(57)【要約】【課題】微細かつ規則的な配列パターンの磁性層を有し、記録密度の向上を容易に図ることができる磁気メモリ、磁気記憶装置及び磁気メモリの製造方法を提供する。【解決手段】（００１）結晶面を主面とし、［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位に微傾斜するＣｕの単結晶基板１１と、微傾斜に起因して形成されたステップ１２に区切られ、［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位に配列されたテラス１３と、前記テラス１３に形成された窒素吸着層が自己組織化されて略正方形の形状となった窒素パッチ１５と、隣接するテラス１３のそれぞれの窒素パッチ１５との間に、ステップ１２を跨ぐようにして形成された磁性層１６などから構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の結晶方位及び第２の結晶方位に各々所定の微小角を傾斜させ、主面上に形成されたステップと、該ステップにより区分されたテラスとを有する単結晶基板と、
前記テラスの表面に所定の平面形状を有する窒素層のパッチ要素が分離されてなる窒素パッチと、
隣接する２つのテラスに形成された各々の窒素パッチの間に形成された磁性層とよりなる磁気メモリ。
【請求項２】
前記単結晶基板は面心立方構造を有し、
前記主面は（００１）面、または（００１）面と等価な面指数を有する表面であることを特徴とする請求項１記載の磁気メモリ。
【請求項３】
前記第１の結晶方位及び第２の結晶方位は、
前記主面が（００１）のとき各々［１００］及び［０１０］であり、
前記主面が（１００）のとき各々［０１０］及び［００１］であり、
前記主面が（０１０）のとき各々［００１］及び［１００］であることを特徴とする請求項２記載の磁気メモリ。
【請求項４】
前記テラス上の窒素パッチが第１または第２の結晶方位に沿って１列に配列されてなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気メモリ。
【請求項５】
前記磁性層の磁化容易軸方向は前記１列に配列された窒素パッチの配列方向に略平行であることを特徴とする請求項４記載の磁気メモリ。
【請求項６】
前記磁性層は、前記隣接する２つのテラス間のステップを跨ぐように形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の磁気メモリ。
【請求項７】
前記磁性層の材料がＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ及びＲｕの群のうち少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の磁気メモリ。
【請求項８】
前記単結晶基板がＣｕよりなることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気メモリ。
【請求項９】
前記単結晶基板はベース基板上に前記単結晶基板の材料よりなる単結晶層を形成してなることを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の磁気メモリ。
【請求項１０】
前記１〜９のうちいずれか一項記載の磁気メモリと、
前記磁気メモリの磁性層に情報の記録再生を行う磁気ヘッドとよりなる磁気記憶装置であって、
前記磁気ヘッドは前記磁性層の幅方向に移動しながら、前記磁性層の長手方向に磁界を印加して磁性層を磁化させることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１１】
前記磁気ヘッドは、誘導型記録素子と磁気抵抗効果型再生素子よりなることを特徴とする請求項１０記載の磁気記憶装置。
【請求項１２】
第１の結晶方位及び第２の結晶方位に各々所定の微小角で傾斜させ、主面上に形成されたステップと、該ステップにより区分されたテラスとを有する単結晶基板の主面表面を清浄化する工程と、
前記主面表面を窒化処理して自己組織化により窒素パッチを形成する工程と、磁性材料を蒸着して、パッチ状の磁性層を形成する工程とを含む磁気メモリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微傾斜した単結晶基板表面に選択的に形成されたパッチ状の磁性層を有する磁気メモリ、磁気メモリを備えた磁気記憶装置、及び磁気メモリの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに様々なパターンドメディアが提案されている。例えばアルミニウム膜を陽極酸化法によりアルマイトポアを形成し、アルマイトポアに強磁性材料を充填して垂直磁気記録媒体が提案されている。アルマイトポアは自己形成的に規則正しく配列されるので、パターン化の手間を省くことができるという特徴がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）を用いて基板表面の一部を走査して活性化し、活性化された部分にＧａ原子を配列させて、Ｇａ原子の強磁性及び常磁性の状態に情報を保持させる記録媒体が提案されている。原子状態に記憶する情報の単位を対応させているので、従来の磁気記録媒体と比較して高密度記録が可能であるという特徴がある（特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７５６２１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２０８２０８号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記前者の垂直磁気記録媒体のアルマイトポアは自己形成的に規則正しく配列され、アルマイトポアに充填された強磁性材料よりなる強磁性充填物は、互いに隣接する強磁性充填物に対して一定の間隙をもって離隔されているので、強磁性充填物間に働く相互作用等のバラツキが低減されるので媒体ノイズが低減される。しかし、アルマイトポアの間隔及び直径を同時に微小化するためには形成条件の許容度が狭く、高密度化が困難であるという問題がある。
【０００５】
また、上記後者の記録媒体では、ＳＴＭを用いて情報を担持するＧａ原子の結合部分を形成するので、微細でかつ規則的にＧａ原子を配置することができるという利点がある。しかし、ＳＴＭの微小な探針を走査してかかる結合部分を形成するためのプロセス時間が過大であるので、量産性に乏しいという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、微細かつ規則的に配列されたパッチ状の磁性層を有し、記録密度の向上を容易に図ることが可能な磁気メモリ、磁気記憶装置及び磁気メモリの製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、第１の結晶方位及び第２の結晶方位に各々所定の微小角を傾斜させ、主面上に形成されたステップと、該ステップにより区分されたテラスとを有する単結晶基板と、前記テラスの表面に所定の平面形状を有する窒素層のパッチ要素が分離されてなる窒素パッチと、隣接する２つのテラスに形成された各々の窒素パッチの間に形成された磁性層とよりなる磁気メモリが提供される。
【０００８】
本発明によれば、単結晶基板の主面上にテラスが設けられ、テラス表面に形成された窒素層は、窒素層の格子定数と単結晶基板の格子定数との相違により窒素層が周期的に分離され、略正方形のパッチ状の窒素パッチが形成される。窒素パッチはステップの近傍には形成されないので、窒素パッチとステップとの間には単結晶表面が露出して、この部分に磁性層が自己選択的に堆積する。磁性層は窒素パッチ及び窒素パッチとステップとの距離が狭い部分には堆積しないので、第１の結晶方位及び第２の結晶方位に対して傾斜する角度を選択することにより、隣接する２つのテラスの窒素パッチの間にのみ磁性層をパッチ状に形成することができる。したがって、パッチ状の磁性層はテラスの周期性と同じ周期性を有して規則的に配列され、パッチ状の磁性層は略同形であるので超微細に磁性層が形成される。その結果、磁性層間の静磁気的相互作用及び交換相互作用の大きさのバラツキが抑制され媒体ノイズが低く、かつパッチ状の磁性層が記録単位となるので高記録密度の磁気記録媒体が実現できる。
【０００９】
単結晶基板の傾斜角度の選択によってテラス上の窒素パッチが第１又は第２の結晶方位に沿って１列に配列される。これにより窒素パッチの配列方向と平行な磁化容易軸を有するように磁性層を形成することができる。さらに、磁性層の磁化容易軸方向は前記１列に配列された窒素パッチの配列方向に略平行であってもよい。磁性層が１列に配列された窒素パッチの配列方向に沿って長く形成され、主として磁性層の形状異方性に基づいてこの方向に磁化容易軸が形成される。
【００１０】
本発明の他の観点によれば、上記いずれかの磁気メモリと、前記磁気メモリの磁性層に情報の記録再生を行う磁気ヘッドとよりなる磁気記憶装置であって、前記磁気ヘッドは前記磁性層の幅方向に移動しながら、前記磁性層の長手方向に磁界を印加して磁性層を磁化させる磁気記憶装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、前記磁気メモリに形成されたパッチ状の磁性層に対して、磁性層の幅方向に磁気ヘッドを移動させながら、磁性層の長手方向に磁界を印加して情報を記録する。したがって、パッチ状の磁性層は残留磁化が安定な方向に磁化される。さらに、従来の面内記録方式のように磁化同士が同じテラス内で互いに向き合うことがないので一層残留磁化が安定する。その結果高記録密度において残留磁化が安定化し、記録密度の増加に伴う再生出力の減少を抑制することができる。また、パッチ状の磁性層は上述したように規則的に配列されると共に超微細に形成される。その結果、磁性層間の静磁気的相互作用及び交換相互作用の大きさのバラツキが抑制され媒体ノイズが低く、かつパッチ状の磁性層が記録単位となるので高記録密度の磁気記憶装置が実現できる。
【００１２】
本発明のその他の観点によれば、第１の結晶方位及び第２の結晶方位に各々所定の微小角で傾斜させ、主面上に形成されたステップと、該ステップにより区分されたテラスとを有する単結晶基板の主面表面を清浄化する工程と、前記主面表面を窒化処理して自己組織化により窒素パッチを形成する工程と、磁性材料を蒸着して、パッチ状の磁性層を形成する工程とを含む磁気メモリの製造方法が提供される。
【００１３】
本発明によれば、規則的にステップが形成された単結晶基板を用いることにより、ステップの表面に規則的に配列されたパッチ状の磁性層が自己形成的に堆積するので、容易に規則的かつ超微細に配列した磁性層を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気メモリの要部を示す斜視図、図２は、図１に示す磁気メモリを拡大して示す平面図である。図１及び図２を参照するに、本実施の形態の磁気メモリ１０は、（００１）結晶面を主面とし、［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位に微傾斜する単結晶基板１１と、微傾斜に起因して形成されたステップ１２に区切られ、［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位に配列されたテラス１３と、前記テラス１３に形成された窒素吸着層が自己組織化により略正方形の形状となった窒素パッチ１５と、隣接するテラス１３のそれぞれの窒素パッチ１５との間に、ステップ１２を跨ぐようにして形成された磁性層１６などから構成されている。
【００１６】
前記単結晶基板１１は、例えばＣｕよりなり、（００１）結晶面を主面とし、［１００］結晶方位及び［０１０］結晶方位に微傾斜しているので、それぞれ微傾斜方向と垂直の［０１０］結晶方位及び［１００］結晶方位にステップ１２が形成され、それらのステップ１２に囲まれたテラス１３が形成されている。微傾斜の角度は、テラス１３に形成される窒素パッチ１５の配列及び個数に対応するテラスの寸法に対応して選択される。
【００１７】
テラス１３には、窒素吸着層が自己組織化により略正方形の形状となった窒素パッチ１５が形成されている。窒素吸着層を構成する窒素原子はＣｕ原子と結合している。単結晶Ｃｕの格子定数と窒素吸着層の格子定数は異なる。格子歪みを緩和する必要性から窒素吸着層は大きさが約５ｎｍ×５ｎｍで略正方形の形状をとるようになる。窒素パッチ１５間は清浄Ｃｕ表面が露出している。Ｃｕが露出している部分すなわち窒素パッチ１５間の間隙は窒素吸着量で調整可能であり、最小で０．７２ｎｍとなる。
【００１８】
図１及び図２に示すテラス１３には、３個の窒素パッチ１５が１列に並んで形成されている。窒素パッチ１５は１列であれば３個に限られず、２個以上であれば何個でもよい。但し、後述するパッチ状の磁性層１６の寸法を抑制し、記録密度の観点からは窒素パッチの個数は８個以下が好ましい。
【００１９】
このような窒素パッチの配列及び個数に対応して、上記微傾斜の角度は、単結晶基板１１がＣｕの場合、［１００］結晶方位に対しては１．２度以上２．３度未満に設定されることが好ましい。この範囲の角度に設定することにより［１００］結晶方位に沿って長さ６．４ｎｍ〜１２．１ｎｍのテラス１３が形成される。
【００２０】
また、［０１０］結晶方位には、微傾斜の角度が０．３度以上に設定され、０．６度〜０．８度に設定されることが好ましい。この範囲の角度に設定することにより［０１０］結晶方位に沿って長さ１７．９ｎｍ以上のテラス１３が形成され、好ましくは１２．２ｎｍ〜約５０ｎｍのテラス１３が形成される。なお、図１及び図２に示す磁気メモリ１０では、［１００］結晶方位に対しては２．２度、［０１０］結晶方位に対しては０．７度に設定されている。
【００２１】
なお、窒素パッチ１５は１列に配列される場合が特に好ましい。磁性層１６の配列及び各々の磁性層１６の寸法の均一性が高度に達成される。窒素パッチ１５を一つのテラス１３に２列以上形成すると、２列の窒素パッチ１５間にも磁性層が形成される。このような磁性層は磁性層間の間隔が狭くなるので、配列及び寸法の均一性がやや損なわれてしまう。
【００２２】
磁性層１６は、［１００］結晶方位に隣接する２つのテラス１３上のそれぞれの窒素パッチ１５との間にステップ１２を跨いで自己選択的に形成され、例えば２０ｎｍ（［１００］結晶方位）×１０ｎｍ（［０１０］結晶方位）の大きさに形成される。一方、同じテラス１３上に形成された窒素パッチ１５間及び窒素パッチ１５上には磁性層は形成されない。窒素パッチ１５上よりＣｕ上のほうが磁性層を構成する原子が吸着安定化しやすいためであると考えられる。なお、ステップ１２の高さはＣｕの１原子分の高さに相当し、磁性層１６表面にステップ１２の高さに相当する段差が形成されるが、微小であるので後述する記録再生において支障とはならない。
【００２３】
なお、磁性層１６はステップ１２の部分で磁性層１６が不連続であってもよい。磁性層の厚さが数原子層の場合磁性層が不連続になり易いが、磁気ヘッドにより磁化される方向はステップ１２と平行方向であるので残留磁化が形成される。
【００２４】
磁性層は、２原子層から１００原子層の厚さを有し、強磁性材料より構成されている。１００原子層を超えると隣接する磁性層と接続されてしまい、磁性層同士の磁気的な孤立が阻害されてしまう。磁性層１６は隣接する磁性層との間隔を保持する観点からは厚さが２原子層から２０原子層であることが好ましい。
【００２５】
磁性層１６の強磁性材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉの他、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ及びＲｕの群のうち少なくとも１種の元素から構成されている。これらのうち、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｔ、及びＦｅＰｄは、結晶磁気異方性エネルギーが大きく、耐熱揺らぎ性の観点から好ましい。さらに、磁性層１６は同様の観点からＣｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄの人工格子膜を用いることが好ましい。
【００２６】
例えば、Ｃｕの（００１）結晶面上に形成されたＣｏよりなる磁性層は、Ｃｏの磁化容易軸であるｃ軸が磁性層の長手方向である［０１０］結晶方位に対して４５度傾いている。しかし、磁性層の形状が［０１０］結晶方位に長辺を有する長方形をなしているので、形状異方性により磁性層の磁化容易軸は［０１０］方向となる。
【００２７】
また、磁性層にＦｅＰｔを用いた場合は、ＦｅＰｔの磁化容易軸であるｃ軸は、Ｃｕの［００１］方向と平行となる。したがって、ＦｅＰｔの高い結晶磁気異方性により耐熱揺らぎ性が向上し、信頼性の高い磁気メモリを実現することができる。
【００２８】
なお、後述する磁気ヘッドにより記録及び再生を行う場合は、単結晶基板１１全体を覆うように厚さ約１ｎｍの水素化カーボン膜よりなる保護層、さらに保護層に上に潤滑層を設けてもよい。磁気ヘッドと磁気メモリ１０との接触による磁気メモリ１０表面の損傷を防止することができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、所定の方向の微傾斜単結晶基板１１を用いることにより、自己選択的に微細な磁性層１６を周期的に配列することができる。その結果、約１０Ｔビット／平方インチの面記録密度の磁気メモリを容易に実現することができる。また、磁性層は結晶方位に従って規則的に配列されるので、磁性層間の静磁気的相互作用及び交換相互作用を切ってあるいはバラツキを低減して媒体ノイズを低減することができ高密度記録に適している。また、磁性層にＦｅＰｔ等の結晶異方性定数の大なる材料を用いることにより耐熱揺らぎ性に優れ、信頼性の高い磁気メモリを実現することができる。
【００３０】
なお、上記の磁気メモリ１０では傾斜する角度を［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位とを入れ替えてもよい。
【００３１】
また、上記の磁気メモリ１０では（００１）結晶面に磁性層等を形成する例を示したが、単結晶基板１１の結晶構造が面心立方構造の場合は、（００１）結晶面に等価な結晶面である（１００）結晶面及び（０１０）結晶面に磁性層等を形成してもよい。その際微傾斜する結晶方位は、（１００）結晶面に対しては各々［０１０］及び［００１］であり、（０１０）結晶面に対しては各々［００１］及び［１００］とし、傾斜する角度は上述した［１００］及び［０１０］と同様である。
（磁気メモリの製造方法）
図３は、本実施の形態の磁気メモリの製造工程を示すフローチャートである。本実施の形態の磁気メモリの製造方法を図３を参照しながら説明する。
【００３２】
以下に説明する工程は総て超高真空（ＵＨＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｖａｃｕｕｍ））装置において行う。超高真空装置は、そのチャンバ内を１×１０−１０Ｔｏｒｒ以下の高真空を実現する。総ての工程を超高真空中で行うので、工程中に磁気メモリ表面がチャンバ内の不純物ガスで汚染されることはない。
【００３３】
先ず、（００１）結晶面を主面とし、［１００］結晶方位と［０１０］結晶方位にそれぞれ２．２度、０．７度微傾斜するＣｕ単結晶基板を準備し、（００１）結晶面を超高真装置のチャンバ内で清浄化する（Ｓ１０２）。具体的には、Ａｒイオン、例えば５００Ｖの電位勾配を与えることにより加速して（００１）結晶面に照射し、基板表面の不純物質を物理的に叩き出して十分に清浄化する。Ａｒイオンの照射は、ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等の表面分析装置により表面不純物質が検出されなくなる程度まで行うことが必要である。照射する前に（００１）結晶面をメタノール等により洗浄してもよい。また、上記微傾斜Ｃｕ単結晶基板はＳＰＬ社（オランダ国）などより入手することができる。
【００３４】
次いで、Ａｒイオンの照射により形成された（００１）結晶面の歪みを加熱処理により除去する（Ｓ１０４）。具体的には、例えば基板温度９７０Ｋ、１０〜２０分間に設定して熱処理を行う。加熱処理は単結晶基板を保持する基板載置台内に設けられたヒータ、あるいはＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法などを用いることができる。なお、上記Ａｒイオンの照射及び加熱処理は、チャンバ内の真空度を一旦１×１０−１０Ｔｏｒｒに排気後に行う。
【００３５】
次いで、清浄化された（００１）結晶面にイオン銃を用いて活性化された窒素を照射する（Ｓ１０６）。この際、基板に流れるイオン電流をモニタすることで照射する窒素量の制御を精度良く行うことができる。具体的には、例えば基板温度３００Ｋ、照射時間５分、加速電圧５００Ｖに設定して照射を行う。次に基板を超高真空中で６００Ｋに設定して１０分間加熱する（Ｓ１０８）。この工程により（００１）結晶面のテラス１３上に窒素層のパッチ要素からなる窒素パッチ１５が形成される。窒素パッチ１５が形成されたことの確認はＬＥＥＤ（低速電子回折）による観察で行うことができる。チャンバにゲートバルブを介して接続された他方のチャンバ内に配設したＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により、形成された窒素パッチ１５を確認してもよい。より正確に製造状況を把握することができる。
【００３６】
次の工程では、磁性材料であるＣｏの蒸着を行う（Ｓ１１０）。具体的には、基板温度を室温に設定し、蒸着速度を例えば０．１原子層／分、蒸着時の真空度を５×１０−１０Ｔｏｒｒより低く設定する。なお、Ｃｏ蒸着量をモニタするため、膜厚モニタを用いてもよい。蒸着されるＣｏは、蒸着量が多くなると、［１００］結晶方位を区切るステップ１２の両側にある磁性層が接続されると考えられる。
【００３７】
磁性層の形成においては磁性材料となるＣｏ等の蒸着量を精度良く制御する。
蒸着速度と蒸着時間を制御することが好ましく、蒸着速度は０．１〜０．０１原子層／分、蒸着時間は蒸着速度に適宜対応させる。以上により、図１に示す磁気メモリが形成される。なお、磁気メモリの表面を覆う保護層を例えばスパッタ法により設けてもよく、さらに潤滑層をスピンコート法、浸漬法等により塗布・形成してもよい。
【００３８】
なお、磁性層の磁性材料をＣｏを例に説明したが、上述したＦｅＰｔ等の磁性材料を用いてもよい。また、磁性層の形成の際は、熱蒸着法に限定されず電子ビーム蒸着法、スパッタ法を用いてもよい。
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる磁気記憶装置の要部構成を示す図である。なお、図４中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し説明を省略し、また、説明の便宜上、ステップ１２の一部、テラス１３、及び窒素パッチ１５を省略して示す。
【００３９】
図４を参照するに、本実施の形態の磁気記憶装置２０は、磁気メモリ１０と、磁気メモリ１０に情報の記録及び再生をする複合型磁気ヘッド２１と、磁気記録媒体を図４に示すＸ方向あるいはＹ方向に駆動する駆動部２２などから構成されている。
【００４０】
磁気メモリ１０は、第１の実施の形態に係る、磁気メモリ１０が用いられている。磁気メモリ１０の単結晶基板１１表面には、図１及び２に示す磁性層１６が配列されている。図４に示す磁気メモリ１０はＸ方向が単結晶基板１１の［０１０］結晶方位にＹ方向が［１００］結晶方位に設定され、磁性層の長手方向がＹ方向、幅方向がＸ方向になるように形成されている。磁気メモリ１０はＸ方向に並んだ磁性層が複合型磁気ヘッド２１により連続的に記録あるいは再生される。
すなわち、Ｘ方向がトラックＴＲ１〜ＴＲ５の長手方向に対応し、Ｙ方向はトラックＴＲ１〜ＴＲ５の幅方向（隣接するトラックの方向）に対応する。
【００４１】
複合型磁気ヘッド２１は、記録コイル２５（図５（Ａ）に示す。）に記録電流を流して記録磁界を発生させ、記録磁界を磁性層に印加して磁化する誘導型記録素子２３と、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、又はＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）などの磁気抵抗効果型再生素子２４とから構成されている。
【００４２】
図５は、図４に示す磁気記憶装置の誘導型記録素子を切るＹ方向の断面図であり、図６は、図４に示す磁気抵抗効果型再生素子を切るＹ方向の断面図である。
図５を参照するに、誘導型記録素子２３は記録コイル２５を流れる記録電流により磁性層に対して記録磁界を印加する。誘導型記録素子２３は、磁気記録媒体の単結晶基板１１の［０１０］結晶方位（Ｙ方向）の磁性層１６の長さと略同様の長さの記録ギャップδＧを有して、記録磁界Ｈａｐを磁性層１６の長手方向に印加して記録する情報に対応する磁化ＭＲ形成するようになっている。すなわち、磁気記憶装置２０の記録動作は、磁気記録メモリ１０をトラックに沿ってＸ方向（あるいは−Ｘ方向）に移動させながら、記録磁界ＨａｐをＹ方向あるいは−Ｙ方向に印加して行われ、磁性層１６の長手方向を向く磁化ＭＲを形成する。なお、記録磁界の反転は、磁気メモリ１０の移動速度を参照して磁性層１６の間隔に同期させることにより行う。磁性層１６は等間隔に形成され、一定の移動速度で移動するので、記録開始時に同期を取ることにより連続して記録している間は同期を取らなくてもよい。
【００４３】
図６を参照するに、磁気記憶装置２０の再生動作は、磁気記録メモリ１０をトラックに沿ってＸ方向（あるいは−Ｘ方向）に移動させながら、磁気抵抗効果型再生素子２４を用いて磁性層１６の磁化方向を読み取る。具体的には、例えば感磁部分２６がヨーク２８により磁気層１６から離隔されて配置されたヨーク型の磁気抵抗効果型再生素子２４を用いて、そのリードギャップδＲはＹ方向に設定され、２つのヨーク２８先端部の磁位の差により変化する感磁部分２６の抵抗値を電圧変化として読み取ることができる。
【００４４】
本実施の形態の磁気記憶装置２０によれば、磁性層１６はＸ方向（トラック方向）に一定の間隔で設けられているので、隣接する磁性層１６同士の相互作用、例えば交換相互作用や静磁気的相互作用の大きさのバラツキを、従来の連続膜の磁性層に用いた磁気記録媒体より大幅に低減することができ、媒体ノイズを低減することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では磁気記録媒体を移動する場合を例にして説明したが、磁気ヘッドを移動するようにしてもよい。
【００４６】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明によれば、規則的かつ超微細に配列されたパッチ状の磁性層を有し、記録密度の向上を容易に図ることが可能であり、約１０Ｔビット／平方インチの面記録密度を有する磁気メモリ及び磁気記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気メモリの要部を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る磁気メモリの要部を示す平面図である。
【図３】本実施の形態の磁気メモリの製造工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる磁気記憶装置の要部構成を示す図である。
【図５】図４に示す磁気記憶装置の誘導型記録素子を切るＹ方向の断面図である。
【図６】図４に示す磁気記憶装置の磁気抵抗効果型再生素子を切るＹ方向の断面図である。
【符号の説明】
１０      磁気メモリ
１１      単結晶基板
１２      ステップ
１３      テラス
１５      窒素パッチ
１６      磁性層
２０      磁気記憶装置
２１      複合型磁気ヘッド
２２      駆動部
２３      誘導型記録素子
２４      磁気抵抗効果型再生素子
２５      記録コイル
ＴＲ１〜ＴＲ５      トラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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