JP4028154B2 - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体および磁気記憶装置に関し、特に高密度記録に適した磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。
【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や高感度スピンバルブヘッドの開発により、著しく増大した。磁気ディスクについては、最近20Gb/in2以上の記録密度のものも開発されている。しかし、コンピュータの性能向上に伴い、記録密度を更に向上することが要求されており、記録媒体及び他の装置の設計に更なる向上が求められている。
【0003】
図1は、代表的な水平磁気記録媒体の要部を示す断面図である。磁気記録媒体は、基盤1、Cr又はCr系の下地層2、情報が書き込まれるCo系の磁性層3及びC又はDLCの保護層4が図示の如く積層された構造を有する。保護層4上には、有機物からなる潤滑剤が塗布されている。
【0004】
媒体ノイズを低減するためには、磁性層3に磁気遷移をよりシャープに書き込む必要がある。これは通常、媒体保磁力の増大、磁性層3の膜厚の減少、磁性層3の粒子サイズ及び粒子サイズ分布の広がりの減少、磁性層3の粒子の磁気的孤立化等により達成される。
【0005】
磁性層3の粒子サイズが小さく、且つ、粒子サイズ分布が狭い場合には、より高い信号対雑音比(以下、単に、SNR:Signal−to−Noise Ratioと言う)を得ることができる。磁性層3の粒子サイズを小さくする1つの方法として、下地層2の粒子径を減少させる方法がある。下地層2の粒子サイズは、Mo,V,W,Ti等を含むCr系合金を用いることにより減少させることができる。又、下地層2を2層構造とすることにより、単層構造の場合より小さい粒子サイズを実現できることもある。Co系の磁性層3にBを添加することによっても、磁性層3の粒子サイズを減少させることができる。
【0006】
ところが、磁性層3の粒子サイズが小さいと、磁気記録媒体の熱安定性に悪影響を及ぼす。通常、磁性層3の熱安定性は、熱安定性係数KuV/kTの大きさで表される。ここで、Kuは磁気異方性定数、Vは粒子量、Tは温度、kはボルツマン定数を表す。熱安定性の良い小さな粒子を得るためには、磁気異方性定数Kuを増大させる必要がある。
【0007】
磁気異方性磁界Hkは、飽和磁化をMsで表すと、Hk=2Ku/Msで定義される。磁気異方性磁界Hkが大きいということは、通常高データ転送速度の高密度磁気記録媒体における情報書き込みが行われるナノ秒(ns)領域において保磁力Hcが大きいということである。書き込み周波数における大きな保磁力Hcは、このような磁気記録媒体に対して情報を書き込むのに大きな書き込み電流が必要となることから、書き込みヘッドに対して厳しい制約を課してしまう。しかし、書き込みヘッドにより得られる書き込み電流は、高い磁気モーメントを有する書き込みヘッドの開発が難しいことから、非常に制限されてしまう。
【0008】
図2に示すように、新たなデータを既に書き込まれたデータの上に書き込める性能を表すオーバーライト性能(以下、オーバーライト特性と言う)は、高い磁気異方性磁界Hkを有する磁気記録媒体程低下する。図2は、100nsのスウィープ時間で各種保磁力を有する磁気記録媒体のオーバーライト特性を示す図である。同図中、縦軸はオーバーライト特性OW(dB)、横軸は100nsのスウィープ時間での保磁力Hc(Oe)を示す。磁気異方性定数Kuが増加して磁気異方性磁界Hkが増加するにつれて、オーバーライト特性OWは図2に示すように制限されてしまう。しかし、磁気異方性定数Kuの増加に伴う磁気異方性磁界Hkの増加は、磁気異方性定数Kuの増加が飽和磁化Msの増加を伴えば、制限又は逆転可能である。
【0009】
磁性層3の磁気異方性定数Kuは、通常は磁性層3を構成するCo系合金にPt等の元素を添加することで増加させることができる。しかし、Ptを添加することにより磁気異方性定数Kuを増加させると、必然的に飽和磁化Msの減少を招き、その結果オーバーライト特性OWが制限されてしまう。他方、磁気異方性定数Kuを増加させるのに、磁性層3のCo量を増加させる方法もある。しかし、磁性層3のCo量を増加させると、磁気異方性定数Kuだけではなく、飽和磁化Msをも増加させてしまう。
【0010】
磁性層3は、一般的にはCoCr合金からなり、CrはCo粒子間の偏析を促進する。このような偏析は、低媒体ノイズを実現する上で非常に重要である。磁性層3がCoCrPt,CoCrTa,CoCrPtTa,CoCrPtB等の合金からなる一般的な磁気記録媒体を製造する場合、Cr濃度が18〜26原子%(At%)のターゲットを用いる。Crの大部分は粒子境界部分に残るが、Crのかなりの部分は依然として粒子内に残る。又、必要な保磁力Hcと磁気異方性定数Kuを得るために、8〜14At%のPtを更に添加する。これにより、粒子内のCoは、Crや他の添加物により希釈され、結果的に磁性層3の飽和磁化Msを大幅に減少させてしまう。ところが、磁性層3が単層構造を有する磁気記録媒体においては、高いSNRを得るために必要な偏析を考慮すると、このようなCoの希釈は避けられない。
【0011】
図3は、保磁力の増加に伴うSNRの増加傾向を示す図である。同図中、縦軸は磁気記録媒体のSNR(又は媒体SNR)(dB)、横軸は磁気記録媒体の保磁力Hc(又は媒体保磁力)(Oe)を示す。媒体保磁力の増大は、磁性層3を高い磁気異方性定数Kuを有する磁性材料で構成することにより可能である。上述の如く、良いオーバーライト特性OWを得るためには、高い磁気異方性定数Kuを有する磁性材料は、飽和磁化Msの増加を伴わなければならない。
【0012】
ある組成材料の場合、保磁力Hcは磁性性層3の面内c軸配向を向上させることで向上可能である。このように向上された面内c軸配向は、dc−消去されたノイズを低減させる残留磁化Mrの増加を引き起こす。磁性層3の面内c軸配向は、好ましくは
【0013】
【外1】
面がCr下地層2の(200)面にエピタキシャル成長されるか、或いは、
【0014】
【外2】
面がNiAl下地層2の(211)面にエピタキシャル成長されるCo系合金で磁性層3を構成することで促進される。下地層2と磁性層3との間の格子不整合は、積層不良を引き起こして保磁力Hcの低下を招く可能性がある。そこで、上記の如き格子不整合は、Cr下地層2にMo,V,W等の元素を添加することで最小限に抑えることができる。
【0015】
磁性層3のうち、数単分子層は、hcp−bcc界面でのストレスや欠陥により非磁性である可能性がある。このような場合、非磁性又は多少磁性でhcp構造の薄い中間層を設けることで、欠陥を減少させて面内保磁力を向上することができ、このような方法は例えば米国特許第5,820,963号公報や米国特許第5,848,386号公報等にて提案されている。
【0016】
媒体ノイズは、残留磁化をMr、磁性層3の膜厚をtで表すと、Mrtなるパラメータを減少させることでも低減可能である。パラメータMrtは、媒体厚を減少させるか、或いは、磁性層3の飽和磁化Msを減少させることで減少させることができる。しかし、媒体厚をある程度以上に減少させると、それ以上の媒体ノイズの低下は不可能である。これは、磁性粒が熱安定性を失い、保磁力Hcが減少し、媒体ノイズが増加してしまうからである。従って、ある組成材料からなる磁性層3については、SNRが最大となる最適な媒体厚が存在する。このため、あるMrt値に対しては、高い飽和磁化Msと小さい媒体厚の組み合わせの方が、低い飽和磁化Msと大きな媒体厚の組み合わせより好ましい。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、磁気記録媒体において高密度記録を実現するためには、媒体ノイズを低減する必要がある。又、磁気記録媒体のオーバーライト特性および熱安定性を向上する必要もある。しかし、熱安定性に悪影響を及ぼすことなく良いオーバーライト特性を得るためには、磁性層の飽和磁化Msを増大させる必要がある。ところが、単層構造の磁性層を有する磁気記録媒体では、飽和磁化Msを増大させると、通常は粒子間相互作用に影響を及ぼしてしまい、結果的にSNRの低下につながってしまう。
【0018】
そこで、本発明は、SNR、オーバーライト特性及び熱安定性を同時に向上可能な磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、基板と該基板の上方に設けられた磁性層とを備えた水平磁気記録媒体であって、該磁性層の面内c軸配向は、(11−20)面又は(10−10)面が下側の層の所定の面方向にエピタキシャル成長されており、該磁性層は、該基板に近い側に設けられた初期層と、該基板から遠い側に設けられた最終層とからなり、該初期層及び最終層は、該初期層の飽和磁化MSa、該最終層の飽和磁化MSb及び該磁性層全体としての飽和磁化MStotは、MSa<MStot<MSbなる関係を満足すると共に、該初期層のオーバーライト特性は該最終層のオーバーライト特性よりも高く、且つ、該初期層の熱安定性係数は該最終層の熱安定性係数よりも低い特性を有する、少なくともCoCrPtBを含む合金からなることを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0020】
前記磁性層全体としての保磁力は、前記初期層単体の場合の保磁力よりも大きく、且つ、前記最終層単体の場合の保磁力よりも小さい構成としても良い。
【0021】
前記初期層は、CoCrx1合金からなり、前記最終層はCoCrx2合金からなり、x1は18<x1<27を満足する原子%を示し、x2は10<x2<24を満足する原子%を示す構成としても良い。又、前記初期層は、CoCrBy合金からなり、前記最終層はCoCrBz合金からなり、yは1<y<8を満足する原子%を示し、zは0<z<6を満足する原子%を示す構成としても良い。
【0022】
従って、本発明によれば、SNR、オーバーライト特性及び熱安定性を同時に向上可能な磁気記録媒体及び磁気記憶装置を実現できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明になる磁気記録媒体及び本発明になる磁気記憶装置の各実施例を、以下に図4以降と共に説明する。
【0024】
【実施例】
図4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、基板11、Cr又はCr系下地層12、情報が書き込まれるCo系磁性層13及びC又はDLC保護層14が、同図に示す順序で積層されている。保護層14上には、有機物からなる潤滑剤が塗布されている。本実施例では、磁性層13は2層構造を有する。磁性層13の2層構造は、初期層21と、初期層21上に設けられた最終層22とからなる。
【0025】
初期層21の飽和磁化MSa、最終層22の飽和磁化MSb及び磁性層13全体としての飽和磁化MStotは、MSa<MStot<MSbなる関係を満足するように設定されている。この結果、磁性層13全体としての信号対雑音比(SNR)は、初期層21単体に対応する単層構造の磁性層の場合のSNR及び最終層22単体に対応する単層構造の磁性層の場合のSNRのいずれよりも高い。
【0026】
本実施例では、初期層21は、CoCr,CoCrTa,CoCrPt,CoCrPtB,CoCrPtBCu,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtW,CoCrPtTaNb又はこれらの合金からなるグループから選択された材料からなる。
【0027】
又、最終層22は、CoCr,CoCrTa,CoCrPt,CoCrPtB,CoCrPtBCu,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtW,CoCrPtTaNb又はこれらの合金からなるグループから選択された材料からなる。
【0028】
初期層21及び最終層22がいずれもCoCr合金からなる場合、初期層21は、CoCrx1合金からなり、最終層22はCoCrx2合金からなり、x1は18<x1<27を満足する原子%(At%)を示し、x2は10<x2<24を満足するAt%を示す構成とすることが望ましい。
【0029】
又、初期層21及び最終層22がいずれもCoCrB合金からなる場合、初期層21は、CoCrBy合金からなり、最終層22はCoCrBz合金からなり、yは1<y<8を満足するAt%を示し、zは0<z<6を満足するAt%を示す構成とすることが望ましい。
【0030】
基板11は、NiPがめっきされたAl系合金、NiPがめっき或いはめっきされていないガラス、Si、SiC等からなる。下地層12は、非磁性のNiAl、FeAl、Cr、CrMo,CrMoW,CrTi,CrV,CrW等のCr系合金、又はB2結晶構造を有する合金からなる。非磁性下地層12がCr,CrMo,CrMoW,CrTi,CrV,CrWからなるグループから選択された材料で構成される場合には、下地層12の膜厚は好ましくは約1〜25nmに設定される。他方、非磁性下地層12がNiAl又はFeAlで構成される場合には、下地層12の膜厚は約5〜80nmに設定される。
【0031】
図5は、磁気記録媒体の第1実施例のSNR特性を説明する図である。同図中、縦軸はSNR(dB)、横軸は初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図は、初期層21がCo59Cr24Pt9B8からなり、最終層22がCo62Cr22Pt10B6からなる場合のSNRを示す。尚、同図に示すCCPB及びこれに続く数字は、夫々CoCrPtB及びCr,Pt,Bの濃度のAt%値を示す。
【0032】
図5において、初期層21の膜厚が0nmである点は、膜厚が20nmである従来のCo62Cr22Pt10B6からなる単層構造の磁性層のSNRに対応する。同様に、最終層22の膜厚が0nmである点は、膜厚が20nmである従来のCo59Cr24Pt9B8からなる単層構造の磁性層のSNRに対応する。同図中の他の点は、初期層21と最終層22からなる2層構造を有し、総膜厚がいずれも20nmである本実施例の磁性層13のSNRに対応する。従って、同図は、第1実施例において得られるSNRと、従来の単層構造の磁性層で得られるSNRとを、実質的に比較するものである。同図からもわかるように、初期層21と最終層22の膜厚がいずれも10nmであると、第1実施例で得られるSNRは、従来の単層構造の磁性層で得られるSNRと比較すると、約1.5dBの改善が確認された。
【0033】
図6は、磁気記録媒体の第1実施例の各種磁性層組成についてのSNR特性を示す図である。同図中、縦軸はSNR(dB)を示し、磁性層13の各種組成が横軸に沿って示されている。又、黒色で示すデータは、第1実施例において初期層21及び最終層22の膜厚がいずれも10nmである場合のSNRを示し、両側の灰色及び白色で示すデータは、夫々磁性層13が膜厚が20nmの初期層21のみからなる場合と膜厚が20nmの最終層22のみからなる場合のSNRを示す。つまり、黒色の両側の灰色及び白色で示すデータは、夫々従来の単層構造の磁性層のデータに対応する。尚、図6において、CCPBはCoCrPtB、CCPTはCoCrPtTa、CCPTBはCoCrPtTaBを示し、これらに続く数字は、Cr以降の元素の濃度のAt%値を示す。図6からもわかるように、第1実施例で得られるSNRは、従来の単層構造の磁性層のSNRと比較して改善されていることがわかる。
【0034】
図7は、磁気記録媒体の第1実施例の飽和磁化を示す図である。同図中、縦軸は飽和磁化Ms(emu/cc)、横軸は磁性層13を構成する初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図においては、図5と同一記号を用いる。図7からもわかるように、第1実施例で得られる飽和磁化Msは、初期層21のみの場合に得られる飽和磁化より高い。即ち、本実施例で得られる飽和磁化Msは、膜厚が20nmの初期層21単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られる飽和磁化よりも高い。
【0035】
図8は、磁気記録媒体の第1実施例の保磁力を示す図である。同図中、縦軸は保磁力Hc(Oe)、横軸は磁性層13を構成する初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図においては、図5と同一記号を用いる。図8からもわかるように、第1実施例で得られる保磁力Hcは、初期層21のみの場合に得られる保磁力より高い。即ち、本実施例で得られる保磁力Hcは、膜厚が20nmの初期層21単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られる保磁力よりも高い。
【0036】
図9は、磁気記録媒体の第1実施例のオーバーライト特性を示す図である。同図中、縦軸はオーバーライト特性OW(dB)、横軸は磁性層13を構成する初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図においては、図5と同一記号を用いる。図9からもわかるように、第1実施例で得られるオーバーライト特性OWは、最終層22のみの場合に得られるオーバーライト特性より高い。即ち、本実施例で得られるオーバーライト特性OWは、膜厚が20nmの最終層22単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られるオーバーライト特性よりも高い。
【0037】
図10は、磁気記録媒体の第1実施例の100nsにおける保磁力を説明する図である。同図中、縦軸は100nsにおける保磁力Hc(kOe)を示し、磁性層13の各種組成が横軸に沿って示されている。同図においては、図6と同一記号を用いる。図10からもわかるように、第1実施例で得られる100nsにおける保磁力Hcは、初期層21のみの場合に得られる100nsにおける保磁力より高い。即ち、本実施例で得られる100nsにおける保磁力Hcは、膜厚が20nmの初期層21単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られる100nsにおける保磁力よりも高い。
【0038】
図11は、磁気記録媒体の第1実施例の熱安定性係数を説明する図である。同図中、縦軸は熱安定性係数KuV/kTを示し、磁性層13の各種組成が横軸に沿って示されている。同図においては、図6と同一記号を用いる。図11からもわかるように、第1実施例で得られる熱安定性係数KuV/kTは、初期層21のみの場合に得られる熱安定性係数より高い。即ち、本実施例で得られる熱安定性係数KuV/kTは、膜厚が20nmの初期層21単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られる熱安定性係数よりも高い。
【0039】
図12は、磁気記録媒体の第1実施例の磁気異方性定数を説明する図である。同図中、縦軸は磁気異方性定数Ku(x106 rg/cc)、横軸は磁性層13を構成する初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図においては、図5と同一記号を用いる。図12からもわかるように、第1実施例で得られる磁気異方性定数Kuは、初期層21のみの場合に得られる磁気異方性定数より高い。即ち、本実施例で得られる磁気異方性定数Kuは、膜厚が20nmの初期層21単体のみからなる従来の単層構造の磁性層で得られる磁気異方性定数よりも高い。
【0040】
初期層21は良いオーバーライト特性OWを有するが、飽和磁化Ms及び熱安定性係数KuV/kTは夫々最終層22より低い。他方、最終層22は高い飽和磁化Ms及び熱安定性係数KuV/kTを有するが、オーバーライト特性OWは初期層21より低い。このような特性を有する初期層21と最終層22の組み合わせにより磁性層13を構成することにより、従来の単層構造の磁性層の場合のように、初期層21のみ、或いは、最終層22のみが設けられている場合と比較すると、SNRを改善することが可能となる。又、初期層21と最終層22の組み合わせにより磁性層13を構成することにより、オーバーライト特性OW及び熱安定性係数KuV/kTは、夫々従来の単層構造の磁性層のように最終層22のみが設けられている場合と比較すると改善される。
【0041】
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。磁気記録媒体の第2実施例の基本構成は、図4に示す上記磁気記録媒体の第1実施例の基本構成と同じで良いため、その図示及び説明は省略する。
【0042】
本実施例では、初期層21の飽和磁化MSa、最終層22の飽和磁化MSb及び磁性層13全体としての飽和磁化MStotは、MSa>MStot>MSbなる関係を満足するように設定されている。この結果、磁性層13全体としてのSNRは、初期層21単体に対応する単層構造の磁性層の場合のSNR及び最終層22単体に対応する単層構造の磁性層の場合のSNRのいずれよりも高い。
【0043】
図13は、磁気記録媒体の第2実施例のSNR特性を説明する図である。同図中、縦軸はSNR(dB)、横軸は初期層21の膜厚(nm)及び最終層22の膜厚(nm)を示す。同図は、初期層21がCo65Cr21Pt12Ta2からなり、最終層22がCo62Cr22Pt9B7からなる場合のSNRを示す。同図においては、図5及び図6と同一記号を用いる。初期層21の飽和磁化Msは420emu/ccであり、最終層22の飽和磁化Msは300emu/ccであり、磁性層13全体としての飽和磁化Msは370emu/ccである。
【0044】
図13において、初期層21の膜厚が0nmである点は、膜厚が20nmである従来のCo62Cr22Pt9B7からなる単層構造の磁性層のSNRに対応する。同様に、最終層22の膜厚が0nmである点は、膜厚が20nmである従来のCo65Cr21Pt12Ta2からなる単層構造の磁性層のSNRに対応する。同図中の他の点は、初期層21と最終層22からなる2層構造を有し、総膜厚がいずれも20nmである本実施例の磁性層13のSNRに対応する。従って、同図は図5の場合と同様に、第2実施例において得られるSNRと、従来の単層構造の磁性層で得られるSNRとを、実質的に比較するものである。同図からもわかるように、初期層21と最終層22の膜厚がいずれも10nmであると、第2実施例で得られるSNRは、従来の単層構造の磁性層で得られるSNRと比較すると、約1.5dBの改善が確認された。
【0045】
図14は、従来の単層構造の磁性層の粒子径を説明する図である。又、図15は、第1実施例における2層構造の磁性層における粒子径を説明する図である。
図14中、(a)は粒子径分布を示し、(b)は膜厚が20nmでCCPB22−10−6からなる単層構造の磁性層のTEM像を示す。この場合、平均粒径Dave=10.9nm、標準偏差σ=4.7nm、SNR=24.5dBである。
【0046】
図15中、(a)は粒子径分布を示し、(b)は磁性層13が膜厚が10nmでCCPB24−9−8からなる初期層21と、膜厚が10nmでCCPB22−10−6からなる最終層22の2層構造からなる第1実施例のTEM像を示す。この場合、平均粒径Dave=7.4nm、標準偏差σ=2.1nm、SNR=24.9dBである。
【0047】
図16は、従来の単層構造の磁性層の粒子径を説明する図である。又、図17は、第2実施例における2層構造の磁性層における粒子径を説明する図である。
図16中、(a)は粒子径分布を示し、(b)は膜厚が20nmでCCPB24−9−8からなる単層構造の磁性層のTEM像を示す。この場合、平均粒径Dave=6.1nm、標準偏差σ=1.4nm、SNR=24.6dBである。
【0048】
図17中、(a)は粒子径分布を示し、(b)は磁性層13が膜厚が10nmでCCPB22−10−6からなる初期層21と、膜厚が10nmでCCPB24−9−8からなる最終層22の2層構造からなる第2実施例のTEM像を示す。この場合、平均粒径Dave=6.3nm、標準偏差σ=1.5nm、SNR=25.9dBである。
【0049】
図14〜図17からもわかるように、磁気記録媒体の上記第1及び第2実施例によれば、初期層21及び最終層22の両方の良い特性を十分生かすことができる。
【0050】
図18は、本発明と2層構造の磁性層を有する従来の磁気記録媒体の特性の違いを説明する図である。
【0051】
例えば、米国特許第5,772,857号公報及び米国特許第5,952,097号公報にて提案されている磁気記録媒体は、2層構造の磁性層を有する。しかし、このような2層構造は、例えばCoCrTa初期層とCoCrPtTa最終層で構成され、初期層及び最終層の両方と比較して2層構造のSNRを向上させる構成ではない。図18は、米国特許第5,772,857号公報及び米国特許第5,952,097号公報にて提案されている2層構造の磁性層で得られるSNRを示す。図18からも明らかなように、提案されている2層構造で得られるSNRは、初期層で得られるSNRと最終層で得られるSNRの平均値である。従って、この提案されている2層構造で得られるSNRは、初期層のSNR及び最終層のSNRのいずれに対しても改善されているわけではない。このように、米国特許第5,772,857号公報及び米国特許第5,952,097号公報にて提案されている磁気記録媒体の2層構造の磁性層は、本発明で用いる磁性層の2層構造とは全く異なるものである。
【0052】
次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を、図19及び図20と共に説明する。図19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20は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。
【0053】
図19及び図20に示すように、磁気記憶装置は大略ハウジング113からなる。ハウジング113内には、モータ114、ハブ115、複数の磁気記録媒体116、複数の記録再生(書き込み/読み出し又はリード/ライト)ヘッド117、複数のサスペンション118、複数のアーム119及びアクチュエータユニット120が設けられている。磁気記録媒体116は、モータ114により回転されるハブ115に取り付けられている。記録再生ヘッド117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117は、対応するアーム119の先端にサスペンション118を介して取り付けられている。アーム119は、アクチュエータユニット120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。
【0054】
本実施例の磁気記憶装置は、磁気記録媒体116に特徴がある。各磁気記録媒体116は、上記磁気記録媒体の実施例又は後述する変形例のいずれかの構成を有する。勿論、磁気記録媒体116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。
【0055】
磁気記憶装置の基本構成は、図19及び図20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。
【0056】
図21は、磁気記録媒体の第1及び第2実施例の変形例の要部を示す断面図である。同図中、図4と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0057】
本変形例は、上記磁気記録媒体の第1及び第2実施例のいずれにも適用可能である。図21に示すように、本変形例では、下地層12と、磁性層13の初期層21との間に、中間層23が設けられている。この中間層23は、例えばCoCr系合金からなり、膜厚は約1〜5nmである。中間層23は、hcp結晶構造の非磁性又は多少磁性の材料でも構成可能である。このような中間層23を設けることにより、保磁力Hcの増大及び媒体ノイズの低減効果を更に向上することができる。
【0058】
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、本発明の範囲内で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。
【0059】
本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
【0060】
(付記1) 基板と該基板の上方に設けられた磁性層とを備えた磁気記録媒体であって、
該磁性層は、該基板に近い側に設けられた初期層と、該基板から遠い側に設けられた最終層とからなり、
該初期層の飽和磁化MSa、該最終層の飽和磁化MSb及び該磁性層全体としての飽和磁化MStotは、MSa<MStot<MSbなる関係を満足することを特徴とする、磁気記録媒体。
【0061】
(付記2) 基板と該基板の上方に設けられた磁性層とを備えた磁気記録媒体であって、
該磁性層は、該基板に近い側に設けられた初期層と、該基板から遠い側に設けられた最終層とからなり、
該初期層の飽和磁化MSa、該最終層の飽和磁化MSb及び該磁性層全体としての飽和磁化MStotは、MSa>MStot>MSbなる関係を満足することを特徴とする、磁気記録媒体。
【0062】
(付記3) 前記磁性層全体としての信号対雑音比は、前記初期層単体の場合の信号対雑音比及び前記最終層単体の場合の信号対雑音比のいずれよりも高いことを特徴とする、(付記1)又は(付記2)記載の磁気記録媒体。
【0063】
(付記4) 前記磁性層全体としての保磁力は、前記初期層単体の場合の保磁力及び前記最終層単体の場合の保磁力のいずれよりも高いことを特徴とする、(付記1)〜(付記3)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0064】
(付記5) 前記初期層の膜厚は1〜10nmであり、前記最終層の膜厚は1〜10nmであることを特徴とする、(付記1)〜(付記4)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0065】
(付記6) 前記初期層は、CoCrx1合金からなり、前記最終層はCoCrx2合金からなり、x1は18<x1<27を満足する原子%を示し、x2は10<x2<24を満足する原子%を示すことを特徴とする、(付記1)〜(付記5)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0066】
(付記7) 前記初期層は、CoCrBy合金からなり、前記最終層はCoCrBz合金からなり、yは1<y<8を満足する原子%を示し、zは0<z<6を満足する原子%を示すことを特徴とする、(付記1)〜(付記5)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0067】
(付記8) Kuが磁気異方性定数、Vが粒子量、Tが温度、kがボルツマン定数を表すとすると、前記磁性層全体としての熱安定性係数KuV/kTは、前記初期層単体の場合の熱安定性係数よりも高いことを特徴とする、(付記1)〜(付記7)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0068】
(付記9) 前記磁性層全体としての粒子径は、該磁性層全体としての膜厚と同じ膜厚の前記最終層単体の場合の粒子径よりも小さいことを特徴とする、(付記1)〜(付記8)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0069】
(付記10) 前記初期層及び前記最終層は、いずれもCoCr,CoCrTa,CoCrPt,CoCrPtB,CoCrPtBCu,CoCrPtTa,CoCrPtTaB,CoCrPtW,CoCrPtTaNb又はこれらの合金からなるグループから選択された材料からなることを特徴とする、(付記1)〜(付記9)のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
【0070】
(付記11) ヘッドと、
(付記1)〜(付記10)のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする、磁気記憶装置。
【0071】
【発明の効果】
本発明によれば、SNR、オーバーライト特性及び熱安定性を同時に向上可能な磁気記録媒体及び磁気記憶装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】代表的な水平磁気記録媒体の要部を示す断面図である。
【図2】100nsのスウィープ時間で各種保磁力を有する磁気記録媒体のオーバーライト特性を示す図である。
【図3】保磁力の増加に伴うSNRの増加傾向を示す図である。
【図4】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5】磁気記録媒体の第1実施例のSNR特性を説明する図である。
【図6】磁気記録媒体の第1実施例の各種磁性層組成についてのSNR特性を示す図である。
【図7】磁気記録媒体の第1実施例の飽和磁化を示す図である。
【図8】磁気記録媒体の第1実施例の保磁力を示す図である。
【図9】磁気記録媒体の第1実施例のオーバーライト特性を示す図である。
【図10】磁気記録媒体の第1実施例の100nsにおける保磁力を説明する図である。
【図11】磁気記録媒体の第1実施例の熱安定性係数を説明する図である。
【図12】磁気記録媒体の第1実施例の磁気異方性定数を説明する図である。
【図13】本発明になる磁気記録媒体の第2実施例のSNR特性を示す図である。
【図14】従来の単層構造の磁性層の粒子径を説明する図である。
【図15】第1実施例における2層構造の磁性層における粒子径を説明する図である。
【図16】従来の単層構造の磁性層の粒子径を説明する図である。
【図17】第2実施例における2層構造の磁性層における粒子径を説明する図である。
【図18】本発明と2層構造の磁性層を有する従来の磁気記録媒体の特性の違いを説明する図である。
【図19】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20】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。
【図21】磁気記録媒体の第1及び第2実施例の変形例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
11 基板
12 下地層
13 磁性層
14 保護層
21 初期層
22 最終層
Claims (4)
- 基板と該基板の上方に設けられた磁性層とを備えた水平磁気記録媒体であって、
該磁性層の面内c軸配向は、(11−20)面又は(10−10)面が下側の層の所定の面方向にエピタキシャル成長されており、
該磁性層は、該基板に近い側に設けられた初期層と、該基板から遠い側に設けられた最終層とからなり、
該初期層及び最終層は、該初期層の飽和磁化MSa、該最終層の飽和磁化MSb及び該磁性層全体としての飽和磁化MStotは、MSa<MStot<MSbなる関係を満足すると共に、該初期層のオーバーライト特性は該最終層のオーバーライト特性よりも高く、且つ、該初期層の熱安定性係数は該最終層の熱安定性係数よりも低い特性を有する、少なくともCoCrPtBを含む合金からなることを特徴とする、磁気記録媒体。 - 前記磁性層全体としての保磁力は、前記初期層単体の場合の保磁力よりも大きく、且つ、前記最終層単体の場合の保磁力よりも小さいことを特徴とする、請求項1記載の磁気記録媒体。
- 前記初期層は、CoCrx1PtBy合金からなり、前記最終層はCoCrx2PtBz合金からなり、x1は18<x1<27を満足する原子%を示し、x2は10<x2<24を満足する原子%を示し、yは1<y<8を満足する原子%を示し、zは0<z<6を満足すると共にy>zを満足することを特徴とする、請求項1又は2記載の磁気記録媒体。
- ヘッドと、
請求項1〜3のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする、磁気記憶装置。
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