JPH10228621A - 磁気記録媒体及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気記録媒体及び磁気ディスク装置

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JPH10228621A
JPH10228621A JP9031912A JP3191297A JPH10228621A JP H10228621 A JPH10228621 A JP H10228621A JP 9031912 A JP9031912 A JP 9031912A JP 3191297 A JP3191297 A JP 3191297A JP H10228621 A JPH10228621 A JP H10228621A
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recording medium
recording
head
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Kenji Sato
賢治 佐藤
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性基板と、その基板上に順次形成され
た、非磁性材料からなる下地膜及び磁性材料からなる記
録膜とを含む磁気記録媒体に関し、高い再生出力に結び
つく高保磁力を有しかつノイズの低い面内磁気記録媒体
を提供することを目的とする。 【解決手段】 下地膜を主たる成分としてのクロムと従
たる成分としてのモリブデンから構成し、磁性記録膜
を、56〜78at%のコバルト、14〜22at%の
クロム、4〜20at%の白金、そして0.5〜4at
%のタンタル及び(又は)ニオブから構成し、そして前
記記録膜のtBr(記録膜の膜厚tと残留磁化密度Br
の積)が40〜200G・μm であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、高い保磁力により高密度記
録を可能とするとともに、再生出力を維持したまま媒体
ノイズを低減させることによりS/N比を向上させた磁
気記録媒体に関する。本発明はまた、上記したような磁
気記録媒体を使用した、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(magnet
oresistive)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(an
isotropic magnetoresistiv
e)ヘッド、巨大磁気抵抗効果を利用したGMR(gi
ant 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CoCr
TaPt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CoCrPtT
aの四元系合金よりなる磁性層(膜厚=約20〜100
nm)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5−72
016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。しかし、これらの公開された特許公報では、磁
気記録媒体の保磁力を高めるのに有効な手段が教示され
ているけれども、本発明で同時に達成しようとしている
ノイズの低下については、全く考慮されていない。
【0004】高保磁力及び低ノイズの両特性を同時に満
足させる磁気記録媒体は、特開平7−50008号公報
において教示されている。すなわち、この公報に教示さ
れている磁気記録媒体は、非磁性基体層上に、クロム又
はクロム合金からなる非磁性金属下地層(膜厚100〜
3000Å)を介して、60〜80at%のCo、5〜
20at%のCr、1〜20at%のPt、そして0.
5〜6at%の、Nb、Hf、W、Ti及びTaのうち
の1種からなる合金組成の磁性層を形成したことを特徴
としている。この発明に従うと、1610〜1750O
eの高い保磁力(実施例1〜7)とともに、低ノイズも
達成することができる。また、特開平7−50009号
公報では、CoCrPt合金からなる単層磁性膜の下地
層として、Cr95〜60at%とMo、Wのうちの1
種以上5〜40at%とからなる合金組成を有する薄膜
媒体を使用したことを特徴とする磁気記録媒体が開示さ
れている。この磁気記録媒体でも、高い保磁力ととも
に、低ノイズも達成することができる。具体的には、下
地層として28at%のMoを含有するCr層を使用す
ることにより、Cr単独からなる下地層に較べて10%
ほどノイズの低減を図ることができる。しかしながら、
これらの公報に教示されている技術は、依然として、解
決されなければならない課題を有している。例えば、特
開平7−50008号公報に記載の磁気記録媒体では、
実施例に具体的に示されるように、比較例に比較して高
い保磁力(Hc≧1500Oe)を与えることができる
というものの、高々1610〜1750Oeの範囲であ
る。少なくともHc≧2000Oeを与えるような磁気
記録媒体を提供することが望ましい。また、tBrにつ
いてみると、同じく実施例に示されるように320〜3
40G・μm の範囲を与える技術であるので、今後にお
いてさらに高レベルが要求されることが予想される高密
度化には不十分である。最高でも200G・μm のtB
rを与えるような磁気記録媒体を提供することが望まし
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、高い再生出力に結びつく高い保磁力を有し、しかも
ノイズの低下ももたらすことのできる磁気記録媒体、そ
して低ノイズを維持したまま再生出力を向上させること
によりS/N比を向上させることのできる磁気記録媒体
を提供することにある。
【0006】本発明の第2の目的は、上記したような本
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。
【0007】
【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、非磁性基板と、その基板上に順次形成され
た、非磁性材料からなる下地膜及び磁性材料からなる記
録膜とを含む磁気記録媒体において、前記下地膜が主た
る成分としてのクロムと従たる成分としてのモリブデン
から構成されており、前記記録膜が、下記の成分: コバルト 56〜78at% クロム 14〜22at% 白金 4〜20at% タンタル及び(又は)ニオブ 0.5〜4at% から構成されており、保磁力Hc>2000Oeであ
り、そして前記記録膜のtBr(記録膜の膜厚tと残留
磁化密度Brの積)が40〜200G・μm であること
を特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【0008】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。
【0009】
【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、非磁性基板と、その基板上に順次形成さ
れた、非磁性材料からなる下地膜及び磁性材料からなる
記録膜とを含むものであって、その典型的な構成は、図
1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、非磁性金属材料であるコ
バルトとモリブデンからなる下地膜2及び上記したよう
に特定の磁性金属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。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。
【0010】本発明の磁気記録媒体において、非磁性支
持体上に形成されるべき非磁性の下地膜は、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。下地膜は、好ましくは、
15〜60nmの膜厚を有している。また、非磁性下地層
の上に形成されるべき磁性記録膜は、コバルト、クロ
ム、白金、タンタル及びニオブの五元系合金から構成さ
れるものであって、その合金の組成比は、次の通りであ
る: 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%。 また、この磁性記録膜において、保磁力はHc>200
0Oeであり、そしてtBr(記録膜の膜厚tと残留磁
化密度Brの積)は40〜200G・μm の範囲であ
る。タンタル及びニオブは、上記したように、少なくと
も4at%の量で含まれ、また、その際、タンタル及び
ニオブがそれぞれ同量で含まれるのが好ましい。
【0011】下地膜及び磁性記録膜は、この技術分野に
おいて一般的に用いられてるいろいろな成膜法を使用し
て形成することができるというものの、それぞれ、−7
0〜−400VのDC負バイアスの印加下にスパッタ法
により成膜することが好ましい。また、本発明の好まし
い1態様において、非磁性支持体をNiPメッキのアル
ミニウムディスクから構成するとともに、記録膜を、ス
パッタ法で、220〜320℃の成膜温度で形成するこ
とができる。
【0012】以上に要約して説明した本発明は、本発明
者が従来の技術の問題点を鋭意検討した結果として導か
れたものである。本発明者は、従来のTa及びNbを含
むCoCrPt系の磁性層の材料組成、特に先に参照し
て説明した特開平7−50008号公報に記載されてい
るCoCrPtTaNb系磁性層の材料組成を検討し
た。その結果、この公報の実施例に具体的に示される磁
性層の組成、Co75.8Cr12.5Pt7.7 Ta2 Nb
2 (Cr下地層上)では高保磁力及び低ノイズの両特性
を同時に満足させることができるけれども、磁気特性及
び電磁変換特性において改良の余地があること、しか
し、かかる五元系合金からなる磁性層において、本発明
に従い下地層をCrMo合金としかつ磁性層の材料組成
中のCr量を増大した場合、それらの特性をより改良し
得るということを見い出した。また、磁気記録媒体と組
み合わせて用いられる磁気ヘッドに関して、特開平7−
50008号公報の実施例で用いられている磁気ヘッド
は、インダクティブヘッド(MIGヘッド)であるの
で、実施例において具体的に示されているtBr:33
0G・μm 及びHc:1720Oe程度の特性しか与え
ることができず、1Gb/in 2 以上の高密度記録には
不十分であるということも見い出した。さらに、成膜温
度は230℃であり、低めであること、そして成膜時に
おけるDCバイアスの適用は提案されていないことにも
留意した。
【0013】これとは対照的に、本発明の磁気記録媒体
の磁性記録膜は、その材料組成や成膜方法、成膜条件等
を変更することにより、磁気特性を制御することができ
る。実際に、本発明に従うと、記録媒体の特性の目安と
なる媒体S/N比を30dB以上とすることができ、ま
た、成膜にマグネトロンスパッタ法を用いた場合、成膜
温度を215℃以上、そして適用するDCバイアスを−
80〜−400Vとすることにより、ヘッド走行方向の
媒体磁気特性をHc:2500Oe,S:0.8,
* :0.8とすることができる。
【0014】また、本発明の磁気記録媒体の非磁性下地
膜は、CrMo合金から構成されるものである。下地膜
の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。記録膜の組成、
特に白金(Pt)量によって広がる記録膜の格子間隔に
その格子間隔が近くなるように下地膜の組成を変更する
ことにより、CoCr記録膜のC軸の面内への優先配向
を促すことができることがX線パターンから確認できる
〔Co(110)の回折ピークが大きくなっている〕。
この結果、保磁力Hcも向上することがわかる。さら
に、本発明者の知見によれば、下地膜の膜厚を15〜6
0nmとすることにより、S/N比を効果的に高めること
ができる。
【0015】本発明の磁気記録媒体では、したがって、
S/N比及び記録密度を同時に高めることができる。こ
れは、CoCrPt三元系合金に対してTa及びNbの
両方を添加し、さらに層構成や成膜プロセスを最適化し
たことにより、ノイズが低減させられたことが大きく影
響している。さらに詳しく説明すると、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。
【0016】非磁性支持体上の下地膜は、この技術分野
において常用のクロム/モリブデン合金から構成するこ
とができる。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1〜1
0mTorrのArガス圧力、そして約−70〜−40
0V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。か
かる下地膜の膜厚は、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15
〜60nmである。
【0017】非磁性支持体上に上記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、CoCrPtT
aNbの五元系合金から構成されるものである。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。
【0018】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。
【0019】また、本発明者の知見によれば、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、タンタル及びニオブから
有利に形成することができる。
【0020】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、
4 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5〜15nmであ
る。
【0021】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。
【0022】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、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。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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】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2及び図3
に示すような積層構造とすることができる。図2は、本
発明の磁気ディスク装置の原理図で、また、図3は、図
2の線分B−Bにそった断面図である。図2及び図3に
おいて、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。
【0026】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。
【0027】図2及び図3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。
【0028】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。
【0029】
【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4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、1〜1
0Torr程度の真空を適用可能である。
【0030】例1 磁気記録媒体の製造 良く洗浄された表面にテクスチャ処理が施されているN
iP/Al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%)下地膜、CoCr
17Pt5系(at%)記録膜、C保護膜を順次積層し
た。この場合、下地膜の成膜前にスパッタ室内を3×1
-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5mTo
rrに保持した。下地膜は、0〜−400Vのバイアス
電圧の印加下、異なる膜厚(10〜60nm)で成膜し
た。次いで、形成されたCrMo下地膜の上に組成を異
にするCoCrPtTaNb膜をtBr=100G・μ
m(膜厚27nmに相当)で成膜した。CoCrPtTa
Nb記録膜の組成は、Co74Cr17(at%)ター
ゲットにPt、Ta、Nbチップを配置した複合ターゲ
ットを用いることによって調整した。
【0031】いろいろな条件を適用して、記録膜の組成
と得られる磁気特性との関係及びその他の関係を評価し
た。それぞれの評価試験において、組成分析にはエルネ
ギー分散型組成分析装置(EDS)、磁気測定には振動
試料型磁力計(VSM)を使用した。評価試験の詳細及
び得られた結果を以下に説明する。
【0032】評価試験1 CoCrPt5Ta2Nb2(at%)記録膜の残留磁
化Br(ガウス)のCr組成依存性 CrMo10下地膜の上にCoCrPt5Ta2Nb2
(at%)記録膜をCr含有量をいろいろに変更して形
成した。得られた記録膜のそれぞれについて残留磁化B
r(ガウス)を測定したところ、図5にプロットするよ
うな結果が得られた。この結果から、残留磁化はCr組
成に対して直線的に変化することがわかる。また、残留
磁化量の目安となるBr=2000ガウスを維持するた
めには、Cr含有量を20at%以下に調整する必要の
あることもわかる。
【0033】評価試験2 CoCrPt5Ta2Nb2(at%)記録膜の媒体S
/N(dB)のCr組成依存性 CrMo10下地膜の上にCoCrPt5Ta2Nb2
(at%)記録膜をCr含有量をいろいろに変更して形
成した。得られた記録膜のそれぞれについて媒体S/N
(dB)を測定したところ、図6にプロットするような
結果が得られた。この結果から、Cr組成の増加に伴い
媒体S/Nが増加していることがわかる。また、所要の
媒体S/Nである30dBをクリアするためには、Cr
含有量を14at%以上に調整する必要のあることもわ
かる。
【0034】評価試験3 CoCr17PtTa2Nb2(at%)記録膜の保磁
力Hc(Oe)のPt組成依存性 CrMo10下地膜の上にCoCr17PtTa2Nb
2(at%)記録膜をPt含有量をいろいろに変更して
形成した。得られた記録膜のそれぞれについて保磁力H
c(Oe)を測定したところ、図7にプロットするよう
な結果が得られた。この結果から、Pt含有量が10a
t%の付近で最大の保磁力Hcが得られることがわか
る。また、2000Oe以上の保磁力Hcを得るために
は、Pt含有量を4〜20at%の範囲に含める必要の
あることもわかる。
【0035】評価試験4 CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜の保
磁力Hc(Oe)のtBr/膜厚依存性 CrMo10下地膜の上にCoCr17Pt5Ta2N
b2(at%)記録膜を形成した。得られた記録膜の保
磁力Hc(Oe)がtBr(G・μm)及び従って膜厚
(nm)でいかに変化するかを測定したところ、図8にプ
ロットするような結果が得られた。この結果から、tB
rが100G・μm付近(膜厚では25nm付近)で最大
の保磁力Hcが得られ、それよりも増加すると直線的に
減少することがわかる。また、tBrが40G・μm以
下では保磁力Hcが2000Oe以下となってしまい、
所要の保磁力を維持できないということもわかる。
【0036】評価試験5 CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜及び
他の記録膜の媒体S/N(dB)のtBr/膜厚依存性 CrMo10下地膜の上にCoCr17Pt5Ta2N
b2(at%)記録膜ならびに比較のための記録膜Co
Cr17Pt5Ta4及びCoCr17Pt5Nb4を
形成した。得られた記録膜のそれぞれについて、媒体S
/N(dB)がtBr(G・μm)及び従って膜厚(n
m)でいかに変化するかを測定したところ、図9にプロ
ットするような結果が得られた。この結果から、本発明
の記録膜の場合、tBrが100G・μm付近(膜厚で
は25nm付近)で最大の媒体S/Nが得られ、それより
も増加するとほぼ直線的に減少することがわかる。ま
た、所要S/Nである30dBを満足するためには、t
Brが200G・μm以下でなければならないというこ
ともわかる。
【0037】評価試験6 CoCr17PtTa2Nb2(at%)記録膜及び他
の記録膜の保磁力Hc(Oe)の膜厚依存性 CrMo10下地膜の上にCoCr17Pt5Ta2N
b2(at%)記録膜ならびに比較のための記録膜Co
Cr17Pt5Ta4及びCoCr17Pt5Nb4を
形成した。得られた記録膜のそれぞれの保磁力Hc(O
e)が膜厚(nm)でいかに変化するかを測定したとこ
ろ、図10にプロットするような結果が得られた。この
結果から、本発明の記録膜の場合、CoCr17Pt5
Ta4のTaの一部をNbに置換することによって、S
/N特性を低下させることなく、良好なO/W特性が得
られる程度に保磁力Hcをコントロールすることができ
る(2000〜2500Oe)。
【0038】評価試験7 Co74Cr17Pt5Tax Nby (x +y =4)
(at%)記録膜における孤立波S/NのTaとNbの
添加比率依存性 膜厚25nmのCrMo10下地膜の上にCo74Cr1
7Pt5Tax Nby(x +y =4)(at%)記録膜
をx及びyをいろいろに変更して形成した。得られた記
録膜のそれぞれの孤立波S/N(dB)がTaとNbの
添加比率によっていかに変化するかを測定したところ、
図11にプロットするような結果が得られた。この結果
から、Nb置換量が2〜2.5at%(Ta1.5〜2
at%)付近で最高の孤立波S/Nが得られることがわ
かる。
【0039】評価試験8 CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜の孤
立波S/Nの下地膜厚依存性 膜厚を異にするCrMo10下地膜の上にCoCr17
Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜を形成した。得ら
れた記録膜のそれぞれの孤立波S/N(dB)が下地膜
の膜厚の変動に応じていかに変化するかを測定したとこ
ろ、図12にプロットするような結果が得られた。この
結果から、下地膜厚が約15〜60nmの時に満足し得る
孤立波S/N(30dB以上)が得られ、そして約30
〜40nmの時に最高の孤立波S/Nが得られることがわ
かる。
【0040】評価試験9 CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜の孤
立波S/NのDCバイアス電圧依存性 膜厚25nmのCrMo10下地膜の上にCoCr17P
t5Ta2Nb2(at%)記録膜を形成し、その際、
印加するバイアス電圧(−V)をいろいろに変更した。
得られた記録膜のそれぞれの孤立波S/N(dB)がバ
イアス電圧の変動に応じていかに変化するかを測定した
ところ、図13にプロットするような結果が得られた。
この結果から、バイアス電圧が−70〜−400Vの時
に満足し得る孤立波S/N(30dB以上)が得られ、
そして約−200Vの時に最高の孤立波S/Nが得られ
ることがわかる。
【0041】評価試験10 CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記録膜の孤
立波S/Nの成膜温度依存性 膜厚25nmのCrMo10下地膜の上にCoCr17P
t5Ta2Nb2(at%)記録膜を形成し、その際、
成膜温度をいろいろに変更した。得られた記録膜のそれ
ぞれの孤立波S/N(dB)が成膜温度の変動に応じて
いかに変化するかを測定したところ、図14にプロット
するような結果が得られた。この結果から、成膜温度が
220℃以上の時に満足し得る孤立波S/N(30dB
以上)が得られ、そして成膜温度が高くなればなるほど
S/Nが向上するということがわかる。
【0042】例2 磁気ディスク装置の製造 図15は、本発明の磁気ディスク装置の1実施例を示す
断面図、そして図16は、図15に示した磁気ディスク
装置のなかの磁気抵抗効果素子部及び導体層を示す斜視
図である。図示の例において、導体層31の膜厚は、磁
気抵抗効果素子部30Aの近傍部分31Aで薄く形成さ
れ(例えば1200Å以下。薄いほどよい)、他の部分
31Bで厚く形成されている(例えば3000〜400
0Åもしくは磁気抵抗効果素子部30Aの近傍部分31
Aの2〜4倍)。
【0043】導体層31の磁気抵抗効果素子部30Aの
近傍以外の部分31Bを厚く形成するには、導体層31
を成膜により多層化することが有効である。本例では、
図16に示したように、2層で形成した導体層31を用
いており、まず第1層31−1(例えば膜厚1200Å
以下)を形成し、次に、第1層31−1の31B部分に
だけ、第2層31−2(例えば膜厚1800〜2200
Å)を積層形成している。
【0044】本例での情報の記録/再生動作は、従来の
磁気ディスク装置のそれと全く同様である。即ち、磁気
記録媒体への情報の記録を行う場合は、記録ヘッド部の
コイルに電流を流し、磁極21,22に磁束を生じさせ
る。これにより、磁極21,22の記録ギャップ部分に
て漏れ磁束が生じ、磁気記録媒体に情報の記録が行われ
る。
【0045】一方、磁気記録媒体からの情報の読み出し
は、磁気記録媒体から外部磁界が印加された場合と印加
されない場合において磁気抵抗素子部30Aの電気抵抗
に相違があることを利用して行う。具体的には、磁気抵
抗素子部30Aでの抵抗変化を導体層35,36を介し
て検出し、磁気ヘッドが再生信号として出力する。本例
では、導体層31の膜厚が、磁気抵抗効果素子部30A
の近傍部分31Aで薄くなっているため、下部磁極(上
部シールド層)21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。
【0046】また、導体層31の膜厚が、磁気抵抗効果
素子部30Aの近傍以外の部分31Bでは厚くかつ幅広
に形成されているため、導体層31の抵抗を全体として
小さくすることもできる。ちなみに、従来10Ω程度で
あった抵抗を7〜8Ω程度に低下させることは容易であ
る。その結果、磁気抵抗素子部30Aの抵抗変化を高感
度で検出することが可能になり、S/N比も向上する。
また、導体層31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。
【0047】なお、上記した例では、磁気抵抗効果素子
部30Aの近傍以外の部分31Bでは導体層31を厚く
かつ幅広に形成したが、厚くするだけでもよい。また、
導体層31の接続位置はセンス電流を所定の方向に流せ
るものであればよく、図16の位置に限る必要はない。
上記した磁気ヘッドは、セラミック製ヘッド基板上に薄
膜形成技術を用いて多数形成される。その後、ヘッド基
板をヘッドごとに切り出し所定の形状に加工することに
より、図17に示す磁気ヘッド付きのスライダが得られ
る。図17において、スライダ40の磁気記録媒体に対
向する面には、該磁気記録媒体の回転によって生じる空
気流の方向にそった浮上力発生用レール41、42が設
けられている。このレール41、42の浮上面の空気流
入側部分には、傾斜面41a、42aが形成されてい
る。そして、スライダ40におけるレール42の後端面
に、図15に示した磁気ヘッド45が形成されている。
【0048】磁気ディスク装置に関する本例は、図17
の磁気ヘッド及びスライダを用いて構成される。以下、
磁気ディスク装置に関する本例について説明する。図1
8は図17の磁気ヘッド付きスライダを用いた磁気ディ
スク装置の平面図(カバーを除いた状態)、図19は図
18におけるA−A断面図である。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(本実施例では3枚)の磁気ディスクであ
る。
【0049】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前述のスライダ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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】この磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの
導体層として、磁気抵抗効果素子部の近傍部分を薄く形
成し他の部分を厚く形成したものを用いているため、記
録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくすると共に導体層の抵
抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば正確にか
つ高感度に情報を読み出すことができる。
【0053】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、磁気記録媒体において、再生出力を維持したまま媒
体ノイズを低減させることによりS/N比を高くすると
同時に、高い保磁力により高密度記録を可能にすること
ができる。また、この磁気記録媒体を磁気ヘッドとして
磁気抵抗効果型ヘッドを備えている磁気ディスク装置に
用いることにより、優れて良好な磁気記録を行うことが
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の好ましい1例を示
す断面図である。
【図2】本発明による磁気ディスク装置の原理を示す断
面図である。
【図3】図2の磁気ディスク装置の線分B−Bにそった
断面図である。
【図4】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5】CoCrPt5Ta2Nb2(at%)記録膜
の残留磁化Br(ガウス)のCr組成依存性を示すグラ
フである。
【図6】CoCrPt5Ta2Nb2(at%)記録膜
の媒体S/N(dB)のCr組成依存性を示すグラフで
ある。
【図7】CoCr17PtTa2Nb2(at%)記録
膜の保磁力Hc(Oe)のPt組成依存性を示すグラフ
である。
【図8】CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記
録膜の保磁力Hc(Oe)のtBr/膜厚依存性を示す
グラフである。
【図9】CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)記
録膜及び他の記録膜の媒体S/N(dB)のtBr/膜
厚依存性を示すグラフである。
【図10】CoCr17PtTa2Nb2(at%)記
録膜及び他の記録膜の保磁力Hc(Oe)の膜厚依存性
を示すグラフである。
【図11】Co74Cr17Pt5Tax Nby (x +
y =4)(at%)記録膜における孤立波S/NのTa
とNbの添加比率依存性を示すグラフである。
【図12】CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)
記録膜の孤立波S/Nの下地膜厚依存性を示すグラフで
ある。
【図13】CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)
記録膜の孤立波S/NのDCバイアス電圧依存性を示す
グラフである。
【図14】CoCr17Pt5Ta2Nb2(at%)
記録膜の孤立波S/Nの成膜温度依存性を示すグラフで
ある。
【図15】本発明の磁気ディスク装置の好ましい1例を
示す断面図である。
【図16】本発明の磁気ディスク装置の磁気抵抗素子部
と導体層を示す斜視図である。
【図17】磁気ヘッド付きスライダを説明した斜視図で
ある。
【図18】図17に示した磁気ヘッド付きスライダを用
いた磁気ディスク装置の平面図である。
【図19】図18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 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 21…磁極(上部シールド層) 22…上部磁極 24…絶縁層 25…ヘッド基板 26…絶縁層 27…下部シールド層 28…絶縁層 31…導体層 32…絶縁層 33…保護層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板と、その基板上に順次形成さ
    れた、非磁性材料からなる下地膜及び磁性材料からなる
    記録膜とを含む磁気記録媒体において、 前記下地膜が主たる成分としてのクロムと従たる成分と
    してのモリブデンから構成されており、 前記記録膜が、下記の成分: コバルト 56〜78at% クロム 14〜22at% 白金 4〜20at% タンタル及び(又は)ニオブ 0.5〜4at% から構成されており、 保磁力Hc>2000Oeであり、そして前記記録膜の
    tBr(記録膜の膜厚tと残留磁化密度Brの積)が4
    0〜200G・μm であることを特徴とする磁気記録媒
    体。
  2. 【請求項2】 前記記録膜中で前記タンタル及びニオブ
    がそれぞれ同量で含まれる、請求項1に記載の磁気記録
    媒体。
  3. 【請求項3】 前記下地膜の膜厚が15〜60nmであ
    る、請求項1又は2に記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 前記下地膜及び記録膜が、それぞれ、前
    記基板に対して−70〜−400VのDC負バイアスの
    印加下にスパッタ法により成膜されたものである、請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 前記非磁性支持体がNiPメッキのアル
    ミニウムディスクであり、そして前記記録膜が、スパッ
    タ法で、220〜320℃の成膜温度で形成されたもの
    である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気記録
    媒体。
  6. 【請求項6】 カーボンからなる保護膜をさらに有して
    いる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気記録媒
    体。
  7. 【請求項7】 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。
  8. 【請求項8】 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、請求項7に記載の磁気デ
    ィスク装置。
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