JPH11273050A

JPH11273050A - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置

Info

Publication number: JPH11273050A
Application number: JP6906998A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博之鈴木; Akira Ishikawa; 石川　　晃; Juliant Jayapurauira David; ジュリアントジャヤプラウィラダビッド; Yoshifumi Matsuda; 好文松田; Shinan Yaku; 四男屋久
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】コンタクト・スタート・ストップあるいはロ
ード・アンロードにおける粘着を解除し、同時に高線記
録密度における高出力分解能と雑音に対する出力の比率
を増加させた磁気記録媒体を提供すること。【解決手段】基板上に、スパッタリング法により粗い
表面を有する第1の下地層２を形成し、その上層にアモ
ルファス膜からなる第2の下地層３を形成させ、さらに
その上層にスパッタリング法により高結晶配向膜からな
る第3の下地層４を形成した後、保磁力制御膜からなる
第４の下地層５、コバルトを主成分とする合金からなる
磁性層６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の情報記録
が可能な磁気記録媒体及び磁気記憶装置に係わり、特に
高密度磁気記録に好適な磁気記録媒体及びこれを用いた
小型大容量の磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記憶装置に対する大容量化の要求は
現在ますます高まりつつある。従来の磁気ヘッドとして
は、磁束の時間的な変化に伴う電圧変化を利用した電磁
誘導型磁気ヘッドが用いられてきた。この電磁誘導型ヘ
ッドでは、一つのヘッドで記録と再生の両方を行うこと
ができるが、再生時の感度、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）
が劣り、高密度記録に適さない欠点があった。

【０００３】これに対して、近年、記録と再生のヘッド
を分離して、再生にはより高感度な磁気抵抗（ＭＲ）効
果型ヘッドを利用した複合型ヘッドの採用が急速に進み
つつある。この磁気抵抗（ＭＲ）効果型ヘッドは、ヘッ
ド素子の電気抵抗が媒体からの漏洩磁束の変化に伴って
変化することを利用するものである、さらに、近年、複
数の磁性層を非磁性層を介して積層したタイプの磁性層
で生じる非常に大きな磁気抵抗変化を利用した、より高
感度な、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果型ヘッドまたはス
ピンバルブ効果型ヘッドと呼ばれるヘッドの開発も進み
つつある。この巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果型またはス
ピンバルブ効果型ヘッドは、非磁性層を介した複数の磁
性層の相対的な磁化方向が、媒体からの漏洩磁界により
変化し、磁気抵抗が変化することを利用するものであ
る。

【０００４】一方、磁気記録媒体に対する高記録密度化
にも種々の努力が払われている。磁気記録媒体に対する
高記録密度化には、（１）低ノイズ化、（２）耐摺動性
の向上、及び（３）プロセスマージンの向上を満たした
上で、安定した磁気特性の実現することが要求される。

【０００５】そこで、例えば、磁性層を被着する下地層
を、多層化し、基板側の下地層は、非磁性支持体との密
着性が良くコンタクト・スタート・ストップあるいはロ
ード・アンロードに対する耐久性を良好にし、かつ、こ
の基板側の下地層の上に磁性層側の下地層、磁性層、保
護層を順次形成するときに非磁性支持体から放出され磁
気特性に悪い影響を及ぼす水分等のガスを吸蔵し、磁性
層側の下地層や磁性層にガスが到達しないようなガスの
バリヤーとする技術が、特公平７−５８５３９号公報、
特公平７−１０１５０２号公報、特許公報２６０７２８
８号等に示されている。

【０００６】すなわち、特公平７−１０１５０２号公報
（特開昭６２−２９３５１１号公報）に記載されている
技術は、セラミックス、ガラス、またはガラスグレージ
ングを施したセラミックスからなる非磁性の非金属基板
上に、金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気記録媒
体であって、基板と金属下地層との間に、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくと
も１種の元素を含む金属の酸化物からなり、かつ、厚み
方向の酸素濃度が金属下地膜（磁性層側下地層）方向に
連続的または段階的に減少する特性を有した中間層（基
板側下地層）を介在させたものである。

【０００７】また、特公平７−５８５３９号公報（特開
昭６２−２９３５１２号公報）に記載されている技術
は、セラミックス、ガラスまたはガラスグレージングを
施したセラミックスからなる非磁性の非金属基板上に、
金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気記録媒体であ
って、基板と金属下地層との間に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種
の元素を含む金属の酸化物からなり、かつ、厚み方向の
酸素濃度が金属下地膜方向に連続的または段階的に減少
する特性を有した酸化物層と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種の元
素を含む金属または合金からなる層とを順次積層した中
間層を介在させたものである。

【０００８】さらに、特許第２６０７２８８号に記載さ
れている技術は、基板上に、スパッタリング法により粗
い表面を有する第１の下地層を形成させ、その上層にア
モルファス膜からなる第２の下地層を形成させ、さらに
その上層にスパッタリング法により結晶高配向膜からな
る第３の下地層、コバルトを主成分とする合金からなる
磁性層及び炭素保護膜をこの順に形成した磁気記録媒体
である。

【０００９】特開平７−２１５４３号公報に記載されて
いる技術は、非磁性支持体上に、体心立方構造を有する
金属からなる非磁性下地膜、貴金属を含有しＣｏを主成
分とする合金磁性膜及び保護膜を、順次被覆した磁気記
録媒体において、前記非磁性下地膜と前記合金磁性膜と
の間に、前記非磁性下地膜と前記合金磁性膜とに接して
第２の非磁性下地膜を介在させ、前記第２の非磁性下地
膜を、前記金属の結晶格子定数よりも大きい結晶格子定
数を有する第２の金属と前記金属との合金の膜とするこ
とにより、前記非磁性下地膜と前記合金磁性膜との結晶
格子定数の差よりも前記第２の非磁性下地膜と前記合金
磁性膜との結晶格子定数の差を小さくしたことを特徴と
する磁気記録媒体である。

【００１０】さらに、基板と磁性層の間に窒素を添加し
たクロム（Ｃｒ）下地層を用いた例が、「ジャーナル
オブアプライドフィジックス」第６３巻８号（１９
８８年４月１５日号）３２６９頁（“Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”Ｖｏｌ．６
３，Ｎｏ．８、（１９８８）ｐ．３２６９）に記載さ
れている。この場合、下地層に窒素を添加することによ
り、その後形成するコバルト合金磁性層の磁化容易軸が
膜面垂直方向に配向しやすくなり、面内方向に測定した
保磁力が低減するため、面内磁気記録媒体として、基板
と磁性層の間に窒素を添加したＣｒ下地層を用いること
は好ましくないことが示されている。

【００１１】また、同様に基板と磁性層の間に窒素を添
加したＣｒ下地層を用いた例は、特開平４−６４９１４
号公報にも記載されている。このほか多層下地膜の例と
して特開昭６３−１８７４１６号公報が知られている。

【００１２】さらに、特公平６−６６０８７号公報及び
米国特許４，７８９，５９８号には、クロム濃度が１７
原子％を超える磁性層について記載されている。

【００１３】バルクでＢ２構造をとるＮｉＡｌ規則合金
薄膜を磁性層の下地層に用いる例は、例えば、「ジャー
ナルオブアプライドフィジックス」第８１巻８号
（１９９７年４月１５日号）４３６９頁（“Ｊｏｕｒｎ
ａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”Ｖｏｌ．
８１，Ｎｏ．８、（１９９７）ｐ．４３６９）に記載
されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記特公平７−１０１
５０２号公報に記載された従来の技術、すなわち、基板
と金属下地層との間に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうち少なくとも１種の元素を含
む金属の酸化物からなり、かつ、厚み方向の酸素濃度が
金属下地膜方向に連続的または段階的に減少する特性を
有した中間層を介在させた媒体は、２２０ｋＦＣＩ以上
に線記録密度を増加させた場合、出力分解能が小さくな
るため相対的に出力分解能は安定せず、また、再生出力
が大きくなるように磁気ヘッドの浮上高さを下げた場合
に、雑音に対する出力の比率が低下した。ここで出力分
解能とは、磁気記憶装置に用いる磁気記録媒体に対して
想定した線記録密度で記録した信号の再生出力に対する
孤立再生波の出力の割合を示す指標である。

【００１５】前述した磁気抵抗効果型ヘッドは再生感度
が極めて高いため、高密度記録に適している。しかしな
がら、磁気記録媒体からの再生信号だけでなく、ノイズ
に対する感度も同時に高くなる。このため、磁気記録媒
体には従来以上に低ノイズ化が求められる。

【００１６】前記特公平７−１０１５０２号公報に記載
された従来の技術においては、また、磁気記録媒体の表
面が平坦であることから、磁気ヘッドが磁気記録媒体に
粘着しやすくなり、耐摺動性に問題があった。

【００１７】さらに、前記特許第２６０７２８８号に記
載の技術は、基板上に、スパッタリング法により粗い表
面を有する第１の下地層を形成させ、その上層にたとえ
ばアモルファス膜からなる第２の下地層を形成させ、さ
らにその上層にスパッタリング法により結晶高配向膜か
らなる第３の下地層を形成後、その第３の下地層上に直
接、コバルトを主成分とする合金からなる磁性層を形成
しているが、酸化物や炭素からなるアモルファス膜から
不純物が磁性層に容易に拡散するため、厚さが２５ｎｍ
以下の薄い磁性膜を、保磁力１６０ｋＡ／ｍ以上で制御
して量産することは難しかった。

【００１８】特開平７−２１５４３号公報では、ガラス
基板上に不連続な島状構造を形成するために、Ｔｉ膜及
びＡｌ膜からなる２層の下地層を、上記Ｔｉ膜及びＡｌ
膜のそれぞれの膜厚が、３０ｎｍ及び１５ｎｍとなるよ
うに形成し、この上に順次、非晶質構造をとるＴｉＳｉ
合金膜、８０〜１４０ｎｍのＣｒ膜、合金磁性膜の結晶
格子定数の値に近づけたＣｒ−１０％Ｍｏ合金膜、さら
に、磁性膜としてＣｏ−１３％Ｃｒ−６％Ｐｔ合金膜を
膜を５６ｎｍの厚さとなるように形成することが提案さ
れている。なお、変形例として、磁性層の組成として、
Ｃｏ−２２％Ｎｉ−９．５％Ｃｒ−０．８％Ｎｂ合金膜
を５１ｎｍの厚さとなるように形成すること、さらに保
護膜として、カーボン保護層を形成することも示されて
いる。

【００１９】これらの層を形成するためには、少なくと
も７層の異なった層形成を行う必要があるが、Ｃｒ膜が
厚いため短時間形成には不向きである。さらに、残留磁
束密度Ｂｒと磁性層の膜厚ｔとの積、Ｂｒ×ｔが、３．
２ｍＡ（４０ガウス・ミクロン）以上１２ｍＡ（１５０
ガウス・ミクロン）以下で、保磁力Ｈｃが１６０ｋＡ／
ｍ以上の磁性層を、安定して形成するためのプロセス及
び組成に対する配慮が欠けていた。

【００２０】特公平６−６６０８７号公報及び米国特許
第４，７８９，５９８号には、クロム濃度が１７原子％
を超える磁性層について記載されている。しかしなが
ら、膜厚が２０ｎｍよりも薄い磁性膜で、保磁力Ｈｃを
１６０ｋＡ／ｍ以上で安定して制御して量産することに
関しては配慮されていなかった。

【００２１】バルクでＢ２構造をとるＮｉＡｌ規則合金
をスパッタした薄膜を磁性層の下地層に用いる例は、例
えば、ジャーナルオブアプライドフィジックス第
８１巻８号（１９９７年４月１５日号）４３６９頁
（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌ．８１．Ｎｏ．
８、（１９９７）ｐ．４３６９）に記載されている。

【００２２】しかしながら、バルクでＢ２構造をとるＮ
ｉＡｌ規則合金を用いて形成した薄膜を磁性層の下地層
に用いた場合に、Ｃｒ下地層を用いた場合と同程度の大
きさの保磁力が得られるように単層の規則合金下地薄膜
で保磁力を制御する技術は開示されていなかった。

【００２３】したがって、本発明の第１の目的は、下地
層と基板の接着強度を向上させたまま、コンタクト・ス
タート・ストップあるいはロード・アンロード時におけ
る粘着を防止し、かつ、保磁力を安定して向上させて高
線記録密度における出力分解能と雑音に対する出力の比
率を増加させ、かつプロセスマージンを大きくした磁気
記録媒体を提供することである。

【００２４】また、本発明の第２の目的は、そのような
磁気記録媒体を用いるのに適した磁気記憶装置を提供す
ることである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、本発明の磁気記録媒体は、基板上に、スパッ
タリング法により粗い表面を有する第１の下地層を形成
し、その上層に微結晶あるいは実質的にアモルファス膜
からなる第２の下地層を形成し、さらにその上層にスパ
ッタリング法により結晶高配向膜からなる第３の下地層
を形成した後、保磁力制御膜からなる第４の下地層、コ
バルトＣｏを主成分とする合金Ｐｔからなる磁性層を形
成するようにしたものである。

【００２６】前記スパッタリング法により粗い表面を有
する第１の下地層は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙからなる群から選ばれた元素
を主成分とする金属または合金であることが好ましい。
その理由は、これらの元素が高融点の元素であり、薄膜
形成時の原子の移動度が小さく、また基板との接着強度
が大きいことによる。

【００２７】第１の下地層は、その厚さを５ｎｍ以上、
５０ｎｍ以下とすることが好ましい。第１の下地層の厚
さが５ｎｍ未満の場合、一般的には島状成長はするもの
の、その後多数の積層膜を形成することにより島状成長
した突起はこれらの多層膜でその突起の効果が消失して
しまう。また、第１の下地層が５０ｎｍを上回ると、量
産の効率が下がるので好ましくない。

【００２８】第１の下地層の上層に、微結晶あるいは実
質的にアモルファス膜からなる第２の下地層を形成させ
るためには、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ及びＡｌからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素を含む酸化物と窒素とをとも
に含む合金層を形成することが好ましい。このような合
金層はアルゴン中に水蒸気分圧を制御した空気を導入し
ても形成可能である。

【００２９】上記の元素を含む酸化物とは、前記の元素
の酸化物でも、前記の元素と前記の元素の酸化物の混合
物であっても良いことを意味する。例えば、この元素が
Ｚｒであるとき、ＺｒＯ２であっても、ＺｒとＺｒＯ２
の混合物であっても良い。

【００３０】第２の下地層は、その厚さを５ｎｍ以上、
５０ｎｍ以下とすることが好ましい。薄膜形成において
は、一般的には、数秒程度のごく短い時間で薄膜を形成
する必要がある。しかし、第２の下地層の厚さが薄すぎ
て、５ｎｍ未満では、薄膜形成を良好に制御することは
難しく、また、膜厚が薄いとき第１の下地層に対する被
覆率が低くなる。また前述したように５０ｎｍを上回る
厚い下地層では、量産の効率が下がるので好ましくな
い。

【００３１】第２の下地層で、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ及びＡｌからなる群から選
ばれた元素は、Ｃｒに比べて酸化され易い。窒素を除い
たこれらの元素の組成比は、これらの元素が酸化物の
形、例えばＺｒＯ２として５モル％から５０モル％の範
囲で含まれることが好ましい。５モル％未満では結晶粒
が微細化しにくいからである。窒素濃度は、ＣｒとＮの
合計に対して０．１原子％から５０原子％の範囲が好ま
しく、１原子％から５０原子％の範囲がより好ましい。

【００３２】第２の下地層の上部（第３の下地層側）に
は結晶高配向膜が存在する。後述するように、結晶高配
向膜は、面心立方構造をとる非磁性金属若しくは非磁性
合金又はバルクでＢ２構造をとる金属間化合物のＮｉＡ
ｌからなることが望ましい。例えば、ＮｉＡｌのよう
な、磁性膜と結晶整合性の良い配向が期待される金属間
化合物の薄膜、（１００）配向した不規則固溶体を形成
する非磁性Ｎｉ基合金、（１００）配向した純Ａｌ、又
は、Ａｌ−Ｃｕ合金等の薄膜が用いられる。

【００３３】このような構成とするとき、製造時の条件
により、第２の下地層の窒素等の不純物が第３の下地層
に一部移動する場合がある。そのとき、第２の下地層及
び第３の下地層間の界面において第３の下地層の結晶核
の発生頻度が高くなり、必ずしも、第３の下地層が（１
００）配向した構造をとらなくなることがある。この
時、第３の下地層の最終表面で例えば（１００）配向し
た構造の核を形成しておき、酸素や窒素の移動をこの第
３の下地層までとなるようにすれば、第４の保磁力制御
層は（１００）配向し所望の性質を保つことができる。

【００３４】前述したような第３の下地層上にＣｒ−Ｔ
ｉ合金あるいはＣｒ−Ｔｉ−Ｓｉ合金のような粒径、格
子定数と結晶配向が制御でき、下地層から不純物等の混
入のない第４の保磁力制御膜を形成し、この第４の保磁
力制御膜上に連続して、コバルトを主成分とする合金か
らなる磁性層を形成することにより、前述の課題を解決
できる。

【００３５】前記第４の下地層はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ａｌ等の内の少なく
とも１種の元素を含んでいても良い。これらの元素のう
ち、Ｔｉ、Ｖ等の小さな元素はおよそ２５原子％まで、
Ｍｏ等の中位の大きさの元素はおよそ１２原子％位ま
で、Ｚｒ等の大きな元素はおよそ５原子％位まで含むこ
とが、磁性層の保磁力及び結晶粒径、第４の下地層の格
子定数を制御する上で好ましい。これらの値は大略の値
で、各元素についての正確な値は過飽和固溶体を仮定す
ることによりベガード則から容易に求めることができ
る。

【００３６】第４の保磁力制御層の厚みも前述したのと
同様な理由により５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが
好ましい。

【００３７】さらに、磁性層の構成元素に占めるＣｏ、
Ｎｉ及びＰｔの濃度が、合計で８０原子％以下であり、
膜面内で試料振動型磁力計で測定した保磁力が１６０ｋ
Ａ／ｍ以上あることが好ましい。これは、磁気特性の磁
性膜厚依存性が小さく、電磁変換特性に優れることによ
る。ただし、保磁力が高すぎるとオーバーライト特性が
低下するため、媒体の保磁力は重ね書き可能な範囲で制
御可能な大きさであることが好ましい。

【００３８】次に、前記第２の目的を達成するために、
本発明の磁気記憶装置は、前記のいずれかの磁気記録媒
体と、磁気記録媒体を駆動する駆動部と、記録部と再生
部からなり、再生部が磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成
される磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対し
て相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力及び
磁気ヘッドからの出力信号再生を行なうための記録再生
信号処理手段とを有するようにしたものである。

【００３９】この磁気記憶装置は、前記磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部が、互いに０．２２μｍ
以下の距離だけ隔てられた軟磁性体からなる２枚のシー
ルド層の間に形成されており、かつ、前記磁気記録媒体
の磁性層の厚さｔと記録時における前記磁気記録媒体に
対する上記磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加
して測定した残留磁束密度Ｂｒとの積Ｂｒ×ｔが３．２
ｍＡ（４０ガウス・ミクロン）以上１２ｍＡ（１５０ガ
ウス・ミクロン）以下であることが好ましい。

【００４０】軟磁性体からなる２枚のシールド層が０．
２２μｍ以下の距離だけ隔てられることが好ましいの
は、０．２２μｍを超えた距離だけ隔てられ、その間に
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗センサ部が形成さ
れた場合、高記録密度での再生出力の値が小さくなり、
出力分解能が得られにくいことによる。また、この距離
は工作上の容易さから０．１μｍ以上とすることが好ま
しい。

【００４１】さらに、前記磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化す
ることによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁
性層と、導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層
とを含む磁気抵抗センサによって構成されることによっ
ても、再生ヘッドの感度が向上するため、磁気記録媒体
の磁性層の厚さｔと残留磁束密度Ｂｒとの積Ｂｒ×ｔの
値を前記の範囲とすることが好ましい。

【００４２】以下、本発明を、実施の形態及び実施例に
ついて、図面を参照して、さらに具体的に説明する。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の磁気記録媒体の
一実施の形態の断面構造図である。

【００４４】図１の磁気記録媒体は、基板１上に、スパ
ッタリング法により粗い表面を有する第１の下地層２を
形成し、その上層に、アモルファス膜からなる第２の下
地層３を形成し、さらにその上層にスパッタリング法に
より結晶高配向膜からなる第３の下地層４、保磁力制御
膜からなる第４の下地層５、コバルトを主成分とする合
金からなる磁性層６及び炭素を主成分とする保護膜７を
この順に形成し、最後に、潤滑膜８を形成している。

【００４５】基板１は、セラミックス、化学強化ガラス
またはガラスグレージングを施したセラミックス等から
なる剛体基板等が用いられる。基板の外径は２．５イン
チのほか、３インチ、３．５インチ、１．８インチ、
１．３インチ等とした場合にも、同様の効果が得られ
る。

【００４６】第２の下地層３は、前述したように、その
厚さを５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが好ましい。
すなわち、第２の下地層３が５ｎｍ未満の場合、一般的
には数秒程度のごく短い時間で薄膜を形成する必要があ
るので膜厚を制御することは難しく、また、膜厚が薄い
とき島状に成長しやすくなり、均一な膜としにくい。ま
た、量産時の効率を上げるためには膜厚を５０ｎｍ以下
とすることが好ましい。

【００４７】第３の下地層４は、バルクでＢ２構造をと
るＮｉＡｌのような、磁性膜と結晶整合性の良い金属間
化合物の薄膜、（１００）配向した不規則固溶体を形成
する非磁性のＮｉ基合金、（１００）配向した純Ａｌ、
又は、Ａｌ−Ｃｕ若しくはＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金等の薄
膜が用いられる。

【００４８】このような構成とするとき、製造時の条件
により、第２の下地層３の酸化物の酸素または薄膜中に
含有した窒素が第３の下地層４に一部移動し、第３の下
地層４を形成する元素と選択的に酸化物あるいは窒化物
を形成する場合がある。例えば、第１の下地層２とし
て、Ｗを４０ｎｍの厚さとなるように形成し、第２の下
地層３として、窒素を含有したＣｒ−ＺｒＯ２層を３０
ｎｍの厚さとなるように形成した後、第３の下地層４と
して、非磁性のＮｉ−Ｃｒ層を２０ｎｍの厚さとなるよ
うに形成した場合、第３の下地層４の下部（第２の下地
層３側）は窒化されるものの、第３の下地層４の上部
（第４の下地層５側）は、結果として、第４の下地層５
が、（１００）成長する核が形成される。

【００４９】第４の下地層５は、磁性層６の格子の大き
さに合せた体心立方構造の金属または合金、又は、（１
００）配向し磁性層６の格子の大きさにあわせた不規則
固溶体を形成するＮｉ基合金の非磁性薄膜であることが
好ましい。また、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ａｌ等の内の少なくとも１種の元素を
含んでいても良い。

【００５０】磁性層６の組成としては、Ｃｏ−１７原子
％Ｃｒ−８原子％Ｐｔ−５原子％Ｖ合金、Ｃｏ−２１原
子％Ｃｒ−９原子％Ｐｔ合金、Ｃｏ−１６原子％Ｃｒ−
７原子％Ｐｔ−４モル％ＳｉＯ２合金、Ｃｏ−１８原子
％Ｃｒ−４原子％Ｐｔ−４原子％Ｔａ合金、Ｃｏ−２０
原子％Ｎｉ−１７原子％Ｃｒ−４原子％Ｔａ合金等、一
般的に面内磁気記録に用いられているＣｏを主成分とす
る合金を用いることができる。磁性層６の構成元素に占
めるＣｏ、Ｎｉ及びＰｔの元素濃度は、合計で８０原子
％以下とすることが望ましい。

【００５１】磁気記録媒体は、物理蒸着法、特にＤＣマ
グネトロンスパッタ法を用いて製造する場合に量産効果
が期待される。ＤＣスパッタ法の例として、「ジャーナ
ルオブアプライドフィジックス」第７５巻１０号
（１９９４年５月１５日号）６１３８ページ（“Ｊｏｕ
ｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”Ｖ
ｏｌ．７５、Ｎｏ．１０（１９９４）ｐ．６１３８）に
記載の方法が知られている。

【００５２】なお、本発明は、上記ＤＣスパッタ法に限
らず、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法を用い
ても同様の効果が得られる。

【００５３】以下、本発明を、いくつかの実施例によ
り、さらに具体的に説明する。

【００５４】＜実施例１＞外径６５ｍｍ、内径２０ｍ
ｍ、厚さ０．６３５ｍｍの化学強化ガラス基板１を洗浄
した後、加熱せずに真空状態を形成したＤＣインライン
スパッタ装置内にセットして、放電ガス圧力２ＰａのＡ
ｒガス中でＷターゲットを約２０ｎｍの厚さとなるよう
にスパッタし、引き続いて、窒素を１０容量％添加し
た、放電ガス圧力２ＰａのＡｒガス中で、Ｃｒ−１０モ
ル％ＺｒＯ２のターゲットをスパッタする。これによ
り、優位的に酸化したＺｒと窒素を同時に含有した微結
晶あるいは実質的にアモルファスのＣｒ合金からなる第
２の下地層３を形成できる。その後、基板１の温度が２
５０℃になるように加熱する。

【００５５】その後のプロセスでは、窒素を添加せず
に、第３の下地層４は、非磁性のＮｉ−Ｃｒ合金膜を２
０ｎｍの厚さとなるように形成し、第４の下地層５とし
て、Ｃｒ−２０原子％Ｔｉ合金膜を、１０ｎｍの厚さと
なるように形成し、さらに、Ｃｏ−２２原子％Ｃｒ−８
原子％Ｐｔ磁性合金膜からなる磁性層６を、Ｂｒ×ｔ＝
６ｍＡとなるように形成する。

【００５６】酸素を添加しないで形成したＷからなる第
１の下地層２及び酸化物を含有したＣｒ合金からなる第
２の下地層３を、それぞれ独立した真空槽で薄膜形成す
ることにより、容易に窒素を優位的に含まない雰囲気制
御が可能となる。

【００５７】さらに、主として炭素から構成される保護
膜７を、厚さが実質的に９ｎｍとなるように形成した
後、液体潤滑剤膜８を形成した。

【００５８】オージェ分析により、前記第２の下地層３
中には、Ｃｒと窒素の合計に対しておよそ１６原子％の
窒素が含まれていることが確認された。

【００５９】なお、合金ターゲットに含まれるＦｅ、Ｙ
２Ｏ３等、ターゲット形成上不可避の構成元素を含んで
いても何ら本発明には影響しない。すなわち、ターゲッ
ト中に混入するＦｅは、原料粉砕時に混入する程度の微
量であり、問題とならない程度である。一方、Ｙ２Ｏ３
は、ＺｒＯ２の焼結時に生じる相変態に伴う大きな体積
変化を抑制できるため、むしろ、ある程度の量を含有し
ていた方が好ましい。

【００６０】前記の磁気記録媒体について、磁気的な浮
上高さを６０ｎｍとして電磁変換特性を評価した。書き
込み素子のギャップ長を０．４μｍ、読み出し素子のシ
ールドギャップ長を０．２２μｍ、センス電流密度を４
４ＭＡ／ｃｍ²とした。

【００６１】スペクトルアナライザで測定した２７０ｋ
ＦＣＩ（４６．８６ＭＨｚ）における出力はデジタルオ
シロスコープで測定した５ｋＦＣＩ（０．８６ＭＨｚ）
における孤立再生波の出力に対して１．６％であった。
また、次式で示される孤立再生波の出力（ＳＬＦ）と２
Ｆの媒体ノイズ（Ｎｄ）の割合ＳＬＦ／Ｎｄは２６．３
ｄＢであった。

【００６２】ＳＬＦ／Ｎｄ＝２０ｌｏｇ［Ｅ（５ｋＦＣ
Ｉ）ｐｐ／２Ｎｄ］上式でＮｄ計算時のカットオフは７１ＭＨｚとした。

【００６３】前記磁気記録媒体について、Ｘ線ディフラ
クトメータを用いて、結晶配向性を評価した。Ｘ線源に
はモノクロメータで単色化したＣｕＫ α１線を用い
た。その結果、前記第３の下地層５に起因すると考えら
れる回折ピークは２００回折が認められた。また磁性膜
６に起因すると考えられる回折ピークとして１０・０回
折強度が強かった。

【００６４】なお、前記ターゲットに用いたＺｒＯ２に
代えて、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ
及びＡｌのうち１種の酸化物または２種以上の酸化物を
同じモル％添加した場合にもほぼ同様の結果が得られ
た。

【００６５】＜比較例１＞第１の下地層２としてＷ層を
形成しないことを除き、実施例１と同様にして磁気記録
媒体を形成した。この場合、第２の下地層３としては、
ＺｒＯ２を添加した下地層とした。この媒体と実施例１
の媒体を電磁変換特性及びコンタクト・スタート・スト
ップ試験で比較した。電磁変換特性上いずれの磁気記録
媒体でも２７０ｋＦＣＩの比較で遜色はなかった。

【００６６】一方、アルミナ・チタン・カーバイドから
なるピコスライダーを用いた試験では、比較例１で試作
した媒体が実施例１の媒体に比べ早期に摺動上の問題が
生じた。この結果から、実施例１で述べた磁気記録媒体
は、コンタクト・スタート・ストップ時における粘着を
解除し、同時に高線記録密度（２７０ｋＦＣＩ）におい
て高い出力分解能と、雑音に対する出力の比率を有す
る、信頼性と電磁変換特性が両立した優れた磁気記録媒
体であることがわかる。

【００６７】＜実施例２＞磁性層６の形成のために用い
たターゲットの組成を、（１）Ｃｏ−１６原子％Ｃｒ−
８原子％Ｐｔ合金、（２）Ｃｏ−１８原子％Ｃｒ−７原
子％Ｐｔ合金、（３）Ｃｏ−２０原子％Ｃｒ−７原子％
Ｐｔ合金、及び、（４）Ｃｏ−２１原子％Ｃｒ−７原子
％Ｐｔ合金に変えたほかは、実施例１と同様にして磁気
記録媒体を形成した。その結果、磁性層６の磁性合金膜
について、Ｂｒ×ｔ値をほぼ６ｍＡ、試料振動型磁力計
で面内方向に測定した保磁力を１８０ｋＡ／ｍとなるよ
うに形成するためには、第４の下地層５上に磁性膜６
を、それぞれ、（１）１２ｎｍ、（２）１４ｎｍ、
（３）１６ｎｍ、及び、（４）１８ｎｍの厚さで形成す
る必要があった。

【００６８】いずれの場合にも残留磁化を飽和磁化で規
格化した指標である角型比Ｓは０．７５から０．８であ
った。これらの結果から、磁性膜厚の変動がＢｒ×ｔ値
等の磁気特性に及ぼす影響は、上記（１）に比べて
（４）の場合の方が小さくなることが明らかになった。
すなわち、磁性層６を形成する際のＣｒの濃度を高くす
ると、Ｂｒ×ｔ値等の磁気特性を制御しやすくなること
が明らかになった。

【００６９】さらに、主として炭素から構成される保護
膜７を、厚さが実質的に９ｎｍとなるように形成した
後、液体潤滑剤膜８を形成した。

【００７０】前記の磁気記録媒体について、磁気的な浮
上高さを６２ｎｍとして電磁変換特性を評価した。この
場合、書き込み素子のギャップ長を０．３μｍ、読み出
し素子のシールドギャップ長を０．２μｍ、センス電流
密度を６０ＭＡ／ｃｍ²とした。

【００７１】スペクトルアナライザで測定した２７０ｋ
ＦＣＩ（４６．８６ＭＨｚ）における出力はデジタルオ
シロスコープで測定した５ｋＦＣＩ（０．８６ＭＨｚ）
における孤立再生波の出力に対して１％から２％であっ
た。

【００７２】また、次式で示される孤立再生波の出力
（ＳＬＦ）と２Ｆの媒体ノイズ（Ｎｄ）の割合ＳＬＦ／
Ｎｄは２５〜２８ｄＢであった。

【００７３】ＳＦＬ／Ｎｄ＝２０ｌｏｇ［Ｅ（５ｋＦＣ
Ｉ）ｐｐ／２Ｎｄ］上式でＮｄ計算時のカットオフは７１ＭＨｚとした。

【００７４】前記磁気記録媒体について、Ｘ線ディフラ
クトメータを用いて、結晶配向性を評価した。Ｘ線源に
はモノクロメータで単色化したＣｕＫ α１線を用い
た。その結果、前記第３の下地層５に起因すると考えら
れる回折ピークは２００回折が認められた。また磁性膜
６に起因すると考えられる回折ピークとして１０・０回
折強度が高く、上記（４）の厚い磁性膜の場合に、最も
１０・０回折強度が大きかった。

【００７５】＜実施例３＞図２は、実施例１及び実施例
２において、測定に用いた磁気ヘッドの模式的斜視図を
示す。

【００７６】基板１０００上に、Ｃｏ系の非晶質合金か
らなる下部シールド１０を設け、その後、アルミナから
なる第１のスペーサ２０を形成する。ＭＲ素子部１００
を形成した後、ハードバイアスの磁区制御膜６０を形成
し、電極７０を形成する。その後、再びアルミナからな
る第２のスペーサ３０を形成した後、スパッタ法でパー
マロイ系の上部シールド９０、アルミナからなるライト
ギャップ部４０、レジストからなる絶縁体１３０、めっ
きコイル１２０、パーマロイからなる上部コア１１０を
形成し、切断し、アセンブリにより磁気ヘッド２０４
（図３）とする。

【００７７】次に、この磁気ヘッド２０４を用いた磁気
記憶装置の模式的斜視図を図３に示す。この磁気記憶装
置は、磁気記録媒体２０３と、これを記録方向に駆動す
る駆動部２０２と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド
２０４と、磁気ヘッド２０４を磁気記録媒体２０３に対
して相対運動させるためのガイドアーム２０５と、磁気
ヘッドへの信号入力及び磁気ヘッドからの出力信号再生
を行なうための記録再生信号処理回路２０１とを有す
る。

【００７８】この磁気記憶装置において、磁気ヘッド２
０４の再生部が磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成され、
磁気抵抗センサ部が互いに０．２μｍ以下の距離だけ隔
てられた軟磁性体からなる２枚のシールド層の間に形成
されており、かつ、センス電流密度を６０ＭＡ／ｃ
ｍ²、磁気的な浮上量、すなわち、磁気記録媒体の磁性
膜の表面から読み出し素子のギャップセンサー表面まで
の浮上高さを６０ｎｍとして、前期の磁気記録媒体につ
いて２７０ｋＦＣＩで電磁変換特性を測定した。その結
果は前述の結果と定性的に同様の結果が得られた。

【００７９】＜実施例４＞前記実施例で用いた磁気抵抗
効果型磁気ヘッドの代わりに、互いの磁化方向が外部磁
界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変
化を生じる複数の導電性磁性層と、この導電性磁性層の
間に配置された導電性非磁性層を含む磁気抵抗センサに
よって構成される磁気ヘッドを用いた以外は、図２と同
一の構成で磁気記憶装置を構成した。

【００８０】測定に用いた磁気記録媒体のＢｒ×ｔは、
３ｍＡ、３．２ｍＡ、４ｍＡ、６ｍＡ、８ｍＡ、１０ｍ
Ａ、１２ｍＡ、１４ｍＡとした。

【００８１】Ｂｒ×ｔを、３ｍＡ（３７．５ガウス・ミ
クロン）とした場合には、再生信号の時間経過に伴う低
下が甚だしく、また、実用上好ましい保磁力を得ること
が難しかった。

【００８２】また、Ｂｒ×ｔが、１２ｍＡ（１５０ガウ
ス・ミクロン）を超えると、２Ｆの出力は大きいものの
出力分解能が低下する傾向が顕著になるため好ましくな
いことが明らかになった。

【００８３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気記録媒
体は、コンタクト・スタート・ストップあるいはロード
・アンロードにおける粘着を防止するとともに、高線記
録密度における高出力分解能と雑音に対する出力の比率
を増加することができる。

【００８４】また、本発明の磁気記憶装置は、上記磁気
記録媒体を用いることにより、小型で大容量の磁気記憶
装置として、広範な用途で高信頼度で使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の実施の形態を示す断面
模式図。

【図２】本発明の実施に用いる磁気ヘッドの断面斜視
図。

【図３】本発明による磁気記憶装置の実施例の概略斜視
図。

【符号の説明】

１…基板、２…第１の下地層、３…第２の下地層、４…
第３の下地層、５…第４の下地層、６…磁性層、７…保
護膜、８…潤滑膜、１０…下部シールド、２０…第１の
スペーサ、３０…第２のスペーサ、４０…ライトギャッ
プ、６０…磁区制御膜、７０…電極、９０…上部シー
ルド、１００…ＭＲシールド、１１０…上部コア、１２
０…めっきコイル、１３０…絶縁体、２０１…記録再生
信号処理回路、２０２…駆動部、２０３…磁気記録媒
体、２０４…磁気ヘッド、２０５…ガイドアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダビッドジュリアントジャヤプラウィラ神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者松田好文神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者屋久四男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、粗い表面を有する第1の下地層
を形成させ、その上層に微結晶あるいは実質的にアモル
ファス膜からなる第2の下地層を形成させ、さらにその
上層に結晶高配向膜として第3の下地層、保磁力制御膜
からなる第4の下地層、コバルトを主成分とする合金か
らなる磁性層をこの順に形成したことを特徴とする磁気
記録媒体。
【請求項２】基板上に、スパッタリング法により粗い表
面を有する第1の下地層を形成させ、その上層に微結晶
あるいは実質的にアモルファス膜からなる第2の下地層
を形成させ、さらにその上層にスパッタリング法により
結晶高配向膜として第3の下地層、保磁力制御膜からな
る第4の下地層、コバルトを主成分とする合金からなる
磁性層及び炭素を主成分とする保護膜をこの順に形成し
たことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】磁性層の構成元素に占めるコバルトとニッ
ケル及び白金の元素濃度が80原子%以下であり、膜面内
で試料振動型磁力計で測定した保磁力が160kA/m以上あ
ることを特徴とする請求項1又は請求項２のいずれかに
記載の磁気記録媒体。
【請求項４】上記結晶高配向膜が面心立方構造をとる非
磁性金属あるいは非磁性合金あるいは、バルクでB2構造
をとる金属間化合物をスパッタした薄膜からなることを
特徴とする請求項1ないし請求項３のいずれかに記載の
磁気記録媒体。
【請求項５】磁気記録媒体と、この磁気記録媒体を駆動
する駆動部と、記録部及び再生部からなる磁気ヘッド
と、この磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して相対運
動させる手段と、前記磁気ヘッドへの信号入力及び前記
磁気ヘッドからの出力信号再生を行なうための記録再生
信号処理手段とを有する磁気記憶装置において、前記磁
気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型磁気ヘッドで構成さ
れ、かつ、前記磁気記録媒体が請求項1ないし請求項４
のいずれかに記載の磁気記録媒体であることを特徴とす
る磁気記憶装置。
【請求項６】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗セン
サ部が、互いに０．２２μｍ以下の距離だけ隔てられた
軟磁性体からなる２枚のシールド層の間に形成されてお
り、かつ、磁気記録媒体の磁性層の厚さｔと記録時にお
ける磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走行方
向に磁界を印加して測定した残留磁束密度Ｂｒとの積Ｂ
ｒ×ｔが、３．２ｍＡ（４０ガウス・ミクロン）以上１
２ｍＡ（１５０ガウス・ミクロン）以下であることを特
徴とする請求項５記載の磁気記憶装置。