KR19980086372A - 면내자기기록매체 및 이것을 사용한 자기기억장치 - Google Patents

Abstract

자기기억장치 및 면내자기기록매체에 관한 것으로서, 고기록밀도이고 높은 신뢰성을 갖는 자기기억장치와 그것을 실현하기 위해 매체노이즈가 낮고 또한 열변동의 영향을 거의 받지 않는 면내자기기록매체를 제공하기 위해 기판상에 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층이 실질적으로 체심입방구조를 갖는 층 사이에 배치된 층구성을 포함하는 3층의 다층하지층상에 자성층을 형성하는 것으로 하였다.

이러한 구성에 의해, 자성입자를 미세화하고 또한 분산을 작게 할 수 있으므로 매체S/N을 높게 할 수 있고, 그 결과 고감도의 자기저항 효과형 헤드를 사용하는 것에 의해 1평방인치당 3기가비트 이상의 기록밀도가 높은 장치S/N과 낮은 에러율이 얻어지고 또한 30만시간이상의 평균고장간격을 갖는 소형이고 대용량의 자기기억장치를 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

면내자기기록매체 및 이것을 사용한 자기기억장치

본 발명은 자기기억장치 및 면내자기기록매체에 관한 것으로서, 특히 매체노이즈가 낮고 열변동의 영향을 잘 받지 않는 면내자기기록매체와 이것을 사용한 예를 들면 1평방인치당 3기가비트 이상의 고기록밀도를 갖는 자기기억장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 고성능화가 진행되고, 화상데이타 등 처리되는 정보량은 증가의 일로를 걷고 있다. 그것에 따라 외부기억장치인 자기디스크장치는 대용량화가 요구되고 있고, 현재는 1평방인치당 수백메가바이트의 기록밀도를 실현하고 있다. 이러한 고밀도 자기디스크장치의 자기헤드에는 기록부와 재생부를 분리하고, 기록부에는 전자유도형 자기헤드를, 재생부에는 자기저항 효과형 헤드를 사용한 복합형 헤드가 채용되기 시작하였다. 자기저항 효과형 헤드는 종래의 전자유도형 헤드에 비해 재생감도가 높으므로, 기록비트의 크기가 미소화되어 매체로부터의 누설자속이 감속된 경우에도 충분한 재생출력을 얻을 수 있다. 또, 더욱 재생감도를 높인 스핀밸브형의 거대 자기저항 효과형 헤드의 개발도 진행되고 있다.

현재 실용화되고 있는 면내자기기록매체는 CoNiCr, CoCrTa, CoCrPt 등의 Co합금자성층과 자성층의 결정배향성을 제어하는 Cr하지층으로 이루어진다. Co합금자성층은 c축을 자화용이축으로 하는 육방최밀(hcp:hexagonal close-packed)구조를 취하므로, 면내자기기록매체로서 사용하기 위해서는 c축을 면내로 향하게 하는 것이 바람직하다. 그래서, 기판상에 우선 체심입방(bcc:body-centered cubic)구조를 취하는 Cr하지층을 형성하고, 그 위에 Co합금자성층을 에피택셜 성장시키고 c축을 면내로 향하게 하는 수법이 사용되고 있다. 또, 자성층으로서 CoCrPt합금을 사용한 경우는 Cr하지층에 Ti나 V를 첨가해서 격자간격을 증가시키고, 하지층과 자성층과의 격자정합성을 높여 c축을 보다 면내로 향하게 하는 수법(1988년 8월 15일 공개된 일본국 특허공개공보 소화 63-197018호, 1987년 11월 10일 공개된 일본국 특허공개공보 소화 62-257618호 참조)이 제안되어 있다.

재생헤드에 자기저항 효과형 헤드를 사용한 경우 면내자기기록매체의 신호뿐만 아니라 노이즈도 고감도로 재생되어 버리므로, 면내자기기록매체에는 종래 이상의 저노이즈화가 요구되고 있다. 매체노이즈는 주로 기록비트 사이에 발생하는 자화가 흐트러진 영역(자화천이영역)에 기인하고 있고, 이 영역을 좁히는 것이 매체노이즈의 저감으로 이어진다. 이것에는 자성층의 자성입자를 미세화하고 또한 입자간의 상호작용을 약하게 하고, 그렇게 하는 것에 의해 자화반전 사이즈를 작게 하는 것이 유효하다는 것이 알려져 있다, 상술한 바와 같이 자성층과 하지층 사이에는 에피택셜 관계가 성립하고 있으므로, 하지입자틀 미세화하는 것에 의해 자성입자를 미세화할 수 있다. 하지입자를 미세화하는 방법으로서는 하지층의 막두께를 얇게 하는 방법이나 하지층에 첨가원소를 부가하는 방법 등이 검토되고 있다.

그러나, 이들 방법에서는 원하는 결정배향을 유지하고 또한 결정성이 우수한 막을 제작하는 것은 곤란하고, 또 자성층과의 양호한 에피택셜관계가 얻어지기 어렵다는 등의 문제가 있다. 또, 자성입자의 과도한 미세화에 의해 자화가 열적으로 불안정하게 되고 기록된 신호가 시간이 변함에 따라서 감쇠하는 것이 문제로 되고 있다, 고밀도기록에 바람직한 매체의 미세구조로서는 입자를 미세화함과 동시에 입자사이즈의 분산을 작게 하고, 열변동의 영향을 받기 쉬운 과도하게 미세한 입자의 생성을 억제하는 것이 중요하게 되고 있다.

본 발명의 목적은 고기록밀도이고 높은 신뢰성을 갖는 자기기억장치와 그것을 실현하기 위해 매체노이즈가 낮고 또한 열변동의 영향을 거의 받지 않는 면내자기기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 한측면에 의하면 면내자기기록매체는 다층하지층 및 그 위에 형성된 자성층을 구비하고, 그 다층하지층은 실질적으로 체심입방(bcc)구조의 제1층, 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층 및 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층을 갖는다.

본 발명의 다른 측면에 의하면 면내자기억장치는 자기기록 디스크, 그 디스크와 조합된 자기헤드, 그 자기헤드에 접속된 신호처리회로, 상기 디스크를 회전시키기 위한 제1 구동기 및 디스크상에 있어서 신호를 기록/재생하기 위해 상기 자기헤드를 작동시키는 제2 구동기를 구비하고, 상기 기록디스크는 다층하지층 및 그 위에 형성된 자성층을 갖고, 그 다층하지층은 실질적으로 체십입방(bcc)구조의 제1층, 그 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층 및 그 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층을 갖는다.

따라서, 다층하지층은 bcc구조층과 그 위에 형성된 hcp구조층을 포함하는 bcc-hcp층쌍을 적어도 1개 구비한다. 이 bcc-hcp층쌍에 있어서의 hcp구조층은 실질적으로 비자성인 것이 바람직하지만, 자성층의 자화에 악영향을 미치지않을 정도의 자성이어도 좋다.

각 bcc구조층 및 각 hcp구조층은 바람직하게는 각각 (100)배향 및 (11.0)배향되고 있는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 기본으로 된 본 명세서의 실험, 연구에 의해 얻어진 결과에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 의한 면내자기기록매체의 층구성을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 1실시예에 의한 다층하지층의 층구성을 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 1실시예의 다층하지층의 층구성을 도시한 단면도.

도 4는 (Br1×tl)/(Br2×t2)비와 규격화 보자력의 관계를 도시한 도면,

도 5는 실시예1의 면내자기기록매체의 X선회절 스펙트럼을 도시한 도면,

도 6은 면내자기기록매체의 자성층 막두께와 기록매체의 보자력의 관계를 도시한 도면,

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 1실시예의 자기기억장치의 평면도 및 그의 ⅦB-ⅦB에 따른 단면도,

도 8은 본 발명의 1실시예에 의한 자기기억장치에 있어서의 자기헤드의 단면구조를 도시한 사시도,

도 9는 도 8에 도시한 자기기억장치에 사용할 수 있는 자기헤드의 자기저항센서부의 종단면도,

도 10은 도 8에 도시한 자기기억장치에 사용할 수 있는 자기헤드의 스핀밸브형 자기저항센서부의 단면도.

본 발명자들은 기판상에 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층이 실질적으로 체심입방구조를 갖는 층 사이에 배치된 층구성을 포함하는 3층의 다층하지층상에 자성층을 형성하는 것에 의해 면내자기기록매체를 작성하였다.

즉, 면내자기기록매체는 도 1에 도시한 바와 같이 기판(11)상에 다층하지층(12), 자성층(13), 보호막(14)틀 예를 들면 스퍼터링에 의해 순차 형성하였다.

다층하지층(12)는 도 2에 도시한 바와 같이 3층으로 구성되어 있고, 상기 다층하지층중에는 육방최밀(hcp)구조의 층(이하 간단히 hcp층이라고 한다)(22)가 체심입방(bcc)구조의 층(이하 bcc층이라고 한다)(21)과 bcc층(23) 사이에 배치된 층구성이 포함된다.

bcc층(21)을 (100)배향시키고, 그 위에 (11.0)배향된 hcp(22) 또 (100)배향된 bcc층(23)을 에피택셜 성장시킨 다층하지층을 사용하는 것에 의해, 자성층의 입자사이즈를 미세화할 수 있다는 것을 실험적으로 명확하게 하였다. 이것은 J. Appl. Phys., vol.73, (10), 1993년 5월 15일) 등에 보고가 있는 바와 같은 (100)배향된 1개의 bcc입자상에 (11.0)배향된 hcp입자가 여러개의 c축을 서로 직교하도록 설정하는 소위 이중결정구조(bi-crystal structure)를 갖는 것에 기인하는 것이라고 고려된다. 즉, bcc층(21)과 hcp층(22)의 계면에서 입자의 미세화가 발생하고, 또 bcc층(23)과 자성층(13)의 계면에서 입자의 미세화가 재차 발생한다.

또, 도 3에 도시한 바와 같이 다층하지층(12)로서 bcc층(23)상에 또 hcp층(31)을 형성하고 그 위에 자성층(13)을 형성한 경우에도 bcc층(23)과 hcp하지층(31)의 계면에서 입자의 미세화가 발생한다. 막제작 프로세서에도 의하지만, 일반적으로 bcc입자의 사이즈가 클수록 이중결정구조를 취하기 쉽다고 고려된다. 이 때문에, 큰 입자는 분할되어 미세한 입자로 되지만 원래부터 미세한 입자는 과도하게 미세한 입자로는 되기 어려위 입자사이즈의 분산을 작게 할 수 있다. 또, 하지층(31)은 자성층(13)과 동일한 hcp결정구조를 가지므로, 자성층의 초기성장부분의 결정성을 향상시키는 효과가 있다. 이것에 의해, 자성막의 박막화에 따른 자기특성(예를 들면 보자력, coercive squareness 등)의 열화를 작게 할 수 있다.

다층하지층의 재료로서는 자성층의 격자정수에 맞춰 bcc층은 Cr 및 Cr-Ti, Cr-V, Cr-Mo, Cr-Ta 등의 Cr합금 등에서, 또 hcp층은 Co-Cr, Co-Cr-Ta, Co-Cr-Pt, Co-Cr-Pt-Ta 등의 CoCr합금 등에서 선택하는 것이 바람직하다.

다층하지층의 각 층의 막두께는 입자사이즈의 증대를 방지하기 위해 50nm 이하로 하는 것이 바람직하다.

다층하지층 중 hcp층은 실질적으로 비자성인 것이 바람직하지만, 약한 자화를 갖는 경우라도 hcp층의 막두께를 얇게 하는 것에 의해 자성층의 자기특성에 미치는 영향을 억제할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 3층구조의 하지층에 있어서는 도 4에 도시한 바와 같이 hcp층(22)의 막두께t1과 잔류자속밀도Br1의 곱(Br1×t1)을 자성층(13)의 막두께t2와 잔류자속밀도Br2와의 곱(Br2×t2)의 20%이하로 하는 것에 의해 매체의 보자력의 저하를 방지할 수 있다.

다층하지층중의 hcp층의 Cr농도는 hcp층의 자화를 약하게 하고 또한 양호한 결정성을 얻기 위해 30at%이상 40at%이하로 하는 것이 바람직하다,

한편, 자성층은 입자미세화에 따른 열변동의 영향을 억제하기 위해 결정자기 이방성이 큰 재료를 사용할 필요가 있다. 구체적으로는 자성층의 주성분이 Co, Cr, Pt로 이루어지고, 이 Pt농도를 10at%이상으로 하는 것이 바람직하다.

기판으로서는 표면평활성에 우수한 것을 사용할 필요가 있고 구체적으로는 NiP가 표면에 형성된 Al-Mg기판, 유리기판, SiO₂기판, SiC기판, 카본기판 등을 사용할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

외경65mm, 내경20mm, 두께0.4mm의 표면에 NiP가 형성된 A1-Mg기판(11)상에 도 2에 도시되는 바와 같은 다층하지층(12)로서 두께10nm의 Cr층(bcc층)(21), 두께10nm의 CoCr합금층(hcp층)(22), 두께10nm의 CrTi합금층(bcc층)(23)을, 도 1에 도시되는 바와 같은 자성층(13)으로서 두께15nm의 hcp구조를 갖는 CoCrPt합금층을, 보호층(14)로서 카본층을 DC마그네트론 스퍼터법에 의해 연속적으로 형성하는 것에 의해 면내자기기록매체를 작성하였다. 성막조건은 아르곤가스의 분압은 5mTorr, 투입전력은 1kW, 기판온도는 300℃로 하였다.

본 실시예에 의한 기록매체의 각 층의 결정배향성을 X선 회절법에 의해 평가하였다. 그 결과를 도 5에 도시한다. Cr층(21)이 (100)배향되고, 층(21)상에 성장한 hcp CoCr합금층(22)는 (11.0)배향되고, 층(22)상에 성장한 bcc CrTi합금층(23)은 (100)배향되고, 층(23)상에 성장한 hcp CoCrPt자성층(14)는 (11.0)배향되어 있는 것을 알 수 있다.

하지층을 구성하는 CoCr합금층(22)의 Cr농도를 25at%∼45at%의 범위에서 변화시킨 결과, Cr의 농도가 25at%일 때는 약 150emu/cc의 약한 자화를 갖는 것을 알 수 있었다. 일반적으로 CoCr합금이 벌크인 경우 Cr농도가 약 25at%이상일 때 비자성으로 되지만, 성막온도를 300℃정도까지 올리고 CoCr합금박막으로 하면 자화를 갖게 된다. 이것은 Cr농도가 낮은 상(강자성)과 Cr농도가 높은 상(비자성)으로 분리하기 위함이라고 고려된다. 한편, Cr농도를 45at%이상으로 하면 CoCr합금층의 결정구조가 hcp단일상(單相)으로는 되지 않고, 상하층과의 에피택셜관계가 성립하지 않게 되는 것을 알 수 있었다.

본 실시예의 기록매체의 기록재생특성을 평가한 결과, Cr농도가 30at%이상 40at%이하일 때 특히 양호한 특성이 얻어졌다. CoCr합금층의 Cr농도가 35at%인 면내자기기록매체에서 260kFCI의 선기록밀도로 자기저항 효과형 헤드를 사용해서 기록재생한 결과 매체S/N은 1.8이었다. CoCr합금층의 Cr의 농도가 30at%미만 또는 40at%보다 큰 면내자기기록매체에서는 잔류자속밀도Br과의 곱(Br×t)가 커지므로 또는 자성층의 결정배향성이 저하하므로, 매체S/N은 3이하로 낮은 값으로 되었다. 이상의 검토에 의해, 자성층의 자기특성에 영향을 미치는 하지층의 자화를 억제하고 또한 양호한 에피택셜성장을 실현하기 위해서는 CoCr합금층의 Cr농도를 30at%이상 40at%이하로 할 필요가 있다는 것이 명확하게 되었다.

[실시예 2]

외경65mm, 내경20mm, 두께0.4mm의 표면에 NiP가 형성된 Al-Mg기판(11)상에 도 3에 도시되는 바와 같은 다층하지층(12)로서 두께10nm의 Cr층(bcc층)(21), 두께10nm의 CoCr합금층(hcp층)(22), 두께10nm의 CrTi합금층(bcc층)(23), 두께10nm의 CoCr합금층(hcp층)(31)을, 도 1에 도시되는 바와 같은 자성층(13)으로서 두께15nm의 hcp구조를 갖는 CoCrPt합금층을, 보호층(14)로서 카본층을 DC마그네트론 스퍼터법에 의해 연속적으로 형성하는 것에 의해 면내자기기록매체를 작성하였다. 성막조건은 실시예 1과 마찬가지이다.

도 6에 본 실시예의 기록매체의 자성층 막두께와 기록시에 있어서의 매체에 대한 자기헤드의 상대적인 주행방향으로 자계를 인가해서 측정한 보자력Hc의 관계를 도시한다. 실시예1의 면내자기기록매체에 대해서의 측정결과도 아울러 설명한다. 실시예 2의 면내자기기록매체에서는 자성층 막두께를 작게 한 결과 실시예 1의 면내자기기록매체에 비해 보자력의 저하가 작다는 것을 알 수 있다. 이것은 다층하지층의 최상층이 자성층과 동일한 hcp구조를 가지므로, 자성층의 초기성장부분의 결정성이 향상한 것에 의한다고 고려된다. 이와 같이, 자성층의 박막화에 대해서 다층하지층의 최상층을 hcp구조로 하는 것이 유효하다는 것이 명확하게 되었다. 또, 자성층(13)의 Pt농도가 높은 경우는 다층하지층의 CoCr합금층(31)에 Pt나 Ta등을 첨가하고 자성층과 하지층과의 격자정합성을 높이는 것에 의해 마찬가지의 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

[실시예 3]

본 발명의 1실시예에 의한 자기기억장치의 평면모식도 및 종단면 모식도를 도 7a 및 도 7b에 도시한다. 도 7b는 도 7a에 있어서의 선ⅦB-ⅦB에 따른 단면도이다. 이 장치는 면내자기기록매체(71), 이것을 회전구동시키는 구동부(72), 자기헤드(73)과 그의 구동부(74) 및 상기 자기헤드의 기록재생신호 처리회로장치(75)를 갖고 있다.

이 자기기억장치에 사용한 자기헤드의 구조의 모식도를 도 8에 도시한다. 이 자기헤드는 자기헤드 슬라이더기체(87)상에 형성된 기록용 전자유도형 자기헤드와 재생용 자기저항 효과형 헤드를 조합한 기록분리형 헤드이다. 기록용 헤드부는 한쌍의 기록자극(81), (82)와 그것과 연결되는 코일(83)으로 이루어지는 유도형 박막자기헤드이고, 기록자극간의 갭층의 두께는 0.3㎛로 하였다. 또, 자극(82)는 자기 실드층으로서도 기능한다. 즉, 층(82)는 자기실드층(86)과 쌍으로서 모두 1㎛의 두께를 갖고, 재생용 헤드부의 자기실드도 겸하고 있으며 이 실드 층간 거리는 0.25㎛이다(도 8의 척도는 구성을 명시하기 위해 동일하지는 않다)재생용 헤드부는 자기저항 효과센서(84)와 전극으로 되는 도체층(85)로 이루어지는 자기저항 효과형 헤드이다.

도 9에 자기저항센서의 종단면 구조를 도시한다. 자기저항센서의 신호검출영역(91)은 산화Al의 갭층(92)상에 횡바이어스층(93), 분리층(94), 자기저항 강자성층(95)가 순차 형성된 부분으로 구성된다. 자기저항 강자성층(95)에는 두께20nm의 NiFe합금을 사용하였다. 횡바이어스층(93)에는 두께25nm의 NiFeNb를 사용했지만, NiFeRh 등의 비교적 전기저항이 높고 인자성특성이 양호한 강자성합금이면 좋다. 횡바이어스층(93)은 자기저항 강자성층(95)를 흐르는 센스전류에 의해 유기된 자계에 의해 이 전류와 수직인 막면내방향(횡방향)으로 자화되고, 자기저항 강자성층(95)로 횡방향의 바이어스 자계를 인가한다. 이것에 의해, 매체로부터의 누설자계에 대해 선형의 재생출력이 얻어지는 자기센서로 된다. 자기저항 강자성층(95)로부터의 센스전류의 분류를 방지하는 분리층(94)에는 비교적 전기저항이 높은 Ta를 사용하고 막두께는 5nm로 하였다. 신호검출영역(91)의 양끝에는 테이퍼(taper)형상으로 가공된 테이퍼부(96)이 있다. 데이퍼부(96)은 자기저항 강자성층(95)를 단자구구조로 하기 위한 영구자석층(97)과 그 위에 형성된 재생신호를 추출하기 위한 한쌍의 전극(98)로 구성된다. 영구자석(97)은 보자력이 높고 자화방향이 용이하게 변화하지 않는 것이 중요하며, CoCr, CoCrPt합금 등이 사용된다. 면내자기기록매체(71)(도 7)은 실시예1에서 설명한 보자력Hc가 3.2k Oe인 매체를 사용하였다.

본 실시예의 자기기억장치를 사용하여 헤드부상량30nm, 선기록밀도260kFCI, 트랙밀도13kTPI의 조건에서 기록재생특성을 평가한 결과, 1.8의 장치S/N이 얻어졌다. 즉, 이와 같은 높은 S/N에 의해 충분한 레벨의 재생강도가 얻어졌다. 또, 자기헤드로의 입력신호를 8-9부호 변조처리를 실시하는 것에 의해, 1평방인치당 3기가비트의 기록밀도로 기록재생할 수 있었다. 그리고, 내주에서 외주까지의 헤드탐색(seek)시험 5만회 후의 비트에러수는 10비트/면 이하이고, 평균고장간격으로서 30만시간을 달성할 수 있었다.

[실시예 4]

실시예 3과 마찬가지의 구성(도 7a, 도 7b, 도 8)을 갖는 자기기억장치에 있어서, 자기저항센서(84)에 도 10에 도시한 바와 같은 스핀밸브형 자기저항센서를 사용하면 보다 큰 출력이 얻어지므로 바람직하다. 자기센서의 신호검출영역(101)은 산화A1의 갭층(102)상에 두께5nm의 Ta버퍼층(103), 두께7nm의 제1 자성층(104), 두께1.5nm의 Cu중간층(105), 두께3nm의 제2 자성층(106), 두께10nm의 Fe-20at%Mn 반강자성 합금층(107)이 순차 형성된 구조이다. 제1 자성층(104)에는 Ni-20at%Fe합금을 사용하고 제2 자성층(106)에는 Co를 사용하였다. 반강자성 합금층(107)로부터의 교환자계에 의해 제2 자성층(106)의 자화는 1방향으로 고정되어 있다. 이것에 대해, 비자성의 중간층(105)를 거쳐서 제2 자성층(106)과 인접하는 제1 자성층(104)의 자화의 방향은 면내자기기록매체로부터의 누설자계에 의해 변화한다. 이와 같은 2개의 자성층의 자화의 상대적인 방향의 변화에 따라 3층의 막 전체의 저항에 변화가 발생한다. 이 현상은 스핀밸브효과라고 불리고 있다. 본 실시예에서는 자기저항 효과센서에 이 효과를 이용한 스핀밸브형 자기 헤드를 사용하였다. 또한, 영구자석층(109)와 전극(110)로 이루어지는 테이퍼부(108)은 도 9에 도시한 자기저항 효과센서와 마찬가지이다. 면내 자기기록매체(71)(도 7)은 실시예 2에서 기술한 Hc가 3.2k Oe인 매체를 사용하였다.

본 실시예의 자기기억장치를 사용하여 헤드부상량30nm, 선기록밀도260kFCI, 트랙밀도13kTPI의 조건에서 기록재생특성을 평가한 결과, 2.0의 장치S/N이 얻어졌다. 즉, 이와 같은 높은 S/N에 의해 충분한 레벨의 재생강도가 얻어졌다. 또, 자기헤드로의 입력신호를 8-9부호 변조처리를 실시하는 것에 의해, 10℃∼50℃의 온도범위에 있어서 1평방인치당 3기가비트의 기록밀도로 기록재생할 수 있었다. 그리고, 내주에서 외주까지의 헤드탐색시험 5만회 후의 비트에러수는 10비트/면 이하이고, 평균고장간격으로서 30만시간을 달성할 수 있었다.

상술한 실시예에 의하면 자성입자를 미세화하고 또한 분산을 작게 할 수 있으므로, 매체S/N을 높게 할 수 있다. 그 결과, 고감도의 자기저항 효과형 헤드를 사용하는 것에 의해, 1평방인치당 3기가비트 이상의 기록밀도로 높은 장치S/N과 낮은 에러율이 얻어지고 30만시간이상의 평균고장간격을 갖는 소형이고 대용량의 자기기억장치를 제공할 수 있다.

Claims (31)

1. 다층하지층과 그 위에 형성된 자성층을 갖는 면내자기기록매체로서, 상기 다층하지층은 실질적으로 체심입방(bcc)구조의 제1층, 상기 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층 및 상기 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층을 갖는 면내자기기록매체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 제2층은 (100)배향되고, 상기 제2층은 (11.0)배향되어 있는 면내자기기록매체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 제3층의 각각은 Cr 또는 Cr합금으로 이루어져 있고, 상기 제2층은 Co-Cr합금으로 이루어져 있는 면내자기기록매체.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제2층의 Cr농도가 30at%∼40at%인 면내자기기록매체.
5. 제 3항에 있어서, 상기 Cr-합금은 Cr합금, Cr-Ti합금, Cr-V합금, Cr-Mo합금 및 Cr-Ta합금의 군중에서 선택된 합금이고, 상기 Co-Cr합금은 Co-Cr합금, Co-Cr-Ta합금, Co-Cr-Pt합금 및 Co-Cr-Pt-Ta합금의 군중에서 선택된 합금인 면내자기기록매체.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제2층은 잔류자속밀도Br1과 두께t1이 상기 자성층의 잔류자속밀도Br2와 두께t2에 대해, Br1×t1≤0.2×Br2×t2의 관계를 만족시키는 값으로 되어 있는 면내자기기록매체.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제1∼제3층의 각각은 실질적으로 50nm이하인 면내자기기록매체.
8. 제 1항에 있어서, 상기 자성층은 주로 Co, Cr 및 Pt로 이루어져 있고, Pt의 농도는 실질적으로 10at%이상인 면내자기기록매체.
9. 제 1항에 있어서, 상기 다층하지층은 상기 제3층상에 형성된 실질적으로 hcp구조의 제4층을 더 갖는 면내자기기록매체.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제1 및 제3층은 (100)배향되고, 상기 제2 및 제4층은 (11.0)배향되어 있는 면내자기기록매체.
11. 제 9항에 있어서, 상기 제1 및 제3층의 각각은 Cr 또는 Cr합금으로 이루어져 있고 상기 제2 및 제4층은 Co-Cr합금으로 이루어져 있는 면내자기기록매체.
12. 제 11항에 있어서, 상기 제2 및 제4층의 각각의 Cr농도가 30at%∼40at%인 면내자기기록매체.
13. 제 11항에 있어서, 상기 Cr합금은 Cr합금, Cr-Ti합금, Cr-V합금, Cr-Mo합금 및 Cr-Ta합금의 군중에서 선택된 합금이고, 상기 Co-Cr합금은 Co-Cr합금, Co-Cr-Ta합금, Co-Cr-Pt합금 및 Co-Cr-Pt-Ta합금의 군중에서 선택된 합금인 면내자기기록매체.
14. 제 9항에 있어서, 상기 제1∼제4층의 각각은 실질적으로 50nm이하인 면내자기기록매체.
15. 제 9항에 있어서, 상기 자성층은 주로 Co, Cr 및 Pt로 이루어져 있고, Pt의 농도는 실질적으로 10at%이상인 면내자기기록매체.
16. 기판상에 형성된 다층하지층과 상기 하지층상에 형성된 자성층을 갖는 면내자기기록매체로서, 상기 다층하지층은 상기 기판상에 형성된 실질적으로 체심입방(bcc)구조의 제1층, 상기 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층 및 상기 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층을 갖고, 상기 자성층은 상기 제3층상에 형성되어 있는 면내자기기록매체.
17. 제 16항에 있어서, 상기 기판은 Al-Mg합금, 유리, SiO₂, SiC 및 카본군중에서 선택된 재료로 이루어져 있는 면내자기기록매체.
18. 기판상에 형성된 다층하지층과 상기 하지층상에 형성된 자성층을 갖는 면내자기기록매체로서, 상기 다층하지층은 상기 기판상에 형성된 실질적으로 체심입방(bcc)구조의 제1층, 상기 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층, 상기 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층 및 상기 제3층상에 형성된 실질적으로 hcp구조의 제4층을 갖고, 상기 자성층은 상기 제4층상에 형성되어 있는 면내자기기록매체.
19. 제 18항에 있어서, 상기 기판은 Al-Mg합금, 유리, SiO₂, SiC 및 카본군중에서 선택된 재료로 이루어져 있는 면내자기기록매체
20. 자기기록 디스크, 이 디스크와 조합된 자기헤드, 이 자기헤드에 접속된 신호처리회로, 상기 디스크를 회전시키기 위한 제1 구동기 및 상기 디스크상에 있어서 신호를 기록/재생하기 위해 상기 자기헤드를 작동시키는 제2 구동기를 갖는 면내자기기억장치로서, 상기 기록디스크는 다층하지층과 그 위에 형성된 자성층을 갖고, 상기 다층하지층은 실질적으로 체십입방(bcc)구조의 제1층, 상기 제1층상에 형성된 실질적으로 육방최밀(hcp)구조의 제2층 및 상기 제2층상에 형성된 실질적으로 bcc구조의 제3층을 갖는 면내자기기억장치.
21. 제 20항에 있어서, 상기 자기헤드는 전자유도/자기저항효과 복합형 헤드인 면내자기기억장치,
22. 제 20항에 있어서, 상기 다층하지층은 상기 제3층상에 형성된 실질적으로 hcp구조의 제4층을 더 갖는 면내자기기억장치.
23. 제 22항에 있어서, 상기 자기헤드는 전자유도/자기저항효과 복합형 헤드인 면내자기기억장치,
24. 기판상에 다층하지층을 거쳐서 형성된 자성층을 갖는 자기기록매체에 있어서, 상기 다층하지층이 적어도 3층으로 구성되어 있고, 상기 다층하지층중에 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층이 실질적으로 체심입방구조를 갖는 층 사이에 배치된 면내자기기록매체.
25. 제 24항에 있어서, 상기 다층하지층중의 상기 자성층과 접하는 층이 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 면내자기기록매체.
26. 제 24항에 있어서, 상기 다층하지층중의 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층은 1층 마련되고, 그의 막두께t1과 잔류자속밀도Br1과의 곱이 상기 자성층의 막두께t2와 잔류자속밀도Br2와의 곱의 20%이하인 면내자기기록매체.
27. 제 24항에 있어서, 상기 다층하지층중의 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층의 각각은 Co와 Cr을 주성분으로 하고, 상기 Cr의 농도가 30at%이상 40at%이하인 면내자기기록매체.
28. 면내자기기록매체, 이것을 구동하는 구동기, 기록헤드부와 재생헤드부로 이루어지는 자기헤드, 이 자기헤드를 상기 면내자기기록매체상에 있어서 신호를 기록/재생하기 위해 상기 자기헤드를 작동시키는 제2 구동기 및 상기 자기헤드로의 신호입력과 상기 자기헤드로부터의 출력신호재생을 실행하기 위한 기록재생신호 처리회로를 갖는 자기기억장치에 있어서, 상기 자기헤드의 재생헤드부가 자기저항 효과형 센서로 구성되고, 상기 센서가 서로의 자화방향이 외부자계에 의해 상대적으로 변화하는 것에 의해서 큰 저항변화를 일으키는 여러개의 도전성 자성층과 상기 도전성 자성층 사이에 배치된 도전성 비자성층을 포함하고, 또한 상기 면내자기기록매체가 기판상에 다층하지층을 거쳐서 형성된 자성층을 갖는 자기기록매체의 상기 다층하지층이 적어도 3층으로 구성되어 있고, 상기 다층하지층중에 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층이 실질적으로 체심입방구조를 갖는 층 사이에 배치된 면내자기기록매체인 자기기억장치.
29. 제 28항에 있어서, 상기 다층하지층중의 상기 자성층과 접하는 층이 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 자기기억장치.
30. 제 28항에 있어서, 상기 다층하지층중에 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층이 1층 마련되고, 그의 막두께t1과 잔류자속밀도Br1과의 곱이 상기 자성층의 막두께t2와 잔류자속밀도Br2와의 곱의 20%이하인 자기기억장치.
31. 제 28항에 있어서, 상기 다층하지층중의 실질적으로 육방최밀구조를 갖는 층의 각각은 Co와 Cr을 주성분으로 하고 상기 Cr의 농도가 30at%이상 40at%이하인 자기기억장치.