JPWO2002027713A1 - 情報記録媒体、情報記録装置及び記録方法 - Google Patents

Abstract

磁気記録媒体１０は基板１上に第１磁性膜２及び第２磁性膜４を備える。第１磁性膜を記録再生に好適な磁性材料から構成し、第２磁性膜を熱安定性に優れるフェリ磁性材料から構成する。磁気ヘッド５３により第２磁性膜に情報を記録する。第２磁性膜への情報記録後、レーザー光照射により第１磁性膜を加熱して保磁力を低下させ、第２磁性膜の情報を第１磁性膜に磁気転写させる。第１磁性膜は熱安定性に優れるので記録情報が安定化される。かかる磁気記録媒体は、熱揺らぎに強く、高い信頼性を有する。特に５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ２の超高密度磁気記録により形成される０．１μｍ程度の磁区を安定に存在させることが可能である。

Description

技術分野
本発明は、磁性膜を少なくとも２層備える超高密度記録用の情報記録媒体、情報記録装置及び記録方法に関し、特に、光照射と磁界印加により高密度に情報が記録される情報記録媒体及び情報記録装置並びに高密度記録に好適な記録方法に関する。
背景技術
近年の高度情報化社会の進展にはめざましいものがあり、各種形態の情報を取り扱うことができるマルチメディアが急速に普及してきている。マルチメディアの一つとしてコンピュータ等に装着される磁気記録装置が知られている。現在、磁気記録装置は、記録密度を向上させつつ小型化する方向に開発が進められている。
磁気記録装置の高密度記録化を実現するために、（１）磁気ディスクと磁気ヘッドとの距離を狭めること、（２）磁気記録媒体の保磁力を増大させること、（３）信号処理方法を高速化すること、（４）熱揺らぎの小さい媒体を開発すること等が要望されている。
磁気記録媒体において、高密度記録、特に５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）を超える面記録密度を実現するには記録時や消去時に磁性層中で磁化反転が生じる単位（磁気クラスター）を更に小さくしたり、その分布を精密に制御することが必要である。磁気クラスターを小さくするには、磁性層を構成する結晶粒子を微細化するか、あるいは磁気クラスターを構成する結晶粒子数を減らすことが必要である。
結晶粒子を微細化する場合、粒子径のばらつきを低減することも、熱揺らぎの低減の観点から重要である。微小な結晶粒子は熱揺らぎが生じやすいので、結晶粒子径を一定の大きさ以上に制御しなければならない。しかし、結晶粒子径を必要以上に大きくし、結晶粒子が粗大化してしまうと、高密度記録を行なった情報を再生したときにノイズが増大することがあった。それゆえ、磁性層を構成する結晶粒子の粒子サイズ及びその分布を厳密に制御する必要があった。これを実現する試みとして、例えば、米国特許第４６５２４９９号に開示されているように、基板と磁性層との間にシード膜を設けることが提案されている。
しかしながら、上記の基板上にシード膜を介して磁性層を設ける方法では、磁性層における結晶粒子径及びその分布を制御するには限界があった。例えば、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）を越える記録密度で情報を記録しても、媒体から発生するノイズや熱揺らぎを十分に抑制することは困難であった。
また、粒子径１０ｎｍ前後の磁性層の結晶粒子を得るために、シード膜材料、成膜条件、シード膜の構造等を調整しても、得られた結晶粒子の粒子径分布は裾野の広いガウス分布であり、１０ｎｍの２倍程度に粗大化した粒子や、逆に、１０ｎｍの半分程度に微細化した粒子がかなり混在していた。結晶粒子中、平均より大きな粒子径の結晶粒子は、記録／再生の際にノイズの増大を引き起こし、平均より小さな粒子径の結晶粒子は、記録／再生の際に熱揺らぎを増大させることになる。
かかる熱揺らぎの発生を抑制し、微小な結晶粒子を安定して存在させるためには磁性層の保磁力を高くすればよい。しかしながら、磁性層の保磁力を高めると、磁気ヘッドで発生させる磁界を強めなければならず、現状の磁気ヘッドを用いて情報を記録することが困難な場合があった。そこで、情報記録時に、光照射により磁性層を加熱して一時的に保磁力を低下させ、保磁力が低下した領域に磁界を印加することによって情報を記録する方法が提案されている。かかる記録方式は熱アシスト型磁気記録と呼ばれ、磁性層の保磁力を高めた磁気記録媒体であっても、情報記録時には光照射による加熱により記録層の保磁力を低下させるので、現状の磁気ヘッドでも情報の記録が可能になっている。しかし、熱アシスト型磁気記録方式では、光が照射される領域と磁界が印加される領域を正確に一致させなければならないので、磁気ヘッドと光ヘッドを高精度に位置合わせする必要がある。このため記録ヘッドの構造が複雑化し、製造コストが高くなるという問題がある。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、本発明の第１の目的は、情報記録媒体に超高密度に情報を記録するための新規な記録方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、熱安定性に優れ、高い信頼性を有する情報記録装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、情報記録用の磁性膜に５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）以上の超高記録密度で情報を記録できる情報記録媒体を提供することにある。
発明の開示
本発明の第１の態様に従えば、第１磁性膜及び第２磁性膜を備える情報記録媒体の記録方法であって、
上記情報記録媒体に磁界を印加して第２磁性膜に情報を記録し、当該情報が記録された領域にレーザー光を照射して、第２磁性膜に記録した情報を第１磁性膜に磁気転写することを含む情報記録媒体の記録方法が提供される。
本発明の記録方法では、情報記録媒体の第２磁性膜に、例えば磁気ヘッドにより記録情報に応じた極性の磁界を印加して情報を記録（下書き記録）する。かかる情報記録の後に、既に情報が記録された領域（以下、情報記録領域と称す）に、例えば光ヘッドによりレーザー光を照射して第２磁性膜に記録（下書き記録）された記録情報を第１磁性膜に磁気的に転写させ、第１磁性膜に情報を保持（正式記録）させる。換言すれば、本発明の記録方法は、第２磁性膜に情報を記録するために記録情報に応じた磁界を印加する磁界印加過程と、第２磁性膜に記録された情報を第１磁性膜に磁気転写するために、既に情報が記録された領域にレーザー光を照射するレーザー光照射過程とを独立に含み、磁界印加に対してレーザー光を後照射（ｐｏｓｔ−ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）することにより情報を記録することに特徴がある。
本発明の記録方法においては、情報記録媒体を、印加磁界及びレーザー光に対して相対移動させ、磁界を印加しながら情報を記録しつつ、当該情報が記録された領域にレーザー光照射を行なうことができる。この場合は、情報記録媒体を印加磁界及びレーザー光に対して相対移動させたときに、磁界の印加がレーザー光照射に先行して行なわれるようにすればよい。これにより、磁界印加による第２磁性膜への記録と、レーザー光照射による第２磁性膜から第１磁性膜への情報転写とを平行して行なうことができる。
また、磁界印加により第２磁性膜に情報を記録し、記録を終えてから一定時間経過した後に情報記録領域へのレーザー光照射、すなわち第２磁性膜から第１磁性膜への情報転写を行なってもよい。すなわち、第２磁性膜に情報を連続的に記録して第２磁性膜に一定量の情報を蓄積した後、情報記録媒体への情報記録や再生がないときに、情報記録領域にレーザー光を照射して、第２磁性膜に蓄積された情報をまとめて第１磁性膜に磁気転写させてもよい。このように磁界印加による第２磁性膜の情報記録のタイミングと、レーザー光照射による第２磁性膜から第１磁性膜への情報転写のタイミングを独立させることにより、転送性能に悪影響を与えることなく、第２磁性膜の情報を第１磁性膜に転写することができる。
ここで、本発明の記録方法の原理について図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、次のような磁気特性を有する磁気記録媒体を一例として用いた。図３に示すように、磁気記録媒体は第１磁性膜２と第２磁性膜４とを接して備える。第１磁性膜２は、室温において高い保磁力と、低い飽和磁化を有し、熱的安定性の高い磁性膜である。一方、第２磁性膜４は、低い保磁力と高い飽和磁化を有し、記録再生に最適な磁性膜である。図中、磁気記録媒体は、光ヘッド５５及び磁気ヘッド５３に対して紙面左方向に移動するものとする。
磁気ヘッド５３を磁気記録媒体上で走行させて、磁気記録媒体に磁気ヘッド５３から記録情報に応じた極性の磁界を印加すると、第２磁性膜４は低保磁力であるので第２磁性膜４に記録情報に応じた極性の磁区１１が形成される。一方、第１磁性膜２は高保磁力であるので、磁気ヘッド５３からの磁界の極性にかかわらず、第１磁性膜２には以前の記録情報の磁区１２が形成されたままである。
磁気記録媒体の情報が記録された領域（情報記録領域）が光ヘッド５５の直下に移動すると、光ヘッドの対物レンズ６４からの収束レーザー光により情報記録領域が加熱される。ここで、光ヘッド６４からのレーザー光は、第１磁性膜２に集光されるように照射することが好ましい。かかるレーザー光照射による加熱により、情報記録領域における第１磁性膜２の保磁力は低下する。その結果、第１磁性膜２と第２磁性膜４との間で働く磁気的結合力が、第１磁性膜２の保磁力よりも強く作用し、第２磁性膜４に形成された磁区１３が第１磁性膜２に磁気的に転写されて第２磁性膜の磁区１３と同一極性の磁区１４が第１磁性膜２に形成される。すなわち、第２磁性膜４に記録した情報が、光ヘッド６４により第１磁性膜２に記録される。レーザー光照射後は、第１磁性膜の温度は室温近傍となるので、第１磁性膜は、その飽和磁化が低下するとともに保磁力が上昇する。このように、レーザー光が照射された第１磁性膜は、第２磁性膜に記録された情報と同一の情報を保持した状態で安定化する。また、第１磁性膜と第２磁性膜との間に働く磁気的結合力により、第１磁性膜に記録された情報も安定化する。かかる原理により情報記録媒体に情報が記録される。
本発明の第２の態様に従えば、情報記録装置であって、
情報が記録される情報記録媒体と、
情報を記録するための磁気ヘッドと、
上記情報記録媒体にレーザー光を照射するための光ヘッドと、
上記情報記録媒体を磁気ヘッド及び光ヘッドに対して相対移動させるための駆動装置とを備え、
上記相対移動が行なわれるときに、上記光ヘッドは、上記磁気ヘッドによって情報が記録された領域にレーザー光を照射するように配置されている情報記録装置が提供される。
本発明の情報記録装置は、駆動装置により情報記録媒体を磁気ヘッド及び光ヘッドに対して相対移動させて、情報記録媒体の所定領域に磁気ヘッドで情報を記録した後、情報が記録された所定領域にレーザー光が照射されるように光ヘッドが配置されている。それゆえ、かかる情報記録装置は、本発明の記録方法を実現するための記録装置として極めて好適である。
本発明の情報記録装置において、光ヘッドと磁気ヘッドは、それぞれ独立に駆動するように制御し得る。これにより、情報記録時に磁気ヘッドを駆動して情報記録媒体に情報を記録した後、情報記録媒体へのアクセスのないときに、光ヘッドを駆動して情報が記録された領域にレーザー光を照射することができる。また、磁気ヘッド及び光ヘッドを、例えば情報記録媒体上を浮上可能なスライダーに搭載して固定させてもよい。この場合は、スライダーを情報記録媒体に対して相対移動させたときに、磁気ヘッドが光ヘッドに対して先行するように、磁気ヘッド及び光ヘッドをスライダー上で配置させることが望ましい。また、光ヘッドと磁気ヘッドは、それらが情報記録媒体を挟むように配置されていても、情報記録媒体に対して同じ側に位置するように配置されていてもよい。
本発明の情報記録装置においては、磁気ヘッドにより情報記録媒体上に形成される磁界印加領域と、光ヘッドにより情報記録媒体上に形成される光照射領域と情報記録媒体上で一致させる必要はないので、磁気ヘッドと光ヘッドの制御が極めて簡単である。
本発明の情報記録装置の磁気ヘッドは、更に、情報記録媒体に記録された情報を再生するための再生素子を備え得る。かかる再生素子として、ＭＲ素子（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ素子；磁気抵抗効果素子）やＧＭＲ素子（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ素子；巨大磁気抵抗効果素子）、ＴＭＲ素子（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ素子；磁気トンネル型磁気抵抗効果素子）を用い得る。これらの再生素子を用いることにより情報記録媒体に記録された情報を高いＳ／Ｎで再生することができる。
本発明の第３の態様に従えば、磁気ヘッドにより情報が記録される情報記録媒体であって、
基板と、該基板上に第１磁性膜及び第２磁性膜とを備え、
上記磁気ヘッドにより第２磁性膜に情報が記録された後にレーザー光が照射され、第２磁性膜に記録された情報が第１磁性膜に磁気転写される情報記録媒体が提供される。
本発明の情報記録媒体は、第２磁性膜に情報が記録された後、レーザー光照射により第２磁性膜に記録した情報が第１磁性膜に磁気転写され、第１磁性膜にも記録情報が保持される。かかる情報記録媒体は、本発明の第１の態様に従う記録方法を用いて情報が記録される情報記録媒体として極めて好適である。
本発明において、第１磁性膜は、非晶質のフェリ磁性体を用いて構成し得、磁化容易軸が基板面に垂直な方向に向いた垂直磁化膜にし得る。この場合、フェリ磁性体は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金が好適であり、鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が好適であり、希土類元素は、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。
また、第２磁性膜は、磁化容易軸が基板面に平行な方向に向いた面内磁化膜にもし得る。この場合も、第１磁性膜を構成するフェリ磁性体は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金が好適であり、鉄族元素はＦｅ、Ｃｏ及びＮｉの内より選ばれる少なくとも１種類の元素が好適であり、希土類元素はＥｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ及びＳｍの中から選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。
また、第２磁性膜は、Ｃｏ−Ｃｒを主体とする合金を用いて構成し得る。また、第２磁性膜は、Ｃｏ−Ｃｒを主体とする合金にＰｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素を含んだ結晶質の合金薄膜にもし得る。第２磁性膜は、垂直磁化膜として構成しても面内磁化膜として構成してもよい。第２磁性膜を面内磁化膜として構成する場合は、Ｃｒ濃度を１０ａｔ％〜２５ａｔ％程度とし、Ｃｏ−Ｃｒを主体とする合金に添加する元素濃度を１０ａｔ％〜２５ａｔ％程度とすればよく、垂直磁化膜として構成する場合は、Ｃｒ濃度を３０ａｔ％〜４０ａｔ％程度とし、Ｃｏ−Ｃｒを主体とする合金に添加する元素濃度を１０ａｔ％〜２５ａｔ％とすればよい。材料系としては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ及びＣｏ―Ｃｒ−Ｐｔ―Ｔａ−Ｂが特に好適である。
本発明の情報記録媒体は、第１磁性膜と第２磁性膜との間に非磁性の中間膜を備え得る。中間膜を設けることにより、第１磁性膜と第２磁性膜との間の磁気的な結合力が制御されるとともに、第２磁性膜の結晶配向性が制御される。中間膜の材料や膜厚を調整して、第１磁性膜と第２磁性膜との間の磁気的な結合力を好適に制御することにより、第２磁性膜の情報を第１磁性膜に良好に転写させることができる。また、中間膜は、情報記録時のレーザー光照射により第１磁性膜または第２磁性膜で発生する熱を、第１磁性膜と第２磁性膜との間で遮断させることができる。かかる中間膜を構成する材料には、Ｍｇ、Ｃｏ及びＮｉの中から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物の結晶粒子を単独で有する材料や、かかる結晶粒子を取り囲むように、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物の非晶質相を形成させた材料が好適である。
また、中間膜は、軟磁性材料を用いて構成することもできる。軟磁性材料を用いて中間膜を構成することにより、第１磁性膜と第２磁性膜との磁気的結合力を精密に制御することができるので超高密度記録に好適である。用い得る材料としては、ＭｇＯ、ＣｏＯ−ＳｉＯ_２、ＣｏＯ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２、ＮｉＯ−ＳｉＯ_２、Ｃｏ_３Ｏ_４−ＳｉＯ_２、Ｃｏ−Ｏ−Ｔａ_２Ｏ_５、ＮｉＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｏＯ−ＺｎＯ等の材料系が好適である。ＭｇＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４またはＮｉＯを主体として、これにＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等を添加することにより結晶形状や結晶粒子サイズ等を制御できる。軟磁性材料としては、スーパーマロイやセンダスト、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ（具体的にはＦｅ_４．７Ｃｏ_７０．３Ｓｉ_１５Ｂ_１０）、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒなどが好適である。
本発明の情報記録媒体において、第１磁性膜の室温における保磁力は、第２磁性膜の保磁力より大きいことが好ましい。これにより、レーザー光照射により第２磁性膜から転写された記録情報を室温環境下において安定に保持することが可能となる。また、レーザー光照射によって加熱される温度（約８０℃〜１３０℃）において、第１磁性膜の保磁力が第２磁性膜の保磁力よりも小さいことが好ましい。これによりレーザー光照射により加熱された際に、第２磁性膜に記録された情報の磁気転写を良好に且つ確実に行なうことができる。また、第１磁性膜に形成された磁区（記録情報）を室温環境下において安定化するためには、室温において第１磁性膜の飽和磁化が第２磁性膜の飽和磁化よりも小さいことが好ましい。
本発明の情報記録媒体に記録された情報は、例えば、第２磁性膜に形成された磁区からの漏洩磁界を例えば磁気抵抗素子により直接検出して再生することができる。また、光ヘッドにより、第２磁性膜に形成された磁区からの磁気光学効果（例えば、カー効果）に基づく信号（光磁気信号）を検出して再生してもよい。
本発明において、情報記録媒体に照射されるレーザー光は基板側から入射させても、基板と反対側から入射させてもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に従う情報記録媒体及び情報記録装置並びに記録方法について実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
本実施例では、本発明に従う情報記録媒体として、図１に示すような積層構造を有する垂直磁気記録タイプの磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体１０は、ディスク基板１上に、フェリ磁性膜（第１磁性膜）２、非磁性中間膜３、情報記録膜（第２磁性膜）４及び保護膜５を備える。フェリ磁性膜２にはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を用い、情報記録膜４には硬質磁性材料のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜を用いた。フェリ磁性膜２と情報記録膜４との間に形成される非磁性中間膜３にはＭｇＯ膜を用いた。ＭｇＯ膜は、フェリ磁性膜２と情報記録膜４との間で働く磁気的相互作用を制御することができる。かかる積層構造を有する磁気記録媒体１０の製造方法を以下に説明する。
〔第１磁性膜の成膜〕
まず、剛性を有するディスク基板１として、２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のガラス基板を用意し、基板１上に、フェリ磁性膜２として、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成した。スパッタターゲットにはＴｂ_２２．５Ｆｅ_６５．５Ｃｏ_１２焼結体を、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用した。放電時のガス圧は５ｍＴｏｒｒ（約６６５ｍＰａ）、投入ＲＦパワーは１ｋＷ／１５０ｍｍφである。フェリ磁性膜２の膜厚は３０ｎｍとした。なお、フェリ磁性膜２を形成する前に、フェリ磁性膜の保護及び基板との接着力の向上を目的として下地膜を基板上に形成しても良い。
かかるスパッタリングにより得られたフェリ磁性膜２の磁気特性を調べたところ、保磁力が８ｋＯｅ（約６３６．６４ｋＡ／ｍ）であり、飽和磁化が１２０ｅｍｕ／ｍｌであった。また、補償温度は６０℃、キュリー温度は１７０℃であった。フェリ磁性膜２を構成するＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜の組成は、Ｆｅの副格子磁化が優勢側である。保磁力及び飽和磁化の値は、フェリ磁性膜２を構成する希土類元素と鉄族元素の組成比を調整することにより所望の値が得られる。
〔非磁性中間膜の成膜〕
次いで、フェリ磁性膜２上に非磁性中間膜３としてのＭｇＯ膜を、マイクロ波による共鳴吸収を利用した電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法により形成した。非磁性中間膜３は、フェリ磁性膜２と情報記録膜４の磁気的な結合力を制御するだけでなく、非磁性中間膜上に形成される情報記録膜３の結晶配向性と結晶粒子径を制御することができる。スパッタターゲットにはＭｇＯを、放電ガスには高純度Ａｒガスをそれぞれ用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起されたプラズマを引き込むために５００ＷのＲＦバイアスを印加した。スパッタ中は、基板を加熱せずに、室温にて成膜を行なった。
〔情報記録膜の成膜〕
つぎに、非磁性中間膜３上に、情報記録膜４として、Ｃｏ_６９Ｃｒ_１９Ｐｔ_１２膜を膜厚１０ｎｍにてＤＣスパッタ法により形成した。情報記録膜４の成膜中、基板を１５０℃に加熱した。スパッタターゲットにはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金を、放電ガスには純Ａｒをそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入ＤＣ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφとした。
ここでは、情報記録膜４の成膜にＤＣマグネトロンスパッタ法を用いたが、マイクロ波による共鳴吸収を利用したＥＣＲスパッタ法を用いてもよい。ＥＣＲスパッタ法を用いて情報記録膜を成膜すると、得られる膜の保磁力は、ＤＣマグネトロンスパッタ法で成膜して得られる膜も保磁力よりも０．５ｋＯｅ（約３９．７９ｋＡ／ｍ）程度増大し、また、１０ｎｍ以下の膜厚でも保磁力の劣化は見られない。また、磁気異方性エネルギーも３倍以上に大きく増大する。
つぎに、情報記録膜４の磁気特性を単膜状態にて調べた。得られた磁気特性は、保磁力が３．５ｋＯｅ（約２７８．５３ｋＡ／ｍ）、Ｉｓｖが２．５×１０^−１６ｅｍｕであった。Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．９０、Ｓ^†が０．９５であり、良好な磁気特性を有していた。このように、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、情報記録膜を構成する磁性材料の磁性結晶粒子間の相互作用が低減されたためである。また、情報記録膜の飽和磁化の値は２８０ｅｍｕ／ｍｌであった。上記フェリ磁性膜（第１磁性膜）及び情報記録膜（第２磁性膜）ともに、磁化容易軸が基板面に垂直な方向に向いた垂直磁化膜であった。
〔保護膜の成膜〕
最後に、保護膜５としてＣ（カーボン）膜を５ｎｍの膜厚で形成した。保護層の成膜には、マイクロ波による共鳴吸収を利用したＥＣＲスパッタ法を用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起されたプラズマを引き込むために５００ＶのＤＣバイアス電圧を印加した。
ここでは、スパッタガスにＡｒを使用したが、窒素を含むガスを用いて成膜してもよい。窒素を含むガスを用いると、粒子が微細化するために、得られるＣ膜が緻密化し、保護性能を更に向上させることができる。カーボン膜の膜質は、スパッタの条件に大きく依存しているので、この条件は絶対的なものではなく、必要に応じて適宜調整することが望ましい。
保護膜の成膜に、ＥＣＲスパッタ法を用いたのは、膜厚が２〜３ｎｍと極めて薄くても、得られる膜が緻密で且つピンホールフリーであり、しかも、被覆性が良いからである。これは、ＲＦスパッタ法やＤＣスパッタ法と比べると顕著な違いである。これに加えて、成膜時の磁性膜への損傷も抑制することができる。特に、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）を越える高密度記録を行なう場合、磁性膜厚は１０ｎｍ以下になることが考えられるので、成膜時に磁性膜が受ける損傷の影響はますます顕著になる。そのような場合に、ＥＣＲスパッタ法は極めて有効な成膜方法であり、超高密度磁気記録用の磁気記録媒体の製造に好適である。
〔磁気記録装置〕
こうして図１に示す積層構造を有する磁気記録媒体を作製した。次いで、得られた磁気記録媒体の表面上に潤滑剤を塗布することによって磁気ディスクを完成させた。そして同様のプロセスにより複数の磁気ディスクを作製し、磁気記録装置に同軸上に組み込んだ。図２に磁気記録装置の概略構成を示す。
図２（Ａ）は磁気記録装置１００の上面の図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した磁気記録装置１００の磁気ヘッド５３近傍の部分拡大断面図である。磁気記録装置１００において、光ヘッド５５と磁気ヘッド５３は、図２（Ｂ）に示すように、磁気ディスク５１を介して互いに対向するように配置されている。また、光ヘッド５５及び磁気ヘッド５３は、磁気ディスク５１上を走査したときに、磁気ヘッド５３のほうが光ヘッド５５よりも先に走査するように位置付けられている。光ヘッド５５は、波長：６３０ｎｍの半導体レーザー（不図示）と、開口比（ＮＡ）が０．６０のレンズ（不図示）を備える。図２（Ａ）及び（Ｂ）において磁気ヘッド５３は、記録用磁気ヘッド及び再生用磁気ヘッドが一体化された一体型の磁気ヘッドである。記録用磁気ヘッドには、２．１Ｔの高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用いた。記録用磁気ヘッドのギャップ長は０．１２μｍであった。再生用磁気ヘッドには、巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。この一体型磁気ヘッド５３は磁気ヘッド駆動系５４により制御され、磁気ヘッド駆動系５４で用いた制御情報に基づいて光ヘッド５５の位置の制御が行なわれる。複数の磁気ディスク５１はスピンドル５２により同軸回転される。磁気ヘッド５３は、情報の記録時または再生時に、磁気ヘッド５３の底面と磁気ディスク５１の表面との距離が１２ｎｍになるように制御される。かかる構成の磁気記録装置において、磁気ディスクは、光ヘッドからのレーザー光が基板側から入射するように配置される。
かかる磁気記録装置を駆動し、磁気ヘッドにより磁気ディスクの情報記録膜に５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号を記録した後、記録情報を再生してＳ／Ｎを評価したところ、３３ｄＢの再生出力が得られた。
つぎに、光ヘッド５５によりレーザーパワー６ｍＷのレーザー光を、磁気ディスクのフェリ磁性膜上に焦点を合わせながら、既に磁気ヘッドによって情報が記録された領域に照射した。ここで、シミュレーションの計算結果から、レーザー光照射により加熱される第１磁性膜（フェリ磁性膜）の温度は約１３０℃であり、かかる温度における第１磁性膜の保磁力は、第２磁性膜の保磁力の約６０％の大きさであることがわかった。このように、レーザー光が照射された領域において第１磁性膜の保磁力は低下し、第１磁性膜と第２磁性膜との磁気的結合力のほうが上回るため、その領域では、第２磁性膜の磁化情報が第１磁性膜に磁気転写される。光照射を止めるか、または情報転写された領域が光照射領域を外れると、温度が室温近傍となって、第１磁性膜の保磁力が第２磁性膜の保磁力よりも大きくなり、第１磁性膜は、記録情報を保持した状態で安定化する。こうして第１及び第２磁性膜に情報が記録される。
〔環境試験〕
つぎに、磁気ディスクの熱安定性を調べるために環境試験を行なった。環境試験では、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号を記録した磁気ディスクを８０℃の環境中に１０００時間以上放置した後、記録した信号を再生した。その結果、環境試験前の再生信号出力に比べて出力の低下は３％以下であった。比較のために、従来の磁気ディスクとしてフェリ磁性膜を備えない、基板／ＭｇＯ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ／Ｃの構造の磁気ディスクを作製し、かかる磁気ディスクに同様の環境試験を行なったところ、環境試験前の再生信号出力に対して３０％の出力の低下が観測された。このように、本発明の磁気ディスクは、フェリ磁性層を備えない従来の磁気ディスクよりも、熱安定性を大きく向上させることができた。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわない場合の値で、１×１０^−５以下であった。
実施例２
この実施例では、基板とフェリ磁性膜との間に誘電体層を設け、フェリ磁性膜（第１磁性膜）と情報記録膜（第２磁性膜）との間に中間膜を設けなかった以外は、実施例１と同様の材料及び方法を用いて磁気記録媒体を製造した。図４に、磁気記録媒体２０の概略断面図を示す。本実施例の磁気記録媒体２０は、フェリ磁性膜２と情報記録膜４とが交換結合しているタイプの磁気記録媒体である。
誘電体層６の成膜にはＲＦマグネトロンスパッタ法を用いた。誘電体層６の膜厚は２０ｎｍとした。スパッタターゲットには、Ｓｉを用い、スパッタガスにはＡｒ／Ｎ_２混合ガス（混合比：９０／１０）を用いた。また、スパッタ時の圧力を３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）、投入ＲＦ電力を１ｋＷ／１５０ｍｍφとした。ここで、Ｓｉ_３Ｎ_４をターゲットに用いて成膜してもよく、成膜方法により得られる膜の特性に影響を及ぼすことはない。
誘電体層６以外の、フェリ磁性膜２、情報記録膜４及び保護膜５の材料や成膜方法については実施例１と同様であるので説明を省略する。
〔磁気記録装置及び環境試験〕
つぎに、実施例１と同様に、磁気記録媒体の表面上に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを複数作製し、得られた複数の磁気ディスクを磁気記録装置に同軸上に組み込んだ。磁気記録装置の構成は実施例１と同様であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構成にした。
ここで、磁気ディスクの熱安定性を調べるために環境試験を行なった。環境試験では、磁気記録装置を駆動して、磁気ディスクに５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号を記録し、その磁気ディスクを８０℃の環境中に１０００時間以上放置した後、記録した信号を再生した。その結果、環境試験前の再生信号出力に比べて出力の低下は３％以下であった。このように、本実施例の磁気ディスクも熱安定性を大きく向上させることができた。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわない場合の値で、１×１０^−５以下であった。
実施例３
本実施例では、図５に示すような積層構造を有する磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体３０は、Ａｌ基板１上に、下地膜７、情報記録膜（第２磁性膜）４、フェリ磁性膜（第１磁性膜）２、誘電体膜８及び保護層５を順次積層した構造を有する。本実施例の磁気記録媒体３０も、実施例２の磁気記録媒体と同様にフェリ磁性膜２と情報記録膜４とが交換結合しているタイプの磁気記録媒体である。情報記録膜４には硬質磁性材料のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ膜を用い、フェリ磁性膜２にはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を用いた。下地膜７にはＣｒを用いた。かかる積層構造を有する磁気記録媒体３０の製造方法を以下に説明する。
〔下地膜の成膜〕
まず、剛性を有するディスク基板１として、２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のＡｌ基板を用意し、基板１上に、下地膜７としてＣｒ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成した。スパッタターゲットにはＣｒを、放電ガスにはＡｒをそれぞれ使用した。放電時のガス圧は５ｍＴｏｒｒ（約６６５ｍＰａ）、投入パワーは１ｋＷ／１５０ｍｍφである。下地膜の膜厚は２０ｎｍとした。
〔情報記録膜の成膜〕
つぎに、下地膜７上に、情報記録膜４として、Ｃｏ_６７Ｃｒ_１８Ｐｔ_１２Ｔａ_３膜を膜厚２０ｎｍにてＤＣスパッタ法により形成した。情報記録膜４の成膜中、基板を１５０℃に加熱した。スパッタターゲットにはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ合金を、放電ガスには純Ａｒをそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入ＤＣ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφとした。
ここで、情報記録膜４の磁気特性を単膜状態にて調べた。得られた磁気特性は、保磁力が３．５ｋＯｅ（約２７８．５３ｋＡ／ｍ）、Ｉｓｖが２．５×１０^−１６ｅｍｕであった。Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．９０、Ｓ^†が０．９５であり、良好な磁気特性を有していた。このように、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、情報記録膜を構成する磁性材料の磁性結晶粒子間の相互作用が低減されたためである。また、情報記録膜の飽和磁化の値は２８０ｅｍｕ／ｍｌであった。
〔フェリ磁性膜の成膜〕
次いで、情報記録膜４上にフェリ磁性膜２として、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成した。スパッタターゲットにはＴｂ_２２．５Ｆｅ_６５．５Ｃｏ_１２焼結体を、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用した。放電時のガス圧は５ｍＴｏｒｒ（約６６５ｍＰａ）、投入ＲＦパワーは１ｋＷ／１５０ｍｍφである。フェリ磁性膜２の膜厚は３０ｎｍとした。
かかるスパッタリングにより得られたフェリ磁性膜２の磁気特性を調べたところ、保磁力が８ｋＯｅ（約６３６．６４ｋＡ／ｍ）であり、飽和磁化が１２０ｅｍｕ／ｍｌであった。また、補償温度は６０℃、キュリー温度は１７０℃であった。フェリ磁性膜を構成するＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜の組成は、Ｆｅの副格子磁化が優勢側である。保磁力及び飽和磁化の値は、フェリ磁性膜２を構成する希土類元素と鉄族元素の組成比を調整することにより所望の値が得られる。上記フェリ磁性膜（第１磁性膜）２及び情報記録膜（第２磁性膜）４ともに、磁化容易軸が基板面に垂直な方向に向いた垂直磁化膜であった。
〔誘電体膜の成膜〕
つぎに、フェリ磁性膜２１上に、誘電体層８としてＳｉＮｘ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成した。スパッタターゲットにはＳｉＮを、放電ガスにはＡｒ−Ｎ_２混合ガス（混合比：９０／１０）をそれぞれ使用した。放電時のガス圧は１０ｍＴｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）、投入パワーは１ｋＷ／１５０ｍｍφである。誘電体膜８の膜厚は３ｎｍとした。
〔保護膜の成膜〕
最後に、保護膜５としてＣ（カーボン）膜を５ｎｍの膜厚で形成した。保護膜５の成膜には、マイクロ波による共鳴吸収を利用したＥＣＲスパッタ法を用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起されたプラズマを引き込むために５００ＶのＤＣバイアス電圧を印加した。
〔磁気記録装置〕
こうして図５に示す積層構造を有する磁気記録媒体を作製した。次いで、実施例１と同様に、磁気記録媒体の表面上に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを複数作製し、得られた複数の磁気ディスクを図６及び７に示すような概略構成を有する磁気記録装置に組み込んだ。
図６は磁気記録装置２００の上面の図であり、図７は、磁気記録装置２００の図６における破線Ａ−Ａ’方向の断面図である。図６及び７において光磁気ヘッド５８は、磁気ディスク５１に、保護膜側から光と磁界を与えることができる。図８に、光磁気ヘッドの概略構成図を示した。光磁気ヘッド５８は、浮上スライダー７１を備え、浮上スライダー７１には磁気ヘッド７２と光ヘッド７３が搭載されて構成されている。磁気ヘッド７２及び光ヘッド７３は、光磁気ヘッド５８が磁気ディスク５１上を走査するときに磁気ヘッド７２のほうが光ヘッド７３よりも先行して走査するように浮上スライダー内で位置付けられている。磁気ヘッド７２は、記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドが一体化された磁気ヘッドである。記録用磁気ヘッドには、２．１Ｔの高飽和磁束密度を有する軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッドを用いた。記録用磁気ヘッドのギャップ長は０．１２μｍである。また、再生用磁気ヘッドには巨大磁気抵抗効果を有するデュアルスピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッドを用いた。
光ヘッド７３は、主に、対物レンズ７４と、レーザー光源７６からのレーザー光を対物レンズ７４に導くための光ファイバー７５とを備える。レーザー光源７６には波長６３０ｎｍの半導体レーザーを用い、対物レンズ７４には開口比ＮＡ＝０．６０のレンズを用いた。
図６及び７を参照し、光磁気ヘッド５８は駆動系３４により制御され、光磁気ヘッド５８の磁気ディス３５上の位置決めは、光磁気ヘッド５８に搭載された磁気ヘッド７２を用いて磁気ディスク５１に記録されている磁気サーボ信号を検出することによって行なわれる。磁気ディスク５１は、スピンドル３３により回転駆動され、浮上スライダーの底面と情報記録層との距離が１２ｎｍに維持されるように制御される。
〔環境試験〕
ここで、磁気ディスクの熱安定性を調べるために環境試験を行なった。環境試験では、磁気記録装置を駆動して、磁気ディスクに５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号を記録し、その磁気ディスクを８０℃の環境中に１０００時間以上放置した後、記録した信号を再生した。その結果、環境試験前の再生信号出力に比べて出力の低下は３％以下であった。このように、本実施例の磁気ディスクも熱安定性を大きく向上させることができた。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわない場合の値で、１×１０^−５以下であった。
実施例４
本実施例では、本発明に従う情報記録媒体として、図９に示すような積層構造を有する面内磁気記録タイプの磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体４０は、ディスク基板４１上に、フェリ磁性膜（第１磁性膜）４２、非磁性中間膜４３、情報記録膜（第２磁性膜）４４及び保護膜４５を備える。フェリ磁性膜４２にはＥｒ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を用い、情報記録膜４４には硬質磁性材料のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ膜を用いた。フェリ磁性膜４２と情報記録膜４４との間に形成される非磁性中間膜４３にはＭｇＯ膜を用い、かかるＭｇＯ膜は、フェリ磁性膜４２と情報記録膜４４との間で働く磁気的相互作用を制御することができる。かかる積層構造を有する磁気記録媒体４０の製造方法を以下に説明する。
〔第１磁性膜の成膜〕
まず、２．５インチ（約６．３５ｃｍ）のガラス基板４１上に、フェリ磁性膜４２として、Ｅｒ−Ｆｅ−Ｃｏ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成した。スパッタターゲットにはＥｒ_２２Ｆｅ_６８Ｃｏ_１０焼結体を、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用した。放電時のガス圧は３ｍＴｏｒｒ（約３９９ｍＰａ）、投入ＲＦパワーは１ｋＷ／１５０ｍｍφである。フェリ磁性膜４２の膜厚は５０ｎｍとした。なお、フェリ磁性膜４２を形成する前に、基板上に、フェリ磁性膜の保護及び基板との接着力の向上を目的として下地膜を設けても良い。
かかるスパッタリングにより得られたフェリ磁性膜４２の磁気特性を調べたところ、保磁力が３．５ｋＯｅ（約２７８．５３ｋＡ／ｍ）であり、飽和磁化が４００ｅｍｕ／ｍｌであった。保磁力及び飽和磁化の値は、フェリ磁性膜４２を構成する希土類元素と鉄族元素の組成比を調整することにより所望の値が得られる。フェリ磁性膜４２は、Ｅｒ、Ｆｅ及びＣｏを多層化させた人工格子膜を用いてもよい。かかる構造では、基板面に平行な方向の異方性が大きく熱的に安定である。
〔非磁性中間膜の成膜〕
次いで、フェリ磁性膜４２上に非磁性中間膜４３としてのＭｇＯ膜を、マイクロ波による共鳴吸収を利用した電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法により形成した。非磁性中間膜４３は、フェリ磁性膜４２と情報記録膜４４の磁気的な結合力を制御するだけでなく、非磁性中間膜４３上に形成される情報記録膜４４の結晶配向性と結晶粒子径を制御することができる。スパッタターゲットにはＭｇＯを、放電ガスには高純度Ａｒガスをそれぞれ用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ（約３９．９ｍＰａ）、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起されたプラズマを引き込むために５００ＷのＲＦバイアスを印加した。スパッタ中は、基板を加熱せずに、室温にて成膜を行なった。
〔情報記録膜の成膜〕
つぎに、非磁性中間膜４３の上に、情報記録膜４４として、Ｃｏ_６９Ｃｒ_１８Ｐｔ_１０Ｔａ_３膜を膜厚１０ｎｍにてＤＣスパッタ法により形成した。情報記録膜４４の成膜中、基板を１５０℃に加熱した。スパッタターゲットにはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ合金を、放電ガスには純Ａｒをそれぞれ使用した。スパッタ時の圧力は３ｍＴｏｒｒ、投入ＤＣ電力は１ｋＷ／１５０ｍｍφとした。
つぎに、情報記録膜４４の磁気特性を単膜状態にて調べた。得られた磁気特性は、保磁力が３．０ｋＯｅ（約２３８．７４ｋＡ／ｍ）、Ｉｓｖが３×１０^−１６ｅｍｕであった。Ｍ−Ｈループにおけるヒステリシスの角型性の指標であるＳが０．８３、Ｓ^†が０．８６であり、良好な磁気特性を有していた。このように、角型性を示す指標が大きい（角型に近い）のは、情報記録膜４４を構成する磁性材料の磁性結晶粒子間の相互作用が低減されたためである。また、情報記録膜４４の飽和磁化の値は３５０ｅｍｕ／ｍｌであった。上記フェリ磁性膜（第１磁性膜）４２及び情報記録膜（第２磁性膜）４４ともに、磁化容易軸が基板面に平行な方向に向いた面内磁化膜であった。
〔保護膜の成膜〕
最後に、保護膜４５としてＣ（カーボン）膜を５ｎｍの膜厚で形成した。保護膜４５の成膜には、マイクロ波による共鳴吸収を利用したＥＣＲスパッタ法を用いた。スパッタ時の圧力は０．３ｍＴｏｒｒ、投入マイクロ波電力は０．７ｋＷである。また、マイクロ波により励起されたプラズマを引き込むために５００ＶのＤＣバイアス電圧を印加した。
こうして、図９に示す積層構造を有する面内磁気記録媒体４０を作製した。
つぎに、実施例１と同様に、磁気記録媒体の保護膜上に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを複数作製し、得られた複数の磁気ディスクを磁気記録装置に同軸上に組み込んだ。磁気記録装置の構成は、記録用磁気ヘッドとして面内記録用の磁気ヘッドを用いた以外は実施例１と同様であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構成にした。
ここで、本実施例の面内磁気記録媒体の記録原理について図１０を参照しながら説明する。図中、磁気記録媒体は、対物レンズ５６及び磁気ヘッド５３に対して紙面左方向に移動するものとする。
磁気ヘッド５３を磁気記録媒体上で走行させて、磁気記録媒体に磁気ヘッド５３から記録情報に応じた極性の磁界を印加すると、第２磁性膜４４に記録情報に応じた極性の磁区１１１が形成される。一方、第１磁性膜４２は室温において高保磁力であるので、磁気ヘッド５３からの磁界の極性にかかわらず、第１磁性膜４２には以前の記録情報の磁区１１２が形成されたままである。
磁気記録媒体の情報が記録された領域（情報記録領域）が対物レンズ５６の直上に移動すると、対物レンズ５６からの収束レーザー光により情報記録領域が加熱される。ここで、対物レンズ５６からのレーザー光は、第１磁性膜４２に集光されるように照射する。かかるレーザー光照射による加熱により、情報記録領域における第１磁性膜４２の保磁力は低下する。その結果、第２磁性膜４４の磁区１１３からの漏洩磁界強度が、第１磁性膜４２の保磁力よりも強く作用して、第２磁性膜４４の磁区１１３と反対極性の磁区１１４が第１磁性膜４２に形成される。すなわち、第２磁性膜４４に記録した情報が、光ヘッドの対物レンズ５６により第１磁性膜４２に逆磁化状態にて記録される。レーザー光照射後は、第１磁性膜の温度は室温近傍となるので、第１磁性膜は、その飽和磁化が低下するとともに保磁力が上昇する。このように、レーザー光が照射された第１磁性膜は、第２磁性膜に記録された情報と逆磁化状態で情報を保持して安定化する。こうして磁気記録媒体に情報が記録される。
ここで、磁気ディスクの熱安定性を調べるために環境試験を行なった。環境試験では、磁気記録装置を駆動して、磁気ディスクに５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）に相当する信号を記録し、その磁気ディスクを８０℃の環境中に１０００時間以上放置した後、記録した信号を再生した。その結果、環境試験前の再生信号出力に比べて出力の低下は３％以下であった。このように、本実施例の磁気ディスクも熱安定性を大きく向上させることができた。また、このディスクの欠陥レートを測定したところ、信号処理を行なわない場合の値で、１×１０^−５以下であった。
以上、本発明に従う情報記録媒体及び情報記録装置並びに記録方法について実施例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形例及び改良例を含み得る。
例えば、実施例１及び２では、情報記録膜（第２磁性膜）にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系の磁性材料を用いたが、Ｐｔの代わりにＰｄを用いても同様の特性を有する磁性膜を得ることができ、かかる３源系磁性膜にＴａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉのうちの少なくとも１種類あるいは２種類の元素を添加しても良い。これらの元素は、Ｃｏの結晶粒界近傍へＣｒが偏析するのを促進する効果がある。これにより、磁性結晶粒子間の磁気的相互作用を低減できるので、高密度記録に好適である。更に、ＢまたはＳｉを含ませても良く、この場合は、Ｃｏ結晶粒子の微細化が促進されるとともにＣｒの偏析が促進される。
また、非磁性中間膜としてＭｇＯを用いたが、非磁性を示す材料であれば任意の材料を用いることができ、無機化合物でも金属でもよい。しかし、第２磁性膜に結晶質系の材料を用いて高密度記録を行なう場合には、第２磁性膜の配向性を制御することが必要であることから、この場合は、Ｃｏの（１１２￣０）（ここで、２￣は、アッパーバー付きの２を意味する）に配向していることが望ましい。ＭｇＯ膜はこのような配向性の制御に極めて有効である。
また、ＭｇＯの他に、粒子径サイズが１０ｎｍ程度のＣｏＯやＣｏ_３Ｏ_４、ＮｉＯなどの結晶粒子の周囲（粒界）に、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｎＯなどの非晶質物質を形成した構造の中間膜を用いても良い。かかる中間膜を用いた場合、ＣｏＯやＣｏ_３Ｏ_４、ＮｉＯなどの結晶粒子が磁性膜の配向性を制御する効果を有している。また、かかる材料からなる中間膜は、非晶質部分と結晶質部分とで膜の構造に違いが生じており、膜の断面構造は、結晶質部分が柱状構造であり、非晶質部分が３次元ランダム構造である。この中間膜の結晶性や構造の違いは、中間膜上に形成される磁性膜に磁気特性の違いを生じさせるので、磁性膜の磁性粒子間の磁気的相互作用が低減し、磁性膜に高密度に情報を記録することが可能となる。また、中間膜には、Ｃｏ−Ｃｒ系磁性膜が成長しやすい金属としてＮｉ―Ａｌ系合金（Ｂ２構造）、Ｃｒ−Ｘ系（Ｘ＝Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖなど）、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｕ系合金などを用いてもよい。
また、実施例１〜３では、フェリ磁性膜（第１磁性膜）を構成する材料としてＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏを用いたが、この材料に限定されることはなく、垂直磁気異方性を有するフェリ磁性体であれば任意の材料を用い得る。例えば、フェリ磁性体として希土類元素と鉄族元素からなる金属を用いる場合には、希土類元素としてＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素が好適であり、鉄族の元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。また、Ｃｏ／Ｐｔ（あるいはＰｄ）人工格子膜などを第１磁性膜に用いてもよい。
また、実施例４では、フェリ磁性膜（第１磁性膜）を構成する材料としてＥｒ―Ｆｅ−Ｃｏの希土類―鉄族系のフェリ磁性体を用いたが、これに限定されることはなく、面内磁化を有するフェリ磁性体であれば任意の材料を用いて構成することができる。例えば、希土類―鉄族系のフェリ磁性体の場合は、希土類元素としてＴｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ及びＳｍの中から選ばれる少なくとも１種類の元素が好適であり、鉄族元素としてＦｅ、Ｃｏ及びＮｉの中から選ばれる少なくとも１種類の元素が好適である。
また、実施例４の磁気記録媒体では第１磁性膜と第２磁性膜との間に中間膜を形成したために、レーザー光を照射したときに、第２磁性膜に形成された磁区からの漏洩磁界により、第１磁性膜の磁区が第２磁性膜の磁区と反対向きに磁化されることによって第２磁性膜の情報が第１磁性膜に転写されたが、中間膜を設けずに第１磁性膜と第２磁性膜を接して形成した場合には、第１磁性膜と第２磁性膜とが交換結合するために、第１磁性膜の磁区が第２磁性膜の磁区と同一方向に磁化されることによって第２磁性膜の情報が第１磁性膜に転写される。
上記実施例では、第１磁性膜（フェリ磁性膜）及び第２磁性膜（情報記録膜）ともに磁化容易軸の方向が同じ磁性膜を用いて構成したが、磁化容易軸の方向が互いに異なる磁性膜を用いて構成してもよい。すなわち、第１磁性膜に垂直磁化膜を用いるとともに第２磁性膜に面内磁化膜を用いて構成しても良く、第１磁性膜に面内磁化膜を用い、第２磁性膜に垂直磁化膜を用いてもよい。
産業上の利用可能性
本発明の記録方法は、情報記録媒体の第２磁性膜に情報を記録した後に、当該情報が記録された領域にレーザー光を照射することによって第２磁性膜に記録された情報を第１磁性膜に磁気転写するので、第１磁性膜及び第２磁性膜に情報を確実に且つ安定に記録することができる。
本発明の情報記録装置は、情報記録媒体を磁気ヘッド及び光ヘッドに対して相対移動させるとともに、磁気ヘッドにより既に情報が記録された領域を光ヘッドで走査して当該領域にレーザー光を照射することができるので、本発明の記録方法を実現するための記録装置として好適である。
本発明の情報記録媒体は、例えば、熱安定性に優れるフェリ磁性体を用いて構成される第１磁性膜と、情報の記録再生に好適な硬質磁性材料を用いて構成される第２磁性膜とを備えた構成にすることができ、磁気ヘッドにより第２磁性膜に情報が記録された後、情報を記録した領域にレーザー光が照射されて第２磁性膜の情報が第１磁性膜に磁気転写されるので、第２磁性膜に記録された情報が第１磁性膜によって安定に保持される。それゆえ、本発明の情報記録媒体は、熱揺らぎ及び熱減磁に極めて強く、高い信頼性を有し、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２（約７．７５Ｇｂｉｔｓ／ｃｍ^２）以上の記録密度で情報を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施例で作製した磁気記録媒体の断面構造を模式的に示す図である。
図２は、本発明に従う磁気記録装置の概略構成を示す図であり、図２（Ａ）は磁気記録装置の平面図であり、図２（Ｂ）は、光ヘッド及び磁気ヘッド近傍の部分拡大断面図である。
図３は、本発明の記録方法の原理を説明するための概念図である。
図４は、実施例２で作製した磁気記録媒体の概略断面図である。
図５は、実施例３で作製した磁気記録媒体の概略断面図である。
図６は、磁気ヘッドと光ヘッドが磁気ディスクに対して同じ側に配置された磁気記録装置の概略構成図である。
図７は、図６の磁気記録装置のＡ−Ａ’方向における概略断面図である。
図８は、図６の磁気記録装置に搭載されている光磁気ヘッドの概略断面図である。
図９は、実施例４で作製した磁気記録媒体の概略断面図である。
図１０は、面内磁気記録媒体の記録原理を説明するための概念図である。

Claims (52)

1. 第１磁性膜及び第２磁性膜を備える情報記録媒体の記録方法であって、
   上記情報記録媒体に磁界を印加して第２磁性膜に情報を記録し、当該情報が記録された領域にレーザー光を照射して、第２磁性膜に記録した情報を第１磁性膜に磁気転写することを含む情報記録媒体の記録方法。
2. 上記情報記録媒体を印加磁界及びレーザー光に対して相対移動させ、情報記録媒体に磁界を印加しながらレーザー光を照射することを含む請求項１に記載の記録方法。
3. 第２磁性膜に一定量の情報を記録し、記録を終えた後、レーザー光を照射して上記一定量の情報を第１磁性膜に磁気転写する請求項１に記載の記録方法。
4. 第１磁性膜がフェリ磁性体から構成され、第２磁性膜がＣｏ−Ｃｒを主体とした合金から構成される請求項１に記載の記録方法。
5. 第１及び第２磁性膜は、上記情報記録媒体中で第２磁性膜が第１磁性膜に対して磁界印加側に位置するように形成されている請求項１に記載の記録方法。
6. 更に、上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜が形成される基板を備え、第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に垂直な方向に磁化容易軸を有する請求項１に記載の記録方法。
7. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素であり、希土類元素がＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素である請求項６に記載の記録方法。
8. 上記Ｃｏ−Ｃｒを主体とする結晶質の合金が、更に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｖ、Ｂ及びＴｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む請求項４に記載の記録方法。
9. 更に、上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜が形成される基板を備え、第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に平行な方向に磁化容易軸を有する請求項１に記載の記録方法。
10. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、上記希土類元素は、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素であり、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素である請求項９に記載の記録方法。
11. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に中間膜を備える請求項６または９に記載の記録方法。
12. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に非磁性の中間膜を備え、レーザー光を照射して、第２磁性膜に記録された情報に対応する磁区の磁化と逆向きの磁化の磁区を第１磁性膜に形成する請求項９に記載の記録方法。
13. 上記中間膜は、Ｍｇ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物の結晶粒子からなる非磁性材料、または、該結晶粒子とそれを取り囲むＳｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物からなる非晶質相とから構成される非磁性材料から構成される請求項１１に記載の記録方法。
14. 上記中間膜は、軟磁性材料から構成されている請求項１１に記載の記録方法。
15. 上記レーザー光を、第１磁性膜に集光するように照射する請求項１に記載の記録方法。
16. 室温において、第１磁性膜の保磁力が第２磁性膜の保磁力より大きい請求項１に記載の記録方法。
17. レーザー光照射により所定温度に加熱されたときの第１磁性膜の保磁力が、第２磁性膜の保磁力より小さい請求項１に記載の記録方法。
18. 情報記録装置であって、
    情報が記録される情報記録媒体と、
    情報を記録するための磁気ヘッドと、
    上記情報記録媒体にレーザー光を照射するための光ヘッドと、
    上記情報記録媒体を磁気ヘッド及び光ヘッドに対して相対移動させるための駆動装置とを備え、
    上記相対移動が行なわれるときに、上記光ヘッドは、上記磁気ヘッドによって情報が記録された領域にレーザー光を照射するように配置されている情報記録装置。
19. 上記相対移動において、磁気ヘッドが光ヘッドに対して先行するように配置されている請求項１８に記載の情報記録装置。
20. 更に、上記磁気ヘッド及び光ヘッドを搭載するスライダーを備え、磁気ヘッドが光ヘッドよりも先行するようにスライダー上に位置付けられている請求項１８に記載の情報記録装置。
21. 上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜を備え、
    上記磁気ヘッドにより第２磁性膜に情報が記録された後、第２磁性膜に記録された情報が、光ヘッドからのレーザー光照射により第１磁性膜に磁気転写される請求項１８に記載の情報記録装置。
22. 第１磁性膜がフェリ磁性体から構成され、第２磁性膜がＣｏ−Ｃｒを主体とした合金から構成される請求項２１に記載の情報記録装置。
23. 第１及び第２磁性膜は、上記情報記録媒体中で第２磁性膜が第１磁性膜よりも上記磁気ヘッドに近くなるように形成されている請求項２１に記載の情報記録装置。
24. 更に、上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜が形成される基板を備え、第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に垂直な方向に磁化容易軸を有する請求項２１に記載の情報記録装置。
25. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素であり、希土類元素がＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素である請求項２４に記載の情報記録装置。
26. 上記Ｃｏ−Ｃｒを主体とする結晶質の合金が、更に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｖ、Ｂ及びＴｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む請求項２２に記載の情報記録装置。
27. 更に、上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜が形成される基板を備え、第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に平行な方向に磁化容易軸を有する請求項２１に記載の情報記録装置。
28. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、上記希土類元素は、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素であり、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素である請求項２７に記載の情報記録装置。
29. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に中間膜を備える請求項２４または２７に記載の情報記録装置。
30. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に非磁性の中間膜を備え、レーザー光照射により、第２磁性膜に記録された情報に対応する磁区の磁化と逆向きの磁化の磁区が第１磁性膜に形成される請求項２７に記載の情報記録装置。
31. 上記中間膜は、Ｍｇ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物の結晶粒子からなる非磁性材料、または、該結晶粒子とそれを取り囲むＳｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物からなる非晶質相とから構成される非磁性材料から構成される請求項２９に記載の情報記録装置。
32. 上記中間膜は、軟磁性材料から構成されている請求項２８に記載の情報記録装置。
33. 上記光ヘッドは、情報記録媒体の第１磁性膜にレーザー光を集光して照射する請求項２１に記載の情報記録装置。
34. 室温において、第１磁性膜の保磁力が第２磁性膜の保磁力より大きい請求項２１に記載の情報記録装置。
35. レーザー光照射により所定温度に加熱されたときの第１磁性膜の保磁力が、第２磁性膜の保磁力より小さい請求項２１に記載の情報記録装置。
36. 上記磁気ヘッドにより第２磁性膜に一定量の情報を記録した後、情報を記録した領域に上記光ヘッドによりレーザー光を照射して上記一定量の情報を第１磁性膜に磁気転写する請求項２１に記載の情報記録装置。
37. 上記磁気ヘッド及び光ヘッドの一方を用いて上記情報記録媒体に記録された情報を再生する請求項１８に記載の情報記録装置。
38. 磁気ヘッドにより情報が記録される情報記録媒体であって、
    基板と、該基板上に第１磁性膜及び第２磁性膜とを備え、
    上記磁気ヘッドにより第２磁性膜に情報が記録された後にレーザー光が照射され、第２磁性膜に記録された情報が第１磁性膜に磁気転写される情報記録媒体。
39. 第１磁性膜がフェリ磁性体から構成され、第２磁性膜が、Ｃｏ−Ｃｒを主体とした合金から構成される請求項３８に記載の情報記録媒体。
40. 第１及び第２磁性膜は、上記情報記録媒体中で第２磁性膜が第１磁性膜よりも上記磁気ヘッドに近くなるように形成されている請求項３８に記載の情報記録媒体。
41. 第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に垂直な方向に磁化容易軸を有する請求項３８に記載の情報記録媒体。
42. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、鉄族元素がＦｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素であり、希土類元素がＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ及びＨｏからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素である請求項３９に記載の情報記録媒体。
43. 上記Ｃｏ−Ｃｒを主体とする合金が、更にＰｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｖ、Ｂ及びＴｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む請求項３９に記載の情報記録媒体。
44. 更に、上記情報記録媒体は第１磁性膜及び第２磁性膜が形成される基板を備え、第１磁性膜及び第２磁性膜は、基板面に平行な方向に磁化容易軸を有する請求項３８に記載の情報記録媒体。
45. 第１磁性膜は、鉄族元素と希土類元素とからなる合金から構成され、上記希土類元素は、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素であり、上記鉄族元素は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれた少なくとも一種類の元素である請求項４４に記載の情報記録媒体。
46. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に中間膜を備える請求項４１または４４に記載の情報記録媒体。
47. 更に、第１磁性膜と第２磁性膜との間に非磁性の中間膜を備え、レーザー光照射により、第２磁性膜に記録された情報に対応する磁区の磁化と逆向きの磁化の磁区が第１磁性膜に形成される請求項４４に記載の情報記録媒体。
48. 上記中間膜は、Ｍｇ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物の結晶粒子からなる非磁性材料、または、該結晶粒子とそれを取り囲むＳｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｔａ及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種類の元素の酸化物からなる非晶質相とから構成される非磁性材料から構成される請求項４６に記載の情報記録媒体。
49. 上記中間膜は、軟磁性材料から構成されている請求項４６に記載の情報記録媒体。
50. 上記レーザー光が第１磁性膜に集光するように照射される請求項３８に記載の情報記録媒体。
51. 室温において、第１磁性膜の保磁力が第２磁性膜の保磁力より大きい請求項３８に記載の情報記録媒体。
52. レーザー光照射により所定温度に加熱されたときの第１磁性膜の保磁力が、第２磁性膜の保磁力より小さい請求項３８に記載の情報記録媒体。

Images