专利名称：磁记录介质和磁记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于硬盘驱动器(HDD)等的磁记录介质和磁记录再生装置。本申请对于在2012年2月14日提出的日本国专利申请第2012-029693号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
背景技术：
近年，对HDD的大容量化的要求日益提高，其中作为可使现有的记录容量飞跃性地提升的新一代的记录方式，热辅助记录受到关注。该热辅助记录是对磁记录介质照射近场光，对其表面局部地加热，使磁性层的矫顽力暂时降低来进行写入的记录，可实现ITbit/英寸2等级的面记录密度。作为用于这样的热辅助记录的磁记录介质(热辅助磁记录介质)，可以列举磁性层采用具有Lltl型晶体结构的FePt合金、同样具有Lltl型晶体结构的CoPt合金等的有序合金的磁记录介质。这些具有Lltl型晶体结构的有序合金，具有106J/m3程度的高的晶体磁各向异性(Ku)，因此可以在维持热稳定性的状态下将磁性粒径微细化到6nm左右以下。由此，可以在维持热稳定性的状态下大幅降低介质噪声。另外，为了分隔由上述有序合金构成的晶粒，向磁性层添加了作为晶界相材料的SiO2, TiO2等的氧化物或C、BN等。在热辅助磁记录介质中，通过使用具有这样的磁性晶粒被晶界相材料分离了的粒状结构的磁性层，可以降低磁性粒子间的交换耦合，得到高的介质 SNR0进而，曾提出了在具有这样的粒状结构的磁性层上层叠磁连续耦合了的磁性层形成为双层结构(参照专利文献I 3)。例如，专利 文献I中曾公开了在以FePt合金为主成分的粒状磁性层上形成了由CoCrPtB或FePt合金构成的盖层(帽层；cap layer)的双层结构。另外,专利文献2中曾公开了在由FePt合金构成的粒状磁性层上形成了由TbFeCo构成的非晶磁性层的双层结构。另一方面，专利文献3中曾公开了在粒状磁性层上形成了非晶磁性层的双层结构。这些具有双层结构的磁性层，通过导入膜面水平方向的交换耦合，可降低反转磁场分布(SFD)。现有技术文献专利文献1:日本特开2009-158053号公报专利文献2:日本特开2008-159177号公报专利文献3:日本特开2011-154746号公报
发明内容
上述的具有磁性晶粒被晶界相材料分离了的粒状结构的磁性层，由于具有高的Ku，因此显示良好的热稳定性。另一方面，由于SFD极大，因此变为介质SNR提高的阻碍。为降低SFD，需要在粒状磁性层上层叠磁连续耦合了的磁性层，向FePt合金的粒子间导入均匀的交换耦合。本发明是鉴于这样的现有情况提出的，其目的在于提供一种磁记录介质以及磁记录再生装置，该磁记录介质通过具有高的Ku，显示良好的热稳定性，并且降低SFD，可得到高的介质SNR的，该磁记录再生装置通过具备这样的磁记录介质，可谋求误码率的降低，并且实现进一步的大容量化。本发明提供以下的方案。(I) 一种磁记录介质，其特征在于，具有在基板上至少依次层叠有基底层、第I磁性层和第2磁性层的结构，上述第I磁性层含有具有Lltl结构的合金作为主成分，上述第2磁性层由非晶合金构成，上述非晶合金含有Co作为主成分，并且含有6 16原子％的Zr，还含有B、Ta之中的至少一种以上的元素。(2)根据前项(I)所述的磁记录介质，其特征在于，上述第2磁性层由CoZrB非晶合金构成，并且该非晶合金中所含有的B为6 16原子％。(3)根据前项(2)所述的磁记录介质，其特征在于，上述非晶合金中所含有的Zr和B的合计为16 28原子％。(4)根据前项(I)所述的磁记录介质，其特征在于，上述第2磁性层由CoZrTa非晶合金构成，并且该非晶合金中所含有的Ta为6 16原子％。(5)根据前项(4)所 述的磁记录介质，其特征在于，上述非晶合金中所含有的Zr和Ta的合计为16 28原子％。(6)根据前项(I) (5)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述第I磁性层含有具有LI。结构的FePt或CoPt合金作为主成分，并且含有Si02、Ti02、Cr203、Al203、Ta205、ZrO2, Y2O3> Ce02、MnO、TiO、ZnO, C、B2O3, BN 之中的至少一种或多种。(7)根据前项(I) (6)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述第I磁性层具有依次层叠了下部磁性层和上部磁性层的结构，上述下部磁性层含有具有LlO结构的FePt合金作为主成分，并且含有C，上述上部磁性层含有具有LlO结构的FePt合金作为主成分，并且含有 Si02、Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y2O3> Ce02、MnO、TiO、ZnO, C、B2O3' BN 之中的至少一种或多种。(8) 一种磁记录再生装置，具备:前项(I) (7)的任一项所述的磁记录介质；将上述磁记录介质沿记录方向驱动的介质驱动部；针对上述磁记录介质进行记录动作和再生动作的磁头,其具有对上述磁记录介质进行加热的激光发生部、和将从上述激光发生部发生的激光引导到前端部的波导；使上述磁头相对于上述磁记录介质进行相对移动的磁头移动部；和进行向上述磁头输入信号和从上述磁头再生输出信号的记录再生信号处理系统。如以上那样，根据本发明，由于具有高的Ku，因此可以显示良好的热稳定性，并且降低SFD，因此能够得到高的介质SNR。因此，在具备这样的磁记录介质的磁记录再生装置中，能够谋求误码率的降低，并且实现进一步的大容量化。
图1是表示在第I实施例中制作的磁记录介质的层构成的截面图。图2是表示在第I实施例中使用的磁记录再生装置的构成的立体图。图3是模式地表示图2所示的磁记录再生装置具备的磁头的构成的截面图。图4是表示在第4实施例中制作的磁记录介质的层构成的截面图。附图标记说明101...玻璃基板；102...第I基底层；103...第2基底层；104...第3基底层；105. 第I磁性层；106...第2磁性层；107...保护层；201...玻璃基板；202...接合层；
203...热沉层；204. 弟I基底层；205. 弟2基底层；206. 弟3基底层；207. 弟I磁性层；207a...下部磁性层；207b...上部磁性层；208. 第2磁性层；209...保护层；
301...磁记录介质；302...介质驱动部；303...磁头；304...磁头移动部；305...记录再生信号处理系统；401...主磁极；402...辅助磁极；403...线圈；404...激光二极管(LD);405...近场光发生部；406...波导；407...记录磁头；408...屏蔽件；409...再生元件；
410...再生磁头；L...激光
具体实施例方式
·
以下，对于应用了本发明的磁记录介质和磁记录再生装置，参照附图详细地说明。再者，为易于明白其特征，在以下的说明中使用的附图有时为方便起见将成为特征的部分放大地表示，各构成要素的尺寸比率等未必与实际相同。另外，在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一例，本发明未必限定于这些例子，在不变更其要旨的范围能够适当变更来实施。应用了本发明的磁记录介质，其特征在于，具有在基板上至少依次层叠有基底层、第I磁性层和第2磁性层的结构，第I磁性层含有具有Lltl结构的合金作为主成分，第2磁性层由含有Co作为主成分，并且含有Zr、以及B、Ta之中的至少一种以上的元素的非晶合金构成。具体地讲，基板优选使用耐热性的玻璃基板。在本发明中，在后述的磁记录介质的制造工艺中，需要进行600°C以上的基板加热。因此，优选玻璃基板的转变温度为600°C以上。另外，如果转变温度为600°C以上，则对于使用的基板，可以是非晶玻璃基板也可以是晶化玻璃基板。基底层是为了得到具有高的晶体磁各向异性Ku的磁记录介质，用于使在该基底层上形成的磁性层取得良好的(001)取向的层。另外，基底层优选使用多个基底层层叠而成的层，例如，可以使用将第I基底层、第2基底层和第3基底层依次层叠而成的层。其中，优选:第I基底层作为接合层，使用与上述玻璃板的密合性良好的非晶合金。通过该第I基底层使用非晶合金，可以使第2基底层取得(100)取向。作为可用于该第I基底层的具体的非晶合金，可以列举例如NiTa、NiT1、CoT1、CrT1、TiAl等。另外，除此以外，如果是非晶合金就没有特别的限制。另一方面，第2基底层可以使用具有B2结构的NiAl或RuAl。形成该第2基底层时，优选进行基板温度成为200°C以上的基板加热。由此，可以使第2基底层取得良好的(100)取向。另外，通过使第2基底层取得(100)取向，可以使构成后述的第I磁性层的LU型的FePt合金取得良好的(OOI)取向。另外，第2基底层可以使用Cr或含有Cr的BCC结构的合金。并且，与使用上述NiAl或RuAl的情况同样地优选进行基板温度成为200°C以上的基板加热。作为用于该第2基底层的BCC合金，可以列举例如CrMn、CrRu、CrV、CrT1、CrMo、Crff等。另一方面，第3基底层可以使用TiN。通过在上述(100)取向了的第2基底层上形成TiN，可以使该TiN取得(100)取向。另外，第3基底层除了 TiN以外还可以使用例如TiC, MgO, MnO、NiO等具有NaCl结构的材料。另外，第3基底层也可使用SrTiO3等的钙钛矿结构的材料。第3基底层优选热导率较低。这是为了在记录时利用由磁头发出的近场光加热磁性层时，防止由磁性层向基底层的热扩散，容易提高磁性层的温度。但是，在磁头的加热能力充分高的情况下，也可以不特别地设置第3基底层。第I磁性层优选为含有Lltl型的FePt合金作为主成分的层。通过将该第I磁性层在上述(100)取向了的第3基底层上形成，可以使LI。型的FePt合金取得良好的(001)取向。另外，形成第I磁性层时，优选进行基板温度成为600°C以上的基板加热。由此，可以得到有序度高的LI。型的FePt合金。另外，为了降低有序化温度，也可以向FePt合金中添加Ag、Cu等。另一方面，上述第I磁性层，也可以是替代上述Lltl型的FePt合金，含有Lltl型的CoPt合金作为主成分的层。该情况下，也可以与LI。型的FePt合金同样地使CoPt合金取得良好的Lltl有序度和(001 )取向性。另外，第I磁性层优选含有具有Lltl结构的FePt或CoPt合金作为主成分，并具有磁性晶粒被晶界相材料分离了的粒状结构，为了将该第I磁性层中的磁性晶粒磁性分隔，优选使第 I 磁性层还含有 Si02、Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y2O3> Ce02、MnO、TiO、ZnO、C、B203、BN之中的至少一种或多种。另外，为了充分地降低磁性粒子间的交换耦合，它们的含量优选为20体积％以上。另外，第I磁性层也可以形成为依次层叠了下部磁性层和上部磁性层的双层结构，该下部磁性层含有具有Lltl结构的FePt合金作为主成分，并且含有C，该上部磁性层含有具有LI。结构的FePt合金作为主成分，并且含有Si02、Ti02、Cr203、Al203、Ta205、Zr02、Y203、CeO2, MnO、TiO、ZnO、C、B2O3, BN之中的至少一种或多种。通过第I磁性层形成为这样的双层结构，可以降低粒径分散，得到高的SNR。第2磁性层可以使用含有Co作为主成分，并且含有6 16原子％的Zr，还含有B、Ta之中的至少一种以上的元素的非晶合金。通过将这样的第2磁性层形成于上述第I磁性层上，可以降低反转磁场分布SFD。具体地讲，为了降低该SFD，使介质SNR提高，优选第2磁性层具有高的磁化，并且具有非晶结构。在此，第2磁性层在刚形成了上述第I磁性层后就形成，因此认为基板没有充分地冷却，维持约500 550°C以上的高的基板温度。因此，第2磁性层需要使用在大致上述基板温度下不结晶化的材料。为满足此要求,第2磁性层优选使用由CoZrB非晶合金构成,该CoZrB非晶合金中所含有的Zr为6 16原子％、B为6 16原子％的范围的层。如果Zr和B的含量低于6原子％，则即使为550°C左右也会引起CoZrB合金的结晶化，因此不优选。另一方面，如果Zr和B的含量高于16原子％，则磁化下降，SFD的降低效果变弱，因此不优选。进而，为了兼具抑制结晶化和抑制磁化下降，优选该CoZrB非晶合金中所含有的Zr和B的合计设定为16 28原子％的范围。另外,第2磁性层也可以替代上述CoZrB非晶合金,使用CoZrTa非晶合金。该情况下，优选与上述CoZrB非晶合金的情况同样地将CoZrTa非晶合金中所含有的Zr设定为6 16原子％、Ta设定为6 16原子％的范围。进而，优选将该CoZrTa非晶合金中所含有的Zr和Ta的合计设定为16 28原子％的范围。另外，也可以使用同时含有B和Ta的CoZrBTa非晶合金。该情况下，优选将Zr浓度设定为6 16原子％、将B和Ta的合计浓度设定为6 16原子％的范围。如果脱离上述组成范围，则难以兼具抑制结晶化和抑制磁化下降，因此不优选。再者，由于第2磁性层需要设为磁连续膜，因此与上述第I磁性层不同，不需要添加氧化物、氮化物使其粒状结构化。在上述第2磁性层上形成保护层，该保护膜优选使用DLC膜。DLC膜可采用CVD法、离子束法等形成。另外，保护层的厚度优选为lnnT6nm。保护层的厚度低于Inm时，磁头的上浮特性劣化，因此不优选。另一方面，保护层的厚度高于6nm时，磁间距变大，SNR恶化，因此不优选。在热辅助记录中，如果记录时被加热了的磁性层的冷却速度慢，则磁化迁移宽度变大SNR劣化，因此磁性层需要快速地冷却。因此，在应用了本发明的磁记录介质中优选设置由热导率高的材料构成的热沉层。作为该热沉层可以使用例如Cu、Ag、Al、Au或以这些元素为主成分的合金，例 如CuZr、AgPd等。另外，应用了本发明的磁记录介质除了上述热沉层以外，为了改善写入特性，还可以设置软磁性基底层(SUL)、以取向控制、粒径控制等为目的的多个基底层。热沉层和软磁性基底层优选在基板和第I基底层之间形成，但只要不使磁性层的(001)取向发生大的劣化，就没有特别限制。另外，对于热沉层和软磁性基底层的形成顺序没有特别限制。在形成软磁性基底层的情况下，为了使该软磁性基底层和磁性层的距离尽量变窄提高磁场梯度，优选在热沉层的上侧(磁性层侧)形成软磁性基底层。但是，在热沉层的膜厚薄(大约50nm以下)的情况下，也可以在热沉层的下侧(基板侧)形成SUL。在将SUL形成于热沉层的上侧的情况下，优选在该软磁性基底层和磁性层之间形成I 30nm左右的中间层，使磁场梯度和磁场强度最佳化。另外，软磁性基底层可以使用例如CoTaZr、CoTaNb, CoFeB, CoFeTaB, CoFeTaSi,CoFeTaZr等的非晶合金、FeTaC、FeTaB、FeTaN等的微晶合金、NiFe等的多晶合金等。软磁性基底层可以是由上述合金构成的单层膜，也可以是夹持适当膜厚的Ru层反铁磁性耦合了的叠层膜。如以上那样，应用了本发明的磁记录介质，具有高的Ku，因此显示良好的热稳定性，并且可以降低SFD，因此能够得到高的介质SNR。因此，使用这样的磁记录介质的磁记录再生装置，能够谋求降低误码率，实现进一步的大容量化。另外，针对该磁记录介质进行热辅助记录时，对其表面局部地加热，使磁性层的矫顽力暂时降低来进行写入。该情况下，能够降低磁性层的各向异性磁场，因此利用现有的磁头磁场也可以容易地进行记录。再者，应用了本发明的磁记录介质不限于热辅助记录。例如，也可以作为通过由磁头所搭载的高频发生元件产生的高频施加进行记录的高频辅助磁记录介质使用。在该高频辅助记录的情况下，通过高频施加可以大幅地降低磁性层的反转磁场，因此与热辅助记录的情况同样地，可以使用热稳定性优异的高Ku介质。实施例以下，通过实施例使本发明的效果更加明确。再者，本发明不限定于以下的实施例，在不变更其要旨的范围可以适当变更地实施。[第I实施例](实施例1-1 1-8)将第I实施例中制作的磁记录介质的层构成示于图1。制作该图1所示的磁记录介质时，首先，在2.5英寸的玻璃基板101上形成层厚为35nm的由Ni_50原子％ (at%)Ta构成的第I基底层102。其后，进行220°C的基板加热，依次形成了层厚为20nm的由Ru-50原子％A1构成的第2基底层103和层厚为3nm的由TiN构成的第3基底层104。接着，进行600°C的基板加热后，形成了层厚为12nm的由(Fe45原子％Pt_10原子％Ag) -15摩尔％ (mol%) SiO2构成的第I磁性层105和层厚为3nm的由CoZrB构成的第2磁性层106。在此，对于第2磁性层106,在Zr为6 16原子％、B为6 16原子％的范围(本发明的数值范围)，分别改变CoZrB的组成比来进行形成。接着，在第2磁性层106上，形成层厚为3nm的由DLC构成的保护层107，由此制作出实施例1-1 1-8的磁记录介质。(比较例1-1 1-6)在比较例1-1 1-5中，对上述第2磁性层106，如下述表I所示，分别改变CoZrB的组成比，以使得成为上述本发明的数值范围外来进行形成。另外，在比较例1-6中，不进行上述第2磁性层106的形成。除此以外，制作出与实施例1-1 1-8同样的磁记录介质。然后，对这些实施例1-1 1-8和比较例1-1 1-6的磁记录介质，进行矫顽力He和标准化矫顽力分散AHc/Hc的测定。将其测定结果示于表I。表I
权利要求
1.一种磁记录介质，其特征在于，具有在基板上至少依次层叠有基底层、第I磁性层和第2磁性层的结构， 所述第I磁性层含有具有Lltl结构的合金作为主成分， 所述第2磁性层由非晶合金构成，所述非晶合金含有Co作为主成分，并且含有6 16原子％的Zr，还含有B、Ta之中的至少一种以上的元素。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述第2磁性层由CoZrB非晶合金构成，并且该非晶合金中所含有的B为6 16原子％。
3.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，所述非晶合金中所含有的Zr和B的合计为16 28原子％。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述第2磁性层由CoZrTa非晶合金构成，并且该非晶合金中所含有的Ta为6 16原子％。
5.根据权利要求4所述的磁记录介质，其特征在于，所述非晶合金中所含有的Zr和Ta的合计为16 28原子％。
6.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述第I磁性层含有具有Lltl结构的 FePt 或 CoPt 合金作为主成分，并且含有 Si02、TiO2, Cr2O3> A1203、Ta2O5, ZrO2, Y2O3> CeO2,MnO, TiO、ZnO, C、B2O3> BN之中的至少一种或多种。
7.根据权利要求1所 述的磁记录介质，其特征在于，所述第I磁性层具有依次层叠了下部磁性层和上部磁性层的结构，所述下部磁性层含有具有Lltl结构的FePt合金作为主成分，并且含有C，所述上部磁性层含有具有Lltl结构的FePt合金作为主成分，并且含有Si02、TiO2、Cr2O3> Al2O3> Ta2O5> ZrO2、Y2O3、Ce02、MnO、TiO、ZnO> C、B2O3、BN 之中的至少一种或多种。
8.一种磁记录再生装置，具备: 权利要求1所述的磁记录介质； 将所述磁记录介质沿记录方向驱动的介质驱动部； 针对所述磁记录介质进行记录动作和再生动作的磁头，其具有对所述磁记录介质进行加热的激光发生部、和将从所述激光发生部发生的激光引导到前端部的波导； 使所述磁头相对于所述磁记录介质进行相对移动的磁头移动部；和 进行向所述磁头输入信号和从所述磁头再生输出信号的记录再生信号处理系统。
全文摘要
一种磁记录介质，具有在基板上至少依次层叠有基底层、第1磁性层和第2磁性层的结构，所述第1磁性层含有具有L10结构的合金作为主成分，所述第2磁性层由非晶合金构成，所述非晶合金含有Co作为主成分，并且含有6～16原子%的Zr，还含有B、Ta之中的至少一种以上的元素。
文档编号G11B5/82GK103247303SQ20131005069
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月8日 优先权日2012年2月14日
发明者神边哲也, 丹羽和也, 村上雄二, 张磊 申请人:昭和电工株式会社