JP2014110064A - 磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁性粒子間の熱広がりを抑制し、良好な媒体ＳＮＲを示す磁気記録媒体を得る。
【解決手段】基板上に形成され、磁性粒子と、磁性粒子間に設けられた粒界とを有する磁気記録層を含み、粒界は、第１の熱伝導率を有する第１の粒界、及び第１の粒界上に設けられ、第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界を有し、第１の粒界及び第２の粒界の少なくとも一方が熱伝導を抑制する。
【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置に関する。
磁気的に情報の記録再生を行う磁気記録装置は、大容量、高速、安価な情報記憶手段として発展を続けている。特に、近年のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の進展は著しい。ＨＤＤのさらなる高密度化は、信号処理、メカ・サーボ、ヘッド、媒体、ＨＤＩ（Head Disk Interface）など複数の要素技術の集大成として進展してきているが、近年、媒体の熱擾乱問題がＨＤＤの高密度化の阻害要因として顕在化しつつある。
従来の多結晶磁性粒子薄膜からなる多粒子系媒体を用いた磁気記録では、低ノイズ化、熱擾乱耐性の確保、記録感度の確保がトレードオフの関係にあり、これが記録密度の限界を決定する要因となっていた。
粒径微細化と熱擾乱耐性を両立する為に、媒体磁性膜の磁気異方性定数Ｋｕを上げると媒体の記録保磁力Ｈｃ０すなわち磁気ヘッドによる高速磁化反転時の保磁力が上昇し、Ｈｃ０に比例して飽和記録に必要な磁界が増加する。
これに対し、媒体に対して何らかの手段で局所的に加熱を行うと、加熱部のＨｃ０を低下させてオーバーライト特性（ＯＷ）を改善することができる。
このような方法として熱アシスト磁気記録方式がある。
多粒子系媒体を用いる熱アシスト磁気記録方式では、十分にノイズが低くなる程度に微細な磁性粒子を用い、熱擾乱耐性を確保する為に室温付近で高いＫｕを示す記録層を用いることが望ましい。このような大きなＫｕを有する媒体は、室温付近では記録に必要な磁界が記録ヘッドの発生磁界を上回り記録不能である。これに対して、熱アシスト磁気記録方式においては、記録磁極の近傍に光ビームなどを用いた加熱手段を配し、記録時に局所的に媒体を加熱し加熱部のＨｃ０をヘッドからの記録磁界以下に低下させて記録することができる。
このような熱アシスト磁気記録では、さらなる高密度記録のために、磁性粒子間の熱広がりによる既記録情報の劣化の抑制及び良好な媒体ＳＮＲが望まれている。
本発明の実施形態は、磁性粒子間の熱広がりを抑制し、良好な媒体ＳＮＲを示す磁気記録媒体を得ることを目的とする。
実施形態によれば、基板、及び該基板上に形成された、磁性粒子と、該磁性粒子間に設けられた粒界とを有する磁気記録層を含み、
前記粒界は、第１の熱伝導率を有する第１の粒界と、該第１の粒界上に設けられた第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界とを有し、該第１の粒界及び該第２の粒界の少なくとも一方が熱伝導を抑制することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
前記粒界は、第１の熱伝導率を有する第１の粒界と、該第１の粒界上に設けられた第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界とを有し、該第１の粒界及び該第２の粒界の少なくとも一方が熱伝導を抑制することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
実施形態に係る磁気記録媒体は、基板、及び基板上に形成され、磁性粒子と磁性粒子間に設けられた粒界とを有するグラニュラ構造の磁気記録層を含む。
粒界は、第１の粒界と、第１の粒界上に設けられた第２の粒界を有する。第１の粒界は第１の熱伝導率を有する。第２の粒界は第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する。さらに、第１の粒界及び第２の粒界の少なくとも一方は熱伝導を抑制する。
また、実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上に磁性粒子と磁性粒子間に設けられた第１の材料からなる粒界とを有する磁気記録層を形成する工程、粒界の少なくとも一部を除去して溝を形成し、溝上に第１の材料の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第２の材料からなる層を形成することにより、粒界を、第１の熱伝導率を有する第１の粒界、及び第１の粒界上に設けられ、第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界に分割し、第１の粒界及び第２の粒界の少なくとも一方に熱伝導を抑制させるための構造を形成する工程を含む。
実施形態によれば、粒界を第１の粒界と第２の粒界に分割し、その少なくとも一方に熱伝導を抑制させるための構造を形成することにより、記録トラック幅方向と周方向とに熱広がりを抑制する効果をもたせることができる。これにより、熱アシスト記録方式を用いた磁気記録において、磁性粒子間の熱の広がりによる記録情報劣化を抑制し、良好な媒体ＳＮＲとの両立が可能となる。
実施形態にかかる磁気記録媒体では、基板と磁気記録層との間にヒートシンク層をさらに形成することができる。
ヒートシンク層は、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む。
ヒートシンク層と磁気記録層との間に熱バリア層をさらに形成することができる。
熱バリア層はＺｒＯ２を含む。
磁性粒子は、Ｌ１０構造のＦｅＰｔ合金あるいはＬ１０構造のＣｏＰｔ合金、及びＣｏ／Ｐｔ多層膜からなる群から選択することができる。
上記磁性粒子は、例えばＦｅＰｔ−Ｃからなるターゲット、または、Ｃｏターゲット、Ｐｔターゲット、及びＣターゲットをスパッタすることにより、形成することができる。
第１の粒界及び第２の粒界は、各々、カーボン、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１種の材料からなる層、及びこの層及び／又は磁性粒子により区画された空隙とから選択される。
カーボンの熱伝導率は、１００〜２０００ Ｗ／（ｍＫ）、ＳｉＯ２の熱伝導率は、１〜１０ Ｗ／（ｍＫ）、ＴｉＯ２の熱伝導率は、１〜１０ Ｗ／（ｍＫ）、Ｃｒ２Ｏ３の熱伝導率は、１〜１０Ｗ／（ｍＫ）である。
実施形態にかかる磁気記録媒体は、第２の粒界上に、第３の粒界をさらに含むことができる。
第３の粒界はまた、カーボン、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１種の材料からなる層、及びこの層及び／又は磁性粒子により区画された空隙とから選択され得る。
実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法において、第１の材料としてカーボンを使用し、第２の材料としてＳｉＯ２、及びＴｉＯ２のうち一方を使用することができる。
実施例
以下、図面を参照し、実施形態をより詳細に説明する
実施例１
図１に、実施例１にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
以下、図面を参照し、実施形態をより詳細に説明する
実施例１
図１に、実施例１にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図示するように、磁気記録媒体１００は、熱アシスト記録用の磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体であり、ガラス基板１と、その上に順に形成された、ＭｇＯ下地層２、磁気記録層３、及びＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）保護膜４を有する。
磁気記録層３は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金からなる磁性粒子１１と、磁性粒子１１の間に設けられた粒界１３とを有する。粒界１３はＣ（カーボン）層からなる第１の粒界１０と第１の粒界上１０に設けられた熱伝導率の低いＳｉＯ２層からなる第２の粒界１２を有する。
図２（ａ）ないし図２（ｅ）は、図１の磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を示す。
図２（ａ）に示すように、まず、ガラス基板１上にスパッタ法によりＭｇＯ下地層２をＡｒガス圧１Ｐａ、ＲＦ８００Ｗで１０ｎｍ成膜する。基板を５００℃に加熱しながら、その上に、ＦｅＰｔ−Ｃコンポジットターゲットを使用し、スパッタ法によってＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで６ｎｍ形成する。得られた磁気記録層は、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と、磁性粒子１１間に設けられたＣ（カーボン）粒界１０とを含むグラニュラ構造を有する。
次に、図２（ｂ）に示すように、Ｃ層１０からなる粒界の上層部をエッチングにより取り除き、粒界の上方に溝を設ける。Ｃ層１０の上層部は、たとえば酸素プラズマを用いるエッチング法により、取り除くことができる。具体的には、酸素流量２０ｓｃｃｍ、全圧０．１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、プラテンパワー１０Ｗの条件で２０秒間のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）をおこなう。
次に、図２（ｃ）に示すように、磁性粒子１１の上層部に、ＳｉＯ２をターゲットとして、全圧１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗにて、２分間スパッタを行い、ＳｉＯ２層１２を１６ｎｍ形成する。あるいは、ＳｉＯ２の代わりにＴｉＯ２等の酸化物を用いることができる。これにより、粒界にあるＣ層１０上部の溝にもＳｉＯ２層が充填される。
次に、図２（ｄ）に示すように、エッチングにより、ＳｉＯ２膜１２と磁性粒子１１の上層面が均一面になるように平坦化処理をおこなう。このエッチングは、たとえばＣＦ４ガスを用い、全圧５Ｐａ、ＲＰパワー８０Ｗで、１０秒間ＲＩＥを行う。これにより、Ｃ層１０とＳｉＯ２膜１２とからなる粒界１３が設けられる。
図２（ｅ）に示すように、粒界１３と磁性粒子１１を有する磁気記録層３の上層部にスパッタ法によりＤＬＣ保護膜４をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで５ｎｍ形成することにより、実施例１に係る磁気記録媒体１００が得られる。
Ｃ（カーボン）の熱伝導率は、おおよそ１００〜２０００程度、ＳｉＯ２の熱伝導率はおおよそ１〜１０程度である。これにより、実施形態によれば、Ｃ層とＳｉＯ２膜とからなる粒界を形成することにより、記録トラック幅方向と周方向とに対する熱広がり抑制効果がＦｅＰｔ−Ｃ媒体に対して向上する。
トラック周方向に対して熱広がりが抑制されることは、周方向における熱の変化（熱勾配）が急峻になることを意味する。熱勾配が急峻になることは、磁気記録媒体への情報記録において、磁化遷移幅が低減するという効果をもたらす。すなわち、磁化遷移幅の低減は媒体ＳＮＲの向上という効果をもたらす。
また、トラック幅方向に対して熱広がりが抑制されることは、記録トラックに情報を記録するときにおいて、記録ヘッドから発生する磁界や近接場光の、隣接するトラックへの影響が低減されるという効果をもたらす。
さらに、比較的良好な媒体ＳＮＲの得られるＦｅＰｔ−Ｃ媒体の磁性粒子を用いることで、Ｆｅ、ＰｔおよびＳｉＯ２等酸化物のスパッタ法により作成される媒体の媒体ＳＮＲよりも、いっそう良好な媒体ＳＮＲを得ることが可能になる。
このように、実施例１に係る磁気記録媒体によれば、比較的良好な媒体ＳＮＲの得られるＦｅＰｔ−Ｃ媒体に対して、磁性粒子の間のＣを除いた後に熱伝導率の低い非磁性体を配置させることにより、記録トラック幅方向と周方向とに熱広がりを抑制する効果をもたせることができる。これにより、さらなる媒体ＳＮＲの改善と、記録トラック幅方向に対する既記録情報の劣化の抑制とを可能にする。
図３（ａ）及び３（ｂ）は、実施形態に係る磁気記録媒体の記録信号のトラック幅方向とエラーレートとの関係を表すグラフ図を示す。
図３（ａ）は、実施例１の磁気記録媒体および比較例１の磁気記録媒体を用いて熱アシスト記録をおこなった場合における記録信号のエラーレートのトラックプロファイルである。
比較例１の磁気記録媒体は、Ｃ層１０からなる粒界の上層部をエッチングにより取り除かないこと、及びＳｉＯ２層を形成しないこと以外は実施例１と同様にして形成した。
１００ｎｍトラックピッチで複数の記録トラックに初期記録をおこない、トラック幅方向位置とそのトラックで得られる信号のエラーレートとの関係を示す。比較の磁気記録媒体を用いた場合のデータが１０１、実施形態に係る磁気記録媒体を用いた場合のデータが１０２である。図に示されるように、実施形態に係る磁気記録媒体を用いた場合のほうが、エラーレートが低く、改善されることがわかる。これは上述したように、トラック周方向に対して熱広がりが抑制されたことによると考えられる。
図３（ｂ）は、図３（ａ）エラーレートのトラックプロファイルを測定した後に、上記初期記録とは異なる信号パターンで測定トラック幅方向位置０μｍに１０００回の記録をおこなって得られるエラーレートのトラックプロファイルである
比較の磁気記録媒体を用いた場合のデータが１１１、実施形態に係る磁気記録媒体を用いた場合のデータが１１２である。
比較の磁気記録媒体を用いた場合のデータが１１１、実施形態に係る磁気記録媒体を用いた場合のデータが１１２である。
図示するように、実施形態に係る磁気記録媒体を用いた場合のほうが、エラーレートの劣化する幅が狭く、改善されることがわかる。これは上述したように、トラック幅方向に対して熱広がりが抑制されたことによると考えられる。
実施例２
図４は、実施例２にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図４は、実施例２にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
実施例２にかかる磁気記録媒体２００は、ガラス基板１と、その上に順に形成された、ＭｇＯ下地層２、磁気記録層３、ＳｉＯ２層１２、及びＤＬＣ保護膜４を有する。
磁気記録層３は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金からなる磁性粒子１１と、磁性粒子１１の間に設けられた粒界１３とを有する。
粒界１３は、Ｃ層からなる第１の粒界１０と、第１の粒界上に設けられた空隙２０と、空隙２０上に設けられた熱伝導率の低いＳｉＯ２層１２’を有する。なお、このＳｉＯ２層１２は、空隙２０と磁性粒子１１の上部に空隙２０を塞ぐように形成される。
図５（ａ）ないし図５（ｅ）は、実施例２の磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を示す。
図５（ａ）に示すように、ガラス基板１上にスパッタ法によりＭｇＯ下地層２をＡｒガス圧１Ｐａ、ＲＦ８００Ｗで１０ｎｍ成膜する。基板を５００℃に加熱しながら、その上層部に、Ｆｅ、ＰｔおよびＣをターゲットとして用いたスパッタ法によってＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで６ｎｍ形成する。得られた磁気記録層は、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と磁性粒子１１間に設けられたＣ層１０からなる粒界とを含むグラニュラ構造を有する。
次に、図５（ｂ）に示すように、Ｃ層１０の上層部をエッチングにより取り除き、粒界の上方に溝を設ける。Ｃ層１０の上層部は、たとえば酸素プラズマを用いるエッチング法により、取り除くことができる。具体的には、酸素流量２０ｓｃｃｍ、全圧０．１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、プラテンパワー１０Ｗの条件で２０秒間のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）をおこなう。
次に、図５（ｃ）に示すように、磁性粒子１１の上層部に、分子量５０００〜５００００のＨＳＱ（水素化シルセスキオキサンポリマー）を使用して、スピンコート法により厚さ５０ｎｍのＳＯＧ（Spin On Glass）層１２を成膜する。分子量の比較的大きいＳＯＧを用いることにより、Ｃ層１０とＳＯＧ層１２との間に空隙２０が設けられる。これにより、粒界１３は、Ｃ層１０と、その上に設けられた空隙２０と、空隙２０上に埋め込まれたＳＯＧ層の一部１２’を有する。この粒界１３と磁性粒子１１により磁気記録層３が得られる。
次に、図５（ｄ）に示すように、エッチングにより、ＳＯＧ層１２の上層面が均一面になるように、かつ、ＦｅＰｔ磁性粒子１１上に２ｎｍ積層されるように、たとえばＣＦ４ガスにより、全圧５Ｐａ、ＲＰパワー８０Ｗで８分間ＲＩＥを行うことにより平坦化・薄層化処理する。
その後、図５（ｅ）に示すように、ＳＯＧ層１２の上層部にスパッタ法によりＤＬＣ保護膜４をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで５ｎｍ形成して、実施例２に係る磁気記録媒体２００が得られる。
ここで、Ｃの熱伝導率は、おおよそ１００〜２０００程度、気体の熱伝導率は０．０２程度である。このため、記録トラック幅方向と周方向とに対する熱広がり抑制効果がＦｅＰｔ−Ｃ媒体に対して向上する。
実施例３
図６に、実施例３に係る磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図６に、実施例３に係る磁気記録媒体を表す断面図を示す。
実施例３に係る磁気記録媒体３００は、ガラス基板１と、その上に順に形成された、ＭｇＯ下地層２、磁気記録層３、及びＤＬＣ保護膜４を有する。
磁気記録層３は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金からなる磁性粒子１１と、磁性粒子１１の間に設けられた粒界１３とを有する。
粒界１３は、その下方から磁性粒子１１の側面にわたりＣ層１０が形成され、Ｃ層１０に囲まれた溝の部分に熱伝導率の低いＳｉＯ２層１２が形成されている。
図７（ａ）ないし図７（ｅ）は、実施例３の磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を示す。
図７（ａ）に示すように、まず、ガラス基板１上にスパッタ法によりＡｒガス圧１Ｐａ、ＲＦ８００Ｗで１０ｎｍＭｇＯ下地層２を成膜する。基板を５００℃に加熱しながら、その上に、ＦｅＰｔ−Ｃコンポジットターゲットを使用し、スパッタ法によってＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで６ｎｍ形成する。得られた磁気記録層は、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と、磁性粒子１１間に設けられたＣ（カーボン）１０からなる粒界とを含むグラニュラ構造を有する。
次に、図７（ｂ）に示すように、Ｃ層１０からなる粒界の一部をエッチングにより取り除く。Ｃ層１０の一部は、たとえば酸素プラズマを用いるエッチング法により、取り除くことができる。具体的には、酸素流量１０ｓｃｃｍ、全圧０．１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、プラテンパワー１０Ｗの条件で１０秒間のＲＩＥをおこなう。これにより、粒界の下方から磁性粒子１１の側面にわたりＣ層１０が残り、その内側が除去されて溝ができる。
次に、図７（ｃ）に示すように、溝の部分及び磁性粒子１１上に、ＳｉＯ２をターゲットとして、全圧１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗにて、２分間スパッタを行い、ＳｉＯ２層１２を形成する。あるいは、ＳｉＯ２の代わりにＴｉＯ２等の酸化物を用いることができる。これにより、粒界にある溝にもＳｉＯ２層が充填される。
次に、図７（ｄ）に示すように、エッチングにより、ＳｉＯ２膜１２と磁性粒子１１の上層面が均一面になるように平坦化処理をおこなう。このエッチングは、たとえばＣＦ４ガスを用い、全圧５Ｐａ、ＲＰパワー８０Ｗで、１０分間ＲＩＥを行う。これにより、粒界の下方から側面にわたり形成されたＣ層１０とＣ層１０内に充填されたＳｉＯ２層とからなる粒界１３が設けられる。
図７（ｅ）に示すように、粒界１３と磁性粒子１１を有する磁気記録層３の上層部にＤＬＣ保護膜４をスパッタ法により形成することにより、実施例３に係る磁気記録媒体３００が得られる。
実施例４
図８に、実施例４に係る磁気記録媒体を表す断面図を表す図を示す。
図８に、実施例４に係る磁気記録媒体を表す断面図を表す図を示す。
実施例４に係る磁気記録媒体４００は、ガラス基板１と、その上に順に形成された、ＭｇＯ下地層２、磁気記録層３、ＳｉＯ２層１２、及びＤＬＣ保護膜４を有する。
磁気記録層３は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金からなる磁性粒子１１と、磁性粒子１１の間に設けられた粒界１３とを有する。
粒界１３は、その下方から磁性粒子１１の側面にわたりＣ層１０が形成され、Ｃ層１０に囲まれた溝の下方に設けられた空隙２０と、空隙２０上に設けられた熱伝導率の低いＳｉＯ２層１２’を有する。なお、このＳｉＯ２層１２は、空隙２０と磁気記録層３との上部に空隙２０を塞ぐように形成される。
図９（ａ）ないし図９（ｅ）は、実施例４の磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を示す。
図９（ａ）に示すように、ガラス基板１上にスパッタ法によりＭｇＯ下地層２をＡｒガス圧１Ｐａ、ＲＦ８００Ｗで１０ｎｍ成膜する。基板を５００℃に加熱しながら、その上層部に、Ｆｅ、ＰｔおよびＣをターゲットとして用いたスパッタ法によってＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで６ｎｍ形成する。得られた磁気記録層は、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と磁性粒子１１間に設けられたＣ層１０からなる粒界とを含むグラニュラ構造を有する。
次に、図９（ｂ）に示すように、Ｃ層１０の一部をエッチングにより取り除く。Ｃ層１０の一部は、たとえば酸素プラズマを用いるエッチング法により、取り除くことができる。具体的には、たとえば酸素流量１０ｓｃｃｍ、全圧０．１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、プラテンパワー１０Ｗの条件で１０秒間のＲＩＥを行う。これにより、粒界の下方から磁性粒子１１の側面にわたりＣ層１０が残り、その内側が除去されて溝ができる。
次に、図９（ｃ）に示すように、磁性粒子１１の上層部に、分子量５０００〜５００００のＨＳＱ（水素化シルセスキオキサンポリマー）を使用して、スピンコート法により厚さ５０ｎｍのＳＯＧ層１２を成膜する。分子量の比較的大きいＳＯＧを用いることにより、Ｃ層１０とＳＯＧ層１２との間に空隙２０が設けられる。これにより、粒界１３は、Ｃ層１０と、その上に設けられた空隙２０と、空隙２０を介して溝の一部に埋め込まれたＳＯＧ層の一部１２’を有する。この粒界１３と磁性粒子１１により磁気記録層３が得られる。
次に、図９（ｄ）に示すように、エッチングにより、ＳＯＧ層１２の上層面が均一面になるように、かつ、ＦｅＰｔ磁性粒子１１上に２ｎｍ積層されるように平坦化・薄層化処理をおこなう。このエッチングは、たとえばＣＦ４ガスによるＲＩＥを用いる。
その後、図９（ｅ）に示すように、ＳＯＧ層１２の上層部にスパッタ法によりＤＬＣ保護膜４をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで５ｎｍ形成して、実施例４に係る磁気記録媒体４００が得られる。
実施例５
図１０に、実施例５に係る磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図１０に、実施例５に係る磁気記録媒体を表す断面図を示す。
実施例５に係る磁気記録媒体５００は、ガラス基板１と、その上に順に形成された、ＭｇＯ下地層２、磁気記録層３、ＳｉＯ２層１２、及びＤＬＣ保護膜４を有する。
磁気記録層３は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金からなる磁性粒子１１と、磁性粒子１１の間に設けられた粒界１３とを有する。
粒界１３は、空隙２０と、空隙２０上に設けられた熱伝導率の低いＳｉＯ２層１２’を有する。なお、このＳｉＯ２層１２は、空隙２０と磁性粒子１１の上部に空隙２０を塞ぐように形成される。
図１１（ａ）ないし図１１（ｅ）は、実施例５の磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を示す。
図１１（ａ）に示すように、ガラス基板１上にスパッタ法によりＭｇＯ下地層２をＡｒガス圧１Ｐａ、ＲＦ８００Ｗで１０ｎｍ成膜する。基板を５００℃に加熱しながら、その上層部に、Ｆｅ、ＰｔおよびＣをターゲットとして用いたスパッタ法によってＦｅＰｔ−Ｃ磁気記録層をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで６ｎｍ形成する。得られた磁気記録層は、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と磁性粒子１１間に設けられたＣ層１０からなる粒界とを含むグラニュラ構造を有する。
次に、図１１（ｂ）に示すように、Ｃ１０をエッチングにより取り除く。Ｃ１０は、たとえば酸素プラズマを用いるエッチング法により、取り除くことができる。具体的には、酸素流量２０ｓｃｃｍ、全圧０．１Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、プラテンパワー１０Ｗの条件で６０秒間のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行う。これにより、粒界１３中のＣ層が全て除去されて溝になる。
次に、図１１（ｃ）に示すように、ＦｅＰｔ磁性粒子１１と溝の上に、分子量５０００〜５００００のＨＳＱ（水素化シルセスキオキサンポリマー）を使用して、スピンコート法により厚さ５０ｎｍのＳＯＧ（Spin On Glass）層１２を成膜する。分子量の比較的大きいＳＯＧを用いることにより、粒界１３の溝の底部とＳＯＧ層１２との間に空隙２０が設けられる。これにより、粒界１３は、空隙２０と、空隙２０上に埋め込まれたＳＯＧ層の一部１２’から構成される。この粒界１３と磁性粒子１１により磁気記録層３が得られる。
次に、図１１（ｄ）に示すように、エッチングにより、ＳＯＧ層１２の上層面が均一面になるように、かつ、ＦｅＰｔ磁性粒子１１上に２ｎｍ積層されるように平坦化・薄層化処理をおこなう。このエッチングは、たとえばＣＦ４ガスによるＲＩＥを用いる。
その後、図１１（ｅ）に示すように、ＳＯＧ層１２の上層部にスパッタ法によりＤＬＣ保護膜４をＡｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで５ｎｍ形成して、実施例５に係る磁気記録媒体５００が得られる。
これらの実施例１ないし５にかかる磁気記録媒体において、記録再生特性を評価した。記録再生特性の評価は、スピンスタンドを用いて測定した。
記録再生特性の評価は、記録周波数の条件を線記録密度１０００ｋＢＰＩとして測定した。
その結果、実施例１のＳＮＲは、１１．１ｄＢ、実施例２は１１．４ｄＢ、実施例３は１０．８ｄＢ、実施例４は１１．０ｄＢ、及び実施例５は１１．６ｄＢと良好な記録再生特性を示すことが分かった。また、比較例１は１０．５ｄＢであった。
実施例１ないし５に示すように、ＦｅＰｔ磁性粒子１１間にＣ層１０とＳｉＯ２層及び/または空隙２０からなる粒界１３を設けることにより、粒界を第１の粒界と第２の粒界に分割し、その少なくとも一方に熱伝導を抑制させるための構造を形成することができる。
実施例６
図１２は、実施例６に係る磁気記録媒体を適用可能な磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
図１２は、実施例６に係る磁気記録媒体を適用可能な磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
図１２に示されるように、実施形態に係る磁気記録再生装置１３０は、上面の開口した矩形箱状の筐体１３１と、複数のねじにより筐体１３１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。
筐体１３１内には、例えば実施例５に係る磁気記録媒体５００、この磁気記録媒体５００を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ１３３、磁気記録媒体５００に対して熱アシスト方式により磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド１３４、磁気ヘッド１３４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド１３４を磁気記録媒体５００に対して移動自在に支持するヘッドジンバルアッセンブリ１３５、ヘッドジンバルアッセンブリ１３５を回転自在に支持する回転軸１３６、回転軸１３６を介してヘッドジンバルアッセンブリ１３５を回転、位置決めするボイスコイルモータ１３７、及びヘッドアンプ回路基板１３８等が収納されている。
図１３は、図１２の磁気ヘッド周辺の構成を表す図を示す。
図示するように、熱アシスト方式により磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド１３４は、ヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）１３５のアーム３２から延出したサスペンション３４の延出端にジンバル３４ｂを介して支持されている。また、ＨＧＡ１３５は、実施例５に係る磁気記録媒体５００の垂直磁気記録層３を局所的に加熱する加熱部として、レーザ光を照射するレーザ光源５０を備えている。このレーザ光源５０は、例えば、サスペンション３４の先端部上に実装されている。
また、ヘッド部４４は、スライダ１３４のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド５２および記録ヘッド５１を有し、分離型磁気ヘッドとして形成されている。
磁気記録再生装置１３０を用いてレーザ光源５０により４００℃で加熱を行った場合のレーザ光源からの距離に対する磁気記録媒体の温度を計算した。
図１４に、レーザ光源からの距離と磁気記録媒体の温度との関係を表すグラフを示す。
図中、１２１は、実施例５に係る磁気記録媒体を使用した場合、１２２は、比較として比較例１に係る磁気記録媒体を使用した場合を各々示す。
図示するように、例えば熱源中心から３０ｎｍの位置では比較例１よりも実施例５の方が３０℃低くなり、実施形態にかかる磁気記録媒体を使用すると、磁性粒子間の熱広がりを抑制できることがわかる。
また、実施例１ないし４についても同様の値を求めたところ、磁性粒子間の熱広がりを抑制する効果が見られた。
実施例７
図１５に、実施例７にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図１５に、実施例７にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図示するように、磁気記録媒体６００は、熱アシスト記録用の磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体であり、ガラス基板１と、ＭｇＯ下地層２との間に、例えばＡｇからなるヒートシンク層５が設けられていること以外は、図１と同様の構造を有する。
このヒートシンク層は、Ａｇをターゲットして、スパッタにより、Ａｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで３０ｎｍ成膜する。
実施例７にかかる磁気記録媒体によれば、ヒートシンク層５が設けられていることにより、さらに、磁性粒子間の熱広がりを抑制するという効果がある。
また、実施例１と同様に磁気記録再生特性を測定したところ、ＳＮＲは１３．６ｄＢであった。
実施例８
図１６に、実施例８にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図１６に、実施例８にかかる磁気記録媒体を表す断面図を示す。
図示するように、磁気記録媒体７００は、熱アシスト記録用の磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体であり、ＭｇＯ下地層２と、磁気記録層３の間に、例えばＺｒＯ２からなる熱バリア層６がさらに設けられていること以外は、図１５と同様の構造を有する。
この熱バリア層は、ＺｒＯ２をターゲットして、スパッタにより、Ａｒガス圧１Ｐａ、ＤＣ１０００Ｗで１０ｎｍ成膜する。
実施例８にかかる磁気記録媒体によれば、熱バリア層が設けられていることにより、さらに、磁性粒子間の熱広がりを抑制するという効果がある。
また、実施例１と同様に磁気記録再生特性を測定したところ、ＳＮＲは１３．８ｄＢであった。
また、上記実施例７及び８の磁気記録層の構成は、実施例１と同様であるものに限らず、実施例２ないし実施例５に用いられる磁気記録層の構成から選択することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…基板、２…下地層、３…磁気記録層、４…保護膜、
１０…カーボン、１１…磁性粒子、１２…非磁性層、２０…空隙
１０…カーボン、１１…磁性粒子、１２…非磁性層、２０…空隙
Claims (16)
- 基板、及び
該基板上に形成された、磁性粒子と、該磁性粒子間に設けられた粒界とを有する磁気記録層を含み、
前記粒界は、第１の熱伝導率を有する第１の粒界と、該第１の粒界上に設けられた第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界とを有し、該第１の粒界及び該第２の粒界の少なくとも一方が熱伝導を抑制することを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記基板と前記磁気記録層との間にヒートシンク層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記ヒートシンク層は銀、銅、金、及びそれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記ヒートシンク層と前記磁気記録層との間に熱バリア層をさらに含む請求項２または３に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱バリア層はＺｒＯ２を含む請求項４に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性粒子は、Ｌ１０構造の鉄プラチナ合金、Ｌ１０構造のコバルトプラチナ合金、及びコバルトとプラチナの多層膜からなる群から選択される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記第１の粒界及び第２の粒界は、各々、カーボン、ＳｉＯ２、及びＴｉＯ２からなる群から選択される少なくとも１種の材料からなる層と、該層及び前記磁性粒子により区画された空隙とから選択される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
- 基板上に磁性粒子と該磁性粒子間に設けられた第１の材料からなる粒界とを有する磁気記録層を形成する工程、
前記粒界の少なくとも一部を除去して溝を形成し、該溝上に該第１の材料の熱伝導率より低い熱伝導率を有する第２の材料からなる層を形成することにより、前記粒界を、第１の熱伝導率を有する第１の粒界、及び該第１の粒界上に設けられ、第１の熱伝導率とは異なる第２の熱伝導率を有する第２の粒界に分割し、該第１の粒界及び第２の粒界の少なくとも一方に熱伝導を抑制させるための構造を形成する工程を具備する磁気記録媒体の製造方法。 - 前記磁気記録層を形成する工程の前に前記基板上にヒートシンク層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
- 前記ヒートシンク層は、銀、銅、金、及びそれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む請求項９に記載の方法。
- 前記磁気記録層を形成する工程の前に、前記ヒートシンク層上に熱バリア層を形成する工程をさらに含む請求項９または１０に記載の方法。
- 前記熱バリア層はＺｒＯ２を含む請求項１１に記載の方法。
- 前記磁気記録媒体を製造する工程は、ＦｅＰｔ−Ｃからなるターゲット、または、Ｃｏ、Ｐｔ、及びＣターゲットをスパッタすることを含む請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
- 前記第１の粒界及び第２の粒界は、各々、カーボン、ＳｉＯ２、及びＴｉＯ２からなる群から選択される少なくとも１種の材料からなる層と、該層及び前記磁性粒子により区画された空隙とから選択される請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記第１の材料はカーボンであり、前記第２の材料はＳｉＯ２、及びＴｉＯ２のうち一方であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
- 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を加熱するための熱源を備えた磁気ヘッドとを具備する磁気記録再生装置。
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