(57)【要約】      （修正有）【課題】磁性記録媒体の実効的な記録トラック幅を狭小化し、かつ再生に関与する磁性層の膜厚を薄くすると同時に、それに伴う再生信号振幅の低下を抑制し、高トラック密度化と高線記録密度化とを可能とすることを目的とする。【解決手段】磁壁移動層１０、スイッチング層４、メモリ層３がこの順に積層され、磁壁移動層１０が、メモリ層３に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層４が磁壁移動層１０およびメモリ層３よりもキュリー温度の低い磁性記録媒体であって、記録トラック中央部分の幅方向に制限された領域においてのみ、メモリ層３の磁化状態が、スイッチング層４を介した交換結合により、磁壁移動層１０に転写されており、領域の両側の領域においては、磁壁移動層１０とスイッチング層４との間に、磁壁移動層１０側から入射した光の反射率を増大させる反射層５が挿入されていることを特徴とする磁性記録媒体である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁壁移動層、スイッチング層、メモリ層がこの順に積層され、磁壁移動層が、メモリ層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層が磁壁移動層およびメモリ層よりもキュリー温度の低い磁性記録媒体であって、
記録トラック中央部分の幅方向に制限された領域においてのみ、前記メモリ層の磁化状態が、スイッチング層を介した交換結合により、前記磁壁移動層に転写されており、
前記領域の両側の領域においては、前記磁壁移動層と前記スイッチング層との間に、前記磁壁移動層側から入射した光の反射率を増大させる反射層が挿入されていることを特徴とする磁性記録媒体。
【請求項２】
前記記録トラック中央部分の幅方向に制限された領域の両側の領域においては、前記磁壁移動層に接して面内磁化膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性記録媒体。
【請求項３】
前記磁壁移動層の面内磁化膜に接する側のキュリー温度が、前記磁壁移動層の面内磁化膜に接する側と対向する側のキュリー温度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の磁性記録媒体。
【請求項４】
前記磁壁移動層の膜厚が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項1から３のいずれか１項に記載の磁性記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料の磁化の配列状態により情報の記録を行う磁性記録媒体に関し、特に情報の再生時に磁壁移動を生じせしめることによって高記録密度の情報の再生を可能にした磁性記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
書き換え可能な情報記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザーの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を読み出す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体として期待されて来た。近年、動画像のデジタル化の動きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高めて更に大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００３】
光磁気記録媒体等の光ディスクの線記録密度は、再生光学系のレーザー波長および対物レンズの開口数に大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザー波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まるとビームウェストの径が決まるため、信号再生時の空間周波数は２ＮＡ／λ程度が検出可能な限界となってしまう。
【０００４】
したがって、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、再生光学系のレーザー波長を短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要がある。しかしながら、レーザー波長や対物レンズの開口数には限界がある。このため、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫し、記録密度を改善する技術が開発されている。
【特許文献１】特開平６−２９０４９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫し、記録密度を改善する技術を提案している。特開平６−２９０４９６号公報では、再生信号振幅を低下させることなく、光学系の分解能を超えた記録密度の信号が再生可能な磁性記録媒体および再生方法の提案を行っている。
【０００６】
特開平６−２９０４９６号公報では、磁壁移動層、スイッチング層、メモリ層が順次積層され、磁壁移動層は、メモリ層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層は磁壁移動層およびメモリ層よりもキュリー温度の低い光磁気記録媒体を提案した。この構成の光磁気記録媒体の再生は、記録マークの境界部に存在する磁壁移動層の磁壁を、メモリ層との交換結合が切断される領域で、温度勾配によって移動させ、この磁壁移動に伴う磁化反転を、反射光の偏向状態の変化として検出することができる。この結果、高密度記録再生が可能となる。
【０００７】
この再生方法では、記録マークの前方境界部の磁壁と後方境界部の磁壁とが実質的に分離独立して形成されていることが、磁壁の移動を安定化し再生特性を向上させる上で好ましい。何故なら、前後の磁壁が分離されておらず記録マークの側部にも磁壁が存在して閉じた磁壁で記録マークが囲まれていると、前方の磁壁が移動する際、側部の磁壁を新たに生成してエネルギーを増大させることになってしまう。このため、温度勾配に伴う磁壁エネルギーの低下によるエネルギー利得をキャンセルしてしまうからである。
【０００８】
しかしながら、従来の基板上に記録膜を成膜してこの媒体を作製すると、膜面方向には概ね一様な記録膜が形成されるため、前後の磁壁が完全に分離しているような記録マークを形成することは困難な場合が多かった。
【０００９】
このため、
１．記録膜の成膜後にトラックの両側を高出力のレーザーでアニールするなどしてトラック側部の磁性膜を変質させる処理を行い、この処理部にまたがるように記録マークを形成することで前後の磁壁を分離させる方法
２．溝形状等の基板の表面形状に伴う溝側壁部への磁性膜の着膜状態の変化を利用してトラック側部の磁性膜を適切化する方法や、溝側壁部の磁性膜を選択的にエッチング除去する方法などが提案されている。
【００１０】
このようなトラック間の磁性膜を何らか変化させる方法は、その領域をバッファー領域として利用することができるので、トラック間のクロスライトやクロストークを抑制する上でも有効である。また残存する有効トラック幅を制限することで、トラック上の記録マークの前後の境界部の磁壁の形状が比較的直線に近くなり、再生時に媒体上に形成される磁壁移動開始温度の検出等温線との形状整合性が向上するという効果もある。
【００１１】
しかし一方、有効トラック幅を狭小化すると信号振幅が低下する。また、トラック幅が磁壁幅相当の周期で高周波変動すると、磁壁移動を阻止する力として作用するが、この影響がトラック幅を狭小化するほど増大するため磁壁が移動し難くなる場合があった。
【００１２】
また、バッファー領域幅についてもクロスライト等の抑制のためにある程度の幅を確保する必要がある。更に、レーザーでアニールする方法の場合にはそもそもレーザースポットサイズの制約からアニール領域の狭小化には限界があった。これらの問題点から、トラック密度の向上に限界があった。
【００１３】
このため発明者は特開２００５−１７４５１８号公報に、信号再生に関与する実効的な記録トラック幅を狭小化すると同時に、信号振幅の低下を抑制し、トラック幅の高周波変動に伴う磁壁移動阻止力を排除して、高トラック密度化を可能とする、
１．磁壁移動層、スイッチング層、メモリ層が順次積層され、磁壁移動層は、メモリ層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層は磁壁移動層およびメモリ層よりもキュリー温度が低い
２．記録トラック中央部分の幅方向に制限された領域においてのみ、メモリ層の磁化状態が、スイッチング層を介した交換結合により、該磁壁移動層に転写され
３．記録トラックの外側の領域においては、磁壁移動層に接して面内磁化膜が挿入されており、磁壁移動層の磁化が面内磁化膜との交換結合により、室温において面内に磁化配向している磁性記録媒体を提案した。
【００１４】
上記の提案では、トラック中央部の狭小な領域に記録されている記録磁区が、再生時には磁壁移動層内で両側の領域にトラック幅方向に拡大されて読み出されるため、信号振幅の低下を抑制できる。しかし、磁壁移動層の膜厚は後述する理由により線記録密度向上の観点から極力薄くすることが望ましく、その場合磁壁移動層内で磁区を拡大させても充分な振幅を得ることが困難になる場合があった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものである。情報の保存に関与する実効的な記録トラック幅を狭小化し、かつ再生に関与する磁性層の膜厚を薄くすると同時に、それに伴う再生信号振幅の低下を抑制し、高トラック密度化と高線記録密度化とを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、磁壁移動層、スイッチング層、メモリ層がこの順に積層され、磁壁移動層が、メモリ層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層が磁壁移動層およびメモリ層よりもキュリー温度の低い磁性記録媒体であって、記録トラック中央部分の幅方向に制限された領域においてのみ、メモリ層の磁化状態が、スイッチング層を介した交換結合により、磁壁移動層に転写されており、領域の両側の領域においては、磁壁移動層とスイッチング層との間に、磁壁移動層側から入射した光の反射率を増大させる反射層が挿入されていることを特徴とする磁性記録媒体である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果は、トラック密度を大幅に向上させられる磁区幅拡大型の磁性記録媒体において、再生信号振幅を増大させて信号品質を向上させられること、また、再生可能な最短マーク長を短くしてビット密度を向上させられることにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の磁性記録媒体では、記録トラック中央部分の幅制限された領域においてのみ、メモリ層の磁化状態が磁壁移動層に転写されており、その両側の領域では、磁壁移動層はメモリ層の磁化状態とは無関係に自由に磁化配向することができる。再生時には、中央部のメモリ層にピン止めされている磁壁移動層中の磁壁が、メモリ層との結合が切れた瞬間に、磁壁エネルギー密度の低い高温側に磁壁移動して磁区拡大すると共に、両側にも同一方向の垂直磁化領域が形成されて幅広い領域で磁化反転が起こる。このため、情報の保存に寄与する記録トラック幅が狭いにも関わらず再生に寄与するトラック幅は広くなり、大きな信号振幅が得られる。
【００１９】
ただし、両側の磁壁移動層を完全に自由な状態にしておくと、磁壁同士が繋がって閉じた磁壁を形成したり、浮遊磁界等の影響で不用意な磁化反転が起こって信号ノイズとなったりする。このため、好ましくは面内磁化膜を挿入し、面内磁化膜との交換結合により両側の磁壁移動層を室温では面内に磁化配向させておくことが好ましい。
【００２０】
面内磁化膜との交換結合エネルギーは温度上昇とともに低下する。一方磁壁移動層の実効的異方性エネルギー（Ｋｕ−２πＭｓ2）は、飽和磁化Ｍｓの温度依存性を調整することである程度人為的に制御することが出来る。ここで、Ｋｕは、結晶磁気異方性定数を、ＭＳは、飽和磁化を表している。そこで、温度上昇に伴って両者の大小関係が逆転するように膜設計を行えば、室温では磁壁移動層が面内に配向していて、再生温度では垂直に配向するようにすることが出来る。また、磁壁移動層と面内磁化膜との間に相対的にキュリー温度の低い磁性層を挿入すれば、面内磁化膜との交換結合を高温側で完全に遮断できるので、前述の飽和磁化Ｍｓの温度依存性とは独立に、面内配向から垂直配向への遷移をより確実に行うことができる。
【００２１】
上述したように、本媒体は、トラック中央部の両側の磁壁移動層を、室温では面内に磁化配向し、所定の温度Ｔｔ以上の温度では垂直に磁化配向するように設計されている。この媒体は、再生スポット下の加熱領域では、磁壁移動層の垂直配向領域を、加熱領域幅に応じてトラック幅方向に拡大させることができる。この状態でトラック中央部のメモリ層にピン止めされている磁壁移動層中の１８０°磁壁が、再生スポット下の、メモリ層との交換結合が切断される温度以上の領域に進入すると、磁壁エネルギー密度の低い高温側に磁壁移動し記録磁区がトラック方向に拡大する。メモリ層との交換結合が切断される温度をＴｓとする。それに伴ってトラック幅方向へも磁区が拡大することになり、大きな信号振幅が得られる。
【００２２】
ここで、１８０°磁壁とは、その両側で磁化の向きが１８０°変化している磁壁を示し、９０°磁壁とは、その両側で磁化の向きが９０°変化している磁壁を示している。
【００２３】
遷移プロセスは、時々刻々のエネルギーを極小状態にしながら遷移して行く。即ち、１８０°磁壁の高温領域への磁壁移動によるエネルギー利得と、９０°磁壁のトラック側部方向への拡大による垂直磁気異方性エネルギーの利得との和と、１８０°磁壁と９０°磁壁の面積の増大によるエネルギー損失との差が最大となるように遷移して行く。
【００２４】
図１、２は、遷移プロセスを模式的に示したものである。図中、下向き磁化配向の磁区を白、上向き磁化配向の磁区を黒で表している。媒体の進行方向は図１中の矢印の方向である。
【００２５】
動作原理は、特開２００５−１７４５１８に記載した磁性記録媒体と同様であるが、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１‐Ａ：１は、再生レーザスポット下の領域が白で示した磁化状態になっている時の状態を示す図である。図の右側から、黒で示した磁化配向の磁区が、再生レーザスポット下の結合切断領域に進入すると、磁区前方（左側）の１８０°磁壁が高温側のスポット中心方向に磁壁移動を開始する（図１‐Ａ：２参照）。
【００２７】
図１‐Ａ：３〜４に示すように、それに伴って垂直上向きに配向した磁区がトラック両側の面内配向領域に拡大する。１８０°の移動磁壁はスポット中心付近の最高温度部で停止するので、スポットの左側は白のまま残り、右側は黒くなる。１８０°磁壁の面積を増大させないように、垂直配向領域は移動磁壁の部分でくびれた瓢箪型形状になる。
【００２８】
この後、図２‐Ｂ：１のように、白で示した下向き磁化配向の磁区が、再生レーザスポット下の結合切断領域に進入すると（図ではレーザスポットを右側にシフトさせてある）、磁区前方の１８０°磁壁が高温側のスポット中心方向に磁壁移動を開始する。この時も同様に、図２‐Ｂ：２〜３に示すように、それに伴って垂直下向きに配向した磁区がトラック両側の面内配向領域に拡大し、逆に白い磁区に挟まれた黒い磁区は縮小する。最終的に１８０°磁壁が合体消滅して、再生スポット下のほぼ全領域が白の下向き磁化配向状態になる（図２‐Ｂ：４参照）。
【００２９】
磁区拡大に伴って磁壁面積が増大するが、１８０°磁壁の面積を増大させるよりも９０°磁壁の面積の増大させたほうがエネルギー損失を抑制できる。図１に示したプロセスのように、１８０°磁壁の面積をなるべく増大させずに、極力９０°磁壁の面積の増大だけで、状態遷移して行くプロセスになると想定される。但し、正確なプロセスを記述するには、静磁エネルギーの影響等も含めて詳細なシミュレーションを行なう必要がある。
【００３０】
本発明の磁性記録媒体の特徴は、磁壁移動層とスイッチング層とが交換結合しているトラック中央部の領域の両側の領域では、両層の間に、磁壁移動層側から入射した光の反射率を増大させる反射層が挿入されていることにある。反射層がない場合には、磁壁移動層を透過した光はカー効果に寄与しないので、磁壁移動層の膜厚が薄いと信号振幅が小さくなってしまうが、反射層を挿入することにより、透過光を多重反射させてカー効果をエンハンスすることが可能である。
【００３１】
磁壁移動層の膜厚が充分に厚くできるのであれば、反射層によるエンハンスの効果は小さいが、以下に述べる理由により、原理的な再生限界磁区長を微小化するためには、磁壁移動層の膜厚は可能な限り薄くすることが好ましい。
【００３２】
磁壁移動層は、磁壁移動をスムーズに行なうために、Ｇｄ−ＦｅＣｏのような垂直磁気異方性が小さく、磁壁抗磁力の小さな材料で構成する必要がある。
【００３３】
一方メモリ層は、記録磁区を安定に保存するために、Ｔｂ−ＦｅＣｏのような垂直磁気異方性が大きな材料で構成する必要がある。磁性材料中に形成される磁壁の厚さは、垂直磁気異方性定数の平方根の逆数に比例するので、磁壁移動層中に形成される磁壁厚さは厚くなり、メモリ層中の磁壁厚さは薄くなる。両層が交換結合して積層されている状態で磁区を形成すると、磁区境界の磁壁の厚さは、磁壁移動層表面側では厚く、メモリ層表面側では薄くなるように、膜厚方向に徐々に磁壁厚さが変化した状態になる。２層間の界面で急激に磁壁厚さが変化すると、交換スティフネスによるエネルギーを溜めてしまうので、徐々に磁壁厚さが変化する状態の方がエネルギー的に安定なためである。ただし、磁壁移動層の磁壁厚さが本来の厚さよりも薄くなることによるエネルギーの増大の方が、メモリ層の磁壁厚さが本来の厚さより厚くなることによるエネルギーの増大よりも少なくて済むので、膜厚方向での磁壁厚さの変化は主として磁壁移動層の中で起こる。つまり、磁壁移動層中の磁壁は、メモリ層との界面付近ではメモリ層の本来の磁壁厚さ程度の薄い磁壁厚であり、界面から遠ざかるにつれて磁壁厚さが拡がる。磁壁移動層の膜厚が充分に厚ければ、最終的には磁壁移動層の本来の磁壁厚さまで拡がって飽和するのである。本来の磁壁厚さ相当以上に界面から遠ざかれば、磁壁厚さは概ね飽和する。逆に、磁壁移動層の膜厚を、自身の本来の磁壁厚さよりも薄くして行くと、磁壁移動層表面に於ける磁壁厚さは薄くなる。
【００３４】
さて、磁区を磁壁厚さ相当のレベルまで微小化して行くと、磁区の前後の磁壁が重なり、磁区をシュリンクさせる方向に作用が働く。このため、本発明の磁性記録媒体に、磁壁移動層の表面側で磁壁が重なるような微小磁区を記録した場合、メモリ層との交換結合が切断された時に、高温側に磁壁移動せずに低温側の磁壁と合体して消滅してしまい、再生動作が実現しなくなる。
【００３５】
従って、磁壁移動層の膜厚は可能な限り薄くした方が、表面側での磁壁厚さが薄くなり、磁壁移動検出方式で再生できる限界の磁区サイズを小さくできるのである。
【００３６】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
初めに本発明の磁性記録媒体の典型的な構成、使用される材料、製法、並びに記録方法について概要を述べる。
【００３８】
本発明の磁性記録媒体の典型的な構成は、所定の凹凸が刻まれている基板上に、下地層、各種磁性層、及び上地層が順次積層された構成である。基板材料としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ガラス等を用いることができる。記録再生を、基板を通して行なうのでなければ、必ずしも透光性材料である必要はない。下地層や上地層としては、例えば、ＳｉＮ、ＡｉＮ、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ、ＴａＯなどの誘電体材料が使用できる。磁性層以外の層は必須のものではない。磁性層の積層順序を逆にしてもよい。また、この構成に、更にＡｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＳｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｇＳｉなどからなる金属層を付加して、熱的な特性を調整してもよい。また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。
【００３９】
これら各層は、例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着などによって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破ることなく連続成膜されることで、敢えて結合を遮断する磁性層以外は互いに、交換結合をしている。
【００４０】
上記媒体において、各磁性層は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によって構成することが考えられる。例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒなどの希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１０〜４０原子％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が９０〜６０原子％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成し得る。また、耐食性向上などのために、これらの合金にＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎなどの元素を少量添加してもよい。また、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏなどの白金族−鉄族周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Ｃｏ−Ｎｉ−ＯやＦｅ−Ｒｈ系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等の材料も使用可能である。
【００４１】
重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御することが可能である。希土類元素副格子磁化と鉄族元素副格子磁化とが補償されるようにすれば飽和磁化をいくらでも小さくできる。キュリー温度も、組成比により制御することが可能であるが、飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。即ち、Ｆｅ１原子％をＣｏで置換することにより、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添加量を調整する。Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌなどの非磁性元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能である。また、二種類以上の希土類元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリー温度を制御できる。
【００４２】
磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主として材料元素の選択によって制御するが、下地の状態や、スパッタガス圧等の成膜条件によっても調整可能である。ＴｂやＤｙ系の材料は磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が大きく、Ｇｄ系材料は小さい。不純物の添加等によって磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度を調整することもできる。
【００４３】
膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御することができる。
【００４４】
本発明の磁性記録媒体へのデータ信号の記録は、熱磁気記録によって、メモリ層の磁化配向状態をデータ信号に対応させることによって行う。熱磁気記録には、メモリ層がキュリー温度以上になるようなパワーのレーザー光を照射しながら外部磁界を情報に対応して変調する方式と、一定方向の磁界を印加しながらレーザーパワーを情報に対応して変調する方式とがある。後者の場合、光スポットの径以下の記録磁区を形成し、光学系の分解能以上の高密度記録パターンを形成するためには、例えば、
１．光スポット内の所定領域のみがメモリ層のキュリー温度以上になる様にレーザー光の強度を調整するか、または、
２．光変調オーバーライトが可能な記録媒体構成にして、記録時に後方を消去しながら三日月型の磁区を残して行くようにすればよい。
【００４５】
＜実施例１＞
本実施例ではサンプルサーボ方式を用いることとし、板厚０．６ｍｍの次のような基板を準備した。トラック１周辺りが１２８０個のセグメント（Ｓｅｇｍｅｎｔ）に分割されている。各セグメントの先頭に、クロックピット（Ｃｌｏｃｋ  ｐｉｔ）と、サーボ用の第１および第２のウオーブルピット（Ｗｏｂｂｌｅ  ｐｉｔ）およびアドレスピット（Ａｄｄｒｅｓｓ  ｐｉｔ）が順次凹凸として刻まれている。これらのピットに引き続く領域が光磁気信号による情報の記録再生に使用するデータ領域（Ｄａｔａ  ａｒｅａ）になっている。トラックピッチは１６０ｎｍであり、データ領域内の各トラックの中心に、上面の幅が３０ｎｍ、底面の幅が６５ｎｍで、高さ３０ｎｍのランド（Ｌａｎｄ）部が設けられている。
【００４６】
後述するエッチング処理工程により、ランド上に形成された膜は選択的に削除されて凸部が消滅し、膜面側ではデータ領域内はフラットな状態になる。この時、サーボ用等のピットは残るようにする必要があるので、ピット径はランド幅よりも大きくしておく。
【００４７】
直流マグネトロンスパッタリング装置に、ＢドープしたＳｉ、及びＧｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒの各ターゲットを取り付け、上述の基板を基板ホルダーに固定した後、１×１０-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。真空排気をしたままＡｒガスをチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ターゲットをスパッタして各層を成膜した。ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ2ガスを導入し、直流反応性スパッタにより成膜した。
【００４８】
まず放熱層としてＡｌＳｉ合金層を３０ｎｍ成膜した。引き続き、メモリ層としてキュリー温度が３００℃程度のＴｂＦｅＣｏＣｒ層を５０ｎｍ、スイッチング層としてキュリー温度が１６０℃程度のＴｂＦｅＣｒ層を１５ｎｍ成膜した。次に、反射層としてＡｌＳｉ合金膜を１０ｎｍ、反射エンハンス層としてＳｉＮ誘電体膜を１０ｎｍ成膜した後、面内磁化膜としてＣｏ膜を１０ｎｍ成膜した。この上に形状加工用の膜としてＳｉＮ膜を４０ｎｍ成膜した。
【００４９】
次に、前記の成膜を終えた基板を、真空を保持したまま、加速イオン照射源を有するスパッタエッチング室に搬送し、加速したＡｒイオンビームを基板表面に垂直な方向から中性化しながら照射して、基板上に形成されている膜をスパッタエッチングした。
【００５０】
ここで、ランド部は台形状の断面形状をしており、ランドの両側部は、基板表面に対して約６０度傾斜している。従って、傾斜部では、膜面法線方向に対して約６０度の角度でイオンが入射する。このため、スパタリング率のイオン入射角に対する依存性によって、傾斜部上の膜は、他のフラットな部分の膜よりも速くスパッタエッチングされる。その結果、傾斜部の膜はランドの両側から浸食され、所定時間以上エッチングを進めると凸部が消滅して平坦化される。
【００５１】
このようにして、形状加工用ＳｉＮ膜をエッチングして行くことにより、Ｌａｎｄ部は反射層まで平坦化除去して下部のスイッチング層を露出させ、一方フラット部は形状加工用ＳｉＮ膜を除去して下部のＣｏ面内膜を露出させた。この状態に於けるサンプルの断面構造を図３（ａ）に示す。
【００５２】
図３（ａ）に示されるように基板１上に放熱板２、メモリ層３、スイッチング層４、ＡｌＳｉ反射層５、ＳｉＮ反射エンハンス層６、Ｃｏ面内磁化膜７及び形状加工用ＳｉＮ膜８がこの順に積層されている。基板１には、上面の幅が３０ｎｍ、底面の幅が６５ｎｍで、高さ３０ｎｍのランド部が設けられている。ランド部の高さは、３０ｎｍである。凹部に形成されたＣｏ面内磁化膜７が露出するまで形状加工用ＳｉＮ膜をエッチングすると、ランド部に形成された、Ｃｏ面内磁化膜７、ＳｉＮ反射エンハンス層６及びＡｌＳｉ反射層５が除去され、図中の波線の高さで平坦化される。この結果、ランド部間の凹部ではＣｏ面内磁化膜が表面に露出し、ランド部では、スイッチング層４が露出する。
【００５３】
この工程の後に、再び基板を直流マグネトロンスパッタリング室に搬送し、磁壁移動層１０としてキュリー温度が２９０℃のＧｄＦｅＣｏＣｒ層を１０ｎｍ成膜した。最後にエンハンス層１１としてＳｉＮ層を膜厚５０ｎｍとなるように成膜した（図（３ｂ）参照）。
【００５４】
このディスクを真空チャンバーから取り出して、膜面上にカバー層としてＵＶ樹脂を１５μｍの厚さにコートした。
【００５５】
＜比較例１＞
比較例として、反射膜と反射エンハンス層を成膜せずに、代わりに面内磁化膜を３０ｎｍの膜厚に成膜した他は実施例１と同様の比較例１のサンプルを作製した。
【００５６】
このようにして作製したサンプルを、レーザー波長４０５ｎｍ、対物レンズＮＡ０．８５の光ヘッドと磁界変調記録用の磁気ヘッドとを一体化した光磁気ヘッドを持つドライブ装置にセットした。その後、１５μｍのコート層を介して光ビームの照射と記録磁界の印加を行なうことにより、記録再生特性の測定を行なった。
【００５７】
実施例１のサンプルと比較例１のサンプルに、記録レーザーをクロックに同期させてパルスデューティー（Ｐｕｌｓｅ  Ｄｕｔｙ）３３％でパルス照射しながら、±２００Ｏｅの磁界強度で、マーク長８０ｎｍのトーン信号の磁界変調記録を行なった。
【００５８】
記録した信号をそれぞれの最適再生パワーで読み出した。実施例１のサンプルでは、磁壁移動層の膜厚が１０ｎｍと薄いにもかかわらず充分大きな信号振幅が得られ、搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ））も４５ｄＢが得られた。一方、比較例１のサンプルでは充分な振幅が得られず、３０ｄＢのＣ／Ｎしか得られなかった。更に、実施例１のサンプルでは、マーク長を４５ｎｍにしても信号欠落がなく、Ｃ／Ｎも４０ｄＢ以上が得られた。
【００５９】
＜実施例２＞
磁壁移動層としてキュリー温度が２１０℃のＧｄＦｅＣｏＣｒ層を３ｎｍと２９０℃のＧｄＦｅＣｏＣｒ層を７ｎｍとをこの順に成膜した他は実施例１と同様にして実施例２のサンプルを作製した。
【００６０】
＜比較例２＞
磁壁移動層としてキュリー温度が２１０℃のＧｄＦｅＣｏＣｒ層を１８ｎｍと２９０℃のＧｄＦｅＣｏＣｒ層を１８ｎｍとをこの順に成膜した他は比較例１と同様にして比較例２のサンプルを作製した。
【００６１】
実施例２のサンプルと比較例２のサンプルに、実施例１の場合と同様にして、マーク長を３０ｎｍから１００ｎｍまで変えてトーン信号の磁界変調記録を行った。
【００６２】
記録した信号をそれぞれの最適再生パワーで読み出したところ、どちらのサンプルもマーク長８０ｎｍまでは、充分な信号振幅が得られ、４５ｄＢ以上の良好な信号が得られた。更に、実施例２のサンプルでは、マーク長４０ｎｍまで信号欠落なく、Ｃ／Ｎも４０ｄＢ以上が得られたが、比較例２のサンプルでは、マーク長７５ｎｍ以下では信号欠落が発生し、良好なＣ／Ｎが得られなかった。
【００６３】
＜実施例３＞
面内磁化膜を成膜せずに、代わりに反射エンハンス層を２０ｎｍの膜厚に成膜した他は実施例１と同様にして、本発明の実施例のサンプルを作製した。
【００６４】
このサンプルでも、マーク長８０ｎｍ程度までは、磁壁移動層の膜厚が１０ｎｍと薄いにもかかわらず充分大きな信号振幅が得られ、Ｃ／Ｎも４５ｄＢ以上が得られた。しかし、磁区が幅方向に拡大した時に、磁壁同士が繋がって閉じた磁壁を形成したり、不用意な磁化反転が起こったりしやすいため、マーク長８０ｎｍ以下では信号欠落が発生した。
【００６５】
＜実施例４及び比較例３＞
磁壁移動層の膜厚を５ｎｍから５０ｎｍの範囲で変化させた他は実施例１及び比較例１と同様の、実施例４及び比較例３のサンプルを複数作製した。
【００６６】
これらのサンプルのＣ／Ｎと、信号欠落なく再生可能な限界マーク長と、を調べた結果、磁壁移動層の膜厚を３５ｍよりも薄くして行くと、膜厚を薄くするほど信号欠落なく再生可能な限界マーク長が短くなった。更に、膜厚を２５ｎｍよりも薄くして行くと、反射層を挿入していない比較例３のサンプルではＣ／Ｎが急激に劣化して行くのに対して、反射層を挿入した実施例４のサンプルでは、良好なＣ／Ｎを維持できた。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の磁性記録媒体の再生動作における磁化状態の遷移プロセスを模式的に示した図。
【図２】本発明の磁性記録媒体の再生動作における磁化状態の遷移プロセスを模式的に示した図。
【図３】本発明の実施例１の磁性記録媒体の製造過程における断面構造を示した図。
【符号の説明】
【００６８】
１  基板
２  放熱層
３  メモリ層
４  スイッチング層
５  ＡｌＳｉ反射層
６  ＳｉＮ反射エンハンス層
７  Ｃｏ面内磁化膜
８  形状加工用ＳｉＮ膜（加速イオン照射により除去）
９  加速イオン照射
【図１】
2008152842.tif 000003
【図２】
2008152842.tif 000004
【図３】
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