JP2000207702A - 垂直磁気記録装置、記録方法、及び垂直磁気記録媒体 - Google Patents

垂直磁気記録装置、記録方法、及び垂直磁気記録媒体

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JP2000207702A
JP2000207702A JP11002478A JP247899A JP2000207702A JP 2000207702 A JP2000207702 A JP 2000207702A JP 11002478 A JP11002478 A JP 11002478A JP 247899 A JP247899 A JP 247899A JP 2000207702 A JP2000207702 A JP 2000207702A
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magnetic
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Toshifumi Kawano
敏史 川野
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い信号分解性能、記録光マージン、及び、
安定な記録磁区の形成が可能な熱磁気記録による垂直磁
気記録方法を提供する。 【解決手段】 垂直磁気記録膜の広い範囲に記録光１１
を照射し、記録磁気ヘッド１４の形状によって、垂直磁
気記録膜に形成される記録磁区１３の形状を決定する。
加熱領域１２の形状によらず、直線状で安定な磁区形状
が得られるので、再生時の信号分解性能が向上すると共
に、記録光のマージンが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録に用いる
垂直磁気記録装置及び記録方法、並びに垂直磁気記録媒
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録媒体では、近年目覚ましい記録
密度の増加が得られている。従来の「長手磁気記録」媒
体では、記録密度が高まるにつれて「熱緩和現象」の問
題がおこることが指摘されている。これは互いに向き合
った記録磁区どうしの反発により、磁化の熱運動をきっ
かけとして磁気記録が消失する現象であり、高密度記録
では避けて通れない現象である。
【０００３】長手方向磁気記録とは異なり、磁化が基板
面に垂直に向く「垂直磁気記録」媒体では、隣り合った
磁区が互いに安定化させるように働くので、より高密度
記録に適している。従来から、ＣｏＣｒ等の磁気材料を
用い、結晶の配向性を制御することで、垂直磁気異方性
を有する磁性膜が作製されている。
【０００４】垂直磁気記録膜では、外部磁界によって既
に記録した磁区の形状が不安定になるという問題が知ら
れている。これは、一つには記録に用いる微小面積の磁
気ヘッドに外部磁界の磁束が集中するため、ヘッドと媒
体との間で強い磁界となってしまうことに起因してい
る。また、記録膜のもつ磁化が大きく、膜中に磁壁移動
の核となる反転磁区があることもこの現象の一因であ
る。
【０００５】上記問題を解決するために、従来の光磁気
ディスクで用いられているような熱磁気記録を用いた記
録方法が提案されている。熱磁気記録方法では、室温で
大きな保磁力を持った磁性膜に対し局所的にレーザー光
で加熱し、温度が上がり保磁力の低下した部分にのみ記
録を行う。この方法では、記録磁界が弱くて済み、かつ
記録磁区形状が加熱領域によって決定されるので、磁束
が微小面積に集中するような磁気ヘッドを必要とせず、
外部磁界による外乱を受けにくい。またこの方法で用い
られる媒体は、室温での保磁力が大きいので、磁界中で
も記録磁区が安定して存在し、再生信号の低下を生じな
い利点がある。再生は、従来の磁気記録媒体と同様に、
ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド等により媒体の発生する磁束
を検出することで行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の垂直磁気記録で
は、磁気ディスクの記録磁区の形状は四角、すなわち磁
区間の磁壁形状は直線であった。しかし、上記熱磁気記
録方法を採用すると、記録磁区の形状が三日月型に、つ
まり、磁区間の磁壁形状が円弧状になるという問題があ
る。これは、熱磁気記録では、記録磁区形状が加熱され
た後の冷却時の温度分布に沿って決定されることによっ
て生ずる。磁区長が短くなったときに、このように記録
磁区が曲線であると、磁壁位置があいまいになり、再生
分解能を著しく低下させてしまう。
【０００７】また、熱磁気記録では、記録光強度の増加
に伴って記録磁区形状が広がるため、適当な記録磁区幅
にするためには、記録光強度の厳密な制御が必要であ
る。しかし、記録光強度は、媒体のキュリー温度、熱伝
導率の変化あるいは環境温度の変化に合わせて調整する
必要があるので、厳密な制御を行うことは実際には困難
であった。
【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
記録磁区の形状が冷却時の媒体の温度分布によって決定
されないため再生分解性能が高い垂直磁気記録装置及び
記録方法、並びに、垂直磁気記録媒体を提供することを
目的とする。
【０００９】本発明は、更に、垂直磁気記録装置及び記
録方法における記録光のパワーマージンを向上すること
をも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の垂直磁気記録装置は、スライダーに搭載し
た記録ヘッドから、情報に応じた磁界方向を持つ記録磁
界を加えることによって垂直磁化膜に磁気記録を行う垂
直磁気記録装置において、記録位置近傍を加熱するため
の光を照射する光照射手段を有し、少なくとも記録トラ
ック方向に隣接する記録磁区境界の形状を前記記録ヘッ
ドの形状により決定することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の記録方法は、上記垂直磁気
記録装置を用いる記録方法であって、垂直磁化膜の室温
における保磁力より小さな記録磁界強度を印加し、前記
光照射手段を用いて前記垂直磁化膜を加熱し、前記記録
磁界強度により記録可能となるまで前記垂直磁化膜の保
磁力を低下させることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の垂直磁化記録媒体は、上記
垂直磁気記録装置を用いて記録を行う垂直磁気記録媒体
であって、前記垂直磁化膜が、少なくとも室温で互いに
交換結合した、キュリー温度Ｔｃ１を持つ第１記録層、
及び、キュリー温度Ｔｃ1より高いキュリー温度Ｔｃ２
を持つ第２記録層を含み、温度Ｔｃ１における第２記録
層の保磁力は室温における第１記録層の保磁力よりも小
さいことを特徴とする。
【００１３】本発明の垂直磁化記録装置及び記録方法並
びに垂直磁気記録媒体によれば、記録ヘッドによって直
線状の磁区形状が得られるので、安定な磁区形状が得ら
れると共に、再生時の信号分解性能が向上し、且つ、記
録光の強度のマージンが向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施形態例に
基づいて更に詳細に説明する。本発明の熱磁気記録の状
況を図１に示し、また、比較のために従来の熱磁気記録
の状況を図２に示した。従来の熱磁気記録方法では、従
来の光ディスクの記録と同様に、媒体上に記録光１１を
照射することで、垂直磁気記録膜の一部をそのキュリー
温度以上に加熱して加熱領域１２とする。同時に、情報
に応じて変調された記録磁界を、記録領域を含む広い範
囲に加えることによって、加熱された部分に情報に応じ
た磁化方向を記録する。このとき、記録磁区１３の形状
は垂直磁化膜の温度分布によって決定される。媒体上で
の熱拡散の影響があるので、この場合の温度分布は一般
に記録トラックに沿った方向に長軸を有する楕円型とな
る。この傾向は、媒体の回転速度が速くなるに従って著
しい。従って、隣接トラックに影響を与えない磁区幅で
記録を行った場合には、記録トラック上で磁区１３の形
状は三日月型となり、磁区境界の磁壁は円弧状となって
しまう。この場合、読出しにあたって検出ヘッドが感ず
る単一の磁壁は、円弧の先端部から終端部までの距離
（以下遷移幅と呼ぶ）にまたがるので、磁壁が直線状の
場合に比して検出ヘッドの分解能が著しく低下する。ま
た、記録磁区１３の幅は記録光強度によって変化するの
で、隣接トラックに影響を与えず、かつ充分に広い磁区
幅がとれるような記録光強度となるように制御する必要
がある。
【００１５】本発明では、図１に示すように、磁気記録
ヘッド１４により記録磁区１３の境界形状を決定すると
共に、記録領域の近傍を加熱する手段を有している。本
発明では、従来の記録が磁界を広い範囲に加え、記録光
１１の大きさ及び強度で記録磁区を決定していたとは異
なり、記録光１１を広い範囲に加えて大きな加熱領域１
２を形成し、磁気記録ヘッド１４により記録磁界を加え
る範囲によって記録磁区１３を決定するものである。こ
のため、記録された磁壁形状は温度分布によらず、通常
の磁気ディスクと同様に直線状になり、温度分布により
磁区を決定する場合のような遷移幅を生じない。これに
よって、再生分解能が著しく向上する。ここで、図１に
示すように、記録磁区１３の幅も磁気ヘッド１４の幅で
決定されるようにすれば、記録光強度の厳密な制御が不
要となる。
【００１６】本発明において、記録される加熱領域１２
の幅を記録ヘッド１４の幅以下に絞り込めば、記録磁区
１３の幅を記録光１１により調整することも可能であ
る。この様子を図３に示した。この場合には、記録ヘッ
ド１４の幅を微細加工により小さくする必要が無いとい
う利点がある。このとき、トラック方向に隣接する他の
記録磁区との境界の磁壁形状はほぼ直線を保っているの
で、分解能の低下はない。
【００１７】本発明においては、レーザー、ダイオード
等の光で記録部分を加熱することでＨｃを低下させる熱
磁気記録という手法を採用する。微小部分を加熱できる
という観点からはレーザーを用いるのが特に好ましい。
レーザーの波長としては、６８０ｎｍ又は６５０ｎｍと
いった通常の光ディスクに現在用いられているものが挙
げられる。短いレーザー波長を採用すると、ビームの集
光スポットが小さくなるので、記録位置以外の磁区をな
るべく加熱しないという意味では有利である。
【００１８】記録磁界は、高速で変調する必要があり、
一般には媒体上を浮上して又は接触しながら動くスライ
ダーに搭載した磁気ヘッドにより発生する。記録光は、
スライダーに対物レンズを搭載して媒体上に照射しても
良く、或いは、対物レンズをスライダーとは独立に設
け、その透過光をスライダーに開けた穴を通して照射し
ても良い。基板が透明な場合には、基板側より照射する
ことも可能である。ただし記録光をスライダー側から照
射する方が、基板の両面側に記録して記録容量を高める
観点からは好ましい。
【００１９】スライダー側から光を照射する場合には、
記録用磁気ヘッドがあるため、記録光は磁気ヘッドの直
上から照射するのが困難となる。考えられる一つの方法
としては、スライダー上の磁気ヘッドと離れた位置から
記録位置に向けて斜めに照射する方法である。この場合
には、光は媒体面上に完全には集光されないが、加熱領
域を極端に制限する必要がないので問題は無い。特に、
光を出射する位置を磁気ヘッドに対し記録トラック方向
に配置していれば、光スポットの拡がりはトラック方向
になり、近接するトラックへの影響が小さくてすむ。今
一つの方法は、磁気ヘッドを囲む円環状の開口より光を
照射する方法である。記録光を直上から集光させ、記録
磁気ヘッドを集光点近傍に配置する方法もある。この場
合は、反射光を利用してサーボ信号を得ることが可能に
なる。
【００２０】上記いずれの方法を採用しても、記録光は
微小領域に集光する必要はなく、記録トラックに対して
完全に位置合わせをする必要もない。最終的には、記録
磁界が加わる領域のみが記録されるので、記録を行うト
ラックに隣接するトラックにまたがって照射してもよ
い。ただし、磁気ヘッドで記録後に記録が不安定になる
ような高い温度範囲まで昇温しないような配置にする必
要がある。
【００２１】磁気ヘッド１４は、単磁極ヘッド又はリン
グヘッドが使用可能であるが、磁界を狭い面積に集中で
きる単磁極ヘッドが好ましく用いられる。従来は、単磁
極ヘッドではヘッドが外部磁界の磁束を集中して記録磁
区を不安定にするという問題があった。しかし、本発明
では、室温における垂直磁化膜の保磁力を記録磁界に比
して大きくとれるので、このような不安定性は生じな
い。
【００２２】従来の光ディスクにおいては、記録光と再
生光に強度を変えた同じ光源からの光を用いるため、記
録光に歪みが入っていると、再生光にも当然に歪みがあ
り、再生特性が劣化するという問題があった。本発明で
は、光を記録にのみ用いるため、歪んだ光であっても再
生特性に影響はない。
【００２３】記録光１１は、連続光でも良いが、記録ク
ロックに合わせてパルス状に照射することが好ましく、
この場合、強い記録磁界のみを用いることができ、ま
た、記録光パワーマージンが向上する利点がある。記録
光のパルス幅は、記録クロックのパルス幅の５０％以下
であることが好ましい。また、パルス照射と媒体の温度
上昇とに時間差があるため、記録磁界のクロックとパル
ス照射のタイミングとを最適なものとなるように調整す
ることが好ましい。
【００２４】基板上にトラックに沿った溝が設けられる
ことは、隣接トラックへの熱干渉をなるべく防止する上
で好ましい。溝は深い方が熱干渉防止の効果は大きく、
また、記録トラックの信号をなるべく大きくとるために
は幅が狭い方が良い。ただし、浮上型スライダーの空気
流を乱さない様にすることが必要である。このような溝
を形成する方法としては、射出成形法、紫外線硬化樹脂
を塗布した基板を型に押しつけたまま硬化させるフォト
ポリマー法、イオンエッチング法等がある。
【００２５】媒体上に、ヘッドをトラックに追随させる
ためのサーボ情報が記録されていることも好ましい形態
である。サーボ情報は、磁性層に磁区として記録されて
いてもよいし、基板上に凹凸状に設けられていても良
い。特に記録光が追随するための反射率変動を起こすよ
うなサーボ情報が設けらていても良い。このようなサー
ボ情報は、ピット状でもよいし連続した溝状であっても
良い。基板を樹脂により形成する場合には、射出成形等
により基板の形成と同時にサーボ情報を設けることが可
能である。
【００２６】本発明で用いられる垂直磁化膜は、加熱す
ることにより室温時よりも保磁力が低下する。しかし、
単一の垂直磁化膜を用いた場合には、以下のような問題
が発生する。まず、温度に対して保磁力が急激に変化す
るので、記録ヘッド付近の磁束分布のため記録光のパワ
ーが変動すると、記録磁区幅が若干変化するという問題
である。また、垂直磁化膜としては、保磁力及び垂直磁
気異方性が高く、且つ、磁区の安定な膜が好ましいので
あるが、磁気異方性が高い膜を用いると、保磁力が低下
し、磁気ヘッドにより記録可能となるまで低下する温度
が、膜材料のキュリー温度近傍になってしまう問題であ
る。垂直磁化膜がキュリー温度にまで達してしまうと、
その領域の記録磁区が全て消磁されてしまうので、最高
到達温度をキュリー温度以下にすることが好ましい。こ
のため、記録可能温度とキュリー温度との間のパワーマ
ージンが著しく小さくなり、記録光制御が難しくなる。
【００２７】上記のような問題を解決するため、異なる
キュリー温度を有し、室温で互いに交換結合した２層以
上の磁性膜からなる垂直磁化膜を用いることが好まし
い。このような例を図４に示した。同図の例では、垂直
磁化膜が、基板２０上に順次に形成された、キュリー温
度Ｔｃ１を持つ第１記録層２１と、そのキュリー温度Ｔ
ｃ１よりも高いキュリー温度Ｔｃ２を持つ第２記録層２
２とを有し、温度Ｔｃ１における第２記録層２２の保磁
力は、室温における第１記録層２１の保磁力よりも小さ
い。なお、第１記録層２１と第２記録層２２の形成の順
序は逆にしてもよい。この膜構成による合成保磁力を図
５に示した。第１及び第２記録層の合成保磁力は、その
ときの温度での保持力の大きい膜の保磁力によってほぼ
決定される。第１記録層２１と第２記録層２２のキュリ
ー温度Ｔｃ１、Ｔｃ２の差を充分に確保すると、パワー
変動が生じても周囲の磁区が消磁される恐れがない。ま
た、Ｔｃ１近傍での温度に対する第２記録層２２の保磁
力の変動を小さいものとすれば、パワー変動があっても
記録磁区幅が安定となる。ここで、第２記録層２２はＴ
ｃ１付近でも記録磁区を保持可能な程度の保磁力を持っ
ている必要がある。
【００２８】上記層構成を採用した垂直磁化膜における
保磁力の様子を図６に示した。室温においては、同図
（ａ）に示すように、保磁力の大きい第１記録層２１の
ために、第１記録層２１と交換結合した第２記録層２２
の保磁力も大きくなる。従って磁区は、両層とも安定に
存在する。記録時には、同図（ｂ）に示すように、第１
記録層２１のキュリー温度Ｔｃ１を越えるまで、或い
は、キュリー温度Ｔｃ１の近傍まで加熱を行う。このと
き、保磁力は第２記録層２２単独の保磁力となるので、
小さい保磁力が得られる。温度が低下してＴｃ１以下に
なったとき、同図（ｃ）に示すように、第１記録層２１
の磁化が現れ、交換結合力により第２記録層２２の磁化
方向が第１記録層２１に転写される。すなわち、Ｔｃ１
以上に加熱された領域で、かつ磁気ヘッドによる記録磁
界が加わった領域のみに、記録ヘッドによるデータが記
録される。
【００２９】希土類遷移金属膜では、高い磁化を持った
膜は一般に高いキュリー温度を有する。従って、単一の
垂直磁化膜で再生に充分な磁束を発生させる磁性膜で
は、キュリー温度が高く且つ大きな記録光強度が必要と
なる。しかし、上記の多層構成を採用すると、Ｔｃ１を
変えることにより、必要な記録光強度を任意に変化させ
ることが可能である。さらに、高いキュリー温度を有す
る第２記録層によって大きな磁束を発生させることがで
きる。この場合、第１記録層の磁化を小さくしておけ
ば、交換結合力により高い垂直磁気異方性が得られる。
【００３０】従来方式では、加熱領域の温度分布により
磁区形状が決定されるため、Ｔｃ１以上に達する温度領
域の全てで記録が成されるので、上記多層構成を採用し
ても記録パワーマージンの増加は無い。つまり、記録パ
ワーマージンの増加は、磁気ヘッドにより磁区形状が決
定される本発明の記録方式と組み合わせて初めて得られ
るものである。
【００３１】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明の記録媒体に用いられる基板２０としては、ディス
ク状媒体として用いる場合には、通常のハードディスク
で用いられる円盤状のアルミ合金、ガラスあるいはアモ
ルファスカーボン等の基板が用いられる。さらに、ポリ
カーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂基板も使用することが
できる。この場合には、基板を射出成形で作製すること
により、表面に凹凸状のアドレス情報等を埋め込むこと
が可能である。基板の厚みとしては０．３ｍｍ〜２ｍｍ
程度が好ましく用いられる。別の形態として、フロッピ
ー（登録商標）ディスクのように、ＰＥＴ等による円盤
状のフィルムを用いることもできる。また、同様のフィ
ルムによりテープ状の媒体、あるいはカード状としても
用いることも可能である。
【００３２】第１記録層２１に用いられる膜は、垂直磁
気異方性が大きく、微小な磁区が安定して存在可能なも
のが必要である。このためには、保磁力Ｈｃが５ｋＯｅ
（エルステッド）以上であることが好ましい。さらに好
ましくは７ｋＯｅ以上である。第１記録層２１の膜厚
は、２０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましいが、さ
らに好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、特に好ま
しくは３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。第１記録層２１が
薄すぎると、第２記録層２２の反磁界に耐えられなくな
り、垂直磁気異方性が低下する。また厚過ぎると、全体
の磁化が増大することで垂直磁気異方性が低下する上
に、熱磁気記録の際には記録に要する光強度が増加して
しまう。また、第１記録層２１のＭｓは２５０ｅｍｕ／
ｃｃ以下であることが好ましい。Ｍｓが大き過ぎると垂
直磁気異方性が低下する。Ｍｓは、さらに好ましくは２
００ｅｍｕ／ｃｃ以下であり、特に好ましくは１５０ｅ
ｍｕ／ｃｃ以下である。キュリー温度Ｔｃ１が高いと、
記録レーザー光が過大となってしまうが、逆に低いと高
温での耐久性が悪くなる。適度なキュリー温度Ｔｃ1は ８０℃≦Ｔｃ1≦３００℃ であり、さらに好ましくは １００℃≦Ｔｃ1≦２５０℃ であり、特に好ましくは １２０℃≦Ｔｃ1≦２５０℃ である。
【００３３】用いられる膜としては、特に希土類と遷移
金属の合金が好ましい。希土類遷移金属はフェリ磁性体
であるため、補償組成近傍を用いることにより室温での
磁化を小さくすることができる上に、室温成膜で容易に
高い垂直磁気異方性及び大きな保磁力を得ることができ
る。例えば、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、Ｄｙ
Ｆｅ、ＤｙＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＤ
ｙＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等が用い
られる。記録に磁界のみを用いる場合には、Ｈｃは５ｋ
Ｏｅ以下であることが好ましいが、熱磁気記録を行う場
合には保磁力の制限は無い。この場合には、特に垂直磁
気異方性の高いＴｂＦｅＣｏを用いるのが好ましい。第
１記録層に希土類遷移金属を用いる場合には、希土類金
属の組成は室温での補償組成から５％以内であることが
好ましい。例えば、ＴｂＦｅＣｏでは、Ｔｂ２３原子％
が補償組成であるため、Ｔｂ組成が１８〜２８原子％の
範囲にあることが好ましい。ＦｅとＣｏの比率はＦｅ
100-xＣｏxとしたとき ０≦Ｘ≦３０ であることが好ましい。
【００３４】第２記録層２２の膜厚は１０ｎｍ〜１００
ｎｍであることが好ましいが、さらに好ましくは２０ｎ
ｍ〜１００ｎｍであり、特に好ましくは２０ｎｍ〜８０
ｎｍである。第２記録層２２が薄すぎると、交換結合力
により第１記録層２１に転写させることができなくなる
上に、漏洩磁束強度が低下し再生信号が弱くなる。ま
た、厚過ぎると、交換結合の影響が弱くなり垂直磁気異
方性が低下する。第２記録層２２のＭｓは、室温におい
て１００ｅｍｕ／ｃｃ〜４００ｅｍｕ／ｃｃであること
が好ましい。Ｍｓが小さ過ぎると再生信号強度が小さく
なり、逆に大き過ぎると垂直磁気異方性が低下する。Ｍ
ｓは、さらに好ましくは１５０ｅｍｕ／ｃｃ〜４００ｅ
ｍｕ／ｃｃであり、特に好ましくは１５０ｅｍｕ／ｃｃ
〜３５０ｅｍｕ／ｃｃである。
【００３５】先に述べたように、第２記録層２２のキュ
リー温度Ｔｃ２は第１記録層２１のキュリー温度Ｔｃ１
よりも高いことが好ましい。Ｔｃ２は３００℃以上であ
ることが好ましい。パワーマージンをとるためには、Ｔ
ｃ１とＴｃ２の差が１００℃以上であることが好まし
い。一般に、保磁力の温度変化は補償温度の近傍におい
て最も大きい。従って、Ｔｃ１において保磁力の温度変
化を小さくするためには、Ｔｃ１が第２記録層２２の補
償温度から５０℃以上離れていることが好ましい。また
記録を行うためには、Ｔｃ1において第２記録層２２の
保磁力が５ｋＯｅ以下であることが好ましい。さらに好
ましくは４ｋＯｅ以下である。ただし、記録磁区を安定
に保持するためには、５００Ｏｅ以上の保磁力があるこ
とが好ましい。さらに好ましくは１ｋＯｅ以上である。
【００３６】第２記録層２２に用いられる膜は磁化が大
きく再生出力が大きく取れるものが好ましいが、磁化が
大きすぎると、やはり垂直磁気異方性の低下が起きる。
また、第２記録層２２は第１記録層２１と強く交換結合
を行うものである必要がある。
【００３７】第２記録層２２に用いられる膜としては、
ＣｏＣｒ、ＭｎＢｉ、ＰｔＣｏ、ＰｔやＰｄとＣｏの多
層膜、またはＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、Ｇｄ
ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、Ｔｂ
ＤｙＦｅＣｏ等の希土類遷移金属合金が用いられる。希
土類遷移金属の中でも軽希土類と呼ばれるＮｄ、Ｐｒを
用いた、ＮｄＦｅＣｏ、ＮｄＦｅ、ＮｄＣｏ、ＰｒＦｅ
Ｃｏ、ＰｒＦｅ、ＰｒＣｏ等を用いることもできる。あ
るいはこれらにＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙを混入させることもで
きる。
【００３８】第１記録層２１との交換結合の強さから
は、希土類遷移金属合金を用いることが好ましい。特に
希土類金属としてＧｄを含有した合金、例えばＧｄＦｅ
Ｃｏは、保磁力が小さくなりかつキュリー温度が高いの
で好ましい。ただし、保磁力を上げるためには、Ｔｂあ
るいはＤｙを希土類金属全体の３％以上含有するのが好
ましい。さらに好ましくは５％以上である。Ｔｂあるい
はＤｙの含有量が多すぎると、保磁力が上がりすぎるの
で、５０原子％以下であることが好ましい。さらに好ま
しくは４０％以下である。第２記録層２２にフェリ磁性
の希土類遷移金属合金を用いると、補償組成付近ではＭ
ｓが小さくなるので、希土類金属の組成は室温での補償
組成から３％以上離れていることが好ましい。例えば、
ＧｄＦｅＣｏでは、Ｇｄ２６原子％が補償組成であるた
め、Ｇｄ組成が２９原子％以上、又は、２３原子％以下
であることが好ましい。ただし、希土類組成が補償組成
より少ないと、熱磁気記録の記録温度において磁化が大
き過ぎて、記録に必要な磁界が著しく大きくなる可能性
がある。これに対して、希土類組成が補償組成より少な
い場合には、記録時に補償温度に近くなるので、磁化が
小さくなり記録磁界を低減できる。従って、第２記録層
２２は室温において希土類金属優勢の組成をとることが
好ましい。希土類遷移金属合金は一般にＦｅとＣｏの比
率が１：１のときに最大のＭｓをとる。従って、充分な
Ｍｓを得るためには、ＦｅとＣｏの比率はＦｅ100-xＣ
ｏxとしたとき ２０≦Ｘ≦８０ であることが好ましい。さらに好ましくは ３０≦Ｘ≦７０ である。
【００３９】第１記録層２１及び第２記録層２２に希土
類遷移金属合金を用いると、室温でのスパッタリングに
よって高い垂直磁気異方性が容易に得られるため、樹脂
基板の使用が可能になるといった利点がある。また希土
類遷移金属合金はアモルファスであるので、従来の磁気
記録媒体にあった結晶粒界に伴う磁区境界の乱れが無
く、非常に低ノイズの媒体となりうる。希土類遷移金属
合金には、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｐｔ等の非磁性元
素を５原子％以下程度混入させることで耐酸化性の向上
や、保磁力の調整を行うことができる。
【００４０】第２記録層２２に希土類遷移金属合金を用
いる場合には、希土類金属は非常に酸化し易いため、表
面をＳｉＮ、ＡｌＮ、水素化カーボン（Ｃ：Ｈ）等の誘
電体、ないしＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属による保護層を
設けて保護することが好ましい。水素化カーボンは磁気
ヘッドの滑り改善の効果もあるので、酸化防止のための
ＳｉＮ等の層の上にさらに水素化カーボンを設けるのも
好ましい構成である。記録に光照射による熱磁気記録を
用いるので、保護層は光反射率が低いものであること
が、記録光のエネルギー利用効率を高める上で好まし
い。特に、保護層を誘電体とし、膜厚を光干渉効果ある
いは光吸収により記録光の反射率が低下するように設定
することにより、反射率を著しく低下させることが可能
である。この場合には、膜厚は保護層の屈折率に従い適
当に設定されうる。信号強度の観点からは、保護層の膜
厚を厚くできないので、薄い膜厚でも反射率を低下でき
るよう保護膜の複素屈折率 ｎ*＝ｎ−ｉｋ における減衰係数ｋは０．１以上であることが好まし
い。さらに好ましくは０．２以上である。通常の光記録
においては、ｋが大きいと再生時に信号が低下してしま
うが、本発明では再生に磁束を用いるのでそのような問
題は生じない。充分な保護効果を考慮すると、保護層の
膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。しかし、保
護層の膜厚が厚過ぎると、記録層と磁気ヘッドとの距離
が離れて信号強度が低下するため、この膜厚は１００ｎ
ｍ以下であることが好ましい。保護層の有無に関わらず
最表面には磁気ヘッドを滑らせるためのフッ素系樹脂等
による潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。
【００４１】垂直磁化膜と基板との間に軟磁性層を設け
ると、磁束がこの軟磁性層を通過することから、再生時
の磁束強度を強めることができる。また、単磁極ヘッド
との組み合わせで強い記録磁界を得ることができる。軟
磁性層は、垂直磁化膜に直接接して設けても良いが、垂
直磁化膜の垂直磁気異方性の低下を避けるため、間に非
磁性層を介在させることが好ましい。軟磁性層は、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ若しくはそれらの合金、又はそれらにＡ
ｌ、Ｓｉ、Ｂ等を添加した材料から形成する。この場
合、透磁率が１０以上であるものが好ましく用いられ
る。特に好ましくは、ＦｅＮｉ合金、ＦｅＡｌＳｉ合金
である。膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ま
しい。
【００４２】磁性膜と基板との間に基板との密着性を高
めるため、或いは、基板からの水分拡散を防止するため
に下引き層を設けるのは好ましい構成である。下引き層
は、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＴｉＯ2、Ｔａ
2Ｏ5等の誘電体や、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属が用いら
れる。金属を用いた場合には、膜厚を変えることで記録
光の感度調整にも用いることができる。この場合、磁性
膜の下に誘電体を挟んで金属を設けるのが特に好まし
い。
【００４３】垂直磁化膜は、第１記録層と第２記録層の
２層のみとは限らず、交互に数層重ねることも可能であ
る。すなわち、第２記録層／第１記録層／第２記録層／
第１記録層／第２記録層／第１記録層／・・といった多
層構造も考えられる。第１記録層と第２記録層の積層数
には、基本的には制限は無いが、総膜厚が厚くなること
や生産性を考えると、各層が１０層以下であることが好
ましい。各層を複数設ける場合に、全体の総膜厚を余り
厚くしないためには、各層の膜厚が５０ｎｍ以下である
ことが好ましい。
【００４４】希土類遷移金属合金の作製には、スパッタ
リングを用いるのが好ましい。スパッタリングターゲッ
トには、希土類遷移金属合金のターゲットを用いること
ができ、回転型のスパッタリング装置の場合には、希土
類金属と遷移金属とを別々のターゲットでスパッタし基
板上で混合させるといった手法も採用できる。この場合
には、組成の変更が容易であるといった利点がある。第
１記録層と第２記録層とを多数設ける場合には、各々の
ターゲットを一つのチャンバー内に用意し、基板を回転
させながら交互に成膜する方法を用いることができる。
【００４５】特に浮上型ヘッドを用いる場合には、膜表
面の荒らさが重要である。膜表面の平均荒さ（Ｒａ）は
２ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは
１．５ｎｍ以下である。ただし滑らか過ぎる表面はヘッ
ドの吸着をもたらすので、従来のハードディスク同様に
テキスチャリングにより基板表面に制御された凹凸を導
入することもできる。
【００４６】
【実施例】以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 （実施例１）図７に本発明の記録方法に用いられるヘッ
ドの一例を示す。サスペンションアーム４３に支持され
た浮上型スライダー４０に、記録ヘッド４１及び再生ヘ
ッド４２を搭載する。記録ヘッド４１には、記録光４４
を集光する対物レンズ４５を付属させる。ディスク回転
のため高温領域は光スポットの若干後方に発生するので
記録ヘッド４１は、対物レンズ４５によるレーザ集光点
の後方に配置する。このスライダー４０を用い、記録領
域を記録光４４で照射しながら記録を行う。記録光４４
をなすレーザーは空中を伝わらせるか、光ファイバーな
いし導波路にスライダーに導かれる。ヘッド自身に対物
レンズを設けても良い。再生はＧＭＲ等の再生ヘッドに
より、従来の磁気ディスクと同様に磁束を検出しながら
実施する。
【００４７】（実施例２）本発明の記録媒体の一例を図
８に示す。基板３０には射出成形したポリカーボネート
を用い、表面にはトラック追随用の溝及びアドレス情報
を示すピットを凹凸で形成する。その上にAl98Ti2放熱
層３１を３０ｎｍ、Si3N4下引層３２を３０ｎｍこの順
に設ける。さらに、その上にＴｂ22（Ｆｅ95Ｃｏ5）77
第１記録層３３を６０ｎｍ、（Ｇｄ90Ｔｂ10）30（Ｆｅ
70Ｃｏ30）70第２記録層３４を６０ｎｍ設ける。その上
に、保護層３５として水素化カーボンを２０ｎｍ設け、
最後にフッ素樹脂による液体潤滑剤３６を３ｎｍ設け
る。水素化カーボンは水素含有量を１５％にすることで
減衰定数ｋ＝０．２になる。この組成において、室温で
の第１記録層３３のＭｓは遷移金属優勢で５０emu/ccで
あり保磁力は１７ｋＯｅ、第２記録層３４のＭｓは希土
類金属優勢で２８０emu/ccである。第１記録層３３のキ
ュリー温度Ｔｃ１は１８５℃である。Ｔｃ１における第
２記録層３４の保磁力は１．５ｋＯｅである。第２記録
層３４の補償温度は２５０℃であり、キュリー温度Ｔｃ
２は３００℃以上である。
【００４８】表面の溝により、実施例１に記載のヘッド
を用いて光サーボをかけることができる。記録時には１
８５℃以上に加熱しながら記録磁界を１．５ｋＯｅ以上
加えれば記録が行える。
【００４９】（実施例３）ＮｉＰメッキを施したＡｌ基
板を用い、表面にテキスチャリングを行う。その上にSi
3N4下引き層を３０ｎｍ設ける。さらにその上にＤｙ24
（Ｆｅ80Ｃｏ10）7 7第１記録層を３０ｎｍ、（Ｇｄ80Ｄ
ｙ20）20（Ｆｅ70Ｃｏ30）68第２記録層を７０ｎｍ設け
る。この上に、ＡｌＮ保護層を７０ｎｍ、水素化カーボ
ンを２０ｎｍ設け、最後にフッ素樹脂による液体潤滑剤
を３ｎｍ設ける。この組成において、室温での第１記録
層のＭｓは遷移金属優勢で４０emu/ccであり、保磁力は
１２ｋＯｅ、第２記録層のＭｓは遷移金属優勢で３２０
emu/ccである。第１磁性層のキュリー温度Ｔｃ１は１６
０℃である。Ｔｃ１における第２記録層の保磁力は２．
５ｋＯｅである。第２記録層の補償温度は室温以下であ
り、キュリー温度Ｔｃ２は３００℃以上である。
【００５０】記録時には１６０℃以上に加熱しながら記
録磁界を２．５ｋＯｅ以上加えれば記録が行える。
【００５１】（実施例４）ポリカーボネート基板上にAl
98Ti2を３０ｎｍ、Si3N4を30nm設ける。この上にTb22(F
e90Co10）によりなる第１記録層、Gd30(Fe70Co30)より
なる第２記録層を各３０ｎｍずつ、２組設ける。つまり
(Gd90Tb10)30(Fe70Co30)70/Tb22(Fe95Co5) 78/(Gd90T
b10)30(Fe70Co30)70/Tb22(Fe95Co5)/基板という構成で
ある（ここでは、保護膜等を省略した）。
【００５２】その上にSi3N4を２０ｎｍ、水素化カーボ
ン膜を１０ｎｍ設け、最後にフッ素系樹脂による液体潤
滑剤を３ｎｍ設ける。この構成では、合計の磁化は実施
例１と同じであるが、実施例１よりもさらに垂直磁気異
方性が高く、磁区が安定した状態が得られる。
【００５３】（実施例５）射出成形されたポリカーボネ
ート基板上にAlを２０ｎｍ、Ta2O5を３０ｎｍ設ける。
この上に(Tb80Dy20)20(Fe90Co30）77よりなる垂直磁化
膜を８０ｎｍ設ける。この上にＴｉＮを１０ｎｍ設け、
最後にフッ素系樹脂による液体潤滑剤を３ｎｍ設ける。
この組成において垂直磁化膜は遷移金属優勢でＭｓは１
８０emu/ccであり保磁力は８ｋＯｅである。垂直磁化膜
のキュリー温度は２６０℃である。１５０℃まで昇温し
たときの保磁力は３．１ｋＯｅとなり、これ以上の記録
磁界により記録可能である。
【００５４】（実施例６）ＮｉＰメッキを施したＡｌ基
板を用い、表面にテキスチャリングを行う。この上に軟
磁性膜であるＮｉ50Ｆｅ50を３０ｎｍ、Ｓｉ3Ｎ4を２０
ｎｍ設ける。さらに、その上にＤｙ24（Ｆｅ80Ｃｏ20）
77第１記録層を３０ｎｍ、（Ｇｄ90Ｔｂ10）32（Ｆｅ30
Ｃｏ70）68第２記録層を７０ｎｍ設ける。この上にＡｌ
Ｎ保護層を７０ｎｍ、水素化カーボンを２０ｎｍ設け、
最後にフッ素樹脂による液体潤滑剤を３ｎｍ設ける。こ
の組成において、第１記録層のＭｓは希土類金属優勢で
４０emu/ccであり、保磁力は１２ｋＯｅ、第２記録層の
Ｍｓは希土類金属優勢で３２０emu/ccで保磁力は単層の
状態で１５０Ｏｅである。軟磁性膜のために漏洩磁界が
強く発生し再生信号が大きくなる。
【００５５】以上、本発明をその好適な実施形態例及び
実施例に基づいて説明したが、本発明の記録再生装置及
び方法並びに記録媒体は、上記実施形態例及び実施例の
構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例及
び実施例の構成から種々の修正及び変更を施したものも
も、本発明の範囲に含まれる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の垂直磁気
記録装置、記録方法、及び垂直磁気記録媒体によれば、
高い信号分解能、記録光強度マージン、及び、安定な記
録磁区の形成を可能とする熱磁気記録が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例の熱磁気記録方法による
記録の状況を示す模式的平面図。
【図２】従来の熱磁気記録方法による記録の状況を示す
模式的平面図。
【図３】本発明の別の実施形態例による熱磁気記録方法
による記録の状況を示す模式的平面図。
【図４】本発明の一実施形態例の記録媒体の構成を示す
断面図。
【図５】図５の記録媒体における合成保磁力の温度変化
を示すグラフ。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は夫々、図４の記録媒体におけ
る記録時の保磁力の変化を示す断面図。
【図７】本発明の一実施形態例の記録再生装置の断面
図。
【図８】本発明の一実施形態例の記録媒体の断面図。
【符号の説明】
１１：記録光 １２：加熱領域 １３：記録磁区 １４：記録ヘッド ２０：基板 ２１：第１記録層 ２２：第２記録層 ３０：基板 ３１：放熱層 ３２：下引き層 ３３：第１記録層 ３４：第２記録層 ３５：保護層 ３６：潤滑剤 ４０：スライダー ４１：記録ヘッド ４２：再生ヘッド ４３：サスペンション ４４：記録光 ４５：対物レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スライダーに搭載した記録ヘッドから、
    情報に応じた磁界方向を持つ記録磁界を加えることによ
    って垂直磁化膜に磁気記録を行う垂直磁気記録装置にお
    いて、 記録位置近傍を加熱するための光を照射する光照射手段
    を有し、少なくとも記録トラック方向に隣接する記録磁
    区境界の形状を前記記録ヘッドの形状により決定するこ
    とを特徴とする垂直磁気記録装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の垂直磁気記録装置を用
    いる記録方法であって、垂直磁化膜の室温における保磁
    力より小さな記録磁界強度を印加し、前記光照射手段を
    用いて前記垂直磁化膜を加熱し、前記記録磁界強度によ
    り記録可能となるまで前記垂直磁化膜の保磁力を低下さ
    せることを特徴とする垂直磁気記録媒体の記録方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の垂直磁気記録装置を用
    いて記録を行う垂直磁気記録媒体であって、前記垂直磁
    化膜が、少なくとも室温で互いに交換結合した、キュリ
    ー温度Ｔｃ１を持つ第１記録層、及び、キュリー温度Ｔ
    ｃ1より高いキュリー温度Ｔｃ２を持つ第２記録層を含
    み、温度Ｔｃ１における第２記録層の保磁力は室温にお
    ける第１記録層の保磁力よりも小さいことを特徴とする
    垂直磁気記録媒体。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の垂直磁気記録媒体を用
    いて、記録時の温度をＴｃ１以上かつＴｃ２以下とする
    ことを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体
    の記録方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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