JPWO2011021652A1 - 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

基板１と、基板１上に形成された下地層と、該下地層上に形成されたＬ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とする磁性層５とを有する磁気記録媒体において、該下地層が、非晶質合金からなる第１の下地層２と、Ｃｒを主成分とし、かつ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕのうちの少なくとも１種類の元素を含有しているＢＣＣ構造の合金からなる第２の下地層３と、ＭｇＯからなる第３の下地層４から構成される熱アシスト磁気記録媒体及び前記熱アシスト磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置を提供する。

Description

本発明は、熱アシスト磁気記録媒体、及びそれを用いた磁気記憶装置に関する。本願は、２００９年８月２０日に、日本に出願された特願２００９−１９１１６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

情報化社会の急速な発展に伴い、ハードディスク装置（ＨＤＤ）には一層の大容量化が求められている。ＨＤＤに用いられる磁気記録媒体の面記録密度を向上させるには、磁性結晶粒の粒子サイズを微細化する必要がある。しかし、磁性粒子を微細化していくと、熱安定性が劣化するという問題が発生する。
熱安定性を示す指標として、一般にＫｕＶ／ｋＴ（Ｋｕ：結晶磁気異方性定数、Ｖ：磁性粒子体積、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度）が用いられるが、十分な熱安定性を確保するためには、ＫｕＶ／ｋＴが概ね６０以上である必要がある。磁性粒子を微細化するとＶが低下するため、ＫｕＶ／ｋＴが低下し、熱安定性が劣化する。

これを防ぐには、Ｋｕを高める必要があるが、Ｋｕを高めると、異方性磁界Ｈｋが増大する。これは、Ｋｕ＝（Ｍｓ×Ｈｋ）／２の関係が成り立つためである。Ｈｋが記録ヘッドの記録磁界を上回ると、十分な書き込みができなくなるため、Ｈｋは記録磁界よりも低い値に設定する必要がある。
これが、Ｋｕの上限、即ち、微細化の下限を決定する要因となっている。１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２クラスの面記録密度を実現するには、磁性粒径を５−６ｎｍ程度まで微細化する必要があることが指摘されている。しかし、現行ヘッドの記録磁界Ｈｗ（１０−１２ｋＯｅ）と、ＫｕＶ／ｋＴ＞６０を考慮すると、磁性粒子の微細化の限界は概ね１０ｎｍ程度である。

これを打破するための手法として、熱アシスト記録が提案されている。熱アシスト記録とは、媒体に近接場光等を照射して媒体表面を局所的に加熱し、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。この場合、室温における保磁力が数十ｋＯｅの記録媒体でも、現状ヘッドの記録磁界により容易に書き込みを行うことができる。このため、記録層に１０^６Ｊ／ｍ^３台の高いＫｕを有する材料を使用することにより、熱安定性を維持したまま、磁性粒径を６ｎｍ以下にまで微細化できる。このような高Ｋｕ材料としては、Ｌ１_０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金（Ｋｕ〜７×１０^６Ｊ／ｍ^３）や、ＣｏＰｔ合金（Ｋｕ〜５×１０^６Ｊ／ｍ^３）等が知られている。

熱アシスト記録において、磁性層は上記ＦｅＰｔ合金等の高Ｋｕ磁性結晶粒がＳｉＯ_２等の酸化物で分断されたグラニュラー構造をとっていることが望ましい。グラニュラー構造とすることにより、磁性粒子間の交換相互作用が低減されると同時に、磁性結晶粒の粒径を微細化できる。

特許文献１〜３には、熱アシスト記録に関連した技術が開示されている。特許文献１は、ＦｅＰｔナノ粒子よりなる記録層を形成した後に、レーザー光スポットを照射して前記記録層の結晶性と配向性を促進した磁気記録媒体に関するものである。また、特許文献２は、Ｌ１_０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金を備えた磁気記録媒体に関するものである。更にまた、特許文献３には、高熱伝導材料中にパターン化された低熱伝導率領域を設けた薄膜が開示され、この薄膜を温度制御層として熱支援磁気記録媒体に用いる構成が記載されている。

非特許文献１には、ＦｅＰｔに３８％のＳｉＯ_２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。また、同文献には、ＳｉＯ_２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。

特開２００８−７１４５５号公報 特許第４０６９２０５号公報 特許第４２０６４０６号公報

Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１０４，０２３９０４（２００８）

磁性粒子間の交換結合を低減し、磁気クラスターサイズを小さくして、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２クラスの面記録密度を有する熱アシスト磁気記録媒体を実現することが課題とされている。

上述のように、磁性層にＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金等の高いＫｕを有する材料を使用することによって、熱安定性を維持したまま、磁性粒径を微細化できる。
磁性層にＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金を用いる場合、下地層には通常、ＮａＣｌ構造のＭｇＯが用いられる。（１００）配向したＭｇＯ下地層上にＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金を形成することにより、ＦｅＰｔ合金に（００１）配向をとらせることができるためである。

磁性層が、磁性結晶粒と、粒界相からなるグラニュラー構造を有する場合、粒界相を構成する酸化物量を増加させることによって磁性粒径を６ｎｍ以下まで微細化できる。
しかし、この場合、ＭｇＯ下地層の粒径は一定である。よって、複数の磁性結晶粒が同一下地層上に成長することになる。同一下地層上に形成された磁性粒子間の交換結合は、異なる下地層上に形成された磁性粒子間の交換結合に比べて強い。このため、酸化物量を増やして磁性結晶粒を微細化しても、磁気クラスターサイズを低減することはできない。媒体ノイズを低減して、高記録密度化を実現するには、磁気クラスターサイズの低減が不可欠である。

また、一つの下地結晶粒上に複数の磁性結晶粒が成長した場合、粒径分散が大きくなる傾向がある。粒径分散が大きくなると、媒体ノイズが増大するため、高記録密度化が困難となる。よって、クラスターサイズを低減し、かつ、磁性粒径を均一化するには、下地層の粒径を磁性層の粒径と同等程度まで微細化し、一つの下地結晶粒上に一つの磁性結晶粒を成長させる必要がある。通常、ＭｇＯ下地層はガラス基板上に直接、もしくは、Ｔａ層、ＣｒＲｕ合金層上に形成されている。何れの場合も、ＭｇＯ下地粒径を６ｎｍ以下に低減することは困難である。磁気的に孤立度した６ｎｍ以下の磁性結晶粒を形成するには、磁性層のみならず、下地層の結晶粒を６ｎｍ程度まで微細化する必要がある。

上記課題を解決するという目的は、基板と、該基板上に形成された下地層と、該下地層上に形成されたＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１_０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層が、非晶質合金からなる第１の下地層と、Ｃｒを主成分とし、かつ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕのうちの少なくとも１種類の元素を含有しているＢＣＣ構造の合金からなる第２の下地層と、ＭｇＯからなる第３の下地層から構成されることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体を用いることによって実現される。

Ｃｒ下地層にＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕ等の元素を添加することによって、下地層の粒径を６ｎｍ以下まで微細化できる。よって、該Ｃｒ合金下地層（第２の下地層）上に形成したＭｇＯ下地層（第３の下地層）の粒径も微細化できる。これは、ＭｇＯ下地層がＣｒ合金下地層上にエピタキシャル成長するためである。６ｎｍ以下まで微細化したＭｇＯ下地層上に磁性層を形成した場合、一つのＭｇＯ結晶粒の上に一つの磁性結晶粒が成長する。このため、粒径が微細、かつ、均一で磁気的な孤立度の高い磁性結晶粒を形成できる。Ｃｒ合金下地層に、更にＢ、Ｓｉ、もしくはＣを添加することにより、該Ｃｒ合金下地層の粒径を更に微細、均一化できる。これにより、磁気的孤立度の高い磁性結晶粒を更に、微細、均一化できる。該Ｃｒ合金下地層の合金組成に特に制限はないが、Ｃｒに対し、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃの元素は２〜５０ａｔ％含まれることが好ましく、１０〜３５ａｔ％含まれることが更に好ましい。

磁性結晶粒に規則度の高いＬ１_０構造をとらせるため、磁性層は３５０−４００℃以上の基板温度で成膜することが望ましい。この場合、磁性層は化学的に安定なＭｇＯ下地層上に形成する必要がある。磁性層をＣｒ合金下地層上に直接形成すると、下地層中の元素が磁性層中に拡散し、Ｋｕを低下させるので好ましくない。但し、磁性層にＡｇ、Ｃｕ等の元素を添加することによって、Ｌ１_０構造の規則化温度をＣｒ合金下地層から磁性層への拡散が起こらない程度（概ね３５０℃未満）まで低減できる場合は、ＭｇＯ下地層は省略しても良い。

高い垂直磁気異方性を有する記録媒体を得るため、磁性層に用いるＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金は、（００１）配向をとっている必要がある。磁性層に前記配向をとらせるためには、ＢＣＣ構造を有するＣｒ合金下地層は（１００）配向をとる必要がある。（１００）配向したＣｒ合金下地層上にＭｇＯ下地層を形成することによって、該ＭｇＯ層に（１００）配向をとらせることができる。よって、その上にＬ１_０構造の磁性層を形成することにより、該磁性層に（００１）配向をとらせることができる。

Ｃｒ合金下地層に（００１）配向をとらせるためには、該下地層を、非晶質構造を有する下地層（第１の下地層）上に概ね１５０℃以上の高温で形成するのが望ましい。以後、非晶質構造を有する第１の下地層をシード層と表記する。
シード層には、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＮｉを含有した非晶質合金を用いることができる。また、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｏを含有した非晶質合金を用いてもよい。該シード層の非晶質合金組成に特に制限はないが、Ｎｉ又はＣｏに対し、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃの元素は５〜６０ａｔ％含まれることが好ましく、２０〜５０ａｔ％含まれることが更に好ましい。上記合金は、磁性元素を含有しているため、更にＣｒ、Ｖ、Ｍｎ等を添加して非磁性化してもよい。シード層は非磁性であることが望ましいが、記録再生特性に大きな影響を及ぼさない範囲であれば、１００ｅｍｕ／ｃｃ以下程度の微弱な磁化を有していても特に問題はない。

更に、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｒを含有した非晶質合金、もしくは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｕを含有した非晶質合金をシード層として使用することもできる。非晶質構造をとる組成範囲内であれば、上記合金組成に特に制限はないが、Ｃｒ、又はＣｕに対し、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃの元素は５〜６０ａｔ％含まれることが好ましく、２０〜５５ａｔ％含まれることが更に好ましい。
また、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂのうちの少なくとも１種類の元素を含有し、かつ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素を含有する非晶質合金シード層を用いてもよい。該シード層の非晶質合金組成に特に制限はないが、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔａ、又はＮｂに対し、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃの元素は５〜６０ａｔ％含まれることが好ましく、１０〜５０ａｔ％含まれることが更に好ましい。
結晶化が起こる膜厚以下であれば、シード層膜厚に特に制限はないが、スループットを考慮すると、５０ｎｍ以下が望ましい。但し、１００−２００ｎｍ程度まで厚くして、ヒートシンク層としての機能を持たせることもできる。

上記シード層（第１の下地層）と、基板の間にヒートシンク層を形成してもよい。ヒートシンク層には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌもしくはそれらの合金等、熱伝導率の高い材料が望ましい。前記ヒートシンク層は一般にＦＣＣ（１１１）配向をとるが、ヒートシンク層上に非晶質構造のシード層を形成することにより、該シード層上に形成したＣｒ合金下地層に（１００）配向をとらせることができる。
また、ヒートシンク層の粒径が大きい場合でも、非晶質シード層を介してＣｒ合金下地層を形成することにより、該下地層の粒径を微細化できる。

ヒートシンク層にＡｇを用いる場合は、基板上にヒートシンク層の配向制御層としてＭｇＯ層を形成し、該ＭｇＯ層上にＡｇヒートシンク層を形成してもよい。この場合、Ａｇは（１００）配向をとるため、Ｃｒ合金下地層（第２の下地層）により強い（１００）配向をとらせることができる。このため、Ｌ１_０構造の磁性層にもより強い（００１）配向をとらせることができる。

また、書き込み特性を改善するため、軟磁性下地層（ＳＵＬ）を導入しても良い。軟磁性下地層としては、Ｒｕを介して反強磁性結合したＦｅＴａＣ合金、ＣｏＴａＺｒ合金、ＣｏＮｂＺｒ合金、ＣｏＦｅＴａＢ合金、ＣｏＦｅＴａＳｉ合金等の軟磁性合金を用いることができる。
その他、密着性改善や、機械特性改善を目的として複数の下地層を導入しても良い。

磁性層には、上述のように高いＫｕを有するＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１_０構造のＣｏＰｔ合金を用いるのが望ましい。交換結合の低減と、粒径微細化を実現するため、磁性層は、磁性結晶粒がＳｉＯ_２等の粒界相で分断されたグラニュラー構造であることが望ましい。粒界相としては、ＳｉＯ_２以外に、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、もしくはこれらの混合物を用いることができる。また、Ｃを用いても良い。磁性結晶粒のキュリー温度低減を目的として、ＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金にＮｉを添加しても良い。更に、規則化温度を低減するため、Ｃｕ、Ａｇ等を添加してもよい。Ｌ１_０構造を大きく劣化させない範囲内であれば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の添加量に特に制限はない。
また、磁性層の磁気クラスターサイズは、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２５ｎｍ以下であることが更に好ましい。
磁性層の粒径分散は、３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることが更に好ましい。

磁性層中の結晶粒は、Ｌ１_０構造をとっていることが望ましいが、Ｋｕを大幅に低減させなければ、ＦＣＣ構造をとる結晶粒が若干混じっていてもよい。高いＫｕを得るためには、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００１）ピークの積分強度と、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークの積分強度の比は、２以上であることが望ましい。

また、本発明は、磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転させるための媒体駆動部と、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを移動させるためのヘッド駆動部と、記録再生信号処理系と、から構成される磁気記憶装置であって、該磁気記録媒体が上記の熱アシスト磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記憶装置を提供する。

本発明により、磁性粒子間の交換結合を低減し、磁気クラスターサイズを小さくすることができ、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２クラスの面記録密度を有する熱アシスト磁気記録媒体が実現され、これを用いた磁気記憶装置を提供することができる。

本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記録媒体のＸ線回折スペクトルの一例を示す図である。 本発明の磁気記録媒体の別の一例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記録媒体の別の一例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記録媒体の更に別の一例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記憶装置の一例を示す斜視図である。 本発明の磁気記憶装置に用いる磁気ヘッドの一例を示す図である。

発明を実施するための形態は、実施例を用いて以下に説明する。

（実施例１−１〜１−１０、比較例１）
図１に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。
ガラス基板（基板）１上に１００ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ下地層（第１の下地層）２を形成し、ランプヒーターにより３８０℃まで加熱したのち、Ｃｒ合金下地層（第２の下地層）３を１２ｎｍ形成した。更に、２ｎｍのＭｇＯ下地層（第３の下地層）４、１２ｎｍの９２ｍｏｌ％（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ−１５ａｔ％Ｎｉ）−８ｍｏｌ％（ＳｉＯ_２）磁性層５、３ｎｍのカーボン保護膜６を真空成膜装置中で連続的に形成した。真空装置から取り出したのち、記録再生特性の評価を行う記録媒体に関しては、潤滑膜７を１．７ｎｍ塗布した。
なお、前記製造工程で、表１に示すようにＣｒ合金下地層（第２の下地層）３に用いる材料を変えて、実施例１−１〜１−１０の磁気記録媒体を製造した。
また、第２の下地層３に１２ｎｍのＣｒを用いて、上記と同一プロセスで作製して、比較例１の磁気記録媒体を製造した。

図２にＣｒ合金下地層３にＣｒ−１５ａｔ％Ｔｉ−５ａｔ％Ｂ合金を用いた本実施例媒体（実施例１−１）のＸ線回折スペクトルを示す。
１００ｎｍのＣｒＴｉシード層からは明瞭な回折ピークがみられないことから、該ＣｒＴｉシード層２は、非晶質構造であると考えられる。Ｃｒ合金下地層３からは、ＣｒＴｉＢ（２００）ピークのみがみられており、非晶質ＣｒＴｉシード層２上に形成されたＣｒＴｉＢ合金層３が良好な（１００）配向をとっていることがわかる。磁性層５からは、Ｌ１_０−ＦｅＰｔＮｉ（００１）ピーク、及び、Ｌ１_０−ＦｅＰｔＮｉ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔＮｉ（２００）ピークの混合ピークがみられる。

前者の後者に対する積分強度比２．２以上であった。このことは、規則度の高いＬ１_０−ＦｅＰｔＮｉ合金が形成されていることを示している。ＭｇＯ下地層４は、膜厚が薄く、かつ、粒径が微細であるため、明瞭な回折ピークがみられなかった。但し、磁性層５が上記配向を示していることから、ＣｒＴｉＢ下地層３上にエピタキシャル成長し、（１００）配向をとっていると考えられる。
以上より、本実施例媒体の磁性層５中のＦｅＰｔＮｉ合金は、規則度の高いＬ１_０構造をとっており、かつ、（００１）配向していることがわかる。

本実施例媒体の磁性層５の平面ＴＥＭ観察を行ったところ、結晶相が非晶質相によって囲まれたグラニュラー構造が観察された。表１に、平面ＴＥＭ観察から見積もったＦｅＰｔ磁性層５の平均粒径を示す。本実施例媒体の磁性層５の平均粒径は、概ね５．５−６ｎｍ程度であった。
また、断面ＴＥＭ観察を行ったところ、Ｃｒ合金下地層３からＦｅＰｔ磁性層５まで連続的なコラム成長が確認できた。このことは、一つのＣｒ合金下地結晶粒上に、一つのＭｇＯ下地結晶粒が成長し、更にその上に一つの磁性結晶粒が成長していることを示している。
表１には本実施例媒体の保磁力Ｈｃと異方性磁界Ｈｋの比も示してあるが、本実施例媒体のＨｃ／Ｈｋは、いずれも０．２８−０．３６程度と比較的高い値を示した。このことは、磁性粒子間の交換結合が低減されていることを示している。尚、異方性磁界Ｈｋは、最大印加磁界４０ｋＯｅのトルク測定により求めた。

一方、比較例媒体の磁性層５の平均粒径は、表１に示したように５．７ｎｍで、実施例媒体とほぼ同程度であった。しかし、断面ＴＥＭ観察を行ったところ、比較例媒体のＣｒ下地層の粒径は、概ね３０ｎｍ以上と極めて大きく、一つの下地層上に複数の磁性結晶粒が成長していた。また、比較例媒体のＨｃ／Ｈｋの値は、実施例媒体に比べて著しく低くなっている。このことは、比較例媒体が実施例媒体に比べて、磁性粒子間の交換結合が強いことを示している。
以上より、非晶質構造のＣｒＴｉシード層２上に、下地層として表１に示したＣｒ合金を形成することにより、微細、かつ、磁気的な孤立度の高い磁性層を有する熱アシスト記録媒体が得られることがわかった。

下地層の粒径は、下地組成によって更に低減できる。例えば、Ｂ濃度を１０ａｔ％まで増やしたＣｒ−１５ａｔ％Ｔｉ−１０ａｔ％Ｂ下地層３の平均粒径は４．８ｎｍであった。一方、磁性層５の平均粒径も磁性層中のＳｉＯ_２濃度増加等により、低減することができる。これらを組み合わせて最適化することにより、更に微細、かつ、磁気的孤立度の高い磁性層５を有する熱アシスト記録媒体が得られる。

また、本実施例では省略したが、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、もしくはこれらの合金をヒートシンク層として導入してもよい。ヒートシンク層は、非晶質シード層２の下側（基板側）に導入するのが好ましい。上記ヒートシンク層を基板上に直接形成した場合、ＦＣＣ（１１１）配向をとる。しかし、その上に非晶質シード層２を形成することにより、該シード層２上に形成したＣｒ合金下地層３に（１００）配向をとらせることができる。Ｃｒ合金下地層３は（１００）配向をとっていることが好ましいが、ＭｇＯ下地層４の（１００）配向を大きく崩さなければ、（１１０）配向した結晶粒が若干混じっていても特に問題はない。

（実施例２−１〜２−１６、比較例２）
図３に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。
ガラス基板（基板）１上に１０ｎｍのＭｇＯ下地層８、２００ｎｍのＡｇヒートシンク層９を形成したのち、シード層（第１の下地層）２を２０ｎｍ形成した。その後、基板１を４２０℃まで加熱し、８ｎｍのＣｒ−２０ａｔ％Ｍｏ−１０ａｔ％Ｂ下地層（第２の下地層）３、５ｎｍのＭｇＯ下地層（第３の下地層）４、１０ｎｍの９０ｍｏｌ％（Ｆｅ−４５ａｔ％Ｐｔ）−１０ｍｏｌ％ＴｉＯ_２磁性層５を形成し、カーボン保護膜６を形成した。記録再生特性の評価を行う記録媒体に関しては、潤滑膜７を１．７ｎｍ塗布した。
なお、前記製造工程で、表２に示すようにシード層（第１の下地層）２に用いる材料を変えて、実施例２−１〜２−１６の磁気記録媒体を製造した。
また、Ａｇヒートシンク層９上に、上記第１の下地層２、第２の下地層３を形成せず、ＭｇＯ下地層（第３の下地層）４を直接形成して、比較例２の磁気記録媒体を製造した。

本実施例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、Ａｇヒートシンク層９からの強いＡｇ（２００）ピークが確認された。また、ＦｅＰｔ磁性層５からのＬ１_０−ＦｅＰｔ（００１）ピーク及び、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−Ｆｅ（２００）ピークの混合ピークがみられた。
前者の後者に対する積分強度比はいずれの媒体も２．２以上であり、規則度の高いＬ１_０−ＦｅＰｔ合金が形成されていることがわかる。ＣｒＭｏＢ下地層３、ＭｇＯ下地層４からは、明瞭な回折ピークが確認されなかったが、磁性層５が上記配向を示していることより、それぞれ、ＢＣＣ（１００）配向、ＮａＣｌ（１００）配向をとっていると考えられる。また、シード層２からも明瞭な回折ピークが観察されないことから、本実施例で用いたシード層２は、全て非晶質構造をとっていると考えられる。

表２に、実施例媒体、及び比較例媒体の磁性層の平均粒径、及びＨｃ／Ｈｋを示す。
実施例媒体、比較例媒体共に、磁性層５の平均粒径は、５−５．５ｎｍ程度であった。しかし、Ｈｃ／Ｈｋは実施例媒体の方が高い値を示し、交換結合がより低減されていることがわかる。本実施例媒体の断面ＴＥＭ観察を行ったところ、Ａｇヒートシンク層９の粒径は、２０−３０ｎｍ以上と極めて大きかったが、非晶質層を介して形成されたＣｒＭｏＢ下地層３は、粒径が５−６ｎｍのコラム構造をとっており、ＭｇＯ下地層４、磁性層５がＣｒＭｏＢ下地層３上に連続的に成長していた。

一方、比較例媒体の断面ＴＥＭ観察を行ったところ、Ａｇヒートシンク層９上に形成されたＭｇＯ下地層４の粒径は、Ａｇヒートシンク層９とほぼ同等で、２０−３０ｎｍ程度であった。また、一つのＭｇＯ下地結晶粒上に、複数の磁性結晶粒がコラム状に成長していた。よって、比較例媒体で交換結合が強いのは、磁性結晶粒が同一ＭｇＯ下地結晶粒上に成長しているためと考えられる。
以上より、ＣｒＭｏＢ合金下地層３を、表２に示した非晶質シード層２上に形成することにより、微細、かつ、磁気的な孤立度の高い磁性層５を有する熱アシスト記録媒体が得られることがわかった。

シード層２には、表２に示した合金以外にも、非晶質構造を有するＣｒＮｂ、ＣｒＴｉ、ＣｒＨｆ、ＣｒＢ、ＣｒＳｉ、ＣｒＣ合金等を用いることができる。非晶質構造をとる範囲内であれば、特に組成の制限はない。
また、磁性層５には、上記Ｌ１_０−ＦｅＰｔ合金以外に、Ｌ１_０構造のＣｏＰｔ合金を用いても良いてもよい。また、磁性層５の粒界相に用いる酸化物には、ＳｉＯ_２以外に、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、もしくはこれらの混合物を用いることができる。また、キュリー温度を低下させるために、磁性層５にＮｉを添加してもよい。更に、規則化温度を低減するため、Ｃｕ、Ａｇ等を添加してもよい。Ｌ１_０構造を大きく劣化させない範囲内であれば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の添加量に特に制限はない。

（実施例３−１〜３−１２、比較例３）
図４に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。
非磁性基板（基板）１上にＲｕ層１１を挟んだ合計膜厚５０ｎｍのＦｅ−３０ａｔ％Ｃｏ−３ａｔ％Ｔａ−１ａｔ％Ｓｉ−１ａｔ％Ｂ合金１０、１２からなる軟磁性下地層（ＳＵＬ）１３を形成した。その後、２０ｎｍの非晶質シード層（第１の下地層）２を形成し、基板を３５０℃まで加熱した後、１０ｎｍのＣｒ合金下地層（第２の下地層）３を形成した。Ｃｒ合金下地層３形成後、５ｎｍのＭｇＯ下地層（第３の下地層）４、６ｎｍのＦｅ−３０ａｔ％Ｐｔ−１０ａｔ％Ｎｉ−３０ａｔ％Ｃ磁性層５を形成した。磁性層５形成後、３ｎｍのカーボン保護膜６を形成し、潤滑膜７を塗布した。
なお、前記製造工程で、表３に示すようにシード層（第１の下地層）２及びＣｒ合金下地層（第２の下地層）３に用いる材料を変えて、実施例３−１〜３−１２の磁気記録媒体を製造した。
また、シード層２、及びＣｒ合金下地層３を設けず、実施例と同一プロセスで、比較例３の磁気記録媒体を製造した。

シード層２の結晶構造を調べるため、シード層２まで形成したサンプルを作製し、Ｘ線回折測定を行ったところ、ハローパターンのみが観察された。よって、本実施例で使用したシード層２はいずれも非晶質構造であると考えられる。
また、Ｃｒ合金下地層３の結晶配向を調べるため、下地層の膜厚を２０ｎｍと厚くしたサンプルを、上記と同一プロセスで作製した。Ｘ線回折測定を行ったところ、下地層からは、ＢＣＣ（２００）ピークのみが観察された。よって、本実施例で、前記非晶質シード層２上に形成されたＣｒ合金下地層３は、いずれも（１００）配向をとっていることがわかった。
また、ＦｅＰｔ磁性層５からは、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００１）ピーク、及び、Ｌ１_０−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−Ｆｅ（２００）ピークの混合ピークがみられた。
前者の後者に対する積分強度比は２．４以上であり、規則度の高いＬ１_０−ＦｅＰｔ合金が形成されていることがわかった。

表３に本実施例媒体、及び比較例媒体の磁性層５の平均粒径と、クラスターサイズを示す。ここで、実施例媒体のＣｒ合金下地層３の膜厚は１０ｎｍである。また、クラスターサイズは、ＡＣ消磁した媒体のＭＦＭ像から見積もった自己相関関数の半値幅と定義した。これは、例えばＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ｖｏｌ．３９，ｐｐ．２０９４−２０９６等に記載されている手法と同一である。本実施例媒体の磁性層の平均粒径は、５−５．５ｎｍ程度であった。これに対し、クラスターサイズは、１５−２０ｎｍであった。

一方、比較例媒体の磁性層５の平均粒径は５．１ｎｍで、実施例媒体とほぼ同程度であったが、クラスターサイズは４２ｎｍと、実施例媒体に比べて著しく大きかった。このことは、比較例媒体では、交換結合が強くなっていることを示している。
以上より、表３に示した非晶質シード層２上にＣｒ合金下地層３を設けることによって、交換結合を低減し、クラスターサイズを低減できることがわかった。

シード層２には、上記以外にも非晶質構造を有するＣｕＴａ、ＣｕＮｂ、ＣｕＨｆ、ＣｕＳｉ、ＣｕＣ合金等を用いることができる。非晶質構造をとる範囲内であれば、特に組成や膜厚の制限はない。また、ＳＵＬ材料としては、上記以外にＦｅＣｏＴａＳｉ合金、ＦｅＣｏＴａＢ合金、ＦｅＣｏＺｒＳｉ合金、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ合金等を用いることができる。

（実施例４−１〜４−１１、比較例４）
図５に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。
ガラス基板（基板）１上に２００ｎｍのＮｉ−５０ａｔ％Ｔｉシード層（第１の下地層）２を形成した後、表４に示した種々のＣｒ合金を用いた下地層（第２の下地層）３を１０ｎｍ形成した。その後、基板を３３０℃まで加熱し、１０ｎｍの９１ｍｏｌ％（Ｆｅ−４０ａｔ％Ｐｔ−１５ａｔ％Ｃｕ）−９ｍｏｌ％ＴｉＯ２磁性層５、カーボン保護膜６を形成した。カーボン保護膜６形成後、潤滑剤７を２ｎｍ塗布した。
なお、前記製造工程で、表４に示すようにＣｒ合金下地層（第２の下地層）３に用いる材料を変えて、実施例４−１〜４−１１の磁気記録媒体を製造した。
また、比較例４としてＣｒ下地層を用いた媒体を、実施例と同一条件で作製した。

本実施例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、磁性層５からは、Ｌ１_０−ＦｅＰｔＣｕ（００１）ピーク、及び、Ｌ１_０−ＦｅＰｔＣｕ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔＣｕ（２００）ピークの混合ピークがみられた。
前者の後者に対する積分強度比は２であり、規則度の高いＬ１_０型ＦｅＰｔＣｕ合金が形成されていることがわかる。本実施例媒の磁性層５はＣｕを含有しているため、規則化温度が低い。このため、基板加熱温度が３３０℃と比較的低温でも、規則度の高い磁性層を有する磁気記録媒体が得られる。
また、加熱温度が３３０℃と比較的低いため、Ｃｒ合金下地層３上に直接磁性層５を形成しても界面拡散が起こらない。このため、Ｃｒ合金下地層３と磁性層５の間にＭｇＯ層（第３の下地層）４を形成しなくてもよい。

表４には、実施例３−１〜３−１２と同様の手法で評価した磁性層５の平均粒径とクラスターサイズ、及び粒径分散も示してある。本実施例媒体の磁性層５の平均粒径は、５．５−６ｎｍであり、クラスターサイズは、１５−２５ｎｍであった。
一方、比較例媒体の平均粒径は、５．９ｎｍと実施例媒体とほぼ同程度であったが、クラスターサイズは５５ｎｍと、実施例媒体に比べて著しく大きかった。
これより、本実施例媒体では、磁性粒子間の交換結合が低減されていることがわかる。また、実施例媒体の粒径分散は何れも２０％以下であり、比較例媒体に比べて磁性粒径が均一であることがわかった。

磁性層５には、上記以外にも、ＦｅＰｔ合金にＡｇを添加したＦｅＰｔＡｇ合金と、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃもしくはこれらの混合物をからなる材料を用いてもよい。ＦｅＰｔ合金にＡｇを添加した場合にも、Ｃｕを添加した場合と同様、規則化温度を低減できるため、基板加熱温度を３５０℃未満に抑えることができる。この場合、特にＭｇＯ層４を設けなくてもよい。

（実施例５）
上記各実施例で示した磁気記録媒体２１〜２４を、図６に示した磁気記憶装置に組み込んだ。
図６に示すように、例えば、本磁気記憶装置５０は、磁気記録媒体２１と、磁気記録媒体２１を回転させるための媒体駆動部５１と、磁気ヘッド５２と、磁気ヘッド５２を移動させるためのヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４と、から構成される。

図７に上記磁気記憶装置に組み込んだ磁気ヘッドの構造を模式的に示す。
図７に示すように、磁気ヘッド５２は、記録ヘッド６１と再生ヘッド７４を有している。記録ヘッド６１は、上部磁極６３、下部磁極６２、及び両者の間に挟まれたにＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）６４から構成される。ＰＳＩＭ６４は、例えばＪｐｎ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ４５，ｎｏ．２Ｂ，ｐｐ１３１４−１３２０（２００６）に記載されているような周知の構造のものを用いることができる。ＰＳＩＭ６４の導波路（Ｇｒａｔｉｎｇ部）６５にレーザー発生部（レーザー光源）６６から半導体レーザー６７を照射し、ＰＳＩＭ６４の先端部から発生した近接場光６８により磁気記録媒体２１を加熱できる。再生ヘッド７４は、上部シールド７２と下部シールド７１で挟まれたＴＭＲ素子７３で構成されている。

上記記録ヘッド５２により、磁気記録媒体２１〜２４の各媒体を３００−４５０℃まで加熱し、線記録密度２０００ｋＦＣＩ（ｋｉｌｏ Ｆｌｕｘ ｃｈａｎｇｅｓ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）のオールワンパターン信号を記録し、再生したところ、良好な重ね書き特性と高い媒体ＳＮ比が得られた。

本発明は、熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関するものであり、特に、磁気クラスターのサイズを小さくして、保磁力Ｈｃと異方性磁界Ｈｋの比Ｈｃ／Ｈｋを向上させる熱アシスト磁気記録媒体及び前記熱アシスト磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置に関するものであって、前記熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置を製造・利用する産業において利用可能性がある。

１ 基板
２ 第１の下地層（シード層）
３ 第２の下地層（Ｃｒ合金下地層）
４ 第３の下地層（ＭｇＯ下地層）
５ 磁性層
６ カーボン保護膜
７ 潤滑剤
８ ＭｇＯ下地層
９ ヒートシンク層
１０ ＦｅＣｏＴａＳｉＢ合金層（軟磁性合金）
１１ Ｒｕ層
１２ ＦｅＣｏＴａＳｉＢ合金層（軟磁性合金）
１３ 軟磁性下地層（ＳＵＬ）
２１、２２、２３、２４ 磁気記録媒体
５０ 磁気記憶装置
５１ 媒体駆動部
５２ 磁気ヘッド
５３ ヘッド駆動部
５４ 記録再生信号処理系
６１ 記録ヘッド
６２ 下部磁極
６３ 上部磁極
６４ ＰＳＩＭ
６５ 導波路（Ｇｒａｔｉｎｇ部）
６６ レーザー光源（レーザー発生部）
６７ 半導体レーザー
６８ 近接場光
７１ 下部シールド
７２ 上部シールド
７３ ＴＭＲ素子
７４ 再生ヘッド

Claims (11)

1. 基板と、該基板上に形成された下地層と、該下地層上に形成されたＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１_０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とする磁性層とを有する磁気記録媒体において、
   該下地層が、非晶質合金からなる第１の下地層と、Ｃｒを主成分とし、かつ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕのうちの少なくとも１種類の元素を含有しているＢＣＣ構造の合金からなる第２の下地層と、ＭｇＯからなる第３の下地層から構成されることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
2. 基板と、該基板上に形成された下地層と、該下地層上に形成されたＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＬ１_０構造を有するＣｏＰｔ合金を主成分とする磁性層とを有する磁気記録媒体において、
   該下地層が、非晶質合金からなる第１の下地層と、Ｃｒを主成分とし、かつ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｕのうちの少なくとも１種類の元素を含有しているＢＣＣ構造の合金からなる第２の下地層から構成されることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
3. 前記第２の下地層が、更に、Ｂ、Ｃ、Ｓｉのうちの少なくとも１種類の元素を含有していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
4. 前記第１の下地層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＮｉを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
5. 前記第１の下地層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｏを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
6. 前記第１の下地層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｒを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
7. 前記第１の下地層が、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素とＣｕを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
8. 前記第１の下地層が、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｎｂのうちの少なくとも１種類の元素を含有し、かつ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃのうちの少なくとも１種類の元素を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
9. 前記基板と前記第１の下地層との間に、ヒートシンク層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
10. 前記基板と前記第１の下地層との間に、互いに反強磁性結合した軟磁性合金からなる軟磁性下地層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
11. 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転させるための媒体駆動部と、
    該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、
    該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路を備えた磁気ヘッドと、
    該磁気ヘッドを移動させるためのヘッド駆動部と、
    記録再生信号処理系と、から構成される磁気記憶装置において、
    該磁気記録媒体が請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。

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