JP3421632B2 - 磁気記録媒体、磁気記憶装置、記録方法及び磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
磁気記録媒体、磁気記憶装置、記録方法及び磁気記録媒体の製造方法Info
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Description
気記憶装置に係り、特に高密度記録に適した磁気記録媒
体及び磁気記憶装置に関する。本発明は、更に磁気記録
媒体に情報を磁気的に記録する記録方法及び磁気記録媒
体の製造方法にも関する。
録密度は、媒体ノイズの低減及び磁気抵抗効果型ヘッド
及びスピンバルブヘッドの開発により、著しく増大し
た。代表的な磁気記録媒体は、基板と、下地層と、磁性
層と、保護層とがこの順序で積層された構造を有する。
下地層は、Cr又はCr系合金からなり、磁性層は、C
o系合金からなる。
種提案されている。例えば、Okamoto et a
l. ,”Rigid Disk Medium For
5Gbit/ in2 Recording”,AB-
3,Intermag ’96 Digestには、C
rMoからなる適切な下地層を用いて磁性層の膜厚を減
少させることで、磁性層の粒子サイズ及びサイズ分布を
減少させることが提案されている。又、米国特許第5,
693,426号では、NiAlからなる下地層を用い
ることが提案されている。更に、Hosoe et a
l. , ”Experimental Study o
f Thermal Decay inHigh- De
nsity Magnetic Recording
Media”, IEEE Trans. Magn.
Vol. 33, 1528(1997)では、CrT
iからなる下地層を用いることが提案されている。上記
の如き下地層は、磁性層の面内配向を促し残留磁化及び
ビットの熱安定性を増加させる。磁性層の膜厚を減少さ
せて、解像度を高くする、或いは、書き込まれたビット
間の遷移幅を減少させることも提案されている。更に、
CoCr系合金からなる磁性層のCr偏析を促進させ、
粒子間の交換結合を減少させることも提案されている。
磁気的により孤立するにつれ、書き込まれたビットは、
線密度に応じて増加する減磁界と熱活性化とにより不安
定になる。Lu et al. , ”Thermal
Instability at 10 Gbit/ in
2 Magnetic Recording”, IE
EE Trans. Magn. Vol. 30, 4
230(1994)では、マイクロマグネティックシミ
ュレーションにより、直径が10nmで400kfci
ビットでKu V/ kB T〜60なる比の各粒子の交換結
合を抑制された媒体では、大幅な熱的ディケイを受けや
すいことが発表されている。ここで、Ku は磁気異方性
の定数、Vは磁性粒子の平均体積、kB はボルツマン定
数、Tは温度を示す。尚、Ku V/ kB Tなる比は、熱
安定性係数とも呼ばれる。
rmal Stability of Narrow
Track Bits in a 5 Gbit/ in
2Medium”, IEEE Trans. Mag
n. Vol. 33,2995(1997)では、粒子
間の交換相互作用の存在が書き込まれたビットを安定化
させることが、5Gbit/ in2 のCoCrPtTa
/ CrMo媒体のアニールされた200kfciビット
のMFM(磁気間力顕微鏡)解析により報告されてい
る。ところが、20Gbit/ in2 以上の記録密度で
は、更なる粒子間の磁気的結合の抑制が必須となる。
気異方性を増加させることであった。しかし、磁性層の
磁気異方性を増加させるには、ヘッドの書き込み磁界に
大きな負荷がかかってしまう。
は、He et al. ,”High Speed S
witching in Magnetic Reco
rding Media”, J. Magn. Ma
gn. Mater. Vol.155, 6(199
6)において磁気テープ媒体について、そして、J.
H. Richter, ”Dynamic Coer
civity Effects in Thin Fi
lm Media”, IEEE Trans.Mag
n. Vol.34, 1540(1997)において
磁気ディスク媒体について報告されているように、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。このため、デ
ータ速度に悪影響が生じてしまう。つまり、磁性層にど
れくらい速くデータを書き込めるか、及び、磁性粒子の
磁化を反転させるのに必要なヘッドの磁界強度が、スイ
ッチ時間の減少に応じて急激に増加する。
て、磁性層の下の基板に適切なテクスチャ処理を施すこ
とにより、磁性層の配向率を増加させる方法も提案され
ている。例えば、発行中のAkimoto et a
l. , ”MagneticRelaxation i
n Thin Film Media as a Fu
nction of Orientation”,
J. Magn. Magn. Mater. (19
99)では、マイクロマグネティックシミュレーション
により、実効的なKu V/ kB T値が配向率の僅かな増
加により増大することが報告されている。この結果、A
barra et al., ”TheEffect
of Orientation Ratio on t
he Dynamic Coercivity of
Media for >15Gbit/ in2 Rec
ording”, EB- 02, Intermag
’99,Koreaにおいて報告されているように、
磁気記録媒体のオーバーライト性能を向上する保磁力の
時間依存性をより弱めることができる。
磁気記録媒体も提案されている。キーパ層は、磁性層と
平行な軟磁性層からなる。この軟磁性層は、磁性層の上
又は下に配置される。多くの場合、Cr磁気絶縁層が軟
磁性層と磁性層との間に設けられる。軟磁性層は、磁性
層に書き込まれたビットの減磁界を減少させる。しか
し、磁気記録層と連続的に交換結合する軟磁性層の結合
により、磁性層の粒子の減結合という目的が達成されな
くなってしまう。その結果、媒体ノイズが増大する。
体ノイズを低減する方法は、様々なものが提案されてい
る。しかし、提案されている方法では、書き込まれたビ
ットの熱安定性を大幅に向上することはできず、このた
め、媒体ノイズを大幅に減少させることは難しいという
問題があった。更に、提案方法によっては、媒体ノイズ
を低減するための対策のために、磁気記録媒体の性能に
悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。
を得るためには、(i)磁気異方性定数Ku を増加させ
る、(ii)温度Tを減少させる、又は、(iii)磁
性層の粒子体積Vを増加させる等の対策が考えられる。
しかし、対策(i)では保磁力が増加してしまい、磁性
層に情報を書き込むことがより難しくなってしまう。他
方、対策(ii)は、例えばディスクドライブ等の動作
温度が60℃を超えることがあることを考えると、非実
用的である。更に、対策(iii)は、前記の如く媒体
ノイズを増加させてしまう。又、対策(iii)に代わ
って、磁性層の膜厚を増加させることも考えられるが、
この方法では解像度が低下してしまう。そこで、本発明
は、書き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイ
ズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすこと
なく信頼性の高い高密度記録を行える磁気記録媒体、磁
気記憶装置、記録方法及び磁気記録媒体の製造方法を提
供することを目的とする。
と、該強磁性層上に設けられた非磁性結合層とからなる
交換層構造と、該交換層構造上に設けられた磁性層とを
備え、該強磁性層及び該磁性層は交換結合すると共に、
互いに磁化方向が反平行である磁気記録媒体により達成
できる。本発明によれば、書き込まれたビットの熱安定
性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能
に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行
える磁気記録媒体を実現できる。
を少なくとも1つ備えた磁気記憶装置によっても達成で
きる。本発明によれば、書き込まれたビットの熱安定性
を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に
悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行え
る磁気記憶装置を実現できる。
の強磁性層上に設けられた第1の非磁性結合層と、該第
1の非磁性結合層上に設けられた第2の強磁性層と、該
第2の強磁性層上に設けられた第2の非磁性結合層とか
らなる交換層構造と、該交換層構造の該第2の非磁性結
合層上に設けられた磁性層とを備え、該第1の強磁性層
と該第2の強磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互
いに反平行であり、該第2の強磁性層と前記磁性層は交
換結合すると共に磁化方向が互いに反平行である磁気記
録媒体によっても達成できる。本発明によれば、書き込
まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減
し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼
性の高い高密度記録を行える磁気記録媒体を実現でき
る。上記の課題は、磁性層と、第1の強磁性層と、該第
1の強磁性層上に設けられた第1の非磁性結合層とから
なる第1の交換層構造と、該第1の交換層構造と該磁性
層との間に設けられ、第2の強磁性層と、該第2の強磁
性層上に設けられた第2の非磁性結合層とからなる第2
の交換層構造とを備え、該第1の強磁性層と該第2の強
磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行で
あり、該第2の強磁性層と該磁性層は交換結合すると共
に磁化方向が互いに反平行であり、該第2の強磁性層の
磁気異方性は該第1の強磁性層の磁気異方性より弱い磁
気記録媒体によっても達成できる。本発明によれば、書
き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低
減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信
頼性の高い高密度記録を行える磁気記録媒体を実現でき
る。上記の課題は、情報を磁気的に磁気記録媒体に記録
する記録方法であって、強磁性層及び該強磁性層上に設
けられた非磁性結合層からなる磁性層構造と、該磁性層
構造上に設けられると共に該強磁性層と交換結合してお
り、且つ、磁化方向が反平行である磁性層とを有する磁
気記録媒体に対し、該強磁性層及び該磁性層の磁化方向
を切り替えるステップを含む記録方法によっても達成で
きる。本発明によれば、書き込まれたビットの熱安定性
を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に
悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行え
る。上記の課題は、強磁性層と、該強磁性層上に設けら
れた非磁性結合層と、該非磁性結合層上に設けられた磁
性層とを備え、該強磁性層と該磁性層は交換結合す ると
共に、外部磁場をかけられていない状態では磁化方向が
互いに反平行である磁気記録媒体によっても達成でき
る。本発明によれば、書き込まれたビットの熱安定性を
向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪
影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行える
磁気記録媒体を実現できる。上記の課題は、強磁性層
と、該強磁性層上に設けられた非磁性結合層と、該非磁
性結合層上に設けられた磁性層とを備え、該強磁性層と
該磁性層は交換結合すると共に、磁化方向は、外部磁場
をかけて互いに平行にした後に該外部磁場を取り除くと
該強磁性層の磁化方向のみが反転して、該外部磁場がか
けられていない状態では互いに反平行となる磁気記録媒
体によっても達成できる。本発明によれば、書き込まれ
たビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁
気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高
い高密度記録を行える磁気記録媒体を実現できる。上記
の課題は、第1の強磁性層と、該第1の強磁性層上に設
けられた第1の非磁性結合層と、該第1の非磁性結合層
上に設けられた第2の強磁性層と、該第2の強磁性層上
に設けられた第2の非磁性結合層と、該第2の非磁性結
合層上に設けられた磁性層とを備え、該第1の強磁性層
と該第2の強磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互
いに反平行であり、該第2の強磁性層と該磁性層は交換
結合すると共に磁化方向が互いに反平行である磁気記録
媒体によっても達成できる。本発明によれば、書き込ま
れたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、
磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の
高い高密度記録を行える磁気記録媒体を実現できる。上
記の課題は、情報を磁気的に磁気記録媒体に記録する記
録方法であって、非磁性結合層を介して互いに交換結合
しており、且つ、磁化方向が反平行である強磁性層及び
磁性層を有する磁気記録媒体に対し、該強磁性層の磁化
方向を切り替えるステップを含み、該強磁性層及び磁性
層の磁化方向は、外部磁場をかけて互いに平行にした後
に該外部磁場を取り除くと該強磁性層の磁化方向のみが
反転して、該外部磁場がかけられていない状態では互い
に反平行となる記録方法によっても達成できる。本発明
によれば、書き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒
体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼ
すことなく信頼性の高い 高密度記録を行える。
に説明する。
有する複数の層を用いるものである。例えば、S.S.
P. Parkin, ”Systematic Va
riation of the Strength a
nd Oscillation Period of
Indirect Magnetic Exchang
e Coupling though the 3d,
4d, and 5d Transition Me
tals”, Phys. Rev. Lett. V
ol.67, 3598(1991)においては、R
u,Rh等の薄い非磁性中間層を介して磁性層に結合す
るCo,Fe,Ni等の磁気遷移金属が説明されてい
る。他方、米国特許第5,701,223号公報には、
センサの安定化のために、上記の如き層を積層されたピ
ニング層として用いるスピンバルブが提案されている。
Rh層が特定の膜厚を有する場合、強磁性層の磁化方向
を互いに平行又は反平行にすることができる。例えば、
互いに異なる膜厚で磁化方向が反平行である2つの強磁
性層からなる構造の場合、磁気記録媒体の有効粒子サイ
ズは、解像度に実質的な影響を及ぼすことなく増加させ
ることができる。このような磁気記録媒体から再生され
た信号振幅は、逆方向の磁化により減少するが、これに
対しては、積層磁性層構造の下に、適切な膜厚及び磁化
方向の層を更に設けることで、1つの層による影響を打
ち消すことができる。この結果、磁気記録媒体から再生
される信号振幅を増大させ、且つ、実効粒子体積を増大
させることができる。従って、熱安定性の高い書き込ま
れたビットを実現することができる。
化方向で交換結合させるか、或いは、積層フェリ磁性構
造を用いることにより、書き込まれたビットの熱安定性
を向上させる。強磁性層又は積層フェリ磁性構造は、交
換−減結合された粒子からなる磁性層からなる。つま
り、本発明は、磁気記録媒体の熱安定性の性能を向上さ
せるために、交換ピニング強磁性層又はフェリ磁性多層
構造を用いる。
実施例の要部を示す断面図である。磁気記録媒体は、非
磁性基板1、第1のシード層2、NiP層3、第2のシ
ード層4、下地層5、非磁性中間層6、強磁性層7、非
磁性結合層8、磁性層9、保護層10及び潤滑層11
が、図1に示すようにこの順序で積層された構造を有す
る。
又はガラスからなる。この非磁性基板1は、テクスチャ
処理を施されていても、施されていなくても良い。第1
のシード層2は、特に非磁性基板1がガラスからなる場
合には、例えばNiPからなる。NiP層3は、テクス
チャ処理又は酸化処理を施されていても、施されていな
くても良い。第2のシード層4は、下地層5にNiA
l,FeAl等のB2構造の合金を用いた場合の下地層
5の(001)面又は(112)面の配向を良好にする
ために設けられている。第2のシード層4は、第1のシ
ード層2と同様な適切な材料からなる。
性基板1又はNiP層3に施されるテクスチャ処理は、
ディスクの周方向、即ち、ディスク上のトラックが延在
する方向に沿って行われる。
ャル成長、粒子分布幅の減少、及び磁気記録媒体の記録
面と平行な面に沿った磁性層9の異方性軸(磁化容易
軸)の配向を促進するために設けられている。この非磁
性中間層6は、CoCr−M等のhcp構造を有する合
金からなり、1〜5nmの範囲に選定された膜厚を有す
る。ここで、M=B,Mo,Nb,Ta,W又はこれら
の合金である。
合金、Ni系合金、Fe系合金等からなる。つまり、C
oCrTa、CoCrPt、CoCrPt- Mを含むC
o系合金を、強磁性層7に用いることができる。ここ
で、M=B、Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金で
ある。この強磁性層7は、2〜10nmの範囲に選定さ
れた膜厚を有する。非磁性結合層8は、Ru、Rh、I
r、Ru系合金、Rh系合金、Ir系合金等からなる。
例えば、この非磁性結合層8は、0.4〜1.0nmの
範囲に選定された膜厚を有し、好ましくは約0.6〜
0.8nmの膜厚を有する。非磁性結合層8の膜厚をこ
のような範囲に選定することにより、強磁性層7及び磁
性層9の磁化方向が互いに反平行となる。強磁性層7及
び非磁性結合層8は、交換層構造を構成する。
CrPt、CoCrPt- Mを含むCo系合金等からな
る。ここで、M=B,Mo,Nb,Ta,W又はこれら
の合金である。磁性層9は、5〜30nmの範囲に選定
された膜厚を有する。勿論、磁性層9は、単一層構造の
ものに限定されず、多層構造からなる構成であっても良
いことは、言うまでもない。
滑層11は、磁気記録媒体を例えばスピンバルブヘッド
等の磁気トランスデューサと使用するための、有機物潤
滑剤からなる。保護層10及び潤滑層11は、磁気記録
媒体上の保護層構造を構成する。
論図1に示すものに限定されない。例えば、下地層5
は、Cr又はCr系合金からなり、基板1上に5〜40
nmの範囲に選定された膜厚に形成し、交換層構造は、
このような下地層5上に設けても良い。
施例を説明する。
実施例の要部を示す断面図である。同図中、図1と同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
層構造が、フェリ磁性多層構造を構成する、2つの非磁
性結合層8,8- 1及び2つの強磁性層7,7- 1から
なる。このような構造を用いることにより、2つの非磁
性結合層8,8- 1の磁化は、磁性層9の一部を打ち消
すことなく、互いに打ち消し合うので、実効磁化及び信
号を増大することが可能となる。この結果、磁性層9の
粒子体積及び磁化の熱安定性が効果的に増大される。記
録層の磁化容易軸の配向が好ましく保たれる限り、強磁
性層と非磁性層の対からなる追加される2層構造によ
り、実効的な粒子体積の増大を図ることができる。
料からなり、膜厚も強磁性層7と同様の範囲に選定され
る。又、非磁性結合層8- 1は、非磁性結合層8と同様
の材料からなり、膜厚も非磁性結合層8と同様の範囲に
選定される。強磁性層7,7- 1間では、c軸は実質的
に面内方向に沿っており、粒子は柱状に成長する。
性は、強磁性層7の磁気異方性より強く設定されてい
る。しかし、強磁性層7- 1の磁気異方性は、強磁性層
7の磁気異方性より強くても、弱くても、或いは、同じ
に設定されていても良い。要は、強磁性層7の磁気異方
性がその上下の層9,7−1よりも弱ければ良い。
強磁性層7- 1の残留磁化と膜厚の積より小さく設定さ
れている。
nmの単一のCoPt層の面内磁気特性を示す図であ
る。図3中、縦軸は磁化(emu)、横軸は保磁力(O
e)を示す。従来の磁気記録媒体は、図3に示す如き特
性を示す。
く、膜厚が0. 8nmのRu層で分離された2つのCo
Pt層の面内磁気特性を示す図である。図4中、縦軸は
残留磁化(Gauss)、横軸は保磁力(Oe)を示
す。図4からもわかるように、ループは保磁力近傍でシ
フトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわか
る。図5は、膜厚が1. 4nmのRu層で分離された2
つのCoPt層の面内磁気特性を示す図である。図5
中、縦軸は残留磁化(emu)、横軸は保磁力(Oe)
を示す。図5からもわかるように、2つのCoPt層の
磁化方向は平行である。
0. 8nmのRu層で分離された2つのCoCrPt層
の面内磁気特性を示す図である。図6中、縦軸は残留磁
化(emu/ cc)、横軸は保磁力(Oe)を示す。図
6からもわかるように、ループは保磁力近傍でシフトを
生じ、反強磁性結合が発生していることがわかる。
とにより、反平行結合を得られることがわかる。又、図
5を、図4及び図6と比較することでわかるように、非
磁性結合層8の膜厚は、反平行結合を得るためには、好
ましくは0. 4〜0. 9nmの範囲に選定される。
例によれば、磁性層と強磁性層との間の非磁性結合層を
介した交換結合により、解像度を犠牲にすることなく、
実効粒子体積を増大させることができる。つまり、熱安
定性の良い媒体を実現できるように、粒子体積から見る
と、磁性層の見かけ上の膜厚を増加させることができ
る。又、下部の磁性層からの再生出力は打ち消されるた
め、有効な磁性層の膜厚は変わらない。このため、見か
け上の磁性層の膜厚は増加するが、有効な磁性層の膜厚
は変化せずに薄くできるので、厚い媒体では得られない
高分解能を得ることができる。この結果、媒体ノイズが
低減され、且つ、熱安定性の向上された磁気記録媒体を
得ることができる。
例を、図7及び図8と共に説明する。図7は、磁気記憶
装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図8は、磁
気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。
は大略ハウジング13からなる。ハウジング13内に
は、モータ14、ハブ15、複数の磁気記録媒体16、
複数の記録再生ヘッド17、複数のサスペンション1
8、複数のアーム19及びアクチュエータユニット20
が設けられている。磁気記録媒体16は、モータ14に
より回転されるハブ15に取り付けられている。記録再
生ヘッド17は、MRヘッドやGMRヘッド等の再生ヘ
ッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからな
る。各記録再生ヘッド17は、対応するアーム19の先
端にサスペンション18を介して取り付けられている。
アーム19はアクチュエータユニット20により駆動さ
れる。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、
その詳細な説明は本明細書では省略する。
16に特徴がある。各磁気記録媒体16は、図1及び図
2と共に説明した、上記磁気記録媒体の第1実施例又は
第2実施例の構造を有する。勿論、磁気記録媒体16の
数は3枚に限定されず、1枚でも、2枚又は4枚以上で
あっても良い。
に示すものに限定されるものではない。又、本発明で用
いる磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されない。
を有さない従来の磁気記録媒体との比較で説明する。以
下の説明では、交換層構造の強磁性層及び磁性層は、い
ずれも磁性層構造を構成する強磁性層とも称する。
CrPtBからなる層が1層形成された磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化M
(emu/cc)、横軸は磁界H(Oe)を示す。同図
に示すM−H曲線と同様のM−H曲線は、NiPが塗布
されたAl基板或いはガラス基板上のCr下地層の上に
Co系からなる層を1層形成した場合にも得られる。
−Mg基板上に、膜厚が0.8nmのRu層で分離され
たCoCrPtBからなる2つの強磁性層がスパッタリ
ング形成された磁気記録媒体の面内磁化曲線を示す図で
ある。同図中、縦軸は磁化M(emu/cc)、横軸は
磁界H(Oe)を示す。同図からもわかるように、磁化
Mは磁界HがH=500Oeの近辺で急激に減少し、約
1000Oeの交換結合磁界の存在を示している。H=
0での磁化Mの低下は、反平行結合の存在を裏付けてい
る。
学のみならず、スピンスタンド法(spin stan
d method)によっても決定される。低密度での
再生信号は、Mrδなる積の状態をある程度示す。ここ
で、MrδはCoCrPtB層、即ち、磁性層構造の強
磁性層の残留磁化Mrと有効な膜厚δの積を示す。2つ
のCoCrPtB層の膜厚を一定に保ちながらRu層の
膜厚を変化させると、再生信号はRu層の最適膜厚の値
ところで低下する。Ru層の最適膜厚は、磁性層構造の
強磁性層を構成する磁性材料や成膜工程に依存する。1
50℃以上の温度で成膜されるCoCrPt系合金の場
合、Ru層の膜厚が約0.4〜1.0nmの範囲内である
と反平行結合を発生させる。
に、Ru層で分離されたCoCrPtBからなる2つの
強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を示
す図である。同図中、縦軸は磁化M(emu/cc)、
横軸は磁界H(Oe)を示す。同図は、基板に近い方の
第1のCoCrPtB層の膜厚が8nmであり、Ru層
の膜厚が0.8nmであり、基板から遠い方の第2のC
oCrPtB層の膜厚が20nmである場合を示す。
測された。ビット内の減磁界がかなり高くない限り、完
全な反平行結合は得られず、又、第1及び第2のCoC
rPtB層の磁化が共に実質的に同じ方向であるため非
常に大きな再生信号が得られる。従って、第1のCoC
rPtB層の保磁力Hcを減少させる必要があり、これ
には第1のCoCrPtB層の膜厚の減少又は保磁力H
cの減少を伴うような組成の使用が必要である。CoC
rPt系の材料の場合、後者は通常Cr含有量及び/又
はPt含有量を増やすことで実現可能である。
に、相隣るCoCrPtB層がRu層で分離された3つ
のCoCrPtB強磁性層が設けられた磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化M
(emu/cc)、横軸は磁界H(Oe)を示す。同図
は、基板に近い方の第1及び第2のCoCrPtB層の
膜厚が夫々6nmであり、一番上の第3のCoCrPt
B層の膜厚が20nmであり、第1及び第2のCoCr
PtB層の間のRu層及び第2及び第3のCoCrPt
B層の間のRu層の膜厚が夫々0.8nmである場合を
示す。この場合、磁化Mは磁界HがH=500の近辺で
低下し、第1〜第3のCoCrPtB層のいずれかの磁
化が正磁界で反転したことを示す。磁化が反転したの
は、真中の第2のCoCrPtB層である可能性が高
い。これは、真中の第2のCoCrPtB層が、2つの
界面からのより強い反転磁界を受けるからである。従っ
て、層間相互作用は、真中の第2のCoCrPtB層の
保磁力Hcより500Oe高い。ところが、低い負磁界
では、一番下の第1のCoCrPtB層が磁化反転を開
始し、約-1000Oeでは、一番上の第3のCoCt
PtB層の磁化のみが反転されていない。好ましくは、
一番下の第1のCoCtPtB層の磁化反転は、ビット
内の減磁界に比べて低い磁界で起こるべきではなく、こ
れは例えば一番下の第1のCoCrPtB層の膜厚及び
/又は組成を適切に選択することで実現できる。このよ
うな3つの強磁性層を有する磁気記録媒体は、交換結合
を持たない単一の強磁性(磁性)層を有する磁気記録媒
体より良いリード/ライト特性を示す傾向がある。再生
信号は、時間と共に粒子が層磁化構造を平行からより安
定な反平行に変えるにつれて、低下する可能性がある。
しかし、媒体ノイズレベルも同様にして低下するため、
磁気記録媒体の孤立波媒体信号対雑音非(SNR)Si
so/Nmは、維持されると予想される。従って、孤立
波媒体SNRSiso/Nmと密接な関係にあるビット
エラーレート(BER:ビット誤り率)は、低下するこ
とはない。
板上に、Ru層で分離されたCoCrPtBからなる2
つの負結合された強磁性層が設けられた磁気記録媒体の
面内磁化曲線を示す図である。同図中、縦軸は磁化M
(emu/cc)、横軸は磁界H(Oe)を示す。この
場合、基板に近い方のCoCrPtB層の磁化は、磁界
HがH=0Oeになる前に反転する。
板上に、上記と同様の方法でCoCrPtBからなる単
一の強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を、図13に示す2つの負結合された強磁性層を有する
磁気記録媒体の面内磁化曲線と比較して示す図である。
図14中、縦軸は磁化M(emu/cc)、横軸は磁界
H(Oe)を示す。図13に示す面内磁化曲線は実線で
示し、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体の面内磁化
曲線は破線で示す。図14では、磁気記録に関係するM
−H曲線部分の類似性を示すために、飽和磁化は正規化
されている。
媒体の一部を飽和させると、2つの強磁性層の磁化は共
にヘッド磁界方法であるが、ヘッド磁界が印加されなく
なると、下側の強磁性層の磁化が反転し、ビット内の状
況は単一の強磁性層を有する磁気記録媒体の場合と同様
になる。リードヘッドは最終的な磁化をセンスするだけ
である。従って、当業者であれば、磁気記録媒体が従来
の磁気記録媒体と同様な特性を有すると共に、更に向上
された熱安定性を備えるように、強磁性層の膜厚、組成
及び成膜工程を最適化できる。
性層を有する磁気記録媒体における信号減衰を、単一の
強磁性層を有する磁気記録媒体における信号減衰と比較
して示す図である。同図中、縦軸は207kfciビッ
トでの再生信号の信号減衰(dB)、横軸は時間(s)
を示す。同図において、◇印は膜厚が10nmの単一の
CoCrPtB層を有する磁気記録媒体のデータ、●印
は膜厚が10nmの下側の第1のCoCrPtB層と、
膜厚が0.8nmのRu層と、膜厚が4nmの上側の第
2のCoCrPtB層からなる磁気記録媒体のデータ、
□印は膜厚が10nmの下側の第1のCoCrPtB層
と、膜厚が0.8nmの第1のRu層と、膜厚が4nm
の真中の第2のCoCrPtB層と、膜厚が0.8nm
の第2のRu層と、膜厚が4nmの上側の第3のCoC
rPtB層からなる磁気記録媒体のデータを夫々示す。
各強磁性層の組成は同じであり、カー効果型磁力計を用
いて測定した保磁力Hcは夫々同様であり約2700O
eである。図15からもわかるように、2つの強磁性層
及び3つの強磁性層を有する磁気記録媒体は、単一の強
磁性層を有し交換結合を用いない磁気記録媒体の場合と
比較すると、夫々実効体積が増加するにつれてより改善
された熱安定性特性を示す。
有する磁気記録媒体のM−H曲線を、異なる温度につい
て示す図である。同図中、縦軸は磁化M(emu/c
c)、横軸は磁界H(Oe)を示し、データは3つの異
なる温度0℃、25℃及び75℃について示す。強い負
結合が広い温度範囲にわたって観測され、ディスクやテ
ープ等の磁気記録媒体で使用される有益な範囲をもカバ
ーされることが確認された。
記録媒体の保磁力の温度依存性を示す図である。図17
中、縦軸は保磁力Hc(Oe)、横軸は測定された温度
(℃)を示す。又、y=-15.47x+4019.7な
る表現において、y=Hc,x=温度である。温度に対
する保磁力の変化であるdHc/dTは、dHc/dT=
15.5Oe/℃であり、単一の強磁性層を有する磁気記
録媒体のそれよりも低い。単一の強磁性層を有する磁気
記録媒体の代表的なdHc/dT値は16〜17Oe/℃
である。従って、2つの負結合された強磁性層を有する
磁気記録媒体の改善されたdHc/dT値は、主に実効
体積の増加によるものであることがわかる。
性層を有する磁気記録媒体におけるPW50値の強磁性
層の有効及び総膜厚依存性を、単一の強磁性層を有する
磁気記録媒体におけるPW50値の強磁性層の有効及び
総膜厚依存性と比較して示す図である。同図中、縦軸は
PW50値(ns)、横軸は強磁性層の有効及び総膜厚
(nm)を示す。同図において、◆印は単一の強磁性層
を有する磁気記録媒体のデータ、■印は2つの交換結合
された強磁性層からなる磁気記録媒体のデータ、△印は
3つの交換結合された強磁性層からなる磁気記録媒体の
データを夫々示す。各強磁性層の膜厚及び組成は、夫々
図15のデータを求めた場合と同じである。図18で
は、左側の実線に沿ったデータは、有効膜厚を強磁性層
の膜厚として用いた場合、即ち、反平行構造による磁化
相殺を想定した場合のデータを示す。これらのデータか
らもわかるように、かなりの相関性が観測され、上記想
定が正しいことが確認された。これに対し、1又は複数
の強磁性層の総膜厚を膜厚として用いた場合、データは
右側の破線に沿った位置へシフトする。破線に沿ったデ
ータは、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体のデータ
と比較すると、膜厚に対してPW50値があまりにも小
さく、理屈に合わない。
度が低下することがあっても、読み出し解像度が低下す
ることはない。これは、下側の強磁性層からの信号が相
殺されるからであり、単一の強磁性層を有する磁気記録
媒体に比較して改善された孤立波媒体SNRSiso/
Nmが得られることからも、これを裏付けている。2つ
の交換結合された強磁性層及び非常に低いMrδ値を有
する磁気記録媒体の孤立波媒体SNRSios/Nm
は、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体と比較して特
に改善されている。このような非常に低いMrδ値は、
2つの強磁性層が略同じMrδ値を有する場合に実現で
きる。又、3つの交換結合された強磁性層を有する磁気
記録媒体の場合には、下側の第1の強磁性層の膜厚と真
中の第2の強磁性層の膜厚の和が、上側の第3の強磁性
層の膜厚とあまりかわらなければ、特性が更に向上され
る。このような現象は、非結合の2層構造でも起こる同
様の現象と矛盾していない。これは、非結合の2層構造
の場合、2つの層の膜厚の最良の組み合わせは、2つの
層が同じ膜厚の場合であるからである。
mの有効膜厚依存性を示す図である。同図中、縦軸は孤
立波媒体SNRSiso/Nmの変化ΔSiso/Nm
(dB)、横軸は強磁性層の有効膜厚(nm)を示す。
又、同図において、◆印、■印及び△印は、夫々図18
の場合と同様な3種類の磁気記録媒体のデータを示す。
図19からもわかるように、低いMrδ値を有する2つ
の交換結合された強磁性層からなる磁気記録媒体の場合
に、特に良好な孤立波媒体SNRSiso/Nmが観測
された。この場合の強磁性層の総膜厚は、単一の強磁性
層からなる磁気記録媒体の場合より大きくなるものの、
リード/ライト特性は実質的に低下せず、場合によって
は改善されることが確認された。
1つの強磁性層が、互いに接触しており強磁性結合され
ている複数の強磁性層からなる構成では、下側の強磁性
層が23at%以上のCr含有量を有してCr含有量が
多く、上側の強磁性層のCr含有量が少ない場合に、特
に良好な特性が得られることを確認した。この結果から
も、磁性層構造を構成する下側の強磁性層の役割が非常
に重要であることがわかる。本発明者らによる実験結果
によると、磁性層構造の下側の強磁性層の欠陥に起因す
るノイズは、その上側に設けられる強磁性層の打ち消し
作用により効果的に減少可能であることが確認された。
つまり、下側の層が大きなノイズ源となるものの、本実
施例では下側の層からの信号が打ち消されるので、信号
の殆どは、ノイズも含めて上側の層からのものになり、
SNRを改善することが可能となる。
は、上記の如き観測結果に基くものである。
は、基板と、基板の上方に設けられた下地層と、下地層
上に設けられ、少なくとも残留磁化と膜厚の積Mriδ
iを有する下側強磁性層と、下側強磁性層の上方に設け
られ残留磁化と膜厚の積Mrjδjを有する上側強磁性
層とを含む磁性層構造とを備え、磁性層構造内の隣接す
る強磁性層の磁化方向が略反平行となるように、磁性層
構造の総残留磁化と膜厚の積をMrδとすると、Mrδ
≒Σ(Mriδi-Mrjδj)を満足する構成となっ
ている。ここで、δ,δi,δjは、夫々有効な膜厚と
みなすことができる。
発生させるために、前記磁性層構造内の隣接する強磁性
層の間に設けられた非磁性結合層を更に備えた構成とし
ても良い。この非磁性結合層は、実質的にRuからなり
約0.4〜1.0nmの膜厚を有する構成としても良い。
又、この非磁性結合層は、Ru,Rh,Ir,Cu,C
r及びこれらの合金を含むグループから選択された材料
からなる構成としても良い。
の各強磁性層は、Co,Fe,Ni,CoCrTa,C
oCrPt,CoCrPt−Mからなるグループから選
択された材料からなり、M=B,Cu,Mo,Nb,T
a,W及びこれらの合金であっても良い。又、前記磁性
層構造内の少なくとも1つの強磁性層は、互いに接触し
ており強磁性結合された複数の強磁性層からなる構成で
あっても良い。前記磁性層構造内の上側強磁性層のMr
iδi値は、磁性層構造内の他の強磁性層の残留磁化と
膜厚の積より大きい構成としても良い。更に、前記磁性
層構造内の強磁性層は、互いに異なる組成を有する構成
としても良い。
のMrδ値を有すると共に単一の磁性層又は略平行な磁
化の複数の磁性層からなる磁気記録媒体と比べると、高
い熱安定性係数及び孤立波媒体SNRSiso/Nmを
得ることができる。又、磁気記録媒体の第3実施例によ
れば、同様の総膜厚の磁性層を有する磁気記録媒体と比
べると、より小さなPW50値を得ることができる。
ば、同様のMrδ値を有すると共に単一の磁性層又は略
平行な磁化の複数の磁性層からなる磁気記録媒体と比べ
ると、小さなdHc/dT値を得ることができる。
から、磁気記録媒体の第3実施例で得られる強磁性結合
は、約-10〜150℃の範囲において十分強く、且
つ、反平行であることが確認された。
説明する。記録方法の本実施例では、上記磁気記憶装置
の実施例を用いて、上記磁気記録媒体の実施例のいずれ
かに対して情報を磁気的に記録する。
に記録する記録方法の本実施例は、上記磁気記録媒体の
第3実施例のように、磁気記録媒体の磁性層構造を構成
すると共に、磁化方向が反平行である複数の強磁性層の
うち、少なくとも1つの強磁性層の磁化方向を切り替え
るステップを含む。記録方法の本実施例によれば、改善
された熱安定性を保ち高密度記録を行うことができる。
の一実施例を説明する。
造する場合、磁気記録媒体を構成する各層の結晶特性及
び結晶配向を適切に制御する必要がある。特に非磁性結
合層は、下地層等の他の層と比較すると薄いので、この
ような薄い非磁性結合層を均一に成長することが望まし
い。更に、強磁性結合を正しく発生するためには、隣接
する層間の界面も非常にきれいで目立つ欠陥を含まない
ようにする必要がある。
例では、磁気記録媒体を構成する各層を連続的に形成
し、好ましくは、連続スパッタリングを用いる。これ
は、スパッタリングが、他の層形成方法と比較すると、
非常に薄くて均一な層の成長を可能とするからである。
又、連続スパッタリングを用いることにより、隣接する
層間での汚染を最小限に抑えることができる。
m以下といった非常に薄い層の均一な成長を保証するこ
とが難しい。本発明者らの実験結果によると、このよう
な非常に薄い層の均一な成長を保証するには、スパッタ
リング速度を0.35nm/s以下に設定することが好
ましいことが確認された。
と、層や隣接する層間の界面が汚染されやすい。他方、
スパッタリング時のガス圧が低すぎると、不安定なプラ
ズマにより薄膜の成長が不均一になってしまう。本発明
者らの実験結果によると、スパッタリング時のガス圧
は、約5mTorrに設定することが好ましいことが確
認された。
適化することが必要である。基板温度が高すぎると、基
板が変形して、特に非磁性結合層のような非常に薄い層
の均一な成長を妨げる。他方、基板温度が低すぎると、
成長される層の結晶特性が低下してしまう。本発明者ら
の実験結果によると、スパッタリング前の基板温度は、
約100〜300℃の範囲内に設定することが好ましい
ことが確認された。
例で用いる磁気記録媒体製造装置の概略構成を示す図で
ある。同図に示す磁気記録媒体製造装置は、大略ローデ
ィング/アンローディング装置50、熱処理チャンバ5
1及び複数のスパッタリングチャンバ52−1〜52−
nからなり、nは製造する磁気記録媒体の層構造に依存
する。最後のスパッタリングチャンバ52−nは、ロー
ディング/アンローディング装置50に接続され、製造
された磁気記録媒体のアンロードを可能とする。尚、本
実施例では、説明の便宜上、n=9の場合を説明する。
ング装置50にロードされ、熱処理チャンバ51におい
て約100〜300℃の基板温度に加熱される。次に、
スパッタリングチャンバ52−1〜52−9により連続
DCスパッタリングが行われ、基板上には膜厚が40n
mのNiAl層、膜厚が20nmのCrMo下地層、膜
厚が1.5nmのCoCr中間層、膜厚が4nmのCo
CrPtB強磁性層、膜厚が0.8nmのRu非磁性結
合層、膜厚が4nmのCoCrPtB強磁性層、膜厚が
0.8nmのRu非磁性結合層、CoCrPtB磁性層
及びC保護層が順次形成される。
9内のガス圧は、約5mTorrに設定される。又、ス
パッタリングチャンバ52−5、52−7におけるスパ
ッタリング速度は、約0.35nm/s以下と、他のス
パッタリングチャンバにおけるスパッタリング速度より
遅く設定される。尚、遅いスパッタリング速度は、例え
ば図20にスパッタリングチャンバ52−5、52−7
について示すように、カソード間の距離を増加させてタ
ーゲットと基板間の距離を増加させることで実現でき
る。
存性を示す図である。同図中、縦軸は孤立波出力(μV
pp)、横軸は磁性層の有効膜厚(nm)を示す。同図
に示すデータは、上記の如く製造された磁気記録媒体に
対して信号を書き込んで、GMRヘッドにより書き込ま
れた信号を読み出すことで求めた。同図からもわかるよ
うに、孤立波出力は磁性層の有効膜厚に比例し、磁性層
構造の反強磁性結合の存在が確認された。
す図である。同図中、縦軸は高周波SNR(dB)、横
軸はスパッタリング時の基板温度(℃)を示す。同図か
らもわかるように、基板温度が好ましくは約100〜3
00℃の範囲内に設定されると、良い特性を有する層が
成長されることが確認された。
ング速度との関係を示す図である。同図中、縦軸は孤立
波媒体SNRSiso/Nm(dB,相対値)、横軸は
スパッタリング速度(nm/s)を示す。同図に示すデ
ータは、Ru層の上下に設けられた磁性層及び強磁性層
が正常に磁気的結合をするか否かを確認するために求め
た。便宜上、同図に示すデータは、CCPB強磁性層上
に膜厚が1.4nmのRu層を形成し、Ru層上にCC
PB磁性層を形成した場合に得られるデータである。
mは、Ru層を有さない比較用のモデル媒体の孤立波媒
体SNRに対する相対値で表されている。同図からもわ
かるるように、Ruのスパッタリング速度が増加するに
つれて、孤立波媒体SNRSiso/Nmが低下する。
これは、非常に薄いRu層が、高いスパッタリング速度
では正常に形成されないことを示す。図23では、特に
Ruのスパッタリング速度が0.35nm/sより速く
なると、孤立波媒体SNRSiso/Nmが、Ru層を
有さない比較用のモデル媒体に比べて低下している。こ
れにより、上記の如く良い特性の磁気記録媒体を製造す
るには、Ruのスパッタリング速度は、0.35nm/
s以下とすることが望ましいことが確認された。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。
るものである。
と、該交換層構造上に設けられた磁性層とを備え、該交
換層構造は、強磁性層と、該強磁性層上で、且つ、該磁
性層下に設けられた非磁性結合層とからなる、磁気記録
媒体。
は互いに磁化方向が反平行である、(付記1)記載の磁
気記録媒体。
i、Fe、Ni系合金、Fe系合金、及びCoCrT
a、CoCrPt、CoCrPt- Mを含むCo系合金
からなるグループから選択された材料からなり、M=
B、Mo、Nb、Ta、W、Cu又はこれらの合金であ
る、(付記1)又は(付記2)記載の磁気記録媒体。
mの範囲内で選定された膜厚を有する、(付記1)〜
(付記3)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
Rh、Ir、Ru系合金、Rh系合金、及びIr系合金
からなるグループから選択された材料からなる、(付記
1)〜(付記4)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
〜1.0nmの範囲内で選定された膜厚を有する、(付
記1)〜(付記5)のいずれか1項記載の磁気記録媒
体。
oCrTa、CoCrPt、CoCrPt- Mを含むC
o系合金からなるグループから選択された材料からな
り、M=B、Mo、Nb、Ta、W、Cu又はこれらの
合金である、(付記1)〜(付記6)のいずれか1項記
載の磁気記録媒体。
られた下地層とを更に備え、前記交換層構造は、該下地
層の上方に設けられている、(付記1)〜(付記7)の
いずれか1項記載の磁気記録媒体。
との間に設けられた非磁性中間層を更に備え、該非磁性
中間層は、CoCr- Mからなるグループから選択され
たhcp構造の合金からなり、1〜5nmの範囲で選定
された膜厚を有し、M=B、Mo、Nb、Ta、W又は
これらの合金である、(付記8)記載の磁気記録媒体。
間に設けられたNiP層を更に備え、前記NiP層はテ
クスチャ処理又は酸化処理を施されている、(付記8)
又は(付記9)記載の磁気記録媒体。
びFeAlからなるグループから選択されたB2構造を
有する合金からなる、(付記8)〜(付記10)のいず
れか1項記載の磁気記録媒体。
造と、該第1の交換層構造と前記磁性層との間に設けら
れた第2の交換層構造とを備え、該第2の交換層構造の
強磁性層の磁気異方性は該第1の交換層構造の強磁性層
の磁気異方性より弱く、該第1及び第2の交換層構造の
強磁性層は互いに磁化方向が反平行である、(付記1)
〜(付記11)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
造と、該第1の交換層構造と前記磁性層との間に設けら
れた第2の交換層構造とを備え、該第2の交換層構造の
強磁性層の残留磁化と膜厚との積は該第1の交換層構造
の強磁性層の残留磁化と膜厚との積より小さく、該第1
及び第2の交換層構造の強磁性層は互いに磁化方向が反
平行である、(付記1)〜(付記12)のいずれか1項
記載の磁気記録媒体。 (付記14) 磁性層と、第1の交換層構造と、該第1
の交換層構造と該磁性層との間に設けられた第2の交換
層構造とを備え、該第2の交換層構造の強磁性層の磁気
異方性は該第1の交換層構造の強磁性層の磁気異方性よ
り弱く、該第1及び第2の交換層構造の強磁性層は互い
に磁化方向が反平行である、磁気記録媒体。
のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備
えた磁気記憶装置。
けられた下地層と、該下地層上に設けられ残留磁化と膜
厚の積Mriδiを有する下側強磁性層と、該下側強磁
性層の上方に設けられ残留磁化と膜厚の積Mrjδjを
有する上側強磁性層とを少なくとも含む磁性層構造とを
備え、該磁性層構造内の隣接する強磁性層の磁化方向が
略反平行となるように、該磁性層構造の総残留磁化と膜
厚の積をMrδとすると、Mrδ≒Σ(Mriδi-M
rjδj)を満足する、磁気記録媒体。
生させるために、前記磁性層構造内の隣接する強磁性層
の間に設けられた非磁性結合層を更に備えた、(付記1
6)記載の磁気記録媒体。
的にRuからなり約0.4〜1.0nmの膜厚を有する、
(付記17)記載の磁気記録媒体。
u,Rh,Ir,Cu,Cr及びこれらの合金を含むグ
ループから選択された材料からなる、(付記17)記載
の磁気記録媒体。
性層は、Co,Fe,Ni,CoCrTa,CoCrP
t,CoCrPt−Mからなるグループから選択された
材料からなり、M=B,Cu,Mo,Nb,Ta,W及
びこれらの合金である、(付記16)〜(付記19)の
いずれか1項記載の磁気記録媒体。
とも1つの強磁性層は、互いに接触しており強磁性結合
されている複数の強磁性層からなる、(付記16)〜
(付記20)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
側強磁性層のMriδi値は、該磁性層構造内の他の強
磁性層の残留磁化と膜厚の積より大きい、(付記16)
〜(付記21)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
層は、互いに異なる組成を有する、(付記16)〜(付
記22)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
3)のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1
つ備えた、磁気記憶装置。
体に記録する記録方法であって、該磁気記録媒体の磁性
層構造を構成すると共に、磁化方向が反平行である複数
の強磁性層のうち、少なくとも1つの強磁性層の磁化方
向を切り替えるステップを含む、記録方法。
造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該下地層
上に設けられ残留磁化と膜厚の積Mriδiを有する下
側強磁性層と、該下側強磁性層の上方に設けられ残留磁
化と膜厚の積Mrjδjを有する上側強磁性層とを少な
くとも含むと共に、該磁性層構造内の隣接する強磁性層
の磁化方向が略反平行となるように、該磁性層構造の総
残留磁化と膜厚の積をMrδとすると、Mrδ≒Σ(M
riδi-Mrjδj)を満足する該磁性層構造を形成
する第1のステップと、該下地層及び該磁性層構造を連
続スパッタリングで形成する第2のステップとを含む、
磁気記録媒体の製造方法。
温度を約100〜300℃に熱処理する第3のステップ
を更に含む、(付記26)記載の磁気記録媒体の製造方
法。 (付記28) 前記第2のステップは、前記磁性層構造
の各強磁性層を0.35nm/s以下のスパッタリング
速度で形成する、(付記26)又は(付記27)記載の
磁気記録媒体の製造方法。
熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体
の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記
録を行える磁気記録媒体、磁気記憶装置、記録方法及び
磁気記録媒体の製造方法を実現できる。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
CoPt層の面内磁気特性を示す図である。
CoPt層の面内磁気特性を示す図である。
CoPt層の面内磁気特性を示す図である。
CoCrPt層の面内磁気特性を示す図である。
示す断面図である。
ある。
らなる層が1層形成された磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。
厚が0.8nmのRu層で分離されたCoCrPtBか
らなる2つの強磁性層がスパッタリング形成された磁気
記録媒体の面内磁化曲線を示す図である。
分離されたCoCrPtBからなる2つの強磁性層が設
けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を示す図である。
oCrPtB層がRu層で分離された3つのCoCrP
tB強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。
層で分離されたCoCrPtBからなる2つの負結合さ
れた強磁性層が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線
を示す図である。
と同様の方法でCoCrPtBからなる単一の強磁性層
が設けられた磁気記録媒体の面内磁化曲線を、図13に
示す2つの負結合された強磁性層を有する磁気記録媒体
の面内磁化曲線と比較して示す図である。
磁気記録媒体における信号減衰を、単一の強磁性層を有
する磁気記録媒体における信号減衰と比較して示す図で
ある。
録媒体のM−H曲線を、異なる温度について示す図であ
る。
磁力の温度依存性を示す図である。
磁気記録媒体におけるPW50値の強磁性層の有効及び
総膜厚依存性を、単一の強磁性層を有する磁気記録媒体
におけるPW50値の強磁性層の有効及び総膜厚依存性
と比較して示す図である。
である。
ある。
である。
関係を示す図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 強磁性層と、該強磁性層上に設けられた
非磁性結合層とからなる交換層構造と、 該交換層構造上に設けられた磁性層とを備え、 該強磁性層及び該磁性層は交換結合すると共に、互いに
磁化方向が反平行である、磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記強磁性層は、Co、Ni、Fe、N
i系合金、Fe系合金、及びCoCrTa、CoCrP
t、CoCrPt- Mを含むCo系合金からなるグルー
プから選択された材料からなり、M=B、Mo、Nb、
Ta、W、Cu又はこれらの合金である、請求項1記載
の磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記強磁性層は、2〜10nmの範囲内
で選定された膜厚を有する、請求項1又は2記載の磁気
記録媒体。 - 【請求項4】 前記非磁性結合層は、Ru、Rh、I
r、Ru系合金、Rh系合金、及びIr系合金からなる
グループから選択された材料からなる、請求項1〜3の
いずれか1項記載の磁気記録媒体。 - 【請求項5】 前記非磁性結合層は、0.4〜1.0n
mの範囲内で選定された膜厚を有する、請求項1〜4の
いずれか1項記載の磁気記録媒体。 - 【請求項6】 前記磁性層は、Co、及びCoCrT
a、CoCrPt、CoCrPt- Mを含むCo系合金
からなるグループから選択された材料からなり、M=
B、Mo、Nb、Ta、W、Cu又はこれらの合金であ
る、請求項1〜5のいずれか1項記載の磁気記録媒体。 - 【請求項7】 基板と、 該基板の上方に設けられた下地層とを更に備え、 前記交換層構造は、該下地層の上方に設けられている、
請求項1〜6のいずれか1項記載の磁気記録媒体。 - 【請求項8】 第1の強磁性層と、該第1の強磁性層上
に設けられた第1の非磁性結合層と、該第1の非磁性結
合層上に設けられた第2の強磁性層と、該第2の強磁性
層上に設けられた第2の非磁性結合層とからなる交換層
構造と、 該交換層構造の該第2の非磁性結合層上に設けられた磁
性層とを備え、 該第1の強磁性層と該第2の強磁性層は交換結合すると
共に磁化方向が互いに反平行であり、該第2の強磁性層
と前記磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互いに反
平行である、磁気記録媒体。 - 【請求項9】 前記第2の強磁性層の磁気異方性は、前
記第1の強磁性層の磁気異方性よりも弱い、請求項8記
載の磁気記録媒体。 - 【請求項10】 前記第2の強磁性層の残留磁化と膜厚
との積は、前記第1の強磁性層の残留磁化と膜厚との積
よりも小さい、請求項8又は9記載の磁気記録媒体。 - 【請求項11】 磁性層と、 第1の強磁性層と、該第1の強磁性層上に設けられた第
1の非磁性結合層とからなる第1の交換層構造と、 該第1の交換層構造と該磁性層との間に設けられ、第2
の強磁性層と、該第2の強磁性層上に設けられた第2の
非磁性結合層とからなる第2の交換層構造とを備え、該第1の強磁性層と該第2の強磁性層は交換結合すると
共に磁化方向が互いに反平行であり、該第2の強磁性層
と該磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互いに反平
行であり、 該第2の強磁性層の磁気異方性は該第1の強磁性層の磁
気異方性より弱い、磁気記録媒体。 - 【請求項12】 前記第2の強磁性層の磁気異方性は、
前記第1の強磁性層の磁気異方性及び前記磁性層の磁気
異方性のいずれよりも弱い、請求項8又は11記載の磁
気記録媒体。 - 【請求項13】 請求項1〜12のいずれか1項記載の
磁気記録媒体を少なくとも1つ備えた磁気記憶装置。 - 【請求項14】 情報を磁気的に磁気記録媒体に記録す
る記録方法であって、 強磁性層及び該強磁性層上に設けられた非磁性結合層か
らなる磁性層構造と、該磁性層構造上に設けられると共
に該強磁性層と交換結合しており、且つ、磁化方向が反
平行である磁性層とを有する磁気記録媒体に対し、該強
磁性層及び該磁 性層の磁化方向を切り替えるステップを
含む、記録方法。 - 【請求項15】 強磁性層と、 該強磁性層上に設けられた非磁性結合層と、 該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、 該強磁性層と該磁性層は交換結合すると共に、外部磁場
をかけられていない状態では磁化方向が互いに反平行で
ある、磁気記録媒体。 - 【請求項16】 強磁性層と、 該強磁性層上に設けられた非磁性結合層と、 該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、 該強磁性層と該磁性層は交換結合すると共に、磁化方向
は、外部磁場をかけて互いに平行にした後に該外部磁場
を取り除くと該強磁性層の磁化方向のみが反転して、該
外部磁場がかけられていない状態では互いに反平行とな
る、磁気記録媒体。 - 【請求項17】 第1の強磁性層と、 該第1の強磁性層上に設けられた第1の非磁性結合層
と、 該第1の非磁性結合層上に設けられた第2の強磁性層
と、 該第2の強磁性層上に設けられた第2の非磁性結合層
と、 該第2の非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、 該第1の強磁性層と該第2の強磁性層は交換結合すると
共に磁化方向が互いに反平行であり、該第2の強磁性層
と該磁性層は交換結合すると共に磁化方向が互いに反平
行である、磁気記録媒体。 - 【請求項18】 情報を磁気的に磁気記録媒体に記録す
る記録方法であって、 非磁性結合層を介して互いに交換結合しており、且つ、
磁化方向が反平行である強磁性層及び磁性層を有する磁
気記録媒体に対し、該強磁性層の磁化方向を切り替える
ステップを含み、 該強磁性層及び磁性層の磁化方向は、外部磁場をかけて
互いに平行にした後に該外部磁場を取り除くと該強磁性
層の磁化方向のみが反転して、該外部磁場がかけられて
いない状態では互いに反平行となる、記録方法。
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