JP2012198951A - Magnetic recording medium and heat-assisted magnetic recording device - Google Patents

Magnetic recording medium and heat-assisted magnetic recording device Download PDF

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Fumiko Akagi
文子 赤城
Kan Yasui
感 安井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium and a recording method for performing multilayer recording using a heat-assisted magnetic recording method.SOLUTION: The magnetic recording medium includes a plurality of recording layers 23 formed on a substrate 21 in a magnetically separated manner. Each recording layer includes a plurality of magnetic cells 28 that are magnetically mutually separated and, for a magnetic cell that is located closer to the substrate, a magnetic recording medium with higher Curie temperature is used. In recording, the heat-assisted magnetic recording device sequentially performs the recording from the recording layer close to the substrate.

Description

本発明は、高記録密度の情報記録に関し、熱アシスト磁気記録用の多層磁気記録媒体及び熱アシスト磁気記録装置に関する。   The present invention relates to information recording with high recording density, and relates to a multilayer magnetic recording medium and a thermally assisted magnetic recording apparatus for thermally assisted magnetic recording.

現代の情報化社会を支える情報記憶システムの1つとして、コンピュータ等に装着されている磁気ディスク装置は、高記録密度化と高速化及び小型化が急速に進んでいる。磁気ディスク装置の高記録密度化を実現するためには、磁気ディスクと磁気ヘッドの距離を狭めること、磁気記録媒体の磁性膜を構成する結晶粒径を微細化すること、磁気記録媒体の保磁力(異方性磁界)を増大させること、信号処理の高速化等が必要である。   As one of information storage systems that support the modern information society, magnetic disk devices mounted on computers and the like are rapidly increasing in recording density, speed, and size. In order to realize a high recording density of the magnetic disk device, the distance between the magnetic disk and the magnetic head is reduced, the crystal grain size constituting the magnetic film of the magnetic recording medium is made fine, the coercive force of the magnetic recording medium. It is necessary to increase (anisotropic magnetic field), speed up signal processing, and the like.

高記録密度化を実現するために、磁気記録媒体においては、結晶粒径を微細化して、磁性粒子間に結晶粒界領域を設け、磁性粒子間の磁気的結合を弱めることでノイズを低減することが図られてきた。しかし、記録磁化を保持するためのエネルギーは磁性粒子の体積に比例しているため、磁性粒子の体積が小さくなると熱エネルギーに対する耐性が低下する(熱揺らぎ問題)。   In order to achieve high recording density, in magnetic recording media, the crystal grain size is reduced, crystal grain boundary regions are provided between the magnetic particles, and noise is reduced by weakening the magnetic coupling between the magnetic particles. Has been planned. However, since the energy for maintaining the recording magnetization is proportional to the volume of the magnetic particles, the resistance to thermal energy decreases when the volume of the magnetic particles is reduced (thermal fluctuation problem).

この熱揺らぎ問題を解決するための一つの方法は、異方性エネルギーKuを増加させることである。異方性エネルギーKuは磁化方向を安定させるための物性値であり、磁性粒子の結晶構造やそれを構成する材料によって決まっている。環境温度をT、孤立した磁性粒子の体積をv、ボルツマン定数をkBとすると(Ku・v)/(kB・T)が小さくなるほど熱揺らぎによる磁化反転が起こり易い。即ちKuが高くなれば熱揺らぎを抑制することができる。Kuが高い材料の検討は数多くなされている。例えば、特開2002−25032号公報、特開2005−190538号公報に示されているCo層とPd層もしくはPt層を交互に積層した高Kuの人工格子膜をグラニュラー化した媒体、又は、特開2010−118147号公報に示されているCoCr,CoPt,FePtを用いたグラニュラー媒体を使えば高記録密度化が図れる。 One method for solving this thermal fluctuation problem is to increase the anisotropic energy Ku . The anisotropy energy Ku is a physical property value for stabilizing the magnetization direction, and is determined by the crystal structure of the magnetic particle and the material composing it. Assuming that the environmental temperature is T, the volume of the isolated magnetic particle is v, and the Boltzmann constant is k B , magnetization reversal due to thermal fluctuations is likely to occur as (K u · v) / (k B · T) decreases. That is, if Ku is increased, thermal fluctuation can be suppressed. Study of K u is high material have been many. For example, JP 2002-25032, JP-high K u of superlattice granular of a medium by alternately stacking Co layer and a Pd layer or a Pt layer as shown in JP-2005-190538, or, If a granular medium using CoCr, CoPt, or FePt disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-118147 is used, the recording density can be increased.

人工格子膜や高異方性合金膜等のように高Ku媒体を用いた場合、ヘッド磁界強度の限界から、光記録技術と磁気記録技術を結合した熱アシスト磁気記録が有効な手段の1つである。例えば、Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38, p.1839, 1999に記載されている記録再生ヘッドは、記録磁界を発生する部分に光を発生させる機構を付加したものである。記録時には、磁界印加とともに光照射することにより、媒体を加熱して異方性エネルギー(保磁力)を低下させて記録を行う。この方法によれば、従来の磁気ヘッドでは記録磁界が不足して記録が困難であった超高記録密度用の高い保磁力を有する媒体にも記録が容易に行える。しかし、磁気ディスク装置の高記録密度化には、微小な加熱領域を速やかに加熱・冷却することが必要であるため、従来、光記録で用いられているレーザー光をレンズにより絞りこむ方法では限界が生じる。これを解決する方法として、金属表面プラズモンで近接場光を発生させる方法が提案され、研究が行われてきた(Optics Japan 2002 Extended Abstracts, 3pA6, 2002、特開2003−45004号公報等)。再生は、従来の磁気記録で用いられているGMR(巨大磁気抵抗効果型)ヘッド又はTMR(トンネル磁気抵抗効果型)ヘッドを用いる。 When a high Ku medium such as an artificial lattice film or a highly anisotropic alloy film is used, heat-assisted magnetic recording that combines optical recording technology and magnetic recording technology is one of the effective means due to the limitation of head magnetic field strength. One. For example, a recording / reproducing head described in Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38, p. 1839, 1999 is one in which a mechanism for generating light is added to a portion that generates a recording magnetic field. At the time of recording, recording is performed by irradiating light with application of a magnetic field, thereby heating the medium and reducing anisotropic energy (coercivity). According to this method, recording can be easily performed even on a medium having a high coercive force for an ultra-high recording density, which is difficult to record with a conventional magnetic head due to insufficient recording magnetic field. However, to increase the recording density of a magnetic disk device, it is necessary to quickly heat and cool a minute heating area, so the conventional method of focusing laser light used in optical recording with a lens is limited. Occurs. As a method for solving this problem, a method of generating near-field light with metal surface plasmons has been proposed and studied (Optics Japan 2002 Extended Abstracts, 3pA6, 2002, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-4504, etc.). For reproduction, a GMR (giant magnetoresistive effect) head or a TMR (tunnel magnetoresistive effect) head used in conventional magnetic recording is used.

熱揺らぎ問題を解決するための別の方法として、ビットパターン媒体(Bit Patterned Media;BPM)も注目を浴びている(J. Appl. Phys., vol.76, p.6673, 1994, 米国特許第5,820,768号明細書、特開平10−233015号公報)。   Bit Patterned Media (BPM) is also attracting attention as another method for solving the thermal fluctuation problem (J. Appl. Phys., Vol.76, p.6673, 1994, US Patent No. 1). No. 5,820,768, JP-A-10-233015).

これは、1粒子に1ビットの記録を行う方式である。本方式では、1ビットは規則的に配列された1つの磁性粒子(セル)に記録されるため,粒子の大きさはビットと同程度まで大きくすることが可能である。従って耐熱性に優れた媒体を提供できる。しかし、BPMにおいても、5Tb/in2以上の面記録密度を達成するためには磁性粒子の更なる狭小化のために熱揺らぎ問題が予想される。従って、FePt等の高Ku材料とともに熱アシスト記録との組み合わせが必要と考えられる。例えば、ビットパターン媒体と熱アシスト磁気記録との組み合わせが、特開2010−55722号公報及び特開2005−166239公報(米国特許第6,906,879号明細書)に記載されている。前者には、記録ビットが絶縁体により分離されており、磁気ヘッドに設けられたトンネル電流配線からトンネル電流を印加して、記録ビットを昇温させて記録を行う方式が示されている。後者には、パターン媒体を用いて多重レベル記録(本明細書では多層記録と呼ぶ)を実現する方式が示されている。詳しくは、基板上に非磁性層を挟んだ2層の記録層を有する記録媒体において、基板に近い記録層を下層、基板から遠い記録層を上層とした時、上層の保磁力を下層より低くして、一度ヘッド磁界と熱をかけて上層と下層の磁化を同時に反転させた後(下層が記録される)、ヘッド磁界だけで上層を反転させる(上層が記録される)多重レベル記録を実現させる方法が示されている。しかし、高Ku材料を用いるとヘッド磁界だけでは磁化を反転させることはできず、また、3層以上の多重レベル記録方法については記載されていない。 This is a method of recording 1 bit per particle. In this method, since one bit is recorded in one regularly arranged magnetic particle (cell), the size of the particle can be made as large as the bit. Therefore, a medium excellent in heat resistance can be provided. However, even in BPM, in order to achieve a surface recording density of 5 Tb / in 2 or more, a thermal fluctuation problem is expected due to further narrowing of the magnetic particles. Therefore, it is considered necessary combination of thermally assisted magnetic recording with high K u material such as FePt. For example, a combination of a bit pattern medium and heat-assisted magnetic recording is described in JP 2010-55722 A and JP 2005-166239 A (US Pat. No. 6,906,879). The former shows a method in which recording bits are separated by an insulator and recording is performed by applying a tunnel current from a tunnel current wiring provided in a magnetic head to raise the temperature of the recording bit. The latter shows a method for realizing multilevel recording (referred to as multilayer recording in this specification) using a pattern medium. Specifically, in a recording medium having two recording layers sandwiching a nonmagnetic layer on a substrate, when the recording layer close to the substrate is the lower layer and the recording layer far from the substrate is the upper layer, the coercive force of the upper layer is lower than the lower layer. Once the head magnetic field and heat are applied, the upper layer and lower layer magnetizations are reversed simultaneously (the lower layer is recorded), and then the upper layer is reversed only by the head magnetic field (upper layer is recorded). It shows how to do it. However, when a high Ku material is used, the magnetization cannot be reversed only by the head magnetic field, and a multi-level recording method of three or more layers is not described.

特開2002−25032号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-25032 特開2005−190538号公報JP 2005-190538 A 特開2010−118147号公報JP 2010-118147 A 特開2003−45004号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-4504 米国特許第5,820,768号明細書US Pat. No. 5,820,768 特開平10−233015号JP 10-2333015 特開2010−55722号公報JP 2010-55722 A 特開2005−166239号公報(米国特許第6,906,879号明細書)JP 2005-166239 A (US Pat. No. 6,906,879)

Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38, p.1839, 1999Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38, p. 1839, 1999 Optics Japan 2002 Extended Abstracts, 3pA6, 2002Optics Japan 2002 Extended Abstracts, 3pA6, 2002 J. Appl. Phys., vol.76, p.6673 1994J. Appl. Phys., Vol.76, p.6673 1994

上記背景に鑑み、超高記録密度化を実現するという課題に対して、本発明は、熱アシスト磁気記録方式を用いて多層記録を行うための記録媒体及び記録方法を提供するものである。   In view of the above background, the present invention provides a recording medium and a recording method for performing multi-layer recording using a heat-assisted magnetic recording system in response to the problem of realizing ultrahigh recording density.

本発明の磁気記録媒体は、基板上に形成された2層以上の記録層を有し、各記録層は非磁性層等により磁気的に分離され、各記録層は分離領域によって囲まれた複数の磁気セルから構成されているパターン媒体である。上下の記録層の磁気セルは、膜厚方向に重なるように配置することができる。ここで、各記録層の磁気セルのキュリー温度は基板に近いほど高くする。   The magnetic recording medium of the present invention has two or more recording layers formed on a substrate, each recording layer is magnetically separated by a nonmagnetic layer or the like, and each recording layer is surrounded by a plurality of separation regions. This is a patterned medium composed of magnetic cells. The magnetic cells of the upper and lower recording layers can be arranged so as to overlap in the film thickness direction. Here, the Curie temperature of the magnetic cell of each recording layer is set higher as it is closer to the substrate.

熱アシスト磁気記録方式によって本発明の磁気記録媒体に記録を行うには、所望の磁気セルをそのキュリー温度近傍まで昇温し、記録磁界を印加して記録する。その際、所望の磁気セルよりも基板から遠い側にある磁気セルもキュリー温度以上に昇温されるため、所望の磁気セルと同じ方向に磁化が向く。次に、所望の磁気セルよりも基板から遠い側の磁気セルを、所望の磁気セルに近いものから順次記録していく。記録を行う時の記録温度は、そのターゲットとなる磁気セルのキュリー温度近傍とし、その磁気セルよりも基板に近い側の磁気セルのキュリー温度よりは低く、その磁気セルよりも基板から遠い側の磁気セルのキュリー温度よりは高くする。   In order to perform recording on the magnetic recording medium of the present invention by the heat-assisted magnetic recording method, the temperature of a desired magnetic cell is raised to the vicinity of its Curie temperature, and recording is performed by applying a recording magnetic field. At that time, since the temperature of the magnetic cell farther from the substrate than the desired magnetic cell is also raised to the Curie temperature or higher, the magnetization is directed in the same direction as the desired magnetic cell. Next, the magnetic cells farther from the substrate than the desired magnetic cells are sequentially recorded from the one closer to the desired magnetic cell. The recording temperature at the time of recording is set near the Curie temperature of the target magnetic cell, lower than the Curie temperature of the magnetic cell closer to the substrate than the magnetic cell, and farther from the substrate than the magnetic cell. It is higher than the Curie temperature of the magnetic cell.

パターン媒体の磁気セルは、記録媒体の厚さ方向と記録媒体が回転する方向が作る面(同一トラックの媒体断面)において、各記録層の磁気セルに対してその記録層に隣接している上下記録層の磁気セルが記録媒体の回転方向に略重ならずに配置されていてもよい。即ち、媒体膜厚方向に磁気セルは隔層で配置されていてもよい。記録方法は、前記したように基板側の磁気セルから順次記録するが、このようなパターン媒体では、隔層おきに磁気セルがあるため、記録時間は、上下記録層の磁気セルが重なっているパターン媒体の最大半分ですむ。また、本パターン媒体のキュリー温度は、媒体回転方向と媒体半径方向が作る面(媒体平面)において同じ位置にある磁気セルにおいて、基板に近い側ほど高くすればよい。   The magnetic cell of the pattern medium has an upper and lower side adjacent to the recording layer with respect to the magnetic cell of each recording layer on the surface formed by the thickness direction of the recording medium and the direction of rotation of the recording medium (medium cross section of the same track). The magnetic cells of the recording layer may be arranged without substantially overlapping in the rotation direction of the recording medium. That is, the magnetic cells may be arranged in separate layers in the medium film thickness direction. In the recording method, recording is performed sequentially from the magnetic cell on the substrate side as described above. However, in such a patterned medium, since there are magnetic cells every other layer, the magnetic cells in the upper and lower recording layers overlap. It can be up to half the pattern medium. In addition, the Curie temperature of the patterned medium may be increased toward the side closer to the substrate in the magnetic cell located at the same position on the surface (medium plane) formed by the medium rotation direction and the medium radial direction.

更に、再生信号が基板側の磁気セルほど弱くなることを鑑みて、基板に近い記録層の磁気セルは基板から遠い記録層の磁気セルに比べて飽和磁化値を大きくしたパターン媒体を用いてもよい。同じ理由で、基板に近い記録層の磁気セルの体積を基板から遠い記録層の磁気セルに比べて大きくしたパターン媒体を用いてもよい。   Furthermore, in view of the fact that the reproduction signal becomes weaker as the magnetic cell on the substrate side, the magnetic cell of the recording layer closer to the substrate may use a patterned medium having a larger saturation magnetization value than the magnetic cell of the recording layer far from the substrate. Good. For the same reason, a patterned medium in which the volume of the magnetic cell of the recording layer close to the substrate is larger than that of the magnetic cell of the recording layer far from the substrate may be used.

更に、2層媒体に限定した場合、基板に近い記録層は従来のグラニュラー垂直磁気記録膜で、基板から遠い記録層をパターン膜としてもよい。   Further, when the recording medium is limited to a two-layer medium, the recording layer close to the substrate may be a conventional granular perpendicular magnetic recording film, and the recording layer far from the substrate may be a pattern film.

本発明の熱アシスト磁気記録用の多層磁気記録媒体及び記録方法によれば、超高記録密度化が実現可能となる。   According to the multilayer magnetic recording medium and recording method for heat-assisted magnetic recording of the present invention, it is possible to realize an ultrahigh recording density.

上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

実施例1のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure example of a patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 実施例1のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the patterned medium according to the first embodiment. 本発明の垂直磁気記録媒体の異方性磁界Hkの温度依存性を示す図。Figure shows the temperature dependence of the anisotropy field H k of the perpendicular magnetic recording medium of the present invention. 磁気ディスク装置の構造例を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an example of the structure of a magnetic disk device. 熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a heat-assisted magnetic recording head. 記録層が3層のパターン媒体に記録する手順を示した図。The figure which showed the procedure which records on a recording medium with three recording layers. 記録層が3層のパターン媒体に記録する手順を示した図。The figure which showed the procedure which records on a recording medium with three recording layers. 記録層が3層のパターン媒体に記録する手順を示した図。The figure which showed the procedure which records on a recording medium with three recording layers. 記録層が3層のパターン媒体に記録する手順を示した図。The figure which showed the procedure which records on a recording medium with three recording layers. 計算機シミュレーションのための媒体モデル図。Media model diagram for computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 記録磁化パターンと再生波形の一例を示す図。The figure which shows an example of a recording magnetization pattern and a reproduction | regeneration waveform. 実施例2のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of a patterned medium according to the second embodiment. 実施例2のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of a patterned medium according to the second embodiment. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 実施例2のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 2. 計算機シミュレーションのための媒体モデル図。Media model diagram for computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 計算機シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a computer simulation result. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 計算機シミュレーションを用いた記録手順を示す図。The figure which shows the recording procedure using computer simulation. 実施例3のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure example of a patterned medium according to a third embodiment. 実施例3のパターン媒体の平面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a planar structure example of a patterned medium according to a third embodiment. 実施例3のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure example of a patterned medium according to a third embodiment. 実施例4のパターン媒体の断面構造例を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure example of a patterned medium according to a fourth embodiment. 実施例4のパターン媒体の記録パターンの一例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a recording pattern of a pattern medium according to a fourth embodiment. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4. 実施例4のパターン媒体の製造工程を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a process for manufacturing a patterned medium of Example 4.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施例1]
図1は、本発明の実施例1によるパターン媒体の概略図である。図は媒体の膜厚方向zと媒体走行方向(ダウントラック方向)xがなす面(断面図)を示した。図において、媒体は、非磁性基板21、下地層22、垂直磁気記録層23がn層積層された多層記録層24、保護層25からなる。各垂直磁気記録層23の各磁気セル28は、FePt合金膜,CoCr合金膜,CoPd合金膜,CoPt合金膜,SmCo合金膜,Co/Pd多層膜,Co/Pt多層膜等の高Ku垂直磁気異方性材料で構成されている。各層の磁気セル28は、非磁性充填層26により分離されている。非磁性充填層は、例えばNiTi,SiO2,アルミナ(Al23等),スピン・オン・ガラス,CrTi,酸化物(酸化タングステン、酸化タンタル等),窒化物等からなる。更に、垂直磁気記録層の各層は例えばMgO,Ru,SiO2,Al23,Fe34,酸化物,窒化物等の非磁性層27によって磁気的に分離独立している。即ち、各記録層の上下の磁気セル28は磁気的に分離独立しており、それぞれ別のビットである。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a patterned medium according to Embodiment 1 of the present invention. The figure shows a surface (cross-sectional view) formed by the film thickness direction z of the medium and the medium traveling direction (down track direction) x. In the figure, the medium comprises a non-magnetic substrate 21, an underlayer 22, a multilayer recording layer 24 in which n perpendicular magnetic recording layers 23 are stacked, and a protective layer 25. Each magnetic cells 28 of each vertical magnetic recording layer 23, FePt alloy film, CoCr alloy film, CoPd alloy film, CoPt alloy film, SmCo alloy film, Co / Pd multilayer film, the high K u vertical such Co / Pt multilayer film It is made of a magnetic anisotropic material. The magnetic cells 28 in each layer are separated by a nonmagnetic filling layer 26. Nonmagnetic filler layer, for example NiTi, SiO 2, alumina (Al 2 O 3, etc.), spin-on-glass, CrTi, oxide (tungsten oxide, tantalum oxide, etc.), made of a nitride or the like. Further, each layer of the perpendicular magnetic recording layer is magnetically separated and independent by a nonmagnetic layer 27 such as MgO, Ru, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 3 O 4 , oxide, or nitride. That is, the magnetic cells 28 above and below each recording layer are magnetically separated and independent, and are separate bits.

次に、本実施例のパターン媒体の製造方法について、垂直磁気記録層が3層の場合について、図2Aから図2Fを用いて説明する。まず、図2Aに示すように非磁性基板21上に下地層22、第一の垂直磁気記録層231を順次スパッタ法等により形成する。更に、非磁性層27、第二の垂直磁気記録層232、非磁性層27、第三の垂直磁気記録層233の順に垂直磁気記録層が合計3層になるまで形成し、その上に保護層29を形成する。ここで、各垂直磁気記録層のキュリー温度は、Ni,Ag,Cu等を添加することにより変えることができる。もしくは、上記高Ku材料の組み合わせで実現しうる。続いて、図2Bに示すように保護層29の上にレジストパターン30を形成する。続いて、図2Cに示すように、Arイオン等の不活性ガスを用いてエッチングによりレジストパターンを記録層に転写する。続いて、反応性イオンエッチングを用いて、残ったレジスト30と保護層29を除去する。この際、水素ガスを用いることにより記録層表面を変質させることなく除去できる。続いて、図2Dに示すようにスパッタ等を用いて、パターンを覆うように非磁性充填層26となる材料を溝に充填し、図2Eに示すように、反応性イオンエッチングや不活性ガスを用いたイオンエッチングなどにより非磁性充填層26の表面を平坦化する。続いて、不活性ガスを用いたイオンエッチングにより非磁性充填層を削り、最後に、図2Fに示すように、保護層25と潤滑層(図では省略)を形成してパターン媒体が製造できる。 Next, the manufacturing method of the patterned medium of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2A to 2F in the case of three perpendicular magnetic recording layers. First, as shown in FIG. 2A, an underlayer 22 and a first perpendicular magnetic recording layer 231 are sequentially formed on a nonmagnetic substrate 21 by a sputtering method or the like. Further, the nonmagnetic layer 27, the second perpendicular magnetic recording layer 232, the nonmagnetic layer 27, and the third perpendicular magnetic recording layer 233 are formed in this order until there are a total of three perpendicular magnetic recording layers, on which a protective layer is formed. 29 is formed. Here, the Curie temperature of each perpendicular magnetic recording layer can be changed by adding Ni, Ag, Cu or the like. Alternatively, it can be realized by a combination of the above high Ku materials. Subsequently, a resist pattern 30 is formed on the protective layer 29 as shown in FIG. 2B. Subsequently, as shown in FIG. 2C, the resist pattern is transferred to the recording layer by etching using an inert gas such as Ar ions. Subsequently, the remaining resist 30 and protective layer 29 are removed using reactive ion etching. At this time, by using hydrogen gas, the recording layer surface can be removed without alteration. Subsequently, using sputtering or the like as shown in FIG. 2D, the groove is filled with a material to be the nonmagnetic filling layer 26 so as to cover the pattern, and as shown in FIG. 2E, reactive ion etching or inert gas is used. The surface of the nonmagnetic filling layer 26 is planarized by ion etching or the like used. Subsequently, the nonmagnetic filling layer is shaved by ion etching using an inert gas, and finally, as shown in FIG. 2F, a protective layer 25 and a lubricating layer (not shown) can be formed to produce a patterned medium.

更に詳細には、非磁性基板21として例えば直径65mmのガラス基板を用いる。ガラス基板の上に下地層22として10nmのMgO、その上に、第一の垂直磁気記録層231として4nmのFePtにNiを添加して積層する。ここで、Fe元素は50原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は5原子%とする。続いて、非磁性層27としてMgOを2nm、第二の垂直磁気記録層232としてFePtを4nm積層する。ここで、第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度を第一の垂直磁気記録層231のキュリー温度よりも低くするために、Fe元素は45原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は10原子%とする。同様に、非磁性層、第三の垂直磁気記録層233を積層する。第三の垂直磁気記録層233のキュリー温度を第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度よりも低くするために、Fe元素は40原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は15原子%とした。保護層29は4nmのスパッタカーボンを用いる。次に、インプリント装置を用いて、インプリントレジストパターン30を形成する。レジストパターン30の総厚は70nmで、パターン301の高さは60nm、レジストの残渣302は10nmとする。なお、レジストパターンは露光装置を用いてフォトリソグラフィーにより形成することもできる。   More specifically, for example, a glass substrate having a diameter of 65 mm is used as the nonmagnetic substrate 21. On the glass substrate, 10 nm of MgO is added as the underlayer 22, and Ni is added to 4 nm of FePt as the first perpendicular magnetic recording layer 231 thereon. Here, the Fe element is 50 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 5 atomic%. Subsequently, 2 nm of MgO is stacked as the nonmagnetic layer 27 and 4 nm of FePt is stacked as the second perpendicular magnetic recording layer 232. Here, in order to make the Curie temperature of the second perpendicular magnetic recording layer 232 lower than the Curie temperature of the first perpendicular magnetic recording layer 231, the Fe element is 45 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 10 atomic%. Similarly, a nonmagnetic layer and a third perpendicular magnetic recording layer 233 are stacked. In order to make the Curie temperature of the third perpendicular magnetic recording layer 233 lower than the Curie temperature of the second perpendicular magnetic recording layer 232, Fe element is 40 atomic%, Pt element is 45 atomic%, and Ni element is 15 atomic%. It was. The protective layer 29 is made of 4 nm sputtered carbon. Next, the imprint resist pattern 30 is formed using the imprint apparatus. The total thickness of the resist pattern 30 is 70 nm, the height of the pattern 301 is 60 nm, and the resist residue 302 is 10 nm. The resist pattern can also be formed by photolithography using an exposure apparatus.

次に、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、酸素ガス中でエッチングを行い、レジストパターンの凹部のレジスト残渣302と保護層29を除去する。次に、レジストをマスクとし、Arイオンビームを用いて記録層のエッチングを行う。次に、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、水素ガス中でエッチングを行い、残ったレジストと保護層29を除去する。次に、非磁性充填層となるNiTiを成膜する。次に、エッチング装置を用いて非磁性充填層の表面の凹凸を2nm以下に減少させる。次に、イオンビームエッチング装置を用いて、非磁性充填層のエッチングをArイオンビームで行い、記録部の非磁性充填層を除去する。2次イオン質量分析でFeの検出を行い、検出量がバックグランドの2倍以上に増加したところでエッチングを終了する。次に、スパッタ装置を用いてカーボン保護層25、潤滑層(図では省略)を形成する。   Next, etching is performed in oxygen gas using a reactive ion etching apparatus, and the resist residue 302 and the protective layer 29 in the recesses of the resist pattern are removed. Next, using the resist as a mask, the recording layer is etched using an Ar ion beam. Next, using a reactive ion etching apparatus, etching is performed in hydrogen gas, and the remaining resist and the protective layer 29 are removed. Next, NiTi to be a nonmagnetic filling layer is formed. Next, the unevenness on the surface of the nonmagnetic filling layer is reduced to 2 nm or less using an etching apparatus. Next, the nonmagnetic filling layer is etched with an Ar ion beam using an ion beam etching apparatus to remove the nonmagnetic filling layer in the recording portion. Fe is detected by secondary ion mass spectrometry, and the etching is terminated when the detected amount increases to more than twice the background. Next, a carbon protective layer 25 and a lubricating layer (not shown in the figure) are formed using a sputtering apparatus.

更に別の製造方法として、まず、リソグラフィにより基板にパターンを描き、パターン上のレジストの上に下地層、垂直磁気記録層を順次スパッタ法等により形成する。更に、非磁性層、下地層、垂直磁気記録層の順に合計n層形成し、その上に保護層を形成する。続いてレジストを除去することによりパターンを形成する。もしくは、基板の上にまず記録層を積層し、記録層にリソグラフィによりパターンを描き、リソグラフマスクによって記録層をエッチングし、レジストを除去してパターンを形成する。続いて、スパッタ等を用いて、パターンを覆うように非磁性材料を溝に充填し、続いて、反応性イオンエッチングや不活性ガスを用いたイオンエッチングなどを用いて非磁性充填層の表面を平坦化する。続いて不活性ガスを用いたイオンエッチングにより非磁性充填層を削り、最後に保護層と潤滑層を形成してパターン媒体が製造できる。   As yet another manufacturing method, first, a pattern is drawn on a substrate by lithography, and an underlayer and a perpendicular magnetic recording layer are sequentially formed on the resist on the pattern by a sputtering method or the like. Further, a total of n layers are formed in the order of the nonmagnetic layer, the underlayer, and the perpendicular magnetic recording layer, and a protective layer is formed thereon. Subsequently, a pattern is formed by removing the resist. Alternatively, a recording layer is first laminated on a substrate, a pattern is drawn on the recording layer by lithography, the recording layer is etched by a lithographic mask, and the resist is removed to form a pattern. Subsequently, using sputtering or the like, the groove is filled with a nonmagnetic material so as to cover the pattern, and then the surface of the nonmagnetic filling layer is formed using reactive ion etching or ion etching using an inert gas. Flatten. Subsequently, the nonmagnetic filling layer is shaved by ion etching using an inert gas, and finally, a protective layer and a lubricating layer are formed to produce a patterned medium.

さらに別の製造方法として、マスクを通したイオン照射により被照射領域の特性を変えることによっても製造することができる。イオン照射によるパターン状媒体製造工程の一例では、間隙は磁性パターンの垂直磁気特性に影響を与えない磁性材料によって形成される。   As another manufacturing method, it can also be manufactured by changing the characteristics of the irradiated region by ion irradiation through a mask. In an example of a patterned medium manufacturing process by ion irradiation, the gap is formed of a magnetic material that does not affect the perpendicular magnetic characteristics of the magnetic pattern.

図3は、各記録層の異方性磁界Hkの温度依存性を示した図である。これは、基板の上にMgO下地層とFePtNi記録層を1層だけ積層して、MHループ及びトルク曲線を、温度を変えて測定して求めた結果である。詳しくは、例えば、VSM(Vibrating Sample Magnetometer)などでMHループを測定して、飽和磁化Msの温度特性を測定する。次に、Kuの温度特性を、磁気異方性トルク計等で、電磁石を回転させることにより磁界の方向を変えて、媒体の各方向に働くトルクを測定して求める。Hkの温度特性は、Hk(T)=2×Ku(T)/Ms(T)の式(Tは温度)から求める。 FIG. 3 is a diagram showing the temperature dependence of the anisotropic magnetic field H k of each recording layer. This is a result obtained by laminating only one MgO underlayer and FePtNi recording layer on the substrate and measuring the MH loop and the torque curve at different temperatures. Specifically, for example, the temperature characteristic of the saturation magnetization M s is measured by measuring the MH loop with a VSM (Vibrating Sample Magnetometer) or the like. Next, the temperature characteristics of K u, in the magnetic anisotropy torque meter or the like, by changing the direction of the magnetic field by rotating the electromagnet, determined by measuring the torque acting on the direction of the medium. The temperature characteristic of H k is obtained from the equation H k (T) = 2 × K u (T) / M s (T) (T is temperature).

FePtNi記録層の組成は上記に示した3種類とした。即ち、Fe元素50原子%、Pt元素45原子%、Ni元素5原子%の記録層と、Fe元素45原子%、Pt元素45原子%、Ni元素10原子%の記録層と、Fe元素40原子%、Pt元素45原子%、Ni元素15原子%の記録層である。曲線401は図2Aから図2Fの工程で製造した多層媒体の第一の垂直磁気記録層231におけるHkの温度依存性、曲線402は第二の垂直磁気記録層232におけるHkの温度依存性、曲線403は第三の垂直磁気記録層233におけるHkの温度依存性にそれぞれ対応する。図3のTc1(=720K)は第一の垂直磁気記録層231のキュリー温度、Tc2(=650K)は第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度、Tc3(=590K)は第三の垂直磁気記録層233のキュリー温度を意味する。ここで、各層の磁気セルは、キュリー温度前後に昇温して記録磁界を印加すれば、磁化が反転して記録される。更にTc3<Tc2<Tc1の関係があり、上下の記録層のTc間には十分な温度差があることが望ましい。 The composition of the FePtNi recording layer was the above three types. That is, a recording layer of Fe element 50 atom%, Pt element 45 atom%, Ni element 5 atom%, Fe element 45 atom%, Pt element 45 atom%, Ni element 10 atom%, and Fe element 40 atom %, Pt element 45 atom%, Ni element 15 atom%. Curve 401 is the temperature dependency of the H k in the first vertical magnetic recording layer 231 of the multi-layer medium prepared in the step of FIG. 2F Figures 2A, curve 402 the temperature dependence of the H k in the second vertical magnetic recording layer 232 Curve 403 corresponds to the temperature dependence of H k in the third perpendicular magnetic recording layer 233, respectively. In FIG. 3, T c1 (= 720 K) is the Curie temperature of the first perpendicular magnetic recording layer 231, T c2 (= 650 K) is the Curie temperature of the second perpendicular magnetic recording layer 232, and T c3 (= 590 K) is the third. Of the perpendicular magnetic recording layer 233. Here, when the magnetic cell of each layer is heated to around the Curie temperature and a recording magnetic field is applied, the magnetization is reversed and recorded. Further, there is a relationship of T c3 <T c2 <T c1 , and it is desirable that there is a sufficient temperature difference between T c of the upper and lower recording layers.

こうして製造された本実施例の磁気記録媒体は、ディスク状の基板上に磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層を備え、各記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含む。各記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重なった状態で基板の回転方向に規則的に配置されており、複数の記録層に含まれる磁気セルのキュリー温度は、基板に近い記録層に含まれる磁気セルほど高く設定されている。
次に、垂直磁気記録層が3層の場合の記録方法について説明する。
The magnetic recording medium of this embodiment manufactured in this way includes a plurality of recording layers that are magnetically separated and stacked on a disk-shaped substrate, and each recording layer is a plurality of magnetically separated layers. Including magnetic cells. The magnetic cells of each recording layer are regularly arranged in the direction of rotation of the substrate in a state where they overlap each other in the direction perpendicular to the film surface, and the Curie temperature of the magnetic cells contained in the plurality of recording layers is in the recording layer close to the substrate. The included magnetic cells are set higher.
Next, a recording method when there are three perpendicular magnetic recording layers will be described.

図4は、磁気ディスク装置の構造例を示す模式図である。磁気ディスク装置のドライブ内には通常一枚ないし数枚の磁気ディスク15が実装されている。本例の磁気ディスク15は、矢印10の方向に回転駆動される。図4中の拡大図に示すように、キャリッジ13の先端に固定された磁気ヘッドスライダー11の後端にある磁気ヘッド12は、ボイスコイルモータ14によって任意のトラックにアクセスし、磁気ディスク(媒体)上で情報の記録再生を行う。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a structural example of a magnetic disk device. Usually, one or several magnetic disks 15 are mounted in the drive of the magnetic disk device. The magnetic disk 15 of this example is rotationally driven in the direction of the arrow 10. As shown in the enlarged view of FIG. 4, the magnetic head 12 at the rear end of the magnetic head slider 11 fixed to the front end of the carriage 13 accesses an arbitrary track by a voice coil motor 14, and a magnetic disk (medium). Record and play back information.

図5は、熱アシスト磁気記録装置で用いる記録ヘッドの構成例を示す断面模式図である。図5は、記録ヘッド100と再生ヘッド130を、媒体の膜厚方向z(図中の上下方向)かつ媒体走行方向xに平行な面で切断した場合における記録ヘッド周辺の断面構造を表している。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a recording head used in the heat-assisted magnetic recording apparatus. FIG. 5 shows a cross-sectional structure around the recording head when the recording head 100 and the reproducing head 130 are cut along a plane parallel to the film thickness direction z (vertical direction in the figure) and the medium running direction x. .

記録ヘッド100は、上部磁極101と下部磁極102と主磁極103を備えている。上部磁極と下部磁極は接続部104で接続されている。更にこの上部磁極101には、導体パターン105が螺旋状に形成され、その両終端は外部に引き出されて磁気ヘッド駆動回路に接続されている。主磁極103は一端が上部磁極101に接続されている。上部磁極101、下部磁極102、主磁極103、接続部104、及び導体パターン105は全体として電磁石を構成しており、駆動電流によって主磁極103の先端部分近傍の磁気記録媒体120に記録磁界が印加される。更に、記録ヘッド100には、上部磁極101と下部磁極の間に挟まれた近接場光発生部110が設けられている。つまり、記録ヘッド100は磁気記録媒体120に対して矢印134の方向に移動するので、近接場光発生部110はヘッドリーディングエッジ135に設けられていることがわかる。近接場光発生部110は、レーザー光源111から照射された例えば波長720nmのレーザー光112が光導波路113を通り、記録媒体対向面の主磁極近傍に設けられた金属散乱体114に達すると、金属散乱体114先端部から近接場光115が発生され、磁気記録媒体120を加熱する。加熱された磁気記録媒体120に記録磁界を印加することにより記録が行われる。以上の構造を有する記録ヘッドは、薄膜形成プロセスとリソグラフィ・プロセスによって作製することができる。一方、再生ヘッド130は上部シールド131と下部シールド132で挟まれたGMR(巨大磁気抵抗効果)素子、又はTMR(トンネル磁気抵抗効果)素子133等で構成されている。   The recording head 100 includes an upper magnetic pole 101, a lower magnetic pole 102, and a main magnetic pole 103. The upper magnetic pole and the lower magnetic pole are connected by the connecting portion 104. Further, a conductor pattern 105 is formed on the upper magnetic pole 101 in a spiral shape, and both ends thereof are drawn out and connected to a magnetic head driving circuit. One end of the main magnetic pole 103 is connected to the upper magnetic pole 101. The upper magnetic pole 101, the lower magnetic pole 102, the main magnetic pole 103, the connection portion 104, and the conductor pattern 105 constitute an electromagnet as a whole, and a recording magnetic field is applied to the magnetic recording medium 120 near the tip of the main magnetic pole 103 by a driving current. Is done. Further, the recording head 100 is provided with a near-field light generator 110 sandwiched between the upper magnetic pole 101 and the lower magnetic pole. That is, since the recording head 100 moves in the direction of the arrow 134 with respect to the magnetic recording medium 120, it can be seen that the near-field light generator 110 is provided at the head leading edge 135. When the near-field light generating unit 110 irradiates a laser beam 112 having a wavelength of, for example, 720 nm from the laser light source 111 and passes through the optical waveguide 113 and reaches the metal scatterer 114 provided in the vicinity of the main magnetic pole on the recording medium facing surface, Near-field light 115 is generated from the tip of the scatterer 114 to heat the magnetic recording medium 120. Recording is performed by applying a recording magnetic field to the heated magnetic recording medium 120. The recording head having the above structure can be manufactured by a thin film formation process and a lithography process. On the other hand, the read head 130 is composed of a GMR (giant magnetoresistive effect) element or a TMR (tunnel magnetoresistive effect) element 133 sandwiched between an upper shield 131 and a lower shield 132.

図6Aから図6Dは、記録層が3層の本実施例のパターン媒体に記録する手順を示した図である。上下に重なった3層の磁気セル内の矢印は、磁化(磁気モーメント)の方向を示している。図6Aは初期記録磁化状態を示し、全ての層の磁化は下向きになっているとする。記録は、第一の垂直磁気記録層(最下層)の磁気セル136の磁化を上向き、第二の垂直磁気記録層(中層)の磁気セル137の磁化を下向き、第三の垂直磁気記録層(最上層)の磁気セル138の磁化を上向きに反転させるとする。   6A to 6D are diagrams showing a procedure for recording on the patterned medium of the present embodiment having three recording layers. The arrows in the three-layer magnetic cell that overlap vertically indicate the direction of magnetization (magnetic moment). FIG. 6A shows the initial recording magnetization state, and it is assumed that the magnetization of all layers is downward. For recording, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer (lowermost layer) faces upward, the magnetization of the magnetic cell 137 of the second perpendicular magnetic recording layer (middle layer) faces downward, and the third perpendicular magnetic recording layer ( It is assumed that the magnetization of the magnetic cell 138 in the uppermost layer is reversed upward.

記録温度をTrecとすると、まず、TrecがTc1近傍となり、Tc2<Trecの条件を満たすようにレーザーのパワーを調整して媒体に近接場光を照射し、上向きの記録磁界を印加する。記録磁界強度は、室温において印加しても磁化が反転しないような最適な磁界強度を設定すればよい。この条件にて記録を行うと、図6Bに示すように、全ての垂直磁気記録層の磁気セル136〜138は上向きに磁化反転する。次に、図6Cに示すように、TrecがTc2近傍となり、Tc3<Trec<Tc1を満たすように媒体を昇温して、下向きの記録磁界を印加する。これによって、第一の垂直磁気記録層の磁気セル136の磁化は反転しないが、第二、第三の垂直磁気記録層の磁気セル137,138の磁化は下向きに反転する。最後に図6Dに示すように、TrecがTc3近傍で、Trec<Tc2を満たすように媒体を昇温し、上向きの記録磁界を印加する。すると、第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁化は上向きに反転する。これで記録が完了である。図6Aと図6Dを比較すると、第一の垂直磁気記録層の磁気セル136の磁化は上向き、第二の垂直磁気記録層の磁気セル137の磁化は下向き、第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁化は上向きに反転して記録された状態となっている。ここで、記録は磁気ディスクを3回回転させることで完了する。 Assuming that the recording temperature is T rec , first, T rec is in the vicinity of T c1 , the laser power is adjusted so that the condition of T c2 <T rec is satisfied, the medium is irradiated with near-field light, and an upward recording magnetic field is generated. Apply. The recording magnetic field intensity may be set to an optimum magnetic field intensity that does not reverse magnetization even when applied at room temperature. When recording is performed under these conditions, as shown in FIG. 6B, the magnetic cells 136 to 138 of all the perpendicular magnetic recording layers are inverted in magnetization upward. Next, as shown in FIG. 6C, the medium is heated so that T rec is in the vicinity of T c2 and T c3 <T rec <T c1 is satisfied, and a downward recording magnetic field is applied. As a result, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer is not reversed, but the magnetization of the magnetic cells 137 and 138 of the second and third perpendicular magnetic recording layers is reversed downward. Finally, as shown in FIG. 6D, the medium is heated so that T rec is in the vicinity of T c3 and T rec <T c2 is satisfied, and an upward recording magnetic field is applied. Then, the magnetization of the magnetic cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer is reversed upward. This completes recording. Comparing FIG. 6A and FIG. 6D, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer is upward, the magnetization of the magnetic cell 137 of the second perpendicular magnetic recording layer is downward, and the magnetization of the third perpendicular magnetic recording layer The magnetization of the cell 138 is reversed and recorded. Here, recording is completed by rotating the magnetic disk three times.

他の層を記録する時も同様の記録方法で行う。即ち、磁気ディスクは最大3回回転させることになる。   The same recording method is used when recording other layers. That is, the magnetic disk is rotated up to three times.

以下に、マイクロマグネティクスを用いた計算機シミュレーション手段によって、本実施例の媒体への記録を検証した結果を示す。   The results of verifying recording on the medium of the present embodiment by computer simulation means using micromagnetics are shown below.

計算には、Landau-Lifshitz-Gilbert方程式(J.Appl.Phys.75(2),15 Jan.1994)を用いた。媒体の構造は、図7に示すように、ビット長が20nm、磁気セル径が12nm、垂直磁気記録層231,232,233の厚さが4nm、非磁性層27の厚さが2nmのビットパターン媒体を仮定した。Hkの温度特性は図3と同じとした。ヘッド磁界は市販の三次元磁界解析プログラムJMAGを用いてシミュレートした。媒体膜中心に印加される実効的なヘッド磁界(Hx 2+Hy 21/2+|Hz|は、ヘッドリーディングエッジから20nm離れた位置(光照射位置に相当)で、全ての層の厚さ中心位置で約8kOeとなった。ヘッド・媒体間の磁気的なスペーシングは6nmとした。温度プロファイルは各層の厚さ中心位置で、半値幅15nmのガウシアン分布を仮定した。 The Landau-Lifshitz-Gilbert equation (J. Appl. Phys. 75 (2), 15 Jan. 1994) was used for the calculation. As shown in FIG. 7, the medium has a bit pattern in which the bit length is 20 nm, the magnetic cell diameter is 12 nm, the perpendicular magnetic recording layers 231, 232, and 233 are 4 nm thick, and the nonmagnetic layer 27 is 2 nm thick. A medium was assumed. The temperature characteristics of H k were the same as those in FIG. The head magnetic field was simulated using a commercially available three-dimensional magnetic field analysis program JMAG. The effective head magnetic field (H x 2 + H y 2 ) 1/2 + | H z | applied to the center of the medium film is a position 20 nm away from the head leading edge (corresponding to the light irradiation position), and all layers The thickness was about 8 kOe at the center of the thickness. The magnetic spacing between the head and the medium was 6 nm. The temperature profile assumed a Gaussian distribution with a half-value width of 15 nm at the center of the thickness of each layer.

図8Aから図8Dは、計算機シミュレーションの記録手順を示した図である。初めに、図8Aに示すように媒体の磁化を全て上向きの磁化状態に初期化した。最終的に、第一の垂直磁気記録層の磁気セル136の磁化は下向き、第二の垂直磁気記録層の磁気セル137の磁化は上向き、第三の垂直磁気記録層のセル138の磁化は下向きに記録することとする。記録はまず、図8Bに示すように、主磁極103のヘッドリーディング側135から20nm離れた位置に近接場光115を照射して温度をTc1近傍の値である730Kまで昇温し、下向きのヘッド磁界139を印加し、3層ともに磁化を下向きにする。次に、温度をTc2近傍の値である660K(Tc1よりも低い)まで昇温し、上向きの磁界を印加して、図8Cに示すように、第二、第三の垂直磁気記録層の磁気セル137,138の磁化を上向きにする。最後に温度をTc3近傍の値である580Kまで昇温し、下向きの磁界を印加して、図8Dに示すように、第三の磁気セル138のみ下向きにする。 FIG. 8A to FIG. 8D are diagrams showing the recording procedure of the computer simulation. First, as shown in FIG. 8A, all the magnetizations of the medium were initialized to the upward magnetization state. Finally, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer is downward, the magnetization of the magnetic cell 137 of the second perpendicular magnetic recording layer is upward, and the magnetization of the cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer is downward. Will be recorded. First, as shown in FIG. 8B, the near-field light 115 is irradiated to a position 20 nm away from the head leading side 135 of the main magnetic pole 103 to raise the temperature to 730 K, which is a value in the vicinity of T c1 . A head magnetic field 139 is applied to make the magnetizations downward in all three layers. Next, the temperature is raised to 660 K (lower than T c1 ) which is a value near T c2 , an upward magnetic field is applied, and the second and third perpendicular magnetic recording layers are applied as shown in FIG. 8C. The magnetization of the magnetic cells 137 and 138 is made upward. Finally, the temperature is raised to 580 K, which is a value near T c3 , and a downward magnetic field is applied, so that only the third magnetic cell 138 faces downward as shown in FIG. 8D.

図9Aから図9Dに、シミュレーションの結果を示す。図はダウントラック方向xとクロストラック方向yが作る平面図であり、第一から第三の磁気記録層を示した。また、平面の磁気セルの数を32×8で計算を行ったが、図は記録近傍のみを示している。図において、○印は磁気セルの磁化が上を向いていることを意味する。また、●は磁気セルの磁化が下を向いていることを意味する。図9Aは初期磁化状態である。全て磁化は上を向いている。図9Bは、左から10番目上から4番目の磁気セルを730Kまで昇温し、下向きの磁界を印加した結果である。これより、全ての層で磁化が下向きなった。図9Cは、660Kまで昇温し、上向きの磁界を印加した結果である。これより、第二、第三の垂直磁気記録層の磁気セル137,138の磁化は上向きとなったが第一の磁気セル136の磁化は下向きのままとなった。図9Dは、580Kまで昇温し、下向きの磁界を印加した結果である。これより、第三の垂直磁気記録層の磁気セルの磁化は下向きとなった。以上より、本記録方法によって、第一の磁気セル136は下向き、第二の磁気セル137は上向き、第三の磁気セル138は下向きに記録されることを確認した。   9A to 9D show simulation results. The figure is a plan view formed by the downtrack direction x and the crosstrack direction y, and shows the first to third magnetic recording layers. Further, the number of planar magnetic cells was calculated as 32 × 8, but the figure shows only the vicinity of recording. In the figure, ◯ means that the magnetization of the magnetic cell is facing upward. ● indicates that the magnetization of the magnetic cell faces downward. FIG. 9A shows the initial magnetization state. All the magnetizations are facing up. FIG. 9B shows the result of increasing the temperature of the tenth magnetic cell from the top to the left up to 730 K and applying a downward magnetic field. As a result, the magnetization was downward in all layers. FIG. 9C shows the result of increasing the temperature to 660 K and applying an upward magnetic field. As a result, the magnetization of the magnetic cells 137 and 138 of the second and third perpendicular magnetic recording layers became upward, but the magnetization of the first magnetic cell 136 remained downward. FIG. 9D shows the result of increasing the temperature to 580 K and applying a downward magnetic field. As a result, the magnetization of the magnetic cell of the third perpendicular magnetic recording layer became downward. From the above, it was confirmed that the first magnetic cell 136 was recorded downward, the second magnetic cell 137 was upward, and the third magnetic cell 138 was recorded downward by this recording method.

図10に、本実施例の記録方法で記録した多層媒体の記録磁化パターンと再生信号の一例を示す。図は3層の記録層を仮定した。3層の場合、第一から第三の垂直磁気記録層の膜面垂直方向に重なった磁気セルの磁化パターンの組み合わせは2の3乗(=8)種類ある。従って、いま、図5の再生MR素子133で再生する第一層から第三層の信号の大きさの比を1:3:5とすると、図10に示したようにa〜hの8種類の記録磁化パターンに対して、それぞれ異なる再生信号が検出される。従って、再生信号の大きさにより、各層の磁化情報を判別することができる。   FIG. 10 shows an example of the recording magnetization pattern and reproduction signal of the multilayer medium recorded by the recording method of this embodiment. The figure assumes three recording layers. In the case of three layers, there are two cubes (= 8) of combinations of magnetization patterns of magnetic cells overlapping in the direction perpendicular to the film surface of the first to third perpendicular magnetic recording layers. Therefore, assuming that the ratio of the signal magnitude of the first layer to the third layer reproduced by the reproducing MR element 133 of FIG. 5 is 1: 3: 5, there are eight types a to h as shown in FIG. Different reproduction signals are detected for each recording magnetization pattern. Accordingly, the magnetization information of each layer can be determined based on the magnitude of the reproduction signal.

[実施例2]
実施例1では、記録を行うのに磁気ディスクを最大、層数nに相当する回数だけ回転させるため、記録時間が通常の磁気ディスク装置のn倍となる。そこで、実施例2では、実施例1より記録時間を低減し、最大記録時間を偶数層ならばn/2倍、奇数層の場合は(n+1)/2にするための方法を示す。
[Example 2]
In the first embodiment, the magnetic disk is rotated by the maximum number of times corresponding to the number n of layers for recording, so the recording time is n times that of a normal magnetic disk device. Therefore, in the second embodiment, a method for reducing the recording time from that of the first embodiment and setting the maximum recording time to n / 2 times for the even layer and (n + 1) / 2 for the odd layer will be described.

図11は、本実施例のパターン媒体の断面模式図(同一トラック)である。垂直磁気記録層は2層とした。図において、媒体は、非磁性基板21、下地層22、第一の垂直磁気記録層231、非磁性層27、第二の垂直磁気記録層232、保護膜25からなる。各層のセルは非磁性充填層26により分離されている。各垂直磁気記録層231,232の各セル28は、FePt合金膜、CoCr合金膜、CoPd合金膜、CoPt合金膜、SmCo合金膜、Co/Pd多層膜、Co/Pt多層膜等、高Ku垂直磁気異方性材料からなる。非磁性充填層26の材料としては、例えばNiTi,SiO2,アルミナ(Al23等),スピン・オン・ガラス,CrTi,酸化物(酸化タングステン,酸化タンタル等),窒化物等がある。更に、垂直磁気記録層の各層は例えばMgO,Ru,SiO2,Al23,Fe34,酸化物,窒化物等の非磁性層27によって磁気的に分離独立している。即ち、各層の上下の磁気セルは磁気的に分離独立しており、それぞれ別のビットである。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (same track) of the patterned medium of this example. Two perpendicular magnetic recording layers were used. In the figure, the medium includes a nonmagnetic substrate 21, an underlayer 22, a first perpendicular magnetic recording layer 231, a nonmagnetic layer 27, a second perpendicular magnetic recording layer 232, and a protective film 25. The cells in each layer are separated by a nonmagnetic filling layer 26. Each cell 28 of the perpendicular magnetic recording layer 231, 232, FePt alloy film, CoCr alloy film, CoPd alloy film, CoPt alloy film, SmCo alloy film, Co / Pd multilayer film, Co / Pt multilayer film or the like, a high K u Made of perpendicular magnetic anisotropic material. As the material of the non-magnetic filler layer 26, for example NiTi, SiO 2, alumina (Al 2 O 3, etc.), spin-on-glass, CrTi, oxide (tungsten oxide, tantalum oxide, etc.), there is a nitride or the like. Further, each layer of the perpendicular magnetic recording layer is magnetically separated and independent by a nonmagnetic layer 27 such as MgO, Ru, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 3 O 4 , oxide, or nitride. That is, the upper and lower magnetic cells of each layer are magnetically separated and independent, and are different bits.

実施例2の多層磁気記録媒体は、図のように、各記録層の磁気セルに対して、その記録層に隣接している上下記録層の磁気セルを、記録媒体の回転する方向に、略重ならずに配置させることを特徴とする。より具体的には、上下層の磁気セル28のサイズをビット長の半分とし、磁気セルの中心をビット長の半分の距離だけずらして配置した。更に、上下層の磁気セルのサイズを、図12に示すように、ビット長の半分以下にすれば、上下層の磁気セルを更に分離独立させて記録することができる。   In the multilayer magnetic recording medium of Example 2, as shown in the figure, the magnetic cells of the upper and lower recording layers adjacent to the recording layer are substantially aligned with the magnetic cells of each recording layer in the direction of rotation of the recording medium. It is characterized by arranging without overlapping. More specifically, the size of the upper and lower magnetic cells 28 is half the bit length, and the center of the magnetic cell is shifted by a distance of half the bit length. Furthermore, if the size of the upper and lower magnetic cells is made half or less of the bit length as shown in FIG. 12, the upper and lower magnetic cells can be recorded separately and independently.

次に、本実施例のパターン媒体の製造方法について、図13Aから図13Jを用いて説明する。まず、図13Aに示すように、非磁性基板21として例えば直径65mmのガラス基板を用いる。ガラス基板の上に下地層22として10nmのMgO、第一の垂直磁気記録層231として4nmのFePtにNiを添加して積層する。ここで、Fe元素は50原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は5原子%とする。その上に保護層29を形成する。   Next, the manufacturing method of the patterned medium of a present Example is demonstrated using FIG. 13A to FIG. 13J. First, as shown in FIG. 13A, a glass substrate having a diameter of 65 mm, for example, is used as the nonmagnetic substrate 21. On the glass substrate, 10 nm of MgO is added as the underlayer 22 and Ni is added to 4 nm of FePt as the first perpendicular magnetic recording layer 231 to be laminated. Here, the Fe element is 50 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 5 atomic%. A protective layer 29 is formed thereon.

次に、図13Bに示すように、インプリント装置を用いて、インプリントレジストパターンを形成する。レジスト30の総厚は70nmでパターン301の高さは60nm、レジストの残渣302は10nmとする。なお、レジストパターンは露光装置を用いてフォトリソグラフィーにより形成することもできる。   Next, as shown in FIG. 13B, an imprint resist pattern is formed using an imprint apparatus. The total thickness of the resist 30 is 70 nm, the height of the pattern 301 is 60 nm, and the resist residue 302 is 10 nm. The resist pattern can also be formed by photolithography using an exposure apparatus.

次に、図13Cに示すように、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、酸素ガス中で、エッチングを行い、レジストパターンの凹部のレジスト残渣302と保護層29を除去する。次に、レジストをマスクとし、Arイオンビームを用いて記録層のエッチングを行う。次に、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、水素ガス中でエッチングを行い、残ったレジスト30と保護層29を除去する。次に、図13Dに示すように、非磁性充填層26となるNiTiを成膜する。次に、エッチング装置を用いて非磁性充填層の表面の凹凸を2nm以下に減少させ、更に、図13Eに示すように、イオンビームエッチング装置を用いて非磁性充填層をArイオンビームでエッチングを行い記録部の非充填層を除去する。2次イオン質量分析でFeの検出を行い、検出量がバックグランドの2倍以上に増加したところでエッチングを終了する。   Next, as shown in FIG. 13C, etching is performed in oxygen gas using a reactive ion etching apparatus, and the resist residue 302 and the protective layer 29 in the recesses of the resist pattern are removed. Next, using the resist as a mask, the recording layer is etched using an Ar ion beam. Next, using a reactive ion etching apparatus, etching is performed in hydrogen gas, and the remaining resist 30 and protective layer 29 are removed. Next, as shown in FIG. 13D, NiTi to be the nonmagnetic filling layer 26 is formed. Next, the unevenness on the surface of the nonmagnetic filling layer is reduced to 2 nm or less using an etching apparatus, and further, as shown in FIG. 13E, the nonmagnetic filling layer is etched with an Ar ion beam using an ion beam etching apparatus. The unfilled layer of the recording part is removed. Fe is detected by secondary ion mass spectrometry, and the etching is terminated when the detected amount increases to more than twice the background.

続いて、図13Fに示すように、非磁性層27としてMgOを2nm形成し、その上に第二の垂直磁気記録層232としてFePtを4nm積層する。ここで、第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度は第一の垂直磁気記録層231のキュリー温度と同じとするため、Fe元素は50原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は5原子%とした。その上に保護層29を形成する。続いて、図13Gに示すように、インプリント装置を用いて、インプリントレジストパターンを形成する。レジスト30の総厚は70nmでパターン301の高さは60nm、レジストの残渣302は10nmとする。なお、レジストパターンは露光装置を用いてフォトリソグラフィーにより形成することもできる。   Subsequently, as shown in FIG. 13F, 2 nm of MgO is formed as the nonmagnetic layer 27, and 4 nm of FePt is stacked thereon as the second perpendicular magnetic recording layer 232. Here, since the Curie temperature of the second perpendicular magnetic recording layer 232 is the same as the Curie temperature of the first perpendicular magnetic recording layer 231, the Fe element is 50 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 5 atomic%. Atomic%. A protective layer 29 is formed thereon. Subsequently, as shown in FIG. 13G, an imprint resist pattern is formed using an imprint apparatus. The total thickness of the resist 30 is 70 nm, the height of the pattern 301 is 60 nm, and the resist residue 302 is 10 nm. The resist pattern can also be formed by photolithography using an exposure apparatus.

次に、図13Hに示すように、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、酸素ガス中でエッチングを行い、レジストパターンの凹部のレジスト残渣302と保護層29を除去する。次に、レジストをマスクとし、Arイオンビームを用いて記録層のエッチングを行う。次に、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、水素ガス中でエッチングを行い、残ったレジスト30と保護層29を除去する。次に、図13Iに示すように、非磁性充填層26となるNiTiを成膜する。次に、エッチング装置を用いて非磁性充填層26の表面の凹凸を2nm以下に減少させ、更にイオンビームエッチング装置を用いて非磁性充填層26をArイオンビームでエッチングを行い記録部の非磁性充填層を除去する。最後に図13Jに示すように、スパッタ装置を用いて保護層25、潤滑層(図では省略)を形成する。   Next, as shown in FIG. 13H, using a reactive ion etching apparatus, etching is performed in oxygen gas to remove the resist residue 302 and the protective layer 29 in the recesses of the resist pattern. Next, using the resist as a mask, the recording layer is etched using an Ar ion beam. Next, using a reactive ion etching apparatus, etching is performed in hydrogen gas, and the remaining resist 30 and protective layer 29 are removed. Next, as shown in FIG. 13I, NiTi to be the nonmagnetic filling layer 26 is formed. Next, the unevenness of the surface of the nonmagnetic filling layer 26 is reduced to 2 nm or less using an etching apparatus, and the nonmagnetic filling layer 26 is etched with an Ar ion beam using an ion beam etching apparatus, so that the nonmagnetic property of the recording part Remove the packed bed. Finally, as shown in FIG. 13J, a protective layer 25 and a lubricating layer (not shown) are formed using a sputtering apparatus.

こうして製造された本実施例の磁気記録媒体は、ディスク状の基板上に磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層を備える。記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、上下に隣接する記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重ならない状態で基板の回転方向に規則的に配置されている。   The magnetic recording medium of this embodiment manufactured in this way includes a plurality of recording layers that are magnetically separated from each other and stacked on a disk-shaped substrate. The recording layer includes a plurality of magnetic cells magnetically separated from each other, and the magnetic cells of the recording layers adjacent to each other are regularly arranged in the direction of rotation of the substrate so as not to overlap each other in the direction perpendicular to the film surface. .

次に、マイクロマグネティクスを用いた計算機シミュレーション手段によって本実施例の媒体に対する記録を検証した結果を示す。   Next, the result of verifying the recording on the medium of this embodiment by computer simulation means using micromagnetics will be shown.

ヘッド及び、温度分布の条件は実施例1と同じである。媒体の構造は、図14に示すようにビット長が20nm、磁気セルサイズが10nm(磁気セルサイズ=ビット長/2)、垂直磁気記録層231、232の厚さが4nm、非磁性層27の厚さが2nmのビットパターン媒体を仮定した。Hkの温度特性は、全ての層において図3に示した第一の垂直磁気記録層のHkの温度特性401とした。 The conditions of the head and temperature distribution are the same as in the first embodiment. As shown in FIG. 14, the medium has a bit length of 20 nm, a magnetic cell size of 10 nm (magnetic cell size = bit length / 2), the perpendicular magnetic recording layers 231 and 232 have a thickness of 4 nm, and the nonmagnetic layer 27 A bit pattern medium with a thickness of 2 nm was assumed. Temperature characteristics of the H k was set to a temperature characteristic 401 of H k of the first vertical magnetic recording layer shown in FIG. 3 in all layers.

図15A、図15Bに計算手順を示す。本実施例の媒体において、まず、図15Aに示すように、媒体の磁化を全て上向きの磁化状態に初期化した。その後、反転させたい磁気セル136の温度をTc1近傍の値730Kまで昇温し、下向きの磁界を印加して、図15Bに示すように磁化を下向きに反転させる。本実施例の媒体は2層であり、上下の垂直磁気記録層の磁気セルを膜面垂直方向に互いに重ならないように配置しているので、1層の場合と同様に1回の記録過程だけで記録を完了させることができる。計算結果を図16A及び図16Bに示す。図16Aは初期状態を示す図である。上下層とも磁化は上向きである。図16Bは、第一の垂直磁気記録層の左から5番目上から4番目の磁気セルを730Kまで昇温し、下向きの磁界を印加した結果である。これより、第一の垂直磁気記録層の磁化は反転するが、第二の垂直磁気記録層は影響なく全て上向きの磁化であることを確認した。 FIG. 15A and FIG. 15B show the calculation procedure. In the medium of this example, first, as shown in FIG. 15A, all the magnetizations of the medium were initialized to an upward magnetization state. Thereafter, the temperature of the magnetic cell 136 to be reversed is raised to a value of 730 K near T c1 and a downward magnetic field is applied to reverse the magnetization downward as shown in FIG. 15B. Since the medium of this embodiment has two layers and the magnetic cells of the upper and lower perpendicular magnetic recording layers are arranged so as not to overlap each other in the direction perpendicular to the film surface, only one recording process is performed as in the case of one layer. To complete the recording. The calculation results are shown in FIGS. 16A and 16B. FIG. 16A is a diagram showing an initial state. Magnetization is upward in both the upper and lower layers. FIG. 16B shows the result of applying a downward magnetic field by raising the temperature of the fifth magnetic cell from the top left to the fourth perpendicular magnetic recording layer to 730K. As a result, it was confirmed that the magnetization of the first perpendicular magnetic recording layer was reversed, but the second perpendicular magnetic recording layer was entirely upward without being affected.

以上より、実施例2は実施例1と比較すると記録時間は半分で済むことが明らかになり、実施例2の効果を確認できた。   From the above, it is clear that the recording time of Example 2 is half that of Example 1, and the effect of Example 2 was confirmed.

上記実施例では2層を仮定したが、3層以上の場合は奇数層と偶数層のキュリー温度について、それぞれ基板側に近いほど高くしなければならない。   In the above embodiment, two layers are assumed. However, in the case of three or more layers, the Curie temperatures of the odd and even layers must be increased as they are closer to the substrate side.

図17Aから図17Cは、多層磁気記録媒体が3層の場合に、パターン媒体に記録する手順を示した概略図である。図において、図6Aなどと同様に、セル内の矢印は磁化(磁気モーメント)の方向を示している。今、第一の垂直磁気記録層の記録セル136の磁化は下向きに、第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁気セルは上向きに反転させて記録することを考える。磁気セル136を含む第一の垂直磁気記録層231のキュリー温度をTc1とする。磁気セル136の上層の磁気セル138は、第二の垂直磁気記録層232ではなくて、第三の垂直磁気記録層233に含まれる。第三の垂直磁気記録層のキュリー温度をTc3とすると、Tc1>Tc3の関係があり、各層のキュリー温度には十分に温度差があることが望ましい。ただし、磁気セル136と138が十分に離れている場合は、Tc1とTc3は近接した値でもよい。この理由は後で示す。ここで、第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度Tc2はTc1及びTc3に制限されない。なぜならば、第二の垂直磁気記録層232の磁気セルは第一、第三の垂直磁気記録層231,233の磁気セルとは磁気的に分離独立しているからである。 FIG. 17A to FIG. 17C are schematic views showing a procedure for recording on a patterned medium when the multilayer magnetic recording medium has three layers. In the figure, as in FIG. 6A and the like, the arrow in the cell indicates the direction of magnetization (magnetic moment). Assume that recording is performed by inverting the magnetization of the recording cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer downward and the magnetic cell of the magnetic cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer upward. The Curie temperature of the first perpendicular magnetic recording layer 231 including the magnetic cell 136 is T c1 . The upper magnetic cell 138 of the magnetic cell 136 is not included in the second perpendicular magnetic recording layer 232 but in the third perpendicular magnetic recording layer 233. When the Curie temperature of the third perpendicular magnetic recording layer and T c3, there is relation of T c1> T c3, it is desirable that the Curie temperature of each layer is sufficiently temperature difference. However, when magnetic cells 136 and 138 are sufficiently separated, T c1 and T c3 may be close values. The reason for this will be shown later. Here, the Curie temperature T c2 of the second perpendicular magnetic recording layer 232 is not limited to T c1 and T c3 . This is because the magnetic cell of the second perpendicular magnetic recording layer 232 is magnetically separated and independent from the magnetic cells of the first and third perpendicular magnetic recording layers 231 and 233.

図17Aのように、初期記録磁化状態を仮定する。第一の垂直磁気記録層の磁気セル136と第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁化はともに上向きとなっている。まず、記録温度をTrecとすると、TrecはTc1近傍でありTc3<Trecの条件を満たすようにレーザーのパワーを調整して媒体に近接場光を照射し、下向きの記録磁界を印加する。記録磁界強度は、室温において印加しても磁化が反転しないような最適な磁界強度を設定すればよい。この条件にて記録を行うと、図17Bに示すように、第一の垂直磁気記録層と第三の垂直磁気記録層の磁気セル136,138の磁化は、下向きに磁化反転する。次に、記録温度TrecがTc3近傍で、Trec<Tc1を満たすように媒体を昇温して、上向きの記録磁界を印加する。これによって、図17Cに示すように、第一の垂直磁気記録層の磁気セル136の磁化は反転しないが、第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁化は上向きに反転する。これで記録が完了である。即ち、第一の垂直磁気記録層の磁気セル136の磁化は下向きに、第三の垂直磁気記録層の磁気セル138の磁気セルは上向きに反転して記録された状態となっている。ここで、記録は、磁気ディスクを2回回転させることで完了する。従って、実施例1と比較すると記録時間は低減される。 As shown in FIG. 17A, an initial recording magnetization state is assumed. The magnetizations of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer and the magnetic cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer are both upward. First, if the recording temperature is T rec , T rec is in the vicinity of T c1 , the laser power is adjusted so that the condition of T c3 <T rec is satisfied, and the medium is irradiated with near-field light. Apply. The recording magnetic field intensity may be set to an optimum magnetic field intensity that does not reverse magnetization even when applied at room temperature. When recording is performed under this condition, as shown in FIG. 17B, the magnetizations of the magnetic cells 136 and 138 of the first perpendicular magnetic recording layer and the third perpendicular magnetic recording layer are reversed in the downward direction. Next, when the recording temperature T rec is in the vicinity of T c3 , the medium is heated so that T rec <T c1 is satisfied, and an upward recording magnetic field is applied. As a result, as shown in FIG. 17C, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer is not reversed, but the magnetization of the magnetic cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer is reversed upward. This completes recording. That is, the magnetization of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer is reversed and the magnetic cell of the magnetic cell 138 of the third perpendicular magnetic recording layer is reversed and recorded. Here, the recording is completed by rotating the magnetic disk twice. Therefore, the recording time is reduced as compared with the first embodiment.

次に、磁気セル136と138が十分に離れている場合、Tc1とTc3は近接した値でもいい理由を示す。上下磁気セル間を適切な距離にすると、上下磁気セルに温度差が生じる。これより、例えば、磁気セル138はキュリー温度まで昇温するが、磁気セル136はキュリー温度よりも十分低温にすることができる。図17Aの初期状態から図17Bに示すように磁気セル136及び138の磁化をともに下向きにする時は、磁気セル136の温度がキュリー温度近傍になるようにレーザーパワーを高くすればよい。また、図17Cに示すように磁気セル138の磁化のみを上向きに反転させるためには、磁気セル138の温度のみがキュリー温度近傍になるようにレーザーパワーを低くすればよい。このように上下磁気セルが十分に離れている場合、膜厚方向に温度差が生じるため、キュリー温度は近接させることができる。 Next, the reason why T c1 and T c3 may be close values when the magnetic cells 136 and 138 are sufficiently separated from each other is shown. When an appropriate distance is set between the upper and lower magnetic cells, a temperature difference occurs between the upper and lower magnetic cells. Thus, for example, the temperature of the magnetic cell 138 is raised to the Curie temperature, but the magnetic cell 136 can be sufficiently lower than the Curie temperature. When the magnetizations of the magnetic cells 136 and 138 are both turned downward from the initial state of FIG. 17A as shown in FIG. 17B, the laser power may be increased so that the temperature of the magnetic cell 136 is close to the Curie temperature. Further, as shown in FIG. 17C, in order to reverse only the magnetization of the magnetic cell 138 upward, the laser power may be lowered so that only the temperature of the magnetic cell 138 is close to the Curie temperature. In this way, when the upper and lower magnetic cells are sufficiently separated from each other, a temperature difference occurs in the film thickness direction, so that the Curie temperature can be made close.

[実施例3]
実施例3においては、再生時の出力信号がヘッドから遠ざかるほど劣化するのを防ぐための一例を示す。ここでは、本実施例を、実施例2のパターン媒体に対して適用した例について説明する。図18は、本実施例によるパターン媒体の膜厚方向と媒体走行方向がなす面(断面図)を示した。層数は簡単のため2層とした。図19は、パターン媒体の媒体走行方向とトラックに垂直方向(媒体半径方向)がなす面から見た平面模式図である。
[Example 3]
The third embodiment shows an example for preventing the output signal during reproduction from deteriorating as the distance from the head increases. Here, an example in which the present embodiment is applied to the patterned medium of the second embodiment will be described. FIG. 18 shows a surface (cross-sectional view) formed by the film thickness direction of the patterned medium and the medium running direction according to this example. The number of layers was set to 2 for simplicity. FIG. 19 is a schematic plan view seen from a plane formed by the medium running direction of the patterned medium and the direction perpendicular to the track (medium radial direction).

磁気セル136は第一の垂直磁気記録層231の磁気セル、磁気セル137は、第二の垂直磁気記録層232の磁気セルである。即ち、本実施例は、基板側に近い層の磁気セルほど磁気セルサイズを大きくした。磁気セルの体積を大きくすることにより、磁気セルの総磁化量を増加できる。即ち、ヘッドからの距離が離れても再生時の出力信号は劣化しない。   The magnetic cell 136 is a magnetic cell of the first perpendicular magnetic recording layer 231, and the magnetic cell 137 is a magnetic cell of the second perpendicular magnetic recording layer 232. That is, in this example, the magnetic cell size was increased as the magnetic cell layer closer to the substrate side. By increasing the volume of the magnetic cell, the total magnetization of the magnetic cell can be increased. That is, the output signal during reproduction does not deteriorate even when the distance from the head is increased.

図20は、基板側に近い層の磁気セルほど膜厚を厚くした例を示す断面模式図である。第一の垂直磁気記録層231の磁気セル136の膜厚140を第二の垂直磁気記録層232の磁気セル137の膜厚141よりも厚くすることにより、第二の垂直磁気記録層の磁気セルの体積を大きくすることができ、磁気セルの総磁化量を増加できる。更に、磁気セルサイズは同じでも、基板側に近いセルほど飽和磁化値を大きくすることにより、磁気セルの総磁化量を増加できる。
上記に示した方法は実施例1のパターン媒体についても適用できる。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the thickness of the magnetic cell closer to the substrate side is increased. By making the film thickness 140 of the magnetic cell 136 of the first perpendicular magnetic recording layer 231 thicker than the film thickness 141 of the magnetic cell 137 of the second perpendicular magnetic recording layer 232, the magnetic cell of the second perpendicular magnetic recording layer , And the total magnetization of the magnetic cell can be increased. Furthermore, even if the magnetic cell size is the same, the total magnetization amount of the magnetic cell can be increased by increasing the saturation magnetization value as the cell is closer to the substrate side.
The method described above can also be applied to the patterned medium of the first embodiment.

[実施例4]
実施例4の多層磁気記録媒体は、図21に示すように、非磁性基板21、下地層22、第一の垂直磁気記録層231、第二の垂直磁気記録層232、保護膜25を備える。ここで、第一の垂直磁気記録層231はグラニュラー膜であり、第二の垂直磁気記録層232はパターン膜である。グラニュラー記録膜とは、磁性結晶粒子が非磁性の粒界領域によって取り囲まれた構造を有し、非磁性粒界によって磁性粒子間の磁気的結合を弱めた記録膜である。第二の垂直磁気記録層232の磁気セル28は非磁性充填層26により互いに分離されている。本実施例の多層磁気記録媒体は上記実施例の媒体よりも製造過程が簡単であるが、第一の垂直磁気記録層231の粒径が十分小さいことが必要である。記録磁化パターンは、例えば図22のようになる。これは、第一の垂直磁気記録層231の磁化は全て上向きに、第二の垂直磁気記録層232の磁化は全て下向きに記録された場合である。
[Example 4]
As shown in FIG. 21, the multilayer magnetic recording medium of Example 4 includes a nonmagnetic substrate 21, an underlayer 22, a first perpendicular magnetic recording layer 231, a second perpendicular magnetic recording layer 232, and a protective film 25. Here, the first perpendicular magnetic recording layer 231 is a granular film, and the second perpendicular magnetic recording layer 232 is a pattern film. The granular recording film is a recording film having a structure in which magnetic crystal grains are surrounded by a nonmagnetic grain boundary region, and the magnetic coupling between the magnetic grains is weakened by the nonmagnetic grain boundaries. The magnetic cells 28 of the second perpendicular magnetic recording layer 232 are separated from each other by the nonmagnetic filling layer 26. The multilayer magnetic recording medium of this embodiment is easier to manufacture than the medium of the above embodiment, but the first perpendicular magnetic recording layer 231 needs to have a sufficiently small particle size. The recording magnetization pattern is as shown in FIG. 22, for example. This is the case where all the magnetizations of the first perpendicular magnetic recording layer 231 are recorded upward and all the magnetizations of the second perpendicular magnetic recording layer 232 are recorded downward.

本実施例のグラニュラー記録膜とパターン膜を組み合わせた複合媒体の製造方法を図23Aから図23Fに示す。まず、図23Aに示すように、非磁性基板21として例えば直径65mmのガラス基板を用いる。ガラス基板の上に下地層22として10nmのMgOを形成し、その上に第一の垂直磁気記録層231としてFePtにNiを添加した膜をスパッタ法により4nm形成する。ここで、Fe元素は50原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は5原子%とする。また、磁性粒子を微小化し、かつ磁性粒子を孤立させてグラニュラー記録膜を作るためにCを添加する。C以外にはOやSiO2を添加してもよい。その上に非磁性層27としてMgOを2nm形成する。非磁性層27は他に、Ru,SiO2,Al23,Fe34,酸化物,窒化物等でもよい。続いて、第二の垂直磁気記録層232として、FePtを同様に4nm積層する。ここで、第二の垂直磁気記録層232のキュリー温度を第一の垂直磁気記録層231のキュリー温度よりも低くするために、Fe元素は45原子%、Pt元素は45原子%、Ni元素は10原子%とする。続いて、その上に保護層29を形成する。 FIGS. 23A to 23F show a method of manufacturing a composite medium in which the granular recording film and the pattern film of this embodiment are combined. First, as shown in FIG. 23A, for example, a glass substrate having a diameter of 65 mm is used as the nonmagnetic substrate 21. On the glass substrate, 10 nm of MgO is formed as the underlayer 22, and a film obtained by adding Ni to FePt is formed to 4 nm as the first perpendicular magnetic recording layer 231 by sputtering. Here, the Fe element is 50 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 5 atomic%. Further, C is added in order to make a granular recording film by miniaturizing the magnetic particles and isolating the magnetic particles. In addition to C, O 2 or SiO 2 may be added. On top of this, 2 nm of MgO is formed as the nonmagnetic layer 27. In addition, the nonmagnetic layer 27 may be made of Ru, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 3 O 4 , oxide, nitride, or the like. Subsequently, 4 nm of FePt is similarly laminated as the second perpendicular magnetic recording layer 232. Here, in order to make the Curie temperature of the second perpendicular magnetic recording layer 232 lower than the Curie temperature of the first perpendicular magnetic recording layer 231, the Fe element is 45 atomic%, the Pt element is 45 atomic%, and the Ni element is 10 atomic%. Subsequently, a protective layer 29 is formed thereon.

次に、図23Bに示すようにインプリント装置を用いて、インプリントレジストパターンを形成する。レジスト30の総厚は70nmで、パターン301の高さは60nm、レジストの残渣302は10nmとする。なお、レジストパターンは露光装置を用いてフォトリソグラフィーにより形成することもできる。   Next, as shown in FIG. 23B, an imprint resist pattern is formed using an imprint apparatus. The total thickness of the resist 30 is 70 nm, the height of the pattern 301 is 60 nm, and the resist residue 302 is 10 nm. The resist pattern can also be formed by photolithography using an exposure apparatus.

次に、図23Cに示すように、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、酸素ガス中でエッチングを行い、レジストパターンの凹部のレジスト残渣302と保護層30を除去する。次に、レジストをマスクとし、Arイオンビームを用いて記録層のエッチングを行う。次に、リアクティブイオンエッチング装置を用いて、水素ガス中でエッチングを行い、残ったレジスト30と保護層29を除去する。次に、図23Dに示すように、非磁性充填層26となるNiTiを成膜する。次に、図23Eに示すように、エッチング装置を用いて非磁性充填層26の表面の凹凸を2nm以下に減少させ、更にイオンビームエッチング装置を用いて非磁性充填層26をArイオンビームでエッチングし、記録部の非磁性充填層を除去する。最後に、図23Fに示すように、スパッタ装置を用いて保護層25、潤滑層(図では省略)を形成する。
磁化情報の記録は実施例2に示した方法で行うことができる。
Next, as shown in FIG. 23C, etching is performed in oxygen gas using a reactive ion etching apparatus, and the resist residue 302 and the protective layer 30 in the recesses of the resist pattern are removed. Next, using the resist as a mask, the recording layer is etched using an Ar ion beam. Next, using a reactive ion etching apparatus, etching is performed in hydrogen gas, and the remaining resist 30 and protective layer 29 are removed. Next, as shown in FIG. 23D, NiTi to be the nonmagnetic filling layer 26 is formed. Next, as shown in FIG. 23E, the unevenness of the surface of the nonmagnetic filling layer 26 is reduced to 2 nm or less using an etching apparatus, and the nonmagnetic filling layer 26 is etched with an Ar ion beam using an ion beam etching apparatus. Then, the nonmagnetic filling layer of the recording part is removed. Finally, as shown in FIG. 23F, a protective layer 25 and a lubricating layer (not shown) are formed using a sputtering apparatus.
Recording of magnetization information can be performed by the method shown in the second embodiment.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

11 磁気ヘッドスライダー
12 磁気ヘッド
13 キャリッジ
14 ボイスコイルモータ
15 磁気ディスク
100 記録ヘッド
101 上部磁極
102 下部磁極
103 主磁極
104 上部磁極と下部磁極の接続部
105 導体パターン
110 近接場光発生部
111 レーザー光源
112 レーザー光
113 光導波路
114 金属散乱体
115 近接場光
120 記録媒体
130 再生ヘッド
131 上部シールド
132 下部シールド
133 GMR又はTMR素子
135 ヘッドリーディングエッジ
136 第一の垂直磁気記録層の磁気セル
137 第二の垂直磁気記録層の磁気セル
138 第三の垂直磁気記録層の磁気セル
139 ヘッド磁界
140 第一の垂直磁気記録層の膜厚
141 第二の垂直磁気記録層の膜厚
21 非磁性基板
22 下地層
23 垂直磁気記録層
231 第一の垂直磁気記録層
232 第二の垂直磁気記録層
233 第三の垂直磁気記録層
24 多層記録層
25 保護層
26 非磁性充填層
27 非磁性層
28 磁気セル
29 保護層
30 レジストパターン
301 パターン
302 レジストの残渣
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Magnetic head slider 12 Magnetic head 13 Carriage 14 Voice coil motor 15 Magnetic disk 100 Recording head 101 Upper magnetic pole 102 Lower magnetic pole 103 Main magnetic pole 104 Connection part 105 of upper magnetic pole and lower magnetic pole 105 Conductive pattern 110 Near field light generation part 111 Laser light source 112 Laser beam 113 Optical waveguide 114 Metal scatterer 115 Near-field light 120 Recording medium 130 Playback head 131 Upper shield 132 Lower shield 133 GMR or TMR element 135 Head leading edge 136 Magnetic cell 137 of the first perpendicular magnetic recording layer Second perpendicular Magnetic cell 138 of magnetic recording layer Magnetic cell 139 of third perpendicular magnetic recording layer Head magnetic field 140 Film thickness of first perpendicular magnetic recording layer 141 Film thickness of second perpendicular magnetic recording layer 21 Nonmagnetic substrate 22 Underlayer 23 Perpendicular magnetic recording 231 First perpendicular magnetic recording layer 232 Second perpendicular magnetic recording layer 233 Third perpendicular magnetic recording layer 24 Multilayer recording layer 25 Protective layer 26 Nonmagnetic filling layer 27 Nonmagnetic layer 28 Magnetic cell 29 Protective layer 30 Resist pattern 301 Pattern 302 Residue residue

Claims (12)

ディスク状の基板と、
前記基板上に形成され、磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層とを備え、
前記記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、
各記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重なった状態で前記基板の回転方向に規則的に配置されており、
前記複数の記録層に含まれる磁気セルのキュリー温度は、前記基板に近い記録層に含まれる磁気セルほど高いことを特徴とする磁気記録媒体。
A disk-shaped substrate;
A plurality of recording layers formed on the substrate and magnetically separated from each other and stacked,
The recording layer includes a plurality of magnetic cells magnetically separated from each other;
The magnetic cells of each recording layer are regularly arranged in the rotation direction of the substrate in a state where they overlap each other in the direction perpendicular to the film surface,
The magnetic recording medium, wherein a Curie temperature of a magnetic cell included in the plurality of recording layers is higher as a magnetic cell is included in a recording layer closer to the substrate.
請求項1記載の磁気記録媒体において、前記基板に近い記録層の磁気セルは前記基板から遠い記録層の磁気セルに比べて飽和磁化値が大きいことを特徴とする磁気記録媒体。   2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic cell of the recording layer near the substrate has a saturation magnetization value larger than that of the magnetic cell of the recording layer far from the substrate. 請求項1又は2記載の磁気記録媒体において、前記基板に近い記録層の磁気セルは前記基板から遠い記録層の磁気セルに比べて体積が大きいことを特徴とする磁気記録媒体。   3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic cell in the recording layer close to the substrate has a larger volume than the magnetic cell in the recording layer far from the substrate. 磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に記録磁界を印加する磁極と、前記磁気記録媒体を加熱する加熱手段とを有する熱アシスト磁気記録装置において、
前記磁気記録媒体は、ディスク状の基板と、前記基板上に形成され、磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層とを備え、前記記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、各記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重なった状態で前記基板の回転方向に規則的に配置されており、前記複数の記録層に含まれる磁気セルのキュリー温度は前記基板に近い記録層に含まれる磁気セルほど高い磁気記録媒体であり、
記録時には、記録を行う所望の磁気セルを、当該磁気セルのキュリー温度近傍であって、当該磁気セルより前記基板に近い位置の磁気セルのキュリー温度よりは低く、当該磁気セルより前記基板から遠い位置の磁気セルのキュリー温度よりは高い温度に前記加熱手段によって加熱して、前記磁極から記録磁界を印加して記録を行い、
前記基板に近い側の記録層に含まれる磁気セルから前記基板から遠い側の記録層に含まれる磁気セルの順で順次記録を行うことを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
In a thermally assisted magnetic recording apparatus comprising: a magnetic recording medium; a magnetic pole that applies a recording magnetic field to the magnetic recording medium; and a heating unit that heats the magnetic recording medium.
The magnetic recording medium includes a disk-shaped substrate and a plurality of recording layers formed on the substrate and stacked magnetically separated from each other, and the recording layers are magnetically separated from each other A plurality of magnetic cells, and the magnetic cells of each recording layer are regularly arranged in the direction of rotation of the substrate in a state where they overlap each other in the direction perpendicular to the film surface, and the curie of the magnetic cells included in the plurality of recording layers The temperature of the magnetic cell contained in the recording layer close to the substrate is a higher magnetic recording medium,
During recording, a desired magnetic cell to be recorded is near the Curie temperature of the magnetic cell, lower than the Curie temperature of the magnetic cell at a position closer to the substrate than the magnetic cell, and farther from the substrate than the magnetic cell. Heating by the heating means to a temperature higher than the Curie temperature of the magnetic cell at the position, and recording by applying a recording magnetic field from the magnetic pole,
2. A heat-assisted magnetic recording apparatus, wherein recording is performed sequentially in the order of a magnetic cell contained in a recording layer closer to the substrate and a magnetic cell contained in a recording layer farther from the substrate.
ディスク状の基板と、
前記基板上に形成され、磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層とを備え、
前記記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、
隣接する記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重ならない状態で前記基板の回転方向に規則的に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体。
A disk-shaped substrate;
A plurality of recording layers formed on the substrate and magnetically separated from each other and stacked,
The recording layer includes a plurality of magnetic cells magnetically separated from each other;
2. A magnetic recording medium according to claim 1, wherein magnetic cells of adjacent recording layers are regularly arranged in the direction of rotation of the substrate so as not to overlap each other in the direction perpendicular to the film surface.
請求項5記載の磁気記録媒体において、前記磁気記録媒体の回転方向及び半径方向に対して同じ位置にある磁気セルのキュリー温度は前記基板に近いほど高いことを特徴とする磁気記録媒体。   6. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the Curie temperature of the magnetic cell located at the same position in the rotational direction and the radial direction of the magnetic recording medium is higher as it is closer to the substrate. 請求項5又は6記載の磁気記録媒体において、前記基板に近い記録層の磁気セルは前記基板から遠い記録層の磁気セルに比べて飽和磁化値が大きいことを特徴とする磁気記録媒体。   7. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the magnetic layer of the recording layer near the substrate has a saturation magnetization value larger than that of the magnetic cell of the recording layer far from the substrate. 請求項5〜7のいずれか1項記載の磁気記録媒体において、前記基板に近い記録層の磁気セルは前記基板から遠い記録層の磁気セルに比べて磁気セルの体積が大きいことを特徴とする磁気記録媒体。   8. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the magnetic cell of the recording layer close to the substrate has a larger volume than the magnetic cell of the recording layer far from the substrate. Magnetic recording medium. 磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に磁界を印加する磁極と、前記磁気記録媒体を加熱する加熱手段とを有する熱アシスト磁気記録装置において、
前記磁気記録媒体は、ディスク状の基板と、前記基板上に形成され、磁気的に相互に分離されて積層された複数の記録層とを備え、前記記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、隣接する記録層の磁気セルは膜面垂直方向に互いに重ならない状態で前記基板の回転方向に規則的に配置されている磁気記録媒体であり、
記録時には、記録を行う所望の磁気セルを、当該磁気セルのキュリー温度近傍であって、当該磁気セルと膜厚方向に重なる位置にあり当該磁気セルより前記基板に近い位置の磁気セルのキュリー温度よりは低く、当該磁気セルと膜厚方向に重なる位置にあり当該磁気セルより前記基板から遠い位置の磁気セルのキュリー温度よりは高い温度に前記加熱手段によって加熱して、前記磁極から記録磁界を印加して記録を行い、
前記基板に近い側の記録層に含まれる磁気セルから前記基板から遠い側の記録層に含まれる磁気セルの順で順次記録を行うことを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
In a heat-assisted magnetic recording apparatus comprising: a magnetic recording medium; a magnetic pole that applies a magnetic field to the magnetic recording medium; and a heating unit that heats the magnetic recording medium.
The magnetic recording medium includes a disk-shaped substrate and a plurality of recording layers formed on the substrate and stacked magnetically separated from each other, and the recording layers are magnetically separated from each other A magnetic recording medium including a plurality of magnetic cells, the magnetic cells of adjacent recording layers being regularly arranged in the direction of rotation of the substrate in a state in which they do not overlap with each other in the direction perpendicular to the film surface;
At the time of recording, a desired magnetic cell to be recorded is near the Curie temperature of the magnetic cell and overlaps the magnetic cell in the film thickness direction and is closer to the substrate than the magnetic cell. The magnetic cell is heated by the heating means to a temperature higher than the Curie temperature of the magnetic cell at a position overlapping the magnetic cell in the film thickness direction and far from the substrate than the magnetic cell. Apply and record,
2. A heat-assisted magnetic recording apparatus, wherein recording is performed sequentially in the order of a magnetic cell contained in a recording layer closer to the substrate and a magnetic cell contained in a recording layer farther from the substrate.
ディスク状の基板と、
前記基板上に形成され、磁気的に相互に分離して積層された2層の記録層とを備え、
前記基板から遠い側の記録層は磁気的に相互に分離された複数の磁気セルを含み、前記複数の磁気セルは前記基板の回転方向に規則的に配置されており、
前記基板に近い側の記録層は磁性粒子が非磁性の粒界領域によって取り囲まれたグラニュラー記録膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
A disk-shaped substrate;
Two recording layers formed on the substrate and magnetically separated from each other, and
The recording layer far from the substrate includes a plurality of magnetic cells magnetically separated from each other, and the plurality of magnetic cells are regularly arranged in the rotation direction of the substrate,
The magnetic recording medium, wherein the recording layer near the substrate is a granular recording film in which magnetic particles are surrounded by a nonmagnetic grain boundary region.
請求項10記載の磁気記録媒体において、前記グラニュラー記録膜のキュリー温度が、前記磁気セルのキュリー温度よりも高いことを特徴とする磁気記録媒体。   11. The magnetic recording medium according to claim 10, wherein a Curie temperature of the granular recording film is higher than a Curie temperature of the magnetic cell. 請求項10又は11記載の磁気記録媒体において、前記グラニュラー記録膜の飽和磁化値が、前記磁気セルの飽和磁化値よりも大きいことを特徴とする磁気記録媒体。   12. The magnetic recording medium according to claim 10, wherein a saturation magnetization value of the granular recording film is larger than a saturation magnetization value of the magnetic cell.
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