JP5044714B2

JP5044714B2 - Magnetic recording medium and magnetic recording / reproducing apparatus

Info

Publication number: JP5044714B2
Application number: JP2011199318A
Authority: JP
Inventors: 聡志白鳥; 芳幸鎌田; 香里木村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-05-14
Also published as: JP2011249007A

Description

本発明は特にサーボ部が磁性体の有無もしくは凹凸によりパターン化されているパターンドサーボ型磁気記録媒体、およびこの磁気記録媒体を含む磁気記録装置に関する。 In particular, the present invention relates to a patterned servo type magnetic recording medium in which a servo part is patterned by the presence or absence of a magnetic material or unevenness, and a magnetic recording apparatus including the magnetic recording medium.

近年のパソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく増大してきている。このような状況の下で、これまでよりも飛躍的に記録密度の高い情報記録再生装置や集積度の高い半導体装置が求められている。情報記録再生装置を構成するものとして磁気記録媒体があるが、最近の磁気記録媒体は記録密度を向上させるために、記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＲ媒体）が開発されている（特許文献１）。ＤＴＲ媒体は基板上の記録トラック部に形成される軟磁性体、及びその上に形成される強磁性体のパターンと、記録トラック間を埋めるように形成される非磁性体と、強磁性層パターン、非磁性体上に形成される保護層からなる。この構成は基本的にサーボ部においても当てはまる。 With the dramatic improvement in functions of information devices such as personal computers in recent years, the amount of information handled by users has increased significantly. Under such circumstances, there is a need for an information recording / reproducing apparatus with a remarkably higher recording density and a highly integrated semiconductor device than ever. There is a magnetic recording medium that constitutes an information recording / reproducing apparatus. However, in order to improve recording density in recent magnetic recording media, a discrete track type patterned medium (DTR medium) that physically separates recording tracks is used. It has been developed (Patent Document 1). The DTR medium includes a soft magnetic material formed on a recording track portion on a substrate, a ferromagnetic material pattern formed thereon, a nonmagnetic material formed so as to fill a space between recording tracks, and a ferromagnetic layer pattern. And a protective layer formed on the nonmagnetic material. This configuration is basically applicable to the servo unit.

特開平７−８５４０６号公報JP-A-7-85406

従来のＤＴＲ媒体のサーボ部は、サーボパターンが磁性体の有無で形成されているため、サーボトラックライターを用いずにDC消磁を行うのが一般的であった。一方、記録トラック層にデータを書き込む際には、磁気ヘッドを用いてデータを書き込む。 Since the servo pattern of a conventional DTR medium has a servo pattern formed with or without a magnetic material, DC demagnetization is generally performed without using a servo track writer. On the other hand, when writing data to the recording track layer, the data is written using a magnetic head.

そのため、サーボ部にサーボデータが書き込まれた後、磁気ヘッドを用いて記録データを書き込む際に、サーボトラックに書き込まれたサーボデータが磁気ヘッドにより上書きされてしまうという問題があった。この問題を解決するためにサーボ部、記録トラックの保護層を厚くすると、今度は磁気スペーシングにより磁気ヘッドを用いた記録トラックへの書き込みが出来なくなる、または記録トラックに書き込まれた記録データを再生する際に、再生信号が弱くなるという問題がある。 For this reason, there is a problem that when the recording data is written using the magnetic head after the servo data is written to the servo section, the servo data written on the servo track is overwritten by the magnetic head. In order to solve this problem, if the servo layer and the recording track protective layer are made thicker, it will no longer be possible to write to the recording track using the magnetic head due to magnetic spacing, or the recording data written to the recording track will be reproduced. When doing so, there is a problem that the reproduction signal becomes weak.

本発明の目的は上記問題点を解決するため、サーボデータが上書きされず、かつ再生信号が弱くなることのない磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することにある。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus in which servo data is not overwritten and a reproduced signal is not weakened.

上記課題を解決するため本発明の磁気記録媒体は、基板上に形成される記録層の有無で構成される凹凸パターンからなり、凹凸パターンの表面に形成される第１の保護層を有するサーボ部と、基板上に形成される記録層の有無で構成される凹凸パターンからなり、凹凸パターンの表面に形成される第２の保護層を有する記録トラック部とを具備し、前記サーボ部と前記記録トラック部は、前記基板の表面に沿って互いに異なる領域上に形成されており、前記サーボ部の記録層の上部に形成される第１の保護層の膜厚が前記記録トラック部の記録層の上部に形成される第２の保護層の膜厚よりも１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲で厚くなっていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a magnetic recording medium of the present invention comprises a concavo-convex pattern constituted by the presence or absence of a recording layer formed on a substrate, and has a first protective layer formed on the surface of the concavo-convex pattern. And a recording track portion having a second protective layer formed on the surface of the concavo-convex pattern, comprising a concavo-convex pattern formed by the presence or absence of a recording layer formed on the substrate, and the servo unit and the recording The track portion is formed on different regions along the surface of the substrate, and the thickness of the first protective layer formed on the recording layer of the servo portion is the same as that of the recording layer of the recording track portion. It is characterized by being thicker in the range of 1 nm to 10 nm than the thickness of the second protective layer formed on the upper part.

また、本発明の磁気記録再生装置は、上述の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体上を浮上する磁気ヘッドとを具備することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording / reproducing apparatus including the above-described magnetic recording medium and a magnetic head flying above the magnetic recording medium.

本発明によりサーボデータが上書きされず、かつ再生信号が弱くなることのない磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus in which servo data is not overwritten and a reproduced signal does not become weak.

本発明を実施するための最良の形態である磁気記録媒体の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of a magnetic recording medium that is the best mode for carrying out the present invention. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 図１の磁気記録媒体の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the magnetic recording medium of FIG. 1. 磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。It is a principal part perspective view which illustrates schematic structure of a magnetic recording / reproducing apparatus.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（磁気記録媒体）
図1はＤＴＲ媒体のサーボ部およびトラック部のパターンの一例を示す断面図である。 (Magnetic recording medium)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a pattern of a servo portion and a track portion of a DTR medium.

すなわち、基板１上の記録トラック部、サーボ部にそれぞれ軟磁性層（図示せず）を介して強磁性層２が形成されている。この強磁性層２が記録トラック部にあっては記録データを保持する記録層の役割を果たし、サーボ部にあっては、サーボデータを保持する記録層の役割を果たす。軟磁性層は、垂直磁気記録層である強磁性層２を磁化するための磁気ヘッド例えば単磁極ヘッドからの記録磁界を、水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる役目を果たし得る。 That is, the ferromagnetic layer 2 is formed on the recording track portion and the servo portion on the substrate 1 via a soft magnetic layer (not shown). The ferromagnetic layer 2 serves as a recording layer for holding recording data in the recording track portion, and serves as a recording layer for holding servo data in the servo portion. The soft magnetic layer has a function of a magnetic head for circulating a recording magnetic field from a magnetic head for magnetizing the ferromagnetic layer 2 which is a perpendicular magnetic recording layer, for example, a single magnetic pole head, to the magnetic head side in the horizontal direction. It plays a part, and can play the role of improving the recording and reproducing efficiency by applying a steep and sufficient perpendicular magnetic field to the recording layer of the magnetic field.

基板１の材料としては、例えばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック、カーボンや、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板、及びこれらの基板にＮｉＰ等のメッキが施されたもの等を用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。基板としては、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。 As a material of the substrate 1, for example, a glass substrate, an Al-based alloy substrate, ceramic, carbon, a Si single crystal substrate having an oxidized surface, and those obtained by plating these substrates with NiP or the like can be used. . As the glass substrate, there are amorphous glass and crystallized glass, and general-purpose soda lime glass and aluminosilicate glass can be used as the amorphous glass. Further, as the crystallized glass, lithium-based crystallized glass can be used. As the ceramic substrate, a sintered body mainly composed of general-purpose aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or the like, or a fiber reinforced material thereof can be used. As the substrate, a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of the metal substrate or the nonmetal substrate by using a plating method or a sputtering method can also be used.

軟磁性層の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む材料を用いることができる。代表的な材料として、ＦｅＣｏ系合金、例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶ等、ＦｅＮｉ系合金、例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉ等、ＦｅＡｌ系合金またはＦｅＳｉ系合金、例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯ等、ＦｅＴａ系合金、例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ等およびＦｅＺｒ系合金、例えばＦｅＺｒＮ等を挙げることができる。また、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等の微結晶構造、あるいは微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることができる。また、軟磁性層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏ合金中Ｃｏは８０ａｔ％以上含まれることが望ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファスとなりやすく、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、このアモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができ、ＣｏＺｒＮｂが１２０ｎｍ程度成膜されていることが好ましい。 As the material of the soft magnetic layer, a material containing Fe, Ni, Co can be used. Typical materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys or FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa alloys such as FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN. Further, a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like containing 60 at% or more of Fe or a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix can be used. As another material of the soft magnetic layer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can be used. It is desirable that Co in the Co alloy is contained at 80 at% or more. Such a Co alloy tends to be amorphous when formed by sputtering, and has very good soft magnetism because it has no magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries. Further, the use of this amorphous soft magnetic material can reduce the noise of the medium. Suitable amorphous soft magnetic materials include, for example, CoZr, CoZrNb, and CoZrTa-based alloys. CoZrNb is preferably formed to a thickness of about 120 nm.

軟磁性層の下には、軟磁性層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けることができる。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。軟磁性層と記録層との間には、非磁性体からなる中間層を設けることができる。中間層の役割は、軟磁性層と記録層との交換結合相互作用を遮断することと、記録層の結晶性を制御することの二つがある。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。 Under the soft magnetic layer, an underlayer can be further provided to improve the crystallinity of the soft magnetic layer or the adhesion to the substrate. As the underlayer material, Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing them, oxides or nitrides thereof can be used. An intermediate layer made of a nonmagnetic material can be provided between the soft magnetic layer and the recording layer. There are two roles of the intermediate layer: blocking the exchange coupling interaction between the soft magnetic layer and the recording layer and controlling the crystallinity of the recording layer. As the intermediate layer material, Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, alloys containing these, oxides or nitrides thereof can be used.

スパイクノイズ防止のために軟磁性層を複数の層に分け0.5〜1.5nmのRu層を挿入することで反強磁性結合させても良い。また、CoCrPtやSmCo、FePt等の面内異方性を持った硬磁性膜、あるいはIrMn、PtMn等の反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させても良い。その際に、交換結合力を制御するために、Ru層の前後に強磁性(たとえばCo)の膜あるいは非磁性の膜(たとえばPt)を積層させても良い。 In order to prevent spike noise, the soft magnetic layer may be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by inserting a 0.5 to 1.5 nm Ru layer. Alternatively, a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, or FePt, or a pinned layer made of an antiferromagnetic material such as IrMn or PtMn and a soft magnetic layer may be exchange-coupled. At that time, in order to control the exchange coupling force, a ferromagnetic (for example, Co) film or a nonmagnetic film (for example, Pt) may be laminated before and after the Ru layer.

強磁性層２の材料としては、Ｃｏを主成分とするとともに少なくともＰｔを含み、さらに酸化物を含んだ材料からなる。この酸化物としては、特に酸化シリコン，酸化チタンが好適である。 The material of the ferromagnetic layer 2 is made of a material containing Co as a main component, containing at least Pt, and further containing an oxide. As this oxide, silicon oxide and titanium oxide are particularly suitable.

垂直磁気記録用の強磁性層２は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。前述の柱状構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をすることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。また、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなるため好ましくない。垂直磁気記録層のＣｒの含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下である。Ｃｒ含有量が上記範囲であるのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるために好適だからである。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。垂直磁気記録層のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であるのは、強磁性層２に必要なＫｕを得、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるため、好適だからである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。また、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性を得るためのＫｕが得られないため好ましくない。 In the ferromagnetic layer 2 for perpendicular magnetic recording, magnetic particles (magnetic crystal particles) are preferably dispersed in the layer. The magnetic particles preferably have a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically. By forming such a structure, the orientation and crystallinity of the magnetic particles in the perpendicular magnetic recording layer are improved, and as a result, a signal / noise ratio (S / N ratio) suitable for high-density recording can be obtained. it can. In order to obtain the aforementioned columnar structure, the amount of oxide to be contained is important. The oxide content is preferably 3 mol% or more and 12 mol% or less with respect to the total amount of Co, Cr, and Pt. More preferably, it is 5 mol% or more and 10 mol% or less. The above range is preferable as the content of the oxide in the perpendicular magnetic recording layer because, when the layer is formed, the oxide is precipitated around the magnetic particles, so that the magnetic particles can be isolated and refined. It is. When the oxide content exceeds the above range, the oxide remains in the magnetic particles, and the orientation and crystallinity of the magnetic particles are impaired. This is not preferable because a columnar structure in which magnetic particles penetrate vertically through the perpendicular magnetic recording layer is not formed. Further, when the oxide content is less than the above range, separation and miniaturization of magnetic particles are insufficient, resulting in an increase in noise during recording and reproduction, and a signal / noise ratio (S) suitable for high-density recording. / N ratio) is not obtained. The content of Cr in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0 at% or more and 16 at% or less. More preferably, it is 10 at% or more and 14 at% or less. The Cr content is in the above range because the uniaxial crystal magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic particles is not lowered too much, and high magnetization is maintained, resulting in recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and sufficient heat. This is because it is suitable for obtaining fluctuation characteristics. When the Cr content exceeds the above range, Ku of the magnetic particles becomes small, so the thermal fluctuation characteristics deteriorate, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles deteriorate, resulting in poor recording / reproducing characteristics. Therefore, it is not preferable. The Pt content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 10 at% or more and 25 at% or less. The Pt content is in the above range because the necessary Ku for the ferromagnetic layer 2 is obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are good. As a result, thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording, recording / reproduction This is because the characteristics can be obtained. When the Pt content exceeds the above range, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic particles, and crystallinity and orientation may be impaired. Further, when the Pt content is less than the above range, it is not preferable because Ku for obtaining thermal fluctuation characteristics suitable for high density recording cannot be obtained.

強磁性層２は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。 The ferromagnetic layer 2 contains one or more elements selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxide. Can do. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording. The total content of the above elements is preferably 8 at% or less. If it exceeds 8 at%, phases other than the hcp phase are formed in the magnetic particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic particles are disturbed, resulting in recording / reproduction characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording. It is not preferable because it is not possible.

また、強磁性層２としては、上記の他、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ，およびＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することができる。強磁性層２の厚さは、好ましくは５ないし６０ｎｍ、より好ましくは１０ないし４０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作し得る。強磁性層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向があり、強磁性層２の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。強磁性層２の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。強磁性層２の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。 In addition to the above, the ferromagnetic layer 2 is at least selected from the group consisting of CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, CoPtCrSi, and Pt, Pd, Rh, and Ru. A multilayer structure of an alloy mainly composed of one kind and Co, and CoCr / PtCr, CoB / PdB, CoO / RhO, and the like obtained by adding Cr, B, and O to these can be used. The thickness of the ferromagnetic layer 2 is preferably 5 to 60 nm, more preferably 10 to 40 nm. Within this range, the magnetic recording / reproducing apparatus suitable for higher recording density can be operated. If the thickness of the ferromagnetic layer is less than 5 nm, the reproduction output tends to be too low and the noise component tends to be higher. If the thickness of the ferromagnetic layer 2 exceeds 40 nm, the reproduction output is too high and the waveform is high. Tend to distort. The coercive force of the ferromagnetic layer 2 is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior. The perpendicular squareness ratio of the ferromagnetic layer 2 is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.

強磁性層２のパターン間には保護層３が埋め込まれるように形成される。保護層３の役割としては、強磁性層２の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的設けられる。その材料としては、例えばＣ、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2を含むものがあげられる。保護層の厚さは、１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、sp2結合炭素（グラファイト）とsp3結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はsp3結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、sp2結合炭素とsp3結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。sp3結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（DLC）と呼ばれる。耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護層として利用されている。CVD（Chemical vapor Deposition）法によるDLCの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってDLCを生成させるため、条件を合わせることで、よりsp3結合炭素に富んだDLCを形成することができる。 A protective layer 3 is formed between the patterns of the ferromagnetic layer 2. The role of the protective layer 3 is to prevent corrosion of the ferromagnetic layer 2 and to prevent damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Examples of the material include those containing C, SiO2, and ZrO2. The thickness of the protective layer is preferably 1 to 10 nm. Thereby, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high-density recording. Carbon can be classified into sp2-bonded carbon (graphite) and sp3-bonded carbon (diamond). Durability and corrosion resistance are better with sp3-bonded carbon, but since it is crystalline, its surface smoothness is inferior to graphite. Usually, the carbon film is formed by sputtering using a graphite target. In this method, amorphous carbon in which sp2 bonded carbon and sp3 bonded carbon are mixed is formed. Those with a large proportion of sp3-bonded carbon are called diamond-like carbon (DLC). Since it is excellent in durability and corrosion resistance and is excellent in surface smoothness due to being amorphous, it is used as a surface protective layer of a magnetic recording medium. DLC film formation by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method excites and decomposes the source gas in plasma and generates DLC by chemical reaction. By combining the conditions, DLC richer in sp3-bonded carbon is formed. can do.

保護層３の具体的材料としては、Cr、Ru、Pt、Pd、Ti、Ta、Mo、Wなどの金属や、NiTa、NiNb、NiNbTi、NiNbTiHf、CuHfZrTiなどの多元系金属、SiO2、TiOx、SiO2、Al2O3などの酸化物やSi3N4、AlN、TiNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、BN等の硼化物、C、Si、などの単体などを挙げることができ、特に限定されないが、再生信号強度を強くするために金属材料であることが好ましい。また、埋め込み材が合金化することにより表面の平坦性が向上するため、前記金属材料としては、合金化しやすい材料が好ましく、より好ましくは金属ガラス等の多元系金属である。 Specific materials for the protective layer 3 include metals such as Cr, Ru, Pt, Pd, Ti, Ta, Mo, and W, multi-component metals such as NiTa, NiNb, NiNbTi, NiNbTiHf, and CuHfZrTi, SiO2, TiOx, SiO2 , Oxides such as Al2O3, nitrides such as Si3N4, AlN and TiN, carbides such as TiC, borides such as BN, and simple substances such as C and Si, etc. In order to strengthen the strength, a metal material is preferable. Further, since the flatness of the surface is improved when the embedding material is alloyed, the metal material is preferably a material that is easily alloyed, and more preferably a multi-component metal such as metal glass.

保護層３は強磁性層２のパターンを覆うように形成されているが、記録トラック部に形成された強磁性層２上の保護層３の厚さがサーボ部に形成された強磁性層２上の保護層３の厚さより1nm以上、10nm以下の範囲で大きくなっている。ＤＴＲ媒体においては、記録トラック部は書き換え可能な「１」「０」の記録再生を行う必要があるため、磁気ヘッドにより記録を行う必要があるが、サーボ部においては、磁性体の有無でパターン化されており、一方向にDC透過磁界を印加することでサーボデータを書き込んだ後は信号を書き換える必要は無い。磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子の材料特性から2T程度の磁界しか印加することが出来ないが、サーボ部は磁性体の有無でパターン化されているため、一方向の強い磁界を与えることが可能であり、磁石等を用いて一括で強い磁界を印加することが可能である。すなわち、磁気スペーシングにより、強磁性層２への磁界が弱められるため、磁気ヘッドが通常発生させることのできる磁界よりもさらに大きい磁界を発生させなければサーボデータの書き込みが困難となるが、上述の通りサーボ部は磁性体の有無でパターン化されているため、一方向の強い磁界を与えることが可能であり、磁石等を用いて一括で強い磁界を印加することが可能であるため、磁気ヘッドへの負荷を考慮することなく、サーボ信号の書き込みができる。よって、サーボ部の保護層３を厚くすることが可能である。 Although the protective layer 3 is formed so as to cover the pattern of the ferromagnetic layer 2, the thickness of the protective layer 3 on the ferromagnetic layer 2 formed in the recording track portion is the ferromagnetic layer 2 formed in the servo portion. It is larger than the thickness of the upper protective layer 3 in the range of 1 nm to 10 nm. In the DTR medium, the recording track portion needs to perform recording and reproduction of rewritable “1” and “0”, so it is necessary to perform recording with a magnetic head. There is no need to rewrite the signal after writing servo data by applying a DC transmission magnetic field in one direction. The magnetic head can only apply a magnetic field of about 2T due to the material properties of the magnetoresistive effect element, but the servo section is patterned with or without a magnetic material, so it can provide a strong magnetic field in one direction. It is possible to apply a strong magnetic field at once using a magnet or the like. That is, since the magnetic field to the ferromagnetic layer 2 is weakened by the magnetic spacing, it is difficult to write servo data unless a magnetic field larger than the magnetic field normally generated by the magnetic head is generated. Since the servo part is patterned with or without a magnetic material, it is possible to apply a strong magnetic field in one direction, and it is possible to apply a strong magnetic field in a lump using a magnet, etc. Servo signals can be written without considering the load on the head. Therefore, it is possible to increase the thickness of the protective layer 3 of the servo part.

保護層３の膜厚を厚くすることによって、サーボ部磁性体の腐食や、記録再生ヘッドによるオーバーライト現象を抑制することが可能となる。一方、記録再生ヘッドを用いてデータ信号を記録する必要があるトラック部においては、保護層の厚さが20nmになると保磁力4.5kOeの媒体をオーバーライト（OW）することが出来ない。また、一般的に磁気スペーシングが1nm増加すると、BER（ビット誤り率）が0.3dB劣化するといわれている。よって、サーボ部では保護層を厚く形成するのが好ましいが、記録領域では、磁気スペーシング低減のため保護層膜厚をできるかぎり薄くする必要がある。 By increasing the thickness of the protective layer 3, it is possible to suppress the corrosion of the servo magnetic body and the overwrite phenomenon caused by the recording / reproducing head. On the other hand, in a track portion where a data signal needs to be recorded using a recording / reproducing head, a medium having a coercive force of 4.5 kOe cannot be overwritten (OW) when the thickness of the protective layer is 20 nm. In general, it is said that when the magnetic spacing increases by 1 nm, the BER (bit error rate) deteriorates by 0.3 dB. Therefore, it is preferable to form a thick protective layer in the servo portion, but in the recording area, it is necessary to make the protective layer as thin as possible in order to reduce magnetic spacing.

しかし、サーボ部と記録トラック部との保護剤膜厚差が10nm以上存在すると、磁気ヘッドの浮上量と同等となり、ヘッドが安定浮上しなくなってしまうため、前記記録層上部保護層の膜厚差は10nm以下が好ましい。また、保護層に非金属材料を用いた場合、保護層が厚くなることによって読み込み信号強度が減少してしまう。従って、保護層が金属材料であり、前記記録層上部保護層の膜厚差は4nm以下であることがさらに望ましい。 However, if there is a protective film thickness difference of 10 nm or more between the servo section and the recording track section, it will be equivalent to the flying height of the magnetic head, and the head will not float stably. Is preferably 10 nm or less. In addition, when a non-metallic material is used for the protective layer, the read signal strength decreases due to the thick protective layer. Therefore, it is more desirable that the protective layer is a metal material, and the difference in film thickness between the recording layer upper protective layer is 4 nm or less.

上記の構成により、サーボ部のオーバーライトおよび強磁性層２の腐食が起こりにくく、記録トラック部の記録再生は従来通り行える磁気記録媒体を提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to provide a magnetic recording medium in which overwriting of the servo section and corrosion of the ferromagnetic layer 2 do not easily occur, and recording / reproduction of the recording track section can be performed as usual.

（磁気記録媒体の製造方法）
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法を図２乃至図８によって説明する。 (Method of manufacturing magnetic recording medium)
Next, a method for manufacturing the magnetic recording medium of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず図２において、基板４１表面に軟磁性層４２、強磁性体層４３を形成する。強磁性体層４３表面はカーボンの保護層で被覆されていてもよい。強磁性体層４３の表面に、レジスト４５をスピンコート法で塗布する。レジストには一般的なノボラック系のフォトレジストを用いることが出来るが、SOG（Spin-On-Glass）を用いても良い。レジスト４５形成後、例えば記録トラックとサーボ情報のパターンが埋め込まれたスタンパを100MPaで60秒間プレスすることによって、図２のようにレジスト４５表面にそのパターンを転写する。プレスは、ダイセットの上板と下板との間に、スタンパ４６、レジスト４５が形成された基板４１を配置することにより行われる。スタンパ４６及びレジストが形成された基板４１は、スタンパ４６の凹凸面と基板４１のレジスト膜側を対向させる。 First, in FIG. 2, the soft magnetic layer 42 and the ferromagnetic layer 43 are formed on the surface of the substrate 41. The surface of the ferromagnetic layer 43 may be covered with a carbon protective layer. A resist 45 is applied to the surface of the ferromagnetic layer 43 by spin coating. As the resist, a general novolac photoresist can be used, but SOG (Spin-On-Glass) may be used. After the resist 45 is formed, for example, a stamper embedded with a recording track and servo information pattern is pressed at 100 MPa for 60 seconds to transfer the pattern onto the surface of the resist 45 as shown in FIG. The pressing is performed by placing a substrate 41 on which a stamper 46 and a resist 45 are formed between an upper plate and a lower plate of the die set. In the stamper 46 and the substrate 41 on which the resist is formed, the uneven surface of the stamper 46 and the resist film side of the substrate 41 are opposed to each other.

ダイセットの上板、下板によるプレスの後、図３に示すようにスタンパ４５がパターニングされる。インプリントによって作製されたパターンの凹凸高さは60 〜 70 nmであるため、その残さは70 nm程度となる。スタンパ４６にフッ素系の剥離材を塗布、あるいはフッ素混合のＤＬＣを製膜することで、スタンパ４６とレジスト４５の良好な剥離ができる。 After pressing with the upper and lower plates of the die set, the stamper 45 is patterned as shown in FIG. Since the unevenness height of the pattern produced by imprinting is 60 to 70 nm, the remainder is about 70 nm. By applying a fluorine-based release material to the stamper 46 or forming a fluorine-mixed DLC film, the stamper 46 and the resist 45 can be peeled off satisfactorily.

次に図３に示すように、酸素ガスを用いたRIE（反応性イオンエッチング）でレジスト４５の残さ除去を行い、インプリントされたレジストパターン４５ａのみを強磁性層４３上に残した。レジストにSOGを用いた場合、CF₄ガスを用いたRIEで残渣除去を行う。RIEにおけるプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICP（Inductively Coupled Plasma）が好適だが、ECR（Electron Cyclotron Resonance）プラズマでも構わない。 Next, as shown in FIG. 3, the residue of the resist 45 was removed by RIE (reactive ion etching) using oxygen gas, and only the imprinted resist pattern 45 a was left on the ferromagnetic layer 43. When SOG is used for the resist, the residue is removed by RIE using CF ₄ gas. The plasma source in RIE is preferably ICP (Inductively Coupled Plasma) capable of generating high-density plasma at low pressure, but may be ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma.

レジスト４５の残さ除去後、図４に示すようにレジストパターン４５ａを用いて強磁性層４３の磁性体加工を行い、強磁性層パターン４３ａを形成する。磁性体加工にはArイオンビームを用いたエッチング（Arイオンミリング）が好適だが、塩素ガスまたはCOとNH3の混合ガスを用いたRIEでも良い。COとNH3の混合ガスを用いたRIEの場合、磁性体加工のエッチングマスクとしてレジストパターン４５ａの代わりにTi、Ta、W等のハードマスクを用いなくてはならない。上述のRIEを用いた磁性体加工の場合、エッチングされた強磁性層パターン４３ａの側面にテーパはつかない。如何なる材料でもエッチング可能なArイオンミリングで磁性体加工を行う場合は、例えば加速電圧400V、イオン入射角度は30°から70°まで変化させてエッチングを行う。ECRイオンガンを用いたイオンミリングは、イオン入射角度90°でイオンミリングすることで、殆ど強磁性層パターンの側面にテーパが付かない加工が可能である。 After removing the residue of the resist 45, the ferromagnetic layer 43 is processed using the resist pattern 45a as shown in FIG. 4 to form the ferromagnetic layer pattern 43a. Etching using Ar ion beam (Ar ion milling) is suitable for magnetic processing, but RIE using chlorine gas or a mixed gas of CO and NH3 may also be used. In the case of RIE using a mixed gas of CO and NH3, a hard mask such as Ti, Ta, or W must be used instead of the resist pattern 45a as an etching mask for magnetic processing. In the case of the magnetic material processing using the RIE described above, the side surface of the etched ferromagnetic layer pattern 43a is not tapered. When performing magnetic processing by Ar ion milling that can etch any material, for example, etching is performed by changing the acceleration voltage 400V and the ion incident angle from 30 ° to 70 °. In ion milling using an ECR ion gun, by performing ion milling at an ion incident angle of 90 °, it is possible to process the side of the ferromagnetic layer pattern with almost no taper.

磁性体加工後、図５に示すようにレジストパターン４５ａを強磁性層パターン４３ａ上から剥離する。一般的なノボラック系のフォトレジストを用いた場合は、酸素プラズマ処理を行うことで容易に剥離することが可能である。この時、強磁性層４５の表面にカーボン保護層がある場合、カーボン保護層も剥離されるので注意が必要である。一方、SOGをエッチングマスクとした場合、この工程はフッ素系ガスを用いたRIEで行う必要がある。フッ素系ガスはCF4やSF6が好適だが、大気中の水と反応してHF、H2SO4等の酸が生じることがあるため、レジストパターン剥離後、水洗を行う必要がある。 After the magnetic material processing, the resist pattern 45a is peeled off from the ferromagnetic layer pattern 43a as shown in FIG. When a general novolac photoresist is used, it can be easily removed by performing oxygen plasma treatment. At this time, if there is a carbon protective layer on the surface of the ferromagnetic layer 45, the carbon protective layer is also peeled off, so care must be taken. On the other hand, when SOG is used as an etching mask, this step needs to be performed by RIE using a fluorine-based gas. CF4 and SF6 are preferred as the fluorine-based gas, but acid such as HF and H2SO4 may be generated by reacting with water in the atmosphere, so it is necessary to wash with water after removing the resist pattern.

レジストパターン４５ａ剥離後、図６に示すように強磁性層パターン４３ａの凹凸を保護層８１で埋め込む。この埋め込み工程は、保護層８１を通常のスパッタリングまたはCVD（化学気相成長法）で成膜する。保護層８１の材料としては、Cr, Ru, Pt, Pd, Ti, Ta, Mo, Wなどの金属や、NiTa、NiNb、NiNbTi、NiNbTiHf、CuHfZrTiなどの多元系金属、SiO2、TiOx、SiO2、Al2O3などの酸化物やSi3N4、AlN、TiNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、BN等の硼化物、C、Si、などの単体などから幅広く選択できる。また、この埋め込み工程ではバイアススパッタリングを用いることもできる。このバイアススパッタリングは基板４１にバイアス電圧をかけながらスパッタ成膜する方法で、容易に凹凸を埋め込みながら成膜できる。しかし、バイアス電圧印加による基板４１の溶解またはスパッタダストが生じやすいので、通常のスパッタリングを用いるのが好適である。 After the resist pattern 45a is peeled off, the unevenness of the ferromagnetic layer pattern 43a is buried with a protective layer 81 as shown in FIG. In this embedding process, the protective layer 81 is formed by normal sputtering or CVD (chemical vapor deposition). Materials for the protective layer 81 include metals such as Cr, Ru, Pt, Pd, Ti, Ta, Mo, and W, multi-component metals such as NiTa, NiNb, NiNbTi, NiNbTiHf, and CuHfZrTi, SiO2, TiOx, SiO2, and Al2O3. A wide selection can be made from oxides such as Si3N4, nitrides such as AlN and TiN, carbides such as TiC, borides such as BN, and simple substances such as C and Si. Also, bias sputtering can be used in this filling step. This bias sputtering is a method of forming a sputtering film while applying a bias voltage to the substrate 41, and can easily form a film while embedding irregularities. However, since the substrate 41 is likely to be melted or sputtered by application of a bias voltage, it is preferable to use normal sputtering.

保護層８１による埋め込み後、図７に示すように保護層８１のエッチバックを行い保護層パターン８１ａを形成する。この際、強磁性層パターン４３ａが露出する手前でエッチバックを止める。このエッチバック終了のタイミングはサーボ部と記録トラック部とで異なり、サーボ部の終了タイミングの方が記録トラック部の終了タイミングよりも早めになるよう設定する。この理由としては、前述のとおり保護層８１の厚さをサーボ部の厚さの方が記録トラック部の厚さよりも大きくすることによる。このエッチバック工程においては、エッチャントが基板４１に対し垂直に入射するようにECRイオンガンを配置しエッチングを行う事が望ましい。ECRイオンミリングの代わりにArイオンミリングを用いても良い。 After embedding with the protective layer 81, the protective layer 81 is etched back as shown in FIG. 7 to form a protective layer pattern 81a. At this time, the etch back is stopped before the ferromagnetic layer pattern 43a is exposed. The etch back end timing differs between the servo portion and the recording track portion, and the end timing of the servo portion is set to be earlier than the end timing of the recording track portion. This is because, as described above, the thickness of the protective layer 81 is made larger at the servo portion than at the recording track portion. In this etch-back process, it is desirable to perform etching by arranging an ECR ion gun so that the etchant is perpendicularly incident on the substrate 41. Ar ion milling may be used instead of ECR ion milling.

図６の保護層８１埋め込み工程、図７のエッチバック工程を２回以上繰り返すことで、図８に示すように強磁性層パターン４３ａが保護層パターン８１ｂで被覆された埋め込み構造を得ることができる。 By repeating the embedding process of the protective layer 81 in FIG. 6 and the etch back process in FIG. 7 twice or more, an embedded structure in which the ferromagnetic layer pattern 43a is covered with the protective layer pattern 81b as shown in FIG. 8 can be obtained. .

図８の埋め込み構造形成後、保護層パターン８１ｂ上へのC保護層（図示せず）の形成を行ってもよい。C保護層は、保護層パターン８１ｂへのカバレッジを良くするためにCVD法で成膜することが望ましいが、スパッタリング、真空蒸着法でも構わない。CVD法でC保護層を形成した場合、sp3結合炭素を多く含むDLC膜が形成される。膜厚は１nm以下だとカバレッジが悪くなり、10nm以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってSNRが低下するので好ましくない。また、保護層上には、潤滑層を設けることができる。潤滑層に使用される潤滑剤としては、従来公知の材料、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。 After forming the embedded structure in FIG. 8, a C protective layer (not shown) may be formed on the protective layer pattern 81b. The C protective layer is preferably formed by a CVD method in order to improve the coverage to the protective layer pattern 81b, but may be a sputtering method or a vacuum evaporation method. When the C protective layer is formed by the CVD method, a DLC film containing a large amount of sp3-bonded carbon is formed. If the film thickness is 1 nm or less, the coverage is poor, and if it is 10 nm or more, the magnetic spacing between the recording / reproducing head and the medium increases and the SNR decreases, which is not preferable. Further, a lubricating layer can be provided on the protective layer. As the lubricant used in the lubricating layer, conventionally known materials such as perfluoropolyether, fluorinated alcohol, and fluorinated carboxylic acid can be used.

（磁気記録再生装置）
上述した磁気記録媒体は、以下に説明する磁気記録再生装置に搭載することができる。 (Magnetic recording / reproducing device)
The magnetic recording medium described above can be mounted on a magnetic recording / reproducing apparatus described below.

図９は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。図９に示す磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、磁気ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。なお、図に示す磁気記録再生装置１５０では、単独の磁気ディスク２００のみを用いているが、複数の磁気ディスク２００を具えることができる。 FIG. 9 is a main part perspective view illustrating a schematic configuration of such a magnetic recording / reproducing apparatus. A magnetic recording / reproducing apparatus 150 shown in FIG. 9 is an apparatus using a rotary actuator. In the figure, a magnetic disk 200 is mounted on a spindle 152 and rotated in the direction of arrow A by a motor (not shown) that responds to a control signal from a drive device control unit (not shown). In the magnetic recording / reproducing apparatus 150 shown in the figure, only a single magnetic disk 200 is used, but a plurality of magnetic disks 200 can be provided.

磁気ディスク２００に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ヘッドスライダ１５３は、上述したいずれかの実施形態に係る磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。 A head slider 153 that records and reproduces information stored in the magnetic disk 200 is attached to the tip of a thin-film suspension 154. The head slider 153 has a magnetic head including the magnetoresistive effect element according to any one of the above-described embodiments mounted near its tip.

磁気ディスク２００が回転すると、ヘッドスライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。但し、このような浮上型に代えて、スライダが磁気ディスク２００と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。 When the magnetic disk 200 rotates, the medium facing surface (ABS) of the head slider 153 is held with a predetermined flying height from the surface of the magnetic disk 200. However, instead of such a floating type, a so-called “contact traveling type” in which the slider contacts the magnetic disk 200 may be used. The suspension 154 is connected to one end of an actuator arm 155 having a bobbin portion for holding a drive coil (not shown). A voice coil motor 156, which is a kind of linear motor, is provided at the other end of the actuator arm 155. The voice coil motor 156 is composed of a drive coil (not shown) wound around the bobbin portion of the actuator arm 155, and a magnetic circuit composed of a permanent magnet and a counter yoke arranged so as to sandwich the coil.

アクチュエータアーム１５５は、スピンドル１５２の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。 The actuator arm 155 is held by ball bearings (not shown) provided at two positions above and below the spindle 152, and can be freely rotated and slid by a voice coil motor 156.

次に本願の実施例を示す。 Next, examples of the present application will be described.

実施例１として、図３〜８に示す、上述の磁気記録媒体の製造方法でサーボ部のみ保護層が厚いDTR媒体を作製した。保護層にはRuを用いた。スパッタ法により50nm成膜と30nmエッチバックを5回繰り返し、最後にエッチバックを100nm行って記録トラック上の凹凸を平坦化した。この時、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて5μm角のRmaxを測定したところ、トラック部は3nmでサーボ部は7nmであり、サーボ部がトラック部より記録層上部保護層がRmaxで4nm厚くなっていることを確認した（表1）。

As Example 1, a DTR medium having a thick protective layer only in the servo part was manufactured by the above-described method for manufacturing a magnetic recording medium shown in FIGS. Ru was used for the protective layer. 50 nm film formation and 30 nm etch back were repeated 5 times by sputtering, and finally etch back was performed 100 nm to flatten the unevenness on the recording track. At this time, when Rmax of 5 μm square was measured using an atomic force microscope (AFM), the track part was 3 nm and the servo part was 7 nm, and the servo part was 4 nm thicker than the track part in the upper protective layer of the recording layer by Rmax. (Table 1).

埋め込み後、CVDにてDLCを成膜し、潤滑材を塗布し保護層とした。この媒体を大気圧化においてデジタルレーザドップラ振動計（LDV）でサーボ部の凹凸に起因した共振は見られなかった。また、浮上量15nmのヘッドを用いてグライドハイトテスターで浮上評価を行ったところ、保護層の凹凸起因のクラッシュは見られなかった。スピンスタンドを用いて、マグネットを用いてDC消磁を行い、ドライブへ組み込みドライブ耐久試験を行ったところ、サーボ部信号、トラック部オーバーライト（OW）信号共に十分な強度が得られ、ビットエラーレート（BER）-5.5乗が得られた。保護層としてCrを用いた場合も同様の結果が得られた。 After embedding, a DLC film was formed by CVD, and a lubricant was applied to form a protective layer. When this medium was used at atmospheric pressure, the digital laser Doppler vibrometer (LDV) showed no resonance due to the unevenness of the servo section. In addition, when the flying height was evaluated with a glide height tester using a head with a flying height of 15 nm, no crushing due to the unevenness of the protective layer was observed. Using a spin stand, DC demagnetization was performed using a magnet, and the drive endurance test was conducted by incorporating it into the drive. As a result, sufficient strength was obtained for both the servo section signal and track section overwrite (OW) signal, and the bit error rate ( BER) -5.5 power was obtained. Similar results were obtained when Cr was used as the protective layer.

他の実施例として、図３〜８に示した方法でサーボ部のみ保護層が厚いDTR媒体を作製し、保護層にはNiNbTiHfを用いた（表1）。スパッタ法により50nm成膜と30nmエッチバックを5回繰り返し、最後にエッチバックを100nm行って記録トラック上の凹凸を平坦化した。この時、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて5μm角のRmaxを測定したところ、トラック部は3nmでサーボ部は6nmであり、サーボ部がトラック部より記録層上部保護層がRmaxで3nm厚くなっていることを確認した。AFMで記録層上部100nm角のRaを測定したところ、0.3nmで表面平坦性に優れていることが確かめられた。埋め込み後、CVDにてDLCを成膜し、潤滑材を塗布し保護層とした。この媒体を大気圧化においてデジタルレーザドップラ振動計（LDV）でサーボ部の凹凸に起因した共振は見られなかった。また、浮上量15nmのヘッドを用いてグライドハイトテスターで浮上評価を行ったところ、保護層の凹凸起因のクラッシュは見られなかった。スピンスタンドを用いて、マグネットを用いてDC消磁を行い、ドライブへ組み込みドライブ耐久試験を行ったところ、BER-6.0乗が得られた。 As another example, a DTR medium having a thick protective layer only in the servo portion was manufactured by the method shown in FIGS. 3 to 8, and NiNbTiHf was used for the protective layer (Table 1). 50 nm film formation and 30 nm etch back were repeated 5 times by sputtering, and finally etch back was performed 100 nm to flatten the unevenness on the recording track. At this time, when the Rmax of 5 μm square was measured using an atomic force microscope (AFM), the track part was 3 nm and the servo part was 6 nm, and the servo part was 3 nm thicker than the track part in the upper protective layer of the recording layer by Rmax. It was confirmed that When the 100 nm square Ra above the recording layer was measured by AFM, it was confirmed that the surface flatness was excellent at 0.3 nm. After embedding, a DLC film was formed by CVD, and a lubricant was applied to form a protective layer. When this medium was used at atmospheric pressure, the digital laser Doppler vibrometer (LDV) showed no resonance due to the unevenness of the servo section. In addition, when the flying height was evaluated with a glide height tester using a head with a flying height of 15 nm, no crushing due to the unevenness of the protective layer was observed. Using a spin stand, DC demagnetization was performed using a magnet, and the drive endurance test was performed by incorporating it into the drive.

さらに他の実施例として、図２乃至図８に示した方法でサーボ部のみ保護層が10nm厚いDTR媒体を作製した。保護層としてRuを用いた（表1）。記録層上部保護層と非記録層上部保護層との膜厚差を得るため、スパッタ法による50nm成膜と30nmエッチバックの繰り返し回数を3回とすることで、記録トラック部とサーボ部とのRmaxにおいて10nmの差を得た。最後にエッチバックを100nm行って記録トラック上の凹凸を平坦化した。埋め込み後、CVDにてDLCを成膜し、潤滑材を塗布し保護層とした。スピンスタンドを用いて、マグネットを用いてDC消磁を行い、ドライブへ組み込みドライブ耐久試験を行ったところ、保護層にRuとSiO2を用いた媒体それぞれでBER-5.0乗、-4.0乗が得られた。 As yet another example, a DTR medium having a protective layer 10 nm thick only in the servo portion was manufactured by the method shown in FIGS. Ru was used as a protective layer (Table 1). In order to obtain the film thickness difference between the upper protective layer of the recording layer and the upper protective layer of the non-recording layer, the number of repetitions of 50 nm film formation by sputtering and 30 nm etch back is set to 3 times, so that the recording track portion and the servo portion are A difference of 10 nm in Rmax was obtained. Finally, etch back was performed to 100 nm to flatten the unevenness on the recording track. After embedding, a DLC film was formed by CVD, and a lubricant was applied to form a protective layer. Using a spin stand, DC demagnetization was performed using a magnet, and the drive endurance test was performed by incorporating it into the drive. As a result, media with Ru and SiO2 in the protective layer yielded BER-5.0 and -4.0 power, respectively. .

また保護層が10nm厚いDTR媒体を大気圧化においてデジタルレーザドップラ振動計（LDV）でサーボ部の凹凸に起因した共振は見られなかった。また、浮上量15nmのヘッドを用いてグライドハイトテスターで浮上評価を行ったところ、保護層の凹凸起因のクラッシュは見られなかった。 In addition, when a DTR medium with a 10 nm thick protective layer was used at atmospheric pressure, resonance due to unevenness of the servo section was not observed with a digital laser Doppler vibrometer (LDV). In addition, when the flying height was evaluated with a glide height tester using a head with a flying height of 15 nm, no crushing due to the unevenness of the protective layer was observed.

以下、比較例を示す。 Hereinafter, a comparative example is shown.

（比較例1）
トラック部とサーボ部の凹凸を揃えるため、バイアススパッタ法を用いて埋め込み平坦化を行った以外、実施例1と同様の方法でサーボ部、トラック部ともに保護層が薄いDTR媒体を作製した。保護層にはSiO2を用い、埋め込み平坦化後のRmaxは、トラック部、サーボ部ともに4nmであった（表1）。 (Comparative Example 1)
A DTR medium having a thin protective layer for both the servo part and the track part was produced in the same manner as in Example 1 except that the flat part was buried and flattened using a bias sputtering method in order to make the track part and the servo part uneven. SiO2 was used for the protective layer, and Rmax after the planarization was 4 nm for both the track and servo sections (Table 1).

マグネットを用いてDC消磁を行った後、スピンスタンドを用いて記録再生ヘッドによりトラック部に書き込みを行い、その後サーボ部書き込みを行った。作製したDTR媒体のオーバーライト（OW）信号を1とした時の、信号強度比較を行った(表2)。

After DC demagnetization using a magnet, writing was performed on the track portion by a recording / reproducing head using a spin stand, and then servo portion writing was performed. The signal strength was compared when the overwrite (OW) signal of the produced DTR media was set to 1 (Table 2).

実施例1の媒体においては、十分なOW信号が得られた。サーボ部に関しては、比較例1の媒体と比べて実施例1の媒体はOWされにくい。 In the medium of Example 1, a sufficient OW signal was obtained. Regarding the servo unit, the medium of Example 1 is less likely to be OW than the medium of Comparative Example 1.

（比較例2）
埋め込み後のCVD保護層が10nm厚い（表1）以外、比較例1と同様の方法でサーボ部、トラック部ともに保護層が厚いDTR媒体を作製した。 (Comparative Example 2)
A DTR medium having a thick protective layer in both the servo part and the track part was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the CVD protective layer after embedding was 10 nm thick (Table 1).

マグネットを用いてDC消磁を行った後、スピンスタンドを用いて記録再生ヘッドによりトラック部に書き込みを行い、その後サーボ部書き込みを行った。作製したDTR媒体のオーバーライト（OW）信号を1とした時の、信号強度比較を行った(表2)。 After DC demagnetization using a magnet, writing was performed on the track portion by a recording / reproducing head using a spin stand, and then servo portion writing was performed. The signal strength was compared when the overwrite (OW) signal of the produced DTR media was set to 1 (Table 2).

トラック部において比較例2の媒体は、十分なOW信号が得られなかった。 In the track portion, the medium of Comparative Example 2 could not obtain a sufficient OW signal.

（比較例3）
図２乃至図８に示した方法でサーボ部のみ保護層が20nm 厚いDTR媒体を作製した。保護層としてSiO2を用いた。記録層上部保護層と非記録層上部保護層との膜厚差を得るため、スパッタ法による50nm成膜と30nmエッチバックの繰り返し回数を1回とすることで、20nmの凹凸差を得た（表1）。得られた媒体において、高温高湿化での腐食試験と、AEセンサを用いた浮上安定評価、およびスピンスタンドによるサーボ部の信号強度比較を行った(表3)。

(Comparative Example 3)
A DTR medium having a protective layer 20 nm thick only in the servo portion was manufactured by the method shown in FIGS. SiO2 was used as a protective layer. In order to obtain the film thickness difference between the upper protective layer of the recording layer and the upper protective layer of the non-recording layer, the unevenness difference of 20 nm was obtained by setting the number of repetitions of 50 nm film formation by sputtering and 30 nm etch back to 1 table 1). The obtained media were subjected to a corrosion test at high temperature and high humidity, evaluation of levitation stability using an AE sensor, and comparison of signal strength of the servo unit using a spin stand (Table 3).

埋め込みを行わない媒体に関しては、サーボ部、およびトラック部に腐食が見られたが、埋め込み媒体において腐食は見られなかった。さらに評価を続けると、保護層が薄いトラック部が先に腐食されたが、サーボ部に腐食は見られなかった。また、AEセンサを用いた浮上安定性評価においては、凹凸差20nmの比較例3の媒体でAEシグナルが観測されたが、凹凸差が10nmではAEシグナルは観測されず、ヘッドは安定浮上していた。また、媒体をDC消磁した後に行ったスピンスタンド評価においては、実施例1および実施例３の金属膜は凹凸差10nmで信号は減少しなかったが、比較例3の酸化物による埋め込みでは信号強度の減少が見られた。 As for the medium not embedded, corrosion was observed in the servo part and the track part, but no corrosion was observed in the embedded medium. When the evaluation was further continued, the track portion with the thin protective layer was corroded first, but no corrosion was found in the servo portion. In the flying stability evaluation using the AE sensor, an AE signal was observed in the medium of Comparative Example 3 with a concavo-convex difference of 20 nm. However, when the concavo-convex difference was 10 nm, no AE signal was observed, and the head was stably levitated. It was. Moreover, in the spin stand evaluation performed after the medium was DC demagnetized, the signal of the metal films of Example 1 and Example 3 did not decrease due to the unevenness difference of 10 nm. Decrease was observed.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

１、４１ … 基板
２、４３ … 強磁性層
３、８１ … 保護層
４２ … 軟磁性層
４５ … レジスト
４６ … スタンパ
１５０ … 磁気記録再生装置
１５２ … スピンドル
１５３ … ヘッドスライダ
１５４ … サスペンション
１５５ … アクチュエータアーム
１５６ … ボイスコイルモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 41 ... Substrate 2, 43 ... Ferromagnetic layer 3, 81 ... Protective layer 42 ... Soft magnetic layer 45 ... Resist 46 ... Stamper 150 ... Magnetic recording / reproducing apparatus 152 ... Spindle 153 ... Head slider 154 ... Suspension 155 ... Actuator arm 156 … Voice coil motor

Claims

A servo part comprising a concavo-convex pattern constituted by the presence or absence of a recording layer formed on a substrate, and having a first protective layer formed on the surface of the concavo-convex pattern;
A concavo-convex pattern composed of the presence or absence of a recording layer formed on a substrate, and comprising a recording track portion having a second protective layer formed on the surface of the concavo-convex pattern;
The servo portion and the recording track portion are formed on different regions along the surface of the substrate,
The thickness of the first protective layer formed on the recording layer of the servo portion is in the range of 1 nm to 10 nm than the thickness of the second protective layer formed on the recording layer of the recording track portion. And a thick magnetic recording medium.

2. The magnetic material according to claim 1, wherein the protective layer is made of an alloy of a metal material selected from Ni, Nb, Cu, Hf, Zr, Cr, Ru, Pt, Pd, Ti, Ta, Mo, and W. recoding media.

The magnetic recording medium according to claim 1 or 2,
A magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a magnetic head flying above the magnetic recording medium.