CN104303230A - 磁记录介质和磁记录再生装置 - Google Patents

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Abstract

一种热辅助磁记录介质或微波辅助磁记录介质，具有：在基板(101)上形成的取向控制层(104)、在取向控制层(104)上形成的基底层(10)、和在基底层(10)上形成的以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层(108)，基底层(10)包含：含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层(107)、和含有选自TaN、NbN、HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层(106)。

Description

磁记录介质和磁记录再生装置
技术领域
本发明涉及硬盘装置(HDD)等中所使用的热辅助磁记录方式或微波辅助磁记录方式的磁记录介质、以及磁记录再生装置。
本申请基于2012年5月14日在日本提出的专利申请2012-110578号和2012年6月26日在日本提出的专利申请2012-143084号要求优先权，将其内容援引于此。
背景技术
近年来，对于硬盘装置的大容量化的要求日益增强。但是，现有的记录方式已难以提高硬盘装置的记录密度。热辅助磁记录方式是作为下一代的记录方式被积极研究并受到关注的技术之一。热辅助磁记录方式是通过磁头向介质照射近场光，将介质表面局部地加热，由此使介质矫顽力下降而进行写入的记录方式。
在热辅助磁记录方式中，作为磁性层的材料，使用具有L10型晶体结构的FePt(Ku约为7×107erg/cm3)、CoPt(Ku约为5×107erg/cm3)之类的高Ku材料。如果应用高Ku材料作为磁性层的材料，则KuV/kT(Ku：磁各向异性常数、V：粒子体积、k：玻耳兹曼常数、T：温度)变大。因此，能够不使热摆恶化，且减小磁性粒子体积。通过该磁性粒子的微细化，能够在热辅助磁记录方式中减小过渡宽度。其结果，能够降低噪声，能够改善信噪比(SNR)。
另外，为了得到显示高的垂直磁各向异性的热辅助磁记录介质，需要使作为磁性层而使用的具有L10型晶体结构的合金取得良好的(001)取向。磁性层的取向性被基底层控制。因此，需要适当地选择基底层的材料。作为磁记录介质的基底层的材料，自以往就已知MgO、CrN、TiN等。
例如，在专利文献1中，记载了制作以MgO为主成分的基底层，进而制作包含FePt合金的L10型有序合金层的技术。
另外，在专利文献2中，记载了在由TiN、ZrN、HfN、CrN等的过渡金属氮化物形成的基底层上具备磁记录层的磁记录介质，所述磁记录层具备由具有L10结构的FePt或CoPt等磁性物质形成的点(dot)、和非磁性区域。
另外，作为将磁性层的基底层使用多个的磁记录介质的例子，在非专利文献1中，记载了通过使用RuAl基底层和TiN基底层，FePt磁性层显示良好的(001)取向。由于RuAl具有B2结构，因此显示(100)取向。TiN与MgO同样取得NaCl结构，晶格常数也与MgO接近，因此能够如MgO那样使FePt磁性层取得(001)取向。
另外，作为下一代的记录方式而受到关注的其他技术，有微波辅助磁记录方式。微波辅助记录方式是向磁记录介质的磁性层照射微波而将磁化方向从易磁化轴倾斜，使磁性层的磁化局部地反转而记录磁信息的记录方式。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平11-353648号公报
专利文献2：日本特开2009-146558号公报
非专利文献1：J.Appl.Phys.,Vol.109,07B770(2011)
发明内容
在热辅助磁记录介质中，为了得到良好的磁记录特性，必须使包含具有L10型晶体结构的合金的磁性层取得良好的(001)取向，来提高矫顽力。但是，在以往的技术中，包含具有L10型晶体结构的合金的磁性层的(001)取向性不充分，要求使热辅助磁记录介质中所使用的磁性层的取向性更加良好。
另外，在微波辅助磁记录介质中，要求使包含具有L10型晶体结构的合金的磁性层的取向更加良好。即，在微波辅助磁记录方式中，也与热辅助磁记录方式同样地，作为磁性层的材料，可以使用包含具有L10型晶体结构的合金的高Ku材料。另外，为了进一步提高记录密度，必须减小磁性层的粒径。因此，在微波辅助磁记录方式中，也需求即使将磁性粒子的粒径微细化也能够维持热稳定性的包含具有L10型晶体结构的合金的磁记录介质。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是提供一种热辅助磁记录介质和具备它的磁记录再生装置，所述热辅助磁记录介质通过具备包含具有L10型晶体结构的合金的磁性层，且磁性层具有良好的(001)取向，能够得到高矫顽力且高的信噪比(SNR)。
另外，本发明的目的是提供一种微波辅助磁记录介质和具备它的磁记录再生装置，所述微波辅助磁记录介质具备包含具有L10型晶体结构的合金的磁性层，且磁性层具有良好的取向。
本发明人为解决上述课题，着眼于用于得到L10型晶体结构的磁性层的基底层而反复进行了锐意研究。其结果发现，通过在取向控制层上形成基底层，作为基底层，形成包含MgO基底层和氮化物基底层的层，所述MgO基底层包含MgO且具有(100)取向，所述氮化物基底层包含选自TaN、NbN、HfN中的至少一种氮化物，且具有(100)取向，由此能够得到具有良好的(001)取向的L10型晶体结构的磁性层，从而完成了本发明。
本发明提供具有以下特征的磁记录介质。
(1)一种磁记录介质，其特征在于，具有：
在基板上形成的取向控制层；
在上述取向控制层上形成的基底层；和
在上述基底层上形成的以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层，
上述基底层包含：
含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层；和
含有选自TaN、NbN和HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层，
所述磁记录介质是采用热辅助磁记录方式或微波辅助磁记录方式记录的介质。
(2)根据(1)所述的磁记录介质，其特征在于，在上述氮化物基底层上形成有上述MgO基底层。
(3)根据(1)所述的磁记录介质，其特征在于，在上述MgO基底层上形成有上述氮化物基底层。
(4)根据(1)～(3)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述取向控制层包含具有BCC结构的(100)取向的BCC基底层，所述BCC基底层包含Cr、Mo、Nb、Ta、V、W中的至少一种、或者以Cr为主成分并包含选自Mn、Mo、Ru、Ti、V和W中的至少一种。
(5)根据(1)～(4)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述取向控制层包含由NiAl或RuAl形成的具有B2结构的B2基底层。
(6)根据(1)～(5)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述磁性层以具有L10型晶体结构的FePt合金或CoPt合金为主成分，并且含有选自SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO和C中的至少一种的氧化物或元素。
(7)一种磁记录再生装置，具备：
(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质；
介质驱动部，其将上述磁记录介质沿记录方向驱动；
磁头，其具有对上述磁记录介质进行加热的激光发生部、将从上述激光发生部发生的激光向顶端部引导的波导路、和设置于上述前端部的近场发生元件，进行针对上述磁记录介质的记录动作和再生动作；
磁头移动部，其使上述磁头相对于上述磁记录介质进行相对移动；和
记录再生信号处理系统，其进行向上述磁头的信号输入和来自上述磁头的输出信号的再生。
(8)一种磁记录再生装置，具备：
(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质；
介质驱动部，其将上述磁记录介质沿记录方向驱动；
向上述磁记录介质照射微波的元件；
磁头，其进行针对上述磁记录介质的记录动作和再生动作；
磁头移动部，其使上述磁头相对于上述磁记录介质进行相对移动；和
记录再生信号处理系统，其进行向上述磁头的信号输入和来自上述磁头的输出信号的再生。
本发明的磁记录介质，具有：在基板上形成的取向控制层；在上述取向控制层上形成的基底层；和在上述基底层上形成的以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层，上述基底层包含：含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层；和含有选自TaN、NbN、HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层，因此磁性层具有良好的(001)取向。因此，本发明的磁记录介质显示高的矫顽力和高的信噪比(SNR)。
附图说明
图1是表示本发明的热辅助磁记录介质的一例的截面图。
图2是表示本发明的热辅助磁记录介质的另一例的截面图。
图3是表示本发明的磁记录再生装置的一例的立体图。
图4是示意性地表示图3所示的磁记录再生装置中所具备的磁头的构成的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。再者，本发明并不仅限定于以下所示的例子。只要不特别限制，也可以改变数量、构成、位置、材料等。
[热辅助磁记录介质]
图1是表示本发明的热辅助磁记录介质的一例的截面图。
图1所示的热辅助磁记录介质，是在基板101上依次层叠有密着层102、热沉层103、种子层104、BCC基底层105(取向控制层)、基底层10、磁性层108、保护膜109、和润滑剂层110的磁记录介质。磁性层108是以具有L10型晶体结构的合金为主成分的层。
「基板」
作为本发明的热辅助磁记录介质中所使用的基板101，可以使用例如圆形的非磁性基板。作为非磁性基板，可以使用例如玻璃、铝、陶瓷等。作为玻璃基板，可以使用结晶化玻璃、非晶质玻璃、强化玻璃等。
作为热辅助磁记录介质中所使用的基板101，优选使用玻璃化转变点高的、耐热性优异的基板，可以根据在基板101上形成的各层的成膜条件、热辅助磁记录介质的使用条件等，适当选择、决定表面粗糙度、热容量、结晶化状态等。
「密着层」
密着层102是用于使热沉层103与基板101的密着性提高的层，是根据需要而具备的层。作为密着层102的材料，可以举出CrTi、NiTa等。
「热沉层」
热沉层103是用于使在记录后积存于磁性层108的热快速消散的层，是根据需要而具备的层。作为热沉层103的材料，可以举出Ag、Al、Cu、W、Mo的任一种、或以它们为主成分的热传导率高的合金等。在基板101与磁性层108之间设置有热沉层103的情况下，优选在能够确保利用基底层10来控制磁性层108的取向的效果的范围，使基底层10的厚度尽可能地薄。通过使基底层10的膜厚较薄，热沉层103与磁性层108的距离变短，能够增大热沉层103的散热效果，能够使过渡宽度狭窄。
「种子层」
种子层104是为了消除热沉层103的取向，使其上方的BCC基底层105取得良好的(100)取向而设置的基底层。在种子层104的正下方的层显示(100)取向，且其上方的BCC基底层105显示良好的(100)取向的情况下，可以不设置种子层104。图1所示的热辅助磁记录介质的情况下，热沉层103显示(111)取向，因此为了消除该(111)取向而形成有由CrTi形成的种子层104。作为种子层104的材料，可以举出CrTi、NiTa、AlTi之类的软磁性层。
「BCC基底层」
BCC基底层105是作为控制磁性层108的取向的取向控制层而形成的。
BCC基底层105是具有BCC结构的(100)取向的层，其包含Cr、Mo、Nb、Ta、V、W中的至少一种、或者以Cr为主成分且包含选自Mn、Mo、Ru、Ti、V和W中的至少一种。另外，BCC基底层105作为用于形成(100)取向的氮化物基底层106的基底层而发挥作用。再者，BCC基底层105也可以作为用于形成(100)取向的MgO基底层107的基底层而形成。
在图1所示的热辅助磁记录介质中，通过形成有(100)取向的BCC基底层105，使在BCC基底层105上形成的氮化物基底层106成为(100)取向的层。为了容易地形成良好地(100)取向的氮化物基底层106，提高利用氮化物基底层106来控制磁性层108的取向的功能而设置BCC基底层105。
另外，在本发明的热辅助磁记录介质中，作为取向控制层，也可以代替BCC基底层105，而配置RuAl、NiAl之类的具有B2结构的B2基底层。B2基底层具有B2结构，因此显示(100)取向。因此，B2基底层与BCC基底层105同样地，作为用于形成(100)取向的氮化物基底层106的基底层发挥作用。B2基底层也可以作为用于形成(100)取向的MgO基底层107的基底层而形成。
另外，在本发明的热辅助磁记录介质中，也可以根据需要，设置多层的BCC基底层和/或B2基底层来作为取向控制层。
再者，BCC基底层105和B2基底层，可采用DC放电成膜法形成。由此，BCC基底层105和B2基底层，与氮化物基底层106、MgO基底层107相比能够容易地成为膜厚厚的层。因此，BCC基底层105和B2基底层，优选作为控制取向的层之中最靠基板101侧配置的层。
「基底层」
基底层10是主要控制磁性层108的晶体粒径、晶体取向、平坦性等，使磁性层108的性能提高的层。
图1所示的热辅助磁记录介质中的基底层10，是在BCC基底层105上形成的层，是依次层叠有氮化物基底层106和MgO基底层107的层。
在图1所示的热辅助磁记录介质中，在BCC基底层105与磁性层108之间形成有基底层10，因此在BCC基底层105为Cr或以Cr为主成分的层的情况下，能够防止：Cr从BCC基底层105向磁性层108扩散而对磁性层108的取向带来障碍、或成为热辅助磁记录介质的噪声的原因，从而优选。
(氮化物基底层)
氮化物基底层106是包含选自TaN、NbN和HfN中的至少一种氮化物的层。TaN、NbN、HfN是(100)取向的具有NaCl结构的物质。氮化物基底层106作为用于形成(100)取向的MgO基底层107的基底层发挥作用。在图1所示的基底层10中，通过形成有(100)取向的氮化物基底层106，使在氮化物基底层106上形成的MgO基底层107成为(100)取向的层。
(100)取向的具有NaCl结构的TaN、NbN、HfN，与磁性层108中所使用的具有L10型晶体结构的合金的晶格失配度较小，为20％以内。因此，通过在氮化物基底层106上形成磁性层108，能够使磁性层108取得良好的(001)取向。再者，在氮化物基底层106与磁性层108之间，配置有MgO基底层107等的将利用氮化物基底层106来控制取向的效果继承到磁性层108的层的情况下，能够得到利用氮化物基底层106来控制取向的效果。在图1所示的基底层10中，在(100)取向的氮化物基底层106上形成有MgO基底层107，因此MgO基底层107成为(100)取向的层。
氮化物基底层106，为了能够有效地控制MgO基底层107的取向，优选是具有NaCl结构的TaN、NbN、HfN中的金属和氮以1:1含有的层，但也可以混杂有少量的金属和氮不为1:1的氮化物。
另外，为了得到均匀且显示良好的取向性的磁性层108，优选氮化物基底层106的厚度为0.5nm～30nm。氮化物基底层106的厚度低于上述范围的情况下，不能充分得到控制MgO基底层107的取向和配置于MgO基底层107上的磁性层108的取向的功能，难以得到良好的磁性层108的(001)取向。另外，如果氮化物基底层106的厚度超过上述范围，则氮化物基底层106的厚度容易变得不均匀，在氮化物基底层106上形成的MgO基底层107和磁性层108的平坦性容易变得不充分。
(MgO基底层)
MgO基底层107是包含MgO的层，是(100)取向的具有NaCl结构的层。MgO的晶格常数与以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层108的a轴长近似。具体而言，NaCl结构的MgO的晶格常数为0.421nm，作为磁性层108的主成分而使用的具有L10型晶体结构的FePt的a轴长为0.385nm，具有L10型晶体结构的CoPt的a轴长为0.381nm。因此，通过在MgO基底层107上形成以FePt合金或CoPt合金为主成分的磁性层108，能够使磁性层108取得良好的(001)取向。另外，MgO基底层107，与磁性层108中所使用的具有L10型晶体结构的合金的晶格失配度，比氮化物基底层106小。
再者，在MgO基底层107与磁性层108之间配置有氮化物基底层106等的将利用MgO基底层107来控制取向的效果继承到磁性层108的层的情况下，能够得到利用MgO基底层107来控制取向的效果。
另外，为了得到均匀且显示良好的取向性的磁性层108，MgO基底层107的厚度优选为0.5nm～15nm。MgO基底层107的厚度低于上述范围的情况下，不能充分得到控制磁性层108的取向的功能，难以得到良好的磁性层108的(001)取向。另外，如果MgO基底层107的厚度超过上述范围，则MgO基底层107的厚度容易变得不均匀，形成于MgO基底层107上的磁性层108的平坦性容易变得不充分。
(基底层的制造方法)
接着，作为基底层的制造方法的一例，例举图1所示的基底层10的制造方法进行说明。
为了形成图1所示的基底层10，首先，为了使成为氮化物基底层106的氮化物膜取得(100)取向，在基板101上设置作为氮化物基底层106的基底层发挥作用的(100)取向的BCC基底层105(取向控制层)。
(100)取向的BCC基底层105，具体而言，可采用例如在加热至250℃左右的基板上形成Cr膜的方法等来形成。
接着，在BCC基底层105上，使氮化物基底层106外延生长而形成，由此能够得到(100)取向的氮化物基底层106。氮化物基底层106，可采用例如使用氮化物靶的RF放电成膜法、使用各个金属钯和包含N2的气体的DC放电成膜法来形成。这样得到的氮化物基底层106，与形成于氮化物基底层106上的磁性层108的晶格失配度为20％以内。因此，通过在氮化物基底层106上形成磁性层108，能够有效地控制磁性层108的结晶。
接着，在氮化物基底层106上使MgO膜外延生长，形成MgO基底层107。由此，完成图1所示的基底层10的形成。所得到的MgO基底层107，通过氮化物基底层106的取向控制效果，成为(100)取向的层。
在这样形成于取向控制层上的基底层10上，可采用例如以下所示的方法等形成磁性层108。
即，将形成有基底层10的基板101加热至450～700℃，使成为磁性层108的FePt膜外延生长。在本实施方式中，通过基底层10的取向控制效果，能够形成包含具有L10型晶体结构的FePt、且显示良好的(001)取向的磁性层108。
再者，可以推定为：基底层10对磁性层108的取向控制效果，通过作为基底层10而形成的氮化物基底层106与MgO基底层107的晶格常数不同而有效地发挥作用。因此，作为基底层10设置了氮化物基底层106和MgO基底层107的情况，与设置有由晶格常数相同的多个层形成的基底层的情况相比，能够形成显示良好的(001)取向的磁性层108。
(其他例)
再者，本发明的热辅助磁记录介质，只要具有取向控制层、在取向控制层上形成的基底层10、和在基底层10上形成的磁性层108即可，构成基底层10的各层的层叠顺序、层叠数可以根据设计任意地选择，并不限定于图1所示的例子。
具体而言，例如，基底层10可以是如图1所示那样，在BCC基底层105上依次层叠有氮化物基底层106和MgO基底层107的层，也可以是层叠有2层以上的MgO基底层107和/或氮化物基底层106的层。
再者，如图1所示，在氮化物基底层106上形成有MgO基底层107的情况下，MgO基底层107与磁性层108的距离近，因此由MgO基底层107带来的对磁性层108的取向控制效果更有效地发挥作用。另外，MgO基底层107，与氮化物基底层106相比，和磁性层108的晶格失配度小。因此，通过以氮化物基底层106、MgO基底层107、磁性层108的顺序层叠，能够阶段性地解除在氮化物基底层106的下层形成的取向控制层(图1中为BCC基底层105)与磁性层108的晶格失配。其结果，能够更有效地得到由氮化物基底层106和MgO基底层107带来的取向控制功能的协同效果，能够使磁性层108的取向更加良好。因此，为了得到显示高矫顽力和高的信噪比(SNR)的热辅助磁记录介质，优选在氮化物基底层106上形成有MgO基底层107。
另外，在MgO基底层107上形成有氮化物基底层106的情况下，氮化物基底层106与磁性层108的距离近，因此由氮化物基底层106带来的对磁性层108的取向控制效果更有效地发挥作用。氮化物基底层106，与MgO基底层107相比，和磁性层108的晶格失配度大，但维持了良好的(100)取向。因此，能够使磁性层108的取向良好，得到高的矫顽力和充分的SNR。
另外，由于MgO基底层107溶于水，因此容易引起由高温高湿条件导致的腐蚀。在MgO基底层107上形成有氮化物基底层106的情况下，由氮化物基底层106保护MgO基底层107。因此，能够防止由高温高湿条件导致的腐蚀的发生，耐腐蚀特性良好。
另外，在本发明中，为了使热辅助磁记录介质的写入特性提高，也可以在图1所示的基板101与取向控制层105之间形成软磁性基底层。
在基板101与取向控制层105之间形成了软磁性基底层的情况下，能够提高施加在磁性层108上的磁场梯度，能够在设置于磁记录再生装置中的情况下效率良好地向磁性层108施加来自于磁头的磁场。
该软磁性基底层，可以是非晶合金，也可以是微晶和/或多晶合金。而且，软磁性基底层，可以是介由Ru进行反铁磁性耦合的叠层软磁性基底层，也可以是单层。作为软磁性基底层的材料，具体例可以举出CoFeB、CoFeTa、CoFeTaZr、CoFeZr、CoFeTaB、CoFeNi、CoNiTa、CoTaZr、CoNbZr、CoNiZr、FeAlSi等。
「磁性层」
磁性层108是以具有L10型晶体结构的合金为主成分的层。为了达成高记录密度，磁性层108，优选由利用晶界偏析材料分离了的数nm的磁性粒子形成，但磁性粒子的体积变小，在热学上变得不稳定。因此，在本实施方式中，作为磁性层108的主成分，可使用磁各向异性能量高的具有L10型晶体结构的合金。
磁性层108，优选是以具有L10型晶体结构的FePt合金或CoPt合金为主成分，并且含有选自SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO和C中的至少一种的氧化物或元素的层。
在本实施方式中，为了控制磁性粒子的大小、粒子间的交换耦合，使FePt或CoPt等的具有L10型晶体结构的合金中，含有作为偏析材料的添加物。作为添加物，使用选自SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO和C中的至少一种的氧化物或元素。通过含有这样的添加物而成为粒状结构的磁性层108，能够降低粒子间的交换耦合，并且能够将磁性粒子微细化，能够更进一步改善热辅助磁记录介质的SNR。
在本发明中，为了进一步改善热辅助磁记录介质的写入特性，也可以在磁性层108上形成盖帽层。作为盖帽层，可以使用以Co、Fe、Ni为主成分的合金。盖帽层，也可以是以在室温下不丧失铁磁性的范围包含其他添加元素的层。盖帽层可以是结晶质合金，也可以使用非晶质合金。
「保护膜」
作为保护膜109，优选是由耐热性优异的材料形成的膜。作为保护膜109，可以使用单层或多层的碳膜等。作为碳膜，可以使用添加了氢和/或氮、金属的碳膜。碳膜可采用CVD法、离子束法来形成。
「润滑剂层」
作为润滑剂层110，可以使用包含全氟聚醚的液体润滑剂层等。
图1所示的热辅助磁记录介质，具有：在基板101上形成的取向控制层(图1中为BCC基底层105)；在取向控制层上形成的基底层10；和在基底层10上形成的以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层108，基底层10包含：含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层107；和包含选自TaN、NbN和HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层106，因此磁性层108具有良好的(001)取向。
更详细而言，在本实施方式的热辅助磁记录介质中，通过利用BCC基底层105来控制磁性层108的取向的效果、利用与磁性层108的晶格失配度小的氮化物基底层106来控制磁性层108的取向的效果、和利用晶格常数与磁性层108的a轴长接近的MgO基底层107来控制磁性层108的取向的效果的协同效果，以高精度控制了磁性层108的取向，因此能够得到具有良好的(001)取向的磁性层108。其结果，本发明的热辅助磁记录介质，显示高的矫顽力和高的信噪比(SNR)。
另外，在本实施方式的热辅助磁记录介质中，由于氮化物基底层106形成于作为取向控制层的BCC基底层105上，因此容易得到具有良好的取向的氮化物基底层106。因此，成为在氮化物基底层106上形成有具有良好的(001)取向的磁性层108的热辅助磁记录介质。
另外，MgO基底层107形成于BCC基底层105上的情况下，容易得到具有良好的取向的MgO基底层107。因此，成为在MgO基底层107上形成有具有良好的(001)取向的磁性层108的热辅助磁记录介质。
在本实施方式的热辅助磁记录介质中，作为取向控制层形成有B2基底层并在B2基底层上形成有氮化物基底层106和MgO基底层107的情况下，也容易得到具有良好的取向的氮化物基底层106和MgO基底层107，得到具有良好的(001)取向的磁性层108。
[微波辅助磁记录介质]
本发明的磁记录介质，也能够应用于微波辅助磁记录介质。
作为本实施方式的微波辅助磁记录介质，可以举出例如在基板上依次层叠有BCC基底层(取向控制层)、基底层、和磁性层的微波辅助磁记录介质。作为BCC基底层(取向控制层)、基底层、和磁性层，可以使用与上述的图1所示的热辅助磁记录介质同样的层。
在微波辅助磁记录介质中，由于不加热介质表面，因此不需要热沉层。在图1所示的磁记录介质的情况下，既可以去除热沉层103，也可以在密着层102上直接形成BCC基底层105。
在这样的微波辅助磁记录介质中，与上述的图1所示的热辅助磁记录介质同样地，以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层，具有良好的(001)取向。因此，本实施方式的微波辅助磁记录介质，显示高的矫顽力和高的信噪比(SNR)。
[磁记录再生装置]
接着，对本发明的磁记录再生装置进行说明。图3是表示本发明的磁记录再生装置的一例的立体图，图4是示意性地表示图3所示的磁记录再生装置中所具备的磁头的构成的截面图。
图3所示的磁记录再生装置，由以下部分大致构成：由本发明的热辅助磁记录介质形成的磁记录介质301；使磁记录介质301旋转并沿记录方向驱动的介质驱动部302；进行针对磁记录介质301的记录动作和再生动作的磁头303；使磁头303相对于磁记录介质301进行相对移动的磁头移动部304；和进行向磁头303的信号输入和来自磁头303的输出信号的再生的记录再生信号处理系统305。
图3所示的磁记录再生装置中所具备的磁头303，如图4所示，由记录磁头408和再生磁头411大致构成。记录磁头408具备主磁极401、辅助磁极402、用于产生磁场的线圈403、激光二极管(LD)404(激光发生部)、和将从LD404发生的激光405传递到设置于顶端部的近场发生元件406的波导路407。再生磁头411，具备由一对屏蔽件(Shield)409夹着的TMR元件等的再生元件410。
而且，在图3所示的磁记录再生装置中，将从磁头303的近场发生元件406发生的近场光向磁记录介质301照射，将其表面局部地加热，使上述磁性层的矫顽力暂时下降到磁头磁场以下来进行写入。
图3所示的磁记录再生装置，具备由具有高的矫顽力和高的信噪比(SNR)的本发明的热辅助磁记录介质形成的磁记录介质301，因此误码率低。
[磁记录再生装置(其他例)]
接着，对本发明的磁记录再生装置的其他例进行说明。
本发明的磁记录再生装置，可以是具备由微波辅助磁记录介质形成的磁记录介质的装置。作为这样的磁记录再生装置，可以举出例如具备以下部分的磁记录再生装置：由微波辅助记录介质形成的磁记录介质；将磁记录介质沿记录方向驱动的介质驱动部；向磁记录介质照射微波的元件；进行针对磁记录介质的记录动作和再生动作的磁头；使磁头相对于上述磁记录介质进行相对移动的磁头移动部；和进行向磁头的信号输入和来自上述磁头的输出信号的再生的记录再生信号处理系统。
在具备由微波辅助磁记录介质形成的磁记录介质的磁记录再生装置中，从照射微波的元件向磁记录介质照射微波。由此，向磁记录介质的磁性层施加微波段的交流磁场而将磁化方向从易磁化轴倾斜，使磁性层的磁化局部地反转而通过磁头进行磁信息的写入。
这样的磁记录再生装置，具备由具有高的矫顽力和高的信噪比(SNR)的本发明的微波辅助磁记录形成的磁记录介质，因此误码率低，能够得到优异的记录再生特性。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明的效果。再者，以下所示的实施例是用于说明本发明的代表例，本发明并不限定于这些例子。
(实施例1-1～1-5)
采用以下所示的方法，制造了图1所示的热辅助磁记录介质。
首先，在2.5英寸玻璃基板101上，形成由Cr-50at％Ti构成的厚度为40nm的密着层102，接着形成由Ag构成的厚度为30nm的热沉层103，接着形成由Cr-50at％Ti构成的厚度为30nm的种子层104。
然后，将基板101加热至250℃，依次形成由Cr-20at％V构成的厚度为30nm的BCC基底层105(取向控制层)(第一基底层)、由TaN构成的厚度为5nm的氮化物基底层106(第二基底层)、和由MgO构成的厚度为5nm的MgO基底层107(第三基底层)。
接着，将基板加热至680℃，形成由(Fe-50at％Pt)-14mol％SiO2构成的厚度为8nm的磁性层108，在磁性层108上形成由金刚石状碳(DLC(类金刚石碳：Diamond Like Carbon))构成的厚度为3.5nm的保护膜109，并涂布了由全氟聚醚构成的厚度为1.5nm的液体润滑剂层110。
通过以上的工序，得到了实施例1-1的热辅助磁记录介质。
对这样得到的实施例1-1的热辅助磁记录介质，通过X射线衍射进行了测定。其结果，在磁性层中，确认出L10-FePt(001)和L10-FePt(002)的峰与FCC-FePt(200)的混合峰。
另外可知，由Cr-20at％V构成的BCC基底层105显示了(100)取向，在其上形成的由TaN构成的氮化物基底层106、和由MgO构成的MgO基底层107也呈(100)取向。由此，确认出包含FePt合金的磁性层108外延生长。
接着，将实施例1-1的热辅助磁记录介质中的BCC基底层105(取向控制层)(第一基底层)的材料，置换成Cr-10at％W(实施例1-2)、Cr-15at％Mo(实施例1-3)、Ru-50at％Al(B2基底层)(实施例1-4)、Ni-50at％Al(B2基底层)(实施例1-5)，其他层全部与实施例1同样，得到了实施例1-2～1-5的热辅助磁记录介质。
实施例1-1～1-5的取向控制层(第一基底层)、氮化物基底层(第二基底层)、MgO基底层(第三基底层)的材料示于表1中。
表1
(比较例1-1～1-11)
将实施例1-1、1-2和1-4的热辅助磁记录介质中的MgO基底层(第三基底层)去除，其他层全部与实施例1-1同样，制作了比较例1-1～1-3的热辅助磁记录介质。
另外，将实施例1-1、1-2和1-4的热辅助磁记录介质中的氮化物基底层(第二基底层)去除，其他层全部与实施例1-1同样，制作了比较例1-4～1-6的热辅助磁记录介质。
进而，将实施例1-1、1-2和1-4的热辅助磁记录介质中的MgO基底层和氮化物基底层去除，其他层全部与实施例1-1同样，制作了比较例1-7～1-9的热辅助磁记录介质。
另外，将实施例1-1的热辅助磁记录介质中的BCC基底层(第一基底层)和MgO基底层去除，其他层全部与实施例1-1同样，制作了比较例1-10的热辅助磁记录介质。
将实施例1-1的热辅助磁记录介质中的BCC基底层和氮化物基底层去除，其他层全部与实施例1-1同样，制作了比较例1-11的热辅助磁记录介质。
比较例1-1～1-11的取向控制层(第一基底层)、氮化物基底层(第二基底层)、MgO基底层(第三基底层)的材料示于表2中。
表2
对实施例1-1～1-5、比较例1-1～1-11的热辅助磁记录介质，采用以下所示的方法，测定了矫顽力和电磁转换特性的信噪比(SNR)。其结果示于表1和表2中。
矫顽力，通过物理特性测定装置(PPMS)在室温下施加了7T的磁场而测定。另外，电磁转换特性的SNR，使用搭载了激光点加热机构的磁头，利用旋转台测试机进行了测定。
如表1和表2所示，在实施例1-1～1-5的热辅助磁记录介质中，不论取向控制层为(BCC基底层)Cr合金、(B2基底层)Ru-50at％Al、(B2基底层)Ni-50at％Al的哪一种都显示出33kOe以上的高的矫顽力。
实施例1-1～1-5的矫顽力的值，与没有MgO基底层和氮化物基底层中的任一方或两方的比较例1-1～1-11所示的磁记录介质相比，大10kOe以上。由此可知，同时具有取向控制层、氮化物基底层、和MgO基底层，且MgO基底层形成于氮化物基底层上的实施例1-1～1-5，能够大大地改善矫顽力。
另外，实施例1-1～1-5中的热辅助磁记录介质中，SNR显示了13dB以上，比SNR仅显示8.0dB～10.7dB的比较例1-1～1-11的磁记录介质高。可以认为这起因于：由于取向控制层、氮化物基底层、和MgO基底层而使得磁性层108的(001)取向变得良好。
(实施例2-1～2-9)
将实施例1-1、1-2和1-4的磁记录介质中的磁性层108置换成膜厚9nm的(Fe-45at％Pt-5at％Ag)-35mol％C，其他层全部与实施例1-1同样，制作了实施例2-1～2-3的磁记录介质。
其次，将实施例2-1～2-3的磁记录介质中的氮化物基底层(第二基底层)置换成NbN层，其他层全部分别与实施例2-1～2-3同样，制成了实施例2-4～2-6的磁记录介质，另外，将氮化物基底层置换成HfN层，其他层全部分别与实施例2-1～2-3同样，制作了实施例2-7～2-9的磁记录介质。
实施例2-1～2-9的取向控制层(第一基底层)、氮化物基底层(第二基底层)、MgO基底层(第三基底层)的材料示于表3中。
另外，对实施例2-1～2-9的热辅助磁记录介质，与实施例1-1同样地测定了保持力和SNR。其结果示于表3中。
表3
另外，对实施例2-1～2-9的热辅助磁记录介质，采用以下所示的方法，测定了表面粗糙度(Ra)和颗粒数。其结果示于表3中。
磁记录介质的表面粗糙度(Ra)，使用Veeco公司制AFM的轻敲模式，在10μm视场下进行了测定。磁记录介质的颗粒数的计测，使用CANDELA公司制OSA-6100，作为磁记录介质一面的颗粒数记下来。
如表3所示，不论氮化物基底层为TaN、NbN、HfN的哪一种，矫顽力和SNR都显示了高的值。另外可知，氮化物基底层为TaN的实施例2-1～2-3的介质，在相同的第一基底层下相比的情况下，与氮化物基底层为NbN或HfN的实施例2-4～2-9的介质相比，SNR高。另一方面，氮化物基底层为NbN的实施例2-4～2-6的介质，Ra特别低，氮化物基底层为HfN的实施例2-7～2-9的介质，颗粒数特别少。由此，能够合乎对磁记录介质所要求的要求特性地选择作为氮化物基底层的氮化物的种类。
另外可知，在取向控制层(第一基底层)中，比较BCC结构的Cr合金和具有B2结构的RuAl，矫顽力、SNR都等同，Ra是显示BCC结构的Cr合金的一方较低。由此，第一基底层也能够合乎对磁记录介质所要求的要求特性地选择种类。
(比较例2-1～2-4)
将实施例2-1、2-3的磁记录介质中的第二基底层置换成MgO层，其他层全部与实施例2-1、2-3同样，制成了比较例2-1、2-2的磁记录介质，此外，将实施例2-1、2-3的磁记录介质中的第三基底层置换成TaN层，其他层全部与实施例2-1、2-3同样，制成了比较例2-3、2-4的磁记录介质。
对这样制作的比较例2-1～2-4的热辅助磁记录介质，与实施例1同样地测定了保持力和SNR。其结果示于表4中。
表4
如表4所示可知，作为基底层形成了两层MgO层的比较例2-1、2-2和形成了两层TaN层的比较例2-3、2-4，与表3所示的具有TaN层和MgO层的实施例2-1、2-3相比，矫顽力和SNR低。
可以认为这是由于通过配置晶格常数不同的TaN层和MgO层来作为基底层，能够得到具有良好的取向的磁性层的缘故。
(实施例3-1～3-7)
采用以下所示的方法，制作了图2的截面示意图所示的热辅助磁记录介质。
在2.5英寸玻璃基板201上，形成由Cr-50at％Ti构成的厚度为40nm的密着层202，接着形成由Cu构成的厚度为30nm的热沉层203，接着形成由Cr-50at％Ti构成的厚度为30nm的种子层204。
然后，将基板201加热至280℃，依次形成由Cr-20at％Mo构成的厚度为30nm的BCC基底层205(取向控制层)(第一基底层)、由MgO构成的厚度为5nm的MgO基底层206(第二基底层)、和由TaN构成的厚度为5nm的氮化物基底层207(第三基底层)。
接着，将基板加热至680℃，形成由(Fe-55at％Pt)-20mol％TiO2构成的厚度为8nm的磁性层208、和由Co-10at％Ta-5at％B构成的厚度为2nm的盖帽层209，在该盖帽层上形成由金刚石状碳(DLC(类金刚石碳：Diamond Like Carbon))构成的厚度为3.5nm的保护膜210，并涂布了由全氟聚醚构成的厚度为1.5nm的液体润滑剂层211。
通过以上的工序，得到了实施例3-1的热辅助磁记录介质。
另外，将实施例3-1的热辅助磁记录介质中的BCC基底层205(取向控制层)材料，置换成Cr-5at％Mo(实施例3-2)、Cr-45at％Mo(实施例3-3)、Cr-15at％Ti(实施例3-4)、Cr-35at％V(实施例3-5)、Ru-50at％Al(B2基底层)(实施例3-6)、Ni-50at％Al(B2基底层)(实施例3-7)，其他层全部与实施例3-1同样，制作了实施例3-2～3-7的热辅助磁记录介质。
实施例3-1～3-7的取向控制层(第一基底层)、MgO基底层(第二基底层)、氮化物基底层(第三基底层)的材料示于表5中。
表5
(比较例3-1～3-4)
将实施例3-1、3-6的热辅助磁记录介质中的氮化物基底层(第三基底层)去除，其他层全部与实施例3-1、3-6同样，制作了比较例3-1、3-2的热辅助磁记录介质。
另外，将实施例3-1、3-6的热辅助磁记录介质中的MgO基底层(第二基底层)去除，其他层全部与实施例3-1、3-6同样，制作了比较例3-3、3-4的热辅助磁记录介质。
比较例3-1～3-4的取向控制层(第一基底层)、MgO基底层(第二基底层)、氮化物基底层(第三基底层)的材料示于表6中。
对实施例3-1～3-7和比较例3-1～3-4的热辅助磁记录介质，与实施例1-1同样地测定了保持力和SNR。其结果示于表5和表6中。
表6
如表5所示，实施例3-1～3-7的磁记录介质的矫顽力，不论取向控制层(第一基底层)为表5所示的哪一种材料，都高达30kOe以上，SNR也为13dB以上，比表6所示的比较例3-1～3-4的磁记录介质的矫顽力和SNR高。由此可知，同时具有取向控制层、氮化物基底层、和MgO基底层，且氮化物基底层形成于MgO基底层上的实施例3-1～3-7，能够改善矫顽力和SNR。
另外，如表5所示，在具有由Cr-Mo构成的BCC基底层(取向控制层)的实施例3-1～3-3的磁记录介质中进行比较，看到了下述倾向：BCC基底层中所含的Mo的含量越少，矫顽力和SNR越高。
(实施例4-1～4-6)
将实施例3-1的热辅助磁记录介质中的磁性层208置换成(Fe-45at％Pt)-18mol％SiO2，制作了实施例4-1的热辅助磁记录介质。另外，将实施例4-1的热辅助磁记录介质中的取向控制层(第一基底层)置换成Ru-50at％Al(B2基底层)，制作了实施例4-2的磁记录介质。
另外，制作了将实施例4-1、4-2的热辅助磁记录介质中的由TaN构成的氮化物基底层置换成NbN的实施例4-3、4-4、和置换成HfN的实施例4-5、4-6的热辅助磁记录介质。
实施例4-1～4-6的热辅助磁记录介质的取向控制层(第一基底层)、MgO基底层(第二基底层)、氮化物基底层(第三基底层)的材料示于表7中。
表7
另外，对实施例4-1～4-6的热辅助磁记录介质，与实施例1-1同样地测定了保持力和SNR。而且，对实施例4-1～4-6的热辅助磁记录介质，与实施例2同样地测定了表面粗糙度(Ra)和颗粒数。其结果示于表7中。
如表7所示，不论氮化物基底层为TaN、NbN、HfN的哪一种，矫顽力和SNR都显示高的值。另外可知，氮化物基底层为TaN的实施例4-1～4-2的介质，与氮化物基底层为NbN、HfN的实施例4-3～4-6的介质相比，SNR高。另外，氮化物基底层为NbN的实施例4-3～4-4的介质，Ra特别低，氮化物基底层为HfN的实施例4-5～4-6的介质，颗粒数特别少。由此，能够合乎对磁记录介质所要求的要求特性地选择作为氮化物基底层的氮化物的种类。
(实施例5)
使用实施例1-1～1-5、2-1～2-9、4-1～4-6、比较例1-1～1-11、2-1～2-4的热辅助磁记录介质来作为图3所示的磁记录再生装置的磁记录介质，测定了误码率。
误码率是在线记录密度1600kFCI、磁道密度500kFCI(面记录密度800Gbit/inch2)的条件下进行记录而测定的。
其结果，装有实施例1-1～1-5、2-1～2-9、以及实施例4-1～4-6的热辅助磁记录介质的磁记忆装置，显示出1×10-7以下的低的误码率。另外，装有比较例1-1～1-11、2-1～2-4的热辅助磁记录介质的磁记忆发生装置的误码率为1×10-4左右。
由以上可知，通过使用在基板上同时具有取向控制层、含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层、和包含选自TaN、NbN和HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层的本发明的实施例的热辅助记录介质，能够得到误码率低的磁记忆再生装置。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够提供显示高矫顽力和高的信噪比(SNR)的热辅助磁记录介质以及具备它的磁记录再生装置。
附图标记说明
101…基板、102…密着层、103…热沉层、104…种子层、105…BCC基底层(取向控制层)、106…氮化物基底层(基底层)、107…MgO基底层(基底层)、108…磁性层、109…保护膜、110…润滑剂层、201…基板、202…密着层、203…热沉层、204…种子层、205…BCC基底层(取向控制层)、206…MgO基底层(基底层)、207…氮化物基底层(基底层)、208…磁性层、209…盖帽层、210…保护膜、211…润滑剂层、301…磁记录介质、302…介质驱动部、303…磁头、304…磁头移动部、305…记录再生信号处理系统、401…主磁极、402…辅助磁极、403…线圈、404…激光二极管、405…激光、406…近场发生元件、407…波导路、408…记录磁头、409…屏蔽件、410…再生元件、411…再生磁头。

Claims (8)

1.一种磁记录介质，其特征在于，具有：
在基板上形成的取向控制层；
在所述取向控制层上形成的基底层；和
在所述基底层上形成的以具有L10型晶体结构的合金为主成分的磁性层，
所述基底层包含：
含有MgO的具有(100)取向的MgO基底层；和
含有选自TaN、NbN和HfN中的至少一种氮化物的具有(100)取向的氮化物基底层，
所述磁记录介质是采用热辅助磁记录方式或微波辅助磁记录方式记录的介质。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，在所述氮化物基底层上形成有所述MgO基底层。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，在所述MgO基底层上形成有所述氮化物基底层。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，所述取向控制层包含具有BCC结构的(100)取向的BCC基底层，所述BCC基底层包含Cr、Mo、Nb、Ta、V、W中的至少一种、或者以Cr为主成分且包含选自Mn、Mo、Ru、Ti、V和W中的至少一种。
5.根据权利要求1～3的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，所述取向控制层包含由NiAl和RuAl形成的具有B2结构的B2基底层。
6.根据权利要求1～3的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，所述磁性层以具有L10型晶体结构的FePt合金或CoPt合金为主成分，并且含有选自SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO和C中的至少一种的氧化物或元素。
7.一种磁记录再生装置，具备：
权利要求1～3的任一项所述的磁记录介质；
介质驱动部，其将所述磁记录介质沿记录方向驱动；
磁头，其具有对所述磁记录介质进行加热的激光发生部、将从所述激光发生部发生的激光向顶端部引导的波导路、和设置于所述顶端部的近场发生元件，进行针对所述磁记录介质的记录动作和再生动作；
磁头移动部，其使所述磁头相对于所述磁记录介质进行相对移动；和
记录再生信号处理系统，其进行向所述磁头的信号输入和来自所述磁头的输出信号的再生。
8.一种磁记录再生装置，具备：
权利要求1～3的任一项所述的磁记录介质；
介质驱动部，其将所述磁记录介质沿记录方向驱动；
向所述磁记录介质照射微波的元件；
磁头，其进行针对所述磁记录介质的记录动作和再生动作；
磁头移动部，其使所述磁头相对于所述磁记录介质进行相对移动；和
记录再生信号处理系统，其进行向所述磁头的信号输入和来自所述磁头的输出信号的再生。
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