JP3679095B2

JP3679095B2 - Method for manufacturing magnetic recording medium

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Publication number: JP3679095B2
Application number: JP2003058952A
Authority: JP
Inventors: アバラノエル; 巌岡本; 義文溝下; 祐樹吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2003228826A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体の製造方法に係り、特に高密度記録に適した磁気記録媒体の製造方法に関する。本発明は、更に、磁気記録媒体、磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置、及び磁気記録媒体に情報を磁気的に記録する記録方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の水平磁気記録媒体の記録密度は、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、Ｃｏ系合金からなる。
【０００３】
媒体ノイズを低減する方法は、今までに各種提案されている。例えば、Ｏｋａｍｏｔｏｅｔａｌ. ，”ＲｉｇｉｄＤｉｓｋＭｅｄｉｕｍＦｏｒ５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＡＢ−３，Ｉｎｔｅｒｍａｇ ’９６Ｄｉｇｅｓｔには、ＣｒＭｏ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、Ｈｏｓｏｅｅｔａｌ. ， ”ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆＴｈｅｒｍａｌＤｅｃａｙｉｎＨｉｇｈ−ＤｅｎｓｉｔｙＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇｎ. Ｖｏｌ. ３３，１５２８（１９９７）では、ＣｒＴｉ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。
【０００４】
しかし、磁性層の粒子が小さくなり互いに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。Ｌｕｅｔａｌ. ， ”ＴｈｅｒｍａｌＩｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｔ１０Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇｎ. Ｖｏｌ. ３０，４２３０（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。
【０００５】
Ａｂａｒｒａｅｔａｌ. ， ”ＴｈｅｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａｒｒｏｗＴｒａｃｋＢｉｔｓｉｎａ５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｍｅｄｉｕｍ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ. Ｍａｇｎ. 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。
【０００６】
これに対する順当な解決策は、磁性層の磁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。
【０００７】
又、熱的に不安定な磁気記録媒体の保磁力は、Ｈｅｅｔａｌ. ，”ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｄｉａ”，Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｍａｇｎ．Ｍａｔｅｒ．Ｖｏｌ．１５５，６（１９９６）において磁気テープ媒体について、そして、Ｊ．Ｈ．Ｒｉｃｈｔｅｒ， ”ＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒｃｉｖｉｔｙＥｆｆｅｃｔｓｉｎＴｈｉｎＦｉｌｍＭｅｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．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。
【０００８】
他方、熱安定性を向上させる他の方法として、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Ａｋｉｍｏｔｏｅｔａｌ. ， ”ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｌａｘａｔｉｏｎｉｎＴｈｉｎＦｉｌｍＭｅｄｉａａｓａＦｕｎｃｔｉｏｎｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ”，Ｊ. Ｍａｇｎ. Ｍａｇｎ．Ｍａｔｅｒ. （１９９９）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、Ａｂａｒｒａｅｔａｌ．， ”ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎＲａｔｉｏｏｎｔｈｅＤｙｎａｍｉｃＣｏｅｒｃｉｖｉｔｙｏｆＭｅｄｉａｆｏｒ＞１５Ｇｂｉｔ/ ｉｎ² Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，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。
【０００９】
更に、熱安定性を向上するための、キーパ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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
熱安定性を向上し、媒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。
【００１１】
具体的には、熱安定性の高い磁気記録媒体を得るためには、（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。
【００１２】
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の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、基板と、下地層と磁性層構造とが積層された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該磁性層構造は、下地層上に設けられた強磁性層と、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からなり、該下地層及び該磁性層構造を、該強磁性層及び該磁性層が交換結合すると共に互いに磁化方向が反平行となるように、該基板上に、連続スパッタリングで形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によって達成できる。
【００１４】
上記の課題は、基板上に、下地層と、第１の強磁性層と、第１の非磁性結合層と、第２の強磁性層と、第２の非磁性結合層と、磁性層とがこの順序で積層された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、該積層された構造を、該第１の強磁性層と該第２の強磁性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行となり、該第２の強磁性層と該磁性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行となるように、該基板上に、連続スパッタリングで形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によっても達成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
【００１６】
【実施例】
先ず、本発明の動作原理を説明する。
【００１７】
本発明は、互いに反平行である磁化構造を有する複数の層を用いるものである。例えば、Ｓ．Ｓ．Ｐ．Ｐａｒｋｉｎ， ”ＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｔｒｅｎｇｔｈａｎｄＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎＰｅｒｉｏｄｏｆＩｎｄｉｒｅｃｔＭａｇｎｅｔｉｃＥｘｃｈａｎｇｅＣｏｕｐｌｉｎｇｔｈｏｕｇｈｔｈｅ３ｄ，４ｄ，ａｎｄ５ｄＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅｔａｌｓ”，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６７，３５９８（１９９１）においては、Ｒｕ，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。
【００１８】
２つの強磁性層の間に設けられたＲｕ又は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。
【００１９】
本発明は、磁性層を他の強磁性層と逆の磁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。
【００２０】
図１は、本発明になる磁気記録媒体の第１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。
【００２１】
例えば、非磁性基板１は、Ａｌ，Ａｌ合金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ＮｉＡｌ，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。
【００２２】
磁気記録媒体が磁気ディスクの場合、非磁性基板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。
【００２３】
非磁性中間層６は、磁性層９のエピタキシャル成長、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。
【００２４】
強磁性層７は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金等からなる。つまり、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ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、Ｉｒ、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。
【００２５】
磁性層９は、Ｃｏ又はＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、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。
【００２６】
保護層１０は、例えばＣからなる。又、潤滑層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。
【００２７】
交換層構造の下に設けられる層構造は、勿論図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５〜４０ｎｍ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。
【００２８】
次に、本発明になる磁気記録媒体の第２実施例を説明する。
【００２９】
図２は、本発明になる磁気記録媒体の第２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。
【００３０】
この磁気記録媒体の第２実施例では、交換層構造が、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。
【００３１】
強磁性層７−１は、強磁性層７と同様の材料からなり、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。
【００３２】
本実施例では、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。
【００３３】
又、強磁性層７の残留磁化と膜厚の積は、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。
【００３４】
図３は、Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０ｎｍ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（Ｏｅ）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。
【００３５】
図４は、上記記録媒体の第１実施例の如く、膜厚が０. ８ｎｍ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。
【００３６】
図６は、上記第２実施例の如く、膜厚が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。
【００３７】
図３及び図４より、交換層構造を設けることにより、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。
【００３８】
従って、磁気記録媒体の第１及び第２実施例によれば、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。
【００３９】
次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を、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。
【００４０】
図７及び図８に示すように、磁気記憶装置は大略ハウジング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１８、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。
【００４１】
磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体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。
【００４２】
磁気記憶装置の基本構成は、図７及び図８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。
【００４３】
次に、本発明の更なる特徴を、交換層構造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。
【００４４】
図９は、ガラス上のＮｉＡｌ層の上にＣｏＣｒＰｔＢ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。
【００４５】
他方、図１０は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ−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。
【００４６】
負結合のためのＲｕの最適膜厚は、磁気力学のみならず、スピンスタンド法（ｓｐｉｎｓｔａｎｄｍｅｔｈｏｄ）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。１５０℃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。
【００４７】
図１１は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、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ＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚が２０ｎｍである場合を示す。
【００４８】
この場合、高い負磁界では反平行結合が観測された。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ＣｏＣｒＰｔＢ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ＣｏＣｒＰｔＢ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Ｈｃの減少を伴うような組成の使用が必要である。ＣｏＣｒＰｔ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。
【００４９】
図１２は、ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、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ＣｏＣｒＰｔＢ層の膜厚が２０ｎｍであり、第１及び第２のＣｏＣｒＰｔＢ層の間のＲｕ層及び第２及び第３のＣｏＣｒＰｔＢ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。
【００５０】
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ＣｏＣｔＰｔＢ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）Ｓｉｓｏ/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。
【００５１】
図１３は、ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、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。
【００５２】
図１４は、ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、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。
【００５３】
ヘッドが２つの強磁性層を有する磁気記録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。
【００５４】
図１５は、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ＣｏＣｒＰｔＢ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２７００Ｏｅ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。
【００５５】
図１６は、２つの負結合された強磁性層を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/ｃｃ）、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。
【００５６】
図１７は、図１６に示す特性を有する磁気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。
【００５７】
図１８は、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。
【００５８】
従って、媒体厚の増加に伴い書き込み解像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。
【００５９】
図１９は、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍ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。
【００６０】
本発明者らは、磁性層構造内の少なくとも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。
【００６１】
本発明になる磁気記録媒体の第３実施例は、上記の如き観測結果に基くものである。
【００６２】
つまり、第３実施例では、磁気記録媒体は、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Ｍｒ_ｉδ_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Ｍｒ_ｊδ_ｊ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（Ｍｒ_ｉδ_ｉ−Ｍｒ_ｊδ_ｊ）を満足する構成となっている。ここで、δ，δ_ｉ，δ_ｊは、夫々有効な膜厚とみなすことができる。
【００６３】
磁気記録媒体は、反平行の磁気相互作用を発生させるために、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，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構成としても良い。
【００６４】
磁気記録媒体において、前記磁性層構造内の各強磁性層は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，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_ｉδ_ｉ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。
【００６５】
磁気記録媒体の第３実施例によれば、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、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。
【００６６】
更に、磁気記録媒体の第３実施例によれば、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。
【００６７】
又、図１６及び図１７に示す如きデータ等から、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。
【００６８】
次に、本発明になる記録方法の一実施例を説明する。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。
【００６９】
具体的には、情報を磁気的に磁気記録媒体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。
【００７０】
次に、本発明になる磁気記録媒体製造方法の一実施例を説明する。
【００７１】
上記磁気記録媒体のいずれかの実施例を製造する場合、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。
【００７２】
そこで、磁気記録媒体の製造方法の本実施例では、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。
【００７３】
スパッタリングを用いた場合でも、約１ｎｍ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。
【００７４】
又、スパッタリング時のガス圧が高すぎると、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。
【００７５】
更に、スパッタリングの際の基板温度も最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。
【００７６】
図２０は、磁気記録媒体製造方法の本実施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５１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。
【００７７】
先ず、基板はローディング/アンローディング装置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４０ｎｍ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ＣｏＣｒＰｔＢ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。
【００７８】
スパッタリングチャンバ５２−１〜５２−９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。
【００７９】
図２１は、孤立波出力の有効磁性層膜厚依存性を示す図である。同図中、縦軸は孤立波出力（μＶｐｐ）、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。
【００８０】
図２２は、高周波ＳＮＲの温度依存性を示す図である。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１００〜３００℃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。
【００８１】
図２３は、孤立波媒体ＳＮＲとスパッタリ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ＣＣＰＢ磁性層を形成した場合に得られるデータである。
【００８２】
図２３中、孤立波媒体ＳＮＲＳｉｓｏ/Ｎｍ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。
【００８３】
以上、本発明を実施例により説明したが、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。
【００８４】
本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
【００８５】
（付記１）少なくとも１つの交換層構造と、
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。
【００８６】
（付記２）前記強磁性層及び前記磁性層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。
【００８７】
（付記３）前記強磁性層は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、及びＣｏＣｒＴａ、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。
【００８８】
（付記４）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、（付記１）〜（付記３）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【００８９】
（付記５）前記非磁性結合層は、Ｒｕ、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。
【００９０】
（付記６）前記非磁性結合層は、０．４〜１．０ｎｍ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。
【００９１】
（付記７）前記磁性層は、Ｃｏ、及びＣｏＣｒＴａ、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）〜（付記６）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【００９２】
（付記８）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、（付記１）〜（付記７）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【００９３】
（付記９）前記下地層と前記交換層構造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。
【００９４】
（付記１０）前記基板と前記下地層との間に設けられた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。
【００９５】
（付記１１）前記下地層は、ＮｉＡｌ及び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。
【００９６】
（付記１２）少なくとも第１の交換層構造と、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。
【００９７】
（付記１３）少なくとも第１の交換層構造と、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。
【００９８】
（付記１５）（付記１）〜（付記１４）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。
【００９９】
（付記１６）基板と、
該基板の上方に設けられた下地層と、
該下地層上に設けられ残留磁化と膜厚の積Ｍｒ_ｉδ_ｉ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Ｍｒ_ｊδ_ｊ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（Ｍｒ_ｉδ_ｉ−Ｍｒ_ｊδ_ｊ）を満足する、磁気記録媒体。
【０１００】
（付記１７）反平行の磁気相互作用を発生させるために、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、（付記１６）記載の磁気記録媒体。
【０１０１】
（付記１８）前記非磁性結合層は、実質的にＲｕからなり約０.４〜１.０ｎｍの膜厚を有する、（付記１７）記載の磁気記録媒体。
【０１０２】
（付記１９）前記非磁性結合層は、Ｒｕ，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。
【０１０３】
（付記２０）前記磁性層構造内の各強磁性層は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，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。
【０１０４】
（付記２１）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。
【０１０５】
（付記２２）前記磁性層構造内の前記上側強磁性層のＭｒ_ｉδ_ｉ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。
【０１０６】
（付記２３）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、（付記１６）〜（付記２２）のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【０１０７】
（付記２４）（付記１６）〜（付記２３）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。
【０１０８】
（付記２５）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、
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。
【０１０９】
（付記２６）基板と、下地層と磁性層構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Ｍｒ_ｉδ_ｉ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Ｍｒ_ｊδ_ｊ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（Ｍｒ_ｉδ_ｉ−Ｍｒ_ｊδ_ｊ）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。
【０１１０】
（付記２７）スパッタリングの前に基板温度を約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。
【０１１１】
（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。
【０１１２】
（付記２９）基板と、下地層と磁性層構造とが積層された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
該磁性層構造は、下地層上に設けられた強磁性層と、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からなり、
該下地層及び該磁性層構造を、該強磁性層及び該磁性層が交換結合すると共に互いに磁化方向が反平行となるように、該基板上に、連続スパッタリングで形成することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【０１１３】
（付記３０）前記連続スパッタリングは、前記非磁性結合層を、Ｒｕ、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で、０．４〜１．０ｎｍの範囲内の膜厚に形成することを特徴とする、（付記２９）記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１１４】
（付記３１）基板上に、下地層と、第１の強磁性層と、第１の非磁性結合層と、第２の強磁性層と、第２の非磁性結合層と、磁性層とがこの順序で積層された構造を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
該積層された構造を、該第１の強磁性層と該第２の強磁性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行となり、該第２の強磁性層と該磁性層が交換結合すると共に磁化方向が互いに反平行となるように、該基板上に、連続スパッタリングで形成することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【０１１５】
（付記３２）前記連続スパッタリングは、前記第１及び第２の非磁性結合層を、Ｒｕ、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で、０．４〜１．０ｎｍの範囲内の膜厚に形成することを特徴とする、（付記３１）記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１１６】
（付記３３）前記連続スパッタリングは、０．３５ｎｍ/ｓ以下のスパッタリング速度で行われることを特徴とする、（付記２９）〜（付記３２）のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１１７】
（付記３４）スパッタリングの前の基板温度を約１００〜３００℃に設定することを特徴とする、（付記２９）〜（付記３３）のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１１８】
【発明の効果】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる磁気記録媒体の第１実施例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明になる磁気記録媒体の第２実施例の要部を示す断面図である。
【図３】Ｓｉ基板上に形成された膜厚１０ｎｍの単一のＣｏＰｔ層の面内磁気特性を示す図である。
【図４】膜厚が０.８ｎｍ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】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６】膜厚が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７】本発明になる磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図である。
【図８】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。
【図９】ガラス上のＮｉＡｌ層の上にＣｏＣｒＰｔＢ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。
【図１０】ＮｉＰが塗布されたＡｌ−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。
【図１１】ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、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。
【図１２】ＮｉＰが塗布されたＡｌ基板上に、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。
【図１３】ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、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。
【図１４】ＮｉＡｌが塗布されたガラス基板上に、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１５】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。
【図１６】２つの負結合された強磁性層を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。
【図１７】図１６に示す特性を有する磁気記録媒体の保磁力の温度依存性を示す図である。
【図１８】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。
【図１９】孤立波媒体ＳＮＲの有効膜厚依存性を示す図である。
【図２０】磁気記録媒体製造装置の概略構成を示す図である。
【図２１】孤立波出力の有効磁性層膜厚依存性を示す図である。
【図２２】高周波ＳＮＲの温度依存性を示す図である。
【図２３】孤立波媒体ＳＮＲとスパッタリング速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１基板
２第１のシード層
３ＮｉＰ層
４第２のシード層
５下地層
６非磁性中間層
７，７−１強磁性層
８，８−１非磁性結合層
９磁性層
１０保護層
１１潤滑層
１３ハウジング
１６磁気記録媒体
１７記録再生ヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording medium, and more particularly to a method for manufacturing a magnetic recording medium suitable for high-density recording. The present invention further relates to a magnetic recording medium, a magnetic storage device including the magnetic recording medium, and a recording method for magnetically recording information on the magnetic recording medium.
[0002]
[Prior art]
The recording density of a horizontal magnetic recording medium such as a magnetic disk has increased remarkably due to the reduction of medium noise and the development of magnetoresistive heads and spin valve heads. A typical magnetic recording medium has a structure in which a substrate, an underlayer, a magnetic layer, and a protective layer are laminated in this order. The underlayer is made of Cr or a Cr-based alloy, and the magnetic layer is made of a Co-based alloy.
[0003]
Various methods for reducing the medium noise have been proposed so far. For example, Okamoto et al., “Rigid Disk Medium For 5 Gbit / in ² Recording ", AB-3, Intermag '96 Digest proposes reducing the particle size and size distribution of the magnetic layer by reducing the thickness of the magnetic layer using an appropriate underlayer of CrMo. In addition, US Pat. No. 5,693,426 proposes using a base layer made of NiAl.Hosoe et al., “Experimental Study of Thermal Decay in High Density Recording”. Vol. 33, 1528 (1997) proposes the use of an underlayer made of CrTi, which promotes in-plane orientation of the magnetic layer and improves the residual magnetization and the bit. Thermal stability It has also been proposed to reduce the film thickness of the magnetic layer to increase the resolution, or to reduce the transition width between written bits, and to further segregate Cr in the magnetic layer made of a CoCr-based alloy. It has also been proposed to promote and reduce exchange coupling between particles.
[0004]
However, as the magnetic layer grains become smaller and magnetically isolated from each other, the written bits become unstable due to demagnetizing fields and thermal activation that increase with linear density. Lu et al., “Thermal Instability at 10 Gbit / in ² In Magnetic Recording ", IEEE Trans. Magn. Vol. 30, 4230 (1994), the exchange coupling of each particle having a diameter of 10 nm and 400 kfci bits was suppressed by a micromagnetic simulation. It has been announced that the medium is susceptible to significant thermal decay, where Ku is the magnetic anisotropy constant, V is the average volume of the magnetic particles, kB is the Boltzmann constant, and T is the temperature. , Ku V / kB T is also called the thermal stability factor.
[0005]
Abarra et al., “Thermal Stability of Narrow Track Bits in a 5 Gbit / in ² In “Medium”, IEEE Trans. Magn. Vol. 33, 2995 (1997), the presence of exchange interaction between particles stabilizes the written bit by 5 Gbit / in. ² Annealed 200 kfci bit MFM (Magnetic Force Microscope) analysis of CoCrPtTa / CrMo media. However, 20Gbit / in ² With the above recording density, further suppression of magnetic coupling between particles is essential.
[0006]
A reasonable solution to this has been to increase the magnetic anisotropy of the magnetic layer. However, to increase the magnetic anisotropy of the magnetic layer, a large load is applied to the write magnetic field of the head.
[0007]
The coercivity of a thermally unstable magnetic recording medium is described in He et al., “High Speed Switching in Magnetic Recording Media”, J. et al. Magn. Magn. Mater. Vol. 155, 6 (1996) for magnetic tape media and J. H. Richter, “Dynamic Coercivity Effects in Thin Film Media”, IEEE Trans. Magn. Vol. 34, 1540 (1997), the magnetic disk medium increases rapidly as the switch time decreases. This adversely affects the data rate. That is, how fast data can be written to the magnetic layer, and the magnetic field strength of the head necessary for reversing the magnetization of the magnetic particles increases rapidly as the switch time decreases.
[0008]
On the other hand, as another method for improving the thermal stability, a method for increasing the orientation ratio of the magnetic layer by applying an appropriate texture treatment to the substrate under the magnetic layer has been proposed. For example, Akimoto et al., “Magnetic Relaxation in Thin Film as a Function of Orientation”, J. Magn. Magn. Mater. (1999) reports that the effective Ku V / kB T value increases with a slight increase in orientation by micromagnetic simulation. As a result, Abarra et al. , "The Effect of Orientation Ratio on the Dynamic Coercivity of Media for> 15 Gbit / in ² As reported in “Recording”, EB-02, Intermag '99, Korea, it is possible to further weaken the time dependency of the coercive force that improves the overwrite performance of the magnetic recording medium.
[0009]
Furthermore, a keeper magnetic recording medium for improving thermal stability has also been proposed. The keeper layer is composed of a soft magnetic layer parallel to the magnetic layer. This soft magnetic layer is disposed above or below the magnetic layer. In many cases, a Cr magnetic insulating layer is provided between the soft magnetic layer and the magnetic layer. The soft magnetic layer reduces the demagnetizing field of the bits written in the magnetic layer. However, due to the coupling of the soft magnetic layer that is continuously exchange coupled with the magnetic recording layer, the purpose of decoupling the particles of the magnetic layer cannot be achieved. As a result, medium noise increases.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Various methods for improving the thermal stability and reducing the medium noise have been proposed. However, in the proposed method, the thermal stability of the written bit cannot be significantly improved. For this reason, it is difficult to greatly reduce the medium noise. In addition, depending on the proposed method, there is a problem in that the performance of the magnetic recording medium is adversely affected as a countermeasure for reducing the medium noise.
[0011]
Specifically, in order to obtain a magnetic recording medium with high thermal stability, (i) increase the magnetic anisotropy constant Ku, (ii) decrease the temperature T, or (iii) particles of the magnetic layer Measures such as increasing the volume V can be considered. However, in the countermeasure (i), the coercive force increases and it becomes more difficult to write information in the magnetic layer. On the other hand, the measure (ii) is impractical considering that the operating temperature of a disk drive or the like may exceed 60 ° C., for example. Furthermore, the measure (iii) increases the medium noise as described above. Further, it is conceivable to increase the film thickness of the magnetic layer in place of the countermeasure (iii), but with this method, the resolution is lowered.
[0012]
Therefore, the present invention provides a method of manufacturing a magnetic recording medium that can improve the thermal stability of written bits, reduce medium noise, and perform high-density recording with high reliability without adversely affecting the performance of the magnetic recording medium. The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is a method of manufacturing a magnetic recording medium having a structure in which a substrate, an underlayer and a magnetic layer structure are laminated, and the magnetic layer structure includes a ferromagnetic layer provided on the underlayer, The non-magnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer and the magnetic layer provided on the non-magnetic coupling layer. The underlayer and the magnetic layer structure are exchanged by the ferromagnetic layer and the magnetic layer. The magnetic recording medium can be formed by continuous sputtering on the substrate so that the directions of magnetization are antiparallel to each other.
[0014]
The above-described problem is that an underlayer, a first ferromagnetic layer, a first nonmagnetic coupling layer, a second ferromagnetic layer, a second nonmagnetic coupling layer, and a magnetic layer are formed on a substrate. Is a method of manufacturing a magnetic recording medium having a structure in which the first and second ferromagnetic layers are exchange-coupled and the magnetization direction of the stacked structure is the same. A magnetic recording medium formed by continuous sputtering on the substrate so that the second ferromagnetic layer and the magnetic layer are exchange-coupled and the magnetization directions are antiparallel to each other. This can also be achieved by this manufacturing method.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
【Example】
First, the operation principle of the present invention will be described.
[0017]
The present invention uses a plurality of layers having magnetic structures that are antiparallel to each other. For example, S.M. S. P. Parkin, “Systematic Variation of the Strength and Oscillation Period of Indirect Magnetic Exchange Coupling through the 3rd, 4d, and 5d Trs. Rev. Lett. Vol. 67, 3598 (1991) describes magnetic transition metals such as Co, Fe, and Ni that are coupled to a magnetic layer via a thin nonmagnetic intermediate layer such as Ru and Rh. On the other hand, US Pat. No. 5,701,223 proposes a spin valve that uses the above-described layers as stacked pinning layers in order to stabilize the sensor.
[0018]
When the Ru or Rh layer provided between the two ferromagnetic layers has a specific thickness, the magnetization directions of the ferromagnetic layers can be parallel or antiparallel to each other. For example, in the case of a structure composed of two ferromagnetic layers having different film thicknesses and anti-parallel magnetization directions, the effective particle size of the magnetic recording medium can be increased without substantially affecting the resolution. The signal amplitude reproduced from such a magnetic recording medium decreases due to the magnetization in the reverse direction. For this, a layer having an appropriate film thickness and magnetization direction is further provided under the laminated magnetic layer structure. Thus, the influence of one layer can be counteracted. As a result, the signal amplitude reproduced from the magnetic recording medium can be increased and the effective particle volume can be increased. Therefore, a written bit with high thermal stability can be realized.
[0019]
The present invention improves the thermal stability of the written bit by exchange coupling the magnetic layer in the opposite magnetization direction to the other ferromagnetic layer or by using a laminated ferrimagnetic structure. The ferromagnetic layer or laminated ferrimagnetic structure consists of a magnetic layer composed of exchange-decoupled particles. That is, the present invention uses an exchange pinning ferromagnetic layer or a ferrimagnetic multilayer structure in order to improve the thermal stability performance of the magnetic recording medium.
[0020]
FIG. 1 is a sectional view showing an essential part of a first embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention. The magnetic recording medium includes a nonmagnetic substrate 1, a first seed layer 2, a NiP layer 3, a second seed layer 4, an underlayer 5, a nonmagnetic intermediate layer 6, a ferromagnetic layer 7, a nonmagnetic coupling layer 8, and a magnetic layer. The layer 9, the protective layer 10, and the lubricating layer 11 have a structure in which they are stacked in this order as shown in FIG.
[0021]
For example, the nonmagnetic substrate 1 is made of Al, an Al alloy, or glass. The nonmagnetic substrate 1 may or may not be textured. The first seed layer 2 is made of, for example, NiP, particularly when the nonmagnetic substrate 1 is made of glass. The NiP layer 3 may or may not be textured or oxidized. The second seed layer 4 is provided to improve the orientation of the (001) plane or the (112) plane of the base layer 5 when an alloy having a B2 structure such as NiAl or FeAl is used for the base layer 5. Yes. The second seed layer 4 is made of a suitable material similar to that of the first seed layer 2.
[0022]
When the magnetic recording medium is a magnetic disk, the texture processing applied to the nonmagnetic substrate 1 or the NiP layer 3 is performed along the circumferential direction of the disk, that is, the direction in which the track on the disk extends.
[0023]
The nonmagnetic intermediate layer 6 promotes the epitaxial growth of the magnetic layer 9, the reduction of the particle distribution width, and the orientation of the anisotropic axis (magnetization easy axis) of the magnetic layer 9 along the plane parallel to the recording surface of the magnetic recording medium. Is provided to do. The nonmagnetic intermediate layer 6 is made of an alloy having an hcp structure such as CoCr-M, and has a thickness selected in the range of 1 to 5 nm. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof.
[0024]
The ferromagnetic layer 7 is made of Co, Ni, Fe, a Co alloy, a Ni alloy, a Fe alloy, or the like. That is, a Co-based alloy containing CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M can be used for the ferromagnetic layer 7. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof. The ferromagnetic layer 7 has a thickness selected in the range of 2 to 10 nm. The nonmagnetic coupling layer 8 is made of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy or the like. For example, the nonmagnetic coupling layer 8 has a thickness selected in the range of 0.4 to 1.0 nm, and preferably has a thickness of about 0.6 to 0.8 nm. By selecting the film thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 in such a range, the magnetization directions of the ferromagnetic layer 7 and the magnetic layer 9 are antiparallel to each other. The ferromagnetic layer 7 and the nonmagnetic coupling layer 8 constitute an exchange layer structure.
[0025]
The magnetic layer 9 is made of Co or a Co-based alloy containing CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M, or the like. Here, M = B, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof. The magnetic layer 9 has a thickness selected in the range of 5 to 30 nm. Of course, it is needless to say that the magnetic layer 9 is not limited to a single layer structure and may have a multilayer structure.
[0026]
The protective layer 10 is made of C, for example. The lubricating layer 11 is made of an organic lubricant for using the magnetic recording medium with a magnetic transducer such as a spin valve head. The protective layer 10 and the lubricating layer 11 constitute a protective layer structure on the magnetic recording medium.
[0027]
Of course, the layer structure provided under the exchange layer structure is not limited to that shown in FIG. For example, the underlayer 5 is made of Cr or a Cr-based alloy and formed on the substrate 1 with a film thickness selected in the range of 5 to 40 nm, and the exchange layer structure may be provided on such an underlayer 5. good.
[0028]
Next, a description will be given of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
[0029]
FIG. 2 is a sectional view showing an essential part of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.
[0030]
In the second embodiment of the magnetic recording medium, the exchange layer structure is composed of two nonmagnetic coupling layers 8 and 8-1 and two ferromagnetic layers 7 and 7-1 constituting a ferrimagnetic multilayer structure. By using such a structure, the magnetizations of the two nonmagnetic coupling layers 8 and 8-1 cancel each other without canceling a part of the magnetic layer 9, so that the effective magnetization and the signal can be increased. It becomes. As a result, the particle volume of the magnetic layer 9 and the thermal stability of the magnetization are effectively increased. As long as the orientation of the axis of easy magnetization of the recording layer is preferably maintained, an effective two-layer structure consisting of a pair of a ferromagnetic layer and a nonmagnetic layer can increase the effective particle volume.
[0031]
The ferromagnetic layer 7-1 is made of the same material as that of the ferromagnetic layer 7, and the film thickness is selected in the same range as the ferromagnetic layer 7. The nonmagnetic coupling layer 8-1 is made of the same material as that of the nonmagnetic coupling layer 8, and the film thickness is selected in the same range as the nonmagnetic coupling layer 8. Between the ferromagnetic layers 7 and 7-1, the c-axis is substantially along the in-plane direction, and the grains grow in a columnar shape.
[0032]
In this embodiment, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 is set to be stronger than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7. However, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 may be stronger or weaker than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7, or may be set the same. In short, it is sufficient that the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7 is weaker than the upper and lower layers 9 and 7-1.
[0033]
The product of the remanent magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer 7 is set smaller than the product of the remanent magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer 7-1.
[0034]
FIG. 3 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of a single CoPt layer having a thickness of 10 nm formed on a Si substrate. In FIG. 3, the vertical axis represents magnetization (emu) and the horizontal axis represents coercivity (Oe). A conventional magnetic recording medium exhibits characteristics as shown in FIG.
[0035]
FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm as in the first embodiment of the recording medium. In FIG. 4, the vertical axis represents residual magnetization (Gauss), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 4, the loop is shifted in the vicinity of the coercive force, and antiferromagnetic coupling occurs. FIG. 5 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 1.4 nm. In FIG. 5, the vertical axis represents remanent magnetization (emu), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 5, the magnetization directions of the two CoPt layers are parallel.
[0036]
FIG. 6 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoCrPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm as in the second embodiment. In FIG. 6, the vertical axis represents remanent magnetization (emu / cc), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 6, the loop is shifted in the vicinity of the coercive force, and antiferromagnetic coupling occurs.
[0037]
3 and 4, it can be seen that antiparallel coupling can be obtained by providing the exchange layer structure. Further, as can be seen by comparing FIG. 5 with FIGS. 4 and 6, the film thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 is preferably in the range of 0.4 to 0.9 nm in order to obtain antiparallel coupling. Selected.
[0038]
Therefore, according to the first and second embodiments of the magnetic recording medium, the effective particle volume is reduced without sacrificing the resolution by exchange coupling via the nonmagnetic coupling layer between the magnetic layer and the ferromagnetic layer. Can be increased. That is, the apparent film thickness of the magnetic layer can be increased when viewed from the particle volume so that a medium having good thermal stability can be realized. Further, since the reproduction output from the lower magnetic layer is canceled, the effective magnetic layer thickness does not change. For this reason, although the apparent thickness of the magnetic layer increases, the effective thickness of the magnetic layer can be reduced without change, so that high resolution that cannot be obtained with a thick medium can be obtained. As a result, it is possible to obtain a magnetic recording medium with reduced medium noise and improved thermal stability.
[0039]
Next, an embodiment of the magnetic storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device, and FIG. 8 is a plan view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device.
[0040]
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the magnetic storage device is generally composed of a housing 13. In the housing 13, a motor 14, a hub 15, a plurality of magnetic recording media 16, a plurality of recording / reproducing heads 17, a plurality of suspensions 18, a plurality of arms 19, and an actuator unit 20 are provided. The magnetic recording medium 16 is attached to a hub 15 that is rotated by a motor 14. The recording / reproducing head 17 includes a reproducing head such as an MR head or a GMR head, and a recording head such as an inductive head. Each recording / reproducing head 17 is attached to the tip of a corresponding arm 19 via a suspension 18. The arm 19 is driven by the actuator unit 20. The basic configuration itself of this magnetic storage device is well known, and detailed description thereof is omitted in this specification.
[0041]
This embodiment of the magnetic storage device is characterized by the magnetic recording medium 16. Each magnetic recording medium 16 has the structure of the first embodiment or the second embodiment of the magnetic recording medium described with reference to FIGS. Of course, the number of magnetic recording media 16 is not limited to three, and may be one, two, or four or more.
[0042]
The basic configuration of the magnetic storage device is not limited to that shown in FIGS. The magnetic recording medium used in the present invention is not limited to a magnetic disk.
[0043]
Next, further features of the present invention will be described in comparison with a conventional magnetic recording medium having no exchange layer structure. In the following description, both the ferromagnetic layer and the magnetic layer having the exchange layer structure are also referred to as a ferromagnetic layer constituting the magnetic layer structure.
[0044]
FIG. 9 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which one layer made of CoCrPtB is formed on a NiAl layer on glass. In the figure, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc) and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). The MH curve similar to the MH curve shown in the figure can also be obtained when a single Co-based layer is formed on a Cr underlayer on an AlP substrate or glass substrate coated with NiP. .
[0045]
On the other hand, FIG. 10 shows an in-plane direction of a magnetic recording medium in which two ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm are sputtered on an Al—Mg substrate coated with NiP. It is a figure which shows a magnetization curve. In the figure, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc) and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). As can be seen from the figure, the magnetization M decreases rapidly when the magnetic field H is near H = 500 Oe, indicating the presence of an exchange coupling magnetic field of about 1000 Oe. The decrease in magnetization M at H = 0 confirms the existence of antiparallel coupling.
[0046]
The optimum film thickness of Ru for negative coupling is determined not only by magnetic mechanics but also by a spin stand method. The reproduction signal at a low density shows a product state of Mrδ to some extent. Here, Mrδ represents the product of the residual magnetization Mr and the effective film thickness δ of the CoCrPtB layer, that is, the ferromagnetic layer having the magnetic layer structure. If the film thickness of the Ru layer is changed while the film thicknesses of the two CoCrPtB layers are kept constant, the reproduction signal decreases at the optimum film thickness of the Ru layer. The optimum film thickness of the Ru layer depends on the magnetic material constituting the ferromagnetic layer having the magnetic layer structure and the film forming process. In the case of a CoCrPt-based alloy formed at a temperature of 150 ° C. or higher, antiparallel coupling is generated when the Ru layer has a thickness in the range of about 0.4 to 1.0 nm.
[0047]
FIG. 11 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which two ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer are provided on an Al substrate coated with NiP. In the figure, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc) and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). The figure shows that the thickness of the first CoCrPtB layer closer to the substrate is 8 nm, the thickness of the Ru layer is 0.8 nm, and the thickness of the second CoCrPtB layer far from the substrate is 20 nm. Indicates a case.
[0048]
In this case, antiparallel coupling was observed at a high negative magnetic field. Unless the demagnetizing field in the bit is very high, complete antiparallel coupling cannot be obtained, and a very large reproduction signal is obtained because the magnetizations of the first and second CoCrPtB layers are substantially in the same direction. It is done. Therefore, it is necessary to reduce the coercive force Hc of the first CoCrPtB layer, and this requires the use of a composition that is accompanied by a decrease in the thickness of the first CoCrPtB layer or a decrease in the coercive force Hc. In the case of a CoCrPt-based material, the latter can usually be realized by increasing the Cr content and / or the Pt content.
[0049]
FIG. 12 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which three CoCrPtB ferromagnetic layers in which adjacent CoCrPtB layers are separated by a Ru layer are provided on an Al substrate coated with NiP. In the figure, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc) and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). The figure shows that the thickness of the first and second CoCrPtB layers closer to the substrate is 6 nm, the thickness of the uppermost third CoCrPtB layer is 20 nm, and the first and second CoCrPtB layers. The case where the film thicknesses of the Ru layer between the layers and the Ru layer between the second and third CoCrPtB layers is 0.8 nm is shown. In this case, the magnetization M indicates that the magnetic field H has decreased near H = 500, and the magnetization of any of the first to third CoCrPtB layers has been reversed by the positive magnetic field. It is highly possible that the magnetization has been reversed in the middle second CoCrPtB layer. This is because the middle second CoCrPtB layer receives a stronger reversal field from the two interfaces. Therefore, the interlayer interaction is 500 Oe higher than the coercivity Hc of the middle second CoCrPtB layer.
[0050]
However, at the low negative magnetic field, the lowermost first CoCrPtB layer starts magnetization reversal, and at about −1000 Oe, only the magnetization of the uppermost third CoCtPtB layer is not reversed. Preferably, the magnetization reversal of the bottom first CoCtPtB layer should not occur at a low magnetic field compared to the demagnetizing field in the bit, for example, the thickness of the bottom first CoCrPtB layer and / or Or it can implement | achieve by selecting a composition suitably. Such a magnetic recording medium having three ferromagnetic layers tends to exhibit better read / write characteristics than a magnetic recording medium having a single ferromagnetic (magnetic) layer having no exchange coupling. The regenerative signal may decrease over time as the particles change the layer magnetization structure from parallel to a more stable antiparallel. However, since the medium noise level also decreases in the same manner, it is expected that the solitary wave medium signal to noise non- (SNR) Siso / Nm of the magnetic recording medium will be maintained. Accordingly, the bit error rate (BER: bit error rate) that is closely related to the solitary wave medium SNRSiso / Nm does not decrease.
[0051]
FIG. 13 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which two negatively coupled ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer are provided on a glass substrate coated with NiAl. In the figure, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc) and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). In this case, the magnetization of the CoCrPtB layer closer to the substrate is reversed before the magnetic field H becomes H = 0 Oe.
[0052]
FIG. 14 shows in-plane magnetization curves of a magnetic recording medium in which a single ferromagnetic layer made of CoCrPtB is provided on a glass substrate coated with NiAl by the same method as described above. It is a figure shown in comparison with the in-plane magnetization curve of the magnetic recording medium which has the combined ferromagnetic layer. In FIG. 14, the vertical axis represents magnetization M (emu / cc), and the horizontal axis represents magnetic field H (Oe). The in-plane magnetization curve shown in FIG. 13 is indicated by a solid line, and the in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer is indicated by a broken line. In FIG. 14, the saturation magnetization is normalized in order to show the similarity of the MH curve portion related to magnetic recording.
[0053]
When the head saturates a part of a magnetic recording medium having two ferromagnetic layers, the magnetization of the two ferromagnetic layers is a head magnetic field method, but when the head magnetic field is no longer applied, the lower ferromagnetic layer And the situation in the bit is the same as in the case of a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. The readhead only senses the final magnetization. Accordingly, a person skilled in the art can adjust the film thickness, composition, and film formation process of the ferromagnetic layer so that the magnetic recording medium has the same characteristics as those of the conventional magnetic recording medium and further improved thermal stability. Can be optimized.
[0054]
FIG. 15 is a diagram illustrating signal attenuation in a magnetic recording medium having two ferromagnetic layers and three ferromagnetic layers compared with signal attenuation in a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. In the figure, the vertical axis represents the signal attenuation (dB) of the reproduction signal at 207 kfci bits, and the horizontal axis represents time (s). In the figure, ◇ indicates data of a magnetic recording medium having a single CoCrPtB layer having a thickness of 10 nm, and ● indicates the first CoCrPtB layer having a thickness of 10 nm and a thickness of 0.8 nm. Data of magnetic recording medium comprising Ru layer and upper second CoCrPtB layer with a thickness of 4 nm, □ indicates the first CoCrPtB layer with a thickness of 10 nm and the first CoCrPtB layer with a thickness of 0.8 nm 1 Ru layer, a second CoCrPtB layer having a thickness of 4 nm, a second Ru layer having a thickness of 0.8 nm, and a third CoCrPtB layer having an upper thickness of 4 nm. The media data is shown respectively. The composition of each ferromagnetic layer is the same, and the coercive force Hc measured with a Kerr effect magnetometer is the same and is about 2700 Oe. As can be seen from FIG. 15, the magnetic recording medium having two ferromagnetic layers and three ferromagnetic layers has a single ferromagnetic layer and does not use exchange coupling, respectively. It shows improved thermal stability properties as the effective volume increases.
[0055]
FIG. 16 is a diagram illustrating the MH curve of a magnetic recording medium having two negatively coupled ferromagnetic layers at different temperatures. In the figure, the vertical axis represents the magnetization M (emu / cc), the horizontal axis represents the magnetic field H (Oe), and the data is shown for three different temperatures of 0 ° C., 25 ° C., and 75 ° C. Strong negative coupling was observed over a wide temperature range, confirming that the useful range used in magnetic recording media such as disks and tapes was also covered.
[0056]
FIG. 17 is a diagram showing the temperature dependence of the coercivity of the magnetic recording medium having the characteristics shown in FIG. In FIG. 17, the vertical axis represents the coercive force Hc (Oe), and the horizontal axis represents the measured temperature (° C.). In the expression y = -15.47x + 4019.7, y = Hc and x = temperature. The change in coercivity with respect to temperature, dHc / dT, is dHc / dT = 15.5 Oe / ° C., which is lower than that of a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. A typical dHc / dT value of a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer is 16 to 17 Oe / ° C. Therefore, it can be seen that the improved dHc / dT value of the magnetic recording medium having two negatively coupled ferromagnetic layers is mainly due to the increase in effective volume.
[0057]
FIG. 18 shows the effective and total film thickness dependence of the PW50 value in a magnetic recording medium having two ferromagnetic layers and three ferromagnetic layers, and the PW50 in a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. It is a figure shown in comparison with the effective and total film thickness dependence of the ferromagnetic layer of the value. In the figure, the vertical axis indicates the PW50 value (ns), and the horizontal axis indicates the effective and total film thickness (nm) of the ferromagnetic layer. In the figure, ♦ indicates data of a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer, ■ indicates data of a magnetic recording medium including two exchange-coupled ferromagnetic layers, and Δ indicates three exchange-coupled The data of the magnetic recording medium comprising a ferromagnetic layer are shown respectively. The film thickness and composition of each ferromagnetic layer are the same as when the data of FIG. 15 was obtained. In FIG. 18, the data along the left solid line shows data when the effective film thickness is used as the film thickness of the ferromagnetic layer, that is, when magnetization cancellation due to the antiparallel structure is assumed. As can be seen from these data, considerable correlation was observed, confirming that the above assumption was correct. On the other hand, when the total film thickness of one or a plurality of ferromagnetic layers is used as the film thickness, the data is shifted to a position along the broken line on the right side. The data along the broken line does not fit reasonably because the PW50 value is too small with respect to the film thickness as compared with the data of the magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer.
[0058]
Therefore, even if the writing resolution is reduced as the medium thickness is increased, the reading resolution is not reduced. This is because the signal from the lower ferromagnetic layer is canceled out, and an improved solitary wave medium SNRSiso / Nm is obtained as compared with a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. This is supported. The solitary wave medium SNRSios / Nm of a magnetic recording medium having two exchange-coupled ferromagnetic layers and a very low Mrδ value is particularly improved compared to a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer. Such a very low Mrδ value can be realized when the two ferromagnetic layers have substantially the same Mrδ value. In the case of a magnetic recording medium having three exchange-coupled ferromagnetic layers, the sum of the film thickness of the lower first ferromagnetic layer and the film thickness of the second middle ferromagnetic layer is If the thickness of the third ferromagnetic layer is not so different, the characteristics are further improved. Such a phenomenon is consistent with a similar phenomenon that occurs even in a non-bonded two-layer structure. This is because in the case of a non-bonded two-layer structure, the best combination of the thicknesses of the two layers is when the two layers have the same thickness.
[0059]
FIG. 19 is a diagram showing the effective film thickness dependence of the solitary wave medium SNRSiso / Nm. In the figure, the vertical axis represents the change ΔSiso / Nm (dB) of the solitary wave medium SNRSiso / Nm, and the horizontal axis represents the effective film thickness (nm) of the ferromagnetic layer. Further, in the figure, ♦, ■, and Δ indicate data of three types of magnetic recording media similar to those in FIG. As can be seen from FIG. 19, a particularly good solitary wave medium SNRSiso / Nm was observed in the case of a magnetic recording medium composed of two exchange-coupled ferromagnetic layers having a low Mrδ value. In this case, the total thickness of the ferromagnetic layer is larger than that of a magnetic recording medium composed of a single ferromagnetic layer, but the read / write characteristics are not substantially deteriorated and may be improved in some cases. confirmed.
[0060]
In the configuration in which at least one ferromagnetic layer in the magnetic layer structure is composed of a plurality of ferromagnetic layers in contact with each other and ferromagnetically coupled, the lower ferromagnetic layer is 23 at% or more. It was confirmed that particularly good characteristics were obtained when the Cr content was high, the Cr content was high, and the Cr content of the upper ferromagnetic layer was low. This result also shows that the role of the lower ferromagnetic layer constituting the magnetic layer structure is very important. According to the results of experiments by the present inventors, it has been confirmed that noise caused by defects in the lower ferromagnetic layer of the magnetic layer structure can be effectively reduced by the canceling action of the ferromagnetic layer provided on the upper side. It was done. That is, although the lower layer becomes a large noise source, in this embodiment, the signal from the lower layer is canceled, so most of the signal is from the upper layer including noise, and the SNR is reduced. It becomes possible to improve.
[0061]
The third embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention is based on the observation result as described above.
[0062]
In other words, in the third embodiment, the magnetic recording medium is provided on the substrate, the underlayer provided above the substrate, and the product of at least the residual magnetization and the film thickness Mr. _i δ _i A lower ferromagnetic layer having a thickness, and a product Mr of a remanent magnetization and a film thickness provided above the lower ferromagnetic layer _j δ _j And a product of the total residual magnetization and the film thickness of the magnetic layer structure so that the magnetization directions of adjacent ferromagnetic layers in the magnetic layer structure are substantially antiparallel to each other. Is Mrδ, Mrδ≈Σ (Mr _i δ _i -Mr _j δ _j ). Where δ, δ _i , Δ _j Can be regarded as effective film thicknesses.
[0063]
The magnetic recording medium may further include a nonmagnetic coupling layer provided between adjacent ferromagnetic layers in the magnetic layer structure in order to generate an antiparallel magnetic interaction. The nonmagnetic coupling layer may be made of substantially Ru and have a thickness of about 0.4 to 1.0 nm. The nonmagnetic coupling layer may be made of a material selected from the group including Ru, Rh, Ir, Cu, Cr, and alloys thereof.
[0064]
In the magnetic recording medium, each ferromagnetic layer in the magnetic layer structure is made of a material selected from the group consisting of Co, Fe, Ni, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M, and M = B, Cu, Mo, Nb. , Ta, W and alloys thereof may be used. The at least one ferromagnetic layer in the magnetic layer structure may be composed of a plurality of ferromagnetic layers in contact with each other and ferromagnetically coupled. Mr of the upper ferromagnetic layer in the magnetic layer structure _i δ _i The value may be larger than the product of the remanent magnetization and film thickness of other ferromagnetic layers in the magnetic layer structure. Furthermore, the ferromagnetic layers in the magnetic layer structure may have different compositions.
[0065]
According to the third embodiment of the magnetic recording medium, compared with a magnetic recording medium having a similar Mrδ value and consisting of a single magnetic layer or a plurality of magnetic layers having substantially parallel magnetization, a higher thermal stability coefficient and isolation The wave medium SNRSiso / Nm can be obtained. Further, according to the third embodiment of the magnetic recording medium, a smaller PW50 value can be obtained as compared with a magnetic recording medium having a magnetic layer having the same total film thickness.
[0066]
Furthermore, according to the third embodiment of the magnetic recording medium, the dHc / dT value is small as compared with a magnetic recording medium having a similar Mrδ value and comprising a single magnetic layer or a plurality of magnetic layers having substantially parallel magnetization. Can be obtained.
[0067]
From the data shown in FIGS. 16 and 17, the ferromagnetic coupling obtained in the third embodiment of the magnetic recording medium is sufficiently strong in the range of about −10 to 150 ° C. and antiparallel. confirmed.
[0068]
Next, an embodiment of a recording method according to the present invention will be described. In this embodiment of the recording method, information is magnetically recorded on any of the embodiments of the magnetic recording medium using the embodiment of the magnetic storage device.
[0069]
Specifically, this embodiment of the recording method for magnetically recording information on the magnetic recording medium constitutes the magnetic layer structure of the magnetic recording medium as in the third embodiment of the magnetic recording medium and Switching a magnetization direction of at least one of the plurality of ferromagnetic layers whose directions are antiparallel. According to this embodiment of the recording method, high density recording can be performed while maintaining improved thermal stability.
[0070]
Next, an embodiment of a magnetic recording medium manufacturing method according to the present invention will be described.
[0071]
When manufacturing any embodiment of the above magnetic recording medium, it is necessary to appropriately control the crystal characteristics and crystal orientation of each layer constituting the magnetic recording medium. In particular, since the nonmagnetic coupling layer is thinner than other layers such as an underlayer, it is desirable to grow such a thin nonmagnetic coupling layer uniformly. Furthermore, in order to correctly generate ferromagnetic coupling, it is necessary that the interface between adjacent layers is also very clean and free of conspicuous defects.
[0072]
Therefore, in this embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium, each layer constituting the magnetic recording medium is continuously formed, and preferably continuous sputtering is used. This is because sputtering makes it possible to grow a very thin and uniform layer compared to other layer forming methods. Also, by using continuous sputtering, contamination between adjacent layers can be minimized.
[0073]
Even when sputtering is used, it is difficult to guarantee uniform growth of a very thin layer of about 1 nm or less. According to the experimental results of the present inventors, it was confirmed that it is preferable to set the sputtering rate to 0.35 nm / s or less in order to ensure uniform growth of such a very thin layer.
[0074]
If the gas pressure during sputtering is too high, the layer and the interface between adjacent layers are likely to be contaminated. On the other hand, if the gas pressure during sputtering is too low, the growth of the thin film becomes non-uniform due to unstable plasma. According to the experiment results of the present inventors, it was confirmed that the gas pressure during sputtering is preferably set to about 5 mTorr.
[0075]
Furthermore, it is necessary to optimize the substrate temperature during sputtering. If the substrate temperature is too high, the substrate will deform and prevent uniform growth of very thin layers, especially non-magnetic coupling layers. On the other hand, if the substrate temperature is too low, the crystal characteristics of the layer to be grown will deteriorate. According to the experiment results of the present inventors, it was confirmed that the substrate temperature before sputtering is preferably set within a range of about 100 to 300 ° C.
[0076]
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic recording medium manufacturing apparatus used in this embodiment of the magnetic recording medium manufacturing method. The magnetic recording medium manufacturing apparatus shown in the figure is roughly composed of a loading / unloading apparatus 50, a heat treatment chamber 51, and a plurality of sputtering chambers 52-1 to 52-n, where n depends on the layer structure of the magnetic recording medium to be manufactured. . The last sputtering chamber 52-n is connected to a loading / unloading device 50 to allow unloading of the manufactured magnetic recording medium. In this embodiment, for convenience of explanation, a case where n = 9 will be described.
[0077]
First, the substrate is loaded into the loading / unloading apparatus 50 and heated to a substrate temperature of about 100 to 300 ° C. in the heat treatment chamber 51. Next, continuous DC sputtering is performed by the sputtering chambers 52-1 to 52-9, and a 40-nm thick NiAl layer, a 20-nm thick CrMo underlayer, and a 1.5-nm thick CoCr intermediate layer are formed on the substrate. 4 nm thick CoCrPtB ferromagnetic layer, 0.8 nm thick Ru nonmagnetic coupling layer, 4 nm thick CoCrPtB ferromagnetic layer, 0.8 nm thick Ru nonmagnetic coupling layer, CoCrPtB magnetic layer A layer and a C protective layer are sequentially formed.
[0078]
The gas pressure in the sputtering chambers 52-1 to 52-9 is set to about 5 mTorr. Further, the sputtering rate in the sputtering chambers 52-5 and 52-7 is set to about 0.35 nm / s or less, which is slower than the sputtering rate in the other sputtering chambers. A slow sputtering rate can be realized by increasing the distance between the target and the substrate by increasing the distance between the cathodes, as shown for example in the sputtering chambers 52-5 and 52-7 in FIG.
[0079]
FIG. 21 is a diagram showing the dependence of the solitary wave output on the effective magnetic layer thickness. In the figure, the vertical axis represents the solitary wave output (μVpp), and the horizontal axis represents the effective film thickness (nm) of the magnetic layer. The data shown in the figure was obtained by writing a signal to the magnetic recording medium manufactured as described above and reading the signal written by the GMR head. As can be seen from the figure, the solitary wave output is proportional to the effective thickness of the magnetic layer, and the presence of antiferromagnetic coupling in the magnetic layer structure was confirmed.
[0080]
FIG. 22 is a diagram showing the temperature dependence of the high-frequency SNR. In the figure, the vertical axis represents the high frequency SNR (dB), and the horizontal axis represents the substrate temperature (° C.) during sputtering. As can be seen from the figure, it has been confirmed that when the substrate temperature is preferably set within a range of about 100 to 300 ° C., a layer having good characteristics is grown.
[0081]
FIG. 23 is a diagram illustrating the relationship between the solitary wave medium SNR and the sputtering rate. In the figure, the vertical axis represents the solitary wave medium SNRSiso / Nm (dB, relative value), and the horizontal axis represents the sputtering rate (nm / s). The data shown in the figure was obtained in order to confirm whether the magnetic layer and the ferromagnetic layer provided above and below the Ru layer normally magnetically couple. For convenience, the data shown in the figure is data obtained when a Ru layer having a thickness of 1.4 nm is formed on the CCPB ferromagnetic layer and a CCPB magnetic layer is formed on the Ru layer.
[0082]
In FIG. 23, the solitary wave medium SNRSiso / Nm is represented by a relative value with respect to the solitary wave medium SNR of a comparative model medium having no Ru layer. As can be seen from the figure, the solitary wave medium SNRSiso / Nm decreases as the Ru sputtering rate increases. This indicates that a very thin Ru layer is not successfully formed at high sputtering rates. In FIG. 23, especially when the sputtering rate of Ru is higher than 0.35 nm / s, the solitary wave medium SNRSiso / Nm is lower than the comparative model medium having no Ru layer. Thus, it was confirmed that the Ru sputtering rate is desirably 0.35 nm / s or less in order to manufacture a magnetic recording medium having good characteristics as described above.
[0083]
As mentioned above, although this invention was demonstrated by the Example, this invention is not limited to the said Example, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation and improvement are possible.
[0084]
The present invention includes the inventions appended below.
[0085]
(Appendix 1) At least one exchange layer structure;
A magnetic layer provided on the exchange layer structure,
The exchange layer structure is a magnetic recording medium comprising a ferromagnetic layer and a nonmagnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer and below the magnetic layer.
[0086]
(Appendix 2) The magnetic recording medium according to (Appendix 1), wherein the ferromagnetic layer and the magnetic layer have anti-parallel magnetization directions.
[0087]
(Supplementary Note 3) The ferromagnetic layer is made of a material selected from the group consisting of Co, Ni, Fe, Ni alloys, Fe alloys, and Co alloys including CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M, and M = The magnetic recording medium according to (Appendix 1) or (Appendix 2), which is B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or an alloy thereof.
[0088]
(Appendix 4) The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 3), wherein the ferromagnetic layer has a thickness selected within a range of 2 to 10 nm.
[0089]
(Supplementary Note 5) The nonmagnetic coupling layer is made of a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, and Ir-based alloy, (Appendix 1) to (Appendix 4) The magnetic recording medium according to any one of claims.
[0090]
(Appendix 6) The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 5), wherein the nonmagnetic coupling layer has a thickness selected within a range of 0.4 to 1.0 nm.
[0091]
(Supplementary Note 7) The magnetic layer is made of a material selected from the group consisting of Co and Co-based alloys including CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M, and M = B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, or these The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 6), which is an alloy of:
[0092]
(Appendix 8) a substrate,
An underlayer provided above the substrate;
The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 7), wherein the exchange layer structure is provided above the underlayer.
[0093]
(Supplementary Note 9) A nonmagnetic intermediate layer provided between the underlayer and the exchange layer structure is further provided,
The nonmagnetic intermediate layer is made of an alloy having an hcp structure selected from the group consisting of CoCr-M, has a thickness selected in the range of 1 to 5 nm, and M = B, Mo, Nb, Ta, W or The magnetic recording medium according to (Appendix 8), which is an alloy of these.
[0094]
(Supplementary Note 10) The magnetic device according to (Supplementary Note 8) or (Supplementary Note 9), further comprising a NiP layer provided between the substrate and the base layer, wherein the NiP layer is subjected to texture treatment or oxidation treatment. recoding media.
[0095]
(Appendix 11) The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 8) to (Appendix 10), wherein the underlayer is made of an alloy having a B2 structure selected from the group consisting of NiAl and FeAl.
[0096]
(Supplementary note 12) At least a first exchange layer structure and a second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer are provided. Magnetic anisotropy of the magnetic layer is weaker than that of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure, and the magnetization directions of the ferromagnetic layers of the first and second exchange layer structures are antiparallel to each other. , (Appendix 1) to (Appendix 11).
[0097]
(Supplementary Note 13) At least a first exchange layer structure and a second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer are provided. The product of the remanent magnetization and the film thickness of the magnetic layer is smaller than the product of the remanent magnetization and the film thickness of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure, and the ferromagnetic layers of the first and second exchange layer structures are The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 12), whose magnetization directions are antiparallel to each other. (Supplementary Note 14) Magnetic layer;
A first exchange layer structure;
A second exchange layer structure provided between the first exchange layer structure and the magnetic layer;
The magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the second exchange layer structure is weaker than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer of the first exchange layer structure, and the ferromagnetic layers of the first and second exchange layer structures Are magnetic recording media whose magnetization directions are antiparallel to each other.
[0098]
(Appendix 15) A magnetic storage device including at least one magnetic recording medium according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 14).
[0099]
(Supplementary Note 16) a substrate;
An underlayer provided above the substrate;
The product Mr of remanent magnetization and film thickness provided on the underlayer _i δ _i A lower ferromagnetic layer having a thickness, and a product Mr of a remanent magnetization and a film thickness provided above the lower ferromagnetic layer _j δ _j A magnetic layer structure including at least an upper ferromagnetic layer having
When the product of the total remanent magnetization and the film thickness of the magnetic layer structure is Mrδ so that the magnetization directions of the adjacent ferromagnetic layers in the magnetic layer structure are substantially antiparallel, Mrδ≈Σ (Mr _i δ _i -Mr _j δ _j A magnetic recording medium satisfying
[0100]
(Supplementary note 17) The magnetic recording according to (Supplementary note 16), further comprising a nonmagnetic coupling layer provided between adjacent ferromagnetic layers in the magnetic layer structure in order to generate an antiparallel magnetic interaction. Medium.
[0101]
(Supplementary note 18) The magnetic recording medium according to (Supplementary note 17), wherein the nonmagnetic coupling layer is substantially made of Ru and has a thickness of about 0.4 to 1.0 nm.
[0102]
(Supplementary note 19) The magnetic recording medium according to (Supplementary note 17), wherein the nonmagnetic coupling layer is made of a material selected from a group including Ru, Rh, Ir, Cu, Cr and alloys thereof.
[0103]
(Supplementary Note 20) Each ferromagnetic layer in the magnetic layer structure is made of a material selected from the group consisting of Co, Fe, Ni, CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M, and M = B, Cu, Mo, Nb, The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 16) to (Appendix 19), which is Ta, W, or an alloy thereof.
[0104]
(Appendix 21) Any one of (Appendix 16) to (Appendix 20), wherein at least one ferromagnetic layer in the magnetic layer structure includes a plurality of ferromagnetic layers in contact with each other and ferromagnetically coupled. The magnetic recording medium according to item.
[0105]
(Supplementary Note 22) Mr of the upper ferromagnetic layer in the magnetic layer structure _i δ _i The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 16) to (Appendix 21), wherein the value is larger than the product of the remanent magnetization and the film thickness of another ferromagnetic layer in the magnetic layer structure.
[0106]
(Appendix 23) The magnetic recording medium according to any one of (Appendix 16) to (Appendix 22), wherein the ferromagnetic layers in the magnetic layer structure have different compositions.
[0107]
(Appendix 24) A magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium according to any one of (Appendix 16) to (Appendix 23).
[0108]
(Supplementary Note 25) A recording method for magnetically recording information on a magnetic recording medium,
A recording method comprising a step of switching a magnetization direction of at least one ferromagnetic layer among a plurality of ferromagnetic layers which constitute the magnetic layer structure of the magnetic recording medium and whose magnetization directions are antiparallel.
[0109]
(Supplementary Note 26) A method of manufacturing a magnetic recording medium having a substrate, an underlayer, and a magnetic layer structure,
The product Mr of remanent magnetization and film thickness provided on the underlayer _i δ _i A lower ferromagnetic layer having a thickness, and a product Mr of a remanent magnetization and a film thickness provided above the lower ferromagnetic layer _j δ _j And the product of the total remanent magnetization and the film thickness of the magnetic layer structure so that the magnetization directions of adjacent ferromagnetic layers in the magnetic layer structure are substantially antiparallel. Then, Mrδ≈Σ (Mr _i δ _i -Mr _j δ _j A first step of forming the magnetic layer structure satisfying
And a second step of forming the underlayer and the magnetic layer structure by continuous sputtering.
[0110]
(Supplementary note 27) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to (Appendix 26), further comprising a third step of heat-treating the substrate temperature to about 100 to 300 ° C. before sputtering.
[0111]
(Supplementary note 28) The magnetic recording medium according to (Supplementary note 26) or (Supplementary note 27), wherein the second step forms each ferromagnetic layer of the magnetic layer structure at a sputtering rate of 0.35 nm / s or less. Method.
[0112]
(Supplementary note 29) A method of manufacturing a magnetic recording medium having a structure in which a substrate, an underlayer, and a magnetic layer structure are laminated,
The magnetic layer structure comprises a ferromagnetic layer provided on the underlayer, a nonmagnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer, and a magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer,
The underlayer and the magnetic layer structure are formed by continuous sputtering on the substrate such that the ferromagnetic layer and the magnetic layer are exchange-coupled and the magnetization directions thereof are antiparallel to each other. A method of manufacturing a magnetic recording medium.
[0113]
(Additional remark 30) The said continuous sputtering is a material selected from the group which consists of Ru, Rh, Ir, Ru type | system | group alloy, Rh type | system | group alloy, and Ir type | system | group for the said nonmagnetic coupling layer, 0.4-1.0 nm The method for manufacturing a magnetic recording medium according to (Appendix 29), characterized in that the film thickness is in the range of.
[0114]
(Supplementary Note 31) An underlayer, a first ferromagnetic layer, a first nonmagnetic coupling layer, a second ferromagnetic layer, a second nonmagnetic coupling layer, and a magnetic layer are formed on a substrate. A method of manufacturing a magnetic recording medium having a structure laminated in this order,
In the stacked structure, the first ferromagnetic layer and the second ferromagnetic layer are exchange-coupled and the magnetization directions are antiparallel to each other, so that the second ferromagnetic layer and the magnetic layer are exchange-coupled. And a method of manufacturing a magnetic recording medium, characterized by being formed on the substrate by continuous sputtering so that the magnetization directions are antiparallel to each other.
[0115]
(Supplementary Note 32) The continuous sputtering is a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloys, Rh-based alloys, and Ir-based alloys for the first and second nonmagnetic coupling layers. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to (Appendix 31), wherein the film thickness is in the range of 4 to 1.0 nm.
[0116]
(Appendix 33) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of (Appendix 29) to (Appendix 32), wherein the continuous sputtering is performed at a sputtering rate of 0.35 nm / s or less.
[0117]
(Appendix 34) The method for manufacturing a magnetic recording medium according to any one of (Appendix 29) to (Appendix 33), wherein the substrate temperature before sputtering is set to about 100 to 300 ° C.
[0118]
【The invention's effect】
According to the present invention, a magnetic recording medium and magnetic storage capable of improving the thermal stability of written bits, reducing medium noise, and performing highly reliable high-density recording without adversely affecting the performance of the magnetic recording medium An apparatus, a recording method, and a magnetic recording medium manufacturing method can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a first embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of a single CoPt layer having a thickness of 10 nm formed on a Si substrate.
FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm.
FIG. 5 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 1.4 nm.
FIG. 6 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoCrPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main part of an embodiment of a magnetic memory device according to the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing the main part of an embodiment of the magnetic memory device.
FIG. 9 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which one layer of CoCrPtB is formed on a NiAl layer on glass.
FIG. 10 shows an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which two ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm are sputtered on an Al—Mg substrate coated with NiP. FIG.
FIG. 11 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which two ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer are provided on an Al substrate coated with NiP.
FIG. 12 is a diagram showing in-plane magnetization curves of a magnetic recording medium in which three CoCrPtB ferromagnetic layers in which adjacent CoCrPtB layers are separated by a Ru layer are provided on an Al substrate coated with NiP.
FIG. 13 is a diagram showing an in-plane magnetization curve of a magnetic recording medium in which two negatively coupled ferromagnetic layers made of CoCrPtB separated by a Ru layer are provided on a glass substrate coated with NiAl.
14 shows in-plane magnetization curves of a magnetic recording medium in which a single ferromagnetic layer made of CoCrPtB is provided on a glass substrate coated with NiAl by the same method as described above. It is a figure shown in comparison with the in-plane magnetization curve of the magnetic recording medium which has the combined ferromagnetic layer.
FIG. 15 is a diagram showing signal attenuation in a magnetic recording medium having two ferromagnetic layers and three ferromagnetic layers compared to signal attenuation in a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer.
FIG. 16 is a diagram showing MH curves of a magnetic recording medium having two negatively coupled ferromagnetic layers at different temperatures.
17 is a diagram showing the temperature dependence of the coercivity of the magnetic recording medium having the characteristics shown in FIG.
FIG. 18 shows the effective and total film thickness dependence of the PW50 value in a magnetic recording medium having two ferromagnetic layers and three ferromagnetic layers; the PW50 in a magnetic recording medium having a single ferromagnetic layer; It is a figure shown in comparison with the effective and total film thickness dependence of the ferromagnetic layer of the value.
FIG. 19 is a diagram showing the effective film thickness dependence of the solitary wave medium SNR.
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic recording medium manufacturing apparatus.
FIG. 21 is a diagram showing the dependence of the solitary wave output on the effective magnetic layer thickness.
FIG. 22 is a diagram showing temperature dependence of high-frequency SNR.
FIG. 23 is a diagram illustrating a relationship between a solitary wave medium SNR and a sputtering rate.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 First seed layer
3 NiP layer
4 Second seed layer
5 Underlayer
6 Nonmagnetic intermediate layer
7,7-1 Ferromagnetic layer
8,8-1 Nonmagnetic coupling layer
9 Magnetic layer
10 Protective layer
11 Lubrication layer
13 Housing
16 Magnetic recording media
17 Recording / playback head

Claims

A method of manufacturing a magnetic recording medium having a structure in which a substrate, an underlayer and a magnetic layer structure are laminated,
The magnetic layer structure comprises a ferromagnetic layer provided on the underlayer, a nonmagnetic coupling layer provided on the ferromagnetic layer, and a magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer,
The underlayer and the magnetic layer structure are formed by continuous sputtering on the substrate such that the ferromagnetic layer and the magnetic layer are exchange-coupled and the magnetization directions thereof are antiparallel to each other. A method of manufacturing a magnetic recording medium.

The continuous sputtering is a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloys, Rh-based alloys, and Ir-based alloys, and the nonmagnetic coupling layer is within a range of 0.4 to 1.0 nm. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium is formed to have a film thickness.

On the substrate, an underlayer, a first ferromagnetic layer, a first nonmagnetic coupling layer, a second ferromagnetic layer, a second nonmagnetic coupling layer, and a magnetic layer are stacked in this order. A method for manufacturing a magnetic recording medium having a structured structure comprising:
In the stacked structure, the first ferromagnetic layer and the second ferromagnetic layer are exchange-coupled and the magnetization directions are antiparallel to each other, so that the second ferromagnetic layer and the magnetic layer are exchange-coupled. And a method of manufacturing a magnetic recording medium, characterized by being formed on the substrate by continuous sputtering so that the magnetization directions are antiparallel to each other.

The continuous sputtering is a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, and Ir-based alloy, and the first and second nonmagnetic coupling layers are 0.4 to 1 4. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 3, wherein the magnetic recording medium is formed to a thickness within a range of 0.0 nm.

The method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the continuous sputtering is performed at a sputtering rate of 0.35 nm / s or less.

6. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the substrate temperature before sputtering is set to about 100 to 300.degree.