(57)【要約】      （修正有）【課題】シングル記録方式に適した垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】垂直磁気記録媒体は、シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体であって、基板１１上に軟磁性層１３及び主記録層１６を含む積層膜が形成されており、前記軟磁性層１３の厚さは、前記垂直磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドのコア幅と、前記コア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さである。【選択図】図６
2012003805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体であって、基板上に軟磁性下地層及び記録層を含む積層膜が形成されており、前記軟磁性下地層の厚さは、前記垂直磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドのコア幅と、前記コア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記軟磁性下地層が４０ｎｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記垂直磁気記録媒体が熱磁気記録用の媒体であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性下地層の厚さは、磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の厚さよりも２×ｄ×Ａ（ｎｍ）薄いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
ここで、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅−TP_shingleであり、Ａ＝（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）である。
TP_shingle：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
Bs_mp：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のメインポールの飽和磁束密度
Bs_sul：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の飽和磁束密度
SUL_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体でＳｐｉ−ＳＮＲが飽和するために必要な軟磁性下地層の厚さ
TP_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
【請求項５】
軟磁性下地層を有する垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体に対して情報を書き込む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記垂直磁気記録媒体に対する書き込み動作を制御する制御部と、を具備する磁気ディスク装置であって、前記磁気ヘッドのコア幅が、前記垂直磁気記録媒体のトラックピッチよりも広く、前記軟磁性下地層は、前記磁気ヘッドのコア幅と、前記コア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記軟磁性下地層の厚さは、磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の厚さよりも２×ｄ×Ａ（ｎｍ）薄いことを特徴とする請求項５記載の磁気ディスク装置。
ここで、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅−TP_shingleであり、Ａ＝（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）である。
TP_shingle：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
Bs_mp：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のメインポールの飽和磁束密度
Bs_sul：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の飽和磁束密度
SUL_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体でＳｐｉ−ＳＮＲが飽和するために必要な軟磁性下地層の厚さ
TP_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
【請求項７】
記録ビットが書き込む際に、前記垂直磁気記録媒体を加熱する加熱手段を具備することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シングル記録（Shingle  write）方式用の垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に、磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスク装置）の面記録密度は年率５０％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤなどに用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り５００ギガバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り７００ギガビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
また、近年、記録密度をより一層向上させるために、磁気ディスク平面に対して垂直方向に記録層を磁化する垂直磁気記録方式が採用されている。このような状況下で磁気ディスクの記録密度をさらに高めるためには、所定のＳ／Ｎ比を確保しながら、円周方向の線記録密度（ＢＰＩ：Bit  Per  Inch）と、半径方向のトラック記録密度（ＴＰＩ：Track  Per  Inch）とのいずれも改善しなくてはならない。
【０００４】
トラック記録密度を向上させる方法としては、記録ヘッドを狭小化してトラック幅を小さくする方法がある。しかし、記録ヘッドを狭小化した場合には記録磁界密度が低下するため十分なＳ／Ｎ比を確保できなくなるという問題がある。そこで、このような問題を解決する方法として、隣接するトラック同士を部分的に重ね書きして情報を書き込んでいく方式（シングル（shingle）記録方式）が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。シングル記録方式を適用することにより、記録ヘッドを大きくできるため、記録磁界密度が確保され、Ｓ／Ｎ比を確保すると共に実際の記録ヘッドが書き込む記録幅よりも狭いトラックを実現することができるという利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１５２９６号公報
【特許文献２】特開２００７−１１５３２４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE  TRANSACTIONS  ON  MAGNETICS,  VOL.45,  NO.2,  FEBRUARY  2009  p.917-p.923
【非特許文献２】IEEE  TRANSACTIONS  ON  MAGNETICS,  VOL.45,  NO.10,  OCTOBER  2009  p.3816-p.3822
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シングル記録方式を適用することによりトラック記録密度の改善を図ることが可能となるが、このようなシングル記録方式に適した垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置が求められている。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シングル記録方式に適した垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の垂直磁気記録媒体は、シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体であって、基板上に軟磁性下地層及び記録層を含む積層膜が形成されており、前記軟磁性下地層の厚さは、前記垂直磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドのコア幅と、前記コア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さであることを特徴とする。
【００１０】
シングル記録方式の磁気ヘッドは、従来の記録方式の磁気ヘッドと比較して、コア幅が広いために十分なオーバーライト（ＯＷ）特性を得ることができる。したがって、軟磁性下地層（ＳＵＬ）を無くす又は極薄にしてもＯＷ特性を確保することができる。また、垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地層を無くす又は極薄とすることにより、トラックエッジの湾曲を低減することができ、Spi-ＳＮＲ（記録再生特性）を改善することができる。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記軟磁性下地層が４０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００１２】
本発明の垂直磁気記録媒体においては、前記軟磁性下地層の厚さは、磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の厚さよりも２×ｄ×Ａ（ｎｍ）薄いことが好ましい。
ここで、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅−TP_shingleであり、Ａ＝（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）である。
TP_shingle：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
Bs_mp：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のメインポールの飽和磁束密度
Bs_sul：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の飽和磁束密度
SUL_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体でＳｐｉ−ＳＮＲが飽和するために必要な軟磁性下地層の厚さ
TP_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
【００１３】
本発明の磁気ディスク装置は、軟磁性下地層を有する垂直磁気記録媒体と、前記垂直磁気記録媒体に対して情報を書き込む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記垂直磁気記録媒体に対する書き込み動作を制御する制御部と、を具備する磁気ディスク装置であって、前記磁気ヘッドのコア幅が、前記垂直磁気記録媒体のトラックピッチよりも広く、前記軟磁性下地層は、前記磁気ヘッドのコア幅と、前記コア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さを有することを特徴とする。
【００１４】
シングル記録方式の磁気ヘッドは、従来の記録方式の磁気ヘッドと比較して、コア幅が広いために十分なオーバーライト（ＯＷ）特性を得ることができる。したがって、軟磁性下地層（ＳＵＬ）を無くす又は極薄にしてもＯＷ特性を確保することができる。また、垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地層を無くす又は極薄とすることにより、トラックエッジの湾曲を低減することができ、Spi-ＳＮＲ（記録再生特性）を改善することができる。
【００１５】
本発明の磁気ディスク装置においては、前記軟磁性下地層の厚さは、磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の厚さよりも２×ｄ×Ａ（ｎｍ）薄いことが好ましい。
ここで、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅−TP_shingleであり、Ａ＝（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）である。
TP_shingle：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
Bs_mp：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のメインポールの飽和磁束密度
Bs_sul：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の飽和磁束密度
SUL_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体でＳｐｉ−ＳＮＲが飽和するために必要な軟磁性下地層の厚さ
TP_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軟磁性下地層の厚さを、垂直磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドのコア幅と、このコア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さとしているので、シングル記録方式に適した垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】軟磁性下地層の厚さとトラックエッジの湾曲の関係を説明するための図である。
【図２】記録磁界の湾曲を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置の全体の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置の一例を示す図である。
【図５】シングル記録方式における磁気ヘッドのコア幅とトラックピッチを説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の構成の一例を示す図である。
【図７】軟磁性下地層の厚さとSpi-ＳＮＲとの間の関係を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、Spi-ＳＮＲの測定手順を説明するための図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、ＯＷ２の測定手順を説明するための図である。
【図１０】記録方式によるＯＷ特性の違いを示す図である。
【図１１】軟磁性下地層の厚さとSpi-ＳＮＲとの間の関係を示す図である。
【図１２】媒体加熱機構を備えた磁気ディスク装置の図である。
【図１３】軟磁性下地層の厚さとSpi-ＳＮＲとの間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
シングル記録方式においては、トラック端部を少しずつ重ね書きしているため、トラックエッジの記録磁化状態が、記録再生特性に多大な影響を与えると考えられる。記録再生特性を改善するためには、トラックエッジの湾曲を抑える必要がある。本発明者らは、このトラックエッジの湾曲が軟磁性下地層の膜厚に関係があることに着目し、図１に示すように、軟磁性下地層（ＳＵＬ）が薄い場合にトラックエッジの湾曲を抑えることができることを見出した。
【００１９】
このメカニズムとして、軟磁性下地層の薄膜化によりメインポールから発生した磁界がトレーリングシールド側に吸い込まれる成分が増えるため、記録磁界の湾曲が小さくなると考える。図２はその状況を概念的に示したものである。図中の高、中、低はそれぞれ等磁力線の強度を表し、中庸の磁界が媒体の反転磁界とすると、その等磁力線によって、ビット境界が定まる。今、軟磁性下地層が厚い場合と薄い場合の等磁力線は、図に示したようになり、薄い場合の方が前述の理由により、主磁極端部でのビットの湾曲が抑制されると考えられる。
【００２０】
磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式（従来の記録方式）の磁気ヘッドにおいては、コア幅が相対的に狭いために、垂直磁気記録媒体において相対的に厚い軟磁性下地層を設けてオーバーライト（ＯＷ）特性を確保する。一方、シングル記録方式の磁気ヘッドは、従来の記録方式の磁気ヘッドと比較して、コア幅が広いために十分なオーバーライト（ＯＷ）特性を得ることができる。そのため、シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体においては、軟磁性下地層（ＳＵＬ）を無くす又は極薄にしてもＯＷ特性を確保することができる。
【００２１】
このように、シングル記録方式において、軟磁性下地層を無くす又は極薄とした垂直磁気記録媒体を用いることにより、トラックエッジの湾曲を低減しつつ、ＯＷ特性を維持することができ、結果としてSpi-ＳＮＲ（記録再生特性）を改善することができる。
【００２２】
以下、本発明の磁気ディスク装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態で示す磁気ディスク装置１００は、少なくとも磁気ディスク１０１と、当該磁気ディスク１０１に対して情報を書き込む記録ヘッド１０２と、磁気ディスク１０１に対する記録ヘッド１０２の書き込み動作を制御する制御部１０３を有している。磁気ディスク１０１は、筐体１１１に固定されたスピンドルモータ１１２により高速回転する。記録ヘッド１０２は、サスペンション１１３に搭載され、当該サスペンション１１３はボイスコイルモータ１１５で駆動するヘッドアーム１１４に接続されている。制御部１０３は、ボイスコイルモータ１１５を制御して記録ヘッド１０２を磁気ディスク１０１上の所望のトラック上に位置決めする（図３参照）。
【００２３】
次に、本実施の形態で示す磁気ディスク装置１００の書き込み動作について説明する。上述したように、磁気ディスク１０１に対する記録ヘッド１０２の書き込み動作は制御部１０３により制御される。具体的には、記録ヘッド１０２が磁気ディスク１０１の半径方向に位置をずらしながら隣接するトラックの一部を含めた領域に情報を重ね書きし、且つ最後に情報が書き込まれるトラックに対して、一部が重ね書きされる他のトラックと比較して高い周波数で書き込みが行われるように、制御部１０３が磁気ディスク１０１に対する記録ヘッド１０２の書き込み動作を制御する（図４参照）。図４では重ね書きの動作が、磁気ディスクの内周から外周側に向かって行われるが、逆の動作であってもよい。
【００２４】
このようなシングル記録方式では、図５に示すように、磁気ヘッドのコア幅がトラックピッチよりも広い。図５においては、コア幅が１００ｎｍであり、データトラックを書き込み、そこからＴＰ＝８０ｎｍの位置に隣接トラックを書き込んだ状態を示している。
【００２５】
これにより、シングル記録方式を用いてＴＰＩを向上すると共に、本発明の垂直磁気記録媒体における軟磁性下地層の厚さ制御を行うことにより、ビットの湾曲が抑制され、ＢＰＩを向上させることができるため、磁気ディスク全体として記録密度を向上することができる。
【００２６】
なお、本発明の磁気ディスク装置においては、磁気ディスク１０１の少なくとも一部の領域がシングル記録方式で書き込まれていればよく、必ずしも磁気ディスク１０１の全面をシングル記録方式で書き込む構成でなくてもよい。
【００２７】
図６は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１０の構成を説明する図である。図６に示す垂直磁気記録媒体１０は、基板１１上に少なくとも磁性層を含む積層膜を有する。積層膜は、付着層１２、軟磁性層１３、前下地層１４、下地層１５、主記録層１６、分断層１７、補助記録層１８、保護層１９、及び潤滑層２０で主に構成されている。
【００２８】
基板１１は、例えばアモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なお、ガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性の基板１１を得ることができる。なお、磁気ディスク装置にガラスディスク同様に広く使われているＮｉＰ無電解メッキ層を被覆したアルミニウム基板を用いてもよい。
【００２９】
基板１１上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２から補助記録層１８まで順次成膜を行い、保護層１９はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２０をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００３０】
付着層１２は基板１１に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層（軟磁性下地層）１３と基板１１との密着強度を高める機能を備えている。付着層１２は、例えばＣｒＴｉ系非晶質合金、ＣｏＷ系非晶質合金、ＣｒＷ系非晶質合金、ＣｒＴａ系非晶質合金、ＣｒＮｂ系非晶質合金などのアモルファス（非晶質）の合金膜とすることが好ましい。付着層１２０の膜厚は、例えば２ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。付着層１２は単層でも良く、積層構造でも良い。
【００３１】
軟磁性層１３は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を集束することによって、磁気記録層への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金やＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic  exchange  coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。この構成により、磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３から生じるノイズを低減することができる。
【００３２】
軟磁性層１３の厚さは、垂直磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドのコア幅と、このコア幅よりも狭いトラックピッチとから求められた厚さである。例えば、軟磁性層１３の厚さは、コア幅の増大に対応して薄膜化する。上述したように、シングル記録方式の磁気ヘッドは、従来の記録方式の磁気ヘッドと比較して、コア幅が広いために十分なオーバーライト（ＯＷ）特性を得ることができる。したがって、軟磁性下地層（ＳＵＬ）を無くす又は極薄にしてもＯＷ特性を確保することができる。また、垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地層を無くす又は極薄とすることにより、図１に示すように、トラックエッジの湾曲を低減することができ、Spi-ＳＮＲ（記録再生特性）を改善することができる。
【００３３】
軟磁性下地層の厚さは、磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の厚さよりも２×ｄ×Ａ（ｎｍ）薄いことが好ましい。
ここで、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅−TP_shingleであり、Ａ＝（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）である。
TP_shingle：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
Bs_mp：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のメインポールの飽和磁束密度
Bs_sul：シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層の飽和磁束密度
SUL_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体でＳｐｉ−ＳＮＲが飽和するために必要な軟磁性下地層の厚さ
TP_conv：磁気ヘッドのコア幅よりもトラックピッチが広い記録方式用の垂直磁気記録媒体のトラックピッチ
【００３４】
例えば、磁気ヘッドのコア幅：１００ｎｍ、TP_shingle：８０ｎｍ、Bs_mp：２４ｋＧ、Bs_sul：１２ｋＧ、SUL_conv：４０ｎｍ、TP_conv：８０ｎｍの場合、２×ｄ×Ａ（ｎｍ）＝４０ｎｍとなり、軟磁性下地層の膜厚を最大で４０ｎｍ薄くすることが可能である（すなわち、軟磁性下地層を無くすことができる）。
【００３５】
上記の点を考慮すると、軟磁性下地層が４０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００３６】
前下地層１４は、この上方に形成される下地層１５の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４は、ｈｃｐ構造、又は、（１１１）面が基板１１の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａなどを１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒなどを好適に選択することができる。前下地層１４の膜厚は１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４を積層構造としても良い。
【００３７】
下地層１５はｈｃｐ構造であって、この上方に形成される主記録層１６のｈｃｐ構造の磁性結晶粒の結晶配向性を促進する機能と、粒径などの微細構造を制御する機能とを備え、主記録層のグラニュラー構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５の結晶配向性が高いほど、主記録層１６の結晶配向性を向上させることができ、また、下地層１５の粒径を微細化することによって、主記録層の粒径を微細化することができる。下地層１５の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５の膜厚は、例えば５ｎｍ〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００３８】
また、スパッタリング時のガス圧を変更することにより下地層１５を２層構造としてもよい。具体的には、下地層１５の上層側を形成する際に下層側を形成するときよりもＡｒのガス圧を高圧にすると、上方の主記録層１６の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００３９】
主記録層（磁性層）１６は、グラニュラー構造を有する磁性材料を有する。すなわち、主記録層（磁性層）１６は、ＣｏＣｒＰｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。
【００４０】
なお、上記に示した主記録層１６に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを少なくとも１種類添加したものを用いても良いよい。
【００４１】
分断層１７は、主記録層１６と補助記録層１８の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これにより主記録層１６と補助記録層１８の間、及び主記録層１６内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な結合の強さを調節することができるため、保磁力（Ｈｃ）や逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）といった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００４２】
分断層１７は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素又は酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお、分断層１７には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していても良い。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７の膜厚は、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４３】
補助記録層１８は、基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１８は、主記録層１６に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力（Ｈｃ）や逆磁区核形成磁界（Ｈｎ）等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ（Over  Write）特性、及びＳＮＲの改善を図ることを目的としている。補助記録層１８の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができ、さらに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕなどの添加物を加えても良い。具体的には、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢなどとすることができる。また、補助記録層１８の膜厚は、例えば３ｎｍ〜１０ｎｍとすることができる。
【００４４】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっていることを意味する。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていても良いことを意味する。すなわち、補助記録層１８は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していれば良い。この条件を満たす限り、補助記録層１８において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００４５】
保護層１９は、磁気ヘッドの衝撃や腐食から垂直磁気記録媒体１０を防護するための層である。保護層１９は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタリング法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１０を防護することができるため好適である。保護層１９の膜厚は、例えば１ｎｍ〜６ｎｍとすることができる。
【００４６】
潤滑層２０は、垂直磁気記録媒体１０の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２０の膜厚は、例えば０．５ｎｍ〜２．０ｎｍとすることができる。
【００４７】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例１）
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。そして、このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ディスク基体である基板を得た。基板の直径は、６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、ディスク厚０．８ｍｍの２．５インチ型磁気ディスク用基板である。得られた基板の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察したところ、Ｒａが０．１５ｎｍの平滑な表面であることを確認した。なお、Ｒａは、日本工業規格（ＪＩＳ）に従う。
【００４８】
次に、基板１１上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリングで、Ａｒ雰囲気中で順次、付着層１２、軟磁性層１３、前下地層１４、下地層１５、主記録層１６、分断層１７、及び補助記録層１８の成膜を行った。なお、特に記載しない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａとした。
【００４９】
具体的には、付着層１２として、Ｃｒ−５０Ｔｉを厚さ１０ｎｍで成膜した。軟磁性層１３として、９２（４０Ｆｅ−３０Ｎｉ−３０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒ（Ｂｓ＝１２ｋＧ）を厚さ０ｎｍ〜８０ｎｍで成膜した。前下地層１４として、Ｎｉ−５Ｗを厚さ８ｎｍで成膜した。下地層１５として、Ｒｕを厚さ１０ｎｍで成膜した上にＡｒガス圧５ＰａでＲｕを厚さ１０ｎｍで成膜した。主記録層１６として、Ａｒガス圧３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を厚さ２ｎｍで成膜した上に、さらにＡｒガス圧３Ｐａで９２（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−８ＳｉＯ２を厚さ１２ｎｍで成膜した。分断層１７として、Ｒｕを厚さ０．３ｎｍで成膜した。補助記録層１８として、６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを厚さ６ｎｍで成膜した。
【００５０】
補助記録層１８上に、ＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて厚さ４ｎｍで成膜して保護層１９を形成し、その表層を窒化処理した。次いで、ディップコート法によりＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）を用いて厚さ１ｎｍで形成して潤滑層２０を形成した。このようにして、作製した垂直磁気記録媒体を用いてシングル記録方式の評価を行った。この垂直磁気記録媒体の磁気特性を、磁気カー効果を用いた評価装置によって測定したところ、ＨｃとＨｎは、それぞれ５５００エルステッド（１０３／４π  Ａ／ｍ）、−２８００エルステッドであった。
【００５１】
（比較例）
実施例１で作製した垂直磁気記録媒体を用い従来の記録方式によって評価を行った。
【００５２】
実施例１のシングル記録及び比較例の従来の記録方式について、それぞれSpi-ＳＮＲを調べた。その結果を図７に示す。なお、Spi-ＳＮＲは下記式を用いて求められる信号と雑音の比である。
Spi-ＳＮＲ＝２０×ｌｏｇ（信号／ノイズ）
ここで、信号は記録周波数ｆ／２（ｆは最高記録周波数）で書き込んだときの同周波数の電圧出力成分（実効値）であり、ノイズは回路ノイズ、ヘッドノイズ、媒体ノイズの実効値の和であり、積分周波数帯域はＤＣから最高記録周波数のｆまでとした。このとき、実施例１の垂直磁気記録媒体については、ライト幅：１００ｎｍ、リード幅：５０ｎｍの磁気ヘッドを使用し、シングル記録方式により測定し、比較例の垂直磁気記録媒体については、ライト幅：８０ｎｍ、リード幅：５０ｎｍとなる実施例１と比較して、ライト幅の狭いヘッドを使用し、従来の記録方式により測定した。
【００５３】
従来記録時のSpi-ＳＮＲの測定手順は、図８（ａ）に示すように、データトラック１を書き込み、その信号成分とノイズ成分を測定している。また、シングル記録時の測定手順は、図８（ｂ）に示すように、データトラック５を書き込み、そこからＴＰ＝８０ｎｍの位置に隣接トラック６を書き込んだ後、データトラック５のオフトラックプロファイル測定時のピーク位置での信号成分とノイズ成分を測定している。
【００５４】
シングル記録用磁気ヘッド並びに従来の磁気ヘッドは、いずれも図２に示したトレーリングシールド型ヘッドである。主磁極のトレーリングエッジとシールドのリーディングエッジの間隔（ライトギャップ）はヘッドの世代から類推して約３０ｎｍと考える。なお、シングル記録及び従来の記録方式では、トラックピッチ（ＴＰ）を８０ｎｍとしており、シングル記録においては２０ｎｍ重ね書きしている。また、回転数５４００ｒｐｍ、半径２１．０８ｍｍ、スキュー０°、記録電流３０ｍＡ、最高記録周波数３８２．７ＭＨｚである。
【００５５】
図７から分かるように、実施例１のシングル記録の結果では、軟磁性層１３の厚さが薄ければ薄いほどSpi-ＳＮＲが高かった。すなわち、シングル記録においては垂直磁気記録媒体（実施例１）の軟磁性層１３の厚さが薄いほど記録再生特性が良いことが分かった。これは、図１及び図２に示すように、軟磁性層１３の厚さが薄いほど、トラックエッジの湾曲が低減され、イレーズバンド、エッジノイズが低減されたためであると考えられる。一方、比較例の従来の記録方式では、軟磁性層１３の厚さが薄ければ薄いほどSpi-ＳＮＲが低く、記録再生特性は劣化することが分かった。
【００５６】
また、実施例１の垂直磁気記録媒体及び比較例の垂直磁気記録媒体について、それぞれオーバーライト特性を調べた。従来記録時のＯＷ２の測定手順は、図９（ａ）に示すように、データトラック２を書き込み、その信号成分をBasis１とする。そして、一度イレーズを行った後、図９（ｂ）に示すように、データトラック３を書き込む。その上に上書きデータトラック４を上書きし、データトラック３の信号成分（消え残り成分）を測定し、それをRemain１とする。シングル記録時の測定手順は、図９（ｃ）に示すように、データトラック７を書き込み、そこからＴＰ＝８０ｎｍの位置に隣接トラック８を書き込んだ後、データトラック７のトラックプロファイルのピーク位置での信号成分を測定し、それをBasis２とする。そして、一度イレーズを行った後、図９（ｄ）に示すように、データトラック９を書き込み、そこからＴＰ＝８０ｎｍの位置に隣接トラック１０を書き込む。次いで、データトラック９の上に上書きデータトラック１１を上書きし、そこからＴＰ＝８０ｎｍの位置に上書き隣接トラック１２を上書きする。そして、Basis２と同じ位置でのデータトラック９の信号成分（消え残り成分）を測定し、それをRemain２とする。従来記録およびシングル記録それぞれで求めたBasis１，２とRemain１，２を用いて、次式のようにして求める。
従来記録  ：ＯＷ２＝２０ｌｏｇ（Remain１／Basis１）［ｄＢ］
シングル記録：ＯＷ２＝２０ｌｏｇ（Remain２／Basis２）［ｄＢ］
【００５７】
その結果を図１０に示す。軟磁性層１３を設けない（膜厚０ｎｍ）シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体のオーバーライト特性（ＯＷ２）は、図１０に示すように、軟磁性層１３の膜厚が４０ｎｍの従来の記録方式用の垂直磁気記録媒体のオーバーライト特性（ＯＷ２）とほぼ同程度であった。
【００５８】
ここで、シングル記録のトラックピッチ（TP_shingle）を８０ｎｍとして、表１に示す磁気ヘッドをそれぞれ使用してシングル記録評価を行い、シングル記録における軟磁性下地膜厚のＳｐｉ−ＳＮＲの最適化条件を調べた。その結果を図１１に示す。図１１から分かるように、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅（ライト幅）−TP_shingleが大きくなるにつれて、Spi-ＳＮＲのピーク値がＳＵＬ薄側にシフトしている。そのため、ｄが大きくなるほど、軟磁性下地層の最適膜厚を薄くできると考えられる。この関係を式で表すと２×ｄ×（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）の関係となっている。
このときの各値はそれぞれ以下のとおりである。
Ｂｓ＿ｍｐ＝２４ｋＧ
Ｂｓ＿ｓｕｌ＝１２ｋＧ
ＳＵＬ＿ｃｏｎｖ＝４０ｎｍ
ＴＰ＿ｃｏｎｖ＝８０ｎｍ
【表１】
2012003805.tif 000003
【００５９】
（実施例２）
近年、磁気ビットの書き込み過程において、磁気記録媒体をレーザーなどで加熱することによって、長期間にわたり、高密度の磁気記録情報を安定に記録する熱磁気記録方式が注目されている。熱磁気記録方式では、従来の磁気記録媒体よりも高いＨｃの磁気記録媒体を用いる。高いＨｃであることは、磁気記録媒体の磁性層を構成する磁性粒子の磁気エネルギーが高いため、磁気ディスク装置が使われる環境温度、すなわち、熱エネルギーの影響を受けにくく、記録情報が長期にわたり安定に保持される特徴がある。一方で、高Ｈｃのため、そのままでは磁気ヘッドによるビット書き込みができない。したがって、ビットの書き込む際に、外部からレーザーなどで加熱することによって、Ｈｃを低下させ、ビットの書き込みを可能にしている。このことは、IEEE  TRANSACTIONS  ON  MAGNETICS,  VOL.44,NO.1,JANUARY  2008  p.119-p.124に記載されている。ただし、この文献において記述されている磁気記録方式は、磁気ビットの幅が、トラックピッチより狭く、シングル記録ではない。
【００６０】
本発明者らは、実施例１の形態になる磁気記録媒体に対して、磁気ヘッドのライトコア幅とトラックピッチとの関係において、熱磁気記録方式においてもシングル記録におけるＳＵＬ厚さの最適化条件があるのではないかとの観点に立ち、同条件の検討を行った。
【００６１】
磁気記録媒体の構成は、実施例１及び図６と同様である。ただし、Ｈｃを高めるために、下地層１５として、Ｒｕを厚さ１２ｎｍで形成した上にＡｒガス圧５ＰａでＲｕを厚さ１５ｎｍで成膜した。さらに、主記録層１６として、Ａｒガス圧３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（Ｃｒ２Ｏ３）を厚さ３ｎｍで成膜した上に、さらにＡｒガス圧３Ｐａで９２（７２Ｃｏ−４Ｃｒ−２４Ｐｔ）−８ＳｉＯ２を厚さ１２ｎｍで成膜した。分断層１７として、Ｒｕを厚さ０．３５ｎｍで成膜した。補助記録層１８として、６２Ｃｏ−１６Ｃｒ−１７Ｐｔ−５Ｂを厚さ６ｎｍで成膜した。
【００６２】
この垂直磁気記録媒体の磁気特性を、磁気カー効果を用いた評価装置によって測定したところ、ＨｃとＨｎは、それぞれ７２００エルステッド、−４２００エルステッドであった。なお、基板１１には、２．５インチ径、厚さ０．８ｍｍのアルミノシリケートガラス基板を用いた。また、加熱機構の関係から、磁気記録媒体は、基板１１の片側のみに形成した。
【００６３】
この磁気記録媒体に、加熱しながら磁気ビットの書き込みを行うために使用した磁気ディスク装置の構成を図１２に示す。図１２において図３と同じ部分については図３と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図１２において、垂直磁気記録媒体１０は、透明なガラス基板１１の片面に積層膜を成膜してなるものである。参照符号３０は、光磁気記録装置における加熱用レーザー並びに収束光学系を示す。加熱用レーザー並びに収束光学系３１により、記録ビットが書き込む際に、垂直磁気記録媒体１０を加熱する。また、参照符号３１は、収束されたレーザーの光路を示す。図１２から明らかなように、垂直磁気記録媒体は、記録、再生を行う磁気ヘッド１０２の面とは反対側から透明のガラス基板を通して、レーザーによって磁気ビットを書き込む時にのみ加熱される。
【００６４】
ここで、シングル記録のトラックピッチ（TP_shingle）を８０ｎｍとして、表１に示す磁気ヘッドをそれぞれ使用してシングル記録評価を行い、シングル記録における軟磁性下地膜厚のＳｐｉ−ＳＮＲの最適化条件を調べた。その結果を図１３に示す。なお、図１３の結果を得るにあたり、用いた記録再生の条件は、磁気ビットの書き込み時に媒体を加熱することを除いては、実施例１ならびに比較例に述べたそれと同じである。図１３から分かるように、ｄ＝磁気ヘッドのコア幅（ライト幅）−TP_shingleが大きくなるにつれて、Spi-ＳＮＲのピーク値がＳＵＬ薄側にシフトしている。そのため、ｄが大きくなるほど、軟磁性下地層の最適膜厚を薄くできると考えられる。この関係を式で表すと２×ｄ×（Bs_mp／Bs_sul）×（SUL_conv／TP_conv）の関係となっている。
このときの各値はそれぞれ以下のとおりである。
Ｂｓ＿ｍｐ＝２４ｋＧ
Ｂｓ＿ｓｕｌ＝１２ｋＧ
ＳＵＬ＿ｃｏｎｖ＝４０ｎｍ
ＴＰ＿ｃｏｎｖ＝８０ｎｍ
【００６５】
なお、図１３において、Ｓｐｉ−ＳＮＲが８ｄＢ以上を示した記録再生条件においては、２２ｄＢ以上のオーバーライト（ＯＷ）が観測され、磁気ビットの上書きが十分に行われていることを確認した。
【００６６】
磁気記録媒体の加熱温度を具体的に知ることは、収束されたレーザースポットが微小であることや、装置の構成上難しい。しかしながら、実施例２の記録媒体のＨｃが１℃の温度上昇に対して、約１３エルステッド低下すること、並びに実施例２及び実施例１において、ほぼ同様のオーバーライト（ＯＷ）が観察されたことから、ヘッドの記録磁界が作用している領域においては、垂直磁気記録媒体がおおよそ１５０℃程度まで加熱されていると予測される。
【００６７】
なお、この実施例では、垂直磁気記録媒体の加熱にレーザーを使用した場合について説明しているが、磁気ビットの書き込みの際に、Ｈｃを低下させる手段として他の加熱手段を用いても良い。
【００６８】
本発明は上記実施の形態、実施例１及び実施例２に限定されず、適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態におけるサイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、シングル記録方式用の垂直磁気記録媒体及び磁気ディスク装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  垂直磁気記録媒体
１１  基板
１２  付着層
１３  軟磁性層
１４  前下地層
１５  下地層
１６  主記録層
１７  分断層
１８  補助記録層
１９  保護層
２０  潤滑層
３０  加熱用レーザー並びに収束光学系
３１  収束されたレーザーの光路
１０１  磁気ディスク
１０２  記録ヘッド
１０３  制御部
１１１  筐体
１１２  スピンドルモータ
１１３  サスペンション
１１４  ヘッドアーム
１１５  ボイスコイルモータ
【図１】
2012003805.tif 000004
【図２】
2012003805.tif 000005
【図３】
2012003805.tif 000006
【図４】
2012003805.tif 000007
【図５】
2012003805.tif 000008
【図６】
2012003805.tif 000009
【図７】
2012003805.tif 000010
【図８】
2012003805.tif 000011
【図９】
2012003805.tif 000012
【図１０】
2012003805.tif 000013
【図１１】
2012003805.tif 000014
【図１２】
2012003805.tif 000015
【図１３】
2012003805.tif 000016