磁记录介质及其制造方法以及磁存储装置与流程

1.本发明涉及磁记录介质、磁记录介质的制造方法以及磁存储装置。


背景技术：

2.热辅助记录方式作为能够实现1tbit/inch2级的面记录密度的次世代的记录方式为人关注，该热辅助记录方式对磁记录介质照射近场光等以对其表面进行局部加热，从而使磁记录介质的矫顽力降低，由此记录磁信息。使用热辅助记录方式时，通过磁头的记录磁场，能够容易地在室温中的矫顽力为数十koe的磁记录介质上记录磁信息。因此，能够将结晶磁各向异性常数(ku)为106j/m3左右的高ku材料应用于磁性层，其结果，能够在维持热稳定性的同时，使构成磁性层的磁性粒子的粒径微细化至6nm以下。
3.作为高ku材料，公知有fept合金(ku～7
×
106j/m3)、copt合金(ku～5
×
106j/m3)等的具有l10构造的合金。
4.为了使热辅助磁记录介质的面记录密度提高，需要通过使磁性层的结晶取向性提高，使构成磁性层的磁性粒子微细化，降低磁性粒子间的交换结合，从而使热辅助磁记录介质的电磁变换特性提高。
5.例如，作为磁性层使用fept合金膜的情况下，为了提高磁性层的结晶取向性，fept合金膜需要为(001)取向。因此，作为基底层，优选使用(100)取向的mgo层。在此，mgo的(100)面与具有l10结构的fept合金的(001)面晶格匹配性高，因此通过在mgo层之上成膜fept合金膜，能够使fept合金膜为(001)取向。
6.专利文献1中，公开了具有由通式{(fe
x
pt
100－x
)
(100－y)
b
y
}
(100－z)
c
z
(根据原子比30≦x≦80，1≦y≦20，3≦z≦65)表示的组成的烧结体所构成的用于形成磁记录介质膜的溅射靶。
7.(现有技术文献)
8.(专利文献)
9.专利文献1：日本特开2014－41682号公报


技术实现要素：

10.(本发明要解决的问题)
11.使磁记录介质的面记录密度提高的要求没有停止，需求使磁记录介质的电磁变换特性提高。由此，需要使磁性膜的有序度提高，使磁性层的取向性提高。
12.于是，作为磁性层，考虑使用feptb合金膜。
13.但是，在mgo层之上成膜feptb合金膜的话，feptb合金中的b与mgo中的氧相互扩散，生成氧化硼，其结果，feptb合金膜的(001)取向性降低。
14.本发明的一方面的目的在于，提供一种能够使磁性层的(001)取向性提高的磁记录介质。
15.(用于解决问题的手段)
16.(1)一种磁记录介质，其依次具有基板、基底层、以及磁性层，上述基底层具有第一基底层，该第一基底层包括由通式mgo
(1－x)
(式中，x在0.07～0.25的范围内)表示的化合物，上述磁性层包括具有l10构造的合金，上述具有l10构造的合金具有包括b的第一磁性层，上述第一基底层与上述第一磁性层相接。
17.(2)一种(1)中记载的磁记录介质的制造方法，包括如下工序：使用包括mgo的溅射靶、以及在惰性气体中添加有1体积％～20体积％的范围内的氢的溅射气体，来成膜上述第一基底层。
18.(3)一种(1)中记载的磁记录介质的制造方法，包括如下工序：使用包括mgo的溅射靶，以1pa以上的溅射气体圧放电0.5秒以下的时间后，以0.5pa以下的溅射气体圧放电，来成膜上述第一基底层。
19.(4)一种磁存储装置，其具有(1)中记载的磁记录介质。
20.(发明的效果)
21.根据本发明的一个方面，能够提供一种能够使磁性层的(001)取向性提高的磁记录介质。
附图说明
22.图1是表示本实施方式的磁记录介质的层结构的一个例子的剖视图。
23.图2是表示本实施方式的磁存储装置的一个例子的立体图。
24.图3是表示图2的磁头的一个例子的示意图。
25.附图标记说明
[0026]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
基板
[0027]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
基底层
[0028]
21
ꢀꢀꢀꢀ
第一基底层
[0029]
22
ꢀꢀꢀꢀ
第二基底层
[0030]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁性层
[0031]
31
ꢀꢀꢀꢀ
第一磁性层
[0032]
32
ꢀꢀꢀꢀ
第二磁性层
[0033]
100
ꢀꢀꢀ
磁记录介质
具体实施方式
[0034]
以下，参照附图对实施本发明的方式进行说明。另外，为了易于理解特征，以下的说明中使用的附图中为了方便有时将特征部分放大表示，各构成元件的尺寸比例等不一定相同。
[0035]
[磁记录介质]
[0036]
图1表示本实施方式的磁记录介质的层结构的一个例子。
[0037]
磁记录介质100依次具有基板1、基底层2、包括具有l10构造的合金的磁性层3。
[0038]
这里，基底层2中，第二基底层22和第一基底层21依次层叠，磁性层3中，第一磁性层31和第二磁性层32依次层叠。
[0039]
另外，基底层2和磁性层3的层叠数不特别限定，可以各自为三层以上。
[0040]
第一基底层21是基底层2的最上层(离基板1最远的层)，包括由如下通式(a)表示的化合物。
[0041]
mgo
(1－x)
···
(a)
[0042]
式中，x在0.07～0.25的范围内。
[0043]
第一磁性层31是磁性层3的最下层(离基板1最近的层)，包括具有l10构造的合金，具有l10构造的合金包括b(硼)。
[0044]
由于第一基底层21与第一磁性层31相接，因此第一基底层21中的氧与第一磁性层31中的b的相互扩散减少，磁性层3的(001)取向性提高。这是因为，第一基底层21相对于mgo的化学计量的组成(stoichiometry)是缺氧的状态，所以能够抑制向第一磁性层31供给氧，能够降低第一磁性层31中含有的构成具有l10结构的合金的b的氧化。
[0045]
由通式(a)表示的化合物中，缺氧量x在0.07～0.25的范围内，但优选在0.10～0.20的范围内。缺氧量x小于0.07时，第一磁性层31中包含的构成具有l10构造的合金的b部分氧化生成氧化硼，由于氧化硼移动到晶界部，因此磁性层3的(001)取向性降低。另一方面，缺氧量x大于0.25时，第一基底层21中包含的由通式(a)表示的化合物的晶格常数变小，给第一磁性层31中含有的具有l10构造的合金的c轴选择取向带来障碍，因此磁性层3的(001)取向性降低。
[0046]
另外，缺氧量x例如可以通过利用x射线衍射的mgo的晶格常数的伸缩、二次离子质谱分析(sims)、电子探针微量分析(epma)、x射线光电子分光(xps)等公知的方法来测定。
[0047]
第一基底层21能够通过溅射法成膜。
[0048]
优选在成膜第一基底层21时，使用包括mgo的溅射靶、以及在惰性气体中添加1体积％～20体积％的范围内的氢的溅射气体，来成膜第一基底层21。由此，将mgo还原，能够成膜缺氧的氧化镁、即、包括由通式(a)表示的化合物的膜。
[0049]
优选在成膜第一基底层21时，使用包括mgo的溅射靶，以1pa以上的溅射气体圧放电0.5秒以下的时间后，以0.5pa以下的溅射气体圧进行放电。
[0050]
由于mgo为绝缘性，因此在成膜第一基底层21时，使用rf溅射法，通过以1pa以上的溅射气体圧放电0.5秒以下的时间，能够以0.5pa以下的溅射气体圧稳定放电，结晶性高，能够成膜包括缺氧的氧化镁的膜。
[0051]
并且，通过以0.5pa以下的溅射气体圧放电，能够稳定地成膜包括缺氧的氧化镁的膜。能够稳定地成膜包括缺氧的氧化镁的膜的理由如下：伴随放电，虽然自mg分离的氧原子与氧原子再结合，也产生氧分子，但是氧分子的一部分通常被腔室壁吸附。这里，溅射气体圧为0.5pa以下时，自腔室壁放出的氧分子较少，从而能够使氧化镁成为缺氧状态。
[0052]
优选构成第一磁性层31的具有l10构造的合金还包括fe或co、以及pt。
[0053]
优选具有l10构造的合金中的b的含有量在2mol％～20mol％的范围内，更优选在2.5mol％～10mol％的范围内。具有l10构造的合金中的b的含有量为2mol％以上时，磁性层3的(001)取向性提高，具有l10构造的合金中的b的含有量为20mol％以下时，构成第一磁性层31的磁性粒子的磁化提高，其结果，磁记录介质100的磁记录信号强度提高。
[0054]
第一磁性层31还可以包括晶界偏析材料，具有颗粒结构。由此，第一磁性层31变得容易(001)取向，与(100)取向的第一底层21的晶格匹配性提高。
[0055]
作为第一磁性层31含有的晶界偏析材料，能够举出例如vn、bn、sin、tin等的氮化
物、c、vc等的碳化物、bn等的硼化物等，也可以并用两种以上。
[0056]
作为构成第二基底层22的材料，能够使第一磁性层31(001)取向即可，不特别限定，能够举出例如(100)取向的w、具有cr、bcc构造的cr合金、以及具有b2构造的合金等。
[0057]
作为具有bcc构造的cr合金，能够举出例如crmn合金、crmo合金、crw合金、crv合金、crti合金、crru合金等。
[0058]
作为具有b2构造的合金，能够举出例如rual合金、nial合金等。
[0059]
另外，基底层2的层叠数为三层以上的情况下，第一基底层21之外的基底层与第二基底层22相同。
[0060]
优选第二磁性层32包括具有l10构造的合金。由此，磁性层3的(001)取向性提高。即，作为第二磁性层32，可以成膜沿第一磁性层31的取向外延生长的磁性膜。
[0061]
第二磁性层32中含有具有l10构造的合金可以包括b，也可以不包括b。
[0062]
优选构成第二磁性层32的具有l10构造的合金包括fe或者co、以及pt。
[0063]
第二磁性层32可以还包括晶界偏析材料，具有颗粒结构。
[0064]
第二磁性层32中含有的晶界偏析材料能够举出vn、bn、sin、tin等的氮化物、c、vc等的碳化物、bn等的硼化物、sio2、tio2、cr2o3、al2o3、ta2o5、zro2、y2o3、ceo2、mno、tio、zno等的氧化物等，也可以并用两种以上。
[0065]
另外，磁性层3的层叠数为3层以上的情况下，第一磁性层31之外的磁性层与第二磁性层32相同。
[0066]
优选磁记录介质100在磁性层3之上成膜有保护层。
[0067]
作为保护层的成膜方法，不特别限定,例如，可以举出用高频等离子体分解由烃构成的原料气体来成膜的rf
‑
cvd(射频化学气相沉积)法、用从灯丝放出的电子使原料气体离子化来成膜的ibd(离子束沉积)法、使用固体碳靶来成膜的fcva(过滤阴极真空电弧)法等。
[0068]
优选保护层的厚度为1nm～6nm。保护层的厚度为1nm以上时，磁头的浮起特性优良，保护层的厚度为6nm以下时，磁间隙较小，磁记录介质100的snr提高。
[0069]
磁记录介质100也可以在保护层之上形成润滑剂层。
[0070]
作为构成润滑剂层的材料，能够举出例如全氟聚醚等的氟树脂等。
[0071]
[磁存储装置]
[0072]
本实施方式的磁存储装置具有本实施方式的磁记录介质即可，不特别限定。
[0073]
本实施方式的磁存储装置例如具有：磁记录介质驱动部，其用于使本实施方式的磁记录介质旋转；磁头，其在顶端部设有近场光产生元件；磁头驱动部，其用于使磁头移动；以及记录再现信号处理系统。
[0074]
并且，磁头例如具有：激光产生部，其用于加热本实施方式的磁记录介质；以及波导，其用于将自激光产生部产生的激光引导至近场光产生元件。
[0075]
图2中示出了本实施方式的磁存储装置的一个例子。
[0076]
图2的磁存储装置具有：磁记录介质100；磁记录介质驱动部101，其用于使磁记录介质100旋转；磁头102；磁头驱动部103，其用于使磁头移动；以及记录再现信号处理系统104。
[0077]
图3中示出了磁头102的一个例子。
[0078]
磁头102具有记录头208和再现头211。
[0079]
记录头208具有：主磁极201；補助磁极202；线圈203，其用于产生磁场；激光二极管(ld)204，其作为激光产生部；波导207，其用于将自ld204产生的激光205传送至近场光产生元件206。
[0080]
再现头211具有被屏蔽件209包夹的再现元件210。
[0081]
[实施例]
[0082]
以下，对本发明的实施例进行说明。另外，本发明不限于实施例，在不改变其要旨的范围内，能够适当进行改变并实施。
[0083]
(实施例1)
[0084]
在耐热玻璃基板之上依次成膜厚度50nm的50原子％cr－50原子％ti合金膜(第三基底层)和厚度25nm的75原子％co－20原子％ta－5原子％b合金膜(软磁性基底层)。接下来，将基板加热至250℃后，成膜厚度10nm的cr膜(第二基底层)。此时，将dc磁控溅射装置用于第三基底层、软磁性基底层、第二基底层的成膜。
[0085]
接下来，使用rf溅射装置，成膜第一基底层。具体而言，将溅射气体圧设定为3pa放电12秒，成膜厚度2nm的mgo(1－x)膜。此时，作为溅射靶，使用mgo，作为溅射气体，使用含10体积％的氢的氩。
[0086]
另外，在成膜第一基底层后，通过xps测定缺氧量x。
[0087]
接下来，将基板加热至520℃后，依次成膜厚度3nm的60mol％(47.5at％fe－47.5at％pt－5at％b)－40mol％c膜(第一磁性层)和厚度5nm的82mol％(52at％fe－48at％pt)－18mol％sio2膜(第二磁性层)。此时，将dc磁控溅射装置用于第一磁性层、第二磁性层的成膜。
[0088]
接下来，使用离子束法在成膜厚度3nm的碳膜(保护层)后，通过涂布法形成全氟聚醚膜(润滑剂层)，获得磁记录介质。
[0089]
(实施例2)
[0090]
使用rf溅射装置以如下方式成膜第一基底层之外，与实施例1相同地制作磁记录介质。
[0091]
具体而言，将溅射气体圧设定为3pa放电0.3秒后，将溅射气体圧设定为0.1pa放电12秒，成膜厚度2nm的mgo
(1－x)
膜。此时，作为溅射靶，使用mgo，作为溅射气体，使用含10体积％氢的氩。
[0092]
(实施例3～7、比较例1～4)
[0093]
除了改变第一基底层、第一磁性层的成膜条件之外(参照表1)，与实施例1相同地制作磁记录介质。
[0094]
(实施例8～10)
[0095]
除了改变第一基底层、第一磁性层的成膜条件之外(参照表1)，与实施例2相同地制作磁记录介质。
[0096]
另外，表1中记载的、实施例2、8～10中的溅射气体圧是以3pa放电0.3秒后进行12秒放电时的溅射气体圧。
[0097]
(磁性层的(001)取向性)
[0098]
使用x射线衍射装置(philips制)测定成膜第二磁性层后的基板的x射线衍射光谱，求出fept合金的(200)峰的半值宽度。
[0099]
另外，使用磁性层中含有的具有l10构造的fept合金的(200)峰的半值宽度来评价
磁性层的(001)取向性。在此，fept合金的(001)峰的出现角度2θ不足够大。因此，在测定摇摆曲线时，即使将低角度侧扩大至测定极限，fept合金的(001)峰的强度相对于不存在峰的情况也不稳定，难以解析半值宽度。由于这样的测量上的理由，使用fept合金的(001)峰的半值宽度，难以评价磁性层的(001)取向性。另一方面，fept合金的(200)峰在fept合金为(001)取向时出现，但由于出现角度2θ足够大，因此适于评价磁性层的(001)取向性。
[0100]
表1中示出了磁记录介质的磁性层的(001)取向性的评价结果。
[0101]
(表1)
[0102]
[0103]
由表1可知，实施例1～10的磁记录介质中，fept合金的(200)峰的半值宽度较小，磁性层的(001)取向性高。
[0104]
与此相对，比较例1、2的磁记录介质中，由于第一基底层的x为0～0.05，因此fept合金的(200)峰的半值宽度较大，磁性层的(001)取向性低。
[0105]
并且，比较例3、4的磁记录介质中，由于第一基底层的x为0～0.05且第一磁性层不包括b，因此fept合金的(200)峰的半值宽度较大，磁性层的(001)取向性低。