(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、上記基板上に形成され、遷移金属元素と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白金族元素と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人工格子構造の記録層と、保護層及び潤滑層を順次積層した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、遷移金属元素と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白金族元素と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人工格子構造の記録層とした。この記録層の詳細は本発明者らにより特願２００２−３５１９７３号明細書に記載されている。
【０００４】
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。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等の白金族元素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い。また、記録層には、添加元素としては、Ｂを５〜３０ａｔ％含むことが好ましい。Ｂを添加することにより、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。一方、軟磁性層のＢ濃度は５〜３０ａｔ％であり、シード層のＢ濃度は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人工格子構造の記録層の結晶配向性を最適に制御することができる。
【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、軟磁性層、シード層、記録層、保護層及び潤滑層を順次積層した。まず、直径６５ｍｍのガラス基板上に、密着層としてＴｉ膜を連続スパッタ装置により５ｎｍの膜厚で成膜した。密着層上に、軟磁性層としてＣｏ８５Ｂ１５（ａｔ％）を膜厚２００ｎｍにて成膜した。軟磁性層の成膜では、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。軟磁性層上にシード層としてＰｄ６６Ｂ３４（ａｔ％）を膜厚４ｎｍにて成膜した。シード層の成膜では、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。次に、シード層上に人工格子構造の記録層を成膜した。記録層の成膜では、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。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
【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。