磁気記録媒体および磁気記録再生装置
【課題】書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いてある場合でも、電磁変換特性（特にOW特性）を悪化させることなく、熱揺らぎ問題を解決し、SNRの改善およびPW50の狭小化により、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】非磁性基板１上に、磁気記録膜３と、軟磁性膜４と保護膜５とが備えられてなる磁気記録媒体であって、磁気記録膜３の保磁力が2500Oe以上であり、かつ軟磁性膜４の膜厚が0.2〜0.5nmの範囲であり、前記軟磁性膜４の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体を採用する。
【解決手段】非磁性基板１上に、磁気記録膜３と、軟磁性膜４と保護膜５とが備えられてなる磁気記録媒体であって、磁気記録膜３の保磁力が2500Oe以上であり、かつ軟磁性膜４の膜厚が0.2〜0.5nmの範囲であり、前記軟磁性膜４の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものであり、特にオーバーライト特性、信号対ノイズ比および熱揺らぎ特性に優れた磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置等の高記録密度化の研究開発が活発になされている。高記録密度化は、例えば、信号対ノイズ比（以下SNR）を改善し、PRMLチャンネル処理のため孤立波半値幅（以下PW50）を狭小化することによりなされる。
【０００３】
高SNR化およびPW50の狭小化を達成するために、記録層材料の磁気異方性を高めることにより、磁気記録膜の保磁力を向上させる手段がとられる。
【０００４】
上記手段は、一旦記録された信号が時間の経過とともに減少するという熱揺らぎ問題に対しても有効である。熱揺らぎ問題は、近年顕在化しつつある問題の一つである。
【０００５】
しかしながら、磁気記録媒体の保磁力を高めると、以下の電磁変換特性の面で問題を生じる場合があった。ひとつは、ヘッドの書き込み能力に限界があるため、一旦記録された信号が上書きしても消えない(オーバーライト(以下OW)特性の悪化)というものである。
【０００６】
そこで、これらの電磁変換特性の問題を解決するために、軟磁性層いわゆるキーパーレイヤーを挿入するという方法が提案された（非特許文献１、特許文献１〜４参照。)。これらの方法は、OW特性およびオフトラック特性などのような電磁変換特性に効果があるだけでなく、熱揺らぎ問題をも解決する。
【０００７】
しかしながら、それぞれの提案は、さらに種々の問題を有していた。
【０００８】
特許文献１に開示された磁気記録媒体は、記録再生時に軟磁性層を飽和させるためのバイアス磁束をインダクティブヘッド書き込みコアから付加させなければ、媒体表面から洩れ磁束を誘起させられず、良好な再生信号を得ることができなかった。そのため、従来からのインダクティブ-MR複合ヘッドを使用することができなかった。
【０００９】
特許文献２に開示された磁気記録媒体は、インダクティブヘッドを用いて、”正しくはバイアス電流0の読み込み-書き込みヘッドとともに用いられる”とされている。しかし、高記録密度が望まれている状況下では、インダクティブヘッドを用いるという方法は現実的ではない。なぜなら、MR、GMRヘッドに代表される磁気抵抗効果素子を利用した場合、再生感度が高いために、得られる孤立波出力は、インダクティブの3〜10倍高くなる。そのため、磁気記録膜を薄くすることができ、磁気記録膜を薄くすることで、磁気記録膜粒子サイズを小さくすることができるため低ノイズ化が可能だからである。また実施例で示されているような磁気記録媒体組成では、Cr添加量が少なく磁気記録膜の粒子の強い磁気的結合ため、磁気記録膜粒子径が粗大となり、低ノイズとする磁気記録媒体は得られない。
【００１０】
特許文献３に開示された磁気記録媒体は、従来のインダクティブ-MR複合ヘッドを使用できるとしているが、100〜1000の低透磁率の軟磁性層を使用するため、記録特性の改善が得られず、電磁変換特性の改善が認められない。さらに非磁性基板にNiPをメッキあるいはスパッターした場合、深いキズまたはピットのような欠陥を通してNiP膜中のNiが磁気記録媒体表面に拡散してきてコロージョンの原因となる。
【００１１】
これらを検案してなされた特許文献４に開示された磁気記録媒体は、上記種々の問題を解決することができたが、書き込みヘッドとの関係において不十分な点があることが分かった。近年、より高密度記録に対する要求が強まり、磁気記録媒体だけでなく、書き込みヘッドの高密度記録対応化技術も進み、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアが用いられるようになってきた。そして、磁気記録媒体に用いる軟磁性膜の飽和磁束密度が、書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度より低いときは、電磁変換特性のひとつであるOW特性の改善が見られないことが分かった。
【特許文献１】特開平９−２８８０９号公報
【特許文献２】特開平７−１６９０３７号公報
【特許文献３】特開平１０−１１６４１２号公報
【特許文献４】特開２０００−２２２７１５号公報
【非特許文献１】ビー・グーチ（B.Gooch）、 アール・ニデルメイヤー（R.Niedermeyer）、アール・ウッド（R.Wood）とアール・ピシャロディ（R.Pisharody）、アイトリプルイー・トランザクションス・オン・マグネティクス（IEEE Transactions on magnetics ）、1991、vol.27、No.6、p.4549
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いてある場合でも、電磁変換特性（特にOW特性）を悪化させることなく、熱揺らぎ問題を解決し、SNRの改善およびPW50の狭小化により、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１） 非磁性基板上に、磁気記録膜と、軟磁性膜と保護膜とが備えられてなる磁気記録媒体であって、磁気記録膜の保磁力が2500Oe以上であり、かつ軟磁性膜の膜厚が0.2〜0.5nmの範囲であり、前記軟磁性膜の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記軟磁性膜の膜厚が2〜4nmの範囲であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記軟磁性膜の飽和磁束密度が2.2Ｔ以上であることを特徴とする（1）または（２）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（４） 前記軟磁性膜がCo及びFeを含む合金であることを特徴とする（1）〜（３）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（５） 軟磁性膜がCoFe合金であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（６） 前記磁気記録膜がCoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜20at%、d：0〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である。)からなるCo合金層であることをを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（７） 前記非磁性基板と前記磁気記録膜との間に下地膜が介在され、前記下地膜がCr単一組成またはCrX(但し、XはMo、W、V、Tiのうちのいずれか１種または２種以上の元素である。)からなることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（８） 前記磁気記録膜に接して、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。)からなる非磁性中間膜が積層されていることを特徴とする（１）〜（７）に記載の磁気記録媒体。
（９） 磁気記録情報の再生に磁気抵抗効果を利用する再生素子が用いられることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１０） 前記軟磁性膜の最大透磁率が1000〜1000000の範囲にあることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１１） Ni溶出量が、磁気記録媒体単位面積あたり0.03ｎg/cm2以下であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１２） 前記軟磁性膜として、書き込みヘッドの磁気コアの飽和磁束密度と同等以上の飽和磁束密度を有する軟磁性膜が備えられていることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１３） （１）〜（１２）のうちいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、書き込みヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
（１４） 前記磁気記録媒体の備えられた軟磁性膜の飽和磁束密度が、前記書き込みヘッドを構成する磁気コアの飽和磁束密度と同等以上であることを特徴とする（１３）に記載の磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いてある場合でも、電磁変換特性（特にOW特性）を悪化させることなく、熱揺らぎ問題を解決し、SNRの改善およびPW50の狭小化により、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明を実施するための最良の形態を、図1および図２を用いて説明する。
【００１６】
まず、図１は、本発明に使用される磁気記録媒体の一例を示す断面図の模式図である。図1に示すように、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板１と非磁性基板上に順次積層された下地膜２、磁気記録膜３、軟磁性膜４および保護膜５とから構成されている。
【００１７】
非磁性基板１としては、磁気記録媒体用基板として一般的に用いられているNiPメッキ膜が形成されたAl合金基板(以下、NiPメッキAl基板)、ガラス基板、セラミックス基板、可曉性樹脂基板、NiPをメッキあるいはスパッター法により蒸着せしめた基板などを用いることができる。
【００１８】
また、非磁性基板１には、より良好な電磁変換特性を得る、面内磁気異方性を付与して熱揺らぎ特性を良くする、研磨痕を消す等の目的でテクスチャー処理が施されているものでもよい。
【００１９】
非磁性基板１上に形成される下地膜２は、従来公知の非磁性下地膜、例えば、Cr、Ti、Ni、Si、Ta、W等の単一組成膜、または、それらの結晶性を損なわない範囲で他の元素を含有する合金を使用できるが、本発明に関わる磁気記録膜３との関係では、Cr単一組成、または、CrにMo、W、V、Tiのうちの１種または２種以上の元素を含有させた合金からなる下地膜２であることが望ましい。
【００２０】
下地膜２の厚さは、5nm〜40nmが好ましい範囲であるが、10nm〜30nmにするとさらに好ましい。これは下地膜２の膜厚が薄くなりすぎると下地膜２上の磁気記録膜４、または非磁性中間膜３の結晶配向性が悪くなって、SNRが悪くなるので好ましくない。逆に下地膜２の膜厚が厚すぎると、下地膜２の粒子径が大きくなり、下地膜２上の磁気記録膜４、または非磁性中間膜３の粒子径が下地膜２の粒子径の増加に伴って大きくなって、SNRが悪くなるので好ましくない。
【００２１】
また、下地膜２は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。下地膜２の厚さは、所望の保磁力が得られる範囲であれば制限されるものではない。とくに非磁性基板１の種類によっては、下地膜２としてNiAlを積層させると格段のSNR向上が達成され、好ましい場合がある。
【００２２】
磁気記録膜３は、所望の保磁力が得られる磁性膜であれば特に制限されるものではないが、CoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜10at%、d：1〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である)で表されるCo合金層とすることで磁気異方性を高め、より保磁力を向上させることができる。
【００２３】
Crの組成比を示すbを16〜25at%とするのは、16at%未満ではCrの偏析によるCo粒子の分散が不十分であり磁性粒子の磁気的結合を弱め低ノイズ化することができない。26at%を超えると保磁力の低下が著しくなり所望の保磁力が得られなくなるからである。
【００２４】
Ptの組成比を示すcを0〜20at%とするのは、11at%以上ではSNが悪化するからである。
【００２５】
Taの組成比を示すdを0〜7at%とするのは、7at%を超えると高い保磁力を得ることが困難になるからである。
【００２６】
また、Zrの組成比を示すeを0〜4at%、Cuを0〜3at%、および／またはNiを0〜10at%添加するのは、Zr、Cu、および／またはNiを加えることでさらに高保磁力、高SNRの磁気記録媒体が得られるからである。
【００２７】
磁気記録膜３の厚さは、特に限定されるものではないが、磁気抵抗効果素子を利用した再生ヘッド用として用いる場合には、残留磁化(以下Br)とその膜厚(以下t)の積(以下Brt)が0.2〜1.0memu/cm2の範囲内になるように調整することが望ましい。Brtが0.2memu/cm2未満では適切な再生出力が得られにくく、1.0memu/cm2を超えるとSNRが極端に悪くなるからである。よって磁気記録膜３の膜厚としては、10〜40nmが好ましい。さらに好ましくは、10〜25nmである。
【００２８】
磁気記録膜３の保磁力は2500〜6000Oeとすることが好ましい。2500Oe未満では、ヒ゛ット間遷移領域が広がり、PW50が悪化するとともにノイズも増大し、SNRが悪化するからである。現状では、磁気記録媒体として使用可能で保磁力が6000Oeを超えるディスクは製造が困難である。最適な保磁力の範囲は、使用する記録ヘッドにも依存するが、信号を十分に書き込むことが可能なヘッドでは、高いほど良い。すなわち、本実施例では3000Oe以上で好ましい結果が得られているが、十分書き込み可能なヘッドを用いた場合は、保磁力3500Oe以上あることが望ましい。なお、1Oeは79A/mである。
【００２９】
保磁力2500〜6000Oeの磁気記録膜３と組み合わせる軟磁性膜４の厚さは、0.2〜0.5nmの範囲が好ましく、0.2〜0,4nmの範囲がより好ましい。としなければならない。0.2nm未満および0.5nm超ではSNR特性が悪化するので好ましくない。
【００３０】
軟磁性膜４の飽和磁束密度は1.5T以上であることが好ましい。さらに望ましくは、2.2T以上である。高い飽和磁束密度を有することにより、OW特性を飛躍的に改善することができるからである。
【００３１】
軟磁性膜４の最大透磁率は、1000〜1000000とするのが好ましく、100000〜500000とするのがより好ましい。最大透磁率が1000未満であると、記録時に磁気記録媒体への書き込みが不十分となり、書き込み後の磁化遷移間の反磁界を緩和することができないため十分な電磁変換特性を得られなくなるおそれがある。また最大透磁率が1000000を越える軟磁性膜を作製するのは技術的に難しい。
【００３２】
上記最大透磁率は、次のように定義される。すなわち軟磁性体スパッタターゲット試験片を、例えば振動式磁気特性装置（VSM）を用いて全く磁化されていない状態から外部磁界を印加することにより徐々に磁化していき、磁界を増加しても磁化の強さが増加しない状態に達するまでの磁化曲線中で、磁界の変化に対する磁化の変化の割合のうち最大となったものを最大透磁率とする。なお、透磁率はCGS単位系で表した値である。
【００３３】
特に、書き込みヘッドに使用される磁気コアとの関係は重要である。本発明の磁気記録媒体に用いる軟磁性膜４は、その飽和磁束密度が書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度と同等以上でなくてはならない。
書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度を本発明の磁気記録媒体に用いる軟磁性膜４の飽和磁束密度と同等以上でない場合は、OW特性の改善などが見られない。
【００３４】
軟磁性膜４の材質はとくに限定されるものではないが、CoおよびFeを含む合金が好ましく、CoFe合金は最も好まれる材料である。1.5T以上、好ましくは2.2T以上の飽和磁束密度を得る組成が多くあり、また安定した特性を得られるためである。そのほか、FeN、純Feなども高い飽和磁束密度を有するので、軟磁性膜４材料として用いることができる。
【００３５】
上述組成の軟磁性膜４を積層することによって、Al-NiP基板またはNiPをスパッターもしくはメッキした非磁性基板１を用いた場合に、深い傷、またはピットのような欠陥からNiの拡散を防止することができ、また、ガラスまたはセラミックス基板を用いた場合には基板に含有されている軽元素の拡散を妨げることができる。
【００３６】
軟磁性膜４は、磁気記録膜３の非磁性基板１の反対側に配置することが好ましい。さらには磁気記録膜３を２層以上形成し、各磁気記録膜３の間に軟磁性膜４を配置しても良い。
【００３７】
磁気記録膜３と軟磁性膜４の間に非磁性中間膜を施しても何ら本発明の効果を損ねるものではない。さらに磁気記録膜３に接して非磁性中間膜を積層してもよく、磁気記録膜３の非磁性基板１側に磁気記録膜３と接して非磁性中間膜を積層してもよい。非磁性中間膜は、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。) で示されるものが望ましい。上記組成で示される非磁性中間膜を非磁性基板１側に磁気記録膜３と接して配置することで、磁気記録膜３の結晶構造が比較的乱れやすい初期成長層を減らすことができ、保磁力が高く、低ノイズの磁気記録媒体を構成できる。また、磁気記録膜３と軟磁性膜４の間に非磁性中間膜を設けることで、磁気記録膜３の結晶成長を助け、さらに高保磁力、低ノイズの磁気記録媒体を構成できる。
【００３８】
これら軟磁性膜４、磁気記録膜３および下地膜２は、スパッタリング法により成膜することができる。
【００３９】
本発明の磁気記録媒体においては、ヘッドと媒体表面の接触による損傷を防ぐために磁性膜上に保護膜５を形成する。保護膜５を構成する物質としては従来公知の物で良く、例えば、C、SiO2、ZrO2等の単一成分またはそれぞれを主成分とする膜を使用することができる。保護膜は、スパッタリング法、イオンビーム法、プラズマCVD法を用いて成膜することができる。保護膜５の厚さは、通常2〜20nmとされる。
【００４０】
さらに好ましくは、2〜9nmがスペーシングロスを少なくできるために良い。保護膜５の表面には、必要に応じ、潤滑膜を形成することもできる。潤滑材としては、パーフルオロエーテル(PFPE)等の弗化系液体潤滑材、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用される。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
【００４１】
高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いる場合、本発明の磁気記録媒体は、書き込みヘッドに用いられている磁気コアの飽和磁束密度の値よりも大きい値を有する軟磁性膜を有しているので、従来の磁気記録媒体が受けていた書き込みヘッドからの影響を緩和することができる。その結果、電磁変換特性、特にOW特性を改善し、さらに熱揺らぎ問題を解決する。同時に、SNRの改善およびPW50の狭小化を行うことができ、結果として、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することができる。
【００４２】
図２は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の一例である。ここに示す磁気記録再生装置は、上記構成の磁気記録媒体６と、磁気記録媒体６を回転駆動させる媒体駆動部７と、磁気記録媒体６に情報を記録再生する磁気ヘッド８と、ヘッド駆動部９と、記録再生信号処理系１０とを備えている。記録再生信号処理系１０は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド８に送り、磁気ヘッド８からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
【００４３】
この磁気記録再生装置にあっては、磁気記録媒体の磁気異方性を高め、また、磁気ヘッドに使用した軟磁性膜の特性を考慮して、磁気記録媒体の軟磁性膜を作成したことによって、熱安定性のより一層の向上が得られ、熱揺らぎ現象に起因するデータ消失などのトラブルを未然に防ぐことができる。
また、OW特性も改善されるため、エラーレート、ノイズ特性などの磁気特性を向上させ、高記録密度化を図ることもできる。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はその範囲を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（比較例)
表面に厚さ１０μｍのNiPメッキ膜が形成されてなる厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金基板上に、表面平均粗さRaが1nmとなるようにメカニカルテクスチャー加工を施した後、この基板をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製3010）のチャンバ内にセットした。
【００４５】
チャンバ内を真空度2×10-7Torrとなるまで排気し、この基板を200℃まで加熱した後、この基板上に、厚さ８nmのＣｒを２５ａｔ％含むＣｒＷ合金(Cr25W75)下地膜と、18at％Cr-8at％Pt-3at％Ta-1at%Cu-残部Co（ＣｏｂａｌＣｒ１８Ｐｔ８Ｔａ３Ｃｕ１）からなる厚さ３０nmの磁気記録膜を、順次スパッタリングにより形成した。
【００４６】
磁気記録膜上には、プラズマＣＶＤ装置（アネルバ社製）を用いてプラズマＣＶＤ法により厚さ7nmのカーボン膜を形成した。カーボン膜成膜後、ディッピング法によりPFPE潤滑剤を塗布することにより、比較例の磁気記録媒体を作製した。
（実施例１）
【００４７】
Coを65at%含むCoFe合金(Co65Fe35)からなる厚さ0.2nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例１の磁気記録媒体を作製した。
（実施例２）
【００４８】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.4nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例２の磁気記録媒体を作製した。
（実施例３）
【００４９】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.6nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例３の磁気記録媒体を作製した。
（実施例４）
【００５０】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.8nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例４の磁気記録媒体を作製した。
（実施例５）
【００５１】
Co65Fe35なる組成の厚さ1.0nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例５の磁気記録媒体を作製した。
（実施例６）
【００５２】
Co65Fe35なる組成の厚さ1.5nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例６の磁気記録媒体を作製した。
【００５３】
上記比較例１および実施例１〜６の磁気記録媒体の静磁気特性を振動式磁気特性測定装置（VSM）を用いて測定した。また、これら磁気記録媒体の記録再生特性を、信号再生素子に 磁気抵抗効果素子を有するMR,またはGMR素子、もしくは、トンネル効果を利用したTuMR素子を利用した 記録再生ヘッドを用い、測定を行った。
【００５４】
電磁変換特性評価には、Guzik社製リードライトアナライザRWA2002およびスピンスタンドU2002を用いた。LFTAA測定には、線記録密度150kFCIで行い、OW測定は900kFCIと150kFCIの線記録密度を用いた。SNR測定は、シグナルとして450kFCI出力のbase-Peak値を用い、ノイズには450kFCI記録時の900kFCI周波数帯域までの積分ノイズ実効値を用いた。その他、測定において設定した条件および得られた実験値を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
ここで、表１に示した各指標の意味は次のとおりである。
LFTAAは150kFCI書き込み時の信号強度である。OWは150kFCIを記録した後、900kFCIで上書きした際の、上書き前後の信号強度比をLogスケールで示したものである。OW=20Log(上書き前の150kFCIシグナル／上書き後の150kFCIシグナル)である。PW50は37.5kFCIシグナルのピーク半価幅である。SpSNRは20Log（450kFCIシグナル／450kFCI信号書き込み時のノイズ）である。
【００５７】
表１に示した比較例１および実施例１〜６の記録再生特性のうち、いくつかの代表的な特性について、軟磁性膜であるCo65Fe35の厚さに対してプロットし、図３〜８に示した。
【００５８】
図４のグラフから、PW50については、0.2〜0.6nmの間に極小となる最適値を持つことがわかった。Co65Fe35を膜厚0.2〜0.4nmの範囲で形成するだけで出力は10〜20%も増加したが、PWはむしろ良くなった。Co膜厚を下げることで、さらなるPW改善が見込まれる。
【００５９】
図５のグラフから、OWは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の増加に従い、改善することがわかった。Co65Fe35を膜厚0.2〜0.4nmの範囲で形成することで、OWは 3dB程度改善し、低電流OWは 4〜8dB程度改善した。低電流OWの改善が大きいということは、OWが低いヘッドによるHDD量産時のフェイルの低減が見込まれる可能性を示している。
【００６０】
図６のグラフから、軟磁性膜であるCo65Fe35を形成することで、書き込みがよくなるため、オフトラック性能は悪化することがわかった。しかし、最適範囲の0.2〜0.4nmでは変化は比較的小さく、バランスを調整すれば、成立させることができる。
【００６１】
図７のグラフから、SNRは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が0.6nmを超えた辺りから悪化することがわかった。軟磁性膜であるCo65Fe35を厚く形成することでSNRは極端に悪化した。
【００６２】
以上をまとめると、OW特性は、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が増加するに従い良くなるが、SNRは0.5nm以上になると急激に悪化する。そのため、最適範囲は、0.2〜0.4nmのところにあることがわかった。
【００６３】
比較例１および実施例１〜６の磁気記録媒体のKuV/kTの結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
比較例１および実施例１〜６のKuV/kTの値を軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚に対してプロットし、図８に示した。
【００６６】
図８のグラフから、磁化の安定性に寄与するKuV/kTは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が0.2および0.4nmのとき、それぞれ62.32、67.64と、膜厚が厚くなることで大きく改善していくことがわかった。
【００６７】
以上すべての実験結果を勘案して、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚依存性を考慮すると、その膜厚が0.2〜0.4nmのとき、記録再生特性が最適となることがわかった。
【００６８】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体にあっては、軟磁性膜であるCo65Fe35を記録層直上に0.2〜0.4nmの膜厚で形成することでOW特性を改善し、書き込みのための出力を上げることができた。また、KuV/kT値も十分な値を示している。これは、結晶磁気異方性定数Kuを高めているか、あるいは磁性膜の磁性粒子の実効体積を大きくしていることを示し、どちらも結果として熱揺らぎ特性を改善し、安定した記録再生を行うことができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示す一部断面図である。
【図２】本発明の磁気記録再生装置の一実施形態を示す一部断面図である。
【図３】磁気記録媒体のLFTAA(再生出力信号)特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図４】磁気記録媒体のPW50特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図５】磁気記録媒体のOW特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図６】磁気記録媒体のTP-MWW特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図７】磁気記録媒体のSpSNR特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図８】磁気記録媒体のKuV/kT特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
1…非磁性基板、2…下地膜、3…磁気記録膜、4…軟磁性膜、5…保護膜、6…磁気記録媒体、7…媒体駆動部、8…磁気ヘッド、9…ヘッド駆動部、10…記録再生信号処理系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関するものであり、特にオーバーライト特性、信号対ノイズ比および熱揺らぎ特性に優れた磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置等の高記録密度化の研究開発が活発になされている。高記録密度化は、例えば、信号対ノイズ比（以下SNR）を改善し、PRMLチャンネル処理のため孤立波半値幅（以下PW50）を狭小化することによりなされる。
【０００３】
高SNR化およびPW50の狭小化を達成するために、記録層材料の磁気異方性を高めることにより、磁気記録膜の保磁力を向上させる手段がとられる。
【０００４】
上記手段は、一旦記録された信号が時間の経過とともに減少するという熱揺らぎ問題に対しても有効である。熱揺らぎ問題は、近年顕在化しつつある問題の一つである。
【０００５】
しかしながら、磁気記録媒体の保磁力を高めると、以下の電磁変換特性の面で問題を生じる場合があった。ひとつは、ヘッドの書き込み能力に限界があるため、一旦記録された信号が上書きしても消えない(オーバーライト(以下OW)特性の悪化)というものである。
【０００６】
そこで、これらの電磁変換特性の問題を解決するために、軟磁性層いわゆるキーパーレイヤーを挿入するという方法が提案された（非特許文献１、特許文献１〜４参照。)。これらの方法は、OW特性およびオフトラック特性などのような電磁変換特性に効果があるだけでなく、熱揺らぎ問題をも解決する。
【０００７】
しかしながら、それぞれの提案は、さらに種々の問題を有していた。
【０００８】
特許文献１に開示された磁気記録媒体は、記録再生時に軟磁性層を飽和させるためのバイアス磁束をインダクティブヘッド書き込みコアから付加させなければ、媒体表面から洩れ磁束を誘起させられず、良好な再生信号を得ることができなかった。そのため、従来からのインダクティブ-MR複合ヘッドを使用することができなかった。
【０００９】
特許文献２に開示された磁気記録媒体は、インダクティブヘッドを用いて、”正しくはバイアス電流0の読み込み-書き込みヘッドとともに用いられる”とされている。しかし、高記録密度が望まれている状況下では、インダクティブヘッドを用いるという方法は現実的ではない。なぜなら、MR、GMRヘッドに代表される磁気抵抗効果素子を利用した場合、再生感度が高いために、得られる孤立波出力は、インダクティブの3〜10倍高くなる。そのため、磁気記録膜を薄くすることができ、磁気記録膜を薄くすることで、磁気記録膜粒子サイズを小さくすることができるため低ノイズ化が可能だからである。また実施例で示されているような磁気記録媒体組成では、Cr添加量が少なく磁気記録膜の粒子の強い磁気的結合ため、磁気記録膜粒子径が粗大となり、低ノイズとする磁気記録媒体は得られない。
【００１０】
特許文献３に開示された磁気記録媒体は、従来のインダクティブ-MR複合ヘッドを使用できるとしているが、100〜1000の低透磁率の軟磁性層を使用するため、記録特性の改善が得られず、電磁変換特性の改善が認められない。さらに非磁性基板にNiPをメッキあるいはスパッターした場合、深いキズまたはピットのような欠陥を通してNiP膜中のNiが磁気記録媒体表面に拡散してきてコロージョンの原因となる。
【００１１】
これらを検案してなされた特許文献４に開示された磁気記録媒体は、上記種々の問題を解決することができたが、書き込みヘッドとの関係において不十分な点があることが分かった。近年、より高密度記録に対する要求が強まり、磁気記録媒体だけでなく、書き込みヘッドの高密度記録対応化技術も進み、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアが用いられるようになってきた。そして、磁気記録媒体に用いる軟磁性膜の飽和磁束密度が、書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度より低いときは、電磁変換特性のひとつであるOW特性の改善が見られないことが分かった。
【特許文献１】特開平９−２８８０９号公報
【特許文献２】特開平７−１６９０３７号公報
【特許文献３】特開平１０−１１６４１２号公報
【特許文献４】特開２０００−２２２７１５号公報
【非特許文献１】ビー・グーチ（B.Gooch）、 アール・ニデルメイヤー（R.Niedermeyer）、アール・ウッド（R.Wood）とアール・ピシャロディ（R.Pisharody）、アイトリプルイー・トランザクションス・オン・マグネティクス（IEEE Transactions on magnetics ）、1991、vol.27、No.6、p.4549
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いてある場合でも、電磁変換特性（特にOW特性）を悪化させることなく、熱揺らぎ問題を解決し、SNRの改善およびPW50の狭小化により、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１） 非磁性基板上に、磁気記録膜と、軟磁性膜と保護膜とが備えられてなる磁気記録媒体であって、磁気記録膜の保磁力が2500Oe以上であり、かつ軟磁性膜の膜厚が0.2〜0.5nmの範囲であり、前記軟磁性膜の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記軟磁性膜の膜厚が2〜4nmの範囲であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記軟磁性膜の飽和磁束密度が2.2Ｔ以上であることを特徴とする（1）または（２）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（４） 前記軟磁性膜がCo及びFeを含む合金であることを特徴とする（1）〜（３）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（５） 軟磁性膜がCoFe合金であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（６） 前記磁気記録膜がCoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜20at%、d：0〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である。)からなるCo合金層であることをを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（７） 前記非磁性基板と前記磁気記録膜との間に下地膜が介在され、前記下地膜がCr単一組成またはCrX(但し、XはMo、W、V、Tiのうちのいずれか１種または２種以上の元素である。)からなることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（８） 前記磁気記録膜に接して、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。)からなる非磁性中間膜が積層されていることを特徴とする（１）〜（７）に記載の磁気記録媒体。
（９） 磁気記録情報の再生に磁気抵抗効果を利用する再生素子が用いられることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１０） 前記軟磁性膜の最大透磁率が1000〜1000000の範囲にあることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１１） Ni溶出量が、磁気記録媒体単位面積あたり0.03ｎg/cm2以下であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１２） 前記軟磁性膜として、書き込みヘッドの磁気コアの飽和磁束密度と同等以上の飽和磁束密度を有する軟磁性膜が備えられていることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の磁気記録媒体。
（１３） （１）〜（１２）のうちいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、書き込みヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
（１４） 前記磁気記録媒体の備えられた軟磁性膜の飽和磁束密度が、前記書き込みヘッドを構成する磁気コアの飽和磁束密度と同等以上であることを特徴とする（１３）に記載の磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、書き込みヘッドに高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いてある場合でも、電磁変換特性（特にOW特性）を悪化させることなく、熱揺らぎ問題を解決し、SNRの改善およびPW50の狭小化により、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明を実施するための最良の形態を、図1および図２を用いて説明する。
【００１６】
まず、図１は、本発明に使用される磁気記録媒体の一例を示す断面図の模式図である。図1に示すように、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板１と非磁性基板上に順次積層された下地膜２、磁気記録膜３、軟磁性膜４および保護膜５とから構成されている。
【００１７】
非磁性基板１としては、磁気記録媒体用基板として一般的に用いられているNiPメッキ膜が形成されたAl合金基板(以下、NiPメッキAl基板)、ガラス基板、セラミックス基板、可曉性樹脂基板、NiPをメッキあるいはスパッター法により蒸着せしめた基板などを用いることができる。
【００１８】
また、非磁性基板１には、より良好な電磁変換特性を得る、面内磁気異方性を付与して熱揺らぎ特性を良くする、研磨痕を消す等の目的でテクスチャー処理が施されているものでもよい。
【００１９】
非磁性基板１上に形成される下地膜２は、従来公知の非磁性下地膜、例えば、Cr、Ti、Ni、Si、Ta、W等の単一組成膜、または、それらの結晶性を損なわない範囲で他の元素を含有する合金を使用できるが、本発明に関わる磁気記録膜３との関係では、Cr単一組成、または、CrにMo、W、V、Tiのうちの１種または２種以上の元素を含有させた合金からなる下地膜２であることが望ましい。
【００２０】
下地膜２の厚さは、5nm〜40nmが好ましい範囲であるが、10nm〜30nmにするとさらに好ましい。これは下地膜２の膜厚が薄くなりすぎると下地膜２上の磁気記録膜４、または非磁性中間膜３の結晶配向性が悪くなって、SNRが悪くなるので好ましくない。逆に下地膜２の膜厚が厚すぎると、下地膜２の粒子径が大きくなり、下地膜２上の磁気記録膜４、または非磁性中間膜３の粒子径が下地膜２の粒子径の増加に伴って大きくなって、SNRが悪くなるので好ましくない。
【００２１】
また、下地膜２は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。下地膜２の厚さは、所望の保磁力が得られる範囲であれば制限されるものではない。とくに非磁性基板１の種類によっては、下地膜２としてNiAlを積層させると格段のSNR向上が達成され、好ましい場合がある。
【００２２】
磁気記録膜３は、所望の保磁力が得られる磁性膜であれば特に制限されるものではないが、CoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜10at%、d：1〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である)で表されるCo合金層とすることで磁気異方性を高め、より保磁力を向上させることができる。
【００２３】
Crの組成比を示すbを16〜25at%とするのは、16at%未満ではCrの偏析によるCo粒子の分散が不十分であり磁性粒子の磁気的結合を弱め低ノイズ化することができない。26at%を超えると保磁力の低下が著しくなり所望の保磁力が得られなくなるからである。
【００２４】
Ptの組成比を示すcを0〜20at%とするのは、11at%以上ではSNが悪化するからである。
【００２５】
Taの組成比を示すdを0〜7at%とするのは、7at%を超えると高い保磁力を得ることが困難になるからである。
【００２６】
また、Zrの組成比を示すeを0〜4at%、Cuを0〜3at%、および／またはNiを0〜10at%添加するのは、Zr、Cu、および／またはNiを加えることでさらに高保磁力、高SNRの磁気記録媒体が得られるからである。
【００２７】
磁気記録膜３の厚さは、特に限定されるものではないが、磁気抵抗効果素子を利用した再生ヘッド用として用いる場合には、残留磁化(以下Br)とその膜厚(以下t)の積(以下Brt)が0.2〜1.0memu/cm2の範囲内になるように調整することが望ましい。Brtが0.2memu/cm2未満では適切な再生出力が得られにくく、1.0memu/cm2を超えるとSNRが極端に悪くなるからである。よって磁気記録膜３の膜厚としては、10〜40nmが好ましい。さらに好ましくは、10〜25nmである。
【００２８】
磁気記録膜３の保磁力は2500〜6000Oeとすることが好ましい。2500Oe未満では、ヒ゛ット間遷移領域が広がり、PW50が悪化するとともにノイズも増大し、SNRが悪化するからである。現状では、磁気記録媒体として使用可能で保磁力が6000Oeを超えるディスクは製造が困難である。最適な保磁力の範囲は、使用する記録ヘッドにも依存するが、信号を十分に書き込むことが可能なヘッドでは、高いほど良い。すなわち、本実施例では3000Oe以上で好ましい結果が得られているが、十分書き込み可能なヘッドを用いた場合は、保磁力3500Oe以上あることが望ましい。なお、1Oeは79A/mである。
【００２９】
保磁力2500〜6000Oeの磁気記録膜３と組み合わせる軟磁性膜４の厚さは、0.2〜0.5nmの範囲が好ましく、0.2〜0,4nmの範囲がより好ましい。としなければならない。0.2nm未満および0.5nm超ではSNR特性が悪化するので好ましくない。
【００３０】
軟磁性膜４の飽和磁束密度は1.5T以上であることが好ましい。さらに望ましくは、2.2T以上である。高い飽和磁束密度を有することにより、OW特性を飛躍的に改善することができるからである。
【００３１】
軟磁性膜４の最大透磁率は、1000〜1000000とするのが好ましく、100000〜500000とするのがより好ましい。最大透磁率が1000未満であると、記録時に磁気記録媒体への書き込みが不十分となり、書き込み後の磁化遷移間の反磁界を緩和することができないため十分な電磁変換特性を得られなくなるおそれがある。また最大透磁率が1000000を越える軟磁性膜を作製するのは技術的に難しい。
【００３２】
上記最大透磁率は、次のように定義される。すなわち軟磁性体スパッタターゲット試験片を、例えば振動式磁気特性装置（VSM）を用いて全く磁化されていない状態から外部磁界を印加することにより徐々に磁化していき、磁界を増加しても磁化の強さが増加しない状態に達するまでの磁化曲線中で、磁界の変化に対する磁化の変化の割合のうち最大となったものを最大透磁率とする。なお、透磁率はCGS単位系で表した値である。
【００３３】
特に、書き込みヘッドに使用される磁気コアとの関係は重要である。本発明の磁気記録媒体に用いる軟磁性膜４は、その飽和磁束密度が書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度と同等以上でなくてはならない。
書き込みヘッドに使用される磁気コアの飽和磁束密度を本発明の磁気記録媒体に用いる軟磁性膜４の飽和磁束密度と同等以上でない場合は、OW特性の改善などが見られない。
【００３４】
軟磁性膜４の材質はとくに限定されるものではないが、CoおよびFeを含む合金が好ましく、CoFe合金は最も好まれる材料である。1.5T以上、好ましくは2.2T以上の飽和磁束密度を得る組成が多くあり、また安定した特性を得られるためである。そのほか、FeN、純Feなども高い飽和磁束密度を有するので、軟磁性膜４材料として用いることができる。
【００３５】
上述組成の軟磁性膜４を積層することによって、Al-NiP基板またはNiPをスパッターもしくはメッキした非磁性基板１を用いた場合に、深い傷、またはピットのような欠陥からNiの拡散を防止することができ、また、ガラスまたはセラミックス基板を用いた場合には基板に含有されている軽元素の拡散を妨げることができる。
【００３６】
軟磁性膜４は、磁気記録膜３の非磁性基板１の反対側に配置することが好ましい。さらには磁気記録膜３を２層以上形成し、各磁気記録膜３の間に軟磁性膜４を配置しても良い。
【００３７】
磁気記録膜３と軟磁性膜４の間に非磁性中間膜を施しても何ら本発明の効果を損ねるものではない。さらに磁気記録膜３に接して非磁性中間膜を積層してもよく、磁気記録膜３の非磁性基板１側に磁気記録膜３と接して非磁性中間膜を積層してもよい。非磁性中間膜は、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。) で示されるものが望ましい。上記組成で示される非磁性中間膜を非磁性基板１側に磁気記録膜３と接して配置することで、磁気記録膜３の結晶構造が比較的乱れやすい初期成長層を減らすことができ、保磁力が高く、低ノイズの磁気記録媒体を構成できる。また、磁気記録膜３と軟磁性膜４の間に非磁性中間膜を設けることで、磁気記録膜３の結晶成長を助け、さらに高保磁力、低ノイズの磁気記録媒体を構成できる。
【００３８】
これら軟磁性膜４、磁気記録膜３および下地膜２は、スパッタリング法により成膜することができる。
【００３９】
本発明の磁気記録媒体においては、ヘッドと媒体表面の接触による損傷を防ぐために磁性膜上に保護膜５を形成する。保護膜５を構成する物質としては従来公知の物で良く、例えば、C、SiO2、ZrO2等の単一成分またはそれぞれを主成分とする膜を使用することができる。保護膜は、スパッタリング法、イオンビーム法、プラズマCVD法を用いて成膜することができる。保護膜５の厚さは、通常2〜20nmとされる。
【００４０】
さらに好ましくは、2〜9nmがスペーシングロスを少なくできるために良い。保護膜５の表面には、必要に応じ、潤滑膜を形成することもできる。潤滑材としては、パーフルオロエーテル(PFPE)等の弗化系液体潤滑材、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用される。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
【００４１】
高い飽和磁束密度を有する磁気コアを用いる場合、本発明の磁気記録媒体は、書き込みヘッドに用いられている磁気コアの飽和磁束密度の値よりも大きい値を有する軟磁性膜を有しているので、従来の磁気記録媒体が受けていた書き込みヘッドからの影響を緩和することができる。その結果、電磁変換特性、特にOW特性を改善し、さらに熱揺らぎ問題を解決する。同時に、SNRの改善およびPW50の狭小化を行うことができ、結果として、高記録密度を達成する磁気記録媒体を提供することができる。
【００４２】
図２は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の一例である。ここに示す磁気記録再生装置は、上記構成の磁気記録媒体６と、磁気記録媒体６を回転駆動させる媒体駆動部７と、磁気記録媒体６に情報を記録再生する磁気ヘッド８と、ヘッド駆動部９と、記録再生信号処理系１０とを備えている。記録再生信号処理系１０は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド８に送り、磁気ヘッド８からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
【００４３】
この磁気記録再生装置にあっては、磁気記録媒体の磁気異方性を高め、また、磁気ヘッドに使用した軟磁性膜の特性を考慮して、磁気記録媒体の軟磁性膜を作成したことによって、熱安定性のより一層の向上が得られ、熱揺らぎ現象に起因するデータ消失などのトラブルを未然に防ぐことができる。
また、OW特性も改善されるため、エラーレート、ノイズ特性などの磁気特性を向上させ、高記録密度化を図ることもできる。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はその範囲を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（比較例)
表面に厚さ１０μｍのNiPメッキ膜が形成されてなる厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金基板上に、表面平均粗さRaが1nmとなるようにメカニカルテクスチャー加工を施した後、この基板をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製3010）のチャンバ内にセットした。
【００４５】
チャンバ内を真空度2×10-7Torrとなるまで排気し、この基板を200℃まで加熱した後、この基板上に、厚さ８nmのＣｒを２５ａｔ％含むＣｒＷ合金(Cr25W75)下地膜と、18at％Cr-8at％Pt-3at％Ta-1at%Cu-残部Co（ＣｏｂａｌＣｒ１８Ｐｔ８Ｔａ３Ｃｕ１）からなる厚さ３０nmの磁気記録膜を、順次スパッタリングにより形成した。
【００４６】
磁気記録膜上には、プラズマＣＶＤ装置（アネルバ社製）を用いてプラズマＣＶＤ法により厚さ7nmのカーボン膜を形成した。カーボン膜成膜後、ディッピング法によりPFPE潤滑剤を塗布することにより、比較例の磁気記録媒体を作製した。
（実施例１）
【００４７】
Coを65at%含むCoFe合金(Co65Fe35)からなる厚さ0.2nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例１の磁気記録媒体を作製した。
（実施例２）
【００４８】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.4nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例２の磁気記録媒体を作製した。
（実施例３）
【００４９】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.6nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例３の磁気記録媒体を作製した。
（実施例４）
【００５０】
Co65Fe35なる組成の厚さ0.8nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例４の磁気記録媒体を作製した。
（実施例５）
【００５１】
Co65Fe35なる組成の厚さ1.0nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例５の磁気記録媒体を作製した。
（実施例６）
【００５２】
Co65Fe35なる組成の厚さ1.5nmの軟磁性膜を、磁気記録膜上に成膜した以外は比較例１と同様にして実施例６の磁気記録媒体を作製した。
【００５３】
上記比較例１および実施例１〜６の磁気記録媒体の静磁気特性を振動式磁気特性測定装置（VSM）を用いて測定した。また、これら磁気記録媒体の記録再生特性を、信号再生素子に 磁気抵抗効果素子を有するMR,またはGMR素子、もしくは、トンネル効果を利用したTuMR素子を利用した 記録再生ヘッドを用い、測定を行った。
【００５４】
電磁変換特性評価には、Guzik社製リードライトアナライザRWA2002およびスピンスタンドU2002を用いた。LFTAA測定には、線記録密度150kFCIで行い、OW測定は900kFCIと150kFCIの線記録密度を用いた。SNR測定は、シグナルとして450kFCI出力のbase-Peak値を用い、ノイズには450kFCI記録時の900kFCI周波数帯域までの積分ノイズ実効値を用いた。その他、測定において設定した条件および得られた実験値を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
ここで、表１に示した各指標の意味は次のとおりである。
LFTAAは150kFCI書き込み時の信号強度である。OWは150kFCIを記録した後、900kFCIで上書きした際の、上書き前後の信号強度比をLogスケールで示したものである。OW=20Log(上書き前の150kFCIシグナル／上書き後の150kFCIシグナル)である。PW50は37.5kFCIシグナルのピーク半価幅である。SpSNRは20Log（450kFCIシグナル／450kFCI信号書き込み時のノイズ）である。
【００５７】
表１に示した比較例１および実施例１〜６の記録再生特性のうち、いくつかの代表的な特性について、軟磁性膜であるCo65Fe35の厚さに対してプロットし、図３〜８に示した。
【００５８】
図４のグラフから、PW50については、0.2〜0.6nmの間に極小となる最適値を持つことがわかった。Co65Fe35を膜厚0.2〜0.4nmの範囲で形成するだけで出力は10〜20%も増加したが、PWはむしろ良くなった。Co膜厚を下げることで、さらなるPW改善が見込まれる。
【００５９】
図５のグラフから、OWは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の増加に従い、改善することがわかった。Co65Fe35を膜厚0.2〜0.4nmの範囲で形成することで、OWは 3dB程度改善し、低電流OWは 4〜8dB程度改善した。低電流OWの改善が大きいということは、OWが低いヘッドによるHDD量産時のフェイルの低減が見込まれる可能性を示している。
【００６０】
図６のグラフから、軟磁性膜であるCo65Fe35を形成することで、書き込みがよくなるため、オフトラック性能は悪化することがわかった。しかし、最適範囲の0.2〜0.4nmでは変化は比較的小さく、バランスを調整すれば、成立させることができる。
【００６１】
図７のグラフから、SNRは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が0.6nmを超えた辺りから悪化することがわかった。軟磁性膜であるCo65Fe35を厚く形成することでSNRは極端に悪化した。
【００６２】
以上をまとめると、OW特性は、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が増加するに従い良くなるが、SNRは0.5nm以上になると急激に悪化する。そのため、最適範囲は、0.2〜0.4nmのところにあることがわかった。
【００６３】
比較例１および実施例１〜６の磁気記録媒体のKuV/kTの結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
比較例１および実施例１〜６のKuV/kTの値を軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚に対してプロットし、図８に示した。
【００６６】
図８のグラフから、磁化の安定性に寄与するKuV/kTは、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚が0.2および0.4nmのとき、それぞれ62.32、67.64と、膜厚が厚くなることで大きく改善していくことがわかった。
【００６７】
以上すべての実験結果を勘案して、軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚依存性を考慮すると、その膜厚が0.2〜0.4nmのとき、記録再生特性が最適となることがわかった。
【００６８】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体にあっては、軟磁性膜であるCo65Fe35を記録層直上に0.2〜0.4nmの膜厚で形成することでOW特性を改善し、書き込みのための出力を上げることができた。また、KuV/kT値も十分な値を示している。これは、結晶磁気異方性定数Kuを高めているか、あるいは磁性膜の磁性粒子の実効体積を大きくしていることを示し、どちらも結果として熱揺らぎ特性を改善し、安定した記録再生を行うことができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示す一部断面図である。
【図２】本発明の磁気記録再生装置の一実施形態を示す一部断面図である。
【図３】磁気記録媒体のLFTAA(再生出力信号)特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図４】磁気記録媒体のPW50特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図５】磁気記録媒体のOW特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図６】磁気記録媒体のTP-MWW特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図７】磁気記録媒体のSpSNR特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【図８】磁気記録媒体のKuV/kT特性と軟磁性膜であるCo65Fe35の膜厚の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
1…非磁性基板、2…下地膜、3…磁気記録膜、4…軟磁性膜、5…保護膜、6…磁気記録媒体、7…媒体駆動部、8…磁気ヘッド、9…ヘッド駆動部、10…記録再生信号処理系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の上に、磁気記録膜と軟磁性膜と保護膜とが備えられてなる磁気記録媒体であって、前記磁気記録膜の保磁力が2500Oe（198kA/m）以上であり、かつ前記軟磁性膜の膜厚が2〜5nmの範囲であり、前記軟磁性膜の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性膜の膜厚が2〜4nmの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記軟磁性膜の飽和磁束密度が2.2Ｔ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性膜がCo及びFeを含む合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記軟磁性膜がCoFe合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気記録膜がCoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜20at%、d：0〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である。)からなるCo合金層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記非磁性基板と前記磁気記録膜との間に下地膜が介在され、前記下地膜がCr単一組成またはCrX(但し、XはMo、W、V、Tiのうちのいずれか１種または２種以上の元素である。)からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記磁気記録膜に接して、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。)からなる非磁性中間膜が積層されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
磁気記録情報の再生に、磁気抵抗効果を利用する再生素子が用いられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記軟磁性膜の最大透磁率が1000〜1000000の範囲にあることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
Ni溶出量が、磁気記録媒体の単位面積あたり0.03ｎg/cm2以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記軟磁性膜として、書き込みヘッドの磁気コアの飽和磁束密度と同等以上の飽和磁束密度を有する軟磁性膜が備えられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
請求項１〜１１のうちいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、書き込みヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１４】
前記磁気記録媒体の備えられた軟磁性膜の飽和磁束密度が、前記書き込みヘッドを構成する磁気コアの飽和磁束密度と同等以上であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１】
非磁性基板の上に、磁気記録膜と軟磁性膜と保護膜とが備えられてなる磁気記録媒体であって、前記磁気記録膜の保磁力が2500Oe（198kA/m）以上であり、かつ前記軟磁性膜の膜厚が2〜5nmの範囲であり、前記軟磁性膜の飽和磁束密度が1.5Ｔ以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性膜の膜厚が2〜4nmの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記軟磁性膜の飽和磁束密度が2.2Ｔ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性膜がCo及びFeを含む合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記軟磁性膜がCoFe合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気記録膜がCoaCrbPtcTadZreCuf Nig(但し、組成比を示すa、b、c、d、e、f、gはそれぞれ、b：16〜25at%、c：0〜20at%、d：0〜7at%、e：0〜4at%、f：0〜3at%、g：0〜10at%、a：残部である。)からなるCo合金層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記非磁性基板と前記磁気記録膜との間に下地膜が介在され、前記下地膜がCr単一組成またはCrX(但し、XはMo、W、V、Tiのうちのいずれか１種または２種以上の元素である。)からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記磁気記録膜に接して、CohCriPtjTakZrlCum Bn(但し、組成比を示すh、i、j、k、l、m、nはそれぞれ、i：25〜50at%、j：0〜10at%、k：0〜10at%、l：0〜5at%、m：0〜5at%、n：0〜10at%、h：残部である。)からなる非磁性中間膜が積層されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
磁気記録情報の再生に、磁気抵抗効果を利用する再生素子が用いられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記軟磁性膜の最大透磁率が1000〜1000000の範囲にあることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
Ni溶出量が、磁気記録媒体の単位面積あたり0.03ｎg/cm2以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記軟磁性膜として、書き込みヘッドの磁気コアの飽和磁束密度と同等以上の飽和磁束密度を有する軟磁性膜が備えられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
請求項１〜１１のうちいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、書き込みヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１４】
前記磁気記録媒体の備えられた軟磁性膜の飽和磁束密度が、前記書き込みヘッドを構成する磁気コアの飽和磁束密度と同等以上であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−７１４２０（Ｐ２００８−７１４２０Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４９３５８（Ｐ２００６−２４９３５８）
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]