JP2001351226A - Magnetic recording medium, method for producing the same and magnetic recorder - Google Patents

Magnetic recording medium, method for producing the same and magnetic recorder

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JP2001351226A
JP2001351226A JP2000175558A JP2000175558A JP2001351226A JP 2001351226 A JP2001351226 A JP 2001351226A JP 2000175558 A JP2000175558 A JP 2000175558A JP 2000175558 A JP2000175558 A JP 2000175558A JP 2001351226 A JP2001351226 A JP 2001351226A
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JP
Japan
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magnetic
recording medium
film
magnetic recording
underlayer
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Application number
JP2000175558A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
博之 鈴木
Hiroyuki Kataoka
宏之 片岡
Yotsuo Yaku
四男 屋久
Yuzuru Hosoe
譲 細江
Akira Ishikawa
石川  晃
Takashi Naito
内藤  孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnetic recording medium, which ensures low noise, low thermal fluctuations and low thermal demagnetization by making the grains of a magnetic film fine and suppressing the dispersion of the size and to provide a magnetic recorder, which attains ultrahigh density recording at exceeding 20 Gb/in2. SOLUTION: In the magnetic recording medium obtained by forming a first under film comprising a chromium-base nonmagnetic material, a second under film contains inorganic compounds, a cobalt-base magnetic film and a protective film in this order on a substrate, the second under film forms an underlayer containing a first oxide, comprising an oxide containing at least one element selected from nickel, cobalt and magnesium as the principal component or an antiferromagnetic Cr-base alloy and a second oxide comprising an oxide containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum and zinc as the principal component.

Description

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

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

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

【0004】磁気ヘッドの低浮上化に伴う表面平坦化と
磁気ヘッド停止時のヘッド粘着現象の回避の両立の為
に、ディスクの回転停止時にディスク外にヘッドを待避
することにより、ヘッドがディスクへ粘着することを防
止する機構を装備した装置が、特開平11−11093
3号公報に提案されている。この機構は、ロード/アン
ロード機構と呼ばれており、この機構を採用することに
より、磁気ヘッドの低浮上化と粘着防止を両立すること
ができる。しかし、この機構を採用した場合、磁気ヘッ
ドスライダーを磁気ディスク上に乗せる(ロードする)場
合、あるいは、磁気ディスク上から引き離す(アンロー
ドする)場合に、高速回転する磁気ディスクと磁気ヘッ
ドスライダーが接触する為、これを考慮した信頼性の設
計が必要となる。
In order to achieve both flattening of the surface due to the low flying height of the magnetic head and avoidance of the head sticking phenomenon at the time of stopping the magnetic head, the head is retracted to the outside of the disk when the rotation of the disk is stopped. An apparatus equipped with a mechanism for preventing sticking is disclosed in JP-A-11-11093.
No. 3 proposes this. This mechanism is called a load / unload mechanism, and by adopting this mechanism, it is possible to achieve both low flying height of the magnetic head and prevention of adhesion. However, when this mechanism is adopted, when the magnetic head slider is placed (loaded) on the magnetic disk, or when it is separated from the magnetic disk (unloaded), the magnetic disk rotating at high speed and the magnetic head slider come into contact with each other. Therefore, it is necessary to design reliability considering this.

【0005】また、特開平6−267053号公報に記
載のように、コンタクト・スタート・ストップ(CS
S)特性の優れた磁気記録媒体として基板上にCo合金
磁性薄膜を有する磁気記録媒体に於いて、基板と磁性膜
の間に5nm〜500nmの範囲の膜厚を有する金属、
半金属または半導体の酸化物薄膜が形成され、尚、且
つ、この酸化物の一部が還元されていることを特徴とす
る磁気記録媒体が開示されている。ここで、例えば、A
l、Zn、Co、Ni、Mgの酸化物を用いることが提
案されている。磁気ディスク媒体で20Gb/inch2
を超える記録密度を実現する為には、保磁力を増大させ
ることに加え、磁性膜の磁化反転が生じる単位を小さく
しなければならない。その為には、磁性膜を構成する磁
性粒のサイズを微細化することが必要である。更に、磁
性粒のサイズの微細化と同時に、そのサイズの分布を均
一にすることが、熱揺らぎの観点から重要となってきて
いる。
Also, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-267053, a contact start / stop (CS
S) In a magnetic recording medium having a Co alloy magnetic thin film on a substrate as a magnetic recording medium having excellent characteristics, a metal having a thickness between 5 nm and 500 nm between the substrate and the magnetic film;
There is disclosed a magnetic recording medium in which a semi-metallic or semiconductor oxide thin film is formed, and a part of the oxide is reduced. Here, for example, A
It has been proposed to use oxides of l, Zn, Co, Ni and Mg. 20Gb / inch2 for magnetic disk media
In order to realize a recording density exceeding the above, in addition to increasing the coercive force, it is necessary to reduce the unit in which the magnetization reversal of the magnetic film occurs. For that purpose, it is necessary to reduce the size of the magnetic grains constituting the magnetic film. Further, it has become important from the viewpoint of thermal fluctuation to make the size distribution of the magnetic grains fine and to make the size distribution uniform at the same time.

【0006】磁性膜中の磁性粒のサイズ及びそのサイズ
の分布を制御する為の方法として、特公平4−1684
8号公報(特開昭62−257618号公報、USP4
652499号)に記載のような磁性膜の下地膜を設け
ることも提案されている。また、特開平11−9653
4号公報に記載のように基板上に、その主成分がクロム
である非磁性材料である第1の下地膜、ネール温度が少
なくとも60℃である体心立方構造の反強磁性材料から
なり、且つ、該材料の結晶格子を前記第1の下地膜の体
心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の(10
0)面の格子の一辺が後者の(100)面の格子の対角線
の長さと略一致し、従って前記第1の下地膜上にエピタ
キシャル成長することが可能である第2の下地膜、そし
てその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜
を順次設けてなることを特徴とする磁気記録媒体が提案
されている。
[0006] As a method for controlling the size of the magnetic grains in the magnetic film and the distribution of the size, Japanese Patent Publication No. 4-16884 discloses a method.
No. 8 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-257618, US Pat.
It has also been proposed to provide a base film of a magnetic film as described in Japanese Patent No. 652499). Also, JP-A-11-9653
No. 4, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4 (1999) -2002, a first underlayer made of a nonmagnetic material whose main component is chromium, a body-centered cubic antiferromagnetic material having a Neel temperature of at least 60 ° C., Further, when the crystal lattice of the material is compared with the crystal lattice of the body-centered cubic structure of the first underlayer, the former (10)
One side of the lattice of the (0) plane is substantially equal to the length of the diagonal line of the lattice of the (100) plane, and therefore, the second underlayer that can be epitaxially grown on the first underlayer, and its main layer. There has been proposed a magnetic recording medium characterized by sequentially providing a recording film made of a magnetic material whose component is cobalt.

【0007】更にダイジェスツ オブ インターマグ99
(Digests of INTERMAG 99, 1999 IEEE INTERNATIONAL
MAGNETICS CONFERENCE DIGESTS OF TECHNICAL PAPERS,
IEEECatalog Number: 99CH36359, ISBN:0-7803-5555-5)
の発表番号DR−01では、NiAl下地膜上にCr
Mn合金膜を形成し、その後、CoCrPt合金磁性膜、
更にCrMn保護膜を形成した積層膜が示されている。
NiAl下地膜上にCrMn合金膜を形成後、CoC
rPt合金磁性膜を形成した場合、CoCrPt合金膜
の結晶粒径は16nm程度であった。この平均結晶粒径
は、NiAl下地膜上にCr膜を形成後、CoCrPt
合金磁性膜を形成した場合の21nmに比べ小さい。し
かしながら、磁性膜の保磁力は、その後の熱処理に大き
く依存しており、磁性膜の結晶粒径の分散は、NiAl
下地膜とCoCrPt合金磁性膜の間に形成するCrM
n合金膜の厚さや、その後の熱処理に大きく依存してい
ると考えられる。
Further, Digests of Intermag 99
(Digests of INTERMAG 99, 1999 IEEE INTERNATIONAL
MAGNETICS CONFERENCE DIGESTS OF TECHNICAL PAPERS,
(IEEECatalog Number: 99CH36359, ISBN: 0-7803-5555-5)
Announcement number DR-01 indicates that a Cr
Forming a Mn alloy film, then a CoCrPt alloy magnetic film,
Further, a laminated film on which a CrMn protective film is formed is shown.
After forming a CrMn alloy film on a NiAl underlayer, CoC
When the rPt alloy magnetic film was formed, the crystal grain size of the CoCrPt alloy film was about 16 nm. This average crystal grain size is determined by forming CoCrPt after forming a Cr film on a NiAl base film.
It is smaller than 21 nm when an alloy magnetic film is formed. However, the coercive force of the magnetic film largely depends on the subsequent heat treatment, and the dispersion of the crystal grain size of the magnetic film is NiAl.
CrM formed between underlayer and CoCrPt alloy magnetic film
It is considered that the thickness largely depends on the thickness of the n-alloy film and the subsequent heat treatment.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、磁
気ディスク媒体を構成する磁性膜の結晶粒径の分布の制
御に限度があり、磁性膜中に微細な結晶粒と粗大な結晶
粒が共存していた。この様な磁性膜では、情報を記録す
る場合に、周囲の磁性粒からの漏洩磁界の影響を受けた
り、逆に、大きな磁性結晶粒が相互作用を与えることに
より、20Gb/inch2を超える高密度記録を行な
う場合、安定した信号の再生が行なえない場合があっ
た。
In the above prior art, there is a limit to the control of the crystal grain size distribution of the magnetic film constituting the magnetic disk medium, and fine and coarse crystal grains coexist in the magnetic film. Was. In such a magnetic film, when information is recorded, the magnetic film is affected by the leakage magnetic field from the surrounding magnetic grains, or conversely, the large magnetic crystal grains interact with each other, so that the high density exceeding 20 Gb / inch2 is obtained. When performing recording, there were cases where stable signal reproduction could not be performed.

【0009】そこで、本発明の第1の目的は、磁性膜中
の磁性粒径を微細化することにより、ノイズの小さい高
性能な磁気記録媒体を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a high-performance magnetic recording medium with small noise by reducing the magnetic particle size in a magnetic film.

【0010】本発明の第2の目的は、磁性粒径の分布を
小さく制御することにより、低熱揺らぎ、並びに低熱減
磁の磁気記録媒体を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having low thermal fluctuation and low thermal demagnetization by controlling the distribution of magnetic particle diameters to be small.

【0011】本発明の第3の目的は、磁性膜の結晶配向
性を制御することにより、高密度記録に適した磁気記録
媒体を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a magnetic recording medium suitable for high-density recording by controlling the crystal orientation of a magnetic film.

【0012】更に、本発明の第4の目的は、このような
磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
Further, a fourth object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a magnetic recording medium.

【0013】本発明の第5の目的は、20Gb/inc
h2を超える高密度記録の可能な大容量の磁気記録装置
を提供することにある。
[0013] A fifth object of the present invention is to provide a 20 Gb / inc.
An object of the present invention is to provide a large-capacity magnetic recording device capable of high-density recording exceeding h2.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的は、
基板と、該基板上に形成され、その主成分がクロムであ
る非磁性材料からなる第1の下地膜と、添加元素として
Mn、Re、Ru、Rhから選ばれる少なくとも1種の
元素を含むCr基合金と無機化合物からなる第2の下地
膜と、この上にコバルトを主成分とする磁性膜を形成
し、更に保護膜をこの順に形成した磁気記録媒体に於い
て、前記第2の下地膜に含まれている無機化合物が、珪
素、アルミニウム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選
ばれた少なくとも1種類の元素を主成分として含む酸化
物とすることにより実現できる。あるいは第2の下地膜
として、ニッケル、コバルト、マグネシウムから選ばれ
る少なくとも一元素を主成分として含む酸化物からなる
第1の酸化物と、珪素、アルミニウム、チタン、タンタ
ル、亜鉛の内より選ばれた少なくとも1種類の元素を主
成分として含む酸化物からなる第2の酸化物とを含む膜
を形成することによっても第1の目的を実現できる。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to:
A substrate, a first base film formed on the substrate and made of a nonmagnetic material whose main component is chromium, and Cr containing at least one element selected from Mn, Re, Ru, and Rh as an additive element In a magnetic recording medium in which a second base film made of a base alloy and an inorganic compound, a magnetic film mainly containing cobalt is formed thereon, and a protective film is formed in this order, the second base film Can be realized by using an oxide containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum and zinc as a main component. Alternatively, as the second base film, a first oxide made of an oxide containing at least one element selected from nickel, cobalt, and magnesium as a main component and silicon, aluminum, titanium, tantalum, and zinc are selected. The first object can also be achieved by forming a film containing a second oxide composed of an oxide containing at least one element as a main component.

【0015】ここで、炭素を主成分とする保護膜を磁性
膜上に更に形成することが耐摺動信頼性を高める上で好
ましい。
Here, it is preferable to further form a protective film containing carbon as a main component on the magnetic film in order to improve the sliding resistance.

【0016】また、多結晶からなる前記無機化合物を含
有する第2の下地膜に於いて、珪素、アルミニウム、チ
タン、タンタル、亜鉛の内より選ばれた少なくとも1種
類の元素を主成分として含む酸化物の濃度が第2の下地
膜の結晶粒界に高く存在する磁気記録媒体を形成するこ
とにより磁性層の結晶粒径と結晶配向性を同時に制御で
きる。
Further, in the second undercoating film containing the polycrystalline inorganic compound, an oxide containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum and zinc as a main component is provided. By forming a magnetic recording medium in which the concentration of the substance is high at the crystal grain boundary of the second underlayer, the crystal grain size and crystal orientation of the magnetic layer can be controlled simultaneously.

【0017】磁性膜を構成する結晶の平均粒径<d>が、
7nm以上、より好ましくは10nm以上15nm以下
であり、結晶粒径の標準偏差σと平均粒径<d>の比σ/<
d>が0.28以下となるような膜は、上記の結晶粒径と
結晶配向性を同時に制御した積層下地膜により実現でき
る。ここで磁性膜を構成する結晶の平均粒径<d>は、以
下の方法により算出した。すなわち、実施例1で後述す
る方法で透過電子顕微鏡観察用試料を作製した。200
個以上の結晶粒観察を行ない、各結晶粒の面積を求め、
これと等しくなる円の直径dを結晶粒の直径として求め
た。そして、観察した全ての結晶粒のdの値の算術平均
値<d>を平均結晶粒径とした。また、結晶粒径の標準偏
差σの自乗は平均粒径<d>を算出する際に用いた各結晶
粒径と平均粒径<d>の差分について自乗和をとり算出し
た。
The average particle diameter <d> of the crystal constituting the magnetic film is
7 nm or more, more preferably 10 nm or more and 15 nm or less, and the ratio σ / <of the standard deviation σ of the crystal grain size to the average grain size <d>.
A film in which d> 0.28 or less can be realized by a laminated base film in which the crystal grain size and the crystal orientation are controlled simultaneously. Here, the average particle diameter <d> of the crystal constituting the magnetic film was calculated by the following method. That is, a sample for transmission electron microscope observation was prepared by the method described later in Example 1. 200
Observe more than one crystal grain, find the area of each crystal grain,
The diameter d of the circle that is equal to this was determined as the diameter of the crystal grain. Then, the arithmetic average value <d> of the values of d of all the observed crystal grains was defined as the average crystal grain size. The square of the standard deviation σ of the crystal grain size was calculated by taking the sum of the squares of the difference between each crystal grain size used in calculating the average grain size <d> and the average grain size <d>.

【0018】磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対的
な走行方向に磁界を印加して測定した保磁力が240k
A/m以上350kA/m以下であれば、高密度磁気記録
に適した磁気記録媒体を提供できる。ここで保磁力は、
25℃で1,040kA/mの最大磁界を印加して、試料
振動型磁力計により測定した。前述したような第2の下
地膜を用いることで低ノイズ化と熱揺らぎによる再生出
力の経時変化が低減でき、本発明の第2の目的が達成で
きる。
The coercive force measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium is 240 k
If it is not less than A / m and not more than 350 kA / m, a magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording can be provided. Where the coercivity is
A maximum magnetic field of 1,040 kA / m was applied at 25 ° C., and measurement was performed with a sample vibration type magnetometer. By using the second underlayer as described above, it is possible to reduce the noise and reduce the temporal change of the reproduction output due to the thermal fluctuation, thereby achieving the second object of the present invention.

【0019】このような磁気記録媒体の第2の下地膜上
に磁性膜を形成する場合、ニッケル、コバルト、マグネ
シウムから選ばれる少なくとも1種類の元素を主成分と
して含む酸化物からなる無機化合物膜中の結晶粒上に最
密六方充填(hcp)構造を有する磁性膜をエピタキシ
ャル成長させることも可能であるので、本発明の第3の
目的が達成できる。
When a magnetic film is formed on the second underlayer of such a magnetic recording medium, an inorganic compound film composed of an oxide containing at least one element selected from nickel, cobalt and magnesium as a main component is used. Since it is also possible to epitaxially grow a magnetic film having a close-packed hexagonal filling (hcp) structure on the crystal grains of the present invention, the third object of the present invention can be achieved.

【0020】第2の下地膜の結晶粒界には、珪素、アル
ミニウム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選ばれた少
なくとも1種類の元素を主成分として含む酸化物が優位
的に析出する。磁性膜は、第2の下地膜中の結晶粒上に
エピタキシャル成長し、第2の下地膜中の粒界部分で
は、磁性膜のエピタキシャル成長が阻害される場合があ
る。このように、磁性膜の成長様式が、第2の下地膜の
結晶粒上と結晶粒界上とで異なる為、その上に形成する
磁性膜の結晶配向性や組織を制御できる。第2の下地膜
における結晶粒のサイズは、ターゲットに添加する無機
化合物の組成を変更することにより容易に制御できる。
An oxide containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum, and zinc as a main component is predominantly precipitated at the crystal grain boundary of the second underlayer. The magnetic film grows epitaxially on crystal grains in the second underlayer, and epitaxial growth of the magnetic film may be hindered at grain boundaries in the second underlayer. As described above, since the growth mode of the magnetic film is different between the crystal grains of the second base film and the crystal grain boundaries, the crystal orientation and structure of the magnetic film formed thereon can be controlled. The size of the crystal grains in the second base film can be easily controlled by changing the composition of the inorganic compound added to the target.

【0021】このような第2の下地膜を形成する為に、
ネール温度が少なくとも80℃以上であり、NaCl型
構造或いは体心立方(bcc)構造をとる反強磁性材料
と非磁性酸化物を混合して焼結したターゲットを用いる
ことも可能である。ネール温度が少なくとも80℃以上
であり、 NaCl型構造或いは体心立方構造をとる反
強磁性材料として、(1)ニッケルとコバルトから選ばれ
る少なくとも一つの元素を含む酸化物あるいは(2)Cr
に添加元素としてMn、Re、Ru、Rhから選ばれる
少なくとも1種の元素を添加した合金を用いることが好
ましい。
In order to form such a second underlayer,
It is also possible to use a target having a Neel temperature of at least 80 ° C. or higher and a mixture of an antiferromagnetic material having a NaCl type structure or a body-centered cubic (bcc) structure and a nonmagnetic oxide and sintered. Neel temperature is at least 80 ° C., and as an antiferromagnetic material having a NaCl type structure or a body-centered cubic structure, (1) an oxide containing at least one element selected from nickel and cobalt or (2) Cr
It is preferable to use an alloy in which at least one element selected from Mn, Re, Ru, and Rh is added as an additional element.

【0022】Mn、Re、Ru、Rhから選ばれる元素
をCrに少量添加するだけでネール温度が80℃を超え
る反強磁性体を形成できる。すなわち、Crに対して5
0at.%程度までMnを単独で添加するとネール点は
800K程度ある。よって、Crに対してMnを添加す
る場合、その添加濃度は0.4at.%以上50at.%
以下であることが好ましい。Crに対してReを単独で
添加する場合、0.5at.%以上添加するとネール温度
が80℃(353K)を超える反強磁性体を形成できる。
しかしながら、18at.%を超えてCrに対してRe
を単独で添加するとネール温度が80℃(353K)以下
に低下する。Crに対してReを単独で添加する場合、
添加量は0.5at.%以上18at.%以下とすることが
好ましい。Crに対してRuを単独で添加する場合、
0.2at.%以上添加するとネール温度が80℃(35
3K)を超える反強磁性体を形成できる。 Crに対して
14at.%を超えてRuを単独で添加するとネール温
度が80℃(353K)以下となる。よって、Crに対し
てRuを単独で添加する場合、添加量は0.5at.%以
上14at.%以下とすることが好ましい。Crに対し
てRhを単独で添加する場合、0.2at.%以上添加す
るとネール温度が80℃(353K)を超える反強磁性体
を形成できる。これらの添加元素に対するネール温度の
変化は、W.C.Koehlerらによるフィジカル・レビュー1
51巻1966年405ページ[Phys.Rev. 151(1966)40
5-413.]やY. HamaguchiとN. Kunitomiによるジャーナル
・オブ・ザ・フィジカル・ソサイアティー・オブ・ジャ
パン19巻1964年1849ページ[J. Phys. Soc. J
apan 19(1964)1849-1856.]にも示されている。
An antiferromagnetic material having a Neel temperature exceeding 80 ° C. can be formed only by adding a small amount of an element selected from Mn, Re, Ru, and Rh to Cr. That is, 5 for Cr
When Mn is added alone up to about 0 at.%, The Neel point is about 800K. Therefore, when Mn is added to Cr, the addition concentration is 0.4 at.% Or more and 50 at.%.
The following is preferred. When Re is added alone to Cr, if 0.5 at.% Or more is added, an antiferromagnetic material having a Neel temperature exceeding 80 ° C. (353 K) can be formed.
However, over 18 at.
Alone, the Neel temperature drops below 80 ° C. (353 K). When Re is added alone to Cr,
It is preferable that the addition amount be 0.5 at.% Or more and 18 at.% Or less. When adding Ru alone to Cr,
When 0.2 at.% Or more is added, the Neel temperature becomes 80 ° C. (35%).
An antiferromagnetic material exceeding 3K) can be formed. When Ru alone is added in excess of 14 at.% With respect to Cr, the Neel temperature becomes 80 ° C. (353 K) or less. Therefore, when Ru is solely added to Cr, the addition amount is preferably 0.5 at.% Or more and 14 at.% Or less. When Rh alone is added to Cr, an antiferromagnetic material having a Neel temperature exceeding 80 ° C. (353 K) can be formed if 0.2 at.% Or more is added. The change in Neel temperature for these additional elements is described in Physical Review 1 by WC Koehler et al.
51, 1966, p. 405 [Phys. Rev. 151 (1966) 40
5-413.], Y. Hamaguchi and N. Kunitomi, Journal of the Physical Society of Japan, 1964, 1964, p. 1849 [J. Phys. Soc. J
apan 19 (1964) 1849-1856.].

【0023】このような反強磁性体と非磁性体が混合し
たターゲットを用いると、二源以上の多源同時スパッタ
することなく、反強磁性と非磁性体が混合した無機化合
物からなる下地膜が形成できる。多結晶で構成される反
強磁性体に非磁性体が固溶しにくい場合、反強磁性体の
結晶粒界に非磁性体が析出する。反強磁性体の固溶限を
超えて非磁性体を添加すれば、反強磁性体に固溶されな
い非磁性体が、多結晶で構成される反強磁性体の粒界に
析出する。ここで非磁性体として、珪素、アルミニウ
ム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選ばれた少なくと
も1種類の元素Mを主成分として含む酸化物を選択す
る。これらの非磁性体をCr基合金からなる反強磁性体
に添加すると、Cr基合金からなる反強磁性体の結晶内
部に含有されるMの濃度に比べ、反強磁性体の結晶粒界
におけるMの濃度が高くなることが明らかになった。
When such a target in which an antiferromagnetic material and a nonmagnetic material are mixed is used, a base film made of an inorganic compound in which an antiferromagnetic material and a nonmagnetic material are mixed can be formed without simultaneous sputtering of two or more sources. Can be formed. If the non-magnetic material is hardly dissolved in the polycrystalline anti-ferromagnetic material, the non-magnetic material precipitates at the crystal grain boundary of the anti-ferromagnetic material. If the non-magnetic substance is added beyond the solid solubility limit of the anti-ferromagnetic substance, the non-magnetic substance which is not dissolved in the anti-ferromagnetic substance precipitates at the grain boundary of the poly-crystalline anti-ferromagnetic substance. Here, as the nonmagnetic material, an oxide containing at least one element M selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum and zinc as a main component is selected. When these nonmagnetic materials are added to an antiferromagnetic material made of a Cr-based alloy, the concentration of M in the crystal grain boundary of the antiferromagnetic material is smaller than the concentration of M contained in the crystal of the antiferromagnetic material made of the Cr-based alloy. It was found that the concentration of M was increased.

【0024】第2の下地膜の主成分として、ニッケル、
コバルト、マグネシウムから選ばれる少なくとも1種類
の元素を含む第1の酸化物を主成分とする結晶粒を母相
とすることも可能である。この母相が多結晶で構成さ
れ、上記Mを含む第二相を膜面内で粒界に析出できる様
にすれば、濃度揺らぎを生じる母相は反強磁性に限定さ
れない。膜面内でこの様な濃度揺らぎが生じれば、第2
の下地膜の結晶粒径が容易に制御できる。磁性膜の膜厚
が第2の下地膜に比べ厚過ぎなければ、第2の下地膜の
結晶粒径を反映して磁性膜の結晶粒が制御できることが
明らかになった。
Nickel, as a main component of the second underlayer,
It is also possible to use, as a mother phase, crystal grains mainly composed of a first oxide containing at least one element selected from cobalt and magnesium. If this mother phase is made of polycrystal and the second phase containing M can be precipitated at the grain boundary in the film plane, the mother phase that causes concentration fluctuation is not limited to antiferromagnetic. If such a concentration fluctuation occurs in the film plane, the second
The crystal grain size of the underlayer can be easily controlled. It has been found that if the thickness of the magnetic film is not too thick compared to the second underlayer, the crystal grains of the magnetic film can be controlled by reflecting the crystal grain size of the second underlayer.

【0025】これらの無機化合物を下地膜に用いた磁気
記録媒体を磁気記憶装置に組み込み稼動した場合、実機
稼動時の最高温度が70℃近くになる。この様な高温で
も再生出力の経時変化を低減する効果を得る為には、ネ
ール温度が少なくとも80℃以上である反強磁性材料を
ターゲットに混合する必要がある。ターゲット原材料に
用いる材料のネール温度と、実機稼動時の最高温度に差
があるのは、以下の理由による。反強磁性と非磁性が混
合した下地膜を形成した時に、必ずしも下地膜に含まれ
る反強磁性体のネール温度がターゲット原材料の反強磁
性体のネール温度と等しくならない。これは、主として
反強磁性体となる部分にも若干非磁性酸化物を形成する
元素が含有される為であると考えられる。この様なスパ
ッタターゲットを用い、薄膜を形成することによって
も、本発明の第4の目的は達成される。
When a magnetic recording medium using such an inorganic compound as a base film is incorporated in a magnetic storage device and operated, the maximum temperature during operation of the actual machine is close to 70 ° C. In order to obtain the effect of reducing the temporal change of the reproduction output even at such a high temperature, it is necessary to mix an antiferromagnetic material having a Neel temperature of at least 80 ° C. or more into the target. The difference between the nail temperature of the material used as the target raw material and the maximum temperature during operation of the actual machine is as follows. When a base film in which antiferromagnetism and nonmagnetism are mixed is formed, the Neel temperature of the antiferromagnetic material included in the base film is not necessarily equal to the Neel temperature of the antiferromagnetic material of the target raw material. This is presumably because the element which forms the non-magnetic oxide is slightly contained in the portion which becomes the antiferromagnetic material. The fourth object of the present invention can also be achieved by forming a thin film using such a sputter target.

【0026】基板には直径65mm、厚さ0.635m
mのアルミノシリケート基板を用いた。基板はソーダガ
ラス等でも良く、基板表面を化学強化処理してあること
が信頼性を高める上で望ましい。前記ガラス基板の他、
珪素基板等の剛体基板も用いられる。基板の外径も65
mmに限定されるものではない。この様な基板を洗浄
後、真空に引き、Crを主成分とする第1の下地膜を形
成後、加熱し、高周波スパッタ法で上記第2の下地膜を
形成した。
The substrate has a diameter of 65 mm and a thickness of 0.635 m.
m aluminosilicate substrate was used. The substrate may be soda glass or the like, and it is desirable that the surface of the substrate has been chemically strengthened to enhance reliability. Other than the glass substrate,
A rigid substrate such as a silicon substrate is also used. The outer diameter of the board is also 65
It is not limited to mm. After cleaning such a substrate, the substrate was evacuated to form a first underlayer containing Cr as a main component, heated, and the second underlayer was formed by high-frequency sputtering.

【0027】添加元素として、Mn、Re、Ruから選
ばれる元素を少なくとも1つCrに添加した合金に、珪
素、アルミニウム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選
ばれた少なくとも1種類の元素を含む酸化物を添加した
ターゲットをスパッタする場合には、直流マグネトロン
スパッタ法により上記第2の下地膜を形成することもで
きる。第2の下地膜を短いタクトで形成する為には、ス
パッタのチャンバーを複数設けると良い。第2の下地膜
を形成後、基板温度を制御する必要がある為、第2の下
地膜を形成後、再び加熱した。第2の下地膜を形成する
前に加熱する必要は必ずしも無いが、密着性を高めるた
めに加熱することが望ましい。その後、磁性膜と保護膜
を形成し、大気中に取り出した。
As an additive element, an alloy containing at least one element selected from Mn, Re, and Ru added to Cr and an alloy containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum, and zinc. When sputtering a target to which a substance is added, the second underlayer can be formed by a DC magnetron sputtering method. In order to form the second base film with a short tact, a plurality of sputtering chambers may be provided. After the formation of the second base film, it is necessary to control the substrate temperature. Therefore, the substrate was heated again after the formation of the second base film. Heating is not necessarily required before the formation of the second base film, but it is preferable to perform heating in order to enhance adhesion. Thereafter, a magnetic film and a protective film were formed and taken out into the atmosphere.

【0028】上記磁性膜は、Coを主体とし、Ptを含
む合金からなる強磁性薄膜を用いることが好ましい。例
えば、Co-Cr-Pt-Ta合金や、Co-Cr-Pt合
金の他Co-Pt-SiO2合金、Co-Pt-O合金、C
o-Cr-Pt-Ge-B合金等でも良い。残留磁束密度を
低下させ、磁気的な分離を促進するCrは必ずしも添加
されていなくても良い。
The magnetic film is preferably a ferromagnetic thin film made of an alloy mainly containing Co and containing Pt. For example, a Co-Cr-Pt-Ta alloy, a Co-Cr-Pt alloy, a Co-Pt-SiO2 alloy, a Co-Pt-O alloy,
An o-Cr-Pt-Ge-B alloy may be used. Cr, which lowers the residual magnetic flux density and promotes magnetic separation, may not always be added.

【0029】基板と該基板上に形成された磁性膜とを有
し、該磁性膜を構成する結晶粒の平均粒径<d>が7nm
以上、より好ましくは10nm以上15nm以下、磁性
膜の結晶粒径の標準偏差σと磁性膜の平均粒径<d>の比
σ/<d>が0.28以下、25℃で測定した保磁力が24
0kA/m以上350kA/m以下であることも熱揺らぎ
を低減する上で好ましい。磁性膜の厚さが薄くなると熱
揺らぎの影響が大きくなる。例えば、Crを含有したC
o−Pt合金からなる磁性膜の厚さが20nmで、平均
結晶粒が10nmで平均結晶粒径の標準偏差が3nmす
なわちσ/<d>=0.3の場合、等方的に面内配向した媒体
の残留磁化は、5年間室温で放置すると約40%低減す
る事が見積もられている。磁性膜の平均結晶粒が12n
mあれば平均結晶粒径の標準偏差が3nmすなわちσ/<
d>=0.25の場合、残留磁化は約10%の低減で済
む。
A magnetic film formed on the substrate, wherein the average grain size <d> of the crystal grains constituting the magnetic film is 7 nm
Above, more preferably 10 nm or more and 15 nm or less, the ratio σ / <d> of the standard deviation σ of the crystal grain size of the magnetic film to the average particle size <d> of the magnetic film is 0.28 or less, and the coercive force measured at 25 ° C. Is 24
It is also preferable that it is 0 kA / m or more and 350 kA / m or less in order to reduce thermal fluctuation. As the thickness of the magnetic film decreases, the influence of thermal fluctuation increases. For example, C containing Cr
When the thickness of the magnetic film made of the o-Pt alloy is 20 nm, the average crystal grain is 10 nm, and the standard deviation of the average crystal grain size is 3 nm, that is, σ / <d> = 0. It has been estimated that the residual magnetization of the medium thus obtained is reduced by about 40% when left at room temperature for 5 years. The average crystal grain of the magnetic film is 12n
If m, the standard deviation of the average crystal grain size is 3 nm, that is, σ / <
When d> = 0.25, the residual magnetization can be reduced by about 10%.

【0030】第2の下地膜の形成条件及び組成を最適化
し、第2の下地膜の結晶粒径を制御することにより、こ
の第2の下地膜における結晶粒は微細化される。その粒
径分散は、2nm程度まで低減でき、酸化物の結晶粒が
2次元に配列するので、その上に形成される磁性膜の結
晶粒も微細化される。結果として磁性膜の粒径分散は小
さくなり、磁性膜の結晶粒も粒径の標準偏差σと磁性膜
の平均粒径<d>の比σ/<d>が0.28以下に制御でき
る。従って、磁気記録媒体起因のノイズや熱揺らぎ、熱
減磁を低減できる。このようにヘテロエピタキシャル成
長する第2の下地膜及び磁性膜の結晶粒径が制御でき、
本発明の第2の目的が達成される。更に、第2の下地膜
が部分的に反強磁性体で構成される場合には熱揺らぎに
起因する磁化反転の頻度が低減し、長時間に亙り記録さ
れた信号を安定に保持できるので特に好ましい。
By optimizing the formation conditions and composition of the second underlayer and controlling the crystal grain size of the second underlayer, the crystal grains in the second underlayer are refined. The particle size dispersion can be reduced to about 2 nm, and the crystal grains of the oxide are two-dimensionally arranged, so that the crystal grains of the magnetic film formed thereon are also miniaturized. As a result, the particle size distribution of the magnetic film becomes small, and the ratio of the standard deviation σ of the particle size to the average particle size <d> of the magnetic film can be controlled to 0.28 or less. Therefore, noise, thermal fluctuation and thermal demagnetization caused by the magnetic recording medium can be reduced. In this manner, the crystal grain size of the second underlayer and the magnetic film grown heteroepitaxially can be controlled,
The second object of the present invention is achieved. Further, when the second underlayer is partially composed of an antiferromagnetic material, the frequency of magnetization reversal due to thermal fluctuations is reduced, and a signal recorded for a long time can be stably held. preferable.

【0031】上記方法で形成した磁気記録媒体と、該磁
気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再生部からな
る磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対
して相対運動させる手段と、ヘッドをランプさせる機構
部と、該磁気ヘッドへの信号入力手段と該磁気ヘッドか
らの出力信号再生を行なう為の記録再生信号処理手段と
を有する磁気記憶装置を構成するにあたり、磁気ヘッド
の再生部が互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に
変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導
電性磁性膜と、該導電性磁性膜の間に配置された導電性
非磁性膜を含む磁気抵抗センサで構成され、且つ上述し
たような磁気記録媒体を用いれば、ロードアンロード機
構の採用により、より高い信頼性が得られ本発明の第5
の目的を達成できる。
A magnetic recording medium formed by the above method, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head comprising a recording unit and a reproducing unit, and means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium And a mechanism for ramping the head, a signal input means to the magnetic head, and a recording / reproducing signal processing means for reproducing an output signal from the magnetic head. The reproducing unit includes a plurality of conductive magnetic films that generate a large resistance change when their magnetization directions change relative to each other due to an external magnetic field, and a conductive nonmagnetic film disposed between the conductive magnetic films. If the magnetic recording medium is constituted by a resistance sensor and uses the above-described magnetic recording medium, higher reliability can be obtained by adopting the load / unload mechanism, and the fifth aspect of the present invention
Can be achieved.

【0032】前記磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、その磁
気抵抗センサ部を互いに0.06μm以上0.12μm以
下の距離だけ隔てられた軟磁性体からなる2枚のシール
ド層の間に形成することが望ましい。シールド層の間隔
が0.12μmよりも大きくなると、500kFCIを
超える最高線記録密度領域で十分な再生出力が得られな
くなる。また、シールド層の間隔が0.06μmよりも
小さくなるとシールド層と磁気抵抗センサの絶縁性を維
持することが容易でなくなる。前記磁気記録媒体の磁性
膜の厚さtと記録時における磁気記録媒体に対する磁気
ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測定した残
留磁束密度Brとの積Br×tは、2.4mA(30G・
μm)以上6.4mA(80G・μm)以下とすることが望
ましい。Br×tが2.4mA(30G・μm)よりも小
さくなると記録後の長時間放置による再生出力の低下に
より、誤った情報が再生される危険性が高くなり、また
6.4mA(80G・μm)を超えると、記録時の重ね書
きが難しくなる。
In the magneto-resistance effect type magnetic head, the magneto-resistance sensor portion may be formed between two shield layers made of a soft magnetic material separated from each other by a distance of not less than 0.06 μm and not more than 0.12 μm. desirable. If the distance between the shield layers is larger than 0.12 μm, sufficient reproduction output cannot be obtained in the maximum linear recording density region exceeding 500 kFCI. If the distance between the shield layers is smaller than 0.06 μm, it is not easy to maintain the insulation between the shield layers and the magnetoresistive sensor. The product Br × t of the thickness t of the magnetic film of the magnetic recording medium and the residual magnetic flux density Br measured by applying a magnetic field in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording is 2.4 mA. (30G
μm) or more and 6.4 mA (80 G · μm) or less. If Br × t is smaller than 2.4 mA (30 G · μm), the danger of reproducing incorrect information increases due to a decrease in the reproduction output due to long-term storage after recording, and 6.4 mA (80 G · μm). ), It becomes difficult to overwrite during recording.

【0033】上記の磁記記憶装置において、磁気ヘッド
の再生部として、互いの磁化方向が外部磁界によって相
対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複
数の導電性磁性膜と、該導電性磁性膜の間に配置された
導電性非磁性膜を含む磁気抵抗センサを用いると、40
0kFCIを超える最高線記録密度で記録した信号を安
定して再生できるので好ましい。更に、浮上面レールの
面積が1.4mm2以下で、質量が2mg以下の磁気ヘ
ッドスライダー上に磁気ヘッドを形成することが望まし
い。これにより、磁気ヘッドと前述した突起の衝突確率
を低減すると同時に衝突した場合の衝撃を小さくでき、
20Gb/inch2以上の高い記録密度と高い衝撃信
頼性を両立させることができる。
In the magnetic storage device described above, a plurality of conductive magnetic films that cause a large change in resistance due to a relative change in their magnetization directions due to an external magnetic field as a reproducing portion of the magnetic head; With a magnetoresistive sensor that includes a conductive non-magnetic film disposed between the films, 40
It is preferable because a signal recorded at the highest linear recording density exceeding 0 kFCI can be reproduced stably. Further, it is desirable to form the magnetic head on a magnetic head slider having a flying surface rail area of 1.4 mm 2 or less and a mass of 2 mg or less. As a result, the probability of collision between the magnetic head and the projections described above can be reduced, and at the same time, the impact in the event of a collision can be reduced.
High recording density of 20 Gb / inch2 or more and high impact reliability can both be achieved.

【0034】[0034]

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

【0035】《実施例1》図1は、本発明の磁気記録媒
体の一実施の形態の断面構造図である。基板11とし
て、厚さ0.635mm、直径2.5インチの表面を化学
強化したアルミノシリケートガラス基板を用いた。この
基板を洗浄した後、その上に、インテバック(Intevac)
社製の枚葉式スパッタリング装置(MDP250B)を用
いて、タクト9秒で以下の多層膜を形成した。このスパ
ッタリング装置のチャンバ構成を図2に示す。
Example 1 FIG. 1 is a sectional structural view of an embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention. As the substrate 11, an aluminosilicate glass substrate having a thickness of 0.635 mm and a diameter of 2.5 inches whose surface was chemically strengthened was used. After cleaning this substrate, place it on it.
The following multilayer film was formed in 9 seconds using a single-wafer sputtering apparatus (MDP250B). FIG. 2 shows a chamber configuration of this sputtering apparatus.

【0036】まず、基板11の上に第1の下地膜形成室
22で厚さ15nmのCrを主成分とする第1の下地膜
12を基板の両面に形成した。更に、その後、加熱室2
3でランプヒーターにより基板の温度を約230℃に加
熱した後、第2の下地膜形成室24と25で、酸化ニッ
ケル(NiO)と酸化珪素(SiO2)をモル比で7:3で
混合して焼結したターゲットを高周波スパッタし、厚さ
16nmの第2の下地膜13を形成した。その上に磁性
膜形成室26で厚さ16nmのCo−22at.%Cr
−14at.%Pt合金からなる磁性膜15を形成し、
その上に2つの保護膜形成室29及び29’で厚さ3n
mずつ、合計6nmの保護膜18を形成した。その後、
基板をスパッタ装置から取り出し、保護膜上にパーフル
オロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布
して厚さ2nmの潤滑膜19を形成した。
First, a 15 nm-thick first base film 12 containing Cr as a main component was formed on both surfaces of a substrate 11 in a first base film forming chamber 22. Further, after that, the heating chamber 2
After the temperature of the substrate was heated to about 230 ° C. by a lamp heater in Step 3, nickel oxide (NiO) and silicon oxide (SiO 2) were mixed in a molar ratio of 7: 3 in the second base film forming chambers 24 and 25. The sintered target was subjected to high frequency sputtering to form a second base film 13 having a thickness of 16 nm. On top of this, a 16 nm thick Co-22 at.
Forming a magnetic film 15 made of a -14 at.% Pt alloy,
On top of this, the two protective film forming chambers 29 and 29 ′ have a thickness of 3 n.
A protective film 18 having a total thickness of 6 nm was formed for each m. afterwards,
The substrate was taken out of the sputtering apparatus, and a lubricant mainly composed of perfluoroalkyl polyether was applied on the protective film to form a 2 nm-thick lubricating film 19.

【0037】表1に示す様に、上記第1の下地膜12、
第2の下地膜13並びに磁性膜15の形成にはすべて放
電ガスとしてArを用い、ガス圧は0.93Pa(7mT
orr)とした。更に炭素からなる保護膜18の形成時
には放電ガスとして窒素を含有したArを用い、ガス圧
は1.33Pa(10mTorr)とした。
As shown in Table 1, the first underlayer 12
Ar was used as a discharge gas for forming the second underlayer 13 and the magnetic film 15 all at a gas pressure of 0.93 Pa (7 mT
orr). Further, when forming the protective film 18 made of carbon, Ar containing nitrogen was used as a discharge gas, and the gas pressure was 1.33 Pa (10 mTorr).

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】このようにして形成した磁気記録媒体を切
断し、イオンシニング法により積層薄膜部をすり鉢状に
膜面垂直方向から上下に薄膜化し、磁性膜の結晶粒を加
速電圧200kVで透過電子顕微鏡により観察した。各
結晶粒の面積を求め、これと等しくなる円の直径dを結
晶粒の直径として求めた。そして、観察した全ての結晶
粒のdの値の算術平均値<d>を平均結晶粒径とした。得
られた磁性膜の平均結晶粒径<d>は13.2nmであ
り、磁性膜の粒径の標準偏差σと磁性膜の平均結晶粒径
<d>の比σ/<d>は0.27であった。
The magnetic recording medium thus formed is cut, and the laminated thin film portion is formed into a mortar-shaped thin film vertically from the direction perpendicular to the film surface by an ion thinning method. Observed under a microscope. The area of each crystal grain was determined, and the diameter d of a circle equivalent to this area was determined as the diameter of the crystal grain. Then, the arithmetic average value <d> of the values of d of all the observed crystal grains was defined as the average crystal grain size. The average grain size <d> of the obtained magnetic film is 13.2 nm, and the standard deviation σ of the grain size of the magnetic film and the average grain size of the magnetic film are as follows.
The ratio σ / <d> of <d> was 0.27.

【0040】得られた磁気ディスク媒体の磁気特性を試
料振動型磁力計を用いて評価した。評価には8mm角に
切断した円板片を用いた。磁界印加は最大1,140k
A/mとし、記録媒体に対する記録時の磁気ヘッドの相
対的走行方向に磁界を印加した。ここで、媒体の両面を
表面から約1μmの厚さ削り取って、基板両面に形成さ
れた薄膜を除去した試料の磁化曲線を予め試料振動型磁
力計で測定し、基板の影響を差し引いた。その結果、保
磁力は262kA/m、保磁力角形比は0.75、磁性膜
の厚さtと残留磁束密度Brとの積Br×tは、4mA
(50G・μm)であった。
The magnetic characteristics of the obtained magnetic disk medium were evaluated using a sample vibration magnetometer. For evaluation, a disc piece cut into an 8 mm square was used. Magnetic field application up to 1,140k
A / m, and a magnetic field was applied in the relative running direction of the magnetic head during recording on the recording medium. Here, both surfaces of the medium were scraped off from the surface to a thickness of about 1 μm, and the magnetization curve of the sample from which the thin films formed on both surfaces of the substrate were removed was measured in advance with a sample vibration magnetometer, and the influence of the substrate was subtracted. As a result, the coercive force was 262 kA / m, the coercive force squareness ratio was 0.75, and the product Br × t of the thickness t of the magnetic film and the residual magnetic flux density Br was 4 mA.
(50 Gm).

【0041】前記基板11としては化学強化したアルミ
ノシリケートの他に、ソーダライムガラス、シリコン、
硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、または、ガラス
グレージングを施したセラミックス、あるいはNi−P
を無電解めっきしたAl−Mg合金基板、或いはNi−
Pを無電解メッキしたガラス等からなる剛体基板等を用
いることができる。上記第1の下地膜12、第2の下地
膜13迄基板上に形成し、磁性膜以降を形成しない試料
も同時に作製した。この試料を基板側からすり鉢状にイ
オンシニングし、透過型電子顕微鏡の観察試料とした。
加速電圧200kVでエネルギー分散型の蛍光X線分析
装置を用いて第2の下地膜の粒内と粒界の構成元素につ
いて点分析を行なった。その結果、第2の下地膜の粒内
では粒界に比べNiの濃度が高かった。また制限視野回
折像が離散的な回折スポットの集まりであるブロークン
リングであったことから第2の下地膜は多くの結晶粒で
構成される多結晶薄膜であることが確認された。
As the substrate 11, besides chemically strengthened aluminosilicate, soda lime glass, silicon,
Ceramics made of borosilicate glass, glass-glazed ceramics, or Ni-P
-Electroless plated Al-Mg alloy substrate or Ni-
A rigid substrate made of glass or the like in which P is electrolessly plated can be used. Samples in which the first underlayer 12 and the second underlayer 13 were formed on the substrate, and no magnetic film and subsequent layers were formed were also manufactured. This sample was subjected to ion thinning in a mortar shape from the substrate side to obtain an observation sample of a transmission electron microscope.
Point analysis was performed on constituent elements in the grains of the second underlayer and grain boundaries using an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer at an acceleration voltage of 200 kV. As a result, the concentration of Ni was higher in the grains of the second underlayer than at the grain boundaries. Further, since the selected area diffraction image was a broken ring, which was a collection of discrete diffraction spots, it was confirmed that the second underlayer was a polycrystalline thin film composed of many crystal grains.

【0042】前記第2の下地膜13は酸化珪素(SiO
2)の他、Ti、Al、Ta、Znから選ばれる少なく
とも1元素の酸化物あるいはこれらの元素を複数含んだ
酸化物を同時に含有させてもよい。
The second underlayer 13 is made of silicon oxide (SiO 2).
In addition to 2), an oxide of at least one element selected from Ti, Al, Ta, and Zn or an oxide containing a plurality of these elements may be simultaneously contained.

【0043】前記第2の下地膜13として以下(1)〜
(6)のターゲット組成を用いたことを除き上記実施例1
の構成の磁気記録媒体を作製した。(1)NiOとTiO
2をモル比で7:3、(2) NiOとTa2O5をモル
比で7:3、(3) NiOとZnOをモル比で9:1、
(4)CoOとSiO2をモル比で7:3、(5)MgOと
SiO2をモル比で7:3、(6) CoOとNiOとS
iO2をモル比で2:2:1。これらの媒体の保磁力H
c、磁性膜の平均結晶粒径<d>並びに磁性膜の粒径の標
準偏差σと磁性膜の平均結晶粒径<d>の比σ/<d>を表
2に示す。媒体の保磁力Hcの評価は8mm角に切断し
た円板片による。磁界印加は最大1,140kA/mと
し、記録媒体に対する記録時の磁気ヘッドの相対的走行
方向に磁界を25℃で印加した。
As the second underlayer 13, the following (1) to
Example 1 except that the target composition of (6) was used.
Was produced. (1) NiO and TiO
2 in a molar ratio of 7: 3, (2) NiO and Ta2O5 in a molar ratio of 7: 3, (3) NiO and ZnO in a molar ratio of 9: 1,
(4) CoO and SiO2 in a molar ratio of 7: 3, (5) MgO and SiO2 in a molar ratio of 7: 3, (6) CoO, NiO and S
iO2 in a molar ratio of 2: 2: 1. The coercive force H of these media
c, Table 2 shows the average crystal grain size <d> of the magnetic film and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ of the magnetic film grain size to the average crystal grain size <d> of the magnetic film. The evaluation of the coercive force Hc of the medium is based on a disc piece cut into an 8 mm square. The magnetic field was applied at a maximum of 1,140 kA / m, and a magnetic field was applied at 25 ° C. in the relative running direction of the magnetic head during recording on the recording medium.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】第2の下地膜13は、その上に形成する磁
性膜の結晶配向性を制御し、磁性膜の熱揺らぎによる磁
化反転を制御する下地膜として用いられる。同時に第2
の下地膜が反強磁性であってもよい。これにより磁性膜
を構成する結晶の平均粒径を低ノイズ化に適した15n
m以下の微細なサイズに制御し、同時に、その磁化容易
軸の方向を面内磁気記録に適した膜面に平行な方向に制
御すると共に、長時間経過後の記録された信号の保持を
保証することができた。
The second underlayer 13 is used as an underlayer for controlling the crystal orientation of a magnetic film formed thereon and controlling the magnetization reversal due to thermal fluctuation of the magnetic film. At the same time the second
May be antiferromagnetic. As a result, the average grain size of the crystals constituting the magnetic film is reduced to 15 n, which is suitable for reducing noise.
m, and at the same time, the direction of the axis of easy magnetization is controlled in a direction parallel to the film surface suitable for in-plane magnetic recording, and the retention of recorded signals after a long period of time is guaranteed. We were able to.

【0046】磁性膜としては、Co−Cr−Pt合金だ
けでなく、Coを主成分とし、保磁力を高めるためにP
tを含有し、更に媒体ノイズを低減するためCr、T
a、SiO2、酸化アルミニウム、Nb等を添加した多
元の合金系を用いることができる。特にTa、Nb、
V、Ti、Ge、Pを添加するとターゲットの融点が下
がり、Crを含有した磁性膜の組成分離が進行し易くな
り好ましかった。しかしながら、過度にCrを添加する
と磁性膜の残留磁束密度を低下させるので、磁気的な分
離を促進するCrは必ずしも添加されていなくても良
い。Pt、Ni、GeあるいはMnを添加したCo基合
金系では磁気異方性エネルギーの低下が他の添加元素に
比べて少なく実用的である。具体的には、Co−Cr−
Ptの他に、Co−Cr−Pt−Ge−B、Co−Cr
−Pt−Ta、Co−Cr−Pt−SiO2、Co−C
r−Pt−Al2O3、Co−Cr−Pt−Mn、Co
−Cr−Nb−Pt、Co−Cr−V−Pt、Co−C
r−Ti−Pt、Co−Cr−Nb−Ta−Pt、Co
−Pt−Ni− SiO2、Co−Pt−O等の合金を
用いることができる。また、磁性膜の上部に炭素を主成
分とする保護膜を設けることは、耐摺動信頼性を向上す
る上で好ましかった。
The magnetic film is made of not only a Co—Cr—Pt alloy but also Co as a main component.
Cr, T to contain t and to further reduce medium noise
A multi-element alloy system to which a, SiO2, aluminum oxide, Nb, or the like is added can be used. Especially Ta, Nb,
The addition of V, Ti, Ge, and P is preferable because the melting point of the target is lowered, and the composition separation of the magnetic film containing Cr is facilitated. However, excessive addition of Cr lowers the residual magnetic flux density of the magnetic film, so that Cr that promotes magnetic separation need not always be added. In a Co-based alloy system to which Pt, Ni, Ge or Mn is added, the decrease in magnetic anisotropy energy is small compared to other added elements, and it is practical. Specifically, Co-Cr-
In addition to Pt, Co-Cr-Pt-Ge-B, Co-Cr
-Pt-Ta, Co-Cr-Pt-SiO2, Co-C
r-Pt-Al2O3, Co-Cr-Pt-Mn, Co
-Cr-Nb-Pt, Co-Cr-V-Pt, Co-C
r-Ti-Pt, Co-Cr-Nb-Ta-Pt, Co
Alloys such as -Pt-Ni-SiO2 and Co-Pt-O can be used. Providing a protective film containing carbon as a main component on the magnetic film is preferable in improving the sliding resistance.

【0047】《実施例2》上記実施例1に記載の磁気記
録媒体の構成で、第2の下地膜13の構成材料として、
酸化マグネシウム(MgO)と酸化珪素(SiO2)をモル
比で7:3で混合して焼結したターゲットを用いて形成
した磁気記録媒体を試作した。
Embodiment 2 In the configuration of the magnetic recording medium described in Embodiment 1, the constituent material of the second underlayer 13 is as follows.
A magnetic recording medium formed using a target obtained by mixing magnesium oxide (MgO) and silicon oxide (SiO2) at a molar ratio of 7: 3 and sintering the same was prototyped.

【0048】得られた磁気ディスクの磁気特性を試料振
動型磁力計を用いて評価した結果、保磁力は258kA
/m、保磁力角形比は0.73、磁性膜の厚さtと残留磁
束密度Brとの積Br×tは4.1mA(51.5G・μ
m)であり、実施例1の酸化ニッケル(NiO)と酸化珪
素(SiO2)をモル比で7:3で混合して焼結したター
ゲットを用いて形成した磁気記録媒体とほぼ同一の静磁
気特性が得られた。
The magnetic properties of the obtained magnetic disk were evaluated using a sample vibration magnetometer, and the coercive force was 258 kA.
/ m, coercive force squareness ratio is 0.73, and product Br × t of magnetic film thickness t and residual magnetic flux density Br is 4.1 mA (51.5 G · μ).
m), which is almost the same as the magnetostatic characteristics of the magnetic recording medium formed by using a target obtained by mixing nickel oxide (NiO) and silicon oxide (SiO 2) at a molar ratio of 7: 3 and sintering in Example 1. was gotten.

【0049】シールドギャップ長0.11μm、ライト
ギャップ長0.2μmのヘッドを機械的に磁気記録媒体
から18nm浮上させて、これらの媒体を大気中で65
℃に制御したスピンスタンドを用いて記録後の再生波出
力の経時変化を測定した。その結果、酸化ニッケル(N
iO)と酸化珪素(SiO2)をモル比で7:3で混合し
て焼結したターゲットを用いて形成した磁気記録媒体で
は96時間経過後に207.5kFCIで記録した再生
波の出力の低下が3%程度であったのに対して、本実施
例2に記載の磁気記録媒体では96時間経過後に20
7.5kFCIで記録した再生波の出力の低下が約5%
迄大きくなったが、これらの磁気ディスクについてバイ
トエラーレートを測定した結果、96時間経過後でも性
能の低下は認められなかった。
A head having a shield gap length of 0.11 μm and a write gap length of 0.2 μm was mechanically levitated from the magnetic recording medium by 18 nm, and these mediums were air-conditioned in air at 65 nm.
Using a spin stand controlled at a temperature of ° C., the change over time in the output of the reproduced wave after recording was measured. As a result, nickel oxide (N
In a magnetic recording medium formed using a target obtained by mixing and sintering iO) and silicon oxide (SiO2) at a molar ratio of 7: 3, the output of the reproduced wave recorded at 207.5 kFCI after 96 hours has decreased by 3 hours. %, Whereas in the magnetic recording medium described in the second embodiment, after 96 hours,
Degradation of output of reproduced wave recorded at 7.5kFCI is about 5%
As a result of measuring the byte error rate of these magnetic disks, no decrease in performance was observed even after 96 hours.

【0050】《実施例3》本発明の磁気記録媒体の一実
施の形態の断面構造図を図3に、 スパッタリング装置
のチャンバ構成を図4に示す。
Example 3 FIG. 3 is a sectional structural view of an embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention, and FIG. 4 is a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【0051】第1の磁性膜15の膜厚を10nmとし、
この上に、中間膜形成室27でCo−37at.%Cr
合金からなる中間膜16を形成し、さらに第2の磁性膜
形成室28で厚さ10nmのCo−21at.%Cr−
12at.%Pt−3at.%Ta合金からなる第2の磁
性膜17を形成したことを除き、実施例1と同様にして
磁気記録媒体を形成した。図4と図5の関係を表3に示
す。
The thickness of the first magnetic film 15 is set to 10 nm,
On top of this, Co-37 at.
An intermediate film 16 made of an alloy is formed, and a Co-21 at.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1, except that a second magnetic film 17 made of a 12 at.% Pt-3 at.% Ta alloy was formed. Table 3 shows the relationship between FIG. 4 and FIG.

【0052】[0052]

【表3】 [Table 3]

【0053】中間膜16の厚さを0.4、0.8、1.
2、2、3、4nmと変えて上記媒体を形成した場合、
磁気記録媒体の磁性膜の厚さtと記録時における磁気記
録媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を
1,040kA/m印加して試料振動型磁力計で測定した
残留磁束密度Brとの積Br×tは4.8mA(60G・
μm)で一定であり、保磁力角型比も0.73〜0.75
の間でほぼ一定の値であった。しかしながら、記録時に
おける磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走行
方向に磁界を1,040kA/m印加して試料振動型磁力
計で測定した保磁力は、図5に示すように中間膜16の
厚さの増加に従い減少した。
The thickness of the intermediate film 16 is set to 0.4, 0.8, 1.
When the above medium is formed by changing to 2, 2, 3, 4 nm,
The thickness t of the magnetic film of the magnetic recording medium and the residual magnetic flux density Br measured with a sample vibration type magnetometer by applying a magnetic field of 1,040 kA / m in the relative running direction of the magnetic head to the magnetic recording medium during recording. The product Br × t is 4.8 mA (60 G ·
μm) and the coercive force squareness ratio is also 0.73 to 0.75.
The value was almost constant between the two. However, the coercive force measured by the sample vibrating magnetometer while applying a magnetic field of 1,040 kA / m in the relative running direction of the magnetic head with respect to the magnetic recording medium at the time of recording, as shown in FIG. Decreased with increasing thickness.

【0054】このようにして形成した磁気記録媒体の媒
体ノイズNdを、シールドギャップ長0.11μm、ラ
イトギャップ長0.2μmのヘッドで測定した。磁気記
録媒体から機械的に13nm浮上させて5〜436kF
CIに相当する帯域を積分しNdを測定した。中間膜の
厚さが1.2nm迄は、S/Ndの改善効果は顕著ではな
い。中間膜を2nm形成するとS/Ndは1.1dB改善
された。更に3nm形成するとS/Ndは更に向上し
た。しかしながら、207.5kFCIで記録した信号
の再生出力に対する20kFCIの再生信号強度比Re
MFは中間膜の厚さの増加と共に低下した。中間膜を形
成しない場合、ReMFは51%あった。一方、中間膜
を4nm形成するとReMFは45%程度迄、中間膜厚
の増加と共にReMFは減少した。これらの結果から、
本実施例の構成では中間膜の厚さは2nm〜3nmとす
ることが(ReMF、S/Nd)の組み合わせで好ましか
った。
The medium noise Nd of the magnetic recording medium thus formed was measured using a head having a shield gap length of 0.11 μm and a write gap length of 0.2 μm. 13-nm mechanically levitated from magnetic recording medium and 5 to 436 kF
The band corresponding to CI was integrated and Nd was measured. When the thickness of the intermediate film is less than 1.2 nm, the effect of improving S / Nd is not remarkable. When the intermediate film was formed to a thickness of 2 nm, S / Nd was improved by 1.1 dB. When the thickness was further increased to 3 nm, the S / Nd was further improved. However, the reproduction signal intensity ratio Re of 20 kFCI with respect to the reproduction output of the signal recorded at 207.5 kFCI.
MF decreased with increasing interlayer thickness. When no intermediate film was formed, ReMF was 51%. On the other hand, when the intermediate film was formed to a thickness of 4 nm, ReMF was reduced to about 45%, and ReMF decreased as the intermediate film thickness increased. From these results,
In the configuration of the present embodiment, it is preferable that the thickness of the intermediate film be 2 nm to 3 nm in combination of (ReMF, S / Nd).

【0055】上記実施例3に記載のCo−37%Cr合
金に替えて、中間膜16を構成する材料として、第2の
下地層と同じ酸化物系の中間膜を用いることもできる。
この場合、中間膜の厚さの増加と共に、記録時における
磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走行方向に
磁界を1,040kA/m印加して試料振動型磁力計で測
定した保磁力Hc、残留磁束密度Brとの積Br×t、
角型比S、保磁力角型比S*はいずれも低下した。
Instead of the Co-37% Cr alloy described in the third embodiment, the same oxide-based intermediate film as the second underlayer can be used as a material for forming the intermediate film 16.
In this case, as the thickness of the intermediate film increases, a coercive force Hc measured by a sample vibration type magnetometer by applying a magnetic field of 1,040 kA / m in a relative running direction of the magnetic head with respect to the magnetic recording medium during recording, The product Br × t with the residual magnetic flux density Br,
Both the squareness ratio S and the coercive force squareness ratio S * decreased.

【0056】酸化物系の中間膜として、酸化ニッケル
(NiO)と酸化珪素(SiO2)をモル比で7:3で混合
して焼結したターゲットを高周波スパッタし、第2の下
地膜13を形成した場合、ReMFは中間膜の厚さが
0.4〜0.8nmとした場合、最もReMFが大きくな
り、0.8nm中間膜を形成した場合、最もS/Ndが大
きくなった。ついで、中間膜を1.2nm形成した場
合、中間膜を0.4nm形成した場合のS/Ndが向上し
ており、第2の下地層と同じ酸化物系の中間膜を用いる
場合には、0.4〜1.2nmの中間膜とすることにより
電磁変換上好ましい特性が得られた。
As an oxide-based intermediate film, nickel oxide
When a target obtained by mixing (NiO) and silicon oxide (SiO 2) at a molar ratio of 7: 3 and sintering is subjected to high frequency sputtering to form the second underlayer 13, the intermediate layer of ReMF has a thickness of 0.3 mm. When the thickness was 4 to 0.8 nm, ReMF was the largest, and when the 0.8 nm intermediate film was formed, the S / Nd was the largest. Then, when the intermediate film is formed to have a thickness of 1.2 nm, the S / Nd when the intermediate film is formed to have a thickness of 0.4 nm is improved. When the same oxide-based intermediate film as the second underlayer is used, By using an intermediate film having a thickness of 0.4 to 1.2 nm, favorable characteristics in terms of electromagnetic conversion were obtained.

【0057】この他中間膜として、CrまたはCrを主
成分とするCr−Ti、Cr−Mo、Cr−Ti−M
o、Cr−V、Cr−W合金やCo−Ru、Co−Cr
−Ru合金、Ruを用いることもできる。
Other intermediate films include Cr or Cr-Ti, Cr-Mo, Cr-Ti-M containing Cr as a main component.
o, Cr-V, Cr-W alloy, Co-Ru, Co-Cr
-A Ru alloy or Ru can also be used.

【0058】《実施例4》本発明の磁気記録媒体の一実
施の形態の断面構造図を図6に示す。また、媒体形成に
用いたスパッタリング装置のチャンバ構成を図7に示
す。
Embodiment 4 FIG. 6 is a sectional structural view of an embodiment of the magnetic recording medium of the present invention. FIG. 7 shows a chamber configuration of a sputtering apparatus used for forming a medium.

【0059】まず、基板11の上に第1の下地膜形成室
22で厚さ15nmのCrからなる第1の下地膜12を
基板の両面に形成した。その後、2つの第2の下地膜形
成室24と25で、酸化ニッケル(NiO)と酸化珪素
(SiO2)をモル比で7:3で混合して焼結したターゲ
ットを高周波スパッタし、合計16nmの第2の下地膜
13を形成した。ここで、第2の下地膜形成室24で厚
さ8nmの第2の下地膜を形成した後、加熱室23でラ
ンプヒーターにより基板の温度を約230℃に加熱し、
更にその後、第2の下地膜形成室25で厚さ8nmの第
2の下地膜を形成した。その上に、第3の下地膜形成室
32で厚さ10nmのCr-20at.%W合金からなる第
3の下地膜14を形成後、実施例1と同様にして磁性
膜、保護膜を形成し磁気記録媒体とした。図6と図7の
関係を表4に示す。
First, a first underlayer 12 made of Cr and having a thickness of 15 nm was formed on both surfaces of the substrate 11 in a first underlayer formation chamber 22 on the substrate 11. Thereafter, nickel oxide (NiO) and silicon oxide are used in the two second base film forming chambers 24 and 25.
A target obtained by mixing (SiO2) at a molar ratio of 7: 3 and sintering was subjected to high-frequency sputtering to form a second underlayer 13 having a total thickness of 16 nm. Here, after forming a second base film having a thickness of 8 nm in the second base film formation chamber 24, the temperature of the substrate is heated to about 230 ° C. by a lamp heater in the heating chamber 23,
Thereafter, a second base film having a thickness of 8 nm was formed in the second base film forming chamber 25. A third underlayer 14 made of a Cr-20 at.% W alloy having a thickness of 10 nm is formed thereon in a third underlayer formation chamber 32, and then a magnetic film and a protective film are formed in the same manner as in the first embodiment. Then, a magnetic recording medium was obtained. Table 4 shows the relationship between FIG. 6 and FIG.

【0060】[0060]

【表4】 [Table 4]

【0061】このようにして形成した磁気記録媒体を8
mm角に切断し、記録時における磁気記録媒体に対する
磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を1,040kA/
m印加し試料振動型磁力計により磁気特性を25℃で測
定した。保磁力Hc、残留磁束密度Brとの積Br×
t、角型比S、保磁力角型比S*は、それぞれ271k
A/m、3.6mA、0.71、0.74であった。
The magnetic recording medium thus formed is
mm, and a magnetic field of 1,040 kA / is applied in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording.
m was applied, and the magnetic properties were measured at 25 ° C. using a sample vibration magnetometer. Product Br × of coercive force Hc and residual magnetic flux density Br ×
t, squareness ratio S, coercive force squareness ratio S * are each 271 k
A / m, 3.6 mA, 0.71 and 0.74.

【0062】第3の下地膜14の結晶構造は体心立方構
造をとり、非磁性金属であることが望ましい。例えば、
磁性膜と結晶整合性の良い配向が期待される(100)配
向した固溶体を形成する非磁性Cr基合金等の薄膜が用
いられる。ここで、(100)配向とは、結晶の(100)
面が基板面に平行に配向することをさす。第3の下地膜
の材料としては、Cr−Ti合金、あるいはCr−Ti
−Mo合金、Cr−Mo合金等の他、Cr−W合金、C
r−Ni合金等を用いることができる。第3の下地膜の
厚さは4nm以上、50nm以下であることが好まし
い。厚さが4nm未満の場合には、その上に形成される
磁性膜の結晶性と結晶配向を制御することが困難にな
り、厚さが50nmを上回る場合には、量産の効率が下
がるため好ましくない。前記第3の下地膜がCr−Ti
合金である場合には、Ti添加濃度を18at.%〜2
3at.%以下とすることが好ましい。 前記第3のC
r−Ti合金下地膜のTi添加濃度を18at.%未満
とすると、その上に形成する磁性膜との結晶整合性が低
下する。 一方、Ti添加濃度を23at.%を超える
と下地膜の結晶粒が大きくなり、この下地膜上に連続し
て形成した磁性膜の結晶粒も大きくなり、媒体ノイズが
増大するので好ましくない。
The crystal structure of the third underlayer 14 has a body-centered cubic structure, and is preferably a nonmagnetic metal. For example,
A thin film such as a non-magnetic Cr-based alloy that forms a (100) -oriented solid solution, which is expected to have good crystal matching with the magnetic film, is used. Here, the (100) orientation refers to the (100) orientation of the crystal.
The plane is oriented parallel to the substrate plane. As a material of the third underlayer, a Cr-Ti alloy or a Cr-Ti
-Mo alloy, Cr-Mo alloy, etc., Cr-W alloy, C
An r-Ni alloy or the like can be used. The thickness of the third underlayer is preferably 4 nm or more and 50 nm or less. When the thickness is less than 4 nm, it is difficult to control the crystallinity and crystal orientation of the magnetic film formed thereon, and when the thickness is more than 50 nm, the efficiency of mass production is reduced, which is preferable. Absent. The third underlayer is made of Cr-Ti
In the case of an alloy, the Ti concentration is 18 at. % To 2
3 at. % Is preferable. The third C
The concentration of Ti added to the r-Ti alloy underlayer is 18 at. %, The crystal consistency with the magnetic film formed thereon is reduced. On the other hand, when the Ti addition concentration is 23 at. %, The crystal grains of the underlayer become large, and the crystal grains of the magnetic film formed continuously on this underlayer also become large, which undesirably increases the medium noise.

【0063】また第3の下地膜14としてRuやRuを
含有したCo合金、Co−Cr合金、 Co−Cr−R
u合金を用いても良いが、いずれの材料を用いた場合
も、膜厚を厚くしすぎると、結晶粒の粗大化が進み、こ
れらの第3の下地膜上に形成する磁性膜の結晶粒も大き
くなる。粒径制御の観点から、第3の下地膜の厚さは5
0nm以下が好ましく、膜厚制御の観点から4nm以上
が好ましい。第3の下地膜を形成することにより、第2
の下地膜との結晶整合性が改善され、同時に密着性が向
上するような材料の選択が望ましい。
The third underlayer 14 is made of Ru, a Co alloy containing Ru, a Co—Cr alloy, a Co—Cr—R
A u-alloy may be used. However, no matter which material is used, if the film thickness is too large, the crystal grains become coarse, and the crystal grains of the magnetic film formed on these third underlayers are formed. Also increases. From the viewpoint of particle size control, the thickness of the third underlayer is 5
0 nm or less is preferable, and 4 nm or more is preferable from a viewpoint of film thickness control. By forming the third base film, the second
It is desirable to select a material that improves the crystal matching with the underlying film and at the same time improves the adhesion.

【0064】《比較例1》図7に示した構成のスパッタ
リング装置を用いて図8に示す断面構造を有する磁気記
録媒体を作製した。
Comparative Example 1 A magnetic recording medium having the cross-sectional structure shown in FIG. 8 was manufactured using a sputtering apparatus having the structure shown in FIG.

【0065】本比較例の媒体は、基板11の上に第1の
下地膜形成室22で第1の下地膜12を基板の両面に形
成せずに、第2の下地膜12を基板11上に直接形成し
た他は、実施例4と同様にして形成した磁気記録媒体で
ある。
In the medium of this comparative example, the first underlayer 12 is not formed on both sides of the substrate in the first underlayer formation chamber 22 on the substrate 11, and the second underlayer 12 is formed on the substrate 11. The magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 4 except that the magnetic recording medium was formed directly.

【0066】このようにして形成した磁気記録媒体につ
いて塵埃投入試験を行なった結果、本比較例1の第1の
下地膜12を形成しない磁気記録媒体に比べ、実施例4
に記載した第1の下地膜12を形成した磁気記録媒体で
は、クラッシュに至るまでのシーク回数が3倍以上多く
なり耐摺動性に優れるという結果が得られた。
As a result of performing a dust injection test on the magnetic recording medium thus formed, the magnetic recording medium of Example 4 was compared with the magnetic recording medium of Comparative Example 1 in which the first underlayer 12 was not formed.
In the magnetic recording medium on which the first underlayer 12 was formed, the number of seeks until a crash was increased by a factor of three or more, resulting in excellent sliding resistance.

【0067】《実施例5》実施例1に示した酸化ニッケ
ル(NiO)と酸化珪素(SiO2)をモル比で7:3で混
合して焼結したターゲットの替わりに、表5に示すター
ゲットを用いて磁気記録媒体を形成した。
Example 5 Instead of the target obtained by mixing nickel oxide (NiO) and silicon oxide (SiO 2) at a molar ratio of 7: 3 and sintering them as shown in Example 1, the targets shown in Table 5 were used. Was used to form a magnetic recording medium.

【0068】[0068]

【表5】 [Table 5]

【0069】酸化珪素(SiO2)を添加しない酸化ニッ
ケル(NiO)のターゲットを高周波スパッタした場合、
表5の比較例2に示すように、磁性膜の平均粒径<d>は
13.5nm、標準偏差σと磁性膜の平均粒径<d>の比
σ/<d>は0.306程度であった。
When a nickel oxide (NiO) target to which silicon oxide (SiO 2) is not added is subjected to high frequency sputtering,
As shown in Comparative Example 2 of Table 5, the average particle size <d> of the magnetic film was 13.5 nm, and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ to the average particle size <d> of the magnetic film was about 0.306. Met.

【0070】酸化ニッケル(NiO)に対する酸化珪素
(SiO2)の添加濃度を20mol.%(実施例5-1)〜
40mol.%(実施例5-2)迄高めることにより保磁力
は271kA/m〜241kA/m迄減少し、平均粒径<
d>も13.2nm〜12.6nm迄減少した。一方、酸
化珪素(SiO2)の添加濃度の増加に伴い、実施例2と
同様な方法で測定した出力減少は5%〜3%へ小さくな
った。
Silicon oxide to nickel oxide (NiO)
The concentration of (SiO2) added is 20 mol.% (Example 5-1)
By increasing the coercive force to 40 mol.% (Example 5-2), the coercive force was reduced from 271 kA / m to 241 kA / m, and the average particle size <
d> also decreased from 13.2 nm to 12.6 nm. On the other hand, as the concentration of silicon oxide (SiO 2) increased, the decrease in output measured by the same method as in Example 2 was reduced to 5% to 3%.

【0071】第2の下地膜として用いる酸化珪素(Si
O2)のモル比を変えても、残留磁束密度、保磁力角型
比、並びに角型比の酸化珪素(SiO2)のモル比依存性
は小さかった。
Silicon oxide (Si) used as the second underlayer
Even when the molar ratio of O2) was changed, the dependence of the residual magnetic flux density, the coercive force squareness, and the squareness ratio on the silicon oxide (SiO2) mole ratio was small.

【0072】表5に示すように、(NiO-30mol.
%SiO2)に5mol.%FeOを添加した場合(実施
例5-3)や10mol.%CoOを添加した場合(実施例
5-4)等、第2の下地膜の材料を変えても、240kA
/mを超える保磁力を有する磁気記録媒体が得られた。
As shown in Table 5, (NiO-30 mol.
% SiO 2) (Example 5-3) or 10 mol.% CoO (Example 5-4), and even when the material of the second underlayer is changed, 240 kA is added.
A magnetic recording medium having a coercive force exceeding / m was obtained.

【0073】表5の比較例2に示すように、酸化ニッケ
ル(NiO)を第2の下地膜として用いた媒体の出力減少
は10%であった。一方、上記実施例の媒体で測定した
出力減少は3〜5%と小さくなっていた。
As shown in Comparative Example 2 in Table 5, the output reduction of the medium using nickel oxide (NiO) as the second underlayer was 10%. On the other hand, the output decrease measured with the medium of the above example was as small as 3 to 5%.

【0074】《実施例6》実施例1に示した酸化ニッケ
ル(NiO)と酸化珪素(SiO2)をモル比で7:3で混
合して焼結したターゲットの替わりに、(1)ニッケルの
酸化物とアルミニウムの酸化物(Al2O3)と酸化珪素を
モル比で7:1:2で混合し焼結したNiO-10mo
l.% Al2O3−20mol.% SiO2からなる組成の
ターゲット(実施例6-1)、(2)ニッケルの酸化物とアル
ミニウムの酸化物とチタンの酸化物をモル比で7:1:
2で混合して焼結したNiO-10mol.% Al2O3−
20mol.% TiO2からなる組成のターゲット(実
施例6-2)、(3) ニッケルの酸化物とチタンの酸化物と
酸化亜鉛をモル比で7:2:1で混合して焼結したNi
O-10mol.% ZnO−20mol.% TiO2から
なる組成のターゲット(実施例6-3)を用いたことを除
き、実施例1と同様に磁気記録媒体を形成した。これら
の第2の下地膜を用いた場合の磁気特性を表6に示す。
Example 6 Nickel oxide (NiO) and silicon oxide (SiO 2) shown in Example 1 were mixed at a molar ratio of 7: 3 and sintered instead of (1) nickel oxidation Product, aluminum oxide (Al2O3) and silicon oxide mixed at a molar ratio of 7: 1: 2 and sintered and mixed.
l.% Al2 O3 -20 mol.% A target having a composition of SiO2 (Example 6-1), (2) a nickel oxide, an aluminum oxide, and a titanium oxide in a molar ratio of 7: 1:
10 mol.% Al2O3-
20 mol.% TiO2 target (Example 6-2), (3) Ni sintered by mixing nickel oxide, titanium oxide and zinc oxide at a molar ratio of 7: 2: 1.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1, except that a target having a composition of O-10 mol.% ZnO-20 mol.% TiO2 (Example 6-3) was used. Table 6 shows the magnetic properties when these second underlayers are used.

【0075】[0075]

【表6】 [Table 6]

【0076】上記の酸化物からなる下地層の材料を変え
ても、第2の下地膜の厚さを16nmとした場合、記録
時における磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対的な
走行方向に磁界を1,040kA/m印加して試料振動型
磁力計で測定した保磁力Hcの値が240kA/mを超
え、保磁力角型比S*が0.7〜0.75の範囲であり、
残留磁束密度Brとの積Br×tの値も3.8mA〜4.
2mAあった。
Even if the material of the above-mentioned oxide underlayer is changed, when the thickness of the second underlayer is 16 nm, a magnetic field is generated in the direction of travel of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording. The value of the coercive force Hc measured by a sample vibration magnetometer by applying 1,040 kA / m exceeds 240 kA / m, and the coercive force squareness ratio S * is in the range of 0.7 to 0.75;
The value of the product Br × t with the residual magnetic flux density Br is also 3.8 mA to 4.
2 mA.

【0077】実施例2と同様にして測定したSiso/
Ndと出力減少は,それぞれ表6に示すように25.3
dB〜26.2dB 、2%〜6%であった。
[0094] The measurement was performed in the same manner as in Example 2
Nd and output decrease were 25.3 as shown in Table 6, respectively.
dB to 26.2 dB, 2% to 6%.

【0078】《実施例7》磁性膜の厚さが異なる以外
は、実施例1に記載の磁気記録媒体と同一構成とし、磁
性膜の厚さが16nm、20nm、24nmである3種
類の磁気記録媒体を実施例1と同様にして作製した。
Example 7 Three types of magnetic recordings having the same structure as the magnetic recording medium described in Example 1 except that the thicknesses of the magnetic films are different, and the thicknesses of the magnetic films are 16 nm, 20 nm, and 24 nm A medium was produced in the same manner as in Example 1.

【0079】5万回のCSS耐摺動試験を実施した結
果、磁性膜の厚さを16nm、20nm、24nmとし
たいずれの磁気記録媒体に於いても、磁気記録媒体及び
磁気ヘッドが破壊されることはなく、良好な耐摺動信頼
性が得られた。
As a result of performing the CSS sliding resistance test 50,000 times, the magnetic recording medium and the magnetic head are destroyed in any of the magnetic recording media having the thickness of the magnetic film of 16 nm, 20 nm and 24 nm. No good sliding reliability was obtained.

【0080】磁性膜を薄くすることにより、磁性膜の厚
さtと残留磁束密度Brとの積Br×tが大きく減少す
る。表7に示すように、面内保磁力Hcは概ね262k
A/m〜273kA/m、保磁力角型比S*は0.69〜
0.75で0.72前後で略一定の磁気記録媒体を形成で
きた。これらの磁気特性は試料振動型磁力計により最大
印加磁界を1040kA/mとして25℃で測定した。
By reducing the thickness of the magnetic film, the product Br × t of the thickness t of the magnetic film and the residual magnetic flux density Br is greatly reduced. As shown in Table 7, the in-plane coercive force Hc was approximately 262 k
A / m-273 kA / m, coercive force squareness ratio S * is 0.69-
At 0.75, a magnetic recording medium having a substantially constant value of about 0.72 could be formed. These magnetic properties were measured at 25 ° C. using a sample vibration magnetometer at a maximum applied magnetic field of 1040 kA / m.

【0081】[0081]

【表7】 [Table 7]

【0082】これらの磁気記録媒体の電磁変換特性をシ
ールドギャップ長Gsを0.11μmとした実施例8に
記載のスピンバルブ型の再生素子と、ギャップ長が0.
2μmの電磁誘導型書き込み素子からなる磁気ヘッドを
用いて測定した。再生素子のセンス電流は3mA、書き
込み電流Iwは34mAとした。孤立再生波半値幅PW
50はデジタルオシロスコープ(Tektronix TDS544A)に
より測定した。磁性膜が薄い程、PW50は小さくなっ
ていた。磁性膜の厚さが16nmでヘッドの浮上量が2
2nmの場合、170nmという小さな値が得られた。
また、ヘッドの浮上量が9nmの場合、PW50は13
5nm迄短くなった。
The electromagnetic conversion characteristics of these magnetic recording media were the same as those of the spin valve type reproducing element described in Example 8 in which the shield gap length Gs was 0.11 μm, and the gap length was 0.1 μm.
The measurement was performed using a magnetic head composed of a 2 μm electromagnetic induction type writing element. The sense current of the read element was 3 mA, and the write current Iw was 34 mA. Isolated reproduction wave half width PW
50 was measured with a digital oscilloscope (Tektronix TDS544A). The PW50 was smaller as the magnetic film was thinner. The magnetic film thickness is 16 nm and the flying height of the head is 2
In the case of 2 nm, a small value of 170 nm was obtained.
When the flying height of the head is 9 nm, PW50 is 13
Shortened to 5 nm.

【0083】スペクトルアナライザで測定した最高線記
録密度415kFCIにおける出力は、デジタルオシロ
スコープで測定した20kFCIにおける孤立再生波の
出力に対して2〜5%であった。スペクトルアナライザ
で測定した最高線記録密度415kFCIにおける出力
は、奇数次の波形出力を100MHzを超えるまで積算
して求めた。更に、孤立再生波の0−p出力(Siso)
と415kFCIの信号を記録した場合の積算媒体ノイ
ズ(Nd)の比Siso/ Ndを評価した。ここで、ヘッ
ドの浮上量は22nmとし、Ndは5kFCI〜436
kFCIに相当する帯域のノイズを積算した値とした。
何れの媒体も、415kFCIという高い記録密度に於
いて、24.7dB以上の高いSiso/ Ndが得られ
た。
The output at the maximum linear recording density of 415 kFCI measured by the spectrum analyzer was 2 to 5% of the output of the isolated reproduction wave at 20 kFCI measured by the digital oscilloscope. The output at the maximum linear recording density of 415 kFCI measured by the spectrum analyzer was obtained by integrating the odd-order waveform output until it exceeded 100 MHz. Further, 0-p output of isolated reproduction wave (Siso)
The ratio Siso / Nd of integrated medium noise (Nd) when signals of 415 kFCI and 415 kFCI were recorded was evaluated. Here, the flying height of the head was 22 nm, and Nd was 5 kFCI to 436.
A value obtained by integrating noise in a band corresponding to kFCI was used.
In each medium, a high Siso / Nd of 24.7 dB or more was obtained at a high recording density of 415 kFCI.

【0084】実施例2に記載したシールドギャップ長
0.11μm、ライトギャップ長0.2μmのヘッドを磁
気記録媒体から機械的に18nm浮上させて、65℃に
制御したスピンスタンドを用いて207.5kFCIの
密度で記録した信号の再生出力の経時変化を測定した。
その結果、表7に示す様に、実施例1に記載の磁気記録
媒体では、記録から1秒経過後の再生出力を基準とした
96時間経過後の出力低下が3%程度であった。磁性膜
の厚さを16nm(実施例1)〜24nm(実施例7-2)
迄増加すると、出力減少は3%〜2%まで小さくなっ
た。
The head having the shield gap length of 0.11 μm and the write gap length of 0.2 μm described in Example 2 was mechanically levitated from the magnetic recording medium by 18 nm, and the head was controlled at 65 ° C. with a spin stand of 207.5 kFCI. The change over time in the reproduction output of a signal recorded at a density of was measured.
As a result, as shown in Table 7, in the magnetic recording medium described in Example 1, the output reduction after 96 hours from the reproduction output after 1 second from the recording was about 3%. The thickness of the magnetic film is from 16 nm (Example 1) to 24 nm (Example 7-2)
As the power increased, the decrease in power decreased from 3% to 2%.

【0085】《実施例8》実施例1において、第2の下
地膜形成室24と25で、第2の下地膜の形成に用いる
ターゲットをCr−25at.%Mn合金と酸化珪素(S
iO2)をモル比で7:3で混合して焼結したターゲッ
トとし、更に、第2の下地膜の厚さを10nm、20n
m、30nmとした以外は、実施例1と同様にして磁気
記録媒体を形成した。
Example 8 In Example 1, the targets used for forming the second underlayer in the second underlayer formation chambers 24 and 25 were Cr-25 at.% Mn alloy and silicon oxide (S
iO2) was mixed at a molar ratio of 7: 3 to obtain a sintered target. Further, the thickness of the second underlayer was set to 10 nm and 20 n.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1 except that m and 30 nm were used.

【0086】このようにして作製した磁気記録媒体の再
生出力の経時変化を実施例2と同様にして測定した。そ
の結果、実施例1に記載の磁気記録媒体では、記録から
1秒経過後の再生出力を基準とした96時間経過後の出
力低下が3%程度であった。本実施例で第2の下地膜を
5nmとした場合には、5%程度の出力減少が観測さ
れ、第2の下地膜を10nmの厚さとした場合には、約
4%の出力減少が観測された。一方、第2の下地膜を2
0nmあるいは30nmとした場合の出力低下は3%以
下であった。これらの磁性膜の結晶粒径を実施例1と同
様にして評価した。第2の下地膜を5nm、10nm、
20nm、30nm形成した各場合の磁性膜の平均結晶
粒径を図9に示す。第2の下地膜を厚くすることによ
り、磁性膜の平均的な結晶粒径は8.4nm〜12nm
へ大きくなった。第2の下地膜を厚くすることにより、
これらの媒体の標準偏差σと平均粒径<d>の比σ/<d>
は0.30から0.27へ減少した。
The time-dependent change in the reproduction output of the magnetic recording medium thus manufactured was measured in the same manner as in Example 2. As a result, in the magnetic recording medium described in Example 1, the output reduction after 96 hours had elapsed was about 3% based on the reproduction output after one second had elapsed from recording. In the present example, when the second underlayer was 5 nm, an output decrease of about 5% was observed, and when the second underlayer was 10 nm thick, about 4% of output decrease was observed. Was done. On the other hand, the second underlayer is
The output decrease when the thickness was 0 nm or 30 nm was 3% or less. The crystal grain size of these magnetic films was evaluated in the same manner as in Example 1. 5 nm, 10 nm,
FIG. 9 shows the average crystal grain size of the magnetic film formed in each case of 20 nm and 30 nm. By increasing the thickness of the second base film, the average crystal grain size of the magnetic film is 8.4 to 12 nm.
It became big. By increasing the thickness of the second base film,
Ratio σ / <d> of standard deviation σ of these media and average particle size <d>
Decreased from 0.30 to 0.27.

【0087】《比較例3》実施例1において第2の下地
膜形成室24と25で第2の下地膜形成に用いるターゲ
ットを、酸化珪素(SiO2)を添加しないCr−25a
t.%Mn合金のターゲットとし、第2の下地膜の厚さを
20nmとしたことを除き、実施例1と同様にして磁気
記録媒体を作製した。得られた磁性膜の平均粒径<d>は
14.5nm、標準偏差σと磁性膜の平均粒径<d>の比
σ/<d>は0.31あった。このσ/<d>の値は、実施例
8の第2の下地膜を20nm形成した場合に比べ大きか
った。
Comparative Example 3 In Example 1, the target used for forming the second base film in the second base film forming chambers 24 and 25 was Cr-25a to which silicon oxide (SiO 2) was not added.
A magnetic recording medium was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the target of the t.% Mn alloy was used and the thickness of the second underlayer was set to 20 nm. The average particle size <d> of the obtained magnetic film was 14.5 nm, and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ to the average particle size <d> of the magnetic film was 0.31. This value of σ / <d> was larger than that of Example 8 in which the second underlayer was formed to 20 nm.

【0088】《実施例9》実施例1で第2の下地膜形成
室24と25で使用するターゲットを、酸化ニッケル
(NiO)と酸化硅素(SiO2)と酸化亜鉛(ZnO)を混
合物に変更した以外は、実施例1と同様にして磁気記録
媒体を形成した。酸化ニッケル(NiO)と酸化硅素(S
iO2)と酸化亜鉛(ZnO)のモル比を表8に示す。
Example 9 In Example 1, the target used in the second base film formation chambers 24 and 25 was nickel oxide.
A magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1, except that (NiO), silicon oxide (SiO2), and zinc oxide (ZnO) were changed to a mixture. Nickel oxide (NiO) and silicon oxide (S
Table 8 shows the molar ratio between iO2) and zinc oxide (ZnO).

【0089】[0089]

【表8】 [Table 8]

【0090】得られた媒体の磁性膜の結晶粒径を実施例
1と同様にして評価した。第2の下地膜形成時の酸化亜
鉛の添加濃度を増加するに従い、磁性膜の平均的な結晶
粒径はZnOの添加濃度の増加と共に12.9nm〜1
5.2nmへ大きくなり、標準偏差σと磁性膜の平均粒
径<d>の比σ/<d>は0.27〜0.28であった。
The crystal grain size of the magnetic film of the obtained medium was evaluated in the same manner as in Example 1. As the concentration of zinc oxide added during the formation of the second underlayer increases, the average crystal grain size of the magnetic film increases from 12.9 nm to 1 with the increase of the concentration of ZnO.
It increased to 5.2 nm, and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ to the average particle size <d> of the magnetic film was 0.27 to 0.28.

【0091】Siso/NdはZnOの添加濃度の増加
と共に増加した。ZnOを10mol.%以上添加する
と、実施例2と同様にして測定した出力減少は5%以上
であった。実施例1と実施例9−1並びに実施例9−2
に記載の磁気記録媒体では、記録から1秒経過後の再生
出力を基準とした96時間経過後の出力低下が3%程度
であった。
[0091] The ratio of SiO / Nd increased with an increase in the concentration of ZnO. When ZnO was added in an amount of 10 mol.% Or more, the output reduction measured in the same manner as in Example 2 was 5% or more. Example 1, Example 9-1, and Example 9-2
In the magnetic recording medium described in (1), the output decrease after 96 hours from the reproduction output after 1 second from the recording was about 3%.

【0092】《実施例10》実施例1で磁性膜15形成
用合金ターゲットの組成をCo−21at.%Cr−1
4at.%Pt、 Co−21at.%Cr−16at.%
Pt、 Co−20at.%Cr−18at.%Pt合金に
変え、磁性膜の厚みを変えてBrtを2.4mA(30G
・μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして磁気
記録媒体を形成した。記録時における磁気記録媒体に対
する磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を1,040
kA/m印加して25℃で試料振動型磁力計により測定
した保磁力Hcの値は306〜365kA/mであっ
た。350kA/mを超える場合には、実施例2に記載
したシールドギャップ長0.11μm、ライトギャップ
長0.2μmのヘッドを磁気記録媒体から機械的に18
nm浮上させて、大気中で5℃に制御したスピンスタン
ドを用いてオーバーライト特性を測定した場合に−30
dB以上の重ね書き特性しかえられなかった。オーバー
ライト特性を測定する場合の1Fの周波数は最高線記録
密度415kFCIに相当する周波数の1/6とした。
Example 10 In Example 1, the composition of the alloy target for forming the magnetic film 15 was changed to Co-21 at.% Cr-1.
4at.% Pt, Co-21at.% Cr-16at.%
Pt, Co-20at.% Cr-18at.% Pt alloy, Brt 2.4 mA (30 G
.Mu.m), except that the magnetic recording medium was formed in the same manner as in Example 1. A magnetic field of 1,040 is applied in the running direction of the magnetic head relative to the magnetic recording medium during recording.
The value of the coercive force Hc measured by a sample vibrating magnetometer at 25 ° C. while applying kA / m was 306 to 365 kA / m. If it exceeds 350 kA / m, the head having a shield gap length of 0.11 μm and a write gap length of 0.2 μm described in Example 2 is mechanically moved from the magnetic recording medium by 18 μm.
-30 nm when the overwrite characteristic was measured using a spin stand controlled at 5 ° C. in the air.
Only overwriting characteristics of dB or more were obtained. The frequency of 1F when measuring the overwrite characteristic was set to 1/6 of the frequency corresponding to the maximum linear recording density of 415 kFCI.

【0093】1,040kA/mの外部磁界を印加して2
5℃で試料振動型磁力計により測定した保磁力Hcの値
は最大350kA/m程度であった。本実施例による媒
体の磁性膜を構成する結晶は透過型電子顕微鏡観察によ
る粒径観察の結果、平均粒径<d>が7nm以上15nm
以下あり、磁性膜の結晶粒径の標準偏差σと平均粒径<
d>の比σ/<d>が0.25から0.28であった。
Applying an external magnetic field of 1,040 kA / m
The value of the coercive force Hc measured at 5 ° C. with a sample vibration magnetometer was about 350 kA / m at the maximum. The crystal constituting the magnetic film of the medium according to the present example had a mean particle size <d> of 7 nm or more and 15 nm as a result of observation of the particle size by transmission electron microscope observation.
The standard deviation σ of the crystal grain size of the magnetic film and the average grain size <
The ratio σ / <d> of d> was 0.25 to 0.28.

【0094】これらの結果から、低温におけるオーバー
ライト特性を勘案し、基板と該基板上に形成された磁性
膜とを有し、該磁性膜を構成する結晶の平均粒径<d>が
7nm以上15nm以下、磁性膜の結晶粒径の標準偏差
σと平均粒径<d>の比σ/<d>が0.28以下、25℃で
試料振動型磁力計により測定した保磁力が240kA/
m以上350kA/m以下であることが好ましいことが
明らかになった。
From these results, taking into account the overwrite characteristics at low temperature, the substrate and the magnetic film formed on the substrate have an average particle diameter <d> of 7 nm or more which constitutes the magnetic film. 15 nm or less, the ratio σ / <d> of the standard deviation σ of the crystal grain size of the magnetic film to the average grain size <d> is 0.28 or less, and the coercive force measured by a sample vibration magnetometer at 25 ° C. is 240 kA /
It became clear that it is preferable that it is more than m and 350 kA / m or less.

【0095】《実施例11》実施例8に記載の磁気記録
媒体形成時に、第1の下地膜と保護膜の形成条件は変え
ずに、第2の下地膜と磁性膜を以下の様に変更して磁気
記録媒体を形成した。第2の下地膜形成用ターゲットと
して以下に示す組成の焼結ターゲットを用いた。
<< Embodiment 11 >> In forming the magnetic recording medium described in Embodiment 8, the second underlayer and the magnetic film were changed as follows without changing the conditions for forming the first underlayer and the protective film. Thus, a magnetic recording medium was formed. A sintered target having the following composition was used as the second target for forming a base film.

【0096】 (Cr−50at.%Mn)−20mol.%SiO2 (Cr−40at.%Mn) −20mol.%SiO2 (Cr−50at.%Mn)−30mol.%SiO2 (Cr−5at.%Re) −20mol.%SiO2 (Cr−10at.%Ru) −20mol.%SiO2 (Cr−1at.%Rh) −20mol.%SiO2 (Cr−50at.%Mn)−10mol.%Ta2O5 (Cr−50at.%Mn)−10mol.%TiO2 (Cr−50at.%Mn) −20mol.%ZnO (Cr−50at.%Mn) −20mol.%SiO2−
6mol.%ZnO これらのCr含有合金からなる第2の下地膜の厚さを4
nm、8nm、16nm、20nm、25nmと変え、
この上にコバルトを主成分とする磁性膜を形成した。磁
性膜形成用合金ターゲットは以下の組成とした。
(Cr-50at.% Mn) -20mol.% SiO2 (Cr-40at.% Mn) -20mol.% SiO2 (Cr-50at.% Mn) -30mol.% SiO2 (Cr-5at.% Re) -20 mol.% SiO2 (Cr-10 at.% Ru) -20 mol.% SiO2 (Cr-1 at.% Rh) -20 mol.% SiO2 (Cr-50 at.% Mn) -10 mol.% Ta2O5 (Cr-50 at.%) Mn) -10 mol.% TiO2 (Cr-50 at.% Mn) -20 mol.% ZnO (Cr-50 at.% Mn) -20 mol.% SiO2-
6 mol.% ZnO The thickness of the second underlayer made of these Cr-containing alloys is 4
nm, 8 nm, 16 nm, 20 nm, 25 nm,
A magnetic film containing cobalt as a main component was formed thereon. The alloy target for forming the magnetic film had the following composition.

【0097】 Co−20 at.%Pt Co−12at.%Pt Co−10at.%Cr−12at.%Pt Co−20at.%Cr−12at.%Pt Co−22at.%Cr−12at.%Pt Co−22at.%Cr−14at.%Pt Co−20at.%Cr−12at.%Pt−2at.%Ta Co−20at.%Cr−5at.%Ge Co−20at.%Cr−5at.%Ge−4at.%Pt−4a
t.%B Co−20at.%Cr−2at.%Ta Co−20at.%Ni−10at.%Cr−12at.%Pt
−4at.%B Co−20at.%Cr−14at.%Pt−4at.%B Co−22at.%Cr−12at.%Pt−4at.%B Co−7at.%Ge−10at.%Pt−6at.%B 上記の合金ターゲットを用いて磁性膜を形成する際に厚
さを変え、残留磁束密度Brと磁性膜の厚さtの積Br
×tの値を以下の3水準に制御して形成した。
% Pt Co-12 at.% Pt Co-10 at.% Cr-12 at.% Pt Co-20 at.% Cr-12 at.% Pt Co-22 at.% Cr-12 at.% Pt Co -22at.% Cr-14at.% PtCo-20at.% Cr-12at.% Pt-2at.% TaCo-20at.% Cr-5at.% Ge Co-20at.% Cr-5at.% Ge-4at .% Pt-4a
% B Co-20at.% Cr-2at.% Ta Co-20at.% Ni-10at.% Cr-12at.% Pt
% BCo-20at.% Cr-14at.% Pt-4at.% BCo-22at.% Cr-12at.% Pt-4at.% BCo-7at.% Ge-10at.% Pt-6at % B When the magnetic film is formed using the above alloy target, the thickness is changed and the product Br of the residual magnetic flux density Br and the thickness t of the magnetic film is changed.
It was formed by controlling the value of × t to the following three levels.

【0098】(1)2mA(25G・μm)から2.4mA
(30G・μm)、(2)4mA(50G・μm)から4.8
mA(60G・μm)、(3)6.4mA(80G・μm)か
ら6.8mA(85G・μm)、8mm角に切断した円板
片を試料振動型磁力計を用いて25℃で測定しBr×t
の値を求めた。磁界印加は最大1,040kA/mとし、
記録媒体に対する記録時の磁気ヘッドの相対的走行方向
に磁界を印加した。
(1) From 2 mA (25 G · μm) to 2.4 mA
(30 Gm), (2) From 4 mA (50 Gm) to 4.8
mA (60 G · μm), (3) A piece of a disk cut from 6.4 mA (80 G · μm) to 6.8 mA (85 G · μm), 8 mm square was measured at 25 ° C. using a sample vibration type magnetometer. Br × t
Was determined. The magnetic field application is set to 1,040 kA / m at maximum,
A magnetic field was applied in the relative running direction of the magnetic head during recording on the recording medium.

【0099】これらの磁気記録媒体を実施例2に記載の
スピンスタンドを用いて再生波出力の経時変化を測定し
た。その結果、上記(1)の2mA(25G・μm)〜2.
4mA(30G・μm)とした媒体の中には再生出力が小
さいため、Siso/Ndが24dB以下となる場合が
あった。一方、Br×t値が2.4mA以上6.4mA以
下の場合、96時間経過後に200kFCLで記録した
再生波の出力低下が10%を超えることはなく、少なく
とも Siso/Ndは24dB以上得られた。上述した
磁気記録媒体のBr×t値が2.4mA以上6.4mA以
下の場合、磁性膜の平均粒径<d>は7nm以上15nm
以下であり、磁性膜の平均粒径<d>に対する標準偏差σ
の割合σ/<d>は0.238〜0.28であった。
[0099] The change over time of the output of the reproduction wave of these magnetic recording media was measured using the spin stand described in Example 2. As a result, 2 mA (25 G · μm) to 2.
Some media having a current of 4 mA (30 G · μm) have a low reproduction output, so that the value of Siso / Nd may be 24 dB or less. On the other hand, when the Br × t value is 2.4 mA or more and 6.4 mA or less, the output reduction of the reproduced wave recorded at 200 kFCL after 96 hours does not exceed 10%, and at least Siso / Nd is obtained at 24 dB or more. . When the Br × t value of the magnetic recording medium is 2.4 mA or more and 6.4 mA or less, the average particle diameter <d> of the magnetic film is 7 nm or more and 15 nm or less.
And the standard deviation σ with respect to the average particle diameter <d> of the magnetic film.
Was 0.238 to 0.28.

【0100】しかしながら、Br×t値が6.4mAを
超えると、重ね書きが充分にできないという問題が生じ
た。 すなわち、500kFCIを超える最高線記録密
度の1/6程度の線記録密度(1F)の信号で記録した上
に最高線記録密度の信号(2F)を重ね書きする場合、1
F信号の消し残りが−30dB以上となり充分な重ね書
きができなかった。
However, when the Br × t value exceeds 6.4 mA, there arises a problem that overwriting cannot be performed sufficiently. That is, when recording with a signal having a linear recording density (1F) of about 1/6 of the maximum linear recording density exceeding 500 kFCI and then overwriting a signal (2F) with the maximum linear recording density, 1
The erasure remaining of the F signal was -30 dB or more, and sufficient overwriting could not be performed.

【0101】また、Br×t値が6.4mAを超え、第
2の下地膜よりも磁性膜が厚い場合、磁性膜の平均粒径
<d>に対する標準偏差σの割合σ/<d>が0.28を超え
る磁気記録媒体も含まれていた。
When the Br × t value exceeds 6.4 mA and the magnetic film is thicker than the second underlayer, the average particle size of the magnetic film
Magnetic recording media in which the ratio σ / <d> of the standard deviation σ to <d> exceeded 0.28 were also included.

【0102】Cr-Mn-SiO2合金のMn濃度を変更
し、(Cr−50at.%Mn)−20mol.%SiO2
の代わりに(Cr−40at.%Mn) −20mol.%
SiO2を用いてもBr×tの値が2.4mA未満の場
合、Siso/Ndが24dB以下となる場合があっ
た。
The Mn concentration of the Cr—Mn—SiO 2 alloy was changed to obtain (Cr-50 at.% Mn) -20 mol.
Instead of (Cr-40at.% Mn) -20mol.%
Even when SiO2 was used, when the value of Br × t was less than 2.4 mA, there was a case where Siso / Nd was 24 dB or less.

【0103】第2の下地膜形成用Cr−50at.%M
n合金に添加するSiO2の濃度を(Cr−50at.%
Mn) −20mol.%SiO2から(Cr−50at.
%Mn)−30mol.%SiO2迄増加させた媒体につ
いて、第2の下地膜を比較した。
Cr-50 at.% M for forming second underlayer
The concentration of SiO2 added to the n alloy is (Cr-50 at.%
Mn) -20 mol.% SiO2 to (Cr-50 at.
% Mn) -30 mol.% SiO2 was compared with the second underlayer.

【0104】第2の下地膜を16nm形成した磁気記録
媒体について、実施例1と同様な方法ですり鉢状に膜厚
方向にイオンミリングし、透過型電子顕微鏡とエネルギ
ー分散型元素分析装置を併用して元素分布を測定した。
その結果、制限視野回折像の観察からCr含有合金から
なる結晶粒は多くの結晶粒からなる多結晶であり、Cr
含有合金からなる結晶粒の粒界にCr濃度が低く、Si
濃度の高い粒界が形成されていることが明らかになっ
た。Cr−50at.%Mn合金に添加するのSiO2
濃度を20mol.%〜30mol.%迄増加するとさら
にこの傾向は明確になった。 Mnが母相に対して固溶
限 を超えている場合は粒界にも析出していた。
A magnetic recording medium on which a second underlayer was formed to a thickness of 16 nm was ion-milled in a mortar shape in the film thickness direction in the same manner as in Example 1, and a transmission electron microscope and an energy dispersive elemental analyzer were used together. And the element distribution was measured.
As a result, from the observation of the selected area diffraction image, the crystal grains composed of the Cr-containing alloy are polycrystals composed of many crystal grains.
Cr concentration is low at the grain boundaries of the crystal grains made of the alloy containing
It became clear that grain boundaries with high concentration were formed. SiO2 added to Cr-50at.% Mn alloy
This tendency became clearer when the concentration was increased from 20 mol.% To 30 mol.%. When Mn exceeded the solid solubility limit with respect to the parent phase, it also precipitated at the grain boundaries.

【0105】このほか、上述した(Cr-X) −20mo
l.%SiO2( X=Re、Ru、Rh)について同様
に元素分析を行なった。XとしてMnに代わりRe、R
u、Rhとした場合にも、第2の下地膜面内で多結晶の
(Cr-X)合金を主成分とする母相の粒界に酸化珪素を
主成分とする第2相が析出していた。
In addition to the above, (Cr-X) -20mo
Elemental analysis was similarly performed on l.% SiO2 (X = Re, Ru, Rh). X is Re, R instead of Mn
Also when u and Rh are used, polycrystalline
The second phase mainly composed of silicon oxide was precipitated at the grain boundaries of the matrix mainly composed of (Cr-X) alloy.

【0106】(Cr−50at.%Mn) −20mol.
%SiO2に比べ更に6mol.%ZnOを添加した場
合、ZnOの添加により第2の下地膜の結晶粒径は大き
くなった。下地膜の厚さを8nmにした場合、6mo
l.%〜20mol.%迄のZnOの添加は他の酸化物を
Cr合金に添加した場合に比べ、第2の下地膜の粒径を
大きくするのに効果的であった。(Cr−50at.%M
n) −20mol.%SiO2に比べ(Cr−50at.
%Mn) −20mol.%ZnOをそれぞれ8nm〜1
6nmの厚さとなる様に形成した場合、第2の下地膜の
結晶粒径は大きくなっていた。
(Cr-50 at.% Mn) -20 mol.
When ZnO was further added in an amount of 6 mol.% As compared with% SiO2, the crystal grain size of the second underlayer was increased by the addition of ZnO. When the thickness of the underlayer is 8 nm, 6 mo
The addition of ZnO in an amount of 1 to 20 mol.% was effective in increasing the grain size of the second underlayer as compared with the case where another oxide was added to the Cr alloy. (Cr-50at.% M
n) compared to -20 mol.% SiO2 (Cr-50 at.
% Mn) -20 mol.% ZnO in the range of 8 nm to 1
When formed to have a thickness of 6 nm, the crystal grain size of the second underlayer was large.

【0107】《実施例12》実施例1から実施例11に
記載した磁気記録媒体91と、該磁気記録媒体を駆動す
る駆動部92と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド9
3と、該磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運
動させる手段94と、該磁気ヘッドへの信号入力手段と
該磁気ヘッドからの出力信号再生を行なう為の記録再生
信号処理手段95及びアンロード時に待避する機構部9
6とを有する磁気記憶装置を図10に示すように構成し
た。
Embodiment 12 The magnetic recording medium 91 described in Embodiments 1 to 11, a driving unit 92 for driving the magnetic recording medium, and a magnetic head 9 including a recording unit and a reproducing unit
3, a means 94 for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, a signal input means for the magnetic head, a recording / reproducing signal processing means 95 for reproducing an output signal from the magnetic head, and an amplifier. Mechanical unit 9 to save during loading
6 was constructed as shown in FIG.

【0108】前記磁気ヘッドの再生部は磁気抵抗効果型
磁気ヘッドで構成されるようにした。図11は磁気ヘッ
ドの構造を示す模式的斜視図である。このヘッドは基体
401上に形成された記録用の電磁誘導型ヘッドと再生
用の磁気抵抗効果型ヘッドを併せ持つ複合型ヘッドであ
る。前記記録ヘッドはコイル402を挟む上部記録磁極
403と下部記録磁極兼上部シールド層404からな
り、記録磁極間のギャップ長は0.2μmとした。ま
た、コイルには厚さ3μmの銅を用いた。前記再生用ヘ
ッドは磁気抵抗センサ405とその両端の電極パターン
406からなり、磁気抵抗センサは下部記録磁極兼上部
シールド層404と下部シールド層407で挟まれ、2
つのシールド層間の距離は0.10μmとした。尚、こ
の図では記録磁極間のギャップ層、及びシールド層と磁
気抵抗センサ間のギャップ層は省略してある。
The reproducing section of the magnetic head is constituted by a magnetoresistive head. FIG. 11 is a schematic perspective view showing the structure of the magnetic head. This head is a composite head having both an electromagnetic induction type head for recording and a magnetoresistive head for reproduction formed on a substrate 401. The recording head was composed of an upper recording magnetic pole 403 sandwiching a coil 402 and a lower recording magnetic pole and upper shield layer 404, and the gap length between the recording magnetic poles was 0.2 μm. Further, copper having a thickness of 3 μm was used for the coil. The reproducing head includes a magnetoresistive sensor 405 and electrode patterns 406 on both ends thereof. The magnetoresistive sensor is sandwiched between a lower recording magnetic pole / upper shield layer 404 and a lower shield layer 407.
The distance between the two shield layers was 0.10 μm. In this figure, the gap layer between the recording magnetic poles and the gap layer between the shield layer and the magnetoresistive sensor are omitted.

【0109】図12に磁気抵抗センサの断面構造を示
す。磁気センサの信号検出領域500は、互いの磁化方
向が外部磁界によって相対的に変化することによって大
きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性膜と、この導電
性磁性膜の間に配置された導電性非磁性膜を含む磁気抵
抗センサ(スピンバルブ型の再生素子)によって構成さ
れる。この磁気センサの構造は、ギャップ層501上
に、Taバッファ層502、第1の磁性膜503、銅で
構成された中間層504、第2の磁性膜505、Fe−
50at.%Mn合金からなる反強磁性膜506が順次
形成された構造である。前記第1の磁性膜にはNi−2
0at.%Fe合金を使用し、第2の磁性膜にはコバル
トを使用した。反強磁性膜からの交換磁界により、第2
の磁性膜の磁化は一方向に固定されている。これに対
し、第2の磁性膜と非磁性膜を介して接する第1の磁性
膜の磁化の方向は、磁気記録媒体からの漏洩磁界により
変化するため、抵抗変化が生じる。
FIG. 12 shows a sectional structure of the magnetoresistive sensor. The signal detection region 500 of the magnetic sensor includes a plurality of conductive magnetic films that generate a large resistance change when their magnetization directions relatively change due to an external magnetic field, and a conductive film disposed between the conductive magnetic films. It is constituted by a magnetoresistive sensor (spin-valve type reproducing element) including a nonmagnetic film. The structure of this magnetic sensor is such that a Ta buffer layer 502, a first magnetic film 503, an intermediate layer 504 made of copper, a second magnetic film 505,
This is a structure in which an antiferromagnetic film 506 made of a 50 at.% Mn alloy is sequentially formed. The first magnetic film has Ni-2
A 0 at.% Fe alloy was used, and cobalt was used for the second magnetic film. Due to the exchange magnetic field from the antiferromagnetic film, the second
The magnetization of the magnetic film is fixed in one direction. On the other hand, the direction of magnetization of the first magnetic film that is in contact with the second magnetic film via the non-magnetic film changes due to a leakage magnetic field from the magnetic recording medium, and thus a resistance change occurs.

【0110】信号検出領域の両端には、テーパー形状に
加工されたテーパー部507がある。このテーパー部
は、第1の磁性膜を単磁区化するための永久磁石層50
8と、その上に形成された信号を取り出す為の一対の電
極406からなる。永久磁石層は保磁力が大きく、磁化
方向が容易に変化しないことが必要であり、Co−Cr
−Pt合金を用いた。
At both ends of the signal detection area, there are tapered portions 507 processed into a tapered shape. The tapered portion is used to make the first magnetic film a single magnetic domain.
8 and a pair of electrodes 406 for extracting signals formed thereon. The permanent magnet layer must have a large coercive force and the magnetization direction must not change easily.
-A Pt alloy was used.

【0111】実施例1乃至実施例11に記載した本発明
の磁気記録媒体と、図11に示した上記ヘッドと組み合
わせて、図10に示す磁気記憶装置を構成した。上記の
いずれの媒体を用いた場合にも、このようにして構成し
た磁気記憶装置によって、20Gb/inch2以上の
記録密度を実現することができた。
By combining the magnetic recording medium of the present invention described in Examples 1 to 11 with the above-described head shown in FIG. 11, a magnetic storage device shown in FIG. 10 was formed. When using any of the above-mentioned media, a recording density of 20 Gb / inch2 or more could be realized by the magnetic storage device configured as described above.

【0112】本実施例では、浮上面レールの面積が1.
4mm2以下で、質量が2mg以下の磁気ヘッドスライ
ダー上に磁気抵抗効果型磁気ヘッドが形成されている磁
気ヘッドを用いた。スライダーの浮上面レールの面積を
1.4mm2以下とし、更に、質量を2mg以下とする
ことにより、耐衝撃信頼性を向上できる。これにより、
高い記録密度と高い衝撃性を両立させることができ、2
0Gb/inch2以上の記録密度で30万時間以上の
平均故障時間間隔(MTBF)を実現ができた。
In this embodiment, the area of the air bearing surface rail is 1.
A magnetic head having a magnetoresistive effect type magnetic head formed on a magnetic head slider having a size of 4 mm2 or less and a mass of 2 mg or less was used. By setting the area of the slider's floating surface rail to 1.4 mm 2 or less and the mass to 2 mg or less, the impact resistance can be improved. This allows
High recording density and high impact can be achieved at the same time.
A mean time between failures (MTBF) of 300,000 hours or more was realized at a recording density of 0 Gb / inch2 or more.

【0113】[0113]

【発明の効果】磁性膜中の磁性粒径を微細化することに
より、ノイズの小さい高性能な磁気記録媒体を実現でき
る。同時に磁性粒径の分布を小さく制御することによ
り、低熱揺らぎ、並びに低熱減磁の磁気記録媒体を提供
できる。更に、磁性膜の結晶配向性を制御することによ
り、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供できる。本
発明の磁気記録媒体は高記録密度領域におけるノイズが
低いという特徴も有しており、20Gb/inch2を
超える高密度記録の可能な大記憶容量で高い信頼性を有
する小型磁気記憶装置を実現するのに適している。
According to the present invention, a high-performance magnetic recording medium with small noise can be realized by reducing the magnetic particle size in the magnetic film. At the same time, by controlling the distribution of the magnetic particle size to be small, a magnetic recording medium with low thermal fluctuation and low thermal demagnetization can be provided. Further, by controlling the crystal orientation of the magnetic film, a magnetic recording medium suitable for high-density recording can be provided. The magnetic recording medium of the present invention also has a feature of low noise in a high recording density region, and realizes a small-sized magnetic storage device having a large storage capacity and high reliability capable of high-density recording exceeding 20 Gb / inch2. Suitable for

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

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

【図2】スパッタリング装置のチャンバ構成の一例を示
す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a chamber configuration of a sputtering apparatus.

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

【図4】スパッタリング装置のチャンバ構成の一例を示
す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view illustrating an example of a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【図5】中間膜の厚さと保磁力の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a thickness of an intermediate film and a coercive force.

【図6】本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面模式図
である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of the magnetic recording medium of the present invention.

【図7】スパッタリング装置のチャンバ構成の一例を示
す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【図8】スパッタリング装置のチャンバ構成の一例を示
す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a chamber configuration of a sputtering apparatus.

【図9】第2の下地膜の厚さと磁性膜の平均粒径の関係
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the thickness of a second underlayer and the average grain size of a magnetic film.

【図10】本発明の磁気記憶装置の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a magnetic storage device of the present invention.

【図11】本発明の磁気記憶装置における磁気ヘッドの
磁気抵抗センサの断面構造の一例を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a magnetoresistive sensor of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【図12】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッド
の磁気抵抗センサの断面構造の一例を示す断面模式図で
ある。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing an example of a sectional structure of a magnetoresistive sensor of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・基板、12・・・第1の下地膜、13・・・第2の下
地膜、14・・・第3の下地膜、15・・・第1の磁性膜、1
6・・・中間膜、17・・・第2の磁性膜、18・・・保護膜、
19・・・潤滑膜、21・・・仕込み室、22・・・第1の下地
膜形成室、23・・・加熱室、24、25・・・第2の下地膜
形成室、26・・・第1の磁性膜形成室、27・・・中間膜形
成室、28・・・第2の磁性膜形成室、29、29'・・・保
護膜形成室、30・・・取り出し室、31・・・メインチャン
バ、32・・・第3の下地膜、91・・・磁気記録媒体、92
・・・磁気記録媒体を駆動する駆動部、93・・・磁気ヘッ
ド、94・・・磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運
動させる手段、95・・・記録再生信号処理手段、96・・・
アンロード時に待避する機構部、401・・・基体、40
2・・・コイル、403・・・上部記録磁極、404・・・下部
記録磁極兼上部シールド層、405・・・磁気抵抗セン
サ、406・・・電極パターン、407・・・下部シールド
層、500・・・磁気センサの信号検出領域、501・・・ギ
ャップ層、502・・・Taバッファ層、503・・・第1の
磁性膜、504・・・中間層、505・・・第2の磁性膜、5
06・・・反強磁性膜、507・・・テーパー部 、508・・・
永久磁石層。
11 ... substrate, 12 ... first under film, 13 ... second under film, 14 ... third under film, 15 ... first magnetic film, 1
6 ... intermediate film, 17 ... second magnetic film, 18 ... protective film,
19: lubrication film, 21: preparation chamber, 22: first base film formation chamber, 23: heating chamber, 24, 25 ... second base film formation chamber, 26 ... 1st magnetic film forming chamber, 27 ... intermediate film forming chamber, 28 ... second magnetic film forming chamber, 29, 29 '... protective film forming chamber, 30 ... take-out chamber, 31 ... Main chamber, 32 ... Third base film, 91 ... Magnetic recording medium, 92
... Driving unit for driving the magnetic recording medium, 93 ... Magnetic head, 94 ... Means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, 95 ... Recording / reproducing signal processing means, 96 ...・
Mechanism for retreating during unloading, 401...
2 ... coil, 403 ... upper recording magnetic pole, 404 ... lower recording pole and upper shield layer, 405 ... magnetic resistance sensor, 406 ... electrode pattern, 407 ... lower shield layer, 500 ... Signal detection area of magnetic sensor, 501 ... Gap layer, 502 ... Ta buffer layer, 503 ... First magnetic film, 504 ... Intermediate layer, 505 ... Second magnetism Membrane, 5
06: antiferromagnetic film, 507: tapered portion, 508:
Permanent magnet layer.

フロントページの続き (72)発明者 屋久 四男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 細江 譲 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 石川 晃 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 内藤 孝 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 4K029 AA09 BA06 BA07 BA13 BA21 BA43 BA46 BD11 CA05 DC02 5D006 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 FA00 5D112 AA03 BD02 FA04 FB02 Continued on the front page (72) Inventor Yasuo Yakuo 2880 Kozu, Kodawara-shi, Kanagawa Prefecture, Ltd.Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Joe Hosoe 2880 Kozu, Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Storage System Business, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akira Ishikawa 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takashi Naito 7-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research, Ltd. In-house F-term (reference) 4K029 AA09 BA06 BA07 BA13 BA21 BA43 BA46 BD11 CA05 DC02 5D006 BB01 BB07 CA01 CA05 CA06 FA00 5D112 AA03 BD02 FA04 FB02

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と、該基板上に形成され、その主成分
がクロムである非磁性材料からなる第1の下地膜と、添
加元素としてMn、Re、Ru、Rhから選ばれる少な
くとも1種の元素を含むCr基合金と無機化合物からな
る第2の下地膜と、この上にコバルトを主成分とする磁
性膜を形成し、更に保護膜をこの順に形成した磁気記録
媒体において、 前記第2の下地膜に含まれている無機化合物が、珪素、
アルミニウム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選ばれ
た少なくとも1種類の元素を主成分として含む酸化物で
あることを特徴とする磁気記録媒体。
1. A substrate, a first base film formed on the substrate and made of a nonmagnetic material whose main component is chromium, and at least one kind selected from Mn, Re, Ru, and Rh as an additive element. A second underlayer made of a Cr-based alloy containing an element and an inorganic compound, a magnetic film containing cobalt as a main component formed thereon, and a protective film formed in this order; The inorganic compound contained in the underlayer is silicon,
A magnetic recording medium comprising an oxide containing at least one element selected from aluminum, titanium, tantalum, and zinc as a main component.
【請求項2】上記第2の下地膜に含まれる無機化合物の
濃度が膜面内方向の揺らぎを有することを特徴とする請
求項1記載の磁気記録媒体。
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the concentration of the inorganic compound contained in the second underlayer has a fluctuation in an in-plane direction of the film.
【請求項3】上記第2の下地膜がCr基合金からなる多
数の結晶粒で構成され、かつ、該結晶粒の粒界における
珪素、アルミニウム、チタン、タンタル、亜鉛の内より
選ばれた少なくとも1種類の元素を含む酸化物の濃度が
該結晶粒の内部における濃度よりも高いことを特徴とす
る請求項1記載の磁気記録媒体。
3. The method according to claim 1, wherein the second underlayer is formed of a large number of crystal grains made of a Cr-based alloy, and at least one selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum, and zinc at grain boundaries of the crystal grains. 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the concentration of the oxide containing one kind of element is higher than the concentration inside the crystal grains.
【請求項4】上記磁性膜を構成する結晶の平均粒径<d>
が7nm以上15nm以下、該磁性膜の結晶粒径の標準
偏差σと該平均粒径<d>の比σ/<d>が0.28以下、2
5℃で試料振動型磁力計により測定した保磁力が240
kA/m以上350kA/m以下であることを特徴とする
請求項1記載の磁気記録媒体。
4. An average particle diameter <d> of a crystal constituting the magnetic film.
Is not less than 7 nm and not more than 15 nm, and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ of the crystal grain size of the magnetic film to the average grain size <d> is 0.28 or less, 2
The coercive force measured by a sample vibration magnetometer at 5 ° C. is 240
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium has a kA / m of 350 kA / m or more.
【請求項5】基板と、該基板上に形成され、その主成分
がクロムである非磁性材料からなる第1の下地膜と、酸
化物を含む第2の下地膜と、この上にコバルトを主成分
とする磁性膜を形成し、更に保護膜をこの順に形成した
磁気記録媒体において、 前記第2の下地膜がニッケル、コバルト、マグネシウム
から選ばれる少なくとも1種類の元素を主成分として含
む酸化物からなる第1の酸化物と、珪素、アルミニウ
ム、チタン、タンタル、亜鉛の内より選ばれた少なくと
も1種類の元素を主成分として含む酸化物から成る第2
の酸化物とを含んでいることを特徴とする磁気記録媒
体。
5. A substrate, a first underlayer made of a nonmagnetic material whose main component is chromium formed on the substrate, a second underlayer containing an oxide, and cobalt on the second underlayer. In a magnetic recording medium in which a magnetic film having a main component is formed, and a protective film is further formed in this order, the second underlayer film has an oxide containing at least one element selected from nickel, cobalt and magnesium as a main component. And an oxide containing at least one element selected from silicon, aluminum, titanium, tantalum and zinc as a main component.
A magnetic recording medium characterized by containing an oxide of:
【請求項6】上記第2の下地膜に含まれる上記第2の酸
化物の濃度が膜面内方向の揺らぎを有することを特徴と
する請求項5記載の磁気記録媒体。
6. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the concentration of the second oxide contained in the second underlayer has a fluctuation in an in-plane direction of the film.
【請求項7】上記第2の下地膜が多数の結晶粒で構成さ
れ、かつ、該結晶粒の粒界における上記第2の酸化物の
濃度が該結晶粒の粒内における濃度よりも高いことを特
徴とする請求項5記載の磁気記録媒体。
7. The second base film is composed of a large number of crystal grains, and the concentration of the second oxide at a grain boundary of the crystal grains is higher than the concentration in the crystal grains. 6. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein:
【請求項8】上記磁性膜を構成する結晶の平均粒径<d>
が7nm以上15nm以下、該磁性膜の結晶粒径の標準
偏差σと平均粒径<d>の比σ/<d>が0.28以下、25
℃で試料振動型磁力計により測定した保磁力が240k
A/m以上350kA/m以下であることを特徴とする請
求項5記載の磁気記録媒体。
8. An average particle diameter <d> of a crystal constituting the magnetic film.
Is not less than 7 nm and not more than 15 nm, and the ratio σ / <d> of the standard deviation σ of the crystal grain size of the magnetic film to the average grain size <d> is 0.28 or less, 25
The coercive force measured by a sample vibrating magnetometer at 240 ° C is 240k
6. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the magnetic recording medium is not less than A / m and not more than 350 kA / m.
【請求項9】上記第2の下地膜を形成する為のスパッタ
ターゲットに、ネール温度が少なくとも80℃以上ある
反強磁性材料を含有させて請求項1に記載の磁気記録媒
体を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。
9. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein an antiferromagnetic material having a Neel temperature of at least 80 ° C. is contained in a sputter target for forming the second underlayer. A method for manufacturing a magnetic recording medium.
【請求項10】上記第2の下地膜を形成する為のスパッ
タターゲットに、ネール温度が少なくとも80℃以上あ
る反強磁性材料を含有させて請求項5に記載の磁気記録
媒体を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。
10. A magnetic recording medium according to claim 5, wherein an antiferromagnetic material having a Neel temperature of at least 80 ° C. is contained in a sputter target for forming said second underlayer. A method for manufacturing a magnetic recording medium.
【請求項11】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を駆動
する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、
該磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運動させ
る手段と、上記磁気ヘッドをランプさせる機構部と、
該磁気ヘッドへの信号入力手段と該磁気ヘッドからの出
力信号再生を行なう為の記録再生信号処理手段とを有す
る磁気記憶装置において、 上記磁気ヘッドの再生部が互いの磁化方向が外部磁界に
よって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を
生じる複数の導電性磁性膜と、 該導電性磁性膜の間に配置された導電性非磁性膜を含む
磁気抵抗センサで構成され、 且つ磁気記録媒体が請求項1に記載の磁気記録媒体であ
ることを特徴とする磁気記憶装置。
11. A magnetic recording medium, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head including a recording unit and a reproducing unit,
Means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, a mechanism for ramping the magnetic head,
In a magnetic storage device having a signal input means to the magnetic head and a recording / reproducing signal processing means for reproducing an output signal from the magnetic head, the reproducing units of the magnetic head can be configured such that their magnetization directions are relative to each other by an external magnetic field. A magnetic recording medium comprising: a plurality of conductive magnetic films that generate a large resistance change due to a change in resistance; and a magnetoresistive sensor including a conductive nonmagnetic film disposed between the conductive magnetic films. Item 2. A magnetic storage device, which is the magnetic recording medium according to Item 1.
【請求項12】磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を駆動
する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、
該磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運動させ
る手段と、上記磁気ヘッドをランプさせる機構部と、
該磁気ヘッドへの信号入力手段と該磁気ヘッドからの出
力信号再生を行なう為の記録再生信号処理手段とを有す
る磁気記憶装置において、 上記磁気ヘッドの再生部が互いの磁化方向が外部磁界に
よって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を
生じる複数の導電性磁性膜と、 該導電性磁性膜の間に配置された導電性非磁性膜を含む
磁気抵抗センサで構成され、且つ磁気記録媒体が請求項
5に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記
憶装置。
12. A magnetic recording medium, a driving unit for driving the magnetic recording medium, a magnetic head including a recording unit and a reproducing unit,
Means for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, a mechanism for ramping the magnetic head,
In a magnetic storage device having a signal input means to the magnetic head and a recording / reproducing signal processing means for reproducing an output signal from the magnetic head, the reproducing units of the magnetic head can be configured such that their magnetization directions are relative to each other by an external magnetic field. A magnetic recording medium comprising: a plurality of conductive magnetic films that generate a large resistance change due to a change in resistance; and a magnetoresistive sensor including a conductive non-magnetic film disposed between the conductive magnetic films. Item 6. A magnetic storage device, which is the magnetic recording medium according to Item 5.
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