JP2006066058A - Magnetic recording medium and method for manufacturing the same,and method for recording and reproducing magnetic recording medium - Google Patents

Magnetic recording medium and method for manufacturing the same,and method for recording and reproducing magnetic recording medium Download PDF

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JP2006066058A JP2005214921A JP2005214921A JP2006066058A JP 2006066058 A JP2006066058 A JP 2006066058A JP 2005214921 A JP2005214921 A JP 2005214921A JP 2005214921 A JP2005214921 A JP 2005214921A JP 2006066058 A JP2006066058 A JP 2006066058A
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Motoyoshi Murakami
元良 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium for recording and reproducing which secures the stability of recorded information and is excellent in signal characteristics even in high density recording. <P>SOLUTION: A magnetic recording medium is constituted such that at least a recording layer 15 is provided on a disk substrate 11, and the recording layer 15 is bonded with hydrogen and is in a localized and stable state of coupling with a rare earth metal, and a method for manufacturing the medium is provided. As a result, the magnetic anisotropy of the recording layer 15 is increased and a stable film structure can be formed, which stabilizes the recording magnetic domains even when the mark length is reduced, and greatly increases recording density without reducing the reproduction signal amplitude. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は書き換えが可能な磁気記録媒体、あるいは、記録媒体に光を入射して温度上昇させながら信号を記録再生する磁気記録媒体とその製造方法、および、その記録再生方法に関する。   The present invention relates to a rewritable magnetic recording medium, or a magnetic recording medium that records and reproduces a signal while light is incident on the recording medium to raise the temperature, a manufacturing method thereof, and a recording and reproducing method thereof.

光磁気記録媒体や相変化記録媒体等の光記録媒体は大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴うコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する媒体として需要が急増しつつある。
光記録媒体は一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成した構成を有する。この光記録媒体に、レーザを照射して、フォーカスサーボ、および、案内溝、あるいは、プリピットを用いて、トラッキングサーボをかけながら、情報の記録、消去を行い、レーザの反射光を用いて信号を再生する。
光磁気記録媒体は、従来、固定磁界を加えて消去した後、反対方向の固定磁界を加えて記録するいわゆる光変調記録が中心であったが、近年、レーザを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能であり、しかも高速で高記録密度であっても正確に記録できる方式として注目を浴びている。また、相変化記録媒体は、光変調記録によりダイレクトオーバーライト可能で、ＣＤやＤＶＤと同じ光学系で再生可能であるために実用化が進められている。
光記録媒体の記録密度の限界は光源のレーザ波長（λ）によって決まる回折限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）に依存している。また最近は、対物レンズを２枚組にすることで０．８以上のＮＡをもったシステムが提案されて、開発が活発に行われている。記録再生のためのレーザは従来、基板を通して記録膜に照射されていたが、ＮＡが大きくなるほど光が基板を通過した時の基板の傾き等による収差が大きくなるため、基板厚みを薄くする必要がある。 Optical recording media such as magneto-optical recording media and phase change recording media are portable recording media capable of high-capacity and high-density recording, and are used as media for recording large-capacity files and moving images of computers with the recent development of multimedia. Demand is increasing rapidly.
An optical recording medium generally has a configuration in which a multilayer film including a recording layer is formed on a transparent disk-shaped substrate such as plastic. This optical recording medium is irradiated with a laser, and information is recorded and erased while applying a tracking servo using a focus servo, guide groove, or pre-pit, and a signal is output using the reflected light of the laser. Reproduce.
Conventionally, the magneto-optical recording medium has been centered on so-called optical modulation recording, in which recording is performed by applying a fixed magnetic field in the opposite direction after erasing by applying a fixed magnetic field. The magnetic field modulation method that modulates according to the method is attracting attention as a method that can record (direct overwrite) by one rotation and that can be recorded accurately even at high speed and high recording density. In addition, phase change recording media are being put to practical use because they can be directly overwritten by optical modulation recording and can be reproduced by the same optical system as CDs and DVDs.
The limit of the recording density of the optical recording medium depends on the diffraction limit (˜λ / 2NA: NA is the numerical aperture of the objective lens) determined by the laser wavelength (λ) of the light source. Recently, a system having an NA of 0.8 or more has been proposed by using a set of two objective lenses, and has been actively developed. Conventionally, a recording / reproducing laser has been irradiated onto the recording film through the substrate. However, as the NA increases, the aberration due to the tilt of the substrate when the light passes through the substrate increases. Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the substrate. is there.

また、磁気記録媒体では、媒体の改良と、ＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッド等の実用化により、光記録媒体よりも高記録密度を実現しているが、さらに高密度の磁気記録媒体を実現するためには、記録膜の高密度化技術、熱安定性の向上、および、ディスク−ヘッドのインターフェース技術の改良が必須である。
また、光磁気記録媒体では、磁壁移動によって、見かけ上の再生信号を増大させる技術が考案されている（例えば、特許文献１を参照。）が、記録膜により高密度に記録するという点では課題があった。
さらに、磁気記録の場合には、記録ドメインの微細化、高密度化により、記録磁区の熱安定性の問題が重要な課題となっており、記録磁区の安定性と、情報蓄積メディアとしての信頼性を確保することが必要であった。
特開平６−２９０４９６号公報 In addition, the magnetic recording medium achieves a higher recording density than the optical recording medium by improving the medium and putting the GMR head and the TMR head into practical use. In order to realize a higher-density magnetic recording medium Therefore, it is indispensable to increase the recording film density, improve the thermal stability, and improve the disk-head interface technology.
In the magneto-optical recording medium, a technique for increasing an apparent reproduction signal by moving the domain wall has been devised (see, for example, Patent Document 1), but there is a problem in that recording is performed with a recording film at a high density. was there.
Furthermore, in the case of magnetic recording, the problem of thermal stability of the recording magnetic domain has become an important issue due to the miniaturization and high density of the recording domain. It was necessary to ensure the sex.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-290496

しかしながら、上記従来の磁気記録媒体では、高密度化した場合には、記録磁区の熱安定性の課題があるため、さらに磁気異方性を増大させる必要があった。
また、ＦｅＰｔ系の磁性材料は、磁気異方性は大きい特性を有するが、結晶配勾性を揃えるために、高温でのアニール処理が必要であった。
また、希土類金属−遷移金属系の材料は、アモルファス材料であるために、磁壁移動により、微小な記録マークの磁区が不安定になり消滅するという課題があった。
さらに、いずれの方法でも、記録マークの微細化による高密度記録による安定性と、情報蓄積メディアとしての、十分な長期信頼性を確保する事が難しい、という課題がある。
本発明の目的は、磁気記録再生を行なう記録媒体において、高密度で記録した場合にも、記録情報の安定性を確保し、信号特性に優れた磁気記録媒体を提供することにある。
本発明の他の目的は、光を照射して記録膜の温度を上昇させながら磁気記録再生する記録媒体においても、微細な記録マークの安定性を高め、信号特性に優れた磁気記録媒体を提供することにある。 However, in the conventional magnetic recording medium, when the recording density is increased, there is a problem of thermal stability of the recording magnetic domain, and thus it is necessary to further increase the magnetic anisotropy.
In addition, the FePt-based magnetic material has a large magnetic anisotropy, but an annealing process at a high temperature is necessary to obtain a uniform crystal gradient.
Further, since the rare earth metal-transition metal material is an amorphous material, there has been a problem that the magnetic domain of the minute recording mark becomes unstable and disappears due to the domain wall movement.
Furthermore, in any of the methods, there is a problem that it is difficult to ensure stability by high-density recording by miniaturization of recording marks and sufficient long-term reliability as an information storage medium.
An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium that ensures the stability of recorded information and has excellent signal characteristics even when recording at a high density in a recording medium that performs magnetic recording and reproduction.
Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium that improves the stability of fine recording marks and has excellent signal characteristics even in a recording medium that performs magnetic recording and reproduction while increasing the temperature of the recording film by irradiating light. There is to do.

本発明者らは上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ね、以下のような本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の磁気記録媒体は、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を備えた記録膜により構成された磁気記録媒体であって、少なくとも記録層は、膜中に水素元素を含有する。以上のように記録層が水素元素を取り込むことにより、記録層の微細な構造の安定化を図ることができる。具体的には、高密度で記録した場合にも、微小な磁区が安定して記録できる記録層を形成でき、その結果、優れた信号特性が得られる。
あるいは、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を備えた記録膜により構成された磁気記録媒体は、記録層中に、水素化合物を含有する。以上のように記録層が水素元素を取り込むことにより、記録層の微細な構造の安定化を図ることができる。具体的には、高密度で記録した場合にも、微小な磁区が安定して記録できる記録層を形成でき、その結果、優れた信号特性が得られる。
さらに、水素が記録層中に局在して取込まれていることが好ましい。なお、「水素が局在して取り込まれている」とは、水素元素が、記録層中に均一に分散しているのではなく、特定の元素との結合状態が強固な膜構造を形成している状態を意味する。 In view of the present situation as described above, the present inventors have made extensive studies and have completed the following present invention.
That is, the magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium comprising a recording film having a recording layer having magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface on a disk substrate, and at least the recording layer is a film Contains hydrogen element. As described above, when the recording layer takes in the hydrogen element, the fine structure of the recording layer can be stabilized. Specifically, even when recording is performed at a high density, a recording layer capable of stably recording minute magnetic domains can be formed, and as a result, excellent signal characteristics can be obtained.
Alternatively, a magnetic recording medium constituted by a recording film provided with a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface on a disk substrate contains a hydrogen compound in the recording layer. As described above, when the recording layer takes in the hydrogen element, the fine structure of the recording layer can be stabilized. Specifically, even when recording is performed at a high density, a recording layer capable of stably recording minute magnetic domains can be formed, and as a result, excellent signal characteristics can be obtained.
Further, it is preferable that hydrogen is incorporated locally in the recording layer. “Hydrogen is localized and taken in” means that the hydrogen element is not uniformly dispersed in the recording layer but forms a film structure in which the bonding state with a specific element is strong. Means the state.

あるいはさらに、記録層に取込まれた水素元素は、昇温離脱（ＴＤＳ）温度５００℃以上の結合状態であることが好ましい。
また、記録膜が希土類金属を含み、記録膜中の水素が、記録膜中の希土類金属と局在した結合状態であることが好ましい。この場合は、水素元素が希土類金属との間で、より強固な結合状態と酸素の除去とが可能である。その結果、膜構造が安定しており、高密度で記録した記録ドメインを形成した場合にも、信頼性の高い記録膜を実現できる。希土類金属は、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｅｒの少なくとも一つを含むことが好ましい。
また、記録層がコラム形状の構造を形成していることが好ましい。
さらに、記録層が超格子状の積層構造を形成していることが好ましい。
また、記録層は、水素原子の取込み量が、０．２ａｔ．％以上であることが好ましい。
また、記録膜が、複数の層により構成され、記録層の水素含有量が、複数の層中で最大であることが好ましい。
ここで、記録層の膜厚は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが好ましい。
また、記録膜が、中間層を含み、中間層の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。 Alternatively, further, the hydrogen element taken into the recording layer is preferably in a bonded state at a temperature rising desorption (TDS) temperature of 500 ° C. or higher.
Further, it is preferable that the recording film contains a rare earth metal, and hydrogen in the recording film is in a bonded state localized with the rare earth metal in the recording film. In this case, a stronger bonding state and removal of oxygen are possible between the hydrogen element and the rare earth metal. As a result, the film structure is stable, and a highly reliable recording film can be realized even when a recording domain recorded at a high density is formed. The rare earth metal preferably contains at least one of Tb, Gd, Dy, Nd, Ho, Pr, and Er.
The recording layer preferably has a columnar structure.
Furthermore, it is preferable that the recording layer has a superlattice laminated structure.
The recording layer has a hydrogen atom uptake of 0.2 at. % Or more is preferable.
The recording film is preferably composed of a plurality of layers, and the hydrogen content of the recording layer is preferably the largest among the plurality of layers.
Here, the film thickness of the recording layer is preferably 20 nm or more and 400 nm or less.
The recording film preferably includes an intermediate layer, and the film thickness of the intermediate layer is preferably 5 nm or more.

次に、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法は、少なくとも記録層形成前の真空プロセス室の到達真空度が、５×１０＾（−５）Ｐａ以下であって、真空排気状態での水素分圧が、１０＾（−８）Ｐａ以上である真空雰囲気を用いて、記録層を膜成長させる。
ここで、水素分圧が、窒素分圧に対して、１０倍以上の範囲にあることが好ましい。
また、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法は、少なくとも記録層形成時には、水素を含有する雰囲気中で記録層を膜成長させる。
ここで、水素分圧が、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＸｅを含有するスパッタリングガスに対して０．２％から２０％の範囲内にあることが好ましい。特に、Ｋｒ、Ｘｅ等のスパッタリングガスを用いた場合は、Ａｒ、Ｎｅ等に比べて分子量が小さいため、記録膜中に微細な構造ができやすい。そのため、水素元素を取り込みやすくなり、記録膜を安定化させる上ではさらに効果が大きい。また、この時、低いスパッタリング圧力中で、高いエネルギーでスパッタリングを行うことにより、水素元素以外の酸素、窒素等の特に脱ガスによるガスの影響からのガスを取り込み難くなる。この結果、記録膜と水素元素がより強固に結合され、安定な記録膜を形成できる。 Next, in the method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate, the ultimate vacuum in the vacuum process chamber before forming the recording layer is 5 × The recording layer is grown using a vacuum atmosphere of 10 ^ (-5) Pa or less and a hydrogen partial pressure in a vacuum exhaust state of 10 ^ (-8) Pa or more.
Here, the hydrogen partial pressure is preferably in the range of 10 times or more with respect to the nitrogen partial pressure.
In addition, a method for manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate is a method for growing a recording layer in an atmosphere containing hydrogen at least when the recording layer is formed. Let
Here, the hydrogen partial pressure is preferably in the range of 0.2% to 20% with respect to the sputtering gas containing Ne, Ar, Kr or Xe. In particular, when a sputtering gas such as Kr or Xe is used, a fine structure is easily formed in the recording film because the molecular weight is smaller than that of Ar or Ne. Therefore, it becomes easy to take in the hydrogen element, and the effect is further great in stabilizing the recording film. At this time, by performing sputtering with high energy under a low sputtering pressure, it becomes difficult to take in gas from the influence of gas such as oxygen and nitrogen other than hydrogen element, particularly due to degassing. As a result, the recording film and the hydrogen element are more firmly bonded, and a stable recording film can be formed.

また、記録層の下地となる下地層製膜時の堆積速度が、記録層層製膜時の堆積速度より小さいことが好ましい。
また、この時、記録層は、製膜時の膜堆積速度が、２ｎｍ／ｓｅｃ以上２０ｎｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
また、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも記録層形成後に、水素を含有する雰囲気中で磁気記録媒体を保持する。
ここで、磁気記録媒体はＡｒを含む真空雰囲気中に保持し、真空雰囲気中のＡｒに対する水素分圧が５％以上であることが好ましい。
また、磁気記録媒体を保持する雰囲気は、１気圧以上に加圧した水素ガスを含む雰囲気中であることが好ましい。
さらに、磁気記録媒体を保持する雰囲気は、窒素に対する水素分圧が、１０％以上であることが好ましい。
また、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも記録層形成後に、水素ガスを含有する雰囲気中でイオン照射エッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングを行う。 Further, it is preferable that the deposition rate at the time of forming the underlayer serving as the base of the recording layer is smaller than the deposition rate at the time of forming the recording layer.
At this time, the recording layer preferably has a film deposition rate of 2 nm / sec to 20 nm / sec.
A method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate, wherein the magnetic recording medium is contained in an atmosphere containing hydrogen at least after the recording layer is formed. Hold.
Here, the magnetic recording medium is preferably held in a vacuum atmosphere containing Ar, and the hydrogen partial pressure with respect to Ar in the vacuum atmosphere is preferably 5% or more.
The atmosphere for holding the magnetic recording medium is preferably an atmosphere containing hydrogen gas pressurized to 1 atm or higher.
Further, the atmosphere for holding the magnetic recording medium preferably has a hydrogen partial pressure with respect to nitrogen of 10% or more.
Also, a method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate, and at least after forming the recording layer, ion irradiation in an atmosphere containing hydrogen gas Dry etching such as etching or plasma etching is performed.

ここで、水素分圧が、Ａｒガスに対して０．２％から２０％の範囲内にあることが好ましい。
また、磁気記録媒体の記録再生方法は、磁気記録媒体に、レーザ光スポットを照射することにより、水素を含有する記録層を昇温させながらディスク上の情報信号を記録再生する。
なお、本発明の磁気記録媒体は、上記構成に限定されるものではなく、表面性の異なる領域での、磁気特性の違いを利用して、サーボ信号、あるいは、サーボのための基準信号を形成した構成とその製造方法、および、記録再生方法であれば、特に上記した内容に限定されるものではない。 Here, the hydrogen partial pressure is preferably in the range of 0.2% to 20% with respect to Ar gas.
Also, in the recording / reproducing method of the magnetic recording medium, the information signal on the disk is recorded / reproduced by raising the temperature of the recording layer containing hydrogen by irradiating the magnetic recording medium with a laser beam spot.
The magnetic recording medium of the present invention is not limited to the above configuration, and a servo signal or a reference signal for servo is formed by utilizing a difference in magnetic characteristics in regions having different surface properties. The above-described configuration, manufacturing method, and recording / reproducing method are not particularly limited to those described above.

磁気記録媒体において、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を備えた構成の磁気記録媒体であって、記録層が水素と結合して安定化したミクロな構造を有する構成により、微細な記録磁区を安定して記録することができる。言い換えると、再生信号振幅を劣化させることなく、記録密度の大幅な向上が可能となる。
また、光を照射して記録膜の温度を上昇させながら磁気記録再生する記録媒体においても、サーボ特性が安定して、信頼性を高めることができ、ディスクの生産性、コストを大幅に向上できる。
さらに、高密度記録での、繰り返し書き換えを行なった場合にも、安定した記録再生特性が得られ、信号特性の優れた信号特性の磁気記録媒体とその製造方法、および、記録再生方法を提供することが実現可能となる。 A magnetic recording medium comprising a recording layer having a magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface on a disk substrate, wherein the recording layer is bonded to hydrogen and has a stabilized micro structure. With this configuration, it is possible to stably record fine recording magnetic domains. In other words, the recording density can be greatly improved without degrading the reproduction signal amplitude.
In addition, even in a recording medium that performs magnetic recording / reproducing while increasing the temperature of the recording film by irradiating light, the servo characteristics can be stabilized and the reliability can be improved, and the productivity and cost of the disk can be greatly improved. .
Furthermore, the present invention provides a magnetic recording medium having excellent signal characteristics, a method for manufacturing the same, and a recording / reproducing method, in which stable recording / reproducing characteristics can be obtained even when rewriting is performed repeatedly in high-density recording. Can be realized.

以下に、実施の形態をもって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１における磁気記録媒体（以下、磁気ディスク）１の構造を示す断面図である。図１において、ポリカーボネートからなる透明なディスク基板１１、誘電体層１２、その上に、磁性記録膜（再生層１３、中間層１４、記録層１５）、さらには、記録膜を保護する誘電体層１６を順次積層した構成である。さらに、その上に、記録膜の保護のためのオーバーコート層１７が積層されている。なお、記録層１５は、膜面垂直方向に磁気異方性を有する。
磁気ディスク１は、案内溝を有した構成であり、情報を記録するトラックのグルーブ２と、ランド３が形成されている。また、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とにより構成された場合には、ピット領域は、トラッキングサーボとアドレス検出のための、プリピットが形成されている。
図１で示した本発明の実施の形態１の磁気記録媒体は、レーザ光スポットを記録膜に集光させて、光学ヘッドにより信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments as long as the gist thereof is not exceeded.
(Embodiment 1)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a magnetic recording medium (hereinafter referred to as a magnetic disk) 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a transparent disk substrate 11 made of polycarbonate, a dielectric layer 12, a magnetic recording film (reproducing layer 13, intermediate layer 14, recording layer 15), and a dielectric layer for protecting the recording film. 16 is laminated sequentially. Further, an overcoat layer 17 for protecting the recording film is laminated thereon. The recording layer 15 has magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface.
The magnetic disk 1 has a guide groove, and is formed with a track groove 2 for recording information and a land 3. In the case where the pit area is composed of a pit area for servo and a data area for recording information, pre-pits for tracking servo and address detection are formed in the pit area.
The magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a high-density recording by condensing a laser beam spot on a recording film and recording / reproducing a signal with an optical head. This is a configuration applicable to a magnetic recording medium capable of recording / reproducing marks.

本実施の形態の磁気ディスクの記録再生装置では、情報の記録時には、ディスクが回転し、光ヘッドによりレーザ光を照射しながら磁気ヘッドによって、情報信号に伴って変調された記録信号により、変調されて記録される。また、信号再生時には、光学ヘッドにより、偏光面の揃ったレーザ光スポットを照射し、記録磁区からの反射光あるいは透過光の偏光面の回転を検出して再生する。
しかしながら、従来の記録媒体では、特に微細なマークを記録しようとした場合には、磁壁の移動により、記録磁区が拡大する、あるいは、消滅するために、安定した記録ができないという課題があった。また、このことは、記録密度が高密度化されると、特に顕著になり、熱安定性から、長期間保存した場合の、信頼性にも課題を有していた。
ここで、本実施の形態の記録膜についてさらに詳しく説明する。
図１において、ポリカーボネートからなるディスク基板１１は、誘電体層１２を介して、積層した磁性記録膜（１３、１４、１５）が形成されている。磁性記録膜は、情報を保持しておく記録層１５、情報を磁壁の移動によって検出するための再生層１３、再生層１３と記録層１５の間の交換結合を制御するための中間遮断層（あるいは、中間層）１４、により構成されている。さらに、磁性記録膜の上には、保護層１６、オーバーコート層１７が形成されて構成されている。 In the magnetic disk recording / reproducing apparatus of the present embodiment, when recording information, the disk rotates and is modulated by the recording signal modulated in accordance with the information signal by the magnetic head while irradiating the laser beam by the optical head. Recorded. Further, at the time of signal reproduction, the optical head irradiates a laser beam spot with a uniform polarization plane, and detects and reproduces the rotation of the polarization plane of reflected light or transmitted light from the recording magnetic domain.
However, the conventional recording medium has a problem that, when trying to record a very fine mark, the recording magnetic domain expands or disappears due to the movement of the domain wall, so that stable recording cannot be performed. In addition, this becomes particularly significant when the recording density is increased, and there is also a problem in reliability when stored for a long time because of thermal stability.
Here, the recording film of the present embodiment will be described in more detail.
In FIG. 1, a disc substrate 11 made of polycarbonate has a laminated magnetic recording film (13, 14, 15) formed through a dielectric layer 12. The magnetic recording film includes a recording layer 15 for retaining information, a reproducing layer 13 for detecting information by movement of a domain wall, and an intermediate blocking layer (for controlling exchange coupling between the reproducing layer 13 and the recording layer 15). Alternatively, the intermediate layer 14 is configured. Further, a protective layer 16 and an overcoat layer 17 are formed on the magnetic recording film.

図１で示した本発明の実施の形態１の磁気記録媒体は、光ビームによる温度勾配により、差し掛かった磁壁を次々と移動させこの磁壁の移動を光学ヘッドにより検出することによって、再生時に信号検出感度を向上させて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を磁気記録媒体に適用できる構成である。
上述した構成に積層した記録膜は磁壁の移動を利用して、再生信号の振幅、および信号量を大きくする方法であるＤＷＤＤ方式（Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の一例であり、例えば特開平６−２９０４９６号公報に記載される如く、大きな界面飽和保磁力を有する磁性膜を記録層とし、小さな界面飽和保磁力を有する磁性膜を磁壁移動する再生層とし、比較的低いキュリー温度を有する磁性膜を切り換えのための中間層として用いている。したがって、再生信号の振幅を大きくするためにはＤＷＤＤ方式を可能にする磁性膜を用いていれば良く、この膜構成に限るものではない。
上記したＤＷＤＤ方式の再生原理について、図９を参照しながら説明する。
図９（ａ）は、回転している磁気ディスクの記録膜の断面を示す図であり、ディスク基板、誘電体層（図示していない）に、再生層１１３、中間層１１４、記録層１１５の３層構成の記録膜により構成され、さらに図示していないが、誘電体層、オーバーコート層あるいは潤滑摺動層が形成されている。 The magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 detects a signal at the time of reproduction by successively moving a magnetic domain wall that has been approached by a temperature gradient caused by a light beam and detecting the movement of the magnetic domain wall by an optical head. This is a configuration in which the DWDD system that can improve the sensitivity and enable super-resolution reproduction can be applied to a magnetic recording medium.
The recording film laminated in the above-described configuration is an example of a DWDD method (Domain Wall Displacement Detection), which is a method for increasing the amplitude and signal amount of a reproduced signal by using the domain wall movement. The magnetic film having a large interface coercivity is used as a recording layer, and the magnetic film having a small interface saturation coercivity is used as a reproducing layer that moves the domain wall, and the magnetic film having a relatively low Curie temperature is switched. Used as an intermediate layer for Therefore, in order to increase the amplitude of the reproduction signal, a magnetic film enabling the DWDD method may be used, and the present invention is not limited to this film configuration.
The reproduction principle of the DWDD system will be described with reference to FIG.
FIG. 9A is a diagram showing a cross section of a recording film of a rotating magnetic disk. A reproducing layer 113, an intermediate layer 114, and a recording layer 115 are formed on a disk substrate and a dielectric layer (not shown). Although not shown in the figure, a dielectric layer, an overcoat layer, or a lubricating sliding layer is formed.

再生層１１３としては、磁壁抗磁力の小さい磁性膜材料を用いており、中間層１１４はキュリー温度の小さい磁性膜、記録層１１５は小さなドメイン径でも記録磁区を安定して保持できる磁性膜を用いている。この磁気記録媒体では、再生層１１３は、記録トラック間にガードバンド等を形成することにより、閉じていない磁壁を含む磁区構造を形成している。
図に示すように、情報信号は、記録層１１５に熱磁気記録された記録磁区として形成されている。レーザ光スポットの照射されていない室温での記録膜は記録層１１５、中間層１１４、再生層１１３がそれぞれ強く交換結合しているため、記録層１１５の記録磁区は、そのまま再生層１１３に転写形成される。
図９（ｂ）は、（ａ）の断面図に対応した位置χと記録膜の温度Ｔとの関係を表す。図示されているように、記録信号の再生時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光による再生ビームスポットが照射される。この時、記録膜は、図９（ｂ）に示すような温度分布を示し、中間層１１４（あるいは中間遮断層、スイッチング層）がキュリー温度Ｔｃ以上となる温度領域Ｔｓが存在し、再生層１１３と記録層１１５との交換結合が遮断される。 As the reproducing layer 113, a magnetic film material having a small domain wall coercive force is used, the intermediate layer 114 is a magnetic film having a low Curie temperature, and the recording layer 115 is a magnetic film capable of stably maintaining a recording magnetic domain even with a small domain diameter. ing. In this magnetic recording medium, the reproducing layer 113 forms a magnetic domain structure including a domain wall that is not closed by forming a guard band or the like between recording tracks.
As shown in the figure, the information signal is formed as a recording magnetic domain that is thermomagnetically recorded in the recording layer 115. Since the recording layer 115, the intermediate layer 114, and the reproducing layer 113 are strongly exchange-coupled with each other in the recording film at room temperature that is not irradiated with the laser beam spot, the recording magnetic domain of the recording layer 115 is transferred to the reproducing layer 113 as it is. Is done.
FIG. 9B shows the relationship between the position χ corresponding to the sectional view of FIG. As shown in the figure, at the time of reproducing a recording signal, the disk rotates and a reproduction beam spot by a laser beam is irradiated along the track. At this time, the recording film has a temperature distribution as shown in FIG. 9B, and there exists a temperature region Ts where the intermediate layer 114 (or intermediate blocking layer, switching layer) is equal to or higher than the Curie temperature Tc. Exchange coupling with the recording layer 115 is blocked.

また、再生ビームが照射されると、図９（ｃ）の磁壁エネルギー密度σに対する依存性に示すように、図９（ａ）、（ｂ）の位置に対応するディスク回転方向のχ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配が存在するために、図９（ｄ）に示すように、位置χでの各層の磁壁に対して磁壁を駆動させる力Ｆが作用する。
この記録膜に作用する力Ｆは、図に示すように磁壁エネルギー密度σの低い方に磁壁を移動させるように作用する。再生層１１３は、磁壁抗磁力が小さく磁壁の移動度が大きいので、閉じていない磁壁を有する場合の再生層１１３単独では、この力Ｆによって容易に磁壁が移動する。従って、再生層１１３の磁壁は、矢印で示したように、より温度が高く磁壁エネルギー密度の小さい領域へと瞬時に移動する。そして、再生ビームスポット内を磁壁が通過すると、スポット内での再生層１１３の磁化は光スポットの広い領域で同じ方向に揃う。
この結果、記録磁区の大きさに依らず、再生磁区の大きさは、常に一定の最大振幅になる。このため、光学ヘッド、あるいは、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、光ビーム等による温度勾配により、再生層１１３での転写磁区を拡大することにより、常に一定の最大振幅の信号量になる。 Further, when the reproduction beam is irradiated, as shown in the dependency on the domain wall energy density σ in FIG. 9C, the domain wall in the χ direction of the disk rotation direction corresponding to the positions in FIGS. 9A and 9B. Since there is a gradient of energy density σ, as shown in FIG. 9D, a force F that drives the domain wall acts on the domain wall of each layer at the position χ.
The force F acting on the recording film acts to move the domain wall toward the lower domain wall energy density σ as shown in the figure. Since the reproducing layer 113 has a small domain wall coercive force and a large domain wall mobility, the domain wall is easily moved by this force F in the reproducing layer 113 alone having an unclosed domain wall. Therefore, the domain wall of the reproducing layer 113 instantaneously moves to a region where the temperature is higher and the domain wall energy density is lower, as indicated by the arrows. When the domain wall passes through the reproduction beam spot, the magnetization of the reproduction layer 113 in the spot is aligned in the same direction in a wide region of the light spot.
As a result, regardless of the size of the recording magnetic domain, the size of the reproduction magnetic domain always has a constant maximum amplitude. For this reason, even when a signal is reproduced using an optical head or a magnetic head such as a GMR head, the transfer magnetic domain in the reproducing layer 113 is enlarged by a temperature gradient caused by a light beam or the like, so that a constant maximum amplitude is always obtained. Signal amount.

次に、本願発明の実施の形態１の磁気ディスク１の構成と作製方法について詳細に説明する。
図１に示すように、ディスク基板１１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。ディスク基板１１は、記録トラックにピット領域と、データ領域が形成されている。また、本実施の形態の磁気ディスク１のトラックピッチは０．３μｍである。
まず、グルーブとランドを有するスタンパを用いて、射出成型により、図に示すような、ディスク基板１１を形成する。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置に、Ｓｉターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、７×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。この時、ターボ分子で排気することにより、水素の残留量が相対的に大きくなる。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ2ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の誘電体層１２を５０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。
さらに、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、Ｇｄ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれのターゲットを用いて、ＧｄＦｅＣｏの再生層１３を３５ｎｍ、さらに、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒそれぞれのターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏＣｒの中間層１４を２０ｎｍ、それぞれＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。さらに、同じターゲットを用い、Ａｒガスに１．０％分圧のＨ2を混合したスパッタリングガスを、２．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入してＴｂＦｅＣｏの記録層１５を１００ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。 Next, the configuration and manufacturing method of the magnetic disk 1 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the disk substrate 11 is formed by being laminated in a configuration including a magnetic thin film recording film. The disk substrate 11 has a pit area and a data area formed on a recording track. The track pitch of the magnetic disk 1 of the present embodiment is 0.3 μm.
First, a disk substrate 11 as shown in the figure is formed by injection molding using a stamper having grooves and lands.
Next, after setting the Si target in the DC magnetron sputtering apparatus and fixing the disk substrate to the substrate holder, the inside of the chamber is evacuated with a turbo molecular pump until a high vacuum of 7 × 10 ^ (− 6) Pa or less is reached. To do. At this time, the residual amount of hydrogen becomes relatively large by exhausting with turbo molecules. Then, Ar gas and N 2 gas are introduced into the chamber until evacuated to 0.3 Pa, and the dielectric layer 12 made of SiN is formed by a reactive sputtering method while rotating the substrate by 50 nm. A film is formed.
Further, Ar gas was introduced into the chamber until 0.5 Pa, and while rotating the substrate, each of the Gd, Fe, and Co targets was used to set the GdFeCo reproducing layer 13 to 35 nm, and Tb, Fe, An intermediate layer 14 of TbFeCoCr is formed by a DC magnetron sputtering method using Co and Cr targets, respectively. Further, using the same target, a sputtering gas in which Ar gas was mixed with H 2 having a partial pressure of 1.0% was introduced into the chamber until the pressure reached 2.5 Pa, and the TbFeCo recording layer 15 was 100 nm, DC magnetron sputtering method. To form.

このように記録層形成時に、水素を含有する雰囲気中で記録層を膜成長させることにより、記録層１５に水素元素または水素化合物が取り込まれる。なお、中間層１４にも水素が取り込まれていても良いが、記録層１５の水素含有量は中間層１４や再生層１３より多い構成となっている。
この時、具体的には、水素は記録層１５中に局在して取込まれている。ここで、「水素が局在して取り込まれている」とは、水素元素が、記録層１５中に均一に分散しているのではなく、特定の元素との結合状態が強固な膜構造を形成している状態を意味する。具体的には、この実施の形態では、水素は希土類金属としてのＴｂと局在した結合状態である。記録層は、希土類金属として、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｅｒの少なくとも一つを含んでいることが好ましい。また、記録層がコラム形状の構造を有している場合は、水素元素はコラム構造の構造単位の中に局在して取り込まれている。あるいは、記録層が超格子状の積層構造を形成している場合は、水素は積層構造の界面中に局在して取り込まれている。
記録層１５の膜厚は２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、中間層１４の膜厚は５ｎｍ以上である。 As described above, when the recording layer is formed, the recording layer 15 is grown in an atmosphere containing hydrogen, whereby a hydrogen element or a hydrogen compound is taken into the recording layer 15. Although the intermediate layer 14 may incorporate hydrogen, the recording layer 15 has a higher hydrogen content than the intermediate layer 14 and the reproducing layer 13.
At this time, specifically, hydrogen is locally incorporated into the recording layer 15. Here, “hydrogen is localized and taken in” does not mean that the hydrogen element is uniformly dispersed in the recording layer 15 but a film structure in which the bonding state with a specific element is strong. It means the state of forming. Specifically, in this embodiment, hydrogen is in a combined state localized with Tb as a rare earth metal. The recording layer preferably contains at least one of Tb, Gd, Dy, Nd, Ho, Pr, and Er as a rare earth metal. When the recording layer has a columnar structure, the hydrogen element is localized and incorporated in the structural unit of the column structure. Alternatively, when the recording layer forms a superlattice laminated structure, hydrogen is localized and incorporated in the interface of the laminated structure.
The film thickness of the recording layer 15 is 20 nm or more and 400 nm or less, and the film thickness of the intermediate layer 14 is 5 nm or more.

ここで、膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。
本願発明の実施の形態の製造方法では、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１５は補償組成温度が７０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して組成を調整して製膜し、この組成により、室温での保磁力が１８ｋｏｅと大きく、膜面垂直方向の磁気異方性も大きい記録層が形成できる。また、記録層製膜時に、水素を含有するＡｒガス中でスパッタリングすることにより、情報信号を微小磁区に記録した場合にも、安定した記録磁区を形成できる。また、信号の繰り返し記録再生した場合にも、信号特性の劣化の少ない、優れた記録再生が可能となる。
図２（ａ）に、本実施の形態の記録層の昇温脱離ガス（ＴＤＳ）の分析結果を、図２（ｂ）に従来の記録層の昇温脱離ガス（ＴＤＳ）の分析結果を示す。図２（ａ）の、本実施の形態の記録層では、昇温時の離脱温度が５００℃以上と高温であり、アモルファス材料の記録層でありながら、記録層材料と水素とが強固に結合した構造を有している。しかも、結合状況が、高温側に局在した構造となっている。さらに、記録層材料の各組成元素との相関の分析結果から、希土類金属との結合が非常に強固となっている。この結果、記録層に微細な構造を形成しながら、水素と希土類金属とが結合することにより、膜面垂直方向の磁気異方性の大きい記録層を形成できる。膜面垂直方向の磁気異方性を増大させることで、記録膜の保磁力の増大や、角型比の向上が得られ、より安定な磁気特性を実現できる。この結果、高密度に記録した場合にも、記録磁区の安定した記録膜の形成が可能となる。 Here, the film composition can be adjusted to the desired film composition by adjusting the input power ratio of the target.
In the manufacturing method of the embodiment of the present invention, the recording layer 15 made of TbFeCo has a compensation composition temperature of 70 ° C., and the composition is adjusted by setting the input power of each target so that the Curie temperature is 310 ° C. With this composition, a recording layer having a large coercive force at room temperature of 18 koe and a large magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface can be formed. In addition, by recording in an Ar gas containing hydrogen at the time of forming the recording layer, a stable recording magnetic domain can be formed even when an information signal is recorded in a minute magnetic domain. In addition, even when signals are repeatedly recorded and reproduced, excellent recording and reproduction can be performed with little deterioration of signal characteristics.
FIG. 2A shows the analysis result of the temperature-programmed desorption gas (TDS) of the recording layer of this embodiment, and FIG. 2B shows the analysis result of the temperature-programmed desorption gas (TDS) of the conventional recording layer. Indicates. In the recording layer of this embodiment shown in FIG. 2A, the separation temperature at the time of temperature rise is as high as 500 ° C. or higher, and the recording layer material and hydrogen are firmly bonded to each other even though the recording layer is an amorphous material. It has the structure. In addition, the bonding state is localized on the high temperature side. Furthermore, from the analysis result of the correlation with each composition element of the recording layer material, the bond with the rare earth metal is very strong. As a result, a recording layer having a large magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface can be formed by combining hydrogen and rare earth metal while forming a fine structure in the recording layer. By increasing the magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface, the coercive force of the recording film can be increased and the squareness ratio can be improved, and more stable magnetic characteristics can be realized. As a result, a recording film having a stable recording magnetic domain can be formed even when recording is performed at a high density.

これに対して、図２（ｂ）に示すような、従来の記録層では、２５０℃以下と昇温離脱温度が低く、低温で結合力の弱い水素ガスを多く取込むことにより、磁気異方性低下の要因となっている。また、この水素の取込みを抑制するために、スパッタリング圧力を低くした場合には、ミクロな構造ができ難くなるため、磁壁抗磁力が低下し、磁壁の移動により高密度での安定した記録に課題が生じる。
したがって、水素を多く取込みすぎると、ＴｂＦｅＣｏ記録層の、膜面垂直方向の磁気異方性が低下する傾向があることから、０．２ａｔ％以上、４．０ａｔ％以下の水素含有量の記録層、より好ましくは、０．２ａｔ％以上、２．０ａｔ％以下の水素含有量の記録層、さらに、離脱温度が５００℃以上と高温での水素と記録層との結合状態であれば、微細マークを記録した際にも同等以上の安定化が得られる。
図６は、図２（ａ）（ｂ）それぞれの場合の記録マーク長に対する信号量の依存性を示すグラフであり、これにより以下の事実が明らかである。図２（ｂ）の従来の記録層では、１００ｎｍ以下のマーク長では、信号量が急激に低下しており、記録層に微細な記録マークを安定して記録することができない。これに対して、図２（ａ）の本発明の記録層では、５０ｎｍ以下の微細な記録ドメインを記録することが可能となる。 On the other hand, the conventional recording layer as shown in FIG. 2B has a low temperature rise and desorption temperature of 250 ° C. or less, and takes in a large amount of hydrogen gas having a low bonding strength at a low temperature. It is a factor of sex decline. In addition, if the sputtering pressure is lowered to suppress this hydrogen uptake, it becomes difficult to form a micro structure, so the domain wall coercive force is lowered, and there is a problem in stable recording at high density due to the movement of the domain wall. Occurs.
Therefore, if too much hydrogen is taken in, the magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the film surface of the TbFeCo recording layer tends to decrease. Therefore, the recording layer having a hydrogen content of 0.2 at% or more and 4.0 at% or less More preferably, if the recording layer has a hydrogen content of 0.2 at% or more and 2.0 at% or less, and if the separation temperature is a combined state of hydrogen and the recording layer at a high temperature of 500 ° C. or more, the fine mark The same or better stabilization can be obtained even when recording.
FIG. 6 is a graph showing the dependence of the signal amount on the recording mark length in each of FIGS. 2A and 2B, and the following facts are clear. In the conventional recording layer of FIG. 2 (b), the signal amount sharply decreases at a mark length of 100 nm or less, and fine recording marks cannot be stably recorded on the recording layer. On the other hand, the recording layer of the present invention shown in FIG. 2A can record a fine recording domain of 50 nm or less.

図７は、水素元素の含有量に対する限界マーク長の依存性を示すグラフであり、これにより以下の事実が明らかである。記録膜中の水素元素の含有量が０．２〜２．０ａｔ％であれば、６０ｎｍ以下の微細なマークを記録膜中に安定して形成することができる。この時、記録膜製造時に、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＸｅのスパッタリングガスに対して、水素分圧を０．２〜２０％にすることで、上記のような組成の水素元素を記録膜中に取り込むことができる。
図８は、Ａｒ、Ｘｅそれぞれのスパッタリング圧力に対する磁気異方性の変化を示すグラフであり、これにより以下の事実が分かる。Ｘｅでスパッタリングするプロセスでは、Ａｒの場合と比べても、より低い圧力での磁気異方性Ｋｕの大きいスパッタリング成膜が可能となる。この結果、スパッタリングされた分子は、より高いエネルギーで基板に付着形成され、記録膜中に水素元素以外の不純物ガスが取り込まれにくくなる。また、磁気異方性も増大するため、より微細な記録ドメインの安定な形成が可能となる。これより、ＡｒよりＸｅが好ましいことが分かる。つまり、Ｎｅ、Ａｒに比べて、Ｋｒ、Ｘｅの方が効果が大きい。
従来の磁気記録媒体では、特に微細なマークを記録しようとした場合には、磁壁の移動により、記録磁区が拡大する、あるいは、消滅するために、安定した記録ができないという課題があった。また、このことは、記録密度が高密度化されると、特に顕著になり、熱安定性の問題からも、長期間保存した場合の信頼性にも課題を有していた。 FIG. 7 is a graph showing the dependence of the limit mark length on the content of hydrogen element, and the following facts are clear. If the content of the hydrogen element in the recording film is 0.2 to 2.0 at%, a fine mark of 60 nm or less can be stably formed in the recording film. At this time, when the recording film is manufactured, the hydrogen partial pressure is set to 0.2 to 20% with respect to the sputtering gas of Ne, Ar, Kr, or Xe, so that the hydrogen element having the above composition is contained in the recording film. Can be captured.
FIG. 8 is a graph showing the change in magnetic anisotropy with respect to the sputtering pressures of Ar and Xe, and the following facts can be understood. In the process of sputtering with Xe, sputtering film formation with a large magnetic anisotropy Ku at a lower pressure is possible than in the case of Ar. As a result, the sputtered molecules are deposited and formed on the substrate with higher energy, and it is difficult for impurity gases other than hydrogen elements to be taken into the recording film. In addition, since the magnetic anisotropy is increased, a finer recording domain can be stably formed. This shows that Xe is preferable to Ar. That is, Kr and Xe are more effective than Ne and Ar.
The conventional magnetic recording medium has a problem that when a fine mark is to be recorded, stable recording cannot be performed because the recording magnetic domain expands or disappears due to the movement of the domain wall. In addition, this becomes particularly prominent when the recording density is increased, and there is a problem in reliability when stored for a long time from the problem of thermal stability.

これに対し、本願発明の磁気記録媒体は、ディスク基板上に、記録層を形成した磁気記録媒体であって、記録層が、水素元素を含有して結合した構成により、高密度に記録した場合のマークの安定性を実現できる。また、環境温度等が変化した場合にも、記録膜の微細な構造を安定化させることが出来るため、温度変化に対する安定性に優れた（具体的には、高温放置した場合などの環境変化による膜特性の変化が小さい）、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。
（実施の形態２）
以下、本発明をその実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。
本発明の実施の形態２における磁気ディスクの構造は、実施の形態１と同様に図１に示すような断面構造を有する。図１において、実施の形態１同様にガラスからなる透明なディスク基板１１の上に、誘電体層１２を形成している。その誘電体層１２上には、再生層１３、中間層１４、記録層１５からなる磁性記録膜、さらに記録膜を保護する誘電体層１６を順次積層した構成である。さらに、その上に、記録膜の保護のためのオーバーコート層１７が積層されている。
磁気ディスク１は、案内溝を有した構成であり、情報を記録するトラックのグルーブ２と、ランド３が形成されている。また、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とにより構成された場合には、ピット領域は、トラッキングサーボとアドレス検出のための、プリピットが形成されている。 On the other hand, the magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium in which a recording layer is formed on a disk substrate, and when the recording layer is recorded with high density by a configuration in which a hydrogen element is contained and bonded. The stability of the mark can be realized. In addition, since the fine structure of the recording film can be stabilized even when the environmental temperature or the like changes, it has excellent stability against temperature changes (specifically, due to environmental changes such as when left at high temperatures). It is possible to realize a magnetic recording medium having a small signal characteristic) and excellent signal characteristics.
(Embodiment 2)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The structure of the magnetic disk according to the second embodiment of the present invention has a cross-sectional structure as shown in FIG. In FIG. 1, a dielectric layer 12 is formed on a transparent disk substrate 11 made of glass as in the first embodiment. On the dielectric layer 12, a magnetic recording film comprising a reproducing layer 13, an intermediate layer 14, and a recording layer 15, and a dielectric layer 16 for protecting the recording film are sequentially laminated. Further, an overcoat layer 17 for protecting the recording film is laminated thereon.
The magnetic disk 1 has a guide groove, and is formed with a track groove 2 for recording information and a land 3. In the case where the pit area is composed of a pit area for servo and a data area for recording information, pre-pits for tracking servo and address detection are formed in the pit area.

ここで、本実施の形態の記録膜についてさらに詳しく説明する。
図１において、ガラスからなるディスク基板１１は、誘電体層１２を介して、積層した磁性記録膜（１３、１４、１５）が形成されている。磁性記録膜は、情報を保持しておく記録層１５、情報を磁壁の移動によって検出するための再生層１３、再生層と記録層の間の交換結合を制御するための中間遮断層１４（あるいは、中間層）、により構成されている。さらに、その上には、保護層１６、オーバーコート層１７により磁性記録膜を保護する構成となっている。
本発明の実施の形態２の磁気記録媒体は、本願発明の実施の形態１同様に、光ビームによる温度勾配により、差し掛かった磁壁を次々と移動させこの磁壁の移動を検出することによって、再生時の信号検出感度を向上させて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を磁気記録媒体に適用できる構成である。
この構成により、記録磁区の大きさに依らず、再生磁区の大きさは、常に一定の最大振幅になる。このため、光学ヘッド、あるいは、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、光ビーム等による温度勾配により、再生層での転写磁区を拡大することにより、信号再生時には、常に一定の最大振幅の信号量になる。 Here, the recording film of the present embodiment will be described in more detail.
In FIG. 1, a disk substrate 11 made of glass has a laminated magnetic recording film (13, 14, 15) formed through a dielectric layer 12. The magnetic recording film includes a recording layer 15 for retaining information, a reproducing layer 13 for detecting information by movement of a domain wall, and an intermediate blocking layer 14 for controlling exchange coupling between the reproducing layer and the recording layer (or , Intermediate layer). Further, the magnetic recording film is protected by the protective layer 16 and the overcoat layer 17 thereon.
As in the first embodiment of the present invention, the magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention detects the movement of the domain wall one after another by detecting the movement of the domain wall one after another by the temperature gradient caused by the light beam. The DWDD method, which can improve the signal detection sensitivity and enable super-resolution reproduction, can be applied to a magnetic recording medium.
With this configuration, the reproduction magnetic domain always has a constant maximum amplitude regardless of the size of the recording magnetic domain. For this reason, even when a signal is reproduced using an optical head or a magnetic head such as a GMR head, the transfer magnetic domain in the reproducing layer is enlarged by a temperature gradient caused by a light beam or the like, so that the signal is always constant during signal reproduction. The maximum amplitude of the signal amount.

図１で示したような、本発明の実施の形態２の磁気記録媒体は、記録膜が形成されたディスク基板側から、レーザ光ビームを照射し、入射光スポットの偏光面の回転として、磁壁移動により拡大された再生層の磁区を検出することによって、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
次に、本願発明の実施の形態２の磁気ディスクの作製方法について詳細に説明する。
図１に示すように、ガラスを用いたディスク基板１１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。ディスク基板１１は、記録トラックにピット領域と、データ領域を有しており、インプリントにより、ピットとグルーブが形成されている。また、本実施の形態の磁気ディスク１のトラックピッチは０．２５μｍである。
まず、直流マグネトロンスパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ2ガスを導入し、基板を回転させながら、反応性スパッタリングにより、ＡｌＴｉＮ膜からなる誘電体層１２が形成される。 The magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention as shown in FIG. 1 irradiates a laser beam from the disk substrate side on which the recording film is formed, and rotates the polarization plane of the incident light spot as a domain wall. This configuration can be applied to a magnetic recording medium that can record and reproduce a recording mark smaller than the detection limit of the laser beam spot during reproduction by detecting the magnetic domain of the reproduction layer enlarged by movement.
Next, a method for manufacturing a magnetic disk according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, a disk substrate 11 made of glass is formed by laminating a structure including a magnetic thin film recording film. The disk substrate 11 has a pit area and a data area on a recording track, and pits and grooves are formed by imprinting. The track pitch of the magnetic disk 1 of the present embodiment is 0.25 μm.
First, after setting a target in a DC magnetron sputtering apparatus and fixing a disk substrate to a substrate holder, the inside of the chamber is evacuated with a turbo molecular pump until a high vacuum of 8 × 10 ^ (− 6) Pa or less is reached. Then, Ar gas and N 2 gas are introduced into the chamber until evacuated to 0.4 Pa, and the dielectric layer 12 made of an AlTiN film is formed by reactive sputtering while rotating the substrate.

そして、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを０．６Ｐａ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、ＧｄＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層１３を３０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。次に、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを１．５Ｐａ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、ＴｂＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏＣｒの中間層１４を２０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。そしてさらに、真空排気をしたまま、水素ガス分圧０．５％含有するＫｒガスを１．０Ｐａ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、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層１５を７０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。
ここで、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＣｏＣｒの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。
さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ2ガスを導入し、基板を回転させながら、ＡｌＴｉＮからなる誘電体の保護層１６を４ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成されている。 Then, the vacuum chamber is moved while evacuating, Ar gas is introduced into the chamber until the pressure reaches 0.6 Pa, and the GdFeCoCr reproducing layer 13 is formed to 30 nm using a GdFeCoCr alloy target while rotating the substrate. It is formed by a DC magnetron sputtering method. Next, the vacuum chamber is moved while being evacuated, Ar gas is introduced into the chamber until the pressure reaches 1.5 Pa, and the TbFeCoCr intermediate layer 14 is formed to a thickness of 20 nm using a TbFeCoCr alloy target while rotating the substrate. The DC magnetron sputtering method is used. Further, with vacuum evacuation, Kr gas containing 0.5% hydrogen gas partial pressure was introduced into the chamber until the pressure reached 1.0 Pa, and the TbFeCo alloy target was rotated using the TbFeCo alloy target while rotating the substrate. The recording layer 15 is formed by a DC magnetron sputtering method with a thickness of 70 nm.
Here, the film composition of TbFeCo, TbFeCoCr, and GdFeCoCr can be adjusted to a desired film composition by adjusting the target composition ratio of the alloy and the film forming conditions.
Further, Ar gas and N 2 gas were introduced into the chamber until 0.3 Pa, and the dielectric protective layer 16 made of AlTiN was formed to 4 nm by reactive sputtering while rotating the substrate.

そして、さらに保護層１６の上には、ポリウレタン系材料からなる、紫外線硬化型の樹脂をスピンコータで塗布し、紫外線を照射して硬化させて、オーバーコート層１７を形成する。
ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１５は補償組成温度が−５０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜し、記録層１５の保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に減少するという膜特性が得られる。
また、本実施の形態の磁気記録媒体では、光ビームを照射した状態での温度勾配により、ＤＷＤＤ方式により信号を再生するため、再生層１３は、非晶質で微細な構造を有さず、磁壁移動が容易な膜構造である。これに対して、記録層１５は、上述した製造方法により構成により、記録膜に微細な構造を有し、微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成できる。また、レーザ光スポットを照射して、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
図３に、本実施の形態の磁気記録媒体３０の構造断面ＳＥＭ写真を示す。図に示すように、ディスク基板３１の上に、誘電体層３２、非晶質な膜構造の再生層３３、中間制御層３４、微細な柱状構造を有する記録層３５が形成されている。さらに、その上に、誘電体保護層３６が形成された構造を有する。 Further, on the protective layer 16, an ultraviolet curable resin made of a polyurethane material is applied by a spin coater and cured by irradiating with an ultraviolet ray to form an overcoat layer 17.
Here, the recording layer 15 made of TbFeCo is formed by adjusting the film composition so that the compensation composition temperature is −50 ° C. and the Curie temperature is 310 ° C. The coercive force Hc of the recording layer 15 is from room temperature. Can be obtained as a film characteristic that decreases with increasing temperature.
Further, in the magnetic recording medium of the present embodiment, the reproduction layer 13 does not have an amorphous and fine structure because the signal is reproduced by the DWDD method due to the temperature gradient in the state irradiated with the light beam. It is a film structure in which domain wall movement is easy. On the other hand, the recording layer 15 has a fine structure in the recording film and can form a stable recording magnetic domain even when a small magnetic domain is recorded by the above-described manufacturing method. Also, recording and reproduction with excellent signal characteristics is possible even when recording and reproduction are repeated by irradiating a laser beam spot.
FIG. 3 shows a structural cross-sectional SEM photograph of the magnetic recording medium 30 of the present embodiment. As shown in the figure, a dielectric layer 32, an amorphous film structure reproducing layer 33, an intermediate control layer 34, and a recording layer 35 having a fine columnar structure are formed on a disk substrate 31. Furthermore, it has a structure in which a dielectric protective layer 36 is formed thereon.

したがって、従来の磁気記録媒体では、特に微細なマークを記録しようとした場合には、磁壁の移動により、記録磁区が拡大する、あるいは、消滅するために、安定した記録ができないという課題があった。また、このことは、記録密度が高密度化されると、特に顕著になり、熱安定性から、長期間保存した場合の、信頼性にも課題を有していた。
これに対し、本願発明の磁気記録媒体は、ディスク基板上に、図３に示すような、ミクロなコラム構造を有する記録層を形成した磁気記録媒体であって、記録層が、水素元素を含有して結合した構成により、膜構造が安定化し、磁壁のピンニングサイトにより保磁力も増大し、高密度に記録した場合のマークの安定性を実現できる。また、環境温度等が変化した場合にも、記録膜の微細な構造を安定化させることが出来るため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。
また、本実施の形態では、トラックピッチが０．２５μｍであったが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であれば、より効果が大きい。
さらに、本実施の形態では、ガラスにインプリントによりピットと溝を形成した構成について述べてきたが、フォトポリマーを硬化させて、ピットと溝を形成した構成、あるいは、プラスチック材料の基板を用いた構成であっても、同等の効果が得られる。 Therefore, the conventional magnetic recording medium has a problem that when a fine mark is to be recorded, the recording magnetic domain expands or disappears due to the movement of the domain wall, so that stable recording cannot be performed. . In addition, this becomes particularly significant when the recording density is increased, and there is also a problem in reliability when stored for a long time because of thermal stability.
In contrast, the magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium in which a recording layer having a micro column structure as shown in FIG. 3 is formed on a disk substrate, and the recording layer contains a hydrogen element. With the combined structure, the film structure is stabilized, the coercive force is increased by the pinning site of the domain wall, and the stability of the mark when recording at a high density can be realized. Further, even when the environmental temperature or the like changes, the fine structure of the recording film can be stabilized, so that a magnetic recording medium having excellent stability against temperature changes and excellent signal characteristics can be realized.
In this embodiment, the track pitch is 0.25 μm, but the groove width for recording information is 0.6 μm or less, and the shortest mark length of recorded information is 0.3 μm or less. A configuration that records the recording domain is more effective.
Furthermore, in the present embodiment, a configuration in which pits and grooves are formed by imprinting on glass has been described. However, a configuration in which pits and grooves are formed by curing a photopolymer, or a plastic material substrate is used. Even if it is a structure, an equivalent effect is acquired.

以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した記録ドメインが形成でき、さらに優れた再生信号特性が得られる。また、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態３）
以下、本発明をその実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。
図５は本発明の実施の形態３における磁気ディスク６０の構造を示す断面図である。図５において、ガラスからなる透明なディスク基板６１、下地誘電体層６３、磁性記録膜（６４、６５、６６、６７）が設けられている。磁性記録膜は、記録層６４、中間層６５、制御層６６、再生層６７から構成されている。さらに、記録膜を保護し磁気ヘッドを摺動させるための保護層６８、固体潤滑保護層６９が設けられている。
ここで、下地誘電体層６３形成前のディスク基板６１は、ピットを形成したスタンパを用いて、ガラスのディスク基板６１に塗布したフォトポリマー６２に転写させて、硬化させた構成である。この構成により、トラッキングサーボとアドレス検出のための、ピットが形成され、記録トラックは、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とが検出できる構成となる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, a stable recording domain can be formed even when recording / reproduction is performed at high density, and further excellent reproduction signal characteristics can be obtained. In addition, since the recording magnetic domains in the information track are formed in a stable shape, cross-write and cross-talk from adjacent tracks can be reduced during recording and reproduction.
(Embodiment 3)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the magnetic disk 60 according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 5, a transparent disk substrate 61 made of glass, a base dielectric layer 63, and magnetic recording films (64, 65, 66, 67) are provided. The magnetic recording film is composed of a recording layer 64, an intermediate layer 65, a control layer 66, and a reproducing layer 67. Further, a protective layer 68 and a solid lubricating protective layer 69 for protecting the recording film and sliding the magnetic head are provided.
Here, the disk substrate 61 before the formation of the underlying dielectric layer 63 has a configuration in which it is transferred and cured to a photopolymer 62 applied to a glass disk substrate 61 using a stamper in which pits are formed. With this configuration, pits for tracking servo and address detection are formed, and the recording track can detect a pit region for servo and a data region for recording information.

図５で示した本発明の実施の形態３の磁気記録媒体は、ディスク基板側からレーザ光ビームを照射し、記録層６４が形成された潤滑保護層側から、磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。この磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出する構成によって、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
ここで、本実施の形態の記録膜は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃは減少し、飽和磁化Ｍｓは増加する特性を有している。このことにより、ＧＭＲヘッドで再生した場合には、再生信号の検出感度を向上させることができる。
本実施の形態の磁気ディスクの記録再生装置では、情報の記録時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットを照射しながら磁気ヘッドで記録される。この時、記録膜は、高温では保磁力が低下することから、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して、温度上昇させながら、ＧＭＲヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、４０℃で極大となるため、昇温させることによりＧＭＲヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。 The magnetic recording medium according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 irradiates a laser beam from the disk substrate side, and records and reproduces a signal by a magnetic head from the lubricating protective layer side on which the recording layer 64 is formed. This configuration can be applied to a magnetic recording medium in which recording marks recorded at a high density can be recorded and reproduced by detection. With this configuration in which signals are recorded and reproduced and detected by this magnetic head, the present invention can be applied to a magnetic recording medium in which a recording mark smaller than the detection limit of a laser beam spot during reproduction can be recorded.
Here, the recording film of the present embodiment has a characteristic that as the temperature T increases, the coercive force Hc decreases and the saturation magnetization Ms increases. As a result, when the GMR head is used for reproduction, the reproduction signal detection sensitivity can be improved.
In the magnetic disk recording / reproducing apparatus of the present embodiment, when information is recorded, the disk rotates and is recorded by a magnetic head while irradiating a laser beam spot along the track. At this time, since the coercive force of the recording film decreases at a high temperature, recording with a magnetic head is possible. Further, at the time of signal reproduction, the recording magnetic domain is detected by the GMR head while the temperature is increased by irradiating the laser beam. At this time, the saturation magnetization Ms rises with temperature and reaches a maximum at 40 ° C. Therefore, by increasing the temperature, the detection sensitivity of the GMR head is improved and the reproduction signal is increased.

これに対して、従来の記録媒体では、高密度に微小な磁区を記録した場合には、記録磁区の磁壁が移動することによって、記録マークが不安定になるという課題があった。
さらに、環境温度の変動、記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴い、浮遊磁界とその温度特性により、記録マークが変化することにより、再生信号が劣化するという課題があった。さらに、クロストーク、クロスイレーズや、記録再生信号の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。
次に、本願発明の実施の形態３の磁気ディスク６０の構成と作製方法について詳細に説明する。
まずスタンパを用いて、ガラス基板上に塗布したフォトポリマー６２に、ピットとグルーブを転写し、紫外線を照射して硬化させることにより、ディスク基板６１を形成する。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、６×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ2ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる下地の誘電体層６３を３５ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。 On the other hand, the conventional recording medium has a problem that when a minute magnetic domain is recorded at a high density, the recording mark becomes unstable due to the movement of the domain wall of the recording magnetic domain.
Furthermore, as the recording mark changes due to the stray magnetic field and its temperature characteristics due to fluctuations in the environmental temperature, temperature rise of the magnetic disk when the recording film is irradiated with the laser light beam, the reproduction signal is deteriorated. There was a problem. Furthermore, there are problems such as crosstalk, cross erase, recording / reproduction signal degradation, and reproduction signal amount reduction.
Next, the configuration and manufacturing method of the magnetic disk 60 according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.
First, using a stamper, pits and grooves are transferred to a photopolymer 62 applied on a glass substrate, and cured by irradiating with ultraviolet rays to form a disk substrate 61.
Next, after setting the target in the DC magnetron sputtering apparatus and fixing the disk substrate to the substrate holder, the inside of the chamber is evacuated with a turbo molecular pump until a high vacuum of 6 × 10 ^ (− 6) Pa or less is reached. . Then, Ar gas and N 2 gas are introduced into the chamber while evacuating to 0.3 Pa, and the substrate is rotated while the underlying dielectric layer 63 made of SiN is formed to 35 nm by reactive sputtering. It is formed.

次に、記録層作製時には、０．２％に水素を含有するＸｅガスを、０．５Ｐａになるように導入し、合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層６４を５０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。
さらに、チャンバー内が１．５ＰａであるＡｒガス雰囲気中で、基板を回転させながら、中間層６５、制御層６６、再生層６７を、それぞれの組成を有する合金ターゲットを用いてスパッタリング順次積層する。ここで、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＣｏ、の磁性記録膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。
そして、さらに再生層６７の上には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護層６８をＡｒとＣＨ4の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、５ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥ）からなる固体潤滑保護層６９を塗布することにより形成する。
この時、本実施の形態の磁気ディスク６０のトラックピッチは０．３５μｍである。
ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層６４は補償組成温度が１３０℃であり、キュリー温度は３２０℃になるように合金ターゲット組成を調整して製膜した。この組成により、室温での保磁力が８ｋｏｅとなる。また、本願発明の磁気記録媒体は、上記製造方法で作製したことにより、ディスク基板上に、希土類金属、あるいは遷移金属との水素化合物を含有した構成により、高密度に記録した場合にも、記録磁区が安定し優れた信号特性の磁気ディスクとその製造方法を実現できる。また、磁気ヘッドにより微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れ、また、温度変化に対する安定性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。 Next, when producing the recording layer, Xe gas containing hydrogen at 0.2% was introduced so as to be 0.5 Pa, and the TbFeCo recording layer 64 was formed at 50 nm by DC magnetron sputtering using an alloy target. It is formed.
Further, the intermediate layer 65, the control layer 66, and the reproduction layer 67 are sequentially laminated by sputtering using an alloy target having the respective compositions while rotating the substrate in an Ar gas atmosphere in which the inside of the chamber is 1.5 Pa. Here, the magnetic recording film composition of TbFeCo, TbFeCoCr, and GdFeCo can be adjusted to a desired film composition by adjusting the input power ratio of the target.
Further, a protective layer 68 made of diamond-like carbon (DLC) is formed on the reproducing layer 67 by reactive RF sputtering using a C target in a mixed atmosphere of Ar and CH 4 . Further, it is formed by applying a solid lubricating protective layer 69 made of perfluoropolyether (hereinafter referred to as PFPE).
At this time, the track pitch of the magnetic disk 60 of the present embodiment is 0.35 μm.
Here, the recording layer 64 made of TbFeCo was formed by adjusting the alloy target composition so that the compensation composition temperature was 130 ° C. and the Curie temperature was 320 ° C. With this composition, the coercive force at room temperature is 8 koe. In addition, the magnetic recording medium of the present invention is manufactured by the above manufacturing method, so that even when recording on a disk substrate with a rare earth metal or a hydrogen compound with a transition metal and recording at high density, A magnetic disk having a stable magnetic domain and excellent signal characteristics and a manufacturing method thereof can be realized. In addition, even when a small magnetic domain is recorded by a magnetic head, a stable recording magnetic domain can be formed, and a magnetic recording medium with excellent signal characteristics and excellent stability against temperature changes can be realized even when repeatedly recording and reproducing. It can be done.

また、記録層の保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に減少するという膜特性が得られるため、昇温した状態では保磁力が小さくなり、磁気ヘッドでの記録が容易となり、大きな記録磁界は無くても記録可能である。
また、本実施の形態の磁気記録媒体では、光ビームを照射した状態での温度勾配により、ＤＷＤＤ方式により信号を再生すると、記録層からの信号を転写拡大した再生層は、９０℃で飽和磁化Ｍｓが極大となる組成であるために、さらに、再生信号の増大効果がある。
また、上記の構成により、微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
上記本実施の形態の磁気ディスク６０は、フォトポリマー６２をディスク基板６１上に塗布した構成について述べてきたが、ガラス基板を直接インプリントした構成、エッチング等により、ディスク基板の表面性を変化させた構成、ガラス基板を直接加工、あるいは、加熱溶融による転写させた構成、平板の金属基板、さらに、プラスチック基板による成形等を用いてもよい。 Further, since the coercive force Hc of the recording layer can be obtained as a film characteristic that decreases with increasing temperature from room temperature, the coercive force becomes smaller at a raised temperature, facilitating recording with a magnetic head, and a large recording magnetic field It is possible to record without it.
Further, in the magnetic recording medium of the present embodiment, when the signal is reproduced by the DWDD method due to the temperature gradient in the state where the light beam is irradiated, the reproduction layer in which the signal from the recording layer is transferred and enlarged is saturated at 90 ° C. Since the composition is such that Ms is maximized, the reproduction signal is further increased.
Also, with the above configuration, a stable recording magnetic domain can be formed even when a minute magnetic domain is recorded, and recording / reproduction with excellent signal characteristics can be achieved even when recording / reproduction is repeatedly performed by a magnetic head.
The magnetic disk 60 according to the present embodiment has been described with respect to the configuration in which the photopolymer 62 is applied on the disk substrate 61. However, the surface property of the disk substrate is changed by a configuration in which a glass substrate is directly imprinted, etching, or the like. Alternatively, a structure in which a glass substrate is directly processed or transferred by heating and melting, a flat metal substrate, molding with a plastic substrate, or the like may be used.

さらに、本実施の形態では、トラックピッチが０．３５μｍであったが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３５μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であれば、より効果が大きい。
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態４）
以下、本発明をその実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。
本発明の実施の形態４における磁気ディスク６０の構造は、実施の形態３と同様に、図５に示すような断面構造を有する。図５に示すように、ガラスを研磨した平板のディスク基板に、下地誘電体層、記録層、中間層、制御層、再生層からなる磁性記録膜群、さらに、磁性記録膜を保護し、磁気ヘッドを摺動させるための保護層、および、潤滑保護層により構成されている。
磁気ディスク６０は、記録トラック上に、サーボとアドレス検出のためのピットが形成され、データ領域に情報が記録される構成を有する。ピットとしては、トラッキングサーボとアドレス検出のために用いられ、凹凸、表面粗さの異なる形状に作製、あるいは磁性記録膜形成後、磁気転写、または、サーボライター等により磁気的に記録形成される。 Further, in this embodiment, the track pitch is 0.35 μm, but the recording track width on which information is recorded is 0.6 μm or less, and the shortest mark length of the recorded information is 0.35 μm or less. If the recording domain is configured to record the recording domain, it is more effective.
As described above, according to the configuration of the present embodiment, stable reproduction signal characteristics can be obtained even when recording and reproduction is performed at high density. Further, since the recording magnetic domain in the information track is formed in a stable shape, cross write and cross talk from adjacent tracks can be reduced during recording and reproduction.
(Embodiment 4)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The structure of the magnetic disk 60 in the fourth embodiment of the present invention has a cross-sectional structure as shown in FIG. As shown in FIG. 5, a flat disk substrate polished with glass is used to protect a magnetic recording film group consisting of a base dielectric layer, a recording layer, an intermediate layer, a control layer, and a reproducing layer, and to protect the magnetic recording film. It comprises a protective layer for sliding the head and a lubricating protective layer.
The magnetic disk 60 has a configuration in which pits for servo and address detection are formed on a recording track, and information is recorded in a data area. The pits are used for tracking servo and address detection, and are formed into shapes having different irregularities and surface roughness, or magnetically recorded and formed by a magnetic transfer or a servo writer after the magnetic recording film is formed.

ここで、凹凸、あるいは、表面粗さ等のディスク基板６１の表面形状を変化させてピットを形成する場合は、ガラス原盤にフォトレジスト等を用いて、プリピット状に形成したスタンパを用いて、インプリント等によりディスク基板６１に転写させて作製する。
あるいは、イオンエッチングによりピット部の凹凸形状、あるいは、表面粗さ等を制御して、スタンパ、あるいは、ディスク基板に直接形成される。
あるいは、スタンパに形成したプリピットの底面を、イオンエッチングと組み合わせて、表面粗さも変化させた構成も可能である。
図５で示した本発明の実施の形態４の磁気記録媒体は、磁性記録膜（６４、６５、６６、６７）が形成された薄膜表面に、保護層６８、固体潤滑保護層６９を形成し、潤滑層の上から、磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。この磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出する構成によって、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
ここで、本実施の形態の磁気ディスク６０のトラックピッチは０．４μｍであり、ピット径は０．３５μｍである。 Here, when pits are formed by changing the surface shape of the disk substrate 61 such as unevenness or surface roughness, a stamper formed in a pre-pit shape using a photoresist or the like on the glass master is used. It is produced by transferring to the disk substrate 61 by printing or the like.
Alternatively, it is formed directly on the stamper or the disk substrate by controlling the concavo-convex shape of the pit portion or the surface roughness by ion etching.
Alternatively, the bottom surface of the prepit formed in the stamper may be combined with ion etching to change the surface roughness.
In the magnetic recording medium of Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 5, a protective layer 68 and a solid lubricating protective layer 69 are formed on the surface of the thin film on which the magnetic recording films (64, 65, 66, 67) are formed. The structure can be applied to a magnetic recording medium in which recording marks can be recorded and reproduced at high density by recording and reproducing signals with a magnetic head from above the lubricating layer. With this configuration in which signals are recorded and reproduced and detected by this magnetic head, the present invention can be applied to a magnetic recording medium in which a recording mark smaller than the detection limit of a laser beam spot during reproduction can be recorded.
Here, the track pitch of the magnetic disk 60 of the present embodiment is 0.4 μm, and the pit diameter is 0.35 μm.

次に、本実施の形態の磁気ディスクの記録再生装置では、情報の記録時には、ディスクが回転しながら磁気ヘッドで記録される。この時、記録層６４は、保磁力が１０ｋｏｅ以下にすることにより、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、ＧＭＲヘッドにより、記録磁区からの信号を検出する。この時、レーザ光を照射する構成であれば、保磁力は温度上昇と共に低下し、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇する特性の記録層を用いて、７０℃で極大となる組成に調整すれば、ＧＭＲヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。また、前述したＤＷＤＤ方式と組み合わせて用いて、再生信号振幅をさらに拡大して再生することができる。
次に、本願発明の実施の形態４の磁気ディスク６０の作製方法について詳細に説明する。
ここで、次に、本発明の実施の形態における磁気記録媒体を製造するための、製造装置の構成図を図４に示す。図に示すように、磁気記録媒体の製造装置は、脱ガス室４１と、メインチャンバー４３とが、メインチャンバーのロードアンロード真空室４２によりにより接続されて構成されている。また、脱ガス室４１は、ロード室４４、アンロード室４５、加熱室４７とつながった構成である。また、メインチャンバー４３には、複数のプロセス室５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７が接続されており、メインチャンバー４３を通して磁気ディスクが移動し、それぞれの真空室で膜形成される構成である。 Next, in the magnetic disk recording / reproducing apparatus of the present embodiment, when recording information, the disk is rotated and recorded by the magnetic head. At this time, the recording layer 64 can be recorded with a magnetic head by setting the coercive force to 10 koe or less. At the time of signal reproduction, a signal from the recording magnetic domain is detected by the GMR head. At this time, if the configuration is such that the laser beam is irradiated, the coercive force decreases as the temperature rises, and the saturation magnetization Ms is adjusted to a composition that maximizes at 70 ° C. using a recording layer that increases with temperature. The detection sensitivity in the GMR head is improved and the reproduction signal is increased. Further, the reproduction signal amplitude can be further enlarged and reproduced by using in combination with the above-described DWDD method.
Next, a manufacturing method of the magnetic disk 60 according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
Here, FIG. 4 shows a configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing the magnetic recording medium according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the magnetic recording medium manufacturing apparatus is configured such that a degassing chamber 41 and a main chamber 43 are connected by a load / unload vacuum chamber 42 of the main chamber. The degas chamber 41 is connected to the load chamber 44, the unload chamber 45, and the heating chamber 47. A plurality of process chambers 51, 52, 53, 54, 55, 56, and 57 are connected to the main chamber 43, and the magnetic disk moves through the main chamber 43, and a film is formed in each vacuum chamber. It is a configuration.

まず、ディスク基板６１は、脱ガス室４１の大気中からのロード室４４から投入され、途中、加熱室４７でディスク基板の加熱しながら、脱ガス室４１を移動して、ディスク基板６１からの吸着ガスの脱ガスを行なう。脱ガス室４１のロード室４４は、メインチャンバーのロードアンロード室４２に接続されており、ディスク基板６１を、基板ホルダー、マスクを固定して、真空搬送室４０を通して、メインチャンバー４３に移動する。
そして、メインチャンバー４３から、真空プロセス室５１に移動し、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空にターボ分子ポンプで真空排気される。真空プロセス室５１では、その雰囲気に真空排気したまま、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＯ2ガスを導入し、基板を回転させながら、ＴａＯからなる下地層６３を１０ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。
次に、メインチャンバー４３を通して、ＴｂＦｅＣｏ記録層製膜のための真空プロセス室５２に移動する。ここで、真空プロセス室５２は、７×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空にターボ分子ポンプで真空排気されているが、この時、真空プロセス室５２内の水素の分圧は、２×１０＾（−８）Ｐａとなっており、窒素、酸素、の含有量に対して、１０倍以上の分圧となっている。この水素分圧は、真空排気のためのターボ分子ポンプの回転数により制御できる。そしてこのように真空排気をしたまま、Ａｒガスを１．８Ｐａとなるまで真空プロセス室５２内に導入し、基板を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層６４を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金ターゲットの組成と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。また、真空プロセス室内の水素ガス分圧が大きい製膜条件により、スパッタリング製膜中にＴｂＦｅＣｏ記録層６４の中に水素が取り込まれ、ミクロな膜構造を形成する。実際、図３の断面構造の観察図と同様に、コラム状の微細な構造を形成できる。 First, the disk substrate 61 is introduced from the load chamber 44 from the atmosphere of the degassing chamber 41, and the degassing chamber 41 is moved while the disk substrate is heated in the heating chamber 47 on the way. Degas the adsorbed gas. The load chamber 44 of the degassing chamber 41 is connected to the load / unload chamber 42 of the main chamber, and the disk substrate 61 is moved to the main chamber 43 through the vacuum transfer chamber 40 with the substrate holder and the mask fixed. .
And it moves from the main chamber 43 to the vacuum process chamber 51, and is evacuated by a turbo molecular pump to a high vacuum of 8 × 10 ^ (− 6) Pa or less. In the vacuum process chamber 51, with the atmosphere being evacuated, Ar gas and O 2 gas are introduced into the chamber until the pressure reaches 0.3 Pa, the substrate is rotated, and the base layer 63 made of TaO has a reactivity of 10 nm. It is formed by a sputtering method.
Next, the main chamber 43 moves to a vacuum process chamber 52 for forming a TbFeCo recording layer. Here, the vacuum process chamber 52 is evacuated to a high vacuum of 7 × 10 ^ (− 6) Pa or less by a turbo molecular pump. At this time, the partial pressure of hydrogen in the vacuum process chamber 52 is 2 × 10 ^ (− 8) Pa, which is a partial pressure of 10 times or more with respect to the content of nitrogen and oxygen. This hydrogen partial pressure can be controlled by the number of revolutions of a turbo molecular pump for evacuation. Then, while evacuating in this manner, Ar gas was introduced into the vacuum process chamber 52 until the pressure reached 1.8 Pa, and the TbFeCo recording layer 64 was formed to 60 nm using a TbFeCo alloy target while rotating the substrate. It is formed by a DC magnetron sputtering method. Here, the film composition of TbFeCo can be adjusted to a desired film composition by adjusting the composition of the alloy target and the film forming conditions. Further, hydrogen is taken into the TbFeCo recording layer 64 during the sputtering film formation under the film forming conditions in which the hydrogen gas partial pressure in the vacuum process chamber is large, thereby forming a micro film structure. Actually, a columnar fine structure can be formed as in the cross-sectional view of FIG.

なお、下地層６３の製膜時の堆積速度が、記録層６４の製膜時の堆積速度より小さい。記録層６４は、製膜時の膜堆積速度が、２ｎｍ／ｓｅｃ以上２０ｎｍ／ｓｅｃ以下である。
さらに、メインチャンバー４３を通して、真空プロセス室５３、５４、５５と順次移動し、ＴｂＦｅＣｏＡｌの中間層６５、ＴｂＦｅＣｏＣｒの制御層６６、ＧｄＦｅＣｏの再生層６７をそれぞれ順次積層して形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏＡｌの中間層６５の膜厚は１５ｎｍ、ＴｂＦｅＣｏＣｒの制御層６６の膜厚は１０ｎｍ、ＧｄＦｅＣｏの再生層６７の膜厚は３５ｎｍ、にそれぞれに設定している。
なお、ＴｂＦｅＣｏの記録層６４の製膜時と同様に、真空プロセス室５３、５４での、ＴｂＦｅＣｏＡｌ中間層６５、ＴｂＦｅＣｏＣｒ制御層６６の膜形成時にも、真空プロセス室５３、５４内の水素の分圧を、２×１０＾（−８）Ｐａと大きくした条件で形成する記録層のみの場合と同等以上の効果が得られる。
そして、さらに磁性記録膜（６４、６５、６６、６７）の上には、さらに真空プロセス室５６に移動して、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護層６８をＡｒとＣＨ4の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、３ｎｍ形成する。さらに、真空プロセス室５７で、製膜した磁気ディスク６０を冷却した後、ロードアンロード室４２を通して、真空装置の外に送り出す。 The deposition rate at the time of forming the underlayer 63 is smaller than the deposition rate at the time of forming the recording layer 64. The recording layer 64 has a film deposition rate of 2 nm / sec or more and 20 nm / sec or less during film formation.
Further, it moves sequentially through the main chamber 43 to the vacuum process chambers 53, 54, 55, and a TbFeCoAl intermediate layer 65, a TbFeCoCr control layer 66, and a GdFeCo reproduction layer 67 are sequentially stacked. Here, the thickness of the intermediate layer 65 of TbFeCoAl is set to 15 nm, the thickness of the control layer 66 of TbFeCoCr is set to 10 nm, and the thickness of the reproduction layer 67 of GdFeCo is set to 35 nm.
In the same way as when the TbFeCo recording layer 64 is formed, when the TbFeCoAl intermediate layer 65 and the TbFeCoCr control layer 66 are formed in the vacuum process chambers 53 and 54, the hydrogen content in the vacuum process chambers 53 and 54 is also reduced. An effect equal to or higher than that in the case of only the recording layer formed under the condition that the pressure is increased to 2 × 10 ^ (− 8) Pa can be obtained.
Further, on the magnetic recording film (64, 65, 66, 67), the protective layer 68 made of diamond-like carbon (DLC) is further moved to the vacuum process chamber 56 in a mixed atmosphere of Ar and CH 4. Then, 3 nm is formed by reactive RF sputtering using a C target. Further, after the formed magnetic disk 60 is cooled in the vacuum process chamber 57, it is sent out of the vacuum apparatus through the load / unload chamber 42.

さらに、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥ）からなる固体潤滑保護層６９をディッピング装置により引き上げながら塗布することにより、２ｎｍに塗布形成する。
ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層６４は補償組成温度が１４０℃であり、キュリー温度は３３０℃になるようにターゲット組成と条件を設定して膜組成を調整して製膜した。
なお、記録層６４製膜後に、真空プロセス室５２，５３で保持する真空中で、水素を２０％含むＡｒ雰囲気中に保持し、さらに水素を吸蔵、吸着させる方法を用いてもよい。
このような記録層の組成と、水素元素と結合した構成により、ミクロな膜構造で安定であり、室温での保磁力が１０ｋｏｅ以上となる。この結果、磁気ヘッドにより微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
従来の磁気記録媒体では、磁壁移動のために、記録した磁区が拡大、あるいは、収縮による消滅で、微細なマークの記録が安定していないという課題を有していた。また、環境温度の変動、記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴い、磁気グレインの熱揺らぎが課題となり、記録ドメイン形状が変動する、あるいは、劣化するという課題、あるいは、クロストーク、クロスイレーズ、記録再生信号の劣化といった課題を有していた。 Further, a solid lubricating protective layer 69 made of perfluoropolyether (hereinafter referred to as PFPE) is applied while being pulled up by a dipping device to form a coating of 2 nm.
Here, the recording layer 64 made of TbFeCo was formed by adjusting the film composition by setting the target composition and conditions so that the compensation composition temperature was 140 ° C. and the Curie temperature was 330 ° C.
Note that after the recording layer 64 is formed, a method of holding in an Ar atmosphere containing 20% hydrogen in a vacuum held in the vacuum process chambers 52 and 53 and further storing and adsorbing hydrogen may be used.
With such a composition of the recording layer and a structure combined with a hydrogen element, a micro film structure is stable, and a coercive force at room temperature is 10 koe or more. As a result, stable recording magnetic domains can be formed even when minute magnetic domains are recorded by the magnetic head, and recording / reproducing with excellent signal characteristics can be achieved even when recording / reproducing is repeated by the magnetic head.
The conventional magnetic recording medium has a problem that recording of fine marks is not stable due to expansion or contraction of recorded magnetic domains due to domain wall movement. In addition, as the temperature of the magnetic disk rises when the recording film is irradiated with a laser light beam, the thermal fluctuation of the magnetic grain becomes a problem, and the recording domain shape fluctuates or deteriorates. Alternatively, there are problems such as crosstalk, cross erase, and deterioration of recording / reproducing signals.

これに対し、本願発明の磁気記録媒体は、簡易な方法で、記録層に水素を含有して記録層を安定化する構成により、高密度に微細な磁区を記録した場合にも、安定した記録特性の磁気記録媒体とその製造方法を実現できる。また、記録層の室温での保磁力も大きく、環境温度等が変化した場合にも、安定した記録磁区を形成できるため信号特性に優れ、信頼性の高い磁気記録媒体を実現できるものである。
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態５）
以下、本発明をその実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。
本発明の実施の形態５における磁気ディスク６０の構造は、実施の形態３同様に、図５に示すような断面構造を有する。図５に示すように、研磨したＡｌ合金からなる金属のディスク基板に、下地層、記録層、中間層、制御層、再生層からなる磁性記録膜群、さらに、磁性記録膜を保護し、磁気ヘッドを摺動させるための保護層、および、潤滑保護層により構成されている。 On the other hand, the magnetic recording medium of the present invention provides stable recording even when fine magnetic domains are recorded at high density by a structure that contains hydrogen in the recording layer and stabilizes the recording layer by a simple method. A magnetic recording medium having characteristics and a method for manufacturing the same can be realized. In addition, since the recording layer has a large coercive force at room temperature, and a stable recording magnetic domain can be formed even when the environmental temperature or the like changes, a magnetic recording medium having excellent signal characteristics and high reliability can be realized.
As described above, according to the configuration of the present embodiment, stable reproduction signal characteristics can be obtained even when recording and reproduction is performed at high density. Further, since the recording magnetic domain in the information track is formed in a stable shape, cross write and cross talk from adjacent tracks can be reduced during recording and reproduction.
(Embodiment 5)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The structure of the magnetic disk 60 in the fifth embodiment of the present invention has a cross-sectional structure as shown in FIG. As shown in FIG. 5, on a polished metal disk substrate made of an Al alloy, a magnetic recording film group consisting of an underlayer, a recording layer, an intermediate layer, a control layer, a reproducing layer, and a magnetic recording film are protected and magnetically It comprises a protective layer for sliding the head and a lubricating protective layer.

磁気ディスク６０は、記録トラック上に、プリピットと、情報を記録するデータ領域を有する構成である。プリピットは、トラッキングサーボとアドレス検出に用いられており、凹凸、表面粗さの異なるピット、あるいは、サーボライター等による磁気記録によるプリピットが形成されている。
ここで、ディスク基板６１が、凹凸、あるいは、表面粗さの異なるプリピットを有する場合には、ピットを形成したスタンパを用いて、インプリントにより金属のディスク基板６１に転写し、あるいは、イオンエッチングによりピット部の凹凸形状、あるいは、表面粗さ等を制御して、スタンパ、あるいは、ディスク基板に直接形成される。
このような、凹凸、あるいは、表面粗さを用いたディスク基板上に、ＡｇＣｕ、あるいは、ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる誘電体の下地層６３を形成した場合にも、ディスク基板６１表面のピットが、下地層６３の表面にも形成される。
この結果、ピット部が表面粗さの小さいサーボ用ピットとして形成される。
図５で示したものと同様の構成の、本発明の実施の形態５の磁気記録媒体は、記録膜が形成された潤滑層側から、レーザ光ビームを照射し、磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出することによって、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。 The magnetic disk 60 is configured to have prepits and a data area for recording information on a recording track. The pre-pits are used for tracking servo and address detection, and pits having different irregularities and surface roughness, or pre-pits by magnetic recording by a servo writer or the like are formed.
Here, when the disk substrate 61 has prepits with different irregularities or surface roughness, it is transferred to the metal disk substrate 61 by imprinting using a stamper in which pits are formed, or by ion etching. It is directly formed on the stamper or the disk substrate by controlling the concavo-convex shape of the pit portion or the surface roughness.
Even when the dielectric base layer 63 made of AgCu or ZnS—SiO 2 is formed on the disk substrate using such unevenness or surface roughness, the pits on the surface of the disk substrate 61 are It is also formed on the surface of the underlayer 63.
As a result, the pit portion is formed as a servo pit having a small surface roughness.
The magnetic recording medium of the fifth embodiment of the present invention having the same configuration as that shown in FIG. 5 is irradiated with a laser beam from the lubricating layer side on which the recording film is formed, and a signal is recorded by the magnetic head. This configuration can be applied to a magnetic recording medium that enables recording / reproduction of a recording mark smaller than the detection limit of the laser beam spot during reproduction by detecting the reproduction.

ここで、本実施の形態の記録膜は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃは減少し、飽和磁化Ｍｓは極大温度まで増加する特性を有している。
本実施の形態の磁気記録媒体は、情報の記録時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットを照射しながら磁気ヘッドで記録される。この時、記録膜は、高温では保磁力が低下することから、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して、温度上昇させながら、ＧＭＲヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１００℃で極大となるため、ＧＭＲヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
しかしながら、従来の記録媒体では、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇と冷却過程での温度変化に伴い、記録磁区が不安定になり、磁壁の移動によって、記録ドメインが劣化するという課題があった。
次に、本願発明の実施の形態５の磁気ディスク６０と作製方法について詳細に説明する。
図５に示すように、金属からなる研磨されたディスク基板６１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。ディスク基板６１は、プリピットを設けた記録トラックが形成されており、本実施の形態の磁気ディスク６０のトラックピッチは０．３μｍである。 Here, the recording film of the present embodiment has a characteristic that as the temperature T rises, the coercive force Hc decreases and the saturation magnetization Ms increases to the maximum temperature.
In the magnetic recording medium of the present embodiment, when information is recorded, the disk rotates, and recording is performed with a magnetic head while irradiating a laser beam spot along the track. At this time, since the coercive force of the recording film decreases at a high temperature, recording with a magnetic head is possible. Further, at the time of signal reproduction, the recording magnetic domain is detected by the GMR head while the temperature is increased by irradiating the laser beam. At this time, the saturation magnetization Ms rises with temperature and becomes a maximum at 100 ° C., so that the detection sensitivity of the GMR head is improved and the reproduction signal is increased.
However, in the conventional recording medium, when the recording film is irradiated with a laser beam, the recording magnetic domain becomes unstable due to the temperature rise of the magnetic disk and the temperature change in the cooling process, and the recording domain moves due to the movement of the domain wall. There was a problem of deterioration.
Next, the magnetic disk 60 and the manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 5, it is formed by laminating a polished disk substrate 61 made of metal so as to include a magnetic thin film recording film. The disk substrate 61 has recording tracks provided with prepits, and the track pitch of the magnetic disk 60 of the present embodiment is 0.3 μm.

まず、図示するように、Ａｌ合金のからなるディスク基板６１の表面にフォトポリマーを用いてピットを形成し、ピット形状の部分は、マスクを通してイオンガンによりエッチングすることにより、表面粗さをＲａ０．５ｎｍ以上と、Ｒａの異なるプリピットが形成できる。
ここで、磁気的なプリピットを形成する場合には、ディスク基板に記録膜作製後に、磁気転写、あるいは、Ｒａでなく、サーボライター等を用いて記録する。
次に、スパッタリング装置を用いて、記録膜、保護層を作製するが、そのための製造装置は、実施の形態４の図４に示す構成と同様の製膜装置を用いることができる。
まず、スパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板６１を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．２Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板を回転させながら、ＡｇＣｕからなる金属膜の下地層６３を２０ｎｍに形成し、さらに、０．４ＰａのＡｒを導入し、ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる誘電体の下地層６３を１０ｎｍ、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により膜形成される。
そして、真空排気をしたままＡｒガスを２．０Ｐａ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、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層６４を８０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。 First, as shown in the drawing, pits are formed on the surface of a disk substrate 61 made of an Al alloy using a photopolymer, and the pit-shaped portion is etched with an ion gun through a mask, so that the surface roughness is Ra 0.5 nm. Prepits with different Ra can be formed as described above.
Here, when magnetic pre-pits are formed, recording is performed using a magnetic writer or a servo writer instead of Ra after the recording film is formed on the disk substrate.
Next, although a recording film and a protective layer are produced using a sputtering apparatus, a film forming apparatus similar to the structure shown in FIG.
First, after setting the target in the sputtering apparatus and fixing the disk substrate 61 to the substrate holder, the inside of the chamber is evacuated with a turbo molecular pump until a high vacuum of 8 × 10 ^ (− 6) Pa or less is obtained. Then, Ar gas was introduced into the chamber until evacuated to 0.2 Pa, the base layer 63 of a metal film made of AgCu was formed to 20 nm while rotating the substrate, and 0.4 Pa of Ar was further formed. Then, a dielectric underlayer 63 made of ZnS—SiO 2 is formed to a thickness of 10 nm by the RF magnetron sputtering method.
Then, Ar gas was introduced into the chamber until evacuated to 2.0 Pa, and a TbFeCo recording layer 64 was formed by a DC magnetron sputtering method using a TbFeCo alloy target while rotating the substrate. Is done. Here, the film composition of TbFeCo can be adjusted to a desired film composition by adjusting the target composition ratio of the alloy and the film forming conditions.

次に、真空プロセス室５３の真空中で、水素を２０ａｔ％以上含有するＡｒ雰囲気中で、イオンガンを用いて、ＴｂＦｅＣｏ記録層６４をエッチングし、さらに、その後、記録層６４を、水素を２０ａｔ％含有する雰囲気中に６０秒、保持する。このことにより、水素が記録膜中に取込まれ、希土類金属と安定な結合状態を形成する。
また、この時、エッチング条件を調整することにより、記録層６４の表面の平滑性も調整できる。
次に、さらに、チャンバー内が１．５ＰａであるＡｒガス雰囲気中で、基板を回転させながら、中間層６５、制御層６６、再生層６７を、それぞれの組成を有する合金ターゲットを用いてスパッタリング順次積層する。ここで、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＣｏ、の磁性記録膜組成は、ターゲットの組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。
そして、さらに再生層６７の上には、アモルファスカーボン（αＣ）からなる保護層６８をＡｒ雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、ＤＣスパッタリングにより、７ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥ）からなる固体潤滑保護層６９をスピンコータで高速回転で塗布することにより形成する。 Next, the TbFeCo recording layer 64 is etched using an ion gun in an Ar atmosphere containing hydrogen at 20 at% or more in a vacuum in the vacuum process chamber 53, and then the recording layer 64 is filled with 20 at% hydrogen. Hold in atmosphere for 60 seconds. As a result, hydrogen is taken into the recording film and forms a stable bonding state with the rare earth metal.
At this time, the smoothness of the surface of the recording layer 64 can also be adjusted by adjusting the etching conditions.
Next, the intermediate layer 65, the control layer 66, and the reproduction layer 67 are sequentially sputtered using alloy targets having respective compositions while rotating the substrate in an Ar gas atmosphere with 1.5 Pa in the chamber. Laminate. Here, the magnetic recording film composition of TbFeCo, TbFeCoCr, GdFeCo can be adjusted to a desired film composition by adjusting the composition ratio of the target and the film forming conditions.
Further, a protective layer 68 made of amorphous carbon (αC) is further formed on the reproducing layer 67 by DC sputtering in an Ar atmosphere using a C target. Further, it is formed by applying a solid lubricating protective layer 69 made of perfluoropolyether (hereinafter referred to as PFPE) at a high speed with a spin coater.

ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層６４は補償組成温度が−２０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜した。
この結果、本実施の形態の磁気記録媒体では、光ビームを照射した状態での温度、１２０℃で、飽和磁化Ｍｓが極大となり、また、保磁力Ｈｃは、温度上昇と共に減少するという膜特性を有し、微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
このような、本実施の形態の磁気記録媒体は、情報の記録時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットを照射しながら磁気ヘッドで記録磁界を変調することにより記録される。この時、記録層は、高温では保磁力が低下することから、磁気ヘッドの磁界で記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して、温度上昇させながら、上記したＤＷＤＤ方式を用いて、磁壁移動により、転写磁区を拡大させながら、ＧＭＲヘッドにより、再生磁区を検出する。この時、再生層の飽和磁化Ｍｓも温度と共に上昇する構成であれば、昇温時に再生信号が極大となるため、ＧＭＲヘッドでの検出感度がさらに向上し、再生信号が増大する。
従来の磁気記録媒体では、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、微小な記録磁区が劣化するという課題があった。特に、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇と冷却過程での温度変化に伴い、記録磁区の信頼性が不安定になり、磁壁の移動によって、記録ドメインが劣化するという保存性の課題があった。また、磁気的にサーボピットを形成した場合には、サーボ信号の特性も変動する、あるいはそれに伴い記録再生特性が低下する等の保存性の課題を有していた。 Here, the recording layer 64 made of TbFeCo was formed by adjusting the film composition so that the compensation composition temperature was −20 ° C. and the Curie temperature was 310 ° C.
As a result, in the magnetic recording medium of the present embodiment, the saturation magnetization Ms is maximized at a temperature 120 ° C. in the state of irradiation with the light beam, and the coercive force Hc decreases with increasing temperature. Even when a minute magnetic domain is recorded, a stable recording magnetic domain can be formed, and recording / reproduction with excellent signal characteristics can be achieved even when repetitive recording / reproduction is performed by a magnetic head.
Such a magnetic recording medium of the present embodiment is recorded by modulating a recording magnetic field with a magnetic head while rotating a disk and irradiating a laser beam spot along a track when recording information. At this time, since the coercive force of the recording layer decreases at a high temperature, recording can be performed with the magnetic field of the magnetic head. Further, at the time of signal reproduction, the reproduction magnetic domain is detected by the GMR head while expanding the transfer magnetic domain by moving the domain wall using the above-described DWDD method while irradiating the laser beam and raising the temperature. At this time, if the saturation magnetization Ms of the reproduction layer also increases with temperature, the reproduction signal becomes maximum as the temperature rises, so that the detection sensitivity of the GMR head is further improved and the reproduction signal increases.
The conventional magnetic recording medium has a problem that when a recording film is irradiated with a laser light beam, a minute recording magnetic domain deteriorates as the temperature of the magnetic disk rises. In particular, when the recording film is irradiated with a laser beam, the reliability of the recording magnetic domain becomes unstable due to the temperature rise of the magnetic disk and the temperature change during the cooling process, and the recording domain deteriorates due to the movement of the domain wall. There was a problem of preservation. Further, when the servo pits are magnetically formed, there is a problem of storability such that the characteristics of the servo signal also fluctuate or the recording / reproduction characteristics deteriorate accordingly.

これに対し、本願発明の磁気記録媒体は、記録層が水素を含有して安定した構造を有することにより、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化にも、微細な記録磁区を安定して記録が可能となる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。
また、本実施の形態では、トラックピッチが０．３μｍであったが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であれば、より効果が大きい。
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
次に、本実施の形態の磁気記録媒体の記録再生装置について図面を参照にして詳細に説明する。 In contrast, the magnetic recording medium of the present invention has a stable structure in which the recording layer contains hydrogen, so that the magnetic temperature when the recording film is irradiated with a laser beam when the recording temperature is changed or the recording film is reproduced is recorded. It is possible to stably record a fine recording magnetic domain even when the temperature of the disk changes. As a result, even when the recording film is heated with a light beam or the like and a signal is reproduced using a magnetic head such as a GMR head, a magnetic recording medium having excellent heat durability and excellent signal characteristics can be realized. is there.
In this embodiment, the track pitch is 0.3 μm, but the groove width on which information is recorded is 0.6 μm or less, and the shortest mark length of recorded information is 0.3 μm or less. A configuration that records the recording domain is more effective.
As described above, according to the configuration of the present embodiment, stable reproduction signal characteristics can be obtained even when recording and reproduction is performed at high density. Further, since the recording magnetic domain in the information track is formed in a stable shape, cross write and cross talk from adjacent tracks can be reduced during recording and reproduction.
Next, the recording / reproducing apparatus for the magnetic recording medium of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置は、図１０に示すような構成を有する。図１０に示すように、スピンドルモータ１０３に取り付けられた磁気ディスク１０１は、磁気ヘッド制御、検出回路１０６でコントロールされた磁気ヘッドにより、信号が記録再生される。また、光学ヘッド１０４は、レーザ駆動回路１０５により制御されたレーザ光をディスク上に照射しながら、磁気ヘッドでの記録再生を行なう。この時、制御回路により、モータの回転駆動制御と、レーザ光のサーボ制御等が行われる。
このような構成の記録再生装置を用いて、本実施の形態の磁気ディスクは、水素と安定な結合状態の構造を有する記録層により、表面形状、あるいは磁気的に記録されたピットにより、トラッキングサーボをかけながら、情報の記録再生が可能となる。
ここで、本実施の形態の磁気ディスクでは、水素を含有した安定なマイクロ構造を有する記録層からなる構成により、高密度で微細な記録ドメインを記録した場合にも、安定した記録磁区を実現できるものである。
ここで、光学ヘッドは、磁気ヘッドと分離し反対方向に配置した構成について示してあるが、磁気ヘッドと同じ側から照射する構成、さらに、磁気ヘッドと光学ヘッド、あるいは光源とつながった導波路と一体となった構成であっても良い。 The magnetic recording medium recording / reproducing apparatus in the embodiment of the present invention has a configuration as shown in FIG. As shown in FIG. 10, signals are recorded and reproduced on the magnetic disk 101 attached to the spindle motor 103 by the magnetic head controlled by the magnetic head control / detection circuit 106. The optical head 104 performs recording / reproduction with the magnetic head while irradiating the disk with laser light controlled by the laser driving circuit 105. At this time, rotation control of the motor, servo control of laser light, and the like are performed by the control circuit.
Using the recording / reproducing apparatus having such a configuration, the magnetic disk of the present embodiment has a tracking servo that uses a recording layer having a structure in a stable combined state with hydrogen, a surface shape, or a magnetically recorded pit. It is possible to record and reproduce information while applying.
Here, in the magnetic disk of the present embodiment, a stable recording magnetic domain can be realized even when a high-density and fine recording domain is recorded due to a configuration including a recording layer having a stable microstructure containing hydrogen. Is.
Here, the optical head is shown as being separated from the magnetic head and arranged in the opposite direction. However, the optical head is irradiated from the same side as the magnetic head, and the waveguide connected to the magnetic head and the optical head or the light source. An integrated configuration may be used.

以上のように、本実施の形態の記録再生装置の構成により、微細な磁区を高密度に記録再生した場合にも、安定した記録ドメインを形成し、再生信号を検出できる、優れた記録再生信号特性が得られる記録再生装置を実現できるものである。
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した記録磁区が形成でき、優れた再生信号が検出でき、しかも、信頼性の高い、磁気記録媒体とその製造方法、および、記録再生方法を実現できるものである。
なお、本実施の形態の記録層では、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅに水素を含有する雰囲気中でスパッタリングする製造方法について述べてきたが、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくともひとつを含有し、混合した不活性ガスを用いても良い。またその時の、水素の分圧は、０．２％から２０％、さらには０．２％〜４％であれば、その他の気体と混合した製膜雰囲気であってもよい。またさらに、スパッタリング製膜中に、水素Ｈ2の量を変化させながら磁性記録膜を形成する製造方法であっても良い。
また、磁気記録媒体の製造方法は、真空プロセス室の真空中で、水素を２０％含むＡｒ雰囲気中に保持し、水素を吸蔵、吸着させて記録膜に取り込む方法について述べてきたが、Ａｒに対してであれば５％以上、窒素等その他のガスであれば、１０％以上の分圧であればよい。また、保持する雰囲気も、真空中のみでなく、１気圧以上の加圧雰囲気であってもよい。また、その条件も、保持する雰囲気の水素量と分圧、保持圧力、時間の条件を適宜設定して、記録膜に強い結合状態で取込む製造方法であればよい。 As described above, the configuration of the recording / reproducing apparatus according to the present embodiment makes it possible to form a stable recording domain and detect a reproduced signal even when fine magnetic domains are recorded / reproduced with high density. It is possible to realize a recording / reproducing apparatus capable of obtaining characteristics.
As described above, according to the configuration of the present embodiment, a stable recording magnetic domain can be formed even when recording and reproduction is performed at high density, an excellent reproduction signal can be detected, and a highly reliable magnetic recording medium The manufacturing method and the recording / reproducing method can be realized.
In the recording layer of this embodiment, a manufacturing method in which sputtering is performed in an atmosphere containing hydrogen in Ar, Kr, and Xe has been described. However, at least one of Ne, Ar, Kr, and Xe is contained and mixed. An inert gas may be used. The hydrogen partial pressure at that time may be 0.2% to 20%, and further 0.2% to 4%, and a film forming atmosphere mixed with other gases may be used. Furthermore, a manufacturing method may be used in which the magnetic recording film is formed while changing the amount of hydrogen H 2 during sputtering film formation.
In addition, a method for manufacturing a magnetic recording medium has been described in which a vacuum is maintained in an Ar atmosphere containing 20% hydrogen in a vacuum process chamber, and hydrogen is occluded and adsorbed to be taken into the recording film. In contrast, the partial pressure may be 5% or more, and other gas such as nitrogen may be 10% or more. Moreover, the atmosphere to hold | maintain may be not only in a vacuum but a pressurized atmosphere of 1 atmosphere or more. Also, the conditions may be any manufacturing method in which the amount of hydrogen in the atmosphere to be held, the partial pressure, the holding pressure, and the time are appropriately set, and the recording film is incorporated in a strongly bonded state.

さらに、本実施の形態では、水素を２０ａｔ％以上含有するＡｒ雰囲気中で、イオンガンを用いて、ＴｂＦｅＣｏ記録層をエッチングし、記録層に水素を含有する製造方法について述べてきたが、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅのスパッタリングガスに対して、水素分圧が、０．２％から２０％の範囲内にある雰囲気中で、記録層を照射イオンに水素イオンを含むイオン照射エッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングを行う製造方法であれば良い。
また、本実施の形態では、７×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空に真空排気され、水素の分圧が、２×１０＾（−８）Ｐａ真空プロセス室内に、Ａｒガスを導入して製膜する製造方法について述べてきたが、記録層形成前の到達真空度が、５×１０＾（−５）Ｐａ以下の真空雰囲気であって、真空排気状態での水素ガス分圧が、１×１０＾（−８）Ｐａ以上である真空プロセス室に、スパッタリングガスを導入して記録層を膜成長させる製膜する製造方法であれば、同等の効果が得られる。またその時、真空プロセス室の水素分圧が、窒素分圧に対して、１０倍以上の範囲にあればよい。
また、本実施の形態の記録層の製造方法では、記録層ＴｂＦｅＣｏ製膜時に、製膜速度、ディスク基板の回転数を制御することにより、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの膜のミクロな構造を変化させることができ、磁気異方性の大きい非晶質な膜構造の磁性薄膜を用いても良い。より具体的には、ＴｂＦｅＣｏの記録層製膜時に、４０ｒｐｍで自公転の回転をしながら、それぞれの元素粒子が、０．５ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートで、それぞれ製膜することにより、上記膜構造が可能である。 Furthermore, in the present embodiment, a manufacturing method in which a TbFeCo recording layer is etched using an ion gun in an Ar atmosphere containing hydrogen at 20 at% or more and hydrogen is contained in the recording layer has been described. , Kr, and Xe sputtering gases in an atmosphere where the hydrogen partial pressure is in the range of 0.2% to 20%. Any manufacturing method that performs dry etching may be used.
Further, in this embodiment, Ar gas is introduced into a vacuum process chamber that is evacuated to a high vacuum of 7 × 10 ^ (− 6) Pa or less and the hydrogen partial pressure is 2 × 10 ^ (− 8) Pa. Although the manufacturing method for forming a film has been described, the ultimate vacuum before forming the recording layer is a vacuum atmosphere of 5 × 10 ^ (− 5) Pa or less, and the hydrogen gas partial pressure in the vacuum exhaust state is An equivalent effect can be obtained if the manufacturing method is such that a sputtering gas is introduced into a vacuum process chamber of 1 × 10 ^ (− 8) Pa or more to grow a recording layer. At that time, the hydrogen partial pressure in the vacuum process chamber may be in a range of 10 times or more with respect to the nitrogen partial pressure.
Also, in the recording layer manufacturing method of the present embodiment, when the recording layer TbFeCo is formed, the micro structure of the Tb, Fe, and Co films is changed by controlling the film forming speed and the rotational speed of the disk substrate. However, a magnetic thin film having an amorphous film structure having a large magnetic anisotropy may be used. More specifically, when the TbFeCo recording layer is formed, each element particle is formed at a film formation rate of 0.5 nm / sec while rotating and revolving at 40 rpm. Structure is possible.

また、なお、記録層形成後、あるいはその他の薄膜層形成後に、エッチング工程により、所望の表面粗さに調整した構成であってもよい。
また、本実施の形態の記録層の構成は、磁気的超解像を用いた多層構造について述べてきたが、記録情報を保持しておく記録層を有する構成であれば同様の効果が得られる。この時、単層、あるいは、再生情報の信号量を増大させるための再生層と記録層とで構成され、２層間は磁気的に交換結合されている構成であっても良い。
また、ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層について述べてきたが、希土類金属−遷移金属合金を用いた磁性薄膜であって、少なくともＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｅｒ等の希土類金属材料のひとつと、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属を含む磁性薄膜であれば良い。
また、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層について、述べてきたが、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、あるいはその他の材料組成、あるいは、さらに、それらの材料を用いた構成、あるいは、多層に積層した構成であってもよい。
あるいはさらに、記録層のＴｂＦｅＣｏ製膜時に、製膜速度、光ディスク基板の回転数を制御することにより、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの遷移金属とを、周期構造に積層した構成であっても良い。この時の積層周期としては、２．０ｎｍ以下の周期的な積層構造にすることにより、記録層の飽和磁化Ｍｓと保磁力Ｈｃとの積Ｍｓ・Ｈｃを増大させることができる。実際、１．０ｎｍの積層周期の記録層では、４．０×１０＾（６）ｅｒｇ／ｃｍ3という大きなＭｓ・Ｈｃ値が得られ、５０ｎｍ以下の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。 In addition, a configuration in which a desired surface roughness is adjusted by an etching process after forming the recording layer or after forming another thin film layer may be employed.
Further, the configuration of the recording layer of the present embodiment has been described for a multilayer structure using magnetic super-resolution, but the same effect can be obtained if the configuration has a recording layer for holding recording information. . At this time, a single layer or a structure in which a reproduction layer and a recording layer for increasing the signal amount of reproduction information are formed and the two layers are magnetically exchange-coupled may be used.
Here, the recording layer made of TbFeCo has been described, but it is a magnetic thin film using a rare earth metal-transition metal alloy, and is a rare earth metal material such as at least Tb, Gd, Dy, Nd, Ho, Pr, Er. And a magnetic thin film containing a transition metal such as Fe, Co, or Ni.
Moreover, although the reproduction layer of GdFeCoCr has been described, GdFeCoAl or other material composition, or a configuration using those materials, or a configuration in which the layers are laminated in multiple layers may be used.
Alternatively, a structure in which Tb, a transition metal of Fe, and Co are laminated in a periodic structure by controlling the film forming speed and the number of rotations of the optical disk substrate during the TbFeCo film formation of the recording layer may be employed. As the lamination cycle at this time, the product Ms · Hc of the saturation magnetization Ms and the coercive force Hc of the recording layer can be increased by adopting a periodic lamination structure of 2.0 nm or less. In fact, a recording layer having a stacking period of 1.0 nm has a large Ms · Hc value of 4.0 × 10 ^ (6) erg / cm 3 , and is stable even when a small magnetic domain of 50 nm or less is recorded. Recording magnetic domains can be formed, and recording and reproduction with excellent signal characteristics are possible even when recording and reproduction are repeated.

また、本実施の形態の光磁気記録媒体の記録層は、ＴｂとＦｅとＣｏの積層周期が０．３ｎｍ以上、４ｎｍ以下に積層した構成であって、記録層の膜厚を２０ｎｍ以上、より好ましくは、４０ｎｍから２００ｎｍに形成した構成であれば、同等の効果が得られる。また、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの遷移金属が周期的な積層構成に限定されるものではなく、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれ異なるターゲット、あるいは、それ以外の材料を含む構成であっても、２ｎｍ以下の積層周期を有する記録層の構成であればよい。
また、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層のキュリー温度は３００℃から３３０℃に設定していたが、磁気ヘッドの特性、光学ヘッドによる温度上昇の条件、さらに、環境温度の許容範囲に応じて、少なくとも１５０℃以上の温度範囲に設定すれば良い。
なお、ここで、磁気記録媒体の磁気特性の変化は、ディスク基板、あるいは下地層の変化ににも依存しており、保磁力、飽和磁化、磁束密度、磁気異方性、あるいはそれらの温度特性等を含めて本願発明の記録層に調整すれば、同等以上の効果が得られる。
また、本実施の形態では、ＤＷＤＤ方式を用いた磁気的超解像を用いた磁気ディスクについて述べてきたが、また、さらに、その膜構成は、再生層、中間層、記録層、あるいはさらに制御層を含む構成について述べてきたが、この構成に限定されるものではなく、ＲＡＤ、ＦＡＤ、ＣＡＤ、あるいは、ダブルマスク方式の磁気的超解像方式、あるいは、ＭＡＭＭＯＳ方式等の転写した磁区が拡大再生されるような膜構成の磁気記録媒体であっても良い。また、記録膜の構成も、記録層、中間層、再生層の３層構造に限定されず、必要な機能を有した多層膜を形成した構成であれば良い。 Further, the recording layer of the magneto-optical recording medium of the present embodiment has a configuration in which the lamination period of Tb, Fe, and Co is laminated to 0.3 nm or more and 4 nm or less, and the recording layer has a film thickness of 20 nm or more. Preferably, the same effect can be obtained if the structure is formed from 40 nm to 200 nm. Further, the transition metal of Tb, Fe, and Co is not limited to the periodic laminated structure, and even if the structure includes different targets for Tb, Fe, and Co, or other materials, it is 2 nm or less. Any configuration of the recording layer having a lamination period may be used.
In addition, the Curie temperature of the recording layer made of TbFeCo was set to 300 ° C. to 330 ° C., but at least 150 ° C. depending on the characteristics of the magnetic head, the conditions of temperature rise by the optical head, and the allowable range of the environmental temperature. What is necessary is just to set to the above temperature range.
Here, the change in the magnetic characteristics of the magnetic recording medium also depends on the change in the disk substrate or the underlayer, and the coercive force, saturation magnetization, magnetic flux density, magnetic anisotropy, or their temperature characteristics. If it is adjusted to the recording layer of the present invention including the above, the same or higher effect can be obtained.
In the present embodiment, a magnetic disk using magnetic super-resolution using the DWDD method has been described. Further, the film configuration is a reproducing layer, an intermediate layer, a recording layer, or further controlled. Although the structure including the layers has been described, the structure is not limited to this structure, and the transferred magnetic domain such as RAD, FAD, CAD, double mask magnetic super-resolution, or MAMMOS is expanded. A magnetic recording medium having a film structure that can be reproduced may be used. Further, the configuration of the recording film is not limited to the three-layer structure of the recording layer, the intermediate layer, and the reproducing layer, and may be a configuration in which a multilayer film having a necessary function is formed.

また、ＤＷＤＤ方式を用いた磁気記録媒体では、凹凸、あるいは、面粗さの異なるピットを形成したディスク基板について述べてきたが、グルーブ、あるいは、ランドを有し、記録トラック間を分離する構成であっても良い。あるいは、トラック間に案内溝を設けて、アニール処理をする構成であっても良い。このような構成であれば、情報の記録されるトラック間が磁性的遮断され、再生層に転写された記録磁区が容易に磁壁移動する構成を実現でき、ＤＷＤＤ方式での信号特性が、さらに優れた磁気記録媒体を実現できる。このように、グルーブ、あるいは、ランドの凹凸により、記録トラック間の分離を行なうと、０．１μｍ以下の微小磁区を安定して形成し、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の磁壁の移動度を確保でき、再生信号特性に優れた磁気ディスクを実現することができる。さらに、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
なお、ディスク基板の材料は、ガラス、Ａｌ合金の金属、ポリカーボネートについて述べてきたが、その他の金属材料、プラスチック材料等を用いても良い。
また、上記本実施の形態の磁気ディスクは、ディスク基板表面にフォトポリマーによりピットを形成した構成、あるいは、インプリント等を用いた方法について述べてきたが、ディスク基板表面を直接エッチングにより加工した構成、あるいは、直接ピットの加工、あるいは、ガラスを加熱溶融して転写させることによりピット形成を行なっても良い。あるいは、インプリント等を用いてフォトポリマーに転写させる方法であっても良い。また、表面粗さを利用したディスク基板の場合には、フォトレジスト原盤を直接エッチングにより加工して作製したスタンパを用いて、ディスク基板に転写させた形成、あるいは、ディスク基板上に形成した下地表面を直接エッチングする方法でも良い。 Further, in the magnetic recording medium using the DWDD method, the disk substrate on which the pits having different unevenness or surface roughness are formed has been described. However, it has a structure having a groove or a land and separating the recording tracks. There may be. Alternatively, the guide groove may be provided between the tracks and the annealing process may be performed. With such a configuration, it is possible to realize a configuration in which the recorded magnetic domains transferred to the reproducing layer are easily magnetically moved between the tracks on which information is recorded, and the signal characteristics in the DWDD system are further improved. A magnetic recording medium can be realized. As described above, when the recording tracks are separated by the grooves or the unevenness of the lands, a minute magnetic domain of 0.1 μm or less can be stably formed, and the mobility of the domain wall of the transfer magnetic domain by the DWDD method can be secured. A magnetic disk having excellent reproduction signal characteristics can be realized. Furthermore, cross write and cross talk from adjacent tracks can be reduced during recording and reproduction.
The disk substrate material is glass, Al alloy metal, or polycarbonate, but other metal materials, plastic materials, or the like may be used.
In addition, the magnetic disk of the present embodiment described above has a configuration in which pits are formed by photopolymer on the disk substrate surface or a method using imprint or the like, but a configuration in which the disk substrate surface is processed by direct etching. Alternatively, the pits may be formed by direct pit processing or by transferring the glass by heating and melting. Or the method of making it transfer to a photopolymer using imprint etc. may be used. Also, in the case of a disk substrate using surface roughness, it is formed by transferring it to the disk substrate using a stamper produced by directly processing the photoresist master by etching, or the underlying surface formed on the disk substrate A method of directly etching the film may be used.

また、自己組織化された有機の微粒子を塗布したディスク基板上に、記録層を形成する媒体とその製造方法であっても、微粒子のパターンの大きさまで高密度に記録が可能となる。さらに、微粒子を、均一な特性を有し、直径の小さいものを用いれば、さらに高密度での記録が可能となる。あるいは、自己組織化された微粒子の形状を、ディスク基板上に、転写形成した構成であっても良い。特に、微粒子を塗布、あるいは、転写してからエッチング等を行なえば、同等の効果が得られる。
さらに、本実施の形態では、トラックピッチは、０．２５μｍから０．４μｍのディスク基板について説明してきたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であればよい。また、記録トラック、線記録密度が小さくなった場合には、より効果が大きい。
なお、本実施の形態のプリピットの深さ、大きさは限定していないが、より好ましくは、１０ｎｍから２００ｎｍの範囲にある深さのプリピットを有する構成、またサーボピット、アドレスピット等のプリピットからの信号が磁気ヘッドにより検出可能でできるだけ小さい構成であれば、同等以上の効果を実現できる。 Further, even with a medium for forming a recording layer on a disk substrate coated with organic fine particles that are self-organized and a method for manufacturing the same, high-density recording can be performed up to the size of the fine particle pattern. Furthermore, if fine particles having uniform characteristics and a small diameter are used, recording at a higher density becomes possible. Alternatively, the self-organized fine particle shape may be transferred and formed on a disk substrate. In particular, the same effect can be obtained if etching or the like is performed after the fine particles are applied or transferred.
Further, in the present embodiment, the disk pitch having a track pitch of 0.25 μm to 0.4 μm has been described. However, the groove width on which information is recorded has a structure of 0.6 μm or less, and the shortest recorded information is recorded. Any recording domain having a mark length of 0.3 μm or less may be used. Further, when the recording track and the linear recording density are reduced, the effect is greater.
The depth and size of the pre-pits of the present embodiment are not limited, but more preferably, the structure having a pre-pit having a depth in the range of 10 nm to 200 nm, and the pre-pits such as servo pits and address pits As long as the signal can be detected by the magnetic head and is as small as possible, the same or higher effect can be realized.

なお、本実施の形態では、表面形状の異なるプリピット、あるいは、磁気的な記録によるプリピットが形成し、アドレスを検出する方法について述べてきたが、グルーブ、あるいは、ランドをウォブルさせてアドレス情報を検出する方法であっても良い。その場合、グルーブ、あるいは、ランドの片側のみをウォブルさせることもできる。
また、ディスク基板と誘電体の下地層との間に、熱伝導率の大きい熱吸収層を形成し、さらに、熱伝導率の小さい層を形成して、ディスク内での温度分布、熱伝導を制御した構成であっても良い。
また、下地層としては、ディスク基板上にＳｉＮ、ＡｌＴｉＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＴａＯ、ＡｇＣｕについて述べてきたが、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａあるいはその他の材料の酸化物、あるいは窒化物、あるいはカルコゲン系化合物等のＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、あるいはさらに、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料、あるいはそれらを含む混合材料であっても良い。
またこれらの材料を、保護膜材料として用いても良い。
そして、さらに保護層には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる固体潤滑層をＡｒとＣＨ4の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより形成する方法について述べてきたが、ＣＶＤ等を用いてＤＬＣ膜を形成すると、さらに緻密な膜の形成が可能になる。 In this embodiment, the method of detecting addresses by forming prepits with different surface shapes or magnetic recording prepits has been described. However, address information is detected by wobbling a groove or land. It may be a method to do. In that case, it is possible to wobble only one side of the groove or land.
In addition, a heat absorption layer with high thermal conductivity is formed between the disk substrate and the dielectric underlayer, and further, a layer with low thermal conductivity is formed to control the temperature distribution and heat conduction in the disk. A controlled configuration may be used.
As the underlayer, SiN, AlTiN, ZnS—SiO 2 , TaO, and AgCu have been described on the disk substrate, but AlTi, AlCr, Cr, Ti, Ta, oxides or nitrides of other materials, Alternatively, it may be a II-VI group or III-V group compound such as a chalcogen compound, or a metal material such as Al, Cu, Ag, Au, or Pt, or a mixed material containing them.
Further, these materials may be used as a protective film material.
Further, as a protective layer, a method of forming a solid lubricant layer made of diamond-like carbon (DLC) by reactive RF sputtering using a C target in a mixed atmosphere of Ar and CH 4 has been described. When a DLC film is formed using CVD or the like, a denser film can be formed.

また、スパッタリングで形成したアモルファスカーボンの保護層について述べてきたが、表面粗さ、Ｒａが小さく、摩擦係数の小さい材料で、膜強度の大きい材料であれば、これに限定されるものではない。
また、さらに保護層として、エポキシアクリレート系からなる樹脂、あるいはウレタン系樹脂を用いて、スピンコートにより５μｍ程度の均一な膜厚に塗布し、紫外線ランプを照射して硬化、あるいは、熱的に硬化させることにより形成する方法であっても良い。
さらに、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑保護層を塗布する構成について述べてきたが、スピンコート、あるいは、ディッピング等を用いれば良い。また、潤滑層も下地の保護層上で安定した材料であれば良い。
また、本願発明の磁気記録媒体に、テープバーニッシュ処理をさらに追加して、表面を傷つくことなく異物、突起等が除去され、内周から外周端まで膜厚分布で均一で平滑性の良好な塗布する工程を用いても良い。
また、ディスク基板は、両面タイプであっても良い。その場合には、サーボピットは両面に形成し、記録層、保護層の形成を両面に行なう必要がある。また、記録再生装置では、記録膜両面に、磁気ヘッドを取り付けたドライブ構成にする必要がある。 Further, the amorphous carbon protective layer formed by sputtering has been described. However, the material is not limited to this as long as it has a low surface roughness, Ra, a low friction coefficient, and a high film strength.
Further, as a protective layer, an epoxy acrylate resin or urethane resin is applied to a uniform film thickness of about 5 μm by spin coating, and cured by irradiating an ultraviolet lamp, or thermally cured. The method of forming by making it may be sufficient.
Furthermore, although the configuration for applying a lubricating protective layer made of perfluoropolyether has been described, spin coating or dipping may be used. The lubricating layer may be a material that is stable on the underlying protective layer.
In addition, a tape burnishing treatment is further added to the magnetic recording medium of the present invention to remove foreign matters, protrusions, etc. without damaging the surface, and the film thickness distribution is uniform and smooth from the inner periphery to the outer periphery. A coating step may be used.
Further, the disk substrate may be a double-sided type. In that case, the servo pits must be formed on both sides, and the recording layer and the protective layer must be formed on both sides. Further, the recording / reproducing apparatus needs to have a drive configuration in which a magnetic head is attached to both sides of the recording film.

さらに、両面に成膜後、媒体表面をテープバーニッシュ装置に装着し、回転させながら両面を内周から外周に向かってテープバーニッシュすることで、異物、突起等を除去した構成であっても良い。
以上述べてきたように、本願発明の磁気記録媒体では、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に記録層を備えた構成の磁気記録媒体であって、記録層が水素と結合して安定化したミクロな構造を有する構成により、微細な記録磁区を安定して記録することができ、再生信号振幅を劣化させることなく、記録密度の大幅な向上が可能となる。また、光を照射して記録膜の温度を上昇させながら磁気記録再生する記録媒体においても、サーボ特性が安定して、信頼性を高めることができ、ディスクの生産性、コストを大幅に向上できる。
さらに、高密度記録での、繰り返し書き換えを行なった場合にも、安定した記録再生特性が得られ、信号特性の優れた磁気記録媒体とその製造方法、および、記録再生方法を提供することが実現可能となる。 Furthermore, after film formation on both sides, the medium surface is mounted on a tape burnish device, and both sides are tape burnished from the inner circumference to the outer circumference while rotating to remove foreign matter, protrusions, etc. good.
As described above, the magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium having a configuration in which a recording layer is provided on a disk substrate at least in the direction perpendicular to the film surface, and the recording layer is combined with hydrogen and stabilized. With the structure having a micro structure, it is possible to stably record a fine recording magnetic domain, and it is possible to greatly improve the recording density without deteriorating the reproduction signal amplitude. In addition, even in a recording medium that performs magnetic recording / reproducing while increasing the temperature of the recording film by irradiating light, the servo characteristics can be stabilized and the reliability can be improved, and the productivity and cost of the disk can be greatly improved. .
Furthermore, it is possible to provide a magnetic recording medium having excellent signal characteristics, a method for manufacturing the same, and a recording / reproducing method even when repeated rewriting is performed in high-density recording. It becomes possible.

本発明の磁気記録媒体は、高密度の情報の記録が可能であり、情報蓄積デバイス、メモリー媒体として有用であり、適用が可能である。   The magnetic recording medium of the present invention can record high-density information, is useful as an information storage device and a memory medium, and can be applied.

本発明の実施の形態１における磁気記録媒体の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the magnetic-recording medium in Embodiment 1 of this invention. （ａ）本発明の実施の形態における磁気記録媒体の、昇温離脱温度に対する放出元素のプロファイルを示す特性図（ｂ）従来の磁気記録媒体の、昇温離脱温度に対する放出元素のプロファイルを示す特性図。(A) Characteristic diagram showing the profile of the released element with respect to the temperature rising desorption temperature of the magnetic recording medium in the embodiment of the present invention (b) Characteristic showing the profile of the emitted element with respect to the temperature rising desorption temperature of the conventional magnetic recording medium Figure. 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の断面のＳＥＭ観察した特性を示す図。The figure which shows the characteristic observed by SEM of the cross section of the magnetic recording medium in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における磁気記録媒体を製造するための、製造装置を示す構成図。The block diagram which shows the manufacturing apparatus for manufacturing the magnetic-recording medium in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態２における磁気記録媒体の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the magnetic-recording medium in Embodiment 2 of this invention. 図２（ａ）（ｂ）それぞれの場合の記録マーク長に対する信号量の依存性を示す特性図。FIGS. 2A and 2B are characteristic diagrams showing the dependence of the signal amount on the recording mark length in each case. 水素元素の含有量に対する限界マーク長の依存性を示す特性図。The characteristic view which shows the dependence of the limit mark length with respect to content of a hydrogen element. Ａｒ、Ｘｅそれぞれのスパッタリング圧力に対する、磁気異方性の変化を示す特性図。The characteristic view which shows the change of magnetic anisotropy with respect to sputtering pressure of Ar and Xe. 本発明の実施の形態における光磁気記録媒体の再生動作の説明のための光磁気記録媒体の断面図と特性図であり、（ａ）光磁気記録媒体の記録膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図（ｂ）再生動作中の光磁気記録媒体の位置に対する媒体内部での温度分布を示す特性図（ｃ）再生層の磁壁エネルギー密度を示す特性図（ｄ）再生層の磁壁を移動させようとする力を示す特性図。FIG. 2 is a cross-sectional view and a characteristic diagram of the magneto-optical recording medium for explaining the reproducing operation of the magneto-optical recording medium in the embodiment of the present invention, and (a) Configuration of the recording film of the magneto-optical recording medium (particularly the direction of magnetization) (B) Characteristic diagram showing temperature distribution inside the medium relative to the position of the magneto-optical recording medium during reproduction operation (c) Characteristic diagram showing domain wall energy density of the reproduction layer (d) Moving the domain wall of the reproduction layer The characteristic view which shows the force which is going to be made. 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the recording / reproducing apparatus of the magnetic-recording medium in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１、３０、６０ 磁気ディスク
１１、３１、６１ ディスク基板
１２、３２ 誘電体層
１３、３３、６７ 再生層
１４、３４、６５ 中間層
１５、３５、６４ 記録層
１６、３６ 誘電体層（保護層）
１７ オーバーコート層
６２ フォトポリマー
６６ 制御層
６８ 保護層
６９ 潤滑層
１０１ 磁気ディスク
１０２ 磁気ヘッド
１０３ スピンドルモータ
１０４ 光学ヘッド
1, 30, 60 Magnetic disk 11, 31, 61 Disk substrate 12, 32 Dielectric layer 13, 33, 67 Reproduction layer 14, 34, 65 Intermediate layer 15, 35, 64 Recording layer 16, 36 Dielectric layer (protective layer) )
17 Overcoat layer 62 Photopolymer 66 Control layer 68 Protective layer 69 Lubricating layer 101 Magnetic disk 102 Magnetic head 103 Spindle motor 104 Optical head

Claims (29)

ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を含む記録膜を備えた磁気記録媒体であって、
少なくとも前記記録層は、膜中に水素元素を含有することを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium comprising a recording film including a recording layer having magnetic anisotropy in a direction perpendicular to the film surface on a disk substrate,
At least the recording layer contains a hydrogen element in the film. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を含む記録膜を備えた磁気記録媒体であって、
前記記録層中に、水素化合物を含有することを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium comprising a recording film including a recording layer having magnetic anisotropy in a direction perpendicular to the film surface on a disk substrate,
A magnetic recording medium comprising a hydrogen compound in the recording layer. 前記水素が前記記録層中に局在して取込まれていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。   3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the hydrogen is locally incorporated in the recording layer. 前記記録層に取込まれた水素元素は、昇温離脱（ＴＤＳ）温度５００℃以上の結合状態であることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の磁気記録媒体。   4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the hydrogen element taken into the recording layer is in a combined state having a temperature rise and desorption (TDS) temperature of 500 ° C. or more. 前記記録膜が希土類金属を含み、
前記記録膜中の前記水素が、前記記録膜中の希土類金属と局在した結合状態であることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の磁気記録媒体。 The recording film contains a rare earth metal;
5. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the hydrogen in the recording film is in a combined state localized with the rare earth metal in the recording film. 前記希土類金属は、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｅｒの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体。   6. The magnetic recording medium according to claim 5, wherein the rare earth metal includes at least one of Tb, Gd, Dy, Nd, Ho, Pr, and Er. 前記記録層がコラム形状の構造を形成していることを特徴とする請求項１から６いずれか記載の磁気記録媒体。   7. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a columnar structure. 前記記録層が超格子状の積層構造を形成していることを特徴とする請求項１から６いずれか記載の磁気記録媒体。   7. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the recording layer forms a superlattice laminated structure. 前記記録層は、水素原子の取込み量が、０．２ａｔ．％以上であることを特徴とする請求項１から８いずれか記載の磁気記録媒体。   The recording layer has a hydrogen atom uptake of 0.2 at. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium is at least%. 前記記録膜が、複数の層により構成され、
前記記録層の水素含有量が、前記複数の層の中で最大であることを特徴とする請求項１から９いずれか記載の磁気記録媒体。 The recording film is composed of a plurality of layers,
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a maximum hydrogen content among the plurality of layers. 前記記録層の膜厚は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から１０いずれか記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a thickness of 20 nm to 400 nm. 前記記録膜が、中間層を含み、
前記中間層の膜厚は、５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から１１いずれか記載の磁気記録媒体。 The recording film includes an intermediate layer;
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the intermediate layer has a thickness of 5 nm or more. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、
少なくとも記録層形成前の真空プロセス室の到達真空度が、５×１０＾（−５）Ｐａ以下であって、真空排気状態での水素ガス分圧が、１×１０＾（−８）Ｐａ以上である真空雰囲気を用いて、前記記録層を膜成長させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
At least the ultimate vacuum in the vacuum process chamber before forming the recording layer is 5 × 10 ^ (− 5) Pa or less, and the hydrogen gas partial pressure in the vacuum exhaust state is 1 × 10 ^ (− 8) Pa or more. A method of manufacturing a magnetic recording medium, wherein the recording layer is grown using a vacuum atmosphere. 前記真空プロセス室の前記水素分圧が、窒素分圧に対して、１０倍以上の範囲にあることを特徴とする請求項１３記載の磁気記録媒体の製造方法。   14. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 13, wherein the hydrogen partial pressure in the vacuum process chamber is in a range of 10 times or more with respect to the nitrogen partial pressure. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、
少なくとも記録層形成時には、水素を含有する雰囲気中で前記記録層を膜成長させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A method of manufacturing a magnetic recording medium, wherein the recording layer is grown in an atmosphere containing hydrogen at least when the recording layer is formed. 前記水素分圧が、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＸｅを含有するスパッタリングガスに対して０．２％から２０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１５記載の磁気記録媒体の製造方法。   16. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 15, wherein the hydrogen partial pressure is in a range of 0.2% to 20% with respect to a sputtering gas containing Ne, Ar, Kr, or Xe. 前記記録層の下地となる下地層製膜時の堆積速度が、前記記録層の製膜時の堆積速度より小さいことを特徴とする請求項１５または１６記載の磁気記録媒体の製造方法。   17. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 15, wherein a deposition rate at the time of forming a base layer serving as a base of the recording layer is smaller than a deposition rate at the time of forming the recording layer. 前記記録層は、製膜時の膜堆積速度が、２ｎｍ／ｓｅｃ以上２０ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１５記載の磁気記録媒体の製造方法。   16. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 15, wherein the recording layer has a film deposition rate of 2 nm / sec to 20 nm / sec. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、
少なくとも前記記録層形成後に、水素を含有する雰囲気中で前記磁気記録媒体を保持することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising holding the magnetic recording medium in an atmosphere containing hydrogen at least after forming the recording layer. 前記磁気記録媒体はＡｒを含む真空雰囲気中に保持し、真空中のＡｒに対する水素分圧が５％以上であることを特徴とする請求項１９記載の磁気記録媒体の製造方法。   20. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 19, wherein the magnetic recording medium is held in a vacuum atmosphere containing Ar, and a hydrogen partial pressure with respect to Ar in the vacuum is 5% or more. 前記磁気記録媒体の保持は、水素を含む１気圧以上に加圧した雰囲気であることを特徴とする請求項１９記載の磁気記録媒体の製造方法。   20. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 19, wherein the magnetic recording medium is held in an atmosphere containing hydrogen and pressurized to 1 atm or more. 前記磁気記録媒体の保持は、窒素に対する水素分圧が１０％以上の雰囲気であることを特徴とする請求項１９記載の磁気記録媒体の製造方法。   20. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 19, wherein the magnetic recording medium is held in an atmosphere having a hydrogen partial pressure with respect to nitrogen of 10% or more. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体の製造方法であって、
少なくとも記録層形成後に、水素ガスを含有する雰囲気中でイオン照射エッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングを行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising performing dry etching such as ion irradiation etching and plasma etching in an atmosphere containing hydrogen gas at least after forming a recording layer. 前記水素分圧が、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＸｅを含有するスパッタリングガスに対して０．２％から２０％の範囲内にあることを特徴とする請求項２３記載の磁気記録媒体の製造方法。   24. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 23, wherein the hydrogen partial pressure is in a range of 0.2% to 20% with respect to a sputtering gas containing Ne, Ar, Kr, or Xe. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体であって、
少なくとも記録層形成前の真空プロセス室の到達真空度が、５×１０＾（−５）Ｐａ以下であって、真空排気状態での水素ガス分圧が、１×１０＾（−８）Ｐａ以上である真空雰囲気を用いて、前記記録層を膜成長させることを特徴とする磁気録媒体。 A magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
At least the ultimate vacuum in the vacuum process chamber before forming the recording layer is 5 × 10 ^ (− 5) Pa or less, and the hydrogen gas partial pressure in the vacuum exhaust state is 1 × 10 ^ (− 8) Pa or more. A magnetic recording medium, wherein the recording layer is grown using a vacuum atmosphere. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体であって、
少なくとも記録層形成時には、水素を含有する雰囲気中で前記記録層を膜成長させることを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A magnetic recording medium, wherein the recording layer is grown in an atmosphere containing hydrogen at least when the recording layer is formed. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体であって、
少なくとも前記記録層形成後に、水素を含有する雰囲気中で前記磁気記録媒体を保持することを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A magnetic recording medium, wherein the magnetic recording medium is held in an atmosphere containing hydrogen at least after the recording layer is formed. ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層が形成された磁気記録媒体であって、
少なくとも記録層形成後に、水素ガスを含有する雰囲気中でイオン照射エッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングを行うことを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium in which a recording layer having magnetic anisotropy at least in the direction perpendicular to the film surface is formed on a disk substrate,
A magnetic recording medium characterized by performing dry etching such as ion irradiation etching or plasma etching in an atmosphere containing hydrogen gas at least after forming a recording layer. 請求項１〜１２，２５〜２８に記載の前記磁気記録媒体または請求項１３〜２４に記載の前記製造方法によって製造された磁気記録媒体に、レーザ光スポットを照射することにより、前記記録層を昇温させながらディスク上の情報信号を記録再生することを特徴とする磁気記録再生方法。



The magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 12 and 25 to 28 or the magnetic recording medium produced by the production method according to claims 13 to 24 is irradiated with a laser beam spot to thereby form the recording layer. A magnetic recording / reproducing method comprising recording and reproducing information signals on a disk while raising the temperature.



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