JP6199618B2 - 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、レーザー光源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磁気記録方式が提案されている。

熱アシスト磁気記録方式では、磁気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、磁気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。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比を実現できる。

非特許文献１には、ＦｅＰｔに３８％のＳｉＯ_２を添加することにより、磁性粒径を５ｎｍまで低減できることが記載されている。さらに、同文献には、ＳｉＯ_２の添加量を更に５０％にまで増やすことにより、粒径を２．９ｎｍまで低減できることが記載されている。

また、高い垂直磁気異方性を有する熱アシスト磁気記録媒体を得るには、磁性層中のＬ１_０型規則合金に良好な（００１）配向をとらせることが好ましい。磁性層の配向は、下地層によって制御できるため、これを実現するためには適切な下地層を用いる必要がある。

下地層に関して、例えば、特許文献１にはＭｇＯ下地層を用いることによって、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ磁性層が良好な（００１）配向を示すことが示されている。

また、特許文献２には、Ｃｒ−Ｔｉ−Ｂ合金等のＢＣＣ構造を有する結晶粒径制御層上に、結晶配向性制御兼低熱伝導中間層であるＭｇＯ層を形成することによって、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ磁性層が更に良好な（００１）配向を示すことが記載されている。

特許文献３の実施例２．３には下地層としてＷ−５ａｔ％Ｍｏ／Ｃｒを用いた例が開示されている。

また、次世代の記録方式として注目されている他の技術として、マイクロ波アシスト磁気記録方式がある。マイクロ波アシスト磁気記録方式は、磁気記録媒体の磁性層にマイクロ波を照射して磁化方向を磁化容易軸から傾けて、磁性層の磁化を局所的に反転させて磁気情報を記録する方式である。

マイクロ波アシスト磁気記録方式においても、熱アシスト磁気記録方式と同様に、磁性層の材料として、Ｌ１_０型結晶構造を有する合金からなる高Ｋｕ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である。

ところで、上記熱アシスト磁気記録方式や、マイクロ波アシスト磁気記録方式の磁気記録媒体を用いた磁気記憶装置において、さらに、高い媒体ＳＮ比を実現するため、磁気記録媒体において磁性結晶粒を微細化すると同時に、磁性結晶粒間の交換結合を十分に低減することが求められている。これを実現する方法としては、上述のように磁性層にＳｉＯ_２やＣ等の粒界相材料を添加することが有効である。

特開平１１−３５３６４８号公報 特開２００９−１５８０５４号公報 特開２０１２−４８７９２号公報

Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１０４，０２３９０４（２００８）

しかしながら、磁気記憶装置とした際に十分な媒体ＳＮ比とするために粒界相材料を多量に添加すると、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金の結晶粒（以下、「磁性層結晶粒」ともいう）、例えば、ＦｅＰｔ合金結晶粒の規則度が劣化し、Ｋｕが低下するという問題があった。

本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を高めることができる磁気記録媒体の提供を目的とする。

本発明は、基板と、
該基板上に形成された複数の下地層と、
Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層と、を有し、
前記複数の下地層のうち少なくとも１層はＷを含有する結晶質下地層であり、
前記Ｗを含有する結晶質下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｂを５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下、または、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素を１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下、または、酸化物を１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下含有しており、
前記Ｗを含有する結晶質下地層と前記磁性層との間には、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層が形成され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、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を高めることができる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で作製した磁気記録媒体の層構成の断面模式図。 実験例５で作製した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］
本実施形態においては、本発明の磁気記録媒体の構成例について説明する。

本実施形態の磁気記録媒体は、基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層と、を有する。そして、複数の下地層のうち少なくとも１層はＷを含有する結晶質下地層である。

また、Ｗを含有する結晶質下地層は、Ｗを主成分としており、さらに、Ｂ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素を１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下、または、酸化物を１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下含有している。

そしてさらに、Ｗを含有する結晶質下地層と前記磁性層との間には、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層が形成されている。

まず、上述のように本実施形態の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された複数の下地層と、磁性層と、を有している。

ここで、基板については特に限定されるものではなく、磁気記録媒体用途で用いられている各種基板を用いることができる。

そして、該基板上には複数の下地層が形成されており、複数の下地層のうち少なくとも１層はＷ（タングステン）を含有する結晶質下地層となっている。

Ｗを含有する結晶質下地層は、Ｗを主成分としている。そしてさらに、上述のＢ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素、または、酸化物を含有している。ここでの酸化物とは、特に限定されるものではないが、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯから選択された１種以上であることが好ましい。

Ｗを含有する結晶質下地層が、Ｂ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種類以上の元素を含有している場合、Ｂ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種類以上の元素の含有量（添加量）は１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。これは、２０ｍｏｌ％を超えると下地層の（１００）面への配向性が低下する場合があり、好ましくないためである。また、Ｂ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種類以上の元素の含有量が１ｍｏｌ％未満では、十分に効果を発揮できない場合があるため、含有量が上記範囲内にあることが好ましい。特にＢ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種類以上の元素の含有量（添加量）は５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。

また、Ｗを含有する結晶質下地層が酸化物を含有している場合、酸化物の含有量は１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、１０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。

これは、上記酸化物または酸化物の含有量が５０ｖｏｌ％を超えると下地層の（１００）面への配向性が低下する場合があり、好ましくないためである。また、上記酸化物の含有量が１ｖｏｌ％未満の場合、十分に効果を発揮できない場合があるため、含有量が上記範囲内にあることが好ましい。

Ｗを含有する結晶質下地層が酸化物を含有する場合、酸化物の体積含有量（ｖｏｌ％）は、Ｗを含有する結晶質下地層に含まれる物質それぞれのモル濃度（ｍｏｌ％）、密度r（ｇ／ｃｃ）、分子量Ｍ（ｇ／ｍｏｌ）から計算することができる。物質の密度、分子量は例えば“CRC Handbook of Chemistry and Physics”に記載されているデータを使用することにより求めることができる。Ｗ（タングステン）に酸化物Ａを添加する場合、酸化物Ａの体積含有量（ｖｏｌ％）の計算式は以下の式１で表わされる。式中、Ｗのモル濃度、密度、分子量をそれぞれ、Ｃ_Ｗ、ρ_Ｗ、Ｍ_Ｗとして示している。また、酸化物Ａのモル濃度、密度、分子量をそれぞれ、Ｃ_Ａ、ρ_Ａ、Ｍ_Ａとして示している。

（酸化物Ａの体積含有量）＝ρ_Ｗ・Ｃ_Ａ・Ｍ_Ａ／（Ｃ_ＷＭ_Ｗρ_Ａ＋Ｃ_ＡＭ_Ａρ_Ｗ）・・・式（１）
Ｗ（タングステン）に１０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を添加する場合を例に、上記式（１）によりＣｒ_２Ｏ_３のｖｏｌ％を計算すると、２５．４ｖｏｌ％である。ＥＤＳ（エネルギー分散型X線分析）で確認された１０ｍｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含有する、Ｗを含有する結晶質下地層について平面ＴＥＭ観察を行ったところ、約２４ｖｏｌ％のＣｒ_２Ｏ_３を含有することが確認され、理論的計算値がほぼ同じであることが確認できた。

Ｌ１_０構造のＦｅＰｔ合金等の結晶粒を含有する磁性層は、下地層上に形成されるが、下地層の結晶粒径が大きい場合、一つの結晶粒の上に複数のＬ１_０構造を有する合金の結晶粒が成長することになる。このため、従来は磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金の個々の結晶粒の粒径が不均一となり、粒径分散が大きくなるという問題があった。これに対して、本実施形態の磁気記録媒体においては、Ｗを含有する結晶質下地層を設けることにより、下地層の粒径を微細化できる。下地層の粒径を微細化することによって、一つの下地層結晶粒の上に一つの磁性層結晶粒が成長する“Ｏｎｅ ｔｏ ｏｎｅ成長”が促進される。これにより、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金の結晶粒の粒径の均一化を図ることを可能とした。すなわち、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金結晶粒の粒径分散の低減を可能とした。そして、同時に、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を向上させることが可能になる。本実施形態の磁気記録媒体においては係る下地層を設けることにより、さらに、保磁力分散も低減でき、磁性層結晶粒間の分離が促進され、交換結合を低減できる。また、反転磁界分散（ＳＦＤ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を低減できる。
ここで、Ｗを含有する結晶質下地層におけるＷの含有量としては特に限定されるものではないがＷが主成分となるように添加されていることが好ましく、具体的には、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ元素、または、酸化物を除いた、Ｗ化合物、または、Ｗに他の元素がドープされた物質において最も含有量の多い元素をＷとすることが好ましい。特に、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、または、酸化物を除いたＷ化合物においてＷの含有量は３０ａｔ％以上であることが好ましく、９０ａｔ％以上であることがより好ましい。なお、Ｗは単体の状態で含まれている必要はなく、前述のように他の元素がドープされた状態であってもよく、化合物の状態であっても良い。

また、磁気記録媒体の性能を安定させるため、複数の下地層の間における格子ミスフィットは１０％以下であることが好ましい。格子ミスフィット調整のため、Ｗを含有する結晶質下地層は、さらに、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖから選択される１種類以上の元素を含有することができる。Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖから選択される１種類以上の元素を含有する場合、含有量については特に限定されるものではなく、上記格子ミスフィットを制御できるようにその添加量を選択することができる。

上記Ｗを含有する結晶質下地層の配向をより確実に（１００）配向とするため、Ｗを含有する結晶質下地層の下に配向制御下地層を形成することが好ましい。配向制御下地層の材料としては特に限定されるものではないが、例えばＣｒ（Ｃｒ金属）、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、及び、Ｂ２構造を有する合金から選択された１種以上の金属を用いることができる。そして、この場合、Ｗを含有する結晶質下地層は、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、及び、Ｂ２構造を有する合金から選択された１種以上の金属からなる配向制御下地層の上に形成することが好ましい。

Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金としては、ＣｒＭｎ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＲｕ等が挙げられる。また、配向制御下地層としてＣｒ、もしくはＣｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金に、更にＢ、Ｓｉ、Ｃ等を添加すれば、Ｗを含有する結晶質下地層の結晶粒子サイズ、分散度等をより改善することができる。但し、添加する場合、配向制御下地層自体の（１００）配向性が劣化しない範囲で添加することが望ましい。

また、Ｂ２構造を有する合金としては例えば、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ等が挙げられる。

次に磁性層について説明する。

磁性層の材料としては特に限定されるものではないが、高い結晶磁気異方定数Ｋｕを有することから、Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とするものを好ましく用いることができる。このようなＬ１_０構造を有する合金としては、例えば、ＦｅＰｔ合金やＣｏＰｔ合金等が挙げられる。

上述のように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、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、Ｃ、Ｂ、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。

そして、Ｌ１_０構造を有する磁性層の規則化を促進するため、本実施形態の磁気記録媒体の製造する際の磁性層形成時に６００℃程度の加熱を行うことが好ましい。この際に、下地層と磁性層との間の界面拡散を抑制するため、Ｗを含有する結晶質下地層と磁性層との間に、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層が形成されていることが好ましい。

この際、ＮａＣｌ型構造を有する材料は特に限定されるものではないが、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣから選択された１種類以上の化合物を含むことが好ましい。

以上に本実施形態の磁気記録媒体の構成例について説明したが、本実施形態の磁気記録媒体は更に任意の各種部材を設けることができ、例えば、以下の部材を備えた構成とすることもできる。

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、磁性層の速やかな冷却を行うため、ヒ−トシンク層を形成することが好ましい。ヒ−トシンク層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ等の熱伝導率の高い金属や、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ等の熱伝導率の高い金属を主成分とした合金を用いることができる。例えば熱アシスト磁気記録方式では、磁気記録媒体の磁性層は、レーザーによる加熱後、速やかに冷却され、加熱スポットの拡がりを抑制することが好ましい。このためヒートシンク層を設けることにより、磁化遷移領域の幅が低減され、媒体ノイズを低減でき、好ましい。ヒートシンク層を設ける場所については特に限定されるものではないが、例えば配向制御下地層の下に、もしくは配向制御下地層とバリア層の間に形成することが好ましい。

また、書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。軟磁性下地層の材料としては特に限定されるものではないが、例えばＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＢ、ＣｏＦｅＴａＳｉ、ＣｏＦｅＴａＺｒ等の非晶質合金、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ等の微結晶合金、ＮｉＦｅ等の多結晶合金を用いることができる。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、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。

以上、説明してきた本実施形態の磁気記録媒体は、熱アシスト磁気記録方式や、マイクロ波アシスト磁気記録方式の磁気記録媒体として好ましく用いることができる。

以上、本実施形態の磁気記録媒体によれば、所定の下地層上に磁性層を形成することにより、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を高めることができる。
［第２の実施形態］
本実施形態では、本発明の磁気記憶装置の構成例について説明する。なお、本実施形態では熱アシスト磁気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を有する、マイクロ波アシスト磁気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１００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１０１と、磁気ヘッド１０２と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４等から構成できる。

そして、磁気ヘッド１０２として、例えば図２に示した記録用磁気ヘッドを用いることができる。係る磁気ヘッドは、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、所定の下地層上に磁性層を形成することにより、磁性層に含まれるＬ１_０構造を有する合金結晶粒の規則度を低下させることなく、磁気記憶装置とした場合に媒体ＳＮ比を高めることができる。また、オーバーライト特性（重ね書き特性）が良好な磁気記録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］
（実施例１−１〜１−１３、比較例１−１〜１−２）
本実験例では、実施例１−１〜１−１３、比較例１−１、１−２の試料を作製し、その評価を行った。

図３に本実験例で作製した磁気記録媒体の層構成の断面模式図を示す。以下にその製造工程について説明する。

本実験例では、２．５インチガラス基板３０１上に、シ−ド層３０２として膜厚２５ｎｍのＮｉ−３５ａｔ％Ｔａ層を形成し、３００℃の基板加熱を行った。

配向制御下地層３０３として膜厚２０ｎｍのＲｕ−５０ａｔ％Ａｌを形成した。

次いでＷを含有する結晶質下地層３０４を膜厚が１５ｎｍになるように形成した。

さらに、バリア層３０５として膜厚２ｎｍのＭｇＯ層を形成した。

その後、５８０℃の基板加熱を行い、８ｎｍの（Ｆｅ−４６ａｔ％Ｐｔ）−１５ｍｏｌ％ＳｉＯ_２磁性層３０６を形成し、さらに膜厚３ｎｍのＤＬＣ保護膜３０７を形成した。

Ｗを含有する結晶質下地層３０４は表１に示したように、各実施例により組成の異なる層を形成している。実施例１−１ではＷ−８ｍｏｌ％Ｂ層を、実施例１−２ではＷ−８ｍｏｌ％Ｓｉ層を、実施例１−３ではＷ−８ｍｏｌ％Ｃ層を、実施例１−４ではＷ−８ｍｏｌ％Ｂ_２Ｏ_３層を、実施例１−５ではＷ−８ｍｏｌ％ＳｉＯ_２層を、実施例１−６ではＷ−１０ｍｏｌ％ＣｅＯ_２層を、実施例１−７ではＷ−１６ｍｏｌ％ＴｉＯ層を、実施例１−８ではＷ−１０ｍｏｌ％ＺｒＯ_２層を、実施例１−９ではＷ−１０ｍｏｌ％Ａｌ_２Ｏ_３層を、実施例１−１０ではＷ−５ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３層を、実施例１−１１ではＷ−１８ｍｏｌ％ＮｉＯ層を、実施例１−１２では（Ｗ−２０ａｔ％Ｔａ)−５ｍｏｌ％Ｔａ_２Ｏ_５層を、実施例１−１３では（Ｗ−２０ａｔ％Ｃｒ)−８ｍｏｌ％Ｃｒ_２Ｏ_３層をそれぞれ形成した。

また、比較例１−１、１−２では、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、または、酸化物を添加していない、Ｗ層、Ｗ−２０ａｔ％Ｔａ層をそれぞれ形成した媒体を作製した。

本実験例で作製した試料（媒体）のＸ線回折測定を行ったところ、配向制御下地層３０３のＲｕ−５０ａｔ％Ａｌからは、（１００）面の回折ピ−クと弱い（２００）面の回折ピ−クが観察された。

Ｗを含有する結晶質下地層３０４からは（２００）面の回折ピ−クのみが観察された。

磁性層３０６からは、Ｌ１_０−ＦｅＰｔの（００１）面の回折ピ−ク、及び、Ｌ１_０−ＦｅＰｔの（００２）面の回折ピ−クとＦＣＣ−ＦｅＰｔの（２００）面の回折ピ−クの混合ピ−クが観察された。

バリア層３０５は２ｎｍと薄いため、明瞭な回折ピ−クはみられなかったが、磁性層３０６が上記配向をとっていることから、（１００）配向をとっていると考えられる。

また、シ−ド層３０２からは明瞭な回折ピ−クはみられなかったことから、該シ−ド層は非晶質構造であることがわかる。

表１に、Ｌ１_０−ＦｅＰｔの（００２）面の回折ピ−クとＦＣＣ−ＦｅＰｔの（２００）面の回折ピ−クの混合ピ−ク強度(Ｉ_００２＋Ｉ_２００)に対する、Ｌ１_０−ＦｅＰｔの（００１）面の回折ピ−ク強度Ｉ_００１の比率Ｉ_００１／（Ｉ_００２＋Ｉ_２００）を表わす。また、保磁力Ｈｃと規格化した保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。

ここで、ＨｃはＳＵＱＩＤ（超伝導量子干渉素子）により、７Ｔの磁界を印加して室温で測定した磁化曲線から求めた。また、ΔＨｃ／Ｈｃは、「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ．２７， ｐｐ４９７５−４９７７， １９９１」に記載の方法で測定した。具体的には、７Ｔの最大磁界を印加して室温で測定したメジャーループ、及びマイナーループにおいて、磁化の値が飽和値の５０％となるときの磁界を測定し、両者の差分から、Ｈｃ分布がガウス分布であると仮定してΔＨｃ／Ｈｃを算出した。ΔＨｃ／Ｈｃは、反転磁界分散に相当するパラメ−タ−であり、この値が低いほど、磁気記憶装置とした際に高い媒体ＳＮ比が得られることを示しており好ましい。

表１の結果によると、本実験例のうち実施例１−１〜１−１３の試料においてはいずれもＨｃが３８ｋＯｅ以上を示しており、比較例１−１、１−２の試料（媒体）より、６ｋＯｅ以上高くなっていることが確認できた。

また、ΔＨｃ／Ｈｃについては、実施例１−１〜１−１３の試料についてはいずれも０．３以下を示し、比較例１−１、１−２の媒体より低くなっていることが確認できた。

また、本実施例１−１〜１−１３の試料と比較例１−１、１−２の試料のＩ_００１／（Ｉ_００２＋Ｉ_２００）はいずれも２．１以上の高い値を示していたことから、磁性層中のＬ１_０−ＦｅＰｔ合金の規則度が良好であることが分かる。

以上の結果から、Ｗを含有する結晶質下地層にＢ、Ｓｉ、Ｃ、または酸化物を添加することにより、磁性層中のＬ１_０構造を有する合金結晶粒の規則度を維持できることが確認できた。また、磁性層のＬ１_０−ＦｅＰｔ合金の分散度を大幅に改善し、反転磁界分散を低減できることも確認できた。
［実験例２］
（実施例２−１〜２−１２、比較例２−１）
図４に本実験例で作製した磁気記録媒体の断面模式図を示す。

２．５インチガラス基板４０１上に、シード層４０２として、膜厚２５ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ層を形成し、３００℃の基板加熱を行った。

配向制御下地層４０３として膜厚２０ｎｍのＣｒ−５ａｔ％Ｍｎを形成した。

Ｗを含有する結晶質下地層４０４として、膜厚２０ｎｍのＷ−８ｍｏｌ％ＳｉＯ_２層を形成した。

さらに、バリア層４０５として膜厚２ｎｍの層を形成した。バリア層４０５は、各実施例により組成の異なる層を形成している。具体的には表２に示したように、実施例２−１はＭｇＯ層を、実施例２−２はＴｉＯ層を、実施例２−３はＮｉＯ層を、実施例２−４はＴｉＮ層を、実施例２−５はＴｉＣ、実施例２−６はＴａＮ層を、実施例２−７はＨｆＮ層を、実施例２−８はＮｂＮ層を、実施例２−９はＺｒＣ層を、実施例２−１０はＨｆＣ層を、実施例２−１１はＮｂＣを、実施例２−１２はＴａＣ層を形成した。また、比較例２−１としてバリア層を設けない試料も作製した。

その後、６００℃の基板加熱を行い、磁性層４０６として膜厚１０ｎｍの（Ｆｅ−４５ａｔ％Ｐｔ）−１２ｍｏｌ％ＳｉＯ_２−６ｍｏｌ％ＢＮ層を形成した。さらに、ＤＬＣ保護膜４０７として、膜厚３ｎｍの層を形成した。

実験例１の場合と同様に保磁力Ｈｃと保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを測定した結果を表２に示す。

表２の結果によると、本実験例のうち実施例２−１〜２−１２の試料においては、いずれもＨｃが３８ｋＯｅ以上の高いＨｃと、０．３以下の低いΔＨｃ／Ｈｃを示した。

また、実施例の試料の中でも特にバリア層４０５としてＭｇＯ層、ＴｉＮ層、ＴａＣ層を形成した実施例２−１、実施例２−４、実施例２−１２の試料においては、Ｈｃが４０ｋＯｅ以上と特に高くなっていることが確認された。

一方、バリア層４０５を形成しなかった比較例２−１の試料において、Ｈｃは２０ｋＯｅ以下と低く、ΔＨｃ／Ｈｃは０．３８と高くなっていることが確認された。これは、Ｌ１_０構造を有する磁性層の規則化の促進を目的として、磁性層を形成する際に基板を６００℃に加熱しているが、この際に下地層と磁性層との間で界面拡散が生じ、磁性層が十分な性能を発揮できなかったためと考えられる、
以上の結果から、規則度が良好なＬ１_０型構造を有する合金を主成分とする磁性層を形成するため基板加熱を行う際に、下地層と磁性層との間での界面拡散を抑制するため、下地層と磁性層の間に、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層を設けることが好ましいことが確認できた。
［実験例３］
（実施例３−１〜３−６、比較例３−１）
表３に示すように、Ｗを含有する結晶質下地層４０４として、０．５〜２６．５ｍｏｌ％のＳｉＯ_２を添加した（Ｗ−２０ａｔ％Ｔａ）−ＳｉＯ_２層を形成した点以外は実施例２−１２と同一膜構造の磁気記録媒体を作製した。

また、比較例３−１は、Ｗを含有する結晶質下地層４０４として、ＳｉＯ_２を添加しないＷ−２０ａｔ％Ｔａ層を形成した試料（媒体）を作製した。

なお、実施例、比較例において、Ｗを含有する結晶質下地層の組成以外の層構成、成膜プロセスは、実験例２と同様にして行った。

表３に実施例３−１〜３−６および比較例３−１において得られた試料についての、保磁力Ｈｃの測定結果を示す。

表３の結果によると、実施例３−１〜３−６においては、いずれもＨｃが３５ｋＯｅ以上になっていることが確認され、ＳｉＯ_２を添加していない比較例３−１の試料と比較して性能が向上していることが確認できた。この結果から、Ｗを含有する結晶質下地層において、Ｗに上述したＳｉＯ_２を添加する場合、その添加量は０．５ｍｏｌ％以上２６．５ｍｏｌ％以下とすることが好ましいことが分かる。

また特に、Ｗを含有する結晶質下地層において、ＳｉＯ_２の添加量が５〜２０ｍｏｌ％の試料（実施例３−２〜実施例３−６）のＨｃは３９ｋＯｅ以上と高くなっていることが確認された。

そして、ＳｉＯ_２の添加量が１ｍｏｌ％である実施例３−１の試料と、ＳｉＯ_２の添加量が２６．５ｍｏｌ％である実施例３−６の試料においては、上述のように、比較例３−１の試料と比較してその添加効果を確認することができた。しかし、Ｈｃが３５ｋＯｅ程度であり、他の実施例の試料よりも性能が若干劣ることが確認された。これは、ＳｉＯ_２の添加量が０．５ｍｏｌ％の場合、Ｗを含有する結晶質下地層の粒径の微細化が十分ではなく、磁性層のＬ１_０−ＦｅＰｔ合金粒子間の分離に対して十分な効果が得られていないためと考えられる。また、ＳｉＯ_２を２６．５ｍｏｌ％と過剰に添加した場合、Ｗを含有する結晶質下地層の（１００）面への配向性が低下したためと考えられる。

以上の結果より、Ｗを含有する結晶質下地層へＳｉＯ_２を添加する場合、その添加量は０．５ｍｏｌ％以上２６．５ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、０．５ｍｏｌ％より多く２６．５ｍｏｌ％未満とすることがより好ましいことが分かる。また、表３に示す添加酸化物ｖｏｌ％の場合、ＳｉＯ_２の添加量は１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下とすることが好ましく、１ｖｏｌ％％より多く５０ｖｏｌ％未満とすることがより好ましいことが分かる。

また、本実験例ではＳｉＯ_２を例に検討したが、ＳｉＯ_２以外の酸化物についても同様の働きを有すると考えられることから、これらの化合物を添加する場合でも同様の添加量１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。
［実験例４］
（参考例４−１、実施例４−２〜４−４、参考例４−５、比較例４−１）
表４に示すように、Ｗを含有する結晶質下地層４０４として、１〜２０ｍｏｌ％のＢを添加したＷ−Ｂ層を形成した点以外は実施例２−１と同一膜構造の磁気記録媒体を作製した。

また、比較例４−１として、Ｗを含有する結晶質下地層４０４として、Ｂを添加しないＷ層を形成した試料（媒体）を作製した。

なお、実施例、参考例、比較例において、Ｗを含有する結晶質下地層の組成以外の層構成、成膜プロセスは、実験例２と同様にして行った。

表４に参考例４−１、実施例４−２〜４−４、参考例４−５および比較例４−１において得られた試料についての、保磁力Ｈｃの測定結果を示す。

表４の結果によると、参考例４−１、実施例４−２〜４−４、参考例４−５においては、いずれもＨｃが３５ｋＯｅ以上になっていることが確認され、Ｂを添加していない比較例４−１の試料と比較して性能が向上していることが確認できた。この結果から、Ｗを含有する結晶質下地層において、ＷにＢを添加する場合、その添加量は１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下とすることが好ましいことが分かる。

特に、Ｗを含有する結晶質下地層において、Ｂの添加量が５〜１５ｍｏｌ％の試料（実施例４−２〜４−４）のＨｃは３９ｋＯｅ以上と高くなっていることが確認された
Ｂの添加量が１ｍｏｌ％である参考例４−１の試料と、Ｂの添加量が２０ｍｏｌ％である参考例４−５の試料においては、上述のように、比較例４−１の試料と比較してその添加効果を確認することができた。しかし、他の実施例の試料よりも性能が若干劣ることが確認された。これは、Ｂの添加量が１ｍｏｌ％の場合、Ｗを含有する結晶質下地層の粒径の微細化が十分ではなく、磁性層のＬ１_０−ＦｅＰｔ合金粒子間の分離に対して十分な効果が得られていないためと考えられる。また、Ｂを２０ｍｏｌ％と過剰に添加した場合、Ｗを含有する結晶質下地層の（１００）面への配向性が低下したためと考えられる。

以上の結果より、Ｗを含有する結晶質下地層へＢを添加する場合、その添加量は１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、その添加量は１ｍｏｌ％より多く２０ｍｏｌ％未満とすることがより好ましいことが分かる。

なお、ここでは、Ｂを例に検討したが、Ｂ以外の上記元素（Ｓｉ、Ｃ）についても同様の働きを有すると考えられる。このため、Ｂ、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素を添加する場合でも同様の添加量、すなわち、１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、１ｍｏｌ％より多く２０ｍｏｌ％未満とすることがより好ましい。
［実験例５］
（実施例５−１〜５−１１、比較例５−１〜５−２）
図５に本実験例で作製した磁気記録媒体の層構成の断面模式図を示す。

２．５インチガラス基板５０１上に、接着層５０２として膜厚が１０ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ層を形成し、さらに、ヒートシンク層５０３として、膜厚５０ｎｍのＣｕ−０．５ａｔ％Ｚｒ層を形成した。そして、シード層５０４として、膜厚１０ｎｍのＣｒ−５０ａｔ％Ｔｉ層を形成し、３００℃の基板加熱を行った。

その後、配向制御下地層５０５として膜厚１０ｎｍのＣｒ−１０ａｔ％Ｒｕを形成した。

Ｗを含有する結晶質下地層５０６として、膜厚１５ｎｍの層を形成し、バリア層５０７として膜厚２ｎｍのＭｇＯ層を形成した。

その後、６００℃の基板加熱を行い、磁性層５０８として膜厚８ｎｍの（Ｆｅ−４６ａｔ％Ｐｔ）−３０ｍｏｌ％Ｃ層を形成した。さらに、ＤＬＣ保護膜５０９として、膜厚３ｎｍの層を形成した。

Ｗを含有する結晶質下地層５０６は、各実施例により組成の異なる層を形成している。具体的には表５に示したように、実施例５−１はＷ−８ｍｏｌ％Ｂ層を、実施例５−２はＷ−８ｍｏｌ％Ｓｉ層を、実施例５−３は（Ｗ−１５ａｔ％Ｔｉ）−１１ｍｏｌ％ＴｉＯ_２層を、実施例５−４はＷ−８ｍｏｌ％ＳｉＯ_２層を、実施例５−５は（Ｗ−１０ａｔ％Ｔａ）−１０ｍｏｌ％ＺｒＯ_２層を、実施例５−６はＷ−４ｍｏｌ％Ｎｂ_２Ｏ_５、実施例５−７はＷ−４．５ｍｏｌ％Ｌａ_２Ｏ_３、実施例５−８はＷ−１７ｍｏｌ％ＣｏＯ、実施例５−９はＷ−１６ｍｏｌ％ＦｅＯ、実施例５−１０は（Ｗ−１５ａｔ％Ｃｒ）−１６ｍｏｌ％ＭｎＯ、実施例５−１１はＷ−１４ｍｏｌ％ＺｎＯ層をそれぞれ形成した試料をそれぞれ作製した。また、比較例５−１ではＷを含有する結晶質下地層としてＷのみでＢ、Ｓｉ、Ｃ、または、酸化物添加していない層を、比較例５−２として、Ｗ−２０ａｔ％Ｔａ層を形成した試料をそれぞれ作製した。

そして、得られた実施例、比較例の磁気記録媒体の表面にパーフルオルエーテル系の潤滑剤を塗布し、図１に示した磁気記憶装置に組み込んだ。

本磁気記憶装置は、既述のように磁気記録媒体１００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１０１と、磁気ヘッド１０２と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４から構成される。

そして、磁気ヘッド１０２として、図２に示した記録用磁気ヘッドを用いてオーバーライト特性（ＯＷ特性）を評価した。本実験例で使用した磁気ヘッドは、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。

近接場光発生素子から発生した近接場光により磁気記録媒体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５に、上記ヘッドを用いて線記録密度１５００ｋＦＣＩ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、オーバーライト特性（表５中では「ＯＷ」と記載）を示す。ここで、レーザーダイオードに投入するパワーは、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が６０ｎｍとなるよう調整した。

本実施例５−１〜５−１１はいずれも１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比と、３０ｄＢ以上の高いオーバーライト特性を示した。特に、Ｗを含有する結晶質下地層にＷ−８ｍｏｌ％Ｓｉを使用した実施例５−２、Ｗ−８ｍｏｌ％ＳｉＯ_２を使用した実施例５−４、及びＷ−１７ｍｏｌ％ＣｏＯを試料した実施例５−８は１６ｄＢ以上と、特に高い媒体ＳＮ比を示した。

これに対し、Ｗを含有する結晶質下地層として、Ｗ層を形成した比較例５−１、Ｗ−２０ａｔ％Ｔａ層を形成した比較例５−２における媒体ＳＮ比とオーバーライト特性は、実施例と比較して著しく低くなった。

以上より、Ｗを含有する結晶質下地層として、Ｗを含有し、かつ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、または、酸化物を含有した層を形成した磁気記録媒体を用いることにより、媒体ＳＮ比が高く、かつ、オーバーライト特性が良好な磁気記憶装置が得られることがわかった。

１００、２１２ 磁気記録媒体
１０１ 磁気記録媒体駆動部
１０２ 磁気ヘッド
１０３ 磁気ヘッド駆動部
１０４ 記録再生信号処理系
３０１、４０１、５０１ 基板（ガラス基板）
３０４、４０４、５０６ Ｗを含有する結晶質下地層
３０５、４０５、５０７ バリア層
３０６、４０６、５０８ 磁性層

Claims (6)

1. 基板と、
   該基板上に形成された複数の下地層と、
   Ｌ１_０構造を有する合金を主成分とする磁性層と、を有し、
   前記複数の下地層のうち少なくとも１層はＷを含有する結晶質下地層であり、
   前記Ｗを含有する結晶質下地層は、Ｗを主成分とし、かつ、Ｂを５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下、または、Ｓｉ、Ｃから選択される１種以上の元素を１ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下、または、酸化物を１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下含有しており、
   前記Ｗを含有する結晶質下地層と前記磁性層との間には、ＮａＣｌ型構造を有する材料により構成されたバリア層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記酸化物は、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｏＯから選択される１種類以上であ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Ｗを含有する結晶質下地層が、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としたＢＣＣ構造の合金、Ｂ２構造を有する合金から選択される１種以上の金属からなる配向制御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または２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記ＮａＣｌ型構造を有する材料が、ＭｇＯ、ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴａＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣから選択された１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の磁気記録媒体。
5. 前記磁性層は、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ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、Ｂ_２Ｏ_３、Ｃ、Ｂ、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４いずれか一項に記載の磁気記録媒体。
6. 請求項１乃至５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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