JP2003228826A

JP2003228826A - 磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: JP2003228826A
Application number: JP2003058952A
Authority: JP
Inventors: Abara Noel; アバラノエル; Iwao Okamoto; 巌岡本; Yoshibumi Mizoshita; 義文溝下; Yuki Yoshida; 祐樹吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP3679095B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は磁気記録媒体の製造方法に関し、書
き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低
減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信
頼性の高い高密度記録を行うことのできる磁気記録媒体
を製造することを目的とする。【解決手段】基板と、下地層と磁性層構造とが積層さ
れた構造を有する磁気記録媒体の製造方法において、磁
性層構造は、下地層上に設けられた強磁性層と、強磁性
層上に設けられた非磁性結合層と、非磁性結合層上に設
けられた磁性層とからなり、下地層及び磁性層構造を、
強磁性層及び磁性層が交換結合すると共に互いに磁化方
向が反平行となるように、基板上に、連続スパッタリン
グで形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
方法に係り、特に高密度記録に適した磁気記録媒体の製
造方法に関する。本発明は、更に、磁気記録媒体、磁気
記録媒体を備えた磁気記憶装置、及び磁気記録媒体に情
報を磁気的に記録する記録方法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク等の水平磁気記録媒体の記
録密度は、媒体ノイズの低減及び磁気抵抗効果型ヘッド
及びスピンバルブヘッドの開発により、著しく増大し
た。代表的な磁気記録媒体は、基板と、下地層と、磁性
層と、保護層とがこの順序で積層された構造を有する。
下地層は、Ｃｒ又はＣｒ系合金からなり、磁性層は、Ｃ
ｏ系合金からなる。

【０００３】媒体ノイズを低減する方法は、今までに各
種提案されている。例えば、Ｏｋａｍｏｔｏｅｔａ
ｌ. ，”ＲｉｇｉｄＤｉｓｋＭｅｄｉｕｍＦｏｒ
５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＡＢ−
３，Ｉｎｔｅｒｍａｇ ’９６Ｄｉｇｅｓｔには、Ｃ
ｒＭｏからなる適切な下地層を用いて磁性層の膜厚を減
少させることで、磁性層の粒子サイズ及びサイズ分布を
減少させることが提案されている。又、米国特許第５，
６９３，４２６号では、ＮｉＡｌからなる下地層を用い
ることが提案されている。更に、Ｈｏｓｏｅｅｔａ
ｌ. ， ”ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏ
ｆＴｈｅｒｍａｌＤｅｃａｙｉｎＨｉｇｈ−Ｄｅ
ｎｓｉｔｙＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ
Ｍｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇｎ.
Ｖｏｌ. ３３，１５２８（１９９７）では、ＣｒＴ
ｉからなる下地層を用いることが提案されている。上記
の如き下地層は、磁性層の面内配向を促し残留磁化及び
ビットの熱安定性を増加させる。磁性層の膜厚を減少さ
せて、解像度を高くする、或いは、書き込まれたビット
間の遷移幅を減少させることも提案されている。更に、
ＣｏＣｒ系合金からなる磁性層のＣｒ偏析を促進させ、
粒子間の交換結合を減少させることも提案されている。

【０００４】しかし、磁性層の粒子が小さくなり互いに
磁気的により孤立するにつれ、書き込まれたビットは、
線密度に応じて増加する減磁界と熱活性化とにより不安
定になる。Ｌｕｅｔａｌ. ， ”Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｔ１０Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
² ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇｎ. Ｖｏｌ. ３０，４
２３０（１９９４）では、マイクロマグネティックシミ
ュレーションにより、直径が１０ｎｍで４００ｋｆｃｉ
ビットでＫu Ｖ/ ｋB Ｔ〜６０なる比の各粒子の交換結
合を抑制された媒体では、大幅な熱的ディケイを受けや
すいことが発表されている。ここで、Ｋu は磁気異方性
の定数、Ｖは磁性粒子の平均体積、ｋB はボルツマン定
数、Ｔは温度を示す。尚、Ｋu Ｖ/ ｋB Ｔなる比は、熱
安定性係数とも呼ばれる。

【０００５】Ａｂａｒｒａｅｔａｌ. ， ”Ｔｈｅ
ｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａｒｒｏｗ
ＴｒａｃｋＢｉｔｓｉｎａ５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ
²Ｍｅｄｉｕｍ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇ
ｎ. Ｖｏｌ. ３３，２９９５（１９９７）では、粒子
間の交換相互作用の存在が書き込まれたビットを安定化
させることが、５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ²のＣｏＣｒＰｔＴａ
/ ＣｒＭｏ媒体のアニールされた２００ｋｆｃｉビット
のＭＦＭ（磁気間力顕微鏡）解析により報告されてい
る。ところが、２０Ｇｂｉｔ/ ｉｎ²以上の記録密度で
は、更なる粒子間の磁気的結合の抑制が必須となる。

【０００６】これに対する順当な解決策は、磁性層の磁
気異方性を増加させることであった。しかし、磁性層の
磁気異方性を増加させるには、ヘッドの書き込み磁界に
大きな負荷がかかってしまう。

【０００７】又、熱的に不安定な磁気記録媒体の保磁力
は、Ｈｅｅｔａｌ. ，”ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳ
ｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏ
ｒｄｉｎｇＭｅｄｉａ”，Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｍａ
ｇｎ．Ｍａｔｅｒ．Ｖｏｌ．１５５，６（１９９
６）において磁気テープ媒体について、そして、Ｊ．
Ｈ．Ｒｉｃｈｔｅｒ， ”ＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒ
ｃｉｖｉｔｙＥｆｆｅｃｔｓｉｎＴｈｉｎＦｉ
ｌｍＭｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．Ｖｏｌ．３４，１５４０（１９９７）において
磁気ディスク媒体について報告されているように、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。このため、デ
ータ速度に悪影響が生じてしまう。つまり、磁性層にど
れくらい速くデータを書き込めるか、及び、磁性粒子の
磁化を反転させるのに必要なヘッドの磁界強度が、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。

【０００８】他方、熱安定性を向上させる他の方法とし
て、磁性層の下の基板に適切なテクスチャ処理を施すこ
とにより、磁性層の配向率を増加させる方法も提案され
ている。例えば、発行中のＡｋｉｍｏｔｏｅｔａ
ｌ. ， ”ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｌａｘａｔｉｏｎｉ
ｎＴｈｉｎＦｉｌｍＭｅｄｉａａｓａＦｕ
ｎｃｔｉｏｎｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ”，
Ｊ. Ｍａｇｎ. Ｍａｇｎ．Ｍａｔｅｒ. （１９
９９）では、マイクロマグネティックシミュレーション
により、実効的なＫu Ｖ/ ｋB Ｔ値が配向率の僅かな増
加により増大することが報告されている。この結果、Ａ
ｂａｒｒａｅｔａｌ．， ”ＴｈｅＥｆｆｅｃｔ
ｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＲａｔｉｏｏｎｔ
ｈｅＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒｃｉｖｉｔｙｏｆ
Ｍｅｄｉａｆｏｒ＞１５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｒｅｃ
ｏｒｄｉｎｇ”，ＥＢ−０２，Ｉｎｔｅｒｍａｇ
’９９，Ｋｏｒｅａにおいて報告されているように、
磁気記録媒体のオーバーライト性能を向上する保磁力の
時間依存性をより弱めることができる。

【０００９】更に、熱安定性を向上するための、キーパ
磁気記録媒体も提案されている。キーパ層は、磁性層と
平行な軟磁性層からなる。この軟磁性層は、磁性層の上
又は下に配置される。多くの場合、Ｃｒ磁気絶縁層が軟
磁性層と磁性層との間に設けられる。軟磁性層は、磁性
層に書き込まれたビットの減磁界を減少させる。しか
し、磁気記録層と連続的に交換結合する軟磁性層の結合
により、磁性層の粒子の減結合という目的が達成されな
くなってしまう。その結果、媒体ノイズが増大する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】熱安定性を向上し、媒
体ノイズを低減する方法は、様々なものが提案されてい
る。しかし、提案されている方法では、書き込まれたビ
ットの熱安定性を大幅に向上することはできず、このた
め、媒体ノイズを大幅に減少させることは難しいという
問題があった。更に、提案方法によっては、媒体ノイズ
を低減するための対策のために、磁気記録媒体の性能に
悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。

【００１１】具体的には、熱安定性の高い磁気記録媒体
を得るためには、（ｉ）磁気異方性定数Ｋu を増加させ
る、（ｉｉ）温度Ｔを減少させる、又は、（ｉｉｉ）磁
性層の粒子体積Ｖを増加させる等の対策が考えられる。
しかし、対策（ｉ）では保磁力が増加してしまい、磁性
層に情報を書き込むことがより難しくなってしまう。他
方、対策（ｉｉ）は、例えばディスクドライブ等の動作
温度が６０℃を超えることがあることを考えると、非実
用的である。更に、対策（ｉｉｉ）は、前記の如く媒体
ノイズを増加させてしまう。又、対策（ｉｉｉ）に代わ
って、磁性層の膜厚を増加させることも考えられるが、
この方法では解像度が低下してしまう。

【００１２】そこで、本発明は、書き込まれたビットの
熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体
の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記
録を行える磁気記録媒体の製造方法を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、基板と、
下地層と磁性層構造とが積層された構造を有する磁気記
録媒体の製造方法であって、該磁性層構造は、下地層上
に設けられた強磁性層と、該強磁性層上に設けられた非
磁性結合層と、該非磁性結合層上に設けられた磁性層と
からなり、該下地層及び該磁性層構造を、該強磁性層及
び該磁性層が交換結合すると共に互いに磁化方向が反平
行となるように、該基板上に、連続スパッタリングで形
成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によっ
て達成できる。

【００１４】上記の課題は、基板上に、下地層と、第１
の強磁性層と、第１の非磁性結合層と、第２の強磁性層
と、第２の非磁性結合層と、磁性層とがこの順序で積層
された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
該積層された構造を、該第１の強磁性層と該第２の強磁
性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行とな
り、該第２の強磁性層と該磁性層が交換結合すると共に
磁化方向が互いに反平行となるように、該基板上に、連
続スパッタリングで形成することを特徴とする磁気記録
媒体の製造方法によっても達成できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面と共
に説明する。

【００１６】

【実施例】先ず、本発明の動作原理を説明する。

【００１７】本発明は、互いに反平行である磁化構造を
有する複数の層を用いるものである。例えば、Ｓ．Ｓ．
Ｐ．Ｐａｒｋｉｎ， ”ＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＶａ
ｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｔｒｅｎｇｔｈａ
ｎｄＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎＰｅｒｉｏｄｏｆ
ＩｎｄｉｒｅｃｔＭａｇｎｅｔｉｃＥｘｃｈａｎｇ
ｅＣｏｕｐｌｉｎｇｔｈｏｕｇｈｔｈｅ３ｄ，
４ｄ，ａｎｄ５ｄＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅ
ｔａｌｓ”，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．Ｖ
ｏｌ．６７，３５９８（１９９１）においては、Ｒ
ｕ，Ｒｈ等の薄い非磁性中間層を介して磁性層に結合す
るＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ等の磁気遷移金属が説明されてい
る。他方、米国特許第５，７０１，２２３号公報には、
センサの安定化のために、上記の如き層を積層されたピ
ニング層として用いるスピンバルブが提案されている。

【００１８】２つの強磁性層の間に設けられたＲｕ又は
Ｒｈ層が特定の膜厚を有する場合、強磁性層の磁化方向
を互いに平行又は反平行にすることができる。例えば、
互いに異なる膜厚で磁化方向が反平行である２つの強磁
性層からなる構造の場合、磁気記録媒体の有効粒子サイ
ズは、解像度に実質的な影響を及ぼすことなく増加させ
ることができる。このような磁気記録媒体から再生され
た信号振幅は、逆方向の磁化により減少するが、これに
対しては、積層磁性層構造の下に、適切な膜厚及び磁化
方向の層を更に設けることで、１つの層による影響を打
ち消すことができる。この結果、磁気記録媒体から再生
される信号振幅を増大させ、且つ、実効粒子体積を増大
させることができる。従って、熱安定性の高い書き込ま
れたビットを実現することができる。

【００１９】本発明は、磁性層を他の強磁性層と逆の磁
化方向で交換結合させるか、或いは、積層フェリ磁性構
造を用いることにより、書き込まれたビットの熱安定性
を向上させる。強磁性層又は積層フェリ磁性構造は、交
換−減結合された粒子からなる磁性層からなる。つま
り、本発明は、磁気記録媒体の熱安定性の性能を向上さ
せるために、交換ピニング強磁性層又はフェリ磁性多層
構造を用いる。

【００２０】図１は、本発明になる磁気記録媒体の第１
実施例の要部を示す断面図である。磁気記録媒体は、非
磁性基板１、第１のシード層２、ＮｉＰ層３、第２のシ
ード層４、下地層５、非磁性中間層６、強磁性層７、非
磁性結合層８、磁性層９、保護層１０及び潤滑層１１
が、図１に示すようにこの順序で積層された構造を有す
る。

【００２１】例えば、非磁性基板１は、Ａｌ，Ａｌ合金
又はガラスからなる。この非磁性基板１は、テクスチャ
処理を施されていても、施されていなくても良い。第１
のシード層２は、特に非磁性基板１がガラスからなる場
合には、例えばＮｉＰからなる。ＮｉＰ層３は、テクス
チャ処理又は酸化処理を施されていても、施されていな
くても良い。第２のシード層４は、下地層５にＮｉＡ
ｌ，ＦｅＡｌ等のＢ２構造の合金を用いた場合の下地層
５の（００１）面又は（１１２）面の配向を良好にする
ために設けられている。第２のシード層４は、第１のシ
ード層２と同様な適切な材料からなる。

【００２２】磁気記録媒体が磁気ディスクの場合、非磁
性基板１又はＮｉＰ層３に施されるテクスチャ処理は、
ディスクの周方向、即ち、ディスク上のトラックが延在
する方向に沿って行われる。

【００２３】非磁性中間層６は、磁性層９のエピタキシ
ャル成長、粒子分布幅の減少、及び磁気記録媒体の記録
面と平行な面に沿った磁性層９の異方性軸（磁化容易
軸）の配向を促進するために設けられている。この非磁
性中間層６は、ＣｏＣｒ−Ｍ等のｈｃｐ構造を有する合
金からなり、１〜５ｎｍの範囲に選定された膜厚を有す
る。ここで、Ｍ＝Ｂ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ又はこれら
の合金である。

【００２４】強磁性層７は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ系
合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等からなる。つまり、Ｃ
ｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣ
ｏ系合金を、強磁性層７に用いることができる。ここ
で、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ又はこれらの合金で
ある。この強磁性層７は、２〜１０ｎｍの範囲に選定さ
れた膜厚を有する。非磁性結合層８は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等からなる。
例えば、この非磁性結合層８は、０．４〜１．０ｎｍの
範囲に選定された膜厚を有し、好ましくは約０．６〜
０．８ｎｍの膜厚を有する。非磁性結合層８の膜厚をこ
のような範囲に選定することにより、強磁性層７及び磁
性層９の磁化方向が互いに反平行となる。強磁性層７及
び非磁性結合層８は、交換層構造を構成する。

【００２５】磁性層９は、Ｃｏ又はＣｏＣｒＴａ、Ｃｏ
ＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金等からな
る。ここで、Ｍ＝Ｂ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ又はこれら
の合金である。磁性層９は、５〜３０ｎｍの範囲に選定
された膜厚を有する。勿論、磁性層９は、単一層構造の
ものに限定されず、多層構造からなる構成であっても良
いことは、言うまでもない。

【００２６】保護層１０は、例えばＣからなる。又、潤
滑層１１は、磁気記録媒体を例えばスピンバルブヘッド
等の磁気トランスデューサと使用するための、有機物潤
滑剤からなる。保護層１０及び潤滑層１１は、磁気記録
媒体上の保護層構造を構成する。

【００２７】交換層構造の下に設けられる層構造は、勿
論図１に示すものに限定されない。例えば、下地層５
は、Ｃｒ又はＣｒ系合金からなり、基板１上に５〜４０
ｎｍの範囲に選定された膜厚に形成し、交換層構造は、
このような下地層５上に設けても良い。

【００２８】次に、本発明になる磁気記録媒体の第２実
施例を説明する。

【００２９】図２は、本発明になる磁気記録媒体の第２
実施例の要部を示す断面図である。同図中、図１と同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００３０】この磁気記録媒体の第２実施例では、交換
層構造が、フェリ磁性多層構造を構成する、２つの非磁
性結合層８，８−１及び２つの強磁性層７，７−１から
なる。このような構造を用いることにより、２つの非磁
性結合層８，８−１の磁化は、磁性層９の一部を打ち消
すことなく、互いに打ち消し合うので、実効磁化及び信
号を増大することが可能となる。この結果、磁性層９の
粒子体積及び磁化の熱安定性が効果的に増大される。記
録層の磁化容易軸の配向が好ましく保たれる限り、強磁
性層と非磁性層の対からなる追加される２層構造によ
り、実効的な粒子体積の増大を図ることができる。

【００３１】強磁性層７−１は、強磁性層７と同様の材
料からなり、膜厚も強磁性層７と同様の範囲に選定され
る。又、非磁性結合層８−１は、非磁性結合層８と同様
の材料からなり、膜厚も非磁性結合層８と同様の範囲に
選定される。強磁性層７，７−１間では、ｃ軸は実質的
に面内方向に沿っており、粒子は柱状に成長する。

【００３２】本実施例では、強磁性層７−１の磁気異方
性は、強磁性層７の磁気異方性より強く設定されてい
る。しかし、強磁性層７−１の磁気異方性は、強磁性層
７の磁気異方性より強くても、弱くても、或いは、同じ
に設定されていても良い。要は、強磁性層７の磁気異方
性がその上下の層９，７−１よりも弱ければ良い。

【００３３】又、強磁性層７の残留磁化と膜厚の積は、
強磁性層７−１の残留磁化と膜厚の積より小さく設定さ
れている。

【００３４】図３は、Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０
ｎｍの単一のＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図であ
る。図３中、縦軸は磁化（ｅｍｕ）、横軸は保磁力（Ｏ
ｅ）を示す。従来の磁気記録媒体は、図３に示す如き特
性を示す。

【００３５】図４は、上記記録媒体の第１実施例の如
く、膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つのＣｏ
Ｐｔ層の面内磁気特性を示す図である。図４中、縦軸は
残留磁化（Ｇａｕｓｓ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）を示
す。図４からもわかるように、ループは保磁力近傍でシ
フトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわか
る。図５は、膜厚が１. ４ｎｍのＲｕ層で分離された２
つのＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。図５
中、縦軸は残留磁化（ｅｍｕ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）
を示す。図５からもわかるように、２つのＣｏＰｔ層の
磁化方向は平行である。

【００３６】図６は、上記第２実施例の如く、膜厚が
０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つのＣｏＣｒＰｔ層
の面内磁気特性を示す図である。図６中、縦軸は残留磁
化（ｅｍｕ/ ｃｃ）、横軸は保磁力（Ｏｅ）を示す。図
６からもわかるように、ループは保磁力近傍でシフトを
生じ、反強磁性結合が発生していることがわかる。

【００３７】図３及び図４より、交換層構造を設けるこ
とにより、反平行結合を得られることがわかる。又、図
５を、図４及び図６と比較することでわかるように、非
磁性結合層８の膜厚は、反平行結合を得るためには、好
ましくは０. ４〜０. ９ｎｍの範囲に選定される。

【００３８】従って、磁気記録媒体の第１及び第２実施
例によれば、磁性層と強磁性層との間の非磁性結合層を
介した交換結合により、解像度を犠牲にすることなく、
実効粒子体積を増大させることができる。つまり、熱安
定性の良い媒体を実現できるように、粒子体積から見る
と、磁性層の見かけ上の膜厚を増加させることができ
る。又、下部の磁性層からの再生出力は打ち消されるた
め、有効な磁性層の膜厚は変わらない。このため、見か
け上の磁性層の膜厚は増加するが、有効な磁性層の膜厚
は変化せずに薄くできるので、厚い媒体では得られない
高分解能を得ることができる。この結果、媒体ノイズが
低減され、且つ、熱安定性の向上された磁気記録媒体を
得ることができる。

【００３９】次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施
例を、図７及び図８と共に説明する。図７は、磁気記憶
装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図８は、磁
気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。

【００４０】図７及び図８に示すように、磁気記憶装置
は大略ハウジング１３からなる。ハウジング１３内に
は、モータ１４、ハブ１５、複数の磁気記録媒体１６、
複数の記録再生ヘッド１７、複数のサスペンション１
８、複数のアーム１９及びアクチュエータユニット２０
が設けられている。磁気記録媒体１６は、モータ１４に
より回転されるハブ１５に取り付けられている。記録再
生ヘッド１７は、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等の再生ヘ
ッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからな
る。各記録再生ヘッド１７は、対応するアーム１９の先
端にサスペンション１８を介して取り付けられている。
アーム１９はアクチュエータユニット２０により駆動さ
れる。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、
その詳細な説明は本明細書では省略する。

【００４１】磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体
１６に特徴がある。各磁気記録媒体１６は、図１及び図
２と共に説明した、上記磁気記録媒体の第１実施例又は
第２実施例の構造を有する。勿論、磁気記録媒体１６の
数は３枚に限定されず、１枚でも、２枚又は４枚以上で
あっても良い。

【００４２】磁気記憶装置の基本構成は、図７及び図８
に示すものに限定されるものではない。又、本発明で用
いる磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されない。

【００４３】次に、本発明の更なる特徴を、交換層構造
を有さない従来の磁気記録媒体との比較で説明する。以
下の説明では、交換層構造の強磁性層及び磁性層は、い
ずれも磁性層構造を構成する強磁性層とも称する。

【００４４】図９は、ガラス上のＮｉＡｌ層の上にＣｏ
ＣｒＰｔＢからなる層が１層形成された磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化Ｍ
（ｅｍｕ/ｃｃ）、横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）を示す。同図
に示すＭ−Ｈ曲線と同様のＭ−Ｈ曲線は、ＮｉＰが塗布
されたＡｌ基板或いはガラス基板上のＣｒ下地層の上に
Ｃｏ系からなる層を１層形成した場合にも得られる。

【００４５】他方、図１０は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ
−Ｍｇ基板上に、膜厚が０.８ｎｍのＲｕ層で分離され
たＣｏＣｒＰｔＢからなる２つの強磁性層がスパッタリ
ング形成された磁気記録媒体の面内磁化曲線を示す図で
ある。同図中、縦軸は磁化Ｍ（ｅｍｕ/ｃｃ）、横軸は
磁界Ｈ（Ｏｅ）を示す。同図からもわかるように、磁化
Ｍは磁界ＨがＨ＝５００Ｏｅの近辺で急激に減少し、約
１０００Ｏｅの交換結合磁界の存在を示している。Ｈ＝
０での磁化Ｍの低下は、反平行結合の存在を裏付けてい
る。

【００４６】負結合のためのＲｕの最適膜厚は、磁気力
学のみならず、スピンスタンド法（ｓｐｉｎｓｔａｎ
ｄｍｅｔｈｏｄ）によっても決定される。低密度での
再生信号は、Ｍｒδなる積の状態をある程度示す。ここ
で、ＭｒδはＣｏＣｒＰｔＢ層、即ち、磁性層構造の強
磁性層の残留磁化Ｍｒと有効な膜厚δの積を示す。２つ
のＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚を一定に保ちながらＲｕ層の
膜厚を変化させると、再生信号はＲｕ層の最適膜厚の値
ところで低下する。Ｒｕ層の最適膜厚は、磁性層構造の
強磁性層を構成する磁性材料や成膜工程に依存する。１
５０℃以上の温度で成膜されるＣｏＣｒＰｔ系合金の場
合、Ｒｕ層の膜厚が約０.４〜１.０ｎｍの範囲内である
と反平行結合を発生させる。

【００４７】図１１は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上
に、Ｒｕ層で分離されたＣｏＣｒＰｔＢからなる２つの
強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を示
す図である。同図中、縦軸は磁化Ｍ（ｅｍｕ/ｃｃ）、
横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）を示す。同図は、基板に近い方の
第１のＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚が８ｎｍであり、Ｒｕ層
の膜厚が０.８ｎｍであり、基板から遠い方の第２のＣ
ｏＣｒＰｔＢ層の膜厚が２０ｎｍである場合を示す。

【００４８】この場合、高い負磁界では反平行結合が観
測された。ビット内の減磁界がかなり高くない限り、完
全な反平行結合は得られず、又、第１及び第２のＣｏＣ
ｒＰｔＢ層の磁化が共に実質的に同じ方向であるため非
常に大きな再生信号が得られる。従って、第１のＣｏＣ
ｒＰｔＢ層の保磁力Ｈｃを減少させる必要があり、これ
には第１のＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚の減少又は保磁力Ｈ
ｃの減少を伴うような組成の使用が必要である。ＣｏＣ
ｒＰｔ系の材料の場合、後者は通常Ｃｒ含有量及び/又
はＰｔ含有量を増やすことで実現可能である。

【００４９】図１２は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上
に、相隣るＣｏＣｒＰｔＢ層がＲｕ層で分離された３つ
のＣｏＣｒＰｔＢ強磁性層が設けられた磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化Ｍ
（ｅｍｕ/ｃｃ）、横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）を示す。同図
は、基板に近い方の第１及び第２のＣｏＣｒＰｔＢ層の
膜厚が夫々６ｎｍであり、一番上の第３のＣｏＣｒＰｔ
Ｂ層の膜厚が２０ｎｍであり、第１及び第２のＣｏＣｒ
ＰｔＢ層の間のＲｕ層及び第２及び第３のＣｏＣｒＰｔ
Ｂ層の間のＲｕ層の膜厚が夫々０.８ｎｍである場合を
示す。この場合、磁化Ｍは磁界ＨがＨ＝５００の近辺で
低下し、第１〜第３のＣｏＣｒＰｔＢ層のいずれかの磁
化が正磁界で反転したことを示す。磁化が反転したの
は、真中の第２のＣｏＣｒＰｔＢ層である可能性が高
い。これは、真中の第２のＣｏＣｒＰｔＢ層が、２つの
界面からのより強い反転磁界を受けるからである。従っ
て、層間相互作用は、真中の第２のＣｏＣｒＰｔＢ層の
保磁力Ｈｃより５００Ｏｅ高い。

【００５０】ところが、低い負磁界では、一番下の第１
のＣｏＣｒＰｔＢ層が磁化反転を開始し、約−１０００
Ｏｅでは、一番上の第３のＣｏＣｔＰｔＢ層の磁化のみ
が反転されていない。好ましくは、一番下の第１のＣｏ
ＣｔＰｔＢ層の磁化反転は、ビット内の減磁界に比べて
低い磁界で起こるべきではなく、これは例えば一番下の
第１のＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚及び／又は組成を適切に
選択することで実現できる。このような３つの強磁性層
を有する磁気記録媒体は、交換結合を持たない単一の強
磁性（磁性）層を有する磁気記録媒体より良いリード／
ライト特性を示す傾向がある。再生信号は、時間と共に
粒子が層磁化構造を平行からより安定な反平行に変える
につれて、低下する可能性がある。しかし、媒体ノイズ
レベルも同様にして低下するため、磁気記録媒体の孤立
波媒体信号対雑音非（ＳＮＲ）Ｓｉｓｏ/Ｎｍは、維持
されると予想される。従って、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓ
ｏ/Ｎｍと密接な関係にあるビットエラーレート（ＢＥ
Ｒ：ビット誤り率）は、低下することはない。

【００５１】図１３は、ＮｉＡｌが塗布されたガラス基
板上に、Ｒｕ層で分離されたＣｏＣｒＰｔＢからなる２
つの負結合された強磁性層が設けられた磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化Ｍ
（ｅｍｕ/ｃｃ）、横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）を示す。この
場合、基板に近い方のＣｏＣｒＰｔＢ層の磁化は、磁界
ＨがＨ＝０Ｏｅになる前に反転する。

【００５２】図１４は、ＮｉＡｌが塗布されたガラス基
板上に、上記と同様の方法でＣｏＣｒＰｔＢからなる単
一の強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を、図１３に示す２つの負結合された強磁性層を有する
磁気記録媒体の面内磁化曲線と比較して示す図である。
図１４中、縦軸は磁化Ｍ（ｅｍｕ/ｃｃ）、横軸は磁界
Ｈ（Ｏｅ）を示す。図１３に示す面内磁化曲線は実線で
示し、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体の面内磁化
曲線は破線で示す。図１４では、磁気記録に関係するＭ
−Ｈ曲線部分の類似性を示すために、飽和磁化は正規化
されている。

【００５３】ヘッドが２つの強磁性層を有する磁気記録
媒体の一部を飽和させると、２つの強磁性層の磁化は共
にヘッド磁界方法であるが、ヘッド磁界が印加されなく
なると、下側の強磁性層の磁化が反転し、ビット内の状
況は単一の強磁性層を有する磁気記録媒体の場合と同様
になる。リードヘッドは最終的な磁化をセンスするだけ
である。従って、当業者であれば、磁気記録媒体が従来
の磁気記録媒体と同様な特性を有すると共に、更に向上
された熱安定性を備えるように、強磁性層の膜厚、組成
及び成膜工程を最適化できる。

【００５４】図１５は、２つの強磁性層及び３つの強磁
性層を有する磁気記録媒体における信号減衰を、単一の
強磁性層を有する磁気記録媒体における信号減衰と比較
して示す図である。同図中、縦軸は２０７ｋｆｃｉビッ
トでの再生信号の信号減衰（ｄＢ）、横軸は時間（ｓ）
を示す。同図において、◇印は膜厚が１０ｎｍの単一の
ＣｏＣｒＰｔＢ層を有する磁気記録媒体のデータ、●印
は膜厚が１０ｎｍの下側の第１のＣｏＣｒＰｔＢ層と、
膜厚が０.８ｎｍのＲｕ層と、膜厚が４ｎｍの上側の第
２のＣｏＣｒＰｔＢ層からなる磁気記録媒体のデータ、
□印は膜厚が１０ｎｍの下側の第１のＣｏＣｒＰｔＢ層
と、膜厚が０.８ｎｍの第１のＲｕ層と、膜厚が４ｎｍ
の真中の第２のＣｏＣｒＰｔＢ層と、膜厚が０.８ｎｍ
の第２のＲｕ層と、膜厚が４ｎｍの上側の第３のＣｏＣ
ｒＰｔＢ層からなる磁気記録媒体のデータを夫々示す。
各強磁性層の組成は同じであり、カー効果型磁力計を用
いて測定した保磁力Ｈｃは夫々同様であり約２７００Ｏ
ｅである。図１５からもわかるように、２つの強磁性層
及び３つの強磁性層を有する磁気記録媒体は、単一の強
磁性層を有し交換結合を用いない磁気記録媒体の場合と
比較すると、夫々実効体積が増加するにつれてより改善
された熱安定性特性を示す。

【００５５】図１６は、２つの負結合された強磁性層を
有する磁気記録媒体のＭ−Ｈ曲線を、異なる温度につい
て示す図である。同図中、縦軸は磁化Ｍ（ｅｍｕ/ｃ
ｃ）、横軸は磁界Ｈ（Ｏｅ）を示し、データは３つの異
なる温度０℃、２５℃及び７５℃について示す。強い負
結合が広い温度範囲にわたって観測され、ディスクやテ
ープ等の磁気記録媒体で使用される有益な範囲をもカバ
ーされることが確認された。

【００５６】図１７は、図１６に示す特性を有する磁気
記録媒体の保磁力の温度依存性を示す図である。図１７
中、縦軸は保磁力Ｈｃ（Ｏｅ）、横軸は測定された温度
（℃）を示す。又、ｙ＝−１５．４７ｘ+４０１９．７
なる表現において、ｙ＝Ｈｃ，ｘ＝温度である。温度に
対する保磁力の変化であるｄＨｃ/ｄＴは、ｄＨｃ/ｄＴ
＝１５.５Ｏｅ/℃であり、単一の強磁性層を有する磁気
記録媒体のそれよりも低い。単一の強磁性層を有する磁
気記録媒体の代表的なｄＨｃ/ｄＴ値は１６〜１７Ｏｅ/
℃である。従って、２つの負結合された強磁性層を有す
る磁気記録媒体の改善されたｄＨｃ/ｄＴ値は、主に実
効体積の増加によるものであることがわかる。

【００５７】図１８は、２つの強磁性層及び３つの強磁
性層を有する磁気記録媒体におけるＰＷ５０値の強磁性
層の有効及び総膜厚依存性を、単一の強磁性層を有する
磁気記録媒体におけるＰＷ５０値の強磁性層の有効及び
総膜厚依存性と比較して示す図である。同図中、縦軸は
ＰＷ５０値（ｎｓ）、横軸は強磁性層の有効及び総膜厚
（ｎｍ）を示す。同図において、◆印は単一の強磁性層
を有する磁気記録媒体のデータ、■印は２つの交換結合
された強磁性層からなる磁気記録媒体のデータ、△印は
３つの交換結合された強磁性層からなる磁気記録媒体の
データを夫々示す。各強磁性層の膜厚及び組成は、夫々
図１５のデータを求めた場合と同じである。図１８で
は、左側の実線に沿ったデータは、有効膜厚を強磁性層
の膜厚として用いた場合、即ち、反平行構造による磁化
相殺を想定した場合のデータを示す。これらのデータか
らもわかるように、かなりの相関性が観測され、上記想
定が正しいことが確認された。これに対し、１又は複数
の強磁性層の総膜厚を膜厚として用いた場合、データは
右側の破線に沿った位置へシフトする。破線に沿ったデ
ータは、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体のデータ
と比較すると、膜厚に対してＰＷ５０値があまりにも小
さく、理屈に合わない。

【００５８】従って、媒体厚の増加に伴い書き込み解像
度が低下することがあっても、読み出し解像度が低下す
ることはない。これは、下側の強磁性層からの信号が相
殺されるからであり、単一の強磁性層を有する磁気記録
媒体に比較して改善された孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/
Ｎｍが得られることからも、これを裏付けている。２つ
の交換結合された強磁性層及び非常に低いＭｒδ値を有
する磁気記録媒体の孤立波媒体ＳＮＲＳｉｏｓ/Ｎｍ
は、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体と比較して特
に改善されている。このような非常に低いＭｒδ値は、
２つの強磁性層が略同じＭｒδ値を有する場合に実現で
きる。又、３つの交換結合された強磁性層を有する磁気
記録媒体の場合には、下側の第１の強磁性層の膜厚と真
中の第２の強磁性層の膜厚の和が、上側の第３の強磁性
層の膜厚とあまりかわらなければ、特性が更に向上され
る。このような現象は、非結合の２層構造でも起こる同
様の現象と矛盾していない。これは、非結合の２層構造
の場合、２つの層の膜厚の最良の組み合わせは、２つの
層が同じ膜厚の場合であるからである。

【００５９】図１９は、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎ
ｍの有効膜厚依存性を示す図である。同図中、縦軸は孤
立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍの変化ΔＳｉｓｏ/Ｎｍ
（ｄＢ）、横軸は強磁性層の有効膜厚（ｎｍ）を示す。
又、同図において、◆印、■印及び△印は、夫々図１８
の場合と同様な３種類の磁気記録媒体のデータを示す。
図１９からもわかるように、低いＭｒδ値を有する２つ
の交換結合された強磁性層からなる磁気記録媒体の場合
に、特に良好な孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍが観測
された。この場合の強磁性層の総膜厚は、単一の強磁性
層からなる磁気記録媒体の場合より大きくなるものの、
リード／ライト特性は実質的に低下せず、場合によって
は改善されることが確認された。

【００６０】本発明者らは、磁性層構造内の少なくとも
１つの強磁性層が、互いに接触しており強磁性結合され
ている複数の強磁性層からなる構成では、下側の強磁性
層が２３ａｔ％以上のＣｒ含有量を有してＣｒ含有量が
多く、上側の強磁性層のＣｒ含有量が少ない場合に、特
に良好な特性が得られることを確認した。この結果から
も、磁性層構造を構成する下側の強磁性層の役割が非常
に重要であることがわかる。本発明者らによる実験結果
によると、磁性層構造の下側の強磁性層の欠陥に起因す
るノイズは、その上側に設けられる強磁性層の打ち消し
作用により効果的に減少可能であることが確認された。
つまり、下側の層が大きなノイズ源となるものの、本実
施例では下側の層からの信号が打ち消されるので、信号
の殆どは、ノイズも含めて上側の層からのものになり、
ＳＮＲを改善することが可能となる。

【００６１】本発明になる磁気記録媒体の第３実施例
は、上記の如き観測結果に基くものである。

【００６２】つまり、第３実施例では、磁気記録媒体
は、基板と、基板の上方に設けられた下地層と、下地層
上に設けられ、少なくとも残留磁化と膜厚の積Ｍｒ_ｉδ
_ｉを有する下側強磁性層と、下側強磁性層の上方に設け
られ残留磁化と膜厚の積Ｍｒ_ｊδ_ｊを有する上側強磁性
層とを含む磁性層構造とを備え、磁性層構造内の隣接す
る強磁性層の磁化方向が略反平行となるように、磁性層
構造の総残留磁化と膜厚の積をＭｒδとすると、Ｍｒδ
≒Σ（Ｍｒ_ｉδ_ｉ−Ｍｒ_ｊδ_ｊ）を満足する構成となっ
ている。ここで、δ，δ_ｉ，δ_ｊは、夫々有効な膜厚と
みなすことができる。

【００６３】磁気記録媒体は、反平行の磁気相互作用を
発生させるために、前記磁性層構造内の隣接する強磁性
層の間に設けられた非磁性結合層を更に備えた構成とし
ても良い。この非磁性結合層は、実質的にＲｕからなり
約０.４〜１.０ｎｍの膜厚を有する構成としても良い。
又、この非磁性結合層は、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ｃ
ｒ及びこれらの合金を含むグループから選択された材料
からなる構成としても良い。

【００６４】磁気記録媒体において、前記磁性層構造内
の各強磁性層は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏＣｒＴａ，Ｃ
ｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなるグループから選
択された材料からなり、Ｍ＝Ｂ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｗ及びこれらの合金であっても良い。又、前記磁性
層構造内の少なくとも１つの強磁性層は、互いに接触し
ており強磁性結合された複数の強磁性層からなる構成で
あっても良い。前記磁性層構造内の上側強磁性層のＭｒ
_ｉδ_ｉ値は、磁性層構造内の他の強磁性層の残留磁化と
膜厚の積より大きい構成としても良い。更に、前記磁性
層構造内の強磁性層は、互いに異なる組成を有する構成
としても良い。

【００６５】磁気記録媒体の第３実施例によれば、同様
のＭｒδ値を有すると共に単一の磁性層又は略平行な磁
化の複数の磁性層からなる磁気記録媒体と比べると、高
い熱安定性係数及び孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍを
得ることができる。又、磁気記録媒体の第３実施例によ
れば、同様の総膜厚の磁性層を有する磁気記録媒体と比
べると、より小さなＰＷ５０値を得ることができる。

【００６６】更に、磁気記録媒体の第３実施例によれ
ば、同様のＭｒδ値を有すると共に単一の磁性層又は略
平行な磁化の複数の磁性層からなる磁気記録媒体と比べ
ると、小さなｄＨｃ/ｄＴ値を得ることができる。

【００６７】又、図１６及び図１７に示す如きデータ等
から、磁気記録媒体の第３実施例で得られる強磁性結合
は、約−１０〜１５０℃の範囲において十分強く、且
つ、反平行であることが確認された。

【００６８】次に、本発明になる記録方法の一実施例を
説明する。記録方法の本実施例では、上記磁気記憶装置
の実施例を用いて、上記磁気記録媒体の実施例のいずれ
かに対して情報を磁気的に記録する。

【００６９】具体的には、情報を磁気的に磁気記録媒体
に記録する記録方法の本実施例は、上記磁気記録媒体の
第３実施例のように、磁気記録媒体の磁性層構造を構成
すると共に、磁化方向が反平行である複数の強磁性層の
うち、少なくとも１つの強磁性層の磁化方向を切り替え
るステップを含む。記録方法の本実施例によれば、改善
された熱安定性を保ち高密度記録を行うことができる。

【００７０】次に、本発明になる磁気記録媒体製造方法
の一実施例を説明する。

【００７１】上記磁気記録媒体のいずれかの実施例を製
造する場合、磁気記録媒体を構成する各層の結晶特性及
び結晶配向を適切に制御する必要がある。特に非磁性結
合層は、下地層等の他の層と比較すると薄いので、この
ような薄い非磁性結合層を均一に成長することが望まし
い。更に、強磁性結合を正しく発生するためには、隣接
する層間の界面も非常にきれいで目立つ欠陥を含まない
ようにする必要がある。

【００７２】そこで、磁気記録媒体の製造方法の本実施
例では、磁気記録媒体を構成する各層を連続的に形成
し、好ましくは、連続スパッタリングを用いる。これ
は、スパッタリングが、他の層形成方法と比較すると、
非常に薄くて均一な層の成長を可能とするからである。
又、連続スパッタリングを用いることにより、隣接する
層間での汚染を最小限に抑えることができる。

【００７３】スパッタリングを用いた場合でも、約１ｎ
ｍ以下といった非常に薄い層の均一な成長を保証するこ
とが難しい。本発明者らの実験結果によると、このよう
な非常に薄い層の均一な成長を保証するには、スパッタ
リング速度を０．３５ｎｍ/ｓ以下に設定することが好
ましいことが確認された。

【００７４】又、スパッタリング時のガス圧が高すぎる
と、層や隣接する層間の界面が汚染されやすい。他方、
スパッタリング時のガス圧が低すぎると、不安定なプラ
ズマにより薄膜の成長が不均一になってしまう。本発明
者らの実験結果によると、スパッタリング時のガス圧
は、約５ｍＴｏｒｒに設定することが好ましいことが確
認された。

【００７５】更に、スパッタリングの際の基板温度も最
適化することが必要である。基板温度が高すぎると、基
板が変形して、特に非磁性結合層のような非常に薄い層
の均一な成長を妨げる。他方、基板温度が低すぎると、
成長される層の結晶特性が低下してしまう。本発明者ら
の実験結果によると、スパッタリング前の基板温度は、
約１００〜３００℃の範囲内に設定することが好ましい
ことが確認された。

【００７６】図２０は、磁気記録媒体製造方法の本実施
例で用いる磁気記録媒体製造装置の概略構成を示す図で
ある。同図に示す磁気記録媒体製造装置は、大略ローデ
ィング/アンローディング装置５０、熱処理チャンバ５
１及び複数のスパッタリングチャンバ５２−１〜５２−
ｎからなり、ｎは製造する磁気記録媒体の層構造に依存
する。最後のスパッタリングチャンバ５２−ｎは、ロー
ディング/アンローディング装置５０に接続され、製造
された磁気記録媒体のアンロードを可能とする。尚、本
実施例では、説明の便宜上、ｎ＝９の場合を説明する。

【００７７】先ず、基板はローディング/アンローディ
ング装置５０にロードされ、熱処理チャンバ５１におい
て約１００〜３００℃の基板温度に加熱される。次に、
スパッタリングチャンバ５２−１〜５２−９により連続
ＤＣスパッタリングが行われ、基板上には膜厚が４０ｎ
ｍのＮｉＡｌ層、膜厚が２０ｎｍのＣｒＭｏ下地層、膜
厚が１.５ｎｍのＣｏＣｒ中間層、膜厚が４ｎｍのＣｏ
ＣｒＰｔＢ強磁性層、膜厚が０.８ｎｍのＲｕ非磁性結
合層、膜厚が４ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢ強磁性層、膜厚が
０.８ｎｍのＲｕ非磁性結合層、ＣｏＣｒＰｔＢ磁性層
及びＣ保護層が順次形成される。

【００７８】スパッタリングチャンバ５２−１〜５２−
９内のガス圧は、約５ｍＴｏｒｒに設定される。又、ス
パッタリングチャンバ５２−５、５２−７におけるスパ
ッタリング速度は、約０．３５ｎｍ/ｓ以下と、他のス
パッタリングチャンバにおけるスパッタリング速度より
遅く設定される。尚、遅いスパッタリング速度は、例え
ば図２０にスパッタリングチャンバ５２−５、５２−７
について示すように、カソード間の距離を増加させてタ
ーゲットと基板間の距離を増加させることで実現でき
る。

【００７９】図２１は、孤立波出力の有効磁性層膜厚依
存性を示す図である。同図中、縦軸は孤立波出力（μＶ
ｐｐ）、横軸は磁性層の有効膜厚（ｎｍ）を示す。同図
に示すデータは、上記の如く製造された磁気記録媒体に
対して信号を書き込んで、ＧＭＲヘッドにより書き込ま
れた信号を読み出すことで求めた。同図からもわかるよ
うに、孤立波出力は磁性層の有効膜厚に比例し、磁性層
構造の反強磁性結合の存在が確認された。

【００８０】図２２は、高周波ＳＮＲの温度依存性を示
す図である。同図中、縦軸は高周波ＳＮＲ（ｄＢ）、横
軸はスパッタリング時の基板温度（℃）を示す。同図か
らもわかるように、基板温度が好ましくは約１００〜３
００℃の範囲内に設定されると、良い特性を有する層が
成長されることが確認された。

【００８１】図２３は、孤立波媒体ＳＮＲとスパッタリ
ング速度との関係を示す図である。同図中、縦軸は孤立
波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍ（ｄＢ，相対値）、横軸は
スパッタリング速度（ｎｍ/ｓ）を示す。同図に示すデ
ータは、Ｒｕ層の上下に設けられた磁性層及び強磁性層
が正常に磁気的結合をするか否かを確認するために求め
た。便宜上、同図に示すデータは、ＣＣＰＢ強磁性層上
に膜厚が１．４ｎｍのＲｕ層を形成し、Ｒｕ層上にＣＣ
ＰＢ磁性層を形成した場合に得られるデータである。

【００８２】図２３中、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎ
ｍは、Ｒｕ層を有さない比較用のモデル媒体の孤立波媒
体ＳＮＲに対する相対値で表されている。同図からもわ
かるように、Ｒｕのスパッタリング速度が増加するにつ
れて、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍが低下する。こ
れは、非常に薄いＲｕ層が、高いスパッタリング速度で
は正常に形成されないことを示す。図２３では、特にＲ
ｕのスパッタリング速度が０．３５ｎｍ/ｓより速くな
ると、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍが、Ｒｕ層を有
さない比較用のモデル媒体に比べて低下している。これ
により、上記の如く良い特性の磁気記録媒体を製造する
には、Ｒｕのスパッタリング速度は、０．３５ｎｍ/ｓ
以下とすることが望ましいことが確認された。

【００８３】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。

【００８４】本発明は、以下に付記する発明をも包含す
るものである。

【００８５】（付記１）少なくとも１つの交換層構造
と、該交換層構造上に設けられた磁性層とを備え、該交
換層構造は、強磁性層と、該強磁性層上で、且つ、該磁
性層下に設けられた非磁性結合層とからなる、磁気記録
媒体。

【００８６】（付記２）前記強磁性層及び前記磁性層
は互いに磁化方向が反平行である、（付記１）記載の磁
気記録媒体。

【００８７】（付記３）前記強磁性層は、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金
からなるグループから選択された材料からなり、Ｍ＝
Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの合金であ
る、（付記１）又は（付記２）記載の磁気記録媒体。

【００８８】（付記４）前記強磁性層は、２〜１０ｎ
ｍの範囲内で選定された膜厚を有する、（付記１）〜
（付記３）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【００８９】（付記５）前記非磁性結合層は、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、及びＩｒ系合金
からなるグループから選択された材料からなる、（付記
１）〜（付記４）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【００９０】（付記６）前記非磁性結合層は、０．４
〜１．０ｎｍの範囲内で選定された膜厚を有する、（付
記１）〜（付記５）のいずれか１項記載の磁気記録媒
体。

【００９１】（付記７）前記磁性層は、Ｃｏ、及びＣ
ｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣ
ｏ系合金からなるグループから選択された材料からな
り、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ又はこれらの
合金である、（付記１）〜（付記６）のいずれか１項記
載の磁気記録媒体。

【００９２】（付記８）基板と、該基板の上方に設け
られた下地層とを更に備え、前記交換層構造は、該下地
層の上方に設けられている、（付記１）〜（付記７）の
いずれか１項記載の磁気記録媒体。

【００９３】（付記９）前記下地層と前記交換層構造
との間に設けられた非磁性中間層を更に備え、該非磁性
中間層は、ＣｏＣｒ−Ｍからなるグループから選択され
たｈｃｐ構造の合金からなり、１〜５ｎｍの範囲で選定
された膜厚を有し、Ｍ＝Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ又は
これらの合金である、（付記８）記載の磁気記録媒体。

【００９４】（付記１０）前記基板と前記下地層との
間に設けられたＮｉＰ層を更に備え、前記ＮｉＰ層はテ
クスチャ処理又は酸化処理を施されている、（付記８）
又は（付記９）記載の磁気記録媒体。

【００９５】（付記１１）前記下地層は、ＮｉＡｌ及
びＦｅＡｌからなるグループから選択されたＢ２構造を
有する合金からなる、（付記８）〜（付記１０）のいず
れか１項記載の磁気記録媒体。

【００９６】（付記１２）少なくとも第１の交換層構
造と、該第１の交換層構造と前記磁性層との間に設けら
れた第２の交換層構造とを備え、該第２の交換層構造の
強磁性層の磁気異方性は該第１の交換層構造の強磁性層
の磁気異方性より弱く、該第１及び第２の交換層構造の
強磁性層は互いに磁化方向が反平行である、（付記１）
〜（付記１１）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【００９７】（付記１３）少なくとも第１の交換層構
造と、該第１の交換層構造と前記磁性層との間に設けら
れた第２の交換層構造とを備え、該第２の交換層構造の
強磁性層の残留磁化と膜厚との積は該第１の交換層構造
の強磁性層の残留磁化と膜厚との積より小さく、該第１
及び第２の交換層構造の強磁性層は互いに磁化方向が反
平行である、（付記１）〜（付記１２）のいずれか１項
記載の磁気記録媒体。（付記１４）磁性層と、第
１の交換層構造と、該第１の交換層構造と該磁性層との
間に設けられた第２の交換層構造とを備え、該第２の交
換層構造の強磁性層の磁気異方性は該第１の交換層構造
の強磁性層の磁気異方性より弱く、該第１及び第２の交
換層構造の強磁性層は互いに磁化方向が反平行である、
磁気記録媒体。

【００９８】（付記１５）（付記１）〜（付記１４）
のいずれか１項記載の磁気記録媒体を少なくとも１つ備
えた磁気記憶装置。

【００９９】（付記１６）基板と、該基板の上方に設
けられた下地層と、該下地層上に設けられ残留磁化と膜
厚の積Ｍｒ_ｉδ_ｉを有する下側強磁性層と、該下側強磁
性層の上方に設けられ残留磁化と膜厚の積Ｍｒ_ｊδ_ｊを
有する上側強磁性層とを少なくとも含む磁性層構造とを
備え、該磁性層構造内の隣接する強磁性層の磁化方向が
略反平行となるように、該磁性層構造の総残留磁化と膜
厚の積をＭｒδとすると、Ｍｒδ≒Σ（Ｍｒ_ｉδ_ｉ−Ｍ
ｒ_ｊδ_ｊ）を満足する、磁気記録媒体。

【０１００】（付記１７）反平行の磁気相互作用を発
生させるために、前記磁性層構造内の隣接する強磁性層
の間に設けられた非磁性結合層を更に備えた、（付記１
６）記載の磁気記録媒体。

【０１０１】（付記１８）前記非磁性結合層は、実質
的にＲｕからなり約０.４〜１.０ｎｍの膜厚を有する、
（付記１７）記載の磁気記録媒体。

【０１０２】（付記１９）前記非磁性結合層は、Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ｃｒ及びこれらの合金を含むグ
ループから選択された材料からなる、（付記１７）記載
の磁気記録媒体。

【０１０３】（付記２０）前記磁性層構造内の各強磁
性層は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰ
ｔ，ＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなるグループから選択された
材料からなり、Ｍ＝Ｂ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ及
びこれらの合金である、（付記１６）〜（付記１９）の
いずれか１項記載の磁気記録媒体。

【０１０４】（付記２１）前記磁性層構造内の少なく
とも１つの強磁性層は、互いに接触しており強磁性結合
されている複数の強磁性層からなる、（付記１６）〜
（付記２０）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【０１０５】（付記２２）前記磁性層構造内の前記上
側強磁性層のＭｒ_ｉδ_ｉ値は、該磁性層構造内の他の強
磁性層の残留磁化と膜厚の積より大きい、（付記１６）
〜（付記２１）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【０１０６】（付記２３）前記磁性層構造内の強磁性
層は、互いに異なる組成を有する、（付記１６）〜（付
記２２）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。

【０１０７】（付記２４）（付記１６）〜（付記２
３）のいずれか１項記載の磁気記録媒体を少なくとも１
つ備えた、磁気記憶装置。

【０１０８】（付記２５）情報を磁気的に磁気記録媒
体に記録する記録方法であって、該磁気記録媒体の磁性
層構造を構成すると共に、磁化方向が反平行である複数
の強磁性層のうち、少なくとも１つの強磁性層の磁化方
向を切り替えるステップを含む、記録方法。

【０１０９】（付記２６）基板と、下地層と磁性層構
造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該下地層
上に設けられ残留磁化と膜厚の積Ｍｒ_ｉδ_ｉを有する下
側強磁性層と、該下側強磁性層の上方に設けられ残留磁
化と膜厚の積Ｍｒ_ｊδ_ｊを有する上側強磁性層とを少な
くとも含むと共に、該磁性層構造内の隣接する強磁性層
の磁化方向が略反平行となるように、該磁性層構造の総
残留磁化と膜厚の積をＭｒδとすると、Ｍｒδ≒Σ（Ｍ
ｒ_ｉδ_ｉ−Ｍｒ_ｊδ_ｊ）を満足する該磁性層構造を形成
する第１のステップと、該下地層及び該磁性層構造を連
続スパッタリングで形成する第２のステップとを含む、
磁気記録媒体の製造方法。

【０１１０】（付記２７）スパッタリングの前に基板
温度を約１００〜３００℃に熱処理する第３のステップ
を更に含む、（付記２６）記載の磁気記録媒体の製造方
法。

【０１１１】（付記２８）前記第２のステップは、前
記磁性層構造の各強磁性層を０．３５ｎｍ/ｓ以下のス
パッタリング速度で形成する、（付記２６）又は（付記
２７）記載の磁気記録媒体の製造方法。

【０１１２】（付記２９）基板と、下地層と磁性層構
造とが積層された構造を有する磁気記録媒体の製造方法
であって、該磁性層構造は、下地層上に設けられた強磁
性層と、該強磁性層上に設けられた非磁性結合層と、該
非磁性結合層上に設けられた磁性層とからなり、該下地
層及び該磁性層構造を、該強磁性層及び該磁性層が交換
結合すると共に互いに磁化方向が反平行となるように、
該基板上に、連続スパッタリングで形成することを特徴
とする、磁気記録媒体の製造方法。

【０１１３】（付記３０）前記連続スパッタリング
は、前記非磁性結合層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合
金、Ｒｈ系合金及びＩｒ系合金からなるグループから選
択された材料で、０．４〜１．０ｎｍの範囲内の膜厚に
形成することを特徴とする、（付記２９）記載の磁気記
録媒体の製造方法。

【０１１４】（付記３１）基板上に、下地層と、第１
の強磁性層と、第１の非磁性結合層と、第２の強磁性層
と、第２の非磁性結合層と、磁性層とがこの順序で積層
された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
該積層された構造を、該第１の強磁性層と該第２の強磁
性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行とな
り、該第２の強磁性層と該磁性層が交換結合すると共に
磁化方向が互いに反平行となるように、該基板上に、連
続スパッタリングで形成することを特徴とする、磁気記
録媒体の製造方法。

【０１１５】（付記３２）前記連続スパッタリング
は、前記第１及び第２の非磁性結合層を、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金及びＩｒ系合金からなる
グループから選択された材料で、０．４〜１．０ｎｍの
範囲内の膜厚に形成することを特徴とする、（付記３
１）記載の磁気記録媒体の製造方法。

【０１１６】（付記３３）前記連続スパッタリング
は、０．３５ｎｍ/ｓ以下のスパッタリング速度で行わ
れることを特徴とする、（付記２９）〜（付記３２）の
いずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。

【０１１７】（付記３４）スパッタリングの前の基板
温度を約１００〜３００℃に設定することを特徴とす
る、（付記２９）〜（付記３３）のいずれか１項記載の
磁気記録媒体の製造方法。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、書き込まれたビットの
熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体
の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記
録を行える磁気記録媒体、磁気記憶装置、記録方法及び
磁気記録媒体の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる磁気記録媒体の第１実施例の要部
を示す断面図である。

【図２】本発明になる磁気記録媒体の第２実施例の要部
を示す断面図である。

【図３】Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０ｎｍの単一の
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。

【図４】膜厚が０.８ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。

【図５】膜厚が１. ４ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。

【図６】膜厚が０. ８ｎｍのＲｕ層で分離された２つの
ＣｏＣｒＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。

【図７】本発明になる磁気記憶装置の一実施例の要部を
示す断面図である。

【図８】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図で
ある。

【図９】ガラス上のＮｉＡｌ層の上にＣｏＣｒＰｔＢか
らなる層が１層形成された磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。

【図１０】ＮｉＰが塗布されたＡｌ−Ｍｇ基板上に、膜
厚が０.８ｎｍのＲｕ層で分離されたＣｏＣｒＰｔＢか
らなる２つの強磁性層がスパッタリング形成された磁気
記録媒体の面内磁化曲線を示す図である。

【図１１】ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、Ｒｕ層で
分離されたＣｏＣｒＰｔＢからなる２つの強磁性層が設
けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を示す図である。

【図１２】ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、相隣るＣ
ｏＣｒＰｔＢ層がＲｕ層で分離された３つのＣｏＣｒＰ
ｔＢ強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。

【図１３】ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、Ｒｕ
層で分離されたＣｏＣｒＰｔＢからなる２つの負結合さ
れた強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。

【図１４】ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、上記
と同様の方法でＣｏＣｒＰｔＢからなる単一の強磁性層
が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を、図１３に
示す２つの負結合された強磁性層を有する磁気記録媒体
の面内磁化曲線と比較して示す図である。

【図１５】２つの強磁性層及び３つの強磁性層を有する
磁気記録媒体における信号減衰を、単一の強磁性層を有
する磁気記録媒体における信号減衰と比較して示す図で
ある。

【図１６】２つの負結合された強磁性層を有する磁気記
録媒体のＭ−Ｈ曲線を、異なる温度について示す図であ
る。

【図１７】図１６に示す特性を有する磁気記録媒体の保
磁力の温度依存性を示す図である。

【図１８】２つの強磁性層及び３つの強磁性層を有する
磁気記録媒体におけるＰＷ５０値の強磁性層の有効及び
総膜厚依存性を、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体
におけるＰＷ５０値の強磁性層の有効及び総膜厚依存性
と比較して示す図である。

【図１９】孤立波媒体ＳＮＲの有効膜厚依存性を示す図
である。

【図２０】磁気記録媒体製造装置の概略構成を示す図で
ある。

【図２１】孤立波出力の有効磁性層膜厚依存性を示す図
である。

【図２２】高周波ＳＮＲの温度依存性を示す図である。

【図２３】孤立波媒体ＳＮＲとスパッタリング速度との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１基板２第１のシード層３ＮｉＰ層４第２のシード層５下地層６非磁性中間層７，７−１強磁性層８，８−１非磁性結合層９磁性層１０保護層１１潤滑層１３ハウジング１６磁気記録媒体１７記録再生ヘッド

フロントページの続き (72)発明者溝下義文神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者吉田祐樹神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5D112 AA03 AA05 AA06 AA13 AA24 BD03 FA04 FB05 FB06 FB30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、下地層と磁性層構造とが積層さ
れた構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該磁性層構造は、下地層上に設けられた強磁性層と、該
強磁性層上に設けられた非磁性結合層と、該非磁性結合
層上に設けられた磁性層とからなり、該下地層及び該磁性層構造を、該強磁性層及び該磁性層
が交換結合すると共に互いに磁化方向が反平行となるよ
うに、該基板上に、連続スパッタリングで形成すること
を特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】前記連続スパッタリングは、前記非磁性
結合層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金
及びＩｒ系合金からなるグループから選択された材料
で、０．４〜１．０ｎｍの範囲内の膜厚に形成すること
を特徴とする、請求項１記載の磁気記録媒体の製造方
法。
【請求項３】基板上に、下地層と、第１の強磁性層
と、第１の非磁性結合層と、第２の強磁性層と、第２の
非磁性結合層と、磁性層とがこの順序で積層された構造
を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該積層された構造を、該第１の強磁性層と該第２の強磁
性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行とな
り、該第２の強磁性層と該磁性層が交換結合すると共に
磁化方向が互いに反平行となるように、該基板上に、連
続スパッタリングで形成することを特徴とする、磁気記
録媒体の製造方法。
【請求項４】前記連続スパッタリングは、前記第１及
び第２の非磁性結合層を、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合
金、Ｒｈ系合金及びＩｒ系合金からなるグループから選
択された材料で、０．４〜１．０ｎｍの範囲内の膜厚に
形成することを特徴とする、請求項３記載の磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項５】前記連続スパッタリングは、０．３５ｎ
ｍ/ｓ以下のスパッタリング速度で行われることを特徴
とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項６】スパッタリングの前の基板温度を約１０
０〜３００℃に設定することを特徴とする、請求項１〜
５のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。