JP6145350B2 - 磁気記録媒体、磁気記憶装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体、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記録方式が提案されている。熱アシスト記録方式では、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、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／ｉｎｃｈ^２級の面密度を達成できる。

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、Ｌ１_０型結晶構造を有する合金からなる高Ｋｕ磁性材料を用いることができる。

高Ｋｕ磁性材料としては、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金、Ｌ１_０型ＣｏＰｔ合金、Ｌ１_１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ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の酸化物、もしくはＣ、ＢＮ等が添加されている。磁性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ＳＮ比を実現できる。

近年では、さらなる高記録密度化が求められており、記録密度を向上するために、最適な下地層の構成について検討がなされてきた。

さらに記録密度を向上するための方法として、例えば垂直磁気異方性の高い磁気記録媒体とする方法が挙げられる。そして、垂直磁気異方性の高い磁気記録媒体とする方法として、磁性層中のＬ１_０型規則合金に良好な（００１）配向をとらせる方法が挙げられる。磁性層の配向は、下地層によって制御できるため、適切な下地層を用いることにより、Ｌ１_０型規則合金に良好な（００１）配向をとらせることができる。

例えば、特許文献１には（１００）の結晶面が基板と平行になるように制御されたＭｇＯ等を主成分とする下地層上にＬ１_０型ＦｅＰｔ合金を形成することにより、該ＦｅＰｔ合金が（００１）配向を示すことが記載されている。

また、さらに記録密度を向上させる他の方法として、磁性層の粒径を小さくする方法が挙げられるが、この際、磁性層の磁性粒子の粒径を微細化しても熱安定性を維持できるＬ１_０型結晶構造を有する合金とすることが求められる。

例えば、特許文献２には、Ｃｒを主成分とし、かつ、Ｔｉ等を含有しているＢＣＣ構造の合金からなる下地層に、Ｂ、Ｓｉ、Ｃを添加することにより、磁性層の磁気結合を低減し、クラスターサイズを低減できることが記載されている。

特開平１１−３５３６４８号公報 国際公開第２０１１／０２１６５２号

しかしながら、特許文献１、２に開示されているような下地層を用いた場合、下地層間や、下地層と磁性層との間で応力剥離が発生する場合があり、耐食性が十分とはいえず信頼性の点で問題があった。

本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、耐食性の高い磁気記録媒体を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、
前記基板上に形成された複数の下地層と、
Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有しており、
前記複数の下地層には少なくとも、
Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有する第１の下地層と、
ＭｇＯを含有する第２の下地層と、
ＢＣＣ構造を有する金属を含有する第３の下地層と、を含み、
前記第１の下地層と、前記第２の下地層とが連続して積層されており、
前記第１の下地層が、前記第３の下地層上に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。

本発明によれば、耐食性の高い磁気記録媒体を提供できる。

本発明の第２の実施形態における磁気記録装置の構成図。 本発明の第２の実施形態における磁気ヘッドの構成図。 実験例１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。 実験例２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。

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。
［第１の実施態様］
本実施形態の磁気記録媒体の構成例について説明する。

本実施形態の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有している。

そして、複数の下地層には少なくとも、第１の下地層と、第２の下地層と、が含まれている。

ここで、第１の下地層は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有することができる。

第２の下地層は、ＭｇＯを含有する層により構成することができる。

第１の下地層と、第２の下地層とは、連続して積層されている。すなわち、第１の下地層と、第２の下地層とは、接して配置することができる。

以下、本実施形態の磁気記録媒体に含まれる各部材について説明する。

まず、基板としては特に限定されるものではないが、例えば非晶質、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好ましい。本実施形態の磁気記録媒体は、磁性層形成時に４００℃以上の基板加熱を行う場合があるため、基板として耐熱ガラス基板を用いる場合、ガラス転移温度が４００℃以上の材質を用いることが好ましい。

次に複数の下地層について説明する。

複数の下地層には、少なくとも第１の下地層と、第２の下地層と、が含まれており、第１の下地層、第２の下地層、は連続的に積層された多層構造とすることが好ましい。

第１の下地層について説明する。

第１の下地層は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有している。

この場合、第１の下地層は例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上を含有している合金により構成することができる。具体的には例えば、第１の下地層は、Ｗ−Ｔａ−Ｔｉ、Ｗ−Ｔａ−Ｖ、Ｗ−Ｎｂ−Ｔｉ、Ｗ−Ｎｂ−Ｖ、Ｗ−Ｔｉ−Ｖ、Ｍｏ−Ｔａ−Ｔｉ、Ｍｏ−Ｔａ−Ｖ、Ｍｏ−Ｎｂ−Ｔｉ、Ｍｏ−Ｎｂ−Ｖ、Ｍｏ−Ｔｉ−Ｖ等の合金により構成することができる。また、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を２０ａｔ％以上８０ａｔ％以下含有することが好ましく、３０ａｔ％以上７０ａｔ％以下含有することがより好ましい。その場合、第１の下地層の格子定数は、例えば０．３０４ｎｍ（Ｍｏ−７０ａｔ％Ｖの場合）から、０．３２９ｎｍ（Ｗ−７０ａｔ％Ｔａの場合）までの範囲とすることができる。

また、第１の下地層は、さらにＢ、Ｓｉ、Ｃ、及びＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯからなる群から選択された１種類以上の物質を含有していることが好ましい。上記物質を含有することにより、第１の下地層の結晶粒子サイズと分散度を改善することができる。このため、磁性層の粒子分散度を高めることができ、これらの物質を添加していない場合と比較して、磁気記録媒体の保磁力を向上させ、媒体ＳＮ比をより高めることができる。

第２の下地層について説明する。第２の下地層はＭｇＯを含有する層により構成することができ、特にＭｇＯにより構成されることが好ましい。第２の下地層は（１００）配向の第１の下地層の上に、エピタキシャルで成長することが好ましい。このとき、第１の下地層の（１００）面の<１１０>方向と、ＭｇＯの（１００）面の<１００>方向が平行となる。このため、第１の下地層の第２の下地層に対する格子ミスフィットは、第１の下地層の格子定数をａ_１、第２の下地層の格子定数をａ_２とすると、（ａ_２−√２ａ_１）／（ａ_２）と定義される。

第２の下地層として、例えばＭｇＯ層を第１の下地層上にエピタキシャル成長した場合、ＭｇＯの膜面内に引っ張り応力が導入されることが望ましい。これによって、磁性層に用いられるＬ１_０型構造を有する合金に引っ張り応力が導入され規則化を促進することができる。

上述のように第２の下地層としてＭｇＯ層を上記第１の下地層の上にエピタキシャル成長した場合、格子ミスフィットにより、ＭｇＯ層は２〜１０％の引っ張り応力が含まれていることが好ましい。この場合、第２の下地層は応力剥離を起こしやすくなっているが、第１の下地層にＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ等酸化し易い元素を添加しているため、第２の下地層を構成するＭｇＯ層と、第２の下地層との界面の接着強度を向上させることができる。従って、応力剥離の発生を抑制できるため、磁気記録媒体の耐食性を向上させ、信頼性を向上させることができる。

そして、上述のように第１の下地層は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を２０ａｔ％以上８０ａｔ％以下含有していることが好ましい。ただし、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の含有量を３０ａｔ％以上とすることにより、第２の下地層を構成するＭｇＯ層と、第１の下地層と、の界面接着強度を特に向上させることができる。すなわち耐食性を特に向上させることができる。また、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の含有量が７０ａｔ％を超えると磁気記録媒体の保磁力が低下する場合がある。このため、第１の下地層は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を３０ａｔ％以上７０ａｔ％以下含有していることがより好ましい。

第２の下地層の膜厚は特に限定されるものではないが、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下とすることが好ましい。第２の下地層の膜厚が０．５ｎｍ未満の場合、ＭｇＯが良好なＮａＣｌ型構造をとらない場合があるため好ましくない。また、膜厚が５ｎｍを上回ると、ＭｇＯの膜面内の引っ張り応力が緩和され、磁性層中のＬ１_０構造を有する合金に十分な引っ張り応力が導入され難くなるため好ましくない。

また、前記複数の下地層は、ＢＣＣ構造を有する金属を含有する第３の下地層をさらに含むことが好ましい。そして、第１の下地層は、第３の下地層上に形成することが好ましく、第３の下地層と第１の下地層とは連続して積層することがより好ましい。

第３の下地層について説明する。

第３の下地層は、ＢＣＣ構造を有する金属を含有することが好ましい。ＢＣＣ構造を有する金属は、Ｗ（金属タングステン）、Ｍｏ（金属モリブデン）、Ｗを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金、Ｍｏを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金から選択された金属であることが好ましい。Ｗを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金を用いる場合、Ｗの一部をＭｏで置換することができる。また、Ｍｏを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金を用いる場合、Ｍｏの一部をＷで置換することができる。

ここで、Ｗを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金としては、例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ等の元素を添加したＷを主成分とする合金を好ましく用いることができる。また、Ｍｏを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金としては、例えば、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ等の元素を添加したＭｏを主成分とする合金を好ましく用いることができる。この場合、元素添加量は特に限定されるものではないが、ＢＣＣ構造を劣化させない範囲で添加することが望ましい。

なお、第３の下地層は、複数の層から構成することもできる。例えばＷからなる層と、Ｗを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金からなる層の２層により構成することができる。また、他の材料からなる層の組み合わせであっても良く、３層以上から構成することもできる。

第３の下地層を構成する材料の格子定数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を設ける場合、配向制御下地層と第３の下地層との格子定数ミスフィットが１０％以下となるように構成することが好ましい。特に配向制御下地層と第３の下地層との格子状数ミスフィットが６％以下となるように構成することがより好ましい。

第３の下地層に、さらにＢ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯから選択される１種類以上の物質を添加することもできる。上記元素または酸化物を添加すれば、第３の下地層の結晶粒子サイズを低減し、分散度をさらに改善することができる。上記元素または酸化物を第３の下地層に添加する場合、添加量は特に限定されるものではないが、第３の下地層自体の（１００）配向性が劣化しない範囲で添加することが好ましい。

さらに、第１の下地層、第２の下地層は（１００）配向を有することが好ましいことから、第３の下地層についても（１００）配向であることが好ましい。そして、第３の下地層を（１００）配向とするため、第３の下地層の下に配向制御下地層を形成することが好ましい。

配向制御下地層としては特に限定されるものではないが、例えばＢ２構造を有するＮｉＡｌ、ＲｕＡｌにより構成することができる。また、配向制御下地層としては、Ｃｒ、もしくはＣｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により構成することもできる。

Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金としては、例えばＣｒＭｎ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＲｕ等が挙げられる。

配向制御下地層は非晶質シード層上に形成されることが好ましい。非晶質シード層は例えば非晶質の材料により構成することが好ましく、例えば、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔｉ、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａ、Ｔｉ−５０ａｔ％Ａｌ合金等により構成することがより好ましい。

配向制御下地層を非晶質シード層上に、例えば１５０〜２００℃以上の高温で形成することにより、該配向制御下地層を良好な（１００）配向とすることができる。

ここまで説明した複数の下地層上にＬ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層を形成することができる。これにより、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金に良好な（００１）配向をとらせることができる。さらに同時に、第２の下地層であるＭｇＯを含有する層からの引っ張り応力によりＬ１_０構造を有する合金の規則度を高めることができる。

ここで、主成分として含まれるとは、例えば磁性層中に含まれる成分のうち、Ｌ１_０構造を有する合金の含有量が物質量比で最も多く含まれていることを意味している。

磁性層に主成分として含まれるＬ１_０構造を有する合金は特に限定されるものではないが、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１_０構造を有するＣｏＰｔ合金を好ましく用いることができる。

磁性層中のＬ１_０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望ましい。このため、磁性層は粒界相として、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃ、Ｂ、Ｂ_２Ｏ_３、ＢＮからなる群から選択される少なくとも１種類の物質を含有することが好ましい。これにより、Ｌ１_０構造を有する合金の結晶粒間の交換結合が分断され、媒体ノイズをさらに低減することができる。

そして、磁性層中のＬ１_０構造を有する合金の規則化を促進するため、磁性層形成時の基板温度は６００℃以上とすることが望ましい。また、規則化温度を低減するため、Ｌ１_０構造を有する合金に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等を添加してもよい。この場合、磁性層形成時の基板温度を４００〜５００℃程度まで低減できる。

また、本実施形態の磁気記録媒体にはさらに、任意の層を形成することができる。

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保護膜の形成方法は特に限定されるものではないが、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。ＤＬＣ膜厚は１ｎｍ以上６ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１ｎｍ未満の場合、磁気ヘッドの浮上特性が劣化するため好ましくない。また、膜厚が６ｎｍを上回ると磁気スペーシングが大きくなり、媒体ＳＮ比が劣化する場合があり、好ましくない。

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。

熱アシスト記録方式用の磁気記録媒体では磁性層は、レーザー加熱後、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。このように構成することにより、磁化遷移領域の幅が低減され、媒体ノイズを低減できるため好ましい。磁性層の速やかな冷却を行うため、磁気記録媒体には、ヒートシンク層を形成することが好ましい。ヒートシンク層には、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。

また、書き込み特性を改善するため、軟磁性下地層を形成することもできる。軟磁性下地層には、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。

以上、本実施形態の磁気記録媒体について説明してきたが、本実施形態の磁気記録媒体においては、所定の下地層を用いているため、耐食性に優れた磁気記録媒体とすることができる。また、この場合に保磁力や媒体ＳＮ比についても優れた特性を有する磁気記録媒体とすることができる。
［第２の実施形態］
本実施形態では、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、第１の実施形態で説明した磁気記録媒体は、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、第１の実施形態で説明した磁気記録媒体を有する磁気記憶装置とすることができる。

磁気記憶装置においては例えば、さらに、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。

例えば本実施形態の磁気記憶装置１００は図１に示す構成とすることができる。具体的には、磁気記録媒体１０１と、磁気記録媒体１０１を回転させるための磁気記録媒体駆動部１０２と、磁気ヘッド１０３と、磁気ヘッド１０３を移動させるための磁気ヘッド駆動部１０４と、記録再生信号処理系１０５等から構成できる。

そして、磁気ヘッド１０３として、例えば図２に示した磁気ヘッド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１０１として、上述のように第１の実施形態で説明した磁気記録媒体を用いているため耐食性に優れ、信頼性の高い磁気記憶装置とすることができる。

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。
（実験例１）
図３に本実験例で作製した磁気記録媒体の層構造の一例を示す。

２．５インチガラス基板３０１上に、３０ｎｍのＮｉ−４０ａｔ％Ｔａシード層３０２を形成し、３００℃基板を加熱行った後、配向制御層３０３として、１０ｎｍのＲｕ−５０ａｔ％Ａｌを形成した。

次いで、膜厚が１０ｎｍのＷ−１０ａｔ％Ｃｒからなる第３の下地層３０４を形成した。さらに、いずれも膜厚が１５ｎｍであって、表１に示した各材料により構成された第１の下地層３０５と、膜厚が２ｎｍのＭｇＯからなる第２の下地層３０６と、を形成した。

その後、６００℃基板加熱を行い、膜厚が８ｎｍの（Ｆｅ−４６ａｔ％Ｐｔ）−１５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２からなる磁性層３０７、膜厚が３ｎｍのＤＬＣ保護膜３０８を形成し、パーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布した。

本実験例で作製した磁気記録媒体は、第１の下地層が上述のように表１に示した各材料により構成されており、実施例１−１〜実施例１−１８においては、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の材料の総含有量が５０ａｔ％となっている。また、実施例１−１３〜１−１９においては、第１の下地層の材料中に、さらにＢ、Ｓｉ、Ｃ、及びＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯからなる群から選択された１種類の物質を含有している。また、比較例１−１として、第１の下地層を形成せず、第３の下地層の上に直接、第２の下地層３０６を形成した磁気記録媒体を作製した。

作製した磁気記録媒体について、保磁力Ｈｃ、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃ、及び耐食性（Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ）の評価を行った。

保磁力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、規格化保磁力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規格化保磁力ΔＨｃ／Ｈｃを算出した。規格化保磁力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、高い媒体ＳＮ比が得られることを示しており好ましい。

耐食性評価の方法について説明する。先ずＣａｎｄｅｌａ社製ＯＳＡ−６３００を用い、作製した磁気記録媒体表面全面のパーティクル数を計測した。次いで、磁気記録媒体を温度９０℃、湿度９０％一定とした高温炉中に４８時間放置した。その後、磁気記録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。そして、高温炉処理後の磁気記録媒体表面のパーティクル数の増加数を「Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ」とし、この値が低いほど高い耐食性を有する磁気記録媒体といえる。高信頼性を有する磁気記録媒体とするためには「Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ」が１００以下であればよいが、１５以下であることが好ましく、１０以下であることがより好ましい。

実施例１−１〜実施例１−１９、比較例１−１の磁気記録媒体について、保磁力Ｈｃ、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃ、及び耐食性（Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ）を評価した結果を表１に示す。

表１の結果によると、第１の下地層を形成していない比較例１−１の磁気記録媒体と比較して、実施例１−１〜実施例１−１９の磁気記録媒体はいずれも高い保磁力Ｈｃ、低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示すことが確認された。

特に、第１の下地層の材料中に、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、及びＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を含有した実施例１−１３〜１−１９の磁気記録媒体については、保磁力が４０ｋＯｅ以上と特に高くなっていた。さらに規格化保磁力分散も０．２５以下と低くなっていた。

以上の結果より、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有している第１の下地層を設けることにより、高い保磁力Ｈｃ、低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示すことが分かる。そして、低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示すことから、磁気記憶装置とした際に高い媒体ＳＮ比が得られることが分かる。

そして、さらに、第１の下地層に、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、及びＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を添加することにより、下地層の結晶粒子サイズと分散度を改善され、その上に形成した磁性層の粒子分散度も改善できることがわかった。

第２の下地層を形成した実施例１−１〜実施例１−１９の磁気記録媒体のパーティクル数の増加数である「Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ」は、いずれも１５以下と低くなっていることが確認され、耐食性を備えていることが確認できた。これに対して、第１の下地層を形成しなかった比較例１−１の磁気記録媒体は、高温炉処理後表面のパーティクル数の増加数である「Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ」は９４０となっており、実施例の磁気記録媒体と比較して耐食性が著しく悪化していることが確認できた。

以上の結果より、第２の下地層であるＭｇＯ層の下に、第１の下地層を形成することにより、磁気記録媒体の耐食性を著しく改善できることがわかった。
（実験例２）
図４に本実験例で作製した磁気記録媒体の層を構造の一例を示す。

本実験例の磁気記録媒体は、２．５インチガラス基板４０１上に、膜厚が３０ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉから構成されるシード層４０２を形成した。

その後、３００℃で基板加熱行った後、膜厚が１０ｎｍのＣｒ−５ａｔ％Ｍｎから構成される配向制御層４０３を形成した。次いで、膜厚が１５ｎｍであるＷ−４ｍｏｌ％ＳｉＯ_２から構成される第３の下地層４０４を形成した。さらに、いずれも膜厚が１５ｎｍであって、表２に示した材料から構成される第１の下地層４０５と、膜厚が２ｎｍのＭｇＯから構成される第２の下地層４０６と、を形成した。

そして、６００℃基板加熱を行い、膜厚が８ｎｍであり、（Ｆｅ−４８ａｔ％Ｐｔ）−３０ａｔ％Ｃから構成される磁性層４０７を、膜厚が３ｎｍのＤＬＣ保護膜４０８を形成した。パーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布した。

実施例２−１〜実施例２−５の磁気記録媒体の第１の下地層はそれぞれ、表２に示した材料から構成されている。この際、第１の下地層に含まれる、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の含有総量が、２０ａｔ％〜８０ａｔ％となるように組成を選択し、磁気記録媒体を作製した。

また、比較例として第１の下地層を形成していない比較例２−１の試料を作製した。

作製した実施例２−１〜実施例２−７、比較例２−１の磁気記録媒体について実験例１の場合と同様にして、保磁力Ｈｃおよび、耐食性Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒの評価を行った。結果を表２に示す。

これによると、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の総含有量が２０ａｔ％〜８０ａｔ％である実施例２−１〜実施例２−７の磁気記録媒体はΔ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒが１００以下であり十分な耐食性を有することが確認できた。ただし、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の総含有量が２０ａｔ％である実施例２−１についてはΔＯＳＡ−ｃｏｕｎｔｅｒが８０と実施例２-２〜実施例２−７と比較して若干高くなっていることが確認された。このため、より高耐食性の磁気記録媒体とするためには、第１の下地層のＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの含有総量は３０ａｔ％以上とすることが望ましいことが分かる。

これに対して、第１の下地層を形成しなかった比較例２−１の磁気記録媒体のΔ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒは９５０と非常に高く、耐食性に劣ることが分かる。

また、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素の総含有量が２０ａｔ％〜７０ａｔ％である実施例２−１〜実施例２−６の磁気記録媒体の保磁力は３５ｋＯｅ以上と特に高くなっていることが分かる。

一方、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの含有総量が８０ａｔ％である実施例２−７の磁気記録媒体の保磁力は３１．０ｋＯｅと、実施例２−１〜実施例２−６の磁気記録媒体と比較して低くなった。これは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの総含有量７０ａｔ％より多い場合、第１の下地層自体の（１００）配向性が実施例２−２〜実施例２−６と比較して劣化したためと考えられる。このため、第１の下地層の自体の配向性を維持し、保磁力を十分高めるために、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの総含有量は７０ａｔ％以下が望ましい。

なお、第１の下地層はＷ、Ｍｏからなる群から選択される１種類以上の元素を含んでいるところ、本実験例では、Ｗのみを含む第１の下地層の例についてのみ説明した。しかし、ＭｏもＷと同様の機能を有すると考えられることから、第１の下地層がＭｏを含む場合でもＴａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖは上記と同様の添加量とすることが望ましい。

（実験例３）
第１の下地層として、表３に示す合金を使用した点以外は、実験例２の磁気記録媒体と同様の層構造を有する磁気記録媒体を作製した。

表３に示すように、実施例３−１〜実施例３−６では、第１の下地層として、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有し、格子定数が０．３０７ｎｍ〜０．３２７ｎｍの合金を使用した。また、比較例３−１〜比較例３−６では、第１の下地層として表３に示す合金を使用した。

作製した磁気記録媒体について実験例１の場合と同様に耐食性評価を行った。

また、第１の下地層を構成する合金の格子定数および、ＭｇＯに対する第１の下地層を構成する合金の格子ミスフィットについても評価を行った。格子定数の測定はＸ線回折の測定結果から算出した。格子定数の測定は、別途格子定数測定用の試験体を作製してから評価を行った。

試験体の作製手順としては、まず、２．５インチガラス基板上４０１上に、膜厚が１００ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ非晶質層を形成した。

その後、３００℃で基板加熱を行った後、膜厚が５０ｎｍであり、表３に示した第１の下地層と同じ合金から構成される層を形成した。非晶質層上に、上記の第１の下地層と同じ合金（ＢＣＣ構造を有する合金）から構成される層を形成することにより（１１０）配向された層が形成される。この作製した試験体の試料についてＸ線回折測定を行い、第１の下地層と同じ合金（ＢＣＣ構造を有する合金）のＸ線回折の（１１０）面のピーク位置から、第１の下地層を構成する合金の格子定数を計算した。

そして、第１の下地層を構成する合金の格子定数と、予め算出しておいたＭｇＯの格子定数から、ＭｇＯに対する第１の下地層を構成する合金の格子ミスフィットを算出した。
第１の下地層を構成する合金の格子定数をａ_１、ＭｇＯの格子定数をａ_２とすると、格子ミスフィットは（ａ_２−√２ａ_１）／（ａ_２）の式により算出される。

評価結果を表３に示す。

表３に示した結果によると、実施例３−１〜実施例３−６の磁気記録媒体はいずれも、耐食性（Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ）はいずれも１５以下と低く、十分な耐食性を有していることが確認できた。

これに対して、比較例３−１〜比較例３−６の磁気記録媒体の耐食性耐食性（Δ−ＯＳＡ ｃｏｕｎｔｅｒ）はいずれも１００よりも高くなっており、耐食性が実施例の磁気記録媒体と比較して著しく低いことが分かる。

また、表３に示すように、第２の下地層に対するＭｇＯとの格子ミスフィットは、実施例、および比較例全てにおいて３．１％〜９．８％であった。すなわち、実施例と比較例の磁気記録媒体において、第２の下地層を構成するＭｇＯには同程度の引っ張り応力が含まれている。しかし、上述のように、実施例と比較例の磁気記録媒体は大きく異なる耐食性を示している。これらの、格子ミスフィットよりも、第１の下地層を構成する合金の組成が耐食性に大きな影響を与えることが確認できた。

以上の結果から、第１の下地層を構成する合金として適切な組成の合金を用いることにより、耐食性を高めることができることがわかった。
（実験例４）
実施例４−１〜実施例４−１０の磁気記録媒体を作製した。

実施例４−１〜実施例４−１０の磁気記録媒体は、以下の点以外は実験例２と同様の層構造を有する磁気記録媒体である。

膜厚が１０ｎｍであり、Ｃｒ−５ａｔ％Ｍｎ−５ａｔ％Ｂから構成される配向制御層４０３を用いた点。

膜厚が１５ｎｍの表４に示した組成の合金により構成される第３の下地層４０４を用いた点。

実施例４−１〜実施例４−８においては、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、総含有量が５０ａｔ％であり、かつ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、および、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯからなる群から選択された１種類以上の物質を含有している表４に示した合金により構成される第１の下地層４０５を用いた点。

実施例４−９、実施例４−１０においては、第１の下地層４０５にＢ、Ｓｉ、Ｃ、および、ＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を添加していない表４に示した合金により構成される第１の下地層４０５を用いた点。

作製した磁気記録媒体を、図１に示した磁気記憶装置に組み込んだ。磁気記憶装置１００は、磁気記録媒体１０１と、磁気記録媒体を回転させるための駆動部１０２と、磁気ヘッド１０３と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部１０４と、記録再生信号処理系１０５から構成される。

そして、図２に示した熱アシスト記録方式の磁気ヘッドを用いて媒体ＳＮ比および重ね書き特性ＯＷを評価した。

本実施例で使用した磁気ヘッドは、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。

図２に示した熱アシスト記録方式の磁気ヘッドは、近接場光発生素子２０６から発生した近接場光により磁気記録媒体２１２を加熱し、磁気記録媒体の保磁力をヘッド磁界以下まで低下させて記録できる。

以上のような構成を有する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、媒体ＳＮ比、および、重ね書き特性ＯＷの評価を行った。この際、レーザーダイオード２０４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となるよう調整して評価を行った。

評価結果を表４に示す。

表４によると、実施例４−１〜実施例４−１０の磁気記録媒体についてはいずれも１３ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比と、２６．８ｄｂ以上の高いＯＷ特性を示した。

中でも、第１の下地層にＢ、Ｓｉ、Ｃ、および、ＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を添加した、実施例４−１〜実施例４−８の磁気記録媒体については、いずれも１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比と、３３ｄｂ以上のより高い重ね書き特性ＯＷを示した。

特に、第３の下地層にも、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、および、ＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を添加した実施例４−１〜４−６の磁気記録媒体は１６ｄＢ以上の特に高い媒体ＳＮ比と、３５ｄＢ以上と特に高い重ね書き特性ＯＷを示した。

以上より、第３の下地層、第１の下地層にＢ、Ｓｉ、Ｃ、および、ＳｉＯ_２等の上述した酸化物からなる群から選択された１種類の物質を添加することにより、媒体ＳＮ比、重ね書き特性ＯＷをより向上できることが確認できた。これは、下地層の結晶粒子サイズ、分散度を改善することにより、磁性層の粒子分散も改善できるためと考えられる。

１０１、２１２ 磁気記録媒体
１００ 磁気記憶装置
３０１、４０１ 基板
３０４、４０４ 第３の下地層
３０５、４０５ 第１の下地層
３０６、４０６ 第２の下地層
３０７、４０７ 磁性層

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された複数の下地層と、
   Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層とを有しており、
   前記複数の下地層には少なくとも、
   Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を含有し、かつ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選択された１種類以上の元素を含有する第１の下地層と、
   ＭｇＯを含有する第２の下地層と、
   ＢＣＣ構造を有する金属を含有する第３の下地層と、を含み、
   前記第１の下地層と、前記第２の下地層とが連続して積層されており、
   前記第１の下地層が、前記第３の下地層上に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記ＢＣＣ構造を有する金属が、Ｗ、Ｍｏ、Ｗを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金、Ｍｏを主成分とするＢＣＣ構造を有する合金から選択された金属である請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記第１の下地層は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖからなる群から選択された２種類以上の元素を３０ａｔ％以上７０ａｔ％以下含有している請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記第１の下地層が、さらにＢ、Ｓｉ、Ｃ、及びＢ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯからなる群から選択された１種類以上の物質を含有している請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
5. 前記磁性層がＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１_０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とし、かつ、
   ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃ、Ｂ、Ｂ_２Ｏ_３、ＢＮからなる群から選択される少なくとも１種類の物質を含有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体を有する磁気記憶装置。

Images