(57)【要約】【課題】熱揺らぎと信号ノイズを抑えて安定した記録再生動作を提供する面内磁気記録媒体を提供する。【解決手段】非磁性基板（１１）上にＣｒを含む下地層（１２、１３）、中間層（１４、１５）、ＣｏＣｒ合金材料からなる記録層としての磁性層（１６）、保護層（１７）を順次形成した面内磁気記録媒体（１０）において、前記中間層は、１０乃至５０ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料からなるＲｕＣｒ中間層（１５）を含むことを特徴とする面内磁気記録媒体を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上にＣｒを含む下地層、中間層、ＣｏＣｒ合金材料からなる記録層としての磁性層、保護層を順次形成した面内磁気記録媒体において、
前記中間層は、１０乃至５０ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料からなるＲｕＣｒ中間層を含むことを特徴とする面内磁気記録媒体。
【請求項２】
前記中間層は、２５乃至３６ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料からなるＲｕＣｒ中間層を含むことを特徴とする請求項１記載の面内磁気記録媒体。
【請求項３】
前記ＲｕＣｒ中間層の膜厚は１．０ｎｍ乃至２．５ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の面内磁気記録媒体。
【請求項４】
前記ＲｕＣｒ中間層は２５ａｔ％のＣｒを含み、
前記中間層は、前記ＲｕＣｒ中間層よりも前記非磁性基板側に配置されて膜厚が１ｎｍ乃至４ｎｍである強磁性層を更に有することを特徴とする請求項１記載の面内磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性基板上にＣｒを含む下地層、中間層、ＣｏＣｒ合金材料からなる記録層としての磁性層、保護層を順次形成した面内磁気記録媒体において、
前記中間層はＣｏを含む層とＲｕＣｒを含む層とが積層されてなり、該ＲｕＣｒを含む層を介して前記Ｃｏを含む層と前記記録層が反強磁性的に結合することを特徴とする面内磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の面内磁気記録媒体を有することを特徴とする記憶装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、磁化容易軸の方向（又は磁化方向）が記録面に平行に配置された面内磁気記録媒体に係り、特に、面内磁気記録媒体の積層構造に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）に搭載される磁気ディスクの構造に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤに搭載される磁気ディスクの記録密度の向上と安定した記録再生の要請が益々高まってきている。安定した記録再生のためには熱揺らぎと信号ノイズを抑える必要がある。熱揺らぎは、磁性粒子が外部の熱の影響で磁性軸を一方向に保つことができなくなる現象である。磁化方向を一方向に保つエネルギーは磁性粒子の体積と異方性に比例する。高い面記録密度を有する磁気ディスクでは、磁性粒子が小さいため、磁化方向をバラバラにしようとする熱エネルギーが無視できなくなる。このため熱揺らぎを抑える必要がある。信号ノイズは高速転送の要請の下では特に重要である。
【０００３】
従来から、非磁性基板上にＣｒを含む下地層、中間層、ＣｏＣｒ系合金材料からなる記録層としての磁性層、保護層を順次形成した面内磁気記録媒体が知られている。従来の中間層は、非磁性基板に近い順にＣｏＣｒ合金材料からなる中間層（以下、「ＣｏＣｒ中間層」という。）と、純粋ルテニウム（Ｒｕ）中間層とを有していた。Ｒｕ層は、非磁性結合層であり、熱揺らぎを抑える機能を有する。
【０００４】
従来技術としては、例えば、特許文献１乃至３、非特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００１−５６９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２８３４２８号公報
【特許文献３】特許第３４２１６３２号明細書
【非特許文献１】Ｂｉｎａｒｙ Ａｌｌｏｙ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ， ２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｔ．Ｂ． Ｍａｓｓａｌｓｋｉ， Ｈ． Ｏｋａｍｏｔｏ， Ｐ．Ｒ． Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ， Ｌ． Ｋａｃｐｒｚａｋ  （１９９０）, Ｖｏｌｕｍｅ ２， ｐ．１３２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、高記録密度化に伴って磁気ディスクの信号ノイズが無視できなくなってきた。信号ノイズは結晶の不整合性に依存し、結晶の不整合性は格子サイズの不整合性に依存する。好ましい格子サイズの配列は、一般に、非磁性基板から記録層に向けて格子サイズが増加することである。
【０００６】
本発明者等が従来の磁気記録媒体における格子サイズを調べたところ、純粋Ｒｕ中間層の格子サイズは結晶方位ｄ（１１０）において２．３４Å、ｄ（００２）において２．１３Åである。一方、純粋Ｒｕ中間層に上部で隣接する記録層の格子サイズは結晶方位ｄ（１１０）において２．２６Å、ｄ（００２）において２．１０Åである。このように、従来の磁気記録媒体は、非磁性基板から記録層に向かう方向において非磁性基板から純粋Ｒｕ中間層まではだんだんと大きくなるが、記録層で減少する構造を有していた。
【０００７】
本発明は、熱揺らぎと信号ノイズを抑えて安定した記録再生動作を提供する面内磁気記録媒体に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての面内磁気記録媒体は、非磁性基板上にＣｒを含む下地層、中間層、ＣｏＣｒ合金材料からなる記録層としての磁性層、保護層を順次形成した面内磁気記録媒体において、前記中間層は、１０乃至５０ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料からなるＲｕＣｒ中間層を含むことを特徴とする。Ｃｒの添加量が１０ａｔ％以下になると信号ノイズの改善が不十分となる。Ｃｒの添加量が５０ａｔ％以上になると結晶構造を安定して六方細密充填構造（ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｃｌｏｓｅ−ｐａｃｋｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ｈｃｐ）に維持しにくくなる。
【０００９】
好ましくは、前記中間層は、２５乃至３６ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料からなるＲｕＣｒ中間層を含む。Ｃｒの添加量が２５ａｔ％以上で信号ノイズの改善が最大となる。Ｃｒの添加量が３６ａｔ％以下において熱揺らぎ耐性の悪化を抑えると共に結晶構造をｈｃｐにより安定して維持することができる。前記ＲｕＣｒ中間層の膜厚は１．０ｎｍ乃至２．５ｎｍであることが好ましい。かかる範囲を満足することにより、信号ノイズを効果的に抑えることができる。前記ＲｕＣｒ中間層は２５ａｔ％のＣｒを含み、前記中間層は、前記ＲｕＣｒ中間層よりも前記非磁性基板側に配置されて膜厚が１ｎｍ乃至４ｎｍである強磁性層を更に有することが好ましい。かかる範囲で信号ノイズを抑えることができることが確認された。
【００１０】
上述の面内磁気記録媒体を有することを特徴とする記憶装置も本発明の一側面を構成する。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱揺らぎと信号ノイズを抑えて安定した記録再生動作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】
【００１３】
図１は、本実施例の面内磁気記録媒体（磁気ディスク）１０の積層構造を示す概略図である。磁気ディスク１０は、非磁性基板１１上に、Ｃｒ下地層１２、ＣｒＭｏ下地層１３、ＣｏＣｒ中間層１４、ＲｕＣｒ中間層１５、磁性層（記録層）１６、Ｃ系保護層１７及び潤滑層１８を有する。本実施例の磁気ディスク１０は、従来の純粋Ｒｕ中間層をＲｕＣｒ中間層１５に置換した点を特徴としている。
【００１４】
非磁性基板１１は、ガラスやアルミニウムなどからなる。Ｃｒ下地層１２は六方細密充填構造（ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｃｌｏｓｅ−ｐａｃｋｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：ｈｃｐ）層（１４乃至１６）を結晶成長させるために使用される。ＣｒＭｏ下地層１３も、Ｃｒ下地層１２と同様の機能を有するが、Ｍｏが添加されて格子サイズが増加しており、格子サイズの整合性を整えている。
【００１５】
なお、本出願人が既に特願２００６−２６６０７８号で提案しているように、下地層としては、Ｃｒ及びＭｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｂを含むＣｒ合金下地膜を３層以上形成し、Ｃｒ以外の元素の総和が下部の下地膜（例えば、下地層１１）に比較し上部の下地膜（例えば、下地層１２）が多いことが好ましい。更に、Ｃｒ下地膜１２の膜厚が１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
ＣｏＣｒ中間層１４は強磁性層であり、磁性層１６を形成する前に結晶方向を整えると共に格子サイズの整合性を整える。また、特願２００６−２６６０７８号で提案しているように、強磁性層は、Ｃｏを主成分とする合金からなり、少なくともＣｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｂ元素から１種以上を含むことが好ましい。
【００１７】
ＲｕＣｒ中間層１５は、Ｒｕが熱揺らぎ耐性を向上すると共に格子サイズの整合性を整える。従来は純粋Ｒｕ中間層であったものを本実施例ではＲｕＣｒ合金に置換している。ＲｕＣｒ中間層１５は、周知の合金製造装置があれば製造することができる。
【００１８】
なお、本実施例では中間層はＣｏＣｒ中間層１４とＲｕＣｒ中間層１５のペアから構成されるが、かかるペアの数は限定されない。例えば、中間層は、ＣｏＣｒ中間層、ＲｕＣｒ中間層、ＣｏＣｒ中間層、ＲｕＣｒ中間層・・・と構成されてもよい。
【００１９】
なお、ＣｏＣｒ中間層１４の膜厚は１ｎｍ乃至４ｎｍであることが好ましい。図６に示すように、Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層１５に対して、ＣｏＣｒ中間層１４の膜厚を変化させたところ、ＳＮ比の改善が１ｍｍ乃至４ｍｍの範囲で見られた。ここで、図６は、ＣｏＣｒ中間層１４（強磁性層）の膜厚を変化させた場合の信号ノイズ特性を示すグラフである。
【００２０】
磁性層１６は、ＣｏＣｒＰｔ合金から構成される。Ｃ系保護層１７は磁性層１６を酸化などから保護する。潤滑層１８は、高分子材料から構成され、磁性層１６を保護する。
【００２１】
本発明者等は従来の純粋Ｒｕ中間層にＲｕの格子サイズよりも小さい材料を添加してかかる中間層の格子サイズを小さくすることを検討した。
【００２２】
このうち、Ｃｒは体心立法格子構造（ｂｏｄｙ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ ｌａｔｔｉｃｅ：ｂｃｃ）を有するため、Ｒｕに添加すると結晶構造を崩す、即ち、ｈｃｐを維持できずにｂｃｃとなることが予想される。結晶構造が崩れると磁化方向が磁性層１６の表面又は面内に揃わなくなり、記録再生が安定しなくなる。これに対して、ＣｏはＲｕと同じｈｃｐである。本発明者等の実験によれば、Ｃｏを添加したＲｕ中間層の格子サイズは減少し、ＳＮ比が改善されたことを確認することができた（特願２００６−２６６０７８号を参照のこと）。
【００２３】
しかし、本発明者等は、更なる検討や実験を行った結果、１０〜５０ａｔ％のＣｒを含むＲｕＣｒ合金材料は、信号ノイズを更に減少する効果があることを発見した。
【実施例１】
【００２４】
無電解メッキＮｉＰ膜がコートされたＡｌ基板表面にテクスチャ処理を施した後、Ｃｒ下地層（４ｎｍ）、ＣｒＭｏ下地層（２ｎｍ）、ＣｏＣｒ合金強磁性層（２ｎｍ）、Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層、ＣｏＣｒ系合金磁性層、カーボン保護膜を順次積層する。なお、Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層は、Ｒｕに２５ａｔ％のＣｒを添加したＲｕＣｒ合金である。
【００２５】
成膜前にスパッタ室内を４×１０−５Ｐａ以下に排気し、基板１１の温度を２２０℃に加熱した。その状態で、Ａｒガスを導入し、スパッタ室内を６．７×１０−１Ｐａに保持し、Ｃｒ系合金下地膜（１２、１３）、ＣｏＣｒ中間層１４、ＲｕＣｒ中間層１５、磁性膜１６、Ｃ系保護膜１７、潤滑層１８を順次成膜した。
【００２６】
図２は、中間層１５に使用する材料を従来の純粋ＲｕからＣｒを添加して添加量を順次変化させた場合の、記録密度７２０ｋｆｃｉを有する磁気ディスク１０におけるＳＮ比特性及び磁気ディスク１０の熱揺らぎ耐性を示すグラフである。図２においては、左側縦軸がＳＮ比（ＳＮＲ）であり、グラフの実線が対応する。また、右側縦軸が熱揺らぎ耐性（信号劣化）であり、グラフの破線が対応する。横軸は中間層１５におけるＣｒの添加量である。熱揺らぎ耐性は信号を書き込んでから３００秒後の信号減衰量を測定した。
【００２７】
中間層へＲｕＣｒを用いると、実線で示すＳＮ比は純粋Ｒｕ中間層を使用した場合を０とすると徐々に向上し、Ｃｒの添加量が１０％以上でＳＮ比の改善が顕著になり、２５ａｔ％以降ではＳＮ比は略一定（ピーク）になっている。これより、Ｃｒの添加量が２５ａｔ％以上であることが好ましい。
【００２８】
一方、破線で示す熱揺らぎ耐性は純粋Ｒｕ中間層の約−０．０４５（ｄＢ／ｄｅｃ）から劣化し、Ｃｒの添加量が３６ａｔ％以降では熱揺らぎ耐性の劣化は約−０．０６８（ｄＢ／ｄｅｃ）で略一定になっている。これより、Ｃｒの添加量が３６ａｔ％以下であることが好ましい。
【００２９】
図３は、従来の純粋Ｒｕ中間層を有する磁気ディスクを本実施例のＲｕ−２５Ｃｒ中間層１５を有する磁気ディスクと比較したグラフである。図３は、記録密度７２０ｋｆｃｉを有する磁気ディスクにおけるノイズ特性を示している。Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層を使用したほうが純粋Ｒｕ中間層を使用するよりもノイズが低減している。図２に示すＳＮ比は信号成分が増加すれば増加するが、図３からはノイズ成分自体が減少していることが分かる。
【００３０】
表１に、純粋Ｒｕ中間層、Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層、記録層の結晶方位別の格子サイズ（Å）を示す。表１から、Ｒｕ−２５Ｃｒ中間層の格子サイズは従来の純粋Ｒｕ中間層よりもいずれの結晶方位においても磁性層に近い。即ち、図１の非磁性基板１１から磁性層１６に向かう方向においてＲｕＣｒ中間層１５から磁性層１６への格子サイズの減少量が少なく、結晶格子サイズの不整合が改善されている。結晶格子サイズの測定にはＸ線回折装置を使用した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
図４は、非特許文献１から得られるＲｕＣｒ合金中のＲｕのａｔ％を示すグラフである。図４において、横軸右側の１００ａｔ％が純粋Ｒｕに相当する。図４に示すように、Ｒｕの割合が約５０ａｔ％より少ないとＲｕのｈｃｐとＣｒのｂｃｃが混在することになり、結晶構造が不安定になる。このため、Ｃｒの添加量は５０ａｔ％以下である必要がある。もっとも、混在領域は温度が低い範囲では約５８％付近まで張り出している。このため、Ｒｕは約５８ａｔ％以上（即ち、Ｃｒの添加量は4２％以下）であることが好ましい。
【００３３】
図５は、Ｃｒ含有量１０ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲において変化させたＲｕＣｒ中間層の膜厚を変化させた場合の磁気ディスク１０のＳＮＲ特性を示す。横軸は、ＲｕＣｒ中間層１５の膜厚であり、Ｒｕ−１０Ｃｒ、Ｒｕ−４０ＣｒはＲｕＣｒ中間層１５の膜厚がそれぞれ１０ａｔ％、４０ａｔ％であることを示している。縦軸はＳＮ比である。図５に示すように、従来の純粋Ｒｕ膜はＳＮ比を改善する膜厚のピークが０．２５ｎｍ乃至２ｎｍの間にある。一方、ＲｕＣｒ中間層１５のＳＮ比を改善する膜厚のピークは０．５ｎｍ乃至３ｎｍ、好ましくは、１ｎｍ乃至２．５ｎｍの間にある。
【００３４】
以下、本実施例のＨＤＤ１００について説明する。ＨＤＤ１００は、図７に示すように、筐体１０２内に、記録媒体（又は記憶媒体）としての一又は複数の磁気ディスク１０４と、スピンドルモータ１０６と、ヘッドスタックアッセンブリ（Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＨＳＡ）１１０とを収納する。ここで、図７は、ＨＤＤ１００の内部構造の概略平面図である。
【００３５】
筐体１０２は、例えば、アルミダイカストやステンレスなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。磁気ディスク１０４は面内磁気記録媒体１０である。磁気ディスク１０４は、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ１０６のスピンドル（ハブ）に装着される。
【００３６】
ＨＳＡ１１０は、磁気ヘッド部１２０を支持するサスペンション１３０と、ベースプレート１６０と、キャリッジ１７０とを有する。
【００３７】
磁気ヘッド部１２０は、スライダと、読み出し及び書き込み用のヘッドを内蔵するヘッド素子内蔵膜とを有する。スライダは、ヘッドを支持して回転するディスク１０４の表面から浮上する。
【００３８】
サスペンション１３０は、磁気ヘッド部１２０を支持すると共に磁気ヘッド部１２０に対してディスク１０４方向に弾性力を加える機能を有する。
【００３９】
ベースプレート１６０は、サスペンション１３０をアーム１７４に取り付ける機能を有し、被溶接部と、ボスとを有する。被溶接部は、サスペンション１３０にレーザー溶接される。ボスはアーム１７４にカシメ締結される。
【００４０】
キャリッジ１７０は、磁気ヘッド部１２０を図１に示す矢印方向に回動又は揺動する機能を有し、支軸１７２と、アーム１７４とを有する。支軸１７２は、筐体１０２内に図１の紙面に垂直に配置される。支軸１７２の中心軸がアーム１７４の回転軸である。アーム１７４は、ベースプレート１６０を介してサスペンション１３０を支持する。
【００４１】
動作において、スライダが磁気ディスク１０４から浮上してヘッドが記録再生を施す。磁気ディスク１０４は、上述の面内磁気記録媒体１０であり、高記録密度でも熱揺らぎ性と信号減衰率が少なく、安定した記録再生動作が行える。
【００４２】
以上説明したように、磁気ディスク１０は、テクスチャ処理された非磁性基板１１上に下地層（１２、１３）、中間層（１４、１５）、磁性層１６の全てを真空環境でスパッタ法により形成される。従来の純粋Ｒｕ中間層の代わりにＲｕＣｒ中間層１５を使用することによってより高いＳＮ比と信号維持特性を得ることができる。磁気ディスク１０を使用したＨＤＤは大容量で動作が安定する。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】面内磁気記録媒体の積層構造を示す概略図である。
【図２】図１に示す面内磁気記録媒体のＲｕＣｒ中間層のＣｒ添加量と信号ノイズ及び熱揺らぎ耐性との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示す面内磁気記録媒体のＲｕＣｒ中間層を従来の純粋Ｒｕ中間層と比較してノイズの減少を示すグラフである。
【図４】ＲｕＣｒの状態遷移図である。
【図５】図４に示すＢＰ可動シェルフの予圧機構を説明するための図である。
【図６】図１に示すＣｏＣｒ中間層（強磁性層）の膜厚とＳＮ比との関係を示すグラフである。
【図７】図１に示す面内磁気記録媒体を有するＨＤＤの内部構造を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０、１０４              面内磁気記録媒体（磁気ディスク）
１４                      ＣｏＣｒ中間層
１５                      ＲｕＣｒ中間層
１６                      磁性層（記録層）
１００                    ハードディスク装置（記憶装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008140454.tif 000007
【図５】
2008140454.tif 000008
【図６】
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【図７】
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