JP2002074647A

JP2002074647A - 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置

Info

Publication number: JP2002074647A
Application number: JP2000254910A
Authority: JP
Inventors: Harumi Sakamoto; 晴美坂本; Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Koichiro Wakabayashi; 康一郎若林; Masaki Sekine; 正樹関根; Hiroyuki Awano; 博之粟野; Teruaki Takeuchi; 輝明竹内
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】熱アシスト記録に好適な磁気記録媒体及びそ
れを用いた磁気記録装置を提供する。【解決手段】磁気記録媒体１００は、基板１１上に、
誘電体層１２、情報記録層１３及び熱制御層１４を備え
る。熱制御層１４を、光反射率及び熱伝導率の高い材
料、例えばＡｌまたはＡｌ合金から構成し、記録層１３
に接して形成する。かかる磁気記録媒体１００にレーザ
ー光を照射すると、記録層１３に所望の温度分布を安定
して形成できる。これにより記録層１３に微小な記録磁
区を精度良く形成できる。それゆえ熱アシスト記録用の
磁気記録媒体として極めて好適である。また、記録層と
して非晶質材料を用いることにより、磁化遷移領域にジ
グザグパターンが現れることが防止される。それゆえ高
Ｃ／Ｎで情報を再生でき、４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ
^２（約６．２０Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）以上の高密度記録
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報が磁気的に記
録される磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置に
関し、特に、熱と磁界を用いて超高密度に情報が記録さ
れる磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。これを支える情報記録
装置として磁気記録装置や光磁気記録装置が知られてい
る。これらの記録装置は、記憶容量を一層増やすことが
望まれている。

【０００３】これを実現するための方法として記録媒体
に書き込む記録磁区をより小さくして高密度に情報を記
録することが考えられる。磁気記録装置に搭載されてい
る記録媒体では、情報が記録される記録層の磁性材料と
して現在Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（−Ｔａ）系が広く用いられ
ている。この材料は、磁化容易軸が膜面内方向にあり、
２０ｎｍ程度のＣｏの結晶粒子が析出した結晶質材料で
ある。しかし、この材料は、面内磁化膜であるために反
磁界の影響が強く、かかる反磁界によって減磁が発生す
るので、４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉ
ｔｓ／ｃｍ^２）を超える面記録密度を実現するのは困難
である。更に、結晶質材料であるために、磁化遷移領域
にジグザグパターンが形成され、これがノイズの原因に
なる。高密度記録では記録磁区が小さくなると、得られ
る信号強度も小さくなるので、磁化遷移領域のジクザグ
パターンに起因するノイズはＳ／Ｎに大きく影響してし
まう。

【０００４】上記反磁界による減磁を防ぐためには抗磁
力が大きい材料を用いることが必要であり、ジクザグパ
ターンに起因するノイズを低減するためには、結晶粒子
サイズの分布を小さく揃える必要がある。現在、粒子サ
イズを小さく揃えるために、磁性層の下地としてシード
層を設ける方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気記録媒
体において４０Ｇｂ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉｔ
ｓ／ｃｍ^２）を超える面記録密度を実現するためには、
磁性層の粒子サイズを小さく揃えてノイズを低減する必
要がある。しかしながら、粒子サイズをあまり小さくす
ると磁性層に記録した記録マークが熱減磁により時間と
ともに消えてしまうという問題が生じる。このため、高
密度記録においては、熱的安定性の観点から保磁力の高
い材料を記録膜に用いなければならない。

【０００６】一方、磁気記録装置において磁気ヘッドで
発生可能な磁界強度には限界があり、磁気記録媒体の保
磁力が高くなると、かかる磁気ヘッドによる記録が困難
になる。また、高密度記録を行うには、磁気記録媒体の
トラック方向にも半径方向にも微小な磁区を形成するこ
とが必要であり、トラック方向の磁区長を短くするに
は、磁気ヘッドのギャップを狭くすること、すなわち狭
ギャップ化が必要となる。磁気ヘッドの狭ギャップ化を
実現するには、磁気ヘッドの製造時に微細加工を行う必
要があるが、磁気ヘッドの歩止まりやスループットを考
慮すると、加工には限界がある。

【０００７】そこで、高保磁力の記録層を有する磁気記
録媒体の記録すべき領域に例えば光を照射することによ
って加熱して保磁力を低下させ、保磁力が低下した領域
に磁気ヘッドを用いて情報に応じた磁界を印加して情報
を記録する方法が提案されている。以下、かかる記録方
法を熱アシスト磁気記録と称する。熱アシスト磁気記録
により記録された情報の再生には、従来の磁気ディスク
の再生と同様に、磁気ヘッドに搭載された再生用素子を
用いて、磁気記録媒体からの漏れ磁界を検出する。かか
る記録方法によれば高保磁力の磁気記録媒体に情報を記
録することができるので高密度記録が期待できる。

【０００８】「Proceedings of Magneto-Optical Recor
ding International Symposium '99, J.Magn.Soc.Jpn.,
Vol.23, Supplement, No.S1(1999), pp.229-232」（文
献１）には、メモリ層上に保護層を介してＡｌからなる
ヒートシンク層を備える記録媒体が開示されており、か
かる記録媒体にレーザーストロボ磁界変調を用いて情報
を記録する方法が開示されている。しかし、かかる記録
媒体では、２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２を越える程度の記
録密度しか達成できていない。

【０００９】本発明は、このような状況を鑑みてなされ
たものであり、本発明の第１の目的は、記録時に熱と磁
気を用いて情報の記録または消去を行い、再生時に磁気
フラックスを検出して情報の再生を行う磁気記録媒体に
好適な超高密度磁気記録媒体及びそれを備える磁気記録
装置を提供することにある。

【００１０】本発明の第２の目的は、情報記録時に、磁
性膜に熱を効果的に与えて磁性膜に微小な磁区を形成す
ることができる超高密度記録用の磁気記録媒体及びそれ
を備える磁気記録装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に従
えば、熱及び外部磁界が与えられて情報が記録される磁
気記録媒体において、基板上に、情報が磁気的に記録さ
れる記録層と、情報記録時に記録層に与えられた熱を制
御するための熱制御層とを備え、該熱制御層が記録層に
接して形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が
提供される。

【００１２】本発明の磁気記録媒体は、情報記録時に記
録層に与えられた熱を有効に制御するための熱制御層を
記録層に接して備えるので、熱アシスト記録により情報
を記録したときに微小な記録磁区を記録層に安定して記
録することができる。以下にその理由を説明する。

【００１３】熱アシスト記録では、磁気記録媒体に熱を
与える方法として、例えばレーザー光を集光して照射す
る方法を用いている。磁気記録媒体にレーザー光を照射
すると、磁気記録媒体の記録層が、図８の上方に示した
ように、レーザ光の光強度分布（ガウス分布）に応じた
温度分布で加熱される。ここで、図８の温度分布はトラ
ック幅方向の温度分布を示している。ガウス分布に従う
レーザー光では、光照射領域の中心が最も高温になる。
図８の温度分布において、記録温度Ｔｘは、レーザー光
照射による加熱によって、記録層の保磁力が磁気ヘッド
から発生する外部磁界よりも小さくなるときの温度であ
る。記録温度Ｔｘよりも高温の領域では、記録層の保磁
力が磁気ヘッドからの外部磁界強度を下回るために、磁
気ヘッドを用いて記録情報に応じた磁界を印加すること
によって記録磁区を形成することができる。ここでは、
レーザー光照射により形成される記録層の温度分布にお
いて、記録温度Ｔｘよりも高温の領域を「記録可能領
域」と呼ぶ。通常、記録可能領域のトラック幅方向の幅
は、トラック幅とほぼ同じになるように温度分布を調節
する。

【００１４】ところで、磁気記録媒体で用いられる記録
層は高密度記録の観点から膜厚が１０ｎｍ〜５０ｎｍと
薄くなっているためにレーザー光が透過してしまい、記
録層において光エネルギーが熱エネルギーに変換されに
くくなっている。それゆえ、記録層を記録温度に加熱す
るために、照射するレーザー光のレーザーパワーを調整
していた。ところが、レーザーパワーで記録層の温度分
布を制御しようとした場合、レーザーパワーの強弱に応
じて記録層の温度分布は、図８の破線で示したように上
下に大きく変動してしまう。これは、記録可能領域が拡
大したり縮小したりすることを意味する。また、図８の
温度分布においては、記録可能領域とその外側の領域と
の境界部分の温度勾配は急峻になっているために揺らぎ
も大きく、記録可能領域が拡大・縮小しやすくなってい
る。図８の下方には、トラック上の記録層に形成された
記録可能領域と磁気ヘッドからの磁界によって媒体上に
形成される磁界印加領域を模式的に示している。磁化印
加領域のトラック方向の長さＨ_Ｌは、通常、記録可能領
域よりも狭いので、記録可能領域が拡大・縮小してもト
ラック方向の記録磁区の寸法を一定の長さにすることが
できるが、磁界印加領域のトラック幅方向の長さＨ
_Ｗは、記録可能領域と同じかそれよりも長いので、記録
可能領域が拡大・縮小すると記録磁区のトラック幅方向
の長さが長くなったり短くなったりしてしまう。また、
記録磁区が形成される位置がずれたりすることもある。
それゆえ、レーザー光照射領域が変動しても記録可能領
域をほぼ一定の大きさ及び位置に保つには、温度分布の
温度勾配をなだらかにする必要がある。

【００１５】ところで、高密度化の観点から、記録層の
保磁力を高めるために、高保磁力の非晶質材料を用いて
記録層を構成することが望まれている。しかしながら、
非晶質材料は高温に加熱されると構造緩和を起こす場合
がある。情報記録時に、記録層の温度分布を制御するた
めにレーザパワーを上げたときには、レーザー光の光強
度分布はガウス分布に従うために、レーザー光照射領域
の中央部分が著しく高温に加熱されてしまい、構造緩和
が発生する恐れがある。かかる構造緩和が発生すると、
構造緩和が発生した部分の磁気特性が変化してしまう。
かかる構造緩和は温度が高ければ高いほど起こりやすい
ので、レーザーパワーを低くして光照射領域の中心部分
の温度を低下させることが望まれるが、レーザーパワー
を低くすると記録可能領域が縮小してしまう。以上のこ
とから、レーザーパワーを調整することのみによって記
録層の温度分布を制御する方法は適切な方法ではないこ
とがわかる。

【００１６】本発明者らは、熱制御層を記録層に接して
形成することにより、レーザー光照射による記録層の温
度分布を、図９に示すように、なだらかな曲線にするこ
とができた。これは、熱制御層は反射率が高いため、そ
のぶん光透過量が減り、光エネルギーが熱エネルギーに
有効に変換され、熱制御層において発生した熱が記録層
をかかる温度分布で加熱していると考えられる。これに
より、記録層の温度分布において、トラック幅方向の記
録可能領域の寸法を十分確保しつつ、記録可能領域の最
高温度を低くすることができるので、例えば記録層を非
晶質材料で構成したとしても、記録層の構造緩和を引き
起こすことなく安定して記録磁区を形成することが可能
となる。また、レーザー光照射により記録層で発生した
熱は、レーザー光照射後は、熱制御層を伝わって速やか
に放熱されるので、輪郭のはっきりした所望の形状の記
録磁区を記録層に形成することができる。本発明の磁気
記録媒体は熱アシストタイプの磁気記録媒体に極めて好
適である。

【００１７】ところで、上記文献１に記載されている記
録媒体では、熱を拡散するためのヒートシンク層を備え
ているが、記録層とヒートシンク層との間に誘電体層が
介在しているために、図９に示すような温度分布を記録
層に形成することは困難であり、本発明のような効果を
得ることはできない。また、文献１の記録媒体は層構成
が複雑であり、再生用磁気ヘッドとしてのＭＲヘッドを
用いて情報を再生できていないが、本発明の磁気記録媒
体は記録層と再生用磁気ヘッド（例えばＭＲヘッド）と
の距離を狭めることができるので、再生用磁気ヘッドを
用いて情報を再生することができる。

【００１８】本発明において、熱制御層の膜厚は２ｎｍ
〜３０ｎｍが好ましい。熱制御層の膜厚が２ｎｍよりも
薄いと、記録層に所望の温度分布を形成することができ
なくなる恐れがある。また、熱制御層の膜厚が３０ｎｍ
よりも厚いと、例えば熱制御層を、記録層と再生用ヘッ
ドとの間に位置するように形成したときに、記録層から
の漏洩磁界を再生用ヘッドで検出することが困難となる
恐れがある。

【００１９】本発明において、熱制御層は、記録層の光
入射側及びその反対側の少なくともどちらか一方に形成
し得る。記録層に形成される温度分布を容易に制御する
には、記録層の光入射側とは反対の側に熱制御層を形成
することが望ましい。

【００２０】本発明において、熱制御層は、Ａｌ、Ｎ
ｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄの内より選
ばれる少なくとも１種類の元素を母元素とし、かかる母
元素にＡｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＶの内より選ば
れる少なくとも１種類の母元素以外の元素を含むことが
好ましく、ＡｌまたはＡｌ合金から構成されることが一
層好ましい。

【００２１】本発明において、記録層は、面内磁化膜、
垂直磁化膜の何れの膜を用い得る。記録層を面内磁化膜
で構成する場合は、用いる材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ及
びＮｉから選ばれる少なくとも一種類の鉄族元素とＥ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｔｒ、Ｎｄ、及びＳｍから選ばれる少
なくとも一種類の希土類元素とからなる合金薄膜が好適
である。また、記録層を垂直磁化膜として構成する場合
は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉから選ばれる少なくとも一種類
の鉄族元素とＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏから選ばれる少
なくとも一種類の希土類元素とからなる合金薄膜が好適
である。

【００２２】本発明の第２の態様に従えば、本発明の第
1の態様に従う磁気記録媒体と、情報を記録または消去
するための磁気ヘッドと、磁気記録媒体に光を照射する
ための光ヘッドと、磁気記録媒体を駆動するための駆動
装置とを備えることを特徴とする磁気記録装置が提供さ
れる。

【００２３】本発明の磁気記録装置は、本発明の第１の
態様の磁気記録媒体を装着しているので、熱ゆらぎや熱
減磁に強く、熱安定性に優れた熱アシスト記録用の磁気
記録装置を提供することができる。

【００２４】本発明の磁気記録装置は、情報の記録を行
う際に、磁気記録媒体に光ヘッドによりレーザー光を照
射すると同時に、レーザー光が照射された領域に磁気ヘ
ッドから磁界を印加して情報の記録を行う。情報記録の
際に、例えば、磁気記録媒体にパルス状のレーザー光を
照射すると同時に、磁気ギャップの狭い磁気ヘッドによ
り高い周波数で変調させた磁界を印加して記録を行うこ
とにより、微小記録磁区を形成することができるので超
高密度記録を実現できる。

【００２５】本発明の磁気記録装置は、磁気記録媒体へ
記録した情報を再生するための磁気ヘッドとして、例え
ば、磁気記録媒体から漏洩する磁気フラックス（磁束）
の変化に対応して抵抗が変化する特性(磁気抵抗効果)を
有する素子、例えばＭＲ（Magneto Resistive）ヘッド
やＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）ヘッド、ＴＭＲ
（Tunneling Magneto Resistive）ヘッドを用い得る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う磁気記録媒体
およびそれを用いた磁気記録装置について実施例を用い
て更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。

【００２７】

【実施例１】本実施例では、本発明に従う磁気記録媒体
として、図１に示すような断面構造を有する磁気記録媒
体を作製した。磁気記録媒体１００は、基板１１上に、
誘電体層１２、情報記録層１３及び熱制御層１４を順次
積層した構造を有する。以下に、この磁気記録媒体１０
０の製造方法及び得られた磁気記録媒体１００の特性に
ついて説明する。

【００２８】まず、磁気記録媒体用の基板１１として、
直径２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のガラス基板を用
意し、基板１１上に誘電体層１２を形成した。誘電体層
１２は、情報記録層１３の保護や、基板１１と情報記録
層１３との接着性の向上を目的とするために設けられる
膜である。誘電体層１２を形成することにより情報記録
層１３の磁気特性に影響を与えることはない。誘電体層
１２はＳｉ_３Ｎ_４から構成され、その膜厚は１０ｎｍで
ある。誘電体層１２の成膜には反応性スパッタ法を用
い、Ｓｉをターゲットに、Ａｒ／Ｎ_２（＝９０／１０）
を放電ガスに用いた。スパッタ時のＡｒ／Ｎ_２ガスの圧
力は０．１Ｐａ、投入ＤＣ電力は２ｋＷであった。ター
ゲットの直径は２００ｍｍである。

【００２９】次いで、誘電体層１２上に、情報記録層１
３としてＴｂ_１８Ｆｅ_６８Ｃｏ_１４合金膜をＲＦマグネ
トロンスパッタ法により形成した。形成した情報記録層
１３の膜厚は４０ｎｍである。Ｔｂ_１８Ｆｅ_６８Ｃｏ
_１４合金膜の成膜では、ターゲットをＴｂ、Ｆｅ及びＣ
ｏとし、Ａｒガスを放電ガスに用いた同時スパッタリン
グを行った。スパッタ時の圧力は０．２７Ｐａであり、
投入ＲＦ電力はＴｂ、Ｆｅ及びＣｏターゲットのそれぞ
れについて０．５ｋＷ、２ｋＷ及び０．２６ｋＷであ
る。各ターゲットの直径は２００ｍｍである。ここで
は、ＲＦマグネトロンスパッタ法で作製したがＥＣＲス
パッタ法や、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて行っ
てもよい。

【００３０】つぎに、情報記録層１３の上に、熱制御層
１４としてＡｌＴｉ_２膜をＲＦマグネトロンスパッタ法
により形成した。熱制御層１４の膜厚は５ｎｍとした。
ターゲットにはＡｌＴｉ_２を、放電ガスにＡｒをそれぞ
れ用いた。放電ガス圧力は０．１５Ｐａ、投入ＲＦ電力
は２ｋＷである。ターゲットの直径は２００ｍｍであ
る。情報記録層１３上に形成される熱制御層１４は、情
報記録層１３を外相や腐食から保護する効果も有してい
る。こうして図１に示す積層構造を有する磁気記録媒体
１００を作製した。

【００３１】〔磁気特性の測定〕つぎに、作製した磁気
記録媒体１００の磁気特性を、ＶＳＭ（Vibration Samp
le Magnetometer）を用いてＭ−Ｈループを測定するこ
とにより調べた。温度を室温から３００℃まで１０度ず
つ上昇させ、各温度におけるＭ−Ｈループを測定した。
その結果、室温２３℃における飽和磁化Ｍｓは３００ｅ
ｍｕ／ｃｍ^３、保磁力Ｈｃは４ｋＯｅ（約３１８．３２
ｋＡ／ｍ）であった。また、補償温度Ｔ_ｃ _ｏｍｐは室温
以下にあり、キュリー温度Ｔｃは２６０℃であった。こ
こで、補償温度とキュリー温度は、測定を行った各温度
でのＭｓの値を温度について外挿することにより求め
た。また、情報記録層の磁気異方性エネルギーを調べた
ところ、基板と垂直方向の磁気異方性エネルギーが３×
１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３であり、基板と平行方向の磁気異
方性エネルギーが４×１０^４ｅｒｇ／ｃｍ^３であり、情
報記録層が基板と垂直方向に大きな磁気異方性を有する
磁性体であることがわかった。

【００３２】次いで、磁気記録媒体の情報記録層の活性
化体積を測定した。その結果、活性化体積は１２０であ
り、従来の磁気記録媒体に用いられているＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔ系磁性膜における値の約４倍であった。このこと
は、情報記録送が熱的安定性に優れていることを示して
いる。なお、活性化体積の測定では、情報記録層に記録
された磁区を、ＭＦＭや偏光顕微鏡を用いて観察し、磁
区の寸法を測定することによって求めた。また、情報記
録層の構造をＸ線回折法により調べたところ、回折ピー
クは得られず、Ｘ線的には非晶質であった。また、高分
解能透過型電子顕微鏡（高分解能ＴＥＭ）により情報記
録層の組織や構造を調べたところ、明確な格子は観察さ
れず、非晶質か、極微細な粒子の集合体であることがわ
かった。

【００３３】つぎに、磁気記録媒体の最上層の熱制御層
表面にテープクリーニングを行った後に、潤滑剤を塗布
して磁気ディスクを完成させた。潤滑剤は、磁気ディス
ク上を、後述する磁気ヘッドが滑らかに移動できるよう
にするために塗布される。かかる磁気ディスクを磁気記
録装置に組み込んだ。磁気記録装置の概略構成を図２及
び図３に示す。

【００３４】図２は磁気記録装置２００の上面の図であ
り、図３は、磁気記録装置２００の図２における破線Ａ
−Ａ’方向の断面図である。図において、磁気ヘッド３
１は、記録ヘッドと再生ヘッドが一体化された磁気ヘッ
ドであり、記録ヘッドには単磁極ヘッドを用い、再生ヘ
ッドには巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバル
ブ型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。光ヘッド３２は主にレ
ーザー光源と対物レンズ（いずれも不図示）を備え、レ
ーザー光源には波長６３０ｎｍの半導体レーザーを用
い、対物レンズには開口比ＮＡが０．６０のレンズを用
いた。かかる光ヘッド３２により媒体上に形成される光
スポットの直径は１．０５μｍである。光ヘッド３２と
磁気ヘッド３１は、磁気ディスク３５を介して互いに対
向するように配置されている。磁気ディスク３５は基板
側が光ヘッド３２に対向し、熱制御層側が磁気ヘッド３
１に対向するように配置される。すなわち、磁気ディス
クの基板側から光が入射される構成である。

【００３５】磁気ヘッド３１は駆動系３４により制御さ
れ、磁気ヘッド３１の磁気ディス３５上の位置決めは、
磁気ヘッド３１で磁気ディスク３５に記録されている磁
気サーボ信号を検出することによって行なわれる。ま
た、磁気ヘッド３１で検出したサーボ信号に基づいて光
ヘッド３２の位置決めも合わせて制御される。磁気ディ
スク３５は、スピンドル３３により回転し、磁気ヘッド
面と情報記録層との距離を１２ｎｍに保った。

【００３６】かかる磁気記録装置を駆動して、磁気ディ
スクに４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉｔ
ｓ／ｃｍ^２）に相当する信号７００ｋＦＣＩを記録して
ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３６ｄＢの再生出
力が得られた。これは情報を再生するのに十分高いＳ／
Ｎである。情報の記録は、光ヘッドから２０ｎｓ間隔の
マルチパルス（パワーは６ｍＷ）を連続して印加すると
同時に、磁気ヘッドから一定の変調した磁界を情報記録
媒体へ印加した。この磁気ディスクのエラーレートを測
定したところ、信号処理を行わない場合の値で、１×１
０^−６以下であった。ここで、光ヘッドからの１０ｎｓ
で１５ｍＷの微小光パルスと磁気ヘッドからのパルス磁
界を同時に（同期させて）印加して、情報記録媒体へ情
報を記録することもできる。これにより、光スポット径
よりも短い磁区を形成することができる。

【００３７】ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）により、
記録した部分の磁化状態を観察した。観察の結果、磁化
遷移領域にはジグザグパターンは観測されなかった。こ
れは、情報記録層として非晶質の磁性材料を用いている
からである。そのために、ノイズレベルがＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔ系の通常の磁気記録媒体に比べて４〜５ｄＢと、著
しく小さかった。また、情報記録層に形成されていた磁
区のサイズは、半径方向の幅が７０ｎｍであり、光スポ
ット径（１．０５μｍ）よりも短かった。また、パルス
磁界とパルス光を用いて記録したところ、半径方向の幅
が５０ｎｍであり、光スポット径よりもさらに短かっ
た。

【００３８】

【実施例２】この実施例では、本発明に従う磁気記録媒
体の別の具体例として、図４に示すような積層構造を有
する磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体４００は、
基板２１上に誘電体層２２、熱流制御層２３、情報記録
層２４及び保護膜２５を順次積層した構造を有する。

【００３９】基板２１、誘電体層２２、熱流制御層２３
及び情報記録層２３については、実施例１と同じ材料を
用いた。基板２１上に、誘電体層、熱流制御層２３及び
情報記録層２３を成膜する方法は実施例１と同様である
ので説明を省略し、保護膜の成膜方法についてのみ以下
に説明する。

【００４０】保護層２５は、情報記録層２４の上にＣ
（カーボン）をＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて５
ｎｍの膜厚で成膜することによって形成される。スパッ
タリングでは、ターゲットにＣを用い、放電ガスにＡｒ
を用いた。ターゲットの直径は１０ｍｍである。投入Ｄ
Ｃ電力は２８５Ｗとした。ここでは、スパッタガスにＡ
ｒを使用したが、窒素を含むガスを用いて、窒素化炭素
膜を成膜してもよい。窒素を含むガスを用いると、粒子
が微細化するとともに、得られるＣ膜が緻密化するとと
もに硬度を増すことができるので、保護性能をさらに向
上させることができる。カーボン膜の膜質は、スパッタ
の条件や電極構造など装置構成に大きく依存しているの
で、成膜時に用いる成膜装置に応じて適宜成膜条件を調
整することが好ましい。保護膜の材料としては、Ｃ（カ
ーボン）のほかに窒化シリコンなどを用いても良い。

【００４１】本実施例で作製した磁気記録媒体の磁気特
性は実施例１で作製した磁気記録媒体と同様であった。

【００４２】つぎに、得られた磁気記録媒体の保護膜表
面にテープクリーニングを行った後に、潤滑剤を塗布し
て磁気ディスクを完成させた。潤滑剤は、磁気ディスク
上を磁気ヘッドが滑らかに移動できるようにするために
塗布される。かかる磁気ディスクを図５及び６に示すよ
うな概略構成を有する磁気記録装置に組み込んだ。

【００４３】図５は磁気記録装置５００の上面の図であ
り、図６は、磁気記録装置５００の図５における破線Ａ
−Ａ’方向の断面図である。図５及び６において光磁気
ヘッド３６は、磁気ヘッドと光ヘッド（いずれも不図
示）が同一スライダーに搭載されて構成されており、磁
気ディスク３５の保護膜側から光と磁界を与えることが
できる。光磁気ヘッド３６に搭載されている磁気ヘッド
は、記録ヘッドと再生ヘッドが一体化された磁気ヘッド
であり、記録ヘッドには単磁極ヘッドを用い、再生ヘッ
ドには巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバルブ
型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。

【００４４】光磁気ヘッド３６に搭載されている光ヘッ
ドは主にレーザー光源と対物レンズを備え、レーザー光
源には波長６３０ｎｍの半導体レーザーを用い、対物レ
ンズには開口比ＮＡ＝０．６０のレンズを用いた。かか
る光ヘッドにより媒体上に形成される光スポットの直径
は１．０５μｍである。

【００４５】光磁気ヘッド３６は駆動系３４により制御
され、光磁気ヘッド３６の磁気ディス３５上の位置決め
は、光磁気ヘッド３６に搭載された磁気ヘッドで磁気デ
ィスク３５に記録されている磁気サーボ信号を検出する
ことによって行なわれる。磁気ディスク３５は、スピン
ドル３３により回転し、磁気ヘッド面と情報記録層との
距離を１２ｎｍに保った。

【００４６】かかる磁気記録装置を駆動して、磁気ディ
スクに４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉｔ
ｓ／ｃｍ^２）に相当する信号７００ｋＦＣＩを記録して
ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、３６ｄＢの再生出
力が得られた。これは情報を再生するのに十分高いＳ／
Ｎである。ここで、情報の記録は、光ヘッドから２０ｎ
ｓ間隔のマルチパルス（パワーは６ｍＷ）を連続して印
加すると同時に、磁気ヘッドから一定の変調した磁界を
磁気ディスクへ印加した。この磁気ディスクのエラーレ
ートを測定したところ、信号処理を行わない場合の値
で、１×１０^−６以下であった。ここで、光ヘッドから
の１０ｎｓで１５ｍＷの微小光パルスと磁気ヘッドから
のパルス磁界を同時に（同期させて）印加して、磁気デ
ィスクへ情報を記録しても良い。これにより、光スポッ
ト径よりも短い磁区を情報記録層に形成することができ
た。

【００４７】ここで、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）により、
記録した部分の磁化状態を観察したところ、磁化遷移領
域にジグザグパターンは観測されなかった。これは、情
報記録層として非晶質の磁性媒体を用いているからであ
る。そのために、ノイズレベルがＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系の
通常の磁気記録媒体に比べて４〜５ｄＢと、著しく小さ
かった。また、情報記録層に形成されていた磁区の寸法
は、半径方向の幅が７０ｎｍであり、光スポット径
（１．０５μｍ）よりも短かった。また、パルス磁界と
パルス光を用いて記録を行ったところ、情報記録層に形
成された磁区は半径方向の幅が５０ｎｍであり、光スポ
ット径よりもさらに短かった。

【００４８】

【実施例３】この実施例では、図７に示す積層構造を有
する磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体７００は、
誘電体層を形成しないで基板２１上に熱制御層２３を直
接積層した以外は、実施例２の磁気記録媒体と同様の積
層構造を有する。ガラスとＡｌ−Ｔｉ合金は接着性が高
いので、基板と熱制御層との間に誘電体層を形成しなく
ても基板上にＡｌ−Ｔｉ合金からなる熱制御層を形成す
ることができる。基板上に積層されている各膜の成膜方
法は実施例２と同様であるので説明を省略する。図７に
示す磁気記録媒体７００の保護膜表面に、実施例２と同
様にテープクリーニングを行った後、潤滑剤を塗布する
ことによって磁気ディスクを完成させた。

【００４９】次いで、作製した磁気ディスクを、実施例
１の磁気記録装置と同様の構造を有する磁気記録装置
（図２及び３参照）に組み込んだ。かかる磁気記録装置
では、磁気ディスクの基板側から加熱用のレーザー光が
入射される。かかる構成の磁気記録装置では、磁気ヘッ
ドを記録層に近づけることができるので、記録層からの
磁気フラックスを再生用磁気ヘッドで確実に検出でき、
情報を確実に再生することが可能である。

【００５０】つぎに、かかる磁気記録装置を駆動して、
磁気ディスクに４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２（約６．２０
Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号（７００ｋＦＣ
Ｉ）を記録した。情報の記録では、磁気ヘッドの底面と
磁気ディスク表面との距離を１２ｎｍに保った。また、
磁気ディスクに、光ヘッドから２０ｎｓ間隔のマルチパ
ルス光をレーザーパワー６ｍＷにて連続して照射すると
同時に、磁気ヘッドから一定の変調した磁界を印加して
情報を記録した。かかる方法を用いて磁気ディスクに情
報を記録し、記録した情報を再生したところ３６ｄＢの
再生出力が得られた。

【００５１】以上、本発明に従う磁気記録媒体及び磁気
記録装置について実施例により詳細に説明したが、本発
明はこれらに限定されるものではなく、種々の改良例及
び変形例をも含む。

【００５２】例えば、上記実施例１〜３では、情報記録
層をＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金を用いて構成したが、Ｔｂ以
外に、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏの内より選ばれる少なくとも１
種類の元素を用いても同様の効果が得られる。また、複
数の元素を含んでも良い。さらに、遷移金属としてＦｅ
−Ｃｏ合金を用いたが、Ｆｅ−Ｎｉ合金またはＣｏ−Ｎ
ｉ合金を用いても、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏの単体の金属
を用いても良い。

【００５３】また、上記実施例１〜３では、熱制御層と
してＡｌ−Ｔｉ合金を用いたが、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄの内より選ばれる少なくとも１種
類の元素を含む合金を用いても良い。

【００５４】また、磁気記録媒体の層構造は上記実施例
に限定されるものではなく、例えば上記実施例１で作製
した磁気記録媒体の熱流制御層の上にカーボンなどから
なる保護膜を形成してもよい。また、実施例１では磁気
記録媒体を図２及び３に示す磁気記録装置に組み込ん
で、磁気記録媒体の基板側から光を入射させて情報の記
録再生を行なったが、磁気記録媒体を実施例２に示した
磁気記録装置に組み込んで、磁気記録媒体の基板と反対
側から光と磁界を与えて記録再生を行うこともできる。

【００５５】また上記実施例で用いた基板は一例であ
り、いずれのサイズのディスク基板を用いてもよく、ま
た、ＡｌやＡｌ合金などの金属の基板、あるいは樹脂の
基板を用いてもよい。基板の材質やサイズに本発明の効
果は左右されない。また、ガラス、ＡｌやＡｌ合金、お
よび樹脂の基板上にＮｉＰをメッキ法により形成し、基
板の表面硬度を高めても良い。

【００５６】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、記録層に接し
て熱制御層を備えるので、記録時に照射されるレーザー
光の光エネルギーを効率良く熱エネルギーに変換するこ
とができるとともに、レーザー光照射後は、記録層で発
生した熱を速やかに逃がすことができ、記録層に微小な
記録磁区を形成することができる。それゆえ、レーザー
光照射の熱の利用効率が向上して、低いレーザーパワー
で記録を行うことが可能となる。更に、記録時のレーザ
ー光パワーの低下に伴い、記録マーク間の熱干渉やトラ
ック間の熱干渉を低減することができる。また、記録層
を構成する材料として非晶質材料を用いることにより、
記録層の磁化遷移領域にジグザグパターンが現れること
を防止できるので、高Ｃ／Ｎで情報を再生することがで
きる。

【００５７】本発明の磁気記録装置は、高保磁力を有す
る磁気記録媒体に熱アシスト記録方式により確実に情報
を記録することができるので、超高密度記録用の次世代
磁気記録装置として極めて好適であり、４０Ｇｂｉｔ／
ｉｎｃｈ^２（約６．２０Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）を超える
面記録密度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で作製した磁気記録媒体の断面構造を
模式的に示す図である。

【図２】実施例１で用いた磁気記録装置の概略構成図で
ある。

【図３】図２の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における断
面図である。

【図４】実施例２で作製した磁気記録媒体の断面構造を
模式的に示す図である。

【図５】実施例２で用いた磁気記録装置の概略構成図で
ある。

【図６】図５の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における断
面図である。

【図７】実施例３で作製した磁気記録媒体の断面構造を
模式的に示す図である。

【図８】従来の磁気記録媒体にレーザー光を照射したと
きに記録層に形成される温度分布の概念図、及び磁気ヘ
ッドで記録可能な領域と磁界印加領域との様子を示す図
である。

【図９】熱制御層を備える本発明の磁気記録媒体にレー
ザー光を照射したときに記録層に形成される温度分布の
概念図である。

【符号の説明】

１１、２１基板１２、２２誘電体層１３、２３情報記録層１４、２４熱制御層２５保護膜３１磁気ヘッド３２光ヘッド３３スピンドル３４駆動系３５磁気ディスク３６光磁気ヘッド１００、４００磁気記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若林康一郎大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者関根正樹大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者粟野博之大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者竹内輝明大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BB07 CA01 CA05 DA03 FA09 5D075 AA03 CC01 CF03 EE03 FG02 5D091 AA08 CC18 DD03 HH20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱及び外部磁界が与えられて情報が記録
される磁気記録媒体において、基板上に、情報が磁気的に記録される記録層と、情報記録時に記録層に与えられる熱を制御するための熱
制御層とを備え、上記熱制御層が記録層に接して形成されていることを特
徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】上記熱制御層は、基板と記録層との間で
記録層に接して形成されている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】上記熱は、レーザー光照射によって与え
られる熱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】上記レーザー光が基板側から入射するこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁
気記録媒体。
【請求項５】上記熱制御層は、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄからなる群から選ばれた
少なくとも１種類の元素を母元素とし、これにＡｌ、Ｎ
ｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＶからなる群から選ばれた少
なくとも１種類の母元素以外の元素を含むことを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気記録媒
体。
【請求項６】上記熱制御層は、ＡｌまたはＡｌ合金か
ら構成されることを特徴とする請求項５に記載の磁気記
録媒体。
【請求項７】上記熱制御層の膜厚が２ｎｍ〜３０ｎｍ
の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か一項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁
気記録媒体と、情報を記録または消去するための磁気ヘッドと、磁気記録媒体に光を照射するための光ヘッドと、磁気記録媒体を駆動するための駆動装置とを備えること
を特徴とする磁気記録装置。
【請求項９】情報記録時に上記光ヘッドにより磁気記
録媒体に光を照射して加熱しつつ、上記磁気ヘッドによ
り磁界を印加して情報の記録または消去を行うことを特
徴とする請求項８に記載の磁気記録装置。
【請求項１０】更に、磁気記録媒体からの磁気フラッ
クスの変化に応じて抵抗が変化する素子を備え、該素子
を用いて情報を再生することを特徴とする請求項８また
は９に記載の磁気記録装置。