JP3041702B2 - 水平記録用記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、水平記録のための薄膜合金磁気記録媒体に
関し、詳しくは、高い線記録密度での固有媒体ノイズの
低いCoPt合金またはCoNi合金ディスクに関する。
関し、詳しくは、高い線記録密度での固有媒体ノイズの
低いCoPt合金またはCoNi合金ディスクに関する。
B.従来の技術 ピーク・ジッタ及び媒体の信号対雑音比（SNR）で測
定されるような固有媒体ノイズの磁気記録システムにお
けるビット誤り率に対する影響は、「磁気記録における
誤り率におけるビット・シフト分布の影響（Effect of
Bitshift Distribution on Error Rate in Magnetic Re
cording）」、IEEE Trans.on Magnetics、Vol.MAG-15、
pp.1050-1053、1979でカッツ（Katz）等によって説明さ
れている。媒体のSNRの測定については、ベルク（Bel
k）等が、「高性能剛性記録媒体に関する固有信号対雑
音比の測定（Measurement of the Intrinsic Signal-to
-Noise Ratio for High Performance Rigid Recording
Media）」、J.Appl.Physics、59（２）、January 15、1
986、pp.557-562に記述している。
定されるような固有媒体ノイズの磁気記録システムにお
けるビット誤り率に対する影響は、「磁気記録における
誤り率におけるビット・シフト分布の影響（Effect of
Bitshift Distribution on Error Rate in Magnetic Re
cording）」、IEEE Trans.on Magnetics、Vol.MAG-15、
pp.1050-1053、1979でカッツ（Katz）等によって説明さ
れている。媒体のSNRの測定については、ベルク（Bel
k）等が、「高性能剛性記録媒体に関する固有信号対雑
音比の測定（Measurement of the Intrinsic Signal-to
-Noise Ratio for High Performance Rigid Recording
Media）」、J.Appl.Physics、59（２）、January 15、1
986、pp.557-562に記述している。
本出願人の米国特許明細書第4789598号には、高いCr
の濃度により、高記録密度での固有の媒体ノイズが減少
するCoPtCr金属合金磁気記録ディスクが記載がされてい
る。
の濃度により、高記録密度での固有の媒体ノイズが減少
するCoPtCr金属合金磁気記録ディスクが記載がされてい
る。
C.発明が解決しようとする課題 CoPt合金及びCoNi合金媒体を含む、薄膜合金媒体に関
する問題の１つは、線記録密度の増加に伴い媒体ノイズ
が増加することである。媒体ノイズは、磁気遷移におけ
る不規則から生じ、リードバック信号ピークのランダム
なシフトをもたらす。このようなランダム・シフトを、
「ピーク・ジッタ」または「タイム・ジッタ」と呼ぶ。
したがって、媒体ノイズが増加すればするほど、ビット
誤り率も高くなる。したがって、発生するノイズが最大
許容レベル未満である薄膜金属合金媒体を開発し、デー
タを最大線密度で記録できるようにすることが望まし
い。
する問題の１つは、線記録密度の増加に伴い媒体ノイズ
が増加することである。媒体ノイズは、磁気遷移におけ
る不規則から生じ、リードバック信号ピークのランダム
なシフトをもたらす。このようなランダム・シフトを、
「ピーク・ジッタ」または「タイム・ジッタ」と呼ぶ。
したがって、媒体ノイズが増加すればするほど、ビット
誤り率も高くなる。したがって、発生するノイズが最大
許容レベル未満である薄膜金属合金媒体を開発し、デー
タを最大線密度で記録できるようにすることが望まし
い。
D.課題を解決するための手段 本発明は、ディスク構造内の磁気記録層が、比較的薄
い非磁性スペーサー膜によって隔てられた比較的薄いCo
Pt合金磁性膜またはCoNi合金磁性膜の積層構造である、
水平記録のための改善されたCoPtベースの合金磁気記録
ディスク、またはCoNiベースの合金磁気記録ディスクで
ある。
い非磁性スペーサー膜によって隔てられた比較的薄いCo
Pt合金磁性膜またはCoNi合金磁性膜の積層構造である、
水平記録のための改善されたCoPtベースの合金磁気記録
ディスク、またはCoNiベースの合金磁気記録ディスクで
ある。
E.実施例 CoPt合金積層ディスクに対する改善されたSNR及び、
膜の数及び厚さに対するその改善の依存度を説明するた
めに、各種のCoPt合金ディスクに、各種非磁性スペーサ
膜を組み込んだ。
膜の数及び厚さに対するその改善の依存度を説明するた
めに、各種のCoPt合金ディスクに、各種非磁性スペーサ
膜を組み込んだ。
ディスクは、RF-DCマグネトロン・スパッタリング・
システム（Ｓガン）で作成された。付着前のArスパッタ
リング圧力は約１×10-7Torrで、各付着期間中3.2mTorr
に保持された。すべての付着は、基板を加熱せずに行な
われた。基板は、5 1/4"のAlMg/NiPディスクであった。
基板の表面はRF放電により清浄とされ、Mo、Crあるいは
CrVの下層（厚さ300-400オングストローム）は、磁性層
の積層の前に基板上にスパッタリングにより付着され
た。次に、磁性層（磁性膜及びスペーサ）を、スパッタ
リング源を変えることによってスパッタリングにより付
着し、積層構造を形成した。
システム（Ｓガン）で作成された。付着前のArスパッタ
リング圧力は約１×10-7Torrで、各付着期間中3.2mTorr
に保持された。すべての付着は、基板を加熱せずに行な
われた。基板は、5 1/4"のAlMg/NiPディスクであった。
基板の表面はRF放電により清浄とされ、Mo、Crあるいは
CrVの下層（厚さ300-400オングストローム）は、磁性層
の積層の前に基板上にスパッタリングにより付着され
た。次に、磁性層（磁性膜及びスペーサ）を、スパッタ
リング源を変えることによってスパッタリングにより付
着し、積層構造を形成した。
表１は、厚さ80オングストロームの非磁性Cr80V20膜
で隔てられた２枚の膜からなる層（２×250オングスト
ローム）と比較した、膜が１枚（550オングストロー
ム）のCo74Pt9Cr17層の磁気特性の図である。
で隔てられた２枚の膜からなる層（２×250オングスト
ローム）と比較した、膜が１枚（550オングストロー
ム）のCo74Pt9Cr17層の磁気特性の図である。
第１図は、データが表１に示されている２枚のディス
クに関するSNR（dB）と線記録密度の図である。この場
合、SNRはRMS媒体ノイズ（マイクロボルト）に対するベ
ース−ピーク信号振幅（マイクロボルト）の比率であ
る。CoPtCrの２膜構造が、3000磁束反転/mm（fr/mm）で
約8-9dBだけSNRを増加させるということに留意された
い。２枚のCoPtCr膜を隔てている80オングストロームの
Cr80V20層は、絶縁されたリードバック・パルスには何
ら影響しないので、この積層が、記録特性に悪影響を及
ぼさないということを示している。
クに関するSNR（dB）と線記録密度の図である。この場
合、SNRはRMS媒体ノイズ（マイクロボルト）に対するベ
ース−ピーク信号振幅（マイクロボルト）の比率であ
る。CoPtCrの２膜構造が、3000磁束反転/mm（fr/mm）で
約8-9dBだけSNRを増加させるということに留意された
い。２枚のCoPtCr膜を隔てている80オングストロームの
Cr80V20層は、絶縁されたリードバック・パルスには何
ら影響しないので、この積層が、記録特性に悪影響を及
ぼさないということを示している。
第２図は、隣接している膜がCr80V20非磁性スペーサ
膜（40オングストローム）によって隔てられているよう
な６枚以内の膜（６×90オングストローム）のCoPtCrの
積層化の影響の図である。６枚膜積層構造の場合の約20
dBのSNRに比べ、１枚の膜構造の場合、SNRは3000fr/mm
でわずか約5dBである。
膜（40オングストローム）によって隔てられているよう
な６枚以内の膜（６×90オングストローム）のCoPtCrの
積層化の影響の図である。６枚膜積層構造の場合の約20
dBのSNRに比べ、１枚の膜構造の場合、SNRは3000fr/mm
でわずか約5dBである。
信号及びノイズに対する積層化の影響の全体的比較図
を第３図に示す。明らかに、信号に対する積層の影響は
最小であるが、ノイズの減少は積層での膜の数が増加す
るとともに大幅に向上する。
を第３図に示す。明らかに、信号に対する積層の影響は
最小であるが、ノイズの減少は積層での膜の数が増加す
るとともに大幅に向上する。
第４図は、線密度の関数として、80オングストローム
または40オングストロームの非磁性Moのいずれかを積層
したCo68Pt12Mo20ディスクに関するSNRデータの図であ
る。積層が、１枚の膜構造及び２枚の膜構造でのCoPtCr
の場合と類似した態様で、3000fr/mmにおけるSNRを向上
させているということに留意されたい。しかしながら、
80オングストロームのMoスペーサ膜を有する３枚膜構造
（３×134オングストローム）は、２枚構造ほどには良
好ではなかった。Moスペーサの厚さを80オングストロー
ムから40オングストロームに減らした場合、SNRが向上
した。これは、非磁性スペーサ膜をたとえば80オングス
トローム以下でできるかぎり薄くする、すなわち、磁性
膜の成長を可能にするだけの最低の厚さにすることが望
ましいことを示している。
または40オングストロームの非磁性Moのいずれかを積層
したCo68Pt12Mo20ディスクに関するSNRデータの図であ
る。積層が、１枚の膜構造及び２枚の膜構造でのCoPtCr
の場合と類似した態様で、3000fr/mmにおけるSNRを向上
させているということに留意されたい。しかしながら、
80オングストロームのMoスペーサ膜を有する３枚膜構造
（３×134オングストローム）は、２枚構造ほどには良
好ではなかった。Moスペーサの厚さを80オングストロー
ムから40オングストロームに減らした場合、SNRが向上
した。これは、非磁性スペーサ膜をたとえば80オングス
トローム以下でできるかぎり薄くする、すなわち、磁性
膜の成長を可能にするだけの最低の厚さにすることが望
ましいことを示している。
CoPtCrの磁性膜がMoと合金化されており、Moの非磁性
スペーサ膜（40オングストローム）により隔てられてい
るディスクでは、SNRの改善について同様な結果が得ら
れる。SNRの改善結果は、スペーサ膜が厚さ約40ないし8
0オングストロームの間のCrMoあるいはCrVである場合、
本発明にしたがって作成されたディスクでも観察され
た。
スペーサ膜（40オングストローム）により隔てられてい
るディスクでは、SNRの改善について同様な結果が得ら
れる。SNRの改善結果は、スペーサ膜が厚さ約40ないし8
0オングストロームの間のCrMoあるいはCrVである場合、
本発明にしたがって作成されたディスクでも観察され
た。
本発明にしたがって作成された低ノイズ積層薄膜CoPt
合金ディスクは、単一の薄いCoPt合金膜が厚い膜に比べ
すぐれた低ノイズ特性を示すという発見に基づいている
（第５図参照。ただし、SOは、絶縁遷移のゼロ・ピーク
信号振幅である）。さらに、CoPt合金膜の厚さの減少に
よるSNRの改善が飽和保磁力の角形比S*の減少を伴うこ
とも経験的に判明している（第６図参照）。低いS*値は
多結晶CoPt合金膜における粒子間の交換結合度が低いこ
とを示していると考えられる。このように、本発明で
は、従来の薄膜CoPt合金ディスクとは逆に、比較的低い
S*、好ましくは0.6ないし0.8の値を各層が有する複数層
の積層を与えることが望ましい。これは、固有媒体ノイ
ズが低下するからである。第５図及び６図を参照する
と、このような現象がCoNi合金薄膜にも適用可能である
ということが明らかである。このように、改善された低
ノイズの媒体は、非磁性スペーサ薄膜とCoNi合金薄膜の
積層によっても可能となると考えられる。
合金ディスクは、単一の薄いCoPt合金膜が厚い膜に比べ
すぐれた低ノイズ特性を示すという発見に基づいている
（第５図参照。ただし、SOは、絶縁遷移のゼロ・ピーク
信号振幅である）。さらに、CoPt合金膜の厚さの減少に
よるSNRの改善が飽和保磁力の角形比S*の減少を伴うこ
とも経験的に判明している（第６図参照）。低いS*値は
多結晶CoPt合金膜における粒子間の交換結合度が低いこ
とを示していると考えられる。このように、本発明で
は、従来の薄膜CoPt合金ディスクとは逆に、比較的低い
S*、好ましくは0.6ないし0.8の値を各層が有する複数層
の積層を与えることが望ましい。これは、固有媒体ノイ
ズが低下するからである。第５図及び６図を参照する
と、このような現象がCoNi合金薄膜にも適用可能である
ということが明らかである。このように、改善された低
ノイズの媒体は、非磁性スペーサ薄膜とCoNi合金薄膜の
積層によっても可能となると考えられる。
上記説明は、記録媒体の一部を形成する本発明による
構造のみに関するものであり、媒体の従来のよく知られ
た部分及び媒体の組立プロセスに関するものではない。
たとえば、薄膜金属合金ディスクの組立では、磁性膜上
にスパッター・カーボン膜のような保護皮膜を設けるこ
とが周知である。本発明では、保護皮膜が、積層膜構造
内の一番上の膜に形成されている。
構造のみに関するものであり、媒体の従来のよく知られ
た部分及び媒体の組立プロセスに関するものではない。
たとえば、薄膜金属合金ディスクの組立では、磁性膜上
にスパッター・カーボン膜のような保護皮膜を設けるこ
とが周知である。本発明では、保護皮膜が、積層膜構造
内の一番上の膜に形成されている。
F.発明の効果 得られる積層ディスク構造の固有媒体ノイズは、高い
線記録密度で大幅に減少した。非磁性スペーサー膜を可
能なかぎり薄く、すなわち後で付着される磁性膜の特質
を効果的に遮断するに充分な厚さに保持した場合に、改
善された信号対雑音比（SNR）の長所が最もよく達成さ
れる。
線記録密度で大幅に減少した。非磁性スペーサー膜を可
能なかぎり薄く、すなわち後で付着される磁性膜の特質
を効果的に遮断するに充分な厚さに保持した場合に、改
善された信号対雑音比（SNR）の長所が最もよく達成さ
れる。
第１図は、単一層ならびに２層のCoPtCrディスク構造の
SNR対線密度のグラフである。 第２図は、膜の数が増加した場合に、ノイズが減少する
ことを示す、各種の積層CoPtCrディスク構造の線密度の
関数としてのSNRの図である。 第３図は、積層ディスク構造内の膜の数の関数として、
信号とノイズの測定値を表した棒グラフである。 第４図は、膜の数が増加した場合に、ノイズが減少する
ことを示す、CoPtMoディスクの線密度の関数としてのSN
Rの図である。 第５図は、磁性膜の厚さの関数としての、媒体のノイズ
と信号の振幅の比率の図である。 第６図は、磁性膜の厚さの関数としての飽和保磁力の方
形性の図である。
SNR対線密度のグラフである。 第２図は、膜の数が増加した場合に、ノイズが減少する
ことを示す、各種の積層CoPtCrディスク構造の線密度の
関数としてのSNRの図である。 第３図は、積層ディスク構造内の膜の数の関数として、
信号とノイズの測定値を表した棒グラフである。 第４図は、膜の数が増加した場合に、ノイズが減少する
ことを示す、CoPtMoディスクの線密度の関数としてのSN
Rの図である。 第５図は、磁性膜の厚さの関数としての、媒体のノイズ
と信号の振幅の比率の図である。 第６図は、磁性膜の厚さの関数としての飽和保磁力の方
形性の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエームズ・ケント・ハワード アメリカ合衆国カリフオルニア州モーガ ン・ヒル、カサ・グランデ・コート2705 番地 (72)発明者 ステイブン・ユージン・ランバート アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ ホセ、ヒデン・クリーク・ドライブ6506 番地 (72)発明者 イアン・リユーズ・サンダーズ アメリカ合衆国カリフオルニア州モーガ ン・ヒル、ワイルド・オーク・ウエイ 16725番地 (56)参考文献 特開 昭59−142744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−257618（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、 基板上に形成された積層磁性層とを含み、 該積層磁性層がさらに、プラチナ及びモリブデンを含有
するコバルト・ベースの合金の磁性膜とモリブデンから
なる非磁性スペーサ膜とが交互に積層されている膜を含
み、前記積層磁性層が、２枚以上の前記磁性膜と、１枚
以上の前記スペーサ膜を有している、水平記録用の磁気
記録媒体。 - 【請求項２】基板と、 基板上に形成された積層磁性層とを含み、 該積層磁性層がさらに、プラチナ及びクロムを含有する
コバルト・ベースの合金の磁性膜と非磁性スペーサ膜と
が交互に積層されている膜を含み、前記積層磁性層が、
２枚以上の前記磁性膜と、１枚以上の前記スペーサ膜を
有していて、前記スペーサ膜がクロム及びバナジウムを
含有する合金からなる、水平記録用の磁気記録媒体。 - 【請求項３】前記スペーサ膜の厚さが80Å以下である、
請求項１又は２に記載の水平記録用の磁気記録媒体。 - 【請求項４】前記磁性膜が実質的に同一の組成である、
請求項１又は２に記載の水平記録用の磁気記録媒体。
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