JP2002117502A

JP2002117502A - 情報記憶装置及び記録再生用ヘッド

Info

Publication number: JP2002117502A
Application number: JP2000304917A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Norio Ota; 憲雄太田; Koichiro Wakabayashi; 康一郎若林; Akira Yano; 亮矢野
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】熱アシスト型磁気記録に好適な情報記憶装置
及び記録再生用ヘッドを提供する。【解決手段】記録再生用ヘッドの本体部１０１の底面
に開口部１０２を、口径がレーザー光波長の１／３〜１
／２の大きさになるように、例えば微細加工技術を用い
て形成し、レーザー光が開口部を通じて媒体に照射され
るように構成する。開口部は微小光源として機能し、媒
体上に形成される光スポット径は開口部の口径により決
定される。それゆえ、上記範囲の口径の開口部からのレ
ーザー光により媒体上に微小な加熱領域を形成すること
ができる。記録素子は、かかる加熱領域に確実に磁界が
印加されるように位置付けられており、記録素子により
記録情報に応じた極性の磁界を印加することにより情報
記録媒体に情報が記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録用の情
報記憶装置及び記録再生用ヘッドに関し、特に、情報記
録媒体に光を照射するとともに磁界を印加して情報を記
録するための情報記憶装置及び記録再生用ヘッドに関す
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。マルチメディアの一つ
としてコンピュータ等に装着される磁気ディスク装置が
知られている。現在、磁気ディスク装置は、記録密度を
向上させつつ小型化する方向に開発が進められている。
また、それに並行して装置の低価格化も急速に進められ
ている。

【０００３】磁気ディスクの高密度化を実現するために
は、１）ディスクと磁気ヘッドとの距離を狭めること、
２）磁気記録媒体の保磁力を増大させること、３）信号
処理方法を高速化すること、４）磁気記録媒体の熱揺ら
ぎを低減すること、等が要望されている。

【０００４】磁気記録媒体において、高密度記録、特に
５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を超える面記録密度を実現
するには、磁性膜を構成する結晶粒子を微細化するか、
あるいは磁化反転が生じる単位（磁気クラスター）を構
成する結晶粒子数を減らすことが必要である。結晶粒子
を微細化する場合、粒子径のばらつきを低減すること
も、熱揺らぎ低減の観点から重要である。微小な結晶粒
子は熱揺らぎが生じやすいので、結晶粒子径を一定の大
きさ以上に制御しなければならないが、結晶粒子径を必
要以上に大きくすると、高密度記録された情報を再生し
たときにノイズが増大することがあった。それゆえ、磁
性膜を構成する結晶粒子の粒子サイズ及びその分布を厳
密に制御する必要があった。これを実現する試みとし
て、例えば、米国特許第４６５２４９９号に開示されて
いるように、基板と磁性膜との間にシード膜を設けるこ
とが提案されている。

【０００５】しかし、基板と磁性膜との間にシード膜を
設ける方法では、磁性膜における結晶粒子径及びその分
布を制御するには限界があり、粗大化した粒子や微細化
した粒子がかなり混在していた。微小な粒子や粗大化し
た粒子は、情報を記録する場合（磁化を反転させる場
合）に、周囲の磁性粒子からの漏洩磁界の影響を受け
る。例えば、粗大化した粒子は、周囲の粒子に磁気的な
相互作用を与えるために、安定して記録できないという
問題がある。また、微小な粒子は、磁性膜に形成された
磁区の熱安定性を低下させる原因となる。この傾向は、
Ｃｏ−Ｃｒ系の垂直磁気記録用の磁性膜においても同様
であり、磁性膜に形成される磁区が孤立磁区の場合は、
周囲から反磁界の影響を受けるために安定性を確保でき
ないことがあった。

【０００６】高密度化を実現するためには、磁気記録媒
体の磁性膜に微小な磁区を安定して形成する必要があ
り、そのためには、磁気記録媒体の開発とともに記録再
生素子や記録方法の技術開発も重要である。例えば、レ
ーザー光を用いて記録、再生及び消去を行う光磁気ディ
スク装置においては、波長の短いレーザー光源を用いて
光スポットを微小化することによって、光磁気ディスク
に微小な磁区を形成する方法が進められている。また、
開口比が大きなレンズ、例えば固体イマージョンレンズ
（ＳＩＬ；solid immersion lens）を用いた記録方法な
ども提案されている。このような高密度記録技術によれ
ば、光スポットよりも微小な磁区を形成することが可能
である。

【０００７】しかし、光スポット内に複数の磁区が存在
する程度に磁区が微小化すると、それらの微小磁区を弁
別して再生することは困難である。これを解消するため
の方法として磁気超解像（ＭＳＲ）と呼ばれる再生方法
が提案されている。しかし、磁気超解像技術を用いたと
しても各磁区からの再生信号強度は変わらないため、再
生信号のＣ／Ｎは低いままであった。そこで、磁区拡大
再生技術（ＭＡＭＭＯＳ；Magnetic Amplifying Magnet
o-Optical System）と呼ばれる技術が提案されている。
この技術では、記録層に記録された情報を再生層に転写
拡大して再生することで、現状の光スポット径で微小な
磁区を十分な再生信号強度で再生することが可能であ
る。磁区拡大再生技術では、更なる高密度化の進展によ
り磁区サイズの微細化が急激に進んだとしても、記録層
の情報を確実に磁区拡大再生層に転写して再生できるよ
うに、更なる再生感度の向上が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる光磁
気ディスクで用いられている光磁気記録の技術と、磁気
ディスクで用いられている磁気記録技術とを融合させ、
高保磁力な記録媒体に微小な磁区を形成する技術（以
下、熱アシスト型磁気記録と称する）が知られている。
その一例として、日本応用磁気学会第１１３回研究会資
料（ｐｐ１１−４０、２０００）をあげることができ
る。また、「ＩｎｔｅｒＭａｇ２０００ＨＡ−０４」
には、熱揺らぎに強い磁気記録媒体として、希土類−鉄
族系の非晶質合金を記録膜に用いた媒体が開示されてい
る。また、「ＩｎｔｅｒＭａｇ２０００ＡＡ−０６」に
は、積層構造を工夫して熱揺らぎを高めた磁気記録媒体
が開示されている。

【０００９】しかし、熱アシスト型磁気記録方式では、
光照射により加熱される領域と磁界が印加される領域と
を正確に一致させなければ記録層に磁区を形成すること
ができない。それゆえ、熱アシスト型磁気記録方式に従
う記録装置では、磁気ヘッドと光ヘッドを高精度に制御
して、光ヘッドにより光が照射される位置と磁気ヘッド
により磁界が印加される位置を媒体上で厳密に位置付け
る必要がある。このため記録ヘッドの構造が複雑化し、
製造コストが高くなるという問題がある。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の問題を解消す
るためになされたものであり、本発明の第１の目的は、
光照射により生じる加熱領域と磁界印加領域とを情報記
録媒体上で確実に一致させることができる熱アシスト型
磁気記録方式に好適な記録再生用ヘッド及び情報記憶装
置を提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、高保磁力で磁気異
方性の大きな磁性膜を備える情報記録媒体に微小磁区を
確実に形成することができる記録再生用ヘッド及び情報
記憶装置を提供することにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、４０Ｇｂｉｔｓ／
ｉｎｃｈ^２を超える記録密度を有する情報記憶装置を提
供することにある。

【００１３】

【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、情報記憶装置において、情報記録媒体と、レーザ
ー光源と、情報記録媒体上を浮上する記録再生用ヘッド
とを備え、上記記録再生用ヘッドは、情報記録媒体と対
向する側に開口部を有し、該開口部の口径が上記レーザ
ー光源の波長の１／３〜１／２の範囲内の大きさである
ことを特徴とする情報記憶装置が提供される。

【００１４】本発明の情報記憶装置は、情報記録媒体上
を浮上して情報記録媒体に情報の記録及び再生を行なう
ための記録再生用ヘッドを備える。記録再生用ヘッドの
本体部の情報記録媒体に対向する側には、情報記録媒体
にレーザー光を照射するための微小開口部が形成されて
おり、その口径はレーザー光波長の１／３〜１／２の大
きさである。レーザー光源からのレーザー光は、かかる
微小開口部を通じて情報記録媒体に照射され、情報記録
媒体上に形成される光スポット径は微小開口部の大きさ
によって決定される。すなわち本体部に形成された微小
開口部は微小光源または光スポットサイズ制御部として
機能する。これにより情報記録媒体の所望の微小領域の
みを確実に加熱することができる。

【００１５】また、記録再生用ヘッドは、情報記録媒体
に情報を記録するための記録素子（記録ヘッド）及び記
録された情報を再生するための再生素子（再生ヘッド）
を備え得る。記録素子には、例えば、単磁極磁気ヘッド
や、フェライト磁気ヘッド、メタルインギャップ（ＭＩ
Ｇ）ヘッド、薄膜磁気ヘッドなどの既存の磁気ヘッドを
用いることができる。薄膜磁気ヘッドは、ヘッドギャッ
プを極めて狭くすることができ、磁気記録媒体上に微小
な磁界印加領域を形成して微小な磁区を形成することが
できるので極めて好適である。また、再生素子には、例
えばＭＲ（Magneto Resistive）素子やＧＭＲ（Giant M
agneto Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunneling Magneto
Resistive）素子を用いることができる。これらの再生
素子は、微小な磁区から発生する漏洩磁界を確実に検出
することができるので、超高密度記録された情報を再生
するための再生素子として好適である。これら記録素子
及び再生素子は一体的に形成され得る。

【００１６】かかる構成の情報記録装置は、記録再生用
ヘッドの微小開口部を微小光源として用いているので情
報記録媒体に微小加熱領域を容易に形成することが可能
であるとともに、微小加熱領域に記録用素子により確実
に磁界を印加することができるので熱アシスト磁気記録
を実現するための装置として極めて好適である。

【００１７】本発明において、媒体上に形成される光照
射領域と磁界印加領域との相対位置は、ヘッド本体部に
形成する開口部の位置を記録用素子に対して調整するこ
とにより制御することができる。これにより、光照射領
域と磁界印加領域の位置合わせのための複雑な制御機構
を記録再生用ヘッドに設ける必要がなく、記録再生用ヘ
ッドを簡略化することができる。また、本発明では、情
報記録媒体に照射するレーザー光は媒体を加熱するのみ
に用い、媒体上で集光させる必要がないので、対物レン
ズなどの光学部品を搭載する必要はない。それゆえ、記
録再生用ヘッドを軽量化することができ、媒体上を安定
して浮上させることができる。

【００１８】本発明において、ヘッド本体部に形成され
る開口部の位置は、開口部から出射したレーザー光照射
により媒体上に形成される昇温領域に記録素子からの磁
界が効率よく印加されるように位置付けられていること
が好ましい。

【００１９】本発明の情報記憶装置において、情報が記
録される情報記録媒体には、例えば磁性膜を備える磁気
記録媒体を用いることができ、磁気記録媒体の磁性膜の
磁化の向きに情報を付与して情報記録を行なうことがで
きる。また、磁性膜に記録された記録情報は、例えば上
述の再生素子で磁性膜からの漏洩磁界強度を検出するこ
とにより再生することができる。また、磁気記録媒体の
磁性膜は高い保磁力を有する磁性材料を用いることがで
きる。情報を記録する際には記録再生用ヘッドの光照射
による加熱により保磁力を低下させることができるの
で、記録再生用ヘッドに搭載された記録素子からの磁界
強度で磁性膜の磁化を確実に反転させて情報を記録する
ことができる。

【００２０】本発明の情報記憶装置において、情報記録
媒体を加熱するためのレーザー光の光源は、発振波長が
８００ｎｍ〜４００ｎｍのレーザー光源にし得る。

【００２１】本発明の第２の態様に従えば、情報記録媒
体の記録再生用ヘッドにおいて、ヘッド本体部の情報記
録媒体と対向する側に、レーザー光が通過する開口部を
有し、該開口部の口径は、レーザー光の波長の１／３〜
１／２の範囲内の大きさであることを特徴とする記録再
生用ヘッドが提供される。

【００２２】本発明の記録再生用ヘッドにおいて、本体
部分に形成される開口部は、ヘッド本体部の上面から下
面に向かって形成された貫通穴であってもよく、本体部
の底面のみに形成された穴であってもよい。貫通穴の場
合は、当該貫通穴をレーザー光が通過するように、記録
再生用ヘッドの上面の開口部からレーザー光源からのレ
ーザー光を入射させればよい。また、本体部の底面のみ
に形成された穴である場合には、当該穴にレーザー光源
からのレーザー光が導かれるように、例えば光ファイバ
ーなどを設ければよい。この場合は、開口部に光ファイ
バーを通すための通路を本体部に形成することが望まし
い。光ファイバーには、直径６０〜１００μｍ程度の光
ファイバーを用いることができる。

【００２３】また、本発明の記録再生用ヘッドは、光学
素子を備え得る。光学素子には例えば、図３及び８に示
したように、プリズムやミラーを用いることができる。
これらの光学素子により、ヘッドの外部に設けられたレ
ーザー光源からのレーザー光を、ヘッド本体部に形成さ
れた開口部に導いて開口部からレーザー光を出射するこ
とができる。

【００２４】本発明の記録再生用ヘッドにおいて、本体
部の微小開口部は、例えば収束イオンビーム（ＦＩＢ）
などの微細加工技術を用いて形成することができる。例
えば、図３に示したようなヘッドの場合には、微小開口
部を形成しようとするヘッド本体部の一部分に、最初に
直径１００μｍ程度の窪みを機械研磨により研削して形
成した後、その窪み部分に、収束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）を用いて加工を行なって微小開口部を形成すればよ
い。収束イオンビームを用いて微小開口部を形成する場
合、微小開口部の口径の加工精度はＦＩＢによって決定
される。

【００２５】本発明において開口部の形状は、円形や楕
円形など任意の形状にすることができ、加工が容易であ
るという点から円形が好ましい。また、開口部を画成す
る内壁は鏡面加工してもよい。これにより光利用効率を
高めることができる。また、開口部は、ガラスや透明樹
脂などの光透過可能な透明体で構成されていてもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う情報記録装置
及び記録再生用ヘッドにつ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】〔情報記録装置の概略構成〕図１及び図２
に、本発明に従う情報記録装置の構成の概略を示す。図
１は情報記憶装置１００の上面の図であり、図２は、情
報記憶装置１００の図１における破線Ａ−Ａ’方向の断
面図である。情報記憶装置１００は、磁気ディスク５
１、情報の記録や再生を行うための記録再生用ヘッド５
３、駆動系５４及びレーザー光源５５を主に備える。記
録再生用ヘッド５３は、駆動系５４により制御される。
磁気ディスク５１はスピンドル５２により回転し、ヘッ
ド面と磁気ディスク５１の磁性膜との距離を１２ｎｍに
保った。記録再生用ヘッド５３の磁気ディスク５１上の
位置付けは、磁気ディスク５１に記録されているサーボ
パターンを記録再生用ヘッド５１に搭載された再生素子
で読み出し、読み出されたサーボ信号に基づいて行なわ
れる。レーザー光源５５は、発振波長６８０ｎｍの半導
体レーザー光源である。レーザー光源５５から出射した
レーザー光は、光ファイバー５６により記録再生用ヘッ
ド５３に導かれる。

【００２８】〔記録再生用ヘッドの概略〕記録再生用ヘ
ッド５３の概略構成を図３に示す。記録再生用ヘッド５
３は、ヘッド本体（基体）１０１と当該ヘッド本体１０
１を支持する弾性サスペンダ１０８とを主に備える。ヘ
ッド本体１０１には、記録素子（記録ヘッド）１０３、
再生素子（再生ヘッド）１０４が設けられている。再生
素子１０４には、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果を用いた
デュアルスピンバルブ型の再生素子を用いた。また、記
録素子１０３は、薄膜形成プロセスと微細加工プロセス
により作製された薄膜磁気ヘッドを用い、２．１Ｔの高
飽和磁束密度を有する軟磁性膜が用いられている。薄膜
磁気ヘッドのギャップ長は０．１２μｍである。

【００２９】また、ヘッド本体１０１には、上下面を貫
通する穴１０６が形成されており、穴１０６は、大径部
１０６ａと小径部１０６ｂとに分けられ、大径部１０６
ａの底面にはプリズム１０５が収容されている。小径部
１０６ｂは、約２００ｎｍの口径で形成されており、ヘ
ッド本体１０１の底面において開口部１０２を区画す
る。更に、ヘッド本体１０１には、光ファイバ５６が埋
設されており、光ファイバー５６から射出されたレーザ
ー光がプリズムに入射されるように、光ファイバ５６の
射出端がヘッド本体１０１内に配置されている。

【００３０】情報記録時には、光ファイバー５６を介し
てプリズム１０５にレーザー光が照射される。プリズム
内で屈折及び反射したレーザー光は、穴１０６の小径部
１０６ｂによりガイドされるとともに、レーザービーム
径が制限される。それゆえ、磁気ディスク５１上で所定
のスポットサイズの光スポットを形成することができ
る。

【００３１】〔情報記録媒体の概略〕つぎに、記録再生
装置に搭載される情報記録媒体の概略断面構造を図４に
示す。情報記録媒体１０は、基板１上に下地膜２、磁性
膜３及び保護膜４を順次積層して有する。ここでは、磁
性膜３及び下地膜４を、異なる材料を用いて構成して２
種類の情報記録媒体Ａ及びＢを作製した。情報記録媒体
Ａでは磁性膜にＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系の磁性材料を用い、
情報記録媒体Ｂでは磁性膜にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ系
の磁性材料を用いた。まず、情報記録媒体Ａの製造方法
を以下に説明する。

【００３２】〔情報記録媒体Ａの作製〕基板１として、
直径３．５インチ（約８．８９ｃｍ）のディスク状のガ
ラス基板を用いた。ここで用いた基板は１例であってこ
れに限定されるものではなく、いずれのサイズのディス
ク基板を用いても、また、ポリカーボネイトやアモルフ
ァスポリオレフィンなどの樹脂基板を用いても本発明の
効果は左右されるものではない。また、記録再生ヘッド
の位置決めのための凹凸の案内溝を有する基板を用いて
もよい。かかる基板の案内溝は予め基板上に形成しても
よく、情報記録媒体を作製後に形成しても良い。

【００３３】〔下地膜の成膜〕つぎに、基板１上に下地
膜２として３層構造の下地膜を形成した。３層構造の下
地膜は、窒化シリコン膜、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ膜及びＳｉ
膜からなる。まず、基板１上に窒化シリコン膜を５０ｎ
ｍ膜厚に形成した。Ｓｉをターゲットに、Ａｒ／Ｎ
_２（分圧比：９０／１０）を放電ガスにそれぞれ使用し
た。スパッタ時のガス圧力は２０ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ
電力は０．７ｋＷ／１５０ｍｍφである。

【００３４】次いで、窒化シリコン膜上にＣｏ_８０Ｔａ
_１２Ｚｒ_８膜をスパッタ法により１００ｎｍ膜厚に形成
した。ターゲットにＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ合金を、Ａｒを放
電ガスにそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は１０ｍ
Ｔｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）、投入ＲＦ電力は１．０ｋ
Ｗ／１５０ｍｍφである。そして、Ｓｉ膜を５ｎｍの膜
厚にて形成した。成膜条件はスパッタ時の圧力を５ｍＴ
ｏｒｒ（約６６５ｍＰａ）とした以外は、窒化シリコン
膜の成膜条件と同じである。

【００３５】ここで、下地膜に、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ膜を
非磁性中間膜で挟んで構成した多層膜を用いてもよい。
例えば、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ（５０ｎｍ）／Ｓｉ_３Ｎ
_４（３ｎｍ）／Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ（５０ｎｍ）の構造の
多層膜を用いて構成してもよい。また、８ｎｍ〜１０ｎ
ｍ程度の磁性膜と非磁性中間膜とを交互に積層した交互
積層多層膜を用いて構成してもよい。

【００３６】〔磁性膜の成膜〕次に、下地膜２上に、磁
性膜３としてＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜をスパッタ法により２
５ｎｍの膜厚で形成した。スパッタ用のターゲットには
熱間静圧プレス（ＨＩＰ）法により作製したＴｂ_２３Ｆ
ｅ_６５Ｃｏ_１２合金を用い、スパッタ時の圧力は５ｍＴ
ｏｒｒ、投入ＲＦ電力は１．０ｋＷ／１５０ｍｍφであ
る。ここで、ＨＩＰ法によりターゲットを作製すると、
ターゲット中の酸素含有量を低減できると同時に、ター
ゲットと成膜された膜との間の組成差を大幅に低減でき
る効果を有する。

【００３７】〔保護層の成膜〕最後に、保護層５として
Ｃ（カーボン）膜を５ｎｍの膜厚で形成した。保護層の
成膜には、マイクロ波による共鳴吸収を利用したＥＣＲ
スパッタ法を用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏ
ｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は１ｋ
Ｗである。また、マイクロ波により励起されたプラズマ
を引き込むために５００ＶのＤＣバイアス電圧を印加し
た。

【００３８】ここでは、スパッタガスにＡｒを使用した
が、窒素を含むガスを用いて成膜してもよい。窒素を含
むガスを用いると、粒子が微細化するために、得られる
Ｃ膜が緻密化し、保護性能を更に向上させることができ
る。カーボン膜の膜質は、スパッタの条件に大きく依存
しているので、この条件は絶対的なものではなく、必要
に応じて適宜調整することが望ましい。

【００３９】保護層の成膜に、ＥＣＲスパッタ法を用い
たのは、得られる膜が緻密で且つピンホールフリーであ
り、しかも、被覆性が良いからである。これは、ＲＦス
パッタ法やＤＣスパッタ法と比べると顕著な違いであ
る。これに加えて、成膜時の磁性膜への損傷も抑制する
ことができる。特に、４０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約
６．２０Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）を越える高密度記録を行
なう場合、磁性膜厚は１０ｎｍ以下になることが考えら
れるので、成膜時に磁性膜が受ける損傷の影響はますま
す顕著になる。そのような場合に、ＥＣＲスパッタ法は
極めて有効な成膜方法であり、超高密度磁気記録用の磁
気記録媒体の製造に好適である。

【００４０】こうして図４に示すような積層構造を有す
る情報記録媒体Ａを作製した。

【００４１】〔情報記録媒体Ｂの作製〕つぎに情報記録
媒体Ｂの作製方法について説明するが、用いた基板及び
保護膜の成膜方法については情報記録媒体Ａの場合と同
様であるので説明を省略し、下地膜及び磁性膜の成膜方
法についてのみ説明する。

【００４２】情報記録媒体Ｂでは、下地膜２は、機能の
異なる複数の薄膜から構成されている。複数の薄膜をス
パッタ法により以下に示すようにして形成した。まず、
ガラス基板上に、無機化合物薄膜を電子サイクロトロン
共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法により形成した。無機化合物
薄膜は、ＣｏＯの結晶粒子を取り囲むようにＳｉＯ_２な
どの非晶質物質を存在させた構造を有する。ＥＣＲスパ
ッタ法を用いることにより、結晶粒子サイズ及びその分
布を小さくできるとともに、ストイキオメトリーのずれ
の小さな酸化物薄膜を形成できる。

【００４３】成膜した無機化合物薄膜の膜厚は１５ｎｍ
である。スパッタターゲットにはＣｏＯ−ＳｉＯ_２焼結
体を、放電ガスに純Ａｒをそれぞれ用いた。ここで、タ
ーゲットは、組成が８０ｍｏｌ％ＣｏＯ、１０ｍｏｌ％
ＳｉＯ_２、１０ｍｏｌ％ＴｉＯ_２である材料を混合して
焼結することにより得た。スパッタ時の圧力は０．３ｍ
Ｔｏｒｒ、投入マイクロ波電力は１ｋＷ、基板温度は３
５０℃とした。また、マイクロ波により励起されたプラ
ズマを引き込むために５００ＷのＲＦバイアスを印加し
た。

【００４４】かかる方法以外に、例えば、Ｃｏ−Ｓｉ−
Ｔｉをターゲットに、Ａｒを放電ガスとして用いた反応
性のＥＣＲスパッタ法を用いても良い。かかる反応性Ｅ
ＣＲスパッタ法は、通常のスパッタ法と比較すると、成
膜速度が速いので、生産性を考慮すると有利である。

【００４５】次いで、無機化合物薄膜上にＣｒ_８５Ｔｉ
_１５薄膜を１０ｎｍの膜厚で形成した。Ｃｒ−Ｔｉ薄膜
の成膜では、純Ａｒを放電ガスに、Ｃｒ_８５Ｔｉ_１５合
金をターゲットにそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力
は３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）、投入ＲＦ電力は
１．０ｋＷ／１５０ｍｍφである。ここで、得られた薄
膜の組成とターゲットの組成とを調べたところ組成に違
いは見られなかった。Ｃｒ−Ｔｉ膜は、Ｃｒの２００面
が優先的に配向していた。

【００４６】次いで、磁性膜４としてＣｏ_６９Ｃｒ_１８
Ｐｔ_１０Ｔａ_３膜を１５ｎｍの膜厚にてＤＣスパッタ法
により形成した。磁性膜４の成膜中は、基板１を３５０
℃に加熱した。スパッタターゲットにはＣｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ−Ｔａ合金を、放電ガスには純Ａｒをそれぞれ用い
た。スパッタ時の圧力は３ｍＴｏｒｒ、投入ＤＣ電力は
１ｋＷ／１５０ｍｍφである。

【００４７】こうして情報記録媒体Ａ及びＢを得た。次
いで、情報記録媒体Ａ及びＢの磁性膜の磁気特性をそれ
ぞれ測定した。情報記録媒体Ａでは、保磁力が１０．０
ｋＯｅ（約７９８．５ｋＡ／ｍ）であり、垂直磁気異方
性エネルギーが７×１０^６ｅｒｇ／ｍｌ、飽和磁化は２
００ｅｍｕ／ｍｌであった。また、キュリー温度は２１
０℃、補償温度は室温以下である。情報記録媒体Ａの磁
性膜の保磁力および飽和磁化の温度変化を図５に示す。
ＶＳＭ（Vibration Sample Magnetometer）による測定
からＭ−Ｈループを得、その結果から、角型比Ｓおよび
Ｓ^＊は１．０であり、良好な角型性が得られた。

【００４８】一方、情報記録媒体Ｂでは、保磁力が４ｋ
Ｏｅ（約３１８．３２ｋＡ／ｍ）、飽和磁化が２８０ｅ
ｍｕ／ｍｌであった。また、ＶＳＭによるＭ−Ｈループ
から、角型比Ｓが０．８９であり、Ｓ^＊は０．９３であ
り、良好な角型性が得られた。情報記録媒体Ｂの磁性膜
の保磁力及び飽和磁化の温度変化を図６に示す。

【００４９】〔記録再生特性〕情報記録媒体Ａ及びＢの
表面をテープクリーニングした後、潤滑剤を厚さ約１ｎ
ｍで塗布して磁気ディスクＡ及びＢを作製した。得られ
た磁気ディスクＡを、上述の情報記憶装置１００（図１
及び２参照）に組み込み、磁気ディスクＢも同様の情報
記憶装置に組み込んだ。磁気ディスクＡ及び磁気ディス
クＢを備えるそれぞれの情報記憶装置を駆動して磁気デ
ィスクＡ及びＢの記録再生特性について調べた。

【００５０】それぞれの磁気ディスクに５０Ｇｂ／ｉｎ
ｃｈ^２に相当する信号（８００ｋＦＣＩ）を記録して磁
気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、磁気ディスクＡ
及びＢともに３３ｄＢの再生信号出力が得られた。ここ
で、磁気ディスクＡが組み込まれた情報記憶装置におい
ては、記録ヘッドとして薄膜磁気ヘッドの代わりに単磁
極ヘッドを用いた。また、情報記録の際には、磁気ディ
スクに、記録再生ヘッドの開口部からレーザー光を連続
的に照射するとともに記録用磁気ヘッドから記録情報に
応じた極性の磁界を印加した。

【００５１】ここで、磁気ディスクの磁性膜の保磁力
は、室温において、記録用磁気ヘッドで発生可能な磁界
強度よりも大きい。計算機を用いた熱シミュレーション
によると、レーザー光の照射により磁性膜は８０℃〜１
２０℃程度に加熱されるので、図５及び図６に示すよう
に、磁性膜の保磁力は、室温における保磁力よりも低下
する。その結果、記録用磁気ヘッドからの磁界強度が磁
性膜の保磁力を上回るために、磁性膜の磁界印加領域が
記録情報に応じた極性に磁化されて情報が記録される。
また、記録再生用ヘッドのヘッド本体部の底面に形成し
た開口部の大きさにより、磁性膜に形成される加熱領域
の面積を制御できるので、開口部の大きさを選択するこ
とにより、磁性膜に形成される磁区を所望の大きさや形
状で形成できる。

【００５２】さらに、磁気ディスクＡ及びＢの磁性膜に
一定の磁区を形成した後、高温環境下にディスクを放置
して、磁性膜に形成される磁区の安定性を調べた。すな
わち、磁気ディスクＡ及びＢに５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃ
ｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号
をそれぞれ記録し、記録を終えた磁気ディスクＡ及びＢ
を７０℃以上の環境中に１０００時間以上放置した後、
磁気ディスクＡ及びＢに記録した信号をそれぞれ再生し
た。磁気ディスクＡ及びＢともに再生信号出力の低下は
３％以下であった。このことから、磁気ディスクＡ及び
Ｂに形成された磁区は安定に存在していることがわか
る。

【００５３】以上、本発明の情報記憶装置及び記録再生
用ヘッドについて具体的に説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、種々の改良例や変形例を含み
得る。

【００５４】例えば、上記実施の形態の記録再生用ヘッ
ド（図３参照）は、ヘッド本体内部に形成されているプ
リズム１０５で光ファイバー５６から出射するレーザー
光を開口部１０２に導いているが、図７に示すように、
ヘッド本体部１０１の上方から下方に向かって貫通した
貫通穴１１１を形成し、該貫通穴１１１に光ファイバー
５６を、その先端部５６ａが開口部１０２に達するまで
挿入した構造にしてもよい。この場合、光ファイバーを
介してレーザー光が開口部１０２から出射されるため、
光スポットサイズは、用いる光ファイバーにより決定さ
れる。

【００５５】また、図８に示すように、ヘッド本体部１
０１の上部にミラー１１２を備えた記録再生用ヘッドを
用いてもよい。かかる記録再生ヘッドは、ヘッド本体部
１０１の上面から底面に向かって形成された貫通穴１１
１の上方にミラー１１２が配置されている。不図示のレ
ーザー光源から出射し、光ファイバー５６により導かれ
たレーザー光がミラー１１２に照射されると、レーザー
光はミラー１１２によって反射されて、貫通穴１１１を
透過してヘッド本体部１０１の底面に形成された開口部
１０２に向かう。レーザー光のビームがミラー１１２で
反射した後に拡散したとしても貫通穴１１１によりビー
ム径が制限されるため、所定のスポット径の光スポット
が磁気ディスク５１上で得られる。これにより、記録再
生用ヘッドを磁気ディスク５１上で浮上させたときに、
開口部１０２を通じてレーザー光が媒体上に照射され、
磁気ディスク５１の微小領域を加熱するとともに、当該
加熱された微小領域に記録素子１０３で磁界を印加する
ことができる。

【００５６】また、上記実施の形態では、記録再生用ヘ
ッドの開口部から連続光を照射しながら記録素子により
磁界を印加して情報を記録したが、レーザー光をパルス
状に照射しながら、当該パルス状のレーザー光に同期す
るように磁界を変調させた光パルス磁界変調記録方式を
用いて情報を記録しても良い。また、レーザー光のみを
変調させる光強度変調記録方式を用いても良い。いずれ
の記録方式も、情報記録時に磁界とレーザー光を同時に
適用する方法であり、本発明の記録再生用ヘッドは磁界
印加用の記録素子と記録媒体との距離を短くして弱い磁
界強度で記録が可能であることから、かかる記録方式に
極めて好適である。また、記録素子と記録媒体との距離
を短くして弱い磁界強度で記録が可能であるためにコイ
ルのインダクタンスも小さくできるので高周波記録も可
能になる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の情報記憶装置は、記録再生ヘッ
ドの本体部に形成されたレーザー光波長の１／２〜１／
３の大きさの開口部から情報記録媒体にレーザー光を照
射して情報記録媒体に微小な加熱領域を形成することが
できるとともに、かかる微小加熱領域に確実に磁界を印
加することができるので、保磁力及び磁気異方性の大き
な磁性膜を備える情報記録媒体であっても確実に情報を
記録することができる。また、磁性膜は高保磁力である
ことから磁性膜に形成された磁区は長期にわたって安定
に存在する。それゆえ、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を
越える高密度記録が可能であるとともに、記録した情報
の保存寿命を従来よりも伸ばすことができる。かかる情
報記憶装置は、熱アシスト型磁気記録を実現するための
装置として極めて好適である。

【００５８】本発明の記録再生用ヘッドは、ヘッド本体
部に形成する微小開口部の位置を、例えば記録素子に対
して予め調整しておくことにより、当該微小開口部から
出射するレーザー光により媒体上に形成される微小な加
熱領域と、記録素子による磁界印加領域とを容易に且つ
正確に位置付けることができるので、当該微小加熱領域
に確実に磁界を印加して情報記録媒体に超高密度に情報
を記録することができる。また、レーザー光照射により
形成される微小な加熱領域と、記録素子による磁界印加
領域とを正確に位置付けるための複雑な制御機構が不要
であるので、ヘッドを軽量化することができるとともに
製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う磁気記録装置の概略構成図であ
る。

【図２】図１の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における概
略断面図である。

【図３】本発明に従う記録再生用ヘッドの概略構成図で
ある。

【図４】実施の形態で作製した情報記録媒体の断面構造
を示す図である。

【図５】実施の形態で作製した情報記録媒体Ａの磁性膜
の保磁力及び飽和磁化の温度変化を示す図である。

【図６】実施の形態で作製した情報記録媒体Ｂの磁性膜
の保磁力及び飽和磁化の温度変化を示す図である。

【図７】本発明に従う記録再生用ヘッドの図３とは別の
具体例である。

【図８】本発明に従う記録再生用ヘッドの図３及び図７
とは別の具体例である。

【符号の説明】

１基板２下地膜３磁性膜４保護膜５１磁気ディスク５２スピンドル５３記録再生用ヘッド５４駆動系５５レーザー光源５６光ファイバー１０１基体１０２開口部１０３記録素子（記録ヘッド）１０４再生素子（再生ヘッド）１０５プリズム１０７レーザー光１０８弾性サスペンダ

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)発明者矢野亮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） 5D075 AA03 CC04 CC08 CD10 CD14 5D091 AA08 CC17 CC24 HH20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記憶装置において、情報記録媒体と、レーザー光源と、情報記録媒体上を浮上する記録再生用ヘッドとを備え、上記記録再生用ヘッドは、情報記録媒体と対向する側に
開口部を有し、該開口部の口径が上記レーザー光源の波
長の１／３〜１／２の範囲内の大きさであることを特徴
とする情報記憶装置。
【請求項２】上記開口部はヘッド本体部に形成された
貫通穴であることを特徴とする請求項１に記載の情報記
憶装置。
【請求項３】更に上記記録再生用ヘッドは光ファイバ
ーを備え、該光ファイバーによりレーザー光が開口部に
導かれることを特徴とする請求項１または２に記載の情
報記憶装置。
【請求項４】更に上記記録再生用ヘッドは光学素子を
備え、該光学素子でレーザー光が反射されて開口部に導
かれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に
記載の情報記憶装置。
【請求項５】上記光学素子はプリズムまたはミラーで
あることを特徴とする請求項４に記載の情報記憶装置。
【請求項６】上記レーザー光源は、発振波長８００ｎ
ｍ〜４００ｎｍのレーザー光源であることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか一項に記載の情報記憶装置。
【請求項７】上記記録再生用ヘッドの開口部を通じて
レーザー光が情報記録媒体に照射されて情報記録媒体が
加熱されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一
項に記載の情報記憶装置。
【請求項８】上記記録再生用ヘッドは、上記情報記録
媒体に磁界を印加して情報を記録するための記録素子
と、情報記録媒体に記録された情報を再生するための再
生素子とを備えることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか一項に記載の情報記憶装置。
【請求項９】上記情報記録媒体は磁性膜を備え、上記
記録素子により、磁性膜の磁化の向きに情報を付与して
情報を記録し、上記再生素子により磁性膜の磁化の向き
を検出して情報を再生することを特徴とする請求項８に
記載の情報記憶装置。
【請求項１０】情報記録媒体の記録再生用ヘッドにお
いて、ヘッド本体部の情報記録媒体と対向する側に、レーザー
光が通過する開口部を有し、該開口部の口径は、レーザ
ー光の波長の１／３〜１／２の範囲内の大きさであるこ
とを特徴とする記録再生用ヘッド。
【請求項１１】上記開口部はヘッド本体部に形成され
た貫通穴であることを特徴とする請求項１０に記載の記
録再生用ヘッド。
【請求項１２】更に光ファイバーを備え、該光ファイ
バーによりレーザー光が開口部に導かれることを特徴と
する請求項１０または１１に記載の記録再生用ヘッド。
【請求項１３】更に光学素子を備え、該光学素子でレ
ーザー光が反射されて開口部に導かれることを特徴とす
る請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の記録再生用
ヘッド。
【請求項１４】上記光学素子はプリズムまたはミラー
であることを特徴とする請求項１３に記載の記録再生用
ヘッド。
【請求項１５】上記レーザー光の波長が、８００ｎｍ
〜４００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１
０〜１４のいずれか一項に記載の記録再生用ヘッド。
【請求項１６】上記開口部を通じてレーザー光が情報
記録媒体に照射され、情報記録媒体が加熱されることを
特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の記
録再生用ヘッド。