(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に非磁性体により互いに分離された、磁性体を充填した細孔から成る磁性体セルを配置し、保磁力が異なる複数種類の該磁性体セルが存在する領域を単位記録領域とし、該単位記録領域内における同一種類の磁性体セルに対して２値の記録を行い、各複数の種類の該磁性体セルの組み合わせにより該単位記録領域内に２値以上の多値記録を行うことができる磁気記録媒体の製造方法であって、基板上にＡｌを主成分とする金属からなる被陽極酸化膜を形成する工程、前記被陽極酸化膜を陽極酸化して該被陽極酸化膜からなる非磁性体に形状が異なる複数種類の該細孔を形成する工程、該形状が異なる複数種類の細孔に電着電位を変えて異なる種類の磁性体を充填する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
Ａｌを主成分とする金属を陽極酸化して、優先的に形成される細孔と、非優先的に形成される細孔を基板上に形成する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記優先的に形成される細孔の断面積が、非優先的に形成される細孔の断面積よりも大きい請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記細孔を形成する工程が、基板上に形成したＡｌを主成分とする金属膜に複数種類の大きさの異なる窪みを設けて陽極酸化して複数種類の細孔を形成する請求項１乃至３のいずれかの項に記載の記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
該細孔がＡｌを主成分とする金属の陽極酸化により形成される陽極酸化アルミナナノホールである請求項１乃至４のいずれかの項に記載の記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体の製造方法に関し、特に多値記録化を実現することで、記録の高密度化を可能にした磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理の飛躍的な進歩に伴い、ハードディスクに代表される磁気記録媒体を使用した情報記録装置の記録密度は、年率６０〜１００％という勢いで増加を続けている。今後も情報記録量の増大が見込まれており、更なる高密度化が必要とされている。
【０００３】
現在、ハードディスクへの磁気記録の方式としては、基板と水平方向に磁化を記録する長手記録方式、いわゆる面内記録方式が採用されている。面内記録方式では、隣り合う磁化記録部分間に設けられた磁化遷移領域からの漏れ磁界を利用して、磁気ヘッドにより記録・再生を行っている。しかしながら、面内記録方式では、高密度化に伴い磁区内の反磁界による影響で漏れ磁界が減少するため、磁気記録層を薄くしていく必要がある。そのため磁性微粒子１つあたりの体積が極端に小さくなり、熱エネルギーの影響によって磁化方向が変化してしまう超常磁性状態に陥ってしまい、記録した磁化を保持できなくなる。以上のような理由から、面内記録方式では１００Ｇｂ／ｉｎ2 前後の記録密度が限界であると考えられている。
【０００４】
一方、１００Ｇｂ／ｉｎ2 を超える記録密度領域では、基板に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁性体を記録層とし、基板に対して垂直方向に磁化を記録する垂直磁気記録方式が有力であり、垂直磁気記録方式へ移行する研究が精力的に行われている。垂直磁気記録方式は、面内記録方式とは対照的に高密度になるほど反磁界が減少する性質がある。また、記録密度を高くしても磁性層の膜厚を厚くすることが可能であるので、熱エネルギーの影響による超常磁性状態に対して面内記録方式よりも優位である。
【０００５】
垂直磁気記録方式では記録層としてＣｏ−Ｃｒ合金が一般に用いられている。Ｓｉ基板やガラス基板、カーボン基板などの基板上にスパッタリング法によりＣｏ−Ｃｒ合金を成膜すると、ＣｏとＣｒが組成分離した状態で成長する。このうちＣｏ組成が多い部分は柱状であり、六方最密構造（ｈｃｐ構造）を有する強磁性部分となり、記録部分となる。柱状の記録部分を取り囲むように成長するＣｒ組成が多い部分は非磁性部分であり、隣接する記録部分間の磁気的な相互作用を弱める働きもする。
【０００６】
さらに次世代の記録技術として、前記のような柱状の記録部分となる磁性材料を非磁性材料に埋め込んだ構造を、微細加工技術により規則的に作製し、複数の磁性ドメインに対して２値を記録するディスクリートメディア、或いは１つの磁性ドメインに対して２値を記録するパターンドメディアが提唱されている。
【０００７】
前記の垂直磁気記録方式ではＣｏ−Ｃｒの偏析構造を利用しているため、記録部分のサイズや形状に均一性がなく、さらに記録部分を所望のパターン及び位置に配置することは困難であることから、２値を記録する磁性ドメイン間のビット境界が不規則な形状となり、Ｓ／Ｎを低下させる要因となる。
【０００８】
これに対してディスクリートメディア及びパターンドメディアは、サイズや形状の揃った磁性ドメインを人工的に規則的なパターンで配置するので、上述のような問題点がなくＳ／Ｎの低下を抑制することが可能となり、より高密度な記録に適した構造と言える。
【０００９】
しかし、上記のディスクリートメディア及びパターンドメディアにおいても、更なる高密度化が進むにつれて、媒体とヘッド間のトラッキング等の困難さ、またヘッドの微細化の困難さがますます増大することが予想される。そこで、これ以上の高密度化に対応する方法として多値記録が有効である。多値記録は、従来の２値を記録する領域に３値以上の記録を行うものであり、例えば４値の記録を行えば記録密度は従来の２倍となり、同様の記録面積で高密度化が可能である。
【００１０】
多値記録の方式としては、複数の提案がなされている。まず、記録層の磁気情報のみでなく、磁気による磁性体の形状変化をサーマルアスペリティ信号として同時検出し、磁気情報と体積情報の組み合わせによって多値記録を行う方式が特開２０００−２９８８９２に示されている。しかし、サーマルアスペリティ信号は、磁気ヘッドが形状変化した磁性体の突起に衝突して発生するものであり、微細な記録領域内のトラッキングを困難にし、さらに十分な媒体・磁気ヘッド寿命を確保することが困難であると考えられる。
【００１１】
また、特開２０００−５２５３５では単一記録層に印加磁場の強度に比例した磁化を記録し、それに直線偏光を照射して、多段階の偏光面回転角を多値情報に記録する方式が提案されている。この方式では、単一記録層中にある印加磁場に比例した複数の磁化状態が十分な時間その状態を保持することは、熱減磁等の観点から困難であると考えられる。
【００１２】
さらに、特開平６−５２５３５では、従来の記録方式と同様に１つの記録層に２値記録を行い、複数の記録層の２値情報の組み合わせにより多値記録を行う方式が提案されている。この方式は媒体と磁気ヘッド間の接触も無く、各層に２値情報を記録するので概念的に単独の磁気記録領域においては熱減磁に強く、有力な方式であるが、上記提案においては、膜面内方向に続く人工格子膜を用いており、記録領域内や境界において、磁性ドメイン間の強い相互作用の影響により、磁化反転が起こり再生時のノイズとなって現れる。しかも、多値記録では通常の２値記録に比べて同じダイナミックレンジであれば、さらにノイズの影響を受けやすいことは言うまでもない。
【００１３】
次に、本発明はＡｌの陽極酸化によって形成される陽極酸化アルミナナノホールを利用するので、以下に陽極酸化アルミナナノホールについて説明する。
【００１４】
Ａｌ基板を硫酸、シュウ酸、リン酸などの酸性電解液中で陽極酸化すると、ポーラス型陽極酸化皮膜である陽極酸化皮膜が形成される（例えばＲ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ＆  Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｏｓｏｎ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏｌ．３３７、Ｐ１４７（１９８９）等参照）。このポーラス皮膜の特徴は、直径が数ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円柱状細孔（ナノホール）が、数十ｎｍ〜数百ｎｍの間隔で平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有することにある。この円柱状の細孔は、高いアスペクト比を有し、深さ及び断面の径の一様性にも優れている。
【００１５】
また、ポーラス皮膜の構造は陽極酸化の条件を変えることにより、ある程度の制御が可能である。例えば、陽極酸化電圧で細孔間隔を、陽極酸化時間で細孔の深さを、ポアワイド処理により細孔径をある程度制御可能であることが知られている。ここでポアワイド処理とはアルミナのエッチング処理であり、普通リン酸でのウェットエッチング処理を用いる。
【００１６】
さらに、ポーラス皮膜の細孔の形状、間隔及びパターンの制御性を改善するために、スタンパーを用いて細孔の形成開始点を形成する方法、すなわち、複数の突起を表面に備えた基板をＡｌ基板の表面に押し付けてできる窪みを細孔の形成開始点として形成した後に陽極酸化を行って、より良い形状、間隔及びパターンの制御性を示す細孔を有するポーラス皮膜を作成する方法も提案されている（特開平１０−１２１２９２号公報もしくは益田“固体物理”３１，４９３（１９９６））。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非磁性材料を隔壁として磁性体を分離した磁性体セルを用いることで、隣接する磁性ドメイン間の相互作用を弱めると共に、サイズや形状の揃った複数種類の磁性ドメインを人工的に規則的なパターンで配置することで、従来の多値記録の問題点を克服した多値記録可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することである。
【００１８】
また、同一基板上に深さ又は断面積の異なる複数種類のナノホールを形成し、各深さ又は断面積のアルミナナノホールに対して異なる種類の磁性体を選択的に充填することで、保磁力が異なる磁性体セルを作製し、それぞれの磁性体セルの組み合わせにより多値記録を可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の従来の多値記録可能な磁気記録媒体の問題点は、本発明による以下の構成及び製造方法にて解決される。
本発明は、基板上に非磁性体により互いに分離された、磁性体を充填した細孔から成る磁性体セルを配置し、保磁力が異なる複数種類の該磁性体セルが存在する領域を単位記録領域とし、該単位記録領域内における同一種類の磁性体セルに対して２値の記録を行い、各複数の種類の該磁性体セルの組み合わせにより該単位記録領域内に２値以上の多値記録を行うことができる磁気記録媒体の製造方法であって、基板上にＡｌを主成分とする金属からなる被陽極酸化膜を形成する工程、前記被陽極酸化膜を陽極酸化して該被陽極酸化膜からなる非磁性体に形状が異なる複数種類の該細孔を形成する工程、該形状が異なる複数種類の細孔に電着電位を変えて異なる種類の磁性体を充填する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
本発明の方法により製造される磁気記録媒体は下記の特徴を有する。
【００２１】
また、前記の磁気記録媒体において、該単位記録領域内に存在する同一種類の磁性体セルが１つであることを特徴とする磁気記録媒体である。
或いは、前記の磁気記録媒体において、該単位記録領域内に存在する同一種類の磁性体セルが２つ以上であることを特徴とする磁気記録媒体である。
そして、上記の磁気記録媒体において、該細孔の断面積を変化させることで、磁性体セルの保磁力を変化させることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００２２】
または、上記の磁気記録媒体において、異なる種類の磁性体を充填することで、磁性体セルの保磁力を変化させることを特徴とする磁気記録媒体である。
そして、上記の磁気記録媒体において、該細孔がＡｌを主成分とする金属の陽極酸化により形成される陽極酸化アルミナナノホールであることを特徴とする磁気記録媒体である。
または、上記の磁気記録媒体において、基板上に単位記録領域の保磁力が異なる複数種類の磁性体セルが規則的に配列していることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００２４】
また、上記の磁気記録媒体の製造方法において、Ａｌを主成分とする金属を陽極酸化して、優先的に形成される細孔と、非優先的に形成される細孔を、基板上に形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。前記優先的に形成される細孔の断面積が、非優先的に形成される細孔の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００２５】
また、上記の磁気記録媒体の製造方法において、前記細孔を形成する工程が、基板上に形成したＡｌを主成分とする金属膜に複数種類の大きさの異なる窪みを設けて陽極酸化して複数種類の細孔を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２８】
＜磁気記録媒体の構成＞
本発明における多値記録可能な磁気記録媒体を図面に基づいて説明する。
図１は本発明における磁気記録媒体の一例を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ’線断面図である。同図１において、本発明の磁気記録媒体は、基板１１上に非磁性体１２により互いに分離された、磁性体を充填した細孔から成る磁性体セルを配置しており、磁性体セルには、その細孔の断面積が異なる磁性体セルＡ１３及び磁性体セルＢ１４の二種類が存在する。これら二種類の磁性体セルは、それぞれ異なる保磁力を有する磁性体セルである。本構成例では単位記録領域１５に含まれる２つの磁性体セルＡ１３を利用して２値の記録を行うと共に、２つの磁性体セルＢ１４を利用しての２値記録をも行うことで、単位記録領域１５に合計４値の記録を可能とする。
【００２９】
基板上には、互に保磁力が異なる磁性体セルＡ１３及び磁性体セルＢ１４は直線状に交互に規則的に配列している。また、単位記録領域とは、この規則的に配列している磁性体セルＡ１３及び磁性体セルＢ１４の２種類のセルの少なくとも１つ以上が含まれる領域を示す。また、磁性体セルＡ１３及び磁性体セルＢ１４が含まれる単位記録領域も基板上に規則的に配列している。図１では、磁性体セルＡ及び磁性体セルＢが各々２つ含まれる領域を単位記録領域としているが、単位記録領域の取り方はそれに限定されず、例えば磁性体セルＡ及び磁性体セルＢが各々１つ、または各々３つ含まれる領域でもよい。勿論、３つ以上であってもよい。また、単位記録領域内に含まれる磁性体セルＡとＢの数が異なっていてもよい。
【００３０】
図２に図１の単位記録領域１５における各種類の磁性体セルと、単位記録領域１５の磁化曲線を模式的に示す。磁性体セルＡ１３の磁化曲線２１と、磁性体セルＢ１４の磁化曲線２２を合成したものが単位記録領域１５の磁化曲線２３となる。単位記録領域の磁化曲線２３の形状より、Ｈ1 ，Ｈ2 ，−Ｈ1 ，−Ｈ2 の印加磁場に対してＭ1 ，Ｍ2 ，−Ｍ1 ，−Ｍ2 の４値を記録することが可能となる。
【００３１】
本発明における多値記録可能な磁気記録媒体の構成は、図１に示したものに限定されるものではなく、単位記録領域内に二種類以上の、飽和磁化及び保磁力が異なる磁性体セルを有しても良い。つまり、単位記録領域に４値以上の多値記録を行うことも可能である。また、図１において、磁性体セルＡ１３と磁性体セルＢ１４の飽和磁化が等しい場合は、単位記録領域に３値の記録を行うことになる。
【００３２】
さらに、単位記録領域内に含まれる同一種類の磁性体セルの個数も、１つ以上であれば特に個数に限定はなく、磁性体セルの配置、及び単位記録領域の形状についても、単位記録領域内に少なくとも二種類の、保磁力が異なる磁性体セルをそれぞれ１つ以上有する配置であり、磁気ヘッドによる記録・再生が可能な形状であれば特に限定はない。また、磁性体セルの断面形状に関しても、円形に限定されるものではなく、長方形や楕円形であっても構わない。
【００３３】
磁性体セルの磁性材料としては、基板に垂直に磁化する垂直磁気記録材料を使用することも、基板に平行に磁化する面内磁気記録材料を使用することも可能である。しかし、磁性体セルのアスペクト比が小さくなると、形状異方性の影響により面内に磁化する傾向が強くなるので、垂直磁気記録材料を使用する場合には、アスペクト比が０．５以上であることが好ましい。ここに、磁性体セルのアスペクト比は、磁性体セルの高さ（ｘ）と磁性体セルの断面形状における最も長い径（ｙ）を用いてｘ／ｙで定義する。例えば磁性体セルの断面形状が円形の場合ｙは直径となる。
【００３４】
磁性体セルの保磁力を変える手法としては、磁性体セルの断面積を変える手法と、磁性材料を変える手法がある。例えば、垂直磁気記録材料を使用した場合、磁性体セルの高さが等しければ、アスペクト比が低い磁性体セルよりもアスペクト比が高い磁性体セルの方が形状異方性の影響により、同じ磁性材料でも保磁力が高くなり、異なる保磁力の磁性体セルを作製できる。また、ＣｏＰｔの磁性体セルとＣｏの磁性体セルのように、垂直磁気異方性が大きく異なる磁性材料から成る磁性体セルによっても、異なる保磁力の磁性体セルは作製できる。
【００３５】
磁性体セルを分離する非磁性体１２としては、レジスト、酸化物、Ｃｒ等が利用可能である。特に酸化物ではアルミナが好ましく、Ａｌの陽極酸化で形成されるアルマイト皮膜、陽極酸化アルミナであることが好ましい。
【００３６】
Ａｌを陽極酸化すると、図３に示すような構造のナノホール３６を有するアルマイト皮膜３１が形成される。ナノホールの直径３２としては数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲が可能であり、ナノホールの間隔３３としては、ナノホールの直径３２よりも若干大きい値から約５００ｎｍまで制御可能である。陽極酸化には各種の酸が使用できるが、微細な間隔のナノホールを作製するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナノホールを作製するにはリン酸浴、その間のナノホールを作製するにはシュウ酸浴が好ましい。また、ナノホールの直径３２はリン酸等の溶液中でウェットエッチングすることで拡大可能である。
【００３７】
ナノホールに磁性体を充填して磁性体セルを形成するには、真空蒸着法やスパッタリング法も利用可能であるが、アスペクト比の大きなナノホールにも充填できるという観点から電着法が好ましい。
【００３８】
ナノホールのアスペクト比は、陽極酸化するＡｌの膜厚、及び陽極酸化条件により幾つでも作製可能であるが、垂直磁気記録材料を電着によりナノホールに充填して磁性体セルとする場合には、前述のようにアスペクト比を０．５以上とすることが望ましい。また、電着の制御性及び電着物質の結晶性を向上させる為に、基板３４と被陽極酸化層（Ａｌ膜）の間にＣｕ或いはＣｕを主成分とする合金、貴金属等による導電層を設けても良い。
【００３９】
上記被陽極酸化層としてはＡｌが一般的に用いられるが、Ａｌを主成分とする膜で陽極酸化できるものならば、他の元素が含まれていてもよい。このＡｌの成膜には、抵抗加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が利用可能であり、ある程度平坦な表面を有する膜を形成できる方法であればよい。
【００４０】
磁気記録媒体の表面は、ダイヤモンドスラリー等の研磨剤を用いた表面研磨が施されて、平坦性を有しており、そのｒ．ｍ．ｓ（ｒｏｏｔ−ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ）は１ｎｍ以下である。また、記録・再生を行う磁気ヘッドに対しての耐磨耗性を持たせるために、表面にカーボン、その他にカーバイト、窒化物等の非磁性材料を用いた保護層を設けても良い。
【００４１】
基板１１としては、プラスチック、Ｓｉ、ガラス、カーボン、Ｎｉ−ＰめっきをしたＡｌ、Ｓｉ−Ｃ等が利用できる。
【００４２】
＜磁気記録媒体の製造方法＞
本発明における磁気記録媒体の製造方法の一例について説明する。特に、磁性体セルを分離する非磁性体として、陽極酸化アルミナを用いて、図１に示したような、細孔（ナノホール）の断面積が異なる磁性体セルを作製する場合について説明する。
【００４３】
図４および図５は本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程図である。まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉやガラス等の基板４１上に、電着の電極層となるＣｕやＣｕを主成分とする合金、或いは貴金属等による導電層４２を設け、その上にＡｌ或いはＡｌを主成分とする金属からなる被陽極酸化膜４３を設ける。
【００４４】
次に、予め電子線露光等を用いて、ＳｉＣ等の硬質基板上に規則的に配置した凸型のスタンパーを被陽極酸化膜４３表面に押し付ける等して、被陽極酸化膜４３表面に、図４（ｂ）に示すように窪み４４を形成する。このとき、ナノホールの断面積が小さな磁性体セルを配置したい場所には窪み４４を形成しないようにする。或いは、ナノホールの断面積が小さな磁性体セルを配置したい場所には、ナノホールの断面積が大きな磁性体セルを配置する場所に形成する窪み４４よりも、小さな窪みを形成するようにする。
【００４５】
次に、陽極酸化を行う。Ａｌ等の陽極酸化では、被陽極酸化膜に窪みが形成された部分から優先的にナノホールが形成され、窪みが形成されていない部分は、窪みが形成された部分よりもゆっくりとナノホールが形成され、細孔の断面積及び深さは、窪みが形成された部分から形成されたナノホールよりも小さくなる。このため、図４（ｃ）に示すような構造になる。つまり、アルミナ４５を隔壁として、窪み４４から形成された断面積が大きなナノホールＡ４６と、窪みをつけていない部分から形成された断面積が小さく、深さも浅いナノホールＢ４７が導電層４２上に形成される。
【００４６】
次に、ナノホール内に磁性体を電着により充填する。このとき、ナノホールＢ４７は深さがナノホールＡ４６よりも浅いため、ナノホール底部に残るアルミナ４５の厚さが、ナノホールＡ４６よりも厚くなっており、このためナノホールＡ４６よりも電着に必要な電位が高くなる。そこで、まず低電位の電着を行い、図５（ｄ）に示すようにナノホールＡ４６のみに磁性体Ａ４８を選択的に充填する。
【００４７】
さらに、既に充填した磁性体Ａ４８よりも保磁力の高い異なる種類の磁性体Ｂ４９を、より高電位の電着でナノホールＢ４７に充填する。もちろん、ナノホールＡ４６にも充填されることになるので、図５（ｅ）に示すように電着が行われる。
最後に、表面をダイヤモンドスラリー等の研磨剤を用いた表面研磨等を施すことで図５（ｆ）に示すように表面出しをする。
【００４８】
以上の実施の形態により、基板上に異なる保磁力を有する磁性体セルを作製することが可能となる。また、陽極酸化アルミナを用いた本発明における多値記録可能な磁気記録媒体の製造方法は、上記の製造方法に限定されるものではない。図６は本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の例を示す工程図である。例えば、図６（ａ）に示すようにナノホールＡ５１に対して第一の電着を行い、図６（ｂ）に示すようにリン酸或いはＮａＯＨ等の酸・アルカリによりナノホールＢ５２の底部に存在する底部アルミナ５３を溶解させ、その後第二の電着を行い図６（ｃ）に示される構造を作製してもよい。底部アルミナ５３を溶解することで、第二の電着電位を、第一の電着と同様に低電位で行えるので、電着の制御性及び電着物の結晶性を向上することが可能となる。
【００４９】
また、優先的に形成されるナノホールと、非優先的に形成されるナノホールを作製する為に、上述のようにスタンパーを利用する以外に、特開２００１−９８００に示されているように、収束イオンビーム（ＦＩＢ）を利用してもよい。或いは、被陽極酸化膜に対して窪みをつけるのではなく、図７に示すように、被陽極酸化膜６４上にパターニングしたレジスト層６１等を配置した後、レジスト層６１を剥離せずに陽極酸化することで、被陽極酸化膜上にレジスト層６１が存在しない部分から優先的にナノホールを形成することが可能である。このとき、被陽極酸化膜上に存在するレジスト層６１は、陽極酸化中に酸性浴中で剥離され、その後レジスト層６１が剥離した部分から非優先的に形成されるナノホールが作成される。
【００５０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
なお、以下に挙げる実施例において、実施例１および２は、本発明の参考例を示す。
【００５１】
実施例１
本実施例は、陽極酸化アルミナを利用して異なる保磁力を有する磁性体セルを作製することに関するものである。
図８は、本発明における磁気記録媒体の製造方法の一実施例を示す工程図である。図８（ａ）に示すように、Ｓｉ基板７１上にＴｉ７２を１０ｎｍ、Ｃｕ７３を２０ｎｍ、その上にＡｌ７４を２００ｎｍの厚さにスパッタリング法により成膜した。続いて、図８（ｂ）に示すようにＡｌ表面にＦＩＢを使用して、ナノホールが形成される開始点となる窪み７５を作製した。本実施例では図９（ａ）に示すように、隣接する窪みの間隔が１００ｎｍとなるような正方状に配列したパターンの窪みを形成した。図９（ｂ）は図９（ａ）のＢＢ’線断面図である。このとき、隣接する窪みの大きさが異なるように、ＦＩＢの照射時間を１０ｍｓｅｃ及び３０ｍｓｅｃと変化させることで、１０ｍｓｅｃの照射時間に対しては小さな窪み８１を、３０ｍｓｅｃの照射時間に対しては大きな窪み８２を形成した。
【００５２】
次に、１６℃の０．３ｍｏｌ／Ｌシュウ酸浴にて、４０Ｖの印加電圧にて陽極酸化を行った。陽極酸化時の電流プロファイルを図１０に示す。陽極酸化の停止は、電流値減少開始点で電流値の減少が始まり、一定電流値より半減した時点から３０秒後とした。その後、５ｗｔ％リン酸溶液中に２４℃にて３０分間浸すことにより、形成されたナノホールのポアワイド処理を行う。作製した試料の断面をＦＥ−ＳＥＭ（電界放出走査型電子顕微鏡）で観測したところ、図８（ｃ）のように窪みのパターンに対応したナノホールが確認された。形成されたナノホールの断面形状は、大きな窪みから形成されたナノホール７６が直径約７０ｎｍ、小さな窪みから形成されたナノホール７７が直径約４０ｎｍの円形であった。また、小さな窪みから形成されたナノホール７７には、底部アルミナ７８が存在することも確認できた。
【００５３】
次に、ナノホールへの磁性体の電着を行った。磁性体としてはＣｏを選択し、電着には硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２ｍｏｌ／Ｌとホウ酸０．３ｍｏｌ／Ｌの混合溶液を２４℃で使用した。また参照極はＡｇ／ＡｇＣｌを使用した。電着電位を−５．０Ｖとすると、底部アルミナ７８が残るナノホールに対してもＣｏの充填が行われ、ナノホールから溢れたＣｏを粒子径が１／４μｍのダイヤモンドスラリーを使用して表面研磨することで取り除くと図８（ｄ）で示す状態となった。
【００５４】
作製した試料の磁気特性をＶＳＭ（試料振動型磁気力計）を用いて測定した。図１１に試料の基板に対して垂直方向の磁化曲線を示す。このとき図１１より、大きな窪みから形成されたナノホール７６中に充填されたＣｏと、小さな窪みから形成されたナノホール７７中に充填されたＣｏはそれそれ１ｋＯｅ及び１．８ｋＯｅの異なる保磁力を有することが確認された。
【００５５】
実施例２
本実施例は、実施例１で作製した試料のＭＦＭ（磁気力顕微鏡）観測に関するものである。
まず、実施例１で作製した試料に対して、基板に対して垂直方向に３ｋＯｅの磁場を印加して全ての磁性体セルの磁化を印加磁場の方向へ帯磁させた。このときのＭＦＭ像は、全ての磁性体セルにおいて一様なコントラストであった。このとき試料の磁化状態は、図１２（ａ）の状態である。
【００５６】
引き続き、逆方向に１ｋＯｅの磁場を印加して、試料の表面をＭＦＭで観測したところ、大きな窪みから形成されたナノホールのみ先程とＭＦＭ像のコントラストが反転していた。つまり、このときの磁化状態は図１２（ｂ）の状態である。
次に印加磁場を１ｋＯｅから３ｋＯｅとすると、小さな窪みから形成されたナノホールのコントラストも反転し、結果として全て一様なＭＦＭ像のコントラストとなった。このときの試料の磁化状態は図１２（ｃ）である。
【００５７】
さらに、逆方向に１ｋＯｅの磁場を印加すると、再び大きな窪みから形成されたナノホールのみＭＦＭ像のコントラストが反転し、図１２（ｄ）の状態となった。
最後に印加磁場を１ｋＯｅから３ｋＯｅとすると初期状態である図１２（ａ）に戻った。
つまり、本実施例のように印加磁場の値を制御することで、図１２（ａ）〜（ｄ）で示される４値の記録が可能である。
【００５８】
実施例３
本実施例は、陽極酸化アルミナを利用して異なる保磁力を有する磁性体セルを作製することに関するものである。特に、異なる磁性体を充填した磁性体セルを作製することに関する。
【００５９】
図１３は、本発明における磁気記録媒体の製造方法の他の実施例を示す工程図である。実施例１と同様に、Ｓｉ基板上にＴｉを１０ｎｍ、Ｃｕを２０ｎｍ、その上にＡｌを２００ｎｍの厚さにスパッタリング法により成膜した後、ＦＩＢによる開始点形成及び陽極酸化とポアワイド処理を行った。
【００６０】
次に、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２ｍｏｌ／Ｌとホウ酸０．３ｍｏｌ／Ｌの混合溶液を２４℃で使用してＣｏの電着を行った。参照極はＡｇ／ＡｇＣｌを使用した。本実施例では、電着電位を−１．０Ｖとした。電着物のＣｏがナノホールから溢れ出る前に電着を停止し、試料の断面をＦＥ−ＳＥＭで観測したところ、図１３（ａ）に示すように大きな窪みから形成されたナノホール１２１に対してのみＣｏの充填が行われており、底部アルミナ１２２の残る、小さな窪みから形成されたナノホール１２３に対しては電着が行われていないことが観測された。
【００６１】
さらに、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２ｍｏｌ／Ｌとホウ酸０．３ｍｏｌ／Ｌからなる水溶液と６塩化白金酸６水和物０．１ｍｏｌ／Ｌを１：１で混合した混合溶液を２４℃で使用してＣｏＰｔの電着を行った。このとき参照極はＡｇ／ＡｇＣｌを使用し、電着電位は−５．０Ｖとした。ＣｏＰｔの電着後、実施例１と同様にナノホールから溢れたＣｏＰｔを粒子径が１／４μｍのダイヤモンドスラリーを使用した表面研磨で取り除いた。その後、真空中にて５００℃、１０分間の試料のアニールを行い、試料の断面をＦＥ−ＳＥＭで観測したところ、図１３（ｂ）で示すように全てのナノホールに電着物が充填されている状態となっていた。
【００６２】
さらに、実施例１と同様に作製した試料の磁気特性をＶＳＭ（試料振動型磁気力計）を用いて測定した。基板に対して垂直方向の磁化曲線は実施例１と同様に図１１に示される形状であったが、大きな窪みから形成されたナノホール１２１中に充填されたＣｏと、小さな窪みから形成されたナノホール１２３中に充填されたＣｏＰｔの保磁力はそれそれ１ｋＯｅ及び２．５ｋＯｅと、実施例１に比べ大きな差が得られた。
【００６３】
本実施例により、異なる磁性体を充填した磁性体セルの作製が可能であり、ＣｏとＣｏＰｔのように保磁力の異なる磁性体を充填させることにより、同一の磁性体を充填する場合よりも大きく保磁力を変化させることが可能であることが確認された。
【００６４】
実施例４
本実施例は、実施例３において、ＣｏＰｔの電着電位をＣｏ同様に低電位で行ったものに関する。
実施例３と同様にして、Ｓｉ基板上にＴｉを１０ｎｍ、Ｃｕを２０ｎｍ、その上にＡｌを２００ｎｍの厚さにスパッタリング法により成膜した後、ＦＩＢによる開始点形成及び陽極酸化とポアワイド処理を行った。
【００６５】
次に、参照極Ａｇ／ＡｇＣｌを使用して、２４℃にて硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２ｍｏｌ／Ｌとホウ酸０．３ｍｏｌ／Ｌの混合溶液による、大きな窪みから形成されたナノホールへのＣｏ電着を行った。このとき電着電位は−１．０Ｖである。
【００６６】
電着物のＣｏがナノホールから溢れ出る前に電着を停止し、続いて０．０１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨ水溶液に２４℃にて５分間浸すことにより、小さな窪みから形成されたナノホールの底部アルミナを溶解した。
【００６７】
引き続き、実施例３と同様に、参照極をＡｇ／ＡｇＣｌとして硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２ｍｏｌ／Ｌとホウ酸０．３ｍｏｌ／Ｌからなる水溶液と６塩化白金酸６水和物０．１ｍｏｌ／Ｌを１：１で混合した混合溶液を２４℃で使用した、小さな窪みから形成されたナノホールへのＣｏＰｔの電着を行った。本実施例では電着電位を−１．５Ｖとした。
【００６８】
電着終了後、粒子径が１／４μｍのダイヤモンドスラリーを使用した表面研磨で溢れた電着物を取り除き、真空中にて５００℃、１０分間のアニールを行い、試料の断面をＦＥ−ＳＥＭで観測したところ、全てのナノホールに電着物が充填されていることが確認できた。
すなわち、本実施例より、底部アルミナを溶解させることで、小さな窪みから形成されたナノホールに対しても低電位での電着が可能であることが示された。
【００６９】
実施例５
本実施例は、単位記録領域内への磁気ヘッドによる記録に関する。
実施例３で作製した試料表面から、単磁極ヘッドによる図１４に示すパルス磁場を印加しながら試料への書き込みを行った。本実施例では単位記録領域を一辺約２５０ｎｍの正方形とし、単位記録領域内にＣｏによる磁性体セルが２個、ＣｏＰｔによる磁性体セルが２個含まれるようにした。
【００７０】
書き込み後、ＭＦＭによる表面観測を行った。その結果、ＭＦＭ像のコントラストは、単磁極ヘッドによる記録磁場に対応しており、磁気ヘッドによる試料への４値の記録が確認された。また、隣接する磁性体セル間の磁気的相互作用により、記録磁場に反して磁化反転を起こしている磁性体セルも確認されず、磁性体セル間のアルミナによる隔壁で磁性体セル間の磁気的結合がある程度断ち切られていることが確認された。
【００７１】
【発明の効果】
以上で述べたように、本発明により、従来の２値記録から、２値以上の多値記録を実現する磁気記録媒体が提供され、記録密度の向上、すなわち同一記録面積での高密度化が可能となる効果が得られる。
【００７２】
また、本発明による多値記録可能な磁気記録媒体は、各磁性体セルが非磁性体で分離されており、磁性体セル間の磁気的結合がある程度断ち切られているので、連続媒体のように磁性ドメイン間の強い相互作用によって起こる磁化反転を抑制することが可能となる。
本発明の製造方法によれば、上記の多値記録可能な磁気記録媒体を容易に得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁気記録媒体の一例を示す模式図である。
【図２】本発明における磁気記録媒体の磁化曲線を模式的に示す図である。
【図３】アルマイト皮膜の構造を示す模式図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例の前半を示す工程図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例の後半を示す工程図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図７】被陽極酸化膜上へのレジスト層の配置を示す模式図である。
【図８】本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図９】ＦＩＢにより作製した正方状に配列したパターンの窪みを示す図である。
【図１０】陽極酸化時の電流プロファイルを示す図である。
【図１１】基板に対して垂直方向の磁化曲線を示す図である。
【図１２】本発明の磁気記録媒体の磁化状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の磁気記録媒体の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１４】磁気ヘッドからのパルス磁場を示す図である。
【符号の説明】
１１  基板
１２  非磁性体
１３  磁性体セルＡ
１４  磁性体セルＢ
１５  単位記録領域
２１  磁性体セルＡの磁化曲線
２２  磁性体セルＢの磁化曲線
２３  単位記録領域の磁化曲線
３１  アルマイト皮膜
３２  ナノホールの直径
３３  ナノホールの間隔
３４  基板
３５  アルミナ
３６  ナノホール
４１  基板
４２  導電層
４３  被陽極酸化膜
４４  窪み
４５  アルミナ
４６  ナノホールＡ
４７  ナノホールＢ
４８  磁性体Ａ
４９  磁性体Ｂ
５１  ナノホールＡ
５２  ナノホールＢ
５３  底部アルミナ
５４  基板
５５  導電層
６１  レジスト層
６２  基板
６３  導電層
６４  被陽極酸化膜
７１  Ｓｉ基板
７２  Ｔｉ
７３  Ｃｕ
７４  Ａｌ
７５  窪み
７６  大きな窪みから形成されたナノホール
７７  小さな窪みから形成されたナノホール
７８  底部アルミナ
７９  アルミナ
８０  磁性体
８１  小さな窪み
８２  大きな窪み
８３  Ｓｉ基板
８４  Ｔｉ
８５  Ｃｕ
８６  Ａｌ
１１１  ナノホール内の磁化
１１２  Ｓｉ基板
１１３  Ｔｉ
１１４  Ｃｕ
１２１  大きな窪みから形成されたナノホール
１２２  底部アルミナ
１２３  小さな窪みから形成されたナノホール
１２４  Ｓｉ基板
１２５  Ｔｉ
１２６  Ｃｕ
１２７  磁性体
１２８  磁性体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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