JPH1040527A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録直後のノイズを低減すると同時に、熱揺ら
ぎに起因するノイズをも低減できる磁気記録媒体を提供
する。 【解決手段】基板１上に、相互間に非磁性中間膜３を介
して複数の磁性膜２，４を積層した記録層を設けてなる
磁気記録媒体において、各磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴを実
質的にほぼ同一とし、さらに各磁性膜２，４のＫｕ・Ｖ
／ｋＴをいずれも８０以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてハードデ
ィスク装置に用いられる磁気記録媒体に係り、特に積層
構造の薄膜型磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の急速な進展により、
扱う情報量は急激に増加している。これに伴い、磁気記
録装置に対する高密度化、大容量化の要求は止まること
を知らない。主に、コンピュータに用いられる磁気ディ
スク装置、特にハードディスク装置は、年率３０〜６０
％の割合で容量増加が図られている。

【０００３】ハードディスク装置に用いられる磁気記録
媒体を高密度化してゆくと、記録ビット当たりの媒体面
積が小さくなるため、Ｓ／Ｎが低下してしまい、エラー
の少ない良好な再生が難しくなる。この問題を解決する
ために、記録用ヘッドとは別に再生用ヘッドとして磁気
抵抗効果を利用したＭＲヘッドを用いる方法が知られて
る。ＭＲヘッドを再生ヘッドに用いる場合、磁気記録媒
体においては線記録密度を高めるために磁化反転の幅を
小さくすることと同時に、媒体ノイズを低下させること
が重要となる。

【０００４】磁化反転の幅を小さくするためには、媒体
の保磁力（Ｈｃ）を大きくすることが有効である。この
ため現在のハードディスク装置では、Ｈｃが２，０００
Ｏｅ程度の磁性薄膜媒体が用いられている。現在、磁気
ヘッドの記録能力により、媒体のＨｃは制限されている
が、今後、ヘッド記録能力向上に伴い、媒体の高Ｈｃ化
が望まれてくることは必須である。

【０００５】一方、金属薄膜媒体では、媒体ノイズを低
減すべく媒体粒子の間に働く交換相互作用を低減する必
要があり、このために磁性粒子の粒界にＣｒを析出させ
る方法が一般に用いられている。また、この方法では媒
体ノイズを低減するために、Ｔａの添加等が行われてい
る。

【０００６】本発明に関連する公知技術を以下に列挙す
る。 （１）１９７９年７月発刊のIEEE Transactions on Mag
netics:Vol.15.No.3.p.1135 にデジタル磁気記録用のス
パッタ多層膜（Sputtered Multilayer Films For Digit
al Magnetic Recording ）という表題の下に、コバルト
単層は膜厚の増加に伴い保磁力が減少するが、コバルト
とクロムの積層膜はトータル膜厚の増加に対して保磁力
がほぼ一定であることが述べられている。

【０００７】（２）特開昭６３−１４６２１９号公報で
は、薄膜媒体の磁気記録層を複数の磁性層で構成し、各
磁性層の相互間に非磁性中間層を挿入することにより、
各磁性層間の磁気的結合を低減して、媒体に起因するノ
イズを低減した多層磁性層磁気記録媒体が提案されてい
る。

【０００８】（３）特開昭６１−３４７２１には、Ｃｏ
Ｐｔ層上に、ＣｏＣｒ層を積層した磁気記録媒体が提案
されている。これは、下層のＣｏＰｔ層により、その上
に形成するＣｏＣｒ層に良い配向をもたらし、同時に、
ＣｏＰｔ層を面内記録層として十分な磁気特性を発揮さ
せ、全体として、短波長領域における垂直記録方式の長
所を生かしながら長波長領域における再生出力を改善し
た磁気記録媒体を提案したものである。

【０００９】（４）特開昭６１−１９４６３５にはＣｏ
薄膜とＰｔ薄膜を交互に二以上積層して積層膜とし、こ
の積層膜を熱処理した薄膜永久磁石が提案されている。 （５）特開昭６２−２５７６１６号公報には、垂直磁気
記録用の多層磁気薄膜構造体中の各層が、実質的に六方
詰込構造の結晶構造を有する非磁性核生成薄膜と、プラ
チナ、ニッケル、レニウム、およびパラジウムから成る
群から選ばれた元素とコバルトを含む合金から成る磁気
薄膜から構成された垂直磁気記録媒体が提案されてい
る。このような構造により、単一薄膜では不十分であっ
た保磁力を高め、実用可能な垂直磁気記録媒体を得るこ
とができたとされている。

【００１０】（６）特開平０２−２１０６１４号公報に
は、ＣｏＣｒＰｔ磁気薄膜を２層以上積層させて多層構
造とし、各磁気薄膜層間に非磁性体薄層を設け、再生出
力、Ｃ／Ｎ比を大きくした磁気記録媒体が提案されてい
る。

【００１１】（７）特開平０２−２８１４１４号公報に
は、合金内にプラチナまたはニッケルを含有するコバル
ト・ベースの合金磁性膜と、非磁性スペーサ膜との交互
の膜から成り、記録層が２枚以上の磁性膜と１枚のスペ
ーサ膜を有する構造とし、Ｓ／Ｎを向上させた平記録用
積層媒体が提案されている。

【００１２】（８）特開平０４−６０９１８号公報に
は、Ｃｒ膜上にＣｏＣｒＮｉ膜を形成し、さらにそのＣ
ｏＣｒＮｉ膜上にＣｏＣｒ系合金膜を形成し、再生出力
を増大し、低媒体ノイズとした垂直磁気記録媒体が提案
されている。

【００１３】（９）特開平０４−６０９１７号公報に
は、基板上にＣｏＣｒＮｉ膜を形成し、さらにそのＣｏ
ＣｒＮｉ膜上にＣｏＣｒ系合金膜を形成し、再生出力を
増大した垂直磁気記録媒体が提案されている。

【００１４】（１０）特開平０４−１３３３０６号公報
には、Ｃｏ層とＰｔ層及び／又はＰｄ層とを交互に積層
して作製した人工格子膜をイオン衝撃することによっ
て、保磁力、角形比共に、満足のいく垂直磁化膜を作製
する方法が提案されている。

【００１５】（１１）特開平０４−１８９７３７号公報
には、媒体Ｓ／Ｎを大きく、オーバーライト特性を良好
にするため、磁性層の構成を２層とし、それぞれの膜の
磁化反転機構を異なったものとした磁気記録媒体が提案
されている。

【００１６】上述した公知文献においては、積層膜の各
磁性層の膜構成に関して、保磁力、出力、ノイズの点の
みから議論されている。発明者らは、このような積層構
造の磁気記録層を持つ磁気記録媒体を実際にディスク装
置に用いて種々検討したところ、数年後にデータが再生
されにくくなる場合が生じることを見い出した。発明者
らは、この原因の一つと思われる媒体ノイズについて検
討した結果、記録直後の定常的なノイズは非常に小さい
ものの、時間経過と共にノイズが増大し、数年後には非
常に大きくなることが生じることを見い出した。この現
象は、媒体の熱揺らぎに起因するものと思われる。さら
に、この現象は積層構造を持つ磁気記録媒体において、
特に顕著に生じることを見い出した。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
磁気記録媒体、特に低ノイズ化のために積層構造を持つ
磁気記録媒体においては、熱揺らぎに起因するノイズの
影響で経時的に特性が劣化するという問題があった。

【００１８】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、記録直後のノイズを低減すると同
時に、熱揺らぎに起因するノイズをも低減できる磁気記
録媒体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】本発明は上記の課題を解
決するため、基板上に、相互間に非磁性中間膜を介して
複数の磁性膜を積層した記録層を設けてなる磁気記録媒
体において、各磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴ（ｋｕは磁性膜
の磁気異方性エネルギー、Ｖは磁性粒子の体積、ｋはボ
ルツマン定数、Ｔは絶対温度）を実質的にほぼ同一とし
たことを特徴とする。さらに具体的には、各磁性膜のＫ
ｕ・Ｖ／ｋＴの差を±１５％以内としたことを特徴とす
る。

【００２０】また、本発明はこのような磁気記録媒体に
おいて、各磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴをいずれも８０以上
としたことを特徴とする。さらに、各磁性膜をそれぞれ
の保磁力がほぼ同一となるように異なる組成で形成した
ことを特徴とする。

【００２１】このように構成される磁気記録媒体におい
ては、記録層が非磁性中間膜を介して複数の磁性膜を積
層した積層構造であることから、基本的に記録直後のノ
イズに関して低ノイズ化が実現される。また、各磁性膜
のＫｕ・Ｖ／ｋＴをほぼ同一とし、さらに好ましくはＫ
ｕ・Ｖ／ｋＴを８０以上とすることにより、このような
低ノイズ化の利点を損なうことなく、熱揺らぎに起因す
るノイズが効果的に低減される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体
の構成を示す断面図である。同図に示されるように、こ
の磁気記録媒体はリジッドなディスク状基板１の上に第
１の磁性膜２、非磁性中間膜３、第２の磁性膜４および
保護膜５を順次積層した構造となっている。

【００２３】ここで、第１および第２の磁性膜２，４の
Ｋｕ・Ｖ／ｋＴはほぼ同一であり、好ましくはいずれの
Ｋｕ・Ｖ／ｋＴも８０以上となっていることが特徴であ
る。このようにすることにより、積層構造による記録直
後のノイズの低減（低ノイズ化）と同時に、熱揺らぎに
起因するノイズの低減を図ることができる。以下、具体
的な実施例を挙げて説明する。

【００２４】基板１として２．５インチのガラス基板を
用意し、Ｃｏ−Ｐｔターゲットを使用して第１の磁性膜
２をスパッタにより形成し、次いでホウ素ターゲットを
使用して非磁性中間膜３をスパッタにより形成した後、
再びＣｏ−Ｐｔターゲットを使用して第２の磁性膜４を
スパッタにより形成した、最後に、炭素ターゲットを使
用して保護膜５をスパッタにより形成した。すなわち、
基板１上にＣｏ−Ｐｔ膜からなる第１の磁性膜２、ホウ
素膜からなる非磁性中間膜３、Ｃｏ−Ｐｔ膜からなる第
２の磁性膜４、そして炭素膜からなる保護膜５が積層さ
れた図１の構造のハードディスクタイプの磁気記録媒体
を作製した。なお、スパッタにはＤＣマグネトロン・ス
パッタ装置を用いた。

【００２５】こうして作製された磁気記録媒体の磁気特
性をＶＳＭ（振動試料型磁力計）を用いて測定した。第
１および第２の磁性膜２，４の膜厚は、スパッタ時間で
変化させた。また、Ｃｏ−ＰｔターゲットとしてＰｔ組
成を１５〜２８％範囲で変化させたターゲットを用い、
スパッタ時に微量の酸素を添加した。ホウ素からなる非
磁性中間膜３の層厚は２ｎｍとした。磁性膜２，４の平
均粒径Ｄは、主にスパッタガス厚を変えて変化させた。
また、この平均粒径ＤはＴＥＭ（透過電子顕微鏡）像か
ら求めた。

【００２６】磁気異方性エネルギーＫｕは、トルク測定
法により求めた。ノイズの測定は、記録ヘッドに書き込
みトラック幅Ｔｗ：５μｍ、ギャップ長０. ３μｍの誘
導型ヘッド、再生ヘッドに読み取り幅Ｔｒ：２．７μ
ｍ、ギャップ長０．２７μｍのＭＲヘッドをそれぞれ用
い、ヘッド浮上量４０ｎｍで行った、周速（ヘッド・媒
体の相対速度）は５ｍ／ｓ、記録密度は３００ｋｆｃｉ
である。

【００２７】初めに、記録直後のノイズを測定し、その
後、媒体を室温で１年間放置し、再び同一ヘッドを用い
てノイズを測定した。ノイズ増加量が０以上、〜１ｄＢ
未満のとき「小」、１〜３ｄＢのとき「中」、３ｄＢを
越えた「大」とした。

【００２８】第１および第２の磁性膜について膜厚δ
（ｎｍ）、平均粒径Ｄ（ｎｍ）、Ｋｕ（×１０⁶ erg/c
c）、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴを変化させて、記録直後のノイズ
および熱揺らぎに起因するノイズ増加量を測定した結果
を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例１〜実施例４は、第１および第２の
磁性膜の膜厚δ、平均粒径Ｄ、磁気異方性エネルギーＫ
ｕおよびＫｕ・Ｖ／ｋＴを全て揃えた場合の結果であ
る。記録直後のノイズおよびノイズ増加量は、いずれも
「小」であった。

【００３１】実施例５は、第１の磁性膜と第２の磁性膜
の膜厚δおよび磁気異方性エネルギーＫｕは異なるが、
Ｋｕ・Ｖ／ｋＴが一致する場合である。これは、従来か
らの積層構造の磁性膜の膜厚を揃えて低ノイズ化を実現
するという手法と異なるものである。この場合において
も、記録直後のノイズおよびノイズ増加量は、いずれも
「小」であった。

【００３２】実施例６は、第１の磁性膜と第２の磁性膜
とで膜厚δ、平均粒径Ｄ、磁気異方性エネルギーＫｕが
全て異なる場合である。この場合、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴは第
１の磁性膜と第２の磁性膜とで一致している。この場合
も、記録直後のノイズおよびノイズ増加量は、いずれも
「小」であった。

【００３３】実施例７および８も、第１の磁性膜と第２
の磁性膜とで膜厚δ、平均粒径Ｄ、磁気異方性エネルギ
ーＫｕが全て異なる場合である。また、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴ
も若干異なっているが、その差は１５％以内である。そ
して、この場合も記録直後のノイズおよびノイズ増加量
は、いずれも「小」であった。

【００３４】比較例１は、第２の磁性膜の磁気異方性エ
ネルギーＫｕが第１の磁性膜の磁気異方性エネルギーＫ
ｕに対して低く、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴが異なる場合である。
この場合、記録直後のノイズは小さいものの、ノイズ増
加量は「大」であった。

【００３５】比較例２は、第１の磁性膜と第２の磁性膜
の平均粒径Ｄが異なり、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴが異なる場合で
あり、この場合は記録直後のノイズは小さいものの、ノ
イズ増加量は「中」であった。

【００３６】比較例３は、単層の場合であり、この場合
はノイズ増加量は小さいが、記録直後のノイズが「大」
であった。比較例４は、第１の磁性膜と第２の磁性膜の
磁気異方性エネルギーＫｕが異なり、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴが
異なる場合であり、この場合は記録直後のノイズは小さ
いものの、ノイズ増加量は「大」であった。

【００３７】以上の実験結果から明らかなように、本発
明に従い第１および第２の磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴをほ
ぼ等しく、具体的には両者の差を＋１５％以内に抑える
ことによって、記録直後のノイズを低減させると同時
に、ノイズ増加量を抑えることができる。

【００３８】すなわち、比較例１〜３に示されるように
両磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴを大きく異ならせると、Ｋｕ
・Ｖ／ｋＴが大きい方の磁性膜によってノイズ特性が制
限されてしまい、一方の磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴが大き
すぎる場合には、記録直後のノイズが増大する結果、記
録層を積層構造としたことによる利点が損なわれる。本
発明のように両磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴを揃えれば、こ
のような記録直後のノイズを増大させることなく、ノイ
ズ増加量の抑制、つまり熱揺らぎに起因するノイズの低
減を図ることができる。

【００３９】さらに、実施例１〜８に共通に示されるよ
うに、第１および第２の磁性膜のそれぞれのＫｕ・Ｖ／
ｋＴはほぼ等しいばかりでなく、その値が共に８０以上
となっている。これによってノイズ増加量の減少を効果
的に実現できている。すなわち、Ｋｕ・Ｖ／ｋＴが８０
に満たないと、記録層が積層構造の媒体では、比較例
１、２、４に示されるようにノイズ増加量が「大」ない
し「中」となり、熱揺らぎの影響が大きく現れてくる。
これに対し、本発明のように両磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴ
をいがれも８０以上とすれば、熱揺らぎの影響によるノ
イズをより効果的に低減することが可能となる。

【００４０】なお、上記実施形態では全て非磁性中間膜
の膜厚を２ｎｍとしたが、この膜厚をどのように選ぶか
は本質的な事項でなく、要は非磁性中間膜によって第１
の磁性膜と第２の磁性膜の間の交換相互作用を切れれば
よく、その膜厚は１〜５ｎｍ程度が適当である。また、
上記実施形態では中間膜としてホウ素を用いたが、例え
ばＳｉＯ₂ 等の膜であってもよく、要は非磁性膜であれ
ばよい。

【００４１】さらに、第１の磁性膜と第２の磁性膜と保
磁力を揃えるため、第２の磁性膜にはＣｒを添加するこ
とが効果的である。また、上記実施形態では磁性膜が２
層の場合について述べたが、３層以上でも本発明を適用
して同様の効果が得られることは、勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の磁気記録
媒体によれば、記録層が非磁性中間膜を介して複数の磁
性膜を積層した積層構造であることから、基本的に記録
直後のノイズに関して低ノイズ化を実現でき、また各磁
性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴをほぼ同一とし、さらに好ましく
はＫｕ・Ｖ／ｋＴを８０以上とすることにより、記録直
後の定常的なノイズを増大させることなく、熱揺らぎに
起因するノイズを低減させることができ、長期にわたっ
て再生データのエラーレートを低く抑えることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の構成
を示す断面図

【符号の説明】

１…基板 ２…第１の磁性膜 ３…非磁性中間層 ４…第２の磁性膜 ５…保護膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に、相互間に非磁性中間膜を介して
   複数の磁性膜を積層した記録層を設けてなる磁気記録媒
   体において、 前記複数の磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴ（ｋｕは磁性膜の磁
   気異方性エネルギー、Ｖは磁性粒子の体積、ｋはボルツ
   マン定数、Ｔは絶対温度）が実質的にほぼ同一であるこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】基板上に、相互間に非磁性中間膜を介して
   複数の磁性膜を積層した記録層を設けてなる磁気記録媒
   体において、 前記複数の磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴ（ｋｕは磁性膜の磁
   気異方性エネルギー、Ｖは磁性粒子の体積、ｋはボルツ
   マン定数、Ｔは絶対温度）の差が±１５％以内であるこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
3. 【請求項３】前記複数の磁性膜のＫｕ・Ｖ／ｋＴがいず
   れも８０以上であることを特徴とする請求項１または２
   に記載の磁気記録媒体。
4. 【請求項４】前記複数の磁性膜は、それぞれの保磁力が
   ほぼ同一となるように異なる組成で形成されていること
   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。