に垂直に形成する方式で、記録原理や媒体ノイズの発現
機構が従来の面内磁気記録媒体の場合とは異なると考え
られている。垂直磁気記録方式は隣接する磁化が向き合
わずに逆平行配列となるために反磁界の影響を受けな
い。そのため非常に狭い磁化反転が期待でき、線記録密
度を高めやすい。また媒体薄膜化への要求が面内記録ほ
ど強くないため熱減磁に対しても高い耐性を確保でき
る。このように垂直磁気記録方式は本質的に高密度磁気
記録に適した方式として注目され、様々な媒体の材料・
構造が提案されている。垂直磁気記録方式には、単層の
垂直磁化膜を用いる方式と垂直磁化膜に裏打磁性層を設
ける方式がある。裏打磁性層を持つ２層垂直磁気記録媒
体を用いる技術は、例えばIEEE Transaction on Magnet
ics, Vol.MAG-20, No.5, September 1984, pp.657-pp.6
62, “Perpendicular Magnetic Recording-Evolution a
nd Future”に記述されている。この方式の垂直磁気記
録媒体としては、パーマロイなどの軟磁性膜層からなる
裏打層上にＣｏＣｒ合金からなる垂直磁化膜を設けた媒
体が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】２層垂直磁気記録媒体
を用いる垂直磁気記録方式により５０Ｇｂ／ｉｎ２以上
の高密度磁気記録が可能な磁気記録再生装置を実用化す
るためには、媒体ノイズの低下が不可欠である。媒体ノ
イズは、垂直磁化膜と裏打磁性層の双方から発生してお
り、特に裏打磁性層から発生するスパイク状のノイズが
問題となっていた。このようなノイズの例は、例えばIE
EE Transaction on Magnetics, Vol.MAG-20,No.5,Septe
mber 1984,pp.663-pp.668, “Crucial Points in Perpe
ndicular Recording”に記述されている。このような問
題に対して、裏打磁性層の下部に面内磁化膜を形成する
方法が、例えば日本応用磁気学会誌，Vol.21, Supplmen
t No.S1,pp.104-108,“３層垂直媒体の高Ｓ／Ｎ化及び
記録信号の安定性”に見られるように提案されている
が、５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の高密度磁気記録が可能な磁
気記録再生装置を実用化するためには必ずしも十分では
なかった。本発明の目的は、５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の高
密度記録密度を実現するための低ノイズ特性を持つ垂直
磁気記録媒体を提供し、高密度記録再生装置の実現を容
易ならしめることにある。
を用いる垂直磁気記録方式により５０Ｇｂ／ｉｎ２以上
の高密度磁気記録が可能な磁気記録再生装置を実用化す
るためには、媒体ノイズの低下が不可欠である。媒体ノ
イズは、垂直磁化膜と裏打磁性層の双方から発生してお
り、特に裏打磁性層から発生するスパイク状のノイズが
問題となっていた。このようなノイズの例は、例えばIE
EE Transaction on Magnetics, Vol.MAG-20,No.5,Septe
mber 1984,pp.663-pp.668, “Crucial Points in Perpe
ndicular Recording”に記述されている。このような問
題に対して、裏打磁性層の下部に面内磁化膜を形成する
方法が、例えば日本応用磁気学会誌，Vol.21, Supplmen
t No.S1,pp.104-108,“３層垂直媒体の高Ｓ／Ｎ化及び
記録信号の安定性”に見られるように提案されている
が、５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の高密度磁気記録が可能な磁
気記録再生装置を実用化するためには必ずしも十分では
なかった。本発明の目的は、５０Ｇｂ／ｉｎ２以上の高
密度記録密度を実現するための低ノイズ特性を持つ垂直
磁気記録媒体を提供し、高密度記録再生装置の実現を容
易ならしめることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】低ノイズ特性を持つ垂直
磁気記録媒体を実現するために本発明では、非磁性基板
上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜及び保護潤滑膜が設
けられた垂直磁気記録媒体において、強磁性膜／非磁性
膜／強磁性膜という積層構造を少なくとも１組含み、両
強磁性膜の磁化が反平行結合している裏打磁性層を提供
する。裏打磁性層に起因するノイズは、裏打磁性層の磁
壁から発生する漏れ磁束が再生ヘッドに流入するのを防
ぐとともに、裏打磁性層中に存在する磁壁が容易に動か
ないように固定することで低減できる。
磁気記録媒体を実現するために本発明では、非磁性基板
上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜及び保護潤滑膜が設
けられた垂直磁気記録媒体において、強磁性膜／非磁性
膜／強磁性膜という積層構造を少なくとも１組含み、両
強磁性膜の磁化が反平行結合している裏打磁性層を提供
する。裏打磁性層に起因するノイズは、裏打磁性層の磁
壁から発生する漏れ磁束が再生ヘッドに流入するのを防
ぐとともに、裏打磁性層中に存在する磁壁が容易に動か
ないように固定することで低減できる。
【０００８】すなわち、本発明による垂直磁気記録媒体
は、非磁性基板上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜が設
けられた垂直磁気記録媒体において、裏打磁性層は隣接
した強磁性膜に両側を挟まれている非磁性膜を少なくと
も１層有していることを特徴とする。
は、非磁性基板上に裏打磁性層を介して垂直磁化膜が設
けられた垂直磁気記録媒体において、裏打磁性層は隣接
した強磁性膜に両側を挟まれている非磁性膜を少なくと
も１層有していることを特徴とする。
【０００９】裏打磁性層の非磁性膜はＲｕ，Ｒｈ，Ｉ
ｒ，Ｃｒ及びこれらの合金からなる群より選択された非
磁性金属膜とし、裏打磁性層の当該非磁性膜に隣接する
強磁性膜はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ及びこれらの合金からなる
群より選択された磁性膜とすることができる。裏打磁性
層の非磁性膜に隣接する２層の強磁性膜の磁化が互いに
反平行結合している。
ｒ，Ｃｒ及びこれらの合金からなる群より選択された非
磁性金属膜とし、裏打磁性層の当該非磁性膜に隣接する
強磁性膜はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ及びこれらの合金からなる
群より選択された磁性膜とすることができる。裏打磁性
層の非磁性膜に隣接する２層の強磁性膜の磁化が互いに
反平行結合している。
【００１０】本発明による磁気記録再生装置は、垂直磁
気記録媒体と、垂直磁気記録媒体を駆動する駆動手段
と、記録部と再生部とを備える磁気ヘッドと、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と、磁気
ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を
行うための信号処理手段とを備える磁気記録再生装置に
おいて、磁気記録媒体が前述の垂直磁気記録媒体である
ことを特徴とする。本発明によると、垂直媒体の裏打磁
性層起因のノイズがが大幅に低減されるため、信号のＳ
／Ｎが大幅に改善され、高記録密度の磁気記録装置が実
現できる。
気記録媒体と、垂直磁気記録媒体を駆動する駆動手段
と、記録部と再生部とを備える磁気ヘッドと、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と、磁気
ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を
行うための信号処理手段とを備える磁気記録再生装置に
おいて、磁気記録媒体が前述の垂直磁気記録媒体である
ことを特徴とする。本発明によると、垂直媒体の裏打磁
性層起因のノイズがが大幅に低減されるため、信号のＳ
／Ｎが大幅に改善され、高記録密度の磁気記録装置が実
現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 ［実施例１］直径２．５インチのガラス基板を用い、直
流マグネトロンスパッタ法によって、図１に示す断面構
造を持つ磁気記録媒体を作製した。基板４１上に、第１
層４２、第２層４３及び第３層４４の３層からなる裏打
磁性層を形成し、５ｎｍの中間下地膜（ＴｉＣｒ）５１
を介して垂直磁化膜（ＣｏＣｒＰｔ）５２を２５ｎｍ、
保護膜５３を５ｎｍの厚さでこの順序で形成した。第１
層４２及び第３層４４は、ともに３０ｎｍのＣｏからな
るものと、ともに３０ｎｍのＣｏＦｅからなるものの２
種類を作製した。第２層４３はＲｕとした。
施の形態を説明する。 ［実施例１］直径２．５インチのガラス基板を用い、直
流マグネトロンスパッタ法によって、図１に示す断面構
造を持つ磁気記録媒体を作製した。基板４１上に、第１
層４２、第２層４３及び第３層４４の３層からなる裏打
磁性層を形成し、５ｎｍの中間下地膜（ＴｉＣｒ）５１
を介して垂直磁化膜（ＣｏＣｒＰｔ）５２を２５ｎｍ、
保護膜５３を５ｎｍの厚さでこの順序で形成した。第１
層４２及び第３層４４は、ともに３０ｎｍのＣｏからな
るものと、ともに３０ｎｍのＣｏＦｅからなるものの２
種類を作製した。第２層４３はＲｕとした。
【００１２】図２及び図３はＲｕ膜厚を最適化するため
に、３層からなる裏打磁性層の磁気特性のＲｕ膜厚依存
性を調べた結果である。ただし、ここでは上下の第１層
４２及び第３層４４のＣｏ膜厚を１０ｎｍとしている。
また、磁性膜をＣｏＦｅとした場合もほとんど同じ結果
が得られた。
に、３層からなる裏打磁性層の磁気特性のＲｕ膜厚依存
性を調べた結果である。ただし、ここでは上下の第１層
４２及び第３層４４のＣｏ膜厚を１０ｎｍとしている。
また、磁性膜をＣｏＦｅとした場合もほとんど同じ結果
が得られた。
【００１３】図２に示したのは、Ｒｕ膜厚をそれぞれ
（ａ）１．４ｎｍ及び（ｂ）０．７ｎｍとしたときの、
Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ３層からなる裏打磁性層の磁化曲線で
ある。まずＲｕ膜厚が１．４ｎｍのときは、１層の強磁
性膜と同様の振舞いを示していることから２層のＣｏは
平行状態で結合していることがわかる。一方、Ｒｕ膜厚
が０．７ｎｍのときは、磁界＝０での磁化Ｍがほぼ０で
あることから、２層のＣｏは反平行状態で結合してお
り、磁化の飽和する磁界から、約２．１ｋＯｅという大
きな結合磁界が生じていることがわかった。このよう
に、Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ３層膜にはＲｕ膜厚によって平行
状態と反平行状態の場合がある。目的とする裏打磁性層
を実現するためには、Ｃｏ層が互いに反平行に結合して
いる必要があるためＲｕ膜厚を変化させて磁気特性を調
べた。その結果をまとめたものが図３である。
（ａ）１．４ｎｍ及び（ｂ）０．７ｎｍとしたときの、
Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ３層からなる裏打磁性層の磁化曲線で
ある。まずＲｕ膜厚が１．４ｎｍのときは、１層の強磁
性膜と同様の振舞いを示していることから２層のＣｏは
平行状態で結合していることがわかる。一方、Ｒｕ膜厚
が０．７ｎｍのときは、磁界＝０での磁化Ｍがほぼ０で
あることから、２層のＣｏは反平行状態で結合してお
り、磁化の飽和する磁界から、約２．１ｋＯｅという大
きな結合磁界が生じていることがわかった。このよう
に、Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ３層膜にはＲｕ膜厚によって平行
状態と反平行状態の場合がある。目的とする裏打磁性層
を実現するためには、Ｃｏ層が互いに反平行に結合して
いる必要があるためＲｕ膜厚を変化させて磁気特性を調
べた。その結果をまとめたものが図３である。
【００１４】図３（ａ）は、磁化が飽和する磁界Ｈｓの
Ｒｕ膜厚依存性である。Ｒｕ膜厚を厚くすると、Ｈｓの
極大点と極小点が交互に現れていることがわかる。これ
に対して、図３（ｂ）に示した残留磁化ＭｒのＲｕ膜厚
依存性では、Ｈｓが極小の場合Ｍｒは極大となり、Ｈｓ
が極大の場合Ｍｒは極小となっている。この２種類の領
域は、前者が図２（ａ）に対応し、後者が図２（ｂ）に
対応していることになる。
Ｒｕ膜厚依存性である。Ｒｕ膜厚を厚くすると、Ｈｓの
極大点と極小点が交互に現れていることがわかる。これ
に対して、図３（ｂ）に示した残留磁化ＭｒのＲｕ膜厚
依存性では、Ｈｓが極小の場合Ｍｒは極大となり、Ｈｓ
が極大の場合Ｍｒは極小となっている。この２種類の領
域は、前者が図２（ａ）に対応し、後者が図２（ｂ）に
対応していることになる。
【００１５】以上の結果を踏まえて、この実施例におい
てＲｕ膜厚は反平行結合領域である０．７ｎｍとした。
本実施例でのＣｏ膜厚は３０ｎｍとしたので、反平行結
合磁界（Ｈｓに相当）は約５００Ｏｅとなった。上記記
録媒体の特性を評価するため、単磁極型記録ヘッドで信
号を記録した。図４は、実験に用いた記録ヘッドと記録
媒体の概略断面図である。ただし、媒体の詳細は図示を
省略してある。記録ヘッドは主磁極６１、副磁極６２、
及び励磁コイル６３からなる。コイル６３に電流を流す
と主磁極６１が励磁され、先端部から出た記録磁束６５
は裏打磁性層６４を通って副磁極６２に入る。このとき
主磁極先端で磁束は狭い断面積中に絞り込まれているた
め、結果として強い磁界が垂直磁化膜６６に印加されて
信号に対応した磁化パターン６７を生じる。ここでは６
０ｋＦＣＩ及び６００ｋＦＩＣの２種類の信号を記録し
た。また、比較のため裏打磁性層を６０ｎｍのＣｏ単層
とした従来型の記録媒体にも同じ信号を記録した。記録
した媒体表面をＭＦＭで観察したところ、どちらの媒体
でもシャープな磁化反転が狭トラックで記録されている
ことを確認した。
てＲｕ膜厚は反平行結合領域である０．７ｎｍとした。
本実施例でのＣｏ膜厚は３０ｎｍとしたので、反平行結
合磁界（Ｈｓに相当）は約５００Ｏｅとなった。上記記
録媒体の特性を評価するため、単磁極型記録ヘッドで信
号を記録した。図４は、実験に用いた記録ヘッドと記録
媒体の概略断面図である。ただし、媒体の詳細は図示を
省略してある。記録ヘッドは主磁極６１、副磁極６２、
及び励磁コイル６３からなる。コイル６３に電流を流す
と主磁極６１が励磁され、先端部から出た記録磁束６５
は裏打磁性層６４を通って副磁極６２に入る。このとき
主磁極先端で磁束は狭い断面積中に絞り込まれているた
め、結果として強い磁界が垂直磁化膜６６に印加されて
信号に対応した磁化パターン６７を生じる。ここでは６
０ｋＦＣＩ及び６００ｋＦＩＣの２種類の信号を記録し
た。また、比較のため裏打磁性層を６０ｎｍのＣｏ単層
とした従来型の記録媒体にも同じ信号を記録した。記録
した媒体表面をＭＦＭで観察したところ、どちらの媒体
でもシャープな磁化反転が狭トラックで記録されている
ことを確認した。
【００１６】次に、この記録した信号を再生ヘッドで再
生し、Ｓ／Ｎ及び分解能の比較を行った。図５は、実験
に用いた再生ヘッドと、信号が記録された従来型の記録
媒体の断面図（ａ）及び再生信号の一例（ｂ）である。
再生に用いたのはシールド型ＧＭＲヘッドである。これ
はＧＭＲ素子７３が、８０ｎｍの間隔で設けられたシー
ルド７１，７２に挟まれる構造である。なお、記録媒体
表面（垂直磁化膜７４の表面）と再生ヘッド表面の間隔
は約３０ｎｍである。
生し、Ｓ／Ｎ及び分解能の比較を行った。図５は、実験
に用いた再生ヘッドと、信号が記録された従来型の記録
媒体の断面図（ａ）及び再生信号の一例（ｂ）である。
再生に用いたのはシールド型ＧＭＲヘッドである。これ
はＧＭＲ素子７３が、８０ｎｍの間隔で設けられたシー
ルド７１，７２に挟まれる構造である。なお、記録媒体
表面（垂直磁化膜７４の表面）と再生ヘッド表面の間隔
は約３０ｎｍである。
【００１７】裏打磁性層を持つ垂直記録媒体における再
生信号は、一般に矩形波が理想形である。ところが図５
（ｂ）の再生信号波形７８を見ると、スパイク状のノイ
ズ７９が重畳している。これは図５（ａ）に示したよう
に、裏打磁性層７６が記録パターン７５とは無関係に多
磁区構造をとり、その磁壁７７から出る静磁界に再生ヘ
ッドが応答したものと考えられる。
生信号は、一般に矩形波が理想形である。ところが図５
（ｂ）の再生信号波形７８を見ると、スパイク状のノイ
ズ７９が重畳している。これは図５（ａ）に示したよう
に、裏打磁性層７６が記録パターン７５とは無関係に多
磁区構造をとり、その磁壁７７から出る静磁界に再生ヘ
ッドが応答したものと考えられる。
【００１８】図６に、本発明を適用した媒体による評価
結果の一例を示した。図６（ｂ）に示すように、再生信
号波形７８は従来例のようなスパイク状のノイズを含ん
でおらず、ほぼ理想的な矩形波となっていることがわか
る。これは図６（ａ）に示したように、裏打磁性層の両
Ｃｏ膜７６，８０の磁化が反平行に結合しているため、
上下Ｃｏ膜中に極性の異なる磁区が生じ、結果として磁
壁７７，８１からの静磁界が打ち消しあうためと考えら
れる。このように本発明を適用した記録媒体では裏打磁
性層からのノイズを低減する効果が期待できる。
結果の一例を示した。図６（ｂ）に示すように、再生信
号波形７８は従来例のようなスパイク状のノイズを含ん
でおらず、ほぼ理想的な矩形波となっていることがわか
る。これは図６（ａ）に示したように、裏打磁性層の両
Ｃｏ膜７６，８０の磁化が反平行に結合しているため、
上下Ｃｏ膜中に極性の異なる磁区が生じ、結果として磁
壁７７，８１からの静磁界が打ち消しあうためと考えら
れる。このように本発明を適用した記録媒体では裏打磁
性層からのノイズを低減する効果が期待できる。
【００１９】次に信号のマクロな特性を比較した。表１
は、６００ｋＦＣＩの磁気記録を行なった場合のＳ／Ｎ
と、分解能を上記２種類の媒体について比較したもので
ある。Ｓ／Ｎは低記録密度での再生出力の半値と、高記
録密度（６００ＦＣＩ）でのノイズとの比を評価した。
分解能は３０ＭＨｚ（６０ｋＦＩＣ）で記録したときの
再生出力と３００ＭＨｚ（６００ｋＦＣＩ）で記録した
ときの再生出力の比率として測定した。
は、６００ｋＦＣＩの磁気記録を行なった場合のＳ／Ｎ
と、分解能を上記２種類の媒体について比較したもので
ある。Ｓ／Ｎは低記録密度での再生出力の半値と、高記
録密度（６００ＦＣＩ）でのノイズとの比を評価した。
分解能は３０ＭＨｚ（６０ｋＦＩＣ）で記録したときの
再生出力と３００ＭＨｚ（６００ｋＦＣＩ）で記録した
ときの再生出力の比率として測定した。
【００２０】
【表１】
【００２１】本実施例の磁気記録媒体はＳ／Ｎが向上し
ており、高密度磁気記録媒体として望ましいことがわか
った。また高周波で記録したときの再生信号の劣化も小
さいため、高速の記録再生に適していることが分かっ
た。本実施例で作製した磁気記録媒体を用いて、再生素
子としてＧＭＲヘッドを用いた評価を行った。その結果
面記録密度５５Ｇｂ／ｉｎ２の条件でオントラックのビ
ットエラーレート１０− ８が確保でき、高密度記録再生
装置として動作する充分な性能を持つことを確認した。
ており、高密度磁気記録媒体として望ましいことがわか
った。また高周波で記録したときの再生信号の劣化も小
さいため、高速の記録再生に適していることが分かっ
た。本実施例で作製した磁気記録媒体を用いて、再生素
子としてＧＭＲヘッドを用いた評価を行った。その結果
面記録密度５５Ｇｂ／ｉｎ２の条件でオントラックのビ
ットエラーレート１０− ８が確保でき、高密度記録再生
装置として動作する充分な性能を持つことを確認した。
【００２２】本実施例の磁気記録媒体は、比較例に比べ
てＳ／Ｎ、高周波記録特性が大幅に改善されており、高
密度磁気記録媒体として望ましいことがわかった。本実
施例で作製した磁気記録媒体を用いて、再生素子として
磁気トンネル現象を応用した高感度再生ヘッドを用いた
評価を行ったところ、面記録密度８０Ｇｂ／ｉｎ２の条
件でオントラックのビットエラーレート１０−６が確保
でき、超高密度記録再生装置として動作する性能を有し
ていることを確認した。
てＳ／Ｎ、高周波記録特性が大幅に改善されており、高
密度磁気記録媒体として望ましいことがわかった。本実
施例で作製した磁気記録媒体を用いて、再生素子として
磁気トンネル現象を応用した高感度再生ヘッドを用いた
評価を行ったところ、面記録密度８０Ｇｂ／ｉｎ２の条
件でオントラックのビットエラーレート１０−６が確保
でき、超高密度記録再生装置として動作する性能を有し
ていることを確認した。
【００２３】［実施例２］実施例１で試作した垂直磁気
記録媒体を基板の両面に成膜したディスク（図７）と、
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を用いた高感度再生素子を
持つ録再分離ヘッド（図８）を用いて図９に示す磁気記
録再生装置を作製した。磁気記録再生装置は、磁気記録
媒体（ディスク）９１と、磁気記録媒体を回転する駆動
部９２と、磁気記録部と再生部を備える磁気ヘッド９３
と、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運
動させる磁気ヘッド駆動部９４と、磁気ヘッド９３の記
録信号及び再生信号を処理する信号処理部９５と、ロー
ド／アンロード機構９６を有する周知の構成の磁気記録
再生装置である。
記録媒体を基板の両面に成膜したディスク（図７）と、
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を用いた高感度再生素子を
持つ録再分離ヘッド（図８）を用いて図９に示す磁気記
録再生装置を作製した。磁気記録再生装置は、磁気記録
媒体（ディスク）９１と、磁気記録媒体を回転する駆動
部９２と、磁気記録部と再生部を備える磁気ヘッド９３
と、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運
動させる磁気ヘッド駆動部９４と、磁気ヘッド９３の記
録信号及び再生信号を処理する信号処理部９５と、ロー
ド／アンロード機構９６を有する周知の構成の磁気記録
再生装置である。
【００２４】ディスクは、図７に断面構造を模式的に示
すように、ＮｉＡｌからなる基板２７上に、磁性膜２
６，２６′として厚さ３０ｎｍのＣｏＦｅ、非磁性膜２
５，２５′として厚さ０．７ｎｍのＲｕ、磁性膜２４，
２４′として厚さ３０ｎｍのＣｏＦｅ、非磁性中間膜２
３，２３′として厚さ３ｎｍのＴｉＣｒ、垂直磁化膜２
２，２２′として厚さ２５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ、保護膜
２１，２１′として厚さ３．５ｎｍのカーボンを積層し
た構造を有する。磁性膜２６，２６′、非磁性膜２５，
２５′及び磁性膜２４，２４′を積層した部分が裏打磁
性層に当たる。
すように、ＮｉＡｌからなる基板２７上に、磁性膜２
６，２６′として厚さ３０ｎｍのＣｏＦｅ、非磁性膜２
５，２５′として厚さ０．７ｎｍのＲｕ、磁性膜２４，
２４′として厚さ３０ｎｍのＣｏＦｅ、非磁性中間膜２
３，２３′として厚さ３ｎｍのＴｉＣｒ、垂直磁化膜２
２，２２′として厚さ２５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ、保護膜
２１，２１′として厚さ３．５ｎｍのカーボンを積層し
た構造を有する。磁性膜２６，２６′、非磁性膜２５，
２５′及び磁性膜２４，２４′を積層した部分が裏打磁
性層に当たる。
【００２５】記録ヘッドの主磁極６１におけるトラック
幅０．４μｍ、再生用のＧＭＲヘッド素子６９のトラッ
ク幅０．３２μｍ、ヘッドと媒体６６のスペーシングを
１５ｎｍとした。信号処理としてＥＥＰＲ４方式を採用
し、５５Ｇｂ／ｉｎ２の面記録密度の条件で装置を動作
させたところ、オントラックで１０−８以下のビット誤
り率が得られ、ディスク１枚あたり３５ＧＢの容量を持
つ高密度記録再生装置として動作することを確認した。
幅０．４μｍ、再生用のＧＭＲヘッド素子６９のトラッ
ク幅０．３２μｍ、ヘッドと媒体６６のスペーシングを
１５ｎｍとした。信号処理としてＥＥＰＲ４方式を採用
し、５５Ｇｂ／ｉｎ２の面記録密度の条件で装置を動作
させたところ、オントラックで１０−８以下のビット誤
り率が得られ、ディスク１枚あたり３５ＧＢの容量を持
つ高密度記録再生装置として動作することを確認した。
【００２６】［実施例３］図９に略示した磁気記録再生
装置に、異なる構成の垂直磁気記録媒体を組み込んで評
価した。図１０は、この垂直磁気記録媒体の概略断面図
である。ガラスからなる基板１０１上にＣｏ膜１０２を
４０ｎｍ、Ｒｕ膜１０３を０．７ｎｍ、Ｃｏ膜１０４を
４０ｎｍ、Ｃｏ系アモルファス強磁性膜１０５を２０ｎ
ｍ、非磁性中間層１０６を２ｎｍ、垂直磁化膜１０７と
してＣｏＣｒＰｔＢを３０ｎｍ、保護膜１０８としてカ
ーボンを３ｎｍ積層した層構成である。
装置に、異なる構成の垂直磁気記録媒体を組み込んで評
価した。図１０は、この垂直磁気記録媒体の概略断面図
である。ガラスからなる基板１０１上にＣｏ膜１０２を
４０ｎｍ、Ｒｕ膜１０３を０．７ｎｍ、Ｃｏ膜１０４を
４０ｎｍ、Ｃｏ系アモルファス強磁性膜１０５を２０ｎ
ｍ、非磁性中間層１０６を２ｎｍ、垂直磁化膜１０７と
してＣｏＣｒＰｔＢを３０ｎｍ、保護膜１０８としてカ
ーボンを３ｎｍ積層した層構成である。
【００２７】この垂直磁気記録媒体は、Ｃｏ膜１０２か
らＣｏ系アモルファス強磁性膜１０５の部分が裏打磁性
層として機能する部分であり、Ｃｏ系アモルファス強磁
性膜を裏打ち層の一部に用いることで垂直磁化膜の結晶
配向性を改善している点で実施例１で説明した垂直磁気
記録媒体と異なる。ここでＣｏ系アモルファス強磁性膜
としてはＣｏＺｒＴａを用いた。この場合の特性はＳ／
Ｎ＝２６ｄＢ、分解能＝１３％で、表１に示した記録媒
体よりさらに特性が向上していることが確認された。
らＣｏ系アモルファス強磁性膜１０５の部分が裏打磁性
層として機能する部分であり、Ｃｏ系アモルファス強磁
性膜を裏打ち層の一部に用いることで垂直磁化膜の結晶
配向性を改善している点で実施例１で説明した垂直磁気
記録媒体と異なる。ここでＣｏ系アモルファス強磁性膜
としてはＣｏＺｒＴａを用いた。この場合の特性はＳ／
Ｎ＝２６ｄＢ、分解能＝１３％で、表１に示した記録媒
体よりさらに特性が向上していることが確認された。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、垂直磁気記録媒体の媒
体Ｓ／Ｎを大幅に改善することができ、この結果高速で
高密度磁気記録が可能な磁気ディスク装置の実現が可能
となる、特に５０Ｇｂ／ｉｎ２を超える高密度磁気記録
が可能となり、装置の小型化や大容量化ひいてはディス
ク枚数低減による低価格化が容易になる。
体Ｓ／Ｎを大幅に改善することができ、この結果高速で
高密度磁気記録が可能な磁気ディスク装置の実現が可能
となる、特に５０Ｇｂ／ｉｎ２を超える高密度磁気記録
が可能となり、装置の小型化や大容量化ひいてはディス
ク枚数低減による低価格化が容易になる。
【図１】本発明による垂直磁気記録媒体の一例の構造を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図２】裏打磁性層の磁気特性の一例を示す図。
【図３】裏打磁性層の磁気特性のＲｕ膜厚依存性を示す
図。
図。
【図４】単磁極型記録ヘッドと磁気記録媒体の概略断面
図。
図。
【図５】従来例の再生ヘッドと磁気記録媒体の断面図及
び再生波形を示す図。
び再生波形を示す図。
【図６】本発明による再生ヘッドと磁気記録媒体の断面
図及び再生波形の一例を示す図。
図及び再生波形の一例を示す図。
【図７】本発明による垂直磁気記録媒体の一例の概略断
面図。
面図。
【図８】単磁極型記録ヘッドとＧＭＲ再生ヘッド及び磁
気記録媒体の概略断面図。
気記録媒体の概略断面図。
【図９】磁気記録再生装置の概略構成図。
【図１０】本発明による垂直磁気記録媒体の他の例を示
す概略断面図。
す概略断面図。
２１，２１′…保護膜、２２，２２’…垂直磁化膜、２
３，２３′…非磁性中間膜、２４，２４’…磁性膜、２
５，２５′…非磁性膜、２６，２６’…磁性膜、２７…
基板、４１…基板、４２…磁性膜、４３…非磁性膜、４
４…磁性膜、５１…非磁性中間膜、５２…垂直磁化膜、
５３…保護膜、６１…主磁極、６２…副磁極、６３…励
磁コイル、６４…裏打磁性層、６５…記録磁界、６６…
硬磁性垂直磁化膜、６７…記録磁化、６９…ＧＭＲ再生
素子、７１，７２…シールド、７３…ＧＭＲ再生素子、
７４…記録媒体、７５…記録磁化、７６…裏打磁性層、
７７…裏打磁性層に入った磁壁、７８…再生信号波形、
７９…スパイク状のノイズ、８０…裏打磁性層の第二の
Ｃｏ膜、８１…第二のＣｏ膜に入った磁壁、９１…磁気
記録媒体、９２…磁気記録媒体駆動部、９３…磁気ヘッ
ド、９４…磁気ヘッド駆動部、９５…信号処理部、９６
…ロード／アンロード機構、１０１…基板、１０２…強
磁性膜、１０３…非磁性膜、１０４…強磁性膜、１０５
…アモルファス強磁性膜、１０６…非磁性中間膜、１０
７…垂直磁化膜、１０８…保護膜
３，２３′…非磁性中間膜、２４，２４’…磁性膜、２
５，２５′…非磁性膜、２６，２６’…磁性膜、２７…
基板、４１…基板、４２…磁性膜、４３…非磁性膜、４
４…磁性膜、５１…非磁性中間膜、５２…垂直磁化膜、
５３…保護膜、６１…主磁極、６２…副磁極、６３…励
磁コイル、６４…裏打磁性層、６５…記録磁界、６６…
硬磁性垂直磁化膜、６７…記録磁化、６９…ＧＭＲ再生
素子、７１，７２…シールド、７３…ＧＭＲ再生素子、
７４…記録媒体、７５…記録磁化、７６…裏打磁性層、
７７…裏打磁性層に入った磁壁、７８…再生信号波形、
７９…スパイク状のノイズ、８０…裏打磁性層の第二の
Ｃｏ膜、８１…第二のＣｏ膜に入った磁壁、９１…磁気
記録媒体、９２…磁気記録媒体駆動部、９３…磁気ヘッ
ド、９４…磁気ヘッド駆動部、９５…信号処理部、９６
…ロード／アンロード機構、１０１…基板、１０２…強
磁性膜、１０３…非磁性膜、１０４…強磁性膜、１０５
…アモルファス強磁性膜、１０６…非磁性中間膜、１０
７…垂直磁化膜、１０８…保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 一広 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB02 BB07 BB08 CA01 DA03 DA08 FA09
Claims (4)
- 【請求項１】 非磁性基板上に裏打磁性層を介して垂直
磁化膜が設けられた垂直磁気記録媒体において、前記裏
打磁性層は隣接した強磁性膜に両側を挟まれている非磁
性膜を少なくとも１層有していることを特徴とする垂直
磁気記録媒体。 - 【請求項２】 請求項１記載の垂直磁気記録媒体におい
て、前記裏打磁性層の非磁性膜がＲｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃ
ｒ及びこれらの合金からなる群より選択された非磁性金
属膜であり、前記裏打磁性層の当該非磁性膜に隣接する
強磁性膜がＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅ及びこれらの合金からなる
群より選択された磁性膜であることを特徴とする垂直磁
気記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体
において、前記裏打磁性層の非磁性膜に隣接する２層の
強磁性膜の磁化が互いに反平行結合していることを特徴
とする垂直磁気記録媒体。 - 【請求項４】 垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録
媒体を駆動する駆動手段と、記録部と再生部とを備える
磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対
して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドへの信号入
力と前記磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための信
号処理手段とを備える磁気記録再生装置において、 前記磁気記録媒体は請求項１〜３のいずれか１項記載の
垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151279A JP3350512B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
| US09/861,568 US6926974B2 (en) | 2000-05-23 | 2001-05-22 | Perpendicular magnetic recording medium and magnetic storage apparatus |
| US11/103,594 US7348078B2 (en) | 2000-05-23 | 2005-04-12 | Perpendicular magnetic recording medium and magnetic storage apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151279A JP3350512B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001331920A true JP2001331920A (ja) | 2001-11-30 |
| JP3350512B2 JP3350512B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=18656864
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000151279A Expired - Fee Related JP3350512B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
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|---|---|
| US (2) | US6926974B2 (ja) |
| JP (1) | JP3350512B2 (ja) |
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| US7166375B2 (en) | 2000-12-28 | 2007-01-23 | Showa Denko K.K. | Magnetic recording medium utilizing a multi-layered soft magnetic underlayer, method of producing the same and magnetic recording and reproducing device |
| JP2008198316A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Fujitsu Ltd | 垂直磁気記録媒体、その製造方法及び磁気記録装置 |
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