專利名稱：熱輔助磁記錄介質(zhì)和磁存儲裝置的制作方法
技術領域：
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：
對介質(zhì)照射近場光等，局部地加熱表面，使介質(zhì)的矯頑カ降低來進行寫入的熱輔助記錄，作為可以實現(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注。作為熱輔助記錄介質(zhì)，采用在磁性 層中使用了具有Lltl型晶體結構的FePt合金的介質(zhì)。由于上述FePt合金具有106J/m3程度的高的晶體磁各向異性Ku，因此可以在維持熱穩(wěn)定性的狀態(tài)下將磁性粒徑微細化到6nm左右以下。由此，可以在維持熱穩(wěn)定性的狀態(tài)下降低介質(zhì)噪聲。為了得到具有高的垂直磁各向異性的熱輔助記錄介質(zhì)，磁性層中使用的Lltl型FePt合金需要采取良好的(001)取向。為了實現(xiàn)該目的，基底層需要使用適當?shù)牟牧?。例如，專利文獻I顯示了 通過使用MgO基底層，F(xiàn)ePt磁性層顯示(001)取向。MgO采取NaCl型結構，晶格常數(shù)為0.421nm，接近Lltl結構的FePt合金的a軸長。因此，通過在(100)取向了的MgO基底層上形成FePt磁性層，可以使該磁性層取得(001)取向。非專利文獻I記載了通過使用TiN基底層，F(xiàn)ePt磁性層顯示(001)取向。TiN也與MgO同樣采取NaCl型結構，其晶格常數(shù)接近MgO。因此，與MgO的場合同樣可以使FePt磁性層取得(001)取向?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻I :日本特開平11-353648號公報非專利文獻I J. Vac. Sci. Technol. B 25 (6)，1892-1895 (2007)

發(fā)明內(nèi)容
提高構成磁性層的LI。型FePt合金的有序度，并且使之取得良好的(001)取向，在得到顯示高的介質(zhì)SNR的熱輔助記錄介質(zhì)方面是重要的課題。該課題雖然可以通過使用MgO基底層或TiN基底層來某種程度地改善，但依然不充分。因此，需要通過開發(fā)新型的基底層材料，來進ー步提高FePt合金的LI。有序度、(001)取向性。上述課題可以通過使用下述的熱輔助磁記錄介質(zhì)來解決，所述熱輔助磁記錄介質(zhì)包含基板；形成于該基板上的多個基底層；和以具有Lltl結構的合金為主成分的磁性層，其特征在于，該基底層的至少ー個為MnO。這樣，根據(jù)本申請發(fā)明，可提供下述的磁記錄介質(zhì)和磁存儲裝置。(I) 一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，包含基板；形成于該基板上的多個基底層；和以具有Lltl結構的合金為主成分的磁性層，其特征在于，該基底層的至少ー個含有MnO。(2)根據(jù)(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述含有MnO的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。
(3)根據(jù)(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述含有MnO的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種且還含有B、C之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。(4)根據(jù)(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述含有MnO的基底層形成于含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的具有晶格常數(shù)為0. 3nm以上的BCC結構的基底層之上。(5)根據(jù)(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述含有MnO的基底層形成于由具有B2結構的NiAl、或者具有B2結構的RuAl構成的基底層之上。(6)根據(jù)(I)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述含有MnO的基底層形成于由MgO構成的基底層之上。(7)根據(jù)(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述由MgO構成的基底層形 成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。(8)根據(jù)(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述由MgO構成的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種且還含有B、C之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上形成。(9)根據(jù)(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述由MgO構成的基底層形成于含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的具有晶格常數(shù)為0. 3nm以上的BCC結構的基底層之上。(10)根據(jù)(6)所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，上述由MgO構成的基底層形成于由具有B2結構的NiAl、或者具有B2結構的RuAl構成的基底層之上。(11)根據(jù)⑴ (10)的任一項所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，磁性層以具有LI。結構的FePt、或者具有LI。結構的CoPt合金為主成分，并且含有選自Si02、TiO2,Cr203、A1203、Ta2O5, ZrO2, Y2O3> Ce02、Mn0、TiO、ZnO, C 中的至少ー種的氧化物或元素。(12) ー種磁存儲裝置，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、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)構成，所述磁頭具備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)生的激光引導到磁頭前端的波導和安裝于磁頭前端的近場光發(fā)生部，該磁存儲裝置的特征在于，該磁記錄介質(zhì)是(I) (11)的任ー項所述的熱輔助介質(zhì)。通過本發(fā)明，可以實現(xiàn)磁性層具有良好的有序度和(001)取向，且矯頑力高的熱輔助記錄介質(zhì)，進而可以提供使用了該熱輔助記錄介質(zhì)的磁存儲裝置。


圖I是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的層構成的一例的圖。圖2是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的積分強度比的基板溫度依賴性的圖。圖3是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的矯頑カ的基板溫度依賴性的圖。圖4是本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的層構成的另一例的圖。圖5是表示本發(fā)明的磁存儲裝置的一例的立體圖。圖6是表示本發(fā)明的磁頭的構成的圖。
附圖標記說明101···玻璃基板102. ·· NiTa 粘結層103. . . CuZr 熱沉層(heat sink layer)104. . . NiTi 基底層105. . . CrTi 基底層106. . . MnO 基底層 107...磁性層108...蓋層(帽層；cap layer)109. . . DLC 保護膜401...玻璃基板402. ·· CrTi 粘結層403. · · AgPd 熱沉層404···軟磁性基底層405. . . CoTi 基底層406. . . CrMn 基底層407. . . MgO 基底層408. . . MnO 基底層409...磁性層410...蓋層411·· .DLC 保護膜5OI···磁記錄介質(zhì)502...介質(zhì)驅(qū)動部503...磁頭504...磁頭驅(qū)動部505...記錄再生信號處理系統(tǒng)601···主磁極602···輔助磁極603···線圈604···半導體激光二極管605...激光606···近場光發(fā)生部607...波導608...記錄磁頭609...屏蔽件(shield)610...再生元件611···再生磁頭
具體實施方式
本申請發(fā)明的磁記錄介質(zhì)，其包含基板；形成于該基板上的多個基底層；和以具有Lltl結構的合金為主成分的磁性層，其特征在于，將基底層的至少一個設為含有MnO的構成。在本申請發(fā)明中，通過采用這樣的構成，使含有MnO的基底層(以下，有時稱為「含有MnO的層」)進行(100)取向，在該(100)取向了的含有MnO的基底層上，在500 600°C以上的高溫下形成由FePt合金構成的磁性層，由此可以使該FePt合金取得良好的LI。有序度和(001)取向性。另外，在本申請發(fā)明中，為了使含有MnO的基底層采取(100)取向，優(yōu)選將含有MnO的基底層形成于(100)取向了的Cr基底層或Cr合金基底層之上。作為Cr合金,可米用以Cr為主成分，并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的合金，作為其具體例，可以使用CrTi、CrV> CrMo> Crff> CrMn> CrRu等。另外，也可以向這些合金中添加B、C的至少I種。通過這樣的構成，可以大幅度地降低反轉(zhuǎn)場分布SFD(開關場分布，Switching FieldDistribution)。上述Cr基底層或Cr合金基底層，優(yōu)選在150°C以上的高溫下形成于由例如Ni-50 原子％了&、祖-50原子％11等的非晶合金構成的種子層(晶種層)上。由此，可以使Cr基底層或Cr合金基底層取得良好的(100)取向。上述非晶種子層，若為由Co-50原子％ Ti、Co-50原子％ Ta, Cr-50原子％ Ti合金等非晶合金構成的層就沒有特別限制。另外，也可以在(100)取向了的具有B2結構的NiAl合金或RuAl合金基底層上形成含有MnO的基底層。該情況下通過外延生長，MnO取得(100)取向。對于NiAl基底層、RuAl基底層，也與Cr基底層或Cr合金基底層同樣地，通過形成于非晶合金基底層上，可以使之取得(100)取向。該情況下，也可以沒有基板的加熱，但為了取得良好的(100)取向，優(yōu)選進行150°C以上的基板加熱。也可以將含有MnO的基底層形成于由含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的BCC結構的合金構成的(100)取向了的基底層上。該情況下，優(yōu)選上述BCC合金的晶格常數(shù)為O. 3nm以上。由此,可以通過含有MnO的基底層向磁性層中的LI。型FePt合金導入拉伸應力，可以更加提聞有序度。以后，將上述由含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的晶格常數(shù)為O. 3nm以上的BCC合金構成的基底層記為應力導入層。應力導入層需要采取(100)取向，因此優(yōu)選形成于(100)取向了的Cr基底層、Cr合金基底層、NiAl基底層、RuAl基底層之上。此外，也可以將含有MnO的基底層形成于(100)取向了的MgO基底層之上。為了使含有MgO的基底層采取(100)取向，優(yōu)選將含有MgO的基底層形成于上述(100)取向了的Cr基底層、或以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的Cr合金基底層之上。另外，也優(yōu)選將含有MgO的基底層形成于(100)取向了的具有B2結構的NiAl合金或RuAl合金基底層上。另外，也可以在含有MgO的基底層與(100)取向了的Cr基底層、Cr合金基底層、NiAl基底層、RuAl基底層之間形成上述應力導入層。該情況下，也可以通過含有MgO的基底層和形成于其上的MnO基底層向磁性層中的LI。型FePt合金導入拉伸應力，可以更加提
聞有序度。本申請發(fā)明中的含有MnO的基底層，可以使用Mn在氬和氧的混合氣體氣氛中形成，也可以使用Mn-50原子％ O復合祀形成。MnO基底層優(yōu)選采取NaCl型結構,但若為不大幅度地阻礙形成于含有MnO的基底層上的LI。型FePt的外延生長的程度，則也可以混有產(chǎn)生應變從而成為正方晶、斜方晶、二方晶等的MnO晶體。在MnO米取正方晶或斜方晶結構形式的情況下，雖然(010)面、(001)面應該與(100)面區(qū)別，但對于MnO，為方便起見它們的晶面指數(shù)全部記為(100)面。另外，若為不大幅度地阻礙Lltl型FePt的外延生長的程度，則也可以混有因MnO膜形成時的過剩氧而生成的Mn02、Mn3O3、Mn304。在熱輔助記錄中，如果在記錄時被加熱的磁性層的冷卻速度慢，則磁化遷移寬度寬，SNR劣化，因此磁性層需要快速地冷卻。因此，優(yōu)選形成由熱導率高的材料構成的熱沉層。作為熱沉層，可以使用Cu、Ag、Al、Au或以這些元素為主成分的合金。另外，也可以形成軟磁性基底層。在軟磁性基底層中可以使用CoTaZr、CoFeTaB、CoFeTaSiXoFeTaZr等的非晶合金、FeTaC、FeTaN等的微晶合金、NiFe等的多晶合金。軟磁性基底層可以是由上述合金構成的單層膜，也可以是夾著適當?shù)哪ず竦腞u層進行了反鐵磁性耦合了的疊層膜。
在磁性層中優(yōu)選使用LI。型的FePt合金、或者LI。型的CoPt合金。另外，為了降低晶粒間的交換耦合，優(yōu)選以LI。型的FePt合金、或者LI。型的CoPt合金為主成分，并且添加選自 SiO2, Ti02、Cr2O3> Al2O3' Ta2O5' ZrO2, Y203、CeO2, MnO、TiO、ZnO, C 之中的氧化物或碳作為晶界相材料的磁性層。實施例實施例I圖I表示在本實施例中制作的磁記錄介質(zhì)的層構成的一例。在該磁記錄介質(zhì)的制作時，在玻璃基板上(101)形成5nm的Ni-37原子％ Ta粘結層(102)、50nm的Cu-0. 5原子1^ Zr熱沉層(103)、5nm的Ni_50原子％ Ti基底層(104)，進行基板加熱直到220°C。其后，形成IOnm的Cr-5原子％ Ti基底層(105)、3nm的MnO基底層(106)，再次進行基板加熱直到480 640 0C o其后，形成了 15nm的(Fe_47原子％ Pt_3原子％ Cu)-50原子％ C磁性層(107)、5nm的Co-20原子％Cr-16原子％Pt-10原子蓋層(108)。進而，作為保護膜，形成了
3.2nm的DLC膜(109)。在此，MnO基底層是通過使Mn靶在Ar和氧的混合氣體氣氛中進行DC放電來形成的。另外，作為比較例，制作了形成3nm的MgO基底層來替代上述MnO基底層的介質(zhì)。進行了上述磁記錄介質(zhì)的X射線衍射測定，從全部的介質(zhì)的磁性層僅觀察到Ll0-FePt(OOl)峰、和Llci-FePt (002)峰與FCC-FePt (200)峰的混合峰。因此，認為磁性層中的FePt合金通過外延生長取得了良好的(001)取向。圖2表示上述磁記錄介質(zhì)的積分強度比的基板溫度依賴性。S卩，將以上述(001)峰的積分強度、和(002)峰與(200)峰的混合峰的積分強度的比率作為基板溫度的函數(shù)繪圖的結果示于圖2。上述積分強度比是表示磁性層中的LlcrFePt合金的有序度的指標，該值越高則顯示有序度越良好。在該圖中，為了比較，也表示了形成了 MgO基底層的比較例介質(zhì)的值。就積分強度比而言，實施例介質(zhì)、比較例介質(zhì)都隨著基板溫度的增加而増大，但實施例介質(zhì)不依賴于基板溫度，顯示出比比較例介質(zhì)高0. 15 0.25左右的值。這表明實施例介質(zhì)的磁性層中的Ll0-FePt合金取得了更良好的有序度。圖3表示實施例介質(zhì)和比較例介質(zhì)的矯頑力He的基板溫度依賴性。再者，He從使用PPMS施加7T的最大磁場在室溫下測定了磁滯回線進行估算。如圖3所見，就He而言，實施例介質(zhì)、比較例介質(zhì)都隨著基板溫度的增加而增大，但實施例介質(zhì)不依賴于基板溫度，顯示出比比較例介質(zhì)高3 5k0e左右的值。特別是在基板溫度為600°C以上制作了的實施例介質(zhì)，顯示了 30k0e以上的高的He。由以上可知，通過使用MnO基底層替代MgO，有序度被改善，可得到He更高的熱輔助介質(zhì)。實施例2利用與實施例I同樣的膜構成，制作了磁記錄介質(zhì)。但是，在Cr-5原子％基底層和MnO基底層之間，形成了 5nm的Mo_20原子％ Cr (實施例2. I)、ff-20原子％ V(實施例
2.2)、Ta-50原子％ Mo (實施例2. 3)、Nb_50原子％ ff(實施例2. 4)、Mo(實施例2. 5)、W (實 施例2. 6)、Ta(實施例2. 7)、Nb(實施例2. 8)作為應力導入層。在此，MnO基底層形成后的基板加熱溫度設為560°C。進行了得到的磁記錄介質(zhì)的X射線衍射測定，從全部的介質(zhì)的磁性層僅觀察到Ll0-FePt(OOl)峰、和Llci-FePt (002)峰與FCC-FePt (200)峰的混合峰。因此，認為磁性層中的FePt合金與在沒有形成取向?qū)雽拥膶嵤├齀中示出的介質(zhì)同樣，通過外延生長取得了良好的(001)取向。表I表示本實施例的磁記錄介質(zhì)的(001)峰的積分強度、和(002)峰與(200)峰的混合峰的積分強度比、以及He的值。在此，He采用與實施例I同樣的方法估算。在該表中也表不了在實施例I不出的沒有形成應力導入層、并在560°C的基板加熱后形成了磁性層的介質(zhì)(實施例I)的值。本實施例介質(zhì)(實施例介質(zhì)2. I 2. 8)的積分強度，比沒有形成應力導入層的介質(zhì)高，He也高I 5k0e左右。表I
權利要求
1.一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，包含基板；形成于該基板上的多個基底層；和以具有LI。結構的合金為主成分的磁性層，其特征在于，該基底層的至少一個含有MnO。
2.根據(jù)權利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述含有MnO的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。
3.根據(jù)權利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述含有MnO的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種且還含有B、C之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。
4.根據(jù)權利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述含有MnO的基底層形成于含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的具有晶格常數(shù)為O. 3nm以上的BCC結構的基底層之上。
5.根據(jù)權利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述含有MnO的基底層形成于由具有B2結構的NiAl、或者具有B2結構的RuAl構成的基底層之上。
6.根據(jù)權利要求I所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述含有MnO的基底層形成于由MgO構成的基底層之上。
7.根據(jù)權利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述由MgO構成的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上。
8.根據(jù)權利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述由MgO構成的基底層形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少I種且還含有B、C之中的至少I種的具有BCC結構的基底層之上形成。
9.根據(jù)權利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述由MgO構成的基底層形成于含有Mo、W、Ta、Nb之中的至少I種的具有晶格常數(shù)為O. 3nm以上的BCC結構的基底層之上。
10.根據(jù)權利要求6所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述由MgO構成的基底層形成于由具有B2結構的NiAl、或者具有B2結構的RuAl構成的基底層之上。
11.根據(jù)權利要求I 10的任一項所述的熱輔助磁記錄介質(zhì)，其特征在于，磁性層以具有Lltl結構的FePt、或者具有Lltl結構的CoPt合金為主成分，并且，含有選自Si02、Ti02、Cr203、A1203、Ta2O5, ZrO2, Y2O3> Ce02、Mn0、TiO、ZnO, C 中的至少一種的氧化物或元素。
12.—種磁存儲裝置，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、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)構成，所述磁頭具備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)生的激光引導到磁頭前端的波導和安裝于磁頭前端的近場光發(fā)生部，該磁存儲裝置的特征在于，該磁記錄介質(zhì)是權利要求I 11的任一項所述的熱輔助介質(zhì)。
全文摘要
一種熱輔助磁記錄介質(zhì)，包含基板；形成于該基板上的多個基底層；和以具有L10結構的合金為主成分的磁性層，其特征在于，該基底層的至少一個含有MnO。含MnO基底層優(yōu)選形成于由Cr構成的、或者以Cr為主成分并含有Ti、V、Mo、W、Mn、Ru之中的至少1種的具有BCC結構的基底層之上。所述熱輔助磁記錄介質(zhì)具有磁性層有良好的有序度和(001)取向、Hc高、并且Hc分布較窄的特性。
文檔編號G11B5/66GK102646421SQ20121003408
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月15日
發(fā)明者丹羽和也, 原克哉, 神邊哲也 申請人:昭和電工株式會社