JP2015088197A - 磁気記録媒体および磁気記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁性層に含まれるＬ１０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮＲを高めることができる熱アシスト磁気記録媒体、及びマイクロ波アシスト磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向した、Ｗを含有する結晶質の下地層であり、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有する構成とし、その総含有量を、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内とし、さらに、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏから選択される１種類以上の物質を含有させた構成とする。【選択図】図３
Description
本発明は、磁気記録媒体および磁気記憶装置に関する。
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に対する大容量化の要求が益々強まっている。この要求を満たす手段として、レーザー光源を搭載した磁気ヘッドで磁気記録媒体を加熱して記録を行う熱アシスト磁気記録方式が提案されている。
熱アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体を加熱することによって保磁力を大幅に低減できるため、磁気記録媒体の磁性層に結晶磁気異方定数Ｋｕの高い材料を用いることができる。このため、熱安定性を維持したまま磁性粒径の微細化が可能となり、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２級の面密度を達成できる。高Ｋｕ磁性材料としては、Ｌ１０型ＦｅＰｔ合金、Ｌ１０型ＣｏＰｔ合金、Ｌ１１型ＣｏＰｔ合金等の規則合金等が提案されている。
また、磁性層には、上記規則合金からなる結晶粒を分断するため、粒界相材料としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の酸化物、もしくはＣ、ＢＮ等が添加されている。磁性層を、結晶粒が粒界相で分離されたグラニュラー構造とすることにより、磁性粒子間の交換結合を低減でき、高い媒体ＳＮＲを実現できる。
非特許文献１には、ＦｅＰｔに３８％のＳｉＯ２を添加することにより、磁性粒径を５ｎｍまで低減できることが記載されている。さらに、同文献には、ＳｉＯ２の添加量を更に５０％にまで増やすことにより、粒径を２．９ｎｍまで低減できることが記載されている。
また、高い垂直磁気異方性を有する熱アシスト磁気記録媒体を得るには、磁性層中のＬ１０型規則合金に良好な（００１）配向をとらせることが好ましい。磁性層の配向は、下地層によって制御できるため、これを実現するためには適切な下地層を用いる必要がある。
下地層に関して、例えば、特許文献１にはＭｇＯ下地層を用いることによって、Ｌ１０型ＦｅＰｔ磁性層が良好な（００１）配向を示すことが示されている。
また、特許文献２には、Ｃｒ−Ｔｉ−Ｂ合金等のＢＣＣ構造を有する結晶粒径制御層上に、結晶配向性制御兼低熱伝導中間層であるＭｇＯ層を形成することによって、Ｌ１０型ＦｅＰｔ磁性層が更に良好な（００１）配向を示すことが記載されている。
特許文献３の実施例２．３には下地層としてＷ−５ａｔ％Ｍｏ／Ｃｒを用いた例が開示されている。
また、次世代の記録方式として注目されている他の技術として、マイクロ波アシスト磁気記録方式がある。マイクロ波アシスト磁気記録方式は、磁気記録媒体の磁性層にマイクロ波を照射して磁化方向を磁化容易軸から傾けて、磁性層の磁化を局所的に反転させて磁気情報を記録する方式である。
マイクロ波アシスト磁気記録方式においても、熱アシスト磁気記録方式と同様に、磁性層の材料として、Ｌ１０型結晶構造を有する合金からなる高Ｋｕ材料を用いることができる。このため、熱安定性を維持したまま磁性粒径の微細化が可能である。
ところで、上記熱アシスト磁気記録方式や、マイクロ波アシスト磁気記録方式の磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置において、さらに、高い媒体ＳＮ比を実現するため、磁気記録媒体において磁性結晶粒を微細化すると同時に、磁性結晶粒間の交換結合を十分に低減することが求められている。これを実現する方法としては、上述のように磁性層にＳｉＯ２やＣ等の粒界相材料を添加することが有効である。
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１０４，０２３９０４（２００８）
しかしながら、磁気記憶装置とした際に十分な媒体ＳＮＲとするために粒界相材料を多量に添加すると、磁性層に含まれるＬ１０構造を有する合金の結晶粒（以下、「磁性層結晶粒」ともいう）、例えば、ＦｅＰｔ合金結晶粒の規則度が劣化し、Ｋｕが低下するという問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、磁性層に含まれるＬ１０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮＲを高めることができる熱アシスト磁気記録媒体、及びマイクロ波アシスト磁気記録媒体の提供を目的とする。
本願発明では上記目的を達成するため、以下の手段を採用する。
（１）基板と、前記基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向した、Ｗを含有する結晶質の下地層であり、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、さらに、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃの総含有量は、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、Ｂ２構造を有する合金から選択される１種以上の金属からなる配向制御下地層の上に形成されていることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（５）前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層と前記磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＴｉＣから選択された１種類以上の化合物を含むバリア層を設けることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（６）前記磁性層は、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とし、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、ＢＮから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）（１）〜（６）の何れか１項に記載の磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置。
（１）基板と、前記基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向した、Ｗを含有する結晶質の下地層であり、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、さらに、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃの総含有量は、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、Ｂ２構造を有する合金から選択される１種以上の金属からなる配向制御下地層の上に形成されていることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（５）前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層と前記磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＴｉＣから選択された１種類以上の化合物を含むバリア層を設けることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（６）前記磁性層は、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とし、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、ＢＮから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）（１）〜（６）の何れか１項に記載の磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置。
本発明によれば、磁性層に含まれるＬ１０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮＲを高めることができる磁気記録媒体を提供できる。
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
本発明の磁気記録媒体の構成例について説明する。
本願発明の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層を有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向したＷを含有する結晶質の下地層とし、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有する構成とする。
本願発明の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層を有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向したＷを含有する結晶質の下地層とし、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有する構成とする。
下地層上に、Ｌ１０構造のＦｅＰｔ合金等の結晶粒を含有する磁性層を形成する場合、下地層の結晶粒径が大きいと、下地層の一つの結晶粒の上に複数のＬ１０構造を有する合金の結晶粒が成長することになる。この場合、磁性層の結晶粒の粒径が不均一となり、粒径分散が大きくなるという問題があった。
これに対して、本実施形態の磁気記録媒体においては、下地層の結晶粒径を微細化することが可能となり、これにより、一つの下地層結晶粒の上に一つの磁性層結晶粒が成長する“Ｏｎｅ ｔｏ ｏｎｅ成長”が促進される。加えて、本願発明の微細化した下地層の結晶粒は、その結晶粒径が均一であるため、磁性層に含まれる結晶粒の粒径分散の低減を可能とする。そして、このような磁性層の実現により、磁気記憶装置とした場合のＳＮＲを向上させることが可能になる。
また、本実施形態の磁性層では、結晶粒間の分離が促進され、交換結合を低減できる効果や、また、反転磁界分散（ＳＦＤ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を低減できる効果を有する。そして、このような磁性層の実現により、磁気記憶装置とした場合のＳＮＲを向上させることが可能になる。
本願発明では、Ｗを含有する結晶質の下地層に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃ元素の総添加量は１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内とするのが好ましい。これは、上記元素の総添加量が４０ａｔ％超えると下地層の配向性が低下する場合があり、また、１ａｔ％未満では、十分に効果を発揮できない場合があるためである。本願発明では、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃの総含有量を、３ａｔ％〜３０ａｔ％の範囲内とするのが特に好ましい。
また、本願発明では、磁気記録媒体の電磁変換特性を安定させるため、複数の下地層の間における格子ミスフィットを１０％以下とするのが好ましい。そして、格子ミスフィット調整のためには、Ｗを主成分とする結晶質の下地層に、さらに、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒから選択される１種類以上の物質で添加するのが好ましい。その場合、添加量については特に限定されるものではなく、上記格子ミスフィットを制御できるようにその添加量を適宜選択することができる。
本願発明のＷを含有する下地層は、その配向をより確実に（１００）配向とするため、その成長表面が酸化されるのを防止するのが好ましい。すなわち、Ｗを含有する下地層は、その成長表面が酸化されると（１００）配向性が乱れ、また非晶質化する場合があるからである。
本願発明では、Ｗを含有する結晶質の下地層の配向をより確実に（１００）配向とするため、Ｗを含有する結晶質の下地層の下に、配向制御下地層を設けるのが好ましい。配向制御下地層の材料としては特に限定されるものではないが、例えばＣｒ（Ｃｒ金属）、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、及び、Ｂ２構造を有する合金から選択された１種以上の金属を用いるのが好ましい。
Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金としては、ＣｒＭｎ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＲｕ等が挙げられる。また、配向制御下地層としてＣｒ、もしくはＣｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金に、更にＢ、Ｓｉ、Ｃ等を添加すれば、Ｗを含有する下地層の結晶粒子サイズ、分散度等をより改善することができる。但し、これらの元素を添加する場合、配向制御下地層自体の（１００）配向性が劣化しない範囲で添加することが望ましい。
また、Ｂ２構造を有する合金としては例えば、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ等が挙げられる。
また、Ｂ２構造を有する合金としては例えば、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ等が挙げられる。
次に磁性層について説明する。本願発明の磁性層は、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とすることで、高い結晶磁気異方定数Ｋｕを有するものとする。このようなＬ１０構造を有する合金としては、例えば、ＦｅＰｔ合金やＣｏＰｔ合金等が挙げられる。
本願発明では、磁性層形成時に磁性層の規則化を促進するため加熱処理を行うことが好ましいが、この際の加熱温度（規則化温度）を低減するため、Ｌ１０構造を有する合金に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等を添加してもよい。これらの成分を添加することにより、磁性層形成時の加熱温度（基板温度）を４００〜５００℃程度まで低減することができる。
また、本願発明の磁性層では、Ｌ１０構造を有する合金の結晶粒は磁気的に孤立していることが好ましい。このため、磁性層は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、ＢＮから選択される１種類以上の物質を含有していることが好ましい。これにより、結晶粒間の交換結合をより確実に分断し、媒体ＳＮＲをより高めることができる。
そして、Ｌ１０構造を有する磁性層の規則化を促進するため、本実施形態の磁気記録媒体の製造する際の磁性層形成時に、６００℃程度の加熱を行うことが好ましい。この際、下地層と磁性層との間の界面拡散を抑制するため、Ｗを含有する結晶質の下地層と磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層が形成されていることが好ましい。
この際、ＮａＣｌ型構造を有する材料は特に限定されるものではないが、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣから選択された１種類以上の化合物を含むことが好ましい。
以上に本実施形態の磁気記録媒体の構成例について説明したが、本実施形態の磁気記録媒体は更に任意の各種層を設けることができ、例えば、以下の層を備えた構成とすることもできる。
例えば、磁性層上には、ＤＬＣ保護膜を形成することが望ましい。
ＤＬＣ保護膜の製造方法は特に限定されるものではない。例えば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−ゲットを用いて膜を形成するＦＣＶＡ法等により形成できる。
ＤＬＣ保護膜の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば、１ｎｍ〜６ｎｍの範囲内とすることが好ましい。これは、１ｎｍを下回ると磁気ヘッドの浮上特性が劣化する場合があり好ましくないためである。また、６ｎｍを上回ると磁気スペ−シングが大きくなり、媒体ＳＮ比が低下する場合があり好ましくないためである。
ＤＬＣ保護膜上には、さらにパーフルオロポリエーテル系のフッ素樹脂からなる潤滑剤を塗布することもできる。
また、磁性層の速やかな冷却を行うため、ヒ−トシンク層を形成することが好ましい。ヒ−トシンク層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ等の熱伝導率の高い金属や、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ等の熱伝導率の高い金属を主成分とした合金を用いることができる。例えば熱アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体の磁性層は、レーザーによる加熱後、速やかに冷却され、加熱スポットの拡がりを抑制することが好ましい。このためヒートシンク層を設けることにより、磁化遷移領域の幅が低減され、媒体ノイズを低減でき、好ましい。ヒートシンク層を設ける場所については特に限定されるものではないが、例えば配向制御下地層の下に、もしくは配向制御下地層とバリア層の間に形成することが好ましい。
また、書込み特性を改善するため、軟磁性下地層を形成してもよい。軟磁性下地層の材料としては特に限定されるものではないが、例えばＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＢ、ＣｏＦｅＴａＳｉ、ＣｏＦｅＴａＺｒ等の非晶質合金、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ等の微結晶合金、ＮｉＦｅ等の多結晶合金を用いることができる。軟磁性下地層は、上記合金からなる単層膜でもよいし、適切な膜厚のＲｕ層を挟んで反強磁性結合した積層膜でもよい。
また、上述した層以外にも、シード層や、接着層等を必要に応じて任意に設けることができる。
以上、説明してきた本実施形態の磁気記録媒体は、熱アシスト磁気記録方式や、マイクロ波アシスト磁気記録方式の磁気記録媒体として好ましく用いることができる。
以上、本実施形態の磁気記録媒体によれば、所定の下地層上に磁性層を形成することにより、磁性層に含まれるＬ１０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を高めることができる。
次に、本発明の磁気記憶装置の構成例について説明する。なお、本実施形態では熱アシスト磁気記録方式による磁気記憶装置の構成例について説明するが、係る形態に限定されるものではなく、マイクロ波アシスト磁気記録方式による磁気記憶装置とすることもできる。
本実施形態の磁気記憶装置は、前述の本願発明の磁気記録媒体を用いることを特徴とする。
磁気記憶装置においては、例えば、磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部と、先端部に近接場光発生素子を備えた磁気ヘッドとを有する構成とすることができる。また、磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、レーザー発生部から発生したレーザー光を近接場光発生素子まで導く導波路と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系と、を有することができる。
磁気記憶装置の具体的な構成例を図１に示す。すなわち、磁気記録媒体１００と、磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部１０１と、磁気ヘッド１０２と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４等から構成できる。
そして、磁気ヘッド１０２として、例えば図２に示した構造を用いることができる。係る磁気ヘッドは、記録ヘッド２０８、再生ヘッド２１１を備えている。記録ヘッド２０８は、主磁極２０１、補助磁極２０２、磁界を発生させるためのコイル２０３、レーザー発生部となるレーザーダイオード（ＬＤ）２０４、ＬＤから発生したレーザー光２０５を近接場光発生素子２０６まで伝達するための導波路２０７を有する。再生ヘッド２１１はシールド２０９で挟まれた再生素子２１０を有する。
そして、磁気記録媒体２１２として、上述の本願発明の磁気記録媒体を用いている。このため、磁気記憶装置とした場合にＳＮＲを高めることができる。
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１−１〜１−２０、比較例１−１）
本実験例では、実施例１−１〜１−２０、比較例１−１の試料を作製し、その評価を行った。
図３に本実験例で作製した熱アシスト磁気記録媒体の層構成の断面模式図を示す。以下にその製造工程について説明する。
本実験例では、実施例１−１〜１−２０、比較例１−１の試料を作製し、その評価を行った。
図３に本実験例で作製した熱アシスト磁気記録媒体の層構成の断面模式図を示す。以下にその製造工程について説明する。
本実験例では、２．５インチガラス基板３０１上に、シ−ド層３０２として膜厚２５ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ層を形成し、さらに、ヒートシンク層３０３として、膜厚３０ｎｍのＣｕ−０．５ａｔ％Ｚｒ層を形成した。そして、シード３０４として、膜厚１０ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ層を形成し、３００℃の基板加熱を行った。配向制御下地層３０５として膜厚１０ｎｍのＣｒ−５ａｔ％Ｍｎ−５ａｔ％Ｂを形成した。次いでＷを主成分とする結晶質の下地層３０６を膜厚が２０ｎｍになるように形成した。さらに、バリア層３０７として膜厚２ｎｍのＭｇＯ層を形成した。その後、５８０℃の基板加熱を行い、８ｎｍの８５ｍｏｌ％（Ｆｅ−４６ａｔ％Ｐｔ）−１５ｍｏｌ％ＳｉＯ２磁性層３０８を形成し、さらに膜厚３ｎｍのＤＬＣ保護膜３０９を形成した。
Ｗを主成分とする結晶質の下地層３０６は表１に示したように、各実施例により組成の異なる層を形成した。また、比較例１−１では、Ｗを主成分とする結晶質の下地層としてＷ−１５ａｔ％Ｔａ層を形成した媒体を作製した。
表１に本実施例媒体、及び比較例媒体の保磁力Ｈｃ、及び保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。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。具体的には、７Ｔの最大磁界を印加して室温で測定したメジャーループ、及びマイナーループにおいて、磁化の値が飽和値の５０％となるときの磁界を測定し、両者の差分から、Ｈｃ分布がガウス分布であると仮定してΔＨｃ／Ｈｃを算出した。ΔＨｃ／Ｈｃは、反転磁界分散に相当するパラメ−タ−であり、この値が低いほど、磁気記憶装置とした際に高い媒体ＳＮ比が得られることを示しており好ましい。
表１の結果によると、本実験例のうち実施例１−１〜１−２０の試料においてはいずれもＨｃが３６ｋＯｅ以上を示しており、比較例１−１の試料（媒体）より、約６ｋＯｅ以上高くなっていることが確認できた。特に、実施例１−１〜１−３、実施例１−１２〜１−１４は、４０ｋＯｅ以上の高いＨｃを示している。また、ΔＨｃ／Ｈｃについては、実施例１−１〜１−２０の試料についてはいずれも０．２９以下を示し、比較例１−１の媒体より低くなっていることが確認できた。
本実施例媒体の平面ＴＥＭ観察を行った。表１に本実施例媒体の磁性層の平均粒径＜Ｄ＞、及び平均粒径で規格化した粒径分散σ／＜Ｄ＞の値を示す。本実施例例媒体の平均粒径はほぼ同じで、いずれも６．１−６．８ｎｍの範囲内であった。また、平均粒径で規格化した粒径分散σ／＜Ｄ＞は、０．２３以下の低い値を示した。これに対して比較例媒体の磁性層の平均粒径は本実施例媒体とほぼ同程度であったが、平均粒径で規格化した粒径分散σ／＜Ｄ＞は０．２７であり、実施例媒体に比べて著しく高かった。
以上の結果から、本願発明の磁気記録媒体は、下地層の粒子サイズと分散が低減され、磁性層の結晶粒子サイズを均一化、及び反転磁界分散低減できることが明らかになった。
そして、得られた実施例、比較例の熱アシスト磁気記録媒体の表面にパーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布し、図１に示した磁気記憶装置に組み込んだ。また磁気ヘッドについては図２の構造とした。
表１に、上記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ＳＮＲを示す。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。
本実施例１−１〜１−２０はいずれも１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比を示した。これに対し、Ｗを主成分とする下地層として、Ｗ−１５ａｔ％層を形成した比較例１−１におけるＳＮＲは、実施例と比較して著しく低くなった。
（実施例２−１〜２−１２、比較例２−１）
図４に本実験例で作製した熱アシスト磁気記録媒体の断面模式図を示す。
図４に本実験例で作製した熱アシスト磁気記録媒体の断面模式図を示す。
２．５インチガラス基板４０１上に、シード層４０２として、膜厚２５ｎｍのＮｉ−３５ａｔ％Ｔａ層を形成し、３００℃の基板加熱を行った。配向制御下地層４０３として膜厚２０ｎｍのＲｕ−５０ａｔ％Ａｌを形成した。Ｗを主成分とする結晶質の下地層４０４として、膜厚２０ｎｍのＷ−１０ａｔ％Ｃｏ−５ａｔ％Ｍｎ層を形成した。さらに、バリア層４０５として膜厚２ｎｍの層を形成した。バリア層４０５は、各実施例により組成の異なる層を形成している。具体的には表２に示したように、実施例２−１はＭｇＯ層を、実施例２−２はＴｉＯ層を、実施例２−３はＮｉＯ層を、実施例２−４はＴｉＮ層を、実施例２−５はＴａＮ層を、実施例２−６はＨｆＮ層を、実施例２−７はＮｂＮ層を、実施例２−８はＺｒＣ層を、実施例２−９はＨｆＣ層を、実施例２−１０はＮｂＣを、実施例２−１１はＴｉＣ層、実施例２−１２はＴａＣ層を形成した。また、比較例２−１としてバリア層を設けない試料も作製した。その後、６００℃の基板加熱を行い、磁性層４０６として膜厚１０ｎｍの８２ｍｏｌ％（Ｆｅ−４５ａｔ％Ｐｔ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ２−６ｍｏｌ％ＢＮ層を形成した。さらに、ＤＬＣ保護膜４０７として、膜厚３ｎｍの層を形成した。
実験例１の場合と同様に保磁力Ｈｃと保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを測定した結果を表４に示す。
表２の結果によると、本実験例のうち実施例２−１〜２−１２の試料においては、いずれもＨｃが３６ｋＯｅ以上の高いＨｃと、０．２９以下の低いΔＨｃ／Ｈｃを示した。
また、実施例の試料の中でも特にバリア層４０５としてＭｇＯ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層を形成した実施例２−１、実施例２−４、実施例２−１１の試料においては、Ｈｃが４０ｋＯｅ以上と特に高くなっていることが確認された。
一方、バリア層４０５を形成しなかった比較例２−１の試料において、Ｈｃは２０ｋＯｅ以下と低く、ΔＨｃ／Ｈｃは０．３８と高くなっていることが確認された。これは、Ｌ１０構造を有する磁性層の規則化の促進を目的として、磁性層を形成する際に基板を６００℃に加熱しているが、この際に下地層と磁性層との間で界面拡散が生じ、磁性層が十分な性能を発揮できなかったためと考えられる、
以上の結果から、規則度が良好なＬ１０型構造を有する合金を主成分とする磁性層を形成するため基板加熱を行う際に、下地層と磁性層との間での界面拡散を抑制するため、下地層と磁性層の間に、ＮａＣｌ型構造を有するバリア層を設けることが好ましいことが確認できた。
（実施例３−１〜３−７、比較例３−１）
表３に示すように、Ｗを主成分とする結晶質の下地層４０４として、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内のＮｉを添加したＷ−Ｎｉ層を形成した点以外は実施例２−１１と同一膜構造の熱アシスト磁気記録媒体を作製した。
表３に示すように、Ｗを主成分とする結晶質の下地層４０４として、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内のＮｉを添加したＷ−Ｎｉ層を形成した点以外は実施例２−１１と同一膜構造の熱アシスト磁気記録媒体を作製した。
また、比較例３−１は、Ｗを主成分とする下地層４０４として、Ｗ−１５ａｔ％Ｔａ層を形成した試料（媒体）を作製した。
なお、実施例、比較例において、Ｗを主成分とする下地層の組成以外の層構成、成膜プロセスは、実験例２と同様にして行った。
本実験例、及び比較例の保磁力Ｈｃを測定した結果を表３に示す。
表３の結果によると、実施例３−１〜３−７においては、比較例３−１の試料と比較して性能が向上していることが確認できた。また特に、Ｗを主成分とする下地層において、Ｎｉの添加量が１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内の試料（実施例３−１〜３−７）のＨｃは３２ｋＯｅ以上と高く、特に、Ｎｉの添加量が３ａｔ％〜３０ａｔ％％の範囲内の試料（実施例３−２〜３−６）のＨｃは３６ｋＯｅ以上と高くなっていることが確認された。
本実験例ではＮｉを例に検討したが、それ以外の上述した元素（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃ）についても同様の働きを有することが確認された。
１００ 磁気記録媒体
１０１ 磁気記録媒体駆動部
１０２ 磁気ヘッド
１０３ 磁気ヘッド駆動部
１０４ 記録再生信号処理系
２０１ 主磁極
２０２ 補助磁極
２０３ コイル
２０４ レーザーダイオード（ＬＤ）
２０５ レーザー光
２０６ 近接場光発生素子
２０７ 導波路
２０８ 記録ヘッド
２０９ シールド
２１０ 再生素子
２１１ 再生ヘッド
２１２ 磁気記録媒体
３０１ ガラス基板
３０２ シ−ド層
３０３ ヒートシンク層
３０４ シード層
３０５ 配向制御下地層
３０６ 下地層
３０７ バリア層
３０８ 磁性層
３０９ 保護膜
４０１ ガラス基板
４０２ シード層
４０３ 配向制御下地層
４０４ 下地層
４０５ バリア層
４０６ 磁性層
４０７ 保護膜
１０１ 磁気記録媒体駆動部
１０２ 磁気ヘッド
１０３ 磁気ヘッド駆動部
１０４ 記録再生信号処理系
２０１ 主磁極
２０２ 補助磁極
２０３ コイル
２０４ レーザーダイオード（ＬＤ）
２０５ レーザー光
２０６ 近接場光発生素子
２０７ 導波路
２０８ 記録ヘッド
２０９ シールド
２１０ 再生素子
２１１ 再生ヘッド
２１２ 磁気記録媒体
３０１ ガラス基板
３０２ シ−ド層
３０３ ヒートシンク層
３０４ シード層
３０５ 配向制御下地層
３０６ 下地層
３０７ バリア層
３０８ 磁性層
３０９ 保護膜
４０１ ガラス基板
４０２ シード層
４０３ 配向制御下地層
４０４ 下地層
４０５ バリア層
４０６ 磁性層
４０７ 保護膜
Claims (7)
- 基板と、前記基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有し、前記複数の下地層の少なくとも１層は（１００）配向した、Ｗを含有する結晶質の下地層であり、前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、さらに、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｃの総含有量は、１ａｔ％〜４０ａｔ％の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
- 前記Ｗを含有する結晶質の下地層は、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、Ｂ２構造を有する合金から選択される１種以上の金属からなる配向制御下地層の上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記Ｗを主成分とする結晶質の下地層と前記磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＴｉＣから選択された１種類以上の化合物を含むバリア層を設けることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性層は、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とし、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、ＢＮから選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
- 請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置。
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