JP2013232266A - 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板101と、基板101上に形成された下地層3と、下地層3の直上に形成されたL10構造を有する合金を主成分とする磁性層107とを備え、下地層3が、格子定数が0.302nm以上0.332nm以下のBCC構造を有する第1の下地層104と、Cを含有したNaCl構造を有する第2の下地層105と、MgOからなる第3の下地層106とが連続的に積層されたものである熱アシスト磁気記録媒体1を用いる。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、本発明の熱アシスト記録媒体を備えたエラーレートが低く、高い信頼性を有する磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
その結果、基板と、該基板上に形成された下地層と、下地層の直上に形成されたL10構造を有する合金を主成分とする磁性層とを備え、該下地層が、格子定数が0.302nm以上0.332nm以下のBCC構造を有する第1の下地層と、Cを含有したNaCl構造を有する第2の下地層と、MgOからなる第3の下地層とが基板側から連続的に積層された多層下地層である熱アシスト磁気記録媒体とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を想到した。すなわち本願発明は下記に関する。
(3)前記第1の下地層が、Mo、W、NbもしくはTaから選択される1種からなることを特徴とする(1)に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(5)前記第2の下地層が、TaCもしくはNbCからなることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の熱アシスト磁気記録媒体を備えるものであるので、エラーレートが低く、高い信頼性を有するものとなる。
[熱アシスト磁気記録媒体]
図1は、本発明の熱アシスト磁気記録媒体の一例を示した断面図である。図1に示す熱アシスト磁気記録媒体1(以下、「磁気記録媒体」という場合がある。)は、基板101上に、シード層102と、配向制御層103と、下地層3と、磁性層107と、保護膜108とがこの順に積層されたものである。図1に示すように、下地層3は、基板101側から、第1の下地層104と第2の下地層105と第3の下地層106とが連続的に積層されたものであり、下地層3の第3の下地層106の直上には磁性層107が備えられている。
基板101としては、非晶質もしくは微結晶構造を有する耐熱ガラス基板を用いることができる。本実施形態の磁気記録媒体1においては、磁性層107を形成する際に基板101の温度を400℃以上に加熱する場合があるため、基板101の材料として、ガラス転移温度が400℃以上のもの、より好ましくは600℃以上のものを用いることが好ましい。
シード層102は、磁性層107の結晶粒径を制御するものである。シード層102に用いられる材料は、非晶質であればよく、例えば、Cr−50at%Ti、Ni−40at%Ta、Ti−50at%Alなどの合金を用いることができるが、これらの材料に限定されるものではない。
配向制御層103は、第1の下地層104に良好な(100)配向をとらせることにより、下地層3の第2の下地層105および第3の下地層106の配向を制御して、下地層3による磁性層107の配向を制御する機能を向上させるものである。配向制御層103としては、B2構造やBCC構造を有する(100)配向のものを用いることが好ましい。
BCC構造を有する配向制御層103も、B2構造を有する配向制御層103と同様に、例えば、非晶質のシード層102上に、200℃以上の高温で形成することにより、(100)配向をとらせることができる。
第1の下地層104は、格子定数が0.302nm以上0.332nm以下のBCC構造を有するものである。第1の下地層104の格子定数は、0.31nm以上0.32nm以下の範囲であることがより好ましい。
図1に示す第1の下地層104は、配向制御層103上に形成されることにより、良好な(100)配向を有するものである。第1の下地層104が、良好な(100)配向を有するものであることにより、第2の下地層105にも(100)配向をとらせることができる。
また、第1の下地層104の材料として、Mo、W、NbもしくはTaから選択される元素のうちの少なくとも1種類を含有している合金を用いてもよい。具体的には、MoCr、MoV、MoW、MoTa、MoNb、WCr、WV、WTa、WNb、TaCr、TaV、TaNb、NbCr、NbV等の合金が挙げられる。第1の下地層104の材料として上記合金を用いる場合、Mo、W、Nb、Taに添加される他の元素の含有量は、第1の下地層104の格子定数が0.302nm以上0.332nm以下で、かつ、BCC構造を劣化させない範囲内とされる。
第2の下地層105は、Cを含有したNaCl構造を有するものである。第2の下地層105は、TaC、NbC、ZrC、HfCから選択される1種からなるものであることが好ましい。このような材料からなる第2の下地層105は、第1の下地層104および第3の下地層106との格子定数の差が小さいものとなる。このため、第2の下地層105が上記の材料からなるものである場合、磁性層107中のL10構造を有する合金の規則度が良好で、保磁力が高く、反転磁界分散が低く、耐食性に優れた磁気記録媒体1が得られる。
また、第2の下地層105がZrCなるものである場合、高い保磁力が得られ、規則度の高い磁性層107が得られ、高い重ね書き特性が得られる。
TaC、NbC、ZrC、HfCの格子定数を表1に示す。
第2の下地層105の上には、MgOからなる第3の下地層106が形成されている。第3の下地層106は、NaCl構造を有するものであり、第2の下地層105上に第3の下地層106となるMgOをエピタキシャル成長させる方法などにより形成できる。
MgOの格子定数は0.421nmであり、第2の下地層105の格子定数よりも5〜10%小さい。したがって、第2の下地層105上に第3の下地層106となるMgOを形成した場合、第3の下地層106のMgOの膜面内に引っ張り応力が導入される。このため、第3の下地層106上に形成されるL10−FePt合金などのL10構造を有する合金を主成分とする磁性層107に、第3の下地層106から引っ張り応力が導入され、磁性層107の規則化が促進される。
磁性層107は、L10構造を有する合金を主成分とするものであり、磁性層107の直下に下地層3が配置されていることにより、良好な(001)配向を示すものである。磁性層107は、L10構造を有するFePtもしくはCoPt合金を主成分とし、かつSiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO、C、B、B2O3、BNから選択される少なくとも一種を含有しているものであることが好ましい。このような磁性層107とすることにより、磁性層107の主成分であるL10構造を有する合金の結晶粒間の交換結合が分断され、結晶粒が磁気的に孤立しているものとなり、磁気記録媒体1のノイズを低減することができる。
磁性層107上には、ダイヤモンド状炭素(DLC(Diamond Like Carbon))などからなる保護膜108を形成することが望ましい。DLCからなる保護膜108は、炭化水素からなる原料ガスを高周波プラズマで分解して膜を形成するRF−CVD法、フィラメントから放出された電子で原料ガスをイオン化して膜を形成するIBD法、原料ガスを用いずに固体Cターゲットを用いて膜を形成するFCVA法等によって形成できる。
なお、本発明は、図1に示す磁気記録媒体1に限定されるものではない。
例えば、図1に示す磁気記録媒体1においては、基板101と下地層3との間に、シード層102と配向制御層103とが配置されているが、シード層102および配向制御層103がなくても、磁性層107が良好な(001)配向を示すものとなる場合には、シード層102および配向制御層103は設けられていなくてもよい。
また、保護膜108上には、パーフルオロポリエーテル系のフッ素樹脂などからなる潤滑剤が塗布されていてもよい。
図2に示す熱アシスト磁気記録媒体は、基板201とシード層204との間に、ヒートシンク層203と、ヒートシンク層203と基板201とを接着する接着層202とが形成されていること以外は、図1に示す熱アシスト磁気記録媒体1と同じであるので、図1に示す例と異なる部材についてのみ説明し、同じ部材についての説明を省略する。
記録後の磁性層209を速やかに冷却するためには、熱アシスト磁気記録媒体にヒートシンク層203を設けることが好ましい。ヒートシンク層203としては、Ag、Cu、Al、Au等の熱伝導率の高い金属や、これらを主成分とした合金を用いることができる。
次に、本発明の磁気記録再生装置について説明する。図3は、本発明の磁気記録再生装置の一例を示した斜視図であり、図4は、図3に示す磁気記録再生装置に備えられた磁気ヘッドの構成を模式的に示した断面図である。
図3に示す磁気記録再生装置は、本発明の熱アシスト磁気記録媒体からなる磁気記録媒体501と、磁気記録媒体501を回転させ、記録方向に駆動する媒体駆動部502と、磁気記録媒体501に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド503と、磁気ヘッド503を磁気記録媒体501に対して相対移動させるヘッド駆動部504と、磁気ヘッド503への信号入力と磁気ヘッド503からの出力信号の再生とを行う記録再生信号処理系505とから概略構成されている。
図1に示す熱アシスト磁気記録媒体1を以下に示す方法により形成した。
すなわち、2.5インチのガラスからなる基板101上に、25nmのCr−50at%Tiからなるシード層102を形成し、300℃の基板加熱を行った後、配向制御層103として20nmのRu−50at%Alを形成した。
次いで、第1の下地層104として15nmのMo−30at%Cr、第2の下地層105として15nmのZrC、HfC、TaC、もしくはNbC、第3の下地層106として2nmのMgOを形成した。
その後、580℃の基板加熱を行い、8nmの(Fe−45at%Pt)−12mol%(SiO2)−6mol%BNからなる磁性層107を形成し、磁性層107上に3nmのDLCからなる保護膜108を形成し、表2に示す実施例1.1〜実施例1.4の磁気記録媒体を得た。
ここで、HcはSUQID(超伝導量子干渉素子)により、7Tの磁界を印加して室温で測定した磁化曲線から求めた。また、ΔHc/Hcは、「IEEE Trans.Magn.,vol.27,pp4975−4977,1991」に記載の方法で測定した。
上記実施例の中では、第2の下地層にZrCを用いた実施例1.1と、第2の下地層にNbCを用いた実施例1.4が特に高いHcを示した。これは、実施例1.1および実施例1.4のI001/(I002+I200)が特に高いことから規則度が極めて良好であるためと考えられる。
一方、第3の下地層を形成しない比較例1.1〜1.4のI001/(I002+I200)はいずれも1.8以下と低く、保磁力も25kOe以下と著しく低く、ΔHc/Hcも0.33以上と高かった。
図2に示す熱アシスト磁気記録媒体を以下に示す方法により形成した。
すなわち、2.5インチのガラスからなる基板201上に、5nmのNi−35at%Taからなる接着層202、50nmのCu−0.5at%Zrからなるヒートシンク層203、5nmのCr−50at%Tiからなるシード層204を形成し、250℃の基板加熱を行った後、配向制御層205として20nmのCr−5at%Mnを形成した。
次いで、第1の下地層206として10nmのW、第2の下地層207として8nmのZrC、HfC、TaC、もしくはNbC、第3の下地層208として3nmのMgO下地層を形成した。
その後、600℃の基板加熱を行い、磁性層209として12nmの(Fe−45at%Pt)−30%C、保護膜210として3.2nmのDLC膜を形成し、表3に示す実施例2.1〜実施例2.4の磁気記録媒体を得た。
図4に示す磁気ヘッドを用いて線記録密度1500kFCIのオールワンパターン信号を記録して測定した媒体SNRと、重ね書き特性OWとを表3に示す。ここで、レーザーダイオードに投入するパワーは、トラックプロファイルの半値幅と定義したトラック幅MWWが60nmとなるよう調整した。
これに対し、比較例2.1のSNRと重ね書き特性は、実施例2.1〜2.4と比べて著しく低かった。
以上より、第1の下地層とMgOの間に、第2の下地層としてZrC、HfC、TaC、もしくはNbCを形成することにより、SNRが高く、かつ、重ね書き特性が良好な熱アシスト記録媒体が得られることがわかった。
先ずCandela社製OSA−6300を用いて、媒体表面全面のパーティクル数を計測した。ついで、媒体を温度90℃、湿度90%一定とした高温炉中に投入し、48時間放置した。その後、媒体を高温炉から取り出し、再度、上記Candela社製OSA−6300でパーティクル数を計測した。表4に高温炉に入れる前後のパーティクル数を示す。
一方、実施例2.1〜2.4では、数マイクロメートルから数十マイクロメートルのパーティクルは観察されなかった。更に第2の下地層にTaCを使用した実施例2.1は、特にパーティクル数が低かった。
以上より、第2の下地層としてZrC、HfC、TaC、もしくはNbCを形成することにより、媒体SNR、重ね書き特性が改善されると同時に、耐食性が大幅に改善されることがわかった。
実施例2と同様に、図2に示す熱アシスト磁気記録媒体を以下に示す方法により形成した。
なお、第1の下地層として20nmのMo、Mo−30at%Cr、Mo−20at%V、W、W−50at%Cr、W−30at%V、W−20at%Ta、V、Ta、Ta−50at%W、Nb、Nb−30at%Moを使用し、第2の下地層として5nmのTiCを使用した。第1の下地層および第2の下地層以外の層構成、成膜プロセスは実施例2と同一とし、表5に示す実施例3.1〜実施例3.12の磁気記録媒体を得た。
本実施例3.1〜3.12は、全て34kOe以上の高いHcと0.29以下の低いΔHc/Hcを示した。また、上記実施例3.1〜3.12の中では、格子定数が0.31nm以上0.32nm以下の実施例3.1、実施例3.3、実施例3.4、実施例3.6、実施例3.7のΔHc/Hcが特に低かった。
以上より、第1の下地層に格子定数が0.302nm以上0.332nm以下であるBCC合金を用いることにより、Hcが高く、ΔHc/Hcが低い、即ち反転磁界分散が狭い媒体が得られることがわかった。
本実施例3.1〜3.12、比較例3.1〜3.3の媒体を、図3に示す磁気記録再生装置の磁気記録媒体として用い、エラーレートを測定した。
エラーレートは、線記録密度1600kFCI、トラック密度480kFCI(面記録密度770Gbit/inch2)の条件で記録して測定した。その結果を表6に示す。なお、表6における「−logBER」はビットエラーレートの対数表示を表している。
以上より、第1の下地層に格子定数が0.302nm以上0.332nm以下であるBCC構造を有する合金を用い、第2の下地層にTaCを用い、更に第3の下地層にMgOを用いた磁気記録媒体を組み込むことにより、エラーレートが低い磁気記録再生装置が得られることがわかった。
Claims (7)
- 基板と、該基板上に形成された下地層と、前記下地層の直上に形成されたL10構造を有する合金を主成分とする磁性層とを備え、
前記下地層が、格子定数が0.302nm以上0.332nm以下のBCC構造を有する第1の下地層と、Cを含有したNaCl構造を有する第2の下地層と、MgOからなる第3の下地層とが連続的に積層されたものであることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。 - 前記第1の下地層が、Mo、W、NbもしくはTaから選択される元素のうちの少なくとも1種類を含有していることを特徴とする請求項1に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第1の下地層が、Mo、W、NbもしくはTaから選択される1種からなることを特徴とする請求項1に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第2の下地層が、TaC、NbC、ZrC、HfCから選択される1種からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第2の下地層が、TaCもしくはNbCからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記磁性層が、L10構造を有するFePtもしくはCoPt合金を主成分とし、かつSiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO、C、B、B2O3、BNから選択される少なくとも一種を含有していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、前記磁気記録媒体を加熱するレーザー発生部と、前記レーザー発生部から発生したレーザー光を先端部へと導く導波路とを有して、前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動部と、前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドからの出力信号の再生とを行う記録再生信号処理系とを備える磁気記録再生装置。
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