JP3286291B2

JP3286291B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP3286291B2
Application number: JP2000032011A
Authority: JP
Inventors: 善光和田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2002-05-27
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP2000298822A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に関
し、さらに詳細には、例えば磁気ディスク装置（ＨＤ
Ｄ：ハードディスクドライブ）等の磁気記録再生装置に
用いられる磁気記録媒体に関し、特に高い記録密度を有
する磁気記録媒体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量記憶装置、特にハードディスクド
ライブ装置は、高データ転送速度、高速アクセス、高信
頼性、低価格等の点から大容量化、高密度化が著しく進
展している。面記録密度の向上は、磁気記録層中に形成
する記録磁区の微小化によって達成され、現在１平方イ
ンチ当たり５ギガビットを超え、１０ギガビットから１
００ギガビットを目指した開発が進んでいる。

【０００３】記録再生を行う磁気ヘッドとしては、イン
ダクティブヘッドを記録ヘッドとし、磁気抵抗効果型ヘ
ッド（ＭＲヘッド）を再生ヘッドとして、これらをスラ
イダに搭載した複合型磁気ヘッドが用いられている。Ｍ
Ｒヘッドは、周方向における単位長さでの磁束変化によ
って出力が決まるため、原理的にはトラック幅をいくら
狭くしても出力が減少しない。そのためＭＲヘッドを使
用することにより、狭トラック化が見込める。さらに高
記録密度が見込める巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＧＭＲ
ヘッド）についても、同様のことがいえる。

【０００４】しかし、トラック幅があまりに狭くなる
と、隣接する記録トラックの磁気信号による干渉（クロ
ストーク）が大きくなるので、再生信号の劣化が問題と
なる。

【０００５】また、記録ビット長の短縮によっても面記
録密度を向上できるが、記録ビット長を短くしすぎる
と、隣接ビット間における磁気信号の干渉（パーシャル
イレージャ）が大きくなり、再生信号の劣化が問題とな
る。

【０００６】特開平９−２９７９１８号公報には、トラ
ック幅と最短ビット規定長とを２辺の長さとする矩形領
域からなる記録部を複数設け、この複数の記録部が隙間
部により互いに分離して配置されており、記録部で情報
の蓄積を行う磁気記録媒体が記載されている。この媒体
は、いわゆるパターンド媒体である。パターンド媒体で
は、クロストークやパーシャルイレージャによる再生信
号の劣化を低減できる。

【０００７】ところで、ＣＳＳ（コンタクト・スタート
・アンド・ストップ）方式を利用した磁気ディスク装置
では、静止時に磁気ヘッドのスライダは磁気ディスクと
接触しているので、起動時に吸着を起こして記録情報の
破壊を招くおそれがある。そのため、吸着の防止が大き
な課題となっている。

【０００８】ＣＳＳ方式の磁気ディスク装置において、
スライダの吸着現象を発生し難くするには、微小な凹凸
をディスク表面に設けることが有効であると考えられ
る。微小な凹凸により、スライダに対するディスク面の
接触面積が減少するため、吸着力を低減することができ
る。

【０００９】例えば特開平２−１５６４１７号公報に
は、粒径の大きい無機微粒子と粒径の小さい無機微粒子
とを含むゲルからなる塗布層を基板上に形成した後、磁
性層を形成することが記載されている。塗布層からは粒
径の大きな粒子が頭を出すため、磁気ディスク表面に凹
凸が形成され、スライダの吸着が防止される。

【００１０】また、特開平５−２３４０７０号公報で
は、基板表面上にアルマイト皮膜を形成し、このアルマ
イト皮膜を、フッ素を含有する溶液もしくはガス、また
は酸、塩基および強酸の塩からなる群から選択されたい
ずれか１種の溶液により処理し、その後、磁性膜を形成
することにより、媒体表面に突起を形成する提案がなさ
れている。

【００１１】このように、従来、媒体表面に凹凸を形成
するには、そのための独立した工程を設ける必要があ
り、その結果、生産性の低下を招いていた。また、前記
したパターンド媒体においては、スライダ吸着防止のた
めの有効な提案はなされていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非磁
性体からなる非記録部を挟んで、磁性体からなる単位微
小記録部が配列してなる記録トラックを有する、いわゆ
るパターンド媒体において、磁気ヘッドのスライダの媒
体への吸着を防ぐことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明により達成される。（１）非磁性体からなる非記録部を挟んで、磁性体か
らなる単位微小記録部が配列してなる記録トラックを有
し、単位微小記録部の表面高さが非記録部の表面高さよ
りも高い磁気記録媒体。（２）単位微小記録部の表面高さが非記録部の表面高
さよりも５〜３０nm高い上記（１）の磁気記録媒体。（３）各単位微小記録部が単磁区である上記（１）ま
たは（２）の磁気記録媒体。（４）単位微小記録部がＣｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−ＴａおよびＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔのいずれか一種で構成
されている上記（１）〜（３）のいずれかの磁気記録媒
体。

【００１４】

【作用および効果】本発明では、単位微小記録部の表面
高さを非記録部の表面高さより高く設定するので、単位
微小記録部と非記録部とで凹凸が形成され、この凹凸に
よりスライダの吸着を防ぐことができる。そのため本発
明では、媒体表面に凹凸を設けるための特別な工程が不
要となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、主として磁気ディスク
媒体に適用される。図１に、本発明の磁気ディスク媒体
の構成例を、斜視図として示す。

【００１６】図１に示す磁気ディスク媒体１０は、ディ
スク状の基板１２上に、同心円状またはスパイラル状
に、周方向および半径方向に間隔をおいて配置された多
数の単位微小記録部１４と、隣り合う単位微小記録部１
４間を埋める非記録部１６とを有する。単位微小記録部
１４は、情報を磁気的に記録する磁性体から構成され、
非記録部１６は、非磁性材料から構成される。各単位微
小記録部１４は、それぞれほぼ完全に磁気的に孤立した
状態となるので、隣り合う単位微小記録部間におけるク
ロストークやパーシャルイレイジャを防ぐことができ
る。

【００１７】本発明では、単位微小記録部１４の表面高
さが、非記録部１６の表面高さより高く設定されてい
る。すなわち、単位微小記録部１４表面が非記録部１６
表面に対し突出している。そのため本発明の媒体では、
表面に微小な凹凸が存在することになるため、媒体表面
に対するスライダの吸着を防ぐことができる。

【００１８】非記録部１６表面に対する単位微小記録部
１４表面の突出量、すなわち、両者の表面高さの差は、
好ましくは５〜３０nm、より好ましくは１０〜３０nm、
さらに好ましくは１０〜２０nmである。突出量が小さす
ぎると本発明の効果が不十分となる。一方、突出量が上
記範囲より大きい媒体は、製造が困難である。

【００１９】各単位微小記録部１４は、単磁区構造であ
ることが好ましい。単磁区構造とすれば、単位微小記録
部を構成する結晶粒径を大きくすることができるので、
熱擾乱による磁化の劣化を抑えることができる。また、
単磁区構造とすれば、磁化のスイッチング速度を高速化
することができる。

【００２０】単位微小記録部１４の形状は特に限定され
ないが、長軸と短軸とを有する形状であることが好まし
い。具体的には、図１に示すような直方体状のほか、例
えば回転楕円体をほぼ半分に切断した形状であってもよ
い。ビット密度を高くし、かつ、十分な出力を得るため
には、単位微小記録部１４を、長軸および短軸を有する
形状とした上で、長軸がトラック幅方向（ディスク半径
方向）に平行で、短軸がトラック長さ方向（ディスク円
周方向）に平行となるように配置することが好ましい。

【００２１】単位微小記録部１４の寸法は特に限定され
ないが、通常、長軸の長さは０．１〜１．０μm、短軸
の長さは０．０５〜０．５μm、厚さは１０〜１００nm
程度とすることが好ましい。

【００２２】単位微小記録部１４を構成する磁性材料は
特に限定されないが、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれらの
少なくとも１種を含有する合金であることが好ましく、
特に、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＴａまたはＣｏ
−Ｃｒ−Ｔｉが好ましい。なお、本発明は、面内磁化媒
体にも垂直磁化媒体にも適用可能である。

【００２３】本発明の磁気記録媒体では、図３および図
４に示すように、基板１２と単位微小記録部１４との間
に、単位微小記録部１４に接して配向制御用の下地層１
８が形成されていてもよい。下地層１８の組成は、単位
微小記録部１４構成材料に応じ、所望の配向が得られる
ように適宜決定すればよい。例えば、単位微小記録部１
４を上記したＣｏ−Ｃｒ系磁性材料から構成し、かつ、
面内磁化媒体とする場合、下地層１８はＴｉ、Ｒｕ、Ｇ
ｅ、ＺｒおよびＣｒのいずれか一種で構成することが好
ましい。また、本発明を垂直磁化媒体に適用する場合に
は、通常、基板１２と単位微小記録部１４との間に軟磁
性下地膜が設けられる。

【００２４】また、磁気ヘッドとの接触から媒体表面を
保護するため、従来の媒体と同様に、表面に保護層や潤
滑層を設けてもよい。保護層は例えばＣやＳｉＯ₂等か
ら構成すればよく、スパッタリング法等で形成すればよ
い。潤滑層は公知の潤滑剤から構成すればよく、スピン
コート法等により形成すればよい。

【００２５】非記録部１６を構成する非磁性材料として
は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の酸化物、Ｓｉ
₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物、ＴｉＣ等の炭化物、
ＢＮ等の硼化物、およびＣ系、ＣＨ系、ＣＦ系のうちい
ずれかの重合化合物等が用いられる。

【００２６】基板１２は、アルミ合金、ガラス、シリコ
ン等の通常の磁気ディスク基板材料から構成すればよ
い。基板１２の厚さは、通常、５００〜１０００μm程
度とすればよい。

【００２７】次に、図５を参照して、本発明の磁気記録
媒体を製造する方法の一例について説明する。

【００２８】この方法では、まず、図５（ａ）に示すよ
うに、基板１２上に磁性物質１０４をスパッタリング等
により付着させ、次いで、その上にフォトレジスト層１
００を塗布形成する。

【００２９】次に、フォトレジスト層１００をフォトリ
ソグラフィーによりパターニングし、図５（ｂ）に示す
形状とする。このパターニングにより形成される凹部で
は、完全にフォトレジストが除去され、磁性物質１０４
表面が露出している。上記フォトリソグラフィーに際し
ては、例えばマスクを使った露光、照射位置を制御でき
るレーザー光を使った露光、または電子ビーム装置を使
った露光が利用できる。

【００３０】次に、図５（ｃ）に示すように、フォトレ
ジスト層１００上および磁性物質１０４の露出した表面
に、マスク材料１０８をスパッタリング等により付着さ
せる。マスク材料１０８は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etc
hing）等のドライエッチングの際のエッチングマスクと
なるものであり、例えばＣｒやＴｉ等から構成される。

【００３１】次に、フォトレジスト層１００をレジスト
除去液により除去することにより、その上に付着してい
たマスク材料１０８も同時に除去する。これにより、図
５（ｄ）に示すように、磁性物質１０４表面に付着して
いるマスク材料１０８だけが残存することになる。な
お、レジスト除去液には、例えばアセトン、ＭＥＫ等を
用いることができる。

【００３２】次に、マスク材料１０８をエッチングマス
クとして、ＲＩＥ等により磁性物質１０４をエッチング
し、図５（ｅ）に示すように基板１２表面を露出させ
る。

【００３３】次いで、磁性物質１０４上および基板１２
の露出した表面に、非磁性物質１０６をスパッタリング
等により付着させ、図５（ｆ）に示す状態とする。続い
て、磁性物質１０４上に積層されているマスク材料１０
８および非磁性物質１０６を、化学的機械的研磨により
除去する。これにより、図５（ｇ）に示すように、単位
微小記録部１４の表面高さが非記録部１６の表面高さよ
り高い磁気ディスク媒体１０が得られる。なお、図５
（ｆ）における非磁性物質１０６の付着厚さは、化学的
機械的研磨の終了後に、単位微小記録部１４の表面高さ
と非記録部１６の表面高さとの差が所望の値となるよう
に設定する。

【００３４】次に、図６を参照して、本発明の磁気記録
媒体を製造する方法の他の例について説明する。

【００３５】この方法では、まず、図６（ａ）に示すよ
うに、基板１２上に非磁性物質１０６をスパッタリング
等により付着させ、次いで、その上にフォトレジスト層
１００を塗布形成する。

【００３６】次に、フォトレジスト層１００をフォトリ
ソグラフィーによりパターニングし、図６（ｂ）に示す
形状とする。このパターニングにより形成される凹部で
は、完全にフォトレジストが除去され、非磁性物質１０
６表面が露出している。

【００３７】次に、フォトレジスト層１００をエッチン
グマスクとして、ＲＩＥ等により非磁性物質１０６をエ
ッチングする。このとき、図６（ｃ）に示すように、非
磁性物質１０６のエッチングはその高さ方向の一部だけ
にとどめてもよく、基板１２表面が露出するまでエッチ
ングしてもよい。

【００３８】次に、非磁性物質１０６の露出した表面お
よびフォトレジスト層１００上に磁性物質１０４をスパ
ッタリング等により付着させ、図６（ｄ）に示す状態と
する。続いて、フォトレジスト層１００をレジスト除去
液により除去することにより、その上に付着していた磁
性物質１０４も同時に除去する。これにより、図６
（ｅ）に示すように、単位微小記録部１４の表面高さが
非記録部１６の表面高さより高い磁気ディスク媒体１０
が得られる。なお、図６（ｄ）における磁性物質１０４
の付着厚さは、単位微小記録部１４の表面高さと非記録
部１６の表面高さとの差が所望の値となるように設定す
る。

【００３９】

【実施例】縦１．２３５mm、横１．０mm、高さ０．３mm
のアルチック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）製３０％スライダ
（重さ１．５mg）に、記録ヘッドと再生ヘッドとを搭載
して、複合型磁気ヘッドを作製した。記録ヘッドには、
磁極幅０．１μm、ギャップ長０．２μmのインダクティ
ブヘッドを用い、再生ヘッドにはＭＲヘッドを用いた。

【００４０】磁気ディスク媒体は、図５に工程の流れを
示す方法により作製した。単位微小記録部１４は直方体
とし、その寸法は、記録トラック幅方向において０．２
μm、記録トラック長さ方向において０．１μm、厚さ４
０nmとした。また、隣り合う単位微小記録部１４の間隔
（非記録部１６の寸法）は、記録トラック幅方向におい
て０．１６μm、記録トラック長さ方向において０．０
８μmとし、非記録部１６の厚さは２０nmとした。した
がって、非記録部１６表面に対する単位微小記録部１４
表面の突出量は、２０nmである。また、トラックピッチ
は０．３６μm（７０kTPI）、ビットピッチは０．１８
μm（１４１kBPI）である。この記録密度は１０Gb/in²
に相当する。

【００４１】なお、単位微小記録部１４は、Ｃｏからな
る単磁区構造体であり、その保磁力（Ｈｃ）は７５０Oe
であり、その磁化容易軸は記録トラック長さ方向を向い
ていた。また、非記録部１６は炭素から構成した。

【００４２】この磁気ディスク媒体に対し、上記複合型
磁気ヘッドにより記録を行った。磁気ディスク媒体の回
転速度は１０，０００rpmとし、スライダの浮上量は２
５nmとした。記録後、磁気ディスク媒体の磁化状態をＭ
ＦＭ（磁気力顕微鏡）により観察したところ、単位微小
記録部が記録信号に応じて磁化されていることが確認で
きた。

【００４３】一方、単位微小記録部１４と非記録部１６
とをいずれも２０nmの厚さとして、両者の表面高さを同
じとしたほかは上記磁気ディスク媒体と同様にして比較
用媒体を作製した。なお、この比較用媒体においては、
その表面へのスライダの吸着を防止するため、従来から
行われているテクスチャ処理を基板表面に施した。

【００４４】そして、この比較用媒体と上記本発明の媒
体とについて、媒体回転速度および磁気ヘッド浮上量を
上記値として、ＣＳＳを５万回繰り返した。その結果、
どちらの媒体においてもスライダの吸着による記録情報
の破壊は認められなかった。

【００４５】以上の実施例により、本発明の効果が確認
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の構成例について、一部
を拡大して示す斜視図である。

【図２】図１に示す磁気記録媒体のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図３】本発明の磁気記録媒体の構成例について、一部
を拡大して示す斜視図である。

【図４】図３に示す磁気記録媒体のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図５】本発明の磁気記録媒体を製造する方法の一例を
説明する断面図である。

【図６】本発明の磁気記録媒体を製造する方法の一例を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１０磁気ディスク媒体１２基板１４単位微小記録部１６非記録部１８下地層１００フォトレジスト層１０４磁性物質１０６非磁性物質１０８マスク材料

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性体からなる非記録部を挟んで、磁
性体からなる単位微小記録部が配列してなる記録トラッ
クを有し、単位微小記録部の表面高さが非記録部の表面高さよりも
高い磁気記録媒体。
【請求項２】単位微小記録部の表面高さが非記録部の
表面高さよりも５〜３０nm高い請求項１の磁気記録媒
体。
【請求項３】各単位微小記録部が単磁区である請求項
１または２の磁気記録媒体。
【請求項４】単位微小記録部がＣｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃ
ｏ−Ｃｒ−ＴａおよびＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔのいずれか一種
で構成されている請求項１〜３のいずれかの磁気記録媒
体。