(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に細線状に形成された磁性体である磁性細線を備え、前記磁性細線の細線方向に２値のデータを異なる２方向の磁化として記録する磁壁移動型記録媒体を内蔵する記録装置であって、
前記磁性細線に前記データを書き込むデータ書込手段と、
前記磁性細線を挟んで前記データ書込手段に対向する位置に配置された、矩形状の高透磁率軟磁性下地層と、
を備え、
前記データ書込手段として、磁極及び磁気シールドを有し、前記データを前記磁性細線に書き込む記録ヘッドを備え、
前記記録ヘッドは、前記磁極から前記磁気シールドまでの方向が前記磁性細線と直交し、
前記高透磁率軟磁性下地層は、前記磁性細線を挟んで前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録ヘッドに対する長さが前記磁極と前記磁気シールドとの距離以上であり、前記記録ヘッドに対する幅が前記磁極の幅以上、かつ、前記磁極の幅４倍以下であることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
基板上に細線状に形成された磁性体である磁性細線を備え、前記磁性細線の細線方向に２値のデータを異なる２方向の磁化として記録する磁壁移動型記録媒体を内蔵する記録装置であって、
前記磁性細線に前記データを書き込むデータ書込手段と、
前記磁性細線を挟んで前記データ書込手段に対向する位置に配置された、矩形状の高透磁率軟磁性下地層と、
を備え、
前記データ書込手段として、磁極及び磁気シールドを有し、前記データを前記磁性細線に書き込む記録ヘッドを備え、
前記記録ヘッドは、前記磁極から前記磁気シールドまでの方向が前記磁性細線と平行になり、
前記高透磁率軟磁性下地層は、前記磁性細線を挟んで前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録ヘッドに対する長さが、前記磁極と前記磁気シールドとの距離であり、前記磁性細線以上の幅であることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、基板上に細線状に形成された磁性体である磁性細線を備える磁壁移動型記録媒体を内蔵する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可動部のない超高速記録素子として、磁性細線中の磁区を用いた磁気記録媒体が提案されている。この磁気記録媒体は、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が形成され、さらに当該長さ方向に駆動電流を供給すると磁区同士を区切る磁壁が移動する磁壁移動型の記録媒体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２３９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した磁壁移動型記録媒体は、従来のＨＤＤ(Hard Disk Drive)と同様の記録ヘッドを採用した場合、記録ヘッドからの磁束が広がってしまい、磁性細線に磁区が形成されず、データを書き込めないという問題があった。
また、磁壁移動型記録媒体は、高透磁率軟磁性下地層（ＳＵＬ：Soft Under Layer）を磁性細線の下側に形成すると、磁区の形成自体は可能となるが、磁性細線とＳＵＬとが重なり合う箇所で磁区の形状が乱れてしまい、データの書き込みを正常に行うことができなくなる。
【０００５】
そこで、本願発明は、形状の乱れが少ない磁区を効率的に形成できる記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題に鑑みて、本願発明に係る記録装置は、基板上に細線状に形成された磁性体である磁性細線を備え、前記磁性細線の細線方向に２値のデータを異なる２方向の磁化として記録する磁壁移動型記録媒体を内蔵するものであって、前記磁性細線に前記データを書き込むデータ書込手段と、前記磁性細線を挟んで前記データ書込手段に対向する位置に配置された、矩形状の高透磁率軟磁性下地層と、を備える構成とした。
【０００７】
かかる構成によれば、前記データ書込手段として、磁極及び磁気シールドを有し、前記データを前記磁性細線に書き込む記録ヘッドを備える。また、前記記録ヘッドは、前記磁極から前記磁気シールドまでの方向が前記磁性細線と直交する。そして、前記高透磁率軟磁性下地層は、前記磁性細線を挟んで前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録ヘッドに対する長さが前記磁極と前記磁気シールドとの距離以上であり、前記記録ヘッドに対する幅が前記磁極の幅以上、かつ、前記磁極の幅４倍以下である。
ここで、前記記録ヘッドは、前記磁極から前記磁気シールドまでの方向が前記磁性細線と平行であってもよい。この場合、前記高透磁率軟磁性下地層は、前記磁性細線を挟んで前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録ヘッドに対する長さが、前記磁極と前記磁気シールドとの距離であり、前記磁性細線以上の幅である。
前記した記録装置は、データ書込手段の下側にＳＵＬを配置しているので、データ書込手段、磁性細線及びＳＵＬの間で閉磁路を形成できる。これにより、記録装置は、少ない書き込み磁界で急峻な磁界勾配を形成し、磁束を磁性細線の書込領域に集中させることができる。
さらに、記録装置は、閉磁路の形成に寄与しないＳＵＬを余分に配置しないので、磁性細線とＳＵＬとが重なり合う箇所が少なくなり、磁気モーメントの乱れを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願発明に係る記録装置は、磁束が磁性細線の書込領域に集中するので、磁区を効率的に形成することができる。さらに、記録装置は、磁気モーメントの乱れが抑制されるので、磁区の形状の乱れを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の第１実施形態に係る記録装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１の磁気記録媒体の構造を示す斜視図である。
【図３】図２の磁気記録媒体の断面図であり、（ａ）は図２のＡ−Ａ断面を表し、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面を表す。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図１の磁気記録媒体の製造方法を説明する説明図である。
【図５】本願発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体の構造を示す斜視図である。
【図６】図５の磁気記録媒体の断面図であり、（ａ）は図５のＡ−Ａ断面を表し、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面を表す。
【図７】本願発明の実施例１について、磁化分布シミュレーションの結果を表す画像である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、比較例１，２について、磁化分布シミュレーションの結果を表す画像である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本願発明の実施例２，３について、磁化分布シミュレーションの結果を表す画像であり、（ｃ）は、比較例３について、磁化分布シミュレーションの結果を表す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
本実施形態では、記録装置１００の構成、磁壁移動型記録媒体（以下、「磁気記録媒体」）１の構造、磁気記録媒体１の製造方法の順で詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
［記録装置の構成］
図１を参照し、記録装置１００の構成について説明する。
図１のように、記録装置１００は、磁気記録媒体１を内蔵すると共に、この磁気記録媒体１にデータを書き込むものである。つまり、記録装置１００は、磁気記録媒体１の磁性細線（トラック）３０の先端から後端に向かう細線方向（長さ方向）に電流を供給して、磁性細線３０の後端から先端に向かう細線方向に沿って、後記する磁壁ＤＷ（Domain Wall）及び磁区Ｄを移動させることで、データの書き込みと駆動を行う。
【００１２】
この記録装置１００は、磁気記録媒体１を現行のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）装置のように脱着可能（交換可能）としても、現行のＨＤＤ装置と同様に非可換としてもよい。本実施形態では、磁気記録媒体１が非可換であることとする。
【００１３】
なお、図１では、磁気記録媒体１の膜厚方向において上向きの磁化は、上向きの矢印で図示し、磁気記録媒体１の膜厚方向において下向きの磁化は、下向きの矢印で図示した。
また、図１では、磁壁ＤＷ及び磁区Ｄの移動方向を磁壁移動方向として図示した。
【００１４】
図１のように、記録装置１００は、後記する磁気記録媒体１と、電流供給手段１１０とを備える。
電流供給手段１１０は、磁気記録媒体１の磁性細線３０の両端に接続し、磁壁ＤＷ及び磁区Ｄを断続的に移動させるパルス電流（駆動電流）を、磁性細線３０の先端から後端に向かう細線方向（長さ方向）に供給するものである。
【００１５】
すなわち、電流供給手段１１０は、磁気記録媒体１００の磁性細線３０に接続して、パルス電流を磁性細線３０に供給する。このパルス電流により、後記するように、磁性細線３０中を、磁区Ｄ及び磁壁ＤＷが当該磁性細線３０の細線方向（パルス電流とは逆方向）に沿って移動する。このように、記録装置１００においては、磁気記録媒体１自体が駆動するものではない。
【００１６】
なお、磁区Ｄは、磁性細線３０において、２値の一方のデータ（例えば、「０」）を記録した領域、及び、２値の他方のデータ（例えば、「１」）を記録した領域のことである。つまり、磁区Ｄは、図１のように、上向きの矢印、及び、下向きの矢印が図示された領域のことである。
また、磁壁ＤＷは、磁区Ｄを区切るものである。つまり、磁壁ＤＷは、図１で上向きの矢印が図示された領域と、下向きの矢印が図示された領域との境界である。
【００１７】
ここで、磁性細線３０は、その長さ方向（細線方向）の所定の単位長さ（データ長）毎に、２値のデータ、すなわち「０」又は「１」のデータを、磁気記録媒体１の膜厚方向に対して、一方向又はその反対方向の磁化の磁区として記録する。この磁性細線３０において、１つのデータを格納された単位領域を「データ領域」と呼ぶ。図１の例では、上向きの矢印の磁区Ｄ（Ｄ１，Ｄ３）がそれぞれ１個のデータ領域ｍ１，ｍ４で構成され、下向きの矢印の磁区Ｄ（Ｄ２）が２個のデータ領域ｍ２，ｍ３で構成されている。
【００１８】
［磁気記録媒体の構造］
図１，図２を参照し、磁気記録媒体１の構造について説明する。
磁気記録媒体１は、磁性細線３０に２値のデータを異なる２方向の磁化として記録するものである。本実施形態では、磁気記録媒体１は、磁化方向を磁気記録媒体１の膜厚方向とした垂直磁気記録型であることとする。
図２のように、磁気記録媒体１は、基板１０と、ＳＵＬ２０と、磁性細線３０と、磁気ヘッド４０とを備える。
【００１９】
基板１０は、磁性細線３０等を形成するための磁気記録媒体１の基材であり、非磁性材料からなる。例えば、基板１０は、表面に熱酸化膜が形成されたＳｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＭｇＯ、サファイア、又は、Ｇｅからなる基板である。また、基板１０の寸法や形状は、特に制限されず、磁気記録媒体１の形態や用途に応じて、方形状、円盤（円環）形状等に加工される。本実施形態では、基板１０は、一本の磁性細線３０が形成できるように長方形状とした。
【００２０】
ＳＵＬ２０は、後記する磁気ヘッド４０から大きな磁界を発生させると共に、磁束を書込領域３２に集中させるものである。このＳＵＬ２０は、磁気記録媒体１の膜厚方向において、磁性細線３０を挟んで記録ヘッド４２に対向する位置に形成（配置）されている。つまり、ＳＵＬ２０は、磁気ヘッド４０が磁性細線３０に接続される位置の下側に矩形状に形成されている。
【００２１】
ここで、ＳＵＬ２０は、金属材料又は絶縁材料で形成できる。また、ＳＵＬ２０は、既知の垂直磁気記録型ＨＤＤ(Hard Disk Drive)と同様、磁気ヘッド４０から大きな磁界を発生させるために、磁力（飽和磁束密度）が大きく、保磁力の比較的小さな磁性体からなることが好ましい。具体的には、ＳＵＬ２０の素材としては、軟磁性金属、フェライト系材料、ガーネット系材料、又は、コバルト系材料があげられる。例えば、軟磁性金属としては、ニッケル合金があげられる。また、フェライト系材料としては、例えば、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＺｒ、又は、ＦｅＣｏＴａがあげられる。また、ガーネット系材料としては、例えば、（Ｂｉ，Ｌｕ）３（Ｆｅ，Ｇａ）５Ｏ１２があげられる。また、コバルト系材料としては、例えば、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、又は、ＣｏＺｒＴａＮｂがあげられる。
なお、ＳＵＬ２０の寸法については、詳細を後記する。
【００２２】
磁性細線３０は、磁気記録媒体１にデータを記録するために、基板１０の上に細線状に形成された記録領域である。本実施形態では、磁性細線３０は、ＳＵＬ２０の幅方向で中心位置を通過するように形成されている。従って、ＳＵＬ２０の幅方向の中心位置において、磁性細線３０及びＳＵＬ２０が重なり合う。
【００２３】
この磁性細線３０は、磁性体（垂直磁気異方性材料）である。具体的には、磁性細線３０としては、Ｃｏ等の遷移金属とＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕとを繰り返し積層したＣｏ／Ｐｄ多層膜のような多層膜、又は、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ等の希土類金属と遷移金属との合金（ＲＥ−ＴＭ合金）があげられる。また、磁性細線３０の寸法や形状は、特に制限されず、磁気記録媒体１の形態や用途に応じて加工される。例えば、磁性細線３０は、その厚さ（膜厚）が５〜１００ｎｍ、その幅が１０〜２００ｎｍである。また、磁性細線３０の長さは、厚さ及び幅に対して十分であればよい。
【００２４】
書込領域３２は、磁性細線３０の磁化方向を記録ヘッド４２からの磁束により変化させるための領域であり、磁性細線３０において１つのデータ領域ｍに含まれることとする。また、書込領域３２の位置は、磁性細線３０で固定されている。
【００２５】
なお、ＳＵＬ２０を金属材料とした場合、磁性細線３０に印加した磁区Ｄの駆動電流がＳＵＬ２０に流れ込んでしまい、この駆動電流が増加する場合がある。この場合、ＳＵＬ２０及び磁性細線３０の間に膜厚５ｎｍ以上の絶縁層（不図示）を形成することで、この駆動電流の増加を抑制できる。
また、磁性細線３０の磁気モーメントを垂直方向に配向させ易くなるので、ＳＵＬ２０及び磁性細線３０の間に非磁性層（不図示）を形成してもよい。
すなわち、絶縁層及び非磁性層の何れも、磁性細線３０及びＳＵＬ２０が重なり合う箇所に形成される。また、絶縁層及び非磁性層の両方を形成する場合、これらの順番は特に制限されないが、磁気記録媒体１の膜厚方向で下側から順に、ＳＵＬ２０、絶縁層、非磁性層及び磁性細線３０を形成することが好ましい。
【００２６】
磁気ヘッド４０は、既知の垂直磁気記録型ＨＤＤと同様、磁性細線３０にデータを読み書きするためのヘッドである。図２のように、磁気ヘッド４０は、再生ヘッド４１と、記録ヘッド（データ書込手段）４２とが一体化されたものである。
【００２７】
再生ヘッド４１は、磁性細線３０に記録されたデータを読み出すためのヘッドであり、例えば、図示を省略したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）素子、又は、ＴＭＲ素子（Tunnel Magneto Resistance effect）を備える。
なお、再生ヘッド４１は、ＳＵＬ２０の寸法に関係しないため、図２では一点鎖線で図示すると共に、既知の垂直磁気記録型ＨＤＤと同様のため、その説明を省略する。
【００２８】
記録ヘッド４２は、磁性細線３０にデータを書き込むためのヘッドである。本実施形態では、記録ヘッド４２が磁性細線３０に接続されており、記録ヘッド４２の方向が磁性細線３０と平行になっている。従って、記録ヘッド４２は、磁極４３及び磁気シールド４５が磁性細線３０の上に位置する。
なお、記録ヘッド４２の方向とは、磁極４３から磁気シールド４５までの方向のことである。
【００２９】
ここで、「記録ヘッドが磁性細線に接続される」とは、記録ヘッド４２が、磁性細線３０にデータを書き込めるように配置された状態のことである。つまり、「磁気ヘッドが磁性細線に接続される」とは、後記する磁極４３が書込領域３２に接した状態に加え、磁極４３が書込領域３２からわずかに離れた状態も含まれる。
【００３０】
図２のように、記録ヘッド４２は、磁極４３と、コイル４４と、磁気シールド４５とを備える。
磁極４３は、書込領域３２への磁束を発生させるものである。本実施形態では、磁極４３は、磁気記録媒体１の膜厚方向で先端側が、角筒状に絞られて先細に形成されている。
コイル４４は、記録ヘッド４２に巻かれており、印加された電流により磁極４３を磁化させるものである。
磁気シールド４５は、磁極４３からの磁束が外部に漏れないように、この磁束を磁気シールド４５に収束させるものである。
【００３１】
なお、記録ヘッド４２は、既知の垂直磁気記録型ＨＤＤと同様のため、これ以上の説明を省略する。
また、本実施形態において、磁性細線３０に書き込まれたデータを再生する手法は、特に制限されない。例えば、再生ヘッド４１を用いて、このデータを再生してもよい。
【００３２】
＜ＳＵＬの寸法＞
図３を参照し、ＳＵＬ２０の寸法について説明する（適宜図２参照）。
この図３では、図面を見やすくするため、基板１０、ＳＵＬ２０及び磁性細線３０の断面を図示し、記録ヘッド４２の正面及び側面を図示した（図６も同様）。
また、ＳＵＬ２０の寸法は、記録ヘッド４２の方向を基準として表される。具体的には、ＳＵＬ２０の長さＬＡは、記録ヘッド４２の方向を基準として表される。また、ＳＵＬ２０の幅ＷＡは、記録ヘッド４２の方向に直交する方向を基準として表される。
【００３３】
図３（ａ）のように、ＳＵＬ２０は、記録ヘッド４２に対する長さＬＡが、磁極４３と磁気シールド４５との距離ＬＢ以上となる。つまり、ＳＵＬ２０の長さＬＡは、磁極４３の平坦面から磁気シールド４５の平坦面までの距離ＬＢ以上となる。ここで、ＳＵＬ２０の長さＬＡは、ＳＵＬ２０が金属材料の場合、磁区Ｄの駆動電流を抑制するため、短い方が好ましい。本実施形態では、ＳＵＬ２０の長さＬＡが、磁極４３と磁気シールド４５との距離ＬＢと等しいこととした。
【００３４】
図３（ｂ）のように、ＳＵＬ２０の幅ＷＡは、磁性細線３０の幅ＷＢ以上となる。また、ＳＵＬ２０の幅ＷＡは、閉磁路の形成に寄与しないＳＵＬ２０の側面部における磁気モーメントの変化分がＳＵＬ２０の内部で打ち消し合えるように、３００ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。
ＳＵＬ２０の厚さＴＡは、特に制限されないが、既知の垂直磁気記録型ＨＤＤと同様、２０〜５０ｎｍである。
【００３５】
すなわち、磁気記録媒体１は、前記したＳＵＬ２０を磁性細線３０の下側に配置することで、記録ヘッド４２で発生した磁束を書込領域３２に集中させる。そして、磁気記録媒体１では、その磁束が磁性細線３０及びＳＵＬ２０を経て磁気シールド４５に戻るので、磁極４３と、磁性細線３０と、ＳＵＬ２０と、磁気シールド４５との間で閉磁路が形成される（図２参照）。
【００３６】
＜データの書き込み＞
以下、図１に戻り、磁性細線３０におけるデータの書き込みについて説明する。
本実施形態では、磁性細線３０は垂直磁気異方性材料からなり、その磁化方向は上又は下を示すため、データ「０」は下方向の磁化、「１」は上方向の磁化として、所定の単位長さ（データ長）のデータ領域ｍに記録されている。磁性細線３０におけるデータ領域ｍ１〜ｍ４の領域は、磁化方向が上、下、下、上であるため、データ領域ｍ１に対応する磁区Ｄ１、データ領域ｍ２，ｍ３の２つの連続する格納データに対応する磁区Ｄ２、データ領域ｍ４に対応する磁区Ｄ３、の３つの磁区が形成されている。データ長は、磁性細線３０の幅及び厚さにもよるが１０〜２００ｎｍが好ましく、短いほど磁気記録媒体１の記録容量を大きくでき、また磁性細線３０の１本における再生速度を速くすることができる。
【００３７】
磁性細線３０の、磁化方向の異なる磁区Ｄ１，Ｄ２間（データ領域ｍ１，ｍ２間）及び磁区Ｄ２，Ｄ３間（データ領域ｍ３，ｍ４間）には、それぞれ磁壁ＤＷ１，ＤＷ２が生成される。すなわち、磁性細線３０において、データ「０」を記録された領域とデータ「１」を記録された領域との間には磁壁ＤＷが生成される。磁壁ＤＷ１内では磁区Ｄ１の磁化方向（上方向）から磁区Ｄ２の磁化方向（下方向）へと磁化が徐々に変化すなわち回転しており、磁壁ＤＷ２においても同様に磁化が回転している。磁壁ＤＷ１，ＤＷ２の領域の長さ（磁性細線３０の長さ方向長）は、磁性細線３０の幅及び厚さならびにデータ長にもよるが、５〜１００ｎｍ程度になる。
【００３８】
この磁性細線３０に、その両端から、細線方向に所定の大きさの電流を供給して、紙面上、右方向に電子を注入する。すると、電子スピンのトルクに影響されて、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２がそれぞれ、紙面上、右へ移動する。そして、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２が１データ長の距離を移動するまでの電流を供給した後、電流の供給を休止すると、磁区Ｄ１〜Ｄ３も移動する。再び磁性細線３０に左方向に電流を供給して、磁壁ＤＷ１，ＤＷ２をさらに右へ１データ長移動させて電流の供給を停止すると、磁区Ｄ１〜Ｄ３もさらに右に１データ長だけ移動する。
【００３９】
このように、磁性細線３０への電流の所定時間の供給と停止とを繰り返すことで、磁壁ＤＷ、すなわち、その両側の磁区Ｄを一定の距離ずつ移動させては停止させることができる。すなわち、パルス幅（電流供給時間）を調整してパルス電流を供給することで、磁性細線３０におけるデータ領域ｍを１データ長ずつ長さ方向（細線方向）にシフトさせることができる。
【００４０】
そして、駆動電流として所定のパルス電流を電流供給手段１１０から磁性細線３０に供給し、データの記録対象となる磁区Ｄ（データの記録対象となる単一又は連続したデータ領域ｍ）を記録ヘッド４２の直下まで移動させる。この断続的な移動における静止時に、記録ヘッド４２から書込領域３２の直下に位置するデータ領域ｍに磁界を印加することで、このデータ領域ｍが上向き又は下向きに磁化され、例えば１つのデータ領域ｍに１ビットのデータが記録される。
【００４１】
このようにして、記録装置１００は、パルス電流に同期して、データの書き込みを行うことができる。なお、パルス電流における電流の停止時間はデータの書き込みに要する時間以上に設定すればよい。電流の大きさについては、磁性細線３０の断面積あたりの電流密度を大きくすると磁壁移動速度が速くなるので、磁性細線３０の幅と厚さに基づいて設定し、磁壁移動方向と逆の一定の向きに電流を供給するために正又は負のいずれかの直流とする。
【００４２】
［磁気記録媒体の製造方法］
図４を参照し、磁気記録媒体１の製造方法として、矩形状のＳＵＬ２０を磁性細線３０の下側に形成する手法を説明する（適宜図２参照）。
【００４３】
まず、図４（ａ）のように、ＳＵＬ２０を形成するための矩形凹部１１を、電子線リソグラフィー及びイオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）等のエッチングで基板１０に形成する。そして、ＳＵＬ２０となる軟磁性材料をスパッタリング法で堆積させる。その後、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）で矩形凹部１１以外の軟磁性材料を除去すると、図４（ｂ）のように、矩形状のＳＵＬ２０が基板１０に形成される。
【００４４】
続いて、図４（ｃ）のように、磁性細線３０を形成するための溝３４を、電子線リソグラフィー及びイオンミリングや反応性イオンエッチング等のエッチングで基板１０及びＳＵＬ２０に形成する。このとき、前記した絶縁層や非磁性層を積層させてもよい。そして、磁性細線３０となる垂直磁気異方性材料を堆積させる。さらに、化学機械研磨で溝３４以外の垂直磁気異方性材料を除去すると、図４（ｄ）のように、磁性細線３０が形成される。
【００４５】
その後、図示を省略した磁気ヘッド４０を基板１０に配置すればよい。
なお、ＳＵＬ２０の形成以外、磁気記録媒体１は、磁性細線３０をダマシン法で形成するなど既知の手法で製造できるので、これ以上の説明を省略する
【００４６】
［作用・効果］
以上のように、本願発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体１は、記録ヘッド４２の下側にＳＵＬ２０を配置しているので、磁極４３と、書込領域３２と、ＳＵＬ２０と、磁気シールド４５との間で閉磁路を形成することができる。これにより、磁気記録媒体１は、少ない書き込み磁界で急峻な磁界勾配を形成し、磁束を書込領域３２に集中させるので、磁区Ｄを効率的に形成することができる。このようにして、磁気記録媒体１は、データの書き込みが正常に行われない事態を減少させることができる。
【００４７】
さらに、磁気記録媒体１は、閉磁路の形成に寄与しない位置にＳＵＬ２０を配置しないので、磁性細線３０とＳＵＬ２０とが重なり合う箇所が少なくなる。これにより、磁気記録媒体１は、ＳＵＬ２０側部で発生する磁気モーメントの乱れが抑制されるので、磁区Ｄの形状の乱れを少なくすることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
［磁気記録媒体の構造］
図５を参照し、本願発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体１Ｂの構造について、第１実施形態と異なる点を説明する（適宜図１参照）。
記録装置１００Ｂは、図１の磁気記録媒体１の代わりに、磁気記録媒体１Ｂを備えるものである。
磁気記録媒体１Ｂは、基板１０と、ＳＵＬ２０Ｂと、磁性細線３０と、磁気ヘッド４０Ｂとを備える。この磁気記録媒体１Ｂは、記録ヘッド４２Ｂの方向、及び、ＳＵＬ２０Ｂの寸法が、第１実施形態と異なっている。
【００４９】
具体的には、記録ヘッド４２Ｂの方向は、磁性細線３０と直交している。また、磁極４３は、第１実施形態と同様、書込領域３２に接するか、書込領域３２からわずかに離れた状態となっている。つまり、記録ヘッド４２Ｂは、磁極４３が磁性細線３０の上側に位置するが、磁気シールド４５が磁性細線３０の上側から外れている。
本実施形態では、磁性細線３０は、ＳＵＬ２０Ｂの長さ方向で磁気ヘッド４３がある位置を通過するように形成されている。従って、ＳＵＬ２０Ｂで磁気ヘッド４３が位置する端部分において、磁性細線３０及びＳＵＬ２０Ｂが重なり合う。
【００５０】
＜ＳＵＬの寸法＞
図６を参照し、ＳＵＬ２０Ｂの寸法について説明する（適宜図５参照）。
図６（ａ）のように、ＳＵＬ２０Ｂは、記録ヘッド４２Ｂに対する長さＬＡが、磁極４３と磁気シールド４５との距離ＬＢ以上となる。本実施形態では、ＳＵＬ２０Ｂの長さＬＡは、第１実施形態と同様、短い方が好ましいので、磁極４３と磁気シールド４５との距離ＬＢと等しいこととした。
【００５１】
図６（ｂ）のように、ＳＵＬ２０Ｂは、記録ヘッド４２Ｂに対する幅ＷＡが、磁極４３の幅ＷＣ以上、かつ、幅ＷＣの幅４倍以下である。ここで、磁極４３の幅ＷＣとは、磁極４３が先細に形成された先端部の幅である。
【００５２】
この他、磁気記録媒体１Ｂは、その構造及び製造方法が第１実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。
また、本実施形態において、磁性細線３０に書き込まれたデータを再生する手法は、特に制限されない。例えば、磁壁移動方向で記録ヘッド４２Ｂの後段に、第２の磁気ヘッドを配置すればよい。この場合、第２の磁気ヘッドに含まれる再生ヘッドが磁性細線３０の上に位置する。
【００５３】
［作用・効果］
以上のように、本願発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体１Ｂは、第１実施形態と同様、磁区Ｄを効率的に形成することができる。
さらに、磁気記録媒体１Ｂは、ＳＵＬ２０Ｂ及び磁性細線３０の重なる箇所が最小限になるので、磁区Ｄの形状の乱れをより少なくすることができる。具体的には、図２の磁気記録媒体１では、ＳＵＬ２０及び磁性細線３０の重なる箇所がＳＵＬ２０の全長ＬＡとなる。一方、図５の磁気記録媒体１Ｂでは、ＳＵＬ２０Ｂ及び磁性細線３０の重なる箇所がＳＵＬ２０Ｂの全幅ＷＡとなり、ＳＵＬ２０の全長ＬＡよりも短くなるので、前記した磁区Ｄの乱れを最小限に抑えられる。
【００５４】
さらに、磁気記録媒体１Ｂは、ＳＵＬ２０Ｂ及び磁性細線３０の重なる箇所が最小限になるので、ＳＵＬ２０Ｂが金属材料の場合、磁性細線３０からＳＵＬ２０Ｂに流れ込む駆動電流が少なくなる。従って、磁気記録媒体１Ｂは、ＳＵＬ２０Ｂが金属材料の場合でも絶縁層を設けずとも、磁区Ｄの駆動電流の増加を最小限に抑えられる。
【００５５】
以上、本願発明の各実施形態を詳述してきたが、本願発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５６】
前記した各実施形態では、磁気記録媒体が１本の磁性細線を備えることとして説明したが、複数の磁性細線を備えてもよい。この場合、一方向に長い１枚のＳＵＬの上側に複数の磁性細線を形成すればよい。
前記した各実施形態では、磁気記録媒体が非可換であることとして説明したが、磁気記録媒体を脱着可能としてもよい。この場合、磁気記録媒体と電流供給手段とを配線で接続せず、電極パッドを介して接続すればよい。
【実施例】
【００５７】
図７〜図９を参照し、本願発明の実施例として、磁気記録媒体にデータを書き込んだ際の磁化分布シミュレーションの結果を説明する。
【００５８】
（実施例１）
以下、第１実施形態と同様の構造を有する磁気記録媒体を実施例１と呼ぶ。この実施例１では、記録ヘッド、磁性細線及びＳＵＬに関するパラメータが表１のとおりである。また、実施例１では、磁性細線及びＳＵＬの寸法が表２のとおりである。ここで、磁性細線及びＳＵＬの膜厚は、磁性細線及びＳＵＬが重なり合う位置の膜厚である。このとき、磁極と磁気シールドとの距離は５５０ｎｍであった。
【００５９】
【表１】
0006637296.tif 000002
【００６０】
【表２】
0006637296.tif 000003
【００６１】
そして、磁性細線の初期磁化方向を磁気記録媒体の膜厚方向で上向きとし、下向きの磁化を与えるシミュレーションを行った。この実施例１において、一定時間毎の磁性細線最上面の磁化分布を図７に示す。この図７では、赤色が上向きの磁化方向を表し、青色が下向きの磁化方向を示す。
この図７より、実施例１では、１．２ｎｓ後において、記録ヘッドからの磁界を利用して磁性細線に磁区を形成できると共に、磁区の形状の乱れを抑えられることも分かった。
【００６２】
この実施例１と比較すべく、磁性細線の下側にＳＵＬを形成しない磁気記録媒体（以後、「比較例１」）の磁化分布シミュレーションを行った。この比較例１では、ＳＵＬを形成しない以外、パラメータ及び寸法が実施例１と同様である。
この比較例１における磁性細線最上面の磁化分布を図８（ａ）に示す。この図８（ａ）より、比較例１では、閉磁路が形成されず、磁性細線に磁区を形成できないことが分かった。
【００６３】
さらに、磁性細線の下側全体にＳＵＬを形成した磁気記録媒体（以後、「比較例２」）の磁化分布シミュレーションを行った。この比較例２では、パラメータ及び寸法が表３のとおりである。
この比較例２における磁性細線最上面の磁化分布を図８（ｂ）に示す。この図８（ｂ）より、比較例２では、閉磁路を形成できるものの、磁性細線に形成された磁区の形状が乱れることが分かった。
【００６４】
【表３】
0006637296.tif 000004
【００６５】
（実施例２）
以下、第２実施形態と同様の構造を有する磁気記録媒体において、ＳＵＬの幅を６０ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍと変えて、磁化分布シミュレーションを行った。それぞれ、実施例２、実施例３及び比較例３と呼ぶ。
ここで、実施例２、実施例３及び比較例３では、磁性細線及びＳＵＬの寸法が表４のとおりであり、他は実施例１と同様である。つまり、実施例２、実施例３及び比較例３では、磁性細線は同寸である。このとき、磁極の幅は５０ｎｍであった。
【００６６】
【表４】
0006637296.tif 000005
【００６７】
この実施例２及び実施例３における磁性細線最上面の磁化分布を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。この図９（ａ）及び図９（ｂ）より、実施例２及び実施例３では、記録ヘッドからの磁界を利用して磁性細線に磁区を形成できることが分かった。
また、比較例３における磁性細線最上面の磁化分布を図９（ｃ）に示す。この図９（ｃ）より、ＳＵＬの幅が太過ぎると、磁束密度が低下し、磁区を形成できないことが分かった。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ｂ  磁気記録媒体（磁壁移動型記録媒体）
１０  基板
２０，２０Ｂ  ＳＵＬ（高透磁率軟磁性下地層）
３０  磁性細線
４０，４０Ｂ  磁気ヘッド
４１  再生ヘッド
４２，４２Ｂ  記録ヘッド（データ書込手段）
４３  磁極
４４  コイル
４５  磁気シールド
１００，１００Ｂ  記録装置
１１０  電流供給手段
１２０  制御手段
【図１】
0006637296.tif 000006
【図２】
0006637296.tif 000007
【図３】
0006637296.tif 000008
【図４】
0006637296.tif 000009
【図５】
0006637296.tif 000010
【図６】
0006637296.tif 000011
【図７】
0006637296.tif 000012
【図８】
0006637296.tif 000013
【図９】
0006637296.tif 000014