KR20080012108A - 수직 자기 기록 매체 및 자기 기억 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 수직 자기 기록 매체 및 이를 포함한 자기 기억 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판(11)과, 기판(11)상에 연자성 보강층(12), 비정질층(13), 배향 제어 하지층(14), 배향 제어 중간층(15), 제1 기록층(16), 제2 기록층(17), 보호막(18) 및 윤활층(19)을 순차 적층하여 이루어지고, 제1 및 제2 기록층(16, 17)이 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 강자성 재료를 포함하며, 배향 제어 하지층(14)이 면심입방 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어진다. 또한, 배향 제어 중간층(15)이 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 비자성 재료로 이루어진다.
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 제1 예의 수직 자기 기록 매체의 단면도.
도 2는 제1 실시형태에 따른 제2 예의 수직 자기 기록 매체의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 실시예, 및 비교예의 기록층의 결정 배향성, 자기 특성, 및 기록 재생 특성을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 자기 기억 장치의 주요부를 도시하는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 20, 43: 수직 자기 기록 매체
11: 기판
12: 연자성 보강층
13: 비정질층
14: 배향 제어 하지층
15: 배향 제어 중간층
16: 제1 기록층
17: 제2 기록층
18: 보호막
19: 윤활층
211 내지 21n: 제1 내지 제n 기록층
40: 자기 기억 장치
48: 자기 헤드
본 발명은 수직 자기 기록 매체 및 이를 포함하는 자기 기억 장치에 관한 것이며, 특히 기록층의 하지가 복수의 층으로 이루어지는 수직 자기 기록 매체 및 이를 포함하는 자기 기억 장치에 관한 것이다.
최근, 자기 기억 장치는 그 높은 데이터 전송 능력과 기억 용량으로 인하여, 정보화 사회의 발전에 따라 종래의 용도인 퍼스널 컴퓨터, 서버 이외에도 카 내비게이션 시스템, 포터블 뮤직플레이어, HDD 리코더, 휴대 전화기 등에 이용되기 시작하고 있다. 이 때문에 자기 기억 장치는 한층 더 나은 고용량화, 고 기록 밀도화가 요구되고 있다.
자기 기억 장치는, 종래 그 자기 기록 매체로서 면내 기록 방식의 자기 기록 매체가 이용되어 왔다. 이 방식은 자기 기록 매체의 잔류자화와 막두께의 곱(tBr) 의 축소와, 고 보자력(Hc)화에 의해 매체 노이즈의 저감을 도모할 수 있는 것으로 알려져 있다. tBr의 축소를 진행시키면 기록층의 결정 입자가 미세화되고, 기록층의 잔류자화가 열에너지의 영향으로 점차 감소하는, 소위 열요동의 문제가 발생한다. 또한, 고 Hc화도 기록 헤드 자계의 크기에는 제한이 있기 때문에 그 이상의 고 Hc화는 어렵게 되어 있다. 이와 같은 배경에 의해 면내 기록 방식의 자기 기록 매체의 그 이상의 고 기록 밀도화는 어렵게 되어 왔다.
최근, 자기 기록 매체의 한층 더 나은 고 기록 밀도화를 달성하기 위해 수직 자기 기록 방식의 자기 기록 매체(수직 자기 기록 매체)의 개발이 활발해졌다. 수직 자기 기록 방식에서는 수직 자기 기록 매체에 기록된 기록 비트는 인접하는 기록 비트의 반자계의 영향에 의해 고 기록 밀도일수록, 잔류자화의 크기가 안정되는 이점이 있다. 그 결과, 열요동 내성도 강화된다.
또한, 수직 기록 매체에는 기판과 기록층 사이에 연자성 재료로 이루어지는 연자성 보강층이 부여된다. 연자성 보강층을 부여하지 않더라도 기록 재생은 가능하지만, 단자극 헤드와 보강층과의 조합에 의해 기록시에서의 기록 소자로부터의 발생 자계를 종래의 면내 기록용 헤드와 비교하여 약 1.3 배 이상으로 대폭 증폭할 수 있다. 이에 따라, 면내 기록 매체보다 높은 Hc를 수직 매체에 부여하는 것이 가능해진다. 또한, 연자성 보강층은 기록 소자로부터 발생되는 자계를 급격하게 인입하기 위해 자계 경사가 작아지고, 기록된 신호의 확산의 영향도 저감된다. 이와 같이 수직 자기 기록 매체는 면내 자기 기록 매체와 비교하여 여러 가지 우위성이 있다.
수직 자기 기록 매체에서도 고 기록 밀도화를 도모하기 위해서는 매체 노이즈의 저감이 필수이다. 매체 노이즈를 저감하기 위해서는 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 작게 하는 것이 유효하다. 자화 용이축의 배향 분산이란 자화 용이축이 기판면에 수직인 방향에 대하여 어느 정도 어긋나게 분포해 있는지를 나타낸다.
수직 자기 기록 매체에서는, 한층 더 나은 고 기록 밀도화를 진행시키기 위해 연자성 보강층과 기록층 사이에 중간층을 설치하고, 중간층에 의한 기록층의 수직 배향성을 제어하는 방법이 제안되어 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에서는 연자성 보강층과 기록층 사이에 Cu로 이루어지는 제1 중간층과 CoCr을 주재료로 하여 이루어지는 제2 중간층의 적층체를 형성하는 것이 개시되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-216338호 공보
그런데, 상기 특허 문헌 1에서는 제1 및 제2 중간층에 의해 기록층의 자화 용이축의 양호한 배향 분산이 기대된다. 그러나 제2 중간층으로서 잔류자화를 갖는 재료(강자성 재료)를 사용하고 있기 때문에 매체 노이즈가 증가하는 원인이 된다. 이 때문에 고 기록 밀도에서는 매체 노이즈의 증가에 의해 기록 재생 특성이 악화될 우려가 있다고 하는 문제가 있다.
그래서 본 발명은 상기 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 수직 자기 기록 매체 및 이를 포함하는 자기 기억 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일관점에 의하면, 기판과, 상기 기판상에 형성된 연자성 보강층과, 상기 연자성 보강층상에 형성된 배향 제어 하지층과, 상기 배향 제어 하지층상에 형성된 기판면에 대략 수직인 자화 용이축을 갖는 기록층을 포함하고, 상기 기록층은 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 강자성 재료를 포함하며, 상기 배향 제어 하지층은 면심입방 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 배향 제어 하지층이 면심입방(fcc) 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하기 때문에 그 위에 형성되는 육방 세밀 충전(hcp) 결정 구조의 기록층의 결정성이 양호해지고, 또한 기록층의 c축이 기판면에 수직 방향이 되며, 그 c축의 배향성도 양호해진다. 또한, 기록층의 c축은 자화 용이축 이다. 이 때문에 기록층의 c축의 배향 분산이 저감된다. 또한, 배향 제어 하지층은 비자성 재료로 이루어지기 때문에 매체 노이즈의 발생원이 되지 않고 SN 비도 향상된다. 따라서 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 포함하는 수직 자기 기록 매체가 제공된다.
상기 배향 제어 하지층과 기록층 사이에, 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 비자성 재료로 이루어지는 배향 제어 중간층을 더 포함하더라도 좋다. 이에 따라 배향 제어 하지층이 그 위에 형성되는 hcp 결정 구조의 배향 제어 중간층의 결정성이 양호해지고, 또한 결정 배향성도 양호해진다. 그 결과, 배향 제어 중간층 위에 형성되는 기록층의 결정성 및 결정 배향성이 한층 더 양호해진다. 이 때문에 기록층의 c축의 배향 분산이 한층 더 저감된다. 이와 동시에, 보자력이 대폭 증가하여 자기 특성도 양호해지기 때문에 기록 재생 특성이 양호해진다. 또한, 본원 명세서 및 특허청구 범위에서는 보자력은 특별한 제한이 없는 한, 기판면에 수직 방향의 보자력, 소위 수직 보자력이다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 상술한 어느 하나의 수직 자기 기록 매체와, 기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 포함하는 자기 기억 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 수직 자기 기록 매체가 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 갖기 때문에 고밀도 기록이 가능한 자기 기억 장치를 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 실시형태를 상세히 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 제1 예의 수직 자기 기록 매체의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시형태에 따른 제1 예의 수직 자기 기록 매체(10)는 기판(11)과, 기판(11)상에 연자성 보강층(12), 비정질층(13), 배향 제어 하지층(14), 배향 제어 중간층(15), 제1 기록층(16), 제2 기록층(17), 보호막(18), 및 윤활층(19)을 순차 적층하여 이루어진다. 수직 자기 기록 매체(10)는 뒤에 자세히 설명하는 바와 같이, 배향 제어 하지층(14)에 의해 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, SN 비 등의 기록 재생 특성을 향상하여 고 기록 밀도화가 가능해진다.
기판(11)은, 예컨대 플라스틱 기판, 결정화 유리 기판, 강화 유리 기판, Si 기판, 알루미늄 합금 기판 등으로 구성된다. 수직 자기 기록 매체(10)가 테이프형인 경우는 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 내열성에 우수한 폴리이미드(PI) 등의 필름을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 기판 가열을 요구하지 않기 때문에 이들 수지제 기판을 이용할 수 있다.
연자성 보강층(12)은 막 두께가, 예컨대 20 nm 내지 2 μm이며 Fe, Co, Ni, Al, Si, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, 및 B로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 비정질 또는 미세결정의 연자성 재료로 이루어진다. 연자성 보강층(12)은 예컨대 CoNbZr, CoTaZr, FeCoB, FeTaC, FeAlSi, 및 NiFe 중 어느 하나로 이루어진다. 이러한 연자성 재료를 선택함으로써, 기록 자계의 포화를 억제하고, 사이드 이레이즈 현상을 억제할 수 있다. 또한 연자성 보강층(12)은 1층으로 한정되지 않고, 복수의 층을 적층하더라도 좋다.
또한, 연자성 보강층(12)은 도시를 생략하지만, 상기한 연자성 재료로 이루어지는 연자성층 쌍으로 구성되고 Ru 막을 사이에 둔 적층 페리 자성 구조의 연자성 보강 적층체라도 좋다. 연자성 보강 적층체는 연자성층끼리가 Ru 막을 통해 반강자성적으로 교환 결합한다. 이에 따라, 각각의 연자성층으로부터의 누설 자계가 상쇄되기 때문에 재생시의 노이즈를 저감할 수 있다.
비정질층(13)은 막 두께가 예컨대 2.0 nm 내지 10 nm이며 Ta, W, 및 Mo로 이루어지는 군 중 어느 1종을 주성분으로 하는 비정질의 비자성 재료로부터 선택된다. 비정질층(13)은, 이 위에 형성되는 배향 제어 하지층(14)의 결정 입자의 결정 배향성을 향상시킨다. 또한 이러한 결정 입자의 입자 지름을 균일화한다.
또한, 비정질층(13)은 배향 제어 하지층(14)의 결정 배향성을 한층 더 향상시키는 점에서, Ta로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 비정질층(13)은 연자성 보강층(12)과 기록층(15)을 근접시키는 점에서, 상기한 재료의 단층막인 것이 바람직하고, 막 두께가 1.0 nm부터 5.0 nm인 것이 바람직하다. 비정질층(13)은 상기한 재료의 막을 복수개 적층시킨 적층체라도 좋다. 또한 비정질층(13)을 설치하는 편이 전술한 바와 같이 바람직하지만, 생략하더라도 좋다.
배향 제어 하지층(14)은 fcc 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어진다. 배향 제어 하지층(14)은 fcc 결정 구조를 가지며, (111) 결정면이 우선적으로 성장한다. 이 (111) 결정면 위에 hcp 결정 구조를 갖는 배향 제어 중간층(15)의 (0002)면이 에피택셜하게 성장한다. 배향 제어 하지층(14)상의 배향 제어 중간층(15)의 성장은 배향 제어 하지층(14)의 (111) 결정면과 배향 제어 중간층(15)의 (0002)면과의 격자 정합성이 양호하기 때문에 배향 제어 중간층(15)의 결정성 및 결정 배향성이 매우 양호하다. 이에 따라, 배향 제어 중간층(15)상에 에피택셜하게 성장하는 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 c축의 배향 분산을 저감할 수 있다. 또한 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 c축은 자화 용이축이다. 또한, 배향 제어 하지층(14)은 배향 제어 중간층(15)을 설치하지 않는 경우는 제1 기록층(16)에 직접 접하지만, 이 경우도, 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 c축의 배향 분산을 저감할 수 있다.
또한, 배향 제어 하지층(14)은 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 함으로써 비자 성이 되고, Ni, Fe, NiFe 등의 강자성 재료를 이용한 경우와 비교하여 배향 제어 하지층(14) 자체로부터의 노이즈 성분이 소실하기 때문에 노이즈 저감 효과가 매우 높다.
배향 제어 하지층(14)이 NiCr로 이루어지는 경우, Cr 함유량이 10 원자% 내지 22 원자%인 것이 바람직하다. 배향 제어 하지층(14)의 Cr 함유량이 10 원자%를 넘지 않으면 강자성화하기 시작하고, 이에 따른 노이즈가 증가하는 경향을 띤다. 배향 제어 하지층(14)의 Cr 함유량이 22 원자%를 넘으면 fcc 결정 구조의 결정에 체심입방(bcc) 결정 구조의 결정이 섞이는 쌍정 상태화가 시작되고, 배향 제어 중간층(15)의 결정 배향성에 악영향을 미치기 시작한다.
또한, 배향 제어 하지층(14)이 NiCu로 이루어지는 경우, Cu 함유량이 40 원자% 내지 99 원자%(더 바람직하게는 40 원자% 내지 50 원자%)인 것이 바람직하다. Cu 함유량이 40 원자% 이상으로 된 것은 40 원자%를 넘지 않으면 강자성화하기 시작하여 노이즈가 증가하기 시작하기 때문이다.
또한, 배향 제어 하지층(14)은 Fe, Al, Rh, Pd, Ag, Pt, 및 Au로 이루어지는 군 중 적어도 1종의 원소(첨가 원소)가 더 첨가되더라도 좋다. 이들 원소를 첨가하더라도 배향 제어 하지층(14)의 결정성을 열화시키지 않고 격자 간격을 제어할 수 있기 때문에 그 위에 형성되는 배향 제어 중간층(15)의 격자 간격에 적합하게 할 수 있다. 이에 따라, 양호한 에피택셜 성장이 가능해지고, 배향 제어 중간층(15) 더 나아가서는 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 결정성 및 결정 배향성이 양호해진다. 또한, 첨가 원소의 함유량은 0.5 원자% 내지 20 원자%의 범위로 설정되는 것이 바 람직하다. 또한, 배향 제어 중간층(15)을 설치하지 않는 경우는 배향 제어 하지층(14)은 상기한 첨가 원소에 의해 제1 기록층(16)의 격자 간격을 적합하게 할 수 있다.
또한, 배향 제어 하지층(14)은 그 막 두께가 1 nm 내지 20 nm의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 배향 제어 하지층(14)의 막 두께가 1 nm를 넘지 않으면 배향 제어 하지층(14)의 결정성이 열화하는 경향이 있고, 20 nm를 넘으면 연자성 보강층(12)과 기록 소자와의 거리가 과도하게 커지기 때문에 피라이트 성능이 열화되는 경우가 있어 바람직하지 않기 때문이다. 배향 제어 하지층(14)은 이러한 박막으로 설정함으로써, 배향 제어 중간층(15)의 결정성 및 결정 배향성을 향상할 수 있고, 또한 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 보자력을 대폭 증가할 수 있다.
배향 제어 중간층(15)은 hcp 결정 구조를 갖는 비자성 재료로 이루어진다. 배향 제어 중간층(15)은, 예컨대 Ru, hcp 결정 구조를 갖는 비자성의 Ru-X 합금(X는 Co, Cr, Fe, Ni, Ta, B 및 Mn으로 이루어지는 군 중 적어도 1종으로 이루어짐), 및 Ti를 들 수 있다. 이와 같이, 배향 제어 중간층(15)이 hcp 결정 구조로 이루어지기 때문에 fcc 결정 구조를 갖는 배향 제어 하지층(14)상에 에피택셜하게 성장하고, 결정성 및 결정 배향성이 양호해지며, 배향 제어 중간층(15) 자체의 결정성이 양호해진다. 이와 함께, c축의 배향이 기판면에 대하여 수직이 되는 동시에, 그 결정 배향성이 양호해진다. 그 결과, 배향 제어 중간층(15)은 제1 기록층(16), 더 나아가서는 제2 기록층(17)의 결정 배향성을 향상시킨다. 이 때문에 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 자화 용이축(c축)의 배향 분산이 저감되고, 기록 재생 특성이 향상된 다.
또한, 배향 제어 중간층(15)은 Ru, RuCo, RuCoCr, RuCoB, RuCoCrTa로 이루어지는 군 중 어느 1종으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 재료는 그 격자 간격이 제1 기록층(16)의 격자 간격과 대략 동등하기 때문에 상호 격자 정합이 양호해지고, 제1 및 제2 기록층(17)의 자화 용이축(c축)의 배향 분산이 저감되며, 기록 재생 특성이 향상된다. 또한 이 경우, 배향 제어 중간층(15)과 배향 제어 하지층(14)의 격자 정합도 양호해진다.
또한, 배향 제어 중간층(15)은 그 막 두께에 따라 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 보자력을 증가시킨다. 따라서 원하는 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 보자력을 얻기 위해서는 기록층 강자성 재료의 선택, 및 배향 제어 중간층(15)의 막 두께를 적절하게 선택한다. 또한, 뒤에 실시예에서 설명하지만, 배향 제어 중간층(15)의 기초에 배향 제어 하지층(14)을 설치함으로써, 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 보자력을 대폭 증가할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 배향 제어 중간층(15)을 설치하는 편이 양호한 자기 특성 및 기록 특성를 얻을 수 있는 점에서 바람직하지만, 수직 자기 기록 매체(10)에 요구되는 특성에 따라 반드시 설치할 필요는 없다.
수직 자기 기록 매체(10)의 기록층은 제1 및 제2 기록층(16, 17)으로 이루어지지만, 이 2층에 의해 기록된 정보를 유지한다.
제1 및 제2 기록층(16, 17)은 hcp 결정 구조를 갖는 강자성 재료를 포함한다. 이러한 강자성 재료로서는 CoCr, CoPt, CoCrTa, CoCrPt, 및 CoCrPt-M(M은 B, Mo, Nb, Ta, W, 및 Cu로 이루어지는 군 중 적어도 1종으로부터 선택됨)을 들 수 있다(이하, 기록층 강자성 재료라고 함). 제1 및 제2 기록층(16, 17)은 기록층 강자성 재료만으로 이루어지는 강자성층, 소위 연속막이더라도 좋다.
또한, 제1 및 제2 기록층(16, 17) 중 어느 하나는 기록층 강자성 재료를 스퍼터법에 의해 성막할 때에 산소 가스를 포함하는 분위기로 성막하고, 막중에 산소가 취입된 강자성 재료라도 좋다. 이에 따라 자성 입자끼리의 계면인 입계부에 산소가 취입되기 때문에 입계부의 두께가 증대하여 자성 입자끼리가 한층 더 격리된다. 이에 따라 매체 노이즈가 저감되어 SN 비가 향상된다. 이러한 제1 및 제2 기록층(16, 17)은 기록층 강자성 재료에 O(산소)가 포함되는 조성을 갖지만, 예컨대 CoCr-O, CoCrPt-O, CoCrPt-O, CoCrPt-M-O이다.
또한, 제1 및 제2 기록층(16, 17) 중 어느 하나는 기록층 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지는 소위 그래뉼라막이더라도 좋다. 자성 입자는 배향 제어 중간층(15)의 표면으로부터 기판면에 대하여 대략 수직 방향으로 성장하는 주상 구조를 가지며, 기판 면내 방향으로는 서로 비고용상에 의해 격리되어 있다. 비고용상은 자성 입자를 형성하는 강자성 재료와 고용하지 않는, 또는 화합물을 형성하지 않는 비자성 재료로 구성된다. 비고용상은 Si, Al, Ta, Zr, Y, Ti, 및 Mg으로부터 선택되는 어느 1종의 원소와 O, N, 및 C로부터 선택되는 적어도 어느 1종의 원소와의 화합물로 이루어지고, 예컨대 SiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, Y2O3, TiO2, MgO 등의 산화물이나 Si3N4, AlN, TaN, ZrN, TiN, Mg3N2 등의 질화물이나 SiC, TaC, ZrC, TiC 등의 탄화물을 들 수 있다. 자성 입자는 이러한 비자성 재료로 이루어지는 비고용상에 의해 인접하는 자성 입자와 물리적으로 격리되기 때문에 자기적 상호 작용이 저감되고, 그 결과 매체 노이즈가 저감되어 SN 비가 향상된다.
상기한 그래뉼라막의 조성 중, 자성 입자가 CoCrPt 및 CoCrPt-M 중 어느 하나로 이루어지고, 비고용층이 산화물로 이루어지는 것이 바람직하며, 또한 비고용층이 SiO2 또는 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 조합에 의해 자성 입자가 비고용층에 의해 대략 균일하게 격리되고, 양호한 자기 특성 및 기록 재생 특성을 얻을 수 있다.
특히 제1 기록층(16)은, 상기 그래뉼라막인 것이 바람직하다. 배향 제어 중간층(15)은 그 표면이 양호한 결정성 및 결정 배향성을 가지며, 제1 기록층(16)은 배향 제어 중간층(15)의 결정 입자상에 에피택셜하게 성장하기 때문에 제1 기록층(16) 자성 입자끼리는 서로 격리되어 형성되면서, 자성 입자는 결정성 및 결정 배향성이 양호해진다. 이 때문에 제1 기록층(16) 자체로부터 발생하는 매체 노이즈가 저감된다. 또한, 제1 기록층(16)은 제2 기록층(17)의 자성 입자 배치, 결정성 및 결정 배향성에 좋은 영향을 부여하기 때문에 기록층 전체의 자성 입자 배치, 결정성 및 결정 배향성이 양호해진다. 그 결과, 기록층 전체로부터의 매체 노이즈가 저감되고, 자화 용이축의 배향 분산도 저감되며, 기록 재생 특성이 향상된다.
또한, 제1 기록층(16)이 상기 그래뉼라막인 경우, 제2 기록층(17)은 연속막 이나, 그래뉼라막이 특히 바람직하다. 제2 기록층(17)이 기록층 강자성 재료로 이루어지는 연속막인 경우는 자성 입자간의 입계부에 의해 분리되어 있지만, 자성 입자간의 자기적인 상호 작용이 그래뉼라막보다 강하기 때문에 제2 기록층(17)의 적절한 상호 작용이 제1 기록층(16)의 자성 입자에 작용하고, 제1 기록층(16)의 자성 입자의 자화반전을 재촉하기 때문에 히스테리시스 곡선이 직사각형이 되며, 즉 양호한 자기 특성을 갖는다. 그 결과, 수직 자기 기록 매체(10)의 기록 재생 특성이 향상된다.
또한, 제1 기록층(16) 및 제2 기록층(17)이 그래뉼라막인 경우는 매체 노이즈가 한층 더 저감되기 때문에 SN 비가 한층 더 향상된다. 또한 이 경우, 제2 기록층(17)의 비고용층의 함유량을 제1 기록층(16)의 비고용층의 함유량보다 작게 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기록층 전체의 잔류자화막 두께의 곱을 증가하여 재생 출력을 충분히 확보할 수 있다. 이와 함께, 제2 기록층(17)의 자성 입자간에 제1 기록층(16)의 자성 입자간 보다 큰 상호 작용을 작용시키고, 히스테리시스 곡선을 보다 직사각형으로 하여 양호한 자기 특성으로 할 수 있다. 그 결과, 수직 자기 기록 매체(10)의 기록 재생 특성이 향상된다.
상기 그래뉼라막의 자성 입자가 CoCrPt-M으로 이루어지는 경우는, Co 함유량이 50 원자% 내지 80 원자%, Pt 함유량이 15 원자% 내지 30 원자%, M 농도가 0 원자%보다 크고 20 원자% 이하, 나머지가 Cr 함유량이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 Pt 함유량을 종래의 수직 자기 기록 매체와 비교하여 많이 함유시킴으로써, 이방성 자계를 증가시켜 기판면에 대하여 수직 방향의 보자력을 높일 수 있다.
또한, 제1 및 제2 기록층(16, 17) 중 어느 하나는 강자성 원소와 비자성 원소의 각각의 박막을 교대로 적층한 강자성 인공 격자막이더라도 좋다. 이러한 강자성 인공 격자막으로서는 Co층과 Pd층을 교대로 다수 적층한 Co/Pd 인공 격자막이나, Co층과 Pt층을 교대로 다수 적층한 Co/Pt 인공 격자막을 들 수 있다. 강자성 인공 격자막은 막면에 수직 방향으로 자화 용이축을 갖는다. 강자성 인공 격자막으로는 일축 이방성 정수가 상기한 기록층 강자성 재료보다 큰 재료를 얻을 수 있기 때문에 보자력을 용이하게 증가할 수 있다. 이 때문에 배향 제어 중간층(15)을 박막화하더라도 원하는 보자력의 수직 자기 기록 매체(10)를 얻을 수 있기 때문에 연자성 보강층(12)과 기록 소자와의 거리를 저감할 수 있고, 그 결과 기록 자계를 집중시켜 기록 특성을 향상할 수 있다. 또한 Co층, Pd층, 및 Pt층의 각각의 반복 단위는 단층이더라도 좋고 2층이더라도 좋다.
또한, 제1 및 제2 기록층(16, 17)은 상호 다른 조성의 기록층 강자성 재료를 포함하는 강자성층으로 이루어진다. 즉, 제1 및 제2 기록층(16, 17)은 상호 다른 원소의 조합의 기록층 강자성 재료, 또는 동일한 원소의 조합이면서 원소 함유량이 다른 기록층 강자성 재료로 이루어진다.
제1 및 제2 기록층(16, 17)의 막 두께의 총합, 즉 기록층 전체의 막 두께는 고 기록 밀도화에 적합한 점에서 3 nm 내지 20 nm의 범위로 설정되는 것이 바람직하고, 5 nm 내지 15 nm의 범위로 설정되는 것이 보다 바람직하다.
제1 기록층(16)의 이방성 자계(Hk1)와 제2 기록층(17)의 이방성 자계(Hk2)와 의 관계는 Hk1>Hk2인 것이 바람직하다. 기록 소자측에 있는 제2 기록층(17)의 이방성 자계(Hk2)를 제1 기록층(16)의 이방성 자계(Hk1)보다 낮게 함으로써 기록하기 쉬워진다. 이러한 제1 기록층(16)과 제2 기록층(17)과의 조합의 예로서는 기록층 자성 재료가 CoCrPt 또는 CoCrPt-M인 경우는 제1 기록층(16)의 자성 입자의 Pt 함유량보다 제2 기록층(17)의 자성 입자의 Pt 함유량을 적게 한다. Pt 함유량에 따라 이방성 자계가 변화되기 때문에 이에 따라, Hk1>Hk2의 관계를 만족한다. 또한, 제2 기록층(17)은 Pt를 전혀 포함하지 않더라도 좋다. 이러한 예로서는 제1 및 제2 기록층(16, 17)이 그래뉼라막으로 이루어지고, 제1 기록층(16)이 CoCrPt(자성 입자)-SiO2(비고용층), 제2 기록층(17)이 CoCr(자성 입자)-SiO2(비고용층)인 예를 들 수 있다.
보호막(18)은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 막 두께가 0.5 nm 내지 15 nm의 비정질카본, 수소화카본, 질화카본, 및 산화알루미늄 등 중 어느 하나로 이루어진다.
윤활층(19)은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 막 두께가 0.5 nm 내지 5 nm의 퍼플루오르폴리에테르가 주쇄인 윤활제를 이용할 수 있다. 윤활층(19)은 보호막(18)의 재료에 따라 설치하더라도 좋고, 설치하지 않더라도 좋다.
제1 예의 수직 자기 기록 매체(10)는 배향 제어 하지층(14)이 fcc 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지기 때문에 그 위에 형성되는 hcp 결정 구조의 배향 제어 중간층(15)의 결정성이 양호해지고, 또 한 결정 배향성도 양호해진다. 그 결과, 배향 제어 중간층(15) 위에 형성되는 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 결정성 및 결정 배향성이 양호해진다. 이 때문에 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 자화 용이축인 c축의 배향 분산이 저감된다. 이와 동시에 자기 특성도 양호해지기 때문에 기록 재생 특성이 양호해진다. 또한 배향 제어 하지층(14)과 배향 제어 중간층(15)은 비자성 재료로 이루어지기 때문에 매체 노이즈의 발생원이 되지 않고 SN 비도 향상된다. 따라서 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 수직 자기 기록 매체(10)를 실현할 수 있다.
또한, 배향 제어 하지층(14)을 설치함으로써, 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 보자력을 대폭 증가할 수 있기 때문에 배향 제어 중간층(15)의 막 두께를 박막화할 수 있다. 이에 따라, 연자성 보강층(12)과 기록 소자와의 거리를 저감할 수 있기 때문에 기록 자계의 횡방향의 확산이 억제되고, 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 원하는 영역에 기록 자계가 집중한다. 그 결과, 수직 자기 기록 매체(10)의 기록 특성이 향상된다.
또한, 배향 제어 중간층(15)을 설치하지 않는 경우는 배향 제어 하지층(14)상에 제1 기록층(16)이 형성된다. 이 경우는 배향 제어 하지층(14)이 fcc 결정 구조를 갖기 때문에 hcp 결정 구조를 갖는 제1 및 제2 기록층(16, 17)의 결정 배향성을 향상시킨다.
다음에, 도 1을 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 수직 자기 기록 매체의 제조 방법을 설명한다.
최초에, 기판(11)의 표면을 세정·건조 후, 기판(11)상에 전술한 연자성 보강층(12)을 무전해 도금법, 전기 도금법, 스퍼터법, 진공 증착법 등에 의해 형성한다.
계속해서, 연자성 보강층(12)상에 스퍼터 장치를 이용하여 전술한 재료로 이루어지는 스퍼터 타깃을 이용하여 비정질층(13)을 형성한다. 스퍼터 장치는 미리 10-7Pa까지 배기 가능한 초고진공 스퍼터 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 비정질층(13)은, 예컨대 DC 마그네트론법에 의해 불활성 가스 분위기, 예컨대 Ar 가스 분위기로, 압력을 예컨대 0.4 Pa, 투입 전력을 예컨대 0.5 kW로 설정하여 형성한다. 이 때, 기판(11)의 가열은 행하지 않는 편이 바람직하다. 이에 따라 연자성 보강층(12)의 결정화 또는 미세결정의 비대화를 억제할 수 있다. 물론, 연자성 보강층(12)의 결정화 또는 미세결정의 비대화를 수반하지 않는 정도의 온도인 150℃ 이하의 온도로 가열하더라도 좋다. 또한, 기판(11)의 온도 조건은 배향 제어 하지층(14), 배향 제어 중간층(15), 제1 기록층(16), 및 제2 기록층(17)을 형성하는 공정에서도 비정질층(13)의 형성 공정과 동일하다.
계속해서, 비정질층(13)상에 배향 제어 하지층(14), 배향 제어 중간층(15), 제1 기록층(16), 및 제2 기록층(17)을 순차 전술한 재료의 스퍼터 타깃을 이용하여 형성한다. 이들 각 층(14 내지 17)의 형성 조건은 비정질층(13)의 형성 조건과 동일하다.
또한, 제1 기록층(16) 또는 제2 기록층(17)의 형성 공정에서, 불활성 가스 분위기를 대신하여, 불활성 가스에 산소 가스 또는 질소 가스를 첨가한 분위기 또는 산소 가스 또는 질소 가스 분위기로 형성하더라도 좋다. 이에 따라, 제1 기록층(16) 또는 제2 기록층(17)의 자성 입자끼리의 분리 상태가 양호해지고, 매체 노이즈가 저감되며, SN 비가 양호해진다.
또한, 제1 기록층(16) 또는 제2 기록층(17)이 그래뉼라막인 경우는, 전술한 강자성 재료의 스퍼터 타깃과, 비고용상의 비자성 재료의 스퍼터 타깃을 이용하여 불활성 가스 분위기에서 동시에 스퍼터하여 형성한다. 이 때, 비자성 재료가 산화물, 질화물, 또는 탄화물인 경우는 각각, 분위기 가스로서 산소 가스, 질소 가스, 탄산 가스를 이용하더라도 좋고, 불활성 가스에 첨가하더라도 좋다. 이에 따라, 비고용상의 산소, 질소, 탄소의 각 함유량이 화학 양론적인 조성보다 감소하는 것을 억제할 수 있고, 양질인 기록층을 형성할 수 있다. 그 결과, 수직 자기 기록 매체(10)는 내구성이나 내식성이 양호해진다. 또한, 스퍼터 타깃은 상기한 2개의 스퍼터 타깃 대신에 강자성 재료와 비자성 재료를 복합한 재료로 이루어지는 하나의 스퍼터 타깃을 이용하더라도 좋다. 이에 따라 기록층(16, 17) 막의 자성 입자와 비고용상과의 몰비의 제어가 용이해진다.
계속해서, 제2 기록층(17)상에 스퍼터법, CVD법, FCA(Filtered Cathodic Arc)법 등을 이용하여 보호막(18)을 형성한다. 또한 보호막(18) 표면에 인상법, 스핀코팅법, 액면 저하법 등에 의해 윤활층(19)을 도포한다. 이상에 의해 제1 실시형태에 따른 제1 예의 수직 자기 기록 매체(10)가 형성된다.
또한, 전술한 비정질층(13)을 형성하는 공정으로부터 제2 기록층(17)의 형성 공정에서는 DC 마그네트론법을 예로 설명하였지만, 다른 스퍼터법(예컨대 RF 스퍼터법)이나 진공 증착법을 이용할 수 있다.
또한, 전술한 비정질층(13)을 형성하는 공정으로부터 보호막(18)을 형성하는 공정까지는, 진공중 또는 성막 분위기로 유지하는 것이 기판(11) 또는 이미 형성된 각 층 표면의 청정성의 점에서 바람직하다.
다음에 제1 실시형태에 따른 제2 예의 수직 자기 기록 매체를 설명한다. 제2 예의 수직 자기 기록 매체는 제1 예의 수직 자기 기록 매체의 변형예이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 제2 예의 수직 자기 기록 매체의 단면도이다. 도면 중, 앞에 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 2를 참조하면, 제2 예의 수직 자기 기록 매체(20)는 배향 제어 중간층(15)상에 제1 기록층(211), 제2 기록층(212), …, 제n 기록층 21n까지를 순차 적층한 기록층(21)을 가지며, 그 이외는 제1 예의 수직 자기 기록 매체와 같은 구성을 갖는다. 또한 n은 3 이상의 정수이다. 이와 같이 다층화함으로써, 각각의 층의 막 두께를 저감할 수 있기 때문에, 자성 입자의 입자 지름의 증대가 방지되어 매체 노이즈를 한층 더 저감할 수 있다.
기록층(21)은 전술한 제1 예의 제1 및 제2 기록층과 같은 재료로부터 선택된다. 또한, 기록층(21)의 기판(11)에 가장 가까운 층인 제1 기록층(21)은 그래뉼라막인 것이 바람직하다. 이것은 제1 예의 수직 자기 기록 매체와 같은 이유에 의해 제1 기록층(211)은 배향 제어 중간층(15)의 양호한 결정성 및 결정 배향성의 영향에 의해 제1 기록층(211) 자체, 더 나아가서는 제2 내지 제n 기록층(212 내지 21n)의 자성 입자 배치, 결정성 및 결정 배향성이 양호해진다. 이에 따라, 기록층(21) 전체로부터 발생하는 매체 노이즈는 감소하고, 자화 용이축의 배향 분산도 저감되며, 기록 재생 특성이 향상된다.
제2 예의 수직 자기 기록 매체(20)에서는, 이와 같이 기록층을 다층화한 경우라도, 제1 예의 수직 자기 기록 매체와 마찬가지로 배향 제어 하지층(14)에 의해 배향 제어 중간층(15)을 통해 기록층의 자화 용이축의 배향 분산이 저하하는 동시에 기록 재생 특성이 향상된다. 또한 기록층 다층화에 의해 매체 노이즈가 저감되기 때문에 SN 비가 한층 더 향상된다.
다음에, 제1 실시형태에 따른 실시예를 설명한다.
[실시예 1 내지 실시예 4]
실시예 1의 자기 디스크는 앞의 도 1에 도시하는 제1 예의 수직 자기 기록 매체와 같은 구성으로 하였다.
우선, 화학 강화 유리 기판을 세정 및 건조 후, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해 Ar 가스 분위기, 압력 0.399 Pa로 설정하여 CoNbZr로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 50 nm의 연자성 보강층을 형성하고, 또한 Ta로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 4 nm의 비정질층을 형성하였다.
계속해서, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해 Ar 가스 분위기, 가스 압력 0.399 Pa로 설정하여 Ni90Cr10로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 3 nm의 배향 제어 하지층을 형성하고, 또한 Ru로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 25 nm의 배향 제어 중간층을 형성하였다. 또한, NiCr의 조성의 표기는 원자%로 나타내고 있다. 이하, 합금의 조성을 원자%로 나타낸다.
계속해서, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해 Ar 가스 분위기, 가스 압력 0.399 Pa로 설정하여 CoCrPt-SiO2로 이루어지는 복합 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 10 nm의 제1 기록층을 형성하고, 또한 CoCrPtB로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 10 nm의 제2 기록층을 형성하였다.
계속해서, DC 마그네트론 스퍼터법에 의해 Ar 가스 분위기, 가스 압력 0.399 Pa로 설정하여 카본으로 이루어지는 스퍼터 타깃을 사용하여 막 두께 4 nm의 보호막을 형성하였다.
계속해서, 대기중에 추출하고, 침지법에 의해 퍼플루오르폴리에테르의 막 두께 1 nm의 윤활막을 보호막의 표면에 형성하였다. 이상에 의해 실시예 1의 자기 디스크를 제작하였다. 또한, 연자성 보강층으로부터 보호막까지 성막할 경우, 유리 기판의 가열을 행하지 않고, 이 사이는 진공 또는 감압 분위기로 성막 또는 성막실간의 반송을 행하였다.
실시예 2, 3, 및 4의 자기 디스크는 배향 제어 하지층을 각각, Ni85Cr, Ni60Cu40, Ni50Cu50의 스퍼터 타깃을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하다.
[비교예 1 내지 비교예 2]
또한, 본 발명에 의하지 않는 비교예 1 및 2의 자기 디스크를 형성하였다. 비교예 1은 배향 제어 하지층을 형성하지 않는 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성하였다. 또한 비교예 2는 배향 제어 하지층을 Ni90Cr10를 대신해 NiFe(막 두께 4 nm)를 형성한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성하였다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예, 및 비교예의 기록층의 결정 배향성, 자기 특성, 및 기록 재생 특성을 도시하는 도면이다.
도 3중의 결정 배향성은 X선 회절법에 의해 기록층의 Co(0002) 결정면에 대응하는 회절 강도(회절선의 최대 강도)와, 그 회절선의 록킹 커브의 반치폭(Δθ 50)을 구하였다. 또한, X선원으로서 Cu-Kα를 이용하였다.
또한, 자기 특성은 극도의 커효과를 이용한 커효과 측정 장치를 사용하여 기판면에 수직 방향으로 자계를 인가하여 히스테리시스 곡선을 측정하였다. 히스테리시스 곡선으로부터 보자력(수직 보자력), 핵 생성 자계, 및 각형비를 얻었다. 핵 생성 자계는 히스테리시스 곡선의 제2 상한의 자화가 감소하기 시작하는 자계의 크기이며, 핵 생성 자계가 마이너스로 그 절대값이 클수록 히스테리시스 곡선이 직사각형이고, 자기 특성으로서 양호한 것을 나타낸다. 또한 각형비는 잔류자화÷포화 자화이며, 1.0에 가까울수록 히스테리시스 곡선이 직사각형에 가깝고, 자기 특성으로서 양호한 것을 나타낸다.
또한, 기록 재생 특성으로서의 SN 비는 기록에는 단자극형의 기록 헤드를 사용하고, 재생에는 강자성 터널 저항 효과형의 재생 헤드를 사용하였다. 선기록 밀 도를 400 kbpi로 하였다.
도 3을 참조하면, 결정 배향성에 관해서는 실시예 1 내지 4는 비교예 1에 대하여 회절 강도가 크고, Δθ50이 매우 작아져 있다. 이것은 실시예 1 내지 4의 자기 디스크의 기록층이 배향 제어 하지층의 영향에 의해 Co(0002) 결정면이 기판면에 대하여 평행, 즉 c축(자화 용이축)이 기판면에 수직으로 배향하고, 배향 분산이 협소해져 있는 것을 알 수 있다.
또한, 자기 특성에 관해서는, 실시예 1 내지 4는 비교예 1에 대하여 보자력(수직 보자력)은 대폭 증가하고 있다. 또한, 실시예 1 내지 4는 비교예 1에 대하여 핵 생성 자계가 마이너스측이면서 그 절대값이 커져 있고, 또한 각형비가 1.0으로 되어 있다. 이 양쪽으로부터 히스테리시스 곡선이 보다 직사각형에 가까워져 있고, 바람직한 자기 특성으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 기록 재생 특성에 관해서는 실시예 1 내지 4는 비교예 1에 대하여 SN 비가 7 dB 이상 향상하고 있다.
이상에 의해 실시예 1 내지 4는 Ni90Cr10, Ni85Cr15, Ni60Cu40, 및 Ni50Cu50의 각각으로 이루어지는 배향 제어 하지층을 설치함으로써, 설치하지 않는 경우와 비교하여 기록층의 자화 용이축에 배향 분산이 저감되고, 자기 특성이 향상하며, SN 비가 대폭 양호해지는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 4는 비교예 2에 대하여 결정 배향성은 대략 동등하지만, 자기 특성은 약간 양호하고, 또한 SN 비가 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 이 것은 비교예 2의 배향 제어 하지층이 강자성 재료(NiFe)이기 때문에, 노이즈원으로 되어 있기 때문이다. 따라서, 실시예 1 내지 4는 배향 제어 하지층이 강자성 재료인 경우보다 SN 비가 향상하고 우수한 것을 알 수 있다.
(제2 실시형태)
본 발명 제2 실시형태는 제1 실시형태에 따른 제1 예 또는 제2 예의 수직 자기 기록 매체를 포함한 자기 기억 장치에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시의 제2 실시형태에 따른 자기 기억 장치의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 자기 기억 장치(40)는 대략 하우징(41)으로 이루어진다. 하우징(41) 내에는 스핀들(도시 생략)에 의해 구동되는 허브(42), 허브(42)에 고정되어 회전되는 수직 자기 기록 매체(43), 액추에이터 유닛(44), 액추에이터 유닛(44)에 부착되어 수직 자기 기록 매체(43)의 반경 방향에 이동하는 아암(44) 및 서스펜션(46), 서스펜션(46)에 지지된 자기 헤드(48)가 설치되어 있다.
자기 헤드(48)는, 예컨대 단자극형 기록 헤드와 GMR(Giant Magneto Resistive) 소자를 포함한 재생 헤드로 구성된다.
단자극형 기록 헤드는 도시를 생략하지만, 수직 자기 기록 매체(43)에 기록 자계를 인가하기 위한 연자성 재료로 이루어지는 주자극과, 주자극에 자기적으로 접속된 리턴 요크와, 주자극과 리턴 요크에 기록 자계를 유도하기 위한 기록용 코일 등으로 구성되어 있다. 단자극형 기록 헤드는 주자극으로부터 기록 자계를 수직 자기 기록 매체(43)에 대하여 수직 방향으로 인가하여 수직 자기 기록 매체에 수직 방향의 자화를 형성한다.
또한, 재생 헤드는 GMR 소자를 포함하고, GMR 소자는 수직 자기 기록 매체(43)의 자화가 누설하는 자계의 방향을 저항 변화로서 감지하여 수직 자기 기록 매체(43)의 기록층에 기록된 정보를 얻을 수 있다. 또한, GMR 소자를 대신해서 TMR(Ferromagnetic Tunnel Junction Magneto Resistive) 소자 등을 이용할 수 있다.
제2 실시형태에 의하면, 수직 자기 기록 매체(43)는 제1 실시형태에 따른 제1 예 또는 제2 예의 수직 자석 기록 매체이다. 수직 자기 기록 매체(43)는 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감하면서, 양호한 기록 재생 특성을 갖기 때문에 고밀도 기록이 가능한 자기 기억 장치(40)가 실현된다.
또한, 제2 실시형태에 따른 자기 기억 장치(40)의 기본 구성은 도 4에 도시하는 것에 한정되는 것이 아니라, 자기 헤드(48)는 전술한 구성에 한정되지 않고, 공지의 자기 헤드를 이용할 수 있다. 또한, 수직 자기 기록 매체(43)는 하나에 한하지 않고, 2개 또는 3개 이상이더라도 좋으며, 이 중, 적어도 하나가 제1 실시형태에 따른 제1 예 또는 제2 예의 수직 자석 기록 매체이면 좋다. 수직 자기 기록 매체(43)가 자기 테이프인 경우는 자기 기억 장치(40)는 도시되지 않지만, 공지의 자기 테이프 장치를 이용하면 좋다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 상술하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.
또한, 이상의 설명에 관해서 추가로 이하의 부기를 개시한다.
(부기 1) 기판과,
상기 기판상에 형성된 연자성 보강층과,
상기 연자성 보강층상에 형성된 배향 제어 하지층과,
상기 배향 제어 하지층상에 형성된 기판면에 대략 수직인 자화 용이축을 갖는 기록층을 포함하고,
상기 기록층은 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 강자성 재료를 포함하며,
상기 배향 제어 하지층은, 면심입방 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지는 수직 자기 기록 매체.
(부기 2) 상기 배향 제어 하지층은 Fe, Al, Rh, Pd, Ag, Pt, 및 Au로 이루어지는 군 중 적어도 1종이 더 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 3) 상기 배향 제어 하지층은 기판면에 평행하게 (111) 결정면이 우선적으로 성장하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 부기 2 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 4) 상기 배향 제어 하지층은 NiCr로 이루어지고, Cr 함유량이 10 원자% 내지 22 원자% 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 3 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 5) 상기 배향 제어 하지층은 NiCu로 이루어지고, Cu 함유량이 40 원자% 내지 99 원자%의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 3 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 6) 상기 배향 제어 하지층은, 그 막 두께가 1 nm 내지 20 nm의 범위로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 5 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 7) 상기 배향 제어 하지층과 기록층 사이에 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 비자성 재료로 이루어지는 배향 제어 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 6 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 8) 상기 배향 제어 중간층은 Ru, RuCo, RuCoCr, RuCoB, RuCoCrTa, 및 Ti로 이루어지는 군 중 어느 1종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 7 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 9) 상기 연자성 보강층과 상기 배향 제어 하지층 사이에 Ta, W, 및 Mo로 이루어지는 군 중 어느 1종을 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지는 비정질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 8 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 10) 상기 기록층의 강자성 재료는 CoCr, CoPt, CoCrTa, CoCrPt, 및 CoCrPt-M(M은 B, Mo, Nb, Ta, W, 및 Cu로 이루어지는 군 중 적어도 1종으로부터 선택됨)으로 이루어지는 군 중 1종인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 9 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 11) 상기 강자성 재료는 산소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부기 10 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 12) 상기 기록층은 복수의 강자성층으로 이루어지고,
상기 복수의 강자성층 중 1층이, 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 11 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 13) 상기 기록층은 복수의 강자성층으로 이루어지고,
상기 복수의 강자성층 중 기판에 가장 가까운 강자성층이, 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 11 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 14) 상기 비고용층은 Si, Al, Ta, Zr, Y, Ti, 및 Mg으로부터 선택되는 어느 1종의 원소와 O, N, 및 C로부터 선택되는 적어도 어느 1종의 원소와의 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 12 또는 13 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 15) 상기 기록층은 강자성 원소와 비자성 원소의 각각의 박막을 교대로 적층한 강자성 인공 격자막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 9 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 16) 상기 기록층은 기판측으로부터 제1 기록층 및 제2 기록층이 순차 적층되어 이루어지고,
상기 제1 기록층은, 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지며,
상기 제2 기록층은, 상기 강자성 재료로 이루어지는 연속막인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 10 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 17) 상기 기록층은, 기판측으로부터 제1 기록층 및 제2 기록층이 순차 적층되어 이루어지고,
상기 제1 기록층의 이방성 자계(Hk1)와 제2 기록층의 이방성 자계(Hk2)와의 관계가 Hk1>Hk2인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 10 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 18) 상기 제1 및 제2 기록층은, 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 17 기재의 수직 자기 기록 매체.
(부기 19) 부기 1 내지 18 중 어느 한 항 기재의 수직 자기 기록 매체와,
기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 포함하는 자기 기억 장치.
본 발명에 의하면, 기록층의 자화 용이축의 배향 분산을 저감함으로써, 고 기록 밀도화가 가능한 수직 자기 기록 매체 및 이를 포함하는 자기 기억 장치를 제공할 수 있다.
Claims (9)
- 기판과;상기 기판상에 형성된 연자성 보강층과;상기 연자성 보강층상에 형성된 배향 제어 하지층과;상기 배향 제어 하지층상에 형성된 기판면에 대략 수직인 자화 용이축을 갖는 기록층을 포함하고,상기 기록층은 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 강자성 재료를 포함하며,상기 배향 제어 하지층은 면심입방 결정 구조를 갖는 NiCr 또는 NiCu를 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지는 것인 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 배향 제어 하지층은 Fe, Al, Rh, Pd, Ag, Pt, 및 Au로 이루어지는 군 중 적어도 1종이 더 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배향 제어 하지층은 기판면에 평행하게 (111) 결정면이 우선적으로 성장하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배향 제어 하지층과 기록층 사이에, 육방 세밀 충전 결정 구조를 갖는 비자성 재료로 이루어지는 배향 제어 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연자성 보강층과 상기 배향 제어 하지층 사이에 Ta, W, 및 Mo로 이루어지는 군 중 어느 1종을 주성분으로 하는 비자성 재료로 이루어지는 비정질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기록층의 강자성 재료는 CoCr, CoPt, CoCrTa, CoCrPt, 및 CoCrPt-M(M은 B, Mo, Nb, Ta, W, 및 Cu로 이루어지는 군 중 적어도 1종으로부터 선택됨)으로 이루어지는 군 중 1종인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기록층은 복수의 강자성층으로 이루어지고, 상기 복수의 강자성층 중 1층은 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층(非固溶層)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기록층은 기판측으로부터 제1 기록층 및 제2 기록층이 순차 적층되어 이루어지고,상기 제1 기록층은 상기 강자성 재료로 이루어지는 자성 입자와 이를 둘러싸는 비자성 재료로 이루어지는 비고용층으로 이루어지며,상기 제2 기록층은 상기 강자성 재료로 이루어지는 연속막인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 수직 자기 기록 매체와;기록 소자와 자기 저항 효과형 재생 소자를 갖는 기록 재생 수단을 포함하는 자기 기억 장치.
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