JPH10222835A

JPH10222835A - 磁気記録媒体及び磁気記憶装置

Info

Publication number: JPH10222835A
Application number: JP2347597A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tamai; 一郎玉井; Yuzuru Hosoe; 譲細江; Tomoo Yamamoto; 朋生山本; Emi Mangyo; 恵美萬行; Kiwamu Tanahashi; 究棚橋; Tetsuya Kanbe; 哲也神邊
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】１平方インチあたり２ギガビット以上の超高密
度記録が可能な大容量の磁気記憶装置を提供する。【解決手段】基板１１上にＣｏとＣｒとを含む磁性膜１
３を設けた磁気記録媒体において、磁性膜中のＣｏの濃
度を５５ａｔ％以上，７５ａｔ％以下とし、磁性膜１３
にＰｔとＲｕの元素を同時に含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体、及び
その磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのＣＰＵ
（中央演算処理装置）の処理速度の向上に伴い、ＯＳ
（オペレーティングシステム）やアプリケーションソフ
トウェアの情報量は巨大化している。さらに、マルチメ
ディアを背景に、個人レベルで画像データ等の巨大な情
報を扱うようになってきている。このため、磁気ディス
ク装置には一層の大容量化が求められており、磁気ディ
スク媒体の単位面積あたりのビット密度を高める必要が
ある。これには、保磁力が高く、180kFCI 以上の記録密
度でのノイズが低い媒体を開発することが重要な技術課
題となる。

【０００３】現在、再生出力が高く、高保磁力が得られ
る点から、磁気記録媒体の磁性膜に貴金属元素（Ａｕ，
Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒ）を添加し
たＣｏ基合金材料が用いられている（特開昭61−224124
号，特開昭61−246914号，特開昭61−253622号公報）。
当初、貴金属元素を添加した磁性膜は、媒体ノイズが大
きくなるといった問題があった。しかし、磁性膜に多量
のＣｒを添加する技術を組み合わせれば、ある程度まで
はノイズを低減できることが明らかとなった。さらに媒
体ノイズを低減するためには、磁性膜の膜厚を薄くする
と同時に、磁性結晶粒を微細化することが有効であると
いう報告もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今後の高記録密度化に
伴い、さらなる磁性膜の薄膜化と、磁性結晶粒の微細化
は必須である。同時に、媒体ノイズを低減するため、磁
性膜中のＣｒ濃度を高め、磁性粒子間の相互作用を弱め
ることで、実効的な磁化反転体積を微細化することが必
要である。磁性結晶粒が微細化すると、磁気特性に及ぼ
す熱揺らぎの影響が大きくなる。その極端な例は超常磁
性（superpara ）粒子であり、この場合には保磁力はゼ
ロになり、磁石としての性能を失ってしまう。磁性膜を
構成する磁性粒が超常磁性粒子になると、情報を記録す
ることができなくなり、磁気記憶装置として成り立たな
くなる。

【０００５】磁性膜がこういった極端な状況でなくと
も、熱揺らぎの影響が無視できないような状況では、保
磁力の温度勾配が大きくなる、あるいは、記録した磁化
が時間と共に減衰するといった問題が顕在化する。保磁
力の大きさは温度が高くなるに従い単調減少する。保磁
力の温度勾配とは、保磁力の変化分を温度の変化分で割
った係数（ｄＨｃ／ｄＴ）を指す。通常、装置設計上問
題となる保磁力の温度勾配は、０℃から１００℃の温度
範囲で測定した値である。保磁力の温度勾配が大きい
と、例えば、室温の保磁力が仕様通りの大きさであって
も、磁気記憶装置内のモータや回路から発する熱によっ
て温度が上昇した場合に保磁力が低下し、高密度記録時
での再生出力（分解能）が減少する。逆に、高温時の保
磁力を仕様通りの大きさに設計すると、室温、あるいは
低温では保磁力が高すぎて、磁気ヘッドでの記録が困難
となり、充分なオーバーライト特性が得られない。

【０００６】本発明の目的は、媒体ノイズを低くすると
同時に、磁性結晶粒を微細化したときの熱揺らぎの影響
を小さく抑えることのできる磁気記録媒体を実現する。
また、この磁気記録媒体の性能を充分に活かし、１平方
インチあたり２ギガビット以上の記録密度を有する磁気
記憶装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上にＣ
ｏとＣｒとを含む磁性膜を設けた磁気記録媒体におい
て、磁性膜中のＣｏの濃度を５５ａｔ％以上，７５ａｔ
％以下とし、かつ、磁性膜がＰｔとＲｕの元素を同時に
含むようにすることによって達成される。

【０００８】磁性膜中のＣｒ濃度は１５ａｔ％以上，２
５ａｔ％以下であり、Ｐｔの濃度が５ａｔ％以上，２４
ａｔ％以下、かつ、ＰｔとＲｕの元素の合計の濃度が６
ａｔ％以上，２５ａｔ％以下とし、残部はＣｏとターゲ
ット作製上及び成膜過程において不可避的に含まれる不
純物からなるようにすると、保磁力を高くし、媒体ノイ
ズを低減し、かつ、熱揺らぎの影響を小さく抑える上で
より好ましい。

【０００９】磁性膜中に添加するＣｒ量は１５ａｔ％以
上、２５ａｔ％以下とする必要がある。１５ａｔ％以下
ではノイズの減少効果が少なく、２５ａｔ％以上では磁
性膜が非磁性体となってしまう。また、このとき磁性膜
中のＣｏ濃度は５５ａｔ％以上，７５ａｔ％以下とする
必要がある。７５ａｔ％以上ではノイズが大きく、５５
ａｔ％以下では熱揺らぎの影響が大きいため、再生出力
の低下が著しい。

【００１０】従来、本発明のようにＣｒ濃度を１５ａｔ
％以上と高くし、Ｃｏ濃度を７５ａｔ％以下と低くする
と、残留磁束密度が減少してしまい好ましくないと考え
られていた。しかし、本発明者等が各種磁気ヘッドを用
いて、Ｃｒ濃度やＣｏ濃度が異なる磁性膜を有する媒体
を評価した結果、高感度な磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲ
ヘッド）を用いた場合には、磁性膜に１５〜２５ａｔ％
のＣｒを添加し、このときのＣｏ濃度を５５〜７５ａｔ
％とすることで、ノイズ低減の効果が最大限発揮され、
優れた特性を示すことが明らかとなった。Ｃｒ濃度増
大、及びＣｏ濃度減少による残留磁束密度低下の問題
は、ヘッドの高感度化により、小さな残留磁束密度でも
高い出力が得られるため克服される。また、磁性膜中に
添加するＰｔ量が５ａｔ％以上，２４ａｔ％以下と通常
の媒体に比べて多いことも、Ｃｒの添加の許容限の拡大
とＣｏ濃度の低減に寄与していると考えられる。

【００１１】磁性膜の熱揺らぎの影響を小さく抑え、高
い再生出力を得る上で、稠密六方格子構造を有する磁性
結晶粒のｃ軸（磁化容易軸）が膜面内にあることが好ま
しい。このためには、体心立方格子からなる下地膜を用
い、この下地膜の（１００）面を基板と平行に成長さ
せ、この上に磁性膜をエピタキシャル成長させる必要が
ある。このとき、磁性膜のｃ軸長と下地膜のａ軸長を√
２倍した値をほぼ等しくし、格子の整合性を高めること
が重要である。磁性膜には５ａｔ％以上，２４ａｔ％以
下のＰｔを添加しているため、純Ｃｏに比べてｃ軸長は
大分大きくなっている。そのため、従来のような純Ｃｒ
からなる下地膜では、磁性膜との格子の整合性が悪くな
り、磁性膜のｃ軸が膜面内に存在する成分が減少する。

【００１２】そこで、磁性膜のｃ軸長の大きさに合わせ
て、下地膜には、Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｔ
ｉよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を用い
る必要がある。ＣｒとＭｏの合金はバルクの金属の状態
図から見ても全率固溶の関係にあり、その合金の結晶構
造は体心立方型であるため、任意の格子の大きさを持つ
結晶を作製する上で扱いが容易で特に好ましい。また、
ＣｒとＴｉの合金を用いると、結晶粒を小さくできるの
で、低ノイズ化の点でも特に好ましい。Ｃｒ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗは体心立方型の結晶構造であるのに
対し、Ｔｉは稠密六方晶の結晶構造を有するため、合金
下地膜の組成の内、Ｔｉは全体の５０ａｔ％未満とする
必要がある。

【００１３】基板と下地膜の間にＣｒからなる初期成長
制御膜を設けると、磁性膜の磁化容易軸の面内配向性を
高める上でさらに好ましい。下地膜にＣｒ以外の材料を
用いた場合、結晶性、及び配向性が劣化する。そこで、
予め、結晶性、及び(１００)配向性に優れたＣｒからな
る初期成長制御膜を基板上に設け、この上にＣｒ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｉよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素からなる下地膜をエピタキシャル成
長させることにより、下地膜の（１００）配向性を高め
ることができる。これにより、熱揺らぎの影響を小さく
抑え、磁気記録した再生信号をさらに大きくすることが
できる。

【００１４】以上のように、Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｔｉよりなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素からなる下地膜を設け、さらにＣｒからなる初期成
長制御膜を設けて、稠密六方格子を有する磁性膜の磁化
容易軸を膜面内に強く配向させることにより、熱揺らぎ
の影響をある程度小さくすることが可能である。しか
し、これだけでは熱揺らぎの影響を小さくするには不充
分であり、本発明ではさらに、磁性膜中にＰｔを５ａｔ
％以上，２４ａｔ％以下含有させ、かつ、ＰｔとＲｕの
元素の合計の濃度を６ａｔ％以上，２５ａｔ％以下とし
た。この２種類の元素を磁性膜中に添加すると、Ｃｏ原
子と貴金属原子の３ｄ軌道電子のスピン−スピン相互作
用によって、磁気的相互作用が大きくなり、熱揺らぎの
影響を小さく抑えることができると考えられる。Ｐｔに
は磁気異方性エネルギを増大させる効果があり、これを
磁性膜中に添加することにより、高い保磁力を得ること
ができる。本発明者等の検討によれば、Ｒｕは保磁力の
温度勾配（変化率）を小さくする効果が大きく、Ｒｕと
Ｐｔを同時に磁性膜に添加することにより、高い保磁力
と小さな保磁力の温度勾配を両立することが可能とな
る。

【００１５】特開昭61−224124号，特開昭61−246914
号，特開昭61−253622号公報にはＡｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐ
ｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｉｒの内いずれか１種を含む媒
体が開示されている。しかし、これらの公知例にはＰｔ
とＲｕを同時に含む磁性膜は示されていない。また、こ
こに記載される媒体は、いずれも磁性膜中のＣｒ濃度が
低いため（特開昭61−224124号公報はＣｒに関する記述
なし）、媒体ノイズが大きく、本発明のような高密度記
録には対応できない。また、Ｃｏ濃度は７５ａｔ％以上
と、熱揺らぎの影響をあまり受けない領域である。さら
に、これらの媒体はＡｒ＋Ｎ雰囲気中で作製し、最後に
熱処理でＮを脱出させることが必須であるのに対し、我
々の発明の媒体はＡｒ雰囲気中で作製することができ、
生産性に優れている。これは、公知例の媒体では、本発
明のようにＰｔ添加が必須となっていない、あるいは下
地膜がないため磁性膜の磁化容易軸を膜面内に強く配向
できていないためである。

【００１６】記録時における磁気記録媒体に対する磁気
ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測定した残
留磁束密度（Ｂｒ）と磁性膜の膜厚（tmag）との積（Ｂ
ｒ・tmag）が１０Ｇ・μｍ以上，１００Ｇ・μｍ以下で
あり、さらに、磁界印加方向と同じにして測定した保磁
力が２.２ｋＯｅ以上とすることにより、記録時の磁化
遷移領域が狭くなり、低ノイズの上でより好ましい。ま
た、０℃から１００℃の温度範囲で測定した保磁力の温
度勾配を１５Ｏｅ／deg 以下とすることが、磁気記憶装
置の設計上重要である。保磁力の温度勾配が１５Ｏｅ／
deg 以上になると、充分なオーバーライト特性が得られ
ない、あるいは、高密度記録時での再生出力（分解能）
が減少する。

【００１７】また、本発明の磁気記録媒体と、磁気記録
媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部か
らなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対し
て相対的に運動させる手段と、磁気ヘッドに対する入力
信号及び出力信号を波形処理する記録再生信号処理手段
とを含む磁気記憶装置において、磁気ヘッドの再生部を
磁気抵抗効果型の素子で構成することによって、１平方
インチあたり２ギガビット以上の記録密度を有する磁気
記憶装置を達成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕本発明による面内磁気記録媒体の一実施例
の断面図を図１に示す。以下に、本実施例の面内磁気記
録媒体の作製方法を述べる。

【００１９】外径９５mmのＮｉ−ＰメッキしたＡｌ−Ｍ
ｇ合金基板１１に、ＲＦ３０Ｗの投入電力で１０秒間基
板エッチングを施した後、基板温度３００℃，Ａｒガス
圧力２.５ｍTorr，投入電力密度５Ｗ／cm²とする成膜条
件で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法で下地膜１
２，１２′としてＣｒ−２０ａｔ％Ｍｏを５０ｎｍ形成
した。次いで、同成膜条件の下、Ｃｏ合金磁性膜１３，
１３′を１５ｎｍ成膜した。最後に、基板温度１５０
℃，Ａｒガス圧力５ｍTorr，投入電力密度３Ｗ／cm² と
する成膜条件で、保護膜４，１４′としてＣを１０ｎｍ
形成した。ここで、元素の前に付した数字は各元素の濃
度を示す。

【００２０】まず初めに、Ｃｏ合金磁性膜のＲｕ添加濃
度依存性について検討した。ベースとなる磁性膜にＣｏ
−１８ａｔ％Ｃｒ−６ａｔ％Ｐｔを用い、Ｒｕを０から
２０ａｔ％の範囲で変化させた。元素の添加濃度と保磁
力（図中Ｈｃと記載）の関係を図２に、保磁力の温度勾
配（図中−ｄＨｃ／ｄＴと記載）との関係を図３に示
す。保磁力は高記録密度化に対応するため、２.２ｋＯ
ｅ以上必要である。また、磁気記憶装置に記録した情
報が、熱揺らぎの影響でオーバーライト特性が劣化しな
い、あるいは、時間と共に情報が消失しないように維持
するためには、温度勾配を１５Ｏｅ／deg 以下にする必
要がある。

【００２１】同図から、Ｒｕを添加することにより、保
磁力は減少し、１５ａｔ％以上添加すると、保磁力は急
激に低下することがわかる。仕様の２.２ｋＯｅ以上の
保磁力を得るためには、Ｒｕの添加濃度を１５ａｔ％以
下とする必要がある。一方、図３に示す保磁力の温度勾
配は、５ａｔ％のＲｕ添加で最小を得る変化をする。温
度勾配を１５Ｏｅ／deg 以下にするＲｕの添加濃度範囲
は１ａｔ％以上，１５ａｔ％以下である。以上の保磁力
と保磁力の温度勾配の結果から、Ｒｕの添加量としては
１ａｔ％以上，１５ａｔ％以下とすることが明らかとな
った。

【００２２】表１には、実施例の何も添加しない媒体
と、Ｒｕを５ａｔ％添加した媒体のオーバーライト特性
と分解能を比較して示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】オーバーライト特性は、40kFCIの信号の上
に190kFCI の信号を上書きした際、40kFCIの信号成分の
減衰量を測定した値であり、３０ｄＢ以上必要である。
分解能は190kFCI の信号で記録したときの再生出力を、
40kFCIの信号で記録したときの再生出力で割った値であ
り、１０％以上必要である。元素を何も添加していない
媒体は保磁力が高すぎるため、２５℃でのオーバーライ
ト特性が不足している。温度を１００℃に上げた場合に
は、保磁力の低下が著しいため、190kFCI 記録時におけ
る再生出力が低下し、充分な分解能が得られない。一
方、Ｒｕを５ａｔ％添加した媒体は、温度によらず、オ
ーバーライト特性と分解能共に仕様を満足している。

【００２５】次に、磁性膜に添加するＰｔ量と媒体Ｓ／
Ｎの関係を図４に示す。媒体Ｓ／Ｎとは、190kFCI の記
録密度で記録したときの再生出力を、そのときの媒体ノ
イズで割った値をｄＢ表示したものである。１平方イン
チあたり２ギガビットの記録密度を達成するためには、
２０ｄＢ以上の媒体Ｓ／Ｎが必要となる。ベースとなる
磁性膜にＣｏ−１６ａｔ％Ｃｒ−３ａｔ％Ｒｕを用い、
Ｐｔの添加量を２から２８ａｔ％の範囲で変化させた。
このとき、下地膜にはＣｒ−Ｖ合金を用い、Ｐｔ量に応
じてＶ濃度を変えて、磁性膜のｃ軸長と下地膜のａ軸長
の√２倍がほぼ等しくなるように調整した。

【００２６】媒体Ｓ／Ｎは１６から１８ａｔ％のＰｔ量
で最大を得る変化をしている。２０ｄＢ以上の媒体Ｓ／
Ｎを得るためには、５から２４ａｔ％の範囲でＰｔを添
加する必要がある。このときの磁性膜中のＣｏ濃度は５
５ａｔ％以上、７５ａｔ％以下であった。尚、Ｐｔ量を
多くするとコストが高くなるため、仕様とコストとの兼
ね合いで、この範囲内でＰｔ量を調整すれば良い。

【００２７】この検討と同様に、ベースとなる磁性膜に
Ｃｏ−１２ａｔ％Ｐｔ−５ａｔ％Ｒｕを用い、Ｃｒの添
加濃度を変える検討を行った。この結果、Ｃｒ濃度は１
５ａｔ％以上，２５ａｔ％以下とすることが好ましいこ
とがわかった（図５）。Ｃｒ濃度が１５ａｔ％以下で
は、Ｃｒの粒界偏析による媒体ノイズの低減効果がそれ
ほど得られない。一方、Ｃｒ濃度を２５ａｔ％以上とす
ると、熱揺らぎの影響が大きく、磁気記録媒体として好
ましくないことがわかった。

【００２８】この結果から、ＣｏＣｒ磁性膜にＰｔの濃
度が５ａｔ％から２４ａｔ％，Ｒｕの元素の合計の濃度
が１ａｔ％から１５ａｔ％の範囲で添加することで、１
平方インチあたり２ギガビットの記録密度を達成できる
ことがわかった。このとき、Ｃｒ添加量は１５から２５
ａｔ％の範囲とし、Ｃｏの濃度は５５ａｔ％以上，７５
ａｔ％以下とする必要がある。

【００２９】Ｃｏ−１８ａｔ％Ｃｒ−６ａｔ％Ｐｔ−５
ａｔ％Ｒｕ磁性膜を用いた媒体において、図１に示す構
造の下地膜１２，１２′をＣｒＭｏから純Ｃｒに変えた
場合、表２に示すように、保磁力の温度勾配（−ｄＨｃ
／ｄＴ）は小さな値となっているが、保磁力が３.７ｋ
Ｏｅから２.２ｋＯｅに低下している。

【００３０】

【表２】

【００３１】これは、Ｃｒ下地膜の格子定数が小さく、
磁性膜との整合性が悪いため、磁性膜の磁化容易軸であ
るｃ軸の膜面内への配向性が劣化したためである。した
がって、より高い保磁力を得るためには、下地膜の格子
定数を大きくする効果のあるＶ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｗ，Ｔｉ等をＣｒに添加した下地膜を用いることが効果
的である。また、基板１１と下地膜１２，１２′の間に
Ｃｒからなる初期成長制御膜を設けた場合には、表３に
示すように若干ではあるが、保磁力や媒体Ｓ／Ｎがさら
に向上した。

【００３２】

【表３】

【００３３】これは、基板とＣｒＭｏ下地膜の間にＣｒ
からなる初期成長制御膜を設けると、磁性膜の磁化容易
軸の面内への配向性がさらに向上したためである。この
性質は下地膜をＣｒＭｏにした場合にのみ有効なわけで
はなく、Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｉの群か
ら選ばれた複数種の元素の合金からなる下地膜を用いた
場合に常に成り立つことを確認した。

【００３４】磁性膜の膜厚を変えることで、残留磁束密
度（Ｂｒ）と磁性膜の膜厚（tmag）との積（Ｂｒ・tma
g）に関する検討を行った。このとき、磁性膜にはＣｏ
−２０ａｔ％Ｃｒ−１２ａｔ％Ｐｔ−５ａｔ％Ｒｕを用
い、下地膜にはＣｒ初期成長制御膜を設けたＣｒ−２０
ａｔ％Ｔｉを用いた。保磁力を図６に、媒体Ｓ／Ｎを図
７に示す。これらの結果から、記録時における磁気記録
媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印
加して測定したＢｒ・tmagは、１０Ｇ・μｍ以上，１０
０Ｇ・μｍ以下とする必要があることがわかる。Ｂｒ・
tmagを１００Ｇ・μｍ以上にすると、媒体ノイズが大き
くなってしまい好ましくない。一方、Ｂｒ・tmagを１０
Ｇ・μｍ以下にすると、熱揺らぎの影響が大きくなり、
保磁力と再生出力が低下する。また、同図から、保磁力
が２.２ｋＯｅ以上ある場合のみに、必要な媒体Ｓ／Ｎ
が得られることがわかる。

【００３５】〔実施例２〕実施例１の面内磁気記録媒体
は、図８に一例を示すような磁気抵抗効果を利用した再
生専用のセンサを備える磁気ヘッドを用いることによっ
て、その性能が充分に活かされる。

【００３６】記録用磁気ヘッドは、一対の記録磁極８
１，８２とそれに鎖交するコイル８３からなる誘導型薄
膜磁気ヘッドであり、記録磁極間のギャップ層厚は０.
３μｍとした。また、磁極８２は共に厚さ１μｍの磁気
シールド層８６と対で、再生用の磁気ヘッドの磁気シー
ルドも兼ねており、このシールド層間距離は０.２５ μ
ｍである。再生専用の磁気ヘッドは、磁気抵抗効果セン
サ８４と、電極となる導体層８５からなる磁気抵抗効果
型ヘッドである。この磁気ヘッドは磁気ヘッドスライダ
基体８７上に設けられている。尚、図８では記録磁極間
のギャップ層、及びシールド層と磁気抵抗効果センサ間
のギャップ層は省略してある。

【００３７】磁気抵抗効果センサ８４の詳細な断面構造
を図９に示す。磁気センサの信号検出領域９１は、酸化
Ａｌのギャップ層９２上に横バイアス層９３，分離層９
４，磁気抵抗強磁性層９５が順次形成された部分からな
る。磁気抵抗強磁性層９５には、２０ｎｍのＮｉＦｅ合
金を用いた。横バイアス層９３には２５ｎｍのNiFeNbを
用いたが、NiFeRh等の比較的電気抵抗が高く、軟磁気特
性の良好な強磁性合金であってもよい。横バイアス層９
３は磁気抵抗強磁性層９５を流れるセンス電流が作る磁
界によって、この電流と垂直な膜面内方向（横方向）に
磁化され、磁気抵抗強磁性層９５に横方向のバイアス磁
界を印加する。これにより、媒体からの漏洩磁界に対し
て、線形な再生出力が得られる磁気センサとなる。磁気
抵抗強磁性層９５からのセンス電流の分流を防ぐ分離層
９４には、比較的電気抵抗が高いＴａを用い、膜厚は５
ｎｍとした。信号検出領域９１の両端にはテーパ形状に
加工されたテーパ部９６がある。テーパ部９６は、磁気
抵抗強磁性層９５を単磁区化するための永久磁石層９７
と、その上に形成された信号を取り出すための一対の電
極９８からなる。永久磁石層９７は保磁力が高く、磁化
方向が容易に変化しないことが重要であり、ＣｏＣｒ，
CoCrPt合金等が用いられる。

【００３８】また、磁気抵抗効果センサ８５には、図１
０に示すようなスピンバルブ型を用いると、より大きな
出力が得られるため好ましい。磁気センサの信号検出領
域１０１は、酸化Ａｌのギャップ層１０２上に５ｎｍの
Ｔａバッファ層１０３，７ｎｍの第一の磁性層１０４，
１.５ｎｍのＣｕ中間層１０５，３ｎｍの第二の磁性層
１０６，１０ｎｍのＦｅ−５０ａｔ％Ｍｎ反強磁性合金
層１０７が順次形成された構造である。第一の磁性層１
０４にはＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金を用い、第二の磁性
層１０６にはＣｏを用いた。反強磁性合金層１０７から
の交換磁界により、第二の磁性層１０６の磁化は一方向
に固定されている。これに対し、第二の磁性層１０６と
非磁性の中間層１０５を介して接する第一の磁性層１０
４の磁化の方向は、磁気記録媒体からの漏洩磁界により
変化する。このような二つの磁性層の磁化の相対的な方
向の変化に伴い、三つの膜全体の抵抗に変化が生じる。
この現象はスピンバルブ効果と呼ばれ、本実施例では磁
気抵抗効果センサにこの効果を利用したスピンバルブ型
磁気ヘッドを用いた。尚、永久磁石層１０９と電極１０
０からなるテーパ部１０８は、図９に示した通常の磁気
抵抗効果センサと同様である。

【００３９】磁気記憶装置の一例の上面図を図１１
（ａ）に、そのＡＡ′線断面図を図１１（ｂ）に略示す
る。

【００４０】面内磁気記録媒体１１１は、面内磁気記録
媒体駆動部１１２に連結する保持具によって保持され、
面内磁気記録媒体１１１のそれぞれの面に対向して、図
８に略示する磁気ヘッド１１３が配置される。磁気ヘッ
ド１１３は浮上高さ０.０６μｍ以下で安定低浮上さ
せ、さらに０.５μｍ以下のヘッド位置決め精度で所望
のトラックに磁気ヘッド駆動部１１５により駆動され
る。

【００４１】磁気ヘッド１１３によって再生した信号
は、記録再生信号処理系１１４によって波形処理され
る。記録再生信号処理系は増幅器，アナログ等化器，Ａ
Ｄコンバータ，ディジタル等化器，最尤復号器等で構成
されている。磁気抵抗効果を利用したヘッドの再生波形
は、ヘッドの特性により正と負の大きさが非対称となっ
たり、記録再生系の周波数特性の影響を受けたりして、
記録した信号とは異なった信号に読み誤ることがある。
アナログ等化器は再生波形を整えて、これを修復する機
能を有する。この修復された波形をＡＤコンバータを通
してディジタル変換し、ディジタル等化器によってさら
に波形を整える。最後にこの修復された信号を最尤復号
器によって、最も確からしいデータに復調する。以上の
構成の再生信号処理系によって、極めて低いエラーレー
トで信号の記録再生が行われる。なお、等化器や最尤復
号器は既存のものを用いてもよい。

【００４２】以上の装置構成にすることによって、１平
方インチあたりの記録密度を２ギガビット以上に対応す
ることができ、従来の磁気記憶装置に比べ３倍以上の記
憶容量を持った高密度磁気記憶装置を実現することがで
きた。また、記録再生信号処理系から最尤復号器を取り
除き、従来の波形弁別回路に変えた場合にも従来に比べ
２倍以上の記憶容量を持った磁気記憶装置を実現するこ
とができた。

【００４３】以上の実施例では、ディスク状の磁気記録
媒体とそれを用いた磁気記憶装置について例を述べてき
たが、本発明は片面のみに磁性層を有するテープ状，カ
ード状の磁気記録媒体、及びそれら磁気記録媒体を用い
た磁気記憶装置にも適用できる。

【００４４】さらに、磁気記録媒体の作製方法に関して
もＤＣマグネトロンスパッタリング法に限らず、ＥＣＲ
スパッタリング法，イオンビームスパッタリング法，真
空蒸着法，プラズマＣＶＤ法，塗布法，メッキ法等如何
なる手法を用いてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、基板上にＣｏ
とＣｒとを含む磁性膜を設けた磁気記録媒体において、
磁性膜中のＣｏの濃度を５５ａｔ％以上，７５ａｔ％以
下とし、かつ、磁性膜がＰｔとＲｕの元素を含むことに
よって、熱揺らぎの影響が小さくなり、高保磁力、か
つ、低ノイズな媒体が実現できる。

【００４６】さらに、この磁気記録媒体と磁気抵抗効果
を利用した再生専用の素子を有する磁気ヘッドとを組み
合わせることによって、１平方インチあたり２ギガビッ
ト以上の記録密度を有する磁気記憶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録媒体の一実施例の断面
図。

【図２】実施例１の磁気記録媒体のＲｕの添加濃度と保
磁力の関係を示す特性図。

【図３】実施例１の磁気記録媒体のＲｕの添加濃度と保
磁力の温度勾配の関係を示す特性図。

【図４】実施例１の磁気記録媒体のＰｔ添加濃度と媒体
Ｓ／Ｎの関係を示す特性図。

【図５】実施例１の磁気記録媒体のＣｒ添加濃度と媒体
Ｓ／Ｎの関係を示す特性図。

【図６】実施例１の磁気記録媒体のＢｒ・tmagと保磁力
の関係を示す特性図。

【図７】実施例１の磁気記録媒体のＢｒ・tmagと媒体Ｓ
／Ｎの関係を示す特性図。

【図８】磁気抵抗効果を利用した素子を備える磁気ヘッ
ドの構造の一例を示す斜視図。

【図９】磁気抵抗効果センサの一例を示す説明図。

【図１０】スピンバルブ型磁気抵抗効果センサの一例を
示す説明図。

【図１１】磁気記憶装置の構造の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１１…基板、１２，１２′…下地膜、１３，１３′…磁
性膜、１４，１４′…保護膜。

フロントページの続き (72)発明者萬行恵美東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者棚橋究東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者神邊哲也東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にＣｏとＣｒとを含む磁性膜を設け
た磁気記録媒体において、上記磁性膜中のＣｏの濃度が
５５ａｔ％以上，７５ａｔ％以下であり、上記磁性膜が
ＰｔとＲｕの元素を同時に含むことを特徴とする磁気記
録媒体。
【請求項２】上記磁性膜中のＣｒ濃度が１５ａｔ％以
上，２５ａｔ％以下であり、Ｐｔの濃度が５ａｔ％以
上，２４ａｔ％以下、ＰｔとＲｕの元素の合計の濃度が
６ａｔ％以上，２５ａｔ％以下である請求項１に記載の
磁気記録媒体。
【請求項３】記録時における上記磁気記録媒体に対する
磁気ヘッドの相対的な走行方向に磁界を印加して測定し
た残留磁束密度と磁性膜の膜厚との積が１０Ｇ・μｍ以
上，１００Ｇ・μｍ以下であり、上記磁界印加方向と同
じにして測定した保磁力が２.２ｋＯｅ以上であり、上
記保磁力の温度に対する減少係数の絶対値が１５Ｏｅ／
ｄｅｇ以下である請求項１または２に記載の磁気記録媒
体。
【請求項４】上記基板と上記磁性膜との間にＣｒ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｉよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素からなる下地膜を設けた請求項１，
２または３に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】上記基板と上記下地膜との間にＣｒからな
る初期成長制御膜を設けた請求項１，２，３または４に
記載の磁気記録媒体。
【請求項６】磁気記録媒体と、上記磁気記録媒体を記録
方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気
ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して
相対的に運動させる手段と、上記磁気ヘッドに対する入
力信号及び出力信号を波形処理する記録再生信号処理手
段とを含む磁気記憶装置において、上記磁気記録媒体が
請求項１，２，３，４または５に記載の磁気記録媒体で
構成され、上記磁気ヘッドの再生部が磁気抵抗効果型の
素子で構成された磁気記憶装置。