(57)【要約】【課題】磁気記録媒体のＣ軸配向性およびＳＮＲを向上すること。【解決手段】非磁性基板１の上に、クロム（Ｃｒ）合金下地層２、クロムモリブデン（ＣｒＭｏ）下地層３、強磁性層４、ルテニウムコバルト（ＲｕＣｏ）による交換層５、記録層（例えばＣｏＣｒ系合金層）６、カーボン系の保護膜７を順次形成する。交換層５に結晶格子サイズが小さく、記録層で主成分として使用しているＣｏ元素を添加することで、記録層と交換結合層の結晶サイズの不整合が改善され、記録層のＣ軸配向性を向上し、かつ媒体ノイズを低減して高いＳＮＲ特性を得ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成した磁気記録媒体であって、
前記交換層は、ルテニウムコバルト系合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記交換層は、４０％乃至８０％のコバルトを含む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】
前記交換層の膜厚は０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記交換層の結晶格子のサイズは、前記強磁性層の結晶格子以上であり、かつ前記記録層の結晶格子以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、ルテニウムコバルト系合金による交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成した磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対して磁気情報の読み書きをおこなう磁気ヘッドと、
を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項６】
基板上にクロム合金を成膜して下地層を形成する下地層形成工程、
前記下地層上に強磁性層を形成する強磁性層形成工程、
前記強磁性層上にルテニウムコバルト系合金を成膜して交換層を形成する交換層形成工程、
前記交換層上にコバルトクロム合金を成膜して記録層を形成する記録層形成工程、
を含んだことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成する磁気記録媒体の製造装置であって、
前記交換層として、ルテニウムコバルト系合金を成膜することを特徴とする磁気記録装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気記録媒体、およびその製造方法、製造装置、さらに磁気記録媒体を用いた記憶装置に関し、特にＳＮ比を向上し、高密度磁気記録再生特性を実現する磁気記録媒体、およびその製造方法、製造装置、磁気記録媒体を用いた記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報処理技術の発展に伴い、主にコンピュータの外部記録装置に用いられる磁気ディスク装置の大容量化や高転送化などの高性能化が要求されている。かかる大容量化や高転送化には、情報を記録する磁気記録媒体の高性能化が必要であり、そのためには磁気記録媒体の低ノイズ化（高Ｓ／Ｎ化）が不可欠である。そして、磁気記録媒体の低ノイズ化を行うにあたっては、記録層を形成する磁性粒径の微細化が必要である。また、記録層の磁化容易軸であるＣ軸の面内配向性を向上させることが、媒体ノイズの低減につながる。
【０００３】
一般に磁気記録媒体においては、記録層を形成する磁性粒径の微細化の低減が進むにつれ、記録した信号の反磁界と熱揺ぎにより、信号の劣化が発生する。これら熱安定性を向上させる方法として、強磁性層と記録層との間に交換層を形成し、強磁性層の磁化方向と記録層の磁化方向が反平行となる磁気記録媒体が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
この構造では、記録磁界を印加していない残留磁化状態では強磁性層の磁化方向が反転して、記録層の磁化方向と反平行状態を形成する。この構造は強磁性層の磁化方向が反転することで、記録層全体として見かけ上の膜厚を増加できるため、書き込まれたビットの熱安定性を向上させ、磁気記録媒体の高密度記録を実現できる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５６９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱安定性を向上させる方法として、上述したように交換層による交換結合構造が有効である。但し、一般的に交換層に用いられているルテニウム（Ｒｕ）は、コバルト（Ｃｏ）を主成分とする強磁性層および記録層に対し結晶格子サイズが大きく、媒体を形成した際に、強磁性層と交換層との間および交換層と記録層との間のそれぞれの界面にて格子不整合による結晶性の劣化が生じるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、結晶格子サイズの不整合を解消して高い格子整合性を持たせることで記録層のＣ軸配向性を向上し、かつ媒体ノイズを低減して高いＳＮＲ特性を実現し、もって高記録密度に対応する磁気記録媒体、これを製造する製造方法、製造装置、磁気記録媒体を用いた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】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る磁気記録媒体は、基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成した磁気記録媒体であって、前記交換層は、ルテニウムコバルト系合金であることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１の発明によれば磁気記録媒体は、ルテニウムコバルト合金を交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上する。
【００１０】
また、請求項２の発明に係る磁気記録媒体は、請求項１に記載の発明において、前記交換層は、４０％乃至８０％のコバルトを含むことを特徴とする。
【００１１】
この請求項２の発明によれば磁気記録媒体は、コバルトを４０％〜８０％含むルテニウムを交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上する。
【００１２】
また、請求項３の発明に係る磁気記録媒体は、請求項１または２に記載の発明において、前記交換層の膜厚は０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３の発明によれば磁気記録媒体は、０．３ｎｍ〜２ｎｍのルテニウムコバルト合金を交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上する。
【００１４】
また、請求項４の発明に係る磁気記録媒体は、請求項１，２または３に記載の発明において前記交換層の結晶格子のサイズは、前記強磁性層の結晶格子以上であり、かつ前記記録層の結晶格子以下であることを特徴とする。
【００１５】
この請求項４の発明によれば磁気記録媒体は、強磁性層、交換層、記録層の順に結晶格子サイズが大きくなるように交換層を形成する。
【００１６】
また、請求項５の発明に係る記録装置は、基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、ルテニウムコバルト系合金による交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成した磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対して磁気情報の読み書きをおこなう磁気ヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この請求項５の発明によれば記録装置は、ルテニウムコバルト合金を交換層として採用した磁気記録媒体に磁気情報を格納させる。
【００１８】
また、請求項６の発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上にクロム合金を成膜して下地層を形成する下地層形成工程、前記下地層上に強磁性層を形成する強磁性層形成工程、前記強磁性層上にルテニウムコバルト系合金を成膜して交換層を形成する交換層形成工程、前記交換層上にコバルトクロム合金を成膜して記録層を形成する記録層形成工程、
を含んだことを特徴とする。
【００１９】
この請求項６の発明によれば磁気記録媒体の製造方法は、下地層、強磁性層、交換層、記録層を順次成膜する際に、ルテニウムコバルト系合金を交換層として成膜する。
【００２０】
また、請求項７の発明に係る磁気記録媒体の製造装置は、基板上にクロム合金による下地層、強磁性層、交換層、コバルトクロム合金による記録層、を順次形成する磁気記録媒体の製造装置であって、前記交換層として、ルテニウムコバルト系合金を成膜することを特徴とする。
【００２１】
この請求項７の発明によれば磁気記録媒体の製造装置は、下地層、強磁性層、交換層、記録層を順次成膜する際に、ルテニウムコバルト系合金を交換層として成膜する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば磁気記録媒体は、ルテニウムコバルト合金を交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上するので、記録層のＣ軸配向性を向上し、かつ媒体ノイズを低減して高いＳＮＲ特性を実現し、もって高記録密度に対応する磁気記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【００２３】
また、請求項２の発明によれば磁気記録媒体は、コバルトを４０％〜８０％含むルテニウムを交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上するので、Ｃ軸配向性とＳＮＲ特性とをともに改善し、さらに高記録密度に対応する磁気記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば磁気記録媒体は、０．３ｎｍ〜２ｎｍのルテニウムコバルト合金を交換層として採用し、強磁気層や記録層との格子整合性を向上するので、ＳＮＲ特性をさらに改善し、高密度記録に適した磁気記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【００２５】
また、請求項４の発明によれば磁気記録媒体は、強磁性層、交換層、記録層の順に結晶格子サイズが大きくなるように交換層を形成するので、基板に近い側から順に結晶格子サイズが大きくなるよう成膜することでＣ軸配向性およびＳＮＲ特性を改善し、もって高記録密度に対応する磁気記録媒体を得ることができるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項５の発明によれば記録装置は、ルテニウムコバルト合金を交換層として採用した磁気記録媒体に磁気情報を格納させるので、大容量で転送速度の高い記録装置を得ることができるという効果を奏する。
【００２７】
また、請求項６の発明によれば磁気記録媒体の製造方法は、下地層、強磁性層、交換層、記録層を順次成膜する際に、ルテニウムコバルト系合金を交換層として成膜するので、交換層と強磁気層や記録層との格子整合性を向上し、ＳＮ比の高い磁気記録媒体を製造する製造方法を得ることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、請求項７の発明によれば磁気記録媒体の製造装置は、下地層、強磁性層、交換層、記録層を順次成膜する際に、ルテニウムコバルト系合金を交換層として成膜するので、交換層と強磁気層や記録層との格子整合性を向上し、ＳＮ比の高い磁気記録媒体を製造する製造装置を得ることが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】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気記録媒体、記録装置、磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体の製造装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００３０】
図１は本発明にかかる磁気記録媒体の構造を説明する説明図である。同図に示すように、本発明にかかる磁気記録媒体は、非磁性基板１の上に、クロム（Ｃｒ）合金下地層２、クロムモリブデン（ＣｒＭｏ）下地層３、強磁性層（例えばコバルトクロム（ＣｏＣｒ）系合金層）４、ルテニウムコバルト（ＲｕＣｏ）による交換層５、記録層（例えばＣｏＣｒ系合金層）６、カーボン系の保護膜７を順次構成する。
【００３１】
このように、結晶格子サイズが小さく、記録層で主成分として使用しているＣｏ元素を交換層に添加することで、記録層と交換結合層の結晶サイズの不整合を改善し、従来一般的であった純Ｒｕ交換層より高い格子整合性を交換層に持たせることができる。そのため、記録層のＣ軸配向性を向上し、かつ媒体ノイズを低減して高いＳＮＲ特性を得ることができ、これまで以上の高記録密度に対応する媒体を実現することが可能となる。
【００３２】
図２は、本発明にかかる磁気記録媒体を製造する製造装置の概要構成例について説明する説明図である。同図にしめす製造装置１０は、その内部に加熱室１１、成膜室１２〜１７を備え、ローディング装置２０と接続している。
【００３３】
ローディング装置２０は、基板を製造装置１０に対して挿排する挿排装置であり、無電解メッキＮｉＰ膜がコートされ、表面にテクスチャ処理が施されたＡＬ基板を製造装置１０内部の加熱室１１に送る。
【００３４】
加熱室１１は、ローディング装置２０を介して挿入された基板に対して熱処理を行なうチャンバであり、チャンバ内を４×１０-5Ｐａ以下に排気し、基板温度を２２０℃に加熱する。成膜室１２〜１７は、連続ＤＣスパッタリングを行なうためのスパッタリングチャンバであり、Ａｒガスが導入され、６．７×１０-1Ｐａに保持されている。
【００３５】
そして、成膜室１２は、スパッタリングによって基板上にクロム合金下地層２を４ｎｍ形成し、成膜室１３は、クロムモリブデン下地層３を２ｎｍ形成する。さらに、成膜室１４はスパッタリングによって強磁性層４を２ｎｍ形成し、成膜室１５は交換層５を、成膜室１６は記録層６を、成膜室１７は保護膜７をそれぞれ成膜する。
【００３６】
成膜室１７によって保護膜７を成膜した後、ローディング装置２０は、基板を製造装置１０の外部に排出する処理を行なう。
【００３７】
このようにして得られる磁気記録媒体の特性について、以下詳細に説明する。まず、図３に、ＲｕＣｏ交換層５におけるＣｏ含有量を変化させて作成した媒体の媒体保磁力（Ｈｃ）特性を示す。ここで、保磁力の測定には振動試料型磁力計を用いた。図３の横軸は、ＲｕへのＣｏ添加量（ａｔ％）であり、横軸０の時が純Ｒｕを用いた媒体になる。同図に示す様に、Ｒｕに対するＣｏ元素の添加量を増大させるに従って媒体保磁力（Ｈｃ）は高くなる傾向を示す。
【００３８】
また、図４に、ＲｕＣｏ交換層５におけるＣｏ含有量を変化させて作成した媒体の記録密度７２０ｋｆｃｉにおけるＳＮＲ特性を示す。同図における横軸は、ＲｕへのＣｏ添加量（ａｔ％）であり、横軸０の時が純Ｒｕを形成した媒体になる。同図に示す様に、Ｒｕに対するＣｏ元素の添加量を増大させるに従ってＳＮＲ特性が改善し、４０％〜６０％でＳＮ比は最も高くなる。
【００３９】
図５は、ＲｕＣｏ交換層５におけるＣｏ含有量を変化させて作成した媒体の記録密度７２０ｋｆｃｉにおける媒体ノイズ特性を示す。この時の横軸は、ＲｕへのＣｏ添加量（ａｔ％）であり、横軸０の時が純Ｒｕを形成した媒体となる。同図に示す様に、Ｒｕに対するＣｏ元素の添加量を増大させるに従ってノイズが改善し、４０％〜６０％でノイズが最も少なくなる。
【００４０】
このように、ノイズはＣｏを４０％〜６０％とした場合に最も小さくなり、そのため胴範囲でＳＮ比が向上する。一方で、保磁力についてはＣｏの添加量が多いほど向上する。そこで、本実施例では、Ｒｕに対してＣｏを６０％配合したＲｕＣｏ６０によって交換層５を形成する。
【００４１】
図６に、ＲｕＣｏ６０交換層の膜厚を変化させて作成した媒体の記録密度７２０ｋｆｃｉにおけるＳＮＲ特性を示す。図６の横軸は、ＲｕＣｏ６０の膜厚である。同図に示したように、ＲｕＣｏ６０を交換層５として採用した場合、膜圧を２ｎｍ以下、特に０．８ｎｍ〜１．２ｎｍとすることで、良好なＳＮＲ特性を得ることができる。
【００４２】
図７は、交換層５の結晶格子サイズを記録層６および強磁性層４の結晶格子サイズと比較する図である。なお、交換層としては純粋Ｒｕを採用した場合（Ｒｕ（１００））とＣｏ元素を６０％含有した場合（ＲｕＣｏ６０）について、また結晶方向についてはｄ（１１０）とｄ（００２）の２方向についてそれぞれ比較を行なっている。なお、ここで用いる結晶格子サイズの測定にはＸ線回折装計を用いて行った。
【００４３】
同図に示すように、Ｒｕ（１００）を交換層とした場合、その結晶格子サイズは、記録層６よりも大きくなる。これに対し、ＲｕＣｏ６０を交換層とすると、その結晶格子サイズは記録層以下、強磁性層以上となる。
【００４４】
例えば結晶方向がｄ（１１０）の場合の結晶格子サイズは、強磁性層４が２．１６Å、交換層５が２．２６Å、記録層６が２．２６Åである。同様に、結晶方向がｄ（００２）の場合の結晶格子サイズは、強磁性層４が２．０４Å、交換層５が２．０７Å、記録層６が２．１０Åである。
【００４５】
このように、基板１に近い側から順に結晶格子サイズが大きくなるようにすることで、結晶格子サイズの不整合性が改善され、記録層６のＣ軸配向性が向上する。
【００４６】
このようにして得られた磁気記録媒体を用い、例えば図８に示す様に記録装置を構成することで、容量が大きく転送速度の速い記録装置を得ることができる。同図において記録装置３０は、磁気ディスク３１、磁気ディスク３１に対して磁気情報の読み書きをおこなう磁気ヘッド３２、磁気ヘッド３２の位置を制御するためのアーム３３およびアクチュエータ３４を有し、磁気ディスク３１として図１に示した構造の磁気記録媒体を採用している。
【００４７】
以上説明してきたように、本発明にかかる磁気記録媒体は、テクスチャ処理された非磁性基板上に下地層、ならびに磁性層の全ての層を一連の真空プロセス上でスパッタ法により形成させた媒体において、従来の純粋Ｒｕ交換結合層を用いた磁気記録媒体に比べ、高保磁力、高ＳＮＲ、高記録再生分解能を得ることができる。そのため、本発明の技術を適用することで、従来装置に比べ高記録密度の磁気ディスク記録装置が実現できる。
【００４８】
なお、本実施例において説明した構成はあくまで一例であり、本発明は適宜変更して実施することができる。例えば、下地層は、Ｃｒおよび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に比較し上部の下地膜が多くなるようにする、さらにＣｒ下地膜の膜厚が１０ｎｍ以下となるようにする、など任意に構成を変更することができる。
【００４９】
同様に、強磁性層はＣｏを主成分とし、すくなくともＣｒ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｍｎ元素から１種以上を含む合金とすることが好適である。また、強磁性層の膜厚は１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好適である。
【００５０】
さらに、ＣｏＣｒ系合金からなる記録層は、２層以上のＣｏＣｒ系合金膜を順次積層した構造とし、下層の磁性膜ほどＣｒ含有量の多い磁性膜を形成し、かつ下層の磁性膜ほど該磁性膜に含まれるＣｏより原子半径の大きな元素の総和が多く含まれるようにすることが好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる磁気記録媒体、記録装置、磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体の製造装置は、磁気記録媒体の高性能化、特にＳＮ比向上に基づく記録媒体の大容量化および転送速度の高速化に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかる磁気記録媒体の構造を説明する説明図である。
【図２】本発明にかかる磁気記録媒体製造装置の概要構成について説明する説明図である。
【図３】ＲｕＣｏ交換層におけるＣｏ含有量と保持力の関係について説明する説明図である。
【図４】ＲｕＣｏ交換層におけるＣｏ含有量とＳＮＲの関係について説明する説明図である。
【図５】ＲｕＣｏ交換層におけるＣｏ含有量とノイズの関係について説明する説明図である。
【図６】ＲｕＣｏ交換層の膜厚とＳＮＲの関係について説明する説明図である。
【図７】強磁性層、交換層、記録層の結晶格子サイズについて説明する説明図である。
【図８】本発明にかかる記録装置について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    非磁性基板
２    クロム合金下地層
３    クロムモリブデン下地層
４    強磁性層
５    交換層
６    記録層
７    保護膜
１０    製造装置
１１    加熱室
１２〜１７  成膜室
２０    ローディング装置
３０    記録装置
３１    磁気ディスク
３２    磁気ヘッド
３３    アーム
３４    アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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