JP3448698B2 - 磁気記憶装置及び磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記憶装置及び磁気記録媒体Info
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Description
憶装置等に用いる磁気記憶装置およびこれに用いる磁気
記録媒体に関し、さらに詳しくは、高S/Nおよび低ビ
ットエラーの両方を達成可能となり、1平方インチ当た
り1ギガビット以上の高記録密度を有する磁気記憶装置
およびこの高記録密度を実現するのに好適な磁気記録媒
体に関する。
CrPt磁性層に酸化シリコン,酸化ジルコニウム,酸
化タンタル,窒化シリコン,窒化ボロン,窒化チタン,
窒化アルミニウムを添加した磁気記録媒体が開示されて
いる。また、特開平5−197944号公報には、Co
NiPtMO磁性層またはCoCrPtMO磁性層(M
は、Si,B,Zr,Al,Y,P,Ti,Sn,In
から選ばれた少なくとも一つの元素)を用いた磁気記録
媒体が開示されている。
体では、磁気記録媒体の磁性層中に酸化物や窒化物を添
加することで、保磁力を高くし、媒体ノイズを小さくし
ている。しかし、本発明の発明者らの検討結果では、上
記従来の磁気記録媒体を用いても、150kFCI(F
lux Changes per Inch)以上の高い線記録密度領域に
おける媒体ノイズの低減は不十分であり、1平方インチ
当たり1ギガビット以上の高記録密度を実現することが
困難な問題点がある。そこで、本発明の目的は、上記従
来技術の問題点を解決し、高S/Nおよび低ビットエラ
ーの両方を達成可能となり、1平方インチ当たり1ギガ
ビット以上の高記録密度を可能とした磁気記憶装置およ
びこの高記録密度を実現するのに好適な磁気記録媒体を
提供することにある。
もしくは下地層を介して磁性層が形成された磁気記録媒
体と、その磁気記録媒体に対する記録と再生を行う磁気
ヘッドとを具備する磁気記憶装置において、前記磁気記
録媒体は、酸化物または窒化物からなる群から選ばれた
少なくとも1種の非磁性化合物および実質的にCoとP
tからなる二元合金の混合物で構成され、前記Coに対
するPtのモル比が0.6以上,1.2以下であり、且つ
前記Coに対する前記酸化物または窒化物からなる非磁
性化合物のモル比が0.1以上,2.8以下である磁性膜
を有し、前記磁気ヘッドは、磁気抵抗効果型の再生用磁
気ヘッドを含むことを特徴とする磁気記憶装置を提供す
る。
媒体の磁性層中のCoに対する前記酸化物または窒化物
からなる非磁性化合物のモル比が0.5以上,2.4以下
であることを特徴とする上記構成の磁気記憶装置を提供
する。
合物は、一般式MOx(MはSi,Al,Ta,Y,T
iから選ばれた少なくとも1種の元素を表し、xは1以
上かつ2.5以下の数値を表す)で表される酸化物また
は一般式LNy(LはSi,B,Alから選ばれた少な
くとも1種の元素を表し、yは1以上かつ1.3以下の
数値を表す)で表される窒化物であることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の磁気記憶装置を提供す
る。
効果型の再生用の磁気ヘッドが2枚のシールド層とそれ
らの間に形成された磁気抵抗センサとを有し、前記2枚
のシールド層の間隔が0.35μm以下であることを特
徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の磁気
記憶装置を提供する。
に対する磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加し
て測定した残留磁束密度Brと当該磁気記録媒体の磁性
層の厚さtの積Br×tが、10ガウス・ミクロン以
上,100ガウス・ミクロン以下であることを特徴とす
る請求項1から請求項4のいずれかに記載の磁気記憶装
置を提供する。
効果型の再生用の磁気ヘッドが、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磁性層と該磁性層の間に配置された
非磁性層を含む磁気抵抗センサを有することを特徴とす
る上記構成の磁気記憶装置を提供する。
窒化物からなる群から選ばれた少なくとも1種の非磁性
化合物および実質的にCoとPtからなる二元合金の混
合物で構成され、前記Coに対するPtのモル比が0.
6以上,1.2以下であり、且つ前記Coに対する前記
酸化物または窒化物からなる非磁性化合物のモル比が
0.1以上,2.8以下である磁性膜を有することを特徴
とする磁気記憶媒体を提供する。
のCoに対する前記酸化物または窒化物からなる非磁性
化合物のモル比が0.5以上,2.4以下であることを特
徴とする上記構成の磁気記録媒体を提供する。
合物は、一般式MOx(MはSi,Al,Ta,Y,T
iから選ばれた少なくとも1種の元素を表し、xは約1
以上かつ約2.5以下の数値を表す)で表される酸化物
または一般式LNy(LはSi,B,Alから選ばれた
少なくとも1種の元素を表し、yは約1以上かつ約1.
3以下の数値を表す)で表される窒化物であることを特
徴とする上記構成の磁気記録媒体を提供する。
気記録媒体を種々作製し、磁気ヘッドと組み合わせた場
合に最適な組成を探索した。また、磁気ヘッドを変えて
前記磁気記録媒体と組み合わせた場合に最適な構造の磁
気ヘッドを探索した。その結果、本発明の磁気記憶装置
および磁気記録媒体を完成するに至った。
磁気記録媒体の磁性膜を、酸化物または窒化物からなる
群から選ばれた少なくとも1種の非磁性化合物および実
質的にCoとPtからなる二元合金の混合物で構成し、
且つ、Coに対するPtのモル比を0.6以上,1.2
以下とし、さらにCoに対する酸化物または窒化物から
なる非磁性化合物のモル比が0.1以上,2.8以下とし
た。また、磁気抵抗効果型の再生用磁気ヘッドを採用し
た。これにより、媒体S/Nを約2.0以上にすること
が出来た。なお、媒体S/Nとは、媒体ノイズ(ノイズ
全体から装置系のノイズを除いた値)に対する出力の比
である。また、Coに対する酸化物のモル比を0.1以
上とすると、規格化ノイズを0.025以下にできた。
なお、規格化ノイズとは、150kFCIの記録密度で
信号を記録したときの媒体ノイズを10kFCIの信号
出力で規格化した値をいう。また、保磁力を2.4kO
e以上にできた。一方、Coに対する酸化物のモル比を
2.8以下にすると、十分な出力が得られた。これによ
り、150kFCI以上の高い線記録密度領域における
媒体ノイズが十分低減され、1平方インチ当たり1ギガ
ビット以上の高記録密度を実現でき、ビットエラーレー
トの低い高信頼性の磁気記憶装置が得られた。
を添加すると、非磁性化合物の高添加濃度領域で保磁力
と保磁力角型比が低下し、好ましくない。CrやNi等
は、Co合金の結晶粒界に偏析しやすい性質を持つ。非
磁性化合物を含まないCo合金系薄膜磁気記録媒体にお
いては、このCrやNi等の粒界偏析は結晶粒間の交換
相互作用を低減して、保磁力を高める効果がある。しか
し、高濃度の非磁性化合物を含む磁気記録媒体では、既
に非磁性化合物によって結晶粒間の交換相互作用が低減
されているため、CrやNi等の添加による交換相互作
用低減による高保磁力化の効果がなく、さらに、Crや
Ni等の元素はCoPt合金の結晶磁気異方性を低減さ
せるからである。
前記磁気記録媒体の磁性層中のCoに対する前記酸化物
または窒化物からなる非磁性化合物のモル比が0.5以
上,2.4以下とした。Coに対する酸化物または窒化
物からなる非磁性化合物のモル比を0.5以上,2.4
以下の範囲にすると、規格化ノイズを0.016以下に
できる。また、保磁力を2.4kOe以上にできる。
前記非磁性化合物として、一般式MOx(MはSi,A
l,Ta,Y,Tiから選ばれた少なくとも1種の元素
を表し、xは1以上かつ2.5以下の数値を表す)で表
される酸化物、または、一般式LNy(LはSi,B,
Alから選ばれた少なくとも1種の元素を表し、yは1
以上かつ1.3以下の数値を表す)で表される窒化物を
採用した。これにより、良好な特性が得られた。
磁気抵抗効果型ヘッドが2枚のシールド層とそれらの間
に形成された磁気抵抗センサとを有する構造の場合に、
2枚のシールド層の間隔を0.35μm以下とした。こ
れにより、ジッターが約15%以下となり、好適にビッ
トの弁別ができるようになった。
記録時における磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対
的な走行方向に磁界を印加して測定した残留磁束密度B
rと当該磁気記録媒体の磁性層の厚さtの積Br×t
を、10ガウス・ミクロン以上,100ガウス・ミクロ
ン以下とした。これにより、ジッターが約15%以下と
なり、好適にビットの弁別ができるようになった。
前記磁気抵抗効果型の再生用の磁気ヘッドが、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磁性層と該磁性層の間
に配置された非磁性層を含む磁気抵抗センサを有するも
のとした。これによれば、巨大磁気抵抗効果により、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
3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。
磁性層を、酸化物または窒化物からなる群から選ばれた
少なくとも1種の非磁性化合物および実質的にCoとP
tからなる二元合金の混合物で構成し、且つ、Coに対
するPtのモル比を0.6以上,1.2以下とし、さら
にCoに対する酸化物または窒化物からなる非磁性化合
物のモル比を0.1以上,2.8以下とした。これによ
り、媒体S/Nを約2.0以上にすることが出来た。ま
た、Coに対する酸化物のモル比を0.1以上とする
と、規格化ノイズを0.025以下にできた。また、保
磁力を2.4kOe以上にできた。一方、Coに対する
酸化物のモル比を2.8以下にすると、十分な出力が得
られた。そして、150kFCI以上の高い線記録密度
領域における媒体ノイズが十分低減され、1平方インチ
当たり1ギガビット以上の高記録密度を実現できた。
磁性層中のCoに対する酸化物または窒化物からなる非
磁性化合物のモル比を0.5以上,2.4以下とした。
Coに対する酸化物または窒化物からなる非磁性化合物
のモル比を0.5以上,2.4以下の範囲にすると、規
格化ノイズを0.016以下にできる。また、保磁力を
2.4kOe以上にできる。
前記非磁性化合物として、一般式MOx(MはSi,A
l,Ta,Y,Tiから選ばれた少なくとも1種の元素
を表し、xは1以上かつ2.5以下の数値を表す)で表
される酸化物、または、一般式LNy(LはSi,B,
Alから選ばれた少なくとも1種の元素を表し、yは1
以上かつ1.3以下の数値を表す)で表される窒化物を
採用した。これにより、良好な特性が得られた。
る。なお、これにより本発明が限定されるものではな
い。
実施例1の磁気記憶装置70の平面模式図および断面模
式図を示す。磁気記憶装置70は、磁気記録媒体71
と、その磁気記録媒体71を記録方向に回転させる磁気
記録媒体駆動部72と、前記磁気記録媒体71に対する
記録と再生を行う磁気ヘッド73と、その磁気ヘッド7
3を前記磁気記録媒体71に対して相対駆動する磁気ヘ
ッド駆動部74と、記録信号や再生信号の処理を行う記
録再生信号処理部75とを具備している。
す。磁気ヘッド73は、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ヘッドとを組み合わせた録再
分離型ヘッドである。すなわち、上部記録磁極86とシ
ールド層兼記録磁極84とでコイル85を挟んだ部分
が、記録用の磁気ヘッドとして働く。また、前記シール
ド層兼記録磁極84と下部シールド層83とで磁気抵抗
センサ82および電極パタン87を挟んだ部分が、再生
用の磁気ヘッドとして働く。前記磁気抵抗センサ82か
らの出力信号は、電極パタン87を介して外部に取り出
される。前記下部シールド層83は、スライダ用基体8
1の上に形成されている。
造を示す。磁気抵抗センサ82は、下部シールド層83
の上にギャップ層91を介して設けられており、前記ギ
ャップ層91の上に形成された反強磁性磁区制御層92
と、その反強磁性磁区制御層92により単一磁区とされ
る強磁性材料の薄膜磁気抵抗性導電層93と、その薄膜
磁気抵抗性導電層93の感磁部94と前記反強磁性磁区
制御層92の間の交換相互作用を絶ち切るための非磁性
層95と、感磁部94に対するバイアス磁界を発生する
ための軟磁性層97と、その軟磁性層97と前記薄膜磁
気抵抗性導電層93の間の電流分流比を調節するための
高抵抗層96とを含んでいる。
製した。スライダ用基体81として、酸化Al・炭化T
iを主成分とする燒結体を用いた。下部シールド層83
として、スパッタ法で厚さ1μmのNi−Fe合金膜を
形成した。ギャップ層91として、スパッタ法で厚さ1
00nmの酸化Al膜を形成した。反強磁性磁区制御層
92として、スパッタ法で厚さ20nmのNiO層を形
成した。非磁性層95として、スパッタ法で厚さ2nm
のNb層を形成した。薄膜磁気抵抗性導電層93とし
て、スパッタ法で厚さ15nmのNi−Fe合金層を形
成した。高抵抗層96として、スパッタ法で厚さ15n
mのTa層を形成した。軟磁性層97として、スパッタ
法で厚さ20nmのNi-Fe-Nb合金層を形成した。
電極パタン87として、スパッタ法により厚さ100n
mのCu薄膜を形成した。電極パタン87とシールド層
兼記録磁極84の間には、スパッタ法で厚さ100nm
の酸化Alのギャップ層98を形成した。シールド層兼
記録磁極84として、スパッタ法で厚さ1μmのNi−
Fe合金膜を形成した。コイル85として、スパッタ法
で厚さ3μmのCu膜を形成した。上部記録磁極86と
して、スパッタ法で厚さ3μmのNi−Fe合金膜を形
成した。なお、シールド層兼記録磁極84と上部記録磁
極86の間にも、スパッタ法で厚さ300nmの酸化A
lのギャップ層を形成した。
を示す。磁気記録媒体71は、化学強化ガラスの基板1
01と、酸化シリコンを添加したCo−Pt磁性材料の
磁性層103と、カーボンの保護層104と、吸着性の
パーフルオロアルキルポリエーテルの潤滑層105とを
備えている。
作成した。直径2.5インチ,厚さ0.4mmのディス
ク状のガラスの基板101の上に、基板温度が室温,A
rガス圧力が15mTorr,投入電力密度が1平方cm当
たり5Wの成膜条件でRFマグネトロンスパッタリング
法により、酸化シリコンを添加したCo−Pt磁性材料
の厚さ25nmの磁性層103を形成した。次に、その
磁性層103の上に、基板温度が150℃,Arガス圧
力が5mTorr,投入電力密度が1平方cm当たり3Wの
成膜条件でDCマグネトロンスパッタリング法により、
カーボンの厚さ10nm〜30nmの保護層104を形
成した。次に、その保護層104の表面にポリスチレン
粒子を静電塗布し、これをマスクとして15nmプラズ
マエッチングし、保護層104の表面に微細な凹凸を形
成した。最後に、保護層104の上に、ディップ法によ
り、吸着性のパーフルオロアルキルポリエーテルの厚さ
2nm〜20nmの潤滑層105を形成した。
Coに対するPtのモル比と1平方インチ当たり1ギガ
ビットの記録密度における媒体S/Nの関係を示す。な
お、Coに対する酸化シリコンのモル比は0.8として
いる。Coに対するPtのモル比を0.6以上,1.2
以下とすると、媒体S/Nを2.0以上にできる。図6
に、前記Co−Pt磁性材料におけるCoに対する酸化
シリコンのモル比と規格化ノイズの関係を示す。なお、
Coに対するPtのモル比は約0.67としている(60
at%Co−40at%Pt)。Coに対する酸化シリコンの
モル比を0.1以上,2.8以下とすると、規格化ノイ
ズを0.025以下にできる。特に、Coに対する酸化
シリコンのモル比を0.5以上,2.4以下の範囲にす
ると、0.016以下の規格化ノイズにできる。図7
に、前記Co−Pt磁性材料におけるCoに対する酸化
シリコンのモル比と保磁力の関係を示す。なお、Coに
対するPtのモル比は約0.67としている。Coに対
する酸化シリコンのモル比を0.1以上とすると、保磁
力を2.4kOe以上にできる。特に、Coに対する酸
化シリコンのモル比を0.5以上,1.4以下の範囲に
すると、3.0kOe以上の保磁力にできて好ましい。
なお、図8に示すように、保磁力が2.4kOeよりも
小さくなると、装置S/Nは1以下になり、信号よりも
ノイズの方が大きくなってしまう。従って、保磁力を
2.4kOe以上にする必要がある。ここで、図8は、
各保磁力に対してBr×tの異なる媒体を用いて装置S
/Nを調べ、得られた最大の装置S/Nの値をプロット
したものである。
を2.8よりも大きくすると、十分な出力が得られなか
った。従って、Coに対する酸化シリコンのモル比は、
0.1以上,2.8以下とするのが好ましい。
1,微分回路52およびパルス化回路53によって、磁
気ヘッド73からの再生出力をパルス化し、ジッタメー
タ54によりパルス間隔δの変動を解析し、パルス間隔
δの平均値に対するパルス間隔δの標準偏差σの割合を
ジッターとして測定した。図10に、記録時における磁
気記録媒体71に対する磁気ヘッド73の相対的な走行
方向に磁界を印加して測定した残留磁束密度Brと磁気
記録媒体71の磁性層の厚さtの積Br×tと一定周波
数の高密度な信号を記録再生した場合の出力信号のジッ
ターの関係を示す。Br×tを10ガウス・ミクロン以
上,100ガウス・ミクロン以下の範囲にすると、ジッ
ターが約15%以下となり、好適にビットの弁別ができ
る。
層兼記録磁極84の距離(シールド間隔)とジッターの
関係を示す。シールド距離が0.35μm以下にする
と、ジッターが約15%以下となり、好適にビットの弁
別ができる。
比を約0.67とし(60at%Co−40at%Pt)、且
つ、Coに対する酸化シリコンのモル比を約0.9とし
た磁気記録媒体71を用いた磁気記憶装置70で、ヘッ
ド浮上量30nm,線記録密度210kBPI,トラッ
ク密度9.6kTPIの条件で、記録再生特性を評価し
た。その結果、装置S/Nは1.8であった。この値
は、磁性材料として60at%Co−40at%Ptの代りに73
at%Co-15at%Cr-12at%Ptを用いた場合に比べて
約3割高い値であった。また、磁気ヘッド73への入力
信号を8−9符号変調処理して、出力信号に最尤復号処
理を施すことにより、1平方インチ当たり2ギガビット
の情報を記録再生することができた。また、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MTBFで1
5万時間が達成できた。
97の代りに永久磁石膜バイアス層を用いてもよい。ま
た、上記磁気記録媒体71の基板101の材料として、
Ti,Si,Si−C,カーボン,結晶化ガラスあるい
はセラミクス等を用いてもよい。
4の材料として、タングステン・カーバイト,(W-M
o)-C等の炭化物、(Zr-Nb)-N,窒化シリコン
等の窒化物,二酸化シリコン,ジルコニア等の酸化物、
あるいはボロン、ボロン・カーバイト、二硫化モリブデ
ン、Rh等を用いてもよい。保護層104と潤滑層10
5を設けると、耐摺動性,耐食性を向上できるので好ま
しい。また、保護層104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、熱処理によっ
て表面に凹凸を形成すると、磁気ヘッド73と磁気記録
媒体71との接触面積を低減でき、CSS(Contact
Start Stop)動作時に磁気ヘッド73が磁気記録媒体
71の表面に粘着する問題が回避されるので好ましい。
気記憶装置において、図12に示す構造を持つ磁気記録
媒体71aを用いた。この磁気記録媒体71aは、下地
層121を追加したこと、および、磁性層103の材料
を変えたこと以外は、実施例1の磁気記録媒体71と同
様の構造である。
した。直径2.5インチ,厚さ0.4mmのディスク状
のガラスの基板101の上に、基板温度が室温,Arガ
ス圧力が5mTorr,投入電力密度が1平方cm当たり7
Wの成膜条件でDCマグネトロンスパッタリング法によ
り、Crの厚さ15nmの下地層102を形成した。な
お、下地層121の材料として、Ti,V,Ge,Z
r,Nb,Mo,Ta,W,Ni-P を用いてもよい。
%Ptに、酸化シリコン,酸化アルミ,酸化タンタル,
酸化イットリウム,酸化チタンをそれぞれ添加した。
気特性と規格化ノイズの値を示す。なお、比較例とし
て、52at%Co−48at%Ptに代えて73at%Co-15at
%Cr-12at%Ptを用いた場合の結果も示した。実施
例2の磁気記録媒体71aは、いずれも高い保磁力と低
い規格化ノイズが得られている。これに比べて、73at%
Co-15at%Cr-12at%Pt磁性材料を用いた比較例で
は、保磁力が低くなり、規格化ノイズは高くなってい
る。
aを用いた磁気記憶装置で、ヘッド浮上量26nm,線
記録密度210kBPI,トラック密度9.6kTPI
の条件で、記録再生特性を評価した。その結果、装置S
/Nは1.8であった。また、磁気ヘッド73への入力
信号を8−9符号変調処理して、出力信号に最尤復号処
理を施すことにより、1平方インチ当たり2ギガビット
の情報を記録再生することができた。また、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MTBFで1
5万時間が達成できた。
磁性層の配向性を制御するために設けていたが、本発明
の磁気記録媒体では、結晶粒径の制御と,基板との密着
性向上と,耐食性向上のために設けられる。
の磁性層に添加する非磁性化合物として、酸化物の代り
に窒化シリコン,窒化ボロン,窒化アルミをそれぞれ添
加した。図14に、磁気記録媒体の組成と磁気特性と規
格化ノイズの値を示す。なお、比較例として、52at%C
o−48at%Ptに代えて73at%Co-15at%Cr-12at%
Ptを用いた場合の結果も示した。実施例3の磁気記録
媒体は、いずれも高い保磁力と低い規格化ノイズが得ら
れている。これに比べて、73at%Co-15at%Cr-12at
%Pt磁性材料を用いた比較例では、保磁力が低くな
り、規格化ノイズは高くなっている。
いた磁気記憶装置で、ヘッド浮上量26nm,線記録密
度210kBPI,トラック密度9.6kTPIの条件
で、記録再生特性を評価した。その結果、装置S/Nは
1.8であった。また、磁気ヘッド73への入力信号を
8−9符号変調処理して、出力信号に最尤復号処理を施
すことにより、1平方インチ当たり2ギガビットの情報
を記録再生することができた。また、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MTBFで15万時
間が達成できた。
気記憶装置において、再生用の磁気ヘッドの磁気抵抗セ
ンサ82(図3)の代りに、図15に示す磁気抵抗セン
サ82aを用いた。また、記録用の磁気ヘッドの上部記
録磁極86として、メッキ法により形成したFe-Co-
Ni合金膜を用いた。また、磁気記録媒体を変えた。
磁性層133により隔てられた2つの磁性層132,1
34間の相対的な磁化方向の変化により生じる抵抗変化
(スピン・バルブ効果による磁気抵抗変化)を利用した
磁気抵抗センサである。バッファ層131は、厚さ2n
mのTi層である。第1の磁性層132は、厚さ3nm
の80at%Ni−20at%Fe合金層である。非磁性層13
3は、厚さ1.5nmのCu層である。第2の磁性層1
34は、厚さ3nmの80at%Ni−20at%Fe合金層で
ある。反強磁性層135は、厚さ5nmの50at%Fe−
50at%Mn合金層である。各層は、いずれもスパッタリ
ング法により形成した。
層135からの交換バイアス磁界によって第2の磁性層
134の磁化が一方向に固定され、磁気記録媒体71か
らの漏洩磁界によって第1の磁性層132の磁化方向が
変化して抵抗値の変化が生じる。
により、第1の磁性層132および第2の磁性層134
の{111}結晶格子面が膜面に平行となるように配向
する。これにより、磁性層132,134間の交換相互
作用が弱められ、実施例1の磁気抵抗センサ82に比べ
て約2倍の高い感度が得られた。
より形成したFe-Co-Ni合金膜を用いることによ
り、飽和磁束密度が16000ガウスと大きくなり、実
施例3の場合に比べて重ね書き特性を約6dB改良する
ことが出来た。
0.4mm,表面粗さ1nmのカーボン基板の上に、52
at%Co−48at%Ptに酸化シリコンをモル比(Coに
対する酸化シリコンのモル比)1.2で添加した厚さ2
5nmの磁性層103を実施例1と同様の条件で形成
し、その上にカーボンの厚さ20nmの保護層104を
形成し、その表面にポリスチレン粒子を静電塗布し、こ
れをマスクとして13nmプラズマエッチングし、保護
層104の表面に微細な凹凸を形成し、最後に、保護層
104上に、ディップ法により吸着性のパーフルオロア
ルキルポリエーテルの潤滑層105を形成した構造であ
る。この磁気記録媒体のディスク円周方向に磁界を印加
して測定した保磁力は2.71kOe,残留磁束密度・
総磁性層厚積Br×tは62ガウス・ミクロンであっ
た。
25nm,線記録密度260kBPI,トラック密度1
1.6kTPIの条件で、記録再生特性を評価した。そ
の結果、装置S/Nは1.5であった。また、磁気ヘッ
ド73への入力信号を8−9符号変調処理して、出力信
号に最尤復号処理を施すことにより、1平方インチ当た
り3ギガビットの情報を記録再生することができた。ま
た、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MTBFで15万時間が達成できた。
性層133の厚さとしては、1.5nm以上とするのが
好ましいが、あまり厚いと、記録用の磁気ヘッドと最下
層の磁性層132との間隔が大きくなるため、重ね書き
特性が劣化するので、好ましくない。特に、非磁性層を
2層構造とした場合には、非磁性層が厚くなるため、重
ね書き特性が劣化する。これを解決するためには、記録
用の磁気ヘッドの記録磁極として、従来のNi−Fe合
金よりも大きな飽和磁束密度を持つFe-Co-Ni系合
金,Fe−Si系合金等の軟磁性薄膜を用いることが有
効である。特に、飽和磁束密度が15000ガウス以上
の軟磁性薄膜を用いたときに良好な結果が得られる。
bのように、Al−Mg合金からなる基板101と、そ
の両面に形成されたNi−P,Ni-W-P等からなる非
磁性メッキ層102と、磁性層103と、保護層104
と、潤滑層105とを含む構造としてもよい。
cのように、Al−Mg合金からなる基板101と、そ
の両面に形成されたNi−P,Ni-W-P等からなる非
磁性メッキ層102と、下地層121と、磁性層103
と、保護層104と、潤滑層105とを含む構造として
もよい。
磁性層103の磁性材料として73at%Co-15at%Cr-
12at%Ptを用いた場合のCoに対する酸化シリコンの
モル比と規格化ノイズの関係および保磁力(Hc)との
関係を調べた。図18に破線で示すように、Coに対す
る酸化シリコンのモル比が0.1以上では、実線で示す
実施例1の磁気記録媒体71より規格化ノイズが大きく
なっている。また、図19に破線で示すように、Coに
対する酸化シリコンのモル比が0.2以上では、実線で
示す実施例1の磁気記録媒体71より保磁力が小さくな
っている。
る代わりに、スパッタ成膜に用いるArスパッタガスに
酸素あるいは窒素を混合したガスを用いた。これによっ
ても保磁力をある程度増大させることが可能であった。
しかし、規格化ノイズの低減効果は小さく、1平方イン
チ当たり1ギガビット以上の記録密度を実現することは
困難であった。これは、酸素あるいは窒素混合ガスを用
いた場合には、結晶粒界だけでなく、結晶粒内にも酸素
あるいは窒素が取り込まれて結晶性が損なわれるためで
はないかと考えられる。
体によれば、高いS/Nと低いビットエラーレートが得
られるので、1平方インチ当たり1ギガビット以上の高
記録密度で、15万時間以上の平均故障間隔を実現でき
る。
面模式図である。
構造を示す斜視図である。
磁気抵抗センサの断面構造を示す模式図である。
の構造を示す斜視図である。
するPtのモル比と媒体S/Nの関係を示す特性図であ
る。
する酸化シリコンのモル比と規格化ノイズの関係を示す
特性図である。
する酸化シリコンのモル比と保磁力の関係を示す特性図
である。
る。
る。
である。
体の構造を示す斜視図である。
力と規格化ノイズの関係を示す図表である。
力と規格化ノイズの関係を示す図表である。
の磁気抵抗センサの断面構造を示す模式図である。
体の構造を示す斜視図である。
体の構造を示す斜視図である。
する酸化シリコンのモル比と規格化ノイズの関係を示す
特性図である。
する酸化シリコンのモル比と保磁力の関係を示す特性図
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 基板上に直接もしくは下地層を介して磁
性層が形成された磁気記録媒体と、その磁気記録媒体に
対する記録と再生を行う磁気ヘッドとを具備する磁気記
憶装置において、 前記磁気記録媒体は、酸化物または窒化物からなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の非磁性化合物および実質的
にCoとPtからなる二元合金の混合物で構成され、前
記Coに対するPtのモル比が0.6以上,1.2以下で
あり、且つ前記Coに対する前記酸化物または窒化物か
らなる非磁性化合物のモル比が0.1以上,2.8以下で
ある磁性膜を有し、 前記磁気ヘッドは、磁気抵抗効果型の再生用磁気ヘッド
を含むことを特徴とする磁気記憶装置。 - 【請求項2】 前記磁気記録媒体の磁性層中のCoに対
する前記酸化物または窒化物からなる非磁性化合物のモ
ル比が0.5以上,2.4以下であることを特徴とする請
求項1に記載の磁気記憶装置。 - 【請求項3】 前記非磁性化合物は、一般式MOx(M
はSi,Al,Ta,Y,Tiから選ばれた少なくとも
1種の元素を表し、xは1以上かつ2.5以下の数値を
表す)で表される酸化物または一般式LNy(LはS
i,B,Alから選ばれた少なくとも1種の元素を表
し、yは1以上かつ1.3以下の数値を表す)で表され
る窒化物であることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の磁気記憶装置。 - 【請求項4】 前記磁気抵抗効果型の再生用の磁気ヘッ
ドが2枚のシールド層とそれらの間に形成された磁気抵
抗センサとを有し、前記2枚のシールド層の間隔が0.
35μm以下であることを特徴とする請求項1から請求
項3のいずれかに記載の磁気記憶装置。 - 【請求項5】 磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対
的な走行方向に磁界を印加して測定した残留磁束密度B
rと当該磁気記録媒体の磁性層の厚さtの積Br×t
が、10ガウス・ミクロン以上,100ガウス・ミクロ
ン以下であることを特徴とする請求項1から請求項4の
いずれかに記載の磁気記憶装置。 - 【請求項6】 前記磁気抵抗効果型の再生用の磁気ヘッ
ドが、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磁性層
と該磁性層の間に配置された非磁性層を含む磁気抵抗セ
ンサを有することを特徴とする請求項1から請求項5の
いずれかに記載の磁気記憶装置。 - 【請求項7】 酸化物または窒化物からなる群から選ば
れた少なくとも1種の非磁性化合物および実質的にCo
とPtからなる二元合金の混合物で構成され、前記Co
に対するPtのモル比が0.6以上,1.2以下であり、
且つ前記Coに対する前記酸化物または窒化物からなる
非磁性化合物のモル比が0.1以上,2.8以下である磁
性膜を有することを特徴とする磁気記憶媒体。 - 【請求項8】 前記磁性層中のCoに対する前記酸化物
または窒化物からなる非磁性化合物のモル比が0.5以
上,2.4以下であることを特徴とする請求項7に記載
の磁気記録媒体。 - 【請求項9】 前記非磁性化合物は、一般式MOx(M
はSi,Al,Ta,Y,Tiから選ばれた少なくとも
1種の元素を表し、xは約1以上かつ約2.5以下の数
値を表す)で表される酸化物または一般式LNy(Lは
Si,B,Alから選ばれた少なくとも1種の元素を表
し、yは約1以上かつ約1.3以下の数値を表す)で表
される窒化物であることを特徴とする請求項7または請
求項8に記載の磁気記録媒体。
Priority Applications (7)
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