(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に延びるテクスチャーを形成した非磁性のガラス基板上に、密着層、下地層、磁性層、保護層、および潤滑層がこの順で積層されており、
前記密着層は、非磁性アモルファス層であるＣｒＴｉ合金層のみからなり、
前記下地層は、ＣｏＷ合金からなる第１の下地層、ＣｒＭｎ合金からなる第２の下地層、およびＣｒＭｏＴｉ合金からなる第３の下地層によって構成されており、
前記磁性層は、非ＡＦＣ構造であって、ＣｏＣｒ１３Ｔａ５、ＣｏＣｒ２０Ｔａ５のいずれかの合金層からなる第１の磁性層、およびそれに接するＣｏＣｒＢ合金からなる第２の磁性層のみによって構成されており、
前記第１の下地層は、その表面に酸素暴露処理が施されており、
前記磁性層の残留磁化とその膜厚との積で求められるＭｒｔが円周方向で０．４２２ｍｅｍｕ／ｃｍ２以上であり、且つ、半径方向のＭｒｔに対する円周方向のＭｒｔの比で求められるＭｒｔ−ＯＲが１．７８以上であり、
トンネル磁気抵抗素子を備える磁気ヘッドを有するハードディスクドライブ装置に搭載可能に構成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手記録(面内記録)方式の磁気記録媒体に関するものである。さらに詳しくは、磁性層にＡＦＣ(Anti−Ferromagnetic  Coupling)構造を採用しなくても好適に長手記録が可能な磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報の記録や再生を行う磁気記録媒体においては、近年、記録容量の向上を達成するために、さらなる高密度記録化を図ることが急務となっている。長手記録(面内記録)方式の磁気記録媒体において高密度記録化を図るためには、磁気記録層を構成する磁性層の残留磁化(Ｍｒ)と磁性層の膜厚(ｔ)との積(Ｍｒｔ)をできるだけ小さくし、かつ、保磁力を磁気ヘッドが読み書きできる最大まで増大させる必要がある。また、高密度記録化を図るため、および磁化転移領域から発生するノイズを低減させるために、磁性層を構成する磁性粒子における粒径の微細化、孤立化、および均一化を図ることも必要である。
【０００３】
しかしながら、磁性層を構成する磁性粒子の粒径を小さくし過ぎると、「熱揺らぎ問題」が生じる。熱揺らぎ問題とは、磁性層を構成する磁性粒子の粒径を微細化し過ぎると、磁性粒子が有する熱エネルギーＥｔ(Ｅｔ＝ｋ×Ｔ(ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度))よりも磁気異方性エネルギーＥｐ(Ｅｐ＝Ｋｕ×Ｖ(Ｋｕ：磁気異方性エネルギー密度、Ｖ：磁性層を構成する磁性粒子の体積))が小さくなってしまい、これにより、磁性層内の磁気粒子の磁化が熱で反転することによって互いに打ち消し合い、全体として磁化が減少してしまう問題である。この結果として記録遷移幅が増大し、磁気ヘッドの出力の時間減少が加速されてしまう。
【０００４】
従来、この熱揺らぎ問題に対する対策としては、磁性層にＰｔを添加することにより、磁性粒子の磁気異方性エネルギー密度Ｋｕを向上させる方法が知られている。
【０００５】
また、別の方法としては、磁性層の構成としてＡＦＣ構造を採用することにより、熱安定性を確保・向上させる方法も知られている(特許文献１参照)。
【０００６】
ＡＦＣ構造とは、磁性層において、第１の磁性層、非磁性層(例えば、Ｒｕ層)、および第２の磁性層をこの順で積層させた構造であり、かかるＡＦＣ構造を採用すれば、非磁性層を介した２層の磁性層が互いに反強磁性的に相互作用することにより熱に対する耐久性が向上するため、熱揺らぎに対する安定性を高めることができる。
【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】
【０００７】
しかしながら、磁性層にＰｔを添加する方法においては、添加するＰｔを増やすほど磁気異方性エネルギー密度Ｋｕを上昇させることが可能であるが、Ｐｔを過剰に添加すると、磁気記録媒体において発生するノイズが増大してしまうという問題点がある。
【０００８】
また、ＡＦＣ構造を採用する方法においては、第１の磁性層および第２の磁性層に挟まれた非磁性層を１ｎｍ以下に精度よく形成する必要があり、また、磁性層の構成も第１の磁性層、非磁性層、および第２の磁性層と多層化しなければならないことから、成膜工程が複雑化してしまうという問題点がある。
【０００９】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、高密度記録が可能で、かつ、ＡＦＣ構造を採用しなくても熱揺らぎに対する安定性が高い磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、円周方向に延びるテクスチャーを形成した非磁性のガラス基板上に、密着層、下地層、磁性層、保護層、および潤滑層がこの順で積層された磁気記録媒体において、前記密着層は、非磁性アモルファス層であるＣｒＴｉ合金層のみからなり、前記下地層は、ＣｏＷ合金からなる第１の下地層、ＣｒＭｎ合金からなる第２の下地層、およびＣｒＭｏＴｉ合金からなる第３の下地層によって構成されており、前記磁性層は、非ＡＦＣ構造であって、ＣｏＣｒ１３Ｔａ５、ＣｏＣｒ２０Ｔａ５のいずれかの合金層からなる第１の磁性層、およびそれに接するＣｏＣｒＢ合金からなる第２の磁性層のみによって構成されており、前記第１の下地層は、その表面に酸素暴露処理が施されており、前記磁性層の残留磁化とその膜厚との積で求められるＭｒｔが円周方向で０．４２２ｍｅｍｕ／ｃｍ２以上であり、且つ、半径方向のＭｒｔに対する円周方向のＭｒｔの比で求められるＭｒｔ−ＯＲ(磁気異方性比／Ｍｒｔ配向比)が１．７８以上であり、トンネル磁気抵抗素子を備える磁気ヘッドを有するハードディスクドライブ装置に搭載可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を有する磁気記録媒体では、高いＭｒｔ−ＯＲを実現することが可能である。このようにＭｒｔ−ＯＲを高めると磁気異方性も高まるので、これにより、磁気異方性エネルギーも高まる。従って、ＡＦＣ構造を適用しなくても、磁気記録媒体における熱揺らぎに対する安定性を高めることができる。これにより、磁気記録媒体における高耐久性が実現可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、非磁性のガラス基板上に円周方向のテクスチャーを設け、このガラス基板の上層には、非磁性アモルファス層であるＣｒＴｉ合金層のみからなる密着層を形成している。また、前記下地層をＣｏＷ合金層（第１の下地層）、ＣｒＭｎ合金層（第２の下地層）、ＣｒＭｏＴｉ合金層（第３の下地層）からなる３層構造にすると共に、磁性層を、ＣｏＣｒ１３Ｔａ５、ＣｏＣｒ２０Ｔａ５のいずれかの合金層からなる第１の磁性層、およびそれに接するＣｏＣｒＢ合金からなる第２の磁性層からなる非ＡＦＣ構造とし、更に、第１の下地層は、その表面に酸素暴露処理を施している。この構成により、高いＭｒｔ−ＯＲを実現することが可能である。このようにＭｒｔ−ＯＲを高めると磁気異方性も高まるので、これにより、磁気異方性エネルギーも高まる。従って、従来のようにＡＦＣ構造を適用しなくても、磁気記録媒体における熱揺らぎに対する安定性を高めることができる。これにより、磁気記録媒体における高耐久性が実現可能になる。また、本発明を適用した磁気記録媒体においては、円周方向のＭｒｔが０．４２２ｍｅｍｕ／ｃｍ２以上となるよう構成したため、熱揺らぎに起因する信号出力の減衰を実用上、問題のないレベルにまで低減できる。さらに、本発明を適用した磁気記録媒体においては、円周方向のＭｒｔが０．４２２ｍｅｍｕ／ｃｍ２以上となるよう構成されるため、６５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２以上の高記録密度化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気記録媒体について説明する。
【００１４】
(非磁性基板、磁気ディスクおよび磁気ディスク装置の構成)
図１(ａ)、(ｂ)はそれぞれ、本発明を適用した磁気ディスクを示す平面図、およびその概略断面図である。図２は、磁気ディスク装置の要部構成を示す説明図である。なお、図１(ｂ)においては、非磁性基板１１の主表面１１０上にどのような層がどのような順で積層されているかのみを示しているのであって、各層の厚さの比率は実際の磁気記録ディスクとは対応していない。
【００１５】
図１(ａ)、(ｂ)に示す磁気記録ディスク(磁気記録媒体)１は、ディスク駆動装置に用いられる情報記録媒体であり、長手記録(面内記録)方式の磁気記録媒体である。本形態の磁気記録ディスク１は、中心穴１１１を備えた円形の非磁性基板１１の主表面１１０に密着層１２、下地層１３、磁性層１４、保護層１５、および潤滑層１６がこの順に積層された構造を有しており、非磁性基板１１と下地層１３との層間に密着層１２を有している。
【００１６】
非磁性基板１１は、例えば、アルミノシリケートガラスなどのガラス基板からなり、非磁性基板１１の主表面１１０には、周方向のテクスチャーが形成されている。非磁性基板１１において内端部１１２および外端部１１３は各々、面取り加工が施されている。但し、図１(ｂ)には面取り部分の図示を省略してある。このような非磁性基板１１は、例えば、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより、アルミノシリケートガラスからなるガラス基板を得、これに、形状加工工程、研磨剤スラリーなどを用いた研磨加工、化学強化処理、ダイアモンドスラリーなどを用いたテクスチャー加工などを施すことにより得られる。化学強化処理としては、ガラス基板表層に含まれる一部のイオンを、そのイオンより大きなイオン半径を有する化学強化処理液中のイオンで置換することにより化学強化を行うイオン交換による化学強化処理法や、ガラス基板表層に含まれるアルカリイオンを除去することにより化学強化を行う脱アルカリ処理による化学強化処理法等が挙げられる。テクスチャー加工としては、ポリエステル繊維布等からなるテープを基板の表面に押圧し、基板の表面とテープとの間に研磨用のスラリーを介在させ、非磁性基板を回転させることにより基板の周方向に亘ってテクスチャー(研磨痕)を形成するテープテクスチャー法が挙げられる。
【００１７】
以下、上述した加工処理が施された非磁性基板１１に対して複数の層を順次形成して磁気記録ディスク１を製造する方法を説明しながら、磁気記録ディスク１の構成をさらに詳述する。
【００１８】
本形態の磁気記録ディスク１を製造するには、まず、非磁性基板１１の主表面１１０に対してスパッタ法などの気相成膜法を利用して密着層１２を形成する。密着層１２は、例えば、ＣｒＴｉ合金からなる非磁性アモルファス層であり、非磁性基板１１との密着性を向上させるとともに、非磁性基板１１に含まれるアルカリ金属等の汚染元素の拡散を抑止して磁気特性の劣化を防ぐために形成される。ここで、密着層１２としても用いられる非磁性アモルファス層としては、第１の添加元素として、Ｔｉ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、ＳｉまたはＢを含有し、第２の添加元素として、Ｃｒ、Ｖ、ＭｎまたはＣｏを含有する層を用いることができる。
【００１９】
次に、密着層１２の上層に対してスパッタ法などの気相成膜法を利用して下地層１３を形成する。このような下地層１３は、磁性層１４の結晶構造を良好にするために形成される。下地層１３は、Ｃｒを主成分とし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｃｏのうちの少なくとも１種の元素を含有する層を少なくとも１層有していることが好ましく、本形態では、ＣｏＷ合金からなる第１の下地層、ＣｒＭｎ合金からなる第２の下地層、およびＣｒＭｏＴｉ合金からなる第３の下地層によって構成されている。なお、ＣｏＷ合金からなる第１の下地層の表面には、酸素暴露処理が施されている。
【００２０】
次に、下地層１３の上層に対してスパッタ法などの気相成膜法を利用して磁性層１４を形成する。本形態において磁性層１４は、第１の磁性層、および第２の磁性層の２層がこの順に積層された構成を有し、第１の磁性層はＣｏを主成分とし、さらに、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃのうちの少なくとも１種の元素を含有する層によって構成され、第２の磁性層はＣｏを主成分とし、さらに、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｃｕ、Ｃのうちの少なくとも１種の元素を含有する層によって構成される。本形態では、第１の磁性層がＣｏＣｒＴａ合金によって構成され、第２の磁性層がＣｏＣｒＢ合金によって構成されている。
【００２１】
次に、磁性層１４の上層に対してスパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ法などの気相成膜法を利用して保護層１５を形成する。保護層１５は、例えば、ダイヤモンドライクカーボンからなり、耐摩耗性を向上させて磁性層１４を保護する機能を担っている。
【００２２】
次に、保護層１５の上層に潤滑層１６を浸漬成膜法により形成する。潤滑層１６は、パーフルオロポリエーテル層などから構成されており、磁気ヘッドとの接触した際の衝撃を緩和するなどの機能を担っている。
【００２３】
このように構成した磁気記録ディスク１を備えた磁気ディスク装置のうち、例えば、図２に示すＬＵＬ(ロード・アンロード)方式を採用したハードディスクドライブ装置１００は、ケース８内に、複数枚の磁気記録ディスク１、これらの磁気記録ディスク１を支持するとともに回転駆動するスピンドルモータを備えた駆動機構３、磁気記録ディスク１に対して情報の記録、再生を行うヘッド素子(図示せず)を保持するスライダ２、このスライダ２を磁気記録ディスク１に対して移動自在に支持するヘッドサスペンションアセンブリ４などを有している。また、図２に示すハードディスクドライブ装置１００では、ＬＵＬ(ロード・アンロード)方式が採用されており、スライダ２は磁気記録ディスク１が停止しているときは、磁気記録ディスク１の外側付近に位置するランプと称せられる傾斜台５上に待機しており、磁気記録ディスク１が回転した後、ガイド機構(図示せず)によってスライダ２がディスク面上に移動してきて記録、再生を行う。スライダ２は、ヘッドサスペンションアセンブリ４の先端部に設けられたジンバルばね(図示せず)などにより磁気記録ディスク１に向けて所定の荷重が印加されている。
【００２４】
ここで、スライダ２に保持されたヘッド素子としては、例えば、トンネル磁気抵抗(ＴＭＲ(Tunneling  Magneto  Resistance))素子が用いられており、かかるＴＭＲ素子は、例えば、トンネル障壁に酸化アルミニウム、あるいは酸化マグネシウムが用いられ、低抵抗かつ、大きな磁気抵抗比を備えている。
【００２５】
(本形態の主な効果)
以下、本形態の主な効果を図３を参照して説明する。図３は、磁気記録ディスクにおける磁性層の円周方向におけるＭｒｔと熱揺らぎ特性との関係を示すグラフである。なお、図３中におけるＭｒｔ、および後述する表１、表２におけるＭｒｔの値は、Digital  Measurement  Systems社製のＭ２  Automated  Disk  Media  Measurement  and  Mapping  System  を用いて測定した。
【００２６】
本形態では、ガラス基板からなる非磁性基板１１上に周方向のテクスチャーを設け、非磁性基板１１と下地層１３との層間には、非磁性アモルファス層からなる密着層１２を形成している。また、下地層１３を構成する第１の下地層の表面には酸素暴露処理が施されている。このため、高いＭｒｔ−ＯＲ(磁気異方性比)、具体的には、１．６０よりも大であるＭｒｔ−ＯＲを実現することが可能である。ここで、Ｍｒｔ−ＯＲとは、磁気記録ディスク１における円周方向のＭｒｔ(磁性層１４における残留磁化(Ｍｒ)と膜厚(ｔ)との積)と半径方向のＭｒｔ値との比(円周方向におけるＭｒｔ／半径方向におけるＭｒｔ)であり、Ｍｒｔ−ＯＲの値が高いほど、その磁気記録ディスク１は円周方向に磁化しやすい。このようにしてＭｒｔ−ＯＲを高めると磁気異方性も高まるので、これにより、磁気異方性エネルギーも高まる。従って、従来のようにＡＦＣ構造を適用しなくても、磁気記録ディスク１における熱揺らぎに対する安定性を高めることができる。これにより、磁気記録ディスク１における高耐久性が実現可能になる。
【００２７】
また、本発明を適用した磁気記録ディスク１においては、円周方向のＭｒｔが０．３５０ｍｅｍｕ／ｃｍ２より大きくなるよう構成したため、熱揺らぎに対する安定性を実用上、問題のないレベルに抑えることができる。すなわち、本発明を適用した磁気記録ディスク１において、磁性層の円周方向におけるＭｒｔと熱揺らぎ特性(信号出力の減衰)との間には、図３に示す相関性があり、本発明では、円周方向のＭｒｔが０．３５０ｍｅｍｕ／ｃｍ２より大きくなるように磁気記録ディスク１を構成したため、熱揺らぎに起因する信号出力の減衰を実用上、問題のない０．１００ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ以下に抑えることができる。
【００２８】
さらに、本形態を適用した磁気記録ディスク１においては、磁性層１４の円周方向におけるＭｒｔが０．３５０ｍｅｍｕ／ｃｍ２より大きくなるよう構成されるため、６５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2以上の高記録密度化を達成することができる。従って、ＴＭＲ型の磁気ヘッドを有するＨＤＤ装置へ搭載するのに適している。
【実施例】
【００２９】
表１、表２を参照して、参考例の磁気記録ディスクおよび本発明を適用した磁気記録ディスク１の実施例を説明する。表１には、参考例１、２、およびＡＦＣ構造を有する比較例に係る磁気記録ディスクの第１の磁性層の構成、円周方向のＭｒｔ(残留磁化と膜厚の積)、Ｍｒｔ−ＯＲ(磁気異方性比)、および熱揺らぎ特性を示してある。表２には、本発明を適用した実施例１、２および参考例３〜５に係る磁気記録ディスクの第１の磁性層の構成、円周方向のＭｒｔ、Ｍｒｔ−ＯＲ、ＳＮＲ(信号雑音比)を示してある。
【００３０】
【表１】
0004795831.tif 000002
【００３１】
【表２】
0004795831.tif 000003
【００３２】
なお、参考例および実施例に用いた磁気記録ディスクのその他の構成は、図１を参照して説明したように、テクスチャーを施したガラス基板に対して、ＣｒＴｉ合金(非磁性アモルファス層)からなる密着層１２と、ＣｏＷ合金、ＣｒＭｎ合金、およびＣｒＭｏＴｉ合金からなる下地層１３と、表１に示す第１の磁性層およびＣｏＣｒＢ合金からなる第２の磁性層からなる磁性層１４(磁気記録層)、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層１５と、パーフルオロポリエーテル層からなる潤滑層１６がこの順に積層された構造になっている。
【００３３】
まず、表１に示すように、磁性層１４における残留磁化(Ｍｒ)と膜厚(ｔ)との積であるＭｒｔは、参考例１および参考例２では、それぞれ、円周方向で０．４３６ｍｅｍｕ／ｃｍ２、０．４６７ｍｅｍｕ／ｃｍ２であり、比較例１(ＡＦＣ構造を有する)では、０．４４９ｍｅｍｕ／ｃｍ２であった。また、参考例１および参考例２におけるＭｒｔ−ＯＲは全て１．６０より大であった。さらに、熱揺らぎ特性を示す信号出力の減衰は、参考例１および参考例２では、それぞれ、−０．０７８ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ、−０．０６９ｄＢ／ｄｅｃａｄｅであり、比較例１においては、−０．０７８ｄＢ／ｄｅｃａｄｅであった。
【００３４】
このように、参考例１、２に係る磁気記録ディスクは、ＡＦＣ構造を有する従来の磁気記録ディスクと略同等のＭｒｔ値を示し、さらに、熱揺らぎ特性においても、ＡＦＣ構造を有する磁気記録ディスクと略同等の特性を示していることが分かる。従って、参考例に係る磁気記録ディスクでは、ＡＦＣ構造を有する磁気記録ディスクと略同等の高密度記録が可能であり、かつ、ＡＦＣ構造を用いずとも、熱揺らぎに対する安定性も高めることが可能であることが分かる。参考例の磁気記録ディスクが熱揺らぎに対して高い安定性を有する理由としては、Ｍｒｔ−ＯＲを１．６より大とすることにより、磁気記録ディスクにおける磁気異方性エネルギーが高められたためと考えられる。
【００３５】
次に、表２に示すように、実施例１、２および参考例３〜５におけるＭｒｔは全て円周方向で０．３５０ｍｅｍｕ／ｃｍ２より大であり、また、Ｍｒｔ−ＯＲは全て１．６０より大であった。また、実施例１、２および参考例３〜５におけるＳＮＲは、すべて２０．０近傍であった。従って、本発明を適用した磁気記録ディスクでは、高密度記録が可能であり、さらに、ＳＮＲ値が２０．０近傍という良好な電磁変換特性が得られることが分かる。本発明を適用した磁気記録ディスクが良好な電磁変換特性を有する理由としては、Ｍｒｔ−ＯＲを１．６より大とすることにより、磁気記録ディスクの周方向における磁気異方性が改善され、これにより良好な電磁変換特性が得られるためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】(ａ)、(ｂ)はそれぞれ、本発明を適用した磁気記録ディスクを示す平面図、およびその概略断面図である。
【図２】磁気ディスク装置の要部構成を示す説明図である。
【図３】磁気記録ディスクにおける磁性層の円周方向におけるＭｒｔと熱揺らぎ特性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１  磁気記録ディスク(磁気記録媒体)
１１  非磁性基板
１２  密着層
１３  下地層
１４  磁性層
１５  保護層
１６  潤滑層
【図１】
0004795831.tif 000004
【図２】
0004795831.tif 000005
【図３】
0004795831.tif 000006