JP2004273100A - 反強磁性的に結合したCoCrFe合金第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体 - Google Patents

反強磁性的に結合したCoCrFe合金第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2004273100A
JP2004273100A JP2004030169A JP2004030169A JP2004273100A JP 2004273100 A JP2004273100 A JP 2004273100A JP 2004030169 A JP2004030169 A JP 2004030169A JP 2004030169 A JP2004030169 A JP 2004030169A JP 2004273100 A JP2004273100 A JP 2004273100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
alloy
ferromagnetic
ferromagnetic thin
afc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004030169A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4090437B2 (ja
JP2004273100A5 (ja
Inventor
Hoa Van Do
ホア・バン・ドゥ
Mary F Doerner
マリー・エフ・デルナー
Eric Edward Fullerton
エリック・エドワード・フラートン
David T Margulies
デービッド・ティ・マーグリース
Natacha F Supper
ナターシャ・エフ・サパー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HGST Netherlands BV
Original Assignee
Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV filed Critical Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Publication of JP2004273100A publication Critical patent/JP2004273100A/ja
Publication of JP2004273100A5 publication Critical patent/JP2004273100A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4090437B2 publication Critical patent/JP4090437B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • G11B5/676Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having magnetic layers separated by a nonmagnetic layer, e.g. antiferromagnetic layer, Cu layer or coupling layer
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • G11B5/672Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having different compositions in a plurality of magnetic layers, e.g. layer compositions having differing elemental components or differing proportions of elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/7368Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer
    • G11B5/7373Non-magnetic single underlayer comprising chromium
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/7368Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer
    • G11B5/7379Seed layer, e.g. at least one non-magnetic layer is specifically adapted as a seed or seeding layer
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/739Magnetic recording media substrates
    • G11B5/73911Inorganic substrates
    • G11B5/73921Glass or ceramic substrates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90Magnetic feature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12465All metal or with adjacent metals having magnetic properties, or preformed fiber orientation coordinate with shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

【課題】媒体雑音を減らしたAFC媒体が求められている。
【解決手段】データ記憶のための磁気記録媒体10‘には、非強磁性スペーサ薄膜26を通して反強磁性的に交換結合した少なくとも二つの強磁性薄膜22,24’を持つ磁気記録層20‘を用いる。反強磁性的に結合した(AFC)記録層20‘においては、二つの強磁性薄膜22,24’の磁化モーメント32,34はアンチパラレルに配向され、そしてAFC記録層20‘の実残留磁束密度−厚さの積(Mrt)は二つの強磁性薄膜のMrt値の差である。このMrt値の削減は記録媒体の安定性を下げることなく達成される。AFC記録層の下部の強磁性薄膜24’は強磁性CoCrFe合金であって、それとCr合金下地層13との間にニュークリエーション層を必要としない。AFC記録層における下部の強磁性薄膜としてCoCrFe合金を持つ媒体は、固有の媒体雑音が減少する。
【選択図】図2

Description

本発明は、一般には磁気記録媒体に係わり、より詳細には反強磁性的に結合(AFC)した磁気記録層を持つ磁気記録ディスクに関する。
この出願は、2000年8月4日に米国出願された出願番号09/631,908、「反強磁性的に結合した核形成層として硼素を含まない第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体」に関連しており、ここではこれを参照している。
ハード・ディスク・ドライブの磁気記録ディスクなど、従来の磁気記録媒体には一般に記録媒体として、スパッタ成膜によるコバルト・プラチナ合金(CoPt)などによる粒状の強磁性層が用いられてきた。磁気層の各磁化ドメインは多くの小さい磁化粒で構成されている。磁化されたドメイン間の遷移は記録されたデータの「ビット」を表している。IBMの米国特許第4789598(特許文献1)と5523173(特許文献2)はこの形式の従来の硬質ディスクを説明している。
磁気記録ディスクの記録密度が増加するに従い、残留磁束密度Mr(Mrは強磁性体の単位体積当たりの磁気モーメントを単位とする)と磁性体層の厚さtとの積が減少してきた。同様に、磁性体層の保持磁界あるいは保磁力(Hc)が増加してきた。これがMrt/Hc比の減少へとつながった。この減少の理由は、パラメータMrt/Hcが、高密度で磁化ビットを分解する読み出しヘッドの能力に関係していることにある。Mrt/Hcを減らすと、この能力が増加する。Mrtを減らすためには、磁性体層の厚さtを薄くすることも可能であるが、層の中に記憶されている情報も劣化する可能性があるので限度がある。磁化の劣化は、小さな磁化粒の熱活性化(超常磁性効果)に起因している。磁化粒の熱的な安定性は主としてKVにより決まる。ここでKは層の磁気異方性定数であり、Vは磁化粒の体積である。層の厚さが薄くなると、Vも減少する。もし、層の厚さが薄くなりすぎると、通常のディスク・ドライブの動作環境では記憶された磁化情報はもはや安定ではなくなる。
この問題の解決への一つのアプローチは、より高度の異方性を持つ材料(より高いK)へ移行することである。しかしながら、Kを増やすことは、およそK/M(Mは飽和磁化)と等しい保磁力Hcが大きくなりすぎ、従来の記録ヘッドで書き込むことが困難になることから制約される。同様のアプローチは、MrがMに関係しているので、Mrを下げるために一定の厚さの層の磁性体層のMを下げることであるが、これも書き込み可能な保磁力で制約される。他の解決方法は、粒間の交換を増やし、磁化粒の有効体積を増加させることである。しかしながら、このアプローチは磁性体層の固有の信号対雑音比(SNR)を劣化させることが分かった。
特許文献3(米国特許6280813)では、磁気記録媒体について説明しているが、その磁気記録層は非強磁性体のスペーサ薄膜を通して、少なくとも2枚の強磁性体の薄膜を相互に反強磁性的に結合させたものである。AFC媒体と呼ばれるこの形式の磁気媒体においては、二つの反強磁性的に結合した薄膜の磁化モーメントは、アンチパラレルであり、結果として記憶層の実残留磁化−厚さ積(Mrt)は、二つの強磁性薄膜におけるMrt値の差になる。このMrtの削減は、体積Vを減らすことなく達成される。したがって、記録媒体の熱的な安定性は損なわれない。強磁性体の薄膜の一方は、他方より厚くするが、印加磁界がゼロの時にネット・モーメントは低いがゼロにはならないように厚さを選択する。AFC媒体の1つの実施例では、双方の強磁性薄膜は、スパッタ成膜したCoPtCrB合金薄膜であって、二つのCoPtCrB薄膜間の反強磁性的結合を最大にする厚さのRuスペーサ薄膜で分離されている。
米国特許第4789598号明細書
米国特許第5523173号明細書 米国特許第6280813号明細書
AFC媒体の強磁性薄膜の組成に硼素を含むCoPtCrBのような合金を用いることにより、薄膜面内にこれらの薄膜のC軸が存在するようにCoPtCrBの成長を促進する特殊なオンセットあるいは核形成層(ニュークリエーション層)を用いることが必要になる。ニュークリエーション層は、一般的に非強磁性のCoCr合金であるが、製造ラインで追加のスパッタ装置が必要になる。前に引用した審査中の特許出願において、AFC媒体の下部の強磁性薄膜は、硼素を含まない強磁性CoCr合金であって、それとCrあるいはCr合金の下地層との間にニュークリエーション層を必要としない。この強磁性CoCr合金は十分な飽和磁束密度(Ms)と粒状組織を持ち、AFC記録層に優れた磁気記録性能を発揮させると同時に、ニュークリエーション層として作用しながらスペーサ層を通して上部のCoPtCrB強磁性薄膜のC軸が面内方向に成長するように誘導する。
磁気記録媒体における継続的な問題点は、ディスク・ドライブの全般的な信号対雑音比に大きく寄与する固有媒体雑音である。媒体雑音を減らしたAFC媒体が求められている。
本発明は、非強磁性のスペーサ薄膜を介して反強磁性的に相互に結合している少なくとも二つの強磁性薄膜を有するAFC磁気記録媒体に関するものである。この反強磁性的に結合した(AFC)記録層においては、2つの強磁性薄膜の磁気モーメントはアンチパラレルに配向されており、AFC記録層の実残留磁気−厚さの積(Mrt)は、二つの強磁性薄膜のMrt値の差である。このMrt値の削減は記録媒体の熱安定性を下げることなく達成されている。AFC記録層の下部の強磁性薄膜は強磁性CoCrFe合金で、それとCr合金下地層との間にニュークリエーション層を必要としない。第1のすなわち下部の強磁性薄膜であるCoCrFe合金のAFC媒体の固有媒体雑音は低減されている。
本発明の本質と利点をさらによく理解するためには、付図と共に以下の詳細説明を参照すべきである。
本発明によれば、媒体雑音を減らしたAFC媒体を提供することができる。
《AFC媒体ディスクの全体構造》
本発明の磁気記録ディスクは、1枚ないしはそれ以上の非強磁性スペーサ薄膜により隣接する強磁性薄膜に反強磁性的(AF)に結合する2枚ないしはそれ以上の強磁性薄膜で出来ている磁気記録層を持つ形式である。図1は、反強磁性的に結合した(AFC)磁気層20を有するディスク10の断面構成を示す。
基板(サブストレート)11は、NiPの表面メッキをつけた、ガラス、SiC/Si、セラミック、石英やAlMg合金ベースなどの任意の適当な材料である。シード層12はオプションの層で、下地層13の成長を高めるために用いられることがある。シード層12は、もっとも一般的には、サブストレート11がガラスのように非金属の場合に用いられる。シード層12は厚さがおよそ1から50nmの範囲のTa、CrTi、NiAlあるいはRuAlのような材料の一つであって、これらは好ましい結晶配向に次の層の成長を促進するためのシード材料として有用である。プリシード層(図示せず)が、ガラスのサブストレート11とシード層12の間に用いられる場合もある。下地層13は、もしあれば、シード層12の上に、そうでなければサブストレート11の上に直接成膜され、CrVあるいはCrTiなどのクロムあるいはクロム合金の非磁性材料である。下地層13は通常は約10nmであるが、5から100nmの範囲の厚さである。
AFC磁性体層20は非強磁性スペーサ薄膜26により分離された2枚の強磁性薄膜22と24で出来ている。非強磁性スペーサ薄膜26の厚さと組成は、隣接する薄膜22と24の磁化モーメント32と34が、それぞれ非強磁性スペーサ薄膜26を通してAF結合され、ゼロ印加磁場においてアンチパラレルになるように選ばれる。層20の2つのAF結合した薄膜22と24は、上側の薄膜22がより大きい磁化モーメントを持ちながら、アンチパラレルに配向された磁化モーメントを持つ。強磁性薄膜22と24は、4から20の原子パーセント(at.%)のプラチナと、10から23at.%のクロムと、2から20at.%の硼素を含むCoPtCrB合金で出来ている。非強磁性スペーサ薄膜26はルテニューム(Ru)で出来ている。
AFC磁性体層20の第1強磁性薄膜24は硼素を含むCoPtCrB合金で出来ているので、下地層13の上に非常に薄い(通常は1から5nm)コバルト合金のオンセットあるいは核形成層(ニュークリエーション層)14が成膜される。ニュークリエーション層14は、そのC軸が薄膜の面内方向に配向されるように薄膜24の六方晶系最密充填(HCP)CoPtCrB合金の成長を向上するように選択された組成を持つ。第1CoPtCrB薄膜24の適正な結晶構造により、今度は、Ruスペーサ薄膜26を通し、そのC軸を面内方向に配向するように、第2CoPtCrB薄膜22の成長を促進させる。
もしCoPtCrB薄膜24をニュークリエーション層なしにCr合金の下地層13上に直接成長させた場合は、そのC軸は薄膜の面内方向には成長せず、結果として低い記録性能となる。高性能の媒体に必要である記録層の微粒化を達成するためには、硼素の存在が重要であることはよく知られている。したがって、ニュークリエーション層14により、記録層として硼素を含む合金を使用することが出来る。ニュークリエーション層14は、通常はCr>=31at.%のCoCr合金のような、非強磁性Co合金である。このCoCr組成は非強磁性あるいは僅かに強磁性の相を発生させる。
図1の層20の構造のような非強磁性遷移金属スペーサ薄膜を経由する強磁性薄膜のAF結合は、広く研究され、論文にも書かれている。一般には、スペーサ薄膜の厚さを増やしていくと、交換カップリングは強磁性から非強磁性へと変動する。特定の材料の組み合わせに関わるこの変動する結合関係は、パーキン等の「金属超格子構造:Co/Ru、Co/CrとFeCrにおける交換結合と磁気抵抗の変動」Phys. Rev. Lett., Vol.64, p.2034(1990)に述べられている。材料の組み合わせには、Co、Fe、NiとこれらのNi−Fe、Ni−CoやFe−Coなどの合金の強磁性薄膜と、Ru、クロム(Cr)、ロジューム(Rh)、イリジューム(Ir)、銅(Cu)やこれらの合金の非強磁性スペーサ薄膜が含まれる。このような材料の各組み合わせについて、もし知られていないならば、変動交換結合関係を決定し、二つの強磁性薄膜間の反強磁性結合を確かなものにするために、非強磁性スペーサ薄膜の厚さを選択しなければならない。変動の期間は非強磁性スペーサ材料によって決まるが、しかし変動結合の強度と位相はまた、強磁性材料と界面の質に依存する。
層20のこのAFC構造について、隣接する薄膜22と24の磁化モーメント32と34の配向はそれぞれアンチパラレルに配列され、そして破壊的に付加される。矢印32と34は、AF結合薄膜26を通して直接上下になっている個々の磁化ドメインのモーメント配向を示している。
図1は二つの薄膜構造と単一スペーサ薄膜を持つAFC磁気層20について示しているが、一方AFCディスクは強磁性薄膜の間にAF結合スペーサ薄膜を持つ追加の強磁性薄膜を持つこともある。
《CoCrFe下部強磁性薄膜を有するAFCディスクの構造》
ガラスのサブストレートとCoPtCrBの単層磁気層を有する高性能な商業的に入手可能なディスクは、6層まで必要となる。これらの層は、ガラス・サブストレート上のプリシード層(図1には表示せず)と、シード層と、下地層と、非強磁性(または僅かに強磁性)のCoCrニュークリエーション層と、CoPtCrB磁気層と、保護膜である。サーキュラスM12のような一般的な製造用スパッタリング設備は、2台の加熱装置と1台の冷却装置を用いるとして、現状では実際のスパッタに利用可能なのは7台の装置である。AFC磁気層は、1個の磁気層を3個の層で置き換えるので、1枚のAFCディスクを作成するのに必要なスパッタリング・カソードの数は8個である。この数は、上記で説明した構成のサーキュラスM12上で現在利用可能な数よりも大きい。他の形式の製造用スパッタ設備もおそらく限られた数のスパッタリング・カソードしか持たないので、AFC媒体の実用が困難になる。
ある種の材料が、AFC層で下部強磁性薄膜としての働きをし、またRuスペーサ層を通して第2CoPtCrB薄膜の面内でのC軸成長を促進する二つの目的の役に立つことが出来る。これにより、ニュークリエーション層とAFC層の下側の強磁性薄膜を組み合わせて1つの層にすることが可能になり、したがって1台のスパッタリング・カソードだけが必要となる。これにより、AFCディスク構成のスパッタ層の総数が減り、それにより見込まれる製造上の問題点が解決される。前に引用した審査中の特許出願が、425emu/ccの飽和磁束密度(Ms)を持つ強磁性Co78Cr22が、AFC構成においてオンセットあるいはニュークリエーション層、そして下層薄膜として有効であることを示した。
本発明においては、CoCrFe合金は、AFC記録においてオンセットあるいはニュークリエーション層、そして下部薄膜の双方に有効であり、AFC媒体の信号対雑音比を大幅に向上させる。FeをCo合金に添加することは、粒間交換結合を加えることになることが知られており、通常は記録特性に害があると見なされていたので、これは驚くべき結果である。前に引用した‘813特許で説明されているように、粒間交換結合は媒体雑音を増やすことが知られているので、媒体雑音を減らすためには孤立磁化粒を持つ、すなわち粒間交換結合の無い粒状強磁性材料を用いるのが有利である。このように、AFC媒体において、CoCrFeの下部薄膜が媒体雑音を減らすことは予想外であった。
図2は本発明におけるAFCディスク10’の好適な構造例を示す。この実施例における各種の層の厚さと組成を下記に示す。
プリシード層:Cr50Ti50(20〜50nm)
シード層12:Ru50Al50(8〜20nm)
下地層13:Cr80Ti20(6〜20nm)
下地層13の直接上の下部AFC薄膜24’:
Co(100−x−y)CrFe、但し2<x<25、2<y<30
スペーサ層26:RuあるいはCr(0.4〜1.0nm)
表面のAFC薄膜22:Co(100−x−y−z)PtCr、但し6<y<25、10<x<25、6<z<15
本実施例においては、特別なニュークリエーション層なしに底部AFC薄膜として機能するCoCrFe合金は、およそ2から30at.%のFe成分と、およそ2から25at.%のCr成分を持つ。Fe濃度は底部AFC薄膜に必要な厚さとMrtにより主として決定される。CrとFeのat.%により、所定の厚さについてのCoCrFe薄膜のMrtが決まる。Feの上限は、CoCrFe合金のHCP構造が失われる辺りの量であって、したがって上部CoPtCrB薄膜の面内C軸成長との兼ね合いで決定される。Cr上限は約25at.%であり、CoCrFe合金が非強磁性になる辺りの量である。CoCrFe薄膜の要求される厚さは最適の薄膜成長と記録性能により決まり、通常はおよそ0.5と3.5nmの間である。
図3は、数枚のディスクについて、孤立波パルスと異なった記録密度(1000磁束変化/インチまたはkfci)での実測雑音との実測比(SNR)を示す。これらの媒体は、下地層と表面のAFC薄膜の双方とも同じ厚さと同じ合金で、同じ成長条件下にて成長したものである。表面AFC薄膜はMrt=0.39emu/cmを持つ。複合Mrtは凡例に明細があり、表面AFC薄膜のMrtから下層AFC薄膜のMrtを差し引くことで得られる。図3は、下部薄膜としてCoCrFe合金を用いたAFC媒体は、前述で引用した審査中の特許出願で説明された下部薄膜としてCoCr合金を用いたAFC媒体よりかなり高いSNRを持つことを示す。図3はまた、幾つかのMrt値を持つCoCr下部薄膜によるAFC媒体に比較しても、CoCrFe下部薄膜によるAFC媒体では、改良されたSNRが得られることを示す。
本発明について、好適な実施例を参照しながら個々に示し、あるいは説明してきたが、この分野に熟練した人にとって、本発明の精神や趣旨や教示から外れることなく、形態や細部について各種の変更を行ない得ることは明白である。したがって、開示された本発明は、説明の目的のためであって、特許請求の範囲で規定された範囲によってのみ規定されるものである。
前に引用した審査中の特許出願で従来技術として説明したAFC磁気記録ディスクの概略断面図である。 本発明によるAFC磁気記録ディスクの概略断面図である。 CoCrFeの下部AFC薄膜を持つ幾つかのディスクに関する、異なった記録密度(1000磁束変化/1インチまたは、kfci)で記録された磁化遷移についての孤立信号パルス波形と実測された雑音(SNR)との実測比率のグラフである。
符号の説明
10‘…磁気記録ディスク、11…サブストレート、12…シード層、13…下地層、
20‘…磁気記録層(AFC記録層)、22…上部強磁性薄膜、24’…下部強磁性薄膜、
26…非強磁性スペーサ薄膜(AF結合薄膜)、32,34…磁化モーメント。

Claims (17)

  1. サブストレートと、
    前記サブストレート上にありCrとCrの合金から成るグループから選択された非強磁性の下地層と、
    前記下地層の上に直接かつ接触して形成されており、本質的にコバルト(Co)とクロム(Cr)と鉄(Fe)から成る合金である第1の強磁性薄膜と、
    前記第1の強磁性薄膜上の非強磁性スペーサ薄膜と、
    前記スペーサ薄膜上にあり、CoとBを含む合金であり、前記スペーサ薄膜を通して前記第1の強磁性薄膜と反強磁性的に交換結合している第2の強磁性薄膜と、を有することを特徴とする磁気記録ディスク。
  2. 前記下地層は、Crとチタン(Ti)のみの合金であることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  3. さらに、前記サブストレートと前記下地層の間にシード層を有し、前記下地層が直接前記シード層上に接触して形成されていることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  4. 前記シード層は、ルテニューム(Ru)とアルミニューム(Al)のみの合金であることを特徴とする請求項3記載のディスク。
  5. 前記シード層は、ニッケル(Ni)とアルミニューム(Al)のみの合金であることを特徴とする請求項3記載のディスク。
  6. 前記スペーサ薄膜は、本質的にルテニューム(Ru)から成ることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  7. 前記第2の強磁性薄膜は、さらにCrとPtを含む合金であることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  8. 前記サブストレートはガラスであることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  9. さらに、前記第2の強磁性薄膜上に形成された保護膜を有することを特徴とする請求項1記載のディスク。
  10. 前記第1の強磁性薄膜はCoとCrとFeのみの合金であることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  11. 前記第1の強磁性薄膜は、Co(100−x−y)CrFe、但しxは2と25の間で、yは2と30の間である、の組成を持つことを特徴とする請求項1記載のディスク。
  12. 前記第1の強磁性薄膜は、およそ0.5と3.5nmの間の厚さを持つことを特徴とする請求項1記載のディスク。
  13. 前記第1の強磁性薄膜はt1の厚さとM1の磁化を持ち、前記第2の強磁性薄膜はt2の厚さとM2の磁化を持ち、前記第1と第2の強磁性薄膜の単位面積当たりの磁化モーメント(M1×t1)と(M2×t2)は、それぞれ互いに異なっていることを特徴とする請求項1記載のディスク。
  14. ガラスのサブストレートと、
    前記サブストレート上にあり、CrとCrV合金とCrTi合金から成るグループから選択された下地層と、
    およそ2と25原子パーセントの間であるCrとおよそ2と30原子パーセントの間であるFeとCoのみの合金であり前記下地層の上に直接かつ接触する第1の強磁性薄膜と、前記第1の強磁性薄膜上にありRuとCrとRhとIrとCuとこれらの合金から成るグループから選択された材料による非強磁性スペーサ薄膜と、前記スペーサ薄膜上にありCoとBを含む合金の第2の強磁性薄膜とを有し、前記スペーサ薄膜は前記第2の強磁性薄膜が当該スペーサ薄膜を通して前記第1の強磁性薄膜に反強磁性的に交換結合されるように誘導するために十分な厚さを持つ、前記下地層上にある磁気記録層と、
    前記磁気記録層上に形成された保護膜と、を有することを特徴とする磁気記録ディスク。
  15. さらに、前記サブストレートと前記下地層の間にシード層を有し、前記下地層はCrとTiのみの合金であり前記シード層上に直接かつ接触して形成されていることを特徴とする請求項14記載のディスク。
  16. 前記シード層は、RuAl合金とNiAl合金から成るグループから選択されることを特徴とする請求項15記載のディスク。
  17. 前記スペーサ薄膜は、Ruであることを特徴とする請求項16記載のディスク。
JP2004030169A 2003-03-11 2004-02-06 反強磁性的に結合したCoCrFe合金第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体 Expired - Fee Related JP4090437B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/386,834 US6835476B2 (en) 2003-03-11 2003-03-11 Antiferromagnetically coupled magnetic recording media with CoCrFe alloy first ferromagnetic film

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004273100A true JP2004273100A (ja) 2004-09-30
JP2004273100A5 JP2004273100A5 (ja) 2007-02-15
JP4090437B2 JP4090437B2 (ja) 2008-05-28

Family

ID=32961764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004030169A Expired - Fee Related JP4090437B2 (ja) 2003-03-11 2004-02-06 反強磁性的に結合したCoCrFe合金第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6835476B2 (ja)
JP (1) JP4090437B2 (ja)
CN (1) CN100336109C (ja)
SG (1) SG115703A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070122660A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Seagate Technology Llc Magnetic recording media with manganese-containing underlayer
JP5422912B2 (ja) * 2008-04-30 2014-02-19 富士通株式会社 磁気記録媒体及びその製造方法及び磁気記録再生装置
US20100208386A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Perpendicular magnetic recording medium with anti-ferromagnetically coupled magnetic layers and magnetic storage apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5465185A (en) * 1993-10-15 1995-11-07 International Business Machines Corporation Magnetoresistive spin valve sensor with improved pinned ferromagnetic layer and magnetic recording system using the sensor
US6372330B1 (en) * 1999-10-08 2002-04-16 International Business Machines Corporation Laminated magnetic recording media with antiferromagnetically coupled layers as the individual magnetic layers in the laminate
US6280813B1 (en) 1999-10-08 2001-08-28 International Business Machines Corporation Magnetic recording media with antiferromagnetically coupled ferromagnetic films as the recording layer
US6383668B1 (en) * 2000-03-27 2002-05-07 International Business Machines Corporation Magnetic recording media with antiferromagnetically coupled host layer for the magnetic recording layer
US6537684B1 (en) * 2000-08-04 2003-03-25 International Business Machines Corporation Antiferromagnetically coupled magnetic recording media with boron-free first ferromagnetic film as nucleation layer
US6761982B2 (en) * 2000-12-28 2004-07-13 Showa Denko Kabushiki Kaisha Magnetic recording medium, production process and apparatus thereof, and magnetic recording and reproducing apparatus
DE10297472T5 (de) * 2001-11-30 2004-11-18 Seagate Technology Llc, Scotts Valley Antiparallel ferromagnetisch gekoppelte Vertikalmagnetaufzeichnungsmedien

Also Published As

Publication number Publication date
JP4090437B2 (ja) 2008-05-28
US20040180173A1 (en) 2004-09-16
SG115703A1 (en) 2005-10-28
CN100336109C (zh) 2007-09-05
CN1542746A (zh) 2004-11-03
US6835476B2 (en) 2004-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6594100B2 (en) Method for recording magnetic transitions on recording layer having antiferromagnetically coupled ferromagnetic films
EP1305796B1 (en) Laminated magnetic recording media
US6773834B2 (en) Laminated magnetic recording media with antiferromagnetically coupled layer as one of the individual magnetic layers in the laminate
US6468670B1 (en) Magnetic recording disk with composite perpendicular recording layer
US6537684B1 (en) Antiferromagnetically coupled magnetic recording media with boron-free first ferromagnetic film as nucleation layer
Oikawa et al. High performance CoPtCrO single layered perpendicular media with no recording demagnetization
EP1275110B1 (en) Magnetic recording medium
JP2005276410A (ja) 強磁性結合された多重の下層を有する反強磁性結合された磁性層を備えた磁気記録ディスク
EP1930882A1 (en) Perpendicular magnetic recording medium with multilayer recording structure including intergranular exchange enhancement layer
US6537638B2 (en) Magnetic recording disk with perpendicular magnetic recording layer and multilayered underlayer structure
JP2005243220A (ja) 多層下部層を有する反強磁性結合磁性層を備えた磁気記録ディスク
JP4090437B2 (ja) 反強磁性的に結合したCoCrFe合金第1強磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体
JP2005092918A (ja) アモルファス軟磁性膜を有する垂直磁気記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061219

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061219

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20061219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070821

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20071121

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20071127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees