KR20070082481A - 수직 자기 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 출력 및 S/N 비를 향상할 수 있는 수직 자기 기록 방식의 자기 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 기록층(16)과, 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층(20)과, 제1 기록층(16)과 제2 기록층(20) 사이에 형성되고 비자성층(18b)과, 제1 기록층(16)과 비자성층(18b) 사이 및 비자성층(18b)과 제2 기록층(20) 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층(18a, 18b)을 갖는 중간층(18)을 갖는다. 이로 인해 수직 자기 기록 매체의 재생 출력을 향상할 수 있다. 또한, 중간층의 강자성층 및 비자성층의 구성을 적절하게 제어함으로써 수직 자기 기록 매체의 S/N 비도 향상할 수 있다.

Description

수직 자기 기록 매체{Vertical Magnetic Recording Medium}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조를 도시하는 개략 단면도.
도 2는 수직 자기 기록 매체의 각형비의 비자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프.
도 3은 출력의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프.
도 4는 S/N 비의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프.
도 5는 자기 특성의 측정 방향의 각도에 대한 유지력의 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 출력의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조를 나타내는 개략 단면도.
도 8은 S/N 비의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 자기 기록 장치의 구조를 도시한 개략도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 유리 기판
12 : 보강층
14 : 중간층
16 : 제1 기록층
18 : 교환 결합력 제어층
18a, 18c, 18a', 18c' : 강자성층
18b, 18b' : 비자성층
20 : 제2 기록층
22 : 수직 자기 기록층
24 : 보호층
30 : 자기 기록 장치
32 : 상자체 본체
34 : 자기 디스크
36 : 스핀들 모터
38 : 헤드 액츄에이터
40 : 지지축
42 : 액츄에이터 아암
44 : 헤드 서스펜션 어셈블리
46 : 로드빔
48 : 자기 헤드
50 : 동력원
본 발명은 자기 기록 매체에 관한 것으로, 특히 수직 자기 기록에 이용하는 수직 자기 기록 매체에 관한 것이다.
자기 기록 장치인 하드디스크 장치는 컴퓨터나 각종 휴대 정보 단말, 예컨대 모바일 퍼스널 컴퓨터, 게임기, 디지털 카메라, 차량 네비게이션 시스템 등의 외부 기억 장치로서 널리 사용되고 있다.
최근 이러한 하드디스크 장치의 기록 매체로서 종래의 면내 기록 매체와 비교해서 배 이상의 고보자력화가 가능한 수직 자기 기록 매체가 주목받고 있다. 수직 자기 기록이란 기록 매체의 면에 수직으로 인접하는 기록 비트가 상호 반평행하게 되도록 자구를 형성하는 자기 기록 방식이다.
수직 자기 기록용 자기 기록 매체에서는 고밀도 기록을 하면 자구 도메인의 감소에 의해 기록 정보가 소실하는, 소위 “열 흔들림”이 문제가 된다. 이 열 흔들림 억제책에는 자기 이방성 에너지(Ku)가 큰 재료의 채용이 유효하다. 한 편, 자기 이방성 에너지(Ku)의 증가에 의해 기록 자계도 증가하기 때문에 그 효과에는 한계가 있다. 따라서, 열 흔들림 대책과 충분한 포화 기록 특성의 확보의 양립이 과제로 되어 있다.
이 대책으로서 기록층을 2층 이상의 다층 구조로 하는 시도가 이루어지고 있다. 이것은 자기 이방성이 다른 기록층을 적층하는 것으로 기록 특성의 향상을 꾀 하는 것이지만, 필요한 자기 특성을 얻기 위해서 각 층의 조성, 구조의 제어는 복잡하며 곤란하다. 또한, 일반적으로 막 두께가 매우 두껍게 되는 경향이 있어 헤드로부터의 기록 자계가 충분하지 않아지는 문제가 있다.
이러한 배경에 있어서 기록층간에 비자성의 중간층을 설치한 2층 기록층을 갖는 ECC(Exchange Coupled Composite) 매체라고 불리는 수직 자기 기록 매체가 제안되어 있다. ECC 매체는 자화 용이축이 기판에 대하여 수직으로 면내, 혹은 상호 경사 방향에 있는 2층의 자성막을 비자성 중간층을 통해 적층한 것으로, 열적 안정성을 확보하면서 기록 자계를 저감하고 사이드 소거를 억제하는 것이 가능하다.
[특허문헌 1] 일본특허공개2001-148110호 공보
그러나, 상기 종래의 ECC 매체에서는 기록층의 자화 용이축 방향이 기판 법선에 대하여 경사 방향을 향하고 있기 때문에, 신호 출력의 손실이 크고 충분한 S/N 비를 확보할 수 없었다. 이 때문에, 재생 출력 및 S/N 비를 향상할 수 있는 수직 자기 기록 매체가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 재생 출력 및 S/N 비를 향상할 수 있는 수직 자기 기록 방식의 자기 기록 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 관점에 따르면 제1 기록층과, 상기 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과, 상기 제1 기록층과 상기 제2 기록층 사이에 형성되어, 비자성층과 상기 제1 기록층과 상기 비자성층 사이 및 상기 비자성층과 상기 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층을 갖는 중간층을 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 관점에 따르면 제1 기록층과 상기 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과, 상기 제1 기록층과 상기 제2 기록층 사이에 형성되어 비자성층과 상기 제1 기록층과 상기 비자성층 사이 및 상기 비자성층과 상기 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층을 갖는 중간층을 갖는 수직 자기 기록 매체와, 상기 수직 자기 기록 매체의 근방에 설치되고, 상기 수직 자기 기록 매체의 소정의 기록 영역에의 자기 정보의 기록 및 상기 수직 자기 기록 매체의 소정의 기록 영역의 자기 정보의 판독을 행하는 자기 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치가 제공된다.
[제1 실시예]
본 발명의 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체에 관해서 도 1 내지 도 6를 이용하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조를 도시하는 개략 단면도, 도 2는 각형비의 비자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프, 도 3, 도 6은 출력의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프, 도 4는 S/N 비의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프, 도 5는 자기 특성의 측정 방향의 각도에 대한 유지력의 변화를 나타내는 그래프이다.
처음에, 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조에 관해서 도 1을 이용하여 설명한다.
유리 기판(10)상에는 연자성 재료로 이루어지는 보강층(12)이 형성되어 있다. 보강층(12)상에는 비자성 재료로 이루어지는 중간층(14)이 형성되어 있다. 중간층(14)상에는 강자성 재료로 이루어지는 제1 기록층(16)이 형성되어 있다. 제1 기록층(16)상에는 교환 결합력 제어층(18)이 형성되어 있다. 교환 결합력 제어층(18)은 제1 기록층(16)상에 형성된 강자성층(18a)과, 강자성층(18a)상에 형성된 비자성층(18b)과, 비자성층(18b)상에 형성된 강자성층(18c)을 갖고 있다. 교환 결합력 제어층(18)상에는 강자성 재료로 이루어지는 제2 기록층(20)이 형성되어 있다. 이에 따라 제1 기록층(16)과 교환 결합력 제어층(18)과 제2 기록층(20)으로 이루어지는 수직 자기 기록층(22)이 구성되어 있다. 수직 자기 기록층(22)상에는 보호층(24)이 형성되어 있다.
보강층(12)은 기록 헤드로부터 발생한 기록 자계를 순환 전류시켜, 자속의 폐 자로를 형성하기 위한 것으로, 연자성 재료, 예컨대 Co계 비정질 합금, Ni계 합금 등에 의해 구성된다.
중간층(14)은 보강층(12)과 수직 자기 기록층(22) 사이의 상호 작용을 방지하기 위한 층이며, 비자성 재료, 예컨대 Ru, Cr, Rh, Ir 및 이것들의 합금 등에 의해 구성된다.
수직 자기 기록층(22)은 소정의 자기 정보를 기록하기 위한 층이다. 제1 기록층(16)과 제2 기록층(20) 사이에 강자성 결합이 형성되고, 양자간의 교환 결합력이 교환 결합력 제어층(18)에 의해서 제어된다. 수직 자기 기록층(22)에는 3층 이상의 강자성 결합을 갖는 기록층을 설치해도 좋다.
제1 기록층(16)과 제2 기록층(20)은 자화 용이축이 기판에 대하여 수직으로 면내, 혹은 상호 경사 방향으로 향한다. 제1 기록층(16) 및 제2 기록층(20)은 CoCr계 합금, Co계 알갱이 등의 수직 자기 기록용의 강자성 재료에 의해 구성된다. 제1 자성층(16) 및 제2 기록층(20)은 동일한 재료라도 좋고, 다른 재료라도 좋다. 다른 재료를 이용하는 경우에는 유리 기판(10)에 가까운 제1 기록층(16)쪽이 보호층(24)에 가까운 제2 기록층(20) 보다도 수직 자기 이방성(Ku)이 큰 것이 바람직하다.
강자성층(18a, 18c)은 수직 자기 기록층(22)의 포화 자화(Ms)를 높이기 위한 층이며, 고Ms 강자성 재료인 Co를 주성분으로 하는 강자성 재료, 예컨대 Co, CoCr, CoPt, CoNi, CoFe, CoNiFe 등에 의해 구성된다.
비자성층(18b)은 제1 기록층(16)과 제2 기록층(20) 사이의 교환 결합력을 제어하는 교환 결합력 제어층(18)의 주된 역할을 담당하는 층이며, 비자성 재료, 예컨대 Ru, Cr, Rh, Ir 및 이것들의 합금 등에 의해 구성된다. 또, 본원 명세서에서는 교환 결합력 제어층을 중간층으로 표현하는 일도 있다.
보호층(24)은 수직 자기 기록 매체상을 자기 헤드가 주사할 때에 표면을 보호하기 위한 층이며, 예컨대 탄소막 등에 의해 구성된다.
여기서, 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체는 교환 결합력 제어층(18)이 Co를 주성분으로 하는 강자성 재료로 이루어지는 강자성층(18a, 18c)을 갖는 것에 주된 특징이 있다. 고Ms 강자성 재료인 Co를 주성분으로 하는 강자성 재료를 포함하는 층을 설치함으로써, 수직 자기 기록층(22)의 포화 자화(Ms)가 증가하기 때문에 재생 출력을 증대할 수 있다. 또한, 교환 결합력 제어층(18)의 각 층의 구성 및 막 두께를 상세히 제어함으로써, S/N 비에 있어서도 향상을 꾀할 수 있다. 또한, 자화 용이축 방향이 수직이 아닌 Co를 주성분으로 하는 층을 이용함으로써 제1 기록층(16) 및 제2 기록층(20)의 자화 용이축 방향을 임의의 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 각도 변화에 대한 유지력(Hc)의 변화율을 보다 작게 할 수 있다. 강자성층(18a) 및 강자성층(18c)은 반드시 양쪽 모두에 설치할 필요는 없고, 강자성층(18a) 또는 강자성층(18c)의 어느 한 쪽만을 설치하도록 해도 좋다.
다음에, 교환 결합력 제어층(18)의 각 층이 구체적인 구성에 관해서 도 2 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
도 2는 정(靜)자기 특성 각형비(SQ)의 비자성층(18b)의 막 두께 의존성을 나타내는 그래프이다. 도 2의 측정에서는 비자성층(18b)으로서 Ru막을 이용했다.
도 2에 도시한 바와 같이 비자성층(18b)의 막 두께를 변화함으로써, SQ 비가 변화된다.
비자성층(18b)의 막 두께 t가 0.5 nm 이하, 0.8 nm 이상에서는 SQ 비는 거의 1 이다. 이것은 비자성층(18b)의 막 두께 t가 0.5 nm< t < 0.8 nm에서 제1 기록층(16)과 제2 기록층(20)이 비자성층(18b)을 통해 반강자성 결합을 하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 비자성층(18b)의 막 두께 t가 t≥ 0.8 nm에서는 기록층은 상호 독립적으로 기능하기 때문에 교환 결합력 제어층(18)의 효과를 인정받을 수 없다. 따라서, 비자성층(18b)의 막 두께 t는 t≤ 0.5 nm 로 설정해야 한다.
도 3은 출력(Vf8)의 강자성층(18a, 18c) 막 두께의 의존성을 나타내는 그래프이다. 도면 중, ● 표시의 플롯은 제1 기록층(16)의 막 두께를 10 nm 으로 한 경 우이며, ○ 표시의 플롯은 제1 기록층(16)의 막 두께를 15 nm 으로 한 경우이다. 도 3의 측정에서는 강자성층(18a, 18c)으로서 Co막을 이용했다. 또한, 그래프의 횡축은 강자성층(18a, 18c)의 각각의 막 두께를 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 제1 기록층(16)의 막 두께가 10 nm, 15 nm의 어느 경우에도 출력은 강자성층(18a, 18c)의 막 두께의 증가에 따라 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 출력의 관점에서는 강자성층(18a, 18c)의 막 두께는 보다 두꺼운 쪽이 바람직하다.
도 4는 S/N 비의 강자성층(18a, 18c)의 막 두께의 의존성을 나타내는 그래프이다. 종축은 강자성층(18a, 18c)를 설치하지 않을 때의 S/N 비의 값을 뺀 값을 나타내고, 값이 클수록 강자성층(18a, 18c)의 효과가 큰 것을 나타낸다. 도면 중, ● 표시의 플롯은 제1 기록층(16)의 막 두께를 10 nm 으로 한 경우이며, ○ 표시의 플롯은 제1 기록층(16)의 막 두께를 15 nm 으로 한 경우이다. 도 4의 측정에서는 강자성층(18a, 18c)으로서 Co막을 이용하고, 비자성층(18b)의 막 두께는 0.4 nm 으로 했다. 또한, 그래프의 횡축은 강자성층(18a, 18c)의 각각의 막 두께를 나타내고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 S/N 비는 제1 기록층(16)의 막 두께가 10 nm, 15 nm의 어느 경우에도 강자성층(18a, 18c)의 막 두께와 동시에 증가하여 피크 값을 나타내고, 이 피크 값을 넘으면 감소로 바뀐다. S/N 비는 강자성층(18a, 18c)의 막 두께가 지나치게 두꺼우면 강자성층(18a, 18c)을 설치하지 않을 때의 S/N 비의 값보다도 작아진다. 또한, 변화의 정도는 제1 기록층(16)의 막 두께에 의존한다.
도 4의 결과로부터 제1 기록층(16)의 막 두께가 10 nm인 경우에는 강자성층(18a, 18c)의 막 두께 t는 0< t ≤ 1 nm의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 제1 기록층(16)의 막 두께가 15 nm인 경우에는 강자성층(18a, 18c)의 막 두께 t는 0<t≤ 2 nm의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 강자성층(18a, 18c)의 막 두께는 채용한 제1 기록층(16)의 막 두께에 있어서 S/N 비가 강자성층(18a, 18c)을 설치하지 않을 때의 값보다도 커지도록 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
도 5는 자기 특성의 측정 방향의 각도에 대한 유지력(Hc)의 변화를 도시한 것이다. 종축은 막 수직 방향에서 측정한 경우의 유지력을 100% 로 했을 때의 유지력의 값을 나타내고, 횡축은 막 수직 방향과 측정 방향이 이루는 각도를 나타내고있다. 각도의 변화에 대한 유지력의 변화가 작을수록 사이드 소거 내성이 높은 것을 나타낸다. 도면 중, ◆ 표시의 플롯은 강자성층(18a, 18c)을 설치하지 않는 경우이며, ▲ 표시의 플롯은 강자성층(18a, 18c)의 막 두께를 0.5 nm 으로 한 경우이며, ■ 표시의 플롯은 강자성층(18a, 18c)의 막 두께를 1.0 nm 으로 한 경우이며, ● 표시의 플롯은 강자성층(18a, 18c)의 막 두께를 1.5 nm 으로 한 경우이다. 도 5의 측정에서는 강자성층(18a, 18c)으로서 Co막을 이용했다.
도 5에 도시한 바와 같이 강자성층(18a, 18c)의 막 두께가 두꺼울수록 각도의 변화에 대한 유지력의 변화가 작아지고, 사이드 소거 내성이 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 사이드 소거 내성의 관점에서는 강자성층(18a, 18c)의 막 두께는 보다 두꺼운 쪽이 바람직하다.
도 6은 강자성층(18a) 또는 강자성층(18c) 중 어느 한 쪽을 설치한 경우에 있어서의 출력의 강자성층(18a, 18c)의 막 두께의 의존성을 나타내는 그래프이다. 종축은 강자성층(18a, 18c)을 설치하지 않을 때의 출력의 값을 뺀 값을 나타내고 있다. 도면 중, ● 표시의 플롯은 강자성층(18a)만을 설치한 경우이며, ■ 표시의 플롯은 강자성층(18c) 만을 설치한 경우이다. 도 6의 측정에서는 강자성층(18a, 18c)으로서 Co막을 이용했다.
도 6에 도시한 바와 같이 강자성층(18a) 또는 강자성층(18c) 중 어느 한 쪽을 설치한 것만으로도 출력의 증가가 인정된다. 출력 증가의 효과는 강자성층(18a)만을 설치한 쪽이 강자성층(18c)만을 설치한 경우보다도 높았다. 강자성층(18c)만을 설치한 경우에는 막 두께 0.5 nm을 피크로서 그 이상의 막 두께에서는 반대로 출력의 감소가 인정되었다.
도 6의 결과로부터 강자성층(18a, 18c)은 적어도 한 쪽을 설치하는 것에 의해 출력 증가의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 출력과 막 두께와의 관계는 강자성층(18a)과 강자성층(18c)으로 다르고, 강자성층(18a)의 막 두께와 강자성층(18c)의 막 두께는 반드시 동일해야 할 필요는 없다. 다른 특성도 확인한 뒤에 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 제조 방법에 관해서 도 1을 이용하여 설명한다.
우선, 유리 기판(10)상에 예컨대 스퍼터법에 의해, 예컨대 막 두께 50∼100 nm 정도의 연자성 재료, 예컨대 Co계 비정질 합금이나 Ni계 합금을 퇴적하여 보강 층(12)을 형성한다.
계속해서, 보강층(12)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 20 nm 정도의 비자성 재료, 예컨대 Ru, Cr, Rh, Ir 등을 퇴적하여 중간층(14)을 형성한다.
계속해서 중간층(14)상에 예컨대 막 두께 15 nm 정도의 CoCrPt-SiO2 알갱이 등으로 이루어지는 제1 기록층(16)을 형성한다.
계속해서, 제1 기록층(16)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 1 nm 정도의 Co를 포함하는 강자성 재료, 예컨대 Co, CoCr, CoPt, CoNi, CoFe, CoNiFe 등을 퇴적하여 강자성층(18a)을 형성한다.
계속해서, 강자성층(18a)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 0.5 nm 정도의 비자성 재료, 예컨대 Ru, Cr, Rh, Ir 등을 퇴적하여 비자성층(18b)을 형성한다.
계속해서, 비자성층(18b)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 1 nm 정도의 Co를 포함하는 강자성 재료, 예컨대 Co, CoCr, CoPt, CoNi, CoFe, CoNiFe 등을 퇴적하여 강자성층(18a)을 형성한다.
이렇게 해서, 강자성층(18a), 비자성층(18b) 및 강자성층(18c)으로 이루어지는 교환 결합력 제어층(18)을 형성한다.
계속해서, 교환 결합력 제어층(18)상에 예컨대 막 두께 5 nm 정도의 CoCrPt-SiO2 알갱이 등으로 이루어지는 제2 기록층(20)을 형성한다.
이렇게 해서, 제1 기록층(16), 교환 결합력 제어층(18) 및 제2 기록층(18)으로 이루어지는 수직 자기 기록층(22)을 형성한다.
이어서, 수직 자기 기록층(22)상에 예컨대 막 두께 4 nm 정도의 탄소막으로 이루어지는 보호층(24)을 형성한다.
이 후, 보호층(24)상에 윤활제(도시하지 않음)를 도포하여 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체를 완성한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면 제1 기록층과, 제1 기록층 사이에서 강자성결합을 형성하는 제2 기록층과, 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 형성된 중간층(교환 결합력 제어층)을 갖는 수직 자기 기록 매체에 있어서 중간층을 비자성층과, 제1 기록층과 비자성층 사이 및 비자성층과 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층으로 구성하기 때문에 제1 및 제2 기록층의 특성을 바꾸는 일없이 중간층의 강자성층에 의해서 수직 자기 기록층의 포화 자화(Ms)를 높일 수 있다. 이에 따라 수직 자기 기록 매체의 재생 출력을 향상할 수 있다. 또한, 중간층의 강자성층 및 비자성층의 구성을 적절하게 제어함으로써 수직 자기 기록 매체의 S/N 비도 향상할 수 있다.
[제2 실시예]
본 발명의 제2 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체에 관해서 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 또한, 도 1에 도시하는 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체와 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하거나 간결하게 한다.
도 7은 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조를 도시하는 개략 단면도, 도 8은 S/N 비의 강자성층막 두께 의존성을 나타내는 그래프이다.
처음에 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 구조에 관해서 도 7을 이용 하여 설명한다. 또, 도 7(a)는 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 전체적 구성을 도시하는 단면도이며, 도 7(b)는 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 수직 자기 기록층의 상세를 도시하는 확대 단면도이다.
도 7(a)에 도시한 바와 같이 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체에 있어서의 기본적인 막 구성은 도 1에 도시하는 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체와 마찬가지이다. 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 주된 특징은 교환 결합력 제어층(18)이 알갱이형의 막에 의해 구성되어 있는 점에 있다.
즉, 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체에 있어서의 교환 결합력 제어층(18)은 도 7(b)에 도시한 바와 같이 Co 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2 로 구성되고 SiO2 에 의해서 Co 입상체가 상호 자기적으로 분리된 강자성층(18a')과, Ru 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2 로 구성되고 SiO2 에 의해서 Ru 입상체가 상호 분리된 비자성층(18b')과, Co 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2 으로 구성되고 SiO2 에 의해서 Co 입상체가 상호 자기적으로 분리된 강자성층(18c')으로 구성되어 있다.
이와 같이 하여 교환 결합력 제어층(18)을 구성함으로써, 강자성층(18a') 및 강자성층(18c')이 인접하는 기록 영역의 기록 정보에 부여하는 자기적 영향을 저감할 수 있기 때문에 강자성층(18a') 및 강자성층(18c')을 알갱이화하지 않는 제1 실시예의 경우보다도 S/N 비를 향상할 수 있다.
도 8은 S/N 비의 강자성층(18a', 18c')의 막 두께의 의존성을 나타내는 그래프이다. 종축은 강자성층(18a', 18c')을 설치하지 않을 때의 S/N 비의 값을 뺀 값 을 나타내고, 값이 클수록 강자성층(18a', 18c')의 효과가 큰 것을 나타낸다. 도 8의 측정에서는 제1 기록층(16)의 막 두께를 15 nm, 비자성층(18b')의 막 두께를 0.4 nm로 했다. 그래프의 횡축은 강자성층(18a', 18c')의 각각의 막 두께를 나타내고 있다.
도 8에 도시한 바와 같이 S/N 비는 강자성층(18a', 18c')의 막 두께와 동시에 증가하여 약 1 nm일 때에 피크 값에 달하고 이 피크 값을 넘으면 감소한다. 도 8의 피크 값을 도 4에 도시하는 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체에 있어서의 피크 값과 비교하면 S/N 비 차로 약 2배 정도 향상할 수 있었다.
강자성층(18a', 18c')을 구성하는 강자성 재료는 Co 외에 CoCr, CoPt, CoNi, CoFe, CoNiFe 등을 적용할 수 있다.
비자성층(18b')을 구성하는 비자성 재료의 입상체는 Ru 외에 Cr, Rh, Ir 및 이것들의 합금 등을 적용할 수 있다.
또한, 강자성층(18a', 18c')을 구성하는 강자성 재료의 입상체 및 비자성층(18b')을 구성하는 비자성 재료의 입상체를 분리하는 재료로서는 Si, Al, Mg 을 포함하는 절연 재료, 예컨대 SiO2, A12O3, MgO 등이나, Ag, Cr 등의 비자성 금속 재료를 적용할 수 있다.
구체적으로는, 강자성층(18a', 18c')에는 예컨대 Co(SiO)5 Co(SiO)10, Co(SiO)15, Co(AlO2)5, Co(AlO2)10, Co(AlO2)15 등을 이용할 수 있고, 비자성층(18b')에는 Ru(SiO)5, Ru(SiO)10, RuCr10, RuCr15, Ru(MgO)7, Ru(MgO)15, Ru(MgO)20, Ru(AlO2)5, Ru(AlO2)10, Ru(AlO2)15, Cr(MgO)15, Cr(Mg0)20, Cr(Mg0)22 등을 이용할 수 있다. 또, 각 재료의 하부 숫자는 at% 를 나타낸다.
다음에, 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체의 제조 방법에 관해서 도 7을 이용하여 설명한다.
우선, 유리 기판(10)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 50∼100 nm 정도의 연자성 재료, 예컨대 Co계 비정질 합금이나 Ni계 합금을 퇴적하여 보강 층(12)을 형성한다.
계속해서, 보강층(12)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 막 두께 20 nm 정도의 비자성 재료, 예컨대 Ru, Cr, Rh, Ir 등을 퇴적하여 중간층(14)을 형성한다.
계속해서, 중간층(14)상에 예컨대 막 두께 15 nm 정도의 CoCrPt-SiO2 알갱이 등으로 이루어지는 제1 기록층(16)을 형성한다.
계속해서, 제1 기록층(16)상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 Co와 SiO2를 스퍼터하여 막 두께가 예컨대 1 nm 이며, Co 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2 로 구성되고 SiO2에 의해서 Co 입상체가 상호 자기적으로 분리된 강자성층(18a')을 형성한다. 그 때, 성막 가스압을 예컨대 0.2 Pa로 한다.
계속해서, 강자성층(18a')상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 Ru와 SiO2를 스퍼터하고 막 두께가 예컨대 0.4 nm 이며, Ru 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2 로 구성되고 SiO2에 의해서 Ru 입상체가 상호 분리된 비자성층(18b')을 형성한다. 그 때, 성막 가스압을 예컨대 0.4 Pa 또는 0.8 Pa로 한다.
계속해서 비자성층(18b')상에 예컨대 스퍼터법에 의해 예컨대 Co와 SiO2를 스퍼터하여 막 두께가 예컨대 1 nm 이며, Co 입상체와 그 입계에 충전된 SiO2로 구성되고 SiO2에 의해서 Co 입상체가 상호 자기적으로 분리된 강자성층(18c')을 형성한다. 그 때 성막 가스압을 예컨대 0.2 Pa로 한다.
이렇게 해서, 강자성층(18a'), 비자성층(18b') 및 강자성층(18c')으로 이루어지는 교환 결합력 제어층(18)을 형성한다.
계속해서, 교환 결합력 제어층(18)상에 예컨대 막 두께 5 nm 정도의 CoCrPt-SiO2 알갱이 등으로 이루어지는 제2 기록층(20)을 형성한다.
이렇게 해서, 제1 기록층(16), 교환 결합력 제어층(18) 및 제2 기록층(18)으로 이루어지는 수직 자기 기록층(22)을 형성한다.
계속해서 수직 자기 기록층(22)상에 예컨대 막 두께 4 nm 정도의 탄소막으로 이루어지는 보호층(24)을 형성한다.
이 후, 보호층(24)상에 윤활제(도시하지 않음)를 도포하여 본 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체를 완성한다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 제1 기록층과, 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과, 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 형성된 중간층(교환 결합력 제어층)을 갖는 수직 자기 기록 매체에 있어서 중간층을 비자성층과, 제1 기록층과 비자성층 사이 및 비자성층과 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성 된 강자성층으로 구성하기 때문에 제1 및 제2 기록층의 특성을 바꾸는 일없이 중간층의 강자성층에 의해서 수직 자기 기록층의 포화 자화(Ms)를 높일 수 있다. 이에 따라 수직 자기 기록 매체의 재생 출력을 향상할 수 있다. 또한, 중간층의 강자성층 및 비자성층의 구성을 적절하게 제어함으로써 수직 자기 기록 매체의 S/N 비도 향상할 수 있다.
또한, 중간층의 강자성층을 강자성 재료로 이루어지는 복수의 입상체와, 입상체의 입계에 충전된 비자성 재료로 구성하여 비자성 재료에 의해서 입상체를 자기적으로 분리함으로써 중간층의 강자성층을 면내에 연속하여 형성하는 경우와 비교하여 강자성층이 인접하는 기록 영역의 기록 정보에 부여하는 자기적 영향을 저감할 수 있다. 이에 따라, 수직 자기 기록 매체의 S/N 비를 더욱 향상할 수 있다.
[제3 실시예]
본 발명의 제3 실시예에 의한 자기 기록 장치에 관해서 도 9를 이용하여 설명한다.
도 9는 본 실시예에 의한 자기 기록 장치의 구조를 도시한 개략도이다.
본 실시예에서는 제1 또는 제2 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체를 이용한 자기 기록 장치에 관해서 설명한다.
본 실시예에 의한 자기 기록 장치(30)는 예컨대 평평한 직방체의 내부 공간을 구획하는 상자 형태의 상자체 본체(32)를 구비하고 있다. 수용 공간에는 기록 매체로서의 1장 이상의 자기 디스크(34)가 수용되어 있다. 자기 디스크(34)는 도 1에 도시하는 제1 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체 또는 도 7에 도시하는 제2 실 시예에 의한 수직 자기 기록 매체이다. 자기 디스크(34)는 스핀들 모터(36)의 회전축에 장착되어 있다. 스핀들 모터(36)는, 예컨대 7200 rpm 이나 10000 rpm 의 고속도로 자기 디스크(34)를 회전시킬 수 있다. 상자체 본체(32)에는 상자체 본체(32) 사이에서 수용 공간을 밀폐하는 덮개 즉 커버(도시하지 않음)가 결합된다.
수용 공간에는 헤드 액츄에이터(38)가 추가로 수용되어 있다. 이 헤드 액츄에이터(38)는 수직 방향으로 연장되는 지지축(40)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 헤드 액츄에이터(38)는 지지축(40)으로부터 수평 방향으로 연장되는 복수의 액츄에이터 아암(42)과 각 액츄에이터 아암(42)의 선단에 부착되어 액츄에이터 아암(42)으로부터 전방으로 연장되는 헤드 서스펜션 어셈블리(4)를 구비하고 있다. 액츄에이터 아암(42)은 자기 디스크(34)의 표면 및 이면마다 설치되어 있다.
헤드 서스펜션 어셈블리(44)는 로드빔(46)을 갖추고 있다. 로드빔(46)은 소위 탄성 굴곡 영역으로 액츄에이터 아암(42)의 전단에 연결되어 있다. 탄성 굴곡 영역의 활동으로 로드빔(46)의 전단에는 자기 디스크(34)의 표면으로 향하여 소정의 압박력이 작용한다. 로드빔(46)의 전단에는 자기 헤드(48)가 지지되어 있다. 자기 헤드(48)는 로드빔(46)에 고정되는 짐벌(도시하지 않음)에 자세 변화 가능하게 받아내어진다.
자기 디스크(34)의 회전에 기초하여 자기 디스크(34)의 표면에서 기류가 생성되면 기류의 활동으로 자기 헤드(48)에는 정압 즉 부력 및 부압이 작용한다. 부력 및 부압과 로드빔(46)의 압박력이 균형 잡힘으로써 자기 디스크(34)의 회전 중에 비교적으로 높은 강성으로 자기 헤드(48)는 부상을 계속할 수 있다.
액츄에이터 아암(42)에는 예컨대 보이스 코일 모터(VCM)라는 동력원(50)이 접속되어 있다. 이 동력원(50)의 활동으로 액츄에이터 아암(42)은 지지축(40) 주위에서 회전할 수 있다. 이러한 액츄에이터 아암(42)의 회전에 기초하여 헤드 서스펜션 어셈블리(44)의 이동은 실현된다. 자기 헤드(48)의 부상 중에 지지축(40) 주위에서 액츄에이터 아암(42)이 요동하면 자기 헤드(48)는 직경 방향으로 자기 디스크(34)의 표면을 가로 지를 수 있다. 이러한 이동에 기초하여 자기 헤드(48)를 자기 디스크(34)상의 원하는 기록 트랙에 위치 결정할 수 있다.
이와 같이 하여, 제1 또는 제2 실시예에 의한 수직 자기 기록 매체를 이용하여 자기 기록 장치를 구성함으로써, 수직 자기 기록 매체의 재생 출력 및 S/N 비를 향상할 수 있다. 이에 따라 자기 기록 장치의 특성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.
[변형 실시예]
본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고 여러 가지의 변형이 가능하다.
예컨대, 상기 제1 및 제2 실시예에서는 교환 결합력 제어층(18)을 강자성층/비자성층/강자성층의 3층 구조로 했지만, 강자성층/비자성층 또는 비자성층/강자성층의 2층 구조로 해도 좋다. 또한, 전술의 강자성층 및 비자성층과는 다른 별도의 층을 추가로 삽입해도 좋다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시예에서는 제1 기록층(16) 및 제2 기록층(20)을 알갱이 재료에 의해 구성한 경우를 나타냈지만, 알갱이 재료가 아닌 CoCrPt 그 밖의 기록층 재료에 의해 구성해도 좋다.
또한, 보강층(12), 중간층(14), 보호층(24)의 구성도 상기 실시예에 기재된 것에 한정되는 것은 아니며, 수직 자기 기록 매체에 요구되는 특성 등에 따라서 적절하게 변경할 수 있다.
본 발명에 따르면 제1 기록층과, 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과, 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 형성된 중간층을 갖는 수직 자기 기록 매체에 있어서 중간층을 비자성층과, 제1 기록층과 비자성층 사이 및 비자성층과 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층으로 구성하기 때문에, 제1 및 제2 기록층의 특성을 바꾸는 일없이 중간층의 강자성층에 의해서 수직 자기 기록층의 포화 자화(Ms)를 높일 수 있다. 이에 따라, 수직 자기 기록 매체의 재생출력을 향상할 수 있다. 또한, 중간층의 강자성층 및 비자성층의 구성을 적절하게제어함으로써 수직 자기 기록 매체의 S/N 비도 향상할 수 있다.
또한, 중간층의 강자성층을 강자성 재료로 이루어지는 복수의 입상체와, 입상체의 입계에 충전된 비자성 재료로 구성하여, 비자성 재료에 의해서 입상체를 자기적으로 분리함으로써 중간층의 강자성층을 면내에 연속하여 형성하는 경우와 비교하여 강자성층이 인접하는 기록 영역의 기록 정보에 부여하는 자기적 영향을 저감할 수 있다. 이에 따라 수직 자기 기록 매체의 S/N 비를 더욱 향상할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1 기록층과,
    상기 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과,
    상기 제1 기록층과 상기 제2 기록층 사이에 형성되어, 비자성층과 상기 제1 기록층과 상기 비자성층 사이 및 상기 비자성층과 상기 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층을 갖는 중간층을 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강자성층은 강자성 재료로 이루어지는 복수의 입상체와, 상기 입상체의 입계에 충전된 비자성 재료를 가지고, 상기 비자성 재료에 의해서 상기 입상체가 자기적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비자성층은 비자성 재료로 이루어지는 복수의 입상체와, 상기 입상체의 입계에 충전된 다른 비자성 재료를 가지고, 상기 다른 비자성 재료에 의해서 상기입상체가 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다른 비자성 재료는 Si, Al, MG 을 포함하는 절연 재료, Ag 또는 Cr 인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강자성층을 구성하는 강자성 재료는 Co 또는 Co를 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비자성층을 구성하는 상기 비자성 재료는 Ru, Cr, Rh, Ir 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비자성층은 0.5 nm 이하의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강자성층은 2 nm 이하의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강자성층은 1 nm 이하의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
  10. 제1 기록층과, 상기 제1 기록층 사이에서 강자성 결합을 형성하는 제2 기록층과, 상기 제1 기록층과 상기 제2 기록층 사이에 형성되어, 비자성층과 상기 제1 기록층과 상기 비자성층 사이 및 상기 비자성층과 상기 제2 기록층 사이의 적어도 한 쪽에 형성된 강자성층을 갖는 중간층을 갖는 수직 자기 기록 매체와,
    상기 수직 자기 기록 매체의 근방에 설치되고, 상기 수직 자기 기록 매체의 소정의 기록 영역에의 자기 정보의 기록 및 상기 수직 자기 기록 매체의 소정의 기록 영역의 자기 정보의 판독을 하는 자기 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
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