JP2011070719A - 垂直磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや高い保磁力を有し、熱特性かつ磁気特性が良好な垂直磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】基板１０１上に設けられた下地層１０２、ヒートシンク層１０３、及び中間層１０４と室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層１０５を有し、エネルギー照射により磁気記録層１０５の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体とする。ヒートシンク層１０３は磁気記録層１０５から２０ｎｍ以内の距離、かつ中間層１０４と基板１０１間に形成され、熱伝導率が２３Ｗ／ｍ ｋ以上、９０Ｗ／ｍ ｋ以下の材料を用い、ラフネスＲａは０．３５ｎｍ以下とする。
【選択図】図１（ａ）

Description

本発明は、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。

２００９年現在、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の面記録密度は数百Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上となり、高密度化に伴い、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へ記録方式が変化してきた。この方式では、高密度記録を行った際に、隣接ビットからの漏洩磁束が磁化を安定化させる方向に働くため、面内磁気記録と比べて、高密度化に有効であることがわかっている。しかしながら、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上に高密度化するためには、ビットを小さくした場合でも環境温度に対する安定性つまり熱減磁現象の問題を解決する必要がある。

この問題を解決するには、室温でさらに大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有する記録層を適用する必要があるが、高保磁力の記録層に記録を行うことが出来るような、巨大な磁界を発生する記録磁気ヘッドの実現は非常に困難である。そこで、光照射により熱を発生させる等のエネルギーアシストにより、記録時のみ垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を低下させて磁化反転を起こして記録を行い、それ以外のときには垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を高いままにする、という画期的な記録方式が検討され始めた。

中でも、近接場光を用いてエネルギーアシストする方式は、レーザ光をレンズ等で絞り光スポットを形成する方式に比べ、光スポットを波長以下の極めて小さいサイズに出来る。このためエネルギーアシストにより加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上の高録密度記録に適していると考えられる。エネルギーアシストする方式は、例えば非特許文献１に開示されている。

さらに、高密度記録のためには、熱特性の改良が必須である。熱分布をシャープにするためには、ヒートシンク層を設けることが有効であることが知られている（特許文献１、２）おり、光照射で加熱される領域が数１００ｎｍ以上と広い場合について、ヒートシンク層(放熱層)の効果が検討されている。近接場光を用いてエネルギーアシストする方式のように、加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射される場合については検討されていない。

特開２００５−１０８３４７号公報 特開２００８−２１０４４７号公報

Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．３１， Ｉｓｓｕｅ ２， ｐｐ．２５９−２６１（２００６）．

非特許文献１に記載の近接場光を用いたエネルギーアシスト方式では、近接場光の強度が光源からの距離に対して急激に低下する特性を持つため、光源から離れた距離に記録層が存在する場合は、記録層に照射される光強度が低くなり、記録層を実用上十分に加熱することができないという課題が生じている。また、光源に記録層を近づけて磁気スペーシングを小さくした場合にはヘッドの浮上特性が安定しない。

さらに、高密度記録のため、熱分布をシャープにするためには、特許文献１、２のようにヒートシンク層(放熱層)を設けることが有効であるが、発明者らが検討した結果、近接場光を用いてエネルギーアシストする方式の場合、ヒートシンク層を記録膜に近い位置に形成すると、保磁力をはじめとする磁気特性が劣化し、磁気特性と熱特性の両方を兼ね備えることが難しいという新たな課題が生じることが分かった。

このように、大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有し、キュリー温度が低く、磁気スペーシングが小さくても浮上特性が良く、磁気特性と熱特性の両方を兼ね備えた、近接場光を用いたエネルギーアシストによる磁気記録が行なえる垂直磁気記録媒体を得ることは困難であった。

前述したように、高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現するには、次に述べるような種々の課題を網羅的に克服する必要がある。第１に、近接場光を用いたエネルギーアシスト用に熱特性が良好でかつ磁気特性の良い媒体を得ることができない。第２に、近接場光を用いたエネルギーアシスト用に記録層で磁気スペーシングが小さい場合に、浮上特性が良い媒体を得ることが困難である。

本発明は、上述した問題点を解決し、熱特性および磁気特性が良好な高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現する垂直磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置を提供することを目的とする。

上述課題を解決するための手段として、以下の手段を用いた。
（１）基板と、前記基板上に設けられた下地層及び中間層と、前記中間層上に設けられ、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と、前記磁気記録層上に設けられた保護層とを有し、エネルギー照射（アシスト）により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、上記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と前記基板との間にヒートシンク層をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、エネルギー照射（アシスト）により高密度の垂直磁気記録が可能となる。
（２）上記（１）に記載の垂直磁気記録媒体において、上記ヒートシンク層は、熱伝導率が２３Ｗ／ｍ ｋ以上、９０Ｗ／ｍ ｋ以下の材料を主成分とし、かつラフネスＲａが０．３５ｎｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。

なお、本明細書において、主成分とはその成分が８０％を越えて含まれることを言う。
（３）前記（１）に記載の垂直磁気記録媒体において、
上記ヒートシンク層は主成分がＲｕであり、ラフネスＲａが０．３５ｎｍ以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
（４）前記（１）に記載の垂直磁気記録媒体において、上記中間層の主成分はＲｕであり、上記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、 酸素及び硼素が含有されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、面内方向の磁気相互作用を小さくし、記録ノイズを低くすることが可能となる。
（５）前記（１）に記載の垂直磁気記録媒体において、上記ヒートシンク層が、上記磁気記録層から１０ｎｍ以内の距離に形成されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の熱磁気特性をさらに良好にすることが可能となる。
（６）前記（１）に記載の垂直磁気記録媒体において、
上記磁気記録層の上に設けられ、第１キャップ層と第２キャップ層とを含むキャップ層をさらに有し、前記第１キャップ層は前記基板側に設けられ、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体に、硼素（Ｂ）及び酸素（Ｏ）が含有されており、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体に、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄのいずれか一つ以上が含有されており、不純物（硼素（Ｂ）か酸素（Ｏ）、又はその両者）が３ａｔ％以下であり、前記第２キャップ層は前記保護層側に設けられ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体とする。

これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
（７）基板と、前記基板上に設けられた下地層及び中間層と、前記中間層上に設けられ、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と、前記磁気記録層上に設けられた保護層とを有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと、信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備えた磁気記録装置であって、前記垂直磁気記録媒体は、上記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と基板間にヒートシンク層を有することを特徴とした磁気記録装置とする。

これにより、前記磁気記録層の記録時の膜厚方向の温度分布を小さくし、安定なドメインを記録することが可能となる。

本発明によれば、高密度の熱アシスト記録に適した、熱アシストによる昇温で記録が可能、かつ室温では高保磁力を有する垂直磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録装置を提供することができる。

第１の実施例に係る垂直磁気記録媒体の全体の層構成の一例を示す概略断面図である。 第１の実施例に係る垂直磁気記録媒体の記録層の拡大断面図である。 第１の実施例に係る垂直磁気記録媒体の要部詳細構造を示す断面図であり、（ａ）は中間層の図、（ｂ）は中間層及び記録層の図、（ｃ）は記録層の拡大図である。 第１の実施例に係る垂直磁気記録媒体のヒートシンク層及び中間層の詳細構造を示す断面図である。 第１の実施例及び比較例の垂直磁気記録媒体における、温度特性の違いを示す図である。 第１の実施例及び比較例の垂直磁気記録媒体における、ヒートシンク層材料による磁気特性の劣化の違いを示す図である。 第１の実施例に係る垂直磁気記録媒体における、ヒートシンク層の熱伝導率とスポットサイズ低減率、保磁力劣化量の関係を示す図である。 第２の実施例に係るキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の全体の層構成の一例を示す概略断面図である。 第２の実施例に係るキャップ層を有する垂直磁気記録媒体のキャップ層の拡大断面図である。 第２の実施例及び比較例のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の磁気特性の違いを示す図である。 第３の実施例に係る磁気記録装置の構成例を示す平面図である。 図９（ａ）に示した平面図のＡ−Ａ’断面図である。 第３の実施例に係る磁気記録装置のヘッドの概略平面図である。 第３の実施例に係る磁気記録装置のヘッド主要部の概略側面図である。 近接場光を用いたエネルギーアシスト方式における、記録時の記録層における温度分布と磁界分布の位置関係を示す概略図である。

以下、実施例により本発明を説明する。

第１の実施例について、図１（a）〜図６および図１０を用いて説明する。本実施例では、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層を有し、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。ここでは、近接場光を用いてエネルギーアシストを行った。これにより、媒体中の加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来る。エネルギーの照射量は、媒体の温度がキュリー点以上になるように最適化して評価を行った。

図１０に、記録時の記録層における温度分布と記録磁界分布の線密度方向の位置関係の概略を示した。エネルギーアシスト記録においては、記録層がキュリー温度以上の記録温度Ａ以上になり、かつ記録層にかかる磁界強度が、記録磁界強度Ｂ以上になった場合のみに、記録が可能となる。従って、線密度方向において、Ｃ１からＣ３の間の距離Ｄ１とＣ２からＣ４の間の距離Ｄ２の重なった狭い領域Ｄ３のみにおいて、記録ビットが形成される。

図１（ａ）は、本実施例に係る、ヒートシンク層１０３を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ_６３Ｔａ_３7層と約７ｎｍのＮｉ_９４Ｗ_６層、ヒートシンク層１０３として約４２ｎｍのＲｕ層、中間層１０４として約１０ｎｍのＲｕ層、強磁性金属層１０９と非磁性金属層１１０の多層膜からなる約１２ｎｍの記録層１０５、キャップ層１０６として、Ｃｏ_６１Ｃｒ_１９Ｐｔ_１２Ｂ_８層を３ｎｍ、保護層１０７として約３ｎｍのＣ−Ｎ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、Ｃ−Ｎ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０８を塗布した。

図１（ｂ）は、記録層１０５を拡大した概念図である。記録層１０５には、強磁性金属層１０９にはＣｏ_９０Ｂ_１０、非磁性金属層１１０にはＰｄを用いた。多層膜の形成は、基板を固定し、回転型のカソードを用い、Ｃｏ_９０Ｂ_１０のターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成し、合計約１２ｎｍ製膜した。図１（ｂ）では簡略化されているが、記録層中は、各構成層として強磁性金属層１０９を０．２ｎｍ、非磁性金属層１１０を０．６ｎｍ、交互に１５回積層されている。

多層膜の場合の垂直磁気異方性の起源は、主に界面であるため、両者の層が交互に積層されて界面が形成されることが重要であり、強磁性金属層と非磁性金属層のどちらが先に製膜されていてもよい。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。また、多層記録層に粒界構造を形成するため、製膜時に微量の酸素を添加した。

中間層１０４は、図２（ａ）に示すように、低ガス圧（１．４Ｐａ）で第１中間層２０１としてＲｕを８ｎｍ形成した後、高ガス圧（５Ｐａ）で第２中間層２０２としてＲｕを２ｎｍ形成した。その上に、多層記録層１０５を形成した（図２（ｂ））。中間層１０４を、このように、低ガス圧で平坦な膜を製膜して結晶性を整え、その上に高ガス圧で製膜して凹凸形状を形成（図２（ａ））することにより、お椀型の粒が分離した形状の上に垂直方向に結晶配向性の良い多層記録層１０５が形成できる（図２（ｂ））。多層記録層は結晶粒２０３と粒界２０４を有する。

図２（ｃ）に結晶粒２０３の拡大断面図を示す。強磁性金属層１０９と非磁性金属層１１０の多層膜は主に結晶粒２０３中に形成されている。中間層製膜時のガス圧の範囲としては、低ガス圧は１〜２Ｐａ、高ガス圧は４〜１０Ｐａにした場合、凹凸形状を形成し、記録層の分離促進と結晶配向性を良好にする効果が得られた。

ヒートシンク層は、中間層よりさらに低いガス圧（０．７Ｐａ）で形成した。図３に示すように、ヒートシンク層１０３をさらに低いガス圧で平坦な膜を製膜することで、中間層１０４より結晶粒径の大きなヒートシンク層１０３が形成できた。

ヒートシンク層１０３の製膜時のガス圧が低いほど、ヒートシンク層１０３の結晶性及び平坦性が良くなり、結晶粒径が大きくなる傾向が見られた。結晶粒径が大きいと、図中に示されたように局所的な熱の流れ３０１が大きくなるため、局所的に熱冷却効果が高いヒートシンク層１０３が得られる。なお、言うまでもないが、ヒートシンク層１０３は中間層１０４を形成する前に形成される。

また、高密度の熱アシスト記録では、近接場光による記録時の加熱エリアは、数＋ｎｍ程度と非常に小さく、熱影響の出る距離が短いため、ヒートシンク層も記録層に近い位置に形成する必要がある。図４に、ヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）を１０ｎｍと近い位置に形成した場合と、ヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）が５０ｎｍと遠い場合、比較例としてヒートシンク層１０３のない場合について、温度プロファイルを比較した。

これから分かるように、ヒートシンク層１０３が１０ｎｍと近い場合、温度プロファイルは急峻になるが、ヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）が５０ｎｍと遠い場合には、ヒートシンク層１０３がない場合とほとんど違いが見られなかった。すなわち、近接場光を用いた高密度の熱アシスト記録では、ヒートシンク層を記録膜から近い距離に設ける必要があることがわかる。表１にヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）と温度プロファイルの低減率を示した。

表１より、ヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）が２０ｎｍより近い場合に、低減率が大きくなり、ヒートシンク層の効果が見えていることがわかる。ヒートシンク層１０３と記録層１０５の間の距離（ＲＨ）が１０ｎｍより近くなると、さらにその効果が大きくなった。

次に、ヒートシンク層１０３の材料依存性を調べた。比較例として、Ａｌ、Ａｇをヒートシンクに用いた場合を示した。図５にヒートシンク層１０３の膜厚と保磁力の関係を示した。この図から、本実施例のＲｕを用いたヒートシンク層１０３は、厚く形成しても保磁力の劣化が生じないが、比較例のヒートシンク層では、保磁力の劣化が著しいことが分かる。これは、ヒートシンク層の形成により、記録層の結晶性が劣化したためである。

さらに、他の材料についても調べた。表２と図６に、各材料についてヒートシンク層を４０ｎｍ形成した場合のスパッタ薄膜の熱伝導率、スポットサイズ低減率、保磁力劣化量の材料依存性を調べた。ここでは、各層の熱伝導率は、４端子法で測定した。４端子法は、約１ｍｍ間隔で並んだ４つの端子間の抵抗を測定し、そのシート抵抗の値から熱伝導率を算出する方法で、一般的にバルク材料や金属薄膜などに用いられる。この方法からは、ミリメートルからマイクロメートル程度の、広い領域の平均的な熱伝導率が求められる。

記録層における温度プロファイルは、記録時の加熱領域を想定し、ピーク温度の４／５におけるピーク幅からスポットサイズ低減率を算出した。ヒートシンク層を設けない場合は、スポットサイズが低減しないため、低減効果が大きいほど低減率は大きくなる。磁気特性は、保磁力で比較した。ヒートシンク層を設けない場合と設けた場合の差を、保磁力劣化量として比較した。

図６及び表２より、ヒートシンク層材料により、温度プロファイルと保磁力の劣化量が異なることがわかる。ヒートシンク層材料にＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕを用いた場合、温度プロファイルは急峻になるものの、保磁力の低下が３ｋＯｅ以上と非常に悪いことがわかった。ヒートシンク層材料にＴｉ、Ｃｒ、ＳｉＯ_２を用いた場合、スポットサイズ低減効果は見られないうえ、保磁力の劣化も２ｋＯｅ以上と悪いことがわかった。

このように比較例に挙げたヒートシンク層を用いた媒体では、熱特性、磁気特性の良好なものは得られなかった。本実施例に記載した、ヒートシンク層材料にＲｕ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈを用いた場合、温度プロファイルは急峻になり、スポットサイズ低減効果が８％以上見られ、かつ保磁力の低下が２ｋＯｅ未満と熱特性、磁気特性の両者で良好な結果が得られた。

次に、ヒートシンク層にＲｕを用いた媒体について詳細を調べたところ、ヒートシンク層と中間層では、熱伝導率や組成が同じ場合でも製膜プロセスが異なるため、図３に概略図を示したように微細構造が異なっていることがわかった。面内Ｘ線回折により、各層の結晶子サイズを調べたところ、第１中間層、第２中間層の結晶子は約８ｎｍであるのに対し、ヒートシンク層は、約９〜１２ｎｍであった。

このように、ヒートシンク層は、中間層に比べ、結晶粒径が１割以上大きく、微細領域における実効的な熱冷却効果が大きいことがわかる。さらに、ＡＦＭ(原子力間顕微鏡)を用いて、表面ラフネス（Ｒａ）を調べたところ、第１中間層は、０．３９ｎｍ、第２中間層は、０．４３ｎｍ、ヒートシンク層は０．２〜０．３５ｎｍであった。このように、ヒートシンク層は、中間層に比べ、ラフネスも小さく、より緻密な膜が形成されているために、微細領域における実効的な熱冷却効果が大きいと考えられる。

以上より、基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体において、上記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と基板間にヒートシンク層を有すると良好な記録特性を有する、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。

この他、基板１０１には、直径２．５インチ、厚さ０．６ｍｍ、表面ラフネスＲａが０．３ｎｍ以下の強化ガラスを用いたが、直径が３．５インチ、５インチや１．８インチ等、厚さが１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．５ｍｍ等、別のサイズの基板を用いてもよい。基板の材質は、強化ガラス以外でも良いが、Ｓｉ、アルミなど表面が５００℃程度にさらされても変形・変質しない材料が好ましい。

下地層１０２にはＮｉ_６３Ｔａ_３7層とＮｉ_９４Ｗ_６層を用いたが、基板、中間層との密着性や平坦性を確保できれば、このほかの材料や膜厚でも良い。保護層１０７についても、記録層との密着性、熱アシスト光源の波長における透明性、表面の平坦性が確保できれば、組成比が異なっていてもよく、この他の材料でもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、熱特性および磁気特性が良好な高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現する垂直磁気記録媒体を提供することができる。

第２の実施例について図７（ａ）、図７（ｂ）、図８を用いて説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の事項は実施例１と同様である。

実施例２では、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層を２段積層した、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。

図７（ａ）は、本実施例に係るキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の全体の層構成の一例を示す概略断面図である。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ_６３Ｔａ_３7層と約７ｎｍのＮｉ_９４Ｗ_６層、約４２ｎｍのＲｕからなるヒートシンク層１０３、中間層１０４として約１０ｎｍのＲｕ層、約１２ｎｍの記録層１０５、約３．２ｎｍのキャップ層１０６、保護層１０７として約３ｎｍのＣ−Ｎ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、Ｃ−Ｎ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０８を塗布した。

記録層１０５は強磁性金属層１０９と非磁性金属層１１０の多層膜からなり、強磁性金属層１０９にはＣｏ_９０Ｂ_１０を０．２ｎｍ、非磁性金属層１１０にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層し、微量の酸素を添加した。詳細は実施例１に記載の通りである。

図７（ｂ）は、キャップ層１０６を拡大したものである。キャップ層１０６は、キャップ層用強磁性金属層７０１とキャップ層用非磁性金属層７０２の多層膜からなる第１キャップ層および、その上に形成された第２キャップ層７０３の２層を有する。キャップ層用強磁性金属層７０１にはＣｏ_９５Ｇｄ_５を０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層７０２にはＰｄを０．６ｎｍを用い、これらの層を複数積層して第１キャップ層を形成した。これらの上に、第２キャップ層であるＣｏ_６１Ｃｒ_１９Ｐｔ_１２Ｂ_８層７０３を０．２ｎｍ積層した。

第1キャップ層の積層数はキャップ層３ｎｍの場合、約４回である。多層膜構造を有する第１キャップ層の形成は、基板を固定し、ＣｏＧｄのターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成して行った。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。キャップ層製膜時のガス圧は、多層膜製膜中は３．５Ｐａ、ＣｏＣｒＰｔＢ層製膜中は１．７Ｐａにした。

比較例には、上記キャップ層の組成と構造のみ異なる媒体を作製し、浮上特性及び磁気特性の比較を行った。キャップ層に、Ｃｏ_６５Ｃｒ_１５Ｐｔ_１２Ｂ_８組成を用いて、比較した。
Ｃｏ／Ｐｄ多層膜（３）・ＣｏＣｒＰｔＢ膜（１）と記載した場合は、キャップ層として、Ｃｏ／Ｐｄ多層膜を３ｎｍとＣｏＣｒＰｔＢ膜を１ｎｍ形成したこと表す。

まず、キャップ層種類及び膜厚と浮上特性の関係を調べた。浮上特性は、専用のピエゾ電気センサー端子をヘッドに取り付けた磁気ヘッドを有するテスタにて、ヘッド浮上時のピエゾ端子振動の出力をプロットして測定した。媒体の潤滑材表面が平坦でヘッドが媒体に衝突することなく安定に浮上しているほど、振動は少ないため、出力は小さくなる。

安定に浮上している場合、ピエゾセンサー出力は３１．５ｍＶ以下となり、掠ったり、衝突したりするなど浮上が不安定になるほど振動が大きくなるため、出力は大きくなる。実用的に媒体が使用されるためには、ヘッドの衝突等が生じてはならないため、ピエゾセンサー出力は３１．５ｍＶ以下であることが重要である。さらに、３１．４ｍＶ以下は、外部振動などの外乱が生じても、媒体とヘッドとが衝突しないレベルであり、より好ましい。

次に、磁気特性の比較を行った。各媒体の保磁力を測定し、キャップ層形成による保磁力の劣化量を調べた。本実施例と比較例それぞれキャップ層を形成した場合の磁気特性を、表３で比較した。多層化されていない、Ｃｏ_６５Ｃｒ_１５Ｐｔ_１２Ｂ_８組成のキャップ層を有する比較例（番号３７）では、保磁力劣化が４ｋＯｅと極めて大きく、１ｎｍ形成しただけでも１．５ｋＯｅ以上という大きな劣化を示した。

これは、保磁力の大きな記録層上に保磁力の小さなキャップ層が形成されたため、媒体全体の磁気特性が劣化したためである。一方、本実施例の２層構成のキャップ層付媒体では、浮上特性を向上するためにキャップ層を形成しても磁気特性の劣化はきわめて小さく、０．５ｋＯｅ以下と劣化が小さいことがわかる。これは、キャップ層も多層膜構造とすることで保磁力の大きな層を重ねた構成にしたためと考えられる。

さらに図８にカー効果測定結果の比較を行った。縦軸はカー信号、横軸は外部磁場である。カーループの傾きは、記録特性に影響の大きな面内方向の磁気相関の大きさを示しており、傾きが寝ているほど、面内方向の磁気相関は小さく、より高密度の小さなビットが形成できる。この結果からも、本実施例の媒体は、比較例に比べて保磁力が大きいだけでなく、より高密度記録に適した媒体であることがわかる。

このように、高い垂直磁気異方性を持つ記録層上にキャップ層用強磁性金属層７０１とキャップ層用非磁性金属層７０２からなる多層膜構造第１キャップ層と第２キャップ層の２層構成のキャップを設けることで、磁気特性の劣化を防ぎかつ、浮上特性を極めて良好にすることが可能となった。

続いて、第１キャップ層への不純物量が浮上特性に与える影響を調べた。

これより、第１キャップ層中の不純物量が少ないほど浮上特性が良好なことがわかる。不純物量が３原子％以下のときピエゾセンサー出力は３１．５ｍＶ以下と、浮上特性が良好な結果が得られた。不純物量が２原子％以下のときピエゾセンサー出力は３１．４ｍＶ以下となり、より浮上特性が良好な結果が得られた。
不純物は、当該層の構成元素を除いた元素を指す。ここでは、第１キャップ層がＣｏ、Ｇｄ、Ｐｄから形成されており、不純物として例えば、酸素または／およびボロンなどが存在すると浮上特性が劣化した。酸素、ボロン以外の不純物でも同様の結果が得られた。

最後に、キャップ層用強磁性金属層７０１への添加元素依存性を調べ、表５に示した。
ここでは、浮上特性が良好な媒体が得られる歩留まりを調べた。歩留まりは、同様の構成の媒体を２０枚作製し、前記ピエゾ出力が３１．３ｍＶ以下のものをＡ級品、３１．４から３１．５ｍＶのものをＢ級品、３１．６ｍＶ以上のものをＮＧとしてカウントして、各割合を調べた。

表５より、キャップ層用強磁性金属層７０１へＧｄ、Ｓｍ、Ｃｒ、Ｖを添加すると、ＮＧ品がなくなり、浮上特性が向上することがわかった。これらの中でも、Ｇｄ、Ｓｍは特に浮上特性が良好である。しかしながら、希土類元素は稀少であるため、やや浮上特性が劣るものの、Ｃｒ、Ｖを添加すると生産コストの点で有利である。

なお、本実施例に記載していない層構成、製造方法、材料、評価方法等は実施例１と同様にした。

以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。また、キャップ層を強磁性金属層と非磁性金属層との積層膜を有する第１キャップ層と第２キャップ層とで構成することにより、浮上特性が良好で保磁力劣化の少ない垂直磁気記録媒体を提供することができる。また、第１キャップ層中の不純物濃度を３原子％以下とすることにより、浮上特性が良好な垂直磁気記録媒体を提供することができる。更に、第１キャップ層を構成する強磁性金属層へＧｄ、Ｓｍ、Ｃｒ、或いはＶを添加することにより、浮上特性が良好で保磁力劣化の少ない垂直磁気記録媒体を提供することができる。
［実施例３］
第３の実施例について図９（a）〜図９（ｄ）を用いて説明する。なお、実施例１又は２に記載され、本実施例に未記載の事項はそれらと同様である。

本実施例に係る磁気記録装置の概略を図９（a）〜図９（ｄ）に示した。図９（ａ）は平面模式図、図９（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。図９（ｃ）はヘッドの概略平面図、図９（ｄ）はヘッド主要部の側面からみた概略図である。

この装置は、図９（a）、図９（ｂ）に示すように、垂直磁気記録媒体１５０１、これを駆動する媒体駆動部１５０２、磁気ヘッド用浮上スライダ１５０３及び磁気ヘッドの駆動手段１５０４、磁気ヘッドの記録再生信号処理手段１５０５を有する。

磁気ヘッドは、図９（ｃ）に示すように、磁気ヘッドスライダ上に形成された記録再生分離型の磁気ヘッドであり、記録ヘッドには磁界を形成する手段１５０７及び近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６が設けられている。さらに磁気ヘッドには、再生電流用検出手段(再生ヘッド)１５０８が設けられ、記録されたビットの再生を行う。近接場光は、サスペンション１２０１上に形成された光導波路１２０２を通して、近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６に供給される。

浮上スライダ１５０３は、位置決め精度を向上させるため、図９（ｄ）に示すように、フレクシャー１２０３を介してサスペンションに取り付けられている。

次に、記録時の熱や磁気特性について調べた。光源波長は７８０ｎｍであり、垂直磁気記録媒体１５０１には図１に記載の構造を用いた。

さらに、実施例１に記載した媒体を上記磁気記録装置に組み込んで、ヘッド浮上量４ｎｍで安定にヘッドが浮上することを確認したのち、上記近接場光を用いたエネルギー照射手段を搭載したヘッドを用いて記録を行った。ＭＦＭ（磁気力プローブ顕微鏡）にてドメインを評価したところ、線密度方向は約２５ｎｍ、トラック幅方向は５０ｎｍのドメインが形成できたことがわかった。

以上から、基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体として、上記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と基板間にヒートシンク層を有することを特徴とした垂直磁気記録媒体と、更に近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを備えることにより、良好な記録再生特性を有するエネルギーアシスト型磁気記録装置を得ることができる。

本実施例によれば、高密度の熱アシスト記録に適した、熱アシストによる昇温で記録が可能、かつ室温では高保磁力を有する垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を提供することができる。

１０１：基板、１０２：下地層、１０３：ヒートシンク層、１０４：中間層、１０５：記録層、１０６：キャップ層、１０７：保護層、１０８：潤滑材、１０９：強磁性金属層、１１０：非磁性金属層、２０１：第１Ｒｕ層、２０２：第２Ｒｕ層、２０３：結晶粒、２０４：粒界、７０１：キャップ層用強磁性金属層、７０２：キャップ層用非磁性金属層、１２０１：サスペンション、１２０２：光導波路、１２０３：フレクシャー、１５０１：垂直磁気記録媒体、１５０２：媒体駆動部、１５０３：浮上スライダ、１５０４：磁気ヘッド駆動手段、１５０５：記録再生信号処理手段、１５０６：近接場光を用いたエネルギー照射手段、１５０７：磁界を形成する手段、１５０８再生電流用検出手段(再生ヘッド)。

Claims (8)

1. 基板と、前記基板上に設けられた下地層及び中間層と、前記中間層上に設けられ、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と、前記磁気記録層上に設けられた保護層とを有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、
   前記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と前記基板との間にヒートシンク層をさらに有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 上記ヒートシンク層は、熱伝導率が２３Ｗ／ｍ ｋ以上、９０Ｗ／ｍ ｋ以下の材料を主成分とし、かつラフネスＲａが０．３５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
3. 上記ヒートシンク層は主成分がＲｕであり、ラフネスＲａが０．３５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 上記中間層の主成分はＲｕであり、
   上記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、酸素及び硼素が含有されることを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 上記ヒートシンク層が、上記磁気記録層から１０ｎｍ以内の距離に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
6. 上記磁気記録層の上に設けられ、第１キャップ層と第２キャップ層とを含むキャップ層をさらに有し、
   前記第１キャップ層は前記基板側に設けられ、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体に、Ｂ及びＯが含有されており、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体に、Ｃｒ、Ｓｍ、Ｇｄのいずれか一つ以上が含有されており、不純物が３原子％以下であり、
   前記第２キャップ層は前記保護層側に設けられ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｂを含むことを特徴とする、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
7. 上記不純物は、ホウ素か酸素、又はその両者であることを特徴とする、請求項６に記載の垂直磁気記録媒体。
8. 基板と、前記基板上に設けられた下地層及び中間層と、前記中間層上に設けられ、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と、前記磁気記録層上に設けられた保護層とを有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、
   近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備え、
   前記垂直磁気記録媒体は、上記磁気記録層から２０ｎｍ以内の距離、かつ前記中間層と基板間にヒートシンク層を有することを特徴とする磁気記録装置。

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