JP2004265498A - 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録分解能、媒体ＳＮ比、及び耐熱揺らぎ性に優れ、高密度の情報を記録再生し得る磁気記録媒体を得る。
【解決手段】磁気記録媒体１０を磁気記録層２及びその磁歪定数が磁気記録層２の磁歪定数よりも大きい高磁歪層３と、結晶化ガラス等からなる基板１を含む積層４とにより構成する。
【効果】保磁力分散を実質的に小さくすることにより、その磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁化遷移長の減少およびその異方性磁界を均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る。
【選択図】 図１
【解決手段】磁気記録媒体１０を磁気記録層２及びその磁歪定数が磁気記録層２の磁歪定数よりも大きい高磁歪層３と、結晶化ガラス等からなる基板１を含む積層４とにより構成する。
【効果】保磁力分散を実質的に小さくすることにより、その磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁化遷移長の減少およびその異方性磁界を均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体、及びそれを用いた磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録再生装置の１種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率６０％以上で増えており、今後もその傾向は続くといわれている。その為に高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、及び磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、Ａｌ合金基板やガラス基板上に、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金膜がスパッタ法によって形成された構成を有する。磁気記録方式としては面内磁化方式を用いているため、ｈｃｐ構造をもつＣｏ結晶粒の磁化容易軸Ｃ軸を基板に対して水平に配向させるための下地層例えばｂｃｃ構造の特定面が配向したＣｒ合金膜等、及びＣｒの特定面を成長させ粒径を微細にさせるためのシード層例えばＮｉＡｌ等のシード層が用いられている。記録密度の増大とともに、熱揺らぎによって記録情報の保持期間が短くなるという問題に対する対策が求められている。このため、磁性膜間に薄いＲｕ膜を挟んた多層構成により各層が反強磁性結合された面内磁気記録媒体が開発されている。
【０００４】
また、より高密度に適した方法として、垂直方向の磁化を記録に利用した垂直磁気記録方式も盛んに検討されている。この場合、記録層としては面内媒体と同じくＣｏ合金が用いられるが、Ｃｏ結晶粒のＣ軸を垂直に配向させるため、ＧｅやＮｉＴａなどの非晶質やＴｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔなどのｈｃｐやｆｃｃの最密面が配向した下地層が用いられる。また、垂直方向への書き込み磁界を確保するため、基板と下地層及びシード層との間に軟磁性層を設け、これと単磁極ヘッドとの組み合わせにより、より良好な垂直記録を得ることも行われている。
【０００５】
また、垂直磁気記録媒体の低ノイズ化のために、２層構造の垂直磁気記録層を使用し、下層よりも上層の非磁性元素の含有量を低くし、下層よりも上層の飽和磁化及び磁気異方性エネルギーを大きくすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、垂直磁気記録媒体でも、熱揺らぎに対応するための技術が開示されており、記録層表面にＰｔ膜を設ける方法や、ＣｏＣｒＰｔ系磁性膜の上に膜内での磁気的相互作用が強い膜を設けたＣＧＣ（コンティニアス・グラニュラー・コンポジット）構成媒体などが検討されている。
【０００７】
記録再生分解能向上については、ＭＲヘッドのシールドギャップ長を短くしたり、ヘッド及び磁気記録媒体間の空間を低減すること、及び面内磁気記録媒体では膜厚を薄くし、垂直磁気記録媒体ではヘッドと裏打ち軟磁性膜の距離を近づけたり、保磁力分散などを低減することが知られている。
【０００８】
しかし、従来の磁気記録媒体および記録再生装置では、より高密度記録用としては性能も充分ではなく、さらに改善の必要があった。
【０００９】
上記のように、記録分解能を高めるためには、磁気記録媒体の保磁力分散などを低減することが有利とされているが、現状の磁気記録媒体で保磁力分散をより低減できる方法は見つかっていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２９６８３３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、保磁力分散を実質的に小さくすることにより磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁化遷移長の減少及び異方性磁界Ｈｋを均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が該磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【００１３】
本発明は、第２に、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が該磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有する磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気記録媒体は、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有する。
【００１５】
磁気記録層は、情報を記録し得る大きな磁気異方性を有する磁性層である。また、本発明において、高磁歪層とは、磁気記録層の磁歪よりも大きな磁歪をもつ磁性層をいう。
【００１６】
本発明によれば、情報の記録時に、磁界が加わることによってこの高磁歪層に歪みが発生し、この影響で磁気記録層にも歪みが発生することにより、磁気記録層の異方性が逆磁歪効果によって小さくなり、磁化反転しやすくなる。記録時にヘッド磁界が大きいほど、磁歪がより大きくなり、より異方性が低下する。これにより、実質的に媒体の磁化曲線が急峻になり、異方性分散が低下することと同等の効果が得られ、磁化遷移領域が短く急峻になる。このとき、保磁力分散が実質的に小さくなり、磁化遷移幅が狭くなるので、記録分解能が向上する。また、磁化遷移長が減少し、異方性磁界Ｈｋを均一化することができるので、媒体ＳＮ比が向上する。
【００１７】
また、記録後、ヘッド磁界が取り去られたときには、磁歪がなくなるので記録層の歪みも無くなり、磁気異方性が増大する方向に変化して耐熱ゆらぎを損なうことがない。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、上述の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを有する。
【００１９】
垂直磁気記録方式を適用する場合、記録再生ヘッドとして単磁極ヘッドを用いることができる。
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明の磁気記録媒体の第１の例の構成を表す概略断面図を示す。
【００２２】
図示するように、この磁気記録媒体１０は、例えば結晶化ガラス等からなる基板１と、基板１上に順に設けられた磁気記録層２及び例えばＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２からなる高磁歪層３を含む積層４とから構成される。
【００２３】
積層４中の高磁歪層３は、その歪みが磁気記録層２に影響する位置に設けられ得る。図１では、基板、磁気記録層、高磁歪層の順に積層されているが、基板上に、高磁歪層、磁気記録層の順に積層することができる。さらに、磁気記録層と高磁歪層の間に中間層を設けることもできる。あるいは、２以上の磁気記録層間の少なくとも１箇所に高磁歪層を設けることができる。例えば磁気記録層が厚いあるいはヤング率が高い等の理由により十分なひずみが与えにくくなる場合に特に有用である。
【００２４】
図２に、本発明の磁気記録媒体の第２の例の構成を表す概略断面図を示す。図２に示す磁気記録媒体２０は、積層４の代わりに、高磁歪層３上に例えば下地層５等の中間層を介して磁気記録層２を形成した積層６が設けられている以外は、図１と同様の構造を有する。
【００２５】
また、高磁歪層は、磁気記録層の保磁力より大きい飽和磁界を有することが好ましく、より好ましくは磁気記録層の飽和磁界より大きな飽和磁界を有する。高磁歪層の飽和磁界が磁気記録層の保磁力より小さいと、ヘッド磁界を高磁歪層の飽和磁界より大きくしても、磁歪による高磁歪層の歪みが磁界の飽和とともに止まってしまうので、より高い逆磁歪効果が得られず、記録分解能及び媒体ＳＮ比の向上が不十分となる傾向がある。
【００２６】
高磁歪層は、高磁歪を有する高磁歪膜単独、あるいは他の特性を有する膜との積層でも良い。
【００２７】
例えば磁気記録層の保磁力より高磁歪膜の飽和磁界が小さい場合には、、高磁歪膜と、その異方性磁界が高磁歪膜や磁気記録層の保磁力よりも大きい膜との積層を使用することにより、高磁歪層の飽和磁界を磁気記録層の保磁力よりも高くすることができる。これにより、磁気記録層の保磁力より大きなヘッド磁界がかかっても磁歪による高磁歪層の歪みが止まることなくより高い逆磁歪効果が得られる。
【００２８】
また、高磁歪膜と、飽和磁界より大きな外部磁界によって強制的にスピンを揃えることによって現れる強制磁歪が大きい膜との積層を使用することにより、同様の効果を得ることができる。
【００２９】
上記の例は、磁場印加の際に、磁歪によって磁気異方性を低下させる特性を利用したものであるが、逆に、磁場印加の際に、磁歪によって記録層の磁気異方性を増加させることで、特に、熱揺らぎ特性を改善することに応用することもできる。
【００３０】
図３に、本発明の磁気記録媒体の第３の例を表す概略断面図を示す。
【００３１】
図示するように、この磁気記録媒体３０は、基板１側から異方性磁界が高磁歪膜よりも大きい膜７及び高磁歪膜８の二層構造の高磁歪層１１と、この高磁歪層１１上に設けられた磁気記録層３とからなる積層１２を、積層４の代わりに設けること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００３２】
異方性磁界が高磁歪膜よりも大きい膜７の代わりに、強制磁歪が大きい膜を設けることもまた可能である。
【００３３】
高磁歪層は、好ましくは磁界印加方向に ５×１０−５以上、より好ましくは５×１０−５ないし４×１０−４、さらに好ましくは１×１０−４ないし４×１０−４の大きな磁歪定数を持つ。磁歪定数が５×１０−５であると、磁気記録層に充分な歪みを与えることができ、異方性分散をより低減して媒体特性を効果的に改善できる。
【００３４】
磁気記録層は、好ましくは１０１２ないし１０１０（Ｎ／ｍ２）より好ましくは１０１１（Ｎ／ｍ２）程度以下のヤング率を有することが好ましい。実用的には、磁気記録層の磁気特性に合わせて高磁歪材料が選択され得る。
【００３５】
このようなヤング率及び磁歪定数を有する磁気記録層を用いると、高磁歪層による影響で歪みを生じやすく、逆磁歪効果による磁気異方性の低下がより効果的となり得る。逆磁歪効果による磁気異方性の変化は、Ｃｏ合金の結晶磁気異方性の大きさと比較すると大きくはないが、磁気異方性分散の大きさと比較すると、無視できない大きさであり、保磁力分散に好影響を与えることができる。
【００３６】
また、逆磁歪効果による磁気異方性の変化は、記録層の逆磁区発生磁界を表すＨｎ値と比較しても無視できないので、耐熱揺らぎ性の向上も可能となる。
【００３７】
磁気記録層としては、垂直磁気記録層を使用することが好ましい。
【００３８】
垂直磁気記録層は、単層でも、多層でも良い。多層で構成すると製造工程は複雑になるものの、垂直磁気記録層に要求される多彩な特性を比較的制御しやすくなる。垂直磁気記録層に求められる特性は、例えば垂直方向が磁化容易軸となり、記録ヘッド磁界で充分書き込めるような磁気異方性と配向性をもつこと、磁化単位微細でノイズは小さいが、高密度でも低密度でも記録ビットが安定で、不要な外部磁界や隣接記録でも反転しないということ等である。
【００３９】
垂直磁気記録層としては、六方最密充填（ｈｃｐ）系のＣｏ合金が好ましく用いられる。このｈｃｐ構造のＣｏ合金は、磁化容易軸方向に伸ばすと、結晶のｃ／ａ軸比が伸び、磁気異方性を低下させることができるので、垂直磁気記録媒体に使用される高磁歪膜として、磁界方向に対して正の磁歪となり、磁界に直交する方向に負の磁歪をを持つものを組み合わせて使用し得る。これにより、垂直磁界が入ってきた場合に、高磁歪膜は基板面垂直方向に伸び、基板面方向に縮むことになる。特に、磁気記録層にＣｏ合金などの六方最密充填（ｈｃｐ）系磁性膜を用いた場合に、磁化容易軸の方向と磁界の掛かる方向とが一致すると、このＣｏ合金系磁性膜単独では、磁歪は発生せず、高磁歪材料がより効果的に働き得る。
【００４０】
面内磁気記録層を使用した場合にも、リングヘッドが用いられヘッド磁界は水平方向に掛かるので、膜面平行方向に正の磁歪定数を持つ高磁歪材料を、面内配向したＣｏ合金膜と組み合わせることができる。
【００４１】
このような高磁歪膜材料として、ＲＦｅ２系例えばＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２、ＴｂｘＤｙ１−ｘＦｅ２、ＴｂＦｅ２（［１１１］配向させたもの）、ＥｒＦｅ２、Ｆｅ３Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ積層膜、Ｆｅ／Ｐｄ積層膜、ＦｅＡｌ合金、希土類含有Ｃｏ合金、及びフェライト系材料等を用いることができる。 これらの磁歪材料は、配向をそろえることで、磁歪を大きくすることができる。 また、これらに窒素や酸素を含ませると、高磁歪層からのノイズを低減することができる。
【００４２】
磁気記録層材料として使用し得るコバルト合金として、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＣ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ 、ＣｏＰｔＯ−ＳｉＯ２、ＣｏＰｔＣｒＯ−ＳｉＯ２があげられる。その他、Ｃｏ／Ｐｄ積層、Ｃｏ／Ｐｔ積層、ＦｅＰｔ等を使用することができる。
【００４３】
例えばＣｏ合金を主元素として、これに異方性を高めるためＰｔを加え、粒子間の磁気的相互作用を弱め磁気単位を微細にして、高密度記録が可能なようにＣｒまたは酸素またはＳｉＯ２などを添加することができる。磁気記録層の製膜時に、基板加熱などにより、Ｃｒは結晶粒界に偏析し易くなり、ｈｃｐのＣ軸が基板に垂直に配向したＣｏ合金結晶がＣｒによって磁気的に分離微細化した好ましい構造をとり得る。酸素添加やＳｉＯ２添加などの場合も、Ｃｏ酸化物やＣｒ酸化物やＳｉＯ２などが粒界に偏析することで、粒界部が非磁性化して、Ｃｒと同様の役目をする。酸素を用いる場合、基板加熱の必要がなく粒径をより微細にできる。
【００４４】
磁気記録層を形成するために下地層を設けることができる。
【００４５】
磁気記録層の結晶粒子の結晶異方性を垂直方向に配向し得る下地層としては、非磁性ＣｏＣｒ系やＲｕ系などのｈｃｐ構造やｆｃｃ構造をとり、最密面が基板に平行に成長しやすく、記録層と格子定数が近いものが好適に使用し得る。
【００４６】
また、下地層を形成する前にシード層を設けることができる。結晶異方性を垂直方向に配向し得る下地層のためのシード層として、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＮｉＡｌ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｇｅ、ＮｉＴａ、ＣｏＮｉＴａ、ＮｉＮｂ、ＣｏＮｉＮｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｉ、及びＣなどがあげられる。
【００４７】
ヘッド磁界は、記録トラックから外れた位置では、磁界方向がトラック位置と異なる方法に印加させるため高磁歪層は、磁気記録層の異方性を高めるように働き、これにより、記録時に隣のトラックの情報を消してしまうという問題に対しても、効果的に作用する。
【００４８】
磁気記録層の結晶粒子の結晶異方性を面内方向に配向し得る下地層としては、Ｃｒ、ＣｒＶ、ＣｒＮｂ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＢ、ＣｒＣｕ、Ｖ、ＶＣｒ、Ｎｂ、ＮｂＣｒ、及びＮｂＶなどがあげられる。また、シード層としてＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、ＴｉＮ、ＭｇＯ、Ａｇ、Ａｌ、及びＣを使用することができる。
【００４９】
磁気記録層として、垂直磁気記録層を設ける場合、垂直磁気記録層と基板との間に、軟磁性層を設けることができる。
【００５０】
高透磁率な軟磁性層を設けることにより、軟磁性層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。
【００５１】
軟磁性材料としては、飽和磁束密度が高く、軟磁気特性が良好なＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮｉ、及びＦｅＡｌＳｉなどが用いられる。
【００５２】
また、軟磁性層と基板との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性膜等のバイアス付与層を設けることができる。軟磁性層は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。
【００５３】
バイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢ、ＣｏＣｒＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＷＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２、及びＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ２があげられる。
【００５４】
図４は、本発明の磁気記録媒体の第４の例の構成を表す概略的な断面図である。
【００５５】
図示するように、この磁気記録媒体４０は、基板１と、磁気記録層２及び高磁歪層２を有する積層４との間に、基板１側より順に、バイアス付与層１３及び軟磁性層１４がさらに設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００５６】
また、軟磁性層と積層の間に、軟磁性層のヤング率よりも低いヤング率を有する低弾性層をさらに設けることができる。
【００５７】
低弾性層は、軟磁性層の材質によって選択されるけれども、例えばスズ、鉛、インジュウム、ビスマスなどの低融点材料やポリエステル、ポリイミドなどの高分子材料等を用いることができる。
【００５８】
図５に、本発明の磁気記録媒体の第５の例の構成を表す概略的な断面図である。
【００５９】
図示するように、この磁気記録媒体５０は、積層４と軟磁性層１４との間に低弾性層１５がさらに設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００６０】
また、図４において、軟磁性層１４上に、例えば磁気記録層の垂直配向性を向上するための図示しない非磁性下地層を設けることができる。この下地層は、記録層と軟磁性膜との磁気的分離を起こすことで、軟磁性層の特性を劣化させない役目ももつ。下地層としては、非磁性ＣｏＣｒ系やＲｕ系などのｈｃｐ構造、及びｆｃｃ構造をとり最密面が基板に平行に成長しやすく、磁気記録記録層の格子定数と近い格子定数をもつものなどを好適に用いることができる。このような下地層は、単層、あるいは粒径制御や薄くても配向性が向上するように、２以上の積層でも良い。
【００６１】
図６に、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００６２】
本発明に係る情報を記録するための剛構成の磁気ディスク１２１はスピンドル１２２に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク１２１にアクセスして情報の記録を行う記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー１２３は、薄板状の板ばねからなるサスペンション１２４の先端に取付けられている。サスペンション１２４は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム１２５の一端側に接続されている。
【００６３】
アーム１２５の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１２６が設けられている。ボイスコイルモータ１２６は、アーム１２５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。
【００６４】
アーム１２５は、固定軸１２７の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１２６によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク１２１上におけるスライダー１２３の位置は、ボイスコイルモータ１２６によって制御される。なお、図６中、１２８は蓋体を示している。
【００６５】
【実施例】
実施例１
２．５インチハードディスク形状の結晶化ガラス基板を、スパッタ装置内に配置し、１×１０−５Ｐａ以下に真空引きした後に、この基板を１７００Ｗで７秒間加熱し、Ａｒ圧０．６Ｐａで、Ｎｉ−５０ａｔ％Ａｌターゲットを用いてスパッタを行い、シード層としてＮｉＡｌ膜を５ｎｍ形成した。
【００６６】
次に、ＮｉＡｌ膜上に、硬磁性層を面内に配向させるためのＣｒ合金下地膜を５ｎｍ形成した。Ｃｒ合金下地膜上に、軟磁性膜にバイアス磁界を印加させるためのＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｃｕ−１ａｔ％Ｂ硬磁性膜を１５ｎｍの厚さで形成した。
【００６７】
さらに、得られた硬磁性膜上に、面内硬磁性膜とその上の軟磁性層との磁化固着強度を制御するために、Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１５ａｔ％Ｒｕ弱磁性膜を２ｎｍ形成し、この上に、軟磁性層としてＣｏ−５ａｔ％Ｚｒ−８ａｔ％Ｎｂ膜とＣｏ−６ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ膜をそれぞれ１００ｎｍと２０ｎｍ形成した。
【００６８】
さらに、この軟磁性層上に配向制御層としてＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ膜を５ｎｍ、磁気記録層の初期成長層の役目を担うため高Ｃｒ組成であるＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ膜を１５ｎｍ形成した。
【００６９】
その後、この膜の上に垂直磁気記録層として１×１０−５の磁歪定数を有するＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜２０ｎｍ、及びこの上に形成された磁歪定数が上述の磁気記録層の磁歪定数よりも大きい２×１０ ■ ４ のＳｍ０ ．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を４ｎｍからなる積層を形成した。
【００７０】
この上にＣＶＤ法でカーボン膜を６ｎｍ形成した後、潤滑層としてパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を１ｎｍ強、ディップ法でコートし、垂直磁気記録媒体Ａ−１を得た。
【００７１】
得られた垂直磁気記録媒体Ａ−１に、着磁装置を用いて半径方向に１１８５ｋＡ／ｍ（１５ｋＯｅ）以上のパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えることによって、軟磁性層にバイアス磁界が印加されるようにして、軟磁性膜の磁区を取り除いた。
【００７２】
得られた媒体Ａ−１の構成を図７に示す。
【００７３】
媒体Ａ−１は、図７に示すように、基板１上に、シード層１６、下地層１７、硬磁性層１８、弱磁性層１９、軟磁性膜２０ａ，２０ｂからなる軟磁性層２０、第１の配向制御層２１、第２の配向制御層２２、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５、カーボン層２６、及び図示しない潤滑層を順に積層した構成を有する。
【００７４】
得られた媒体Ａ−１について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００７５】
Ｋｅｒｒ効果を用いて評価した媒体Ａ−１の磁気特性は、垂直保磁力（垂直Ｈｃ）が２８０．４５ｋＡ／ｍ（３５５０Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９２、逆磁区発生磁界Ｈｎが６３．２ｋＡ／ｍ（８００Ｏｅ）であった。垂直保磁力とＨｎの関係からわかるように、得られた垂直磁気記録媒体のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【００７６】
この媒体Ａ−１について、０．２５μｍ幅の単磁極記録ヘッドと０．２２μｍ幅のＧＭＲ再生素子を備えた浮上量１５ｎｍ対応ヘッドを用いて、記録再生特性を評価した。記録分解能の指標として、孤立再生派を微分した波形の半値幅ＰＷ５０は８．２ナノ秒と良好な値であった。また、微分回路を通した後の再生波で、記録密度５００ｋＦＣＩでのノイズ（ｒｍｓ値）と低域孤信号との比（媒体ノイズ比）ＳＮｍは、２３．３ｄＢが得られた。
【００７７】
比較例１
比較のため、Ｓｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２膜を形成しないこと以外は、実施例１の媒体Ａ−１と同様にして垂直磁気記録媒体Ｂ−１を作製した。
【００７８】
得られた媒体Ｂ−１について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００７９】
媒体Ｂ−１は、その垂直保磁力が３００．２ｋＡ／ｍ（３８００Ｏｅ）、その角型比Ｒｓ０．９０、その逆磁区発生磁界Ｈｎが２３．７ｋＡ／ｍ（３００Ｏｅ）で、そのＰＷ５０が９．１ナノ秒、そのＳＮｍが２２．６ｄＢであった。
【００８０】
媒体Ｂ−１と比較して、媒体Ａ−１の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−１のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅであったが、媒体Ａ−１−０．１２％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【００８１】
実施例２
実施例１と同様にして、結晶化ガラス基板上に、Ｎｉ５０ａｔ．％Ａｌシード膜を５ｎｍ、Ｃｒ−２０ａｔ．％Ｍｏ合金膜を５ｎｍを形成した。さらに、この上に、面内磁気記録層として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−８ａｔ％Ｂ膜を２０ｎｍ、及びその上に形成された磁歪が大きなＥｒＦｅ２高磁歪膜を４ｎｍからなる積層を形成した。
【００８２】
その後、実施例１と同様にしてカーボン膜及び潤滑層を形成し、面内磁気記録媒体Ａ−２を得た。
【００８３】
得られた面内磁気記録媒体Ａ−２の構成を表す概略断面図を図８に示す。
【００８４】
図示するように、この面内磁気記録媒体は、基板１上に、シード層１６、下地層１７、面内磁気記録層２７及び高磁歪層２８からなる積層２９、カーボン保護層２６、及び図示しない潤滑層を順に積層した構成を有する。
【００８５】
得られた面内磁気記録媒体Ａ−２について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表２に示す。
【００８６】
比較例２
比較のため、ＥｒＦｅ２高磁歪膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−２と同様にして、面内磁気記録媒体Ｂ−２を得た。
【００８７】
得られた面内磁気記録媒体Ｂ−２について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表２に示す。
【００８８】
その結果、実施例２の媒体Ａ−２は、その面内保磁力（面内Ｈｃ）が３５５．５ｋＡ／ｍ（４５００Ｏｅ）、面内角型比Ｓが０．８６、保磁力角型比Ｓ＊が０．８２であった。Ｓ＊の値からわかるように、ＭＨループの傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【００８９】
また、０．２５μｍ幅のリングヘッドと０．２２μｍ幅のＧＭＲ再生素子を備えた浮上量１５ｎｍ対応ヘッドを用いて、記録再生特性を評価した。記録分解能の指標として孤立波形の半値幅ＰＷ５０は９．０ナノ秒と良好な値が得られた。また、記録密度５００ｋＦＣＩにおけるＳＮｍは２３．１ｄＢであった。
【００９０】
媒体Ｂ−２は、面内保磁力が３７９．２ｋＡ／ｍ（４８００Ｏｅ）、面内角型比０．７８で、ＰＷ５０が９．２ナノ秒、ＳＮｍ比が２２．６ｄＢであった。
【００９１】
以上のように、媒体Ａ−２の方が媒体Ｂ−２記録分解能より優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。
【００９２】
実施例３
実施例１と同様にして、基板上に、シード層、下地層、硬磁性層、弱磁性層、２つの軟磁性膜からなる軟磁性層を形成した。さらに、この軟磁性層上に歪みを下の軟磁性膜に伝えないようにヤング率がＣｏＺｒＮｂ膜（Ｅ＝１×１０１１Ｎ／ｍ２）より小さくなるようにスズ層（Ｅ＝５×１０１０＋１０Ｎ／ｍ２）を５ｎｍ設けた。さらに、この上にＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜（２×１０−４）を４ｎｍ、この上に配向制御層として、実施例１と同様のＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ膜を５ｎｍ、Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ膜を１５ｎｍを形成し、この上に垂直記録層として１０−５オーダーの磁歪定数を有するＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜２０ｎｍ形成した。
【００９３】
磁歪定数の大きい膜と軟磁性膜の間に高硬度でヤング率の小さなスズ膜を設けることによって、磁歪の影響が軟磁性膜に伝わりにくく、軟磁磁性膜の特性変化を少なくすることができた。さらに、この上に実施例１と同様にカーボン膜と潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体Ａ−３を得た。
【００９４】
この後、媒体Ａ−３に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【００９５】
媒体Ａ−３の構成を表す概略断面図を図９に示す。
【００９６】
図示するように、この垂直磁気記録媒体Ａ−３は、基板上１に、シード層１６、下地層１７、硬磁性層１８、弱磁性層１９、軟磁性膜２０ａ，２０ｂからなる軟磁性層２０、低弾性層３１、積層３２、及びカーボン層２６が順に積層された構成を有する。この積層３２は、低弾性層３１上に順に形成された高磁歪膜２４、第１の配向制御層２１、第２の配向制御層２２、及び垂直磁気記録層２３を有する。
【００９７】
得られた媒体Ａ−３について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００９８】
その結果、媒体Ａ−３は、垂直保磁力が２８４．４ｋＡ／ｍ（３６００Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９１、逆磁区発生磁界Ｈｎが３１．６ｋＡ／ｍ（４００Ｏｅ）であった。垂直ＨｃとＨｎの関係からわかるように、高磁歪膜及び低弾性層を形成しない媒体Ｂ−１と比較すると、媒体Ａ−３の方がＭＨループの傾きが急峻となり、記録分解能が向上することがわかった。
【００９９】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は８．３ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．１ｄＢであった。媒体Ｂ−１と比較すると、媒体Ａ−３の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−３のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１の−０．１５％／ｄｅｃａｄｅに比べて媒体Ａ−３は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅとなり、向上がみられた。
【０１００】
実施例４
垂直磁気記録層上に、Ｓｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜の代わりに、１×１０−４の磁歪定数が大きなＰｔＦｅ３膜２ｎｍと異方性Ｈｋが磁気記録層の飽和磁界Ｈｓより大きいＣｏ８０Ｐｔ２０膜２ｎｍと順に形成する以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−４を得た。
【０１０１】
得られた媒体Ａ−４に、実施例１と同様にして半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１０２】
また、Ｃｏ８０Ｐｔ２０膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−４と同様にして媒体Ａ−５を作製した。
【０１０３】
この後、媒体Ａ−５に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１０４】
図１０に、媒体Ａ−４の構成を表す概略断面図を示す。
【０１０５】
図示するように、この媒体Ａ−４は、第２の配向制御層２２上に、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３３及び高Ｈｋ膜３４を形成すること以外は、図１１に示す媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１０６】
図１１に、媒体Ａ−５の構成を表す概略断面図を示す。
【０１０７】
図示するように、この媒体Ａ−５は、第２の配向制御層２２上に、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３３を形成すること以外は、図７に示す媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１０８】
得られた媒体Ａ−４及びＡ−５について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【０１０９】
その結果、媒体Ａ−４は、垂直保磁力が２８４．４ｋＡ／ｍ（３６００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９３、逆磁区発生磁界Ｈｎが４３．４５ｋＡ／ｍ（５５０Ｏｅ）であった。
【０１１０】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は８．２ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．４ｄＢであった。
【０１１１】
また、媒体Ａ−５は、垂直保磁力が２５２．８ｋＡ／ｍ（３２００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９０、逆磁区発生磁界Ｈｎが２７．６５ｋＡ／ｍ（３５０Ｏｅ）、ＳＮｍは２３．０ｄＢであり、ＰＷ５０は８．７ナノ秒と媒体Ａ−４よりは広いが、媒体Ｂ−１と比較すると良好であった。
【０１１２】
以上のように、本発明媒体の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−４のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅであるのに対し、−０．１１％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。媒体Ａ−５の出力低下も媒体Ｂ−１より良好な−０．１３％／ｄｅｃａｄｅで、媒体Ｂ−１より向上していた。
【０１１３】
実施例５
垂直磁気記録層と高磁歪膜からなる積層を設ける代わりに、垂直磁気記録層として磁化容易軸が垂直方向のＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜を１２ｎｍ、この上に中間層として、磁歪定数が２×１０−４のＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を２ｎｍ介在させ、さらにＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜を８ｎｍ形成した積層を設けること以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−６を得た。
【０１１４】
この後、媒体Ａ−６に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１１５】
図１２に、媒体Ａ−６の構成を表す概略断面図を示す。
【０１１６】
図示するように、この媒体Ａ−６は、第２の配向制御層２２上に、積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３７及び垂直磁気記録層２３からなる積層３８を形成すること以外は、媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１１７】
得られた媒体Ａ−６について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【０１１８】
その結果、媒体Ａ−６の磁気特性は、垂直保磁力が２７２．５５ｋＡ／ｍ（３４５０Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９１、逆磁区発生磁界Ｈｎが３１．６ｋＡ／ｍ（４００Ｏｅ）であった。垂直ＨｃとＨｎの関係からわかるように、媒体Ａ−６のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【０１１９】
この媒体の記録再生特性を実施例１と同様にして評価したところ、半値幅ＰＷ５０として８．３ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．５ｄＢであった。
【０１２０】
以上のように、媒体Ａ−６は、媒体Ｂ−１と比較すると、記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−６のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１と比較すると−０．１２％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【０１２１】
実施例６
Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ配向制御層及びＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ下地膜の代わりに、Ｔｉ膜とＲｕ膜をそれぞれ５ｎｍ形成し、この上に垂直磁気記録層として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｐｔ−１６ａｔ％Ｃｒターゲットを用いて、酸素を含むＡｒ雰囲気中でスパッタし、ＣｏＰｔＣｒＯ膜を２０ｎｍ形成した。さらに、高磁歪膜として、この上に磁歪定数が４×１０−４のＴｂ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を４ｎｍ形成すること以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−７とした。
【０１２２】
この後、媒体Ａ−７に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１２３】
媒体Ａ−７の構成を表す概略断面図を図１３に示す。
【０１２４】
図示するように、媒体Ａ−７は、第１の配向制御層２１及び第２の配向制御層２２とは異なる配向制御層の代わりに、配向制御層３９，４１、積層２５の代わりに、酸素を含む垂直磁気記録層４２及び高磁歪膜４３からなる積層４４を形成すること以外は、実施例１と同様の構成を有する。
【０１２５】
また、比較のため、Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−７と同様にして従来の垂直磁気記録媒体Ｂ−３を作成した。
【０１２６】
得られた媒体Ａ−７，媒体Ｂ−３について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。
【０１２７】
得られた結果を下記表３に示す。
【０１２８】
その結果、媒体Ａ−７は、垂直保磁力が３３１．８ｋＡ／ｍ（４２００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９４、逆磁区発生磁界Ｈｎが６７．１５ｋＡ／ｍ（８５０Ｏｅ）であった。ＨｃとＨｎの関係からわかるように、媒体のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【０１２９】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は７．８ナノ秒と良好な値が得られた。また、記録密度５００ｋＦＣＩでのＳＮｍは２３．３ｄＢであった。
【０１３０】
一方、従来媒体Ｂ−３は、垂直Ｈｃが３５５．５ｋＡ／ｍ（４５００Ｏｅ）、角型比ＲＳが０．９４、逆磁区発生磁界Ｈｎが４７．４ｋＡ／ｍ（６００Ｏｅ）で、ＰＷ５０が８．３ナノ秒、ＳＮｍが２２．４ｄＢであった。
【０１３１】
以上のように、媒体Ａ−７の方が媒体Ｂ−３よりも記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−７のＨｎが媒体Ｂ−３よりも増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−３の−０．１２％／ｄｅｃａｄｅと比較して−０．１０％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【０１３２】
【表１】
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
【０１３６】
【発明の効果】
磁気記録媒体の保磁力分散を実質的に小さくすることにより、その磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁気記録媒体の磁化遷移長の減少及びその異方性磁界Ｈｋを均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の第１の例の構成を表す概略断面図
【図２】本発明の磁気記録媒体の第２の例の構成を表す概略断面図
【図３】本発明の磁気記録媒体の第３の例の構成を表す概略断面図
【図４】本発明の磁気記録媒体の第４の例の構成を表す概略断面図
【図５】本発明の磁気記録媒体の第５の例の構成を表す概略断面図
【図６】本発明の磁気記録再生装置の一例の構成を表す斜視図
【図７】本発明の磁気記録媒体の第６の例の構成を表す概略断面図
【図８】本発明の磁気記録媒体の第７の例の構成を表す概略断面図
【図９】本発明の磁気記録媒体の第８の例の構成を表す概略断面図
【図１０】本発明の磁気記録媒体の第９の例の構成を表す概略断面図
【図１１】本発明の磁気記録媒体の第１０の例の構成を表す概略断面図
【図１２】本発明の磁気記録媒体の第１１の例の構成を表す概略断面図
【図１３】本発明の磁気記録媒体の第１２の例の構成を表す概略断面図
【符号の説明】
１…基板、２，２３，２７，４２…磁気記録層、３，８，２４，２８，３３，３７…高磁歪膜、４，６，１２，２５，２９，３２，３５，３６，３８，４４…積層、１８…硬磁性層、１９…弱磁性層、２０…軟磁性層、２６…保護層、１２１…磁気ディスク、１２２…スピンドル、１２３…スライダー、１２４…サスペンション、１２５…アーム、１２６…ボイスコイルモータ、１２７…固定軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体、及びそれを用いた磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録再生装置の１種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が年率６０％以上で増えており、今後もその傾向は続くといわれている。その為に高記録密度に適した磁気記録用ヘッドの開発、及び磁気記録媒体の開発が進められている。
【０００３】
現在、市販されている磁気記録再生装置に搭載されている磁気記録媒体は、Ａｌ合金基板やガラス基板上に、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金膜がスパッタ法によって形成された構成を有する。磁気記録方式としては面内磁化方式を用いているため、ｈｃｐ構造をもつＣｏ結晶粒の磁化容易軸Ｃ軸を基板に対して水平に配向させるための下地層例えばｂｃｃ構造の特定面が配向したＣｒ合金膜等、及びＣｒの特定面を成長させ粒径を微細にさせるためのシード層例えばＮｉＡｌ等のシード層が用いられている。記録密度の増大とともに、熱揺らぎによって記録情報の保持期間が短くなるという問題に対する対策が求められている。このため、磁性膜間に薄いＲｕ膜を挟んた多層構成により各層が反強磁性結合された面内磁気記録媒体が開発されている。
【０００４】
また、より高密度に適した方法として、垂直方向の磁化を記録に利用した垂直磁気記録方式も盛んに検討されている。この場合、記録層としては面内媒体と同じくＣｏ合金が用いられるが、Ｃｏ結晶粒のＣ軸を垂直に配向させるため、ＧｅやＮｉＴａなどの非晶質やＴｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔなどのｈｃｐやｆｃｃの最密面が配向した下地層が用いられる。また、垂直方向への書き込み磁界を確保するため、基板と下地層及びシード層との間に軟磁性層を設け、これと単磁極ヘッドとの組み合わせにより、より良好な垂直記録を得ることも行われている。
【０００５】
また、垂直磁気記録媒体の低ノイズ化のために、２層構造の垂直磁気記録層を使用し、下層よりも上層の非磁性元素の含有量を低くし、下層よりも上層の飽和磁化及び磁気異方性エネルギーを大きくすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、垂直磁気記録媒体でも、熱揺らぎに対応するための技術が開示されており、記録層表面にＰｔ膜を設ける方法や、ＣｏＣｒＰｔ系磁性膜の上に膜内での磁気的相互作用が強い膜を設けたＣＧＣ（コンティニアス・グラニュラー・コンポジット）構成媒体などが検討されている。
【０００７】
記録再生分解能向上については、ＭＲヘッドのシールドギャップ長を短くしたり、ヘッド及び磁気記録媒体間の空間を低減すること、及び面内磁気記録媒体では膜厚を薄くし、垂直磁気記録媒体ではヘッドと裏打ち軟磁性膜の距離を近づけたり、保磁力分散などを低減することが知られている。
【０００８】
しかし、従来の磁気記録媒体および記録再生装置では、より高密度記録用としては性能も充分ではなく、さらに改善の必要があった。
【０００９】
上記のように、記録分解能を高めるためには、磁気記録媒体の保磁力分散などを低減することが有利とされているが、現状の磁気記録媒体で保磁力分散をより低減できる方法は見つかっていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２９６８３３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、保磁力分散を実質的に小さくすることにより磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁化遷移長の減少及び異方性磁界Ｈｋを均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が該磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【００１３】
本発明は、第２に、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が該磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有する磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気記録媒体は、基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有する。
【００１５】
磁気記録層は、情報を記録し得る大きな磁気異方性を有する磁性層である。また、本発明において、高磁歪層とは、磁気記録層の磁歪よりも大きな磁歪をもつ磁性層をいう。
【００１６】
本発明によれば、情報の記録時に、磁界が加わることによってこの高磁歪層に歪みが発生し、この影響で磁気記録層にも歪みが発生することにより、磁気記録層の異方性が逆磁歪効果によって小さくなり、磁化反転しやすくなる。記録時にヘッド磁界が大きいほど、磁歪がより大きくなり、より異方性が低下する。これにより、実質的に媒体の磁化曲線が急峻になり、異方性分散が低下することと同等の効果が得られ、磁化遷移領域が短く急峻になる。このとき、保磁力分散が実質的に小さくなり、磁化遷移幅が狭くなるので、記録分解能が向上する。また、磁化遷移長が減少し、異方性磁界Ｈｋを均一化することができるので、媒体ＳＮ比が向上する。
【００１７】
また、記録後、ヘッド磁界が取り去られたときには、磁歪がなくなるので記録層の歪みも無くなり、磁気異方性が増大する方向に変化して耐熱ゆらぎを損なうことがない。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、上述の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを有する。
【００１９】
垂直磁気記録方式を適用する場合、記録再生ヘッドとして単磁極ヘッドを用いることができる。
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明の磁気記録媒体の第１の例の構成を表す概略断面図を示す。
【００２２】
図示するように、この磁気記録媒体１０は、例えば結晶化ガラス等からなる基板１と、基板１上に順に設けられた磁気記録層２及び例えばＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２からなる高磁歪層３を含む積層４とから構成される。
【００２３】
積層４中の高磁歪層３は、その歪みが磁気記録層２に影響する位置に設けられ得る。図１では、基板、磁気記録層、高磁歪層の順に積層されているが、基板上に、高磁歪層、磁気記録層の順に積層することができる。さらに、磁気記録層と高磁歪層の間に中間層を設けることもできる。あるいは、２以上の磁気記録層間の少なくとも１箇所に高磁歪層を設けることができる。例えば磁気記録層が厚いあるいはヤング率が高い等の理由により十分なひずみが与えにくくなる場合に特に有用である。
【００２４】
図２に、本発明の磁気記録媒体の第２の例の構成を表す概略断面図を示す。図２に示す磁気記録媒体２０は、積層４の代わりに、高磁歪層３上に例えば下地層５等の中間層を介して磁気記録層２を形成した積層６が設けられている以外は、図１と同様の構造を有する。
【００２５】
また、高磁歪層は、磁気記録層の保磁力より大きい飽和磁界を有することが好ましく、より好ましくは磁気記録層の飽和磁界より大きな飽和磁界を有する。高磁歪層の飽和磁界が磁気記録層の保磁力より小さいと、ヘッド磁界を高磁歪層の飽和磁界より大きくしても、磁歪による高磁歪層の歪みが磁界の飽和とともに止まってしまうので、より高い逆磁歪効果が得られず、記録分解能及び媒体ＳＮ比の向上が不十分となる傾向がある。
【００２６】
高磁歪層は、高磁歪を有する高磁歪膜単独、あるいは他の特性を有する膜との積層でも良い。
【００２７】
例えば磁気記録層の保磁力より高磁歪膜の飽和磁界が小さい場合には、、高磁歪膜と、その異方性磁界が高磁歪膜や磁気記録層の保磁力よりも大きい膜との積層を使用することにより、高磁歪層の飽和磁界を磁気記録層の保磁力よりも高くすることができる。これにより、磁気記録層の保磁力より大きなヘッド磁界がかかっても磁歪による高磁歪層の歪みが止まることなくより高い逆磁歪効果が得られる。
【００２８】
また、高磁歪膜と、飽和磁界より大きな外部磁界によって強制的にスピンを揃えることによって現れる強制磁歪が大きい膜との積層を使用することにより、同様の効果を得ることができる。
【００２９】
上記の例は、磁場印加の際に、磁歪によって磁気異方性を低下させる特性を利用したものであるが、逆に、磁場印加の際に、磁歪によって記録層の磁気異方性を増加させることで、特に、熱揺らぎ特性を改善することに応用することもできる。
【００３０】
図３に、本発明の磁気記録媒体の第３の例を表す概略断面図を示す。
【００３１】
図示するように、この磁気記録媒体３０は、基板１側から異方性磁界が高磁歪膜よりも大きい膜７及び高磁歪膜８の二層構造の高磁歪層１１と、この高磁歪層１１上に設けられた磁気記録層３とからなる積層１２を、積層４の代わりに設けること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００３２】
異方性磁界が高磁歪膜よりも大きい膜７の代わりに、強制磁歪が大きい膜を設けることもまた可能である。
【００３３】
高磁歪層は、好ましくは磁界印加方向に ５×１０−５以上、より好ましくは５×１０−５ないし４×１０−４、さらに好ましくは１×１０−４ないし４×１０−４の大きな磁歪定数を持つ。磁歪定数が５×１０−５であると、磁気記録層に充分な歪みを与えることができ、異方性分散をより低減して媒体特性を効果的に改善できる。
【００３４】
磁気記録層は、好ましくは１０１２ないし１０１０（Ｎ／ｍ２）より好ましくは１０１１（Ｎ／ｍ２）程度以下のヤング率を有することが好ましい。実用的には、磁気記録層の磁気特性に合わせて高磁歪材料が選択され得る。
【００３５】
このようなヤング率及び磁歪定数を有する磁気記録層を用いると、高磁歪層による影響で歪みを生じやすく、逆磁歪効果による磁気異方性の低下がより効果的となり得る。逆磁歪効果による磁気異方性の変化は、Ｃｏ合金の結晶磁気異方性の大きさと比較すると大きくはないが、磁気異方性分散の大きさと比較すると、無視できない大きさであり、保磁力分散に好影響を与えることができる。
【００３６】
また、逆磁歪効果による磁気異方性の変化は、記録層の逆磁区発生磁界を表すＨｎ値と比較しても無視できないので、耐熱揺らぎ性の向上も可能となる。
【００３７】
磁気記録層としては、垂直磁気記録層を使用することが好ましい。
【００３８】
垂直磁気記録層は、単層でも、多層でも良い。多層で構成すると製造工程は複雑になるものの、垂直磁気記録層に要求される多彩な特性を比較的制御しやすくなる。垂直磁気記録層に求められる特性は、例えば垂直方向が磁化容易軸となり、記録ヘッド磁界で充分書き込めるような磁気異方性と配向性をもつこと、磁化単位微細でノイズは小さいが、高密度でも低密度でも記録ビットが安定で、不要な外部磁界や隣接記録でも反転しないということ等である。
【００３９】
垂直磁気記録層としては、六方最密充填（ｈｃｐ）系のＣｏ合金が好ましく用いられる。このｈｃｐ構造のＣｏ合金は、磁化容易軸方向に伸ばすと、結晶のｃ／ａ軸比が伸び、磁気異方性を低下させることができるので、垂直磁気記録媒体に使用される高磁歪膜として、磁界方向に対して正の磁歪となり、磁界に直交する方向に負の磁歪をを持つものを組み合わせて使用し得る。これにより、垂直磁界が入ってきた場合に、高磁歪膜は基板面垂直方向に伸び、基板面方向に縮むことになる。特に、磁気記録層にＣｏ合金などの六方最密充填（ｈｃｐ）系磁性膜を用いた場合に、磁化容易軸の方向と磁界の掛かる方向とが一致すると、このＣｏ合金系磁性膜単独では、磁歪は発生せず、高磁歪材料がより効果的に働き得る。
【００４０】
面内磁気記録層を使用した場合にも、リングヘッドが用いられヘッド磁界は水平方向に掛かるので、膜面平行方向に正の磁歪定数を持つ高磁歪材料を、面内配向したＣｏ合金膜と組み合わせることができる。
【００４１】
このような高磁歪膜材料として、ＲＦｅ２系例えばＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２、ＴｂｘＤｙ１−ｘＦｅ２、ＴｂＦｅ２（［１１１］配向させたもの）、ＥｒＦｅ２、Ｆｅ３Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ積層膜、Ｆｅ／Ｐｄ積層膜、ＦｅＡｌ合金、希土類含有Ｃｏ合金、及びフェライト系材料等を用いることができる。 これらの磁歪材料は、配向をそろえることで、磁歪を大きくすることができる。 また、これらに窒素や酸素を含ませると、高磁歪層からのノイズを低減することができる。
【００４２】
磁気記録層材料として使用し得るコバルト合金として、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＣ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＲｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ 、ＣｏＰｔＯ−ＳｉＯ２、ＣｏＰｔＣｒＯ−ＳｉＯ２があげられる。その他、Ｃｏ／Ｐｄ積層、Ｃｏ／Ｐｔ積層、ＦｅＰｔ等を使用することができる。
【００４３】
例えばＣｏ合金を主元素として、これに異方性を高めるためＰｔを加え、粒子間の磁気的相互作用を弱め磁気単位を微細にして、高密度記録が可能なようにＣｒまたは酸素またはＳｉＯ２などを添加することができる。磁気記録層の製膜時に、基板加熱などにより、Ｃｒは結晶粒界に偏析し易くなり、ｈｃｐのＣ軸が基板に垂直に配向したＣｏ合金結晶がＣｒによって磁気的に分離微細化した好ましい構造をとり得る。酸素添加やＳｉＯ２添加などの場合も、Ｃｏ酸化物やＣｒ酸化物やＳｉＯ２などが粒界に偏析することで、粒界部が非磁性化して、Ｃｒと同様の役目をする。酸素を用いる場合、基板加熱の必要がなく粒径をより微細にできる。
【００４４】
磁気記録層を形成するために下地層を設けることができる。
【００４５】
磁気記録層の結晶粒子の結晶異方性を垂直方向に配向し得る下地層としては、非磁性ＣｏＣｒ系やＲｕ系などのｈｃｐ構造やｆｃｃ構造をとり、最密面が基板に平行に成長しやすく、記録層と格子定数が近いものが好適に使用し得る。
【００４６】
また、下地層を形成する前にシード層を設けることができる。結晶異方性を垂直方向に配向し得る下地層のためのシード層として、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＮｉＡｌ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｇｅ、ＮｉＴａ、ＣｏＮｉＴａ、ＮｉＮｂ、ＣｏＮｉＮｂ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｉ、及びＣなどがあげられる。
【００４７】
ヘッド磁界は、記録トラックから外れた位置では、磁界方向がトラック位置と異なる方法に印加させるため高磁歪層は、磁気記録層の異方性を高めるように働き、これにより、記録時に隣のトラックの情報を消してしまうという問題に対しても、効果的に作用する。
【００４８】
磁気記録層の結晶粒子の結晶異方性を面内方向に配向し得る下地層としては、Ｃｒ、ＣｒＶ、ＣｒＮｂ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＢ、ＣｒＣｕ、Ｖ、ＶＣｒ、Ｎｂ、ＮｂＣｒ、及びＮｂＶなどがあげられる。また、シード層としてＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ、ＴｉＮ、ＭｇＯ、Ａｇ、Ａｌ、及びＣを使用することができる。
【００４９】
磁気記録層として、垂直磁気記録層を設ける場合、垂直磁気記録層と基板との間に、軟磁性層を設けることができる。
【００５０】
高透磁率な軟磁性層を設けることにより、軟磁性層上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体が構成される。この垂直二層媒体において、軟磁性層は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。
【００５１】
軟磁性材料としては、飽和磁束密度が高く、軟磁気特性が良好なＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮｉ、及びＦｅＡｌＳｉなどが用いられる。
【００５２】
また、軟磁性層と基板との間に、例えば面内硬磁性膜及び反強磁性膜等のバイアス付与層を設けることができる。軟磁性層は磁区を形成しやすく、この磁区からスパイク状のノイズが発生することから、バイアス付与層の半径方向の一方向に磁界を印加することにより、その上に形成された軟磁性層にバイアス磁界をかけて磁壁の発生を防ぐことができる。バイアス付与層を積層構造として異方性を細かく分散して大きな磁区を形成しにくくすることもできる。
【００５３】
バイアス付与層材料としては、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢ、ＣｏＣｒＲｕＢ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＷＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＣｒＰｔＯ、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ２、及びＣｏＣｒＰｔＯ−ＳｉＯ２があげられる。
【００５４】
図４は、本発明の磁気記録媒体の第４の例の構成を表す概略的な断面図である。
【００５５】
図示するように、この磁気記録媒体４０は、基板１と、磁気記録層２及び高磁歪層２を有する積層４との間に、基板１側より順に、バイアス付与層１３及び軟磁性層１４がさらに設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００５６】
また、軟磁性層と積層の間に、軟磁性層のヤング率よりも低いヤング率を有する低弾性層をさらに設けることができる。
【００５７】
低弾性層は、軟磁性層の材質によって選択されるけれども、例えばスズ、鉛、インジュウム、ビスマスなどの低融点材料やポリエステル、ポリイミドなどの高分子材料等を用いることができる。
【００５８】
図５に、本発明の磁気記録媒体の第５の例の構成を表す概略的な断面図である。
【００５９】
図示するように、この磁気記録媒体５０は、積層４と軟磁性層１４との間に低弾性層１５がさらに設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００６０】
また、図４において、軟磁性層１４上に、例えば磁気記録層の垂直配向性を向上するための図示しない非磁性下地層を設けることができる。この下地層は、記録層と軟磁性膜との磁気的分離を起こすことで、軟磁性層の特性を劣化させない役目ももつ。下地層としては、非磁性ＣｏＣｒ系やＲｕ系などのｈｃｐ構造、及びｆｃｃ構造をとり最密面が基板に平行に成長しやすく、磁気記録記録層の格子定数と近い格子定数をもつものなどを好適に用いることができる。このような下地層は、単層、あるいは粒径制御や薄くても配向性が向上するように、２以上の積層でも良い。
【００６１】
図６に、本発明の磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００６２】
本発明に係る情報を記録するための剛構成の磁気ディスク１２１はスピンドル１２２に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク１２１にアクセスして情報の記録を行う記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー１２３は、薄板状の板ばねからなるサスペンション１２４の先端に取付けられている。サスペンション１２４は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム１２５の一端側に接続されている。
【００６３】
アーム１２５の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１２６が設けられている。ボイスコイルモータ１２６は、アーム１２５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。
【００６４】
アーム１２５は、固定軸１２７の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１２６によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク１２１上におけるスライダー１２３の位置は、ボイスコイルモータ１２６によって制御される。なお、図６中、１２８は蓋体を示している。
【００６５】
【実施例】
実施例１
２．５インチハードディスク形状の結晶化ガラス基板を、スパッタ装置内に配置し、１×１０−５Ｐａ以下に真空引きした後に、この基板を１７００Ｗで７秒間加熱し、Ａｒ圧０．６Ｐａで、Ｎｉ−５０ａｔ％Ａｌターゲットを用いてスパッタを行い、シード層としてＮｉＡｌ膜を５ｎｍ形成した。
【００６６】
次に、ＮｉＡｌ膜上に、硬磁性層を面内に配向させるためのＣｒ合金下地膜を５ｎｍ形成した。Ｃｒ合金下地膜上に、軟磁性膜にバイアス磁界を印加させるためのＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１４ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｃｕ−１ａｔ％Ｂ硬磁性膜を１５ｎｍの厚さで形成した。
【００６７】
さらに、得られた硬磁性膜上に、面内硬磁性膜とその上の軟磁性層との磁化固着強度を制御するために、Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１５ａｔ％Ｒｕ弱磁性膜を２ｎｍ形成し、この上に、軟磁性層としてＣｏ−５ａｔ％Ｚｒ−８ａｔ％Ｎｂ膜とＣｏ−６ａｔ％Ｔａ−２ａｔ％Ｚｒ膜をそれぞれ１００ｎｍと２０ｎｍ形成した。
【００６８】
さらに、この軟磁性層上に配向制御層としてＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ膜を５ｎｍ、磁気記録層の初期成長層の役目を担うため高Ｃｒ組成であるＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ膜を１５ｎｍ形成した。
【００６９】
その後、この膜の上に垂直磁気記録層として１×１０−５の磁歪定数を有するＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜２０ｎｍ、及びこの上に形成された磁歪定数が上述の磁気記録層の磁歪定数よりも大きい２×１０ ■ ４ のＳｍ０ ．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を４ｎｍからなる積層を形成した。
【００７０】
この上にＣＶＤ法でカーボン膜を６ｎｍ形成した後、潤滑層としてパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を１ｎｍ強、ディップ法でコートし、垂直磁気記録媒体Ａ−１を得た。
【００７１】
得られた垂直磁気記録媒体Ａ−１に、着磁装置を用いて半径方向に１１８５ｋＡ／ｍ（１５ｋＯｅ）以上のパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えることによって、軟磁性層にバイアス磁界が印加されるようにして、軟磁性膜の磁区を取り除いた。
【００７２】
得られた媒体Ａ−１の構成を図７に示す。
【００７３】
媒体Ａ−１は、図７に示すように、基板１上に、シード層１６、下地層１７、硬磁性層１８、弱磁性層１９、軟磁性膜２０ａ，２０ｂからなる軟磁性層２０、第１の配向制御層２１、第２の配向制御層２２、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５、カーボン層２６、及び図示しない潤滑層を順に積層した構成を有する。
【００７４】
得られた媒体Ａ−１について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００７５】
Ｋｅｒｒ効果を用いて評価した媒体Ａ−１の磁気特性は、垂直保磁力（垂直Ｈｃ）が２８０．４５ｋＡ／ｍ（３５５０Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９２、逆磁区発生磁界Ｈｎが６３．２ｋＡ／ｍ（８００Ｏｅ）であった。垂直保磁力とＨｎの関係からわかるように、得られた垂直磁気記録媒体のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【００７６】
この媒体Ａ−１について、０．２５μｍ幅の単磁極記録ヘッドと０．２２μｍ幅のＧＭＲ再生素子を備えた浮上量１５ｎｍ対応ヘッドを用いて、記録再生特性を評価した。記録分解能の指標として、孤立再生派を微分した波形の半値幅ＰＷ５０は８．２ナノ秒と良好な値であった。また、微分回路を通した後の再生波で、記録密度５００ｋＦＣＩでのノイズ（ｒｍｓ値）と低域孤信号との比（媒体ノイズ比）ＳＮｍは、２３．３ｄＢが得られた。
【００７７】
比較例１
比較のため、Ｓｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２膜を形成しないこと以外は、実施例１の媒体Ａ−１と同様にして垂直磁気記録媒体Ｂ−１を作製した。
【００７８】
得られた媒体Ｂ−１について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００７９】
媒体Ｂ−１は、その垂直保磁力が３００．２ｋＡ／ｍ（３８００Ｏｅ）、その角型比Ｒｓ０．９０、その逆磁区発生磁界Ｈｎが２３．７ｋＡ／ｍ（３００Ｏｅ）で、そのＰＷ５０が９．１ナノ秒、そのＳＮｍが２２．６ｄＢであった。
【００８０】
媒体Ｂ−１と比較して、媒体Ａ−１の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−１のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅであったが、媒体Ａ−１−０．１２％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【００８１】
実施例２
実施例１と同様にして、結晶化ガラス基板上に、Ｎｉ５０ａｔ．％Ａｌシード膜を５ｎｍ、Ｃｒ−２０ａｔ．％Ｍｏ合金膜を５ｎｍを形成した。さらに、この上に、面内磁気記録層として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−８ａｔ％Ｂ膜を２０ｎｍ、及びその上に形成された磁歪が大きなＥｒＦｅ２高磁歪膜を４ｎｍからなる積層を形成した。
【００８２】
その後、実施例１と同様にしてカーボン膜及び潤滑層を形成し、面内磁気記録媒体Ａ−２を得た。
【００８３】
得られた面内磁気記録媒体Ａ−２の構成を表す概略断面図を図８に示す。
【００８４】
図示するように、この面内磁気記録媒体は、基板１上に、シード層１６、下地層１７、面内磁気記録層２７及び高磁歪層２８からなる積層２９、カーボン保護層２６、及び図示しない潤滑層を順に積層した構成を有する。
【００８５】
得られた面内磁気記録媒体Ａ−２について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表２に示す。
【００８６】
比較例２
比較のため、ＥｒＦｅ２高磁歪膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−２と同様にして、面内磁気記録媒体Ｂ−２を得た。
【００８７】
得られた面内磁気記録媒体Ｂ−２について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表２に示す。
【００８８】
その結果、実施例２の媒体Ａ−２は、その面内保磁力（面内Ｈｃ）が３５５．５ｋＡ／ｍ（４５００Ｏｅ）、面内角型比Ｓが０．８６、保磁力角型比Ｓ＊が０．８２であった。Ｓ＊の値からわかるように、ＭＨループの傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【００８９】
また、０．２５μｍ幅のリングヘッドと０．２２μｍ幅のＧＭＲ再生素子を備えた浮上量１５ｎｍ対応ヘッドを用いて、記録再生特性を評価した。記録分解能の指標として孤立波形の半値幅ＰＷ５０は９．０ナノ秒と良好な値が得られた。また、記録密度５００ｋＦＣＩにおけるＳＮｍは２３．１ｄＢであった。
【００９０】
媒体Ｂ−２は、面内保磁力が３７９．２ｋＡ／ｍ（４８００Ｏｅ）、面内角型比０．７８で、ＰＷ５０が９．２ナノ秒、ＳＮｍ比が２２．６ｄＢであった。
【００９１】
以上のように、媒体Ａ−２の方が媒体Ｂ−２記録分解能より優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。
【００９２】
実施例３
実施例１と同様にして、基板上に、シード層、下地層、硬磁性層、弱磁性層、２つの軟磁性膜からなる軟磁性層を形成した。さらに、この軟磁性層上に歪みを下の軟磁性膜に伝えないようにヤング率がＣｏＺｒＮｂ膜（Ｅ＝１×１０１１Ｎ／ｍ２）より小さくなるようにスズ層（Ｅ＝５×１０１０＋１０Ｎ／ｍ２）を５ｎｍ設けた。さらに、この上にＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜（２×１０−４）を４ｎｍ、この上に配向制御層として、実施例１と同様のＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ膜を５ｎｍ、Ｃｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ膜を１５ｎｍを形成し、この上に垂直記録層として１０−５オーダーの磁歪定数を有するＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜２０ｎｍ形成した。
【００９３】
磁歪定数の大きい膜と軟磁性膜の間に高硬度でヤング率の小さなスズ膜を設けることによって、磁歪の影響が軟磁性膜に伝わりにくく、軟磁磁性膜の特性変化を少なくすることができた。さらに、この上に実施例１と同様にカーボン膜と潤滑層を形成し、垂直磁気記録媒体Ａ−３を得た。
【００９４】
この後、媒体Ａ−３に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【００９５】
媒体Ａ−３の構成を表す概略断面図を図９に示す。
【００９６】
図示するように、この垂直磁気記録媒体Ａ−３は、基板上１に、シード層１６、下地層１７、硬磁性層１８、弱磁性層１９、軟磁性膜２０ａ，２０ｂからなる軟磁性層２０、低弾性層３１、積層３２、及びカーボン層２６が順に積層された構成を有する。この積層３２は、低弾性層３１上に順に形成された高磁歪膜２４、第１の配向制御層２１、第２の配向制御層２２、及び垂直磁気記録層２３を有する。
【００９７】
得られた媒体Ａ−３について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【００９８】
その結果、媒体Ａ−３は、垂直保磁力が２８４．４ｋＡ／ｍ（３６００Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９１、逆磁区発生磁界Ｈｎが３１．６ｋＡ／ｍ（４００Ｏｅ）であった。垂直ＨｃとＨｎの関係からわかるように、高磁歪膜及び低弾性層を形成しない媒体Ｂ−１と比較すると、媒体Ａ−３の方がＭＨループの傾きが急峻となり、記録分解能が向上することがわかった。
【００９９】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は８．３ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．１ｄＢであった。媒体Ｂ−１と比較すると、媒体Ａ−３の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−３のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１の−０．１５％／ｄｅｃａｄｅに比べて媒体Ａ−３は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅとなり、向上がみられた。
【０１００】
実施例４
垂直磁気記録層上に、Ｓｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜の代わりに、１×１０−４の磁歪定数が大きなＰｔＦｅ３膜２ｎｍと異方性Ｈｋが磁気記録層の飽和磁界Ｈｓより大きいＣｏ８０Ｐｔ２０膜２ｎｍと順に形成する以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−４を得た。
【０１０１】
得られた媒体Ａ−４に、実施例１と同様にして半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１０２】
また、Ｃｏ８０Ｐｔ２０膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−４と同様にして媒体Ａ−５を作製した。
【０１０３】
この後、媒体Ａ−５に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１０４】
図１０に、媒体Ａ−４の構成を表す概略断面図を示す。
【０１０５】
図示するように、この媒体Ａ−４は、第２の配向制御層２２上に、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３３及び高Ｈｋ膜３４を形成すること以外は、図１１に示す媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１０６】
図１１に、媒体Ａ−５の構成を表す概略断面図を示す。
【０１０７】
図示するように、この媒体Ａ−５は、第２の配向制御層２２上に、垂直磁気記録層２３及び高磁歪膜２４からなる積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３３を形成すること以外は、図７に示す媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１０８】
得られた媒体Ａ−４及びＡ−５について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【０１０９】
その結果、媒体Ａ−４は、垂直保磁力が２８４．４ｋＡ／ｍ（３６００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９３、逆磁区発生磁界Ｈｎが４３．４５ｋＡ／ｍ（５５０Ｏｅ）であった。
【０１１０】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は８．２ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．４ｄＢであった。
【０１１１】
また、媒体Ａ−５は、垂直保磁力が２５２．８ｋＡ／ｍ（３２００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９０、逆磁区発生磁界Ｈｎが２７．６５ｋＡ／ｍ（３５０Ｏｅ）、ＳＮｍは２３．０ｄＢであり、ＰＷ５０は８．７ナノ秒と媒体Ａ−４よりは広いが、媒体Ｂ−１と比較すると良好であった。
【０１１２】
以上のように、本発明媒体の方が記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−４のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１は−０．１５％／ｄｅｃａｄｅであるのに対し、−０．１１％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。媒体Ａ−５の出力低下も媒体Ｂ−１より良好な−０．１３％／ｄｅｃａｄｅで、媒体Ｂ−１より向上していた。
【０１１３】
実施例５
垂直磁気記録層と高磁歪膜からなる積層を設ける代わりに、垂直磁気記録層として磁化容易軸が垂直方向のＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜を１２ｎｍ、この上に中間層として、磁歪定数が２×１０−４のＳｍ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を２ｎｍ介在させ、さらにＣｏ−１９ａｔ％Ｃｒ−１６ａｔ％Ｐｔ−１ａｔ％Ｂ膜を８ｎｍ形成した積層を設けること以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−６を得た。
【０１１４】
この後、媒体Ａ−６に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１１５】
図１２に、媒体Ａ−６の構成を表す概略断面図を示す。
【０１１６】
図示するように、この媒体Ａ−６は、第２の配向制御層２２上に、積層２５の代わりに、垂直磁気記録層２３、高磁歪膜３７及び垂直磁気記録層２３からなる積層３８を形成すること以外は、媒体Ａ−１と同様の構成を有する。
【０１１７】
得られた媒体Ａ−６について、実施例１と同様に、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。得られた結果を下記表１に示す。
【０１１８】
その結果、媒体Ａ−６の磁気特性は、垂直保磁力が２７２．５５ｋＡ／ｍ（３４５０Ｏｅ）、角型比Ｒｓが０．９１、逆磁区発生磁界Ｈｎが３１．６ｋＡ／ｍ（４００Ｏｅ）であった。垂直ＨｃとＨｎの関係からわかるように、媒体Ａ−６のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【０１１９】
この媒体の記録再生特性を実施例１と同様にして評価したところ、半値幅ＰＷ５０として８．３ナノ秒と良好な値が得られた。また、ＳＮｍは２３．５ｄＢであった。
【０１２０】
以上のように、媒体Ａ−６は、媒体Ｂ−１と比較すると、記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−６のＨｎが増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−１と比較すると−０．１２％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【０１２１】
実施例６
Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ配向制御層及びＣｏ−２６ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−４ａｔ％Ｂ下地膜の代わりに、Ｔｉ膜とＲｕ膜をそれぞれ５ｎｍ形成し、この上に垂直磁気記録層として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｐｔ−１６ａｔ％Ｃｒターゲットを用いて、酸素を含むＡｒ雰囲気中でスパッタし、ＣｏＰｔＣｒＯ膜を２０ｎｍ形成した。さらに、高磁歪膜として、この上に磁歪定数が４×１０−４のＴｂ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を４ｎｍ形成すること以外は、実施例１と同様にして垂直磁気記録媒体Ａ−７とした。
【０１２２】
この後、媒体Ａ−７に、実施例１と同様に、着磁装置を用いて半径方向にパルス磁界を印加し、面内硬磁性膜の磁化を半径方向に揃えた。
【０１２３】
媒体Ａ−７の構成を表す概略断面図を図１３に示す。
【０１２４】
図示するように、媒体Ａ−７は、第１の配向制御層２１及び第２の配向制御層２２とは異なる配向制御層の代わりに、配向制御層３９，４１、積層２５の代わりに、酸素を含む垂直磁気記録層４２及び高磁歪膜４３からなる積層４４を形成すること以外は、実施例１と同様の構成を有する。
【０１２５】
また、比較のため、Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５Ｆｅ２高磁歪膜を形成しないこと以外は、媒体Ａ−７と同様にして従来の垂直磁気記録媒体Ｂ−３を作成した。
【０１２６】
得られた媒体Ａ−７，媒体Ｂ−３について、Ｋｅｒｒ効果測定、及び電磁変換特性評価（記録再生特性評価）を行なった。
【０１２７】
得られた結果を下記表３に示す。
【０１２８】
その結果、媒体Ａ−７は、垂直保磁力が３３１．８ｋＡ／ｍ（４２００Ｏｅ）、角型比Ｒｓ０．９４、逆磁区発生磁界Ｈｎが６７．１５ｋＡ／ｍ（８５０Ｏｅ）であった。ＨｃとＨｎの関係からわかるように、媒体のＭＨループは傾きが急峻であり、記録分解能が高いことがわかった。
【０１２９】
実施例１と同様にして記録再生特性を評価したところ、半値幅ＰＷ５０は７．８ナノ秒と良好な値が得られた。また、記録密度５００ｋＦＣＩでのＳＮｍは２３．３ｄＢであった。
【０１３０】
一方、従来媒体Ｂ−３は、垂直Ｈｃが３５５．５ｋＡ／ｍ（４５００Ｏｅ）、角型比ＲＳが０．９４、逆磁区発生磁界Ｈｎが４７．４ｋＡ／ｍ（６００Ｏｅ）で、ＰＷ５０が８．３ナノ秒、ＳＮｍが２２．４ｄＢであった。
【０１３１】
以上のように、媒体Ａ−７の方が媒体Ｂ−３よりも記録分解能が優れ、ＳＮｍにも向上が見られた。また、媒体Ａ−７のＨｎが媒体Ｂ−３よりも増加していることと対応して、熱揺らぎによる出力低下も、媒体Ｂ−３の−０．１２％／ｄｅｃａｄｅと比較して−０．１０％／ｄｅｃａｄｅに向上していた。
【０１３２】
【表１】
【表２】
【表３】
【０１３６】
【発明の効果】
磁気記録媒体の保磁力分散を実質的に小さくすることにより、その磁化遷移幅を狭くし、記録分解能を向上させるとともに、磁気記録媒体の磁化遷移長の減少及びその異方性磁界Ｈｋを均一化して媒体ＳＮ比を向上させ、さらに良好な耐熱揺らぎ性も確保し、高密度の情報を記録再生し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の第１の例の構成を表す概略断面図
【図２】本発明の磁気記録媒体の第２の例の構成を表す概略断面図
【図３】本発明の磁気記録媒体の第３の例の構成を表す概略断面図
【図４】本発明の磁気記録媒体の第４の例の構成を表す概略断面図
【図５】本発明の磁気記録媒体の第５の例の構成を表す概略断面図
【図６】本発明の磁気記録再生装置の一例の構成を表す斜視図
【図７】本発明の磁気記録媒体の第６の例の構成を表す概略断面図
【図８】本発明の磁気記録媒体の第７の例の構成を表す概略断面図
【図９】本発明の磁気記録媒体の第８の例の構成を表す概略断面図
【図１０】本発明の磁気記録媒体の第９の例の構成を表す概略断面図
【図１１】本発明の磁気記録媒体の第１０の例の構成を表す概略断面図
【図１２】本発明の磁気記録媒体の第１１の例の構成を表す概略断面図
【図１３】本発明の磁気記録媒体の第１２の例の構成を表す概略断面図
【符号の説明】
１…基板、２，２３，２７，４２…磁気記録層、３，８，２４，２８，３３，３７…高磁歪膜、４，６，１２，２５，２９，３２，３５，３６，３８，４４…積層、１８…硬磁性層、１９…弱磁性層、２０…軟磁性層、２６…保護層、１２１…磁気ディスク、１２２…スピンドル、１２３…スライダー、１２４…サスペンション、１２５…アーム、１２６…ボイスコイルモータ、１２７…固定軸
Claims (10)
- 基板上に、磁気記録層、及びその磁歪が該磁気記録層の磁歪よりも大きい高磁歪層を含む積層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記磁気記録層は、垂直磁気異方性を有する垂直磁気記録層であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記基板と前記積層との間に軟磁性層をさらに含み、かつ前記積層はその基板側に、該軟磁性層のヤング率よりも低いヤング率を有する低弾性層をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記高磁歪層は、５×１０−５よりも大きい磁歪定数を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記高磁歪層の飽和磁界は、前記磁気記録層の飽和磁界より大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記高磁歪層は、高磁歪膜と、その飽和磁界が前記磁気記録層の飽和磁界よりも大きな高飽和磁界膜との組み合わせを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記高磁歪層は、ＲＦｅ２（Ｒは希土類元素）、ＴｂＦｅ２、ＥｒＦｅ２、ＳｍｘＤｙ１−ｘＦｅ２，ＴｂｘＤｙ１−ｘＦｅ２、Ｆｅ／Ｐｔ積層膜、及びＣｏ／Ｐｄ積層膜からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から６記載の磁気記録媒体。
- 前記磁気記録層は、コバルト及び鉄のうち少なくとも１つと、白金及びパラジウムのうち少なくとも１つと、クロム及び酸素のうち少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録装置。
- 前記記録再生ヘッドは、単磁極記録ヘッドである請求項９に記載の垂直磁気記録装置
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