JP2004259306A - 磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保磁力の大きな物質に対し、垂直磁気記録ヘッドによる高密度磁気記録を行う。
【解決手段】垂直二層記録媒体の軟磁性裏打層を記録ビットの周期に同期させてパターニングすることにより、記録ヘッドからの磁場を軟磁性の凸部に収束させることが可能になる。従って、異方性定数の大きな磁気記録媒体材料の磁化反転が可能となり、高密度磁気記録が可能になる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体及び磁気記録装置、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体において、記録密度の向上に伴い、熱ゆらぎに対する記録磁化の安定性が要求されるようになっている。このため、記録を担う磁性層に用いられる磁性材料の一軸磁気異方性定数（Ｋｕ）は増大する傾向にある。Ｋｕの大きな磁性層に記録を行うためには、大きな記録磁場が必要であり、記録磁場を発生させる記録ヘッドに関して構造、材料の両面から検討が行われている。一方、次世代の記録方式として、軟磁性裏打層を備えた二層垂直媒体と、単磁極ヘッドとを組み合わせた垂直記録方式が提案されている。
【０００３】
この方式では、記録ヘッドの主磁極と軟磁性裏打層と記録ヘッドの補助磁極とが閉磁路を形成し、従来の面内記録に比べより多くの磁束が磁性層を通過する。従って二層垂直媒体を用いた記録方式は記録磁場の面内成分のみを用いて記録を行う面内記録方式に比べて記録磁場の利用効率が高く、面内記録方式よりもＫｕの高い記録媒体への記録が可能であると考えられている。
【０００４】
しかしながら、媒体に印加される磁場強度は主磁極で発生した磁場強度を超えることはないため、記録磁場強度は主磁極材料の飽和磁束密度（Ｂｓ）を上限とすることとなる。飽和磁束密度は材料によって決まる物理的な制限があり、必然的にこの値により媒体に印加される記録磁場も上限が決定されている。飽和磁束密度を大きくするために様々な材料の開発が行われているが無限に大きくすることはできない。
【０００５】
また、現在開発途上の高飽和磁束密度材料は一般に耐蝕性に問題があることが知られている。従って記録媒体のＫｕの増加に伴い垂直記録方式においても将来的には記録が困難になることが予想されている。
【０００６】
また、高記録密度に適した記録媒体の形態としては、磁気的に孤立した磁性粒子を規則的に配列させ、１粒子につき１ビットを対応させて記録させる方式、いわゆるパターンドメディア（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３）が知られている。本方式ではビット遷移領域での磁化状態の乱れに起因するノイズが発生せず、かつ熱揺らぎ限界まで１ビットを小さくすることが可能であるため、高密度磁気記録に有利であると考えられている。
【０００７】
パターンドメディアの場合、ビットを形成する磁性粒子と１ビットの大きさを等しくすることができるため、多数のグレインにより１ビットが形成される連続媒体よりも磁化反転単位の体積（ｖ）を大きくすることが可能である。すなわち、同じ記録密度で比べた場合、従来の連続媒体に比べＫｕを小さくすることが可能であると考えられる。
【０００８】
しかしながら、パターンドメディア記録においても、記録密度の向上に伴い磁性層のＫｕが増大すれば記録が困難になることは連続媒体と同様である。
【０００９】
【特許文献１】
特願平１−１５５８９７号
【特許文献２】
特願平２−１００３０８号
【特許文献３】
米国特許第５５８７２２３号
【特許文献４】
国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ０１／０７２１１
【特許文献５】
特開２００１−１１０００１号公報
【特許文献６】
特開２００１−２５６６０５号公報
【特許文献７】
特開２００２−９２８２１号公報
【非特許文献１】
アイトリプルイートランザクション・オン・マグネティクス ３６巻１号３６ページ （Ｒ．Ｗｏｏｄ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ． ３６ （２０００） ｐ３６）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、異方性の大きな磁性体よりなる記録ビットへの磁気記録が困難であるという問題点を、記録ヘッド側に特段の改良をすることなく解決する手段を提供する。また、急峻な記録磁場分布を得る手段を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、二層垂直記録媒体の軟磁性裏打層にパターンニングを施すという手段をとる。本発明者らは、軟磁性裏打層の表面に微少な凹凸（互いに離間された凸部からなるトラック）を形成することにより、単磁極ヘッドからの記録磁場が増大することを見いだした。軟磁性裏打層の表面に凸部のトラックを形成することにより、記録ヘッドにより発生した記録磁場が軟磁性裏打層の凸部に向かって集中するため、従来は記録ビットと記録ビットの間に流れてしまっていた無駄な磁束が減少し、記録磁場が凸部に集中するばかりではなく、磁場の大きさも増大する。
【００１２】
さらに記録を行いたいビットに記録磁場が集中することから、いわゆる「書きにじみ」の低減およびオフトラック特性の改善も可能となる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、軟磁性裏打層の表面にパターンニングを施すことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法にある。パターンニングの方法としては、軟磁性裏打層の形成直後にパターンニングを施して、その後中間層及び磁性層を形成する方法と、磁性層まで形成した後、磁性層の上側からパターンニングを施す方法がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について、図を用いて詳細に説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例による垂直磁気記録媒体を模式的に示した断面図である。図１に断面で図示するように、磁気記録媒体は円状のディスク基板上に、下地層、磁性層など種々の層が形成された構造をしている。記録媒体の表面には、サーボ領域とデータ領域とを含む同心円状のトラックパターンが形成されている。図１中、紙面に垂直なＡ方向がトラック走行方向、紙面に平行なＢ方向がトラック幅方向である。即ち、磁気ヘッド１０４は、紙面のＡ方向に進むことになる。磁気ヘッド１０４は、記録媒体に対して所定の浮上量１１５を保って浮上している。
【００１６】
本実施例の垂直磁気記録媒体は、厚さ０．６４ｍｍのガラス基板１０１上に、軟磁性裏打膜１０２、および記録ビットを構成する強磁性層１０３が形成されている。強磁性層１０３には、軟磁性裏打層にまで達するパターンニングが施されており、裏打層表面には、凹凸が形成されている。また、図中では省略されているが、この媒体中には密着層、配向層など必要な磁気特性を得るための各層が含まれている。
【００１７】
強磁性層１０３としては垂直異方性を持つコバルトクロム白金合金（ＣｏＣｒＰｔ）を用いた。結晶粒界への非磁性体の析出を避けるため、蒸着は室温で行った。使用した強磁性層１０３の飽和磁束密度 Ｂｓ ＝ ２５００ Ｇａｕｓｓ， 異方性磁界 Ｈｋ ＝ １２０００ Ｏｅ であったため、磁化率としてその平均の傾きを求めるとχ_ｒｅｃ ＝ Ｂｓ／Ｈｋ 〜０．２と考えられる。すなわち強磁性層１０３の比透磁率μ_ｒｅｃは約１．２である。同様に軟磁性裏打層１０２としては比透磁率μ_ｓｌ 〜 ２５０ のコバルトタンタルジルコニウム合金（ＣｏＴａＺｒ）を採用した。
【００１８】
強磁性層１０３はトラック幅方向長さが１１１、隣接トラックの中心間距離は１１２となるように形成されている。従って、本実施例の垂直記録媒体に記録される記録ビットは１１２に等しいトラックピッチを有することになる。図示されていないが、紙面垂直方向にも同様に凸部中心間距離が最小ビット長と一致するようにパターニングされており、記録すべき情報の変調方式に対応した符号配列（記録ビット）を構成するように規則的かつ離散的に配列した複数の凸部から構成されている。最小ビット長は隣接トラックの中心間距離１１２と一致していても一致していなくてもよく、記録ヘッド、リードライト特性などとの兼ね合いで決定されている。
【００１９】
１１４は強磁性層１０３の厚みを示す。記録ビットのない部分では軟磁性裏打層１０２は軟磁性裏打層厚さ１１７より掘り込み深さ１１３だけ下がっている。１１６はＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層との距離を示しており、磁気ヘッドの記録磁極（主磁極）最下部と記録媒体最上部との間の距離（浮上量）１１５と、磁性層の厚さ１１４の和に等しい。実際には、強磁性層１０３の表面には、保護層や潤滑層が形成されており、記録ヘッド−軟磁性裏打層との距離１１６には、保護層や潤滑層ないし磁性層上に形成される全ての層の厚みが含まれる。
【００２０】
ＳＰＴ記録ヘッド１０４の主磁極から出た磁束１１８はその直下の強磁性層１０３内を通過し、軟磁性裏打層１０２の凸部に吸い込まれる。また、磁性層１０３を通らずに軟磁性裏打層１０２に吸い込まれる磁束も存在する。
【００２１】
このとき、ＳＰＴ記録ヘッド１０４、軟磁性裏打層１０２、磁性層１０３を形成する物質の透磁率や、ＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離１１６、掘り込み深さ１１３、ＳＰＴ記録ヘッド１０４などの形状などにより磁束の収束の様子、すなわち記録磁場は変化する。軟磁性裏打層１０２はＳＰＴ記録ヘッド１０４の主磁極からの磁束をＳＰＴ記録ヘッドの副磁極（図示せず）に還流させる磁気経路を構成するために必要であり、ＳＰＴ記録ヘッド１０４の主磁極からの磁束は軟磁性裏打層１０２の凸部に集中するように該凸部上の強磁性層１０３を通って凸部に吸い込まれ、軟磁性裏打層１０２の平坦部を介してＳＰＴ記録ヘッド１０４の副磁極（図示せず）に環流する。一般的には軟磁性裏打層１０２の厚さ１１７は厚いほうがリラクタンスが小さくなるため効果的である。
【００２２】
一方、軟磁性裏打ち層１０２は磁性膜１０３の下に成長させる膜であるため、その表面の凹凸は小さいほうが望ましい。軟磁性裏打ち層１０２として多結晶系の軟磁性材料を用いた場合、エピタキシャル成長の条件により、軟磁性裏打ち層の厚さ１１７の増加に伴い表面の凹凸が大きくなることが知られている。表面凹凸の大きな軟磁性裏打ち層１０２は強磁性膜１０３の磁気特性の劣化およびヘッドクラッシュの原因となりうるため、軟磁性裏打ち層の厚さ１１７は５００ｎｍを超えないことが望ましい。
【００２３】
更に生産コストの観点などからも軟磁性体厚さ１１７には実用上の上限がある。これらの制限のもとでは軟磁性体厚さ１１７を限りなく増加させることができないため、掘り込み深さ１１３の増加に伴い軟磁性平坦部厚さ１１９を小さくせざるを得ない。
【００２４】
軟磁性裏打ち層１０２は飽和に近づくと磁束を還流させる特性が悪化するため、未飽和の状態で使用することが求められる。従って、平坦部の厚さ１１９はＳＰＴヘッドの磁化量、すなわちＳＰＴ構成材料の飽和磁束密度と主磁極厚さ（ビット長方向（紙面垂直方向）の長さ）の積、よりも裏打ち層平坦部の磁化量、すなわち軟磁性体１０２の飽和磁束密度と平坦部厚さ１１９の積、が大きくなることが望ましい。
【００２５】
この要請により掘り込み深さ１１３の上限が決められる。本実施例においてはＳＰＴヘッドの飽和磁束密度は２．２Ｔ、主磁極厚さは２００ｎｍ、軟磁性裏打体１０２の飽和磁束密度は１．８Ｔとしたため、平坦部厚さ１１９は２４４ｎｍ以上であることが望ましい。
【００２６】
また、本実施例において、軟磁性体厚さ１１７は３００ｎｍとしたため、掘り込み深さ１１３は５５ｎｍ以下である必要がある。同様に、他の材料や形状を採用した場合でも軟磁性体厚さ１１７および「ＳＰＴヘッドの磁化量＜裏打ち層平坦部の磁化量」なる条件から掘り込み深さ１１３の上限は決定される。
【００２７】
このようなヘッド及び媒体を用いた磁気記録システムにより、記録ビットの周期に合わせて軟磁性裏打層１０２に凹凸をつけることにより、再生信号強度、オーバーライト特性、オフトラック特性などに改善が見られることを確認した。定量的な改善効果については以下の実施例において説明する。
【００２８】
（実施例２）
図２は、横軸をトラック幅方向の距離、縦軸をＳＰＴ記録ヘッド１０４により発生する磁場の垂直成分として計算を行った結果である。本計算においては軟磁性裏打層１０２の比透磁率μ＝１０００、ＳＰＴ記録ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ＝１．８Ｔ、ＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離１１６＝１８ｎｍ、トラックピッチ１１２＝３６ｎｍ、磁性層幅１１１＝２０ｎｍ、起磁力０．３ＡＴの場合について、掘り込み深さを変化させた。ただし、計算機能力の都合から本計算において、計算範囲は磁性層が３×３個の領域に限って行ない、また、磁性層１０３の透磁率は実施例１で説明したように軟磁性裏打層１０２の比透磁率に比べて十分小さいため、その効果を無視した。
【００２９】
図２によると、掘り込み深さ１１３が０、すなわち軟磁性裏打層１０２への掘り込みがない場合はＳＰＴ記録ヘッド中心部直下にのみ極大点をもつなだらかな磁場分布が得られていることが分かる。一方、掘り込み深さ１１３が５０ｎｍの場合は垂直方向磁場強度が記録ビット位置に対応して極大値をとることが分かる。また、ＳＰＴ記録ヘッド１０４の直下においては、同じ材料、起磁力であるにも関わらず、掘り込みのない場合に比べ最大約１７％の増加がみられる。
【００３０】
本計算では磁極材料として飽和磁束密度Ｂｓ＝１．８Ｔ、軟磁性裏打層比透磁率μ＝１０００の物質を選んだが、これらに代え、Ｂｓのより大きな材料もしくは比透磁率のより大きな材料を用いることにより、本計算結果よりも大きな磁場強度を得ることも可能である。
【００３１】
（実施例３）
図３は、横軸を堀込量とし、縦軸をＳＰＴ記録ヘッド１０４直下での垂直方向の最大磁場強度を計算した結果として図示したものである。本計算においては層軟磁性体１０２の比透磁率μ＝２０００、飽和磁束密度Ｂｓ＝２．０Ｔ、ＳＰＴ記録ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓ＝２．０Ｔ、ＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離１１６＝１８ｎｍ、トラックピッチ１１２＝３６ｎｍ、磁性層幅１１１＝２０ｎｍ、起磁力０．３ＡＴの場合について、掘り込み深さを変化させた。
【００３２】
実施例２と同様に計算範囲は磁性層が３×３個の領域に限り、磁性層１０３の効果は無視して計算を行った。掘り込み量１１３を０から増加させていくことにより磁場垂直成分強度も大きくなることが分かる。本発明によると軟磁性裏打層への彫り込みを行うことにより、主磁極材料のＢｓを変えることなく記録ビットに印加される磁場強度を強くすることが可能となることがわかる。
【００３３】
現在の磁気記録システムにおいて、飽和磁束密度Ｂｓ０を持つ主磁極材料を用いた場合、実際に記録を行うことのできる媒体Ｈｃの実用上の限界は約０．６×Ｂｓ０となることが知られている（例えば非特許文献１）。
【００３４】
本実施例においては、主磁極材料のＢｓとして２．０Ｔを採用したため、従来の磁気記録システムの場合、前述のとおり媒体Ｈｃの上限は０．６×２．０Ｔ＝１．２Ｔである。本実施例においては、裏打ち層の堀込量が４．４ｎｍのときにこの値を超えていることが分かる。ただし、掘り込みによる磁束の収束効果は１０ｎｍ以下の領域で顕著であるが、その後掘り込み量を増やしても微増を続けるのみとなる。従ってこの条件の場合、十分な磁束収束効果を得るために、掘り込み深さ１１３は５ｎｍ以上、望ましくは磁場強度の増加がほぼ飽和に達する３０ｎｍ以上であることが求められる。
【００３５】
媒体作成についての生産技術的な観点からは掘り込み深さ１１３は小さいほうが望ましい。本実施例の材料、大きさの組み合わせにおいては、掘り込み量１１３は５０ｎｍ以下で必要な効果が得られた。同様に図３より、掘り込み深さ１１３はトラックピッチ１１２の３％以上で磁束の収束効果が大きくなることが分かる。
【００３６】
図４は図２に示した垂直方向磁場を各条件の最大磁場強度で除し、規格化したものである。掘り込み深さ１１３が深いほど急峻な磁場分布が得られており、記録特性が向上する。反面、掘り込み深さ１１３が大きい場合、隣接記録ビットにおいても磁束の収束効果が顕著に働くようになり、記録磁場の両肩に隣接記録ビットへの漏洩磁束が現れるようになる。従って、このように隣接記録ビット部での磁場が強くなるような条件で使用する場合、例えば掘り込み深さ１１３＝１０ｎｍの場合、各磁性粒子の磁化を反転させるのに必要な磁場の大きさの分散は最大でも±２０％以内に抑えておく必要がある。
【００３７】
図５は、図２と同様な構成を用い、掘り込み深さ１１３を１０ｎｍに固定し、ＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離を変化させた場合の結果である。縦軸は磁場垂直成分の強度、横軸はトラック方向の距離である。図５よりＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離１１６が小さいほど記録磁場は強くかつ急峻な分布が得られることがわかる。このように磁場強度は多くのパラメータによって変化するため、本発明の実施時にはＳＰＴ記録ヘッド１０４、軟磁性裏打層１０２、磁性層１０３の材料・形状や浮上量１１５、各磁性層のスイッチングフィールドなどに応じて適切な掘り込み深さ１１３を決定する必要がある。
【００３８】
なお、本実施例では、磁性層１０３は、軟磁性裏打層１０２表面の凹凸に合わせてパターンニングされているが、磁性層にはパターンニングを施さず、軟磁性裏打層表面にのみパターンニングを施しても磁束の集中効果は得られる。但し、磁性層にパターンニングを施さない場合に比べて、隣接ビットとの境界部（磁化遷移領域）からの影響により、媒体ノイズが若干大きくなるという問題がある。
【００３９】
図１４は本発明による媒体を用いたハードディスクのシステムを示す模式図である。記録ヘッドとしてＳＰＴ記録ヘッド、再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を組み込んだスライダー１４０１がガラス基板、軟磁性裏打層、磁性層、保護層などからなる磁気記録媒体１４０２上に配置されている。磁気記録媒体１４０２はスピンドル１４０４に固定されており、回転運動が可能である。スライダー１４０１はジンバル１４０６を通してアクチュエータ１４０３に繋がっておりディスク面上の移動が可能となっている。スライダー１４０１は磁気記録媒体１４０２との相対的な運動により浮力を受け、磁気記録媒体１４０２上を浮上する。
【００４０】
図１５は本実施例において使用した磁気記録媒体を示す模式図である。１５０１はディスク内周部の拡大図である。軟磁性体平坦部１５０７上に軟磁性体凸部１５０６および磁性体１５０５が、トラックピッチ１５０３およびビット周期１５０４で円周上に規則的かつ離散的に形成されている。
【００４１】
軟磁性体凸部１５０６および磁性体１５０５よりなる各磁性粒子は、特許文献４に示されるように、ヘッド駆動機構のロータリーアクチュエーターに起因するヨー角に相当する角度だけヘッド進行方向１５０２に対して角度を有する。この角度はヘッド進行方向１５０２と磁性体１５０５の一辺、もしくは楕円形のビットにおいてはその主軸もしくは短軸、のなす角に応じて決定され、媒体作成時に予めこのような向きで磁性体を配列させてある。
【００４２】
従って、ディスク外周部の拡大図１５１１に示されるように、ディスク上の半径値に応じて軟磁性体凸部１５０６および磁性体１５０５よりなる各磁性粒子とヘッド進行方向１５１２のなす角は異なっている。ディスク内周部におけるトラックピッチ１５０３とディスク外周部におけるトラックピッチ１５１３は本実施例においてはどちらも３６ｎｍであるが、この両者は必要に応じて異なった値を取っても構わない。
【００４３】
また、ディスク内周部におけるビット周期１５０４とディスク外周部におけるビット周期１５１４は本実施例においてはどちらも２０ｎｍである。このため、角速度一定で回転するディスクにおいて各ビット列の線速度が異なっている。これは記録・再生周波数を変化させることにより対応している。もちろん、線速度が一定になるようにディスク内周部におけるビット周期１５０４とディスク外周部におけるビット周期１５１４を変化させても構わない。
【００４４】
また、必要に応じてディスクを幾つかの同心円状に区切り、各ゾーン毎に適切に磁性体を配置しかつ記録再生速度を調整することにより、各ゾーン毎に線速度がほぼ一定となるようにしてもよい。なお、内周部拡大図１５０１および外周部拡大図１５１１では省略しているが、各磁性粒子の間は非磁性体もしくは軟磁性体凸部１５０６よりも透磁率の低い物質で埋められており、ディスク表面は平坦化してある。
【００４５】
本実施例においては各磁性粒子間を埋める物質としてアルミナを用いている。平坦化した表面には静電気による影響を避けるため導電性の潤滑剤を塗布した。磁性体間を埋める物質としてはアルミナ以外でも酸化珪素、金属、有機物などでもよい。
【００４６】
本実施例の場合、スライダー１４０２と磁気記録媒体１４０３の相対速度が１０ｍ／ｓの時に、約１０ｎｍ浮上する設計となっている。スライダー１４０１内のＳＰＴ記録ヘッドおよび再生ヘッドは電気的に信号処理系１４０５と繋がっており、記録電流、再生信号などがやりとりされている。図では省略されているが、スライダー１４０１は磁気記録媒体の両面に配置されており、それぞれが信号処理系１４０５に繋がっている。情報の記録時には各ビットの位置を正確に把握し、必要なタイミングで記録電流を印加する必要がある。
【００４７】
このために、特許文献５に示される機構を採用した。なお、駆動機構として、スピンドル１４０４に代え、並進移動を行う機構、たとえばリニアアクチュエータ、ピエゾ素子などを用いてもよい。この場合は図１５を用いて示した磁性粒子配列ではなく、磁性体の各辺、もしくは楕円形のビットにおいては主軸と短軸、がトラック方向およびビット長方向に直行する向きに配列させても構わない。
【００４８】
（実施例４）
図６には本願発明の別の実施例を示した。本実施例は、磁束の集中効果を上げるために、軟磁性裏打層表面の凸部を絞った構造の垂直磁気記録媒体である。図１と同様に、ガラス基板６０１上に軟磁性裏打層６０２および磁性層６０３が配列されている。磁性層６０３の材料として本実施例においては垂直異方性を有するコバルト／パラジウムの多層膜（Ｃｏ／Ｐｄ）を使用した。
【００４９】
Ｃｏ／Ｐｄ多層膜は理想的に作成された場合、原理的にパターニング後の磁性粒子内に交換相互作用を断ち切る非磁性体の析出が発生しない。すなわちビット内で単磁区になりやすい傾向をもち、磁化反転単位体積の増大、ノイズの減少などパターンメディア材料に適した磁気特性を持つ。図には示されていないが、密着層としてはタンタル、配向層としてはパラジウム、潤滑層にはカーボンをそれぞれ使用している。
【００５０】
軟磁性裏打層表面の凸部は、軟磁性裏打層６０２と磁性層６０３との連結部分であり、６０７はパターニングされた磁性層の一部、即ち記録ビットを示している。凸部の断面積は、記録ビットの断面積に比べ小さくなっており、実施例１の垂直記録媒体に比べて磁束の収束効果が高まっている。ここで、「凸部の断面積」「記録ビットの断面積」とは、基板に平行に記録媒体を切った場合の断面積であり、基板に対する投影面積と定義しても良い。
【００５１】
図６の矢印６０６と６０７は、この関係を模式的に示したものであり、凸部のトラック幅方向の長さが、記録ビットのトラック幅方向の長さに比べて短いことを示している。図示されていないが、トラック走行方向の長さについても同様の関係が成り立っている。ただし、軟磁性裏打層の凸部の径６０７が小さくなりすぎるとリラクタンスが大きくなり、記録磁場の低下を招く可能性がある。
【００５２】
本実施例においては軟磁性裏打層の凸部径６０６は磁性層径６０７の７０％とした。この値は記録ヘッドおよび軟磁性裏打層透磁率や掘り込み深さなどに応じて適宜変化させる必要がある。また、本実施例においては磁気記録ヘッドの浮上に際し、ディスク表面の凹凸が障害となることを防ぐために、非磁性体６０４で磁性層６０７間の隙間を埋めてある。これによりディスク表面の凹凸は平均３ｎｍ以下となり、記録ヘッドのスムーズな浮上が可能となった。
【００５３】
本実施例においては非磁性体としてはアルミナを使用したが、平坦な表面が得られ、かつ十分な強度が得られる物質であれば他の材料を用いても構わない。
【００５４】
また、図６においては磁性層６０３の下部で軟磁性裏打層６０２のない領域にも非磁性体６０４が満たされているが、この部分は媒体表面が平坦であれば必ずしも非磁性体で埋められている必要はない。なお、本実施例においては使用しなかったが、磁気特性の改善のために必要に応じて軟磁性裏打層６０２と強磁性層６０３の間に中間層を配置してもよい。
【００５５】
図７には、本発明で使用される垂直媒体に適した形状のＳＰＴ記録ヘッドの例を記録媒体と共に示した。７０５はＳＰＴヘッドの主磁極を示しており、主磁極の端部は斜めに削ってある。軟磁性裏打層にパターニングがない従来型の媒体ではこのようなＳＰＴ記録ヘッド形状は磁場分布の不均一さおよび記録磁場の低下を招き、実現が困難であったが、本実施例では軟磁性裏打層を記録ビットの周期にあわせて加工することにより、磁場分布の広がりを抑えることが可能となった。更に、図４に示されるような隣接トラックへの影響も小さくすることが可能となった。
【００５６】
（実施例５）
図８には本願発明の別の実施例を示した。本実施例の記録媒体は、パターンニングを施した裏打層表面の凸部を、裏打層の他の部分に比べて透磁率の高い材料で構成した記録媒体である。ガラス基板８０１上に裏打層の平坦部として機能する第１の軟磁性裏打層８０２が形成されており、その上の凸部に相当する部分に、第１の軟磁性層８０２よりも透磁率の高い材料で構成された第２の軟磁性裏打層８０３が形成されている。
【００５７】
８０４は磁性層であり、パターンニングが施されている。８０５は、パターニングされた磁性層及び第２の軟磁性裏打層の隙間を充填する非磁性層である。第二の軟磁性裏打層８０３は記録ビット直下にのみ存在し、記録ヘッドで発生した磁束を効果的に引き寄せることを目的としている。このため第二の軟磁性裏打層８０３は定常状態においては常に磁性層８０４と同じ方向の磁化状態となる。
【００５８】
すなわち第２の軟磁性裏打層は、この部分に起因するノイズを考慮する必要がないたいめ、第一の軟磁性裏打層に比べ材料選択の幅が広く、高透磁率材料を選択することが可能になる。このように複数層よりなる軟磁性裏打層を用いることにより、単一の軟磁性裏打層よりなる凹凸に比べ、リラクタンスを小さくすることが可能となり、記録ヘッドからの磁束を収束させる効果が大きくなる。従って、記録磁場をより大きく、かつ磁場分布をより急峻にすることが可能となる。
【００５９】
本実施例では、第２の軟磁性裏打層８０３と強磁性層８０４とは、同じ断面積にパターニングされているが、図６に示すように、その大きさが異なっていた方が、より磁束の収束効果は高まる。ただし、軟磁性体凸部径６０６が小さすぎる場合、この部分において磁束が飽和してしまうため、軟磁性体凸部径６０６は磁束が飽和しない範囲で選択する必要がある。
【００６０】
前述したように、２種類以上の軟磁性体を積層し、凸部において飽和磁束密度の大きい材料を選択すれば、絞り込んだ部分でも飽和しにくくなるため、より小さな軟磁性体凸部径６０６を選ぶことが可能である。本図においては軟磁性裏打層掘り込み深さと高飽和磁束密度軟磁性裏打層７０４の厚さが同じであるが、高飽和磁束密度軟磁性裏打層の厚さは軟磁性裏打層掘り込み深さよりも多くても少なくてもよい。また、図８においては飽和磁束密度の違う物質は２層を構成するのみであったが、必要に応じて３層あるいはそれ以上でも構わない。
【００６１】
（実施例６）
図９は本発明の別の実施例を示す媒体断面の模式図である。ガラス基板９０１上に軟磁性裏打層９０２、垂直異方性を有する強磁性層９０３が配置されている。この磁性層９０３の上には更に軟磁性層９０４が配置されている。
【００６２】
本実施例においては軟磁性層９０４の厚さは１ｎｍとした。従来の連続媒体においては強磁性体の上に軟磁性層を置くことは記録ヘッドからの磁束が膜面内に沿って通過することとなり記録特性に悪影響を及ぼしたが、本発明においては軟磁性層９０４は膜面内方向には不連続かつ離散的であるため、軟磁性層９０４に吸い込まれた磁束は強磁性層９０３を通過し軟磁性裏打層９０２へ至る。図９に示すような構造をとることにより、ＳＰＴ記録ヘッドと軟磁性層の距離を短くすることができるため、効率的に磁束を収束させ、大きな記録磁場を得ることが可能となる。
【００６３】
図１０は本発明の更に別の実施例を示す記録媒体の断面模式図である。ガラス基板１００１上に軟磁性裏打層１００２、垂直異方性を有する強磁性層１００３が配置されている。軟磁性裏打層１００２への掘り込みは曲面状となっている。磁性層１００３同士の間は非磁性体１００４で埋められており、表面は平滑になっている。本実施例においては軟磁性裏打層凹部の形状が曲面上となっているため、ＳＰＴ記録ヘッドから発生した磁束が軟磁性裏打層凹部の角に集中することが防げる。従って、このような凹部の角を曲面上の形状をすることにより、磁性層１００３に効率的に磁束を収束させることが可能となる。
【００６４】
図１１は本発明の他の実施例を示す記録媒体の断面模式図である。アルミニウム基板１１０１上に軟磁性裏打層１１０２が配置され、９０ ｎｍ×２０ ｎｍの凸部が、トラック幅方向には周期１００ ｎｍ、ビット長方向には周期２５ ｎｍでパターニングされている。この上に強磁性体１１０３がついているが、上記実施例において説明した磁気記録媒体と異なり、強磁性体１１０３は軟磁性裏打層１１０２の凹部にも蒸着されている。また、軟磁性裏打層１１０２の側面にも強磁性体１１０３が付着している場合もある。
【００６５】
この強磁性体１１０３の凹部は非磁性体１１０４により埋められ、表面は平滑化されている。凹部を埋める材料としてはアルミナ、酸化珪素、などの他、有機物、金属などでもよい。なお、再生時の特性に問題のない範囲であれば、非磁性体に代えて磁性体を用いてもよい。情報の記録は軟磁性裏打層１１０２凸部上の強磁性体のみについて行う。このような媒体構造は軟磁性裏打層１１０２の凹凸構造を作成後、強磁性体１１０３をスパッタ蒸着すればよいため、媒体の作成プロセスが容易、強磁性体１１０３の磁気特性が制御しやすい、といった特徴を有する。
【００６６】
（実施例７）
図１２には、本願発明の一実施例に係る記録媒体の製造方法について示した。ガラス基板１２０１を真空チャンバーに入れ、スパッタにより軟磁性裏打層１２０２、エッチングストッパー層を兼ねる検出層１２０３、軟磁性裏打層１２０４、強磁性体１２０５を蒸着する。軟磁性裏打層１２０４と軟磁性裏打層１２０２は同じ物質でも異なる物質でも構わないが、軟磁性裏打層１２０４として比透磁率が軟磁性裏打層１２０２よりも大きな物質を使うと図８を用いて説明した媒体を得ることができる。
【００６７】
本実施例においては第一の軟磁性裏打層１２０２として比透磁率〜２５０のコバルトタンタルジルコニウム合金（Ｃｏ_９２Ｔａ_３Ｚｒ_５）、第二の軟磁性裏打層１２０４として比透磁率〜２００００の鉄ニッケルモリブデン合金（Ｆｅ_１７Ｎｉ_７９Ｍｏ_４） 、検出層１２０３としては膜厚０．２ ｎｍの金 （Ａｕ）、強磁性体１２０５としては膜厚１５ ｎｍ、垂直異方性を有するテルビウム鉄コバルト合金（ＴｂＦｅＣｏ）を用いた。ＴｂＦｅＣｏはＣｏＣｒＰｔと異なりアモルファス系の合金であり、パターニング後の磁性粒子内に非磁性体の析出が発生しない。すなわち交換相互作用によりビット内の磁化方向が揃いやすいため単磁区になりやすい傾向をもち、磁化反転単位体積の増大、ノイズの減少などパターンメディア材料に適した磁気特性を持つ。
【００６８】
なお、図では省略されているが基板１２０１と軟磁性裏打層１２０２の間にはクロム（Ｃｒ）よりなる密着層を、軟磁性裏打層１２０４と強磁性体１２０５の間に配向層をスパッタ蒸着した。また、強磁性体１２０５の上に更に軟磁性裏打層を付加しておくと、図９を用いて説明をした媒体を得ることができる。また、媒体表面には必要に応じて保護層や潤滑層をつけておいてもよい。
【００６９】
必要な膜を成長させた後、強磁性体１２０５の表面に電子線により露光するレジスト１２０６を２０００ｒｐｍで１００ｎｍの膜厚になるようにスピン塗布した。レジスト膜厚は描画サイズ、ミリング量などに応じ、適切な量を選択する。レジスト塗布後、必要に応じ、レジストの特性に応じたプリベークを行う。
【００７０】
なお、本実施例においてはネガ型レジストを使用したが、描画パターンを変えることによりネガ型レジストの代わりにポジ型レジストを使うことも可能である。この媒体試料を電子線描画機に入れ、細く絞った電子線１２０７により周期３６ ｎｍのパターンを形成するように描画を行った。このパターン周期が記録密度を決定するため、記録密度に応じた必要な描画サイズを選択する必要がある。描画後試料を取り出し、必要に応じてポストベークを行う。
【００７１】
今回使用したレジストの場合、ポストベークは行わなかった。引き続き描画パターンの現像を行い、レジストの周期構造が完成する。なお、電子線描画に代えて、予め作成しておいた型（モールド）を熱、光もしくは化学的な手法により軟化したレジストに押し付ける、いわゆるインプリント法を用いることができる場合は、この手法によるほうがコストの低減が可能になる。
【００７２】
この媒体試料を、レジストをマスクとしてアルゴンイオンにより上方より垂直にミリングを行うことにより磁性体アレイが完成する。アルゴンイオンミリング以外に他の希ガスイオンによるミリングもしくは反応性ガスによるエッチング（ＲＩＥ）を用いてもよい。ミリング中は四重極質量分析器による２次イオンまたは２次中性粒子の質量分析を行い、検出層の物質が検出された信号をトリガーとしてミリングを停止する。
【００７３】
質量分析以外でも２次粒子の元素分析ができる手法であれば他の手法を用いても構わない。またミリングレートに面内分布のある場合など、必要に応じて検出層１２０３元素検出後もミリングを行っても構わない。必要な深さは物質の透磁率や磁性体の周期など様々な要素が関係しているため、図２を用いて説明した原理により決定する。また、検出層１２０３において金の代わりにアルゴンガスのミリングレートの低い物質、例えばタンタルを用いると、この層はミリングに対し耐性を持つため、この層を停止層として用いることができる。停止層を用いた場合、質量分析を省いた装置、プロセスで試料作成が可能であり、簡素化、省力化が可能となる。
【００７４】
検出層１２０３もしくは停止層は磁気特性に影響を与えるため、目的を達成できる範囲で可能な限り薄くすることが望ましい。ただし、検出層１２０３は、２次粒子の質量分析により軟磁性裏打層１２０４との違いを検出するのに十分な量の元素が含まれていれば、検出層１２０３の材料には制限はなく、当然、検出層１２０３自身が軟磁性裏打層であっても構わない。この場合、記録再生特性に問題を発生しない範囲で検出層１２０３は厚くしても構わない。
【００７５】
なお、ミリングレートが予め分かっており、ミリング量を時間で制御できる場合は検出層１２０３を設けなくても構わない。さらに、上述のプロセスにおいてイオンミリングもしくは反応性イオンエッチングに変えて溶液中でのウエットエッチングを行っても構わない。この場合は検出層１２０３に代え、停止層を導入することが望ましい。
【００７６】
ミリングもしくはエッチングにより空いた凹部に非磁性体１２０８を埋め込み、表面を平滑にする。本実施例においては非磁性体１２０８としてはスピンオングラスを回転塗布により埋め込んだが他の物質を用いても構わない。また、媒体表面の凹凸が十分小さいかもしくは凹部の幅が十分小さく、記録ヘッドの浮上に際して問題にならない場合は凹部を埋めずにそのまま残しておいても構わない。表面の平滑化が必要な場合は機械研磨、化学機械研磨などにより行う。
【００７７】
平坦化終了後、本実施例においては磁気特性を改善するためにランプヒーターにより３００℃まで加熱し、磁場中冷却を行うことにより容易軸を半径方向に揃える（例えば、Ｔａｎａｈａｓｈｉ ｅｔ ａｌ， ＪＡＰ ９１ （２００２） ｐ．８０４９）。
【００７８】
更に必要に応じて最表面に保護層や潤滑層をつけ、記録媒体が完成する。なお、図１０を用いて説明した曲面状の凹部をもつ軟磁性裏打層は、上記プロセスにおいて適切なミリングあるいはエッチング条件を用いることにより作成が可能である。一例として、アルゴンイオンミリングによる作成プロセスにおいて、アルゴンガス圧を高めること、または加速電圧を下げることにより、曲面状の凹部を持つ媒体を作成することが可能であった。
【００７９】
（実施例８）
図１２では磁性体の膜をパターニングすることにより磁性体のアレイを得たが、逆に非磁性体をパターニングしてもよい。このような方式による実施例の概略を図１３に示す。ガラスよりなる基板１３０１上に軟磁性裏打層１３０２および非磁性体１３０３をスパッタにより成長させる。本実施例においては非磁性体１３０３としてアルミナを用いたが、他にも例えばシリコンや二酸化シリコン、アルミニウムなど強磁性を示さない物質であれば用いることができる。また、図には示していないが、基板１３０１と軟磁性裏打層１３０２の間には両者の密着を改善するための密着層、磁気特性を改善するための下地層などが存在している。
【００８０】
ディスク表面にレジスト１３０４をスピン塗布し、電子線１３０５によりパターン描画を行った。描画後、ポストベーク、現像を行い、レジストのパターン構造を得た。もちろん、前述の通り、インプリント法を用いてもよい。このレジストをマスクとして非磁性体１３０３をパターニングする。本実施例において、パターニングはアルゴンイオンミリングを用いた。
【００８１】
ミリング中は２次イオン質量分析器により軟磁性裏打層１３０２に含まれる元素をモニターし、終点検知を行った。ただし、必要な磁気特性を得ることができる範囲において、非磁性体１３０３は完全に除去せずに若干残っていても構わない。
【００８２】
また、アルゴンイオンミリングに代え、微細加工が可能な他の手法、例えば反応性イオンエッチング、ウエットエッチングなどを用いてもよい。特に反応性イオンエッチングを用いた場合、軟磁性裏打層１３０２と非磁性体１３０３の選択比の大きな気体をエッチングガスとして用いることにより軟磁性裏打層１３０２が停止層の役割を果たすため２次イオン質量分析器による終点検知を行わなくても構わない。
【００８３】
このようにして軟磁性裏打層１３０２上に非磁性体１３０３の穴アレイが完成する。この穴アレイにスパッタもしくはめっきにより軟磁性体１３０８および垂直異方性を有する強磁性体１３０６を順次、成長させる。スパッタの場合、穴の底まで軟磁性体１３０８および磁性体１３０６が埋まるよう、ロングスルーのスパッタ装置であることが望ましい。
【００８４】
めっきの場合、電極として軟磁性裏打層１３０２を用いることができる。めっき特性改善のために、記録再生に必要な磁気特性が得られる範囲で、あらかじめ軟磁性裏打層１３０２と非磁性体１３０３の間に金などの化学的に安定な物質の膜をはさんでおいてもよい。この後、表面を研磨し、保護層１３０７を成長させる。必要に応じて表面に潤滑層などを加えても構わない。
【００８５】
本手法により、軟磁性体１３０２上に軟磁性体１３０８および磁性体１３０６の周期構造を作成することが可能となる。本手法では実施例５において説明したように、異なる磁気特性を有する２種類以上の軟磁性体を磁性体１３０６の下部に配置することができる。ただし、軟磁性体１３０２及び軟磁性体１３０８の磁気特性が異なることは必須ではない。
【００８６】
（実施例９）
図１６は他の実施の形態を示す断面の模式図である。ガラスよりなる基板１６０１の上に裏打ち層として２００ ｎｍの軟磁性体１６０２がスパッタ法により成長させてある。この上にＣｏＣｒＰｔよりなる垂直異方性を持つ強磁性体１６０３が配置してある。この強磁性体１６０３にはトラック幅方向、ビット長方向共に周期２５ ｎｍとなるように凹部が設けられ、その凹部には透磁率の大きな物質よりなる軟磁性体１６０４が埋め込まれている。
【００８７】
表面にはヘッドの浮上に影響を及ぼさない程度に平滑化されている。なお図には示されていないが、軟磁性体１６０２の下部および強磁性体１６０３の下部にはそれぞれの磁気特性を改善するための層が、また表面には保護膜、潤滑膜が入っている。また各層は１層からなるとは限らず、数層から構成されてもよい。この図を立体的に示したものが図１７である。強磁性体１７０２の凹部に配列された透磁率の高い軟磁性体１７０４は楕円柱の形状である。本実施例においては楕円の長軸がトラック幅方向に一致し、短軸はビット長方向に一致している。
【００８８】
なお、強磁性体の形状は楕円柱でなく、必要に応じて円中、四角柱またはその他の柱状形状としてもよい。本実施例においては、この媒体をスピンドル上にて回転させるのではなく、ｘ−ｙの走査を行うことにより記録を行った。
【００８９】
記録ヘッドから発生した磁束は透磁率の高い軟磁性体１６０４（１７０４）に吸い込まれ、そのまま強磁性体１６０３（１７０３）を通過し軟磁性体１６０２（１７０２）に至る。すなわち、記録された情報は、離散的に設けられた軟磁性体１６０４（１７０４）の直下にある強磁性体１６０３（１７０３）の磁化方向として保存される。軟磁性体１６０４（１７０４）は強磁性体１６０３（１７０３）と比べ飽和磁束密度が高く多くの磁束を通過させること、およびその両者が接触していることの２点により、記録ヘッドと記録層が空気の層、潤滑剤、保護膜などよりなるヘッド−媒体スペーシングで隔てられていた従来の磁気記録方式に比べてより大きな記録磁場を印加することが可能になる。
【００９０】
記録された情報は軟磁性体１６０４（１７０４）直下の強磁性体１６０３（１７０３）の磁化方向として保存されており、再生時は逆にこの磁化より発生する磁場を軟磁性体１６０３（１７０３）を通して再生ヘッドで検出することなる。
【００９１】
（実施例１０）
本実施例においては、断面形状は図１に示されるものと同様であるが、紙面垂直方向、すなわちビット長方向に対して凸部が連続的であることを特徴とする。すなわち、ディスク上にディスク中心を中心とする同心円状に磁性体および軟磁性体よりなる凸部が形成されていることを特徴とする。その模式図を図１８に示す。
【００９２】
本実施例においてはアルミニウム基板１８０１上に高透磁率材料よりなる軟磁性裏打層１８０２および強磁性層１８０３が形成されている。強磁性層１８０３及び軟磁性層１８０２は前述のような手法により、強磁性体幅１８０４ ＝ ２０ ｎｍ、トラックピッチ１８０５ ＝ ３０ ｎｍとなるようにパターニングされている。なお図示されていないが、強磁性体および軟磁性体凸部よりなる記録トラックの間の凹部（隙間）はアルミニウムで埋められており、表面はヘッドの浮上に支障のないよう平坦化されている。
【００９３】
更に表面には保護膜、潤滑層などが配置されている。また各層において必要な磁気特性を得るための下地層などが配置されている。また、ディスク上の必要な領域はトラッキング情報などを書きこむ領域として確保されている。
【００９４】
記録動作時、ビット長方向については連続的であるため、従来媒体とほぼ同等の磁場分布となり格段の磁束収束効果は得られないが、トラック幅方向については軟磁性体１８０２に凹凸があるため、磁束収束の効果が得られる。すなわち本実施例においても、連続媒体と比べ、記録磁場の増大、書きにじみの減少、オフトラック特性改善、といった効果が得られる。
【００９５】
本実施例ではビット長方向にパターニングがないため、実施例３に比べ媒体の作成が容易であり、また、実施例３において採用した記録再生時の位相同期（例えば特開２００１−１１０００１）が不用、といった利点がある。一方、本実施例においては実施例３の図１５にて採用したヘッドヨー角に対応したビット形状を持たせることができないため、記録ヘッドの浮上面形状を五角形もしくは逆台形にする方式（例えば特許文献６、特許文献７）を採用することが望ましい。
【００９６】
ただし、連続媒体と比較するとトラック間の非磁性体のため、ヨー角による隣接トラックへの影響は小さく押さえることができる。従ってこのようなヘッド形状は必ずしも必須とされるものではない。また、磁束の収束効果はビット長方向へのパターニングがある場合に比べ小さくなる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明の記録媒体により、記録ヘッドより発生する記録磁場を集中させ、大きな記録磁場を各記録ビットに印加することが可能となる。このため、磁気記録媒体としてこれまで使用できなかった異方性定数の大きな材料に記録を行うことができ、熱揺らぎなどの擾乱に強い媒体を得ることが可能となる。したがって、本発明によると高密度磁気記録媒体および高密度磁気記録システムが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図５】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図６】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図７】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図８】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図９】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る記録媒体の一実施例を示す模式図である。
【図１２】本発明の記録媒体の製造方法の一実施例を示す模式図である。
【図１３】本発明の記録媒体の製造方法一実施例を示す模式図である。
【図１４】本発明の記録媒体が搭載される磁気ディスク装置の構成例を示す模式図である。
【図１５】本発明の記録媒体の構成例を示す模式図である。
【図１６】本発明の記録媒体の構成例を示す模式図である。
【図１７】本発明の記録媒体の構成例を示す模式図である。
【図１８】本発明の記録媒体の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０１：基板、１０２： 軟磁性裏打層、１０３： 磁性層、１０４： ＳＰＴ記録ヘッド、１１１： 磁性層幅、１１２： トラックピッチ、１１３： 掘り込み深さ、１１４： 磁性層厚さ、１１５： 浮上量、１１６： ＳＰＴ記録ヘッド−軟磁性裏打層距離、１１７： 軟磁性裏打層厚さ、１１８： 磁束、１１９： 平坦部厚さ、６０１：基板、６０２： 軟磁性裏打層、６０３： 磁性層、６０４： 非磁性体、６０５： ＳＰＴ記録ヘッド、６０６： 軟磁性裏打層凸部径、６０７： 磁性層径７０１：基板、７０２： 軟磁性裏打層、７０３： 磁性層、７０４： 非磁性体、７０５： ＳＰＴ記録ヘッド、８０１：基板、８０２： 第１の軟磁性裏打層、８０３： 第２の軟磁性裏打層、８０４： 磁性層、８０５： 非磁性体、９０１：基板、９０２： 軟磁性裏打層、９０３： 磁性層、９０４： 軟磁性裏打層、９０５： 非磁性体、１００１：基板、１００２： 軟磁性裏打層、１００３： 磁性層、１００４： 非磁性体、１１０１：基板、１１０２： 軟磁性裏打層、１１０３： 強磁性体、１１０４： 非磁性体、１２０１：基板、１２０２： 軟磁性裏打層、１２０３： 検出層、１２０４： 軟磁性裏打層、１２０５： 強磁性体、１２０６： レジスト、１２０７： 電子線、１２０８： 非磁性体、１３０１： 基板、１３０２： 軟磁性裏打層、１３０３： 非磁性体、１３０４： レジスト、１３０５： 電子線、１３０６： 磁性体、１３０７： 保護層、１４０１ スライダー、１４０２ 磁気記録媒体、１４０３ アクチュエーター、１４０４ スピンドル、１４０５ 信号処理系、１４０６ ジンバル、１５００ ディスク、１５０１ 内周部拡大図、１５０２ ヘッド進行方向、１５０３ トラックピッチ、１５０４ ビット周期、１５０５ 磁性体、１５０６ 軟磁性体凸部、１５０７ 軟磁性体平坦部、１５１１ 外周部拡大図、１５１２ ヘッド進行方向、１５１３ トラックピッチ、１５１４ ビット周期、１５１５ 磁性体、１５１６ 軟磁性体凸部、１５１７ 軟磁性体平坦部、１６０１基板、１６０２軟磁性体、１６０３強磁性体、１６０４軟磁性体、１７０１基板、１７０２軟磁性体、１７０３強磁性体、１７０４軟磁性体、１８０１基板、１８０２軟磁性体、１８０３強磁性体、１８０４強磁性体幅、１８０５トラックピッチ。

Claims (26)

1. 基板と、該基板上に形成された軟磁性層と、該軟磁性層上に形成され磁化情報を記録する強磁性層とを有し、上記軟磁性層は、互いに離間して設けられた複数のトラックを構成すると共に上記強磁性層の透磁率よりも大きい透磁率を有し磁気ヘッドからの磁束を集中させる複数の凸部と、該凸部に集中した磁束を上記磁気ヘッドに環流させる磁気経路を構成するように上記複数の凸部を磁気的に結合する平坦部とから構成したことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記トラックは記録すべき情報の変調方式に対応した符号配列を構成するようにその延在方向に規則的かつ離散的に配列した複数の凸部で構成したことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記凸部の隙間を非磁性材で埋め込み、記録媒体の表面を平坦化したことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体
4. 前記凸部を前記強磁性層内に埋め込んで構成したことを特徴とする請求項項１又は２に記載の磁気記録媒体。
5. 前記凸部と前記平坦部とを透磁率の異なる材料で構成し、前記凸部の透磁率を前記平坦部の透磁率よりも大きくしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
6. 前記強磁性層は前記軟磁性の凸部上に形成され、該凸部と同様に複数のトラックを構成するように離間して設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気記録媒体。
7. 基板と、基板上に形成された裏打ち層と、該裏打ち層上に形成された磁性層とを備える磁気記録媒体において、上記裏打ち層は規則的に配列した凸部を有し、上記凸部の透磁率は前記磁性層の透磁率よりも大きいことを特徴とする磁気記録媒体。
8. 前記磁性層は、前記裏打ち層の凸部上に形成されていることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
9. 前記裏打ち層の凸部のトラック方向への周期はトラックピッチと一致しており、凸部のトラック方向の幅は該トラックピッチよりも小さいことを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
10. 前記裏打ち層のビット長方向への凸部の周期はビット長と一致していることを特徴とする請求項９記載の磁気記録媒体。
11. 前記凸部上に設けられた磁性層を記録ビットとして追従させるようなトラッキング情報を持つ部分を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の磁気記録媒体。
12. 円盤状の基板に形成された前記裏打ち層の凸部はディスク半径方向に対し、ヘッドのヨー角に対応する傾きを持って配置された角柱、楕円柱もしくはそれに類する柱状構造とし垂直記録用として構成したことを特徴とする請求項１０記載の磁気記録媒体。
13. 前記裏打ち層の凸部の高さはトラックピッチの２％以上であることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
14. 前記裏打ち層の凸部の高さ（掘り込み量）は５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
15. 上記裏打ち層の凸部のトラック幅方向の幅は、上記磁性層のトラック間隔以下であることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
16. 前記凸部は２層以上の軟磁性体からなり、前記磁性層に近い側の軟磁性体の透磁率が離れた側の軟磁性体の透磁率よりも大きい材料からなることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
17. 前記凸部の間には前記凸部よりも透磁率の小さな材料が充填されていることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
18. 周期的な凸部を持つ軟磁性からなる裏打ち層に替えて、平坦な軟磁性層および周期的な凹凸を持つ強磁性層を持ち、その凹部に高透磁率材料を埋め込んだ裏打ち層で構成したことを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
19. 基板に直接または下地層を介して軟磁性裏打層を形成する工程と、該軟磁性裏打層上に直接ないし中間層を介して磁性層を形成する工程とを有し、さらに前記軟磁性裏打層の表面に凹凸を形成する工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
20. 請求項１９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記凹凸を形成する工程は、前記軟磁性裏打層の表面にレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンの形成された軟磁性裏打層をエッチングにより加工する工程と、前記レジストパターンを除去する工程とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
21. 請求項１９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記凹凸を形成する工程は、前記磁性層の表面にレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンの形成された磁性層上からエッチングを行うことにより前記軟磁性裏打層の表面に凹凸を形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
22. 請求項１９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性裏打層を形成する工程は、エッチングストッパー層を形成する工程と、該エッチングストッパー上に前記軟磁性裏打層を形成する工程とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
23. 請求項１８に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記凹凸を形成する工程は、前記軟磁性裏打層の上方からエッチングを行う工程と、前記エッチングストッパー層を構成する材料を検出することによりエッチングを終了する工程とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
24. 請求項２２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記エッチングストッパー層として、前記軟磁性裏打層よりも透磁率の小さな第２の軟磁性裏打層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
25. 請求項１９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性膜を平坦化する工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
26. 請求項１に記載の磁気記録媒体と、記録ヘッドおよび再生ヘッドを備えたスライダーと該スライダーを載せたジンバルとこれらを駆動するための機構と、信号処理機構と情報をやり取りするためのインターフェイスとを備えたことを特徴とする磁気記録装置。

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