阅读说明：本技术 热辅助磁记录介质和磁存储装置 (Heat-assisted magnetic recording medium and magnetic storage device ) 是由 齐藤伸 福岛隆之 张磊 柴田寿人 山口健洋 徐晨 神边哲也 茂智雄 丹羽和也 桥本 于 2019-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种热辅助磁记录介质和磁存储装置,热辅助磁记录介质依次具有基板、底层、及包含具有L1<Sub>0</Sub>结构的合金的磁性层,其中,所述底层包括第一底层,所述第一底层包含氧化镁和从由氧化钒、氧化锌、氧化锡、氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物,所述化合物的总含量位于45mol％～70mol％的范围内。(A thermally assisted magnetic recording medium includes a substrate, an underlayer, and a magnetic storage device having L1 0 A magnetic layer of an alloy of the structure, wherein the underlayer comprises a first underlayer containing magnesium oxide and one or more compounds selected from the group consisting of vanadium oxide, zinc oxide, tin oxide, vanadium nitride, and vanadium carbide, the total content of the compounds being in the range of 45 mol% to 70 mol%.)

热辅助磁记录介质和磁存储装置

技术领域

本发明涉及热辅助磁记录介质和磁存储装置。

背景技术

将近场光等照射至磁记录介质以对其表面进行局部加热，从而使磁记录介质的顽磁力(coercivity)下降并进行写入的热辅助记录方式，是一种可实现1Tbit/inch²左右的面记录密度的记录方式，作为下一代的记录方式受到了广泛的关注。采用热辅助记录方式时，即使是室温下的顽磁力为数十kOe的磁记录介质，藉由磁头的记录磁场，也可容易地对其进行写入。为此，磁性层可使用磁晶各向异性常数Ku为10⁶J/m³左右的高Ku材料，这样，不仅可维持磁性层的热稳定性，而且还可将磁性颗粒的粒径微细化至6nm以下。作为高Ku材料，熟知具有L1₀结构的FePt合金(Ku～7×10⁶J/m³)、CoPt合金(Ku～5×10⁶J/m³)等。

为了提高热辅助磁记录介质的面记录密度，需要通过提高磁性层的结晶取向性(orientation)，对磁性颗粒进行微细化，并降低磁性颗粒间的交换耦合，来提高热辅助磁记录介质的顽磁力。

在磁性层使用具有L1₀结构的FePt合金的情况下，为了提高磁性层的结晶取向性，磁性层需要进行(001)取向。为此，底层最好使用进行了(100)取向的MgO。这里，MgO的(100)面可与具有L1₀结构的FePt合金的(001)面进行晶格匹配(lattice matching)。

此外，还公开了这样一种技术，即：为了对磁性颗粒进行微细化，并使磁性颗粒间的交换耦合降低，形成以MgO为主成分，且含有从SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Al₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、Y₂O₃、CeO₂、MnO、TiO、及ZnO中选出的至少一种氧化物的底层(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1](日本)特开2011－165232号公报

发明内容

[要解决的技术问题]

然而，还希望进一步提高热辅助磁记录介质的面记录密度，即，进一步提高热辅助磁记录介质的顽磁力。

本发明的一个目的在于，提供一种顽磁力较优的热辅助磁记录介质。

[技术方案]

根据本发明的一个形态，提供一种热辅助磁记录介质，依次具有基板、底层、及包含具有L1₀结构的合金的磁性层，其中，所述底层包括第一底层，所述第一底层包含氧化镁和从由氧化钒、氧化锌、氧化锡、氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物，该化合物的总含量位于45mol％～70mol％的范围内。

[有益效果]

根据本发明的一个形态，可提供一种顽磁力较优的热辅助磁记录介质。

附图说明

[图1]本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的一个例子的剖面图。

[图2]本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的其它例子的剖面图。

[图3]本实施方式的磁存储装置的一个例子的斜视图。

[图4]图3的磁头的一个例子的示意图。

[符号说明]

1 基板

2A、2B 底层

3 磁性层

4 第二底层

5 第一底层

6 第二底层

100A、100B、100 磁记录介质

101 磁记录介质驱动部

102 磁头

103 磁头驱动部

104 记录和再生信号处理系统

201 主磁极

202 辅助磁极

203 线圈

204 激光二极管(LD)

205 激光

206 近场光生成元件

207 波导路

208 记录磁头

209 护罩

210 再生元件

211 再生磁头

具体实施方式

以下对用于实施本发明的方式进行说明，但本发明并不限定于下述实施方式，只要不超出本发明的范围，还可对下述实施方式进行各种各样的变形和置换。

[热辅助磁记录介质]

图1表示本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的一个例子。

热辅助磁记录介质100A依次具有基板1、底层2A、及包含具有L10结构的合金的磁性层3。这里，就底层2A而言，第二底层4和第一底层5依次进行了层叠。此外，第一底层5包含氧化镁(magnesium oxide)和从由氧化钒(vanadium oxide)、氧化锌(zinc oxide)、氧化锡(tin oxide)、氮化钒(vanadium nitride)、及碳化钒(vanadium carbide)所组成的组中选出的一种以上的化合物，上述化合物的总含量位于45mol％～70mol％的范围内。另外，第二底层4包含氧化镁。

热辅助磁记录介质100A通过具有如上所述的结构，可提高包含具有L1₀结构的合金的磁性层3的(001)取向性。此外，还可对热辅助磁记录介质100A的磁性层3中所含的磁性颗粒进行微细化，进而可降低磁性颗粒间的交换耦合。其结果为，可提高热辅助磁记录介质100A的顽磁力。

这里，包含氧化镁的第二底层4由于进行了(100)取向，所以可使包含具有NaCl型结构的氧化镁的第一底层5进行(100)取向。其结果为，第一底层5的(100)面可与具有L1₀型结晶结构的磁性层3的(001)面进行晶格匹配，由此可提高磁性层3的(001)取向性。

另一方面，第一底层5中所含的上述化合物可对第一底层5中所含的氧化镁颗粒进行微细化。此外，还可促进在一个氧化镁晶粒之上进行用于构成磁性层3的一个磁性晶粒的成长的“One by one成长”。据此，可提高磁性层3的(001)取向性。另外，不仅可对磁性层3中所含的磁性颗粒进行微细化，而且还可促进磁性颗粒间的分离，从而可降低磁性颗粒间的交换耦合。

这里，由于上述的“One by one成长”可被进行促进，所以第一底层5优选与磁性层3进行了接触，但第一底层5也可不与磁性层3进行接触。

需要说明的是，如果使用金属状态的钒、锌、锡来取代上述化合物，则当与磁性颗粒进行接触时，金属状态的钒、锌、锡的至少一部分会扩散至磁性颗粒内，导致磁性颗粒的磁性下降。

第一底层5中的上述化合物的含量位于45mol％～70mol％的范围内，但优选位于45mol％～55mol％的范围内。如果第一底层5中的上述化合物的含量小于45mol％，则难以充分地对第一底层5中所含的氧化镁颗粒进行微细化，如果超过70mol％，则第一底层5中所含的氧化镁颗粒的粒径的方差(variance)会增大，导致第一底层5的(100)取向性下降。

第一底层5中的氧化镁的含量优选为30mol％以上，较佳为45mol％以上。如果第一底层5中的氧化镁的含量为30mol％以上，则可提高第一底层5的(100)取向性。

第一底层5的厚度优选位于0.2nm～2nm的范围内，较佳位于0.5nm～1.5nm的范围内。如果第一底层5的厚度为0.2nm以上，则可进一步对第一底层5中所含的氧化镁颗粒进行微细化，如果为2nm以下，则可进一步改善向热辅助磁记录介质100A进行写入时的散热性。

第二底层4中的氧化镁的含量优选为50mol％以上，较佳为70mol％以上。如果第二底层4中的氧化镁的含量为50mol％以上，则可提高第二底层4的(100)取向性。

磁性层3中所含的具有L1₀结构的合金优选为FePt磁性合金或CoPt磁性合金。

磁性层3优选包含磁性颗粒的晶界(grain boundary)偏析(segregation)材料。据此，磁性层3可成为具有L1₀结构的磁性颗粒被晶界偏析材料进行了分断(divide)的粒状(granular)结构。

作为磁性颗粒的晶界偏析材料，可列举出二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、氧化铬(Cr₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化锆(ZrO₂)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化铈(CeO₂)、氧化锰(MnO)、一氧化钛(TiO)、氧化锌(ZnO)等的氧化物、碳(C)、碳化钒(VC)等的碳化物、氮化钒(VN)、氮化硼(BN)、氮化钛(TiN)等的氮化物等，也可同时使用其中的二种以上。

热辅助磁记录介质100A优选在磁性层3上形成有保护层。

作为保护层的形成方法，对其并无特别限定，例如可列举出藉由高频等离子体使由碳化氢组成的原料气体分解从而进行成膜的RF－CVD(Radio Frequency－ChemicalVapor Deposition)法、藉由从灯丝(filament)释放出的电子使原料气体离子化(ionization)从而进行成膜的IBD(Ion Beam Deposition)法、不使用原料气体而是使用固体碳靶来进行成膜的FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc)法等

保护层的厚度优选为1nm以上且6nm以下。如果保护层的厚度为1nm以上，则磁头的浮上(浮起)特性良好，如果为6nm以下，则磁间距(magnetic spacing)较小，从而可提高热辅助磁记录介质100A的SNR。

热辅助磁记录介质100A的保护层上还可形成包含全氟聚醚(perfluoropolyether)系润滑剂的润滑剂层。

图2表示本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的其它例子。

热辅助磁记录介质100B除了取代底层2A而形成了底层2B之外与热辅助磁记录介质100A具有相同的结构。

需要说明的是，热辅助记录介质100B中，对与热辅助记录介质100A相同的结构赋予了相同的符号，并对其说明进行了省略。

就底层2B而言，没有形成第二底层4，而是在第一底层5和磁性层3之间形成了第二底层6，除此之外与底层2A具有相同的结构。

第二底层6包含具有BCC结构或B2结构的物质。

这里，包含具有NaCl型结构的氧化镁的第一底层5由于进行了(100)取向，所以可使包含具有BCC结构或B2结构的物质的第二底层6进行(100)取向。其结果为，第二底层6的(100)面可与包含具有L1₀结构的合金的磁性层3的(001)面进行晶格匹配，由此可提高磁性层3的(001)取向性。

另一方面，第一底层5中所含的上述化合物可对第一底层5中所含的氧化镁颗粒进行微细化。此外，可促进在一个氧化镁晶粒之上进行用于构成第二底层6的一个具有BCC结构或B2结构的物质的晶粒的异质磊晶成长(heteroepitaxial growth)的“One by one成长”。另外，还可促进在一个具有BCC结构或B2结构的物质的结晶颗粒之上进行用于构成磁性层3的一个磁性结晶粒的成长的“One by one成长”。据此，可提高磁性层3的(001)取向性。此外，不仅可对磁性层3中所含的磁性颗粒进行微细化，而且还可促进磁性颗粒间的分离，进而可降低磁性颗粒间的交换耦合。

作为第二底层6中所含的具有BCC结构的物质，可列举出Cr、Cr－Mn合金、Cr－Mo合金、Cr－W合金、Cr－V合金、Cr－Ti合金、Cr－Ru合金等。

作为第二底层6中所含的具有B2结构的物质，可列举出Ru－Al合金、Ni－Al合金等。

第二底层6中的具有BCC结构或B2结构的物质的含量优选为60mol％以上，较佳为80mol％以上。如果第二底层6中的具有BCC结构或B2结构的物质的含量为60mol％以上，则可提高第二底层6的(100)取向性。

[磁存储装置]

本实施方式的磁存储装置只要具有本实施方式的热辅助磁记录介质即可，对其并无特别限定。

本实施方式的磁存储装置例如具有用于使热辅助磁记录介质旋转的磁记录介质驱动部、前端设置有近场光生成元件的磁头、用于使磁头移动的磁头驱动部、及记录和再生信号处理系统。

此外，磁头例如具有用于对热辅助磁记录介质进行加热的激光生成部、及用于将由激光生成部生成的激光导引至近场光生成元件的波导路。

图3表示本实施方式的磁存储装置的一个例子。

图3的磁存储装置具有热辅助磁记录介质100(100A或100B)、用于使热辅助磁记录介质100旋转的磁记录介质驱动部101、磁头102、用于使磁头移动的磁头驱动部103、及记录和再生信号处理系统104。

图4表示磁头102的一个例子。

磁头102具有记录磁头208和再生磁头211。

记录磁头208具有主磁极201、辅助磁极202、用于生成磁场的线圈203、作为激光生成部的激光二极管(LD)204、及用于将由LD204生成的激光205传播至近场光生成元件206的波导路207。

再生磁头211具有由护罩209夹着的再生元件210。

【实施例】

以下对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述实施例，在不改变其主旨的范围内，还可对其进行适当的变更等。

(实施例1～6和比较例1～3)

在耐热玻璃基板上形成厚度为50nm的Cr－50at％Ti合金层(底层)，接着，加热至250℃后，形成厚度为10nm的Cr层(底层)。之后，依次形成厚度为1nm的Mo层(底层)、厚度为1nm的MgO层(第二底层)、及厚度为0.3nm的第一底层，然后，加热至520℃。之后，依次形成厚度为3nm的(Fe－55at％Pt)－40mol％C层(磁性层)和厚度为3nm的(Fe－55at％Pt)－40mol％SiO₂层(磁性层)，由此获得了热辅助磁记录介质。

这里，构成第一底层的材料如表1所示。

例如，MgO－50mol％ZnO₂表示MgO的含量为50mol％，且ZnO₂的含量为50mol％。

(MgO颗粒的平均粒径＜D＞和由平均粒径进行了标准化(归一化)的粒径的方差σ/＜D＞)

使用TEM对第一底层中所含的MgO颗粒的＜D＞和σ/＜D＞进行了测定。

(磁性颗粒的(001)取向性Δθ50)

使用X－ray diffraction(XRD)装置(Philips公式制)对磁性层中所含的磁性颗粒的Δθ50进行了测定。

(热辅助磁记录介质的顽磁力Hc)

使用Kerr磁气测定装置(NEOARK公司制)对热辅助磁记录介质的Hc进行了测定。

表1示出了MgO颗粒的＜D＞、σ/＜D＞、磁性颗粒的Δθ50、及热辅助磁记录介质的Hc的测定结果。需要说明的是，就磁性颗粒的Δθ50而言，其值越小，(001)取向性越高。

【表1】

由表1可知，实施例1～6的热辅助磁记录介质的Hc较高。

然而，就比较例1的热辅助记录介质而言，由于第一底层不含V₂O₃、ZnO、SnO₂、VN、或VC，所以MgO颗粒的＜D＞和磁性颗粒的θ50较大，Hc较小。

就比较例2的热辅助记录介质而言，由于第一底层中的ZnO的含量为75mol％，所以MgO颗粒的σ/＜D＞和磁性颗粒的θ50较大，Hc较小。

就比较例3的热辅助记录介质而言，由于第一底层中的ZnO的含量为30mol％，所以不存在MgO颗粒。为此，对磁性颗粒的θ50和Hc的测定进行了省略。

(实施例7～12和比较例4～6)

在耐热玻璃基板上依次形成厚度为50nm的Cr－50at％Ti合金层(底层)、厚度为25nm的Co－20at％Ta－5at％B合金层(软磁性底层)、及厚度为0.3nm的第一底层之后，加热至250℃。接着，形成厚度为10nm的Cr层(第二底层)、厚度为1nm的Mo层(底层)、及厚度为1nm的MgO层(底层)之后，加热至520℃。接下来，形成厚度为3nm的(Fe－55at％Pt)－40mol％C层(磁性层)和厚度为3nm的(Fe－55at％Pt)－40mol％SiO₂层(磁性层)，由此获得了热辅助磁记录介质。

(Cr的(200)取向性Δθ50)

使用X－ray diffraction(XRD)装置(Philips公司制)对第二底层中所含的Cr的Δθ50进行了测定。

表2中示出了MgO颗粒的＜D＞、σ/＜D＞、Cr、磁性颗粒的Δθ50、及热辅助磁记录介质的Hc的测定结果。需要说明的是，就Cr的Δθ50而言，其值越小，(200)取向性越高。

【表2】

由表2可知，实施例7～12的热辅助磁记录介质的Hc较高。

然而，就比较例4的热辅助记录介质而言，由于第一底层不含V₂O₃、ZnO、SnO₂、VN、或VC，所以MgO颗粒的＜D＞、Cr、及磁性颗粒的θ50较大，Hc较小。

就比较例5的热辅助记录介质而言，由于第一底层中的ZnO的含量为75mol％，所以MgO颗粒的σ/＜D＞、Cr、及磁性颗粒的θ50较大，Hc较小。

就比较例6的热辅助记录介质而言，由于第一底层中的ZnO的含量为30mol％，所以不存在MgO颗粒。为此，对Cr、磁性颗粒的θ50、及Hc的测定进行了省略。

基于上述，可提供一种热辅助磁记录介质，依次具有基板、底层、及包含具有L1₀结构的合金的磁性层，其中，所述底层包括第一底层，所述第一底层包含氧化镁和从由氧化钒、氧化锌、氧化锡、氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物，该化合物的总含量位于45mol％～70mol％的范围内。

所述第一底层与所述磁性层进行了接触。

所述底层还包括第二底层，所述第二底层包含氧化镁，并形成在所述基板和所述第一底层之间。

另一方面，所述底层还包括第二底层，所述第二底层包含具有BCC结构或B2结构的物质，并形成在所述第一底层和所述磁性层之间，且与所述第一底层进行了接触。

此外，还可提供一种磁存储装置，具有上述热辅助磁记录介质。

以上尽管对本发明的实施方式等进行了说明，但上述内容并不是对本发明进行限定的内容。