JP3217012B2 - Magnetic recording media - Google Patents

Magnetic recording media

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JP3217012B2
JP3217012B2 JP12375297A JP12375297A JP3217012B2 JP 3217012 B2 JP3217012 B2 JP 3217012B2 JP 12375297 A JP12375297 A JP 12375297A JP 12375297 A JP12375297 A JP 12375297A JP 3217012 B2 JP3217012 B2 JP 3217012B2
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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】本発明は磁気記憶装置、具体
的には1平方インチ当たり1ギガビット以上の記録密度を
有する磁気記憶装置と、これを実現するための低ノイズ
な薄膜磁気記録媒体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic storage device having a recording density of 1 gigabit per square inch or more and a low-noise thin-film magnetic recording medium for realizing the same. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気記憶装置に対する大容量化の要求
は、現在益々高まりつつある。従来の磁気ヘッドには磁
束の時間的変化に伴う電圧変化を利用した電磁誘導型磁
気ヘッドが用いられていた。これは一つのヘッドで記録
と再生の両方を行うものである。これに対して近年、記
録用と再生用のヘッドを別にし、再生用ヘッドにより高
感度な磁気抵抗効果型ヘッドを利用した複合型ヘッドの
採用が急速に進みつつある。磁気抵抗効果型ヘッドと
は、ヘッド素子の電気抵抗が媒体からの漏洩磁束の変化
に伴って変化することを利用したものである。また、複
数の磁性層を非磁性層を介して積層したタイプの磁性層
で生じる非常に大きな磁気抵抗変化(巨大磁気抵抗効
果、或いはスピンバルブ効果)を利用した更に高感度な
ヘッドの開発も進みつつある。この効果は非磁性層を介
した複数の磁性層の磁化の相対的方向が、媒体からの漏
洩磁界により変化し、これによって電気抵抗が変化する
効果である。
2. Description of the Related Art A demand for a large capacity of a magnetic storage device is increasing at present. Conventional magnetic heads use an electromagnetic induction type magnetic head that utilizes a voltage change accompanying a temporal change in magnetic flux. This is to perform both recording and reproduction with one head. On the other hand, in recent years, a composite head using a magnetoresistive head, which has a high sensitivity as a reproducing head, separately from a recording head and a reproducing head, has been rapidly adopted. The magnetoresistive head utilizes the fact that the electric resistance of the head element changes with the change of the magnetic flux leaking from the medium. Further, the development of a more sensitive head utilizing an extremely large magnetoresistance change (giant magnetoresistance effect or spin valve effect) generated in a magnetic layer of a type in which a plurality of magnetic layers are stacked via a nonmagnetic layer has been advanced. It is getting. This effect is an effect in which the relative directions of the magnetizations of the plurality of magnetic layers via the non-magnetic layer change due to the leakage magnetic field from the medium, thereby changing the electric resistance.

【0003】現在、実用化されている磁気記録媒体で
は、磁性層としてCoCrPt、CoCrTa、CoNiCr等、Coを主成
分とする合金が用いられている。これらのCo合金はc軸
方向を磁化容易軸とする六方最密構造(hcp構造)をと
るため、面内磁気記録媒体としてはこのc軸が面内方向
をとる結晶配向が望ましい。しかし、このような配向は
不安定であるため基板上に直接Coを形成しても一般には
起こらない。そこで体心立方構造(bcc構造)をとるCr
(100)面がCo(11.0)面と整合性が良いことを利用して(10
0)配向したCrの下地層をまず基板上に形成し、その上に
Co合金層をエピタキシャル成長させることによってCo合
金層にc軸が面内方向を向いた(11.0)配向をとらせる手
法が用いられている。また、Co合金磁性層とCr下地層界
面での結晶格子整合性を更に向上させるために、Crに第
二元素を添加し、Cr下地層の格子間隔を増加させる手法
が用いられている。これによってCo(11.0)配向が更に増
大し、保磁力を増加させることが出来る。このような技
術の例としては、特開昭62-257618号公報や、特開昭63-
197018号公報に示されているようにV、 Ti等を添加する
ものが挙げられる。高記録密度化に必要な要素として
は、記録媒体の高保磁力化と並んで低ノイズ化が挙げら
れる。媒体ノイズを低減するためには、磁性層中の結晶
粒を微細化し、結晶粒径を均一化することなどが効果的
であることが知られている。
At present, in a magnetic recording medium put into practical use, an alloy containing Co as a main component, such as CoCrPt, CoCrTa, or CoNiCr, is used as a magnetic layer. Since these Co alloys have a hexagonal close-packed structure (hcp structure) having an easy axis of magnetization in the c-axis direction, a crystal orientation in which the c-axis is in the in-plane direction is desirable for an in-plane magnetic recording medium. However, such an orientation is unstable and generally does not occur even when Co is directly formed on a substrate. Therefore, Cr with a body-centered cubic structure (bcc structure)
Utilizing that the (100) plane has good consistency with the Co (11.0) plane,
0) An oriented Cr underlayer is first formed on the substrate, and
A method has been used in which a Co alloy layer is epitaxially grown so that the Co alloy layer has a (11.0) orientation in which the c-axis is in the in-plane direction. In order to further improve the crystal lattice matching at the interface between the Co alloy magnetic layer and the Cr underlayer, a method of adding a second element to Cr to increase the lattice spacing of the Cr underlayer has been used. As a result, the Co (11.0) orientation is further increased, and the coercive force can be increased. Examples of such technology include JP-A-62-257618 and JP-A-63-257618.
As shown in 197018, those to which V, Ti and the like are added can be mentioned. Elements required for high recording density include low noise as well as high coercive force of the recording medium. In order to reduce the medium noise, it is known that it is effective to make the crystal grains in the magnetic layer fine and to make the crystal grain size uniform.

【0004】また、磁気ディスク媒体に対する重要な要
求として、耐衝撃性の向上が挙げられる。特に、近年ノ
ートパソコン等の携帯型情報機器への磁気ディスク装置
が搭載されるようになり、信頼性向上の観点から、この
耐衝撃性向上は非常に重要な課題となっている。従来の
表面にNiPメッキを施したAl合金基板に替えて、表面を
強化処理したガラス基板、或いは、結晶化ガラス基板を
用いることにより、磁気ディスク媒体の耐衝撃性を向上
することが出来る。ガラス基板は、従来のNiPメッキAl
合金基板に比べて表面が平滑であるため、磁気ヘッドと
媒体の浮上スペーシングを小さくする上で有利であり、
高記録密度化に適している。しかし、ガラス基板を用い
た場合、基板との密着性不良や、基板中からの不純物イ
オン、或いは基板表面の吸着ガスがCr合金下地層中へ侵
入する等の問題が発生している。特に、膜の密着性に関
してはJ. Vac. Sci. Technol. A4(3)、 1986の第532貢
から第535貢記載のように、ガラス基板を加熱すると密
着性が劣化することが報告されている。これらに対して
は、ガラス基板とCr合金下地層の間に種々の金属膜、合
金膜、酸化物膜を形成する等の対策がなされている(特
開昭62-293512号公報、特開平2-29923号公報、特開平5-
135343号公報)。また、特開平4-153910号公報には、T
i、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W等とYから成
る非晶質膜をガラス基板と該下地層間に形成することに
より、磁性層の結晶粒径の肥大化が抑制され、磁気特性
が向上することが示されている。
[0004] An important requirement for magnetic disk media is improvement in impact resistance. In particular, in recent years, magnetic disk devices have been mounted on portable information devices such as notebook personal computers, and from the viewpoint of improving reliability, this impact resistance improvement has become a very important issue. The impact resistance of the magnetic disk medium can be improved by using a glass substrate having a reinforced surface or a crystallized glass substrate instead of the conventional Al alloy substrate having NiP plating on the surface. Glass substrate is made of conventional NiP plated Al
Since the surface is smoother than the alloy substrate, it is advantageous in reducing the floating spacing between the magnetic head and the medium,
Suitable for high recording density. However, when a glass substrate is used, problems such as poor adhesion to the substrate, impurity ions from the substrate, or adsorbed gas on the substrate surface penetrating into the Cr alloy base layer occur. In particular, regarding the adhesion of the film, as described in J. Vac. Sci. Technol. A4 (3), 532 to 535 of 1986, it has been reported that the adhesion deteriorates when the glass substrate is heated. I have. For these, various measures such as forming various metal films, alloy films, and oxide films between the glass substrate and the Cr alloy underlayer have been taken (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-293512 and 62-293512). -29923, Japanese Patent Laid-Open No. 5-
No. 135343). Further, Japanese Patent Application Laid-Open No.
By forming an amorphous film composed of Y, i, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, etc. between the glass substrate and the underlayer, the crystal grain size of the magnetic layer is prevented from increasing. It is shown that the magnetic properties are improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような磁気抵3
効果型ヘッドは再生感度が極めて高いため、高密度記録
に適している。しかし、磁気記録媒体からの再生信号の
みならず、ノイズに対する感度も同時に高くなる。この
ため、記録媒体には従来以上に低ノイズ化が求められ
る。媒体ノイズの低減には、上記のように磁性層中の結
晶粒の微細化、均一化が有効なことが知られている。し
かし、この様な磁気記録媒体と高感度な磁気抵3効果型
ヘッドを組み合わせて磁気ディスク装置を試作してみる
と、十分な電磁変換特性が得られなかった。特に、磁気
記録媒体の基板として、ガラス基板を用いた場合に、高
線記録密度領域での電磁変換特性が悪いという結果が得
られた。この原因を調べたところ、ガラス基板上に直
接、或いは前記公知例にみられる種々の金属、或いはそ
れらの合金を介して形成されたCr合金下地層は、NiPメ
ッキAl合金基板上に形成された場合ほど強く(100)配向
していなかった。このため、Co合金磁性層の(11.0)以外
の結晶面が基板と平行に成長し、磁化容易軸であるc軸
の面内配向度が小さくなっていた。これにより、保磁力
が低下し、高線記録密度での再生出力が低下していた。
また、ガラス基板を用いた場合には、磁性層の結晶粒
が、該Al合金基板を用いた場合に比べて肥大化してお
り、結晶粒の粒径分散も20〜30%程度大きくなってい
た。このため、媒体ノイズが増大し、電磁変換特性が劣
化している。また、特開平4-153910号公報に示された非
晶質、或いは微結晶膜をガラス基板と該下地層間に形成
しても、磁性層の結晶粒径はある程度小さくなる場合も
あるが、十分ではなかった。更に、粒径分布の低減に対
してはほとんど効果がみられず、良好な電磁変換特性が
得られなかった。
SUMMARY OF THE INVENTION
The effect type head has an extremely high reproduction sensitivity and is suitable for high-density recording. However, the sensitivity to noise as well as the reproduction signal from the magnetic recording medium also increases. For this reason, the recording medium is required to have lower noise than before. It is known that miniaturization and uniformization of crystal grains in the magnetic layer are effective for reducing the medium noise as described above. However, when a magnetic disk drive was trial-produced by combining such a magnetic recording medium and a high-sensitivity magnetic three-effect type head, sufficient electromagnetic conversion characteristics could not be obtained. In particular, when a glass substrate was used as the substrate of the magnetic recording medium, the result that the electromagnetic conversion characteristics in a high linear recording density region were poor was obtained. Upon examining the cause, the Cr alloy base layer formed directly on the glass substrate or through the various metals found in the known examples, or their alloys, was formed on the NiP plated Al alloy substrate. It was not as strongly (100) oriented as it was. For this reason, the crystal plane other than (11.0) of the Co alloy magnetic layer grew parallel to the substrate, and the degree of in-plane orientation of the c-axis, which is the axis of easy magnetization, was small. As a result, the coercive force was reduced, and the reproduction output at a high linear recording density was reduced.
When a glass substrate was used, the crystal grains of the magnetic layer were enlarged as compared with the case where the Al alloy substrate was used, and the particle size distribution of the crystal grains was also increased by about 20 to 30%. . For this reason, the medium noise increases and the electromagnetic conversion characteristics deteriorate. Further, even if an amorphous or microcrystalline film described in JP-A-4-153910 is formed between the glass substrate and the base layer, the crystal grain size of the magnetic layer may be reduced to some extent, Was not. Further, there was almost no effect on the reduction of the particle size distribution, and good electromagnetic conversion characteristics could not be obtained.

【0006】このように、高記録密度化に適した磁気ヘ
ッド、磁気記録媒体、或いは磁気記録媒体用の基板はそ
れぞれ別々に開発されているが、これらを如何に組み合
わせて、記録密度の高い磁気ディスク装置を実現するか
についてはこれまで十分に考慮されていなかった。本発
明の目的は、上記の問題点を解決し、1平方インチ当た
り1ギガビット以上の記録密度を持った信頼性の高い磁
気記憶装置と、高記録密度に適した低ノイズな磁気記録
媒体を提供することである。
As described above, a magnetic head, a magnetic recording medium, and a substrate for a magnetic recording medium suitable for increasing the recording density have been separately developed. Until now, whether to implement a disk device has not been sufficiently considered. An object of the present invention is to solve the above problems and provide a highly reliable magnetic storage device having a recording density of 1 gigabit per square inch or more, and a low-noise magnetic recording medium suitable for a high recording density. It is to be.

【0007】本発明の他の目的は、ガラス基板を加熱し
た後に膜形成した場合に発生しやすい密着不良を改善す
ることにある。これにより、記録媒体のノイズ低減のた
めの膜形成条件の幅を広げるのみならず、膜形成直前に
おける基板加熱を可能にする事によって、基板表面に吸
着した不純物ガスを脱離させ、生産時における磁性膜特
性の再現性を向上させることができる。
Another object of the present invention is to improve the poor adhesion that tends to occur when a film is formed after heating a glass substrate. This not only broadens the range of film formation conditions for noise reduction of the recording medium, but also enables substrate heating immediately before film formation, thereby desorbing impurity gas adsorbed on the substrate surface, and The reproducibility of the magnetic film characteristics can be improved.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に複
数の下地層が積層された多層下地層を介して形成された
磁性層を有し、該多層地層の少なくとも一層がCoを含有
する非晶質、或いは微結晶材料から成る磁気記録媒体を
用いることにより、達成される。
An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having a magnetic layer formed on a substrate through a multilayer underlayer in which a plurality of underlayers are stacked, and at least one of the multilayer ground layers contains Co. This is achieved by using a magnetic recording medium made of an amorphous or microcrystalline material.

【0009】前述のように、ガラス基板を用いた場合に
は、従来のNiPメッキAl合金基板を用いた場合に比
べ、Co合金磁性層の磁化容易軸であるc軸の面内配向
度が小さく、結晶粒が大きくなっていたために、特性が
劣化していた。磁性層の結晶粒は下地層の結晶粒上にエ
ピタキシャル成長しており、一般に、磁性層結晶粒の配
向とサイズは下地層の結晶粒径や表面形状よって大きく
影響を受ける。このような知見を元に、本発明者らは、
下地層の材料、層構成、膜厚、成膜条件等を変えた種々
の磁気記録媒体を作製し、記録部に電磁誘導型ヘッドを
用い再生部に磁気抵抗効果型ヘッドを用いた複合型磁気
ヘッドとの組み合わせにより記録再生特性との関係を検
討した。その結果、下地層を多層化し、磁性層との結晶
格子整合性を高めるためのCr合金等のbcc構造の下
地層と基板の間にCoを含有する非晶質、或いは微結晶
材料から成る新たな下地層(以下、これを第一の下地層
という)を挿入することにより、特性が改善出来ること
を見いだした。以下に、その詳細な手段について説明す
る。
As described above, when the glass substrate is used, the degree of in-plane orientation of the c-axis, which is the axis of easy magnetization, of the Co alloy magnetic layer is smaller than when the conventional NiP-plated Al alloy substrate is used. The characteristics were degraded because the crystal grains were large. The crystal grains of the magnetic layer are epitaxially grown on the crystal grains of the underlayer. Generally, the orientation and size of the crystal grains of the magnetic layer are greatly affected by the crystal grain size and surface shape of the underlayer. Based on such findings, the present inventors,
Various types of magnetic recording media with different underlayer materials, layer configurations, film thicknesses, film forming conditions, etc. were manufactured, and a composite magnetic field using an electromagnetic induction head for the recording section and a magnetoresistive head for the reproducing section The relationship with the recording / reproducing characteristics was examined by combining with a head. As a result, a new underlayer made of an amorphous or microcrystalline material containing Co is provided between the substrate and the bcc structure underlayer such as a Cr alloy for increasing the crystal lattice matching with the magnetic layer by increasing the number of layers of the underlayer. It has been found that the characteristics can be improved by inserting a proper underlayer (hereinafter referred to as a first underlayer). Hereinafter, the detailed means will be described.

【0010】ここで、非晶質とはX線回折による明瞭な
ピークが観察されないこと、または、電子線回折による
明瞭な回折スポット、回折リングが観察されず、ハロー
状の回折リングが観察されることを言う。また、微結晶
とは、結晶粒径が磁性層の結晶粒径より小さく、好まし
くは平均粒径が8nm以下の結晶粒から成ることを言う。
Here, in the case of amorphous, a clear peak due to X-ray diffraction is not observed, or a clear diffraction spot or diffraction ring due to electron beam diffraction is not observed, but a halo-shaped diffraction ring is observed. Say that. Further, the term “microcrystal” means that the crystal grain has a crystal grain size smaller than the crystal grain size of the magnetic layer, and preferably has an average grain size of 8 nm or less.

【0011】上記の多層下地層を構成するCoを含有する
非晶質、或いは微結晶材料から成る層を構成する材料と
してはCoとの非晶質、或いは微結晶を形成する元素を含
む材料であれば、その組成は特に限定されない。ガラス
基板上に、Coを含有する非晶質、或いは微結晶材料から
成る第一の下地層を形成すると、その上に形成されるCr
合金等のbcc構造を有する下地層(以下、これを第二の
下地層という)の結晶粒が微細化されると同時に、bcc
構造の(100)面が膜面に平行に成長しやすくなる。これ
によって、Co合金磁性膜のhcp構造を持つ結晶粒の磁化
容易軸が膜面内を向くように成長し、かつ、その粒径が
小さくなる。このため、保磁力が向上し、ノイズが低減
される。Coを含まない非晶質、或いは微結晶材料を用い
た場合にも、磁性層の結晶粒径はある程度小さくなる場
合もあるが、実施例6に示した様にCoを含有する非晶
質、或いは微結晶材料を用いた場合には結晶粒の微細化
が顕著であり、かつ、結晶粒径の分散も小さくなる。こ
れは、Coを含有する非晶質、或いは微結晶材料では表面
に微細な凹凸が均一に形成され、第二の下地層の結晶粒
が、これを核にして成長するためである。
The material constituting the layer composed of the amorphous or microcrystalline material containing Co which constitutes the above-mentioned multilayer underlayer is a material containing an element forming amorphous or microcrystal with Co. If so, its composition is not particularly limited. When a first underlayer made of an amorphous or microcrystalline material containing Co is formed on a glass substrate, a Cr layer formed on the first underlayer is formed.
At the same time as the crystal grains of a base layer having a bcc structure such as an alloy (hereinafter referred to as a second base layer) are refined, bcc
The (100) plane of the structure easily grows parallel to the film plane. As a result, the crystal grains having the hcp structure of the Co alloy magnetic film grow so that the axis of easy magnetization points in the film plane, and the grain size becomes small. Therefore, coercive force is improved and noise is reduced. Even when an amorphous material containing no Co or a microcrystalline material is used, the crystal grain size of the magnetic layer may be reduced to some extent, but as shown in Example 6, the amorphous material containing Co, Alternatively, when a microcrystalline material is used, the crystal grain size is remarkably reduced, and the dispersion of the crystal grain size is reduced. This is because fine irregularities are uniformly formed on the surface of an amorphous or microcrystalline material containing Co, and the crystal grains of the second underlayer grow using the nuclei as the nuclei.

【0012】第一の下地層の微細構造としては、非晶質
であることが望ましいが、平均結晶粒径が8nm以下の微
結晶構造であっても良好な特性が得られる。非晶質構造
の場合の方が、第二の下地層、及び磁性層の結晶粒が微
細になるため、より低ノイズな媒体が得られる。微結晶
構造の場合はややノイズが高くなるが、高記録密度での
再生出力が高くなるので、比較的高いヘッドノイズを持
つヘッドとの組み合わせに適している。
The fine structure of the first underlayer is desirably amorphous, but good characteristics can be obtained even if the fine structure has an average crystal grain size of 8 nm or less. In the case of the amorphous structure, since the crystal grains of the second underlayer and the magnetic layer are finer, a medium with lower noise can be obtained. In the case of a microcrystalline structure, noise is slightly increased, but the reproduction output at a high recording density is increased. Therefore, it is suitable for combination with a head having relatively high head noise.

【0013】第一の下地層の具体的な材料としては、T
i、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、 Si、Bから成る第一の
群より選ばれた少なくとも1種の第一の添加元素とCoと
の合金、或いは、これらの第一の添加元素の酸化物とCo
との化合物が好ましい。第一の添加元素の濃度は、5at
%以上、70at%以下の範囲にあることが望ましい。第一
の添加元素の濃度が5at%よりも小さいと磁性層の結晶
粒が、ガラス基板の上に第二の下地層を直接形成した場
合に比べて大きくなり、70at%よりも大きいと磁性膜の
c軸が膜面から立ち上がった成分が多くなり好ましくな
い。また、第一の添加元素としては第一の群の中でZr、
Ta、Wを用いると、磁化容易軸の面内配向成分が強くな
り特に好ましい。
As a specific material of the first underlayer, T
i, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Si, an alloy of Co with at least one first additive element selected from the first group consisting of B, or a first alloy thereof; Oxides of Co and Co
Are preferred. The concentration of the first additive element is 5at
% Is preferably in the range of 70 at% or less. When the concentration of the first additive element is less than 5 at%, the crystal grains of the magnetic layer become larger than when the second underlayer is formed directly on the glass substrate, and when the concentration is more than 70 at%, the magnetic film becomes larger. of
The component whose c-axis rises from the film surface increases, which is not preferable. As the first additive element, Zr in the first group,
The use of Ta or W is particularly preferable because the in-plane orientation component of the easy axis is strong.

【0014】第一の下地層の磁化は、記録再生特性に何
らかの影響を与えるため、第一の下地層は非磁性である
ことが望ましい。しかし、検討の結果、第一の下地層の
残留磁束密度と層厚の積が、磁性層の残留磁束密度と層
厚の積の20%以下であれば、実用上問題はないことが確
認された。第一の下地層の残留磁束密度と層厚の積が、
磁性層の残留磁束密度と層厚の積の20%を越えると、MR
ヘッドの出力信号のベースラインに変動が現れ、低域の
ノイズが増大し、好ましくない。 このような影響を無
くすためには、第一の下地層を薄くするか、第一の添加
元素の濃度を高めるか、或いは、さらに第二の添加元素
を添加することが有効である。第二の添加元素として
は、Cr、V、Mn等を用いると磁化の低下が大きく、有効
である。
Since the magnetization of the first underlayer has some influence on the recording / reproducing characteristics, it is desirable that the first underlayer is non-magnetic. However, as a result of examination, it was confirmed that there is no practical problem if the product of the residual magnetic flux density and the layer thickness of the first underlayer is 20% or less of the product of the residual magnetic flux density and the layer thickness of the magnetic layer. Was. The product of the residual magnetic flux density of the first underlayer and the layer thickness is
When the product exceeds 20% of the product of the residual magnetic flux density and the layer thickness of the magnetic layer, MR
Fluctuations appear in the baseline of the output signal of the head, and low-frequency noise increases, which is not preferable. To eliminate such an effect, it is effective to reduce the thickness of the first underlayer, increase the concentration of the first additive element, or add a second additive element. When Cr, V, Mn, or the like is used as the second additive element, the magnetization is greatly reduced, and this is effective.

【0015】第二の下地層としては、Ti、Mo、Vから選
ばれた少なくとも1種の元素とCrの合金、或いはCrを用
いることが好ましい。また、第二の下地層をbcc構造を
持つ2つの層で構成することも出来る。
As the second underlayer, it is preferable to use an alloy of at least one element selected from Ti, Mo, and V and Cr, or Cr. Further, the second underlayer may be constituted by two layers having a bcc structure.

【0016】磁性層は、CoCrPt、 CoCrPtTa、CoCrPtT
i、CoCrTa、CoNiCr等、Coを主成分とする合金を用いる
ことが出来るが、高い保磁力を得るためには、Ptを含む
Co合金を用いることが特に好ましい。また、SmCo、FeSm
N等の希土類元素を含む磁性合金を用いることも出来
る。SmCo合金膜は非常に小さな結晶粒から成ることが知
られている。しかし、結晶粒間の磁気的相互作用が強い
ために、結晶粒1つ1つは独立した磁性粒子とはなってお
らず、bcc構造の下地上に作製した場合には、1つの下地
結晶粒の上に形成されたSmCo合金結晶粒の集合が1つの
磁気的な単位として振る舞うと考えられている。本発明
のCoを含有する非晶質、或いは微結晶材料から成る第一
の下地層を形成すると、bcc構造の第二の下地層の結晶
粒が微細化されるため、SmCo合金の磁気的な単位が微細
化され、媒体ノイズを低減することが出来る。更に、磁
性層を単層、或いは非磁性中間層を介した複数の層で構
成することも出来る。この場合、請求項8のBr×tにおけ
る磁性層の厚さ t は各磁性層の厚さの合計を表すもの
とする。
The magnetic layer is made of CoCrPt, CoCrPtTa, CoCrPtT
i, CoCrTa, CoNiCr, and other alloys containing Co as the main component can be used, but in order to obtain a high coercive force, Pt is contained.
It is particularly preferable to use a Co alloy. Also, SmCo, FeSm
A magnetic alloy containing a rare earth element such as N can also be used. It is known that SmCo alloy films consist of very small crystal grains. However, because of the strong magnetic interaction between the crystal grains, each crystal grain is not an independent magnetic particle. It is thought that the aggregate of SmCo alloy grains formed on the layer acts as one magnetic unit. When the first underlayer made of the amorphous or microcrystalline material containing Co of the present invention is formed, the crystal grains of the second underlayer having the bcc structure are refined. The unit is miniaturized, and the medium noise can be reduced. Further, the magnetic layer may be composed of a single layer or a plurality of layers via a non-magnetic intermediate layer. In this case, the thickness t of the magnetic layer in Br × t of claim 8 represents the total thickness of each magnetic layer.

【0017】磁性層の磁気的な特性としては、記録方向
に磁界を印加して測定した保磁力を1.8キロエルステッ
ド以上とし、残留磁束密度Brと膜厚 t の積Br×tを20ガ
ウス・ミクロン以上、140ガウス・ミクロン以下とする
と、1平方インチ当たり1ギガビット以上の記録密度領域
において、良好な記録再生特性が得られるので好まし
い。保磁力が1.8キロエルステッドよりも小さくなる
と、高記録密度(200kFCI以上)での出力が小さくなり
好ましくない。また、Br×tが140ガウス・ミクロンより
大きくなると分解能が低下し、20ガウス・ミクロンより
も小さくなると再生出力が小さくなり好ましくない。
The magnetic properties of the magnetic layer are as follows: the coercive force measured by applying a magnetic field in the recording direction is 1.8 kOe or more, and the product Br × t of the residual magnetic flux density Br and the film thickness t is 20 gauss microns. As described above, it is preferable that the thickness be 140 gauss / micron or less because good recording / reproducing characteristics can be obtained in a recording density region of 1 gigabit / square inch or more. If the coercive force is smaller than 1.8 kOe, the output at a high recording density (200 kFCI or more) becomes undesirably small. Further, when Br × t is larger than 140 Gauss / micron, the resolution is reduced, and when it is smaller than 20 Gauss / micron, the reproduction output is undesirably reduced.

【0018】更に、磁性層の保護層としてカーボンを厚
さ10nm〜30nm形成し、さらに吸着性のパーフルオロアル
キルポリエーテル等の潤滑層を厚さ2nm〜20nm設けるこ
とにより信頼性が高く、高密度記録が可能な磁気記録媒
体が得られる。また、保護層として水素を添加したカー
ボン膜、或いは、炭化シリコン、炭化タングステン、(W
-Mo)-C、(Zr-Nb)-N等の化合物から成る膜、或いは、こ
れらの化合物とカーボンの混合膜を用いると耐摺動性、
耐食性を向上出来るので好ましい。また、これらの保護
層を形成した後、微細マスク等を用いてプラズマエッチ
ングすることで表面に微細な凹凸を形成したり、化合
物、混合物のターゲットを用いて保護層表面に異相突起
を生じせしめたり、或いは熱処理によって表面に凹凸を
形成すと、ヘッドと媒体との接触面積を低減でき、CSS
動作時にヘッドが媒体表面に粘着する問題が回避される
ので好ましい。
Further, by forming carbon as a protective layer of a magnetic layer with a thickness of 10 nm to 30 nm and further providing a lubricating layer of an adsorbent perfluoroalkyl polyether or the like with a thickness of 2 nm to 20 nm, high reliability and high density can be achieved. A recordable magnetic recording medium is obtained. Further, a carbon film to which hydrogen is added as a protective layer, or silicon carbide, tungsten carbide, (W
-Mo) -C, (Zr-Nb) -N and the like, or a film composed of a compound of these compounds and carbon, sliding resistance,
It is preferable because the corrosion resistance can be improved. In addition, after forming these protective layers, plasma etching is performed using a fine mask or the like to form fine irregularities on the surface, or a heterogeneous projection is formed on the surface of the protective layer using a compound or mixture target. Or, by forming irregularities on the surface by heat treatment, the contact area between the head and the medium can be reduced, and CSS
This is preferable because the problem that the head sticks to the medium surface during operation is avoided.

【0019】本発明のCoを含有する非晶質、或いは微結
晶材料から成る第一の下地層を用いた場合、ガラス基板
を加熱した後に本下地層を成膜しても加熱しない場合と
同様に密着性が良いことを見い出した。これは本下地膜
の主成分元素であるコバルトがガラス基板のシリコン若
しくは酸素との結合力が強いためと推定している。前出
した第一の添加元素の酸化物とCoとの化合物を用いる
と、ガラス基板との密着性が更に向上し、特に、磁気ヘ
ッドスライダーの浮上量(磁気ヘッドと媒体のスペーシ
ング)が小さく、接触が起きやすい場合に適している。
以上述べたように、本発明を用いた場合、特に密着性を
向上するための層を設ける必要はない。しかし、媒体の
表面に凹凸形状を形成し、CSS特性を向上させるためにA
l、Ag等の低融点金属、合金層、或いは、金属間化合物
層を基板と第一の下地層の間に形成することも出来る。
When the first underlayer made of the amorphous or microcrystalline material containing Co of the present invention is used, the same effect as when the glass substrate is heated after the substrate is formed but not heated. Was found to have good adhesion. This is presumed to be because cobalt, which is a main component element of the base film, has a strong bonding force with silicon or oxygen on the glass substrate. The use of the above-mentioned compound of the oxide of the first additional element and Co further improves the adhesion to the glass substrate, and particularly reduces the flying height of the magnetic head slider (the spacing between the magnetic head and the medium). Suitable when contact is likely to occur.
As described above, when the present invention is used, it is not necessary to particularly provide a layer for improving adhesion. However, in order to form irregularities on the surface of the medium and improve CSS characteristics,
A low melting point metal such as l or Ag, an alloy layer, or an intermetallic compound layer may be formed between the substrate and the first underlayer.

【0020】また、基板として、Ni-PをメッキしたAl合
金基板を用いた場合にも、ガラス基板を用いた場合と同
様、磁性層の結晶粒が微細になるという効果が確認され
た。
Also, when an Al alloy substrate plated with Ni-P was used as the substrate, the effect of making the crystal grains of the magnetic layer finer was confirmed as in the case of using a glass substrate.

【0021】上記の磁気記録媒体と、これを記録方向に
駆動する駆動部と、記録部と再生部から成る磁気ヘッド
と、上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運
動させる手段と、上記磁気ヘッドへの信号入力と該磁気
ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処
理手段を有する磁気記憶装置において、前記磁気ヘッド
の再生部を磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成することに
より、高記録密度における十分な信号強度を得ることが
でき、1平方インチ当たり1ギガビット以上の記録密度
を持った信頼性の高い磁気記憶装置を実現することが出
来る。
The magnetic recording medium, a driving unit for driving the magnetic recording medium in a recording direction, a magnetic head including a recording unit and a reproducing unit, a unit for moving the magnetic head relative to the magnetic recording medium, in the magnetic storage device having a recording and reproduction signal processing means for performing an output signal reproduced from the signal input and the magnetic head to the magnetic head, by constituting the reproduction unit of the magnetic head with a magnetoresistive head, Sufficient signal strength at a high recording density can be obtained, and a highly reliable magnetic storage device having a recording density of 1 gigabit per square inch or more can be realized.

【0022】また、本発明の磁気記録装置で用いている
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部を挟む2
枚のシールド層の間隔(シールド間隔)は0.35μm
以下が好ましい。これは、シールド間隔が0.35μm
以上になると分解能が低下し、信号の位相ジッターが大
きくなってしまうためである。
Further, the magnetic recording apparatus of the present invention is used in the present invention.
2 sandwiching the magnetoresistive sensor unit of the magnetoresistive head
The interval between the shield layers (shield interval) is 0.35 μm
The following is preferred. This means that the shield spacing is 0.35 μm
This is because the resolution is reduced and the phase jitter of the signal is increased.

【0023】更に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを、互い
の磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することに
よって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、
その導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層を含
磁気抵抗センサによって構成し、巨大磁気抵抗効果、
或いはスピン・バルブ効果を利用したものとすることに
より、信号強度をさらに高めることができ、1平方イン
チ当たり2ギガビット以上の記録密度を持った信頼性の
高い磁気記憶装置の実現が可能となる。
Further, the magneto-resistance effect type magnetic head includes a plurality of conductive magnetic layers which generate a large resistance change when their magnetization directions are relatively changed by an external magnetic field;
It is composed of a magnetoresistive sensor including a conductive non-magnetic layer arranged between the conductive magnetic layers, and has a giant magnetoresistive effect,
Alternatively, by utilizing the spin valve effect, the signal strength can be further increased, and a highly reliable magnetic storage device having a recording density of 2 gigabits per square inch or more can be realized.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<実施例1>本発明の実施例を図1、図2、図3を用いて説
明する。本実施例の磁気記憶装置の平面摸式図、断面摸
式図を図1(a)、及び図1(b)に示す。この装置は磁気ヘッ
ド1、及びその駆動部2と、該磁気ヘッドの記録再生信号
処理手段3と磁気記録媒体4とこれを回転させる駆動部5
とからなる周知の構造を持つ磁気記憶装置である。
<Embodiment 1> An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. FIGS. 1 (a) and 1 (b) show a schematic plan view and a schematic sectional view of the magnetic storage device of this embodiment. This apparatus comprises a magnetic head 1, a driving unit 2, a recording / reproducing signal processing means 3 for the magnetic head, a magnetic recording medium 4, and a driving unit 5 for rotating the magnetic recording medium.
This is a magnetic storage device having a known structure comprising:

【0025】上記磁気ヘッドの構造を図2に示す。この
磁気ヘッドは基体6上に形成された記録用の電磁誘導型
磁気ヘッドと再生用の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを併せ
持つ複合型ヘッドである。前記記録用ヘッドはコイル7
を挟む上部記録磁極8と下部記録磁極兼上部シールド層
9からなり、記録磁極間のギャップ層厚は0.3μmと
した。また、コイルには厚さ3μmのCuを用いた。前
記再生用ヘッドは磁気抵抗センサ10とその両端の電極
パタン11からなり、磁気抵抗センサは共に1μm厚の
下部記録磁極兼上部シールド層と下部シールド層12で
挟まれ、該シールド層間距離は0.25μmである。
尚、図2では記録磁極間のギャップ層、及びシールド層
磁気抵抗センサとのギャップ層は省略してある。
FIG. 2 shows the structure of the magnetic head. The magnetic head is a composite head having both a magnetoresistive head for reproducing an electromagnetic induction type magnetic head for recording formed on the base 6. The recording head is a coil 7
The upper recording magnetic pole 8 and the lower recording magnetic pole / upper shield layer 9 sandwiching the magnetic recording medium and the gap layer thickness between the recording magnetic poles was 0.3 μm. Cu having a thickness of 3 μm was used for the coil. The reproducing head comprises a magnetoresistive sensor 10 and electrode patterns 11 at both ends thereof. Both magnetoresistive sensors are sandwiched between a lower recording magnetic pole / upper shield layer and a lower shield layer 12 each having a thickness of 1 μm. 25 μm.
In FIG. 2, the gap layer between the recording magnetic poles and the gap layer between the shield layer and the magnetoresistive sensor are omitted.

【0026】図3に磁気抵抗センサの断面構造を示す。
磁気センサの信号検出領域13は、酸化Alのギャップ層
14上に横バイアス層15、分離層16、磁気抵抗強磁
性層17が順次形成された部分からなる。磁気抵抗強磁
性層には、20nmのNiFe合金を用いた。横バイア
ス層には25nmのNiFeNbを用いたが、NiFe
Rh等の比較的電気抵抗が高く、軟磁気特性の良好な強
磁性合金であれば良い。横バイアス層は磁気抵抗強磁性
層を流れるセンス電流がつくる磁界によって、該電流と
垂直な膜面内方向(横方向)に磁化され、磁気抵抗強磁
性層に横方向のバイアス磁界を印加する。これによっ
て、媒体からの漏洩磁界に対して線形な再生出力を示す
磁気センサが得られる。磁気抵抗強磁性層からのセンス
電流の分流を防ぐ分離層には、比較的電気抵抗が高いT
aを用い、膜厚は5nmとした。
FIG. 3 shows a sectional structure of the magnetoresistive sensor.
The signal detection region 13 of the magnetic sensor includes a portion in which a lateral bias layer 15, a separation layer 16, and a magnetoresistive ferromagnetic layer 17 are sequentially formed on a gap layer 14 of Al oxide. A 20 nm NiFe alloy was used for the magnetoresistive ferromagnetic layer. NiFeNb of 25 nm was used for the lateral bias layer.
Any ferromagnetic alloy such as Rh or the like having a relatively high electric resistance and good soft magnetic properties may be used. The lateral bias layer is magnetized in an in-plane direction (lateral direction) perpendicular to the current by a magnetic field generated by a sense current flowing through the magnetoresistive ferromagnetic layer, and applies a lateral bias magnetic field to the magnetoresistive ferromagnetic layer. As a result, a magnetic sensor showing a linear reproduction output with respect to the leakage magnetic field from the medium can be obtained. The separation layer for preventing the shunt of the sense current from the magnetoresistive ferromagnetic layer has a relatively high electric resistance of T.
a, and the film thickness was 5 nm.

【0027】信号検出領域の両端にはテーパー形状に加
工されたテーパー部18がある。テーパー部は、磁気抵3
強磁性層を単磁区化するための永久磁石層19と、その上
に形成された信号を取り出すための一対の電極11からな
る。永久磁石層は保磁力が大きく、磁化方向が容易に変
化しないことが必要であり、CoCr、CoCrPt合金等が用い
られる。
At both ends of the signal detection area, there are tapered portions 18 formed into a tapered shape. The taper is
It comprises a permanent magnet layer 19 for converting the ferromagnetic layer into a single magnetic domain, and a pair of electrodes 11 formed thereon for extracting signals. The permanent magnet layer needs to have a large coercive force and the magnetization direction does not easily change, and CoCr, CoCrPt alloy, or the like is used.

【0028】図4に本実施例の磁気記録媒体の層構成を
示す。基板20には化学強化されたソーダライムガラスを
使用した。その上にCo-30at%Cr-10%Zr合金からなる第一
の下地層21を50nm、Cr-15at%Ti合金からなる第二の下地
層22を30nm、Co-20at%Cr-12at%Pt合金磁性層23を20nm、
更に10nmのカーボン保護膜24をDCスパッタ法により形成
した。第一の下地層は基板を加熱しない状態で形成し、
その後、ランプヒーターにより250℃まで加熱して、そ
の上の各層を形成した。膜形成後、パーフルオロアルキ
ルポリエーテル系の材料をフルオロカーボン材料で希釈
したものを潤滑材25として塗布した。また、第一の下地
層にCr-15at%Tiを使用した媒体を上記と同一条件で作製
し、これを比較例とした。
FIG. 4 shows the layer structure of the magnetic recording medium of this embodiment. As the substrate 20, soda lime glass that has been chemically strengthened was used. The first underlayer 21 made of Co-30at% Cr-10% Zr alloy is 50 nm thereon, and the second underlayer 22 made of Cr-15at% Ti alloy is 30 nm, Co-20at% Cr-12at% Pt. 20 nm for the alloy magnetic layer 23,
Further, a carbon protective film 24 of 10 nm was formed by DC sputtering. The first underlayer is formed without heating the substrate,
Then, it heated to 250 degreeC with the lamp heater, and formed each layer on it. After forming the film, a material obtained by diluting a perfluoroalkylpolyether-based material with a fluorocarbon material was applied as a lubricant 25. Further, a medium using Cr-15at% Ti for the first underlayer was produced under the same conditions as above, and this was used as a comparative example.

【0029】本実施例の媒体の保磁力は2620エルステッ
ドで比較例の媒体よりも約400Oe程度高く、残留磁束密
度と磁性層厚の積Br×tは85ガウス・ミクロンであっ
た。前記磁気記憶装置に組み込んで、線記録密度210kBP
I、トラック密度9.6kTPIの条件で記録再生特性を評価
したところ、S/Nは比較例媒体の場合よりも約15%高い
1.8であった。
The coercive force of the medium of the present example was 2620 Oe and about 400 Oe higher than that of the medium of the comparative example, and the product Br × t of the residual magnetic flux density and the thickness of the magnetic layer was 85 Gauss / micron. Incorporated in the magnetic storage device, the linear recording density 210 kBP
When the recording and reproducing characteristics were evaluated under the conditions of I and track density of 9.6 kTPI, the S / N was about 15% higher than that of the comparative medium.
It was 1.8.

【0030】前記第一の下地層のCoCrZr合金のみの単層
膜を同一条件でガラス基板上に50nm形成し、X線回折の
測定を行ったところ、明瞭な回折ピークはみられなかっ
た。また、透過電子顕微鏡(TEM)を用いてCoCrZr合金
膜の構造を調べたところ、図5に示すようなTEM像と制限
視野回折パターンが得られた。同図右上隅の白いスポッ
トとリングが制限視野回折パターンである。尚、この制
限視野回折パターンは、直径0.5ミクロン程度の領域か
ら得られたものである。TEM像には結晶構造の存在を示
す格子像は見られず、また、制限視野回折パターンは非
晶質に特有なハロー状の回折リングを示している。この
ことから、第一の下地層のCoCrZr合金は、非晶質構造を
とっていると考えられる。TEM像には、第一の下地層表
面の微細な凹凸を反映した濃淡が観察された。この凹凸
は数nmのピッチでかなり均一に形成されている。
When a single layer film of only the CoCrZr alloy as the first underlayer was formed on a glass substrate under the same conditions at a thickness of 50 nm, and X-ray diffraction was measured, no clear diffraction peak was observed. When the structure of the CoCrZr alloy film was examined using a transmission electron microscope (TEM), a TEM image and a selected area diffraction pattern as shown in FIG. 5 were obtained. The white spot and ring at the upper right corner of the figure are the selected area diffraction patterns. The selected area diffraction pattern was obtained from a region having a diameter of about 0.5 μm. The TEM image shows no lattice image indicating the existence of the crystal structure, and the selected area diffraction pattern shows a halo-shaped diffraction ring unique to amorphous. From this, it is considered that the CoCrZr alloy of the first underlayer has an amorphous structure. In the TEM image, shading reflecting fine irregularities on the surface of the first underlayer was observed. These irregularities are formed quite uniformly at a pitch of several nm.

【0031】カーボン保護膜まで形成した本実施例媒
体、及び比較例媒体のX線回折の測定を行った結果、図6
に示す回折パターンが得られた。比較例媒体の回折パタ
ーンでは第一の下地層と第二の下地層が同一組成のた
め、両者の回折ピークの識別は出来ない。また、下地層
の体心立方構造(bcc構造)の (110)ピークは磁性層か
らの六方最密構造(hcp構造)の(00.2)ピークと重なる
ため、この両者の識別も不可能である。しかし、いずれ
にしても第二の下地層は実施例媒体のように強く(100)
配向しておらず、配向が異なる複数の結晶粒の混合相と
なっている。このため、磁性層中のCoCrPt合金結晶も様
々な結晶配向をとっており、CoCrPt磁性層からは複数の
回折ピークがみられる。一方、実施例媒体は前記の様に
第一の下地層のCoCrZr合金は回折ピークを示さないた
め、図中の回折ピークは、第二の下地層からのbcc(200)
ピークと、CoCrPt磁性層からのhcp(11.0)ピークであ
る。このことから、非晶質構造のCoCrZr合金層上に形成
された第二の下地層のCrTi合金は(100)配向をとり、そ
の上のCoCrPt磁性層はエピタキシャル成長により(11.
0)配向をとっていることがわかる。このため、CoCrPt合
金の磁化容易軸であるc軸の面内方向の成分が大きくな
り、良好な磁気特性が得られる。さらに、磁性層のTEM
観察を行ったところ、本実施例のCoCrPt合金の平均結晶
粒経は16.1nm程度であり、比較例に比べて約3nm微細化
されていた。また、前記単層のCoCrZr合金単層膜の磁化
測定を行ったところ、明瞭なヒステリシス曲線が得られ
なかったため、該合金膜は非磁性であると考えられる。
As a result of measuring the X-ray diffraction of the medium of this example and the medium of the comparative example in which the carbon protective film was formed, FIG.
Was obtained. In the diffraction pattern of the medium of the comparative example, since the first underlayer and the second underlayer have the same composition, the diffraction peaks of the two cannot be distinguished. In addition, since the (110) peak of the body-centered cubic structure (bcc structure) of the underlayer overlaps the (00.2) peak of the hexagonal close-packed structure (hcp structure) from the magnetic layer, it is impossible to discriminate between the two. is there. However, in any case, the second underlayer is as strong as the working medium (100)
It is not oriented and is a mixed phase of a plurality of crystal grains having different orientations. Therefore, the CoCrPt alloy crystal in the magnetic layer also has various crystal orientations, and a plurality of diffraction peaks are observed from the CoCrPt magnetic layer. On the other hand, in the example medium, since the CoCrZr alloy of the first underlayer does not show a diffraction peak as described above, the diffraction peak in the drawing is bcc (200) from the second underlayer.
The peak and the hcp (11.0) peak from the CoCrPt magnetic layer. From this, the CrTi alloy of the second underlayer formed on the CoCrZr alloy layer having the amorphous structure has a (100) orientation, and the CoCrPt magnetic layer thereon is epitaxially grown (11.
0) It turns out that it has taken the orientation. For this reason, the component in the in-plane direction of the c-axis, which is the axis of easy magnetization of the CoCrPt alloy, increases, and good magnetic properties can be obtained. Furthermore, the TEM of the magnetic layer
As a result of observation, the average crystal grain size of the CoCrPt alloy of this example was about 16.1 nm, which was about 3 nm finer than the comparative example. In addition, when the magnetization of the single-layer CoCrZr alloy single-layer film was measured, no clear hysteresis curve was obtained, so the alloy film is considered to be nonmagnetic.

【0032】<実施例2>実施例1と同様な磁気記憶装置
において、第一の下地層にCoMnTa合金を使用した磁気記
録媒体を用いた。
<Embodiment 2> In the same magnetic storage device as in Embodiment 1, a magnetic recording medium using a CoMnTa alloy for the first underlayer was used.

【0033】媒体の膜構成は実施例1と同様である。強
化ガラス基板を150℃まで加熱した後、第一の下地層のC
o-36at%Mn-10%Ta合金を、10mTorrのアルゴンに窒素を5%
添加した混合ガス雰囲気中で30nm形成した。その後、基
板温度が250℃となるよう再び基板を加熱し、第二の下
地層のCrV合金を30nm、CoCrNiPt合金磁性層を30nm、そ
してカーボン保護膜を10nmと順次形成した。第二の下地
層以降の各層は純アルゴンガス圧5mTorrのもとで形成し
た。得られた媒体の保磁力は2560エルステッドであっ
た。第一の下地層のCo-36at%Mn-10%Ta合金の単層膜の磁
化、及び膜構造について検討するため、該単層膜を30n
m、前記と同一条件で強化ガラス基板上に形成した。こ
の単層膜の磁化測定を行ったところ、飽和磁束密度は約
80G程度であった。TEMにより粒径観察を行ったところ、
CoMnTa合金単層膜の平均結晶粒径は約3nm以下であっ
た。カーボン保護膜まで形成した媒体のX線回折測定の
結果、実施例1と同様、第二の下地層のCrV合金は(100)
配向しており、CoCrNiPt合金はエピタキシャル成長によ
り、(11.0)配向していることがわかった。更に、磁性
層のCoCrNiPt合金のTEM観察を行ったところ、平均結晶
粒径は約19nmであった。尚、本実施例では膜形成は全て
DCスパッタ法により行ったが、その他、イオンビームス
パッタ法、ECRスパッタ法等でも同様な効果が得られ
る。
The film configuration of the medium is the same as in the first embodiment. After heating the tempered glass substrate to 150 ° C, the C
o-36at% Mn-10% Ta alloy, 10mTorr argon with 5% nitrogen
A 30 nm film was formed in the mixed gas atmosphere. Thereafter, the substrate was heated again so that the substrate temperature became 250 ° C., and the CrV alloy of the second underlayer was formed to 30 nm, the CoCrNiPt alloy magnetic layer was formed to 30 nm, and the carbon protective film was formed to 10 nm in order. Each layer after the second underlayer was formed under a pure argon gas pressure of 5 mTorr. The coercive force of the obtained medium was 2560 Oersted. To study the magnetization of the single-layer film of the Co-36at% Mn-10% Ta alloy of the first underlayer, and the film structure, the single-layer film
m, formed on a tempered glass substrate under the same conditions as above. When the magnetization of this single layer film was measured, the saturation magnetic flux density was about
It was about 80G. When the particle size was observed by TEM,
The average crystal grain size of the CoMnTa alloy single layer film was about 3 nm or less. As a result of X-ray diffraction measurement of the medium formed up to the carbon protective film, the CrV alloy of the second underlayer was (100) as in Example 1.
It was found that the CoCrNiPt alloy was oriented (11.0) by epitaxial growth. Furthermore, when the CoCrNiPt alloy of the magnetic layer was observed by TEM, the average crystal grain size was about 19 nm. In this embodiment, the film formation is all
Although the sputtering was performed by the DC sputtering method, the same effect can be obtained by an ion beam sputtering method, an ECR sputtering method, or the like.

【0034】潤滑剤を塗布した後、線記録密度210kBP
I、トラック密度9.6kTPIの条件で記録再生特性を行っ
た結果、1.8という高い装置S/Nが得られた。CSS試験
(コンタクト・スタート・ストップ試験)を行ったとこ
ろ、3万回のCSSを行っても摩擦係数は0.3以下であっ
た。また、媒体の内周から外周なでのヘッドシーク試験
5万回後のビットエラー数は10ビット/面以下であり、平
均故障間隔で30万時間以上が達成出来た。
After applying the lubricant, a linear recording density of 210 kBP
As a result of performing recording and reproduction characteristics under the conditions of I and track density of 9.6 kTPI, a high device S / N of 1.8 was obtained. When a CSS test (contact start / stop test) was performed, the coefficient of friction was less than 0.3 even after 30,000 times of CSS. Also, head seek test from the inner circumference to the outer circumference of the medium
The number of bit errors after 50,000 times was less than 10 bits / plane, and an average failure interval of 300,000 hours or more was achieved.

【0035】<実施例3>膜の密着性を検討するため、
下記の第一の下地層の各単層膜をガラス基板上に形成
し、ピーリング試験を行った。
Example 3 In order to examine the adhesion of the film,
Each single-layer film of the following first underlayer was formed on a glass substrate, and a peeling test was performed.

【0036】第一の下地層には実施例1、2のCoCrZr合
金、CoMnTa合金及びCo-30at%Cr合金、Co-20at%Cr-10at%
SiO2合金を用いた。CoCrZr合金及びCoMnTa合金の単層膜
は前記と同一条件でガラス基板上に形成した。CoCr合金
及びCoCrSiO2合金は実施例2と同一条件にて単層膜を形
成した。また、比較のため、第一の下地層にCrを用い、
実施例2と同一条件にて単層膜を形成した。ピーリング
試験は膜面にカッターナイフで3mm×3mmのメッシュを25
個けがいた後テープを貼り、40〜48時間後にピーリング
を行った。密着性は剥がれた部分の面積比率で評価し
た。ピーリング試験結果を図7に示す。第一の下地層にC
oからなる合金を用いた系はいずれも良好な密着性を示
した。尚、酸化物とCoとの化合物を用いた場合と実施例
2の第一の下地層は実施例1の該下地層よりも良好であっ
た。
The CoCrZr alloy, CoMnTa alloy and Co-30at% Cr alloy, Co-20at% Cr-10at% of Examples 1 and 2
An SiO2 alloy was used. A single layer film of a CoCrZr alloy and a CoMnTa alloy was formed on a glass substrate under the same conditions as described above. The CoCr alloy and the CoCrSiO2 alloy formed a single-layer film under the same conditions as in Example 2. For comparison, Cr was used for the first underlayer,
A single-layer film was formed under the same conditions as in Example 2. In the peeling test, a 3 mm x 3 mm mesh was cut on the membrane surface with a cutter knife.
After individual injury, a tape was applied, and peeling was performed 40 to 48 hours later. The adhesion was evaluated by the area ratio of the peeled portion. FIG. 7 shows the results of the peeling test. C for the first underlayer
All systems using the alloy consisting of o showed good adhesion. In the case where the compound of oxide and Co was used,
The first underlayer of No. 2 was better than the underlayer of Example 1.

【0037】<実施例4>実施例1と同様な磁気記憶装置
において、第一の下地層にCoCrW合金を使用した磁気記
録媒体を用いた。
<Embodiment 4> In the same magnetic storage device as in Embodiment 1, a magnetic recording medium using a CoCrW alloy for the first underlayer was used.

【0038】実施例1と同様に、強化ガラス基板上にCo-
25at%Cr-12at%W合金を25nm形成した。但し、このとき、
基板加熱は行わず、膜形成時のアルゴンガス圧を5〜30m
Torrまで変化させた。前記下地層形成後、220℃になる
よう基板加熱を行い、CrMo下地層50nm、CoCrPtTa磁性層
25nm、カーボン保護膜10nmと順次形成した。
In the same manner as in Example 1, Co-
A 25 at% Cr-12 at% W alloy was formed to a thickness of 25 nm. However, at this time,
Substrate heating is not performed, and argon gas pressure during film formation is 5 to 30 m
Changed to Torr. After the formation of the underlayer, the substrate was heated to 220 ° C., and the CrMo underlayer 50 nm, the CoCrPtTa magnetic layer
25 nm and a carbon protective film of 10 nm were sequentially formed.

【0039】まず、実施例1、実施例2の場合と同様、第
一の下地層のCoCrW合金のみをガラス基板上にアルゴン
ガス圧5〜25mTorrのもとで形成し、X線回折の測定を行
った。その結果、成膜時のアルゴンガス圧が5〜10mTorr
と比較的低い場合には、前記CoCrW単層膜からは強いhcp
(00.2)ピークがみられ、(00.1)配向したhcp構造の膜
であることがわかった。しかし、アルゴンガス圧の増加
に伴い(00.2)ピーク強度は急激に減少し、ガス圧が15m
Torr以上では明瞭な回折ピークはみられなくなった。次
にカーボン保護膜まで形成した媒体について、X線回折
の測定を行った。得られた回折パターンから、第二の下
地層CrMo合金からの(200)ピークと(110)ピークの強度
比、及び磁性層からの(11.0)ピークと(00.2)ピークの
強度比を求め、第一の下地層形成時のアルゴンガス圧と
の関係を調べた。結果を図8に示す。尚、図中の記号
は、例えばICo11.0はCoCrPtTa層からの(11.0)回折ピ
ーク強度を表しており、その他のピーク強度についても
同様な表記を用いた。第一の下地層形成時のアルゴンガ
ス圧が10mTorr以下の場合には、第二の下地層のCrMo合
金はbcc(110)配向、CoCrPtTa磁性層はhcp(10.1)配向し
ている。これに対し、アルゴンガス圧が15mTorr以上に
なると、第二の下地層からの(110)ピーク強度は急激に
減少し、代わって(200)ピークが増加する。これに伴っ
てCoCrPtTa合金磁性層からのピーク強度比も急激に変化
し、(11.0)ピークが急増している。図9に媒体の保磁力
と前記CoCrW合金形成時のガス圧の関係を示す。保磁力
は結晶配向が急激に変化するアルゴンガス圧10〜15mTor
付近を境に、それ以上で急激に増大している。以上よ
り、15mTorr以上のアルゴンガス圧で第一の下地層のCoC
rW合金形を形成することにより、該下地層が非晶質化、
或いは微結晶化され、その結果、CrMo下地層は(100)配
向、CoCrPtTa磁性層は(11.0)配向をとり、保磁力が増
大することがわかった。
First, as in the case of Examples 1 and 2, only the CoCrW alloy of the first underlayer was formed on a glass substrate under an argon gas pressure of 5 to 25 mTorr, and the X-ray diffraction was measured. went. As a result, the argon gas pressure during film formation is 5 to 10 mTorr
Is relatively low, a strong hcp from the CoCrW single layer film
A (20.2) peak was observed, indicating that the film had an (00.1) oriented hcp structure. However, as the argon gas pressure increased (20.2), the peak intensity decreased sharply, and the gas pressure decreased to 15m.
Above Torr, no clear diffraction peak was observed. Next, the medium formed up to the carbon protective film was measured for X-ray diffraction. From the obtained diffraction pattern, the intensity ratio between the (200) peak and the (110) peak from the second underlayer CrMo alloy and the intensity ratio between the (11.0) peak and the (00.2) peak from the magnetic layer And the relationship with the argon gas pressure during the formation of the first underlayer was examined. FIG. 8 shows the results. The symbol in the figure, for example, ICo11.0 represents the (11.0) diffraction peak intensity from the CoCrPtTa layer, and the same notation is used for other peak intensities. When the argon gas pressure at the time of forming the first underlayer is 10 mTorr or less, the CrMo alloy of the second underlayer has a bcc (110) orientation, and the CoCrPtTa magnetic layer has an hcp (10.1) orientation. On the other hand, when the argon gas pressure becomes 15 mTorr or more, the intensity of the (110) peak from the second underlayer rapidly decreases, and instead, the (200) peak increases. Accompanying this, the peak intensity ratio from the CoCrPtTa alloy magnetic layer also sharply changes, and the (11.0) peak sharply increases. FIG. 9 shows the relationship between the coercive force of the medium and the gas pressure during the formation of the CoCrW alloy. The coercive force is an argon gas pressure of 10 to 15 mTor where the crystal orientation changes rapidly.
It has increased sharply beyond the border. From the above, the CoC of the first underlayer was formed at an argon gas pressure of 15 mTorr or more.
By forming the rW alloy shape, the underlayer becomes amorphous,
Alternatively, it was found that the CrMo underlayer had a (100) orientation and the CoCrPtTa magnetic layer had a (11.0) orientation, and the coercive force was increased.

【0040】同様な傾向は、第二の下地層に例えば、Cr
Ti、CrV等他のCr合金を用いた場合、或いは磁性層にCoC
rPt、CoCrTa等他のCo合金を用いた場合にもみられた。
A similar tendency is observed when the second underlayer is made of, for example, Cr
When other Cr alloys such as Ti and CrV are used, or CoC
This was also observed when other Co alloys such as rPt and CoCrTa were used.

【0041】潤滑剤を塗布した後、線記録密度210kBP
I、トラック密度9.6kTPIの条件で記録再生特性を行っ
た。装置S/NはCoCrW合金形成時のアルゴンガス圧の増加
と共に向上し、15mTorr以上では1.6以上の値が得られ
た。また、媒体の内周から外周までのヘッドシーク試験
5万回後のビットエラー数は10ビット/面以下であり、平
均故障間隔で30万時間以上が達成出来た。
After applying the lubricant, a linear recording density of 210 kBP
Recording characteristics were performed under the conditions of I and track density of 9.6 kTPI. The apparatus S / N improved with the increase of the argon gas pressure during the formation of the CoCrW alloy, and a value of 1.6 or more was obtained at 15 mTorr or more. Also, a head seek test from the inner circumference to the outer circumference of the medium
The number of bit errors after 50,000 times was less than 10 bits / plane, and an average failure interval of 300,000 hours or more was achieved.

【0042】<実施例5> 実施例1と同様な磁気記憶装置において、再生用磁気ヘ
ッドに図10に示すセンサを用いた。 このセンサはギ
ャップ層14上に、5nmのTaバッファ層26、7n
mの第一の磁性層27、1.5nmのCu中間層28、
3nmの第二の磁性層29、10nmのFe−50at
%Mn反強磁性合金層30が順次形成された構造であ
る。前記第一の磁性層にはNi−20at%Fe合金を
使用し、第二の磁性層にはCoを使用した。反強磁性層
からの交換磁界により、第二の磁性層の磁化は一方向に
固定されている。これに対し、第二の磁性層と非磁性層
を介して接する第一の磁性層の磁化の方向は、磁気記録
媒体からの漏洩磁界により変化するため、抵抗変化が生
じる。このような二つの磁性層の磁化の相対的方向の変
化に伴う抵抗変化はスピンバルブ効果と呼ばれるが、本
実施例では再生用ヘッドにこの効果を利用したスピンバ
ルブ型磁気ヘッドを使用した。テーパー部は実施例1の
磁気センサと同一構成である。
Fifth Embodiment In a magnetic storage device similar to that of the first embodiment, a sensor shown in FIG. 10 was used for a reproducing magnetic head. This sensor has a 5 nm Ta buffer layer 26, 7n on the gap layer 14.
m first magnetic layer 27, 1.5 nm Cu intermediate layer 28,
3 nm second magnetic layer 29, 10 nm Fe-50 at
% Mn antiferromagnetic alloy layer 30 is sequentially formed. A Ni-20 at% Fe alloy was used for the first magnetic layer, and Co was used for the second magnetic layer. The magnetization of the second magnetic layer is fixed in one direction by the exchange magnetic field from the antiferromagnetic layer. On the other hand, the direction of magnetization of the first magnetic layer, which is in contact with the second magnetic layer via the non-magnetic layer, changes due to the leakage magnetic field from the magnetic recording medium, so that a resistance change occurs. Such a change in resistance due to a change in the relative direction of magnetization of the two magnetic layers is called a spin valve effect. In this embodiment, a spin valve magnetic head utilizing this effect is used as a reproducing head. The tapered portion has the same configuration as the magnetic sensor of the first embodiment.

【0043】磁気記録媒体にはガラス基板上に第一の下
地層、第二の下地層、磁性層、カーボン保護膜と実施例
1と同一プロセスで順次形成したものを使用した。第一
の下地層には20nmのCo-40at%V-12at%M合金(M = Ti、
Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、B)を用い、第二の下地層
にはCrTi合金50nm、磁性層にはCoCrPt合金22nmを用い
た。
In the magnetic recording medium, a first underlayer, a second underlayer, a magnetic layer, and a carbon protective film were formed on a glass substrate.
Those formed sequentially in the same process as 1 were used. For the first underlayer, a 20nm Co-40at% V-12at% M alloy (M = Ti,
Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, B) were used, a 50 nm CrTi alloy was used for the second underlayer, and a 22 nm CoCrPt alloy was used for the magnetic layer.

【0044】TEM観察の結果、上記第一の下地層は非晶
質、またはそれに近い微結晶構造であった。また、X線
回折の測定の結果、第二の下地層のCrTi合金は(100)配
向、CoCrPt磁性層は(11.0)配向していることがわかっ
た。この傾向は第一の下地層に前記の何れのCo-V-M合金
を使用した場合でも同様であった。第一の下地層に各合
金材料を使用した記録媒体の保磁力、保磁力角型比と、
CoCrPt磁性層からの(11.0)ピークと(10.1)ピークの強
度比(ICo11.0/ICo10.1と記す)を表1に示す。
As a result of TEM observation, the first underlayer had an amorphous or microcrystalline structure similar thereto. As a result of X-ray diffraction measurement, it was found that the CrTi alloy of the second underlayer was (100) oriented and the CoCrPt magnetic layer was (11.0) oriented. This tendency was the same when any of the above-mentioned Co-VM alloys was used for the first underlayer. Coercive force, coercive force squareness ratio of a recording medium using each alloy material for the first underlayer,
Table 1 shows the intensity ratio between the (11.0) peak and the (10.1) peak from the CoCrPt magnetic layer (referred to as ICo11.0 / ICo10. 1).

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】この表には比較例として、第一の下地層に
Crを使用した場合の値も示してある。比較例の媒体では
第二の下地層のCrTiは強く(110)配向しているため、CoC
rPt磁性層は(10.1)配向しており、該磁性層からの(1
1.0)ピークはみられない。これに対し、本実施例媒体
では前記のように、何れもCoCrPt磁性合金が強く(11.
0)配向しているため、該磁性合金の磁化容易軸であるc
軸の面内成分が大く、高い保磁力と保磁力角型比が得ら
れる。特にM= Zr、Ta、Wの場合には、CoCrPt磁性層の(1
1.0)回折が強くなり、磁化容易軸の面内配向成分が大
きくなっている。
As a comparative example, this table shows that the first underlayer
The values when Cr is used are also shown. In the medium of the comparative example, the CrTi of the second underlayer is strongly (110) oriented, so that CoC
The rPt magnetic layer is oriented (10.1), and the (1
1.0) No peak is observed. On the other hand, in the medium of the present embodiment, as described above, the CoCrPt magnetic alloy is strong in all cases (11.
0) Because it is oriented, c is the axis of easy magnetization of the magnetic alloy
The in-plane component of the shaft is large, and a high coercive force and a high coercive force squareness ratio can be obtained. In particular, when M = Zr, Ta, W, (1) of the CoCrPt magnetic layer
1.0) Diffraction is strong, and the in-plane orientation component of the easy axis is large.

【0047】潤滑剤を塗布した後、記録再生特性一イン
チあたり2ギガビットの記録密度の条件で記録再生特性
を測定したところ、本実施例媒体では何れの媒体からも
1.6以上という高いS/N値が得られた。また、本実施例
媒体は、何れも3万回のCSSを行っても摩擦係数が0.2以
下であり、実施例2の媒体よりも良好なCSS特性を示し
た。
After the lubricant was applied, the recording / reproducing characteristics were measured under the condition of a recording density of 2 gigabits per inch.
A high S / N value of 1.6 or more was obtained. Further, the medium of this example had a coefficient of friction of 0.2 or less even after performing 30,000 times of CSS, and exhibited better CSS characteristics than the medium of Example 2.

【0048】<実施例6>実施例の磁気記録媒体におい
て、Co-30at%Cr-10%Zr合金層に代えて、Co-30at%CrにT
i、 Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、WおよびBの酸化物を添加
した層を第一の下地層として使用した磁気記録媒体を用
いて、実施例1と同様の磁気記憶装置を構成した。
<Embodiment 6> In the magnetic recording medium of the embodiment, instead of the Co-30at% Cr-10% Zr alloy layer, T was added to Co-30at% Cr.
Using a magnetic recording medium using a layer to which oxides of i, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W and B were added as a first underlayer, a magnetic storage device similar to that of Example 1 was used. Configured.

【0049】TEM観察の結果、上記の下地層は非晶質、
またはそれに近い微結晶構造であった。また、X線回折
の測定の結果、第二の下地層のCrTi合金は(100)配向、C
oCrPt磁性層は(11.0)配向していることがわかった。表
2に、各下地層を用いた場合の保磁力、保磁力角型比、
および、X線回折ピーク強度比ICo11.0/ICo10.1を示
す。
As a result of TEM observation, the underlayer was amorphous,
Or a microcrystalline structure close to it. Also, as a result of X-ray diffraction measurement, the CrTi alloy of the second underlayer was (100) oriented, C
The oCrPt magnetic layer was found to be (11.0) oriented. table
2, the coercive force, coercive force squareness ratio when each underlayer is used,
Also, the X-ray diffraction peak intensity ratio ICo11.0 / ICo10.1.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】特にZr、Ta、Wの酸化物を添加した場合
に、CoCrPt磁性層の(11.0)回折が強くなり、磁化容易
軸の面内配向成分が大きくなっている。
In particular, when an oxide of Zr, Ta, or W is added, the (11.0) diffraction of the CoCrPt magnetic layer becomes strong, and the in-plane orientation component of the easy axis of magnetization increases.

【0052】潤滑剤を塗布した後、記録再生特性一イン
チあたり2ギガビットの記録密度の条件で記録再生特性
を測定したところ、本実施例媒体では何れの媒体からも
1.6以上という高いS/N値が得られた。また、本実施例
媒体は、何れも3万回のCSSを行っても摩擦係数が0.2以
下であり、実施例2の媒体よりも良好なCSS特性を示し
た。
After the lubricant was applied, the recording / reproducing characteristics were measured under the condition of a recording density of 2 gigabits per inch.
A high S / N value of 1.6 or more was obtained. Further, the medium of this example had a coefficient of friction of 0.2 or less even after performing 30,000 times of CSS, and exhibited better CSS characteristics than the medium of Example 2.

【0053】本発明の非晶質、またはそれに近い微結晶
構造の第一のCo合金下地層上に直接、磁性層を形成した
場合、磁性層は強い(00.1)配向を示した。これは磁性
層のCo合金結晶のc軸が膜面に対して垂直方向を向いた
配向であり、面内磁気記録媒体としては使用できない
が、垂直磁気記録媒体に適している。
When a magnetic layer was formed directly on the first Co alloy underlayer of the present invention having an amorphous structure or a microcrystalline structure similar thereto, the magnetic layer showed a strong (00.1) orientation. This is an orientation in which the c-axis of the Co alloy crystal of the magnetic layer is perpendicular to the film surface and cannot be used as an in-plane magnetic recording medium, but is suitable for a perpendicular magnetic recording medium.

【0054】<実施例7>実施例1と同様な膜構成の磁気
記録媒体において、第二の下地層を、Crからなる10nmの
層と、その上に形成されたCr-15at%Ti合金からなる20nm
の二つの層で構成した磁気記録媒体を作製した。その他
の膜構成、成膜プロセスは実施例1と同様である。ま
た、比較例として、上記の磁気記録媒体において、第一
の下地層にY(イットリウム)-M合金(M=Ti、 Nb、 V、
Ta)、及びCrを用いた磁気記録媒体を作製した。
<Embodiment 7> In a magnetic recording medium having the same film configuration as that of Embodiment 1, the second underlayer was made of a 10 nm layer of Cr and a Cr-15at% Ti alloy formed thereon. 20nm
The magnetic recording medium composed of the two layers was manufactured. Other film configurations and film forming processes are the same as those in the first embodiment. As a comparative example, in the above magnetic recording medium, a Y (yttrium) -M alloy (M = Ti, Nb, V,
Ta) and a magnetic recording medium using Cr were produced.

【0055】本実施例の媒体の保磁力は2710エルステッ
ドであった。一方、上記Y-M合金のMをVとした第一の下
地層を用いた比較例の媒体の保磁力は、2030エルステッ
ドであり、本実施例の媒体に比べて小さい。MとしてT
i、 Nb、 Taを用いた場合もほぼ同様な結果が得られ
た。これは磁性層の(11.0)配向の強さの違いに起因し
ている。即ち、Y-M合金を第一の下地層に用いた場合、
磁性層は実施例1の媒体のように強く(11.0)配向しない
ため、良好な磁気特性が得られない。図11(a)に、平面T
EM像から求めた本実施例の媒体の磁性層の結晶粒径の分
布を示す。また、図11(b)は図11(a)のデータをもとに、
ある結晶粒径以下の結晶粒の面積百分率を縦軸にとった
粒径加積曲線を示す図である。このデータから求めた平
均結晶粒径は17.5nm、粒径分散は10.1nmであった。こ
こで、平均結晶粒径<D>は、図11(b)の縦軸の値が50%と
なる結晶粒径とし、粒径分散幅ΔDは、縦軸の値が75%と
25%となる結晶粒径の差とした。表3に本実施例と比較例
の媒体の平均結晶粒径と粒径分散幅を比較して示す。
The coercive force of the medium of this embodiment was 2710 Oersted. On the other hand, the coercive force of the medium of the comparative example using the first underlayer where M of the YM alloy is V is 2030 Oe, which is smaller than the medium of the present example. T as M
Almost the same results were obtained when i, Nb, and Ta were used. This is due to the difference in the strength of the (11.0) orientation of the magnetic layer. That is, when a YM alloy is used for the first underlayer,
Since the magnetic layer is not strongly (11.0) oriented unlike the medium of Example 1, good magnetic properties cannot be obtained. FIG. 11 (a) shows the plane T
4 shows the distribution of the crystal grain size of the magnetic layer of the medium of the present example determined from the EM image. Also, FIG. 11 (b) is based on the data of FIG. 11 (a),
It is a figure which shows the particle size accumulation curve which took the area percentage of the crystal grain below a certain crystal grain size on the vertical axis. The average crystal grain size obtained from this data was 17.5 nm, and the particle size distribution was 10.1 nm. Here, the average crystal grain diameter <D> is a crystal grain diameter at which the value on the vertical axis in FIG. 11 (b) is 50%, and the particle diameter dispersion width ΔD is 75% on the vertical axis.
The difference in the crystal grain size was 25%. Table 3 shows a comparison between the average crystal grain size and the grain size dispersion width of the media of this example and the comparative example.

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】第一の下地層にY-V合金、或いはCrを用い
た場合に比べ、Co合金を用いた場合の方が、磁性層の結
晶粒径は、10〜20%程度微細化されており、結晶粒径の
分散幅が25〜30%程度小さかった。これは第一下地層のC
o合金表面の結晶核生成サイトの分布がより均一である
ためと考えられる。
The crystal grain size of the magnetic layer is about 10 to 20% finer when the Co alloy is used than when the YV alloy or Cr is used for the first underlayer. The dispersion width of the crystal grain size was about 25-30% smaller. This is the first underlayer C
o It is considered that the distribution of crystal nucleation sites on the alloy surface is more uniform.

【0058】実施例1と同一条件で記録再生特性を評価
したところ、本実施例の媒体は1.9であるのに対し、Y-
M合金を第一の下地層に用いた比較例の場合には0.8〜
1.1程度のS/Nしか得られなかった。これは前記の様に
配向性の低下による再生出力の低下、磁性層のCo合金結
晶粒の粒径不均一による媒体ノイズの増加によるものと
思われる。このような傾向は、磁性層に他のCo合金を用
いた場合にもみられた。以上より、本発明のCo合金を第
一の下地層を用いた方が、Y-M合金を第一の下地層に用
いた場合よりも優れた特性が得られることがわかる。
When the recording and reproducing characteristics were evaluated under the same conditions as in Example 1, the medium of this example was 1.9,
In the case of the comparative example using the M alloy for the first underlayer, 0.8 to
Only about 1.1 S / N was obtained. This is considered to be due to the decrease in the reproduction output due to the decrease in the orientation and the increase in the medium noise due to the non-uniform grain size of the Co alloy crystal grains in the magnetic layer as described above. Such a tendency was also observed when another Co alloy was used for the magnetic layer. From the above, it can be seen that the use of the Co alloy of the present invention for the first underlayer provides more excellent characteristics than the use of the YM alloy for the first underlayer.

【0059】また、第二の下地層としてCrとCrTiの二つ
の層を用いた本実施例の媒体は、実施例1の媒体に比べ
て高い保磁力と高いS/Nが得られている。これは第一のC
o合金下地層上のCrがCrTiに比べてより強い(100)配向を
示すためである。
The medium of this embodiment using two layers of Cr and CrTi as the second underlayer has higher coercive force and higher S / N than the medium of the first embodiment. This is the first C
o This is because Cr on the alloy underlayer has a stronger (100) orientation than CrTi.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、媒体ノイズの
低減、保磁力増大等の効果を持つ。本発明の磁気記録媒
体と磁気抵抗効果型ヘッドを用いることにより、一平方
インチあたり2ギガビットの記録密度を有し、かつ平均
故障回数が30万時間以上の磁気記憶装置の実現が可能
となる。
The magnetic recording medium of the present invention has effects such as a reduction in medium noise and an increase in coercive force. By using the magnetic recording medium and the magnetoresistive head of the present invention, a magnetic storage device having a recording density of 2 gigabits per square inch and an average number of failures of 300,000 hours or more can be realized.

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

【図1】(a)および(b)は、それぞれ、本発明の一
実施例の磁気記憶装置の平面模式図およびそのA−A’
断面図である。
FIGS. 1A and 1B are a schematic plan view of a magnetic storage device according to an embodiment of the present invention and an AA ′ line thereof, respectively.
It is sectional drawing.

【図2】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッドの
断面構造の一例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a sectional structure of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【図3】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッドの
磁気抵抗センサ部の断面構造の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a magnetic head of the magnetic storage device according to the present invention;
It is a schematic diagram which shows an example of the cross-sectional structure of a magnetoresistive sensor part.

【図4】本発明の磁気記録媒体媒体の断面構造の一例を
示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of a magnetic recording medium according to the present invention.

【図5】本発明の磁気記録媒体媒体の一実施例に用いた
Coを含有する第一の下地層の平面透過電子顕微鏡像と
制限視野回折パターンの模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a plane transmission electron microscope image and a selected area diffraction pattern of a first underlayer containing Co used in an embodiment of the magnetic recording medium of the present invention.

【図6】本発明の磁気記録媒体の一実施例、及び比較例
の媒体のX線回折パターンである。
FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern of a magnetic recording medium according to an example of the present invention and a medium according to a comparative example.

【図7】第一の下地層の膜密着性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing film adhesion of a first underlayer.

【図8】第一の下地層形成時のアルゴンガス圧とCrM
o下地層、及びCoCrPtTa磁性層からの回折ピー
クの強度比の関係を示す図である。
FIG. 8 shows argon gas pressure and CrM during formation of a first underlayer.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between intensity ratios of diffraction peaks from an underlayer and a CoCrPtTa magnetic layer.

【図9】第一の下地層形成時のアルゴンガス圧と保磁力
の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an argon gas pressure and a coercive force when a first underlayer is formed.

【図10】本発明の磁気記憶装置における、磁気ヘッド
の磁気抵抗センサ部の断面構造の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of a magnetic resistance sensor section of a magnetic head in the magnetic storage device of the present invention.

【図11】(a)、及び(b)は、本発明の一実施例の
磁気記録媒体における磁性層の結晶粒径分布、及びその
粒径加積曲線を示す図である。
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a crystal grain size distribution of a magnetic layer in a magnetic recording medium according to one embodiment of the present invention, and a grain size accumulation curve thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...磁気ヘッド、2...磁気ヘッド駆動部、
3...記録再生信号処理系、4...磁気記録媒体、
5...磁気記録媒体駆動部、6...基体、7...
コイル、8...上部記録磁極、9...下部記録磁極
兼上部シールド層、10...磁気抵抗センサ、1
1...導体層、12...下部シールド層、1
3...信号検出領域、14...シールド層と磁気抵
抗センサの間のギャップ層、15...横バイアス層、
16...分離層、17...磁気抵抗強磁性層、1
8...テーパー部、19...永久磁石層、20..
基板、21...第一の下地層、22...第二の下地
層、23...磁性層、24...保護膜、25...
潤滑膜、26...バッファ層、27...第一の磁性
層、28...中間層、29...第二の磁性層、3
0...反強磁性層。
1. . . 1. magnetic head; . . Magnetic head drive,
3. . . 3. recording / playback signal processing system; . . Magnetic recording media,
5. . . 5. magnetic recording medium drive; . . Substrate, 7. . .
Coil, 8. . . 8. upper recording pole; . . 10. lower recording pole and upper shield layer; . . Magnetoresistive sensor, 1
1. . . 11. conductor layer; . . Lower shield layer, 1
3. . . 13. signal detection area; . . 14. gap layer between shield layer and magnetoresistive sensor; . . Lateral bias layer,
16. . . Separation layer, 17. . . Magnetoresistive ferromagnetic layer, 1
8. . . Tapered portion, 19. . . 20. permanent magnet layer, .
Substrate, 21. . . First underlayer, 22. . . Second underlayer, 23. . . Magnetic layer, 24. . . Protective film, 25. . .
Lubrication film, 26. . . Buffer layer, 27. . . First magnetic layer, 28. . . Middle layer, 29. . . Second magnetic layer, 3
0. . . Antiferromagnetic layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深谷 信二 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 玉井 一郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 屋久 四男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 細江 譲 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 棚橋 究 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松田 好文 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 片岡 宏之 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 大野 俊典 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 遠藤 直人 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (72)発明者 宇良 和浩 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所ストレージシステム事業 部内 (56)参考文献 特開 平5−128481(JP,A) 特開 平7−14144(JP,A) 特開 平4−153910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/738 G11B 5/64 - 5/65 H01F 10/16 H01F 10/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinji Fukaya 2880 Kozu, Kodahara, Kanagawa Prefecture Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ichiro Tamai 1-280, Higashi Koikebo, Kokubunji, Tokyo In the laboratory (72) Inventor Yasuo Yakuo 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd.Storage Systems Division (72) Inventor Joe Hosoe 1-280, Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Within the Hitachi, Ltd. ) Inventor Kazu Tanahashi 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshifumi Matsuda 2880 Kozu, Kokuzu, Odawara-shi, Kanagawa Pref. Hiroyuki Kataoka 2880 Kozu, Kozuhara-shi, Odawara-shi, Kanagawa Pref.Hitachi, Ltd. Storage Systems Division (72) Inventor Toshinori Ohno 2880 Kotsu, Kokutsu, Odawara-shi, Kanagawa Pref. 2880 Kozu, Hitachi, Ltd. Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Ura 2880 Kofu, Odawara, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd. Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-5-128481 (JP, A) Kaihei 7-14144 (JP, A) JP-A-4-153910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 5/738 G11B 5/64-5/65 H01F 10/16 H01F 10/30

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に形成されたCoを含有する非晶質
または微結晶の第1の下地層と、該第1の下地層上に形
成されたCrを含有する体心立方構造の第2の下地層
と、該第2の下地層上に形成されたCoを含有する六方
稠密構造の磁性層とを有することを特徴とする面内磁気
記録媒体。
And 1. A first under layer amorphous or microcrystalline containing Co which is formed on the substrate, a body-centered cubic structure containing Cr which is formed on the first underlayer 2. An in-plane magnetic recording medium, comprising: a second underlayer; and a magnetic layer having a hexagonal close-packed structure containing Co formed on the second underlayer.
【請求項2】 前記第1の下地層は、第1の添加元素とし
てTi、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、S
i、Bからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を
含有することを特徴とする請求項1に記載の面内磁気記
録媒体。
2. The method according to claim 1, wherein the first underlayer is made of Ti, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, S as a first additive element.
2. The longitudinal magnetic recording medium according to claim 1, wherein the medium contains at least one element selected from the group consisting of i and B.
【請求項3】 前記第1の下地層は第2の添加元素とし
て、更にCr,V、Mnからなる群より選ばれた少なく
とも1種の元素を含有することを特徴とする請求項2に
記載の面内磁気記録媒体。
3. The method according to claim 2, wherein the first underlayer further contains at least one element selected from the group consisting of Cr, V and Mn as a second additive element. In-plane magnetic recording medium.
【請求項4】 前記第1の添加元素の濃度は、5at%以
上、70at%以下であることを特徴とする請求項3に
記載の面内磁気記録媒体。
Wherein the concentration of the first additive element, 5at% or more in-plane magnetic recording medium according to claim 3, characterized in that not more than 70 at%.
【請求項5】 前記第1の下地層はCo−Cr−Zr合金
であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項
に記載の面内磁気記録媒体。
Wherein said first underlayer plane magnetic recording medium according to claim 1, any one of 4, which is a Co-Cr-Zr alloy.
【請求項6】 前記第1の下地層の残留磁束密度と膜厚の
積が、前記磁性層の残留磁束密度と膜厚の積の20%以
下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1
項に記載の面内磁気記録媒体。
6. A product according to claim 1 , wherein a product of a residual magnetic flux density and a film thickness of said first underlayer is 20% or less of a product of a residual magnetic flux density and a film thickness of said magnetic layer. Any one of
Item 6. The longitudinal magnetic recording medium according to item 1.
【請求項7】 前記第1の下地層の平均結晶粒径が8nm
以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか
1項に記載の面内磁気記録媒体。
7. The first underlayer having an average crystal grain size of 8 nm.
The in-plane magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 6, wherein:
【請求項8】 前記磁性層の(11.0)面が基板面と平
行に配向していることを特徴とする請求項1から7のい
ずれか1項に記載の面内磁気記録媒体。
8. A longitudinal magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 7 (11.0) plane of the magnetic layer is characterized by being oriented parallel to the substrate surface.
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