KR20080029813A - 자기 기록 매체 및 자기 기록 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기록층의 보자력(保磁力)이 높고, 또한 정보의 기입 및 판독의 신뢰성이 높은 자기 기록 매체 및 그 자기 기록 매체를 사용한 자기 기록 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 자기 기록 매체는, 비자성의 기재(基材)(11)와, 기재(11) 상에 적층된 연자성 하층(soft magnetic under layer)(13), 중간층(14), 기록층(15) 및 보호층(18)에 의해 구성되어 있다. 연자성 하층(13)은 하측 연자성층(13a), 자구(磁區) 제어층(비자성층)(13b) 및 상측 연자성층(13c)에 의해 구성되어 있고, 하측 연자성층(13a) 및 상측 연자성층(13c)은 체심입방(體心立方)(bcc) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한쪽의 원소를 첨가하여 어모퍼스(amorphous)화한 재료에 의해 형성되어 있다.
기재, 연자성 하층, 중간층, 기록층, 보호층
Description
본 발명은 정보를 자기적으로 기록하는 자기 기록 매체 및 그 자기 기록 매체를 사용한 자기 기록 장치에 관한 것으로서, 특히 수직 자기 기록 방식의 자기 기록 매체 및 그 자기 기록 매체를 사용한 자기 기록 장치에 관한 것이다.
컴퓨터로 처리하는 정보량은 해마다 증대되고 있고, 그에 따라 정보를 기록하는 기록 장치의 더한층의 고밀도화가 요구되고 있다. 컴퓨터용 기록 장치로서, 종래부터 원반 형상의 자기디스크(기록 매체)에 정보를 자기적으로 기록하는 자기 기록 장치(소위 하드디스크 드라이브)가 사용되고 있다. 최근, 이러한 자기 기록 장치(하드디스크 드라이브)는 컴퓨터뿐만 아니라, 하드디스크 비디오 리코더 등의 영상 기록 기기나 휴대 음악 재생 장치 등에도 사용되게 되었다.
자기 기록 장치에 사용되는 기록 매체로서, 종래에는 기록층의 자화(磁化) 방향을 면내(面內) 방향으로 하는 면내 자기 기록 방식의 기록 매체(이하, 「면내 자기 기록 매체」라고 함)가 일반적이었다. 이 면내 자기 기록 매체에 있어서, 기록 밀도를 향상시키기 위해서는, 기록층을 얇게 하는 동시에 기록층의 자성 입자를 미세화하여, 자성 입자끼리의 상호작용을 저감하는 것이 필요했다. 그러나, 기록층의 자성 입자의 미세화에 따라, 열에 의해 정보가 소실되는 현상이 발생하게 되었다. 이 현상은 열 요동(thermal fluctuation)이라고 불리고 있고, 자기 기록 매체의 기록 밀도의 향상을 저해하는 요인으로 되고 있다. 열 요동이 발생하는 비율은 자성 입자의 부피에 관계되고, 자성 입자의 부피가 작아질수록 열 요동이 발생하기 쉬워진다.
최근, 기록층의 자화 방향을 면내 방향에 대해 수직으로 하는 수직 자기 기록 방식의 기록 매체(이하, 「수직 자기 기록 매체」라고 함)가 실용화되고 있다. 수직 자기 기록 매체에서는, 기록층의 두께 방향으로 연장된 형상의 자성 입자를 사용하기 때문에, 면내 자기 기록 매체에 비해 기록층의 표면에서의 자구(磁區)의 면적이 작아지고, 더한층의 기록 밀도의 향상이 가능해진다. 또한, 자성 입자를 과잉되게 미세화하지 않고 기록 밀도의 향상이 가능해지기 때문에, 열 요동의 발생을 억제할 수 있다.
수직 자기 기록 매체는, 일반적으로, 기판의 위에 연자성 하층(soft magnetic under layer), 중간층 및 기록층을 적층한 구조를 갖고 있다. 연자성 하층은 자기 헤드에서 발생한 자계(磁界)의 확장을 억제하여 기록층을 효율적으로 자화시키기 위해 설치되어 있다. 또한, 중간층은 기록층과 연자성 하층을 자기적으로 분리하는 동시에, 기록층을 구성하는 자성 입자의 배향을 제어하기 위해 설치되어 있다.
수직 자기 기록 매체에는, 일반적으로, 그래뉼러(granular) 구조의 기록층 (그래뉼러 기록층)이 사용되고 있다. 그래뉼러 기록층은 기록층의 두께 방향을 길이 방향으로 하는 기둥 형상의 자성 입자와, 그들 자성 입자를 자기적으로 분리하는 비(非)자성체(산화물 또는 질화물)에 의해 구성되어 있다. 그래뉼러 기록층의 자성 입자는 예를 들어 CoCrPt에 의해 구성되어 있고, 비자성체는 예를 들어 SiO2에 의해 구성되어 있다.
특허문헌 1에는, FeCo 합금 자성 입자와, B, C, N, Si, P, Pb, Sn 및 Ge 중 적어도 한 종류의 원소를 함유하는 비자성 입자간 물질에 의해 구성되는 연자성층을 갖는 수직 자기 기록 매체가 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 제 1 비정질 연자성층 및 제 2 비정질 연자성층과, 그들 비정질 연자성층 사이에 배치된 비자성층에 의해 구성된 연자성 하층을 갖는 수직 자기 기록 매체가 기재되어 있다. 이 특허문헌 2에는, 비정질 연자성층을 예를 들어 Fe 함유량이 52at%, Co 함유량이 31at%, B 함유량이 12at%인 FeCoB 합금에 의해 형성하는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, FeCoB, FeCoNi 또는 FeCo에 의해 구성된 연자성 하층을 갖는 수직 자기 기록 매체가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 기록층 내의 티타늄 산화물 함유량을 5㏖%∼15㏖%로 한 자기 기록 매체가 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허2004-30851호 공보
[특허문헌 2] 일본국 공개특허2005-302238호 공보
[특허문헌 3] 일본국 공개특허2002-25030호 공보
[특허문헌 4] 일본국 공개특허2005-196813호 공보
수직 자기 기록 매체에서도, 기록 밀도의 향상을 더한층 촉진하고, 또한 정보의 기입 및 판독의 신뢰성을 향상시키기 위해, 기록층의 보자력(保磁力)(Hc)을 높게 할 필요가 있다. 기록층의 보자력(Hc)을 높게 하기 위해서는, 기록층 및 중간층의 두께나 재료를 최적화하는 것이 중요하다.
수직 자기 기록 매체에 일반적으로 사용되고 있는 CoCrPt-산화물계 그래뉼러 기록층에서는, Cr 함유량이나 산화물 함유량을 저감함으로써 보자력이 향상되는 것이 알려져 있다. 그러나, Cr 함유량이나 산화물 함유량을 저감하면, 노이즈가 증대한다는 문제가 있다. 중간층 및 기록층의 막 두께를 두껍게 함에 의해서도, 보자력(Hc)을 향상시키는 것이 가능하다. 그러나, 중간층 및 기록층의 막 두께를 두껍게 하면, 자기 헤드와 연자성 하층(soft magnetic under layer) 사이의 거리가 커져, 신호 품질이 열화된다.
이와 같이, 기록층 및 중간층의 두께나 재료를 변경함으로써 기록층의 보자력을 향상시키는 것은 가능하지만, 그렇게 하면 노이즈가 증대하거나 신호 품질이 열화되어, 정보의 기입 및 판독의 신뢰성이 저하된다는 문제가 발생한다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 비(非)자성 기재(基材)와, 상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과, 상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성(磁氣異方性)을 갖는 기록층을 갖고, 상기 연 자성 하층이, 체심입방(體心立方) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스(amorphous)화한 재료에 의해 형성되어 있는 자기 기록 매체가 제공된다.
본 발명자 등은 수직 자기 기록 매체의 기록층의 보자력(保磁力)을 향상시키기 위해, 다양한 실험 연구를 행했다. 그 결과, 연자성 하층(soft magnetic under layer)을 구성하는 자성 재료로서, 체심입방(body-centered cubic: bcc) 구조로 되는 FeCo(철코발트) 합금에 Zr(지르코늄) 및 Ta(탄탈륨) 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료를 사용함으로써, 종래의 자기 기록 매체에 비해 기록층의 보자력을 향상시킬 수 있다는 지견(知見)을 얻었다. 본 발명은 이러한 실험 연구에 의거하여 이루어진 것이다.
FeCo 합금에 첨가하는 원소로서, Zr 및 Ta 대신에 Nb(니오븀), Si(실리콘), B(붕소), Ti(티타늄), W(텅스텐), Cr(크롬) 및 C(카본) 중 적어도 한 종류의 원소를 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 종래의 자기 기록 매체에 비해 기록층의 보자력을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이들 원소를 첨가한 FeCo 합금보다도, Zr 또는 Ta을 첨가한 FeCo 합금을 사용한 쪽이 기록층의 보자력의 향상의 정도가 큰 것이 본 발명자 등의 실험에 의해 판명되고 있다.
연자성 하층은 상술한 어모퍼스화한 재료로 이루어지는 제 1 및 제 2의 연자성층과, 그들 연자성층의 사이에 배치된 비자성층에 의해 구성되고, 제 1 및 제 2 연자성층이 반강자성(反强磁性) 결합한 구조로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 및 제 2 연자성층의 두께는 20∼30㎚로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 어모퍼스화한 재료 중의 Fe 함유량은 30at% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 연자성 하층의 위에 형성하는 중간층은 면심입방(面心立方)(face-centered cubic lattice: fcc) 구조의 다(多)결정막과, 그 다결정막의 위에 형성된 육방최밀(六方最密)(hexagonal close-packed lattice: hcp) 구조의 다결정막의 적층 구조로 하는 것이 바람직하다. 또한, 기록층은 그래뉼러 구조를 갖는 제 1 기록층과, 이 제 1 기록층의 위에 형성된 Co기(基) 합금으로 이루어지는 제 2 기록층에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 기록층이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자와 티타늄 산화물로 이루어지는 비자성체에 의해 구성되고, CoCrPt 합금 중의 Cr 함유량이 11∼15at%, Pt 함유량이 11∼21at%이고, 제 1 기록층 중의 CoCrPt 합금과 티타늄 산화물의 몰(㏖)비를 93:7∼91:9로 함으로써, S/N(신호/노이즈)비를 증대할 수 있어, 더한층 고성능의 자기 기록 매체를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 수직 자기 기록 매체의 기록층의 보자력을 향상시킬 수 있다. 그에 따라, 종래에 비해 기록층에 더한층의 고기록 밀도로 정보를 기록하는 것이 가능해지고, S/N비가 높아져, 자기 기록 장치의 기입 및 판독의 신뢰성이 향상된다.
또한, 조성 및 몰비가 소정의 범위의 CoCrPt 합금 및 티타늄 산화물에 의해 구성되는 그래뉼러 구조의 기록층을 사용함으로써, 자기 기록 매체로부터 발생하는 노이즈를 더한층 저감할 수 있어, 자기 기록 장치의 신뢰성을 더한층 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
(자기 기록 매체)
1. 제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기 기록 매체를 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 자기 기록 매체(10)는 예를 들어 직경이 2.5인치인 원반 형상의 기재(基材)(11)의 위에 시드(seed)층(12), 연자성 하층(13), 중간층(14), 기록층(15) 및 보호층(18)을 이 순서로 적층한 구조를 갖고 있다. 연자성 하층(13)은 하측 연자성층(13a), 자구(磁區) 제어층(비(非)자성층)(13b) 및 상측 연자성층(13c)의 3층에 의해 구성되어 있다. 또한, 중간층(14)은 배향 제어층(14a) 및 비자성층(14b)에 의해 구성되고, 기록층(15)은 주(主)기록층(제 1 기록층)(16) 및 기입 보조층(제 2 기록층)(17)에 의해 구성되어 있다.
또한, 주기록층(16)은 자화 용이축이 자기 기록 매체(10)의 표면에 대해 수직으로 배향한 자성 입자(16b)를 비자성체(16a)에 의해 자기적으로 분리한 그래뉼러 구조를 갖고 있다. 또한, 기입 보조층(17)은 Co기 합금으로 이루어지는 비(非)그래뉼러 구조의 자성체에 의해 구성되어 있다.
본 실시예에 따른 자기 기록 매체(10)는 연자성층(13a, 13c)이 bcc(체심입방) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta을 첨가하여 어모퍼스화한 연자성 재료에 의해 형성되어 있다.
도 2 내지 도 3은 본 실시예에 따른 자기 기록 매체의 제조 방법을 공정 순 서로 나타내는 단면도이다. 이들 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 자기 기록 매체(10)의 상세를 설명한다.
우선, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기재(11)로서, 예를 들어 표면을 화학 처리하여 강성을 높인 유리 기판을 준비한다. 그리고, 기재(11)의 위에 성막(成膜) 압력을 약 0.3∼0.8㎩로 하는 스퍼터링법에 의해 Cr(크롬)을 약 3㎚의 두께로 퇴적하여, 시드층(12)을 형성한다. 이 때, 시드층(12)의 성장 레이트는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는 5㎚/sec로 한다. 이 시드층(12)은 다음 공정에서 형성되는 하측 연자성층(13a)에 기재(11)의 표면 상태를 전하지 않도록 하는 역할을 담당하는 동시에, 밀착층으로서의 기능도 갖고 있다. 하측 연자성층(13a)의 결정성 및 밀착성에 문제가 없다면, 시드층(12)을 생략할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 기재(11)로서 유리 기판을 사용하고 있지만, 기재(11)로서 유리 기판 이외의 것을 사용할 수도 있다. 예를 들어 하드디스크와 같은 단단한 자기 기록 매체의 경우에는, 상술한 유리 기판 이외에, 플라스틱 기판, NiP 도금 알루미늄 합금 기판 또는 실리콘 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 테이프 형상 또는 시트 형상의 자기 기록 매체를 제조할 경우에는, PET(Poly Ethylene Terephthalate), PEN(Poly Ethylene Naphthalate) 또는 폴리이미드 등의 수지로 이루어지는 테이프 또는 시트를 기재(11)로서 사용할 수도 있다.
다음으로, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 성막 압력을 0.3∼0.8㎩, 성장 레이트를 5㎚로 하는 스퍼터링법에 의해, 시드층(12)의 위에 연자성의 어모퍼스 FeCoZrTa으로 이루어지는 층을 예를 들어 30㎚의 두께로 형성하여, 하측 연자성 층(13a)으로 한다. 본 실시예에서는, 하측 연자성층(13a)을 FeCoZrTa에 의해 형성하고 있지만, 하측 연자성층(13a)은 bcc(체심입방) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr, Ta, Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가한 어모퍼스 재료에 의해 형성하면 된다. 하측 연자성층(13a)의 두께는 20∼30㎚로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 하측 연자성층(13a)의 위에 스퍼터링법에 의해 Ru(루테늄)을 예를 들어 0.4∼3㎚의 두께로 퇴적하여, 자구 제어층(비자성층)(13b)을 형성한다. 이 자구 제어층(13b)은 Rh(로듐), Ir(이리듐) 또는 Cu(구리) 등에 의해 형성할 수도 있다.
다음으로, 자구 제어층(13b)의 위에 연자성의 어모퍼스 FeCoZrTa으로 이루어지는 층을 예를 들어 30㎚의 두께로 형성하여, 상측 연자성층(13c)으로 한다. 상측 연자성층(13c)의 성막 조건은 하측 연자성층(13a) 형성 시와 동일하게 한다. 상측 연자성층(13c)도 bcc(체심입방) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr, Ta, Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가한 어모퍼스 재료에 의해 형성하면 된다. 상측 연자성층(13c)의 두께는 20∼30㎚로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여, 시드층(12)의 위에 하측 연자성층(13a), 자구 제어층(13b) 및 상측 연자성층(13c)을 적층하여 이루어지는 연자성 하층(13)이 형성된다. 이러한 적층 구조의 연자성 하층(13)에서는, 자구 제어층(13b)을 통하여 하측 연자성층(13a)과 상측 연자성층(13c)이 반강자성 결합을 하기 때문에, 그들 연자성층(13a, 13c)의 자화(磁化)(M1)는 서로 반(反)평행의 상태에서 안정된다. 그리고, 하측 연자성층(13a) 또는 상측 연자성층(13c) 내에 서로 반대 방향의 자화가 인접하여 존재하는 소위 「근접(또는 자벽(磁壁))」이 발생해도, 그곳으로부터 누설되는 자속(磁束)은 연자성층(13a, 13c)의 자화가 반(反)평행 상태에 있기 때문에, 연자성 하층(13) 내에서 환류(還流)한다. 그 결과, 자벽을 발생원으로 하는 자속이 연자성 하층(13)의 위쪽에 누설되기 어려워지고, 그 자속이 자기 헤드에 의해 검출되는 것에 기인하는 스파이크 노이즈가 억제된다.
또한, 스파이크 노이즈가 억제되는 구조로서, 반강자성체층의 위에 단층의 연자성 하층을 형성하는 구조도 있다. 이 경우의 반강자성층은 IrMn 또는 FeMn 등으로 구성된다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 시드층(12)의 위에 NiFe층(21), IrMn층(반강자성층)(22) 및 NiFe층(23)을 형성하고, 그 위에 bcc 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 또는 Ta을 첨가하여 어모퍼스화한 연자성 재료에 의해 연자성 하층(24)을 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상측 연자성층(13c)의 위에 성막 압력을 0.3∼0.8㎩, 성장 레이트를 2㎚/sec로 하는 스퍼터링법에 의해, 두께가 약 5㎚인 연자성 NiFeCr으로 이루어지는 층을 형성하여, 배향 제어층(14a)으로 한다.
본 실시예에서는, FeCo 합금기의 어모퍼스 재료로 이루어지는 상측 연자성층(13c)의 위에 배향 제어층(NiFeCr층)(14a)을 성막하고 있기 때문에, 배향 제어층(14a)은 양호한 fcc(face-centered cubic: 면심입방) 구조의 결정 구조로 된다. 이러한 fcc 구조의 배향 제어층(14a)은 상술한 NiFeCr의 외에, Pt(백금), Pd(팔라듐), NiFe, NiFeSi, Al(알루미늄), Cu, 또는 In(인듐)에 의해 형성할 수 있다.
또한, 배향 제어층(14a)을 NiFe 등의 연자성 재료로 구성하면, 배향 제어층(14a)이 상측 연자성층(13c)의 일부로서 기능하기 때문에, 자기 헤드로부터 연자성 하층(13)까지의 거리가 외관 상 짧아져, 자기 헤드의 감도가 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 배향 제어층(14a)의 위에 성막 압력을 4∼10㎩로 하는 스퍼터링법에 의해 Ru을 약 10㎚의 두께로 퇴적하여, 비자성층(14b)을 형성한다. 이 때, 비자성층(14b)의 성장 레이트는 낮은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 비자성층(14b)의 성장 레이트를 0.5㎚/sec로 한다. 이와 같이 하여, 배향 제어층(14a) 및 비자성층(14b)으로 이루어지는 중간층(14)이 형성된다.
비자성층(14b)을 구성하는 Ru의 결정 구조는 hcp(hexagonal close-packed: 육방최밀(六方最密)) 구조이다. 이 hcp 구조는 배향 제어층(14a)의 결정 구조인 fcc 구조와 격자 매칭이 좋기 때문에, 결정성이 양호한 비자성층(14b)을 얻을 수 있다. 이러한 배향 제어층(14a)의 작용에 의해, 비자성층(14b)의 결정 배향이 일방향으로 정렬되어, 비자성층(14b)의 결정성이 양호해진다.
또한, hcp 구조의 비자성층(14b)은 Co(코발트), Cr(크롬), W(텅스텐) 또는 Re(레늄)을 함유하는 Ru 합금에 의해 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 비자성층(14b)의 위에 그래뉼러 구조의 주(主)기록층(16)을 형성한다. 즉, 스퍼터링 장치의 챔버 내에 비자성층(14b)이 형성된 기재(11)를 넣고, Co 함유량이 66at%, Cr 함유량이 14at%, Pt 함 유량이 20at%인 CoCrPt 합금(이하, Co66Cr14Pt20과 같이 각 원소의 함유량을 기재함) 타깃과 SiO2 타깃을 세트(set)한다. 그리고, Ar을 주성분으로 하고, 미량(微量)의 O2(예를 들어 유량비로 0.2%∼2%)를 첨가하여 이루어지는 스퍼터링 가스를 챔버 내에 도입하여, 압력을 비교적 고압(약 3∼7㎩)으로 안정시키는 동시에, 기판 온도를 비교적 저온(10∼80℃)으로 유지한다.
그리고, 이러한 상태에서, 타깃과 기재(11) 사이에 400∼1000W의 고주파 전력을 인가하여 스퍼터링을 개시한다. 스퍼터링 시의 고주파 전력의 주파수는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 13.56㎒로 할 수도 있다. 또한, 고주파 전력 대신에, 400∼1000W 정도의 DC(직류) 전력을 사용하여 스퍼터링을 행할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 스퍼터링법에서 비교적 고압(약 3∼7㎩) 또한 저온(약 10∼80℃)의 성막 조건을 채용하면, 저압 또한 고온에서 성막하는 경우와 비교하여 허술한 막으로 된다. 따라서, 비자성층(14b)의 위에서는, 타깃 재료의 CoCrPt 합금과 SiO2가 서로 혼합되지 않고, SiO2로 이루어지는 비자성 재료(16a) 중에 CoCrPt(Co66Cr14Pt20)으로 이루어지는 자성 입자(16b)가 분산된 그래뉼러 구조의 주기록층(16)이 형성된다(도 1 참조).
주기록층(16) 중의 비자성 재료(16a)의 함유율은 약 5∼15at%로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 주기록층(16) 중의 비자성 재료(16a)의 함유율이 7at%인 것으로 한다. 주기록층(16)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는 12㎚로 한다. 또한, 주기록층(16) 형성 시의 성장 레이트는 예를 들어 5㎚ /sec로 한다.
주기록층(16)의 아래의 hcp 구조의 비자성층(14b)은 막 면에 대하여 수직 방향으로 자성 입자(16b)의 배향을 정렬하도록 기능하기 때문에, 자성 입자(16b)는 비자성층(14b)과 동일하게 수직 방향으로 연장된 hcp 구조의 결정 구조로 되는 동시에, hcp 구조의 육각 기둥의 높이 방향이 자화 용이축으로 되고, 주기록층(16)이 수직 자기이방성(磁氣異方性)을 나타내게 된다.
이러한 그래뉼러 구조의 주기록층(16)에서는, 각 자성 입자(16b)가 자화 용이축을 수직 방향으로 정렬하여 고립화하고 있기 때문에, 주기록층(16)이 원인으로 되는 노이즈가 저감된다.
또한, 자성 입자(16b)의 Pt 함유율을 25at% 이상으로 하면, 주기록층(16)의 자기이방성 정수(Ku)가 저하한다. 따라서, 자성 입자(16b)의 Pt 함유율은 25at% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이, 스퍼터링 가스 중에 유량비로 0.2%∼2% 정도의 미량의 O2를 첨가함으로써, 주기록층(16)에서의 자성 입자(16b)의 고립화가 촉진되고, 전자 변환 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 자성 입자(16b)의 고립화, 즉 각 자성 입자(16b)끼리의 간격의 확대는 주기록층(16)의 아래에 형성하는 비자성층(14b)의 표면의 요철을 크게 함에 의해서도 촉진할 수 있다. 이와 같이 요철을 크게 하기 위해서는, 비자성층(14b)을 구성하는 Ru층을 0.5㎚/sec 정도의 저(低)성장 레이트로 성장하면 된다.
본 실시예에서는, 비자성 재료(16a)가 산화실리콘으로 이루어지는 경우에 대 해서 설명했지만, 산화실리콘 이외의 산화물을 비자성 재료(16a)로서 사용할 수도 있다. 그러한 산화물로서는, 예를 들어 Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나의 산화물이 있다. 또한, Si, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나의 질화물을 비자성 재료(16a)로 할 수도 있다.
또한, 자성 입자(16b)로서, CoFe 합금으로 구성되는 입자를 채용할 수도 있다. CoFe 합금을 사용할 경우, 주기록층(16)에 대하여 열처리를 실시하여, 자성 입자(16b)의 결정 구조를 HCT(Honeycomb Chained Triangle) 구조로 하는 것이 바람직하다. 또한, 그 CoFe 합금에 Cu 또는 Ag을 첨가할 수도 있다.
다음으로, Ar 가스를 스퍼터링 가스로 하는 스퍼터링법에 의해, Co 및 Cr을 주성분으로 하는 합금(예를 들어 Co67Cr19Pt10B4)을 주기록층(16)의 위에 약 6㎚의 두께로 퇴적하여, 기입 보조층(17)을 형성한다. 기입 보조층(17)의 성막 조건은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 성막 압력을 0.3∼0.8㎩, 성장 레이트를 5㎚/sec로 한다.
기입 보조층(17)을 구성하는 CoCrPtB(Co67Cr19Pt10B4)의 결정은 그 아래의 주기록층(16) 중의 자성 입자(16b)의 결정과 동일하게 hcp 구조로 되기 때문에, 자성 입자(16b)와 기입 보조층(17)의 격자 매칭은 양호하고, 결정성이 좋은 기입 보조층(17)이 주기록층(16)의 위에 성장한다.
다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, C2H2 가스를 반응 가스로 하는 RF-CVD(Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 기록층(15)의 위에 보호층(18)으로서 DLC(Diamond Like Carbon)층을 두께 약 4㎚로 형성한다. 이 보호층(18)의 성막 조건은 예를 들어 성막 압력이 약 4㎩, 고주파 전력의 파워가 1000W, 기재-샤워 헤드 사이의 바이어스 전압이 200V이다.
이와 같이 하여, 본 실시예에 따른 자기 기록 매체(10)가 완성된다.
도 5는 본 실시예의 자기 기록 매체(10)에 정보를 기입할 때의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
자기 기록 매체(10)에 정보를 기입할 때에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 주자극(主磁極)(31b)과 리턴 요크(31a)를 갖는 자기 헤드(기입 헤드)(31)의 선단(先端)을 자기 기록 매체(10)에 대향시켜 배치하고, 자기 헤드(31)에 기록해야 할 정보에 따른 신호를 공급한다. 그러면, 단면적이 작은 주자극(31b)에서 발생한 기록 자계(H)는 연자성 하층(13)을 향하여 기록층(15)을 수직 방향으로 관통한다. 이에 따라, 기록층(15) 중 주자극(31b)의 바로 아래에 있는 부분의 자구가 기록 자계(H)에 의해 수직 방향으로 자기화된다.
기록 자계(H)는 기록층(15)을 수직 방향으로 관통한 후, 연자성 하층(13)을 면내 방향으로 통과하고, 다시 기록층(15)을 수직 방향으로 관통하여, 단면적이 큰 리턴 요크(31a)에 귀환한다. 이 때, 자속 밀도가 낮기 때문에, 기록층(15)의 자화 방향은 변화되지 않는다.
자기 기록 매체(10)를 자기 헤드(31)에 대해 도면 중의 A로 나타내는 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 기록해야 할 정보에 따라 기록 자계(H)의 방향을 변화시킴으로써, 수직 방향으로 자화된 복수의 자구가 자기 기록 매체(10)의 트랙 방 향을 따라 형성되고, 일련의 정보가 자기 기록 매체(10)에 기록된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 연자성 하층(13)을 구성하는 연자성층(13a, 13c)을, bcc 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 또는 Ta 등의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성한다. 이하에, 연자성층(13a, 13c)의 재료와 기록층의 보자력의 관계를 조사한 결과에 대해서 설명한다.
도 6에 No. 1∼12로 나타낸 재료를 사용하여 연자성층을 형성했다. 이 도 6에 있어서, 「원(元)결정계」는 어모퍼스화시킬 원소를 제외한 금속의 결정계를 나타내고 있다. 예를 들어 No. 1의 CoZrNb(Co87Zr5Nb8) 합금에서는 어모퍼스화를 위해 첨가하는 Zr 및 Nb을 제외한 Co만의 결정계를 나타내고, No. 6∼8의 FeCoZrTa 합금에서는 어모퍼스화를 위해 첨가하는 Zr 및 Ta을 제외한 FeCo 합금의 결정계를 나타내고 있다. 이들 합금의 결정계는 그 합금을 구성하는 원소의 조성비에 의해 결정된다. 또한, 도 6에 있어서, fcc 메인이라고 하고 있는 것은 전체적으로 보면 fcc 구조이지만 부분적으로 fcc 구조가 아닌 부분이 존재할 수 있기 때문이고, 마찬가지로 bcc 메인이라고 하고 있는 것은 전체적으로 보면 bcc 구조이지만 부분적으로 bcc 구조가 아닌 부분이 존재할 수 있기 때문이다.
도 7은 슬레이터 폴링 곡선(slator-pauling curve)을 나타내는 도면이다. 이 도 7로부터, 예를 들어 FeCo 합금의 경우, Fe 함유량이 30at% 이상인 때에 bcc 구조로 되는 것을 알 수 있다. 또한, Cr, Mn 및 Fe은 단체(單體)에서는 bcc 구조로 되고, Co, Ni 및 Cu는 단체에서는 fcc 구조로 되는 것을 알 수 있다. 이들 원소의 조성비에 의해 합금의 결정 구조가 결정된다.
도 6에 No. 1∼12에서 나타내는 조성의 합금에 의해 형성한 연자성 하층을 갖는 자기 기록 매체(시험체)를 제조하고, 그들 자기 기록 매체의 주기록층의 보자력(Hc)을 측정했다. 그 결과를, 도 6에 병합하여 나타내고 있다. 또한, 보자력의 측정에는, Kerr 효과를 사용한 자화 루프 트레이서(magnetization loop tracer)를 사용했다. 또한, 보자력의 측정에 사용한 시험체에서는, 기입 보조층의 형성을 생략하고 있다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 원(元)결정계가 bcc 구조인 FeCo 합금(No. 5∼12)이 높은 보자력(Hc)을 갖고 있다. 특히, 원결정계가 bcc 구조의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta을 첨가한 No. 6∼8의 합금을 사용한 경우, 모두 보자력이 5000 Oe 이상으로 되고, 기록 밀도의 향상이나 정보의 기입 및 판독의 신뢰성의 향상에 유효한 것을 알 수 있다.
다음으로, 이들 연자성 하층의 XRD(엑스선 회절(回折)) 측정을 행했다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 이 도 8로부터, 어떤 시험체에서도 명확한 회절선은 관측되지 않고, 모든 시험체의 연자성 하층이 어모퍼스화되고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 XRD 측정에 사용한 시험체는 유리 기판 상에 연자성 하층만을 상술한 방법으로 50㎚의 두께로 형성한 것을 사용하고 있다.
다음으로, 이들 연자성 하층을 사용한 자기 기록 매체의 리드/라이트(R/W) 특성을 조사했다. 이 때 사용한 시험체는 보자력의 측정에 사용한 시험체와 기본적으로 동일하지만, 연자성 하층의 재료와 기록층의 두께는 약간 변경하고 있다.
도 9에, 각 시험체의 리드/라이트 특성을 조사한 결과를 나타낸다. 이 도 9 에 있어서, 횡축(橫軸)은 정보의 기입 용이성의 지표인 0W(오버라이트(overwrite)) 특성을 나타내고, 종축(縱軸)에 신호 품질의 지표인 S/N(신호/노이즈) 특성을 나타내고 있다. OW 특성의 수치가 작을수록(마이너스 측으로 큼), 정보를 용이하게 기입하는 것이 가능하다고 할 수 있다. 또한, S/N 특성의 수치가 클수록, 신호 품질이 양호하다고 할 수 있다. 또한, OW 특성 측정 시의 기입 전류는 35㎃로 하고 있다. 또한, 레퍼런스로서, 연자성 하층의 재료에 FeCoB 합금을 사용한 종래의 자기 기록 매체를 사용하고 있다.
이 도 9로부터, 원결정계가 fcc기(基)의 합금을 사용한 시험체는 전체적으로 S/N이 낮고, 원결정계가 bcc기의 합금을 사용한 시험체는 S/N이 높은 경향이 있으며, 특히 FeCoZrTa 합금을 사용한 시험체(○표시)에서는, OW 특성 및 S/N 특성이 모두 매우 양호한 것을 알 수 있다.
2. 제 2 실시예
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기 기록 매체를 나타내는 단면도이다. 본 실시예가 제 1 실시예와 상이한 점은 주기록층(제 1 기록층)의 구성이 상이한 것에 있고, 그 외의 구성은 기본적으로 제 1 실시예와 동일하기 때문에, 도 10에서 도 1과 동일한 것에는 동일한 부호를 부가하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는, 주기록층(36)이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자(36b)를 티타늄 산화물(TiO2)로 이루어지는 비자성체(36a)에 의해 자기적으로 분 리된 그래뉼러 구조를 갖고 있다. 자성 입자(36b) 중의 Cr 함유량은 11at% 이상 또한 15at% 이하이고, Pt 함유량은 11at% 이상 또한 21at% 이하이다. 또한, 자성 입자(CoCrPt 합금)(36b)와 비자성체(TiO2)(36a)의 몰(㏖)비는 93:7∼91:9이다.
도 11은 횡축에 주기록층(36) 중의 티타늄 산화물(TiO2) 함유량을 채용하고, 종축에 보자력(Hc)을 채용하여, 그들의 관계를 조사한 결과를 나타내는 도면이다. 다만, 보자력의 측정에 사용한 시험체에서는, 기입 보조층의 형성을 생략하고 있다. 또한, 각 층의 두께는 제 1 실시예에서 보자력을 측정한 시험체와 상이하다.
이 도 11로부터, 주기록층 중의 티타늄 산화물 함유량을 10㏖% 이상으로 하면, 자기 기록 매체의 보자력이 저하된다. 이것은, 티타늄 산화물의 함유량을 10㏖% 이상으로 하면, 자성 입자(CoCrPt 합금)의 에피택시얼 성장이 저해되고, 결정 배향성이 열화되는 동시에 결정립(結晶粒)이 미세화되기 때문이라고 생각된다.
한편, 주기록층 중의 티타늄 산화물의 함유량이 6㏖% 이하인 경우에는, 자성 입자(CoCrPt 합금)의 결정립의 고립화가 충분하지 않게 되어, 보자력이 저하된다. 따라서, 본 실시예에서는, 주기록층 중의 티타늄 산화물(TiO2)의 함유량을 7∼9㏖%로 한다.
또한, 도 11 중에, 주기록층 중의 비자성체로서 실리콘 산화물(SiO2)을 사용하고, 동일 조건에서 보자력을 조사한 결과(×표시)를 나타내고 있다. 이 도면으로부터, 비자성체로서 티타늄 산화물을 사용한 경우의 자기 기록 매체의 보자력은 비자성체로서 실리콘 산화물을 사용한 경우의 보자력과 거의 동등한 것을 알 수 있 다.
도 12는 자성 입자(36b)를 구성하는 Co, Cr 및 Pt의 조성을 다양하게 변화시키고, 비자성체가 실리콘 산화물(SiO2) 또는 티타늄 산화물인 경우의 자기 기록 매체의 보자력 및 S/N(신호와 노이즈의 비)을 조사한 결과를 나타내는 도면이다. 다만, 보자력 및 S/N의 측정에 사용한 시험체에서는, 기입 보조층의 형성을 생략하고 있다. 또한, 각 층의 두께는 제 1 실시예에서 보자력을 측정한 시험체와 상이하다.
이 도 12로부터, 비자성체에 티타늄 산화물(TiO2)을 사용하면, 실리콘 산화물(SiO2)을 사용한 경우에 비해 S/N이 커지는 것을 알 수 있다. 다만, 자성 입자 중의 Pt 함유량이 11at% 미만인 경우 및 21at%를 초과하는 경우에는, 모두 이방성 자계(Hk)가 작아져, 자기 기록 매체의 자기 특성이 열화된다. 따라서, 본 실시예에서는, 자성 입자 중의 Pt 함유량을 11at% 이상 또한 21at% 이하로 한다.
또한, 자성 입자 중의 Cr 함유량이 11at% 미만이면, 포화 자화(Ms) 및 이방성 자계(Hk)가 커져 규격화 노이즈가 증대하고, S/N이 작아진다. 한편, 자성 입자 중의 Cr 함유량이 15at%를 초과하면, 자기 특성이 열화되어 S/N이 작아진다. 따라서, 본 실시예에서는 자성 입자 중의 Cr 함유량을 1lat% 이상 또한 15at% 이하로 한다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 주기록층(그래뉼러층)(36) 중의 비자성체(36a)에 티타늄 산화물을 사용하고, 또한 자성 입자(36b) 중의 Cr 및 Pt 함유량, 및 자 성 입자(36b)와 비자성체(36a)의 몰비를 소정의 범위에 설정하고 있기 때문에, 제 1 실시예에 비해 S/N이 커져, 더한층 고성능의 자기 기록 매체를 얻을 수 있다.
(자기 기록 장치)
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 자기 기록 장치를 나타내는 평면도이다.
자기 기록 장치(100)는 그 하우징 내에 원반 형상의 자기 기록 매체(자기 디스크)(101)와, 자기 기록 매체(101)를 회전시키는 스핀들 모터(도시 생략)와, 데이터의 기입 및 판독을 행하는 자기 헤드(102)와, 자기 헤드(102)를 유지하는 서스펜션(103)과, 서스펜션(103)을 자기 기록 매체(101)의 반경(半徑) 방향으로 구동 제어하는 액추에이터(104)를 갖고 있다. 자기 기록 매체(101)는 상술한 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에서 설명한 구조를 갖고 있다.
스핀들 모터에 의해 자기 기록 매체(101)가 고속으로 회전하면, 자기 기록 매체(101)의 회전에 의해 생기는 공기 흐름에 의해, 자기 헤드(102)는 자기 기록 매체(101)로부터 약간 부상(浮上)한다. 액추에이터(104)에 의해 자기 헤드(102)가 자기 기록 매체(101)의 반경 방향으로 이동하고, 자기 기록 매체(101)에 대하여 정보의 기입 또는 판독이 행해진다.
이와 같이 구성된 자기 기록 장치는 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 기재한 구조의 자기 기록 매체(101)를 사용하고 있기 때문에, 정보를 고밀도로 기록할 수 있고, 또한 기입 및 판독의 신뢰성이 높다.
이하, 본 발명의 다양한 형태를, 부기로서 정리하여 기재한다.
(부기 1) 비자성 기재와,
상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과,
상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과,
상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층을 갖고,
상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
(부기 2) 비자성 기재와,
상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과,
상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과,
상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층을 갖고,
상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
(부기 3) 상기 중간층이 면심입방 구조의 다(多)결정막과, 상기 다결정막의 위에 형성된 육방최밀 구조의 다결정막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 4) 상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 5) 상기 기록층이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자와 티타늄 산화물로 이루어지는 비자성층에 의해 구성된 그래뉼러 구조를 갖고, 상기 CoCrPt 합 금중의 Cr 함유량이 11at% 이상 또한 15at% 이하, Pt 함유량이 11at% 이상 또한 21at% 이하이고, 상기 CoCrPt 합금과 상기 티타늄 산화물의 몰비가 93:7∼91:9의 범위 내인 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 6) 상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 제 1 기록층과, 상기 제 1 기록층의 위에 형성된 Co기 합금으로 이루어지는 제 2 기록층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 7) 상기 연자성 하층이 상기 어모퍼스화한 재료로 이루어지는 제 1의 연자성층과, 상기 제 1의 연자성층의 위에 형성된 비자성층과, 상기 어모퍼스화한 재료에 의해 상기 비자성층의 위에 형성된 제 2의 연자성층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 8) 상기 제 1 및 제 2의 연자성층의 두께가 20㎚ 이상 또한 30㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 부기 7에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 9) 상기 제 1의 연자성층과 상기 제 2의 연자성층이 반강자성 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 부기 7에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 10) 상기 어모퍼스화한 재료 중의 Fe 함유량이 30at% 이상인 것을 특징으로 하는 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 11) 정보를 자기적으로 기록할 수 있는 자기 기록 매체와,
상기 자기 기록 매체에 대해 정보의 기입 및 판독을 행하는 자기 헤드와,
상기 자기 기록 매체를 상기 자기 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖고,
상기 자기 기록 매체가 비자성 기재와, 상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과, 상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층에 의해 구성되며,
상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
(부기 12) 정보를 자기적으로 기록할 수 있는 자기 기록 매체와,
상기 자기 기록 매체에 대해 정보의 기입 및 판독을 행하는 자기 헤드와,
상기 자기 기록 매체를 상기 자기 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖고,
상기 자기 기록 매체가 비자성 기재와, 상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과, 상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층에 의해 구성되고,
상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
(부기 13) 상기 중간층이 면심입방 구조의 다결정막과, 상기 다결정막의 위에 형성된 육방최밀 구조의 다결정막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 14) 상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 15) 상기 기록층이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자와 티타늄 산화물로 이루어지는 비자성층에 의해 구성된 그래뉼러 구조를 갖고, 상기 CoCrPt 합금 중의 Cr 함유량이 11at% 이상 또한 15at% 이하, Pt 함유량이 11at% 이상 또한 21at% 이하이며, 상기 CoCrPt 합금과 상기 티타늄 산화물의 몰비가 93:7∼91:9의 범위 내인 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 16) 상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 제 1 기록층과, 상기 제 1 기록층의 위에 형성된 Co기 합금으로 이루어지는 제 2 기록층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 17) 상기 연자성 하층이 상기 어모퍼스화한 재료로 이루어지는 제 1의 연자성층과, 상기 제 1의 연자성층의 위에 형성된 비자성층과, 상기 어모퍼스화한 재료에 의해 상기 비자성층의 위에 형성된 제 2의 연자성층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 18) 상기 제 1 및 제 2의 연자성층의 두께가 20㎚ 이상 또한 30㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 부기 17에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 19) 상기 제 1의 연자성층과 상기 제 2의 연자성층이 반강자성 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 부기 17에 기재된 자기 기록 장치.
(부기 20) 상기 어모퍼스화한 재료 중의 Fe 함유량이 30at% 이상인 것을 특징으로 하는 부기 11 또는 12에 기재된 자기 기록 장치.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기 기록 매체를 나타내는 단면도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 자기 기록 매체의 제조 방법을 나타내는 제 1 단면도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 자기 기록 매체의 제조 방법을 나타내는 제 2 단면도.
도 4는 반강자성체층(反强磁性體層)의 위에 단층의 연자성 하층을 형성한 예를 나타내는 단면도.
도 5는 제 1 실시예의 자기 기록 매체에 정보를 기입할 때의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도 6은 제 1 실시예에서 보자력(保磁力)의 측정에 사용한 시험체의 재료 조성을 나타내는 도면.
도 7은 슬레이터 폴링 곡선을 나타내는 도면.
도 8은 연자성 하층의 XRD(엑스선 회절) 측정을 행한 결과를 나타내는 도면.
도 9는 시험체의 리드/라이트(read/write) 특성을 조사한 결과를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기 기록 매체를 나타내는 단면도.
도 11은 주(主)기록층 중의 티타늄 산화물 함유량과 보자력의 관계를 나타내는 도면.
도 12는 제 2 실시예에서 보자력 및 S/N의 측정에 사용한 시험체의 재료 조 성을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 자기 기록 장치를 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 자기 기록 매체 11: 기재(基材)
12: 시드(seed)층 13: 연자성 하층
13a: 하측 연자성층 13b: 자구(磁區) 제어층
13c: 상측 연자성층 14: 중간층
14a: 배향 제어층 14b: 비자성층
15: 기록층 16, 36: 주(主)기록층(제 1 기록층)
16a, 36a : 비자성체 16b, 36b: 자성 입자
17: 기입 보조층(제 2 기록층) 18: 보호층
21, 23: NiFe층 22: IrMn층(반강자성층)
31: 자기 헤드 31a: 리턴 요크(return york)
31b: 주자극 100: 자기 기록 장치
101: 자기 기록 매체(자기 디스크) 102: 자기 헤드
103: 서스펜션
Claims (8)
- 비자성 기재(基材)와,상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층(soft magnetic under layer)과,상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과,상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성(磁氣異方性)을 갖는 기록층을 갖고,상기 연자성 하층이 체심입방(體心立方) 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스(amorphous)화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
- 비자성 기재와,상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과,상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과,상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층을 갖고,상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기록층이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자와 티타늄 산화물로 이루어지는 비자성층에 의해 구성된 그래뉼러(granular) 구조를 갖고, 상기 CoCrPt 합금 중의 Cr 함유량이 11at% 이상 또한 15at% 이하, Pt 함유량이 11at% 이상 또한 21at% 이하이며, 상기 CoCrPt 합금과 상기 티타늄 산화물의 몰(㏖)비가 93:7∼91:9의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 제 1 기록층과, 상기 제 1 기록층의 위에 형성된 Co기(基) 합금으로 이루어지는 제 2 기록층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 매체.
- 정보를 자기적으로 기록할 수 있는 자기 기록 매체와,상기 자기 기록 매체에 대해 정보의 기입 및 판독을 행하는 자기 헤드와,상기 자기 기록 매체를 상기 자기 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖고,상기 자기 기록 매체가 비자성 기재와, 상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과, 상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층에 의해 구성되며,상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Zr 및 Ta 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
- 정보를 자기적으로 기록할 수 있는 자기 기록 매체와,상기 자기 기록 매체에 대해 정보의 기입 및 판독을 행하는 자기 헤드와,상기 자기 기록 매체를 상기 자기 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 갖고,상기 자기 기록 매체가 비자성 기재와, 상기 비자성 기재의 위에 형성된 연자성 하층과, 상기 연자성 하층의 위에 형성된 중간층과, 상기 중간층의 위에 형성되어 수직 자기이방성을 갖는 기록층에 의해 구성되며,상기 연자성 하층이 체심입방 구조로 되는 조성의 FeCo 합금에 Nb, Si, B, Ti, W, Cr 및 C 중 적어도 한 종류의 원소를 첨가하여 어모퍼스화한 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 기록층이 CoCrPt 합금으로 이루어지는 자성 입자와 티타늄 산화물로 이루어지는 비자성층에 의해 구성된 그래뉼러 구조를 갖고, 상기 CoCrPt 합금 중의 Cr 함유량이 11at% 이상 또한 15at% 이하, Pt 함유량이 11at% 이상 또한 21at% 이하이며, 상기 CoCrPt 합금과 상기 티타늄 산화물의 몰비가 93:7∼91:9의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 기록층이 그래뉼러 구조를 갖는 제 1 기록층과, 상기 제 1 기록층의 위에 형성된 Co기 합금으로 이루어지는 제 2 기록층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
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