JP6145332B2 - 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、レーザーダイオード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や、１０ＧＨｚ以上の高周波を印加して記録を行う高周波記録方式が提案されている。

熱アシスト記録では、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。

一方、高周波アシスト記録の場合も、ヘッドに搭載されたＳＴＯ（Ｓｐｉｎ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）から発信される高周波のアシストにより、媒体の保磁力以下の記録磁界での書き込みが可能となる。このため、熱アシスト記録の場合と同様、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。

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（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を実現できる。

磁性層に、上記、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金を用いる場合、高い垂直磁気異方性を実現させるため、ｃ軸が膜面と垂直になる（００１）配向をとっていることが望ましい。そして、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金の配向は、下地層によって制御できることが知られている。

例えば、特許文献１には、（１００）面が基板と平行になるように制御されたＭｇＯやＮｉＯ等の下地層上にＬ１_０型ＦｅＰｔ合金を形成することにより、該ＦｅＰｔ合金が（００１）配向を示すことが提案されている。

また、特許文献２、特許文献３には、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ等のＮａＣｌ構造を有する下地層上にＬ１_０型ＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該磁性層が良好な（００１）配向を示すことが提案されている。

さらに、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３には、それぞれ、ＮａＣｌ型構造を有するＦｅＯ下地層、ＴｉＮ下地層、ＴｉＣ下地層上にＬ１_０型ＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該磁性層が（００１）配向を示すことが提案されている。

特開平１１−３５３６４８ 特開２００９−１４６５５８ ＵＳ７８２９２０８−Ｂ２ IEEE Trans. Magn. Vol.41, 3211-3213 (2005) J. Vac. Sci. Technol. B 25 (6), 1892-1895 (2007) IEEE Trans. Magn. Vol.47, 4077-4079 (2011)

近年、磁気記録媒体には、媒体ＳＮ比の向上が求められている。しかしながら、磁性層に含まれるＬ１_０型ＦｅＰｔ合金を（００１）配向とすることにより、垂直磁気異方性は向上できるものの、媒体ＳＮ比は十分ではなかった。

本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、媒体ＳＮ比が高い磁気記録媒体の提供を目的とする。

本発明は、基板と、
Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を含む磁性層と、
前記基板と、前記磁性層との間に配置された複数の下地層と、
を有しており、
前記複数の下地層のうち少なくとも１層が、ＴｉＯ_２を含む下地層であり、
前記ＴｉＯ _２ を含む下地層がルチル型ＴｉＯ _２ を含み、かつ、（１００）面を基板面と平行とした配向を有し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、媒体ＳＮ比が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以下に説明する。

本実施形態の磁気記録媒体は、基板と、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を含む磁性層と、基板と、磁性層との間に配置された複数の下地層と、を有している。そして、複数の下地層のうち少なくとも１層が、ＴｉＯ_２を含む下地層である。

ここで、各層について説明する。

基板としては特に限定されるものではないが、例えばガラス基板を用いることができ、特に耐熱ガラス基板を好ましく用いることができる。

そして、基板上には複数の下地層が形成されている。

複数の下地層のうち、少なくとも１層がＴｉＯ_２を含む下地層となっている。この点について以下に説明する。

まず、磁性層に含まれるＬ１_０型構造を有するＦｅＰｔ合金にできる限り良好な（００１）配向をとらせるため、下地層とＬ１_０型ＦｅＰｔ合金の格子ミスフィットは小さいことが望ましい。ただし、本発明の発明者らの検討によると、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金の膜面内方向に引っ張り応力を加えることにより規則度を高めることができる。このため、下地層の格子定数は、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金の膜面内方向に適度な引っ張り応力を導入できる値であることが望ましい。

また、磁性層に含まれるＬ１_０型ＦｅＰｔ合金の規則化促進のため、該ＦｅＰｔ合金は６００℃以上の高温で成膜することが好ましい。このため、少なくとも磁性層の直下に形成する下地層は、ＦｅＰｔ合金の成膜温度よりも融点が高く、かつ、化学的に安定な材料であることが望ましい。ＦｅＰｔ合金の成膜温度よりも磁性層の直下に形成する下地層の融点が低いと、下地層材料がＦｅＰｔ合金の成膜時等にＦｅＰｔ合金内へ拡散するので好ましくない。

ここで、ＴｉＯ_２は正方晶のルチル型構造、アナタ−ゼ型構造、斜方晶のブルッカイト型構造をとることが知られている。表１にＴｉＯ_２が上記各構造をとった場合のａ軸長、ｂ軸長、及びｃ軸長の値を示す。また、ＴｉＯ_２の融点はＦｅＰｔ合金の成膜温度よりも高くなっている。

例えば、ルチル型構造のＴｉＯ_２のａ軸長は０．４７４ｎｍであり、Ｌ１_０型構造のＦｅＰｔ合金のａ軸長（０．３８５ｎｍ）よりも１６％程度大きい。しかし、ルチル型構造のＴｉＯ_２を含む下地層の上にＬ１_０構造のＦｅＰｔ合金を含む磁性層をエピタキシャル成長させることができる。この際、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を（００１）配向させるため、ＴｉＯ_２を含む下地層は（１００）配向していることが好ましい。なお、ＴｉＯ_２を含む下地層が（１００）配向しているとは、ＴｉＯ_２を含む下地層が（１００）面を基板面と平行にした配向を有していることを意味している。

このように、ルチル型ＴｉＯ_２を含む下地層上に、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ合金を含む磁性層を成膜するとＬ１_０型構造のＦｅＰｔ合金の膜面内方向に引っ張り応力が掛かるため、上述のように良好な規則度を有するＬ１_０型構造のＦｅＰｔ合金とすることができる。このため、磁性層を、ＴｉＯ_２を含む下地層の上に形成することによって、高い垂直磁気異方性を示す磁気記録媒体が得られる。そして、高い媒体ＳＮ比を有する磁気記録媒体とすることができる。

なお、ＴｉＯ_２を含む下地層に含まれるＴｉＯ_２は、ルチル型構造に限定されるものではなく、アナタ−ゼ型構造のＴｉＯ_２、ブルッカイト型構造のＴｉＯ_２を用いることもできる。また、複数の型のＴｉＯ_２が混在した形態でも、同様にＬ１_０型構造のＦｅＰｔ合金の膜面内方向に引っ張り応力を加えることができる。ＴｉＯ_２以外に、ＴｉＯ、Ｔｉ_２Ｏ_３が混在していてもよい。ただし、磁性層の（００１）配向を劣化させないようにこれらの成分の比率を選択することが好ましい。また、上述のようにルチル型構造のＴｉＯ_２のａ軸長は他の構造のＴｉＯ_２よりも、Ｌ１_０型構造のＦｅＰｔ合金のａ軸長と近くなっているため、ＴｉＯ_２を含む下地層がルチル型ＴｉＯ_２を含むことが好ましい。特に、ルチル型ＴｉＯ_２がＴｉＯ_２を含む下地層の主成分であることがより好ましい。例えば、ＴｉＯ_２を含む下地層のうち、ルチル型構造のＴｉＯ_２の比率が、７０％以上とすることが好ましい。このように、ルチル型構造のＴｉＯ_２がＴｉＯ_２を含む下地層の主成分である場合、磁性層に含まれるＬ１_０構造型ＦｅＰｔ合金が、特に良好な規則度を有し、かつ、良好な（００１）配向とすることができる。特にＴｉＯ_２を含む下地層は、ルチル型ＴｉＯ_２からなることがより好ましい。

次に、ＴｉＯ_２を含む下地層以外の他の下地層の構成例について説明する。

上記のようにＴｉＯ_２を含む下地層のＴｉＯ_２は、ルチル型構造を有するＴｉＯ_２を主成分とすることが好ましく、さらに、ＴｉＯ_２を含む下地層のＴｉＯ_２は（１００）配向であることが好ましい。

ＴｉＯ_２を含む下地層を、ルチル型構造のＴｉＯ_２を主成分とし、かつ（１００）配向とする方法は特に限定されないが、例えば、ＴｉＯ_２を含む下地層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金から形成された下地層の上に形成されることが好ましい。すなわち、複数の下地層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成された下地層を含み、ＴｉＯ_２を含む下地層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成された下地層の上に形成されていることが好ましい。

なお、Ｃｒにより形成された下地層のことを以下、「Ｃｒ下地層」とも記載する。また、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成された下地層のことを以下「Ｃｒ合金下地層」とも記載する。

まず、Ｃｒ下地層上にＴｉＯ_２を含む下地層を形成する場合について説明する。

Ｃｒのａ軸長は０．２８８ｎｍのため、√２×０．２８８＝０．４０８ｎｍとなり、ルチル型構造のＴｉＯ_２のａ軸長と近い値となる。このため、Ｃｒ下地層上にＴｉＯ_２膜を形成することにより、成膜されたＴｉＯ_２膜はルチル構造をとり、Ｃｒ＜１００＞／／ＴｉＯ_２＜１００＞の関係でエピタキシャル成長して（１００）配向を示す。この場合、Ｃｒ下地層は（１００）配向していることが好ましい。

（１００）配向したＣｒ下地層の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、非晶質合金により形成された下地層上にＣｒ膜を成膜することにより得ることができる。この際、基板温度を２００℃以上として、Ｃｒ膜を成膜することが好ましい。

ここでの非晶質合金としては、例えば、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔｉ、Ｃｒ−５０ａｔ％Ｔａ、Ｃｏ−５０ａｔ％Ｔｉ、Ｔｉ−５０ａｔ％Ａｌ、Ｎｉ−５０ａｔ％Ｔｉ、Ｎｉ−５０ａｔ％Ｔａ等の合金を好ましく用いることができる。

次に、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成されたＣｒ合金下地層上にＴｉＯ_２を含む下地層を形成する場合について説明する。

Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金としては、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂ、Ｒｕ等の元素をＣｒに添加したＢＣＣ構造を有するＣｒ合金が挙げられる。

Ｃｒに対して上記元素を添加することにより、格子定数が拡がり、ルチル型構造のＴｉＯ_２のとの格子ミスフィットを低減することができ、好ましい。このため、より良好な（１００）配向を示すＴｉＯ_２下地層が得られる。ただし、上記元素を過剰にＣｒに添加すると、Ｃｒ合金の（１００）配向が劣化する場合があるため、添加量は概ね５０ａｔ％以下とすることが好ましい。

上記Ｃｒ下地層または上記Ｃｒ合金下地層の上に、より格子定数の大きいＢＣＣ構造の元素または合金から形成された下地層を形成してもよい。具体的には、例えばＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂから選択された１以上のＢＣＣ構造を有する元素（金属）、または、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂから選択された１以上の元素を含有したＢＣＣ構造を有する合金を用いることができる。そして、該ＢＣＣ構造の元素または合金により形成された下地層の上にＴｉＯ_２を含む下地層を形成することができる。これによって、例えば、ＴｉＯ_２を含む下地層がルチル型構造のＴｉＯ_２を主成分とする場合、ルチル型構造のＴｉＯ_２との格子ミスフィットを更に低減でき、ＴｉＯ_２を含む下地層の（１００）配向を更に高めることができる。

ＴｉＯ_２を含む下地層は、Ｂ２構造を有する材料により形成された下地層上に形成してもよい。また、ＴｉＯ_２を含む下地層は、第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層上に形成してもよい。この場合、Ｂ２構造を有する材料により形成された下地層または第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層は、（１００）配向を有していることが好ましい。

Ｂ２構造を有する材料としては例えば、ＮｉＡｌ、ＲｕＡｌ合金が挙げられる。また、第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層に含まれるＮａＣｌ型構造を有する材料としては、ＭｇＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ等が挙げられ、特にＭｇＯを好ましく用いることができる。

上記のように、Ｂ２構造を有する材料により形成された下地層または第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層は（１００）配向を有することが好ましい。そして、Ｂ２構造を有する材料により形成された下地層または第１のＮａＣｌ構造を有する材料により形成された下地層を（１００）配向とする方法は特に限定されるものではないが、例えば、上述の（１００）配向したＣｒ下地層、もしくはＣｒ合金下地層上に形成する方法が挙げられる。

また、書き込み特性を改善するため、軟磁性下地層を形成してもよい。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等の多結晶合金等を用いることが出来る。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。

また、ＴｉＯ_２下地層とＬ１_０型ＦｅＰｔ磁性層の間に、第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層を形成してもよい。すなわち、ＴｉＯ_２を含む下地層の上に、第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層が形成され、第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層の上に、磁性層が形成されていてもよい。

この場合、第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層の膜厚は特に限定されるものではないが、５ｎｍ以下とすることが好ましく、３ｎｍ以下とすることがより好ましい。膜厚を上記値以下とすることにより、ＴｉＯ_２を含む下地層からの引っ張り応力により、該第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層の格子定数をＴｉＯ_２含む下地層の格子定数により近づけることができる。このため、磁性層に含まれるＬ１_０型構造を有するＦｅＰｔ合金に対して、膜面内方向に引っ張り応力を導入することができ、良好な規則度を有するＬ１_０型構造を有するＦｅＰｔ合金が得られる。第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層に含まれるＮａＣｌ型構造を有する材料としては、特に限定されるものではないが、例えばＭｇＯ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ等、ＴｉＯ_２よりも融点の高い材料を好ましく用いることができ、特にＭｇＯを好ましく用いることができる。ＴｉＯ_２よりも融点の高い材料を用いることにより、下地層から磁性層への熱拡散を抑制することができる。

そして、本実施形態の磁気記録媒体においては、磁性層として、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を含む磁性層が設けられている。磁性層は複数の下地層上に形成することが好ましく、例えば、ＴｉＯ_２を含む下地層の直上に形成することができる。また、ＴｉＯ_２を含む下地層と磁性層との間に他の下地層を形成することもできる。

磁性層形成時に磁性層の規則化を促進するため加熱処理を行うことが好ましいが、この際の加熱温度（規則化温度）を低減するため、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等を添加してもよい。これらの成分を添加することにより、磁性層形成時の加熱温度（基板温度）を４００〜５００℃程度まで低減することができる。

また、磁性層中において、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金の結晶粒は磁気的に孤立していることが好ましい。このため、磁性層は、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ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から選択される１種類以上の物質を含有していることが好ましい。これにより、結晶粒間の交換結合をより確実に分断し、媒体ＳＮ比をより高めることができる。

ここで、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を主成分とするとは、分子量比率で、磁性層中に含まれる成分のうち、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金の含有比率が最も高いことを意味している。特にＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金は、磁性層中に体積比率で５０ｖｏｌ％以上含まれていることが好ましい。

また、磁性層は、複数の磁性層により構成することもできる。例えば、磁性層が、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を主成分とし、かつ、８ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下のＴｉＯ_２を含有する第1の磁性層と、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ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から選択される一種類以上の物質を含有する第２の磁性層と、を有していることが好ましい。

下地層以外の構成として、例えば以下のような部材、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保護膜の製造方法は特に限定されるものではない。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−ゲットを用いて膜を形成するＦＣＶＡ法等により形成できる。

ＤＬＣ保護膜の膜厚についても特に限定されるものではないが、例えば、１ｎｍ以上６ｎｍ以下とすることが好ましい。これは、１ｎｍを下回ると磁気ヘッドの浮上特性が劣化する場合があり好ましくないためである。また、６ｎｍを上回ると磁気スペ−シングが大きくなり、媒体ＳＮ比が低下する場合があり好ましくないためである。

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。

また、上述した層以外にも、シード層や、接着層等を必要に応じて任意に設けることができる。

本実施形態の磁気記録媒体においては、複数の下地層のうち少なくとも１層を、ＴｉＯ_２を含有する下地層とすることにより、磁性層に含まれるＬ１_０型構造を有するＦｅＰｔ合金を高い規則度とすることができる。また同時に、規則度が低い磁性粒子が排除されるため、反転磁界分散ＳＦＤを低減できる。これにより、高いＫｕを有し、かつ規格化保磁力分散（ΔＨｃ／Ｈｃ）の低い磁気記録媒体を提供することができる。そして、規格化保磁力分散が低いほど、高い媒体ＳＮ比が得られることを示しているため、媒体ＳＮ比を高めることが可能になる。

本実施形態の磁気記録媒体は、熱アシスト記録方式の磁気記憶装置用の磁気記録媒体としても用いることができるし、高周波記録方式、例えば、マイクロ波アシスト記録方式の磁気記憶装置用の磁気記録媒体としても用いることができる。

熱アシスト記録方式の磁気記憶装置用の磁気記録媒体として使用する場合、磁気記録媒体は、ヒートシンク層を形成することが好ましい。ヒートシンク層の材料としては、熱伝導率の高い、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、もしくはこれらの合金を好ましく用いることができる。
［第２の実施形態］
本実施形態の磁気記憶装置の構成例について以下に説明する。なお、本実施形態では熱アシスト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に示した熱アシスト記録用ヘッド２００を用いることができる。係る熱アシスト記録用ヘッド２００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１００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。このため、媒体ＳＮ比を高めることができる。また、エラーレートが低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に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。２．５インチガラス基板３０１上に、膜厚が２０ｎｍのＮｉ−５０ａｔ％Ｔａシード層３０２を形成し、３００℃の基板加熱を行った。

その後、第１の下地層３０３として表２に示した材料からなる下地層をいずれも膜厚が２０ｎｍになるように形成した。第１の下地層３０３の材料としては、実施例１．１ではＣｒ−１０ａｔ％Ｍｎを、実施例１．２ではＣｒ−１５ａｔ％Ｒｕを、実施例１．３ではＣｒ−２０ａｔ％Ｔｉを、実施例１．４ではＣｒ−３０ａｔ％Ｍｏを、実施例１．５ではＣｒ−３０ａｔ％Ｗを、実施例１．６ではＣｒを、実施例１．７ではＣｒ−２５ａｔ％Ｖを、実施例１．８ではＣｒ−５ａｔ％Ｂを、実施例１．９ではＣｒ−１０ａｔ％Ｔｉ−５ａｔ％Ｂを、実施例１．１０ではＣｒ−１５ａｔ％Ｍｏ−３ａｔ％Ｂを、実施例１．１１ではＮｉ−５０ａｔ％Ａｌを、実施例１．１２ではＲｕ−５０ａｔ％Ａｌをそれぞれ用いている。また、比較例において、第１の下地層３０３の材料として比較例１．１ではＣｒ−１０ａｔ％Ｍｎを、比較例１．２ではＣｒ−３０ａｔ％Ｗを、比較例１．３ではＣｒ−１０ａｔ％Ｔｉ−５ａｔ％Ｂをそれぞれ用いている。

次いで、実施例１．１〜実施例１．１２の試料については膜厚が２ｎｍのＴｉＯ_２を含む下地層３０４として、ＴｉＯ_２からなる下地層を形成した。比較例１．１〜１．３についてはＴｉＯ_２を含む下地層３０４を設けずに、第１の下地層３０３上に後述の磁性層３０５を直接形成した。

その後、６４０℃の基板加熱を行い、（Ｆｅ−５５ａｔ％Ｐｔ）−３０ａｔ％Ｃにより、膜厚が６ｎｍの磁性層３０５を形成した。

そして、磁性層３０５の上面にはさらに、膜厚が３．５ｎｍのＤＬＣ保護膜３０６を形成した。

得られた磁気記録媒体について保磁力Ｈｃと規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃの評価を行った。

保磁力Ｈｃは、７Ｔの最大磁界を印加して室温にて測定した磁化曲線から見積もった。また、ΔＨｃ／Ｈｃは、「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ｖｏｌ．２７，ｐｐ４９７５−４９７７，１９９１」に記載の方法で測定した。

評価結果を表２に示す。

表２に示した結果によると、本発明の規定を充足する実施例１．１〜実施例１．１２は、３６ｋＯｅ以上の高い保磁力Ｈｃと、０．３５以下の低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

特に、第１の下地層にＣｒ、Ｎｉ−５０ａｔ％Ａｌ、Ｒｕ−５０ａｔ％Ａｌを用いた磁気記録媒体（実施例１．６、実施例１．１１、実施例１．１２）は、４３ｋＯｅ以上の特に高い保磁力Ｈｃを示した。

また、第１の下地層にＣｒ−５ａｔ％Ｂ、Ｃｒ−１０ａｔ％Ｔｉ−５ａｔ％Ｂ、Ｃｒ−１５ａｔ％Ｍｏ−３ａｔ％Ｂを用いた媒体（実施例１．８、実施例１．９、実施例１．１０）は０．３１以下の特に低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

これに対して、比較例１．１〜比較例１．３の磁気記録媒体の保磁力Ｈｃはいずれも２３ｋＯｅ以下と低く、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃは０．４以上と高かった。

本実験例の結果から、ＴｉＯ_２を含む下地層を形成することにより、高い保磁力Ｈｃを有し、かつ、低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを有する磁気記録媒体が得られることが確認できた。また、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃが低いほど、高い媒体ＳＮ比が得られることを示している。このため、実施例１．１〜実施例１．１２の磁気記録媒体を用いることにより、媒体ＳＮ比を達成できることが確認できた。
（実験例２）
本実験例では、第１の下地層３０３とＴｉＯ_２を含む下地層３０４との間に第２の下地層を設けた以外は、実施例１．３と同様な構成の磁気記録媒体を作製した。

第２の下地層としては、表３に示した材料からなる膜厚が２５ｎｍ膜を形成した。第２の下地層の材料として、実施例２．１ではＷ−１０ａｔ％Ｃｒを、実施例２．２ではＭｏ−２０ａｔ％Ｖを、実施例２．３ではＷを、実施例２．４ではＷ−２０ａｔ％Ｔａを、実施例２．５ではＭｏ−５０ａｔ％Ｎｂを、実施例２．６ではＴａをそれぞれ用いた。

得られた磁気記録媒体について、実験例１の場合と同様に、保磁力Ｈｃと規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを評価した。結果を表３に示す。

実施例２．１〜実施例２．６の磁気記録媒体は、何れも実施例１．３の磁気記録媒体よりも高い保磁力Ｈｃと低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

本実施例の磁気記録媒体についてＸ線回折測定を行ったところ、実施例２．１〜実施例２．６における第２の下地層はいずれもＢＣＣ構造を有し、（１００）配向していた。第２の下地層の（２００）回折ピークから見積もった面間隔ｄ_２００は０．４４ｎｍ以上であった。この場合、第２の下地層と、ＴｉＯ_２を含む下地層と、の格子ミスフィットは、５%以下と見積もられる。実施例２．１〜実施例２．６の磁気記録媒体が、実施例１．３の磁気記録媒体よりも高い保磁力Ｈｃと低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示したのは、第２の下地層と、ＴｉＯ_２を含む下地層と、の格子ミスフィットが緩和されたためと考えられる。
（実験例３）
図４に本実験例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。

２．５インチガラス基板４０１上に、膜厚が５ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ接着層４０２と、膜厚が５０ｎｍのＣｕ−０．４ａｔ％Ｚｒヒートシンク層４０３と、膜厚が２０ｎｍのＮｉ−５０ａｔ％Ｔａシード層４０４と、を形成し、２７０℃の基板加熱を行った。

その後、第１の下地層４０５として表４に示した材料からなる下地層を、いずれも膜厚が１０ｎｍになるように形成した。第１の下地層４０５の材料としては、実施例３．１および比較例３．１ではＣｒを、実施例３．２および比較例３．２ではＣｒ−２０ａｔ％Ｖを、実施例３．３〜実施例３．５および比較例３．１〜比較例３．５ではＣｒ−１０ａｔ％Ｒｕを、それぞれ用いている。

次いで、第２の下地層４０６として表４に示した材料からなる下地層を、いずれも膜厚が４ｎｍになるように形成した。第２の下地層４０６の材料としては、実施例３．１〜実施例３．３および比較例３．１〜比較例３．３ではＴｉＮを、実施例３．４および比較例３．４ではＴｉＣを、実施例３．５および比較例３．５ではＭｇＯを、それぞれ用いている。

さらに実施例３．１〜実施例３．５においては、ＴｉＯ_２を含む下地層４０７として、膜厚が２ｎｍのＴｉＯ_２からなる下地層を形成した。比較例３．１〜比較例３．５においては、ＴｉＯ_２を含む下地層４０７を設けずに、第２の下地層４０６上に後述する磁性層４０８を直接形成した。

その後、６８０℃の基板加熱を行い、膜厚が６ｎｍの（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−５０ａｔ％Ｃ磁性層４０８と、膜厚が３ｎｍのＤＬＣ保護膜４０９を形成した。

得られた磁気記録媒体について、実験例１の場合と同様に、保磁力Ｈｃと規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃの評価を行った。結果を表４に示す。

実施例３．１〜実施例３．５の磁気記録媒体は、何れも４１ｋＯｅ以上の高い保磁力Ｈｃと、０．３５以下の低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

特に、第１の下地層４０５にＣｒを用いた実施例３．１の磁気記録媒体が特に高い保磁力Ｈｃを示し、第２の下地層４０６にＭｇＯを用いた実施例３．５の磁気記録媒体が特に低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

一方、ＴｉＯ_２を含む下地層４０７を形成しなかった比較例３．１〜比較例３．５の磁気記録媒体は、何れも保磁力Ｈｃが２３ｋＯｅ以下と低く、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃも０．４以上と高い値を示した。

以上より、ＴｉＯ_２を含む下地層４０７を形成することにより、高い保磁力Ｈｃを有し、かつ、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃが低い磁気記録媒体が得られることが確認できた。また、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃが低いほど、高い媒体ＳＮ比が得られることを示している。このため、実施例３．１〜実施例３．５の磁気記録媒体を用いることにより、高い媒体ＳＮ比を達成できることが確認できた。
（実験例４）
本実験例では磁性層４０８を第１の磁性層と、第２の磁性層からなる積層構造とした以外は実施例３．１と同様の層構造を有する磁気記録媒体を製造した。

ここで、第１の磁性層には、表５に示すように、実施例４．１〜実施例４．６の各試料においてＴｉＯ_２の含有量を変化させた磁性材料を使用した。また、第２の磁性層については、いずれの試料でも実施例３．１の磁性層４０８に用いた（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−５０ａｔ％Ｃを用いた。第１の磁性層と、第２の磁性層の膜厚は、それぞれ５ｎｍ、４ｎｍとした。

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、保磁力Ｈｃと規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃの評価を行った。結果を表５に示す。

実施例４．１〜実施例４．５の磁気記録媒体は、何れも４２ｋＯｅ以上の高い保磁力Ｈｃと０．３５以下の低い規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。特に、磁性層中のＴｉＯ_２が８ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下の実施例４．２〜実施例４．５が、高い保磁力Ｈｃと低い規格化保持力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示した。

以上より、磁性層を二層構造とし、第１の磁性層に８ｍｏｌ％以上、３０ｍｏｌ%以下のＴｉＯ_２を含有する磁性層を用いることにより、特に高い保磁力Ｈｃを有し、かつ、規格化保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃが低い磁気記録媒体が得られることが確認できた。
（実験例５）
実験例３で示した実施例３．１〜実施例３．５および比較例３．１〜比較例３．５の磁気記録媒体にパーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布し、図２に示した熱アシスト記録用ヘッドを用いてＲＷ特性を評価した。

本実験例で使用した熱アシスト記録用ヘッド２００は図２に示すように、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。近接場光素子から発生した近接場光により媒体２１２を加熱し、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。

表６に、上記熱アシスト記録用ヘッド２００を用いて線記録密度１６００ｋＦＣＩのオールワンパターン信号を記録して測定した媒体ＳＮ比と、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を示す。ここで、レーザーダイオードに投入するパワーは、ＭＷＷが概ね５５ｎｍとなるように設定した。

実施例３．１〜実施例３．５の磁気記録媒体は、何れも１２ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比
を示したが、特に実施例３．１と実施例３．５の磁気記録媒体とが１３ｄＢ以上の高い媒
体ＳＮ比を示した。

一方、比較例３．１〜比較例３．５の磁気記録媒体は、何れも媒体ＳＮ比が９．５ｄＢ以下と低かった。

以上より、ＴｉＯ_２下地層を用いることにより、高い媒体ＳＮ比を示す磁気記録媒体が得られることが確認できた。
（実験例６）
実験例３で示した各磁気記録媒体を図１に示す磁気記憶装置に組み込み、ビットエラーレートの評価を行った。

本実験例で用いた磁気記憶装置１００は、既述のように磁気記録媒体１０１と、磁気記録媒体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。なお、磁気ヘッド１０３には、実験例５で示した熱アシスト記録用磁気ヘッドを用いた。また、磁気記録媒体には、その表面にパーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布したものを用いている。

表７に線記録密度１６００ｋＦＣＩ、トラック密度５００ｋＦＣＩ（面記録密度８００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２）の条件で評価したビットエラーレート（ＢＥＲ）の値を示す。

実施例媒体３．１〜３．５を組み込んだ磁気記憶装置は、１×１０^−６．６以下の低いビットエラーレートを示した。特に、実験例５で高い媒体ＳＮ比を示した実施例３．１の磁気記録媒体と実施例３．５の磁気記録媒体が、１×１０^−７以下の低いビットエラーレートを示している。一方、比較例３．１〜比較例３．５の磁気記録媒体を組み込んだ磁気記憶装置のビットエラーレートは、１×１０^−４台であった。

以上より、ＴｉＯ_２を含む下地層を形成した磁気記録媒体を組み込むことにより、ビットエラーレートが低い磁気記憶装置が得られることが確認できた。

１００ 磁気記憶装置
１０１、２１２ 磁気記録媒体
３０１、４０１ ガラス基板
３０４、４０７ ＴｉＯ_２を含む下地層
３０５、４０８ 磁性層

Claims (12)

1. 基板と、
   Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を含む磁性層と、
   前記基板と、前記磁性層との間に配置された複数の下地層と、
   を有しており、
   前記複数の下地層のうち少なくとも１層が、ＴｉＯ_２を含む下地層であり、
   前記ＴｉＯ _２ を含む下地層がルチル型ＴｉＯ _２ を含み、かつ、（１００）面を基板面と平行とした配向を有していることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記複数の下地層が、Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成された下地層を含み、
   前記ＴｉＯ_２を含む下地層が、前記Ｃｒ、または、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金により形成された下地層の上に形成されてい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ＴｉＯ_２を含む下地層が、Ｂ２構造を有する材料により形成された下地層の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
4. 前記ＴｉＯ_２を含む下地層が、第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
5. 前記第１のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層に含まれるＮａＣｌ型構造を有する材料がＭｇＯであることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
6. 前記磁性層が、前記ＴｉＯ_２を含む下地層の直上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
7. 前記ＴｉＯ_２を含む下地層の上に、第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層が配置されており、
   前記第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層の上に、前記磁性層が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
8. 前記第２のＮａＣｌ型構造を有する材料により形成された下地層に含まれるＮａＣｌ型構造を有する材料がＭｇＯであることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
9. 基板と、
   Ｌ１ _０ 構造を有するＦｅＰｔ合金を含む磁性層と、
   前記基板と、前記磁性層との間に配置された複数の下地層と、
   を有しており、
   前記複数の下地層のうち少なくとも１層が、ＴｉＯ _２ のみからなる下地層であることを特徴とする磁気記録媒体。
10. 前記磁性層がＬ１_０構造を有するＦｅＰｔ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から選択される１種類以上の物質を含有していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
11. 前記磁性層が、
    Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を主成分とし、かつ、８ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下のＴｉＯ_２を含有している第１の磁性層と、
    Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ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から選択される１種類以上の物質を含有している第２の磁性層と、を有していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
12. 請求項１乃至１１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。

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