专利名称：磁存储器及磁存储器中使用的磁记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及在计算机的辅助存储器中使用的磁存储器及其中使用的磁记录媒体，更详细地说是涉及具有每平方英寸1千兆位以上高记录密度的磁存储器及适用于实现其高记录密度的磁记录媒体。
在特开平5-73880号公报中公开了一种在CoCrPt磁性层内添加了氧化硅、氧化锆、氧化钽、氮化硅、氮化硼、氮化钛、氮化铝的磁记录媒体。
在特开平5-197944号公报中公开了一种采用CoNiPtMO磁性层或CoCrPtMO磁性层(M是从Si、B、Zr、Al、Y、P、Ti、Sn、In中选出的至少一种元素)的磁记录媒体。
在上述现有的磁记录媒体中，由于在磁记录媒体的磁性层内添加氧化物及氮化物，所以使矫顽力提高，并使媒体噪声减小。
但是，在本发明的发明者们的研究结果中发现，即使采用上述现有的磁记录媒体，但在线记录密度高达150kFCI(每平方英寸的磁通变化)以上的区域的媒体噪声减小得并不充分，存在难以实现每平方英寸1千兆位以上高记录密度的问题。
因此，本发明的目的是解决上述现有技术的问题，并提供一种使每平方英寸1千兆位以上的高记录密度成为可能的磁存储器及适用于实现其高记录密度的磁记录媒体。
按照第1观点，本发明提供一种磁存储器，它备有直接或间隔着基底层在基片上形成了磁性层的磁记录媒体及对该磁记录媒体进行记录和再生的磁头，该磁存储器的特征在于上述磁记录媒体的磁性层采用从下列一般式示出的一组氧化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下，并且，上述磁头包括磁阻效应型再生用磁头。
一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)按照第2观点，本发明提供一种具有上述结构的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有2个屏蔽层及在2个屏蔽层之间形成的磁阻传感器，上述2个屏蔽层的间隔在0.35μm以下。
按照第3观点，本发明提供一种具有上述结构的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的剩余磁通密度Br与该磁记录媒体的磁性层厚度t的乘积Br×t在10高斯·微米以上、100高斯·微米以下。
按照第4观点，本发明提供一种具有上述结构的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的磁记录媒体的矫顽力在2.4kOe(千奥斯特)以上。
按照第5观点，本发明提供一种具有上述结构的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有相互的磁化方向随外部磁场的变化而相应地变化从而产生大的磁阻变化的多个磁性层及配置在该磁性层之间的包含非磁性层的磁阻传感器。
按照第6观点，本发明提供一种磁存储器，其特征是在上述第1观点的磁存储器中，上述磁记录媒体的磁性层的非磁性化合物，不是氧化物而是用一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)表示的氮化物。
上述第2～第5的观点即使在第6观点的发明中也可适用。
在上述第1或第6观点的发明中，上述磁记录媒体的磁性层内的非磁性化合物对Co的克分子比最好在0.5以上、2.4以下。
按照第7观点，本发明提供一种磁记录媒体，它具有直接或间隔着基底层在基片上形成的磁性层，其特征在于上述磁性层采用从下列一般式示出的一组氧化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金即磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下。
一般式MOx(M表示从Si、At、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)按照第8观点，本发明提供一种磁记录媒体，其特征是在上述第7观点的磁记录媒体中，上述磁性层的非磁性化合物，不是氧化物而是用一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)表示的氮化物。
在上述第7或第8观点的发明中，上述磁性层中的非磁性材料对Co的克分子比在0.5以上、2.4以下。
本发明的发明者们制作了改变磁性层组成的各种各样的磁记录媒体，并探索了与磁头组合时的最佳组成。还探索了改变磁头使其与上述磁记录媒体组合时具有最佳结构的磁头。其结果是，终于完成了本发明的磁存储器及磁记录媒体。
在按照上述第1观点制成的磁存储器中，磁记录媒体的磁性层采用从一组氧化物及氮化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金即磁性材料的混合物构成，且该磁性层内Pt对Co的克分子比在0.6以上、1.2以下。并且，采用了磁阻效应型再生用磁头。
以Co和Pt作为磁性材料的主要成分，同时限定其组成比，并与磁阻效应型再生用磁头组合之后，能使媒体的S/N达到大约2.0以上。而所谓媒体的S/N，是指输出对媒体噪声(从总噪声除去装置类的噪声后的值)之比。因此，在线记录密度高达150kFCI以上的区域中的媒体噪声被充分地减小，能实现每平方英寸1千兆位以上的高记录密度，获得了误码率低的高可靠性磁存储器。
另外，在CoPt磁性材料中如添加Cr或Ni等，则在非磁性材料的高添加浓度区域中矫顽力和矫顽力矩形比降低，这是不适当的。
Cr或Ni等具有在Co合金的晶界上易于偏析的性质。在不含有非磁性化合物的Co合金类的薄膜磁记录媒体中，该Cr或Ni等的晶界偏析使晶间的交换相互作用减低，因而具有提高矫顽力的效果。但是，在含有高浓度非磁性化合物的磁记录媒体中，晶间的交换相互作用已经因非磁性化合物而减低，所以因Cr或Ni等的添加造成的交换相互作用减低就达不到提高矫顽力的效果，此外，Cr或Ni等元素还是造成CoPt合金的结晶磁性各向异性减低的原因。因此，CoPt磁性材料实际上是CO和Pt构成的二元合金即可。
在按照上述第2观点制成的磁存储器中，在磁阻效应型再生用磁头具有2个屏蔽层及在2个屏蔽层之间形成的磁阻传感器的情况下，2个屏蔽层的间隔在0.35μm以下。
因此，使跳动约在15％以下，能够很好地进行位的辨别。
在按照上述第3观点制成的磁存储器中，记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的剩余磁通密度Br与该磁记录媒体的磁性层厚度t的乘积Br×t在10高斯·微米以上、100高斯·微米以下。
因此，使跳动约在15％以下，能够很好地进行位的辨别。
在按照上述第4观点制成的磁存储器中，记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的磁记录媒体的矫顽力在2.4kOe以上。
矫顽力如在2.4kOe以上，则装置的S/N大于1，能使噪声比信号小。而所谓装置的S/N，是指输出对噪声内的装置类的噪声之比。
在按照上述第5观点制成的磁存储器中，作为磁阻效应型磁头，采用了具有相互的磁化方向随外部磁场的变化而相应地变化从而产生大的磁阻变化的多个磁性层及包含配置在该磁性层之间的非磁性层的磁阻传感器的结构。
如采用该结构，则因巨大的磁阻效应而能使信号强度进一步提高，可以实现具有每平方英寸3千兆位以上高记录密度的可靠性高的磁存储器。
作为磁记录媒体的磁性层的磁性材料，采用以CO和Pt为主要成分构成的二元合金的原因是，以往，磁性材料中采用的是(Co＋Pt＋α)的三元合金，但采用以(CO和Pt)为主要成分构成的二元合金，同时限定其组成比，并与磁阻效应型再生用磁头组合之后，能使媒体的S/N达到大约2.0以上。因此，在线记录密度高达150kFCI以上的区域中的媒体噪声被充分地减小，能实现每平方英寸1千兆位以上的高记录密度，获得了误码率低的高可靠性磁存储器。
此外，在磁性材料中也可含有微量的在以溅射法等成膜过程中不可避免地混入的Ar等元素。
作为磁记录媒体的磁性层的非磁性化合物，采用以一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)表示的氧化物，该非磁性化合物对磁性层内的Co的克分子比在0.1以上、2.8以下的原因如下。
氧化物对Co的克分子比如在0.1以上，则能使标准化的噪声在0.025以下。而所谓标准化噪声，是指将在150kFCI记录密度下记录信号时的媒体噪声以10kFCI的信号输出进行标准化后的值。并且，矫顽力可达到2.4kOe以上。另一方面，如果氧化物对Co的克分子比在2.8以下，则能获得充分的输出。
按照上述第6观点，本发明是在上述第1观点的磁存储器中，作为磁记录媒体的磁性层的非磁性化合物，不是用氧化物而是采用了以一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)表示的氮化物。
氮化物对Co的克分子比如在0.1以上，则能使标准化噪声在0.025以下。并且，矫顽力可达到2.4kOe以上。另一方面，如果氮化物对Co的克分子比在2.8以下，则能获得充分的输出。
磁记录媒体的磁性层中的非磁性化合物对Co的克分子比取0.5以上、2.4以下的原因是，非磁性化合物对Co的克分子比如在0.5以上、2.4以下的范围内，则能使标准化的噪声在0.016以下。并且，矫顽力可达到2.4KOe以上。
在按照上述第7观点制成的磁记录媒体中，磁性层由从下列一般式示出的一组氧化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金即磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下。
一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)在以Co和Pt作为磁性材料的主要成分，同时限定其组成比之后，能使媒体的S/N达到大约2.0以上。因此，在线记录密度高达150kFCI以上的区域中的媒体噪声被充分地减小，能实现每平方英寸1千兆位以上的高记录密度，获得了误码率低的高可靠性磁记录媒体。
作为磁记录媒体的磁性层的磁性材料，采用以CO和Pt为主要成分构成的二元合金的原因是，以往，磁性材料中采用的是(Co＋Pt＋α)的三元合金，但采用以(CO和Pt)为主要成分构成的二元合金，同时限定其组成比之后，能使媒体的S/N达到大约2.0以上。因此，在线记录密度高达150kFCI以上的区域中的媒体噪声被充分地减小，能实现每平方英寸1千兆位以上的高记录密度，获得了误码率低的高可靠性磁存储器。
作为磁性层的非磁性化合物，采用以一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)表示的氧化物，而且该非磁性化合物对磁性层内的Co的克分子比在0.1以上、2.8以下的原因是，氧化物对Co的克分子比如在0.1以上，则能使标准化的噪声在0.025以下。并且，矫顽力可达到2.4kOe以上。另一方面，如果氧化物对Co的克分子比在2.8以下，则能获得充分的输出。
按照上述第8观点，本发明在上述第7观点所述的磁记录媒体中，作为磁性层的非磁性化合物，不是用氧化物而是采用了以一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)表示的氮化物。
氮化物对Co的克分子比如在0.1以上，则能使标准化的噪声在0.025以下。并且，矫顽力可达到2.4kOe以上。另一方面，如果氧化物对Co的克分子比在2.8以下，则能获得充分的输出。
在第7或第8观点的发明中，上述磁性层中的非磁性化合物对Co的克分子比在0.5以上、2.4以下的原因是，如果非磁性化合物对Co的克分子比如在0.5以上、2.4以下的范围内，则能使标准化的噪声在0.016以下。并且，矫顽力可达到2.4KOe以上。
图1(a)是实施例1的磁存储器的俯视示意图。
图1(b)是实施例1的存储器(图1a)中的A-A′剖面示意图。
图2是表示磁存储器的磁头结构的斜视图。
图3是表示实施例1的磁存储器磁头的磁阻传感器的断面结构示意图。
图4是表示实施例1的磁存储器的磁记录媒体结构的示意图。
图5是表示实施例1的磁记录媒体的磁性层中Pt对Co的克分子比与媒体S/N的关系的特性图。
图6是表示实施例1的磁记录媒体的磁性层中氧化硅对Co的克分子比与标准化噪声的关系的特性图。
图7是表示实施例1的磁记录媒体的磁性层中氧化硅对Co的克分子比与矫顽力的关系的特性图。
图8是表示矫顽力与装置S/N的关系的特性图。
图9是跳动测定装置的结构图。
图10是表示Br×t与跳动的关系的特性图。
图11是表示屏蔽间隔与跳动的关系的特性图。
图12是表示实施例2的磁存储器的磁记录媒体结构的斜视图。
图13是表示实施例4的磁存储器磁头的磁阻传感器的剖面结构示意图。
图14是表示实施例5的磁存储器的磁记录媒体结构的斜视图。
图15是表示实施例6的磁存储器的磁记录媒体结构的斜视图。
图16是表示比较例的磁存储媒体的磁性层中氧化硅对Co的克分子比与标准化噪声的关系的特性图。
图17是表示比较例的磁存储媒体的磁性层中氧化硅对Co的克分子比与矫顽力的关系的特性图。
以下，用实施例详细说明本发明。但本发明并不受其限定。实施例1图1(a)和(b)示出实施例1的磁存储器70的俯视示意图及剖面示意图。
磁存储器70具有磁记录媒体71、使该记录媒体71沿记录方向转动的磁记录媒体驱动部72、对上述磁记录媒体71进行记录和再生的磁头73、驱动该磁头73使其相对于上述磁记录媒体71移动的磁头驱动部74、及对记录信号和再生信号进行处理的记录再生信号处理部75。
图2示出上述磁头73的结构。
磁头73是将记录用的电磁感应型磁头与再生用的磁阻效应型磁头组合后的记录再生分离式磁头。即，在上部记录磁极86与兼作屏蔽层的记录磁极84之间夹有线圈85的部分，起着记录用磁头的作用。而在兼作屏蔽层的记录磁极84与下部屏蔽层83之间夹有磁阻传感器82及电极图形87的部分，起着再生用磁头的作用。来自上述磁阻传感器82的输出信号通过电极图形87输出到外部。上述下部屏蔽层83在滑动用基体81上形成。
图3示出了上述磁阻传感器82的断面结构。
磁阻传感器82通过间隔层91设置在下部屏蔽层83上，它包括在上述间隔层91上形成的反铁磁性磁畴控制区92、利用该反铁磁性磁畴控制区92构成单磁畴的铁磁性材料薄膜磁阻性导电层93、用于将该薄膜磁阻性导电层93的磁敏部94与上述反铁磁性磁畴控制区92之间的交换相互作用隔断的非磁性层95、用于产生相对于磁敏部94的偏置磁场的软质磁性层97、及用于调节该软质磁性层97与上述薄膜磁阻性导电层93之间的电流分流比的高电阻层96。
上述磁头73是按如下方法制作的。
作为滑动用基体81，采用了以氧化Al·碳化Ti为主要成分的烧结体。用溅射法形成了厚1μm的Ni-Fe合金膜，作为下部屏蔽层83。
用溅射法形成了厚100nm的氧化Al膜，作为间隔层91。用溅射法形成了厚20nm的NiO层，作为反铁磁性磁畴控制区92。用溅射法形成了厚2nm的Nb层，作为非磁性层95。用溅射法形成了厚15nm的Ni-Fe合金层，作为薄膜磁阻性导电层93。用溅射法形成了厚15nm的Ta层，作为高电阻层96。用溅射法形成了厚15nm的Ni-Fe-Nb合金层，作为软质磁性层97。
用溅射法形成了厚100nm的Cu薄膜，作为电极图形87。
在电极图形87与兼作屏蔽层的记录磁极84之间，用溅射法形成了厚100nm的氧化Al的间隔层98。
用溅射法形成了厚1μm的Ni-Fe合金膜，作为兼作屏蔽层的记录磁极84。
用溅射法形成了厚3μm的Cu膜，作为线圈85。
用溅射法形成了厚3μm的Ni-Fe合金膜，作为上部记录磁极86。
而在兼作屏蔽层的记录磁极84与上部记录磁极86之间，还用溅射法形成了厚300nm的氧化Al的间隔层。
图4示出了上述磁记录媒体71的断面结构。
磁记录媒体71备有化学增强玻璃基片101、添加了氧化硅的Co-Pt磁性材料的磁性层103、碳保护层104、及吸附性的全氟烷基聚醚润滑层105。
上述磁记录媒体71是按如下方法制作的。
在基片温度为室温、Ar气压力为15mTorr(乇)、通电功率密度为5W每平方cm的成膜条件下，在直径2.5英寸、厚0.4mm的圆盘形玻璃基片101上，用RF磁控管溅射法形成了厚25nm的添加了氧化硅的Co-Pt磁性材料的磁性层103。然后，在基片温度150℃、Ar气压力为5mTorr、通电功率密度为3W每平方cm的成膜条件下，在该磁性层103上，用DC磁控管溅射法形成了厚10nm～30nm的碳保护层104。接着，在该保护层104的表面上，静电涂布聚苯乙烯颗粒，以其作为掩模进行15nm的等离子蚀刻，在保护层104的表面上形成微细的凹凸。最后，在保护层104上，用浸渍法形成了厚2nm～20nm的吸附性全氟烷基聚醚的润滑层105。
在图5中示出了上述Co-Pt磁性材料中Pt对Co的克分子比与每平方英寸1千兆位以上记录密度的媒体S/N的关系。而氧化硅对Co的克分子比为0.8。
如Pt对Co的克分子比在0.6以上、1.2以下，则媒体S/N可在2.0以上。
图6示出上述Co-Pt磁性材料中氧化硅对Co的克分子比与标准化噪声的关系。而Pt对Co的克分子比约为0.67(60at％Co-40at％Pt)。
如氧化硅对Co的克分子比在0.1以上、2.8以下，则标准化噪声可在0.025以下。特别是当氧化硅对Co的克分子比在0.5以上、2.4以下的范围内时，可使标准化噪声在0.016以下。
图7示出了上述Co-Pt磁性材料中氧化硅对Co的克分子比与矫顽力的关系。而Pt对Co的克分子比约为0.67。
如氧化硅对Co的克分子比在0.1以上，则矫顽力可在2.4kOe以上。特别是当氧化硅对Co的克分子比在0.5以上、1.4以下的范围内时，可以获得令人满意的3.0kOe以上的矫顽力。
如图8所示，如矫顽力小于2.4kOe，则装置S/N在1以下，噪声变得大于信号。因此，矫顽力必须在2.4kOe以上。
这里，图8是采用Br×t不同的媒体检查与各矫顽力值对应的装置S/N，并将所得到的最大的装置S/N值绘制成的图。
另一方面，如氧化硅对Co的克分子比大于2.8，则不能获得充分的输出。
因此，氧化硅对Co的克分子比最好在0.1以上、2.8以下。
如图9所示，利用低通滤波器51、微分电路52及脉冲化电路53将由磁头73的再生输出脉冲化，并用跳动测定计54分析脉冲间隔δ的变化，测定出脉冲间隔δ的标准偏差σ相对于脉冲间隔δ平均值的比例，作为信号的跳动。
图10示出了记录时在磁头73对磁记录媒体71相对移动的方向上施加磁场而测出的剩余磁通密度Br与磁记录媒体71的磁性层厚度t的乘积Br×t与记录再生一定频率的高密度信号时的输出信号跳动的关系。
如使Br×t在10高斯·微米以上、100高斯·微米以下的范围内，则跳动约在15％以下，能很好地进行位的辨别。
图11示出了下部屏蔽层83与兼作屏蔽层的记录磁极84的距离(屏蔽间隔)与信号跳动的关系。
屏蔽距离如在0.35μm以下，则跳动约在15％以下，能很好地进行位的辨别。
在采用磁性层103中的Pt对Co的克分子比约为0.67(60at％Co-40at％Pt)、且氧化硅对Co的克分子比约为0.9的磁记录媒体71的磁存储器70中，在磁头浮动间隙为30nm、线记录密度为210kBPI、磁道密度为9.6kTPI的条件下，评价了记录再生特性。
其结果是，装置的S/N为1.8。该值与采用73at％Co-15at％Pt代替60at％Co-40at％Pt作为磁性材料的情况相比，约高3成。
对向磁头73输入的信号进行8-9代码调制处理，并对输出信号进行最大似然译码处理，从而能记录再生每平方英寸2千兆位的信息。
从内圈到外圈进行5万次磁头查找试验后的误码数在10位/面以下，可以达到15万小时的平均故障间隔时间MTBF。
另外，也可用永久磁铁薄膜偏置层代替上述磁阻传感器82的软质磁性层97。
并且，作为上述磁记录媒体71的基片101的材料，也可采用Ti、Si、Si-C、碳、结晶玻璃、或陶瓷等。
作为上述磁记录媒体71的保护层104的材料，也可采用碳化钨、(W-Mo)-C等碳化物；(Zr-Nb)-N、氮化硅等氮化物；二氧化硅、氧化锆等氧化物；或硼、碳化硼、二硫化钼、Rh等。如设有保护层104和润滑层105，则因能提高耐滑动性、耐腐蚀性，所以是令人满意的。
在形成了保护层104后，用微细的掩模进行等离子蚀刻，在表面上形成微细的凹凸，或用化合物、混合物靶材料在保护层表面上形成异相突起，或通过热处理在表面上形成凹凸，则能减小磁头73与磁记录媒体71的接触面积，在CSS(接触式起停)动作时，由于避免了磁头73粘结在磁记录媒体71的表面上的问题，所以是令人满意的。实施例2在具有与实施例1相同结构的磁存储器中，采用了具有图12所示结构的磁记录媒体71a。
该磁记录媒体71a除了增加了基底层121及改变了磁性层103的材料之外，与实施例1的磁记录媒体71的结构相同。
上述基底层102是按如下方法形成的。
在基片温度为室温、Ar气压力为5mTorr、通电功率密度为7W每平方cm的成膜条件下，在直径2.5英寸、厚0.4mm的圆盘形玻璃基片101上，用DC磁控管溅射法形成了厚15nm的Cr基底层121。
作为基底层121的材料，也可采用Ti、V、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、W、Ni-P。
磁性层103的材料，是在52at％Co-48at％Pt中分别添加了氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化钛。
在表1中列出了磁记录媒体71a的组成、磁特性及标准化噪声的值。作为比较例，还列出了采用73at％Co-15at％Pt代替52at％Co-48at％Pt时的结果。
实施例2的磁记录媒体71a既可获得高的矫顽力又能降低标准化噪声。
与其相比，在采用73at％Co-15at％Pt磁性材料的比较例中，矫顽力变低，而标准化噪声增大。
在采用表1中试样编号14的磁记录媒体71a的磁存储器中，在磁头浮动间隙为26nm、线记录密度为210kBPI、磁道密度为9.6kTPI的条件下，评价了记录再生特性。
其结果是，装置的S/N为1.8。
对向磁头73输入的信号进行8-9代码调制处理，并对输出信号进行最大似然译码处理，从而能记录再生每平方英寸2千兆位的信息。
从内圈到外圈进行5万次磁头查找试验后的误码数在10位/面以下，可以达到15万小时的平均故障间隔时间MTBF。
在现有的磁记录媒体中，设置基底层是为了控制磁性层的定向性，但在本发明的磁记录媒体中，则是为控制结晶粒径、提高与基片的密合性、和提高耐腐蚀性而设置的。
表1
实施例3作为添加在实施例2中的磁记录媒体71a的磁性层中的非磁性化合物，添加了氮化硅、氮化硼、氮化铝，以代替氧化物。
在表2中列出了磁记录媒体71a的组成、磁特性及标准化噪声的值。作为比较例，还列出了采用73at％Co-15at％Cr-12at％Pt代替52at％Co-48at％Pt时的结果。
实施例3的磁记录媒体既可获得高的矫顽力又能降低标准化噪声。
与其相比，在采用73at％Co-15at％Cr-12at％Pt磁性材料的比较例中，矫顽力变低，而标准化噪声增大。
在采用表2中试样编号21的磁记录媒体的磁存储器中，在磁头浮动间隙为26nm、线记录密度为210kBPI、磁道密度为9.6kTPI的条件下，评价了记录再生特性。
其结果是，装置的S/N为1.8。
对向磁头73输入的信号进行8-9代码调制处理，并对输出信号进行最大似然译码处理，从而能记录再生每平方英寸2千兆位的信息。
从内圈到外圈进行5万次磁头查找试验后的误码数在10位/面以下，可以达到15万小时的平均故障间隔时间MTBF。
表2
实施例4在具有与实施例1相同结构的磁存储器中，代替再生用磁头的磁阻传感器82(图3)，采用了图13所示的磁阻传感器82a。作为磁头的上部记录磁极86，采用了用电镀法形成的Fe-Co-Ni合金膜。并改变了磁记录媒体。
图13示出的磁阻传感器82a是利用被非磁性层133隔开的2个磁性层132、134之间的相对磁化方向的变化而产生磁阻变化(由自旋整流效应产生的磁阻变化)的磁阻传感器。
缓冲层131是厚度为2nm的Ti层。第1磁性层132是厚度为3nm的80at％Ni-20at％Fe合金层。非磁性层133是厚度为15nm的Cu层。第2磁性层134是厚度为3nm的80at％Ni-20at％Fe合金层。反铁磁性层135是厚度为5nm的50at％Fe-50at％Mn合金层。
各层都是用溅射法形成的。
在该磁阻传感器82a中，利用来自反铁磁性层135的交换偏置磁场将第2磁性层134的磁化固定在一定方向，利用来自磁记录媒体71的漏磁场使第1磁性层132的磁化方向变化，从而产生磁阻值的变化。
由于采用Ti层作为缓冲层131，因而可将第1磁性层132及第2磁性层134的{111}晶格面定向，使其与膜面平行。因此，磁性层132、134之间的交换相互作用被减弱，获得了比实施例1的磁阻传感器82约高2倍的灵敏度。
作为上部记录磁极86由于采用以电镀法形成的Fe-Co-Ni合金膜，所以饱和磁通密度增大到16000高斯，与实施例3的情况相比，能使重写特性改善约6dB。
磁记录媒体的结构，是在与实施例1相同的条件下，在直径1.3英寸、厚0.4mm、表面粗糙度1nm的碳基片上形成在52at％Co-48at％Pt中按1.2克分子比(氧化硅对Co的克分子比)添加了氧化硅的厚25nm的磁性层103，在该层上形成厚20nm的保护层104，在其表面上静电涂布聚苯乙烯颗粒，以其作为掩模进行13nm的等离子蚀刻，并在保护层104的表面上形成微细的凹凸。最后，在保护层104上，用浸渍法形成了吸附性全氟烷基聚醚的润滑层105。
沿该磁记录媒体的磁盘圆周方向施加磁场而测定出的矫顽力为2.71kOe，剩余磁通密度与总磁性层厚度的乘积Br×t为62高斯·微米。
在实施例4的磁存储器中，在磁头浮动间隙为25nm、线记录密度为260kBPI、磁道密度为11.6kTPI的条件下，评价了记录再生特性。
其结果是，装置的S/N为1.5。
对向磁头73输入的信号进行8-9代码调制处理，并对输出信号进行最大似然译码处理，从而能记录再生每平方英寸3千兆位的信息。
从内圈到外圈进行5万次磁头查找试验后的误码数在10位/面以下，可以达到15万小时的平均故障间隔时间MTBF。
磁阻传感器82a的非磁性层133的厚度最好是在1.5nm以上，但若太厚，则因记录用磁头与最下层的磁性层132的间隔变大，使重写特性恶化，所以是不适当的。特别是在非磁性层为2层结构的情况下，因非磁性层变厚，所以重写特性恶化。为解决这一问题，作为记录用磁头的记录磁极，采用饱和磁通密度比现有的Ni-Fe合金大的Fe-Co-Ni类合金、Fe-Si类合金等软质磁性薄膜是有效的。尤其是采用饱和磁通密度为15000高斯的软质磁性薄膜时，能获得良好的效果。实施例5
也可采用象图14所示的磁记录媒体71b那样的结构，即包括由Al-Mg合金构成的基片101、在其两面上形成的由Ni-P、Ni-W-P等构成的非磁性镀层102、磁性层103、保护层104、及润滑层105。实施例6也可采用象图15所示的磁记录媒体71c那样的结构，即包括由Al-Mg合金构成的基片101、在其两面上形成的由Ni-P、Ni-W-P等构成的非磁性镀层102、基底层121、磁性层103、保护层104、及润滑层105。比较例1研讨了作为实施例1中的磁记录媒体71的磁性层103的磁性材料采用73at％Co-15at％Cr-12at％Pt时氧化硅对Co的克分子比与标准化噪声的关系以及与矫顽力的关系。
如图16的虚线所示，氧化硅对Co的克分子比在0.1以上时，与用实线表示的实施例1的磁记录媒体71相比，标准化噪声变大。
如图17的虚线所示，氧化硅对Co的克分子比在0.2以上时，与用实线表示的实施例1的磁记录媒体71相比，矫顽力变小。比较例2不添加氧化物或氮化物，而是采用了在溅射成膜过程中在所使用的Ar溅射气中混合了氧和氮的气体。
采用这种方法也能在一定程度上使矫顽力增大。但是，标准噪声的减低效果小，很难实现每平方英寸1千兆位以上的记录密度。
我们认为，这正是由于当采用氧或氮混合气体时氧或氮不仅进入晶界还进入晶粒内，因而使结晶性受到损害的缘故。
如采用本发明的磁存储器及磁记录媒体，则由于能得到高的S/N和低的误码率，所以能以每平方英寸1千兆位以上的记录密度实现15万小时的平均故障间隔时间。
权利要求
1.一种磁存储器，它备有直接或间隔着基底层在基片上形成了磁性层的磁记录媒体及对该磁记录媒体进行记录和再生的磁头，该磁存储器的特征在于上述磁记录媒体的磁性层由从下列一般式示出的一组氧化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下，并且，上述磁头包括磁阻效应型再生用磁头，一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)。
2.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于上述二元合金实际上由Co和Pt构成。
3.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有2个屏蔽层及在2个屏蔽层之间形成的磁阻传感器，上述2个屏蔽层的间隔在0.35μm以下。
4.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的剩余磁通密度Br与该磁记录媒体的磁性层厚度t的乘积Br×t在10高斯·微米以上、100高斯·微米以下。
5.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的磁记录媒体的矫顽力在2.4kOe以上。
6.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有相互的磁化方向随外部磁场的变化而相应地变化从而产生大的磁阻变化的多个磁性层及配置在该磁性层之间的包含非磁性层的磁阻传感器。
7.一种磁存储器，它备有直接或间隔着基底层在基片上形成了磁性层的磁记录媒体及相对于该磁记录媒体进行记录和再生的磁头，该磁存储器的特征在于上述磁记录媒体的磁性层采用从下列一般式示出的一组氮化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下，并且，上述磁头包括磁阻效应型再生用磁头，一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)。
8.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于上述二元合金实际上由Co和Pt构成。
9.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有2个屏蔽层及在2个屏蔽层之间形成的磁阻传感器，上述2个屏蔽层的间隔在0.35μm以下。
10.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的剩余磁通密度Br与该磁记录媒体的磁性层厚度t的乘积Br×t在10高斯·微米以上、100高斯·微米以下。
11.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于记录时在磁头对磁记录媒体相对移动的方向上施加磁场而测出的磁记录媒体的矫顽力在2.4kOe以上。
12.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于上述磁阻效应型再生用磁头具有相互的磁化方向随外部磁场的变化而相应地变化从而产生大的磁阻变化的多个磁性层及配置在该磁性层之间的包含非磁性层的磁阻传感器。
13.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于上述磁记录媒体的磁性层内的非磁性化合物对Co的克分子比最好在0.5以上、2.4以下。
14.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于上述磁记录媒体的磁性层内的非磁性化合物对Co的克分子比最好在0.5以上、2.4以下。
15.一种磁记录媒体，它具有直接或间隔着基底层在基片上形成的磁性层，其特征在于上述磁性层采用从下列一般式示出的一组氧化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金即磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下，一般式MOx(M表示从Si、Al、Ta、Y、Ti中选出的至少一种元素，x表示大约1以上且大约2.5以下的数值)。
16.根据权利要求15所述的磁记录媒体，其特征在于上述二元合金实际上由Co和Pt构成。
17.一种磁记录媒体，它具有直接或间隔着基底层在基片上形成的磁性层，其特征在于上述磁性层采用从下列一般式示出的一组氮化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的由Co和Pt组成的二元合金即磁性材料的混合物构成，且相对于该磁性层内的Co，Pt的克分子比在0.6以上、1.2以下，上述非磁性材料的克分子比在0.1以上、2.8以下。一般式LNy(L表示从Si、B、Al中选出的至少一种元素，y表示大约1以上且大约1.3以下的数值)。
18.根据权利要求17所述的磁记录媒体，其特征在于上述二元合金实际上由Co和Pt构成。
19.根据权利要求15所述的磁记录媒体，其特征在于上述磁记录媒体的磁性层内的非磁性化合物对Co的克分子比最好在0.5以上、2.4以下。
20.根据权利要求17所述的磁记录媒体，其特征在于上述磁记录媒体的磁性层内的非磁性化合物对Co的克分子比最好在0.5以上、2.4以下。
全文摘要
磁记录媒体的磁性层采用从一组氧化物及氮化物中选出的至少一种非磁性化合物及以Co和Pt为主要成分的磁性材料的混合物构成，且该磁性层内的Pt对Co的克分子比为特定值，通过采用磁阻效应型再生用磁头，可获得高的S/N和低的误码率，能以每平方英寸1千兆位以上的高记录密度进行记录再生，能实现可靠性高的磁存储器。
文档编号G11B5/012GK1146589SQ9611020
公开日1997年4月2日 申请日期1996年6月27日 优先权日1995年6月27日
发明者山本朋生, 稻叶信幸, 五十岚万寿和, 二本正昭, 细江让, 玉井一郎, 万行惠美, 山中一助 申请人:株式会社日立制作所