专利名称：磁记录介质和磁记录再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有软磁性层的垂直记录型的磁记录介质和磁记录再现装置。
背景技术：
在过去，硬盘等磁记录介质，通过构成记录层的磁性颗粒的细微处理、材料的变更、磁头加工的细微化等的改进，实现了面记录密度的显著提高。另外，下述的垂直记录型的磁记录介质也投入实用，该磁记录介质按照沿与表面垂直的方向具有磁各向异性的方式使记录层取向，另外，在记录层之下形成软磁性层，由此提高面记录密度。
在垂直记录型的磁记录介质中，软磁性层具有引入磁头的记录磁头的记录磁场的效果、和构成从记录磁头的主磁极使施加于记录层上的记录磁场返回到返回磁极用的返回途径的效果。主磁极与返回磁极并列配置于作为磁头的(相对的)移动方向的磁道的周向，记录磁场主要沿磁道的周向贯穿软磁性层，从主磁极返回到返回磁极。
为了获得良好的记录/再现特性，最好软磁性层按照线性地增强记录磁场的方式作用，伴随记录磁场的消失，由记录磁场引起的软磁性层的磁化也消失，但是，软磁性层具有记录磁场的磁化沿特定方向残留这样的磁各向异性。由于象这样，记录磁场主要沿磁道的周向贯穿软磁性层，故如果软磁性层具有沿磁道的周向残留磁化这样的磁各向异性，则即使在记录磁场消失后，有时在软磁性层上残留记录磁场引起的磁道的周向的磁化，在再现时产生噪音等。另外，在软磁性层产生磁畴(磁区)，在磁壁的两侧有时成为磁化反转的状态。在此情况下，再现时产生峰值性噪音，成为错误的主要原因。由此，在软磁性层的基板侧通常设置反铁磁性层，软磁性层沿作为与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主要成分基本相垂直、并且与介质表面基本平行的方向的磁道的宽度方向，其磁各向异性被固定，由此，抑制记录磁头的记录磁场的残留磁化的发生。
这样的磁记录介质，面记录密度逐渐提高，在今后也期待着面记录密度进一步提高，但是，磁头的加工界限、磁头的记录磁场的扩展造成的向着相邻磁道的记录、再现时的串扰等的问题显著化，这样过去的改进方法的面记录密度的提高具有界限，由此，作为可进一步提高面记录密度的磁记录介质的候补，提出了通过规定的凹凸图形形成记录层的离散型磁道介质、图形化了的介质等磁记录介质(例如JP特开平7-129953号公报)。为了提高面记录密度，最好这样的离散磁道介质、图形化了的介质为垂直记录型。
但是，虽然通过形成垂直记录型可获得提高面记录密度的一定的效果，但是，通过在记录层之下连续地形成的软磁性层，记录磁场不仅进入记录对象的磁道，还进入与记录对象的磁道相邻的部分。即，由于记录磁场的扩展增加，抵消了形成垂直记录型的面记录密度的提高效果。
发明内容
本发明是针对上述的问题而提出的，其目的在于提供一种磁记录介质和具有这样的磁记录介质的磁记录再现装置，该磁记录介质为具有软磁性层的垂直记录型，记录磁场的扩展受到抑制，记录磁场以良好的效率施加于记录对象的磁道上。
本发明是通过下述的方式而实现上述目的的，该方式为使软磁性层为至少与基板相反侧的部分为凹凸图形的形状，在记录层和软磁性层之间具有固定层，该固定层用于将软磁性层的磁各向异性固定于基本平行于表面的规定的方向上。
另外，本发明是通过下述的方式而实现上述目的的，该方式为使软磁性层为至少与基板相反侧的部分为凹凸图形的形状，记录层和软磁性层之间，以及基板和上述软磁性层之间的至少一方，设置有高矫顽磁力层，该高矫顽磁力层的材料为矫顽磁力比软磁性层大的高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力层用于对软磁性层施加基本平行于上述表面的规定方向的磁场。
此外，本发明通过下述的方式实现上述目的，该方式为使软磁性层为至少与基板相反侧的部分为凹凸图形的形状，在软磁性层的凹部中填充高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力材料的矫顽磁力比软磁性层大，该高矫顽磁力材料用于对软磁性层施加基本平行于表面的规定方向的磁场。
本发明人在想到本发明的过程中，在最初，尝试以凹凸图形形状形成软磁性层。这样做的原因在于认为，通过象这样将软磁性层的凸部限定在磁道之下而设置，由此，可抑制记录磁场的扩展。另外，此时，象过去的方式那样，仅仅在软磁性层的基板侧设置反铁磁性层。
但是，实际上在软磁性层呈凹凸图形形状时，每当记录数据时记录特性发生变化、或者产生在再现时成为错误的原因的较大的峰值性噪音，另外，也产生任意的噪声电平也增加的问题。人们认为，这样的问题的产生原因在于通过将软磁性层加工成凹凸图形，软磁性层的磁各向异性的方向变化了。更具体地说，如果按照细长的形状加工软磁性层，则具有获得纵向的磁各向异性的倾向。于是，如果软磁性层呈凹凸图形状，则软磁性层的凸部获得纵向、即磁道的周向的磁各向异性。即，即使按照通过在基板侧设置的反铁磁性层而具有磁道的宽度方向的磁各向异性的方式对软磁性层进行控制，通过使软磁性层呈凹凸图形形状而使软磁性层的凸部获得磁道的周向的磁各向异性，由此，即使在记录磁场消失后，记录磁场造成的较大的磁化仍残留于软磁性层内，每当记录数据时记录特性发生变化，或因记录层的磁化图形而产生磁畴，产生峰值性噪音，任意的噪音成分增加。
于是，本发明人着重进行了更深入的研究，其结果是，完成了下述的本发明，在本发明中，用于沿与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本相垂直、并且沿与介质表面基本平行的方向固定软磁性层的磁各向异性的固定层设置于软磁性层的记录层侧。另外，本发明人完成了下述的本发明，在本发明中，在记录层和软磁性层之间，以及基板与上述软磁性层之间中的至少一方，设置有高矫顽磁力层，该高矫顽磁力层用于对软磁性层施加与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本相垂直、并且与介质表面基本平行的方向的磁场。此外，本发明人完成了下述的本发明，在本发明中，以高矫顽磁力材料填充软磁性层的凹部，该高矫顽磁力材料用于对软磁性层施加与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本相垂直、并且与介质表面基本平行的方向的磁场。
例如，即使与介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分的方向为作为磁道的纵向的周向的情况下，通过将固定层设置于软磁性层的记录层侧，可将软磁性层的凸部的磁各向异性固定于与纵向相垂直的磁道的宽度方向上，抑制记录磁场造成的软磁性层的残留磁化。另外，对高矫顽磁力层、高矫顽磁力材料进行磁化，对软磁性层总是施加磁道的宽度方向的磁场，由此，可抑制记录磁场造成的软磁性层的残留磁化。这样，抑制记录磁场消失后的软磁性层的、记录磁场造成的较大的残留磁化、和伴随该磁化的磁畴的发生，抑制峰值性噪音的发生等。
即，通过下述这样的本发明，可实现上述目的。
(1)、一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在该记录层和上述软磁性层之间具有固定层，该固定层用于将该软磁性层的磁各向异性固定于基本平行于上述表而的规定的方向上。
(2)、如(1)所述的磁记录介质，其特征在于，上述固定层的材料为反铁磁材料。
(3)、如(1)或(2)所述的磁记录介质，其特征在于，将上述固定层作为第一固定层，用于将上述软磁性层的磁各向异性固定于上述规定的方向上的第二固定层设置于该软磁性层和上述基板之间。
(4)、一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在该记录层和上述软磁性层之间，以及上述基板和上述软磁性层之间的至少一方，设置有高矫顽磁力层，该高矫顽磁力层的材料为矫顽磁力比上述软磁性层大的高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力层用于对该软磁性层施加基本平行于上述表面的规定方向的磁场。
(5)、一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在上述软磁性层的凹部中填充高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力材料的矫顽磁力比该软磁性层大，该高矫顽磁力材料用于对该软磁性层施加基本平行于上述表面的规定方向的磁场。
(6)、如(4)或(5)所述的磁记录介质，其特征在于，上述高矫顽磁力材料的矫顽磁力比上述记录层大。
(7)、如(1)～(6)中任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述记录层通过上述凹凸图形而被分割为多个记录要素，该凹凸图形的凹部一直形成到上述软磁性层为止。
(8)、一种磁记录再现装置，其特征在于，包括(1)～(7)中任一项所述的磁记录介质；用于对该磁记录介质进行数据的记录/再现的磁头。
另外，在本申请中，所谓“至少与基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层”，以下述含义来使用，即除了形成与记录层的磁道的图形一致的凸部和凹部的连续的软磁性层之外，还包括凸部彼此之间在凹部以外的(凸部的)区域局部地连续的软磁性层、将凸部彼此之间完全分割的软磁性层。
此外，在本申请中，所谓“通过凹凸图形而被分割为多个记录要素的记录层”，以下述含义来使用，即除了将(作为凸部的)记录要素彼此之间完全分割的记录层之外，还包括记录要素彼此之间在凹部以外的(凸部的)区域局部地连续的记录层、象螺旋状的涡旋形状的记录要素那样在基板上的一部分上记录要素连续地形成的记录层。
还有，在本申请中，“磁记录介质”的术语，以下述含义来使用，即不限于信息的记录、读取仅仅采用磁的硬盘、软磁盘(floppy)(注册商标)、磁带等，还包含同时采用磁与光的MO(Magneto Optical)等光磁记录介质、同时采用磁与热的热辅助型的记录介质。
按照本发明，可实现下述的磁记录介质，其为具有软磁性层的垂直记录型，记录磁场的扩展受到抑制，并且来自软磁性层的噪音受到抑制。
图1为示意性表示本发明第一实施形式的磁记录再现装置的主要部分的大致结构的立体图；图2为放大示意性表示上述磁记录再现装置的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图3为示意性表示上述磁记录介质的软磁性层，第一固定层，第二固定层的磁各向异性的侧面剖视图；图4为示意性表示该磁记录再现装置的磁头的结构的立体图；
图5为示意性表示该磁记录介质的制造工序的退火处理的侧面剖视图；图6为其平面剖视图；图7为示意性表示本发明第二实施形式的磁记录介质的软磁性层、第一固定层、第二固定层的磁各向异性的侧面剖视图；图8为放大示意性表示本发明第三实施形式的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图9为放大示意性表示该磁记录介质的软磁性层、铁磁材料的磁各向异性的侧面剖视图；图10为放大示意性表示本发明第四实施形式的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图11为放大示意性表示本发明第五实施形式的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图12为放大示意性表示本发明第六实施形式的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图13为放大示意性表示本发明第七实施形式的磁记录介质的结构的沿径向的侧面剖视图；图14为对本发明的实施例和比较例的磁记录介质的产生峰值性噪音的干扰磁场的最小值的范围进行对比而表示的曲线图；图15为表示本发明的模拟实例的磁记录介质的凹部的深度、和磁场的扩展之间的关系的曲线图；图16为表示该磁记录介质的相对于软磁性层总厚的构成软磁性层的凹部的底部的部分的厚度的比率、与记录要素顶面的记录磁场的强度之间的关系的曲线图。
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明的优选实施形式进行具体描述。
象图1所示的那样，本发明第一实施形式的磁记录再现装置10包括磁记录介质12、和对该磁记录介质12进行数据的记录/再现用的磁头14，其特征在于磁记录介质12的结构。对于其它的结构，不认为其是对于本发明的理解而特别必要的，因此，适当地省略对其的描述。
另外，磁记录介质12固定于卡盘16上，与该卡盘16一起自由旋转。另外，磁头14安装于臂18的前端附近，臂18以自由旋转的方式安装于基体20上。由此，磁头14在沿磁记录介质12的径向的圆弧轨道上，接近磁记录介质12的表面而运动。
磁记录介质12为圆板状垂直记录型的离散磁道型的磁盘，象图2所示的那样，在基板22上依次形成有与基板22相反侧的部分为凹凸图形的软磁性层24；记录层28，该记录层28按照沿与表面垂直的方向具有磁各向异性的方式被取向，并且通过上述凹凸图形而被分割为多个记录要素28A，在记录层28和软磁性层24之间具有第一固定层26，该第一固定层26用于沿作为磁道的宽度方向的磁记录介质12的径向(与表面平行的规定方向)固定软磁性层24的磁各向异性。另外，记录要素28A在数据区域沿径向以微小间距的同心圆状的磁道形状而形成，图2为沿表示该记录要素的径向的侧面剖视图。另外，记录要素28A在伺服区域以规定的伺服信息的图形形状而形成(图示省略)。
此外，磁记录介质12中，第二固定层30接触于软磁性层24的基板22侧的面而设置，该第二固定层30用于沿径向固定软磁性层24的磁各向异性。
对基板22中的软磁性层24侧的面进行镜面研磨。基板22的材料可采用玻璃、由NiP覆盖的Al合金、Si、Al2O3等非磁性材料。
软磁性层24的厚度在50～300nm的范围内。该软磁性层24的材料可采用Fe(铁)合金、Co(钴)非晶形合金、铁氧体等。此外，软磁性层24也可为具有软磁性的层与非磁性层的叠层结构。软磁性层24象图3中的点划线的箭头所示的那样，具有径向的磁各向异性。还有，最好软磁性层24中的构成凹部36的底部的部分具有该软磁性层24的总厚的50％或其以上的厚度。另外，最好软磁性层24的凹部36的深度在3nm或其以上、2nm或其以下。
第一固定层26的厚度在5～50nm的范围内，与记录层28相同由凹凸图形分割。第一固定层26的材料为反铁磁材料，作为具体的材料，可采用例如FeMn合金、PtMn合金、IrMn合金、NiO氧化膜等。第一固定层26象图3中的双点划线的箭头所示的那样，具有径向的磁各向异性。更具体地说，第一固定层26为反铁磁材料的磁矩沿径向反平行地排列的结构，图3中的双点划线的箭头表示该结构。第一固定层26与软磁性层24的凸部的记录层28侧的面接触，通过与该第一固定层26之间的交换结合，软磁性层24中的记录层28侧的部分的磁各向异性沿径向固定。
第二固定层30的厚度在5～50nm的范围内，第二固定层30的材料也与第一固定层26相同，为反铁磁材料，作为具体的材料，可采用例如FeMn合金、PtMn合金、IrMn合金、NiO氧化膜等。第二固定层30也象图3中的双点划线的箭头所示的那样，为反铁磁材料的磁矩沿径向反平行地排列的结构。第二固定层30与软磁性层24的基板22侧的面接触，通过与第二固定层30间的交换结合，软磁性层24中的基板22侧的部分的磁各向异性沿径向固定。
此外，在基板22与第二固定层30之间，形成基底层32。该基底层32的厚度在2～40nm的范围内。该基底层32的材料可采用Ta等。
记录层28的厚度在5～30nm的范围内。记录层28的材料可采用CoCrPt合金等的CoCr类合金、FePt类合金、它们的叠层体、在SiO2等氧化物类材料中呈母体状包含CoPt等强磁性颗粒的材料等。
另外在记录层28和第一固定层26之间形成取向层34，该取向层34用于按照记录层28沿厚度方向(与表面垂直的方向)具有磁各向异性的方式使记录层28取向。取向层34的厚度在2～40nm的范围内。作为取向层34的具体材料，可采用非磁性的CoCr合金、Ti、Ru、Ru与Ta的叠层体、MgO等。
在凹凸图形的凹部36中填充非磁性料38，直至记录层28中的与基板22相反侧的面。作为非磁性材料38的材料可采用SiO2、Al2O3、TiO2、铁氧体等氧化物、AlN等氮化物、SiC等碳化物等。
在记录要素28A和非磁性材料38之上依次形成保护层40、润滑层42。该保护层40的厚度在1～5nm的范围内。保护层40的材料可采用例如被称为类金刚石碳的硬质碳膜等。另外，在本申请中的“类金刚石碳(称为“DLC”)的术语按照以碳为主成分、为非晶结构、按维氏硬度测定为2×109～8×1010Pa左右的硬度的材料的含义来使用。此外，润滑层42的厚度在1～2nm的范围内，材料为PFPE(全氟聚醚)、冯步林(フオンブリン)类润滑剂等。
磁头14包括图4所示的那样的记录磁头50。记录磁头50包括主磁极52与返回磁极54。这些主磁极52与返回磁极54沿磁头14的(相对的)运动方向、即磁记录介质12的磁道的周向并列设置，由此，主磁极52产生的记录磁场主要沿磁道的周向贯穿磁记录介质12的软磁性层24，回流到返回磁极54。另外，磁头14还包括再现磁头，但是在图4中省略了再现磁头。另外，为了理解磁头14和磁记录介质12的配置，图4针对磁记录介质12仅仅示出记录要素28A、软磁性层24。
下面对磁记录再现装置10的作用进行描述。
由于该磁记录介质12中的软磁性层24呈凹凸图形形状，故抑制记录磁场的扩展，来自主磁极52的记录磁场象图2中的箭头所示那样，进入软磁性层24的凸部上的记录对象的记录要素28A。
另外，由于第一固定层26设置于软磁性层24的记录层28侧，故软磁性层24呈凹凸图形形状，即使软磁性层24的记录层28侧的部分为沿磁道的周向较长的凸部，其磁各向异性仍沿不是作为纵向的磁道的周向，而是沿着作为磁道的宽度方向的径向(与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本垂直、并且与介质表面基本平行的方向)固定。
此外，由于第二固定层30设置于软磁性层24的基板22侧，故通过该第二固定层30，软磁性层24的基板22侧的部分的磁各向异性也不沿作为纵向的周向、而沿径向固定。于是，软磁性层24的记录过程结束后的、记录磁场造成的较大的残留磁化和伴随于此的磁畴的发生受到抑制，峰值性噪音等受到抑制。
还有，由于磁记录介质12中的记录要素28A在数据区域以磁道形状而形成，故即使面记录密度较高，向着与记录对象的磁道相邻的磁道的记录、再现时的串扰等的问题难于产生。
再有，在磁记录介质12中，由于记录要素28A彼此之间被分割开，在记录要素28A之间的凹部36中不存在记录层28，故不从凹部36产生噪音，从这一点也获得良好的记录/再现特性。
另外，在磁记录介质12中，由于非磁性料38填充于记录要素28A之间的凹部36中，故表面的凹凸较小，磁头14的上浮高度稳定，从这一点也获得良好的记录/再现特性。
此外，在过去，由于以良好的效率在记录层上施加记录磁场，故人们认为软磁性层尽可能地接近记录层而设置是重要的，固定软磁性层的固定磁各向异性的方向的层设置于软磁性层的基板侧的方式是普通常识。相对与此，在磁记录介质12中，通过软磁性层24以凹凸图形形状形成，记录磁场集中于记录要素，另外，第一固定层26设置于软磁性层24的记录层28侧，这样，确实沿作为磁道的宽度方向的径向(与和介质内的介质表面相平行的记录磁场的主成分基本垂直、并且与介质表面基本平行的方向)固定软磁性层24的磁各向异性，抑制记录磁场消失后的记录磁场造成的软磁性层24的残留磁化、和磁畴的发生造成的噪音等，根据与过去完全不同的构思而构成。
在这里，对磁记录介质12的制造方法进行简单描述。
首先，在基板22上，依次通过溅射法等形成基底层32、第二固定层30、软磁性层24、第一固定层26、取向层34、连续记录层(未加工的记录层28)，另外，通过旋涂法涂敷抗蚀剂层，由此制作被加工体。
接着，在抗蚀剂层，通过纳米压印法，转印数据区域的磁道和伺服区域的伺服图形的凹凸图形，通过干式蚀刻，去除凹部的底部的抗蚀剂层、连续记录层、取向层34、第一固定层26、软磁性层24，形成凹部36直至软磁性层24。由此，将连续记录层分割为多个记录要素28A，并且还按照相同图形分割取向层34、第一固定层26。另外，也可在连续记录层与抗蚀剂层之间形成1个或多个掩模层，通过多个干式蚀刻步骤分割连续记录层等。
接着，通过溅射法等，在被加工体的表面上形成非磁性材料38，对记录要素28A之间的凹部进行填充，然后，在使被加工体旋转的同时，通过离子束蚀刻，从斜向照射加工用气体，去除记录层28上的多余的非磁性材料38，对表面进行平坦化处理。另外，通过CVD法等形成保护层40，通过浸渍法形成润滑层42。
然后，在退火炉中保持被加工体，象图5和图6所示的那样，在被加工体55的中心设置磁铁56A，在被加工体55的外周设置极性与磁铁56A相反的磁铁56B。该磁铁56A、56B可采用例如NdFeB等的稀土类的磁铁等。另外，图5中的附图标记58表示加热器。将该被加工体55加热到高于第一固定层26、第二固定层30的粘结温度，然后通过磁铁56A、56B，将沿被加工体55的径向的辐射状的外部磁场施加于被加工体55上，在施加该外部磁场的状态下，慢慢地冷却被加工体55，这样，使软磁性层24、第一固定层26、第二固定层30被赋予径向的磁各向异性，并且通过第一固定层26、第二固定层30和软磁性层24之间的交换结合，软磁性层24的磁各向异性的方向沿径向固定。由此，获得上述磁记录介质12。
另外，由于磁记录介质12中的记录要素28A在伺服区域以规定的伺服信息的图形形状而形成，故通过沿磁记录介质12的厚度方向施加一样的磁场，可在磁记录介质12上容易地记录伺服信息。
下面对本发明第二实施形式进行描述。
相对于第一实施形式的磁记录介质12，本第二实施形式的磁记录介质60象图7所示的那样，其特征在于，替代反铁磁材料的第一固定层26，设置高矫顽磁力层62，其材料为矫顽磁力大于软磁性层24的高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力层62用于对软磁性层24施加作为磁道的宽度方向的径向(与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本垂直、并且与介质表面基本平行的方向)的磁场。另外，高矫顽磁力层62的矫顽磁力大于记录层28。由于其它的结构与上述磁记录介质12相同，故省略对其的描述。
高矫顽磁力层62的厚度在10～50nm的范围内，与记录层28相同通过凹凸图形而被分割。作为高矫顽磁力层62的具体材料，可采用例如CoPt合金、CoPtTa合金、FePt合金、涂有Co的Fe2O3合金等。高矫顽磁力层62设置于软磁性层24的凸部与记录层28之间，象图7中的点划线的箭头所示的那样，朝向径向的内侧而被磁化。由此，在软磁性层24的记录层28侧的部分，象图7中的实线的箭头所示的那样，施加径向外侧的朝向的磁场。另外，也可按照下述方式构成朝向径向的外侧对高矫顽磁力层62磁化，在软磁性层24上施加径向内侧的朝向的磁场。
磁记录介质60也与上述第一实施形式的磁记录介质12相同，记录磁场的扩展受到抑制，来自主磁极的记录磁场进入软磁性层24的凸部上的记录对象的记录要素28A，并且高矫顽磁力层62在软磁性层24上沿作为磁道的宽度方向的径向施加磁场，这样，软磁性层24以凹凸图形形状而形成，尽管软磁性层24的记录层28侧的部分为沿磁道的周向较长的凸部，记录过程结束而记录磁场消失后的软磁性层24的、记录磁场造成的较大的残留磁化和伴随于此的磁畴的发生也受到抑制，峰值性噪音等受到抑制。
另外，高矫顽磁力层62的矫顽磁力大于记录层28，故如果将小于高矫顽磁力层62的记录磁场施加于记录层28上而记录数据，可防止对记录磁场造成的高矫顽磁力层62的磁化方向、软磁性层24磁各向异性的方向的影响。
此外，在磁记录介质12上记录伺服信息的情况下，若沿磁记录介质12的厚度方向同样地施加小于高矫顽磁力层62的矫顽磁力的记录磁场，则可防止对记录磁场造成的高矫顽磁力层62的磁化方向、软磁性层24的磁各向异性的方向的影响。
这里简单地对磁记录介质60的制造方法进行了描述。另外，磁记录介质60的制造方法相对于前述的磁记录介质12的制造方法，需要沿径向对高矫顽磁力层62进行磁化的工序，但是，由于除此以外与前述磁记录介质12的制造方法相同，故适当地省略对其的描述。
首先，与前述磁记录介质12的制造方法相同，将成膜了保护层40，润滑层42的被加工体保持于退火炉中，在被加工体的中心与外周设置极性相反的磁铁，在加热的状态下，施加外部磁场，另外，在施加该外部磁场的状态下慢慢冷却，沿径向固定第二固定层30的磁各向异性。由此，软磁性层24通过与第二固定层30之间的交换结合，磁各向异性沿径向固定。
接着，采用产生充分大于高矫顽磁力层62的矫顽磁力的外部磁场(高矫顽磁力层62的矫顽磁力的约1.5倍或其以上的磁场)的电磁铁，沿径向(的内侧的朝向)对被加工体施加磁场，同时，使被加工体旋转至少1圈或其以上，沿径向对其磁化。由此，象图7那样，在软磁性层24上，通过高矫顽磁力层62，施加作为磁道的宽度方向的径向的磁场，获得上述磁记录介质60。
下面对本发明第三实施形式进行描述。
相对于上述第一实施形式的磁记录介质12，本第三实施形式的磁记录介质70如图8所示，其特征在于在软磁性层24的凹部36中填充高矫顽磁力材料72，该高矫顽磁力材料72的矫顽磁力大于软磁性层24和记录层28，该高矫顽磁力材料72用于对软磁性层24施加作为磁道的宽度方向的径向(与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本垂直、并且与介质表面基本平行的方向)的磁场。另外，在软磁性层24的记录层28侧未设置第一固定层。由于其它的结构与上述磁记录介质12相同，故省略对其的描述。
填充高矫顽磁力材料72直至凹部36中的、软磁性层24与取向层34的边界面附近。另外，凹部36的位于高矫顽磁力材料72之上的部分由非磁性材料38填充。作为高矫顽磁力材料72的具体材料，可采用例如CoPt合金、CoPtTa合金、FePt合金、涂有Co的Fe2O3合金等。高矫顽磁力材料72象图9中的点划线的箭头所示那样，朝向径向的内侧而被磁化。由此，在软磁性层24的记录层28侧的部分，象图9中的实线的箭头所示那样，在平时施加径向的外侧朝向的磁场。另外，也可按照下述方式构成朝向径向的内侧对高矫顽磁力材料72磁化，在软磁性层24上施加径向内侧的朝向的磁场。
磁记录介质70也与上述第一实施形式的磁记录介质12相同，记录磁场的扩展受到抑制，来自主磁极52的记录磁场进入软磁性层24的凸部上的记录对象的记录要素28A，并且高矫顽磁力材料72在软磁性层24上施加作为磁道的宽度方向的径向的磁场，这样，软磁性层24以凹凸图形形状而形成，尽管软磁性层24的记录层28侧的部分为沿磁道的周向较长的凸部，在软磁性层24中，记录过程结束而记录磁场消失后的、记录磁场造成的较大的残留磁化和伴随于此的磁畴的发生仍受到抑制，峰值性噪音等受到抑制。
还有，由于高矫顽磁力材料72的矫顽磁力大于记录层28，故如果将比记录层28的矫顽磁力大、比高矫顽磁力材料72的矫顽磁力小的记录磁场施加于记录层28上来记录数据，则可防止对记录磁场造成的高矫顽磁力材料72、软磁性层24的磁各向异性的方向的影响。
再有，在磁记录介质12上记录伺服信息的情况下，沿磁记录介质12的厚度方向也一样地施加比高矫顽磁力材料72的矫顽磁力小的记录磁场，则可防止对记录磁场造成的高矫顽磁力材料72的磁化方向、软磁性层24的磁各向异性的方向的影响。
这里，简单地对磁记录介质70的制造方法进行描述。
首先，与上述第一实施形式的磁记录介质12相同，在基板22上依次通过溅射法等形成基底层32、第二固定层30、软磁性层24、取向层34、连续记录层(未加工的记录层28)，进一步通过旋涂法涂敷抗蚀剂层。此外，未形成第一固定层。接着，通过干式蚀刻去除凹部的底部的抗蚀剂层、连续记录层、取向层34、软磁性层24，形成凹部36直至软磁性层24处。
在这里，通过溅射法等，首先在被加工体的表面上形成高矫顽磁力材料72的膜，对凹部36进行填充，直至软磁性层24和取向层34的边界面附近，然后，在高矫顽磁力材料72上形成非磁性材料38的膜，完全地填充记录要素28A之间的凹部36。接着，在使被加工体旋转的同时，通过离子束蚀刻从斜向照射加工用气体，同时去除记录层28上的多余的高矫顽磁力材料72、非磁性材料38，对表面进行平坦化处理。另外，通过CVD法等成膜保护层40，通过浸渍法形成润滑层42。
然后，在退火炉中将被加工体加热到比第二固定层30的粘结温度高的温度，通过磁铁向被加工体55施加沿径向的辐射状的外部磁场，另外在施加了该外部磁场的状态下慢慢地冷却被加工体，这样，使第二固定层30具有径向的磁各向异性，软磁性层24也通过与第二固定层30之间的交换结合，磁各向异性的方向沿径向固定。
另外，采用产生充分大于高矫顽磁力材料72的矫顽磁力的外部磁场(高矫顽磁力材料72的矫顽磁力的约1.5倍或其以上的磁场)的电磁铁，沿径向(的外侧的朝向)在被加工体上施加磁场，同时使被加工体至少旋转1圈以上，沿径向对其磁化。由此，象图9那样，在软磁性层24上通过高矫顽磁力材料72，施加作为磁道的宽度方向的径向的磁场，获得上述磁记录介质70。
此外，在上述第一～第三实施形式中，磁记录再现装置10按照下述方式构成磁头14的主磁极52与返回磁极54沿磁记录介质12的磁道的周向并列设置，记录磁场沿磁道的周向贯穿磁记录介质12的软磁性层24，为了与此相对应而抑制记录磁场造成的软磁性层24的磁道的周向的残留磁化的发生，第一固定层26、第二固定层30被赋予径向的磁各向异性，另外，沿径向将高矫顽磁力层62、高矫顽磁力材料72磁化，而通过磁记录再现装置的结构，按照形成与和介质内的介质表面平行的记录磁场的主成分基本相垂直、并且与介质表面基本平行的方向的方式适当地设定第一固定层、第二固定层的磁各向异性的方向、高矫顽磁力层62、高矫顽磁力材料72的磁化的方向。
例如在上述第一～第三实施形式中，磁记录介质呈圆板状，但是，在磁记录再现装置包括矩形板状的磁记录介质、和沿与该磁记录介质的一条边平行的方向施加贯穿软磁性层这样的记录磁场的磁头的情况下，可使第一固定层、第二固定层被赋予与上述一条边垂直、并且与介质表面基本平行的方向的磁各向异性，另外，沿与上述一条边垂直、并且与介质表面基本平行的方向对高矫顽磁力层62、高矫顽磁力材料72进行磁化。
还有，在上述第一～第三实施形式中，记录层28的凹凸图形的凹部36形成到软磁性层24的厚度方向的中途，但是，也可例如象图10所示的本发明第四实施形式的磁记录介质80那样，记录层28的凹凸图形的凹部36形成到软磁性层24的基板22侧的面，完全将软磁性层24分割。
再有，在上述第一～第四实施形式中，在基板22与软磁性层24之间形成基底层32和第二固定层30，但是，基板22与软磁性层24之间的层的结构可对应于磁记录介质的种类、需要而适当地变更。另外，也可省略基底层32。另外，通过第一固定层26、高矫顽磁力层62、高矫顽磁力材料72将软磁性层24的凸部的磁各向异性沿径向固定，由此，如果使软磁性层24被赋予足够的磁各向异性，则也可省略第二固定层30。
另外，第一固定层26与记录层28之间的层的结构不是特别限定的，例如也可省略取向层34，直接在第一固定层26上形成记录层28。
此外，在上述第二实施形式中，高矫顽磁力层62设置于软磁性层24与记录层28之间，但是，例如也可按照象图11所示的本发明第五实施形式的磁记录介质90那样，连续的高矫顽磁力层92设置于软磁性层24与基板22之间。另外，在此情况下，由于不需要第二固定层30，故不必在制造工序中进行退火处理。
还有，在上述第一～第五实施形式中，非磁性材料38采用SiO2，但是只要为非磁性的材料即可，非磁性材料38的具体材料不是特别限定的。
再有，在上述第一～第五实施形式中，记录要素28A之间的凹部由非磁性材料38填充，但是只要能够获得磁头14的良好的上浮特性即可，也可使凹部36为空隙部。
另外，在上述第一～第五实施形式中，在磁记录介质12、60、70、80、90中的基板22的单面上形成记录层28等，但是本发明也可用于在基板的两面上形成记录层等的双面记录式的磁记录介质。
此外，在上述第一～第五实施形式中，磁记录介质12、60、70、80、90为在数据区域记录要素28A沿磁道的径向以细微间距而并设的离散磁道型的磁盘，但是，显然，本发明也可用于记录要素沿磁道的周向(扇区的方向)按照细微的间距而并设的磁盘、沿磁道的径向和周向的双向按照细微的间距而并设的磁盘、磁道呈螺旋状的磁盘。另外，本发明还可用于MO等光磁盘、同时采用磁和热的热辅助型的磁盘、磁带等盘状形状以外的具有凹凸图形的记录层的其它磁记录介质。
还有，例如本发明可用于例如象图12所示的本发明第六实施形式那样，相对于上述第一实施形式的磁记录介质12，替代被分割的记录层28、取向层34，而具有连续的记录层102、取向层104的结构的磁记录介质100。在此情况下，第一固定层26也可呈连续的形状。另外，还可按照替代第一固定层26而象前述第二实施形式那样具有分割、或连续形状的高矫顽磁力层。
再有，本发明也可用于例如象图13所示的本发明第七实施形式那样，相对于上述第三实施形式的磁记录介质70，替代被分割的记录层28、取向层34而具有连续的记录层102、取向层104的结构的磁记录介质110。
实施例象上述第一实施形式那样，制作10个磁记录介质12。在下面给出磁记录介质12的具体结构。
基板22的直径约为25.4mm(1英寸)，其材料为玻璃。基底层32的厚度约为10nm，其材料为Ta。第二固定层30的厚度约为20nm，其材料为PtMn合金。软磁性层24的厚度约为100nm，其材料为CoZrMn合金。第一固定层26的厚度约为20nm，其材料为PtMn合金。取向层34的厚度约为10nm，其材料为Ru。记录层28的厚度约为20nm，其材料为SiO2与CoPt结晶颗粒的混晶相。非磁性材料38的材料为SiO2。保护层40的厚度约为4nm，其材料为DLC。润滑层42的厚度约为1nm，其材料为冯步林类润滑剂。
另外，磁道间距为150nm，记录要素28A的宽度为100nm，凹部36的宽度为50nm。凹部36按照底面处于与软磁性层24的顶面相距10nm的位置的方式形成到软磁性层24的厚度方向的中途。
此外，在退火炉中，将这些磁记录介质12加热到约250℃，同时沿径向施加平均30kA/m的磁场约20分钟，然后慢慢冷却，从而使软磁性层24、第一固定层26、第二固定层30被赋予径向的磁各向异性。
在不存在干扰磁场的状态下，对象这样被赋予磁各向异性的磁记录介质12施加记录磁场而记录数据。
接着，在这些磁记录介质12上施加充分小的干扰磁场，使干扰磁场的大小慢慢地增加，同时，逐个地确认峰值性噪音的有无，测定在最初观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小。在这里所说的峰值性噪音指大于磁道一周的输出的包络线的平均值的峰值性输出。其主要是在软磁性层内产生磁畴，通过再现磁头检测出在两侧磁化反转了的磁壁而形成的。在图14中，在10个磁记录介质12中，在最初被观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小的范围由带符号A的线表示。
还有，为了将干扰磁场施加于磁记录介质12上，采用通过交流电流而沿任意的方向产生磁场的磁场发生装置。另外，预先测定磁记录介质12的位置的来自磁场发生部的磁场强度，通过电流强度调节交流磁场强度的大小。对于峰值性噪音的测定，在记录再现评价装置中，在调节交流磁场强度的同时，每次测定输出。
比较例相对于上述实施例，制作10个省略了第一固定层26的磁记录介质。其它的结构与上述实施形式相同。
相对于这些磁记录介质，通过与上述实施例相同的方式，测定最初观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小。在图14中，在10个磁记录介质12中，在最初观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小的范围由带符号B的线表示。
象图14所示的那样，通过任意的磁场，即使在容易产生磁畴的状况下，仍确认与比较例相比较，实施例的在最初观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小较大，有时具有最大为2倍的差。另外，经确认，与比较例相比较，实施例的在最初观测到峰值性噪音时的干扰磁场的大小的范围的差异较小。换言之，经确认，与比较例的磁记录介质相比较，实施例的磁记录介质12，相对于干扰磁场，难于产生峰值性噪音，可靠性较高。人们认为其原因在于，在实施例的磁记录介质12中设置有第一固定层26，软磁性层24的磁各向异性沿径向牢固地被固定，与比较例的磁记录介质相比较，将记录磁场消失后的记录磁场造成的残留磁化抑制在较小程度。
模拟例1制作与上述第一实施形式相同的形式的8种模拟模型。另外，在这些模拟模型中，按照凹部的深度相互不同的方式构成，其它的结构相同。表1表示这些模拟模型的具体的结构。另外，针对凹部的深度在表2中表示。另外，在表1中的主磁极厚度Mt指象图4所示的那样，主磁极52中的接近磁记录介质12的部分的沿磁记录介质12的周向的厚度。
表1
表2
对这些模拟模型进行模拟，在计算凹部的深度与磁场的扩展之间的关系时获得表2以及图15所示那样的结果。另外，在这里，凹部的深度指从记录要素的顶面到凹部底面的深度。此外，磁场的扩展指以记录要素的顶面的磁道宽度方向的端部为基准位置，相对记录要素顶面的磁道宽度方向的中间部分的记录磁场强度，记录磁场强度为30％的位置的、距基准位置的磁道宽度方向的距离。
根据表2和图15而确认，具有凹部越深磁场的扩展越小的倾向。另外，根据图15而确认，即使凹部的深度在45nm或其以下，未在软磁性层上形成凹部，仍具有凹部越深磁场的扩展越小的倾向，但是，如果在软磁性层形成凹部，则磁场的扩展更小。另外，凹部的深度超过48nm，在软磁性层上形成深度为3nm的凹部，由此，显著地降低磁场的扩展。即确认，即使在软磁性层的深度微小的情况下，通过形成凹部直至软磁性层，抑制记录磁场的扩展的效果显著增加，在软磁性层上按照3nm或其以上的深度形成凹部，此时，确实地获得显著抑制记录磁场的扩展的效果。另一方面，如果软磁性层的凹部的深度为25nm左右，则即使在凹部的深度在其以上的情况下，记录磁场的扩展几乎没有变化。另外，如果凹部过深，则抵消构成返回路径的效果，并且形成凹部的工序、通过非磁性材料而填充凹部的工序的生产效率因此而下降，所以最好使软磁性层的凹部的深度的上限为25nm。
(模拟例2)针对上述模拟例1的8种模拟模型进行模拟，在求出相对于软磁性层的总厚的、构成软磁性层的凹部底部的部分的厚度的比率、和记录要素顶面的记录磁场的强度之间的关系时，获得图2和图16所示那样的效果。另外，在这里，记录磁场的强度指记录要素的顶面的磁道宽度方向的中间部分的记录磁场的强度，以在未形成凹部的模拟模型的记录层顶面的记录磁场为1，则其值按照与此值的比而表示。
表2和图16表示相对于这些模拟模型的软磁性层的总厚的、构成软磁性层的凹部的底部的部分的厚度的比率、和记录要素顶面的记录磁场的强度之间的关系。根据表2和图16可知，具有相对于软磁性层的总厚的、构成软磁性层的凹部底部的部分的厚度的比率越低，记录要素顶面的记录磁场的强度越低的倾向。人们认为其原因在于形成构成软磁性层的凹部底部的部分的记录磁场的返回路径的效果降低。根据图16可知，如果相对于软磁性层的总厚的、构成软磁性层的凹部的底部的部分的厚度的比率在50％以下，则该倾向显著。换言之，经确认，为了抑制记录要素顶面的记录磁场的强度的降低，最好相对于软磁性层的总厚的、构成软磁性层的凹部底部的部分的厚度的比率在50％或其以上。
本发明可用于例如离散磁道介质、图形化了的介质等、记录层按照规定的凹凸图形被分割为多个记录要素的磁记录介质。
权利要求
1.一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在该记录层和上述软磁性层之间具有固定层，该固定层用于将该软磁性层的磁各向异性固定于基本平行于上述表面的规定的方向上。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，上述固定层的材料为反铁磁材料。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，将上述固定层作为第一固定层，用于将上述软磁性层的磁各向异性固定于上述规定的方向上的第二固定层设置于该软磁性层和上述基板之间。
4.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，将上述固定层作为第一固定层，用于将上述软磁性层的磁各向异性固定于上述规定的方向上的第二固定层设置于该软磁性层和上述基板之间。
5.一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在该记录层和上述软磁性层之间，以及上述基板和上述软磁性层之间的至少一方，设置有高矫顽磁力层，该高矫顽磁力层的材料为矫顽磁力比上述软磁性层大的高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力层用于对该软磁性层施加基本平行于上述表面的规定方向的磁场。
6.一种磁记录介质，其特征在于，在基板上按顺序形成至少与该基板相反侧的部分为规定的凹凸图形的软磁性层、和以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向的记录层，在上述软磁性层的凹部中填充高矫顽磁力材料，该高矫顽磁力材料的矫顽磁力比该软磁性层大，该高矫顽磁力材料用于对该软磁性层施加基本平行于上述表面的规定方向的磁场。
7.根据权利要求5所述的磁记录介质，其特征在于，上述高矫顽磁力材料的矫顽磁力比上述记录层大。
8.根据权利要求6所述的磁记录介质，其特征在于，上述高矫顽磁力材料的矫顽磁力比上述记录层大。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述记录层通过上述凹凸图形而被分割为多个记录要素，该凹凸图形的凹部一直形成到上述软磁性层为止。
10.一种磁记录再现装置，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的磁记录介质；用于对该磁记录介质进行数据的记录/再现的磁头。
全文摘要
本发明提供一种磁记录介质和具有该磁记录介质的磁记录再现装置，该磁记录介质为具有软磁性层的垂直记录型，抑制记录磁场的扩展，记录磁场以良好的效率施加于记录对象的磁道上。该磁记录介质(12)为垂直记录型的离散磁道型的磁盘，在基板(22)上依次形成有与基板(22)相反侧的部分为凹凸图形的软磁性层(24)；记录层(28)，该记录层(28)以在垂直于表面的方向上具有磁各向异性的方式被取向，并且通过上述凹凸图形而被分割为多个记录要素(28A)，在记录层(28)和软磁性层(24)之间具有第一固定层(26)，该第一固定层(26)用于将软磁性层(24)的磁各向异性固定在平行于表面的规定的方向上。
文档编号G11B5/82GK1750129SQ20051009218
公开日2006年3月22日 申请日期2005年8月22日 优先权日2004年8月23日
发明者海津明政, 田上胜通, 岛川和也 申请人:Tdk股份有限公司