(57)【要約】【課題】  高トラック密度化の可能な、再生特性に優れた磁性記録媒体を提供する。【解決手段】  メモリ層１０と、メモリ層１０に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層３０との間に、これらの層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層２０が介在する積層構造を有し、記録面が一定のトラックピッチの複数のトラックに分割される磁性記録媒体であって、磁壁移動層１０は、各トラックの中心部に、トラックの幅方向が制限された記録トラック領域を有し、該記録トラック領域においてのみ、垂直磁化配向されたメモリ層１０の磁化状態が転写され、上記記録トラック領域を除くバッファー領域は、所定の温度未満で、上記磁化状態の転写とは関係なく面内方向に磁化配向され、所定の温度以上で垂直磁化配向可能な状態に遷移する。磁壁移動層１０のバッファー領域の直下に面内磁化膜４０を有する。【選択図】  図１
2005174518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有し、記録面が一定のトラックピッチの複数のトラックに分割される磁性記録媒体であって、
前記磁壁移動層は、各トラックの中心部に、トラックの幅方向が制限された記録トラック領域を有し、該記録トラック領域においてのみ、垂直磁化配向された前記メモリ層の磁化状態が転写され、前記記録トラック領域を除くバッファー領域は、所定の温度未満で、前記磁化状態の転写とは関係なく磁化配向され、前記所定の温度以上で垂直磁化配向可能な状態に遷移する磁性記録媒体。
【請求項２】
前記バッファー領域において、前記磁壁移動層と前記スイッチング層との間に面内磁化膜を有する、請求項１に記載の磁性記録媒体。
【請求項３】
前記面内磁化膜がＣｏを主成分とする材料よりなる、請求項２に記載の磁性記録媒体。
【請求項４】
前記面内磁化膜は前記磁壁移動層に接して設けられており、前記磁壁移動層の、少なくとも前記面内磁化膜と接する部位が、Ｃｏが含有された材料よりなる、請求項２に記載の磁性記録媒体。
【請求項５】
前記磁壁移動層は、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を有しており、前記面内磁化膜と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成されている、請求項４に記載の磁性記録媒体。
【請求項６】
前記面内磁化膜は、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を有しており、前記磁壁移動層と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成されている、請求項４または５に記載の磁性記録媒体。
【請求項７】
前記面内磁化膜の、前記磁壁移動層に接する面とは反対側の面に非磁性層が挿入されている、請求項４から６のいずれか１項に記載の磁性記録媒体。
【請求項８】
前記面内磁化膜と前記磁壁移動層の間に、これら面内磁化膜および磁壁移動層に比べてキュリー温度の低い磁性層が挿入されている、請求項２に記載の磁性記録媒体。
【請求項９】
前記バッファー領域において、前記磁壁移動層と前記スイッチング層との間に非磁性層を有する、請求項１に記載の磁性記録媒体。
【請求項１０】
メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有する磁性記録媒体の製造方法であって、
一定のトラックピッチで複数のトラックに区切られ、各トラック中心部に、トラック幅方向に傾斜した面を少なくとも含む凸部または傾斜部がトラック方向に沿って形成された基板上に、前記メモリ層およびスイッチング層と非磁性膜もしくは面内磁化膜の３つの層を順次成膜する第１の工程と、
前記非磁性膜もしくは面内磁化膜をエッチング処理して、前記凸状の領域もしくは傾斜した面上の前記スイッチング層の表面を露出させるとともに、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域に前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の一部を残す第２の工程と、
前記エッチング処理が施された膜面に前記磁壁移動層を成膜する第３の工程と、を含む磁性記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有する磁性記録媒体の製造方法であって、
一定のトラックピッチで複数のトラックに区切られ、各トラック中心部に、トラック幅方向に傾斜した面を少なくとも含む凸部または傾斜部がトラック方向に沿って形成された基板上に、前記磁壁移動層と非磁性膜もしくは面内磁化膜とを順次成膜する第１の工程と、
前記非磁性膜もしくは面内磁化膜をエッチング処理して、前記凸部もしくは傾斜部上の前記磁壁移動層の表面を露出させるとともに、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域に前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の一部を残す第２の工程と、
前記エッチング処理が施された膜面に前記スイッチング層およびメモリ層を順次成膜する第３の工程と、を含む磁性記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
前記エッチング処理は、加速イオンによるスパッタエッチング処理であり、前記凸部上の膜の側面もしくは前記傾斜部上の膜の表面に対する前記加速イオンの入射角が、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域上の膜の表面に対する前記加速イオンの入射角より大きい、請求項１０または１１に記載の磁性記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記基板が、トラック中心部に前記凸部を有する基板であり、前記凸部の基板面からの高さを、前記第２の工程で前記凸部以外の領域に残る前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の膜厚と一致するように設定した、請求項１２に記載の磁性記録媒体の製造方法。
【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が行われる磁性記録媒体に関し、特に記録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再生を可能にした磁性記録媒体に関する。さらには、本発明はそのような磁性記録媒体の製造方法に関する。
【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提案され、一部実用化されている。なかでも、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むことにより情報を記録し、磁気光学効果を用いて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の記録媒体として期待されて来た。
【０００３】
ところで、最近では、動画像のデジタル化が進み、これに伴い、磁性記録媒体においても更なる大容量化の要求が高まっている。磁性記録媒体の高密度化のためには、高密度記録情報をどのようにして再生するかが重要なポイントとなる。一般に、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。したがって、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λ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。
【０００４】
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（再生分解能の限界）がある。そこで、記録媒体の構成や再生方法を工夫して、再生分解能の限界を超える記録密度を可能にした技術が開発されている。その一例として、特許文献１に記載されているような、再生信号の振幅を低下させることなく、再生光学系の分解能を超えた記録密度の情報再生が可能な光磁性記録媒体およびその再生方法がある。
【０００５】
この光磁性記録媒体は、いわゆる磁壁移動検出（ＤＷＤＤ : Domain Wall Displacement Detection）方式を採用するものであって、磁壁移動層、スイッチング層およびメモリ層を順次積層した構造を有する。磁壁移動層は、メモリ層に比べて相対的に磁壁抗磁力（磁界を除々に印加していったときに磁壁が動き出す磁界のことをいい、一般にいうところの保磁力とは異なる）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。
【０００６】
情報の記録は、メモリ層において、記録データに応じて磁区を形成することにより行われる。磁壁移動層には、メモリ層との交換結合によりそれぞれの磁区に対応する記録マークが形成される。情報の再生では、加熱用ビームで媒体上に所定の温度分布を形成して、その温度勾配に伴う磁壁エネルギーの低下による磁壁の移動を利用する。具体的には、記録マークの境界部に存在する磁壁移動層の磁壁を、温度勾配により、メモリ層との交換結合が切断される領域において移動させ、この磁壁移動に伴う磁化反転を反射光の偏光状態の変化として検出する。この再生方法によれば、再生時において、磁壁が移動する分だけ記録マークのトラック方向における長さが拡張されることになるので、記録時における記録マークの密度を高めても、十分な再生信号の振幅を得られることになる。
【０００７】
上記のような磁壁移動を伴う再生方法においては、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望ましい。その理由は、記録マークの両側部に磁壁が存在し、これら磁壁と前後の磁壁により記録マークが囲まれる状態（ここでは、このような閉じた磁壁で記録マークが囲まれる状態を、記録マーク前後の磁壁が分離されていない状態という）では、前方の磁壁が移動する際に、側部に新たな磁壁が生成されて磁壁エネルギーが増大することになり、これにより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がキャンセルされてしまうからである。しかし、通常の、基板上に磁壁移動層、スイッチング層およびメモリ層を順次積層して媒体を作製する製造方法では、膜面方向に概ね一様な記録膜が形成されることになり、そのような記録媒体では、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であった。
【０００８】
そこで、前後の磁壁が完全に分離した記録マークを形成することができる手法として、例えば、記録膜の成膜後に、トラックの両側部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方法が提案されている。この他、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もある。
【０００９】
上記のようなトラック側部において磁性膜に何らかの変化を生じさせる手法においては、その変化を生じさせた領域をトラック間のバッファー領域として利用することができるため、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、磁壁移動層における磁壁の移動は、再生時に媒体上に形成される温度分布の磁壁移動開始温度の等温線に基づく温度プロファイルにしたがって行われるが、上記の手法によれば、有効トラック幅を制限することで、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って温度プロファイルとの形状整合性が向上するという効果もある。
【特許文献１】特開平６−２９０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の手法では、以下の（１）〜（３）の理由からトラック密度の向上に限界があった。
【００１１】
（１）再生信号の振幅は、再生ビームのスポット内に占める記録マークの面積に依存することから、有効トラック幅を再生ビームのスポット径より極端に小さくすると、スポット内に占める記録マークの面積が小さくなって再生信号の振幅が低下することになる。このように、有効トラック幅の狭小化には限界がある。
【００１２】
（２）トラックの幅は、加工精度や表面状態などの影響により、その長さ方向にわたって様々な周波数成分の揺らぎを有している。特に、磁壁の厚さ（例えば５０ｎｍ）相当の周期の高周波変動は、磁壁移動を妨げることになる。
【００１３】
具体的に説明すると、磁壁に作用する力は、磁壁が微小距離ｄＸだけ移動したときのエネルギー変化量をｄＥとすると、ｄＥ／ｄＸで与えられる。磁区（記録マークに対応する）は、トラック幅一杯に記録されることから、トラック幅が変動すると磁区の幅も変動することになる。このため、トラック幅の広いところでは、磁区の幅が広くなるため、磁壁量が増えてエネルギーが増大する。反対に、トラック幅の狭いところでは、磁区の幅が狭くなるため、磁壁量が減ってエネルギーが減少する。このエネルギー変動は、磁壁のトラック方向への移動に影響する。具体的には、トラック幅が広くなるところでは、磁壁の移動を阻止する力が作用し、トラック幅が狭くなるところでは、磁壁の移動を促進する力が作用する。磁壁移動阻止力の作用は、磁壁の移動の安定化を妨げるため、再生特性が低下することになる。この磁壁移動阻止力の作用は、トラック幅を狭小化するほど増大する。
【００１４】
（３）トラックピッチは、トラック幅とバッファー領域を足したものであり、トラック密度を向上するために、バッファー領域の狭小化が考えられる。しかし、バッファー領域については、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ため、バッファー領域の狭小化には限界があった。特に、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、バッファー領域（アニール領域）をそのサイズ以下に狭小化することは困難であった。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、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、再生信号の振幅の低下を抑制し、かつ、トラック幅の高周波変動に伴う磁壁移動阻止力や促進力の影響を排除することのできる、高トラック密度化の可能な磁性記録媒体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の磁性記録媒体の主な特徴は、メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有し、記録面が一定のトラックピッチの複数のトラックに分割される磁性記録媒体であって、前記磁壁移動層は、各トラックの中心部に、トラックの幅方向が制限された記録トラック領域を有し、該記録トラック領域においてのみ、垂直磁化配向された前記メモリ層の磁化状態が転写され、前記記録トラック領域を除くバッファー領域は、所定の温度未満で、前記磁化状態の転写とは関係なく磁化配向され、前記所定の温度以上で垂直磁化配向が可能な状態とされることを特徴とする。
【００１７】
上記の本発明によれば、情報の記録は、メモリ層に記録データに応じた磁区を形成することにより行われるが、その磁化状態が転写される領域は、磁壁移動層の、トラック中央部分の幅方向に限定された記録トラック領域においてのみであり、この記録トラック領域の幅が、記録時における実質的なトラック幅となる。この記録トラック領域の幅は、再生ビームのスポット径より十分に小さくすることができる。よって、再生分解能を超えたトラック幅の狭小化が可能となる。
【００１８】
また、記録トラック領域の両側のバッファー領域は、所定の温度未満では、メモリ層の磁化状態とは無関係に自由に磁化配向されているが、所定の温度以上になると垂直磁化配向が可能な状態へと遷移する。本発明における情報の再生では、この状態遷移を利用する。具体的には、記録トラック領域の両側のバッファー領域を跨ぐように所定の温度以上の温度分布を有する加熱領域を形成する。こうして形成した加熱領域内では、バッファー領域は垂直磁化配向が可能な状態になるので、この加熱領域内において、磁壁移動層中の磁壁が移動するような温度分布を形成すれば、磁壁を温度勾配により移動させると同時に、その磁壁の幅がトラック幅方向に広がることになる。この結果、幅広い領域で磁化反転が起こることになり、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、大きな再生信号振幅が得られる。
【００１９】
加えて、前述の課題で説明した、トラック幅の高周波変動に伴って生じる移動阻止力および移動促進力は、短い変動周期で急激にトラック幅が変化し、エネルギーが急激に変化することで大きくなるが、本発明では、移動磁壁のトラック幅方向の幅（磁区の幅）は、記録トラック領域の幅とは無関係に、加熱領域の輪郭（所定の温度の等温線により形成される輪郭で、温度プロファイルと呼ぶ）によって決まる。このため、記録トラック領域の幅が磁壁の厚さ相当の周期で変動しても、磁区の幅はそのような周期では変化せず、温度プロファイルにしたがって徐々に広がっていくことになる。よって、大きな移動阻止力が働くことはない。
【００２０】
上述した本発明の磁性記録媒体において、前記バッファー領域において、前記磁壁移動層と前記スイッチング層との間に面内磁化膜または非磁性層を設けてもよい。この構成によれば、上記のバッファー領域の状態遷移を簡単に実現することが可能である。加えて、面内磁化膜を設けた場合は、バッファー領域を、所定の温度未満では、面内磁化膜との交換結合により面内方向に磁化配向された状態とし、所定の温度以上では、垂直磁化配向が可能な状態へ遷移させることが可能となる。この場合、バッファー領域と記録トラック領域の境界部、すなわち記録トラック領域に転写された磁区（記録マーク）の両側部には「９０°磁壁」（磁壁内で磁気モーメントが９０°回転する磁壁）が形成される。一方、記録マークの前後に形成される磁壁は、「１８０°磁壁」（磁壁内で磁気モーメントが１８０°回転する磁壁）である。上記のような加熱領域を形成した場合に、この「１８０°磁壁」が温度勾配により移動するが、このとき、記録マーク両側部に形成されている「９０°磁壁」は増減することがない。これは、エネルギー的には記録マークの側部に磁壁が存在しない場合と等価な状態であり、「１８０°磁壁」の移動を妨げることがない。
【００２１】
上記の場合、前記面内磁化膜をＣｏを主成分とする材料より構成してもよい。さらに、前記面内磁化膜は前記磁壁移動層に接して設けられており、前記磁壁移動層の、少なくとも前記面内磁化膜と接する部位が、Ｃｏが含有された材料よりなっていてもよい。こられの構成によれば、大きな交換結合力を得られるＣｏ材料を用いることで、磁壁移動層のバッファー領域における、面内磁化膜との交換結合力の温度に対する変化率が、より大きくなる。この結果、バッファー領域における、面内磁化配向状態から垂直磁化配向状態への状態遷移をより明確に行うことが可能となる。
【００２２】
また、前記面内磁化膜と前記磁壁移動層の間に、これら面内磁化膜および磁壁移動層に比べて相対的にキュリー温度の低い磁性層を挿入してもよい。この構成によれば、磁壁移動層のバッファー領域における面内磁化膜との交換結合を高温側で完全に遮断することができるので、バッファー領域における、面内磁化配向状態から垂直磁化配向状態への状態遷移をより確実に行うことが可能となる。
【００２３】
さらに、前記磁壁移動層は、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を有しており、前記面内磁化膜と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成されてもよい。これと同様に、前記面内磁化膜は、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を有しており、前記磁壁移動層と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成されてもよい。これらの構成においても、上記の面内磁化膜と磁壁移動層の間に相対的にキュリー温度の低い磁性層を挿入した構成と同様な作用を奏する。
【００２４】
さらに、前記面内磁化膜の、前記磁壁移動層に接する面とは反対側の面と、前記スイッチング層との間に、非磁性層を挿入してもよい。この構成によれば、バッファー領域における、面内磁化配向状態から垂直磁化配向状態への状態遷移に際して、メモリ層との交換結合の影響をより小さいものにすることができる。
【００２５】
本発明の磁性記録媒体の製造方法は、メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有する磁性記録媒体の製造方法であって、一定のトラックピッチで複数のトラックに区切られ、各トラック中心部に、トラック幅方向に傾斜した面を少なくとも含む凸部または傾斜部がトラック方向に沿って形成された基板上に、前記メモリ層およびスイッチング層と非磁性膜もしくは面内磁化膜の３つの層を順次成膜する第１の工程と、前記非磁性膜もしくは面内磁化膜をエッチング処理して、前記凸状の領域もしくは傾斜した面上の前記スイッチング層の表面を露出させるとともに、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域に前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の一部を残す第２の工程と、前記エッチング処理が施された膜面に前記磁壁移動層を成膜する第３の工程と、を含むことを特徴とする。この製造方法によれば、上述した本発明の磁性記録媒体を作製可能である。
【００２６】
本発明の他の磁性記録媒体の製造方法は、メモリ層と、該メモリ層に比べて磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層との間に、これらメモリ層および磁壁移動層に比べてキュリー温度が低いスイッチング層が介在する積層構造を有する磁性記録媒体の製造方法であって、一定のトラックピッチで複数のトラックに区切られ、各トラック中心部に、トラック幅方向に傾斜した面を少なくとも含む凸部または傾斜部がトラック方向に沿って形成された基板上に、前記磁壁移動層と非磁性膜もしくは面内磁化膜とを順次成膜する第１の工程と、前記非磁性膜もしくは面内磁化膜をエッチング処理して、前記凸部もしくは傾斜部上の前記磁壁移動層の表面を露出させるとともに、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域に前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の一部を残す第２の工程と、前記エッチング処理が施された膜面に前記スイッチング層およびメモリ層を順次成膜する第３の工程と、を含むことを特徴とする。この製造方法によっても、上述した本発明の磁性記録媒体を作製可能である。
【００２７】
上述したいずれの製造方法においても、前記エッチング処理として加速イオンによるスパッタエッチング処理を用い、前記凸部上の膜の側面もしくは前記傾斜部上の膜の表面に対する前記加速イオンの入射角が、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域上の膜の表面に対する前記加速イオンの入射角よりも大きくなるようにしてもよい。この場合は、エッチングレートの加速イオン入射角依存性を利用して、前記凸部上の膜の側面からのエッチングの進行速度もしくは前記傾斜部上の膜の表面からのエッチングの進行速度を、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域上の膜の表面からのエッチングの速度より速くすることができるで、前記凸部もしくは傾斜部以外の領域上の膜を残しつつ、前記凸部もしくは傾斜部上の膜を完全に除去することが可能である。
【００２８】
また、前記基板が、トラック中心部に前記凸部を有する基板であり、前記凸部の基板面からの高さを、前記第２の工程で前記凸部以外の領域に残る前記非磁性膜もしくは面内磁化膜の膜厚と一致するように設定してもよい。この場合、１回のスパッタエッチング処理で、凸部上の非磁性膜もしくは面内磁化膜を除去すると同時に、膜面の平坦化を行うことが可能であり、平坦化にための特別な工程は必要としない。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、再生信号の振幅が低下することなく、信号再生に関与する記録トラック領域幅を狭小化することができるので、従来にない、再生特性に優れた高トラック密度の磁性記録媒体を実現することができる。
【００３０】
また、トラック幅の高周波変動に伴って大きな磁壁移動阻止力が生じることがないので、磁壁移動が安定化し、より再生特性が向上する。
【００３１】
さらに、狭小化された記録トラック領域に記録マークが形成されることとなるので、記録マークの前後の磁壁と検出等温線（磁壁移動開始温度の等温線）との形状整合性が向上し、従来に比べて、より短い記録マークを分離検出し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に、本発明の一実施形態である磁性記録媒体の断面構造を模式的に示す。この磁性記録媒体は、ＤＷＤＤ媒体であって、凸部１と溝部２が交互に形成された基板表面に、メモリ層１０、スイッチング層２０および磁壁移動層３０の積層構造を持つ記録膜を形成したものである。磁壁移動層３０は、メモリ層１０に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく、スイッチング層２０は、磁壁メモリ層１０および移動層３０と比べてキュリー温度が低い。
【００３３】
記録膜は、複数のトラック３に分割されており、それぞれのトラック３は、凸部１が中央に位置するようにその両側の溝部２のほぼ真中で区切られている。各トラック３は、凸部１上の領域（記録トラック領域）では、メモリ層１０、スイッチング層２０および磁壁移動層３０をこの順序で順次積層した構造になっており、溝部２上の領域（バッファー領域）では、その積層構造に加えて、スイッチング層２０と磁壁移動層３０の間に面内磁化膜３０が設けられた構造になっている。面内磁化膜３０の表面は、凸部１上におけるスイッチング層２０の表面と同じ高さになっており、磁壁移動層３０は表面に段差のない一様な厚さの層になっている。
【００３４】
磁壁移動層３０では、記録トラック領域において、メモリ層１０との交換結合（交換結合エネルギーＥ１）により垂直方向に磁化配向され、バッファー領域において、面内磁化膜３０との交換結合（交換結合エネルギーＥ２）により面内方向に磁化配向される。これらの交換結合エネルギーＥ１、Ｅ２は、いずれも温度上昇とともに低下する。一方、磁壁移動層３０の実効的異方性エネルギーＥ３（＝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できる。ここで、「Ku」は真の垂直磁気異方性である。本実施形態では、これらの特性を利用して、記録膜は、温度上昇に伴って、交換結合エネルギーＥ２が低下してある温度（Ｔｔ）で実効的異方性エネルギーＥ３との大小関係が逆転するととともに、交換結合エネルギーＥ１が低下してある温度（Ｔｓ）で磁壁移動層３０とメモリ層１０の間の交換結合が切断されるように設計されている。
【００３５】
次に、本実施形態の磁性記録媒体における情報の記録・再生について説明する。
【００３６】
磁性記録媒体への情報の記録は、既存の熱磁気記録方式を利用して、メモリ層１０にデータ信号に応じた磁区を形成することで行う。具体的な方式としては、メモリ層１０がキュリー温度以上になるようなパワーを持つレーザー光を照射しながら外部磁界をデータ信号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データ信号に対応して変調する方式の２つがある。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、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ようにレーザー光の強度を調整する、あるいは、記録媒体を光変調オーバーライトが可能な構造にして、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。
【００３７】
図２（ａ）に、上記の熱磁気記録により情報としての記録マークが形成された後の記録膜の磁化配向状態を模式的に示す。メモリ層１０には、トラック方向に沿って、上向きになるように垂直磁化配向された第１の磁区と、下向きになるように垂直磁化配向された第２の磁区とが交互に形成されている。これら第１、第２の磁区がそれぞれ「１」、「０」の情報に対応する。
【００３８】
磁壁移動層３０の記録トラック領域には、メモリ層１０の磁化状態がそのまま転写される。第１の磁区に対応する部分には記録マーク５０ａ（斜線で示す領域）が、第２の磁区に対応する部分には記録マーク５０ｂ（白抜きで示す領域）がそれぞれ形成される。これら記録マーク５０ａ、５０ｂにおける磁化配向には、メモリ層１０と磁壁移動層３０の間の交換結合が作用している。一方、磁壁移動層３０のバッファー領域では、面内磁化膜４０との交換結合により面内方向に磁化配向された状態が維持されている。
【００３９】
記録マーク５０ａとその前方に位置する記録マーク５０ｂとの境界部には磁壁５１ａが形成されており、記録マーク５０ａとその後方に位置する記録マーク５０ｂとの境界部には磁壁５１ｂが形成されている。ここで、前方、後方とは、基準となる部分（ここでは、記録マーク５０ａ）から見て、記録媒体の移動方向（図２（ａ）中の矢印Ａ）の前方、後方をそれぞれ意味する。
【００４０】
記録マーク５０ａの前後の磁壁５１ａ、５１ｂは「１８０°磁壁」（磁壁内で磁気モーメントが１８０°回転する磁壁）であり、両側部の磁壁５２ａ、５２ｂは「９０°磁壁」（磁壁内で磁気モーメントが９０°回転する磁壁）である。記録マーク５０ａはこれら磁壁５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂによって囲まれている。記録マーク５０ｂも、記録マーク５０ａと同様で、前後の「１８０°磁壁」と両側部の「９０°磁壁」により囲まれている。
【００４１】
情報を再生する場合は、加熱用ビーム（再生ビームと兼用、または、ヒータなどの外部加熱手段と再生ビームとの併用であっても良い）で記録膜上に所定の温度分布を形成し、その温度勾配により磁壁移動層３０の磁壁をトラック方向に移動させるとともに、その磁壁の幅をトラック幅方向に拡大させる。そして、再生用ビームを照射してその磁壁の移動および拡大に伴う反射光の偏光状態の変化を検出する。図２（ｂ）に、その再生時における磁壁の移動および拡大の状態を模式的に示す。
【００４２】
図２（ｂ）を参照すると、記録膜のトラック３上に円状の温度プロファイル４が形成されている。この温度プロファイル４は、上記所定の温度分布における、交換結合エネルギーＥ２と実効的異方性エネルギーＥ３との大小関係が逆転する温度Ｔｔの等温線によって輪郭が形成されたものであって、図２（ｂ）には、記録媒体の移動（矢印Ａ）に伴いその一部が記録マーク５０ａの前方の磁壁５１ａに差し掛かった状態が示されている。温度プロファイル４の径は、記録トラック領域の幅（凸部１の上面の幅に同じ）より大きく、かつ、記録トラック領域の両側部に形成されたバッファー領域を含む範囲の幅（この幅は、トラック３の幅より大きい）より小さい。すなわち、温度プロファイル４は、記録トラック領域の両側部に形成されたバッファー領域を跨ぐように形成されている。
【００４３】
温度プロファイル４内の領域（加熱領域）では、交換結合エネルギーＥ２と実効的異方性エネルギーＥ３との大小関係が逆転しているため、面内方向の磁化配向状態から垂直方向への磁化配向が可能な状態へと遷移することになる。この状態で、磁壁５１ａが温度プロファイル４内の温度Ｔｓ以上となる領域に進入すると、温度勾配にしたがって磁壁エネルギー密度の低い高温側へ移動するとともに、その幅がトラック幅方向に広がる。温度勾配は、温度プロファイル４の中央付近が最も高くなっており、中央から離れるにしたがって低くなっている。よって、磁壁５１ａは、温度プロファイル４の中央付近まで移動することになる。
【００４４】
再生用ビームは、加熱用ビームと一緒に記録膜上に照射されており、そのスポットは温度プロファイル４の、磁壁５１ａが進入する側の端部から中央付近にかけて形成される。再生用ビームのスポット径の大きさは、記録トラック領域の幅（凸部１の幅）より大きく、温度プロファイル４のトラック方向における径の半分程度の大きさまでとすることが望ましい。こうすることで、磁壁の移動および拡大に伴う反射光の偏光状態の変化を効率良く検出することができる。
【００４５】
上述したように、温度プロファイル４内では、磁壁５１ａが移動することで、記録マーク５０ａのトラック方向の長さが拡大され、磁壁５１ａの幅が広がることで、記録マーク５０ａのトラック幅方向の長さが拡大される。こうして拡大された記録マーク５０ａは再生用ビームのスポット内のほぼ全域を占めることとなるため、記録トラック領域の幅に関係なく、振幅の大きな再生信号を得られる。
【００４６】
なお、温度Ｔｔ、Ｔｓは異なる値であってもよいが、これら温度Ｔｔ、Ｔｓが概一致するように記録膜を設計することで、温度プロファイル４内の加熱領域において、温度勾配による磁壁の移動と同時に、磁壁移動層３０における記録トラック領域の幅（記録マーク５０ａの幅）を温度プロファイル４に沿って拡大させることが可能となる。これにより、記録マークの幅を、温度プロファイル４の幅（トラック幅方向の幅）一杯まで拡大することが可能となり、より大きな信号振幅を得られることになる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の磁性記録媒体によれば、記録トラック領域を再生用ビームのスポット径よりも小さくしても、十分振幅の大きな再生信号を得られるので、トラック幅（トラックピッチ）の狭小化によるトラック密度の向上を図ることができる。
【００４８】
以下、トラック幅の狭小化について具体的に説明する。
【００４９】
再生時に磁壁をトラック方向に移動させるとともにその幅をトラック幅方向に拡大することのできない磁性記録媒体においては、通常は、図３（ａ）に示すように、有効トラック１００の幅ｄ１は、再生ビームスポット１０２の径（ここでは、再生分解能を意味する）程度とされ、有効トラック１００の両側部に形成されたバッファー領域１０１は、ともにクロスライトなどを考慮した幅ｄ２とされる。よって、トラック幅（トラックピッチ）は、
ｄ１＋（ｄ２÷２）×２
となる。これに対して、本実施形態の磁性記録媒体では、図３（ｂ）に示すように、記録トラック領域１００’（有効トラック１００に対応する）の幅ｄ１’は、再生ビームスポット１０２の径より十分に小さな値とすることができ、そのトラック幅（トラックピッチ）は、
ｄ１’＋（ｄ２÷２）×２
（但し、ｄ１’＜＜ｄ１）
となり、これは図３（ａ）のものと比べて（ｄ１−ｄ１’）分だけ小さい。記録トラック領域の幅ｄ１’は、再生時には広がることから、再生スポット径より十分に小さくして再生信号振幅が低下することない。よって、高密度トラックが可能である。
【００５０】
また、本実施形態の磁性記録媒体によれば、上記トラック幅の狭小化に加えて、トラック幅の高周波変動に伴う磁壁移動阻止力や促進力の影響を排除することもできる。その理由を、以下に簡単に説明する。
【００５１】
トラック幅の高周波変動に伴って生じる移動阻止力および移動促進力は、短い変動周期で急激にトラック幅が変化し、エネルギーが急激に変化することで大きくなる。本実施形態の磁性記録媒体では、トラック３の幅が磁壁の厚さ相当の周期で変動しても、記録マーク（磁区）の幅はそのような周期では変化せず、温度プロファイル４にしたがって徐々に広がっていくことになる。よって、短い変動周期で急激にトラック３の幅が変化しても、エネルギーが急激に変化することはないので、磁壁移動阻止力が働くことがなく、磁壁の移動がスムーズになる。
【００５２】
また、本実施形態の磁性記録媒体では、メモリ層１０やスィッチング層２０はトラック幅方向全域にわたって存在しているが、バッファー領域における磁化状態は、磁壁移動層３０の磁壁の移動および拡大による再生動作に関与しないので、隣接トラックに記録／消去を行った際に、この部分の磁化状態が変化した場合でも信号再生に影響することがなく、実効的なクロスイレーズ／ライト耐性が向上する。
【００５３】
さらに、メモリ層１０やスィッチング層２０の層中には、記録時の温度プロファイル４を反映して円弧状の磁壁が形成されるが、円弧状の磁壁の内のトラック中心部の直線的な部分のみが再生動作に関与することになるので、再生時の検出等温線と移動磁壁との形状整合性が向上し、高い再生分解能を得ることができる。この形状整合性向上効果は、トラッキングオフセットに対するマージンを拡大することにもなる。
【００５４】
上述した実施形態は一例であり、その構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図１に示した構成では、記録トラック領域では、メモリ層１０、スイッチング層２０、磁壁移動層３０を順次積層した構造になっているが、これに他の層、例えば磁性層や非磁性層を配した構造にしてもよい。加えて、スイッチング層２０がメモリ層１０と磁壁移動層３０の間に介在する積層構造であれば、メモリ層１０と磁壁移動層３０のどちらが上層になっても良い。
【００５５】
また、バッファー領域では、上記３層構造に加えて、スイッチング層２０と磁壁移動層３０の間に面内磁化膜４０を配した構造になっているが、さらに、磁壁移動層３０と面内磁化膜４０との間に相対的にキュリー温度の低い磁性層を挿入するようにしても良い。この場合は、磁壁移動層３０と面内磁化膜４０の間の交換結合を高温側で完全に遮断できるので、面内配向状態から垂直配向状態への遷移をより確実に行うことができる。
【００５６】
上記の面内配向状態から垂直配向状態への遷移をより確実に行う作用を奏する別の構造として、例えば、磁壁移動層３０に、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を持たせ、面内磁化膜４０と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成してもよい。これと同様に、面内磁化膜４０に、膜厚方向にキュリー温度の段階的もしくは連続的な勾配を持たせ、磁壁移動層３０と接する側においてキュリー温度が低くなるように構成してもよい。
【００５７】
また、面内磁化膜４０に代えて非磁性膜を用いても良い。この場合も、再生時には、磁壁移動層３０において、メモリ層１０との交換結合が切れた瞬間に、両側に繋がって伸びている磁壁とともに磁壁エネルギー密度の低い高温側に磁壁移動して、幅広い領域で磁化反転が起こるため、情報の保存に寄与する記録トラック領域の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。ただし、この場合は、磁壁移動層３０のバッファー領域が完全に自由な状態になるために、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とが考えられるので、上述した実施形態のように面内磁化膜４０を挿入することが望ましい。面内磁化膜４０を挿入することで、例えば、磁壁移動層３０のバッファー領域を室温では面内に磁化配向させておくことができる。この状態では、記録マークの両側部（記録トラック領域とバッファー領域との境界部）には「９０°磁壁」が形成されるが、この「９０°磁壁」は、記録マークの前後に形成されている「１８０°磁壁」が移動しても増減することがないので、エネルギー的には、記録マークの両側部に磁壁が存在しない場合と等価な状態であり、「１８０°磁壁」の移動を妨げることがない。
【００５８】
また、磁壁移動層３０と面内磁化膜４０の両層の少なくとも界面部分を交換結合力が大きなＣｏ系の材料で構成しても良い。この場合は、垂直磁化膜である磁壁移動層３０と面内磁化膜４０の間の交換結合力の温度に対する変化率を大きくすることができ、面内配向状態から垂直配向状態への遷移をより明瞭に行うことができる。
【００５９】
さらに、面内磁化膜４０の、磁壁移動層３０に接する面とは反対側の面と、スイッチング層２０との間に、非磁性層を挿入してもよい。この構成によれば、バッファー領域における、面内磁化配向状態から垂直磁化配向状態への状態遷移に際して、メモリ層１０との交換結合の影響を小さくすることができる。
【００６０】
なお、上述した本実施形態において、浮遊磁界等の寄与を無視すると、磁壁移動を実現させためには、微小距離移動した時の磁壁エネルギー密度低下に伴うエネルギー利得が、トラック幅方向への磁壁面積の拡大に伴うエネルギー損失を上回るようにしなければならない。具体的に説明すると、位置Ｘ0での磁壁エネルギー密度をσ0、位置Ｘ0から微小距離変位した位置Ｘ1での磁壁エネルギー密度をσ1とすると、磁壁エネルギー密度低下に伴うエネルギー利得は、
σ1×Ｓ−σ0×Ｓ  （Ｓは移動磁壁の面積）
で与えられる。また、位置Ｘ0での移動磁壁の面積をＳ0、位置Ｘ1での移動磁壁の面積をＳ1とすると、磁壁面積の拡大に伴うエネルギー損失は、
σ×Ｓ1−σ×Ｓ0  （σは移動磁壁の磁壁エネルギー密度）
で与えられる。磁壁エネルギー密度低下と磁壁面積拡大が同時に起こる場合は、微小距離移動したときのエネルギーの変化は、
σ1×Ｓ1−σ0×Ｓ0
で与えられる。磁壁エネルギー密度低下に伴うエネルギー利得が、磁壁面積の拡大に伴うエネルギー損失を上回れば、上記エネルギーの変化は負になって磁壁移動が生じることになる。このようなことから、磁壁移動層の垂直配向領域は、トラック方向の変位に対して幅方向に徐々に拡がるような温度分布にした方がよい。
【００６１】
次に、図１に示した磁性記録媒体の製造手順について具体的に説明する。
【００６２】
まず、図４（ａ）に示すように、表面が所定の凹凸形状に加工された基板１１上に、下地層１２、メモリ層１０、スイッチング層２０、面内磁化膜４０’を順次積層する。次いで、図４（ｂ）に示すように、凸部上のスイッチング層２０の表面が露出するまで面内磁化膜４０’をエッチングして面内磁化膜４０を得る。このエッチングでは、例えばスパッタエッチングにより、凸部上の面内磁化膜４０’を選択的に除去して下部のスイッチング層２０を露出させる。このエッチング処理では、エッチングレートの加速イオン入射角依存性を利用する。その詳細は、後述の実施例１〜３で具体的に説明する。最後に、図４（ｃ）に示すように、磁壁移動層３０、上地層１３を順次積層して図１に示した積層構造を有する磁性記録媒体を得る。面内磁化膜に代えて非磁性層を用いる場合も同様な手順となる。
【００６３】
上記の製造手順において、メモリ層１０、スイッチング層２０、磁壁移動層３０、面内磁化膜４０の各磁性層の積層順序を逆にすることも可能である。この場合は、まず、図５（ａ）に示すように、基板１１上に、下地層１２、磁壁移動層３０、面内磁化膜４０’を順次積層する。次いで、図５（ｂ）に示すように、凸部上の磁壁移動層の表面が露出するまで面内磁化膜４０’をエッチング処理する。最後に、図５（ｃ）に示すように、スイッチング層２０、メモリ層１０、上地層１２を順次積層する。この場合は、基板１１を通して情報の記録・再生を行うことになる。面内磁化膜に代えて非磁性層を用いる場合も同様な手順となる。
【００６４】
上述のいずれの製造方法においても、凸部の基板面からの高さを、エッチング処理にて凸部以外の領域に残る非磁性膜もしくは面内磁化膜の膜厚と一致するように設定しておくことで、特別な工程を行うことなく、記録膜の平坦化を行うことができる。
【００６５】
基板１１の材料としては、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。基板１１を通して情報の記録・再生を行うのでなければ、基板１１に必ずしも透光性材料を用いる必要はない。下地層１２や上地層１３としては、例えば、SiN、AiN、SiO、ZnS、MgF、TaOなどの誘電体材料を使用することができる。
【００６６】
記録媒体の熱的な特性を調整するために、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もよい。
【００６７】
また、高分子樹脂からなる保護コートを付与するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、図４（ａ）、図４（ｂ）の工程が行われた基板と、上地層１３、磁壁移動層３０をこの順序で積層した他の基板とを貼り合わせるようにしてもよい。同様に、図５（ａ）、図５（ｂ）の工程が行われた基板と、上地層１３、メモリ層１０、スイッチング層２０をこの順序で積層した他の基板とを貼り合わせるようにしてもよい。このような手順で作製した記録媒体も、図１に示した構造と同じものを得ることができる。
【００６９】
メモリ層１０、スイッチング層２０、磁壁移動層３０、面内磁化膜４０、下地層１２、上地層１３の各層は、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することができる。特に、各磁性層を、真空を破ることなく連続成膜することで、敢えて交換結合を遮断する面内磁化膜４０以外の磁性層を、互いに交換結合するような状態で形成することができる。
【００７０】
メモリ層１０、スイッチング層２０、磁壁移動層３０および面内磁化膜４０の各磁性層は、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も構成することも可能である。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を10〜40原子％含有し、Fe,Co,Niなどの鉄族元素の一種類あるいは二種類以上を90〜60原子％含有する希土類−鉄族非晶質合金で記録媒体を構成することもできる。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。さらに、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することができる。
【００７１】
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。また、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て置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。即ち、Fe １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。
【００７２】
磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主に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い。Gd系材料は、磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が小さい。磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、不純物の添加等によって調整することもできる。膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御することができる。
【００７３】
以下、上述した本実施形態の磁性記録媒体の具体例として実施例１〜３を挙げ、それぞれの実施例と従来の製法により作製された比較例とを比較した結果について説明する。
【００７４】
（実施例１）
本実施例では、光ディスク装置のサーボ制御方式の一つであるサンプルサーボ方式を用いる例について説明する。ここでは、サンプルサーボフォーマットとして、トラック１周辺りが１２８０個のセグメントに分割された板厚０．６ｍｍのディスク状の基板を準備した。各セグメントの頭には、クロック（Clock pit）、サーボ用の第１、第２のウォッブルピット（Wobble pit）、及びアドレスピット（Address pit）が順次凹凸として刻まれており、これに続く領域が、光磁気信号による情報の記録再生に使用するデータエリア（Data area）となっている。トラックピッチは４００ｎｍであり、データエリア内の各トラックの中心に、上面の幅が１５０ｎｍ、底面の幅が１８５ｎｍで、高さが３０ｎｍのランド（Land）部が設けられている。
【００７５】
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、チャンバー内の基板ホルダーに上記基板を固定して、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０．５Ｐａとなるまで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。以下に、具体的な作製手順を説明する。
【００７６】
まず、下地エンハンス層として、厚さ３５ｎｍのＳｉＮ層を成膜した。続いて、磁壁移動層として、キュリー温度が２５０℃程度で、厚さが３５ｎｍのGdFeCoCr層を成膜した。次いで、面内磁化膜として、厚さ６０ｎｍのＣｏ膜を成膜した。
【００７７】
上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略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。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度傾斜を持っている。したがって、傾斜部では、加速イオンが膜面法線方向に対して約６０度の角度で入射する。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（加速イオンが略垂直に入射（入射角が小さい））よりも速くスパッタエッチングされる。本実施例では、フラット部の膜が３０ｎｍエッチングされる間に、傾斜部の膜がその３倍程度の速さでエッチングが進行するようにした。この結果、ランドの両側から９０ｎｍ以上にわたって膜が除去され、凸部が消滅して平坦化された。こうして、ランド部上の面内磁化膜（Ｃｏ膜）は完全に除去され、下部の磁壁移動層（GdFeCoCr層）が露出した。他のフラット部には、厚さ３０ｎｍの面内磁化膜（Ｃｏ膜）が残った。本実施例では、ランド部（凸部）の基板面からの高さを、他のフラット部に残る面内磁化膜（Ｃｏ膜）の厚さ３０ｎｍと一致させてあるので、その面内磁化膜（Ｃｏ膜）の面とランド部上の露出した膜の表面との基板面からの高さが一致するようになっている。
【００７８】
上記のエッチング工程の後に、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、スイッチング層として、キュリー温度が１６０℃程度で、厚さが１０ｎｍのTbFeCr層を、メモリ層として、キュリー温度が３００℃程度で、厚さが６０ｎｍのTbFeCoCr層を、上地保護層として、厚さが５０ｎｍＳｉＮ層を順次成膜した。
【００７９】
最後に、上記の成膜が行なわれたディスクを真空チャンバーから取り出して、膜面上に厚さが１０μｍのＵＶ樹脂をコートしてサンプルを完成させた。このサンプルの断面構造は、図５（ｃ）に示したような構造となる。
【００８０】
作製したサンプルは、トラック方向における磁壁の移動に関して、特許文献１に開示された記録媒体と同様な条件を満たす構成となっているが、この構成に更に、磁壁移動層に、スィッチング層側ほどキュリー温度が低下するように膜厚方向にキュリー温度の勾配を付与してもよい。
【００８１】
また、再生スポット後方からの磁壁移動によるノイズの発生を抑制するために、スイッチング層とメモリ層の間に、制御層として、磁壁エネルギー密度が磁壁移動層よりも大きく、キュリー温度がスィッチング層よりも高い磁性層を設けてもよい。
【００８２】
（比較例）
本比較例では、トラックピッチが５４０ｎｍ、５００ｎｍ、４５０ｎｍ及び４００ｎｍのゾーンに分かれており、データエリア内の各トラックの両側に、上面の幅が５０ｎｍ、底面の幅が２００ｎｍで、高さが３０ｎｍのランド部が設けられているディスク状の基板を用いた。この基板上に、上記実施例１と同様に、厚さが３５ｎｍ下地層、厚さが３５ｎｍの磁壁移動層を順次成膜した。次いで、厚さが１０ｎｍのスイッチング層、厚さが６０ｎｍのメモリ層、厚さが５０ｎｍの上地保護層を順次成膜した。
【００８３】
次いで、基板を真空チャンバーから取り出してアニール処理装置内に搬入し、波長が４０５ｎｍで、ＮＡが０．８５の光学系で、膜面側からランド部上にトラッキングサーボをかけて、基板を線速度３ｍ／ｓｅｃで回転し、４ｍＷの収束レーザービームをランド部上に照射して磁性膜を面内磁化膜に変化させる局所アニール処理を行った。最後に、膜面上に、厚さ１０μｍのＵＶ樹脂をコートして比較用サンプルを完成させた。
【００８４】
次に、上述のようにして完成した実施例１のサンプルと比較用サンプルに対して、情報の記録及び再生の評価を行った。この評価では、波長が６６０ｎｍ、ＮＡが０．６０の光学系と、磁界変調記録用の磁気ヘッドとが搭載されている光磁気ディスク評価装置を用いた。変調方式として(1, 7)RLL方式を用い、復号方式としてPR(1, -1)＋Viterbi方式を用いて、ビットエラーレートの評価を行った。チャネルクロック（Channel Clock）を４５ＭＨｚとして、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（Pulse Duty）３３％でパルス照射しながら、±２００（Ｏｅ）の磁界強度で磁界変調記録を行った。
【００８５】
最初に、隣接トラックを消去した状態で、クロックを固定して線速度を変えることにより、ビットエラーレートの線記録密度依存性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2005174518.tif 000003
【００８７】
表１に示すように、ビットエラーレートが１．０×１０-4以下になる限界ビット密度は、実施例１のサンプルでは、０．０５５μｍ／ｂｉｔであった。これに対し、比較用サンプルでは、トラックピッチが広いゾーンから順に、０．０６５μｍ／ｂｉｔ、０．０７５μｍ／ｂｉｔ、０．０９μｍ／ｂｉｔ、０．１４μｍ／ｂｉｔであった。
【００８８】
次に、線速度を２．４ｍ／ｓｅｃ、線記録密度を０．０８μｍ／ｂｉｔとし、ビットエラーレート５．０×１０-4を基準として、記録パワーマージンとデトラックマージンを測定した。記録パワーマージンの測定では、測定するトラックを記録した後に、同一パワーで両側の記録トラックを順次記録してから中心トラックを測定することにより、クロスライトの影響を含むマージンを測定した。デトラックマージンの測定では、記録再生とも同一のデトラックを与えたときのマージンを測定した。測定結果を表示２に示す。
【００８９】
【表２】
2005174518.tif 000004
【００９０】
表２に示すように、実施例１のサンプルでは、記録パワーマージンが±３０％で、デトラックマージンは±９５ｎｍであった。これに対し、比較用サンプルでは、トラックピッチの広いゾーンから順に、記録パワーマージンが±２５％、±１２％、±２％、±０％であり、デトラックマージンが±４５ｎｍ、±４８ｎｍ、±５０ｎｍ、±５１ｎｍであった。
【００９１】
以上の結果から、実施例１のサンプルは、比較用サンプルに比べて、限界ビット密度が小さく、かつ、記録パワーマージンおよびデトラックマージンを十分に広くなっており、高密度記録が可能であることが分かる。
【００９２】
（実施例２）
実施例１と同様のサンプルサーボ用フォーマットの刻まれた基板を用いて、各磁性層の積層順序を逆にして、膜面読み出し用のサンプルを作製した。この場合、ランド部は膜面側では消滅してデータエリア内はフラットな状態になる。但し、サーボ用のピット等は膜面側から見ても残っている必要があるので、エッチング工程でピット側部が浸食される分を見込んで、初期の基板上でのピットサイズを大きくした。また、波長が４０５ｎｍ、ＮＡが０．８５の光学系に合わせて、トラックピッチは１７５ｎｍとし、トラック中央に設けられているランド部の上面の幅を６５ｎｍ、底面の幅を８０ｎｍとした。
【００９３】
上記の基板上に、まず、放熱層として厚さ３０ｎｍのAlSi合金層を成膜した。次いで、磁界を向上させるためのアシスト層として、キュリー温度が３６０℃程度で、厚さが１５ｎｍのGdFeCoCr層を、メモリ層として、キュリー温度が３００℃程度で厚さが４０ｎｍのTbFeCoCr層を、スイッチング層として、キュリー温度が１６０℃程度で厚さが１０ｎｍのTbFeCr層を、再生スポット後方からの磁壁移動によるノイズの発生を抑制するための制御層として、キュリー温度が１８０℃程度で厚さが１０ｎｍのTbFeCoCr層を順次成膜した。次いで、非磁性層として、厚さが５ｎｍのSi膜を成膜した後、面内磁化膜として、厚さが５５ｎｍのCo膜を成膜した。
【００９４】
面内磁化膜の形成後、基板をスパッタエッチング室に搬送し、加速したXeイオンビームで基板表面に垂直な方向から照射して、フラット部の膜を３０ｎｍだけエッチングすると同時に、ランド部の両側から９０ｎｍ以上にわたって膜を除去することで、ランド部を消滅させて平坦化した。こうして、ランド部のSi膜とCo膜は完全に除去されて、下部のTbFeCoCr層を露出させた。他のフラット部には、厚さ５ｎｍのSi膜と厚さ２５ｎｍのCo面内磁化膜が残った。
【００９５】
上記のエッチング工程の後に、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て、磁壁移動層として、キュリー温度が２１０℃と２９０℃の２つのGdFeCoCr層を厚さ１８ｎｍずつ順次成膜した。そして、エンハンス層として、厚さ５０ｎｍのSiN層を成膜した。
【００９６】
最後に、上記の成膜が行なわれたディスクを真空チャンバーから取り出して、膜面上に、カバー層として厚さ１５μｍのＵＶ樹脂をコートしてサンプルを完成させた。このサンプルの断面構造は、図４（ｃ）に示したような構造となる。
【００９７】
上述のようにして作製した本実施例２のサンプルを、レーザー波長が４０５ｎｍ、対物レンズＮＡが０．８５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、コート層側から光ビームの照射と記録磁界の印加を行うことにより、記録再生特性の測定を行った。本実施例２のサンプルでは、ビットエラーレートが１．０×１０-4以下になる限界ビット密度は０・０５μｍ／ｂｉｔであった。また、記録パワーマージン、デトラックマージンも実施例１と同様に充分広かった。
【００９８】
以上の結果から、実施例２のサンプルも、比較用サンプルに比べて、限界ビット密度が小さく、かつ、記録パワーマージンおよびデトラックマージンを十分に広くなっており、高密度記録が可能であることが分かる。
【００９９】
（実施例３）
本実施例３では、トラックピッチが４００ｎｍ、ランド部上面のフラット部の幅が３１０ｎｍ、グルーブ部底面のフラット部の幅が２５０ｎｍ、グルーブ部の深さが１２０ｎｍのプッシュプル（push-pull）サーボ用のランド／グルーブ基板を用いた。このランド／グルーブ基板上に、実施例１と同様にして、下地エンハンス層、磁壁移動層、及びCo面内磁化膜を順次成膜した後、同様なスパッタエッチングを行った。
【０１００】
本実施例で使用したランド／グルーブ基板は、ランド／グルーブ間の傾斜部が、基板表面に対して約４５度の傾斜するようになっている。スパッタエッチングでは、上述した実施例１の場合と同様、エッチングレートの加速イオン入射角依存性を利用して、フラット部の膜が２０ｎｍエッチングされる間に、傾斜部の膜がその２倍程度の速さでエッチングが進行するように行った。この結果、傾斜部のCo面内磁化膜は完全に除去されて、下部のGdFeCoCr層が露出した。他のフラット部には、４０ｎｍのCo面内磁化膜が残った。
【０１０１】
スパッタエッチングの工程の後に、実施例１と同様に、スイッチング層、メモリ層、及び上地保護層を成膜してＵＶ樹脂をコートした。このサンプルの断面構造を図６に示す。図６において、破線で示した層がエッチング前の面内磁化膜４０’（厚さ６０ｎｍ）であり、斜線の領域がエッチング後の面内磁化膜４０（厚さ４０ｎｍ）である。ランド／グルーブ間の傾斜部が、トラック中心部の記録トラック領域とされ、これ以外の領域、すなわち面内磁化膜４０の領域がバッファー領域とされる。
【０１０２】
上述のようにして作製したサンプルを、３ビーム光学系を用いて、サブビームでＤＰＰ（Differential Push Pull）をとって、メインビームスポットが傾斜部にトラッキングされるようにして、傾斜部での記録再生特性の測定を行った。その結果、ビットエラーレートが１．０×１０-4以下になる限界ビット密度は、０．０５５μｍ／ｂｉｔであった。また、記録パワーマージン、デトラックマージンは、実施例１と同様、充分に広いものとなった。
【０１０３】
上記の結果から、実施例３のサンプルも、比較用サンプルに比べて、限界ビット密度が小さく、かつ、記録パワーマージンおよびデトラックマージンを十分に広くなっており、高密度記録が可能であることが分かる。
【０１０４】
なお、本実施例３の磁性記録媒体の製造手順では、各トラック中心部に、トラック幅方向に傾斜した傾斜部がトラック方向に沿って形成された基板上に、磁壁移動層と面内磁化膜４０とを順次成膜した後、面内磁化膜４０をエッチング処理して傾斜部上の磁壁移動層３０の表面を露出させるとともに、傾斜部以外の領域（バッファー領域）に面内磁化膜４０の一部（面内磁化膜４０’）を残し、しかる後に、エッチング処理が施された膜面にスイッチング層２０、メモリ層１０を順次成膜するようになっているが、各層の積層順序を逆にすることもできる。その場合は、上記基板上にメモリ層１０、スイッチング層２０、面内磁化膜４０の３つの層を順次成膜した後、面内磁化膜４０をエッチング処理して、傾斜部上のスイッチング層２０の表面を露出させるとともに、傾斜部以外の領域（バッファー領域）に面内磁化膜４０の一部（面内磁化膜４０’）を残し、しかる後に、エッチング処理が施された膜面に磁壁移動層３０を成膜することになる。
【０１０５】
以上の実施例の説明から分かるように、本発明によれば、トラック密度を大幅に向上させられるとともに、ビット密度を向上させられることができ、また、デトラックマージンも拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態である磁性記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【図２（ａ）】図１に示す磁性記録媒体の記録マークが形成された後の記録膜の磁化配向状態を示す模式図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）に示す磁化配向状態の磁性記録媒体の再生時における磁壁の移動および拡大の状態を示す模式図である。
【図３（ａ）】再生時に磁壁をトラック幅方向に拡大することのできない比較例としての磁性記録媒体の有効トラック幅と再生スポットの大きさの関係を示す模式図である。
【図３（ｂ）】図１に磁性記録媒体の記録トラック領域の幅と再生スポットの大きさの関係を示す模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１に磁性記録媒体の製造手順を説明するための断面工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態の磁性記録媒体の製造手順を説明するための断面工程図である。
【図６】本発明の他の実施形態の磁性記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  凸部
２  溝部
３  トラック
４  温度プロファイル
１０  メモリ層
１１  基板
１２  下地層
１３  上地層
１４  ＵＶ樹脂層
２０  スイッチング層
３０  磁壁移動層
４０、４０’  面内磁化膜
５０ａ、５０ｂ  記録マーク
５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ  磁壁
１００  有効トラック
１００’  記録トラック領域
１０１  バッファー領域
１０２  再生ビームスポット
【図１】
2005174518.tif 000005
【図２（ａ）】
2005174518.tif 000006
【図２（ｂ）】
2005174518.tif 000007
【図３（ａ）】
2005174518.tif 000008
【図３（ｂ）】
2005174518.tif 000009
【図４】
2005174518.tif 000010
【図５】
2005174518.tif 000011
【図６】
2005174518.tif 000012