JP3102638B2 - Magnetic recording / reproducing device - Google Patents

Magnetic recording / reproducing device

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JP3102638B2
JP3102638B2 JP11002172A JP217299A JP3102638B2 JP 3102638 B2 JP3102638 B2 JP 3102638B2 JP 11002172 A JP11002172 A JP 11002172A JP 217299 A JP217299 A JP 217299A JP 3102638 B2 JP3102638 B2 JP 3102638B2
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recording
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録の技術に
係り、特に高密度記録に適する垂直磁気記録媒体を用い
た記録再生装置に関する。
The present invention relates to a magnetic recording technique, and more particularly to a recording / reproducing apparatus using a perpendicular magnetic recording medium suitable for high-density recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在実用化されている磁気ディスク装置
には、面内磁気記録方式が用いられている。当該記録方
式は、ディスク面と平行な方向に磁化しやすい磁性膜を
用い、面内方向に磁区を形成して記録を行なう方式であ
る。磁気ディスク装置の記録密度は年々高まっており、
それに伴って磁性膜の薄膜化が進んでいる。磁性膜を薄
くするのは、面内磁気記録の場合には、磁区境界から生
じる磁界が微小磁区の形成を阻害するからであり、磁性
膜を薄くすることにより、磁区境界から生じる磁界の影
響が軽減される。しかし、磁性膜を極薄化していくと、
今度は、室温においても熱による磁化の揺らぎが生じる
ようになり、かえって記録磁化が減少するという問題が
生じる。
2. Description of the Related Art In-plane magnetic recording systems are used in magnetic disk drives that are currently in practical use. The recording method uses a magnetic film that is easily magnetized in a direction parallel to the disk surface, and forms a magnetic domain in an in-plane direction for recording. The recording density of magnetic disk devices is increasing year by year,
Along with this, the thickness of the magnetic film has been reduced. The reason for thinning the magnetic film is that in the case of longitudinal magnetic recording, the magnetic field generated from the magnetic domain boundaries hinders the formation of minute magnetic domains. It is reduced. However, as the magnetic film becomes extremely thin,
This time, even at room temperature, the fluctuation of the magnetization due to heat occurs, which causes a problem that the recording magnetization decreases.

【0003】このような面内磁気記録方式の問題を打破
する技術として、ディスク面と垂直な方向に磁化し易い
磁性膜を用いた垂直磁気記録方式が提案されている。垂
直磁気記録においては、上記の磁区境界から生じる磁界
が微小磁区の形成を阻害するという面内磁気記録におけ
る問題がないため、厚い磁性膜を用いた高密度記録が可
能となる。しかも、この厚い磁性膜により、磁化の熱揺
らぎの発生が抑えられる。このようにして、面内磁気記
録では得られない記録密度の実現の可能性がああり、実
際に、300kFCI(Flux Change per Inch、1イン
チ当たりの磁化反転数)を越える線記録密度の実験があ
る。
As a technique for overcoming such a problem of the in-plane magnetic recording system, a perpendicular magnetic recording system using a magnetic film which is easily magnetized in a direction perpendicular to the disk surface has been proposed. In perpendicular magnetic recording, since there is no problem in in-plane magnetic recording that a magnetic field generated from the magnetic domain boundaries hinders formation of minute magnetic domains, high-density recording using a thick magnetic film becomes possible. In addition, the thermal fluctuation of magnetization is suppressed by the thick magnetic film. In this way, there is a possibility of realizing a recording density that cannot be obtained by in-plane magnetic recording, and in fact, experiments of a linear recording density exceeding 300 kFCI (Flux Change per Inch, the number of magnetization reversals per inch) have been performed. is there.

【0004】しかし、垂直磁気記録においては、媒体雑
音が大きいという問題があり、実用化を阻む原因になっ
ている。雑音は、再生出力信号の大きさと比較して問わ
れるものであり、通常、信号対雑音比によって評価され
る。再生出力信号は、磁気ヘッドが記録磁化反転領域を
横切る毎に、磁界零状態での出力(零レベル)に対して
プラス側及びマイナス側に電圧ピークとして生じる。こ
の電圧ピークをS(Vp-p)とし、電圧ピークの繰り返
し周期による周波数から直流に至る周波数帯域(通常0
〜100MHz程度の帯域)における雑音の2乗平均値
をN(Vrms)として、その比であるS/Nが信号対雑
音比となる(以下、信号対雑音比を「S/N」とい
う)。
However, in perpendicular magnetic recording, there is a problem that the medium noise is large, which is a factor that hinders practical use. The noise is compared with the magnitude of the reproduced output signal, and is usually evaluated by a signal-to-noise ratio. Each time the magnetic head crosses the recording magnetization reversal region, the reproduction output signal is generated as a voltage peak on the plus side and the minus side with respect to the output (zero level) in the zero magnetic field state. This voltage peak is defined as S (Vp-p), and a frequency band from a frequency based on the repetition period of the voltage peak to DC (usually 0).
The mean square value of noise in a band of about 100 MHz) is defined as N (Vrms), and the ratio S / N is the signal-to-noise ratio (hereinafter, the signal-to-noise ratio is referred to as "S / N").

【0005】垂直磁気記録において、例えば、2ギガビ
ット/平方インチの密度で記録を行なった場合の現在の
媒体のS/Nは23.8dBで、より高密度の記録では
S/Nが更に低下する傾向がある〔例えば米国文献ジャ
ーナル・オブ・マグネティズム・アンド・マグネティッ
ク・マテリアルズ誌(Journal of Magnetism and Magne
tic Materials)第134巻の第304頁〜第304頁
(1994年発行)参照〕。
In perpendicular magnetic recording, for example, when recording is performed at a density of 2 gigabits / square inch, the S / N of the current medium is 23.8 dB, and the S / N is further reduced in higher density recording. [For example, the Journal of Magnetism and Magnetic Materials
tic Materials), Vol. 134, pp. 304-304 (issued in 1994)].

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のS/Nは、ディ
ジタル信号の記録再生には不十分であり、実用に供せら
れる磁気記録再生装置を得ることができない。
The above-mentioned S / N is insufficient for recording and reproducing digital signals, and it is impossible to obtain a magnetic recording / reproducing apparatus which can be put to practical use.

【0007】本発明の目的は、従来技術の前記問題点を
解決し、高いS/Nを確保することができる高密度垂直
記録媒体を提供し、それを用いた磁気記録再生装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a high-density perpendicular recording medium capable of ensuring a high S / N, and to provide a magnetic recording / reproducing apparatus using the same. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性材料からなる基
板と、当該非磁性基板の上に形成した磁性層とを具備
し、当該磁性層は、結晶配向及び結晶粒径が制御された
ものであり、かつ、その上にPt,Pd,Au,Ag,R
h,Ir,Ruの貴金属元素群から選択された少なくとも
1種類の元素からなる貴金属層が形成されたものである
ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a perpendicular magnetic recording medium comprising: a substrate made of a nonmagnetic material; and a magnetic layer formed on the nonmagnetic substrate. The magnetic layer has a controlled crystal orientation and crystal grain size, and has Pt, Pd, Au, Ag, R
It is characterized in that a noble metal layer made of at least one element selected from the noble metal element group of h, Ir and Ru is formed.

【0009】磁気記録媒体を用いた磁気記録装置におい
ては、雑音は、上記の媒体雑音に加え、磁気ヘッドやそ
の出力信号を増幅する再生回路自体の雑音があり、全体
の雑音は更に大きなものとなる。本発明者は、磁気ディ
スク装置のようにディジタル信号を記録する場合、許容
される誤り率の解析結果などから、この全体を考慮した
場合の磁気記録媒体のS/Nは、最低でも26dBが必
要であることを明らかにしている。
In a magnetic recording apparatus using a magnetic recording medium, the noise includes, in addition to the medium noise, noise of a magnetic head and a reproducing circuit itself for amplifying an output signal of the magnetic head. Become. The present inventor has found that when recording a digital signal as in a magnetic disk drive, the S / N of the magnetic recording medium is required to be at least 26 dB in consideration of the entirety from the analysis results of the allowable error rate. It is clear that.

【0010】なお、このS/Nは、10ギガビット/平
方インチの密度で記録した場合に、ビット長とトラック
幅の比が1:10〜1:20の範囲で磁気ヘッドによっ
て再生される信号の周波数から直流に至る周波数帯域に
対して与えられる。
The S / N ratio of a signal reproduced by a magnetic head when the recording medium is recorded at a density of 10 gigabits per square inch and the ratio of the bit length to the track width is in the range of 1:10 to 1:20. It is given for the frequency band from frequency to direct current.

【0011】上記S/Nを確保するために、媒体雑音の
軽減が最大の課題となる。垂直磁気記録媒体の記録・再
生特性を調べた結果、面内磁気記録媒体とは異なり、直
流消去を行った状態でもノイズが高いことが判明した。
さらに、垂直磁気記録媒体の磁化状態を磁気力顕微鏡に
より調べた結果、直流消去を行っても、表面近傍に磁化
の揺らぎが存在し、これが高い雑音の原因であることが
明らかとなった。
In order to secure the above S / N, reduction of medium noise is the biggest issue. As a result of examining the recording / reproducing characteristics of the perpendicular magnetic recording medium, it was found that, unlike the in-plane magnetic recording medium, the noise was high even when DC erasure was performed.
Further, as a result of examining the magnetization state of the perpendicular magnetic recording medium with a magnetic force microscope, it was found that even when DC erasing was performed, fluctuations in magnetization existed near the surface, which caused high noise.

【0012】このような表面近傍の磁化の揺らぎは、表
面近傍の垂直磁気異方性の低下に基づくものである。そ
の一つの原因として、Co−Cr等の合金で形成されてい
る媒体の場合は、偏析効果により、表面近傍の組成が膜
の内部と異なることが挙げられる。また、表面の凹凸も
表面近傍の垂直磁気異方性を低下させる一因である。
The fluctuation of magnetization near the surface is based on a decrease in perpendicular magnetic anisotropy near the surface. One of the causes is that, in the case of a medium formed of an alloy such as Co-Cr, the composition near the surface is different from that inside the film due to the segregation effect. In addition, the unevenness of the surface is one of the causes for reducing the perpendicular magnetic anisotropy near the surface.

【0013】この問題に対しては、磁性膜の磁気異方性
エネルギーは高い方が望ましい。しかし、磁気異方性エ
ネルギーを高めると、今度は、記録のための磁界を高く
なるため、記録ヘッドによる記録が困難になるという問
題が生じる。
To solve this problem, it is desirable that the magnetic film has a high magnetic anisotropy energy. However, when the magnetic anisotropy energy is increased, the magnetic field for recording is increased, which causes a problem that the recording by the recording head becomes difficult.

【0014】従って、磁性膜全体の磁気エネルギーの増
加を抑制しながら、磁性膜表面近傍の磁気異方性の低下
を防止し、或いはその磁気異方性を増加させることが問
題解決の糸口となる、本発明は、そのような問題解決の
糸口を見い出すことによってなされたものである。即
ち、本発明においては、磁性膜の上に貴金属の単体又は
貴金属合金の層を形成する。磁性層上に貴金属層が形成
され、磁性金属と貴金属の界面が形成されると、膜面垂
直方向を磁化容易方向とする界面磁気異方性が誘起さ
れ、それによって所望の磁気異方性の得られることが判
明した。このような界面磁気異方性は、特に、Co又は
その合金による磁性層とPt,Pd等の貴金属とで界面を
形成した場合に顕著に生じる。
Therefore, preventing the decrease in the magnetic anisotropy near the surface of the magnetic film while increasing the magnetic energy of the entire magnetic film, or increasing the magnetic anisotropy is a clue for solving the problem. The present invention has been made by finding a clue to solving such a problem. That is, in the present invention, a single noble metal or a noble metal alloy layer is formed on the magnetic film. When the noble metal layer is formed on the magnetic layer and the interface between the magnetic metal and the noble metal is formed, the interface magnetic anisotropy is induced with the direction of easy magnetization in the direction perpendicular to the film surface. It turned out to be obtained. Such interfacial magnetic anisotropy is particularly noticeable when an interface is formed between a magnetic layer of Co or an alloy thereof and a noble metal such as Pt or Pd.

【0015】もっとも、磁性層と貴金属との組合わせ
は、米国文献アプライド・フィジックス・レターズ誌
(Applied Physics Letters)第47巻、178〜18
0頁(1985年発行)に見られる。しかし、この文献
の記録媒体は、8Å程度という極めて薄いCo膜と40
Å程度と云うそれに比べて極めて厚いPd膜を交互に重
ねて1μm程度の厚さの多層膜としたものであり、磁性
膜が極めて薄いため再生に磁気ヘッドを用いることがで
きず、記録再生装置の構造及び作用は本発明とは異なる
ものである。
The combination of a magnetic layer and a noble metal is described in Applied Physics Letters, Vol. 47, 178-18, US.
See page 0 (issued in 1985). However, the recording medium of this document has a very thin Co film of about
A multilayer film having a thickness of about 1 μm is formed by alternately stacking Pd films that are extremely thick compared to that of about Å. Since the magnetic film is extremely thin, a magnetic head cannot be used for reproduction. Are different from those of the present invention.

【0016】本発明では、磁性膜の上にのみ貴金属層を
形成するもので、後で詳述するが、貴金属層の厚さは1
nmで高い磁気異方性向上の効果が得られ、その数十倍
でも効果が得られることが判明した。但し、貴金属層の
厚さの上限は、実用的観点から、以下の理由によって概
ね5nmにすることが望ましい。
In the present invention, the noble metal layer is formed only on the magnetic film, which will be described in detail later.
It has been found that a high effect of improving magnetic anisotropy can be obtained at nm, and an effect can be obtained at several tens of times. However, the upper limit of the thickness of the noble metal layer is desirably set to approximately 5 nm from a practical viewpoint for the following reasons.

【0017】上記の界面磁気異方性は、界面近傍の磁性
層に生じるものであり、貴金属層に誘起されるものでは
ない。従って、貴金属層が厚くなると、今度は、磁気記
録の際の磁性層と磁気ヘッドの間の距離(スペーシン
グ)が増加することとなり、それによって記録波長が短
くなるほど再生出力が低下すると云う思わしくない結果
を招く。更に、磁気記録媒体には、一般に、磁性層の上
に保護膜及び潤滑層を形成する。これらもスペーシング
を増加させる非磁性層となる。本発明の記録媒体におい
ても貴金属層の上に保護膜及び潤滑層を形成するので、
それらの厚さを加味して磁性層−磁気ヘッド間距離を設
定し、貴金属層厚の上限を概ね5nmとするのが適切で
あると判断した。
The above-described interface magnetic anisotropy occurs in the magnetic layer near the interface and is not induced in the noble metal layer. Therefore, when the noble metal layer becomes thicker, the distance (spacing) between the magnetic layer and the magnetic head at the time of magnetic recording is increased, and as a result, the reproduction output decreases as the recording wavelength becomes shorter. Results. Further, in a magnetic recording medium, a protective film and a lubricating layer are generally formed on a magnetic layer. These also serve as non-magnetic layers that increase spacing. Since the protective film and the lubricating layer are formed on the noble metal layer also in the recording medium of the present invention,
It was determined that it is appropriate to set the distance between the magnetic layer and the magnetic head in consideration of those thicknesses and set the upper limit of the thickness of the noble metal layer to approximately 5 nm.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気記録再生
装置を図面に示した幾つかの実施例による発明の実施の
形態を参照して更に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention according to several embodiments shown in the drawings.

【0019】まず、本発明の磁気記録再生装置で用いる
垂直磁気記録媒体の基本構造を図1に示す。図1におい
て、1は非磁性材料による基板、2は、基板1の上に形
成した下地層、3は、下地層2の上に形成した情報を記
録する磁性層、4は、磁性層3の上に形成した貴金属
層、5は、貴金属層4の上に形成した保護膜、6は、保
護膜5の上に形成した潤滑膜である。
First, FIG. 1 shows the basic structure of a perpendicular magnetic recording medium used in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate made of a non-magnetic material, 2 is an underlayer formed on the substrate 1, 3 is a magnetic layer for recording information formed on the underlayer 2, and 4 is a magnetic layer. The noble metal layer 5 formed thereon is a protective film formed on the noble metal layer 4, and 6 is a lubricating film formed on the protective film 5.

【0020】基板1は、ディスクの基材となるもので、
強化ガラスのほか、Ni−P鍍金を行なったAl合金や
シリコンを選択して用いた。下地層2は、磁性層3の結
晶配向や結晶粒径を制御するために用いたもので、Ti
合金の単層としたが、必要に応じて2層以上とした。保
護膜5としてカーボンを用いた。
The substrate 1 serves as a base material of the disk.
In addition to tempered glass, Ni-P plated Al alloy or silicon was selected and used. The underlayer 2 is used for controlling the crystal orientation and the crystal grain size of the magnetic layer 3.
Although a single layer of the alloy was used, two or more layers were formed as necessary. Carbon was used as the protective film 5.

【0021】[0021]

【実施例】<実施例1>2.5インチの強化ガラス基板
1上に直流マグネトロンスパッタ法により、図1に示す
断面構造の垂直磁気記録媒体を作成した。スパッタ装置
のターゲットは6インチのものを用い、放電用のアルゴ
ンガス圧を1千分の3トールとし、1kWの電力を投入
して各層を形成した。
<Example 1> A perpendicular magnetic recording medium having a sectional structure shown in FIG. 1 was formed on a 2.5-inch tempered glass substrate 1 by a DC magnetron sputtering method. The target of the sputtering apparatus was 6 inches, the argon gas pressure for discharge was set to 3 / 1,000 Torr, and the power of 1 kW was applied to form each layer.

【0022】基板温度250℃の下で、基板1上に、3
0nm厚のTi―10at(atomic)%Cr膜を下地層2として
形成し、この上に、磁性層3としてCo−19at%Cr−10a
t%Pt膜を25nm厚で形成した。ここで、Co−19at%
Cr−10at%Pt膜は、六方緻密の結晶構造をとり、その
c軸が膜面垂直方向を向くと、この膜は垂直磁化膜とな
る。Ti―10at%Cr膜下地層2は、この磁性膜のc軸を
膜面垂直方向にするためのものである。
At a substrate temperature of 250 ° C., 3
A Ti-10at (atomic)% Cr film having a thickness of 0 nm is formed as an underlayer 2, and a Co-19at% Cr-10a is formed thereon as a magnetic layer 3.
A t% Pt film was formed with a thickness of 25 nm. Here, Co-19at%
The Cr-10at% Pt film has a hexagonal dense crystal structure, and when its c-axis is oriented in the direction perpendicular to the film surface, this film becomes a perpendicular magnetization film. The Ti-10 at% Cr film underlayer 2 serves to make the c-axis of the magnetic film perpendicular to the film surface.

【0023】更に、この磁性層3の上に貴金属のPt層
4を基板温度約60℃で形成した。Pt層4の形成にお
いて基板温度を下げたのは、磁性層3とPt層4との相
互拡散を抑制し、急峻な界面を形成するためである。更
に、この上に5nm厚のカーボン膜による保護膜5と潤
滑膜6を形成した。
Further, a noble metal Pt layer 4 was formed on the magnetic layer 3 at a substrate temperature of about 60.degree. The reason for lowering the substrate temperature in forming the Pt layer 4 is to suppress the mutual diffusion between the magnetic layer 3 and the Pt layer 4 and to form a steep interface. Further, a protective film 5 and a lubricating film 6 made of a carbon film having a thickness of 5 nm were formed thereon.

【0024】図2は、上記Pt層4を形成した場合の効
果を確認するために、磁性層3上に形成するPt層4の
厚さを変化させて磁気異方性エネルギーの変化を測定
し、その結果から、発生した界面磁気異方性エネルギー
を見積もったものである。ここで、界面近傍で磁気異方
性が変化した領域の厚さは0.5nmと仮定した。
FIG. 2 shows the change in magnetic anisotropy energy by changing the thickness of the Pt layer 4 formed on the magnetic layer 3 in order to confirm the effect when the Pt layer 4 is formed. From the results, the generated interface magnetic anisotropy energy was estimated. Here, the thickness of the region where the magnetic anisotropy changed near the interface was assumed to be 0.5 nm.

【0025】図2に見られるように、界面磁気異方性エ
ネルギーΔKuは、Pt層厚が1nm以下の領域では、P
t層厚の増加に伴い急速に増加するが、1nm以上で飽
和傾向を示す。ΔKuの値は、Pt層厚1nmにおいて3
60万emu/ccであり、5nmにおいても約400
万emu/ccである。これらが貴金属層がない場合に
対する磁性層表面近傍の磁気異方性エネルギーの増加分
となる。磁性層材料の磁気異方性エネルギーは、磁気ヘ
ッドで記録可能という条件から、一般に300万emu
/cc以下であり、表面近傍では、さらに値が低下して
いるから、上記界面磁気異方性が加わると、磁性層表面
近傍の磁気異方性エネルギーは、2倍以上に増加するこ
とになる。
As can be seen from FIG. 2, the interface magnetic anisotropy energy ΔKu is smaller than that of Pt in the region where the Pt layer thickness is 1 nm or less.
It increases rapidly as the thickness of the t layer increases, but shows a saturation tendency at 1 nm or more. The value of ΔKu is 3 at a Pt layer thickness of 1 nm.
600,000 emu / cc, and about 400 at 5 nm.
10,000 emu / cc. These are increases in magnetic anisotropy energy near the magnetic layer surface with respect to the case where the noble metal layer is not provided. The magnetic anisotropy energy of the magnetic layer material is generally 3,000,000 emu from the condition that recording is possible with a magnetic head.
/ Cc or less, and the value further decreases near the surface. Therefore, when the interfacial magnetic anisotropy is added, the magnetic anisotropy energy near the surface of the magnetic layer increases more than twice. .

【0026】<実施例2>本実施例では、実施例1と同
じ製作条件で、まず、基板1上に下地層2、更に磁性層
3としてCo−19at%Cr−10at%Pt膜を25nm厚で形
成し、その表面にCo層31を1nmの厚さで形成し
た。両層を合わせた磁性膜全体を見ると、強磁性元素で
あるCoの濃度は、表面近傍で高い。Co層31の上に、
Pt層4を形成し、更にPt層4の上に保護膜5とした5
nm厚のカーボン膜と潤滑膜6を形成し、図3に示す構
造の試料を形成した。
<Embodiment 2> In this embodiment, under the same manufacturing conditions as in Embodiment 1, first, an underlayer 2 on a substrate 1 and a Co-19at% Cr-10at% Pt film as a magnetic layer 3 having a thickness of 25 nm. And a Co layer 31 was formed to a thickness of 1 nm on the surface. Looking at the entire magnetic film including both layers, the concentration of Co, which is a ferromagnetic element, is high near the surface. On the Co layer 31,
A Pt layer 4 is formed, and a protective film 5 is formed on the Pt layer 4.
A nm-thick carbon film and a lubricating film 6 were formed, and a sample having the structure shown in FIG. 3 was formed.

【0027】このような試料に対し、上述の方法で界面
磁気異方性を見積った。この場合にも、界面磁気異方性
の発生が確認され、その値は、Co層31を形成しない
実施例1の場合に比べ、Pt層4の各厚さにおいて、約
20%大きかった。このように界面磁気異方性が増大し
たのは、Co層31を形成したことにより、磁性層全体
(磁性層3及びその上のCo層31)の貴金属界面近傍
の強磁性元素の濃度が実施例1の場合より高く、界面磁
気異方性の発生が強化されたためである。
For such a sample, the interfacial magnetic anisotropy was estimated by the method described above. Also in this case, occurrence of interfacial magnetic anisotropy was confirmed, and the value was about 20% larger in each thickness of the Pt layer 4 than in the case of Example 1 in which the Co layer 31 was not formed. The increase in the interface magnetic anisotropy is because the formation of the Co layer 31 reduces the concentration of the ferromagnetic element near the noble metal interface in the entire magnetic layer (the magnetic layer 3 and the Co layer 31 thereon). This is higher than in the case of Example 1, because the occurrence of interfacial magnetic anisotropy was enhanced.

【0028】<実施例3>本実施例は、磁気特性の異な
る2層からなる磁性層上に貴金属層を形成したものであ
る。ここでの磁性層は、下地層2上に、まず面内磁化特
性を有するNi−Feの層32を200nm厚で形成し、
更に、その上に上記と同じ組成のCo−19at%Cr−10at%
Pt(以下単に「Co−Cr−Pt」と表記する)の磁性層
3を25nm厚で形成したものである。面内磁化層32
を設けることにより、記録磁化状態がより安定に保持さ
れる。
<Embodiment 3> In this embodiment, a noble metal layer is formed on two magnetic layers having different magnetic properties. As the magnetic layer, first, a Ni-Fe layer 32 having an in-plane magnetization characteristic is formed on the underlayer 2 to a thickness of 200 nm.
Furthermore, Co-19at% Cr-10at% of the same composition as above
A magnetic layer 3 of Pt (hereinafter simply referred to as “Co—Cr—Pt”) is formed with a thickness of 25 nm. In-plane magnetization layer 32
Is provided, the recording magnetization state is more stably maintained.

【0029】磁性層3の上に、Pt層4を1nm厚で形
成し、更に保護膜5とした5nm厚のカーボン膜と潤滑
膜6を形成し、図4に示す構造の試料を形成した。この
ような試料においてPt層4厚を変化させた場合に生じ
た界面磁気異方性は、実施例1の場合と同程度であっ
た。
On the magnetic layer 3, a Pt layer 4 was formed to a thickness of 1 nm, and a carbon film 5 nm thick as a protective film 5 and a lubricating film 6 were formed. Thus, a sample having the structure shown in FIG. In such a sample, the interfacial magnetic anisotropy generated when the thickness of the Pt layer 4 was changed was almost the same as in the case of Example 1.

【0030】以上の各実施例では貴金属層4としてPt
を用いたが、他の貴金属Pd,Au,Ag,Rh,Ir,Ru
を用いた場合にも界面磁気異方性の発生を確認すること
ができ、磁性層表面近傍の垂直磁気異方性を増強するこ
とができた。
In each of the above embodiments, the noble metal layer 4 is made of Pt.
But other noble metals Pd, Au, Ag, Rh, Ir, Ru
It was also confirmed that the generation of interfacial magnetic anisotropy was able to be performed when the magnetic layer was used, and the perpendicular magnetic anisotropy near the surface of the magnetic layer could be enhanced.

【0031】また、上記各実施例においては、磁性層3
としてCo系の材料を用いたが、磁性層3としてFe系の
用いた場合でも、貴金属層4との界面を形成することに
より、磁性層表面近傍の垂直磁気異方性を増強すること
ができた。
In each of the above embodiments, the magnetic layer 3
However, even when a Fe-based material is used as the magnetic layer 3, the perpendicular magnetic anisotropy near the surface of the magnetic layer can be enhanced by forming an interface with the noble metal layer 4. Was.

【0032】これらの磁気記録媒体に関し、直流消去を
行った後のノイズ特性を評価した。測定には、シールド
間隔0.2μmのMRヘッド(磁気抵抗効果型ヘッド)
を用い、スペーシングは30nmとした。表1に、直流
消去を行った後のノイズの大きさを、磁性層上にPt層
(2nm厚)を形成した場合と形成しない場合とを比較
して示す。
With respect to these magnetic recording media, noise characteristics after DC erasing were evaluated. For measurement, MR head (magneto-resistance effect type head) with a shield interval of 0.2 μm
And the spacing was 30 nm. Table 1 shows the magnitude of the noise after DC erasing in comparison with the case where the Pt layer (2 nm thick) was formed on the magnetic layer and the case where it was not formed.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】磁性層として、Co−Cr−Pt単層3の場
合、Co−Cr−Pt層3上にCo層31を形成したもの及
びNi−Fe面内磁化層32上にCo−Cr−Pt層3を形
成したものの3種類に関して、いずれも磁性層上にPt
層4を形成したことにより、ノイズ積算値(0〜50M
Hzの周波数範囲の積算)が大幅に低下した。
In the case of a Co—Cr—Pt single layer 3 as the magnetic layer, a Co—Cr—Pt layer is formed on the Co—Cr—Pt layer 3 and a Co—Cr—Pt layer is formed on the Ni—Fe in-plane magnetization layer 32. Regarding the three types in which the layer 3 was formed, Pt was formed on the magnetic layer.
By forming the layer 4, the integrated noise value (0 to 50M
(Accumulation in the frequency range of Hz).

【0035】以上の垂直磁気記録媒体を用いて構成した
磁気記録再生装置の実施例を図5に示す。図5におい
て、71は上述の垂直磁気記録媒体であり、媒体71に
は、サスペンション73で保持された磁気ヘッド72が
対向し、磁気情報を電気信号として取り出す。サスペン
ション73で保持された磁気ヘッド72は、ボイスコイ
ルモータ75で駆動されるアクチュエータ74を通じ、
磁気記録媒体の所定の位置に移動される。この際の位置
決めは、位置決め回路77により制御される。
FIG. 5 shows an embodiment of a magnetic recording / reproducing apparatus constructed using the above-described perpendicular magnetic recording medium. In FIG. 5, reference numeral 71 denotes the above-described perpendicular magnetic recording medium. A magnetic head 72 held by a suspension 73 faces the medium 71, and extracts magnetic information as an electric signal. The magnetic head 72 held by the suspension 73 passes through an actuator 74 driven by a voice coil motor 75,
The magnetic recording medium is moved to a predetermined position. The positioning at this time is controlled by a positioning circuit 77.

【0036】更に、磁気ヘッド72からの電気信号は、
記録再生回路76に導かれる。インタフェース回路78
は、本記録再生装置に対する電気信号の入出力を中継す
るものである。また、媒体71は、モータ79により回
転する。
Further, the electric signal from the magnetic head 72 is
It is guided to the recording and reproducing circuit 76. Interface circuit 78
Relays the input and output of electric signals to and from the recording / reproducing apparatus. The medium 71 is rotated by a motor 79.

【0037】この装置の記録再生特性を測定したとこ
ろ、10ギガビット/平方インチの記録において26d
BのS/Nが確認された。
The recording and reproduction characteristics of this device were measured.
The S / N of B was confirmed.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、使用する磁気記録媒体
の磁性層の表面近傍の磁気異方性を従来に比べて高めこ
とができるので、高記録密度においてもS/Nが高い磁
気記録再生装置を構成することができる。
According to the present invention, the magnetic anisotropy near the surface of the magnetic layer of the magnetic recording medium to be used can be increased as compared with the prior art, so that the magnetic recording medium having a high S / N even at a high recording density. A playback device can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る磁気記録再生装置を説明するため
の垂直磁気記録媒体の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a perpendicular magnetic recording medium for explaining a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention.

【図2】磁性層上に形成したPt層の厚さと界面磁気異
方性の関係を説明するための曲線図。
FIG. 2 is a curve diagram for explaining the relationship between the thickness of a Pt layer formed on a magnetic layer and interface magnetic anisotropy.

【図3】本発明の第2の実施例を説明するための垂直磁
気記録媒体の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a perpendicular magnetic recording medium for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例を説明するための垂直磁
気記録媒体の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a perpendicular magnetic recording medium for explaining a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の磁気記録再生装置を説明するための構
造図。
FIG. 5 is a structural diagram for explaining the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…非磁性基板、2…下地層、3…磁性層、31…強磁
性元素濃度が高い層、32…面内磁化層、4…貴金属
層、5…保護層、6…潤滑層、71…磁気記録媒体、7
2…磁気ヘッド、73…サスペンション、74…アクチ
ュエータ、75…ボイスコイルモータ、76…記録再生
回路、77…位置決め回路、78…インタフェース制御
回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-magnetic substrate, 2 ... Underlayer, 3 ... Magnetic layer, 31 ... Layer with high ferromagnetic element concentration, 32 ... In-plane magnetization layer, 4 ... Noble metal layer, 5 ... Protective layer, 6 ... Lubricating layer, 71 ... Magnetic recording medium, 7
2: magnetic head, 73: suspension, 74: actuator, 75: voice coil motor, 76: recording / reproducing circuit, 77: positioning circuit, 78: interface control circuit

フロントページの続き (72)発明者 稲葉 信幸 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平4−67315(JP,A) 特開 平11−296833(JP,A) 特開 昭61−199241(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/64 - 5/667 G11B 5/72 Continuing on the front page (72) Inventor Nobuyuki Inaba 1-280 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-4-67315 (JP, A) JP-A-11-296833 (JP, A) JP-A-61-199241 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7, DB name) G11B 5/64 - 5/667 G11B 5/72

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 垂直磁気記録媒体に記録を行なう磁気記
録再生装置において、当該垂直磁気記録媒体は、非磁性
材料からなる基板と、当該非磁性基板の上に形成された
磁性層とを具備し、当該磁性層は、結晶配向及び結晶粒
径が制御されたものであってその表面にCo層が形成さ
れ、かつ、当該Co層の上にPt,Pd,Au,Ag,Rh,
Ir,Ruの貴金属元素群から選択された少なくとも1種
類の元素からなる貴金属層が形成されたものであること
を特徴とする磁気記録再生装置。
1. A magnetic recording / reproducing apparatus for performing recording on a perpendicular magnetic recording medium, wherein the perpendicular magnetic recording medium includes a substrate made of a nonmagnetic material and a magnetic layer formed on the nonmagnetic substrate. The magnetic layer has a controlled crystal orientation and crystal grain size, and a Co layer is formed on its surface.
And Pt, Pd, Au, Ag, Rh,
A magnetic recording / reproducing apparatus comprising a noble metal layer formed of at least one element selected from a noble metal element group of Ir and Ru.
【請求項2】 垂直磁気記録媒体に記録を行なう磁気記
録再生装置において、当該垂直磁気記録媒体は、非磁性
材料からなる基板と、当該非磁性基板の上に形成された
面内磁化特性を有するNi−Fe層と、当該Ni−Fe層の
上に形成された垂直磁化磁性層とを具備し、当該垂直磁
磁性層は、結晶配向及び結晶粒径が制御されたもので
あり、かつ、その上にPt,Pd,Au,Ag,Rh,Ir,
Ruの貴金属元素群から選択された少なくとも1種類の
元素からなる貴金属層が形成され、更に、当該貴金属層
は、厚さが1nm以上で5nm以下であることを特徴と
する磁気記録再生装置。
2. A magnetic recording / reproducing apparatus for performing recording on a perpendicular magnetic recording medium, wherein the perpendicular magnetic recording medium is formed on a substrate made of a nonmagnetic material and on the nonmagnetic substrate.
A Ni-Fe layer having in-plane magnetization characteristics;
; And a perpendicular magnetization magnetic layer formed above the vertical magnetic
The magnetic layer has a controlled crystal orientation and crystal grain size, and further has Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ir,
Precious metal layer comprising at least one element selected from the noble element group of Ru is formed, further, the noble metal layer
Is a magnetic recording / reproducing apparatus having a thickness of 1 nm or more and 5 nm or less .
【請求項3】 非磁性材料からなる基板と、当該非磁性
基板上に形成された磁性層とを具備し、当該磁性層は、
結晶配向及び結晶粒径が制御されたものであってその表
面にCo層が形成され、かつ、当該Co層の上にPt,P
d,Au,Ag,Rh,Ir,Ruの貴金属元素群から選択さ
れた少なくとも1種類の元素からなる貴金属層が形成さ
れたものであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
3. A substrate comprising a nonmagnetic material and a magnetic layer formed on the nonmagnetic substrate, wherein the magnetic layer comprises:
The table be one crystal orientation and crystal grain size is controlled
A Co layer is formed on the surface, and Pt, P
A perpendicular magnetic recording medium comprising a noble metal layer made of at least one element selected from the group consisting of noble metal elements of d, Au, Ag, Rh, Ir, and Ru.
【請求項4】 非磁性材料からなる基板と、当該非磁性
基板上に形成された面内磁化特性を有するNi−Fe層
と、当該Ni−Fe層の上に形成された垂直磁化磁性層と
を具備し、当該垂直磁化磁性層は、結晶配向及び結晶粒
径が制御されたものであり、かつ、その上にPt,Pd,
Au,Ag,Rh,Ir,Ruの貴金属元素群から選択され
た少なくとも1種類の元素からなる貴金属層が形成さ
、更に、当該貴金属層は、厚さが1nm以上で5nm
以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
4. A substrate made of a nonmagnetic material, and a Ni—Fe layer formed on the nonmagnetic substrate and having in-plane magnetization characteristics.
And a perpendicular magnetic layer formed on the Ni-Fe layer , wherein the perpendicular magnetic layer has a controlled crystal orientation and crystal grain size, and has Pt, Pd,
A noble metal layer made of at least one element selected from the noble metal element group of Au, Ag, Rh, Ir, and Ru is formed, and the noble metal layer has a thickness of 1 nm or more and 5 nm.
A perpendicular magnetic recording medium characterized by the following .
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