(57)【要約】【課題】  情報記憶媒体及びそれを適用した装置を提供する。【解決手段】  基板と、基板上に形成される下部磁性層と、磁性層上に形成され、かつ空孔部を有するアルミナ層と、アルミナ層の空孔部に形成され、かつ下部磁性層に接触する磁性物質層を含む上部磁性層と、を具備する情報記録媒体。本発明は、ＭＲ効果を利用するために、基板の全面に下部磁性層を形成し、の上のアルミナに形成された空孔部に上部磁性体を充填させることによって、微小サイズのコンタクトを形成する。このような上下磁性層の微小なコンタクトは電子がこの部分で散乱なしに通過する領域を形成し、数１００％以上の極めて大きい抵抗差を示すようになる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成される下部磁性層と、
前記下部磁性層上に形成された空孔部を有するアルミナ層と、前記アルミナ層の前記空孔部に形成され、かつ前記下部磁性層に接触する磁性体を含む上部磁性層と、
を具備することを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項２】
上部磁性層と下部磁性層とを有する情報記憶媒体と、前記情報記憶媒体に対して相対的に移動し、かつ前記情報記憶媒体に接触するプローブを具備するヘッドとを備え、
前記情報記憶媒体は、基板と、前記基板上に形成された下部磁性層と、前記磁性層上に形成された空孔部を有するアルミナ層と、前記アルミナ層の前記空孔部に形成され、かつ前記下部磁性層に接触する磁性体を含む上部磁性層と、を具備することを特徴とする情報記録／再生装置。
【請求項３】
前記情報記憶媒体は、回転するディスクを含み、
前記ヘッドは前記ディスクに対して相対的に移動することを特徴とする請求項２に記載の情報記録／再生装置。
【請求項４】
前記ヘッドは、前記情報記憶媒体に対してｘ−ｙ方向に移動することを特徴とする請求項２に記載の情報記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体間に微小サイズのコンタクトが形成された情報記憶媒体及びそれを利用する情報記録／再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲ（Magneto-Resistance）を利用した情報再生の一般的な方法としては、ＭＲヘッドを磁気ディスクに近接させて、ディスクの磁場変化に対するＭＲヘッドの抵抗変化を検出することが挙げられる。
【０００３】
ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）は、磁場の変化により約１０％の抵抗変化を示すことが知られており、一例としてＨＤＤ（Hard Disc Drive）などに適用されている。ＧＭＲ式ＨＤＤに使われる情報再生ヘッド１０には、図１に示すように、基板１１上に上部および下部磁性層１２、１４が積層されており、これらの間には非磁性層１３が介在されている。図２Ａに示すように上部および下部磁性層１２、１４の磁化方向が同一であれば低抵抗を示し、図２Ｂに示されたように磁化方向が異なれば高抵抗を示す。このように、上部および下部磁性層１２、１４の磁化方向の一致及び不一致により情報を再生する方式のＧＭＲ式ＨＤＤ再生ヘッドは、約１００Ｇｂ／ｉｎ2の記録密度を示すことが知られている。
【０００４】
ＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistance）は、主にＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）などに適用され、これは最大で５０％程度の抵抗変化を示し、約３００Ｇｂ／ｉｎ2の記録密度を示す。
【０００５】
小型で、より多くの情報を含む記憶媒体は、多種で、かつ膨大な情報の処理において必須である。しかしながら、ＧＭＲまたはＴＭＲ方式による情報再生方法は、現在の情報記録媒体などにおける技術的要求を満足できていない。さらに、ＧＭＲやＴＭＲ方式の情報再生方式は、金属性多層薄膜を利用するために、その積層構造が複雑であるという短所がある。したがって、構造が簡単で、より高密度化された情報再生方法及び情報記憶媒体に対する要求がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、記録密度を大幅に向上させた情報記憶媒体及びそれを利用した記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による情報記憶媒体は、基板と、前記基板上に形成される下部磁性層と、前記磁性層上に形成された空孔部を有するアルミナ層と、前記アルミナ層の前記空孔部に形成され、かつ前記下部磁性層に接触する磁性体を含む上部磁性層と、を具備する。
【０００８】
本発明による情報記録／再生装置は、上部磁性層と下部磁性層とを有する情報記憶媒体と、情報記憶媒体とに対して相対的に移動し、かつ前記情報記憶媒体に接触するプローブを備えたヘッドとを具備する。
【０００９】
前記情報記憶媒体は、基板と、前記基板上に形成される下部磁性層と、前記磁性層上に形成された空孔部を有するアルミナ層と、前記アルミナ層の前記空孔部に形成され、かつ前記下部磁性層に接触する磁性物体を含む上部磁性層と、を具備する。
【００１０】
本発明の情報記録及び再生装置において、前記情報記憶媒体は、回転装置のスピンドルに固定した回転ディスクを含み、前記ヘッドは前記回転ディスクの中心から外周方向に相対的に移動が可能に設置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はＭＲ効果を利用するために、基板の全面に下部磁性層を形成し、その上のアルミナに形成された空孔部に上部磁性体を充填させることによって、微小サイズのコンタクトが形成される。このような上下磁性層の微小なコンタクトにより、電子が散乱なしに通過する領域が形成され、数１００％以上の極めて大きい抵抗差を示すようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図３を参照すると、本発明による情報記憶媒体には、絶縁性または導電性基板１０１上に下部磁性層１０２及び上部磁性層１０３が積層されている。下部磁性層１０２は、固定した方向、例えば基板１０１に対して垂直または平行に磁化されている。上部磁性層１０３は本発明を特徴づけるものであって、Ａｌの陽極酸化時に自然に形成されるビットを具備するものであって、酸化アルミニウム薄膜、すなわちアルミナ薄膜１０３ａとアルミナ薄膜に形成された空孔部に充填された磁性体１０３ｂとを具備する。空孔部は、アルミニウムが酸化されて酸化アルミニウムが形成される時にアルミナ結晶粒の境界部分に系統的に形成される。
【００１３】
図４は、アルミナの結晶構造を示すＳＥＭ写真である。図４に示すように、アルミナの結晶粒の間に境界が形成されており、結晶粒の間の境界部分に直径約１５ｎｍの微小サイズのホールが形成されている。このようなホール、すなわち空孔部はその下部の下部磁性層と空孔部内の磁性物質との間に微小サイズのコンタクトを形成し、その結果、電子が散乱なしに通過する領域が形成される。
【００１４】
すなわち、本発明の情報記憶媒体は、アルミニウム膜の陽極酸化処理時に形成される微小サイズの単位情報記録要素、すなわちビットとして利用する。
【００１５】
図５は、本発明による情報記録／再生装置の構成を概略的に示し、本発明の情報記憶媒体から情報を再生する方法を説明する図である。
本発明による装置は情報記憶媒体１００に対して相対的に移動をするヘッド２００を備え、そのヘッド２００は、アーム２０３上に搭載され、かつ媒体１００に接触し、情報検出部として機能するプローブ２０１と、情報を記録するために磁場を発生する磁気記録部２０２とを具備する。
【００１６】
プローブ２０１と上部磁性層１０３とが接触した場合、上部磁性層１０３の磁性体の磁化方向及びその下部の下部磁性層１０２の磁化方向の差により電気的抵抗の差が発生し、それゆえプローブ２０１と媒体１００との間に所定の電圧が印加され、電流の変化が生じる。このような電流の変化は、ハイ信号及びロー信号の２進情報として検出されて情報再生に利用される。情報の記録は、プローブ２０１の上部に備えられた前記情報記録ヘッド２０２により行われる。
【００１７】
前記情報記憶媒体１００とヘッド２００とは、一般的なＨＤＤのような構造、すなわち図６に示すように情報記憶媒体１００は回転する円盤であり、前記ヘッド２００はスイングアーム（図示せず）によりディスクの中心から放射状の外側の方に移動できる構造を有することが可能である。一方、情報記憶媒体１００に対してヘッド２００は、一般的なｘ−ｙステージにより移動する構造を有することが可能である。
【００１８】
図７Ａないし図７Ｄは、本発明の実施形態による情報記憶媒体の概略的な製造工程図である。
図７Ａに示すように、固い材料からなる導電性または絶縁性基板１０１上に下部磁性層１０２が形成されている。下部磁性層１０２の材料としては、ＦｅＣｏなどが使われ、蒸着法またはメッキ法により形成されうる。
図７Ｂに示すように、前記下部磁性層１０２上にアルミニウムが蒸着される。
図７Ｃに示すように、前記アルミニウムを酸性溶液などで酸化させてＡｌ2Ｏ3層１０３ａを形成する。酸化によりＡｌ2Ｏ3が形成されれば、微細ホールまたは空孔部１０３ｃが得られる。ここで、アルミニウムが十分に酸化されていれば、前記空孔部１０３ｃが拡張し、その下部に前記下部磁性層１０２が露出する。
図７Ｄに示すように、空孔部１０３ｃに磁性体１０３ｂを充填させ、その表面を前記アルミナの表面と同一にさせる。そのためにメッキ法またはスパッタリング法により前記空孔部１０３ｃに磁性体１０３ｂを充填させ、必要に応じて研磨工程を通じて前記空孔部１０３ｃに充填された磁性物質１０３ｂの表面とアルミナ１０３ａの表面とを平滑化させる。
【００１９】
本発明を、実施形態を参照して図示し、かつ説明したが、特許請求の範囲で定義されるような本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で、様々な変更が可能なことは当業者には理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明によれば、テラバイトレベルの情報記憶媒体及びそれを利用する装置が得られる。このようなテラバイトレベルの情報記憶媒体は、急激に増加する情報量対応可能で、ＨＤＤやＭＲＡＭなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の情報記憶読取りヘッドの概略的な断面図である。
【図２Ａ】図１に示された情報記憶読取りヘッドでの情報の読み取りを説明する図面である。
【図２Ｂ】図１に示された情報記憶読取りヘッドでの情報の読み取りを説明する図面である。
【図３】本発明の実施形態による情報記憶媒体の積層構造を概略的に示した断面図である。
【図４】本発明による情報記憶媒体に適用されるアルミナの表面を示すＳＥＭ写真である。
【図５】本発明の実施形態による情報記録／再生装置の概略的な構成を示す図面である。
【図６】回転型情報記憶媒体を有する本発明の情報記録／再生装置の概略的な構成図である。
【図７Ａ】本発明による情報記憶媒体の概略的な製造工程図である。
【図７Ｂ】本発明による情報記憶媒体の概略的な製造工程図である。
【図７Ｃ】本発明による情報記憶媒体の概略的な製造工程図である。
【図７Ｄ】本発明による情報記憶媒体の概略的な製造工程図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０１  絶縁性または導電性基板
１０２  下部磁性層
１０３  上部磁性層
１０３ａ  アルミナ層
１０３ｂ  磁性体
２００  ヘッド
２０１  プローブ
２０２  磁気記録部
２０３  アーム
【図１】
2005196955.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2005196955.tif 000010
【図７Ｃ】
2005196955.tif 000011
【図７Ｄ】
2005196955.tif 000012
【図４】
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