JP2006164436A - 情報記録媒体、その製造方法、および情報記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録層中への書き込み磁界の強度と勾配を高める裏打ち層を備える情報記録媒体において、信号再生時、ノイズ発生を抑制できる情報記録媒体、その製造方法および情報記憶装置を提供する。
【解決手段】 基板２と記録層８と軟磁性体より形成される第１の裏打ち層３と補償温度が信号再生温度である第２の裏打ち層４とを、基板２上に第１の裏打ち層３、第２の裏打ち層４、記録層８の順に積層して設ける。上記構成では、信号再生時、ノイズの原因となる各裏打ち層３、４からの漏洩磁束を抑制し、かつ、信号記録時、各裏打ち層３、４により磁気ヘッドから発生する記録磁界を記録層８中に集中させることが可能となる。よって、各裏打ち層３、４を有する情報記録媒体においても、信号再生時、各裏打ち層３、４に起因したノイズを抑制できる情報記憶装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスクなど磁気的な作用により情報の記録再生を行う情報記録媒体、特に、情報記録媒体の記録密度を高密度化できる情報記録媒体、その製造方法、および情報記憶装置に関するものである。

近年、高度情報化社会の到来により、取り扱う情報量が膨大になり、記録装置の大容量化高密度化が求められている。特に、ビット単価が安く、不揮発かつ大容量記録可能な磁気記録装置は大いに普及している情報記憶装置の一つであり、高密度記録可能な磁気記録媒体の開発が強く要求されている。

今後、さらに記録密度が向上していくと、従来の長手磁気記録方式の磁気記録媒体では、室温の熱エネルギーで記録磁化が不安定化し記録ビットを長期間保持するのは困難になってくる。この問題を解決するため、磁気記録媒体は、高密度化するほど記録磁化が安定化するという垂直磁気記録方式へと移行しつつある。

この垂直磁気記録方式を用いた磁気記録媒体においては、記録密度を高密度化するために、磁化情報を記録し保持する記録層に対し、磁気ヘッドが発生する記録磁界を記録層中に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層を設けたものが知られている。

しかし、このＮｉＦｅなどの軟磁性材料よりなる軟磁性裏打ち層は、層中でそれぞれ異なった磁化の向きを示す磁区に分割され、この磁区と磁区との境界である磁壁からは大きな漏洩磁束が発生する。この軟磁性裏打ち層からの大きな漏洩磁束が、信号再生時、スパイクノイズと呼ばれる大きなノイズの発生原因となっている。

この軟磁性裏打ち層からのスパイクノイズの発生を抑制する方法として、特許文献１では、基板上にマンガン系反強磁性材料よりなる反強磁性層と軟磁性裏打ち層とを互いに接するように設け、この両者の交換結合により磁壁の制御を行い、軟磁性裏打ち層中の磁壁の形成を抑制している。これにより、軟磁性裏打ち層からの漏洩磁束は抑制され、スパイクノイズの発生は減少している。

また、特許文献２に記載の磁気記録媒体では、少なくとも垂直磁気記録と該垂直磁気記録層を裏打ちする面内方向に磁化を有する裏打ち層とを含む垂直磁気記録媒体であって、上記裏打ち層は、上記記録層に記録された磁化情報の再生が行われる信号再生温度の付近に補償温度を有するフェリ磁性材料で形成されている。上記の様に、裏打ち層を形成することにより、上記記録層に磁化情報が記録される際には裏打ち層が磁化を有し、上記記録層に記録された磁化情報を再生する際には磁化を有さない状態とすることができる。よって、信号再生時の裏打ち層からのノイズ発生を抑制することが可能となる。
特開平１０−２１４７１９号公報（公開日１９９８年８月１１日） 国際公開番号：ＷＯ 02/095739（公開日：２００２年１１月２８日）

しかし、上記特許文献１に記載の磁気記録媒体においては、軟磁性裏打ち層中の磁壁の形成を反強磁性層の形成により抑制したとしても、スパイクノイズの発生を十分に低減するまでには至っていない。

また、上記特許文献２の磁気記録媒体では、信号再生時の裏打ち層からのノイズは無くなりスパイクノイズの問題は解消される。一方、信号記録時においては、裏打ち層は面内磁化を有し裏打ち層として機能するが、裏打ち層がフェリ磁性体で形成されているため、軟磁性体で形成されている軟磁性裏打ち層に比べ、磁性体内部への磁束の取り込み易さの指標である透磁率が小さく、裏打ち層内部へと記録磁界を取り込み難くなっている。

よって、上記特許文献２の磁気記録媒体においては、裏打ち層としての効果は、軟磁性裏打ち層に比べ、小さくなってしまう。つまり、スパイクノイズという問題を除けば、裏打ち層の効果をより良好に発揮するためには、裏打ち層として、軟磁性裏打ち層を用いるのが最適である。

ここで、上述したように、信号再生時の大きなノイズの原因となるスパイクノイズの発生は、軟磁性裏打ち層中の磁壁から発生する大きな漏洩磁束に起因する。この漏洩磁束の強度は、一般に、距離の３乗に反比例し減衰していく。そのため、信号再生時には、磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層との間のスペーシング（間隔、距離）は、なるべく大きい方が磁気ヘッドにより検出される裏打ち層からの漏洩磁束がより小さくなりスパイクノイズによる悪影響は減少する。反面、信号記録時、軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間のスペーシングは、できるだけ小さい方が裏打ち層としての効果（記録磁界の集中化）がより顕著に得られる。

すなわち、記録用の磁気ヘッドからの記録磁界の強度も、上記裏打ち層からの漏洩磁束と同様に距離の３乗に反比例するため、軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドと間のスペーシングが小さいほど、磁気ヘッドで発生した記録磁界を軟磁性裏打ち層がより敏感に感知し誘導することができる。これにより、より記録磁界を絞り込み、かつ、記録磁界強度を強めることができる。

したがって、信号再生時と信号記録時とにおける磁気ヘッドと裏打ち層との間のスペーシングに対する要求は相反してしまう。この要求に対し、信号記録時および信号再生時の双方に共に良好な特性を示すことが可能な裏打ち層を有する磁気記録媒体が求められている。

この課題を解決するため、本発明は、信号再生時、軟磁性裏打ち層と磁気ヘッドとの間のスペーシングを大きくとり、ノイズの原因となる裏打ち層からの漏洩磁束を抑制し、かつ、信号記録時、裏打ち層と磁気ヘッドとの間のスペーシングを小さくし、記録磁界を裏打ち層に誘導し易くすることで、磁気ヘッドから発生する記録磁界を記録層中に集中させることの可能な、従来の記録層と軟磁性裏打ち層により構成される磁気記録媒体よりも信号再生特性の優れた情報記録媒体を提供することを目的とする。

本発明第１の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、少なくとも、基板と、記録層と、情報信号の記録に用いられる磁界を上記記録層中に集中させるための裏打ち層とを備え、上記裏打ち層は、軟磁性材料にて形成された第１の裏打ち層と、第１の裏打ち層上に形成された、信号再生温度に近づくと磁化が低下し、信号記録温度で積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する第２の裏打ち層とを含み、基板上に第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層が、その順にて積層されていることを特徴としている。上記第２の裏打ち層は、信号再生温度で実質的に磁化がゼロとなるものが好ましい。

上記構成によれば、本発明第１の情報記録媒体を搭載した情報再生装置において、信号再生時、第２の裏打ち層は、実質的な磁化が低下、好ましくはゼロとなり、外部への漏洩磁束が低下する（漏出しない）ため、非磁性層的な役割を果たすことが可能となる。つまり、信号再生時、磁気ヘッドと第１の裏打ち層との間のスペーシングは、磁化が低下した第２の裏打ち層の存在によって大きくなり、結果、磁気ヘッドにより検出される第１の裏打ち層からの漏洩磁束は減少する。これは、上述したように、漏洩磁束の強度が、距離の３乗に反比例し減衰していくためである。よって、本発明第１の情報記録媒体において、信号再生時、第１の裏打ち層からの漏洩磁束に起因するノイズによる影響を減少できる。

その上、上記構成によれば、信号記録温度においては、第２の裏打ち層は、積層方向に対して垂直な方向である基板の面内方向に磁化を有し、同様に基板の面内方向に磁化を有する第１の裏打ち層と合わせて裏打ち層として働く。信号記録時、磁気ヘッドから発生した記録磁界は、第２の裏打ち層へと誘導され、その後、より透磁率の高い第１の裏打ち層へと誘導される。第１の裏打ち層中へと誘導された記録磁界は、その後、第１の裏打ち層中を通過し、再び、磁気ヘッドへと戻る磁気閉回路を形成する。

つまり、信号記録時、記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体の記録分解能を向上させることができる。加えて、第２の裏打ち層が基板の面内方向の磁化を有することにより、磁気ヘッドと第１の裏打ち層との距離を第２の裏打ち層によって磁気的に狭めて、記録磁界をより敏感に第１および第２の各裏打ち層中へと誘導することで、第１の裏打ち層と記録層との間に第２の裏打ち層と同等膜厚程度の非磁性層を設けた時に比べ、より記録層に印加される記録磁界の強度と勾配を高めることが可能となる。

一般に、磁気ヘッドにより記録層中に印加された記録磁界の強度は、記録層層厚方向に進むに従い、減衰していく。しかし、本発明の情報記録媒体のように裏打ち層を設けることにより、記録磁界は情報記録媒体表面から裏打ち層へと誘導され、磁気ヘッドと裏打ち層との間に磁気閉回路を形成する。そのため、記録磁界は、記録層の層厚方向の磁界強度をほとんど減衰させることなしに、記録層中に記録磁界を印加可能となる。

また、記録磁界の強度を強めていくと、記録磁界は、基板面内方向にブロードに広がる傾向にあり、小さなサイズの記録ビットを書き込むことが難しい。

しかし、本発明の情報記録媒体のように裏打ち層を設けることで上記磁気閉回路を形成し、記録磁界は、裏打ち層方向、つまり、層厚方向下方へと導かれ、結果、ブロードに広がろうとする記録磁界を絞り込み、基板面内方向の記録磁界の印加範囲を小さくし、微小な記録ビットを書き込むことが可能となり、記録密度を高密度化できる。

本発明第２の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、本発明第１の構成を備える情報記録媒体に対し、上記第２の裏打ち層が、フェリ磁性材料で形成されるとともに、信号再生温度と実質的に同温度である補償温度を有していることを特徴としている。

これによれば、第２の裏打ち層は、フェリ磁性材料で形成されている。フェリ磁性材料は、磁化量がゼロとなる補償温度を有している。そのため、第２の裏打ち層の補償温度が、情報記録媒体の信号再生温度に応じた、例えば実質的に同程度となるように、上記第２の裏打ち層をなすフェリ磁性材料の磁気特性を調整することにより、信号再生温度にて、第２の裏打ち層の磁化を低下、例えばゼロまたは実質的にゼロにすることができる。つまり、上記情報記録媒体の記録層に記録された情報信号の再生時には、第２の裏打ち層は、実質的な磁化が低下し（ゼロとなり）、漏洩磁束の漏出を抑制できる（出さない）ため、非磁性層的な役割を果たすことができる。よって、本発明第１の効果をより効果的に生じさせることができる。

本発明第３の情報記録媒体は、上記課題を解決するために、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記第１の裏打ち層と上記第２の裏打ち層とが互いに接していることを特徴としている。

これによれば、第２の裏打ち層と第１の裏打ち層とが互いに接していることから、上記両者の間には磁気的な交換結合力が生じる。信号再生時、第２の裏打ち層は、補償温度の状態となっており、信号生成時（補償温度）において、第２の裏打ち層は反強磁性的な磁化状態を示すことになる。よって、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層に隣接する第１の裏打ち層の磁壁は、第２の裏打ち層に係る磁気スピンの向きに固定され、外部からの浮遊磁界による磁壁の移動が抑制される。

ところで、一般に、軟磁性体より形成される裏打ち層を有する情報記録媒体を情報再生装置に搭載した従来の場合、信号再生時、磁気ヘッドと情報記録媒体との周囲に浮遊磁界が存在すると、上記浮遊磁界が、裏打ち層中の磁壁を移動し、再生出力を変動させように機能して、再生信号のエラーの原因となる。

しかし、本発明第３の情報記録媒体のように、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層によって、軟磁性体より形成されている第１の裏打ち層の磁壁の移動を抑制すれば、再生出力の変動を防止し、再生信号のエラーを抑えることができる。

また、第１の裏打ち層と第２の裏打ち層とが隣接していることから、信号記録時、磁気ヘッドから第２の裏打ち層へと導かれた記録磁界を、より透磁率の高い第１の裏打ち層へとより強く誘導することができる。

よって、本発明第３の膜構成によって、信号再生時には、第１の裏打ち層中の磁壁の移動を抑え、かつ、信号記録時には、より透磁率の高い第１の裏打ち層中へと記録磁界をより強く導くことの可能な情報記録媒体を提供することができる。

本発明第４の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記第２の裏打ち層の平均膜厚が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴としている。

これによれば、上記第２の裏打ち層の磁気特性を安定して保つために最低限必要な平均膜厚は５ｎｍであり、上記膜厚以上である時、本発明第４の効果で述べた第２の裏打ち層による第１の裏打ち層の磁壁の移動の抑制効果が現れる。また、光アシスト磁気記録技術のように、本情報記録媒体を、レーザー光で加熱し媒体の磁気特性を変化させる場合、媒体中の膜厚方向温度分布を均一に保つためには、第２の裏打ち層の平均膜厚は、１００ｎｍ以下である必要がある。よって、第２の裏打ち層の平均膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

本発明第５の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記第２の裏打ち層が、希土類金属元素から選ばれる少なくとも１種の元素と、遷移金属元素から選ばれる少なくとも１種の元素とを含む合金であることを特徴としている。

これによれば、希土類金属−遷移金属合金はフェリ磁性体であり、温度に対して磁気的な特性が急峻に変化する。かつ、希土類金属と遷移金属との組成比を変えることで、補償温度、および、キュリー温度を所望の温度に設定可能である。よって、本発明の目的に沿った第２の裏打ち層を備えた情報記録媒体を容易に作製することができる。

本発明第６の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第５の構成を備える情報記録媒体に対し、上記希土類金属元素は、ＧｄおよびＨｏの少なくとも一方であることを特徴とし、また、本発明第７の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第５、または、第６の構成を備える情報記録媒体に対し、上記遷移金属元素は、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉからなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴としている。

これによれば、希土類金属元素として、Ｇｄおよび／またはＨｏを用い、遷移金属元素として、Ｆｅ、Ｃｏ、および／またはＮｉを用いて得られる合金からなる第２の裏打ち層は、１５０℃以上の高温領域にて、情報記録媒体の各層の積層方向に対して垂直な方向に大きな磁化を有するものにできる。したがって、上記合金は、第２の裏打ち層をなすフェリ磁性材料として好適に用いることができる。

本発明第８の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記第２の裏打ち層と記録層との間に、非磁性中間層が設けられていることを特徴としている。

これによれば、非磁性中間層の介在により、第２の裏打ち層と記録層との間には、ほぼ磁気的な交換相互作用を及ぼし合わない状態となっている。よって、信号記録時、第２の裏打ち層の磁化方向に、記録層の磁化方向が引きずられることなく、基板垂直方向に安定して磁化を記録することができる。

本発明第９の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記非磁性中間層の平均膜厚が、５ｎｍ以下であることを特徴としている。

これによれば、非磁性中間層の平均膜厚が５ｎｍ以下と薄いため、信号記録時、上記本発明第８の効果に加え、磁気ヘッドと第２の裏打ち層との膜厚方向の距離が狭まり、記録磁界を第２の裏打ち層中へと誘導し易くなる。よって、信号記録時、記録層に印加される記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体の記録分解能を向上させることができる。

なお、本願明細書において、「平均膜厚」とは、以下のように求めた膜厚を指すものとする。すなわち、測定対象の膜を構成する材料と同一の材料を、測定対象の膜の成膜条件と同じ条件で、膜厚に対して膜表面の凹凸が無視できるほど十分な膜厚に成膜し、この成膜された膜の膜厚を測定する。次に、この測定された膜厚と成膜条件から、単位時間当たりに成膜される膜厚（成膜速度）を算出する。そして、この成膜速度を用いて、測定対象の成膜時間から測定対象の膜の膜厚を求め、これを「平均膜厚」とする。

また、本情報記録媒体の作製後においては、以下の方法で「平均膜厚」を測定することも可能である。まず、本発明の情報記録媒体を基板面に対して垂直方向に切断し、積層面を露にする。積層面を露出させることにより、基板側から順に積層されている各層の積層状態を観測することができる。この断面図を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで観測し、情報記録媒体中の基板面内方向１μｍの任意の箇所において、膜厚を測定したい層の基板面に垂直方向の距離を測定し１μｍ間での平均値を算出する。この時、算出された凹凸層の基板面に垂直方向の距離の平均値を「平均膜厚」とする。

本発明第１０の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第８または第９の構成を備える情報記録媒体に対し、上記非磁性中間層は、誘電体にて形成される誘電体層上に、凹凸形状を有するように凹凸層が形成されてなり、上記凹凸層は、凹凸形状が上記記録層に接するように設けられ、上記記録層は、上記凹凸層との界面にて、凹凸形状を有していることを特徴としている。

これによれば、非磁性中間層は、誘電体層と凹凸層とを備えている。また、凹凸層および記録層は、上記凹凸層と記録層との界面に、凹凸形状を有している。そのため、凹凸層によって、上記凹凸層と記録層との界面で形成される凹凸形状により、記録層中での磁壁の移動が妨げられることになる。すなわち、上記凹凸形状がなす凹部および凸部内に、記録層に形成される磁壁の移動が制限されることになる。その結果、記録層への情報信号の記録に際して、記録層に凹凸形状を有していない場合に比較して、磁壁の移動を短い距離に制限することができる。これにより、記録層に安定に磁界を書き込むことができるとともに、情報記録媒体の再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる。

なお、ここで上記凹凸層は必ずしも膜状に限定されるものではなく、凹凸層の下側に配される層の上に、個々の粒子として島状に分布して配されていてもよく、それらの粒子が散らばっている層をも総称して凹凸層と呼ぶことにする。

また、誘電体層も必ずしも膜状に限定されるものではなく、誘電体層の下側に配される層の上に、個々の粒子として島状に分布して配されていてもよく、それらの粒子が散らばっている層をも総称して誘電体層と呼ぶことにする。

本発明第１１の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０の構成を備える情報記録媒体に対し、上記誘電体層は、窒化物および酸化物の少なくとも一方で形成されていることを特徴としており、本発明第１２の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０または第１１の構成を備える情報記録媒体に対し、上記凹凸層は、アルミニウムで形成されていることを特徴としている。

これによれば、誘電体層を設け、該誘電体層上にアルミニウムの凹凸層を形成している。そのため、凹凸形状を有する凹凸層を好適に、かつ、容易に形成することができる。すなわち、誘電体層が窒化物および酸化物の少なくとも一方で形成され、凹凸層がアルミニウムにて形成されている場合、誘電体層上にてアルミニウムが一様に拡散し難い。そのため、誘電体層上に、アルミニウムの層を形成することにより、凹凸形状を有する凹凸層を容易に形成することができる。また、凹凸層を形成するためにアルミニウムを用いているので、細かい凹凸形状を有する凹凸層を形成することができる。さらに、凹凸層にアルミニウムを用いると、凹凸層と記録層との界面に凹凸形状を保持しやすい。従って、記録層中での磁壁の移動をより一層好適に防止することができる。

本発明第１３の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０から第１２までの何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記誘電体層の平均膜厚が２ｎｍ以下であることを特徴としており、本発明第１４の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０から第１３までの何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記凹凸層の平均膜厚が３ｎｍ以下であることを特徴としている。

上記の各構成によれば、非磁性中間層の平均膜厚を５ｎｍ以下で形成することができる。これにより、情報信号の記録に際して、磁気ヘッドから発生する磁界を、記録層および非磁性中間層を介して、裏打ち層に誘導しやすい。また、情報記録媒体の総厚が大きくなることを防止することができる。

本発明第１５の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０から第１４までの何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記凹凸層の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．６ｎｍ以上１．５ｎｍ未満であることを特徴としている。

これによれば、凹凸層の平均表面粗さが０．６ｎｍ以上１．５ｎｍ以下である。そのため、記録層中での磁壁の移動を効果的に抑制することができる。これにより、記録層に安定に磁界を書き込むことができるとともに、情報記録媒体の再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる。

なお、本情報記録媒体の作製後においては、以下の方法で平均表面粗さ（Ｒａ）を測定することも可能である。まず、本発明第９の効果で述べたように、本発明の情報記録媒体を基板面に対して垂直方向に切断し、積層面を露にする。この断面図を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで観測し、凹凸層と記録層との界面における凹凸形状を測定し平均表面粗さ（Ｒａ）を算出する。

なお、ここで上記凹凸層は必ずしも膜状に限定されるものではなく、凹凸層の下側に配される層の上に、個々の粒子として島状に分布して配されていてもよく、それらの粒子が散らばっている層をも総称して凹凸層と呼ぶことにする。

本発明第１６の情報記録媒体は、上記課題を解決するため、上記本発明第１０から第１５までの何れかの構成を備える情報記録媒体に対し、上記凹凸層は、該凹凸層をなす凹凸形状の内における凸部の平均径が、上記記録層との界面にて、５０ｎｍ未満であることを特徴としている。

これによれば、凹凸層と記録層との界面にて、微小な凹凸形状を形成することができる。これにより、記録層中での磁壁の移動を効果的に抑制することができる。これにより、記録層に安定に磁界を書き込むことができるとともに、情報記録媒体の再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる。

本発明第１７の情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、上記記録層と第１の裏打ち層と第２の裏打ち層を備え、基板上に、第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層の順に積層されてなる情報記録媒体の製造方法において、上記情報記録媒体の信号再生温度と実質的に同温度である補償温度を有するように、上記第２の裏打ち層をフェリ磁性材料で形成する工程を含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、裏打ち層は、該裏打ち層の補償温度が、情報記録媒体の信号再生温度と実質的に同温度となるように、フェリ磁性材料にて形成されている。そのため、上記情報記録媒体の再生時には、裏打ち層から漏洩磁束が十分に抑制され、スパイクノイズの発生が低減される。これにより、上記情報記録媒体の情報信号の再生に際して、ノイズを低減し、再生される情報信号の品質を向上させて、良好な信号再生特性を得ることができる情報記録媒体を提供することができる。

本発明第１８の情報記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、さらに、上記第２の裏打ち層と記録層との間に、誘電体層と凹凸層とを備え、上記第２の裏打ち層上に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に、凹凸形状を有するように凹凸層を形成する工程と、上記凹凸層の凹凸形状に接するように、上記記録層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、裏打ち層と記録層との間に、誘電体層および凹凸層を有する情報記録媒体を製造することができる。これにより、記録層に安定に磁界を書き込むことができるとともに、情報記録媒体の再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる情報記録媒体を提供することができる。

本発明第１９の情報記憶装置は、前記課題を解決するために、本発明第１〜第１６の何れかに記載の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御するとともに、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生するように磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。

これによれば、上記情報記録媒体の情報信号の再生に際して、ノイズを低減し、再生される情報信号の品質を向上させて、良好な信号再生特性を得ることができる情報再生装置といった情報記憶装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明第２０の情報記憶装置は、前記課題を解決するために、本発明第１〜第１６の何れかに記載の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の記録再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御し、かつ、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生する、あるいは、上記第２の裏打ち層が情報記録媒体の積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する温度に達した状態で、上記記録層に情報信号を書き込むように、上記磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。

これによれば、情報記録媒体の信号再生時には、スパイクノイズを低減し、良好な信号特性を得ることができ、情報記録媒体の信号記録時には、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録層に印加することができる情報記録装置または情報再生装置といった情報記憶装置を提供することができる。

本発明第２１の情報記憶装置は、前記課題を解決するために、さらに、上記情報記録媒体を回転駆動する情報記録媒体駆動部と、上記光照射部および磁気ヘッドを駆動するヘッド駆動部と、上記情報記録媒体の記録層に記録された情報信号を、当該情報再生装置で再生可能な再生信号に変換する信号処理部とを備えていることを特徴としている。

本発明の情報記録媒体は、以上のように、基板上に第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層が、その順にて積層されて有し、情報信号の記録に用いられる磁界を上記記録層中に集中させるための上記裏打ち層は、軟磁性材料にて形成された第１の裏打ち層と、第１の裏打ち層上に形成された、信号再生温度に近づくと磁化が低下し、信号記録温度で積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する第２の裏打ち層とを含むことを特徴としている。

その結果、本発明の情報記録媒体を搭載した情報再生装置において、第２の裏打ち層の補償温度を信号再生温度と実質的に同温度に設定した場合、信号再生時、第２の裏打ち層は、トータル磁化量が低下、例えばゼロとなり漏洩磁束を出さないため、非磁性層的な役割を果たす。これにより、信号再生時、磁気ヘッドと第１の裏打ち層との間のスペーシングは大きくなり、結果、磁気ヘッドにより検出される第１の裏打ち層からの漏洩磁束は減少する。よって、本発明の情報記録媒体において、信号再生時、第１の裏打ち層からの漏洩磁束に起因するノイズは減少する。

一方、信号記録温度においては、第２の裏打ち層は基板面内方向に磁化を有し、同様に基板面内方向に磁化を有する第１の裏打ち層と合わせて裏打ち層として働く。信号記録時、磁気ヘッドから発生した記録磁界は、第２の裏打ち層へと誘導され、その後、より透磁率の高い第１の裏打ち層へと誘導される。第１の裏打ち層中へと誘導された記録磁界は、その後、第１の裏打ち層中の基板面内方向を通過し、再び、磁気ヘッドへと戻る磁気閉回路を形成する。つまり、磁化情報書き込み時、上記磁気閉回路を形成することで、記録層に印加される記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体の記録分解能を向上させることができる。

よって、まとめると、上記の膜構成によって、信号再生温度では磁気ヘッドと第１の裏打ち層との間のスペーシングを大きくすることができ、磁気ヘッドが検出するスパイクノイズを抑制し、かつ、信号記録温度では第２の裏打ち層が裏打ち層としての役割を果たし、第１の裏打ち層と共に、磁気ヘッドから発生する記録磁界を第１および第２の各裏打ち層方向へと誘導し、記録磁界の強度と勾配を高め、磁気ヘッドから発生する記録磁界を効率よく記録層に印加することの可能な裏打ち層を備えた情報記録媒体を提供することができる。

加えて、本発明の情報記録媒体は、上記第２の裏打ち層と記録層との間に、非磁性中間層が設けられており、上記非磁性中間層が、誘電体にて形成される誘電体層上に、凹凸形状を有するように凹凸層が形成されてなり、上記凹凸層は、凹凸形状が上記記録層に接するように設けられ、上記記録層は、上記凹凸層との界面にて、凹凸形状を有していることを特徴としている。

その結果、非磁性中間層の介在により、第２の裏打ち層と記録層との間には、ほぼ磁気的な交換相互作用を及ぼし合わない状態となっている。よって、信号記録時、第２の裏打ち層の磁化方向により、記録層の磁化方向が引きずられることなく、基板の表面に対し垂直方向に安定して磁化を上記記録層に対し記録することができる。

また、誘電体層により、第２の裏打ち層上において凹凸層の凹凸形状を顕著に形成させることができる。よって、凹凸層と記録層との界面には大きな凹凸形状が形成され、形成された上記凹凸は、記録層中の磁壁の移動を妨げる磁壁束縛部位（ピニングサイト）としての役割を果たす。このため、記録層と接する層との界面に凹凸形状を有しない従来の記録層と裏打ち層から構成される磁気記録媒体と比較して、記録層の磁壁移動を短い距離に抑え、微小なマークを安定して形成できる。つまり、高密度記録においても十分な信号再生特性を得られる。

また、本発明の情報記録媒体の製造方法は、以上のように、上記記録層と第１の裏打ち層と第２の裏打ち層を備え、基板上に、第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層の順に積層されてなる情報記録媒体の製造方法において、上記情報記録媒体の信号再生温度と実質的に同温度である補償温度を有するように、上記第２の裏打ち層をフェリ磁性材料で形成する工程を含むことを特徴としている。

この方法によれば、裏打ち層は、該裏打ち層の補償温度が、情報記録媒体の信号再生温度と実質的に同温度となるように、フェリ磁性材料にて形成されている。そのため、上記情報記録媒体の再生時には、裏打ち層から漏洩磁束が十分に抑制され、スパイクノイズの発生が低減される。これにより、上記情報記録媒体の情報信号の再生に際して、ノイズを低減し、再生される情報信号の品質を向上させて、良好な信号再生特性を得ることができる情報記録媒体を提供することができる。

加えて、本発明の情報記録媒体の製造方法は、上記情報記録媒体は、上記第２の裏打ち層と記録層との間に、誘電体層と凹凸層とを備え、上記第２の裏打ち層上に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に、凹凸形状を有するように凹凸層を形成する工程と、上記凹凸層の凹凸形状に接するように、上記記録層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

この方法によれば、裏打ち層と記録層との間に、誘電体層および凹凸層を有する情報記録媒体を製造することができる。これにより、記録層に安定に磁界を書き込むことができるとともに、情報記録媒体の再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる情報記録媒体を提供することができる。

また、本発明の情報記憶装置は、本発明の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御するとともに、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生するように磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。

本発明の他の情報記憶装置は、本発明の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の記録再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御し、かつ、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生する、あるいは、上記第２の裏打ち層が情報記録媒体の積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する温度に達した状態で、上記記録層に情報信号を書き込むように、上記磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。

さらに、上記各情報記憶装置では、上記情報記録媒体を回転駆動する情報記録媒体駆動部と、上記光照射部および磁気ヘッドを駆動するヘッド駆動部と、上記情報記録媒体の記録層に記録された情報信号を、当該情報再生装置で再生可能な再生信号に変換する信号処理部と、を備えていることが好ましい。

この情報記憶装置を用いれば、上記情報記録媒体の情報信号の再生に際して、ノイズを低減し、再生される情報信号の品質を向上させて、良好な信号再生特性を得ることができ、また、情報記録媒体の信号記録時には、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録層に印加することができて、記録密度を高密度化できる。

以下、本発明の情報記録媒体、その製造方法、および情報記録装置および情報再生装置の少なくとも一方といった情報記憶装置に係る実施の各形態について、添付図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施の各形態では、本発明の情報記録媒体を磁気ディスクに適用したものである。

（実施の第一形態）
本発明の情報記録媒体に係る実施の第一形態では、図１に示すように、情報記録媒体１の膜構成は、基板２上に、第１の裏打ち層３、第２の裏打ち層４、記録層８、保護層９が順に積層されており、さらにその上に潤滑層１０が形成された構造を有している。

本発明に係る実施の第一形態における情報記録媒体１の上記各層について、以下に説明する。まず、基板２は、非磁性体からなり、本実施の形態では、基板２を構成する材料としてガラスを用いたが、アルミニウム、プラスチック、およびシリコンの何れかから構成されるものであってもよい。また、本実施の形態では、基板２の形状は平坦なディスク形状のものを用いたが、基板２の形状はシリンダー状のものであってもよく、この場合、シリンダー外周側面に上記各層を積層する。また、基板２は、上記各層を積層する面が平滑であり、かつ、成膜された各層を変形させることなく保持できる材料であれば、それ以外の材料、形状のものであってもよい。なお、基板２の表面は、上記各層を積層する前に、各層を積層する側の面を逆スパッタなどによりクリーニングすることが好ましい。

次に、第１の裏打ち層３は、軟磁性体によって構成されており、裏打ち層として用いられる軟磁性体の特徴として、後述する磁気ヘッドのコア材料の軟磁性体や、記録層８の磁性体と比べて、飽和磁束密度が大きい、透磁率が高い、保磁力が小さい、基板２の面内方向の磁気異方性が強いなどの特徴を有するものが挙げられる。軟磁性体は、透磁率が高く、外部から磁界を取り込み易いので、磁気ヘッドから発生した記録磁界を第１の裏打ち層３側へと誘導し易い。

これによって、基板２の面内方向に広がろうとしていた記録磁界を、裏打ち層の存在する層厚方向下方へと導こうとする。これにより、基板２の面内方向に、ブロードに広がろうとする記録磁界を、層厚方向下方へと誘導することができ、記録磁界の勾配（磁気ヘッドに対面する位置での記録層８内での記録磁界の磁束密度）を高めることができる。

主な第１の裏打ち層３としては、Ｎｉ（ニッケル）とＦｅ（鉄）の合金よりなるパーマロイ合金、Ａｌ（アルミニウム）とＳｉ（シリコン）とＦｅ（鉄）の合金よりなるセンダスト合金などの結晶性の裏打ち層材料、および、ＣｏＺｒＮｂやＣｏＴａＺｒなどの非晶質の裏打ち層材料が挙げられる。第１の裏打ち層３の平均膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが生産性との兼ね合いから望ましい。

続いて、前記の第２の裏打ち層４について説明する。第２の裏打ち層４は、補償温度とキュリー温度との双方で、それぞれ実質的に磁化量がゼロとなるフェリ磁性体により構成されている。言い換えると、第２の裏打ち層４は、その温度が補償温度（信号再生温度）に近づいていくと、磁化量が低下していき、補償温度に達すると、その磁化が実質的にゼロになるものである。上記実質的にゼロとは、ゼロを含み、第２の裏打ち層４に用いた磁性体の最大磁化量の１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下の磁化量をいう。

本発明において、上記補償温度と信号再生温度とが実質的に等しいとみなせる温度（実質的に同温度）とは、情報記録媒体１の記録層８に記録された情報信号の再生時に、第２の裏打ち層４の磁化量が実質的にゼロとなる温度を示す。第２の裏打ち層４の磁化量が実質的にゼロとは、第２の裏打ち層４全体の磁化量が、該第２の裏打ち層４からのノイズが十分に抑制される程度に、該第２の裏打ち層４の磁化量がゼロに近づくこと、好適には単位体積当たりの磁化量が１０ｅｍｕ/ｃｃ以下、望ましくはゼロであることを示す。このように上記補償温度を信号再生温度と実質的に同温度に設定することにより、情報記録媒体１の信号再生時には上記第２の裏打ち層４の磁化量が、実質的にゼロ、望ましくはゼロとなるので、上記第２の裏打ち層４からの漏洩磁束の発生を防止することができ、磁気ヘッドと第１の裏打ち層３との間のスペーシングは大きくなる。

本実施の第一形態においては、第２の裏打ち層４として、希土類金属−遷移金属合金であるＨｏＦｅＣｏ合金薄膜を用いた。ＨｏＦｅＣｏ合金薄膜は、希土類金属であるＨｏ（ホルミウム）と遷移金属であるＦｅ（鉄）、および、Ｃｏ（コバルト）との組成比を調整することで磁気特性を調整できるものである。上記組成比を調整することにより、第２の裏打ち層４は、信号再生温度で補償温度を示し、信号記録温度において、情報記録媒体１の基板２の面内方向（表面方向）に磁化を有するものとすることが可能である。本実施の第一形態においては、信号再生温度を室温（約３０℃）、信号記録温度を約２４０℃に設定した。

ここで、本発明実施の第一形態の情報記録媒体１では、上記第１の裏打ち層３と上記第２の裏打ち層４とは互いに接するように設けられている。これによれば、第２の裏打ち層４と第１の裏打ち層３との間には、磁気的な交換結合力が生じる。信号再生時、第２の裏打ち層４は、補償温度を示しており、補償温度において、第２の裏打ち層４は磁化が実質的にゼロであるから、反強磁性的な磁化状態を示している。よって、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層４に隣接する第１の裏打ち層３の磁壁は、第２の裏打ち層４の磁気スピンの向きに固定され、外部からの浮遊磁界による磁壁の移動が抑制される。

ところで、一般に、軟磁性体より形成される裏打ち層を有する情報記録媒体を情報記録装置または情報再生装置に搭載した従来の場合、信号再生時、磁気ヘッドと情報記録媒体との周囲に浮遊磁界が存在すると、上記浮遊磁界が、裏打ち層中の磁壁を移動し、再生出力を変動させ、再生信号のエラーの原因となる。

しかし、本情報記録媒体１のように、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層４によって、軟磁性体より形成されている第１の裏打ち層３における磁壁の移動を抑制すれば、再生出力の変動を防止し、再生信号のエラーを抑えることができる。

また、第１の裏打ち層３と第２の裏打ち層４が隣接していることから、信号記録時、磁気ヘッドから第２の裏打ち層４へと導かれた記録磁界を、より透磁率の高い第１の裏打ち層３へとより強く誘導することができる。

よって、本発明の実施の第一形態の膜構成によって、信号再生時には、第１の裏打ち層３中の磁壁の移動を抑え、かつ、信号記録時には、第２の裏打ち層４より透磁率の高い第１の裏打ち層３中へと記録磁界をより強く導くことの可能で、記録密度を高密度化できる情報記録媒体１を提供することができる。

なお、上記第２の裏打ち層４の磁気特性を安定して保つために最低限必要な平均膜厚は５ｎｍであり、上記膜厚以上である時、上述したように、第２の裏打ち層４による第１の裏打ち層３の磁壁の移動の抑制効果が現れる。また、光アシスト磁気記録技術のように、本情報記録媒体１を、レーザー光で加熱し媒体の磁気特性を変化させる場合、情報記録媒体１中の膜厚方向温度分布を均一に保つためには、第２の裏打ち層４の平均膜厚は、１００ｎｍ以下が望ましい。よって、第２の裏打ち層４の平均膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

次に、前記の記録層８について説明する。本実施の第一形態では、記録層８の素材としては、アモルファス媒体であり熱安定性に優れた垂直磁気記録媒体であるＴｂＦｅＣｏ合金薄膜を用いた。ＴｂＦｅＣｏ合金は、希土類金属であるＴｂ（テルビウム）と遷移金属であるＦｅ（鉄）、および、Ｃｏ（コバルト）との組成比を調整することで磁気特性を調整できるものである。

なお、記録層８の素材としては、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類金属−遷移金属合金薄膜、ＰｔとＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの少なくとも一種以上の遷移金属によって構成される合金薄膜、Ｐｔ／ＣｏやＰｄ／Ｃｏなどの磁気多層膜、ＣｏＣｒやＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂などのグラニュラー磁気薄膜など垂直磁気異方性が大きく、基板２面に対して垂直方向に磁化され記録情報が安定に保持できるものであれば、ＴｂＦｅＣｏ合金薄膜に限定されるものではない。

ここで、記録層８が上記ＰｔとＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの少なくとも一種以上の遷移金属によって構成される合金薄膜、Ｐｔ／ＣｏやＰｄ／Ｃｏなどの磁気多層膜、ＣｏＣｒやＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂などのグラニュラー磁気薄膜のように、結晶性の記録層８である場合、後述する誘電体層５および凹凸層６の代わりに、記録層８の結晶配向性の向上、および、格子欠陥を抑制するために、シード層（図示せず）を設けることが好適である。上記シード層の材料として、ＴｉやＴｉＣｒなどのＴｉ系合金やＴａを用いることができるが、記録層８の結晶配向性の向上、および、格子欠陥を抑制する効果がある材料であれば、上記材料に限定されるものではない。

本実施の第一形態中で用いたＴｂＦｅＣｏ合金薄膜の磁気特性を図３に示す。図３の縦軸はＴｂＦｅＣｏ合金薄膜の単位体積（ｃｃ）あたりの残留磁化（ｅｍｕ／ｃｃ）であり、横軸は温度（℃）である。磁化測定は、ＶＳＭ（試料振動型磁化測定装置）（図示しない）を用い、残留磁化の温度依存性を測定した。

本実施の第一形態においては、信号再生温度を室温（約３０℃）、信号記録温度を約２４０℃に設定している。記録再生動作に合わせるため、図３に示すように、本情報記録媒体１の記録層８は、室温において大きな磁化を持ち再生感度を高めると共に、２４０℃近傍で記録層８の保磁力が書き込みのための記録磁界より小さく情報記録媒体１内への書き込みが容易に可能となるように設定されている。

次に、前記の保護層９について説明する。保護層９は、図１１に示す磁気ヘッド１１と情報記録媒体１が接触する時、上記情報記録媒体１の磁性層が削れるのを防ぐために磁性層を保護する目的で設けられている。保護層９としては磁性層を保護できるものであれば特に限定されるものではないが、本実施の形態では炭素層や窒化炭素層などの炭素系保護層９を用いた。

続いて、前記の潤滑層１０について説明する。潤滑層１０は、情報記録装置または情報再生装置において、磁気ヘッド１１との接触時の摩擦を低減するためのものであり、従来、磁気ディスクなどに使用されている材料を用いることができる。例えば、フッ素系潤滑剤、特にパーフルオロポリオキシアルカン（パーフルオロポリエーテル）系の潤滑剤を用いることができる。

上述したような、本実施の第一形態の情報記録媒体１を搭載した情報記録装置または情報再生装置において、第２の裏打ち層４の補償温度を信号再生温度に設定した場合、信号再生時、第２の裏打ち層４は、トータル磁化量がゼロとなり漏洩磁束を出さないため、非磁性層的な役割を果たす。

つまり、信号再生時、磁気ヘッド１１と第１の裏打ち層３との間のスペーシングは大きくなり、結果、磁気ヘッド１１により検出される第１の裏打ち層３からの漏洩磁束は減少する。これは、上述したように、漏洩磁束の強度が、距離の３乗に反比例し減衰していくためである。よって、本実施の第一形態の情報記録媒体１において、信号再生時、第１の裏打ち層３からの漏洩磁束に起因するノイズは減少する。

一方、信号記録温度においては、第２の裏打ち層４は基板２の面内方向に磁化を有し、同様に基板２の面内方向に磁化を有する第１の裏打ち層３と合わせて裏打ち層として働く。信号記録時、磁気ヘッド１１から発生した記録磁界は、第２の裏打ち層４へと誘導され、その後、より透磁率の高い第１の裏打ち層３へと誘導される。

第１の裏打ち層３中へと誘導された記録磁界は、その後、第１の裏打ち層３中を通過し、再び、磁気ヘッド１１へと戻る磁気閉回路を形成する。つまり、信号記録時、記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体１の記録分解能を向上させることができる。加えて、第２の裏打ち層４が基板２の面内方向の磁化を有し、磁気ヘッド１１と裏打ち層との距離を狭め記録磁界をより敏感に裏打ち層中へと誘導することで、第１の裏打ち層３と記録層８との間に第２の裏打ち層４と同等膜厚程度の非磁性層を設けた時に比べ、より記録層８に印加される記録磁界の強度と勾配を高めることが可能となる。

一般に、磁気ヘッド１１により記録層８中に印加された記録磁界の強度は、記録層８層厚方向に進むに従い、減衰していく。しかし、本発明の情報記録媒体１のように裏打ち層を設けることにより、記録磁界は情報記録媒体１表面から裏打ち層へと誘導され、磁気ヘッドと裏打ち層との間に磁気閉回路を形成する。そのため、記録磁界は、記録層８の層厚方向の磁界強度をほとんど減衰させることなしに、記録層８中に磁界を印加可能となる。

また、記録磁界の強度を強めていくと、記録磁界は、基板２の面内方向にブロードに広がる傾向にあり、小さなサイズの記録ビットを書き込むことが難しい。

しかし、本発明の情報記録媒体１のように、第１および第２の各裏打ち層３、４を設けることで上記磁気閉回路を形成し、記録磁界は、裏打ち層方向、つまり、層厚方向下方へと導かれ、結果、ブロードに広がろうとする記録磁界を絞り込み、基板２の面内方向の記録磁界の印加範囲を小さくし、微小な記録ビットを書き込むことが可能となる。

よって、まとめると、本発明第１の膜構成によって、信号再生温度では磁気ヘッド１１と第１の裏打ち層３との間のスペーシングを大きくすることができ、磁気ヘッド１１が検出するスパイクノイズを抑制して再生信号品質を改善でき、かつ、信号記録温度では第２の裏打ち層４が裏打ち層としての役割を果たし、第１の裏打ち層３と共に、磁気ヘッド１１から発生する記録磁界を裏打ち層方向へと誘導し、記録磁界の強度と勾配を高め、磁気ヘッド１１から発生する記録磁界を効率よく記録層８に印加して、記録密度を向上可能な裏打ち層を備えた情報記録媒体１を提供することができる。

次に、上記情報記録媒体１の製造方法について説明する。まず、直径２．５インチの磁気ディスク用のガラス基板を基板２としてスパッタ成膜装置（図示しない）内に設置し、上記基板２を設置した上記成膜装置のチャンバー（図示しない）内を３×１０^-5Ｐａ未満の真空度になるまで排気した。

次に、上記基板２上に、第１の裏打ち層３として、マグネトロンスパッタリング法を用い、ＮｉとＦｅの２元ターゲットでｃｏ−スパッタにより、ＮｉＦｅ膜を平均膜厚２５ｎｍとなるように成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．２Ｐａ、スパッタ投入電力を、直流電圧（ＤＣ）で、それぞれＮｉは４２９Ｗ、Ｆｅは１１２Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。上記組成比を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）により測定した結果、各々の元素の組成比は、Ｎｉ：Ｆｅが８０．２at％：１９．８at％と測定された。

次に、上記第１の裏打ち層３上に、第２の裏打ち層４としてＨｏＦｅＣｏ合金薄膜を、マグネトロンスパッタリング法を用い、ＨｏとＦｅとＣｏの３元ターゲットでｃｏ−スパッタにより成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．２Ｐａ、スパッタ投入電力を、直流電圧（ＤＣ）で、それぞれＨｏは３８３Ｗ、Ｆｅは２００Ｗ、Ｃｏは６３２Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。上記組成比を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）により測定した結果、各々の元素の組成比は、Ｈｏ：Ｆｅ：Ｃｏが２３．３at％：１７．３at％：５９．４at％と測定された。

上記第２の裏打ち層４の成膜後、記録層８としてＴｂＦｅＣｏ合金薄膜を、マグネトロンスパッタリング法により、ＴｂとＦｅとＣｏの３つのターゲットをｃｏ−スパッタで成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．２Ｐａ、スパッタ投入電力を、直流電圧（ＤＣ）で、それぞれＴｂは７２Ｗ、Ｆｅは２００Ｗ、Ｃｏは３９Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。上記組成比を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）により測定した結果、各々の元素の組成比は、Ｔｂ：Ｆｅ：Ｃｏが１７．０at％：６８．９at％：１４．１at％と測定された。

上記記録層８の成膜後、保護層９として、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、平均膜厚が１０ｎｍとなるように非晶質炭素（ａ−Ｃ）膜を成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧１．０Ｐａ、スパッタ電力を直流３００Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。

上記保護層９の成膜後、潤滑層１０として、パーフルオロポリオキシアルカン系の潤滑剤をディップコータにより非晶質炭素膜界面に塗布し、膜厚０．８ｎｍの液体潤滑膜を形成した。なお、保護膜９の形成後、テープバニッシュを行い、その後、上記潤滑層１０を形成してもよい。

上記のように製造された本発明の情報記録媒体１の信号再生温度（約３０℃）での第１の裏打ち層３、第２の裏打ち層４、おのおのの層の磁気特性を図４、図５に示す。また、信号記録温度（約２４０℃）での第１の裏打ち層３、第２の裏打ち層４、おのおのの層の磁気特性を図６、図７に示す。

上記磁気特性測定に使用したサンプルは、上記各々の層を基板２上に、それぞれ、上記情報記録媒体１作製時と同条件で成膜し、その上に、酸化防止のため、Ａｌ膜を５０ｎｍ積層し作製した。

作製された上記サンプルの磁化測定は、基板２の面内方向に１ｃｍ×１ｃｍ径に切り出し、ＶＳＭ（試料振動型磁化測定装置）（図示しない）を用いて行った。図４から図７までの全て、縦軸はＶＳＭにより検出された単位体積あたりの磁化量（ｅｍｕ／ｃｃ）、横軸は外部から印加した印加磁場（Ｏｅ）であり、基板２の面内方向の磁化量を測定した。

測定結果から、図４、図５に示すように、信号再生温度（約３０℃）においては、第２の裏打ち層４は補償温度を示しており磁化量はゼロとなっており、また、第１の裏打ち層３は大きな基板２の面内方向の磁化を示していることが分かる。

よって、本実施の第一形態の情報記録媒体１を搭載した情報記録装置または情報再生装置において、信号再生時、第２の裏打ち層４は、トータル磁化量がゼロとなり漏洩磁束を出さないため、非磁性層的な役割を果たす。つまり、信号再生時、磁気ヘッド１１と第１の裏打ち層３との間のスペーシングは大きくなり、結果、磁気ヘッド１１により検出される第１の裏打ち層３からの漏洩磁束は減少する。これは、漏洩磁束の強度が、距離の３乗に反比例し減衰していくためである。よって、本実施の第一形態の情報記録媒体１において、信号再生時、第１の裏打ち層３からの漏洩磁束に起因するノイズは減少する。

また、第２の裏打ち層４と第１の裏打ち層３とは互いに隣接しているため、両者の間には、磁気的な交換結合力を生じる。信号再生時、第２の裏打ち層４は、補償温度を示しており、補償温度において、第２の裏打ち層４は反強磁性的な磁化状態を示している。よって、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層４に隣接する第１の裏打ち層３の磁壁は、第２の裏打ち層４の磁気スピンの向きに固定され、外部からの浮遊磁界による磁壁の移動が抑制される。

ところで、一般に、軟磁性体より形成される裏打ち層を有する情報記録媒体を情報記録装置または情報再生装置に搭載した従来の場合、信号再生時、磁気ヘッドと情報記録媒体との周囲に浮遊磁界が存在すると、上記浮遊磁界が、裏打ち層中の磁壁を移動し、再生出力を変動させ、再生信号のエラーの原因となる。

しかし、本実施の第一形態に係る情報記録媒体１のように、反強磁性的な磁化状態を示す第２の裏打ち層４によって、第１の裏打ち層３における磁壁の移動を抑制すれば、再生出力の変動を防止し、再生信号のエラーを抑えることができる。

ここで、上記第２の裏打ち層４による第１の裏打ち層３における磁壁の移動の抑制効果を顕著にするためには、第２の裏打ち層４の平均膜厚は、５ｎｍ以上であることが望ましい。また、光アシスト磁気記録技術のように、本情報記録媒体１を、レーザー光で加熱し情報記録媒体１の磁気特性を変化させる場合、情報記録媒体１中の膜厚方向温度分布を均一に保つためには、第２の裏打ち層４の平均膜厚は、１００ｎｍ以下であることが望ましい。よって、第２の裏打ち層４の平均膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

また、測定結果から、図６、図７に示すように、信号記録温度（約２４０℃）においては、第２の裏打ち層４、第１の裏打ち層３共に、基板２の面内方向に大きな磁化を示していることが分かる。

ここで、磁性体内部への磁束の取り込み易さを示す指標である透磁率について述べると、透磁率μは、μ＝Ｂ／Ｈで表される。上記Ｂは磁束密度、Ｈは印加磁場を表し、磁束密度Ｂは、磁化量Ｍにほぼ比例する。したがって、同一印加磁場中では、単位体積あたりの磁化が大きいほど、透磁率も大きくなる。換言すると、同一印加磁場中では、単位体積あたりの磁化が大きいほど磁束を層中へと取り込み易くなり、記録磁界を絞り込むことができる。

上記事項を加味し、図６、図７の磁化履歴曲線における磁化飽和領域を見ると、信号記録時、第１の裏打ち層３は第２の裏打ち層４よりも大きな透磁率を有しており、磁束を取り込み易く記録磁界をより強く絞り込む能力を有していることが分かる。

よって、本実施の第一形態の情報記録媒体１を搭載した情報記録装置または情報再生装置において、信号記録温度では、第２の裏打ち層４は基板２の面内方向に磁化を有し、同様に基板２の面内方向に磁化を有する第１の裏打ち層３と合わせて裏打ち層として働く。信号記録時、磁気ヘッド１１から発生した記録磁界は、第２の裏打ち層４へと誘導され、その後、より透磁率の高い第１の裏打ち層３へと誘導される。

第１の裏打ち層３中へと誘導された記録磁界は、その後、第１の裏打ち層３中を通過し、再び、磁気ヘッド１１へと戻る磁気閉回路を形成する。つまり、信号記録時、記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体１の記録分解能を向上させることができる。加えて、第２の裏打ち層４が基板２の面内方向の磁化を有し、磁気ヘッド１１と裏打ち層との距離を狭め記録磁界をより敏感に裏打ち層中へと誘導することで、第１の裏打ち層３と記録層８との間に第２の裏打ち層４と同等膜厚程度の非磁性層を設けた時に比べ、より記録層８に印加される記録磁界の強度と勾配を高めることが可能となる。

一般に、磁気ヘッド１１により記録層８中に印加された記録磁界の強度は、記録層８層厚方向に進むに従い、減衰していく。しかし、本発明の情報記録媒体１のように裏打ち層を設けることにより、記録磁界は情報記録媒体１表面から裏打ち層へと誘導され、磁気ヘッド１１と裏打ち層との間に磁気閉回路を形成する。そのため、記録磁界は、記録層８の層厚方向の磁界強度をほとんど減衰させることなしに、記録層８中に記録磁界を印加可能となる。

また、記録磁界の強度を強めていくと、記録磁界は、基板２の面内方向にブロードに広がる傾向にあり、小さなサイズの記録ビットを書き込むことが難しい。しかし、本発明の情報記録媒体１のように裏打ち層を設けることで上記磁気閉回路を形成し、記録磁界は、裏打ち層方向、つまり、層厚方向下方へと導かれ、結果、ブロードに広がろうとする記録磁界を絞り込み、基板２の面内方向の記録磁界の印加範囲を小さくし、微小な記録ビットを書き込むことが可能となる。

なお、本実施の第一形態では、信号再生温度を室温（約３０℃）、信号記録温度を約２４０℃としたが、どちらも上記温度に限定されるものではない。ただし、上記温度を変更した場合、記録層８、および、第２の裏打ち層４の磁気特性を変更する必要がある。例えば、信号再生温度を９０℃付近に設定した場合、第２の裏打ち層４は９０℃付近に補償温度が存在し、信号記録温度付近では、情報記録媒体１の基板２の面内方向に大きな磁化が来るよう磁気特性を調整する必要がある。つまり、第２の裏打ち層４は、信号再生時、漏洩磁界を発生させない補償温度であり、信号記録時、情報記録媒体１の基板２の面内方向に大きな磁化が来るよう磁気特性が設定されている必要がある。また、記録層８は、信号再生時、大きな漏洩磁界を生じ、信号記録時、磁気ヘッド１１からの書き込み磁界よりも保磁力が小さくなるように磁気特性を設定する必要がある。

また、本実施の第一形態においては、情報記録媒体１中、第２の裏打ち層４の磁気特性を均一に作製しているが、上記媒体中、温度分布を考慮し、上記媒体１の積層方向の磁気特性を変化させ、フェリ磁性体を多層化した裏打ち層としてもよい。

また、本実施の第一形態においては、情報記録媒体１のディスク半径方向に対して、第２の裏打ち層４の磁気特性を均一に作製しているが、上記磁気特性を上記媒体１の内周側と外周側で変化させてもよい。

（実施の第二形態）
本発明の実施の第二形態に係る情報記録媒体の膜構成は、図２に示すように、基板２上に、第１の裏打ち層３、第２の裏打ち層４、誘電体層５および凹凸層６を含む非磁性中間層７、記録層８、保護層９がこの順にて積層されており、さらにその上に潤滑層１０が形成された構造を有し、ディスク状に成形されている。

ここで、上記構成の情報記録媒体１９において、非磁性中間層７以外の層については、上記実施の第一形態の説明に従い、情報記録媒体１９の成膜後の説明も実施の第一形態の説明に従う。以下に、非磁性中間層７について説明する。

非磁性中間層７は、上記第２の裏打ち層４と記録層８との間に配置され、誘電体層５および凹凸層６を含む。この非磁性中間層７を設けることにより、上記第２の裏打ち層４と記録層８との間で、磁気的な交換相互作用が生じることを防止している。したがって、情報記録媒体１９への信号記録に際して、記録層８の磁化方向が、第２の裏打ち層４における磁化方向からの影響を受けることを防止して、良好な信号品質での信号記録を実現することができる。

また、上記非磁性中間層７は、記録層８上での磁壁の移動を妨げる（止める）ピニング効果を誘発するために、記録層８に面する非磁性中間層７の表面が凹凸形状を有するように設けられている。すなわち、上記非磁性中間層７は、該非磁性中間層７上に形成される記録層８との界面に、微小な凹凸形状を有している。この凹凸形状は、記録層８中の磁壁の移動を妨げる磁壁束縛部位（ピニングサイト）としての役割を果たす。つまり、上記非磁性中間層７の凹凸形状によって、上記記録層８に形成される磁区が分断され、凹凸形状をなす各凹部内または各凸部内に制限されることになる。そのため、磁区と磁区との境界である磁壁の移動距離は、凹凸形状をなす凹部または凸部の径の大きさに依存して制限されることになる。

したがって、非磁性中間層７の凹凸形状によるピニング効果により、記録層８における磁壁の移動距離を凹部内および凸部内に制限して、記録層８に微小な記録ビットを安定に形成することができる。これにより、情報記録媒体１９にて高密度記録を実現することができる。また、記録層８に記録された信号を再生する場合にも、記録層８の磁壁の移動が制限されるので、情報記録媒体１９の信号再生に際して、良好な信号再生特性を得ることができる。

ここで、上記非磁性中間層７は、その平均膜厚の上限値が５ｎｍ以下であり、４ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下であることがより好ましい。また、上記平均膜厚の下限値は特に限定されないが、１ｎｍ以上であることが好ましく、１．２ｎｍ以上であることがより好ましい。

上記平均膜厚が５ｎｍを超えると、情報記録媒体１９の記録層８への信号記録に際して、後述する記録再生装置の磁気ヘッドと第２の裏打ち層４との距離が大きくなり、磁気ヘッドからの書き込み用の記録磁界を第２の裏打ち層４に誘導しにくくなる傾向にある。その結果、記録層８に印加される記録磁界の強度および勾配が低下する傾向にあり、記録分解能を向上することが困難となって好ましくない。また、非磁性中間層７の膜厚が大きくなり、情報記録媒体１９の厚さ全体が大きくなる傾向にあるという問題もある。

一方、上記平均膜厚が１ｎｍ未満となると、上記第２の裏打ち層４と記録層８との間での磁気的な交換相互作用の発生を防止することが困難になる傾向にあり、好ましくない。

なお、上記平均膜厚は、下記の何れかの手法によって算出された値とする。すなわち、測定対象の層を構成する材料と同一の材料を、測定対象の層の成膜条件と同じ条件で、層の厚さ（膜厚）に対して層表面の凹凸が無視することができる程度に十分な膜厚で成膜し、この成膜された層の膜厚を測定する。次に、この測定された膜厚および成膜条件から、単位時間当たりに成膜される膜厚（成膜速度）を算出する。そして、この成膜速度を用いて、測定対象の成膜時間から測定対象の膜の膜厚を求め、これを平均膜厚とする。

また、情報記録媒体１９の作製後には、以下の方法で平均膜厚を測定する。すなわち、まず、情報記録媒体１９を基板２面に対して垂直方向に切断し、その切断面である各層の積層面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等で観測する。そして、情報記録媒体１９にて、面内方向に１μｍの範囲を設定し、該１μｍの範囲内における、互いに異なる複数の任意の箇所にて、膜厚を測定したい層について、基板２面に垂直方向の距離を測定する。続いて、上記１μｍの範囲内の複数の箇所で測定された上記垂直方向の距離について、平均値を算出し、この平均値を平均膜厚とする。

上記非磁性中間層７のうち、上記誘電体層５は、第２の裏打ち層４に接するように設けられ、上記非磁性中間層７の凹凸形状を誘発するための上記凹凸層６を容易に形成するために設けられている。上記誘電体層５としては、誘電体からなる層であればよく、窒化物および酸化物のうち少なくとも一方を用いればよい。

一般に、窒化物や酸化物上に形成される金属膜は、拡散が生じ難いため、一様に形成されるのではなく、凹凸形状を有するように形成される。この性質を利用すれば、凹凸形状を有する非磁性中間層７を簡単に形成することができるため、本実施の形態では、窒化物および酸化物のうち少なくとも一方にて誘電体層５を形成し、該誘電体層５上に、金属膜の凹凸層６を形成している。したがって、非磁性中間層７のうち凹凸層６が、記録層８と接するように配置されることになる。

ここで、上記誘電体層５をなす窒化物としては、特に限定されないが、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム、窒化チタン等のうちから選ばれる１種または２種以上を挙げることができる。また、上記誘電体層５をなす酸化物としては、特に限定されないが、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化銀、酸化白金等のうちから選ばれる１種または２種以上を挙げることができる。

また、上記誘電体層５は、上記した手法で測定される平均膜厚の上限値が、２ｎｍ以下であり、１．５ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以下であることがより好ましい。

また、上記平均膜厚の下限値は特に限定されないが、０．４ｎｍ以上であることが好ましく、０．６ｎｍ以上であることがより好ましい。上記平均膜厚が２ｎｍを超えると、情報記録媒体１９の厚さが大きくなるため、好ましくない。一方、上記平均膜厚が０．４ｎｍ未満となると、上記第２の裏打ち層４上に誘電体層５を均質に成膜することが困難となる。そのため、不均質な誘電体層５上に凹凸層６が成膜されると、該凹凸層６と記録層８との界面の凹凸構造にばらつきが生じ、記録層８の特性を制御する上で好ましくない。

なお、第２の裏打ち層４の表面を、プラズマエッチング等により窒化あるいは酸化した場合、窒化または酸化された第２の裏打ち層４の表面を、上記誘電体層５として用いてもよい。

また、上記凹凸層６は、非磁性金属からなる層であればよく、例えば、アルミニウム、亜鉛等を用いればよい。このうち、アルミニウムは、後述する平均表面粗さＲａが大きい。また、上記アルミニウムは、後述する記録層８をなす金属膜と化合物を形成することによって化学的に結合しやすく、凹凸形状を保持しやすい。そのため、高いピニング効果を期待することができる。それゆえ、上記凹凸層６は、アルミニウムを用いて形成することが好ましい。

また、上記凹凸層６は、上記した手法で測定される平均膜厚の上限値が、３ｎｍ以下であり、２．５ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。また、上記平均膜厚の下限値は特に限定されないが、１ｎｍ以上であることが好ましく、１．５ｎｍ以上であることがより好ましい。上記平均膜厚が３ｎｍを超えると、情報記録媒体１９の厚さが大きくなるため、好ましくない。一方、上記平均膜厚が１ｎｍ未満となると、凹凸層６と記録層８との界面における凹凸構造の平均表面粗さＲａが小さくなり、上記記録層８中の磁壁の移動を妨げる磁壁束縛部位（ピニングサイト）としての効果が生じ難くなって好ましくない。

さらに、上記凹凸層６の平均表面粗さＲａは、第２の裏打ち層４の平均表面粗さＲａよりも大きいことが好ましい。具体的には、上記凹凸層６の平均表面粗さＲａの上限値が、１．５ｎｍ以下、好ましくは１．３ｎｍ以下、より好ましくは１．１ｎｍ以下となっている。

また、上記平均表面粗さＲａの下限値は、第２の裏打ち層４の平均表面粗さＲａよりも大きければ、特に限定されないが、０．６ｎｍ以上であることが好ましく、０．８ｎｍ以上であることがより好ましい。上記平均表面粗さＲａが、１．５ｎｍを超えると、上記凹凸層６に形成された凸部の径が大きくなり、記録層８中に微小な凹凸形状を形成することが困難となる。

その結果、情報記録媒体１９中に、微小な記録ビットを形成することが困難になるので、十分な信号品質で高密度記録を行うためには、平均表面粗さＲａを１．５ｎｍ以下とすることが好ましい。一方、平均表面粗さＲａが、０．６ｎｍ未満となると、凹凸層６と記録層８との界面の凹凸構造の平均表面粗さＲａが小さいために、上記記録層８中の磁壁の移動を妨げる磁壁束縛部位（ピニングサイト）としての効果が生じ難くなるので好ましくない。

ここで、平均表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の定義に基づいており、微細な凹凸の振幅に関する中心線平均粗さを表している。なお、情報記録媒体１９の作製後には、上記平均表面粗さＲａは、以下の方法で測定すればよい。すなわち、情報記録媒体１９を基板２面に対して垂直な方向に切断し、その切断面である各層の積層面を上記ＴＥＭ等で観測する。そして、凹凸層６と記録層８との界面における凹凸形状を測定して、平均表面粗さを算出すればよい。

また、上記凹凸層６表面、すなわち、凹凸層６と記録層８との界面における凹凸層６に形成された凸部の径の上限値は、５０ｎｍ未満であり、４５ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましい。上記凸部の下限値は特に限定されないが、１５ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ以上であることがより好ましい。上記凸部の径が５０ｎｍ以上になると、記録層８中に微小な凹凸形状を形成することが困難となって、記録層８における磁壁の移動距離を抑制することが困難となる傾向にあるため、好ましくない。

ここで、上記凸部とは、凹部の底部を基準とし、該底部から、情報記録媒体１９の各層の積層方向に沿って高くなっている部分をいうものとする。また、上記凸部の径とは、凹凸層６に形成された凸部の径における大きさの平均値をいうものとする。

なお、上記誘電体層５は、上記第２の裏打ち層４上に、上記のように膜状に形成されて層をなしていてもよく、あるいは、上記第２の裏打ち層４上に、誘電体層５をなす化合物が粒子となって点在するように配置されて層をなしていてもよい。すなわち、誘電体層５は、上記した窒化物や酸化物等の化合物が、第２の裏打ち層４上に、散らばって、島状に分布するように配置された層であってもよい。

また、上記凹凸層６は、膜状に形成されて凹凸形状を有するものであってもよく、あるいは、誘電体層５上に点在するように配置されて凹凸形状をなしていてもよい。すなわち、上記凹凸層６は、該凹凸層６に用いられる非磁性金属が粒子となって、誘電体層５上に散らばって、島状に分布するように配置されてなる層であってもよい。

なお、誘電体層５および凹凸層６の少なくとも一方を島状に形成した場合、上記平均表面粗さＲａの下限値は、凹凸層６の下方に配置される各層の平均表面粗さに依存することになる。

そのため、凹凸層６の平均表面粗さＲａの下限値を規定することは困難である。通常、基板２の平均表面粗さは０．４８ｎｍ程度であり、ＨｏＦｅＣｏ合金を用いた第２の裏打ち層４の平均表面粗さは０．３８ｎｍ程度であり、凹凸層６としてアルミニウムを用いた場合、アルミニウムの原子半径が１．４３Å（０．１４３ｎｍ）であることから、上記凹凸層６の平均表面粗さＲａの下限値は、０．６ｎｍ程度であると考えられる。

続いて、凹凸層６の表面形状について以下に述べる。基板２上に、第１の裏打ち層３としてＮｉＦｅ膜（厚さ２５ｎｍ）、第２の裏打ち層４としてＨｏＦｅＣｏ膜（膜厚２５ｎｍ）、誘電体層５として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜（膜厚２ｎｍ）、凹凸層６としてアルミニウム（Ａｌ）膜（膜厚３ｎｍ）の順に積層し、凹凸層６の表面形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察し、その時の平均表面粗さ（Ｒａ）を測定した。上記ＡＦＭ観察用サンプルの作成方法は以下の通りである。

まず、ガラス基板を基板２として用い、これをスパッタ成膜装置（図示しない）に設置し、該スパッタ成膜装置のチャンバー（図示しない）内を３×１０^-5Ｐａ未満の真空度になるまで排気した。

次に、上記基板２上に、第１の裏打ち層３として、マグネトロンスパッタリング法を用い、ＮｉとＦｅの２元ターゲットでｃｏ−スパッタにより、ＮｉＦｅ膜を平均膜厚２５ｎｍとなるように成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．２Ｐａ、スパッタ投入電力を、直流電圧（ＤＣ）で、それぞれＮｉは４２９Ｗ、Ｆｅは１１２Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。上記組成比を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）により測定した結果、各々の元素の組成比は、Ｎｉ：Ｆｅが８０．２at％：１９．８at％と測定された。

次に、第２の裏打ち層４として、マグネトロンスパッタリング法を用い、ＨｏとＦｅとＣｏの３元ターゲットでｃｏ−スパッタにより、ＨｏＦｅＣｏ膜を平均膜厚２５ｎｍとなるように成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．２Ｐａ、スパッタ投入電力を、直流電圧（ＤＣ）で、それぞれＨｏは３８３Ｗ、Ｆｅは２００Ｗ、Ｃｏは６３２Ｗとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いた。上記組成比を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）により測定した結果、各々の元素の組成比は、Ｈｏ：Ｆｅ：Ｃｏが２３．３at％：１７．３at％：５９．４at％と測定された。

上記第２の裏打ち層４の成膜後、誘電体層５としてＡｌＮ膜を反応性スパッタリング法により、平均膜厚２ｎｍとなるように成膜した。スパッタ条件は、スパッタガス圧０．０８Ｐａ、スパッタ投入電力を、高周波電圧（ＲＦ）で２ｋＷとし、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）と窒素ガス（Ｎ₂）を用いた。

上記誘電体層５の成膜後、凹凸層６として、マグネトロンスパッタ法を用い、アルミニウム膜を平均膜厚３ｎｍとなるように成膜した。上記凹凸層６の成膜後、チャンバー内より試料（以後、試料Ａと称する）を取り出し原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、図８に示すように、凹凸層６（アルミニウム膜）の表面形状を観察した。上記観察像を示す。図８より、アルミニウム膜である凹凸層６の表面は、平均表面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍとなり、非常に表面粗さの大きな凹凸形状をしていることが分かる。

比較用試料として、上記試料Ａと同じ成膜条件を用い、基板２上にＮｉＦｅ膜、ＨｏＦｅＣｏ膜を、それぞれ、平均膜厚２５ｎｍとなるように順に成膜した試料（以後、試料Ｂと称する）を、図９に示すように第一比較層２６として作製した。また、上記試料Ａと同じ成膜条件を用い、基板２上にＮｉＦｅ膜、ＨｏＦｅＣｏ膜を、それぞれ２５ｎｍ、アルミニウム膜を５ｎｍ順に成膜した試料（以後、試料Ｃと称する）を図１０に示すように第二比較層３６として作製した。上記各試料Ｂ、Ｃも原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察された。また、図８、図９、図１０の観察により、それぞれの試料表面の平均表面粗さ（Ｒａ）を測定した。上記各試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃの平均表面粗さ（Ｒａ）は、それぞれ１．０ｎｍ、０．３８ｎｍ、０．４３ｎｍと測定された。

図９から第２の裏打ち層４（ＨｏＦｅＣｏ膜）の表面である第一比較層２６の平均表面粗さ（Ｒａ）は非常に小さく、平坦な表面形状をしていることが分かる。

また、図１０から、平均表面粗さ（Ｒａ）は、第２の裏打ち層４（ＨｏＦｅＣｏ膜）上にＡｌ膜（５ｎｍ）を成膜した表面である第二比較層３６も平坦な（表面粗さが小さい）ことが分かる。よって、第２の裏打ち層４（ＨｏＦｅＣｏ膜）上に、誘電体層５である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜、凹凸層６となるアルミニウム（Ａｌ）膜を順に積層することにより、第２の裏打ち層４（ＨｏＦｅＣｏ膜）よりも表面粗さの大きい凹凸層６を容易に形成できることがわかる。

次に、本実施の第二形態に係る情報記録媒体１９の製造方法について説明する。上記製造方法は、第２の裏打ち層４と記録層８との間に、誘電体層５、凹凸層６を含む非磁性中間層７を設けること以外は、実施の第一形態に記載の情報記録媒体１の製造方法に従うものである。以下に、第２の裏打ち層４を形成した後の誘電体層５、凹凸層６の成膜条件を示す。

上記第２の裏打ち層４を成膜した後、反応性スパッタリング法を用いて、平均膜厚が２ｎｍとなるように、ＡｌＮ膜を成膜し、誘電体層５とした。このときのスパッタリングの条件は、ガス圧を０．０８Ｐａとし、投入電力を高周波電圧（ＲＦ）で、２ｋＷとし、スパッタリングのガスとしてＡｒガスおよびＮ₂（窒素）ガスを用いた。次いで、上記誘電体層５上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、平均膜厚が３ｎｍとなるように、Ａｌ膜を成膜し、凹凸層６とした。その後、実施の第一形態と同様に、記録層８、保護層９を順に積層し、さらにその上に潤滑層１０を作製した。

（実施の第三形態）
以下に、上記実施の第一形態で作製した情報記録媒体１を用いた情報記録装置または情報再生装置としての情報記憶装置１６における実施の一形態を、本発明の実施の第三形態として説明する。

図１１、図１２に示すように、本実施の形態の情報記憶装置１６は、上記本実施の形態で作製した情報記録媒体１と、上記情報記録媒体１を回転させるための情報記録媒体駆動部１３と、上記情報記録媒体１を局所的に加熱するためのレーザー光を照射する光照射部１２、上記情報記録媒体１中に情報を記録、および、記録した情報を再生するための磁気ヘッド１１と、磁気ヘッド１１、および、光照射部１２を駆動するための記録再生系駆動部１４と、記録再生信号処理系１５とを備えている。

本実施の第三形態である情報記憶装置１６を用いた情報の記録再生原理について、以下に説明する。まず、情報の記録方法について説明する。上記構成を備える情報記憶装置１６においては、光照射部１２から情報記録媒体１に照射したレーザー光により、上記情報記録媒体１を局所的に加熱することが可能である。上記局所的に加熱された部分に、磁気ヘッド１１により書き込み用の記録磁界を印加することで情報記録媒体１中に情報の書き込みを行う。

詳しくは以下の通りである。まず、記録時、レーザー光により情報記録媒体１は加熱され、局所的に上記媒体温度が記録層８のキュリー温度付近まで昇温される。昇温されキュリー温度付近まで到達した部分は保磁力が弱められ、磁気ヘッド１１から情報記録媒体１中に印加された上記記録磁界よりも媒体保磁力が小さくなり、情報記録媒体１中への書き込みが可能となる。

この時、第２の裏打ち層４は基板２の面内方向に磁化を有し、同様に基板２の面内方向に磁化を有する第１の裏打ち層３と合わせて裏打ち層として働く。信号記録時、磁気ヘッド１１から発生した記録磁界は、第２の裏打ち層４へと誘導され、その後、より透磁率の高い第１の裏打ち層３へと誘導される。第１の裏打ち層３中へと誘導された記録磁界は、その後、第１の裏打ち層３中を通過し、再び、磁気ヘッド１１へと戻る磁気閉回路を形成する。つまり、信号記録時、記録磁界の強度と勾配を高め、情報記録媒体１の記録分解能を向上させることができる。

次に、情報の再生方法について説明する。情報の再生は、情報記録媒体１の記録層８に磁化の向きとして記録された情報を、記録層８からの漏洩磁界を磁気ヘッド１１により検出することで行う。なお、本情報記憶装置１６は磁化情報の再生温度は室温（約３０℃）で行った。

ここで、実施の第一形態で述べたように、信号再生時、第２の裏打ち層４は、反強磁性的な磁化状態を示しトータル磁化量がゼロとなり漏洩磁束を出さないため、非磁性層的な役割を果たす。つまり、信号再生時、磁気ヘッド１１と裏打ち層との間のスペーシングは大きくなり、その結果、磁気ヘッド１１により検出される第１の裏打ち層３からの漏洩磁束は減少する。これは、上述したように、漏洩磁束の強度が、距離の３乗に反比例し減衰していくために起こる。よって、本実施の第一形態の情報記録媒体１において、信号再生時、第１の裏打ち層３からの漏洩磁束に起因するノイズは減少する。

上記のように、裏打ち層として、第２の裏打ち層４と第１の裏打ち層３を組み合わせることによって、記録再生特性に優れた情報記憶装置１６を提供することが可能である。

なお、上記情報記録媒体１において、極磁気カー効果を用いて情報の再生を行うことも可能である。上記極磁気カー効果を用いる場合、情報の再生には、レーザー光を用い、情報記録媒体１への入射光と情報記録媒体１からの反射光との偏光面のずれを、両者のレーザー光の光量の差として、受光素子により読み取ることで行う。また、上記極磁気カー効果を用いる場合、情報記録媒体１の保護層８はＡｌＮやＳｉＮなどの透明誘電体薄膜が好適であり、潤滑層１０は設けなくてもよい。

また、本実施の第三形態では、情報記録媒体１を局所的に加熱する手段として、レーザー光を用いたが、情報記録媒体１を局所的に加熱することができるものであれば、上記レーザー光に限定されるものではない。

本実施の形態においては、情報記録媒体１を局所加熱する方法を用いたが、上記情報記録媒体１を局所冷却し、情報記録媒体１の磁気特性を変化させる方法を用いてもよい。

なお、図１１および図１２においては、磁気ヘッド１１と光照射部１２とを一体化した記録再生ヘッドとして記述したが、磁気ヘッド１１と光照射部１２とは分離していてもよい。その場合、情報記憶装置１６で、磁気ヘッド１１と光照射部１２とは別々に駆動可能なものとしてもよいし、一つの駆動部によって磁気ヘッド１１と光照射部１２とを駆動してもよい。

以上、本発明の実施の第三形態としての情報記憶装置１６では、本発明に係る実施の第一形態の情報記録媒体１を用いて説明したが、本発明に係る実施の第二形態の情報記録媒体１９を用いることもできる。また、本発明に係る情報記録媒体１、１９は、情報を記録するのみの情報記録装置にも、情報を再生するのみの情報再生装置にも、さらに情報を記録して再生する情報記憶装置にも適用可能なことは明らかである。

以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記発明の趣旨を逸脱していない範囲においては、種々の変更が可能である。

本発明の情報記録媒体、その製造方法および情報記憶装置は、裏打ち層を設けて、信号記録時における、記録層中への書き込み用の記録磁界の強度と勾配を高めることができて、記録密度を向上できると共に、信号再生時、上記裏打ち層に起因するノイズ発生を抑制できて再生信号品質を改善できるから、磁気を用いた情報記憶分野に好適に利用できる。

本発明の情報記録媒体に係る実施の第一形態を示す断面図である。 本発明の情報記録媒体に係る実施の第二形態を示す断面図である。 上記実施の第一形態における情報記録媒体の記録層の磁気特性を示すグラフである。 上記実施の第一形態に係る情報記録媒体における第１の裏打ち層の信号再生時での磁気特性を示すグラフである。 上記実施の第一形態に係る情報記録媒体における第２の裏打ち層の信号再生時での磁気特性を示すグラフである。 上記実施の第一形態に係る情報記録媒体における第１の裏打ち層の信号記録時での磁気特性を示すグラフである。 上記実施の第一形態に係る情報記録媒体における第２の裏打ち層の信号記録時での磁気特性を示すグラフである。 上記実施の第二形態に係る情報記録媒体の凹凸層である試料Ａの表面形状の原子間力顕微鏡像による斜視図である。 上記実施の第二形態に係る情報記録媒体の凹凸層である試料Ｂの表面形状の原子間力顕微鏡像による斜視図である。 上記実施の第二形態に係る情報記録媒体の凹凸層である試料Ｃの表面形状の原子間力顕微鏡像による斜視図である。 上記情報記録媒体を備えた本発明の実施の第三形態に係る情報記録再生装置の概略正面図である。 上記情報記録再生装置のブロック図である。

符号の説明

１ 情報記録媒体
２ 基板
３ 第１の裏打ち層
４ 第２の裏打ち層
５ 誘電体層
６ 凹凸層
７ 非磁性中間層
８ 記録層
９ 保護層
１０ 潤滑層
１１ 磁気ヘッド
１２ 光照射部
１３ 情報記録媒体駆動部
１４ 記録再生系駆動部
１５ 記録再生信号処理系
１６ 情報記憶装置
１７ 制御部
１８ 記録再生ヘッド
１９ 情報記録媒体

Claims (21)

1. 少なくとも、基板と、記録層と、情報信号の記録に用いられる磁界を上記記録層中に集中させるための裏打ち層とを備え、
   上記裏打ち層は、軟磁性材料にて形成された第１の裏打ち層と、第１の裏打ち層上に形成された、信号再生温度に近づくと磁化が低下し、信号記録温度で積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する第２の裏打ち層とを含み、
   基板上に第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層が、その順にて積層されていることを特徴とする情報記録媒体。
2. 上記第２の裏打ち層が、フェリ磁性材料で形成されるとともに、信号再生温度と実質的に同温度である補償温度を有していることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 上記第１の裏打ち層と上記第２の裏打ち層とが互いに接していることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録媒体。
4. 上記第２の裏打ち層の平均膜厚が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
5. 上記第２の裏打ち層が、希土類金属元素から選ばれる少なくとも１種の元素と、遷移金属元素から選ばれる少なくとも１種の元素とを含む合金であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の情報記録媒体。
6. 上記希土類金属元素は、ＧｄおよびＨｏの少なくとも一方であることを特徴とする請求項５に記載の情報記録媒体。
7. 上記遷移金属元素は、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項５または６に記載の情報記録媒体。
8. 上記第２の裏打ち層と記録層との間に、非磁性中間層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の情報記録媒体。
9. 上記非磁性中間層の平均膜厚が、５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の情報記録媒体。
10. 上記非磁性中間層は、誘電体にて形成される誘電体層と、誘電体層上に凹凸形状に形成された凹凸層とを有し、
    上記凹凸層は、凹凸形状が上記記録層に接するように設けられ、
    上記記録層は、上記凹凸層との界面にて、凹凸形状を有していることを特徴とする請求項８または９に記載の情報記録媒体。
11. 上記誘電体層は、窒化物および酸化物の少なくとも一方で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録媒体。
12. 上記凹凸層は、アルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の情報記録媒体。
13. 上記誘電体層の平均膜厚が２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０ないし１２の何れか１項に記載の情報記録媒体。
14. 上記凹凸層の平均膜厚が３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０ないし１３の何れか１項に記載の情報記録媒体。
15. 上記凹凸層の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．６ｎｍ以上１．５ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１０ないし１４の何れか１項に記載の情報記録媒体。
16. 上記凹凸層は、上記凹凸層をなす凹凸形状のうちの凸部の平均径が、上記記録層との界面にて、５０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１０ないし１５の何れか１項に記載の情報記録媒体。
17. 基板上に、記録層と第１の裏打ち層と第２の裏打ち層とを、第１の裏打ち層、第２の裏打ち層、記録層の順に積層されて備える情報記録媒体の製造方法において、
    上記情報記録媒体の信号再生温度と実質的に同温度である補償温度を有するように、上記第２の裏打ち層をフェリ磁性材料で形成する工程を含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
18. さらに、上記情報記録媒体は、上記第２の裏打ち層と記録層との間に、誘電体層と凹凸層とを備え、
    上記第２の裏打ち層上に誘電体層を形成する工程と、
    上記誘電体層上に、凹凸形状を有するように凹凸層を形成する工程と、
    上記凹凸層の凹凸形状に接するように、上記記録層を上記凹凸層上に形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の情報記録媒体の製造方法。
19. 請求項１ないし１６の何れか１項に記載の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、
    上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、
    上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御するとともに、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生するように磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする情報記憶装置。
20. 請求項１ないし１６の何れか１項に記載の情報記録媒体を局所的に加熱するための光照射を行う光照射部と、
    上記情報記録媒体の記録層に対し、情報信号の記録再生を磁気的に行う磁気ヘッドと、
    上記情報記録媒体の第２の裏打ち層が有する補償温度まで、該情報記録媒体を加熱するように上記光照射部を制御し、かつ、上記第２の裏打ち層が補償温度に達した状態で、上記記録層に記録された情報信号を再生する、あるいは、上記第２の裏打ち層が情報記録媒体の積層方向に対して垂直な方向の磁化を有する温度に達した状態で、上記記録層に情報信号を書き込むように、上記磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする情報記憶装置。
21. さらに、上記情報記録媒体を回転駆動する情報記録媒体駆動部と、
    上記光照射部および磁気ヘッドを駆動するヘッド駆動部と、
    上記情報記録媒体の記録層に記録された情報信号を、当該情報再生装置で再生可能な再生信号に変換する信号処理部と、を備えていることを特徴とする請求項１９または２０に記載の情報記憶装置。
    
    

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