JP6832189B2 - 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関する。

ハードディスク装置（ＨＤＤ）の記録容量を更に増大させるため、磁気記録媒体の高密度化の開発が行われている。このため、磁性層を構成する磁性粒子の粒径の微細化、熱安定特性の向上、記録特性の向上を同時に成立させることが困難となってきている。これは、トリレンマと呼ばれているが、次世代のハードディスク装置として期待される熱アシスト磁気記録方式は、このトリレンマを解決する方法として盛んに研究開発が行われている。

熱アシスト磁気記録方式は、磁気ヘッドに搭載されたレーザー光発生部から発生したレーザー光によって磁気記録媒体に近接場光を照射し、磁気記録媒体の表面を局所的に加熱することにより、磁気記録媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う記録方式である。熱アシスト磁気記録媒体は、近接場光によって加熱されるため、加熱温度や熱の広がりを制御する設計が施される。

具体例としては、熱勾配や熱散逸性を高めるために高熱伝導率材料からなるヒートシンク層を設ける、磁性層を効果的に加熱するために磁性層の下に熱バリア層を設ける、磁気記録媒体からの反射を抑制するための反射制御層を形成することなどが挙げられる。

このように熱アシスト磁気記録媒体では、熱制御の設計が非常に重要なため、様々な研究開発がなされ、報告されている。

例えば、特許文献１には、基板と磁気記録層の間に、ＣｕＺｒまたはＡｇＰｄを含有するヒートシンク層が設けられている磁気記録媒体が開示されている。

また、特許文献２には、熱アシスト磁気記録媒体の温度制御層として、膜厚を貫通して延在する低熱伝導率材料の領域と、低熱伝導率材料の領域を分離する高熱伝導率材料の領域としての、連続するマトリックスとを含む薄膜を用いることが開示されている。このとき、高熱伝導率材料として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどが例示されている。また、低熱伝導率材料として、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２などが例示されている。

また、特許文献３には、基板と磁気記録層との間に配置されるヒートシンク層と、ヒートシンク層と磁気記録層との間に配置されるＭｇＯ−Ｔｉ（ＯＮ）層とを備える、スタックが開示されている。

一方、特許文献４には、Ｍｏを主成分とする結晶質下地層と磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有するバリア層が形成されている磁気記録媒体が開示されている。このとき、結晶質下地層は、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素を１ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％の範囲で、または、酸化物を１ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％の範囲で含有する。

さらに、特許文献５には、Ａｕ合金を含むプラズモン下層の上の磁気記録層を含む磁気媒体が開示されている。このとき、Ａｕ合金は、Ａｕに実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素を含む。

米国特許第２００７−００２６２６３号明細書 特開２００６−１９６１５１号公報 特開２０１６−５２２９５７号公報 特開２０１５−２６４１１号公報 特開２０１５−１２２１３７号公報

ヒートシンク層に高い熱伝導率を持つ材料を使い、ヒートシンク層を厚くする、すなわち、磁気ヘッドのレーザーパワー（ＬＤＩ）が高くなる方向で磁気記録媒体を設計すると、熱勾配が急峻となり、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）が良好となる傾向がある。

しかしながら、ＬＤＩが高くなると、磁気ヘッドを構成する素子への負荷が大きくなり、磁気ヘッドが劣化しやすくなる。ＨＤＤでは、記録密度だけでなく、信頼性も重要なため、磁気ヘッドが劣化しやすい磁気記録媒体は大きな問題となる。

熱アシスト磁気記録媒体において、ＬＤＩを下げることは、磁気ヘッドへの負荷を軽減し、磁気ヘッドの寿命を延ばすために非常に重要である。

しかしながら、ＬＤＩとＳＮＲは、トレードオフの関係となっており、単純にＬＤＩを下げるだけでは、ＳＮＲが低下してしまう。このことから、従来技術では、ＳＮＲを維持しつつ、ＬＤＩを低減することが困難であった。

本発明は、上記の事情に鑑み、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）を維持しつつ、磁気ヘッドから照射されるレーザーパワー（ＬＤＩ）を低減することが可能な熱アシスト磁気記録媒体を提供することを目的とする。

（１）基板上に、第１のヒートシンク層、第１のバリア層、第２のヒートシンク層、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層をこの順で有し、前記第１のバリア層は、酸化物、窒化物または炭化物を主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記第１のバリア層の主成分は、ＮａＣｌ型構造を有することを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）前記ＮａＣｌ型構造を有する材料が、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＨｆＮ、ＺｒＮ、ＶＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＨｆＣまたはＺｒＣであることを特徴とする（２）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記第１のバリア層の厚さが、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であ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）前記第１のバリア層の主成分の熱伝導率が、８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であ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）前記第２のヒートシンク層が前記第１のヒートシンク層よりも薄いことを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（７）前記第１のヒートシンク層及び前記第２のヒートシンク層が、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、ＭｏまたはＷを主成分とすることを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（８）前記第１のヒートシンク層及び前記第２のヒートシンク層の主成分の熱伝導率が、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする（１）〜（７）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（９）前記第２のヒートシンク層と前記磁性層との間に第２のバリア層がさらに設けられており、前記第２のバリア層は、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮまたはＴｉＣを主成分とすることを特徴とする（１）〜（８）の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
（１０）（１）〜（９）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、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、前記磁気ヘッドは、レーザー光を発生させるレーザー光発生部と、前記レーザー光発生部から発生したレーザー光を前記磁気ヘッドの先端部へと導く導波路と、前記磁気ヘッドの先端部に設けられており、前記磁気記録媒体を加熱する近接場光を発生させる近接場光発生素子とを有することを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明によれば、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）を維持しつつ、磁気ヘッドから照射されるレーザーパワー（ＬＤＩ）を低減することが可能な磁気記録媒体を提供することができる。

本実施形態の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。 本実施形態の磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。 図２の磁気ヘッドの構成を模式的に示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す例のみに限定されるものではなく、特に制限のない限り、数量、構成、位置、材料などを変更してもよい。

［磁気記録媒体］
図１に、本実施形態の磁気記録媒体の一例として、熱アシスト磁気記録媒体４０１を示す。

熱アシスト磁気記録媒体４０１は、基板１０１上に、密着層１０２、配向制御層１０３が形成されている。また、熱アシスト磁気記録媒体４０１は、配向制御層１０３上に、第１のヒートシンク層１０４、第１のバリア層１０５、第２のヒートシンク層１０６、第２のバリア層１０７が順次積層されている。ここで、第１のバリア層は、酸化物、窒化物または炭化物を主成分とする。さらに、熱アシスト磁気記録媒体４０１は、第２のバリア層１０７上に、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層１０８、保護層１０９、潤滑剤層１１０が形成されている。

このような構造を用いることで、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）を維持しつつ、磁気ヘッドから照射されるレーザーパワー（ＬＤＩ）を低減することが可能となり、その結果、磁気ヘッドの寿命を延ばし、高記録密度の磁気記録媒体を提供することが可能となる。

このような効果が得られるのは、酸化物、窒化物または炭化物を主成分とする第１のバリア層１０５が、第１のバリア層１０５よりも熱伝導率が高い第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６で挟まれている構造によって、磁気ヘッドから照射されるレーザー光の熱が効率的に使用できるようになるためであると考えられる。このとき、薄い第１のバリア層１０５が、厚い第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６で挟まれていることが好ましい。これにより、ヒートシンク層の効果を損なうことを抑制しつつ、第１のバリア層１０５と、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６との間に、熱伝導率の差が大きい界面を形成することができる。この界面によって、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の内部により大きい熱勾配が生じ、この熱勾配によって、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して垂直な方向への熱の移動性がより高まると考えられる。

第１のヒートシンク層１０４を構成する材料と、第２のヒートシンク層１０６を構成する材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６は、磁性層１０８に溜まる熱を、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して垂直な方向に拡散させて、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して水平な方向へ広がるのを抑制することで遷移幅を狭くすると共に、記録後に磁性層１０８に溜まった熱を速やかに散逸させるためのものである。このため、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６を構成する材料として、熱伝導率が高い材料を用いることが好ましい。

第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６は、Ａｇ、Ａu、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、ＭｏまたはＷを主成分とするのが好ましい。

以下、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６の主成分について詳細に説明する。

本願の発明者は、先ず、熱伝導率が１７４Ｗ／ｍ・ＫであるＷを第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６に用いて、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）を維持しつつ、磁気ヘッドから照射されるレーザーパワー（ＬＤＩ）を低減することが可能な、基準となる熱アシスト磁気記録媒体４０１を設計した。

具体的には、Ｗからなる厚さ２５ｎｍ（設計基準）の第１のヒートシンク層１０４上に、ＭｇＯからなる厚さ２．５ｎｍの第１のバリア層１０５、Ｗからなる厚さ５ｎｍの第２のヒートシンク層１０６、ＭｇＯからなる厚さ４ｎｍの第２のバリア層１０７、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層１０８を積層した。

この基準となる熱アシスト磁気記録媒体４０１の積層構造から、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の熱勾配を算出した。また、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層１０８の配向の制御に適した面心立方（ＦＣＣ）構造または体心立方（ＢＣＣ）構造を有する材料及びその熱伝導率から、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６に使用することが可能な材料を検討した。これにより、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６に適した材料として、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｍｏを選定した。

表１に、Ａｇ、Ａu、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗの熱伝導率と、基準となる熱アシスト磁気記録媒体４０１と熱勾配が近似するように設計された第１のヒートシンク層１０４の厚さを示す。

なお、Ａｇ、Ａu、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗの熱伝導率は、金属データブック 改訂４版（日本金属学会編）から参照した。

第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６は、ＢＣＣ構造を有し、（１００）面配向している結晶質のＭｏ、Ｗを主成分とするのが特に好ましい。これにより、磁性層１０８の（１００）配向性を高めることができる。これは、第１のバリア層１０５、第２のバリア層１０７との間で配向性を大きく崩すことなく、第１のヒートシンク層１０４、第２のヒートシンク層１０６を形成することができるためである。また、熱アシスト磁気記録媒体４０１は、製造時に高温で加熱するが、Ｗ、Ｍｏは、融点が高い金属であるため、加熱による影響が小さい。

なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、主成分とは、含有量が５０ａｔ％以上、好ましくは６０ａｔ％以上である元素または含有量が５０ｍｏｌ％以上、好ましくは６０ｍｏｌ％以上である化合物を指す。ここで、含有量が５０ａｔ％以上である元素または含有量が５０ｍｏｌ％以上である化合物が存在しない場合、主成分は、最も含有量の多い材料を指す。

また、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６は、熱伝導率を著しく低下させない範囲で、Ｂ_２Ｏ_３、ＧｅＯ_２、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２から選択される少なくとも１種の酸化物を含有してもよい。これにより、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して垂直な方向に熱を拡散させて、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して水平な方向への熱の広がりを抑制する効果を高めることができる。

次に、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の厚さについて説明する。

第１のバリア層１０５は、磁気ヘッドから供給される熱を拡散させない障壁（バリア）としての効果を有しているため、第１のバリア層１０５の効果を磁性層１０８で効率的に用いるためには、第１のバリア層１０５は、磁性層１０８に近い方がよい。このため、第２のヒートシンク層１０６を第１のヒートシンク層１０４よりも薄くするのが好ましい。

第２のヒートシンク層１０６の厚さは、０．５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の熱伝導率は大きい方が好ましい。そのため、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の主成分の熱伝導率を、好ましくは、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上とし、より好ましくは、１２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする。このような構成を採用することで、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６における、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して垂直な方向への熱伝導性が高まる。その結果、熱アシスト磁気記録媒体４０１の記録面に対して垂直な方向への熱勾配が急峻となり、熱アシスト磁気記録媒体４０１のＳＮＲが高まる。

第１のバリア層１０５の主成分は、ＮａＣｌ型構造を有することが好ましい。

ＮａＣｌ型構造を有する酸化物としては、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯなどが挙げられる。

ＮａＣｌ型構造を有する窒化物としては、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＨｆＮ、ＺｒＮ、ＶＮ、ＣｒＮなどが挙げられる。

ＮａＣｌ型構造を有する炭化物としては、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＨｆＣ、ＺｒＣなどが挙げられる。

また、第１のバリア層１０５の主成分は、酸素、窒素または炭素と、金属の原子数の比が１：１であることが好ましい。ここで、第１のバリア層１０５は、原子数の比が１：１ではない酸化物、窒化物、炭化物が混在していても良い。

第１のバリア層１０５の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましく、２．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第１のバリア層１０５の厚さが１ｎｍ以上であることにより、第１のバリア層１０５が熱を拡散させない効果が大きくなり、１０ｎｍ以下であることにより、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６が熱を散逸させる効果が大きくなる。

また、第１のバリア層１０５は、複数の層が積層されている構造であっても良い。

複数の層を構成する材料は、結晶構造、格子ミスフィット等を勘案して、選択することができる。

本実施形態においては、第１のバリア層１０５が、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６に挟まれている構造となるため、これらの層間の格子整合性を考慮することが好ましい。すなわち、第１のバリア層１０５の主成分として、ＮａＣｌ構造を有する材料を採用することで、より良好な配向性を維持することができ、磁性層１０８の配向性をより良好にすることが可能となる。

第１のバリア層１０５は、第１のバリア層１０５の主成分の組成からなるスパッタリングターゲットを用いるＤＣスパッタ或いはＲＦスパッタにより、形成することができる。また、第１のバリア層１０５は、金属のスパッタリングターゲットに、酸素、窒素、炭化水素を導入する反応性スパッタによっても、形成することが可能である。このとき、第１のバリア層１０５は、最終的に目的の組成を有する薄膜となっていれば、成膜方法に関係なく、熱を拡散させない効果を得ることができる。

第１のバリア層１０５の熱伝導率は、第１のヒートシンク層１０４、第２のヒートシンク層１０６の熱伝導率よりも小さくする必要がある。そのため、第１のバリア層１０５のる主成分の熱伝導率を、好ましくは、８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とし、より好ましくは、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とする。

本実施形態においては、第１のヒートシンク層１０４と第１のバリア層１０５、及び、第１のバリア層１０５と第２のヒートシンク層１０６は、接して設けられている。このような構成を採用することで、磁気ヘッドから照射されるレーザーパワーを低減させる効果と、シグナルノイズ比を向上させる効果をより高めることができる。

本実施形態においては、基板１０１と、第１のヒートシンク層１０４との間に、配向制御層１０３が設けられている。

配向制御層としては、ＢＣＣ構造を有する、Ｃｒ層、あるいは、Ｃｒを主成分とするＢＣＣ構造の合金層、または、Ｂ２構造を有する合金層を用いるのが好ましい。

Ｃｒを主成分とするＢＣＣ構造の合金としては、ＣｒＭｎ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＲｕ等が挙げられる。このとき、Ｃｒを主成分とするＢＣＣ構造の合金に、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ等を添加することで、結晶粒子サイズ、分散度等を改善することもできる。

Ｂ２構造を有する合金としては、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ等が挙げられる。

本実施形態では、第２のヒートシンク層１０６と、磁性層１０８との間に、第２のバリア層１０７が設けられている。

第２のバリア層１０７としては、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＴｉＣを主成分とするのが好ましい。

第２のバリア層１０７は、磁気ヘッドから供給される熱を拡散させずに、効率的に磁性層１０８で使えるようにする熱バリアの役割を果たす。ここで、第２のバリア層１０７は、磁性層１０８よりも低い熱伝導率であることが重要であり、この界面が形成されることによって、熱の拡散が抑えられる。

また、第２のバリア層１０７は、Ｌ１_０構造を有する磁性層１０８の配向を制御する機能も有する。そのため、第２のバリア層１０７の主成分として、ＮａＣｌ型構造を有し、Ｌ１_０磁性層の格子定数とのミスフィットが比較的小さい材料を用いることが好ましい。この観点からは、第２のバリア層は、ＭｇＯ、ＴｉＮを主成分とするのが特に好ましい。

磁性層１０８は、Ｌ１_０型結晶構造を有する合金を主成分とする。

一般に、高記録密度を達成するためには、磁性層は、粒界偏析材料で分離されている粒径数ｎｍの磁性粒子で形成されていることが好ましい。

しかしながら、磁性粒子の体積が小さくなり熱的に不安定になるため、本実施形態においては、磁性層１０８は、磁気異方性エネルギーの高いＬ１_０型結晶構造を有する合金が主成分として用いられる。

磁性層１０８は、磁性粒子が磁気的に孤立していることが好ましい。このとき、磁性粒子の大きさや磁性粒子間の交換結合を制御するため、ＦｅＰｔ合金、ＣｏＰｔ合金などのＬ１_０型結晶構造を有する合金に、粒界偏析材料が添加されている。これにより、グラニュラー構造の磁性層１０８となり、粒子間の交換結合を低減すると共に、磁性粒子を微細化することができ、熱アシスト磁気記録媒体４０１のＳＮＲをより高めることができる。

粒界偏析材料としては、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＧｅＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、ＢＮ、Ｃから選択される少なくとも１種の化合物が用いられる。

熱アシスト磁気記録媒体の表面には、カーボンからなる保護層１０９及び潤滑剤層１１０が設けられている。

保護層１０９に、水素、窒素などを添加してもよい。

潤滑剤層１１０としては、パーフルオロポリエーテルからなる液体状の潤滑剤層などを用いることができる。

本実施形態では、熱アシスト磁気記録媒体４０１の書き込み特性を向上させるために、軟磁性下地層をさらに形成してもよい。

軟磁性下地層は、非晶質合金でもよいし、微結晶合金や多結晶合金であってもよい。

軟磁性下地層の構造は、Ｒｕを介して反強磁性結合している積層構造であってもよいし、単層であってもよい。

軟磁性下地層を構成する材料としては、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＴａ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＺｒＢ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＮｂＺｒ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣなどを用いることができる。

［磁気記録再生装置］
図２に、本実施形態の磁気記録再生装置の一例を示す。

図２に示す磁気記録再生装置は、熱アシスト磁気記録媒体４０１と、媒体駆動部４０２と、磁気ヘッド４０３と、ヘッド駆動部４０４と、記録再生信号処理系４０５から概略構成される。

ここで、媒体駆動部４０２は、熱アシスト磁気記録媒体４０１を回転させ、記録方向に駆動する。磁気ヘッド４０３は、熱アシスト磁気記録媒体４０１に対する記録動作と再生動作とを行う。ヘッド駆動部４０４は、磁気ヘッド４０３を熱アシスト磁気記録媒体４０１に対して相対移動させる。記録再生信号処理系４０５は、磁気ヘッド４０３への信号入力と磁気ヘッド４０３からの出力信号の再生とを行う。

磁気ヘッド４０３は、図３に示すように、記録ヘッド５０８と再生ヘッド５１１を備える。

記録ヘッド５０８は、主磁極５０１と、補助磁極５０２と、磁界を発生させるためのコイル５０３と、レーザー光を発生させるためのレーザーダイオード（ＬＤ）５０４と、磁気記録媒体を加熱する近接場光を発生させるための近接場光発生素子５０６と、導波路５０７とを有している。ここで、導波路５０７は、ＬＤ５０４から発生したレーザー光５０５を磁気ヘッド４０３の先端部に設けられている近接場光発生素子５０６へと導く。

再生ヘッド５１１は、一対のシールド５０９で挟み込まれているＴＭＲ素子等の再生素子５１０を備える。

図２に示す磁気記録再生装置は、レーザーパワー（ＬＤＩ）とシグナルノイズ比（ＳＮＲ）のバランスが良好な熱アシスト磁気記録媒体４０１を備えているので、磁気ヘッド４０３の寿命が長く、高記録密度の磁気記録再生装置を提供することができる。

以下、実施例により本発明の効果をより詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明の磁気記録媒体を好適に説明するための代表例であり、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）
以下に示す方法により、熱アシスト磁気記録媒体（図１参照）を作製した。

まず、外径２．５インチのガラス基板１０１上に、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔｉ（Ｃｒの含有量５０ａｔ％、Ｔｉの含有量５０ａｔ％）からなる厚さ５０ｎｍの密着層１０２を成膜した後、３２０℃まで加熱した。次に、密着層１０２上に、Ｃｒからなる厚さ２０ｎｍの配向制御層１０３、Ｗからなる厚さ３０ｎｍの第１のヒートシンク層１０４、ＮａＣｌ構造を有するＭｇＯからなる厚さ２．５ｎｍの第１のバリア層１０５、Ｗからなる厚さ５ｎｍの第２のヒートシンク層１０６を順次成膜した。さらに、第２のヒートシンク層１０６上に、ＭｇＯからなる厚さ４ｎｍの第２のバリア層１０７を成膜した後、６２０℃まで加熱した。次に、第２のバリア層１０７上に、（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２−８ｍｏｌ％ＢＮ（Ｆｅの含有量５０ａｔ％、Ｐｔの含有量５０ａｔ％の合金の含有量８２ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２の含有量１０ｍｏｌ％、ＢＮの含有量８ｍｏｌ％）からなる厚さ８ｎｍの磁性層１０８を成膜した。さらに、磁性層１０８上に、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ；Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）からなる厚さ４．０ｎｍの保護層１０９を成膜した後、パーフルオロポリエーテルからなる厚さ１．５ｎｍの液体状の潤滑剤層１１０を塗布により形成した。

以上の工程により、熱アシスト磁気記録媒体を得た。

得られた熱アシスト磁気記録媒体のＸ線回折スペクトルを測定したところ、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００１）及びＬ１_０−ＦｅＰｔ（００２）とＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）の混合ピークが確認された。また、Ｃｒからなる配向制御層１０３は、（１００）配向性を示し、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６の合算ピークも（１００）配向性を示した。

（実施例１−２〜１−１３）
第１のバリア層１０５を構成する材料を表２に示す材料に置き換えた以外は、実施例１−１と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

このとき、第１のバリア層１０５を構成する材料として、ＭｇＯ（実施例１−１）、ＭｇＯ−４６ｍｏｌ％ＴｉＯ（ＭｇＯの含有量５４ｍｏｌ％、ＴｉＯの含有量４６ｍｏｌ％）（実施例１−２）、ＴａＮ（実施例１−３）、ＺｒＮ（実施例１−４）、ＴｉＮ（実施例１−５）、ＮｂＮ（実施例１−６）、ＨｆＮ（実施例１−７）、ＺｒＣ（実施例１−８）、ＴａＣ（実施例１−９）、ＴｉＣ（実施例１−１０）、ＮｂＣ（実施例１−１１）、ＭｇＯ−３８ｍｏｌ％ＴｉＯ−１０ｍｏｌ％ＴｉＮ（ＭｇＯの含有量５２ｍｏｌ％、ＴｉＯの含有量３８ｍｏｌ％、ＴｉＮの含有量１０ｍｏｌ％）（実施例１−１２）、ＭｇＯ−３８ｍｏｌ％ＴｉＯ−１０ｍｏｌ％ＴａＮ（実施例１−１３）をそれぞれ用いた。

第１のバリア層１０５を構成する材料は、実施例１−１、１−２では、酸化物、実施例１−３〜１−７では、窒化物、実施例１−８〜１−１１では、炭化物であり、それぞれがＮａＣｌ型の結晶構造を有している。このため、第１のバリア層１０５は、ＢＣＣ構造を有するＷからなる第１のヒートシンク層１０４上にエピタキシャル成長することができる。また、Ｗからなる第２のヒートシンク層１０６は、バリア層１０５上にエピタキシャル成長することができる。

（比較例１−１〜１−６）
第１のバリア層１０５を構成する材料を表２に示す材料に置き換えた以外は、実施例１−１と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

このとき、比較例１−１では、第１のバリア層１０５を設けず、比較例１−２〜１−６では、第１のバリア層１０５を構成する材料として金属を用いた。

なお、ヒートシンク層の効果がほぼ同じになるように、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６の厚さの和が３５ｎｍになるように、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

次に、実施例１−１〜１−１３及び比較例１−１〜１−６の熱アシスト磁気記録媒体について、以下に示す方法により、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）、レーザーパワー（ＬＤＩ）及びクロストラック方向の熱勾配（ＣＴ−ＴＧ）を評価した。

（ＳＮＲ、ＬＤＩ、ＣＴ−ＴＧ）
電磁変換特性であるＳＮＲは、レーザースポット加熱機構を搭載した磁気ヘッドを用いて、スピンスタンドテスターにより測定した。このとき、再生信号波形の半値幅と定義した記録トラック幅（ＭＷＷ）が７０ｎｍになるようにレーザーダイオードに投入する電流（レーザーパワー；ＬＤＩ）を調整し、ＳＮＲとＬＤＩを確認した。

また、同一の装置を用いてＴｃ（キュリー温度）＝７００ＫとしたときのＣＴ−ＴＧを算出した。

表２に、実施例１−１〜１−１３及び比較例１−１〜１−６の熱アシスト磁気記録媒体のＳＮＲ、ＬＤＩ、ＣＴ−ＴＧの評価結果を示す。

なお、ＳＮＲについては、第１のバリア層１０５が設けられていない比較例１−１の熱アシスト磁気記録媒体のＳＮＲを参照値（ｒｅｆ．）とし、参照値からの差分をΔＳＮＲとした。

また、ＬＤＩについては、第１のバリア層１０５が設けられていない比較例１−１の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩを参照値（ｒｅｆ．）として、参照値に対する参照値からの差分の割合をΔＬＤＩ／ＬＤＩとした。

さらに、第１のバリア層１０５を構成する材料の熱伝導率を表２に示す。ここで、酸化物、窒化物及び炭化物の熱伝導率は、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔｔｅｒ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄａｔａから参照し、金属の熱伝導率は、金属データブック 改訂４版（日本金属学会編）から参照した。

第１のバリア層１０５を構成する材料が酸化物、窒化物または炭化物である実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体は、ΔＳＮＲが誤差範囲であり、第１のバリア層１０５が設けられていない比較例１−１の熱アシスト磁気記録媒体とのＳＮＲの違いが見られなかった。一方、実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩは、比較例１−１の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩに対して、３．５％〜５．４％の低減が見られた。このことから、実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体のような酸化物、窒化物または炭化物を主成分とする第１のバリア層１０５を設けることで、ＳＮＲを維持しつつ、ＬＤＩを低減することが可能となることがわかる。

実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体の中で比較すると、Ｚｒ、Ｔｉの窒化物及び炭化物、あるいはＭｇＯを含む方が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｈｆの窒化物及び炭化物よりもＬＤＩの低減率がやや大きかった。

一方、第１のバリア層１０５を構成する材料が金属である比較例１−１〜１−６の熱アシスト磁気記録媒体は、ＬＤＩの低減が見られなかった。また、比較例１−１〜１−６の熱アシスト磁気記録媒体は、ＳＮＲに関してもメリットが見られなかった。このことから、第１のバリア層１０５を構成する材料として、金属を用いた場合は、ＳＮＲとＬＤＩのバランスの改善はなく、むしろ悪化させてしまう傾向が見られた。

また、実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体は、比較例１−１〜１−６の熱アシスト磁気記録媒体よりも、ＣＴ−ＴＧが約３０％高く、熱勾配が改善することがわかる。

さらに、実施例１−１〜１−１３の熱アシスト磁気記録媒体の第１のバリア層１０５を構成する材料の熱伝導率は、材料によって異なるが、第１のヒートシンク層１０４及び第２のヒートシンク層１０６を構成するＷの熱伝導率１７４Ｗ／ｍ・Ｋ（表１参照）よりも明らかに低い。

（実施例２−１）
まず、外径２．５インチのガラス基板１０１上に、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔｉからなる厚さ５０ｎｍの密着層１０２を成膜した後、３２０℃まで加熱した。次に、密着層１０２上に、Ｃｒからなる厚さ２０ｎｍの配向制御層１０３、Ｗからなる厚さ２５ｎｍの第１のヒートシンク層１０４、ＺｒＮからなる厚さ２．５ｎｍの第１のバリア層１０５、Ｗ−１０ａｔ％Ｔａからなる厚さ５ｎｍの第２のヒートシンク層１０６を順次成膜した。さらに、第２のヒートシンク層１０６上に、ＮａＣｌ構造を有するＭｇＯからなる厚さ４ｎｍの第２のバリア層１０７を成膜した後、６５０℃まで加熱した。次に、第２のバリア層１０７上に、（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−３５ｍｏｌ％Ｃからなる厚さ４ｎｍの磁性層と、（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２からなる厚さ４ｎｍの磁性層を順次成膜し、２層からなる磁性層１０８を成膜した。さらに、磁性層１０８上に、ＤＬＣからなる厚さ４ｎｍの保護層１０９を成膜した後、パーフルオロポリエーテルからなる厚さ１．５ｎｍの液体状の潤滑剤層１１０を塗布により形成し、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

（実施例２−２〜２−４）
第１のヒートシンク層１０４の厚さを、それぞれ３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍとした以外は、実施例２−１と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

（比較例２−１〜２−３）
第１のバリア層１０５を設けなかった以外は、それぞれ実施例２−１〜２−３と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

表３に、実施例２−１〜２−４及び比較例２−１〜２−３の熱アシスト磁気記録媒体のＳＮＲ、ＬＤＩ、ＣＴ−ＴＧの評価結果を示す。なお、ＳＮＲとＬＤＩを確認する際のＭＷＷ（再生信号波形の半値幅と定義した記録トラック幅）も表３に示す。

第１のバリア層１０５を構成する材料が窒化物である実施例２−１〜２−３の熱アシスト磁気記録媒体は、第１のバリア層１０５が設けられていない比較例２−１〜２−３の熱アシスト磁気記録媒体と同一の第１のヒートシンク層の厚さで比べたとき、ＳＮＲの違いが見られなかった。一方、同一の第１のヒートシンク層の厚さで比べると、実施例２−１〜２−３の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩは、比較例２−１〜２−３の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩに対して、３ｍＡの低減が見られた。このことから、実施例２−２〜２−４の熱アシスト磁気記録媒体は、ＳＮＲを維持しつつ、ＬＤＩを低減することが可能となることがわかる。

（実施例３−１）
まず、外径２．５インチのガラス基板１０１上に、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔｉからなる厚さ５０ｎｍの密着層１０２を成膜した後、３００℃まで加熱した。次に、密着層１０２上に、Ｃｒ−１０ａｔ％Ｔｉからなる厚さ３０ｎｍの配向制御層１０３、Ｗ−５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２（Ｗの含有量９５ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２の含有量５ｍｏｌ％）からなる厚さ２５ｎｍの第１のヒートシンク層１０４、ＮｂＣからなる厚さ１ｎｍの第１のバリア層１０５、Ｗ−５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２からなる厚さ５ｎｍの第２のヒートシンク層１０６を順次成膜した。さらに、第２のヒートシンク層１０６上に、ＮａＣｌ構造を有するＭｇＯからなる厚さ５ｎｍの第２のバリア層１０７を成膜した後、６００℃まで加熱した。次に、第２のバリア層１０７上に、（Ｆｅ−４６ａｔ％Ｐｔ）−１５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２からなる厚さ８ｎｍの磁性層１０８を成膜した。さらに、磁性層１０８上に、ＤＬＣからなる厚さ４ｎｍの保護層１０９を成膜した後、パーフルオロポリエーテルからなる厚さ１．５ｎｍの液体状の潤滑剤層１１０を塗布により形成し、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

（実施例３−２〜３−５）
第１のバリア層１０５の厚さを、それぞれ２．５ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍとした以外は、実施例３−１と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

（比較例３−１）
第１のバリア層１０５を設けなかった以外は、実施例３−１と同様にして、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

なお、ヒートシンク層の効果がほぼ同じになるように、第１のヒートシンク層１０４と第２のヒートシンク層１０６の厚さの和が３０ｎｍになるように、熱アシスト磁気記録媒体を作製した。

表４に、実施例３−１〜３−５、比較例３−１の熱アシスト磁気記録媒体のＳＮＲ、ＬＤＩの評価結果を示す。このとき、ＳＮＲとＬＤＩを確認する際のＭＷＷ（再生信号波形の半値幅と定義した記録トラック幅）を７０ｎｍとした。

なお、ＳＮＲについては、比較例３−１の熱アシスト磁気記録媒体のＳＮＲを参照値（ｒｅｆ．）とし、参照値からの差分をΔＳＮＲとした。

また、ＬＤＩについては、比較例３−１の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩを参照値（ｒｅｆ．）として、参照値に対する参照値からの差分の割合をΔＬＤＩ／ＬＤＩとした。

第１のバリア層１０５を構成する材料が炭化物である実施例３−１〜３−５の熱アシスト磁気記録媒体は、ΔＳＮＲが誤差範囲であり、第１のバリア層１０５が設けられていない比較例３−１の熱アシスト磁気記録媒体とのＳＮＲの違いが見られなかった。一方、実施例３−１〜３−５の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩは、比較例３−１の熱アシスト磁気記録媒体のＬＤＩに対して、２．２％〜５．１％の低減が見られた。このことから、実施例３−１〜３−５の熱アシスト磁気記録媒体は、ＳＮＲを維持しつつ、ＬＤＩを低減することが可能となることがわかる。

１０１ 基板
１０２ 密着層
１０３ 配向制御層
１０４ 第１のヒートシンク層
１０５ 第１のバリア層
１０６ 第２のヒートシンク層
１０７ 第２のバリア層
１０８ 磁性層
１０９ 保護層
１１０ 潤滑剤層
４０１ 熱アシスト磁気記録媒体
４０２ 媒体駆動部
４０３ 磁気ヘッド
４０４ ヘッド駆動部
４０５ 記録再生信号処理系
５０１ 主磁極
５０２ 補助磁極
５０３ コイル
５０４ レーザーダイオード
５０５ レーザー光
５０６ 近接場発生素子
５０７ 導波路
５０８ 記録ヘッド
５０９ シールド
５１０ 再生素子
５１１ 再生ヘッド

Claims (10)

1. 基板上に、第１のヒートシンク層、第１のバリア層、第２のヒートシンク層、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層をこの順で有し、
   前記第１のバリア層は、酸化物、窒化物または炭化物を主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記第１のバリア層の主成分は、ＮａＣｌ型構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記ＮａＣｌ型構造を有する材料が、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＨｆＮ、ＺｒＮ、ＶＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＨｆＣまたはＺｒＣであることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記第１のバリア層の厚さが、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であ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。
5. 前記第１のバリア層の主成分の熱伝導率が、８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であ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。
6. 前記第２のヒートシンク層が前記第１のヒートシンク層よりも薄い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。
7. 前記第１のヒートシンク層及び前記第２のヒートシンク層が、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｒｈ、ＭｏまたはＷを主成分とすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
8. 前記第１のヒートシンク層及び前記第２のヒートシンク層の主成分の熱伝導率が、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
9. 前記第２のヒートシンク層と前記磁性層との間に第２のバリア層がさらに設けられており、
   前記第２のバリア層は、ＮａＣｌ型構造を有する、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮまたはＴｉＣを主成分とすることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、
    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、
    前記磁気ヘッドは、レーザー光を発生させるレーザー光発生部と、前記レーザー光発生部から発生したレーザー光を前記磁気ヘッドの先端部へと導く導波路と、前記磁気ヘッドの先端部に設けられており、前記磁気記録媒体を加熱する近接場光を発生させる近接場光発生素子とを有することを特徴とする磁気記録再生装置。

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