垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置
【課題】室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや高い保磁力を有し、かつキュリー温度が低く、低パワーでも垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を低下して記録出来る媒体を得る。
【解決手段】基板１０１上に設けられた下地層１０２及び中間層１０３と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層１０４を有し、エネルギー照射により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体。中間層はＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層１０８とＰｄを主成分とする非磁性金属層１０９との積層体であり、強磁性金属層は膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層は膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比は２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差は８ｋＯｅ以上ある。
【解決手段】基板１０１上に設けられた下地層１０２及び中間層１０３と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層１０４を有し、エネルギー照射により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体。中間層はＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層１０８とＰｄを主成分とする非磁性金属層１０９との積層体であり、強磁性金属層は膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層は膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比は２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差は８ｋＯｅ以上ある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００８年現在、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の面記録密度は数百Ｇbit/inch2以上となり、高密度化に伴い、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へ記録方式が変化してきた。この方式では、高密度記録を行った際に、隣接ビットからの漏洩磁束が磁化を安定化させる方向に働くため、面内磁気記録と比べて、高密度化に有効であることがわかっている。しかしながら、１Ｔbit/inch2以上に高密度化するためには、ビットを小さくした場合でも環境温度に対する安定性つまり熱減磁現象の問題を解決する必要がある。
【０００３】
この問題を解決するには、室温でさらに大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有する記録層を適用する必要があるが、高保磁力の記録層に記録を行うことが出来るような、巨大な磁界を発生する記録磁気ヘッドの実現は非常に困難である。そこで、光照射により熱を発生させる等のエネルギーアシストにより、記録時のみ垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を低下させて磁化反転を起こして記録を行い、それ以外のときには垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を高いままにする、という画期的な記録方式が検討され始めた。中でも、近接場光を用いてエネルギーアシストする方式は、レーザ光をレンズ等で絞り光スポットを形成する方式に比べ、光スポットを波長以下の極めて小さいサイズに出来る。このためエネルギーアシストにより加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来、１Ｔbit/inch2以上の高録密度記録に適していると考えられる（非特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】Optics Letters, Vol.31, Issue 2, pp.259-261(2006).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、近接場光を用いたエネルギーアシスト方式では、近接場光の強度が光源からの距離に対して急激に低下する特性を持つため、光源から離れた距離に記録層が存在する場合は、記録層に照射される光強度が低くなり、記録層を実用上十分に加熱することができないという課題が生じている。また、光源に記録層を近づけて磁気スペーシングを小さくした場合にはヘッドの浮上特性が安定しない。さらに、室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有する記録層は、キュリー温度が高く、記録温度まで多数回のエネルギー照射を行うと、保護層、記録層等に不可逆的な劣化が生じるため、多数回の記録が困難である。キュリー温度が低い記録層では、垂直磁気異方性エネルギーや保磁力が小さすぎるという課題がある。
【０００６】
このように、大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有し、キュリー温度が低く、磁気スペーシングが小さくても浮上特性が良い、近接場光を用いたエネルギーアシストによる磁気記録が行なえる垂直磁気記録媒体を得ることは困難であった。
【０００７】
前述したように、高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現するには、次に述べるような種々の課題を網羅的に克服する必要がある。第１に、近接場光を用いたエネルギーアシスト用に記録層を実用上十分に加熱することができない。第２に、室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや高い保磁力を有し、かつキュリー温度が低い媒体を得ることが困難である。第３に、磁気スペーシングが小さい場合に、浮上特性が良い媒体を得ることが困難である。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決して、高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現する垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述課題を解決するための手段として、以下の手段を用いた。
（１）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射（アシスト）により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、強磁性金属層の膜厚が０．１５以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層の膜厚が０．４５以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とした。
これにより、エネルギー照射（アシスト）により高密度の垂直磁気記録が可能となる。
【００１０】
（２）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層と保護層を有し、エネルギー照射により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、中間層がＲｕ及び／又はＰｄｕからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、キャップ層がＣｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体からなり、強磁性金属層が０．１５以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層が０．４５以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とした。
これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
【００１１】
（３）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層のキュリー温度が２２０℃以上４００℃以下であることを特徴とした。
これにより、（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
【００１２】
（４）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層中の平均酸素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とした。
これにより、面内方向の磁気相互作用を小さくし、記録ノイズを低くすることが可能となる。
【００１３】
（５）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、強磁性金属層中の平均硼素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とした。
これにより、面内方向の粒径を小さくし、再生ノイズを低くすることが可能となる。
【００１４】
（６）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層の膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、前記磁気記録層の記録時の膜厚方向の温度分布を小さくし、安定なドメインを記録することが可能となる。
【００１５】
（７）前記（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、キャップ層中の平均酸素濃度が磁気記録層の平均酸素濃度より低いことを特徴とした。
これにより、潤滑層の平坦性が向上し、浮上特性が良好な媒体を得ることが可能となる。
【００１６】
（８）前記（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、キャップ層の膜厚が１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、浮上特性と磁気特性の両方が良好な媒体を得ることが可能となる。
【００１７】
（９）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＰｄからなることを特徴とした。
これにより、製膜時間が短縮され、生産性が向上した。
【００１８】
（１０）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＲｕからなることを特徴とした。
これにより、表面のラフネスが小さくなり、浮上特性が向上した。
【００１９】
（１１）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＲｕとＰｄからなることを特徴とした。
これにより、生産性と浮上特性が少しずつ向上した。
【００２０】
（１２）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備えた磁気記憶装置であって、垂直磁気記録媒体は、中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あり、記録時に磁気ヘッドのエネルギー照射源から垂直磁気記録媒体の磁気記録層表面までの距離が８ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、高密度の磁気記憶装置が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高密度の熱アシスト記録に適した、熱アシストによる昇温で記録が可能、かつ室温では高保磁力を有する垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施例１］
本発明の一つの実施例として、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層を有し、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。ここでは、近接場光を用いてエネルギーアシストを行った。これにより、媒体中の加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来る。エネルギーの照射量は、媒体の温度がキュリー点の約７０％以上になるように最適化して評価を行った。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明の一つの実施例として強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜からなる記録層１０４を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ63Ｔａ38層と約７ｎｍのＮｉ94Ｗ6層、中間層１０３として約１６ｎｍのＲｕ層、約１２ｎｍの記録層１０４、保護層１０６として約３ｎｍのＣＮ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、ＣＮ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０７を塗布した。図１（ｂ）は、記録層１０４を拡大した概念図である。記録層１０４には、強磁性金属層１０８にはＣｏ90Ｂ10、非磁性金属層１０９にはＰｄを用いた。多層膜の形成は、基板を固定し、回転型のカソードを用い、Ｃｏ90Ｂ10のターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成し、合計約１２ｎｍ製膜した。図１（ｂ）では簡略化されているが、記録層１０４中は、各構成層として強磁性金属層１０８を０．２ｎｍ、非磁性金属層１０９を０．６ｎｍ、交互に１５回積層されている。多層膜の場合の垂直磁気異方性の起源は、主に界面であるため、両者の層が交互に積層されて界面が形成されることが重要であり、強磁性金属層と非磁性金属層のどちらが先に製膜されていてもよい。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。また、多層記録層に粒界構造を形成するため、製膜時に微量の酸素を添加した。
【００２４】
中間層１０３は、図２に示すように、低ガス圧（１．４Ｐａ）で第１中間層２０１としてＲｕを８ｎｍ形成した後、高ガス圧（５Ｐａ）で第２中間層２０２としてＲｕを８ｎｍ形成した。このように、低ガス圧で平坦な膜を製膜して結晶性を整え、その上に高ガス圧で製膜して凹凸形状を形成（図２（ａ））することにより、お椀型の粒が分離した形状の上に垂直方向に結晶配向性の良い多層記録層１０４が形成できる（図２（ｂ））。強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜は主に結晶粒２０３中に形成されている（図２（ｃ））。中間層製膜時のガス圧の範囲としては、低ガス圧は１〜２Ｐａ、高ガス圧は４〜１０Ｐａにした場合、凹凸形状を形成し、記録層の分離促進と結晶配向性を良好にする効果が得られた。
【００２５】
まず、記録層について調べた。非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍと一定にし、強磁性金属層の浮上特性と飽和磁化の膜厚依存性を調べた。その結果を、図３及び表１に示す。
【００２６】
表１
強磁性金属層の膜厚（ｎｍ） 浮上特性（ｍＶ） 飽和磁化（emu/cc）
０．０５ ３１．３ −
０．１ ３１．３ ２１２
０．１５ ３１．３ ３０１
０．１７ ３１．３ ３２０
０．２ ３１．３ ３３６
０．２３ ３１．４ ３５９
０．２５ ３１．５ −
０．３ ３１．８ ４０３
０．４ ３２．７ ４１３
【００２７】
この場合、構成層の積層数は１８から１２回となるが、磁気モーメントは記録層膜厚に比例するため、記録層の総膜厚を約１２ｎｍと一定として比較を行った。浮上特性は、専用のピエゾ電気センサー端子をヘッドに取り付けた磁気ヘッドを有するテスタにて、ヘッド浮上時のピエゾ端子振動の出力をプロットして測定した。媒体の潤滑材表面が平坦でヘッドが媒体に衝突することなく安定に浮上しているほど、振動は少ないため、出力は小さくなる。安定に浮上している場合、ピエゾ出力は３１．５ｍＶ以下となり、掠ったり、衝突したりするなど浮上が不安定になるほど振動が大きくなるため、出力は大きくなる。実用的に媒体が使用されるためには、ヘッドの衝突等が生じてはならないため、ピエゾ出力は３１．５ｍＶ以下であることが重要である。さらに、３１．４ｍＶ以下は、外部振動などの外乱が生じても、媒体とヘッドとが衝突しないレベルであり、より好ましい。飽和磁化は、媒体を小片に切断した後、振動磁気磁針計（ＶＳＭ）を用いて測定を行った。本明細書中で特に温度の記載がない評価に関しては全て室温で行った。飽和磁化が小さいと、ビットが記録された際の信号レベルが低くなり、ＳＮＲが低くなってしまい正しく記録された情報を再生することが出来ない。このため、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上であることが重要となる。
【００２８】
図３及び表１より、強磁性金属層の膜厚が薄いほどヘッド浮上時のピエゾ出力が小さく浮上特性が良好になり、厚いほど飽和磁化が大きくなることがわかる。強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下の場合に、ピエゾ出力が３１．５ｍＶ以下、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、浮上特性及び磁気特性の両者が良好な結果が得られた。さらに、強磁性金属層の膜厚が０．１７ｎｍ以上０．２３ｎｍ以下の場合に、ピエゾ出力が３１．４ｍＶ以下、飽和磁化が３１０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、浮上特性及び磁気特性の両者がより良好な結果が得られた。
【００２９】
強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍと一定にし、温度特性と飽和磁化の、非磁性金属層の膜厚依存性を調べた。結果を図４及び表２に示す。
【００３０】
表２
非磁性金属層の膜厚（ｎｍ） 飽和磁化（emu/cc） キュリー温度（℃）
１．０ ２１０ １５０
０．８ ２９６ ２２０
０．７ ３１０ ２８０
０．６ ３３６ ３２０
０．５ ― ３７０
０．４５ ３８５ ４００
０．４ ４０５ ４２０
０．３ ４２５ −
【００３１】
この場合、構成層の積層数は１０から２４回となるが、磁気モーメントは記録層膜厚に比例するため、記録層の総膜厚を約１２ｎｍと一定として比較を行った。温度特性は、媒体を小片に切断した後、ヒーターにて加熱を行いながら、各温度における飽和磁化を測定して求め、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｃｃ以下と十分小さくなった温度をキュリー温度とした。エネルギー照射により、垂直磁気異方性を低下させて記録を行う方式では、温度特性も重要な物性の一つである。キュリー温度が低すぎる場合は、少量のエネルギー照射で飽和磁化が低下してしまうため、エネルギー照射量の制御が困難となる。そこで、室温から十分離れた温度にする必要があり、キュリー温度２２０℃以上が好ましい。一方で、キュリー温度が高い場合、記録のために記録層をより高温にする必要があるが、記録層が４００℃以上になると、保護層や潤滑材の熱劣化が生じてしまう。保護層等が劣化すると、記録層が大気に曝され磁気特性が劣化したり、保護層や潤滑材表面に凹凸が生じ浮上特性が劣化したりする。そのため、キュリー温度は４００℃以下が好ましい。
【００３２】
図４及び表２より、非磁性金属層の膜厚が薄いほど飽和磁化が大きくなり、厚いほどキュリー温度が低くなることがわかる。非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の場合に、キュリー温度が４００℃以下、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、温度特性及び磁気特性の両者が良好な結果が得られた。さらに、非磁性金属層の膜厚が０．５ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の場合に、キュリー温度が３７０℃以下、飽和磁化が３１０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、温度特性及び磁気特性の両者がより良好な結果が得られた。
【００３３】
図５及び表３に、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比をかえながら、磁気特性を調べた結果を示す。
【００３４】
表３
強磁性金属層の膜厚 非磁性金属層の膜厚 膜厚比 保磁力
（ｎｍ） （ｎｍ） （ｋＯｅ）
０．９ ０．１５ ６ ７．１
０．７５ ０．１５ ５ ８．０
０．８ ０．２ ４ ９．１
０．７ ０．２ ３．５ １０．５
０．６ ０．２ ３ １１．７
０．５ ０．２ ２．５ １０．５
０．５ ０．２５ ２ ９．４
０．４５ ０．３ １．５ ７．２
【００３５】
ここでは、カー効果測定装置を用い、保磁力を調べた。保磁力が低いと記録された領域のうち不安定な領域が、ヘッド磁界やヘッド周辺温度上昇等により消滅してしまうため、室温における保磁力はヘッド磁界約６ｋＯｅから５０％以上大きい９ｋＯｅ以上が好ましい。図５及び表３より、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が適当な範囲で保磁力が大きくなることがわかる。非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が２以上４以下の場合に、保磁力９ｋＯｅ以上と良好な結果が得られた。さらに、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が２．５以上３．５以下の場合に、保磁力１０．５ｋＯｅ以上とより良好な結果が得られた。
【００３６】
表４には、膜厚比を一定にして、磁性金属層と強磁性金属層の膜厚が上記良好な範囲内に入っている場合と範囲外の場合を比較した結果を示す。
【００３７】
表４
番号 強磁性金属層の膜厚 非磁性金属層の膜厚 膜厚比 保磁力
（ｎｍ） （ｎｍ） （ｋＯｅ）
４１ ０．４ １．２ ３ ７．１
４２ ０．２ ０．６ ３ １１．７
４３ ０．１ ０．３ ３ ３．５
４４ ０．０８ ０．２４ ３ ２．７
【００３８】
これより、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が適当な範囲であっても、構成層の膜厚が適当な範囲から外れた際（番号４１，４３，４４）、つまりここでは強磁性金属層の膜厚が０．４，０．１，０．０８ｎｍの場合には、保磁力が９ｋＯｅより小さい。以上をまとめると、各構成層の膜厚及び膜厚比全てが良好な範囲にある場合にのみ、浮上特性、磁気特性、温度特性の良好な結果を得ることが出来た。
【００３９】
図６及び表５に、エネルギー照射時と非照射時の保磁力差と信号劣化量の関係を調べた結果を示す。
【００４０】
表５
保磁力 保磁力差 信号劣化量
（ｋＯｅ） （ｋＯｅ） （ｄＢ）
４．７ ３．７ ５
７．１ ６．１ １
９．０ ８．０ ０．２
１０．５ ９．５ ０
１１．７ １０．７ ０
【００４１】
記録時のエネルギー光源波長は７８０ｎｍ、エネルギー光源の出射パワーは１００ｍＷ、エネルギー照射時間は２ｎｓ、記録磁界は約６ｋＯｅ、媒体は上記図１に記載の構造を用いた。測定は、次のような手順で行った。エネルギーアシストにより、線記録密度１５００ｆｃｉで記録を行った後、信号レベルを測定した。次に、両隣のトラックに線記録密度１０００ｆｃｉで記録を行い、最初に記録しておいた信号のレベルを再度測定した。両脇のトラックに記録する際に、既に記録したトラックも隣接トラックから洩れたヘッド磁界や温度上昇にさらされる。このため、保磁力差が低く不十分な媒体では、記録ビット領域内の一部が消滅してしまい、信号劣化が生じる。信号劣化量は、最初に記録した場合と、両脇に記録を行った場合の信号レベルの差を信号劣化量として算出した。
【００４２】
信号劣化が１％以上生じると、エラーコレクションで劣化信号を救うことが難しくなる。また、エラーコレクションを行うには、エラーコレクション用の余分のコードを記録することが必要になるため、劣化信号が少ないほど記録密度の低下が抑制でき、信号劣化が０％だとより好ましい。図６及び表５より、保磁力差が大きいほど信号劣化が生じないことがわかる。エネルギー照射時と非照射時の保磁力差が８ｋＯｅ以上の場合に、信号劣化量は０．２ｄＢ以下に抑えられ、良好な結果が得られた。さらに、エネルギー照射時と非照射時の保磁力差が９．５ｋＯｅ以上の場合に、信号劣化量は０ｄＢに抑えられ、より良好な結果が得られた。
【００４３】
次に、中間層材料依存性を調べた。強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍと一定にし、中間層材料及び製膜プロセスの組合せを変えながら、保磁力を調べた。中間層を前記のように低ガス圧と高ガス圧の製膜プロセスにて形成した場合と、単一製膜プロセスにて形成した場合についても比較を行った。表６にその結果をまとめた。
【００４４】
表６
番号 中間層 保磁力（ｋＯｅ）
６１ Ｐｄ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） １３．５
６２ Ｒｕ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） １２．２
６３ Ｒｕ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｒｕ（高ガス圧、８ｎｍ） １１．７
６４ Ｐｄ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｒｕ（高ガス圧、８ｎｍ） １１．５
６５ Ｐｄ（低ガス圧、１６ｎｍ） １１．１
６６ Ｒｕ（低ガス圧、１６ｎｍ） １０．６
６７ なし ６．４
６８ Ｃｏ（低ガス圧、１６ｎｍ） ４．４
６９ Ｃｏ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） ４．１
【００４５】
このように、中間層材料がＲｕ及び／又はＰｄの場合、９ｋＯｅの大きな保磁力が得られた。しかし、記録層の構成が良好な組成にもかかわらず、中間層材料がＲｕ，Ｐｄ以外の場合、又は中間層を形成しなかった場合は、保磁力が４〜６ｋＯｅと小さかった。また、中間層が単層の場合に保磁力が低めなのは、結晶粒の分離が不十分なためと考えられる。中間層材料として、Ｒｕが良好な特性を示しているのは、ｈｃｐ構造の結晶によりＣｏ層のｃ軸又はＰｄ層の（１１１）配向性を向上させたのに加えて凹凸形状を形成し、記録層の垂直磁気異方性を形成しやすいためと考えられる。同じｈｃｐ構造のＣｏは、凹凸形状の形成が少なく良好な保磁力が得られなかった。Ｐｄは、ｆｃｃ構造であるが、凹凸形状が大きく、結晶粒の分離が促進されたため、保磁力が大きくなったと考えられる。また、Ｐｄは製膜レートが早いため、高ガス圧での製膜にＰｄを用いると量産性が向上できる。しかしながら、表面ラフネスは大きく、番号６１のラフネスは番号６３の１．５倍、番号６２は番号６３の１．３倍であった。
【００４６】
以上より、基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体において、中間層をＲｕ及び／又はＰｄから形成し、磁気記録層を、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体とし、強磁性金属層の膜厚を０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下とし、非磁性金属層の膜厚を０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下とし、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比を２以上４以下とし、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差を８ｋＯｅ以上とすることにより、良好な記録再生特性を有する、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００４７】
この他、基板１０１には、直径２．５インチ、厚さ０．６ｍｍ、表面ラフネスＲａが０．３ｎｍ以下の強化ガラスを用いたが、直径が３．５インチ、５インチや１．８インチ等、厚さが１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．５ｍｍ等、別のサイズの基板を用いてもよい。基板の材質は、強化ガラス以外でも良いが、Ｓｉ、アルミなど表面が５００℃程度にさらされても変形・変質しない材料が好ましい。
【００４８】
下地層１０２にはＮｉ63Ｔａ38層とＮｉ94Ｗ6層を用いたが、基板、中間層との密着性や平坦性を確保できれば、このほかの材料や膜厚でも良い。保護層１０６についても、記録層との密着性、熱アシスト光源の波長における透明性、表面の平坦性が確保できれば、組成比が異なっていてもよく、この他の材料でもよい。
【００４９】
また、強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍとして、製膜中のＡｒガスへの酸素添加量を変えながら製膜し、膜中の酸素量及び記録層の結晶配向及び結晶の粒界幅の関係を調べたところ、図７及び表７に示す結果が得られた。
【００５０】
表７
番号 酸素量（原子％） 結晶配向（°） 結晶粒界幅（ｎｍ）
７１ ０ ３．１９ ０
７２ ５ ３．２１ ０．３
７３ ８ ３．２５ ０．４
７４ １０ ３．２８ ０．５
７５ １３ ３．３ ０．５５
７６ １５ ３．３２ ０．６
７７ １９ ３．４３ ０．８
【００５１】
酸素量の分析は、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）にて行った。結晶配向性は、Ｘ線回折装置を用いて調べた。結晶配向性が良いほど、結晶ごとの磁気特性が均一になる。結晶配向性が劣化すると、磁気特性の分散が大きくなり、ノイズの原因となるため、結晶配向は３．３５゜以下が好ましい。結晶粒界幅は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、１００個の粒子の粒及び粒界の観察を行い、粒界の平均値を求めた。結晶粒界幅が大きいほど、隣接粒子の磁気的な影響を受けなくなる。つまり、磁気的な相関距離が小さくなり、記録エラー率が減少する。そのため、結晶粒界は大きいことが必要で、少なくとも０．３ｎｍ以上が好ましい。結晶粒界が形成されない場合、磁気的な相関距離が大きすぎ、ビット長２５ｎｍといった、高密度のビットは形成できない。
【００５２】
図７及び表７より、酸素量が増加するほど、結晶配向性は悪化し、結晶粒界幅は大きくなることがわかる。記録層中の酸素量が５原子％以上１５原子％以下の場合に、結晶配向は３．３５°以下、結晶粒界幅は０．３ｎｍ以上に出来、良好な結果が得られた。さらに、記録層中の酸素量が８原子％以上１３原子％以下の場合に、結晶配向は３．３°以下、結晶粒界幅は０．４ｎｍ以上に出来、より良好な結果が得られた。
【００５３】
さらに、強磁性金属層中へＢ（硼素）を添加することで、結晶粒径を小さくすることが可能となった。結晶粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、１００個の粒子の観察を行い、粒径の平均値及び分散を求めた。結晶粒径が小さくなると、記録時のノイズが低減できる。最短で２５ｎｍのビット長の記録を行う場合、最短ビット長の半分である１２．５ｎｍ以上の結晶粒が存在すると、記録時のノイズが急激に増加する。このため、結晶粒径の分散が約２０％であるから、平均粒径は１１．４ｎｍ以下であることが好ましい。また、Ｂを添加しすぎると加熱時に記録層の劣化が生じる。実際に記録を行う際の媒体の加熱時間は数ｎｓであるが、加速試験として４００℃で１ｈ加熱した際の飽和磁化の劣化を調べた。劣化量が大きいと、書換え可能回数が少なくなるため、２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることが好ましい。強磁性金属層中の硼素（Ｂ）量が異なるターゲットを用意し、強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍとして、強磁性金属層中のＢ添加量の異なる記録層を製膜し、膜中の硼素量と結晶粒径及び加速試験時の飽和磁化劣化量を調べたところ、図８及び表８に示すような結果が得られた。
【００５４】
表８
番号 硼素量 飽和磁化劣化量 結晶粒径
（原子％） （ｅｍｕ／ｃｃ） （ｎｍ）
８１ ０ ２０ １２．５
８２ ５ ２０ １１．０
８３ ８ ３０ １０．８
８４ １０ ５０ １０．６
８５ １３ １００ １０．５
８６ １５ １８０ １０・３
８７ １９ ２５０ １０．２
【００５５】
これより、強磁性金属層中の硼素量が増加するほど、飽和磁化劣化量は大きく、結晶粒径は小さくなることがわかる。強磁性金属層中の硼素量が５原子％以上１５原子％以下の場合に、飽和磁化劣化量は２００ｅｍｕ／ｃｃ以下、結晶粒径は１１ｎｍ以下に出来、良好な結果が得られた。さらに、硼素量が８原子％以上１３原子％以下の場合に、飽和磁化劣化量は１００ｅｍｕ／ｃｃ以下、結晶粒径は１０．８ｎｍ以下に出来、より良好な結果が得られた。
【００５６】
次に、記録層のキュリー温度と浮上特性、記録特性の関係を調べた。浮上特性は、加速試験とし、媒体にファーフィールドのレーザ光（波長７８０ｎｍ、スポット径１μｍ）を１０ｎｓ、１０００回照射した後、前記グライドテスタで浮上時にグライドヘッドがヒットする回数を調べた。記録特性は、近接場光でビット長５０ｎｍで記録を行い、記録ドメイン１００個を磁気顕微鏡（ＭＦＭ）で観察し、ビット長分散を求めた。記録パワーを変えながら測定を各媒体の最適パワーでの分散を比較した。表９に結果を纏めた。
【００５７】
表９
番号 キュリー温度（℃） ヘッドのヒット数（回） ビット長分散（％）
９１ ２００ ０ ２５
９２ ２２０ ０ １４
９３ ２４０ ０ １０
９４ ３００ １ ８
９５ ３７０ ２ ６
９６ ４００ ５ ６
９７ ４５０ １０ ６
【００５８】
これより、記録層のキュリー温度が高くなるほど、ヘッドのヒット数が増えることがわかる。これは、キュリー温度が高いため、記録時に記録層の温度を高くしないと記録が出来ず、この際の熱で保護層や潤滑材が熱劣化したためである。表面に凹凸が形成され、浮上特性が劣化、ヒットの回数が増加していると考えられる。また、記録層のキュリー温度が低くなるほど、ビット長分散が大きくなる。これは、記録時の温度が低い、つまり出射パワーが低く室温との差が小さくなるため、温度制御のばらつきが増加しているためである。記録層キュリー温度が２２０℃以上４００℃以下の場合に、ヘッドのヒット数は５回以下と少なく、ビット長分散が１５％以下の、良好な結果が得られた。さらに、記録層キュリー温度が２５０℃以上３７０℃以下の場合に、ヘッドのヒット数は２回以下ときわめて少なく、ビット長分散が１０％以下の、より良好な結果が得られた。
【００５９】
記録層の膜厚と温度特性、磁気特性の関係を調べた。結果を表１０に示す。温度特性は、記録層のエネルギー入射側（上面）とその反対の基板側（下面）の温度の差を調べた。温度差が大きいと、記録のために記録層がエネルギー照射された際に、上面だけ加熱により垂直磁気異方性が低下し磁化反転するが、下面は温度が低く垂直磁気異方性が高いままのため磁化反転せず、記録ビットが形成されない割合が増加する。従って、記録層上下間の温度差は記録温度に対して十分小さい１２５℃以下であることが好ましい。磁気特性としては、磁気モーメントの大きさをノミナルの記録層１２ｎｍを１としてその比で示した。磁気モーメントが低くなると、信号強度が劣化するため、磁気モーメントの大きさはノミナルの０．５以上が必要である。
【００６０】
表１０
番号 記録層膜厚 記録層上下間の温度差 磁気モーメント
（ｎｍ） （℃）
１０１ ４ ５ ０．３
１０２ ６ ２０ ０．５
１０３ ８．４ ４５ ０．７
１０４ １２ ９０ １
１０５ １３ １０５ １．１
１０６ １５ １２５ １．２５
１０７ １８ １５３ １．５
【００６１】
表１０より、記録層膜厚が厚くなるほど、記録層上下間の温度差が広がることがわかる。これは、近接場光が光源からはなれたところでは、光強度が低下するためであり。また、記録層膜厚が薄くなるほど、磁気モーメントが小さくなる。これは、記録層の磁化とその体積に関係しているためである。記録層膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下の場合に、記録層上下間の温度差は１２５℃、磁気モーメント０．５以上の、良好な結果が得られた。さらに、記録層膜厚が８．４ｎｍ以上１３ｎｍ以下の場合に、記録層上下間の温度差は１０５℃、磁気モーメント０．７以上の、より良好な結果が得られた。
【００６２】
［実施例２］
実施例２では、本発明の一つの実施例として、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層を有し、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。
【００６３】
図９（ａ）は、本発明の一実施例として、強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜からなる記録層１０４と、キャップ層用強磁性金属層９０１とキャップ層用非磁性金属層９０２の多層膜からなるキャップ層１０５を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ63Ｔａ38層と約７ｎｍのＮｉ94Ｗ6層、中間層１０３として約１６ｎｍのＲｕ層、約１２ｎｍの記録層１０４、約３ｎｍのキャップ層１０５、保護層１０６として約３ｎｍのＣＮ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、ＣＮ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０７を塗布した。
【００６４】
記録層１０４は、強磁性金属層１０８にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、非磁性金属層１０９にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層し、微量の酸素を添加した。詳細は実施例１に記載の通りである。図９（ｂ）は、キャップ層１０５を拡大したものである。キャップ層１０５は、キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した。積層数はキャップ層３ｎｍの場合、約４回である。多層膜構造のキャップ層の形成は、基板を固定し、ＣｏのターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成して行った。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。キャップ層製膜時のガス圧は５Ｐａにした。
【００６５】
比較例には、上記キャップ層の組成と構造のみ異なる媒体を作製し、浮上特性及び磁気特性の比較を行った。キャップ層に、Ｃｏ65Ｃｒ15Ｐｔ12Ｂ8組成を用いて、比較した。
【００６６】
まず、多層膜構造のキャップ層及び比較のキャップ層を有する媒体を形成し、垂直磁気記録媒体の浮上特性を調べ、表１１にて比較した。ここでは、浮上特性が良好な媒体が得られる歩留まりを調べた。歩留まりは、同様の構成の媒体を２０枚作製し、前記ピエゾ出力が３１．３ｍＶ以下のものをＡ級品、３１．４から３１．５ｍＶのものをＢ級品、３１．６ｍＶ以上のものをＮＧとしてカウントして、各割合を調べた。
【００６７】
表１１
番号 キャップ層種類 キャップ層膜厚 Ａ級品 Ｂ級品 ＮＧ 保磁力劣化量
（ｎｍ） （％） （％） （％） （ｋＯｅ）
１１１ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ５ １００ ０ ０ ２．１
１１２ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ４ １００ ０ ０ １．５
１１３ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ３ １００ ０ ０ １．２
１１４ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ２ ９５ ５ ０ ０．８
１１５ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 １ ９０ １０ ０ ０．５
１１６ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ０ ８０ ２０ ０ ０
１１７ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ５ １００ ０ ０ ５．５
１１８ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ４ １００ ０ ０ ５．０
１１９ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ３ １００ ０ ０ ４．１
１１ａ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ２ ９５ ５ ０ ３．２
１１ｂ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 １ ９０ １０ ０ ２．１
１１ｃ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ０ ８０ ２０ ０ ０
【００６８】
表１１より、キャップ層が厚いほど歩留まりが増加することがわかる。キャップ層厚さ１ｎｍ以上の場合に、Ａ級品歩留まりは９０％と、良好な結果が得られた。さらに、キャップ層厚さ２ｎｍ以上の場合に、Ａ級品歩留まりは９５％に向上し、より良好な結果が得られた。浮上特性の向上は、多層膜キャップ層でも比較例のキャップ層でも同様に向上した。浮上特性が向上した理由は、図１０に示されるように、記録層表面に結晶粒形成により形成された凹凸をキャップ層１０５の形成により滑らかに出来たためと考えられる。
【００６９】
次に、磁気特性の比較を行った。各媒体の保磁力を測定し、キャップ層形成による保磁力の劣化量を調べた。本発明と比較例にそれぞれキャップ層を形成した場合の磁気特性を、図１１及び表１１で比較した。多層化されていない、Ｃｏ65Ｃｒ15Ｐｔ12Ｂ8組成のキャップ層を有する比較例では、保磁力劣化が極めて大きく、１ｎｍ形成しただけでも２ｋＯｅ以上という大きな劣化を示した。これは、保磁力の大きな記録層上に保磁力の小さなキャップ層が形成されたため、媒体全体の磁気特性が劣化したためである。一方、本発明の多層膜キャップ層付媒体では、浮上特性を向上するためにキャップ層を形成しても磁気特性の劣化はきわめて小さく、４ｎｍキャップ層を形成しても１．５ｋＯｅと劣化が小さいことがわかる。これは、キャップ層も多層膜構造とすることで保磁力の大きな層を重ねた構成にしたためと考えられる。このように、高い垂直磁気異方性を持つ記録層にキャップ層用強磁性金属層とキャップ層用非磁性金属層からなる多層膜構造のキャップ層を設けることで、磁気特性の劣化を防ぎかつ、浮上特性を極めて良好にすることが可能となった。
【００７０】
さらに、記録層等の条件を一定にしたまま、多層膜キャップ層の組成、プロセス依存性を調べ、表１２に示した。キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体を作製した（番号１２１）。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにＢを添加した場合、Ａ級品の歩留まりは８５％に低下した。これより、キャップ層にはＢを添加しない方が良いことがわかった。
【００７１】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体を作製した。ここでは記録層同様、微量の酸素添加を行った。酸素添加をした場合、キャップ層中のＯ量が１０原子％のとき（番号１２２）、Ａ級品の歩留まりは８０％に低下した。キャップ層中のＯ量が５原子％のとき（番号１２３）、Ａ級品の歩留まりは８５％であった。これより、キャップ層中の酸素量は少ないほうが良いことがわかった。
【００７２】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．１ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体（番号１２４）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このような強磁性金属層を記録層より薄くした場合、Ａ級品の歩留まりは９５％のままで保磁力の劣化が低減できることがわかった。
【００７３】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．１ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体（番号１２５）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このように強磁性金属層にＢを入れず、さらに構成層を記録層より薄くした場合、Ａ級品の歩留まりは９７％に向上し、さらに保磁力の劣化が低減できることがわかった。
【００７４】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて、スパッタリングガス圧を３．５Ｐａで積層した媒体（番号１２６）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにガス圧を下げると、製膜レートが高くなり量産性が向上する。Ａ級品の歩留まりも９５％のままで、保磁力の劣化は少し大きくなった。
【００７５】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて、スパッタリングガス圧を３．５Ｐａで積層した媒体（番号１２７）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにガス圧を下げると、製膜レートが高くなり量産性が向上する。Ａ級品の歩留まりは９７％に向上した。保磁力の劣化は少し大きくなった。
【００７６】
表１２
番号 Ａ級品（％） 保磁力劣化量（ｋＯｅ）
１１４ ９５ ０．８
１２１ ８５ ０．８
１２２ ８０ ０．８
１２３ ８５ ０．８
１２４ ９５ ０．６
１２５ ９７ ０．６
１２６ ９５ ０．９
１２７ ９７ ０．９
【００７７】
なお、本実施例に記載していない層構成、製造方法、材料、評価方法等は実施例１と同様にした。
【００７８】
［実施例３］
本発明の一実施例である磁気記憶装置の概略を図１２に示した。（ａ）は平面模式図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。（ｃ）はヘッドの概略図、（ｄ）はヘッド主要部の側面からみた概略図である。
【００７９】
この装置は、垂直磁気記録媒体１５０１、これを駆動する駆動部１５０２、磁気ヘッド用浮上スライダ１５０３及び磁気ヘッドの駆動手段１５０４、磁気ヘッドの記録再生信号処理手段１５０５を有する。磁気ヘッドは、磁気ヘッドスライダ上に形成された記録再生分離型の磁気ヘッドであり、記録ヘッドには磁界を形成する手段１５０７及び近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６が設けられている。さらに磁気ヘッドには、再生電流用検出手段（再生ヘッド）１５０８が設けられ、記録されたビットの再生を行う。近接場光は、サスペンション１２０１上に形成された光導波路１２０２を通して、近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６に供給される。浮上スライダ１５０３は、位置決め精度を向上させるため、フレクシャー１２０３を介してサスペンションに取り付けられている。
【００８０】
次に、記録時の熱や磁気特性について調べた。光源波長は７８０ｎｍであり、垂直磁気記録媒体１５０１には図１に記載の構造を用いた。図１３に、エネルギー照射源である近接場光源から記録層表面までの距離（磁気スペーシング）と垂直磁気記録媒体におけるエネルギー吸収率の関係を調べた。これは、近接場光の強度とその波長における媒体の吸収率から算出し、当該距離が４ｎｍの場合を１とし規格化した。これより、当該距離が小さいほど媒体の吸収率が大きいことがわかる。吸収率が小さい場合、近接場光では十分媒体を加熱することが出来ず、記録が行えないため、吸収率は２５％以上が好ましい。エネルギー照射源から記録層表面までの距離が８ｎｍ以下の場合に、吸収率が２５％以上と良好な結果が得られた。さらに、エネルギー照射源から記録層表面までの距離が７ｎｍ以下の場合に、吸収率が３２％以上とより良好な結果が得られた。
【００８１】
さらに、実施例１に記載した媒体を上記磁気記憶装置に組み込んで、ヘッド浮上量４ｎｍで安定にヘッドが浮上することを確認したのち、上記近接場光を用いたエネルギー照射手段を搭載したヘッドを用いて記録を行った。ＭＦＭにてドメインを評価したところ、線密度方向は約２５ｎｍ、トラック幅方向は５０ｎｍのドメインが形成できたことがわかった。
【００８２】
以上から、基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体として、中間層をＲｕ及び／又はＰｄで形成し、磁気記録層を、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体で構成し、強磁性金属層の膜厚を０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下とし、非磁性金属層の膜厚を０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下とし、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比を２以上４以下とし、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差を８ｋＯｅ以上とした垂直磁気記録媒体を備え、更に近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを備え、記録時のエネルギー照射源から磁気記録層表面までの距離を８ｎｍ以下とすることにより、良好な記録再生特性を有するエネルギーアシスト型磁気記憶装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造例を示す図であり、（ａ）は全体層構成図、（ｂ）は記録層の拡大図。
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体の中間層及び記録層の詳細断面構造を示す図で有り、（ａ）中間層まで積層された状態を示す図、（ｂ）は中間層上に記録層が積層された状態を示す図、（ｃ）は記録層の拡大図。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体における、強磁性金属層膜厚と浮上特性、磁気特性の関係を示す図。
【図４】本発明の垂直磁気記録媒体における、非磁性金属層膜厚と温度特性、磁気特性の関係を示す図。
【図５】本発明の垂直磁気記録媒体における、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比と磁気特性の関係を示す図。
【図６】本発明の垂直磁気記録媒体の保磁力差と信号劣化量の関係を示す図。
【図７】本発明の垂直磁気記録媒体における、記録層中の酸素量と結晶化特性の関係を示す図。
【図８】本発明の垂直磁気記録媒体における、強磁性金属層中の硼素量と磁気特性、結晶粒径の関係を示す図。
【図９】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を示す図であり、（ａ）は全体層構成を示す図、（ｂ）はキャップ層の拡大図。
【図１０】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の詳細断面構造を示す図。
【図１１】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体と比較例の媒体における磁気特性を示す図。
【図１２】本発明の磁気記憶装置の構成例を示す図。
【図１３】本発明の磁気記憶装置における、エネルギー源から記録層表面までの距離と吸収率の関係を示す図。
【符号の説明】
【００８４】
１０１：基板、１０２：下地層、１０３：中間層、１０４：記録層、１０５：キャップ層、１０６：保護層、１０７：潤滑材、１０８：強磁性金属層、１０９：非磁性金属層、２０１：第１中間層、２０２：第２中間層、２０３：結晶粒、２０４：粒界、９０１：キャップ層用強磁性金属層、９０２：キャップ層用非磁性金属層、1201 サスペンション, 1202 光導波路、1203 フレクシャー、1501：垂直磁気記録媒体、1502：媒体駆動部、1503：浮上スライダ、1504：磁気ヘッド駆動手段、1505：記録再生信号処理手段、1506：近接場光を用いたエネルギー照射手段、1507：磁界を形成する手段、1508再生ヘッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００８年現在、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の面記録密度は数百Ｇbit/inch2以上となり、高密度化に伴い、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式へ記録方式が変化してきた。この方式では、高密度記録を行った際に、隣接ビットからの漏洩磁束が磁化を安定化させる方向に働くため、面内磁気記録と比べて、高密度化に有効であることがわかっている。しかしながら、１Ｔbit/inch2以上に高密度化するためには、ビットを小さくした場合でも環境温度に対する安定性つまり熱減磁現象の問題を解決する必要がある。
【０００３】
この問題を解決するには、室温でさらに大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有する記録層を適用する必要があるが、高保磁力の記録層に記録を行うことが出来るような、巨大な磁界を発生する記録磁気ヘッドの実現は非常に困難である。そこで、光照射により熱を発生させる等のエネルギーアシストにより、記録時のみ垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を低下させて磁化反転を起こして記録を行い、それ以外のときには垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を高いままにする、という画期的な記録方式が検討され始めた。中でも、近接場光を用いてエネルギーアシストする方式は、レーザ光をレンズ等で絞り光スポットを形成する方式に比べ、光スポットを波長以下の極めて小さいサイズに出来る。このためエネルギーアシストにより加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来、１Ｔbit/inch2以上の高録密度記録に適していると考えられる（非特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】Optics Letters, Vol.31, Issue 2, pp.259-261(2006).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、近接場光を用いたエネルギーアシスト方式では、近接場光の強度が光源からの距離に対して急激に低下する特性を持つため、光源から離れた距離に記録層が存在する場合は、記録層に照射される光強度が低くなり、記録層を実用上十分に加熱することができないという課題が生じている。また、光源に記録層を近づけて磁気スペーシングを小さくした場合にはヘッドの浮上特性が安定しない。さらに、室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有する記録層は、キュリー温度が高く、記録温度まで多数回のエネルギー照射を行うと、保護層、記録層等に不可逆的な劣化が生じるため、多数回の記録が困難である。キュリー温度が低い記録層では、垂直磁気異方性エネルギーや保磁力が小さすぎるという課題がある。
【０００６】
このように、大きな垂直磁気異方性エネルギーや保磁力を有し、キュリー温度が低く、磁気スペーシングが小さくても浮上特性が良い、近接場光を用いたエネルギーアシストによる磁気記録が行なえる垂直磁気記録媒体を得ることは困難であった。
【０００７】
前述したように、高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現するには、次に述べるような種々の課題を網羅的に克服する必要がある。第１に、近接場光を用いたエネルギーアシスト用に記録層を実用上十分に加熱することができない。第２に、室温で大きな垂直磁気異方性エネルギーや高い保磁力を有し、かつキュリー温度が低い媒体を得ることが困難である。第３に、磁気スペーシングが小さい場合に、浮上特性が良い媒体を得ることが困難である。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決して、高密度のエネルギーアシスト型垂直磁気記録を実現する垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述課題を解決するための手段として、以下の手段を用いた。
（１）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射（アシスト）により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、強磁性金属層の膜厚が０．１５以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層の膜厚が０．４５以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とした。
これにより、エネルギー照射（アシスト）により高密度の垂直磁気記録が可能となる。
【００１０】
（２）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層と保護層を有し、エネルギー照射により磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、中間層がＲｕ及び／又はＰｄｕからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、キャップ層がＣｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体からなり、強磁性金属層が０．１５以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層が０．４５以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とした。
これにより、（１）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
【００１１】
（３）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層のキュリー温度が２２０℃以上４００℃以下であることを特徴とした。
これにより、（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体の浮上特性をさらに良好にすることが可能となる。
【００１２】
（４）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層中の平均酸素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とした。
これにより、面内方向の磁気相互作用を小さくし、記録ノイズを低くすることが可能となる。
【００１３】
（５）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、強磁性金属層中の平均硼素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とした。
これにより、面内方向の粒径を小さくし、再生ノイズを低くすることが可能となる。
【００１４】
（６）前記（１）又は（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、磁気記録層の膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、前記磁気記録層の記録時の膜厚方向の温度分布を小さくし、安定なドメインを記録することが可能となる。
【００１５】
（７）前記（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、キャップ層中の平均酸素濃度が磁気記録層の平均酸素濃度より低いことを特徴とした。
これにより、潤滑層の平坦性が向上し、浮上特性が良好な媒体を得ることが可能となる。
【００１６】
（８）前記（２）に記載の垂直磁気記録媒体において、キャップ層の膜厚が１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、浮上特性と磁気特性の両方が良好な媒体を得ることが可能となる。
【００１７】
（９）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＰｄからなることを特徴とした。
これにより、製膜時間が短縮され、生産性が向上した。
【００１８】
（１０）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＲｕからなることを特徴とした。
これにより、表面のラフネスが小さくなり、浮上特性が向上した。
【００１９】
（１１）前記（１）又は（２）に記載の中間層がＲｕとＰｄからなることを特徴とした。
これにより、生産性と浮上特性が少しずつ向上した。
【００２０】
（１２）基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備えた磁気記憶装置であって、垂直磁気記録媒体は、中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あり、記録時に磁気ヘッドのエネルギー照射源から垂直磁気記録媒体の磁気記録層表面までの距離が８ｎｍ以下であることを特徴とした。
これにより、高密度の磁気記憶装置が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高密度の熱アシスト記録に適した、熱アシストによる昇温で記録が可能、かつ室温では高保磁力を有する垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施例１］
本発明の一つの実施例として、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層を有し、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。ここでは、近接場光を用いてエネルギーアシストを行った。これにより、媒体中の加熱される領域の直径が数＋ｎｍ以下と非常に狭い範囲に局所的にエネルギー照射出来る。エネルギーの照射量は、媒体の温度がキュリー点の約７０％以上になるように最適化して評価を行った。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明の一つの実施例として強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜からなる記録層１０４を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ63Ｔａ38層と約７ｎｍのＮｉ94Ｗ6層、中間層１０３として約１６ｎｍのＲｕ層、約１２ｎｍの記録層１０４、保護層１０６として約３ｎｍのＣＮ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、ＣＮ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０７を塗布した。図１（ｂ）は、記録層１０４を拡大した概念図である。記録層１０４には、強磁性金属層１０８にはＣｏ90Ｂ10、非磁性金属層１０９にはＰｄを用いた。多層膜の形成は、基板を固定し、回転型のカソードを用い、Ｃｏ90Ｂ10のターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成し、合計約１２ｎｍ製膜した。図１（ｂ）では簡略化されているが、記録層１０４中は、各構成層として強磁性金属層１０８を０．２ｎｍ、非磁性金属層１０９を０．６ｎｍ、交互に１５回積層されている。多層膜の場合の垂直磁気異方性の起源は、主に界面であるため、両者の層が交互に積層されて界面が形成されることが重要であり、強磁性金属層と非磁性金属層のどちらが先に製膜されていてもよい。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。また、多層記録層に粒界構造を形成するため、製膜時に微量の酸素を添加した。
【００２４】
中間層１０３は、図２に示すように、低ガス圧（１．４Ｐａ）で第１中間層２０１としてＲｕを８ｎｍ形成した後、高ガス圧（５Ｐａ）で第２中間層２０２としてＲｕを８ｎｍ形成した。このように、低ガス圧で平坦な膜を製膜して結晶性を整え、その上に高ガス圧で製膜して凹凸形状を形成（図２（ａ））することにより、お椀型の粒が分離した形状の上に垂直方向に結晶配向性の良い多層記録層１０４が形成できる（図２（ｂ））。強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜は主に結晶粒２０３中に形成されている（図２（ｃ））。中間層製膜時のガス圧の範囲としては、低ガス圧は１〜２Ｐａ、高ガス圧は４〜１０Ｐａにした場合、凹凸形状を形成し、記録層の分離促進と結晶配向性を良好にする効果が得られた。
【００２５】
まず、記録層について調べた。非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍと一定にし、強磁性金属層の浮上特性と飽和磁化の膜厚依存性を調べた。その結果を、図３及び表１に示す。
【００２６】
表１
強磁性金属層の膜厚（ｎｍ） 浮上特性（ｍＶ） 飽和磁化（emu/cc）
０．０５ ３１．３ −
０．１ ３１．３ ２１２
０．１５ ３１．３ ３０１
０．１７ ３１．３ ３２０
０．２ ３１．３ ３３６
０．２３ ３１．４ ３５９
０．２５ ３１．５ −
０．３ ３１．８ ４０３
０．４ ３２．７ ４１３
【００２７】
この場合、構成層の積層数は１８から１２回となるが、磁気モーメントは記録層膜厚に比例するため、記録層の総膜厚を約１２ｎｍと一定として比較を行った。浮上特性は、専用のピエゾ電気センサー端子をヘッドに取り付けた磁気ヘッドを有するテスタにて、ヘッド浮上時のピエゾ端子振動の出力をプロットして測定した。媒体の潤滑材表面が平坦でヘッドが媒体に衝突することなく安定に浮上しているほど、振動は少ないため、出力は小さくなる。安定に浮上している場合、ピエゾ出力は３１．５ｍＶ以下となり、掠ったり、衝突したりするなど浮上が不安定になるほど振動が大きくなるため、出力は大きくなる。実用的に媒体が使用されるためには、ヘッドの衝突等が生じてはならないため、ピエゾ出力は３１．５ｍＶ以下であることが重要である。さらに、３１．４ｍＶ以下は、外部振動などの外乱が生じても、媒体とヘッドとが衝突しないレベルであり、より好ましい。飽和磁化は、媒体を小片に切断した後、振動磁気磁針計（ＶＳＭ）を用いて測定を行った。本明細書中で特に温度の記載がない評価に関しては全て室温で行った。飽和磁化が小さいと、ビットが記録された際の信号レベルが低くなり、ＳＮＲが低くなってしまい正しく記録された情報を再生することが出来ない。このため、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上であることが重要となる。
【００２８】
図３及び表１より、強磁性金属層の膜厚が薄いほどヘッド浮上時のピエゾ出力が小さく浮上特性が良好になり、厚いほど飽和磁化が大きくなることがわかる。強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下の場合に、ピエゾ出力が３１．５ｍＶ以下、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、浮上特性及び磁気特性の両者が良好な結果が得られた。さらに、強磁性金属層の膜厚が０．１７ｎｍ以上０．２３ｎｍ以下の場合に、ピエゾ出力が３１．４ｍＶ以下、飽和磁化が３１０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、浮上特性及び磁気特性の両者がより良好な結果が得られた。
【００２９】
強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍと一定にし、温度特性と飽和磁化の、非磁性金属層の膜厚依存性を調べた。結果を図４及び表２に示す。
【００３０】
表２
非磁性金属層の膜厚（ｎｍ） 飽和磁化（emu/cc） キュリー温度（℃）
１．０ ２１０ １５０
０．８ ２９６ ２２０
０．７ ３１０ ２８０
０．６ ３３６ ３２０
０．５ ― ３７０
０．４５ ３８５ ４００
０．４ ４０５ ４２０
０．３ ４２５ −
【００３１】
この場合、構成層の積層数は１０から２４回となるが、磁気モーメントは記録層膜厚に比例するため、記録層の総膜厚を約１２ｎｍと一定として比較を行った。温度特性は、媒体を小片に切断した後、ヒーターにて加熱を行いながら、各温度における飽和磁化を測定して求め、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｃｃ以下と十分小さくなった温度をキュリー温度とした。エネルギー照射により、垂直磁気異方性を低下させて記録を行う方式では、温度特性も重要な物性の一つである。キュリー温度が低すぎる場合は、少量のエネルギー照射で飽和磁化が低下してしまうため、エネルギー照射量の制御が困難となる。そこで、室温から十分離れた温度にする必要があり、キュリー温度２２０℃以上が好ましい。一方で、キュリー温度が高い場合、記録のために記録層をより高温にする必要があるが、記録層が４００℃以上になると、保護層や潤滑材の熱劣化が生じてしまう。保護層等が劣化すると、記録層が大気に曝され磁気特性が劣化したり、保護層や潤滑材表面に凹凸が生じ浮上特性が劣化したりする。そのため、キュリー温度は４００℃以下が好ましい。
【００３２】
図４及び表２より、非磁性金属層の膜厚が薄いほど飽和磁化が大きくなり、厚いほどキュリー温度が低くなることがわかる。非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下の場合に、キュリー温度が４００℃以下、飽和磁化が２９０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、温度特性及び磁気特性の両者が良好な結果が得られた。さらに、非磁性金属層の膜厚が０．５ｎｍ以上０．７ｎｍ以下の場合に、キュリー温度が３７０℃以下、飽和磁化が３１０ｅｍｕ／ｃｃ以上と、温度特性及び磁気特性の両者がより良好な結果が得られた。
【００３３】
図５及び表３に、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比をかえながら、磁気特性を調べた結果を示す。
【００３４】
表３
強磁性金属層の膜厚 非磁性金属層の膜厚 膜厚比 保磁力
（ｎｍ） （ｎｍ） （ｋＯｅ）
０．９ ０．１５ ６ ７．１
０．７５ ０．１５ ５ ８．０
０．８ ０．２ ４ ９．１
０．７ ０．２ ３．５ １０．５
０．６ ０．２ ３ １１．７
０．５ ０．２ ２．５ １０．５
０．５ ０．２５ ２ ９．４
０．４５ ０．３ １．５ ７．２
【００３５】
ここでは、カー効果測定装置を用い、保磁力を調べた。保磁力が低いと記録された領域のうち不安定な領域が、ヘッド磁界やヘッド周辺温度上昇等により消滅してしまうため、室温における保磁力はヘッド磁界約６ｋＯｅから５０％以上大きい９ｋＯｅ以上が好ましい。図５及び表３より、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が適当な範囲で保磁力が大きくなることがわかる。非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が２以上４以下の場合に、保磁力９ｋＯｅ以上と良好な結果が得られた。さらに、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が２．５以上３．５以下の場合に、保磁力１０．５ｋＯｅ以上とより良好な結果が得られた。
【００３６】
表４には、膜厚比を一定にして、磁性金属層と強磁性金属層の膜厚が上記良好な範囲内に入っている場合と範囲外の場合を比較した結果を示す。
【００３７】
表４
番号 強磁性金属層の膜厚 非磁性金属層の膜厚 膜厚比 保磁力
（ｎｍ） （ｎｍ） （ｋＯｅ）
４１ ０．４ １．２ ３ ７．１
４２ ０．２ ０．６ ３ １１．７
４３ ０．１ ０．３ ３ ３．５
４４ ０．０８ ０．２４ ３ ２．７
【００３８】
これより、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比が適当な範囲であっても、構成層の膜厚が適当な範囲から外れた際（番号４１，４３，４４）、つまりここでは強磁性金属層の膜厚が０．４，０．１，０．０８ｎｍの場合には、保磁力が９ｋＯｅより小さい。以上をまとめると、各構成層の膜厚及び膜厚比全てが良好な範囲にある場合にのみ、浮上特性、磁気特性、温度特性の良好な結果を得ることが出来た。
【００３９】
図６及び表５に、エネルギー照射時と非照射時の保磁力差と信号劣化量の関係を調べた結果を示す。
【００４０】
表５
保磁力 保磁力差 信号劣化量
（ｋＯｅ） （ｋＯｅ） （ｄＢ）
４．７ ３．７ ５
７．１ ６．１ １
９．０ ８．０ ０．２
１０．５ ９．５ ０
１１．７ １０．７ ０
【００４１】
記録時のエネルギー光源波長は７８０ｎｍ、エネルギー光源の出射パワーは１００ｍＷ、エネルギー照射時間は２ｎｓ、記録磁界は約６ｋＯｅ、媒体は上記図１に記載の構造を用いた。測定は、次のような手順で行った。エネルギーアシストにより、線記録密度１５００ｆｃｉで記録を行った後、信号レベルを測定した。次に、両隣のトラックに線記録密度１０００ｆｃｉで記録を行い、最初に記録しておいた信号のレベルを再度測定した。両脇のトラックに記録する際に、既に記録したトラックも隣接トラックから洩れたヘッド磁界や温度上昇にさらされる。このため、保磁力差が低く不十分な媒体では、記録ビット領域内の一部が消滅してしまい、信号劣化が生じる。信号劣化量は、最初に記録した場合と、両脇に記録を行った場合の信号レベルの差を信号劣化量として算出した。
【００４２】
信号劣化が１％以上生じると、エラーコレクションで劣化信号を救うことが難しくなる。また、エラーコレクションを行うには、エラーコレクション用の余分のコードを記録することが必要になるため、劣化信号が少ないほど記録密度の低下が抑制でき、信号劣化が０％だとより好ましい。図６及び表５より、保磁力差が大きいほど信号劣化が生じないことがわかる。エネルギー照射時と非照射時の保磁力差が８ｋＯｅ以上の場合に、信号劣化量は０．２ｄＢ以下に抑えられ、良好な結果が得られた。さらに、エネルギー照射時と非照射時の保磁力差が９．５ｋＯｅ以上の場合に、信号劣化量は０ｄＢに抑えられ、より良好な結果が得られた。
【００４３】
次に、中間層材料依存性を調べた。強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍと一定にし、中間層材料及び製膜プロセスの組合せを変えながら、保磁力を調べた。中間層を前記のように低ガス圧と高ガス圧の製膜プロセスにて形成した場合と、単一製膜プロセスにて形成した場合についても比較を行った。表６にその結果をまとめた。
【００４４】
表６
番号 中間層 保磁力（ｋＯｅ）
６１ Ｐｄ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） １３．５
６２ Ｒｕ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） １２．２
６３ Ｒｕ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｒｕ（高ガス圧、８ｎｍ） １１．７
６４ Ｐｄ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｒｕ（高ガス圧、８ｎｍ） １１．５
６５ Ｐｄ（低ガス圧、１６ｎｍ） １１．１
６６ Ｒｕ（低ガス圧、１６ｎｍ） １０．６
６７ なし ６．４
６８ Ｃｏ（低ガス圧、１６ｎｍ） ４．４
６９ Ｃｏ（低ガス圧、８ｎｍ）／Ｐｄ（高ガス圧、８ｎｍ） ４．１
【００４５】
このように、中間層材料がＲｕ及び／又はＰｄの場合、９ｋＯｅの大きな保磁力が得られた。しかし、記録層の構成が良好な組成にもかかわらず、中間層材料がＲｕ，Ｐｄ以外の場合、又は中間層を形成しなかった場合は、保磁力が４〜６ｋＯｅと小さかった。また、中間層が単層の場合に保磁力が低めなのは、結晶粒の分離が不十分なためと考えられる。中間層材料として、Ｒｕが良好な特性を示しているのは、ｈｃｐ構造の結晶によりＣｏ層のｃ軸又はＰｄ層の（１１１）配向性を向上させたのに加えて凹凸形状を形成し、記録層の垂直磁気異方性を形成しやすいためと考えられる。同じｈｃｐ構造のＣｏは、凹凸形状の形成が少なく良好な保磁力が得られなかった。Ｐｄは、ｆｃｃ構造であるが、凹凸形状が大きく、結晶粒の分離が促進されたため、保磁力が大きくなったと考えられる。また、Ｐｄは製膜レートが早いため、高ガス圧での製膜にＰｄを用いると量産性が向上できる。しかしながら、表面ラフネスは大きく、番号６１のラフネスは番号６３の１．５倍、番号６２は番号６３の１．３倍であった。
【００４６】
以上より、基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体において、中間層をＲｕ及び／又はＰｄから形成し、磁気記録層を、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体とし、強磁性金属層の膜厚を０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下とし、非磁性金属層の膜厚を０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下とし、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比を２以上４以下とし、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差を８ｋＯｅ以上とすることにより、良好な記録再生特性を有する、エネルギーアシスト型垂直磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００４７】
この他、基板１０１には、直径２．５インチ、厚さ０．６ｍｍ、表面ラフネスＲａが０．３ｎｍ以下の強化ガラスを用いたが、直径が３．５インチ、５インチや１．８インチ等、厚さが１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．５ｍｍ等、別のサイズの基板を用いてもよい。基板の材質は、強化ガラス以外でも良いが、Ｓｉ、アルミなど表面が５００℃程度にさらされても変形・変質しない材料が好ましい。
【００４８】
下地層１０２にはＮｉ63Ｔａ38層とＮｉ94Ｗ6層を用いたが、基板、中間層との密着性や平坦性を確保できれば、このほかの材料や膜厚でも良い。保護層１０６についても、記録層との密着性、熱アシスト光源の波長における透明性、表面の平坦性が確保できれば、組成比が異なっていてもよく、この他の材料でもよい。
【００４９】
また、強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍとして、製膜中のＡｒガスへの酸素添加量を変えながら製膜し、膜中の酸素量及び記録層の結晶配向及び結晶の粒界幅の関係を調べたところ、図７及び表７に示す結果が得られた。
【００５０】
表７
番号 酸素量（原子％） 結晶配向（°） 結晶粒界幅（ｎｍ）
７１ ０ ３．１９ ０
７２ ５ ３．２１ ０．３
７３ ８ ３．２５ ０．４
７４ １０ ３．２８ ０．５
７５ １３ ３．３ ０．５５
７６ １５ ３．３２ ０．６
７７ １９ ３．４３ ０．８
【００５１】
酸素量の分析は、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）にて行った。結晶配向性は、Ｘ線回折装置を用いて調べた。結晶配向性が良いほど、結晶ごとの磁気特性が均一になる。結晶配向性が劣化すると、磁気特性の分散が大きくなり、ノイズの原因となるため、結晶配向は３．３５゜以下が好ましい。結晶粒界幅は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、１００個の粒子の粒及び粒界の観察を行い、粒界の平均値を求めた。結晶粒界幅が大きいほど、隣接粒子の磁気的な影響を受けなくなる。つまり、磁気的な相関距離が小さくなり、記録エラー率が減少する。そのため、結晶粒界は大きいことが必要で、少なくとも０．３ｎｍ以上が好ましい。結晶粒界が形成されない場合、磁気的な相関距離が大きすぎ、ビット長２５ｎｍといった、高密度のビットは形成できない。
【００５２】
図７及び表７より、酸素量が増加するほど、結晶配向性は悪化し、結晶粒界幅は大きくなることがわかる。記録層中の酸素量が５原子％以上１５原子％以下の場合に、結晶配向は３．３５°以下、結晶粒界幅は０．３ｎｍ以上に出来、良好な結果が得られた。さらに、記録層中の酸素量が８原子％以上１３原子％以下の場合に、結晶配向は３．３°以下、結晶粒界幅は０．４ｎｍ以上に出来、より良好な結果が得られた。
【００５３】
さらに、強磁性金属層中へＢ（硼素）を添加することで、結晶粒径を小さくすることが可能となった。結晶粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、１００個の粒子の観察を行い、粒径の平均値及び分散を求めた。結晶粒径が小さくなると、記録時のノイズが低減できる。最短で２５ｎｍのビット長の記録を行う場合、最短ビット長の半分である１２．５ｎｍ以上の結晶粒が存在すると、記録時のノイズが急激に増加する。このため、結晶粒径の分散が約２０％であるから、平均粒径は１１．４ｎｍ以下であることが好ましい。また、Ｂを添加しすぎると加熱時に記録層の劣化が生じる。実際に記録を行う際の媒体の加熱時間は数ｎｓであるが、加速試験として４００℃で１ｈ加熱した際の飽和磁化の劣化を調べた。劣化量が大きいと、書換え可能回数が少なくなるため、２００ｅｍｕ／ｃｃ以下であることが好ましい。強磁性金属層中の硼素（Ｂ）量が異なるターゲットを用意し、強磁性金属層の膜厚を０．２ｎｍ、非磁性金属層の膜厚を０．６ｎｍ、記録層の総膜厚を１２ｎｍとして、強磁性金属層中のＢ添加量の異なる記録層を製膜し、膜中の硼素量と結晶粒径及び加速試験時の飽和磁化劣化量を調べたところ、図８及び表８に示すような結果が得られた。
【００５４】
表８
番号 硼素量 飽和磁化劣化量 結晶粒径
（原子％） （ｅｍｕ／ｃｃ） （ｎｍ）
８１ ０ ２０ １２．５
８２ ５ ２０ １１．０
８３ ８ ３０ １０．８
８４ １０ ５０ １０．６
８５ １３ １００ １０．５
８６ １５ １８０ １０・３
８７ １９ ２５０ １０．２
【００５５】
これより、強磁性金属層中の硼素量が増加するほど、飽和磁化劣化量は大きく、結晶粒径は小さくなることがわかる。強磁性金属層中の硼素量が５原子％以上１５原子％以下の場合に、飽和磁化劣化量は２００ｅｍｕ／ｃｃ以下、結晶粒径は１１ｎｍ以下に出来、良好な結果が得られた。さらに、硼素量が８原子％以上１３原子％以下の場合に、飽和磁化劣化量は１００ｅｍｕ／ｃｃ以下、結晶粒径は１０．８ｎｍ以下に出来、より良好な結果が得られた。
【００５６】
次に、記録層のキュリー温度と浮上特性、記録特性の関係を調べた。浮上特性は、加速試験とし、媒体にファーフィールドのレーザ光（波長７８０ｎｍ、スポット径１μｍ）を１０ｎｓ、１０００回照射した後、前記グライドテスタで浮上時にグライドヘッドがヒットする回数を調べた。記録特性は、近接場光でビット長５０ｎｍで記録を行い、記録ドメイン１００個を磁気顕微鏡（ＭＦＭ）で観察し、ビット長分散を求めた。記録パワーを変えながら測定を各媒体の最適パワーでの分散を比較した。表９に結果を纏めた。
【００５７】
表９
番号 キュリー温度（℃） ヘッドのヒット数（回） ビット長分散（％）
９１ ２００ ０ ２５
９２ ２２０ ０ １４
９３ ２４０ ０ １０
９４ ３００ １ ８
９５ ３７０ ２ ６
９６ ４００ ５ ６
９７ ４５０ １０ ６
【００５８】
これより、記録層のキュリー温度が高くなるほど、ヘッドのヒット数が増えることがわかる。これは、キュリー温度が高いため、記録時に記録層の温度を高くしないと記録が出来ず、この際の熱で保護層や潤滑材が熱劣化したためである。表面に凹凸が形成され、浮上特性が劣化、ヒットの回数が増加していると考えられる。また、記録層のキュリー温度が低くなるほど、ビット長分散が大きくなる。これは、記録時の温度が低い、つまり出射パワーが低く室温との差が小さくなるため、温度制御のばらつきが増加しているためである。記録層キュリー温度が２２０℃以上４００℃以下の場合に、ヘッドのヒット数は５回以下と少なく、ビット長分散が１５％以下の、良好な結果が得られた。さらに、記録層キュリー温度が２５０℃以上３７０℃以下の場合に、ヘッドのヒット数は２回以下ときわめて少なく、ビット長分散が１０％以下の、より良好な結果が得られた。
【００５９】
記録層の膜厚と温度特性、磁気特性の関係を調べた。結果を表１０に示す。温度特性は、記録層のエネルギー入射側（上面）とその反対の基板側（下面）の温度の差を調べた。温度差が大きいと、記録のために記録層がエネルギー照射された際に、上面だけ加熱により垂直磁気異方性が低下し磁化反転するが、下面は温度が低く垂直磁気異方性が高いままのため磁化反転せず、記録ビットが形成されない割合が増加する。従って、記録層上下間の温度差は記録温度に対して十分小さい１２５℃以下であることが好ましい。磁気特性としては、磁気モーメントの大きさをノミナルの記録層１２ｎｍを１としてその比で示した。磁気モーメントが低くなると、信号強度が劣化するため、磁気モーメントの大きさはノミナルの０．５以上が必要である。
【００６０】
表１０
番号 記録層膜厚 記録層上下間の温度差 磁気モーメント
（ｎｍ） （℃）
１０１ ４ ５ ０．３
１０２ ６ ２０ ０．５
１０３ ８．４ ４５ ０．７
１０４ １２ ９０ １
１０５ １３ １０５ １．１
１０６ １５ １２５ １．２５
１０７ １８ １５３ １．５
【００６１】
表１０より、記録層膜厚が厚くなるほど、記録層上下間の温度差が広がることがわかる。これは、近接場光が光源からはなれたところでは、光強度が低下するためであり。また、記録層膜厚が薄くなるほど、磁気モーメントが小さくなる。これは、記録層の磁化とその体積に関係しているためである。記録層膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下の場合に、記録層上下間の温度差は１２５℃、磁気モーメント０．５以上の、良好な結果が得られた。さらに、記録層膜厚が８．４ｎｍ以上１３ｎｍ以下の場合に、記録層上下間の温度差は１０５℃、磁気モーメント０．７以上の、より良好な結果が得られた。
【００６２】
［実施例２］
実施例２では、本発明の一つの実施例として、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層を有し、エネルギー照射（アシスト）により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体を説明する。
【００６３】
図９（ａ）は、本発明の一実施例として、強磁性金属層１０８と非磁性金属層１０９の多層膜からなる記録層１０４と、キャップ層用強磁性金属層９０１とキャップ層用非磁性金属層９０２の多層膜からなるキャップ層１０５を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。基板１０１上に、下地層１０２として約３０ｎｍのＮｉ63Ｔａ38層と約７ｎｍのＮｉ94Ｗ6層、中間層１０３として約１６ｎｍのＲｕ層、約１２ｎｍの記録層１０４、約３ｎｍのキャップ層１０５、保護層１０６として約３ｎｍのＣＮ層を順次形成した。製膜は、それぞれＤＣスパッタリングにて行った。その後、ＣＮ層の上に、約１ｎｍの潤滑材１０７を塗布した。
【００６４】
記録層１０４は、強磁性金属層１０８にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、非磁性金属層１０９にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層し、微量の酸素を添加した。詳細は実施例１に記載の通りである。図９（ｂ）は、キャップ層１０５を拡大したものである。キャップ層１０５は、キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した。積層数はキャップ層３ｎｍの場合、約４回である。多層膜構造のキャップ層の形成は、基板を固定し、ＣｏのターゲットとＰｄターゲットを回転させながら、両層を交互に形成して行った。ターゲットを固定し、基板を回転させても同様の多層膜が形成できる。各構成層の膜厚は、各ターゲットに投入するパワーを変えることにより、変化させた。キャップ層製膜時のガス圧は５Ｐａにした。
【００６５】
比較例には、上記キャップ層の組成と構造のみ異なる媒体を作製し、浮上特性及び磁気特性の比較を行った。キャップ層に、Ｃｏ65Ｃｒ15Ｐｔ12Ｂ8組成を用いて、比較した。
【００６６】
まず、多層膜構造のキャップ層及び比較のキャップ層を有する媒体を形成し、垂直磁気記録媒体の浮上特性を調べ、表１１にて比較した。ここでは、浮上特性が良好な媒体が得られる歩留まりを調べた。歩留まりは、同様の構成の媒体を２０枚作製し、前記ピエゾ出力が３１．３ｍＶ以下のものをＡ級品、３１．４から３１．５ｍＶのものをＢ級品、３１．６ｍＶ以上のものをＮＧとしてカウントして、各割合を調べた。
【００６７】
表１１
番号 キャップ層種類 キャップ層膜厚 Ａ級品 Ｂ級品 ＮＧ 保磁力劣化量
（ｎｍ） （％） （％） （％） （ｋＯｅ）
１１１ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ５ １００ ０ ０ ２．１
１１２ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ４ １００ ０ ０ １．５
１１３ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ３ １００ ０ ０ １．２
１１４ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ２ ９５ ５ ０ ０．８
１１５ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 １ ９０ １０ ０ ０．５
１１６ Ｃｏ／Ｐｄ多層膜 ０ ８０ ２０ ０ ０
１１７ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ５ １００ ０ ０ ５．５
１１８ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ４ １００ ０ ０ ５．０
１１９ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ３ １００ ０ ０ ４．１
１１ａ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ２ ９５ ５ ０ ３．２
１１ｂ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 １ ９０ １０ ０ ２．１
１１ｃ ＣｏＣｒＰｔＢ膜 ０ ８０ ２０ ０ ０
【００６８】
表１１より、キャップ層が厚いほど歩留まりが増加することがわかる。キャップ層厚さ１ｎｍ以上の場合に、Ａ級品歩留まりは９０％と、良好な結果が得られた。さらに、キャップ層厚さ２ｎｍ以上の場合に、Ａ級品歩留まりは９５％に向上し、より良好な結果が得られた。浮上特性の向上は、多層膜キャップ層でも比較例のキャップ層でも同様に向上した。浮上特性が向上した理由は、図１０に示されるように、記録層表面に結晶粒形成により形成された凹凸をキャップ層１０５の形成により滑らかに出来たためと考えられる。
【００６９】
次に、磁気特性の比較を行った。各媒体の保磁力を測定し、キャップ層形成による保磁力の劣化量を調べた。本発明と比較例にそれぞれキャップ層を形成した場合の磁気特性を、図１１及び表１１で比較した。多層化されていない、Ｃｏ65Ｃｒ15Ｐｔ12Ｂ8組成のキャップ層を有する比較例では、保磁力劣化が極めて大きく、１ｎｍ形成しただけでも２ｋＯｅ以上という大きな劣化を示した。これは、保磁力の大きな記録層上に保磁力の小さなキャップ層が形成されたため、媒体全体の磁気特性が劣化したためである。一方、本発明の多層膜キャップ層付媒体では、浮上特性を向上するためにキャップ層を形成しても磁気特性の劣化はきわめて小さく、４ｎｍキャップ層を形成しても１．５ｋＯｅと劣化が小さいことがわかる。これは、キャップ層も多層膜構造とすることで保磁力の大きな層を重ねた構成にしたためと考えられる。このように、高い垂直磁気異方性を持つ記録層にキャップ層用強磁性金属層とキャップ層用非磁性金属層からなる多層膜構造のキャップ層を設けることで、磁気特性の劣化を防ぎかつ、浮上特性を極めて良好にすることが可能となった。
【００７０】
さらに、記録層等の条件を一定にしたまま、多層膜キャップ層の組成、プロセス依存性を調べ、表１２に示した。キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体を作製した（番号１２１）。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにＢを添加した場合、Ａ級品の歩留まりは８５％に低下した。これより、キャップ層にはＢを添加しない方が良いことがわかった。
【００７１】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体を作製した。ここでは記録層同様、微量の酸素添加を行った。酸素添加をした場合、キャップ層中のＯ量が１０原子％のとき（番号１２２）、Ａ級品の歩留まりは８０％に低下した。キャップ層中のＯ量が５原子％のとき（番号１２３）、Ａ級品の歩留まりは８５％であった。これより、キャップ層中の酸素量は少ないほうが良いことがわかった。
【００７２】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．１ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体（番号１２４）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このような強磁性金属層を記録層より薄くした場合、Ａ級品の歩留まりは９５％のままで保磁力の劣化が低減できることがわかった。
【００７３】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．１ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて積層した媒体（番号１２５）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このように強磁性金属層にＢを入れず、さらに構成層を記録層より薄くした場合、Ａ級品の歩留まりは９７％に向上し、さらに保磁力の劣化が低減できることがわかった。
【００７４】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏ90Ｂ10を０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて、スパッタリングガス圧を３．５Ｐａで積層した媒体（番号１２６）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにガス圧を下げると、製膜レートが高くなり量産性が向上する。Ａ級品の歩留まりも９５％のままで、保磁力の劣化は少し大きくなった。
【００７５】
キャップ層用強磁性金属層９０１にはＣｏを０．２ｎｍ、キャップ層用非磁性金属層９０２にはＰｄを０．６ｎｍを用いて、スパッタリングガス圧を３．５Ｐａで積層した媒体（番号１２７）を作製した。キャップ層の厚さは２ｎｍとした。このようにガス圧を下げると、製膜レートが高くなり量産性が向上する。Ａ級品の歩留まりは９７％に向上した。保磁力の劣化は少し大きくなった。
【００７６】
表１２
番号 Ａ級品（％） 保磁力劣化量（ｋＯｅ）
１１４ ９５ ０．８
１２１ ８５ ０．８
１２２ ８０ ０．８
１２３ ８５ ０．８
１２４ ９５ ０．６
１２５ ９７ ０．６
１２６ ９５ ０．９
１２７ ９７ ０．９
【００７７】
なお、本実施例に記載していない層構成、製造方法、材料、評価方法等は実施例１と同様にした。
【００７８】
［実施例３］
本発明の一実施例である磁気記憶装置の概略を図１２に示した。（ａ）は平面模式図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。（ｃ）はヘッドの概略図、（ｄ）はヘッド主要部の側面からみた概略図である。
【００７９】
この装置は、垂直磁気記録媒体１５０１、これを駆動する駆動部１５０２、磁気ヘッド用浮上スライダ１５０３及び磁気ヘッドの駆動手段１５０４、磁気ヘッドの記録再生信号処理手段１５０５を有する。磁気ヘッドは、磁気ヘッドスライダ上に形成された記録再生分離型の磁気ヘッドであり、記録ヘッドには磁界を形成する手段１５０７及び近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６が設けられている。さらに磁気ヘッドには、再生電流用検出手段（再生ヘッド）１５０８が設けられ、記録されたビットの再生を行う。近接場光は、サスペンション１２０１上に形成された光導波路１２０２を通して、近接場光を用いたエネルギー照射手段１５０６に供給される。浮上スライダ１５０３は、位置決め精度を向上させるため、フレクシャー１２０３を介してサスペンションに取り付けられている。
【００８０】
次に、記録時の熱や磁気特性について調べた。光源波長は７８０ｎｍであり、垂直磁気記録媒体１５０１には図１に記載の構造を用いた。図１３に、エネルギー照射源である近接場光源から記録層表面までの距離（磁気スペーシング）と垂直磁気記録媒体におけるエネルギー吸収率の関係を調べた。これは、近接場光の強度とその波長における媒体の吸収率から算出し、当該距離が４ｎｍの場合を１とし規格化した。これより、当該距離が小さいほど媒体の吸収率が大きいことがわかる。吸収率が小さい場合、近接場光では十分媒体を加熱することが出来ず、記録が行えないため、吸収率は２５％以上が好ましい。エネルギー照射源から記録層表面までの距離が８ｎｍ以下の場合に、吸収率が２５％以上と良好な結果が得られた。さらに、エネルギー照射源から記録層表面までの距離が７ｎｍ以下の場合に、吸収率が３２％以上とより良好な結果が得られた。
【００８１】
さらに、実施例１に記載した媒体を上記磁気記憶装置に組み込んで、ヘッド浮上量４ｎｍで安定にヘッドが浮上することを確認したのち、上記近接場光を用いたエネルギー照射手段を搭載したヘッドを用いて記録を行った。ＭＦＭにてドメインを評価したところ、線密度方向は約２５ｎｍ、トラック幅方向は５０ｎｍのドメインが形成できたことがわかった。
【００８２】
以上から、基板と、基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体として、中間層をＲｕ及び／又はＰｄで形成し、磁気記録層を、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体で構成し、強磁性金属層の膜厚を０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下とし、非磁性金属層の膜厚を０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下とし、強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比を２以上４以下とし、エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差を８ｋＯｅ以上とした垂直磁気記録媒体を備え、更に近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを備え、記録時のエネルギー照射源から磁気記録層表面までの距離を８ｎｍ以下とすることにより、良好な記録再生特性を有するエネルギーアシスト型磁気記憶装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造例を示す図であり、（ａ）は全体層構成図、（ｂ）は記録層の拡大図。
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体の中間層及び記録層の詳細断面構造を示す図で有り、（ａ）中間層まで積層された状態を示す図、（ｂ）は中間層上に記録層が積層された状態を示す図、（ｃ）は記録層の拡大図。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体における、強磁性金属層膜厚と浮上特性、磁気特性の関係を示す図。
【図４】本発明の垂直磁気記録媒体における、非磁性金属層膜厚と温度特性、磁気特性の関係を示す図。
【図５】本発明の垂直磁気記録媒体における、非磁性金属層と強磁性金属層の膜厚比と磁気特性の関係を示す図。
【図６】本発明の垂直磁気記録媒体の保磁力差と信号劣化量の関係を示す図。
【図７】本発明の垂直磁気記録媒体における、記録層中の酸素量と結晶化特性の関係を示す図。
【図８】本発明の垂直磁気記録媒体における、強磁性金属層中の硼素量と磁気特性、結晶粒径の関係を示す図。
【図９】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の断面構造を示す図であり、（ａ）は全体層構成を示す図、（ｂ）はキャップ層の拡大図。
【図１０】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体の詳細断面構造を示す図。
【図１１】本発明のキャップ層を有する垂直磁気記録媒体と比較例の媒体における磁気特性を示す図。
【図１２】本発明の磁気記憶装置の構成例を示す図。
【図１３】本発明の磁気記憶装置における、エネルギー源から記録層表面までの距離と吸収率の関係を示す図。
【符号の説明】
【００８４】
１０１：基板、１０２：下地層、１０３：中間層、１０４：記録層、１０５：キャップ層、１０６：保護層、１０７：潤滑材、１０８：強磁性金属層、１０９：非磁性金属層、２０１：第１中間層、２０２：第２中間層、２０３：結晶粒、２０４：粒界、９０１：キャップ層用強磁性金属層、９０２：キャップ層用非磁性金属層、1201 サスペンション, 1202 光導波路、1203 フレクシャー、1501：垂直磁気記録媒体、1502：媒体駆動部、1503：浮上スライダ、1504：磁気ヘッド駆動手段、1505：記録再生信号処理手段、1506：近接場光を用いたエネルギー照射手段、1507：磁界を形成する手段、1508再生ヘッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、
前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、
前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、
前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、
前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、
前記強磁性金属層と前記非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、
前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、
前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、
前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、
前記キャップ層がＣｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体からなり、
前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、
前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、
前記強磁性金属層と前記非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、
前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁気記録層のキュリー温度が２２０℃以上４００℃以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記磁気記録層中の平均酸素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記強磁性金属層中の平均硼素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気記録層の膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記キャップ層中の平均酸素濃度が前記磁気記録層の平均酸素濃度より低いことを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記キャップ層の膜厚が１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記中間層がＰｄからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記中間層がＲｕからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記中間層がＲｕとＰｄからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、
近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備え、
前記垂直磁気記録媒体は、前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、前記強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あり、
記録時に前記磁気ヘッドの前記エネルギー照射源から前記垂直磁気記録媒体の前記磁気記録層表面までの距離が８ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、
前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、
前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、
前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、
前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、
前記強磁性金属層と前記非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、
前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層とキャップ層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体であって、
前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、
前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、
前記キャップ層がＣｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体からなり、
前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、
前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、
前記強磁性金属層と前記非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、
前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁気記録層のキュリー温度が２２０℃以上４００℃以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記磁気記録層中の平均酸素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記強磁性金属層中の平均硼素濃度が５原子％以上１５原子％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気記録層の膜厚が６ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記キャップ層中の平均酸素濃度が前記磁気記録層の平均酸素濃度より低いことを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記キャップ層の膜厚が１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記中間層がＰｄからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記中間層がＲｕからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記中間層がＲｕとＰｄからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
基板と、該基板上に設けられた下地層及び中間層と、室温で垂直磁気異方性を有する磁気記録層と保護層を有し、エネルギー照射により前記磁気記録層の垂直磁気異方性を低下させた状態で記録を行う垂直磁気記録媒体と、
近接場光を用いたエネルギー照射機能を有する磁気記録用ヘッドと信号再生用ヘッドとを有する磁気ヘッドと備え、
前記垂直磁気記録媒体は、前記中間層がＲｕ及び／又はＰｄからなり、前記磁気記録層は、Ｃｏを主成分とする強磁性金属層とＰｄを主成分とする非磁性金属層との積層体であり、前記強磁性金属層の膜厚が０．１５ｎｍ以上０．２５ｎｍ以下であり、前記非磁性金属層の膜厚が０．４５ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であり、前記強磁性金属層と非磁性金属層の膜厚比が２以上４以下であり、前記エネルギー照射時と非照射時の保磁力の差が８ｋＯｅ以上あり、
記録時に前記磁気ヘッドの前記エネルギー照射源から前記垂直磁気記録媒体の前記磁気記録層表面までの距離が８ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記憶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１１３７６３（Ｐ２０１０−１１３７６３Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８５７７２（Ｐ２００８−２８５７７２）
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]