專利名稱：熱輔助磁記錄介質(zhì)和磁存儲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱輔助磁記錄介質(zhì)和使用了該介質(zhì)的磁存儲裝置。
背景技術(shù)：
對介質(zhì)照射近場光等，局部地加熱表面，使介質(zhì)的矯頑力降低來進(jìn)行寫入的熱輔助記錄，作為能夠?qū)崿F(xiàn)約ITbit/英寸2或其以上的面記錄密度的下一代記錄方式受到關(guān)注。在使用熱輔助記錄的情況下，即使是在室溫下的矯頑力為數(shù)十kOe的記錄介質(zhì)，也可以通過現(xiàn)有磁頭的記錄磁場容易地進(jìn)行寫入。因此，記錄層可使用具有106J/m3程度的高的晶體磁各向異性Ku的材料，可以在維持熱穩(wěn)定性的狀態(tài)下將磁性粒徑微細(xì)化到6nm以下。作為這樣的高Ku材料，已知具有Lltl型晶體結(jié)構(gòu)的FePt合金(Ku 乂 7X 106J/m3)和CoPt合金 (Ku ^ 5X106J/m3)等。在磁性層使用具有Lltl型晶體結(jié)構(gòu)的FePt合金的情況下，該FePt層需要取得
(001)取向。因此，優(yōu)選基底層使用進(jìn)行了(100)取向的MgO。MgO的(100)面與LI。型FePt的(001)面晶格匹配性良好，因此通過在(100)取向了的MgO基底層上形成LI。型FePt磁性層，可以使該磁性層取得(001)取向。另一方面，在熱輔助磁記錄介質(zhì)中，為了降低介質(zhì)噪聲，使SN比提高，必需磁性粒徑的微細(xì)化。要將磁性粒徑微細(xì)化，有效的是向磁性層添加包含SiO2等的氧化物的晶界偏析材料。這是由于磁性層成為FePt晶體被SiO2包圍了的粒狀結(jié)構(gòu)的緣故。磁性晶體的粒徑可以通過增加晶界偏析材料的添加量來微細(xì)化。在非專利文獻(xiàn)I中曾記載了通過向FePt添加20體積％的TiO2，可以將磁性粒徑降低到5nm。另外，在非專利文獻(xiàn)2中曾記載了通過向FePt添加50體積％的SiO2，可以將磁性粒徑降低到2. 9nm?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I J. Appl. Phys. 104，023904，2008非專利文獻(xiàn)2 IEEE. Trans. Magn. , vol. 45，839，2008

發(fā)明內(nèi)容
熱輔助記錄介質(zhì)的磁性層優(yōu)選使用具有高Ku的Llci結(jié)構(gòu)的FePt合金等。另外，要實(shí)現(xiàn)高的介質(zhì)SN比，需要在將磁性晶粒微細(xì)化的同時，充分地降低磁性粒子間的交換耦合。要實(shí)現(xiàn)該目的，有效的是向磁性層添加3102和/或C等的晶界偏析材料。要將磁性粒徑微細(xì)化到大約6nm以下，并且充分地降低交換耦合，需要添加3(Γ40%體積％以上的晶界偏析材料。但是，如果大量地添加晶界偏析材料，則具有Lltl結(jié)構(gòu)的FePt晶體的有序度劣化，Ku降低。因此，需要在維持Llci-FePt晶粒的高的有序度的狀態(tài)下，將磁性晶粒微細(xì)化，降低粒子間的交換耦合。另外，如果大量地添加晶界偏析材料，則矯頑力分散顯著地增大。認(rèn)為這是由于粒徑分散、晶界寬度分散增大的緣故。因此，矯頑力分散的降低也是在實(shí)現(xiàn)高的介質(zhì)SN比方面的重要課題。鑒于上述的背景技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種熱輔助記錄介質(zhì)，其磁性晶粒微細(xì)且粒徑分散低，磁性粒子間的交換耦合充分弱，并且矯頑力分散低。本發(fā)明的另一目的在于提供一種磁存儲裝置，其具備具有上述特性的熱輔助記錄介質(zhì)，SN比和寫入性等的電磁轉(zhuǎn)換特性優(yōu)異。于是，根據(jù)本發(fā)明，提供以下的熱輔助磁記錄介質(zhì)和磁存儲裝置。(I) 一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，在具有基板、形成于該基板上的多個基底層和以具有Lltl結(jié)構(gòu)的合金為主成分的磁性層的磁記錄介質(zhì)中，所說的基底層的至少一個以 MgO 為主成分，并且含有選自 Si02、Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y2O3> Ce02、MnO、TiO和ZnO中的至少一種氧化物。
(2)根據(jù)上述(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層中所含有的氧化物的量，基于基底層整體在2摩爾9Γ40摩爾％的范圍內(nèi)。(3)根據(jù)上述(I)或(2)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層，形成于由Cr構(gòu)成的層、或者由以Cr為主成分的、具有BCC結(jié)構(gòu)的Cr合金構(gòu)成的基底層上。(4)根據(jù)上述(I)或(2)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層，形成于Ta基底層上。(5)根據(jù)上述(I) (4)的任一項(xiàng)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層的平均粒徑為IOnm以下。(6)根據(jù)上述(I) (4)的任一項(xiàng)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層以具有Ll0結(jié)構(gòu)的FePt或CoPt合金為主成分，并且含有選自Si02、TiO2, Cr2O3> A1203、Ta2O5, ZrO2,Y2O3> Ce02、Mn0、TiO、ZnO和C中的至少一種氧化物或元素。(7)根據(jù)上述(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層中所含有的氧化物的量，基于磁性層整體在10摩爾9Γ40摩爾％的范圍內(nèi)。(8)根據(jù)上述(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層中所含有的C的量，基于磁性層整體在10原子9Γ70原子％的范圍內(nèi)。(9) —種磁存儲裝置,其特征在于,在由磁記錄介質(zhì)；用于使該磁記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部；磁頭，其具有用于加熱該磁記錄介質(zhì)的激光發(fā)生部、將從該激光發(fā)生部發(fā)生的激光引導(dǎo)到磁頭前端的波導(dǎo)和安裝于磁頭前端的近場光發(fā)生部；用于使該磁頭移動的驅(qū)動部；和記錄再生信號處理系統(tǒng)構(gòu)成的磁存儲裝置中，所說的磁記錄介質(zhì)是上述(I廣(8)的任一項(xiàng)所述的熱輔助介質(zhì)。本發(fā)明的熱輔助記錄介質(zhì)，具有磁性晶粒微細(xì)且粒徑分散低，磁性粒子間的交換耦合充分弱，并且矯頑力分散低的特點(diǎn)。因此，使用該熱輔助記錄介質(zhì)的磁存儲裝置，電磁轉(zhuǎn)換特性、特別是SN比和寫入性優(yōu)異。


圖I是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的層構(gòu)成的一例的圖。圖2是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的層構(gòu)成的另一例的圖。圖3是表示本發(fā)明涉及的磁存儲裝置的一例的立體圖。
圖4是表示本發(fā)明涉及的磁頭的一例的圖。
具體實(shí)施例方式以下，對于應(yīng)用了本發(fā)明的熱輔助磁記錄介質(zhì)和磁存儲裝置，參照附圖詳細(xì)地說明。再者，為易于明白其特征，在以下的說明中使用的附圖有時為方便起見將成為特征的部分放大地表示，各構(gòu)成要素的尺寸比率等并不限為與實(shí)際相同。本申請發(fā)明的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，在包含基板、形成于該基板上的多個基底層和以具有Lltl結(jié)構(gòu)的合金為主成分的磁性層的磁記錄介質(zhì)中，所說的基底層的至少一個，以 MgO 為主成分，并且含有選自 Si02、Ti02、Cr203、A1203、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、Ce02、Mn0、TiO和ZnO之的至少一種氧化物。如果在一個大的MgO基底層上形成多個磁性晶粒，則不能夠充分地降低磁性粒子間的交換耦合。但是，通過將MgO基底層的粒徑微細(xì)化，可促進(jìn)在一個MgO晶粒之上生長一個磁性晶粒的“One by one生長(一接一生長)”。由此,可促進(jìn)磁性粒子間的分離,能夠降低交換耦合。另外，磁性粒徑也被均勻化，因此也能夠降低矯頑力分散。MgO基底層的粒徑可以通過添加 SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO 的氧化物來微細(xì)化。要充分地促進(jìn)磁性晶粒的分離，優(yōu)選MgO基底層的粒徑設(shè)為約IOnm以下。但是，要實(shí)現(xiàn)ITbit/英寸2以上的面記錄密度，需要將磁性粒徑微細(xì)化到約6nm以下。由此，更優(yōu)選將MgO基底層的粒徑設(shè)為6nm以下。對MgO添加的氧化物的添加量，只要在不使MgO基底層的NaCl結(jié)構(gòu)和(100)取向大幅地劣化的范圍內(nèi)就沒有特別限制，但添加量的合計(jì)，優(yōu)選基于基底層整體設(shè)在2摩爾9Γ40摩爾％的范圍內(nèi)。如果低于2摩爾％，則MgO的微細(xì)化不充分，如果高于40摩爾％，則NaCl結(jié)構(gòu)劣化，因此不優(yōu)選。磁性層可優(yōu)選地使用具有LI。結(jié)構(gòu)的FePt合金或CoPt合金。另外，也可以向上述合金中添加 Si02、Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y2O3> Ce02、MnO、TiO 和 ZnO 等的氧化物、C、以及它們的混合物作為晶界偏析材料。該情況下，磁性層采取具有Lltl結(jié)構(gòu)的FePt合金或CoPt合金被上述晶界偏析材料隔斷了的粒狀結(jié)構(gòu)。晶界偏析材料的含有率優(yōu)選基于磁性層整體為30體積％以上，但要進(jìn)一步加寬磁性粒子間的分離寬度，更優(yōu)選為40體積％以上。但是，如果過度地添加晶界偏析材料，則LU結(jié)構(gòu)劣化，因此優(yōu)選將晶界偏析材料的含有率的上限設(shè)為60體積％。用于晶界偏析材料的氧化物的每I摩爾％的體積根據(jù)氧化物的種類而不同，因此各氧化物的摩爾分率需要進(jìn)行換算以使得體積分率成為上述范圍內(nèi)。例如，在晶界偏析材料使用SiO2的情況下，優(yōu)選添加量基于磁性層整體設(shè)為約10摩爾9Γ30摩爾％。對于其他的氧化物，也優(yōu)選基于磁性層整體約為10摩爾9Γ40摩爾％左右。用于晶界偏析材料的C的量，優(yōu)選基于磁性層整體在10原子9Γ70原子％的范圍內(nèi)。通過添加上述晶界偏析材料，能夠?qū)ePt合金或CoPt合金的晶粒粒徑微細(xì)化為6nm以下，同時將晶界寬度設(shè)為Inm以上，能夠充分地降低磁性粒子間的交換耦合。為了使具有LI。結(jié)構(gòu)的FePt或CoPt合金取得(001)取向，優(yōu)選以MgO為主成分的基底層取得(100)取向。要使以MgO為主成分的基底層取得(100)取向，例如，在玻璃基板上形成Ta基底層，在該Ta基底層之上形成MgO為主成分即可。另外，在加熱了的玻璃基板上形成Cr層或以Cr為主成分的BCC結(jié)構(gòu)的合金層的情況下，該Cr層、或Cr合金層顯示
(100)取向。因此，通過在其上形成MgO層，也可以使該MgO層取得(100)取向。作為上述Cr 合金,具體地講可以使用 CrTi、CrMo> CrV> Crff> CrMo> CrRu> CrMn 等。在本發(fā)明的熱輔助磁記錄介質(zhì)中，形成于基板上的多個基底層，其至少一個必須是以上述的MgO為主成分，并且含有特定的氧化物的基底層，其他的基底層沒有特別限定，可以使用與一般的磁記錄介質(zhì)同樣的層。作為以MgO為主成分的基底層以外的基底層的例子，可舉出上述的由Ta構(gòu)成的取向控制層；和上述的由Cr構(gòu)成的、或者具有以Cr為主成分的BCC結(jié)構(gòu)的合金構(gòu)成的取向控制層^Cu、Ag、Al或以它們?yōu)橹鞒煞值臒釋?dǎo)率高的合金材料構(gòu)成的熱沉層；用于改善寫入特性的由Co構(gòu)成的、或以Co為主成分的軟磁性基底層等。此外，也可以形成用于改善與基板的密著性(密合性)的密著層。
實(shí)施例以下，通過實(shí)施例具體地說明本發(fā)明。本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施例，在不變更其要旨的范圍可以適當(dāng)變更來實(shí)施。(實(shí)施例1-1 1_14、比較例I)圖I表示在本實(shí)施例中制作出的磁記錄介質(zhì)的層構(gòu)成的一例。在本實(shí)施例中，在耐熱玻璃基板(101)上形成30nm厚的Ni-50原子(at)%Ti合金基底層(102)、25nm厚的由Co-20原子％Ta-5原子％B合金構(gòu)成的軟磁性基底層(103)，加熱到250°C后，形成了 IOnm厚的Cr層(104)。其后，形成5nm的以MgO為主成分的基底層(105)，將基板加熱到420°C后，形成了 6nm厚的(Fe-55原子％Pt) -18摩爾％Ti02磁性層(106)、3nm厚的碳保護(hù)層(107)。以MgO為主成分的基底層使用了 MgO-IO摩爾％Si02、Mg0-2摩爾％Ti02、Mg0-5摩爾 ％Si02-5 摩爾 Ti02、Mg0-8 摩爾 ％Cr203、Mg0-5 摩爾 ％A1203、Mg0-2 摩爾 ％Ta205、Mg0-5 摩爾 ％Si02-5 摩爾 ％Ta205、MgO-15 摩爾 ％Zr02、MgO-10 摩爾 ％Y203、MgO-10 摩爾 ％Υ203_10 摩爾TiO、Mg0-5 摩爾 %Ce02、MgO-12 摩爾 %MnO、Mg0-20 摩爾 ％TiO、MgO-15 摩爾 %ZnO。另外，作為比較例，制作出使用了未添加氧化物的MgO基底層的介質(zhì)。進(jìn)行了本實(shí)施例介質(zhì)的X射線衍射測定，任一介質(zhì)都觀測到來自Cr基底層的強(qiáng)的BCC (200)峰。另外，從磁性層觀測到強(qiáng)的Llci-FePt (001)衍射峰、和Llci-FePt (002)峰與FCC-Fe (200)峰的混合峰。前者的峰相對于后者的混合峰的積分強(qiáng)度比為1.6 1.8，可知形成有有序度(規(guī)則度)高的Lltl型FePt合金晶體。表I表不本實(shí)施例介質(zhì)和比較例介質(zhì)的矯頑力He以及矯頑力分散AHc/Hc的值。在此，Δ Hc/Hc 采用 IEEE Trans. Magn.，vol. 27，pp4975_4977，1991 中記載的方法在室溫下測定。具體地講，測定在主磁滯回線(major loop)和局部磁滯回線(minor loop)中，磁化值變?yōu)轱柡椭档?0%時的磁場，假定He分布為高斯分布，從兩者的差量計(jì)算出Λ Hc/Hc。本實(shí)施例介質(zhì)的AHc/Hc全都是0.3以下的較低的值，與此相對，比較例介質(zhì)的AHc/Hc為0.52，顯示出與實(shí)施例介質(zhì)相比顯著高的值。由此，可知通過向MgO基底層添加SiO2等的氧化物，能夠降低矯頑力分散。再者，可知磁性層除了上述FePt-TiO2以外，在使用了 FePt-SiO2、FePt-Cr2O3、FePt_Al203、FePt_Ta205、FePt-ZrO2Λ FePt_Y203、FePt-CeO2Λ FePt-MnO、FePt-TiO、FePt-ZnO的情況下也同樣地可以通過形成由MgO和氧化物構(gòu)成的基底層，降低矯頑力分散。另外，也可以使用由具有Lltl結(jié)構(gòu)的CoPt合金和上述氧化物、或者C構(gòu)成的磁性層。表I
權(quán)利要求
1.一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，在具有基板、形成于該基板上的多個基底層和以具有Lltl結(jié)構(gòu)的合金為主成分的磁性層的磁記錄介質(zhì)中，所說的基底層的至少一個以MgO為主成分，并且含有選自 Si02、Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y2O3> CeO2' Mn。、TiO 和 ZnO 中的至少一種氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層中所含有的氧化物的量，基于基底層整體在2摩爾9Γ40摩爾％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層，形成于由Cr構(gòu)成的層、或者由以Cr為主成分的、具有BCC結(jié)構(gòu)的Cr合金構(gòu)成的基底層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層，形成于Ta基底層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求f4的任一項(xiàng)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，以MgO為主成分的基底層的平均粒徑為IOnm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求f5的任一項(xiàng)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層以具有Lltl結(jié)構(gòu)的 FePt 或 CoPt 合金為主成分，并且含有選自 Si02、Ti02、Cr203、Al203、Ta205、Zr02、Y203、Ce02、MnO、TiO、ZnO, C中的至少一種氧化物或元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層中所含有的氧化物的量，基于磁性層整體在10摩爾9Γ40摩爾％的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層中所含有的C的量，基于磁性層整體在10原子9Γ70原子％的范圍內(nèi)。
9.一種磁存儲裝置，其特征在于，在由磁記錄介質(zhì)；用于使該磁記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部；磁頭，其具有用于加熱該磁記錄介質(zhì)的激光發(fā)生部、將從該激光發(fā)生部發(fā)生的激光引導(dǎo)到磁頭前端的波導(dǎo)和安裝于磁頭前端的近場光發(fā)生部；用于使該磁頭移動的驅(qū)動部；和記錄再生信號處理系統(tǒng)構(gòu)成的磁存儲裝置中，所說的磁記錄介質(zhì)是權(quán)利要求廣8的任一項(xiàng)所述的熱輔助介質(zhì)。
全文摘要
一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，在具有基板、形成于該基板上的多個基底層和以具有L10結(jié)構(gòu)的合金為主成分的磁性層的磁記錄介質(zhì)中，所說的基底層的至少一個以MgO為主成分，并且含有選自SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO和ZnO中的至少一種氧化物。該熱輔助記錄介質(zhì)，具有磁性粒徑微細(xì)，磁性粒子間的交換耦合充分低，并且矯頑力分散低的特性。
文檔編號G11B5/02GK102822892SQ20118001625
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者神邊哲也, 橋本篤志, 福島隆之 申請人:昭和電工株式會社