(57)【要約】【課題】良好な磁気記録特性、再生分解能を得る。【解決手段】基板１０ａ上に積層された積層部１１０が、３層の磁気記録層（１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ）と、３層の磁気記録層（１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ）間の間隙それぞれに設けられた２層の交換結合力制御層（１０ｅ，１０ｇ）と、を有しているので、交換結合力制御層の数を増やすことにより、ある一定以下の保磁力や記録反転磁界を得るために必要な各交換結合力制御層の層厚を薄くすることができる。また、各交換力制御層（１０ｅ，１０ｇ）の層厚を薄くすることで、交換結合力制御層を介した磁性記録層の結合力を適度に制御することができるので、記録反転磁界のバラツキ（ΔＨｓ）を抑制することができる。これにより、良好なＳ／Ｎ特性を得ることができる。【選択図】図２
2010009683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に積層された、ｎ層（ｎは３以上の整数）の磁気記録層と、前記ｎ層の磁気記録層間の間隙それぞれに設けられた（ｎ−１）層の交換結合力制御層と、を有する積層部と、を備える磁気記録媒体。
【請求項２】
前記交換結合力制御層は２層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】
前記積層部は、前記ｎ層の磁気記録層のうち前記基板から最も離れた位置に存在する磁気記録層上に積層された、別の磁気記録層を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記ｎ層の磁気記録層の材料として、ＣｏＣｒＰｔ合金と酸化物を含むグラニュラー材料が用いられ、
前記別の磁気記録層の材料として、ＣｏＣｒＰｔを含む合金材料が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記各磁気記録層のＰｔ組成量は、前記基板から距離が離れるほど小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記交換結合力制御層の材料として、Ｒｕ又はＲｕを含む材料が用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
垂直磁気記録用の磁気記録媒体として、請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体を具備する磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及び磁気記録装置に関し、特に、垂直磁気記録用の磁気記録媒体として用いて好適な磁気記録媒体及び当該磁気記録媒体を具備する磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクなどの磁気記録媒体における高密度記録を実現するため、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体（垂直磁気記録媒体）が開発されてきている。この垂直磁気記録媒体では、更なる高密度化のため、磁気記録媒体の記録反転磁界の低減が図られている。この記録反転磁界の低減技術の一つとして、ＥＣＣ媒体（Exchange Coupled Composite媒体）技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このＥＣＣ媒体技術は、高Ｈｋ（異方性磁界）の磁性記録層と、低Ｈｋの磁性記録層との間に非磁性金属からなる交換結合力制御層を介在させて、磁性記録層間の結合力を制御することにより、媒体の記録反転磁界を低減するものである。
【０００４】
ＥＣＣ媒体としては、従来、図６に示すような積層構造が採用されている。この図６に示すＥＣＣ媒体は、基板２０ａと、高Ｈｋの第１磁性記録層２０ｄ、交換結合力制御層２０ｅ、第２磁性記録層２０ｆ、第３磁性記録層２０ｇを積層して形成された層を一部に含む積層部１２０と、を有している。このうち第１磁性記録層２０ｄ及び第２磁性記録層２０ｆの材料としては、グラニュラー材料が検討されており、第３磁性記録層２０ｇの材料としては、非グラニュラー材料が検討されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ＥＣＣ媒体において、記録反転磁界を低減するためには、交換結合力制御層を厚くする必要がある。しかしながら、交換結合力制御層を厚くすると、交換結合力制御層を介して対向する磁性記録層（第１、第２磁性記録層２０ｄ，２０ｆ）の結合力が弱まるおそれがある。また、磁性記録層の結合力が弱まると、記録反転磁界のバラツキ（ΔＨｓ）が増大してしまい、Ｓ／Ｎ特性が劣化し、ひいては、磁気記録特性及び再生分解能の低下を引き起こすおそれもある。
【０００７】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、磁気記録特性及び再生分解能の優れた磁気記録媒体及び磁気記録媒体に対する高密度記録を行うことが可能な磁気記録装置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】
【０００８】
本明細書記載の磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に積層された、ｎ層（ｎは３以上の整数）の磁気記録層と、前記ｎ層の磁気記録層間の間隙それぞれに設けられた（ｎ−１）層の交換結合力制御層と、を有する積層部と、を備えている。
【０００９】
これによれば、交換結合力制御層の数を増やすことにより、ある一定以下の保磁力や記録反転磁界を得るために必要とする各交換結合力制御層の層厚を薄くすることができる。また、各交換力制御層の層厚を薄くすることで、交換結合力制御層を介した磁性記録層の結合力を適度に制御することができるので、記録反転磁界のバラツキを抑制することができる。これにより、良好なＳ／Ｎ特性を得ることができる。また、交換結合力制御層を複数層とすることで、媒体全体の反転磁界低減効果を十分に引き出すことができ、良好な磁気記録特性及び再生分解能を得ることが可能となる。
【００１０】
本明細書記載の磁気記録装置は、垂直磁気記録用の磁気記録媒体として、上記磁気記録媒体を具備している。
【００１１】
これによれば、磁気記録特性、再生分解能が良好な磁気記録媒体を具備しているので、磁気記録媒体に対する高密度記録を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書に記載の磁気記録媒体は、良好な磁気記録特性、再生分解能を得ることができるという効果を奏する。また、本明細書に記載の磁気記録装置は、磁気記録媒体に対する高密度記録を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る磁気記録媒体及び磁気記録装置の一実施形態について、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る磁気記録装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１００の内部構成を示している。この図１に示すように、ＨＤＤ１００は、箱型の筺体１２と、筺体１２内部の空間（収容空間）に収容された磁気記録媒体としての磁気ディスク１０、スピンドルモータ１４、ヘッド・スタック・アッセンブリ（ＨＳＡ）４０等と、を備える。なお、筺体１２は、実際には、ベースと上蓋（トップ・カバー）とにより構成されているが、図１では、図示の便宜上、ベースのみを図示している。
【００１５】
磁気ディスク１０は、表面が記録面となっており、スピンドルモータ１４によって、その回転軸回りに例えば４２００〜１５０００ｒｐｍなどの高速度で回転駆動される。なお、磁気ディスク１０は、表面と裏面の両面が記録面であっても良い。また、磁気ディスク１０は、図１の紙面直交方向に複数枚設けられていても良い。
【００１６】
ＨＳＡ４０は、円筒形状のハウジング部３０と、ハウジング部３０に固定されたフォーク部３２と、フォーク部３２に保持されたコイル３４と、ハウジング部３０に固定されたキャリッジアーム３６と、キャリッジアーム３６に保持されたヘッドスライダ１６と、を備えている。なお、前述のように、磁気ディスク１０の表面と裏面の両面が記録面である場合には、キャリッジアーム及びヘッドスライダが磁気ディスク１０を挟んで上下対称に一対設けられる。また、磁気ディスクが複数枚設けられている場合には、各磁気ディスクの各記録面に対応して、キャリッジアームとヘッドスライダが設けられる。
【００１７】
キャリッジアーム３６は、例えばステンレス板を打ち抜き加工したり、アルミニウム材料を押し出し加工することにより成型される。ヘッドスライダ１６は、記録素子と再生素子とを含む記録再生ヘッド（以下、単に「ヘッド」と呼ぶ）を有している。
【００１８】
ＨＳＡ４０は、ハウジング部３０の中心部分に設けられた軸受部材１８を介して、筺体１２に回転自在（Ｚ軸回りの回転が自在）に連結されている。また、ＨＳＡ４０が有するコイル３４と、筺体１２のベースに固定された永久磁石を含む磁極ユニット２４とにより構成されるボイスコイルモータ５０により、ＨＳＡ４０の軸受部材１８を中心とした揺動が行われる。なお、図１では、揺動の軌道が、一点鎖線にて示されている。
【００１９】
上記のように構成されるＨＤＤ１００では、磁気ディスク１０に対するデータ（情報）の読み書きは、キャリッジアーム３６の先端に設けられた記録再生ヘッドによって行われる。この場合、記録再生ヘッドを保持するヘッドスライダ１６は、磁気ディスク１０の回転によって生じる揚力によって、磁気ディスク１０の表面から浮上し、記録再生ヘッドは、磁気ディスク１０との間に微小間隔を維持した状態でデータの読み書きを実行する。また、キャリッジアーム３６が上述した揺動を行うことにより、記録再生ヘッドが磁気ディスク１０のトラック横断方向にシーク移動し、読み書きする対象のトラックを変更する。
【００２０】
次に、本実施形態の磁気ディスク１０の構成について図２に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図２は、磁気ディスク１０の積層構造を概略的に示す図である。この図２に示すように、磁気ディスク１０は、基板１０ａと、複数の層を順次積層して構成される積層部１１０と、を備えている。
【００２２】
基板１０ａとしては、例えば、プラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、アルミニウム合金基板等が用いられる。
【００２３】
積層部１１０は、軟磁性裏打ち層１０ｂ、非磁性中間層１０ｃ、第１磁性記録層１０ｄ、第１交換結合力制御層１０ｅ、第２磁性記録層１０ｆ、第２交換結合力制御層１０ｇ、第３磁性記録層１０ｈ、第４磁性記録層１０ｉ、及び保護層１０ｊを含んでいる。
【００２４】
軟磁性裏打ち層１０ｂとしては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃ、及びＢから選択された少なくとも１種の元素を含む非晶質もしくは微結晶の軟磁性材料を用いることができる。なお、本実施形態では、軟磁性裏打ち層１０ｂの材料として、高透磁率で非晶質であるＦｅＣｏ合金を使用しているものとする。
【００２５】
非磁性中間層１０ｃとしては、例えば、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金などを材料とすることができる。このうち、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金は、それぞれ添加元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金が選択される。なお、本実施形態では、非磁性中間層１０ｃの材料として、Ｒｕを使用しているものとする。Ｒｕは、磁化容易軸の面直配向を促す役割を果たすため、磁性記録層と格子整合性が良好である。
【００２６】
第１磁性記録層１０ｄ、第２磁性記録層１０ｆ、第３磁性記録層１０ｈは、材料として、ＣｏＣｒＰｔ合金等と酸化物からなるグラニュラー材料を採用することができる。また、第４磁性記録層１０ｉは、材料として、ＣｏＣｒＰｔ等を含む合金材料を採用することができる。
【００２７】
本実施形態では、第１磁性記録層１０ｄの材料として、ＣｏＣｒＰｔ合金にＴｉＯ2を添加したグラニュラー材料を用い、かつＰｔ組成量を２０ａｔ．％とする。このような材料を用いることで、第１磁性記録層１０ｄの異方性磁界を高く設定することが可能である。また、非磁性中間層との格子整合性を良好に保つことが可能である。
【００２８】
また、第２磁性記録層１０ｆ、第３磁性記録層１０ｈの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金にＴｉＯ2を添加したグラニュラー材料を用い、Ｐｔ組成量を１５ａｔ．％とする。このような材料を用いることで、第２、第３磁性記録層１０ｆ，１０ｈの異方性磁界を、第１磁性記録層１０ｄの異方性磁界よりも低く設定することが可能である。
【００２９】
また、第４磁性記録層１０ｉの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金にＢを添加したＣｏＣｒＰｔＢを用いることとする。このようにＣｏＣｒＰｔ合金にＢを添加した場合には、結晶粒の微細化作用やＣｒの偏析作用の発揮が期待される。
【００３０】
第１交換結合力制御層１０ｅ及び第２交換結合力制御層１０ｇは、非磁性金属からなり、上下に位置する磁性記録層間の結合力を制御することで、磁気ディスク１０の記録反転磁界を低減するものである。これら第１交換結合力制御層１０ｅ及び第２交換結合力制御層１０ｇの材料としては、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金、Ｃｕ、及びＣｒなどから選択することができる。このうち、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金は、それぞれ添加元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金を選択することができる。なお、本実施形態では、第１、第２交換結合力制御層１０ｅ，１０ｇの材料としてＲｕ又はＲｕ系合金を採用するものとする。Ｒｕ又はＲｕ系合金は、格子定数がＣｏＣｒＰｔ系合金の格子定数と略同等なので、格子整合性が良好である。
【００３１】
保護層１０ｊは、例えばアモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、および酸化アルミニウム等を材料とする。なお、保護層１０ｊの上に、潤滑層を設けることとしても良い。この潤滑層としては、例えばパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤を用いることができる。
【００３２】
次に、本実施形態において、交換結合力制御層を２層（１０ｅ，１０ｇ）設けた理由について、図６に示す従来のＥＣＣ媒体（交換結合力制御層が１層の媒体）と比較しつつ、図３〜図５に基づいて説明する。
【００３３】
ここで、比較に用いるＥＣＣ媒体２０の各層の材料としては、基本的には磁気ディスク１０と同様の材料を用いることとする。すなわち、図６の基板２０ａの材料としてはガラスを用い、軟磁性裏打ち層２０ｂの材料としてはＦｅＣｏ合金を用い、非磁性中間層２０ｃの材料としては、Ｒｕを用いることとする。また、第１磁性記録層２０ｄの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金にＴｉＯ2を添加したグラニュラー材料（Ｐｔ組成量２０ａｔ．％）を用い、第２磁性記録層２０ｆの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金にＴｉＯ2を添加したグラニュラー材料（Ｐｔ組成量１５ａｔ．％）を用いることとする。更に、第３磁性記録層２０ｇの材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金にＢを添加したＣｏＣｒＰｔＢ（Ｐｔ組成量１５ａｔ．％）を用い、交換結合力制御層２０ｅの材料としては、Ｒｕを用いることとする。
【００３４】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、交換結合力制御層の層厚に対する磁気ディスクの磁気特性を示すグラフである。このうち、図４（ａ）は、交換結合力制御層の層厚と保磁力Ｈｃとの関係を示し、図４（ｂ）は、交換結合力制御層の層厚と記録反転磁界Ｈｓとの関係を示し、図４（ｃ）は、交換結合力制御層の層厚と記録反転磁界のバラツキを表すパラメータΔＨｓとの関係を示している。
【００３５】
この場合の保磁力（Ｈｃ）、記録反転磁界（Ｈｓ）、記録反転磁界のバラツキを表すパラメータ（ΔＨｓ）は、ＥＣＣ媒体のヒステリシスループ（マイクロカー効果測定装置により測定可能）において図３のように現れる。この図３から分かるように、ΔＨｓは、記録反転磁界Ｈｓと、保磁力Ｈｃにおけるヒステリシスループの接線が磁化飽和部分（ヒステリシスループのうち横軸に平行な部分）と交わるときの磁界Ｈｓ’との差分である。一般にΔＨｓが小さいほど、Ｓ／Ｎ特性が良好であることを意味する。
【００３６】
まず、図４（ａ）、図４（ｂ）において、本実施形態の磁気ディスク１０と従来のＥＣＣ媒体２０が、ある一定の保磁力及びある一定の記録反転磁界を得ることができるような交換結合力制御層の厚さについて検討する。この場合、例えば、保磁力Ｈｃとして４８００（Ｏｅ）、記録反転磁界Ｈｓとして８５００（Ｏｅ）を得ようとすると、図４（ａ）、図４（ｂ）から、磁気ディスク１０の交換結合力制御層１０ｅ，１０ｇそれぞれの層厚は、約０．２８ｎｍに設定する必要がある（図４（ａ）、図４（ｂ）の点Ａ、Ａ’参照）。これに対し、従来のＥＣＣ媒体２０では、交換結合力制御層２０ｅの層厚は、約０．３５ｎｍに設定する必要がある（図４（ａ）、図４（ｂ）の点Ｂ、Ｂ’参照）。
【００３７】
次に、上記のようにして交換結合力制御層の層厚をそれぞれ設定した場合における、記録反転磁界のバラツキを表すパラメータ（ΔＨｓ）について検討する。この場合、図４（ｃ）に示すように、ＥＣＣ媒体２０では、ΔＨｓが８２０（Ｏｅ）程度となるのに対し（図４（ｃ）の点Ｂ”参照）、磁気ディスク１０では、ΔＨｓが７８０（Ｏｅ）程度となる（図４（ｃ）の点Ａ”参照）。
【００３８】
このように、本実施形態の磁気ディスク１０では、従来のＥＣＣ媒体２０よりもΔＨｓを小さく設定することができるので、Ｓ／Ｎ特性についても、図５に示すように、磁気ディスク１０の方がＥＣＣ媒体２０よりも良好となる。このことは、磁気ディスク１０の方が、従来のＥＣＣ媒体２０よりも優れた記録再生分解能を有していることを意味している。
【００３９】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、基板１０ａ上に積層された積層部１１０が、３層の磁気記録層（１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ）と、３層の磁気記録層（１０ｄ，１０ｆ，１０ｈ）間の間隙それぞれに設けられた２層の交換結合力制御層（１０ｅ，１０ｇ）と、を有しているので、交換結合力制御層の数を増やすことにより、ある一定以下の保磁力や記録反転磁界を得るために必要な各交換結合力制御層の層厚を薄くすることができる。また、各交換力制御層（１０ｅ，１０ｇ）の層厚を薄くすることで、交換結合力制御層を介した磁性記録層の結合力を適度に制御することができるので、記録反転磁界のバラツキ（ΔＨｓ）を抑制することができる。これにより、良好なＳ／Ｎ特性を得ることができる。また、交換結合力制御層を２層とすることで、媒体全体の反転磁界低減効果を十分に引き出すことができ、良好な磁気記録特性及び再生分解能を得ることが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態によると、磁気記録特性、再生分解能が良好な磁気ディスク１０を具備しているので、磁気ディスク１０に対する高密度記録が実現可能である。
【００４１】
なお、上記実施形態では、交換結合力制御層を２層設けた場合について説明したが、これに限らず、交換結合力制御層を３層以上設けることとしても良い。この場合、３層以上設けるほうが、各交換結合力制御層の層厚を薄くすることができると考えられるが、量産に適した層厚や製造装置に掛かる費用等を考慮して、最適な層数を決定することとすれば良い。
【００４２】
なお、上記実施形態では、磁気ディスク１０の構成として、図２のような構成を採用したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、磁性記録層や交換結合力制御層以外の層については種々の構成を採用することができる。また、各層の成分や組成についても、上記実施形態で挙げたものに限られるものではない。
【００４３】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一実施形態に係る磁気記録装置の概略図である。
【図２】図１の磁気ディスクの構成を示す図である。
【図３】ＥＣＣ媒体のヒステリシスループの一例を示す図である。
【図４】交換結合力制御層の層厚に対する各種静磁気特性を示す図である。
【図５】Ｓ／Ｎ特性を示す図である。
【図６】従来のＥＣＣ媒体の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  磁気ディスク（磁気記録媒体）
１０ａ  基板
１０ｂ  軟磁性裏打ち層
１０ｃ  非磁性中間層
１０ｄ  第１磁性記録層
１０ｅ  第１交換結合力制御層
１０ｆ  第２磁性記録層
１０ｇ  第２交換結合力制御層
１０ｈ  第３磁性記録層
１００  ＨＤＤ（磁気記録装置）
【図１】
2010009683.tif 000003
【図２】
2010009683.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010009683.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010009683.tif 000008