JP2006024261A

JP2006024261A - 磁気記録媒体及びその製造方法ならびに磁気ディスク装置

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Publication number: JP2006024261A
Application number: JP2004200492A
Authority: JP
Inventors: Takashi Satoie; 隆志郷家
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2006-01-26
Also published as: US20060019125A1

Abstract

【課題】低ノイズ化と耐熱擾乱性の向上を両立させる磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】非磁性の基板と、その上に順次堆積された、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層及びＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層とを含んでなり、かつ前記下地層及び（又は）前記中間層が、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜された薄膜であるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータのディスク装置等に用いられる、高密度記録が可能な磁気記録媒体及びそれらの製造方法、そしてそれを使用した磁気記録再生装置（以下、「磁気ディスク装置」という）に関する。

コンピュータなどの情報処理装置において、磁気ディスク装置が外部記録装置として広く用いられている。磁気ディスク装置は、磁気記録媒体（磁気ディスク）上で磁気ヘッドを走査して、磁気記録媒体において情報の記録や読出を行うことができる。

従来の一般的な磁気記録媒体は、周知の通り、非磁性の基板と、その上に順次積層された、下地層、磁気記録層（磁性層ともいう）、保護膜、そして潤滑剤層とから構成されている。このような磁気記録媒体において、基板は、例えばアルミニウム基板からなり、その表面にめっきにより付着させたＮｉＰ膜を有しており、さらにその表面が超仕上げされている。超仕上げは、基板の表面を平滑化するためのものである。下地層は、通常、非磁性の金属であるＣｒもしくはその合金からなる。Ｃｒ基合金は、例えば、ＣｒＭｏ合金である。磁気記録層は、通常、強磁性の金属であるＣｏＣｒ基合金からなる。ＣｏＣｒ基合金は、例えば、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢｉ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂなどである。このような磁気記録層の上には、磁気記録層を磁気ヘッドの衝撃による破損などから保護するため、保護膜が設けられている。保護膜は、各種のカーボン材料、例えばアモルファスカーボンなどから形成されている。保護膜は、通常、カーボン保護膜と呼ばれている。また、カーボン保護膜の上には、磁気記録媒体におけるヘッドの円滑な浮上などを図る目的で、液体の潤滑剤、例えばフルオロカーボン系の液体潤滑剤が含浸せしめられて、潤滑剤層を形成している。

近年、情報処理技術の高度化（ＡＶ機器への適用化など）に伴い、磁気ディスク装置に対する大記録容量化が求められている。この大記録容量を持つ磁気ディスク装置の作製を実現させるためには、記録ビットサイズの微細化を達成する必要があり、磁気記録媒体においてもその研究が行われている。

記録ビットサイズの微細化の指標として、Ｗ５０（孤立再生波形半価幅）が挙げられる。一般的に、このＷ５０値が小さければ小さいほど高記録密度化に適している磁気記録媒体であるということが報告されている。

また、Ｗ５０値は、次のような式で表現できることが、一般的に知られている。
Ｗ５０＝２sqrt｛（ｇ／２）^２＋（ｄ＋ａ）^２｝
上式において、ｇは、磁気抵抗素子のギャップ長であり、ｄは、磁気スペーシング幅であり、そしてａは、磁化遷移幅である。

上記の式より、Ｗ５０値を小さくするためには、すなわち高記録密度化を達成するためには、磁気抵抗素子のギャップ長を小さくすること、磁化遷移幅を小さくすること、磁気抵抗素子と磁気記録媒体の記録層間の磁気スペーシングを小さくすることが必要であると理解できる。

ここで、磁気記録媒体の磁化遷移幅を縮小するためには、磁気記録媒体を構成する層の薄膜化などにより、磁気記録層の結晶粒を微細化させる方法が有効である。しかしながら、結晶粒の微細化に伴い1ビット当たりの記録磁化の体積が減少するため、熱擾乱による記録破壊の問題が起こる（例えば、非特許文献１を参照されたい）。この熱擾乱を抑制するには、磁気記録層を形成するＣｏＣｒ基合金、具体的には例えばＣｏＣｒＰｔ（Ｂ又はＴａ）基合金のＰｔ（白金）組成量を増やし、保磁力（Ｈｃ）を向上させることが、有効な方法ではあるが、Ｐｔ組成量の増加は、磁気記録層において結晶粒間の相互作用が増加することにより、媒体ノイズの増幅を招くことが知られている。

このようなことから、従来の技術では、磁気記録媒体の磁気記録層の結晶粒微細化による低ノイズ化と耐熱擾乱性の向上の両立は実現困難とされていた。

Abarra et al., Synthetic Ferrimagnetic Media, IEEE Trans. Magn. Vol.37, No.4, 1426-1431(2001)

本発明は、上記したような従来の技術の問題点を克服して、磁気記録層の結晶粒微細化により磁気記録媒体の高記録密度化を実現するとともに、媒体のノイズ性能を劣化させることなく、磁気記録層に高い保磁力を付与し、耐熱擾乱性の向上を実現できる、換言すると、低ノイズ化と耐熱擾乱性の向上の両立を可能とする磁気記録媒体を提供することにある。

また、本発明の目的は、低ノイズ化と耐熱擾乱性の向上を両立できる磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。

さらに、本発明のもう１つの目的は、媒体における記録ビットサイズの微細化により大記録容量化を実現した磁気ディスク装置を提供することにある。

本発明の上記した目的及びその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。

本発明者は、これらの目的を達成するために鋭意研究する過程で、ガラス、アルミニウムなどの非磁性の基板上に、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる下地層を少なくとも一層以上を形成し、その上にさらに、Ｃｏ基合金からなる中間層を少なくとも一層以上形成し、磁性層にはＣｏＣｒ基合金を少なくとも一層以上形成することに着目した。本発明者は、これらの薄膜の形成において、一般的にスパッタリング法では、通常、アルゴン（Ａｒ）ガスを成膜ガスとして用いられるが、これに代えてクリプトン（Ｋｒ）ガス又はキセノン（Ｘｅ）ガスを用いるのが有効であることを発見し、本発明を完成した。Ｋｒガス、Ｘｅガスは、原子半径が大きいので、成膜効率が大である。さらに、原子半径の広さによりＣｒ下地層の結晶格子間隔を拡張でき、その結果、下地層／磁気記録層間の結晶格子間隔のミスマッチを改善できる。これらのガスは、必要ならば、混合して使用してもよい。

本発明は、その１つの面において、非磁性の基板と、その上に順次堆積された、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層及びＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層とを含んでなり、かつ前記下地層及び（又は）前記中間層が、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜された薄膜であることを特徴とする磁気記録媒体にある。

本発明の磁気記録媒体では、磁気記録層中のＰｔ組成量を増加させずに保磁力を増大させることが出来るので、磁性記録層の結晶粒を微細化しても、媒体のノイズ性能を劣化させることなく、熱擾乱の影響を受けにくい磁気記録記録媒体を作製することができる。

また、本発明は、そのもう１つの面において、磁気記録層を備えた非磁性の基板を含む磁気記録媒体を製造する方法において、
前記非磁性の基板の上に、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層、そしてＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層を順次堆積されるとともに、前記下地層及び（又は）前記中間層を、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法にある。

さらに、本発明は、そのもう１つの面において、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘッドを備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が、本発明の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気ディスク装置にある。

以下の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、磁気記録層の結晶粒微細化により磁気記録媒体の高記録密度化を実現することができる。また、磁気記録層中のＰｔ組成量を増加させずに保磁力を増大させることができるので、磁気記録層の結晶粒を微細化しても、媒体のノイズ性能を劣化させることなく、熱擾乱の影響を受けにくい磁気記録媒体を提供することができる。

また、本発明によれば、低ノイズ化と耐熱擾乱性の向上を両立でき、高密度記録が可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

さらに、本発明によれば、媒体における記録ビットサイズの微細化により大記録容量化を実現した磁気ディスク装置を提供することができる。

引き続いて、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。なお、ここでは磁気記録媒体として磁気ディスクを参照するけれども、現用の磁気ディスクでは、図示のものよりもさらに多層の層構成となっているのが一般的であるが、以下の説明では、本発明の容易な理解のため、単純な層構成の磁気ディスクを採用している。
本発明による磁気記録媒体は、基本的には、磁気記録媒体として一般的に知られ、実施されている層構成を有することができる。図１は、本発明の磁気記録媒体の１実施形態を示したものである。磁気記録媒体１０は、図示のように、非磁性の基板１、下地層２、中間層３、磁気記録層４、カーボン保護膜５、そして潤滑剤層６からなっている。

本発明の磁気記録媒体において、非磁性の基板は、この技術分野において常用のいろいろな材料から形成することができる。適当な非磁性の基板としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ＮｉＰ膜を無電解めっきにより被覆したアルミニウム（アルミニウム合金を含む）基板、ガラス又は強化ガラス基板、表面酸化膜（例えばシリコン酸化膜）を有するシリコン基板、ＳｉＣ基板、カーボン基板、プラスチック基板、セラミック基板などを挙げることができる。また、これらの基板は、その表面がテクスチャー処理されていることが好ましい。テクスチャ処理は、この技術分野で一般的に使用されている方法で実施することができ、例えば、同心円状にメカニカル又はレーザーテクスチャー加工する方法を挙げることができる。

非磁性の基板の上には、まず下地層が設けられる。下地層は、常用の磁気記録媒体において一般的な非磁性金属材料から形成することができ、好ましくは、ＣｒもしくはＣｒ基合金（クロムを主成分とする非磁性合金）から形成することができる。下地層は、図１に示すように単層であってもよく、あるいは本発明の磁気記録媒体のもう１つの実施形態を示す図２に示すように、２層構造（下層２−１及び上層２−２からなる下地層２）であってもよい。もちろん、図示していないが、３層もしくはそれ以上の多層構造であってもよい。多層構造の下地層の場合、それぞれの層の組成は任意に変更することができる。本発明の実施では特に、層の構成元素を同一として、その組成比（ａｔ％）を変更することが推奨される。下地層の機能分けなどにより、下地層の存在意義をより高めることができるからである。

下地層は、Ｃｒのみか、さもなければ、主成分としてのＣｒに対して、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｏなどからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｒ基合金から有利に構成することができる。これらの下地層は、ｂｃｃ構造（体心立方構造）を有している。適当な下地層の材料の例として、例えば、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏなどを挙げることができる。

下地層は、特にＣｒＭｏ合金から有利に構成することができる。例えば、磁気記録媒体の磁気記録層に白金が含まれるような場合には、ＣｒＭｏ合金から下地層を構成のが好ましい。すなわち、Ｍｏの添加によって、格子面間隔を広げることができ、また、磁気記録層の組成、特にＰｔ量によって広がる磁気記録層の格子面間隔に対して下地層の格子面間隔を近くしてやることにより、磁気記録層（ＣｏＣｒ基合金）のＣ軸の面内への優先配向を促すことができるからである。

下地層は、好ましくは、例えばマグネトロンスパッタ法などのスパッタリング法により、常用の成膜条件により形成することができる。特に、保磁力を高めるため、ＤＣ負バイアスの印加下にスパッタリング法を実施するのが好ましい。ところで、従来のスパッタリング法の場合、成膜ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを使用しているが、本発明の実施では、クリプトン（Ｋｒ）ガスあるいはキセノン（Ｘｅ）ガスの存在においてスパッタリング法を実施することが必要である。必要ならば、これらのガスを混合して使用してもよく、あるいは第３のガスを補助的に使用してもよい。スパッタリングの適当な条件として、例えば、約１６０〜２７０℃の成膜温度、約０．２〜２０ＰａのＫｒ又はＸｅガス圧力、そして約１００〜３００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。

このような下地層の膜厚は、種々のファクタに応じて広い範囲で変更することができる。下地層の膜厚は、この範囲に限定されるものではないけれども、Ｓ／Ｎ比を高めるため、一般的には５〜６０ｎｍの範囲である。下地層の膜厚が５ｎｍを下回ると、磁気特性が十分に発現しないおそれがあり、また、反対に６０ｎｍを上回ると、ノイズが増大するおそれがある。

本発明の磁気記録媒体は、必要に応じて、その非磁性の基板とその上方の前記下地層との中間に、チタン（Ｔｉ）を主成分とする金属材料からなる追加の下地層、好ましくはＴｉ薄膜を有していてもよい。このような追加の下地層は、両者の結合関係をより向上させる働きを有している。

本発明の磁気記録媒体の場合、前記下地層と磁性記録層とのさらに中間層が介在せしめられる。中間層は、好ましくは、主成分としてのコバルト（Ｃｏ）に対して、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ及びＲｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたコバルト基合金からなり、かつｈｃｐ構造（最密六方構造）を有している。
中間層は、いろいろな膜厚で使用することができるけれども、通常、約０．５〜３．０ｎｍの膜厚で使用するのが有利である。

本発明の磁気記録媒体において、磁気記録層は、基本的には常用の磁気記録媒体において一般的な磁気記録層と同様に構成することができる。磁気記録層は、特に、Ｃｏ及びＣｒを主成分として含むＣｏＣｒ基合金からなることが好ましい。ＣｏＣｒ基合金にもいろいろな組成があるが、本発明の実施では、特に、Ｃｏを主たる成分として含有し、かつＣｒを従たる成分として含有し、これらの元素にさらに、例えばＰｔ、Ｗ、Ｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｃなどの追加の元素を任意に含有するＣｏＣｒ基合金、例えばＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢｉ、ＣｏＣｒＰｔＷＣ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂなどが有用である。有用なＣｏＣｒ基合金の一例として、例えば、次式により表されるＣｏＣｒ基合金を挙げることができる。

Ｃｏ_bal.−Ｃｒ_14-23 −Ｐｔ_1-20−Ｗ_x −Ｃ_y
上式中、_bal.はバランス量を意味し、そしてｘ＋ｙは１〜７ａｔ％である。磁気記録層をＣｏＣｒＰｔ合金から構成し、これにＷ及びＣの両方を添加し、さらに層構成や成膜プロセスを最適化することにより、ノイズの大幅な低減を図ることができ、したがって、高いＳ／Ｎ比が得られ、よって、高密度記録媒体を具現することができる。

また、次式により表されるＣｏＣｒ基合金も挙げることができる。
Ｃｏ_bal.−Ｃｒ_13-21 −Ｐｔ_1-20−Ｔａ_x −Ｎｂ_y
上式中、_bal.はバランス量を意味し、そしてｘ＋ｙは１〜７ａｔ％である。

磁気記録層は、図１に示すように単層であってもよく、あるいは本発明の磁気記録媒体のもう１つの実施形態を示す図２に示すように、２層構造（下層４−１及び上層４−２からなる磁気記録層４）であってもよい。もちろん、図示していないが、３層もしくはそれ以上の多層構造であってもよい。多層構造の磁気記録層の場合、それぞれの層の組成は任意に変更することができる。本発明の実施では特に、層の構成元素を同一として、その組成比（ａｔ％）を変更することが推奨される。磁気記録層の機能分けなどにより、下地層の存在意義をより高めることができるからである。また、多層構造の場合、それぞれの磁気記録層の間に、例えばＣｒ、Ｒｕやその合金などからなる非磁性の中間層を介在させてもよい。このような非磁性層の存在によって、磁気記録特性の向上などを図ることができるからである。

本発明の磁気記録媒体において、磁気記録層は、いろいろな膜厚で使用することができる。磁気記録層は、それが単層構造であるか多層構造にかかわりなく、その層の残留磁束密度（Ｂｒ）と膜厚（ｔ）の積（ｔＢｒ）が、２．０〜１０．０ｎＴｍの範囲であることが好ましい。本発明の磁気記録層は、従来の磁気記録層に比較して低ｔＢｒに構成したことにより、特にＭＲヘッドをはじめとした磁気抵抗効果型ヘッド用として最適である。

非磁性基板上に下地層を介して設けられる磁気記録層は、いろいろな方法によって形成することができるけれども、好ましくは、スパッタリング法により、特定の成膜条件下で有利に形成することができる。特に、保磁力を高めるため、ＤＣ負バイアスの印加下にスパッタ法を実施するのが好ましい。スパッタ法としては、上記した下地層及び中間層の成膜と同様に、例えばマグネトロンスパッタ法などを使用することができる。適当な成膜条として、例えば、約１００〜３００℃の成膜温度、約０．３〜２０ＰａのＡｒガス圧力、そして約８０〜４００ＶのＤＣ負バイアスを挙げることができる。ここで、約３００℃を上回る成膜温度は、本来非磁性であるべき基板において磁性を発現する可能性があるので、その使用を避けることが望ましい。また、必要に応じて、スパッタリング法に代えて、他の成膜法、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法等を使用してもよい。

本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層の上に、それを保護するカーボン保護膜を備える。カーボン保護膜は、磁気記録媒体の分野において一般的に使用されている従来のカーボン保護膜であってよい。カーボン保護膜は、例えば、スパッタリング法、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、ＦＣＡ法などを使用して形成することができる。また、このようにして形成されたカーボン保護膜に対して高められた耐久性を付与するため、そのカーボン保護膜に水素や窒素を添加してもよい。さらに、ＦＣＡ法を使用すると、従来のカーボン保護膜の成膜法であるスパッタリング法、ＣＶＤ法などと比較した場合、よりダイヤモンド成分の多い高硬度のカーボン膜を形成することができる。カーボン保護膜は、磁気記録媒体に一般的に使用されているようないろいろな膜厚で使用することができる。カーボン保護膜の膜厚は、通常、０．５〜１０ｎｍの範囲である。

本発明の磁気記録媒体は、上記したような必須の層及び任意に使用可能な層に加えて、この技術分野において常用の追加の層を有していたり、さもなければ、含まれる層に任意の化学処理等が施されていてもよい。例えば、上記したカーボン保護膜の上に、フルオロカーボン樹脂系の潤滑剤層が塗布されていたり、さもなければ、別の潤滑処理が施されていてもよい。適当な潤滑剤は、液体であり、例えば、フォンブリン、クライオトックスなどという商品名で容易に入手可能である。かかる潤滑剤は、ヘッドと媒体が接触して磁気記録データを破壊するヘッドクラッシュと呼ばれる障害を防止し、しかもヘッドと媒体の摺動に伴う摩擦力を低減させ、媒体の寿命を延ばす働きがある。潤滑剤層の厚さは、通常、約０．１〜０．５ｎｍである。

本発明はまた、特に上記したような磁気記録媒体を製造する方法にある。本発明の製造方法は、上記から理解されるように、非磁性の基板の上に、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層、そしてＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層を順次堆積されるとともに、下地層及び（又は）中間層を、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜することを特徴とする。

本発明方法は、いろいろな態様で有利に実施することができる。
例えば、下地層は、主成分としてのＣｒに対して、Ｗ、Ｖ、Ｍｏなどからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｒ基合金から有利に成膜することができる。

また、中間層は、主成分としてのＣｏに対して、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕなどからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｏ基合金から有利に成膜することができる。また、中間層は、好ましくは、約０．５〜３．０ｎｍの膜厚で成膜することができる。

さらに、磁気記録層の成膜に当たっては、その層の残留磁束密度（Ｂｒ）と膜厚（ｔ）の積（ｔＢｒ）が、約２．０〜１０．０ｎＴｍであるようにスパッタリング条件を制御することが好ましい。

さらにまた、磁気記録層は、それぞれ組成を異にするＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも２層の複合磁気記録層として成膜することが好ましい。また、このような複合磁気記録層の場合、それぞれの磁気記録層の間にさらに非磁性層を介在せしめるのが好ましい。

さらにまた、本発明方法の実施において、下地層や中間層をスパッタ成膜する際、約１６０〜２７０℃の温度で成膜すること、
非磁性の基板の上にさらに非磁性のＮｉＰ膜を成膜すること、
非磁性の基板の表面にテクスチャー処理を施すこと、
などが好ましい。

本発明は、上記したような磁気記録媒体及びその製造方法の他に、本発明の磁気記録媒体を使用した磁気ディスク装置にある。本発明の磁気ディスク装置において、その構造は特に限定されないというものの、基本的に、磁気ヘッド、すなわち、磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド部及び情報の再生を行うための再生ヘッド部を備えている装置を包含する。

磁気ヘッドについて説明すると、近年における情報処理技術の発達に伴い、コンピュータの外部記憶装置に用いられる磁気ディスク装置に対して高密度化の要求が高まっていることを考慮して、従来の巻線型のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに代えて、磁界の強さに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用した磁気抵抗効果型ヘッド、すなわち、ＭＲヘッドを使用することが推奨される。ＭＲヘッドは、磁性体の電気抵抗が外部磁界により変化する磁気抵抗効果を記録媒体上の信号の再生に応用したもので、従来のインダクティブ薄膜磁気ヘッドに較べて数倍も大きな再生出力幅が得られること、イングクタンスが小さいこと、大きなＳ／Ｎ比が期待できること、などを特徴としている。また、このＭＲヘッドとともに、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド、そしてその実用タイプであるスピンバルブＧＭＲヘッドの使用も推奨される。かかる磁気ディスク装置で用いられる磁気記録媒体に、本発明の磁気記録媒体がとりわけ有用である。

本発明の磁気ディスク装置において、好ましくは、磁気抵抗効果素子及び該磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給する導体層を有し、磁気記録媒体からの情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部と、薄膜で形成された一対の磁極を有し、磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部とが積層されてなる複合型の磁気ヘッドを使用することができる。磁気抵抗効果型の再生ヘッドは、この技術分野において公知のいろいろな構造を有することができ、そして、好ましくは、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲヘッド又は巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッド（スピンバルブＧＭＲヘッド等を含む）を包含する。再生ヘッド部の導体層は、いろいろな構成を有することができるけれども、好ましくは、
１．導体層の膜厚に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分を比較的に薄く形成し、その他の部分を厚く形成したもの、
２．導体層の膜厚及び幅員に関して、磁気抵抗効果素子の近傍部分のそれを比較的に薄くかつ細く形成し、その他の部分を厚くかつ幅広に形成したもの、
を包含する。導体層の膜厚及び必要に応じて幅員を上記のように調整することは、いろいろな手法に従って行うことができるものの、特に、導体層の多層化によって膜厚の増加を図ることによりこれを達成することが推奨される。

特に上記したような構成の磁気ディスク装置に組み込まれる複合型磁気ヘッドを使用すると、従来の複合型磁気ヘッドに比較して、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくするとともに導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば、正確にかつ高感度で情報を読み出すことができる。

本発明の磁気ディスク装置に組み込まれる複合型磁気ヘッドは、好ましくは、その記録ヘッド部及び再生ヘッド部を図３及び図４に示すような積層構造とすることができる。図３は、本発明の磁気ディスク装置に組み込まれる複合型磁気ヘッドの原理図であり、図４は、図３の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。

図３及び図４において、参照番号１１は磁気記録媒体への情報の記録を行う誘導型の記録ヘッド部、１２は情報の読み出しを行う磁気抵抗効果型の再生ヘッド部である。記録ヘッド部１１は、ＮｉＦｅ等からなる下部磁極（上部シールド層）１３と、一定間隔をもって下部磁極１３と対向したＮｉＦｅ等からなる上部磁極１４と、これらの磁極１３及び１４を励磁し、記録ギャップ部分にて、磁気記録媒体に情報の記録を行わせるコイル１５等から構成される。

再生ヘッド部１２は、好ましくはＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等でもって構成されるものであり、その磁気抵抗効果素子部１２Ａ上には、磁気抵抗効果素子部１２Ａにセンス電流を供給するための一対の導体層１６が記録トラック幅に相応する間隔をもって設けられている。ここで、導体層１６の膜厚は、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａが薄く形成され、他の部分１６Ｂは厚く形成されている。

図３及び図４の構成では、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍部分１６Ａで薄くなっているため、下部磁極（上部シールド層）１３等の湾曲が小さくなっている。このため、磁気記録媒体に対向する記録ギャップの形状もあまり湾曲せず、情報の記録時における磁気ヘッドのトラック上の位置と読み出し時における磁気ヘッドのトラック上の位置に多少ずれがあっても、磁気ディスク装置は正確に情報を読み出すことができ、オフトラック量が小さいにもかかわらず読み出しの誤差が生じるという事態を避けることができる。

一方、導体層１６の膜厚が、磁気抵抗効果素子部１２Ａの近傍以外の部分１６Ｂでは厚く形成されているため、導体層１６の抵抗を全体として小さくすることもでき、その結果、磁気抵抗素子部１２Ａの抵抗変化を高感度で検出することが可能になり、Ｓ／Ｎ比が向上し、また、導体層１６での発熱も避けることができ、発熱に起因したノイズの発生も防げる。

本発明による磁気ディスク装置の好ましい一例は、図５及び図６に示す通りである。なお、図５は、磁気ディスク装置の平面図（カバーを除いた状態）であり、図６は図５の線分Ａ−Ａにそった断面図である。

これらの図において、参照番号５０は、ベースプレート５１上に設けられたスピンドルモータ５２によって回転駆動される磁気記録媒体としての複数枚（図示の態様では３枚）の磁気ディスクを示している。

参照番号５３は、ベースプレート５１上に回転可能に設けられたアクチュエータである。このアクチュエータ５３の一方の回転端部には、磁気ディスク５０の記録面方向に延出する複数のヘッドアーム５４が形成されている。このヘッドアーム５４の回転端部には、スプリングアーム５５が取り付けられ、更に、このスプリングアーム５５のフレクシャー部にスライダ４０が図示しない絶縁膜を介して傾動可能に取り付けられている。一方、アクチュエータ５３の他方の回転端部には、コイル５７が設けられている。

ベースプレート５１上には、マグネット及びヨークで構成された磁気回路５８が設けられ、この磁気回路５８の磁気ギャップ内に、上記コイル５７が配置されている。そして、磁気回路５８とコイル５７とでムービングコイル型のリニアモータ（ＶＣＭ：ボイスコイルモータ）が構成されている。そして、これらベースプレート５１の上部はカバー５９で覆われている。

次に、上記構成の磁気ディスク装置の作動を説明する。磁気ディスク５０が停止している時には、スライダ４０は磁気ディスク５０の退避ゾーンに接触し停止している。

次に、磁気ディスク５０がスピンドルモータ５２によって、高速で回転駆動されると、この磁気ディスク５０の回転により発生する空気流によって、スライダ４０は微小間隔をもってディスク面から浮上する。この状態でコイル５７に電流を流すと、コイル５７には推力が発生し、アクチュエータ５３が回転する。これにより、ヘッド（スライダ４０）を磁気ディスク５０の所望のトラック上に移動させ、データのリード／ライトを行うことができる。

この磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの導体層として、磁気抵抗効果素子部の近傍部分を薄く形成し他の部分を厚く形成したものを用いているため、記録ヘッド部の磁極の湾曲を小さくすると共に導体層の抵抗を下げ、オフトラックが小さい範囲であれば正確にかつ高感度に情報を読み出すことができる。

下記の実施例は、本発明をさらに説明するためのものである。

実施例１
本例では、図２に模式的に示した磁気ディスクを作製した。磁気ディスク１０の層構成は、基板の側から順に、ＮｉＰめっきコートしたアルミニウム基板１、Ｃｒ下地層(下層)２−１、ＣｒＭｏ₂₅下地層（上層）２−２、ＣｏＣｒ₁₃Ｔａ₅中間層３、ＣｏＣｒ₂₄Ｐｔ₁₂Ｂ₄磁性記録層（下層）４−１、ＣｏＣｒ₂₄Ｐｔ₁₀Ｂ₆磁性記録層４−２（上層）、カーボン保護膜(ＤＬＣ)５、そして潤滑剤層６であった。

まず、アルミニウム（Ａｌ）基板の上にＮｉＰを無電解めっきしてＮｉＰめっき層を形成した後、その表面を良く洗浄し、さらにテクスチャ処理を施して十分に平滑にした。テクスチャ処理は、基板表面を同心円的にメカニカルテクスチャすることによって行った。

次いで、得られたＮｉＰ／Ａｌ基板に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置により、Ｃｒ下地層、ＣｒＭｏ₂₅（ａｔ％）下地層を順にスパッタ成膜した。本例では、スパッタリングに一般的に使用されているＡｒガスに代えて、Ｋｒガスをスパッタ室に導入した。また、スパッタリングのため、スパッタ室内の真空度を１×１０^-5Ｐａ以下に排気して、成膜時には、スパッタ室内を０．６７Ｐａに保持した。

Ｃｒ下地層は、磁気記録層（ＣｏＣｒＰｔＢ合金）を面内方向に配向させるためのものである。また、この下地層を成膜する前に基板表面に付着している不純物のクリーニング化と、Ｃｒの結晶配向性制御のために、基板温度を約２００℃以上に加熱する必要がある。しかし、２７０℃を超えるとＮｉＰの結晶化による帯磁が発生するので、成膜温度は、通常、約２００〜２７０℃の範囲である必要がある。なお、本例では、下地層成膜前の基板温度を２２０℃として、Ｃｒ下地層を５ｎｍの膜厚で形成した。
続いて、Ｃｒ下地層の上にＣｒより大きな格子定数をもつＣｒＭｏ基合金を上記と同じようなスパッタ条件で成膜した。ＣｒＭｏ下地層の形成によって、磁気記録層との結晶格子の面間隔の整合性が得られ、良好な面内配向となった。得られたＣｒＭｏ下地層の膜厚は、２ｎｍであった。

上記のようにして２層構造の下地層の形成が完了した後、中間層の形成のため、ＣｏＣｒ₁₃Ｔａ₅中間層（ａｔ％）をスパッタ成膜した。スパッタ成膜の条件は、上記した下地層の場合と同様であり、スパッタリングに一般的に使用されているＡｒガスに代えて、Ｋｒガスをスパッタ室に導入した。なお、ここで中間層材料として使用したＣｏＣｒＴａ合金は、ｈｃｐ構造を持つており、磁気記録層の面内への結晶配向性が良好となった。得られたＣｏＣｒＴａ中間層の膜厚は、１ｎｍであった。

さらに続けて、ＣｏＣｒ₂₄Ｐｔ₁₂Ｂ₄合金（ａｔ％）及びＣｏＣｒ₂₀Ｐｔ₁₀Ｂ₆合金（ａｔ％）を順にスパッタ成膜して磁気記録層を２層構造で形成した。スパッタ成膜の条件は、上記した下地層及び中間層の場合と同様であったが、本例では、スパッタリングに一般的に使用されているＡｒガスをスパッタ室に導入した。得られた磁気記録層の合計膜厚（残留磁化膜厚積）ｔＢｒは、５．０ｎＴｍであった。

上層のＣｏＣｒＰｔＢ磁気記録層を成膜した後、その上にさらにＤＬＣ保護膜を膜厚４ｎｍで成膜し、その上にさらに、「フォンブリン」（商品名）からなる潤滑剤層を含浸した。

作製された磁気ディスクについてその磁気特性（tBr: 残留磁化膜厚積 ; Hc: 保磁力 ; S: 角型比 ; S*: 保磁力角型比）を測定したところ、下記の第１表にまとめるような測定結果が得られた。

実施例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、下記の第１表にまとめるように、下地層及び中間層の成膜時にスパッタ室に導入するガスをＫｒガスからＸｅガス（本発明例）あるいはＡｒガス（比較例）に変更し、また、磁気記録層の成膜時、導入するガスをＡｒガスからＫｒガス又はＸｅガスに変更した。

上記第１表に記載の測定結果から理解されるように、下地層及び中間層の形成にＫｒ又はＸｅガスを使用した媒体は、これまで一般的に使用されてきたＡｒガスを用いて作製した媒体よりも、高い耐熱擾乱性を備えている。

以上、本発明を特にその最良の形態について説明した。最後のまとめとして、本発明の構成及びそのバリエーションを以下に付記として列挙する。

（付記１）非磁性の基板と、その上に順次堆積された、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層及びＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層とを含んでなり、かつ前記下地層及び（又は）前記中間層が、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜された薄膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２）前記下地層が、主成分としてのＣｒに対して、Ｗ、Ｖ及びＭｏからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｒ基合金からなり、かつｂｃｃ構造（体心立方構造）を有していることを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
（付記３）前記中間層が、主成分としてのＣｏに対して、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ及びＲｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｏ基合金からなり、かつｈｃｐ構造（最密六方構造）を有していることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体。
（付記４）前記中間層が、０．５〜３．０ｎｍの膜厚を有していることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（付記５）前記磁気記録層において、その層の残留磁束密度（Ｂｒ）と膜厚（ｔ）の積（ｔＢｒ）が、２．０〜１０．０ｎＴｍであることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（付記６）前記磁気記録層が、それぞれ組成を異にするＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも２層の複合磁気記録層であることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（付記７）前記複合磁気記録層において、それぞれの磁気記録層の間に非磁性層が介在せしめられていることを特徴とする付記６に記載の磁気記録媒体。
（付記８）前記非磁性層が、Ｃｒ、Ｒｕ又はその合金からなることを特徴とする付記７に記載の磁気記録媒体。
（付記９）前記下地層及び（又は）前記中間層が、それぞれ、１６０〜２７０℃の温度で成膜されたものであることを特徴とする付記１〜８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

（付記１０）磁気記録層を備えた非磁性の基板を含む磁気記録媒体を製造する方法において、
前記非磁性の基板の上に、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層、そしてＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層を順次堆積されるとともに、前記下地層及び（又は）前記中間層を、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）主成分としてのＣｒに対して、Ｗ、Ｖ及びＭｏからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｒ基合金から前記下地層を成膜することを特徴とする付記１０に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１２）主成分としてのＣｏに対して、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ及びＲｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素が添加されたＣｏ基合金から前記中間層を成膜することを特徴とする付記１０又は１１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１３）前記中間層を０．５〜３．０ｎｍの膜厚で成膜することを特徴とする付記１０〜１２のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４）前記磁気記録層の成膜において、その層の残留磁束密度（Ｂｒ）と膜厚（ｔ）の積（ｔＢｒ）が、２．０〜１０．０ｎＴｍであるようにスパッタリング条件を制御することを特徴とする付記１０〜１３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１５）前記磁気記録層を、それぞれ組成を異にするＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも２層の複合磁気記録層として成膜することを特徴とする付記１０〜１４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１６）前記複合磁気記録層において、それぞれの磁気記録層の間にさらに非磁性層を介在せしめることを特徴とする付記１５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１７）前記非磁性層を、Ｃｒ、Ｒｕ又はその合金から成膜することを特徴とする付記１６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１８）前記下地層及び（又は）前記中間層を、それぞれ、１６０〜２７０℃の温度で成膜することを特徴とする付記１６〜１７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（付記１９）磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘッドを備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が、付記１〜９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気ディスク装置。

本発明による磁気記録媒体の１実施形態を示した断面図である。本発明による磁気記録媒体のもう１つの実施形態を示した断面図である。本発明による磁気ディスク装置の原理を示す断面図である。図３の磁気ディスク装置の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。本発明による磁気ディスク装置の１実施形態を示す平面図である。図５の磁気ディスク装置の線分Ａ−Ａにそった断面図である。

符号の説明

１基板
２下地層
３中間層
４磁気記録層
５カーボン保護膜
６潤滑剤層
１０磁気記録媒体

Claims

非磁性の基板と、その上に順次堆積された、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層及びＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層とを含んでなり、かつ前記下地層及び（又は）前記中間層が、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜された薄膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
前記磁気記録層が、それぞれ組成を異にするＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも２層の複合磁気記録層であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
磁気記録層を備えた非磁性の基板を含む磁気記録媒体を製造する方法において、
前記非磁性の基板の上に、ＣｒもしくはＣｒ基合金からなる少なくとも１層の下地層、Ｃｏ基合金からなる少なくとも１層の中間層、そしてＣｏＣｒ基合金からなる少なくとも１層の磁気記録層を順次堆積されるとともに、前記下地層及び（又は）前記中間層を、それぞれ、クリプトンガス及び（又は）キセノンガスの存在においてスパッタリング法によって成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記磁気記録層の成膜において、その層の残留磁束密度（Ｂｒ）と膜厚（ｔ）の積（ｔＢｒ）が、２．０〜１０．０ｎＴｍであるようにスパッタリング条件を制御することを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
磁気記録媒体において情報の記録を行うための記録ヘッド及び情報の再生を行うための再生ヘッドを備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気記録媒体が、請求項１又は２に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気ディスク装置。