JP2006048751A - 磁気ディスクおよび磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再生エラーを抑制することができる、ディスクリートトラック型の磁気ディスクを提供する。
【解決手段】ディスク基板上に形成された、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域と、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域と、前記磁性層のパターンを分離する非磁性部とを有し、前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする磁気ディスク。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスクリートトラック型の磁気ディスク、およびこの磁気ディスクを有する磁気ディスク装置に関する。

近年、磁気記録媒体のさらなる高密度化に対応するために、隣接する記録トラックを溝または非磁性材料からなるガードバンドで分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラック媒体が注目を集めている。このようなディスクリートトラック媒体を製造する際には、スタンパを用いてインプリント法により磁性層のパターンを形成することができ、インプリント法によって記録トラックのパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性層のパターンも形成すれば、サーボトラックライトの工程をなくせるので、コスト低減につながる。

従来、ディスクリートトラック媒体について、サーボ領域における位置検出マーク（サーボパターン）について言及した文献がある（特許文献１）。しかし、従来技術では、ディスクリートトラック媒体における再生信号の品質については検討されていない。
特開２００４−１１０８９６号公報

本発明者らはディスクリートトラック媒体の再生実験を行った際に生じうる再生エラーの原因を検討した結果、以下のような結論に達した。浮上型磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置では、磁気ディスクの外周側ほどヘッド浮上量（フライングハイト：ＦＨ）が高くなる。これは、外周ほど磁気ディスクの周速が速く、ヘッドスライダが受ける空気の圧力が高くなるためである。

ところで、ディスクリートトラック媒体のデータ領域は、半径方向において記録トラックをなす磁性層のパターンと記録トラックを分離する非磁性部が交互に形成されている。このようなディスクリートトラック媒体において、ディスク全面において磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が均一であると、外周側または内周側で十分な信号ノイズ比（ＳＮＲ）が得られず、再生エラーを発生させることがわかってきた。

本発明の目的は、再生エラーを抑制することができる、ディスクリートトラック型の磁気ディスク、およびこの磁気ディスクを有する磁気ディスク装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る磁気ディスクは、ディスク基板上に形成された、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域と、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域と、前記磁性層のパターンを分離する非磁性部とを有し、前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る磁気ディスク装置は、上記の磁気ディスクと、浮上型磁気ヘッドとを具備したことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る磁気ディスクおよび磁気ディスク装置によれば、再生エラーを抑制することができる。

図１に本発明の実施形態に係る磁気ディスク（ディスクリートトラック媒体）の概略的な平面図を示す。磁気ディスク１には、円周方向に沿って、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域２と、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域３とが交互に形成されている。なお、図１にはサーボ領域２を８つしか図示していないが、実際には例えば１２０というように多数のサーボ領域が存在する。また、図１ではサーボ領域２は半径方向に直線的な形状を有するものとして示しているが、サーボ領域２の形状はヘッドスライダを移動させるアクチュエータアームの軌跡に沿った円弧をなしていてもよい。サーボ領域２およびデータ領域３において、磁性層のパターンは非磁性部によって分離されている。ここで、非磁性部とは磁性層のパターンを分離する溝内の空気やカーボン保護層でもよいし、前記溝内に充填された絶縁層でもよい。

本発明の実施形態においては、データ領域３の半径位置に応じて、内周側のデータ領域３ｉ、中間のデータ領域３ｍ、および外周側のデータ領域３ｏの３つに区分し、それぞれの領域で磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が異なるようにしている。ここでは、データ領域３を半径位置によって３つに区分した例を示しているが、半径位置によるデータ領域３の区分は３つに限らず、２以上であればよい。

図２を参照して、本発明の実施形態に係る磁気ディスク１の表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す。図２に示すように、円周方向に沿ってサーボ領域２とデータ領域３とが交互に形成されている。サーボ領域２は、それぞれ磁性層のパターンで形成された、プリアンブル部２１、アドレス部２２、バースト部２３などの領域を含む。なお、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいてもよいし、各領域の順序や配置が異なっていてもよい。データ領域３には、磁性層のパターンからなる記録トラック３１と、溝からなるガードバンド３２とが半径方向に沿って交互に形成されている。

図３〜図５を参照して、本発明の実施形態に係る磁気ディスク１について、半径位置によって磁性層パターン５２と非磁性部との面積比率を変化させる仕方を例示する。説明を単純にするために、これらの図ではディスク基板５１とその上の磁性層パターン５２のみを示している。

図３では、内周側データ領域３ｉ、中間データ領域３ｍおよび外周側データ領域３ｏのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを、外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。すなわち、トラックピッチＴＰ_i、ＴＰ_m、ＴＰ_oの関係を、ＴＰ_i＞ＴＰ_m＞ＴＰ_oとしている。この例では、データ領域の半径位置によらず非磁性部（ガードバンド）の幅を一定とし、記録トラック幅を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。こうして、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。

図４では、内周側データ領域３ｉ、中間データ領域３ｍおよび外周側データ領域３ｏのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを、外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。すなわち、トラックピッチＴＰ_i、ＴＰ_m、ＴＰ_oの関係を、ＴＰ_i＜ＴＰ_m＜ＴＰ_oとしている。この例では、データ領域の半径位置によらず非磁性部（ガードバンド）の幅を一定とし、記録トラック幅を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。こうして、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。

図５では、内周側データ領域３ｉ、中間データ領域３ｍおよび外周側データ領域３ｏのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを一定にしている（ＴＰ_i＝ＴＰ_m＝ＴＰ_o）。一方、非磁性部（ガードバンド）の幅を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにして、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。

図示しないが、図５と逆に、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしてもよい。

図６を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録装置を説明する。この磁気記録装置は、筐体７０の内部に、磁気ディスク７１と、磁気ヘッドを含むヘッドスライダ７６と、ヘッドスライダ７６を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ（サスペンション７５とアクチュエータアーム７４）と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７と、回路基板とを備える。

磁気ディスク７１はスピンドルモータ７２に取り付けられて回転され、垂直磁気記録方式により各種のディジタルデータが記録される。ヘッドスライダ７６に組み込まれている磁気ヘッドはいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、シールド型ＭＲ再生素子（ＧＭＲ膜、ＴＭＲ膜など）を用いたリードヘッドとを含む。アクチュエータアーム７４の一端にサスペンション７５が保持され、サスペンション７５によってヘッドスライダ７６を磁気ディスク７１に対向するように支持する。アクチュエータアーム７４はピボット７３に取り付けられる。アクチュエータアーム７４の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７が設けられている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７によってヘッドサスペンションアッセンブリを駆動して、磁気ヘッドを磁気ディスク７１の任意の半径位置に位置決めする。このときヘッドスライダ７６および磁気ヘッドは磁気ディスク７１上で浮上している。回路基板はヘッドＩＣを備え、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の駆動信号、および磁気ヘッドによる読み書きを制御するための制御信号などを生成する。

図３または図５のように、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにした磁気ディスクを用いた場合には、以下のような効果が得られる。外周側では、ディスクの周速は速いが、磁性層パターン５２の面積比率が相対的に小さいためヘッドスライダが磁性層パターン５２から受ける空気の圧力が小さくなる。内周側では、ディスクの周速は遅いが、磁性層パターン５２の面積比率が相対的に大きいためヘッドスライダが磁性層パターン５２から受ける空気の圧力が大きくなる。したがって、ディスクの半径位置によらず磁気ヘッドの浮上量（ＦＨ）を均一に近づけることができる。また、ビット誤り率（ＢＥＲ）の厳しい内周側で磁性層パターン５２の面積比率が相対的に大きいため、信号ノイズ比（ＳＮＲ）を低減できる。

図４のように、非磁性部に対する磁性層パターン５２の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにした磁気ディスクを用いた場合には、以下のような効果が得られる。外周側では、磁気ヘッドの浮上量（ＦＨ）が高いが、磁性層パターン５２の面積比率が相対的に大きく磁性層パターン５２からの磁化量が大きいため、信号ノイズの低減を図ることができる。

（実施例１）
図７（Ａ）〜（Ｆ）および図８（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程に従って、インプリント法により磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクは、データ領域が半径位置４．８ｍｍ〜１０．２ｍｍの範囲にあり、１トラックが１２０セクタで構成され、１セクタの容量が１００００ビットである。

本実施例では、磁気ディスクの内周側のデータ領域３ｉ、中間のデータ領域３ｍ、および外周側のデータ領域３ｏの半径位置と、それぞれの領域のトラックピッチを以下のように設定した。

半径位置 トラックピッチ
内周側 ４．８ｍｍ〜６．６ｍｍ ２５０ｎｍ
中間 ６．６ｍｍ〜８．４ｍｍ ２２５ｎｍ
外周側 ８．４ｍｍ〜１０．２ｍｍ ２００ｎｍ。

なお、非磁性部（ガードバンド）の幅はいずれの領域でも７０ｎｍとした。したがって、この磁気ディスクは図３に示すような構造を有し、外周側における磁性層パターン５２／非磁性部の面積比率が内周側よりも小さくなっている。

以下、本実施例の磁気ディスクの製造方法をより詳細に説明する。
まず、図７（Ａ）〜（Ｆ）に示す方法によりスタンパを作製した。
図７（Ａ）に示すように、６インチ径のＳｉウエハー４１を用意し、その表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）で処理した。一方、日本ゼオン社製のレジストＺＥＰ−５２０をアニソールで２倍に希釈し、０．２μｍのメンブランフィルタでろ過した。Ｓｉウエハー４１上にレジスト溶液をスピンコートした後、２００℃で３分間プリベークして、厚さ約０．１μｍのレジスト４２を形成した。

図７（Ｂ）に示すように、ＺｒＯ／Ｗ熱電界放射型の電子銃エミッターを有する電子ビーム描画装置を用い、加速電圧５０ｋＶの条件で、Ｓｉウエハー１上のレジスト２に所望のパターンを直接描画した。描画時にはサーボパターン、バーストパターン、アドレスパターン、トラックパターンを形成するための信号と、描画装置のステージ駆動系へ送る信号と、電子ビームの偏向制御信号とを同期させて発生する信号源を用いた。描画中は線速度５００ｍｍ／ｓのＣＬＶ（Constant Linear Velocity）でステージを回転させるとともに、半径方向にもステージを移動させた。また、１回転毎に電子ビームに偏向をかけて、同心円をなすトラック領域を描画した。

図７（Ｃ）に示すように、Ｓｉウエハー４１をＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してレジスト４２を現像した後、ＺＭＤ−Ｂ（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させ、レジスト原盤４５を作製した。

図７（Ｄ）に示すように、レジスト原盤４５上にスパッタリングによってＮｉからなる導電膜４６を形成した。具体的には、ターゲットに純ニッケルを使用し、８×１０^-3Ｐａまで真空引きした後、アルゴンガスを導入して圧力を１Ｐａに調整したチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーを印加して４０秒間スパッタリングを行い、厚さ約３０ｎｍの導電膜４６を成膜した。

図７（Ｅ）に示すように、導電膜４６をつけたレジスト原盤４５をスルファミン酸ニッケルメッキ液（昭和化学（株）製、ＮＳ−１６０）に浸漬し、９０分間Ｎｉ電鋳して、厚さ約３００μｍの電鋳膜４７を形成した。電鋳浴条件は次の通りである。

スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０．１５ｇ／Ｌ
液の温度：５５℃
ｐＨ：４．０
電流密度：２０Ａ／ｄｍ²。

図７（Ｆ）に示すように、レジスト原盤４５から、電鋳膜４７および導電膜４６をレジスト残渣がついた状態で剥離した。酸素プラズマアッシングによりレジスト残渣を除去した。具体的には、酸素ガスを１００ｍｌ／ｍｉｎで導入して圧力を４Ｐａに調整したチャンバー内で１００Ｗのパワーを印加して２０分間プラズマアッシングを行った。こうした導電膜４６および電鋳膜４７を含むファザースタンパを得た。その後、ファザースタンパの不要部を金属刃で打ち抜くことによりインプリントスタンパ４８を得た。

次に、図８（Ａ）〜（Ｆ）に示す方法により、磁気ディスクを作製した。
図８（Ａ）に示すように、スタンパ４８をアセトンで１５分間超音波洗浄をした。インプリント時の離型性を高めるために、スタンパ４８に次のような処理を施した。フルオロアルキルシラン［ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＭｅ）₃］（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、ＴＳＬ８２３３）をエタノールで５％に希釈した溶液を調製した。スタンパ４８をこの溶液に３０分間浸し、ブロアーで溶液をとばした後に、１２０℃で１時間アニールした。

一方、０．８５インチ径のドーナツ型ガラスからなるディスク基板５１上にスパッタリングにより磁気記録層５２を形成した。この磁気記録層５２上にレジスト５５（ローム・アンド・ハース製、Ｓ１８０１）を回転数３８００ｒｐｍでスピンコートした。

図８（Ｂ）に示すように、スタンパ４８をディスク基板５１表面のレジスト５５に押し付け、２０００ｂａｒで１分間プレスすることによって、レジスト５５にスタンパ４８のパターンを転写した。パターンが転写されたレジスト５５を５分間ＵＶ照射した後、１６０℃で３０分間ベークした。インプリントによる凹凸形成プロセスでは、パターン凹部の底にレジスト残渣が残る。

１０００枚目にインプリントしたディスク基板を用い、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置によって、図８（Ｃ）に示すように２ｍＴｏｒｒで酸素ガスを用いたＲＩＥによりパターン凹部の底にあるレジスト残渣を除去し、続けて、図８（Ｄ）に示すようにレジスト５５のパターンをマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁気記録層５２をエッチングした。図８（Ｅ）に示すように、４００Ｗ、１Ｔｏｒｒで酸素ＲＩＥによりレジスト５５のパターンを剥離した。図８（Ｆ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相成長）により全面に約３ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護層５３を成膜した。その後、作製した磁気ディスクにディップ法により約１ｎｍ厚の潤滑剤を塗布した。

製造した磁気ディスクを用いて図６に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図９に示すような浮上量データが得られた。この図に示されるように、ディスクの半径位置によらず磁気ヘッドの浮上量はほぼ一定していた。また、ディスク全面において磁気信号を良好に再生できた。

参照例として、ディスクリート型ではない従来の面内記録媒体を用いて図６に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図１０に示すような浮上量データが得られた。この場合、磁気ディスクの外周側ほど浮上量が高くなっていた。

比較のために、半径位置４．８ｍｍ〜１０．２ｍｍのすべてのデータ領域において、トラックピッチを２００ｎｍ、非磁性部（ガードバンド）の幅を７０ｎｍとした磁気ディスクを作製し、実施例１と同様に磁気ヘッドを浮上させて磁気信号を再生した。その結果、内周部で再生エラーが起こり、再生不可能であった。

（実施例２）
実施例１と同様の工程にしたがって、データ領域が半径位置４．８ｍｍ〜１０．２ｍｍの範囲にあり、１トラックが１２０セクタで構成され、１セクタの容量が１００００ビットである磁気ディスクをインプリント法により作製した。

本実施例では、磁気ディスクの内周側のデータ領域３ｉ、中間のデータ領域３ｍ、および外周側のデータ領域３ｏの半径位置と、それぞれの領域のトラックピッチを以下のように設定した。

半径位置 トラックピッチ
内周側 ４．８ｍｍ〜６．６ｍｍ ３００ｎｍ
中間 ６．６ｍｍ〜８．４ｍｍ ４００ｎｍ
外周側 ８．４ｍｍ〜１０．２ｍｍ ５００ｎｍ。

なお、非磁性部（ガードバンド）の幅はいずれの領域でも１００ｎｍとした。したがって、この磁気ディスクは図４に示すような構造を有し、外周側における磁性層パターン５２／非磁性部の面積比率が内周側よりも大きくなっている。

１０００枚目にインプリントしたディスク基板を用いて実施例１と同様に磁気ディスクを作製した。製造した磁気ディスクを用いて図６に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図１１に示すような浮上量データが得られた。この図に示されるように、磁気ディスクの外周側ほど浮上量が高くなっていたが、ディスク全面において磁気信号を良好に再生できた。

比較のために、半径位置４．８ｍｍ〜１０．２ｍｍのすべてのデータ領域において、トラックピッチを３００ｎｍ、非磁性部（ガードバンド）の幅を１００ｎｍとした磁気ディスクを作製し、上記と同様に磁気ヘッドを浮上させて磁気信号を再生した。その結果、外周部で再生エラーが起こり、再生不可能であった。

以上においては、磁性層パターンが溝からなるガードバンドによって分離されている磁気ディスクについて説明したが、本発明の実施形態に係る磁気ディスクは磁性層パターンの間の溝部分に非磁性体を埋め込んだ後、研磨・エッチングなどの加工プロセスを経て表面を平坦化したものでもよい。

図１２に、このような磁気ディスクの断面図を示す。図１２において、ディスク基板１０１上に、下地層１０２、磁気記録層１０３および保護層１０４が形成され、表面に潤滑層１０５が塗布されている。磁気記録層１０３は磁性層パターン１１１とその間を充填する非磁性体１１２を含み、表面が平坦化されている。その上に形成されている保護層１０４は電子顕微鏡の断面観察やＡＦＭ測定によれば概ね凹凸のない表面を有する。しかし、ヘッドスライダを浮上させると、磁気ディスクの表面に凹凸があるような浮上量変化・変動が観察されることがわかった。その理由を詳細に調べたところ、潤滑層１０５の厚さが磁性体部分と非磁性体部分の上で異なることがわかった。その理由はよくわからないが次のような現象が起こっているものと想起される。図１２に示すように、磁気記録層１０３の中の磁性体部分と非磁性体部分の上では、ＤＬＣ保護層１０４の成長が開始される界面の違いによって膜質が微視的に異なる。この結果、ＤＬＣ保護層１０４の表面の原子構造が異なってくる。図１２では、磁性体部分の上部に成長したＤＬＣ保護層１０４の表面を太い線で示している。このため、表面の原子構造が異なるＤＬＣ保護層１０４上に潤滑剤の厚さも異なってくる。成膜法の違いに基づくＤＬＣの膜質の違いによって付着する潤滑剤の厚さが異なることは、当業者にとって一般に知られていることである。この現象がミクロに起こるため、図１２に強調して示すように、潤滑層の厚さが異なるようになる。ヘッドスライダは潤滑層１０５の表面を、浮上の基準となる実効的な底面として感じるので、この厚さの差が浮上量の差・変動へとつながると考えられる。

以下、本発明に実施形態に係る磁気ディスクの各層に用いられる材料や、各層の積層構造について説明する。

＜磁気ディスク基板＞
磁気ディスク基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板、およびこれらの基板の表面にＮｉＰ層を形成したものなどを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。基板の表面にＮｉＰ層を形成するには、メッキやスパッタリングが用いられる。

＜軟磁性下地層＞
垂直磁気記録媒体を作製する場合には、軟磁性下地層（ＳＵＬ）上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体とする。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。

軟磁性下地層には、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうち少なくとも１種を含む高透磁率材料が用いられる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系およびＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどが挙げられる。

軟磁性下地層に、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。

軟磁性下地層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏは、好ましくは８０ａｔ％以上含まれる。このようなＣｏ合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けてもよい。下地層材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

軟磁性下地層と垂直磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断すること、および記録層の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挟んで反強磁性結合させてもよい。また、軟磁性層と、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させてもよい。この場合、交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に、磁性層たとえばＣｏ、または非磁性層たとえばＰｔを積層してもよい。

＜垂直磁気記録層＞
垂直磁気記録層には、たとえば、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、必要に応じてＣｒを含み、さらに酸化物（たとえば酸化シリコン、酸化チタン）を含む材料が用いられる。垂直磁気記録層中では、磁性結晶粒子が柱状構造をなしていることが好ましい。このような構造を有する垂直磁気記録層では、磁性結晶粒子の配向性および結晶性が良好であり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。上記のような構造を得るためには、酸化物の量が重要になる。酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下が好ましく、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下がより好ましい。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量が上記の範囲であれば、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を孤立化および微細化させることができる。酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる。一方、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の孤立化および微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなる。

垂直磁気記録層のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であると、垂直磁気記録層に必要な一軸磁気異方性定数Ｋｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好になり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られる。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがある。一方、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適したＫｕしたがって熱揺らぎ特性が得られなくなる。

垂直磁気記録層のＣｒの含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下が好ましく、１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下がより好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であると、磁性粒子の一軸磁気異方性定数Ｋｕを下げることなく高い磁化を維持でき、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、かつ磁性粒子の結晶性、配向性が悪化し、結果として記録再生特性が悪くなる。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、酸化物に加えて、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の添加元素を含んでいてもよい。これらの添加元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進するか、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。これらの添加元素の合計含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られなくなる。

垂直磁気記録層の他の材料としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉが挙げられる。垂直磁気記録層に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＲｈおよびＲｕからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とする合金と、Ｃｏとの多層膜を用いることもできる。また、これらの多層膜の各層に、Ｃｒ、ＢまたはＯを添加した、ＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどの多層膜を用いることもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、５〜６０ｎｍが好ましく、１０〜４０ｎｍがより好ましい。この範囲の厚さを有する垂直磁気記録層は高記録密度に適している。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。一方、垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上であることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

＜保護層＞
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ作用を有する。保護層の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含む材料が挙げられる。保護層の厚さは、１〜１０ｎｍとすることが好ましい。保護層の厚さを上記の範囲にすると、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。

＜潤滑層＞
潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

本発明の実施形態に係る磁気ディスク（ディスクリートトラック媒体）を概略的に示す平面図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクの表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す平面図。 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクの一例を示す断面図。 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクの他の例を示す断面図。 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクのさらに他の例を示す断面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図。 本発明の実施例において用いたスタンパの製造方法を示す断面図。 本発明の実施例における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。 実施例１の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。 参照例の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。 実施例２の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。 本発明の他の実施形態に係る磁気ディスクの断面図。

符号の説明

１…磁気ディスク、２…サーボ領域、３…データ領域、２１…プリアンブル部、２２…アドレス部、２３…バースト部、３１…記録トラック、３２…ガードバンド、４１…Ｓｉウエハー、４２…レジスト、４５…レジスト原盤、４６…導電膜、４７…電鋳膜、４８…スタンパ、５１…ディスク基板、５２…磁気記録層、５３…カーボン保護膜、５５…レジスト、７０…筐体、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモータ、７３…ピボット、７４…アクチュエータアーム、７５…サスペンション、７６…ヘッドスライダ、７７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１０１…ディスク基板、１０２…下地層、１０３…磁気記録層、１０４…保護層、１０５…潤滑層、１１１…磁性層パターン、１１２…非磁性体。

Claims (6)

1. ディスク基板上に形成された、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域と、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域と、前記磁性層のパターンを分離する非磁性部とを有し、前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする磁気ディスク。
2. 前記データ領域における前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク。
3. 前記データ領域における前記記録トラックのピッチが半径位置によって異なることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク。
4. 前記データ領域における前記記録トラックのピッチは、外周側の方が内周側よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク。
5. 前記データ領域における前記記録トラックのピッチは、外周側の方が内周側よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、浮上型磁気ヘッドとを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。

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