JP2000276731A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録媒体

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JP2000276731A
JP2000276731A JP11080734A JP8073499A JP2000276731A JP 2000276731 A JP2000276731 A JP 2000276731A JP 11080734 A JP11080734 A JP 11080734A JP 8073499 A JP8073499 A JP 8073499A JP 2000276731 A JP2000276731 A JP 2000276731A
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JP
Japan
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magnetic
layer
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ground surface
pinning layer
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JP11080734A
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English (en)
Inventor
Toshio Ando
敏男 安藤
Makoto Mizukami
誠 水上
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬磁性ピンニング層、軟磁性下地層及び垂直
記録層が積層された3層構造の垂直磁気記録媒体におい
て、特にディスク状の媒体では、ピンニング層の保磁力
が低く、また、外来磁界により信号劣化や媒体ノイズが
発生する。 【解決手段】 硬磁性ピンニング層の下に、Crを主成
分とし、少なくともTaを含有するCr系合金下地層を
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、垂直記録層、軟磁
性下地層、並びに、この軟磁性下地層の磁区を固定する
硬磁性ピンニング層を有する3層構造の垂直磁気記録媒
体に関する。
【0002】
【従来の技術】垂直記録方式は、現在の面内記録方式よ
りも高密度記録が可能であることから注目されている。
垂直記録層単層からなる単層膜媒体とともに、軟磁性下
地層と垂直記録層とからなる2層構造媒体も多く検討さ
れている。特に、2層構造媒体は、単磁極ヘッドと組み
合わせることにより効率の良い記録・再生を行うことが
できる。中でも、Co−Zr系アモルファス軟磁性膜を
下地層とする2層膜媒体は、垂直配向性の鋭い垂直記録
層が得られるため、記録効率の向上に特に有効であるこ
とが知られている(特開平3−278595号公報)。
【0003】ところが、上記の垂直磁気記録媒体、特
に、その形状がディスク状の媒体では、信号記録後、媒
体を回転させているだけで、経時的に信号強度が減衰し
てしまうという問題がある。この現象は、軟磁性下地層
の磁壁から発生する磁界が、垂直記録層の記録信号を消
去してしまうために起きるものである。それに加えて、
このような軟磁性下地層の磁壁から発生する磁界は、媒
体ノイズをも増大させるという問題もある。そこで、本
発明者らは、基板と軟磁性下地層との間に、半径方向に
磁化を有する面内配向硬磁性ピンニング層を設けて軟磁
性下地層と交換結合させることによって、記録再生特性
を損ねることなく、媒体の回転に伴う減磁を防止し、か
つ、媒体ノイズを低減したものを先に提案した(特開平
7−129946号公報)。
【0004】この面内配向硬磁性ピンニング層として
は、クロム(Cr)下地層を有するCo系合金が有効で
ある。これは、Co−Zr系軟磁性下地膜と同じCo合
金とすることで交換結合を大きくでき、さらに、Cr下
地を設けることで面内方向の磁気配向性を高めることが
できるからである。一方、面内配向硬磁性ピンニング層
として、CoSmを用いると、Cr下地層がなくても面
内方向の磁気配向が高く、かつ、媒体がディスク状の場
合、媒体の半径方向に1軸磁気異方性を有するので、特
に大きなピンニング効果が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の面内
配向硬磁性ピンニング層が半径方向に1軸磁気異方性を
有するCoSmである場合、磁化容易軸方向(半径方
向)の保磁力Hcは熱的に不安定で、安定化した状態で
は50〜100[Oe]程度にまで下がってしまう。ピン
ニング層のHcが低いと、交換結合のため反転磁界はさ
らに小さくなり、外来の浮遊磁界によって反転しやすく
なる。ピンニング層が磁化反転を起こすと、交換結合し
ている軟磁性層も磁化反転するので磁壁が発生し、前述
したような理由で、信号劣化や媒体ノイズの発生を引き
起こすことになる。
【0006】また、ピンニング層がCr下地層を有する
Co系合金の場合には、CoSmに比べてHcを高くす
ることができる。しかし、この系では、媒体がディスク
状の場合、媒体の円周方向に1軸磁気異方性を有する
か、もしくは、面内方向で特定の方向に異方性を持たな
いランダム配向となる。この場合には、外来磁界によっ
て軟磁性層が磁化反転すると、交換結合しているピンニ
ング層が部分的に磁化反転しやすく、CoSmの場合と
同様に信号劣化や媒体ノイズ発生の原因となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解消するも
のとして、本発明によれば、非磁性基板上に、硬磁性ピ
ンニング層、軟磁性下地層及び垂直記録層が積層されて
構成された3層構造の垂直磁気記録媒体の、前記硬磁性
ピンニング層と前記非磁性基板との間に、Crを主成分
とし、かつ、少なくともタンタル(Ta)を含有するC
r系合金下地層が形成されたものが提供される。この構
成において、Cr系合金下地層のTaの含有量が6原子
%(at%)以上であると、ピンニング効果を向上させ
る上で更に効果的である。さらに、上記の構成におい
て、Cr系合金下地層の磁化容易軸が磁気ヘッドの走行
方向に対して略直角であると好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の垂直磁気記録媒体は、非
磁性基板上に、Cr系合金下地層、硬磁性ピンニング
層、軟磁性下地層、及び垂直記録層をこの順で積層し
た、いわば、4層構造を有するものである。Cr系合金
下地層は、その上に形成される硬磁性ピンニング層の下
地となるものでCrを主成分とする合金により形成され
ている。このCr系合金には、少なくともTaが含有さ
れていることが必要であり、これにより、例えばディス
ク状の媒体の半径方向に1軸磁気異方性が付与され、か
つ、Hcも高めることができるため、外来磁界による影
響を小さくし、後述する硬磁性ピンニング層のピンニン
グ効果も著しく向上させることができる。このTaの含
有量が、6at%以上である場合には、このような効果
がさらに顕著となるため好ましい。また、上記のような
Ta含有Cr系合金下地層は、ディスク状基板の表面
に、ディスクへの磁気ヘッド吸着の防止の目的で円周方
向に形成されたテクスチャー構造を有するものに適用す
ると特に効果的である。
【0009】Cr系合金下地層の上には、硬磁性ピンニ
ング層が形成される。この硬磁性ピンニング層は、続い
て形成される軟磁性下地層の磁区を固定する機能を有す
るもので、例えば、CoもしくはCoNi、CoNiC
r、CoNiPtP、CoCr、CoCrTa、CoC
rTaPt、CoPt、CoCrPtなどのCo系合金
であることが好ましい。また、軟磁性下地層は、例え
ば、CoZrNb、CoZrTaなどのCo−Zr系ア
モルファス合金により形成されることが好ましい。さら
に、垂直記録層は、例えば、Co−P系合金、Co−N
i−P系合金、Co−γ−Fe23系合金、もしくは、
CoCrTa、CoCrPt、CoCrTaPtなどの
Co−Cr系合金により形成されることが好ましい。か
かる構成の垂直磁気記録媒体は、例えば、マグネトロン
スパッタ法を用いて、非磁性基板上に上記の各層を成膜
することにより製造することができる。
【0010】<実施例>以下に示す実施例により、本発
明を具体的に説明する。基板として、φ95mmのディ
スク状Al基板上にNiPを無電解メッキしたものに、
円周方向にテクスチャー研磨を施し、半径方向の平均表
面粗さ(Ra)=5.5nmとしたものを用い、その上
にCr系合金下地層及び硬磁性ピンニング層を成膜し
た。成膜にはφ152mmのカソードを有するDCマグ
ネトロンスパッタ装置を用いた。エロージョンエリア
は、φ105mmの位置を中心に、±15mmの範囲に
分布している。ターゲットと基板間の距離は110mm
とした。到達真空度4×10-6Torr以下、基板温度
200℃、Arガス圧5mmTorrの条件で成膜を行
った。
【0011】まず、Cr系合金下地層として、CrTa
層を100nm成膜し、続いて、硬磁性ピンニング層と
して、CoNi6.4Pt6.16at%よりなる層を50
nm成膜した。なお、CrTa下地層の組成、すなわち
Ta含有量は、Crターゲット上に配置したTaチップ
の個数で調整した。こうして得られた硬磁性ピンニング
層の磁気特性を、振動試料型磁力計(VSM)により評
価した。測定はディスクの円周方向(Cir.)及び半
径方向(Rad.)のそれぞれに対して行った。
【0012】図1にCrTa下地層のTa含有量と保磁
力Hcとの関係、図2にCrTa下地層のTa含有量と
角型比Rs(飽和磁化Msに対する残留磁化Mrの比、
Mr/Ms)及び保磁力角型比S*との関係をそれぞれ
示した。その結果、Taを全く含有せずにCr単独で形
成された下地層の場合は、上記の各値のCir.の方が
Rad.より高く、磁気異方性が円周方向に強いことが
確認された。これは、基板の円周方向のテクスチャー構
造の影響によるものである。これに対し、Ta含有量が
6at%程度になると、各値のCir.とRad.はほ
ぼ同じになり、面内方向で磁気的にランダム配向膜とな
り、さらにTa含有量が6at%以上になると半径方向
に異方性を有する膜となることが明らかになった。
【0013】なお、Ta含有量をさらに増加させるとH
cは低下してしまうが、それでも1000[Oe]以上あ
り、しかも、半径方向に異方性を有するのでピンニング
層として十分に有用であることが確認された。この実施
例では、基板として円周方向のテクスチャー構造を持つ
ものを使用しているが、例えば、ガラスのようなテクス
チャー構造を持たない基板を使用すれば、半径方向の磁
気異方性はさらに強くなり、より大きなピンニング効果
を得ることが可能となる。
【0014】つぎに、X線回折法により、これらのCr
Ta膜の構造解析を行った。図3にTa含有量を変化さ
せた場合のX線回折パターンを示した。Ta含有量の増
加に伴い、Cr(200)からCr(110)の結晶配
向性が向上し、2θの移動から、その面間隔が広がって
いることがわかる。これに対して、Coのどの結晶面も
現れていない。本来、Cr(110)上にはCo(10
1)が成長するはずである。つまり、Taを添加して半
径方向の磁気異方性が強くなったのは、成膜時のスパッ
タ粒子の飛来方向と、Cr(110)の面間隔の広がり
との作用で、磁化容易軸であるCoのc軸が半径方向に
向きやすくなったことに起因する。つまり、エロージョ
ンエリアの中心がφ105mmの位置であるのに対し、
基板はφ95mmであるので、スパッタ粒子の飛来方向
は主に、ディスク面内で半径方向であることに起因す
る。これにより、CrTa系下地層の磁化容易軸を磁気
ヘッドの走行方向に対して略直角に設定することができ
る。
【0015】このように、硬磁性ピンニング層の下にC
rTa系下地層が形成されていると、ディスク状媒体の
半径方向に1軸異方性が付与され、かつ、ピンニング層
のHcが高くなる。その結果、大きなピンニング効果が
得られ、外来磁界に対する記録信号の安定性が向上す
る。しかも、媒体ノイズの発生が防止され、高いS/N
を実現することが可能となる。
【0016】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、硬磁性ピンニング層の下地層としてTaを含有す
るCr系合金を使用したので、媒体ノイズを低減するこ
とができ、高いS/Nで、かつ、外来磁界に対する記録
信号の安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CrTa下地層のTa含有量と保磁力Hcとの
関係を示したグラフである。
【図2】CrTa下地層のTa含有量と、角型比Rs及
び保磁力角型比S*との関係を示したグラフである。
【図3】Ta含有量を変化させた場合のX線回折パター
ンを示した図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上に、硬磁性ピンニング層、
    軟磁性下地層及び垂直記録層が積層されて構成された3
    層構造の垂直磁気記録媒体において、前記硬磁性ピンニ
    ング層と前記非磁性基板との間に、Crを主成分とし、
    かつ、少なくともTaを含有するCr系合金下地層を有
    することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記Cr系合金下地層におけるTaの含
    有量が、6原子%以上である、請求項1記載の垂直磁気
    記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記Cr系合金下地層の磁化容易軸が磁
    気ヘッドの走行方向に対して略直角である、請求項1又
    は請求項2記載の垂直磁気記録媒体。
JP11080734A 1999-03-25 1999-03-25 垂直磁気記録媒体 Pending JP2000276731A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8675316B2 (en) 2008-04-11 2014-03-18 HGST Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor with sub-layering of pinned layers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8675316B2 (en) 2008-04-11 2014-03-18 HGST Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor with sub-layering of pinned layers

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030624