磁気記録媒体および磁気ディスク装置
【課題】遷移ノイズを低減するとともに、信頼性が高くて製造が容易な熱アシスト記録方式による高記録密度磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】本発明は、磁気記録に関わる技術であり、基板と、基板上に形成された第１導電性材料層１３Ａと、第１導電性材料層の上に形成された半導体層１２と、半導体層１２の上に形成された第２導電性材料層１３Ｂと、第２導電材料層１３Ｂの上に形成された磁気記録層１１と、を備える。
【解決手段】本発明は、磁気記録に関わる技術であり、基板と、基板上に形成された第１導電性材料層１３Ａと、第１導電性材料層の上に形成された半導体層１２と、半導体層１２の上に形成された第２導電性材料層１３Ｂと、第２導電材料層１３Ｂの上に形成された磁気記録層１１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク装置、特に加熱動作により記録を補助する磁気ディスク装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶装置として不可欠な存在である磁気ディスク装置は、高記録密度化が急速に進んでいる。高記録密度を実現するに当たって、ＳＮ比の向上が必要となるが、中でも遷移ノイズの低減は最重要課題の一つである。
【０００３】
遷移ノイズは、媒体上で隣接するビット０を記録した位置とビット１を記録した位置の間の遷移領域にて、ビットの読み出し時に発生する。すなわち、ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子とが入り組む構造によって、ビット０から１またはビット１から０に読み出し信号が変化するときの信号をノイズとしている。ビット０から１またはビット１から０に読み出し信号が変化するとき、変化の程度が緩やかになると、ビット０と１との境界部分の識別化困難となり、ノイズ成分となる。
【０００４】
遷移ノイズは、媒体の記録材料を構成する磁性粒子の大きさに依存し、粒径が小さいほど抑制できる。ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子とが入り組む構造が小さくなるからである。しかしながら、粒径の低減は、個々の磁性粒子が持つ磁気異方性エネルギーを小さくする結果となり、磁気記録の熱安定性を低下させる。このため、粒径の低減に対応して、記録材料には磁気異方性エネルギー密度の高い材料が必要となる。磁気異方性エネルギーは、磁性材料内で、スピンを所定の方向に向ける（例えば、９０度方向を変える）ために必要なエネルギーと考えることができる。したがって、磁気異方性エネルギー密度を高めることは、ヘッドによる媒体への書き込みを困難にすることを意味している。
【０００５】
このため、磁気異方性エネルギー密度の高い材料を使用すると、磁性粒子の粒径を小さくしても、ビット０の領域とビット１の領域との境界付近でビット０およびビット１の粒子が混在した状態となると推定され、必ずしも遷移ノイズの低減につながらないと考えられる。
【０００６】
ところで、磁気異方性エネルギーが大きい小径粒子を用いた場合に、書き込みを容易にする技術として、記録動作時に媒体面を加熱する熱アシスト方式がある（原理計算例 Journal of Applied Physics vol94, pp.1119 (2003)）。熱アシスト記録方式の一般的な構
成は、熱源としてレーザ光を用い、記録ヘッド近傍の記録媒体表面を加熱するものである（例えば、下記特許文献１参照）。なお、レーザ光源の替わりに電熱体を磁気ヘッドスライダの、磁気ヘッド近傍に組み込む技術も提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２４３５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱アシスト記録方式を磁気ディスク装置で実現しようとする場合には、熱源をどう組み込むかという問題を解決する必要がある。熱アシスト記録を行う場合、媒体面の余り広い領域を加熱すると、熱緩和による記録消失が顕著になる。そこで、データを書き込むトラックのトラック幅を大きく超えない範囲に加熱を行うために、スポット径を１００ｎｍオ
ーダーまで絞ることができるレーザ光を熱源に用いることが多い。
【０００８】
その場合に、磁気ヘッドの真下において十分高い温度が得られるようにするには、磁気ヘッドのごく近くにレーザ光源を組み込む必要がある。しかしながら、このような磁気ヘッドとレーザ光源とが近接した構造のヘッドスライダを製造するのは容易ではない。そこで、レーザ光源の替わりに、製造がより容易な電熱体を磁気ヘッドの近傍に組み込む提案がなされた。
【０００９】
しかし、記録を行う２００℃程度以上の温度まで媒体面を加熱するためには、電熱体自身の温度をこれ以上にする必要がある。このため、読み取り用磁気抵抗効果素子の劣化リスクが上昇する。また、この方式では、加熱の度に、磁気ヘッドを有するヘッドスライダの空気潤滑面が熱膨張により変形することになり、磁気ヘッド部分の磁気スペーシングが設計値から離れてしまい、装置の信頼性、安定性が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、上記遷移ノイズを低減するとともに、信頼性が高くて製造が容易な熱アシスト記録方式による高記録密度磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、磁気記録に関わる技術であり、基板と、基板上に形成された第１導電性材料層と、第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備える磁気記録媒体を使用することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、第１導電性材料層と第２導電性材料層を通じて、半導体層に電圧を印加することができる。
【００１３】
このような磁気記録媒体に、さらに、媒体上の所望の半径位置を加熱可能な機構、例えば、レーザ照射機構、放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を含む通電機構を設けることで、磁気記録媒体上の所望の位置を選択して加熱できる。その場合、第１導電性材料層と第２導電性材料層を通じて、半導体層に電圧を印加しておくことで、半導体層の抵抗を低減し、前記所望の位置での半導体層だけを選択して、電流を流すことができる。その結果、前記加熱された位置では、ジュール熱によって、さらにその加熱状態を維持できる。
【００１４】
このような構成によって、磁気記録媒体への磁気記録を書き込む磁気ヘッドと近接しない位置に、上記加熱可能な機構を設け、その加熱状態を維持した状態で、加熱箇所を磁気ヘッドの書き込み位置に移動可能にし、磁気ディスク装置を構成できる。
【００１５】
その場合、磁気ヘッドと加熱可能な機構とを独立に移動可能な構成としてもよい。また、磁気ヘッドと加熱可能な機構とが近接しない距離で、一体となって連動する構成であってもよい。連動する構成の場合には、磁気ヘッドの読み取り信号から、加熱可能な機構の位置を制御すればよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、信頼性が高くて製造が容易な熱アシスト記録方式による高記録密度磁気ディスク装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に
係る磁気ディスク装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。
【００１８】
＜発明の骨子＞
磁気記録媒体の記録層の下に、発熱機構を設ける。発熱機構として、温度の上昇に伴って電気抵抗が下がる半導体材料を金属膜で挟んだ構造を設け、これら金属膜間に電圧を印加する回路を設ける。その場合、熱アシスト記録を行う場合に、記録を行う箇所以外の媒体面を加熱することは、記録の消失を招くため、好ましくない。
【００１９】
そこで、本実施形態では、書き込みを行うトラックの記録箇所に限定して加熱を行う構造を提案する。すなわち、本磁気ディスク装置は、上記金属膜間の電圧を維持した状態で媒体面にレーザ光を照射する（以下一次加熱と記す）。上記半導体材料を挟む金属膜間に電圧を印加して、レーザ光を照射すると、照射を受けた磁気記録媒体の温度が上昇する。すると、温度が上昇した箇所の半導体材料の電気抵抗が低下する。このため、レーザが照射された位置付近の半導体材料部分に集中的に電流が流れることになる（図２（１）参照）。すなわち、特定の位置にて選択的に通電できる。
【００２０】
それに伴って発生するジュール熱により温度が維持される（以下二次加熱と記す）。そして、金属膜間への電圧印加により、電気抵抗が低下した半導体材料の電流が維持される。その結果、レーザの照射位置が移動し、あるいは、レーザの照射が停止しても、ジュール熱による発熱箇所では、電流が維持されことになる（図２（２）参照）。
【００２１】
したがって、媒体がディスク状に形成され、回転移動する装置では、レーザが照射された箇所を、その箇所の温度が上昇した状態で、レーザ照射位置から離れた場所まで移動することができる（第３図参照）。したがって、磁気ヘッドスライダの外部に加熱用レーザ光源を設け、電圧印加と共に記録を行うべき箇所にレーザを照射し、温度を維持した状態で照射箇所を磁気ヘッドまで回転移動させることで、熱アシスト記録を行うことができる。そして、記録動作が終了した時点で電圧印加を終了し、余分に発生した熱を拡散させる。これにより、余剰の熱による記録消失を抑制する。
【００２２】
上記発熱機構に用いる半導体材料としては、室温３０℃での比抵抗１．５×１０8オー
ムｃｍに対して２５０℃における比抵抗が１．５×１０3オームｃｍと変化の大きいＧａ
ＡｓＣｒのほか、同じく室温３０℃での比抵抗〜１０4オームｃｍに対して２５０℃にお
ける比抵抗が９オームｃｍであるＧａＡｓＦｅや、室温３０℃での比抵抗７×１０8オー
ムｃｍに対して２５０℃における比抵抗が〜１０4オームｃｍであるＧａＰなどが好適で
ある。
【００２３】
なお、加熱方法はレーザ光のみに限定されるものではなく、加熱範囲をトラック幅に限定可能であれば、他の方法を用いることもできる。例えば、磁気ヘッドスライダと同様のスライダに電極を組み込み、媒体との間で放電を行うことでも同様の動作が可能である。
【実施例１】
【００２４】
図１に本発明による磁気記憶媒体の一実施形態の断面図を示す。基板上に第１導電層１３ＡとしてＴａ膜を５０ｎｍ厚で成膜し、続いて抵抗発熱層１２となる半導体層としてＧｅＰ膜を２０ｎｍ成膜し、さらに１００ｎｍ厚のＦｅＮｉ軟磁性層を成膜し、これを第２導電層１３Ｂとした。第２導電層１３Ｂの上には、磁気記録層１１を形成した。
【００２５】
磁気記録層１１は、結晶構造を制御するためのＲｕ（ルテニウム）を３ｎｍ厚で成膜し、続いて１２ｎｍ厚のＣｏＣｒＰｔ/ＳｉＯ２（コバルト、クロム、白金／酸化シリコン
）グラニュラ垂直磁性層を成膜し、さらに、６ｎｍ厚のカーボン保護膜を成膜して、垂直
磁気記録媒体を作製した。ここで、ＣｏＣｒＰｔ／ＳｉＯ２グラニュラ垂直磁性層は、ＳｉＯ２膜中に、ＣｏＣｒＰｔが複数個柱状に埋め込まれた層である。
【００２６】
なお、周知であるが、第２導電層１３Ｂを構成するＦｅＮｉ軟磁性層は、磁気記録層１１に対して磁気ヘッドが近接したときに、磁気ヘッドとの間で、磁気記録層１１を貫通する磁束の磁路を構成する。
【００２７】
本実施形態では、半導体層を挟む二つの導電層層１３Ａ、１３Ｂにそれぞれ導線を接続できるように、Ｔａ成膜後基板中心部の穴から２ｍｍまでの範囲をカバーした状態でＧｅＰを成膜し、続いて同様に穴から３ｍｍまでの範囲をカバーした状態でＦｅＮｉ、Ｒｕ、ＣｏＣｒＰｔ／ＳｉＯ２、カーボン保護膜の成膜を行った。ここで、カバーは、ディスク状の磁気記録媒体を装着する円柱状のクランプで構成できる。成膜では、磁気記録媒体のディスク状の基板中心部の穴から２ｍｍまでの範囲をカバーする金属の円柱部材をクランプとして装着し、ＧｅＰ材料をスパッタすればよい。続いて、基板中心部の穴から３ｍｍまでの範囲をカバーする金属の円柱部材を装着し、ＦｅＮｉ、Ｒｕ、CoCrPt/SiO2、およ
びカーボンをそれぞれ順にスパッタすればよい。
【００２８】
続いて作製した磁気記録媒体をスピンスタンドに装着し、その最内周から１ｍｍ以内の、Ｔａが露出している箇所に正極を、最内周から４ｍｍのカーボン保護膜上に負極を接続し、回転軸を通して任意の電圧を印加できる構成とした（正極と負極が本発明の一対の導電端子に相当する）。
【００２９】
図４に、本実施例に係る磁気ディスク装置の概要図を示す。この磁気ディスク装置は、磁気記録媒体を回転する不図示の回転台と、回転台を駆動する不図示のモータと、回転台に搭載した磁気記録媒体を固定するクランプ１と、磁気記録媒体へのデータの書き込みおよび磁気記録媒体からのデータの読み出しを実行する磁気ヘッドスライダ２と、磁気記録媒体のトラックを横切る方向に磁気ヘッドスライダ２を相対移動させるアーム３と、加熱用レーザ光源を備えた光ヘッドスライダ４と、磁気記録媒体のトラックを横切る方向に光ヘッドスライダ４を相対移動させるアーム５とを有する。
【００３０】
磁気ヘッドスライダ２およびアーム３の構造は、通常の磁気ディスク駆動装置と同様であるので、その詳細は省略する。
【００３１】
光ヘッドスライダ４（本発明の照射機構に相当）は、一次加熱用のレーザ光源を有し、磁気記録媒体の上面に略垂直にレーザ光を照射する。光ヘッドスライダ４は、ＣＤドライブに用いる光ピックアップと同様の構成である。また、レーザ光のスポット径は、磁気記録媒体のトラックの幅以下（例えば、１００ｎｍ以下）の寸法が望ましい。
【００３２】
アーム５は、ピボット６を中心に回動可能に構成されている。アーム５は、不図示のアクチュエータによって駆動され、光ヘッドスライダ４を磁気記録媒体上で、トラックを横切る方向に移動させる。このような構造により、光ヘッドスライダ４は、媒体上の所望の半径位置にレーザ光のスポットを照射可能である。
【００３３】
本実施例では、半径２０ｍｍの位置においてレーザ照射とほぼ同時に正極と負極を通じて磁気記録媒体に１Ｖの電圧を印加し、通常の磁気ヘッドスライダを用いてトラック１／２周に対して記録を行った。ただし、正極と負極を通じて磁気記録媒体への電圧の印加は、レーザ照射より前に開始してもよい。
【００３４】
レーザ光で加熱されたスポット領域は、磁気記録媒体の回転とともに、磁気ヘッドスライダ２の位置に移動する。この間、正極および負極間に１Ｖの電圧が印加されており、第
１導電層１３Ａおよび第２導電層１３Ｂを介して、レーザ光で加熱されたスポット位置の抵抗発熱層１２に電流が流れ、加熱状態が維持される。そして、加熱状態が維持された状態で、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッドによってデータの書き込みを行った。
【００３５】
その結果、レーザ光あるいは電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、熱アシスト記録動作と、その効果が確認された。ここで、ＳＮ比は、磁気媒体からの読み出し信号によって定義する。すなわち、ビット０とビット１の間の遷移領域での読み出し信号の変化率（微分波形）のピーク値と、ノイズ信号出力との比によってＳＮ比を定義する。
【００３６】
本実施形態の構成によって、磁気記録媒体にて、スピンの方向が揃った磁性粒子の割合が増加し、確実にデータの書き込みが可能になったと推定される。その結果、ビット０とビット１の遷移領域において、ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子の混在が低減され、Ｓ／Ｎ比が向上したと考えられる。
【００３７】
なお、この熱アシスト動作における、半径位置３０ｍｍでの媒体表面の温度上昇は、１℃未満であった。
【００３８】
＜変形例＞
上記実施例１では、第２導電層１３Ｂとして、１００ｎｍ厚のＦｅＮｉ軟磁性層を成膜した。しかし、これに代えて、第１導電層１３Ａと同様、Ｔａ膜等の金属膜によって第２導電層１３Ｂを構成してもよい。その場合に、第２導電層１３Ｂの上層に、さらに、ＦｅＮｉ軟磁性層を成膜すればよい。そして、ＦｅＮｉ軟磁性層の上層に、磁気記録層１１を実施例１と同様に形成すればよい。このような構成によっても、抵抗発熱層１２への給電と、磁気ヘッド２２から磁気記録層１１を貫通する磁束に対する磁路の形成とを実現できる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、実施例１と同一構造の磁気記録媒体を用い、同様にスピンスタンドを通じて電圧印加可能な構成として、レーザ光源の代わりにスライダの終端部に９０nm幅の電極を形成した加熱用ヘッドスライダ４Ａ（本発明の通電機構に相当）を用いた(図５参照)。
【００４０】
磁気記録ヘッドスライダ２の磁気ヘッドは、通常磁気記録層１１の表面から約１０ｎｍの位置に離間させて、データの書き込みおよび読み出し動作を実行する。実施例２では、加熱用ヘッドスライダ４Ａの９０nm幅の電極についても、磁気ヘッドと同様、磁気記録層１１の表面から約１０ｎｍの位置に離間させて保持した。
【００４１】
そして、実施例１と同様に、半径２０ｍｍの位置において加熱用ヘッドスライダ４Ａに設置した加熱用の電極と磁気記録媒体面との間に１Ｖを印加するとともに、正極および負極を通じて磁気記録媒体内の抵抗発熱層１２に１Ｖの電圧を印加した。これによって、加熱用の電極と媒体面との間に放電を発生させ、磁気記録媒体表面を加熱した。その結果、実施例１と同様、半導体の抵抗発熱層１２にジュール熱が発生し、加熱状態が維持された。
【００４２】
そして、通常の磁気ヘッドスライダ２を用いてトラック１／２周に対して記録を行った。その結果、電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、レーザを用いた熱アシスト記録動作と同様の効果が確認された。
【００４３】
＜変形例＞
上記実施例２では、加熱用の電極と、媒体面との間に放電を発生させて、媒体面を加熱した。しかし、放電に代えて、トンネル電流によって媒体面を加熱してもよい。すなわち、加熱用の電極を磁気記録層１１の表面にさらに近接させて電圧を印加し、トンネル電流を発生させて加熱してもよい。
【実施例３】
【００４４】
図６に、実施例３に係る磁気ディスク装置の構成をモデル化して示す。上記実施例１では、磁気ヘッドスライダ２とは別に、加熱用のレーザ光源を備えた加熱用の光ヘッドスライダ４を設けた。また、実施例２では、磁気ヘッドスライダ２とは別に、加熱用の電極を設けた加熱用ヘッドスライダ４Ａを設けた。本実施形態では、加熱用の電極を磁気ヘッドスライダ２Ａに設けた例を説明する。
【００４５】
図６に示すように、磁気ヘッドスライダ２Ａの終端部に、一次加熱用に幅９０ｎｍの電極２１（以下、加熱用電極という）を形成した。図６の構成では、磁気ヘッド２２の位置に対して、回転する磁気記録媒体の移動方向に対して後方側に、加熱用電極２１を設けている。このように、本実施例の構成では、加熱用電極２１は、必ずしも、磁気ヘッド２２の位置に近接させる必要はない。
【００４６】
なお、加熱用電極２１の代わりに、実施例１と同様に、レーザ光源を設けてもよい。ただし、図６に示した場合加熱用電極２１と同様、レーザ光源は、磁気ヘッド２２に近接させる必要はない。
【００４７】
本実施例では、磁気ヘッドスライダ２Ａのヨー角が０度となる半径位置において、媒体の加熱と媒体への書き込みを実施した。ここで、ヨー角０度とは、磁気ヘッド２２の位置と、加熱用電極２１の位置とが、媒体の回転方向に対して接線上に位置するスライダ位置をいう。この場合には、加熱用電極２１と磁気ヘッド２２とは、ほぼ同一円周状に位置する。したがって、加熱用電極２１で加熱された部分は、磁気記録媒体の回転によって１周した後に、磁気ヘッド２２の位置に達する。
【００４８】
この場合、実施例２と同様に磁気ヘッドスライダ２Ａに設置した加熱用電極２１と媒体面との間に１Ｖを印加し、同時に正極と負極を通じて磁気記録媒体内の半導体層に１Ｖの電圧を印加して、通常の磁気ヘッドスライダを用いてトラック１／２周に対して記録を行った。その結果、電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、熱アシスト記録の効果が確認された。
【００４９】
＜ヨー角が０度以外への対応＞
実際の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドスライダには半径位置に対応したヨー角が付く。すなわち、磁気ヘッドスライダは、所定のピボットによって固定されたアームによって移動されるため、ヨー角は、書き込み位置（媒体が構成するディスクの半径位置）に依存して変化する。したがって、すべての半径位置にて、磁気ヘッド２２の位置と、加熱用電極２１の位置とを媒体の回転方向の接線上に位置付けることはできない。
【００５０】
そのため、磁気ヘッド２２の半径位置と加熱用電極２１の半径位置がずれる。このずれの分量は、ヨー角および磁気ヘッド２２と加熱電極２１との距離とから、幾何学的に算出される。そのため、書き込みを行う目標トラック上に加熱用電極２１を位置させるときに、目標トラックに幾何学的に対応する読み取りトラック上に磁気ヘッド２２を位置させるように実験装置を構成した。ここで、「目標トラックに幾何学的に対応する」とは、加熱用電極２１を目標トラックに位置付けたときに、磁気ヘッド２２が近接するトラックという意味である。
【００５１】
図７に、この位置関係の例を示す。図７では、モデルを簡略化し、アーム５とアーム５のピボット６と、磁気ヘッド２２と、加熱用電極２１とが、一直線上になるように例示した。図７の例では、加熱用電極２１は、半径Ｒ１の位置にあり、磁気ヘッド２２は、半径Ｒ２の位置にある。半径Ｒ１と半径Ｒ２との関係は、磁気ヘッド２Ａの位置、すなわち、アーム５の回転角度に伴って変化する。しかし、半径Ｒ１と半径Ｒ２との関係は、加熱用電極２１と磁気ヘッド２２との距離、アーム５の長さ、磁気記録媒体の寸法等の幾何学的位置関係から数式にて一意に記述できる。
【００５２】
したがって、次にデータを書き込むべき、目標トラックのトラック番号（本発明の識別情報に相当）が決定されると、その目標トラックの半径Ｒ１は、磁気記録媒体の規格にて決定できる。そして、その半径Ｒ１の位置に加熱用電極２１を位置付けるための磁気ヘッド２２の半径位置Ｒ２を決定できる。
【００５３】
この場合、磁気ディスク駆動装置では、磁気ヘッド２２を特定のトラックに駆動することはできるが、磁気ヘッド２２が所望の半径Ｒ２の位置にあるか否かを確認することはできない。そこで、本実施例では、磁気ヘッド２２を半径Ｒ２に最も近いトラック（以下、読み取りトラックという）に位置付けた後、磁気ヘッド２２（の読み取りヘッド）からの読み取り信号によって磁気ヘッド２２の位置を微調整し、半径Ｒ２に位置付ける。
【００５４】
ここでは、１トラック分に満たない半径位置のずれは、トラック中心と磁気ヘッド２２の中心とをずらすことで調整した。すなわち、通常のトラッキング動作によって得られる、読み取りトラックからの読み出し信号をトラックの幅方向の中心位置からの信号と仮定して、トラックの幅方向の位置と、その位置での読み取り信号の変動値との関係から、トラックの幅方向の中心位置からずれを推定した。
【００５５】
例えば、読み取り位置のずれと、信号の変動が線形関係にあると仮定した場合、磁気ヘッドを内側にずらして出力が平均２０％落ちた場合に、その半径位置をトラック中心からトラック幅の２０％分内側と判断して、加熱電極２１の半径位置を計算できる。磁気ヘッドをトラックの外側にずらす場合も同様である。
【００５６】
図８に、この処理を実行する制御プログラムのフローチャートを示す。この制御プログラムは、磁気ディスク駆動装置を制御するＣＰＵ（本発明の制御部に相当）で実行される。
【００５７】
この処理では、ＣＰＵは、まず、次に書き込むべき書き込みトラック番号Ｔ１のトラックを決定し、さらに、そのトラックＴ１の中心半径Ｒ１０を算出する（Ｓ１）。以下、単にトラック番号ＴのトラックをトラックＴと呼ぶ。
【００５８】
次に、ＣＰＵは、加熱用電極２１を中心半径Ｒ１０に位置付けるための磁気ヘッド２２（読み取りヘッド）の目標位置半径Ｒ２および目標位置半径Ｒ２に近いトラックＴ２を決定する（Ｓ２）。
【００５９】
次に、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２をトラックＴ２に位置付ける（Ｓ３）。さらに、ＣＰＵは、トラックＴ２の中心半径Ｒ２０を決定する（Ｓ４）。そして、ＣＰＵは、トラックＴ２の中心半径Ｒ２０と、目標位置半径Ｒ２との差分ΔＲ＝Ｒ２−Ｒ２０を算出する（Ｓ５）。
【００６０】
そして、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２をトラックの中心半径Ｒ２０から差分ΔＲだけ移動した場合の磁気ヘッド２２からの読み取り信号の減少分ΔＳを算出する（Ｓ６）。ΔＳは、例えば、トラックの中心半径Ｒ２０での読み取り信号の強度に対する比率（百分率）で
求めればよい。その場合、磁気ヘッド２２のトラックの幅方向の中心からのずれ量と読み取り信号の変化を実験的に測定しておけばよい。そして、ΔＲとΔＳとの関係をテーブルまたは実験式で格納しておき、ΔＳからΔＲが決定できるようにすればよい。
【００６１】
次に、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２の半径位置をΔＳ減少するまで移動する（Ｓ７）。移動方向は、差分ΔＲの符号から決定される。すなわち、差分ΔＲが正であれば、磁気ヘッド２２を中心半径Ｒ２０の外側に移動し、差分ΔＲが負であれば、磁気ヘッド２２を中心半径Ｒ２０の内側に移動すればよい。
【００６２】
次に、ＣＰＵは、抵抗発熱層１２を挟む導電層１３Ａ、１３Ｂに電圧を印加する（Ｓ８）。さらに、ＣＰＵは、加熱用電極２１に電圧を投入する（Ｓ９）。これにより、書き込みトラックＴ１の中心半径Ｒ１にて、磁気記録媒体の表面上で加熱用電極２１に相当するスポットを含むトラックが加熱される。そして、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２（書き込みヘッド）を書き込みトラックＴ１に位置付け、データを書き込む（Ｓ１０）。このとき、実施例１、２で述べた場合と同様、抵抗発熱層１２への加熱によってトラックＴ１の書き込み状態が維持されている。
【００６３】
書き込み完了後、ＣＰＵは、抵抗発熱層１２への加熱および加熱用電極２１への電圧印加を停止する（Ｓ１１）。これにより、書き込みトラックのデータ書き込み先への加熱が停止され、熱が拡散し、加熱状態が消滅する。
【００６４】
この方法によって所望の位置に加熱電極を保持し、書き込みを行う範囲に対して一次加熱を行い、続いて二次加熱を行いながら該当箇所に書き込み用磁気ヘッドを移動させて記録を行った。その結果、ヨー角が０度であった場合と同等の記録・再生結果が得られた。これにより、上記の構成によっても、所望の位置に対する書き込み動作ができることが判明した。
【００６５】
＜変形例＞
上記実施例３では、書き込みトラックＴ１に加熱用電極２１を位置付けるための磁気ヘッド２２の目標位置半径Ｒ２、目標半径Ｒとトラックの中心半径Ｒ２０との差分ΔＲ等を磁気ディスク装置の位置関係から算出する制御プログラムの例を示した。しかし、このような位置関係は、固定されているため、それぞれの書き込みトラックＴ１に対して、目標位置半径のトラックＴ２および差分ΔＲをルックアップテーブルに保持するようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵがこれらの値を計算する代わりに、制御プログラム実行時、書き込みトラックＴ１が決定されたときに、ルックアップテーブルから参照するようにしてもよい。
【００６６】
＜実施形態の効果＞
本実施形態で説明した構造を用いることにより、レーザ光源を組み込んだ複雑な構成の磁気ヘッドスライダを用いる必要がなくなるため、熱アシスト記録による高密度記録が低製造コストで実現される。磁気ヘッド２２のごく近傍に電熱体を組み込んだ場合と比較すると、ヘッドスライダ上の任意の加工しやすい箇所に電極を一つ設けることで、熱アシスト記録が実現可能であることから、製造コストの面で有利であり、また加熱用電極２１と磁気ヘッド２２との距離を大きくとることができるため、加熱による磁気ヘッド２２の劣化を回避できる。
【００６７】
＜その他＞
本実施形態は、以下の態様（付記という）を含む。
（付記１）
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体。（１、図１）
（付記２）
前記第２導電材料層は、前記磁気記録層に対して裏打ち形成されている軟磁性材料層であることを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
（付記３）
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を有する磁気記録媒体、および、前記磁気記録媒体への磁気記録の書き込みおよび前記磁気記録媒体からの磁気記録の読み取りを実行するヘッド部を有するスライダ、を備える磁気ディスク装置。（２、図４，図５）
（付記４）
前記半導体層を挟んで存在する第１導電性材料層と第２導電材料層との間に電圧を印加可能な一対の導電端子をさらに備えることを特徴とする付記３に記載の磁気ディスク装置。
（付記５）
レーザ光を媒体上の所望の半径位置に照射可能な照射機構をさらに備え、
上記照射機構が前記スライダとは独立して稼動することを特徴とする、付記３または４に記載の磁気ディスク装置。（３、図４）
（付記６）
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を、媒体上の所望の位置に位置付け可能な通電機構をさらに備え、
上記通電機構が前記ライダとは独立して稼動することを特徴とする、付記３または４記載の磁気ディスク装置。（４、図５）
（付記７）
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極が、前記ヘッド部と共に前記スライダに設置されていることを特徴とする、付記３または４に記載の磁気ディスク装置。（５、図６）
（付記８）
前記電極を前記磁気記録媒体上の目標トラックに位置付けるときに、前記磁気ヘッド部を位置付けるべき目標位置半径を決定し、
前記目標位置半径に近接する読み取りトラックの識別情報、およびその読み取りトラックのトラック幅の中心に位置する中心半径と前記目標位置半径との差分値とを決定し、
前記磁気ヘッド部を前記読み取りトラックに位置付けたときに出力される信号強度をトラック中心での出力と仮定し、前記読み取りトラックのトラック幅の中心から前記磁気ヘッドの半径位置を前記差分値だけずらした場合の出力の減少割合によって前記磁気ヘッドの半径位置を微調整する制御部をさらに備える付記７に記載の磁気ディスク装置（図８）。
（付記９）
レーザ光の照射あるいは電極と磁気記録媒体との間での通電による、磁気記録媒体上の記録対象箇所の加熱と同時に、あるいは加熱に先立って、前記磁気記録媒体に形成された半導体層を挟む導電性材料層間に電圧を印加するステップと、
前記印加された電圧を維持しながら磁気記録媒体上の所定箇所へ磁気によるデータを記録するステップと、を有することを特徴する磁気記録方法（図８）。
（付記１０）
前記記録が終了した時点で上記電圧の印加を終了するステップを有することを特徴とする付記９に記載の磁気記録方法（図８）。
（付記１１）
読み取りヘッドと連動する対象物のディスク状基板への位置制御方法であり、
前記対象物を前記ディスク状基板の目標トラックに位置付けるときに、前記読み取りヘッドを位置付けるべき目標位置半径を決定するステップと、
前記目標位置半径に近接する読み取りトラックの識別情報、およびその読み取りトラックのトラック幅の中心に位置する中心半径と前記目標位置半径との差分値とを決定するステップと、
読み取りヘッドを前記読み取りトラックに位置付けたときに出力される信号強度をトラック中心での出力と仮定し、前記トラック幅の中心から前記読み取りヘッドの半径位置を前記差分値だけずらした場合の出力の減少割合によって前記読み取りヘッドの半径位置を微調整するステップと、を有し、
前記読み取りヘッドの半径位置制御によって前記対象物を目標位置半径に位置付けるトラッキング方法（図８）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気記憶素子の１実施形態の模式図（断面）である。
【図２】記録を行う箇所を加熱する動作の原理を示す断面図である。
【図３】記録動作を示す平面図である。
【図４】一次加熱を行う手段として、磁気ヘッドスライダと互いに独立した駆動手段を持つ光ヘッドに搭載されたレーザ光を用いる磁気ディスク装置の概念図である。
【図５】一次加熱を行う手段として、磁気ヘッドスライダと互いに独立した駆動手段を持つスライダに搭載された発熱用電極を用いる磁気ディスク装置の概念図である。
【図６】一次加熱を行う手段である発熱用電極を組み込んだ磁気ヘッドスライダの概念図である。
【図７】実施例３に係る磁気ディスク装置の構成をモデル化して示す図である。
【図８】実施例３の処理を実行する制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１ クランプ
２、２Ａ 磁気ヘッドスライダ
３、５ アーム
４ 光ヘッドスライダ
４Ａ 加熱用ヘッドスライダ
６ ピボット
１１ 磁気記録層
１２ 抵抗発熱層
１３ 導電層
２１ 加熱用電極
２２ 磁気ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク装置、特に加熱動作により記録を補助する磁気ディスク装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶装置として不可欠な存在である磁気ディスク装置は、高記録密度化が急速に進んでいる。高記録密度を実現するに当たって、ＳＮ比の向上が必要となるが、中でも遷移ノイズの低減は最重要課題の一つである。
【０００３】
遷移ノイズは、媒体上で隣接するビット０を記録した位置とビット１を記録した位置の間の遷移領域にて、ビットの読み出し時に発生する。すなわち、ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子とが入り組む構造によって、ビット０から１またはビット１から０に読み出し信号が変化するときの信号をノイズとしている。ビット０から１またはビット１から０に読み出し信号が変化するとき、変化の程度が緩やかになると、ビット０と１との境界部分の識別化困難となり、ノイズ成分となる。
【０００４】
遷移ノイズは、媒体の記録材料を構成する磁性粒子の大きさに依存し、粒径が小さいほど抑制できる。ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子とが入り組む構造が小さくなるからである。しかしながら、粒径の低減は、個々の磁性粒子が持つ磁気異方性エネルギーを小さくする結果となり、磁気記録の熱安定性を低下させる。このため、粒径の低減に対応して、記録材料には磁気異方性エネルギー密度の高い材料が必要となる。磁気異方性エネルギーは、磁性材料内で、スピンを所定の方向に向ける（例えば、９０度方向を変える）ために必要なエネルギーと考えることができる。したがって、磁気異方性エネルギー密度を高めることは、ヘッドによる媒体への書き込みを困難にすることを意味している。
【０００５】
このため、磁気異方性エネルギー密度の高い材料を使用すると、磁性粒子の粒径を小さくしても、ビット０の領域とビット１の領域との境界付近でビット０およびビット１の粒子が混在した状態となると推定され、必ずしも遷移ノイズの低減につながらないと考えられる。
【０００６】
ところで、磁気異方性エネルギーが大きい小径粒子を用いた場合に、書き込みを容易にする技術として、記録動作時に媒体面を加熱する熱アシスト方式がある（原理計算例 Journal of Applied Physics vol94, pp.1119 (2003)）。熱アシスト記録方式の一般的な構
成は、熱源としてレーザ光を用い、記録ヘッド近傍の記録媒体表面を加熱するものである（例えば、下記特許文献１参照）。なお、レーザ光源の替わりに電熱体を磁気ヘッドスライダの、磁気ヘッド近傍に組み込む技術も提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２４３５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱アシスト記録方式を磁気ディスク装置で実現しようとする場合には、熱源をどう組み込むかという問題を解決する必要がある。熱アシスト記録を行う場合、媒体面の余り広い領域を加熱すると、熱緩和による記録消失が顕著になる。そこで、データを書き込むトラックのトラック幅を大きく超えない範囲に加熱を行うために、スポット径を１００ｎｍオ
ーダーまで絞ることができるレーザ光を熱源に用いることが多い。
【０００８】
その場合に、磁気ヘッドの真下において十分高い温度が得られるようにするには、磁気ヘッドのごく近くにレーザ光源を組み込む必要がある。しかしながら、このような磁気ヘッドとレーザ光源とが近接した構造のヘッドスライダを製造するのは容易ではない。そこで、レーザ光源の替わりに、製造がより容易な電熱体を磁気ヘッドの近傍に組み込む提案がなされた。
【０００９】
しかし、記録を行う２００℃程度以上の温度まで媒体面を加熱するためには、電熱体自身の温度をこれ以上にする必要がある。このため、読み取り用磁気抵抗効果素子の劣化リスクが上昇する。また、この方式では、加熱の度に、磁気ヘッドを有するヘッドスライダの空気潤滑面が熱膨張により変形することになり、磁気ヘッド部分の磁気スペーシングが設計値から離れてしまい、装置の信頼性、安定性が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、上記遷移ノイズを低減するとともに、信頼性が高くて製造が容易な熱アシスト記録方式による高記録密度磁気ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、磁気記録に関わる技術であり、基板と、基板上に形成された第１導電性材料層と、第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備える磁気記録媒体を使用することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、第１導電性材料層と第２導電性材料層を通じて、半導体層に電圧を印加することができる。
【００１３】
このような磁気記録媒体に、さらに、媒体上の所望の半径位置を加熱可能な機構、例えば、レーザ照射機構、放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を含む通電機構を設けることで、磁気記録媒体上の所望の位置を選択して加熱できる。その場合、第１導電性材料層と第２導電性材料層を通じて、半導体層に電圧を印加しておくことで、半導体層の抵抗を低減し、前記所望の位置での半導体層だけを選択して、電流を流すことができる。その結果、前記加熱された位置では、ジュール熱によって、さらにその加熱状態を維持できる。
【００１４】
このような構成によって、磁気記録媒体への磁気記録を書き込む磁気ヘッドと近接しない位置に、上記加熱可能な機構を設け、その加熱状態を維持した状態で、加熱箇所を磁気ヘッドの書き込み位置に移動可能にし、磁気ディスク装置を構成できる。
【００１５】
その場合、磁気ヘッドと加熱可能な機構とを独立に移動可能な構成としてもよい。また、磁気ヘッドと加熱可能な機構とが近接しない距離で、一体となって連動する構成であってもよい。連動する構成の場合には、磁気ヘッドの読み取り信号から、加熱可能な機構の位置を制御すればよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、信頼性が高くて製造が容易な熱アシスト記録方式による高記録密度磁気ディスク装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に
係る磁気ディスク装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。
【００１８】
＜発明の骨子＞
磁気記録媒体の記録層の下に、発熱機構を設ける。発熱機構として、温度の上昇に伴って電気抵抗が下がる半導体材料を金属膜で挟んだ構造を設け、これら金属膜間に電圧を印加する回路を設ける。その場合、熱アシスト記録を行う場合に、記録を行う箇所以外の媒体面を加熱することは、記録の消失を招くため、好ましくない。
【００１９】
そこで、本実施形態では、書き込みを行うトラックの記録箇所に限定して加熱を行う構造を提案する。すなわち、本磁気ディスク装置は、上記金属膜間の電圧を維持した状態で媒体面にレーザ光を照射する（以下一次加熱と記す）。上記半導体材料を挟む金属膜間に電圧を印加して、レーザ光を照射すると、照射を受けた磁気記録媒体の温度が上昇する。すると、温度が上昇した箇所の半導体材料の電気抵抗が低下する。このため、レーザが照射された位置付近の半導体材料部分に集中的に電流が流れることになる（図２（１）参照）。すなわち、特定の位置にて選択的に通電できる。
【００２０】
それに伴って発生するジュール熱により温度が維持される（以下二次加熱と記す）。そして、金属膜間への電圧印加により、電気抵抗が低下した半導体材料の電流が維持される。その結果、レーザの照射位置が移動し、あるいは、レーザの照射が停止しても、ジュール熱による発熱箇所では、電流が維持されことになる（図２（２）参照）。
【００２１】
したがって、媒体がディスク状に形成され、回転移動する装置では、レーザが照射された箇所を、その箇所の温度が上昇した状態で、レーザ照射位置から離れた場所まで移動することができる（第３図参照）。したがって、磁気ヘッドスライダの外部に加熱用レーザ光源を設け、電圧印加と共に記録を行うべき箇所にレーザを照射し、温度を維持した状態で照射箇所を磁気ヘッドまで回転移動させることで、熱アシスト記録を行うことができる。そして、記録動作が終了した時点で電圧印加を終了し、余分に発生した熱を拡散させる。これにより、余剰の熱による記録消失を抑制する。
【００２２】
上記発熱機構に用いる半導体材料としては、室温３０℃での比抵抗１．５×１０8オー
ムｃｍに対して２５０℃における比抵抗が１．５×１０3オームｃｍと変化の大きいＧａ
ＡｓＣｒのほか、同じく室温３０℃での比抵抗〜１０4オームｃｍに対して２５０℃にお
ける比抵抗が９オームｃｍであるＧａＡｓＦｅや、室温３０℃での比抵抗７×１０8オー
ムｃｍに対して２５０℃における比抵抗が〜１０4オームｃｍであるＧａＰなどが好適で
ある。
【００２３】
なお、加熱方法はレーザ光のみに限定されるものではなく、加熱範囲をトラック幅に限定可能であれば、他の方法を用いることもできる。例えば、磁気ヘッドスライダと同様のスライダに電極を組み込み、媒体との間で放電を行うことでも同様の動作が可能である。
【実施例１】
【００２４】
図１に本発明による磁気記憶媒体の一実施形態の断面図を示す。基板上に第１導電層１３ＡとしてＴａ膜を５０ｎｍ厚で成膜し、続いて抵抗発熱層１２となる半導体層としてＧｅＰ膜を２０ｎｍ成膜し、さらに１００ｎｍ厚のＦｅＮｉ軟磁性層を成膜し、これを第２導電層１３Ｂとした。第２導電層１３Ｂの上には、磁気記録層１１を形成した。
【００２５】
磁気記録層１１は、結晶構造を制御するためのＲｕ（ルテニウム）を３ｎｍ厚で成膜し、続いて１２ｎｍ厚のＣｏＣｒＰｔ/ＳｉＯ２（コバルト、クロム、白金／酸化シリコン
）グラニュラ垂直磁性層を成膜し、さらに、６ｎｍ厚のカーボン保護膜を成膜して、垂直
磁気記録媒体を作製した。ここで、ＣｏＣｒＰｔ／ＳｉＯ２グラニュラ垂直磁性層は、ＳｉＯ２膜中に、ＣｏＣｒＰｔが複数個柱状に埋め込まれた層である。
【００２６】
なお、周知であるが、第２導電層１３Ｂを構成するＦｅＮｉ軟磁性層は、磁気記録層１１に対して磁気ヘッドが近接したときに、磁気ヘッドとの間で、磁気記録層１１を貫通する磁束の磁路を構成する。
【００２７】
本実施形態では、半導体層を挟む二つの導電層層１３Ａ、１３Ｂにそれぞれ導線を接続できるように、Ｔａ成膜後基板中心部の穴から２ｍｍまでの範囲をカバーした状態でＧｅＰを成膜し、続いて同様に穴から３ｍｍまでの範囲をカバーした状態でＦｅＮｉ、Ｒｕ、ＣｏＣｒＰｔ／ＳｉＯ２、カーボン保護膜の成膜を行った。ここで、カバーは、ディスク状の磁気記録媒体を装着する円柱状のクランプで構成できる。成膜では、磁気記録媒体のディスク状の基板中心部の穴から２ｍｍまでの範囲をカバーする金属の円柱部材をクランプとして装着し、ＧｅＰ材料をスパッタすればよい。続いて、基板中心部の穴から３ｍｍまでの範囲をカバーする金属の円柱部材を装着し、ＦｅＮｉ、Ｒｕ、CoCrPt/SiO2、およ
びカーボンをそれぞれ順にスパッタすればよい。
【００２８】
続いて作製した磁気記録媒体をスピンスタンドに装着し、その最内周から１ｍｍ以内の、Ｔａが露出している箇所に正極を、最内周から４ｍｍのカーボン保護膜上に負極を接続し、回転軸を通して任意の電圧を印加できる構成とした（正極と負極が本発明の一対の導電端子に相当する）。
【００２９】
図４に、本実施例に係る磁気ディスク装置の概要図を示す。この磁気ディスク装置は、磁気記録媒体を回転する不図示の回転台と、回転台を駆動する不図示のモータと、回転台に搭載した磁気記録媒体を固定するクランプ１と、磁気記録媒体へのデータの書き込みおよび磁気記録媒体からのデータの読み出しを実行する磁気ヘッドスライダ２と、磁気記録媒体のトラックを横切る方向に磁気ヘッドスライダ２を相対移動させるアーム３と、加熱用レーザ光源を備えた光ヘッドスライダ４と、磁気記録媒体のトラックを横切る方向に光ヘッドスライダ４を相対移動させるアーム５とを有する。
【００３０】
磁気ヘッドスライダ２およびアーム３の構造は、通常の磁気ディスク駆動装置と同様であるので、その詳細は省略する。
【００３１】
光ヘッドスライダ４（本発明の照射機構に相当）は、一次加熱用のレーザ光源を有し、磁気記録媒体の上面に略垂直にレーザ光を照射する。光ヘッドスライダ４は、ＣＤドライブに用いる光ピックアップと同様の構成である。また、レーザ光のスポット径は、磁気記録媒体のトラックの幅以下（例えば、１００ｎｍ以下）の寸法が望ましい。
【００３２】
アーム５は、ピボット６を中心に回動可能に構成されている。アーム５は、不図示のアクチュエータによって駆動され、光ヘッドスライダ４を磁気記録媒体上で、トラックを横切る方向に移動させる。このような構造により、光ヘッドスライダ４は、媒体上の所望の半径位置にレーザ光のスポットを照射可能である。
【００３３】
本実施例では、半径２０ｍｍの位置においてレーザ照射とほぼ同時に正極と負極を通じて磁気記録媒体に１Ｖの電圧を印加し、通常の磁気ヘッドスライダを用いてトラック１／２周に対して記録を行った。ただし、正極と負極を通じて磁気記録媒体への電圧の印加は、レーザ照射より前に開始してもよい。
【００３４】
レーザ光で加熱されたスポット領域は、磁気記録媒体の回転とともに、磁気ヘッドスライダ２の位置に移動する。この間、正極および負極間に１Ｖの電圧が印加されており、第
１導電層１３Ａおよび第２導電層１３Ｂを介して、レーザ光で加熱されたスポット位置の抵抗発熱層１２に電流が流れ、加熱状態が維持される。そして、加熱状態が維持された状態で、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッドによってデータの書き込みを行った。
【００３５】
その結果、レーザ光あるいは電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、熱アシスト記録動作と、その効果が確認された。ここで、ＳＮ比は、磁気媒体からの読み出し信号によって定義する。すなわち、ビット０とビット１の間の遷移領域での読み出し信号の変化率（微分波形）のピーク値と、ノイズ信号出力との比によってＳＮ比を定義する。
【００３６】
本実施形態の構成によって、磁気記録媒体にて、スピンの方向が揃った磁性粒子の割合が増加し、確実にデータの書き込みが可能になったと推定される。その結果、ビット０とビット１の遷移領域において、ビット０に対応する磁性粒子とビット１に対応する磁性粒子の混在が低減され、Ｓ／Ｎ比が向上したと考えられる。
【００３７】
なお、この熱アシスト動作における、半径位置３０ｍｍでの媒体表面の温度上昇は、１℃未満であった。
【００３８】
＜変形例＞
上記実施例１では、第２導電層１３Ｂとして、１００ｎｍ厚のＦｅＮｉ軟磁性層を成膜した。しかし、これに代えて、第１導電層１３Ａと同様、Ｔａ膜等の金属膜によって第２導電層１３Ｂを構成してもよい。その場合に、第２導電層１３Ｂの上層に、さらに、ＦｅＮｉ軟磁性層を成膜すればよい。そして、ＦｅＮｉ軟磁性層の上層に、磁気記録層１１を実施例１と同様に形成すればよい。このような構成によっても、抵抗発熱層１２への給電と、磁気ヘッド２２から磁気記録層１１を貫通する磁束に対する磁路の形成とを実現できる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、実施例１と同一構造の磁気記録媒体を用い、同様にスピンスタンドを通じて電圧印加可能な構成として、レーザ光源の代わりにスライダの終端部に９０nm幅の電極を形成した加熱用ヘッドスライダ４Ａ（本発明の通電機構に相当）を用いた(図５参照)。
【００４０】
磁気記録ヘッドスライダ２の磁気ヘッドは、通常磁気記録層１１の表面から約１０ｎｍの位置に離間させて、データの書き込みおよび読み出し動作を実行する。実施例２では、加熱用ヘッドスライダ４Ａの９０nm幅の電極についても、磁気ヘッドと同様、磁気記録層１１の表面から約１０ｎｍの位置に離間させて保持した。
【００４１】
そして、実施例１と同様に、半径２０ｍｍの位置において加熱用ヘッドスライダ４Ａに設置した加熱用の電極と磁気記録媒体面との間に１Ｖを印加するとともに、正極および負極を通じて磁気記録媒体内の抵抗発熱層１２に１Ｖの電圧を印加した。これによって、加熱用の電極と媒体面との間に放電を発生させ、磁気記録媒体表面を加熱した。その結果、実施例１と同様、半導体の抵抗発熱層１２にジュール熱が発生し、加熱状態が維持された。
【００４２】
そして、通常の磁気ヘッドスライダ２を用いてトラック１／２周に対して記録を行った。その結果、電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、レーザを用いた熱アシスト記録動作と同様の効果が確認された。
【００４３】
＜変形例＞
上記実施例２では、加熱用の電極と、媒体面との間に放電を発生させて、媒体面を加熱した。しかし、放電に代えて、トンネル電流によって媒体面を加熱してもよい。すなわち、加熱用の電極を磁気記録層１１の表面にさらに近接させて電圧を印加し、トンネル電流を発生させて加熱してもよい。
【実施例３】
【００４４】
図６に、実施例３に係る磁気ディスク装置の構成をモデル化して示す。上記実施例１では、磁気ヘッドスライダ２とは別に、加熱用のレーザ光源を備えた加熱用の光ヘッドスライダ４を設けた。また、実施例２では、磁気ヘッドスライダ２とは別に、加熱用の電極を設けた加熱用ヘッドスライダ４Ａを設けた。本実施形態では、加熱用の電極を磁気ヘッドスライダ２Ａに設けた例を説明する。
【００４５】
図６に示すように、磁気ヘッドスライダ２Ａの終端部に、一次加熱用に幅９０ｎｍの電極２１（以下、加熱用電極という）を形成した。図６の構成では、磁気ヘッド２２の位置に対して、回転する磁気記録媒体の移動方向に対して後方側に、加熱用電極２１を設けている。このように、本実施例の構成では、加熱用電極２１は、必ずしも、磁気ヘッド２２の位置に近接させる必要はない。
【００４６】
なお、加熱用電極２１の代わりに、実施例１と同様に、レーザ光源を設けてもよい。ただし、図６に示した場合加熱用電極２１と同様、レーザ光源は、磁気ヘッド２２に近接させる必要はない。
【００４７】
本実施例では、磁気ヘッドスライダ２Ａのヨー角が０度となる半径位置において、媒体の加熱と媒体への書き込みを実施した。ここで、ヨー角０度とは、磁気ヘッド２２の位置と、加熱用電極２１の位置とが、媒体の回転方向に対して接線上に位置するスライダ位置をいう。この場合には、加熱用電極２１と磁気ヘッド２２とは、ほぼ同一円周状に位置する。したがって、加熱用電極２１で加熱された部分は、磁気記録媒体の回転によって１周した後に、磁気ヘッド２２の位置に達する。
【００４８】
この場合、実施例２と同様に磁気ヘッドスライダ２Ａに設置した加熱用電極２１と媒体面との間に１Ｖを印加し、同時に正極と負極を通じて磁気記録媒体内の半導体層に１Ｖの電圧を印加して、通常の磁気ヘッドスライダを用いてトラック１／２周に対して記録を行った。その結果、電圧印加を用いない場合と比較して約２ｄＢのＳＮ比向上が得られ、熱アシスト記録の効果が確認された。
【００４９】
＜ヨー角が０度以外への対応＞
実際の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドスライダには半径位置に対応したヨー角が付く。すなわち、磁気ヘッドスライダは、所定のピボットによって固定されたアームによって移動されるため、ヨー角は、書き込み位置（媒体が構成するディスクの半径位置）に依存して変化する。したがって、すべての半径位置にて、磁気ヘッド２２の位置と、加熱用電極２１の位置とを媒体の回転方向の接線上に位置付けることはできない。
【００５０】
そのため、磁気ヘッド２２の半径位置と加熱用電極２１の半径位置がずれる。このずれの分量は、ヨー角および磁気ヘッド２２と加熱電極２１との距離とから、幾何学的に算出される。そのため、書き込みを行う目標トラック上に加熱用電極２１を位置させるときに、目標トラックに幾何学的に対応する読み取りトラック上に磁気ヘッド２２を位置させるように実験装置を構成した。ここで、「目標トラックに幾何学的に対応する」とは、加熱用電極２１を目標トラックに位置付けたときに、磁気ヘッド２２が近接するトラックという意味である。
【００５１】
図７に、この位置関係の例を示す。図７では、モデルを簡略化し、アーム５とアーム５のピボット６と、磁気ヘッド２２と、加熱用電極２１とが、一直線上になるように例示した。図７の例では、加熱用電極２１は、半径Ｒ１の位置にあり、磁気ヘッド２２は、半径Ｒ２の位置にある。半径Ｒ１と半径Ｒ２との関係は、磁気ヘッド２Ａの位置、すなわち、アーム５の回転角度に伴って変化する。しかし、半径Ｒ１と半径Ｒ２との関係は、加熱用電極２１と磁気ヘッド２２との距離、アーム５の長さ、磁気記録媒体の寸法等の幾何学的位置関係から数式にて一意に記述できる。
【００５２】
したがって、次にデータを書き込むべき、目標トラックのトラック番号（本発明の識別情報に相当）が決定されると、その目標トラックの半径Ｒ１は、磁気記録媒体の規格にて決定できる。そして、その半径Ｒ１の位置に加熱用電極２１を位置付けるための磁気ヘッド２２の半径位置Ｒ２を決定できる。
【００５３】
この場合、磁気ディスク駆動装置では、磁気ヘッド２２を特定のトラックに駆動することはできるが、磁気ヘッド２２が所望の半径Ｒ２の位置にあるか否かを確認することはできない。そこで、本実施例では、磁気ヘッド２２を半径Ｒ２に最も近いトラック（以下、読み取りトラックという）に位置付けた後、磁気ヘッド２２（の読み取りヘッド）からの読み取り信号によって磁気ヘッド２２の位置を微調整し、半径Ｒ２に位置付ける。
【００５４】
ここでは、１トラック分に満たない半径位置のずれは、トラック中心と磁気ヘッド２２の中心とをずらすことで調整した。すなわち、通常のトラッキング動作によって得られる、読み取りトラックからの読み出し信号をトラックの幅方向の中心位置からの信号と仮定して、トラックの幅方向の位置と、その位置での読み取り信号の変動値との関係から、トラックの幅方向の中心位置からずれを推定した。
【００５５】
例えば、読み取り位置のずれと、信号の変動が線形関係にあると仮定した場合、磁気ヘッドを内側にずらして出力が平均２０％落ちた場合に、その半径位置をトラック中心からトラック幅の２０％分内側と判断して、加熱電極２１の半径位置を計算できる。磁気ヘッドをトラックの外側にずらす場合も同様である。
【００５６】
図８に、この処理を実行する制御プログラムのフローチャートを示す。この制御プログラムは、磁気ディスク駆動装置を制御するＣＰＵ（本発明の制御部に相当）で実行される。
【００５７】
この処理では、ＣＰＵは、まず、次に書き込むべき書き込みトラック番号Ｔ１のトラックを決定し、さらに、そのトラックＴ１の中心半径Ｒ１０を算出する（Ｓ１）。以下、単にトラック番号ＴのトラックをトラックＴと呼ぶ。
【００５８】
次に、ＣＰＵは、加熱用電極２１を中心半径Ｒ１０に位置付けるための磁気ヘッド２２（読み取りヘッド）の目標位置半径Ｒ２および目標位置半径Ｒ２に近いトラックＴ２を決定する（Ｓ２）。
【００５９】
次に、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２をトラックＴ２に位置付ける（Ｓ３）。さらに、ＣＰＵは、トラックＴ２の中心半径Ｒ２０を決定する（Ｓ４）。そして、ＣＰＵは、トラックＴ２の中心半径Ｒ２０と、目標位置半径Ｒ２との差分ΔＲ＝Ｒ２−Ｒ２０を算出する（Ｓ５）。
【００６０】
そして、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２をトラックの中心半径Ｒ２０から差分ΔＲだけ移動した場合の磁気ヘッド２２からの読み取り信号の減少分ΔＳを算出する（Ｓ６）。ΔＳは、例えば、トラックの中心半径Ｒ２０での読み取り信号の強度に対する比率（百分率）で
求めればよい。その場合、磁気ヘッド２２のトラックの幅方向の中心からのずれ量と読み取り信号の変化を実験的に測定しておけばよい。そして、ΔＲとΔＳとの関係をテーブルまたは実験式で格納しておき、ΔＳからΔＲが決定できるようにすればよい。
【００６１】
次に、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２の半径位置をΔＳ減少するまで移動する（Ｓ７）。移動方向は、差分ΔＲの符号から決定される。すなわち、差分ΔＲが正であれば、磁気ヘッド２２を中心半径Ｒ２０の外側に移動し、差分ΔＲが負であれば、磁気ヘッド２２を中心半径Ｒ２０の内側に移動すればよい。
【００６２】
次に、ＣＰＵは、抵抗発熱層１２を挟む導電層１３Ａ、１３Ｂに電圧を印加する（Ｓ８）。さらに、ＣＰＵは、加熱用電極２１に電圧を投入する（Ｓ９）。これにより、書き込みトラックＴ１の中心半径Ｒ１にて、磁気記録媒体の表面上で加熱用電極２１に相当するスポットを含むトラックが加熱される。そして、ＣＰＵは、磁気ヘッド２２（書き込みヘッド）を書き込みトラックＴ１に位置付け、データを書き込む（Ｓ１０）。このとき、実施例１、２で述べた場合と同様、抵抗発熱層１２への加熱によってトラックＴ１の書き込み状態が維持されている。
【００６３】
書き込み完了後、ＣＰＵは、抵抗発熱層１２への加熱および加熱用電極２１への電圧印加を停止する（Ｓ１１）。これにより、書き込みトラックのデータ書き込み先への加熱が停止され、熱が拡散し、加熱状態が消滅する。
【００６４】
この方法によって所望の位置に加熱電極を保持し、書き込みを行う範囲に対して一次加熱を行い、続いて二次加熱を行いながら該当箇所に書き込み用磁気ヘッドを移動させて記録を行った。その結果、ヨー角が０度であった場合と同等の記録・再生結果が得られた。これにより、上記の構成によっても、所望の位置に対する書き込み動作ができることが判明した。
【００６５】
＜変形例＞
上記実施例３では、書き込みトラックＴ１に加熱用電極２１を位置付けるための磁気ヘッド２２の目標位置半径Ｒ２、目標半径Ｒとトラックの中心半径Ｒ２０との差分ΔＲ等を磁気ディスク装置の位置関係から算出する制御プログラムの例を示した。しかし、このような位置関係は、固定されているため、それぞれの書き込みトラックＴ１に対して、目標位置半径のトラックＴ２および差分ΔＲをルックアップテーブルに保持するようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵがこれらの値を計算する代わりに、制御プログラム実行時、書き込みトラックＴ１が決定されたときに、ルックアップテーブルから参照するようにしてもよい。
【００６６】
＜実施形態の効果＞
本実施形態で説明した構造を用いることにより、レーザ光源を組み込んだ複雑な構成の磁気ヘッドスライダを用いる必要がなくなるため、熱アシスト記録による高密度記録が低製造コストで実現される。磁気ヘッド２２のごく近傍に電熱体を組み込んだ場合と比較すると、ヘッドスライダ上の任意の加工しやすい箇所に電極を一つ設けることで、熱アシスト記録が実現可能であることから、製造コストの面で有利であり、また加熱用電極２１と磁気ヘッド２２との距離を大きくとることができるため、加熱による磁気ヘッド２２の劣化を回避できる。
【００６７】
＜その他＞
本実施形態は、以下の態様（付記という）を含む。
（付記１）
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体。（１、図１）
（付記２）
前記第２導電材料層は、前記磁気記録層に対して裏打ち形成されている軟磁性材料層であることを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
（付記３）
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を有する磁気記録媒体、および、前記磁気記録媒体への磁気記録の書き込みおよび前記磁気記録媒体からの磁気記録の読み取りを実行するヘッド部を有するスライダ、を備える磁気ディスク装置。（２、図４，図５）
（付記４）
前記半導体層を挟んで存在する第１導電性材料層と第２導電材料層との間に電圧を印加可能な一対の導電端子をさらに備えることを特徴とする付記３に記載の磁気ディスク装置。
（付記５）
レーザ光を媒体上の所望の半径位置に照射可能な照射機構をさらに備え、
上記照射機構が前記スライダとは独立して稼動することを特徴とする、付記３または４に記載の磁気ディスク装置。（３、図４）
（付記６）
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を、媒体上の所望の位置に位置付け可能な通電機構をさらに備え、
上記通電機構が前記ライダとは独立して稼動することを特徴とする、付記３または４記載の磁気ディスク装置。（４、図５）
（付記７）
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極が、前記ヘッド部と共に前記スライダに設置されていることを特徴とする、付記３または４に記載の磁気ディスク装置。（５、図６）
（付記８）
前記電極を前記磁気記録媒体上の目標トラックに位置付けるときに、前記磁気ヘッド部を位置付けるべき目標位置半径を決定し、
前記目標位置半径に近接する読み取りトラックの識別情報、およびその読み取りトラックのトラック幅の中心に位置する中心半径と前記目標位置半径との差分値とを決定し、
前記磁気ヘッド部を前記読み取りトラックに位置付けたときに出力される信号強度をトラック中心での出力と仮定し、前記読み取りトラックのトラック幅の中心から前記磁気ヘッドの半径位置を前記差分値だけずらした場合の出力の減少割合によって前記磁気ヘッドの半径位置を微調整する制御部をさらに備える付記７に記載の磁気ディスク装置（図８）。
（付記９）
レーザ光の照射あるいは電極と磁気記録媒体との間での通電による、磁気記録媒体上の記録対象箇所の加熱と同時に、あるいは加熱に先立って、前記磁気記録媒体に形成された半導体層を挟む導電性材料層間に電圧を印加するステップと、
前記印加された電圧を維持しながら磁気記録媒体上の所定箇所へ磁気によるデータを記録するステップと、を有することを特徴する磁気記録方法（図８）。
（付記１０）
前記記録が終了した時点で上記電圧の印加を終了するステップを有することを特徴とする付記９に記載の磁気記録方法（図８）。
（付記１１）
読み取りヘッドと連動する対象物のディスク状基板への位置制御方法であり、
前記対象物を前記ディスク状基板の目標トラックに位置付けるときに、前記読み取りヘッドを位置付けるべき目標位置半径を決定するステップと、
前記目標位置半径に近接する読み取りトラックの識別情報、およびその読み取りトラックのトラック幅の中心に位置する中心半径と前記目標位置半径との差分値とを決定するステップと、
読み取りヘッドを前記読み取りトラックに位置付けたときに出力される信号強度をトラック中心での出力と仮定し、前記トラック幅の中心から前記読み取りヘッドの半径位置を前記差分値だけずらした場合の出力の減少割合によって前記読み取りヘッドの半径位置を微調整するステップと、を有し、
前記読み取りヘッドの半径位置制御によって前記対象物を目標位置半径に位置付けるトラッキング方法（図８）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気記憶素子の１実施形態の模式図（断面）である。
【図２】記録を行う箇所を加熱する動作の原理を示す断面図である。
【図３】記録動作を示す平面図である。
【図４】一次加熱を行う手段として、磁気ヘッドスライダと互いに独立した駆動手段を持つ光ヘッドに搭載されたレーザ光を用いる磁気ディスク装置の概念図である。
【図５】一次加熱を行う手段として、磁気ヘッドスライダと互いに独立した駆動手段を持つスライダに搭載された発熱用電極を用いる磁気ディスク装置の概念図である。
【図６】一次加熱を行う手段である発熱用電極を組み込んだ磁気ヘッドスライダの概念図である。
【図７】実施例３に係る磁気ディスク装置の構成をモデル化して示す図である。
【図８】実施例３の処理を実行する制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１ クランプ
２、２Ａ 磁気ヘッドスライダ
３、５ アーム
４ 光ヘッドスライダ
４Ａ 加熱用ヘッドスライダ
６ ピボット
１１ 磁気記録層
１２ 抵抗発熱層
１３ 導電層
２１ 加熱用電極
２２ 磁気ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を有する磁気記録媒体、および、
前記磁気記録媒体への磁気記録の書き込みおよび前記磁気記録媒体からの磁気記録の読み取りを実行するヘッド部を有するスライダ、を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
レーザ光を媒体上の所望の半径位置に照射可能な照射機構をさらに備え、
上記照射機構が前記スライダとは独立して稼動することを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を、媒体上の所望の位置に位置付け可能な通電機構をさらに備え、
上記通電機構が前記ライダとは独立して稼動することを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極が、前記ヘッド部と共に前記スライダに設置されていることを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電性材料層と、
前記第１導電性材料層の上に形成された半導体層と、
前記半導体層の上に形成された第２導電性材料層と、
前記第２導電材料層の上に形成された磁気記録層と、を有する磁気記録媒体、および、
前記磁気記録媒体への磁気記録の書き込みおよび前記磁気記録媒体からの磁気記録の読み取りを実行するヘッド部を有するスライダ、を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
レーザ光を媒体上の所望の半径位置に照射可能な照射機構をさらに備え、
上記照射機構が前記スライダとは独立して稼動することを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極を、媒体上の所望の位置に位置付け可能な通電機構をさらに備え、
上記通電機構が前記ライダとは独立して稼動することを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
磁気記録媒体との間で放電、あるいはトンネル現象による通電が可能な電極が、前記ヘッド部と共に前記スライダに設置されていることを特徴とする、請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２１０４６４（Ｐ２００８−２１０４６４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４６８８６（Ｐ２００７−４６８８６）
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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