(57)【要約】【課題】記録層の面内方向の磁気的交換結合力が低く、遷移ノイズの低減され、高記録密度が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置を提供する。【解決手段】本発明の磁気記録媒体は、基板と、上記基板上に形成され、ＦｅＣｏＢからなる軟磁性層と、上記軟磁性層上に隣接して形成され、ＰｄＢからなるシード層と、上記シード層上に隣接して形成され、ＣｏとＰｄＢとＰｄの三種を繰り返し積層した記録層とを備えた磁気記録媒体である。【選択図】図１
2005071532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体であって、基板と、上記基板上に形成され、ＦｅＣｏＢからなる軟磁性層と、上記軟磁性層上に隣接して形成され、ＰｄＢからなるシード層と、上記シード層上に隣接して形成され、ＣｏとＰｄＢとＰｄの三種を繰り返し積層した記録層とを備えた磁気記録媒体。
【請求項２】
上記記録層中に酸素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】
上記記録層がＣｏ，ＰｄＢ，Ｐｄの順の繰り返し積層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】
上記記録層がＣｏ，Ｐｄ，ＰｄＢ，Ｐｄの順の繰り返し積層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５】
非磁性基板上に接着層、裏打ち軟磁性層、シード層、積層膜、保護膜、潤滑膜を順次積層した垂直磁気記録媒体と、これを膜面方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドの信号入力と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記録装置において、前記磁気記録媒体が請求項１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体で構成されることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関し、更に詳細には、ハードディスク、フレキシブルディスクのようにヘッドが一時的または定常的に接触するタイプの磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会の進展に対応して、情報記録装置の大容量化・高密度化に対するニーズは高まる一方である。かかるニーズに応える情報記録装置の一つとして磁気記憶装置が知られている。磁気記憶装置は、例えば、大型サーバー、並列型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバー、ムービーサーバー、モバイルＰＣ等の大容量記憶装置として使用されている。磁気記憶装置は、情報が記録される磁気記録媒体と、磁気記録媒体の情報を記録再生するための磁気ヘッドを備える。磁気記録媒体は、円板状の基板の上に記録層としてコバルト合金などの強磁性薄膜がスパッタ法などにより形成されており、記録層上には、耐摺動性、耐食性を高めるために、保護膜と潤滑膜が形成されている。また，次世代垂直記録媒体として非特許文献１に開示されるような人工格子多層膜が注目されている。
【非特許文献１】アプライド・フィジックス・レターズ,vol.47,pp.178-180,1985年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、人工格子多層膜は高い磁気異方性を有するため、熱擾乱に対して高い耐性が期待される。しかし、これらの膜は、面内方向（基板表面に対して平行な方向）の磁気的相互作用が強いために多層膜のみを形成すると転移性の媒体ノイズが大きいという欠点があった。前述の文献に開示されている磁気記録媒体では、Pdシード層を形成することにより、人工格子層の結晶配向を向上させ、垂直磁気異方性を高くして保磁力を向上させている。しかしながら、かかる磁気記録媒体では、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が強くなり、線記録密度が高くなったときにジッターとして現れる遷移ノイズが高くなってしまい、高記録密度の記録再生は困難であった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、記録層の面内方向の磁気的交換結合力が低く、遷移ノイズの低減された磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、優れた耐熱擾乱特性を備え、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できる磁気記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基板と、上記基板上に形成され、ＦｅＣｏＢからなる軟磁性層と、上記軟磁性層上に隣接して形成され、ＰｄＢからなるシード層と、上記シード層上に隣接して形成され、ＣｏとＰｄＢとＰｄの三種を繰り返し積層した記録層とを備えた磁気記録媒体が提供される。記録層には酸素を含有してもよい。
【０００７】
ここで，記録層の積層の順番としては, Ｃｏ，ＰｄＢ，Ｐｄの順に積層するのがよい。さらには，記録層がＣｏ，Ｐｄ，ＰｄＢ，Ｐｄの順の繰り返し積層であってもよい。
【０００８】
シード層としては,原子数比率1：1のPdとBの合金であるのがよい。また，その膜厚はシード層の膜厚は0.5〜4.0nmの範囲にあるのが望ましい。シード層には窒素や酸素を混ぜてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様に従えば、第1の態様による磁気記録媒体と，これを膜面方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドの信号入力と該磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記録装置が提供される。
【００１０】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の第１の態様の磁気記録媒体を備えるので、高い面記録密度で情報を記録してもその情報を高Ｓ／Ｎで再生できるとともに、優れた耐熱擾乱特性を備えている。
【００１１】
本発明の磁気記憶装置において、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に情報を記録するための記録用磁気ヘッドと、磁気記録媒体に記録された情報を再生するための再生用磁気ヘッドとから構成され得る。記録用磁気ヘッドのギャップ長は、200 nm〜10 nmが望ましい。ギャップ長が200 nmを越えると、４００ｋＦＣＩ以上の高い線記録密度で記録することが困難になる。また、ギャップ長が10 nmより小さい記録ヘッドは製造が困難であり、静電気誘起による素子破壊が起こりやすくなる。
【００１２】
再生用磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子を用いて構成することができる。再生用磁気ヘッドの再生シールド間隔は、200 nm〜10 nmが望ましい。再生シールド間隔は、再生分解能に直接関係し、短いほど分解能が高くなる。再生シールド間隔の下限値は、素子の安定性、信頼性、耐電気特性、出力等に応じて上記範囲内で適宜選択することが望ましい。
【００１３】
本発明の磁気記憶装置において、駆動装置は、磁気記録媒体を回転駆動させるスピンドルを用いて構成することができ、スピンドルの回転速度は毎分３０００回転〜４００００回転が望ましい。毎分３０００回転より遅いとデータ転送速度が低くなるため好ましくない。また、毎分４００００回転を越えると、スピンドルの騒音や発熱が大きくなるため望ましくない。これらの回転速度を勘案すると、磁気記録媒体と磁気ヘッドの最適な相対速度は２ｍ／秒〜４０ｍ／秒となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気記録媒体は、ＰｄＢからなるシード層と、上記シード層上に隣接して形成され、ＣｏとＰｄＢとＰｄの三種を繰り返し積層した記録層とを備えることにより，CoとPd界面の微量合金のひずみ起因の垂直磁気異方性とCoとPdB界面でのひずみ起因垂直磁気異方性＋磁区微細化効果の相乗により，磁化反転のサイズが減少し,高記録密度でも磁化遷移領域の乱れが低減するため，低ノイズで情報を記録再生することができる。また，磁気異方性の高い人工格子膜を記録層と用いているため、高い熱安定性を有している。
【００１５】
本発明の磁気記憶装置は、本発明の磁気記録媒体を備えるため、１５０ギガビット／平方インチ（約２３．２５ギガビット／平方センチメートル）の高い面記録密度で情報を記録しても高Ｓ／Ｎで情報を再生することができるとともに、高い耐熱減磁特性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に従う磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記憶装置の実施例について具体的に説明する。以下の実施例では、磁気記録媒体として、磁気ディスク（ハードディスク）を作製したが、本発明は、フレキシブルディスク、磁気テープ、磁気カードなどのように、記録または再生時に磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触するタイプの記録媒体にも適用できる。
【実施例１】
【００１７】
図1に本発明による磁気記録媒体１００の断面図を示した。
直径65mmのガラス基板１を洗浄後，インライン型連続スパッタ装置に導入し,基板上の温度１５０℃で予備加熱した。その後,DCマグネトロンスパッタによりアルゴンガス圧0.6Paにて厚さ20nmのTi接着層２を形成した。
【００１８】
それから，FeCoB軟磁性層3を50nmの厚さで成膜して,軟磁性裏打ち層とした。FeCoBの成膜条件は，DC670W、アルゴン圧0.5Paであった。
【００１９】
その上に厚さ4 nmのPd50B50のシード層４をDC124W,アルゴン圧0.2Paの条件で成膜した。
【００２０】
その上に3カソード回転型スパッタチャンバーによってCo / PdB12at% / Pdを２０繰り返し回転積層した。これを記録層５とする。それぞれのDCパワーは431W/251W/340Wであった。それぞれの1層の成膜時間は0.6秒に相当する。アルゴン圧力は４Paであった。よって各層の厚さは0.2nm/0.3nm/0.6nmとなる。
【００２１】
その後, DC500W、N2ガスを10％添加したArガスを使用して，0.3Paのガス圧力でアモルファスカーボン保護膜６を3nm形成した。
【００２２】
実施例１の垂直磁気記録媒体の静磁気特性をKerr効果装置、VSM装置により測定した。
垂直方向の保磁力Hｃ=5.9kOe、磁化Ms=180emu/CC、ループ傾きα=1.5がそれぞれ得られた。
【実施例２】
【００２３】
本実施例では,図は省略するが,実施例1と同様の磁気記録媒体１００を作製した。
ただし，Ti接着層の厚さを10nmとした。
【００２４】
また，回転積層膜の部分はCo / PdB12at% / Pdを２０繰り返したものである。各層の厚さは0.2nm/0.2nm/0.7nmとした。それぞれのDCパワーは435W/196W/530Wであった。それぞれの1層の成膜時間は0.6秒に相当する。スパッタガスはAr+0.1%O2で４Paのガス圧を使用した。
【００２５】
その他の軟磁性裏打ち層，シード層，保護膜，潤滑膜の条件は実施例1と同じである。
実施例１と同様に,本実施例の磁気記録媒体の静磁気特性をKerr効果装置、VSM装置により測定した。
【００２６】
垂直方向の保磁力Hｃ=4.7kOe、磁化Ms=140emu/CC、ループ傾きα=1.4がそれぞれ得られた。
【実施例３】
【００２７】
図2に、本発明に従う磁気記憶装置２００の概略構成図を示す。磁気記憶装置２００は、磁気記録媒体１００と、磁気記録媒体１００を回転駆動するための回転駆動部１８と、磁気ヘッド１０と、磁気ヘッド１０を磁気記録媒体上で所望の位置に移動させるヘッド駆動装置１１と、記録再生信号処理装置１２を備える。
【００２８】
磁気記録媒体１００には実施例１で作製した磁気記録媒体を用いた。磁気ヘッド１０は、単磁極型書き込み素子とＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）読み込み素子を備え、ヘッド駆動装置１１のアームの先端に設けられている。磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子は、情報記録時に磁気記録媒体に記録するデータに応じた磁界を印加して磁気記録媒体に情報を記録することができる。磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子は、磁気記録媒体からの漏洩磁界の変化を検出して磁気記録媒体に記録されている情報を再生することができる。記録再生信号処理装置１２は、磁気記録媒体１００に記録するデータを符号化して磁気ヘッド１０の単磁極型書き込み素子に記録信号を送信することができる。また、記録再生信号処理装置１２は、磁気ヘッド１０のＧＭＲ読み込み素子により検出された磁気記録媒体１００からの再生信号を復号することができる。
【００２９】
かかる磁気記憶装置２００を駆動し、磁気的スペーシング（磁気ヘッド１０の主磁極表面と磁気記録媒体９の記録層表面との距離）を１３ｎｍに維持しながら、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件にて情報を記録し、記録した情報を再生して記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎとして２４．５ｄＢを得た。更に、面記録密度１５０ギガビット／平方インチの記録密度にて記録再生することができた。
【００３０】
また、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は１０ビット／面以下であり、３０万時間の平均故障間隔を達成することができた。なお、上記Ｓ／Ｎは下記式を用いて求めた。
Ｓ／Ｎ＝２０ｌｏｇ（Ｓ０−ｐ／Ｎｒｍｓ）
【００３１】
式中、Ｓ０−ｐは、ゼロ点からピークまで（zero to peak）の再生信号振幅の半分の値であり、Ｎｒｍｓはスペクトルアナライザーにより測定したノイズの振幅の平方自乗平均値である。
【００３２】
（比較例１）
実施例1と同様な磁気記録媒体を作製した。ただし，シード層は厚さ4nmのPdであった。また，多層膜はCo(0.2nm)とPd（0.8nm）の20繰り返しの積層膜であった。
このようにして作製した磁気記録媒体を比較例１とする。
【００３３】
（比較例２）
比較例１の磁気記録媒体を実施例３に示した磁気記憶装置２００に搭載して記録再生特性を評価した。磁気的スペーシング１３ｎｍ、線記録密度１０００ｋＢＰＩ、トラック密度１５０ｋＴＰＩの条件で記録再生特性を評価したところ、トータルＳ／Ｎは１２．５ｄＢであり、実施例1に比べて劣った。更に、面記録密度１５０ギガビット／平方インチの記録密度で記録した後、ヘッドシーク試験として、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の内周から外周まで１０万回シークさせ、かかるヘッドシーク試験後に磁気記録媒体のビットエラーを測定したところビットエラー数は５００ビット／面であり、１５万時間の平均故障間隔であった。
【００３４】
〔電磁変換特性の測定〕
つぎに、実施例１，実施例2及び比較例１の磁気記録媒体の電磁変換特性を、スピンスタンドの記録再生試験機を用いて測定した。記録再生試験機の磁気ヘッドとしては単磁極型書き込み素子とＧＭＲ読み取り素子の複合型ヘッドを使用した。単磁極型書き込み素子のメインポール（主磁極）の実効書き込みトラック幅は１１０ｎｍ、Ｂｓは２．１Ｔであった。また、ＧＭＲ素子の実効トラック幅は９７ｎｍ、シールド間隔は４５ｎｍであった。
【００３５】
記録再生試験の際、磁気ヘッドの単磁極型書き込み素子の主磁極表面と磁気記録媒体の記録層表面との間隔を１３ｎｍとした。電磁変換特性の測定結果を図３に示す。図３において、Ｓ／Ｎｄは５００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎであり、Ｒｅは孤立波出力で割った出力分解能である。また、熱減磁率は、２４℃の環境下において、線記録密度１００ｋＦＣＩにて記録した信号を再生したときの再生信号振幅の時間に対する変化の割合とした。図３から明らかなように、実施例１，実施例2で作製した磁気記録媒体は、良好なＳ／Ｎが得られており、分解能も高いのに対し、比較例１の磁気記録媒体ではいずれも実施例1，実施例2の値から劣る数値を得た。このことから、実施例１，実施例2の磁気記録媒体は、高域でも遷移性ノイズが低減しており、高分解能と高Ｓ／Ｎが両立されていることがわかる。
【００３６】
以上、本発明の磁気記録媒体について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変形例及び改良例を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】本発明に従う磁気記憶装置の概略断面図である。
【図３】実施例１，比較例1で製造した磁気記録媒体の電磁変換特性の測定結果である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ガラス基板
２    密着層
３    軟磁性層
４    シード層
５    人工格子構造の記録層
６    保護層
１０    磁気ヘッド
１１    磁気ヘッド駆動装置
１２    記録再生信号処理装置
１８    回転駆動部（スピンドル）
１００    磁気記録媒体
２００    磁気記憶装置
【図１】
2005071532.tif 000003
【図２】
2005071532.tif 000004
【図３】
2005071532.tif 000005