JP3803180B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法ならびに磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体に関し、さらに詳しく述べると、磁性記録膜の膜厚を薄くすることによって、より高密度の記録を可能とすることができ、また、磁性記録膜を薄膜化したにもかかわらず、熱的に安定でありかつ十分に高い保磁力を奏することができる、特に面内磁化記録方式に基づく磁気記録媒体に関する。本発明はまた、このような磁気記録媒体の製造方法、そしてそれを使用した、情報の記録及び再生を行うための磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報処理技術の発達に伴い、コンピュータの外部記憶装置に用いられる磁気ディスク装置に対して高密度化の要求が高まっている。具体的には、かかる磁気ディスク装置の再生ヘッド部において、従来の巻線型のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに代えて、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを使用することが提案されている。ＭＲヘッドは、磁性体の電気抵抗が外部磁界により変化する磁気抵抗効果を記録媒体上の信号の再生に応用したもので、従来のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに較べて数倍も大きな再生出力幅が得られること、イングクタンスが小さいこと、大きなＳ／Ｎ比が期待できること、などを特徴としている。また、このＭＲヘッドとともに、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド、そしてその実用タイプであるスピンバルブＧＭＲヘッドの使用も提案されている。
【０００３】
さらに、高密度記録の要求を満たすために、磁気ディスク装置において用いられるべき磁気記録媒体においても、上記したＭＲヘッド、ＡＭＲヘッドあるいはＧＭＲヘッド（スピンバルブヘッドを含む）に対応可能な特性の向上が求められている。磁気記録媒体では、特に、ｔＢｒ（磁気記録膜の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）が低く、低ノイズであり、そして保磁力Ｈｃが高いことが求められている。このような要求を満足させるため、例えば特開平１−２５６０１７号公報では、非磁性基板上にクロム層（膜厚１００nm）を形成して下地膜となし、このクロム層の上にＣｏＣｒＴａ系の低ノイズ、ＣｏＣｒＰｔ系の高保磁力を兼ね具えたＣｏＣｒＴａＰｔ系の四元合金よりなる磁性層（膜厚６０nm）を形成したことを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。また、米国特許第５，００４，６５２号明細書（特開平４−２２８１０５号公報）では、非磁性基板上にクロム層（膜厚＝約３０〜３００nm）及びＣｏＣｒＰｔＴａの四元系合金よりなる磁性層（膜厚＝約２０〜１００nm）を順次スパッタにより形成したことを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。さらに、特開平５−７２０１６号公報では、基板上に磁性金属薄膜をスパッタリングによって成膜する磁気記録媒体の製造法が開示されている。
【０００４】
また、特開平６−７６２７９号公報には、ＮｉＰ表面被覆を有するアルミニウム合金を含む基板と、ＮｉＰ被覆上に形成されたＮｉＯの被膜と、ＮｉＯ被膜上に形成された下層と、下層を覆って形成されたコバルトを主体とする合金を含む磁性層とを備える、薄膜金属合金磁気記録ディスクが開示されている。この磁気記録ディスクでは、ＮｉＰ被覆を酸化してＮｉＯ被膜を形成したので、ＮｉＰ被覆の平滑性をそのまま保存し、ディスク表面を平滑にできる、ＮｉＰ被覆の表面を研磨する工程において最後に残ってしまう掻き傷をなくすことができる、ＮｉＯ被膜の上に後でスパッタ付着される磁性層が高い飽和保磁力を有することができ、そのためディスクを接触記録式ディスクファイルで使用できる、というような効果がある。
【０００５】
上記した公開された特許公報及びその他の特許公報では、特に磁性記録膜の組成の改良を通じて磁気記録媒体の記録密度及び保磁力を同時に高めることがなされているけれども、今本発明において同時に達成しようとしている熱安定性の向上という課題については、未だ解決されるに至っていない。すなわち、磁気記録媒体の磁性記録膜を薄膜化することによって、分解能が向上し、より高密度の記録が可能となるが、その薄膜化が限界を越えると、今まで向上していた保磁力が反対に低下し、また、熱的に不安定になり、磁気記録媒体として使用することができなくなってしまう。特に磁気記録媒体における熱不安定性の問題は、室温においても発生する問題であるので、完全に解消することが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、上記したような従来の技術の問題点を解決して、磁性記録膜を薄膜化したにもかかわらず、高い再生出力に結びつく高い保磁力を維持することができ、しかも熱的に安定な、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、そのような優れた磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、本発明による磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置を提供することにある。
本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次設けてなることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【０００９】
本発明は、そのもう１つの面において、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次スパッタ法により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、そのもう１つの面において、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が本発明による磁気記録媒体であり、そして前記再生ヘッド部が磁気抵抗効果型ヘッドを備えていることを特徴とする磁気ディスク装置を提供する。
【００１１】
本発明による磁気記録媒体についての詳細な説明は次の項に譲るとして、ここで、本発明の媒体で得られる優れた特性が本発明に特徴的な第１及び第２の下地膜の層構成に依存するということを、図１の結晶格子のモデル図を参照して説明する。
参照する磁気記録媒体は、ＮｉＰメッキのアルミニウムディスク上にＣｒを主成分とする非磁性下地膜（第１の下地膜）を形成し、また、この第１の下地膜と、Ｃｏを主成分とする合金からなる磁性記録膜との間に、ネール温度が２５２℃の反強磁性材料、ＮｉＯからなる下地膜（第２の下地膜）を介在させたものであり、また、図１は、ここで第１及び第２の下地膜として用いられているＣｒ及びＮｉＯの結晶格子のモデル図である。ＮｉＯはその（１００）面の格子の一辺（間隔ａ＝０．４１９nm）がＣｒの（１００）面の格子（間隔ａ＝０．２８８nm）の対角線の長さ＝０．４０７nmとほぼ一致するため、Ｃｒを第１の下地膜及びＮｉＯを第２の下地膜とするような層構成を採用した場合、Ｃｒ（１００）上にＮｉＯがエピタキシャル成長可能である。そのため、従来Ｃｒを主成分とする下地膜により行われていたのと同様に、第２の下地膜としてＮｉＯを導入しても、その上にさらに成膜されるＣｏ合金磁性記録膜のｃ軸が面内になるように、結晶配向性を制御することが可能である。さらに、反強磁性材料であるＮｉＯからなる下地膜と強磁性体である磁性記録膜との交換相互作用に由来して、磁性膜の磁化が安定になり、熱エネルギーによる磁気緩和（これが大きいと、長時間の安定性がなくなる）を制御することも可能である。
【００１２】
ところで、先に従来の技術として参照した特開平６−７６２７９号公報にも、ＮｉＯ層とＣｒ層を組み合わせて使用する例が開示されているけれども、記載のような層構成では、上記したような本発明の作用効果を期待することができない。特に、この公報に記載の磁気記録ディスクでは、ＮｉＰ層の平滑性をそのまま保存してディスク表面を平滑化すること、ＮｉＰ表面を研磨する工程において残ってしまう掻き傷をなくすことができる、などの効果を得るために、アルミニウム合金を含む基板上のＮｉＰ層の直ぐ上にＮｉＯ層があることが前提であり、また、これに対処するため、ＮｉＰの表面酸化によりＮｉＯ層を形成している（しなければならない）のである。また、この公報に記載のディスクでは、磁性層の直ぐ下に反強磁性層（ＮｉＯ層）が存在することができないので、Ｃｏ合金磁性層と反強磁性層（ＮｉＯ層）との間の交換相互作用に由来するところの、磁性層の熱による磁気緩和の制御を達成することができない。すなわち、交換相互作用が働くためには、上記した２層が、接触した状態あるいはそれに準ずる状態にあることが必要なのである。さらに、本発明及びこの公報において下地膜として用いられているＣｒ層は、その上の磁性層の配向性を制御し、その磁気特性（保磁力や角型比）を良好なものとするために一般的に用いられているものであるけれども、本発明におけるように、熱による磁気緩和を制御するために磁性層の直ぐ下に反強磁性層を配置したのでは、Ｃｒ層による配向性の制御に対して妨げとなり得る。ところが、本発明では、先にもモデル図で説明したように、反強磁性材料のなかから、結晶格子間隔がＣｒにほぼ一致するＮｉＯを選択して使用することにより、Ｃｒ層による配向性の制御をそのまま保持することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による磁気記録媒体は、上記したように、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次設けてなるものであって、その典型的な構成は、図２に断面で示す通りである。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、図示されるように、非磁性支持体１と、この支持体の上に順次形成された、下地膜２及びその主成分がコバルトである磁性材料からなる磁性記録膜３とを含むようにして構成することができる。下地膜２は、２層構造を採用していて、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜２−１及びネール温度が少なくとも６０℃である反強磁性材料からなる第２の下地膜２−２からなる。なお、図中、磁性記録膜３の上方には、本発明において必要に応じて存在させることのできる保護膜４が形成されている。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体において、その基体として用いられる非磁性支持体は、この技術分野において常用のいろいろな支持体材料から構成することができる。適当な支持体材料は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ＮｉＰメッキのアルミニウム（アルミニウム合金を含む）ディスク、ガラス又は強化ガラスディスク、表面酸化膜（例えばシリコン酸化膜）を有するシリコンディスク、ＳｉＣディスク、カーボンディスク、プラスチックディスク、セラミックディスクなどを包含する。これらの支持体は、この技術分野において通常行われているように、テクスチャー処理が施されていてもよく、あるいは施されていなくてもよい。かかる支持体の大きさ及び厚さは、所望とする媒体の種類や使用する磁気ディスク装置などのファクタに応じて広く変更することができ、また、以下のものに限定されないというものの、通常、大きさが約１５０〜１６，０００mm2 及び厚さが約５〜１０mmである。
【００１５】
非磁性支持体上の下地膜は、上記したように、２層構造である。第１の下地膜は、その主成分がクロムである非磁性材料から構成される。この第１の下地膜は、特に、クロムを主成分として含有するものであって、従たる成分としてのモリブデンが添加されているものが好ましい。この第１の下地膜において、Ｃｒに対してＭｏを添加することによって、その下地膜の格子間間隔を広げることができるなどの効果を得ることができる。Ｍｏの添加量は、広く変更することができるというものの、通常、Ｃｒ／Ｍｏ合金下地膜の全量を基準にして約０〜３０重量％である。この下地膜は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。第１の下地膜の膜厚は、その組成や特性、組み合わせて使用される第２の下地膜の詳細など、いろいろなファクタに応じて広く変更することができるというものの、好ましくは、１０〜５０nmの範囲である。
【００１６】
第２の下地膜は、直ぐ下の第１の下地膜や直ぐ上の磁性記録膜との関連や、その他の要件に鑑みて、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料から構成されかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である。使用する反強磁性材料は、少なくとも６０℃のネール温度を有することが望ましく、もしもそのネール温度が６０℃を下回る場合、磁気記録媒体として使用される環境（温度）において熱的な安定性を保証できないというような不都合が発生するであろう。この第２の下地膜の形成に適当な反強磁性材料は、特に限定されるわけではないけれども、とりわけＮｉＯが好ましい。この下地膜は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。第２の下地膜の膜厚は、その組成や特性、組み合わせて使用される第１の下地膜の詳細など、いろいろなファクタに応じて広く変更することができるというものの、好ましくは、１０〜１００nmの範囲である。
【００１７】
非磁性支持体上に上記第１及び第２の下地膜を介して形成される磁性記録膜は、上記したように、その主成分がコバルトである磁性材料から構成されるものである。磁性記録膜の形成に適当なＣｏ系磁性材料は、以下に列挙するものに限定されるものではないけれども、例えば、ＣｏＰｔ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＣｒ合金などのＣｏ系二元合金、ＣｏＣｒＰｔなどのＣｏ系三元合金、ＣｏＣｒＰｔ三元合金に対してＴａ及び（又は）Ｎｂを添加した四元又は五元合金などである。本発明の実施において磁性材料としてＣｏ系合金の１組成例を示すと、次の通りである。
【００１８】
コバルト ５６〜７８ａｔ％、
クロム １４〜２２ａｔ％、
白金 ４〜２０ａｔ％及び
タンタル及び（又は）ニオブ ０．５〜４ａｔ％。
かかる磁性記録膜は、好ましくは、スパッタ法により、特定の成膜条件下で有利に形成することができる。スパッタ法としては、上記した下地膜の成膜と同様、例えばマグネトロンスパッタ法などを使用することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３５０℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体において、その磁性記録層の膜厚は、その形成に使用するＣｏ系合金の組成や所望とする特性などのファクタに応じて広く変更することができるというものの、通常、それをｔＢｒ（記録膜の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）で表した時、８０Ｇ・μｍ以下であることが好ましい。磁性記録層のｔＢｒが８０Ｇ・μｍより高い領域では、磁性層は熱的にほぼ安定であり、反強磁性層による熱安定化の効果は小さい。また、膜厚ｔが大きい場合、高密度の記録に対応できない。
【００２０】
磁性記録膜は、通常、単一の膜から構成することができ、しかし、必要に応じて、２層もしくはそれ以上の互いに分断された記録膜からなる多層構造膜であってもよい。すなわち、磁性記録膜は、必要に応じて、多層構造の形をとることができ、その際、それぞれの記録膜は、その中間に介在せしめられた非磁性中間膜を介して分断可能である。適当な非磁性中間膜としては、例えば、ＣｒＭｏ層などを挙げることができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体では、特にＳ／Ｎ比及び記録密度を同時に高めるため、ＣｏＣｒＰｔ三元系合金に対してＴａ及び（又は）Ｎｂを添加し、さらに、ノイズの低減のため、層構成や成膜プロセスを最適化することが好ましい。
また、本発明者らの知見によれば、本発明の実施において、選ばれた支持体ごとに、それに最適な成膜条件を選択することができる。例えば、非磁性支持体がＮｉＰメッキのアルミニウムディスクである場合、磁性記録膜を、スパッタ法で、２２０〜３２０℃の成膜温度でコバルト、クロム、白金、タンタル及び（又は）ニオブから有利に形成することができる。
【００２２】
さらに、本発明の磁気記録媒体は、必要に応じて、その最上層として、そして、通常、上記した磁性記録膜の上方に、この技術分野において屡々採用されているように、保護膜をさらに有していてもよい。適当な保護膜としては、例えば、カーボンの単独もしくばその化合物からなる層、例えばＣ層、ＷＣ層、ＳｉＣ層、Ｂ4 Ｃ層、水素含有Ｃ層などを挙げることができるできる。特に、本発明の実施に当たっては、カーボンからなる保護膜を有利に使用することができる。このような保護膜は、常法に従って、例えば、スパッタ法、蒸着法などによって形成することができる。かかる保護膜の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、好ましくは、約５〜１０nmである。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体は、上記したような必須の層及び任意に使用可能な層に加えて、この技術分野において常用の追加の層を有していたり、さもなければ、含まれる層に任意の化学処理等が施されていてもよい。例えば、上記した保護膜の上に、フルオロカーボン樹脂系の潤滑層が形成されていたり、さもなければ、同様な処理が施されていてもよい。
【００２４】
さらにまた、本発明は、そのもう１つの面において、上記しかつ以下に詳細に説明する本発明の磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置にある。本発明の磁気ディスク装置において、その構造は特に限定されないというものの、本発明の磁気記録媒体が面内磁化記録方式に基づくものであることを考慮して、基本的に、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えている装置を包含するように構成することが好ましい。特に、再生ヘッド部は、以下に説明するように、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲヘッドを備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の磁気ディスク装置において、好ましくは、磁気抵抗効果素子及び該磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給する導体層を有し、磁気記録媒体からの情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と、薄膜で形成された一対の磁極を有し、磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部とが積層されてなる複合型の磁気ヘッドを使用することができる。磁気抵抗効果型の再生ヘッドは、この技術分野において公知のいろいろな構造を有することができ、そして、好ましくは、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド又は巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド（スピンバルブＧＭＲヘッド等を含む）を包含する。再生ヘッド部の導体層は、いろいろな構成を有することができるけれども、好ましくは、
１．導体層の膜厚に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分を比較的に薄く形成し、その他の部分を厚く形成したもの、
２．導体層の膜厚及び幅員に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分のそれを比較的に薄くかつ細く形成し、その他の部分を厚くかつ幅広に形成したもの、
を包含する。導体層の膜厚及び必要に応じて幅員を上記のように調整することは、いろいろな手法に従って行うことができるものの、特に、導体層の多層化によって膜厚の増加を図ることによりこれを達成することが推奨される。
【００２６】
特に上記したような構成の磁気ディスク装置を使用すると、従来の複合型の磁気ヘッド（情報の読み出しのための磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と情報の記録のための誘導型の記録ヘッド部とを複合的に組み合わせた磁気ヘッド）に比較して、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくするとともに導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば、精確にかつ高感度で情報を読み出すことができる。
【００２７】
本発明の磁気ディスク装置は、好ましくは、その記録ヘッド部及び再生ヘッド部を図３及び図４に示すような積層構造とすることができる。図３は、本発明の磁気ディスク装置のヘッド原理図で、また、図４は、図３の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
図３及び図４において、参照番号１１は磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部、１２は情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部である。記録ヘッド部１１は、ＮｉＦｅ等からなる下部磁極（上部シールド層）１３と、一定間隔をもって下部磁極１３と対向したＮｉＦｅ等からなる上部磁極１４と、これら磁極１３，１４を励磁し、記録ギャップ部分にて、磁気記録媒体に情報の記録を行わせるコイル１５等から構成される。
【００２８】
再生ヘッド部１２は、好ましくはＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等でもって構成されるものであり、その磁気抵抗効果素子部１２Ａ上には、磁気抵抗効果素子部１２Ａにセンス電流を供給するための一対の導体層１６が記録トラック幅に相応する間隔をもって設けられている。ここで、導体層１６の膜厚は、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａが薄く形成され、他の部分１６Ｂは厚く形成されている。
【００２９】
図３及び図４の構成では、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａで薄くなっているため、下部磁極（上部シールド層）１３等の湾曲が小さくなっている。このため、磁気記録媒体に対向する記録ギャップの形状もあまり湾曲せず、情報の記録時における磁気ヘッドのトラック上の位置と読み出し時における磁気ヘッドのトラック上の位置に多少ずれがあっても、磁気ディスク装置は正確に情報を読み出すことができ、オフトラック量が小さいにもかかわらず読み出しの誤差が生じるという事態を避けることができる。
【００３０】
一方、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍以外の部分１６Ｂでは厚く形成されているため、導体層１６の抵抗を全体として小さくすることもでき、その結果、磁気抵抗素子部１２Ａの抵抗変化を高感度で検出することが可能になり、Ｓ／Ｎ比が向上する。又、導体層１６での発熱も避けることができ、発熱に起因したノイズの発生も防げる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明をその典型的な実施例に関して詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではないことを理解されたい。なお、下記の実施例では、下地膜、磁性記録膜及び保護膜の形成のため、図５に構成を示すようなＤＣマグネトロンスパッタ装置を使用した。スパッタ装置１０は、図示されるように、アルゴンガスをスパッタ室に導入するためのアルゴン供給口５、排気口６、ディスク基板１を支承するためのサセプタ７、ターゲット８、そしてマグネット９を装備している。装置のスパッタ室には、１〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空を適用可能である。
例１
磁気記録媒体の製造
良く洗浄されたシリコンディスク基板に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置により、ＣｒＭｏ１０（ａｔ％）からなる第１の下地膜、ＮｉＯからなる第２の下地膜、Ｃｏ７４Ｃｒ１７Ｐｔ５Ｔａ４（ａｔ％）からなる磁性記録膜を順次積層した。この場合、第１の下地膜の成膜前にスパッタ室内を３×１０-7Ｔｏｒｒ以下に排気し、基板温度を２８０℃に上昇させ、アルゴンガスを導入してスパッタ室内を５ｍＴｏｒｒに保持した。第１の下地膜は、ＣｒＭｏをターゲットとして使用して、−２００Ｖのバイアス電圧の印加下に膜厚２５nmで成膜した。次いで、アルゴン圧の調節によりスパッタ室内を２５ｍＴｏｒｒとした後、形成されたＣｒＭｏ下地膜の上にＮｉＯターゲットから第２の下地膜を膜厚５０nmで成膜した。第２の下地膜の成膜時に印加したバイアス電圧は、同じく−２００Ｖであった。次いで、スパッタ室内を再び５ｍＴｏｒｒに戻した後、上記組成のターゲットからそれに対応するＣｏＣｒＰｔＴａ膜をｔＢｒ＝８０Ｇ・μｍ（膜厚３０nmに相当）になるように成膜した。このようにして製造された磁気記録媒体の保磁力を測定したところ、１８００Ｏｅという顕著にすぐれた数値が求められた。
【００３２】
下記の第１表は、本例に従うところの、ＣｒＭｏ１０（２５nm）／ＮｉＯ（５０nm）下地膜を有する磁気記録媒体と、対照としての、ＣｒＭｏ１０（２５nm）のみの下地膜を有する磁気記録媒体の特性を比較したものである。ここで、磁気粘性定数Ｓは、小さいほど熱による緩和が小さく、ＮｉＯ下地を入れない場合、Ｓ＝０．２０、ＮｉＯ下地をいれるとＳ＝０．０９となり、熱緩和が抑えられている。また、磁性膜の残留磁化が熱により初期状態より１０％減少するまでの時間Ｔ１０を比べても、ＮｉＯ下地をいれた媒体は、安定であることが確認できる。
【００３３】
例２
磁気ディスク装置
図６は磁気ヘッド付きスライダを用いた本発明による磁気ディスク装置の好ましい一例を示した平面図（カバーを除いた状態）、そして図７は図６における線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【００３４】
これらの図において、５０はベースプレート５１上に設けられたスピンドルモータ５２によって回転駆動される磁気記録媒体としての複数枚（本例では３枚）の磁気ディスクである。
５３はベースプレート５１上に回転可能に設けられたアクチュエータである。このアクチュエータ５３の一方の回転端部には、磁気ディスク５０の記録面方向に延出する複数のヘッドアーム５４が形成されている。このヘッドアーム５４の回転端部には、スプリングアーム５５が取り付けられ、さらに、このスプリングアーム５５のフレクシャー部に磁気ヘッド付きスライダ４０が絶縁膜（図示せず）を介して傾動可能に取り付けられている。一方、アクチュエータ５３の他方の回転端部には、コイル５７が設けられている。
【００３５】
ベースプレート５１上には、マグネット及びヨークで構成された磁気回路５８が設けられ、この磁気回路５８の磁気ギャップ内に、上記コイル５７が配置されている。そして、磁気回路５８とコイル５７とでムービングコイル型のリニアモータ（ＶＣＭ：ボイスコイルモータ）が構成されている。そして、これらベースプレート５１の上部はカバー５９で覆われている。
【００３６】
次に、上記構成の磁気ディスク装置の作動を説明する。磁気ディスク５０が停止している時には、スライダ４０は磁気ディスク５０の退避ゾーンに接触し停止している。
次に、磁気ディスク５０がスピンドルモータ５２によって、高速で回転駆動されると、この磁気ディスク５０の回転による発生する空気流によって、スライダ４０は微小間隔をもってディスク面から浮上する。この状態でコイル５７に電流を流すと、コイル５７には推力が発生し、アクチュエータ５３が回転する。これにより、ヘッド（スライダ４０）を磁気ディスク５０の所望のトラック上に移動させ、データのリード／ライトを行なうことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来の磁気記録媒体に比較して、磁性記録膜の膜厚をより薄くした場合においても、高保磁力で熱的に安定な磁気記録媒体を得ることができ、また、従来の装置に比較して高密度な磁気ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気記録媒体において第１及び第２の下地膜として用いられるＣｒ及びＮｉＯの結晶格子を示したモデル図である。
【図２】本発明による磁気記録媒体の好ましい１例を示した断面図である。
【図３】本発明による磁気ディスク装置のヘッドの原理を示す断面図である。
【図４】図３の磁気ディスク装置のヘッドの線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
【図５】本発明による磁気記録媒体の形成に用いられたＤＣマグネトロンスパッタ装置の構成を示す略示図である。
【図６】磁気ヘッド付きスライダを用いた本発明による磁気ディスク装置の平面図である。
【図７】図６に示した磁気ディスク装置の線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【符号の説明】
１…非磁性支持体
２…非磁性下地膜
２−１…第１の下地膜
２−２…第２の下地膜
３…磁性記録膜
４…保護膜
５…アルゴン供給口
６…排気口
７…サセプタ
８…ターゲット
９…マグネット
１０…ＤＣマグネトロンスパッタ装置
１１…記録ヘッド部
１２…再生ヘッド部
１３…下部磁極
１４…上部磁極
１５…コイル
１６…導体層
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体に関し、さらに詳しく述べると、磁性記録膜の膜厚を薄くすることによって、より高密度の記録を可能とすることができ、また、磁性記録膜を薄膜化したにもかかわらず、熱的に安定でありかつ十分に高い保磁力を奏することができる、特に面内磁化記録方式に基づく磁気記録媒体に関する。本発明はまた、このような磁気記録媒体の製造方法、そしてそれを使用した、情報の記録及び再生を行うための磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報処理技術の発達に伴い、コンピュータの外部記憶装置に用いられる磁気ディスク装置に対して高密度化の要求が高まっている。具体的には、かかる磁気ディスク装置の再生ヘッド部において、従来の巻線型のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに代えて、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを使用することが提案されている。ＭＲヘッドは、磁性体の電気抵抗が外部磁界により変化する磁気抵抗効果を記録媒体上の信号の再生に応用したもので、従来のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに較べて数倍も大きな再生出力幅が得られること、イングクタンスが小さいこと、大きなＳ／Ｎ比が期待できること、などを特徴としている。また、このＭＲヘッドとともに、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド、そしてその実用タイプであるスピンバルブＧＭＲヘッドの使用も提案されている。
【０００３】
さらに、高密度記録の要求を満たすために、磁気ディスク装置において用いられるべき磁気記録媒体においても、上記したＭＲヘッド、ＡＭＲヘッドあるいはＧＭＲヘッド（スピンバルブヘッドを含む）に対応可能な特性の向上が求められている。磁気記録媒体では、特に、ｔＢｒ（磁気記録膜の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）が低く、低ノイズであり、そして保磁力Ｈｃが高いことが求められている。このような要求を満足させるため、例えば特開平１−２５６０１７号公報では、非磁性基板上にクロム層（膜厚１００nm）を形成して下地膜となし、このクロム層の上にＣｏＣｒＴａ系の低ノイズ、ＣｏＣｒＰｔ系の高保磁力を兼ね具えたＣｏＣｒＴａＰｔ系の四元合金よりなる磁性層（膜厚６０nm）を形成したことを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。また、米国特許第５，００４，６５２号明細書（特開平４−２２８１０５号公報）では、非磁性基板上にクロム層（膜厚＝約３０〜３００nm）及びＣｏＣｒＰｔＴａの四元系合金よりなる磁性層（膜厚＝約２０〜１００nm）を順次スパッタにより形成したことを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。さらに、特開平５−７２０１６号公報では、基板上に磁性金属薄膜をスパッタリングによって成膜する磁気記録媒体の製造法が開示されている。
【０００４】
また、特開平６−７６２７９号公報には、ＮｉＰ表面被覆を有するアルミニウム合金を含む基板と、ＮｉＰ被覆上に形成されたＮｉＯの被膜と、ＮｉＯ被膜上に形成された下層と、下層を覆って形成されたコバルトを主体とする合金を含む磁性層とを備える、薄膜金属合金磁気記録ディスクが開示されている。この磁気記録ディスクでは、ＮｉＰ被覆を酸化してＮｉＯ被膜を形成したので、ＮｉＰ被覆の平滑性をそのまま保存し、ディスク表面を平滑にできる、ＮｉＰ被覆の表面を研磨する工程において最後に残ってしまう掻き傷をなくすことができる、ＮｉＯ被膜の上に後でスパッタ付着される磁性層が高い飽和保磁力を有することができ、そのためディスクを接触記録式ディスクファイルで使用できる、というような効果がある。
【０００５】
上記した公開された特許公報及びその他の特許公報では、特に磁性記録膜の組成の改良を通じて磁気記録媒体の記録密度及び保磁力を同時に高めることがなされているけれども、今本発明において同時に達成しようとしている熱安定性の向上という課題については、未だ解決されるに至っていない。すなわち、磁気記録媒体の磁性記録膜を薄膜化することによって、分解能が向上し、より高密度の記録が可能となるが、その薄膜化が限界を越えると、今まで向上していた保磁力が反対に低下し、また、熱的に不安定になり、磁気記録媒体として使用することができなくなってしまう。特に磁気記録媒体における熱不安定性の問題は、室温においても発生する問題であるので、完全に解消することが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、上記したような従来の技術の問題点を解決して、磁性記録膜を薄膜化したにもかかわらず、高い再生出力に結びつく高い保磁力を維持することができ、しかも熱的に安定な、高密度記録に適した磁気記録媒体を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、そのような優れた磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、本発明による磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置を提供することにある。
本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次設けてなることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【０００９】
本発明は、そのもう１つの面において、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次スパッタ法により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、そのもう１つの面において、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が本発明による磁気記録媒体であり、そして前記再生ヘッド部が磁気抵抗効果型ヘッドを備えていることを特徴とする磁気ディスク装置を提供する。
【００１１】
本発明による磁気記録媒体についての詳細な説明は次の項に譲るとして、ここで、本発明の媒体で得られる優れた特性が本発明に特徴的な第１及び第２の下地膜の層構成に依存するということを、図１の結晶格子のモデル図を参照して説明する。
参照する磁気記録媒体は、ＮｉＰメッキのアルミニウムディスク上にＣｒを主成分とする非磁性下地膜（第１の下地膜）を形成し、また、この第１の下地膜と、Ｃｏを主成分とする合金からなる磁性記録膜との間に、ネール温度が２５２℃の反強磁性材料、ＮｉＯからなる下地膜（第２の下地膜）を介在させたものであり、また、図１は、ここで第１及び第２の下地膜として用いられているＣｒ及びＮｉＯの結晶格子のモデル図である。ＮｉＯはその（１００）面の格子の一辺（間隔ａ＝０．４１９nm）がＣｒの（１００）面の格子（間隔ａ＝０．２８８nm）の対角線の長さ＝０．４０７nmとほぼ一致するため、Ｃｒを第１の下地膜及びＮｉＯを第２の下地膜とするような層構成を採用した場合、Ｃｒ（１００）上にＮｉＯがエピタキシャル成長可能である。そのため、従来Ｃｒを主成分とする下地膜により行われていたのと同様に、第２の下地膜としてＮｉＯを導入しても、その上にさらに成膜されるＣｏ合金磁性記録膜のｃ軸が面内になるように、結晶配向性を制御することが可能である。さらに、反強磁性材料であるＮｉＯからなる下地膜と強磁性体である磁性記録膜との交換相互作用に由来して、磁性膜の磁化が安定になり、熱エネルギーによる磁気緩和（これが大きいと、長時間の安定性がなくなる）を制御することも可能である。
【００１２】
ところで、先に従来の技術として参照した特開平６−７６２７９号公報にも、ＮｉＯ層とＣｒ層を組み合わせて使用する例が開示されているけれども、記載のような層構成では、上記したような本発明の作用効果を期待することができない。特に、この公報に記載の磁気記録ディスクでは、ＮｉＰ層の平滑性をそのまま保存してディスク表面を平滑化すること、ＮｉＰ表面を研磨する工程において残ってしまう掻き傷をなくすことができる、などの効果を得るために、アルミニウム合金を含む基板上のＮｉＰ層の直ぐ上にＮｉＯ層があることが前提であり、また、これに対処するため、ＮｉＰの表面酸化によりＮｉＯ層を形成している（しなければならない）のである。また、この公報に記載のディスクでは、磁性層の直ぐ下に反強磁性層（ＮｉＯ層）が存在することができないので、Ｃｏ合金磁性層と反強磁性層（ＮｉＯ層）との間の交換相互作用に由来するところの、磁性層の熱による磁気緩和の制御を達成することができない。すなわち、交換相互作用が働くためには、上記した２層が、接触した状態あるいはそれに準ずる状態にあることが必要なのである。さらに、本発明及びこの公報において下地膜として用いられているＣｒ層は、その上の磁性層の配向性を制御し、その磁気特性（保磁力や角型比）を良好なものとするために一般的に用いられているものであるけれども、本発明におけるように、熱による磁気緩和を制御するために磁性層の直ぐ下に反強磁性層を配置したのでは、Ｃｒ層による配向性の制御に対して妨げとなり得る。ところが、本発明では、先にもモデル図で説明したように、反強磁性材料のなかから、結晶格子間隔がＣｒにほぼ一致するＮｉＯを選択して使用することにより、Ｃｒ層による配向性の制御をそのまま保持することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による磁気記録媒体は、上記したように、非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次設けてなるものであって、その典型的な構成は、図２に断面で示す通りである。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、図示されるように、非磁性支持体１と、この支持体の上に順次形成された、下地膜２及びその主成分がコバルトである磁性材料からなる磁性記録膜３とを含むようにして構成することができる。下地膜２は、２層構造を採用していて、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜２−１及びネール温度が少なくとも６０℃である反強磁性材料からなる第２の下地膜２−２からなる。なお、図中、磁性記録膜３の上方には、本発明において必要に応じて存在させることのできる保護膜４が形成されている。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体において、その基体として用いられる非磁性支持体は、この技術分野において常用のいろいろな支持体材料から構成することができる。適当な支持体材料は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ＮｉＰメッキのアルミニウム（アルミニウム合金を含む）ディスク、ガラス又は強化ガラスディスク、表面酸化膜（例えばシリコン酸化膜）を有するシリコンディスク、ＳｉＣディスク、カーボンディスク、プラスチックディスク、セラミックディスクなどを包含する。これらの支持体は、この技術分野において通常行われているように、テクスチャー処理が施されていてもよく、あるいは施されていなくてもよい。かかる支持体の大きさ及び厚さは、所望とする媒体の種類や使用する磁気ディスク装置などのファクタに応じて広く変更することができ、また、以下のものに限定されないというものの、通常、大きさが約１５０〜１６，０００mm2 及び厚さが約５〜１０mmである。
【００１５】
非磁性支持体上の下地膜は、上記したように、２層構造である。第１の下地膜は、その主成分がクロムである非磁性材料から構成される。この第１の下地膜は、特に、クロムを主成分として含有するものであって、従たる成分としてのモリブデンが添加されているものが好ましい。この第１の下地膜において、Ｃｒに対してＭｏを添加することによって、その下地膜の格子間間隔を広げることができるなどの効果を得ることができる。Ｍｏの添加量は、広く変更することができるというものの、通常、Ｃｒ／Ｍｏ合金下地膜の全量を基準にして約０〜３０重量％である。この下地膜は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。第１の下地膜の膜厚は、その組成や特性、組み合わせて使用される第２の下地膜の詳細など、いろいろなファクタに応じて広く変更することができるというものの、好ましくは、１０〜５０nmの範囲である。
【００１６】
第２の下地膜は、直ぐ下の第１の下地膜や直ぐ上の磁性記録膜との関連や、その他の要件に鑑みて、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料から構成されかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である。使用する反強磁性材料は、少なくとも６０℃のネール温度を有することが望ましく、もしもそのネール温度が６０℃を下回る場合、磁気記録媒体として使用される環境（温度）において熱的な安定性を保証できないというような不都合が発生するであろう。この第２の下地膜の形成に適当な反強磁性材料は、特に限定されるわけではないけれども、とりわけＮｉＯが好ましい。この下地膜は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタ法により、常用の成膜条件により形成することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。第２の下地膜の膜厚は、その組成や特性、組み合わせて使用される第１の下地膜の詳細など、いろいろなファクタに応じて広く変更することができるというものの、好ましくは、１０〜１００nmの範囲である。
【００１７】
非磁性支持体上に上記第１及び第２の下地膜を介して形成される磁性記録膜は、上記したように、その主成分がコバルトである磁性材料から構成されるものである。磁性記録膜の形成に適当なＣｏ系磁性材料は、以下に列挙するものに限定されるものではないけれども、例えば、ＣｏＰｔ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＣｒ合金などのＣｏ系二元合金、ＣｏＣｒＰｔなどのＣｏ系三元合金、ＣｏＣｒＰｔ三元合金に対してＴａ及び（又は）Ｎｂを添加した四元又は五元合金などである。本発明の実施において磁性材料としてＣｏ系合金の１組成例を示すと、次の通りである。
【００１８】
コバルト ５６〜７８ａｔ％、
クロム １４〜２２ａｔ％、
白金 ４〜２０ａｔ％及び
タンタル及び（又は）ニオブ ０．５〜４ａｔ％。
かかる磁性記録膜は、好ましくは、スパッタ法により、特定の成膜条件下で有利に形成することができる。スパッタ法としては、上記した下地膜の成膜と同様、例えばマグネトロンスパッタ法などを使用することができる。適当な成膜条件として、例えば、約１００〜３５０℃の成膜温度、約１〜１０ｍＴｏｒｒのＡｒガス圧力、そして約−７０〜−４００Ｖのバイアス電圧を挙げることができる。また、必要に応じて、スパッタ法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。
【００１９】
本発明の磁気記録媒体において、その磁性記録層の膜厚は、その形成に使用するＣｏ系合金の組成や所望とする特性などのファクタに応じて広く変更することができるというものの、通常、それをｔＢｒ（記録膜の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）で表した時、８０Ｇ・μｍ以下であることが好ましい。磁性記録層のｔＢｒが８０Ｇ・μｍより高い領域では、磁性層は熱的にほぼ安定であり、反強磁性層による熱安定化の効果は小さい。また、膜厚ｔが大きい場合、高密度の記録に対応できない。
【００２０】
磁性記録膜は、通常、単一の膜から構成することができ、しかし、必要に応じて、２層もしくはそれ以上の互いに分断された記録膜からなる多層構造膜であってもよい。すなわち、磁性記録膜は、必要に応じて、多層構造の形をとることができ、その際、それぞれの記録膜は、その中間に介在せしめられた非磁性中間膜を介して分断可能である。適当な非磁性中間膜としては、例えば、ＣｒＭｏ層などを挙げることができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体では、特にＳ／Ｎ比及び記録密度を同時に高めるため、ＣｏＣｒＰｔ三元系合金に対してＴａ及び（又は）Ｎｂを添加し、さらに、ノイズの低減のため、層構成や成膜プロセスを最適化することが好ましい。
また、本発明者らの知見によれば、本発明の実施において、選ばれた支持体ごとに、それに最適な成膜条件を選択することができる。例えば、非磁性支持体がＮｉＰメッキのアルミニウムディスクである場合、磁性記録膜を、スパッタ法で、２２０〜３２０℃の成膜温度でコバルト、クロム、白金、タンタル及び（又は）ニオブから有利に形成することができる。
【００２２】
さらに、本発明の磁気記録媒体は、必要に応じて、その最上層として、そして、通常、上記した磁性記録膜の上方に、この技術分野において屡々採用されているように、保護膜をさらに有していてもよい。適当な保護膜としては、例えば、カーボンの単独もしくばその化合物からなる層、例えばＣ層、ＷＣ層、ＳｉＣ層、Ｂ4 Ｃ層、水素含有Ｃ層などを挙げることができるできる。特に、本発明の実施に当たっては、カーボンからなる保護膜を有利に使用することができる。このような保護膜は、常法に従って、例えば、スパッタ法、蒸着法などによって形成することができる。かかる保護膜の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができるというものの、好ましくは、約５〜１０nmである。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体は、上記したような必須の層及び任意に使用可能な層に加えて、この技術分野において常用の追加の層を有していたり、さもなければ、含まれる層に任意の化学処理等が施されていてもよい。例えば、上記した保護膜の上に、フルオロカーボン樹脂系の潤滑層が形成されていたり、さもなければ、同様な処理が施されていてもよい。
【００２４】
さらにまた、本発明は、そのもう１つの面において、上記しかつ以下に詳細に説明する本発明の磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置にある。本発明の磁気ディスク装置において、その構造は特に限定されないというものの、本発明の磁気記録媒体が面内磁化記録方式に基づくものであることを考慮して、基本的に、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えている装置を包含するように構成することが好ましい。特に、再生ヘッド部は、以下に説明するように、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲヘッドを備えていることが好ましい。
【００２５】
本発明の磁気ディスク装置において、好ましくは、磁気抵抗効果素子及び該磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給する導体層を有し、磁気記録媒体からの情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と、薄膜で形成された一対の磁極を有し、磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部とが積層されてなる複合型の磁気ヘッドを使用することができる。磁気抵抗効果型の再生ヘッドは、この技術分野において公知のいろいろな構造を有することができ、そして、好ましくは、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド又は巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド（スピンバルブＧＭＲヘッド等を含む）を包含する。再生ヘッド部の導体層は、いろいろな構成を有することができるけれども、好ましくは、
１．導体層の膜厚に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分を比較的に薄く形成し、その他の部分を厚く形成したもの、
２．導体層の膜厚及び幅員に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分のそれを比較的に薄くかつ細く形成し、その他の部分を厚くかつ幅広に形成したもの、
を包含する。導体層の膜厚及び必要に応じて幅員を上記のように調整することは、いろいろな手法に従って行うことができるものの、特に、導体層の多層化によって膜厚の増加を図ることによりこれを達成することが推奨される。
【００２６】
特に上記したような構成の磁気ディスク装置を使用すると、従来の複合型の磁気ヘッド（情報の読み出しのための磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と情報の記録のための誘導型の記録ヘッド部とを複合的に組み合わせた磁気ヘッド）に比較して、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくするとともに導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば、精確にかつ高感度で情報を読み出すことができる。
【００２７】
本発明の磁気ディスク装置は、好ましくは、その記録ヘッド部及び再生ヘッド部を図３及び図４に示すような積層構造とすることができる。図３は、本発明の磁気ディスク装置のヘッド原理図で、また、図４は、図３の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
図３及び図４において、参照番号１１は磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部、１２は情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部である。記録ヘッド部１１は、ＮｉＦｅ等からなる下部磁極（上部シールド層）１３と、一定間隔をもって下部磁極１３と対向したＮｉＦｅ等からなる上部磁極１４と、これら磁極１３，１４を励磁し、記録ギャップ部分にて、磁気記録媒体に情報の記録を行わせるコイル１５等から構成される。
【００２８】
再生ヘッド部１２は、好ましくはＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等でもって構成されるものであり、その磁気抵抗効果素子部１２Ａ上には、磁気抵抗効果素子部１２Ａにセンス電流を供給するための一対の導体層１６が記録トラック幅に相応する間隔をもって設けられている。ここで、導体層１６の膜厚は、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａが薄く形成され、他の部分１６Ｂは厚く形成されている。
【００２９】
図３及び図４の構成では、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａで薄くなっているため、下部磁極（上部シールド層）１３等の湾曲が小さくなっている。このため、磁気記録媒体に対向する記録ギャップの形状もあまり湾曲せず、情報の記録時における磁気ヘッドのトラック上の位置と読み出し時における磁気ヘッドのトラック上の位置に多少ずれがあっても、磁気ディスク装置は正確に情報を読み出すことができ、オフトラック量が小さいにもかかわらず読み出しの誤差が生じるという事態を避けることができる。
【００３０】
一方、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍以外の部分１６Ｂでは厚く形成されているため、導体層１６の抵抗を全体として小さくすることもでき、その結果、磁気抵抗素子部１２Ａの抵抗変化を高感度で検出することが可能になり、Ｓ／Ｎ比が向上する。又、導体層１６での発熱も避けることができ、発熱に起因したノイズの発生も防げる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明をその典型的な実施例に関して詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではないことを理解されたい。なお、下記の実施例では、下地膜、磁性記録膜及び保護膜の形成のため、図５に構成を示すようなＤＣマグネトロンスパッタ装置を使用した。スパッタ装置１０は、図示されるように、アルゴンガスをスパッタ室に導入するためのアルゴン供給口５、排気口６、ディスク基板１を支承するためのサセプタ７、ターゲット８、そしてマグネット９を装備している。装置のスパッタ室には、１〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空を適用可能である。
例１
磁気記録媒体の製造
良く洗浄されたシリコンディスク基板に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置により、ＣｒＭｏ１０（ａｔ％）からなる第１の下地膜、ＮｉＯからなる第２の下地膜、Ｃｏ７４Ｃｒ１７Ｐｔ５Ｔａ４（ａｔ％）からなる磁性記録膜を順次積層した。この場合、第１の下地膜の成膜前にスパッタ室内を３×１０-7Ｔｏｒｒ以下に排気し、基板温度を２８０℃に上昇させ、アルゴンガスを導入してスパッタ室内を５ｍＴｏｒｒに保持した。第１の下地膜は、ＣｒＭｏをターゲットとして使用して、−２００Ｖのバイアス電圧の印加下に膜厚２５nmで成膜した。次いで、アルゴン圧の調節によりスパッタ室内を２５ｍＴｏｒｒとした後、形成されたＣｒＭｏ下地膜の上にＮｉＯターゲットから第２の下地膜を膜厚５０nmで成膜した。第２の下地膜の成膜時に印加したバイアス電圧は、同じく−２００Ｖであった。次いで、スパッタ室内を再び５ｍＴｏｒｒに戻した後、上記組成のターゲットからそれに対応するＣｏＣｒＰｔＴａ膜をｔＢｒ＝８０Ｇ・μｍ（膜厚３０nmに相当）になるように成膜した。このようにして製造された磁気記録媒体の保磁力を測定したところ、１８００Ｏｅという顕著にすぐれた数値が求められた。
【００３２】
下記の第１表は、本例に従うところの、ＣｒＭｏ１０（２５nm）／ＮｉＯ（５０nm）下地膜を有する磁気記録媒体と、対照としての、ＣｒＭｏ１０（２５nm）のみの下地膜を有する磁気記録媒体の特性を比較したものである。ここで、磁気粘性定数Ｓは、小さいほど熱による緩和が小さく、ＮｉＯ下地を入れない場合、Ｓ＝０．２０、ＮｉＯ下地をいれるとＳ＝０．０９となり、熱緩和が抑えられている。また、磁性膜の残留磁化が熱により初期状態より１０％減少するまでの時間Ｔ１０を比べても、ＮｉＯ下地をいれた媒体は、安定であることが確認できる。
【００３３】
磁気ディスク装置
図６は磁気ヘッド付きスライダを用いた本発明による磁気ディスク装置の好ましい一例を示した平面図（カバーを除いた状態）、そして図７は図６における線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【００３４】
これらの図において、５０はベースプレート５１上に設けられたスピンドルモータ５２によって回転駆動される磁気記録媒体としての複数枚（本例では３枚）の磁気ディスクである。
５３はベースプレート５１上に回転可能に設けられたアクチュエータである。このアクチュエータ５３の一方の回転端部には、磁気ディスク５０の記録面方向に延出する複数のヘッドアーム５４が形成されている。このヘッドアーム５４の回転端部には、スプリングアーム５５が取り付けられ、さらに、このスプリングアーム５５のフレクシャー部に磁気ヘッド付きスライダ４０が絶縁膜（図示せず）を介して傾動可能に取り付けられている。一方、アクチュエータ５３の他方の回転端部には、コイル５７が設けられている。
【００３５】
ベースプレート５１上には、マグネット及びヨークで構成された磁気回路５８が設けられ、この磁気回路５８の磁気ギャップ内に、上記コイル５７が配置されている。そして、磁気回路５８とコイル５７とでムービングコイル型のリニアモータ（ＶＣＭ：ボイスコイルモータ）が構成されている。そして、これらベースプレート５１の上部はカバー５９で覆われている。
【００３６】
次に、上記構成の磁気ディスク装置の作動を説明する。磁気ディスク５０が停止している時には、スライダ４０は磁気ディスク５０の退避ゾーンに接触し停止している。
次に、磁気ディスク５０がスピンドルモータ５２によって、高速で回転駆動されると、この磁気ディスク５０の回転による発生する空気流によって、スライダ４０は微小間隔をもってディスク面から浮上する。この状態でコイル５７に電流を流すと、コイル５７には推力が発生し、アクチュエータ５３が回転する。これにより、ヘッド（スライダ４０）を磁気ディスク５０の所望のトラック上に移動させ、データのリード／ライトを行なうことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来の磁気記録媒体に比較して、磁性記録膜の膜厚をより薄くした場合においても、高保磁力で熱的に安定な磁気記録媒体を得ることができ、また、従来の装置に比較して高密度な磁気ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気記録媒体において第１及び第２の下地膜として用いられるＣｒ及びＮｉＯの結晶格子を示したモデル図である。
【図２】本発明による磁気記録媒体の好ましい１例を示した断面図である。
【図３】本発明による磁気ディスク装置のヘッドの原理を示す断面図である。
【図４】図３の磁気ディスク装置のヘッドの線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
【図５】本発明による磁気記録媒体の形成に用いられたＤＣマグネトロンスパッタ装置の構成を示す略示図である。
【図６】磁気ヘッド付きスライダを用いた本発明による磁気ディスク装置の平面図である。
【図７】図６に示した磁気ディスク装置の線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【符号の説明】
１…非磁性支持体
２…非磁性下地膜
２−１…第１の下地膜
２−２…第２の下地膜
３…磁性記録膜
４…保護膜
５…アルゴン供給口
６…排気口
７…サセプタ
８…ターゲット
９…マグネット
１０…ＤＣマグネトロンスパッタ装置
１１…記録ヘッド部
１２…再生ヘッド部
１３…下部磁極
１４…上部磁極
１５…コイル
１６…導体層
Claims (10)
- 非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である体心立方構造の反強磁性材料からなりかつ、該材料の結晶格子を前記第１の下地膜の体心立方構造の結晶格子と比較した場合に、前者の（１００）面の格子の一辺が後者の（１００）面の格子の対角線の長さとほぼ一致し、したがって前記第１の下地膜上にエピタキシャル成長することが可能である第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次設けてなることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記第２の下地膜がＮｉＯからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記第１の下地膜の膜厚が１０〜５０nmでありかつ前記第２の下地膜の膜厚が１０〜１００nmであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
- 前記記録膜の膜厚が、それをｔＢｒ（記録膜の膜厚ｔと残留磁化密度Ｂｒの積）で表した時、８０Ｇ・μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- カーボンからなる保護膜をさらに有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 面内磁化記録方式に基づくことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 非磁性支持体上に、その主成分がクロムである非磁性材料からなる第１の下地膜、ネール温度が少なくとも６０℃である反強磁性材料からなる第２の下地膜、そしてその主成分がコバルトである磁性材料からなる記録膜を順次スパッタ法により成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
- 前記非磁性支持体としてＮｉＰメッキのアルミニウムディスクを使用し、そして前記記録膜を、スパッタ法で、２２０〜３２０℃の成膜温度で成膜することを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体であり、そして前記再生ヘッド部が磁気抵抗効果型ヘッドを備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
- 前記磁気抵抗効果型ヘッドがＡＭＲヘッド又はＧＭＲヘッドであることを特徴とする請求項９に記載の磁気ディスク装置。
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