JP2002298324A

JP2002298324A - 磁気記録媒体及びそれを備える磁気記録装置

Info

Publication number: JP2002298324A
Application number: JP2001105491A
Authority: JP
Inventors: Akira Yano; 亮矢野; Koichiro Wakabayashi; 康一郎若林; Harumi Sakamoto; 晴美坂本
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】熱安定性に優れ、超高密度記録可能な垂直磁
気記録媒体及びそれを備える磁気記録装置を提供する。【解決手段】磁気記録媒体は、第１磁性層、第２磁性
層及び第３磁性層を備える。第１磁性層と第２磁性層の
磁化は互いに逆向きで、磁化と層厚の積がそれぞれほぼ
等しく、第１磁性層と第２磁性層の合成磁化はゼロとな
る。再生時には第３磁性層の磁化のみが検出される。第
１磁性層〜第３磁性層の遷移金属の副格子磁化及び希土
類金属の副格子磁化はそれぞれ同方向に配向しており、
かかる磁化状態からすると、第１磁性層〜第３磁性層を
１つの磁性体とみなすことができ、この場合の活性化体
積は第１〜第３磁性層の３層分となる。したがって、か
かる磁気記録媒体は熱安定性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録可能な
磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置に関し、特
に、熱安定性に優れた垂直磁気記録媒体及びそれを備え
る磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。マルチメディアの一つ
としてコンピュータ等に装着される磁気ディスク装置が
知られている。現在、磁気ディスク装置は、記録密度を
向上させつつ小型化する方向に開発が進められている。
また、それに並行して装置の低価格化も急速に進められ
ている。

【０００３】磁気記録媒体において高密度磁気記録を実
現するには、磁性層の保磁力の増大が必要である。磁気
記録媒体の磁性層には、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（−Ｔａ）系
の材料が広く用いられていた。この材料は、２０ｎｍ程
度のＣｏの結晶粒子が析出した結晶質材料である。かか
る材料を磁性層に用いた磁気記録媒体において、高記録
密度を実現するためには、記録時や消去時に磁化反転が
生じる単位（磁気クラスター）を更に小さくするととも
に、その粒子サイズの分布を小さくして、磁性層の構造
や組織を精密に制御しなければならない。このように磁
性層の構造や組成を制御することにより、再生時に媒体
から発生するノイズを低減することができる。しかし、
結晶粒子サイズに分布が存在し、サイズの小さな粒子が
存在していると、熱減磁や熱揺らぎが生じて、形成した
磁区が安定に存在できない場合があった。これは、サイ
ズの小さな粒子がトリガーとなり、この粒子を核として
磁化反転が生じるためである。特に、記録密度の増大に
伴って磁区が微細化されると熱減磁や熱揺らぎの影響は
著しい。

【０００４】高密度記録のためには、磁性層の熱的安定
性を高めなければならない。磁性層の熱的安定性につい
ては、（Ｋｕ・Ｖ）／（ｋ・Ｔ）で示される値を指標と
することができる。ここで、Ｋｕ：磁気異方性エネルギ
ー、Ｖ：活性化体積、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度で
ある。この値が大きいほど、磁性層は熱的に安定である
ことを示す。それゆえ、磁性層の熱的安定性を高めるに
は、活性化体積Ｖ及び磁気異方性エネルギーＫｕを大き
くする必要がある。

【０００５】従来は、活性化体積Ｖや磁気異方性エネル
ギーＫｕを増大するために、磁性層の組成や構造、更に
は、磁気記録媒体の構造を工夫してきた。例えば、米国
特許４６５２４９９号には基板と磁性層との間にシード
膜を設ける方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
シード膜を設ける方法を用いて磁性層における磁性粒子
径及びその分布を制御することには限界があり、微小な
粒子や粗大化した粒子が混在している場合があった。微
小な粒子や粗大化した粒子は、情報を記録する場合（磁
化を反転させる場合）に、周囲の磁性粒子からの漏洩磁
界の影響を受ける。例えば、大きな粒子は、周囲の粒子
に磁気的な相互作用を与えるために、安定した記録が行
なえないという課題があった。

【０００７】一方、磁性層の耐熱性を確保するために希
土類金属と遷移金属とからなる非晶質合金（希土類−遷
移金属合金）を磁性層に用いることが検討されている。
かかる材料は磁気異方性エネルギーが高く、熱安定性に
優れる。しかしながら、かかる材料を磁性層に用いたと
しても、更なる高密度記録のためには磁性層を薄膜化す
るとともに記録磁区を微小化する必要があるので、活性
化体積は小さくなり熱安定性が低下するという問題が生
じる。

【０００８】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、活性化体積が大きく、
記録磁区の熱安定性に極めて優れる垂直磁気記録媒体及
びそれを備える磁気記録装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に従
えば、基板を有する磁気記録媒体において、上記基板上
に第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層を順に備え、
第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層はいずれも垂直
磁気異方性を有するフェリ磁性材料から形成され、第１
磁性層の磁化と第２磁性層の磁化の向きが互いに逆向き
であり、第１磁性層の磁化の大きさと層厚の積が、第２
磁性層の磁化の大きさと層厚の積にほぼ等しいことを特
徴とする磁気記録媒体が提供される。

【００１０】本発明に磁気記録媒体は、基板上に第１磁
性層、第２磁性層及び第３磁性層が順に積層された構造
を有する。第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層は、
いずれも垂直磁化を示すフェリ磁性材料を用いて形成さ
れ、互いに交換結合している。かかるフェリ磁性材料と
しては、例えば、希土類−遷移金属合金が好適である。
フェリ磁性材料として希土類−遷移金属合金を用いた場
合、第１磁性層と第２磁性層との間、及び第２磁性層と
第３磁性層との間では、希土類金属のそれぞれの副格子
磁化が交換結合して同一方向に配向するとともに、遷移
金属のそれぞれの副格子磁化も交換結合して同一方向に
配向している。このように、第１磁性層〜第３磁性層の
３層の磁性層の内部では、遷移金属の副格子磁化が全て
同一方向に配向し、希土類金属の副格子磁化が全て同一
方向に配向しており、このような交換結合した磁化状態
からすれば、第１磁性層〜第３磁性層の３層の磁性層は
全体として１層の磁性層とみなすことができる。それゆ
え、磁気記録媒体の活性化体積Ｖは、実質的に第１磁性
層〜第３磁性層の３層分になっていると考えることがで
き、熱安定性の指標である（Ｋｕ・Ｖ）／（ｋ・Ｔ）の
値は、磁性層単層の場合よりも大きくなる。

【００１１】また、第１磁性層の全体の磁化と第２磁性
層の全体の磁化は互いに逆向きで、磁化の大きさと層の
厚みとの積がほぼ等しいので、第１磁性層と第２磁性層
の２層の磁化の総和は実質的にゼロである。それゆえ、
再生時に媒体から検出される磁化は、第３磁性層の磁化
である。また、第１磁性層と第２磁性層の２層の磁化の
総和は実質的にゼロであるので、第１磁性層及び第２磁
性層が第３磁性層の磁化に悪影響を与えることはなく、
第３磁性層の磁化を安定に保持することができる。した
がって、再生時には、第３磁性層の磁化を確実に検出す
ることができる。

【００１２】本発明では、第１磁性層及び第２磁性層の
磁化の大きさをそれぞれＭ１、Ｍ２とし、第１磁性層及
び第２磁性層の層の厚みをそれぞれｔ１及びｔ２とした
ときに、０．９５≦（Ｍ１×ｔ１）／（Ｍ２×ｔ２）≦
１．０５の関係を満足することが好ましい。また、第１
磁性層の膜厚は２ｎｍ〜２０ｎｍが好適であり、第２磁
性層の膜厚は２ｎｍ〜２０ｎｍが好適である。また、第
３磁性層の膜厚は２ｎｍ〜４０ｎｍが好適である。

【００１３】本発明の磁気記録媒体において、第１磁性
層を形成する希土類−遷移金属合金が、遷移金属の副格
子磁化が優勢の組成の場合、第２磁性層を形成する希土
類−遷移金属合金は希土類金属の副格子磁化が優勢の組
成にすることが望ましい。また、逆に、第１磁性層を形
成する希土類−遷移金属合金が、希土類金属の副格子磁
化が優勢の組成の場合、第２磁性層を形成する希土類−
遷移金属合金は遷移金属の副格子磁化が優勢の組成にす
ることが望ましい。このように第１磁性層及び第２磁性
層を構成すれば、第１磁性層及び第２磁性層の磁化の大
きさを容易に調整することができる。一方、第３磁性層
を形成する希土類−遷移金属合金は、遷移金属の副格子
磁化が優勢の組成であっても、希土類金属の副格子磁化
が優勢の組成であってもよい。

【００１４】第２磁性層及び第３磁性層が、ともに遷移
金属（または希土類金属）の副格子磁化が優勢の組成の
場合は、第２磁性層の保磁力は、第１磁性層と第２磁性
層との間で働く交換結合力よりも小さいことが好まし
い。また、第２磁性層が、遷移金属の副格子磁化が優勢
の組成であり、第３磁性層が希土類金属の副格子磁化が
優勢の組成の場合、或いは第２磁性層が希土類金属の副
格子磁化が優勢の組成であり、第３磁性層が遷移金属の
副格子磁化が優勢の組成の場合は、第２磁性層の保磁力
が、第１磁性層と第２磁性層との間で働く交換結合力
と、第２磁性層と第３磁性層との間で働く交換結合力と
の和よりも小さいことが好ましい。このように第１磁性
層〜第３磁性層を構成することにより、情報の記録また
は消去による外部磁界印加で第１磁性層〜第３磁性層の
磁化方向を記録方向に揃えた後、外部磁界の印加を止め
て磁界強度がゼロになったときに、第１磁性層と第２磁
性層の磁化を互いに反対向きで安定化させることができ
る。

【００１５】ここで、本発明の磁気記録媒体の記録原理
について図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は外
部磁界のない場合の第１〜第３磁性層の磁化の様子を模
式的に示した図である。なお、図２においては、下向き
を記録方向としている。また、磁気記録媒体は、第１磁
性層、第２磁性層及び第３磁性層がいずれも希土類−遷
移金属合金から形成され、第１磁性層及び第３磁性層が
遷移金属の副格子磁化が優勢の組成を有し、第２磁性層
が希土類金属の副格子磁化が優勢の組成を有している。

【００１６】図２（ａ）において、第１磁性層〜第３磁
性層の間には、第１磁性層〜第３磁性層を形成する遷移
金属の副格子磁化同士及び希土類金属の副格子磁化同士
を平行にしようとする交換結合力が働き、第１磁性層〜
第３磁性層の遷移金属の副格子磁化及び希土類金属の副
格子磁化はそれぞれ同方向に配向している。第１磁性層
は遷移金属の副格子磁化が優勢であるので、第１磁性層
の全体の磁化は遷移金属の副格子磁化と同様に下向きと
なる。一方、第２磁性層は希土類金属の副格子磁化が優
勢であるので、第２磁性層の全体の磁化は希土類金属の
副格子磁化と同様に上向きとなる。第３磁性層は遷移金
属の副格子磁化が優勢であるので第３磁性層の全体の磁
化は遷移金属の副格子磁化と同様に下向きとなってい
る。第１磁性層と第２磁性層の全体の磁化は逆向きであ
り、第１磁性層の磁化と層厚（膜厚）との積が、第２磁
性層の磁化と層厚（膜厚）との積にほぼ等しいので、第
１磁性層と第２磁性層の合成の磁化はほぼゼロである。
それゆえ、情報再生時に磁気記録媒体から検出される磁
化は第３磁性層の磁化である。

【００１７】図２（ａ）に示したように、第１磁性層〜
第３磁性層の遷移金属の副格子磁化及び希土類金属の副
格子磁化はそれぞれ同方向に配向しており、このような
磁化状態からすれば、第１磁性層〜第３磁性層は１つの
磁性体とみなせる。かかる磁性体の活性化体積は、交換
結合していない場合の３倍であるので、磁性体は熱安定
性に優れている。また、かかる磁性体においては、希土
類金属の副格子磁化は、第１磁性層〜第３磁性層の希土
類金属の副格子磁化の総和であり、遷移金属の副格子磁
化は、第１磁性層〜第３磁性層の遷移金属の副格子磁化
の総和である。また、磁性体の全体の磁化は、第１磁性
層〜第３磁性層の希土類金属の副格子磁化の総和と、第
１磁性層〜第３磁性層の遷移金属の副格子磁化の総和と
の差であるが、第１磁性層と第２磁性層の全体の磁化は
打ち消しあっていることから、実質的に第３磁性層の全
体の磁化が磁性体の全体の磁化である。

【００１８】次いで、情報を記録するために、図２
（ｂ）に示すように、磁界強度の十分強い外部磁界を上
向きに印加すると、第１磁性層から第３磁性層までの全
ての磁性層の磁化は外部磁界の方向（記録方向）に向
く。このとき、第１磁性層及び第３磁性層の遷移金属の
副格子磁化は上向きであり、第２磁性層の遷移金属の副
格子磁化は下向きになっている。また、第１磁性層及び
第３磁性層の希土類金属の副格子磁化は下向きであり、
第２磁性層の希土類金属の副格子磁化は上向きである。

【００１９】図２（ｃ）に示すように、磁気記録媒体へ
の外部磁界の印加を止めて外部磁界強度がゼロになる
と、第１磁性層及び第３磁性層は記録方向に磁化する。
すなわち、第１磁性層及び第３磁性層の全体の磁化が上
方に向く。一方、第２磁性層の遷移金属及び希土類金属
の副格子磁化には、それぞれ、その上下に位置する第１
磁性層及び第３磁性層の遷移金属及び希土類金属の副格
子磁化によって、副格子磁化の向きを揃えようとする交
換結合力が働く。すなわち、第１磁性層及び第３磁性層
から、第２磁性層の遷移金属の副格子磁化を上方に向か
せ、希土類金属の副格子磁化を下方に向かせようとする
交換結合力が働く。第２磁性層の保磁力がかかる交換結
合力よりも小さいと、第２磁性層の遷移金属の副格子磁
化が上方に向き、希土類金属の副格子磁化が下方に向く
ので、第２磁性層の全体の磁化は下方向に向く。その結
果、第１磁性層〜第３磁性層の遷移金属の副格子磁化は
交換結合により全て上向きとなり、希土類金属の副格子
磁化は交換結合により全て下向きとなる。この場合も、
第１磁性層〜第３磁性層の遷移金属の副格子磁化及び希
土類金属の副格子磁化はそれぞれ同方向に配向している
ことから、第１磁性層〜第３磁性層の３層の磁性層を１
つの磁性体とみなすことができ、活性化体積は第１磁性
層〜第２磁性層の３層分になっている。また、第２磁性
層の磁化は第１磁性層の磁化と逆向きであり、第１磁性
層の磁化と層厚との積が、第２磁性層の磁化と層厚との
積にほぼ等しいので、第１磁性層と第２磁性層の磁化は
打ち消し合い、第３磁性層の磁化は記録方向に安定化す
る。こうして第３磁性層に情報が記録される。

【００２０】このように情報が記録された磁気記録媒体
に、図２（ｄ）に示すように、消去方向に十分に大きな
外部磁界を印加すると、第１磁性層から第３磁性層まで
の全ての磁性層の磁化は外部磁界の方向（消去方向）に
向く。このとき、第１磁性層及び第３磁性層の遷移金属
の副格子磁化は下向きであり、第２磁性層の遷移金属の
副格子磁化は上向きになっている。また、第１磁性層及
び第３磁性層の希土類金属の副格子磁化は上向きであ
り、第２磁性層の希土類金属の副格子磁化は下向きであ
る。そして、磁気記録媒体への外部磁界の印加を止めて
外部磁界強度がゼロになると、第１磁性層及び第３磁性
層の全体の磁化は下向きに、第２磁性層の全体の磁化
は、第１磁性層及び第３磁性層の遷移金属及び希土類金
属の副格子磁化の交換結合力により上向きに磁化し、第
１磁性層〜第３磁性層は、図２（ａ）に示した磁化状態
になる。こうして、磁気記録媒体に記録された情報は消
去される。

【００２１】つぎに、磁気記録媒体の第１磁性層が希土
類金属の副格子磁化が優勢の組成を有し、第２磁性層及
び第３磁性層が遷移金属の副格子磁化が優勢の組成を有
している場合の記録原理について図３を用いて説明す
る。

【００２２】図３（ａ）において、第１磁性層と第２磁
性層の間には、第１磁性層及び第２磁性層を形成する遷
移金属の副格子磁化同士及び希土類金属の副格子磁化同
士を平行にしようとする交換結合力が働いている。第１
磁性層は希土類金属の副格子磁化が優勢であるので、第
１磁性層の全体の磁化は希土類金属の副格子磁化と同様
に下向きとなる。一方、第２磁性層は遷移金属の副格子
磁化が優勢であるので、第２磁性層の全体の磁化は遷移
金属の副格子磁化と同様に上向きとなる。また、第３磁
性層は遷移金属の副格子磁化が優勢であるので第３磁性
層の全体の磁化は遷移金属の副格子磁化と同様に下向き
となっている。第１磁性層と第２磁性層の全体の磁化は
逆向きであり、第１磁性層の磁化と層厚との積が、第２
磁性層の磁化と層厚との積に互いにほぼ等しいので、第
１磁性層と第２磁性層の合成の磁化はほぼゼロである。
それゆえ、かかる構成の磁気記録媒体も、情報再生時に
磁気記録媒体から検出される磁化は第３磁性層の磁化で
ある。

【００２３】この場合も、第１磁性層〜第３磁性層の遷
移金属の副格子磁化及び希土類金属の副格子磁化はそれ
ぞれ同方向に配向しているので、かかる磁化状態からす
れば、第１磁性層〜第３磁性層は１つの磁性体とみなす
ことができ、活性化体積が第１磁性層〜第３磁性層の３
層分となって熱的安定性が高められる。

【００２４】次いで、情報を記録するために、図３
（ｂ）に示すように、磁界強度の十分強い外部磁界を上
向きに印加すると、第１磁性層から第３磁性層までの全
ての磁性層の磁化は外部磁界の方向（記録方向）に向
く。このとき、第２磁性層及び第３磁性層の遷移金属の
副格子磁化は上向きであり、第１磁性層の遷移金属の副
格子磁化は下向きになっている。一方、第２磁性層及び
第３磁性層の希土類金属の副格子磁化は下向きであり、
第１磁性層の希土類金属の副格子磁化は上向きである。

【００２５】図３（ｃ）に示すように、磁気記録媒体へ
の外部磁界の印加を止めて外部磁界強度がゼロになる
と、第２磁性層及び第３磁性層は記録方向に磁化する。
すなわち、第２磁性層及び第３磁性層の全体の磁化が上
方に向く。一方、第１磁性層の遷移金属及び希土類金属
の副格子磁化には、その上方に位置する第２磁性層の遷
移金属及び希土類金属の副格子磁化により、副格子磁化
の向きを互いに揃えようとする交換結合力が働く。すな
わち、第２磁性層から、第１磁性層の希土類金属の副格
子磁化を下方に向かせ、遷移金属の副格子磁化を上方に
向かせようとする交換結合力が働く。第１磁性層の保磁
力がかかる交換結合力よりも小さいと、第１磁性層の遷
移金属の副格子磁化が上方に向き、希土類金属の副格子
磁化が下方に向くので、第２磁性層の全体の磁化は下方
に向く。その結果、第１磁性層〜第３磁性層の遷移金属
の副格子磁化は交換結合により全て上向きとなり、希土
類金属の副格子磁化は交換結合により全て下向きとな
る。また、第１磁性層の磁化は第２磁性層の磁化と逆向
きであり、第１磁性層の磁化と層厚との積が、第２磁性
層の磁化と層厚との積にほぼ等しいので、第１磁性層と
第２磁性層の磁化は打ち消し合い、第３磁性層の磁化は
記録方向に安定化する。こうして第３磁性層に情報が記
録される。

【００２６】このように情報が記録された磁気記録媒体
に、図３（ｄ）に示すように、消去方向に十分に大きな
外部磁界を印加すると、第１磁性層から第３磁性層まで
の全ての磁性層の磁化は外部磁界の方向（消去方向）に
向く。このとき、第２磁性層及び第３磁性層の遷移金属
の副格子磁化は下向きであり、第１磁性層の遷移金属の
副格子磁化は上向きになっている。また、第２磁性層及
び第３磁性層の希土類金属の副格子磁化は上向きであ
り、第１磁性層の希土類金属の副格子磁化は下向きであ
る。そして、磁気記録媒体への外部磁界の印加を止めて
外部磁界強度がゼロになると、第２磁性層及び第３磁性
層の全体の磁化は下向きに、第１磁性層の全体の磁化
は、第１磁性層と第２磁性層の、遷移金属の副格子磁化
同士の間で働く交換結合力及び希土類金属の副格子磁化
同士の間で働く交換結合力により上向きに磁化し、第１
磁性層〜第３磁性層は、図３（ａ）に示した磁化状態に
なる。こうして、磁気記録媒体に記録された情報は消去
される。

【００２７】本発明の第２の態様に従えば、本発明の第
１の態様に従う磁気記録媒体と、情報を記録または再生
するための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記磁気記
録媒体に対して駆動するための駆動装置とを有する磁気
記録装置が提供される。

【００２８】本発明の磁気記録装置は、本発明の第１の
態様に従う磁気記録媒体を装着しているので熱安定性に
優れ、情報を超高密度に且つ正確に記録することができ
る。それゆえ大記憶容量の磁気記録装置を提供すること
ができる。

【００２９】本発明の磁気記録装置の磁気ヘッドは、磁
気記録媒体に記録された情報を再生するための再生素子
として、ＭＲ素子（Magneto Resistive素子；磁気抵抗
効果素子）やＧＭＲ素子（Giant Magneto Resistive素
子；巨大磁気抵抗効果素子）、ＴＭＲ素子（Tunneling
Magneto Resistive素子；磁気トンネル型磁気抵抗効果
素子）を搭載することができる。これらの再生素子を用
いることにより磁気記録媒体に記録された情報を高いＳ
／Ｎで再生することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う磁気記録媒体
及び磁気記録装置について実施例を用いて詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３１】

【実施例】この実施例では、本発明に従う磁気記録媒体
として、図１の概略断面図に示すような断面構造を有す
る磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体１０は、基板
１上に下地層２、第１磁性層３、第２磁性層４、記録層
（第３磁性層）５及び保護層６を順次積層した構造を有
する。以下、磁気記録媒体１０の製造方法について説明
する。

【００３２】まず、基板１として、直径２．５インチ
（約６．３５ｃｍ）のガラス基板を用意した。この基板
１上に、下地層２として窒化シリコン膜をＤＣマグネト
ロンスパッタ法により５０ｎｍの膜厚で形成した。ター
ゲット材料にはシリコンを、放電ガスにはＡｒ−Ｎ_２混
合ガス（Ａｒ／Ｎ_２分圧比２：１）をそれぞれ使用し
た。スパッタ時の圧力は０．１Ｐａ、投入ＤＣ電力は２
ｋＷ／６インチφである。

【００３３】つぎに、下地層２上に第１磁性層３として
遷移金属の副格子磁化が優勢な組成のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ
の非晶質合金層を形成した。ここで、第１磁性層３、第
２磁性層４及び記録層５の形成には、ＴｂとＦｅとＣｏ
の３つのターゲットを同時にスパッタする３元同時ＤＣ
マグネトロンスパッタ法を用いた。各々の磁性層の組成
は、ＴｂとＦｅとＣｏのターゲットの放電電力を独立に
調整することによって制御した。第１磁性層３の成膜の
際の各ターゲットの放電電力は、遷移金属の副格子磁化
が優勢となる組成になるように、Ｔｂが０．４０ｋＷ／
６インチφ、Ｆｅが１．９６ｋＷ／６インチφ、Ｃｏが
０．２５ｋＷ／６インチφとした。第１磁性層３の膜厚
は８ｎｍとした。放電ガスにはＡｒを用い、スパッタ時
の放電ガス圧力は０．２６Ｐａとした。

【００３４】得られた第１磁性層３の保磁力は２．１ｋ
Ｏｅ（約１６７．１１８ｋＡ／ｍ）であり、飽和磁化は
６６０ｅｍｕ／ｍｌ、飽和磁化と層厚の積は０．５２８
ｍｅｍｕ／ｃｍ^２、垂直磁気異方性エネルギーは８．６
×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であった。

【００３５】次いで、第１磁性層３上に第２磁性層４と
して希土類金属の副格子磁化が優勢な組成のＴｂ−Ｆｅ
−Ｃｏからなる非晶質合金層を形成した。各ターゲット
の放電電力は、希土類金属の副格子磁化が優勢の組成に
なるように、Ｔｂが１．２８ｋＷ／６インチφ、Ｆｅが
１．１７ｋＷ／６インチφ、Ｃｏが０．１５ｋＷ／６イ
ンチφとした。第２磁性層の膜厚は１４ｎｍとした。放
電ガスにはＡｒを用い、スパッタ時の放電ガス圧力は
０．２６Ｐａとした。

【００３６】得られた第２磁性層４の保磁力は０．８ｋ
Ｏｅであり、飽和磁化は３８０ｅｍｕ／ｍｌ、飽和磁化
と層厚の積は０．５３２ｍｅｍｕ／ｃｍ^２、垂直磁気異
方性エネルギーは１．８×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であっ
た。

【００３７】つぎに、第２磁性層４上に記録層５として
遷移金属の副格子磁化が優勢な組成のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ
の非晶質合金層を形成した。記録層５の成膜において、
各ターゲットの放電電力は、Ｔｂが０．５５ｋＷ／６イ
ンチφ、Ｆｅが１．８３ｋＷ／６インチφ、Ｃｏが０．
２４ｋＷ／６インチφとした。記録層５の膜厚は２０ｎ
ｍとした。放電ガスにはＡｒを用い、スパッタ時の放電
ガス圧力は０．８５Ｐａとした。

【００３８】得られた記録層５の保磁力は５．２ｋＯｅ
であり、飽和磁化は３５０ｅｍｕ／ｍｌ、飽和磁化と層
厚の積は０．７ｍｅｍｕ／ｃｍ^２、垂直磁気異方性エネ
ルギーは５．２×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であった。

【００３９】最後に、記録層５上に保護膜６としてＣ
（カーボン）膜を５ｎｍの膜厚でＤＣマグネトロンスパ
ッタ法により形成した。ターゲット材料にＣを、放電ガ
スにＡｒをそれぞれ用いた。スパッタ時の放電ガス圧力
は０．１Ｐａ、投入ＤＣ電力は１．５ｋＷ／６インチφ
である。こうして、図１に示す積層構造を有する磁気記
録媒体を作製した。

【００４０】〔磁気記録装置〕つぎに、磁気記録媒体の
表面上に潤滑剤を塗布することによって磁気ディスクを
完成させた。そして同様のプロセスにより複数の磁気デ
ィスクを作製し、磁気記録装置に同軸上に組み込んだ。
磁気記録装置の概略構成を図４及び図５に示す。

【００４１】図４は磁気記録装置１００の上面の図であ
り、図５は、磁気記録装置１００の図４における破線Ａ
−Ａ’方向の断面図である。記録用磁気ヘッドとして、
２．１Ｔの高飽和磁束密度を有する軟磁性層を用いた薄
膜磁気ヘッドを用いた。また、記録信号は、巨大磁気抵
抗効果を有するデュアルスピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッ
ドにより再生した。磁気ヘッドのギャップ長は０．１２
μｍであった。記録用磁気ヘッド及び再生用磁気ヘッド
は一体化されており、図４及び図５では磁気ヘッド５３
として示した。この一体型磁気ヘッドは磁気ヘッド用駆
動系５４により制御される。複数の磁気ディスク５１は
スピンドル５２により同軸回転される。ここで、磁気ヘ
ッド面と磁性層との距離は１２ｎｍに保った。

【００４２】つぎに、磁気ディスクの熱安定性を調べる
ために環境試験を行なった。環境試験では、４０Ｇｂｉ
ｔｓ／ｉｎｃｈ^２に相当する信号を記録した磁気ディス
クを６０℃〜７０℃の環境中に８時間放置した後、記録
した信号を再生した。その結果、環境試験前の再生信号
出力に比べて出力の低下は１％以下であった。比較のた
めに、従来の磁気ディスクとして第１磁性膜及び第２磁
性膜を備えない、基板／下地層／記録層／保護層の積層
構造を有する磁気ディスクを作製し、かかる磁気ディス
クに同様の環境試験を行なったところ、環境試験前の再
生信号出力に対して６％の出力の低下が観測された。こ
のように、本発明の磁気ディスクは、第１及び第２磁性
層を備えない従来の磁気ディスクよりも、熱安定性を大
きく向上させることができた。また、本発明の磁気ディ
スクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわ
ない場合の値で１×１０^−５以下であった。

【００４３】以上、本発明に従う磁気記録媒体及びそれ
を備える磁気記録装置について実施例により説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の改
良例及び変形例を含み得る。上記実施例では第１磁性層
〜第３磁性層をＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏを用いて形成したが、
例えば、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏからなる群から選ば
れる少なくとも１種類の希土類元素と、Ｆｅ、Ｃｏ及び
Ｎｉからなる群なら選ばれる少なくとも１種類の遷移金
属とからなるフェリ磁性材料を用いることもできる。

【００４４】また、上記実施例では、第１磁性層を遷移
金属の副格子磁化が優勢となる組成にし、第２磁性層を
希土類金属の副格子磁化が優勢となる組成としたが、第
１磁性層を希土類金属の副格子磁化が優勢の組成にし、
第２磁性層を遷移金属の副格子磁化が優勢の組成にして
もよい。また、第３磁性層も遷移金属の副格子磁化が優
勢の組成にしたが、希土類金属の副格子磁化が優勢の組
成にしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、磁化の大きさ
がほぼ等しく磁化方向が互いに逆向きの第１磁性層及び
第２磁性層の存在により、情報の記録再生用の第３磁性
層の磁化は安定化するとともに、第１磁性層〜第３磁性
層を互いに接して備えるので活性化体積は第１〜第３磁
性層の３層分となり熱安定性が高められる。したがっ
て、高密度記録のために微小磁区を形成しても、熱揺ら
ぎが少なく、記録した情報を長期間に渡って安定に保持
することができる。それゆえ、本発明の磁気記録媒体を
備える磁気記録装置は、記録安定性に優れ、超高密度磁
気記録の実現を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う磁気記録媒体の断面構造を模式的
に示す図である。

【図２】図１に示した磁気記録媒体の記録原理について
説明するための図である。

【図３】図２とは別の構成を有する磁気記録媒体の記録
原理について説明するための図である。

【図４】本発明に従う磁気記録装置の概略構成図であ
る。

【図５】図４の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における断
面図である。

【符号の説明】

１基板２下地膜３第１磁性層４第２磁性層５記録層（第３磁性層）６保護層１０磁気記録媒体５１磁気ディスク５２スピンドル５３磁気ヘッド５４磁気ヘッドの駆動系１００磁気記録装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本晴美大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 BB08 DA03 DA08 EA03 FA04 5E049 AA01 AA04 AC05 BA06 BA12 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を有する磁気記録媒体において、上記基板上に第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層を
順に備え、第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層はいずれも垂直
磁気異方性を有するフェリ磁性材料から形成され、第１磁性層の磁化と第２磁性層の磁化の向きが互いに逆
向きであり、第１磁性層の磁化の大きさと層厚の積が、
第２磁性層の磁化の大きさと層厚の積にほぼ等しいこと
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層
を形成するフェリ磁性材料は、希土類金属と遷移金属と
の合金から形成されてい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】第１磁性層は遷移金属の副格子磁化が優
勢の組成を有し、第２磁性層は希土類金属の副格子磁化
が優勢の組成を有することを特徴とする請求項２に記載
の磁気記録媒体。
【請求項４】第１磁性層は希土類金属の副格子磁化が
優勢の組成を有し、第２磁性層は遷移金属の副格子磁化
が優勢の組成を有することを特徴とする請求項２に記載
の磁気記録媒体。
【請求項５】第３磁性層は遷移金属の副格子磁化が優
勢の組成を有し、第２磁性層の保磁力が、第１磁性層と
第２磁性層との間で働く交換結合力と第２磁性層と第３
磁性層との間で働く交換結合力との和よりも小さいこと
を特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】第３磁性層は遷移金属の副格子磁化が優
勢の組成を有し、第１磁性層の保磁力が、第１磁性層と
第２磁性層との間で働く交換結合力よりも小さいことを
特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】第３磁性層は希土類金属の副格子磁化が
優勢の組成を有し、第１磁性層の保磁力が、第１磁性層
と第２磁性層との間で働く交換結合力よりも小さいこと
を特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】第３磁性層は希土類金属の副格子磁化が
優勢の組成を有し、第２磁性層の保磁力が、第１磁性層
と第２磁性層との間で働く交換結合力と第２磁性層と第
３磁性層との間で働く交換結合力との和よりも小さいこ
とを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】第１磁性層及び第２磁性層の磁化の大き
さをそれぞれＭ１、Ｍ２とし、第１磁性層及び第２磁性
層の層厚をそれぞれｔ１及びｔ２としたときに、０．９
５≦（Ｍ１×ｔ１）／（Ｍ２×ｔ２）≦１．０５の関係
を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一
項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか一項に記載の
磁気記録媒体と、情報を記録または再生するための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体に対して駆動するた
めの駆動装置とを有する磁気記録装置。