JP2002163819A - Information recording medium and information recording device using the same - Google Patents
Information recording medium and information recording device using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、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形成
可能な情報記録媒体及び情報記録装置に関し、特に、微
小な記録磁区のエッジの揺らぎを防止して、微小な記録
磁区を高精度に位置決めすることができる情報記録媒体
及びそれを用いた情報記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information recording medium and an information recording apparatus capable of forming a minute recording magnetic domain by efficiently applying a magnetic field of a magnetic head to an information recording film, and more particularly to an edge of the minute recording magnetic domain. The present invention relates to an information recording medium capable of positioning a minute recording magnetic domain with high precision while preventing fluctuations of the information, and an information recording apparatus using the same.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable progress in the advanced information society, and multimedia in which various forms of information are integrated has rapidly spread. A magnetic disk device mounted on a computer or the like is known as one of multimedia. At present, magnetic disk devices are being developed in a direction to reduce the size while improving the recording density.
At the same time, the cost of the apparatus has been rapidly reduced.
【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。In order to realize a higher density of a magnetic disk, 1) reducing the distance between the disk and the magnetic head;
There are demands for 2) increasing the coercive force of the magnetic recording medium, 3) increasing the speed of the signal processing method, and 4) reducing thermal fluctuation of the magnetic recording medium.
【０００４】磁気記録媒体において高密度磁気記録を実
現するには、磁性膜の保磁力の増大が必要である。磁気
記録媒体の磁性膜には、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（−Ｔａ）系
の材料が広く用いられていた。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
る材料を磁性膜に用いた磁気記録媒体において、例え
ば、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２を超える面記録密度を
実現するには、記録時や消去時に磁化反転が生じる単位
（磁気クラスター）を更に小さくするとともに、その粒
子サイズの分布を小さくして、磁性膜の構造や組織を精
密に制御しなければならない。このように制御すること
により、再生時に媒体から発生するノイズを低減するこ
とができる。To realize high-density magnetic recording on a magnetic recording medium, it is necessary to increase the coercive force of the magnetic film. Co-Cr-Pt (-Ta) -based materials have been widely used for magnetic films of magnetic recording media. This material is a crystalline material in which about 20 nm of Co crystal particles are precipitated. In a magnetic recording medium using such a material for a magnetic film, for example, in order to realize a surface recording density exceeding 40 Gbits / inch 2 , the unit (magnetic cluster) where magnetization reversal occurs during recording or erasing is further reduced, and The structure and texture of the magnetic film must be precisely controlled by reducing the particle size distribution. By performing such control, noise generated from the medium during reproduction can be reduced.
【０００５】ところが、結晶粒子サイズにばらつきが生
じ、特に、磁性膜中にサイズの小さな粒子が存在してい
ると、熱減磁や熱揺らぎが生じて、磁性膜に形成した磁
区が安定に存在できない場合があった。特に、記録密度
の増大に伴って磁区が微細化されると熱減磁や熱揺らぎ
の影響は著しい。それゆえ、熱減磁や熱揺らぎの低減の
観点から、結晶粒子サイズの分布を制御することが重要
な技術になりつつある。それを実現する方法として、例
えば、米国特許４６５２４９９号には基板と磁性膜との
間にシード膜を設ける方法が開示されている。[0005] However, the crystal grain size varies, and in particular, when small particles exist in the magnetic film, thermal demagnetization and thermal fluctuation occur, and the magnetic domains formed in the magnetic film stably exist. In some cases, it was not possible. In particular, when magnetic domains are miniaturized with an increase in recording density, the effects of thermal demagnetization and thermal fluctuation are remarkable. Therefore, from the viewpoint of reducing thermal demagnetization and thermal fluctuation, controlling the crystal grain size distribution is becoming an important technique. As a method for achieving this, for example, US Pat. No. 4,652,499 discloses a method of providing a seed film between a substrate and a magnetic film.
【０００６】しかしながら、上述のシード膜を設ける方
法を用いて磁性膜における磁性粒子径及びその分布を制
御することには限界があり、粗大化した粒子や微細化し
た粒子が混在していた。微細化した粒子は、情報を記録
する場合（磁化を反転させる場合）に、周囲の磁性粒子
からの漏洩磁界の影響を受け、一方、粗大化した粒子は
周囲の磁性粒子に相互作用を与えるために確実に記録を
行えないという問題があった。However, there is a limit in controlling the magnetic particle diameter and its distribution in the magnetic film using the above-described method of providing a seed film, and coarse particles and fine particles are mixed. The micronized particles are affected by the leakage magnetic field from the surrounding magnetic particles when recording information (when reversing the magnetization), while the coarsened particles interact with the surrounding magnetic particles. There is a problem that recording cannot be performed reliably.
【０００７】また、磁性粒子中、平均より大きな粒子径
の磁性粒子は、記録／再生の際にノイズの増大を引き起
こし、平均より小さな粒子径の磁性粒子は、記録／再生
の際に熱揺らぎを増大させることもある。このため確実
に情報を記録することが困難であった。また、磁性粒子
中に様々な大きさの磁性粒子が混在する結果、磁化反転
の起きた領域と起きていない領域との境界線は全体とし
て粗いジグザグのパターンを呈し、これもまたノイズ増
大の一因となる。Among the magnetic particles, magnetic particles having a particle diameter larger than the average cause an increase in noise during recording / reproduction, and magnetic particles having a particle diameter smaller than the average cause thermal fluctuation during recording / reproduction. May increase. For this reason, it has been difficult to reliably record information. In addition, as a result of the mixture of magnetic particles of various sizes in the magnetic particles, the boundary line between the region where the magnetization reversal has occurred and the region where the magnetization reversal has not occurred exhibits a coarse zigzag pattern as a whole, which is also one of the reasons for an increase in noise. Cause.
【０００８】また、磁気記録媒体において、安定して情
報を記録するために、軟磁性膜（補助磁性層）と結晶質
の情報記録膜とを組み合わせて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、情報記録時には記録用磁気ヘッド
と軟磁性膜との間で閉磁界ループが形成され、情報記録
膜に対して垂直な方向に確実に磁界が印加されるので、
情報記録膜に安定して情報を記録することができる。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。Further, in order to record information stably in a magnetic recording medium, a soft magnetic film (auxiliary magnetic layer) and a crystalline information recording film are combined to form a structure having two magnetic films. It has been proposed. By forming such a soft magnetic film, a closed magnetic field loop is formed between the recording magnetic head and the soft magnetic film during information recording, and a magnetic field is reliably applied in a direction perpendicular to the information recording film. So
Information can be stably recorded on the information recording film. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-183011 discloses a magnetic recording medium having a two-layer structure suitable for a perpendicular magnetic recording medium and the result of studying the magnetic permeability of a soft magnetic film to be used.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、高密度記録
のためには磁性層が熱的に安定であることも重要であ
る。磁性層の熱的安定性については、（Ｋｕ・Ｖ）／
（ｋ・Ｔ）で表される値を指標とすることができる。こ
こで、Ｋｕ：磁気異方性エネルギー、Ｖ：活性化体積、
ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度である。この値が大きい
ほど磁性層は熱的に安定である。現有のＣｏ系材料の場
合は、６０〜７０程度である。磁性層の熱的安定性を高
めるには、活性化体積Ｖ及び磁気異方性エネルギーＫｕ
を大きくする必要がある。Incidentally, it is also important that the magnetic layer is thermally stable for high-density recording. Regarding the thermal stability of the magnetic layer, (Ku · V) /
The value represented by (k · T) can be used as an index. Here, Ku: magnetic anisotropic energy, V: activation volume,
k: Boltzmann's constant, T: temperature. The larger this value is, the more stable the magnetic layer is. In the case of the existing Co-based material, it is about 60 to 70. To increase the thermal stability of the magnetic layer, the activation volume V and the magnetic anisotropy energy Ku
Need to be larger.
【００１０】このような要求を満足するために、光磁気
記録媒体で用いられているような希土類元素と鉄族元素
からなるフェリ磁性体の非晶質合金を情報記録用の磁性
膜に用いることが検討されている。例えば、第２３回日
本応用磁気学会学術講演会（8aB11 1999）において、熱
安定性に優れ、高密度記録に好適な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報告され
ている。In order to satisfy such a demand, an amorphous alloy of a ferrimagnetic material comprising a rare earth element and an iron group element used in a magneto-optical recording medium is used for a magnetic film for information recording. Is being considered. For example, at the 23rd Annual Meeting of the Japan Society of Applied Magnetics (8aB11 1999), it was reported that a rare earth-iron group alloy of an amorphous material is promising as a magnetic material having excellent thermal stability and suitable for high density recording. Have been.
【００１１】しかし、かかる非晶質合金は熱安定性に優
れているが、磁壁移動型の材料であるために磁壁が移動
しやすく、しかも、磁気クラスター間の磁気的相互作用
が著しく強い。このため、情報記録時に磁界を印加して
情報を記録する場合に、磁性層に微小磁区を安定して形
成することが困難であり、６０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２を
越える情報記録を安定して行うことが困難な場合があっ
た。それゆえ、高密度記録を実現するためには、情報記
録時に磁区を正確に位置付けるために磁壁位置（情報ビ
ット位置に相当）を高精度に決定する必要があった。[0011] However, such an amorphous alloy has excellent thermal stability, but since it is a domain wall displacement type material, the domain wall is easy to move, and the magnetic interaction between the magnetic clusters is extremely strong. Therefore, when information is recorded by applying a magnetic field at the time of information recording, it is difficult to stably form minute magnetic domains in the magnetic layer, and information recording exceeding 60 Gbit / inch 2 can be performed stably. Sometimes it was difficult. Therefore, in order to realize high-density recording, it is necessary to determine the domain wall position (corresponding to the information bit position) with high accuracy in order to accurately position the magnetic domain at the time of information recording.
【００１２】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、情報記録膜に形
成される磁区を所望の形状、サイズ及び位置で確実に形
成することができる情報記録媒体及びそれを備える情報
記録装置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to reliably form magnetic domains formed in an information recording film in a desired shape, size, and position. An object of the present invention is to provide an information recording medium capable of performing the above and an information recording apparatus including the same.
【００１３】本発明の第２の目的は、磁性膜において、
隣接する記録磁区の境界部がジグザグパターンになるこ
とを防止し、ノイズを低減することができる情報記録媒
体及びそれを備える情報記録装置を提供することにあ
る。[0013] A second object of the present invention is to provide a magnetic film,
An object of the present invention is to provide an information recording medium capable of preventing a boundary portion between adjacent recording magnetic domains from forming a zigzag pattern and reducing noise, and an information recording apparatus including the same.
【００１４】本発明の第３の目的は、６０Ｇｂｉｔｓ／
ｉｎｃｈ２（約９．３Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ２）を越える超
高密度記録を行うの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。A third object of the present invention is to provide a 60 Gbit / s
An object of the present invention is to provide an information recording medium and an information recording apparatus suitable for performing ultra-high density recording exceeding inch 2 (about 9.3 Gbits / cm 2 ).
【００１５】[0015]
【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、情報記録媒体において、基板上に、軟磁性膜と、
情報記録膜と、該軟磁性膜及び情報記録膜の間に位置す
る無機化合物薄膜とを備え、該無機化合物薄膜は、基板
面に平行な面内でハニカム状に配列した複数の六角形状
の結晶粒子と、結晶粒子間に存在する非晶質の結晶粒界
部とから構成されていることを特徴とする情報記録媒体
が提供される。According to a first aspect of the present invention, in an information recording medium, a soft magnetic film on a substrate,
An information recording film, comprising an inorganic compound thin film located between the soft magnetic film and the information recording film, wherein the inorganic compound thin film has a plurality of hexagonal crystals arranged in a honeycomb shape in a plane parallel to the substrate surface. An information recording medium is provided, comprising: particles; and an amorphous crystal grain boundary existing between crystal grains.
【００１６】本発明の情報記録媒体は、軟磁性膜と情報
記録膜の間に無機化合物薄膜を備え、該無機化合物薄膜
は、結晶粒子と、当該結晶粒子を取り囲む非晶質の結晶
粒界部とから構成される。無機化合物薄膜の結晶粒子
は、基板面に平行な断面形状が正六角形状であり、かか
る六角形状の結晶粒子の集合体は、無機化合物薄膜上で
二次元的に規則的に配列したハニカム構造を形成してい
る。かかる結晶粒子は、六角形状を維持したまま膜厚方
向に柱状に成長するように形成されていることが望まし
い。The information recording medium of the present invention includes an inorganic compound thin film between the soft magnetic film and the information recording film. The inorganic compound thin film is composed of crystal grains and an amorphous grain boundary surrounding the crystal grains. It is composed of The crystal particles of the inorganic compound thin film have a regular hexagonal cross-sectional shape parallel to the substrate surface, and the aggregate of such hexagonal crystal particles has a honeycomb structure that is two-dimensionally regularly arranged on the inorganic compound thin film. Has formed. Such crystal grains are desirably formed so as to grow columnar in the thickness direction while maintaining a hexagonal shape.
【００１７】無機化合物薄膜を構成する結晶粒子は、そ
の上面が、結晶粒界部の上面よりも突出するように形成
され得る。これにより、無機化合物薄膜の表面には、結
晶粒子及び結晶粒界部に対応した規則的な凹凸が形成さ
れる。無機化合物表面の凹凸は情報記録膜のピンニング
サイトとして機能し、情報記録膜に形成される磁壁の移
動を防止して記録磁区をピン止めすることができる。こ
れにより、情報記録膜に記録される微小な記録磁区を所
望の形状で所望の位置に位置付けることが可能となり、
更なる高密度記録を実現することができる。The crystal grains constituting the inorganic compound thin film can be formed such that the upper surface protrudes from the upper surface of the crystal grain boundary. As a result, regular irregularities corresponding to the crystal grains and crystal grain boundaries are formed on the surface of the inorganic compound thin film. The irregularities on the surface of the inorganic compound function as pinning sites of the information recording film, and can prevent the domain walls formed on the information recording film from moving, thereby pinning the recording magnetic domain. Thereby, it becomes possible to position a minute recording magnetic domain recorded on the information recording film at a desired position in a desired shape,
Further high-density recording can be realized.
【００１８】また、無機化合物薄膜は、その表面が平坦
になるように結晶粒子と結晶粒界部の高さをほぼ等しく
することもできる。かかる無機化合物薄膜上に、例えば
非晶質の情報記録膜を形成した場合、無機化合物薄膜の
結晶粒子の直上に存在する情報記録膜の領域には、かか
る結晶粒子の結晶構造を反映して結晶粒子に近い格子構
造が形成されると考えられる。すなわち無機化合物薄膜
の結晶粒子の結晶格子と、結晶粒子の直上に形成された
情報記録膜の格子構造との間に構造的なつながり（結晶
格子のつながり）が生じると考えられる。かかる構造的
なつながりは情報記録膜の磁気特性に揺らぎを生じさ
せ、情報記録膜に形成される磁壁の移動の障害となる。
これにより、情報記録膜に記録される記録磁区が所望の
位置に正確に位置付けられる。その結果、記録された情
報は確実に且つ低ノイズで再生される。In the inorganic compound thin film, the heights of crystal grains and crystal grain boundaries can be made substantially equal so that the surface becomes flat. When, for example, an amorphous information recording film is formed on such an inorganic compound thin film, the region of the information recording film located immediately above the crystal grains of the inorganic compound thin film reflects the crystal structure of the crystal grains. It is believed that a lattice structure close to the particles is formed. That is, it is considered that a structural connection (connection of the crystal lattice) occurs between the crystal lattice of the crystal particles of the inorganic compound thin film and the lattice structure of the information recording film formed immediately above the crystal particles. Such a structural connection causes fluctuations in the magnetic characteristics of the information recording film, and hinders movement of a domain wall formed in the information recording film.
Thereby, the recording magnetic domain recorded on the information recording film is accurately positioned at a desired position. As a result, the recorded information is reproduced reliably and with low noise.
【００１９】また、無機化合物薄膜上に、結晶質の情報
記録膜を形成した場合は、情報記録膜の磁性粒子が、無
機化合物薄膜のハニカム構造の結晶粒子から高密度記録
に適した結晶配向で成長する。一方、無機化合物薄膜の
結晶粒界部からは非磁性の境界部が形成される。このた
め、情報記録膜の磁性粒子が互いに磁気的に分離された
構造となるので、記録及び再生の際の磁化反転単位を従
来よりも小さくすることができ、超高密度記録が可能と
なる。In the case where a crystalline information recording film is formed on the inorganic compound thin film, the magnetic particles of the information recording film are converted from the honeycomb structure crystal particles of the inorganic compound thin film in a crystal orientation suitable for high-density recording. grow up. On the other hand, a non-magnetic boundary is formed from the crystal grain boundary of the inorganic compound thin film. For this reason, since the magnetic particles of the information recording film have a magnetically separated structure, the unit of magnetization reversal at the time of recording and reproduction can be made smaller than before, and ultra-high density recording can be performed.
【００２０】このように、無機化合物薄膜は、当該膜上
に形成される情報記録膜に磁壁の移動を防止するピンニ
ングサイトを形成することができるので、微小磁区を確
実に形成でき、更なる超高密度記録が可能となる。ま
た、情報記録膜に形成される磁区同士の間の境界部は、
無機化合物薄膜のハニカム状に規則的に配列した結晶粒
子またはその粒界部に沿うため、従来のようなジグザグ
パターンになることが防止され、従来よりもノイズを低
減することができる。特に、情報記録膜が非晶質の場合
には、情報記録膜内のピンニングサイトにより磁壁の移
動が防止されるので、情報記録膜に形成される記録磁区
の揺らぎを防止し、記録磁区を所望の位置に正確に位置
付けることができる。As described above, the inorganic compound thin film can form the pinning site for preventing the domain wall from moving in the information recording film formed on the inorganic compound thin film. High-density recording becomes possible. Also, the boundary between the magnetic domains formed in the information recording film is:
Since the crystal grains or the grain boundaries of the inorganic compound thin film are regularly arranged in a honeycomb shape, a zigzag pattern as in the related art can be prevented, and noise can be reduced as compared with the related art. In particular, when the information recording film is amorphous, the movement of the domain wall is prevented by the pinning site in the information recording film, so that the fluctuation of the recording magnetic domain formed in the information recording film is prevented, and the recording magnetic domain is formed. Position can be accurately positioned.
【００２１】また、本発明の情報記録媒体は、記録時に
用いられる記録用磁気ヘッドと軟磁性膜との間に情報記
録膜が挟まれるように軟磁性膜が媒体内で位置付けられ
ている。そのため、情報記録時に記録用磁気ヘッドと軟
磁性膜との間には閉磁界ループが形成され、記録用磁気
ヘッドからの磁界を情報記録膜の微小領域に効率よく印
加することが可能となるので、情報記録膜に微小な記録
磁区を確実に形成することが可能となる。このため超高
密度記録を実現すること可能である。In the information recording medium of the present invention, the soft magnetic film is positioned in the medium such that the information recording film is interposed between the recording magnetic head used for recording and the soft magnetic film. Therefore, a closed magnetic field loop is formed between the recording magnetic head and the soft magnetic film at the time of information recording, and the magnetic field from the recording magnetic head can be efficiently applied to a minute area of the information recording film. In addition, it is possible to reliably form minute recording magnetic domains in the information recording film. Therefore, it is possible to realize ultra-high density recording.
【００２２】本発明において、無機化合物薄膜は、電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法を用いて成膜
されることが好ましい。かかるスパッタ法を用いて成膜
された無機化合物薄膜は、結晶粒子径の分布における統
計学的な標準偏差：σが粒子サイズの１５％以下であ
り、しかも、結晶粒子径の分布が正規分布で近似できる
ような薄膜であることが好ましい。また、無機化合物薄
膜中の結晶粒子間の粒界の距離（結晶粒界部の幅）は
０．５ｎｍ〜２ｎｍであることが好ましい。In the present invention, the inorganic compound thin film is preferably formed by using an electron cyclotron resonance (ECR) sputtering method. The inorganic compound thin film formed by such a sputtering method has a statistical standard deviation: σ of 15% or less of the particle size in the distribution of the crystal particle diameter, and the distribution of the crystal particle diameter is a normal distribution. It is preferable that the thin film can be approximated. Further, the distance of the grain boundary between crystal grains in the inorganic compound thin film (the width of the crystal grain boundary portion) is preferably 0.5 nm to 2 nm.
【００２３】本発明の情報記録媒体は、軟磁性膜と無機
化合物薄膜の間、または無機化合物薄膜と情報記録膜の
間に、更に中間膜を備え得る。中間膜には、無機化合物
や金属を用いることができ、例えば、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ、Ｎｉ−Ｐ、Ｓｉ
３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの材料
を用いることができる。中間膜は、軟磁性膜や情報記録
膜を保護したり、無機化合物薄膜中の酸素が情報記録膜
に拡散することを抑制したりすることができる。The information recording medium of the present invention may further comprise an intermediate film between the soft magnetic film and the inorganic compound thin film or between the inorganic compound thin film and the information recording film. For the intermediate film, an inorganic compound or metal can be used. For example, Hf, Ru, T
i, Ta, Nb, Cr, Mo, W, C, Ni-P, Si
3 N 4, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3, it is possible to use a material such as SiO 2. The intermediate film can protect the soft magnetic film and the information recording film, and suppress diffusion of oxygen in the inorganic compound thin film into the information recording film.
【００２４】本発明において、軟磁性膜と情報記録膜と
の間に形成される膜、例えば無機化合物薄膜の膜厚は１
ｎｍ〜５ｎｍであることが好ましい。膜厚が１ｎｍ未満
では成膜装置の都合上、膜厚の制御が難しく、また、５
ｎｍを越えると、軟磁性膜と情報記録膜との磁気的相互
作用が急激に弱くなる。軟磁性膜と情報記録膜との間
に、例えば、無機化合物薄膜と上述の下地膜との２層の
膜が形成されている場合にはそれらの合計の膜厚が１ｎ
ｍ〜５ｎｍであることが好ましい。In the present invention, the film formed between the soft magnetic film and the information recording film, for example, the thickness of the inorganic compound thin film is 1
nm to 5 nm. If the film thickness is less than 1 nm, it is difficult to control the film thickness due to the convenience of a film forming apparatus.
When the thickness exceeds nm, the magnetic interaction between the soft magnetic film and the information recording film rapidly decreases. For example, when a two-layer film of an inorganic compound thin film and the above-mentioned underlayer film is formed between the soft magnetic film and the information recording film, the total film thickness thereof is 1n.
It is preferably from m to 5 nm.
【００２５】本発明において、無機化合物薄膜の結晶粒
子は、例えば、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄の
うちより選ばれる少なくとも１種類の化合物を用いて構
成することができる。また、非晶質の結晶粒界部には、
例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム及び酸化亜鉛のう
ちより選ばれる少なくとも１種類の酸化物が好適であ
る。In the present invention, the crystal particles of the inorganic compound thin film can be constituted by using, for example, at least one compound selected from cobalt oxide, nickel oxide and iron oxide. Also, in the amorphous grain boundary,
For example, at least one oxide selected from silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide is preferable.
【００２６】本発明の情報記録媒体において、情報記録
膜は、非晶質のフェリ磁性体であることが好ましく、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
金や、希土類元素からなる薄膜と鉄族元素からなる薄膜
とを交互に積層した人工格子膜（交互積層多層膜）を用
いて構成し得る。希土類元素には、例えばＧｄ、Ｔｂ、
Ｄｙ、Ｈｏのうちより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のうち
より選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。In the information recording medium of the present invention, the information recording film is preferably an amorphous ferrimagnetic material, for example, an amorphous alloy composed of a rare earth element and an iron group element, or a rare earth element. It can be configured using an artificial lattice film (alternately laminated multilayer film) in which a thin film composed of an iron group element and a thin film composed of an iron group element are alternately laminated. The rare earth elements include, for example, Gd, Tb,
At least one element selected from Dy and Ho is preferable, and the iron group element is preferably at least one element selected from Fe, Co and Ni.
【００２７】また、情報記録膜に用いられるフェリ磁性
体は、白金属元素からなる薄膜と鉄族元素からなる薄膜
とを交互に積層して構成される人工格子膜（交互積層多
層膜）を用いることができる。白金族元素は、Ｐｔ、Ｐ
ｄ及びＲｈのうちから選択された少なくとも１種類の元
素が好適であり、鉄族元素はＦｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち
から選択された少なくとも１種類の元素が好適である。As the ferrimagnetic material used for the information recording film, an artificial lattice film (alternate multilayer film) constituted by alternately laminating a thin film made of a white metal element and a thin film made of an iron group element is used. be able to. Pt, P
At least one element selected from d and Rh is preferable, and the iron group element is preferably at least one element selected from Fe, Co and Ni.
【００２８】情報記録膜は、基板面に垂直な方向に磁化
容易軸を有する垂直磁気異方性を有することが好まし
く、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。The information recording film preferably has perpendicular magnetic anisotropy having an easy axis of magnetization in a direction perpendicular to the substrate surface, so that no diffraction peak based on the crystal structure is observed when X-ray diffraction is performed. It preferably has a structure.
【００２９】本発明において、軟磁性膜は、Ｃｏ−Ｚｒ
を主体とする合金や、当該合金にＴａ、Ｎｂ、Ｔｉのう
ちより選ばれる少なくとも１種類の元素を含んだ非晶質
合金を用いて構成することが好ましい。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
を用いて構成することもできる。具体的には、鉄族元素
としてＦｅ及びＣｏ少なくとも一方の元素を用い、希土
類元素としてＧｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃ
ｅ、Ｌａ、Ｙのうちから選択される少なくとも１種類の
元素をを用いたフェリ磁性体にし得る。In the present invention, the soft magnetic film is made of Co-Zr
, Or an amorphous alloy containing at least one element selected from Ta, Nb, and Ti in the alloy. Further, the soft magnetic film can also be formed using a ferrimagnetic material composed of an iron group element and a rare earth element. Specifically, at least one element of Fe and Co is used as an iron group element, and Gd, Er, Tm, Nd, Pr, Sm, and C are used as rare earth elements.
A ferrimagnetic material using at least one element selected from e, La, and Y can be obtained.
【００３０】また、軟磁性膜は、Ｆｅ中に、Ｔａ、Ｎｂ
及びＺｒのうちより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たナノクリスタル
構造を有する磁性材料を用いて構成しても良い。The soft magnetic film contains Ta, Nb in Fe.
And a magnetic material having a nanocrystal structure in which nitride or carbide of at least one element selected from Zr and Zr is uniformly dispersed.
【００３１】本発明の第２の態様に従えば、本発明の第
１の態様に従う情報記録媒体と、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有する情報
記録装置が提供される。According to a second aspect of the present invention, there is provided an information recording medium according to the first aspect of the present invention, a magnetic head for recording or reproducing information, and the magnetic head being mounted on the information recording medium. An information recording device having a driving device for driving is provided.
【００３２】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装着しているので、画像や音
声、コードデータなどの情報を超高密度に且つ正確に記
録することができる。それゆえ大記憶容量の情報記録装
置を提供することができる。Since the information recording apparatus of the present invention is equipped with the information recording medium according to the first aspect of the present invention, it can record information such as images, sounds, and code data at an ultra-high density and accurately. it can. Therefore, an information recording device having a large storage capacity can be provided.
【００３３】本発明の情報記録装置の磁気ヘッドは、情
報記録媒体に記録された情報を再生するための再生素子
として、ＭＲ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 Resistive素子；磁気トンネル型磁気抵抗効果
素子）を搭載することができる。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。In the magnetic head of the information recording apparatus of the present invention, an MR element (Magneto Resistive element) or a GMR element (Giant Magneto Resistive element) is used as a reproducing element for reproducing information recorded on the information recording medium. Element: Giant magnetoresistance effect element, TMR element (Tunneling
(Magneto Resistive element; magnetic tunnel type magnetoresistive element). By using these reproducing elements, the information recorded on the information recording medium can be changed to a high S
/ N.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う情報記録媒体
について実施例により具体的に説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the information recording medium according to the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【００３５】〔ＥＣＲスパッタ装置の説明〕最初に、後
述する実施例の磁気記録媒体の保護膜の成膜に用いるＥ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ装置に
ついて説明する。図２は、ＥＣＲスパッタ装置８０を概
念的に示す。ＥＣＲスパッタ装置８０は、プラズマが発
生する第１チャンバ８１と、第１チャンバ８１の上方に
連結された環状のターゲット７０と、ターゲット７０の
上方に連結された第２チャンバ８３とを主に有する。第
１チャンバ８１は、石英製の円筒管であり、軸方向の上
方及び下方に一対のコイル６４、６６がそれぞれ周回し
て設けられている。第１チャンバ８１には、マイクロ波
発生器７４が導入管を介して連結されており、導入管は
第１チャンバ８１のコイル６４と６６との間に連結され
ている。第２チャンバ８３は金属製の真空チャンバであ
り、その頂部には、ターゲット７０から叩き出された粒
子を堆積させる基板６８が設置されている。更に、第２
チャンバ８３の上方には、印加されたバイアスにより引
き出されたプラズマを収束させる（発散を抑制させる）
ためのコイル６２が設けられている。ターゲット７０と
第２チャンバ８３内に設置された基板６８は、バイアス
電圧が印加できるように、電源９０に接続されている。[Explanation of ECR Sputtering Apparatus] First, an ECR used for forming a protective film of a magnetic recording medium of an embodiment described later.
A CR (Electron Cyclotron Resonance) sputtering apparatus will be described. FIG. 2 conceptually shows an ECR sputtering apparatus 80. The ECR sputtering apparatus 80 mainly includes a first chamber 81 in which plasma is generated, an annular target 70 connected above the first chamber 81, and a second chamber 83 connected above the target 70. The first chamber 81 is a cylindrical tube made of quartz, and is provided with a pair of coils 64 and 66 circling upward and downward in the axial direction, respectively. A microwave generator 74 is connected to the first chamber 81 via an introduction tube, and the introduction tube is connected between the coils 64 and 66 of the first chamber 81. The second chamber 83 is a metal vacuum chamber, on the top of which a substrate 68 for depositing particles hit from the target 70 is installed. Furthermore, the second
Above the chamber 83, the plasma extracted by the applied bias is converged (divergence is suppressed).
Is provided. The target 70 and the substrate 68 installed in the second chamber 83 are connected to a power supply 90 so that a bias voltage can be applied.
【００３６】第１チャンバ８１内部、ターゲット７０の
内側及び第２チャンバ内部は連通され、外部から閉塞さ
れている。装置動作時に不図示の真空ポンプにより、第
１チャンバ８１内部、ターゲット７０内側及び第２チャ
ンバ８３内部の共有する空間を減圧するとともに、第１
チャンバ８１内に不図示のガス供給口を介して気体（例
えばＡｒ）を導入する。次いで、装置内部にコイル６４
及び６６を用いて一定の磁界を印加する。この磁界によ
って、装置内部に存在する自由電子は、磁界軸を右回り
にサイクロトロン運動する。この電子サイクロトロン運
動の角振動数は、例えば、電子密度が１０１０ｃｍ−３
程度である場合には、約１０９Ｈｚ程度であり、マイク
ロ波領域の角振動数となる。この磁場内にマイクロ波発
生器７４から、発生したマイクロ波を導入すると、マイ
クロ波は電子のサイクロトロン運動と共鳴し、そのマイ
クロ波のエネルギーが電子に吸収される共鳴吸収が起こ
る。この共鳴吸収によって電子は高エネルギーを得て加
速され、気体に衝突してその気体の電離を引き起こし、
高エネルギーを有するＥＣＲプラズマ７６を第１チャン
バ８１内に発生させる。ここで、電子には共鳴吸収によ
り一定レベルのエネルギーが与えられるので、電子のエ
ネルギー状態もまた一定の高エネルギーレベルにある。
このような電子を気体に衝突させてプラズマを発生させ
るため、このプラズマを構成する粒子は高エネルギーで
あるとともに、放電などにより発生する通常のプラズマ
に比べて各粒子のエネルギーが揃い、エネルギー分布の
狭いプラズマが得られる。The inside of the first chamber 81, the inside of the target 70, and the inside of the second chamber are communicated with each other and are closed from the outside. During operation of the apparatus, a common space in the first chamber 81, the inside of the target 70 and the inside of the second chamber 83 is depressurized by a vacuum pump (not shown).
A gas (for example, Ar) is introduced into the chamber 81 through a gas supply port (not shown). Next, the coil 64 is placed inside the device.
And 66 are used to apply a constant magnetic field. Due to this magnetic field, free electrons existing inside the device perform cyclotron motion clockwise around the magnetic field axis. The angular frequency of the electron cyclotron motion is, for example, an electron density of 10 10 cm −3.
In the case of about 10 9 Hz, it is about 10 9 Hz, which is an angular frequency in a microwave region. When the generated microwave is introduced from the microwave generator 74 into the magnetic field, the microwave resonates with the cyclotron motion of the electron, and resonance absorption occurs in which the energy of the microwave is absorbed by the electron. Due to this resonance absorption, the electrons gain high energy and are accelerated, collide with the gas and cause ionization of the gas,
An ECR plasma 76 having high energy is generated in the first chamber 81. Here, since a certain level of energy is given to the electrons by resonance absorption, the energy state of the electrons is also at a certain high energy level.
Since such electrons collide with the gas to generate plasma, the particles that make up this plasma have high energy, and the energy of each particle is more uniform than that of normal plasma generated by discharge, etc. A narrow plasma is obtained.
【００３７】プラズマの発生位置の上方にある環状のタ
ーゲット７０と基板６８の間には、バイアス電圧が印加
されているため、発生したプラズマはターゲット７０に
向かって引き出され、ターゲット７０に衝突してターゲ
ット粒子を叩き出す。この際に、バイアス電圧を変化さ
せることによって、ターゲット７０に衝突するプラズマ
の運動エネルギー、ひいてはプラズマによって叩き出さ
れたターゲット粒子の運動エネルギーを精密に制御する
ことが可能となる。このようにしてエネルギーが制御さ
れたターゲット粒子は、図示したようにターゲット粒子
の流れ７２として基板６８に向かい、基板６８上に均質
に且つ等しい膜厚で堆積される。Since a bias voltage is applied between the annular target 70 and the substrate 68 above the position where the plasma is generated, the generated plasma is drawn out toward the target 70 and collides with the target 70. Strike out target particles. At this time, by changing the bias voltage, it becomes possible to precisely control the kinetic energy of the plasma colliding with the target 70, and furthermore, the kinetic energy of the target particles struck out by the plasma. The target particles whose energy is controlled in this way are directed to the substrate 68 as a flow 72 of the target particles as shown, and are deposited on the substrate 68 in a uniform and uniform film thickness.
【００３８】[0038]
【実施例】本発明に従う情報記録媒体として、図１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、軟磁性膜２、無機化合
物薄膜３、情報記録膜４及び保護膜５を順次積層した構
造を有する。以下、かかる構造を有する磁気記録媒体１
０の製造方法について説明する。EXAMPLE A magnetic recording medium having a sectional structure as shown in FIG. 1 was produced as an information recording medium according to the present invention. The magnetic recording medium 10 has a structure in which a soft magnetic film 2, an inorganic compound thin film 3, an information recording film 4, and a protective film 5 are sequentially laminated on a substrate 1. Hereinafter, the magnetic recording medium 1 having such a structure will be described.
0 will be described.
【００３９】〔基板の準備〕基板１として、直径２．５
インチ（約６．３５ｃｍ）のガラス基板を用いた。ここ
で用いた基板はほんの１例であり、いずれのサイズのデ
ィスク基板を用いても、また、ＡｌやＡｌ合金などの金
属の基板を用いても、用いる基板の材質やサイズに本発
明の効果は左右されるものではないことは言うまでもな
い。また、ガラス、ＡｌやＡｌ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。[Preparation of Substrate] The substrate 1 has a diameter of 2.5
An inch (about 6.35 cm) glass substrate was used. The substrate used here is only an example, and even if a disk substrate of any size is used, or a metal substrate such as Al or an Al alloy is used, the effect of the present invention is not limited to the material and size of the substrate used. It goes without saying that is not affected. Alternatively, a substrate in which a NiP layer is formed on a glass, Al, or Al alloy substrate by a plating method or a sputtering method may be used.
【００４０】〔軟磁性膜の成膜〕つぎに、ガラス基板１
上に、軟磁性膜２として、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ膜を２００
ｎｍの膜厚にてＲＦスパッタ法により形成した。軟磁性
膜２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。スパッタターゲットにはＣｏ８０
Ｔａ８Ｚｒ１２を、放電ガスには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１．３３Ｐ
ａ）である。スパッタリングは室温で行った。[Deposition of Soft Magnetic Film] Next, the glass substrate 1
On top, a Co-Ta-Zr film as a soft magnetic film
It was formed with a thickness of nm by RF sputtering. The thickness of the soft magnetic film 2 is appropriately selected depending on the shape of the magnetic head and the strength of the applied magnetic field. Co 80 for the sputtering target
Ta 8 Zr 12 was used, and Ar was used as a discharge gas. The sputtering conditions are as follows: input RF power is 1 kW / 5 inch, discharge gas pressure is 10 mTorr (about 1.33 P).
a). Sputtering was performed at room temperature.
【００４１】得られた軟磁性膜２の磁気特性を測定した
結果、保磁力が０．３６Ｏｅ（約２８．６５Ａ／ｍ）、
飽和磁束密度が１．３Ｔ、比透磁率が５０００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、Ｘ線的には非晶質であった。As a result of measuring the magnetic characteristics of the obtained soft magnetic film 2, the coercive force was 0.36 Oe (about 28.65 A / m),
The saturation magnetic flux density was 1.3 T and the relative magnetic permeability was 5000. When the crystal structure was examined by X-ray diffraction,
No clear peak was obtained, and the film was amorphous in X-ray.
【００４２】ここでは、基板１上に直接軟磁性膜２を形
成したが、基板１と軟磁性膜２との間に、窒化シリコン
や酸化クロムなどに代表される無機化合物やＣｒやＴｉ
に代表される金属の下地膜を形成しても良い。下地膜
は、基板と軟磁性膜との接着力の向上や軟磁性膜の保護
に有効である。用いる材質や形成する膜厚は、ガラス基
板の表面状態（表面エネルギー）により適宜選択され
る。Here, the soft magnetic film 2 is formed directly on the substrate 1, but an inorganic compound such as silicon nitride or chromium oxide, Cr or Ti
May be formed. The base film is effective for improving the adhesive strength between the substrate and the soft magnetic film and for protecting the soft magnetic film. The material used and the film thickness to be formed are appropriately selected depending on the surface state (surface energy) of the glass substrate.
【００４３】〔無機化合物薄膜の作製〕次いで、軟磁性
膜２上に無機化合物薄膜３を上述の電子サイクロトロン
共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法により成膜した。スパッタタ
ーゲットにＣｏＯとＳｉＯ２を４：１の割合で混合して
焼結した材料を使用し、放電ガスには純Ａｒを使用し
た。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９
ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。ま
た、基板には５００ＷのＲＦバイアスを印加した。作製
した薄膜の膜厚は４ｎｍとした。[Preparation of Inorganic Compound Thin Film] Next, an inorganic compound thin film 3 was formed on the soft magnetic film 2 by the above-mentioned electron cyclotron resonance (ECR) sputtering method. A material obtained by mixing and sintering CoO and SiO 2 at a ratio of 4: 1 was used for a sputter target, and pure Ar was used as a discharge gas. The pressure during sputtering is 0.3 mTorr (about 39.9).
mPa), and the input microwave power is 0.7 kW. An RF bias of 500 W was applied to the substrate. The thickness of the prepared thin film was 4 nm.
【００４４】得られた無機化合物薄膜３の表面を透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。観察された表面
構造の模式図を図３に示す。図３に示したように、無機
化合物薄膜３は、粒子径が６ｎｍの正六角形状の粒子１
２の集合体であり、粒子は互いに粒界部１４を介して二
次元的に規則正しく配列していた。すなわち、薄膜２
は、平面的には粒子１２がハニカム状に配列したハニカ
ム構造を示していた。結晶粒子間の距離、すなわち結晶
粒界部の幅は、０．５ｎｍ〜０．８ｎｍであった。この
値は、ターゲットの組成（ＣｏＯとＳｉＯ２の比など）
を変化させることにより所望の値を容易かつ任意に選択
することができる。しかし、結晶粒子間の距離が２ｎｍ
よりも大きくなると結晶粒子の配列の規則性が崩れるた
め、最大で２ｎｍとすることが望ましい。The surface of the obtained inorganic compound thin film 3 was observed with a transmission electron microscope (TEM). FIG. 3 shows a schematic diagram of the observed surface structure. As shown in FIG. 3, the inorganic compound thin film 3 has regular hexagonal particles 1 having a particle diameter of 6 nm.
In this case, the particles were regularly arranged two-dimensionally via the grain boundaries 14. That is, the thin film 2
Shows a honeycomb structure in which the particles 12 are arranged in a honeycomb shape in plan view. The distance between the crystal grains, that is, the width of the crystal grain boundary portion was 0.5 nm to 0.8 nm. This value depends on the composition of the target (such as the ratio of CoO to SiO 2 ).
, The desired value can be easily and arbitrarily selected. However, the distance between crystal grains is 2 nm
If it is larger than this, the regularity of the arrangement of the crystal grains will be lost, so that it is desirable to set the maximum to 2 nm.
【００４５】また、結晶粒子はコバルトの酸化物で、結
晶粒界に存在しているのが酸化シリコンであることがμ
−ＥＤＸによる分析より明らかとなった。この無機化合
物薄膜の格子像観察から、コバルト酸化物は結晶質であ
り、酸化シリコンは非晶質であることがわかった。The crystal grains are oxides of cobalt, and silicon oxide is present at the crystal grain boundaries.
-It became clear from the analysis by EDX. Observation of the lattice image of the inorganic compound thin film revealed that the cobalt oxide was crystalline and the silicon oxide was amorphous.
【００４６】また、この薄膜の断面を観察したところ、
基板面に垂直な方向に柱状の組織が観察された。かかる
柱状組織は、途中で結晶粒子が大きくなるなどの異常成
長をすることなく成長していることがわかった。無機化
合物薄膜は、膜厚が４〜５ｎｍ程度になると断面構造が
柱状構造となることがわかった。そして、非晶質の軟磁
性膜上に形成された無機化合物薄膜には、組織の異なる
相は形成されていなかった。また、無機化合物薄膜の膜
厚が３ｎｍ以下の場合には、結晶粒子が柱状ではなく、
球形に近い形状であることが断面観察の結果からわかっ
た。When the cross section of this thin film was observed,
A columnar structure was observed in a direction perpendicular to the substrate surface. It was found that such a columnar structure grew without abnormal growth such as an increase in crystal grain size on the way. It was found that when the thickness of the inorganic compound thin film was about 4 to 5 nm, the cross-sectional structure became a columnar structure. No phase having a different structure was formed in the inorganic compound thin film formed on the amorphous soft magnetic film. When the thickness of the inorganic compound thin film is 3 nm or less, the crystal grains are not columnar,
It was found from the results of the cross-sectional observation that the shape was nearly spherical.
【００４７】次に、無機化合物薄膜の表面のＴＥＭ観察
結果を用いて、結晶粒子径、その分布及びある１つの結
晶粒子の周囲に存在している結晶粒子の数（以下、配位
粒子数と呼ぶ）を解析した。まず、結晶粒子径について
調べたところ、平均結晶粒子径は６ｎｍであった。粒子
径の分布は正規分布をしており、標準偏差を求めるとσ
で０．６ｎｍ以下であった。次に、配位粒子数について
は、ランダムに選択した２８０個の結晶粒子について調
べたところ、平均で６．０２個であった。このことは、
結晶粒子の粒径のばらつきが少なく、基板面に平行な面
内で結晶粒子の正六角形がハニカム状に極めて規則的に
配列していることを示している。Next, using the results of TEM observation of the surface of the inorganic compound thin film, the crystal particle diameter, its distribution, and the number of crystal particles existing around a certain crystal particle (hereinafter referred to as the number of coordinating particles and Call) was analyzed. First, when the crystal particle diameter was examined, the average crystal particle diameter was 6 nm. The distribution of the particle size is a normal distribution.
Was 0.6 nm or less. Next, the number of coordinating particles was examined for 280 randomly selected crystal particles, and found to be 6.02 on average. This means
This indicates that the crystal grains have a small variation in particle diameter, and that the regular hexagons of the crystal grains are very regularly arranged in a honeycomb shape in a plane parallel to the substrate surface.
【００４８】この配位粒子数は、結晶粒子間の間隔に依
存して変化し、結晶粒子間の間隔は、ＳｉＯ２濃度に応
じて変化する。例えば、ＳｉＯ２濃度を低くすると結晶
粒子間の距離は狭くなる（結晶粒子同士が接近する）。
それと同時に、粒子形状に乱れが観測された。配位粒子
数は、７個程度と多い粒子があったり、逆に４〜５個と
少ない粒子が存在しており、ばらつきが大きくなった。
また、二次元の配列に乱れが生じ、ハニカム構造が崩れ
ているのが観察された。このように、ＳｉＯ２は構造に
規則性を持たせる重要な役割を有しており、ＳｉＯ２濃
度は形成する結晶粒子の間隔を決定していることが分か
った。この結晶粒子間の距離は、ターゲットの組成（Ｃ
ｏとＳｉの比、あるいはＣｏＯとＳｉＯ２の比等）を変
化させることにより所望の値を容易かつ任意に選択する
ことができる。The number of coordinating particles changes depending on the spacing between crystal grains, and the spacing between crystal grains changes according to the SiO 2 concentration. For example, when the SiO 2 concentration is reduced, the distance between the crystal grains becomes narrower (the crystal grains come closer to each other).
At the same time, disturbances in the particle shape were observed. The number of coordinating particles was as large as about 7 or as small as 4 to 5 and the dispersion was large.
Further, it was observed that the two-dimensional arrangement was disturbed and the honeycomb structure was broken. As described above, it was found that SiO 2 has an important role of imparting regularity to the structure, and that the SiO 2 concentration determines the distance between crystal grains to be formed. The distance between the crystal grains depends on the composition of the target (C
A desired value can be easily and arbitrarily selected by changing the ratio of o to Si or the ratio of CoO to SiO 2 .
【００４９】比較のために、無機化合物薄膜をＥＣＲス
パッタ法に代えてマグネトロンスパッタ法により形成し
た。マグネトロンスパッタ法により形成した無機化合物
薄膜の構造を、前述のＥＣＲスパッタ法による膜の場合
と同様にＴＥＭによる観察像を用いて解析した。その結
果、平均粒子径は７ｎｍであり、大きくなった。また、
粒子径分布は正規分布をしているものの、標準偏差
（σ）は１．０ｎｍであり、ＥＣＲスパッタ法により形
成した膜の０．６ｎｍに比較して粒子径のばらつきが大
きかった。また、配位粒子数を２８０個の結晶粒子につ
いて調べたところ、平均６．３個であり、ＥＣＲスパッ
タ法により得られた無機化合物薄膜の場合に比べて規則
性が低下していることが分かった。この比較実験から、
ＥＣＲスパッタ法を用いて無機化合物薄膜２を形成する
と、薄膜２の規則性を大きく改善できることが分かっ
た。For comparison, an inorganic compound thin film was formed by magnetron sputtering instead of ECR sputtering. The structure of the inorganic compound thin film formed by the magnetron sputtering method was analyzed using an image observed by a TEM in the same manner as in the case of the film formed by the ECR sputtering method described above. As a result, the average particle size was 7 nm, which was large. Also,
Although the particle size distribution was normal, the standard deviation (σ) was 1.0 nm, and the variation in particle size was larger than 0.6 nm of the film formed by the ECR sputtering method. Further, when the number of coordinating particles was examined for 280 crystal particles, the average was 6.3, and it was found that the regularity was lower than that of the inorganic compound thin film obtained by the ECR sputtering method. Was. From this comparative experiment,
It has been found that when the inorganic compound thin film 2 is formed by using the ECR sputtering method, the regularity of the thin film 2 can be greatly improved.
【００５０】また、無機化合物薄膜の表面観察の結果か
ら、表面にはハニカム構造に対応した規則性に優れた凹
凸が存在しており、凸部は結晶質相であり結晶粒子に対
応し、凹部は非晶質相であり結晶粒界部に対応している
ことが分かった。凸部と凹部との高低差は０．８ｎｍで
あった。この高低差は、無機化合物薄膜の表面をドライ
エッチングすることにより所望の値に制御可能であり、
エッチング条件を選択することにより更に大きくしたり
逆に小さくしたりすることが可能である。係る凹凸を、
磁気ヘッドを安定浮上させるためのテクスチャや、情報
記録膜のピンニングサイトとして用いるには、凹凸の高
低差は上記０．８ｎｍ程度が好適である。From the results of surface observation of the inorganic compound thin film, irregularities having excellent regularity corresponding to the honeycomb structure are present on the surface, and the convex portions are crystalline phases corresponding to the crystal grains, and the concave portions are Is an amorphous phase, which corresponds to the crystal grain boundary. The height difference between the projections and the depressions was 0.8 nm. This height difference can be controlled to a desired value by dry-etching the surface of the inorganic compound thin film,
By selecting the etching conditions, it is possible to further increase or decrease it. Such irregularities,
For use as a texture for stably flying the magnetic head or as a pinning site for an information recording film, the height difference between the irregularities is preferably about 0.8 nm.
【００５１】また、軟磁性膜であるＣｏ−Ｔａ−Ｚｒの
非晶質合金膜上に形成された無機化合物薄膜には、初期
成長層は発生していなかった。また、初期成長層の抑制
及び軟磁性膜と情報記録膜の保護を目的として、軟磁性
膜と無機化合物薄膜との間に、例えば、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃ、Ａ
ｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｎｉ−Ｐなどの中間
膜を形成しても良い。この場合は、中間膜と無機化合物
膜の合計の膜厚が５ｎｍ以下になるように形成すること
望ましい。これは、情報記録膜と軟磁性膜との距離、す
なわち中間膜と無機化合物膜の合計の膜厚が５ｎｍを越
えると情報記録膜と軟磁性膜との磁気的相互作用が急激
に弱まるからである。また、軟磁性膜と情報記録膜との
間に形成する膜は少なくとも０．２ｎｍの膜厚で形成す
ることが望ましい。この膜厚は、軟磁性膜と情報記録膜
との間に位置する膜が無機化合物薄膜のみの単層の場合
であり、安定に成膜できる膜厚である。In the inorganic compound thin film formed on the Co—Ta—Zr amorphous alloy film as the soft magnetic film, no initial growth layer was generated. For the purpose of suppressing the initial growth layer and protecting the soft magnetic film and the information recording film, for example, Hf, Ru, T
i, Ta, Nb, Cr, Mo, W, Si 3 N 4 , C, A
An intermediate film such as l 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SiO 2 , Ni-P may be formed. In this case, it is desirable to form the intermediate film and the inorganic compound film so that the total film thickness is 5 nm or less. This is because when the distance between the information recording film and the soft magnetic film, that is, the total thickness of the intermediate film and the inorganic compound film exceeds 5 nm, the magnetic interaction between the information recording film and the soft magnetic film is rapidly reduced. is there. Further, it is desirable that the film formed between the soft magnetic film and the information recording film has a thickness of at least 0.2 nm. This film thickness is a case where the film located between the soft magnetic film and the information recording film is a single layer composed of only the inorganic compound thin film, and is a film thickness that can be stably formed.
【００５２】〔情報記録膜の成膜〕つぎに、無機化合物
薄膜上に情報記録膜４として、Ｔｂ１５Ｆｅ７０Ｃｏ
１５膜をマグネトロンスパッタ法により形成した。スパ
ッタターゲットに遷移金属の副格子磁化が優勢側の組成
を有するＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金を使用し、放電ガスに純
Ａｒを使用した。情報記録膜の厚さは２０ｎｍとした。
スパッタ時の圧力は２０ｍＴｏｒｒ（約２．６６Ｐ
ａ）、投入ＲＦ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφである。[Deposition of Information Recording Film] Next, as an information recording film 4 on the inorganic compound thin film, Tb 15 Fe 70 Co
Fifteen films were formed by magnetron sputtering. A Tb-Fe-Co alloy having a composition in which the sublattice magnetization of the transition metal is dominant was used as a sputter target, and pure Ar was used as a discharge gas. The thickness of the information recording film was 20 nm.
The pressure during sputtering is 20 mTorr (about 2.66 P
a), input RF power is 1 kW / 150 mmφ.
【００５３】ここでは、ＲＦマグネトロンスパッタ法で
作製したが、ＤＣマグネトロンスパッタ法やＥＣＲスパ
ッタ法を用いて行ってもよい。また、情報記録膜を構成
する材料には、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系の非晶質合金を用い
たが、これ以外に、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｈｏ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ
−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏに代表される希土類と鉄族の合金
や、それらの材料を用いて構成された人工格子膜（交互
積層多層膜）、Ｐｔ（あるいはＰｄ）／Ｃｏ交互積層多
層膜などの磁壁移動型の磁性膜を用いてもよい。In this case, the magnet is manufactured by the RF magnetron sputtering method, but may be formed by using the DC magnetron sputtering method or the ECR sputtering method. Further, a Tb-Fe-Co-based amorphous alloy was used as a material for forming the information recording film. In addition, Gd-Fe-Co, Dy-Fe-C
o, Ho-Fe-Co, Tb-Gd-Fe-Co, Tb
-Alloys of rare earth and iron group represented by -Dy-Fe-Co, artificial lattice films (alternate multilayer films), and Pt (or Pd) / Co alternate multilayer films composed of such materials. A domain wall displacement type magnetic film may be used.
【００５４】また、情報記録膜と無機化合物薄膜との間
には中間膜を設けてもよく、これにより、ディスクの信
頼性を更に向上させることができる。中間層に用いる材
料は、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃなどが好ましい。これらの材料からな
る中間膜を設けることにより、無機化合物薄膜から情報
記録膜中へ酸素が拡散することを抑制することができ
た。これにより、情報記録膜の磁気特性の変動を抑制で
きるので、磁気記録媒体の信頼性を向上させることがで
きた。An intermediate film may be provided between the information recording film and the inorganic compound thin film, whereby the reliability of the disk can be further improved. Materials used for the intermediate layer are Hf, Ru, Ti, Ta, Nb, Cr, Mo,
W, Ni-P, C and the like are preferable. By providing an intermediate film made of these materials, diffusion of oxygen from the inorganic compound thin film into the information recording film could be suppressed. As a result, fluctuations in the magnetic characteristics of the information recording film can be suppressed, and the reliability of the magnetic recording medium can be improved.
【００５５】〔保護膜の成膜〕最後に、情報記録膜４上
に保護膜５としてカーボン（Ｃ）膜をＥＣＲスパッタ法
により作製した。ターゲットにはカーボンターゲットを
用い、放電ガスにはＡｒを使用した。スパッタ時の圧力
は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９Ｐａ）、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ＤＣ電
圧を印加して引き込んでも同様の効果が得られる。[Formation of Protective Film] Finally, a carbon (C) film was formed as a protective film 5 on the information recording film 4 by ECR sputtering. A carbon target was used as a target, and Ar was used as a discharge gas. The pressure during sputtering is 0.3 mTorr (about 39.9 Pa), the applied microwave power is 1 kW (frequency is 2.93 GHz), and the substrate temperature is room temperature. An RF bias of 500 W was applied to the target to draw in the plasma excited by the microwave. Here, since carbon is a conductor, the same effect can be obtained even if a DC voltage is applied and drawn.
【００５６】このようにして、作製したカーボン膜の膜
厚は３ｎｍで、その組織を高分解能透過型電子顕微鏡に
て観察したところ、カーボン膜は３ｎｍの膜厚でもアイ
ランド状になることなく均一な膜であった。この膜の厚
さを薄くしていったところ、１ｎｍでもカーボン膜のカ
バレージに変化はなく、アイランド状にはならなかっ
た。これよりさらに薄くしたが、電子顕微鏡の分解能以
下になり、十分な解析を行うことはできなかった。しか
し、保護性能を考えると、少なくとも１ｎｍ程度以上の
膜厚が必要であると考えられる。このカーボン膜の密度
を既知の体積の試料を溶解して濃度を定量する方法によ
り密度を求めたところ、ＥＣＲスパッタ法により作製し
たカーボン膜の密度は理論密度の６９％であった。The thickness of the carbon film thus formed was 3 nm, and the structure thereof was observed with a high-resolution transmission electron microscope. It was a membrane. When the thickness of this film was reduced, the coverage of the carbon film did not change even at 1 nm, and did not become an island shape. Although the thickness was further reduced, the resolution was lower than the resolution of the electron microscope, and sufficient analysis could not be performed. However, considering the protection performance, it is considered that a film thickness of at least about 1 nm is necessary. The density of this carbon film was determined by dissolving a known volume of sample to determine the concentration. The density of the carbon film produced by ECR sputtering was 69% of the theoretical density.
【００５７】こうして、図１に示す積層構造を有する磁
気記録媒体を作製した。Thus, a magnetic recording medium having the laminated structure shown in FIG. 1 was manufactured.
【００５８】〔情報記録媒体の諸特性〕つぎに、作製し
た磁気記録媒体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、角型比のＳ及びＳ＊はともに
１．０であり、良好な角型性が得られていることがわか
った。また、保磁力：Ｈｃは３．５ｋＯｅ（約２７８．
５３ｋＡ／ｍ）、飽和磁化：Ｍｓは５００ｅｍｕ／ｃｍ
３であった。また、基板面に垂直な方向の垂直磁気異方
性エネルギーが６×１０６ｅｒｇ／ｃｍ３であり、基板
面に垂直な方向に大きな磁気異方性を有していることが
わかった。また、磁気記録媒体の情報記録膜の活性化体
積を測定したところ、磁気記録媒体として広く用いられ
ているＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜における値（約７０）
の約３０倍と著しく大きかった。このことは、情報記録
膜が熱的安定性に優れていることを示している。[Various Characteristics of Information Recording Medium] Next, the magnetic characteristics of the manufactured magnetic recording medium were measured. VSM (Vibrat
An MH loop was obtained from measurement with an ion sample magnetometer. From the results, S and S * of the squareness ratio were both 1.0, and it was found that good squareness was obtained. The coercive force: Hc is 3.5 kOe (about 278.
53 kA / m), saturation magnetization: Ms is 500 emu / cm
It was 3 . In addition, the perpendicular magnetic anisotropy energy in the direction perpendicular to the substrate surface was 6 × 10 6 erg / cm 3 , indicating that the film had large magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the substrate surface. When the activation volume of the information recording film of the magnetic recording medium was measured, the value (about 70) of the Co—Cr—Pt-based magnetic film widely used as the magnetic recording medium was obtained.
About 30 times larger than This indicates that the information recording film has excellent thermal stability.
【００５９】次いで、情報記録膜の構造をＸ線回折法に
より調べたところ、結晶構造に基づく回折ピークは得ら
れず、Ｘ線的には非晶質であった。また、高分解能透過
型電子顕微鏡（高分解能ＴＥＭ）により、情報記録膜の
組織や構造を調べたところ、明確な格子は見られず、非
晶質か、極微細な組織の集合体であることがわかった。
ここで、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜には非晶質合金を用いた
が、Ｔｂ／Ｆｅ／ＣｏやＴｂ／Ｆｅ−Ｃｏに代表される
多層膜を用いても同様の効果が得られた。Next, when the structure of the information recording film was examined by an X-ray diffraction method, no diffraction peak based on the crystal structure was obtained, and the information recording film was X-ray amorphous. When the structure and structure of the information recording film were examined with a high-resolution transmission electron microscope (high-resolution TEM), no clear lattice was seen, and the information recording film was found to be amorphous or an aggregate of extremely fine structures. I understood.
Here, although an amorphous alloy was used for the Tb-Fe-Co film, a similar effect was obtained by using a multilayer film typified by Tb / Fe / Co or Tb / Fe-Co.
【００６０】〔情報記録装置〕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４及び図５に示す。[Information Recording Apparatus] Next, a magnetic disk was completed by applying a lubricant on the surface of the magnetic recording medium. Then, a plurality of magnetic disks were manufactured by the same process, and were coaxially incorporated into a magnetic recording device.
4 and 5 show a schematic configuration of the magnetic recording apparatus.
【００６１】図４は磁気記録装置１００の上面の図であ
り、図５は、磁気記録装置１００の図４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、
２．１Ｔの飽和磁束密度を有する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０．１２μ
ｍ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４及び図５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。FIG. 4 is a top view of the magnetic recording apparatus 100, and FIG.
It is sectional drawing of the -A 'direction. As a recording magnetic head,
A thin-film magnetic head using a soft magnetic film having a saturation magnetic flux density of 2.1 T was used. The recorded signal was reproduced by a dual spin valve type GMR magnetic head having a giant magnetoresistance effect. The gap length of the magnetic head is 0.12μ
m. The magnetic head for recording and the magnetic head for reproduction are integrated, and are shown as a magnetic head 53 in FIGS. The integrated magnetic head is controlled by a magnetic head drive system 54.
【００６２】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、磁気ヘッド面と情報記
録膜との距離は１２ｎｍに保った。この磁気ディスク５
１に５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２（約７．７５Ｇｂｉｔ
ｓ／ｃｍ２）に相当する信号（８００ｋＦＣＩ）を記録
して磁気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３０ｄＢ
の再生出力が得られた。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。The plurality of magnetic disks 51 include a spindle 52
Is rotated coaxially. Here, the distance between the magnetic head surface and the information recording film was kept at 12 nm. This magnetic disk 5
50Gbits / inch 2 (about 7.75Gbit
s / cm 2 ), the S / N of the magnetic disk was evaluated by recording a signal (800 kFCI).
Was obtained. Further, when the defect rate of the magnetic disk was measured, the value was 1 × 10 −5 or less when no signal processing was performed.
【００６３】ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用い
て、記録部分（記録磁区）の磁化状態を観察した。観察
の結果、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。図６（Ａ）に、記録部分の磁化状態の様
子を模式的に示した。本実施例の磁気記録媒体には磁化
遷移領域に特有なジグザグパターンが殆ど存在しないた
めに、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜を情報記録膜として備
える従来の磁気記録媒体に比べてノイズレベルが著しく
小さくなったと考えられる。更には、情報記録膜が微細
粒子の集合体であることもノイズレベルが低い原因であ
ると考えられる。なお、比較のために、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ系の情報記録膜を備える従来の磁気記録媒体について
同様の記録を行ない、情報記録膜の記録部分の磁化状態
を観察した。図６（Ｂ）に、磁化状態の様子を模式的に
示した。図６（Ｂ）に示したように、隣同士の記録磁区
の間や記録磁区の中に、周囲と逆向きの磁化を有する微
小な逆磁区が観察された。一方、本実施例の磁気記録媒
体では、図６（Ａ）に示したように、隣同士の記録磁区
の間や記録磁区の中に、微小な逆磁区は殆ど観察されな
かった。隣同士の記録磁区の間や記録磁区の中に、微小
な逆磁区が殆ど存在しないこともノイズレベルが低い原
因の１つである。Here, the magnetization state of the recorded portion (recorded magnetic domain) was observed using a magnetic force microscope (MFM). As a result of observation, a zigzag pattern peculiar to the magnetization transition region was not observed. FIG. 6A schematically shows the state of magnetization of the recording portion. Since the magnetic recording medium of this embodiment has almost no zigzag pattern peculiar to the magnetization transition region, the noise level is significantly higher than that of a conventional magnetic recording medium having a Co—Cr—Pt-based magnetic film as an information recording film. It is thought that it became smaller. Further, the fact that the information recording film is an aggregate of fine particles is also considered to be a cause of the low noise level. For comparison, Co-Cr-P
The same recording was performed on a conventional magnetic recording medium having a t-type information recording film, and the magnetization state of the recording portion of the information recording film was observed. FIG. 6B schematically shows a state of the magnetization state. As shown in FIG. 6 (B), between the adjacent recording magnetic domains or in the recording magnetic domains, minute reverse magnetic domains having the magnetization opposite to the surroundings were observed. On the other hand, in the magnetic recording medium of the present example, as shown in FIG. 6A, very small reverse magnetic domains were hardly observed between adjacent recording magnetic domains or in the recording magnetic domains. The fact that there is almost no minute reverse magnetic domain between adjacent recording magnetic domains or in the recording magnetic domain is also one of the causes of the low noise level.
【００６４】また、情報記録膜の磁化遷移領域にジグザ
グパターンが観測されなかった理由は、表面に凹凸を有
する無機化合物薄膜の上に情報記録膜を形成したためで
ある。すなわち、無機化合物薄膜の表面の凹凸が、無機
化合物薄膜上に形成された情報記録膜の磁壁の移動の障
害となったためである。また、情報記録膜の磁壁部分に
は、僅かながらジグザグパターンが形成されている。こ
のジグザグパターンは、無機化合物薄膜の凹凸に対応し
ていることから規則性を有しており、規則性の変化をジ
ッタの変化として観測する。それゆえ、この規則性を考
慮して信号処理を行うことにより、更にＳ／Ｎを高める
ことができる。The reason why the zigzag pattern was not observed in the magnetization transition region of the information recording film was that the information recording film was formed on an inorganic compound thin film having irregularities on the surface. That is, irregularities on the surface of the inorganic compound thin film hinder movement of the domain wall of the information recording film formed on the inorganic compound thin film. Further, a slight zigzag pattern is formed on the domain wall portion of the information recording film. This zigzag pattern has regularity because it corresponds to the unevenness of the inorganic compound thin film, and a change in regularity is observed as a change in jitter. Therefore, by performing signal processing in consideration of this regularity, the S / N can be further increased.
【００６５】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（ＴＩＡ）によ
り情報記録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、無機化合物薄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。Next, a fixed pattern was recorded on the magnetic disk, and the fluctuation of the edge of the magnetic domain formed on the information recording film was measured by a time interval analyzer (TIA). As a result of the measurement, the fluctuation of the edge could be reduced to 1/10 or less than that of the magnetic disk having no inorganic compound thin film.
【００６６】以上、本発明の情報記録媒体について説明
したが、本発明はこれに限定されず、変形例及び改良例
を含み得る。例えば、上記実施例では、軟磁性膜にＣｏ
−Ｔａ−Ｚｒ系非晶質合金を用いたが、ＴａをＮｂやＴ
ｉに変えても同様の特性が得られた。また、Ｃｏ−Ｚｒ
系の軟磁性材料以外に、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。こ
のフェリ磁性体を構成する鉄族元素にはＦｅ及びＣｏの
少なくとも一方の元素が好適であり、希土類元素にはＧ
ｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌａ及びＹ
のうちから選択された少なくとも１種類の元素が好適で
ある。かかる材料からなるフェリ磁性体は、組成を好適
に選択することにより飽和磁束密度を大きくすることが
できる。また、軟磁性膜には、Ｆｅ−Ｎｉなどのパーマ
ロイやそれを主体とした合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ（セン
ダスト）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ合金を用いる
こともできる。Although the information recording medium of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and may include modifications and improvements. For example, in the above embodiment, the soft magnetic film is made of Co.
-Ta-Zr-based amorphous alloy was used, but Ta was changed to Nb or T
Similar characteristics were obtained when i was changed. Also, Co-Zr
Similar effects were obtained by using a ferrimagnetic material of an amorphous iron group element and a rare earth element in addition to the system soft magnetic material. As the iron group element constituting the ferrimagnetic material, at least one element of Fe and Co is preferable, and G is a rare earth element.
d, Er, Tm, Nd, Pr, Sm, Ce, La and Y
At least one element selected from the above is preferable. The ferrimagnetic material made of such a material can increase the saturation magnetic flux density by suitably selecting the composition. Further, the soft magnetic film may be made of permalloy such as Fe-Ni or an alloy mainly containing Fe-Ni, Fe-Al-Si (Sendust), Fe-Co-Ni, or Fe-Co alloy.
【００６７】また、軟磁性膜として、Ｆｅを主体とした
ナノクリスタル合金を用いても同様の効果が得られる。
ナノクリスタル合金は、例えば、Ｆｅ−Ｔａ−Ｃ、Ｆｅ
−Ｔａ−ＮやＦｅ−Ｈｆ−Ｎなどの合金であり、５〜１
５ｎｍ程度のＦｅの結晶粒子の粒界に、ＴａＣ、ＴａＮ
やＨｆＮなどの化合物が析出した構造を有する。この材
料系のように、結晶粒子が存在する材料を軟磁性膜に用
いると、軟磁性膜上に結晶粒子を有する無機化合物薄膜
を形成する場合に、無機化合物薄膜の結晶粒子の結晶の
成長核となる。これにより、無機化合物薄膜の有する特
性を十分に引き出すことができる。Similar effects can be obtained by using a nanocrystal alloy mainly composed of Fe as the soft magnetic film.
Nanocrystal alloys include, for example, Fe-Ta-C, Fe
-An alloy such as Ta-N or Fe-Hf-N;
TaC, TaN are added to the grain boundaries of Fe crystal grains of about 5 nm.
And a structure in which a compound such as HfN is deposited. When a material having crystal grains is used for a soft magnetic film as in this material system, when forming an inorganic compound thin film having crystal grains on the soft magnetic film, a crystal growth nucleus of the crystal grains of the inorganic compound thin film is formed. Becomes Thereby, the characteristics of the inorganic compound thin film can be sufficiently brought out.
【００６８】軟磁性膜にＦｅ−Ｔａ−Ｃのようなナノク
リスタル膜を用い、かかる軟磁性膜上に無機化合物薄膜
を形成すると、軟磁性膜のＦｅの結晶粒子に対応する領
域から、無機化合物薄膜を構成するＣｏＯの結晶粒子が
成長する。この場合、無機化合物薄膜上に例えばＴｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ膜を形成すると、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜の形成
初期の段階において無機化合物薄膜中のＣｏＯの結晶粒
子とＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜中のＦｅまたはＣｏとの間に結
晶格子のつながりが形成される。かかる結晶格子のつな
がりは、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜の磁気特性に揺らぎを生じ
させる。すなわち、結晶格子のつながりによって、Ｔｂ
−Ｆｅ−Ｃｏ膜中のＴｂの周囲の磁気的環境が変化して
垂直磁気異方性や保磁力が低下し、これが磁気特性の揺
らぎとなる。無機化合物薄膜中のＣｏＯと、Ｔｂ−Ｆｅ
−Ｃｏ膜中のＦｅまたはＣｏとの間で形成される結晶格
子のつながりは、ＣｏＯの結晶粒子の形状が球形の場合
よりも柱状のほうが強い。無機化合物薄膜との間の結晶
学的つながりによって生じたＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜の磁気
特性の揺らぎは、情報記録の際の形成される磁壁の移動
の障害となり、高密度記録を可能にする。When a nanocrystal film such as Fe—Ta—C is used as the soft magnetic film and an inorganic compound thin film is formed on the soft magnetic film, the inorganic compound thin film is removed from a region corresponding to Fe crystal grains of the soft magnetic film. CoO crystal grains forming the thin film grow. In this case, for example, Tb-
When the Fe—Co film is formed, the connection of the crystal lattice between the CoO crystal particles in the inorganic compound thin film and Fe or Co in the Tb—Fe—Co film occurs at an early stage of the formation of the Tb—Fe—Co film. It is formed. Such a connection of the crystal lattice causes fluctuation in the magnetic characteristics of the Tb—Fe—Co film. That is, by the connection of the crystal lattice, Tb
-The magnetic environment around Tb in the Fe-Co film changes to decrease the perpendicular magnetic anisotropy and coercive force, which causes fluctuations in magnetic properties. CoO in the inorganic compound thin film and Tb-Fe
-The connection of the crystal lattice formed between Fe and Co in the Co film is stronger in the columnar shape than in the case where the shape of the crystal particles of CoO is spherical. Fluctuations in the magnetic properties of the Tb-Fe-Co film caused by the crystallographic connection with the inorganic compound thin film hinder the movement of the domain wall formed during information recording, and enable high-density recording.
【００６９】このような効果は、軟磁性膜にＦｅ−Ｔａ
−Ｃを、無機化合物薄膜にＣｏＯ−ＳｉＯ２系を、情報
記録膜にＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏを用いた場合が最も大きい。
無機化合物薄膜にＣｏＯ−ＳｉＯ２系の膜を用い、膜厚
を４〜５ｎｍにすると、上述の効果に加え、ＣｏＯ−Ｓ
ｉＯ２膜表面にＣｏＯの結晶粒子に起因して形成される
凹凸が情報記録膜の磁壁移動の障害となる。これによ
り、更なる高密度記録が可能となる。Such an effect is obtained by adding Fe—Ta to the soft magnetic film.
The -C, a CoO-SiO 2 based inorganic compound thin, the largest case of using Tb-Fe-Co on the information recording film.
When a CoO—SiO 2 based film is used as the inorganic compound thin film and the film thickness is set to 4 to 5 nm, CoO—S
Irregularities formed on the surface of the iO 2 film due to crystal particles of CoO hinder movement of the domain wall of the information recording film. Thereby, further high-density recording becomes possible.
【００７０】また、軟磁性膜の保磁力は情報記録膜の保
磁力の５％以下の大きさであることが好ましい。これ
は、情報記録時のオーバーライト特性や分解能により決
定される値である。また、軟磁性膜は、比透磁率が１０
０以上、飽和磁束密度が磁気ヘッドに用いる磁性材料と
同じか、それより大きいことが好ましい。これらの値も
記録−再生特性により決定される値である。特に、軟磁
性膜の飽和磁束密度を、記録用の磁気ヘッドに用いられ
る磁性材料の飽和磁束密度以上にすることにより、記録
用の磁気ヘッドから発生する磁界が情報記録膜に効率よ
く印加されるので、情報記録膜に微小記録磁区を高精度
に且つ確実に形成することができる。The coercive force of the soft magnetic film is preferably 5% or less of the coercive force of the information recording film. This is a value determined by the overwrite characteristics and the resolution at the time of recording information. The soft magnetic film has a relative permeability of 10
Preferably, the saturation magnetic flux density is equal to or larger than 0 and is equal to or larger than the magnetic material used for the magnetic head. These values are also determined by the recording / reproducing characteristics. In particular, by setting the saturation magnetic flux density of the soft magnetic film to be equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the magnetic material used for the magnetic head for recording, the magnetic field generated from the magnetic head for recording is efficiently applied to the information recording film. Therefore, a minute recording magnetic domain can be formed on the information recording film with high accuracy and certainty.
【００７１】上記実施例では、無機化合物薄膜の成膜に
おいて、ターゲット材料として、ＣｏＯとＳｉＯ２との
混合物を焼結した材料を用いたが、これに限らず、例え
ばＣｏＯ及びＳｉＯ２の各化合物を単体で焼結したもの
をターゲットに用いて、二元同時スパッタにより成膜し
てもよい。無機化合物薄膜の成膜において重要なこと
は、マイクロ波を用いたＥＣＲスパッタ法を用い、スパ
ッタ粒子のエネルギーを精密に制御することである。[0071] In the above embodiment, the deposition of the inorganic compound thin, as a target material, was used a material obtained by sintering a mixture of CoO and SiO 2, is not limited to this, for example, each compound of CoO and SiO 2 May be used as a target to form a film by dual simultaneous sputtering. What is important in forming an inorganic compound thin film is to precisely control the energy of sputtered particles by using an ECR sputtering method using microwaves.
【００７２】[0072]
【発明の効果】本発明の情報記録媒体は、無機化合物薄
膜を構成する結晶粒子に基づいて薄膜表面に形成される
規則的な凹凸や、無機化合物薄膜の結晶粒子に基づいて
情報記録膜との間に形成される結晶学的なつながりによ
り、当該無機化合物薄膜上に形成される情報記録膜に、
磁壁の移動を防止するためのピンニングサイトを形成す
ることができる。これにより、情報記録膜内で記録磁区
のエッジ位置を高精度で位置付けることができる。ま
た、軟磁性膜を、当該軟磁性膜と記録用磁気ヘッドとの
間に情報記録膜が位置するように備えているので、記録
用磁気ヘッドからの磁界を情報記録膜に効率よく印加す
ることができる。このため、情報記録膜に微小記録磁区
を高精度に且つ確実に形成することができる。本発明に
よれば、エラーが少なく、高い信頼性を有する情報記録
媒体を提供することができる。According to the information recording medium of the present invention, regular irregularities formed on the surface of the thin film based on the crystal grains constituting the inorganic compound thin film, and the information recording film on the basis of the crystal grains of the inorganic compound thin film can be obtained. Due to the crystallographic connection formed between, the information recording film formed on the inorganic compound thin film,
Pinning sites for preventing domain wall movement can be formed. Thereby, the edge position of the recording magnetic domain can be positioned with high accuracy in the information recording film. Further, since the soft magnetic film is provided such that the information recording film is located between the soft magnetic film and the recording magnetic head, it is necessary to efficiently apply a magnetic field from the recording magnetic head to the information recording film. Can be. For this reason, a minute recording magnetic domain can be formed on the information recording film with high accuracy and certainty. According to the present invention, an information recording medium with few errors and high reliability can be provided.
【００７３】また、本発明の情報記録装置は、情報記録
媒体の情報記録膜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、６０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ
２（約９．３Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ２）を越える超高密度記
録を実現することができる。Further, the information recording apparatus of the present invention can form minute magnetic domains on the information recording film of the information recording medium reliably and with high precision, and has a capacity of 60 Gbits / inch.
2 (about 9.3 Gbits / cm 2 ) can be realized.
【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。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a magnetic recording medium according to the present invention.
【図２】ＥＣＲスパッタ装置の概略構成を説明するため
の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an ECR sputtering apparatus.
【図３】無機化合物薄膜の平面構造を模式的に示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram schematically showing a planar structure of an inorganic compound thin film.
【図４】本発明に従う磁気記録装置の概略構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a magnetic recording device according to the present invention.
【図５】図４の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the magnetic recording device of FIG. 4 in the AA ′ direction.
【図６】情報記録膜に形成された磁区の様子を模式的に
示す図であり、図６（Ａ）は本発明に従う磁気記録媒体
の例であり、図６（Ｂ）は従来の磁気記録媒体の例であ
る。6A and 6B are diagrams schematically showing a state of magnetic domains formed in an information recording film, FIG. 6A is an example of a magnetic recording medium according to the present invention, and FIG. It is an example of a medium.
１ 基板 ２ 軟磁性薄膜 ３ 無機化合物薄膜 ４ 情報記録膜 ５ 保護膜 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Soft magnetic thin film 3 Inorganic compound thin film 4 Information recording film 5 Protective film 10 Magnetic recording medium 51 Magnetic disk 52 Spindle 53 Magnetic head 54 Magnetic head drive system 100 Magnetic recording device
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ１１Ｂ 5/667 Ｇ１１Ｂ 5/667 5/673 5/673 Ｈ０１Ｆ 10/00 Ｈ０１Ｆ 10/00 10/16 10/16 10/26 10/26 (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 (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 Ｆターム(参考） 4K029 AA02 AA09 BA43 BB02 BB08 BC06 BD11 CA05 CA13 DC09 DC48 EA01 FA07 5D006 BB01 BB07 BB08 BB09 CA01 CA03 CA05 CA06 EA03 FA00 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC01 AC05 BA06 CB02 DB14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 5/667 G11B 5/667 5/673 5/673 H01F 10/00 H01F 10/00 10/16 10 / 16 10/26 10/26 (72) Inventor Koichiro Wakabayashi 1-1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture Inside Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Satoru Matsunuma 1-188 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Hitachi F term (reference) in Maxell Co., Ltd.
Claims (21)
膜とを備え、 該無機化合物薄膜は、基板面に平行な面内でハニカム状
に配列した複数の六角形状の結晶粒子と、結晶粒子間に
存在する非晶質の結晶粒界部とから構成されていること
を特徴とする情報記録媒体。1. An information recording medium, comprising: on a substrate, a soft magnetic film, an information recording film, and an inorganic compound thin film located between the soft magnetic film and the information recording film; An information recording medium comprising a plurality of hexagonal crystal grains arranged in a honeycomb shape in a plane parallel to a substrate surface, and an amorphous crystal grain boundary portion existing between the crystal grains. .
バルト、酸化ニッケル及び酸化鉄からなる群から選ばれ
る少なくとも１種類の化合物から構成され、結晶粒界部
が酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化
タンタル、酸化ジルコニウム及び酸化亜鉛からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種類の酸化物から構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。2. The crystal grains of the inorganic compound thin film are composed of at least one compound selected from the group consisting of cobalt oxide, nickel oxide and iron oxide, and the crystal grain boundary is silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, 2. The information recording medium according to claim 1, comprising at least one oxide selected from the group consisting of tantalum oxide, zirconium oxide and zinc oxide.
ｎｍ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。3. The inorganic compound thin film has a thickness of 1 nm to 5 nm.
The information recording medium according to claim 1, wherein the information recording medium is nm.
表面に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の情報記録媒体。4. The information recording medium according to claim 1, wherein the inorganic compound thin film has regular irregularities on the surface.
結晶粒界部に相当することを特徴とする請求項４に記載
の情報記録媒体。5. The information recording medium according to claim 4, wherein the projections of the irregularities correspond to crystal grains, and the depressions correspond to crystal grain boundary portions.
し、無機化合物層上に情報記録膜が直接形成されてお
り、無機化合物薄膜の結晶粒子と当該結晶粒子の直上に
形成された情報記録膜との間に結晶格子のつながりが形
成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の情報記録媒体。6. The inorganic compound thin film has a flat surface, an information recording film is directly formed on the inorganic compound layer, and crystal grains of the inorganic compound thin film and information recording formed directly on the crystal grains are provided. The information recording medium according to any one of claims 1 to 3, wherein a connection of a crystal lattice is formed between the film and the film.
していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項
に記載の情報記録媒体。7. The information recording medium according to claim 1, wherein the crystal grains grow in a columnar shape in a thickness direction.
れた中間膜を備え、該中間膜は、上記無機化合物薄膜と
軟磁性膜との間または無機化合物薄膜と情報記録膜との
間に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか一項に記載の情報記録媒体。8. An intermediate film formed of an inorganic compound or a metal, wherein the intermediate film is formed between the inorganic compound thin film and the soft magnetic film or between the inorganic compound thin film and the information recording film. The information recording medium according to any one of claims 1 to 7, wherein:
ン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法により形成されていること
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。9. The information recording medium according to claim 1, wherein the inorganic compound thin film is formed by an electron cyclotron resonance (ECR) sputtering method.
膜と情報記録膜との間の磁気的結合力が制御されること
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。10. The information according to claim 1, wherein a magnetic coupling force between the soft magnetic film and the information recording film is controlled by the inorganic compound thin film. recoding media.
の標準偏差が平均粒子径の１５％以下であることを特徴
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。11. The information recording medium according to claim 1, wherein a standard deviation of a crystal particle size distribution of the inorganic compound thin film is 15% or less of an average particle size.
０．５ｎｍ〜２ｎｍの幅を有することを特徴とする請求
項１〜１１のいずれか一項に記載の情報記録媒体。12. The information recording medium according to claim 1, wherein a crystal grain boundary portion of said inorganic compound thin film has a width of 0.5 nm to 2 nm.
性体であることを特徴とすることを特徴とする請求項１
〜１２のいずれか一項に記載の情報記録媒体。13. The information recording film according to claim 1, wherein the information recording film is an amorphous ferrimagnetic material.
13. The information recording medium according to any one of claims 12 to 12.
徴とする請求項１３に記載の情報記録媒体。14. The information recording medium according to claim 13, wherein the amorphous contains an artificial lattice.
向の磁化容易軸を有することを特徴とする請求項１〜１
４のいずれか一項に記載の情報記録媒体。15. The information recording film according to claim 1, wherein the information recording film has an easy axis of magnetization in a direction perpendicular to a substrate surface.
5. The information recording medium according to any one of 4.
元素とから構成されたフェリ磁性体であり、該希土類元
素がＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＨｏからなる群から選ばれる
少なくとも１種類の元素であり、該鉄族元素がＦｅ、Ｃ
ｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の
元素であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか
一項に記載の情報記録媒体。16. The information recording film is a ferrimagnetic material composed of a rare earth element and an iron group element, wherein the rare earth element is at least one element selected from the group consisting of Gd, Tb, Dy and Ho. And the iron group element is Fe, C
The information recording medium according to any one of claims 1 to 15, wherein the information recording medium is at least one element selected from the group consisting of o and Ni.
る薄膜と鉄族元素からなる薄膜とを交互に積層した構造
を有する人工格子膜であり、該白金族元素がＰｔ、Ｐｄ
及びＲｈからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元
素であり、該鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群
から選ばれる少なくとも１種類の元素であることを特徴
とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の情報記録
媒体。17. The information recording film is an artificial lattice film having a structure in which thin films made of a white metal element and thin films made of an iron group element are alternately laminated, and the platinum group element is composed of Pt, Pd
And at least one element selected from the group consisting of Rh and Rh, and the iron group element is at least one element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni. An information recording medium according to any one of the preceding claims.
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１〜１７のいずれか一
項に記載の情報記録媒体。18. The soft magnetic film may be an alloy mainly composed of Co—Zr or an alloy containing at least one element selected from the group consisting of Ta, Nb and Ti in the alloy. The information recording medium according to any one of claims 1 to 17, wherein:
素とからなるフェリ磁性体から構成され、該鉄族元素が
Ｆｅ及びＣｏの少なくとも一方の元素であり、該希土類
元素がＧｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅ、Ｌ
ａ及びＹからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元
素であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一
項に記載の情報記録媒体。19. The soft magnetic film is composed of a ferrimagnetic material comprising an iron group element and a rare earth element, wherein the iron group element is at least one of Fe and Co, and the rare earth element is Gd, Er. , Tm, Nd, Pr, Sm, Ce, L
The information recording medium according to any one of claims 1 to 17, wherein the information recording medium is at least one element selected from the group consisting of a and Y.
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１〜１
７のいずれか一項に記載の情報記録媒体。20. The soft magnetic film according to claim 1, wherein the soft magnetic film comprises Ta, Nb and Zr.
The nitride or carbide of at least one element selected from the group consisting of: has a nanocrystal structure dispersed in grain boundaries of Fe crystal grains.
8. The information recording medium according to claim 7.
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ることを特徴とする情報記録装
置。21. An information recording apparatus, comprising: the information recording medium according to claim 1; a magnetic head for recording or reproducing information; An information recording device, comprising: a driving device for driving the information recording device.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000356106A patent/JP2002163819A/en not_active Withdrawn
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