(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体であって、
基板と、
上記基板上に形成され、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とＢのみからなる軟磁性層と、
上記軟磁性層上に隣接して形成され、ＰｄまたはＰｔとＢとを含むシード層と、
上記シード層上に隣接して形成された記録層とを備えた磁気記録媒体。
【請求項２】
上記記録層が人工格子構造を有す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】
上記記録層の人工格子構造がＣｏを主体とする層とＰｄを主体とする層を交互に積層した構造またはＣｏを主体とする層とＰｔを主体とする層を交互に積層した構造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】
上記記録層中にＢを含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体。
【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れを用いた磁気記憶装置に関し、より詳細には、大量の情報を迅速かつ正確に記録し、記録した情報を低ノイズで再生するための磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展に対応して、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。このニーズに応える情報記録装置の一つとして磁気記憶装置が知られている。磁気記憶装置は、例えば、大型サーバー、並列型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバー、ムービーサーバー、モバイルＰＣ等の大容量記憶装置として使用されている。磁気記憶装置は、情報が記録される磁気記録媒体と、磁気記録媒体の情報を記録再生するための磁気ヘッドを備える。磁気記録媒体は、円板状の基板の上に記録層としてコバルト合金などの強磁性薄膜がスパッタ法などにより形成されており、記録層上には、耐摺動性及び耐食性を高めるために保護層と潤滑膜が形成されている。
【０００３】
磁気記憶装置の大容量化に伴い、磁気記録媒体の記録層に微細な記録磁区を記録することによる磁気記録媒体の記録密度の向上が図られている。記録磁区を微細化するための方法として垂直磁気記録方式が注目されている。垂直磁気記録方式では、垂直磁化を示す記録層を有する磁気記録媒体を用いて、記録層に垂直磁化を有する磁区を形成することによって磁気記録を行なう。この垂直磁気記録方式では記録層に微細な磁区を形成することができるため磁気記録媒体の記録密度を高めることができる。
【０００４】
垂直磁気記録方式の磁気記録媒体の記録層に用いられる材料としては、従来、Ｃｏ−Ｃｒ系の多結晶膜が用いられてきた。この多結晶膜では、強磁性を有するＣｏ濃度の高い結晶粒と、Ｃｒ濃度の高い非磁性の結晶粒界部とからなる２相分離構造が形成され、強磁性を有する結晶粒間の磁気的相互作用を非磁性の結晶粒界部により遮断することができる。これにより、高密度記録に必要な媒体の低ノイズ化が可能になる。
【０００５】
磁気記録媒体の面記録密度をさらに向上させるためには、媒体ノイズを一層低減させる必要がある。そのためには、磁化反転単位の微細化や読み取りヘッドの高感度化が有効であることがわかっている。このうち、磁化反転単位の微細化には、磁性結晶粒の微細化が有効であることがわかっている。しかしながら、磁性結晶粒を微細化し過ぎると、磁性結晶粒の磁化状態が熱的に不安定になる、いわゆる熱減磁が発生する。これを防ぐために、非磁性基板上に、軟磁性層、炭素からなる第１シード層、第２シード層及び人工格子構造を持つ記録層を順次積層した磁気記録媒体が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この磁気記録媒体では、軟磁性層上に形成した炭素からなる第１シード層の上にＰｄまたはＰｔからなる第２シード層を設け、その上に記録層としてＣｏ／ＰｄあるいはＣｏ／Ｐｔ人工格子膜を形成することにより記録層の結晶配向を向上させ垂直磁気異方性を高くして保磁力を向上させている。
【０００６】
また、基板上に、シード層としてＰｄＢＯを用い、記録層としてＣｏＢＯ層とＰｄＢＯ層またはＰｔＢＯ層とからなる人工格子膜を用いた磁気記録媒体が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、基板上に、シード層（下地層）としてＰｄＢ−Ｏを用い、記録層としてＣｏＢ−Ｏ層とＰｄＢ−Ｏ層とからなる人工格子膜を用いた磁気記録媒体も開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。さらに、軟磁性層としてＦｅ−Ｃｏ−Ｂ、シード層としてＴａ／ＣｏＣｒＲｕを用い、記録層としてＣｏＢ層とＰｄ層とからなる人工格子膜を用いた磁気記録媒体も開示されている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３０９５１号公報（第３−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−２５０３２号公報（第３−６頁、第２及び５図）
【非特許文献１】
前坂、他１名，「Ｂ，Ｏ添加Ｃｏ／Ｐｄ人工格子垂直磁化膜のＴＥＭ解析」，第２４回日本応用磁気学会学術講演概要集，２０００年９月，ポスターセッション，ｐ．２７６
【非特許文献２】
ユキコ  クボタ（Yukiko  Kubota）、他４名，「ＣｏＸ／Ｐｄ多層垂直型媒体における非磁性中間層の膜厚の影響（Effect of non-magnetic interlayer thickness in CoX/Pd multilayer perpendicular media）」，ノース  アメリカン  パーペンディキュラ  マグネティック  レコーディング  カンファレンス  プログラム（North American Perpendicular Magnetic Recording Conference Program），２００２年１月，ポスターセッション，ｐ．ＭＰ−０５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、磁気記録媒体の記録層として、人工格子多層膜や規則格子合金膜は高い磁気異方性を有するため、熱擾乱に対して高い耐性が期待される。しかしながら、これらの膜はＣｏ−Ｃｒ系多結晶膜と異なり、結晶粒子間に働く面内方向（基板表面に対して平行な方向）の磁気的相互作用が強いために小さな磁区が形成できず、転移性の媒体ノイズが大きくなるという欠点があった。例えば、特許文献１で開示されているような記録層として人工格子膜を用いた磁気記録媒体では、人工格子膜の結晶配向を向上させることにより、垂直磁気異方性を高くして保磁力を向上させることはできるが、記録層の結晶粒子間に働く面内方向の磁気的交換結合力が強くなる。それゆえ、線記録密度が高くなったときにジッターとして現れる遷移ノイズが大きくなり、高記録密度の記録再生が困難になる可能性があった。さらに、特許文献１で開示されているような磁気記録媒体では、シード層として第１シード層と第２シード層の２つのシード層を用いているため、シード層全体の膜厚が厚くなり、磁気ヘッドからの書き込み磁界が軟磁性層まで有効に到達せず、飽和記録特性が劣化する恐れがあった。
【０００９】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の問題を解決するものであって、記録層の結晶粒子間に働く面内方向の磁気的交換結合力が低くし、遷移ノイズが低減された磁気記録媒体を提供することである。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、優れた耐熱擾乱特性を備え且つ高い面記録密度で記録された情報を高Ｓ／Ｎで再生できる磁気記憶装置を提供することである。
【００１１】
【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、磁気記録媒体であって、基板と、上記基板上に形成され、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とＢとを含む軟磁性層と、上記軟磁性層上に隣接して形成され、ＰｄまたはＰｔとＢとを含むシード層と、上記シード層上に隣接して形成された記録層とを備えた磁気記録媒体が提供される。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体では、軟磁性層のＢ濃度が５〜３０ａｔ％であり、シード層のＢ濃度が２０〜７０ａｔ％であることが好ましい。本発明の磁気記録媒体では、軟磁性層とシード層の両方にＢを含有させることにより、シード層の上に形成される記録層、特に、人工格子構造の記録層の結晶配向性を最適に制御する。特に、軟磁性層がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とＢとから形成され、シード層がＰｄとＢとの合金またはＰｔとＢとの合金から形成されていることが好ましい。例えば、軟磁性層をＣｏとＢとから形成すると、ＢがＣｏ中に偏析して存在し、さらに、その軟磁性層上にシード層をＰｄとＢとから形成すると、軟磁性層中のＢの偏析構造を反映して、シード層のＢがＰｄ中に偏析して存在する。Ｂが偏析したシード層上に記録層、特に、人工格子構造の記録層を形成すると、人工格子膜はシード層中のＰｄを核として成長するため、記録層中に明瞭な結晶粒界が形成される。これにより、結晶粒子間で働く面内方向の磁気的交換結合力が低減される。また、シード層中のＰｄとＢの比率を適宜制御することにより、記録層の結晶配向と結晶粒子間に働く面内方向の交換結合力とを最適化することができる。それゆえ、本発明の磁気記録媒体では記録層に微細な記録磁区を確実に形成することができるとともに、磁化遷移領域も明瞭となるためノイズを低減することができる。すなわち、本発明の磁気記録媒体では低ノイズ性と高分解能の相反する特性を両立することができる。
【００１３】
軟磁性層とシード層のいずれか一方が本発明の要件を満たさない場合、記録層に微細な記録磁区を形成することが困難になる。例えば、軟磁性層をＣｏとＢとから形成し、シード層をＰｄのみから形成した場合、軟磁性層のＢはＣｏ中に偏析して存在するが、シード層にはＢの偏析構造が形成されないので、シード層上に明瞭な結晶粒界を有する記録層を成長させることができなくなり、記録層の結晶粒子間で働く面内方向の磁気的交換結合力が強くなる。それゆえ、記録層に微細な記録磁区の形成することが困難になる。また、例えば、軟磁性層をＣｏ−Ｔａ−Ｚｒから形成し、シード層をＰｄとＢとから形成した場合、軟磁性層にはＢの偏析構造が形成されないので、シード層にＢの偏析構造を形成させるためには十分に厚い膜厚が必要になる。シード層の膜厚が厚くなると、磁気ヘッドと軟磁性層との間隔が増し、それにより磁気ヘッドの磁極から軟磁性層に向かう磁界が広がってしまう。この結果、記録層には磁界が集束され難くなり、記録層に微細な記録磁区の形成することが困難になる。
【００１４】
また、軟磁性層とシード層のいずれにもＢを含まない場合もまた記録層に微細な記録磁区を形成することが困難になる。例えば、軟磁性層をＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ軟磁性材料から形成し、シード層をＰｄ結晶のみから形成した場合、軟磁性層及びシード層ともにＢの偏析構造が形成されないので、シード層上には結晶粒界が不明瞭な記録層が形成され、記録層の結晶粒子間で働く面内方向の磁気的交換結合力が強くなる。それゆえ、記録層に形成される記録磁区のサイズが大きくなり、微細な記録磁区を形成することが困難になる。
【００１５】
本発明の磁気記録媒体では、シード層の膜厚が１〜２０ｎｍであることが好ましい。シード層の膜厚が１ｎｍ未満の場合には、記録層の結晶配向制御というシード層の役割が不十分となる。一方、シード層の膜厚が２０ｎｍより厚い場合には、記録用磁気ヘッドの磁極と軟磁性層との距離が増加するので、記録用磁気ヘッドからの記録磁界が記録層で十分集束せず広がった状態で印加されてしまい分解能が低下したり、磁化遷移領域の乱れが増加してジッター性のノイズの原因となる恐れがある。
【００１６】
本発明の磁気記録媒体では、記録層が人工格子構造を有することが好ましい。なお、本明細書において、用語「人工格子構造」とは、複数の異なる物質を単原子或いは数原子の厚さで一方向に互いに周期的に積層して得られる構造を意味する。そして、人工格子構造を有する膜のことを人工格子膜或いは交互積層多層膜とも呼ぶ。このような人工格子膜は室温または比較的低い基板温度で成膜することができ、しかも大きな磁気異方性を有するため、高密度記録用の記録層として最適である。本発明の磁気記録媒体では、特に、記録層の人工格子構造がＣｏを主体とする層とＰｄを主体とする層を交互に積層した構造あるいはＣｏを主体とする層とＰｔを主体とする層を交互に積層した構造を有することが好ましい。
【００１７】
人工格子構造を有する記録層としては、Ｃｏを主体とする層とＰｄまたはＰｔを主体とする層をそれぞれ数原子程度または単原子程度の厚みで交互に積層した交互積層多層膜であることが好ましく、特に、０．０５〜０．５ｎｍの範囲内から選択された膜厚を有するＣｏ層と、０．５〜２ｎｍの範囲内から選択された膜厚を有するＰｄ層またはＰｔ層とを交互に積層したＣｏ／Ｐｄ人工格子膜、あるいは、Ｃｏ／Ｐｔ人工格子膜であることが好ましい。このような膜構造を有する人工格子膜が最も垂直磁気異方性を発現しやすい。
【００１８】
本発明の磁気記録媒体では、Ｃｏ／ＰｄあるいはＣｏ／Ｐｔ人工格子膜で形成された記録層中に添加元素を含んでも良い。添加元素としては、特にＢが好ましく、そのＢ濃度は５〜３０ａｔ％であることが好ましい。Ｃｏ／ＰｄまたはＣｏ／Ｐｔ人工格子膜にＢを添加する方法としては、例えば、ＣｏターゲットとＰｄＢあるいはＰｔＢターゲットを交互にスパッタする方法がある。この形成方法のように、ＢをＰｄ層あるいはＰｔ層に含ませて人工格子膜を形成することにより、記録層内で組成の揺らぎが発生し、記録層の結晶粒子間で働く面内方向の磁気的交換結合力を低減することができる。また、ＢをＰｄ層あるいはＰｔ層に含ませて人工格子膜を形成した場合、ＢをＣｏ層に含ませて人工格子膜を形成した場合に比べて垂直磁気異方性の低下を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の磁気記録媒体では、記録層がＣｏ／ＰｄあるいはＣｏ／Ｐｔ人工格子膜で形成されている場合、Ｃｏが記録層中で面内方向に不連続に分布している（Ｃｏがアイランド状に点在または分散している）ことが好ましい。人工格子膜中でＣｏが面内方向に不連続に分布することにより結晶粒子間で働く面内方向の磁気的交換結合力が部分的に切断されるので、記録層の面内方向の磁気的交換結合力を低減することができる。
【００２０】
本発明の磁気記録媒体では、人工格子膜で形成された記録層は、基板の表面に対して垂直な方向に直径２〜１５ｎｍの円柱形状（カラム状）に延びた結晶粒子の集合体から形成され得る。また、結晶粒子の先端は記録層表面において隆起しており、その隆起部の高さ、すなわち、結晶粒子の表面の最上部と、表面の最下部（結晶粒子の境界部の高さ位置）との差は１〜１０ｎｍであることが好ましい。このような構造を有する記録層では結晶粒子間に働く面内方向の磁気的交換結合力が低減されるので、記録層に微細な記録磁区を形成してもその記録磁区は安定に存在し、磁化遷移領域の直線性も高くなる。それゆえ、再生時に遷移ノイズを一層低減することができる。
【００２１】
本発明の磁気記録媒体における人工格子構造を有する記録層は、通常のスパッタ装置を用いて成膜することが可能である。例えば、異なる材料から構成された２つ以上のターゲットを並設し、それぞれのターゲットに対して基板キャリアを交互に相対移動させることによって形成することができる。あるいは、直径の異なる少なくとも２種類のリング型ターゲットを同一平面で且つ同軸上に配置し、それらのターゲットに対向するように基板を配置させ、リング型ターゲットを交互に放電させることにより成膜することも可能である。
【００２２】
人工格子構造を有する記録層の膜厚としては、磁気特性の点から５〜６０ｎｍが好適である。記録層は、基板表面に対して垂直な方向で測定したときの保磁力が１．５〜１０ｋＯｅ（キロエルステッド）であることが好ましく、記録層の膜厚ｔと残留磁化Ｍｒの積である［Ｍｒ・ｔ］が、０．３〜１．０ｍｅｍｕ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。保磁力が１．５ｋＯｅよりも小さくなると、高記録密度（６００ｋＦＣＩ以上）で記録した情報を再生するときに出力が小さくなる恐れがある。また、保磁力が１．５ｋＯｅよりも小さくなると、磁気異方性エネルギーが小さくなり、熱減磁しやすくなる恐れもある。また、［Ｍｒ・ｔ］の値が１．０ｍｅｍｕ／ｃｍ２より大きくなると分解能が低下し、０．３ｍｅｍｕ／ｃｍ２よりも小さくなると出力が小さくなりすぎるため、２００ギガビット／平方インチ以上の高記録密度を行ったときに十分な記録再生特性を得ることが困難となる。
【００２３】
本発明の磁気記録媒体の基板は、例えば、アルミニウム・マグネシウム合金基板、ガラス基板、グラファイト基板などの非磁性基板を用い得る。アルミニウム・マグネシウム合金基板には、表面をニッケル・リンでメッキしても良い。基板を回転させながら、基板表面にダイヤモンド砥粒や研磨用テープを押し当てることにより基板表面を平坦に処理しても良い。これにより、磁気記録媒体上に磁気ヘッドを浮上させたとき、磁気ヘッドの走行特性を向上させることができる。基板表面の中心線粗さＲａは、基板上に形成される保護層の中心線粗さが１ｎｍ以下となるように調節するのが好ましい。ガラス基板では、強酸などの薬品により表面を化学的にエッチングして平坦化しても良い。また、化学的に表面に微細な高さ、例えば、１ｎｍ以下の突起を形成することにより、負圧スライダーを用いた場合に安定な低浮上量を実現することができる。
【００２４】
本発明の磁気記録媒体の基板と軟磁性層との間には、基板と軟磁性層との密着性を向上させるためにＴｉなどの接着層を形成しても良い。
【００２５】
また、本発明の磁気記録媒体は記録層上に保護層を備え得る。保護層としては、例えば、非晶質炭素、ケイ素含有非晶質炭素、窒素含有非晶質炭素、ホウ素含有非晶質炭素、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム及び立方晶系窒化ホウ素のうちのいずれか一種を好適に用いることができる。これら非晶質炭素保護層の形成方法としては、例えば、グラファイトをターゲットとした不活性ガス中、あるいは不活性ガスとメタンなどの炭化水素ガスの混合ガス中のスパッタリングによって形成する方法や、炭化水素ガス、アルコール、アセトン、アダマンタンなどの有機化合物を単独あるいは水素ガス、不活性ガスなどと混合してプラズマＣＶＤにより形成する方法、あるいは有機化合物をイオン化して電圧をかけて加速し、基板に衝突させて形成する方法などがある。さらに、高出力のレーザー光をレンズで集光し、グラファイト等のターゲットに照射するアブレーション法によって保護層を形成しても良い。
【００２６】
保護層の上には、耐摺動特性を良好なものにするために、潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、主鎖構造が炭素、フッ素、酸素の３つの元素からなるパーフルオロポリエーテル系高分子潤滑剤が用いられる。あるいは、フッ素置換アルキル化合物を潤滑剤として用いることもできる。安定な摺動と耐久性を有する材料であれば、他の有機系潤滑剤や無機系潤滑剤を用いても良い。
【００２７】
これらの潤滑膜の形成方法としては溶液塗布法が一般的である。また、地球温暖化を防ぐため、あるいは工程を簡略化するために、溶剤を使わない光ＣＶＤ法によって潤滑膜を形成してもよい。光ＣＶＤ法は、フッ化オレフィンと酸素の気体原料に紫外光を照射することによって行われる。
【００２８】
潤滑膜の膜厚としては、平均値として０．５〜３ｎｍが適当である。０．５ｎｍより薄いと潤滑特性が低下し、３ｎｍよりも厚くなるとメニスカス力が大きくなり、磁気ヘッドと磁気ディスクの静摩擦力（スティクション）が大きくなるため好ましくない。また、潤滑膜を形成した後に窒素中あるいは空気中で１００℃前後の熱を１〜２時間与えても良い。これにより、余分な溶剤や低分子量成分を飛ばして潤滑膜と保護層の密着性を向上させることができる。このような後処理以外に、例えば、潤滑膜形成後に紫外線ランプにより紫外線を短時間照射させる方法を用いても良く、この方法によっても同様の効果が得られる。
【００２９】
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、上記磁気記録媒体を上記磁気ヘッドに対して駆動するための駆動装置とを備えることを特徴とする磁気記憶装置が提供される。
【００３０】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の第１の態様に従う磁気記録媒体を備えるので、高い面記録密度で情報記録が可能であり且つその情報を高Ｓ／Ｎで再生可能であり、さらに、優れた耐熱擾乱特性をも備えている。
【００３１】
本発明の磁気記憶装置では、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に情報を記録するための記録用磁気ヘッドと、磁気記録媒体に記録された情報を再生するための再生用磁気ヘッドとから構成され得る。記録用磁気ヘッドのギャップ長は、０．２〜０．０２μｍが好ましい。ギャップ長が０．２μｍを越えると、４００ｋＦＣＩ以上の高い線記録密度で記録することが困難になる。また、ギャップ長が０．０２μｍより小さい記録ヘッドは製造が困難であり、静電気誘起による素子破壊が起こりやすくなる。
【００３２】
再生用磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を用いて構成することが好ましい。再生用磁気ヘッドの再生シールド間隔は、０．２〜０．０２μｍが好ましい。再生シールド間隔は、再生分解能に直接関係し、短いほど分解能が高くなる。再生シールド間隔の下限値は、素子の安定性、信頼性、耐電気特性、出力等に応じて上記範囲内で適宜選択することが好ましい。
【００３３】
本発明の磁気記憶装置では、駆動装置は、磁気記録媒体を回転駆動させるスピンドルを用いて構成することができ、スピンドルの回転速度は毎分３０００〜２００００回転が好ましい。毎分３０００回転より遅いとデータ転送速度が低くなるため好ましくない。また、毎分２００００回転を越えると、スピンドルの騒音や発熱が大きくなるため好ましくない。これらの回転速度を勘案すると、磁気記録媒体と磁気ヘッドの最適な相対速度は２〜３０ｍ／秒となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置の実施例について図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されず、種々の変形例及び改良例を含み得る。以下の実施例では、磁気記録媒体として、磁気ディスク（ハードディスク）を作製したが、本発明は、フレキシブルディスク、磁気テープ、磁気カードなどのように、記録または再生時に磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触するタイプの記録媒体にも適用できる。
【００３５】
【実施例１】
図１に、実施例１で作製した磁気ディスクの概略断面図を示す。磁気ディスク１００は、図１に示すように、基板１上に、密着層２、軟磁性層３、シード層４、記録層５、保護層６及び潤滑層７を順次積層した構造を有する。この積層構造を有する磁気ディスク１００を次のような方法により製造した。
【００３６】
まず、直径６５ｍｍのガラス基板１を用意し、ガラス基板１上に、密着層２としてＴｉ膜を連続スパッタ装置により５ｎｍの膜厚で成膜した。
【００３７】
次いで、密着層２上に、軟磁性層３としてＣｏ８５Ｂ１５（ａｔ％）を膜厚２００ｎｍにて成膜した。軟磁性層３の成膜では、チャンバー内にＡｒガスを導入しながら、ＣｏＢ合金ターゲットを用いてＤＣスパッタした。
【００３８】
次いで、軟磁性層３上にシード層４としてＰｄ６６Ｂ３４（ａｔ％）を膜厚４ｎｍにて成膜した。シード層４の成膜では、チャンバー内にＫｒガスを導入しながら、ＰｄＢ合金ターゲットを用いてＤＣスパッタした。
【００３９】
次に、シード層４上に人工格子構造の記録層５を成膜した。記録層５の成膜では、Ｋｒガス中で、ＣｏターゲットとＰｄ８５Ｂ１５（ａｔ％）ターゲットを交互に放電しながらＤＣスパッタして、Ｃｏ層とＰｄＢ層とが交互に積層された人工格子構造の記録層５を形成した。Ｃｏ層の１層あたりの膜厚は０．１４ｎｍ、ＰｄＢ層の１層あたりの膜厚は０．９４ｎｍであり、ＰｄＢ層とＣｏ層の積層数は、ＰｄＢ層を２５層とし、Ｃｏ層を２５層とした。
【００４０】
次いで、記録層５上に、保護層６としてアモルファスカーボンをプラズマＣＶＤ法により膜厚３ｎｍにて形成した。保護層６の形成後、基板を成膜装置から取り出した。最後に、保護層６上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を１ｎｍの厚さで溶液塗布して潤滑層７を形成した。
【００４１】
こうして図１に示す積層構造を有する磁気ディスク１００を作製した。
【００４２】
次に、この例で作製した磁気ディスク１００を、図２に模式的に示すような平面構造を有する磁気記憶装置２００に組み込んだ。磁気記憶装置２００は、図２に示すように、磁気ディスク１００と、磁気ディスク１００を回転駆動するための回転駆動部１８と、磁気ヘッド１０と、磁気ヘッド１０を磁気ディスク１００上で所望の位置に移動させるヘッド駆動装置１１と、記録再生信号処理装置１２とを備える。
【００４３】
磁気ヘッド１０は、単磁極型書き込み素子とＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）読み込み素子とを備え、ヘッド駆動装置１１のアームの先端に設けられている。磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子は、情報記録時に記録するデータに応じた磁界を磁気ディスク１００に印加して磁気ディスク１００に情報を記録することができる。磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子は、磁気ディスク１００からの漏洩磁界の変化を検出して磁気ディスク１００に記録されている情報を再生することができる。
【００４４】
記録再生信号処理装置１２は、磁気ディスク１００に記録するデータを符号化して磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子に記録信号を送信することができる。また、記録再生信号処理装置１２は、磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子により検出された磁気ディスク１００からの再生信号を復号することができる。
【００４５】
［Ｓ／Ｎ及び保磁力の測定］
磁気記憶装置２００を駆動し、磁気的スペーシング（磁気ヘッド１０の主磁極表面と磁気ディスク１００の記録層表面との距離）を１３ｎｍに維持しながら、磁気ディスク１００に線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度２００ｋＴＰＩの条件で情報を記録した。次いで、記録した情報を再生して記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。これにより、この例で作製した磁気ディスク１００では、面記録密度２００ギガビット／平方インチの高記録密度で記録された情報でも高Ｓ／Ｎで再生可能であることが分かった。なお、上記トータルＳ／ＮはＳ／Ｎ＝２０ｌｏｇ（Ｓ０−ｐ／Ｎｒｍｓ）で求めた。式中、Ｓ０−ｐは、ゼロ点からピークまで（ｚｅｒｏ  ｔｏ  ｐｅａｋ）の再生信号振幅の半分の値であり、Ｎｒｍｓはスペクトルアナライザーにより測定したノイズの振幅の平方自乗平均値である。また、この例で作製した磁気ディスク１００の記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は１５４ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は３．８ｋＯｅであった。
【００４６】
［ヘッドシーク試験］
また、ヘッドシーク試験として、磁気記憶装置２００の磁気ヘッド１０をこの例で作製した磁気ディスク１００上の内周から外周まで１０万回シークさせた。ヘッドシーク試験後に磁気ディスク１００のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、さらに、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。
【００４７】
［電磁変換特性の測定］
次に、この例で作製した磁気ディスクの電磁変換特性を、スピンスタンドの記録再生試験機（不図示）を用いて測定した。記録再生試験機の磁気ヘッドとしては単磁極型書き込み素子とＧＭＲ読み取り素子の複合型ヘッドを使用した。単磁極型書き込み素子のメインポール（主磁極）の実効書き込みトラック幅は１１０ｎｍ、飽和磁束密度Ｂｓは２．１Ｔとした。また、ＧＭＲ読み取り素子の実効トラック幅は９７ｎｍ、シールド間隔は４５ｎｍとした。記録再生試験の際、磁気ヘッドの単磁極型書き込み素子の主磁極表面と磁気ディスクの記録層表面との間隔は１３ｎｍとした。
【００４８】
この例で作製した磁気ディスクに対する電磁変換特性の測定結果、線記録密度４５０ｋＦＣＩにおける信号対雑音比を表すＳ／Ｎｄは２４．６ｄＢであり、線記録密度３００ｋＦＣＩにおける再生出力を孤立波出力で割った出力分解能であるＲｅは、２９．９％であった。
【００４９】
［記録層の断面構造の観察］
次に、この例で作製した磁気ディスクの断面構造を、高分解能透過型電子顕微鏡を用いて観察した。図３に、人工格子構造で形成された記録層５の断面構造の観察結果を模式的に示した。図３に示すように、記録層５は、円柱形状の結晶粒子３１の集合体から構成されており、それぞれの結晶粒子３１の上面は半球状であった。結晶粒子の直径ｄは約８ｎｍであり、結晶粒子の上面における半球形状部分の最上部Ａと最下部Ｂの差ｈは２ｎｍであった。記録層５は、図３に示すような円柱形状の結晶粒子から構成されているため、結晶粒子間に働く面内方向の磁気的結合力が低減され、微細な記録ビットが安定になり、磁化遷移領域の直線性が向上するものと考えられる。
【００５０】
［熱減磁率の測定］
次いで、この例で作製した磁気ディスクについて熱減磁率の測定を行なった。熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。図４に、熱減磁率の測定結果を示した。図４には後述する比較例３の結果も示した。図４に示すように、実施例１の磁気ディスクでは時間が経過しても規格化出力は殆ど低下せず、熱減磁がなかったことが分かった。これは、この例で作製した磁気ディスクの記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高いためであると考えられる。また、オントラックで線密度記録１０００ｋＢＰＩにてエラーレートを測定したところ、１×１０−５以下であった。
【００５１】
【比較例１】
比較例１ではシード層にＢを添加し、軟磁性層にはＢを含まない磁気ディスクを作製した。この例で作製した磁気ディスクでは、軟磁性層をＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ軟磁性材料で形成し、シード層のＢ濃度を２２ａｔ％にした以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は１９５ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は３．８ｋＯｅであった。
【００５２】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定結果を表１に示した。なお、表１には比較例１の測定結果以外に実施例１及び後述する実施例２〜５並びに比較例２の電磁変換特性の測定結果も一緒に記載した。表１から明らかなように、この例で作製された磁気ディスクではＳ／Ｎｄ＝１８．２ｄＢ、Ｒｅ＝２７．１％が得られ、実施例１と比較例１を比較すると、実施例１の磁気ディスクの方が、Ｓ／Ｎｄで６．４ｄＢ、Ｒｅで２．８％高い値が得られた。この結果から、実施例１で作製した磁気ディスクでは、比較例１の磁気ディスクに比べて、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることが分かった。
【００５３】
【表１】
0003654881.tif 000002
【００５４】
【比較例２】
比較例２では軟磁性層にＢを添加し、シード層にはＢを含まない磁気ディスクを作製した。この例で作製した磁気ディスクでは、シード層をＰｄで形成した以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は２５０ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は３．９ｋＯｅであった。
【００５５】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定の結果を表１に示した。表１から明らかなように、この例で作製された磁気ディスクではＳ／Ｎｄ＝１５．９ｄＢ、Ｒｅ＝２４．０％が得られ、実施例１と比較例２を比較すると、実施例１の磁気ディスクの方が、Ｓ／Ｎｄで８．７ｄＢ、Ｒｅで５．９％高い値が得られた。これらの結果から、実施例１で作製された本発明の磁気ディスクは、比較例２の磁気ディスクに比べて、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることが分かった。
【００５６】
【比較例３】
比較例３では、記録層を人工格子膜ではなくＣｏ−Ｃｒ系の多結晶材料で形成した以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。
【００５７】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして熱減磁率を測定した。測定結果を図４に示した。図４から明らかなように、この例で作製された磁気ディスクは時間の経過とともに規格化出力が低下するのに対し、実施例１の磁気ディスクは時間が経過しても規格化出力は殆ど低下せず、熱減磁がなかったことが分かる。これは、実施例１で作製した磁気ディスクの記録層の磁化遷移領域が明瞭で直線性が高いためであると考えられる。
【００５８】
【実施例２】
実施例２では、軟磁性層をＦｅ８２Ｂ１８で形成し、シード層のＢ濃度を３９ａｔ％にした以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は１４２ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は３．５ｋＯｅであった。
【００５９】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定の結果、Ｓ／Ｎｄ＝２４．５ｄＢ、Ｒｅ＝３０．０％が得られ、表１から明らかなように、比較例１及び２の磁気ディスクよりＳ／Ｎｄ、Ｒｅともに良好な結果が得られた。
【００６０】
【実施例３】
実施例３では、軟磁性層をＦｅ６５Ｃｏ２８Ｂ７で形成し、シード層のＢ濃度を３２ａｔ％にした以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は１６８ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は４．２ｋＯｅであった。
【００６１】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定の結果、Ｓ／Ｎｄ＝２４．２ｄＢ、Ｒｅ＝２９．０％が得られ、表１から明らかなように、比較例１及び２の磁気ディスクよりＳ／Ｎｄ、Ｒｅともに良好な結果が得られた。
【００６２】
【実施例４】
実施例４では、軟磁性層をＮｉ７９Ｆｅ１７Ｂ４で形成し、シード層のＢ濃度を３７ａｔ％にした以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は１６５ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は４．１ｋＯｅであった。
【００６３】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定の結果、Ｓ／Ｎｄ＝２３．９ｄＢ、Ｒｅ＝２８．８％が得られ、表１から明らかなように、比較例１及び２の磁気ディスクよりＳ／Ｎｄ、Ｒｅともに良好な結果が得られた。
【００６４】
【実施例５】
実施例５では、シード層をＰｔ７６Ｂ２４で形成した以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。なお、この例で作製した磁気ディスクの記録層の膜面に対して垂直方向の磁気特性を測定した結果、飽和磁化は２０６ｅｍｕ／ｃｃであり、保磁力は６．０ｋＯｅであった。
【００６５】
この例で作製した磁気ディスクについて実施例１と同様にして電磁変換特性を測定した。測定の結果、Ｓ／Ｎｄ＝２２．４ｄＢ、Ｒｅ＝２７．５％が得られ、表１から明らかなように、比較例１及び２の磁気ディスクよりＳ／Ｎｄ、Ｒｅともに良好な結果が得られた。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、人工格子構造を有する記録層の下地として、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうち少なくとも１種とＢとを含む合金から形成された軟磁性層と、ＰｄまたはＰｔとＢとを含む合金から形成されたシード層を備えているので、記録層中に明瞭な結晶粒界が形成され、記録層の面内方向の磁気的結合力を低減することができる。これにより、記録層の磁化遷移領域の乱れが低減するため、線記録密度を高めても低媒体ノイズで情報を再生することができる。また。磁気異方性の高い人工格子膜を記録層と用いているため、高い熱安定性を有している。
【００６７】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の磁気記録媒体を備えるため、２００ギガビット／平方インチ（約３１ギガビット／平方センチメートル）の高い面記録密度で情報を記録しても高Ｓ／Ｎで情報を再生することができるとともに、高い耐熱減磁特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従う磁気ディスクの概略断面図である。
【図２】  本発明に従う磁気記憶装置の平面模式図である。
【図３】  磁気ディスクの記録層の断面構造を模式的に示した図である。
【図４】  実施例１で作製した磁気ディスクの時間に対する再生信号出力の変化を表したグラフである。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  密着層
３  軟磁性層
４  シード層
５  記録層
６  保護層
７  潤滑層
１０  磁気ヘッド
１１  磁気ヘッド駆動装置
１２  記録再生信号処理装置
１８  回転駆動部（スピンドル）
１００  磁気ディスク
２００  磁気記憶装置
【図１】
0003654881.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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