JP2008016064A - Patterned magnetic recording medium and magnetic recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気記録媒体、特にパターンド磁気記録媒体に関する。また本発明は、パターンド媒体を組み込んだ磁気記録装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium, and more particularly to a patterned magnetic recording medium. The present invention also relates to a magnetic recording apparatus incorporating a patterned medium.
磁気記録媒体の面記録密度を向上させて、HDD(hard disk drive)の記録容量を増大させる研究が進んでいる。その結果、磁気記録媒体上の各記録ビットサイズは数10nm程度の極めて微細なものになってきている。このような微細な記録ビットから再生出力を得るには、各ビットに対して可能な限り大きい飽和磁化と膜厚を確保することが必要となる。しかし、記録ビットの微細化に伴い、1ビットあたりの磁化量は小さくなる。1ビットあたりの磁化量が小さくなるに従って「熱揺らぎ」による磁化反転が起きやすくなり、磁化情報が消失してしまうという問題がある。すなわち、磁性粒子の磁化の向きを一方向に保つのに必要な磁気異方性エネルギーが室温の熱揺らぎエネルギー程度になり、時間とともに磁化が揺らぎ、それにより記録した情報が消失するという現象が起きる。一般に、Ku・V/kT(ここで、Kuは異方性定数、Vは磁化最小単位体積、kはボルツマン定数、Tは絶対温度である)の値が小さい程、この熱揺らぎの影響が大きくなり、経験的には、Ku・V/kTが100未満になると、「熱揺らぎ」による磁化の反転が起きると言われている。 Research is progressing to increase the recording capacity of HDDs (hard disk drives) by improving the surface recording density of magnetic recording media. As a result, each recording bit size on the magnetic recording medium has become extremely fine, about several tens of nm. In order to obtain a reproduction output from such a fine recording bit, it is necessary to ensure as much saturation magnetization and film thickness as possible for each bit. However, the amount of magnetization per bit decreases with the miniaturization of recording bits. As the amount of magnetization per bit decreases, there is a problem that magnetization reversal due to “thermal fluctuation” easily occurs, and magnetization information is lost. That is, the magnetic anisotropy energy required to keep the magnetization direction of the magnetic particles in one direction is about the same as the thermal fluctuation energy at room temperature, and the magnetization fluctuates with time, which causes the recorded information to disappear. . In general, the smaller the value of Ku · V / kT (where Ku is the anisotropy constant, V is the minimum magnetization unit volume, k is the Boltzmann constant, and T is the absolute temperature), the greater the influence of this thermal fluctuation. From experience, it is said that when Ku · V / kT is less than 100, magnetization reversal due to “thermal fluctuation” occurs.
この熱揺らぎによる磁化反転の問題を解決する媒体として、「パターンド媒体」と呼ばれる磁気記録媒体が注目されている(例えば、特許文献1参照)。パターンド媒体は、一般には、非磁性体層中に記録ビット単位となる複数の磁性体領域をそれぞれ独立に形成した磁気記録媒体であるが、磁気的に連続した磁性薄膜を記録磁区の大きさに分断した媒体と言うこともできる。一般のパターンド媒体では、非磁性体層として、例えばSiO2、Al2O3、TiO2などの酸化物や、Si3N4、AlN、TiNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、BN等の硼化物が用いられ、これらの非磁性体層中に選択的に強磁性体領域が形成されている。パターンド媒体は磁性薄膜を記録磁区の大きさに分断したものであるから、磁化最小単位体積Vを大きくでき、熱揺らぎの問題を回避することができる。 As a medium for solving the problem of magnetization reversal due to thermal fluctuation, a magnetic recording medium called a “patterned medium” has attracted attention (see, for example, Patent Document 1). In general, a patterned medium is a magnetic recording medium in which a plurality of magnetic material regions each serving as a recording bit unit are independently formed in a nonmagnetic material layer. However, a magnetically continuous magnetic thin film has a size of a recording magnetic domain. It can also be said to be a divided medium. In a general patterned medium, as a non-magnetic material layer, for example, oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , nitrides such as Si 3 N 4 , AlN, TiN, carbides such as TiC, BN, etc. Borides are used, and ferromagnetic regions are selectively formed in these nonmagnetic layers. Since the patterned medium is obtained by dividing the magnetic thin film into the size of the recording magnetic domain, the minimum magnetization unit volume V can be increased, and the problem of thermal fluctuation can be avoided.
一方、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という問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界フリンジ効果による書きにじみの低減は重要な技術課題である。例えば特許文献2に記載されている、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型パターンド磁気記録媒体(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ため、クロストラック方向の密度を高めることが可能となり、高密度な磁気記録媒体を提供できる。なお、DTR媒体はパターンド媒体の一つの形態である。
On the other hand, in the recent improvement in the track density of HDDs, the problem of interference with adjacent tracks has become apparent. In particular, reduction of writing blur due to the magnetic head fringe effect is an important technical issue. For example, a discrete track type patterned magnetic recording medium (DTR medium) that physically separates recording tracks described in
従来のHDDの記録システムは、例えるなら白紙(連続膜)に記録を行っている。白紙上の任意の位置に番地(サーボ情報)を記載し、それを元に記録を書き込んでいる。サーボ情報と記録マークは同期しているため、情報を見失うことがない。一方パターンド媒体は、白紙ではなく、あらかじめ番地が記載された方眼紙に例えられる。あらかじめ決められたマスの中(記録ビット)に記録ができないと、情報を見失ってしまう。この点がパターンド媒体技術の最大の課題である。現行の記録再生ヘッドの位置決め精度は10nm程度であるが、これは媒体の半径方向(クロストラック方向)に対してであり、媒体の回転方向(ダウントラック方向)に関しては位置決めという概念は必要ない。しかしながら、パターンド媒体の場合、記録ビットが物理的に分離しているため、媒体の回転方向に対して、記録ビットの存在する部分にのみ記録を書き込む、つまりシンクロ記録を行う必要がある。そのため、従来のパターンド媒体に記録書き込みを行う場合、書き込みタイミングが少しでもずれると記録エラーとなる。そのため、厳密なシンクロ記録が必要となり、現行のHDDの記録システムをそのまま利用することができない。このシンクロ記録がパターンド媒体実用化の最大の課題となっている。 In a conventional HDD recording system, for example, recording is performed on blank paper (continuous film). An address (servo information) is written at an arbitrary position on a blank sheet, and a record is written based on the address. Since the servo information and the recording mark are synchronized, the information is not lost. On the other hand, the patterned medium is not a blank paper but a graph paper in which addresses are written in advance. If recording is not possible in a predetermined cell (recording bit), information is lost. This is the biggest problem with patterned media technology. The positioning accuracy of the current recording / reproducing head is about 10 nm, but this is in the radial direction (cross track direction) of the medium, and the concept of positioning is not necessary with respect to the rotation direction (down track direction) of the medium. However, in the case of a patterned medium, since the recording bits are physically separated, it is necessary to write the record only in the portion where the recording bit exists in the rotation direction of the medium, that is, to perform synchronized recording. For this reason, when performing recording and writing on a conventional patterned medium, a recording error occurs if the writing timing is shifted even a little. Therefore, strict synchronized recording is required, and the current HDD recording system cannot be used as it is. This synchronized recording has become the biggest issue for the practical application of patterned media.
非特許文献1は、ビットパターンド媒体でのシンクロ記録について議論している。非特許文献1には、パターンド媒体では、ビットの半分まで記録ヘッドが被らなければ磁化反転が起こらないことが記載されている。
Non-Patent
非特許文献2は、軟磁性細線に関して、非対称構造が磁壁移動の際に非対称ポテンシャル障壁として働く現象について議論している。
本発明の目的は、書き込みタイミング揺らぎに強いためにシンクロ記録を行う必要がなく、現行のHDD記録システムで記録再生を行うことができるパターンド媒体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a patterned medium that can be recorded and reproduced by an existing HDD recording system without having to perform synchronized recording because it is resistant to fluctuations in writing timing.
本発明の他の目的は、書き込みタイミング揺らぎに強いためにシンクロ記録を行う必要がなく、現行のHDD記録システムで記録再生を行うことができるパターンド媒体を搭載した磁気記録装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a magnetic recording apparatus equipped with a patterned medium that can be recorded and reproduced by an existing HDD recording system without having to perform synchronized recording because it is resistant to fluctuations in writing timing. is there.
本発明の一態様に係るパターンド磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成され、平面形状がダウントラック方向に対して傾斜する複数の辺と、クロストラック方向の第1の幅の部分と、クロストラック方向の第1の幅よりも狭い第2の幅の部分とを有し、凸パターンをなす記録ビットを含む記録層とを具備したことを特徴とする。 A patterned magnetic recording medium according to an aspect of the present invention includes a substrate, a plurality of sides formed on the substrate, the planar shape of which is inclined with respect to the down-track direction, and a first width portion in the cross-track direction. And a recording layer including a recording bit having a convex pattern and having a second width portion narrower than the first width in the cross track direction.
本発明の他の態様に係る磁気記録再生装置は、上記のパターンド磁気記録媒体と、記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする。 A magnetic recording / reproducing apparatus according to another aspect of the present invention includes the patterned magnetic recording medium and a recording / reproducing head.
本発明によると、書き込みタイミング揺らぎに強いためにシンクロ記録を行う必要がなく、現行のHDD記録システムで記録再生を行うことができる媒体を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a medium that can be recorded and reproduced by an existing HDD recording system without having to perform synchronized recording because it is resistant to fluctuations in writing timing.
また、本発明によると、書き込みタイミング揺らぎに強いためにシンクロ記録を行う必要がなく、現行のHDD記録システムで記録再生を行うことができる媒体を搭載した磁気記録装置を提供できる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording apparatus equipped with a medium that can perform recording / reproduction with an existing HDD recording system without having to perform synchronized recording because it is resistant to fluctuations in write timing.
以下、本発明の実施形態を説明する。ここでは、記録ビットに記録を行う記録ヘッドの進行方向をダウントラック方向、ダウントラック方向に直交する方向をクロストラック方向と呼ぶ。 Embodiments of the present invention will be described below. Here, the traveling direction of the recording head that performs recording on recording bits is referred to as a down-track direction, and the direction orthogonal to the down-track direction is referred to as a cross-track direction.
図1に、本発明のパターンド媒体の一実施形態の概略断面図を示す。図1のパターンド媒体において、基板1上に下地層2および凸パターンをなす記録ビット3が形成されている。凸パターンをなす記録ビット3の間の凹部には、非磁性体の埋め込み層7が埋め込まれており、記録ビット3は埋め込み層7を介して互いに分離されている。さらに、図1の媒体は、記録ビット3および非磁性埋め込み層7を覆うように保護膜8が形成されている。保護膜8上には潤滑剤(図示せず)が塗布される。
FIG. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of the patterned medium of the present invention. In the patterned medium of FIG. 1, a
記録ビット3のパターンを概略的に図2に示す。図2は、データ部11、プリアンブル部12、アドレス部13、バースト部14が強磁性記録層のパターンとして形成されている、ディスクリートビット型パターンド磁気記録媒体の表面パターンである。
The pattern of the
図3(A)に図2の記録ビット3の拡大平面図を示す。図3(A)の上方の矢印はダウントラック方向を示す。図3(A)の記録ビット21は、その平面形状が、ダウントラック方向の下流側にクロストラック方向に平行で幅がw1の第1の辺と、ダウントラック方向の上流側にクロストラック方向に平行で幅がw2(w2はw1よりも小さい)の第2の辺と、ダウントラック方向に対して傾斜する2つの辺とを有する台形となっている。
FIG. 3A shows an enlarged plan view of the
本発明者らは、幅が狭い部分へ向かう方向への磁壁移動に必要なエネルギーが、幅の広い部分へ向かう方向への磁壁移動に必要なエネルギーよりも低いことに着目し、図2のように、記録ビットのクロストラック方向の幅に差を持たせることで、記録ビット中に発生した磁壁の移動方向を制御することができ、記録エラーを起こさず確実に記録が可能なタイミングを広くとることができることを見出した。 The present inventors pay attention to the fact that the energy required for the domain wall movement in the direction toward the narrow part is lower than the energy required for the domain wall movement in the direction toward the wide part, as shown in FIG. In addition, by providing a difference in the width of the recording bit in the cross-track direction, it is possible to control the moving direction of the domain wall generated in the recording bit, and widen the timing at which recording can be performed reliably without causing a recording error. I found that I can do it.
記録ビットへの記録は、記録ヘッドから発生させる記録磁界によって記録ビットの磁化を反転させることにより行う。パターンド媒体の場合、記録磁界を発生させる際の記録ヘッドの位置により記録ビットの磁化反転状態が異なる。記録ヘッドの上から見て、記録ヘッドが記録しようとする記録ビット全体を覆うように位置するタイミングで記録磁界を発生させれば、その記録ビットはビット内において全ての部分が磁化反転し、記録が成功する。しかし、上述のタイミングからずれたときに記録磁界を発生させると、記録ビット内に磁化反転が起きた部分と反転が起きない部分とが発生し、その境界に磁壁が発生する。磁壁が存在するこの状態は多磁区構造と呼ばれ、記録ビットが小さくなるにつれて不安定になる。パターンド媒体の記録ビットは多磁区構造をとることができない大きさであるため、多磁区構造の記録ビットは、磁壁がダウントラック方向の上流側または下流側のどちらかに移動することにより、より安定な単磁区構造へと遷移する。記録ヘッドの移動方向を考えると、磁壁がダウントラック方向の上流側に移動すれば記録ビット全体が磁化反転して記録が成功し、一方磁壁がダウントラック方向の下流側に移動すれば記録ビットは磁化反転せずに記録エラーとなることがわかる。 Recording on the recording bit is performed by reversing the magnetization of the recording bit by a recording magnetic field generated from the recording head. In the case of a patterned medium, the magnetization reversal state of the recording bit differs depending on the position of the recording head when the recording magnetic field is generated. If a recording magnetic field is generated at a timing when the recording head is positioned so as to cover the entire recording bit to be recorded when viewed from above the recording head, all portions of the recording bit in the bit are magnetized and recorded. Succeeds. However, if a recording magnetic field is generated when the timing deviates from the above-described timing, a portion where magnetization reversal occurs and a portion where reversal does not occur occur in a recording bit, and a domain wall occurs at the boundary. This state where the domain wall exists is called a multi-domain structure, and becomes unstable as the recording bit becomes smaller. Since the recording bit of the patterned medium is not large enough to have a multi-domain structure, the recording bit of the multi-domain structure is more affected by the domain wall moving either upstream or downstream in the down track direction. Transition to a stable single domain structure. Considering the moving direction of the recording head, if the domain wall moves upstream in the down-track direction, the entire recording bit is reversed and recording is successful, while if the domain wall moves downstream in the down-track direction, the recording bit is It can be seen that a recording error occurs without magnetization reversal.
磁壁が移動するために必要なエネルギーの大きさは、記録ビットのクロストラック方向の幅に依存する。従って、記録ビットがクロストラック方向において均一な幅を持つ従来のビットの場合、ダウントラック方向の上流側への磁壁の移動と下流への磁壁の移動とで必要なエネルギーの大きさは変わらない。よってどちらに磁壁が移動するかは確率的であり、記録が成功するか否かは確率的なものとなる。 The amount of energy required for the domain wall to move depends on the width of the recording bit in the cross track direction. Therefore, in the case where the recording bit is a conventional bit having a uniform width in the cross track direction, the amount of energy required does not change between the movement of the domain wall upstream in the down track direction and the movement of the domain wall downstream. Therefore, it is probabilistic which domain wall moves, and it is probabilistic whether recording is successful.
一方、図3(A)に示したように、本実施形態のパターンド媒体の記録ビットの平面形状は、ダウントラック方向の上流側のクロストラック方向と平行な辺の幅がダウントラック方向の下流側のクロストラック方向と平行な辺の幅より小さい台形なので、記録ビット中に発生した磁壁はより必要なエネルギーが低いダウントラック方向の上流側に移動し、結果記録ビット全体の磁化が反転する。従って、記録ビットへの書き込みタイミングがずれた場合でも、記録ビットの一部の磁化が反転しさえすれば、記録エラーを起こすことなく記録が成功する。 On the other hand, as shown in FIG. 3A, the planar shape of the recording bit of the patterned medium of this embodiment is such that the width of the side parallel to the cross track direction on the upstream side in the down track direction is downstream in the down track direction. Because the trapezoid is smaller than the width of the side parallel to the cross track direction on the side, the domain wall generated in the recording bit moves to the upstream side in the down track direction where the required energy is lower, and as a result, the magnetization of the entire recording bit is reversed. Therefore, even if the timing of writing to the recording bit is shifted, recording succeeds without causing a recording error as long as the magnetization of a part of the recording bit is reversed.
ここで、本実施形態のパターンド媒体と従来のパターンド媒体とを比較しながら、本実施形態の書き込みタイミングのずれの許容範囲の大きさを説明する。 Here, the size of the allowable range of the write timing shift of the present embodiment will be described while comparing the patterned medium of the present embodiment with a conventional patterned medium.
図4に記録ヘッド20と記録ビットとの位置関係を概略的に示す。図4(A)の記録トラック20の上方に記載した矢印はダウントラック方向を示す。
FIG. 4 schematically shows the positional relationship between the
図4(A)のタイミングで記録磁界を発生させた場合、記録ビット21には記録磁界が及ばず、記録ビット22には全体に記録磁界が及ぶ。従って図4(A)のタイミングで記録磁界を発生させれば、記録ビットの形状がどのような形であっても、記録ビット21は磁化反転が起きないために記録が行われない一方で、記録ビット22は全体が磁化反転を起こすため記録が成功する。
When the recording magnetic field is generated at the timing shown in FIG. 4A, the recording magnetic field does not reach the
図4(B)は、記録ヘッド20の上から見た場合に、記録ヘッド20のダウントラック方向の上流側の末端と記録ビット22のダウントラック方向の上流側の末端とが重なった位置関係を示す。図4(B)のタイミングで記録磁界を発生させれば、図4(A)と同様に記録ビット22全体に記録磁界が及ぶため、記録ビット22はいかなる形状であっても磁化反転する。従って、図4(A)から図4(B)の間のタイミングで記録磁界を発生させれば、記録ビット22がいかなる形状であっても、記録は成功する。
FIG. 4B shows the positional relationship where the upstream end of the
記録ヘッド20が図4(B)の位置からさらにダウントラック方向に移動した場合の位置関係を図4(C)に示す。図4(C)のタイミングで記録磁界を発生させた場合、記録ビット22の中に磁壁が発生する。上で説明したように、パターンド媒体の記録ビットは多磁区構造をとれないので、記録ビット22は磁壁が移動することにより単磁区状態へと遷移する。
FIG. 4C shows the positional relationship when the
図5(A)および(B)は、図4(C)のタイミングで記録磁界を発生させた場合の、従来のパターンド媒体および本実施形態のパターンド媒体の記録ビット22の磁化状態をそれぞれ模式的に表した表面図である。図5(A)に示すように、記録ビットの表面形状が長方形である従来のパターンド媒体の場合、磁壁がダウントラック方向の上流側(左側)とダウントラック方向の下流側(右側)のどちらに移動するかは確率的であり、記録エラーが発生する可能性がある。つまり、従来のパターンド媒体にとっては、図4(C)のタイミングは確実な記録を行うことができるタイミングであるとはいえないことがわかる。一方、記録ビットの表面形状が台形である本実施形態のパターンド媒体の場合、記録ビット22の中に磁壁が発生すると、図5(B)に示すように、磁壁はダウントラック方向の上流側に移動し、結果記録ビット22全体で磁化反転が起きる。つまり、本発明のパターンド媒体にとっては、図4(C)のタイミングは確実な記録を行うことができるタイミングであることがわかる。
5A and 5B respectively show the magnetization states of the
記録ヘッド20がさらに移動して図4(D)や(E)のタイミングで記録磁界を発生させると、磁壁の発生する位置が変化する。図5(C)および(D)は、図4(E)のタイミングで記録磁界を発生させた場合の従来のパターンド媒体および本実施形態のパターンド媒体の記録ビット22の磁化状態をそれぞれ模式的に表した平面図である。図5(C)に示すように、記録ビットの平面形状が長方形である従来のパターンド媒体の場合、記録が成功するか記録エラーとなるかは不確定である。つまり、従来のパターンド媒体にとっては、図4(E)のタイミングは確実な記録を行うことができるタイミングであるとはいえないことがわかる。一方、記録ビットの表面形状が台形である本実施形態のパターンド媒体の場合には、図5(D)に示すように磁壁がダウントラック方向の上流側に移動するため、結果記録ビット全体で磁化反転が起きる。つまり、本発明のパターンド媒体にとっては、図4(E)のタイミングは確実な記録を行うことができるタイミングであることがわかる。
When the
以上から、記録ビットの表面形状が台形である本実施形態のパターンド媒体であれば、磁壁は記録ビット22のどこに発生したとしてもダウントラック方向の上流側に移動し、結果ビット22全体が磁化反転することがわかる。つまり、記録ヘッド20の上から見た場合に記録ヘッド20のダウンドラック上流側の末端と記録ビット22のダウントラック方向の下流側の末端とが重なる位置関係、つまり図4(F)の位置関係になる直前のタイミングで記録磁化を発生させても、記録が成功することがわかる。図4(F)の位置関係に達した以降は、記録ビット22に記録磁界が及ばないため、記録は成功しない。
From the above, in the patterned medium of this embodiment in which the surface shape of the recording bit is trapezoidal, the domain wall moves upstream in the down-track direction wherever the
上の事実を記録マージンの観点で考える。ここで記録マージンとは、記録エラーなしに記録が可能な書き込みタイミングの許容範囲を記録ヘッドの移動距離で示したものである。パターンド媒体において記録ビットの大きさは均一であり、また、媒体内で記録ビットは等間隔に配置されている。以下、本実施形態の記録ビット21および記録ビット22のダウントラック方向の長さをビット長m、記録ビット21と記録ビット22と間の距離をビット間スペーシングnとする。
Consider the above facts in terms of recording margins. Here, the recording margin is an allowable range of the write timing at which recording can be performed without a recording error, as a moving distance of the recording head. In the patterned medium, the size of the recording bits is uniform, and the recording bits are arranged at equal intervals in the medium. Hereinafter, the length of the
記録ビットの平面形状が台形である本実施形態のパターンド媒体の場合、上述のように図4(A)から図4(F)のタイミングで記録磁界を発生させれば、記録エラーなしに記録が可能である。図4(A)〜図4(B)までの記録ヘッド20の移動距離はビット間スペーシングnに相当し、図4(B)〜図4(F)までの記録ヘッド20の移動距離はビット長mに相当する。従って本実施形態のパターンド媒体は、記録マージンをビット間スペーシングn+ビット長mだけとることができる。
In the case of the patterned medium of the present embodiment in which the planar shape of the recording bit is trapezoidal, if a recording magnetic field is generated at the timings of FIGS. 4A to 4F as described above, recording can be performed without recording errors. Is possible. The moving distance of the
一方、記録ビットの平面形状が長方形である従来のパターンド媒体の場合、上述の通り、図4(A)〜図4(B)のタイミングで記録磁界を発生させないと記録エラーを起こす可能性があるため、記録マージンをビット間スペーシングnしかとれない。 On the other hand, in the case of a conventional patterned medium in which the planar shape of the recording bit is rectangular, as described above, a recording error may occur unless a recording magnetic field is generated at the timings of FIGS. 4 (A) to 4 (B). For this reason, only the inter-bit spacing n can be taken as the recording margin.
このように本実施形態のパターンド媒体は従来のパターンド媒体よりも記録マージンをビット長に相当する距離だけ長く確保できる。従って、従来のパターンド媒体は記録マージンが狭く記録エラーを防ぐためにシンクロ記録が必要であったが、本実施形態のパターンド媒体は記録マージンを広くとることができ、シンクロ記録を行わずとも記録エラーを抑えることができることがわかる。 As described above, the patterned medium of the present embodiment can ensure a recording margin longer than the conventional patterned medium by a distance corresponding to the bit length. Therefore, the conventional patterned medium has a narrow recording margin and needs synchro recording in order to prevent a recording error. However, the patterned medium of the present embodiment can have a wide recording margin and can record without performing the synchro recording. It can be seen that errors can be suppressed.
次に、上で説明した本発明の一実施形態の変形例について説明する。図6に本変形例のパターンド媒体の表面パターンを示す。図6のパターンは、記録トラック15、プリアンブル部12、アドレス部13、バースト部14が強磁性記録層のパターンとして形成されている、ディスクリートトラック型パターンド磁気記録媒体の表面パターンである。
Next, a modification of the embodiment of the present invention described above will be described. FIG. 6 shows the surface pattern of the patterned medium of this modification. The pattern of FIG. 6 is a surface pattern of a discrete track type patterned magnetic recording medium in which the recording track 15, the
ディスクリートトラック型のパターン媒体はダウントラック方向に記録ビットが繋がっている構造を有しているので、ディクリートビット型のパターンド媒体ほど厳密なシンクロ記録を必要としない。しかし、記録トラックのクロストラック方向の幅が均一な従来のDTR媒体では、記録タイミングがずれて記録単位である記録ビット中に磁壁が発生すると、磁壁の移動方向が定まらないために記録エラーが発生する可能性がある。 Since the discrete track type patterned medium has a structure in which recording bits are connected in the down track direction, it does not require strict synchronized recording as the discrete bit type patterned medium. However, in a conventional DTR medium in which the width of the recording track in the cross-track direction is uniform, if the recording timing is shifted and a domain wall is generated in a recording bit as a recording unit, a recording error occurs because the moving direction of the domain wall is not fixed. there's a possibility that.
一方、図6からわかるように、本変形例のパターンド媒体は、平面形状が台形である図2の記録ビット3がダウントラック方向に隙間なく並んで形成されている記録トラック15を有する。記録ビット3の形状は上で説明した本発明の一実施形態と同じ形状であるため、記録タイミングのずれにより記録ビット3中に磁壁が発生しても、磁壁はそれぞれの記録ビット全体が磁化反転する方向に移動し、それぞれの記録単位である記録ビットごとに記録を成功させることができる。従って、従来のディスクリートトラック型のパターンド媒体よりも記録マージンを広くとることができる。
On the other hand, as can be seen from FIG. 6, the patterned medium of the present modification has a recording track 15 in which the
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図3(B)に本実施形態のパターンド媒体の記録ビットの平面形状の概略図を示す。図3(B)の記録ビットは、ダウントラック方向の上流側と下流側にクロストラック方向に対して平行で幅がw1で等しい2辺を有し、中心部のクロストラック方向の幅w2が前記2辺の幅w1よりも大きい、六角形の表面形状を有する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3B shows a schematic diagram of the planar shape of the recording bit of the patterned medium of the present embodiment. The recording bit in FIG. 3B has two sides on the upstream side and the downstream side in the down-track direction that are parallel to the cross-track direction and equal in width to w 1 , and the width w 2 in the center in the cross-track direction. Has a hexagonal surface shape larger than the width w 1 of the two sides.
図7に、記録ビット内に磁壁が発生した場合の、本実施形態のパターンド媒体の記録ビットの磁化状態を示す。図7(A)は図4(C)のタイミングで記録磁界を発生させた場合の磁化状態を示し、図7(B)は図4(D)になる直前のタイミングで記録磁界を発生させた場合の磁化状態を示す。図7からわかるように、中心からダウントラック方向の上流側であれば、記録ビット22中のどこに磁壁が発生しても、磁壁はクロストラック方向の幅が狭いダウントラック方向の上流側に移動し、結果記録ビット22全体の磁化が反転することがわかる。従って、本実施形態のパターンド媒体にとっては、図4(A)〜図4(D)の間のタイミングは、記録エラーなしに、確実な記録を行うことができるタイミングであることがわかる。本実施形態の記録ビットのビット長をm’とすると、本実施形態のパターンド媒体は記録マージンをビット間スペーシングn+ビット長の半分m’/2とることができる。つまり、本実施形態のパターンド媒体は、従来のパターンド媒体に比べて、ビット長の半分m’/2だけ記録マージンを広くとることができるので、シンクロ記録を行わずとも記録エラーを抑えることができることがわかる。
FIG. 7 shows the magnetization state of the recording bit of the patterned medium of this embodiment when a domain wall is generated in the recording bit. FIG. 7A shows the magnetization state when the recording magnetic field is generated at the timing of FIG. 4C, and FIG. 7B shows the recording magnetic field generated at the timing immediately before FIG. 4D. The magnetization state is shown. As can be seen from FIG. 7, if the domain wall is generated in the
次に、本発明のさらに他の実施形態を説明する。図3(C)に本実施形態のパターンド媒体の記録ビットの平面形状の概略図を示す。図3(C)の記録ビットは、ダウントラック方向の上流側と下流側にクロストラック方向に平行で幅がw2で等しい2辺を有し、中心部のクロストラック方向の幅w1が前記2辺の幅w2よりも小さい表面形状を有する。本実施形態のパターンド媒体は、記録ビットのビット長をm’’とすると、記録マージンをビット間スペーシングn+ビット長の半分m’’/2とることができる。つまり、本実施形態のパターンド媒体は、従来のパターンド媒体に比べて、ビット長の半分m’’/2だけ記録マージンを広くとることができるので、シンクロ記録を行わずとも記録エラーを抑えることができる。 Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3C shows a schematic diagram of the planar shape of the recording bit of the patterned medium of the present embodiment. The recording bit in FIG. 3C has two sides, which are parallel to the cross track direction and equal in width w 2 , on the upstream side and the downstream side in the down track direction, and the width w 1 in the center cross track direction is The surface shape is smaller than the width w 2 of the two sides. In the patterned medium of the present embodiment, when the bit length of the recording bit is m ″, the recording margin can be set to n−bit spacing n + half the bit length m ″ / 2. That is, the patterned medium of the present embodiment can provide a recording margin wider than the conventional patterned medium by a half bit length m ″ / 2, so that recording errors can be suppressed without performing synchronized recording. be able to.
以下、図面を参照しながら本発明のパターンド媒体の製造方法の一例を説明する。なお、パターンド媒体の各構成の材料は後述する。 Hereinafter, an example of a method for producing a patterned medium of the present invention will be described with reference to the drawings. The material of each component of the patterned medium will be described later.
まず図8(A)に示すように、基板1上に下地層2(軟磁性下地層や配向制御用下地層を含む)、記録ビット3および保護層4を順次成膜する。例えば、ガラス基板1上に、軟磁性層としてCoZrNb層を120nm、配向制御用下地層としてRuを20nm、強磁性記録層としてCoCrPt−SiO2層を20nm順次成膜し、その上に保護層としてC保護層を4nm成膜する。
First, as shown in FIG. 8A, an underlayer 2 (including a soft magnetic underlayer and an orientation control underlayer), a
図8(B)に示すように、保護層4上に、スピンコート法によって、インプリントレジスト層5を成膜する。インプリントレジストとしては例えば、一般的なノボラック系のフォトレジスト、スピンオングラス(SOG)を用いることができる。
As shown in FIG. 8B, an imprint resist
図8(C)に示すように、インプリントレジスト層5にスタンパ6をプレスすることによってパターンを転写する(インプリント法)。スタンパ6は、転写しようとするトラック部、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。スタンパの表面に予めフッ素系の剥離剤を塗布することで、スタンパ6とインプリントレジスト層5との良好な剥離ができる。
As shown in FIG. 8C, the pattern is transferred by pressing a stamper 6 onto the imprint resist layer 5 (imprint method). The stamper 6 has a concavo-convex pattern corresponding to each pattern of a track portion, a preamble portion, an address portion, and a burst portion to be transferred. By applying a fluorine-based release agent on the surface of the stamper in advance, the stamper 6 and the imprint resist
ここで、本発明のパターンド媒体を製造するために使用するパターン転写用のインプリントスタンパの製造方法について図9を参照しながら説明する。 Here, a method of manufacturing an imprint stamper for pattern transfer used for manufacturing the patterned medium of the present invention will be described with reference to FIG.
通常のインプリントスタンパの製造方法では、電子ビーム(electron beam;EB)描画を用いて所望のパターンをスタンパの原盤に形成する。この方法では、EBの位置を固定させ、円盤状の原盤を回転させながら、パターンを描画する。 In an ordinary imprint stamper manufacturing method, a desired pattern is formed on a stamper master using electron beam (EB) drawing. In this method, the pattern is drawn while the position of the EB is fixed and the disk-shaped master is rotated.
本発明のパターンド媒体を製造するためのスタンパの製造では、EBの照射位置を原盤の半径方向に微調節して、図9に示すようにEBスポットの半径方向の位置を変えて原盤を回転させながら描画する。こうして、本発明のパターンド媒体の記録ビットの形状を描画することができる。この際、EBスポットが重なる場所は露光量が増えるため、露光量に応じてブランキング(ビーム電流の間引き)を行う。それにより深さが均一な描画が可能となる。この方法により、台形、六角形などの表面形状を有する記録ビットのパターンを描画することができる。 In manufacturing the stamper for manufacturing the patterned medium of the present invention, the EB irradiation position is finely adjusted in the radial direction of the master, and the master is rotated by changing the radial position of the EB spot as shown in FIG. Draw while drawing. Thus, the shape of the recording bit of the patterned medium of the present invention can be drawn. At this time, since the exposure amount increases at the place where the EB spots overlap, blanking (thinning of the beam current) is performed according to the exposure amount. This makes it possible to draw with a uniform depth. By this method, a pattern of recording bits having a surface shape such as a trapezoid or a hexagon can be drawn.
EBで描画したパターンは原盤上の凹部となるため、この原盤からスタンパを起こすと記録ビットが凸部で形成されたスタンパ(ファザースタンパ)が製造できる。ファザースタンパからさらにスタンパを起こすことにより、記録ビットが凹部で形成されたマザースタンパを製造し、これをインプリントに使用する。 Since the pattern drawn by EB becomes a concave portion on the master, when a stamper is raised from this master, a stamper (father stamper) in which recording bits are formed by convex portions can be manufactured. By further raising the stamper from the father stamper, a mother stamper in which the recording bit is formed by the concave portion is manufactured, and this is used for imprinting.
さらにここで、インプリント法によるパターンの転写を説明する。インプリントはダイセットを用いて行う。ダイセットの下板上に、スタンパ6、基板1、バッファ層を順に積層させ、その上に、これらをダイセットの下板との間に挟み込むようにダイセットの上板を設置する。このとき、スタンパ6の凹凸と基板1上に成膜したインプリントレジスト層5とを対向させて積層させる。プレスは例えば、2000barで60秒間行う。60秒はレジストの移動時間である。
Further, here, pattern transfer by the imprint method will be described. Imprinting is performed using a die set. On the lower plate of the die set, the stamper 6, the
インプリント工程後にスタンパ6を取り除くことにより、図8(D)に示すように、凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層5を有する基板1を得る。
By removing the stamper 6 after the imprint process, as shown in FIG. 8D, the
図8(E)に示すように、反応性イオンエッチング(RIE)を行い、インプリントレジスト層5に転写されたパターン凹部に残留するレジスト残渣を除去する。RIEに用いるガスは、インプリントレジスト層5の材料に応じて適時選択する。インプリントレジストとしてSOGを用いた場合は、フッ素系ガス、例えばCF4やSF6が好適だが、大気中の水と反応してHF、H2SO4などの酸が生じることがあるため、水洗を行う必要がある。インプリントレジストとしてノボラック系フォトレジストを用いた場合には、酸素ガスを用いるRIEが好適である。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマが生成可能な誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma;ICP)が好適だが、電子サイクロトン共鳴(Electron Cyclotron Resonance;ECR)プラズマ、一般的な並行平板型RIE装置を用いることもできる。
As shown in FIG. 8E, reactive ion etching (RIE) is performed to remove the resist residue remaining in the pattern recess transferred to the imprint resist
図8(F)に示すように、残渣を除去したインプリントレジスト層5をエッチングマスクとして用い、磁性体加工を行う。磁性体加工にはArイオンビームを用いたエッチング(Arイオンミリング)が好適だが、Clガス、もしくはCOとNH3との混合ガスを用いたRIEでも良い。COとNH3との混合ガスを用いたRIEの場合、エッチングマスクにはTi、Ta、Wなどのハードマスクを用いなくてはならない。これら磁性体RIEを用いた場合、磁性体凹凸にテーパは付かない。如何なる材料でもエッチング可能なArイオンミリングで磁性体加工を行う場合は、例えば加速電圧400V、イオン入射角度は30°から70°まで変化させてエッチングを行う。ECRイオンガンを用いたミリングは、静止対向型(イオン入射角90°)でエッチングすることで、殆ど磁性体凹凸にテーパが付かない加工が可能である。この結果、記録ビット3の凹凸パターンが形成される。
As shown in FIG. 8F, magnetic material processing is performed using the imprint resist
図8(G)に示すように、記録ビット3の凸部上に残留するインプリントレジスト層5を除去する。レジスト除去には、レジスト残渣除去と同様の方法を使用することができる。
As shown in FIG. 8G, the imprint resist
図8(H)に示すように、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するために、非磁性埋め込み層7による記録ビット3の凹凸パターンの埋め込みを行う。埋め込みは、非磁性材料をバイアススパッタ法、または通常のスパッタ法で成膜することにより行う。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。しかし、基板バイアスによる基板の溶解、スパッタダストが生じやすいので、通常のスパッタ法を用いるのが好適である。
As shown in FIG. 8H, in order to realize stable flying of the recording / reproducing head, the concave / convex pattern of the
図8(I)に示すように、記録ビット3が露出するまでエッチバックを行う。エッチバック工程では、Arイオンミリングを用いることが好ましい。本発明の方法ではシリコン系埋め込み層を使用しているので、フッ素系ガスを用いたRIEを行うこともできる。ECRを用いたエッチングでも良い。
As shown in FIG. 8I, etch back is performed until the
図8(J)に示すように、C保護層4の形成を行う。C保護層4は、凹凸へのカバレッジを良くするために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保護層4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以下であるとカバレッジが悪くなり、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が低下するので好ましくない。また、保護層3上には、潤滑剤(図示せず)を塗布する。
As shown in FIG. 8J, the C
次に、本発明のパターンド媒体を使ったドライブの構成を図10を用いて説明する。 Next, the configuration of the drive using the patterned medium of the present invention will be described with reference to FIG.
図10は、本発明に関する磁気記録装置の一つの実施形態を示す外観斜視図である。この磁気記録装置は、筐体の内部に磁気ディスク50と、磁気ヘッド55と、磁気ヘッド55を搭載するヘッドサスペンションアッセンブリ(サスペンションとアーム)54と、アクチュエータ53と、回路基板56とを備える。磁気ディスク50はスピンドルモータ51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。磁気ヘッド55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、GMR膜やTMR膜などを用いたリードヘッドとが共通のスライダ機構に搭載される。リードヘッドにはシールド型MR再生素子などが用いられる。ヘッドサスペンションアッセンブリ54は磁気ヘッドを磁気ディスクの記録面に対向支持する。アクチュエータ53はボイスコイルモータ(VCM)52により、ヘッドサスペンションアッセンブリ54を介して磁気ヘッド53を磁気ディスク50の任意の半径位置に位置決めする。回路基板56にはヘッドICを備え、アクチュエータ53の駆動信号および、磁気ヘッド55の読み書き制御を行う制御信号などを生成する。
FIG. 10 is an external perspective view showing one embodiment of the magnetic recording apparatus according to the present invention. The magnetic recording apparatus includes a
(実施例)
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(実施例1)
本実施例では、図8に示した方法に従い、パターンド媒体を作製した。
(Example 1)
In this example, a patterned medium was manufactured according to the method shown in FIG.
まず、ガラス基板上に軟磁性層として120nmのCoZrNb層、配向制御用下地層として20nmのRu層、強磁性記録層として20nmのCoCrPt−SiO2層、保護層として4nmの炭素を順次成膜した。 First, a 120 nm CoZrNb layer as a soft magnetic layer, a 20 nm Ru layer as an orientation control underlayer, a 20 nm CoCrPt—SiO 2 layer as a ferromagnetic recording layer, and a 4 nm carbon as a protective layer were sequentially formed on a glass substrate. .
その後、保護膜上にスピンコート法で、インプリントレジスト層としてSOGを厚さ100nmになるように塗布した。 Thereafter, SOG as an imprint resist layer was applied on the protective film to a thickness of 100 nm by spin coating.
次に、記録ビットの表面形状が図11(A)に示すような台形である凹凸パターンが形成されたインプリントスタンパをSOG層にプレスしてインプリントを行い、SOG層に凹凸パターンを転写した。 Next, the imprint stamper on which the concave / convex pattern having a trapezoidal shape as shown in FIG. 11A is pressed on the SOG layer to perform imprinting, and the concave / convex pattern is transferred to the SOG layer. .
パターン転写後、ICPエッチング装置においてRIEを行い、転写された凹凸パターンの凹部にあるインプリント残渣を除去した。RIEは以下の条件で30秒間行った:プロセスガス;CF4、チャンバー圧;2mTorr、Coil RF;100W、Platen RF;100W。 After the pattern transfer, RIE was performed in the ICP etching apparatus to remove the imprint residue in the recessed portion of the transferred uneven pattern. The RIE was performed for 30 seconds under the following conditions: process gas; CF 4 , chamber pressure; 2 mTorr, Coil RF; 100 W, Platen RF;
レジスト残渣除去後、インプリントレジストをエッチングマスクとして用い、イオンミリングによる磁性体加工を磁性層に対して行った。イオンミリングはエッチング装置において以下の条件で3分間行った:プロセスガス;Ar、プラズマソース;ECRイオンガン、マイクロ波パワー;800W、加速電圧;500V。イオンミリングによるエッチング後、凹部において保護層および強磁性記録層が完全に除去され、凸部上面から凹部上面までの高さの差が24nmである凹凸パターンが磁性層に形成された。 After removing the resist residue, the magnetic layer was subjected to magnetic processing by ion milling using the imprint resist as an etching mask. Ion milling was performed in the etching apparatus for 3 minutes under the following conditions: process gas; Ar, plasma source; ECR ion gun, microwave power; 800 W, acceleration voltage: 500 V. After etching by ion milling, the protective layer and the ferromagnetic recording layer were completely removed in the concave portion, and an uneven pattern with a height difference of 24 nm from the upper surface of the convex portion to the upper surface of the concave portion was formed in the magnetic layer.
磁性体加工後、磁性層凸部に残るSOGをRIEによって除去した。RIEは以下の条件で1分間行った:プロセスガス;CF4、チャンバー圧;2mTorr、Coil RF;100W、Platen RF;100W。 After processing the magnetic material, SOG remaining on the magnetic layer protrusions was removed by RIE. RIE was performed for 1 minute under the following conditions: process gas; CF 4 , chamber pressure; 2 mTorr, Coil RF; 100 W, Platen RF;
レジスト除去後、スパッタ装置において、記録再生ヘッドの安定浮上を目的として、磁性層のパターンの凹部に非磁性埋め込み材を埋め込んだ。本実施例では、HDD用スパッタ成膜装置で500W、0.5PaでCを100nm成膜することで埋め込みを行った。 After removing the resist, a nonmagnetic embedding material was embedded in the concave portion of the pattern of the magnetic layer for the purpose of stable flying of the recording / reproducing head in the sputtering apparatus. In this example, the embedding was performed by depositing 100 nm of C at 500 W and 0.5 Pa with a sputter deposition apparatus for HDD.
次に、非磁性体埋め込み層をエッチバックした。エッチバックは以下の条件で約5分間ECRイオンガンを用いてイオンミリングすることによって行った:プロセスガス;Ar、マイクロ波パワー;800W、加速電圧;700V。エッチバックの終点検出は、四重極式質量分析計(Q−mass)を用いて、磁性層表面のCoが検出されたところとした。 Next, the nonmagnetic embedded layer was etched back. Etchback was performed by ion milling using an ECR ion gun for about 5 minutes under the following conditions: process gas; Ar, microwave power; 800 W, acceleration voltage; The end point of etch back was detected when Co on the surface of the magnetic layer was detected using a quadrupole mass spectrometer (Q-mass).
エッチバック後、CVD(化学気相堆積法)で表面にDLC保護層を形成し、その上に潤滑剤を塗布することで本実施例のパターンド媒体を得た。 After the etch back, a patterned medium of this example was obtained by forming a DLC protective layer on the surface by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant thereon.
作製したパターンド媒体の記録ビットの表面形状は、図11(A)に示すように、ダウントラック方向の上流側のクロストラック方向に平行な辺の幅が80nm、ダウントラック方向の下流側のクロストラック方向に平行な辺の幅が120nm、ダウントラック方向の最大ビット長が25nmの台形であった。このパターンド媒体は130Gbpsi相当の記録密度がある。 As shown in FIG. 11A, the surface shape of the recording bit of the manufactured patterned medium has a width of a side parallel to the cross track direction on the upstream side in the down track direction of 80 nm and the cross on the downstream side in the down track direction. It was a trapezoid with a side width parallel to the track direction of 120 nm and a maximum bit length of 25 nm in the down track direction. This patterned medium has a recording density equivalent to 130 Gbpsi.
この媒体をHDDに組み込み、ビットエラーレート(BER)を測定したところ、1.0×10−6という良好な値を得た。 When this medium was incorporated in an HDD and the bit error rate (BER) was measured, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.
(比較例1)
インプリント工程において、記録ビットに相当するパターンの表面形状が長方形であるスタンパを用いた以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Comparative Example 1)
A patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that a stamper whose surface shape of the pattern corresponding to the recording bits was rectangular in the imprint process was used.
作製したパターンド記録媒体の記録ビットの形状は、クロストラック方向の幅が120nm、ダウントラック方向の幅(ビット長)が25nmの長方形であった。 The shape of the recording bit of the manufactured patterned recording medium was a rectangle having a width in the cross track direction of 120 nm and a width in the down track direction (bit length) of 25 nm.
この媒体をHDDに組み込み、BERを測定したところ、1.0×10−4という値を得た。 When this medium was incorporated in an HDD and the BER was measured, a value of 1.0 × 10 −4 was obtained.
実施例1と比較例1の結果を比較すると、実施例1の媒体は比較例1の媒体よりも二桁BERが良好であることがわかる。これは、シンクロ記録のシークエンスを記録ヘッドに組み込んでいなかったため、従来のパターンド媒体である比較例1の媒体は、記録ビットからずれたタイミングで記録磁界を発生した際に、記録エラーが発生し、それによりBERが劣化したと考えられる。一方、実施例1の媒体は記録ビットへの記録マージンを従来媒体よりもビット長だけ、つまり25nmだけ広くとれるため、シンクロ記録を行わなくても記録エラーを防ぐことができ、それにより従来の媒体よりも良好なBERを示したと考えられる。 Comparing the results of Example 1 and Comparative Example 1, it can be seen that the medium of Example 1 has a two-digit BER better than the medium of Comparative Example 1. This is because the sync recording sequence was not incorporated in the recording head, so the medium of Comparative Example 1, which is a conventional patterned medium, caused a recording error when a recording magnetic field was generated at a timing shifted from the recording bit. Therefore, it is considered that the BER has deteriorated. On the other hand, the medium according to the first embodiment has a recording margin for recording bits that is wider than the conventional medium by a bit length, that is, 25 nm, so that recording errors can be prevented without performing synchronized recording. It is thought that the BER was better than that.
(実施例2)
インプリント工程において、記録ビットに相当するパターンの表面形状が図11(B)に示すような六角形であるスタンパを用いた以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 2)
A patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that a stamper having a hexagonal surface shape as shown in FIG.
作製したパターンド媒体の記録ビットの表面形状は、図11(B)に示すように、ダウントラック方向の上流側および下流側のクロストラック方向に平行な2つの辺の幅がそれぞれ80nm、中心のクロストラック方向の幅が120nm、ダウントラック方向の最大ビット長が50nmの六角形であった。このパターンド媒体は65Gbpsi相当の記録密度がある。 As shown in FIG. 11B, the surface shape of the recording bit of the manufactured patterned medium is such that the width of two sides parallel to the upstream and downstream cross-track directions in the down-track direction is 80 nm, respectively. It was a hexagon having a width of 120 nm in the cross track direction and a maximum bit length of 50 nm in the down track direction. This patterned medium has a recording density equivalent to 65 Gbpsi.
この媒体をHDDに組み込み、BERを測定したところ、1.0×10−6という良好な値を得た。 When this medium was incorporated into an HDD and the BER was measured, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.
(実施例3)
インプリント工程において、記録ビットに相当するパターンの表面形状が図11(C)に示すものであるスタンパを用いた以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 3)
A patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that a stamper whose surface shape of the pattern corresponding to the recording bit was as shown in FIG. 11C was used in the imprint process.
作製したパターンド媒体の記録ビットの表面形状は、図11(C)に示すように、ダウントラック方向の上流側および下流側のクロストラック方向に平行な幅が120nm、中心のクロストラック方向の幅が80nm、ダウントラック方向の最大ビット長が50nmであった。このパターンド媒体は65Gbpsi相当の記録密度がある。 As shown in FIG. 11C, the surface shape of the recording bit of the manufactured patterned medium is 120 nm in width parallel to the upstream and downstream cross track directions in the down track direction, and the width in the center cross track direction. Was 80 nm, and the maximum bit length in the down-track direction was 50 nm. This patterned medium has a recording density equivalent to 65 Gbpsi.
この媒体をHDDに組み込み、BERを測定したところ、1.0×10−6という良好な値を得た。 When this medium was incorporated into an HDD and the BER was measured, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.
実施例2および実施例3の結果から、記録ビットの表面形状が六角形である媒体は、記録マージンを従来媒体よりもビット長の半分だけ、つまり25nmだけ広くとれるので、シンクロ記録を行わなくても記録エラーを防ぐことができ、それにより従来の媒体よりも良好なBERを示すことがわかった。 From the results of Examples 2 and 3, the recording bit surface of the medium having a hexagonal shape has a recording margin that is wider than the conventional medium by half the bit length, that is, 25 nm. Has also been found to prevent recording errors and thereby exhibit better BER than conventional media.
現行のEB描画で描画できるのは実施例1から3のサイズが限界である。つまり、実施例1の記録ビットの平面形状が台形であるパターンド媒体は130Gbpsi相当の記録密度が確認できたが、その他のビット形状では、半分の65Gbpsi相当の記録密度までしか確認できなかった。その点からは、記録ビットの平面形状が台形である媒体が一番優れているといえる。しかしながら、更なる微細描画が可能なEB描画装置があれば、ビットの平面形状が六角形の媒体であれば、記録ビットの平面形状が台形の媒体と同等の性能がでると思われる。 The size of the first to third embodiments can be drawn by the current EB drawing. In other words, the patterned medium having the trapezoidal shape of the recording bit of Example 1 was able to confirm a recording density equivalent to 130 Gbpsi, but other bit shapes could only confirm a recording density equivalent to half of 65 Gbpsi. From this point, it can be said that a medium in which the recording bit has a trapezoidal planar shape is the best. However, if there is an EB drawing apparatus capable of further fine drawing, it is considered that if the bit plane shape is a hexagonal medium, the recording bit plane shape is equivalent to a trapezoid medium.
(実施例4)
インプリント工程において、記録ビットに相当するパターンの代わりに、図12に示す表面形状の記録トラックのパターンを有するスタンパを用いた以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
Example 4
In the imprint process, a patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that a stamper having a recording track pattern having a surface shape shown in FIG. 12 was used instead of the pattern corresponding to the recording bit.
作製したDTR型パターンド媒体の記録トラックの表面形状は、図12に示すように、ダウントラック方向の上流側のクロストラック方向に平行な辺の幅が80nm、ダウントラック方向の下流側のクロストラック方向に平行な辺の幅が120nm、ダウントラック方向の最大ビット長が50nmの台形がダウントラック方向に隙間なく並んでいる形状であった。 As shown in FIG. 12, the surface shape of the recording track of the manufactured DTR type patterned medium has a side width of 80 nm parallel to the cross track direction on the upstream side in the down track direction, and the cross track on the downstream side in the down track direction. The trapezoids whose side width parallel to the direction is 120 nm and the maximum bit length in the down track direction is 50 nm are arranged in the down track direction without gaps.
このDTR媒体をHDDに組み込み、BERを測定したところ、1.0×10−6という良好な値を得た。 When this DTR medium was incorporated in an HDD and the BER was measured, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.
実施例4の結果から、記録トラックのクロストラック方向の幅を変えて磁壁の移動を制御することで、記録タイミングのズレによる記録エラーを抑えることができることがわかる。DTR媒体は、ダウントラック方向に対して繋がった構造を有するので、ディスクリートビット型パターンド媒体ほどは厳密なシンクロ記録を必要としない。しかし、実施例4のDTR媒体が記録エラーを抑えて良好なBERを示したことは大きな利点であると考えられる。 From the results of Example 4, it can be seen that the recording error due to the deviation of the recording timing can be suppressed by controlling the movement of the domain wall by changing the width of the recording track in the cross track direction. Since the DTR medium has a structure connected in the down-track direction, it does not require strict synchronized recording as the discrete bit type patterned medium. However, it is considered that the DTR medium of Example 4 suppresses the recording error and exhibits a good BER, which is a great advantage.
以下、本発明の実施形態に係るパターンド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。 Hereinafter, the material used for each layer of the patterned medium according to the embodiment of the present invention and the laminated structure of each layer will be described.
<基板>
基板としては、例えばガラス基板、Al系合金基板、セラミック、カーボンや、酸化表面を有するSi単結晶基板、およびこれらの基板にNiP等のメッキが施されたもの等を用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、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、これらの繊維強化物などが使用可能である。基板としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてNiP層が形成されたものを用いることもできる。また,基板上への薄膜の形成方法として以下ではスパッタリング法のみを取り上げたが,真空蒸着法や電解メッキ法などでも同様の効果を得ることができる。
<Board>
As the substrate, for example, a glass substrate, an Al-based alloy substrate, ceramic, carbon, a Si single crystal substrate having an oxidized surface, and those obtained by plating such a substrate with NiP or the like can be used. As the glass substrate, there are amorphous glass and crystallized glass, and general-purpose soda lime glass and aluminosilicate glass can be used as the amorphous glass. Further, as the crystallized glass, lithium-based crystallized glass can be used. As the ceramic substrate, a sintered body mainly composed of general-purpose aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or the like, or a fiber reinforced material thereof can be used. As the substrate, a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of the metal substrate or the nonmetal substrate by using a plating method or a sputtering method can also be used. Further, only the sputtering method has been described below as a method for forming a thin film on the substrate, but the same effect can be obtained by a vacuum deposition method or an electrolytic plating method.
<軟磁性下地層>
軟磁性下地層(SUL)は、垂直磁磁気記録層を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。
<Soft magnetic underlayer>
The soft magnetic underlayer (SUL) is one of the functions of a magnetic head that circulates a recording magnetic field from a magnetic head for magnetizing a perpendicular magnetic recording layer, for example, a single magnetic pole head, to the magnetic head side in the horizontal direction. It can play the role of applying a steep and sufficient perpendicular magnetic field to the recording layer of the magnetic field to improve the recording / reproducing efficiency.
軟磁性下地層には、Fe、Ni、Coを含む材料を用いることができる。このような材料として、FeCo系合金例えばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金例えばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系合金、FeSi系合金例えばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金例えばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金例えばFeZrNなどを挙げることができる。また、Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等の微結晶構造、あるい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ができる。 For the soft magnetic underlayer, a material containing Fe, Ni, and Co can be used. Examples of such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys, FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN. Further, a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like containing 60 at% or more of Fe or a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix can be used.
また、軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、及びYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることができる。Coは、好ましくは80at%以上含まれる。このようなCo合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすく、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、この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、例えばCoZr、CoZrNb、及びCoZrTa系合金などを挙げることができる。 As another material of the soft magnetic underlayer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can be used. Co is preferably contained at 80 at% or more. When such Co alloy is formed by sputtering, an amorphous layer is likely to be formed, and amorphous soft magnetic materials do not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, and thus have excellent soft magnetism. Show. Further, the use of this amorphous soft magnetic material can reduce the noise of the medium. Examples of suitable amorphous soft magnetic materials include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa-based alloys.
軟磁性下地層の下には、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ることができる。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。 Under the soft magnetic underlayer, an underlayer can be further provided in order to improve the crystallinity of the soft magnetic underlayer or the adhesion to the substrate. As the underlayer material, Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing these, oxides or nitrides thereof can be used.
軟磁性下地層と記録層との間には、非磁性体からなる中間層を設けることができる。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と、記録層の結晶性を制御することとの二つがある。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。 An intermediate layer made of a nonmagnetic material can be provided between the soft magnetic underlayer and the recording layer. There are two roles of the intermediate layer: blocking the exchange coupling interaction between the soft magnetic underlayer and the recording layer, and controlling the crystallinity of the recording layer. As the intermediate layer material, Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, alloys containing these, oxides or nitrides thereof can be used.
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0.5〜1.5nmのRuを挿入することで反強磁性結合させても良い。また、CoCrPtやSmCo、FePtなどの面内異方性を持った硬磁性膜、あるいはIrMn、PtMn等の反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させても良い。その際に、交換結合力を制御するために、Ru層の前後に磁性(たとえばCo)あるいは非磁性の膜(たとえばPt)を積層させても良い。 In order to prevent spike noise, the soft magnetic underlayer may be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by inserting 0.5 to 1.5 nm of Ru. Alternatively, a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, or FePt, or a pinned layer made of an antiferromagnetic material such as IrMn or PtMn and a soft magnetic layer may be exchange coupled. At that time, in order to control the exchange coupling force, a magnetic (for example, Co) or nonmagnetic film (for example, Pt) may be laminated before and after the Ru layer.
<強磁性記録層(一般的な構造)>
垂直磁気記録層は、Coを主成分とし、Ptを含む合金からなると、高異方性が達成できるので好ましい。記録層はさらに、酸化物を含んだ材料からなっていても良い。この酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンまたは磁気記録層を構成する金属の酸化物が好適である。
<Ferromagnetic recording layer (general structure)>
The perpendicular magnetic recording layer is preferably made of an alloy containing Co as a main component and containing Pt because high anisotropy can be achieved. The recording layer may further be made of a material containing an oxide. As this oxide, silicon oxide, titanium oxide, or an oxide of a metal constituting the magnetic recording layer is particularly suitable.
垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子(磁性を有した結晶粒子)が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号/ノイズ比(S/N比)が得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。酸化物の含有量は、Co、Cr、Ptの総量に対して、3mol%以上12mol%以下であることが好ましい。さらに好ましくは5mol%以上10mol%以下である。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、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ため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、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)が得られなくなるため好ましくない。垂直磁気記録層のCrの含有量は、0at%以上16at%以下であることが好ましい。さらに好ましくは10at%以上14at%以下である。Cr含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Kuを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、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ために好適だからである。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、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。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のは、垂直磁性層に必要なKuを得、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、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ために好適であることによる。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ため好ましくない。また、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熱揺らぎ特性を得るためのKuが得られないため好ましくない。 In the perpendicular magnetic recording layer, magnetic particles (crystal grains having magnetism) are preferably dispersed in the layer. The magnetic particles preferably have a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically. By forming such a structure, the orientation and crystallinity of the magnetic particles in the perpendicular magnetic recording layer are improved, and as a result, a signal / noise ratio (S / N ratio) suitable for high-density recording can be obtained. it can. In order to obtain such a structure, the amount of oxide to be contained is important. The oxide content is preferably 3 mol% or more and 12 mol% or less with respect to the total amount of Co, Cr, and Pt. More preferably, it is 5 mol% or more and 10 mol% or less. The above range is preferable as the content of the oxide in the perpendicular magnetic recording layer because, when the layer is formed, the oxide is precipitated around the magnetic particles, so that the magnetic particles can be isolated and refined. It is. When the oxide content exceeds the above range, the oxide remains in the magnetic particles, and the orientation and crystallinity of the magnetic particles are impaired. This is not preferable because a columnar structure in which magnetic particles penetrate vertically through the perpendicular magnetic recording layer is not formed. Further, when the oxide content is less than the above range, separation and miniaturization of magnetic particles are insufficient, resulting in an increase in noise during recording and reproduction, and a signal / noise ratio (S) suitable for high-density recording. / N ratio) is not obtained. The content of Cr in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0 at% or more and 16 at% or less. More preferably, it is 10 at% or more and 14 at% or less. The Cr content is in the above range because the uniaxial crystal magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic particles is not lowered too much, and high magnetization is maintained, resulting in recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and sufficient heat. This is because it is suitable for obtaining fluctuation characteristics. When the Cr content exceeds the above range, Ku of the magnetic particles becomes small, so the thermal fluctuation characteristics deteriorate, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles deteriorate, resulting in poor recording / reproducing characteristics. Therefore, it is not preferable. The Pt content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 10 at% or more and 25 at% or less. The Pt content is in the above range because Ku required for the perpendicular magnetic layer is obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are good. As a result, thermal fluctuation characteristics and recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording. This is preferable because it is obtained. When the Pt content exceeds the above range, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic particles, and crystallinity and orientation may be impaired. Further, when the Pt content is less than the above range, it is not preferable because Ku for obtaining thermal fluctuation characteristics suitable for high density recording cannot be obtained.
垂直磁気記録層は、Co、Cr、Pt、酸化物のほかに、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reから選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるい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。上記元素の合計の含有量は、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いため好ましくない。 The perpendicular magnetic recording layer contains at least one element selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxide. Can do. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording. The total content of the above elements is preferably 8 at% or less. If it exceeds 8 at%, phases other than the hcp phase are formed in the magnetic particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic particles are disturbed, resulting in recording / reproduction characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording. It is not preferable because it is not possible.
また、垂直磁気記録層としては、上記の他、CoPt系合金、CoCr系合金、CoPtCr系合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi、CoPtCrSi,およびPt、Pd、Rh、およびRuからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とCoとの多層構造、さらに、これらにCr、BおよびOを添加したCoCr/PtCr、CoB/PdB、CoO/RhOなどを使用することができる。 In addition to the above, the perpendicular magnetic recording layer is at least selected from the group consisting of CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, CoPtCrSi, and Pt, Pd, Rh, and Ru. A multilayer structure of an alloy mainly composed of one kind and Co, and CoCr / PtCr, CoB / PdB, CoO / RhO, and the like obtained by adding Cr, B, and O to these can be used.
垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは5ないし60nm、より好ましくは10ないし40nmである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作し得る。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り、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)以上とすることが好ましい。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。 The thickness of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 5 to 60 nm, more preferably 10 to 40 nm. Within this range, the magnetic recording / reproducing apparatus suitable for higher recording density can be operated. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is less than 5 nm, the reproduction output tends to be too low and the noise component tends to be higher. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer exceeds 40 nm, the reproduction output is too high. There is a tendency to distort the waveform. The coercive force of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior. The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.
<非磁性埋め込み層>
非磁性埋め込み層に用いる非磁性材料は、SiO2、TiOx、Al2O3などの酸化物やSi3N4、AlN、TiNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、BNなどの硼化物、C、Siなどの単体などから幅広く選択できる。
<Nonmagnetic buried layer>
Nonmagnetic materials used for the nonmagnetic buried layer include oxides such as SiO 2 , TiO x , and Al 2 O 3 , nitrides such as Si 3 N 4 , AlN, and TiN, carbides such as TiC, borides such as BN, A wide selection can be made from simple substances such as C and Si.
<保護層>
保護層としては、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目的設けられる。その材料としては、例えばC、SiO2、ZrO2を含むものがあげられる。保護層の厚さは、1ないし10nmとすることが好ましい。これにより、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。
<Protective layer>
The protective layer is provided for the purpose of preventing corrosion of the perpendicular magnetic recording layer and preventing damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Examples of the material include those containing C, SiO 2 and ZrO 2 . The thickness of the protective layer is preferably 1 to 10 nm. Thereby, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high-density recording.
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。 Carbon can be classified into sp 2 bonded carbon (graphite) and sp 3 bonded carbon (diamond). Durability and corrosion resistance are superior to sp 3 -bonded carbon, but since it is crystalline, surface smoothness is inferior to graphite. Usually, the carbon film is formed by sputtering using a graphite target. In this method, amorphous carbon in which sp 2 bonded carbon and sp 3 bonded carbon are mixed is formed. Those having a large proportion of sp 3 bonded carbon are called diamond-like carbon (DLC). Since it is excellent in durability and corrosion resistance and is excellent in surface smoothness due to being amorphous, it is used as a surface protective film of a magnetic recording medium. DLC film formation by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method excites and decomposes the source gas in plasma and generates DLC by a chemical reaction. By adjusting the conditions, DLC richer in sp 3 bond carbon can be obtained. Can be formed.
<潤滑層>
潤滑層に使用する潤滑剤としては、従来公知の材料、例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が挙げられる。
<Lubrication layer>
Examples of the lubricant used in the lubricating layer include conventionally known materials such as perfluoropolyether, fluorinated alcohol, and fluorinated carboxylic acid.
1…基板、2…下地層、3…強磁性記録層、4…保護層、7…SiOC埋め込み層、8…保護層、11、21、22…記録ビット、20…記録ヘッド、55…磁気ヘッド。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板上に形成され、平面形状がダウントラック方向に対して傾斜する複数の辺と、クロストラック方向の第1の幅の部分と、クロストラック方向の第1の幅よりも狭い第2の幅の部分とを有し、凸パターンをなす記録ビットを含む記録層と
を具備したことを特徴とするパターンド磁気記録媒体。 A substrate,
A plurality of sides formed on the substrate and having a planar shape inclined with respect to the down-track direction, a first width portion in the cross-track direction, and a second width narrower than the first width in the cross-track direction And a recording layer including a recording bit having a convex pattern, and a patterned magnetic recording medium.
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