(57)【要約】【課題】６００ギガビット／平方インチ以上の高面記録密度で、磁気ヘッドの安定な浮上姿勢が保て、長期的な耐摺動特性が保証される記憶装置を提供する。【解決手段】６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度で記録される垂直磁気記録方式の円盤状磁気記録媒体と、記録再生を行うための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドと上記磁気記録媒体を相対運動させるための回転手段と、磁気ヘッドの位置を半径方向に位置決めするための駆動手段と、これらを収容する筐体とを有する磁気記憶装置であって、筐体内部に平均分子量２２以下の気体を充満させ封止する。磁気ヘッドの安定な浮上姿勢が保て、長期的な耐摺動特性が保証される。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、上記基板上に軟磁性材料で形成された裏打ち層と、上記裏打ち層上に非磁性材料で形成されたシード層と、上記シード層上に隣接して記録層が設けられ、上記記録層は硬磁性材料を含む結晶粒と偏析成分を含む結晶粒界部とを有し、且つ上記偏析成分は上記記録層の上記シード層側境界面から上記シード層側とは反対側の境界面に向かって減少する濃度勾配を有し、上記記録層は垂直磁化を示し、上記記録層上には、保護層及び潤滑層とを備え、６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度で記録される円盤状の磁気記録媒体と、記録再生を行うための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドと上記磁気記録媒体を相対運動させるための回転手段と、磁気ヘッドの位置を半径方向に位置決めするための駆動手段と、これらを収容する筐体とを有する磁気記憶装置であって、筐体内部に平均分子量２２以下の気体を充満させ封止したことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項２】
上記磁気ヘッドは、上記磁気記録媒体から５ｎｍ以下で浮上しながら相対運動を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記憶装置に関し、より詳細にはヘッドの浮上姿勢が安定していおり、６００ギガビット／平方インチ以上の高い面記録密度の条件においても記録再生が可能となる磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体の面記録密度を高めるためにヘッドの低浮上量化が求められており、近い将来極低浮上領域あるいは間欠的なコンタクトレコーティングになると予測される。この点に関する本発明者らの試算では、特に６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度では、ヘッド浮上量は４ｎｍ以下とする必要があり、これに伴ない、磁気記録媒体としては、保護層厚は３ｎｍ以下望ましくは２ｎｍ以下，潤滑層厚は２ｎｍ以下望ましくは１ｎｍ以下に仕上げる必要があるとの結論を得た。
【０００３】
６００ギガビット／平方インチ以上の面記録密度を実現するために、本発明者らは、まず記録層の生成過程における結晶成長を制御して、記録層の結晶粒の微細化・規則化を図るべく非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層上に形成されたシード層上に隣接して記録層を設けることとし、記録層は硬磁性材料を含む結晶粒と偏析成分を含む結晶粒界部とを有し、偏析成分の濃度勾配をシード層側境界面から反対側の境界面に向かって減少するようにして垂直磁化を示すような構成とした。この記録層の詳細は本発明者らにより特願２００２−３７５９６０号明細書に記載されている。
【０００４】
シード層は上記偏析成分を含み、かつシード層中の偏析成分の平均濃度が記録層中の偏析成分の平均濃度よりも高い方が好ましい。この場合、上記記録層中の濃度勾配は、シード層中の偏析成分の一部が記録層に向かって拡散したことによるものと考えられる。これにより、記録層の結晶粒間の磁気的相互作用が低減され、隣接する記録ビット間の遷移ノイズを大きく低減させることができる。偏析成分としては、Ｂが好ましい。また、上記記録層は、Ｐｄ等の白金族金属とＣｏとを交互に積層した多層膜に偏析成分としてＢを含むものが好ましい。
【０００５】
ところで、この記録層がもつ高い面記録密度の可能性は、磁気ヘッドの浮上姿勢の安定化が前提条件となる。即ち、磁気ヘッドの浮上姿勢が不安定では、ヘッドの浮上姿勢が変動し，ディスク表面を打撃することにより，記録層が破損したり，潤滑層の飛散により動摩擦力が上昇して，長期的にデータエラーが増大して，ついには使用不能となる。
【０００６】
このような長期的な耐摺動特性の低下を防ぐために，たとえば，特許文献１に開示されるように，ヘッドのスライダーの浮上面（エアベアリング面）に微細な表面形状を有する磁気ヘッドを使用した磁気記憶装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３１８３８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，６００ギガビット／平方インチ以上の高面記録密度で予測される潤滑層厚は１ｎｍ以下であり，そのような間欠接触が許容される条件下では、上記のような表面形状をした磁気ヘッドの使用のみでは不十分であった。これは平均分子量２９の空気中では、５ｎｍ以下の浮上量で、本質的に浮上姿勢を安定に保つことが困難だからである。また、ヘッドスライダーの浮上面に凹凸を形成することは、浮上量の増加につながり，磁気的スペーシングの増大により，ヘッド磁界勾配が急峻でなくなって、本質的に分解能が低下し上述した記録層がもつ高い面記録密度の可能性を没却してしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これに対して、本発明では、装置内に平均分子量２２以下の気体を封止したことによって、磁気記憶装置を形成しているので、浮上量が５ｎｍ以下であっても特にヘッドスライダー浮上面を加工しなくても安定な浮上姿勢が保て、長期的な耐摺動特性が保証されるのである。また、本発明のヘッドは浮上姿勢が安定しているので、連続的な記録再生動作で、激しくシーク動作を長時間繰り返しても潤滑剤がはき出させることはない。よって、潤滑層厚が１ｎｍ以下であっても，長期的な耐摺動特性が維持できるのである。
【００１０】
ここで、平均分子量２２以下の気体としては，分子量４のヘリウムや分子量２０のネオンが望ましい。これらは、化学的にも不活性なので、長期的な使用で潤滑剤を分解したり、反応（トライボケミカル反応）したりすることがない。
【００１１】
封止する方法としては，筐体の組み立ての際にＯリングにより内部を密封するのがよい。その際に組み立ての際に必要なビス孔より内側にＯリングの溝が切ってあることが望ましい。さらに、密封性を保つためには筐体のふたをかぶせた後に隙間をレーザーなどで精密溶接したり、筐体を構成する金属の外側にプラスチックを被覆して，溶融することにより密封性を高めることも可能である。
【００１２】
筐体の内部には、アウトガス用のケミカルフィルターを設置して、長期的な使用で発生する各種ガスを吸着することも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
基板上に、密着層、軟磁性裏打ち層、シード層、記録層及び保護層を順次積層して作製した。密着層は、基板と積層膜の剥離を防ぐための層であり、軟磁性裏打ち層は、情報記録時に記録層に印加される磁場を急峻にするための層である。シード層は、記録層の結晶粒サイズが均一になるように記録層をシード層上に形成させるための層であり、記録層は、情報が磁化情報として記録される層であり、記録層の磁化方向は膜面に対して垂直方向となる。保護層は、基板上に順次積層された積層膜を保護するための層である。基板として、直径２．５ｉｎｃｈ（６．２５ｃｍ）のガラス基板を用意し、その上に、Ａｒガス雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタ法により、密着層としてＴｉ膜を形成した。密着層の膜厚は５ｎｍとした。
【００１４】
次いで、密着層上に、軟磁性裏打ち層としてＣｏＢ膜を、Ａｒガス雰囲気中でＣｏ８５Ｂ１５合金ターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。軟磁性裏打ち層の膜厚は２００ｎｍとした。さらに、軟磁性裏打ち層上に、シード層としてＰｄＢ膜を成膜した。成膜はＡｒガス雰囲気中で同時スパッタ法を用いて行い、ＰｄはＤＣマグネトロンスパッタ法を、ＢはＲＦマグネトロンスパッタ法を用いて、シード層の組成がＰｄ６７Ｂ３３となるように調整した。シード層の膜厚は４ｎｍとした。このように形成したシード層上に、記録層として垂直磁化を示すＣｏＢ／ＰｄＢ交互多層膜を形成した。ＣｏＢ／ＰｄＢ交互多層膜の成膜方法は、Ａｒガス雰囲気中でＣｏターゲットとＰｄターゲットを開閉するシャッターを交互に開閉しながら、ＤＣマグネトロンスパッタすることにより、Ｃｏを主体とする磁性層とＰｄを主体とする金属層を交互に積層して多層膜を形成した。ここでは、０．１４ｎｍのＣｏ層と０．９４ｎｍのＰｄ層をそれぞれ２５層積層した。Ｂは交互多層膜形成時にＲＦマグネトロンスパッタ法により同時スパッタして多層膜中に含有させた。この際、Ｂの記録層５中の含有量が１２ａｔ％となるように調整した。
【００１５】
その後、グラファイトカソードを用いたカソーディック・アーク法によりテトラヘドラル系非晶質炭素保護層を２ｎｍの厚さで形成した。その後、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤の溶液に浸漬し、１ｍｍ／ｓｅｃの引き上げ速度で引き上げることにより，潤滑層を形成した。その後、テープバニッシュ装置で表面上の微小な凹凸を除去して，磁気記録媒体を形成した。
【００１６】
作製した磁気記録媒体に含まれるのＢ濃度の膜厚方向の分布を、エックス線光電子分光法（ＸＰＳ）で分析した。その結果を図１に示した。ただし、この実験では保護層側から、エッチングとＸＰＳによるＢ濃度測定とを繰り返し行いＢ濃度の膜厚方向分布を調べたので、図１の横軸はエッチング時間で表した。図１に示すように、エッチング時間０〜約１ｍｉｎが保護層、約１〜約３ｍｉｎが記録層、約３〜約４．２５ｍｉｎがシード層、そして約４．２５ｍｉｎ以降が軟磁性裏打ち層の領域に相当する。図１に示すように、シード層との境界面から保護層との境界面に向かうにしたがってＢ濃度が減少しており、記録層内の膜厚方向にＢ濃度の勾配が生じている。
【００１７】
それを記録部と再生部を備える磁気ヘッドと，磁気記録媒体を回転させるスピンドルと，磁気ヘッドを位置決めするためのロータリーアクチュエーターと信号処理回路を組み合わせて筐体に収めて、最後に平均分子量４のヘリウムガスを封入し、磁気記録装置を製造した。ここで，磁気ヘッドは，６００ギガビット／平方インチ対応であり、記録部は垂直記録用単磁極型、再生部はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）型である。記録の主磁極の飽和磁束密度は２．４Ｔ。再生に用いたトラックピッチは５３ｎｍ，主磁極幅は４５ｎｍであった。また，再生のトラック幅は２５ｎｍ，シールド間ギャップ長は３７ｎｍであった。ヘッドの浮上量は４ｎｍ，主磁極から磁性層表面までの磁気的間隔は７ｎｍであった。この条件で，６００ギガビット／平方インチの面密度で垂直磁気記録再生を行った。そのときの線記録密度は１２５０  ｋＢＰＩ（１３２９  ｋＦＣＩ）、トラック密度は４８０  ｋＴＰＩであった。磁気ヘッドによって再生した信号は次のように処理される。
【００１８】
磁気抵抗効果を利用したヘッドの再生波形は，そのヘッドの特性で正と負の大きさが非対称となったり，周波数特性の影響を受けたりする。そこで，アナログ等化器により再生波形を整え，修復してから、アナログ・デジタル・コンバータにより，デジタルに変換し、デジタル等化器により，さらに波形を整えた。そして，この信号を最尤復号器により最も確からしいデータ列に復調した。これらの信号処理系で，６００ギガビット／平方インチの面記録密度において、記録再生特性の評価を行ったところ、エラーレートは１０−５以下となり，良好な記録再生ができた。
【００１９】
本実施例の磁気記憶装置を９０日間データ領域内で１Ｈｚの周波数で同じシーク動作を続けた。その後，データ領域内でエラーレートを測定したが，１０−５以下であり，長期にわたって耐摺動特性が高いことが明らかになった。
【００２０】
（比較例１）
実施例１と同様な方法で磁気記憶装置を作製した。ただし，本比較例では、筐体に通常の塵埃用フィルターを設置し，装置内に空気が入るようにした。磁気ヘッド、スピンドル，アクチュエーター，信号処理装置などは同じである。この比較例の磁気記憶装置で６００ギガビット／平方インチの面記録条件で記録再生実験を行ったところ、エラーレートは１０−２以上であり、良好な記録再生ができなかった。これは、平均分子量２９の空気では浮上量５ｎｍでは安定な浮上姿勢を保つことが困難であることに起因する。
【００２１】
また、本比較例の磁気記憶装置を実施例１と同様なシーク動作を９０日間続けて長期間の耐摺動特性を評価した。その結果，本比較例の磁気記憶装置では，３８日後にヘッドクラッシュが発生した。これは、連続的なシーク動作においても平均分子量２９の空気ではヘッド浮上姿勢が不安定になるので，ヘッドエッジによる潤滑剤のはき出しや保護膜表面の磨耗によって，耐摺動特性が急速に低下することを示している。
【００２２】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明の磁気記憶装置では、磁気記録媒体等を収容する筐体内部に平均分子量２２以下の気体を充満させ封止したことにより、ヘッドの安定な浮上姿勢が保て、長期的な耐摺動特性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスクのＢ濃度の膜厚方向分布図である。
【図１】
2004280943.tif 000002