JP2002109714A - 情報記録媒体及び情報記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高保磁力の情報記録膜に微小な磁区を確実に
形成できる情報記録媒体及び情報記録装置を提供する。 【解決手段】 磁気記録媒体は、基板上に軟磁性膜、非
磁性膜、硬質磁性膜を備える。軟磁性膜を構成する軟磁
性材料の飽和磁束密度が、記録用の磁気ヘッドの磁極を
構成する磁性材料の飽和磁束密度よりも大きくなるよう
にする。これにより、記録用磁気ヘッドと軟磁性膜との
間に閉磁界ループが形成され、記録用磁気ヘッドの磁極
から発生する磁束が、硬質磁性膜の微小領域に集中して
効果的に印加される。それゆえ高保磁力の硬質磁性膜に
確実に微小磁区を形成できる。本発明の情報記録装置は
５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を越える超高密度記録を実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録可能な
情報記録媒体及び情報記録装置に関し、特に、高い保磁
力を有する情報記録膜に磁気ヘッドの磁界を効率良く印
加して微小な記録磁区を確実に形成することができる情
報記録媒体及び情報記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。マルチメディアの一つ
としてコンピュータ等に装着される磁気ディスク装置が
知られている。現在、磁気ディスク装置は、記録密度を
向上させつつ小型化する方向に開発が進められている。
また、それに並行して装置の低価格化も急速に進められ
ている。

【０００３】磁気ディスクの高密度化を実現するために
は、１）ディスクと磁気ヘッドとの距離を狭めること、
２）磁気記録媒体の保磁力を増大させること、３）信号
処理方法を高速化すること、４）磁気記録媒体の熱揺ら
ぎを低減すること、等が要望されている。

【０００４】高密度磁気記録を実現するための磁気記録
媒体として、基板面に垂直な方向に磁化容易軸を有する
垂直磁化膜を情報記録膜に用いた垂直磁気記録媒体が知
られている。かかる垂直磁気記録媒体の情報記録膜とし
ては、例えば、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（−Ｔａ）系の磁性材
料が用いられている（InterMag2000 AD06）。この材料
は、２０ｎｍ程度のＣｏの結晶粒子が析出した結晶質材
料である。かかるＣｏ系の結晶質材料を用いた磁気記録
媒体においては、結晶質の情報記録膜と軟磁性膜を組み
合わせて２層の磁性膜を備えた構成にすることが提案さ
れている。このような軟磁性膜を形成することにより安
定して情報を記録することができるからである。例え
ば、特開平３−１８３０１１には、垂直磁気記録媒体に
好適な２層構造の磁気記録媒体の構造と、用いる軟磁性
膜の透磁率について検討した結果が開示されている。ま
た、熱安定性に優れ、高密度記録に好適な垂直磁気記録
用の磁性材料として、非晶質材料の希土類−鉄族合金が
有望であることが第２３回日本応用磁気学会学術講演会
（8aB-11 1999）において報告されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、更なる高密
度記録化を実現するために情報記録膜の保磁力を更に高
めたとき、記録用磁気ヘッドからの磁束を情報記録膜に
効率良く印加させないと、情報記録膜を確実に磁化させ
ることは困難であると考えられる。すなわち、高密度記
録のためには、記録用磁気ヘッドからの磁束が情報記録
膜に効率良く印加されるように、磁気記録媒体を構成す
る磁性材料の磁気特性や媒体構成を選択する必要がある
と考えられる。

【０００６】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、本発明の第１の目的は、記録用磁気ヘッ
ドからの磁界を高保磁力の情報記録膜に効率よく印加す
ることができ、情報記録膜の微小領域を確実に磁化させ
ることできる情報記録媒体及び情報記録装置を提供する
ことにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、磁化遷移領域の磁
区形状を制御することにより再生時のノイズを低減する
ことができる情報記録媒体及び情報記録装置を提供する
ことにある。

【０００８】本発明の第３の目的は、記録用磁気ヘッド
からの磁束を情報記録膜に収束させて印加でき、情報記
録膜に微小な記録磁区を形成することができる情報記録
媒体及び情報記録装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第４の目的は、５０Ｇｂｉｔ／ｉ
ｎｃｈ^２を越える超高密度記録に好適な情報記録媒体及
び情報記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に従
えば、磁気ヘッドからの磁界により情報が記録される情
報記録媒体において、基板上に、軟磁性膜、非磁性膜及
び硬質磁性膜を備え、上記軟磁性膜は、上記磁気ヘッド
の磁界発生部分を構成する磁性材料の飽和磁束密度以上
の飽和磁束密度を有することを特徴とする情報記録媒体
が提供される。

【００１１】本発明の情報記録媒体は、基板上に軟磁性
膜、非磁性膜及び硬質磁性膜を備えた構造を有し、硬質
磁性膜に情報を記録し得る。硬質磁性膜は、磁化容易軸
の方向が基板面に垂直な方向である垂直磁気異方性を有
する磁性膜にし得る。非磁性膜は、硬質磁性膜と軟磁性
膜とを静磁的に結合させることができる。軟磁性膜は、
その飽和磁束密度が、磁気ヘッドの磁界発生部分（磁
極）を構成する磁性材料の飽和磁束密度以上であるよう
な軟磁性材料から構成されている。すなわち、軟磁性膜
及び記録用磁気ヘッドの磁極を構成する磁性材料の飽和
磁束密度をそれぞれＢｓ（Ｍ）及びＢｓ（Ｈ）としたと
きに、Ｂｓ（Ｈ）≦Ｂｓ（Ｍ）の関係を満足するよう
に、軟磁性膜の磁性材料または記録用磁気ヘッドの磁極
材料が選択されている。このような構成にすることによ
り、記録用磁気ヘッドからの磁界を、情報が記録される
硬質磁性膜に効率よく印加することが可能となり、硬質
磁性膜に微小な記録磁区を確実に形成することが可能と
なる。以下、その理由について説明する。

【００１２】情報記録時に、かかる情報記録媒体に、記
録用磁気ヘッドを用いて磁界を印加すると、記録用磁気
ヘッドと軟磁性膜との間で図２に示したような閉磁界ル
ープが形成される。すなわち、記録用磁気ヘッドの主磁
極から発生した磁束は、硬質磁性膜５を通過した後、軟
磁性膜３に達し、軟磁性膜３内を通過して再び硬質磁性
膜５を通過した後、記録用磁気ヘッドの副磁極に戻る。
本発明では、軟磁性膜３の飽和磁束密度を、記録用磁気
ヘッドの磁極を構成する材料の飽和磁束密度と同じかそ
れより大きくしているので、記録用磁気ヘッドの主磁極
から発生した磁束は、軟磁性膜３に良好に且つ効率良く
吸収される。その結果、硬質磁性膜の狭い範囲に磁束が
集中して印加され、高保磁力の硬質磁性膜であっても、
磁束が印加された微小領域は確実に磁化される。したが
って、硬質磁性膜に微小な記録磁区を高密度に形成する
ことが可能となる。

【００１３】本発明においては、高密度記録の観点か
ら、軟磁性膜の飽和磁束密度は１．５Ｔ以上であること
が最も好ましい。これにより記録用磁気ヘッドの磁極か
ら発生する磁束を、より一層効率的に硬質磁性膜に収束
させて印加させることができる。また、情報記録媒体の
軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｍ）の値が１．５Ｔ以上
と大きい場合には、記録用磁気ヘッドと軟磁性膜との間
に高密度記録に好適な閉磁界ループを形成することがで
きる。従来技術の欄に記載した特開平３−１８３０１１
号では、軟磁性膜の透磁率についてのみ検討されてお
り、記録用磁気ヘッドと軟磁性膜の飽和磁束密度の関係
については記載も示唆もされていない。

【００１４】本発明の情報記録媒体において、軟磁性膜
と硬質磁性薄膜は、上述したように、それらの間に介在
する非磁性膜により互いに静磁気的に結合している。か
かる非磁性膜の膜厚は０．２ｎｍ以上、６ｎｍ以下が好
適である。非磁性膜の膜厚が０．２ｎｍ未満の場合は非
磁性膜の成膜の制御が困難であるため好ましくなく、膜
厚が６ｎｍを越えると軟磁性膜と硬質磁性膜との間で静
磁気的な相互作用が生じなくなるので好ましくない。

【００１５】本発明において、非磁性膜は、非磁性を示
す材料であれば任意の材料を用いて構成することがで
き、例えば、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ及
びＣｕの中から選ばれる少なくとも１種類の元素、ある
いは、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ及びＴｉの中から
選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物あるいは窒化
物を用いることが最も好ましい。これらの材料は、硬質
磁性膜や軟磁性膜などの磁性膜中に不純物として含まれ
る水や酸素が磁性膜間で拡散するのを抑制できるので、
これら磁性膜の耐食性を向上させることができるととも
に、磁性膜の信頼性を向上させることができる。

【００１６】本発明において、軟磁性膜の保磁力は、硬
質磁性膜の保磁力の２０％以下であることが最も好まし
い。軟磁性膜の保磁力を硬質磁性膜の保磁力の２０％程
度にすることより、硬質磁性膜に形成される磁区のエッ
ジ位置の制御性が向上することがわかった。この効果
は、硬質磁性膜が、希土類元素と鉄族元素との非晶質合
金を用いて構成されている場合に有効である。ここで、
一般には、保磁力が０．１Ｏｅ（約７．９５８Ａ／ｍ）
以下の磁性材料が軟磁性材料と呼ばれているが、本発明
の情報記録媒体の軟磁性膜には、硬質磁性膜の保磁力の
２０％以下の保磁力を有する磁性膜も含むものとする。

【００１７】本発明において、硬質磁性膜はフェリ磁性
体の薄膜であることが好ましい。フェリ磁性体は、例え
ば希土類元素と鉄族元素とから構成される非晶質合金に
することができ、希土類元素は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ及び
Ｈｏの中から選ばれる少なくとも１種類の元素が好適で
あり、鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの中から選ばれ
る少なくとも１種類の元素が好適である。また、硬質磁
性膜は、鉄族元素と希土類元素とを交互に積層した交互
積層多層膜（人工格子膜）を用いて構成してもよい。本
発明において硬質磁性膜はＸ線回折を行なったときに結
晶構造に基づく回折ピークが観測されないような構造を
有することが好ましい。更に、上記非晶質合金中には、
ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３
またはＴｉＯ_２等に代表される無機化合物や、Ｃｒ、Ｎ
ｂ、ＴｉまたはＴａ等に代表される非磁性の金属元素が
含まれていてもよい。かかる非晶質合金に磁区を形成す
ると、非晶質合金中の非磁性金属元素が磁壁移動の障害
となるので、微小な磁区を確実に形成することが可能と
なる。

【００１８】また、硬質磁性膜は、白金属元素と鉄族元
素とから構成される人工格子膜（交互積層多層膜）にも
し得る。かかる人工格子膜において、白金族元素は、Ｐ
ｔ、Ｐｄ及びＲｈの中から選ばれる少なくとも１種類の
元素が好適であり、鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉの中
から選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。ま
た、硬質磁性膜は、Ｃｏ−Ｃｒを主体とする磁性合金か
ら構成することもできる。この場合は、Ｃｏ−Ｃｒ合金
に、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ及びＢの中から選ばれる少なくと
も１種類の元素を含ませた結晶質の合金として構成して
も良い。

【００１９】本発明において、軟磁性膜を構成する磁性
材料は、Ｃｏ−Ｚｒを主体とする合金が好ましく、特
に、これにＴａ、Ｎｂ及びＴｉの中から選ばれる少なく
とも１種類の元素を含んだ非晶質合金が好適である。ま
た、軟磁性膜は、鉄族元素と希土類元素から構成される
フェリ磁性体から構成することもできる。かかるフェリ
磁性体としては、例えば、鉄族元素がＦｅ及びＣｏの少
なくとも一方の元素であり、希土類元素が、Ｇｄ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌａ及びＹの中か
ら選ばれる少なくとも１種類の元素である非晶質合金で
あることが最も好ましい。また、軟磁性膜は、図５に示
すような、Ｆｅからなる結晶粒子同士の粒界部に、Ｔ
ａ、Ｎｂ及びＺｒの中から選ばれる少なくとも１種類の
元素の窒化物または炭化物を均一に分散させて析出させ
たナノクリスタル構造を有する磁性膜であってもよい。
図５において、Ｆｅ結晶粒子の粒子径は８〜２０ｎｍで
あり、窒化物または炭化物の粒子径は３〜７ｎｍ程度で
ある。また、これらのほかに、Ｎｉ−Ｆｅ合金を主体と
する軟磁性薄膜（例えばＦｅの多い組成のパーマロイ）
や、希土類元素層と鉄族元素層とを交互に積層して構成
された人工格子膜（交互積層多層膜）を軟磁性膜として
用いてもよい。

【００２０】本発明において、硬質磁性膜を、結晶質材
料を用いて構成した場合には、軟磁性膜も結晶質材料を
用いて構成することが好ましく、硬質磁性膜を、非晶質
材料を用いて構成した場合には、軟磁性膜も非晶質材料
を用いて構成することが好ましい。

【００２１】本発明の情報記録媒体は、更に、記録用磁
気ヘッドで発生可能な最大磁界強度よりも大きな保磁
力、例えば、５ｋＯｅ〜２０ｋＯｅ（約３９７．９ｋＡ
／ｍ〜約１５９１．６ｋＡ／ｍ）の保磁力を有する補助
磁性膜を備え得る。かかる補助磁性膜を備える情報記録
媒体は、後述する実施例に示すように、熱的安定性をよ
り一層高めることができる。補助磁性膜は、例えば、鉄
族元素と希土類元素とから構成される非晶質のフェリ磁
性材料から構成することができ、鉄族元素としては、例
えば、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも一方が好適であり、希
土類元素としては、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｅｒ及び
Ｔｍの中から選ばれる少なくとも一種類の元素が好適で
ある。補助磁性膜は、基板と軟磁性膜との間に形成され
ることが好ましい。

【００２２】本発明の第２の態様に従えば、情報記録装
置において、基板上に、軟磁性膜、非磁性膜及び硬質磁
性膜を備える情報記録媒体と、情報を記録または再生す
るための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記情報記録
媒体に対して駆動するための駆動装置とを備え、上記軟
磁性膜は、上記磁気ヘッドの磁界発生部分を構成する磁
性材料の飽和磁束密度以上の飽和磁束密度を有すること
を特徴とする情報記録装置が提供される。

【００２３】本発明の情報記録装置は、情報を記録する
ための記録用磁気ヘッドを構成する磁性材料の飽和磁束
密度Ｂｓ（Ｈ）と、情報記録媒体の軟磁性膜の飽和磁束
密度Ｂｓ（Ｍ）とが、Ｂｓ（Ｈ）≦Ｂｓ（Ｍ）の関係を
満足しているので、記録用磁気ヘッドから発生する磁束
を、情報を記録するための硬質磁性膜の狭い領域に集中
して印加することができる。したがって、硬質磁性膜に
微小な記録磁区を形成することが可能となり、超高密度
に情報を記録することができる。

【００２４】本発明の情報記録装置の磁気ヘッドは、例
えば、記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドとを一体に
して構成した磁気ヘッドにし得る。記録用磁気ヘッドに
は、例えば軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドや単磁極ヘ
ッドを用いることができる。再生用磁気ヘッドには、Ｍ
Ｒ素子（Magneto Resistive素子；磁気抵抗効果素子）
やＧＭＲ素子（Giant Magneto Resistive素子；巨大磁
気抵抗効果素子）、ＴＭＲ素子（Tunneling Magneto Re
sistive素子；磁気トンネル型磁気抵抗効果素子）を用
いることができる。これらの再生素子を用いることによ
り情報記録媒体に記録された情報を高いＳ／Ｎで再生す
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う情報記録媒体
及び情報記録装置について実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２６】

【実施例１】この実施例では、本発明に従う磁気記録媒
体として、図１の概略断面図に示すような断面構造を有
する磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体１０は、基
板１上に下地膜２、軟磁性膜３、非磁性膜４、硬質磁性
膜５及び保護膜６を順次積層した構造を有する。情報記
録媒体に用いる硬質磁性膜としてＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、軟
質磁性膜としてＣｏ_８０Ｎｂ_８Ｚｒ_１２の２層の磁性膜
から構成される非晶質合金膜を用いた場合である。

【００２７】〔基板の準備〕まず、基板１として、直径
２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のガラス基板を用意し
た。ここで用いた基板は一例であり、いずれのサイズの
ディスク基板を用いてもよく、ＡｌやＡｌ合金などの金
属の基板を用いてもよい。用いる基板の材質やサイズに
本発明の効果は左右されない。また、ガラス、ＡｌやＡ
ｌ合金の基板上にメッキ法やスパッタ法によりＮｉＰ層
を形成した基板を用いても良い。

【００２８】〔下地膜の成膜〕つぎに、基板１上に、下
地膜２として窒化シリコン膜をＲＦマグネトロンスパッ
タ法により５０ｎｍの膜厚で形成した。ターゲットには
シリコンを、放電ガスにはＡｒ−Ｎ_２混合ガス（Ａｒ／
Ｎ_２分圧比：９０／１０）をそれぞれ使用した。スパッ
タ時の圧力は３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）、投入Ｒ
Ｆ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφである。また、スパッタ
時は、基板を冷却することなく室温とした。

【００２９】基板１と情報記録膜３との接着性を向上さ
せることができるとともに、情報記録膜３に外部から磁
界を印加して磁区を形成する際のニュークリエイション
サイトとしての機能や、磁壁移動の障害としての効果が
ある。かかる効果は、下地膜２を構成する材料に依存す
る以外に、成膜の条件にも依存している。下地膜２の材
料も窒化シリコンに限ることはなく、Ｎｉ−Ｐ、Ａｌ、
Ａｌ−Ｃｒ合金、Ｃｒ、Ｃｒ−Ｔｉ合金などの金属膜を
用いても良く、あるいは、ＡｌＮ、ＺｒＯ_２、ＢＮなど
の無機化合物を用いても良い。

【００３０】〔軟磁性膜の成膜〕つぎに、下地膜２上
に、軟磁性膜３として、途中で真空を破ることなく連続
してＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ膜を２００ｎｍ膜厚にＲＦスパッ
タ法により形成した。軟磁性膜３の膜厚は、磁気ヘッド
の形状や印加磁界の強度によって適宜選択される。ター
ゲットにＣｏ_８０Ｎｂ_８Ｚｒ_１２を、放電ガスにＡｒを
それぞれ使用した。スパッタの条件は、投入ＲＦパワー
が１ｋＷ／５インチ、放電ガス圧力が１０ｍＴｏｒｒで
ある。スパッタは室温で行った。

【００３１】こうして形成された軟磁性膜３の磁気特性
を調べたところ、保磁力が３．６Ｏｅ（約２８６．４８
８ｋＡ／ｍ）、飽和磁束密度が１．７Ｔ、比透磁率が１
０００であった。また、結晶構造をＸ線回折法により調
べたところ、明確なピークは得られず、非晶質であるこ
とがわかった。

【００３２】〔非磁性膜の成膜〕つぎに、非磁性膜４と
してＳｉ_３Ｎ_４を０．２ｎｍ膜厚にて反応性のＲＦマグ
ネトロンスパッタ法により形成した。ターゲットにＳｉ
_３Ｎ_４を、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用した。スパッ
タの条件は、投入ＲＦパワーが１ｋＷ／５インチ、放電
ガス圧力が１０ｍＴｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）である。
非磁性膜４の膜厚は、磁気ヘッド、特に、記録ヘッドの
形状や性能に応じて調整し得る。また、非磁性膜は、そ
の表面が凹凸を有するように形成したり、アイランド状
になるように形成することが好ましい。

【００３３】〔硬質磁性膜の成膜〕つぎに、硬質磁性膜
５として、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質膜を形成した。硬質
磁性膜５の組成は、Ｔｂ_１５Ｆｅ_７５Ｃｏ_１０で、遷移
金属の副格子磁化が優勢側である。成膜にはＲＦマグネ
トロンスパッタ法を用いた。スパッタリングでは、Ｔｂ
−Ｆｅ−Ｃｏ合金をターゲットに、純Ａｒを放電ガスに
それぞれ使用した。形成した硬質磁性膜５の厚さは２０
ｎｍである。

【００３４】ここで硬質磁性膜５の磁気特性を調べたと
ころ、保磁力は３．５ｋＯｅ（約２７８．５３ｋＡ／
ｍ）、飽和磁化は２５０ｅｍｕ／ｍｌ、垂直磁気異方性
エネルギーは８×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であった。この
値は、ガラス基板上に直接形成したＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜
の磁気特性である。ここで、Ｓｉ_３Ｎ_４などの無機化合
物をＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金中に分散させて含ませ
てもよい。これにより、保磁力は０．５ｋＯｅ（約３
９．７９ｋＡ／ｍ）大きくなり、垂直磁気異方性エネル
ギーが５×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３に減少した。このよう
に磁気特性が変化した磁性膜は、磁区サイズの小さな微
小磁区を形成することが必要な高密度記録用に特に好適
である。

【００３５】〔保護膜の成膜〕最後に、保護膜６として
Ｃ膜を５ｎｍの膜厚にＥＣＲスパッタ法により形成し
た。ターゲットにＣ（カーボン）を、放電ガスにＡｒを
それぞれ用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ
（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋ
Ｗである。また、マイクロ波により励起されたプラズマ
を引き込むために５００ＷのＲＦバイアス電圧を印加し
た。作製した保護膜６の硬度をハイジトロン社製の硬度
測定器により測定したところ２１ＧＰａであった。ま
た、ラマン分光の結果よりｓｐ３結合が中心となってい
ることがわかった。

【００３６】保護膜６の成膜では、スパッタガスにＡｒ
を使用したが、窒素を含むガスを用いて成膜してもよ
い。窒素を含むガスを用いると、粒子が微細化するとと
もに、得られるＣ膜が緻密化し、保護性能を更に向上さ
せることができる。このように、保護膜の膜質はスパッ
タ条件や電極構造に大きく依存しているので、上述の条
件は絶対的なものではなく、使用する装置に応じて適宜
調整することが望ましい。

【００３７】また、保護膜６の作製にＥＣＲスパッタ法
を用いたのは、膜厚が２〜３ｎｍと極めて薄くても、緻
密で且つピンホールフリーで、しかも、カバレージの良
いＣ膜が得られるからである。これは、ＲＦスパッタ法
やＤＣスパッタ法に比べて顕著な違いである。これに加
えて、保護膜を成膜する場合に保護膜の下地になってい
る硬質磁性膜５が受けるダメージを著しく小さくできる
という特徴もある。高密度化の進行とともに硬質記録膜
５の薄膜化が進むので、成膜時に受けるダメージによる
磁気特性の低下は致命的になるが、ＥＣＲスパッタ法を
用いることによりこれを防止することができる。

【００３８】ＥＣＲスパッタ法のほかに、保護膜の成膜
にＤＣスパッタ法を用いても良い。しかし、この手法で
は形成する保護膜の膜厚が５ｎｍ以上の場合には用いる
ことができるが、これより薄い場合は不向きな場合があ
る。これは、１）磁性膜表面のカバレージが悪い、２）
膜の密度や硬度が十分ではない、などの理由による。

【００３９】〔磁気特性の測定〕こうして図１に示す積
層構造を有する磁気記録媒体１０を作製し、得られた磁
気記録媒体１０の磁気特性を測定した。ＶＳＭ（Vibrat
ion Sample Magnetometer）による測定からＭ−Ｈルー
プを得た。その結果から、角型比Ｓ及びＳ^＊は１．０で
あり、良好な角型性が得られた。また、保磁力：Ｈｃは
３．９ｋＯｅ（約３１０．３６２ｋＡ／ｍ）、飽和磁
化：Ｍｓは２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。また、垂直
磁気異方性エネルギーが８×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であ
った。このように、図１に示す構成で磁気記録媒体を作
製すると、磁気記録媒体から得られる保磁力が増大し
た。これは、硬質磁性膜を形成する表面の形状や軟磁性
膜との磁気的相互作用を反映した結果であると考えられ
る。この磁気記録媒体の硬質磁性膜５の活性化体積を測
定してＫｕ・ｖ／ｋＴの値を求めたところ３５０であっ
た。このことは、硬質磁性膜５が熱的安定性に優れてい
ることを示している。

【００４０】〔磁気記録装置〕つぎに、磁気記録媒体の
表面上に潤滑剤を塗布することによって磁気ディスクを
完成させた。そして同様のプロセスにより複数の磁気デ
ィスクを作製し、磁気記録装置に同軸上に組み込んだ。
磁気記録装置の概略構成を図３及び図４に示す。

【００４１】図３は磁気記録装置１００の上面の図であ
り、図４は、磁気記録装置１００の図３における破線Ａ
−Ａ’方向の断面図である。記録用磁気ヘッドとして、
１．５Ｔの飽和磁束密度を有するＦｅ_７５Ｎｉ_２５合金
の軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用いた。また、記
録信号は、巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバ
ルブ型ＧＭＲ磁気ヘッドにより再生した。磁気ヘッドの
ギャップ長は０．１２μｍであった。記録用磁気ヘッド
及び再生用磁気ヘッドは一体化されており、図３及び図
４では磁気ヘッド５３として示した。この一体型磁気ヘ
ッドは磁気ヘッド用駆動系５４により制御される。

【００４２】複数の磁気ディスク５１はスピンドル５２
により同軸回転される。ここで、磁気ヘッド面と磁性膜
との距離は１２ｎｍに保った。この磁気ディスク５１に
４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉｔｓ／
ｃｍ^２）に相当する信号（７００ｋＦＣＩ）を記録して
磁気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３４ｄＢの再
生出力が得られた。軟磁性膜を設けない磁気ディスクよ
りも２ｄＢ以上ノイズを低減する効果が得られた。

【００４３】次いで、磁気ディスクに一定のパターンを
記録し、タイムインターバルアナライザにより硬質磁性
膜に形成された磁区のエッジの揺らぎを測定した。測定
の結果、軟磁性膜を備えない磁気ディスクよりもエッジ
の揺らぎを１／１０以下に低減できた。また、磁気ディ
スクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわ
ない場合の値で１×１０^−５以下であった。ここで、磁
気力顕微鏡（ＭＦＭ）により、記録した部分の磁化状態
を観察したところ、磁化遷移領域に特有なジグザグパタ
ーンが観測されなかった。そのために、ノイズレベルを
低減できたと考えられる。更に、サブミクロン以下の微
小磁区の形成も容易に行なうことができた。

【００４４】ここで、比較のために、軟磁性膜に飽和磁
束密度Ｂｓ（Ｍ）が０．９Ｔのパーマロイ系の軟磁性材
料を用いた以外は上記と同様に磁気ディスクを作製し、
かかる磁気ディスクに、飽和磁束密度Ｂｓ（Ｈ）が１．
７Ｔの軟磁性薄膜を用いた薄膜型磁気ヘッドにより、５
０Ｇｂ／ｉｎｃｈ^２に相当する信号を記録して磁気ディ
スクのＳ／Ｎを評価したところ、再生信号出力は３１ｄ
Ｂであった。このように、磁気記録媒体の軟磁性膜の飽
和磁束密度Ｂｓ（Ｍ）と記録用磁気ヘッドの飽和磁束密
度Ｂｓ（Ｈ）の関係がＢｓ（Ｍ）＜Ｂｓ（Ｈ）の場合
は、５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ^２を越える記録密度で情報を記
録することは困難であった。一方、磁気記録媒体の軟磁
性膜の飽和磁束密度Ｂｓ（Ｍ）と記録用磁気ヘッドの飽
和磁束密度Ｂｓ（Ｈ）が、Ｂｓ（Ｈ）＜Ｂｓ（Ｍ）の関
係を満足する本発明の場合は、浮上量を１６ｎｍまで高
くしても情報を記録することができた。このことは、従
来の磁気記録装置の場合と同じ浮上量で磁気ヘッドを浮
上させて記録を行なうのであれば、磁気ディスクの硬質
磁性膜の保磁力を、例えば４ｋＯｅ（約３１８．３２ｋ
Ａ／ｍ）程度に高めても情報を記録できることを意味
し、その結果磁気ディスクの熱安定性をより一層向上さ
せることができる。

【００４５】本実施例では、軟磁性膜として、Ｃｏ−Ｔ
ａ−Ｚｒ系非晶質合金を用いたが、ＴａをＮｂやＴｉに
変更しても同様の特性が得られた。また、Ｃｏ−Ｚｒ系
以外に、非晶質の鉄族元素と希土類元素とのフェリ磁性
体を用いても同様の効果が得られた。

【００４６】また、軟磁性膜を、鉄族元素と希土類元素
からなる非晶質のフェリ磁性体として構成することもで
き、この場合は、鉄族元素としてＦｅ及びＣｏの少なく
とも一方の元素を用いることができ、希土類元素として
Ｇｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌａ及び
Ｙの中から選ばれる少なくとも１種類の元素を用いるこ
とができる。かかる材料を軟磁性膜として用いた場合、
飽和磁束密度が大きくなるような組成を選択することが
できるので有効である。特に、Ｅｒ（またはＴｍ）とＦ
ｅ、Ｃｏ系の磁性材料を用いると、基板面に平行な方向
の異方性が大きく、飽和磁束密度増大の効果は大きい。

【００４７】また、本実施例では、硬質磁性膜にＴｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金を用いたが、Ｔｂ以外にＤｙ、Ｈ
ｏ、Ｇｄのいずれの元素を用いても良く、この場合、垂
直磁気異方性は、Ｔｂ＞Ｄｙ＞Ｈｏ＞Ｇｄの順で小さく
なった。また、硬質磁性膜を構成する希土類金属とし
て、例えば、Ｔｂ−Ｄｙ、Ｔｂ−Ｈｏ、Ｔｂ−Ｇｄ、Ｄ
ｙ−Ｈｏ、Ｄｙ−Ｇｄ、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｈｏ、Ｔｂ−Ｄｙ
−Ｇｄ、Ｄｙ−Ｇｄ−Ｈｏなどの複数の希土類元素を含
む合金系を用いても良い。

【００４８】また、遷移金属としてＦｅ−Ｃｏ合金を用
いたが、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉなどの合金を用いても
良い。これらの合金は、Ｆｅ−Ｃｏ＞Ｆｅ−Ｎｉ＞Ｃｏ
−Ｎｉの順で異方性エネルギーは減少する。

【００４９】また、硬質磁性膜を構成する希土類−遷移
金属材料中の希土類元素の濃度は、２０ａｔ％以上３０
ａｔ％以下であることが好ましい。希土類元素をかかる
濃度範囲にすることにより、希土類−遷移金属材料は、
基板面に垂直な方向に磁気異方性を有する垂直磁化膜に
することができる。

【００５０】また、非磁性膜に窒化シリコンを用いた場
合を示したが、この材料に限定されるものではなく、例
えば、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＣｕ
の中から選ばれる少なくとも１種類の元素、あるいは、
Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ及びＴｉの中から選ばれ
る少なくとも１種類の元素の酸化物または窒化物を用い
ても同様の効果が得られた。

【００５１】

【実施例２】この実施例では、硬質磁性膜として、Ｔｂ
−Ｆｅ−Ｃｏ系の非晶質合金膜の代わりにＴｂ／Ｆｅ／
Ｃｏ人工格子膜を用いた以外は、実施例１で作製した磁
気記録媒体（図１参照）と同様の積層構造を有する磁気
記録媒体を作製した。情報記録膜以外の成膜方法は実施
例１と同様であるので説明を省略し、硬質磁性膜（Ｔｂ
／Ｆｅ／Ｃｏ人工格子膜）の成膜方法について以下に説
明する。

【００５２】〔硬質磁性膜の成膜方法〕硬質磁性膜であ
るＴｂ／Ｆｅ／Ｃｏ人工格子膜の成膜では、Ｔｂ、Ｆｅ
及びＣｏの３源からなる多源同時スパッタ法を用いた。
各層の膜厚は、Ｆｅ（１ｎｍ）／Ｃｏ（０．１ｎｍ）／
Ｔｂ（０．２ｎｍ）である。各層の膜厚は、基板の公転
速度とスパッタ時の投入電力を適当に組み合わせること
により所望の値に精密に制御できる。ここでは、投入Ｄ
Ｃ電力をＴｂが０．３ｋＷ、Ｃｏが０．１５ｋＷ、そし
て、Ｆｅが０．７ｋＷに設定した。基板の回転数は３０
ｒｐｍである。また、スパッタ時の放電ガス圧力は３ｍ
Ｔｏｒｒ、放電ガスには高純度のＡｒガスを用いた。こ
うしてＦｅ（１ｎｍ）／Ｃｏ（０．１ｎｍ）／Ｔｂ
（０．２ｎｍ）から構成される積層体を周期的に積層し
て全体で約２０ｎｍになるように人工格子膜を形成し
た。

【００５３】上記Ｔｂ／Ｆｅ／Ｃｏ人工格子膜を作製す
る場合に重要なことは初期排気時の真空度で、ここで
は、４×１０^−９Ｔｏｒｒまで排気した後に作製した。
かかる値は絶対的なものではなくスパッタの方式などに
より変化するものである。また、ここではＤＣマグネト
ロンスパッタ法により作製したが、ＲＦマグネトロンス
パッタ法やエレクトロンサイクロトロンレゾナンスを利
用したスパッタ法（ＥＣＲスパッタ法）を用いて行って
もよい。

【００５４】このような人工格子膜を用いると、Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ系の非晶質合金膜を用いた場合と比べて、垂
直磁気異方性エネルギーを増大することができるととも
に、熱的安定性を向上させることができる。この人工格
子膜は、ＦｅやＣｏなどの遷移金属とＴｂなどの希土類
元素とから構成されるフェリ磁性体と実質的に同じ磁気
特性を示し、かかる人工格子膜の磁性は、遷移金属薄膜
層の磁化と希土類元素薄膜層の磁化の差となって現れ
る。この実施例で作製した人工格子膜は、遷移金属の磁
化が優勢な人工格子膜である。

【００５５】つぎに、かかる人工格子膜を硬質磁性膜と
して備える磁気記録媒体の磁気特性を測定した。ＶＳＭ
（Vibrating Sample Magnetometer）による測定からＭ
−Ｈループを得た。その結果から、角型比Ｓ及びＳ^＊は
ともに１．０であり、良好な角型性が得られたことがわ
かった。また、保磁力Ｈｃは３．９ｋＯｅ（約３１０．
３６２ｋＡ／ｍ）であった。また、人工格子膜の磁気異
方性エネルギーは、基板面に垂直な方向の垂直磁気異方
性エネルギーが５×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であった。更
に、磁気記録媒体の活性化体積Ｖを測定し、人工格子膜
の熱的安定性の指標となる値Ｋｕ・Ｖ／ｋＴを求めたと
ころ４００であった。このことは、この人工格子膜が熱
揺らぎや熱減磁が小さく、熱的安定性に優れた材料であ
ることを示している。

【００５６】また、情報記録膜の断面構造を高分解能透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察したところ、Ｆｅ
（１ｎｍ）／Ｃｏ（０．１ｎｍ）／Ｔｂ（０．２ｎｍ）
からなるからなる積層体が所望の膜厚で周期的に積層さ
れた人工格子膜となっていることがわかった。

【００５７】つぎに、磁気記録媒体の表面上に潤滑剤を
塗布することによって磁気ディスクを完成させた。そし
て同様のプロセスにより複数の磁気ディスクを作製し、
実施例１と同様に、図３及び４に示す磁気記録装置に同
軸上に組み込んだ。かかる磁気記録装置を用いて情報の
記録及び再生を行った。記録及び再生時には磁気ヘッド
面と磁性膜との距離を１２ｎｍに保った。磁気ディスク
に４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ ^２に相当する信号（７００ｋＦＣ
Ｉ）を記録してディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３
６ｄＢの再生出力が得られた。また、このディスクの欠
陥レートを測定したところ、信号処理を行なわない場合
の値で、１×１０^−５以下であった。

【００５８】本実施例では、硬質磁性膜としてＴｂ／Ｆ
ｅ／Ｃｏ系の人工格子膜を用いた場合を示したが、Ｔｂ
以外にＧｄ、Ｄｙ及びＨｏのいずれか１種類の元素を用
いても、または、Ｇｄ−Ｔｂ、Ｇｄ−Ｄｙ、Ｇｄ−Ｈ
ｏ、Ｔｂ−Ｄｙ及びＴｂ−Ｈｏなどの合金を用いても同
様の効果が得られる。また、遷移金属としてＦｅ／Ｃｏ
の２層膜を用いて人工格子膜を構成したが、Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉなどの合金とＴｂなどの希
土類元素との交互積層多層膜を用いても、同様の特性を
有する磁性膜を得ることができる。

【００５９】更に、このフェリ磁性体の薄膜が、白金属
元素と鉄族元素とから構成される人工格子膜（交互積層
多層膜）であってもよい。具体的には、白金族元素がＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｒｈのうちより選ばれる少なくとも１種類の
元素であり、鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちより選
ばれる少なくとも１種類の元素を用いても良いことは言
うまでもない。

【００６０】

【実施例３】本実施例では、硬質磁性膜としてＣｏ−Ｃ
ｒ系結晶質磁性膜を、軟磁性膜としてＦｅ系ナノクリス
タル膜を用いた以外は、実施例１で作製した磁気記録媒
体（図１参照）と同様の積層構造を有する磁気記録媒体
を作製した。以下、かかる磁気記録媒体の製造方法につ
いて図１を参照しながら説明する。

【００６１】直径２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のガ
ラス基板１上に下地膜２として金属ＣｒをＲＦマグネト
ロンスパッタ法により２０ｎｍの膜厚で形成した。ター
ゲット材料にはＣｒを用い、放電ガスにはＡｒを用い
た。スパッタの条件は、投入ＲＦパワーが１ｋＷ／５イ
ンチ、放電ガス圧力が５ｍＴｏｒｒである。スパッタリ
ングは室温で行った。

【００６２】つぎに、軟磁性膜３としてＦｅ−Ｔａ−Ｃ
膜をＲＦスパッタ法により作製した。ターゲット材料に
はＦｅ_７９Ｔａ_９Ｃ_１２合金を用い、放電ガスにはＡｒ
ガスを用いた。スパッタの条件は、投入ＲＦパワーが１
ｋＷ／５インチ、放電ガス圧力が５ｍＴｏｒｒである。
スパッタリングは室温で行った。

【００６３】ここで、得られた軟磁性膜３を４００℃で
熱処理した後、磁気特性を測定した。その結果、保磁力
が０．６Ｏｅ（約４７．７４８Ａ／ｍ）、飽和磁束密度
が１．７Ｔ、比透磁率が１０００であった。軟磁性膜で
あるＦｅ−Ｔａ−Ｃ膜は、成膜直後は非晶質で、且つ、
非磁性に近い薄膜である。このＦｅ−Ｔａ−Ｃ膜を４０
０〜５００度の温度で３０分間熱処理することにより、
１０〜２０ｎｍの粒子径サイズのＦｅ結晶相と、３〜５
ｎｍサイズのＴａＣ相に相分離し、それらが結晶成長し
て磁性が発現する。得られたＦｅ−Ｔａ−Ｃ膜は、図５
に示すように、Ｆｅ粒子の粒界にＴａＣが存在している
ナノクリスタル構造の磁性膜である。ここで、熱処理時
間等は、成膜方法等に起因して変化することから、絶対
的なものではなく、適宜調整することが望ましい。

【００６４】つぎに、非磁性膜４として、Ｔｉ膜を０．
５ｎｍ膜厚でＲＦマグネトロンスパッタ法により形成し
た。スパッタリングでは、Ｔｉをターゲットに、Ａｒを
放電ガスに用いた。スパッタの条件は、投入ＲＦパワー
が１ｋＷ／５インチ、放電ガス圧力が５ｍＴｏｒｒであ
る。スパッタリングは室温で行った。ここで、非磁性膜
４の膜厚や膜形状を精密に制御するには、ＥＣＲスパッ
タ法を用いることが特に好ましい。

【００６５】次いで、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ系の硬質
磁性膜を作製した。この硬質磁性膜に垂直磁気異方性を
発現させるためには、ＣｏのＣ軸を基板面に垂直に配向
させる必要がある。本実施例では、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−
Ｔａ系硬質磁性膜を成膜する前に、下地としてＭｇＯ膜
を５ｎｍの膜厚で電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ス
パッタ法により形成した。スパッタ時の圧力は０．６ｍ
Ｔｏｒｒ（約７９．８ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は
０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起された
プラズマを引き込むために５００ＷのＲＦバイアスを印
加した。ＭｇＯ膜の成膜後に基板温度を４００℃に上げ
て、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ系硬質磁性膜をＤＣスパッ
タ法により１５ｎｍ膜厚で形成した。ターゲットには、
得たい膜組成と同じ組成のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ合金
を、放電ガスには純Ａｒをそれぞれ使用した。スパッタ
時の圧力は、３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）である。
投入ＤＣ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφである。

【００６６】かかる硬質磁性膜の成膜にはＥＣＲスパッ
タ法を用いても良い。ＥＣＲスパッタ法を用いることに
より、硬質磁性膜の結晶粒子サイズ及びその分布を高精
度に制御することが可能となる。

【００６７】最後に、保護膜として、Ｃ（カーボン）膜
をＥＣＲスパッタ法により３ｎｍの膜厚に形成した。タ
ーゲットには、リング状のカーボンターゲットを用い
た。また、放電ガスにはＡｒを用い、スパッタ時の圧力
は３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）、投入マイクロ波電
力は１ｋＷ（周波数は２．９３ＧＨｚ）、基板温度は室
温である。マイクロ波により励起されたプラズマを引き
込むために、５００ＷのＲＦバイアスをターゲットに印
加した。ここで、カーボンは導電体であるので、ＲＦバ
イアスの代わりにＤＣ電圧を印加して引き込んでも同様
の効果が得られる。

【００６８】つぎに、上述のようにして作製された磁気
記録媒体の磁気特性を測定した。ＶＳＭ測定からＭ−Ｈ
ループを求めたところ、角型比Ｓ及びＳ^＊は１．０であ
り、良好な角型性が得られた。また、保磁力：Ｈｃは
３．５ｋＯｅ（約２７８．５３ｋＡ／ｍ）、飽和磁化：
Ｍｓは３００ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。また、垂直磁気
異方性エネルギーが６×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であっ
た。この磁気記録媒体の活性化体積を測定したところ、
Ｋｕ・ｖ／ｋＴ＝１５０であった。

【００６９】つぎに、このような磁気特性を有する磁気
記録媒体の表面に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを完成
させた。そして同様のプロセスにより複数の磁気ディス
クを作製し、実施例１と同様に、図２及び３に示す磁気
記録装置に同軸上に組み込んだ。かかる磁気記録装置を
用いて情報の記録及び再生を行なって、磁気ディスクの
記録再生特性を評価した。記録及び再生時には磁気ヘッ
ド面と硬質磁性膜との距離を１２ｎｍに保った。ここで
は、記録用磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ（Ｈ）が１．
５Ｔであり、磁気記録媒体の軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂ
ｓ（Ｍ）が１．７Ｔであり、Ｂｓ（Ｈ）＜Ｂｓ（Ｍ）の
関係を満足しているために、磁気ヘッドからの磁束は軟
磁性膜に十分に引き込まれ、硬質磁性膜の微小領域を確
実に磁化することができる。この磁気ディスクに５０Ｇ
ｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃ
ｍ^２）に相当する信号を記録してディスクのＳ／Ｎを評
価したところ、３３ｄＢの再生出力が得られた。また、
磁気ディスクに一定のパターンの記録マークを記録し、
タイムインターバルアナライザにより磁区のエッジの揺
らぎを測定した。その結果、軟磁性膜を設けない磁気デ
ィスクの場合よりも、エッジの揺らぎを１／１０以下に
低減できた。また、この磁気ディスクの欠陥レートを測
定したところ、信号処理を行なわない場合の値で、１×
１０^−５以下であった。

【００７０】

【実施例４】この実施例では、図６に示すように下地膜
２と軟磁性膜３との間に補助磁性膜７を形成した以外
は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。補
助磁性膜７は、記録用磁気ヘッドで発生可能な最大磁界
強度よりも大きな保磁力を有するフェリ磁性材料のＧｄ
_２５Ｃｏ_７５から構成される。補助磁性膜７の成膜に
は、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用いた。ターゲット
材料にＧｄ−Ｃｏ合金を用い、放電ガスに純Ａｒを用い
た。補助磁性膜７の膜厚は５０ｎｍとした。補助磁性膜
７の磁気特性を評価したところ補償組成であった。また
保磁力は２０ｋＯｅ（約１５９１．６ｋＡ／ｍ）以上の
大きさであった。

【００７１】かかる補助磁性膜を備える磁気記録媒体の
熱安定性を調べるために、本実施例で作製した磁気記録
媒体を実施例１と同様に磁気記録装置に組み込んで、次
のような環境試験を行なった。まず、磁気記録媒体に５
０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃ
ｍ^２）に相当する信号を記録して磁気記録媒体のＳ／Ｎ
を測定した。次いで、信号が記録された磁気記録媒体を
６０℃〜８０℃の環境下に１０００時間〜３０００時間
放置した。その後、再び磁気記録媒体のＳ／Ｎを測定し
た。かかる環境試験の結果、環境試験後に測定したＳ／
Ｎは、環境試験前のＳ／Ｎに比べて２％〜３％以下と信
号強度が低下していた。同様の環境試験を実施例１で作
製した磁気記録媒体について行なったところ、環境試験
後のＳ／Ｎの低下は５％〜６％であった。このように、
下地膜と軟磁性膜との間に補助磁性膜を形成することに
より熱的安定性を高めることができた。また、軟磁性膜
を備えない従来の磁気記録媒体についても同様に環境試
験を行なったところ、環境試験後のＳ／Ｎの低下は１５
％〜２０％であり、再生信号強度が著しく低下してい
た。

【００７２】以上、本発明の情報記録媒体及び情報記録
装置について具体的に説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、種々の変形例及び改良例も含み得
る。

【００７３】例えば、上記実施例１〜４でそれぞれ作製
した磁気記録媒体において、Ｓ／Ｎの向上を図ることを
目的として、Ｐｔ−Ｃｏ合金膜を磁性膜上に形成しても
良い。Ｐｔ−Ｃｏ合金膜の成膜には、例えば、Ｐｔ、Ｃ
ｏの２源のターゲットからなる２源同時スパッタ法を用
いることができる。また、２源同時スパッタ法以外に、
ＲＦマグネトロンスパッタ法やＤＣマグネトロンスパッ
タ法、共鳴吸収法を用いたＥＣＲスパッタ法を用いても
よく、成膜方法に特性が依存するものではない。

【００７４】

【発明の効果】本発明の情報記録媒体は、記録用磁気ヘ
ッドと軟磁性膜との間に情報記録用の硬質磁性膜が介在
するように構成されるとともに、軟磁性膜を、記録用磁
気ヘッドの磁極を構成する磁性材料の飽和磁束密度以上
の飽和磁束密度を有する軟磁性材料を用いて構成してい
るので、記録用磁気ヘッドの磁極から発生する磁束を硬
質磁性膜に極めて有効に印加することができる。それゆ
え、高保磁力の磁性材料を用いて硬質磁性膜を構成して
も、硬質磁性膜に微小な記録磁区を確実に形成すること
が可能である。また、記録磁区は高精度に位置決めされ
ているとともにエッジの揺らぎが低減されているので、
微小磁区であっても確実に再生することができる。ま
た、軟磁性膜と基板との間にフェリ磁性の補助磁性膜を
形成することにより磁気記録媒体の熱安定性をより一層
高めることができる。

【００７５】本発明の情報記録装置は、本発明の第１の
態様に従う情報記録媒体を備えるので、情報記録媒体に
微小磁区を確実に且つ高精度に形成することが可能であ
り、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔ
ｓ／ｃｍ^２）を越える超高密度記録を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う磁気記録媒体の断面構造を模式的
に示す図である。

【図２】記録用磁気ヘッド（単磁極ヘッド）と硬質磁性
膜と軟磁性膜との間に形成される閉磁界ループの様子を
模式的に示す図である。

【図３】本発明に従う磁気記録装置の概略構成図であ
る。

【図４】図３の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における断
面図である。

【図５】ナノクリスタル構造を有する磁性膜を模式的に
示した図であり、Ｆｅの結晶粒子の粒界部にＴａＣが分
散して析出している様子を示している。

【図６】実施例４で作製した、補助磁性膜を備える磁気
記録媒体の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下地膜 ３ 軟磁性膜 ４ 非磁性膜 ５ 硬質磁性膜 ６ 保護膜 ７ 補助磁性膜 １０ 磁気記録媒体 ５１ 磁気ディスク ５２ スピンドル ５３ 磁気ヘッド ５４ 磁気ヘッドの駆動系 １００ 磁気記録装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/30 Ｈ０１Ｆ 10/30 (72)発明者 竹内 輝明 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 松沼 悟 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 若林 康一郎 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB02 BB07 BB08 CA03 CA05 CA06 FA09 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05 BA06 BA08 CB02 DB14

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ヘッドからの磁界により情報が記録
   される情報記録媒体において、 基板上に、軟磁性膜、非磁性膜及び硬質磁性膜を備え、 上記軟磁性膜は、上記磁気ヘッドの磁界発生部分を構成
   する磁性材料の飽和磁束密度以上の飽和磁束密度を有す
   ることを特徴とする情報記録媒体。
2. 【請求項２】 上記硬質磁性膜は、基板面に垂直な方向
   に磁化容易軸を有することを特徴とする請求項１に記載
   の情報記録媒体。
3. 【請求項３】 上記軟磁性膜が、Ｃｏ−Ｚｒを主体とす
   る合金、または当該合金にＴａ、Ｎｂ及びＴｉからなる
   群から選ばれた少なくとも１種類の元素が含まれた合金
   であることを特徴とする請求項１または２に記載の情報
   記録媒体。
4. 【請求項４】 上記軟磁性膜が、鉄族元素と希土類元素
   とから構成される非晶質のフェリ磁性体であることを特
   徴とする請求項１または２に記載の情報記録媒体。
5. 【請求項５】 上記軟磁性膜が、鉄族元素からなる膜と
   希土類元素からなる膜とを交互に積層した人工格子膜で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記
   録媒体。
6. 【請求項６】 上記鉄族元素が、Ｆｅ及びＣｏの少なく
   とも一方の元素であり、上記希土類元素が、Ｇｄ、Ｅ
   ｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌａ及びＹからな
   る群から選ばれた少なくとも１種類の元素であることを
   特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
7. 【請求項７】 上記軟磁性膜が、Ｎｉ−Ｆｅを主体とす
   る合金から構成されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の情報記録媒体。
8. 【請求項８】 上記軟磁性膜は、Ｔａ、Ｎｂ及びＺｒか
   らなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素の窒化物
   または炭化物がＦｅ結晶粒子の粒界に分散されたナノク
   リスタル構造を有することを特徴とする請求項１または
   ２に記載の情報記録媒体。
9. 【請求項９】 上記軟磁性膜の飽和磁束密度が１．５Ｔ
   以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一
   項に記載の情報記録媒体。
10. 【請求項１０】 上記軟磁性膜の保磁力が硬質磁性膜の
    保磁力の２０％以下であることを特徴とする請求項１〜
    ９のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
11. 【請求項１１】 上記硬質磁性膜は、フェリ磁性材料を
    用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜１０
    のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
12. 【請求項１２】 上記硬質磁性膜は、希土類元素と鉄族
    元素とを用いて構成されていることを特徴とする請求項
    １１に記載の情報記録媒体。
13. 【請求項１３】 上記希土類元素は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ
    及びＨｏからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元
    素であり、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからな
    る群から選ばれた少なくとも１種類の元素であることを
    特徴とする請求項１２に記載の情報記録媒体。
14. 【請求項１４】 上記硬質磁性膜が、白金属元素からな
    る層と鉄族元素からなる層とを交互に積層して構成され
    る人工格子膜であることを特徴とする請求項１〜１０の
    いずれか一項に記載の情報記録媒体。
15. 【請求項１５】 上記白金族元素は、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲ
    ｈからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素であ
    り、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群か
    ら選ばれた少なくとも１種類の元素であることを特徴と
    する請求項１４に記載の情報記録媒体。
16. 【請求項１６】 上記硬質磁性膜がＣｏ−Ｃｒを主体と
    する磁性合金、または、当該磁性合金にＮｂ、Ｔａ、Ｐ
    ｔ及びＢからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元
    素を含んだ合金から構成されていることを特徴とする請
    求項１〜１０のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
17. 【請求項１７】 上記非磁性膜の膜厚が０．２ｎｍ以
    上、６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１６
    のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
18. 【請求項１８】 上記非磁性膜は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、
    Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、
    Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＣｕからなる群から選ばれた少な
    くとも１種類の元素、若しくは、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
    ｉ、Ｍｇ及びＴｉからなる群から選ばれた少なくとも１
    種類の元素の酸化物または窒化物を用いて構成されてい
    ることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記
    載の情報記録媒体。
19. 【請求項１９】 上記軟磁性膜及び硬質磁性膜が、とも
    に結晶質構造を有することを特徴とする請求項１または
    ２に記載の情報記録媒体。
20. 【請求項２０】 上記軟磁性膜及び硬質磁性膜が、とも
    に非晶質構造を有することを特徴とする請求項１または
    ２に記載の情報記録媒体。
21. 【請求項２１】 更に、上記磁気ヘッドから発生する磁
    界強度よりも高い保磁力を有するフェリ磁性材料から構
    成される補助磁性膜を備えることを特徴とする請求項１
    〜２０のいずれか一項に記載の情報記録媒体。
22. 【請求項２２】 上記補助磁性膜は、上記基板と軟磁性
    膜との間に形成されていることを特徴とする請求項２１
    に記載の情報記録媒体。
23. 【請求項２３】 情報記録装置において、 基板上に、軟磁性膜、非磁性膜及び硬質磁性膜を備える
    情報記録媒体と、 情報を記録または再生するための磁気ヘッドと、 上記磁気ヘッドを上記情報記録媒体に対して駆動するた
    めの駆動装置とを備え、 上記軟磁性膜は、上記磁気ヘッドの磁界発生部分を構成
    する磁性材料の飽和磁束密度以上の飽和磁束密度を有す
    ることを特徴とする情報記録装置。
24. 【請求項２４】 上記硬質磁性膜は、基板面に垂直な方
    向に磁化容易軸を有することを特徴とする請求項２３に
    記載の情報記録装置。
25. 【請求項２５】 上記軟磁性膜が、Ｃｏ−Ｚｒを主体と
    する合金、または当該合金にＴａ、Ｎｂ及びＴｉからな
    る群から選ばれた少なくとも１種類の元素が含まれた合
    金であることを特徴とする請求項２３または２４に記載
    の情報記録装置。
26. 【請求項２６】 上記軟磁性膜が、鉄族元素と希土類元
    素とから構成される非晶質のフェリ磁性体であり、上記
    鉄族元素が、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも一方の元素であ
    り、上記希土類元素が、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐ
    ｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌａ及びＹからなる群から選ばれた少
    なくとも１種類の元素であることを特徴とする請求項２
    ３または２４に記載の情報記録装置。
27. 【請求項２７】 上記軟磁性膜が、鉄族元素からなる膜
    と希土類元素からなる膜とを交互に積層した人工格子膜
    であることを特徴とする請求項２３または２４に記載の
    情報記録装置。
28. 【請求項２８】 上記軟磁性膜は、Ｔａ、Ｎｂ及びＺｒ
    からなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素の窒化
    物または炭化物がＦｅ結晶粒子の粒界に分散されたナノ
    クリスタル構造を有することを特徴とする請求項２３ま
    たは２４に記載の情報記録装置。
29. 【請求項２９】 上記軟磁性膜が、Ｎｉ−Ｆｅを主体と
    する合金から構成されていることを特徴とする請求項２
    ３または２４に記載の情報記録装置。
30. 【請求項３０】 上記軟磁性膜の飽和磁束密度が１．５
    Ｔ以上であることを特徴とする請求項２３〜２９のいず
    れか一項に記載の情報記録装置。
31. 【請求項３１】 上記硬質磁性膜は、希土類元素と鉄族
    元素とからなるフェリ磁性材料を用いて構成され、上記
    希土類元素は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＨｏからなる群か
    ら選ばれた少なくとも１種類の元素であり、上記鉄族元
    素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれた少な
    くとも１種類の元素であることを特徴とする請求項２３
    〜３０のいずれか一項に記載の情報記録装置。
32. 【請求項３２】 上記硬質磁性膜が、白金属元素からな
    る層と鉄族元素からなる層とを交互に積層して構成され
    る人工格子膜であり、上記白金族元素は、Ｐｔ、Ｐｄ及
    びＲｈからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素
    であり、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる
    群から選ばれた少なくとも１種類の元素であることを特
    徴とする請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の情報
    記録装置。
33. 【請求項３３】 上記硬質磁性膜が、Ｃｏ−Ｃｒを主体
    とする磁性合金、または、当該磁性合金にＮｂ、Ｔａ、
    Ｐｔ及びＢからなる群から選ばれる少なくとも１種類の
    元素を含んだ合金から構成されていることを特徴とする
    請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の情報記録装
    置。
34. 【請求項３４】 上記非磁性膜の膜厚が０．２ｎｍ以
    上、６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２３〜３
    ３のいずれか一項に記載の情報記録装置。
35. 【請求項３５】 上記非磁性膜は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、
    Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、
    Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＣｕからなる群から選ばれた少な
    くとも１種類の元素、若しくは、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
    ｉ、Ｍｇ及びＴｉからなる群から選ばれた少なくとも１
    種類の元素の酸化物または窒化物を用いて構成されてい
    ることを特徴とする請求項２３〜３４のいずれか一項に
    記載の情報記録装置。
36. 【請求項３６】 更に、上記磁気ヘッドから発生する磁
    界強度よりも高い保磁力を有するフェリ磁性材料から構
    成される補助磁性膜を備え、該補助磁性膜は、上記基板
    と軟磁性膜との間に形成されていることを特徴とする請
    求項２３〜３５のいずれか一項に記載の情報記録装置。