磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置
【課題】 アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを使用すると共に、各ポア間の磁気特性のばらつきが緩和された磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】 基板１と、基板１上に形成されたアルマイト層１０（多孔質層）と、アルマイト層１０上に形成された保護膜５と、保護膜５上に塗布された潤滑剤６と、を備えて構成され、アルマイト層１０の層内には、垂直（基板１の表面に対し略直交する方向）に複数の細孔（ポア）が形成されており、この各ポア内には、基板１上の下部軟磁性層２と、下部軟磁性層２上の記録層３（強磁性層）と、記録層３上の上部軟磁性層４とが、形成されている。
【解決手段】 基板１と、基板１上に形成されたアルマイト層１０（多孔質層）と、アルマイト層１０上に形成された保護膜５と、保護膜５上に塗布された潤滑剤６と、を備えて構成され、アルマイト層１０の層内には、垂直（基板１の表面に対し略直交する方向）に複数の細孔（ポア）が形成されており、この各ポア内には、基板１上の下部軟磁性層２と、下部軟磁性層２上の記録層３（強磁性層）と、記録層３上の上部軟磁性層４とが、形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置に係り、特に、軟磁性上部層を有するナノ構造の垂直パターンが形成された媒体（垂直パターンドメディア）を使用して、コンピュータ用の磁気ディスクの大容量化・高速化を可能にした磁気記録媒体及びその製造方法、並びに、磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＴ産業の発展と技術革新を背景として、コンピュータシステムの性能には、一層の向上がなされることが課されており、特に、磁気ディスクに装填される磁気記録媒体については、検索エンジンの検索対象となるウエブ空間の拡大等を背景として、大容量化・高速化・低コスト化が課題となっている。
【０００３】
このような課題を達成するためには、磁気記録媒体の記録密度を向上させることが必須条件であり、よって、従来から、磁気記録媒体について、連続磁性膜の水平記録方式を採用することにより、その記録密度を高めるための様々な試みがなされている。しかし、この水平記録方式では、記録密度の向上は、技術的な限界に達しつつある。
【０００４】
このような技術的限界は、例えば、前述の連続磁性膜を形成する磁性粒子の結晶粒のサイズに起因し、即ち、連続磁性膜を形成する磁性粒子の結晶粒のサイズが大きいと、複雑磁区が生じて記録再生時のノイズが大きくなり、また、この点を改善するために、この結晶粒のサイズを小さくすると、今度は熱揺らぎが生じて磁化が経時的に減少し、記録再生時にエラーとなってしまうという問題点がある。
【０００５】
また、例えば、磁気記録媒体の記録密度を高めると、相対的に記録減磁界が大きくなるため、この磁気記録媒体の保磁力を大きくしなければならないが、磁気記録媒体の保磁力を大きくすると、今度は磁気ヘッドの書込み能力が不足してオーバーライト特性が確保できなくなるという問題点がある。
【０００６】
このため、最近では、前述の水平記録方式に代わる新しい記録方式が盛んに研究されている。
このような新しい記録方式の一つとして、磁気記録媒体に形成する磁性膜を連続膜とはせず、例えば、ドット、バー、ピラー等のパターンとし、しかも、そのサイズをナノメートルスケールに微細化することにより、複雑磁区ではなく、単磁区構造とした磁気記録媒体（パターンメディア）を形成し、このような磁気記録媒体を用いる記録方式が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
また、前述の水平記録方式よりも記録減磁界が小さくなるため高密度化が可能で、記録層を極端に薄くする必要がなく、記録磁化の熱揺らぎに耐性が向上する垂直記録方式も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
なお、このような垂直記録方式として、軟磁性膜と垂直磁化膜とを併用する提案もなされている（例えば、特許文献２参照。）。
また、単磁極ヘッドによる書込み性が十分でないことに着目して、軟磁性下地層を形成する提案も成されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
一方、磁気記録媒体については、従来から、ナノ構造の垂直パターンが形成された媒体（垂直パターンドメディア）を応用する研究も行われている。
但し、この垂直パターンドメディアは、磁気記録媒体とは限らず、一般に、光学素子、量子効果デバイス、ガスセンサー、電界放出型ディスプレー、分子センサー等の多方面に応用されている。その理由は、アルミニウムの陽極酸化法により形成されるアルマイトポアは、通常、アルミナポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化されて発生するものであるため、リソグラフィ的な手法で１ドット毎に形成する従来方法に較べて製造コストが安くなるメリットを有するからである。また、二段陽極酸化法やインプリント法を用いることにより、ナノホールの規則配列も可能となることが知られており、この面でも、研究・開発が盛んに行われている。
【００１０】
このナノ構造の垂直パターンが形成された磁気記録媒体としては、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填し、センサーや磁気記録媒体を作成する研究も古くから行われている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１１】
図４は、特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
同図に示すように、基板９１の上部に下地層９２が形成され、下地層９２の上部にアルマイト層９３が形成されている。アルマイト層９３中に垂直に形成されたポア内部には、アルマイト層９３の膜厚に等しい長さの柱状の強磁性金属９４が等間隔に充填されている。
【００１２】
図５は、特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は磁気記録媒体の平面図、図５（ｂ）は垂直磁化が行われている状態の磁気記録媒体の断面図を示す。この磁気記録媒体は、基板８６，裏打ち層８５，下地電極層８４，アルミナ８２，記録部８１からなる。
【００１３】
一般に、アルマイト層に形成したポア内部に金属を充填するためには、主として、めっき法が用いられる。これは、アルマイト層のアスペクト比（深さ／開口径）が大きいため、蒸着法やスパッタ法等（ＰＶＤ法）を使用していては、アルマイト層の奥まで金属を充填させることが困難であるためである。
【００１４】
また、アルマイト層の底部には陽極酸化時（ポア形成時）にアルミナ膜（絶縁層）が形成されているため、前述のめっき法としては、特にＡＣめっき法（交流鍍金法）を用いる必要がある。
【００１５】
しかし、アルマイト層の内部に、ＡＣめっき法等で金属層を成膜する場合、アルマイト層の部位によって金属膜の成膜レートが各々異なったものとなるため、結果として金属層厚にばらつきが生じることが問題点となる。
【００１６】
図６は、従来の一般的な磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に、めっき法により垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図であり、図６（ａ）はＣｏ（コバルト）を１分間メッキした場合を示し、図６（ｂ）はＣｏ（コバルト）を５分間メッキした場合を示す。
【００１７】
同図は、アルマイト層中のポア内部に、めっき法によりＣｏを充填した時の、めっき時間と各アルマイト層ポア内に充填されたＣｏの厚さとの関係を示す。この時の、アルマイト層の直径は約２０〔ｎｍ〕、アルマイト層の深さは約１４００〔ｎｍ〕である。図６（ａ）に示す断面では、約１１０〔ｎｍ〕の長さのＣｏが装填され、図６（ｂ）に示す断面では、約５００〔ｎｍ〕の長さのＣｏが装填されているが、いずれの断面においても、Ｃｏの長さには、各ポアによってばらつきが視認される。
【００１８】
図７は、特許文献５記載の磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
ナノホール垂直パターンドメディアを磁気ディスク装置用の実用的な記録媒体に仕上げるには、各ポア内に装填される強磁性体の長さのばらつきに起因する磁気特性のばらつきを緩和することが必要となるが、その方法の一つとして、最近では、図７に示すように、記録層７３と基板７１との間に下部軟磁性層７２を設けて各ポア内の磁気抵抗を改善する方法も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【非特許文献１】Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ８５（４），６５２（１９９７）
【特許文献１】特開平６−１８０８３４号公報
【特許文献２】特開昭５２−１３４７０６号公報
【特許文献３】特開２００１−２８３４１９号公報
【特許文献４】特開２００２−１７５６２１号公報
【特許文献５】特願２００３−９９９６５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上記背景技術で述べた従来の磁気記録媒体にあっては、ナノホール垂直パターンドメディアを実用に耐える磁気ディスク装置用の記録媒体に仕上げる試みとして、例えば、前述の特許文献５で述べたとおり、記録層の下部に軟磁性層を設ける提案がなされている。
【００２０】
しかし、特許文献５に開示された方法では、ポア内に磁性層を充填する時には、ＡＣめっき法を用いるため、各ポア内に充填される下部軟磁性厚さにも、ばらつきが生じるという問題点がある。
【００２１】
また、下部軟磁性膜充填後、磁気記録層を形成する際には、ＡＣめっき法または、比較的膜厚ばらつきが少ない無電解めっき法などを用いて下部軟磁性膜上に強磁性体を充填しているが、この方法でも、磁気記録層膜厚にばらつきが残り、前述の下部軟磁性厚のばらつきと相まって、各ポアからの磁気信号出力（磁気特性）にばらつきが生じることが問題点となる。以下、この場合の各ポアからの磁気信号出力について詳細に説明する。
【００２２】
各ポアからの出力（磁気特性）は、以下に示す磁界ｔＢｒに比例する。任意のポア（例えばポア１）からの磁界をｔＢｒ１で示すと、ｔＢｒ１は、ｔＢｒ１＝ｔｕ１×Ｂｕ１＋ｔｒ１×Ｂｒ１として求められる（ここで、ｔｕ１は下部軟磁性層膜厚、Ｂｕ１は下部軟磁性層の残留磁化、ｔｒ１は磁気記録層膜厚、Ｂｒ１は磁気記録層の残留磁化を示す）。
【００２３】
同様に、ポア１以外の他のポア（ポア２，ポア３，・・・ポアＮ）のｔＢｒは、ｔＢｒ２，ｔＢｒ３，・・・・ｔＢｒＮとして示すことができるが、前述のとおり、各ポア間で、前述の下部軟磁性層（ｔｕ）及び磁気記録層厚（ｔｒ）が異なって形成されているので、ｔＢｒ１≠ｔＢｒ２≠ｔＢｒ３≠・・・≠ｔＢＮとなり、即ち、各ポアからの磁気信号出力（磁気特性）にばらつきが生じる結果となる。
【００２４】
さらに、ヘッドと記録層との間の間隙により、ヘッドと記録層との間の磁気抵抗が増大すること、及び、ヘッドと記録層との間の磁気抵抗にばらつきが生じることも問題点となる。以下、この問題点について詳細に説明する。
【００２５】
アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを、磁気ディスク装置用の記録媒体に使用する場合、従来は、媒体表面を平坦化する工程として、ポアに充填した記録層（例えばＣｏ）を表面研磨する工程を実施している。しかし、この場合、一般に、Ｃｏ等の強磁性体の硬度は、軟磁性体の硬度よりも大きく、研磨が困難であるため、研磨の程度にばらつきが生じ、これにより、研磨後の各ポア内に充填されたＣｏの膜厚、及び研磨時にかかるダメージ（応力）がばらつくので、各ポアの記録特性（磁気特性）にばらつきが生じる。この解決方法として、記録層の上に研磨し易い保護膜を形成することも考えられるが、保護膜として非磁性材料を用いた場合は、ヘッドと記録層との間の距離が、この保護膜の介在により離れてしまって、このヘッドと記録層との間の磁気抵抗が大きくなるので、書きにじみ等の書き込み特性の低下が生じ易くなるという問題点が生じる。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを使用すると共に、各ポア間の磁気特性のばらつきが緩和された磁気記録媒体を提供することを目的としている。
【００２７】
本発明の他の目的は、アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを使用すると共に、各ポア間の磁気特性のばらつきを緩和することができる磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【００２８】
本発明の他の目的は、磁気特性が安定した磁気記録媒体を装填し、ＩＴ産業の発展を背景としたコンピュータシステムの性能向上の要請に応えて、大容量化・高速化・低コスト化を達成できる磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、上記した従来の磁気記録媒体の課題に鑑みてなされたものであり、基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体を提供するものである。
【００３０】
また、前記記録媒体において、前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする。
【００３１】
また、前記記録媒体は、前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする。
【００３２】
また、前記記録媒体において、前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする。
また、前記記録媒体において、前記細孔中の強磁性層は、磁気記録用材料をメッキすることにより充填したものであることを特徴とする。
【００３３】
また、前記記録媒体において、前記磁気記録用材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする。
また、前記記録媒体において、前記上部軟磁性層を構成する材料と、前記下部軟磁性層を構成する材料とは、同じ材料であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、前記記録媒体において、前記上部軟磁性層を構成する材料、及び前記下部軟磁性層を構成する材料は、いずれもＮｉＦｅ、若しくはＮｉＦｅを含む合金であることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を提供するものである。
【００３６】
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記記録層用磁性膜を構成する材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする。
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性材料膜を構成する材料は、ＮｉＦｅであることを特徴とする。
【００３７】
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記アルミニウム膜の上面全体に保護膜を成膜させ、前記保護膜の上面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする。
さらに、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記保護膜を構成する材料は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）であることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体によれば、アルマイトポアの内部には全て磁性体が充填されるので、ポア内部に非磁性体や、空隙が存在する従来の磁気記録媒体に較べて、ポア内部の磁気抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、いわゆる磁束の引き込み効果が生じて、強磁性体の記録層３に多くの磁束を集めることが可能となるので、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率を大幅に向上させ、また、書込み電流も小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体は、基板上に多孔質層を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の層を有してなる。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の全体構造を示す断面図である。
同図において、本実施形態の磁気記録媒体は、基板１と、基板１上に形成されたアルマイト層１０（多孔質層）と、アルマイト層１０上に形成された保護膜５と、保護膜５上に塗布された潤滑剤６と、を備えて構成され、アルマイト層１０の層内には、垂直（基板１の表面に対し略直交する方向）に複数の細孔（ポア）が形成されており、この各ポア内に、基板１上の下部軟磁性層２と、下部軟磁性層２上の記録層３（強磁性層）と、記録層３上の上部軟磁性層４と、を備える。
【００４２】
本磁気記録媒体には、さらに、必要に応じて非磁性層（中間層）を形成することができる。
基板１は、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記形状としては、本磁気記録媒体が磁気ディスク装置に装填される磁気記録媒体である場合には、円板状であり、また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、基板１を構成する材質としては、磁気記録媒体の基材材料として公知のものの中から適宜選択することが可能であり、例えば、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が可能である。さらに、これらの基板材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４３】
なお、基板１は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
アルマイト層１０の層内に形成される多孔質層としては、基板１の表面に対し略直交する方向に細孔（ポア）が複数形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その材料としては、例えば、アルマイト（酸化アルミニウム）、ポーラスシリカなどが好適であり、また、この構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
【００４４】
この細孔における開口径のサイズは、記録層３（強磁性層）を単磁区とすることができるサイズであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能である（例えば、１００ｎｍ以下が好ましく、５〜６０ｎｍがより好ましい）。なお、この細孔における開口径が、１００ｎｍを超えると、単磁区構造にならないことがある。
【００４５】
この細孔の、アルマイト層１０（多孔質層）の表面における配列状態については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能であるが、規則的に配列されていることが好ましく、例えば、ハニカム状に配列された態様、正方格子状に配列された態様、などがより好ましく、これらの中でも、前記細孔を均等かつ密に配列させることができる点で、ハニカム状に配列された態様が特に好ましい。
【００４６】
この細孔における深さと開口径とのアスペクト比（深さ／開口径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高アスペクト比であると、形状異方性が大きくなり、磁気記録媒体の保持力を向上させることができる点で好ましく、例えば、２以上であるのが好ましく、３〜１５であるのがより好ましい。
【００４７】
ちなみに、従来は、このアスペクト比が、２未満であると、磁気記録媒体の保持力を十分に向上させることができないことがあった。
この多孔質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２０〜２００ｎｍが特に好ましい。
【００４８】
ちなみに、従来は、この多孔質層の厚みが、５００ｎｍを超える場合に、磁気記録媒体に軟磁性下地層を設けただけでは、高密度記録を行うことができないことがあり、該多孔質層の研磨が必要になり、この場合、時間を要し高コストであり、品質劣化の原因となっていた。
【００４９】
この多孔質層の形成方法には、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することが可能であり、例えば、スパッタ法、蒸着法等により該多孔質膜の材料の連続膜を形成した後で、陽極酸化法等のエッチング法により形成することが可能である。
【００５０】
記録層３（強磁性層）は、本磁気記録媒体において記録層として機能し、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４と共に磁性層を構成する。
記録層３の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ及びＮｉＰｔから選択される少なくとも１種類の材料等が好適な材料として使用可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００５１】
記録層３の構造（形状）は、前記材料により垂直磁化膜として形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ｌｌ０規則構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配向しているものや、ｆｃｃ構造またはｂｃｃ構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配列しているもの等が、好適な構造として可能である。
【００５２】
記録層３の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、記録時に使用される線記録密度等に応じて適宜選択することができる。例えば、下部軟磁性層２の厚み以下とすることや、記録時に使用される線記録密度で決まる最小ビット長の１／３倍〜３倍とすること、及び、下部軟磁性層２の厚み以下とすることが可能である。通常は、例えば、５〜１００ｎｍ程度が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましく、１Ｔｂ／ｉｎ２をターゲットにした線記録密度１５００ｋＢＰＩで磁気記録を行う場合には、５０ｎｍ以下（２０ｎｍ程度）にすることが好ましい。
【００５３】
なお、前述の説明において、記録層３の厚みは、記録層３が、強磁性層の積層構造、または複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各強磁性層の厚みの合計を意味するものとする。また、以下の説明で、下部軟磁性層２或いは上部軟磁性層４の厚みは、これらの軟磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各軟磁性層の厚みの合計を意味するものとする。
【００５４】
本磁気記録媒体は、その結果、ポア内部を全て磁性体が占めることになり、ポア内部に非磁性体や、空隙が存在する従来の磁気記録媒体に較べて、ポア内部の磁気抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、いわゆる磁束の引き込み効果が生じて、強磁性体の記録層３に多くの磁束を集めることが可能となり、その結果、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率が大幅に向上し、また、書込み電流も小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる。
【００５５】
記録層３の形成方法については、この実施形態では、交流鍍金法を使用するものとするが、一般に、本発明では、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、交流鍍金法とは限らない電着（電着法）等により行うことが可能である。
【００５６】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ＮｉＦｅ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＣ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮｉＢ、及びＣｏＺｒＮｂから選択される少なくとも１種類の材料等が好適に使用可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００５７】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の厚みについては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、アルマイト層１０（多孔質層）における前記細孔の深さや、記録層３の厚み等に応じて適宜選択することが可能である。例えば、記録層３の厚みを超えることも可能である。
【００５８】
このように、本実施形態に係る磁気記録媒体は、磁性層に、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を設けたことにより、従来の、非磁性体の保護膜等を設ける方法に比べて、磁性層の磁性抵抗を著しく減少させることが可能となり、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記強磁性層に収束させることができるので、磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。
【００５９】
なお、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４は、磁気ヘッドと共に該磁気ヘッドから入力させる記録磁界の磁気回路を形成可能に構成することが好ましい。
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の形成方法については、本実施形態では、交流鍍金法を使用するものとするが、一般に、本発明では、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことが可能であり、例えば、交流鍍金法とは限らない電着（電着法）等により行うことができる。
【００６０】
前述の多孔質層における細孔中には、磁性層（記録層３、下部軟磁性層２、及び上部軟磁性層４）の範囲で、非磁性層（中間層）を有していてもよい。
なお、従来、多孔質層における細孔中に、前述の非磁性層（中間層）が存在する場合に、記録層３と下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４との間の交換結合力の作用を弱めることに起因して、予想とは異なる磁気記録の再生特性となってしまうことがあったが、本実施形態に係る磁気記録媒体では、このような場合においても、所望の再生特性に維持することを可能にする。
【００６１】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を構成する材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、及びＴｉから選択される少なくとも１種類の材料などを使用することが可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００６２】
下部軟磁性層２の厚み、及び上部軟磁性層４の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、前述の非磁性層の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、交流鍍金法を範疇に含む電着（電着法）等により行うことができる。
【００６３】
さらに、基板１とアルマイト層１０との間に、何らかの軟磁性下地層を有していてもよい。また、この軟磁性下地層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、前述の下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の材料と同じ材料が、好適に使用可能である。さらに、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００６４】
この軟磁性下地層を設置する場合は、基板１の表面に磁化容易軸を有するように設置することが好ましい。この場合、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束が効果的に閉じた磁気回路を形成し、該磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。
【００６５】
この軟磁性下地層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、交流鍍金法を範疇に含む電着（電着法）等により行うことができる。
保護膜５、潤滑剤６については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、他の構成要素として、電極層を設置することができる。
【００６６】
この電極層は、磁性層（記録層３、下部軟磁性層２、及び上部軟磁性層４）を電着等により形成する際の電極として機能する層であり、一般に、前記基板上であって記録層３の下方に設けられる。
【００６７】
なお、記録層３を交流鍍金法を範疇に含む電着により形成する場合、この電極層を電着用の電極として使用してもよいが、他に、軟磁性下地層等を設ける場合は、これを電極として使用してもよい。
【００６８】
この電極層を構成する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、及び、これらの合金等を使用することが可能である。また、これらの材料以外に、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｏ等を、さらに含有していてもよい。さらに、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００６９】
この電極層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、この電極層は、１層のみが設けられていてもよいし、２層以上が設けられていてもよい。
【００７０】
この電極層の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、スパッタ法、蒸着法等により行うことが可能である。
保護膜５は、上部軟磁性層４を保護する機能を有する層であり、上部軟磁性層４の表面、乃至は上方に設けられる。
【００７１】
保護膜５は、１層のみが設けられていてもよいし、２層以上が設けられていてもよく、また、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
保護膜５を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等を使用することができる。
【００７２】
保護膜５の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
保護膜５の形成方法については、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法に従って行うことができるが、例えば、プラズマＣＶＤ法、塗布法、などにより行うことが可能である。
【００７３】
本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドを用いた各種の磁気記録に使用することができるが、単磁極ヘッドによる磁気記録に好適に使用することができる。特に、後述する本発明の磁気記録装置に好適に使用することができる。
【００７４】
本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドの書き込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、高品質である。
【００７５】
このため、本発明の磁気記録媒体は、各種の磁気記録媒体として設計し、使用することが可能であり、特に、コンピュータシステムの外部記憶装置や、民生用のビデオ記録装置等として広く使用されている磁気ディスク装置等に装填して使用することが可能である。
【００７６】
本発明の磁気記録媒体の製造については、特に制限はなく、公知の方法に従って製造することができるが、以下に説明する本発明の磁気記録媒体の製造方法により好適に製造することができる。
（製造方法）
以下、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【００７７】
まず、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の概要を説明する。
本製造方法では、記録層３の材料を充填後、その上部に、上部軟磁性層４を形成し、その後、この上部軟磁性層４の表面を平坦化する。この方法により、記録層３の磁気特性のばらつきが抑えられ、高密度記録用のナノ構造垂直パターンドメディアを提供することができる。
【００７８】
本製造方法によれば、記録層３を、下部軟磁性層２と、上部軟磁性層４とで挟み込んで、磁性層の垂直方向の長さ（上部軟磁性層４の長さ＋記録層３の長さ＋下部軟磁性層２の長さ）を、ポアの長さに等しい長さに均一化する（揃える）ことが可能となり、これにより、磁性層の磁気抵抗が従来よりも著しく減少するので、その結果、磁気ヘッドから生成される書き込み磁界を記録層３に効率的に引き込めるようになり、書きにじみ等の問題点が生じない。
【００７９】
図２は、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す工程別の断面図である。
以下、図１，２を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を工程別に説明する。
【００８０】
まず、図２（ａ）に示す工程で、基板上に、Ａｌ膜（アルマイト層１０）を、スパッタ法で６００ｎｍの厚さに成膜する。
次に、図２（ｂ）に示す工程で、陽極酸化法を用いて、Ａｌ膜（アルマイト層１０）の内部に、所定の記録密度に必要なピッチでアルマイトポア２０を形成する。ここで、アルマイトポア２０のピッチは、アルマイトポアピッチ（ｎｍ）＝陽極酸化時の直流電圧（Ｖ）×２．５で求められる。アルマイトポア２０の深さは、陽極酸化時間でもって制御し、５００ｎｍとする。また、陽極酸化後に、薄いリン酸等を用いて、所望の大きさにアルマイトポア２０の内径を拡大する。
【００８１】
次に、図２（ｃ）に示す工程で、ＡＣめっき法（交流鍍金法）により、アルマイトポア２０の内部に、ＮｉＦｅ膜を、厚さ２００ｎｍで充填し、これにより、下部軟磁性層２を形成する。
【００８２】
次に、図２（ｄ）に示す工程で、アルマイトポア２０の内部に、記録層用磁性膜のＣｏ（コバルト）膜を厚さ１５０ｎｍで充填し、記録層３を形成する。ここでは充填厚を揃えるため無電解めっき法を用いることが好ましい。
【００８３】
次に、図２（ｅ）に示す工程で、ＡＣめっき法により、アルマイトポア２０の内部に、ＮｉＦｅ膜を、厚さ１００ｎｍで充填する。この時、アルマイト層１０（図１）の表面に溢れ出たＮｉＦｅ層は、アルマイトポア２０が存在する磁性層の上面まで、ＣＭＰ法を用いて研磨し、表面を平坦化する。これにより、上部軟磁性層４が形成される。
【００８４】
最後に、図２（ｆ）に示す工程で、保護膜５として前述のＤＬＣを５ｎｍの厚さで成膜し、その上に潤滑剤６を、厚さ４ｎｍで塗布し、ナノホール垂直媒体を作成する。
なお、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の形成方法は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法（スパッタリング）、蒸着法等の真空製膜法、ＡＣめっき法以外の電着（電着法）などで形成してもよいし、あるいは無電解メッキで形成してもよい。
【実施例】
【００８５】
図３は、本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法を１実施例として示す工程別の断面図である。
以下、図１，３を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法の１実施例を説明する。
【００８６】
まず、図３（ａ）に示す工程では、磁気ディスク用の記録媒体として、材料にガラスを使用した基板１ａの表面に、スパッタ法でＡｌ層１０ａを２５０ｎｍの厚さで成膜した。
次に、図３（ｂ）に示す工程では、陽極酸化法により、所要の記録密度に必要なピッチでアルマイトポア２０ａを形成した。ここで、アルマイトポア２０ａのピッチは、アルマイトポアピッチ（ｎｍ）＝陽極酸化時の直流電圧（Ｖ）×２．５として求めた。その後、薄いリン酸等を用いて所望の大きさにポア内径の拡大を行った。図３（ｂ）に示す断面図は、陽極酸化電圧を４０Ｖとして形成したアルマイトポア２０ａのＳＥＭ像であり、同図に示すアルマイトポア２０ａは、リン酸で直径５０ｎｍに拡大されている。このポアのピッチは、計算どおり、約１００ｎｍとなっている。
【００８７】
次に、図３（ｃ）に示す工程では、ＡＣめっき法により、下部軟磁性層２ａを１００ｎｍの厚さで充填した。下部軟磁性層２ａの材料として、本実施例ではＮｉＦｅを充填した。この時、充填されたＮｉＦｅの膜厚には、ばらつきが生じている。
【００８８】
次に、図３（ｄ）に示す工程では、無電解めっき法により、磁気記録層３ａを、１００ｎｍの厚さで充填した。磁気記録層３ａの材料として、本実施例ではＣｏを充填した。無電解めっき法を用いたので、各ポア間で磁気記録層３ａの膜厚のばらつきは小さくなっている。
【００８９】
次に、図３（ｅ）に示す工程では、上部軟磁性層４ａとして、ＮｉＦｅを、ポアから少し溢れ出る程度の充填を行い、その後、表面はＣＭＰ処理し、溢れ出たＮｉＦｅを除去して上部軟磁性層４ａ表面の平坦化を行った。
【００９０】
最後に、図３（ｆ）に示す工程では、保護膜５ａとして、ＤＬＣを５ｎｍの厚さで成膜し、その上に潤滑剤６ａを４ｎｍの厚さで塗布してナノホール垂直媒体を完成させた。
（磁気記録装置）
本発明の磁気記録装置は、少なくとも、前述の本発明の磁気記録媒体と、垂直磁気記録用ヘッドとを備えるものとするが、さらに、必要に応じて適宜選択したその他の手段乃至部材等を備えることができる。
【００９１】
この垂直磁気記録用ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、単磁極ヘッド等を好適に使用することができる。また、この垂直磁気記録用ヘッドは、書込専用であってもよいし、ＧＭＲヘッド等の読取用ヘッドと一体の書込兼読込用であってもよい。
【００９２】
本発明の磁気記録装置による磁気記録媒体にあっては、磁性層に、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を設けた前述の本発明の磁気記録媒体を用いるので、従来の非磁性体の保護膜を設ける方法に比べて、磁性層の磁性抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記強磁性層に収束させることができるので、磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。その結果、従来の磁気記録装置に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
【００９３】
本発明の磁気記録装置においては、本磁気記録媒体における記録層３に前記垂直磁気記録用ヘッドからの磁束が、記録層３の下面、即ち下部軟磁性層２（または前記軟磁性層）との界面付近でも、集中したままで拡散しないため、従来に較べて、より微細なビットを書き込むことができる効果も有する。
なお、記録層３における磁束の収束の程度（または拡散の程度）としては、本発明の効果を害さない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９４】
（付記１） 基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体。
【００９５】
（付記２） 前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
【００９６】
（付記３） 前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする付記１または付記２記載の磁気記録媒体。
【００９７】
（付記４） 前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【００９８】
（付記５） 前記細孔中の強磁性層は、磁気記録用材料をメッキすることにより充填したものであることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（付記６） 前記磁気記録用材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする付記５記載の磁気記録媒体。
【００９９】
（付記７） 前記上部軟磁性層を構成する材料と、前記下部軟磁性層を構成する材料とは、同じ材料であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【０１００】
（付記８） 前記上部軟磁性層を構成する材料、及び前記下部軟磁性層を構成する材料は、いずれもＮｉＦｅ、若しくはＮｉＦｅを含む合金であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【０１０１】
（付記９） 磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、
基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、
前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を、研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【０１０２】
（付記１０） 前記記録層用磁性膜を構成する材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする付記９記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１） 前記軟磁性材料膜を構成する材料は、ＮｉＦｅであることを特徴とする付記９または付記１０記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１０３】
（付記１２） 前記アルミニウム膜の上面全体に保護膜を成膜させ、前記保護膜の上面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする付記９乃至１１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１０４】
（付記１３） 前記保護膜を構成する材料は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）であることを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４） 付記１乃至８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の全体構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す工程別の断面図である。
【図３】本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法を１実施例として示す工程別の断面図である。
【図４】特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【図５】特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は磁気記録媒体の平面図、図５（ｂ）は垂直磁化が行われている状態の磁気記録媒体の断面図を示す。
【図６】従来の一般的な磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に、めっき法により垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図であり、図６（ａ）はＣｏ（コバルト）を１分間メッキした場合を示し、図６（ｂ）はＣｏ（コバルト）を５分間メッキした場合を示す。
【図７】特許文献５記載の磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 基板
２ 下部軟磁性層
３ 記録層
４ 上部軟磁性層
５ 保護膜
６ 潤滑剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置に係り、特に、軟磁性上部層を有するナノ構造の垂直パターンが形成された媒体（垂直パターンドメディア）を使用して、コンピュータ用の磁気ディスクの大容量化・高速化を可能にした磁気記録媒体及びその製造方法、並びに、磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＴ産業の発展と技術革新を背景として、コンピュータシステムの性能には、一層の向上がなされることが課されており、特に、磁気ディスクに装填される磁気記録媒体については、検索エンジンの検索対象となるウエブ空間の拡大等を背景として、大容量化・高速化・低コスト化が課題となっている。
【０００３】
このような課題を達成するためには、磁気記録媒体の記録密度を向上させることが必須条件であり、よって、従来から、磁気記録媒体について、連続磁性膜の水平記録方式を採用することにより、その記録密度を高めるための様々な試みがなされている。しかし、この水平記録方式では、記録密度の向上は、技術的な限界に達しつつある。
【０００４】
このような技術的限界は、例えば、前述の連続磁性膜を形成する磁性粒子の結晶粒のサイズに起因し、即ち、連続磁性膜を形成する磁性粒子の結晶粒のサイズが大きいと、複雑磁区が生じて記録再生時のノイズが大きくなり、また、この点を改善するために、この結晶粒のサイズを小さくすると、今度は熱揺らぎが生じて磁化が経時的に減少し、記録再生時にエラーとなってしまうという問題点がある。
【０００５】
また、例えば、磁気記録媒体の記録密度を高めると、相対的に記録減磁界が大きくなるため、この磁気記録媒体の保磁力を大きくしなければならないが、磁気記録媒体の保磁力を大きくすると、今度は磁気ヘッドの書込み能力が不足してオーバーライト特性が確保できなくなるという問題点がある。
【０００６】
このため、最近では、前述の水平記録方式に代わる新しい記録方式が盛んに研究されている。
このような新しい記録方式の一つとして、磁気記録媒体に形成する磁性膜を連続膜とはせず、例えば、ドット、バー、ピラー等のパターンとし、しかも、そのサイズをナノメートルスケールに微細化することにより、複雑磁区ではなく、単磁区構造とした磁気記録媒体（パターンメディア）を形成し、このような磁気記録媒体を用いる記録方式が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
また、前述の水平記録方式よりも記録減磁界が小さくなるため高密度化が可能で、記録層を極端に薄くする必要がなく、記録磁化の熱揺らぎに耐性が向上する垂直記録方式も開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
なお、このような垂直記録方式として、軟磁性膜と垂直磁化膜とを併用する提案もなされている（例えば、特許文献２参照。）。
また、単磁極ヘッドによる書込み性が十分でないことに着目して、軟磁性下地層を形成する提案も成されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
一方、磁気記録媒体については、従来から、ナノ構造の垂直パターンが形成された媒体（垂直パターンドメディア）を応用する研究も行われている。
但し、この垂直パターンドメディアは、磁気記録媒体とは限らず、一般に、光学素子、量子効果デバイス、ガスセンサー、電界放出型ディスプレー、分子センサー等の多方面に応用されている。その理由は、アルミニウムの陽極酸化法により形成されるアルマイトポアは、通常、アルミナポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化されて発生するものであるため、リソグラフィ的な手法で１ドット毎に形成する従来方法に較べて製造コストが安くなるメリットを有するからである。また、二段陽極酸化法やインプリント法を用いることにより、ナノホールの規則配列も可能となることが知られており、この面でも、研究・開発が盛んに行われている。
【００１０】
このナノ構造の垂直パターンが形成された磁気記録媒体としては、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填し、センサーや磁気記録媒体を作成する研究も古くから行われている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１１】
図４は、特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
同図に示すように、基板９１の上部に下地層９２が形成され、下地層９２の上部にアルマイト層９３が形成されている。アルマイト層９３中に垂直に形成されたポア内部には、アルマイト層９３の膜厚に等しい長さの柱状の強磁性金属９４が等間隔に充填されている。
【００１２】
図５は、特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は磁気記録媒体の平面図、図５（ｂ）は垂直磁化が行われている状態の磁気記録媒体の断面図を示す。この磁気記録媒体は、基板８６，裏打ち層８５，下地電極層８４，アルミナ８２，記録部８１からなる。
【００１３】
一般に、アルマイト層に形成したポア内部に金属を充填するためには、主として、めっき法が用いられる。これは、アルマイト層のアスペクト比（深さ／開口径）が大きいため、蒸着法やスパッタ法等（ＰＶＤ法）を使用していては、アルマイト層の奥まで金属を充填させることが困難であるためである。
【００１４】
また、アルマイト層の底部には陽極酸化時（ポア形成時）にアルミナ膜（絶縁層）が形成されているため、前述のめっき法としては、特にＡＣめっき法（交流鍍金法）を用いる必要がある。
【００１５】
しかし、アルマイト層の内部に、ＡＣめっき法等で金属層を成膜する場合、アルマイト層の部位によって金属膜の成膜レートが各々異なったものとなるため、結果として金属層厚にばらつきが生じることが問題点となる。
【００１６】
図６は、従来の一般的な磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に、めっき法により垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図であり、図６（ａ）はＣｏ（コバルト）を１分間メッキした場合を示し、図６（ｂ）はＣｏ（コバルト）を５分間メッキした場合を示す。
【００１７】
同図は、アルマイト層中のポア内部に、めっき法によりＣｏを充填した時の、めっき時間と各アルマイト層ポア内に充填されたＣｏの厚さとの関係を示す。この時の、アルマイト層の直径は約２０〔ｎｍ〕、アルマイト層の深さは約１４００〔ｎｍ〕である。図６（ａ）に示す断面では、約１１０〔ｎｍ〕の長さのＣｏが装填され、図６（ｂ）に示す断面では、約５００〔ｎｍ〕の長さのＣｏが装填されているが、いずれの断面においても、Ｃｏの長さには、各ポアによってばらつきが視認される。
【００１８】
図７は、特許文献５記載の磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
ナノホール垂直パターンドメディアを磁気ディスク装置用の実用的な記録媒体に仕上げるには、各ポア内に装填される強磁性体の長さのばらつきに起因する磁気特性のばらつきを緩和することが必要となるが、その方法の一つとして、最近では、図７に示すように、記録層７３と基板７１との間に下部軟磁性層７２を設けて各ポア内の磁気抵抗を改善する方法も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【非特許文献１】Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ８５（４），６５２（１９９７）
【特許文献１】特開平６−１８０８３４号公報
【特許文献２】特開昭５２−１３４７０６号公報
【特許文献３】特開２００１−２８３４１９号公報
【特許文献４】特開２００２−１７５６２１号公報
【特許文献５】特願２００３−９９９６５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上記背景技術で述べた従来の磁気記録媒体にあっては、ナノホール垂直パターンドメディアを実用に耐える磁気ディスク装置用の記録媒体に仕上げる試みとして、例えば、前述の特許文献５で述べたとおり、記録層の下部に軟磁性層を設ける提案がなされている。
【００２０】
しかし、特許文献５に開示された方法では、ポア内に磁性層を充填する時には、ＡＣめっき法を用いるため、各ポア内に充填される下部軟磁性厚さにも、ばらつきが生じるという問題点がある。
【００２１】
また、下部軟磁性膜充填後、磁気記録層を形成する際には、ＡＣめっき法または、比較的膜厚ばらつきが少ない無電解めっき法などを用いて下部軟磁性膜上に強磁性体を充填しているが、この方法でも、磁気記録層膜厚にばらつきが残り、前述の下部軟磁性厚のばらつきと相まって、各ポアからの磁気信号出力（磁気特性）にばらつきが生じることが問題点となる。以下、この場合の各ポアからの磁気信号出力について詳細に説明する。
【００２２】
各ポアからの出力（磁気特性）は、以下に示す磁界ｔＢｒに比例する。任意のポア（例えばポア１）からの磁界をｔＢｒ１で示すと、ｔＢｒ１は、ｔＢｒ１＝ｔｕ１×Ｂｕ１＋ｔｒ１×Ｂｒ１として求められる（ここで、ｔｕ１は下部軟磁性層膜厚、Ｂｕ１は下部軟磁性層の残留磁化、ｔｒ１は磁気記録層膜厚、Ｂｒ１は磁気記録層の残留磁化を示す）。
【００２３】
同様に、ポア１以外の他のポア（ポア２，ポア３，・・・ポアＮ）のｔＢｒは、ｔＢｒ２，ｔＢｒ３，・・・・ｔＢｒＮとして示すことができるが、前述のとおり、各ポア間で、前述の下部軟磁性層（ｔｕ）及び磁気記録層厚（ｔｒ）が異なって形成されているので、ｔＢｒ１≠ｔＢｒ２≠ｔＢｒ３≠・・・≠ｔＢＮとなり、即ち、各ポアからの磁気信号出力（磁気特性）にばらつきが生じる結果となる。
【００２４】
さらに、ヘッドと記録層との間の間隙により、ヘッドと記録層との間の磁気抵抗が増大すること、及び、ヘッドと記録層との間の磁気抵抗にばらつきが生じることも問題点となる。以下、この問題点について詳細に説明する。
【００２５】
アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを、磁気ディスク装置用の記録媒体に使用する場合、従来は、媒体表面を平坦化する工程として、ポアに充填した記録層（例えばＣｏ）を表面研磨する工程を実施している。しかし、この場合、一般に、Ｃｏ等の強磁性体の硬度は、軟磁性体の硬度よりも大きく、研磨が困難であるため、研磨の程度にばらつきが生じ、これにより、研磨後の各ポア内に充填されたＣｏの膜厚、及び研磨時にかかるダメージ（応力）がばらつくので、各ポアの記録特性（磁気特性）にばらつきが生じる。この解決方法として、記録層の上に研磨し易い保護膜を形成することも考えられるが、保護膜として非磁性材料を用いた場合は、ヘッドと記録層との間の距離が、この保護膜の介在により離れてしまって、このヘッドと記録層との間の磁気抵抗が大きくなるので、書きにじみ等の書き込み特性の低下が生じ易くなるという問題点が生じる。
【００２６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを使用すると共に、各ポア間の磁気特性のばらつきが緩和された磁気記録媒体を提供することを目的としている。
【００２７】
本発明の他の目的は、アルマイトポアを使った垂直パターンドメディアを使用すると共に、各ポア間の磁気特性のばらつきを緩和することができる磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【００２８】
本発明の他の目的は、磁気特性が安定した磁気記録媒体を装填し、ＩＴ産業の発展を背景としたコンピュータシステムの性能向上の要請に応えて、大容量化・高速化・低コスト化を達成できる磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、上記した従来の磁気記録媒体の課題に鑑みてなされたものであり、基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体を提供するものである。
【００３０】
また、前記記録媒体において、前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする。
【００３１】
また、前記記録媒体は、前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする。
【００３２】
また、前記記録媒体において、前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする。
また、前記記録媒体において、前記細孔中の強磁性層は、磁気記録用材料をメッキすることにより充填したものであることを特徴とする。
【００３３】
また、前記記録媒体において、前記磁気記録用材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする。
また、前記記録媒体において、前記上部軟磁性層を構成する材料と、前記下部軟磁性層を構成する材料とは、同じ材料であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、前記記録媒体において、前記上部軟磁性層を構成する材料、及び前記下部軟磁性層を構成する材料は、いずれもＮｉＦｅ、若しくはＮｉＦｅを含む合金であることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を提供するものである。
【００３６】
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記記録層用磁性膜を構成する材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする。
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性材料膜を構成する材料は、ＮｉＦｅであることを特徴とする。
【００３７】
また、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記アルミニウム膜の上面全体に保護膜を成膜させ、前記保護膜の上面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする。
さらに、前記磁気記録媒体の製造方法において、前記保護膜を構成する材料は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）であることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明の磁気記録媒体によれば、アルマイトポアの内部には全て磁性体が充填されるので、ポア内部に非磁性体や、空隙が存在する従来の磁気記録媒体に較べて、ポア内部の磁気抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、いわゆる磁束の引き込み効果が生じて、強磁性体の記録層３に多くの磁束を集めることが可能となるので、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率を大幅に向上させ、また、書込み電流も小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体は、基板上に多孔質層を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の層を有してなる。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の全体構造を示す断面図である。
同図において、本実施形態の磁気記録媒体は、基板１と、基板１上に形成されたアルマイト層１０（多孔質層）と、アルマイト層１０上に形成された保護膜５と、保護膜５上に塗布された潤滑剤６と、を備えて構成され、アルマイト層１０の層内には、垂直（基板１の表面に対し略直交する方向）に複数の細孔（ポア）が形成されており、この各ポア内に、基板１上の下部軟磁性層２と、下部軟磁性層２上の記録層３（強磁性層）と、記録層３上の上部軟磁性層４と、を備える。
【００４２】
本磁気記録媒体には、さらに、必要に応じて非磁性層（中間層）を形成することができる。
基板１は、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記形状としては、本磁気記録媒体が磁気ディスク装置に装填される磁気記録媒体である場合には、円板状であり、また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、基板１を構成する材質としては、磁気記録媒体の基材材料として公知のものの中から適宜選択することが可能であり、例えば、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が可能である。さらに、これらの基板材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４３】
なお、基板１は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
アルマイト層１０の層内に形成される多孔質層としては、基板１の表面に対し略直交する方向に細孔（ポア）が複数形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その材料としては、例えば、アルマイト（酸化アルミニウム）、ポーラスシリカなどが好適であり、また、この構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
【００４４】
この細孔における開口径のサイズは、記録層３（強磁性層）を単磁区とすることができるサイズであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能である（例えば、１００ｎｍ以下が好ましく、５〜６０ｎｍがより好ましい）。なお、この細孔における開口径が、１００ｎｍを超えると、単磁区構造にならないことがある。
【００４５】
この細孔の、アルマイト層１０（多孔質層）の表面における配列状態については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能であるが、規則的に配列されていることが好ましく、例えば、ハニカム状に配列された態様、正方格子状に配列された態様、などがより好ましく、これらの中でも、前記細孔を均等かつ密に配列させることができる点で、ハニカム状に配列された態様が特に好ましい。
【００４６】
この細孔における深さと開口径とのアスペクト比（深さ／開口径）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高アスペクト比であると、形状異方性が大きくなり、磁気記録媒体の保持力を向上させることができる点で好ましく、例えば、２以上であるのが好ましく、３〜１５であるのがより好ましい。
【００４７】
ちなみに、従来は、このアスペクト比が、２未満であると、磁気記録媒体の保持力を十分に向上させることができないことがあった。
この多孔質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２０〜２００ｎｍが特に好ましい。
【００４８】
ちなみに、従来は、この多孔質層の厚みが、５００ｎｍを超える場合に、磁気記録媒体に軟磁性下地層を設けただけでは、高密度記録を行うことができないことがあり、該多孔質層の研磨が必要になり、この場合、時間を要し高コストであり、品質劣化の原因となっていた。
【００４９】
この多孔質層の形成方法には、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することが可能であり、例えば、スパッタ法、蒸着法等により該多孔質膜の材料の連続膜を形成した後で、陽極酸化法等のエッチング法により形成することが可能である。
【００５０】
記録層３（強磁性層）は、本磁気記録媒体において記録層として機能し、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４と共に磁性層を構成する。
記録層３の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ及びＮｉＰｔから選択される少なくとも１種類の材料等が好適な材料として使用可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００５１】
記録層３の構造（形状）は、前記材料により垂直磁化膜として形成されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ｌｌ０規則構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配向しているものや、ｆｃｃ構造またはｂｃｃ構造を有し、Ｃ軸が前記基板と垂直方向に配列しているもの等が、好適な構造として可能である。
【００５２】
記録層３の厚みとしては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、記録時に使用される線記録密度等に応じて適宜選択することができる。例えば、下部軟磁性層２の厚み以下とすることや、記録時に使用される線記録密度で決まる最小ビット長の１／３倍〜３倍とすること、及び、下部軟磁性層２の厚み以下とすることが可能である。通常は、例えば、５〜１００ｎｍ程度が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましく、１Ｔｂ／ｉｎ２をターゲットにした線記録密度１５００ｋＢＰＩで磁気記録を行う場合には、５０ｎｍ以下（２０ｎｍ程度）にすることが好ましい。
【００５３】
なお、前述の説明において、記録層３の厚みは、記録層３が、強磁性層の積層構造、または複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各強磁性層の厚みの合計を意味するものとする。また、以下の説明で、下部軟磁性層２或いは上部軟磁性層４の厚みは、これらの軟磁性層が、積層構造、又は複数層に分割された構造（例えば、非磁性層等の中間層により分割され連続層になっていない構造）を有する場合には、各軟磁性層の厚みの合計を意味するものとする。
【００５４】
本磁気記録媒体は、その結果、ポア内部を全て磁性体が占めることになり、ポア内部に非磁性体や、空隙が存在する従来の磁気記録媒体に較べて、ポア内部の磁気抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、いわゆる磁束の引き込み効果が生じて、強磁性体の記録層３に多くの磁束を集めることが可能となり、その結果、従来の磁気記録媒体に比し、書込み効率が大幅に向上し、また、書込み電流も小さくて済み、オーバーライト特性を著しく向上させることができる。
【００５５】
記録層３の形成方法については、この実施形態では、交流鍍金法を使用するものとするが、一般に、本発明では、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、交流鍍金法とは限らない電着（電着法）等により行うことが可能である。
【００５６】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ＮｉＦｅ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＣ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＮｉＢ、及びＣｏＺｒＮｂから選択される少なくとも１種類の材料等が好適に使用可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００５７】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の厚みについては、本発明の効果を害さない限り特に制限はなく、アルマイト層１０（多孔質層）における前記細孔の深さや、記録層３の厚み等に応じて適宜選択することが可能である。例えば、記録層３の厚みを超えることも可能である。
【００５８】
このように、本実施形態に係る磁気記録媒体は、磁性層に、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を設けたことにより、従来の、非磁性体の保護膜等を設ける方法に比べて、磁性層の磁性抵抗を著しく減少させることが可能となり、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記強磁性層に収束させることができるので、磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。
【００５９】
なお、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４は、磁気ヘッドと共に該磁気ヘッドから入力させる記録磁界の磁気回路を形成可能に構成することが好ましい。
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の形成方法については、本実施形態では、交流鍍金法を使用するものとするが、一般に、本発明では、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことが可能であり、例えば、交流鍍金法とは限らない電着（電着法）等により行うことができる。
【００６０】
前述の多孔質層における細孔中には、磁性層（記録層３、下部軟磁性層２、及び上部軟磁性層４）の範囲で、非磁性層（中間層）を有していてもよい。
なお、従来、多孔質層における細孔中に、前述の非磁性層（中間層）が存在する場合に、記録層３と下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４との間の交換結合力の作用を弱めることに起因して、予想とは異なる磁気記録の再生特性となってしまうことがあったが、本実施形態に係る磁気記録媒体では、このような場合においても、所望の再生特性に維持することを可能にする。
【００６１】
下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を構成する材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、及びＴｉから選択される少なくとも１種類の材料などを使用することが可能である。また、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００６２】
下部軟磁性層２の厚み、及び上部軟磁性層４の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、前述の非磁性層の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、交流鍍金法を範疇に含む電着（電着法）等により行うことができる。
【００６３】
さらに、基板１とアルマイト層１０との間に、何らかの軟磁性下地層を有していてもよい。また、この軟磁性下地層の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、前述の下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の材料と同じ材料が、好適に使用可能である。さらに、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を混用してもよい。
【００６４】
この軟磁性下地層を設置する場合は、基板１の表面に磁化容易軸を有するように設置することが好ましい。この場合、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束が効果的に閉じた磁気回路を形成し、該磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。
【００６５】
この軟磁性下地層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、交流鍍金法を範疇に含む電着（電着法）等により行うことができる。
保護膜５、潤滑剤６については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、他の構成要素として、電極層を設置することができる。
【００６６】
この電極層は、磁性層（記録層３、下部軟磁性層２、及び上部軟磁性層４）を電着等により形成する際の電極として機能する層であり、一般に、前記基板上であって記録層３の下方に設けられる。
【００６７】
なお、記録層３を交流鍍金法を範疇に含む電着により形成する場合、この電極層を電着用の電極として使用してもよいが、他に、軟磁性下地層等を設ける場合は、これを電極として使用してもよい。
【００６８】
この電極層を構成する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、及び、これらの合金等を使用することが可能である。また、これらの材料以外に、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｏ等を、さらに含有していてもよい。さらに、これらの材料は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００６９】
この電極層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、この電極層は、１層のみが設けられていてもよいし、２層以上が設けられていてもよい。
【００７０】
この電極層の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、スパッタ法、蒸着法等により行うことが可能である。
保護膜５は、上部軟磁性層４を保護する機能を有する層であり、上部軟磁性層４の表面、乃至は上方に設けられる。
【００７１】
保護膜５は、１層のみが設けられていてもよいし、２層以上が設けられていてもよく、また、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
保護膜５を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等を使用することができる。
【００７２】
保護膜５の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
保護膜５の形成方法については、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法に従って行うことができるが、例えば、プラズマＣＶＤ法、塗布法、などにより行うことが可能である。
【００７３】
本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドを用いた各種の磁気記録に使用することができるが、単磁極ヘッドによる磁気記録に好適に使用することができる。特に、後述する本発明の磁気記録装置に好適に使用することができる。
【００７４】
本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッドの書き込み電流を増やすことなく高密度記録・高速記録が可能で大容量であり、オーバーライト特性に優れ、均一な特性を有し、高品質である。
【００７５】
このため、本発明の磁気記録媒体は、各種の磁気記録媒体として設計し、使用することが可能であり、特に、コンピュータシステムの外部記憶装置や、民生用のビデオ記録装置等として広く使用されている磁気ディスク装置等に装填して使用することが可能である。
【００７６】
本発明の磁気記録媒体の製造については、特に制限はなく、公知の方法に従って製造することができるが、以下に説明する本発明の磁気記録媒体の製造方法により好適に製造することができる。
（製造方法）
以下、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【００７７】
まず、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の概要を説明する。
本製造方法では、記録層３の材料を充填後、その上部に、上部軟磁性層４を形成し、その後、この上部軟磁性層４の表面を平坦化する。この方法により、記録層３の磁気特性のばらつきが抑えられ、高密度記録用のナノ構造垂直パターンドメディアを提供することができる。
【００７８】
本製造方法によれば、記録層３を、下部軟磁性層２と、上部軟磁性層４とで挟み込んで、磁性層の垂直方向の長さ（上部軟磁性層４の長さ＋記録層３の長さ＋下部軟磁性層２の長さ）を、ポアの長さに等しい長さに均一化する（揃える）ことが可能となり、これにより、磁性層の磁気抵抗が従来よりも著しく減少するので、その結果、磁気ヘッドから生成される書き込み磁界を記録層３に効率的に引き込めるようになり、書きにじみ等の問題点が生じない。
【００７９】
図２は、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す工程別の断面図である。
以下、図１，２を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を工程別に説明する。
【００８０】
まず、図２（ａ）に示す工程で、基板上に、Ａｌ膜（アルマイト層１０）を、スパッタ法で６００ｎｍの厚さに成膜する。
次に、図２（ｂ）に示す工程で、陽極酸化法を用いて、Ａｌ膜（アルマイト層１０）の内部に、所定の記録密度に必要なピッチでアルマイトポア２０を形成する。ここで、アルマイトポア２０のピッチは、アルマイトポアピッチ（ｎｍ）＝陽極酸化時の直流電圧（Ｖ）×２．５で求められる。アルマイトポア２０の深さは、陽極酸化時間でもって制御し、５００ｎｍとする。また、陽極酸化後に、薄いリン酸等を用いて、所望の大きさにアルマイトポア２０の内径を拡大する。
【００８１】
次に、図２（ｃ）に示す工程で、ＡＣめっき法（交流鍍金法）により、アルマイトポア２０の内部に、ＮｉＦｅ膜を、厚さ２００ｎｍで充填し、これにより、下部軟磁性層２を形成する。
【００８２】
次に、図２（ｄ）に示す工程で、アルマイトポア２０の内部に、記録層用磁性膜のＣｏ（コバルト）膜を厚さ１５０ｎｍで充填し、記録層３を形成する。ここでは充填厚を揃えるため無電解めっき法を用いることが好ましい。
【００８３】
次に、図２（ｅ）に示す工程で、ＡＣめっき法により、アルマイトポア２０の内部に、ＮｉＦｅ膜を、厚さ１００ｎｍで充填する。この時、アルマイト層１０（図１）の表面に溢れ出たＮｉＦｅ層は、アルマイトポア２０が存在する磁性層の上面まで、ＣＭＰ法を用いて研磨し、表面を平坦化する。これにより、上部軟磁性層４が形成される。
【００８４】
最後に、図２（ｆ）に示す工程で、保護膜５として前述のＤＬＣを５ｎｍの厚さで成膜し、その上に潤滑剤６を、厚さ４ｎｍで塗布し、ナノホール垂直媒体を作成する。
なお、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４の形成方法は、公知の方法に従って行うことができるが、例えば、スパッタ法（スパッタリング）、蒸着法等の真空製膜法、ＡＣめっき法以外の電着（電着法）などで形成してもよいし、あるいは無電解メッキで形成してもよい。
【実施例】
【００８５】
図３は、本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法を１実施例として示す工程別の断面図である。
以下、図１，３を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法の１実施例を説明する。
【００８６】
まず、図３（ａ）に示す工程では、磁気ディスク用の記録媒体として、材料にガラスを使用した基板１ａの表面に、スパッタ法でＡｌ層１０ａを２５０ｎｍの厚さで成膜した。
次に、図３（ｂ）に示す工程では、陽極酸化法により、所要の記録密度に必要なピッチでアルマイトポア２０ａを形成した。ここで、アルマイトポア２０ａのピッチは、アルマイトポアピッチ（ｎｍ）＝陽極酸化時の直流電圧（Ｖ）×２．５として求めた。その後、薄いリン酸等を用いて所望の大きさにポア内径の拡大を行った。図３（ｂ）に示す断面図は、陽極酸化電圧を４０Ｖとして形成したアルマイトポア２０ａのＳＥＭ像であり、同図に示すアルマイトポア２０ａは、リン酸で直径５０ｎｍに拡大されている。このポアのピッチは、計算どおり、約１００ｎｍとなっている。
【００８７】
次に、図３（ｃ）に示す工程では、ＡＣめっき法により、下部軟磁性層２ａを１００ｎｍの厚さで充填した。下部軟磁性層２ａの材料として、本実施例ではＮｉＦｅを充填した。この時、充填されたＮｉＦｅの膜厚には、ばらつきが生じている。
【００８８】
次に、図３（ｄ）に示す工程では、無電解めっき法により、磁気記録層３ａを、１００ｎｍの厚さで充填した。磁気記録層３ａの材料として、本実施例ではＣｏを充填した。無電解めっき法を用いたので、各ポア間で磁気記録層３ａの膜厚のばらつきは小さくなっている。
【００８９】
次に、図３（ｅ）に示す工程では、上部軟磁性層４ａとして、ＮｉＦｅを、ポアから少し溢れ出る程度の充填を行い、その後、表面はＣＭＰ処理し、溢れ出たＮｉＦｅを除去して上部軟磁性層４ａ表面の平坦化を行った。
【００９０】
最後に、図３（ｆ）に示す工程では、保護膜５ａとして、ＤＬＣを５ｎｍの厚さで成膜し、その上に潤滑剤６ａを４ｎｍの厚さで塗布してナノホール垂直媒体を完成させた。
（磁気記録装置）
本発明の磁気記録装置は、少なくとも、前述の本発明の磁気記録媒体と、垂直磁気記録用ヘッドとを備えるものとするが、さらに、必要に応じて適宜選択したその他の手段乃至部材等を備えることができる。
【００９１】
この垂直磁気記録用ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、単磁極ヘッド等を好適に使用することができる。また、この垂直磁気記録用ヘッドは、書込専用であってもよいし、ＧＭＲヘッド等の読取用ヘッドと一体の書込兼読込用であってもよい。
【００９２】
本発明の磁気記録装置による磁気記録媒体にあっては、磁性層に、下部軟磁性層２及び上部軟磁性層４を設けた前述の本発明の磁気記録媒体を用いるので、従来の非磁性体の保護膜を設ける方法に比べて、磁性層の磁性抵抗を著しく減少させることが可能となり、これにより、磁気記録に使用する磁気ヘッドからの磁束を効果的に前記強磁性層に収束させることができるので、磁気ヘッドの磁界の垂直成分を大きくさせることができる。その結果、従来の磁気記録装置に比し、書込み効率が大幅に向上し、書込み電流が小さくて済み、オーバーライト特性が著しく向上する。
【００９３】
本発明の磁気記録装置においては、本磁気記録媒体における記録層３に前記垂直磁気記録用ヘッドからの磁束が、記録層３の下面、即ち下部軟磁性層２（または前記軟磁性層）との界面付近でも、集中したままで拡散しないため、従来に較べて、より微細なビットを書き込むことができる効果も有する。
なお、記録層３における磁束の収束の程度（または拡散の程度）としては、本発明の効果を害さない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９４】
（付記１） 基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体。
【００９５】
（付記２） 前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
【００９６】
（付記３） 前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする付記１または付記２記載の磁気記録媒体。
【００９７】
（付記４） 前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【００９８】
（付記５） 前記細孔中の強磁性層は、磁気記録用材料をメッキすることにより充填したものであることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
（付記６） 前記磁気記録用材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする付記５記載の磁気記録媒体。
【００９９】
（付記７） 前記上部軟磁性層を構成する材料と、前記下部軟磁性層を構成する材料とは、同じ材料であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【０１００】
（付記８） 前記上部軟磁性層を構成する材料、及び前記下部軟磁性層を構成する材料は、いずれもＮｉＦｅ、若しくはＮｉＦｅを含む合金であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【０１０１】
（付記９） 磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、
基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、
前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を、研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【０１０２】
（付記１０） 前記記録層用磁性膜を構成する材料は、Ｃｏ（コバルト）であることを特徴とする付記９記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１） 前記軟磁性材料膜を構成する材料は、ＮｉＦｅであることを特徴とする付記９または付記１０記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１０３】
（付記１２） 前記アルミニウム膜の上面全体に保護膜を成膜させ、前記保護膜の上面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする付記９乃至１１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【０１０４】
（付記１３） 前記保護膜を構成する材料は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）であることを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４） 付記１乃至８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の全体構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す工程別の断面図である。
【図３】本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する方法を１実施例として示す工程別の断面図である。
【図４】特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【図５】特許文献４記載の磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層に垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は磁気記録媒体の平面図、図５（ｂ）は垂直磁化が行われている状態の磁気記録媒体の断面図を示す。
【図６】従来の一般的な磁気記録媒体の断面構造を示し、アルマイト層のポア内部に、めっき法により垂直に金属を充填して形成された磁気記録媒体の断面構造を示す模式図であり、図６（ａ）はＣｏ（コバルト）を１分間メッキした場合を示し、図６（ｂ）はＣｏ（コバルト）を５分間メッキした場合を示す。
【図７】特許文献５記載の磁気記録媒体の断面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 基板
２ 下部軟磁性層
３ 記録層
４ 上部軟磁性層
５ 保護膜
６ 潤滑剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、
基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、
前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を、研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】
基板上に、該基板面に直交または略直交する方向に形成された複数の細孔を有する多孔質層を備え、前記複数の細孔各々の内部に、下部磁性層と、強磁性層と、上部軟磁性層とを、この順で有していることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記下部磁性層の層厚と、前記強磁性層の層厚と、前記上軟磁性層の層厚との合計が前記細孔の長さに等しいか、または略等しいことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記細孔の各々において、前記上部軟磁性層のｔＢｒ（厚さ×残留磁化）と、前記下部軟磁性層のｔＢｒとの和が同じであるか、または略同じであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記細孔は、基板上のアルミニウム層にフォトリソプロセスまたは陽極酸化法を適用して形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
磁気記録媒体の製造方法であって、少なくとも、
基板上に、アルミニウム膜をスパッタ法を用いて成膜する工程と、
前記アルミニウム膜の内部に、アルマイトポアを、陽極酸化法を用いて形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、下部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、記録層用磁性膜を、無電解めっき法を用いて充填することにより、記録層を形成する工程と、
前記アルマイトポアの内部に、軟磁性材料膜を、交流鍍金法により充填することにより、上部軟磁性層を形成する工程と、
前記アルマイトポアから溢れ出た軟磁性材料を、研磨することにより、前記アルミニウム膜の表面を平坦化する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２７７８４４（Ｐ２００６−２７７８４４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９６１９６（Ｐ２００５−９６１９６）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人科学技術振興機構、「ナノホール垂直パターンドメディアの開発に関する研究」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０５０８８７６５）株式会社山形富士通 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度、独立行政法人科学技術振興機構、「ナノホール垂直パターンドメディアの開発に関する研究」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０５０８８７６５）株式会社山形富士通 (14)
【Ｆターム（参考）】
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