JP2006048864A - 磁気記録媒体、及びこれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】書込が面内磁気記録に比べ困難な高保磁力の垂直磁気記録媒体への記録の書き込みを容易にする。
【解決手段】基板と、基板上に形成され、溝によって分離されて記録トラックとして用いられる磁性層パターンを含むデータ領域、及びアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録層とを具備する磁気記録媒体であって、前記磁性層パターンが、磁性層の結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０°ないし８０°の角度のテーパを有するディスクリートトラック媒体。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ディスクリートトラックを有する磁気記録媒体、この磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置に関する。

近年のHDDのトラック密度の向上においては、隣接トラックとの干渉が起こるという問題があった。特に、記録ヘッド磁界フリンジ効果による書きにじみを低減することは重要な技術課題であった。

これに対し、記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック媒体（DTR媒体）は、記録時におけるサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報が混合してしまうサイドリード現象などを低減できる。このため、ディスクリートトラック媒体を用いると、トラック方向の密度を大幅に高めることが可能となり、高密度な垂直磁気記録が可能となる。

しかしながら、垂直磁気記録の記録は、垂直方向に磁場をかけて行われるけれども、その書き込みが面内磁気記録と比べると困難であるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高保磁力の磁気記録媒体への記録の書き込みを容易にすることを目的とする。

本発明は、第１に、基板と、基板上に形成され、溝によって分離されて記録トラックとして用いられる磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録層とを具備し、
前記磁性層パターンは、垂直磁気異方性を有する磁性層により形成され、該磁性層の結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０ないし８０°の角度のテーパを有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。

本発明は、第２に、基板、及び基板上に形成され、溝によって分離されて記録トラックとして用いられる磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録層を含む磁気記録媒体と、単磁極ヘッドとを具備し、
前記磁性層パターンは、垂直磁気異方性を有する磁性層により形成され、該磁性層の結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０ないし８０°の角度のテーパを有することを特徴とする磁気記録再生装置を提供する。

本発明を用いると、ディスクリートトラックを有する高保磁力の磁気記録媒体への記録の書き込みが容易になる。

本発明の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された磁気記録層とを含み、磁気記録層は、溝によって分離されて記録トラックとして用いられる磁性層パターンを含むデータ領域、及びアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有し、磁性層パターンは、垂直磁気異方性を有する磁性層により形成され、該磁性層の結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０ないし８０度の角度のテーパを有する。

本発明によれば、磁性層パターンが、その結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０ないし８０度の角度のテーパを有することにより、書き込みの際に磁化容易軸の方向に対し、斜め方向に磁場をかけて記録を行う斜め記録が可能となり、これにより、高保磁力媒体に容易に情報を書き込むことができる。

以下、図面を参照し、本発明を具体的に説明する。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置を説明する。この磁気記録再生装置は、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の記録面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。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。

本発明において用いられている磁気ディスクはいわゆるディスクリートトラック媒体である。

図２に、本発明の磁気記録媒体の一例を表す断面図を示す。

図示するように、この磁気記録媒体は、基板１１とその上に設けられた磁性層１２とを有し、磁性層１２は、その結晶異方性の軸βは概ね基板表面１４に対し垂直であり、磁性層の形状は基板表面１４に対して角度αのテーパを有する。

また、この磁気記録媒体は、磁性層１２の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含みトラック長さ方向に沿ってデータ領域の間に形成されたサーボ領域を含む。これらの磁性層パターンは溝または非磁性層によって分離されている。

図３を参照して、磁気ディスク７１表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す。図３に示すように、円周方向に沿ってサーボ領域２０とデータ領域３０とが交互に形成されている。サーボ領域２０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３０には、磁性層のパターンからなる記録トラック３１と、溝または非磁性層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に示すようなミクロな範囲では、半径方向と円周方向とは概ね直交しているように図示しているが、磁気ディスク全体で見ればサーボ領域の開始位置がヘッドスライダのアクチュエータアームの軌跡に対応して弧の形状をなしていてもよい。また、半径位置に応じて、磁性層のパターンが異なっていてもよい。

バースト部は、シリンダアドレスのオントラック状態からのオフトラック量を検出するためのオフトラック検出用領域で、更に例えばＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄバーストと呼ぶ４つの径方向にパターン位相をずらしたマークが形成されている。マーク形状は方形、あるいはヘッドアクセス時のスキュー角を考慮した平行四辺形であり、また、それらの角が多少丸みを帯びた形状となっていても良い。また、マーク部は非磁性部として形成する。

以下、本発明の実施例を説明する。

（実施例）
基板として、０．８５インチのガラスディスク基板を用意し、磁性層として、ＣｏとＰｄを１０層積層したいわゆる人工格子を形成し、磁性層のパターニングを行い、本実施例の磁気ディスクを作製した。

図４（Ａ）〜（Ｆ）に、本発明の磁気記録媒体の磁性層をパターニングする工程の一例を表す図を示す。

図４（Ａ）に示すように、スタンパ８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８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８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１１上にスパッタリングによりＣｏとＰｄを１０層積層し、磁性層１２を形成した。なお、この際、Pd膜厚を1.0nmに固定し、Co膜厚を0.2〜1.0nmまで変化させた。これにより、強磁性層であるCo/Pd人工格子膜の成膜条件を変えることで、保磁力を変化させた媒体を複数枚形成した。Co膜厚が0.2nmの時は媒体保磁力が11kOeであり、膜厚を増やすと保磁力が減少した。なお、今回作成した（Co/Pd）10人工格子膜の異方性軸は、基板に対して垂直方向である。

この磁性層１２上にレジスト１５（ローム・アンド・ハース製、Ｓ１８０１）を回転数４０００ｒｐｍでスピンコートした。

図４（Ｂ）に示すように、スタンパ８をディスク基板１１表面のレジスト１５に押し付け、１８００ｂａｒで１分間プレスすることによって、レジスト１５にスタンパ８のパターンを転写した。パターンが転写されたレジスト１５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。

図４（Ｃ）に示すように、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た。

次に、図４（Ｄ）に示すように、レジスト１５のパターンをマスクとして、Ａｒイオンビームを用いたＡｒイオンミリングにより、加速電圧400V、イオン入射角度は30°から70°まで変化させて磁性層１２をエッチングした。イオン入射角度を変化させることで、磁性層のテーパを制御することができる。

図４（Ｅ）に示すように、酸素ＲＩＥによりレジスト１５のパターンを剥離した。図４（Ｆ）に示すように、全面にカーボン保護層１３を成膜し、ディスクリートトラックを有する磁記録媒体を得た。その後、作製した磁気ディスクに潤滑剤を塗布する。ここで図４（Ａ）で示したスタンパ８の凹部が図４（Ｆ）に示された媒体では凸部の磁性部に対応している。なお、図４では、磁性層１２のテーパを簡略して基板面に垂直であるように示してあるが、得られる磁性層は図２に示すようなテーパを有している。

また、上記磁気記録媒体では、磁性層１２間には溝を有するが、この溝に非磁性層を埋め込むこともできる。本実施例では、以下のようにして非磁性層を埋め込んだ。

埋め込みには、非磁性材料をバイアススパッタ法で成膜することができる。非磁性材料は、SiO₂、TiO_x、SiO₂、Al_２O₃などの酸化物やSi₃N₄、AlN、TiNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、BN等の硼化物、C、Si、などの単体などから幅広く選択できるが、本実施例ではSiO₂を用いた。バイアススパッタ法は、基板にバイアスをかけながらスパッタ成膜する方法で、容易に凹凸を埋め込みながら成膜できる。この例では、SiO₂ターゲットにRF200W、ディスクリートトラック媒体にRF200Wを印加し、9Paでバイアススパッタを行うことができる。100nm程度成膜したディスクリートトラック媒体の表面をAFMで観察すると、Ra＝0.6nmで凹凸が殆どない良好な埋め込みができた。一方、SOGを用いてスピンコータで埋め込みを行う方法もある。エッチングで形成された凹凸が完全に埋め込まれる膜厚になるよう、スピンコート回転数を調整することができる。

その後、垂直記録膜上部にあるカーボン保護膜が露出するまでエッチバックを行う。エッチバック後の媒体表面粗さRaは0.6nmであった。このエッチバックプロセスは、Arイオンミリングを用いる事が望ましいが、フッ素系ガスを用いたRIEを用いて行うことも可能である。ここでは、加速電圧400V、イオン入射角度30°のイオンミリングを10分行い、強磁性体凹凸の頭部が完全に露出するまでエッチバックした。

エッチバック後、図４（Ｆ）と同様にして、保護膜の形成を行うことができる。ここでは、C保護膜を形成した。凹凸への被覆を十分にするためにCVD法で成膜することが望ましいが、スパッタ法、真空蒸着法でも構わない。CVD法でC保護膜を形成した場合、sp3結合炭素を多く含むDLC膜が形成される。膜厚は2nm以下だと被覆が不十分となり、10nm以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってSNRが低下する傾向がある。ここでは、CVD法を用いて4nmのC保護膜を形成した。

このようにして得られた保磁力の異なる磁気記録媒体を、図１に示すような磁気記録再生装置組み込んで、20MHzの記録書き込みを行った。

図５に、各媒体の保磁力に対する書き込まれた記録の信号出力強度との関係を表すグラフ図を示す。

図中、グラフ１０１ないし１０５は、各々テーパ角が２０°，３０°，４０°，８０°，及び８５°の場合を示す。

図示するように、保磁力が316 kA/m(4000 Oe)のものは、何れのテーパでも良好な書き込み信号が得られたが、869ｋA/m(11000 Oe)の高保磁力媒体では、テーパが40〜60°では良好な再生信号が得られたが、30°、80°では若干の信号強度の低下が見られ、20°と85°では再生信号が殆ど得られなかった。

これは、垂直磁気記録で、一般的に言われている斜め記録による効果で説明できる。図６に斜め記録の一例を説明するためのモデル図を示す。

図示するように、ここに使用される磁気記録媒体は、基板３３上に、軟磁性下地層３４、中間層３５、及び例えば４５°のテーパを有する磁性層４２が順に形成された構造を有し、磁性層４２内部の磁界が磁化容易軸に対して45°近傍にあることで、磁極４１から磁性層４２に対し斜めに入る磁場により記録を容易に行うことができる。よって、テーパが30〜80°のディスクリートトラック媒体と単磁極型垂直記録用ヘッドの組み合わせで、従来では記録できなかった高保磁力媒体への記録書き込みが可能となった。

磁性層の結晶異方性の軸方向は、理想的には、基板面に対し９０°の方向であるけれども、実際には、ある程度の角度の範囲内で分散しており、好ましくは、基板面に垂直な方向に対して０ないし１５°の角度で分散している。この結晶異方性の軸の分散は、例えばXRD（X線回折）測定でｃ面のΔθ50（ｃ軸ピークの半値幅）を測定することで得られる。

斜め記録の効果が一番大きく現れるのは、磁化容易軸に対して45°近傍の角度であることから、テーパ角は45°が好ましいが、結晶異方性の軸の分散が0ないし15°程度あるので、テーパの角度の好ましい範囲は30°〜60°である。テーパ角が30°より小さいと隣接トラック間を短くすることが困難になるため、トラック密度が低くなる傾向がある。

サーボ領域内の磁性層の少なくとも一部は、データ領域内の磁性層と異なる角度のテーパを有することが好ましい。

図７（Ａ）は、図７（Ｂ）に示すテーパ角が４５°であるサーボ領域内の磁性層３７をＸ1−Ｘ2を結ぶ方向の漏洩磁界を計測して得られた漏洩磁界分布を表すグラフ図を示す。

図８（Ａ）は、図８（Ｂ）に示すテーパ角が９０°であるサーボ領域内の磁性層３９をＹ1−Ｙ2を結ぶ方向の漏洩磁界を計測して得られた漏洩磁界分布を表すグラフ図を示す。

サーボ領域の磁性層３７のテーパ角の効果は、図７（Ａ）に示したように、漏洩磁界分布３６をフラットにする点にある。サーボ信号は、ヘッドがトラックから外れたことを急峻な信号強度の変化で検出しなければならないが、図８（Ａ）のような漏洩磁界分布をしていると、ヘッドがオフトラックしても信号強度低下が急峻ではなく、サーボ信号のSN低下につながる。したがって、サーボ部のテーパー角を小さくすることによってヘッドの位置決め誤差を少なくする効果が得られる。図８（Ｂ）のように、磁性層３９のテーパ角が９０°に近いと、漏洩磁界強度が磁性層の幅方向の両端の部分で強くなり、漏洩磁界３８が平面ではなくなるので、漏洩磁界分布３６をフラットにする効果は、テーパ角が小さいほど良い。しかし、あまりにテーパ角が浅いと、サーボマーク間の距離を詰めることができないので、30°以上が現実的である。仮にテーパ角30°とし、磁性層の凹凸高さが20nmの場合、バーストマーク間距離のとり得る最小値を見積もると70nm程度になる。バーストマークは、磁性体：非磁性体比が1：1でなくてはならないため、バーストマークの大きさは70nm以下にすることはできない。さらに高密度化が進んだ1Tbit / inch²の記録密度では、バーストマーク長が20nm程度の大きさになるので、逆算するとテーパ角63°以上が必要になる。

よって、これら効果を全て考慮する場合、最も好適なテーパ角の範囲は63°〜80°になる。これは、記録トラック領域と、サーボ領域が同じテーパ角を持った場合である。記録トラック領域と、サーボ領域のテーパが異なる場合はこの限りではなく、30°〜80°の範囲で自由に設計できる。その際、トラック領域に比べ、サーボ領域のテーパが小さいほうが、記録密度を減少させることなく、位置決め誤差を高めることが期待できるので好適である。

また、記録トラック上部の幅を200nm、300nmにし、テーパ45°、媒体保磁力316k A/m(4000 Oe)のディスクリートトラック媒体に、単磁極記録ヘッド幅（MRW）250nmの記録再生ヘッドで100MHzで書き込みを行い、SNR評価を行った所、記録トラック上部の幅を200nmとした試料のほうが、記録トラック上部の幅を300nmの試料よりも2dB高かった。単磁極記録ヘッド幅よりも記録トラック上部の幅のほうが狭いほうが、磁束の集中により記録磁界が増強され、高記録密度時のＳＮＲが増加することが判った。好ましくは、単磁極記録ヘッドの先端の幅は２００ｎｍ以下であり、記録トラック上部の幅の半分以下である。記録トラック幅は、２３nm（1Tbit / inch）以上であることが好ましい。このため、単磁極記録ヘッドの先端の幅は、より好ましくは１１．５ｎｍないし２００ｎｍである。

なお、磁性層材料をCoCrPt-SiO₂グラニュラー膜とし。Pt量を調整して保磁力が異なる媒体を同様に数種類作成し、同様の記録実験を行ったところ、図５と同様の結果が得られた。すなわち、本発明による磁気記録媒体および磁気記録装置は磁性層材料の如何によらず効果が得られる。このことは、本発明の作用原理からすれば当然予測されることである。

以下、本発明に実施形態に係る磁気記録媒体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。

＜基板＞
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、化合物半導体基板、Ｓｉ単結晶基板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。化合物半導体基板としては、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓなどがある。Ｓｉ単結晶基板、いわゆるシリコンウエハーは表面に酸化膜を有していても構わない。

＜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、たとえばカーボン、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。

カーボンは、sp2結合炭素（グラファイト）とsp3結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はsp3結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、sp2結合炭素とsp3結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。sp3結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（DLC）と呼ばれる。耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護膜として利用されている。CVD（Chemical vapor Deposition）法によるDLCの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってDLCを生成させるため、条件を合わせることで、よりsp3結合炭素に富んだDLCを形成することができる。

＜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。

本発明の磁気記録再生装置の一例を表す概略図 本発明の磁気記録媒体の一例を表す断面図 本発明に使用される磁性層パターンの一例を表す図 本発明の磁気記録媒体の磁性層をパターニングする工程の一例を表す図 媒体の保磁力と記録の信号出力強度との関係を表すグラフ図 斜め記録の一例を説明するためのモデル図 漏洩磁界分布の一例を表すモデル図 漏洩磁界分布の一例を表すモデル図

符号の説明

１１…ディスク基板、１２，３７，３９，４２…磁気記録層、１３…カーボン保護膜、１４…溝、１５…レジスト、２０…サーボ領域、２１…プリアンブル部、２２…アドレス部、２３…バースト部、３０…データ領域、３１…記録トラック、４１…磁極、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）

Claims (5)

1. 基板と、基板上に形成され、溝によって分離されて記録トラックとして用いられる磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録層とを具備する磁気記録媒体であって、
   前記磁性層パターンは、垂直磁気異方性を有する磁性層により形成され、該磁性層の結晶異方性の軸に垂直な面に対して３０ないし８０°の角度のテーパを有することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記結晶異方性の軸の方向は、基板面に垂直な方向に対して０ないし１５°の角度で分散し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。
3. 前記サーボ領域内の磁性層パターンの少なくとも一部は、前記データ領域内の磁性層パターンと異なる角度のテーパを有す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。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、単磁極ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
5. 前記単磁極ヘッドは、前記記録トラックの幅の半分以上、かつ２００ｎｍ以下の幅を有することを特徴とする請求項４に記載の磁気記録再生装置。

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